hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小学校における教科内プログラミング活動に適した対象タンジブル協調環境の開発と評価

小学校の教科内プログラミング学習活動を支援する,拡張現実技術を用いたプログラミング環境およびプログラミング題材兼教科用教材の開発を行う。小学生の学習の特性を考慮し,空間拡張現実によるタンジブル協調活動環境の可能性に着目した。1年目はテーブルサイズの空間拡張現実を実現するためのプロトタイプハードウェアの構築と小学校算数におけるプログラミング題材の検討を行い,2年目は対象タンジブル環境のソフトウェア部分を実装するとともに,システムの最適化および小学生を被験者としての評価実験・改良を行う。教科におけるプログラミング課題の検討を行った。対象教科として小学校算数を設定し,反復処理を用いた正多角形の描画(5年生),条件分岐処理として数表・方眼上における公倍数(5年生)や多様な形の求積(6年生)の課題を考案した。これらの課題についてプログラミング例を作成したが,その際,既存のプログラミング環境であるScratchと,独自のプログラミング環境を開発して使用した。独自のプログラミング環境はより最適な命令セットや機能を検討するために開発したもので,多様な環境で比較検証できるようにWEBプラットフォーム(HTML+javascript)で開発している。今回の研究で開発する「対象タンジブルプログラミング環境」の開発技術の検討を行った。ハードウェア面では「机上投影プロジェクションマッピング」と「モーションキャプチャ」を行うための機材の選定と性能検証である。立体的な配置から投影・撮影するための,軽量でありながら十分な性能を持つ機器(Optomaのポータブル短焦点プロジェクタとIntelのデプスカメラ)を選定,それを支持するために撮影用機材を採用し,映像信号の配線をおこなってハードウェア構成を構築した。ソフトウェア面ではプラットフォームとして,配布と処理速度に有利な汎用言語(C#(WPF))と試行錯誤に有利なスクリプト言語(Python)の選択肢があり,研究における開発の性格,映像処理に用いるOpenCV,Intel Realsense SDKの対応状況,およびGUIの構築のしやすさを調査検討の結果,Pythonプラットフォームによる開発を決めた。その他,タンジブル教材制作のために使用するレーザーカッターの操作技術を習得し,協調プログラミング活動記録のために全天周カメラによる撮影と映像分析手法(使用するアプリケーションソフトウェア)の検討を行った。システムの開発にあたっては,予想外の調達の遅延・情報不足の困難を経験した。しかし,並行して教科プログラミング課題の検討を進めていたことにより,全体的に研究の進行に問題はなかったと考えている。これらの状況について,以下に詳細を説明する。【システム開発・ハードウェア面の状況の詳細】仕様・性能的に適切なものを選定できたが,調達にあたってシステムの中心となるコンピュータがメーカーの製品ラインナップ更新タイミングにあたったことや,理想とした性能のプロジェクタが品薄だったことで入荷が遅れたことは予想外であった。そのため実システムを組み上げての開発は年度末近くになった。【システム開発・ソフトウェア面の状況の詳細】各種ソフトウェアのバージョンアップ(Open CV 4.0,Intel Realsense SDK2, Visual Studio 2019)から時間が経っておらず,解説書籍が存在しないなどの情報不足はオープンソースライブラリーの使用により,ソースに当たって実現可能性を探ったことは通常の手段では困難な発見だった。プロジェクションマッピングやモーションキャプチャーは研究担当者にとって新しい技術やプロットフォームであったため,学習と習得に労力を要した。【教科プログラミング題材検討の状況の詳細】一般的に用いられている言語Scratch,およびWEBプラットフォーム(HTML+javascript)における独自プログラミング環境を用いて始めた。これは多様な端末環境で実行可能であるため,他人に試用してもらうことが容易で,教育関係者からの意見を聞きながら検討を進めることができた。また,研究担当者にとって既知のプラットフォームであったため技術的困難が少なく,効率的に研究を進められた。システムのソフトウェア部分(プログラミング環境)の開発を進め,春のうちにプロジェクションマッピング環境において,デプスカメラを用いた自動キャリブレーションとジェスチャー・タンジブル教材認識を実現,夏までにプログラミング環境を開発しシステムを完成させる。夏には研究の着想と教育的意義について国際会議iCoME(日本教育メディア学会と海外関連学会の共同開催。場所:深セン)での発表を予定している。夏から秋にかけて子どもを対象にした実践研究を行い,秋から冬の間に実践研究の成果を含めて国内向け発表を行い,冬に論文執筆・投稿を行う。投稿先は日本教育メディア学会もしくはiCoME関連の英文誌を計画している。当初は複数のグループで実践することを考え,プロトタイプとそれを発展洗練させた実用環境の2つを開発することを構想していた。ハードウェアの構築に時間がかかったスケジュールも考慮して,研究の重点を実用環境システムを使用した実践から,バリエーションの検討に移行したいと考えている。具体的には,1年目のプロトタイプよりも単純な仕組みでどこまで本来やりたいことが実現できるかの検証である。これはより研究の成果を普及するのに役立てられる。具体的には設置に手間がかかる3つのプロジェクターを空中に配置するのではなく,卓上に置いた単体の超単焦点プロジェクターにより実現させるアイディアである。この案はプロジェクションマッピングにあたって影が多く生じるデメリットはあるものの,構築が簡単であり,明るいところでも利用可能で,さらにプロジェクターは専用ではなく多用途に使えるという大きなメリットがある。試算では費用面ではあまり差は生じない見込みである。

教科におけるプログラミング課題の検討を行った。対象教科として小学校算数を設定し,反復処理を用いた正多角形の描画(5年生),条件分岐処理として数表・方眼上における公倍数(5年生)や多様な形の求積(6年生)の課題を考案した。これらの課題についてプログラミング例を作成したが,その際,既存のプログラミング環境であるScratchと,独自のプログラミング環境を開発して使用した。独自のプログラミング環境はより最適な命令セットや機能を検討するために開発したもので,多様な環境で比較検証できるようにWEBプラットフォーム(HTML+javascript)で開発している。今回の研究で開発する「対象タンジブルプログラミング環境」の開発技術の検討を行った。ハードウェア面では「机上投影プロジェクションマッピング」と「モーションキャプチャ」を行うための機材の選定と性能検証である。立体的な配置から投影・撮影するための,軽量でありながら十分な性能を持つ機器(Optomaのポータブル短焦点プロジェクタとIntelのデプスカメラ)を選定,それを支持するために撮影用機材を採用し,映像信号の配線をおこなってハードウェア構成を構築した。ソフトウェア面ではプラットフォームとして,配布と処理速度に有利な汎用言語(C#(WPF))と試行錯誤に有利なスクリプト言語(Python)の選択肢があり,研究における開発の性格,映像処理に用いるOpenCV,Intel Realsense SDKの対応状況,およびGUIの構築のしやすさを調査検討の結果,Pythonプラットフォームによる開発を決めた。その他,タンジブル教材制作のために使用するレーザーカッターの操作技術を習得し,協調プログラミング活動記録のために全天周カメラによる撮影と映像分析手法(使用するアプリケーションソフトウェア)の検討を行った。システムの開発にあたっては,予想外の調達の遅延・情報不足の困難を経験した。しかし,並行して教科プログラミング課題の検討を進めていたことにより,全体的に研究の進行に問題はなかったと考えている。これらの状況について,以下に詳細を説明する。【システム開発・ハードウェア面の状況の詳細】
ヒト骨髄中原骨細胞の増殖,分化機構の解明と自家骨原細胞委嘱の可能性の検討

1)ヒト骨肉腫ヌードマウス移植モデルを用いた骨形成細胞の起源と遺伝子発現機序の解明4種類のヒト骨肉腫由来細胞(OST,NOS1,NOS2,HuO9)をヌードマウスに移植し形成された骨組織を検討した.骨形成を担う細胞の起源を、ヒトとマウスに各々特異的なDNA配列を標的としたDNA-in situ hybridization(ISH)を用いて同定した結果、骨形成パターンには、3種類あるいことが判明した。一つは移植した細胞自体が骨形成を行うもの、もう一つは移植した細胞自体は骨形成を行わずHostが反応性に骨形成を引き起こすもの、あるいは移植細胞とHostの細胞いずれもが骨形成をおこすものであった.これらの骨形成機序の解明を進めている.2)ヒト骨髄内骨原細胞の増殖、分化誘導と脂肪細胞への分化の抑制まず、ヒト腸骨より採取したヒト骨髄細胞から骨原細胞を遠心分離抽出し、培養増殖させた.一定量の骨髄血からは、若年者のほうがより早く多くの細胞を得ることができ、過去に我々が報告した分離抽出を行わない培養の結果と同様であった.分離した骨髄細胞をRMP及びその担体(PGS)を用いてヌードマウスに移植し、in vivoでの骨形成の至適条件を検討した.RMPには骨誘導能力があるため、添加して移植したものはマウス由来の骨形成を明らかに誘導した.しかし、上記と同様にDNA-ISH法を用いて同定した結果、ヒト骨原細胞由来の明らかな骨形成は、認めなかった.組織学的検討により、RMPを併用した担体の骨形成は、周囲に強く起こっているため、ヒト由来の細胞の担体及び骨形成の足場としては適当でないと思われたため、現在、別の手段にて移植を検討中である.脂肪細胞への分化誘導、及びその抑制に関しては、現在、脂肪細胞のマスター遺伝子といわれるPPARを中心に、検討中である.1)ヒト骨肉腫ヌードマウス移植モデルを用いた骨形成細胞の起源と遺伝子発現機序の解明4種類のヒト骨肉腫由来細胞(OST,NOS1,NOS2,HuO9)をヌードマウスに移植し形成された骨組織を検討した.骨形成を担う細胞の起源を、ヒトとマウスに各々特異的なDNA配列を標的としたDNA-in situ hybridization(ISH)を用いて同定した結果、骨形成パターンには、3種類あるいことが判明した。一つは移植した細胞自体が骨形成を行うもの、もう一つは移植した細胞自体は骨形成を行わずHostが反応性に骨形成を引き起こすもの、あるいは移植細胞とHostの細胞いずれもが骨形成をおこすものであった.これらの骨形成機序の解明を進めている.2)ヒト骨髄内骨原細胞の増殖、分化誘導と脂肪細胞への分化の抑制まず、ヒト腸骨より採取したヒト骨髄細胞から骨原細胞を遠心分離抽出し、培養増殖させた.一定量の骨髄血からは、若年者のほうがより早く多くの細胞を得ることができ、過去に我々が報告した分離抽出を行わない培養の結果と同様であった.分離した骨髄細胞をRMP及びその担体(PGS)を用いてヌードマウスに移植し、in vivoでの骨形成の至適条件を検討した.RMPには骨誘導能力があるため、添加して移植したものはマウス由来の骨形成を明らかに誘導した.しかし、上記と同様にDNA-ISH法を用いて同定した結果、ヒト骨原細胞由来の明らかな骨形成は、認めなかった.組織学的検討により、RMPを併用した担体の骨形成は、周囲に強く起こっているため、ヒト由来の細胞の担体及び骨形成の足場としては適当でないと思われたため、現在、別の手段にて移植を検討中である.脂肪細胞への分化誘導、及びその抑制に関しては、現在、脂肪細胞のマスター遺伝子といわれるPPARを中心に、検討中である.
肝細胞癌に対するCDK4/6阻害薬による抗腫瘍免疫誘導の基礎検討

上述のように、HuH-7細胞にCDK4/6阻害薬を添加し、細胞表面のMHC class I/β-2MG発現をFlow cytometryで確認したところ、軽度の発現上昇を認めたものの、再現性に乏しい結果であり、実験条件の再検討が必要と考えられた。PDL-1,2発現変化も現時点では一定の結果が得られていない。これら、肝癌細胞におけるMHC class I/β-2MG発現とPDL-1,2発現に対して、CDK4/6阻害薬が影響を及ぼすか否かは、本研究課題の中心をなすものであり、条件設定、再実験などに時間を要していることが理由である。肝癌細胞におけるMHCclass I/β-2MG発現とPDL-1,2発現にCDK4/6阻害薬が影響を及ぼすか否かは、本研究課題の中心をなすものであり、条件設定、抗体などを見直し、再現性のある結果を得たいと考えている。必要に応じて、上記3種類以外の肝癌細胞を用いることも検討中である。肝癌細胞におけるMHCclass I/β-2MG発現とPDL-1,2発現に対するCDK4/6阻害薬の影響が明らかとなった時点で、in vivo実験にも着手予定である。
繰返し荷重下のコンクリート充填鋼管部材の局部座屈後破断則に関する研究

本研究の目的の第一は,コンクリート充填円形鋼管部材(CFT部材)の繰返し荷重下での局部座屈後破断における寸法効果を明らかにすることである.目的の第二は,変動軸力と繰返し曲げせん断を受けるCFT柱材の崩壊形式の実験的検証と局部座屈後破断の予測の可能性を調査することである.平成10年度は,目的の第一として,柱として実大寸法と考えられる外径355mmのCFT部材,およびブレース材として実大寸法と考えられる外径216mmのCFT部材に等偏心の繰返し圧縮引張を作用する実験(偏心距離は鋼管外径の4倍以上あるので,実質は繰返し曲げ実験)を行った.この結果を従来の小口径CFT部材の実験結果と比較検討して,CFT部材は外径が355 mm程度までは寸法効果の影響を考える必要がないこと,小口径CFT部材に対する破断予測式は荷重条件(繰返し軸力,繰返し曲げなど)に無関係に成立することなどが分かった.ただし,破断予測式は径厚比が連続量として扱えるよう修正を行った.平成11年度は,目的の第二として,水平荷重と軸力が比例的に変動して作用するCFT柱の繰返し加力実験を行った.これは側柱や隅柱を想定したものである.ここでの実験では,軸力は平均値が0で断面耐力の±2040%で変動した.実験結果から,破壊形式は基本的に局部座屈後破断であること,破断予測式によって破断が安全側に予測できることが分かった.ただし,これまでの実験ではCFT柱の材料や荷重条件が限定されていること,また柱鋼管の最外縁歪振幅はブレース材より通常小さいが,この範囲の実験データが少ないことなど,今後さらに実験資料を収集する余地がある.本研究の目的の第一は,コンクリート充填円形鋼管部材(CFT部材)の繰返し荷重下での局部座屈後破断における寸法効果を明らかにすることである.目的の第二は,変動軸力と繰返し曲げせん断を受けるCFT柱材の崩壊形式の実験的検証と局部座屈後破断の予測の可能性を調査することである.平成10年度は,目的の第一として,柱として実大寸法と考えられる外径355mmのCFT部材,およびブレース材として実大寸法と考えられる外径216mmのCFT部材に等偏心の繰返し圧縮引張を作用する実験(偏心距離は鋼管外径の4倍以上あるので,実質は繰返し曲げ実験)を行った.この結果を従来の小口径CFT部材の実験結果と比較検討して,CFT部材は外径が355 mm程度までは寸法効果の影響を考える必要がないこと,小口径CFT部材に対する破断予測式は荷重条件(繰返し軸力,繰返し曲げなど)に無関係に成立することなどが分かった.ただし,破断予測式は径厚比が連続量として扱えるよう修正を行った.平成11年度は,目的の第二として,水平荷重と軸力が比例的に変動して作用するCFT柱の繰返し加力実験を行った.これは側柱や隅柱を想定したものである.ここでの実験では,軸力は平均値が0で断面耐力の±2040%で変動した.実験結果から,破壊形式は基本的に局部座屈後破断であること,破断予測式によって破断が安全側に予測できることが分かった.ただし,これまでの実験ではCFT柱の材料や荷重条件が限定されていること,また柱鋼管の最外縁歪振幅はブレース材より通常小さいが,この範囲の実験データが少ないことなど,今後さらに実験資料を収集する余地がある.本研究の目的の第一は,実大のコンクリート充填円形鋼管部材(CFT部材)の繰返し荷重下での局部座屈後の破断までの挙動(局部座屈後破断則)を明らかにすることである.目的の第二は,局部座屈後破断則を適用することによって,変動軸力と繰返し曲げせん断を受けるCFT柱材の崩壊の予測の可能性を検証することである.本年度(平成10年度)は,目的の第一の研究を遂行した.つまり,鋼管の寸法効果の影響に重点を置き,柱として実大寸法と考えられる外径355mmのCFT部材,およびブレース材などでは実大寸法と考えられる外径216.3mmのCFT部材に等偏心の繰返し圧縮引張実験を行った.偏心距離は鋼管外径の4倍以上あるので,荷重は曲げモーメントが卓越する.そこで,加力は鋼管の曲げ変形における曲率振幅で制御した.鋼管は冷間成形の電縫鋼管STK400で,コンクリートはシリンダー圧縮強度が30MPaの普通コンクリートである.この他の実験変数は,鋼管の径厚比3種類と曲率振幅3種類で,試験体数は全部で18体である.鋼管の破断は鋼管の最外縁歪振幅に支配されるが,この歪振幅で言えば,2%,4%,6%程度をねらっている.実験はこの歪振幅の2%に対応する6体が完了したところで,残り12体の実験を現在継続中である.これまでに得られた結果では,外径60.5mmと101.6mmの小口径CFT部材に対して以前から提案していた局部座屈後破断則が外径355mmおよび216.3mmの実大CFT部材に対しても修正なしで適用可能であることが示されている.本研究の目的の第一は,コンクリート充填円形鋼管部材(CFT部材)の繰返し荷重下での局部座屈後破断における寸法効果を明らかにすることである.

目的の第二は,変動軸力と繰返し曲げせん断を受けるCFT柱材の崩壊形式の実験的検証と局部座屈後破断の予測の可能性を調査することである.平成10年度は,目的の第一として,柱として実大寸法と考えられる外径355mmのCFT部材,およびブレース材として実大寸法と考えられる外径216mmのCFT部材に等偏心の繰返し圧縮引張を作用する実験(偏心距離は鋼管外径の4倍以上あるので,実質は繰返し曲げ実験)を行った.この結果を従来の小口径CFT部材の実験結果と比較検討して,CFT部材は外径が355mm程度までは寸法効果の影響を考える必要がないこと,小口径CFT部材に対する破断予測式は荷重条件(繰返し軸力,繰返し曲げなど)に無関係に成立することなどが分かった.ただし,破断予測式は径厚比が連続量として扱えるよう修正を行った.平成11年度は,目的の第二として,水平荷重と軸力が比例的に変動して作用するCFT柱の繰返し加力実験を行った.これは側柱や隅柱を想定したものである.ここでの実験では,軸力は平均値が0で断面耐力の±2040%で変動した.実験結果から,破壊形式は基本的に局部座屈後破断であること,破断予測式によって破断が安全側に予測できることが分かった.ただし,これまでの実験ではCFT柱の材料や荷重条件が限定されていること,また柱鋼管の最外縁歪振幅はブレース材より通常小さいが,この範囲の実験データが少ないことなど,今後さらに実験資料を収集する余地がある.
天然ダムや河川堤防の決壊機構と発生洪水規模予測に関する研究

本研究では、氷河の融解によって氷河湖の水位が上昇し、越水、すべり、パイピングにより氷河湖が決壊する過程、ならびに氷河の崩落で生じる津波による氷河湖決壊過程、豪雨時に発生する深層崩壊により形成される天然ダムの決壊過程、河川堤防の決壊過程について、堤体への浸透、越流による堤体の侵食、侵食による堤体法面の安定性を統合的に解析するモデルを開発した。その際、不飽和土のサクションによる見かけのせん断抵抗力を考慮した。このモデルの妥当性は水理模型実験で検証された。本モデルを用いて、破堤の進行過程を考慮した洪水および土砂ハイドログラフに関する規模予測を行い、水理模型実験によりモデルの妥当性が確認された。本年度においては,末端氷河が氷河湖に崩落する際に発生する津波の越波による決壊,パイピングによる決壊,および氷河の融解による水位上昇での越水決壊について,水理模型実験により決壊のメカニズム,決壊時の洪水/土石流規模について研究を行った。津波の越波による侵食で発生した洪水/土石流のハイドログラフは複数のピークを有するが,同一水位,同一ブロックの場合には,最初のピークは台形状の堤体でも三角形状の堤体でも同様であるが,二番目以降のピークは大きさやピーク発生の時間は堤体形状や堤体材料の違いで異なった。ハイドログラフは,堤体形状,堤体天端までの水位差,堤体材質,崩落氷河の大きさ,氷河湖の大きさなど,さまざまな要因によって影響されることが示唆された。パイピング現象については,初期水位が高いほど,氷河湖の長さが長いほど,洪水のピーク流量が大きいことが分かった。また,初期パイプの大きさの違いによって,洪水ピークの発生時刻が異なるが,ピーク流量はほぼ同様であった。堤体は侵食によるパイプの拡大により決壊し,種々の条件によってハイドログラフが敏感に変化した。パイプの拡大による管路流れから開水路流れへの遷移も,ハイドログラフに大きく影響する要因であることが判明した。河川堤防の決壊については,その多くが越水と浸透による裏法面の侵食が原因であることから,非粘着性土砂からなる堤体が河川からの越水によって決壊する過程を,種々の水理実験を通してそのメカニズムを明らかにすることに焦点を絞って研究を行った。その結果,不飽和土特有のサクションにより,堤体材料の平均粒径が細かいほど堤体が侵食されにくいこと,したがって堤体の決壊過程を再現するには堤体内の浸透特性を精度良く計算する必要があること,浸透対策,天端の侵食対策によって堤体が決壊されにくくなることなどが明らかになった。氷河湖の決壊メカニズムの解明およびその決壊によって発生する洪水・土石流規模の予測については、ネパールの山岳地帯の氷河湖現地調査を2回実施して地形情報等を収集し、また、水理模型実験による氷河湖決壊メカニズムの解明と現象を再現し得る数値解析モデルの開発ならびに現地で生じ得る洪水・土石流規模の予測を行うなど、初期の目的はほぼ達成した。一方、河川堤防の決壊メカニズムについては、基礎地盤の有無、堤体材料の平均粒径の違い、越流前の堤体浸透の有無、すべりの有無、対策の有無等について、種々水理模型実験を実施し、開発した浸透モデルの妥当性、新たに導入したサクションの効果、侵食過程の再現モデルの妥当性、対策の有効性等について種々検討を行った。その結果、基礎地盤をあらたに付加した場合、越流前に堤体への浸透がある場合と無い場合の何れの条件でも、開発した浸透モデルは比較的良好に実験結果を再現し得ることが分かった。堤体の侵食モデルについては、河床の侵食速度式にサクションによる見かけのせん断抵抗力を考慮した新たな侵食速度式を提案してきたが、近い将来、粘着性材料の侵食過程を考慮したモデルを構築し、実際の現場への適用も視野に入れるため、非平衡流砂量式を導入して、そこにサクションによる見かけのせん断抵抗力を考慮したモデルを開発した。さらに、堤防法面の安定解析にもサクションの効果を入れた簡易ヤンブ法を新たに開発した。これらのモデルを用いて実験結果の再現を数値解析により試み、比較的良好な結果を得ている。なお、透水係数が比較的大きな一部の粒径材料からなる堤体では、サクションの効果が表れにくい結果となっており、これについては今後さらなる検討が必要である。天然ダムの決壊メカニズムに関する研究については、これまで開発してきた天然ダムの決壊モデルおよび発生する土石流や洪水による侵食・堆積の予測モデルなどを、実験室規模での現象ではなく、ネパールに存在する実際の氷河湖の決壊現象に適用し、下流地域の被害アセスメントを行った。これにより、今後発生が憂慮される氷河湖決壊に対する非構造的対策への寄与が図られた。

紀伊半島水害で発生した天然ダムの対策で取られた盛り土構造物の安全性については、基礎的な模型実験を行い、降雨浸透、表面流による侵食、浸透による法面の多段階崩壊といった現象を詳細に計測し、信頼に足る実験データを得た。そして、気相、液相、固相の3相を考慮した浸透モデル、侵食モデル、斜面の安定解析モデルを統合した新たな3次元数値解析モデルを構築し、これを模型実験結果と比較検証し、モデルの妥当性を確認した。なお、有効な対策工については、来年度も引き続き検討して行く予定である。河川堤防の決壊メカニズムについては、これまで得られた成果を権威あるJournalや国際会議で発表した。特に、この分野で最高の権威が有る国際水圏環境工学会の世界大会で、招待論文として掲載されるなど、高く評価されている。そのほか、本年度においては横越流による決壊メカニズムに焦点を絞って研究に取り組み、2種類の横越流の模型実験を実施した。一つは、横越流による堤体の侵食過程と流出ハイドログラフに焦点を絞ったもので、正面越流時の破堤口の拡大過程とは異なる、流下方向の流れによる侵食が強く影響する拡幅過程が再現され、これによる氾濫流量の簡単な評価モデルを提案している。もう一方の水路は、横越流による破堤で堤内地での侵食が再現できる実験装置であり、本装置を用いて氾濫流のハイドログラフのみならず、堤内地の地形変動等のデータを着々と収集しているところである。天然ダムの決壊に関する模型実験を実施し、とくに、埋め立てによる決壊回避対策について検討を行った。すなわち、天然ダムの形成後、貯水部分を埋めたてて、その後の降雨による斜面のすべりや流出土砂の特性について検討した。実験および斜面の安定解析結果によると、降雨条件および堤体土砂の材料特性によっては法尻付近から多段階のすべり破壊が生じて、崩壊が時間とともに斜面上部へと進行すること等が明らかになった。この結果から、埋め立てた天然ダムにおいても、降雨特性や材料特性によっては、侵食やすべりが発生することがあるため、埋め立て後の降雨や斜面の変形、流出土砂等のモニタリングを行うことが重要であることが分かった。河川堤防の決壊に関する研究においては、昨年度に開発したモデルの改良と横越流に関する模型実験の検討を行った。昨年度開発した非粘着性材料からなる堤体の侵食による越流破壊プロセスの中で、越流水による堤体裏法面での浸透と侵食の同時進行過程をいかにモデル化するかが課題であった。すなわち、浸透によって表層の一部は飽和し、その下部には不飽和部が残存する。侵食速度が大きい場合、飽和部分の侵食と不飽和部分の侵食がほぼ同時に生じることになり、昨年度はその割合を0.5と仮定していた。本年度は、物理的にこの部分をモデル化することに成功し、合理的な飽和・不飽和同時侵食の計算が可能となり、その妥当性が水理模型実験結果により確認された。また、より実際の越流破堤現象、すなわち、横越流破堤に対してもモデルの適用性の検討および洪水ハイドログラフの推定を行う必要があることから、既設の水路を改良して横越流破堤実験を実施し、実験データの収集と分析を行った。当該年度は本研究の最大の目的であった、正面越流破堤を対象とした1)堤防決壊に伴う流入流量、流入流砂量の評価法の開発、2)粘着性材料を含む堤防の越流決壊過程の把握、3)より実際に近い横越流による堤防決壊及び堤内地地盤高の変動メカニズムの解明に取り組んだ。
世阿弥時代の能詞章の系統に関する遡源的研究

本年度においては、資料調査、翻刻本文の作成と校合、これまでの研究を踏まえた成果発表等を行った。また謡本研究について、早稲田大学特定課題研究の支援をも受けることが出来たため、書籍類の購入はそちらで専ら行い、本研究費は資料調査や翻刻謝金に大きく充てることが可能となった。資料調査としては、新潟市吉田文庫で吉田東伍の芸能史研究資料他の調査を行ったこと、岩国市徴古館において吉川家旧蔵の番外謡本を中心とする謡本のデジタルカメラによる収集作業を行ったことが挙げられる。成果発表に時を費やしたために、予定していた調査がすべて行えたわけではない。翻刻本文としては、ナ行・ハ行・マ行・ヤ行を中心に33曲の翻刻を行った。また伝統的な人気曲の本文異同や伝流の問題についても考察を深めた。すなわち同一筆者・同一節付者の同一曲謡本において、本文・節付に小異が極めて多く存在する事実を発見した。これについて、平成30年度能楽学会大会における招待講演において、発表を行った。この成果は現在論文執筆準備中であるが、室町期謡本研究に一石を投じるものと確信する。またかつて別課題の科学研究費で購入し、今は早稲田大学に寄贈した古活字玉屋本について、大学の購入分と合わせ、その版面及び表紙裏張り綴じ込み文書の調査を通じて、従来不明とされていた古活字玉屋本の刊者が、「(塩川)太兵衛」(姓は存疑)であろうこと、揃本である天理図書館蔵本と比較して、刷りの前後が混淆し、また一部に異植活字の混じる場合があること、恐らくはただ一度のみ印刷刊行されたが、印刷中のミスなどで異植の生じた可能性のあること、古活字玉屋本は従来の想定と異なり、光悦謡本系諸版本に基づく時代遅れの観世流海賊版であり、その刊行は元和卯月本と寛永卯月本の中間に当たるらしいことを明らかにした。右は、謡本の江戸期における伝流について大きな示唆を与える発見である。番外謡曲の翻刻もほぼ順調に進行しており、また成果発表も予定通り行い得ている。『現代能楽集成』の原稿がいまだに完成していないが、これについても今年度中に第一冊分は完成の予定である。世阿弥自筆本の校合も今年度中に全曲について終えることが出来ればと考えている。番外謡本翻刻作業を最終段階まで進めること、世阿弥時代の能本と室町後期以後の謡本との関連性について総括的な論をまとめることを目指す。本年度中の目標は、番外曲翻刻作業、能本と謡本との比較校合作業の続行にある。これらの作業を踏まえて、来年度には研究成果を総括し、世阿弥自筆本と現存謡本との系統関係についての、新たな見通しを示し、現存謡曲作品の伝来の問題に対し、明確な系統付けを行う予定である。本年はほぼ予定通り研究事業が進行した。番外謡本の翻刻を24曲行い、また世阿弥時代の能本の校合作業、その他の謡本の校合作業を行った。翻刻文献は全体で未翻刻番外曲を洗い直し、今回新たに、〈石神〉〈磯の童〉〈巌猩々〉〈植田〉〈優填王〉〈笈捜〉〈落葉・乙〉〈蛙〉〈元服曽我〉〈大般若〉〈人形文覚〉〈野寺〉〈巴園〉〈箱根龍神〉〈婆相天〉〈初瀬西行〉〈花軍〉〈花櫓〉〈馬融〉〈治親〉〈氷上〉〈広元〉〈笛之巻〉〈笛物狂〉の諸曲の複数伝本を翻刻及び校合した。このほか主要伝本のみを校合・校訂して、問題点を洗い出したものとして、大乗院文書『寺社方諸廻請』紙背文書中の「応永34年薪別当坊観世方猿楽番組」所収曲15番を中心に、〈綾鼓〉〈哥占〉〈雲林院・甲〉〈雲林院・乙〉〈大江山〉〈通小町〉〈自然居士〉〈猩々〉〈忠信〉〈虎送〉〈盛久〉〈籠祇王〉の12曲の作品を検討した。さらに〈知章〉を中心に世阿弥時代の能本と謡本との比較校合作業を行った。また〈柏崎〉〈江口〉については、現在作業を継続中である。なお版行謡本が本文の伝来に占める歴史的意義を明らかにすべく、早稲田大学所蔵の古活字玉屋本を中心に光悦謡本や元和卯月本との比較校合作業を行って、版行謡本が謡本本文確定に占める役割を明らかにした。合わせて早稲田大学所蔵本の表紙裏張りの反故に記された年記から、同本が実は元和卯月本とほぼ同時期の刊行であることを立証した。また別に、同一筆者による同一謡曲写本が複数存在する例を、金春禅鳳・金春喜勝・観世宗節の節付謡本について精査し、同一筆者の同一曲にすら本文上の異文が複数存在する事実を多数発見し、世阿弥自筆本における世阿弥自身の改訂例と併せて考察することにより、能本・謡本に「定本」という概念が存在しうるのかという問題につき、考察した。以上については、国際学会で発表したものもあり、また現在論文を準備中のものもある。

予定していた作業の中、比較的単純な作業である番外曲翻刻は、予定曲とは若干の出入りがあるものの、従来作業分の補足も含めて24曲を翻刻し、また謡本の校合作業に基づく考察も順調に進行し、成果発表もすでに行い得たものもある。現在も、これらの作業の成果として準備中の論考を複数並行して進めている。すなわち早稲田大学図書館紀要に収録予定の「早稲田大学図書館蔵古活字玉屋本について」、EAJSで発表後に『国文学研究』に投稿予定の能の改作による本文異同を廻る問題に関する論考、平成30年5月に能楽学会大会で行う謡本の校訂に関する学術講演の3本で、いずれも平成30年度中には刊行の予定である。また文化財としての能楽の保存伝承に関するテーマを扱った、シンガポール国際戯曲検討研究集会での発表については、改稿の上、3月中に投稿を完了し、学会責任者より無事受領の返信を得ている。ストラスブールでの、三島由紀夫『近代能楽集』所収戯曲の原典となった謡曲作品の考察に関する発表についても、近く翻訳成稿を入稿の予定である。なお、江戸期における能及び謡曲享受の実態調査の一環として、金沢市立図書館近世史料館加越能文庫所蔵の『葛巻昌興日記』の能楽関係記事翻刻と解題を継続的に進めており、今回も成果として『演劇研究』に掲載した。番外謡曲の翻刻作業は現在も順調に進行しており、上記に準備中とした諸論考は6月中には全て完成・投稿の予定である。また平成30年度分として予定している作業のいくつかはすでに開始しているが、次項に記した大半の作業がが7月から開始可能な状態にある。本年度は海外での成果発表が中心となったため、国内の調査出張は新潟市吉田文庫を除き、実施出来なかったが、平成30年度は国内出張中心の予定であり、29年度分の未実施分はすべて30年度に取り戻すことが出来る。本年度においては、資料調査、翻刻本文の作成と校合、これまでの研究を踏まえた成果発表等を行った。また謡本研究について、早稲田大学特定課題研究の支援をも受けることが出来たため、書籍類の購入はそちらで専ら行い、本研究費は資料調査や翻刻謝金に大きく充てることが可能となった。資料調査としては、新潟市吉田文庫で吉田東伍の芸能史研究資料他の調査を行ったこと、岩国市徴古館において吉川家旧蔵の番外謡本を中心とする謡本のデジタルカメラによる収集作業を行ったことが挙げられる。成果発表に時を費やしたために、予定していた調査がすべて行えたわけではない。翻刻本文としては、ナ行・ハ行・マ行・ヤ行を中心に33曲の翻刻を行った。また伝統的な人気曲の本文異同や伝流の問題についても考察を深めた。すなわち同一筆者・同一節付者の同一曲謡本において、本文・節付に小異が極めて多く存在する事実を発見した。これについて、平成30年度能楽学会大会における招待講演において、発表を行った。この成果は現在論文執筆準備中であるが、室町期謡本研究に一石を投じるものと確信する。またかつて別課題の科学研究費で購入し、今は早稲田大学に寄贈した古活字玉屋本について、大学の購入分と合わせ、その版面及び表紙裏張り綴じ込み文書の調査を通じて、従来不明とされていた古活字玉屋本の刊者が、「(塩川)太兵衛」(姓は存疑)であろうこと、揃本である天理図書館蔵本と比較して、刷りの前後が混淆し、また一部に異植活字の混じる場合があること、恐らくはただ一度のみ印刷刊行されたが、印刷中のミスなどで異植の生じた可能性のあること、古活字玉屋本は従来の想定と異なり、光悦謡本系諸版本に基づく時代遅れの観世流海賊版であり、その刊行は元和卯月本と寛永卯月本の中間に当たるらしいことを明らかにした。右は、謡本の江戸期における伝流について大きな示唆を与える発見である。番外謡曲の翻刻もほぼ順調に進行しており、また成果発表も予定通り行い得ている。『現代能楽集成』の原稿がいまだに完成していないが、これについても今年度中に第一冊分は完成の予定である。世阿弥自筆
ミトコンドリアをもたない真核生物の分子系統学的位置づけと真核生物の初期進化

ミトコンドリアをもたない真核生物の系統的位置を、保存的蛋白質のアミノ酸配列データに基づいて統計的に推定することを目的として研究を行なった。ミトコンドリアをもたない原生生物、GiardialambliaのElongation factor(EF)-1alphaおよびEF-2、Entamoeba histolyticaのEF-2、さらにミトコンドリアを有する解析上重要となる原生生物であるTrypanosomacruziのEF-1alpha、のそれぞれに関して遺伝子解析を実施し、分子全体の9割異常にわたると考えられる部分のアミノ酸配列データを得た。これらのデータをもとに、アミノ酸置換に関するさまざまな確率モデルに基づいて、真核生物内部の系統関係を最尤法により検討した結果、以下のことが明らかとなった。(1)EF-alpha、EF-2に基づく解析から、現在配列の明らかとなっている原生生物のなかでは、G.lambliaが最も早く他の真核生物に至る系統から分岐したとする可能性の高いことが示唆される、(2)EF-1alphaの解析から、T.cruziおよびEuglena gracilisは近縁であるが、これらが従来の小亜粒子リボソームRNA(SrRNA)の系統樹に示されるようにE.histolyticaの分岐よりも古いとする可能性は極めて少ないと考えられる、(3)ゲノムDNAの塩基組成値の種間での大きな偏りが、EF-1alpha、EF-2のアミノ酸組成値にはほとんど影響を及ぼしていないため、それが大きく影響していると考えられるSrRNAに基づく解析結果よりもこれらの蛋白質に基づく解析結果の方が信頼しうるものである。さらに、EF以外の保存的蛋白質に関してもデータの収集に努め、一部についての解析を行なった。また、ミトコンドリアをもたない原生生物Glugea plecoglossiに関しては、現在、EF-1alphaの遺伝子解析を実施している。
胸膜播種に対する光力学治療と抗VEGF中和抗体を併用した治療効果の検討

癌性胸膜炎モデルを設定し抗VEGF中和抗体を用いた治療実験を試みた。実験動物は8週齢雌のヌードラットを用い、移植腫瘍はヒト低分化型肺腺癌細胞株PC-14を使用した。レスピレータ管理下に左側開胸を行ない、第1モデルでは肺摘除後、壁側胸膜下にPC-14を1x10^7個移植した。第2モデルでは、開胸時胸腔内にPC-14を直接散布した。移植後1週目にラットを無作為に治療群・非治療群の2群に分け、治療群に対し抗VEGF中和抗体を250μg/bodyにて週2回のべ1mgを第1モデルでは胸腔内、第2モデルでは腹腔内投与し、腫瘍移植後4週目にautopsyした。第1モデル系では、全ラットに腫瘍の生着および多発性結節性種瘤の形成が確認された。胸膜への転移形成は組織学的にも確認された。第1モデルでは、胸膜下移植腫瘍のサイズは、治療群で縮小傾向を示した。播種結節数は治療群で有意に少なく、播種のひろがりも中和抗体により抑制された。胸膜下移植腫瘍内の血管密度は中和抗体投与群で低下し、腫瘍細胞での自己分泌型運動因子受容体(AMFR)の発現性が中和抗体投与群において減弱していた。Western blot解析でも同様の結果が得られ、胸膜播種の形成にVEGFとAMFRが協調的に関与している可能性が示された。第2モデル系では、非治療群8匹中5匹に胸水が認められ、中2匹が悪性胸水であったのに対し、中和抗体投与群に胸水貯留例は認めなかった。以上、ヌードラットを用いた2種類の癌性胸膜炎モデルの検討から、VEGFの癌性胸膜炎への関与が支持され、その機序として血管膜透過性以外に、胸膜における脈管を介した転移経路の関与が示された。VEGFは本病態に関わる重要なKey factorであり、播種および胸水の防止に有効性の期待できる分子標的と判断された。なお、フォトフリンを用いた光力学療法との併用による治療実験を試みたが、治療群におけるラットは全例死亡し、実験を中断しその原因を検討している。レスピレーター管理下に7週齢雌のヌードラットの左側胸を開胸し、ヒト低分化型肺線癌細胞株PC-14(1x10^7個)を第1のモデル系では左肺を摘出後に壁側胸膜下に移植、第2のモデル系では直接胸腔内に移植した。第1のモデル系においては、腫瘍細胞を移植したすべてのラットにおいて、移植後約1週間で胸膜下に腫瘍の生着および増殖が確認でき、約2週間で恒常的に胸膜播種が形成されることが確認された。一方、第2のモデル系においては腫瘍移植後約1週間で胸膜播種の形成がが確認された。胸膜転移の形成は病理組織学的にも確認された。

第1のモデル系を用いて、ラット10匹に対し、腫瘍細胞移植後7日目にフォトフリンIIを40mg/kgを腹腔内投与後遮光し48時間後に全身麻酔下レスピレーター管理下に全方向型のプローベを左胸腔内に挿入し、エキシマレーザーを用いて光力学治療PDT(100J/cm2)を行ったが、治療後24時間以内に全ラットが死亡した。2度にわたる全身麻酔下のレスピレーター管理下に施行した外科的侵襲が問題と考えられた。PDTに関しては、第2のモデル系おいて直接皮膚の上から胸腔内への照射ができないかを検討中である。一方、抗体VEGF中和抗体単独での治療効果も検討中である。腫瘍細胞移植後1週目より、第1のモデル系においては抗VEGF中和抗体250μg/bodyにて週2回胸腔内投与、第2のモデル系では腹腔内投与し、腫瘍細胞移植後4週目にラットを解体し、胸膜播種の数およびその広がりの程度を検討中である。癌性胸膜炎モデルを設定し抗VEGF中和抗体を用いた治療実験を試みた。実験動物は8週齢雌のヌードラットを用い、移植腫瘍はヒト低文化型肺腺癌細胞株PC-14を使用した。レスピレータ管理下に左側開胸を行ない、第1モデルでは肺摘除後、壁側膜下にPC-14を1x10^7個移植した。第2モデルでは、開胸時胸腔内にPC-14を直接散布した。移植後1週目にラットを無作為に治療群・非治療群の2群に分け、治療群に対し抗VEGF中和抗体を250μg/bodyにて週2回のべ1mgを第1モデルでは胸腔内、第2モデルでは腹腔内投与し、腫瘍移植後4週目にautopsyした。第1モデル系では、全ラットに腫瘍の生着および多発性結節性種瘤の形成が確認された。胸膜への転移形成は組織学的にも確認された。第1モデルでは、胸膜下移植腫瘍のサイズは、治療群で縮小傾向を示した。藩種結節数は治療群で有意に少なく、藩種のひろがりも中和抗体により抑制された。胸膜下移植腫瘍内の血管密度は中和抗体投与群で低下し、腫瘍細胞での自己分泌型運動因子受容体(AMFR)の発現性が中和抗体投与群において減弱していた。Western blot解析でも同様の結果が得られ、胸膜藩種の形成にVEGFとAMFRが協調的に関与している可能性が示された。第2モデル系では、非治療群8匹中5匹に胸水が認められ、中2匹が悪性胸水であったのに対し、中和抗体投与群に胸水貯留例は認めなかった。以上、ヌードラットを用いた2種類の癌性胸膜炎モデルの検討から、VEGFの癌性胸膜炎への関与が支持され、その機序として血管膜透過性以外に、胸膜における脈菅を介した転移経路の関与が示された。VEGFは本病態に関わる重要なKey factorであり、藩種および胸水の防止に有効性の期待できる分子標的と判断された。なお、フォトフリンを用いた光力学療法との併用による治療実験を試みたが、治療群におけるラットは全例死亡し、実験を中断しその原因を検討している。
海上浮体連結用自在継手の開発を目指した揺動すべり軸受材の評価試験

浮体構造物による海洋空間の利用が、海洋環境保全や耐震対策等の面から重要な役割を担うものと期待されており,メガフロート,浮体式洋上ソフトエネルギー基地(風力発電・太陽光発電)等、様々な構想が打ち出されている。本研究では、実用上多くの利点をもつ小型多連結浮体(例:20^Lx10^Bx13^Hm)に注目し、これを実現するための海上浮体連結用自在継手の開発を目標に、3次元運動を可能とする揺動すべり軸受材の評価選定を目的として、海水中のすべり摩耗試験を行った。試験は、揺動すべり軸受材として樹脂から金属まで7種類(フェノール樹脂系2種類、PTFE樹脂系2種類、PA樹脂系1種類、銅合金系2種類)を選定し、SUS304製軸を組み合わせて実機をシミュレーションした小型機で摩耗試験を行った。試験環境は自在継手が海水中と空気中に曝されることを想定して、海水中、空気中および海水中と空気中の繰り返し環境下で実施し、波浪試験より推定した軸受荷重およびすべり速度を負荷条件とした。その結果、次の研究成果を得た。(1)耐摩耗性及び耐焼付き性の観点から,樹脂系ではPA樹脂,金属系では固体潤滑剤植込み銅合金がカップリング装置用揺動すべり軸受材として適した材料であること。実機の自在継手の小型軽量化を考慮するとPA樹脂が最適であること。(2)PTFE樹脂は,固体潤滑剤としての効果により低摩擦係数を示すが、硬度が低いため比摩耗量が大きく実用に適さないこと。(3)一般に水潤滑性が良好と言われるフェノール樹脂は,本実験では摩擦係数及び比摩耗量ともに大きく、接触相手材のSUS304製軸にも大きな摩耗損傷を与えること。この原因は、接触面圧が高く水潤滑膜が生成されにくいこと、及びフェノール樹脂の摩擦熱による熱硬化性が関係していると考えられること。(4)焼結銅合金は大気中試験で焼付きの兆候を示し、実機に適さないこと。上記の成果をもとに、今後は小型浮体による実証試験を推進する予定である浮体構造物による海洋空間の利用が、海洋環境保全や耐震対策等の面から重要な役割を担うものと期待されており,メガフロート,浮体式洋上ソフトエネルギー基地(風力発電・太陽光発電)等、様々な構想が打ち出されている。上記の成果をもとに、今後は小型浮体による実証試験を推進する予定である本研究では、海上浮体連結用自在継手の開発を目標に、揺動すべり軸受材の評価選定を目的とした海水中での揺動すべり摩耗試験を行った。使用した軸受材はフェノール樹脂系(2種類)、PTFE樹脂系(2種類)、PA樹脂系、金属計(2種類)の7種類で、相手軸にはSUS304を用いた。寸法は、軸受幅20mm、軸受内径20mm、軸径20mmである。実験は海水中、面圧2.5,5,10MPa、すべり速度0.05m/s、摺動時間6Hrの条件下で行った。実験結果は以下のようになった。1.軸受材の比摩耗量金属系材料<PA樹脂系材料<PTFE樹脂系材料<フェノール樹脂系材料2.軸の比磨摩耗量PA樹脂系材料<PTFE樹脂系材料<金属系材料<フェノール樹脂系材料3.平均摩擦係数PTFE樹脂系材料<PA樹脂系材料<金属系材料<フェノール樹脂系材料4.比摩耗量に及ぼす接触面圧の影響は軸受材によって少し異なるが全体的には小さく、接触面圧増加に対し比摩耗量は低下する傾向を示す。5.摩擦係数に及ぼす接触面圧の影響は各軸受材においても大差は無く、接触面圧増加に対し摩擦係は低下する傾向を示し、2.5MPaと10MPaにおける摩擦係数の差は0.20.4である。

本実験結果から判断すると、カップリング装置の軸受材に適した材料はPA樹脂系材料と金属系材料である浮体構造物による海洋空間の利用が、海洋環境保全や耐震対策等の面から重要な役割を担うものと期待されており,メガフロート,浮体式洋上ソフトエネルギー基地(風力発電・太陽光発電)等、様々な構想が打ち出されている。本研究では、実用上多くの利点をもつ小型多連結浮体(例:20^L×10^B×13^Hm)に注目し、これを実現するための海上浮体連結用自在継手の開発を目標に、3次元運動を可能とする揺動すべり軸受材の評価選定を目的として、海水中のすべり摩耗試験を行った。試験は、揺動すべり軸受材として樹脂から金属まで7種類(フェノール樹脂系2種類、PTFE樹脂系2種類、PA樹脂系1種類、銅合金系2種類)を選定し、SUS304製軸を組み合わせて実機をシミュレーションした小型機で摩耗試験を行った。試験環境は自在継手が海水中と空気中に曝されることを想定して、海水中、空気中および海水中と空気中の繰り返し環境下で実施し、波浪試験より推定した軸受荷重およびすべり速度を負荷条件とした。その結果、次の研究成果を得た。(1)耐摩耗性及び耐焼付き性の観点から,樹脂系ではPA樹脂,金属系では固体潤滑剤植込み銅合金がカップリング装置用揺動すべり軸受材として適した材料であること。実機の自在継手の小型軽量化を考慮するとPA樹脂が最適であること。(2)PTFE樹脂は,固体潤滑剤としての効果により低摩擦係数を示すが、硬度が低いため比摩耗量が大きく実用に適さないこと。(3)一般に水潤滑性が良好と言われるフェノール樹脂は,本実験では摩擦係数及び比摩耗量ともに大きく、接触相手材のSUS304製軸にも大きな摩耗損傷を与えること。この原因は、接触面圧が高く水潤滑膜が生成されにくいこと、及びフェノール樹脂の摩擦熱による熱硬化性が関係していると考えられること。(4)焼結銅合金は大気中試験で焼付きの兆候を示し、実機に適さないこと。上記の成果をもとに、今後は小型浮体による実証試験を推進する予定である。
最新技術を駆使した先天性腎尿路奇形の網羅的遺伝子解析と疾患データベースの構築

小児における腎不全の主要因である先天性腎尿路奇形(CAKUT : Congenital Anomalies of Kidney and Urinary Tract)について、近年その責任遺伝子がいくつか同定されている。しかしこれらの遺伝子を網羅的に解析し、その割合や遺伝子型および表現型にみられる特徴などをまとめた研究は世界的にみても存在しない。本研究では、CAKUTを対象に、これまでに報告されている全責任遺伝子について解析を行い、表現型と責任遺伝子およびその異常との関係について検討し、CAKUTデータベースを構築することを第一の目的とする。また同時にCAKUT発症および重症度を修飾する遺伝子や環境因子の存在についても検討し、CAKUT発症のメカニズムを分子生物学的に解明する。まず、CAKUT症例を広く収集し、これまでにCAKUTの責任遺伝子として報告され、さらに変異を有する頻度が比較的高いとされるTCF2、PAX2についてPCRおよび直接シークエンス法を用いて網羅的解析を行った。また、変異が同定できなかった症例についてあわせてEYA1、SIX1、SALL1、RETなどその他の遺伝子についてもPCRおよび直接シークエンス法による解析を行った。現在解析が終了している中で変異が同定された症例は計3例で、それぞれPAX2(2例)、SALL1(1例)であった。いずれの変異も同定されなかった症例のうち、腎以外の臨床症状を有する症例についてはアレイCGHなど他の解析方法を導入する予定である。本年度はCAKUT症例を広く収集し、まず第一にこれまでにCAKUTの責任遺伝子として報告され、さらに変異を有する頻度が比較的高いとされるTCF2、PAX2についてPCRおよび直接シークエンス法を用いて網羅的解析を行った。これまでに7例のCAKUT症例について上記の解析が終了し、うち1例でPAX2の変異を同定し得た。PAX2に蛮異を有した患者は腎症状以外にも眼症状を合併しており、renal-coloboma症候群の表現型であった。次年度も同様に未解析の症例について検討を進め、変異が同定できなかった症例についてはEYA1、SIX1、SALL1、RETなどその他の遺伝子についてもPCRおよび直接シークエンス法による解析を行う予定である。また加えてMLPA法やRT-PCR法など最新の遺伝子解析技術を駆使し、変異検出率を高めて疾患データベースの構築につなげる予定である。小児における腎不全の主要因である先天性腎尿路奇形(CAKUT:Congenital Anomalies of Kidney and Urinary Tract)について、近年その責任遺伝子がいくつか同定されている。本年度は昨年度にひきつづきCAKUT症例を広く収集し、まずこれまでにCAKUTの責任遺伝子として報告され、さらに変異を有する頻度が比較的高いとされるTCF2、PAX2についてPCRおよび直接シークエンス法を用いて網羅的解析を行った。

また、変異が同定できなかった症例についてあわせて、EYA1、SIX1、SALL1、RETなどその他の遺伝子についてもPCRおよび直接シークエンス法による解析を行った。現在解析が終了している中で変異が同定された症例は計3例で、それぞれPAX2(2例)、SALL1(1例)であった。いずれの変異も同定されなかった症例のうち、腎以外の臨床症状を有する症例についてはアレイCGHなど他の解析方法を導入する予定である。