hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
排尿筋過活動に由来する尿失禁の成因 : Cell junction変化による解析

高齢者排尿障害のひとつである排尿筋過活動に由来する尿失禁の成因を、とくに排尿筋の筋細胞間の結合装置に注目して調べた。32名の膀胱頚部硬化症患者についてマイクロチップ・トランスデューサーを用いたビデオ・ウロダイナミクス解析、α-アドレナリン受容体遮断薬の有効性、また、とくに高齢患者では排尿筋を細胞間結合装置に注目して電子顕微鏡で調べた。また、実験動物としてイヌを用いて組織化学染色により外尿道括約筋における速筋繊維と遅筋繊維の分布状態と割合を調べたところ、前立腺肥大症や神経因性膀胱の合併症をもたない症例の膀胱頚部硬化症は器質的なものが多いという結果を得た。また、膀胱頚部硬化症はα-アドレナリン受容体遮断薬の投与により膀胱頚部径が有意に拡大したが、正常対照群では有意な変化をみなかったので、膀胱頚部硬化症患者の排尿筋ではβ-アドレナリン受容体に対して、α-アドレナリン受容体が優性になっていることが解った。下部尿路通過障害症例では電子顕微鏡観察により排尿筋の細胞間のgap junctionの形成不全が見られた。このため、下部尿路通過障害による過活動膀胱は排尿筋の細胞間のシグナル伝達を司るところのgap junctionの形成不全が原因であることが解った。また、イヌの尿道固有横紋筋の組織化学染色ではこの筋に速筋繊維と遅筋繊維が混在し、その割合、分布には個体差が大きく、性、年齢による変化は認められなかった。(対象および方法)前立腺肥大症による器質的下部尿路通路傷害患者16例および神経因性膀胱患者1例に対し、マイクロチップトランスデユーサーを用いたビデオダイナミクスにより、pressureflow studyを施行した。次に経尿道的手術時に選られた膀胱排尿筋組織を電子顕微鏡により検討し、排尿機能との関連を研究した。特に下部尿路通過障害では過活動膀胱の認める症例において膀胱の電子顕微鏡所見を排尿筋細胞の変化、神経組織、およびcell junctionsなどにつき検討した。対象として、膀胱癌にて手術を施行した、排尿障害を認めない3例(膀胱全摘術2例、経尿道的膀胱腫瘍切除術1例)および腹圧性尿失禁にて手術を施行し、膀胱機能は正常であった1例に対し、手術時に膀胱排尿筋組織を採取し、同様の方法で電子顕微鏡による検討を施行した。(結果)対象群では、cell junction等に異常はみられなかった。下部尿路通路障害症例では、9例(56%)に無抑制収縮、すなわち過活動膀胱がみられた。そのうち7例に排尿筋のcell junctionの異常、すなわちgap junctionに相当したcell junctionの狭小化が見られた。神経因性膀胱の1例はmultiple sderosisの症例であったが、この症例も過活動膀胱がみられた。しかし排尿筋の電子顕微鏡所見では、cell junctionの異常はみられなかった。(考察および結論)これまでの検討では、下部尿路通路障害による過活動膀胱、すなわち不安定膀胱では、cell junctionの異常がみられたが、対照例や、神経因性膀胱による過活動膀胱、すなわち排尿筋過反射にはみられなかった。この下部尿路通過障害におけるcell junctionの異常は、electrical couplingの異常により、膀胱の伸展刺激に対しての収縮反応閾値の低下を引き起こし、過活動膀胱の一因になりうつものと考えられた。今後症例を増やし、さらに検討を行っていく予定である。今までは正常組織像および正常電子顕微鏡像を得る目的で下部尿路通過障害、神経障害、排尿障害を認めない患者の膀胱平滑筋、尿道固有横紋筋筋、尿道周囲横紋筋の健常部分および健常イヌのこれらの筋組織を年齢別に電子顕微鏡で観察し、以下の結果を得た。1)年齢が増すとともに変性した筋線維が増える傾向がみられた。この傾向は筋線維の一部に変性が見られる場合と、筋線維全体が変性する場合の両方に見られた。これは光学顕微鏡による広範囲に亘る観察でも確認できた。2)細隙結合の出現頻度および大きさは加齢とは関係がないように思われた。

これについては個体の差によるものか、試料の採取部位によるものか、または、たまたまそのようなところを電子顕微鏡で見たためなのか判らないので、抗細隙結合蛋白抗体を用いて免疫組織学的に広範囲の組織について調べる必要性があるという結論に達した。また電子顕微鏡像における細隙結合の出現頻度および大きさの計測のしかたにも、細胞膜の単位長さあたりの細隙結合の出現頻度および大きさを計測する必要が生じたので、画像解析装置の入手が必要である。今のところ、健常な筋組織の所見は以上であるが、同時に器質的下部尿路通過障害を有する患者の上記筋組織を経尿道的、針生検、または開腹手術で得て、同様に電子顕微鏡で観察した。まだ20例しか検査していないので結論は出せないが、同年齢の健常者に比べると、過活動膀胱による排尿障害の症例では細隙結合の出現頻度は高かった。これは、発達した細隙結合により一つの神経終末から各筋細胞に収縮刺激が過剰に伝わるためであると推測される。平成11年度は高齢者排尿筋における下部尿路機能と電子顕微鏡的形態の関係を調べた。患者は、排尿障害のために手術目的で入院した前立腺肥大症、膀胱頚部硬化症などの器質的下部尿路通過障害患者5例(平均年齢70.6歳)である。また、下部尿路通過障害を認めない患者4例を対照とした。対照症例の内訳は、膀胱癌で膀胱全摘術(2例)、および経尿道的膀胱腫瘍切除術(1例)を施行した症例および腹圧性尿失禁にて膀胱頚部コラーゲン注入療法を施行した膀胱機能の正常な患者(1例)であった。この9例につき、排尿筋過活動の有無、排出時における尿道抵抗の程度、排尿筋の収縮性(収縮不全の有無)などと排尿筋の電子顕微鏡所見、すなわち細隙結合の発達程度および筋細胞の微細形態変化との関連を検討した。また、排尿筋に分布する神経についても、その微細形態の比較を試みた。対照群では排尿筋細胞の細胞結合に異常は見られなかった。下部尿路通過障害症例では3例に過活動膀胱がみられた。そのうち2例に排尿筋の細隙結合の狭小化が見られた。また、細隙結合の出現頻度も対照群に比べると有意に少なかった。排尿筋の他の微細形態には対照群と下部尿路通過障害患者では有意な差は見られなかった。また、3例の下部尿路通過障害症例では排尿筋に分布する副交感神経の神経線維末端の神経・筋接合装置が対照群より発達しており、また、出現頻度も高かった。このことは細隙結合の過形成とあいまって、下部尿路通過障害患者のある症例では副交感性の刺激が排尿筋全体に過剰に伝わることを示唆する。
大腸菌DnaAタンパク質の機能構造の解析

目的:DnaA蛋白質はATP/ADPと高親和性で結合する。ATP結合型には複製開始活性があるが、ADP結合型は不活性である。本研究の第1の目的は、ATP結合部位をアミノ酸レベルで同定し、蛋白質構造変化の機構を明らかにすることである。特に、ATPのガンマ位リン酸が相互作用するアミノ酸の同定は、蛋白質活性化の機構を知るために最も重要である。第2の目的は、DnaA蛋白質の複製開始能およびその制御に必要なドメインの同定である。このために、複製開始が過剰に起こり致死性を示すようになったdnaA遺伝子変異株を分離しその蛋白質を生化学的に解析する。結果:ATPのガンマ位のリン酸修飾体を用いたアフィニティー・ラベル法により、415位のリジン残基がATPのガンマ位のリン酸と特異的に相互作用することが示唆された。次に、部位特異的変異導入法によって、この残基を他のアミノ酸と置換した変異体を作成し、その蛋白質を精製した。その結果、このアミノ酸が、ATPによる蛋白質活性化に必須であることが示された(投稿準備中)。一方、ランダム変異導入法によって、致死性を示すdnaA変異株を3種得ることができた。変異はいずれもDnaA蛋白質のATP結合ドメインとDNA結合ドメインの間の狭い領域に限定されていた。さらに、うち1種の変異体蛋白質は、ATPとの結合能を失っているにもかかわらず、複製開始能は保持していた。以上の結果は、この領域の構造がDnaA蛋白質の機能制御に重要であることを示し、蛋白質の構造機能相関を知る上で重要な知見である。本研究の進行のためには、まず、DnaAタンパク質の安定供給体制の確立が必須であった。従来、DnaAタンパク質は精製が難しいため収量が低く、これが生化学的研究の足かせとなっていたのである。研究代表者はまず、DnaAタンパク質の大量発現系に根本的な改良を加え、菌体全タンパク質の約15%までDnaAタンパク質が蓄積する系を新たに確立した。さらに精製法にも改良工夫を加え、50gの菌体から10mgのDnaAタンパク質を精製できる実験系を見いだした。これは、今まで不可能であったDnaAタンパク質の物理生化学的解析を可能とする突破口を開いたことを意味する。実際我々はCD(円偏光二色性)解析を行ない、初めてDnaAタンパク質の2次構造を解明した。DnaAタンパク質はa-ヘリックスを62%含み、ATPが結合すると構造変化を起こすことが示された。この構造変化によりDnaAは活性を持ち、熱に対し安定となる。さらに、ATP結合部位に結合してDnaAの活性を阻害する新規化学薬剤を見いだした。次に、構造変化による活性化の機構を知るため、DnaAのATP結合部位を明らかにした。タンパク質と共有結合するATP類以体ATP-pyridoxalを用いて、DnaAの親和性標識(アフィニティーラベル)を行なった結果、ATP-pyridoxalは、415番目のアミノ酸(Lys-415)と結合することが分かった。これは、ATPがLys-415を含む領域の構造変化を起こし、DnaAを活性化していることを示唆する(投稿準備中)。特に、ATPのガンマ位リン酸が相互作用するアミノ酸の同定は蛋白質活性化の機構を知るために最も重要である。

結果:ATPのガンマ位のリン酸修飾体を用いたアフィニティー・ラベル法により、415位のリジン残基がATPのガンマ位のリン酸と特異的に相互作用することが示唆された。次に、部位特異的変異導入法によって、この残基を他のアミノ酸と置換した変異体を作成し、その蛋白質を精製した。その結果、このアミノ酸が、ATPによる蛋白質活性化に必須であることが示された(投稿準備中)。一方、ランダム変異導入法によって、致死性を示すdnaA変異株を3種得ることができた。変異はいすれもDnaA蛋白質のATP結合ドメインとDNA結合ドメインの間の狭い領域に限定されていた。さらに、うち1種の変異体蛋白質は、ATPとの結合能を失っているにもかかわらず、複製開始能は保持していた。以上の結果は、この領域の構造がDnaA蛋白質の機能制御に重要であることを示し、蛋白質の構造機能相関を知る上で重要な知見である。
超音波照射による骨格筋・脂肪由来エクソソームの糖尿病性微小血管障害に対する効果

本研究課題では骨格筋細胞や脂肪細胞から放出される成分のうち,超音波照射により放出されるエクソソームの存在と作用を検出し,糖尿病モデル動物の骨格筋の微小血管障害に対する効果とエクソソームを介した作用効果を検証することを目的とした.また,本検証では共焦点レーザー法による毛細血管三次元構造,血管新生抑制に関連する因子等を解析し,これらの評価から糖尿病性微小血管障害に対するエクソソームによる超音波療法の効果と機序を検証し,糖尿病合併症の予防のための療法の開発を行う計画である.本研究課題では骨格筋細胞や脂肪細胞から放出される成分のうち,超音波照射により放出されるエクソソームの存在と作用を検出し,糖尿病モデル動物の骨格筋の微小血管障害に対する効果とエクソソームを介した作用効果を検証することを目的とした.また,本検証では共焦点レーザー法による毛細血管三次元構造,血管新生抑制に関連する因子等を解析し,これらの評価から糖尿病性微小血管障害に対するエクソソームによる超音波療法の効果と機序を検証し,糖尿病合併症の予防のための療法の開発を行う計画である.
新規不斉オニウム塩－遷移金属ハイブリッド型触媒反応系の開発

含酸素ヘテロ環であるキラルイソクロマンは生理活性物質でよく見られる構造であるため、その合成法の開発は近年注目を集めている。最近不斉触媒を利用し、種々の官能基を有するキラルイソクロマンの合成が達成されたものの、他の官能基への変換能力の高い末端アルキンを化合物にエナンチオ選択的に直截的に導入する報告例は皆無である。一方、化合物にエナンチオ選択的に末端アルキンを導入する手法として、銅触媒を用いたプロパルギルエステルの不斉プロパルギル位置換反応は有力なアプローチとして近年注目を集めている。様々な求核剤の適用が有効であり、数多くの有用な反応の開発に成功してきた。しかし、銅触媒を用いた不斉プロパルギル位置換反応においては、酸素原子を求核剤としたエナンチオ選択的分子内プロパルギルエーテル化反応は未だに報告されず、その開発は望まれている。以上の研究背景を踏まえ、我々はキラルイソクロマンの新たな合成法として、銅触媒を用いたアルコールを求核剤とする分子内不斉プロパルギル位置換反応に着目し、その開発に取り組んだ。本触媒反応の実現に向けて、最初に我々はベンゼン環のオルト位にプロパルギルエステル部位を有するフェニルエタノールをモデル基質として、設計・合成した。過去の報告を参考し、我々は光学活性な配位子としてキラルpyboxを適用することにした。様々な反応条件を検討した結果、5 mol%の銅トリフラート及び10 mol%の(S,S)-Ph-pyboxの存在下で、CF3CH2OHを反応溶媒として用いた場合、良好な収率及び高エナンチオ選択的(最高94% ee)に末端アルキンを有するキラルイソクロマンを合成することに成功した。また、反応生成物である末端アルキンを有するキラルイソクロマンを原料として用いた場合、キラリティを失わずにSonogashiraカップリング及びHuisgen環化反応に成功した。2018年度においては、我々は入手容易な銅塩および光学活性なpybox配位子を触媒として用い、今まで達成されていなかったエナンチオ選択的分子内プロパルギル位エーテル化反応を開発することに成功した。本研究は直截的に末端アルキンを有するキラルイソクロマンを合成する初めての例である。昨年度に得られた知見を踏まえ、新規不斉プロパルギル位置換反応の開発に取り組む。具体的には、今まで銅触媒を用いた不斉プロパルギル位置換反応系における求核剤としての使用が困難とされているリンおよび硫黄原子の適用を検討していく。また、反応の反応性および選択性を精密制御するため、不斉有機分子触媒(キラルリン酸、キラル相間移動触媒など)と遷移金属(Ru, Cuなど)の組み合わせも検討していく。
口唇・口蓋裂発生抑制因子に関する研究-自然発生口唇・口蓋裂マウスによる本症発生抑制因子の追及

本研究計画に従い、以下の如く研究を行った。(1)自然発生口唇口蓋裂モデル動物を用い、口唇口蓋裂を発生しないといわれているモデル動物に受精卵を移植し、口唇口蓋裂発生の有無ならびに他の外表奇形について検索するため、A/J系マウス卵を、C57BL/6系マウスに移植した。その結果、得られた胎仔すべてに口唇口蓋裂および口蓋裂を有した胎仔は見られなかった。また他の外表奇形も認められなかった。コントロールとしてC57BL/6系マウス卵を、A/J系マウスに移植し口蓋裂を確認した。その胎仔を育種し第2世代の口唇口蓋裂発生ならびに他の外表奇形についても検索し、第2世代に口唇口蓋裂が発現することを明らかにした。(2)これまでに全胚培養法を利用して、口唇口蓋裂自然発生マウスであるA/J系マウスの胎仔を培養し、その口唇裂の発生について研究し、さらにエストラジオールにより、その抑制効果を検討した。しかし、全胚培養法では、培養期間等に限界があり、口蓋の癒合時期までの培養、観察には至っていない。そこで、器官培養法を用いてIn vitroにおける口蓋の癒合状態について実験を行い、エストラジオールの予防効果を確認した。(3)エストラジオールかA/Jマウスにおける口唇口蓋裂の予防に効果があることを報告し、神経堤細胞の移動を促進すると仮設をした。そこで同じく神経堤細胞由来の心血管系や細胞の奇形に対しても、エストラジオールの予防効果があるか否かを実験した。妊娠8日目、9日目に投与した群において、口唇口蓋裂及び胸腺の低形成については有意に減少したが心血管系の奇形に関しては有意差は認められなかった。妊娠7日目投与群については心血管系にも減少の傾向を確認した。1.平成2年度までの文部省科学研究費(一般研究A)の成果の延長上の実験として、回転式胎仔培養装置を使用して母獣作用(materーnal effect)を除外した環境下でA/J系マウスを用いて我々の発見した本症抑制因子であるエストラジオ-ルの至適投与条件等の決定で行うとともにラットなどの培養を行った。2.A/J系マウスを用いて口唇部のSEM(相差電顕)微細構造を解析するとともに定量形態学的に解析を行い学会発表した。3.我々が現在飼育しているMMTV感染系統であるA/J系マウスに対して育種学的に非感染MMTVマウスの開発を目的として育種を行い現在継続中である。4.本研究助成によりマイクロマンプレ-タ-等による口唇,口蓋裂遺伝解析装置システムを設置し、システムの調整、基本手技の習得を行い平成4年度よりの実験の基礎をきずいた。学会発表口唇、口蓋裂発生に関する実験的研究1.篇57報A/J系マウスにおける口唇、口蓋裂と心血管系の異常について第58報A/J系マウスの自然発現口唇、口蓋裂における母獣側因子の関与について第59報卵巣移植法による口唇、口蓋裂発生率の変化第64報スラロイドホルモンによる口蓋裂発生におけるMMTVの関与について以上1991年7月第15回日本口蓋裂学会(札幌)2.第60報A/J系マウスの自然発現口唇、口蓋裂における母獣側因子の関与について1991年7月第31回日本先天異常会(島根)3.第61報顎、口腔領域における全胚培養法の検討第36回愛知学院大歯学会総会

4.第63報自然発生口唇口蓋裂(A/J系、CL/Fr系)マウスの一次口蓋発生に関する走査電子顕微鏡的考察1991年10月大阪口腔外科学会現在までの動物実験より、口唇裂を引き起こす原因として、顔面部間葉の低形成、それに伴う上皮間葉相互作用に基づく上皮活性の低下、さらに上皮癒合能の低下といった一連のメカニズムが存在し、それにより顔面隆起の低形成、愈合不全が説明され、口唇裂の披裂形態に様々なバリエーションが存在することが明かとなってきた。このメカニズムにおいて胚子胎生初期に移動を開始する神経堤細胞は重要な役割を演じ、口唇裂発生は神経堤細胞の移動障害または分化能の低下に大きく関与する。現在、我々はこの神経堤細胞の移動経路を追跡し、分化能を評価する実験を行ない、口唇口蓋裂の発生を著しく抑制するエストラジオールについて、神経堤細胞との関与、胎生期におけるリセプターの有無、及びその局在状態の検索を行っている。口唇、口蓋裂発生抑制図子のひとつであるエストラジオールは、我々の全胎仔培養法にて直接または関接的に神経堤細胞に働いていることが示唆されている。そこで顔面、口腔と同じ神経堤細胞由来である、心、大血管及び胸腺の異常発現に対するエストラジオールの影響についても検討を行った。現在のところ、胸腺の異常発現率も低下することが確認できている。自然発生口唇、口蓋裂モデル動物を用いた受精卵移植(一卵性双生児)の作成とそれらの口唇、口蓋裂発生の一致率についての研究は、現在排卵誘発剤投与における胎児の影響について検索した結果、A/J系マウス投与した群と投与しない群とでは、口唇、口蓋裂の影響は、差がないと孝えられた。また初期胚培養ではC57BL16マウスがA/J系マウスに比べて、培養成績が良い結果が得られている、受精卵移植(一卵性双生児)も現在平行して行なっているが、良い結果が得られていない。本研究計画に従い以下の如く研究を行った。【.encircled1.】自然発生口唇、口蓋裂モデル動物を用い、口唇、口蓋裂を発生しないといわれているモデル動物に受精卵を移植し口唇、口蓋裂発生の有無ならびに他の外表奇形について検索するため、A/J系マウス卵を、C57BL/6系マウスに移植した。その結果、得られた胎仔すべてに口唇口蓋裂および口蓋裂を有した胎仔は見られなかった。また他の外表奇形も認められなかった。コントロールとしてC57BL/6系マウス卵を、A/J系マウスに移植し、現在検索中である。また、その胎仔を育種し第二世代の口唇、口蓋裂発生ならびに他の外表奇形についても検索中である。【.encircled2.】これまでに全胚培養法を利用して、口唇、口蓋裂自然発生マウスであるA/J系マウスの胎仔を培養し、その口唇裂の発生について研究し、さらにエスラジオールにより、その抑制効果を検討した。しかし、全胚培養法では、培養期間等に限界があり、口蓋の癒合時期までの培養、観察には至っていない。そこで、器官培養法を用いて、In vitroにおける口蓋の癒合状態について実験を行った。結果をh6年7月日本先天異常学会で報告予定である。【.encircled3.】昨年までにotradiolがA/Jマウスにおける口唇口蓋裂の予防に効果があることを報告し、神経堤細胞の移動を促進すると仮説をした。そこで、同じく神経堤細胞由来の心血管系や胸腺の奇形に対しても、estradiolの予防効果があるか否かを実験している。妊娠8日目、9日目に投与した群において、口唇口蓋裂及び胸腺の低形成については有意に減少したが心血管系の奇形に関しては有意差は認められなかった。現在妊娠7日目投与群について検討している。
初期地球の沈み込み帯ダイナミクス:地球の化学的進化の解明に向けて

地球形成初期での大陸地殻の形成は,地球の化学進化に大きな影響を与えたと考えられる.前年度の研究では,初期地球で生じた現象が再現されたと考えられる1500万年前の西南日本の状況を計算機シミュレーションによって再現し,マグマ活動のプロセスを解明することを試みた.その結果,1.沈み込むプレート物質の大規模な融解が引き続き起こることは考えにくく,大陸地殻を形成したマグマは,マントル中で高マグネシウム安山岩に近い組成のマグマとして形成した.という結論が導き出された.しかし,初期地球ではプレートの温度が高く,プレート間でのカップリングが非常に強かった可能性があり,またプレートを沈み込ませるスラブの負の浮力も弱かったと考えられる.従って,初期地球ではプレート間のカップリング力はプレート運動の形態をコントロールしている重要なファクターの一つであったと考えられる.そこで,今年度は前年度で初期地球のアナロジーの場として考えた西南日本に関して,そこでのプレート間のカップリング力の推定を,前年度と同様の計算機によるシミュレーションによって試みた.また同時に比較的高温の上磐側プレート内での変形も推定した.その結果,1.プレート間のカップリング力は,せいぜい30MPa程度と静水圧と比べて12桁小さい.2.上盤側プレートに発達すると予想される付加帯では,温度から推定される粘性率では大規模な粘性的な流動が発生する.ことが明らかになった.このことから以下が結論づけられる.1.比較的高温であったと考えられる初期地球においても,プレート間のカップリングは現在と同様であった.2.カップリング力が強くなったような場合は,上盤プレートで大規模な変形が生じ,流動的な沈み込みが生る可能性がある.地球形成初期において,大陸地殻のマントルからの分離,形成は,地球の化学進化を大きく方向づけたと考えられる.現在,大陸地殻は,プレート物質がマントル内に沈み込み,部分溶融することによって形成されると考えられている.しかし,最近の岩石学的,地球化学的研究では,沈み込んだプレート物質の融解というプロセスだけでは大陸地殻の組成を厳密に説明できないことが解ってきた.そこで重要なのは,初期地球において,沈み込む物質が溶融する状況が起こり得るか,起こった場合,生じたマグマはどの様なプロセスを経て大陸地殻を形成するのかということである.今年度の研究では,実際に沈み込む物質が融解したことによって火山活動が生じたと考えられている,1500万年前の西南日本の状況を計算機シミュレーションによって再現し,その当時噴出した岩石の化学組成と,沈み込んだプレート物質の化学組成を用いて,プレート物質融解によって生じるマグマ活動のプロセスを解明することを試みた,当時の西南日本の地下の温度構造を,マントル対流とともに計算機でシミュレートしてみると,次のことが明らかになった.1.沈み込み速度が速いにもかかわらず,高温のマントル中に沈み込みを開始した初期には,沈み込む物質は容易に融解する.2.沈み込が続くにつれ,沈み込むプレートの冷却作用によってマントルの温度が低下するため,引き続き大量のマグマを生成することは難しい.この結果と,地表に噴出したマグマの組成を考慮すると,次の結論が得られる.1.沈み込むプレート物質の大規模な融解が引き続き起こるとは考えにくく,大陸地殻を形成したマグマは,沈み込むプレートから供給される少量のメルトや揮発性物質と作用して,マントル中で高マグネシウム安山岩に近い組成のマグマとして形成した.地球形成初期での大陸地殻の形成は,地球の化学進化に大きな影響を与えたと考えられる.前年度の研究では,初期地球で生じた現象が再現されたと考えられる1500万年前の西南日本の状況を計算機シミュレーションによって再現し,マグマ活動のプロセスを解明することを試みた.その結果,1.沈み込むプレート物質の大規模な融解が引き続き起こることは考えにくく,大陸地殻を形成したマグマは,マントル中で高マグネシウム安山岩に近い組成のマグマとして形成した.という結論が導き出された.しかし,初期地球ではプレートの温度が高く,プレート間でのカップリングが非常に強かった可能性があり,またプレートを沈み込ませるスラブの負の浮力も弱かったと考えられる.従って,初期地球ではプレート間のカップリング力はプレート運動の形態をコントロールしている重要なファクターの一つであったと考えられる.そこで,今年度は前年度で初期地球のアナロジーの場として考えた西南日本に関して,そこでのプレート間のカップリング力の推定を,前年度と同様の計算機によるシミュレーションによって試みた.また同時に比較的高温の上磐側プレート内での変形も推定した.その結果,1.プレート間のカップリング力は,せいぜい30MPa程度と静水圧と比べて12桁小さい.2.上盤側プレートに発達すると予想される付加帯では,温度から推定される粘性率では大規模な粘性的な流動が発生する.ことが明らかになった.このことから以下が結論づけられる.1.比較的高温であったと考えられる初期地球においても,プレート間のカップリングは現在と同様であった.2.カップリング力が強くなったような場合は,上盤プレートで大規模な変形が生じ,流動的な沈み込みが生る可能性がある.
光波領域ディラックコーンの理論と応用展開

この研究では,光ディラックコーンと呼ばれる特殊な光の分散関係について,基本的性質に関する理論解析を行うとともに,数値計算により具体的な試料構造を提案し,さらに,ディラックコーンを検出するための実験法を考案した。これに加えて,電子波などの他の波動現象への理論の拡張を行った。特に,電気の流れやすさを決める電子の有効質量を,ディラックコーンを用いて制御する手法を考案した。ごく最近,申請者は,フォトニック結晶のブリルアンゾーンの中央にディラックコーンを実現する方法を発見した。ディラック点では実効的屈折率がゼロなので空間的な位相変化が無く,光伝搬に伴う波面の変形も無いという著しい性質がある。本研究は,申請者が独自に開発した解析的な手法に基づき,光波領域のディラックコーンを実現するフォトニック結晶の試料構造の提示とディラックコーンの高精度な検出法の考案を第1の目的とする。また,ゼロ屈折率による光散乱の低減や,バンドオフセットによる有効質量の制御等の新しい物理現象の提示を第2の目的とする。さらに,電子波やマグノン等の電磁モード以外の素励起への理論の拡張,特に,極端に小さな有効質量をもつ励起子ポラリトンによる高温ボーズ凝縮の可能性の追求を第3の目的とする。この目的のために,平成26年度は,申請者が独自に開発した解析的な手法と数値計算を利用して,光波領域のディラックコーンを実現する試料構造の設計,入射電磁波とディラックコーンの結合性能の解析,および,顕微レーザー分光法による高精度なディラックコーンの検出法の考案を実施した。特に,スラブ型フォトニック結晶について,ディラックコーンを実現する具体的な試料構造を提示した。また,平面波で励起した際の伝搬方向の偏光依存性を解明し,ディラックコーンモードの検出法を提案した。さらに,回折損による有限のQ値を考慮した解析的な取扱いにより,数値解析で求まった複素固有周波数の波数依存性を再現することができた。研究成果は論文1報,招待講演4件などとして発表した。この目的のために,平成27年度は,申請者が独自に開発した解析的な手法と数値計算を利用して,周期的に構造を変調した半導体量子井戸の電子波の解析と,回折損のあるフォトニック結晶スラブのディラックコーンの解析を重点的に実施した。この結果,計画段階で予想した通り,半導体量子井戸の電子波にもディラックコーンが実現できること,および,バンドオフセットによって電子の有効質量が自在に制御できることを発見した。回折損のあるフォトニック結晶スラブについては,分散関係から算出した光の群速度が発散する一方で,エネルギー伝搬速度がゼロになり,これまでに知られていなかった新しいタイプの光の局在現象が生じることを発見した。これらの研究の成果は,招待講演3件などとして発表した。また,論文2報を準備中である3つの研究目的がすべて達成できたことに加えて,回折損のあるフォトニック結晶スラブの場合に,新しいタイプの光の局在現象を発見した。後者は研究計画を超える成果であるとともに,光物性分野で長年の懸案であった非エルミート系の超光速伝搬の問題を解決する端緒となる可能性をもつ重要な成果である。平成27年度までに,ディラックコーンを実現するフォトニック結晶の試料構造を算出した。また,偏光特性を利用したディラックコーンの検出法の考案,バンドオフセットによる有効質量の制御法の考案,電子波ディラックコーンへの拡張などを達成した。研究成果のとりまとめのために研究期間を延長し,平成28年度には,周期的に変調した半導体量子井戸の電子波のディラックコーンに関する論文発表1件,および,光ディラックコーンに関する国際会議での招待講演2件を行った。

後者は,4th Advanced Electromagnetics Symposium(開催地:スペイン)と37th Progress in Electromagnetics Research Symposium(開催地:上海)であるが,平成27年度実施状況報告書の研究発表欄に「発表確定」として記入したので,この実績報告書の研究発表欄には記載していない。この研究では,光ディラックコーンと呼ばれる特殊な光の分散関係について,基本的性質に関する理論解析を行うとともに,数値計算により具体的な試料構造を提案し,さらに,ディラックコーンを検出するための実験法を考案した。これに加えて,電子波などの他の波動現象への理論の拡張を行った。特に,電気の流れやすさを決める電子の有効質量を,ディラックコーンを用いて制御する手法を考案した。(1)光波領域試料の設計:2次元正方格子および3角格子フォトニック結晶スラブについて,吸収境界を導入した平面波展開法を用いて試料設計を行った。電磁モードのQ値を高くするために,エアブリッジ型試料を想定して分散曲線を算出し,試料構造の微調整によるΓ点のモードの偶然縮退を利用して,等方的なディラックコーンを実現する試料構造を見出した。また,Q値が有限の試料では固有周波数は複素数になることが,数値解析で確認できた。さらに,回折損による有限のQ値を考慮した解析的な取扱いにより,数値解析で求まった複素固有周波数の波数依存性を再現することができた。(2)入射電磁波との結合性能の解析:磁場の固有関数を基底にしたグリーン関数法を開発して,直線偏光した入射平面波による,フォトニック結晶スラブのディラックコーンモードの励起過程を定式化した。さらに,励起されたディラックコーンモードのポインティングベクトルを計算することにより,入射平面波との結合性能と伝搬方向の偏光依存性が解明できた。ソフトフォトニック結晶については,(1,1,1)方向の圧縮による試料構造の対称性の低下と固有周波数のシフトを考慮して,理論を定式化した。(3)ディラックコーンの検出方法の考案:顕微レーザー分光法を用いて,上で解明した伝搬方向の偏光依存性を観測することで,ディラックコーンが検出できる。さらに,この依存性が,ディラックコーンを構成するモードの対称性毎に異なるので,偏光依存性の測定からモードの対称性を判別することができる。以上から,研究は平成26年度の目標をすべて達成するとともに,有限のQ値の場合の解析解や,ディラックコーンを構成するモードの対称性の判別等,当初計画を超える研究成果が得られた。今後は,回折損のあるフォトニック結晶スラブに見られる超光速伝搬と光の局在現象を重点的に解析し,論文等として発表する。光物性物理学当初の計画通り,平成27年度は,ディラックコーンによって実現が期待される新現象の予測に研究の重点を移す。(1)光散乱の低減効果:ディラック点では実効的屈折率がゼロであることから,光伝搬に際して位相変化が無く,波面が変形しない。したがって,不純物等による光散乱が生じないと予想される。グリーン関数法による摂動計算を利用して,局在散乱中心による散乱振幅を入射光の周波数の関数として算出する手法を開発し,実効的屈折率と散乱確率の関係を明らかにする。
超高速水中水噴流によるピ-ニング加工用最適ノズルの開発

キャビテーション壊食エネルギーの有効利用技術の一つである高速水中水噴流によるピ-ニング加工の新技術を確立することを目的に、加工特性に係わる水噴流の構造とその非定常挙動を解明するとともに、ピ-ニング効果の実験的検証などを行った。本研究で得られた研究成果の概要を以下に示す。1.水中水噴流によるピ-ニング加工技術の成否を検証するため、ステンレス鋼試験片の残留応力をX線応力測定法により計測し、加工前の引張残留応力が表面損傷なしに圧縮残留応力に改善され、著しいピ-ニング効果が生じることを定量的に明らかにした。2.噴流加工特性のモニタリング法を確立するため、広範囲の加工周囲圧環境下においてキャビテーション・ノイズと衝撃圧パルスを計測し、噴流加工時における音響パワーならびに周囲圧と壊食率との間に指数則が成立することを明らかにした。3.水中水噴流の加工能力に直接係わる非定常気泡雲の破断特性を明らかにした。すなわち、破断周波数は壊食曲線の第1ピーク付近で極大となり、液柱塊の断続的衝突による壊食機構が確認された。また、円筒ノズルは高い破断頻度を示し、壊食作用が最も強いことが判明した。4.噴流加工に及ぼす材料表面曲率の影響を明らかにするため、各種円筒面上の衝撃圧分布を測定し、噴流幅が曲率半径より大きい場合には、噴流の増速効果で衝撃圧発生領域が円筒背面まで広く分布することなど、加工施工上の有用な知見を得た。5.キャビテーション気泡雲を伴う水中水噴流の非定常挙動を数値シミュレーションにより解明するため、圧縮性気液二相媒体モデルに基づく計算コードを開発し、気泡雲中の衝撃波の存在とその破断減少の係わりを明らかにした。キャビテーション壊食エネルギーの有効利用技術の一つとして、高速水中水噴流によるピ-ニング加工の新技術を確立することを目的に、加工特性に係わる水噴流の構造と非定常挙動を解明するとともに、ピ-ニング効果の実験的検証などを行った。本年度の研究成果の概要を以下に示す。1.噴流加工におけるモニタリング法を確立するため、キャビテーション・ノイズと衝撃圧パルスをハイドロフォンとAEセンサにより計測した。自由噴流における最大音圧発生領域の検出に成功し、衝撃噴流における音響パワーと壊食率の間に指数則が成立することを明らかにした。2.噴流加工に及ぼす材料表面曲率の影響を明らかにするため、各種円筒上の衝撃圧分布を測定し、噴流幅が曲率半径より小さい場合は加工特性にほとんど影響がないこと、大きい場合は噴流の増速効果で衝撃圧発生領域が円筒背面まで広く分布することなど、加工施工上の有用な知見を得た。また、円筒ノズルが高い破断頻度を示し、壊食作用が最も強い事実と符合することが明らかとなった。4.ピ-ニング加工技術の成否を左右する水噴流のピ-ニング効果を検証するため、ステンレス鋼試験片の残留応力をx線応力測定法により計測し、加工前の引張残留応力が表面損傷なしに圧縮残留応力に改善することを定量的に明らかにした。5.キャビテーション気泡雲を伴う水中水噴流の非定常挙動を数値シミュレーションより解明するため、圧縮性気液二相流に基づく計算コードを開発し、気泡雲中の衝撃波の存在とその破断現象の係わりを明らかにした。キャビテーションの壊食エネルギーを有効利用する目的で、超高速水中水噴流による材料加工特性のさらなる向上をめざし、水噴流の非定常挙動、加工能力に及ぼす周囲圧力の影響等に関する研究を行った。

本年度の研究成果を以下に示す。1.高速水中水噴流の壊食挙動に対する周囲圧力の影響を明らかにするため、新たに製作した加圧型密閉試験水槽を用いて0.5気圧から3.5気圧の周囲圧力の範囲で実験を行い、周囲圧の増加とともにキャビテーション噴流長さは減少し壊食ピークは上流側に移行すること、第1ピークよりも第2ピークの壊食量の増加が大きいこと、有効壊食領域が噴流中心部に集中すること、壊食率は周囲圧の3乗に比例することなどを見い出した。2.前年度に引き続き、水噴流によるピ-ニング効果を定量的に明らかにするため、ステンレス試片の引張残留応力を種々の吐出圧力、スタンドオフ距離、噴射時間に対して測定し、残留応力の空間分布からピ-ニング加工時における残留応力改善割合についての有用なデータを提示した。3.材料加工面上の微小段差形状の水噴流加工に及ぼす影響は、噴射時間が比較的短い壊食初期段階において顕著に現れることを明らかにした。4.前年度に開発した高速キャビテーション流れの計算コードを無反射境界条件を用いて改良し、衝撃波を伴うキャビテーション流れの数値シミュレーションを可能にした。
鳥類の頚髄に起こる細胞死の機序の解明

本研究では、孵卵4-5日のニワトリ胚頚髄におこる神経細胞死の発生機序について細胞レベルや分子レベルで解明するために以下の3つの目標に向かって並行して研究を進めた。(1)細胞死と細胞分化や細胞周期との関係を明らかにすること。^3Hチミジンを用いたオートラジオグラフィー法やBrdUを用いた免疫組織化学法を用いて細胞死を起こしている細胞、細胞死を起こさないで生き残る細胞の最終分裂の時期を調べたところ、細胞死を起こす細胞はおおむね孵卵2.5から3.5日の間に最終分裂を終えているのにたいして、細胞死を起こさない細胞は孵卵2.5から4.5日の間に最終分裂を行っていることが明らかとなり、最終分裂の時期が細胞死を起こす細胞の決定に関与している可能性が示唆された。また、細胞死を起こす細胞は、S期を離れて少なくとも12時間以上経った細胞であることが明らかになった。(2)細胞死に関与すると思われる細胞死関連分子の発現細胞死関連分子の発現を免疫組織化学法を用いて調べた。細胞死関連抗原とされるapogenとengulfenの発現を調べたところ、頚髄における細胞死においてもその発現が見られ、頚髄における細胞死でも他の部位に起る細胞死において見られる分子と共通の分子の発現があることが確認された。また、細胞死を起こす分子として知られるインターロイキン1β転換酵素(ICE)の阻害剤を用いた実験を行ったところ、頚髄の細胞死は抑制されなかった。これに対して腰髄において孵卵6-10日に起る細胞死はICE阻害剤によって抑制された。この結果は頚髄の細胞死と腰髄の細胞死とでは細胞内機序に違いがある可能性を示唆している。(3)外植体を用いた器官培養系の確立細胞死の開始直前のニワトリ胚の頚部をやく300μm程度の切片にして、コラーゲンゲル中で培養し、12から24時間後に切片を固定し組織学的な検討を加えた。この結果、外植体中では、顕著な細胞死が起らなかった。しかしながら、培養条件下での細胞の代謝などの評価はまだ行っておらず、この結果の解釈は今後の課題となっている。
助産ケアの実践知を生かす包括的な周産期遺伝看護ケアの協働モデルの構築

今年度は、国内外の文献および学会参加により、周産期遺伝看護の方法論および一般看護職(助産師)に対する遺伝看護学の教授法を探索した。現在、NIPT(無侵襲的出生前遺伝学的検査)は胎児のトリソミー21と18、13が検査対象となっているが、偽陰性や対象以外の染色体異常や母体の悪性腫瘍罹患などの偶発的所見の発見といった問題がある。また、その他の数的異常や染色体の微細欠失といった構造異常、単一遺伝子病のスクリーニングも技術的には可能であり、検査の施行時期および施設を限定し、研究として開始される可能性も実際に出てきている。現在、無秩序に検査施設が増え、それらによる対応が迫られるなか、認定施設と対象疾患の拡大により、さらなる当事者の混乱を招く事態を念頭に置かねばならない。今後はスクリーニングではなく、より専門的な遺伝カウンセリングが求められる一方で、周産期を専門とする看護職(特に助産師)が医療チームの中で機能するために、遺伝学的知識を獲得し、意思決定支援、継続ケアの質の向上に取り組むことが喫緊に求められている。海外においても、急速に拡大するゲノム医療へのニーズと実践に対応するためには、一部の専門家の対応では不十分であることが指摘されている。具体的には、専門看護師等のスペシャリストの教育に加えて、ジェネラルな看護職者が社会のニーズに対応できる知識・技術を獲得する必要性が認識されており、遺伝医療・遺伝看護に関する基礎教育における学習者の“誤認識"について問題視されていた。教育の方法論は、ストーリーやケーススタディを活用したインストラクションの重要性が示されている。具体的には学習者のニーズに合わせた学習を可能とする可能なWEBサイト、Facebook等のSNSを活用したリアルタイムなサポートシステムが取り入れられており、当該研究(国内の現任教育プログラム)の方向性に示唆を得た。2019年4月現在、NIPT(無侵襲的出生前遺伝学的検査)は、日本医学会と日本産婦人科学会の指針により認定を受けて実施している施設(認定施設)および無認可施設で行われている。無認可施設は格安の検査費用で年齢制限がなく、最短で翌日採血可能、検査結果も1週間と早く、アクセスが容易なことから多くの利用が報告されている。しかし、陽性となった場合の対応は不可能なことが多く、当事者の混乱が指摘されている。現在、国内の関連学会がNIPTの提供体制を検討しており、認定施設基準の見直しおよび認定施設数が増加することが予測される。無認可施設でNIPT受検し陽性となった対象へのその後のサポートはもちろん、施設数の拡大や、検査がスクリーニングの枠組みを超えて対象疾患が拡大された際の当事者へのサポートに対し、助産師・看護職へのさらなる役割が期待され、効果的な遺伝看護教育方法の検討・開発が差し迫った課題であることが明らかとなった。今年度の情報収集から、現状に即したプログラム開発が急務であることが確認され、計画の見直しが必要となった。周産期部門に勤務する看護職(特に妊娠中からの継続ケアを担う助産師)を対象とした教育プログラムを開発する。2019年度は、方法論の吟味とコンテンツの選定・作成を行う。また、コンテンツに必要とされる当事者の体験を集積することも検討している。

現在、国内の関連学会がNIPTの提供体制を検討しており、認定施設基準の見直しおよび認定施設数が増加することが予測される。無認可施設でNIPT受検し陽性となった対象へのその後のサポートはもちろん、施設数の拡大や、検査がスクリーニングの枠組みを超えて対象疾患が拡大された際の当事者へのサポートに対し、助産師・看護職へのさらなる役割が期待され、効果的な遺伝看護教育方法の検討・開発が差し迫った課題であることが明らかとなった。今年度の情報収集から、現状に即したプログラム開発が急務であることが確認され、計画の見直しが必要となった。周産期部門に勤務する看護職(特に妊娠中からの継続ケアを担う助産師)を対象とした教育プログラムを開発する。2019年度は、方法論の吟味とコンテンツの選定・作成を行う。また、コンテンツに必要とされる当事者の体験を集積することも検討している。本研究の目的は、出生前検査の受検を考慮する女性のための決定プロセスを、診療科看護職(助産師)とともに継続的に支えるケアモデルを構築することであるが、それは多職種連携を前提とし、現在既に潜在的に存在している助産実践の中の遺伝看護ケアを顕在化・明確化することを含んでいた。しかしながら、遺伝学的検査の精度その他の向上を前提とする今年度の周産期遺伝医療の大きな変化や動きにより、具体的なプログラム開発の方法論の検討が急がれることが国外の状況も踏まえ、明らかになった。現任教育プログラムは、対面での講義や演習を含み、シリーズ化することを考慮していたが、e-learningおよびweb上またはSNSでケア実践を支援する方法論も選択肢として検討することが重要視されたため、次年度以降の予算を多く確保することが必要となった。以上のことから、次年度使用額が生じている。
自己相関関数を用いた言語統計的手法の確立に関する研究

テキストデータを動的な時系列データととらえる方向性での研究は少なく,従ってテキストデータの時間的な相関を問題とした研究もほとんど行われていない.本研究では,テキストデータを動的な時系列データととらえ,考えている語の文書中での出現状況の相関を表す自己相関関数を計算する方法を提案する.提案手法では,適切な自己相関関数を定義するために,語の出現過程を記述するための基本時間単位を,文書中の個々の文に設定する.文書全体の主題と密接に関連した「概念語」と,文書全体の主題と密接な関連を持たない「非概念語」に対して,それらの自己相関関数が全く異なる特徴的な振る舞いをすることを示す.テキストデータを動的な時系列データととらえる方向性での研究は少なく,従ってテキストデータの時間的な相関を問題とした研究もほとんど行われていない.本研究では,テキストデータを動的な時系列データととらえ,考えている語の文書中での出現状況の相関を表す自己相関関数を計算する方法を提案する.提案手法では,適切な自己相関関数を定義するために,語の出現過程を記述するための基本時間単位を,文書中の個々の文に設定する.文書全体の主題と密接に関連した「概念語」と,文書全体の主題と密接な関連を持たない「非概念語」に対して,それらの自己相関関数が全く異なる特徴的な振る舞いをすることを示す.本研究は,文書中で使用される語の出現パターンを時間に依存する時系列データとしてとらえ,特に考えている語の出現パターンを特徴づける最も基本的な量としての自己相関関数の計算方法を確立することを目的としている.平成25年度は基本的な文書セットとして異なる分野から英語で書かれたの3つの書籍を取り上げ,それらの書籍中で頻出する頻出語セットに含まれる各単語についての自己相関関数を計算し,その計算方法の妥当性を検討した.文書を動的な時系列データとしてとらえる際の時間単位を(一文)=(一時間単位)と考えることで,信号解析や物性物理学あるいは経済時系列データの解析で使用されている自己相関関数と類似の自己相関関数を計算可能であることが確認された.さらに,頻出語セットに含まれる各語の自己相関関数が,物性物理学の分野で自己相関関数の記述に多用される拡張指数型関数(stretched exponential functionまたはKohlausch-Williams-Watts function)と定数の重ね合わせで構成されるモデル式で精度よく記述可能であることが明らかとなった.また,モデル式における定数部分が支配的な自己相関関数は,「機能語」に対して多く観察されること,また拡張指数型関数部分が支配的な自己相関関数は,文書の主題に密接にかかわる「概念語」に対して多く観察されることが明らかとなった.引き続いて,上記モデル式を理論的に説明するための確率過程モデルについて考察した.モデル式の定数部分は定常ポアソン過程により,また拡張指数型部分は非斉次ポアソン過程を拡張したCox過程によりもたらされる可能性が強く示唆された.またここで考えるCox過程により,語の特徴的な出現パターンであるバースト性が再現されることも確認された.本研究の主たるテーマは,さまざまな語の文書中での働きおよび重要度を調べる目的で行う語の自己相関関数の計算について,その計算手法を提案・確立することである.本研究においては,テキストデータを動的な時系列データととらえ,考えている語の文書中での出現状況の相関を表す自己相関関数を計算する方法を提案した.その際,一文を一時間単位に設定することで,文書中の語の出現に関しても,物理学や工学系信号処理分野,経済時系列データの解析等で使用される,徐々に相関が減衰する単調減少関数としての特徴を持つ自己相関関数が計算可能であることを示した.提案手法を用いて,複数の学術的な書籍について文書中に頻出する語の自己相関関数の計算を行い,以下の結果を得た.・文書全体の主題と密接に関連した「概念語」と,文を構成する要素として欠かせない「機能語」とで,それぞれの自己相関関数の計算結果が全く異なる特徴的な振る舞いをすることが明らかとなった.特に「概念語」の自己相関関数は,相互作用のある物理系における緩和過程において頻出する拡張指数型自己相関関数で精度よく記述可能であることが明らかとなった.・「概念語」および「機能語」それぞれの特徴的な振る舞いを説明するための確率過程モデルを提案した.「機能語」の出現をモデル化した確率過程モデルとして,文書開始から現在時刻までの対象となる語を含む文の合計数が,典型的な計数過程であるPoisson分布にしたがっていると仮定すると,観測される自己相関関数を再現可能であることを明らかにした.また,「概念語」の自己相関関数の特徴である拡張指数型自己相関関数は,非定常ポアソン過程における強度関数に確率過程を仮定するCox過程を用いたモデル化により再現可能であることが明らかとなった.・上記結果は,医療分野学生が提出するポートフォリオ等の文書分析にも有効であることが示された.統計的機械学習,計量言語学平成25年度における主要な目的である自己相関関数の計算方法の確立については,3つの書籍の頻出語セットに含まれる数百の語の自己相関関数の計算結果を通じて,完全に達成された.すなわち,得られた自己相関関数が他の時系列データを扱う諸分野の自己相関関数と類似の振る舞いを示すこと,また得られた自己相関関数が文書中での語の働きを反映した特徴を有することなどを合わせて,本研究で提案する自己相関関数の計算方法が十分な妥当性を有することが確認された.

また,得られた自己相関関数を記述するためのモデル式の構築についても満足できる結果が得られた.すなわち,上記数百の頻出語セットに含まれるすべての語について,自己相関関数が定数部分+拡張指数型部分の重ね合わせで精度よく記述されることが確認された.なお,このモデル式を用いて実際の自己相関関数に対する非線形回帰を効率よく実施するためには,計算上複数の工夫が必要であるが,これらの計算上の工夫に関する実用的な知見も得ることができた.また,これらの工夫を盛り込んだ非線形回帰を実行するためのプログラムもおおむね完成している.上記,非線形回帰に使用するモデル式は経験的に得られたものであるが,それを理論的に裏付けるために,このモデル式で表現される自己相関関数をもたらすような確率過程モデルについての検討に着手した.現段階では,モデル式における定数部分は最も基本的な計数過程であるポアソン過程により生成可能であること,またモデル式に含まれる拡張指数型関数の部分は非斉次ポアソン過程を拡張したCox過程で記述できる可能性が高いことが明らかとなっている.とくに,過去の確率変数の履歴を考慮した確率過程モデルとして,非斉次ポアソン過程におけるイベントの生成率が過去の確率変数実現値の畳み込み積分で定義されるCox過程に分類される確率過程モデルが有望である.頻出語セットに含まれるすべての語について得られた自己相関関数を精度よく記述可能なモデル式についての理論的な研究を進める.具体的には,確立されたモデル式である定数部分+拡張指数型関数で記述されるような自己相関関数をもたらす確率過程はどのようなものかを明確にしたい.ただし,これらの確率過程を演繹的・帰納的に導出することは困難である.そこで,モデル式で記述される自己相関関数を生成する可能性が最も高いと考えらえる,非済次ポアソン過程を拡張したCox過程の範疇で,語の文書中での過去の出現履歴に依存した確率過程を考え,この確率過程をシミュレーションにより生成して,そこから計算された自己相関関数と実際の語の自己相関関数とを比較,検討するという手法をとる.この検討により,とくに「概念語」の文書中での出現がどのような確率過程によってもたらされるのかを明らかにし,さらには「概念語」の文書中での動的出現パターンの不偏的な特徴について検討する.この検討により,過去の履歴の影響の割合に応じて,語の出現パターンにどのような違いが生じるのかを議論したい.また,本研究の妥当性を確立するために,より多くの文書セットについて語の自己相関関数の計算,得られた自己相関関数のモデル式による非線形回帰の実行,回帰の際に得られるフィッティングパラメータによる語の特徴をとらえた分類,さらに大規模なシミュレーションの実行による確率過程モデルの検証を行う.特に,非線形回帰により得られたパラメータを用いた語の分類により,語の文書中での働きと得られたフィッティングパラメータ値との関係を詳細に検討し,パラメータ値により語を分類する方法の確立を目指す.この方法が確立されれば,自己相関関数を計算することで文書内の語の使われ方についての重要な知見が得られる実用的な手段が提供できるはずである.当初は,平成25年度中にワークステーションを購入して,多くの文書セットについて得られた自己相関関数に対して,モデル式を用いた非線形回帰による解析を行う予定であった.しかし,モデル式による非線形回帰をすべての自己相関関数に行う前段階として,実用的な非線形回帰アルゴリズムを確立することが必須であることが明らかとなった.
胸部疾患領域に於けるグリコサミノグリカン及び糖蛋白の生化学超微形態学的研究

(1)カンディダ、アルビカンスを用いた胸膜炎の実験では、検出されたグリコサミノグリカン(GAG)サブタイプのうち、ヒアルロン酸(HA)の分子サイズが経過と共に変化することが分った。(2)胸膜中皮腫の脳転移は稀で、診断も困難であると報告されてきたが、HAのみを特異的に分解するストレプトミセス由来のヒアルロニダーゼを用いた酵素消化試験、組織化学的手技により転移巣の診断も可能となった。(3)ヒト肺加齢時におけるコンドロイチン硫酸画分について検討し、コンドロイチン-6-硫酸(CH-6-S)がコンドロイチン4硫酸(CH-4-S)に転換され、更にCH-4-Sがコンドロイチン(CH)に転換することを示唆する成績が得られた。(4)ヘパラン硫酸(HPS)の肺内局在について検討し、HPSは【I】型、【II】型肺胞上皮細胞基底膜、内皮細胞基底膜、平滑筋細胞線維芽細胞の基底膜に存在することが分った。(5)癌組織では一般にFNが消失すると報告されてきたが、肺癌の場合は、これとは逆に小細胞癌、大細胞癌、低分化扁平上皮癌など分化度の低い癌にFN陽性の所見が得られた。この成績はこれまでの諸家の成績とは全く異なっていたので免疫組織化学に使用した抗体について巌密な検討を加えた。(6)ヒト肺からFNの抽出を行い、ヒト血漿FNと比較し、尿素抽出法を用いた場合は、蛋白分解酵素阻害剤を充分量使用しても、FNの断片化を完全に防ぐことはできなかった。(7)胸水中のFNの大部分はゼラチンカラムに保持され、血漿FNとほぼ同様の性質を示した。(8)サルコイドーシス、肺線維症症例の気管支肺胞洗淨液のFNは活動期で高値を示すこと、FNの断片は比較的少ないことが分った。(9)ブレオマイシンを用いた実験的肺線維症の動物モデルで治療実験を試み、メシル酸がベキャートの有効性を示唆する成績が得られた。