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口腔扁平上皮癌におけるＣｌａｕｄｉｎ機能発現が浸潤・転移に及ぼす影響

免疫組織化学染色において口腔扁平上皮癌におけるClaudin-7陽性発現は、67症例中35症例であり、52.2%であった。臨床病理学的因子との関連では、腫瘍の大きさ、リンパ節転移と浸潤様式に逆相関を示した。また、さらに浸潤様式山本・小浜分類別に口腔扁平上皮癌細胞株を用いて、タンパク発現とmRNA発現をWestern blotting法とRT-PCR法にて検索すると、浸潤様式が最も高く浸潤・転移能が最も強い4D型では、他の浸潤様式に比べてClaudin-7発現は減弱していることが判明した。これらのことからClaudin-7は浸潤・転移に密接に関連し、発現現弱は予後不良因子であることが示唆された。細胞間接着因子Claudinは、24種類のサブタイプからなるファミリーを形成し、正常細胞では細胞膜の極性を保ち、物質透過性を調節する作用を持つ。各種臓器のがん化においてClaudinのさまざまな発現変化が認められるが、口腔扁平上皮癌ではその関連性がよく分かっていない。そこで今回は、口腔扁平上皮癌においてがん化の様態をよく示すがん浸潤様式山本・小浜分類を用いて、Claudin機能発現がどのようにがん細胞浸潤に関わるかを調べ、そのメカニズムを解明することでがん浸潤・転移の抑制化を検討した。多くの文献からClaudin-7の口腔扁平上皮癌における発現に注目し、これまでのがん浸潤様式(山本・小浜分類:Y-K分類)に基づいた系統的研究の中でその由来が明確な口腔扁平上皮癌細胞株6種(3型からHSC-4, OSC-20,4C型からOSC-19, OTC-04, 4D型からHOC313, TSU)を実験に供し、Claudin-7発現を遺伝子レベルとタンパク質レベルで調べ、浸潤様式との関連を検討した。その結果、最も浸潤能が高い4D型由来細胞株では、他の浸潤様式3型、4C型に比較すると、Claudin-7発現が減弱していた。またin vivoでは、金沢大学附属病院歯科口腔外科を受診した口腔扁平上皮癌患者より得られた病理組織切片67症例を対象として、Claudin-7を一次抗体とした免疫組織化学的染色法に取り組んだ。その染色結果では、浸潤様式が高くなるにつれてClaudin-7発現は減弱し、Claudin-7発現は浸潤・リンパ節転移に対して逆相関を認めた。これらのことより、口腔扁平上皮癌におけるClaudin-7の発現低下時は、浸潤能が高くリンパ節転移を来しやすく予後不良であることが考えられ、予後予測因子として利用できる可能性が示唆された。浸潤様式由来が明確な病理組織切片および細胞株を用い、細胞株におけるClaudin-7の発現をRT-PCR法およびWestern blotting法にて調べ、in vivoの実験では、病理組織学的因子と比較検討し、Claudin-7が予後予測因子あるいは腫瘍マーカーとして活用できうるかどうかを検討した。各細胞株は10%ウシ胎児血清と1%ペニシリン-ストレプトマイシンを添加した最小必要培地MEM®(Sigma-Aldrich)にて5%,CO2, 37°Cの条件下で培養した。RT-PCR法およびWestern blotting法において浸潤様式が高くなるほど、Claudin-7の発現は減弱していることが判明し、同様に免疫組織化学染色法においても浸潤様式が高くになるつれて、免疫染色陽性率が下がる傾向が見られ、生存率のおいても予後不良であった。これらのことから、Claudin-7は口腔扁平上皮がん浸潤様式に関連し、予後因子として利用できる可能性があると考えられる。また、この研究の意義としては、口腔扁平上皮がんの予後因子として利用するだけではなく、Claudin-7の発現機能を解明し、応用することで、浸潤・転移能を抑制化を図ることにある。2年間の研究期間で、今研究の予定を立てているが、初年度の研究課題としては、細胞株と病理組織切片におけるClaudin-7の発現とその病理学的因子との関連を調べることとした。初年度の達成度としては、上述の関連性を調べることができ、その内容を査読付きの英語原著論文としても受理もされており、おおむね順調に進展していると自己評価した。

今後の研究内容は、今後応用分野に入り、浸潤能をinvasion assayにて計測し、増殖能をwound healing assayで検討した後に、シスプラチン感受性試験、siRNAによる抑制実験をin vitroで行う予定であり、さらに、in vivoではマウスを使用した正所性移植実験も含まれている。今後の研究内容に進むにあたり、今年度H24年度の成果を元に進めることができる。現在までに終えた研究内容を下記する。RT-PCR法:Claudin-7発現はRT-PCR法にて検討した。Western blotting法:Claudin-7タンパク質発現はWestern blotting法にて検討した。免疫組織学的染色:in vivoにおけるClaudin発現の局在性を検討した。検出に使用した抗体はWestern blotting法にて使用した抗体と同一にした。材料としては金沢大学附属病院歯科口腔外科を受診した口腔扁平上皮癌一次症例患者より得られた病理組織切片を対象とした。初年度のH24年度の研究成果を踏まえて、H25年度の研究を推進する。研究方法に関しては、下記の通りである。3D浸潤モデル作成:BDバイオコートマトリゲルインベージョンチャンバー®(BD Bioscienes)を用いて各がん細胞の浸潤能を検討する。Wound healingaasay:培養条件がコンフルエントになった時点で、1000uLのピペットの先にて直線上に細胞を機械的にはがす。3回PBSで洗浄し、インキュベートし、0, 5, 10時間後に細胞剥離層の幅を計測する。抗がん剤(シスプラチン)感受性試験:in vitroにおける化学療法効果の判定はMTS assay®(Promega)にて行う。siRNA抑制実験:各ターゲットとしたmRNAを標的とした21塩基のsiRNAを合成、精製し実験に供する。導入にはHiperFect Transfection Reagent®(QIAGEN)を使用する。siRNA導入の至適条件を詳細に検討し、siRNA導入後に上記のごとくRT-PCR法、Western blotting法を行う。また、予備実験ではサブコンフルエント(70-80%)に培養した細胞株に対し、siRNA至適濃度として5nM,導入時間は48時間が良好であった。また、抑制実験のコントロールとしてはnonsense siRNAを用いている。internal controlとしてはβ-actinを統一して用いる。そして、最終的にin vivoにおける浸潤・転移モデルをマウスを用いて作製し、Claudin-7の機能発現を調整した細胞株を正所性移植し、その意義や変化を確認する。上記の研究方法には時間短縮や再現性を持たせるためにKitを購入し、研究を行う予定であるため、Kit購入やそれまでの細胞培養にかかる諸経費および最終的にはマウス購入費、維持費が必要となる。3D浸潤モデル作成: BDバイオコートマトリゲルインベージョンチャンバー®(BD Bioscienes)を購入する。抗がん剤(シスプラチン)感受性試験:in vitroにおける化学療法効果の判定はMTS assay®(Promega)を用いるため、96穴マイクロプレートおよびMTS assay試薬を購入する。
途上国開発戦略におけるガバナンス論の深化を目指して

本研究ではこれまでのガバナンス研究の一般論を越えて、英国際開発省が提起し、EU各国や世界銀行などで推進された各国の「政治経済分析」手法を参照しつつ、「1国レベルの特殊性と普遍性を反映した現実のガバナンスの諸要素構成を分析し、国際開発学に開発政治学を組み込んだ体系化」を行うことに研究目的を置いた。1年目にはルワンダを調査して4本の論文、2年目にはカンボジアを調査し『社会調査から見た途上国開発』に反映させた。後半は、『開発社会学を学ぶための60冊』に続く『開発政治学を学ぶための61冊ー開発途上国のガバナンス理解のために』を執筆・出版し、「国際開発学に開発政治学を組み込んだ体系化」に大きく前進した。本研究プロジェクトの目標は、途上国開発の焦点となってきたグッド・ガバナンス(良い統治)を「開発政治学」として、すなわち、政治学視点からする国際開発学として総合的に展開する。その場合、1国レベルの特殊性と普遍性を反映したPEA(Political Economy Analysis)手法を参照するという目標を立てた。第1回の国内研究会(2015年7月25-26日:於東京)では、イギリスの開発政策における国別分析手法である政治経済分析(PEA(Political Economy Analysis))をめぐっての議論を整理し、同年9月には予定どおり2週間のルワンダの調査を行い、JICA、世銀、イギリス国際開発省、アメリカ国際開発庁、Transparency Internationalの各ルワンダ支部、経済計画財務省や、国家ガバナンス庁、キガリ市役所、農協、精米所、コーヒー農園などを訪問した。2015年12月5-6日(京都)では第2回国内研究会が開催開され今後の展望報告会を行った。代表ならびに各分担者の研究実績は下記セクションの通り。現在までの研究進捗状況は、研究成果、分担者間とのコミュニケーション並びに作業デマケーションにおいておおむね順調と言える。国内研究会や研究協力者・分担者との間において緻密な連絡(Email等)を行い、事前に共同研究や出張等における準備産業を行えたため。また研究協力者・分担者の方々が、本科研事業活動を優先的に実施して頂いたため。また今後の予定も6月12日に分担者全員と国内で協議を行う予定。2015年度(並びに2016年度確定分)における本研究本の研究成果として、次の通り。*論文(1本):木村宏恒:『ルワンダの開発と政府の役割:開発ガバナンスと民主的ガバナンス相克』、名古屋大学国際開発研究科*学会発表(4本)(2016年6月11日確定):(日本国際開発学会:企画セッション)トピック:ガバナンス論の新動向ールワンダの開発とかかわらせてー(報告者)小山田英治(汚職問題に対する国際社会評価:ルワンダを例に)、木村宏恒(ルワンダの開発と政府の役割:開発ガバナンスと民主的ガバナンスの相剋)、金丸裕志(民主主義と権威主義の間のグレーゾーン:多民族国家ルワンダとシンガポールの政治的ガバナンス)、杉浦功一(ルワンダのガバナンスに対する国際関係の影響の検証)2016年度の2大研究課題は、国別分析の一環としてカンボジアのガバナンス分析のための現地調査、並びに『開発政治学を学ぶための60冊』出版準備作業であった。今回の科研の課題は『開発政治学入門』(2011年刊行)、『開発政治学の展開』(2013年刊行)、開発政治学会機関誌『国際開発研究』特集号(2014年)に続き、ガバナンスの国別分析を実施し、その方法論を樹立することにある。そのため、2015年度においてはメンバーで経済成長が著しいということで注目を浴びているルワンダを取り上げ、その成長の程度とガバナンス(特に政府の役割)がどのようなものか、各種文献調査の後、2週間の現地調査を行った。その後、木村が「ルワンダの開発と政府の役割ー開発ガバナンスと民主的ガバナンスの相克」を名古屋大学より電子出版した。2016年度はその延長上としてカンボジアの現地調査を行った。『開発政治学を学ぶための60冊』は21章の解説と本の紹介の構成で大変な準備作業が必要であり、2016年度に2回の国内研究会・位置合わせを実施、2017年度秋に出版予定である。その他、金丸と杉浦は現地調査の成果を「ルワンダのガバナンスに対する国際関係の影響」、「多民族国家における権威主義体制と開発」をそれぞれ『和洋女子大学紀要』にて発表し、小山田が"Combating Corruption in Rwanda"(Emerald Press, UK)を6月に出版予定している。学会報告としては、日本国際開発学会で「ガバナンス論の新動向:ルワンダの開発とかかわらせて」について企画セッションを設け、メンバー4名それぞれが別のアプローチより発表した。この他、近藤が日本比較政治学会、稲田と金丸がInt'l Political Science Association(Poland)で発表した。2016年度(および2017年度確定分)における本研究成果概要は次の通りで、おおむね予定通りの成果であった。(1)論文(6本):「多民族国家における権威主義体制と開発:政治的側面におけるルワンダの『シンガポール・モデル』」、「ルワンダのガバナンスに対する国際関係の影響ー総合的な検証へ向けた一試論」、「紛争後の平和構築ーオーナーシップと民主化の課題を中心に」、「ODAは難民を救えるか:グローバルな人口移動時代における国際貢献の構図」、「人道主義は普遍的か:新興国と国際人道レジームの未来」“Combating Corruption in Rwanda: Lessons forPolicy Makers"またこの他、2017年度内に『開発政治学を学ぶ60章』を明石書店より出版が確定した。

この他追加的成果として、木村論文と小山田論文を統合して出版物を出す計画中となっている。これら一連の作業と研究活動は、国内研究会や研究協力者・分担者との間において緻密な連絡を行い、事前に共同研究や出張等における準備作業を行えた。また研究協力者・分担者が本科研事業活動を優先的に実施したため、計画通りの活動が可能となった。H29年度は本科研事業の最終年度となり、途上国のガバナンス研究の深化における共同研究の成果としては2つの学会報告、成果物としては『開発政治学を学ぶための61冊』を出版出来た。また出版記念ロンチングとして、6月のはじめにJICA研究所・JICA本部との共催で研究セミナーを開催する予定。科研代表・分担者における各業績や学会発表も活発に行われ、本事業の当初の目的を概ね達成することができ、また次の科研事業の申請に向け大きな一歩にもつながった。H29年度の主な研究実績としては次の通り。1.研究会・現地調査H29年8月に研究代表・分担者との研究会を実施(専修大学)、各自の研究成果及び今後の短期、長期研究計画について協議できた。H30年3月には研究代表・分担者計4名でイギリスへ研究調査を実施。現地の研究機関、援助機関、NGOとの交流を通じて有意義な情報を入手したと同時に、開発政治学の分野における海外ネットワークを構築できた。2.科研代表・分担者との共同作業2回の学会報告、1回の研究会、1回の海外調査、そして1冊の図書出版を可能とした。学会報告としては、(1)日本国際開発学会における報告「持続可能な開発目標(SDGs)とガバナンス」(於:関西学院大学6月)と、「民主化優先は平和構築と開発の足かせか:ガバナンスと開発政治学の焦点」(於:東洋大学11月)を報告。(2)科研代表・分担者を中心に研究会を開催(於:東京8月)。(3)海外(イギリス)共同調査を実施(3月)。(4)明石書店より『開発政治学を学ぶための61冊』を出版(2月)。また、この他、H30年6月には日本国際開発学会で開発政治学に関する報告を共同で行う予定。同月にはJICA研究所・JICA本部共催による研究セミナーも開催予定。右活動を通じて国内における開発政治学の位置づけと重要性をより多くの研究者に理解してもらえたと考えている。本研究ではこれまでのガバナンス研究の一般論を越えて、英国際開発省が提起し、EU各国や世界銀行などで推進された各国の「政治経済分析」手法を参照しつつ、「1国レベルの特殊性と普遍性を反映した現実のガバナンスの諸要素構成を分析し、国際開発学に開発政治学を組み込んだ体系化」を行うことに研究目的を置いた。1年目にはルワンダを調査して4本の論文、2年目にはカンボジアを調査し『社会調査から見た途上国開発』に反映させた。後半は、『開発社会学を学ぶための60冊』に続く『開発政治学を学ぶための61冊ー開発途上国のガバナンス理解のために』を執筆・出版し、「国際開発学に開発政治学を組み込んだ体系化」に大きく前進した。
細胞外動的硬さ環境のインビトロ構築とその細胞制御機構の解明

本研究では、細胞外環境が細胞機能に与える影響を定量評価するための新しい実験系の構築を目指した。まず種々の機能性材料(ハイドロゲル、脂質膜など)を駆使し、硬さや接着分子密度などが制御可能な細胞外環境モデル基板を構築した。そのモデル基板上でおこる様々な細胞応答(接着力、細胞膜形状など)を、独自の光技術により定量計測できることを示した。さらに、この新しい実験系を駆使することで、組織形成やがんの転移を誘導する細胞-外部環境間の力学的相互作用について定量的知見を得ることに成功した。(1)細胞外環境モデルの構築と特性評価H24年度は、機能性高分子材料を用いて、軟組織と硬組織のメカニクスを模倣可能なインビトロモデルの構築を行った。前者については、光硬化性ゼラチンやアクリルアミドのハイドロゲルを用いてヤング率の厳密制御(E:0.1100kPa)が可能なモデルを構築した。これらのモデルを用いて、がん細胞や筋芽細胞などを育成したところ、より硬いゲル上で細胞が大きく伸張する様子が観測され、細胞の力学応答を定量評価可能であることが確認された。また、後者の硬組織環境モデルについては、新規の無毒性疎水性ポリマーを用いて、ヤング率を0.1kPa10MPaの範囲で制御可能な硬組織環境モデルを構築することに成功した。(2)細胞接着定量評価法の開発上記の外部環境モデル上での細胞接着を定量評価するために、レーザーによる細胞剥離法を立ち上げた。本手法では、パルスレーザーを液中に集光照射することよって発生した圧力波により細胞を基板から剥離する。圧力波はレーザー光強度や集光点からの距離により制御することができるので、細胞剥離に必要な力、つまり接着力を決定することが可能である。H24年度は、硬組織モデル上での骨肉種細胞の接着力を定量評価し、硬さの増加に対して接着力が単調増加することをも見出した。現在他の細胞系でも外部環境メカニクスに対する細胞接着力の系統的な評価を行っている。本研究の目的は、細胞の生育環境、特に"硬さ"を自在に制御できるモデル基板を用いて、外部環境による細胞機能の制御機構を解明することにある。本年度は、これまでに開発したハイドロゲルによる細胞外環境モデル基板を用いて、細胞-外部環境間接着の定量評価に取り組んだ。ここではまず、細胞とハイドロゲル間の物理接触を可視化するために、光干渉を用いた新規顕微観察法を開発した。これまで一般に、基板近傍の接着分子の可視化法として全反射蛍光顕微法が用いられてきたが、Z軸分解能が200 nm程度までに限られることから、細胞-基板間の物理接触を検出することは不可能であった。一方、ガラス基板の場合は数nmのZ軸分解能を持つ反射干渉顕微鏡法(RICM)が有効であるが、ハイドロゲルの場合は溶液との界面の反射率が低く、像のコントラストが大きく低下するという問題があった。そこで本研究では、共焦点及びハイスループット光学系を導入した新規RICMシステムを構築した。その結果、細胞-ハイドロゲル間の接着領域を高コントラストにイメージングすることができた。実際本手法を用いて、がん細胞の接着面積・形状に対する外部環境硬さの影響について定量評価することに成功した。またレーザー圧力波法を用いて、筋芽細胞ーゼラチン間接着力の定量評価も行い、筋肉組織形成に最適な細胞-ゲル間相互作用を見出すことにも成功した。これら成果はJournal of Physical Chemistryなどに原著論文として発表している。今年度は、これまでに構築した機能性のゲルや脂質膜などを用いて、生体内の様々な環境をin vitroでモデル化し、細胞の接着や運動と外部環境因子との定量相関を解明することを目的としていた。特に今年度は生体内の軟組織環境をターゲットとし、再生医学や界面科学の専門家と有機的に連携しつつ研究を進めた。まずハイデルベルグ大学Tanaka教授らとの共同研究として、脂質平面二重膜による細胞膜モデルを用いて、血中系細胞の接着力の定量評価に挑んだ。ここでは、流動性を有する脂質平面二重膜を動的な細胞膜のモデルとし、各種臓器由来の接着分子を膜表面に密度を制御しつつ修飾した。ここに赤血球や造血幹細胞など、各種血中系細胞を播種して接着力を測定したところ、接着力が接着分子密度に対して非線形に応答することを見出した。これは、血中細胞と外部環境との接着が協同的に作用することを示しており、血中細胞由来の各種疾病メカニズムに対する新たな知見となりうると考えている。本成果は2本の原著論文として報告した。また、横浜市立大学の武部准教授とは、肝臓の種となる肝芽形成と外部環境硬さとの相関解明に挑んだ。硬さ可変のゲル基板(ヤング率:0.1 kPa100 kPa)を用いて、肝芽形成の初期過程である細胞集合体形成を調べたところ、中間程度の硬さで特異的に集合体形成が促進されることを見出した。

この細胞集合体形成プロセスを、分子生物学的手法と画像解析により詳細に調べた結果、間葉系幹細胞の収縮力に由来する細胞-細胞間相互作用と、細胞-基板間相互作用(接着力)との力学的な競争過程により実現されることがわかった。また、このような力学的メカニズムを利用することで、他の臓器の種(器官原基)の形成に広く応用できることがわかった。本成果はCell Stem Cell誌に論文発表し、雑誌表紙(Front cover)に選ばれた。26年度が最終年度であるため、記入しない。生物物理化学26年度が最終年度であるため、記入しない。H24年度は、細胞応答を定量評価するための細胞外環境モデルの構築と評価を達成目標としていた。実際これまでに、ハイドロゲルや疎水性ポリマーを用いた軟・硬組織環境のモデルを構築することに成功した。さらに本モデルを用いて、レーザー衝撃波や光干渉法による細胞応答評価も既に始めている。よって本研究はおおむね予定通り進展していると言える。H25年度は、これまでに構築した細胞外環境モデルを用いて、細胞力学応答が定量計測可能であることを示すことを目標としていた。実際に、硬さの異なるゲル上での細胞接着を光学的手法により定量評価することに成功しており、本研究はおおむね予定通り進展していると言える。今後も様々な機能性材料を用いて、生体内の様々な細胞外環境のモデルを作製し、生体内のような複雑環境下における細胞機能の制御機構を光定量計測により解明していきたいと考えている。そのための新しい細胞環境モデルとして、光硬化性のゲルを用いて空間軸で細胞外環境の硬さを制御することを試みている。今後も様々な機能性材料を用いて、生体内の様々な環境をin vitroでモデル化し、生体内複雑環境下における細胞機能の制御機構を光定量計測により解明していきたいと考えている。具体的には、肝臓や脳をはじめとする軟組織の硬さ環境を中心にモデル化し、細胞の力学応答(接着力・運動性・形状など)がどのように影響を受けるのかを定量的に追跡する予定である。H24年度は、本研究期間全体を通して必要不可欠な原子間力顕微鏡を購入した。H25年度は、主に細胞機能の評価用の装置を購入する予定である。特にH24年度に新しい光干渉顕微法の足掛かりを得たため、H25年度には顕微鏡ユニットに500万円程度の予算を使用したいと考えている。その予算を捻出するためH24年度に消耗品の購入を抑えた結果,原子間力顕微鏡が全経費の90%以上を占めることとなった。しかしこのような背景の元、研究を発展させる上で必要不可欠であったと考えている。H25年度は、細胞-基板間接着を検出可能な光干渉イメージングシステムを新たに構築したが、その過程で光源のコヒーレンスや波長が干渉像のコントラストに大きな影響を与えることがわかった。そのため現在までに様々な光源のデモを行っているが、また最適光源の決定に至っておらず、次年度使用額が生じることとなった。また、H25年度はこのような細胞接着の評価に必要な装置開発に重きを置いたため、備品設備費が総支出額の90%以上を占めることになったが、本研究を遂行する上では必要不可欠であったと考えている。
携帯電話とスマートフォン用外国語学習ソフトウェア開発と学習効果分析に関する研究

本研究の成果は、初学者向けドイツ語学習ソフトウェアの作成、当該ソフトウェアと関連したコンテンツの作成、ソフトウェアと連携した教科書の作成、およびソフトウェアの学習効果を計測するためのデータ蓄積とその分析である。初学者向けドイツ語学習ソフトウェアに関しては、マルチ・プラットフォームとシリアスゲームの概念を導入してコンテンツを作成している。またソフトウェアと緊密に連携した教科書を作成して授業内で活用することにより、相乗効果が期待できる。アンケート等からは基礎的なデータを蓄積し、その分析から得られた知見に基づいて各コンテンツの修正を行っている。平成25年度の研究計画では、平成24年度に収集したアクセス・ログを分析し、ソフトウェアの内容へフィードバックすることを計画していた。また、携帯電話やスマートフォンおよびインターネット経由で使用できるソフトウェアとの連携を前提とした教科書を作成することを計画していた。教科書の作成に関しては、平成25年度にソフトウェアと教科書の内容が連携している教科書「携帯&スマホでドイツ語」を出版し、これを研究代表者等の担当する授業内で活用した。ソフトウェアのアクセス・ログの収集と分析に関しては、まず平成24年度に収集したソフトウェアと教科書内容が関連しない場合のアクセス・ログの分析を終えた。この結果と平成23年度以前に収集していたアクセス・ログのデータおよびアンケート結果を総合して、日本独文学会にて「携帯端末連携型教科書の作成と授業における運用について」と題して研究成果を発表した。平成25年度にはソフトウェアと連携した教科書を出版したことを受けて、この教科書を複数の教育機関で採用し、ソフト連携型教科書を実際に使用し、アクセス・ログを収集した。また平成25年度にもソフトウェアに関するアンケート調査を実施して参加者の要望を集め、これをソフトウェアの内容に反映している。これに加えて、作成したソフトウェアおよび教科書のための簡易版web辞書を作成し、ソフトウェアダウンロード用のインターネットページ上で公開することができたことは、当初の計画を発展させた取り組みとなった。平成24年度の研究計画では、「初学者向けドイツ語学習ソフトウェア」の授業における実践と平成22年度より実施しているアンケート結果のフィードバック、およびそれらのアンケートの集計とより詳しい分析を予定していた。この内ソフトウェアの授業における実践については、平成24年度の研究代表者の担当授業内で学生にアクセス・ログの収集と分析に関する解説を行った上で、当該授業にソフトウェアを導入した。すでに前年度(平成23年度)の授業においてソフトウェアと授業で使用する教科書の内容が関連する場合のデータを収集していた実績を受けて、平成24年度にはソフトウェアと教科書の内容が必ずしも一致しない場合のデータを収集した。また具体的な作業として、研究計画では研究代表者が平成24年度分のアクセス・ログを収集することを予定していた。そのため、レンタル・サーバー内に「FDKS初学者向けドイツ語学習ソフトウェア」ダウンロード・ページを開設し、当該webページ内で試用版ソフトウェアをインターネット上に広く公開するとともに、授業参加者のアクセス・ログを記録した。研究分担者も、研究計画に従ってアクセス・ログの分析を実施した。研究代表者が収集したアクセス・ログに基づいた分析結果は、2012年10月27日に開催された東北ドイツ文学会第55回研究発表会にて「携帯端末連携型外国語教科書の作成について」と題した共同発表の中でその成果を報告している。最終年度には関連学会での発表を随時行うことを計画したが、すでに前年度までに関連学会における発表を前倒して実施し、本研究の目的であったアクセス・ログの分析結果などを公表している。そこで、平成26年度には関連学会誌へ論文を掲載することを計画し、本研究課題の成果を報告した。その中では、本研究期間中に開発を進めた初学者向けドイツ語学習ソフトウェアに関して、開発へ至る経緯、初修外国語学におけるICT活用に際して想定される課題とその解決方法、具体的なプログラミング言語の選定、技術的な工夫と内容の検討、アンケート結果とその分析内容等を報告することができた。また、上記アンケートから、教科書とソフトウェアが関連している場合にソフトウェアが「役に立つ」という実感が増す、という結果が得られたことを踏まえ、解説機能の充実を図り、当該ソフトウェアを簡易的な電子教科書として機能させることを目指した。上記の成果により本研究が当初設定した目的は達成されたと考えたが、ドイツ語学習ソフトウェアと紙媒体の教科書との連携をさらに深めるため、それぞれに使用した単語を登録した簡易版web辞書を期間中追加的に作成、公開した。最終年度には、さらに従来の単語リスト形式からの発展を図り、データベース技術を導入して簡易版web辞書に検索機能を追加した。携帯電話やスマートフォン、タブレット端末等でも使用可能な簡易版web辞書を提供することにより、学習者が通学途中の車内等でも教科書や参考書、辞書を取り出すことなく学習に取り組める環境を整えている。簡易版web辞書の充実は、ドイツ語学習ソフトウェアにより「学生の生活実態に沿った取り組み」として通学途中や授業の合間などの「空き時間」を学習に活用する、という本プロジェクトの目標を達成することにも寄与する取り組みとなった。ドイツ文学本研究の目的に示したアクセス・ログの収集および分析はおおむね順調に進んでいる。

ソフトウェアと連携した教科書の作成は平成24年度中に実施していたが、平成25年度にはこの教科書を授業内で活用することにより、教科書とソフトウェアが連携している場合のアクセス・ログ収集を行うことができた。教科書の作成およびアクセス・ログの収集が順調に進んだことにより、平成25年度には教科書の改訂作業にも着手することができた。平成26年度に実施を予定していた関連学会での発表も平成25年度に前倒して実施することができた。これらの成果により、本研究は当初の計画以上に進展していると考えることができる。さらに、ソフトウェアおよび教科書のための簡易版web辞書を作成し、公開することができたことは、本研究を展開させる意味を持つ取り組みと考えられる。本研究の目的は、携帯電話向け学習ソフトウェアの効果を測定し、外国語教育における携帯電話活用のための基礎的なデータを蓄積することにある。研究目的に示したアクセス・ログの収集は順調に進んでいる。2012年度には、専用webサーバー(インターネット・サイト)を用意し、授業参加学生の同意の上、アクセス・ログを収集しており、研究目的に挙げた携帯電話向け学習ソフトウェアの効果測定に関しては、基礎的なデータ収集が順調に進行している。さらに平成24年度中には、2013年版ソフトウェアの作成を終えるとともに、平成25年度に予定していた研究内容である開発したソフトウェアと連携した教科書の作成を前倒して実施した。平成24年度は予定していた研究計画を順調に消化し、研究チームとしてその成果報告を行うことができた。従って、本研究は当初の計画以上に進展している。平成25年度までに、開発したソフトウェアおよびこれと連携した教科書のアクセス・ログの収集および分析を実施した。そこで平成26年度には、引き続き収集したデータの分析に取り組むとともに、研究成果を学術論文として発表する。また、初学者向けの電子教科書の試作にも取り組む。平成24年度までに、開発したソフトウェアのアクセス・ログを収集している。そこで平成25年度には、収集したデータの分析を行うとともに、ソフトウェアの改善に取り組む。また本研究では、平成25年度に開発したソフトウェアと連携した教科書の作成を予定していたが、平成24年度中に前倒しで教科書の作成に取りかかり、この作業をほぼ完了している。平成25年度には当該教科書を出版し、実際に授業内で使用する。平成25年度も引き続きアクセス・ログを収集することにより、携帯電話およびスマートフォン、タブレット端末、パーソナル・コンピューターで動作するように平成24年度に改善したソフトウェアと連携した教科書を授業に導入する効果について分析するためのデータを収集する。
トランスクリプトームおよびプロテオーム解析によるHGFの組織修復作用の機序解明

我々は、劇症肝炎患者血清から初めてヒトHGFを単離し、肝硬変ラットにおける著しい肝再生促進効果、炎症性腸疾患ラットの腸粘膜の修復促進効果を明らかにしている。難治性消化器疾患に対しては新しい組織修復療法の確立が望まれ、HGFはその組織修復作用から、臨床応用が期待されており、遺伝子組み換えヒトHGFを用いて既に劇症肝炎患者に対する医師主導型治験が開始されている。しかし、HGFの多彩な作用の分子メカニズムは十分解明されていない。本研究の目的はHGFの作用機序をDNAマイクロアレイ及び質量分析装置を用いて網羅的に解析し、その分子機構を明らかにすることである。抗Fas抗体誘導急性肝不全マウスを用いて、HGFにより特異的に発現誘導される遺伝子を網羅的に解析し、HGFの抗アポトーシス作用に関連する遺伝子を同定し、機能解析中である。また、ヒトから得られた初代培養肝細胞にHGFを添加し、24時間後に遺伝子発現を網羅的に検討した。これらの遺伝子の中には、細胞増殖関連、アポトーシス関連遺伝子など既知の遺伝子に加えて、HGFとの関連性が報告されていない遺伝子の発現変化も認めた。さらに、HGFは劇症肝炎患者で上昇することから、劇症肝炎患者、および急性肝不全モデル動物における血清プロテオーム解析を行った。劇症肝炎患者と健常者の血清をSELDI TOF/MSシステムを用いたプロテオーム解析を行い、発現の確認できた91ピークのうち、34ピークが2群間で有意差を認めた。これらの有意差のあるピーク蛋白は劇症肝炎の発症や病態進展に関連し、劇症肝炎患者で上昇するHGFとも関連する可能性が推察された。さらに、チオアセドアミド投与肝不全モデルラットの血清を用いて、クリンプロットシステムによるプロテオーム解析法を確立した。消化器疾患の組織修復におけるHGFの分子機構の詳細を明らかにすることは、HGFの臨床応用には不可欠であり、そのような分子機構解析にトランスクリプトームおよびプロテオーム解析が有用であると考えられた。難治性消化器疾患に対しては新しい組織修復療法の確立が臨まれ、HGFはその組織修復作用から、臨床応用が期待されており、遺伝子組み換えヒトHGFは既に劇症肝炎患者に対して医師主導型治験が開始されている。しかしながら、HGFの多彩な作用の分子メカニズムは十分解明されていない。まず、抗Fas抗体誘導急性肝不全マウスを用いて、EGFと比較することで、HGFにより特異的に発現誘導される遺伝子を網羅的に解析した。対照群と比較してHGF投与群で発現増強していたのは46プローブセットであり、その中の30プローブセットがEGF投与群でも発現増強した。また、HGFで発現増強し、かつEGFと比較して2倍以上発現増強している遺伝子群はbcl-xを含む9遺伝子(11プローブセット)であった。この結果から、HGFによって特異的に発現誘導されるbcl-xなどの遺伝子群は、急性肝不全モデルにおける生存率改善効果において責任分子として機能している可能性が示唆された。次に、ヒトから得られた初代培養肝細胞(Biopredic International社)にHGFもしくはPBSを添加し、24時間後に遺伝子発現を網羅的に比較検討した。

約47000の遺伝子転写産物のうちHGF投与により遺伝子発現が亢進した遺伝子数は2倍以上188個、3倍以上23個、遺伝子発現が低下した遺伝子数は1/2以下176個、1/3以下19個であった。これらには細胞増殖関連、アポトーシス関連遺伝子など既知の遺伝子が含まれていたが、HGFとの関連性が報告されていない遺伝子の発現変化も数種類検出した。これらのことから、ヒト初代培養肝細胞を用いた解析は、ヒト以外の細胞では得られない新しい知見を見出す可能性があり、HGFをヒトへ臨床応用する上でも有用であると考えられた。今後、蛋白発現も含めた網羅的解析をさらに進める必要がある。本研究の目的はHGFの作用機序をDNAマイクロアレイ及び質量分析装置を用いて網羅的に解析し、その分子機構を明らかにすることである。抗Fas抗体誘導急性肝不全マウスを用いて、HGFにより特異的に発現誘導される遺伝子を網羅的に解析し、HGFの抗アポトーシス作用に関連する遺伝子を同定し、機能解析中である。次に、ヒトから得られた初代培養肝細胞にHGFを添加し、24時間後に遺伝子発現を網羅的に検討した。これの遺伝子の中には、細胞増殖関連、アポトーシス関連遺伝子など既知の遺伝子に加えて、HGFとの関連性が報告されていない遺伝子の発現変化も認めたが、その意義は今後の検討課題である。また、HGFは劇症肝炎患者で上昇することから、劇症肝炎患者、および急性肝不全モデル動物における血清プロテオーム解析を行った。まず条件を検討した後、劇症肝炎患者4名と健常者5名の血清をSELDI TOF/MSシステムを用いたプロテオーム解析を行い、発現の確認できた91ピークのうち、34ピークが2群間で有意差を認めた。これらの有意差のあるピーク蛋白の同定は十分出来ていないが、このようなピーク蛋白は劇症肝炎の病態や進展に関連し、劇症肝炎患者で上昇するHGFとも関連する可能性が推察された。さらに、チオアセドアミド投与肝不全モデルラットの血清を用いて、クリンプロットシステムによるプロテオーム解析法を確立した。今後の更なる検討が必要である。
核融合炉用バナジウム候補合金における組織制御による高性能化の研究

中性子照射したV-Ti-Cr-Si系合金の優れた特性は照射誘起析出物、特にチタンシリサイドに依存すると考えられるので、この析出相の分布、密度を制御することが重要となる。転位や結晶粒界への偏析や、添加元素や酸素などの不純物原子がチタンシリサイドの構造に影響を及ぼすことも考えられる。そのためV-Ti-Cr-Si系合金の優れた特性に及ぼすチタンシリサイドの効果を、添加元素や不純物原子の調整と、熱処理や加工条件による転位密度や結晶粒の制御によってさらに向上させることが可能であると考えられる。本研究では、照射下での高性能化を目指し、照射誘起析出物を制御する手法に関するいくつかの基礎的知見を得た。高速中性子束実験施設(FFTF)でいろいろなフルエンスまで照射した一連のV-Ti-Cr-Si系合金について照射誘起析出物に着目し、東北大学の共同利用施設等での透過型電子顕微鏡観察やエネルギー分散型X線分光装置を利用して、析出物の同定・確認し分布、数密度および母相との方位関係等を調べた。照射誘起析出物の発達する照射条件については、520°Cで7.88x10^<26>n・m^2と600°Cで4.26x10^<26>n/m^2(E>0.1MeV)の照射で著しいことが分かった。また析出相の方位関係については、析出相の(0001)面がマトリックスの(111)面と平行であることが分かった。析出相の照射による降伏応力の上昇に対する寄与は小さいこと、延性低下への影響が小さいことが分かった。析出相の密度についてはシリコンの濃度とともに、酸素や窒素の不純物元素濃度や微量に添加したイットリウムやアルミニウムのスカベンジングによる効果も関連することが考えられる。
ヒストンシャペロンおよびその複合体のX線結晶構造解析

本年度は、ヌクレオソーム構造変換に関わるタンパク質群の大量発現、精製、結晶化、in vitroにおける機能解析を行い、以下の結果が得られた。CIA/ASF1-ブロモドメイン複合体の構造-機能解析に関しては、CIA/ASF1-ブロモドメイン複合体の立体構造情報を基に、遺伝学的・生化学的・ChIP解析を進めた結果、「アセチル化ヒストンを認識するブロモドメインを介してCIA/ASF1が特定のヌクレオソーム上にリクルートされ、CIA/ASF1がブロモドメインからヒストンへと受け渡されてヌクレオソーム構造を破壊することで遺伝子の発現を制御する」という分子機構モデルを導きだすことができた。これらの研究成果は、部位特異的なヌクレオソーム構造変換の分子機構に迫る成果としてPNAS誌に掲載された。TAF-Iβ-ヒストンH3-H4複合体の解析に関しては、2種類のタンパク質の大量発現・精製系を確立し、常時、結晶化できる体制を整えることができた。これらの精製評品を用いて、ハンギングドロップ蒸気拡散法により結晶化を行った結果、塩を沈殿剤とする結晶化条件において、針状の沈殿物が析出することが分かった。この針状の析出物を利用してミクロシーディングを行ったところ、数ヶ月が経過して時点で単結晶を得ることに成功した。今後、結晶化条件のスクリーニングや条件の最適化を行うことで、構造解析に使用できるレベルの結晶が得られることが期待される。本研究では、転写開始点におけるヌクレオソーム構造変換機構を明らかにするため、X線結晶構造解析の手法を用いて、アセチル化ヒストンを特異的に認識するダブルブロモドメイン(DBD)とヌクレオソーム構造変換因子であるCIAによる複合体の立体構造を決定した。さらに、in vitroによる生化学的解析とin vivoによる遺伝学的解析を合わせて、詳細なヌクレオソーム構造変換の分子機構の解明に取り組んだ。結晶構造解析の結果、1分子のDBDに対して2分子のCIAが相互作用していることを見出した。そこで、溶液中におけるCIA-DBD複合体の化学量論比を明らかにするため、GSTプルダウンアッセイ、等温滴定カロリメトリー、分析超遠心による相互作用解析を行った。その結果、DBDに対するCIAの高親和性サイトを決定し、溶液中において濃度依存的に1:1および2:1のCIA-DBD複合体を形成することを明らかにした。さらに、出芽酵母株を用いたin vivo解析の結果から、CIA-DBD複合体がACT1遺伝子プロモーター領域に局在すること、CIA-DBD間の相互作用が細胞内において機能的であることを明らかにした。また、CIAとDBDの相互作用表面が、CIA-ヒストンH3-H4の相互作用表面と重複することから、CIAに対してDBDとヒストンが競合的に相互作用することが予想された。そこで、CIA-DBD複合体に対して、ヒストンH3-H4複合体を添加した競合実験の結果、ヒストンH3-H4によってCIA-DBD間の結合が破壊されることが示された。以上の結果から、「DBDとの相互作用を介してプロモーター上にリクルートされたCIAが、その後、ヒストンH3-H4と相互作用し、ヌクレオソーム構造を破壊することで遺伝子発現が制御される」という分子機構モデルを提唱する。
高度不飽和脂肪酸要求性分子の探索と機能解析

PUFAが欠乏すると、知能発達障害、皮膚障害など様々な病態、疾患を引き起こす。これらの中にはプロスタグランジンなど脂質性メディエーターの欠乏で説明できるものもあるが、脳神経系の発達等については、アラキドン酸代謝物だけでは説明できず、PUFAが他にも重要な機能を果たしていると考えられる。PUFAはリン脂質に多く含まれており、柔軟な膜を形成することから、特に膜タンパク質の機能発現に重要な役割を果たしていることが予想されている。しかしながら、実際にどのような分子がPUFAを豊富に含む膜環境を要求するか、これまでほとんど明らかになっていない。本研究では線虫C.elegansを用いた網羅的RNAiスクリーニングにより、機能発現にPUFAを要求すると考えられる遺伝子を複数同定した。また。これらの細胞内局在を解析したところ、膜タンパク質と考えられる機能未知分子Xの細胞内局在がPUFA欠乏変異体において変化することを見出した。この局在変化はPUFAの添加によりレスキューされたことから、本分子の適切な局在維持にPUFAを含む膜環境が必要であると考えられる。これまでPUFA欠乏状態によって引き起こされる膜環境の変化が、どのような分子に影響を与えるか不明であった。本研究により同定した分子は進化的に高度に保存された膜タンパク質であり、哺乳動物においても機能発現にPUFAを豊富に含む膜環境を要求すると考えられる。また。近年、EPAやDHAなどの高度不飽和脂肪酸(PUFA)が機能性食品として注目を集めている。PUFAが欠乏すると、知能発達障害、皮膚障害、視覚障害、生殖異常、さらには免疫機能障害、心血管機能障害まで様々な病態、疾患が引き起こされる。これらの中にはプロスタグランジンなど脂質性メディエーターの欠乏、あるいはメディエーター産生系の阻害で説明できるものもあるが、脳神経系の発達、記憶・学習等については、アラキドン酸代謝物だけでは説明できず、メディエーター前駆体としての機能の他にもPUFAが重要な機能を果たしていることが予想されている。しかしながら、これまでその分子的基盤はほとんど解明されていない。本研究では、PUFAを有するモデル生物として線虫C.elegansを用い、遺伝学的手法を駆使してPUFAの関与する生命現象ならびにその分子機構を明らかにする。平成19年度における成果は以下のとおりである。・野生株にRNAiしても表現型が見られないが、PUFAを欠乏した変異体にRNAiすると著しい表現型が得られる遺伝子を網羅的にスクリーニングし、機能発揮にPUFAを要求すると考えられる遺伝子を複数同定した。・線虫をモデルとし、高度不飽和脂肪酸のリン脂質への取り込みに関わる遺伝子を網羅的RNAiにより探索した。この結果、細胞内シグナル伝達において極めて重要な役割を持つホスファチジルイノシトール(PI)に高度不飽和脂肪酸を導入する遺伝子(mboa-7)を同定した。mboa-7変異体では、LysoPIに高度不飽和脂肪酸を転移するアシルトランスフェラーゼ活性がほぼ完全に消失しており、またPIに含まれる高度不飽和脂肪酸が大きく減少していた。これまでPIの極性頭部に着目した研究は多くなされ、その重要性も広く認められているが、PIの脂肪酸分子種に関しては、これまでPIの脂肪酸鎖を規定する分子が同定されていなかったことから、その生物学的意義については不明のままであった。今後、mboa-7/LPIATの解析により、PIの脂肪酸鎖の構造がPIの関与する生命現象にどのように寄与するか、といった生体膜脂肪酸分子種の本質に初めて迫ることが可能となる。PUFAが欠乏すると、知能発達障害、皮膚障害、視覚障害、さらには免疫機能障害から心血管機能障害まで様々な病態、疾患を引き起こす。

研究代表者は機能発現にPUFAを要求する分子を網羅的に探索するため、「野生株にRNAiしても表現型を示さないが、PUFA欠損株に同様のRNAiを行うと著しい表現型を示す遺伝子」を探索しており、これまでに細胞内小胞輸送に影響すると考えられる23遺伝子を同定した。これらの細胞内局在を解析したところ、PUFAを欠乏した変異体において、膜タンパク質と考えれる機能未知分子Xの細胞内局在が著しく変化することを見出した。この局在変化はPUFAの添加によりレスキューされたことから、本分子の適切な局在維持にPUFAを含む膜環境が必要であると考えられる。さらに、本分子の変異体を作製し、生理機能を解析したところ、この分子が特定の小胞輸送に必須の分子であることが明らかになった。これまでPUFA欠乏状態によって引き起こされる膜環境の変化が、どのような分子に影響を与えるか不明であった。本研究により同定した分子は進化的に高度に保存された膜タンパク質であり、哺乳動物においても機能発現にPUFAを豊富に含む膜環境を要求すると考えている。
人工知能がもたらす結果に対する一般の人々の責任判断：判断の心理過程と文化差

本研究は、人工知能(以下AI)が引き起こした被害に対し、一般の人々が誰にどれだけ責任があると考え、どのような責任処理(問題の解決)を望ましいと考えるか、特に日本人の判断にどのような特徴があるかを検討するものである。本研究では3つの日米比較web調査を通じ、AIに関する信念と責任判断について日本人の特徴を包括的に検討する。一つ目の調査では「AIのとらえ方」の文化差を検討する。二つ目の調査では「AIが関与した問題に対して誰をどのような根拠で人々が非難するか」の文化差を検討する。三つ目の調査では、「AIが引き起こした問題に対し人々がどのような処理を望むか」の文化差を検討する。
超小型化を志向したリアルタイムホログラフィックプロジェクションに関する研究

ホログラフィを利用したプロジェクタは,ホログラム自身がレンズとして機能するため基本的にレンズレスで構築できる.そのため,投影像は無収差で,光学系は極めて簡略化できるため超小型化が期待できる.一方,欠点もいくつかあり,レンズを使用せずにいかにしてズームを実現するかや,投影画像に重畳するスペックルノイズ(レーザー光のランダムな干渉によるノイズ)の抑制方法,ホログラム計算の高速化が課題として挙げられるが,これらの問題を同時に解決する手法は知られていない.本申請課題ではレンズを使用しない極めて簡易な光学系により,低スペックルノイズかつズーム可能な投影像をビデオレートで得ることができるホログラフィックプロジェクタの開発を行う.ホログラフィックプロジェクタに使用する空間光変調器にはDMD(Digital Micromirror Device)を使用した.スケール回折計算と投影像の分割再生法を併用することで,レンズを使用せず大きな再生像(画素数換算で5000×5000画素程度)を得た.DMDに表示するホログラムを高速に切り替えることで、再生像上のノイズが時間平均し、画質の向上を図った.この方法では,大量のホログラムを生成する必要があるため、その高速計算手法が重要になってくる.この計算に,ウェーブレット変換によるホログラムの高速計算手法を提案した.また将来的に,カラー再生を行うために,色空間変換とウェーブレット変換を組みあせたホログラムの高速計算方法の開発も行った.再生像にリンギングと呼ばれる振動成分が発生するため、このリンギングを軽減する手法も開発した.本申請課題は超小型化を志向したレンズレス・ホログラフィックプロジェクタを実現するための要素技術と,試作機の開発を目的とする.ホログラフィックプロジェクタでは,ズームや投影像のノイズ,ホログラムの計算時間が問題となっている.本年度は、ホログラムの計算時間を高速化するための手法を検討した.投影したい映像はプロジェクタの場合,2次元画像である.2次元画像のホログラム計算には一般的に高速フーリエ変換を使う方法が広く使われているが,ウェーブレット変換を用いた計算手法の基礎検討を行った.この手法ではまず,投影したい映像から発する光波のウェーブレット係数を算出し,その係数強度の上位1%程度のみ抽出する.抽出した係数を使ってウェーブレット空間上で光波の重ね合わせ計算を行い,逆ウェーブレット変換によりホログラムを得る.この方法では近距離のホログラム計算では高速フーリエ変換を用いる方法よりも高速にホログラムを得られることがわかった.投影像に重畳されるスペックルノイズもホログラフィックプロジェクションの実用化への大きな問題となっている.従来のホログラム計算は光を広く拡散させるために元画像に対してランダムな位相を付加する必要があった.この方法ではランダムな光の干渉によるスペックルノイズが発生し,投影像の画質を劣化させていた.申請者は計算負荷を増大させることなく,投影像のノイズを抑制できる手法として「ランダム位相フリー法」を提案している.この手法はランダム位相を使用しないためスペックルノイズの低減に効果的だが,再生像にリンギングが現れる欠点がある.今年度は,このリンギングを除去するいくつかの手法を開発した.また,ノイズ除去に関しても申請者が提案したランダム位相フリー法を改善した幾つかの手法を開発し,その有効性を確認している.発表した関連論文は例えば下記のものがあげられる.本申請課題は超小型化を志向したレンズレス・ホログラフィックプロジェクタを実現するための要素技術と、その試作機の開発を目的とする。ホログラフィックプロジェクタでは、ズームや投影像のノイズ、ホログラムの計算時間が問題となっている。ホログラフィックプロジェクタに使用する空間光変調器にはLCD(Liquid Crystal Display)やDMD(Digital Micromirror Device)などがあるが、本年度は、DMDの高速性を使用したホログラムの生成方法および再生方法について検討を行った。DMDにホログラムを高速に表示し切り替えることで、再生像上のノイズが時間平均され、画質が向上する。また、申請者らが提案したスケール回折計算を使用することで、DMDでもレンズを使用せずにズームが可能であることを確認した。しかし、DMDはバイナリのホログラムのみしか表示できないため、再生像には直接光と共役光が重畳され、像の観察の妨げになる。この対策に、バイナリホログラムに対して直接光・共役光と物体光を分離できるハーフゾーンプレート処理を適用した。また、シミュレーション上で、上記の手法でDMDの画素数を1024×1024、画素ピッチを1μmまで縮小した時を想定し投影像の検討を行った。ホログラムから当映像までの距離を0.5mとしたとき、ズームレンズなしでズーム可能な65cm×65cmの投影像を得られることを確認した。DMDを用いた方法は画質改善に有効ではあるが、大量のホログラムを生成する必要があるため、その高速計算手法が重要になってくる。昨年度に提案したウェーブレット変換によるホログラムの高速計算手法はバイナリホログラムでも有効であることを示した[1]。また、ホログラフィックプロジェクタは、投影位置を指定してホログラム計算を行う必要があるが、これは裏を返せば、投影位置が未知の場合、ホログラム計算が困難になることを意味する。今年度は、派生的な研究として、映像を投影するスクリーン位置をRGB-Dカメラで検出することで、ホログラム計算を行う手法の検討も行った[2]。