hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
移動行動中の視覚情報処理に関する実験・発達心理学的検討

前後方向に移動中の観察者に様々な視運動パタンを提示し、その間の視運動感度を測定した。その結果、前後動と視運動パタンの対応関係が自然な条件では、不自然な条件よりも視運動感度が低下した。さらに1歳未満の乳児を対象に、様々な視運動パタンへの感度と移動行動の発達との関連を調べたところ、移動行動の獲得後、異なる視運動パタン間の感度差が顕著になることが示された。これらの結果は、移動行動と運動視の間に、生後の経験を通して獲得される抑制的な相互作用が存在する可能性を示唆する。環境内を自在に移動する能力は私たちにとって非常に重要な能力であるが、そうした移動行動の制御には、光学的流動などの視覚運動情報と、前庭刺激のような非視覚性の情報の統合的処理が関与していると考えられる。移動行動中の視覚-前庭情報間の相互作用について実験的に検討するため、車いすとパーソナルコンピューターを主要な構成要素とした実験装置を作成し、移動行動時に提示される前庭刺激と光学的流動が一致・不一致となる状況を人工的に再現した。視覚-前庭情報が一致・不一致な条件下で、それぞれ光学的流動の検出感度がどのように変化するのかを検討したところ、実際の移動方向と光学的流動が不一致である場合に、光学的流動の感度が上昇することが明らかになった。これらの結果は、私たちの視覚系には、移動行動中にそれに伴って生じる大域的な光学的流動を背景情報として抑制するようなメカニズムが存在する可能性を示唆する。今後は、こうした視覚-前庭情報間の特徴的な相互作用が発達のどの段階で獲得されるのかを検討する。特に移動行動獲得前後の乳児を対象とした実験的検討から、私たちの移動行動を制御するメカニズムがどのように構成されるのかを解明することを目指す。移動行動の制御には、視覚運動パタンを検出、認識する機能、すなわち運動視が重要な役割を果たす。本研究では受動的な移動事態下における運動視機能の変容について実験心理学的検討を行った。車いすとヘッドマウントディスプレイ(HMD)、パーソナルコンピュータを主な構成機器とした実験装置を構築し、HMDを装着した観察者が搭乗した車いすを前後動させることによって、観察に受動的な移動経験とそれに応じた視覚運動パタンを提示した。実験の結果、車いすの前後動とHMDに提示される視運動パタンの対応関係が自然な状況では、それらの関係が不自然な状況よりも視運動パタンの検出感度が低くなることが見出された。またこうした視運動感度の抑制は、前後方向の移動時に典型的に生じるような放射状の視運動パタンで顕著であったが、そうした状況における非典型パタンである並進運動では感度抑制の効果は極めて限定的であった。さらに、観察された視運動感度の抑制傾向は個人差が非常に大きいことも示唆された。これらの結果は、視覚系には移動行動中に、その移動方向と関連の強い視運動パタンを抑制するようなメカニズムが存在すること、そして、そうしたメカニズムは経験による影響を強く受ける可能を示すものである。また、こうした結果を受け、生後12力月程度までの乳児を対象に、視運動感度の発達と、移動行動の獲得との間に体系的な相互作用が存在するか否かを実験的に検討したところ、移動行動の獲得と前後して、異なった視運動パタンに対する感度間の差がより顕著になる傾向が得られた。これらの結果は、特定万同への移動行動とそれに伴って生じる典型的な視運動パタンとの間には抑制的な相互作用が存在し、またそうした相互作用は、日常場面における移動行動の経験を通して獲得されるような機能である可能性を示すものであるといえる。
地方分権改革の理論的実証的研究

本研究の成果としては、まず、今次地方分権改革に関するデータベースの一応の完成が挙げられる。機関委任事務制度の廃止と新たな自治事務・法廷受託事務の制度の創設に関する一般方針の策定、個々の機関委任事務の自治事務・法廷受託事務への振り分け、国の関与および紛争処理の新たな制度設計等々の、今次改革の作業に関わった関係者らが保管している大部の資料(勧告、委員会の会議録等の公式の資料のほか、作業の過程で作成された各種のインフォーマルな資料等を含む)を日付、関係会議名、文書名、作成者、当面の公表の可否等々によって分類整理し、それを電子媒体に入力した。これによって、一定の事項に関して改革の作業の過程で現われた資料ないし情報を洩れなく検索することができるようになった。将来、研究者等が今次分権改革について研究する際の貴重なツールとなるものである。他方、研究分担者らは、上記の諸資料および本研究の過程で収集されたその他の資料を用いてそれぞれの研究を行い、別掲のとおり成果を挙げた。その特色としては、とりわけ、行政法学と行政学との協同による今次改革の多面的かつ総合的な分析が行われたことが重要である。そのことは、この2つの学問分野の今後の方向にも影響するところが少なくないと考えられる。その他、従来は必ずしも知覚されておらず今次改革の過程で顕在化した、国・地方関係をめぐる行政法上、地方自治法上の論点は多いが、それらについて端緒的な分析がなされた。本年度の研究実施計画に基づき、地方分権推進計画策定にいたる今次の分権改革に関する主要な資料の収集をひとまず終了した。現在、小早川光郎・宇賀克也・山本隆司が行政法学的観点から、森田朗が行政学的観点から、資料の分類・分析を進めつつある。この点、このような種類の研究において通常はなされないことであるが、広く研究者の便宜のため、データベース化を逐次進めることとしている。その際、今次の分権改革の多岐にわたる争点のうち、行政法学・行政学的観点から重要と認められるものについて、当該争点がどのようにして発生し、議論され、展開してきたかを時系列的に明らかにし、さらに当該争点の意義を政治的社会的コンテクストの中に位置付けることに特に重点をおいている。具体的には、研究実施計画に挙げたとおり、機関委任事務制度の廃止、国の関与の在り方(広義)、国及び地方の財政調整の在り方、国と地方公共団体の係争処理の仕組みの在り方等が、それにあたる。実地研究ないし関係者等へのインタビューは、未だなされていないものの、本研究は次年度も継続される見込みであるため、実地研究の場所、インタビューの対象者の選定は進めつつある。機関委任事務制度の廃止と新たな自治事務・法定受託事務の制度の創設に関する一般方針の策定、個々の機関委任事務の自治事務・法定受託事務への振り分け、国の関与および紛争処理の新たな制度設計等々の、今次改革の作業に関わった関係者らが保管している大部の資料(勧告、委員会の会議録等の公式資料のほか、作業の過程で作成された各種のインフォーマルな資料等を含む)を、日付、関係会議名、文書名、作成者、当面の公表の可否等々によって分類整理し、それを電子媒体に入力した。他方、研究分担者らは、上記の諸資料および本研究の過程で収集されたその他の資料を用いてそれぞれの研究を行い、別掲のとおりの成果を挙げた。
日本犬と弥生豚を中心とする在来家畜の渡来と系統に関する考古学的、分子遺伝学的研究

本研究は縄文時代から弥生時代の遺跡から出土する動物遺存体に残存する遺伝子を分離・増幅して古代家畜を遺伝子面で復元し、古代家畜の遺伝的系統を現生のデータベースと比較することにより、家畜化の変遷を明らかにするものである。本年度は沖縄諸島、伊豆七島、佐渡に持ち込まれたイノシシ属について詳細に解析し、以下の成績を得た。1)沖縄本島、伊江島、久米島から縄文時代相当期の4遺跡と弥生時代相当期の5遺跡、近世の2遺跡から出土したイノシシ属の骨164点から古DNAをPCR法にて増幅(574塩基対)し現生のデータベースと比較し系統解析した。その結果、縄文相当期の遺跡から出土した骨からは増幅できなかったが、伊江島(阿良とナガラ原西遺跡)、久米島(清水、北原遺跡)からの骨の残存遺伝子を増幅した。ナガラ原西遺跡からはリュウキュウイノシシが、阿良と北原遺跡からは大陸系の家畜ブタが、また、清水遺跡からは大陸系の特異な配列を有するイノシシ属が復元された。このことより、沖縄諸島は弥生相当期から大陸との交易が盛んであったことが明らかとなった。2)伊豆七島の新島と大島の遺跡から出土したイノシシ属は、本州に広く分布するニホンイノシシであった。また、縄文時代の佐渡(藤塚遺跡)から出土したイノシシ属は、系統解析の結果、ニホンイノシシに分類されたが、現生のニホンイノシシとは異なる塩基配列を有し、固有のクラスターを形成した。これは更新世時代のイノシシの生き残りか、あるいは、縄文時代に持ち込まれたニホンイノシシの地方集団である可能性が高い。
不死化エナメル芽細胞株を用いた歯の再生医療に関する基礎的研究

●エナメル芽細胞の分化誘導条件の検討(1)申請者は,マウス胎仔の歯胚からエナメル芽細胞を分離・培養し,エナメル芽細胞株の樹立に成功している.エナメル芽細胞株は,培養系で石灰化した結節を形成し,ラミニンを主体とした基底膜成分の調整品であるマトリゲルをscaffoldとしてヌードマウスの皮下に移植すると,自ら基質形成期エナメル芽細胞に分化してエナメル器様組織を形成する.移植した細胞株は,エナメル芽細胞のマーカー(アメロジェニン)を発現し,移植後20週でレントゲン不透過性が観察された.さらに移植後40週で,レントゲン不透過性の亢進がみられた.(2)歯再生用のscaffoldとして水酸アパタイト(HAP)と炭酸アパタイト(CO_3-AP)が有用か否かを検討するめ,本細胞株をアパタイト上で培養し,エナメル芽細胞の増殖および分化に与える影響を検討した.HAP上で培養したエナメル芽細胞は,7日目以降に増殖し,3週後では培養皿と差がなかった.また,エナメル芽細胞はHAP上で成熟したエナメル芽細胞の分化マーカーを新たに発現した.以上により,マトリゲルとHAPは歯再生のscaffoldとして利用できる可能性が示唆された.●特殊コラーゲン膜を用いたエナメルマトリックス誘導に関する検討エナメル質を再生するには,上皮一間葉相互作用が必須と考えられる.その上皮一間葉相互作用を再現するため,コラーゲン膜をin vitroにおけるscaffoldに選択した.このコラーゲン膜は特殊なバブル処理で通気孔を変更でき,エナメル芽細胞株と当教室で樹立した不死化象牙芽細胞株の両面培養に最適な通気孔の大きさは15umであった.現在,コラーゲン膜に歯の形態を付与することによって,歯の形を再現できるか否かを検討中である.●エナメル芽細胞の分化誘導条件の検討(1)エナメル質の再生のためには,エナメル芽細胞を分化させて,より活発にエナメルマトリックス淡白を分泌する細胞に誘導する必要がある.申請者は,本エナメル芽細胞株を高カルシウム含有培地で培養すると,エナメル芽細胞は分化し,石灰化した結節を形成することを確認している.このようなエナメル芽細胞への効率的な分化の至適条件を検討するため,BMP, FGF,デキサメサゾンおよびレチノイン酸等を添加して培養を行い,エナメルマトリックス遺伝子の発現量をRT-PCR法で検討中であり,in vitroにおいて多量の石灰化結節を誘導する条件を探索している.(2)歯再生用のscaffoldとして水酸アパタイト(HAP)と炭酸アパタイト(CO_3-AP)が有用か否かを検討するめ,エナメル芽細胞をアパタイト上で培養し,エナメル芽細胞の増殖および分化に与える影響を検討した.HAP上で培養したエナメル芽細胞は,7日目以降に増殖し,3週後では培養皿と差がなかった.また,エナメル芽細胞はHAP上で成熟したエナメル芽細胞の分化マーカーを新たに発現した.即ち,歯再生のscaffoldとして利用できる可能性があると考えている.●特殊コラーゲン膜を用いたエナメルマトリックス誘導に関する検討(1)エナメル質を再生するには,上皮-間葉相互作用が必須と考えられる.その上皮-間葉相互作用を再現するため,コラーゲン膜をin vitroにおけるscaffoldに選択した.このコラーゲン膜は特殊なバブル処理で通気孔を変更できるため,エナメル芽細胞と歯原性間葉系細胞の両面培養に最適な通気孔の大きさを現在,検討している.両面培養した細胞が互いの細胞突起を介して接触し,シグナル伝達ができる上皮-間葉相互作用を再現する.さらに,コラーゲン膜に歯の形態を付与することによって,歯の形を再現できるか否かを検討中である.使用している歯原性間葉系細胞株は,マウス胎児の歯胚から当教室で樹立した象牙芽細胞株である.●エナメル芽細胞の分化誘導条件の検討(1)申請者は,マウス胎仔の歯胚からエナメル芽細胞を分離・培養し,エナメル芽細胞株の樹立に成功している.エナメル芽細胞株は,培養系で石灰化した結節を形成し,ラミニンを主体とした基底膜成分の調整品であるマトリゲルをscaffoldとしてヌードマウスの皮下に移植すると,自ら基質形成期エナメル芽細胞に分化してエナメル器様組織を形成する.移植した細胞株は,エナメル芽細胞のマーカー(アメロジェニン)を発現し,移植後20週でレントゲン不透過性が観察された.さらに移植後40週で,レントゲン不透過性の亢進がみられた.(2)歯再生用のscaffoldとして水酸アパタイト(HAP)と炭酸アパタイト(CO_3-AP)が有用か否かを検討するめ,本細胞株をアパタイト上で培養し,エナメル芽細胞の増殖および分化に与える影響を検討した.HAP上で培養したエナメル芽細胞は,7日目以降に増殖し,3週後では培養皿と差がなかった.また,エナメル芽細胞はHAP上で成熟したエナメル芽細胞の分化マーカーを新たに発現した.以上により,マトリゲルとHAPは歯再生のscaffoldとして利用できる可能性が示唆された.●特殊コラーゲン膜を用いたエナメルマトリックス誘導に関する検討エナメル質を再生するには,上皮一間葉相互作用が必須と考えられる.その上皮一間葉相互作用を再現するため,コラーゲン膜をin vitroにおけるscaffoldに選択した.このコラーゲン膜は特殊なバブル処理で通気孔を変更でき,エナメル芽細胞株と当教室で樹立した不死化象牙芽細胞株の両面培養に最適な通気孔の大きさは15umであった.
転写因子Jun蛋白の核移行

核移行シグナル(NLS)とその制御機構について研究を行った。v-junのNLS,RKRKL配列はNLSのなかで最も短く、またこの配列はjunと無関係な蛋白も核内に輸送できる。NLSのN端の4アミノ酸残基、AS^<246>KS^<248>はG2期に依存した核移行のシグナルとなっていることがこれまでの研究で明らかにされている。本研究ではリン酸化によるNLSの修飾およびNLSレセプターの存在を検討した。(1)246位のSをAにかえても細胞周期依存性は変わらなかったが、248位のSをAにかえると周期依存性NLSは失われた。(2)248位のSをCキナーゼによってリン酸化すると、NLSが失われた。(3)D-アミノ酸から成るNLS配列にはNLS機能がない。このため立体構造を認識するレセプターの存在が考えられた。レセプター分離へのアプローチとして抗NLS抗体を作成し、さらに抗NLS抗体のイディオタイプ抗体を作成した。今後、NLSレセプターを分離、クローニングし、NLSのメカニズムを明らかにするとともにNLS以外の細胞内局在化シグナルについても解析を進めたい。その一環としてCキナーゼのη分子種が粗面小胞体に局在することを、免疫染色、免疫電顕法などによって明らかにした。
Apoptosis関連特異染色体と遺伝子の検索-Laser Scanning CytometerとFluorescence in situ Hybridizationによる間期細胞遺伝子

さらに、細胞の寿命を決定するといわれるtelomereを、FISHで検出した。telomereは、大きいapoptoticbodyに高頻度に検出され、逆にcentromereは小さいapoptotic bodyに検出された。したがって、染色体の変化は、まず染色体特異的部位であるcentromereから、すなわち染色体の中央からおこりapoptotic bodyを形成することが判明した。申請者は以上の実績をもとに、ヒト培養癌細胞(子宮体癌由来;Ishikawa,卵巣癌由来;KF-1,KFr)を培養3日目に、シスプラチン5μg/ml、タキソ-ル5x10-7MをそれぞれE(子宮体癌由来;Ishikawa,卵巣癌由来;KF-1,KFr)を培養3日目に、シスプラチン5μg/ml、タキソ-ル5x10-7Mをそれぞれ添加し、24時間培養におけるapoptotic ce11の解析をした。KFr株はsub-G1にピークをしめし、当該部の細胞はLSCによりapoptotic cellである事が判明した。これらの細胞でもやはりcentromereからapoptosisがおこり、apoptotic bodyを形成することが判明した。今後スクリーニングされた染色体の特定部分にたいするプローブを用いたFISHを施行後LSCで観察し、画像解析装置を駆使してアポトーシスの誘導や抑制過程における細胞個々の形態の変化と、癌遺伝子および癌抑制遺伝子のコピーの変化を細胞構築を保ったまま観察する。apoptosisに伴う染色体の形態的変化を理解するためには、まず正常染色体の間期細胞核における染色体の三次元的形態変化を知ることが必要である。また、apoptosisが細胞周期に依存するのであれば、染色体に細胞周期に伴う形態変化もあらかじめコントロールとして検討しておかなければならない。そこで、臨床検体を用いて、第17番染色体の三次元分布と形態の変化は細胞周期に依存することをあきらかにした。細胞浮游液を肥大扁桃から作製し、第17番染色体Whole painting probeあるいはセントロメア特異的プローブを用いた蛍光インサイツハイブリダイゼーション(FISH)で検出した。次にフローサイトメトリー(FCM)でG0+1,SおよびG2+M期より細胞を分取し、共焦点レーザー顕微鏡で観察し、光学的連続切片を作製し、三次元像を再構築した。統計学的に、G0+1,S期において染色体は明らかに核周辺に偏在した。G0+1期には染色体の形態は卵円形で、核膜にそって羽を延ばしたように存在し、かつ蛍光は粗であった。S期になると、核膜から少しはなれ蛍光は密になった。G2+M期では密になった染色体が核中心に移動した。G0+1,S期における染色体に偏在は細胞活動に伴う物質の取捨を効率よくするためと考えられた。これらの結果をコントロールとしてapoptosisを起こした細胞核の三次元像を検討中である。前年度は、染色体の核内分布が細胞周期にともなって変化し、その形態と三次元的分布は生物学的に意味があることを示した。次に、細胞周期とapoptosisの関係を検索した。卵巣癌由来培養細胞(KF-1)を、抗癌剤(Taxol)で処理し、apoptosisを起こした細胞がヒストグラムのどの部位に存在するかを、Laser Scanning Cytometer(LSC)で解析した。抗癌剤処理後の細胞は、G2+M期に蓄積しさらに特徴的なのは、sub-G1期細胞の出現であった。recall機能で形態をしらべたところG2+M期にはG2期相当細胞とapoptosis細胞が混在していた。一方、sub-G1期の細胞はすべてがapoptosis細胞であった。同一標本を蛍光インサイツ-ハイブリダイゼーション(FISH)で検討した。第17番染色体特異的whole paintingprobeで検索したところ、G2+M期におけるapoptoticbodyはこの染色体の一部を含んでおり、apoptosisに伴う形態変化の初期の段階には第17番染色体が関与していることが示された。

一方、sub-G1期においては、この染色体は多くのapoptotic body内に分布しており、一定の傾向を示さず、apoptosisの最終段階では、特定の染色体は関与していないと考えられた。同様な検討を、第1番、7番染色体で行ったところ、第17番染色体と7番染色体は同様な傾向を示した。今後、他の染色体の関与を検討していく。
検索をベースとした大規模ソフトウェアの変更解析に関する研究

ソースコードの構文解析木の差分を詳細に計算することで、大規模ソフトウェアのバージョンをまたいだ変更履歴を効率よく検索したり表示できるようなツールを開発した。ツールは、変更情報を格納し検索可能とするデータベースシステムや、検索された変更をソースコード上にわかりやすく表示するユーザーインターフェースを含む。このツールを用いて、実際のオープンソースの大規模プロジェクトを対象にした変更パターンの検索実験や、テスト結果が反転するソースコードの変更を自動的に同定するデバッグ手法や、さらには機械学習を用いたソースコードの意味情報抽出などの実験に取り組み、手法の有用性を示した。Linuxカーネル2.6.18から2.6.39までの22個のリリースバージョンのソースコードと、Java言語向けのビルドツールであるApache Antの11から194までの184個のリリースバージョンのソースコードいついて、隣接バージョン間の差分計算を行い、解析結果をRDFデータベース化した。Linuxカーネルについては、Coccinelleと呼ばれるパーザーが出力する命令文レベルでの制御フローグラフの情報や、Nccと呼ばれるコンパイラーツールが出力するコールグラフの情報も付加した。Nccツールは、典型的な関数ポインター経由の関数呼び出しを解析することが可能であるが、開発が停止しており現在の実行環境では稼働しなかったため、不具合の修正やいくつかの改善を行った。Linuxカーネルの解析結果は、合計40億件を超えるRDFの三つ組データが生成され、これは想定通りの規模であった。得られた変更履歴RDFデータベースに対して、局所変数の置き換えなどの細粒度のリファクタリングパターンを検索する実験を行った。RDFデータベースに対する問い合わせ言語であるSPARQLを用いて検索グラフパターンを記述して実行した結果、Linuxカーネルのように大規模なデータであっても、数秒程度で数百件規模の検索結果が得られ、これは想定を上回る処理効率であった。最も複雑なリファクタリングパターンについて、目視による結果のチェックを行ったところ、正解率は90パーセントを超え、これも想定ははるかに上回る精度であった。結果として、スケーラビリティと精度の両面で良い成果を達成することができた。研究の概要は、国際会議に投稿し採択され、口頭発表を行った。JavaとCのように言語が異なる場合でも、ほとんど同一の検索パターンを用いることができ、ある意味でプログラミング言語の壁を超える解析手法を提示することができた。今年度は、昨年度に構築したソースコードの変更データベースを利用して、ソフトウェア開発にとって問題となったり、重要な設計判断を反映したりする特徴的なコード変更パターンを、効率よくかつ正確に同定するための技術について研究を行った。Java言語によるソフトウェアプロジェクトについては、Fowlerらによって整理されたオブジェクト指向プログラムにおけるリファクタリングパターンを中心に、また、C言語によるプロジェクトについては、局所変数の導入や削除などの変更パターンを中心に、同定実験の作業を行った。全体として60個程度の変更パターンについて、SPARQLによる問い合わせ文を記述し、変更データベースにおいて検索を行い、検索結果が正しいかを目視で確認した。Javaについては、Apache Antプロジェクトを始めとするオープンソースプロジェクトを対象に、また、CについてはLinuxカーネル2.6を対象として実験を行った。結果として検出精度は90%を超え、これは既存研究(概ね70%程度)と比較しても非常に良好な結果である。さらに、検出された変更パターンがバージョンを超えて関連しているかを調べる実験も行った。例えば、プログラムの可読性を向上するために導入された局所変数について、その初期値が後になってインライン展開されるような逆戻り変更パターンを検出することが可能になった。これは、年月を経るにつれて、当初の変更の意図があいまいになり、一見無駄とも思える変更が生じてしまうことを意味し、ソフトウェア開発における興味深い現象を初めて明らかにする技術として非常に興味深い研究結果と言える。当初想定した成果が達成できている一方で、予期していなかった詳細レベルの課題の同定と克服が行われており、研究活動が生産的に行われていると判断できる。しかし、研究発表については、外注で予定していた実験環境の整備や実験データの整理を、研究代表者自ら行う必要が生じたことから、成果発表のための時間が十分に確保できていない。次年度に向けて努力が必要である。本年度は、木差分計算により得られるバージョンごとの構文解析木の間の木編集系列を、違いに独立なグループに分割した上で二分探索を行うことにより、回帰バグの原因となったソースコード編集箇所を、ピンポイントで同定する差分デバッギングの開発に取り組んだ。分割された変更グループを選択的に適用して、仮想的な中間バージョンを構成して実行し、問題となっているテストの結果を確認していくことが必要になるが、オブジェクト指向プログラミング言語であるJavaを対象としたため、変更の依存関係を考慮したグループ化を行わなければ、生成された中間バージョンがビルド・実行可能なものにならないという状況が頻発した。この問題を回避するために、オブジェクト指向言語に特有のさまざまな依存性を考慮した分割ルールを定義した。およそ100個に登るこうしたルールを適用することで、高い頻度でビルド・実行可能な中間バージョンを生成できるようになり、結果として、ソースコード行数10万行を超えるような実用規模のプロジェクトに対して、回帰バグの発生箇所を正確に同定できることがわかった。並行して、本技術の他言語への応用を試みる過程で、ハードウェア記述言語HDLの構文解析器を開発し、その類似コード検知への応用を試みた。また、構文解析木をベースとした畳み込みニューラルネットによる学習アルゴリズムの調査を行い、教師なし学習によって、構文解析木のノードにある記号のベクトル表現を自動抽出する技術の再現実験を行なった。

差分デバッギング技術の研究については、変更の依存関係を考慮した木編集系列のグループ化を可能にするルールの定義に時間を要したため、成果をとりまとめて学会等へ投稿する時間がなくなった。同様に、自動バグ予測技術の研究についても、既存研究の差再現実験に止まっている。これらについては、期間を延長して次年度に取り組むこととした。本年度は、これまでの研究成果を用いて、木差分計算で得られる構文解析木の編集系列を二分探索して、不具合の混入箇所を同定する差分デバッギング技術の研究に取り組んだ。Defects4Jと呼ばれるJavaプロジェクトのバグ修正パッチのデータベースを対象に、人手によるパッチ抽出と差分デバッギングによる自動抽出の結果を比べたところ、多くの場合において、人手による修正と遜色ない結果が得られた。人手による作業が信頼できない例や、バグ判定のためのテストが適切でない例も見られ、既存の不具合対策の問題点をあぶり出す結果となった。実際のプロジェクトで発生した縮退バグを修正するパッチ自動生成の実験も行い、成果をまとめてソフトウェア工学のトップ国際会議会議に投稿した。組織内で開発中のロボットシステムへの応用したところ、通常のテキスト差分を用いた手法であっても、Java言語とC++言語の双方で有効であることが確認できた。また、過去の変更履歴データから、不具合修正のパターンを機械学習して、同定された不具合の修正を自動的に行う自動バグ修正技術の研究を試みた。ソースコードをテキストととらえ、自然言語処理で用いられている同意文判定の手法を適用したところ、訓練データ数が不足しているという問題はあったものの、構文的に異なっても意味的に類似しているコードを選ぶ技術として有効であることが確認できた。上述の差分デバッギングの技術を用いて、正しく機能している既存の類似コードをもとに、手元の不具合を修正することができるという点で、重要な技術を開発することができた。関連する類似コード検索の研究として、ハードウェア記述言語を対象とした実験を行い、類似コード検索の手法が、特定のプログラム言語に依存しないことを示した。この研究結果は、国内学会誌にて発表を行なった。ソースコードの構文解析木の差分を詳細に計算することで、大規模ソフトウェアのバージョンをまたいだ変更履歴を効率よく検索したり表示できるようなツールを開発した。ツールは、変更情報を格納し検索可能とするデータベースシステムや、検索された変更をソースコード上にわかりやすく表示するユーザーインターフェースを含む。
高精度音声分析と音声CD-ROMを用いた独習用対話型日本語音声教育システムの開発

最初に、いつでも、どこでも、だれにでも、手軽に利用可能なオンデマンド・ネットワーク型日本語音声教育システム(LESSON/J:Japanese Language Education System for Speech on an On-demand Network)をJava言語で開発した。このシステムには、音節、単語、基本文、子音組、特殊拍(長母音、促音)、アクセントの音声教材があり、1997年6月にWeb (http://sp.cis.iwate-u.ac.jp/sp/lesson/j/)上で公開してから、約80ヶ国から通算60,000回以上のアクセスがあり、約6割が外国からのアクセスであることから、遠隔教育の可能性を示すことができた。次に、ネットワーク型の日本語音声聞き取り学習教育教材をCD-ROMで提供すると同時に、ノートパソコンで利用可能にした独習用ポータブル型日本語音声教育システム(PAL:Portable and Advanced Learning System)を開発した。このシステムは、学習履歴がログファイルとして保存されるため、留学生に貸し出し独習をしてもらい、2週間毎に学習記録を回収してシステムの評価を行った。この結果、子音組、アクセント、単語、促音、長母音の順位に学習効果があり、2ヵ月の学習期間で、90%以上の聞き取り能力が身に付けられることが分かった。さらに、高精度音声分析機能付きの日本語音声発音教育システムとして、電子メールに添付した音声波形ファイルを分析する公衆型音声分析システム(PASTE:Public Analysis for Speech with Techonology of E-mail)、基本周波数からアクセント型を自動判定する単語アクセント学習システム、および、音声認識技術を利用し音素持続時間を自動推定する特殊拍学習システムを開発した。この結果、学習者本人の発声した音声を、独習により、実際の教師無しでも定量的にスコアリングすることができ、発音教育においても、学習効率を高めることができるようになった。本研究により、マルチメディアとインターネット時代に対応した、音声の聞き取りと発音のコンピュータ援助による独習型遠隔言語教育システムの新しい方式を開発し、有効性を示することができた。いつでも、どこでも、だれにでも、手軽にゲーム感覚で日本語音声教育を受けることが可能なオンデマンド・ネットワーク型日本語教育システムを、Javaアプレットを用いて開発した。このマルチプラットホーム型システムを、LESSON/J(Japanese Language Education System for Speech in an On-demand Network)と名付け、1997年6月からWeb(http://sp.cis.iwate-u.ac.jp/sp/lesson/j/)上で公開した。この8ヶ月間で、約40ヶ国から、1日平均約15回、通算5000回以上のアクセスがあり、約6割が外国からのアクセスであることから、日本語学習者に興味を持たれていることが分かる。しかし、継続的に使用されていないことから、アクセス時間をより少なくする等の改善が必要である。Webで公開した日本語音声学習教材を、ISO9660形式でそのままCD-ROMに書き込み、マルチプラットホーム・スタンドアローン型教材を作成した。このCD-ROM教材により、汎用のブラウザソフトのみで、自分のパソコンを用いて簡単に日本語音声教育の独習をすることが可能となった。学習者の発生した単語アクセントを音響分析し、基本周波数から相対アクセント位置等の数値情報をフィードバックする高精度音声分析機能付きのシステムを開発した。この結果、自分の発生した音声を、独習中に、実際の教師無しでも定量的に評価することが可能となり、学習率を高めることができるようになった。ノートパソコンを用いたポ-タブル型システムの使用結果に対する感想を、留学生10名に聞いた結果、長母音、促音、アクセントの音声教育に興味が示され、また、自分の好きな時間にパソコンで学習できることを高く評価している。しかし、まだ、学習教材が少ない等の指摘があり、来年度以降、改善する必要がある。

いつでも、どこでも、だれにでも、手軽に日本語音声教育を受けることが可能なオンデマンド・ネットワーク型日本語音声教育システム(LESSON/J:Japanese Language Education System for Speechon an On-demand Network)を開発し、1997年6月からWeb(http://sp.cis.iwate-u.ac.jp/sp/lesson/j/)上で公開している。今年度は、音節、単語、基本文の他に、子音組、特殊拍(長母音、促音)、アクセントの教材を加えた。公開から20ヶ月間で、65ヶ国から、1日平均約40回、通算20,000回以上のアクセスがあり、また、約6割が外国からのアクセスであり、さらに、アクセス数の増加が見られることから、日本語学習者に興味を持たれていることが分かる。なお、本システムは、読売新聞のマルチメディア欄およびAsahi Evening Newsの日本語教育欄に紹介された。Webで開発した日本語音声学習教材とノートパソコンを利用して、ポータブル型日本語教育システムを開発した。このシステムは、学習履歴がログファイルとして保存されるため、6ヶ月留学生に貸し出し独習をしてもらい、2週間毎にログを回収してシステムの評価を行った。この結果、子音組、アクセント、単語、促音、長母音の順位に学習効果があり、90%以上の聞き取りには、2ヶ月を要することが分かった。高精度音声分析機能付きのシステムとして、基本周波数からアクセント型を自動判定する単語アクセント学習システム、および、音声認識技術を利用し音素持続時間を自動推定する特殊拍学習システムを開発した。この結果、学習者本人の発声した音声を、独習中に、実際の教師無しでも誤りなく定量的に評価することが可能となり、学習効率を高めることができるようになった。なお、有効性の検討のための評価実験は、来年度に実施する予定である。最初に、いつでも、どこでも、だれにでも、手軽に利用可能なオンデマンド・ネットワーク型日本語音声教育システム(LESSON/J:Japanese Language Education System for Speech on an On-demand Network)をJava言語で開発した。
蛍光抗体法による細胞壁形成の分子構築機構

本研究の目的は、最近医学生物学分野でますます有力な手法として利用されてきている免疫学的な抗原抗体反応ならびに急速凍結割断法を木質細胞壁の形成の研究に応用して、細胞壁成分の堆積とこれら成分の堆積の制御機構に関する新しい知見を得ようとするものである。平成3年度には細胞壁成分の中で最も重要なセルロースのミクロフィブリル(MF)の配向に密接な関係があると考えられている微小管の細胞内での正確な分布や配列を把握し、セルロースMFの配向の制御との関連性の有無を明らかにするための実験をおこなった。すなわち、トチノキのシュートを用いて、シュートの伸長にともなう細胞の伸長ならびに細胞内の表層微小管の配列を調べた結果、微小管の配向変化が明所ならびに暗所における伸長にともなって漸進的に起こること、暗所よりも明所において早く変化すること、微小管が横巻きから斜めさらに細胞主軸方向に配向を変えることにより、MFの堆積が微小管と同じ方向に堆積するので細胞の伸長ひいてはシュートの伸長が抑制されることが明かとなった。平成4年度には急速凍結した細胞壁の三次元的構造をとらえることにより細胞壁の分子構築機構を明らかにする研究が行われた。すなわち、ポプラの懸濁培養細胞において、(1)EDTA、4%KOH、24%KOHにより順次細胞壁成分をとり除く、(2)ポリガラクツロナーゼやペクトリアーゼの酵素により細胞壁成分をとり除く、の処理を行った後に細胞壁の急速凍結ディープエッチングを行った結果EDTAや酵素処理によりペクチン質が除かれ、細胞壁のMF間の空隙が若干広がるのでペクチン質はMF間空隙の大きさをコントロールすると考えられた。アルカリ処理を行うと希アルカリではMF間の空隙がさらに広がるが三次元構造は維持される。一方、強アルカリ処理を行うと三次元構造が壊される。これはセルロースMFを結び付けているヘミセルロース成分が強アルカリにより抽出されたことによると考えられた。一般に双子葉類の細胞壁の主要なヘミセルロースはキシログルカンであるのでポプラ培養細胞壁ではキシログルカンが細胞壁の三次元構造を維持する主要な因子であると考えられた。蛍光抗体法による細胞壁形成の分子構築機構の一貫として、明所ならびに暗所で生育させたトチノキを用いて上胚軸の成長に個々の構成細胞内の微小管がどのような関わりを持つのかを蛍光抗体法を用いて研究した。トチノキシュ-トの成長段階は(A)初期成長期、(B)活発な成長期、(C)成長減少期、(D)成長休止期の4段階に分けた。また、上胚軸組織を外側から順に表皮細胞(a)、皮層細胞(b)、外部柔細胞(c)、内部柔細胞(d)に分けて調べた。暗所で生育させた上胚軸の微小管配向はadのいずれにおいても、(A)ではもっぱら横巻き、(B)では比較的横巻き傾向、(C)と(D)では主として斜め方向であった。一方、明/暗所で生育させた上胚軸では、微小管配向は(A)では主として横巻き、(B)では主として斜め方向、(C)と(D)ではどちらかといえば斜めあるいは縦方向となり、暗所のものより幾分早く方向を変えることがわかった。さらに、両成長条件下では、微小管は内部よりも外部柔細胞の方が急角度になる傾向がみられた。以上から、トチノキ上胚軸の構成細胞が活発に伸長成長しているときは微小管は横巻きとなりミクロフィブリルを横巻きにコントロ-ルすることにより縦方向の伸長を容易にしていると考えられるが、伸長が衰えてくると微小管の配向が横巻きから斜めや縦方向に変化することが判明すると同時に斜めや縦方向のミクロフィブリルを堆積するものと考えられる。したがって、微小管は細胞の伸長が停止する前に、伸長を抑える方向に配向を変えるものと推定された。上記実験と平行してわたの繊維細胞の二次肥厚にともなう微小管配向の変化をコルヒチン処理による影響を与えて調べ、セルロ-スミクロフィブリルの配向制御が微小管と深く関わっていることをも明らかにした。

すなわち、ポプラの懸濁培養細胞において、(1)EDTA、4%KOH、24%KOHにより順次細胞壁成分をとり除く、(2)ポリガラクツロナーゼやペクトリアーゼの酵素により細胞壁成分をとり除く、の処理を行った後に細胞壁の急速凍結ディープエッチングを行った結果EDTAや酵素処理によりペクチン質が除かれ、細胞壁のMF間の空隙が若干広がるのでペクチン質はMF間空隙の大きさをコントロールすると考えられた。アルカリ処理を行うと希アルカリではMF間の空隙がさらに広がるが三次元構造は維持される。一方、強アルカリ処理を行うと三次元構造が壊される。これはセルロースMFを結び付けているヘミセルロース成分が強アルカリにより抽出されたことによると考えられた。一般に双子葉類の細胞壁の主要なヘミセルロースはキシログルカンであるのでポプラ培養細胞壁ではキシログルカンが細胞壁の三次元構造を維持する主要な因子であると考えられた。本研究の目的は、最近医学生物学分野でますます有力な手法として利用されてきている免疫学的な抗原抗体反応ならびに急速凍結割断法を木質細胞壁の形成の研究に応用して、細胞壁成分の堆積とこれら成分の堆積の制御機構に関する新しい知見を得ようとするものであった。本年度には急速凍結・ディープエッチングした細胞壁の三次元的構造をとらえることにより細胞壁の分子構築機構を明らかにする研究が行われた。すなわち、ポプラの懸濁培養細胞において、(1)EDTA、4%KOH、24%KOHにより順次化学的に細胞壁成分をとり除く、(2)ポリガラクツロナーゼやペクトリアーゼの酵素により細胞壁成分をとり除く、の処理を行った後に細胞壁の急速凍結・ディープエッチングを行った結果EDTAや酵素処理によりペクチン質が除かれた壁では、細胞壁のMF間の空隙がコントロールより広がるのでペクチン質はMF間空隙の大きさを制御するものと推定された。アルカリ処理の場合、希アルカリではMF間の空隙がさらに広がるが三次元構造は維持される。一方、強アルカリ処理では三次元構造が壊される。これはセルロースのMFを結び付けているヘミセルロース成分が強アルカリにより抽出されたことにより、支えを失ったMFが重なりあったことによると推定された。強アルカリ処理によりMFが壊れて粒状化した構造が多数観察されたがこれは強アルカリによるマセレーションの結果生じたセルロースIIの可能性があり、今後電子線回析等の方法によりさらに研究する必要性が強くなった。
高生体活性アパタイト開発のためのナノ機能元素の解明

高齢化社会の到来と共に高性能で高品質な高性能な生体材料の研究および開発が必要である。その強いニーズの下、高機能・多機能な次世代型生体材料の開発へ向け、本科研費では微量機能性元素として、特にSiがアパタイト構造へ及ぼす影響を詳細に研究することを目的とした。固溶ハイドロキシアパタイト合成のため、硝酸カルシウム、水酸化カルシウム等をCa源として用い,さらにリン酸水素アンモニウム等をP源の出発原料と、これらの出発原料を用いてソフトケミカル手法にてハイドロキシアパタイトを作製した。生成物を濾過後,乾燥、粉砕しハイドロキシアパタイト試料とし、3001300°Cで種々の雰囲気にて熱処理して高純度で微粉末のハイドロキシアパタイトナノ粉末の原料を得た。これにSiを添加したハイドロキシアパタイトを合成するため、SiはTEosを原料して所定量添加し、固溶ハイドロキシアパタイトを合成した。合成で得た固溶ハイドロキシアパタイト試料の構成相をXRDにて評価し、アパタイト構造を保持している事を確認した。次いで、その微細組織をSEMおよびTEMにて評価したところ、微細化が進行し、さらにガス吸着試験から、比表面積が増加した。ハイドロキシアパタイトのCa局所構造は、放射光施設(PF施設およびSpring8施設)にてXAFS評価した結果、SiはSiO4としてPO4サイトに置換することが判明した。このような機能性金属イオンの局所構造解明とそれに伴うアパタイト構造中の局所構造変化の解明を進めることは、次世代型アパタイト材料に必要な機能性元素のナノ構造科学への有用な知見となると期待される。超高齢化社会が到来した現在、高性能で高品質な生体材料の開発が強く望まれている。そこで高機能多機能な次世代型生体材料の開発へ向けて、希薄な微量機能性元素(数十ppmから数百ppm程度)がアパタイト構造へ及ぼすナノ構造への影響を精緻に検討し、これまで未解明であったアパタイト構造中の機能性元素イオン固溶サイトなどの構造解明を進め、さらに固溶した機能性金属イオンの局所構造解明とそれに伴うアパタイト構造中のCa局所構造変化の解明を進めることで、次世代型アパタイト材料に必要な機能性元素のナノ構造科学を解明することを研究の狙いとした。水酸アパタイトの合成に向けて、Ca源としては水酸化カルシウムあるいは硝酸カルシウム等を用い,さらにP源としてはリン酸あるいはリン酸水素アンモニウム等を出発原料とし、溶液反応によるソフトケミカル手法にて骨形成能を促進するとさせるSiO2を固溶したハイブリッド水酸アパタイトの合成を試みた。得られた試料に関してこれらを高温炉にて3001300°Cで種々の雰囲気にて熱処理してSiO2固溶水酸アパタイトの熱処理にともなう構造変化を電子顕微鏡観察ならびにX線吸収法にて解析を進めた。その結果、水酸アパタイト構造中の固溶イオンの状態を明らかにできた。本研究で得られたSiO2固溶水酸アパタイトは新規な高機能骨充填剤として次世代生体材料の一つとして期待される。
芳香族化合物ラジカルイオンのトンネル反応

本研究では、芳香族化合物のラジカルイオンのトンネル効果を低温パルスラジオリシスやγ線照射によって検討を行った。これは、トンネル効果に基づく反応の高効率化・高選択化の実現や、全く新しい概念に基づく有機合成化学の新展開を目指すものである。これまで、芳香族化合物のラジカルイオンの水素脱離や水素転移についての反応例は少なく、速度論的に研究された例はない。我々は1,2-ジクロロエタン中のジ-p-アニシルメタン(An_2CH_2,An=4-CH_3OC_6H_4)や1,2-ジ-p-アニシルエタン(AnCH_2CH_2An)などのジアニシルアルカンの放射線化学反応で生成したラジカルカチオン(An_2CH_2^<●+>およびAnCH_2CH_2An^<●+>)の反応により炭素-水素結合の解離による生成物が得られる例を見出し、この反応におけるトンネル効果の検討を目的として、反応の機構の検討、重水素効果や温度効果の検討を行った。
霊長類の細胞加齢からみたホミニゼーション

マカクザル由来の線維芽細胞の3系列は、培養過程で腫瘍抑制遺伝子であるp53に異常を生じ、細胞老化を超え延命した。これら細胞系列の性質を明らかにするために紫外線(UVC)に対する反応性を調べた。正常な細胞では紫外線照射後、p53の安定度が上昇することにより、その下流遺伝子p21mRNAの転写量が増加し、細胞分裂停止に至る。細胞に紫外線を照射した後、p21mRNAレベルをライトサイクラーにより測定したところ、延命細胞系列において、p53遺伝子に異常を導入する以前の細胞集団は正常細胞と同様にp21mRNAの転写量は増加したが、異常導入後の細胞集団では転写量に変化はみられなかった。延命細胞系列の細胞集団はp53の機能を喪失したことにより、細胞周期のチェックポイント機構が働いていないことが示唆された。また、p53のmRNAレベルも同様に測定した。その結果、転写量自体は正常細胞と同じであるが紫外線照射前後に変化がみられない、紫外線照射後に転写量の上昇はみられるが全体の転写量が少ない、nonsense-mediated mRNA decayにより転写量の著しい減少など、p53遺伝子上に生じた異常の種類によりさまざまであった。原猿類であるギャラゴの線維芽細胞を培養したところ、細胞不死化のマーカーであるテロメラーゼ活性を強く示し、150代を超え分裂を続けている。20kbp以上のテロメア長を有し、代数を経てもその長さにほとんど変化がみられなかった。ヒトに比較的近縁なマカクザルでは、ヒトに類似した細胞加齢パターンを示したが、より遠縁なギャラゴでは細胞分裂の制御がゆるく、不死化しやすいことが予想された。細胞老化を超え通常より長い分裂寿命を示したマカクの延命細胞3系列のうち1系列は、p53のDNA結合部位に2ヶ所のアミノ酸置換を導入していたが、これらは別々の対立遺伝子上に存在することが明らかとなった。これにより、延命細胞3系列すべてにおいて野生型のp53を発現しているものはないことが判明した。延命細胞系列では、p53mRNA発現量は正常な細胞と同程度に低く、p53タンパクはnon-RIを用いた検出方法では検出限界以下であった。これら3系列とも、線維芽細胞のマーカーであるビメンチンを発現し、上皮系細胞のマーカーであるサイトケラチン18を発現していないことから、線維芽細胞由来であることが明らかとなった。以上より、線維芽細胞由来の細胞系列においては正常なp53を完全に喪失することが延命にとって重要であることが示唆された。EBウイルスを用いて、マカクザルの細胞不死化と癌抑制遣伝子P53の関係を研究する上で、その比較対照の1つとして、ヒトにおけるEBウイルス関連の上皮系細胞の腫瘍である鼻咽喉癌の組織を用いて、p53異常について調べた。腫瘍組織で最も高頻度に異常がみつかるDNA結合部位を含むエクソン5-9について配列を明らかにしたところ、30検体のうち8検体で異常がみつかった(26.7%)。この頻度はこれまでの報告より高く、鼻咽喉癌の腫瘍形成においてp53機能喪失は重要であり、またEBウイルスの鼻咽喉癌の発達への関わりは、p53機能を喪失させる他の腫瘍ウイルスとは異なることが示唆された。
動脈硬化性血栓症における内因系凝固因子の役割

心筋梗塞や脳梗塞などの心血管イベントの多くは、動脈硬化巣(プラーク)の破綻に伴う血栓形成によって発症する。その予防として抗血小板薬が第一選択薬とされているが、出血性合併症のリスクのため、より安全な予防薬の開発が期待されている。血液凝固反応は組織因子より開始される外因系凝固経路と内因系凝固経路により活性化され最終的にフィブリンが形成される。内因系凝固経路はガラス面などの陰性荷電物質と血液凝固XII因子(FXII)の接触により活性化されるが、血栓形成において生理的なFXII活性化因子は明確になっておらず、生体内で血栓形成への関与は少ないものと考えられている。一方、血液凝固XI因子(FXI)はFXII、トロンビン、FXI自身により活性化され増幅系を構成している。本研究では、動脈硬化性プラークにおける内因系凝固因子、外因系因子の活性化とその機能を検討し、動脈硬化性血栓の形成機序の解明を目的とした。破裂プラークには内因系因子の活性化因子であるコラーゲンやneutrophil extracellular trapsが少なく、外因系因子の組織因子が過剰に発現していた。その組織因子発現や凝固活性にトリプトファンのキヌレニン代謝酵素が作用していることを明らかにした。組織因子阻害物はプラークびらんの動物モデルの血栓形成早期過程を抑制したが、血液凝固FXI因子阻害物は血栓形成に影響を与えなかった。以上のことより、動脈硬化性血栓の形成初期における、内因性凝固因子の関与は限定的と考えられた。今後、血栓の成長過程におけるFXIの作用を検討する必要がある。本研究の発展により、急性心筋梗塞の発症における内因系および外因系凝固経路の関与の解明と、出血性合併症の少ない血栓症予防薬の開発に繋がることが期待される。その予防として抗血小板薬が第一選択薬とされているが、出血性合併症のリスクのためより安全な予防薬の開発が期待されている。申請者らは動脈血栓形成に外因系凝固経路によるフィブリン形成が重要であることを報告してきたが、もう一つの活性化経路である内因系凝固因子の関与は明確ではない。本研究では、病理標本と動物モデルを用いて、動脈血栓症の発症に関連する病理学的因子の解明や動脈硬化性血栓の形成機序の解明を目的とする。特に血栓症発症における内因系凝固因子の寄与に注目して研究を行う。本研究の発展により、動脈血栓症の病態生理の理解や内因系凝固経路の関与の解明と、さらには出血性合併症の少ない血栓症予防薬の開発に繋がることが期待される。本年度は、動脈血栓症の発症に繋がる病理学的因子を明らかにするために、121解剖症例の全身血管の病理標本を用いて臨床病理学的検討を行った。72%の総腸骨動脈に進行性プラーク(AHA分類IV以上)を認め、石灰化(66%)、プラーク内出血(42%)、プラーク破綻(24%)を伴っていた。また総腸骨動脈の進行性プラークは心筋梗塞(オッズ比6.4)と関連しており、無症候性の進行性総腸骨動脈プラークの検出するこで急性心筋梗塞の高リスク群を抽出しうることが示唆された。次に冠動脈硬化症のモデル動物を確立するために、WHHL-MIウサギの冠動脈硬化を検討した。冠動脈には様々な段階の動脈硬化性変化を認め、不安定プラークであるthin-cap fibroatheromaも形成されていた。不安定プラークの浸潤マクロファージはマトリックスメタロプロテアーゼを発現しており、冠動脈研究に有用なモデルであることが示唆された。動脈血栓モデルに使用する中和抗体の予備検討を行い投与量を決定した。人体病理学的検討や動物モデルの予備検討などおおむね当初の計画通りに進展している。本研究では、急性心筋梗塞の血管標本と動物モデルを用いて、プラークにおける内因系凝固因子の活性化とその機能を検討し、動脈硬化性血栓の形成機序の解明を目的とする。本研究の発展により、急性心筋梗塞の発症における内因系凝固経路の関与の解明と、出血性合併症の少ない血栓症予防薬の開発に繋がることが期待される。本年度は動物モデルでの検討を行うために家兎動脈硬化性血栓モデルを作成した。全身麻酔下に右頸動脈よりバルーンカテーテルを挿入、大腿動脈を傷害し動脈硬化巣を作成した。形成された動脈硬化巣を狭窄させることでプラークびらんに類似する血栓が形成された。低真空走査電子顕微鏡をもちいて内腔を観察し、内皮細胞の剥離や剥離部への血小板の粘着・凝集、白血球の付着や血管内への浸潤を捉えた。免疫組織化学で血栓が血小板とフィブリンからなることを確認した。また新生内膜間質へのコラーゲンの生成を確認した。

動脈血栓の形成や血液凝固反応が生じており、病態解析に利用できるモデルが作成された。人体病理学的検討や動物モデルの検討などおおむね当初の計画通り進展している。心筋梗塞や脳梗塞などの心血管イベントの多くは、動脈硬化巣(プラーク)の破綻に伴う血栓形成によって発症する。その予防として抗血小板薬が第一選択薬とされているが、出血性合併症のリスクのため、より安全な予防薬の開発が期待されている。血液凝固反応は組織因子より開始される外因系凝固経路と内因系凝固経路により活性化され最終的にフィブリンが形成される。内因系凝固経路はガラス面などの陰性荷電物質と血液凝固XII因子(FXII)の接触により活性化されるが、血栓形成において生理的なFXII活性化因子は明確になっておらず、生体内で血栓形成への関与は少ないものと考えられている。一方、血液凝固XI因子(FXI)はFXII、トロンビン、FXI自身により活性化され増幅系を構成している。本研究では、動脈硬化性プラークにおける内因系凝固因子、外因系因子の活性化とその機能を検討し、動脈硬化性血栓の形成機序の解明を目的とした。破裂プラークには内因系因子の活性化因子であるコラーゲンやneutrophil extracellular trapsが少なく、外因系因子の組織因子が過剰に発現していた。その組織因子発現や凝固活性にトリプトファンのキヌレニン代謝酵素が作用していることを明らかにした。組織因子阻害物はプラークびらんの動物モデルの血栓形成早期過程を抑制したが、血液凝固FXI因子阻害物は血栓形成に影響を与えなかった。以上のことより、動脈硬化性血栓の形成初期における、内因性凝固因子の関与は限定的と考えられた。今後、血栓の成長過程におけるFXIの作用を検討する必要がある。本研究の発展により、急性心筋梗塞の発症における内因系および外因系凝固経路の関与の解明と、出血性合併症の少ない血栓症予防薬の開発に繋がることが期待される。急性心筋梗塞症例の冠動脈標本を用いて、FXIIを活性化しうる陰性荷電物質(DNA、コラーゲン、プロテオグリカン、ポリリン酸、等)の局在や血栓との位置関係を特殊染色や免疫組織化学にて検討する。また血栓性プラークにおける血栓形成機序を解析するために、動脈硬化性疾患にて外科手術により摘出された大動脈プラークを用いて、血栓性プラークと非血栓性プラークにおけるコラーゲンやプロテオグリカンの遺伝子、蛋白発現やDNA濃度を測定し比較する。動物モデルを用いて、動脈硬化性血栓形成における、外因系凝固因子と内因系凝固因子の関与を機能阻害抗体を用いて検討する。今後は家兎動脈硬化症血栓モデルを凝固因子の機能阻害抗体を投与し動脈血栓形成における外因系因子、内因系因子の関与を検討する。あわせて生体外血栓作成装置で血栓の成長における凝固因子の関与を検討する。