hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ダイズの耐湿性に関わる要因の網羅的解析システムの構築

畑作物の湿害には複数の要因が関与すると考えられることから,それらを単独の要因として解析するシステムを構築し,ダイズ遺伝資源を評価することを目的とした.まず,溶存酸素濃度及び溶存二酸化炭素濃度を一定に保つ水耕栽培法を開発し,低酸素条件および低酸素+高二酸化炭素条件がダイズ初生葉展開期の生育に及ぼす影響を評価した.その結果,低酸素単独よりも高二酸化炭素受験が加わることにより,ダイズ根の生育抑制は大きく,その程度には品種間差異のあることが明らかとなった.我が国のダイズ栽培では,梅雨と重なる出芽期から幼苗期にかけての湿害が生産の不安定要因の一つになっており,耐湿性品種の作出が望まれている.過湿土壌では根圏がO2不足となることが一般的に知られているが,湛水した水田転換畑ではCO2濃度が上昇するなど,湿害には複数の要因が関与することが明らかになっている.本研究では,実際の転換畑における湛水条件が土壌溶液中の溶存O2濃度及び溶存CO2濃度に及ぼす影響を評価すると共に,両者を一定に保つ水耕栽培法を開発し,低O2条件および低O2+高CO2条件がダイズ初生葉展開期の生育に及ぼす影響を評価した.その結果,実際の転換畑において湛水処理を行うと土壌溶液中のCO2濃度は150mg/L以上になることが明らかとなった.また,低O2単独よりも,高CO2が加わることにより,根の生育は著しく抑制された.さらに,その抑制程度には品種・系統間差異が認められ,耐湿性品種の選抜・育成には高CO2耐性についても考慮する必要のあることが明らかであった.本研究で開発した水耕栽培法は,低O2+高CO2条件以外にも種々の条件を設定することが可能であり,複合ストレスである過湿害の検定法として有効である.畑作物の湿害には複数の要因が関与すると考えられることから,それらを単独の要因として解析するシステムを構築し,ダイズ遺伝資源を評価することを目的とした.まず,溶存酸素濃度及び溶存二酸化炭素濃度を一定に保つ水耕栽培法を開発し,低酸素条件および低酸素+高二酸化炭素条件がダイズ初生葉展開期の生育に及ぼす影響を評価した.その結果,低酸素単独よりも高二酸化炭素受験が加わることにより,ダイズ根の生育抑制は大きく,その程度には品種間差異のあることが明らかとなった.申請者が考案した水耕栽培法(坂園ら2011)を改良し、溶液を循環させ、水耕槽外で管理・調整するシステムを構築した。水耕槽にはプラスチック製コンテナ(386mm x 256mm x 135mm)を用い、溶液上には発泡スチロール板を浮かべ、植物体はシリコン栓で支持する。コンテナ両側面にinlet(下部)とoutlet(上部)を設け、アクリルチューブを通して溶液を循環させた。溶液は水耕槽外の大型フラスコ内(処理槽)で調整し、循環させ、フラスコ内およびoutlet部において処理物質(酸素、二酸化炭素)の他、温度、pH、酸化還元電位などをモニターした。この実験系において低酸素(約1mg/l)および低酸素(約1mg/l)+高二酸化酸素(約170mg/l)の影響について検討したところ、地上部乾物重は高二酸化炭素条件が加わることで3040%減少し、総根長は7080%減少した。さらに水田転換圃場において1週間の湛水実験を行ったところ、土壌溶液中全炭酸濃度は150 mg/l以上であったことから、ダイズ耐湿性の評価において、高二酸化炭素の影響について考慮する必要のあることが示された。システムの構築が、当初計画以上に順調に進んだ。さらに湛水したダイズ転換畑における土壌溶液中全炭酸濃度を測定することによって、実際の圃場条件下における高二酸化炭素障害の可能性について明らかにすることが出来た。また、供試2品種における根の生育抑制程度に差異が検出されたことから、高二酸化炭素耐性の品種間差異の検討が可能であることが示唆された。24年度に構築したシステムにおいて、品種間差異について検討するとともに、酸化還元電位の影響についても精査する。また、還元下では電子受容体として利用され、ダイズの生育を阻害する鉄およびマンガンイオンの影響についても検討する。24年度は、当研究室在籍スタッフによって十分な研究が実施できた。従って24年度計画において計上していた人件費(研究補助)について支出がなかった。25年度は品種間差異について検討するため、実験スケジュールがタイトになるため、研究補助の人件費を繰り越して使用する。
内部メカニズムの推定に基づくモデルベース歩容認証の新規識別手法の開発

モデルベース手法は関節運動の相違度から映像中の人物が同一人か否かを判別する技術である(既存手法)。本研究課題では、自己回帰モデルを用いる方法(非線形数理モデルのパラメータを用いる方法)と関節位置の確率分布を用いる方法(予め学習した分布から計算した確率密度の時系列を用いる方法)の二つを提案し、独自のデータベースを用いて評価したところ、前者は推定時のデータ量の不足から既存手法よりも識別力が低いことが分かった。一方で、後者は既存手法と同程度の識別力を示し、さらに服装が異なる場合(シルエットが変わる場合)の識別力の低下が既存手法よりも抑えられることが明らかとなった(今後大規模なデータでの検証が必要)。本年度は、まず、基礎データとして、歩行データの取得を行った。研究所内で約20人の被験者に対して、複数の日に歩行運動の実測を行った。実際のモデルベース手法では防犯カメラの画像から関節座標を抽出するが、本研究では関節座標が既知の上での識別問題に集中するため、距離画像センサにより得られる関節座標データを使用した。まず、既存研究と同様に同一人クラスに関して単一の日に取得した場合について、既存のモデルベースの識別手法による識別を行った結果、平均誤り率は元論文より数パーセント大きい数値となった。これはデータが1歩程度と短いためだと考えられる。次に、同一人クラスに関して、複数の日(二日)に取得したデータを用いた場合、単一の日のみの場合よりも数パーセント識別率が減少することが分かった。既存手法を用いた場合、複数の日に計測した場合の個人内変動により、識別率が低下することが分かり、この問題を改善する必要があることが分かった。さらに、有効となり得る資料条件を探るため、既存のモデルベース手法をもとに特徴点と形状情報に基づく自動処理の手法を開発・検討した。解像度、フレームレート依存性を調べた結果、フレームレートの低下に対して頑健であることが分かった。しかし、解像度・フレームレートに対する依存性は依然として大きいので、まだこれらを改善させる必要がある。一方、歩行運動の内部メカニズムを表現した数理モデルとして結合振動子モデルに関して、関節運動を模した座標運動のシミュレーションを行った。このシミュレーションにより得られた時系列データを使い、方程式の形式が既知であるとした場合に、PLS回帰を用いてパラメータを推定する手法を検討し、データが十分な場合に良好な推定結果となることを確認できた。本研究課題に関して得られた研究成果は、法科学技術学会及びビジョン技術の実利用ワークショップにおいて発表を行った。当初の予定通り、距離画像センサにより得られた関節運動のデータベース作成、既存のモデルベース手法による識別率の評価、歩行運動を表現した数理モデルのパラメータ推定手法の基礎的な検討ができた。ただし、実測データを用いた数理モデルのパラメータ推定手法の評価は予定より十分にできなかった。また、実測データを用いた数理モデルのパラメータ推定に関しては、取得したデータが1歩程度と短いという問題があるものの、次年度検討をする上では差し支えない。モデルベース歩容認証法は、関節運動から映像中の人物が同一人か否かを判定する手法であり、現在科学捜査で用いられているシルエットを用いる手法(岩間他, CVIM, 2013)とは異なるアプローチである。本研究課題ではまず基礎的な検討としてシルエットから自動処理で得られる特徴点を用いた手法を提案し、モデルベース手法の特徴について理解を深めた(井元他, 2017,精密工学会誌/井元他, 2016, ViEW)。その後、内部メカニズムの推定に基づく手法の提案及び個人識別の性能の基礎的な評価を行った。内部メカニズムの推定に基づく手法に関して、自己回帰モデルを用いる方法と関節分布を用いる方法の2つ開発・評価した(井元他, 2016, SBRA/D. Imoto, 2017, AAFS)。1つは、Multi-Layer Perseptronを用いた非線形数理モデル(自己回帰モデル)により関節運動をモデル化し、そのパラメータを用いて識別を行う方法である(自己回帰モデルを用いる方法)。2つ目は予め学習した関節位置の確率分布から計算した確率密度の時系列を用いて識別を行う手法である(関節分布を用いる方法)。比較した既存手法としては関節運動から相違度を算出し(Bouchrika et al., 2011, JFS)、識別を行う方法を用いた。1歩行データにつき約12周期が含まれる14人の独自のデータベースを用いて評価した結果、関節分布を用いる方法はパラメータ推定に用いるデータ量の不足から識別力が低いことが明らかとなった。一方で、関節分布を用いる方法は既存手法と同程度の識別力を示すことが分かり、さらに服装が異なる場合の識別力の低下が既存手法よりも抑えられることが明らかとなった。本研究課題では小規模のデータでしか評価できなかったが、今後大規模のデータベースでの検証が必要である。次年度は、実測データから推定した数理モデルのパラメータを用いた個人識別を検討する。

パラメータ推定手法をPLS回帰を用いるものに限定し、モデルを変化させた場合に個人識別がどのような場合に改善されるかを検討する。モデルに関しては、いくつかの結合非線形振動子モデルの結合関係を隣接する関節とした場合について検討を行う。資料条件としては、フレームレートの低下に対する頑健性の調査を行い、既存手法と比較する。また、既存手法で課題であった複数の日に取得した場合の個人内変動を改善する場合があるかどうか調査を行う予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。法科学、情報学、数理生物学28年度が最終年度であるため、記入しない。
アディポサイトカインをターゲットとした大動脈瘤形成抑制効果の検討

腹部大動脈瘤は動脈硬化が原因で発症すると考えられているが、その機序は不明である。我々は、動脈瘤形成とインスリン抵抗性との関連について基礎的検討を行った。マウス腹部大動脈瘤モデル作成を確立し、インスリン抵抗性改善作用薬PPAR-ガンマagonistが動脈瘤抑制効果を有することを見出した。さらにPPAR-ガンマagonistが、アディポネクチン濃度を増加させた。アディポネクチン遺伝子欠損マウス(APN-KO)に動脈瘤モデルを作成したところ、APN-KOマウスの動脈瘤径は、野生型マウスと同程度であった。その動脈瘤抑制効果は、アディポネクチン非依存性であると考えられた。近年、高齢化や食生活の欧米化により動脈硬化性疾患の増加が顕著となった。腹部大動脈瘤は動脈硬化が基盤にあり、高血圧、肥満、高脂血症、喫煙どを危険因子として発症すると考えられているが、その発症の機序はいまだ不明である。本研究は、腹部大動脈瘤形成および進展と肥満、メタボリックシンドロームとの関連を明らかにし、さらにこれらの病態に伴うアディポサイトカイン産生異常をターゲットとした新たな血管病の治療戦略を提示することにある。2013年、初年度は、マウス腹部大動脈瘤モデルを作成し、インスリン抵抗性改善作用薬の一つPPAR-γagonist(ピオグリタゾン)の効果を検討した。【CaCl2塗布によるマウス動脈瘤モデルの作成】野生型マウス(C57/BL6)を用いてCacl2塗布による腹部大動脈瘤モデルを作成し得た。ネンブタールにて麻酔した野生型マウスに腹部正中切開を行い腹部大動脈を露出させ、0.5MCaCl2溶液に15分間暴露した後、生理食塩水で腹腔内をよく洗浄して再び創を閉じることで作成した。手術後約6週間後に腹部大動脈瘤を形成されていることを確認し、血管を摘出した。【PPAR-γagonistによる大動脈瘤形成抑制効果の検討】野生型マウスをPPAR-γagonist(ピオグリタゾン)投与群とコントロール投与群の2群に分け、それぞれ1週間経口投与した(混餌投与)。1週間後、上記Cacl2塗布腹部大動脈瘤マウスモデルを作成した。薬剤の混餌投与は引き続き行った。術後6週後に標本を摘出し、動脈瘤径の比較検討を行った。その結果、PPAR-γagonist(ピオグリタゾン)投与群では、コントロール群に比較し、有為に大動脈瘤径を抑制していた。本研究は、腹部大動脈瘤形成および進展と肥満、メタボリックシンドロームとの関連を明らかにすることにある。マウス腹部大動脈瘤モデル作成を確立しインスリン抵抗性改善作用薬の一つPPAR-ガンマagonistの動脈瘤抑制効果を見出した。PPAR-ガンマagonist投与により、強力な抗炎症作用を有するアディポネクチンの血中濃度が増加していたことから、アディポネクチン遺伝子欠損マウスを用いて、その機序を検討した。アディポネクチン遺伝子欠損マウスの動脈瘤径は、野生型マウスと同程度であったことからPPAR-ガンマagonistの大動脈瘤抑制効果は、アディポネクチン非依存性であると考えられた。(PPAR-ガンマagonistによる大動脈瘤形成抑制効果)マウスはCacl2塗布により腹部大動脈瘤モデルを作成。PPAR-ガンマagonist(ピオグリタゾン)投与群とコントロール投与群の2群に分け経口投与を行った。術後6週後に動脈瘤径の比較検討を行ったところ、PPAR-ガンマagonist投与群では、有為に大動脈瘤径を抑制していた。(PPAR-ガンマagonistによる大動脈瘤形成抑制効果の機序検討)PPAR-ガンマagonist投与後のマウスアディポネクチン濃度を測定したところ、1.8倍増加していた。アディポネクチン遺伝子欠損マウスにLPSを投与したところ、アディポネクチン遺伝子欠損マウスでは、心血管組織でのTNFアルファやIL-6などの炎症性サイトカインの増加を認めた。次にアディポネクチン遺伝子欠損マウスを用いてCacl2塗布腹部大動脈瘤マウスモデルを作成した。しかしながらアディポネクチン遺伝子欠損マウスの大動脈瘤径は、野生型マウスの大動脈瘤径と同程度であった。以上からPPAR-ガンマagonistの動脈瘤抑制効果は、アディポネクチン非依存性であると考えられた。血管外科学我々の今年度の研究成果で、PPAR-γagonistの投与が大動脈瘤形成、進展抑制効果を確認し得た。そこで今後は、このメカニズムの検討を行っていく。PPAR-γagonistはアディポサイトカインの一つで、強力な抗炎症作用を示すアディポネクチンの分泌促進作用、炎症性サイトカインMCP-1の発現低下作用を有することが報告されている。そこで、特にPPAR-γagonistのアディポネクチン分泌促進を介した機序の関与を検討していく。
膵癌における神経周囲浸潤の研究-特に接着因子の役割-

背景:進行膵臓癌は根治手術後にも肝転移、腹膜播種を来たし外科的な治療のみでは根治が困難な疾患といえる。その特徴的な進展様式である神経浸潤は、特に膵癌浸潤の先進部となり、切除後の癌遺残の原因であり、また手術中の播種の原因とも言われる。われわれは膵癌神経浸潤の実態を解析し、癌の神経親和性に関与するといわれるNeural Cell Adhesion Molecule(NCAM)あるいはその修飾酵素であるpolysialic acid(PSA)の発現に関して言及した。方法:神経浸潤膵臓癌15例を対象として、神経浸潤様式および浸潤部位におけるNCAM、PSA発現をHE染色、および免疫染色を用いて検討した。結果:神経浸潤様式は神経束を束ねるperineurium spaceを浸潤するtypeが72%、単一の神経束内のperineural spaceを浸潤するtypeが28%であった。前者では癌細胞と神経の間にはperineuriumが介在し、後者ではendoneuriumが介在しており、癌の神経への直接浸潤は認められず、癌と神経の直接的な会合は認められなかった。NCAM発現は膵害神経叢への浸潤を有する奨励での陽性率が高く、PSA発現は膵癌腫瘍中心部よりも、膵浸潤部での発現が強かった。PSAの発現はki-67の発現率すなわち細胞増殖能と相関した。結語:膵癌の神経浸潤はNCAMの有する相同的結合力による癌、神経親和性により引き起こされるものではないと考えられた。NCAM、PSAの発現は癌の浸潤性および増殖能に関与すると考えられ、神経浸潤予測因子として重要であると考えられた。膵癌における神経周囲浸潤、特に接着因子について免疫組織学的検討を中心に行った。(方法)膵癌におけるNCAM発現の意義を検討する目的で神経浸潤の認められた15例の膵癌を対象に抗NCAM抗体を用いた免疫組織染色を施行した。(結果)1、15例中10例(66.7%)にNCAMの発現が認められた。同一腫瘍における腫瘍中心部と神経浸潤部位の比較では染色性に差は認められなかった。しかし、NCAMの発現と神経浸潤との間には有意な相関が認められ、NCAMは神経浸潤に何等かの関係があると思われた。2、NCAM陽性症例の神経浸潤部位を各症例10ケ所ずつ観察したところ癌細胞は72ケ所では神経周膜の間に、28ケ所では神経周膜と神経内膜の間に認められた。この際、癌細胞と神経細胞にはNCAMの発現が認められたが、両者の間に介在する神経周膜や神経内膜には発現は認められず、NCAMがホモフィリックな結合をすることを考えると、膵癌がNCAMを介した神経親和性により神経に浸潤していくという考えは否定的ではないかと思われた。(結論)NCAMのようなホモフィリックな接着因子の発現は癌の転移・浸潤に対して抑制的に働くと考えられる。すなわち、癌細胞が腫瘍から離脱しにくくなるために、浸潤・転移は起りにくくなるわけである。乳癌の血行性転移や胃癌のリンパ節転移にみられるようなカドヘリン発現の低下、melanomaやgliomaの高転移株にみられるNCAMの発現低下などの報告はすべて浸潤・転移の初期段階において接着因子の発現低下が必要であることを示している。

しかし、NCAMの発現と神経浸潤との間には有意な相関が認められ、NCAMは神経浸潤に何等かの関係があると思われた。2、NCAM陽性症例の神経浸潤部位を各症例10ケ所ずつ観察したところ癌細胞は72ケ所では神経周膜の間に、28ケ所では神経周膜と神経内膜の間に認められた。この際、癌細胞と神経細胞にはNCAMの発現が認められたが、両者の間に介在する神経周膜や神経内膜には発現は認められず、NCAMがホモフィリックな結合をすることを考えると、膵癌がNCAMを介した神経親和性により神経に浸潤していくという考えは否定的ではないかと思われた。(結論)NCAMのようなホモフィリックな接着因子の発現は癌の転移・浸潤に対して抑制的に働くと考えられる。すなわち、癌細胞が腫瘍から離脱しにくくなるために、浸潤・転移は起りにくくなるわけである。乳癌の血行性転移や胃癌のリンパ節転移にみられるようなカドヘリン発現の低下、melanomaやgliomaの高転移株にみられるNCAMの発現低下などの報告はすべて浸潤・転移の初期段階において接着因子の発現低下が必要であることを示している。
近世後期江戸・上方小説における相互交流の研究

近世後期小説のうち、〈読本(よみほん)〉ジャンルは、実録・街談巷説を直接踏まえた江戸の〈中本もの〉読本及び上方の〈絵本もの〉読本が原初的な形態であり、その後江戸の山東京伝・曲亭馬琴が虚構性の強い〈稗史もの〉読本を創出したが、〈読本〉の底流には上方を中心に常に原初的要素が存在し続け、同じ流れが、江戸では人情本の形成につながったことを、実証的に明らかにした。平成17年度においては、研究計画に従って、以下のような活動を行った。1.近世後期小説の共同調査及び上方小説の交流に関する共同研究会を行った。【共同調査】日時:平成17年8月29日(月)13:0031日(水)15:00、場所:広島大学附属中央図書館(グループ閲覧室211・216)、対象:近世後期小説224点、参加者:19名(延べ人数)【共同研究会】日時:平成17年8月30日(火)13:3017:00、場所:広島大学学士会館内会議室、内容:講演「読本を探して」横山邦治(大連理工大学・外国語学院・日本語学科・教授)、発表「「奇談書」と寓言」飯倉洋一(大阪大学大学院・文学研究科・教授)及びそれぞれの内容に関する討議(全員)、参加者:27名(広島大学関係者を含む)2.八戸市立図書館所蔵の読本112点・実録28点について、デジタル撮影によってサンプルデータ(1645コマ)を収集し、今後の研究の基礎資料とした(平成17年10月38日)。3.国文学研究資料館蔵の実録体小説(実録)のうち、原本及び「伊達騒動」「伊賀越敵討ち」「大岡政談」「大久保彦左衛門」など、代表的な作品主題別のリスト(231点分)を作成した。本リストは中間報告であり、18年度以降も作業を継続する予定である。平成18年度は、近世後期江戸・上方小説(読本・人情本・実録)について、以下のように研究を進めた。1.読本17年度中にデジタル撮影した八戸市立図書館所蔵の読本114点分を補うため、従来の国文学研究資料館所蔵本に加え、新たに読本の原本を購入し、善本についてはサンプルデータをデジタル撮影して、『読本事典』の刊行(平成19年度予定)に備えた。また、国文研所蔵の読本を中心に、初印・後印と共に江戸版・上方(京都・大阪)版・その他(名古屋版等)を判別できる一覧表の作成を進めており、<絵本もの>読本等、数十点分を終了した。2.人情本青山学院大学武藤元昭教授御所蔵の人情本41点を始め、洒落本・滑稽本・読本・黄表紙・合巻等の近世後期小説100点余りをお借りし、サンプルデータのデジタル撮影を行った。また、それぞれの書誌事項を国文研調査カードに記入し、それをもとに国文研デジタル調査用のフォーマットにデータ入力した。人情本の原本資料がこれだけまとめて実見できたことは貴重であり、「文政期人情本解題」(20年度完成予定)にも反映される予定である。3.実録17年度に引き続き、国文学研究資料館内で閲覧可能な写本実録類(原本・マイクロフィルム・紙焼写真)の、所在リスト作成作業を行った。18年度は約250点を収集し、17年度と併せ、現在は500点強を収集している。19年度も継続の予定である。4.13の成果の一部は、国文学研究資料館文学資源研究系におけるプロジェクト研究「近世後期小説の様式的把握のための基礎研究」(共同研究)にも活用されている。平成19年度は、近世後期江戸・上方小説(読本を中心に、人情本・実録を含む)について、以下のように研究を進めた。1.読本:17、18年度中にデジタル撮影した八戸市立図書館及び国文学研究資料館所蔵(本経費による新規購入分を含む)の原本画像を図版として多数使用した、『読本【よみほん】事典』(国文学研究資料館・八戸市立図書館共編)を刊行した(笠間書院、20年2月)。また、国文研所蔵資料(マイクロ、原本)を中心に、江戸・上方版その他を判別できる一覧表の判別を進めた。2.人情本:18年度中に撮影した武藤元昭教授所蔵本のサンプルデータ画像と共に、書誌データを整理した。また、個人蔵の文政期人情本50点ほどについて、デジタル撮影(全冊)を行った(20年度も継続)。これらは、『文政期人情本解題(仮題)』(21年度刊行予定)の図版として使用される予定である。3.実録:国文学研究資料館において閲覧可能な写本実録類の所在リスト作成作業を継続した。平成20年度は本研究の最終年度にあたり、主に成果出版のための準備作業を行った。

1、平成20年8月2829日、国文学研究資料館大会議室において共同研究会を開催した(参加者:28日26名、29日27名)。両日で5名の研究発表を行ったが、これらはそれぞれ論文として「江戸文学特集「〈よみほん様式〉考」)」40号(ぺりかん社、平成21年5月発行)に掲載した。2、20年度中に発行予定であった「文政期人情本解題」は、国文学研究資料館「近世後期小説の様式的把握のための基礎研究」プロジェクトチーム編「『人情本事典(仮題)』(笠間書院、22年2月予定)として刊行される。19年度に引き続き、解題作成の資料、掲載図版として利用のため、連携研究者3名所蔵の人情本のデジタル撮影を行った。3、読本について、国文学研究資料館所蔵資料(マイクロ・和古書)を中心に、江戸・上方版その他を判別する一覧表の作成、また、国文学研究資料館において閲覧可能な実録写本類の所在リストの作成を進めた。4、2・3の研究成果の一部は、国文学研究資料館プロジェクト研究「近世後期小説の様式的把握のための基礎研究」にも活用されている。本研究は、近世後期上方小説、及びその原拠となった実録写本の検討を促し、同時期の江戸小説理解の幅を大きく広げた点において、日本近世文学研究に寄与したと考える。また若手研究者に魅力的なテーマを提示したことも、本研究の成果の一端である。
細胞活動による磁場分布を測定する方法の研究

磁気インピーダンスセンサや直交型フラックスゲートなどの室温動作磁気センサを適用して細胞活動に由来する微弱磁場の検出を目指す研究開発を行った。細胞磁場は微弱で、現行の室温動作磁気センサで検出するには磁場分解能が不十分である。そこで、試料に微小振動を与え、磁場信号に変調を加えて、1/f雑音と環境磁場雑音を低減する機械的変調を組み合わせて、磁気イメージングを行う手法を開発した。変調周波数の2倍高調波成分に着目することによって、空間分解能の向上ができた。また、16chのプローブを開発し、細胞活動由来の磁場検出を想定して時間変化する磁場の機械的変調によるイメージングについても実証した。本研究はフラックスゲートやGMRなどの室温で動作する高感度磁場センサを用いた計測システムを開発し、シャーレの中の細胞の活動に伴って発生する微弱な磁場を検出し、細胞の活性を評価する技術の確立を目的としている。これらの室温センサは超電導量子干渉素子(SQUID)を用いたセンサよりも磁場分解能が劣るが、SQUIDよりも試料に近接させることができるので、比較的大きな信号が得られ、かつ、ランニングコストが安いので繰り返し実験ができるという利点がある。さらに多チャンネル化と試料に微小振動を与える機械的変調法を組み合わせて、不足する磁場分解能を補う。平成27年度はまず本研究に先駆けて作成された16chの直交型フラックスゲートアレイの校正を実施した。校正の結果、個々のセンサが概ね20pT/rtHz程度の磁場分解能を持つことがわかった。また、機械的変調について、ピエゾアクチュエータを用いた1軸の揺動装置と、試作したシングルチャンネルの直交型フラックスゲートによる実験系を構築し、シミュレーションで確認された信号雑音比の向上を実験的に検証した。一方、従来アモルファス磁性体ワイヤコアを用いた直交型フラックスゲートを試作し、これをセンサプローブとして適用してきたが、測定の再現性の確保が困難な場合があった。市販の磁気インピーンダンス(MI)磁気センサを購入して、機械的変調式顕微鏡のプローブとして試験的に適用したところ、外装に工夫をすれば、本研究の用途に適用可能なことがわかった。品質管理された市販のMIセンサを適用することにより、多チャンネル化が容易になること、また、磁場分解能が10pT/rtHz@10Hzと十分であることから、MIセンサによるセンサプローブについても検討を進めた。センサプローブをMIセンサに交換後、センサのキャリブレーションを実施し、機械的変調が可能であることを確認した。当初の計画では、本研究実施に先駆けて行った予備実験で得られた、変調周波数の2倍高調波成分に着目することにより分解能が向上するという結果について、さらに定量的な実験で確認し、測定時間と信号雑音比の関係や、変調周波数、測定点間隔などの最適パラメータを決定することを平成27年度の主眼としていた。シミュレーションで確認された磁場分解能の改善の実験的な確認を進めていたが、並行して市販の磁気インピーダンス(MI)センサについての評価を行い、センサプローブへの適用可能性を検討した。当初はセンサコアが樹脂ケースにパッケージされているため、磁気顕微鏡のセンサプローブとしては不向きであると考えていたが、外装に加工を施すことによって、センサコアを露出させれば、センサプローブに適用が可能となることがわかった。そこで、センサプローブに新しいセンサを適用するために、センサのキャリブレーションや機械的変調の調整について再度やり直しを行ったので、計画に遅れが生じてしまった。本研究はフラックスゲートやGMRなどの室温で動作する高感度磁場センサを用いた計測システムを開発し、シャーレの中の細胞の活動に伴って発生する微弱な磁場を検出し、細胞の活性を評価する技術の確立を目的として実施した。多チャンネル化と試料に微小振動を与える機械的変調法を組み合わせて、不足する磁場分解能を補い、細胞の活動に伴う磁場の検出を狙った。平成28年度は、まず前年度までに作成した16ch直交型フラックスゲートアレイをプローブに用いた場合と、市販の磁気インピーダンス(MI)磁気センサをプローブにした場合について、磁場分解能、空間分解能の見地から比較・検討を行った。市販のMIセンサ単体をプローブとした場合、空間分解能の比較的高い測定が可能で、多チャンネル化も容易であるが、複数のセンサを配置したセンサアレイとして構成した際に、センサ間の距離を最適にすることが困難で、時間変化のある試料を対象とする場合は、当初の計画通り、16ch直交型フラックスゲートセンサアレイを使用することとした。次に、当初の予定では、性能評価ののち、研究協力関係にある京都府立医科大学に装置を持ち込んで、同大学で作成された細胞試料を対象として測定を行う予定であったが、細胞の準備、倫理審査に予想外に時間がかかることがわかり、代替として細胞由来の信号と同等の帯域で時間変動する磁場源を人工的に模擬して、磁気イメージング測定を行った。空間分解能を維持した状態で時間変動する磁気分布のイメージングに課題を残すが、当初計画していた機械的変調式磁気イメージング法確立の指針を得ることができた。

そこで、試料に微小振動を与え、磁場信号に変調を加えて、1/f雑音と環境磁場雑音を低減する機械的変調を組み合わせて、磁気イメージングを行う手法を開発した。変調周波数の2倍高調波成分に着目することによって、空間分解能の向上ができた。また、16chのプローブを開発し、細胞活動由来の磁場検出を想定して時間変化する磁場の機械的変調によるイメージングについても実証した。平成28年度は平成27年度に試作した機械的変調式の磁気顕微鏡を多チャンネル化し、得られた磁場データから変調成分を抽出して試料の磁気イメージングを行うソフトウェアの開発を行う。また、試料として細胞を測定する前の準備実験として、あらかじめ微小コイルや磁性微粒子などで磁場分布が予測できる人工的な試料を作成し、磁気イメージングが適切にできること、磁場分解能、空間分解能などが設計から予想される性能を有することを確認する。性能確認後に実際に細胞から発生する磁場の測定を試みる。測定は2005年より研究協力関係にある京都府立医科大学に装置を持ち込んで、同大学で作成された細胞などの生体由来試料を対象として行う予定である。また、並行して機械的変調式磁気顕微鏡の他方面への応用についても検討する。微小磁場計測当初は非磁性ステージを特注するために60万円を計上していたが、新しいセンサをセンサプローブに適用するなどで設計が遅れ、研究所に既存のステージで代用していた。そのため、次年度使用額が生じた。昨年度導入予定だった非磁性ステージを購入する予定である。
白血球DNAメチル化を標的としたNAFLDの発症予測マーカーの開発

健康の維持は高齢社会を迎える我が国にとって重要な課題である。適切な対策と介入により発症を遅らせるためには、発症前に発症予測・診断するためのバイオマーカーの探索が必須である。本研究では先進国において急増している非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)の発症予測マーカーの開発のための基礎的検討を行う。疾患発症に重要な役割を果たすとされるDNAメチル化異常に着目し、住民検診受診者を対象とした前向きコホート研究により、脂質代謝関連遺伝子の白血球DNAメチル化異常とNAFLD発症との関連を明らかにする。
禁止令を視点とした小・中学生の不適応行動への支援法の検討

本研究は未成年者の不適応行動における対応策を構築するために、禁止令に視点をあて4つの研究を行った。1禁止令測定尺度の開発については13項目を作成し、ある程度の信頼性が得られた。2禁止令の実情については、「Don't make it(成功してはいけない)」を7割近くの対象者が持っていた。3禁止令と不適応行動との関連については、禁止令の成功否定と感情否定因子は、多くの不適応行動と関わりが認められた。4具体的な支援については、禁止令を持つ者に特徴的であった、自己を認識する能力と他人に自分の意見を伝えるコミュニケーション能力を高めるための学習指導過程を開発し、介入直後と介入1ヶ月後に効果が得られた。本研究は未成年者の不適応行動(不登校、いじめ、ストレスなど)における対応策を構築するために、幼い頃の周囲との交流のうち禁止令に視点をあて、1小・中学生用の禁止令を測定する尺度の開発、2小・中学生の禁止令の実情を把握、3禁止令と不適応行動及び自我状態との関連を究明、4禁止令を多く持つ者に対して具体的な支援の実施とその評価、の4点を目的とした。1尺度の開発については、Goulding et al.(1976,1980)によって報告されている13種類の禁止令について,仲條ほか(1989)が高校生を対象に行った研究を参考にして13項目を作成し、因子分析を行った。その結果、4因子が抽出され(成功否定,感情否定,存在否定,対人関係否定因子)、Cronbachのα係数は成功否定α=.89、感情否定α=.87、存在否定α=.81、対人関係否定α=.80、禁止令13項目α=.84であった。2禁止令の実情については、国内の公立小中学生562人を対象に質問紙調査を実施したところ、禁止令の「Don't make it(成功していはいけない)」は7割近くの対象者が持っていた。3禁止令と自我状態及び不適応行動との関連については、禁止令非保持群は自他肯定の型を示し、禁止令保持群は自己否定・他者肯定の型を示した。一方、禁止令と不適応行動との関わりについては、禁止令の4因子を目的変数、不適応行動を説明変数として重回帰分析を行ったところ、禁止令の「Don't make it」を含む成功否定因子と感情否定因子は、不適応行動6種類すべてと関わりが認められた。4具体的な支援については、禁止令を持つ者に特徴的であった、自己を認識する能力と他人に自分の意見を伝えるコミュニケーション能力を高めるための学習指導過程を開発し、小学生に実施したところ、授業直後及び授業1ヶ月後に能力の形成が認められた。本研究は2年計画で実施し、平成24年度は予備調査を実施し、小学生用の禁止令の測定尺度、中学生用の禁止令の測定尺度を開発する。さらに、開発した尺度を使用して1都、1道、2県の小・中学校の児童生徒(約2,000人)を対象としたアンケート調査を行い、禁止令の実態を把握する。そして、これらの研究の成果は学会発表と当該学会の学会誌に投稿することにあった。平成24年9月に、千葉県、愛知県、北海道内の小、中学生男子1072人、女子805人、計1877人を対象にアンケート調査を実施した。調査は授業時間を利用して無記名で行い、その場で回収した。分析対象は有効回答1856人(有効回答率97.6%)である。調査内容は、1基本的属性(性別、住居環境、兄弟・姉妹の有無等)、2グールディング夫妻による12項目の禁止令に基づいて、子どもの側の意識に着目して12項目を自作し、それぞれについて「いつも」「時々」「あまりない」「ない」の4段階で尋ねた。その結果、男女別に見た禁止令の実態については、禁止令12項目について「いつも」「時々」と答えた者の割合のうち60%以上を占めた禁止令は、男女とも4「肝心なところで失敗するのではないかと思う」(成功してはいけない)の禁止令、11「腹が立っても、悲しくても顔に出してはいけないと思う」(自然に感じてはいけない)の禁止令であった。これらは、女子の方が有意に高かった。回答割合は少ないが、他に1「男(女)に生まれて損だと思う」(男もしくは女であってはいけない)の禁止令も女子の方が有意に高かった。現在は、これらの結果を学会誌に投稿すべく、作業を進めるとともに、平成25年度のインタビュー調査と支援プログラムの開発作業を進めている。

平成24年度は予備調査を実施し、小学生用の禁止令の測定尺度、中学生用の禁止令の測定尺度を開発するとともに、開発した尺度を使用して1都、1道、2県の小・中学校の児童生徒(約2,000人)を対象としたアンケート調査を行い、禁止令の実態を把握する。さらに、これらの研究の成果は学会発表と当該学会の学会誌に投稿することにあった。これらの計画通り、平成24年7月に小学生用、中学生用の禁止令の測定尺度を開発するとともに、本調査として平成24年9月に千葉県、愛知県、北海道内の小、中学生男子1072人、女子805人、計1877人を対象にアンケート調査を実施した。当初の予定だと、東京都の小、中学生も対象とする予定であったが、学校の行事等と重なり実施が不可能となった。しかし、他県の対象者を増やすことで、対象人数は大幅に減少することはなく研究を進行できている。なお、現在は調査結果を学会誌に投稿すべく作業を進めるとともに、平成25年度のインタビュー調査と支援プログラムの開発作業を進めている。平成25年には平成24年度の調査結果や海外での研究の文献考証の結果を踏まえ、コンサルテーションとインタビュー調査を実施して支援プログラムを開発し、開発したプログラムを研究協力者の学級担任と養護教諭によって児童及びその保護者に実施する。さらに、実施したプログラムは直後評価、フォローアップ調査を行い、その成果は学会発表をして内容を検討するとともに、発表を踏まえて当該学会の学会誌に投稿することにある。これらの目的を遂行するために、千葉県の小、中学生を対象に、平成24年度の研究成果と海外における研究報告を踏まえ、研究協力者と小学校・中学校別の支援プログラム案を検討し、研究代表者及び養護教諭に対する支援プログラム実施(プログラムの実施にあたっては、対象者に本調査の趣旨を説明した上でプログラム参加の協力に同意するか否か文章にてより提示する。なお、プログラムへの参加の同意が得られなかった場合は、実施を打ち切るように配慮する。)を行う。具体的な内容としては、支援プログラム対象者の選定、筆者と学級担任及び養護教諭による保護者へのインタビュー調査、支援プログラムの実施、支援プログラム実施後の直後評価・フォローアップ調査(直後、1週間後、1ヶ月、3ヵ月後)である。なお、平成25年度の調査調査結果についても、その成果を学会発表と学会誌への投稿をする。繰越金〔次年度使用額(B-A)〕が生じた理由としては、当初予定していた東京都でのアンケート調査ができなくなったためである。平成25年は平成24年度の調査結果や海外での研究の文献考証の結果を踏まえて、1インタビュー調査、2支援プログラムを開発し、3開発したプログラムを研究協力者の学級担任と養護教諭によって児童に実施し、4その成果は学会発表をして内容を検討するとともに、発表を踏まえて当該学会の学会誌に投稿することにある。これら14の研究内容を進めるために、当初の計画通り、設備設備費、消耗品、旅費、人件費・謝金、その他に振り分けて使用する。なお、設備備品費については、平成24年度に購入した備品を有効活用して研究を進める。さらに、平成25年度末は研究成果を学会誌等にまとめる作業をするため、論文投稿費にも研究費を充てることとする。
超高精細画像の投影を手軽に実現するマルチプロジェクタディスプレイの研究

複数の異なるプロジェクタを組み合わせて超高解像度画像の表示を可能とするシステムを初め,プロジェクタを使ったいくつかの応用システムの研究を行った.従来は手間と時間を要していたキャリブレーション作業を画像一枚の撮影だけで済むようにしたこと,投影像を重ねて画像を高解像化する重畳投影の原理と表示映像の特性を明らかにしたこと,および映像投影によって仮想的な反射特性を立体形状の上で再現するシステムを実現したこと,などを主な成果とする.複数の異なるプロジェクタを組み合わせて超高解像度画像の表示を可能とするシステムを初め,プロジェクタを使ったいくつかの応用システムの研究を行った.従来は手間と時間を要していたキャリブレーション作業を画像一枚の撮影だけで済むようにしたこと,投影像を重ねて画像を高解像化する重畳投影の原理と表示映像の特性を明らかにしたこと,および映像投影によって仮想的な反射特性を立体形状の上で再現するシステムを実現したこと,などを主な成果とする.近年,従来よりも高精細な画像が身近になってきているが,これを表示するための方法に,複数プロジェクタを組み合わせて一枚の画像を投影する方法がある.本研究計画では,そこで問題となるシステムのキャリブレーションのための方法や,投影像を重ねて一枚の画像を実現する新しい投影方法(重畳投影と呼ぶ)を研究している.本年度においては,より高精度な校正を実現するための位相シフト法の改良と,重畳投影の原理の研究を中心に行った.具体的には,位相シフト法によってプロジェクタとカメラの幾何学的関係を求める際,射影幾何学の原理を利用することで従来必要だったような面倒なキャリブレーションの手間を廃し,かつ精度を向上させる方法を開発した.プロジェクタ・カメラ系のキャリブレーションには従来は平面を少しずつ移動させながらパタンを投影する必要があったが,新しい方法ではこれを数回だけ行えばよくなった.また,重畳投影では,プロジェクタの画像を重ねることから,一枚の画像を実現するのに濃淡を加算はできても減算できない非対称性によって,実現される画質が画像そのものに依存することを発見し,その対策を議論した.そこから,重畳投影によって達成できる解像度の上限は,実現しようとする濃淡構造によっては存在しない可能性のあることが分かった.裏面の研究発表の項に記したように,以上はいくつかの媒体に発表している.近年,従来よりも高精細な画像が身近になってきているが,これを表示するための方法に,複数プロジェクタを組み合わせて一枚の画像を投影する方法がある.本研究計画では,複数プロジェクタの画像を重ねて高解像度画像を実現する重畳投影の原理,携帯型のプロジェクタを使ったシステムのキャリブレーション方法,および,立体的な形状を持つ物体表面にプロジェクタから像を投影することで,表面反射特性を仮想的に変化させて見せるシステムの研究を行った.まず,重畳投影では,プロジェクタの画像を重ねることから,一枚の画像を実現するのに濃淡を加算はできても減算できない非対称性があるが,この性質を詳しく解析した.また,携帯型プロジェクタを使ったシステムに対し,そのキャリブレーションを従来方法よりも柔軟かつ手軽に行う方法を実現した.具体的には'プロジェクタから像を投影するスクリーン上に何ら手がかりがない場合に,カメラとスクリーンの関係を自動的に計算する方法である.そして,表面反射特性を変化させる方法の研究では,プロジェクタとカメラのキャリブレーションおよび形状計測を同時に行える方法を提案し,その際,構造化パタン投影に基づくステレオ3次元復元に加えて,照度差ステレオを組み合わせることで,表面の向きをきわめて高精度に取得する方法を実現した.これによって,仮想的な表面反射特性を視覚的に高い精度で再現することに成功している.裏面の研究発表の項に記したように,以上はいくつかの媒体に発表している.
無限次元微分幾何の応用とその情報幾何への関わり

今年度は本研究課題の最終年度であり,「情報工学への幾何学的アプローチ」をテーマとして,研究代表者・大仁田と連携研究者・松添博は,2010年2月20日(土)-2月21日(日)に大阪市立大学数学研究所情報幾何関連分野研究会2010を組織・開催した。泉泰介(名工大),竹内一郎(名工大),金森敬文(名大),和田山正(名工大)らの情報工学系の研究グループのメンバーを招聘し研究発表講演や専門的知識の提供をお願いした。小原敦美(大阪大),野田知宣(大歯大),田中勝(福岡大),高津飛鳥(東北大)らによる活発な研究発表や議論・情報交換も行われ,研究課題の大変有益な推進をもった。連携研究者・松添は,情報幾何学の理論構築に関して,統計多様体の幾何学や,その一般化について取り組んだ。特に,捩れを許す統計多様体の幾何学や,Tsallis統計学との関連などについて結果を得た。野田知宣は,有限次元および無限次元シンプレクィック幾何学の立場から統計多様体や無限次元極大指数型モデル等を新たな知見を与えている。変形・モジュライ空間や変分問題の方法は,無限次元微分幾何において不可欠であるが,大仁田は,佐々木多様体の極小ルジャンドレ部分多様体の変形の研究を,連携研究者・高橋太は,臨界型変分問題にあらわれる種々の非線形楕円型方程式の爆発解のその形状や非退化性などの定性的性質の研究を進めて,本研究課題の推進に寄与している。連携研究者・黒瀬俊は,幾何的不変量が可積分系方程式に従って変化するような曲線の運動について研究を行い、対象となる曲線全体のなす無限次元空間上に適切なプレシンプレクティック形式を与えることで,いくつかの代表的な可積分系を、無限次元プレシンプレクティック空間上のハミルトン系,さらに,二重ハミルトン系あるいは多重ハミルトン系として記述されることを数学的に厳密に考察している。また,リー群を用いた独立成分解析の微分幾何学的な側面に関して甘利俊一の論文について,大仁田,松添は,本研究課題の観点から検討するなど,今後も興味は尽きない。本年度は、本研究課題の初年度であり、この萌芽研究の立ち上げを目的とした研究会(ミニスクール)を実施した。2007年12月21日から12月24日まで大阪市立大学数学研究所(OCAMI)の置かれた学術情報センターにおいてOCAMIミニスクール「情報幾何への入門と応用、II(Introduction to Information Geometry and Its Applications、II)」を開催した.今回のミニスクールでは、長岡浩司には、古典的情報幾何から量子情報幾何への入門と展望を、黒瀬俊先生には、Pistoneの無限次元統計多様体の理論とその周辺の紹介・解説の連続講義を、今回の主テーマとした。長岡浩司先生(電機通信大情報システム学研究科)「古典情報幾何から量子情報幾何へ」、黒瀬俊:「極大指数モデルの多様体構造と幾何構造」。さらに、小林亮一:対数Sobolev不等式と相対エントロピー(問題提起)、田中和之氏(東北大情報科学研究科)、福水健次氏(統計数理研究所):極大指数分布族バナッハ多様体と統計的推定、サバウ・ソリン氏(北海道東海大学):リーマン-フィンスラー幾何学、佐藤弘康氏(筑波大学):Fisher計量の概念を利用してPoisson核や熱核によるリーマン多様体の無限次元空間への埋め込みの研究、等による5件の講演のほか、5件のショートコミュニケーションが行い、それらは皆大変興味深く本研究課題の今後の研究に大いに示唆に与えるものであった。それらの貴重な講義・講演の記録が収められている報告集は、冊子で作成配布されホームページ上でも公開されている。大阪市立大学数学研究所の機能・環境・人材なくして、このような充実した研究活動はなし得なかったことを付言したい.今年度は本研究課題の2年目であり,特に応用面での研究者交流・情報収集等に重きを置いて研究課題を推進した。研究代表者・大仁田は,1月2425日において大阪市立大学数学研究所「情報幾何学研究集会2009」を組織・開催した。今回は,情報理論・学習理論におけるブースティングアルゴリズムの幾何学的側面とその関連分野をテーマの一つとして,村田昇(早大理工),竹内純一(九州大),小原敦美(大阪大),竹之内高志(奈良先端),川喜田雅則(九大)らを招聘し研究発表講演や解説をお願いした。魚橋慶子(東北学院大),佐藤弘康(筑波大),博士課程大学院生の研究者の蒔田憲典(名大),高津飛鳥(東北大)らによる活発な研究発表や議論・情報交換も行われ,研究課題の大変有益な推進を行った。連携研究者・松添は,情報幾何学の理論構築に関する計算幾何学的側面から研究や,また量子系の情報幾何学と統計多様体との関連の研究をしている。連携研究者・黒瀬は,情報幾何に現われる幾何構造であるヘッセ構造,特にヘッセ断面曲率が定数の多様体を調べ,適当な極大性の仮定のもとで構成・分類研究に関する成果を挙げている。幾何解析およびその応用面では,研究分担者・高橋は,微分幾何学におけるprescribing scalar curvature問題に現れる方程式を典型例とする臨界型の非線形楕円型方程式(及び他の類似方程式)の爆発の解析で成果を挙げた。

連携研究者・小谷は,数学研究で発見されたK4結晶を炭素系に適用し、第一原理計算によりK4炭素結晶が準安定構造として存在し、グラファイトの異方的な圧縮により作ることが出来るという可能性を示した。またK4炭素結晶が金属で有ることを示すことに成功した。今年度は本研究課題の最終年度であり,「情報工学への幾何学的アプローチ」をテーマとして,研究代表者・大仁田と連携研究者・松添博は,2010年2月20日(土)-2月21日(日)に大阪市立大学数学研究所情報幾何関連分野研究会2010を組織・開催した。泉泰介(名工大),竹内一郎(名工大),金森敬文(名大),和田山正(名工大)らの情報工学系の研究グループのメンバーを招聘し研究発表講演や専門的知識の提供をお願いした。小原敦美(大阪大),野田知宣(大歯大),田中勝(福岡大),高津飛鳥(東北大)らによる活発な研究発表や議論・情報交換も行われ,研究課題の大変有益な推進をもった。連携研究者・松添は,情報幾何学の理論構築に関して,統計多様体の幾何学や,その一般化について取り組んだ。特に,捩れを許す統計多様体の幾何学や,Tsallis統計学との関連などについて結果を得た。野田知宣は,有限次元および無限次元シンプレクィック幾何学の立場から統計多様体や無限次元極大指数型モデル等を新たな知見を与えている。変形・モジュライ空間や変分問題の方法は,無限次元微分幾何において不可欠であるが,大仁田は,佐々木多様体の極小ルジャンドレ部分多様体の変形の研究を,連携研究者・高橋太は,臨界型変分問題にあらわれる種々の非線形楕円型方程式の爆発解のその形状や非退化性などの定性的性質の研究を進めて,本研究課題の推進に寄与している。連携研究者・黒瀬俊は,幾何的不変量が可積分系方程式に従って変化するような曲線の運動について研究を行い、対象となる曲線全体のなす無限次元空間上に適切なプレシンプレクティック形式を与えることで,いくつかの代表的な可積分系を、無限次元プレシンプレクティック空間上のハミルトン系,さらに,二重ハミルトン系あるいは多重ハミルトン系として記述されることを数学的に厳密に考察している。また,リー群を用いた独立成分解析の微分幾何学的な側面に関して甘利俊一の論文について,大仁田,松添は,本研究課題の観点から検討するなど,今後も興味は尽きない。
リバビリンによるインターフェロンの抗C型肝炎ウイルス作用増強機序の解明

C型肝炎ウイルス(HCV)の治療としてインターフェロン(IFN)とリバビリン(RBV)の併用療法が行われているが、RBVが有する抗HCV作用の機序は不明であった。肝細胞癌由来株であるHepG2及びHuh7細胞にHCV遺伝子型1a全長遺伝子を発現させ、IFN-αとRBVの添加を行った。リバビリンは内因性のIFN-βを誘導し、IFN-αのIFN誘導子を介した抗HCV作用を相加的に増強することで抗HCV作用を増強した。IFN-βを誘導する新規の薬物を同定することで、新たなHCV治療法を開発できる可能性がある。平成21年度はリバビリン(RBV)による抗C型肝炎ウイルス(HCV)作用増強機序を明らかにするためにインターフェロン(IFN)誘導遺伝子(ISG)のmRNA、蛋白発現の変化について検討を行った。IFN-αとRBVの混合添加によりHepG2細胞ではISGの誘導がより増強していると考えられたことから、その機序として内因性IFNであるIFN-βに注目して測定を行った。HepG2細胞ではIFN-α単独に比べ、IFN-αとRBVの混合添加によりIFN-βが有意に強く誘導された。Huh7細胞では混合添加によるIFN-β誘導の増強はなかった。これらの結果より、RBVが内因性IFN-βを介してISGを誘導することで、IFN-αの抗HCV作用を相加的に増強している可能性が考えられた。今後さらにRBVの抗HCV機序を詳細に解明することで、同様の作用をもつ新規のIFN併用薬の同定および開発、あるいはRBVに代わりうる、より副作用が少なく効果的な治療薬の開発に結びつく可能性がある。平成22年度はRBVの抗HCV作用における内因性IFN-βの役割を明らかにすることを目的とした。まず、IFN-βに対するsiRNAを用いてIFN-β抑制細胞を作成し、RBVとIFN-αを単独または混合添加した。IFN-β抑制下においてもIFN-α添加によるISG(PKR ; protein kinase R、MxA;myxovirusresistance-A、OAS ;2'5'-oligoadenylate synthetase)mRNA誘導能は維持されたが、RBVとIFN-αを混合添加した場合、RBVによるIFN-αの相加的ISG誘導効果は消失した。肝細胞で産生されたIFN-βは細胞外に放出されたあとに、I型IFN受容体を介してISGを誘導する。そこで、上清中のIFN-βを抗体で中和する阻害実験によりRBVの相加的ISG誘導作用の消失を検討した。HCV発現HepG2細胞の培養上清にIFN-βに対する抗体を添加し、さらにIFN-α、RBVの添加を行った。IFN-α添加によるISG誘導はあったが、上清中のIFN-βを抗体で中和することにより、RBVによる相加的ISG誘導効果は消失した。これらの結果により、PKR、MxA、OAS mRNAなどISGsを介したIFN-αの抗HCV作用をRBVは相加的に増強していることが明らかとなった。これらの研究の結果、RBVによるIFN-αの抗HCV作用増強の機序は(1)RBVが内因性IFN-βを誘導(2)IFN-βが細胞外に放出(3)細胞外のIFN-βがIFN受容体を介してPKR、MxA、OASを相加的に誘導することによることが明らかとなった。今後さらにRBVの抗HCV機序を詳細に解明し内因性IFN-βを誘導可能な新規の薬物を同定することで、RBVおよびIFNに代わる、副作用がより少なく、より効果的な治療薬の開発に結びつく可能性がある。