hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
実時間化学イメージングシステムの開発

本グループでは、電解質溶液またはゲル状試料中におけるpH等の化学的情報の2次元的な空間分布を画像化することができる、化学イメージングセンサの開発を行ってきた。この方法では、センサ表面の電荷によって半導体層中に空乏層幅の分布が生じることを利用して、その静電容量を場所ごとに読み出していくことになる。具体的にはセンサ裏面から変調レーザビームを照射し、静電容量に応じて外部回路に流れる交流光電流を計測する。現在までに、空間分解能10ミクロン、pH分解能0.01、測定速度毎秒100ピクセルを達成している。このうち、空間分解能およびpH分解能については多くのアプリケーションにおいて十分な値であるが、測定速度については1画面の測定に分オーダーの時間を要することから、変化の速い現象の測定に用いることは困難であった。そこで本研究では化学イメージングセンサの実時間化に向けて装置および測定方式の改良を行った。昨年度は各ピクセルごとの測定に単発の光パルスを用いることで10倍以上の高速化を達成し、また低周波ノイズの影響が低減できることを明らかにした。本年度は化学イメージングセンサを用いて、ゲル中におけるイオンの拡散を可視化し、拡散係数の計測に応用できることを明らかにした。平行平板電極を有する電気化学システムにおいて、電気分解によって生じる電極間のpH分布が時間とともに変化する様子を観測し、pH分布の時間変化から拡散係数を計測した。また、分子量の異なるイオンについて各々の拡散係数を求め、分子量との関係を調べた。本グループでは、電解質溶液またはゲル状試料中におけるpH等の化学的情報の2次元的な空間分布を画像化することができる、化学イメージングセンサの開発を行なってきた。この方法では、センサ表面の電荷によって半導体層中に空乏層幅の分布が生じることを利用して、その静電容量を場所ごとに読み出して行くことになる。このうち、空間分解能およびpH分解能については多くのアプリケーションにおいて十分な値であるが、測定速度については1画面の測定に分オーダーの時間を要することから、変化の速い現象の測定に用いることが出来ない。本研究では、化学イメージングセンサの実時間化に向けて装置および測定方式の改良を行なった。従来の変調レーザビームに替えて単発の光パルスに対する過渡応答電流波形を計測し、その極大値と極小値の差を以ってセンサの信号値とする方式について実験を行ない、従来方式と同じノイズレベルを維持したままで10倍以上の高速化ができることを示した。また、この方式は従来の方法に比べて、低周波ノイズの影響を受けにくいという利点がある。さらに、装置上の改良としては、走査のために試料側を移動させる機構から光学系を移動させる機構に改めて高速の走査を可能にしたこと、レーザ集光用の下部光学系の他に試料の実体観察・位置合わせのための上部光学系を設けたことなどが挙げられる。
医真菌細胞におけるCa^<2+>動態解析システムの開発と薬学的応用研究

カンジダ酵母はエイズや臓器移植後などで免疫力の低下した患者に重篤な感染症を引き起こす病原性微生物である。この酵母は二形成菌であり、環境変化によって酵母形と病原性のより強い菌系形の間で二形性変換を行う。したがって、菌系形への変換機構を解明することは薬学的にきわめて重要である。カンジダ酵母は培地にエタノールが添加されると菌系の伸長を開始する。しかし、これまでこの酵母では[Ca^<2+>]iが測定された例はなかったので、fura-2を用いる超高感度Ca^<2+>蛍光顕微分光測定法を樹立した。本法により、エタノールを添加すると菌系の形成に先立ち、[Ca^<2+>]iが約100nMから約1000nMに上昇することを明きらかにした。またこの上昇のピークはイノシトール1,4,5-3リン酸の細胞内濃度の上昇ピークと一致していた。このことから、カンジダ酵母のCa^<2+>動員にはイノシトール1,4,5-3リン酸が関与すると考えられる。したがって、より病原性の強い菌系形への変換を阻害するには、Ca^<2+>動員をブロックすればよりことが明きらかとなり、今後の薬学的応用研究に大きなヒントが得られた。上述の薬学的応用研究の基盤をより一層堅固にするため、[Ca^<2+>]iの一過性変動をリアルタイムで測定するための超高感度蛍光測光法を樹立した。この方法は、発光クラゲが産生するCa^<2+>依存性発光タンパク(エクオリン)のアポタンパク質cDNAを酵母細胞内で発現させ、これをプローブとして[Ca^<2+>]iの一過性変動を秒のオーダーで測定するものである。この遺伝子工学を適用した再生エクオリンによる測定システムは期待どおりの測定成果を示し、カンジダ酵母の菌系形成時におけるCa^<2+>動員機構を詳細に詳細に解析するための有力な手段となることが判明した。本年度、細胞内遊離Ca^<2+>濃度測定の基幹システムを設置し、その性能をパン酵母とカンジダ酵母に対してテストした。カンジダ酵母は病源性を有し、臓器移植手術などの免疫応答の低下した患者に重篤な感染症を引きおこす。この酵母は二形性菌であり、生育条件により酵母形と菌糸形の二形成変換を行う。多くの場合、カンジダ酵母は感染組識内で菌糸形をとり症状を発現する。本年度は菌糸形成におけるCa^<2+>の役割を明きらかにすることを試み、以下の実験を行った。まず、二形性変換にCa^<2+>が関与しているか否かを調べる目的で、カンジダ酵母を飢餓処理後N-アセチルグルコサミンを含む栄養培地に移して菌糸誘導を行ない、次の成果を得た。1)高濃度(>60mM)Ca^<2+>は酵母形の成長と阻害しないが菌糸形への変換を阻害した。2)EGTA添加により培地の遊離Ca^<2+>濃度を10nM以下にすると菌糸の成長が部分的に阻害され、Ca^<2+>の再添加により回復した。このことから、カンジダ酵母の菌糸形成過程にCa^<2+>が関与していることを認めた。続いて、菌糸成長時における細胞内遊離Ca^<2+>濃度の時間的空間的変動を2つの測定法を用いて解析する基礎研文を開始した。

第一はCa^<2+>蛍光指示薬fura-2を用いた蛍光顕微鏡画像処理システムによる解析法であり、第二はCa^<2+>依存性発光タンパク質エクオリンのcDNAをカンジダ酵母内で発現させ、再生エクオリンの冷光を測定する解析法である。前者は個々の細胞の細胞内遊離Ca^<2+>濃度を測定することに適し、後者は細胞集団を対象とした細胞内遊離Ca^<2+>濃度の一過性変動を解析することができる。系統的なエレクトロポレ-ションの条件を検討した結果、Fura-2を高能率でカンジダ菌に導入する実験系を確立することができた。またエクオリンcDNAを導入するためのベクタ-系の開発を試み、有用な知見を得た。カンジダ酵母はエイズや臓器移植後などで免疫力の低下した患者に重篤な感染症を引き起こす病原性微生物である。この酵母は二形成菌であり、環境変化によって酵母形と病原性のより強い菌糸形の間で二形性変換を行う。したがって、菌糸形への変換機構を解明することは薬学的にきわめて重要である。カンジダ酵母は培地にエタノールが添加されると菌糸の伸長を開始する。しかし、これまでこの酵母では[Ca^<2+>]iが測定された例はなかったので、fura-2を用いる超高感度Ca^<2+>蛍光顕微分光測定法を樹立した。本法により、エタノールを添加すると菌糸の形成に先立ち,[Ca^<2+>]iが約100nMから約1000nMに上昇することを明きらかにした。またこの上昇のピークはイノシトール1,4,5-3リン酸の細胞内濃度の上昇ピークと一致していた。このことから、カンジダ酵母のCa^<2+>動員にはイノシトール1,4,5-3リン酸が関与すると考えられる。したがって、より病原性の強い菌糸形への変換を阻害するには、Ca^<2+>動員をブロックすればよいことが明きらかとなり、今後の薬学的応用研究に大きなヒントが得られた。上述の薬学的応用研究の基盤をより一層堅固にするため、[Ca^<2+>]iの一過性変動をリアルタイムで測定するための超高感度蛍光測光法を樹立した。この方法は、発光クラゲが産生するCa^<2+>依存性発光タンパク(エクオリン)のアポタンパク質cDNAを酵母細胞内で発現させ、これをプローブとして[Ca^<2+>]の一過性変動を秒のオーダーで測定するものである。この遺伝子工学を適用した再生エクオリンによる測定システムは期待どおりの測定成果を示し、カンジダ酵母の菌糸形成時におけるCa^<2+>動員機構を詳細に詳細に解析するための有力な手段となることが判明した。
シグナル相互作用によって制御される新規卵母細胞発達メカニズムの解明

本研究では、卵母細胞の新たな発達制御メカニズムの解明を目指した。具体的には、卵母細胞の発達には卵丘細胞が重要な役割を果たすことから、マイクロアレイ法による卵丘細胞遺伝子発現の網羅的解析を行い、卵母細胞が分泌する増殖因子(卵由来シグナル)とエストロゲンとの相互作用が、卵丘細胞の分化・機能に与える影響を明らかにした。卵母細胞の発達には卵丘細胞が重要な役割を果たすことから、卵母細胞が分泌する増殖因子(卵由来シグナル)とエストロゲンとの相互作用が、卵丘細胞の分化・機能に与える影響を明らかとすることを目標とした。平成25年度は、卵丘細胞内での遺伝子発現に対する卵由来シグナルやエストロゲンの影響について、マイクロアレイによる網羅的解析を行った。遺伝子オントロジー解析の結果、エストロゲンは卵由来シグナルに対して遺伝子発現全体としては大きな影響を持たないものの、卵由来シグナルはエストロゲンシグナルに大きな影響を持つことが明らかとなった。具体的には、エストロゲンは単体では卵丘細胞の増殖促進やアポトーシス抑制に働くものの、卵由来シグナルの存在下では、卵丘細胞内で細胞内外のシグナル伝達に重要な遺伝子発現を促進することが明らかとなった。さらに上記で明らかとなった、卵由来シグナルがエストロゲンのシグナルを制御するメカニズムを理解するために、エストロゲン受容体結合因子について発現およびその制御解析を行った。その結果、現在までに当初解析予定であったNrip1を含む複数のエストロゲン受容体結合因子の発現が卵由来シグナルの制御を受けることを見出した。現在、当初解析予定であったBMPアンタゴニストNogginに加えてこれらエストロゲン受容体結合因子の発現を生体内で制御することが卵母細胞や卵丘細胞の発達や機能に与える影響の解析を試みている。具体的には、この相互作用の重要因子の候補Nrip1とNogginに着目し、卵胞発達過程でのNrip1およびNogginの詳細な発現動態とその制御の解析、培養下でのNogginの卵丘細胞・卵母細胞の分化・機能への影響の解析、そして、マウス生体内においてエストロゲンと卵由来シグナルの相互作用を阻害することが卵母細胞の発達・発生能に与える影響の解析を行う。平成24年度は、主にNogginに着目し、発現制御およびその機能解析を行った。発現制御解析により、卵丘細胞におけるNogginの発現は、卵由来シグナル、特に骨形成因子15(BMP15)および成長分化因子9(GDF9)によって促進され、一方、エストロゲンによって抑制されることが明らかとなった。さらに、顆粒膜細胞培養系を用いたNogginの機能解析の結果、Nogginが卵母細胞の分泌するBMP15の機能を抑制できることを明らかとした。これらの結果は、卵由来シグナルとエストロゲンが卵丘細胞でのNogginの発現を制御し、一方でそのNogginが卵由来シグナルを制御することで卵母細胞の発達に重要な役割を果たすことを示唆する初めての知見である。平成24年度は、主にNogginの発現制御および機能解析を行った。Nogginの機能解析については、平成24年度後半から平成25年度前半にかけて行う予定であったが、この部分については予定より早く研究が進行し、ほぼ完了させることができた。一方、当初は、平成24年度中にNogginおよびNrip1のトランスジェニックマウスを作成する予定であったが、Nogginの発現制御・機能解析を中心に行った分、遅れが生じてしまいトランスジェニックマウス個体を得るまでには至らなかった。総合的に見ておおむね順調に進展している。今後は、これまでに予備実験を行い、当該研究室において高効率で卵丘細胞・顆粒膜細胞の初代培養に遺伝子導入を行う実験系を確立することができたので、この系を用いて顆粒膜細胞におけるNrip1の機能解析を行う。さらに、NogginおよびNrip1を顆粒膜細胞特異的に過剰発現するトランスジェニックマウスを作成する。トランスジェニックマウスが作成され次第、卵胞発育の動態とメスマウスの妊孕性の解析、体外受精による卵母細胞の発生能の検討に加え、それまでの実験で推察されたエストロゲンと卵由来シグナルの相互作用の機能について検討する予定である。平成24年度に引き続きNogginおよびNrip1トランスジェニックマウスの作製のための消耗品(培地、試薬、プラスチック器具など、50万円)、実験動物(マウス購入および作製したトランスジェニックマウス系統の維持管理、50万円)などに用いる。また、Nrip1の機能解析を行うために、顆粒膜細胞培養系を用いた遺伝子導入を行うが、そのための消耗品(培地、トランスフェクション試薬、遺伝子解析用試薬、プラスチック器具など、30万円)、実験動物(マウス、20万円)などの購入に用いる。
生活行動シミュレータと交通流シミュレータを統合した総合交通政策評価システムの開発-京都市の将来交通体系の検討への適用-

本研究では,生活行動マイクロシミュレータ,ならびに,交通流シミュレータを統合した都市交通需要予測評価システムを構築した.当システムによって,交通政策が,動的な交通流,個人の生活パターン,そして,主観的な生活の質のそれぞれに及ぼす影響を,それらの相互作用を考慮した上で総合的に解析できるものとなった.当該システムを京都市,大阪市に適用したことで,従来の集計的な交通需要予測では評価することが困難であった,プライシング施策や自動車流入規制といった交通需要マネージ面とを中心とする各種交通施策を,実際に評価した.その結果,大阪市の適応事例より,交通需要マネージメントを実施せずに,自動車中心型の交通政策を将来にわたって続けた場合には,公共交通機関の利用者は,高齢化社会ともあいまって減少していく傾向にあるものの,適切な自動車利用抑制をかけ,公共交通投資を満たせば,十分に交通機関を利用する需要は見込めることが示された.また,京都市に適応した事例からは,様々な交通政策を,二酸化炭素排出量の観点から分析した結果,都市部における自動車流入規制が最大の効果を発揮することが示された.一方,当システムの開発にあたって,アルゴリズムの最適化による計算コストの徹底的な削減を行うことを一つの重要な課題とした.その結果,実際の交通ネットワーク上での具体的な政策評価が十分に低い計算コストで実行可能であることが示された.パーソナルコンピュータを用いて,10万人の一日の生活パターンを再現するのに約5分であった.また,2000リンク規模の京阪神での道路ネットワーク上の24時間のシミュレーション計算が,ベクトル計算機を用いて20分程度であった.以上より,本システムに基づいて,適切な,かつ,効果的な交通運用管理方策を,現実的なコスト制約の下で,的確に検討できるものことが確認できた.この点が,最大の社会的貢献であると考えている.本研究では,生活行動マイクロシミュレータ,ならびに,交通流シミュレータを統合した都市交通需要予測評価システムを構築した.当システムによって,交通政策が,動的な交通流,個人の生活パターン,そして,主観的な生活の質のそれぞれに及ぼす影響を,それらの相互作用を考慮した上で総合的に解析できるものとなった.当該システムを京都市,大阪市に適用したことで,従来の集計的な交通需要予測では評価することが困難であった,プライシング施策や自動車流入規制といった交通需要マネージ面とを中心とする各種交通施策を,実際に評価した.その結果,大阪市の適応事例より,交通需要マネージメントを実施せずに,自動車中心型の交通政策を将来にわたって続けた場合には,公共交通機関の利用者は,高齢化社会ともあいまって減少していく傾向にあるものの,適切な自動車利用抑制をかけ,公共交通投資を満たせば,十分に交通機関を利用する需要は見込めることが示された.また,京都市に適応した事例からは,様々な交通政策を,二酸化炭素排出量の観点から分析した結果,都市部における自動車流入規制が最大の効果を発揮することが示された.一方,当システムの開発にあたって,アルゴリズムの最適化による計算コストの徹底的な削減を行うことを一つの重要な課題とした.その結果,実際の交通ネットワーク上での具体的な政策評価が十分に低い計算コストで実行可能であることが示された.パーソナルコンピュータを用いて,10万人の一日の生活パターンを再現するのに約5分であった.また,2000リンク規模の京阪神での道路ネットワーク上の24時間のシミュレーション計算が,ベクトル計算機を用いて20分程度であった.以上より,本システムに基づいて,適切な,かつ,効果的な交通運用管理方策を,現実的なコスト制約の下で,的確に検討できるものことが確認できた.この点が,最大の社会的貢献であると考えている.本研究では,生活行動マイクロシミュレータ,ならびに,交通流シミュレータを統合した都市交通需要予測評価システムを構築した.当システムによって,交通政策が,動的な交通流,個人の生活パターン,そして,主観的な生活の質のそれぞれに及ぼす影響を,それらの相互作用・1慮した上で総合的に解析できるものとなった.当該システムを京都市,大阪市に適用したことで,従来の集計的な交通需要予測では評価することが困難であった,プライシング施策や自動車流入規制といった交通需要マネージメントとを中心とする各種交通施策を,実際に評価した.その結果,大阪市の適応事例より,交通需要マネージメントを実施せずに,自動車中心型の交通政策を将来にわたって続けた場合には,公共交通機関の利用者は,高齢化社会ともあいまって減少していく傾向にあるものの,適切な自動車利用抑制をかけ,公共交通投資を満たせば,十便に・、交通機関を利用する需要は見込めることが示された.また,京都市に適応した事例からは,様々な交通政策を,二酸化炭素排出量の観点から分析した結果,都心部における自動車流入規制が最大の効果を発揮することが示された.一方,当システムの開発にあたって,アルゴリズムの最適化による計算コストの徹底的な削減を行うことを一つの重要な課題とした.その結果,実際の交通ネットワーク上での具体的な政策評価が十分に低い計算コストで実行可能であることが示された.パーソナルコンピュータを用いて,10万人の一日の生活パターンを再現するのに約5分であった.また,2000リンク規模の京阪神での道路ネットワーク上の24時間のシミュレーション計算が,ベクトル計算機を用いて20分程度であった.以上より,本システムに基づいて,適切な,かつ,効果的な交通運用管理方策を,現実的なコスト制約の下で,的確に検討できるものことが確認できた.この点が,最大の社会的貢献であると考えている.従来の四段階推計法では対応できない,様々な交通施策の必要性が,今日大きなものとなっている.

本研究では,このような社会的要請を満たすために,生活行動マイクロシミュレータ,ならびに,交通流シミュレータを統合した都市交通需要予測評価システムを構築した.当システムによって,交通政策が,動的な交通流,個人の生活パターン,そして,主観的な生活の質のそれぞれに及ぼす影響を,それらの相互作用を考慮した上で総合的に解析できるものとなった.当該システムを京都市,大阪市に適用したことで,従来の集計的な交通需要予測では評価することが困難であった,プライシング施策や自動車流入規制といった交通需要マネージ面とを中心とする各種交通施策を,実際に評価した.その結果,大阪市の適応事例より,交通需要マネージメントを実施せずに,自動車中心型の交通政策を将来にわたって続けた場合には,公共交通機関の利用者は,高齢化社会ともあいまって減少していく傾向にあるものの,適切な自動車利用抑制をかけ,公共交通投資を満たせば,交通機関を利用する需要は十分に見込めることが示された.また,京都市に適応した事例からは,様々な交通政策を,二酸化炭素排出量の観点から分析した結果,都心部における自動車流入規制が最大の効果を発揮することが示された.一方,現実的な交通施策評価を行う場合,計算コストを現実的な範囲に収めることは,不可欠である.そこで,当システムの開発にあたって,アルゴリズムの最適化による計算コストの徹底的な削減を行うことを一つの重要な課題とした.その結果,実際の交通ネットワーク上での具体的な政策評価が十分に低い計算コストで実行可能であることが示された.パーソナルコンピュータを用いて,10万人の一日の生活パターンを再現するのに約5分であった.また,2000リンク規模の京阪神での道路ネットワーク上の24時間のシミュレーション計算が,ベクトル計算機を用いて20分程度であった,以上より,本システムに基づいて,適切な,かつ,効果的な交通運用管理方策を,現実的なコスト制約の下で,的確に検討できるものことが確認できた.この点が,最大の社会的貢献であると考えている.
人間-機械協調型ロボットのための人間の行動モデル構築とシステム設計への応用

本研究では人間を離散事象的な判断と連続時間系の連続的な動作が混在する系として捕らえた新しい人間の行動モデルを提案し,ハイブリッドダイナミカルシステム論的に人間のロボット操作情報や周辺環境情報から構造の把握が容易な形での人間の行動モデル構築手法の確立とそのロボット制御系設計への応用を目指している。本年度は,昨年までの研究で構築可能となったハイブリッドダイナミカルシステムをベースとした人間行動モデルを用いて,人間-機械協調型ロボットシステムの制御系設計を行うことを検討した。人間行動モデルを用いた制御系の設計として,具体的には可変インピーダンス制御系をその対象とし,制御系のインピーダンスパラメータを人間行動モデルを用いて設計することを考えた。これまでは人間の行動に着目していたため人間行動モデルをPWAモデルを用いて表現していたが,設計への応用を容易にするためにPWARXモデルを用いることにした。この人間行動モデルと,設定したパラメータを持つハイブリッドインピーダンス制御モデルを組み合わせシステム全体の応答を計算し,設計するインピーダンスパラメータの評価を行った。その評価には平均の作業時間と作業者の力積の関数となる評価関数を用いた。その評価結果より最適と判断されたインピーダンスパラメータと,実際に人間行動モデルに対応する被験者に実験を行ってもらい,実験結果から最適と判断されたインピーダンスパラメータは概ねの被験者でほぼ一致することが確認され,提案する人間行動モデルを用いた制御系設計が有効であることが確認された。本研究では人間を離散事象的な判断と連続時間系の連続的な動作が混在する系として捕らえた新しい人間の行動モデルを提案し、ハイブリッドダイナミカルシステム論的に人間のロボット操作情報や周辺環境情報から構造の把握が容易な形での人間の行動モデル構築手法の確立とそのロボット制御系設計への応用を目指している。本年度は、まず、本研究で使用する人間の操作情報収集を行うための人間-機械協調型ロボットシステムを7自由度アーム型ロボットと単軸ロボットの2種類で構築した。次に、構築した人間-機械協調型組み立て作業ロボットシステムを用いて組み立て作業実験を複数名の被験者にて行い、人間の操作情報の収集を行った。収集した人間の操作情報を用いて、人間が組み立て作業中にどのような外部環境情報に着目して作業を行っているかの解析を行った。GMDHを用いて操作関数の同定を行い、その得られた関数の係数情報を統計的に分析し、人間が重視している外部環境情報の絞り込んだ。絞り込んだ環境情報を用いて、組み立て作業中に人が切り替えている操作モード数を階層的クラスタリング手法により解析し、その結果得られた樹形図より、人間は組み立て作業の操作中には3つの操作モードを有することを明らかにした。また、区分線形モデルを用いて各操作モードにおける人の制御モデルを同定し,各操作モードにおける人の操作戦略を明らかにした。更に、サポートベクターマシンを用いて各操作モード間の切り替え条件の導出を行い操作者の制御切り替え戦略を明らかにした。
ヒト電位依存性有機酸輸送体OATv1による尿酸輸送:利尿薬性高尿酸血症発症機序

ヒト腎近位尿細管管腔側膜のNa+依存性リン酸トランスポーターNPTが、電位依存性の有機酸排出を担う分子OATv1と考えられ、その尿酸排出機能について検討するとともに、ヒトOATv1を作用点とする利尿薬による高尿酸血症発症機序解明を目指した。本研究期間中に、NPTはRI標識PAHおよび尿酸を電位依存性に輸送すること、さらに利尿薬による濃度依存性に抑制を見出した。OATv1を作用点とする尿酸と利尿薬の競合による尿酸分泌低下が、利尿薬性高尿酸血症発症に関与するものと示唆された。臨床上使用頻度の高い利尿薬は、副作用として高尿酸血症が知られている。これは薬物投与により循環血漿量が減少し、糸球体濾過率低下を来すためだけではなく、薬物自身が近位尿細管の尿酸分泌を抑制するために生じると考えられている。その原因となる分子実体は未だ不明である。本研究ではヒト腎近位尿細管管腔側膜のNa^+依存性リン酸トランスポーターNPTが、電位依存性の有機酸排出を担う分子OATv1と考えられることから、その尿酸排出機能について検討する事で未同定の尿酸輸送分子の特定を目指すとともに、ヒトOATv1と利尿薬の相互作用を調べることで、利尿薬による副作用発症機序を解明し、利尿薬による副作用軽減に向けた治療法開発につなげる基盤となすことを目指す。本研究では、利尿薬による副作用軽減に向けた治療法開発を目指し、(a)ヒト電位依存性有機酸排出トランスポーターhOATv1による電位依存性尿酸排出輸送特性の検討、および(b)ヒト電位依存性有機酸排出トランスポーターhOATv1と利尿薬との相互作用の検討、を目的とする。上記の目的のため、平成21年度に、代表的腎有機酸のパラアミノ馬尿酸PAHのRI標識体を用いて、hOATv1の多選択性有機酸輸送特性、特に電位依存性有機酸輸送の解析をアフリカツメガエル卵母細胞発現系を用いて行った。その結果、hOATv1の多選択性有機酸輸送特性、特に電位依存性有機酸輸送を確認できた。これは、次年度の更なる輸送活性の評価、およびhOATv1と利尿薬との相互作用の検討のための基礎データとなった。本研究ではヒト腎近位尿細管管腔側膜のNa^+依存性リン酸トランスポーターNPTが、電位依存性の有機酸排出を担う分子OATv1と考えられることから、そり尿酸排出機能について検討する事で未同定の尿酸輸送分子の特定を目指すとともに、ヒトOATv1と利尿薬の相互作用を調べることで、利尿薬による副作用発症機序を解明し、利尿薬による副作用軽減に向けた治療法開発につなげる基盤となすことを目指す。昨年度に、RI標識パラアミノ馬尿酸PAHをトレーサーとし、アフリカツメガエル卵母細胞発現系を用いて、hOATv1の電位依存性有機酸輸送の解析を行った結果、hOATv1の電位依存性有機酸輸送を確認できたため、今年度は引き続き更なる輸送活性の評価とhOATv1と利尿薬との相互作用の検討を行った。hOATv1は電位依存性に尿酸を輸送することが明らかになり、ループ利尿薬furosemideやチアジド系利尿薬chlorothiazideなどがその尿酸輸送を濃度依存性に抑制することが明らかになった。すなわちhOATv1を作用点とする尿酸と利尿薬の競合による尿酸分泌低下が、利尿薬性高尿酸血症発症に関与する可能性が明らかとなり、J Biol Chem誌に成果を公表した。
イスラーム都市解析作業

本年度は昨年度収集した資料を基に各研究分担者毎に個別にかつ具体的な解析作業を行った。同時にこれ迄の研究成果は英文にて国際シンポジウムに発表した。本年度の新たな研究課題としては、データバンク作成上、個別の研究者レベルで利用し易い記憶装置を購入し、その利用方法を開発することであった。パーソナルコンピュータの通常の記録法であるフロッピーディスクは収録されるデータ量に限界があり、地図等の大量な情報のストックは不可能である。本年度は光ディスク装置を用いて、図形情報の出し入れ及び加工について試験的な試みを報告している。また図形情報として収録するにも、単純に地図を記憶することから、都市内で撮影した写真とその撮影場所を記録する地図との組合せなど、複合的な情報処理についても研究の成果がまとめられている。さらに歪のある地図(歴史的な地図等にみられる表記)の修正方法についてもその原則的な手法を紹介している。先の光ディスクは、情報を多量に収録することが可能であるから、その比較が容易である。従って記録を出し入れし、加工、修正を加え再び収録することによって情報機器としての性能が高められる。なお、基本となる地図の収集は、マイクロフィルム撮影、カラースライド撮影、フロッピーカメラによる撮影等、現代の研究機器を比較して行い、データの量的拡大にとどまらず、質的な向上にも努めた。他の研究者への支援システムとしては大枠を提示できるところまできた。
ブラシノステロイドの生合成・代謝ならびに情報伝達機構の解明

ブラシノステロイド(BR)生合成の早い段階で2位の水酸化が起こる新規生合成経路の存在を明らかにするとともに、BRの不活性化代謝に関わるUGT73C6やイネCYP734Asの新たな機能を解明した。BIN2とは別のサブグループに属するASKθはBRのシグナル伝達において負の制御因子として機能していることを明らかにした。さらに、BR関連変異体の解析を通して、BR生合成を正に制御する転写因子(TCP1,CESTA等)を同定した。本研究では、ブラシノステロイド(BR)の生合成・代謝経路上で未解明のままになっているステップの確定や新たな生合成・代謝経路の解明を進める。また、新規BR関連変異体の解析を通して、BRの生合成・代謝の調節機構や新規シグナル伝達因子を明らかにすることを目指している。(1) BRの生合成経路に関する研究新規BRの生合成経路上の位置付けを確定するために、重水素標識体前駆体を用いた詳細な代謝実験を行うことにより、新たな生合成経路の解明を目指す。新規経路が明らかになった場合には、数種の植物を用いて、植物界で普遍的に機能しているか否かを検証する。(2) BRの不活性化代謝経路に関する研究シロイヌナズナのCYP734A1(BAS1)はBRのC26位を水酸化することによってBRを不活性化することを既に明らかにした。イネではCYP734Aのホモログが存在するが、BRの不活性化に関わっているか否か検証する。また、BR代謝に関与していると考えられる変異体が幾つか得られており、それらの変異体の解析を通して、新たな不活性化代謝経路の解明を目指す。(3) BRシグナル伝達因子の解明研究新規BR関連変異体を見出した国内外のグループとの共同研究を通して、BRの新たなシグナル伝達因子の解明や生合成調節との関わりが示唆されている転写因子の解析を進める。本研究では、ブラシノステロイド(BR)の生合成・代謝経路の解明や新規BR変異体の解析を通して、BRの生合成・代謝やシグナル伝達機構を生化学的・分子生物学的レベルで解明することを目指している。本年度は、シロイヌナズナ幼植物に重水素標識体を投与し代謝物をGC-MS分析することによって、BR生合成の早い段階で2位の水酸化が起こる新規生合成経路の存在を明らかにすることに成功した。また、3-epi-6-deoxocathasteroneは23位の水酸化により6-deoxotyphasterolへ変換されることも明らかとなり、従来考えられてきた生合成経路よりも複雑なネットワークを形成していることを実証した。また、イネのCYP85Aの機能解析を行った結果、イネでは6-deoxocastasterone(6-deoxoCS)からcastasterone(CS)への6位酸化酵素として機能しているだけで、シロイヌナズナやトマトで明らかにされている6-deoxoCSからCSへの酸化およびCSからbrassinolide(BL)への酸化のうち、CSからBLへの反応は触媒しないことを明らかにした。これらの結果は、イネでは内生BLが検出されておらず、イネの活性型BRはCSであることを示唆している。さらに、シロイヌナズナのアクティベーションタギングのラインからBR過剰発現の表現型を示すces変異体を単離し、その原因遺伝子CESはbHLH型の転写因子であることを明らかにした。CESはBR生合成酵素遺伝子の発現制御に重要な役割を担っていることを見出した。ブラシノステロイド(BR)の生合成・代謝やその調節機構、BRの受容やシグナル伝達機構の解明を目指して研究を進めている。昨年度、シロイヌナズナにおいて、BR生合成の早い段階で2位の水酸化が起こる新規生合成経路の存在を明らかにした。本年度、この経路が他の植物種においても機能しているか否か精査した。ニチニチソウ、マングビーンをはじめ検討したすべての植物種においてこの経路の存在が明らかとなり、植物界で普遍的に機能している重要な経路であることが示された。BRの不活性化に関しては、これまでにBRの23位のグルコシル化を触媒するUGT73C5を見出しているが、BRのグルコシル化を触媒すると考えられる新たなUGTを見出した。このUGTを過剰発現させるとUGT73C5の過剰発現体と同様にBR欠損の表現型を示す。現在、過剰発現体やノックアウトの解析を通して、このUGTの役割解明を進めている。また、BRの生合成調節に関わる因子を検討したところ、オーキシン処理はBR生合成の律速酵素遺伝子であるDWF4の顕著な発現上昇や内生BRレベルの増加を引き起こすことを見出した。これらの分子機構についても重要な知見が得られつつある。さらに、イネ3量体Gグンパク質αサブユニット(RGA1)欠損変異体d1は矮性、直立葉などBR関連変異体に共通の表現型を示すとともに、BR応答が弱化している。d1の解析により、RGA1は複数のBR形質の付与に関与するが、BRI1を介さない経路で機能する可能性が示唆された。

これまでに、2位の水酸化がブラシノステロイド(BR)生合成の早い段階で起こる新規生合成経路を明らかにした。本年度、この経路上の生合成中間体の生物活性の評価、生長に伴う内生量の変動、既知の経路との代謝の流れの比較等を行った結果、新規生合成経路は既知の経路に匹敵する重要な役割を担っている可能性が示唆された。また、国内外のグループとの共同研究でBR関連変異体の解析を通して、BRのシグナル伝達に関わる制御因子の解明を進めた。GSK3/shaggy-like kinaseであるBIN2はBRのシグナル伝達における負の制御因子として知られているが、シロイヌナズナにはBIN2のホモログが多数存在する。BIN2とは別のサブグループに属するASKθの過剰発現体は、bri1様の矮性形質を示すとともにbri1と同様に活性型BRを異常に蓄積していることを見出した。また、ASKθはBRのシグナル伝達において負の制御因子として機能し、転写因子であるBEH2、BES1等をターゲットとする新規因子であることを明らかにした。さらに、BRのシグナル伝達に関与する転写因子としてBES1やBZR1等が知られているが、ほかにも多数の転写因子の介在が示唆されている。イネのラミナジョイント屈曲が著しい変異体やシロイヌナズナのactivation-tagged bri1 suppressorの解析の結果、それらの原因遺伝子のコードするタンパク質はbHLHモチーフを有しているが、DNA結合に必要な塩基性領域を欠く、非DNA結合タンパク質ファミリーに属する転写因子であることがわかった。これらの変異体ではBRのシグナルは増大しているが、内生BRレベルは野生型とほぼ同等であった。これまでの研究で、BRの不活性化代謝やBR生合成のフィードバック阻害については重要な知見が得られているが、BR生合成を正に制御する因子に関しては、ほとんどわかっていなかった。本年度は、国内外のグループとの共同研究を広く展開し、BR関連変異体の中で生合成調節との関わりが強く示唆された変異体について重点的に解析を進めた。tcp1-1D変異体は、シロイヌナズナのBR受容体をコードするBRI1遺伝子のミスセンス変異によって生じた弱い変異体bri1-5のアクティベーションタギングラインの中からbri1-5 suppressorとして得られた。この変異体の解析の結果、bHLH型転写因子であるTCP1はBR生合成の鍵酵素をコードするDWF4遺伝子の発現を正に制御する因子として機能していることを明らかにした。また、シロイヌナズナのアクティベーションタギングのラインから得られたcesta-D変異体(BRI1やDWF4の過剰発現体に似た表現型を示す)の解析から、CESTAもbHLH型の転写因子であり、既に報告されている転写因子であるBEE1と相互作用することによってBR生合成遺伝子の発現を正に制御していることを見出した。さらに、イネのRAVL1はB3 DNA結合ドメインを持つ転写因子であり、BR受容体や幾つかのBR生合成遺伝子の発現を活性化することによってBRの恒常性維持に深く関わっていることが示唆された。以上のように、これまでほとんどわかっていなかったBR生合成を正に制御する重要な因子を幾つか明らかにした。
癌の蛍光診断を応用した新たな体内リンパ節と体内深部の転移病巣診断法の開発

自家蛍光を利用した、胸腔内微小播腫性病変や早期の悪性胸膜中皮腫に対する光線力学的診断法の研究を行った。自家蛍光とは、細胞が光を吸収した際に起こる光の自然放出である。正常組織では、400-450nmの青色励起光に反応して、520nm程度の緑色の自家蛍光が観察される。悪性病変部位では、粘膜上皮の肥厚、自家蛍光物質の減少などにより、緑色の自家蛍光が減弱し、赤紫系の色調の変化を認める事象を利用した。胸膜面に存在する腫瘍は全例色調の変化が観察可能であった。原発性肺癌では、pl以上の症例で自家蛍光の減弱による色調の変化が観察可能であった。胸膜病変の局在診断は有用であったが、今後精度向上が必要である。【目的】肺癌術後胸腔内再発の一因と考えられる微小播腫性病変や早期の悪性胸膜中皮腫に対する診断として、CT、MRI、PET等の画像診断や手術時の目視には限界があり、自家蛍光に着目した、新たな光学的診断法の研究を行っている。【方法】正常組織では、400450nm程度の青色励起光に反応して、520nm程度の緑色の自家蛍光が観察されるが、癌病変部位では、粘膜上皮の肥厚、自家蛍光物質の減少、蛍光吸収物質の増加などにより、緑色の自家蛍光が減弱する事により、蛍光色調の変化を観察、悪性病変の局在診断を行った。H25年度は、呼吸器外科手術症例に対し、胸腔鏡を使用した観察研究を行った。【結果】胸膜悪性腫瘍、肺癌のpl2(pl:腫瘍の胸膜浸潤度pl0:浸潤なし、pl1:胸膜への浸潤は認めるが胸膜表面は超えていない、pl2:胸膜面を超えて浸潤している)以上の胸膜浸潤例、転移性肺腫瘍の胸膜露出例では赤紫調の病変局在診断が可能であった。観察病変の大きさも5mm台までは容易に観察可能であった。しかし、pl0症例での診断は困難であり、pl1症例でも約75%程度の診断率であった。【改良点と今後の方針】pl1症例の診断度がやや低いのは、画像の不鮮明も考えられ、従来のキセノン光源(300W)からLED光源を開発し、使用開始した。その結果、光量の増加と420nm程度の安定した励起光を発する事が可能となり、やや診断率は向上した。しかし、更なる精度向上のために、色調の変化を光学的に高める目的で光増感剤(アミノレブリン酸:5ALA)に注目した。アミノレブリン酸の代謝物質は、プロトポルフイリンであり、悪性腫瘍に蓄積する。そのプロトポルフイリンによる発光(630nm程度)と正常組織における自家蛍光との色調の差を利用した光学的診断を開始している(旭川医科大学倫理委員会承認済)。H24年度研究実施計画:自家蛍光の観察による、胸腔内病変の観察と、気管支病変の蛍光診断との傾向の比較既存の自家蛍光観察システムを用い、胸腔内悪性病変や転移リンパ節に対する低侵襲な光線力学診断を可能とするための研究を施行した。H24年度は約30例の胸部悪性疾患(肺癌、転移性肺腫瘍、悪性胸膜中皮腫、乳癌)症例に対し診断法の研究を行った。結果、正常組織では405nm程度の青色励起光に対し、520nm程度の緑色の自家蛍光を発するが、悪性腫瘍病変部では、蛍光発生物質の減弱のため、緑色ではなく610nm程度の赤紫色の色調になる事が確認されているが、以下の点が問題となった。1)蛍光観察の画像が鮮明でない事、2)早期再発の原因と考えられるdry small pleural disseminationの描出等、微小な病変の観察が難しい事、3)縦隔リンパ節は炭化し、黒色調であるもが多く、光線力学診断として色調の変化を観察するのが困難である事である。そこで、既存の光源に変えたLEDを用いた光源に変更、また、観察のための新たな胸腔鏡とモニターを購入(大学予算にて購入)するとともに、光感受性物質である5-アミノレブリン酸(5-aminolevulinic acid:5-ALA)を使用する光線力学診断法を検討している。また、観察した病変の摘出標本に対する免疫染色や細胞診断のためにクリーンベンチを購入し、使用している。肺癌術後胸腔内再発の一因と考えられる微小播腫性病変や早期の悪性胸膜中皮腫に対する精度の高い評価、診断法が希求されている。本研究は、自家蛍光に着目し、新たな光線力学的診断法の研究を行った。自家蛍光とは、細胞内のミトコンドリアやリソソームなどが光を吸収した際に起こる光の自然放出であり、人体組織における自家蛍光発生源は、nicotinamide-adenine dinucleotide phosphate(NADPH), flavin-adeninedinucleotide(FAD)の他、collagen、Fibronectin等が報告されている。正常組織では、400450nmの青色励起光に反応して、520nm程度の緑色の自家蛍光が観察されるが、癌病変部位では、粘膜上皮の肥厚、自家蛍光物質の減少、蛍光吸収物質の増加などにより、緑色の自家蛍光が減弱し、蛍光色調の変化を認める。この蛍光の減弱や波長の変化を画像化して観察するのが自家蛍光観察システムの原理である。

本研究は、胸腔鏡(硬性鏡)に自家蛍光観察システムを装着した機器により、胸腔内悪性病変に対する診断法の確立を目的とした。胸腔鏡を使用する呼吸器外科手術症例のうち、同意を頂いた症例に対し,自家蛍光観察システムによる胸腔内の観察を行った。。その結果、描出状態:白色光では色調の変化が不明瞭、視困難な病変部でも、自家蛍光観察カメラ上、腫瘍部位は、周囲正常組織の緑色自家蛍光と対比して紫赤紫の色調が描出された。胸膜悪性病変に対する低侵襲な光学的診断法は有効であると考えられた。胸部癌患者の生存期間は癌の進行度によって決定し、局在診断のみならず、胸膜転移やリンパ節転移の有無の評価が重要である。過大な手術侵襲や術後治療を回避できる事は患者に有益であり、医療経済的にも寄与する。人体の正常な臓器は、520nm程度の緑色の自家蛍光を発生し、病変部では蛍光が減弱し、610nm程度の赤色蛍光を呈する事象を観察する研究を行ってきた。更に、光増感物質であるアミノレブリン酸(5-ALA)投与後の自家蛍光波長の変化を観察する事で、精度向上を目的とした。胸部疾患領域に対する類似研究は本邦、海外共に無い。本研究の結果、胸膜悪性病変の正確な局在診断が、境界線も含めて可能となり、肺癌胸膜浸潤因子(pl因子)の診断により、縮小手術である区域切除の適応等も決定できる可能性を得た。将来への展望として以下の2点を挙げる。1.肺癌センチネルリンパ節生検への応用:肺癌領域リンパ節の位置、色調より、乳癌に比べセンチネルリンパ節生検の研究は進展していないのが現状である。本研究の結果は、腹部も含めた他臓器分野にも大きな示唆をもたらすと思われる。2.悪性胸膜中皮腫に対する光線力学的治療(PDT)への応用:早期の悪性胸膜中皮腫の局在診断が可能になり、異常蛍光を発生する物質を特定できれば、極めて予後不良であり、未だ治療法が確立されていない悪性胸膜中皮腫に対し、低侵襲な光線力学的治療(PDT)という新たな治療法が可能になる。現在H27年度に取得した科学研究費により、これらの研究を進めている。自家蛍光を利用した、胸腔内微小播腫性病変や早期の悪性胸膜中皮腫に対する光線力学的診断法の研究を行った。自家蛍光とは、細胞が光を吸収した際に起こる光の自然放出である。正常組織では、400-450nmの青色励起光に反応して、520nm程度の緑色の自家蛍光が観察される。悪性病変部位では、粘膜上皮の肥厚、自家蛍光物質の減少などにより、緑色の自家蛍光が減弱し、赤紫系の色調の変化を認める事象を利用した。胸膜面に存在する腫瘍は全例色調の変化が観察可能であった。原発性肺癌では、pl以上の症例で自家蛍光の減弱による色調の変化が観察可能であった。胸膜病変の局在診断は有用であったが、今後精度向上が必要である。自家蛍光による胸膜悪性疾患の観察結果、1)描出状態:腫瘍部分において、白色光では色調の変化が不明瞭な病変部でも、周囲正常組織の緑色自家蛍光と対比して紫赤紫の色調が描出された。2)各病変の描出状況:胸膜面に存在する転移性肺腫瘍は全例色調の変化が観察可能であった。また、壁側胸膜面では、播種性病変や悪性胸膜中皮腫の場合は観察可能であった。肺癌症例のうち、pl以上の症例では、自家蛍光の減弱による色調の変化が観察可能であった。組織型、悪性度(Grade)による差は認めなかった。リンパ節転移に対する診断は、胸部リンパ節が炭化、黒色調であることより診断が困難であった。以上の内容を論文発表した。(Kitada M, Ohsaki Y,et al.
バスドライブレコーダの映像解析による人流推定と運行計画最適化への応用

路線バスの効率的な運行を実現するために運行計画を定期的に見直して最適化する必要があり,その基礎データとして,バスの利用実態の定量的調査は必要不可欠である.現在は調査員がバスに乗り込み乗降客数をカウントする,人手に頼った調査手法が主流であるが,コストが高いため,調査頻度が少なくなり,高度な分析が困難という問題がある.本研究では,多くのバスに既に設置されているドライブレコーダに着目し,そのカメラ映像を解析することで「人流情報」(どのバス停で乗車した人がどのバス停で降車したか)を自動的に把握する人流推定手法を開発している.今年度は,(1)ドライブレコーダの映像解析による人流推定手法の精度向上,(2)動き特徴と物体特徴の統合による動画像の時系列マッチング(映像アライメント)の検討を行った.(1) (a)乗車口,降車口を写すカメラ映像から人物領域を切り出し,畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を用いて抽出した画像特徴に基づいて人物照合を行う手法を拡張し,偏相関係数を用いて類似度評価する手法を開発した.(b)カメラ特性が異なるカメラ(例えば,可視光カメラと近赤外線カメラ)を用いた場合に精度が大幅に低下する問題に対応するため,深層学習を用いた色調補正手法を開発し,前処理に用いることで,人物照合の精度が向上することを確認した.(c)人流推定の第一ステップとして,乗車してくる人を正確に検出する必要がある.バス車内は狭いため,モノ(手すりなど)と人,人同士の遮蔽が生じやすく人物検出・追跡が困難である問題があった.人物姿勢推定により人物進行方向を推定することで乗客検出精度が向上することを示した.(2) CNNによって学習した特徴量を採用することで,アライメント精度が向上することを示した.当初の予定どおり,ドライブレコーダの映像解析による人流推定手法の精度向上に取り組み,人物照合精度は人の認識精度に近いレベルまで向上しており目標精度に近づいている.バス会社の協力の下,プライバシに配慮しながら,実験に用いるドライブレコーダ映像の準備を進めている.ドライブレコーダの映像解析による人流推定手法の精度向上に向けた改良を継続するとともに,実際のバス映像を用いた評価,ドライブレコーダ映像ブラウザのプロトタイピングを進める予定である.路線バスの効率的な運行を実現するために運行計画を定期的に見直して最適化する必要があり,その基礎データとして,バスの利用実態の定量的調査は必要不可欠である.現在は調査員がバスに乗り込み乗降客数をカウントする,人手に頼った調査手法が主流であるが,コストが高いため,調査頻度が少なくなり,高度な分析が困難という問題がある.本研究では,多くのバスに既に設置されているドライブレコーダに着目し,そのカメラ映像を解析することで「人流情報」(どのバス停で乗車した人がどのバス停で降車したか)を自動的に把握する人流推定手法を開発している.今年度は,(1)ドライブレコーダの映像解析による人流推定手法の精度向上,(2)動き特徴と物体特徴の統合による動画像の時系列マッチング(映像アライメント)の検討を行った.具体的には,(1)について,乗車口,降車口を写すカメラ映像から人物領域を切り出し,畳み込みニューラルネットワーク(CNN)特徴を抽出し,偏相関関係数を特徴間の類似度として用いることで精度向上を図った.バス車内には多くの乗客が存在し,プライバシ保護の観点から,乗客の許諾を得た上で実写データを大量に収集することが難しい.教師データが十分にない場合での精度を高めるために,偏相関係数を用いる方法を評価した.また,バスに乗車した人は必ず降車するという制約の下で最適な対応づけを求める,さらに,人物同定だけでなく,乗車してくる人の数を正確にカウントするために,人物姿勢推定と物体追跡を組み合わせ手法も検討を進めた.(2)については,バス車内における乗客の行動を認識するための基礎検討として,動き特徴と物体特徴の統合により,動画像を時間的に対応付ける手法についても検討を進めた.当初の予定どおり,ドライブレコーダの映像解析による人流推定手法の精度向上に取り組み,当初計画していたアプローチとは異なるものの,人物照合精度は約15%向上しており目標精度に近づいている.路線バスの効率的な運行を実現するために運行計画を定期的に見直して最適化する必要があり,その基礎データとして,バスの利用実態の定量的調査は必要不可欠である.現在は調査員がバスに乗り込み乗降客数をカウントする,人手に頼った調査手法が主流であるが,コストが高いため,調査頻度が少なくなり,高度な分析が困難という問題がある.本研究では,多くのバスに既に設置されているドライブレコーダに着目し,そのカメラ映像を解析することで「人流情報」(どのバス停で乗車した人がどのバス停で降車したか)を自動的に把握する人流推定手法を開発している.今年度は,(1)ドライブレコーダの映像解析による人流推定手法の精度向上,(2)動き特徴と物体特徴の統合による動画像の時系列マッチング(映像アライメント)の検討を行った.(1) (a)乗車口,降車口を写すカメラ映像から人物領域を切り出し,畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を用いて抽出した画像特徴に基づいて人物照合を行う手法を拡張し,偏相関係数を用いて類似度評価する手法を開発した.(b)カメラ特性が異なるカメラ(例えば,可視光カメラと近赤外線カメラ)を用いた場合に精度が大幅に低下する問題に対応するため,深層学習を用いた色調補正手法を開発し,前処理に用いることで,人物照合の精度が向上することを確認した.(c)人流推定の第一ステップとして,乗車してくる人を正確に検出する必要がある.

バス車内は狭いため,モノ(手すりなど)と人,人同士の遮蔽が生じやすく人物検出・追跡が困難である問題があった.人物姿勢推定により人物進行方向を推定することで乗客検出精度が向上することを示した.(2) CNNによって学習した特徴量を採用することで,アライメント精度が向上することを示した.当初の予定どおり,ドライブレコーダの映像解析による人流推定手法の精度向上に取り組み,人物照合精度は人の認識精度に近いレベルまで向上しており目標精度に近づいている.当初計画のとおり,ドライブレコーダの映像解析による人流推定手法の精度向上に向けた改良を継続する.さらに,H30年度はドライブレコーダ映像ブラウザのプロトタイピングにも着手する.学習・評価用のデータの不足を補うため,評価用データの撮影,アノテーションの作業を追加することを検討する.バス会社の協力の下,プライバシに配慮しながら,実験に用いるドライブレコーダ映像の準備を進めている.ドライブレコーダの映像解析による人流推定手法の精度向上に向けた改良を継続するとともに,実際のバス映像を用いた評価,ドライブレコーダ映像ブラウザのプロトタイピングを進める予定である.映像データの容量増加が予想より緩やかであっため,記録媒体の購入を次年度に行うこととした.購入した物品,旅費等において差額が生じた.次年度の物品購入等に充当する計画である.
犬遠位尿細管株を用いた尿路結石形成におけるオステオポンチンの関与の検討

(目的)MDCK細胞のオステオポンチン(以下OPN)蛋白分泌作用、蓚酸カルシウム(以下CaOX)結晶沈着能より、MDCK細胞にOPN蛋白を添加、CaOX結晶を反応させ、その結晶沈着程度を確認した。またOPN蛋白を特異的に2つに分割させるトロンビンを結晶沈着前処理として添加、同時に結晶沈着程度を検討した。(方法)MDCK細胞をconfluent状態まで培養し、ヒト母乳より作製したOPN蛋白100μg/ml、トロンビン10unit/mlを加え、24時間培養した。その後^<45>塩化カルシウムにてlabelingしたCaOX結晶溶液をMDCK細胞に加え、2分間反応させた。PBS溶液にて洗浄後trypsine処理し、アイソトープにて沈着結晶量を測定した。(結果)前処置を行っていないコントロール群に比べ、OPN添加群では有意に結晶沈着量増加を認めた。トロンビン添加群は、コントロール群に比べ有意差はなかったが減少傾向にあった。OPN添加群に比べ有意に結晶沈着の減少を認めた。(考察)OPN蛋白は、骨の重要な石灰化促進因子として知られている。私達はカルシウム含有尿路結石内に発見し、骨と同様尿路結石の促進因子として注目した。今回OPN蛋白添加により結晶沈着の増加、トロンビン添加によりOPNを分割、その活性を抑制させる事により、沈着量減少を認めた。以上より、犬の遠位尿細管細胞であるMDCK細胞の結晶沈着においてOPNが重要な役割を果たしていることが推察された。また同細胞はヒト遠位尿細管細胞とin vivoの状態をより反映しており、今回の結果は、今後の尿路結石形成におけるOPNの役割を評価するうえで重要な結果と考えた。
国際金融危機の影響と政策対応

本研究では、2008年に起こった国際金融危機以降の政策対応によって起きた問題点を整理し、各環境下における最適政策のあり方をシミュレーションによって数量的に議論することを目的とする。本年度は当初の予定通り、1,新興国経済における最適金融政策及び最適資本規制の研究、2,先進国におけるゼロ金利制約下の最適金融政策の研究、3、複数の経済主体間が存在する場合の最適金融政策に関する研究、を進めた。1に関しては、資本の流出リスクに直面する新興国経済の現状をモデル化し、その際金融政策が新興国に与える影響を分析した。またシミュレーションによって最適金融政策の影響及び、資本規制との最適な政策の組み合わせを分析した。本研究は現在単著論文の形にまとめ、投稿準備中である。2に関しては共同研究の形で研究を進めた。本研究ではゼロ金利制約下で長期間ゼロ金利にコミットした際の金融政策が、従来のモデルとは異なり弱い政策的効果しか持たない状況をモデル化し、最適金融政策の下ではより長期的にゼロ金利にコミットすべきかどうかをシミュレーションによって求めた。その結果従来の結果より長期的にゼロ金利にコミットすべきである、という含意が得られた。本研究は現在論文の形にまとめ投稿中である。3,金融危機以降、経済には金融制約に制約される家計と制約されない家計が存在する場合の金融政策の影響が議論されている。本研究ではそういった異なる家計が存在する際の最適金融政策のあり方を分析することを目的とする。現在、複数主体が存在する場合の経済環境をモデル化し、それをシミュレーションを用いて近似的に解く段階まで研究を進めた。今後は具体的な分析を行う予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。