hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒストンの特異的な残基のメチル化修節がDNAメチル化活性に果たす役割の解析

遺伝情報の発現には塩基配列の変化を伴わないエピジェネティックな要因が寄与することが知られている。エピジェネティックな要因として、DNA中のシトシン塩基のメチル化修飾、ヒストンのアセチル化とメチル化修飾がある。これらの修飾は、DNAの収納状態、すなわち、クロマチン状態の調節を介して遺伝情報を制御している。ゲノムDNAのメチル化、ヒストンの脱アセチル化とメチル化は密接に連関し、協調的に調節されていると考えられているが、その関係の分子的な基盤は明らかではない。本研究では、特異的な修飾を持つヒストンを調製し、それを用いてヌクレオソームを再構成して、ヒストン修飾とDNAメチル化活性の間に直接的な、あるいは他の分子を介した関係が存在するのか否かを、DNAメチルトランスフェラーゼの再構成ヌクレオソームに対する活性を指標にすることにより明らかにする。本年度はK9をトリメチル化したヒストンH3からジヌクレオソームを再構成して、Dnmt3aのメチル化活性を調べた。その結果、ヒストンH3K9のトリメチル化によりDnmt3aは有意にヌクレオソームコア領域をメチル化できるようになった。この結果はヒストンH3K9のメチル化修飾が他の因子を介することなく直接Dnmt3aがメチル化する領域に影響を与えていることを示している。ゲノムのメチル化模様形成機構の分子基盤一つを明らかにするもので、重要な結果である。本年度は、ヒストンのうち特にDNAメチル化と関係が強い、ヒストンH3の9番目のLys残基について、組換型ヒストンメチル化酵素(HMT)を用いることによってメチル化し、これを大量に調製することに成功した。また、修飾を受ける、ヒストンのアミノ末端(ヒストン・テール)を欠くヒストンを組換体として調製することに成功した。本研究で確立した、特定の残基を修飾したヒストンを大量に調製する技術は、特異的な残基の修飾がDNAメチル化活性に与える影響を検証することに利するだけでなく、ヒストンの修飾が関与する様々な解析に適用できる応用範囲の広い技術として期待できる。
手に取って観察できる透明標本作製法の確立

【研究の目的】昨年度に確立したマウスおよびラット臓器の血管描出透明標本や透明骨格標本、魚類および両生類の全身透明標本を材料として、透明性を維持したまま乾燥状態でも扱うことが可能な標本作製法を確立することを目的とする。【研究成果】(1)シリコン置換標本シリコンプラスティネーション標本作製グリセリン浸漬保存されたアフリカツメガエル透明骨格標本をシリコン樹脂に置換する方法について検討した。実験1 :グリセリン/エタノール混合液→エタノール/ヘキサン混合液→ヘキサン→ヘキサン/シリコン(KE108,信越シリコン)→KE108→重合。標本は白濁し、激しい収縮が認められた。実験2 :エタノール/アセトン混合液→アセトン→KE108→重合。白濁が著しく、シリコンの置換も不十分であった。実験3 :エタノール/グリセロール混合液→エタノール/キシレン混合液→キシレン→KE108→重合。シリコンの浸透は良く収縮は少なかった。しかし筋肉の白濁が認められ、透明度は損なわれた。実験4 :エタノール/グリセロール混合液→エタノール/アセトン混合液→キシレン/アセトン混合液→KE108/{キシレン/アセトン=1/1)}混合液→KE108→重合。最も良好な標本を作製することができた。しかし、グリセリン浸漬標本に比べ透明度がかなり劣るため、透明度を維持する方法についてさらに検討が必要である。また、標本の収縮防止法について検討が必要である。(2)液浸標本観察専用容器の試作および標本の固定方法グリセリン浸漬透明標本をジェルワックスに包埋する方法について検討した。プラスティックディッシュに蓋をかぶせた状態でジェルワックスを充満させて固めることにより、極めて透明度が高い状態を維持した包埋標本が得られた。しかし、硬化時に発生する大量の気泡および硬化後に漏出するグリセリン対策が、今後の課題として残された。
キャピラリー・バリア盛土による放射性廃棄物・汚染物質の長期貯蔵保管工法の提案

砂層とその下に礫層を敷設したキャピラリーバリア(CB)土層では,地表面から浸潤してきた土中水は,土の不飽和水分特性の違いにより,その境界面で遮断される。CBを導入して,危険な廃棄物あるいは低レベル放射性廃棄物を安全に隔離するための盛土式廃棄物貯蔵工法を提案し,その実用性を,盛土試験を中心に調べた。特殊な施工技術・重機を必要とせず,砂層の密度管理を通して通常の土工工事と同じように築造できる。盛土内の土中水分量の長期測定からは,野外条件下におけるCB層の安定した水分遮断機能を確認できた。大型土槽試験に基づき,遮水範囲(限界長)の推定式を確立し,盛土の構造規模を合理的に決定できることを明らかにした。キャピラリーバリア(CB)は,砂層とその下に礫層を重ねた単純な土層をいう。砂と礫の不飽和水分特性の相対的な違いにより,上部から浸潤してきた土中水は両層の境界面で遮断・保水され,境界面が傾斜していると保水された土中水は境界面に沿って流下し排水される。本研究では,この優れた雨水遮断・排水機能と,自然材料であるため極めて長期にわたって機能が維持される利点を活かして,傾斜CBを表面被覆層と底部排水層に敷設した盛土を提案し,放射性汚染土壌および極低レベル放射性廃棄物の貯蔵保管工法の展開を図ろうとするものである。具体的内容:室内土槽試験装置を設計・試作し,CB土層(砂と礫の2層系土層)の限界長の測定試験を実施した。まだ予備的な試験段階であるため,今後,降雨量ならびに材料特性(砂の種類)を試験因子とした測定実験を進めていく必要がある。意義:CB盛土の構造規模を左右する限界長(浸潤水を遮断できる範囲/距離)は,おおむね,Steenhuisらの式(1991)により推定できることが分かっている。土槽試験により,この推定式の妥当性が確認できれば,CB盛土の構造設計を確実に行えることができるようになる。また,これまでこの式の妥当性は国内外で3m程度までしか確認されておらず,当該試験装置で10mレベルまで確認することが出来れば,CB利用に対する期待度はは格段に大きくなる。重要性:上記のように,実務的な構造設計式が確定できること,限界長10mレベルという実規模大の適用性を確認できることの2点において,当該土槽試験装置の重要性がある。今後の研究の展開:現在,実験条件の設定により,限界長3mを測定確認できている。今後,材料条件および土層の被覆条件を変え,実規模大の設計に適用できる10mレベルの限界長の測定をめざす。(1)研究の目的:放射性汚染土壌や危険廃棄物を対象に,盛土形式でかつ高度な雨水遮断機能と排水機能をもつキヤピラリーバリア地盤を敷設した貯蔵保管工法を提案し,その実効性を,実規模大の試験盛土で検証する。本研究では,土のキャピラリーバリア(CB)による優れた雨水遮断・排水機能と,自然材料であるため極めて長期にわたって機能が維持される利点を活かして,傾斜CBを表面被覆層と底部排水層に敷設した盛土を提案し,放射性汚染土壌や極低レベル放射性廃棄物などの貯蔵保管工法の展開を図る。このため,試験盛土を造成し野外条件下でのCBによる遮水・排水機能を明らかにするとともに,砂と暦の材料特性に応じて盛土構造の規模(つまり貯蔵・保管しうる量)を決定するための設計式を提案する。(2)初年度および第2年度野の研究成果の概要:

実規模大のCB試験盛土を造成し,野外条件下でのCB機能を主に土中水分計測により評価した。続いて,長さ10mの室内CB土槽装置を試作し,浸潤強度や使用材料土を変えてCBの限界長(分流機能)を計測した。これに基づき,CBの限界長を推定できる設計式を確立した。合わせて,野外に植生斜面を造成し,植生被覆等の効果を調べる準備を行った。(3)当該年度の研究成果の概要:初年度に造成したCB試験盛土において土中水分計測を継続するとともに,人工的な豪雨実験を行い,CB機能の長期供用性と豪雨等により破過が起きたのちのCB機能の回復性を検証した。試験盛土造成時の施工経験,分流機能の設計式の確立,ならびに安定したCB機能とその回復性を確認できたことにより,本研究で提案する盛土式の貯蔵保管工法はほぼ実用レベルに達したと考えた。前年度に造成した野外斜面における土中水分計測により,植生被覆に関してはあまり効果が期待できないこと,また透水性の低い被覆土を併用することにより格段の遮水効果が期待できることを確認した。砂層とその下に礫層を敷設したキャピラリーバリア(CB)土層では,地表面から浸潤してきた土中水は,土の不飽和水分特性の違いにより,その境界面で遮断される。CBを導入して,危険な廃棄物あるいは低レベル放射性廃棄物を安全に隔離するための盛土式廃棄物貯蔵工法を提案し,その実用性を,盛土試験を中心に調べた。特殊な施工技術・重機を必要とせず,砂層の密度管理を通して通常の土工工事と同じように築造できる。盛土内の土中水分量の長期測定からは,野外条件下におけるCB層の安定した水分遮断機能を確認できた。大型土槽試験に基づき,遮水範囲(限界長)の推定式を確立し,盛土の構造規模を合理的に決定できることを明らかにした。初研究目的において,研究期間内に明らかにしようとした3課題に対し,次のような達成状況と今後の見込みがあることから,「おおむね順調に進展している。」と評価した。A.盛土の施工法・品質管理法の提示と長期供用性の実証: 1CB機能の成否がクリアな境界面の造成に依拠することから,実務的な展開を図る上で,施工の手順と機材の取り回しが重要なファクターとなる。初年度における実規模大の盛土の試験施工を通して,CB盛土の施工法・品質管理法を検討できた。2その後の継続的な土中水分量のモニターを通して,CB機能の長期供用性を明らかにできつつある。B.盛土表面における植生被覆効果の定量化と極端豪雨時における水理学的安全性の評価: 1CB層に到達する浸潤水ができるだけ少なくなるように,盛土表面の植生被覆により地表面からの降雨浸潤を低減させる必要がある。この低減効果を,2年度間の植栽地盤における雨水浸潤計測により定量化しつある。2飽和不飽和浸透流解析プログラムを整備し,極端な豪雨条件下における盛土内の土中水分移動予測が可能となった。今後,具体的な極端降雨の設定を行い,数十年単位の長期間における予測計算を進める予定である。C.盛土の構造規模および材料選定に関わる設計基準の作成:盛土の構造規模は限界長により決定され,この限界長は境界面の傾斜角と使用材料の不飽和水分特性・飽和透水係数に支配される。試作した長さ10mの室内土槽実験装置を用いて実規模大の限界長を測定できる環境が整えられたことから,今後実験データを積み重ねることにより,限界長に関わる設計式を確立することが可能となった。当初研究目的において,研究期間内に明らかにしようとした3課題に対し,次のような達成状況と今後の見込みがあることから,「おおむね順調に進展している。」と評価した。
高齢者における片脚立位保持機構の解析に基づいた転倒予防プログラムの構築

前年度解析された片脚立位保持中の足趾の力に関する高齢者データと若年者データについてまとめ作業を実施した。結果として、高齢者における足趾間(母趾と小趾)の力の協調性については、若年者と相違がみられなかった。ただし、足圧中心点の変位と母趾とのカップリングについては、高齢者において若年者よりも稚拙であった。そのことが、高齢者において片脚立位保持時間が若年者よりも短縮してしまっている要因であることが示唆された。さらに、この母趾と足圧中心点カップリングの稚拙さは、小趾と足圧中心点とのカップリングによって代償されていることもまた示唆された。この示唆された高齢者の片脚立位保持中の足趾の協調性については、現在論文化をしているところである。さらに仮説として、股関節運動が母趾の機能低下を代償していることも考えられた。この仮説については、新たな研究課題において実証していく予定である。また、当初計画に則り、その示唆された研究結果から考案された転倒予防プログラムを高齢者へ実施した。プログラムの内容としては、足趾の柔軟性向上、筋力向上および足趾運動の切り返し能力向上のための運動を実施した。当初は、即時効果と3ヶ月間のプログラム実施による変化を検討する予定であったが、脱落者が多かったため、即時効果のみの検討となった。現在解析中であるが、考案された転倒予防プログラムは片脚立位保持の時間を延長させる傾向をみせている。若年者および高齢者の測定を終了できており、当初予定していた転倒予防プログラムの立案も実施できた。また、そのプログラムに基づいた運動を高齢者に実施していただき、プログラム実施前後の片脚立位保持時間の変化についても測定することができた。本研究で示唆された高齢者における足圧中心点の変位と足趾とのカップリング能力の低下の要因として、足趾機能に加えて、股関節と足趾との協調性低下も仮説として挙げられた。その仮説について、新たに採択された研究課題において明らかにしていく予定である。具体的には、股関節の関節運動と足趾の運動との協調関係について、相互相関関数等を用いて明らかにする。片脚立位を保持しているときに足趾がどのような力を発揮しているかを測定するために、予定していた足圧分布解析装置一式を購入した。ただし、機器の不備があり、予備実験および本実験の開始が遅れた。足圧分布解析装置は、1cm平方の圧センサーがマット全体にはられており、マットに接地している足底各部位の圧力を測定することができる。予備実験として、本学の学生において片脚立位を保持する課題を1名に対して数回実施した。予備実験によって本装置の使用に問題がないことを確認後、本実験を実施した。本実験では、健常成人の男女10名ずつ、計20名の片脚立位保持を測定した。足部や支持脚下肢に痛みなど、片脚立位を妨げる要因のある者はのぞいた。片脚立位の保持時間は、上限を30秒とし、大きくバランスを崩した場合はその試行を却下した。測定脚は支持脚(非利き脚)とした。課題の条件は、開眼と閉眼の2条件とし、転倒の予防として研究協力者に被験者の傍に立ってもらった。記録された足底各部位の力のデータをエクセルに出力後、MATLABにて母趾側と小趾側の力の時系列データの解析を行った。データの解析は、周波数分析によってどの程度の早さで足趾を動かしてバランスをとっているかを検討した。さらに、ヒルベルト変換後に母趾および小趾の力をどのように協調させてバランスを保持しているかを検討するために、両足趾間の力の位相差を算出した。現在は、足趾圧の解析の途中であり、高齢者の値と比較するために若年者による基準値を作成中である。当初予定した足圧分布測定装置一式を購入でき、予備実験および本実験を終了できている。足圧分布測定装置の不具合によって実験の開始が多少遅れたものの、解析が順調に進んでいる。本研究の目的は、高齢者の運動器症候群などの指標である片脚立位の保持に、足趾がどのように関わっているかを明らかにしつつ、高齢者の若年者に対する特徴を明らかにすることであった。当該年度は、昨年度に引き続き、若年者から収集した片脚立位中の足趾の動きについての解析を実施した。さらに、高齢者のデータを地域高齢者の健康診断時に収集した。収集した高齢者データは、若年者と同様に、片脚立位保持中の足趾、とくに親指側と小指側にかかる力であった。それらの力の時系列変化から、親指側と小指側の協調性および、足圧中心変化と親指もしくは小指とのカップリングについて、相互相関係数を用いて検討した。高齢者において、片脚立位の保持時間は、有意に若年者よりも少なかった。また、親指側と小指側の協調性は若年者と比較して違いがなかったものの、足圧中心変位と指とのカップリングには違いがみられた。その違いは、足圧中心の変位に対する親指側の動きが、高齢者において若年者よりも少なく、足圧中心変位に合った動きをしていなかった。一方、小指側の動きは足圧中心の動きとよく協調しており、若年者よりも高齢者で高い係数を示した。これらの結果から、高齢者においては、小指側の力を利用して、片脚立位を保持していることが示唆され、親指側を利用できないことが、片脚立位の保持時間が短くなる要因ではないかと考えられた。

次年度は、親指側へ介入をした場合の片脚立位保持時間の変化について検討し、片脚立位保持時間延長のための介入方法を明らかにする。若年者の解析および高齢者のデータ収集および解析を完了できたことから、順調に経過しているといえる前年度解析された片脚立位保持中の足趾の力に関する高齢者データと若年者データについてまとめ作業を実施した。結果として、高齢者における足趾間(母趾と小趾)の力の協調性については、若年者と相違がみられなかった。ただし、足圧中心点の変位と母趾とのカップリングについては、高齢者において若年者よりも稚拙であった。そのことが、高齢者において片脚立位保持時間が若年者よりも短縮してしまっている要因であることが示唆された。さらに、この母趾と足圧中心点カップリングの稚拙さは、小趾と足圧中心点とのカップリングによって代償されていることもまた示唆された。この示唆された高齢者の片脚立位保持中の足趾の協調性については、現在論文化をしているところである。さらに仮説として、股関節運動が母趾の機能低下を代償していることも考えられた。この仮説については、新たな研究課題において実証していく予定である。また、当初計画に則り、その示唆された研究結果から考案された転倒予防プログラムを高齢者へ実施した。プログラムの内容としては、足趾の柔軟性向上、筋力向上および足趾運動の切り返し能力向上のための運動を実施した。当初は、即時効果と3ヶ月間のプログラム実施による変化を検討する予定であったが、脱落者が多かったため、即時効果のみの検討となった。現在解析中であるが、考案された転倒予防プログラムは片脚立位保持の時間を延長させる傾向をみせている。若年者および高齢者の測定を終了できており、当初予定していた転倒予防プログラムの立案も実施できた。また、そのプログラムに基づいた運動を高齢者に実施していただき、プログラム実施前後の片脚立位保持時間の変化についても測定することができた。解析途中の健常成人のデータの解析を終了し、その後高齢者の片脚立位中の足底の力分布を測定予定である。高齢者について、本学の河口教授がもたれているフィールドにて測定を実施する予定である。えられた若年者と高齢者の違いから片脚立位保持能力を向上させるための方略を検討する本研究で示唆された高齢者における足圧中心点の変位と足趾とのカップリング能力の低下の要因として、足趾機能に加えて、股関節と足趾との協調性低下も仮説として挙げられた。その仮説について、新たに採択された研究課題において明らかにしていく予定である。具体的には、股関節の関節運動と足趾の運動との協調関係について、相互相関関数等を用いて明らかにする。測定および解析に必要な物品および消耗品の購入が必要になったため高齢者の測定において予定していた人数よりも参加者が少なかったため、謝金および消耗品の支出が少なくなったため。その消耗品の購入が次年度へ移行したため。次年度において、追加実験および学会での発表を予定しているため、次年度使用額が生じた高齢者の測定および解析のために必要な消耗品および物品を購入する予定である
歯周組織幹細胞からみた慢性歯周炎組織破壊と組織リモデリング機序の解明

歯周組織の恒常性は局所の歯根膜細胞や歯槽骨細胞によってなされているが、移動してきた幹細胞様細胞が歯周組織の修復と再生に寄与している可能性があることが報告された。これらの細胞は骨髄間葉系幹細胞のマーカー(PDGFRa)を発現していた。歯周組織は発生学的に神経堤細胞にその起源を持つことからiPS細胞から神経堤細胞に誘導し、歯および歯周組織再生療法へつなげることを本研究課題の目標とし、以下の成果を得た。(1)ヒトiPSからの神経堤細胞誘導方法の確立。(2)誘導した神経堤細胞由来間葉系幹細胞の増殖能と骨・軟骨・脂肪・末梢神経系への分化能の確認。(3)誘導した幹細胞が遊走能を有していることが確認できた。歯周組織を再生させる能力がある組織幹細胞としてこれまで歯根膜幹細胞(Periodontal ligament stem cells: PDLSCs)や歯髄幹細胞(Dental pulp stem cells: DPSCs)が報告されている。歯周組織再生療法であるGTR法では、歯根膜周囲あるいは歯槽骨に存在すると想定される内在性幹細胞が、炎症によって失われた歯周組織の再生現象を誘導することからその存在が示唆されている。これまで研究されているPDLSCsやDPSCsは、歯髄あるいは歯根膜組織を培養皿上で接着培養していく過程で、付着増殖した細胞をPDLSCsあるいはDPSCsと定義し、その幹細胞としての性質が調べられてきた経緯がある。そのためこれまで得られた知見は、前駆細胞の混入や培養による性質変化の可能性が否定できず、実際の歯周組織幹細胞の本質を明らかにするには不十分であると考えられる。申請者らはこれまでにフローサイトメーター(FCM)による細胞分離技術を活用した組織幹細胞分離に関する研究を精力的に行っており、マウスではPDGFRα+Sca-1+CD45-Ter119-、さらにヒトではThy-1+LNGFR+をMSCs特異的マーカーとして同定し、MSCsおよびその他の間葉系細胞分画を直接生体から分離する技術を確立した。計画している具体的な研究項目は1歯根膜幹細胞、歯髄幹細胞を間葉系幹細胞および神経堤幹細胞マーカーを指標にフローサイトメーターにより分離し、その性状を解析する実験系を構築する。2実験的慢性歯周炎発症後の全身および局所における血液細胞と間葉系細胞の動態を解析する。3実験的歯周炎を惹起させたときの組織破壊と治癒様式を歯周組織幹細胞の視点からその動態を解析する、の3つである。平成25年度は実験的慢性歯周炎発症モデルの作製に着手しているが、モデルマウスの作製はまだ確立できていない。手術用顕微鏡とマクロサージェリー用の器具を用いて、慢性歯周炎モデルマウスを作製中である。PDLSCsやDPSCsは、歯髄あるいは歯根膜組織を培養皿上で接着培養していく過程で、付着増殖した細胞をPDLSCsあるいはDPSCsと定義し、その性質が調べられてきた経緯がある。本研究では、マウスおよびヒト歯周組織幹細胞を特異的細胞表面マーカーによって、フローサイトメトリーで直接分離し、歯周組織の恒常性維持に関与する、あるいは炎症によって破壊された組織を再生させる可能性を有する細胞を明らかにすることである。平成24年度は研究項目1を重点的に行い、マウスの長管骨と顎骨には神経堤由来MSCsが存在し、その割合は歯周組織を含んだ顎骨の方が高いことを確認した。このことから長管骨や歯周組織には神経堤由来MSCsやそこから派生した間葉系細胞が、血管・骨・脂肪・末梢神経・線維芽細胞等への分化能を有することで、複雑な歯周組織の恒常性を維持し、バイオフィルム由来の慢性炎症に対し、組織破壊と組織再生の仲介役を担っていると予想している。

歯周組織を再生させる能力がある組織幹細胞としてこれまで歯根膜幹細胞(Periodontal ligament stem cells: PDLSCs)や歯髄幹細胞(Dental pulp stem cells: DPSCs)が報告されている。これまで研究されているPDLSCsやDPSCsは、歯髄あるいは歯根膜組織を培養皿上で接着培養していく過程で、付着増殖した細胞をPDLSCsあるいはDPSCsと定義し、その幹細胞としての性質が調べられてきた経緯がある。しかし、これらの幹細胞が歯周組織のどこに存在し、炎症に罹患していない状態ではどのように恒常性を維持しているのかこれまでほとんど証明されていない。このような状況を背景にマウスおよびヒト歯周組織幹細胞を特異的細胞表面マーカーによって、フローサイトメトリーで直接分離し、歯周組織の恒常性維持に関与する、あるいは炎症によって破壊された組織を再生させる可能性を有する細胞を明らかにすることを研究計画の概要とした。歯周病学実験的慢性歯周炎モデルマウスの作製方法の確立ができていないため、研究の進展がやや遅れている。慢性歯周炎の病態モデルが確立できれば、実験計画“2実験的慢性歯周炎発症後の全身および局所における血液細胞と間葉系細胞の動態を解析する"に着手できると考えている。しかしながら慢性歯周炎病態モデルが確立できても、局所における炎症反応であるため、フローサイトメトリーを用いて全身における血液細胞と間葉系細胞の動態に有意差が出ないことも予想できる。その場合は、神経堤由来と考えられる間葉系幹細胞は分離する技術を有しているので、それらの細胞を用いて実験的慢性歯周炎における組織破壊をこれらの幹細胞で再生することができるかを検討する予定である。この1年間はマウスを中心に実験を行っているが、ヒトの検体については倫理委員会申請書の作製が遅れているため、着手できない状態が続いている。現在、歯周外科手術時に患者から得られる歯槽骨、骨膜、歯肉、歯根膜、抜去歯から歯周組織幹細胞を同定するための倫理委員会申請書を作成中である。この申請書類が完成し、申請書が通過すれば毎週行っている歯周外科手術時に患者検体が手に入り、平成24年度の後半の計画である“2.同定した幹細胞マーカーを用いて、マウス長管骨・顎骨やヒト抜歯検体におけるMSCs、神経堤由来MSCsの局在を免疫組織化学的手法で明らかにする"について解析が進んでいくはずである。マウス間葉系幹細胞のみならず、ヒト歯髄・歯根膜・骨(歯槽骨)・骨膜(歯槽骨)から間葉系幹細胞を分離するための倫理委員会申請書類を作製中である。申請書類の許可が下りれば、ヒト口腔組織由来の神経堤由来間葉系幹細胞分離研究に着手する予定である。研究項目としては「3実験的歯周炎を惹起させたときの組織破壊と治癒様式を歯周組織幹細胞の視点からその動態を解析する」を予定しているが、これまでの研究結果から実験的歯周炎において間葉系幹細胞の動態をフローサイトメトリーで解析することが困難であると判断された場合は、純化された間葉系幹細胞を用いた新規再生療法の開発を目指す。具体的には一部神経堤由来であるマウス間葉系幹細胞を分離し、コラーゲンゲルと混ぜあわせることで「純化間葉系幹細胞シート」の作製に着手する。
脳神経系におけるアルミニウムの膜輸送機構及びイノシトールリン脂質代謝に与える影響

アルミニウム(Al)に神経毒性があることは一般に認められている事実であり、神経変性疾患の発症との関連が指摘されているもののその作用機構は明らかではない。また、Alの脳内における主要分子型であるAl citrateの血液脳関門透過は厳密に制御されており、その破錠は脳内へのAl citrateの移行及びその異常蓄積に繋がると考えられるが、その実体は不明である。申請者らは、ラット不死化脳毛細血管内皮細胞RBEC1及びヒト神経芽細胞腫SH-SY5Yをモデル細胞として用い、Al citrateの輸送系を調べると共に、SH-SY5Y細胞については、その輸送担体の発現量及び細胞の酸化ストレス感受性におよぼすAl citrateの影響を調べた。その結果、RBEC1及びSH-SY5Y細胞によるAl citrateの取り込みは、いずれも、温度及び濃度依存的であること、細胞内ATP、内向きproton及びsodium勾配に非依存的であること、種々の有機アニオン化合物がAl citrateの取り込みを阻害し、中でも、L-cystine/L-glutamate交換輸送体(system Xc^-)の基質は、その取り込みに対するtrans-stimulation効果を示すこと、さらに、system Xc^-の構成分子であるxCT及び4F2hcのmRNAが発現していること、等を認めた。これらの結果は、BBB及びSH-SY5Y細胞におけるAl citrate輸送にNa^+ independent L-cystine/L-glutamate exchanger system Xc^<-->が関与することを示すものである。さらに、SH-SY5Y細胞について、Al citrateを長時間作用させるときxCT及び4F2hc mRNAの発現が低下すること、また、Al citrate処理した細胞は、未処理細胞に比べて、glucose枯渇による細胞内nitrotyrosine量が増加すると共に、cell viabilityの低下が認められた。これらの現象は、Al citrateによって神経細胞におけるxCTのダウンレギュレーションが起り、細胞の酸化ストレスに対する抵抗性が低下することが、神経細胞におけるAl毒性の一因であることを示唆するものである。アルミニウム(Al)は多量に土壌中に分布するため、我々は、微量ながら、飲料水や野菜など多くの食品から日常的にAlを摂取している。Alに神経毒性があることは一般に認められている事実である。すなわち、Alは神経細胞に対して酸化ストレスを付与することにより細胞死を引き起こすことから、神経変性疾患の発症との関連が指摘されている。Alの脳内における主要分子型であるAl citrateの血液脳関門(BBB)透過は厳密に制御されており、その機構の異常や破綻は脳内へのAl citrateの移行、そして、蓄積に繋がると考えられるが、その実体は不明である。申請者らは今年度、ラット不死化脳毛細血管内皮細胞(RBEC1)をモデル細胞として用い、Al citrateのBBB輸送特性について調べ、次の結果を得た。RBEC1によるAl citrateの取り込みは、温度及び濃度依存的であり、その大部分がトランスポータを介したものであることが示唆された。そこで、その駆動力について検討したところ、Al citrate取り込みは細胞内ATP、内向きproton及びsodium勾配に非依存的であることが分かった。次に基質特異性に関する実験の結果、種々の有機アニオン化合物がAl citrateの取り込みを阻害し、中でも、glutamate/cystine交換輸送体(system Xc-)の基質は、その取り込みに対するtrans-stimulation効果を示した。また、RT-PCR法によりsystem Xc-の発現を調べたところ、その構成分子であるxCT及び4F2hcのmRNAが認められた。以上の結果は、BBBにおけるAl citrate

輸送にsystem Xc-が関与することを示しており、酸化的ストレス防御因子との関連からも興味深い知見である。アルミニウム(Al)に神経毒性があることは一般に認められている事実であり、神経変性疾患の発症との関連が指摘されているもののその作用機構は明らかではない。また、Alの脳内における主要分子型であるAl citrateの血液脳関門透過は厳密に制御されており、その破錠は脳内へのAl citrateの移行及びその異常蓄積に繋がると考えられるが、その実体は不明である。申請者らは、ヒト神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞におけるAl citrateの輸送系を調べると共に、その輸送担体の発現量及び細胞の酸化ストレス感受性におよぼすAl citrateの影響を調べ、次の結果を得た。
低酸素誘導性遺伝子発現変化が肺胞炎症に及ぼす影響の細胞生物学的検討

敗血症などの全身性のショックや喫煙はガス交換の単位である肺胞上皮細胞、肺胞間質、肺胞毛細血管の生理的恒常性を阻害し、病態生理学的な変化をもたらす。これらの変化を細胞内シグナル伝達、遺伝子発現の観点から見直し、生体の低酸素誘導性の遺伝子発現において中心的な役割を果たしているHIF-1の活性化と関連づけて解析し、肺障害の成因または進展を細胞生物学的また分子生物学的に理解してさらに実験小動物を用い検証した。肺障害の成因または進展を細胞の低酸素誘導性遺伝子応答の観点から細胞生物学的また分子生物学的に理解して肺障害治療法の評価を新たな観点から下し、また新たな治療法の開発の基礎的な知見を得ることが本研究の目的である。すでに提出済の実験計画に基づいて本年度は以下の研究成果を得た。1タバコ抽出液が肺胞上皮機能に与える影響の検討についてII型肺胞上皮細胞のモデル細胞として頻用される樹立細胞株A549細胞において、タバコ抽出液(CSE)処理により活性酸素依存的にhypoxia-inducible factor 1(HIF-1)の強い活性化が起こることを見いだしていた。H21年度はマウスを用いて生体内でこの現象を再現し、急性肺障害の発生、進展に果たす役割を明らかにして治療への端緒を得るためにマウスにHIF-1aのsiRNAを導入してHIF-1の活性化を抑制して肺障害の進展への影響を検討するモデルの作成を行った。RNA干渉によりHIF-1aの発現抑制に成功した。また脳、腎臓など肺以外の臓器への影響の検討を行った。2低酸素環境が肺胞上皮機能に与える影響の検討についてII型肺胞上皮細胞のモデル細胞として頻用される樹立細胞株A549細胞(ヒト由来)において、HIF-1依存的に水チャネル(aquaporin-5, AQP-5)の発現増強が起こることを見いだしていた。この分子機序と生物学的な意義について主に細胞死の観点から解析を行った。肺障害の成因または進展を細胞の低酸素誘導性遺伝子応答の観点から細胞生物学的また分子生物学的に理解して肺障害治療法の評価を新たな観点から行い、また新たな治療法の開発の基礎的な知見を得ることが本研究の目的である。#1タバコ抽出液が肺胞上皮機能に与える影響の検討についてII型肺胞上皮細胞のモデル細胞として頻用される樹立細胞株A549細胞を用いたタバコ抽出液(CSE)への暴露モデル,マウスを用いた喫煙モデルを用いて、タバコによりhypoxia-inducible factor 1(HIF-1)の強い活性化が起こることを見いだしていた。今年度はその活性化機序の分子機構について解析を行い,ニコチンまたはアクロレイン依存性の経路とそれ以外の経路が存在することを明らかにした。また活性酸素がこの活性化において重要な役割を果たしていることを見いだすと共にこの活性化がHIF-1a蛋白質の細胞内安定化によるものというよりはHIF-1a蛋白質のmRNAからの翻訳過程を促進する機序でHIF-1aの発現増強とHI(F-1の活性化をもたらすことを明らかにした。少なくとも神経由来細胞においてはタバコによるHIF-1の活性化が起こる事を明らかにした。またさらにHIF-1依存的にタバコ暴露により活性化を受ける遺伝子としてREDD1を同定してCOPDの成立におけるHIF-1の役割についての解析に着手した。肺障害の成因または進展を細胞の低酸素誘導性遺伝子応答の観点から細胞生物学的また分子生物学的に理解して肺障害法の評価を新たな観点から行い、また新たな治療法の開発の基礎的な知見を得ることが本研究の目的である。II型肺胞上皮細胞のモデル細胞として頻用される樹立細胞株A549細胞を用いたタバコ抽出液(CSE)への暴露モデル,マウスをた喫煙モデルを用いて、タバコによりhypoxia-inducible factor 1(HIF-1)の強い活性化が起こることを見いだしていた。加えて,活性化機序の分子機構について解析を行い,ニコチンまたはアクロレイン依存性の経路とそれ以外の経路が存在するを明らかにした。また活性酸素がこの活性化において重要な役割を果たしていることを見いだすと共にこの活性化がHIF-1a蛋の細胞内安定化によるものというよりはHIF-1a蛋白質のmRNAからの翻訳過程を促進する機序でHIF-1aの発現増強とHIF-1性化をもたらすことも明らかにしていた。今年度はさらに樹立細胞株A549細胞を用いたタバコ抽出液(CSE)への暴露モデル,マウスを用いた喫煙モデルまた低酸素下への暴露モデルを用いてタバコや低酸素誘導性のHIF-1活性化が,VEGF,aquaporinなどの発現誘導をもたらす事を見いだしたの発見は肺胞の毛細血管の透過性をその病態とする肺水腫の発生にHIFー1の活性化が深く関わることを示唆するもので肺水予防,治療の端緒につながることが期待される発見である。
中国南北朝・唐宋時代の軍事と秩序

中国は古くから「文を尚び武を卑しむ(尚文卑武)」国とされるが、その一方で政治のさまざまな局面で武力が重要な役割を果たしているのも事実である。本研究は、中国の「文治政治」が武力をいかなる仕組みのなかに組み込み、コントロールしていったのかについて、南北朝唐宋時代を中心に探ろうとするものである。分析素材には「軍事儀礼」を用いた。国家秩序の理想型が表現される儀礼のなかにこそ、武力に対する「かくあるべし」との考えが端的に示されるからである。本課題は、中国の北朝後期唐代前期(67世紀)にかけ、府兵制の下に再現された古典的軍事秩序と、唐代中期以降これに代わって出現した個別的な互酬的軍事秩序の相互関係について、歴史的経緯の中で分析していくことを目的とする。前者は古典の正嫡としての外被をまとっているものの、歴史的に見れば募兵制と対応する後者の方が普遍的に見られる現象である。そこで本課題では、(1)前者が採用された思想的文脈の解明、(2)北朝後半唐代前半にも伏流する互酬的君臣関係の跡づけ、という両テーマに取り組み、「後者の持続性」という視点を軸に前者の相対化を図る。今年度は本課題のテーマのうち、『大唐開元礼』に集大成された古典的軍事秩序が、歴史的にどのような過程を経て生まれてきたのかについて考察するための基礎作業として、北朝期の講武・田猟・射礼について、主として正史や類書類から実施例を抽出し、データベースを作成した。当該時期の講武・田猟は郊外で行われる事例が多いこと、特に北周期には講武の開催時季が冬季に集中するようになることなど、『開元礼』に連なる特徴も読み取れた。しかしその一方で田猟が季節性とさほど関係なく、頻繁に行われている点などは、鮮卑族の伝統との関連が想起され、『周礼』など中華の礼学を引き継ぐ面といかなる継承関係を描けばよいのか、数量的傾向のみからは十分解析しきれなかった部分も残る。また軍事色の薄い共同体的儀礼の面が強い射礼については、北朝期の記録がごく稀にしかおらず、軍事儀礼全般の単純な漢化と図式化できない部分も見られた。そこで小林聡氏が衣冠など個々の儀礼を礼学一般の歴史的過程との関連から読み解いた方法を、軍事儀礼にも適用し、『開元礼』に連なる軍事秩序のたどった歩みを質的な面から再整理していく作業に着手した。作業を進めるに当たっては、最近梁満倉氏によって示された、曹魏以降の講武に対する『周礼』の影響についての通時的な展望(「論魏晋南北朝時期的講武」『唐研究』13巻、2007年12月)を合わせて検討したが、講武以外の儀礼との整合性をどのように跡づけるか等が課題として残った。今年度は9月1日より育児休業を取得するため、8月31日をもって本課題の研究期間を中断することとなったが(平成21年3月31日まで中断の予定)、それまでの研究期間内には、以下の研究に取り組んだ。1)儀礼制度や礼学の歴史的展開が軍事儀礼におよぼした影響に関する分析漢から魏晋南北朝時代までの礼学史に関わる先行研究を収集・分析して、平成19年度に作成した北朝軍事儀礼実施例のデータベースと突き合わせ、軍事儀礼の動向が礼学の展開とどう連動するのかについての検討に着手した。2)他領域の成果の参照・中国史との比較検討骨本史・ヨーロッパ史の軍事儀礼研究や、人類学・考古学等の狩猟研究などを参照し、中国専制国家の狩猟儀礼における獲物共食の意味を、多様な視角から検討した。現時点では、獲物を共食する場として、祖先祭祀の場である宗廟を重視している点に、中国的要素の重要なポイントが潜在しているのではないかと考えており、ひきつづき掘り下げていきたい。3)下級武官に関する資料の収集宿衛として君主の側近に侍従した下級武官に関する資料(特に墓誌類)の収集に着手した。また研究の一環として参加した学会(唐代史研究会、8月25日27日)では、新羅などの隣接諸国が高官の子弟を宿衛武官として唐へ送り込み、それが国際関係の重要なカギを握っていたことが、シンポジウムのなかから明らかとなり、本課題においても大きな示唆を得ることができた。今年度は、募兵制期においてとりわけ典型的に現れる「君臣間の互酬的軍事秩序」の足取りについて、府兵制期までさかのぼって探求した。従来、府兵制は兵役制度としての面が強調され、「衣糧自備の安価な軍隊」と見なされてきた。ところが近年の財政史研究では、府兵の自備する衣糧は軍需の一部をまかなうに過ぎず、それ以外に相当の官給が行われていたことが明らかになりつつある。

つまりこれまで募兵制研究において専ら課題とされてきた「軍事支出の存在」は、府兵制にも適用可能ということになる。そこで互酬的軍事秩序の存否を府兵制期以前にさかのぼって探求することを目指す本研究課題の一環として「軍事財政の持続性」という視点を取り入れ、分析を行った。その結果、(1)府兵制成立当初は地方司令官(総管など)が任地において独自の財政運営を行いえたこと、(2)隋代になると彼らから財政権が回収され、軍府(鷹揚府)への物資供給が民政系統(州県)に移管されるようになり、財政によって媒介される皇帝-兵士間の軍事秩序形成の-画期として注目されること、(3)唐代になると中央指令のもと、都督府が中継拠点となって軍事物資の物流網(外配体制)が整備されたことが近年明らかにされたが、それは(2)の構造をより鮮明にしたものと位置づけうること、等の見通しを得た。以上の論点は、まずその一部を唐代史研究会夏期シンポジウム(テーマ「軍事と財政」)において報告したが、その後おこなった分析と合わせて、現在論文化の作業を進めており、来年度中に発表する予定である。(1)「君臣間の互酬的軍事秩序」の分析互酬的軍事秩序の存否を府兵制期以前にさかのぼって探求することを目指す本研究の一環として「軍事財政の持続性」という課題に取り組んだ。財政的物流組織化への着目や、兵役を軍需充足方式として再定位する視角を通じ、軍事財政概念を府兵制期以前にまで適用することの可能性・意義を論じた(論文「府兵制下の『軍事財政』」)。(2)「軍事儀礼」の分析(1)「軍礼」確立過程の解明漢代において礼学上の概念として確立された「五礼」が、魏晋南北朝隋唐時代に国家儀礼として制度化されていくのと歩調を合わせ、五礼のひとつ「軍礼」も輪郭を明確にしていく。そうした過程を、歴代正史の礼志等に基づいて跡づけた(論文「魏晋南北朝階唐時代における『軍礼』確立過程の概観」)。(2)射礼の軍礼化過程『大唐開元礼』において「軍礼」に分類される諸儀礼のうち「射礼」に着目し、もともと「嘉礼」に属していたこの儀礼が「軍礼」に吸収されていくまでの足取りと、変化の背景を探った(学会報告「唐開元軍事儀礼の源流」)。(3)出征儀礼について戦時に開催される一連の「出征儀礼」のうち、戦前・戦後に行われる太廟・太社および南郊(天)の祭祀に着目し、それらが実施される条件と、実施することの政治的意義・思想的背景について検討を進めた(分担研究者となっている「中国古代軍事制度の総合的研究」の研究会にて一部報告し、論考化に向けた準備を進めている)。『大唐開元礼』の「軍礼」に集約された古典的軍事秩序が採用された思想的文脈について、特に次の2つの視角から分析を進めた。(1)出征儀礼の検討中国では古くから戦争に出陣するとき、および帰還するときに宗廟(祖先祭祀の場)と社(土地神祭祀の場)への告礼を行ってきたが、天子が行う戦争の場合はこれに天への告礼が加わる。この点について、平成22年度に行った概括(本課題とは別に分担研究者となっている科学研究費課題「中国古代軍事制度の総合的研究」の研究会において報告)を掘り下げ、以下の作業を展開した。(1)告礼実施例の蒐集・整理を進めた。まだ作業の途中であるが、現時点では、廟・社への告礼が古来広範にみられる営みであったこと、それに対して天への告礼は限定的であり、かつ出現の時期・経緯を見定めるには慎重な実証が必要であることを確認している。(2)出征儀礼が持つ思想的な意味合いについて、礼学史料(経書の注疏や経解類)に依拠して検討を進めた。魏晋南北朝期については今文・古文論争との関連が重要であると考えられる。(2)訓練儀礼の検討
組織工学的手法を応用した機械的刺激に対する骨の三次元動態予測に関する研究

in vivo動物モデルにおいて行ってきた機械的刺激に対する骨の応答を細胞レベルで検討するために,in vitro細胞培養系を用いた実験を行った.骨リモデリングは,主に骨芽細胞による骨形成と破骨細胞による骨吸収とが機能的共役を果たすことによって営まれている.ところが,骨芽細胞の力学応答に関する研究はこれまで多いものの,骨吸収を行う破骨細胞に関する研究は非常に少ない.これは,破骨細胞の樹立株が未だ確立されておらず,高純度で大量の細胞を単離するのが困難であるという理由による.そこで本研究では,破骨細胞の単離方法を習得し,象牙スライス上で破骨細胞を培養しながら同時に伸張負荷を与えることが可能な実験系を新たに開発した.機械的刺激の負荷が単離成熟破骨細胞の骨吸収能に対して与える影響は,破骨細胞のマーカータンパク質であるTRAPおよびcathepsin KのmRNA発現量の定量,象牙スライス上に形ヤされた骨吸収窩の形態計測と面積定量によって評価した.その結果,成熟破骨細胞は伸張刺激によって骨吸収を冗進させることが明らかになった.この骨吸収の充進は,個々の破骨細胞の骨吸収活性の増大ではなく,吸収期にある破骨細胞の数が増加したことに起因すると推察されたDさらにガドリニウムを添加して,破骨細胞のSAイオンチャネル(stretch-activated cation ion channel)をブロックして伸張刺激を与えた実験により,成熟破骨細胞は間葉系細胞の非存在下においても,SAイオンチャネルの関与した機械的刺激の受容メカニズムによって骨吸収機能をイ節しているという非常に興味深い知見が得られた.力学的刺激を受けた骨体のリモデリング機構の一端を明らかにするために,in vivo動物モデルを利用した実験と数値応力解析とを組み合わせた研究を行った.本年度は特に,ラット尾椎に対して機械的刺激を負荷したときに生じる骨形態変化を経時計測し,さらに適応リモデリングした骨体の応力分布の変化を明らかにすることを目的とした.このために,ラット第4,6尾椎に挿入したピンを介して第5尾椎に圧縮荷重を与えることが可能な動物モデルを作製し,高分解能マイクロCTによって骨形態を非侵襲かつ経時的に計測する実験系を確立した.これによって,同一個体,同一部位の骨形態変化を計測することが可能になった.機械的刺激によるリモデリング過程にある骨体の形態変化を,このように経時的に評価したという研究は過去に見受けられない.機械的刺激を与えられた尾椎では増殖性のモデリングが誘導され,皮質骨断面積の増加が認められた.マイクロCT計測画像や組織切片の観察により,皮質骨骨膜表面においてwoven boneの形成が認められた.さらに,剛体バネモデルと有限要素解析とを併用した二次元応力解析,尾椎のマイクロCT連続スライス画像をもとにしたイメージベース三次元有限要素応力解析によって,荷重を与えられた尾椎では荷重形態に対して応力分布の均一化や応力レベルの低減を目指した適応リモデリングが行われていることが示唆された.機械的強度が低く幼若ではあるが急速に形成することが可能なwoven boneを骨膜表面に形成し,機械的ストレス環境の急激な変化に対して適応を図ることが示された.in vivo動物モデルにおいて行ってきた機械的刺激に対する骨の応答を細胞レベルで検討するために,in vitro細胞培養系を用いた実験を行った.骨リモデリングは,主に骨芽細胞による骨形成と破骨細胞による骨吸収とが機能的共役を果たすことによって営まれている.ところが,骨芽細胞の力学応答に関する研究はこれまで多いものの,骨吸収を行う破骨細胞に関する研究は非常に少ない.これは,破骨細胞の樹立株が未だ確立されておらず,高純度で大量の細胞を単離するのが困難であるという理由による.そこで本研究では,破骨細胞の単離方法を習得し,象牙スライス上で破骨細胞を培養しながら同時に伸張負荷を与えることが可能な実験系を新たに開発した.機械的刺激の負荷が単離成熟破骨細胞の骨吸収能に対して与える影響は,破骨細胞のマーカータンパク質であるTRAPおよびcathepsin KのmRNA発現量の定量,象牙スライス上に形ヤされた骨吸収窩の形態計測と面積定量によって評価した.その結果,成熟破骨細胞は伸張刺激によって骨吸収を冗進させることが明らかになった.この骨吸収の充進は,個々の破骨細胞の骨吸収活性の増大ではなく,吸収期にある破骨細胞の数が増加したことに起因すると推察されたDさらにガドリニウムを添加して,破骨細胞のSAイオンチャネル(stretch-activated cation ion channel)をブロックして伸張刺激を与えた実験により,成熟破骨細胞は間葉系細胞の非存在下においても,SAイオンチャネルの関与した機械的刺激の受容メカニズムによって骨吸収機能をイ節しているという非常に興味深い知見が得られた.
「測定の不確かさ」の情報がある場合の試験所間比較における統計的方法

本研究では、試験所間比較のデータを測定の不確かさの情報を用いて解析し、試験所の測定パフォーマンスを評価する方法を提案する。試験所間比較とは同一の品目を異なる試験所が測定することである。測定の不確かさとは測定値の信頼性を定量化したものである。提案手法は2つの段階に分けられる。まず、モデル選択を通じた試験所間比較の企画・運営の妥当性確認が行われる。次に、選択されたモデルに基づく測定パフォーマンスの評価が行われる。高速で十分な精度をもつアルゴリズムの開発によりはじめて実現される、この解析方法は、試験所の技能を公平に評価する一つの手立てを与えるものとなる。試験所(測定者)の測定能力を確かめるのに、複数の試験所で、同一の測定対象物を測定した結果を比較することで行われる「技能試験」は有用である。不確かさの妥当な見積もりを含めた測定能力の評価を、参照となる試験所との比較により実施することはよく行われているが、参照試験所がない場合、そのような評価は困難であった。本研究では、このような参照試験所がない場合に、参加者の測定能力を評価するための理論的な基礎を確立した。その統計学的な課題は外れ値の影響に頑健な方法を確立することにある。この課題に対して、報告された測定の標準不確かさ(測定値の標準偏差にあたる)に加えて、付加的な不確かさを考慮し、その大きさの推定をベイズ統計の推定対象とみなした。事前分布を周辺尤度の最大化に基づいて定める経験ベイズの手法を適用することにより、ほとんどのケースで外れ値に頑健な推定ができた。さらに、推定された値を用いて、簡単に試験所の測定能力を評価する統計的方法を開発した。ただし、いくつかのケースでは、不自然に思える推定結果が見られた。これは、例えば測定対象物が不均質であるとか、不安定であるという試験所の測定能力以外の原因で、測定値がばらついているときである。このようなことが起きていないかどうかを、モデル選択の問題と捉えて解析することにより、定量的に検討することを可能とした。今後は、この2つのケースをうまく組み合わせ、総合的かつ簡易な測定能力の評価アルゴリズムを提案することが課題である。本研究では、試験所(測定者)の「測定の不確かさ」の見積もりの妥当性も含めた測定能力を検証するために、必要な統計的方法を開発した。近年、試験においては、その値を報告するのみならず、その値の質、すなわち、「測定の不確かさ」を報告することも求められてきている。複数の試験所で同一の測定対象物を測定した結果を比較し、試験所の技量を評価することを技能試験と呼ぶ。上の目的のために参照となる試験所との比較による技能試験がよく行われている。しかしながら、参照となる試験所がない試験分野も多く、客観的に試験結果の妥当性を確認することはしばしば困難な課題であった。統計学的側面からはこの問題の解決のために主に2つの課題があり、一つ目は「外れ値に頑健な手法の開発」である。この目的のために、我々は各試験所が報告した値の(標準偏差にあたる)標準不確かさに加えて付加的な不確かさを導入し、ベイズ統計の推定値とした。どのように付加的な不確かさを与えるかについては、ベイズ統計によるモデル選択の考え方を適用した。実際の技能試験の解析では、統計モデルに基づかない解析手法が用いられることが多かった。統計モデルに基づく頑健な手法を与えることで、解析の客観性を高めることができた成果は大きい。もう一つの課題は「統計的に意義の明確な統計量の決定」である。技能試験の結果は個々の試験所にとって、実際上の影響は非常に大きいにも関わらず、従来、提案されてきた評価量は経験的なもので、その背景にある考え方は明瞭でなかった。本研究では、この目的のために、統計モデルを定め、そのベイズ事後予測統計量を与えた。この際、例えば100試験所が参加した場合でも数分の計算時間で済む程度に計算上の負担を抑えることが現実的である。我々の開発した手法はこれを達成し、現実の問題に適用しうるものとなり、いくつかの試験的な解析事例を示すことができた。平成26年度には、「(1)モデル選択による試験所間比較プロトコルの妥当性評価」、「(2)個々の試験所の技能の統計的評価」について、理論的な問題点を整理し、予備的なデータを得ることを目標としていた。(1)についての具体的なアイディアと数値計算アルゴリズムを発展させ、その内容を国際会議にて発表した。同じく(2)について、その基本的なアイディアを論文として投稿し、査読付きの図書の一編として採択された。

情報学・複合領域本研究の目的には、「(1)モデル選択による試験所間比較プロトコルの妥当性評価」、「(2)個々の試験所の技能の統計的評価」、「(3)効率的なアルゴリズムと実用的ソフトウェアの開発」の3つがある。(1)と(2)については、それぞれその基本的なアイディアを具体化させることができた。しかし、それぞれが深く関連してはいるが独立した内容になっており、一貫した理論に基づいたものになっていない。最終年度である本年には、(1)と(2)の間を埋める論理を明確にし、その上で簡易に数値計算ができるアルゴリズムの開発を実施する予定である。162,864円は契約済であり、英文校閲の十分なクオリティを確保することを優先し、締切を次年度とした。残額(109,380円)で解析用PCの購入を検討していたが、旅費や論文の作成に必要な予算を優先させた結果、残予算で十分な性能のPCを購入するのは難しい状況になったため、これを次年度使用とした。次年度の予算と合わせて、解析用のPCの購入を検討する。