hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
社会性昆虫における超個体コロニーの自己・非自己識別メカニズム

真社会性のミツバチとアリで,コロニー維持に欠かせない巣仲間と非巣仲間の識別メカニズムについて総合的に解析した.1.クロオオアリの羽化成虫の巣仲間識別学習能力には個体差があり,脳のグリア細胞の分裂が未完の個体で学習ができない傾向を認めた.そこでこの個体差が、脳基盤の完成度に起因すると考え,諸種感覚情報の統合や学習に関わるキノコ体の発育,変態に伴う発生過程について詳細に解析,ミツバチ同様に,アリでもケニオン細胞ニューロブラスとの対称分裂が前蛹末期まで続き,13万個といわれる細胞数を確保できることを明らかにした.社会脳の機能構築に関わる候補としてのエクジソンシグナルの役割についても解析が進んでいる(原).2.同じくクロオオアリで,識別の拠りどころとなるキー情報が炭化水素の組成であることを明らかにし,その検出器となる化学感覚子の構造と機能について詳細な解析を進めた.電子顕微鏡観察とチップレコーディングから,異巣のアリの炭化水素組成にのみ激しく応答する特異な炭化水素感受性感覚子を同定し,機能とともにScience誌上で発表した.このコード化された情報を運ぶキャリアータンパク質の構造,機能の解析も進んでいる(尾崎・岩崎・山岡).3.一方ミツバチでは,識別の拠りどころとなる化学物質は,環境臭を含むもっとひろいレンジにわたるものであったが,中でも重要なのは脂肪酸であることが明らかになった.これらの識別・学習能力について吻伸展反射連合学習系を用いて解析した.触角からの入力情報と照合して巣仲間か非巣仲間かを判断する脳内のテンプレートが,常時書き換えながら使っている可塑性の高いものであることなどを明らかにした(佐々木,中村,吉田).4.チャイロスズメバチにみる特異な社会寄生現象についても,巣仲間識別という観点から解析を加えた(小野).真社会性のミツバチとアリで,コロニー維持に欠かせない巣仲間と非巣仲間の識別メカニズムについて総合的に解析した.1.クロオオアリの羽化成虫の巣仲間識別学習能力には個体差があり,脳のグリア細胞の分裂が未完の個体で学習ができない傾向を認めた.そこでこの個体差が、脳基盤の完成度に起因すると考え,諸種感覚情報の統合や学習に関わるキノコ体の発育,変態に伴う発生過程について詳細に解析,ミツバチ同様に,アリでもケニオン細胞ニューロブラスとの対称分裂が前蛹末期まで続き,13万個といわれる細胞数を確保できることを明らかにした.社会脳の機能構築に関わる候補としてのエクジソンシグナルの役割についても解析が進んでいる(原).2.同じくクロオオアリで,識別の拠りどころとなるキー情報が炭化水素の組成であることを明らかにし,その検出器となる化学感覚子の構造と機能について詳細な解析を進めた.電子顕微鏡観察とチップレコーディングから,異巣のアリの炭化水素組成にのみ激しく応答する特異な炭化水素感受性感覚子を同定し,機能とともにScience誌上で発表した.このコード化された情報を運ぶキャリアータンパク質の構造,機能の解析も進んでいる(尾崎・岩崎・山岡).3.一方ミツバチでは,識別の拠りどころとなる化学物質は,環境臭を含むもっとひろいレンジにわたるものであったが,中でも重要なのは脂肪酸であることが明らかになった.これらの識別・学習能力について吻伸展反射連合学習系を用いて解析した.触角からの入力情報と照合して巣仲間か非巣仲間かを判断する脳内のテンプレートが,常時書き換えながら使っている可塑性の高いものであることなどを明らかにした(佐々木,中村,吉田).4.チャイロスズメバチにみる特異な社会寄生現象についても,巣仲間識別という観点から解析を加えた(小野).1.クロオオアリの触角上に,巣仲間識別のためと思われる体表炭化水素に応答する感覚子を見出した.この感覚子の応答性は巣仲間の炭化水素に対しては低く、異巣のアリの炭化水素に対しては高い.この感覚子がアリの同巣-異巣識別の鍵となっており、異巣アリに対する攻撃性誘発の刺激入力をもたらすと考えられた.また,クロオオアリの触角のケモセンソリープロテインの同定をおこない、cDNAを得て、構造決定をするとともに、大腸菌での発現を試みた(山岡,尾崎).2.同感覚子の構造解析から,それが従来一般的に考えられていた接触化学感覚子より,はるかに多くの化学物質を読み分けられるものであることが示唆された(岩崎).3.生後2日目までの幼若クロオオアリの脳100個から、cDNAライブラリーを作製し,同ライブラリーからJHなど脂溶性分子のレセプター遺伝子に共通の配列を指標にスクリーニングを行った.その結果,JHリセプターはまだみつかっていないものの,エクジソンレセプター遺伝子を確認,その全長をクローニングした.エクジソンレセプター遺伝子には,5'末端のオルタナティブスプライシングによる2つのサブタイプが存在することが明らかとなった(原).4.ミツバチのコロニーでは,通常女王が十数匹の雄と交尾するため,その働き蜂たちは遺伝的にきわめて多様となっている,ミツバチの巣仲間識別の機構を高精度で解析するため,雄バチの遺伝子型をDNA解析から明らかにする方法と人工受精法を組み合わせ,すべての働き蜂が同一の遺伝子型からなる特別の実験群を作る方法を開発した(佐々木,吉田).5.社会寄生関係にあるチャイロスズメバチと2種の寄主スズメバチについて,人為的な寄生コロニーを作る方法を検討するとともに,双方の体表炭化水素スペクトルの概略を明らかにした(小野).クロオオアリ・ワーカーについて,グリア細胞の分裂が未完の脳をもつ若い個体は巣仲間学習ができないことを明らかにし、同学習能力の個体差が、脳基盤の完成度に起因している可能性を示した。

次に,この現象の分子基盤を明らかにする目的で、脂溶性ホルモンの受容体遺伝子を探索した結果、エクジソンシグナルが関与している可能性をつかんだ.(原)クロオオアリの攻撃閾値を体表炭化水素を塗布したダミービーズを使って定量的に解析し、同巣炭化水素に対し異巣炭化水素に対する閾値が100倍以上低いことを明らかにした。脳内アミン類の動態解析からは,オクトパミンがアリの攻撃性を左右していることが考えられた。また,触角で発現しているChemosensory proteinのcDNAをクローニングし、この蛋白がアリの体表炭化水素を結合することを明かにした。この蛋白は、昨年見出した炭化水素感受性接触化学感覚器において、親油性の炭化水素を結合し,親水環境の受容器リンパ中を受容膜へと運ぶものと考えられた。(尾崎・山岡)生育環境の違いによる脳の形態変化の解析法として,凍結切片法に,先に開発したオスミウム・アズール二色染色法を組み合わせる方法を確立した.(岩崎)ミツバチの巣仲間識別のメカニズムを詳細に解析するため,通常多回交尾でコロニー内のワーカーの遺伝的多様度が高くなってしまうところを,人工授精法で斉一度の高いコロニーを作った.また,吻伸展反射連合学習系を用いて,体表ワックスとそれに吸着している匂い物質の,認識指標としての役割を解析した.(佐々木,中村,吉田)社会寄生種であるチャイロスズメバチを,その寄主であるキイロスズメバチおよびモンスズメバチに,室内で人工的に寄生させ,共同生活中の異種間での諸行動を記載するとともに,認識指標侯補の体表炭化水素類の動態を解析した.(小野)●ミツバチの場合:吻伸展反射連合学習系を用い,コロニー帰属性を保証するラベル物質としての脂肪酸の重要性を明らかにした.脳内に可塑的なテンプレートとして記憶される自巣のラベル情報を基に、外部入力情報を照合することで、コロニー識別が成立していることを検証する独自の実験法を考案した(佐々木ら).また,実験の精度と信頼度を上げるため,人工授精法を用い、同一遺伝子型からなる特殊実験コロニーを作出した(吉田ら).●アリの場合:1)触角から同定した親油性物質結合タンパクの化学感覚毛内での存在を蛍光抗体法で確認した.このタンパクが触角で検出した体表炭化水素を溶解させ,化学感覚毛内のリンパ液中に同じ組成比で再現させるキャリアーとして機能し,化学受容細胞をして同巣,異巣の炭化水素組成比を識別させ,異巣アリに特異的な電気生理学的応答に結びつくことを証明した(山岡,尾崎ら).この新規な接触化学感覚器の感覚子が,100個以上の受容神経を含むことを示した(岩崎ら).2)羽化直後の働きアリのコロニー識別成立過程解析のための行動実験系を確立し、羽化直後のコロニー識別能力の獲得と触角葉グリア細胞の発達が関連すること、コロニー識別能力獲得過程にあるアリの脳でエクジソンシグナルが働いていることを示した.また「社会脳」形成過程の形態学的、細胞生物学的解析を行った(原).●スズメバチの場合:ホストのキイロスズメバチやモンスズメバチが、チャイロスズメバチの卵や幼虫を殺さず養育し、結果的にチャイロスズメバチの社会寄生が成立する要因として、寄生種の分泌物中にホストのコロニー識別をかく乱する物質の存在を示唆した.
アクセサリーパラメーターに関連する微分方程式と差分方程式

アクセサリーパラメーターをもつ微分方程式の典型例としてホインの微分方程式があり、これのq差分化としてqホイン方程式が知られている。今年度はおもにqホイン方程式について結果が得られた。qホイン方程式はHahnにより1971年の論文で導入されたがしばらくは注目されず、2017年に出版された論文「Degenerations of Ruijsenaars-van Diejen operator and q-Painleve equations」において報告者によって再発見された。この論文ではqホイン方程式が2通りの方法で導出されたが、その1つはRuijsenaars-van Diejen作用素から4回の退化によって導出するものである。今年度に出版された論文「On q-deformations of Heun equation」では、この退化において2回退化のものと3回退化のものについて、確定特異点や見かけの特異点の理論を差分化したものからの特徴付けを行った。4回退化のqホイン方程式においては、q→1の極限で4点{0,1,t,∞}に確定特異点をもつフックス型微分方程式、すなわち標準形でのホインの微分方程式が得られるが、3回退化においてはq→1の極限で無限遠点が特異点でない4点{0,t_1,t_2,t_3}に確定特異点をもつフックス型微分方程式が現れること、および2回退化においてはq→1の極限で原点および無限遠点が特異点でない4点{t_1,t_2,t_3,t_4}に確定特異点をもつフックス型微分方程式が現れることがわかった。q差分方程式においては微分方程式の場合とは違って原点および無限遠点が特別な特異点となると考えられるが、このことが退化の構造と整合的であることがわかった。他に、博士前期課程を修了した小嶋健太郎氏と佐藤司氏との共同研究とそれを引き継いだ研究が進展した。qホイン方程式に関する研究成果が想定以上のペースで出ている。アクセサリーパラメーターをもつ微分方程式や差分方程式の解について、さらに研究を推進する。アクセサリーパラメーターに注目してホインの微分方程式の多項式解を調べる手法を発展させて、qホイン方程式の多項式解の研究を進めていく。また、qホイン方程式の特殊化として超幾何的な差分方程式を導出してその解についても調べていく。経費使用が想定よりも少なかった。繰り越し分について、旅費などに有効に使用していきたい。
離散構造をもつ判定問題への連続最適化手法の構築

本研究では,離散構造をもつ判定問題への連続最適化手法の構築として以下の成果を得ることが出来た.(1)制約充足問題に対する線形計画法を用いた解空間近似の解析およびアルゴリズム開発を行った.(2) (1)の結果を重要な部分問題クラスであるホーン論理積に対して適用した.そして,近似に用いられる線形計画問題を高速に解くアルゴリズムを提案した.(3)最適マトロイド分割問題に対するアルゴリズム開発行った.(4)離散的なパズル問題に対する計算複雑さの解析を行った.制約充足問題は数多くの,特に離散的な判定問題を統一的に扱う枠組みであり,一般にNP完全である.そのため,問題に制限を加えた際の計算量の解析が盛んに行われており,扱える制約集合を制限した際の計算複雑さが多項式時間可解であるかNP完全であり,その間の計算量は現れないという予想は二分予想と呼ばれ,理論的に非常に重要な課題であると認識されている.この予想の解決に向けて,普遍代数を用いた離散的なアプローチが成功を収めているものの予想の解決には至っていない.本研究の目的は連続最適化,特に線形計画や半正定値計画などの数理計画を用いたアプローチにより,二分予想の解決を含め,様々な問題の計算複雑さを明らかにすることである.本年度の研究では,これまでの研究における制約が線形不等式で与えられる問題に対する線形計画を用いたアルゴリズムを踏まえ,制約が線形不等式ではない場合を扱った.特に,有限体上の線形方程式により表すことのできる制約に対し,既存の線形計画を用いたアルゴリズムが直ちには適用できない例があるので,線形不等式で与えられる制約との関係を考察し,いくつかの関係を明らかにした.また,数理計画を用いたアプローチは多項式時間可解性を示す際には強力であるものの,その計算時間は既存の離散的なアルゴリズムと比べて少なくないことが多い.そこで,制約が線形不等式で与えられる問題の中でも特殊な部分問題クラスに対しては高速なアルゴリズムを与えたが,この結果に関して取りまとめを行っている.これまでの線形計画を用いたアルゴリズムは,制約が線形不等式でない場合には直ちに適用することが出来なかったが,このような制約の性質が明らかになってきている.特に,制約が線形不等式で表せる場合との関連においても性質を明らかにしており,具体的には,有限体上の線形方程式により表すことのできる制約が主論理積形において満たす性質などについて明らかになってきており,これら結果を合わせて取りまとめている最中である.また,連続最適化によるアプローチにより多項式時間可解性を示した上で高速なアルゴリズムを開発することにより,現在ではまだ一部の部分問題クラスに限られてはいるが,その構造のより深い理解を得ることができた.制約充足問題は数多くの,特に離散的な判定問題を統一的に扱う枠組みであり,一般にNP完全である.そのため,問題に制限を加えた際の計算量の解析が盛んに行われており,扱える制約集合を制限した際の計算複雑さが多項式時間可解であるかNP完全であり,その間の計算量は現れないという予想は二分予想と呼ばれ,理論的に非常に重要な課題であると認識されている.この予想の解決が研究目的の一部であったが,期間中に別の研究者たちによって解決された.本研究の他の目的は連続最適化,特に線形計画や半正定値計画などの数理計画を用いたアプローチにより,様々な問題の計算複雑さを明らかにすることである.このことに関して,以下の成果を得ることができた.まず,ホーン充足可能性問題や一般の制約充足問題に対する数理計画法,特に線形計画法による近似手法の提案および解析を行った.ここでの近似手法とは,実行可能解の集合を変換し,変換された集合に含まれるような凸集合を扱う手法である.ホーン充足可能性問題に対しては,既に行われていたアプローチの,より詳細な解析を行った.これにより,近似に用いられる線形計画問題を高速に解くアルゴリズムを提案した.また,一般の制約充足問題に対しては,上記の二分予想(二分定理)では捉えられない部分問題に対する効率的なアルゴリズムを与えた.さらに,制約充足問題の枠組みを超えた問題への成果として,様々な目的関数に対する最適マトロイド分割や,離散的なパズル問題のヒント数最小化問題の計算複雑性を明らかにした.本研究では,離散構造をもつ判定問題への連続最適化手法の構築として以下の成果を得ることが出来た.(1)制約充足問題に対する線形計画法を用いた解空間近似の解析およびアルゴリズム開発を行った.(2) (1)の結果を重要な部分問題クラスであるホーン論理積に対して適用した.そして,近似に用いられる線形計画問題を高速に解くアルゴリズムを提案した.(3)最適マトロイド分割問題に対するアルゴリズム開発行った.(4)離散的なパズル問題に対する計算複雑さの解析を行った.制約が線形不等式でない場合の問題に対するアルゴリズムの設計を進めていく.このためには,これまでに行っている,制約が線形不等式で与えられる場合との関係を明らかにする方向を押し進めることを考えている.特に,有限体上の線形方程式における関係を明らかにして来たが,この結果に対して計算複雑さの視点を取り入れていく.同時に,問題の計算複雑さを明らかにする点においてより適用範囲の広い手法を与えるために,双対問題を探求するアプローチを行う.この際,特に,連続最適化における双対性に着目することを考えている.このアプローチの狙いは,問題がcoNPに属すことを示すことにより,多項式時間可解であることの強い証拠を与えることである.28年度が最終年度であるため、記入しない。離散最適化28年度が最終年度であるため、記入しない。
大規模計測と光操作の融合による海馬ニューロンの神経相関と投射構造の解明

本研究開始時には、必要な装置が整っていなかったため、まずは電気生理計測法と光操作法が確立を行った。ラット脳の光に応答する脳領域に光ファイバーを介して光を照射し、照射領域から直接、電気生理信号を得るための電極の開発を試みた。本ツールの作動を確認するため、簡易的な動物モデルとして、光感受性分子を血管内に注入し検討を行った。この条件下では脳血管へ光感受性分子ローズベンガルを注入すると、その部位の脳血管が閉塞し、神経活動が著しく変動することを確認した。本研究成果の一部は、Neuroscience Research誌に掲載された。光刺激に対応した神経応答が見られたことから、必要な技術確立が確認できた。本研究では、成体動物からテトロードを用いて、数十個以上の神経細胞を同時記録するマルチユニット計測法と、チャネルロドプシン2などの光感受性機能分子を用いた光操作法を融合させ、記録中の個々のスパイク活動が、どのような細胞から生じたか対応付ける方法の開発を目指している。本法では、注目する細胞種(特定のマーカー分子を発現した抑制性細胞など)に光感受性機能分子を発現させ、光照射によりこの細胞群の発火を操作する。これにより、記録している細胞集団の中から、どの細胞が注目の細胞群であるか同定することができる。今年度は同技術の開発・改良に取り組み、その成果として、光刺激に応答する細胞活動の記録に成功した。研究提案の最も基礎となる実験技術の構築ができたと考えている。今後は、この方法を利用して、個々の細胞間伝達が、動物の行動や内的活動によって、どれほど動的に変化するか理解することを目指す。本方法論は、脳の中での(1)特定の領域に投射をもつ細胞集団、(2)特定の条件で活動依存的にChR2を発現した細胞集団、(3)神経幹細胞(移植細胞)由来の細胞集団、などを同定でき、これらの細胞が実際にin vivo脳においてどのような活動を示すか調べることができる。マルチユニット計測用電極ドライブと光ファイバーを融合した新しい実験材料を作製する点も重要である。これを普及させていけば、光科学的技術を利用した細胞計測法の発展に貢献できる。今までのような解剖学的・生理学的アプローチとは違う側面から、in vivo脳の情報伝達の真の意義や動態特性を追究できる期待される。現在、実験機器のセットアップと電極づくりの検討が終了し、方法論が確立できたということで、ほぼ当初の予定通りに研究が進行しているといえる。まずはすべての実験装置を購入し、in vivoマルチユニット記録法が確立できた。その後、従来の光遺伝学的手法にならい、チャネルロドプシン2を発現するウイルスベクターAAV5-CaMKII-ChR2をラットの背側海馬に注入した。ラットでの光遺伝学的ツールの実績は少ないが、本研究では発現を確認することができた。このウイルス注入と同時に、個々のテトロード電極を独立に操作できる装置(マイクロドライブ)と、光ファイバーを海馬に刺入した。ここでは、電極と干渉しない光ファイバーの埋め込み座標や電極形状を検討した。これまでのところ、16本のテトロード電極と光ファイバーの併用法を確立している。電極を3週間程度かけて徐々に海馬の錐体細胞層まで到達させ、ChR2を発現した領域に光照射を行ったところ、光刺激のタイミングにロックした神経応答が見られた。ここで応答しているユニット(細胞)は、ChR2を発現した細胞であると推測される。ここまでの技術確立で、ようやく世界水準の生理学計測法に到達したと考えている。現在予備検討として、まずは、光刺激応答の潜時と信頼性に基づいて、記録された全細胞のうち、ChR2を発現していた細胞集団を同定し、これらすべての細胞について、細胞間の機能的結合の有無の相互相関解析を始めている。解析では、一部の細胞集団で高い相関が観察されており、これは機能的結合の存在を示唆するものと考えている。こうした解析を繰り返せば、各行動の状態について、機能的結合マップを作成できる。まずはすべての実験装置を揃え、in vivoマルチユニット記録法が確立することを目指した。本研究の終了期までには実験機器のセットアップ検討が終了し、方法論が確立できたと考えている。このように光に応答する脳領域に光ファイバーを介して光を照射し、その照射領域から直接、電気生理信号を得るための電極の開発を試みた。具体的には、マルチユニット計測のためのテトロード電極の先端と、光ファイバーの先端がほぼ同位置になるように両部品を接着させた。本ツールの作動状況を確認するため、光感受性分子を発現させた動物ではコストが大きすぎるため、まずは簡易的な動物モデルとして、光感受性分子を血管内に注入し、検討を行った。この条件下では脳血管へ光感受性分子ローズベンガルを注入すると、その部位の脳血管が閉塞し、神経活動が著しく変動する。この性質を利用して、光照射が確実に行えており、また脳活動に由来する電気生理信号が変動することを見出した。本研究成果の一部は、脳虚血における新しい生理メカニズムとしてNeuroscience Research誌に掲載された。また、これまでのところ、16本のテトロード電極と光ファイバーの併用法を確立している。

電極を3週間程度かけて徐々に海馬の錐体細胞層まで到達させ、ChR2を発現した領域に光照射を行ったところ、光刺激のタイミングにロックした神経応答が見られた。ここで応答しているユニット(細胞)は、ChR2を発現した細胞であると推測される。ここまでの技術確立で、ようやく世界水準の生理学計測法に到達したと考えている。本研究開始時には、必要な装置が整っていなかったため、まずは電気生理計測法と光操作法が確立を行った。ラット脳の光に応答する脳領域に光ファイバーを介して光を照射し、照射領域から直接、電気生理信号を得るための電極の開発を試みた。本ツールの作動を確認するため、簡易的な動物モデルとして、光感受性分子を血管内に注入し検討を行った。この条件下では脳血管へ光感受性分子ローズベンガルを注入すると、その部位の脳血管が閉塞し、神経活動が著しく変動することを確認した。本研究成果の一部は、Neuroscience Research誌に掲載された。光刺激に対応した神経応答が見られたことから、必要な技術確立が確認できた。おそらく大脳皮質では、ごく一部のシナプスだけが顕著に強い伝達を担っており、大脳皮質回路の中で機能的に大きな影響をもっていると考えている。このようなアイデアを検証していくため、今後の研究では、各細胞間の機能的結合を記述することで、in vivo脳での情報伝達を理解していくことを目指している。こうした動的変化の特性は細胞種を考慮して記述する必要があるが、これは光遺伝学的手法により解決できる。また、大脳皮質の神経細胞間の情報伝達は常に一定ではなく、外界からの感覚刺激や神経調節因子、周辺の回路状態に大きく依存する。このような機能的ネットワーク内の個々の細胞間伝達が、動物の行動や内的活動と関連して、どれほど動的に変化するか理解することを目指す。個々の機能的結合の時間変化を追跡することで、状態依存的な回路活動を構成する細胞間伝達の詳細を把握することができると期待している。具体的な実験としては、テトロード電極と光ファイバーを脳に埋め込んだラットについて、四角や丸い箱の中を自由に探索させた際に生じる場所選択的な海馬神経細胞や抑制性細胞の活動パターンと、その後の休憩中や睡眠中に記録される大規模な同期活動パターンに特に着目する。このような神経活動はそれぞれ、探索行動中の記憶の獲得過程、およびその後の記憶の固定過程に相当すると考えられている現象である。光遺伝学的手法との融合により、得られた細胞群の神経発火の中から、注目の細胞集団の活動のみを抽出して、さらにこれまでに予備検討を進めている相互相関解析を用いることで、各動物行動状態における、機能的結合マップを作成し、脳回路動態の変遷を考察することを目指す。神経生理学
レジンおよびセメントへの抗菌剤添加に関する研究

レジンおよびセメントへの抗菌剤の添加効果に関する実験を、本年度、行った。in vitroでは、直径10mm、厚さ1mmの円盤状レジンを試料とし、重量%で510%の抗菌剤(タンニンフッ化物、クロールヘキシジン、塩化ベンザルコニウム)の添加効果について、山田らの方法に準じて、う蝕、歯周疾患、および義歯性口内炎との関連が深い8種類の基準株を使用し、菌液滴下後、塗沫拡散した培地上に、レジン試料を静置し、24時間培養後、阻止帯の距離にて、その抗菌性を検討した。セメントに関しても、仮着用3種(ユ-ジノール系、カルボン酸系、ノ-ジノール系)、合着用4種(グラスアイオノマー系、カルボン酸系、リン酸亜鉛系、レジン系)にて、同様の実験を行った。また、抗菌剤添加による物理的性質(圧縮、引張り強さ、ヌープ硬さ)、化学的性質(架橋の程度)の変化についても検討した。in vivoでは、実際の口腔内環境での添加効果の検討を行った。被験者の研究用模型より、上顎のスタビライゼイションスプリントを作製し、口蓋部に、in vitroで使用した抗菌剤添加のレジンを外側のみ即時重合レジンが接するようにして、埋入し、また、コントロールのレジンを対称に埋入して、24時間後、表面のプラークを染色して抗菌効果を検討した.また、同様の実験にて、プラーク中の細菌の同定も行った.セメントに関しては、抗菌剤添加後、物理的強度および化学的性状に問題がなく、抗菌性を示した抗菌剤と仮着剤の組み合せにて、実際に、被験者に暫間冠を仮着し、歯肉の炎症の程度にて、その効果を臨床的に検討した。
都市における地盤の地震危険度に関する研究

地盤の液状化ポテンシヤルの評価法については,原位置調査法としてコーン貫入試験, S-波測定の2つを,室内試験法としては, 2方向単純せん断,ねじりせん断,三軸せんの3つを取り上げて研究を行っている.コーン貫入試験法については,室内における圧力容器を用い,コーン貫入抵抗におよぼす拘束圧の影響を調べているが,相当興味のある結果が得られた.室内試験については, 3種類の試験装置の製作を終え,予備的実験が完了した段階である.三軸試験では,高拘束圧のもとで粒状体のフロー・ストラクチャーが形成されうることが判明した.これは,大規模土砂崩壊が長距離にわたって流動しうることを示唆しているといえる.この課題については約30%の到達度が得られたと思う.室内試験については,装置が導入されたばかりのものもあり調整が完全になされていないものもある.又,細部の変更や不都合な点の訂正を必要とするところもある.これらは次年度に解決する予定である.地震時における造成他の安定度を評価するために,宮城県沖地震(1978年)の際に被災した仙台市の丘陵地内にある住宅地の被害実態調査を行った.その結果,造成時の切土と盛土の境界付近の家屋に被害が多いこと,又,全般的に昭和40年以降に造成された住宅地に被害が多いことが判明した.今後は,仙台市の調査を続けることと,千葉県東方沖地震で被災した盛土埋立地の調査を行い事例を集めることに努力する予定である.地震時における地盤の局地的増幅特性については,丘陵地や台地等の突出地形によって地震動が増幅される可能性があるため,応答解析と事例の収集により,地形の影響について定量的な結論を得たいと考えている.本年度は,若干の解析を実施した.地盤の液状化ポテンシヤルの評価法については,原位置調査法としてコーン貫入試験, S-波測定の2つを,室内試験法としては, 2方向単純せん断,ねじりせん断,三軸せんの3つを取り上げて研究を行っている.コーン貫入試験法については,室内における圧力容器を用い,コーン貫入抵抗におよぼす拘束圧の影響を調べているが,相当興味のある結果が得られた.室内試験については, 3種類の試験装置の製作を終え,予備的実験が完了した段階である.三軸試験では,高拘束圧のもとで粒状体のフロー・ストラクチャーが形成されうることが判明した.これは,大規模土砂崩壊が長距離にわたって流動しうることを示唆しているといえる.この課題については約30%の到達度が得られたと思う.室内試験については,装置が導入されたばかりのものもあり調整が完全になされていないものもある.又,細部の変更や不都合な点の訂正を必要とするところもある.これらは次年度に解決する予定である.地震時における造成他の安定度を評価するために,宮城県沖地震(1978年)の際に被災した仙台市の丘陵地内にある住宅地の被害実態調査を行った.その結果,造成時の切土と盛土の境界付近の家屋に被害が多いこと,又,全般的に昭和40年以降に造成された住宅地に被害が多いことが判明した.今後は,仙台市の調査を続けることと,千葉県東方沖地震で被災した盛土埋立地の調査を行い事例を集めることに努力する予定である.地震時における地盤の局地的増幅特性については,丘陵地や台地等の突出地形によって地震動が増幅される可能性があるため,応答解析と事例の収集により,地形の影響について定量的な結論を得たいと考えている.本年度は,若干の解析を実施した.
コンピューター画像解析による人工関節の固定性に関する早期評価法に開発

我々は、人工股関節の初期固定性を明らかにするため、術後早期のX線写真を経時的にコンピュータ画像処理し、大腿骨に生じている骨の微細な変化を明らかにするシステムを開発してきた。本研究では、同システムを用いて人工関節の初期固定性を詳細に検討すること、ならびに同システムの精度をさらに高めることを目的とした。X線フィルムの画像入力システムにArray社レーザーフィルムデジタイザを導入する事が可能になったが、現行使用しているコンピュータとのマッチングに時間を費やした。これはSCSIのドライバソフトの変更および、SCSIボードの変更により解決した。この入力機器を活用することにより、12bit4069段階のグレースケールでの入力が正確に可能となった。本年度、検討対象の一つとしたのは、セメントレス人工関節の中でも最も歴史のある慈恵医大式第1世代人工股関節(1971年から1979年に臨床使用)である。132例の術後30年近い経過をX線的に追跡できる症例を対象に画像解析を行った結果は、術後数年以内に形成されるステム周囲のcancellous condensation(いわゆるSpot welds)が形成された症例は全例においてステムの固定性は良好で、術後20年以上にわかって、沈下、looseningは生じず、かつ、このX線学的な徴候は継続して観察されることが客観的に証明された。第1世代のこのステムは現在広く応用されているporous coatingの理論が出現する以前の機種であるため、骨とのmicro anchoring理論に則ったものではなかったが、表面にクロスハッチの細い刻み目処理(500μdepth,200μwidth)が施されており、これが、不完全ながらporous構造のような機能を果たしたものと仮定することが可能であった。すなわち本研究は、spot weldsとステムの固定性の関連を検討した、最も長期経過を客観的な手段を活用し関節し得た報告の一つであり、今後のセメントレスステムの長期にわたる運命を予測しうる徴候を証明したことになる。定量化表示に関しては現在検討を重ねているが、アルミニウムステップウェッジの精度の高いものをアルミ箔を積層させた構造で作製を行っている。X線フイルムの画像入力システムにArray社レーザーフイルムデジタイザを導入する事が可能になったが、現行使用しているコンピューターとのマッチングに時間を費やした。この入力機器を活用することにより、12bit4069階調のグレースケールでの入力が正確に可能となった。132例の術後30年近い経過をX線的に追跡できる症例を対象に画像解析を行った結果は、術後数年以内に形成されるステム周囲のcancellous condensation(いわゆるSpot welds)が形成された症例は全例においてステムの固定性は良好で、術後20年以上にわたって、沈下、looseningは生じず、かつ、このX線学的な徴候は継続して観察されることが客観的に証明された。第1世代のこのステムは現在広く応用されているporous coatingの理論が出現する以前の機種であるため、骨とのmicro anchoring

理論に則ったものでは無かったが、表面にクロスハッチの細い刻み目処理(500μdepth、200μwidth)が施されており、これが、不完全ながらporous構造のような機能を果たしたとものと仮定することが可能であった。すなわち本研究は、spot weldsとステムの固定性の関連を検討した、最も長期経過を客観的な手段を活用し観察し得た報告の一つであり、今後のセメントレスステムの長期にわたる運命を予測しうる徴候を証明したことになる。定量化表示に関しては現在検討を重ねているが、アルミニウムステップウエッジの精度の高いものをアルミ箔を積層させた構造で作製を行っている。我々は、人工股関節の初期固定性を明らかにするため、術後早期のX線写真を経時的にコンピュータ画像処理し、大腿骨に生じている骨の微細な変化を明らかにするシステムを開発してきた。本研究では、同システムを用いて人工関節の初期固定性を詳細に検討すること、ならびに同システムの精度をさらに高めることを目的とした。X線フィルムの画像入力システムにArray社レーザーフィルムデジタイザを導入する事が可能になったが、現行使用しているコンピュータとのマッチングに時間を費やした。これはSCSIのドライバソフトの変更および、SCSIボードの変更により解決した。この入力機器を活用することにより、12bit4069段階のグレースケールでの入力が正確に可能となった。本年度、検討対象の一つとしたのは、セメントレス人工関節の中でも最も歴史のある慈恵医大式第1世代人工股関節(1971年から1979年に臨床使用)である。132例の術後30年近い経過をX線的に追跡できる症例を対象に画像解析を行った結果は、術後数年以内に形成されるステム周囲のcancellous condensation(いわゆるSpot welds)が形成された症例は全例においてステムの固定性は良好で、術後20年以上にわかって、沈下、looseningは生じず、かつ、このX線学的な徴候は継続して観察されることが客観的に証明された。第1世代のこのステムは現在広く応用されているporous coatingの理論が出現する以前の機種であるため、骨とのmicro anchoring理論に則ったものではなかったが、表面にクロスハッチの細い刻み目処理(500μdepth,200μwidth)が施されており、これが、不完全ながらporous構造のような機能を果たしたものと仮定することが可能であった。すなわち本研究は、spot weldsとステムの固定性の関連を検討した、最も長期経過を客観的な手段を活用し関節し得た報告の一つであり、今後のセメントレスステムの長期にわたる運命を予測しうる徴候を証明した。また、アルミニウムステップウェッジの精度の高いものをアルミ箔を積層させた構造で作製を行い、定量化表示に関しても検討を行った。
DNA-RNAオリゴヌクレオチド法による先天性血栓性疾患の治療に関する基礎的検討

先天性アンチトロンビンIII(AT)欠損症のモデルとして、type I欠損症で、制限酵素切断部位に変異を認めるものをデータベースより選択し、RNA/DNAオリゴヌクレオチド(RDO)によって遺伝子変異を導入することで、HuH-7細胞において同欠損症を作成した。RDOは、Kmiecらの方法に従い、宝酒造に依頼して合成した。即ち、5塩基のDNAの中心に目的とする置換塩基を設定し、両端に10塩基のメチル化RNAを付け、3'側には5塩基対のGCクランプと、更に、それぞれ4つのthimineを介してこれらに相補的なDNAを配列した。RDOの細胞内への導入はQIAGEN社のSuper Fect Transfection Reagent(SFTR)を用い、変異導入の有無はTaq Iを用いたPCR-RFLPによってスクリーニングし、direct sequencingによって確認した。また、HuH-7におけるヒトAT mRNAの発現はRT-PCRにて確認した。SFTRを用いたオリゴヌクレコチドの導入効率は約53%であった。PCR-RFLPの結果、48検体中2検体に変異導入が推察され、変異導入が成功したと考えられたサンプルにdirect sequenceを行ったところ、5390番目のcytosineと共にthimineが検出され、目的とした変異導入が確認された。RDOを用いた遺伝子置換療法は、1996年にKmiecらによって初めて報告され、1998年にはSteerらがin vivoで肝細胞における凝固第IX因子の遺伝子置換に成功し、本法は血友病のみならず、点突然変異を原因とするような各種特発性血栓症の治療にも有用である可能性が示された。今回、ヒトAT遺伝子にも変異を導入することが可能であったことから、本法は先天性AT欠損症の治療法として有用である可能性が示唆された。先天性アンチトロンビンIII(AT)欠損症のモデルとして、typeI欠損症で、制限酵素切断部位に変異を認めるものをデータベースより選択し、RNA/DNAオリゴヌクレオチド(RDO)によって遺伝子変異を導入することで、HuH-7細胞において同欠損症を作成した。RDOの細胞内への導入はQLAGEN社のSuperFect Transfection Reagent(SFTR)を用い、変異導入の有無はTaq Iを用いたPCR-RFLPによってスクリーニングし、direct sequencingによって確認した。RDOを用いた遺伝子置換療法は、1996年にKmiecらによって初めて報告され、1998年にはSteerらがin vivoで肝細胞における凝固第IX因子の遺伝子置換に成功し、本法は血友病のみならず、点突然変異を原因とするような各種突発性血栓症の治療にも有用である可能性が示された。先天性アンチトロンビンIII(AT)欠損

症のモデルとして、type I欠損症で、制限酵素切断部位に変異を認めるものをデータベースより選択し、RNA/DNAオリゴヌクレオチド(RDO)によって遺伝子変異を導入することで、HuH-7細胞において同欠損症を作成した。RDOは、Kmiecらの方法に従い、宝酒造に依頼して合成した。即ち、5塩基のDNAの中心に目的とする置換塩基を設定し、両端に10塩基のメチル化RNAを付け、3'側には5塩基対のGCクランプと、更に、それぞれ4つのthimineを介してこれらに相補的なDNAを配列した。RDOの細胞内への導入はQIAGEN社のSuperFect Transfection Reagent(SFTR)を用い、変異導入の有無はTaqIを用いたPCR-RFLPによってスクリーニングし、direct sequencingによって確認した。また、HuH-7におけるヒトAT mRNAの発現はRT-PCRにて確認した。SFTRを用いたオリゴヌクレコチドの導入効率は約53%であった。PCR-RFLPの結果、48検体中2検体に変異導入が推察され、変異導入が成功したと考えられたサンプルにdirect sequenceを行ったところ、5390番目のcytosineと共にthimineが検出され、目的とした変異導入が確認された。RDOを用いた遺伝子置換療法は、1996年にKmiecらによって初めて報告され、1998年にはSteerらがin vivoで肝細胞における凝固第IX因子の遺伝子置換に成功し、本法は血友病のみならず、点突然変異を原因とするような各種特発性血栓症の治療にも有用である可能性が示された。今回、ヒトAT遺伝子にも変異を導入することが可能であったことから、本法は先天性AT欠損症の治療法として有用である可能性が示唆された。
高度重金属耐性鉄酸化細菌による鉱石,汚染土壌,廃液からの重金属回収システムの開発

鉄酸化細菌Acidithiobacillusferrooxidansは,バクテリアリーチングや環境浄化などで非常に有用な細菌として注目されている。自然界より単離した鉄酸化細菌150株に対して水銀耐性株のスクリーニングを行い,A.ferrppxodams SUG2-2株を選択した。さらにSUG2-2株を植継培地の塩化水銀濃度を徐々に上げて継代培養することによって調製し20μMの塩化水銀存在下でも増殖可能な高度水銀耐性株A.ferrooxidans MON-1株を得た。これらの耐性株には,NADPH依存性の水銀還元酵素活性に加えて,二価鉄依存性の無機水銀気化活性を持つことを明らかにした。そして,MON-1株は,無機水銀のみでなく有機水銀に対しても高い二価鉄依存性の分解気化活性を有することを新たに見出した。鉄酸化細菌には有機水銀分解酵素遺伝子merBは持っていないことが報告されていたが,MON-1株にはmerBと同様な活性が細胞膜に存在しcytochrome c oxidaseが重要な役割を果たしているという大きな発見をした。MON-1株は,無機水銀及び有機水銀で汚染された水銀汚染土壌,水銀廃液から水銀を金属水銀(Hg^o)として気化する機能を有するため,既存の吸着設備とを組合せることによって,高温加熱することなく,低コストで水銀を選択的に回収する技術として利用できる。実際に汚染土壌現場における現地試験で実用化の確認を行った。本菌は化学合成独立栄養細菌で増殖が遅いために,少量の培地で高濃度の菌体を得ることが可能な独自の電気培養装置を開発し,本装置によって通常培養による方法と比べ20分の1の培地容量で,130倍程度の菌体収量が可能となった。このことによって種々の菌体のctochrome c oxidase等の酵素精製と生化学的解析,水銀等による汚染環境の浄化,銅等のバクテリアリーチングの活性化などに関するシステム開発において大きな基盤となり,今後の発展が期待できる。自然界より単離した鉄酸化細菌150株に対して水銀耐性株のスクリーニングを行い,A.ferrooxidans SUG2-2株を選択した。本株を含めた水銀耐性株が,NADPH依存性の水銀還元酵素活性に加えて,二価鉄依存性の水銀気化活性を持っていた。またSUG2-2株を調製することによって20μMの塩化水銀存在下でも増殖可能な高度水銀耐性株A.ferrooxidans MON-1株を得ることができた。これらの耐性株は,無機水銀で汚染された水銀汚染土壌,水銀廃液から水銀を金属水銀として気化する機能を有するため,非開放条件で高温加熱することなく,低コストで水銀を選択的に気化・回収する技術に応用できる。これまでA.ferrooxidansにOrganomercurial lyase活性の存在は報告されていなかったが,A.ferrooxidans洗浄細胞による有機水銀からのHg^0の気化実験においてMON-1株の気化活性が一番高いことと,有機水銀のC-Hg結合を切断する活性が存在することを報告した。これら高度水銀耐性株をポリビニルアルコール(PVA)担体へ固定化することによって,連続繰り返し使用及び高効率な水銀廃液処理が可能なことを確かめた。

さらに本菌は増殖が遅いために,生育によって酸化された培地中のFe^<3+>を電気的Fe^<2+>に還元を行いながら,少量の培地で高濃度の菌体を得る電気培養装置を作成した。通常培養による培養方法と比べると1l当たり30倍以上の菌体回収が可能となった。電気培養によって得られた菌体は,通常培養のものと相違はなく,銅などの貴金属の回収を始め,環境浄化の効率化等に寄与できる。鉄酸化細菌Acidithiobacillusferrooxidansは、バクテリアリーチングや環境浄化などで非常に有用な細菌として注目されている。自然界より単離した鉄酸化細菌150株に対して水銀耐性株のスクリーニングを行い、A.ferrooxidans SUG2-2株を選択した。本株を含めた水銀耐性株が、NADPH依存性の水銀還元酵素活性に加えて、二価鉄依存性の水銀気化活性を持っている。またSUG2-2株を調製することによって20μMの塩化水銀存在下でも増殖可能な高度水銀耐性株、A.ferrooxidans MON-1株を得た。これらの耐性株は、無機水銀で汚染された水銀汚染土壌、水銀廃液から水銀を金属水銀(Hg^0)として気化する機能を有するため、高温加熱することなく、非開放系で低コストに水銀を選択的に気化・回収することが可能である。具体的には本株をポリビニルアルコール(PVA)担体へ固定化し、640μMの無機水銀モデル廃液からHg^0として気化し、吸着液に高効率で回収可能なことと、連続繰り返し使用が可能なことを確かめて報告した。また、MON-1株の洗浄細胞による有機水銀からHg^0として気化活性が著しく高いことをmer A活性を介した還元気化原子吸光法.(間接法)で確認した。さらに反応液の有機水銀濃度をECD付きガスクロマトグラフ法(直接法)で定量することで、本株は有機水銀を分解する活性を有し、その活性は非常に高いことを明らかにした。本菌は化学合成独立栄養細菌で増殖が遅いために、少量の二価鉄添加培地で高濃度の菌体を得る独自の電気培養装置を開発した。通常培養による培養方法と比べると培地1l当たり100倍近くの菌体回収が可能となった。電気培養によって得られた洗浄細胞は、通常培養によるものと比べ水銀気化活性は高く、高濃度培養液は非常に高活性を示すために環境浄化を始め、貴金属の回収などのシステムとして寄与できるものと考える。鉄酸化細菌Acidithiobacillusferrooxidansは,バクテリアリーチングや環境浄化などで非常に有用な細菌として注目されている。自然界より単離した鉄酸化細菌150株に対して水銀耐性株のスクリーニングを行い,A. ferrooxidans SUG 2-2株を選択した。さらにSUG 2-2株を植継培地の塩化水銀濃度を徐々に上げて調製し20μMの塩化水銀存在下でも増殖可能な高度水銀耐性株A. feerooxidans MON-1株を得た。これらの耐性株には,NADPH依存性の水銀還元酵素活性に加えて,二価鉄依存性の無機水銀気化活性を持つことを明らかにした。今回は,MON-1株が無機水銀のみでなく有機水銀に対しても二価鉄依存性の分解気化活性を示すことを新たに見出した。鉄酸化細菌には有機水銀分解活性鵬merBは持っていないことが報告されていたが,MON-1株にはmerBと同様な活性が細胞膜に存在し。
極限状態または非平衡状態での材料作製プロセス

銅と鉄の原子を一層ずつ積み上げ、鉄の厚さの関数として磁気的性質を測定した。また高温セラミックス超伝導体をスパッタ法で作成した。これらの原子構造を調べた。窒化自己燃焼法によりNbN_<1->xCx(0<x<0.8)の固溶体粉末の合成に成功し、Tcはx=0.4組成で報告されている最高値より0.9K高い18.8Kのピーク値を示した。同様の方法によりNbNセラミック板材の合成にも成功した。任意形状のNbN材の合成が可能で、超伝導材料だけでなく、耐摩耗、耐熱、耐食材料として広い応用が期待される。放射光を用いたX線回折によって黒鉛の圧縮曲線の高精度測定を行ない、さらにその結果に基づいて黒鉛/ダイヤモンド平衡圧を高信頼化した。また、4000°C以上の超高圧を併用した高圧環境を実現し、結晶のよく発達したC/BN固溶体(新物質)を合成し、結晶化学的特徴を解析した。Nーシリル化ジアミン法によって合成された半屈曲性鎖と剛直棒状鎖からなるポリイミド共重合体フィルムが得られていることを実証するとともに、フィルム作成時における延伸および高温熱処理効果について検討を加え、剛直棒状構造の配向・結晶化がフィルムの高強度高弾性率化に大きく寄与していることを明らかにし、高耐熱性高強度材料を設計するための有益な知見を得た。ほう素と硫黄を6001500°C、1.05.5GPaの条件下で反応させ、新しい化合物BSを合成した。これは空間群R3mの六方晶系で、a=3.052A、C=20.406Aの格子定数をもち、GaSと同型の層状構造となることがわかった。吸収端が3.33.7eVの乳灰色を示すこの化合物は、一方で活性化エネルギーが0.14eV、熱電能が+420-530μV/KのP型半導体であった。
試験問題統計情報のデータベース化と自然言語処理技術を用いた統計的解析

(1)センター試験問題,全国国公私立大学入試問題に関し,所内ネットワークを介して包括的に検索表示するシステムを構築した。センター試験問題については統計情報データベースとのリンケージを図った。(2)自然言語処理技術を用いた推薦システムの技術が本課題の要素技術の一つになるという判断のもとに,ランダムフォレストを用いた実証研究としてセンター試験の結果を用い,手法の有効性を確認した。(3)ランダムフォレスト法が欠測を含むデータ解析手法の標準の一つになるであろうとの判断のもとに,コンテキスト情報の補完など実証的な研究や,新たな手法についての検討を行ない,多くの査読付き国際研究集会で研究成果を発表した。試験問題の属性には・素材文、あるいは選択肢の難読性に関するもの・出題形式に関するもの(質間形式、選択肢数など)・素材文のジャンル(現代文(評論・小説)/古文/漢文、会話文/説明文などの別)に関するものがあり、これらの属性による難易度予測と、試験情報データベースとのシームレスな統合を実現するために、システムの開発やデータベースの整備を図る。またこれらの属性は、人間が判断するものでなく、可能な限り、最新の自然言語処理技術を用いて自動的に取得する。今年度は以下を実施した。1)試験問題の言語処理上の属性情報の抽出;試験問題の属性情報の項目の洗い出しを行い、それで過不足がないかの検討を行なった。2)現在の試験問題情報データベースとの統合システムを試作した。3)マシン環境の整備;LAN上でWebブラウザによって統計情報を容易に検索できるように、今回、獲得された試験問題属性に関する統計量を記述したHTMLファイルをサーバに置いた。4)XML化に向けた関連調査;格納データのXML化についても検討を加えた。次ページ以降に記載の通り、数多くの研究成果を挙げた。これら一連の成果が認められ、石岡が3年連続でMarquis Who's Who in the World(今年度は2010年版)に掲載された。試験問題の属性には・素材文、あるいは選択肢の難読性に関するもの・出題形式に関するもの(質問形式、選択肢数など)・素材文のジャンル(現代文(評論・小説)/古文/漢文、会話文/説明文などの別)に関するものがあり、これらの属性による難易度予測と、試験情報データベースとのシームレスな統合を実現するために、システムの開発やデータベースの整備を図る。1)自然言語処理技術を用いた情報検索、情報抽出、情報推薦の要素技術を確立ならびに洗練させるために、日本OR学会、人工知能学会等が主催するリコメンデーションコンテストに参加し、上位入賞を果たした。2)昨年度作成した市販のセンター試験問題検索システムと試験問題情報データベースとの統合システムをネットワーク環境下で実行できるべくシステムを試作した。3)センター試験問題のみならず、国公私立大学の試験問題についても検索できる環境を整備した。1)大学入試センター試験について,解答に関わる統計情報をデータベース化した。2)過去に実施した全ての法科大学院適性試験の試験問題について,統計情報をデータベース化した。3)多肢選択以外の解答方式の研究として,文末モダリティによる日本語文の構造分析を行った。4)欠測値を補完する方法として集団学習の方法の一つであるRandom Forestsに着目し、教師データのみならず教師なしデータに対しても適用できるよう拡張する方法を考案した。またそのRプログラムを作成した。次ページ以降に記載の通り、実りある研究成果を上げた。(1)センター試験問題,全国国公私立大学入試問題に関し,所内ネットワークを介して包括的に検索表示するシステムを構築することについて。昨年度で完了済。「試験問題データベース検索・解析のための統合環境の構築」を行い,センター試験問題については統計情報データベースとのリンケージを図った。(2)自然言語処理技術を用いた推薦システムの技術が本課題の要素技術の一つになるという判断のもとに,近年注目されているRandom Forest法の適用について実証的な実験を行うことについて。Random Forestを用いた実証研究としてセンター試験の結果を用い、手法の有効性を確認した。また統計関連5学会共同による統計関連学会連合大会(参加者約900名)の研究集会にてその成果を発表した。

当初の目的であった、試験情報データベースとのシームレスな統合を果たすシステムが試作され、それに伴う多くの関連研究についての成果が公開された。また昨年度は、自然言語処理技術を用いた情報検索、情報抽出、情報推薦の要素技術を確立ならびに洗練させるために、日本OR学会、人工知能学会等が主催するリコメンデーションコンテストに参加し、上位入賞を果たした。24年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度、欠測値を補完する方法として集団学習の方法の一つであるRandom Forestsに着目し、教師データのみならず教師なしデータに対しても適用できるよう拡張する方法を考案したが、これを論文にまとめ、国際会議で発表する。さらに半教師データに対しても適用できる方法について研究を進め、別の国際会議で発表する予定である。
心血管事故の危険因子としての白血球酸化ストレス

我々は、白血球の酸化ストレスをフローサイトメトリーを用いて好中球・単球を別々に測定し、循環器疾患の他の危険因子との関係を検討した。また、各種降圧剤の治療効果の評価に利用できるかどうか検討した。白血球の酸化ストレスは蛍光色素プローブを負荷し、フローサイトメトリーにてそれぞれの分画をゲート化し、測定した。年令、性、body mass index、血圧(平均血圧)、中性脂肪、LDLコレステロール、HDLコレステロール、ヘモグロビンA_lcなどともに新しい危険因子であるCRP(高感度)も測定した。好中球の酸化ストレスおよび単球の酸化ストレスは、同じ人の血液中を流れていながら異なった調節を受けていることが明らかになった。すなわち、好中球球の酸化ストレスは、血圧およびヘモグロビンA_lcによって影響を受け、単球の酸化ストレスは、血管内の炎症を反映する。単球の酸化ストレスは、高血圧性心肥大,頸動脈硬化、夜間降圧や不安による交感神経の活性化にも関係している。また、両者は、それぞれ独立した心血管病の危険因子であることも明らかになりつつある。ヒトの高血圧症では活性酸素が上昇していることが報告されている。我々も、本態性高血圧患者では好中球の酸化ストレスが上昇しており、好中球の酸化ストレスと平均血圧との間には正の相関が認められることを報告している。我々はカルシウム拮抗薬ベニジピン4mgと対照薬のプラセボを本態性高血圧患者に投与して比較した試験においても、プラセボでは血圧および好中球の活性酸素は低下を示さなかったが、ベニジピンでは血圧および好中球の活性酸素は低下を示したという結果を得ている。ベニジピンによる収縮期血圧および拡張期血圧の低下と好中球の酸化ストレスの低下には、正の相関が認められた。好中球の酸化ストレスは、高血圧性患者の治療効果の指標となる可能性がある。