hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
韻律制御に主体をおいた対話システム

今年度の成果は以下の通りである。a)対話のリズムと韻律制御前年度までの成果に基づいて、対話における話題境界の判別を題材に、韻律情報におけるアクセント句単位でのパラメータを用いて統計的なモデルを学習し、オープンデータに対しても人間と同程度の判別精度が得られることを確認した。(白井・菊池)自然な対話システムを構築する上で重要なシステム側の相槌生成と話者交替のタイミングの決定を、韻律情報と表層的言語情報を用いて行う方法を開発した。この決定法を、実際に天気予報を題材にした雑談対話システムに実装し、被験者がシステムと対話することにより主観的な評価を行い、有用性を確認した。(中川)b)対話音声理解応用対話音声における繰り返しの訂正発話に関する特徴の統計的な分析結果を踏まえ、フレーズ単位の韻律的特徴の併用と訂正発話検出への適用を評価した。また、これらと併せた頑健な対話音声理解のため、フィラーの韻律的な特徴分析・モデル化の検討を行った。(甲斐)c)対話音声合成応用語彙の韻律的有標性について程度の副詞を用い、生成・聴覚の両面から分析を行い、自然な会話音声生成のための韻律的強勢制御を実現した。また、統計的計算モデルによる話速制御モデルを作成し、会話音声にみられる局所話速の分析を進め、自由な話速の制御を可能とした。さらに、韻律制御パラメータが合成音声の自然性品質に及ぼす影響を調べた。(匂坂)d)対話システム上記の成果をまとめ,対話システムを実装した。特に,顔表情の認識・生成システム,声表情の認識・生成システムなどを前年度までに開発した対話プラットホーム上に統合し,パラ言語情報の授受を可能とするリズムある対話システムを構築した。(小林)a)対話韻律パターンコーパスの作成:対話コーパスの作成を目標として,三者の対話における,それぞれの話者の音声の韻律と発話内容を自動的に分析・記録するとともに,話者の視線など対話の状況を分析・記録できるシステムを作成した。b)対話における自然なリズムと韻律の関係:ユーザの心理状態変化の検出を目的として、ユーザの心理状態の変化がもたらす発話への影響を分析した。具体的には、システムと人間のタスク指向対話を収録し、特に感情の変化が顕著に現れると考えられるシステムの誤解発話に対するユーザ応答の分析を行った。ユーザの戸惑いがポーズ長の増加やパワーの増加に影響を与えていることが分かった。またユーザは対話を繰り返すことにより、システムの次の発話を予測し対話効率をあげようとすることが分かった。c)対話理解における韻律利用のための基礎検討:不特定話者に対して、ピッチとケプストラム係数には相関があることがわかった。HMMの状態当たりの混合分布数を増やすほど相関値は高くなった。16混合分布のピッチ周波数は、100Hzから160Hz程度に分散しており、ピッチと話者のクラスタに強い相関のあることが示唆された。また、キーとなる単語と述語部分の発話速度とピッチ周波数、パワーの比較を行った。ピッチ周波数は、キーワード付近で有意に高く、パワーも大きいことがわかった。これにより、ピッチの高い部分に注目して、対話音声を理解し応答する音声対話システムを構築できる可能性が示された。d)高度韻律利用対話システムのアーキテクチャの検討:韻律制御と,韻律利用対話理解とを統合して対話システムを実現するための,システムアーキテクチャについて検討した。特殊な分散共有メモリ型のアーキテクチャによって,高速なサブスクライブ/パブリッシュ機能付黒板モデルを実現し,エージェント間で遅れのない円滑な情報共有を実現した。韻律情報と対話のリズムの関係の調査,韻律情報の対話音声理解・合成への応用、韻律を利用した対話システム・対話コーパスの構築に関し検討を行い、以下の知見を得た。a)対話のリズムと韻律制御:システムと人間のタスク指向対話を収録し、特に心理的変化が顕著に現れると考えられるシステムの誤解発話に対するユーザ応答の分析を行った。ユーザの戸惑いがポーズ長、パワー、ピッチ増加に影響を与えていることが分かった。日本語による留守番電話での用件の録音に際し、システムが相槌を挿入する方が、ユーザにとって録音しやすいかどうかという観点から研究を進めた。オンライン・リアルタイムでピッチとパワーを抽出するシステムを開発し、これまでの相槌挿入タイミングに関する研究例を参考に、相槌を自動的に挿入するアルゴリズムを実現した。b)対話理解応用:対話音声中の理解に重要と考えられるキーワードと韻律情報の相関を求めた。その結果、キーワード部分は少しパワーが大きく平均ピッチが高いこと、述部はパワーが少し小さく平均ピッチが低いことが明らかになった。c)対話音声合成応用:文単位で発話された音声の速度や文内の位置といった要因に着目して、音韻の時間長変形に起因する自然性の劣化を聴覚的に評価する実験を行った。一つの文節に注目し、音韻長変形に対する許容度の変化を、文節時間長、文内位置、呼気段落内位置の要因について調べた。その結果、文節内位置の影響については、文節末で許容の劣化が少ないことが判明した。呼気段落位置の影響、文節時間長と許容度低下の相関は見られなかった。d)対話システム:前年度検討した,韻律制御と,韻律利用対話理解とを統合した対話システム用の,システムアーキテクチャの実装を試みた。対話音声理解システムと韻律制御システムの簡単なダミーシステムを構築し,前年度検討したアーキテクチャによる基本システムに組み込んで,韻律利用対話システムのプロトタイプを作成した。e)対話コーパス:対話コーパスの収集支援システムを構築した。

また、収集した対話データに対し分節音・韻律・談話のラベルを付与した。対話時韻律制御のモデルによって,自然な対話のリズムを実現するとともに,高度な対話理解を可能にすることを目標とし,以下の検討を行った。a)対話のリズムと韻律制御:分類決定木の手法を用いて,あいづち・発話交代などのタイミングをモデル化し,プロトタイプシステムとして実装を行った。また,談話構造の明確化,感情伝達,心理状態の表現の3点から韻律の役割を検討した。b)対話理解応用:連続する2発話間の音響・韻律的な変化を用いて,誤り訂正発話を検出することについて検討した。現状では,30から40%程度の検出ミスと,過剰検出率となっている。また,別途ワードスポッティングによる手法について実装した。今後両者の併用について検討する予定である。c)対話音声合成応用:文単位で発話された音声における、音韻の時間長変形に起因する自然性の劣化を聴覚的に評価する実験を行った。ある文節に注目すると,文節頭、文節中、文節末の順に音韻長伸縮に対する許容度低下が大きいことがわかった。また,この傾向は文中、文節単独の発話の両方の場合で見られること,呼気段落といった音響的境界よりも文節という言語区分の方が音韻長知覚に影響を与えることも分かった。d)対話システム:前年度までに作成した,韻律利用対話システムのプロトタイプの高速化について検討した。本システムは,即時配信機能付の黒板システムを高速内部バスとネットワークバスの2層構造で実現するアーキテクチャを設計・実装し,応答速度において多様な要求仕様を持つモジュール群に対応可能なシステムを実現した。e)対話コーパス:昨年度収集した,分節音・韻律・談話のラベルを持つ対話コーパスに,発話者の心的態度のタグを追加した。今年度の成果は以下の通りである。a)対話のリズムと韻律制御前年度までの成果に基づいて、対話における話題境界の判別を題材に、韻律情報におけるアクセント句単位でのパラメータを用いて統計的なモデルを学習し、オープンデータに対しても人間と同程度の判別精度が得られることを確認した。(白井・菊池)自然な対話システムを構築する上で重要なシステム側の相槌生成と話者交替のタイミングの決定を、韻律情報と表層的言語情報を用いて行う方法を開発した。この決定法を、実際に天気予報を題材にした雑談対話システムに実装し、被験者がシステムと対話することにより主観的な評価を行い、有用性を確認した。(中川)b)対話音声理解応用対話音声における繰り返しの訂正発話に関する特徴の統計的な分析結果を踏まえ、フレーズ単位の韻律的特徴の併用と訂正発話検出への適用を評価した。また、これらと併せた頑健な対話音声理解のため、フィラーの韻律的な特徴分析・モデル化の検討を行った。(甲斐)c)対話音声合成応用語彙の韻律的有標性について程度の副詞を用い、生成・聴覚の両面から分析を行い、自然な会話音声生成のための韻律的強勢制御を実現した。
生活保護と生活困窮者支援の歴史と現在：地方自治体に焦点をあてた政策実施過程分析

本研究では、生活保護や生活困窮者支援の政策実施過程を、文献収集・分析とインタュー調査によって検討する。具体的には、1厚生労働省が主催する主管課長会議資料、地方自治体ごとの実施要領や会議資料等の行政資料収集と分析、2自治体の生活保護行政担当経験者・現任者福祉事務所のケースワーカー等の経験者・現任者、生活困窮者自立支援事業の担当者へのインタビュー調査、3生活保護法や生活困窮者自立支援法の執行過程で作成されるケース記録の収集と分析、4生活保護受給経験者及び生活困窮者自立支援法対象者へのインタビュー調査である。2018年度は、1については、引き続き、関係資料収集を各所で行った。官公庁及び公文書館での資料の保存状況をおおよそ確認した。すべての年度を収集するのが困難なことが分かり、不足な部分を関係者やさまざまな大学の寄贈図書などの検索により補足した。2については、2017年度に終えた。3については、一度取りまとめをしたが、再度別の角度から分析を行い、論文を執筆中である。4については、インタビュー調査を調整中であるが、調整が不調の場合に備え、文献資料の収集を進めている。必要な資料収集を行い、調査の一部は遂行できた、調査可能性が低くなったテーマについては、既存の資料収集につとめ、おおむね順調に進展していると考える。資料収集にあたり、その専門的見地から理解し、効率的な収集を行えるようにと考え、アーカイブズ学、史資料収集学について学んだ。2019年度は最終年度であるため、研究実績の概要に述べた14のそれぞれを進めると同時に、まとめる作業に着手する。近年の政策動向も踏まえ、1については、あらためて生活保護基準や貧困基準にも着目し、学会報告及び研究論文を発表する。3についても、研究論文を執筆する予定があり、その際2の調査を生かせればと考える。2016年度前半は、1に関する資料収集を各所で行い、2のインタビュー対象者の選定、交渉を行い、最近の生活保護行政及び生活困窮者支援の動向を整理した。後半は、ケース記録、ケースワーカーの活動に焦点を絞って論文を作成し、2のインタビュー調査を実施した。34についても、準備作業を進めることができた。当所の予定通り、インタビュー対象者を選定し、調査を実施した。テーマを絞ることで、論文作成に至り、計画以上に進展していると考える。2017年度は、1については、引き続き、関係資料収集を各所で行った。官公庁での資料の保存状況をおおよそ確認した。ただし、すべての年度を収集するのが困難なことが分かり、不足な部分を関係者やさまざまな大学の寄贈図書などの検索により補足しようと試みている。2については、A地方自治体の数名の方への聴きとりを実施した。聴き取った内容については、逐語録におこしている。数名の方については、2度の聞き取りに応じていただいた。3については、分析の方法について検討したうえで、一部分を用いて、論文としてまとめた。ただし、限られた時期の限られた事務所の内容であある。4については、支援者との関係構築につとめ、調査実施の可能性を模索している。ただし、支援制度利用者への調査は困難な面があり、調査ができない場合に備えて、他の角度から資料収集を進めている。必要な資料収集ができ、計画していた調査の一部は遂行でき、おおむね順調に進展していると考える。

3については、一度取りまとめをしたが、再度別の角度から分析を行い、論文を執筆中である。4については、インタビュー調査を調整中であるが、調整が不調の場合に備え、文献資料の収集を進めている。必要な資料収集を行い、調査の一部は遂行できた、調査可能性が低くなったテーマについては、既存の資料収集につとめ、おおむね順調に進展していると考える。資料収集にあたり、その専門的見地から理解し、効率的な収集を行えるようにと考え、アーカイブズ学、史資料収集学について学んだ。引きつづき、インタビュー調査を実施する。他方で、インタビュー調査の対象者を広げていくことで、関連する資料収集が推進されると予定している。2018年度においては、研究実績の概要に述べた14を着実に進める。ただし、これらを進行させている過程で、研究計画策定時に想定と異なるところがあり、次の二点を補足、強化しなければならないと考えている。A)資料収集の前提となる、アーカイブズの状況について理解する。具体的には、アーカイブズ学、史資料収集学についての知識を得る。B)分析する背景や理論枠組みを少し変更させる必要があり、その構築を目指したい。関連する書籍の収集及び、学会・研究会での発表を行い、多角的な検討を行う。2019年度は最終年度であるため、研究実績の概要に述べた14のそれぞれを進めると同時に、まとめる作業に着手する。近年の政策動向も踏まえ、1については、あらためて生活保護基準や貧困基準にも着目し、学会報告及び研究論文を発表する。3についても、研究論文を執筆する予定があり、その際2の調査を生かせればと考える。研究計画通り、インタビュー調査を実施できているが、謝金不要のケースが多く、それらに充てる予定の額が、繰り越しとなった。年度末に予定していた資料収集に要する経費が少なかったため余剰が生じた。次年度に同様の経費として支出することを予定している。経理において、パソコン使用額1台分が、2台分と間違って計上されており、未支出と認識できていなかった。今年度は、あらたに学会報告を予定しているためその旅費に当てる。今後は、インタビュー対象者にサービス利用者などを想定しており、謝金は要するようになると考えられ、その状況にあわせて計画的に支出する。
電磁界発生源としての静電気放電のモデル化

静電気放電(Electrostatic Discharge: ESD)は広帯域・高速なパルス状の電磁波として伝搬するため,電子機器の電磁波障害を引き起こす大きな原因となる.したがって,ESDから放射される電磁界の性質を知り,予測することが望まれる.本研究では,伝送線路終端にある放電電極とグランドプレーン間の微小ギャップ間放電によって発生する電磁界と流れる電流に着目した.放電電極とグランドプレーン間の微小ギャップ部分の性質は,放電により,時間的に変化するため,伝送線路終端にある放電電極とグランドプレーン間の微小ギャップ間放電によって発生する電磁界に関して,微小ギャップ部分の電気的性質の時間変化に合わせた電磁波発生源としてのモデルを提案した.放電時に流れる電流と提案したモデルから計算した電界および磁界を,測定した電界,磁界とそれぞれ比較した.その結果,微小ギャップ部分の性質の時間変化を考えた電磁波発生源としてのモデル化が成り立つことが明らかになった.また,低電圧のESDは高電圧のESDよりも電子機器の動作に与える影響が大きいことが知られているが,従来,ESD放射電磁界の電圧依存性についてはまだ十分検討されていなかった.そこで,方形半ループ電極構造の模擬ESD発生装置を試作し,印加電圧を変化させてESD放射電磁界の測定,およびFDTD(Finite Difference Time Domain)法によるシミュレーションを行った.各電圧における測定結果とシミュレーションを比較検討した結果,800V付近を境に電磁界波形の特徴が異なることも明らかになった.静電気放電(Electrostatic Discharge: ESD)は広帯域・高速なパルス状の電磁波として伝搬するため,電子機器の電磁波障害を引き起こす大きな原因となる.したがって,ESDから放射される電磁界の性質を知り,予測することが望まれる.本研究では,伝送線路終端にある放電電極とグランドプレーン間の微小ギャップ間放電によって発生する電磁界と流れる電流に着目した.放電電極とグランドプレーン間の微小ギャップ部分の性質は,放電により,時間的に変化するため,伝送線路終端にある放電電極とグランドプレーン間の微小ギャップ間放電によって発生する電磁界に関して,微小ギャップ部分の電気的性質の時間変化に合わせた電磁波発生源としてのモデルを提案した.放電時に流れる電流と提案したモデルから計算した電界および磁界を,測定した電界,磁界とそれぞれ比較した.その結果,微小ギャップ部分の性質の時間変化を考えた電磁波発生源としてのモデル化が成り立つことが明らかになった.また,低電圧のESDは高電圧のESDよりも電子機器の動作に与える影響が大きいことが知られているが,従来,ESD放射電磁界の電圧依存性についてはまだ十分検討されていなかった.そこで,方形半ループ電極構造の模擬ESD発生装置を試作し,印加電圧を変化させてESD放射電磁界の測定,およびFDTD(Finite Difference Time Domain)法によるシミュレーションを行った.各電圧における測定結果とシミュレーションを比較検討した結果,800V付近を境に電磁界波形の特徴が異なることも明らかになった.電界センサとして微小モノポールアンテナ,磁界センサとして微小半ループアンテナを作成し,すでに開発しているフィールド変換3アンテナ法により,センサの特性である複素アンテナ係数を測定した.また,センサ(受信アンテナ)の出力から増幅器を経由して波形観測装置(高速オシロスコープ)までに至る特性を表す透過SパラメータS_<21>を測定した.方形半ループアンテナ(送信アンテナ)を既知の電圧波形を持つパルスで励振し,上記の複素アンテナ係数と透過SパラメータS_<21>を用いて,センサ(受信アンテナ)の出力から逆フィルタ法(デコンボリューション)により,発生した電界・磁界波形を再生した.また,そのとき発生する電界・磁界をモーメント法とFDTD法により理論的に計算した.この結果,再生結果と電界・磁界の計算結果とがほぼ一致し,波源近傍での測定(波形再生)が十分な精度を持つことが確認できた.小形で単純な構造を持つ方形半ループ状電極を用いた模擬ESD発生装置を,FDTD計算用にモデル化し,Rompe-Weizelの火花抵抗則を用いてFDTD解析を行った.発生する電磁界と放電電流に関して妥当な計算結果が得られた.グランドプレーン上での測定だけでなく,自由空間で使用できる磁界センサとして,シールデッドループ構造の2出力磁界プローブを試作し,その複素アンテナ係数を決定するための公式を導いた.また,この公式に従って,複素アンテナ係数を求めて,送信アンテナをモノポールとしたときの波形再生を行い,理論計算結果と一致することを確認した.小形で単純な構造を持つ方形半ループ電極に高電圧を印加して、電極先端とグランドプレーンの間で複数回の微小ギャップ間放電(ESD)を起こし、傍に設置したモノポール電界センサおよび半ループ磁界センサの出力電圧がESDに関して充分な再現性を有することを確認した。周期性を有しないこれらの出力電圧から,モノポール電界センサおよび半ループ磁界センサの複素アンテナ係数を用いて、発生する電界波形・磁界波形を再生する手法を開発した。この手法を用いた再生結果と、前年度FDTD法により計算した結果、一致しなかったため、FDTD計算のモデルに対して、電源部まで含ませる改良を行なった。この改良の結果、電界波形・磁界波形の概形がよく一致し、再生結果および計算結果の妥当性が示された。前年度試作した自由空間で使用できるシールデッドループ構造の2出力磁界プロープを用いて、伝送線路終端にある放電電極とグランドプレーン間のESDによって流れる電流を推定した。また、推定した放電電流と電極形状から、ESDによって発生する電磁界を計算した。この結果と、電界波形・磁界波形の再生結果を比較検討した。

この結果から、電気的性質が時間的に変化する微小ギャップ部分の性質に合わせた電磁波発生源としてのモデルを提案した。平成18年度に提案した電気的性質が時間的に変化する微小ギャップ部分の性質に合わせた電磁波発生源としてのモデルの妥当性と有効性を検証した.伝送線路終端の放電電極先端とグランドプレーン間にある微小ギャップ部分に放電を起こすため,ギャップ間隔をDCマイクロアクチュエータで制御できる装置および放電電流を推定するためのシステムを構成した.電流センサを伝送線路上空に設置し,その出力電圧波形と磁界複素アンテナ係数から,設置位置で磁界波形を再生した.ここでは,アンペールの法則が成り立つものと仮定し,磁界波形から電流波形を計算,推定した.また,電界センサ及び磁界センサをグランドプレーン上に設置し,それらの出力電圧波形と複素アンテナ係数から,放電によって発生する電磁界を測定した.推定電流から計算した電磁界と,測定した電磁界との比較検討を行い,放電電流と電極形状より発生する電磁界を計算,予測できることを示した.低電圧のESDは広帯域の電磁界を放射することが知られているが,ESD放射電磁界の電圧依存性についてはこれまで十分検討されていなかった.そこで,平成18年度に試作した方形半ループ電極構造の模擬ESD発生装置を用い,電源電圧を400V2000Vとして,放射電磁界の測定およびFDTD法によるシミュレーションを行い,印加電圧とESD放射電磁界との関係を明らかにした.
部分的歯牙欠損症の咬合再構成過程における残存支持能力の診断

老化の過程に生じる歯牙欠損の症例で天然歯列に対咬する有床義歯臼歯人工歯の合理的咬合関係と、その形態を如何にすべきかを明確にする目的から、人工歯形態及び咬合接触の微小変化が顎口啌条に及ぼす影響を客観的に稔出する必要性にせまられた。同目的から咀嚼筋活動ΣI-EMG,下顎運動の称相でMKG出力,等合計12チャンネルをA/D変換しコンピューター入力し演算処理収録後比較判定基準とし効果判定のシステム化を行った。これまでに、同システムの概要、試作人工歯の臨床操作法、同咬合面頬舌径の削減による咀嚼リズムの改善、放電持続時間の短縮、義歯装着による筋活動量の経時的増加傾向、および筋肉の協調性の向上、さらに欠損部顎堤形態と床外形、対咬歯支持咬頭との幾何学的相対関係等について報告してきた。本年は従来の臨床実験の患者群資料を対象として最も口腔機能時にその周辺末梢神経入力が関与すると考えられる咀嚼運動路の様相を検索するコンピューター.ロジックの開発とその臨床応用を試み以下の結果を得た。1.残存歯列のみの咀嚼と義歯装着による臼歯部咬合回復後を比較すると食品による傾向の変化は存在するが前頭面における咀嚼サイクルパターンの長軸に対する短軸の軸度比が増大する。2.開口、閉口路角の和が著るしく増大する傾向がみられた。これは特に開口路角の増大に起因することが分った。この傾向は義歯装着期間が一定期間経過すると義歯離脱後も残留することが分った。3臼歯部での天然歯と有床義歯人工歯による支持が安定すると咀嚼筋群の機能時の筋協調性が変化し、特に両側側頭筋前腹間の相関が向上する。4咀嚼サイクルパターンの分類と義歯の影響については特にブラインデイングタイプの発現頻度の増加がみられた。
ラット根尖病巣の治癒過程における神経線維の分布,動態に関する免疫組織化学的研究

実験的に発症させたラット根尖病巣に根管処置、根管充填を行い、その後の治癒過程を病理組織学的に検索し、さらに神経線維の役割を検索するためにCalcitonin Gene-Related Peptide(以下、CORPと略記)およびProtein Gene Product9.5(以下、PGP9.5と略記)の抗血清を用いて免疫組織学的に検索し以下の知見を得た。1. CGRP含有神経線維は露髄・開放後5週経過時において、膿瘍周囲の肉芽組織内に不規則な網目状を呈して密に分布していた。2.露髄・開放後5週経過時にて認められた多くのCGRP含有神経線維は、根管充填後経時的に減少傾向がみられ、6週および10週経過すると病巣全体にわたって著しく減少した。3. CGRP含有神経線維は、線維芽細胞の増殖部や破骨細胞に一致して分布をとるものが多く、また破骨細胞の減少時期に一致して減少したことから、線維芽細胞の増殖および骨吸収の抑制などに関与している可能性が示唆された。4. PGP9.5陽性神経線維は肉芽組織内へ血管とともに新生してくるものや、血管とは別に分布するものが認められた。5. PGP9.5陽性神経線維は、根管充填後6週まで経時的に増加傾向が見られ、10週では6週とほぼ同様の分布量であった。6.根管充填後6週以降CORP含有神経線維が著しく減少していたのにもかかわらず、PGP9.5陽性神経線維が多数認められていた。このことは根管充填後6週以降、膿瘍周囲は肉芽組織となり病巣内の組織構築がほぼ終了したため、炎症反応やそれに伴う痛みが消失しCGRPが作用する要因がなくなったことを示唆すると考える。実験的に発症させたラット根尖病巣に根管処置、根管充填を行い、その後の治癒過程を病理組織学的に検索し、さらに神経線維の役割を検索するためにCalcitonin Gene-Related Peptide(以下、CGRPと略記)の抗血清を用いて免疫組織学的に検索し以下の知見を得た。1.根尖部膿瘍は根管充填後1週経過すると、露髄・開放後5週経過時に比べ拡大傾向がみられたが、これは根管充填時の機械的刺激やそれに伴う化学的刺激によるものではないかと推察した。なお、根管充填3週経過以降は経時的に膿瘍の縮小傾向が認められた。2.病巣周囲朗歯槽骨の歯槽窩表層の破骨細胞は、根管充填後3週経過以降著しく減少した。3.CGRP含有神経線維は露髄・開放後5週経過時において、膿瘍周囲の肉芽組織内に不規則な網目状を呈して密に分布していた。4.露髄・開放後5週経過時にて認められた多くのCGRP含有神経線維は、根管充填後経時的に減少傾向がみられ、6週および10週経過すると病巣全体にわたって著しく減少した。5.CGRP含有神経線維は、線維芽細胞の増殖部や破骨細胞に一致して分布をとるものが多く、また破骨細胞の減少時期に一致して減少したことから、線維芽細胞の増殖および骨吸収の抑制などに関与している可能性が示唆された。さらに今年度は、ラット根尖病巣における根管充填後の治癒過程での、神経線維分布量の変化を検索するために、神経特異蛋白の一つで、抗原性が脱灰操作によっても失活しにくく、硬組織の神経分布の検索に有用とされているProtein Gene Product9.5の抗血清を用いて免疫組織化学的に観察する予定である。
クローン病における抗サイトカイン療法と腸管線維化に関する研究

クローン病における抗TNF抗体(インフリキシマブ)治療の腸管局所における線維化能に対する影響につき検討した。インフリキシマブ投与を施行したクローン病患者5例(男性4例、女性1例)に対し、投与前および投与4週後に大腸内視鏡検査を施行し、潰瘍辺縁部または再生粘膜より生検、1部は培養液中で24時間器官培養を行い上清中に放出された可溶性コラーゲン量をELISA法にて測定し、総蛋白量で補正した。残りはmRNA抽出後RT-PCR法にてTumor Growth Factor(TGF)-βfamilyおよびmatrix metalloproteinase(MMP) familyの発現につき検討した。臨床的にはインフリキシマブ投与により全例で血清CRP値の改善、画像診断上縦走潰瘍の改善、CDAI値の低下を認めた。可溶性コラーゲン産生能は、のインフリキシマブ投与後わずかな上昇を認めたが、有意ではなかった。クローン病の大腸粘膜ではTGF-β2の発現は認めなかったが、インフリキシマブ投与によりTGP-β1は2例で発現の増加を認め、TGF-β3は全例で発現増加を認めた。MMP-1、12はほぼ全例で検出可能で、インフリキシマブ投与後MMP-1は1例で発現は増加し、MMP-12は2例で発現は減少した。MMP-3は2例で検出可能であったが、インフリキシマブ投与による変動は認めなかった。以上の結果より、インフリキシマブ投与により急激な炎症の抑制に伴いTGF-βfamilyの発現増加を介して腸管の線維化が亢進する可能性が推測された。クローン病に対し、抗TNF療法が有効であることが認められ、現在臨床の場において広く使用されてきている。確かに急性期の炎症を抑える効果に関してはその有効性は理論上も理解可能であるが、慢性炎症、特に腸管の線維化に関する知見に関してはほとんど理解されていない。実際、臨床の場では抗TNF療法により腸管狭窄が急速に進展する症例が報告されてきている。我々は抗TNF療法を施行した5例に対し、線維化に対する影響を調べた。治療前、および4週後に大腸内視鏡検査を施行、生検組織を得た。一部はDMEM 1mL中で24時間37°Cで器官培養し、培養上清中に放出されるType I Collagenと、Type III CollagenのC末端をELISA法で定量し、生検組織の蛋白量で補正した。また、一部は生検後ただちに凍結保存し、mRNAを抽出後RT-PCR法にてMMP-1、TGF-β、TIMP-I、-IIの発現を調べた。その結果、TypeI、III Collagenいずれの産生も抗TNF治療後に有意な減少を認めたが、MMP-1、TIMP-1、IIの発現はRT-PCR法では検出できず、TGF-βの発現は治療前後で有意な差は認めなかった。以上の結果よりクローン病の病勢に伴いコラーゲンの産生量は低下するが、抗TNF治療に特有な現象か否かは不明である。また、そのとき、MMP-1、TIMP-1、IIの関与は少ないと考えられた。現在までのところ症例数は少なく、さらにMMp-3、9も含め、症例を重ね検討を加える。確かに急性期の炎症を抑える効果に関してはその有効性はCRPの低下を見ても明らかであるが、慢性炎症、特に腸管の線維化に関する知見に関してはほとんど理解されていない。我々は抗TNF療法を施行した7例に対し、線維化に対する影響を調べた。

一部はDMEM 1mL中で24時間37°Cで器官培養し、培養上清中に放出される可溶性コラーゲン量をELISA法で定量し、生検組織の蛋白量で補正した。また、一部は生検後ただちに凍結保存し、mRNAを抽出後RT-PCR法にてMMP-1、3、12、TGF-β、TIMP-I、-IIの発現を調べた。その結果、可溶性コラーゲン量は抗TNF治療後に有意な減少を認めたが、MMP-1、TIMP-I、IIの発現はRT-PCR法では検出できず、TGF-βの発現は治療前後で有意な差は認めなかった。MMP-3はわずかに発現が低下するようであるが確認中である。以上の結果よりクローン病の病勢に伴いコラーゲンの産生量は低下するが、抗TNF治療に特有な現象か否かは不明である。また、そのとき、MMP-1、TIMP-I、IIの関与は少ないと考えられた。
活性を内在した要素系の自己組織化現象の研究

陽イオン交換樹脂粒子表面上に,BZ振動反応を限定させることにより,離散型の化学振動子を得た。これは活性を内在した非平衡要素系の1つである。この結合振動子系は,CSTRを基本にした結合振動子系と比べて,極めて特異的であることが分かった。1:nまたはn:1(n:整数)の引き込みモードが最も安定であり、結合状態についての相図の広い領域を占める。特に、1:1と1:2(又は2:1)モードの間の転移に際しては,必ず不規則振動が現われることが見い出された。パワースペクトル、3次元再構成アトラクターそして最大リヤプノフ指数を調べ、観測された不規則振動はカオスであると結論した。3要素間結合の場合には,結合強度に依存して、時計回りの回転モード、反時計回りの回転モード及びそれらの間の移り変わりが観測された。回転モードは、2要素結合の場合の1:1モードに対応した状態であり、その出現は、結合イジングスピン系に見られるようなフラストレーションに対する埋め合わせ効果に起因していると考えられる。更に、要素間の協力性と外的擾乱との競合によって、如何なる相転移を引き起こすかを調べた。このシステムの振動反応には多くのイオンが介在しており,電場によって種々の自己組織化現象を誘起することができた。電場の周波数に対する化学振動子の固有振動数の比と電場強度の関数として振動状態に関する相図を得た。その特徴は、結合振動子系の相図と酷似している。即ち、(1)1:nまたはn:1の引き込み状態が、相図の広い領域を占め且つ安定である,(2)低電場領域では,これらの安定領域の間の境界領域でファーレ-の樹状構造に従ったた高次の引き込みや準周期振動が現われる,(3)1:1と1:2(又は2:1)の間の転移は,必ずカオス状態を経て起きるなどである。1.活性を内在した要素系の創製と評価:粒径約500μmの陽イオン交換樹脂粒子表面上に,BZ振動反応を局限させることにより,化学振動子系を創製した。この振動子系の同調は,CSTR(continuous stirred tank reactor)系のような直接結合を介してのものと比べて,極めて特異的であることがわかった。振動子間距離と固有振動数比の関数として結合状態についての相図を求め,1:n(n:整数)の引き込みモードが最も安定であり,且つ相図の広範囲を占めることを見い出した。これらの安定モードの境界領域で,Farey treeの構造にしたがった高次モードやその共存が観測された。安定結合モード間の転移に際しては,振動の周期と振幅に不規則な振る舞いが観測された。パワースペクトルや3次元のアトラクターを調べることにより,この不規則な時系列はカオスによるものであることが確認された。3要素間結合の場合には,通常の化学振動子に見られるような回転モードの時計回りと反時計回りの移り変わりが観測された。2.電場により誘起された巨視的非平衡構造の観測:固有振動数に対する電場の周波数の比Wに依存して,電場への種々の引き込みが観測された。電場の強さとWの関数として結合状態の相図を求めた。W<1では1:1の引き込み,W=1′付近では,周期と振幅に不規則な振る舞いが観測された。パワースペクトル調べることにより,この不規則な時系列は,カオス的であるが分かった。Wが1より大きくなるにつれ,振動子の振動数が周数変調を受けることが見い出された。

更に,結合振動子に直流電場を印加した場合,電場方向に依存して,ペースメーカーの逆転,振動の長周期化,結合の切断等が観測された。サブミリメートルの粒径をもつ陽イオン交換樹脂粒子にフェロイン触媒を吸着させ,粒子表面上にベル-ゾフ・ジャボチンスキー反応を局在させることにより,活性を内在した要素系としての科学振動子系を実現した。この系の振動反応には多くのイオンが介在しており、電場によって種々の自己組織化現象が誘起された。電場の周波数に対する化学振動子の固有振動数の比と電場強度の関数として振動状態に関する相図を得た。その特徴は次のようである;(1)1:n又はn:1の引き込み状態が広領域を占め且つ安定である,(2)低電場領域では,これらの安定領域の境界領域でファーレ-の樹状構造にしたがった高次の引き込みや準周期振動が現われる,(3)高電場領域では,境界領域は狭くなる,(4)1:1と1:2(又は2:1)の間の転移は,必ずカオス状態を経て起きる。更に,生体超分子に近い分子構造を持った能動的な要素系の創製を目指して。界面活性剤AOT/イソオクタン/水からなるマイクロエマルジョンを基礎にしたアクリルアミドの微小ゲルを構築した。活性の組み込み条件を明確にする為に,その熱的な性質を明らかにした。この系は,温度の上昇に伴ってパーコレーション(PC)転移を示し,更なる温度上昇によって相分離を示した。PC転移に伴う電気伝導度の異常増大は指数則で解析され,転移前後で,それぞれ動的,静的パーコレーションモデルが成り立つことを明らかにした。PC状態から急激な温度ジャンプによって相分離過程を誘起し,その動力学を時間分解光散乱を用いて明らかにした。この過程はスピノ-ダル分解(SD)に依るものではないが,SDを思わせる散乱光パターンが観測された。事実,空間次元としてフラクタル次元d=1.8を取るならば,通常のSDで見い出されたスケーリング則が成り立つことが分かった。
同位体解剖学を用いた後期白亜紀アンモナイト類の繁殖生態の解明

海棲生物が形成する炭酸塩殻体の物理化学的組成は,殻体形成時の海水の温度を記録する.そこで,化石として保存されている微生物や,アンモナイト類,あるいは二枚貝類の殻体の分析を行い,白亜紀の大陸棚海に大繁栄していたアンモナイト類や,二枚貝類などの生活様式,特に生息場所や繁殖様式の解明を行った.その結果,当時の北海道周辺の海洋の表面付近の温度は約26°Cと高温で,一部の二枚貝類は流木などに付着して生活していたことが明らかになった.また,予察的に行ったジュラ紀のアンモナイト類の分析では,幼期のアンモナイトは低水温場に生息し成長とともに高水温場に移動することが示唆された.海棲生物が形成する炭酸塩殻体の物理化学的組成は,殻体形成時の海水の温度を記録する.そこで,化石として保存されている微生物や,アンモナイト類,あるいは二枚貝類の殻体の分析を行い,白亜紀の大陸棚海に大繁栄していたアンモナイト類や,二枚貝類などの生活様式,特に生息場所や繁殖様式の解明を行った.その結果,当時の北海道周辺の海洋の表面付近の温度は約26°Cと高温で,一部の二枚貝類は流木などに付着して生活していたことが明らかになった.また,予察的に行ったジュラ紀のアンモナイト類の分析では,幼期のアンモナイトは低水温場に生息し成長とともに高水温場に移動することが示唆された.本年度前半は,研究の基礎試料となるアンモナイト化石の採取を行った.6月および8月の2回にわたり,北海道北西部に分布する白亜系である蝦夷層群羽幌川層の調査を行い,アンモナイト化石及びアンモナイト化石を産出した地層の周囲の泥岩の採取を行った.調査は羽幌地域および達布地域の2ケ所で行い,特に羽幌地域では,初生的な殻体の微細構造が溶解せずに保存されている多数採取することができた.次に,研究当初から予定していた,極めて高倍率の実体顕微鏡(カールツァイス製SteREO Discovery V12)を購入し,上記により採取された化石の詳細な観察と,殻体の同位体比測定用のサブサンプリングを行った。具体的には,実体顕微鏡下でアシモナイトや,アンモナイトと共産する二枚貝化石などの殻体の最外殻層(稜柱層)を除去し,殻体の内層である真珠層を露出させ,マイクロドリルを用いて,この真珠層の削出を行った,これにより得られた粉末サンプルを,独立行政法人産業技術総合研究所地質情報研究部門物質循環研究グループ現有の同位体質量分析計(VG Optima)を用いて分析した.本年度は,申請者によるこれまでの研究では明らかになっていなかった,サントニアン階を中心として産出する,異常巻きアンモナイト類である, Baculites sp.,及びHyphantoceras orientaleの殻体の酸素同位体組成を行った.その結果,これらの異常巻きアンモナイト類も, Moriya et al. (2003)で解析された種と同様に,成体はほぼ底生性の生活様式を持っていたと考えられる.一方,正常巻きアンモナイト類である, Texanites kawaakiiはBaculitesやHyphantocerasとは異なり,やや高い温度を示すことが明らかとなった.この結果からは, Texanitesは他のアンモナイト類とは異なる生活様式を持っていたことが推測される。幼殻の分析については,世界で最も保存が良好な試料の一つである,ジュラ紀のQuenstedtcerasについての解析を行った.その結果,最も初期の幼殻は高い酸素同位体比,すなわち低温を示し,成長するにつれ酸素同位体比が低くなる,すなわち高温になることが示された.従って, Quenstedtocerasは卵が低水温の領域,おそらく海底に産みつけられ,成長するに従い高水温の領域,おそらく海面付近へと移動することが類推される.しかし,ジュラ紀の海水の酸素同位体組成や,水塊の温度構造が不明であるため,具体的な水温や環境についての言及は今後の課題である.一方,蝦夷層群から得られた試料については,幼殻の保存状態が悪く,残念ながら,信頼性のある酸素同位体比測定に供する試料を得ることができなかった.本研究によって採取された試料の中には,未処理のものも多数あることから,今後,それらの試料を改めて処理することで,後期白亜紀のアンモナイト類の幼殻の酸素同位体比分析,及び,その古生態の解析を行う.
アジド化合物をナイトレノイド源とするC-Hアミノ化の立体制御法に関する研究

本研究においては、23年度に、イリジウム触媒を用いた分子内不斉C-Hアミノ化を達成し、24年度にはさらにルテニウム(カルボニル)サレン錯体を用いることで、アジド化合物を窒素化剤とする初めて高エナンチオ選択的不斉分子間C-Hアミノ化反応を開発し、さらに本反応が、エチル基あるいはメチル基上のC-H結合を選択的に変換する特異な位置選択性を示すことを見出している。ルテニウム触媒を用いた分子間C-Hアミノ化に関する速度論的同位体効果の検討、およびラジカルクロックを用いた検討から本反応は、短寿命なラジカル中間体の関与、あるいは協奏的反応機構が示唆された。そこで、本年度はさらに速度論的同位体効果について詳細な検討を進めた。その結果、ベンジル位のC-H挿入反応における同位体効果(重水素効果)はKIE=813と非常に大きな値を示すことが明らかとした。また、この重水素効果の大きさ、および本ルテニウム触媒の優れたエナンチオ選択性から、本反応では、水素、および重水素の様に電子的にも、立体的にもほとんど差違がなく、分割が困難な同位体によって構成される立体不斉中心を速度論的に分割することができるものと考えられる。同考察から、新たにラセミ体のα-D-エチルベンゼン類を新たに合成し、反応の検討を進めた。その結果、速度比513の良好な選択性にて同位体由来のエナンチオマーを分割しつつ、対応するアミノ化生成物が高エナンチオ選択的に進行することを明らかにしている。本研究申請時に投稿中であったイリジウムサレン錯体を触媒として用いる分子内不斉C-Hアミノ化反応について,審査員の指摘に従い本年度に追加実験を行った。その結果明らかとなった位置選択性の制御要因を含めて不斉分子内C-Hアミノ化について報告した。ついで、イリジウムおよびルテニウムサレン錯体を触媒として分子間不斉C-Hアミノ化に関する検討を行った。予期に反してイリジウムサレン錯体の触媒活性は低いものであったが、アジリジン化のために開発したルテニウムサレン錯体が興味ある触媒活性を示すことを見出した。C-H結合は二重結合より反応性が小さいことから,C-Hアミノ化の遷移状態におけるナイトレノイド中間体とC-H結合との距離は、アジリジン化におけるナイトレノイド中間体と二重結合との距離よりも小さいものと推測し,ルテニウムサレン錯体の最適化を試みたところ、サレン配位子のビナフチル部の2"-アリール置換基として2,6-ジフルオロフェニル基を持つ触媒が極めて高い位置選択性とエナンチオ選択性を示すことを見出した。例えば、trans-3-hepteneは2および5位に2個の活性メチレンをもつが、アミノ化は2位のみで進行する。エナンチオ選択性も91%eeと高い。この特異な選択性は、C-H結合の結合エネルギーとは関係なく,触媒がもつ小さな反応空間に基づくものと推測している。これらの成果は現在投稿中である。本年度はアジリジン化触媒を基に改良を行い、C-Hアミノ化触媒を開発することができた。そこで,さらにアミノ化触媒を改良してアジリジン化触媒とすることを検討した。これまでに,ナイトレノイド中間体のN-スルホニル基と近傍に存在する反結合性6-軌道を適切に相互作用させることでナイトレノイド中間体の反応性を向上させることができ,反応性の乏しい末端アルケンのアジリジン化を収率よく行うことができることを見出している。昨年度、2"-位に2,6-ジフルオロフェニル基を持つRu-サレン錯体触媒が2-(トリメチルシリル)エタンスルホニルアジド(SESN3)をナイトレン先駆体とするアルケンのアリル位のCーHアミノ化で高エナンチオ選択性および特異な位置選択選択性示すことを見出した。CーHアミノ化に対しては、協奏的挿入と段階的挿入の二つの機構が提案されている。各種ラジカルクロックを用いた実験から、このアミノ化は協奏的挿入機構を経るものとが示唆されたが、極めて短寿命のラジカル中間体の関与を否定することはできなかった。そこで本年度は、速度論的同位体効果(KIE)の検討により再度反応機構の検討を行った。分子間、分子内競争的条件下で測定したKIEの値は、1例を除いていずれも5より大きく、段階的挿入機構で進行することが示唆された。前年度のラジカルクロックによる実験結果と今回の実験結果から、段階的挿入機構で進行し、寿命の極めて短いラジカル中間体の関与が推測された。そこで、短寿命中間体を捕捉可能なラジカルクロックの合成を行い、ラジカル中間体の関与の有無に関する検討を行ったところ、Z-オレフィンの異性化を利用したラジカルクロックを用いた反応でラジカル中間体の関与を示唆する結果が得られた。今後、より短寿命のラジカル中間体を捕捉し得るラジカルクロックを設計して検討を行う。これと並行して、1例観測された小さなKIE値を示す反応についても、基質によって反応機構が異なるのか、あるいは他の要因に基づくものかを詳細に検討する予定である。昨年度、2"-位に2,6-ジフルオロフェニル基を持つRu-サレン錯体(1)がアルケンのアリル位のCーHアミノ化をエナンチオおよび位置選択的に触媒することを見出した。

また、2"-位に3,5-ジ(トリフルオロメチル)フェニル基を導入したRu-サレン錯体(2)がナイトレノイドのスルホニル酸素とのn-σ相互作用を通してナイトレノイドを活性化しアジリジン化を円滑に触媒することを見出した。本年度はこれらの知見を基にアジリジン化とCーHアミノ化についてさらに検討を行った。2-(トリメチルシリル)エタンスルホニルアジド(SESN3)と上記の錯体(2)を用いた末端の非共役および共役オレフィンのアジリジン化で高エナンチオ選択性を達成することができた。既知の方法と異なり、本法は反応性の低い非共役オレフィンの反応でもPdなどの添加を必要としない。SESN3と錯体1を用いたCーHアミノ化についても詳細な検討を行ったところ、これまでにない特異な位置選択性が観測された。3-ヘプテンあるいは1-エチル-4-プロピルベンゼンをアミノ化に付すと、エチル基のアリル位あるいはベンジル位でのみ反応が進行し、プロピル基での反応は観測されない。さらに化学選択性も高く窒素や酸素などのヘテロ原子が存在しても、アリル位あるいはベンジル位でのみ反応が進行し、ヘテロ原子のα位でのアミノ化は観測されない。尚広い基質適用範囲にも係らず、鎖式(Z)-オレフィンは反応性を示さない。UV,可視吸収スペクトルによる解析から、(Z)-オレフィンが配位してアジドの分解が阻害されるものと推測された。CーHアミノ化に対しては、協奏的挿入と段階的挿入の二つの機構が提案されているが、各種ラジカルクロックを用いた実験から協奏的挿入機構が示唆された。但し、極めて短寿命のラジカル中間体の関与を完全に否定できない。本年度は以上の結果を報告することができた。本研究においては、23年度に、イリジウム触媒を用いた分子内不斉C-Hアミノ化を達成し、24年度にはさらにルテニウム(カルボニル)サレン錯体を用いることで、アジド化合物を窒素化剤とする初めて高エナンチオ選択的不斉分子間C-Hアミノ化反応を開発し、さらに本反応が、エチル基あるいはメチル基上のC-H結合を選択的に変換する特異な位置選択性を示すことを見出している。ルテニウム触媒を用いた分子間C-Hアミノ化に関する速度論的同位体効果の検討、およびラジカルクロックを用いた検討から本反応は、短寿命なラジカル中間体の関与、あるいは協奏的反応機構が示唆された。そこで、本年度はさらに速度論的同位体効果について詳細な検討を進めた。その結果、ベンジル位のC-H挿入反応における同位体効果(重水素効果)はKIE=813と非常に大きな値を示すことが明らかとした。また、この重水素効果の大きさ、および本ルテニウム触媒の優れたエナンチオ選択性から、本反応では、水素、および重水素の様に電子的にも、立体的にもほとんど差違がなく、分割が困難な同位体によって構成される立体不斉中心を速度論的に分割することができるものと考えられる。同考察から、新たにラセミ体のα-D-エチルベンゼン類を新たに合成し、反応の検討を進めた。その結果、速度比513の良好な選択性にて同位体由来のエナンチオマーを分割しつつ、対応するアミノ化生成物が高エナンチオ選択的に進行することを明らかにしている。本年度に計画したC-Hアミノ化のための触媒開発を行うことができ,目的とした高位置およびエナンチオ選択的C-Hアミノ化を実現することができた。またその結果を基に予定していた新規アジリジン化触媒の開発に関してもほば目処をつけることができた。昨年度に開発された高エナンチオ、位置、および化学選択的C-Hアミノ化の反応機構について検討を行った。
がん治療における包括的コミュニケーションツールとしてのリキッドバイオプシーの応用

本研究の概要は、がん薬物療法中における、高齢者機能評価と患者の直接評価による副作用評価が、炎症性サイトカイン(IL-6、IL-1、TNF-α、アディポカイン)の変動と相関するかを探索することである。患者中心のチーム医療において、患者本人と医療者のみの主観的評価だけでは、その信頼性や妥当性・重篤度を、客観的かつ正確に評価することは困難である。多職種の医療者による主観的評価のみならず、炎症性サイトカインの数値をアルゴリズム化して客観的指標を可能にすれば、妥当な治療方針の決定・副作用のモニタリングとマネジメント・予後予測を客観的かつ包括的に評価できると考える。
発達性ディスレクシアのオラリティに関する神経基盤の解明

「リテラシーの障害を生むディスレクシアの神経基盤は、非言語視覚情報処理の優位性を生む神経基盤と同一なのか」が、本研究の核心をなす「問い」である。本研究の目的は、この問いを、脳機能イメージングの手法を用いて、ディスレクシア児及び定型発達児の、視覚情報処理課題における脳活動、安静時の脳活動、脳形態を調査し、ディスレクシアの非言語視覚情報処理に関する神経基盤を包括的に解明することである。今年度は、その実験方法確立のため、ディスレクシアの非言語の視覚情報処理の特性についての先行研究の分析を行った。読字は、文字や単語の持つ視覚的な特徴を正確に解析することを求められるため、熟達した読み手は、文字や単語に集中して注意を向けるので、周囲への気づきを抑制した視覚情報処理をしている。例えば、リテラシー獲得は、周辺視野の情報処理を抑制し、中心視野の情報を分析的に処理する傾向に変化することなどが報告されている。これら先行研究から必要情報を収集して適切なfMRI課題を検討し、Impossible figure testを候補として選定した。さらに、これまでの私たちの研究結果から、読字処理に関係する領域間結合のもつ情報からディスレクシアかどうかを予測する方法が見出されているため、既存の安静時脳活動データを用いて、視覚情報処理に関連する脳領域間結合を検討するとともに、領域間結合解析を用いてディスレクシアか定型発達か否かを予測する方法の検討を行った。日本語話者の発達性ディスレクシアを対象とした脳機能イメージング研究は非常に少ない上、特に非言語の視覚認知特性に焦点を当てた研究は知る限りない。そのため、先行研究に準って実験手法を具体化することができにくい状況であった。したがって、関連する先行研究を収集し、fMRI実験に適した課題を検討するのに時間を要した。また、課題や安静時の脳活動を用いて、領域間結合解析を行うことでディスレクシアと定型発達の判別を行う方法についての調査にも時間を要した。この手法も先行研究が非常に少なく、実験計画の立案には多くの検討が必要である。このような新規分野における研究方法検討が、進捗をやや遅らせている要因と考える。今後は、Impossible figure testの行動実験を実施し、どのような条件下でディスレクシア群と定型発達群に有意差が生まれるか検討し、刺激提示方法等の課題の条件設定を具体化する。また安静時脳活動や白質繊維走行の撮像などMRIの撮像プロトコルについても適切な設定も検討し、実験の準備を整えていく。2019年度中には、実験協力者のリクルートを行い、fMRI実験を開始する予定である。研究初年度にfMRI実験が開始できるよう予算配分の計画であったが、fMRI実験が2年次に移動せざるを得なかったため、次年度使用額が生じた。
医学的有効性の向上を目的とした組換え型アルブミン製剤の設計と機能性評価

本研究は、当研究室において構築された遺伝子組換え技術を基に、安全性ならびに有効性に優れたアルブミン製剤を開発することを目的として実施され、以下の知見が得られた。1)発現ベクターpHIL-D2にL10(シグナル配列)及びポリA配列を含む変異を施したHSAcDNA(K199A,K525A)を挿入した。この発現ベクターでP.Pastoris(GS115株)を形質転換し、BMMY培地で4日間培養後、培地上清より硫安分画(60%、pH4.4)で濃縮、粗精製を行い、ブルーセファロースCL-6Bに付し、変異HSA(K199A、K525A)の精製を行った。2)精製した変異HSA(K199A、K439A、K525A及びK199A/K439A/K525A)の構造特性について、遠紫外及び近紫外領域CDスペクトル、抗HSAポリクローナル抗体を用いて検討した。その結果、二次構造、三次構造及び抗体の認識性に血漿由来HSAと有意な差は観察されなかった。3)変性剤である塩酸グアニジン及び示差走査熱量計(DSC)を用いて化学的安定性、熱安定性について検討した結果、各熱力学的パラメータはK199A-、K-525A-HSAともに同様の値を示し、血漿由来HSAとの間に有意な差は観察されなかった。4)変異HSAは、薬物輸送性及びエステラーゼ様活性において血漿由来HSAと有意な差は観察されなかった。5)^<125>Iでラベル化した変異体の静注後の血漿中濃度推移は2相性を示し、消失相(β相)から算出した半減期は、いずれの場合も血漿由来HSA(約30時間)より短かった。以上のように、アルブミン変異体の分子設計が可能となったが、本研究の所期の目的である医学的有効性に優れた変異体の設計に至らず、今後の大きな課題として残すことになった。本研究では、遺伝子組換え技術を基に異種蛋白質発現宿主としてS.Cerevisiaeを用いて組換え型アルブミン(rHSA)を発現させ、その精製を行った。次いで、作製したrHSAの構造とその安定性及び動態特性について血漿由来のアルブミン(pHSA)と比較した。これらの結果を基に、両者の同等性について詳細な検討を行い、アルブミン製剤の新しい原材料としてのrHSAの有用性を評価した。以下に得られた結果を要約する。2)精製したrHSAの構造特性について、CDスペクトル、^1H-NMRスペクトル、抗HSAポリクローナル抗体を用いて検討した。その結果、二次構造、三次構造及び抗体の認識性にrHSAとpHSAの間で有意な差は観察されなかった。さらに、HSA分子上に唯一遊離状態で存在している^<34>Cysの存在状態についても、ほぼ同様の様式で存在しているものと推察された。3)化学的安定性、熱安定性についての各パラメータはrHSA、pHSAともに同様の値を示し、両者に有意な差は観察されなかった。さらに、脂肪酸(オレイン酸等)及びアルブミン製剤に安定化剤として添加されているオクタン酸ナトリウム(OctNa)、N-アセチル-L-トリプトファン(N-Ac-L-Trp)の安定性に及ぼす影響について検討したところ、それらの添加時において、化学的安定性、熱安定性の増大が観察された。