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ブラウン運動の軌跡と関連する統計物理モデルの研究

本年度の研究の第一の成果としては3次元ループ除去ランダムウォークが与えられた点を通過する確率のシャープな評価を与えたことである。第二の成果としては、このシャープなhitting probabilityを用いて、3次元ループ除去ランダムウォークのスケール極限の存在を、プロセスレベルで与えたことが挙げられる。すなわち、時空に関して適切にスケーリングを施したループ除去ランダムウォークが一様収束位相に関して弱収束することを証明した。一様収束位相に関する収束を得る動機としては、3次元一様全域木のスケール極限を理解するということが挙げられる。本年度の結果が3次元一様全域木の研究を推し進めると期待している。すでにいくつかの結果は得られており、それらを適切に組み合わせることが来年度の研究で行うべきことであると言える。また、シカゴ大学をはじめとする多くの国内外の研究機関において、本年度の研究結果をセミナーにおいて口頭発表した。そこでの議論を通して得られた知見は今後の研究に大いに役立つものと考えられる。口頭発表だけでなく、上記の研究結果を論文の形でまとめあげ、現在学術雑誌に投稿中である。上記の研究は統計物理に起源を持つ3次元確率モデルの数学的に厳密なアプローチを開拓する上で重要なものであると考えている。3次元においては、スケール極限の存在はわかってきているが、それが何なのかはまだ不透明な状態であると言わざるを得ない。スケール極限の適切な記述を与えることを大きな目標として研究を進めていく。適切にnormalizeした3次元一様全域木がGromov-Hausdorffの位相に関して緊密であることはすでに証明している。部分列の収束だけでなく、列全体の収束を示すことが鍵となる。これは上で述べたループ除去ランダムウォークの一様収束位相に関する収束が重要なファクターとなり、困難な部分はすでに完了していると考えてよい。あとは技術的な問題をうまく処理することによりゴールまでたどり着けるものと期待している。まずは、上で述べた一様全域木の全体列の収束を示すことが目標となる。これについては80%はすでに終了しているので、最後まで研究を推し進めたい。3次元においては、ループ除去ランダムウォークや一様全域木のスケール極限の存在はわかってきているが、それが何なのかはまだ不透明な状態である。こうしたスケール極限の適切な記述を与えることは大きな問題であり、今後はこの問題を解決すべく研究を進めていきたい。
ヒトがんへのパピロ-マウイルスの関与ーー疫学的研究を中心にーー

子宮頚がん関連のヒトパピロ-マウイルス(HPV)DNA検出のためのPCR法の開発については,L1領域の2箇所の塩基配列に対応する一対のプライマ-をもちいるPCR法が,当初予定の10種類に加え,既報の3種類,未同定の4種類の,少なくとも17種類のタイプの性器型HPV(gHPV)DNAを増幅できることと,gHPV以外の11タイプのHPVDNAを増幅しないことを確認した.また,この方法は子宮頚部上皮内腫瘍などの剥離細胞でのウイルスDNAの調査にも応用できることを確認した.同じL1領域でも上述の系より下流に位置する塩基配列を1対のプライマ-とする系では16種類のgHPV DNAのうち,14種類は良く増幅され,2種類は殆ど増幅されないとの予備的結果をえた.また,少なくとも8種類のgHPVの増幅できるE6ーE7領域の塩基配列をプラマ-対とするPCR法についても,感度を上げるための2重PCRを試み,好成績をえつつある.本年度内に2種類の新しいタイプと判断されるgHPV DNAを分離して,国際機関に申請した.未同定のものも含めて合計21タイプのgHPVのL1ーPCRに対象領域の塩基配列について,75%以上のの相同性を有するものを一つのグル-プとして束ねると臨床症状と相関すること,そのことから未同定のウイルスDNAの分類学的な位置が推定出来ることを示した.E6遺伝子の塩基配列類似性と同遺伝子のラット細胞に対するトランスフォ-ム能とについての類似性によって疣贅様表皮発育異常症関連の7つのタイプのHPVが2群化できること,さらに,この2群化はこれらHPVのがん原性の強弱に関する2群化と一致する可能性が示された.高度に精製したHPV16 E4,E6,E7蛋白に対するヒト血清抗体価をELISA法で検索した.正常人血清140例での価を対照として子宮頚がん患者141例の439血清検体を調べると,進行がんの13例でE7抗体の上昇が,6例でE4抗体の上昇が認められた.なお,E6抗体上昇症例はなかった.子宮頚がん関連のヒトパピロ-マウイルス(HPV)DNA検出のためのPCR法の開発については,L1領域の2箇所の塩基配列に対応する一対のプライマ-をもちいるPCR法が,当初予定の10種類に加え,既報の3種類,未同定の4種類の,少なくとも17種類のタイプの性器型HPV(gHPV)DNAを増幅できることと,gHPV以外の11タイプのHPVDNAを増幅しないことを確認した.また,この方法は子宮頚部上皮内腫瘍などの剥離細胞でのウイルスDNAの調査にも応用できることを確認した.同じL1領域でも上述の系より下流に位置する塩基配列を1対のプライマ-とする系では16種類のgHPV DNAのうち,14種類は良く増幅され,2種類は殆ど増幅されないとの予備的結果をえた.また,少なくとも8種類のgHPVの増幅できるE6ーE7領域の塩基配列をプラマ-対とするPCR法についても,感度を上げるための2重PCRを試み,好成績をえつつある.本年度内に2種類の新しいタイプと判断されるgHPV DNAを分離して,国際機関に申請した.未同定のものも含めて合計21タイプのgHPVのL1ーPCRに対象領域の塩基配列について,75%以上のの相同性を有するものを一つのグル-プとして束ねると臨床症状と相関すること,そのことから未同定のウイルスDNAの分類学的な位置が推定出来ることを示した.E6遺伝子の塩基配列類似性と同遺伝子のラット細胞に対するトランスフォ-ム能とについての類似性によって疣贅様表皮発育異常症関連の7つのタイプのHPVが2群化できること,さらに,この2群化はこれらHPVのがん原性の強弱に関する2群化と一致する可能性が示された.高度に精製したHPV16 E4,E6,E7蛋白に対するヒト血清抗体価をELISA法で検索した.正常人血清140例での価を対照として子宮頚がん患者141例の439血清検体を調べると,進行がんの13例でE7抗体の上昇が,6例でE4抗体の上昇が認められた.なお,E6抗体上昇症例はなかった.
メリライト中の元素の拡散速度の測定とその原始太陽系の熱史への応用

2.相互拡散係数の測定.オケルマナイト(Ak)とCo-オケルマナイト(CoAk)対,及びAkとゲーレナイト(Gh)対を用いて主成分元素の拡散係数を測定した. Ak-CoAk対ではCo-Mgが1:1で, Ak-Gh対ではAlAl-MgSiが2:2で置換する相互拡散であることが明らかとなった.4.まとめ. Ak中でのAlイオンの拡散は2価陽イオンのそれと比べ2桁以上小さく拡散の影響が小さい. 2価陽イオンの拡散は, 100pm以上の大きなイオンを収容するサイトを移動するイオンと70pm位の中間サイズのサイトを移動するイオンで,特定の温度で拡散速度が入れ替わり,大きなイオンが高速度で移動できる温度範囲がある可能性がある.又,これ等の拡散係数は,拡散イオンの大きさの変化とともに, 74pmのCoと113pmのSrイオンに対応する大きさの付近に2つの極小ピークがあり,この2つのピークはメリライトの陽イオンのための3つの異なる大きさのサイトのうち前者が中間サイズの後者が大きなさいとに対応していて,この大きさに近いイオンの周囲では欠陥生成率が低く,拡散係数が減少すると考えられる.5.今後の計画. Gh中の拡散係数の測定及びイン石の元素,同位体分布の測定.2.相互拡散係数の測定.オケルマナイト(Ak)とCo-オケルマナイト(CoAk)対,及びAkとゲーレナイト(Gh)対を用いて主成分元素の拡散係数を測定した. Ak-CoAk対ではCo-Mgが1:1で, Ak-Gh対ではAlAl-MgSiが2:2で置換する相互拡散であることが明らかとなった.4.まとめ. Ak中でのAlイオンの拡散は2価陽イオンのそれと比べ2桁以上小さく拡散の影響が小さい. 2価陽イオンの拡散は, 100pm以上の大きなイオンを収容するサイトを移動するイオンと70pm位の中間サイズのサイトを移動するイオンで,特定の温度で拡散速度が入れ替わり,大きなイオンが高速度で移動できる温度範囲がある可能性がある.又,これ等の拡散係数は,拡散イオンの大きさの変化とともに, 74pmのCoと113pmのSrイオンに対応する大きさの付近に2つの極小ピークがあり,この2つのピークはメリライトの陽イオンのための3つの異なる大きさのサイトのうち前者が中間サイズの後者が大きなさいとに対応していて,この大きさに近いイオンの周囲では欠陥生成率が低く,拡散係数が減少すると考えられる.5.今後の計画. Gh中の拡散係数の測定及びイン石の元素,同位体分布の測定.
近未来のニュートリノ実験におけるＣＰ非保存感度最大化

CP非保存位相はレプトンフレーバー混合構造決定における唯一の未決定量である。原子炉実験による1-3角の精密測定の下で、日本のT2Kおよび米国NOVA両加速器ニュートリノ実験のそれぞれに、またそれらの組み合わせによって達成されるCP位相δの到達感度についての研究を行った。横山将志氏の協力の下で作成された信頼度の高いコードを使用してCP位相感度の評価を行い、我々が初めて提案した表示法「CP-exclusion fraction」によって感度を表示した。この結果、T2K実験の10年間の稼働によって90%の信頼度でCP位相空間の約半分を排除できることを示した。T2K・NOVA実験の相補性も示された。2011年6月、T2K実験によって発見された大きい13角の兆候は、その後主にDaya BayおよびRENOの両原子炉ニュートリノ実験の結果によって確証が得られ、2012年前半には約9度の13角測定値が確定した。この急速な事態の進行と並行して、本研究計画の核心的課題である加速器・原子炉ニュートリノ実験の包括的解析によってレプトンCP非保存位相δに対する制限を初めて議論した。(この方法の原理自身は2004年南方・杉山によって指摘されていたものの、実際の実験データに基いての取り扱いはこの論文が初めてであった。)この研究の実行には加速器ニュートリノ実験T2K、MINOS、原子炉ニュートリノ実験Double Chooz、Daya BayおよびRENOの信頼性の高いイベントシミュレーションが必要である。各実験グループとの緊密な連絡によってこれを達成して実験外部の解析としては最も成熟度の高いシミュレーションを実行できた。このコードを使って13角について得られた制限に対する各実験の寄与を明らかにすることによって加速器・原子炉実験の特徴を浮き彫りにすることを試みた。残念ながら、実験データの現状を反映して、レプトンCP非保存位相δに対する得られた制限は弱いもので、物理的な成果として未だ十分満足できる結果とはいえない。(論文はJHEP誌に出版済みである)このCP非保存位相に対するより強い制限を得るために、近未来において利用可能な唯一の方法として最も重要なものはT2K実験の反ニュートリノモードである。今後の10年間を視野において、CP非保存位相感度を最大化するためのT2K実験のニュートリノモード・反ニュートリノモード運転比の最大効率化の問題の解析に着手した。本研究計画の課題は、レプトンフレーバー混合構造決定において残された最大の課題であるレプトンCP非保存位相の測定に対して、現行ニュートリノ実験がどこまで迫れるかを明らかにすることである。今年度はこの核心的課題、原子炉ニュートリノ実験によって1-3角の精密測定がなされるという現実的設定の下で、日本のT2Kおよび米国NOVA両加速器実験のそれぞれが、またそれらの組み合わせによって、どのようなCP非保存位相δに対する感度が達成されるかについての研究を行った。T2K実験グループの横山将志氏の協力の下、電子ニュートリノ出現モード、ミューニュートリノ逓減モードのそれぞれについて信頼のおけるコードを作成した。両実験の最長10年間の稼働を仮定して、CP非保存感度について信頼度の高い評価を行った。また、新しいCP位相感度の表示方法CP-exclusion fractionを提案した。この結果、現行実験の組み合わせによって、CP位相の精度良い測定というゴールへの見通しを与える程度の感度を実現できることが分かった。さらには、この最上感度実現には運転期間の半分程度の時間を反ニュートリノ・モード運転に割く必要があることも判明した。これらの結果は論文としてJHEP誌に投稿済みで掲載が決定している。上記研究の過程において、CP非保存感度の改善には2-3角の測定精度の向上が本質的に重要であることが判明した。米国フェルミ国立加速器研究所のStephen Parkeシニア研究員と共同で、2-3角とCP非保存位相の同時測定への新しい戦略を提案した。この研究の中でこれまで認識されていない新しいパラメター縮退構造を見出し、この解決方法を提案した。(Physical Review D誌に掲載済み)現在この全体構造の解明に関する研究を実行中である。今年度の研究費は旅費として主にこの新しいテーマの研究に使われた。レプトンCP非保存位相の曖昧さのない測定は強力なニュートリノビームとメガトンクラスの巨大な検出器を必要とする。一方、2004年南方-杉山の研究で明らかにされたことは、原子炉ニュートリノ実験とT2K加速器実験とを組み合わせることによってCP非保存位相への制限を課すことができることであった。このアイデアを実際に取得された実験データを使って実行に移し、定量的にCP位相に課される制限を求めることがこの研究計画の目的である。このためには、加速器実験と原子炉ニュートリノ実験の両方のデータの精密解析を必要とする。23年度においては、まずこの両タイプの実験の解析方法を確立すべく、コード作りを行った。

T2K実験に関しては当該実験グループのメンバーである東大・横山氏との緊密な連絡の下、ニュートリノモードの電子ニュートリノ出現測定の解析コードを整備した。原子炉ニュートリノ実験に関しては、Double Chooz(フランス), Daya Bay(中国), RENO(韓国)各実験が次々と1-3角測定に関する結果を公表するという幸運な事態に遭遇し、これら諸実験の解析を各々に特徴的な系統誤差を考慮に入れて極めて現実的な解析を行った。これが今年度の研究活動の最も主要な部分を占めることになった。これらの原子炉ニュートリノ実験とT2KおよびMINOSの両加速器実験の得られたデータの組み合わせによって、1-3角が7.2 sigmaの信頼度でゼロでないこと、およびsin22theta_13の最適値が0.096であることを見いだした。(論文はJHEP誌に出版予定)大きな1-3角の実験的確認に先立って、この場合に必要になる振動確率の補正項を摂動論によって求めるなどの理論的整備を行った。(論文はJHEP誌に出版済み)上述のように、平成24年度は13角にまつわる客観的状況が大きく変化した時期であった。諸実験の急速な進展によって、2012年前半には約9度の13角測定値が確定したといってよい。この事態の変化によって、24年度の研究計画は部分的には予想より早い速度で達成することができた。加速器・原子炉ニュートリノ実験の組み合わせによってレプトンCP非保存位相δに対する制限を得るという作業を実際の実験データを使って初めて実行することができた。この研究の進行と13角測定実験の進行が並行して起こったために、論文の各改訂版の解析結果がこの事態の進行をあとづけ、加速器・原子炉実験の互いの役割が分析結果に投射される結果となった。一方、T2K実験の反ニュートリノモードの解析は予想された十分な進展をみていない。T2K実験のニュートリノモードは実際に実験が稼働中で、我々の解析はこの実態を踏まえて十分に現実的なシミュレーションが実行できた。一方、反ニュートリノモードは実際のデータが存在せず、イベント検出効率や断面積の誤差など、様々の不定要素が存在する。このため、T2K実験の反ニュートリノモードの解析は十分な成熟度を獲得するに至っていない。当該実験グループと連絡をとり、この課題の解決を目指す必要がある。23年度中の研究によって、加速器実験と原子炉ニュートリノ実験の両実験の解析方法を確立することができた。T2K実験に関しては当該実験グループのメンバーである東大・横山氏と緊密な連絡をとり、ニュートリノモードの電子ニュートリノ出現実験の解析コードを整備した。主に中性カレント事象シミュレーションに基づく背景事象のエネルギー分布、特に再構成されたエネルギー値と真の値のずれをいかによい信頼度で取り込むことができるかが信頼のおけるコード作りの核心である。
全盲学生を対象とした医用画像の触図開発とその学習効果に関する研究

1.オリジナルX線フィルムの収集触図のもとになるX線CT画像、MRI画像、超音波画像、シンチグラム、一般撮影X線画像のオリジナルX線フィルムの収集を臨床現場にて行った。また、造影剤を用いた造影検査のオリジナルX線フィルムの収集も行った。2.収集した医用画像のデジタル化と保存収集した医用画像を、イメージスキャナーやパソコンを利用してパソコンで扱えるデジタル情報に変換して、記憶装置(MOドライブ)及びコンパクトデイスク(CD)に画像データとして記憶させた。3.触図化の原則収集したX線CT画像、MRI画像、超音波画像、シンチグラムについて触図化の原則について検討した。超音波画像については、従来よりもパターンを少なくし、またドット模様の他に斜線を用いた模様も取り入れてみた。シンチグラムについては、元のイメージが点の集合であるため、そのままに近い形で触図にすることにした。一般撮影X線画像の中からは、頭部単純撮影(2方向)、胸部単純撮影(2方向)、頸椎単純撮影(2方向)、腰椎単純撮影(側面)を触図化の対象として選択し、造影検査からは胃透視、胆嚢造影、経静脈性腎孟・尿管撮影を選択して、触図化の原則について検討した。造影検査については造影剤の部分を重視して触図化の原則を検討した。4.触図の原図作製3.の触図化の原則に従ってパソコン上で画像編集ソフトを用いて、デジタル化された画像データを編集し、触図用原図を作製した。5触図作成これらの触図用原図を立体コピー機にかけて、最終的に触図を作製した。6.触図の評価全盲学生に触図を授業中に提示し、図の見方を解説後、評価してもらった。評価項目としては従来通り線、パターン、全体(総合評価)とした。造影検査については概ね肯定的な結果が得られた。X線CT画像、MRI画像に比べて、一般撮影X線画像については、やや画像が複雑すぎて満足のいく触図が得られなかったため評価は低かった。図のもととなるX線CT画像、MRI画像といった、オリジナルX線フィルムやCD-ROM等の媒体に収められた医用画像の収集を行い、デジタルカメラやスキャナー等によりコンピュータで扱えるデジタル情報として、MO diskやCD-ROM等の記憶装置に画像データとして蓄積した。2.触図化の編集原則確立X線CT画像、MRI画像について、触図化の原則についてこれまでの研究結果を踏まえて検討し、これを決めた。3.触図作製この原則に従って、デジタル化した医用画像データをもとに、パソコンの画像編集ソフトを用いて、触図の原図を作成し、これらの触図用原図を立体コピー機にかけて、最終的に触図を作製した。4.評価とまとめ全盲学生が触図を評価するための、調査項目、調査方法を検討・作成した。それに基づき、触図を実際に学生に提供して、触図の理解しやすさや、学習効果の面から調査を行い、これまでの調査結果と合わせて結果をまとめた。今回作製した触図については概ね肯定的な評価が得られたが、一部の画像についてはまだ改善の余地のあることが明らかとなった。1.オリジナルX線フィルムの収集触図のもとになる超音波画像、シンチグラムのオリジナルX線フィルムの収集を臨床現場にて行った。超音波画像は主として腹部断層像、シンチグラムは骨シンチグラム、腫瘍シンチグラム、心筋シンチグラム、肺シンチグラム、甲状腺シンチグラムである。

2.収集した医用画像のデジタル化と保存収集した医用画像を、イメージスキャナーやパソコンを利用してパソコンで扱えるデジタル情報に変換して、記憶装置(MOドライブ)に画像データとして記憶させた。3.触図化の原則超音波画像、シンチグラムについて触図化の原則について検討した。超音波画像については、従来よりもパターンを少なくし、またドット模様の他に斜線を用いた模様も取り入れてみた。シンチグラムについては、元のイメージが点の集合であるため、そのままに近い形で触図にすることにした。4.触図の原図作成3.の触図化の原則に従ってパソコン上で画像編集ソフトを用いて、デジタル化された画像データを編集し、触図用原図を作製した。5.触図作成これらの触図用原図を立体コピー機にかけて、最終的に触図を作製した。6.触図の評価今年度の全盲学生に触図を授業中に提示し、図の見方を解説後、評価してもらった。評価項目としては従来通り線、パターン、全体(総合評価)とした。概ね肯定的な結果が得られた。他の触図との評価の比較や学習効果については解析中である。1.オリジナルX線フィルムの収集触図のもとになる一般撮影X線画像のオリジナルX線フィルムの収集を臨床現場にて行った。また、造影剤を用いた造影検査のオリジナルX線フィルムの収集も行った。2.収集した医用画像のデジタル化と保存収集した医用画像を、イメージスキャナーやパソコンを利用してパソコンで扱えるデジタル情報に変換して、記憶装置(MOドライブ)及びコンパクトディスク(CD)に画像データとして記憶させた。3.触図化の原則一般撮影X線画像の中からは、頭部単純撮影(2方向)、胸部単純撮影(2方向)、頸椎単純撮影(2方向)、腰椎単純撮影(側面)を触図化の対象として選択し、造影検査からは胃透視、胆嚢造影、経静脈性腎盂・尿管撮影を選択して、触図化の原則について検討した。造影検査については造影剤の部分を重視して触図化の原則を検討した。4.触図の原図作製3.の触図化の原則に従ってパソコン上で画像編集ソフトを用いて、デジタル化された画像データを編集し、触図用原図を作製した。6.触図の評価全盲学生に触図を授業中に提示し、図の見方を解説後、評価してもらった。造影検査については概ね肯定的な結果が得られた。一般撮影X線画像については、やや画像が複雑すぎて満足のいく触図が得られなかったため、評価は低かった。
電解ストップトフロー法による不安定原子価錯体の反応性に関する研究

ストップトフロー装置に電解混合装置とサイクリックボルタンメトリーを接続し、電気分解によってマンガン(II,IV)ポルフィリン錯体原子価錯体を作り反応中間体の反応性をについて研究した。(1)不安定原子価マンガンポルフィリン錯体の生成と加水分解定数とイミダゾールとの生成定数。(2)ESR測定電気分解により還元した[Mn^<II>(tmpyp)^<4+>]錯体とイミダゾール誘導体の化合物のESRを測定して、[Mn^<III>(tmpyp)^<5+>]と比較した。次のような興味ある結果が得られた。・[Mn^<III>(tmpyp)(H2O)^<5+>]は期待されるようにESRシグナルが観測されなかった。しかし、imidazole、1-methylimidazole、BOC-histidineが[Mn^<III>(tmpyp)^<5+>]に配位すると6本にESRシグナルが観測された。・[Mn^<II>(tmpyp)(H2O)^<4+>]はESRスペクトルが観測され、イミダゾール共存中でも6本のシグナルが観測された。[Mn^<III>(tmpyp))^<5+>]はイミダオールと結合すると高スピン状態になることが分かった。
トリチウムガスの医生物効果

トリチウムガスの医生物効果を研究するための実験システムを開発し、これを利用することの実行可能性を確認する研究を展開している。ヒトおよび哺乳類の培養細胞と実験小動物(マウス)を生物材料に選び、高濃度トリチウムガスの短期間および長期間の暴露実験を対象に開発を進めている。実験装置、トリチウムガスの供給と濃度の調節機構および実験雰囲気の恒常化、トリチウムガスの漏出防止、実験終了後の放射性廃棄物の処理等について、試行実験を行い、改良を重ね、トリチウムガス供給系については、ほぼ完成の域に達した。生物影響の評価に当たって、重要な因子となる暴露実験中の系内気体成分の組成は随時分析する。分析はガスクロマトグラフィを基本に、気体成分の定量分析、各成分の放射能測定がほぼ同時に行える機構を組み込めるように装置を試作中である。マウスを対象とするトリチウムガスの暴露実験は、短期間の実験では円筒状のパイレックス製チェンバー方式で、長期間の実験では大巾に改良を加えた代謝ケージ方式で実施する。なお、短期間とは1時間1日、長期間とは1週間1か月、1か月1年とする。トリチウムガス暴露後のマウスは、直後または一定期間飼育後、肺、腸、血液の試料を作成し、それぞれの組織・細胞への影響を定量的に評価することを想定している。培養細胞を用いたトリチウムガス暴露実験の予備的研究の一環として、水素ガスを含む雰囲気下で培養液を除いた場合の生存率から水素の毒性と乾燥の影響を調べ、この実験系の妥当性を検討した。培養液を除いた影響は10時間までは認められず、さらに26時間経過後に30%程度の致死効果として観察された。また水素の毒性は4.5時間の時点では認められなかった。
大学の諸活動に関する情報の収集と分析及び情報システムの運用と人材育成に関する研究

本研究ではネットワークや文書等により得られる大学の諸活動に関する情報を大学改革・評価に活用するための情報システムの構築と運用を行うために必要な大学の諸活動に関する情報の収集と分析及び情報システムの運用と人材育成に関する研究を行った.大学情報の収集とデータベース化,情報の構造分析,多変量解析手法による教育課程の比較分析,評価結果報告書等の文書データの解析とデータ変動,可視化方法, Webサービス等について検討を行った.IR(Institutional Research)部門の調査,教科書的資料の翻訳を実施しIRのわが国への適用可能性とIR専門職の人材育成について検討を行った。本研究は大学改革・評価を効果的に支援する情報システムの構築と運用を大局的な目標としている.そのため,大学の諸活動に関する情報の収集およびデータベース構築に関する研究,および,大学の諸活動に関する情報システムの運用と人材育成に関する研究を行う.本研究ではネットワークや文書等により得られる大学の諸活動に関する情報を大学改革・評価に活用するための情報システムの構築と運用を行うために必要な大学の諸活動に関する情報の収集と分析及び情報システムの運用と人材育成に関する研究を行った.大学情報の収集とデータベース化,情報の構造分析,多変量解析手法による教育課程の比較分析,評価結果報告書等の文書データの解析とデータ変動,可視化方法, Webサービス等について検討を行った.IR(Institutional Research)部門の調査,教科書的資料の翻訳を実施しIRのわが国への適用可能性とIR専門職の人材育成について検討を行った。本研究は大学改革・評価を効果的に支援する情報システムの構築と運用を大局的な目標としている.本研究の実施1年目においては大学の諸活動に関する情報の収集と分析および情報システムの運用と人材育成に関する研究を実施するための基礎的研究を実施した.大学情報の収集およびデータベース化については,類似性の強い高等専門学校や多様性に富む文理融合型の学際系の学科を対象として電子化されたシラバスの収集とその整理を行った.収集した情報の構造を分析しデータ形式およびデータベース化の検討を行った.また,収集されたシラバスに含まれる用語の情報を活用するため,適切な辞書を作成するなどし用語の重み付け頻度情報を獲得した.それらの情報の分析および多変量解析手法を用いることによる教育課程の比較分析を行うなど収集情報の評価への応用について検討を行った.情報の可視化や比較に有用なコレスポンデンス分析に関してデータ変動について検討を行った.得られた研究成果の一部は国際会議で発表した.大学情報システムの運用と人材育成については,アメリカの高等教育関連機関におけるIR(Institutional Research)部門についての資料収集や専門大会へ参加することにより調査を行った.本年度は情報システムの調査を中心としたがその中で全米教育統計センター(National Center for Education statistics)が運営する中等後教育統合データシステム(Integrated Postsecondary Education Data System)については大学情報の入力から分析にいたる情報システムの具体的な利用方法について詳細に調査を行った.また国内外の大学情報に関するシステムや人材育成に関する資料を収集し次年度以降の分析に備えた.得られた結果の一部は報告書等としてまとめた.本研究は大学改革・評価を効果的に支援する情報システムの構築と運用を大局的な目標としている.大学の諸活動に関する情報の収集およびデータベース構築に関しては,電子化された情報を大学の教育活動を中心にWeb等より継続して収集を行うとともに収集データの分析とXMLに基づいた大学の諸活動に関するデータベース構築の検討を進めた.また得られた大学情報の分析を行うため,とくに文書データ特有のデータ変動による分析結果への影響について考察を行い,コレスポンデンス分析および多重コレスポンデンス分析に対する数理的検討やシミュレーションによる検討を行った.またその影響の可視化方法について検討した.またデータベースからの情報提供に関連するWebサービスについて現状調査および具体的な活用方法(表計算ソフトによる活用法)について検討を行った.関連する定性的な評価方法の基礎的研究も行った.大学の諸活動に関する情報システムの運用と人材育成については,前年に調査を進めたアメリカの高等教育関連機関におけるIR(Institutional Research)部門の大学改革・評価を効果的に支援する役割とその活動に関連するワークショップに参加し必要とされる知識や技術,人材の育成について調査を行った.とくに全国的な大学情報データベースであるIPEDS等を活用したデータ分析方法について調査を行い日本における大学情報データベースの活用の可能性について検討を行った.また先進的な活動を行っている韓国の大学情報に関するデータベースについて韓国教育開発院や複数の大学での活用状況の実施調査を行い情報システムの機能や管理運営の実態について調査検討を行った.本研究は大学改革・評価を効果的に支援する情報システムの構築と運用を大局的な目標としている。大学の諸活動に関する情報の収集およびデータベース構築に関しては,電子化されたデータの分析とXMLに基づいた大学の諸活動に関するデータベースの構築の検討を進めた。得られた情報の分析を行うため文書データ特有のデータ変動による分析結果への影響についてコレスポンデンス分析に対する数理的検討やシミュレーションおよびその影響の可視化方法について検討した。またデータベースからのWebサービスによる情報提供について検討を行った。さらに大学情報の新たなデータ形式についてXBRL(企業の財務情報などを効率的に作成・流通・利用できるよう国際的に標準化されたXMLベースのコンピュータ言語)がこれまで導入されていない分野である国立大学法人の財務諸表を対象として貸借対照表および損益計算書のタクソノミ(財務報告の勘定科目及び勘定科目の並び順などの電子的雛形)の設計開発を行った。大学の諸活動に関する情報システムの運用と人材育成については,前年までに調査を進めたアメリカの高等教育関連機関におけるIR(Institutional Research)部門の役割とその活動に関連する調査研究を進展させた。

IR部門の人材育成について教科書的資料(米国IR協会の入門書)の翻訳を他大学の研究者らと共同で実施しIRのわが国への適用可能性とIR専門職の人材育成について検討を行った。本研究は大学改革・評価を効果的に支援する情報システムの構築と運用を目標としている。大学の諸活動に関する情報の収集およびデータベース構築に関しては、教育活動に関するデータを用いた分析方法の研究として、国立大学法人評価の自己評価書及び評価結果報告書におけるテキスト分析を行い、教育成果に関する指標と文書解釈について検討を行った。また,文書情報の分析を行うため文書データ特有のデータ変動による分析結果への影響について多変量解析方法に対する数理的検討やシミュレーションおよびその影響の可視化方法について提案を行い得られた指標の解釈について検討を行った。また、国立大学法人の財務諸表及び学校基本調査データのデータベース化、大学情報の表現及び情報提供方法(ウェブサービス)について検討を進め、これまでに提案したXBRL(企業の財務情報などを効率的に作成・流通・利用できるよう国際的に標準化されたXMLベースのコンピュータ言語)の国立大学法人財務諸表タクソノミ(財務報告の勘定科目及び勘定科目の並び順などの電子的雛形)をさらに一般の大学情報に対応できるようその拡張について提案を行った。大学の諸活動に関する情報システムの運用と人材育成については、アメリカの高等教育関連機関におけるIR(Institutional Research)部門の役割とその活動に関連する調査研究を進展させ、IR部門の人材育成に関する教科書的資料(米国IR協会の入門書)の翻訳を行いIRのわが国への適用可能性とIR専門職の人材育成について検討した。
神経リズム中に誘導されるダイナミカルセルアセンブリの実験的検証

個体間コミュニケーションにとって記憶過程は重要な機能である。本研究はコミュニケーション神経情報学にとって必要なダイナミカルな記憶情報処理過程の解明を目的とする。記憶学習の脳内表象として、複数の神経細胞集団の発火が関わるセルアセンブリ(CA)が考えられている。一般的にCAは時間的に一過的な発火が見られるだけであるが、1996年に、提案されたダイナミカルセルアセンブリ(DCA)は時空間パターンを持つ。しかし、まだ実験的にその存在は証明されていない。脳内海馬では、記憶埋め込み過程に関わっているθ波が観察される。研究代表者は、これまでアセチルコリン作動薬であるカルバコールを海馬スライスに投与するとθ波が誘導される事を明らかにした。また脱抑制剤であるピクロトキシンをスライスに投与すると、てんかん波が誘導される事を確認した。さらに、ピクロトキシンで誘導したてんかん波にカルバコールを加えると、てんかん波が抑制され、θ波になる事を明らかにしてきた。今年度、θ波誘導中の海馬神経発火の時空間パターンを測定した。その結果、θ波の1周期内で、神経同期発火による小規模なクラスターが伝搬する現象が観察された。この伝搬は安定しており、発生するθ波中、常に観察できた。一方記憶が阻害されるてんかん波中、同期発火する神経細胞クラスターの空間的範囲(大きさ)はθ波に比べ非常に大きかった。また瞬時に同期的なクラスターが形成された。この事はθ波発生中、神経同期発火の、伝搬するクラスターが海馬神経回路内に誘導され、外界入力刺激と連合する事で空間的なシナプス荷重に変換され、その結果、刺激を表象するDCAが海馬内に形成される可能性が示唆される。25年度が最終年度であるため、記入しない。記憶が無いと相手の事も忘れてしまうのでヘテロ脳間コミュニケーションにとって記憶過程は重要な機能である。以前に提案されたダイナミカルセルアセンブリ(DCA)は、記憶学習の脳内表象として時間構造を持つ。しかし、まだ実験的に証明されていない。脳内海馬では、記憶学習に関わっているθ波、β波などの脳波が観察されており、アセチルコリン作動薬を海馬スライスに投与するとそれらの脳波が誘導される。脳波発生中には少数の神経細胞が同期発火し、その発火が伝搬しており、この事は、脳波中、複数のDCAが生成している可能性を示唆している。本研究では、海馬における記憶の表象と考えられているダイナミカルセルアセンブリ(DCA)の測定及び、その性質を明らかにする。海馬はエピソード記憶をセルアセンブリの形で表現しているかどうかを以下の方法により明らかにする。今年度は、まず、ラット海馬スライスに誘導される自発脳波のシナプス電流の時空間パターンを測定する。海馬スライスを切り出し、平面型多点電極測定システムにより、海馬内神経発火の時空間神経発火パターンを海馬CA3内で測定する。アセチルコリンで誘導される機能的リズム中の1種であるθ波中の神経発火の時空間パターンを測定した。カルバコールは海馬スライスに間欠的にθ波を発生させる。まず錐体細胞体層からシナプス層にかけてθ波の電位を測定すると極性が逆転する。従って測定電位は体積伝導の結果で無く、シナプス電流双極子の結果であると思われる。またθ波発生中、CA3bからCA3aへ電流シンクが伝搬する事が明らかになった。

この伝搬はバーストが変わっても観察され、かつ異なるスライスでも観察される。従ってθ波の時空間パターンは海馬情報処理における時計の役割があるかもしれない。多点電極測定システムを立ち上げ、カルバコール誘導θ波及びてんかん波の時空間パターンを測定し、それらの違いを明らかにした。またその結果を国際会議で報告予定である。従って上記の結論を出した。今後、海馬スライスθ波中、β波中に下記の実験により発火パターンに変化するか測定する。次の3種類の刺激によって誘導されるLTPについて調べる。3種類の刺激は、1テタヌス刺激(100Hz、1秒間)、2θバースト刺激(100Hz、4発刺激を5Hzで4、5発刺激)、3カオス刺激、である。刺激電極から、上記刺激を行い、歯状回・CA3錐体細胞シナプスにおいてLTPが誘導される事を確認した後、LTP誘導刺激前後で、CA3錐体細胞の電流シンクの時空間パターンに変化があるかどうか確認する。実験に用いているシナプスLTP誘導機構に関わっているのは、シナプスにおけるNMDA受容体の関与である。従ってNMDA受容体阻害薬であるAP5を用いてLTPを阻害した時に、上記の結果が再現するかどうかを測定する。以上の結果より、海馬における記憶表象であるダイナミカルアセンブリを明らかにする。25年度が最終年度であるため、記入しない。
高度な開放性をもつ分散オペレーティングシステムの開発

本研究では、分散システムの構築上特に重要であると思われる開放性に重点を置いた分散オペレーティングシステムXEROの研究開発を進めた。開放性とは、個々のハードウェアシステムのアーキテクチャおよびソフトウェアシステムのアーキテクチャの内部的なデータ表現を乗り越えてデータの通信と共有を行なう性質をいう。開放性に対する根本的な検討の結果、XEROでは次のような新たな機構をもつこととした。すなわち、動的マルチスレッド機構によりユーザプログラムを高速に並行実行する機構、遠隔手続き呼び出しに基づいた開放的スレッド間通信機構、二次記憶上の永続的オブジェクトを理論的なデータ型を保って管理する機構、そして、スレッド間通信と永続オブジェクトの操作を統一的に行なう機構である。平成4年度から、進めてきたこれらの機能を実現するためのモジュールの実現を行なっており、平成5年度は、各モジュールを完成させるとともにそれらを組み合わせて、分散オペレーティングシステムXEROを構築することを目標に研究を行なった。現在までに(1)スレッド管理機構は第1版が完成し、さらに性能改善のための第2版を開発した。(2)静的に型付け可能なポインタ型データや高階関数などを分散環境上で交換する高階RPC技術(higher-order remote procedure call technique)を開発した。(3)UNIXの基本ユ-ティリティのXEROへの移植とUNIXのコマンドインタプリタであるシェルからマルチスレッド機構を利用するための機能を開発した。さらに、(1)と(3)は、ターゲットマシンであるNEWS-1750上で結合を終了し、動作を確認した。(2)と(1)および(3)との結合は未完成であり、現在も進行中である。本年度は分散システムXEROの細部の設計を完成し、中心的な機能を提供するプログラム実行機構、プロセス間通信機構、及び二次記憶管理機構の3つのモジュ-ルを実現した。プログラム実行機構は、「コンテキスト」と「スレッド」という2つの概念で実現した。コンテキストについては、主記憶と二次記憶との間での出し入れを可能にするコンパイラと実行時機構を実装した。またスレッドについては、カ-ネルとユ-ザレベルのモジュ-ルの協調に基づく新たなスレッド管理機構を実装した。プロセス間通信機構では、静的に型付けされた任意のデ-タを異機種環境上で通信する「高階遠隔手続き呼び出し技術(HRPC)」を開発した。これをもとに分散C言語を設計し、その処理系をC言語のプリプロセッサの形で実装した。二次記憶管理には複合オブジェクトの概念を導入し、永続オブジェクト管理システムの設計と実現を行なった。これまでに単一サイトでの実装が完了し、現在は分散環境への対応を行なっている。さらに永続オブジェクトへのアクセスの高速化を計る「永続キャッシング技術」を提案した。また、上述のコンテキストを分散された二次記憶上で管理するための「分散共有格納庫(DSR)」を設計しプロトタイプを実現した。以上、本年度に計画していた各部の設計とプロトタイプの実現を達成した。本システム全体の設計は情報処理学会欧文誌に掲載予定である。スレッドの管理方式はIEEE COMPSAC'91で、HRPCはHICSS'92で、またDSR実現の基礎技術であるタプルスペ-スの効率的な管理法はSPDP'91で発表した。分散C言語は日本ソフトウェア科学会誌で、複合オブジェクトの管理法は情報処理学会全国大会で、永続キャッシング技術はIEEE Trans.on Software Engineeringで、それぞれ発表予定である。平成4年度は、XEROのもっとも基本的な機能を提供する3つのモジュールの実現を行なった。これまでに購入したSONY NEWSでマルチスレッド機構とタプルスペースに基づく統合通信空間の管理機構の開発を、そしてSPARCsta-tionで複合オブジェクトを用いた二次記憶管理機構を開発した。スレッド管理機構は第1版が完成し、現在性能改善のための第2版を開発中である。複合オブジェクト管理機構は、UNIXのraw device上のファイルシステムとして実装している。現在基本データ型、型構成子、及び型情報管理部分が完成した。現在複合オブジェクト管理の高速化のための永続キャッシング機構を実装中である。

統合通信機構は、複合オブジェクト機構と並行して実装を進めており、現在までにコンテクストを生成するコンパイラが完成した。また静的に型付け可能な型システムにおいてポインタ型データや高階関数を含む任意のデータ型を、分散したサイト間で交換することを可能とする高階RPC技術(higher-order remote procedure call technique)を開発した。これまでの遠隔手続き呼び出し技術では、遠隔手続きの中でポインタが指す値を参照することや、高階関数はサポートされなかった。高階RPC技術を用いるとこれらの点が解決され、またcall-by-referenceで遠隔手続きに引数を渡すことができる。さらに、UNIXの基本ユーティリティのXEROへの移植とUNIXのコマンドインタプリタであるシェルからマルチスレッド機構を利用するための機能を開発した。UNIXのユーティリティ群の移植及びシェルのマルチスレッド化は、XERO上にUNIXのカーネル機能をエミュレートする機構を追加することによって実現した。個々のユーティリティを変更するかわりにカーネル機能をエミュレートするこの方法は、ユーザーレベルプログラムのパイナリコンパチビリティを保つという点で、非常に有効であることがわかった。本研究では、分散システムの構築上特に重要であると思われる開放性に重点を置いた分散オペレーティングシステムXEROの研究開発を進めた。開放性とは、個々のハードウェアシステムのアーキテクチャおよびソフトウェアシステムのアーキテクチャの内部的なデータ表現を乗り越えてデータの通信と共有を行なう性質をいう。開放性に対する根本的な検討の結果、XEROでは次のような新たな機構をもつこととした。すなわち、動的マルチスレッド機構によりユーザプログラムを高速に並行実行する機構、遠隔手続き呼び出しに基づいた開放的スレッド間通信機構、二次記憶上の永続的オブジェクトを論理的なデータ型を保って管理する機構、そして、スレッド間通信と永続オブジェクトの操作を統一的に行なう機構である。平成4年度から、進めてきたこれらの機能を実現するためのモジュールの実現を行っており、平成5年度は、各モジュールを完成させるとともにそれらを組み合わせて、分散オペレーティングシステムXEROを構築することを目標に研究を行なった。現在までに(1)スレッド管理機構は第1版が完成し、さらに性能改善のための第2版を開発した。(2)静的に型付け可能なポインタ型データや高階関数などを分散環境上で交換する高階RPC技術(higher-order remote procedure call technique)を開発した。
ウイルス感染に利用されるカベオラ膜輸送の動態解析

カベオラ膜輸送を利用して,細胞内に侵入するウイルス種は潜在的に多いと考えられているが,その詳細は明らかになっていない.特に,エンベロープウイルスの細胞内侵入に利用されるカベオラ膜輸送については,全くわかっていないと言える.我々は,ラフト・カベオラの機能解析を行っている過程で,風邪の原因ウイルスであるヒトコロナウイルス-229E(エンベロープウイルスの一種)は,細胞膜に吸着後,膜融合せずに,細胞膜上をカベオラまで滑走し,カベオラから細胞内に侵入することを見出した.近年,HCoV-229Eのように,特定の細胞膜ドメインまで細胞膜上を滑走してから細胞内に侵入するというウイルス種の報告は増えつつあり,ウイルス滑走と,その後の侵入機構の詳細を明らかにする必要がある.本研究期間内の成果としては以下の通り.1)ウイルスエンベロープに対する抗体の作製計8羽のウサギに対して,4種の抗原をそれぞれ免疫した.ウエスタンではどの抗体もワークしたが,形態学的に使用できる抗体の産生には至らなかった.2)蛍光標識コロナウイルスの作製N-protein,S-proteinにECFP,EYFP,DsRedmをタグした癒合タンパク質を安定して発現する宿主細胞を多数クローニングし,各クローンにおけるウイルス産生能等を決定した.現在,蛍光ウイルスの作成を試みている.3)ウイルスレセプターのタイムラプス解析ヒトコロナウイルス-229Eのレセプター分子(CD13)を,抗体にて生細胞上で架橋し,その動態を蛍光タイムラプス解析した.その結果,CD13は,細胞膜上を流れるように滑走し,クラスターを形成すること,クラスターの中には互いに"合流"するものがあること,膜上にはクラスター形成が起こりやすい部位があることがわかってきた.今後,滑走機構の詳細を明らかにしたいと考えている.カベオラ膜輸送を利用して,細胞内に侵入するウイルス種は潜在的に多いと考えられているが,その詳細は明らかになっていない.特に,エンベロープウイルスの細胞内侵入に利用されるカベオラ膜輸送については,全くわかっていないと言える.我々は,ラフト・カベオラの機能解析を行っている過程で,風邪の原因ウイルスであるヒトコロナウイルス-229E(エンベロープウイルスの一種)は,細胞膜に吸着後,膜融合せずに,細胞膜上をカベオラまで滑走し,カベオラから細胞内に侵入することを見出した.近年,HCoV-229Eのように,特定の細胞膜ドメインまで細胞膜上を滑走してから細胞内に侵入するというウイルス種の報告は増えつつあり,ウイルス滑走と,その後の侵入機構の詳細を明らかにする必要がある.本研究期間内の成果としては以下の通り.1)ウイルスエンベロープに対する抗体の作製計8羽のウサギに対して,4種の抗原をそれぞれ免疫した.ウエスタンではどの抗体もワークしたが,形態学的に使用できる抗体の産生には至らなかった.2)蛍光標識コロナウイルスの作製N-protein,S-proteinにECFP,EYFP,DsRedmをタグした癒合タンパク質を安定して発現する宿主細胞を多数クローニングし,各クローンにおけるウイルス産生能等を決定した.現在,蛍光ウイルスの作成を試みている.3)ウイルスレセプターのタイムラプス解析ヒトコロナウイルス-229Eのレセプター分子(CD13)を,抗体にて生細胞上で架橋し,その動態を蛍光タイムラプス解析した.その結果,CD13は,細胞膜上を流れるように滑走し,クラスターを形成すること,クラスターの中には互いに"合流"するものがあること,膜上にはクラスター形成が起こりやすい部位があることがわかってきた.今後,滑走機構の詳細を明らかにしたいと考えている.カベオラ膜輸送を利用して,細胞内に侵入するウイルス種は潜在的に多いと考えられている.しかし,その詳細は明らかになっていない.特にコロナウイルスのように,エンベロープウイルスの細胞内侵入に利用されるカベオラ膜輸送については,全くわかっていないと言える.本研究は,動態解析手法を用いて,ウイルス侵入に利用されるカベオラ膜輸送の詳細を明らかにすることを目的とする.本年度は,リアルタイム解析を行うため,コロナウイルスの各成分ごとに異なる蛍光波長で標識した,蛍光標識コロナウイルスを作製するための実験から研究を開始した.まず,各ウイルス構成タンパク質に蛍光タンパク質を癒合させた各種蛍光ウイルスタンパク質の発現プラスミドを構築した.次に,トランスフェクション効率とウイルス産生能ともに高い細胞株のスクリーニングを行ったが,両方の特性を併せ持つ細胞株を見つけることが,残念ながら出来なかった.そこで,コロナウイルス産生能の高いL132細胞を用いたstable transfectantを確立することにした.ウイルスエンベロープを標識するために,ECFP, EYFPをタグしたS-protein(エンベロープタンパク質)を,ヌクレオカプシドを標識するために,ECFP, EYFP, DsRed monomerをタグしたN-protein(ヌクレオカプシドタンパク質)を,それぞれstableに発現するL132細胞を多数確立した.現在,これらの細胞に非標識ウイルスを感染させ,蛍光ウイルス産生のための至適条件の検討を行っている.また,ウイルス侵入時の超微細構造を免疫電顕用いて解析する必要があるため,ウイルスエンベロープに対する抗体を現在作製中である.カベオラ膜輸送を利用して,細胞内に侵人するウイルス種は潜在的に多いと考えられているが,その詳細は明らかになっていない.特にコロナウイルスのように,エンベロープウイルスの細胞内侵入に利用されるカベオラ膜輸送については,全くわかっていないと言える.

我々は,ラフト・カベオラの機能解析を行っている過程で,風邪の原因ウイルスであるヒトコロナウイルス-229E(HCoV-229E)は,エンベロープウイルスにもかかわらず,細胞膜に吸着後,膜融合せずに,細胞膜上をカベオラまで滑走し,カベオラから細胞内に侵入することを見出した.近年,HCoV-229Eのように,特定の細胞膜ドメインまで細胞膜上を滑走してから細胞内に侵入するというウイルス種の報告は増えつつあり,ウイルス滑走と,その後の侵入機構の詳細を明らかにする必要がある.以下,本年度の結果を概説する.1.蛍光標識コロナウイルスの作製各ウイルスタンパク質にECFP,EYFP,DsRedmをタグした癒合タンパク質をstableに発現するL132細胞を多数クローニングし,ウイルス産生効率を検討中である.2.エンベロープに対する抗体の作製計8羽のウサギに対して,4種の抗原をそれぞれ免疫した.ウエスタンではどの抗体もワークしたが,形態的に使用できる抗体は産生されなかった.3.ウイルスレセプターのタイムラプス解析HCoV-229Eを細胞膜上で滑走させる役割を担うであろうウイルスレセプター(CD13)を,抗体にて生細胞上で架橋し,その動態を蛍光タイムラプス解析した.その結果,CD13は,細胞膜上を"流れ"のような動きで滑走し,クラスターを形成すること,クラスターの中には互いに"合流"するものがあること,クラスター形成部位の"棲み分け"があることがわかってきた.今後,滑走機構の詳細を明らかにしたいと考えている.
麻疹ウイルスの感染と細胞融合に関与する細胞レセプターの研究

最近,麻疹ウイルスワクチン株に対する細胞受容体は,補体制御因子の一つであるCD46であることが明らかにされた。また,患者分離株(野生株)はマ-モセット由来のB細胞株であるB95a細胞を用いて高率に分離されるようになった。本研究では,先ず,麻疹ウイルスワクチン株であるEdmonston株と患者から分離した野生株の種々の培養細胞における増殖とcytopathic effectを検討した。その結果,野生株はCD46を発現している多くの培養細胞でほとんど増えず,細胞融合も起こさないことが分かった。さらに,これらの野生株はCD46のdownregulationを起こさなかった。Edmonston株のH遺伝子とF遺伝子をHeLa細胞,Cos細胞,B95a細胞に遺伝子導入するといずれの細胞でも合胞体形成を認めた。しかし、野生株のH遺伝子とEdmonston株のF遺伝子の遺伝子導入ではB95a細胞には合胞体形成を認めたが、HeLa細胞,Cos細胞には合胞体形成は起こらなかった。野生株のH遺伝子とEdmonston株のF遺伝子を発現させたCos細胞を種々のCD46陽性細胞と混合培養すると,B95a細胞を加えた時には細胞融合が起こったが,それ以外の細胞では融合は起こらなかった。さらに,RT-PCRによる解析で,B95a細胞のCD46はEdmonston株の感染に必須とされているSCR1ドメインを欠いているものがほとんどであった。これらの研究結果から,麻疹ウイルス野生株の感染には,CD46以外に受容体として働いているものがあると考えられる。麻疹の病態を解明するにはワクチン株ではなくて,野生株に対する受容体を同定することが不可欠である。現在,われわれは,麻疹ウイルス野生株の受容体に対する抗体の作製およびexpression cloningによる受容体遺伝子の同定を進めているところである。最近,麻疹ウイルスの細胞レセプターはCD46であることが明らかにされた。しかし、マ-モセットのB細胞株であるB95a細胞を用いることにより容易に分離されるようになった麻疹ウイルスの患者分離株(野生株)はCD46を発現している多くの培養細胞でほとんど増えない。Edmonston株で24時間感染させたB95a細胞にVero細胞、HeLa細胞を加えて混合培養をすると、4時間後には、これらの細胞に合胞体形成を認めた。これに対し,野生株で感染させたB95a細胞にHeLa細胞,Vero細胞を加えても合胞体形成は認めなかった。Edmonston株のH遺伝子とF遺伝子をHeLa細胞、B95a細胞に遺伝子導入するといずれの細胞でも合胞体形成を認めた。しかし、野生株のH遺伝子とEdmonston株のF遺伝子の遺伝子導入ではB95a細胞には合胞体形成を認めたが、HeLa細胞には合胞体形成は起こらなかった。Edmonston株はCD46のdownregulationを起こしたが、野生株をB95a細胞に感染させてもCD46のdownregulationは起こらなかった。これらの結果は患者分離株はCD46以外の分子をレセプターとして使っていることを強く示唆する。現在、Edmonston株と野生株のH遺伝子のsite-directed mutagenesisを行なうことにより,細胞の種類による融合の違いを規定している領域を決定するとともに,B95a細胞からcDNAライブラリーを作製して,野生株による膜融合に関与する細胞表面分子の遺伝子クローニングを進めている。最近,麻疹ウイルスワクチン株に対する細胞受容体は、補体制御因子の一つであるCD46であることが明らかにされた。