hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
運動論的アルヴェン波による電子流の駆動

本研究のそもそもの動機は、トカマク連続運転に関する研究で行っている波動による電流駆動と、スペースでオーロラと関係して問題になっている沿磁力線電流の発生メカニズムは、本質のところで同じなのではないかとの発想からでている。従って当研究室のこれまでの知見を総動員して(運動論的)アルヴェン波を基本とする電磁流体波をアンテナにより励起し、電流の発生を試みた。プラズマを発生させるために使っているMPDアークジェット電流により、電流不安定性が発生し、電流駆動の可能性を示唆していることが判明した。以上をまとめると、・ポロイダルモードm=0のグローバルアルヴェン固有モード(GAE)・ポロイダルモードm=1のアルヴェン圧縮波(CAW)がMPD電流により発生し、これら実験結果を裏付けるシミュレーションも行った。中性粒子効果、密度の不均一性、衝突効果、境界条件を考慮した3次元モデルで、実験事実とほぼ一致する結果を得た。・m=0のGAEのみが電子温度の揺動に関係していた。・これはMPDアノード先端に集中する全電流(約5kA)によって励起されたm=0不安定性によるもので、電流の揺動によるものではない。この実験結果は、電流駆動、オーロラ発生のメカニズム解明に重要であるだけでなく、宇宙ロケットのthrusterなどにMPDを用いていることから、MPDそのものの特性を知る上でも重要である。アルヴェン波による電子流の駆動に関する基礎的実験として、今年度はアルヴェン波による電子温度の変調に着目した。実験は次の二通りの方法で行った。1.ヘリカルアンテナによるアルヴェン波励起ω/ω_<ci>=0.56の時、γ=3.5cmでアルヴェン共鳴を起こし、アルヴェン波のb_0成分はピークを持つ。その近傍でfloating potentialの変動成分δV_fは最大となり、一方、そこでのイオン飽和電流の割合δi_<is>/i_<is>が(eδV_f/κ_BT_e)に比例することが分かった。これよりアルヴェン波により電子温度の変調が起きたことが推定される。2.MPDアークジェットによる励起プラズマはMPDアークジェットにより生成しているが、これよりプラズマ中にm=0のグローバルアルヴェン波(GAW)とm=-1のMHD表面波(圧縮波)が自然励起されている。パワースペクトルの測定から、GAWにより、V_fとi_<is>が変調を受けていることが分かった。しかし、MHD表面波にはそのような変調は見られなかった。また、トリプルプローブによる電子温度の変動もGAWの時のみ観測された。これより、GAWは電流駆動に関わってくる波動の一つであると思われる。今年度は、実施計画に従いMPDアークジェットの電流によるMPD不安定性の励起について、実験、理論の両面から詳細な研究を行った。・MPDにより励起される2種類の波動の種類は、グローバルアルヴェン波(GAE)とMHD表面波と考えていたが、m=1のモードはアルヴェン圧縮波(fast wave)であり、m=0のモードは予想通りGAEであることがほぼ明らかとなった。・これらの2つのモードはMPD近傍のアーク電流の存在領域で発生し、その後無電流領域を2つのモードで磁力線に沿って伝播していることも明らかとなった。・従って、MPD電流(プラズマ中の流れ方は、やや複雑である)によるキンク不安定性とフルート不安定性の発生と考えられるが、それがその後2種類のアルヴェン波となって伝播する現象の観測はおそらく始めてであろう。・そこで、それを理論的に裏付けるために、2種類の方法でシミュレーションを行った。第1番目の方法は、電流効果を単純化し、電流による磁場は大きくないとしてシアレス磁場を仮定する。プラズマ密度は一様かステップ状にする。・その結果、m=1モードは、400Aで実験と同じ波数の不安定性が発生することがわかった。この400Aは壁から中心のカソードへ流れくむ電流値に相当し、プラズマ中の正味の電流値であり、実験結果と矛盾しない。・m=0モードは、400Aでは励起できず、カソードへ流れ込む全電流4500Aで初めて実験で得られた波数と同じ不安定性が発生した。従ってこのモードはMPDカソードのごく近辺で発生しているものと思われる。

運動論的アルヴェン波による電子流発生に関する基礎的研究を目的として行われた本研究は、まだ道半ばであるが、アルヴェン波による電子温度の揺動励起を観測し、DC電流発生のメカニズムにつながる糸口をつかんだ。まず、MPDアークジェットによるプラズマ発生時に、2種類のアルヴェン波がMPH電流により励起されることが明らかになった。即ち、m=0(mはポロイダルモード数)のglobal Alfven eigenmode(GAE)とm=1のMHD表面波的アルヴェン圧縮波である。これらのモードの同定にかなりの時間を費やす結果となったが、今年度において、前者が電子温度の揺動を引き起こしていることを突き止めた。これは今後につながる発見であったが、同時に数値計算により二つのモードの発生メカニズムを精力的に行った。即ち、まずモデルとして、1)一様外部磁場、2)径方向不均一プラズマ密度、3)径方向不均一電流密度、4)電流による磁場、5)中性粒子の効果を入れたもので、m=1の圧縮波が実験条件で発生することを裏付けた。ただし、このモデルではm=0のような方位角方同の磁場が大きい場合には適用できないので、新たな方程式を作る必要がある。
扁桃体シナプスの経路特異的スクラップ＆ビルドによる情動価値の形成と変容

苦味、天敵臭、痛みといった感覚情報は、生得的に負情動を惹起し警告信号として機能する。一方、例えば「空腹は最良のソース」といった短い時間スケールから、大好物でも食あたり後は苦手になる、といった長い時間スケールまで、感覚情報の情動価値は環境により修飾を受ける。感覚情報は脳幹や視床、皮質まで多様な経路を介して扁桃体に入力することから、これらの経路の統合と再編成が情動価値の変容を支えると想像されるが、そのシナプス機構はほとんどわかっていない。そこで本研究では、扁桃体シナプスのスクラップ&ビルドを介した情動価値の変容機構を、各種改変ウイルスを用いた電気生理学と行動学的手法を駆使して解明することを目指す。
近世文人旗本の東西交信記録の研究

江戸時代中期の文人旗本三橋成烈(みつはしなりてる、17261791)が安永期(17721780)の大坂在番中に江戸在住の親族朋友と交わした往復書簡集『飛檄(ひげき)』、『飛檄随筆(ひげきずいひつ)』の校注作業を行った。また、上記の作業を通して得られた情報をもとに、成烈作の読本『新斎夜語(しんさいやご)』、『続新斎夜語(ぞくしんさいやご)』の読解を試みた。1.江戸時代中期の文人旗本三橋成烈(みつはしなりてる、17261791)が安永期(17721780)の大坂在番中に江戸在住の親族朋友と交わした往復書簡集『飛檄』『飛檄随筆』の校注作業を行った。具体的には、(1)星槎大学星槎ラボラトリー蔵『飛檄』(原書簡の合綴本1冊)と東京国立博物館蔵『飛檄随筆』(転写本1冊)の全文を、紙焼写真をもとに読解、翻字した。(2)紙焼写真が不鮮明であった箇所や、ノドにかかっていて読めなかった箇所を、原本で確認した。(3)『飛檄随筆』は、転写本という事情もあって、誤写や誤脱が少なくない。そのため、早稲田大学図書館蔵の異本『飛檄帖』(転写本3冊)と対校、異同状況を注記した。(4)上記を踏まえて、両書の全文に施注(作業は現在も継続中)、人名索引・書名索引・三橋成烈略年譜の粗稿を作成した。(5)注釈の内容を充実させるべく、関連資料を調査収集した。2.1.の作業を通して得られた情報をもとに、成烈作品の読解を行った。具体的には、(1)『続新斎夜語』第九話が太宰春台著『弁道書』や林笠翁著『仙台間語』と多く重なることを指摘、作品の背後にあった成烈の交友圏を確かめたうえで、作品の解釈を試みた。上記については、上方読本を読む会で報告を行った。(2)『続新斎夜語』第二話が中井甃庵著『五孝子伝』の改作であることを指摘、作品の背後にあった成烈の交友圏を確かめたうえで、作品の解釈を試みた。上記については、東海近世文学会で報告を行った。『飛檄』『飛檄随筆』の全文の校注を行い、目次・解題・人名索引・書名索引・三橋成烈略年譜を添えて、資料集として世に出すことを目指している。今後、大幅な増補改訂が必要ではあるけれども、その粗稿が出来たから。1.前年度に引き続き、江戸時代中期の文人旗本三橋成烈(みつはしなりてる、17261791)が安永期(17721780)の大坂在番中に江戸在住の親族朋友と交わした往復書簡集『飛檄』『飛檄随筆』の校注作業を行った。具体的には、(1)前年度に読解、翻字を進めた粗稿に点検を加え、随時、修正を施した。(2)注釈の内容を充実させるべく、関連資料の調査、収集に努めた。具体的には、(1)『新斎夜語』第五話「岐阜の老尼、出離の縁を明す」が契沖著『百人一首改観抄』、庄司勝富著『異本洞房語園』と重なること、『新斎夜語』第九話「鍛冶国助、家業に託して士を諷ず」が文耕堂・三好松洛・小川半平・竹田小出雲著『新うすゆき物語』、橘守国画『絵本通宝志』と重なることを指摘、作品の解釈を試みた。(2)『続新斎夜語』成烈自跋中の成烈の和歌が平安鎌倉期の歌人西行の一首を踏まえて詠まれていることを指摘、作品の背後にあった成烈の経歴や交友圏、読書歴を確かめたうえで、作品の解釈を試みた。1.前年度に引き続き、『飛檄』『飛檄随筆』の校注作業に取り組む。本文部分、注釈部分ともに、繰り返し点検を行い、精度の向上と内容の充実とを図る。また、人名索引・書名索引・三橋成烈略年譜の粗稿に修正を加え、目次と解題の執筆を行う。2.1.の作業を通して得られた情報をもとに、成烈作品の読解をさらに進める。29年度が最終年度であるため、記入しない。国文学29年度が最終年度であるため、記入しない。
精巣特異的発現蛋白質を用いる新しいT細胞認識ヒト腫瘍抗原の同定

正常組織では精巣にまた多くの癌にも存在する腫瘍精巣(CT)抗原は、腫瘍免疫療法のターゲットとして期待されている。新しいCT抗原を見つけるため、2つの方法を用いた:精巣特異的な遺伝子でしかも腫瘍に発現している遺伝子から単離する方法と、癌患者の血清を用いて精巣のcDNAライブラリーからスクリーニングする方法である。精巣におけるmRNAの発現をSAGE(serial analysis gene expression)を用いて調べたところ、約20000tagが12400の遺伝子からなることが明らかになった。他の正常組織と腫瘍のSAGEデーターベースとの比較により、新規CT抗原候補を得ようとした。しかし、得られた遺伝子の中で、精巣に多く発現しているものは精巣と腫瘍に特異的ではなく、これらの遺伝子は新規CT抗原ではなかった。また発現量の低い遺伝子についてはさらに解析を行われなければならない。精巣cDNAライブラリーを2名の膵癌患者と膀胱癌患者血清でスクリーニングを行い、5つの陽性クローンを得た。膵癌患者血清から得られたCT-1は、新規遺伝子と考えられた。CT-1に対する抗体は5名中1名の膵癌患者と10人中1の腎癌患者血清に存在したが、20人の健常人血清にはなかった。他のクローンはE-STなどからその発現が他の正常組織で認められたためCT抗原ではないと考えられなかった。15種類中1種類の膵癌細胞で発現が認められ、膵癌組織でも5例中2例に発現が認められなかった。これらの結果から、CT-1は精巣とある種の膵癌に発現する新規なCT抗原であることが明らかになった。癌患者T細胞や抗体が免疫応答を起こす腫瘍抗原の一つに、各種腫瘍と正常組織では精巣にが認められるCancer-Testis抗原が報告され、免疫療法の標的として期待されている。本研究は各種癌細胞および正常組織では精巣に特異的に発現する新しいCancer-Testis抗原の単離・同定を試みる。今年度は、SAGE法(serial analysis of gene expression)を用いてcDNAサブトラクションを行い、精巣特異的遺伝子の単離を試み、また発現クローニング法を用いて癌患者血清中のIgG抗体が認識する抗原の精巣cDNAライブラリーからの単離を試みた。1. SAGE法を用いたcDNAサブトラクション:精巣組織RNAからSAGEライブラリーを作製し、精巣に発現するcDNA-tagを約20,000個シークエンスした。同時に行ったメラノーマのSAGEの結果と比較して、精巣に特異的に発現する可能性のあるcDNAを選択し、遺伝子データベースで検討した。次年度は、より多くのcDNA-tagをシークエンスするとともに、個々の単離cDNAの正常および癌組織での発現性および免疫原性を検討する。2. λファージライブラリーによる癌患者の抗体が認識する精巣蛋白のcDNAクローニング:精巣組織からλファージ発現cDNAライブラリーを作製し、膵癌患者の血清を用いて、約50万個のプラークをスクリーニングし、2個の陽性ブラークを検出した。その遺伝子はいずれも新規遺伝子であった。膀胱癌患者血清を用いた場合、3個の陽性プラークが得られ、1つは既知の遺伝子であったが、2つは新規遺伝子であった。次年度はスクリーニングを継続し、個々の単離cDNAの組織発現特異性および多数の正常人および癌患者血清による認識を検討することにより、単離抗原が免疫療法に使用できる可能性があるかどうかを検討する。SAGE法:精巣組織RNAからSAGEライブラリーを作製し、約20.000tagのシークエンスを行った。これらのtagの解析を行ったところ、12,400の遺伝子が含まれており、既知のCT抗原はSCP-1が1tag見られたのみで、他の発現は認められなかった。次に、公開されているSAGEデーターベースを利用し、30種のライブラリーからの約120万tagデータを用いサブトラクションを行った。

その結果、精巣特異的と思われる遺伝子が約3,700で、精巣と腫瘍に見られるものが約2,000であった。CT抗原の発現量が予想より低いことから、他の方法によりさらに絞り込まなければ解析は困難であることが明らかになった。SEREX法:精巣からファージ発現cDNAライブラリーを作製し、2名の膵癌患者血清を用いて、スクリーニングを行った。1個の新規遺伝子が膵癌と精巣にのみ発現していたことから、CT抗原であることが明らかになった。現在さらに検討を行っているが、この遺伝子に対する抗体が腎癌患者血清からも認められた。
妊娠高血圧症候群の発症予防戦略構築のための研究～産科学と疫学と免疫学の融合～

妊娠高血圧腎症(PE)の発症率は男児妊娠に比べ女児妊娠に多かったが、妊娠高血圧(GH)では差がなかった。なぜPEが女児妊娠で多いかを免疫学的に検討したところ、女児を妊娠している体格指数(BMI)の低い(やせた)妊婦および男児を妊娠しているBMIの高い(太った)妊婦においてヘルパー1型T細胞(Th1)優位になりやすいことがわかった。また疫学的に検討したところ、女児を妊娠しているBMIの低い(やせた)妊婦ほどPEの発症率が高く、BMIが高くなるに従い、女児優位の傾向がなくなった。疫学的にも免疫学的にもGHとPEとは異なる疾患であることから、それらの発症予防には異なる治療戦略が必要である。1)昨年度に作成したエクセルデータベースを用いて、単胎妊婦、双胎妊婦における正常血圧妊婦(NBP)、妊娠高血圧(GH)、妊娠高血圧腎症(PE)、子癇の発症率を胎児の性別に分けて検討し、GHや子癇の発症率は、単胎妊娠や双胎妊娠ともに男児妊娠と女児妊娠との間で差がなかった。それに対し、PEの発症率は単胎妊娠、女児妊娠ともに男児妊娠に比べ女児妊娠に多いことを再確認し、平成25年4月に発表した。2)GH、PEを目的変数とし、分娩時年齢、分娩回数、胎児性別、妊娠中喫煙、糖尿病、腎疾患、非妊時body mass index(BMI)、切迫早産、頸管無力症を説明変数としてロッジスティック回帰分析を行い、妊婦がGHあるいはPEを発症する予測式を開発した。この予測式を用いることで妊婦さんがどれくらいのオッズ比で発症するかを具体的な数字で説明できるようになると思われる(平成26年4月発表予定)。3)PEの発症にはヘルパー1型T細胞(Th1)とヘルパー2型T細胞(Th2)の比がTh1優位な状態になるときに発症することが知られている。当科および関連施設においてPEを発症した患者(62例)において、なぜ女児妊娠で多いかを免疫的な方法で検討した。その結果、Th1/Th2比には胎児性別と母体非妊時BMIが関連しており、女児を妊娠しているBMIの低い(やせた)妊婦および男児を妊娠しているBMIの高い(太った)妊婦においてTh1/Th2比は高くなる(Th1優位になる)ことが新たに分かった。これに対し、母体年齢、児体重、胎盤重量はTh1/Th2比に影響を与えていなかった。この結果から、今後胎児性別や母体のBMIがTh1/Th2比にどのようなメカニズムで作用しているのかを検討する予定である(平成26年7月、9月、10月に発表予定)。1)本学の倫理委員会の承認後、日本産科婦人科学会周産期委員会の承認を得たのち、2001年から2010年までの10年間分の周産期登録データベース(DB)(約60万件)を入手した。2)DBがファイルメーカーで作成されており、また、DBが統一されたフォーマットで作成されていないため不必要な項目を削除した。3)この中から妊娠高血圧(GH)、妊娠高血圧腎症(PE)、子癇の症例を抽出し、新たな10年間分のエクセルDBを作成した。4)このエクセルDBを用いて、単胎妊婦、双胎妊婦におけるGH、PE、子癇の発症率を胎児の性別に分けて検討した。その結果GHや子癇の発症率は、単胎妊婦、双胎妊娠ともに男児妊娠と女児妊娠との間で差がなかった。それに対しPEの発症率は、単胎妊婦、双胎妊婦ともに男児妊娠に比べ女児妊娠に多いことが再確認された(平成25年5月発表予定)。5) GH(h、H)(小文字hは軽症高血圧、大文字Hは重症高血圧)、PE(hp、hP、Hp、HP)(小文字pは軽症蛋白尿、大文字Pは重症蛋白尿)を目的変数とし、分娩時年齢、分娩回数、胎児性別、妊娠中喫煙、高血圧、糖尿病、腎疾患、非妊娠時Body Mass Indexを説明変数としてロジスティック回帰分析を行い、GHあるいはPEとなる発症予測式を計算している最中である(平成25年6月までには完成予定)。これらの予測式を用いることより、その妊婦さんが妊娠経過中に何倍GHあるいはPEになりやすくなるかという発症オッズ比を簡単に計算できることができるようになることが期待される(平成25年7月発表予定)。

1.日本産科婦人科学会の周産期登録データベース(10年間分)を用いて、単胎妊婦及び双胎妊婦における正常血圧妊婦(NBP)、妊娠高血圧(GH)、妊娠高血圧腎症(PE)、子癇の発症率を胎児の性別に分けて検討したところ、GHや子癇の発症率は、単胎妊娠や双胎妊娠ともに男児妊娠と女児妊娠との間で差がないが、PEの発症率は単胎妊娠、多胎妊娠ともに男児妊娠に比べ女児妊娠に多いことを再確認できた。2.GH、PEを目的変数とし、分娩時年齢、分娩回数、胎児性別、妊娠中喫煙、糖尿病、腎疾患、非妊時body mass index(BMI)、切迫早産、頸管無力症を説明変数としてロジスティック回帰分析を行い、年齢とBMIから妊婦がGHあるいはPEを発症する予測式を開発し、妊婦さんがどれくらいのオッズ比でGHあるいはPEを発症するかを示すノモグラムを作成した。今後、妊婦への出生前教育における資料として有効活用できる。3.ヘルパー1型T細胞(Th1)とヘルパー2型T細胞(Th2)の比がTh1優位な状態になるときにPEが発症することが知られている。PEを発症した患者において、なぜ女児妊娠で多いかを免疫的な方法で検討したところ、女児を妊娠しているBMIの低い(やせた)妊婦および男児を妊娠しているBMIの高い(太った)妊婦においてTh1優位になる傾向があった。これに対し、母体年齢、児体重、胎盤重量は影響を与えていなかった。4.上記データベースを用いて、非妊時BMIと胎児性別がGHあるいはPEの発症にどのように関与しているかを疫学的に検討したところ、女児を妊娠しているBMIの低い(やせた)妊婦ほどPEの発症率が高く、BMIの高くなるに従い、女児優位の傾向がなくなった。これに対し、GHでは非妊時BMIとの関連性はなかった。5.疫学的にも免疫学にもGHとPEは異なる疾患であるため、異なる治療戦略が必要である。周産期医学1)昨年度に作成したエクセルデータベースを用いて、単胎妊婦、双胎妊婦における正常血圧妊婦(NBP)、妊娠高血圧(GH)、妊娠高血圧腎症(PE)、子癇の発症率を胎児の性別に分けて検討し、GHや子癇の発症率は、単胎妊娠や双胎妊娠ともに男児妊娠と女児妊娠との間で差がなかった。それに対し、PEの発症率は単胎妊娠、女児妊娠ともに男児妊娠に比べ女児妊娠に多いことを再確認し、平成25年4月に学会発表した。2)GH、PEを目的変数とし、分娩時年齢、分娩回数、胎児性別、妊娠中喫煙、糖尿病、腎疾患、非妊時body mass index(BMI)、切迫早産、頸管無力症を説明変数としてロッジスティック回帰分析を行い、妊婦がGHあるいはPEを発症する予測式を開発した。この予測式を用いることで妊婦さんがどれくらいのオッズ比で発症するかを具体的な数字で説明できるようになると思われる(平成26年4月発表予定)。3)PEの発症にはヘルパー1型T細胞(Th1)とヘルパー2型T細胞(Th2)の比がTh1優位な状態になるときに発症することが知られている。当科および関連施設においてPEを発症した患者(62例)において、なぜ女児妊娠で多いかを免疫的な方法で検討した。その結果、Th1/Th2比には胎児性別と母体非妊時BMIが関連しており、女児を妊娠しているBMIの低い(やせた)妊婦および男児を妊娠しているBMIの高い(太った)妊婦においてTh1/Th2比は高くなる(Th1優位になる)ことが新たに分かった。これに対し、母体年齢、児体重、胎盤重量はTh1/Th2比に影響を与えていなかった。この結果から、今後胎児性別や母体のBMIがTh1/Th2比にどのようなメカニズムで作用しているのかを検討する予定である(平成26年7月、9月、10月に発表予定)。予定していた免疫学的手法を用いた妊娠高血圧腎症の検討を開始することができた。1)2001年から2010年までの10年間分の周産期登録データベース(DB)(約60万件)を入手し、不必要な項目を削除したDBを作成した。
非培養自己ヒト皮下脂肪組織由来再生幹細胞を用いた便失禁治療の開発

本研究の目的は便失禁に対する新たな治療法の確立を目指すことである。そのために脂肪組織由来再生幹細胞(Adipose-derived regenerative cells: ADRCs)を内肛門括約筋に移植し、便失禁の原因となる内肛門括約筋機能の改善が認められるかどうかを調査することである。
プラナリア幹細胞で発現するRNAヘリカーゼ遺伝子の機能解析

本研究では,プラナリア幹細胞で特異的に発現しているRNAヘリカーゼ遺伝子が幹細胞の機能と関連があるかどうかの検討を行った。本年度においては,プラナリアの幹細胞が運命決定を受けてから移動して細胞分化を開始するまでの間にギャップがあるので,移動している間に転写されたmRNAが翻訳されないように,RNAヘリカーゼがmRNAに結合しているのではないかという考えのものとで,幹細胞の分化過程におけるRNAとRNAヘリカーゼの複合体と考えられるクロマトイド小体との関連を電子顕微鏡を用いた観察によって詳細に検討を行った。その結果,咽頭形成において,咽頭筋肉に特異的なDjMHC遺伝子の転写産物が未分化状態では,クロマトイド小体に局在し,分化に伴い,DjMHC遺伝子の転写産物がポリゾームに分布するようになることを見出した。この発見は,DjMHC遺伝子の転写産物が機能しないようなクロマトイド小体およびそれの成分と考えられるRNAヘリカーゼが何らかの機能をもっていることを示唆した。
病的状態の心筋細胞は腫瘍壊死因子およびその遺伝子を発現する-免疫組織学的および遺伝子学的アプローチ-

心筋細胞は心房性ナトリウム利尿ホルモンやグロスファクター等を分泌するmultipotential cellsであるので、病的状態の心筋細胞自身がサイトカインの一種である腫瘍壊死因子(TNF-α)を分泌し、心筋細胞の肥大、線維化、心機能の低下に関与するという仮説を考えた。上記仮説を証明するために、虚血性心疾患および弁膜症患者15例(NYHA心不全分類III&IV:5例、I&II:10例)の開心術時に得られた心房組織を対象に以下の研究を行なった。2)組織中に、TNF-αがどの程度存在するかをサンドイッチエライザー法にて検討した。NYHAIVの2例(3.1および4.7pg/mg)では、NYHAIIの2例(0.1および0.3pg/mg)よりTNF-αの量は明らかに多かった。以上より、TNF-αは心房心筋細胞において発現し、発現の程度は心不全の程度と相関した。よって、TNF-αは心不全になんらかの関与をしていると考えられた。
転写因子GATA-2による造血微小環境の維持機構

転写因子GATA-2は、造血幹細胞の維持・増殖に必須の転写因子である。今回、間葉系幹細胞におけるGATA-2の機能を解析した結果、GATA-2は間葉系幹細胞において活性化しており、GATA-2の発現が間葉系幹細胞の未分化性の維持に機能していることが明らかとなった。造血微小環境は間葉系幹細胞が分化した細胞で形成されていることから、GATA-2は、造血幹細胞だけでなく、造血微小環境の維持においても重要な転写因子である可能性が示唆された。転写因子GATA-2ノックアウト(GATA-2^<-/->)マウスは、一次造血および胎児肝での二次造血の異常により汎血球減少を呈し、胎生11.5日目までに死亡することから、GATA-2は、造血幹細胞(Hematopoietic stem cells : HSC)の維持、増殖に必須の転写因子と考えられている。一方、正常造血の維持には、造血細胞だけでなく、その支持細胞からなる造血微小環境が必須である。造血微小環境は、骨芽細胞や血管内皮細胞、脂肪細胞などのストローマ細胞で構成されるが、それらは共通の前駆細胞である間葉系幹細胞(mesenchymal stem cells : MSC)が分化して形成される。興味深いことに、転写因子GATA-2は、脂肪前駆細胞にも発現し、その未分化能の維持に重要な転写因子であることが報告されており、骨髄においてもMSCから脂肪前駆細胞、脂肪細胞への分化に機能している可能性が考えられる。我々はすでにマウス骨髄脂肪前駆細胞株(TBR343)を用いた解析で、GATA-2の発現抑制により、脂肪細胞への分化が促進され、一方で、GATA-2の発現亢進により、分化が抑制されることを見出しており、これらの所見はGATA-2が骨髄間葉系細胞において未分化性の維持に機能していることを示唆する所見と考えている。そこで本年度は、マウスの骨髄細胞からMSCを分離培養し、マウス骨髄MSCにおけるGATA-2の機能を解析することとした。作成したマウスGATA-2発現ベクター、SiRNAを得られたMSCに導入することでMSGの分化におけるGATA-2の機能を解析中である。あわせて、GATA-2ノックアウトマウスを用いた解析を進めるため準備中である。正常造血の維持には、造血細胞と、その支持細胞からなる造血微小環境が必須である。転写因子GATA-2は、造血幹細胞(Hematopoietic stem cells : HSC)の維持、増殖に必須の転写因子であるだけでなく、造血微小環境を形成する骨芽細胞や血管内皮細胞、脂肪細胞などのストローマ細胞の共通前駆細胞である、間葉系幹細胞(mesenchymal stem cells : MSC)が分化して形成される。転写因子GATA-2は、脂肪前駆細胞にも発現し、その未分化能の維持に重要な転写因子であることが報告されており、骨髄においてもMSCから脂肪前駆細胞、脂肪細胞への分化に機能している可能性が考えられる。今年度は、GATA-2遺伝子座にGFP遺伝子をノックインしたマウス(GATA-2-GFPマウス)の骨髄由来MSCを作成し、この細胞がGFPを発現していることを確認した。この所見はGATA-2の転写が実際にMSCにおいて活性化していることを示している。さらにGATA-2コンディショナルノックアウトマウスからMSCを作成後、GATA-2の発現変化によるMSCの分化能を検討したところ、GATA-2ノックアウトMSCでは、早期に脂肪滴の形成を認め、脂肪細胞への分化が促進されることを見出した。現在、この得られたGATA-2ノックアウトMSCを用いて、GATA-2のターゲット遺伝子となる候補遺伝子を同定すべく、検討中である。
日常生活との親和性を考慮した家庭内物品収納・管理ロボット住宅システムの構築

本年度は以下の2つの開発研究を実施した。(1)天井移動型のコンテナ運搬ロボットの開発研究(2)棚型収納庫用,垂直・水平自由度分離型コンテナ収納ロボットの開発研究各研究における成果は次の通りである。(1)生活環境中で人や家具などの障害物と接触せずに,安定して専用コンテナケースを運搬することが可能となる天井移動型のコンテナ運搬ロボットの研究開発を行った。天井移動部には従来研究で構築していたプラットフォームを活用し、本研究ではコンテナを如何にロバストにマニピュレーションするかを課題として研究に取り組んだ。成果として,安価なLEDマーカを用いた精確なコンテナケース位置計測手法の実現,そして機械的柔軟性に注目し開発したコンテナ把持機構がある。特にロボット設計指針にも繋がる,生活環境中というロボットのロバストな動作を阻害する外乱の多い環境において,計測や制御で発生してしまう誤差を滑らかに吸収するのに機械的な柔軟性が有効であるという知見は本研究の大きな成果である。(2)家庭用コンテナ自動収納庫実現のために,垂直と水平の動作を異なる筐体において実現する(産業用の自動収納庫とは異なる)特殊な構造をしたロボットの実現を目指し研究を実施した。垂直と水平動作を異なる筐体に実現することで,同時に移動するロボットの筐体を非常にコンパクトにすることが可能である,一方で本来同期の必要な自由度を異なる筐体に実装するために,両者の連動には機械設計的な工夫が求められる。これに対して本研究では,片持ち構造ながらも高いモーメント支持力を軽量な筐体中に収める構造設計法を確立し,またコンテナケースの水平運搬においてはケージングと呼ばれる"遊び"を許容する緩い拘束を活用することにより,従来の硬い拘束を利用したロボットマニピュレータでは実現出来ない,柔軟かつロバストなコンテナ操作を実現した。
婦人科癌治療における抗癌剤の作用増強を目指した基礎的研究

今年度に行った研究により以下の結果が得られた。Fas抗原を発現している細胞株では一般に抗Fas抗体により細胞死(アポトーシス)が誘導されるが、最近われわれはFas抗原を発現しているにもかかわらず抗Fas抗体によりアポトーシスが起こらない細胞株の存在を確認している。同様の現象がFas ligandについてもいえるかどうかを検討したところ、やはりFas ligandによりアポトーシスが誘導されない場合があることが認められた。この原因として細胞の癌化に伴うFas抗原の構造異常、あるいはFas抗原以降の細胞内の情報伝達機構の異常等が推察される。2.血管新生阻害剤の効果血管新生阻害剤は癌細胞に対し直接的には増殖を抑制せず、腫瘍増殖に必要な血管新生を抑制することにより癌細胞の発育を抑えることが期待されている物質である。種々の血管新生阻害剤が知られているが、今回は血管内皮増殖因子(VEGF)に対する中和抗体を用いた。ヌードマウスの腹腔内にヒト卵巣癌細胞株NOS4を移植し、腹水が貯留したところで抗VEGF抗体を腹腔内に投与したところ、腹水産生が抑制され延命効果がみられた。この結果から、抗VEGF抗体は卵巣癌化学療法時において抗癌剤の作用増強の手段として応用され得ると考えられる。1.分化誘導物質の卵巣癌細胞株に対する増殖抑制効果の検討分化誘導能を持つ物質としては、レチノイン酸とその誘導体、ビタミンDとその誘導体、vesnarinなどが知られている。以前われわれは、レチノイン酸のみが絨毛癌細胞株に対して増殖抑制効果を有することを見い出しており、その時に用いた濃度で今回は3種の卵巣癌細胞株について同様の実験を行った。MTT assayにより検討したが、増殖抑制、促進効果とも認められず、レチノイン酸に対する反応の細胞種による差異の存在が明らかとなった。2.癌組織でのFas抗原の発現フローサイトメトリーを用いた以前のわれわれの検討により、卵巣癌細胞株では絨毛癌細胞株と比較してFas抗原の発現率が高いことが明らかとなっている。同様の現象が癌組織においても見られるかどうかを調べるために、その予備実験としてまず細胞株を使って免疫、組織学的に検討を行った。細胞の固定条件により染色性にかなりの差が認められ、今後さらに至適条件を検討する必要があると思われた。一方、Fas抗原のcDNA塩基配列に対する特異的なプライマーを用いたTR-PCRにより、各癌細胞株についてFas抗原遺伝子のmRNAの存在の有無を調べたところ、フローサイトメトリーの結果と一致しており、この方法を補助的手段とすることの有用性が確認された。
昆虫の抗菌タンパク遺伝子群の分子進化学的研究-ショウジョウバエセクロピン遺伝子群を中心として-

本研究は、昆虫の代表的な免疫分子である抗菌タンパク遺伝子の進化過程を検証することで、昆虫免疫系の遺伝的仕組みと進化に伴う多様化を考察することを目的としている。前年度に引き続き、ショウジョウバエの抗菌タンパクセクロピン遺伝子群をモデルとして、DNA塩基配列に基づいた分子進化学的解析を行った。本年度得られた知見を以下にまとめる。1.ヤクバショウジョウバエにおけるセクロピン遺伝子群の構成キイロショウジョウバエ近縁種のヤクバショウジョウバエのゲノムライブラリーを作成し、セクロピン遺伝子群全長のクローニングを行った。ヤクバショウジョウバエのセクロピン遺伝子群は、キイロショウジョウバエと同様の遺伝子構成を持ち、それらの位置関係も保存されていた。しかしながら分子系統学的解析により、遺伝子群内のCecA1,CecA2は、キイロショウジョウバエとヤクバショウジョウバエの種分岐後独自に遺伝し重複が行われたことが分かった。また、ヤクバショウジョウバエのCecCは、遺伝子のコード領域・イントロンに大きな挿入・欠失が観察され、塩基置換も多く見られたが、構造的には機能遺伝子であることが示された。これらの結果から、ショウジョウバエのセクロピン遺伝子群は、短期間で多くの遺伝子の重複と再編成が行われていることが分かった。2.遺伝子発現領域に関する分子進化学的解析セクロピン遺伝子群内に含まれる謹特異的抗菌タンパクアンドロピン遺伝子について、キイロショウジョウバエ近縁6種から遺伝子のクローニングを行い、構造遺伝子と発現調節領域の塩基配列を決定した。配列の比較から、アンドロピン遺伝子の上流にはショウジョウバエグルコース脱水素酵素(Gld)遺伝子の雄射精管特異的発現に関わるモチーフが複数見られ、配列も保存されていた。一方、近縁種におけるアンドロピン遺伝子の発現は、全てキイロショウジョウバエと同様に雄成虫射精管に限定されたことから、アンドロピンの組織投機的な発現とGldモチーフの存在に正の相関が見られた。アンドロピンは、共通祖先遺伝子から調節領域に雄成虫射精管特異的な発現様式を獲得し急速に機能分化を遂げたと考えられた。昆虫の代表的な免疫分子である抗菌タンパク遺伝子の進化過程の検証から、昆虫免疫系の遺伝的仕組みと進化に伴う多様化を考察することを目的とし、ショウジョウバエセクロピン遺伝子群を題材として研究を行っている。本年度の研究成果は以下の通りである。1.多種のショウジョウバエ系統からのセクロビン遺伝子群クローニングと遺伝学的解析キイロショウジョウバエ近縁種であるDrosophilia yakuba,D.takahashiiについてゲノムライプラリーを作成し、セクロビン遺伝子のPCN産物をプロープに用いて遺伝子群全長のクローニングを行った。各々の種でセクロピン遺伝子を含む配列をスクリーニングすることが出来、現在はその遺伝子構造を決定すべく、解析中である。これらの結果を元に、セクロピン遺伝子群の進化過程を解明する。2.アンドロビン遺伝子の発現及びタンパクの活性比較セクロビン遺伝子群内にある雄特異的な発現を示すアンドロビン遺伝子は、構造遺伝子の配列がショウジョウバエ種間で大きく異なり、その進化には正の自然選択の作用が示唆されている。これらの配列の変化が、遺伝子発現及びタンパクの活性に何らかの影響を及ぼしているかを知るために、キイロショウジョウバエ近縁4種のアンドロビン5'上流調節領域の塩基配列の決定比較と合成ペプチドを用いた抗菌活性の比較を行った。5'上流調節領域には、調査したキイロショウジョウバエ近縁4種間において全て、総射精管特異的発現を担うシスエレメントが確認された。一方抗菌活性の比較では、種特異的な活性を示す菌は見つからなかったものの、近縁種アンドロビンベプチドにおいてB.subtilisに対する抗菌活性の有意な上昇が見られた。即ち、アンドロピンは、雄射精管に発現する抗菌タンパクである性質を保持しつつ、種によって作用する菌や特異性に差がある可能性が指摘された。今後さらに調査する菌種を増やしてこれらの傾向を明確にし、突然変異体の作成からアンドロビンの生体内機能を解明したい。2.遺伝子発現領域に関する分子進化学的解析セクロピン遺伝子群内に含まれる謹

特異的抗菌タンパクアンドロピン遺伝子について、キイロショウジョウバエ近縁6種から遺伝子のクローニングを行い、構造遺伝子と発現調節領域の塩基配列を決定した。配列の比較から、アンドロピン遺伝子の上流にはショウジョウバエグルコース脱水素酵素(Gld)遺伝子の雄射精管特異的発現に関わるモチーフが複数見られ、配列も保存されていた。一方、近縁種におけるアンドロピン遺伝子の発現は、全てキイロショウジョウバエと同様に雄成虫射精管に限定されたことから、アンドロピンの組織投機的な発現とGldモチーフの存在に正の相関が見られた。アンドロピンは、共通祖先遺伝子から調節領域に雄成虫射精管特異的な発現様式を獲得し急速に機能分化を遂げたと考えられた。
国際ニュートリノ研究ネットワーク構築によるニュートリノフロンティアの展開

素粒子から宇宙のスケールに渉る自然の各階層で展開する、世界最先端を走る日本のニュートリノ研究を融合し、ニュートリノを使った科学研究フロンティアを進化・発展させてきた。ニュートリノ振動の研究で3世代混合パラダイムを確立し、ニュートリノの粒子・反粒子対称性(CP対称性)の破れの測定の展望を開いた。T2K実験で、CP対称性が大きく破れていることを示唆する結果を報告した。IceCube実験で高エネルギー宇宙ニュートリノ観測技術を確立し、TeVを超える高エネルギー宇宙ニュートリノを発見した。国際的な枠組みでニュートリノ研究を議論する「国際ニュートリノ研究ネットワーク」を立ち上げた。新学術領域「ニュートリノフロンティアの融合と進化」では、素粒子から宇宙のスケールに渉る自然の各階層で展開するニュートリノ研究を融合し、ニュートリノを使った科学研究フロンティアを進化・発展させる。そのために国際活動支援班では、国際的な枠組みでニュートリノ研究の将来計画を議論し、方針と戦略を決定する。そして、日本のニュートリノ研究の成果を広く世界に発信し、戦略的に外国の研究者と交流していく。活動実績として、(1)リーダークラスの研究者を海外での重要な国際会議や主要研究所でのセミナーに派遣した。C02班研究代表者の佐藤が米国アルゴンヌ国立研究所に、A03班研究分担者の横山が英国ロンドンで開催されたNuPhys2015に行き研究成果を発表し、国際ニュートリノ研究ネットワークの構築に向けて話した。(2)研究成果の国際的認知度を向上させるため、研究の最前線で活躍している若手研究者(A02班の石塚とC03班の永田)を海外に派遣し、成果発表を行った。(3)海外の著名な研究者(英国ロンドンのRoyal Holloway大学のJocelyn Rebecca Monroe教授)を長期間(約半年)日本に招聘して、本人が進めている研究課題に加えて、領域の研究活動にも参加してもらった。(4)海外のポスドク研究者を積極的に招聘し、関係を強化した。インドからNeha Dokania氏、中国からLorenzo Calibbi氏、米国からAlexander R. Olivas氏、Sharankova Ralitsa氏、を招聘し、共同研究を推進した。(5)海外の研究者と「国際ニュートリノ研究ネットワーク」の強化・推進を進めた。日本で計画しているハイパーカミオカンデ実現に向け、国際諮問委員会が開かれた。その委員長である森氏を招聘し、国際戦略を議論した。研究実績の項で説明したように、当初策定した5つの目標をおおよそ達成することができた。ただし、研究費執行が11月からと遅いスタートとなり、時間的制約から外国人の招聘と日本人の外国出張ともに当初予定していたよりも少数となった。(1)リーダー派遣は5名予定していたところが2名、(2)若手海外派遣も2名となった。(3)海外著名研究者招聘は、Jocelyn Rebecca Monroe教授を招聘し、本領域の国際戦略について助言をもらえた。(4)外国人ポスドクの雇用と招聘は4名を招聘できたので、ほぼ計画通りと言える。(5)国内外国人研究者招聘は、Kavli IPMUのMark Hartz氏やChristophe Bronner氏、KEKのMegan Friend氏と研究打ち合わせを行い、ニュートリノ研究を国際的な枠組みで議論した。以上のように、日本のニュートリノ研究の成果を広く世界に発信し、戦略的に外国の研究者と交流できた。そして、国際的な枠組みでニュートリノ研究の将来計画を議論できた。国際活動支援班では、ニュートリノ研究の将来計画を国際的な枠組みで議論し、方針と戦略を決定する。活動実績として、(1)リーダークラスを海外での重要な国際会議や主要研究所でのセミナーに派遣した。2016年は世界中のニュートリノ研究者が一堂に会する「ニュートリノ国際会議」がロンドンで開かれ、中家を始め、多くの日本人研究者が参加した。そこで、日本からの成果を発信し、今後の国際的なニュートリノ研究の指針を議論し、国際的ネットワークを構築した。中家は、ヨーロッパの素粒子物理研究所CERNで、Scientific Policy Committee(CERN所長も参加)に参加し、日本のニュートリノ研究の成果と将来計画を報告し、今後の協力関係について議論した。(2)領域から出る成果の国際的認知度向上のため、研究の最前線で活躍している若手研究者多数(A01班だけでも、田中、江、仲村、中西、坂下、Megan、金、坂下、関口)を海外に派遣し、成果発表を行った。(3)海外の著名な研究者(英国Imperial College London大学のLouis Lyon教授)を日本に招聘して、統計の専門講義を含め、領域の活動をサポートして頂いた。(4)海外の中堅研究者を積極的に招聘し、関係を強化した。イギリスからXianguo Lu氏、イタリアからAntonio Palazzo氏、を招聘し、共同研究を推進した。日本で計画しているハイパーカミオカンデ実現に向け、研究会を開いた。また、今後アジアの研究者との連携がより重要となると考え、中国、韓国、インド、ベトナムを訪れ「国際ニュートリノ研究ネットワーク」の基盤作りを進めた。研究実績の項で説明した通り、当初策定した5つの目標をおおよそ達成することができた。総括班の実績報告で書いたのだが、2016年は日本で「ニュートリノ振動」の研究が大きく進展した年となった。

そのため、多くの領域メンバーが海外に赴いて、日本からの成果を世界に向けて発信した。逆に、外向きの活動に注力した反動で、外国人の招聘が手薄となり、外国人研究者の長期招聘件数が少なくなってしまった。それでも、英国オックスフォード大のXianguo Lu博士を2ヶ月間京都大学に招聘し、共同研究を進めた。(1)リーダー派遣、(2)若手海外派遣、とも十分な数の研究者を海外の研究会やセミナーに派遣し、日本からの成果を十二分に世界に向けて発信できた。(3)海外著名研究者招聘は、素粒子実験における統計処理の世界的権威であるLouis Lyon教授を招聘し、若手教育(講義・セミナー)と、本領域の国際戦略に助言して頂いた。(4)外国人ポスドクの雇用と招聘は、やや計画より少なくなった。(5)国内外国人研究者招聘は、Kavli IPMUのMark Hartz氏やChristophe Bronner氏、KEKのMegan Friend氏と研究打ち合わせを行い、ニュートリノ研究を国際的な枠組みで議論した。以上のように、日本のニュートリノ研究の成果を広く世界に発信し、戦略的に外国の研究者と交流した。そして、国際的な枠組みでニュートリノ研究の将来計画を推進した。国際活動支援班では、ニュートリノ研究の研究方針を国際的な枠組みで議論してきた。特に、海外の研究者と積極的に交流し、日本のニュートリノ研究の成果とその将来性を広く世界に発信してきた。2017年度は、リーダークラスの研究者を海外での重要な国際会議や主要研究所でのセミナーに派遣した。特に、領域代表者の中家は、ヨーロッパ物理学会主催のEPS-HEP国際会議(参加者1000名以上)でニュートリノ振動に関する招待講演を行った。また、素粒子物理学の重要な国際会議であるLepton Photon Conferenceでも、中家が招待講演を行った。他にも、多くの日本人研究者が海外で開かれたニュートリ研究の国際会議に参加し、日本からの成果を広く世界に発信した。さらに、領域の様々な研究活動とその成果の認知度を国際的に向上させるため、研究の最前線で活躍している若手研究者を多数(田中、石塚、西村、坂下、ロジャー、金、芦田、坂下、関口、他を)海外に派遣し、研究成果を発表した。日本のニュートリノ実験の基幹プロジェクトであるハイパーカミオカンデ実験実現に向け、スペイン・マドリッドでハイパーカミオカンデミーテングを開催し、欧州の研究者との関係強化を図った。領域では、海外の著名な研究者(イタリアSerguey Petcov教授、ドイツUli Katz教授、中国Jun CAO教授等)を日本に招聘し、領域の活動を紹介し評価とアドバイスを受けた。アジアでのネットワークを強固にするために、ベトナムからNguyen Hong van講師、Nguyen Mau Chung准教授を招聘した。
深層学習を用いた球技選手の動きの評価指標の探索：コンピュータvs指導者を目指して

本研究では、最新のGPSデバイスを用いて選手の試合中の方向転換走時における切り返しの安定性や、減速-方向転換-加速など一連の動きに関するデータを対象として、深層学習の技術を用いて特徴量を抽出し、選手の評価指標として提示することで、深層学習のスポーツへの適用可能性を明らかにする。対象競技はサッカー、ハンドボール、バスケットボール、バレーボールとし、指導者の認識を超える新たな視点での選手の評価指標を探索する。
ブドウ収穫・管理用ロボットの開発に関する研究

棚栽培されているブドウの管理・収穫用ロボットの開発を目的とし,まず対象物の3次元位置,摩擦抵抗,切断抵抗等の基礎的物理特性を測定した上で,5自由度極座標型マニピュレータおよび把持,切断,押出の3つの機能を有する収穫用ハンドを試作した。さらに,その収穫用ハンドをマニピュレータ先端に装着し,収穫実験を行った。その結果,ブドウの果房はほぼ水平面上に存在するため,5自由度マニピュレータをCP制御することにより,ほぼ良好に接近可能であり,果房でなく穂軸をフィンガにより把持し,切断する方法で収穫可能であった。次に,視覚センサを開発するため,まずブドウ各部位の分光反射特性を測定し,識別に適した波長の選定を行った。その結果を基にして,識別実験,位置検出実験,さらにマニピュレータおよび収穫用ハンドを用いた収穫基礎実験を行った。その結果,各部位の特徴的な吸収帯に透過率を有する干渉フィルタを用いることにより,異なる色を呈する部位同士はもちろんのこと,同系統の色を呈する部位同士の識別も可能であった。また,視点の移動による位置検出方法を用いた穂軸,果房の検出精度も,収穫作業に対しては,ほぼ満足できるものであった。これに加えて,本ロボットに汎用性をもたせ,ロボットによるブドウ生産システムの効率化を計るため,ハンド部の交換によって作業が可能と考えられる整房,摘粒用ハンドを試作した。そのハンドを用いて基礎実験を行った結果,ほぼ良好な整房,摘粒作業が可能であり,本作業のロボット化の可能性を確認できた。さらには,前述した視覚部および収穫用ハンドを装着したマニピュレータを走行部に搭載し,岡山大学附属農場において,収穫実験を行った。その結果,栽培様式が整っていれば,ほぼ収穫可能であった。今後の課題として,摘粒・整房ハンドの圃場における有効性の確認および走行部の自律走行等が残された。棚栽培されているブドウを対象とし,その管理および収穫作業を行うロボットの開発を目的として基礎的研究を本年度から始めた。その概要は以下の通りである。1.視覚部:(1)果実,葉,茎,果柄等の識別のため,視覚センサが感度を有する可視領域から近赤外領域までの成長段階別のブドウ各部と含水比の変化した土壌の分光反射特性を分光光度計で測定した。(2)分光反射特性の違いから,各部を識別するための波長帯域を品種ごとに求めたところ,緑色系の果実であるマスカットは550,670,850nmが,赤色系の果実であるデラウエアおよび黒色系の果実であるキャンベルは500,550,670nmが適当と考えられた。(3)ブドウ収穫実験のため,視点を移動する方法で3次元位置を検出するソフトウエアを作成した。2.ハンド部:(1)果樹園においてブドウの果実の配置および大きさ等の測定を行った。(2)果柄および茎を把握し,切断するために切断抵抗,摩擦抵抗等を測定した。(3)切断抵抗および摩擦抵抗のデ-タを基にして把握,切断および押出しの3つの機能を有するハンド部を試作した。(4)そのハンド部を用い,室内でブドウの収穫基礎実験を行ったところ,ほぼ良好に収穫可能であった。3.マニピュレ-タ部:(1)果樹園におけるブドウ果実の3次元位置のデ-タを基にして,5自由度を有する極座標マニピュレ-タをサ-ボモ-タ,DCモ-タ等を用いて試作した。(2)マニピュレ-タをCP制御するソフトウエアを作成し,ブドウ棚の下方を水平に等速度で移動可能とした。

4.走行部:マニピュレ-タおよび制御部等を運搬可能な台車として,コンバイン用台車を使用することとした。次年度は,視覚部,マニピュレ-タ部,ハンド部を組み合せて収穫基礎実験を行う予定である。平成2年度に引続き,棚栽培されているブドウを対象とし,その管理および収穫作業を行うロボットの開発を目的として視覚部,ハンド部,マニピュレ-タ部及び走行部の研究を行った。その概要は以下の通りである。1.視覚部:(1)ブドウ各部の形状計測を画像処理システムで行い,形状認識のためのアルゴリズムを作成した。(2)平成2年度の実験によって得られた適当な光学フィルタをつけたモノクロの視覚センサのシステムによってビジュアルフィ-ドバックおよび視点を移動する方法で対象物の3次元位置を検出するソフトウエアを作成した。(3)カラ-CCDカメラの色成分により,果房と枝葉の識別及び果房の位置検出を行うソフトウエアを作成した。2.ハンド部:(1)昨年度試作した収穫用ハンドに視覚部が,またマニピュレ-タにハンドが装着可能なよう,改造した。(2)ブドウの整房,摘粒作業が可能なハンドを製作するために,ブドウ果実の脱粒特性,穂軸の切断抵抗を測定した。そのデ-タを基にして,ハンド部の機構の検討を行い,現在試作を行っているところである。3.マニピュレ-タ部:(1)昨年度試作した5自由度マニピュレ-タを指定した位置までCP制御するソフトウエアを作成し,位置決め実験を行った。(2)上述の視覚部及びハンド部をマニピュレ-タに装着し,作成したビジュアルフィ-ドバック制御のソフトウエアにより,対象物の認識実験,位置検出実験及び収穫基礎実験を室内において行った。その結果,ほぼ良好に位置検出可能で,収穫可能であった。しかし,ビジュアルフィ-ドバックにより,何度も画像入力しているため,収穫までにマニピュレ-タを停止させることが多く,時間を要した。4.走行部:昨年度,検討した走行台車にマニピュレ-タ等が搭載可能なよう,改造した。次年度は,走行台車にロボットを搭載し,屋外において収穫基礎実験を行う予定である。平成4年度は,まず視覚部として,平成3年度に作成したブドウ各部の形状認識および位置検出のプログラムを改良することにより,さらに正確な認識及び位置検出が可能となった。そこでこのソフトウェアを用いて,キャンベル・アーリー,マスカット・オブ・アレキサンドリア,およびデラウエアを供試材料として,識別実験ならびに位置検出実験を行った結果,収穫作業に対してはほぼ満足した結果を得た。さらに,これらの品種の分光反射特性を測定し,大型計算機を用いて,さらに広範囲の波長帯域を用いたときの識別の容易さを計算することにより,知見を深めることができた。ハンド部については,DCモータを交換するなどして収穫用ハンドの改良を行った。それに加えて,摘粒・整房用ハンドを試作し,制御用プログラムを作成し,室内実験を行うことにより,摘粒・整房作業のロボット化の可能性を確認した。マニピュレータ部については,既に試作済みの極座標型5自由度マニピュレータを,指定した位置までCP制御するソフトウエアの改良を行った。さらに,前述した視覚部ならびに収穫用ハンドを,マニピュレータ先端に装着し,室内で収穫基礎実験を行った結果,穂軸を把持し,切断する方法で良好に収穫可能であった。また,収穫ハンドに付加した果房押出機能も効果的であった。
死後画像診断、病理組織学、遺伝子多型、髄液検査を用いた認知症徘徊行動の統合的解析

日本においては、65歳以上の10人に1人、75歳以上の4人に1人がアルツハイマー型認知症である。高齢化が進んでおり、日本での罹患患者数は増加傾向にある。アルツハイマー型認知症の症状の中でも法医学的に最も問題となるものの1つが徘徊である。徘徊の末、自宅から離れた場所で死亡しているのを発見され、法医解剖となる症例も少なくない。この徘徊行動の可能性を画像診断、血液検査、髄液検査等を用いて推測できるのであれば、徘徊後の死亡を予防できるのではないかと考えられる。アルツハイマー型認知症は現在までに様々な研究が行われており、多数の報告例が認められる。しかし、病理学、画像診断、髄液検査、遺伝子多型等とアルツハイマー型認知症による徘徊行動を統合的に解析した研究はこれまでほとんどなかった。本研究ではこれらの複数因子を統合的に解析し、徘徊行動等の推測を目的とし、個人識別学等の法医学的研究成果を臨床医学へ波及することを目論んでいる。島根大学医学部法医学講座において取り扱った法医解剖・死後画像検査事例から臓器、髄液、血液、画像データを採取し、各種髄液検査、病理学的検査、画像上の計測、血液からのDNA抽出等を行っている。今後は症例を増やし各種検査を随時行い、さらには抽出したDNAを用いた遺伝子多型解析も行う予定である。我々は、現在までに法医解剖・死後画像検査事例から臓器、髄液、血液、画像データを採取し、各種髄液検査、病理学的検査、画像上の計測、血液からのDNA抽出等を行っている。今後は、引き続き法医解剖・死後画像検査事例から臓器、髄液、血液、画像データを採取し、各種髄液検査、病理学的検査、画像上の計測、血液からのDNA抽出等を行っている。今後は症例を増やし各種検査を随時行い、さらには抽出したDNAを用いた遺伝子多型解析も行う。画像診断および遺伝子多型に加え、髄液検査や法医解剖実務において日常的に行っている病理組織学的検査を総合的に解析することで、アルツハイマー型認知症の病態解明につながるであろう。