hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
無限次元の情報幾何学を用いた脳活動のモデリング

ダイナミックな脳活動データを解析する際に、環境や動物の状態が変化していく非定常性が問題となることが多い。本研究では、無限次元の情報幾何学を用いたセミパラメトリック推定を行うことで、時系列の平均値がドリフトし、さらにドリフトの時間波形に無限の可能性があったとしても、それとは“直交"する、時間変動しない統計パラメタ(例えば相関)を正確に推定する方法を開発した。神経科学において、複数の神経細胞から同時に電気活動が記録できる実験を行った場合に、細胞の応答特性と合わせて、細胞同士が繋がっているかを特定できることは重要である。その目的のためには、神経細胞の活動の相関を見ることが有効とされて、広く電気生理実験において用いられてきている。しかしながら、従来の相関係数を用いた推定方法だと、神経細胞の活動が非定常なトレンドを持ってドリフトしているような場合には、神経細胞間の繋がりを反映したものではなく、ベースラインのトレンドの時間発展の形のみを反映した誤った相関の値を推定してしまう。そこで、本研究においては、無限次元の情報幾何学を用いたセミパラメトリック推定を行うことで、ベースラインの活動がどのようなドリフトをする場合でも、ドリフトの影響は一切受けず、細胞間の活動の(ゆらぎの)相関を正しく推定する方法を開発した。またさらに、この推定方法がシミュレーションにより生成した時系列に対してうまくいくことを実証した。この成果は、以下の論文として出版された:動的な脳活動等のデータを解析する際に、環境や動物の状態が変化していく非定常性が問題となることが多い。本研究では、無限次元の情報幾何学を用いることで、時系列の平均値がドリフトし、さらにその時間発展の関数形に無限の可能性があったとしても、それとは“直交"する、時間変動しない統計パラメタ(ゆらぎや相関などの高次統計量)を正確に推定することを目指す。モデルを完全には特定せずに、ドリフトにあらゆる可能性が残る中で、一部の統計パラメタを正確に推定できるのは驚くべき事である。各種高次統計量に対して、この魔法のような推定法を開発し、脳計測データの解析に応用する。本年度の1つ目の成果としては、上記枠組みにおいて、相関を推定する方法を開発した。各種研究会において発表して内容を深めた。特に、「情報統計力学の最前線ー確率が繋ぐ自然現象と情報処理の数理ー」(YSM-SPIP2012)においては招待講演を行った。この内容を論文にまとめて、"Interdisciplinary Information Sciences"誌に投稿した。なお、神経科学における相関の推定の重要性をまとめたものを、国際会議SCIS-ISIS 2012において口頭発表して、プロシーディングスとして論文を出版することも行った。本年度の2つ目の成果としては、上記枠組みにおいて、文字列の繰り返しやすさを推定する方法を開発し、各種研究会において発表を行った。本年度においては、主として、神経活動データ解析を行うための方法論の抜本的な開発を行った。特にこれまで研究してきた情報幾何学的な方法に必ずしも限定せずに、それを含む広い意味での「応用現代幾何学」の手法を用いることで、方法論的ブレークスルーを目指した。高度に抽象的な幾何学を積極的に使ったデータ解析手法は珍しいものであり、このような野心的な挑戦が新しいイノベーションを生み出すと期待するものである。以下、この萌芽的な成果について2点説明を行う。1つめの成果としては、グラフのHodge-小平分解を用いたものであり、ネットワークの再起結合、すなわち、穴の数に着目することで、ネットワーク構造の特徴づけを行う手法を開発した。特に我々は、学習ルールが異なるニューラルネットワークに対して、時間発展の結果生成されたネットワーク構造が異なることを発見した。この成果は来年度以降出版される予定である。2つ目の成果としては、Euler解析を用いた画像中のおはじき数のカウント、あるいは、タッチパネルへのタッチ数のカウントを行う並列アルゴリズムの開発がある。トポロジーの数学の厳密な成果に基づいているため、タッチ数などを近似的に数えるのではなく、多くのニューロンによって分散されて計算されるものの、最終的には必ず正確に数えられるという特徴がある。なお、並列化して神経回路による実装を行ったのは、将来的な大規模化を考慮した高速化を行うためであった。この成果は、オープンアクセスの電子ジャーナルIEEE Accessにおいて出版された。本年度においては、広く「応用現代幾何学」の方法を脳科学・脳工学へと応用した。高度に抽象的な幾何学を積極的に使ったデータ解析は珍しいものであり、このような野心的な挑戦が新しいイノベーションを生み出すと期待するものである。具体的な成果の1つとしては、前年度に方法論として開発したグラフのHodge-小平分解を応用する事で、ネットワーク中のループの数から、神経回路網の学習則の違いを判別することができた。このことは、トポロジーをただ計算してみるだけではなく、重要な問題を解決するために極めて有効となるケースがある事を示した。また、情報幾何学の応用として、安静状態であっても変動し続ける脳活動において、視覚刺激に対する相対的に小さな応答を、どのように情報処理しているか、という問題を指導学生の卒業研究として進めた。雑誌論文としては未発表であるが、今後一連の研究へと発展することが期待できる。これらに限らず、現代幾何学を用いた解析手法が極めて効果的な応用先がこの1年で数多く見つかったことも収穫であり、今後のこの路線における研究の発展は間違いないものと確信することができた。

ダイナミックな脳活動データを解析する際に、環境や動物の状態が変化していく非定常性が問題となることが多い。本研究では、無限次元の情報幾何学を用いたセミパラメトリック推定を行うことで、時系列の平均値がドリフトし、さらにドリフトの時間波形に無限の可能性があったとしても、それとは“直交"する、時間変動しない統計パラメタ(例えば相関)を正確に推定する方法を開発した。方法論的なブレークスルーが見つかったため、予想以上の進展を見せた。神経科学,応用数学,データ科学これまでに生み出された新たな方法論の開発をさらに推し進めると共に、従来より行ってきた情報幾何学を用いたデータ解析法の発展も行っていく予定である。情報幾何学を利用したデータ解析手法を開発し、本年度出版された。現在進行中の研究では、脳の触覚のモデルを提案し(投稿中)、当初の予定通り、現代幾何学を応用して、データ解析手法を開発するだけではなく、脳のモデルを提案するというスタイルの研究も行い始めた。当初の予定通り、神経電気生理学のデータ解析に役立つ情報幾何学に基づく指標3点セット(不規則性、相関、行動選択の繰り返し易さ)の開発が進み、完成されつつある。今後は、データ解析手法の理論的な開発のみに終わらせることなく、視覚野などから計測された神経活動の実データに対して応用する予定である。メソッド論文などの形で、実データ解析の例も見せて、ユーザーフレンドリーな形で提案手法を紹介することも目標としたい。予期せず研究が進展した部分としては、情報幾何学の理論の範疇にとどまらず、より一般的な現代幾何学の分野まで手法を広げて、研究を進められるようになってきた点である。現代幾何学を応用した革新的な脳理論として、まずは触覚のモデルを構築することを目指す。本研究計画の1つ目の目標である、神経電気生理学のデータ解析に役立つ情報幾何学に基づく指標3点セット(不規則性、相関、行動選択の繰り返し易さ)を完成させるのが急務である。2つ目の目標として並行して、情報幾何学の枠組みを、脳情報処理の確率モデル構築のために役立てる路線を進める予定である。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成26年度請求額とあわせ、平成26年度の研究遂行に使用する予定である。繰り越した額は、国際学会発表(SIAM)のための旅費として使用する予定である。データ解析手法の研究成果を発表したり、脳情報処理の確率モデル構築のために必要となる電気生理学の情報を収集するために旅費として使用する予定である。本研究プロジェクトの全般を通して高度な数学を用いるために、特に数学関連の書籍が必要となることと、確率モデルの数値計算及びデータ解析のための計算機が必要となるために、物品費を使用する予定である。
科学教育を支援する学校外学習環境の評価基準の策定に関する企画調査研究

本調査研究では、科学教育を支援する学校外学習環境の評価基準を策定するための基礎資料の収集と研究グループを組織することが目的であった。基礎資料の収集に関しては、科学系博物館360機関(総合博物館、理工系博物館、水族館、地質博物館、ビジターセンター等を含む)にアンケート調査を行い、282機関(78%)から回答を得た。この種のアンケート調査では異例の高回答率を得て、博物館等の社会的な説明責任あるいは情報公開が迫られている様が想像できた。調査項目は一般的な博物館の基礎情報(施設・設備及び利用者)と教育利用に関する情報(教育プログラムの有無やその内容)からなり、平成14年度の科学系博物館の利用状況について把握することが出来た。また、ホームページを公開する機関についてはホームページでのPR情報を収集した。さらに、回答のあった機関のなかから7機関を選んで訪問調査を行って、質的な情報を補った。以上、アンケート調査等により基礎資料は十分に収集することができたと考える。一方、基礎資料の収集に研究期間の大半を費やしたため、組織化については実現することができなかった。ただし、学会等での研究発表動向から先行的に実践研究を行っているグループが既にいくつか存在することがつかめた。したがって、さらに研究を発展させるためには、それらのグループと共同して研究が進められるように調整を図る必要があると考える。
アルミニウム集積植物の耐性機構

本研究はアルミニウム集積植物の耐性機構の解明を目的とし、特に体内に集積するアルミニウムの存在形態に着目して、アルミニウム結合物質の同定等を行った。実験材料は典型的なアルミニウム集積植物ハイドランジアを用いた。主な成果は以下の通りである。1.ハイドランジアの葉中に1kg新鮮重あたり15.7mmolのAlが含まれているが、その3分の2は細胞溶液中に存在していた。2.^<27>Al-NMRを用いて、葉中や細胞溶液中のAlの存在形態を観察したところ、いずれもケミカルシフトが11から12ppm付近にシグナルが認められた。このケミカルシフトはクエン酸-Al(1:1)錯体のものと一致する。3.細胞溶液中のアルミニウムをSephadex G-10を用いて、繰り返し精製した結果、クエン酸とAlが1:1の比で存在している画分が得られた。この画分も^<27>Al-NMRにおいて、葉中のと同じシグナルを与えた。4.Alとの結合物質の構造をさらに確認するために、イオン交換、イオン排除クロマトグラフィを用いて精製した。^1H-NMRやFAB-Mass等で測定した結果、クエン酸の構造と全く一致していることが明らかとなった。5.細胞溶液中のAlの毒性をテストするために、トウモロコシの根の伸長阻害に対する影響を調べた。その結果、細胞溶液から精製したAlは全く根の伸長を阻害しなかった。また根端の細胞の生存率にも影響しなかった。これらの結果はアルミニウム集積植物ハイドランジア葉中において、Alが体内でクエン酸と安定な錯体を作ることによって、アルミニウムを無毒化していることを示している。
Stein問題において許容性とミニマクス性を併せ持つ推定量の追求

多変量球面対称分布の位置母数ベクトルの推定問題において,許容的な推定量の十分条件に関する研究を行った.統計的決定理論の枠組みで扱うための損失関数は二乗損失関数とする.許容性の証明において標準的な手法は,Brown-Hwang(1982)が提案した「targetとなるimproperな事前分布に近づくproperな事前分布の列」を用いるものである.しかしBrown-Hwangの列はある点で打ち切ってサポートを有界とすることにより,proper性を確保しており,取り扱いが難しく議論が複雑になる.平成18年度以前に,調和型事前分布を用いた事前分布の列で,サポートが多次元のユークリッド空間全体であり、必要なだけ微分可能なものを提案していた.しかし,調和型事前分布という特定の分布に依存しているため,十分条件がやや複雑で,条件を満たす分布の境界が不明確であった.平成18年度は,これまで調和型事前分布に依存して作っていた事前分布の列を,targetである事前分布に依存させて作ることに成功した.これにより,十分条件が簡潔な表現になり,分布の境界が分かりやすくなった.また正規分布のケースにBrown(1971)が提案した許容的であるための十分条件と同じ性能の条件が,多変量球面対称分布の場合にも成り立つことがわかった.なお,配分額の半分以上をカナダ・ブリティッシュコロンビア大学(UBC)とアメリカ・ペンシルバニア大学(UPenn)への外国出張に用いた.UBCのZidek教授及びUPennのBrown教授との議論が今回の研究に非常に役立った.多変量球面対称分布の位置母数ベクトルの推定問題において,許容的な推定量の十分条件に関する研究を行った.統計的決定理論の枠組みで扱うための損失関数は二乗損失関数とする.前回の科研費(課題番号14740063)より引き続いて考えているテーマである.許容性の証明において標準的な手法は,Brown-Hwang(1982)が提案した「targetとなるimproperな事前分布に近づくproperな事前分布の列」を用いるものである.しかしこれはある点で打ち切ってサポートを有界とすることにより,proper性を確保しており,取り扱いが難しく議論が複雑になる.前回の科研費では,対数関数を用いた事前分布の列で,サポートが多次元のユークリッド空間全体であり、必要なだけ微分可能なものを提案した。今年度の研究は正則条件の整備が主であった.1)対数関数及び多項式を漸近的性質として拡張したslowly varying function, regularly varying functionを用いて,議論を一般化した.2)前回までは密度関数に二回連続微分可能性を課していたが,今回不等式の評価方法を工夫することにより,一回連続微分可能性だけで十分であることを示した.3)球面対称分布のモーメントに関する制約を弱めた.具体的には前回の議論では,4次モーメントの存在を仮定していたが,3次に弱めた.一般に許容性の主張において,「リスク関数がfiniteであるために必要なモーメント+1」が最低限必要な次数であることが他の問題で広く知られており,その意味で今回の結果はぎりぎりまで次数を落とした点で評価できる.多変量球面対称分布の位置母数ベクトルの推定問題において,許容的な推定量の十分条件に関する研究を行った.統計的決定理論の枠組みで扱うための損失関数は二乗損失関数とする.許容性の証明において標準的な手法は,Brown-Hwang(1982)が提案した「targetとなるimproperな事前分布に近づくproperな事前分布の列」を用いるものである.しかしBrown-Hwangの列はある点で打ち切ってサポートを有界とすることにより,proper性を確保しており,取り扱いが難しく議論が複雑になる.平成18年度以前に,調和型事前分布を用いた事前分布の列で,サポートが多次元のユークリッド空間全体であり、必要なだけ微分可能なものを提案していた.しかし,調和型事前分布という特定の分布に依存しているため,十分条件がやや複雑で,条件を満たす分布の境界が不明確であった.平成18年度は,これまで調和型事前分布に依存して作っていた事前分布の列を,targetである事前分布に依存させて作ることに成功した.これにより,十分条件が簡潔な表現になり,分布の境界が分かりやすくなった.また正規分布のケースにBrown(1971)が提案した許容的であるための十分条件と同じ性能の条件が,多変量球面対称分布の場合にも成り立つことがわかった.なお,配分額の半分以上をカナダ・ブリティッシュコロンビア大学(UBC)とアメリカ・ペンシルバニア大学(UPenn)への外国出張に用いた.UBCのZidek教授及びUPennのBrown教授との議論が今回の研究に非常に役立った.
行政法支援とグローバル行政法

本研究は、「グローバル空間」において、「グローバル行政法」が登場するという新しい法現象に注目することにより、し日本の行政法の再構築の視座を得ようとするものであった。アメリカにおいて、Administrative Law Liteとして「グローバル行政法」をみるアプローチについて調査し、ヨーロッパにおいて、「グローバル行政空間」における「法の支配」のあり方を分析するMax-Plank Institute Heidelbergアプローチについて調査し、中国において、権威主義レジームの自己改革としての行政法改革を調査し、旧ソ連圏において、Policy making accountabilityを実現する行政法改革の可能性と限界を調査した。これらの調査の結果、行政の自己統制を中心とする新しい行政法の展開が、「グローバル空間」においてみられることが明らかとなった。本研究は、「グローバル空間」において、「グローバル行政法」が登場するという新しい法現象に注目することにより、行政法が国内法であることを見直し日本の行政法の再構築の視座を得ようとするものであった。ヨーロッパ、アメリカ、アジア地域における「グローバル行政法」を分析するアプローチを調査するために、研究分担者を各地域に送り、その調査結果を持ち寄って研究会を開き比較検討した。1アメリカ:Administrative Law Liteとして「グローバル行政法」をみるアプローチについて、行政法整備支援に取り組む研究者の見解を調査した。司法審査中心の伝統的なアプローチをとるか、または、行政の自己拘束を中心とする新しいアプローチをとるかが、重要論点となっていることが分かった。また、ここでは、法の支配と開発との関係が行政法整備支援にいかなる影響を及ぼすかも論点となっている。2ヨーロッパ:「グローバル行政空間」における「法の支配」のあり方を、グローバル、リージョナルなレベルで分析するMax-Plank Institute Heidelbergアプローチを中心にして、ドイツの研究者の見解を調査した。そこでは、International Public Authorityという概念を基軸にして、公権力概念の拡大、ソフト化、公共性が語られており、国内制定法中心主義から国際法と協働する行政法への転換如何が論点であることが分かった。3中国:「グローバル行政空間」に組み込まれた中国における行政法整備の動向を、伝統的な行政救済法整備の流れと新しいPolicy making accountabilityの流れの二つに分けて検討するため、研究者および実務家の見解を調査した。権威主義レジームの自己改革のなかに行政法改革を位置づけ、政党システムも視野に入れた議論の重要性が分かった。4旧ソ連圏:中国と異なり、伝統的な行政救済法整備が進まないなかで、Policy making accountabilityを実現する行政法改革の可能性と限界について、研究者と実務家の見解を調査した。制度の現在の配置のあり方と経路依存の重要性が分かった。
無限次元リー代数と量子群の表現論の代数解析的研究

アフィン・リー代数の負レベルでの最高ウェイト表現の指標公式について,柏原正樹氏と共同研究を行った.これまでの柏原氏との研究で,最高ウェイトが整ウェイトの場合にはカジュダン・ルスティック型指標公式が成立することが証明できていたが,さらにこれを拡張し,最高ウエイトが有利的な場合にも同様の公式が成立することを証明した.証明は,リー代数の表現とD加群の関係を与える代数解析的部分およびD加群と交叉ホモロジーをつなぐ位相的部分の二つに分かれる.代数解析的部分では,整ウェイトの場合の証明はそのままでは拡張できないので,新たにラドン変換についての一般論を構築して,これを用いた.また位相的部分では,カッツ・ムーディ・リー代数のルート系の部分ルート系に関する考察を行いこれを用いてルスティックの結果を拡張した.この結果は以前の結果を含むものであるが,証明は見通しのはっきりしたものになった.なお,我々の結果とカジュダン・ルスティック及びアンデルセン・ヤンツェン・ゾルゲルの結果をあわせて,この分野における永年の懸案であった正標数における半単純代数群の有利表現の指標に関するルスティック予想の証明が完成した.また,一般カッツ・ムーディ・リー代数の量子群についてS.-J.カン氏と共同研究を行い,普遍R行列の存在及びその中心の構造定理を得た.さらに,ゲルファントらによるグラスマン多様体上の一般超幾何方程式のさらなる一般化であるエルミート対称空間上の微分方程式について考察を行い,ラドン変換との関連や,方程式がホロノミー系になるための条件について調べた.アフィン・リー代数の負レベルでの最高ウェイト表現の指標公式について,柏原正樹氏と共同研究を行った.これまでの柏原氏との研究で,最高ウェイトが整ウェイトの場合にはカジュダン・ルスティック型指標公式が成立することが証明できていたが,さらにこれを拡張し,最高ウエイトが有利的な場合にも同様の公式が成立することを証明した.証明は,リー代数の表現とD加群の関係を与える代数解析的部分およびD加群と交叉ホモロジーをつなぐ位相的部分の二つに分かれる.代数解析的部分では,整ウェイトの場合の証明はそのままでは拡張できないので,新たにラドン変換についての一般論を構築して,これを用いた.また位相的部分では,カッツ・ムーディ・リー代数のルート系の部分ルート系に関する考察を行いこれを用いてルスティックの結果を拡張した.この結果は以前の結果を含むものであるが,証明は見通しのはっきりしたものになった.なお,我々の結果とカジュダン・ルスティック及びアンデルセン・ヤンツェン・ゾルゲルの結果をあわせて,この分野における永年の懸案であった正標数における半単純代数群の有利表現の指標に関するルスティック予想の証明が完成した.また,一般カッツ・ムーディ・リー代数の量子群についてS.-J.カン氏と共同研究を行い,普遍R行列の存在及びその中心の構造定理を得た.さらに,ゲルファントらによるグラスマン多様体上の一般超幾何方程式のさらなる一般化であるエルミート対称空間上の微分方程式について考察を行い,ラドン変換との関連や,方程式がホロノミー系になるための条件について調べた.
インクルーシブ教育システムの構築に向けた小学校外国語教育カリキュラムの開発的研究

本研究では、小学校外国語教育において、発達障害などの特別な支援を必要とする児童を中心とした多様な児童が参加できるカリキュラムや実践の在り方を検討・開発することを目的とした。特にカリキュラム開発においては、小学校や外国語による特別支援教育を展開しているインターナショナルスクールに協力を得ながら、インクルーシブ教育の研究者と外国語教育の研究者が連携して実践を通した効果検証を行うことで、エビデンスに基づくカリキュラム・指導法の開発・提案を行うことを目的とし、H30年度は、以下の3つの内容について研究を実施した。1.現行の外国語活動における優れた実践者の授業分析:実際の授業観察および映像の分析により、どのようなつまずきが見られるかを明らかにする。その結果を元に、特に音韻の認識や発話コミュニケーションに困難のある児童が参加しやすい授業の条件を検討した。2.教科化後を見据えた指導に取組む先進校での実践分析:授業観察を通して教科型指導で新たに発生する困難点や注意事項を明らかにするための分析を行った。この結果を元に読み書きや文構造への気づき指導における配慮の在り方を検討した。3.外国語活動を行う上で、発達障害などの特別な支援を必要とする児童への支援対して実施している工夫の内容や困っていることについて、小学校の教員に尋ねるアンケート調査用紙を作成した。次年度、この調査用紙を学校へ送付し、調査を実施し、回答傾向を分析し、実践の在り方を検討する。授業分析についてはおおむね順調に進展しているが、学校への調査については、夏の水害による混乱により実施不可能となり、調査の実施がしやすい翌年度夏における実施へと変更したため。今後は、協力校における実践の観察、記録、分析を引き続き進めるとともに、広範囲での調査を通し、教師側の要因、児童側の要因、施設設備の要因から、学習困難のある児童に対する外国語教育実施の課題と先駆例の優れたポイントを明らかにする。これらのポイントを基に、多様なニーズのある児童を含めた外国語教育・外国語活動のカリキュラムや実践の在り方について提案をする。特にカリキュラム開発においては、小学校や外国語による特別支援教育を展開しているインターナショナルスクールに協力を得ながら、インクルーシブ教育の研究者と外国語教育の研究者が連携して実践を通した効果検証を行うことで、エビデンスに基づくカリキュラム・指導法の開発・提案を行うことを目的とし、H29年度は、以下の3つの内容について研究を実施した。1.現行の外国語活動で使用される教材教具の分析:主に『Hi, friends!』やその学習指導案、実際の授業で使用されているワークシート等の分析を通して、発達障害等の学習に困難のある児童がつまずきやすいポイントを明らかにした。2.現行の外国語活動における優れた実践者の授業分析:実際の授業観察および映像の分析により、どのようなつまずきが見られるかを明らかにする。3.教科化後を見据えた指導に取組む先進校での実践分析:上記2と同様に、授業分析を通して教科型指導で新たに発生する困難点や注意事項を明らかにするための分析を行った。授業分析については外国語活動の教科化に伴い学校現場が混乱しており、協力校を見つけるのに苦労をしたり、調査についてもH30年度の夏休み以降に本格的に実施した方がより多くの協力が得られる可能性があり、H29年度はパイロット調査にとどまったが、H29年度の計画で実施すべきことはおおむね達成できていると考えられるため。今後は、協力校における実践の観察、記録、分析を行うとともに、広範囲での調査を通し、教師側の要因、児童側の要因、施設設備の要因から、学習困難のある児童に対する外国語教育実施の課題と先駆例の優れたポイントを明らかにする。

今後は、協力校における実践の観察、記録、分析を引き続き進めるとともに、広範囲での調査を通し、教師側の要因、児童側の要因、施設設備の要因から、学習困難のある児童に対する外国語教育実施の課題と先駆例の優れたポイントを明らかにする。これらのポイントを基に、多様なニーズのある児童を含めた外国語教育・外国語活動のカリキュラムや実践の在り方について提案をする。昨年度は協力校の獲得に苦慮し、小規模パイロット研究となったが、今年度は調査の規模を大きくすることで、次年度使用額を諸日する予定である。中国地方で起きた7月の豪雨災害により、学校への調査ができなくなったことに伴い、調査用紙の印刷、送付、分析に係る予算を消化できなかったこと、また、分担者の一部が入試と重なり、外国出張ができなくなったことにより、予算が消化できなかったこと、の2つが原因である。今年度の夏に昨年度実施予定の調査を実施すること、2019年11月に米国で行われる学会にて発表を予定しており、全員が参加予定のため、予算は消化できる見込みである。
耐震補強された橋脚の内部損傷評価手法の研究

本研究では耐震補強された鉄筋コンクリート橋脚の内部欠陥を次の二つについて検討している。鉄筋コンクリート橋脚の内部損傷と鋼板巻立補強した場合の補強効果の定量的評価方法と補強工法として鋼板接着工法の鋼板接着部の剥離を定量的に評価する方法である。内部損傷を伴う鉄筋コンクリート橋脚の補強効果の定量的評価方法として、本研究では損傷受けた橋脚の振動特性の変化に着目した評価方法を検討している。また、打撃法による内部損傷位置の評価方法について検討を行った。鉄筋コンリート橋脚の内部損傷と振動特性の関係を明らかにするため、鉛直荷重を考慮した水平繰り返し荷重によって橋脚モデルの損傷に対する振動特性の変化を明らかにした。さらに橋脚に生じる曲げひび割れの発生位置を打撃法により評価を行った。橋脚の曲げひび割れの発生位置の変化が測定されることがわかった。この結果より橋脚の損傷位置を超音波探傷によって得られた到達時間を基に欠陥位置を推定し可視化するために必要となる解析方法を検討した。しかし内部欠陥の検出精度を実用的精度に近づけることは出来なかった。超音波エコー法によって鋼板接着工法で補強された部材の接着剥離などの内部欠陥検出方法について基礎的実験と実用的測定に向けた検討を行った。5MHz超音波垂直探触子を用いた直接接触法で接着剥離の状況を定量的に計測する手法を確立した。実用化のために探傷方法を接触条件による精度のばらつきと、接触媒質による作業性の低下や環境などの問題を回避するため非接触、水を媒質とした場合の検討をした。結果センサと鋼板の間隔を0.9mmとした場合の測定条件が剥離状況の検出が可能であることがわかった。この条件で内部欠陥を可視化する方法を開発し、測定システムに組み入れることを検討してほぼシステム化できることがわかった。これらの結果を実用化するためには実物大の供試体による検討が必要である。本年度は、鉄筋コンクリート橋脚の損傷と振動特性の関係を明らかにするため、鉛直荷重を考慮した水平繰り返し載荷によって橋脚モデルの損傷に対する振動特性の変化を明らかにした。ここでは橋脚を鋼板によって補強した場合と、損傷を受けた橋脚を補修した場合についてその振動特性の変化を検討している。また、この実験によって損傷した橋脚に対して超音波伝播特性の変化をとらえ、実験的に曲げによる損傷を受けた橋脚のひび割れ位置を明らかにする実験を行った。この結果はすでに発表済みである。次年度は、非破壊探傷によってひび割れ位置と寸法の定量的な診断をするための検討を行う予定である。これとは別に橋脚や床版の補強手法として有効である鋼板接着補強工法において鋼板とコンクリートの間を接着する樹脂の剥離または充填不足を非破壊検査によって検出する研究を行った。検査は超音波の反射・透過の伝播特性を用いた手法を開発し、その剥離検出精度について検討を行った。この結果、接着した鋼板内を多重反射する超音波に着目すると鋼板とコンクリートを接着する状況によって特徴的な減衰曲線が得られた。この減衰曲線によって内部の剥離状況を診断できることを示した。この結果についてはすでに発表済みである。次年度は実規模に近い供試体による検出精度の検討と測定システムの検討を行う予定である。本年度は、鉄筋コンクリート橋脚の内部損傷を定量的に検出・評価するために必要となる診断手法の基礎的技術の検討を行った。この結果、超音波探傷によって得られた到達時間を元にこれまで欠陥位置を推定した結果を可視化するために必要となる解析方法を検討した。本研究では、逆解析手法を用いることによって内部欠陥の可視化がどの程度可能か示すことを目指したが、現段階では、内部欠陥の検出精度を実用的精度に近づけることは出来なかった。

鉄筋コンクリートの補強・補修工法として鋼板接着工法によって補強された部材の内部欠陥検出方法について実用的測定に向けた検討を行った。今年度は探傷方法を非接触とし接触条件による精度のばらつきと、探傷の際触媒質としていた機械油は、現場に使用する場合作業性の低下や環境問題が懸念されることから、水などの媒質を用いる場合の問題点を検討した。この結果、センサと鋼板の間隔を0.9mmとした場合の測定条件が機械油とほぼ同条件の検出が可能であることがわかった。この条件で内部欠陥を可視化する方法を開発し、測定システムに組み入れることを検討してほぼシステム化できることがわかった。
唇顎口蓋裂一貫治療における問題点の解明と治療法の確立

チームアプローチによる唇顎口蓋裂患者に対する治療の重要性が認識されて久しく、実際に多くの施設で、関連する各専門科の緊密な連絡のもとに総合一貫治療が行われている。したがって、唇顎口蓋裂患者の機能的、形態的な諸問題はかなり改善されるようになってきた。しかし、乳幼児から成人に達するまでの長期間において行われる治療がすべての施設で同じと言うわけでなく、治療方法や治療時期、治療効果の認識において施設間にかなりの違いがあるのも事実である。また、以前に行われた治療が患者の成長発育に全く無意味なものと成ったり、今後行うべき治療の障害になることもある。本研究の目的は、本邦において行われている唇顎口蓋裂のチームアプローチによる治療体系を見直すことであることから、関連施設へのアンケートによる調査を行った。調査内容は、生後の哺乳指導から、初回形成手術、言語、矯正、修正手術までの120項目にわたる設問項目に関して調査した。特に、鼻咽腔閉鎖機能不全に対するスピーチエイドと咽頭弁の有効性の比較、顎裂部への2次的骨移植の移植骨の種類と移植時期、残遺孔の閉鎖方法と閉鎖時期、外科的矯正治療の移動量と上唇組織量との関係に関しては、詳細に調査した。結果については現在解析中であり、平成11年度の日本口蓋裂学会に報告予定である。また、佐賀医大歯科口腔外科における顎裂部への二次的骨移植後の歯の萌出に関する研究結果と、レーザー三次元形状計測装置を使った顎矯正手術による顔面形態の分析結果、長崎大学歯学部第一口腔外科における口蓋裂児の言語と顎発育に関する長期観察例を、それぞれ専門学会雑誌に発表した。
2価チタン反応剤を用いる多元素環状化合物の合成

我々は、1995年にTi(O-i-Pr)_4と2当量のi-PrMgX(X=Cl or Br)の反応で(η^2-propene) Ti(O-i-Pr)_2が得られ、この錯体が2価チタンTi(O-i-Pr)_2の等価体として働くことを見出した。またその後の研究で、このチタン錯体が高い反応性を示し、有機合成反応剤として大きな可能性を有していることを明らかにすることができた。本反応剤は大規模スケールでの応用利用が可能であり、それゆえ真に実用的な新合成手法を提供するものと考えている。本研究では、2価チタン反応剤Ti(O-i-Pr)_4/2 i-PrMgBrを用いた環化反応を利用した多元素環状化合物の合成法を大量合成可能な実用的方法として確立することを計画し、次の2つの結果を得た。1.ヘテロ原子を主鎖に含む鎖状ジエン、エンインおよびジインと2価チタン反応剤の反応により、対応するチタナ環状化合物が合成でき、つづいてチタン-炭素結合の反応性を利用して炭素鎖伸長、あるいは官能基導入反応を行えることを見出した。この結果one-potで種々の多元素環状化合物の合成が可能となった。2.非対称アセチレンのクロスカップリングで容易に合成できるジアルコキシチタナシクロペンタジエンと脱離基を有するニトリルの反応が位置選択的に起こることを見出し、ヘテロ芳香族チタン試薬の直接合成法が開発できた。
柑橘系機能性成分のストレス改善・予防効果と安全性を評価するための基礎研究

生活習慣病は精神的なストレス疾患をも誘発する一因ともなっており、メンタルヘルス対策における食生活の重要性が注目されている。柑橘類はフラボノイド、カロテノイド、クマリン、テルペン、リモノイド等の機能性成分を含有している。これらには抗酸化作用、動脈硬化予防効果、発ガン抑制効果等の生理調節機能があることが知られている。抗うつ作用、気分安定作用や抗不安作用が期待できる柑橘類機能性成分を特定することによって、ストレス軽減効果の有るメンタルヘルス不調の治療薬や予防薬として柑橘類機能性成分の可能性を探索する事を目的としている。交感神経系の機能モデルとして各種薬物の影響の解析に用いられているウシ副腎髄質初代培養細胞を用いて、柑橘系機能性成分のなかでリモノイドであるノミリンとクマリンであるオーラプテンは、ニコチン性アセチルコリン受容体のイオンチャネルを阻害することにより、カテコールアミン分泌を抑制することを報告した。併せて交感神経系神経細胞や副腎髄質細胞が分化する前に癌化したものであるヒト神経芽細胞腫由来細胞株SK-N-SHを用いて柑橘類に含まれる個々の機能性成分について、抗うつ薬の標的タンパク質であるノルアドレナリントランスポーター(NAT)やセロトニントランスポーター(SERT)へ作用を示すものを細胞レベルで探索した。NATやSERTの基質取込み能やNATやSERTの細胞膜上の発現変動を解析し、NATやSERT機能への柑橘系機能性成分の影響を検討した。柑橘類に多く含まれるポリメトキシフラボノイドであるノビレチン及びタンゲレチンはNATの機能を抑制することを明らかにした。交感神経系の機能モデルとして各種薬物の影響の解析に用いられているウシ副腎髄質初代培養細胞を用いた系や交感神経系神経細胞や副腎髄質細胞が分化する前に癌化したものであるヒト神経芽細胞腫由来細胞株SK-N-SHを用いて、NATの基質取り込み能を指標にして、神経系へ作用する柑橘系機能性成分のスクリーニングは実施する事が出来た。研究代表者が平成29年9月より平成30年8月末までの期間において病気療養の為、実験の遂行が著しく遅れている状況である。培養細胞を用いた実験系は実施出来たが、動物実験は手付かずのままである。平成29年度、30年度と数多くの課題が積み残しのままで、平成31年度は可能な限り研究計画に従って、前年度等の課題と平行して研究を行っていく予定である。1.柑橘類機能性成分(ノビレチン、ノミリン、オーラプテン、リモネン等)の細胞内シグナル伝達系について培養細胞系を用いて解析する。ERK, Akt, GSK3βはリン酸化抗体を用いたWestern Blotting法により、PKC, cAMP, cGMP,はkitにて測定する。2.柑橘類機能性成分投与マウス脳から分離したシナプトゾームへの基質の取込みを測定し、NAT, SERTの機能を測定する。NAT,SERTへの柑橘類機能性成分の作用機序も検討する。3.慢性ストレスストレス負荷と対照群マウスの脳を分画して前頭皮質,海馬,中脳の神経栄養因子(BDNF, NGF, NT-3)タンパ質発現量やmRNA量の変動を解析する。大脳皮質、海馬、中脳中のモノアミンとその代謝産物量を測定する。シグナル伝達系の測定する。4.特定機能性成分の薬効評価を行う。神経栄養因子タンパク質・mRNA量定量、脳組織中モノアミンとその代謝産物の定量、シグナル伝達系の測定、血漿中コルチゾールレベル測定も併せて行う。生活習慣病は精神的なストレス疾患をも誘発する一因ともなっており、食生活におけるメンタルヘルス対策が重要視されている。柑橘類は機能性成分としてフラボノイド、カロテノイド、クマリン、テルペン、リモノイドを含有し、抗酸化作用、動脈硬化予防効果、発ガン抑制効果などの生理調節機能が報告されている。抗うつ作用、気分安定作用や抗不安作用の期待できる柑橘類機能性成分を特定することによって、ストレス軽減効果の有る予防薬やメンタルヘルス不調の治療薬としての柑橘類の可能性を探索する。柑橘類に含まれる個々の機能性成分について、ストレス反応に重要な役割を担っているカテコールアミン神経系機能へ作用を示すものを細胞レベルで同定し、細胞系での作用機序等の解析を行った。交感神経系機能のモデル系としての培養ウシ副腎髄質細胞を用いて、ストレス軽減効果の有る予防薬や気分障害の治療薬として適用できる可能性がある柑橘系機能性成分を選定した。柑橘系機能性成分のなかでノミリン、オーラプテン、リモニンはアセチルコリン受容体刺激によるカテコールアミン分泌を抑制した。抑制作用はノミリン>オーラプテン≧リモニンであった。ノミリンはニコチン性アセチルコリン受容体刺激よるカテコールアミン(CA)分泌と細胞内へのCaイオン流入を濃度依存性に抑制し、細胞内Caイオン濃度([Ca2+]i)変動も抑制したが、電位依存性Caチャネル活性化による[Ca2+]i変動は抑制されなかった。オーラプテンはチロシン水酸化酵素(TH)のセリン40のリン酸化を増加させた。リモノイドであるノミリンとクマリンであるオーラプテンは、ニコチン性アセチルコリン受容体のイオンチャネルを阻害することにより、カテコールアミン分泌を抑制することが示唆された。交感神経系の機能モデルとして各種薬物の影響の解析に用いられているウシ副腎髄質初代培養細胞を用いた系で、柑橘系機能成分について、カテコールアミン分泌作用を指標にして、神経系へ作用する機能性成分をスクリーニングした。

柑橘類の機能性成分の中からノミリン、オーラプテン、リモニン等が特定された。研究代表者が平成29年9月より病気療養に入り、平成30年5月末まで休業中のため、実験の遂行が著しく遅れている。培養細胞を用いた実験系では、一部の実験のみを実施することができたが、大部分の培養細胞系実験や動物実験は手付かずのままである。生活習慣病は精神的なストレス疾患をも誘発する一因ともなっており、メンタルヘルス対策における食生活の重要性が注目されている。柑橘類はフラボノイド、カロテノイド、クマリン、テルペン、リモノイド等の機能性成分を含有している。これらには抗酸化作用、動脈硬化予防効果、発ガン抑制効果等の生理調節機能があることが知られている。抗うつ作用、気分安定作用や抗不安作用が期待できる柑橘類機能性成分を特定することによって、ストレス軽減効果の有るメンタルヘルス不調の治療薬や予防薬として柑橘類機能性成分の可能性を探索する事を目的としている。交感神経系の機能モデルとして各種薬物の影響の解析に用いられているウシ副腎髄質初代培養細胞を用いて、柑橘系機能性成分のなかでリモノイドであるノミリンとクマリンであるオーラプテンは、ニコチン性アセチルコリン受容体のイオンチャネルを阻害することにより、カテコールアミン分泌を抑制することを報告した。併せて交感神経系神経細胞や副腎髄質細胞が分化する前に癌化したものであるヒト神経芽細胞腫由来細胞株SK-N-SHを用いて柑橘類に含まれる個々の機能性成分について、抗うつ薬の標的タンパク質であるノルアドレナリントランスポーター(NAT)やセロトニントランスポーター(SERT)へ作用を示すものを細胞レベルで探索した。NATやSERTの基質取込み能やNATやSERTの細胞膜上の発現変動を解析し、NATやSERT機能への柑橘系機能性成分の影響を検討した。柑橘類に多く含まれるポリメトキシフラボノイドであるノビレチン及びタンゲレチンはNATの機能を抑制することを明らかにした。交感神経系の機能モデルとして各種薬物の影響の解析に用いられているウシ副腎髄質初代培養細胞を用いた系や交感神経系神経細胞や副腎髄質細胞が分化する前に癌化したものであるヒト神経芽細胞腫由来細胞株SK-N-SHを用いて、NATの基質取り込み能を指標にして、神経系へ作用する柑橘系機能性成分のスクリーニングは実施する事が出来た。研究代表者が平成29年9月より平成30年8月末までの期間において病気療養の為、実験の遂行が著しく遅れている状況である。培養細胞を用いた実験系は実施出来たが、動物実験は手付かずのままである。当該年度の研究成果において、細胞を用いた一部の実験や動物実験に課題が残されており、平成30年度は可能な限り研究計画に従って、これらの課題と平行して実験を行っていく予定である。1.柑橘類機能性成分(ノビレチン、ノミリン、オーラプテン、リモネン等)の作用部位・作用機序について培養細胞系を用いて解析する。抗うつ薬の標的であるノルアドレナリントランスポーター(NAT)やセロトニントランスポーター(SERT)の基質の取込み能を測定する。NATやSERTの細胞膜上の発現変動を解析し、NATやSERT機能への機能性成分の影響を検討する。
先天性後躯麻痺ミュータントラットの神経軸索ジストロフィーモデルとしての樹立

本研究では、若齢時から後肢の歩行異常を呈し、病理学的に神経軸索ジストロフィー(NAD)と診断されたミュータントラット系統(KKラット)に着目した。まず、KKラットの原因遺伝子kk(未発表データ)とその変異を同定した。また、詳細な病理学的解析によって、スフェロイド病変が深部(固有)感覚に関連する感覚神経路に主座すること、KKラットでは軸索輸送の障害やシナプス機能の異常が、スフェロイド・軸索変性の発生メカニズムに関与しうることを明らかにした。本研究で同定した遺伝子kkは、NADや他の神経疾患の原因遺伝子として報告されておらず、KKラットが新たなNADモデル動物として有用であることが示された。本研究では、ENUミュータジェネシスにおいて発見された、若齢時から後肢の歩行異常・運動障害を呈するミュータント系統(KKラット)に着目した。KKラットの原因遺伝子の同定と、詳細な病態評価を行うことによって、本系統を新たな神経軸索ジストロフィー(NAD)モデル動物として樹立すること目的として解析を進めた。1. KKラットの原因遺伝子の同定:これまでのマッピングによって得られた候補遺伝子から、KKラットの原因遺伝子kkと、その変異(ミスセンス変異)を同定した。2. kk遺伝子のトランスジェニック(Tg)レスキュー実験:野生型kk遺伝子cDNAとCMVプロモーターで構成される導入遺伝子を構築、これをKKラットの背景系統F344ラットの前核期受精卵にマイクロインジェクションし、kk遺伝子のTgラットの作製を試みた。複数ラインを得たものの、それらにおける導入遺伝子の発現レベルが非常に低く、レスキュー実験に供することができないことが予備検討によって分かった。そのため、CRISPR/Casシステムを用いた検討に切り替えることとなった。3. KKラットの詳細な神経病理組織学的解析:スフェロイド病変は発症前の3週齢から、脊髄・小脳・脳幹において認められた。脊髄では胸髄及び腰髄の背索を中心に、脳幹では、主に延髄薄束核・楔状束核・副楔状束核に多く局在していた。このことから、KKラットのスフェロイド病変は、既報のヒトや動物、マウスモデルのNAD同様、感覚神経路に主座することが示唆された。さらに、免疫組織化学染色によるスフェロイドの性状解析にも着手し始めることができた。今年度は、KKラットの原因遺伝子を同定できたことに加え、KKラットのスフェロイド病変の分布・経時的変化・性状を中心に、詳細な中枢神経病変を明らかにした。また、次年度実施予定であった、スフェロイドの性状解析にも一部着手することができた。遺伝学的・病理学的解析については、当初の研究計画以上に順調に研究が進展しているといえる。一方で、Tgレスキュー実験については、実績の概要に記載の通り、CRISPR/Casシステムを用いた検討に切り替えることとなった。KKラットの原因遺伝子の立証のための解析にはやや遅れが出ているものの、すでに実験には着手している。1. CRISPR/Casシステムによるkk遺伝子変異ラットの作製:前年度までの研究により同定した、KKラットの原因遺伝子kkが、KKラットの真の責任遺伝子であることを立証するため、前年度に検討したTgレスキュー実験から、CRISPR/Casシステムを用いた検索に切り替えて検討を行った。具体的には、KKラットで同定した点変異を背景系統F344ラットに導入し、その遺伝子改変ラットの表現型を確認する計画であったが、研究期間内に目的の遺伝子改変ラットを得ることができなかった。引き続き、目的の遺伝子改変ラットが得られ次第、体重変化、歩行異常・後躯麻痺発症の有無、神経病理組織学的異常の有無などを経時的に解析する予定である。2.KKラットの神経病理学的解析:免疫組織化学染色および電子顕微鏡観察により、詳細なスフェロイドの性状解析を実施した。スフェロイド内にはシナプス関連蛋白、ニューロフィラメント、ユビキチンが蓄積していた。電子顕微鏡観察では、dense bodyや変性したミトコンドリア、膜状・管状構造がスフェロイド内に蓄積していることを明らかにした。これらの結果より、KKラットにおける軸索輸送の異常やシナプス機能の異常が示唆された。3. KKラットの中枢神経系・造血器における遺伝子発現変化の解析:KKラットで病変の認められる中枢神経系(脊髄)・造血器(脾臓・胸腺)について、発現変動の認められる遺伝子を確認するため、次世代シーケンサーによるRNA-seq解析を実施した。現在、その解析結果のデータを詳細に解析中である。

本研究で同定した原因遺伝子kkが、KKラットの真の責任遺伝子であることを立証するため、CRISPR/Casシステムを用いた検討を実施する。具体的には、KKラットで同定した点変異を背景系統F344ラットに導入し、その遺伝子改変ラットの表現型(体重変化、歩行異常・後躯麻痺発症の有無、神経病理組織学的異常の有無など)を経時的に解析する予定である。また、詳細なスフェロイドの性状解析を含めた、KKラットの神経病理組織学的解析をさらに進める。加えて、同定した原因遺伝子kkによりコードされるタンパク質の、中枢神経系における機能解析も実施予定である。以上の解析結果より、KKラットで認められる軸索変性/異常の発症メカニズムを解明し、KKラットを新たなNADモデル動物として樹立することを目指す。獣医学,実験動物学上述の通り、KKラットの原因遺伝子の立証のための実験として、当初実施予定であったTgレスキュー実験からCRISPR/Casシステムを用いた検討に切り替えることとなった。よって、Tgラット維持のための飼育費用が不要となったため、今年度の執行予算が減少した。次年度には、KKラットの原因遺伝子の立証のための実験として、Tgレスキュー実験にかわり、CRISPR/Casシステムによる検討を実施する。また、同定した原因遺伝子kkによりコードされるタンパク質の、中枢神経系における機能解析も予定している。これらの実験に必要となる、試薬・動物飼育費用を含めた経費を中心に執行する予定である。
口腔粘膜上皮内癌における粘膜固有層の癌間質としての機能解明

口腔粘膜上皮内癌における粘膜固有層について、比較対象を正常上皮・異型上皮の粘膜固有層および浸潤癌症例の癌間質をもちいて、リンパ管および、血管の分布様式、粘膜固有層の線維化、種々の細胞外基質分子の発現-消失を解析し、腫瘍間質誘導状況を検証した。上皮内癌のリンパ管の特徴は管腔が閉塞し管壁が不規則であった。これは、浸潤癌辺縁の間質に分布するリンパ管と類似していた。また、上皮内癌では、粘膜固有層の線維化を認め、弾性繊維の断裂や凝集、および筋線維の断裂を認めた。上皮内癌下層に位置する異常結合組織層と浸潤癌間質との類似性および、異型上皮または性状上皮のそれとの相違点を脈管配置・細胞外基質の発現/消失を免疫組織学的に証明し上皮内癌に誘導される間質の存在を証明することを最終目標として研究を開始した。sequence発生癌の病理組織学的検討として、当院歯科病理検査ファイルより抽出したヒト舌外科材料パラフィン連続切片を製作し、ヘマトキシリン・エオジン染色切片にて病理組織学的に検討し、正常上皮・異型上皮・上皮内癌・初期浸潤癌を区別し各病変範囲を決定し研究の基本データを構築した。血管および、リンパ管の量的および質的解析を目的にCD31および抗ポドプラニン抗体により免疫組織学的に容易に血管とリンパ管を区別可能であった。その結果、正常上皮ではスムースな管壁を有したリンパ管が、粘膜固有層および下層に均一に分布しており、固有層乳頭部にはリンパ管はほとんど分布していないことが分かった。異型上皮では、正常上皮と類似したスムースな管壁を有したリンパ管が均一に分布していた。一方、上皮内癌では、リンパ管は固有層乳頭部にも存在し管腔が閉塞して管壁が不規則なリンパ管を多数認めた。これは、浸潤癌の間質に分布するリンパ管と類似していた。平均リンパ管短径は正常上皮で13.3μm、異型上皮で16.2μm、上皮内癌で8.8μm、浸潤癌で7.5μmで上皮内癌と浸潤癌では類似していた。平均リンパ管数は、正常上皮で22.5(個/mm2)、異型上皮で17.5(個/mm2)、上皮内癌で24.2(個/mm2)、浸潤癌で20.8(個/mm2)であった。sequence発生癌の病理組織学的検討として、ヒト舌外科材料パラフィン連続切片を製作し、これまで、異型上皮、上皮内癌においてその血管およびリンパ管配置の特異性をH25年度に明らかにした。H26年度は、異型上皮および上皮内癌の粘膜固有層の線維化について検索した。粘膜固有層の検索には、マッソントリクローム染色、アルデヒドフクシン染色の特殊染色および、弾性線維に特異的である、エラスチンに対する免疫染色および、粘膜固有層と接する筋組織の評価として、α-SMAの免疫染色を施行した。上皮内癌において、粘膜固有層の線維化の亢進を認める症例が存在し、アルデヒドフクシン染色およびエラスチンに対しする免疫染色で弾性繊維の、構造的な架橋構造の乱れ、断裂、および局所的な凝集を認めた。また、α-SMAの免疫染色で線維化層(異常な粘膜固有層)のなかに孤立した筋繊維を認め、これは上皮内癌に特徴的であった。その結果、正常上皮異型上皮では、elastinの均一な網目状の発言が認めたれたのに対し、上皮内癌で線維化の亢進した粘膜固有層では、elastinの均一で網目状の分布は消失し、不規則な凝集塊を形成していた。α-SMAによる、粘膜固有層下の筋線維は、線維化が進行している上皮内癌において、筋線維の断裂が見られ、脂肪変性している所見が得られた。これは、異型上皮においても、粘膜固有層の線維化が亢進している症例で認められた。perlcanにおいては、正常上皮および、異型上皮では、粘膜固有層に発言を認めたのに対し、上皮内癌では、粘膜固有層には認めず、上皮層内にその発現を認めた。ほぼ初年度の計画通り実施出来ている。口腔癌今後は、粘膜固有層の線維化で引き起こされていると予想される低酸素状態の評価を行う予定である。ほぼ初年度の計画通り実施できている。実験薬品が既存のもので使用可能であったため。

今後は、病変毎の微小血管の分布様式および、粘膜固有層の線維化について分析を進める予定である。消耗品、薬品の購入に使用予定である。実験薬品が既存のもので使用可能であったため。消耗薬品、抗体の等の購入に使用予定である。