hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
求核性硫黄配位子と求電子性ＮＨＣ多核金属ユニットの融合による電解還元触媒系の開発

三核錯体のプロトン電解触媒能の比較による相互作用部位の解明を目指し、セレン化物配位子をもつ類似三核錯体を新たに合成した。アセトニトリル中におけるCV測定において、セレン化物錯体は、硫化物錯体と同様の酸化還元挙動を示した。セレン化物錯体のプロトンの電解還元触媒能の評価を行ったところ、触媒電流は観測されなかった。これは、より塩基性の低いセレン化物配位子ではプロトンと相互作用出来なかったものと考えられる。以上より、硫化物錯体のプロトンの電解還元反応におけるプロトンとの相互作用部位は三重架橋硫化物配位子であると結論づけられた。白金をパラジウムに置き換えた混合金属三核錯体の合成を確立できた。これにより、金属部位が、白金ーロジウム、白金ーイリジウム、パラジウムーロジウム、パラジウムーイリジウムの錯体群を得ることができた。これによって、本研究の目的達成に不可欠な、それぞれの錯体群の電気化学的性質、電子的性質、電解還元触媒能の比較が可能となった。混合金属三核錯体の還元体の単離については、生成物が非常に不安定なため、現在のところ成功していないが、電解スペクトル測定によって得られた各還元段階の生成物の650 800 nmの間に現れる吸収帯と、分子軌道計算によって得られた結果が良く一致しており、計算で得られた最適化構造が妥当であるとの結果を得ている。また、混合金属三核錯体のサイクリックボルタンメトリー測定を二酸化炭素存在下で行ったが、還元電流は観測されなかった。そのため、ターゲットをプロトン還元に絞り、混合金属三核錯体群が、プロトン還元能を示すことを明らかにした。この系では、白金とパラジウムの違いにより、プロトンの還元挙動に大きな差があることが見いだされた。これは、電解還元サイクルの反応機構解明におおいに役立つと考えられる重要な結果である。また、当初の目的であった硫化物配位子をセレン化物配位子に置き換えた混合金属三核錯体の合成については、これまでにその生成を核磁気共鳴分光により確認できている。現在、単離と精製を行っており、若干の遅れはあるが、セレン化物配位子をもつ混合金属三核錯体の合成は、ほぼ達成しているといえる。27年度が最終年度であるため、記入しない。混合金属三核錯体の還元体の構造解析は、本研究で重要な位置を占めるため、化学的還元による生成物の単離については、反応条件の最適化を行うなどして引き続き試みる。また、二酸化炭素の電解還元については、ペンタメチルシクロペンタジエニル配位子を持つイリジウム三核錯体で報告されているのと同様に、混合金属三核錯体の還元体がそのまま触媒活性種となっているのではなく、還元体が溶媒分子等と反応して触媒活性をもつ化学種となることが考えられるが、サイクリックボルタンメトリーで可逆な還元波を示すことから、触媒活性種が生成する反応は比較的遅いものと予想される。これらのことから、混合金属三核錯体をバルク電解し、その生成物の反応の経時変化を調べる必要があると考えている。経時変化を示した場合には、生成した化学種の同定および単離を行い、この化学種を触媒として用いた二酸化炭素の電解還元反応を検討する。さらに、前年度に生成を確認したセレン化物配位子を持つ三核錯体の単離、構造解析、電子的および化学的性質の調査を行い、硫化物三核錯体と比較するとともに、二酸化炭素に対する電解触媒能を調べる。プロトン還元については、これまでに合成した混合金属三核錯体を電解触媒として用いたプロトン還元触媒反応の詳細について検討を行い、中間体の構造の解明等を通して、そのメカニズムの解析を行う。
フロー方式による尿沈渣自動分類システム開発のための基礎研究

1.試作した装置の概要フロー方式による尿沈渣画像の計測装置は、尿沈渣の細胞を流す流体系,撮像用レーザ光源,細胞画像撮像部,画像メモリ並びに情報処理部から構成されている。2.実験方法並びにその結果フローチャンバ中に尿沈渣の細胞を流し、それにパルス幅10nsのN2レーザ光を照射し、細胞の透過光をCCDテレビジョンカメラで撮像し、画像メモリ中にデータとして取り込んだ。図A,図B,図C,図D並びに図Eは、この装置により得られた赤血球細胞,白血球細胞,扁平上皮細胞,移行上皮細胞並びに円柱の画像を示したものである。3.画像の特徴抽出並びに分類尿沈渣成分中、赤血球,白血球,扁平上皮細胞,移行上皮細胞並びに円柱について特徴を調べた。その結果、特徴パラメータとして面積と円形度により5種類に分類することができた。
フエの歴史的環境保全と関連する周辺集落における段階的再定住手法に関する研究

フエ市とその近郊において実施済みの再定住事業の実績を分析した上で,今後再定住対象となっている集落の実態調査を通じて将来の再定住に対する提案を行うことを目的とした.ケーススタディとして、阮朝歴代皇帝陵の周辺における水環境と集落生活の間にある関係性に着目し,集落の住まいと住まい方の実態と生活意向を分析した.そして世界遺産の歴代皇帝陵周辺における持続可能な集落環境整備のためのガイドラインを作成,提案した.フエ市とその近郊において実施済みの再定住事業の実績を分析した上で,今後再定住対象となっている集落の実態調査を通じて将来の再定住に対する提案を行うことを目的とした.ケーススタディとして、阮朝歴代皇帝陵の周辺における水環境と集落生活の間にある関係性に着目し,集落の住まいと住まい方の実態と生活意向を分析した.そして世界遺産の歴代皇帝陵周辺における持続可能な集落環境整備のためのガイドラインを作成,提案した.1.ベトナム・フエにおける歴史的環境周辺の集落の再定住に関する調査・研究フエ市とその近郊において実施済みの再定住事業の実績(投資,事業範囲,定住率,環境社会影響評価)をデータベース化し,また,すでに事業によって居住地移転した居住者の生活実態調査も実施した.その結果を元に,居住地移転した場合の生活シーンを仮に作成した.さらには,実際に居住地移転した際の居住者を取り巻く状況の変化を詳細に記録し,再定住対象となっている人々の生活場所の変化に伴う心境や考えの変化を詳細に記録し,事業データベースを作成するための情報整理を行った.2.阮朝の歴代皇帝陵周辺集落における歴史的な水環境の実態とその利用に関する研究歴代皇帝陵周辺集落における歴史的な水環境,特に周辺住民によって管理されている水田の取水排水の実態と,周辺の山から河川への排水に至るまでの流水経路の特定把握を行った.これによって,歴史的環境と一体となった水環境があることと,その管理主体としての住民による生産活動の存在が明らかにされた.以上のように,歴代皇帝陵周辺における歴史的な水環境と住民生活の間にある関係性に着目し,住民が持続可能に歴史的環境周辺で生活することの価値を明確化することができた.その上で,周辺集落民の生活空間と住まい方の実態,今後の生活意向を記録し,データベース化するための調査情報の整理を行った.3.阮朝の歴代皇帝陵周辺集落における歴史的な水環境の保全と再生に関するガイドライン案の作成ユネスコ世界遺産に登録されている歴代皇帝陵だけではなく,周辺の集落を含めた住環境も一体となった歴史的環境の保全と再生に関する計画手法としてガイドライン案を作成し,現地の人民委員会に対して提案した.本研究では,東アジア特有の環境と共生するように計画・設計された歴史資産を持続的に保全する方法論として,その生態学基盤を支える周辺集落の住環境と歴史的環境との一体的な環境再生モデルを提示するための基礎的な学術調査を行うことを主目的とした.本研究で設定した最終目標は,歴史都市フエにおいて,歴史資産の持続的な保全と関係付けながら,周辺集落の住環境を改善しつつ段階的に居住者の再定住を進める方法論を,代替案の検討を通じて開発することであった.具体的な方法としては,阮朝第三代皇帝陵(紹治帝陵)周辺の開発規制がかけられているゾーンにおいて,(1)周辺集落の生活実態を調査・分析し,(2)歴史的環境保全の持続可能性に周辺集落が与える影響を評価した上で,(3)居住地移転に加えてオンサイトでの定住化のシナリオを作成し,その可能性を検討した.そして,最後には遺跡保存に従事する現地関連行政担当者との共同作業を通じてFileMakerProを用いたデザインデータベースを構築し,住民が遺跡と共生するように住みつづけるためのオンサイト再定住のシナリオ代替案を考えるためのアイディアデータとしてまとめた.当初予定していた紹治帝陵の周辺集落における段階的再定住のシナリオ体験ワークショップは,大型台風による洪水の影響で研究対象集落内の低地部分にあったいくつかの住宅が大きな被害を受けたことを考慮し,住民に負担をかけないために,遺跡周辺のゾーニングによる開発規制を検討する現地関連行政担当者が、今後集落の住環境改善の検討のために使うことのできるようなデザインデータベースを作成した.結果として段階的な居住者再定住の代替案の検討を行うための情報基盤が整備された.
薬用植物甘草の有用トリテルペン生合成に関わる転写制御因子の統括的解析

薬用植物カンゾウは,マメ科の多年生草本であり,その地下部(肥大根およびストロン)は,医薬品および食品添加物原料として需要の大きいトリテルペンサポニンであるグリチルリチンを含有する。古くから,トリテルペンサポニンの薬理学的研究は数多いが,サポニンの生合成およびその制御機構は驚くほど研究が進んでいない。そこで,カンゾウの有用トリテルペンサポニンに注目し,その生産制御機構を明らかにすることを目的として以下の研究を行った。平成19年度内における研究成果は,1)18年度中に整備した完全長cDNAライブラリーから,グリチルリチン生合成経路においてβ-amyrin 11位酸化酵素として働くP450(CYP88ファミリー)および,ソヤサポニンの生合成経路においてβ-amyrin 24位水酸化酵素として機能すると考えられるP450(CYP93ファミリー)を単離,機能同定した。2)これら2種のP450およびβ-amyrin合成酵素は類似した遺伝子発現パターンを示すことから,これら3種の遺伝子について,プロモーター領域をPCR-based walking法により単離し,プロモーター領域中のシス配列の候補(モチーフ)の分布を比較した。これにより,3種の遺伝子に共通して見られるシスエレメントの候補を見いだした。3)プロモーター::GUSレポーターコンストラクトを構築し,パーティクルガン法によるプロモーター解析に着手した。トリテルペンサポニン生合成において骨格形成以降のステップに関わる酵素(P450および配糖化酵素)の同定は未だ数例に限られている。今回,カンゾウにおいてトリテルペンサポニン生合成に関わる2種のP450を同定し,さらに,その発現制御を担うプロモーター塩基配列を明らかにできたことから,今後,「シス配列の特定→シス配列に作用する転写因子の単離」といったアプローチが可能となった。同時に,cDNAライブラリーからの転写因子遺伝子の抽出と塩基配列決定も継続して行い,発現パターンを指標とした候補の選定も進めた。薬用植物カンゾウ(Glycyrrhiza uralensis Fish., G.glabra L.)は、マメ科の多年生草本であり、その地下部(肥大根およびストロン)は、医薬品および食品添加物原料として需要の大きいトリテルペンサポニンを含有する。本研究では、グリチルリチンに代表されるカンゾウの有用トリテルペンの生産制御に関わる転写制御因子を明らかにすることを目的としている。平成18年度内における研究成果は、1)ストロン組織をソースとする完全長cDNAライブラリー(約32,000クローン)を構築・解析し、得られた配列情報を基にオリゴDNAアレイを設計した。2)相同性検索から、全体の45%のcDNAクローンが転写制御因子をコードすることを見出した。3)グリチルリチン生合成はメチルジャスモン酸やエリシター処理による影響を強く受けることが知られていることから、これらのストレス応答との関わりが良く知られている転写因子ファミリーとしてAP2/ERF(38分子種)及びWRKY(21分子種)転写因子ファミリーを優先し全長塩基配列を決定・構造比較を行った。4)グリチルリチンを蓄積する器官(肥大根、ストロン)および蓄積が見られない器官(葉、地上茎、培養細胞)を材料とした遺伝子発現解析に着手した。5)グリチルリチン生合成には、前駆体であるβ-アミリンを基質とするP450モノオキシゲナーゼおよびUDP-糖転位酵素が関与すると考えられるが、それら生合成遺伝子は未同定である。グリチルリチン生合成に関わる生合成遺伝子が特定できれば、「制御配列(プロモーター領域中のシス配列)の解析→シス配列に作用する転写因子の単離」といったアプローチが可能となる。そこで研究代表者は、グリチルリチン生合成遺伝子の探索にも着手し、構築した完全長cDNAライブラリーの中から幾つかの候補P450モノオキシゲナーゼおよびUDP-糖転位酵素を特定し、機能解析に着手した。
脱臼歯の歯周組織治癒機構に関する実験的研究-根管開放と整復法の評価-

脱臼歯を歯槽窩へ整復する際、根管を開放状態にした場合の術後の根尖組織学的に検索した。推定年齢約6歳の歯根完成永久歯を有するカニクイザル1頭を使用し、上下顎切歯を被験歯とした。全身麻酔後、歯肉に浸潤麻酔を施し、歯根膜損傷を生じないよう注意しながら鉗子で抜歯を行った。抜去歯を滅菌生食液ガ-ゼ内に保持し、髄室開放、抜髄、根管の拡大を施した。右側歯はGutta-percha pointとCANALS-Nにて根管充填を行い、左側歯はクロラムフェニコールを綿栓で貼薬し、窩洞内に綿球を置いて根管の開放を行った。それぞれの歯を整復後、脱臼歯を接着性レジンと唇側線にて暫間固定し、Soft Food飼育下で1週間経過観察した。実験期間終了後、10%ホルマリン頭頸部灌流固定を行い、顎骨ごと歯を摘出し、アルコール系列脱水、スチレン透撤後、樹脂包埋した。厚さ10μmの非脱灰研磨切片を連続的に作製し、トルイジンブルー染色、hematoxyline-eosin染色等を施した。整復固定後、根管開放歯と根充歯では経過観察中に脱落するものはなく、肉眼的にも口腔軟組織に異常は認めなかった。現在、光顕観察で根尖病巣の発現を認めていないが、今後、根尖の歯周組織、根尖側1/3、根中央1/3、歯頚側1/3の歯根膜について各々観察し、それらについて比較検討し発表する予定である。
衛星搭載レーダによる豪雨の立体構造推定のための多重散乱波解析

本研究では、衛星搭載用降雨レーダの高性能化を目指し、ビーム波に対する降雨散乱の多重解析結果を総合的に検討することにより、降雨の構造を明らかにする事を目的とした。入射ビーム幅が散乱平均自由行程より小さければ、多重散乱効果は、平面波入射時と比較すると、かなり異なることがわかった。実際のレーダ散乱エコーは、多重散乱を含んでいるので、降雨の立体構造の評価において、多重散乱をすべて無視したときの単一散乱と多重散乱時のレーダエコーを比べると、多重散乱によりレーダエコーが大きくなるため、降雨量を過大評価する事を示した。地球規模での異常気象と言われる局地的な集中豪雨・雷雨が多発化し、各地で大きな災害が引き起こされている。このため、豪雨の空間立体構造、及びその移動を衛星から早期にレーダで探知することが望まれている。本研究では、ビーム形状のミリ波パルスを使って、降雨時におけるパルス散乱・伝搬特性を、従来の単一散乱理論ではなく、実体に即した散乱現象を解明するため、多重散乱理論に基づいて受信波形を求めることを目的としている。平成19年度においては、それまで、一般的に解析法として用いられていた横方向に一様である平面波入射ではなく、ミリ波の波長において、新たに狭ビーム幅でかつ任意形状のパルス波形を仮定し、空間的な入射ビーム幅、時間的パルス幅、及びパルス形状に依存する降雨散乱の定式化を検討した。その結果、強雨における雨滴粒形分布と基本となるミリ波での単一散乱特性の評価において、降雨タイプに散乱特性が大きく依存することを確かめた。また、横方向に空間分布のあるビーム波入射による場合の散乱解析を行うため、多重散乱を考慮している時空間輸送方程式を基本式として、ビーム波解析に対する解析手法を検討した。ビーム波の解析に対しても、従来の方法に比べて、あまり複雑にならず、しかも時間・空間座標のままで、散乱過程を明示する形で解ける積分方程式を導出することが出来た。これを使って、一部のパルス波形を計算することができた。また従来の横方向に一様な平面波入射の場合との解析的比較を論じた。なお、3次以上の散乱についての結果に関しては、数値計算を行うまでには至らなかった。本研究では、ビーム形状のミリ波パルスを使って、降雨時におけるパルス散乱特性を、従来の単一散乱理論ではなく、実体により即した散乱理論で散乱現象を解明し、豪雨の立体構造を推定することである。このため、多重散乱理論に基づき、降雨量と受信パルス波形の関係を求めることを目的としている。前年度において、ミリ波の入射波が横方向に一様である平面波入射ではなく、新たに狭ビーム幅でかつ任意形状のパルス波形を仮定し、降雨散乱の定式化を行ったことを受けて、平成20年度では、実際に多重散乱がどのように影響を及ぼすかについて検討した。最初に、降雨からの受信強度が、散乱マトリックスを方位角方向にモードで展開することにより、空間的な入射ビーム幅に依存する形で求められ、その式から見いだされる定性的評価を行うため、ビームファクターを導入して議論を行い、次に具体的な数値計算を行った。その結果、二次の散乱項に対する有限ビームサイズの影響は、平面波入射と異なり、ビーム径方向の入射強度の不均一さにより、散乱行列における方位角方向間において、モード間の結合を引き起こすことがわかった。そして、このモード結合の度合いは、ビーム幅と径方向の散乱自由行程に依存することが示された。実際、ビーム幅に相当する衛星レーダのフットプリントが平均自由行程より大きくなると、降雨からの散乱強度は、平面波入射の結果と同じになることが確かめられた。しかしながら、現実の衛星利用の場合でも、必ずしもフットプリントが大きくなるとは限らないため、本研究成果により、初めてフットプリントの多重散乱への依存性を示すことができた。本研究では、衛星搭載用降雨レーダの高性能化を目指して、ビーム波に対する降雨散乱解析結果を総合的に検討し、降雨の構造を明らかにする事を目的にしている。ビーム波に対しては、平面波と異なり、空間的に限定されているために、横方向の積分が複雑になり、最終的には、平面波以上に数値計算を使う必要が出てくることになった。降雨の立体構造については、通常の1回散乱であれば、降雨量とレーダ強度が1対1に対応するので、レーダエコーから降雨強度を得られやすく、構造もわかりやすいが、現実には、従来無視されていた多重散乱が関与してくるため、その関係式は複雑になる。この場合、降雨を過大に評価しがちになる。実際、多重散乱をすべて無視したときの単一散乱と多重散乱時のレーダエコーを比べると、多重散乱時のレーダエコーが大きくなることがわかった。また、降雨量、降雨層の厚さ、送信ビーム幅、送信パルス幅、パルス形状、および入射偏波に対するレーダエコーの依存性について検討を行なった。

降雨量が増加すると、先に述べたように、多重散乱寄与が増してくるため、レーダエコーが増加することが示された。水平方向の降雨の空間分布において、降雨密度に大きな変化があった場合、それまで均一としてきた場合と比べて、ビーム幅のサイズの変化で降雨量の推定にどのような変化が現れてくるかについては、やはり複雑であり、数値的以外に評価するのは困難であった。更に、時間依存に対する新しい散乱理論に対しては、拡散近似を入れて解くことが、理論解析の上簡易で有効であることが示された。これまでの成果を基にして、地球環境問題、豪雨による災害の防止・軽減の観点からも、衛星搭載型レーダへの豪雨強度等の定性的かつ定量的評価として実用的に利用可能な方法については更に検討を重ねたい。
分散型農作業体系における車両の群制御

1.分散型農作業の群制御に必要と考えられる車両間の相対方向を検出する装置を考案し、原理の構築、プロトタイプによる検証、実用機の設計・製作及びその特性の検証を行い、装置の有効性を確認した。2.構築した理論を検証するために、プロトタイプの装置を製作した。これは受光部に円錐鏡、凸レンズおよび平面受光素子として2次元PSDを使用し、その到来方向を検出する。また、送光部は、レーザ発振器を水平面内で回転させた。この装置により実験を行ったところ以下の知見を得た。(1)実際に得られたデータから方向を知るには、変化を逐次計算しながら最大値を求める必要があり、計算が複雑になり時間を要することが判明した。(2)レーザ光を用いたが屋外ではほとんど実用にならず、また、高さ方向の検出範囲が狭かった。3.プロトタイプで得られた結果を踏まえて、送光部をレーザ光の回転から、変調赤外線の全周同時発光方式に変更した。これにより検出距離は短くなるが、方向の計算が容易、屋外で実用可能、高さ方向の検出範囲が広いという実用機を設計・製作し、その基礎特性を調べた結果以下の知見を得た。(1)最大検出可能距離は22.5mであり、実際の圃場での使用を想定した場合少し距離が短く、さらなる改良が必要である。また、高さ方向の検出幅は距離により異なるが、最大で±8cmであった。(2)方向の検出精度は、誤差のRMSで表した場合、最小5mで4.5゚、最大20mで16.7゚であり、距離の増加に伴い、RMSも増加した。また、高さの相違による誤差の相違は認められなかった。しかし、誤差は傾斜の影響を受けることが明確になり、この対策が課題となる。(3)実験は晴天時に時折曇るという状況で行ったが、太陽等の外乱の影響は、ほとんど認められなかった。1.これまでに光学的手法による車両間の相対方向の認識を可能とするために、考案、試作した方向認識センサを用いて、基本的な検出特性の把握を行うとともに実用に供するための課題点について検討し、実用機に必要と考えられる機能を明確にして設計方針を立て、製作を行った。2.理論解析を基に、円錐鏡、凸レンズおよび平面受光素子として2次元PSDを用いた簡易実験装置を構築し、特性を検討した結果以下のことが明らかになった。(1)点光源にレーザ光源および平面受光素子にPSDを用いたため、得られた軌跡は理論解析とは異なり、円に近い楕円形となった。これはPSDの出力値が光源の位置と背景光の位置の光強度平均された位置の値とされたためであった。この組合せではピーク値を特定することが多少困難であった。(2)点光源を水平線光源に変えて実験したところ、線光源の1部が円錐鏡全体に入射していれば光源方向を特定できることがわかった。また、点光源ではなくある程度大きさを持った光源の方が、PSDとの組合せでは有効であることがわかった。(3)レーザ光による室内における角度精度は平均±1.0°(3m)、距離は室内で最大40m、屋外5mであった。3.以上の結果を踏まえて、屋外で使用可能な実用的なセンサを構築するために以下の点を考慮に入れて設計製作をした。次年度では本センサについて検討し、これを搭載するモデル車両を製作する予定である。(1)外乱防止のため変調光および光学フィルターを採用する受光部

(2)レーザ光を回転させるのではなく、多数の赤外線LEDによるブロードな光線を発光する投光部1.前年度までに、プロトタイプの方向認識センサを用いて、原理の妥当性を検証した。本年度はこれらより得られた知見を基に、屋外で実用可能な装置の製作を行い、その基礎特性を確認した。また、モデル車両を2台製作したが、方向認識センサを搭載として、検証するまでには至らなかった。2.実用機として試作した方向認識センサの特徴は、受光部においては、外乱の影響を減少させるための変調光の採用、距離の増大に伴う光強度の低下を補うAGCの採用、その他光学装置の精度向上を行い、屋外での実用性を向上させた。一方、送光部は全周同時発光を可能とするために赤外線発光ダイオードを利用し、これを円周上に40個、検出範囲を広げるために上下方向に18mmの間隔で2段設置した。3.製作した方向認識センサの基本特性を検証した結果以下のことが明らかになった。(1)最大検出可能距離は22.5mであり、実際の圃場での使用を想定した場合少し距離が短く、さらなる改良が必要である。また、高さ方向の検出幅は距離により異なるが、最大で±8cmであり、赤外線の利用と2段に設置した効果が認められた。(2)方向の検出精度は、誤差のRMSで表した場合、最小5mで4.5゚最大20mで16.7゚であり、距離の増加に伴い、RMSも増加した。高さの相違による誤差のRMSはほぼ一定で、多少高さが異なっても同等の精度で検出可能であることを確認した。誤差は、傾斜の影響を受け、精度よく設置された場合には、誤差0に近い場合もあり、動的応用には工夫が必要となる。(3)実験は晴天時に時折曇るという状況で行ったが、太陽等の外乱の影響は、ほとんど認められなかった。
心音曲面二次元関数処理

携帯性に優れ個人が自宅でも使用できる、心音を録音し、その曲面(三次元グラフ)の二次元関数処理に基づき自動診断するシステムを試作した。システムは、集音及び録音する録音系、録音された音をWAVEデータとして記録する記録系、WAVEデータをx軸を周波数、y軸を時間、z軸を振幅量とした曲面に変換する処理系、曲面から病名を診断する人工知能から成る。着衣時の良好な聴診の為に、ベルの大型化が課題である。また、録音系と記録系の小型化が課題である。収集できた健全者20名の心音は大きな個人差を示し、人工知能の学習には曲面の情報小型化と共により多くのデータを必要とする。非健全者の心音データの収集も今後の課題である。研究目的:心音データを録音し、その音データに基づき健康度や病変を自動診断できるプログラムの構築を目指す。遠隔地等における診断手法、或いは若手医師の育成手法として活用される事を期待する。また、健康や病理のメカニズムの解明等につながれば良いと思っている。進捗状況1)過去の研究事例などの調査:従来からなされてきている心音図の診断について、技術整理中。その自動化に関する研究事例を調査中。また、市販されている心音診断に関する主な教科書を調査し、CDサンプルが幾つかあったのでそれを入手した。また、何人かの医師に聴診のやり方を尋ね、その内容の整理方法も含めてべースとすべき聴診方法についてを思案検討中。進捗状況2)録音系の検討:現存する録音機能付き聴診器を調査した。精度が良いと思われるものはLitmann製のものであり、それで取得した音は汎用書式でない電子データとなるので、今回の研究に適さない事が確認された。そこで、高性能マイクを選別し、それに治具を付与して録音できる様、録音系システムを構築中。小径マイク(三研製COS-11D)を聴診器に直結させる方法が、現在の最有力。なお、その方法で録音した心音や市販サンプルをWAVEデータ書式で取り出し、それをTXTデータに変換し、様々なデータ処理が可能である事を確認した。進捗状況3)データ処理方法の検討:一般的な医師の診断過程に基づき、脈波リズム、各波ピーク値等の主要代表値を音データから抽出する事を検討中。一方、各医師の持つノウハウを調査予定。従来の診断過程を考慮しないデータ処理方法も検討中。ニューラルネットワークの使用(学習方法)を検討中。進捗状況1)過去の研究事例等の調査:従来の心音図の診断や教科書については、調査と整理を暫定完了した。平成27年度にも継続調査するが、追加がなければ完了とする。暫定結果を後述の出力形式に反映する。自動診断に関する事例については、継続調査中。CDによるサンプルについてはCD差が大き過ぎる為に、基準音となり得るかどうかを含め、調査と検討を継続中。進捗状況2)録音系の一次構築:暫定完了した。但し、雑音除去や携帯性等の観点により、予算の範囲内で可能な精度向上を継続中。進捗状況3)録音データの画像化:プログラムを暫定完成。但し、汎用性を考えると操作性に改善を要するので、平成27年度に改善を検討する。また、並行してExcelによる簡易的なデータ可視化ツールを作成予定。進捗状況4)ニューラルネットワークの構築:録音データのニューラルネットワークへの入力イメージの検討中。医師のノウハウのプログラム化は困難と判明したので、単純学習を最初に試みる。進捗状況5)心音データ:集積中。但し、患者からの録音については難航、病変音をCD音と方針を変更したが、CDによっても音がかなり異なるので、本件医師も交えて検討中。出力方法は、従来の心音診断項目について、それぞれの危険度を出力する形式で試験的に研究を進める事とする。携帯性に優れ、個人が自宅にて使用できる最終形態を見据え、心音を録音し、その二次元曲面に基づき自動診断するシステムの構築を目的に、以下の成果を得た。システムを、集音及び録音する録音系、録音された音をWAVEデータとして記録する記録系、WAVEデータをx軸を周波数、y軸を時間、z軸を振幅量とした二次元曲面に変換する処理系、二次元曲面から病名を診断する人工知能から構成した。1)録音系を、既存の聴診器やマイクロフォンを活用し自作した。聴診器やマイクロフォンは日進月歩なので、今後も調査を継続する。自己聴診の為の聴診器の改善点を幾つか見出した。大型の膜無し面(オープンベル面)を用いるべきだが、特定の病気に対応する膜面も効果的と推察された。2)記録系を、既存のオーディオ関連機器ソフトを用いて自作した。携帯する為の小型化は、今後の課題としたい。3)二次元曲面をTXT形式で出力可能な処理系を、R言語で自作した。従来問題だったデータの互換性、可塑性、操作性等が改善された。4)心音のデータをある程度集積し、それぞれの二次元曲面データを得た。一方、約20名の健全者から心音データを採取した。

非健全者の心音データを当初患者から採取する予定だったが、個人情報取扱制度の厳格化により予定外に難しくなり、市販の医療教育用CDサンプル音を用いざるを得なかった。データ増しを今後の重要課題としたい。5)ニューラルネットワークの学習に関して、一定の見解を得た。一方、健全心音の個体差が予想以上に大きく、データ増しが必要との結論に至った。時間軸方向より周波数方向に関して個体差が大きく、年齢、性別、身長、性格、運動経歴等に依存する可能性が見られた。非健全者のデータについても同様である。個体差や雑音に対する抵抗力を高める事を今後の重要課題としたい。携帯性に優れ個人が自宅でも使用できる、心音を録音し、その曲面(三次元グラフ)の二次元関数処理に基づき自動診断するシステムを試作した。システムは、集音及び録音する録音系、録音された音をWAVEデータとして記録する記録系、WAVEデータをx軸を周波数、y軸を時間、z軸を振幅量とした曲面に変換する処理系、曲面から病名を診断する人工知能から成る。着衣時の良好な聴診の為に、ベルの大型化が課題である。また、録音系と記録系の小型化が課題である。収集できた健全者20名の心音は大きな個人差を示し、人工知能の学習には曲面の情報小型化と共により多くのデータを必要とする。非健全者の心音データの収集も今後の課題である。幾つか変更点が発生し、都度対応している。いよいよ、心音図の自動診断手法研究がありながら心音の自動診断手法が少ない理由に直面したと云う事である。<変更>心音の実データの病院での入手が困難につき、CD音を学習させる事と予定を変更して進める。この為、平成26年度予定のモデル心音による診断システムの学習が未完。<変更>録音系の部品調達が現時点で完備されていないので、この点について調査中。(マイクが故障した時点で、心音録音が出来なくなる。)<変更>予算削減部分はニューラルネットワークの自作により解消。健全者の心音データ集積中。平成27年度予定の診断システムの入力雑音感受性の評価は前倒し検討中で、音響系の構築はほぼ完成。計算力学正常心音録音を、現在進行中。可能な限り集積する。5月末までに、マイク調査とニューラルネットワークの基本試学習を負える。今後の最大の問題は、実際に患者から録音できるかどうか。無理な場合、CDによるサンプル音での評価を行う。今のところ工学院大学単独で進められる内容なので、研究計画通り進んでいる。但し、装置やソフトウェアの予定変更などがあり、予定も適宜変更しながら進めている。ニューラルネットワーク構築を独自に実施した。患者からの心音データを録音できなかった。等の計画変更による。東京医科大学との連携と、実際の心音採取のための倫理審査などによるタイミングロスに注意して進める。また、予算額が削減された結果、やり方を一部変更工夫しているので、今後大きなしわ寄せが来ない様に注意して進める。録音系のバックアップ及び心音録音の被験者を集める為に費用が発生すると思われる。また、学会発表を行っていく。予算額減額につき、測定手段を一部変更工夫する等したため、購入予定物が変更となったため。
交渉による時系列データのプライバシ保護に関する研究

スマートフォンの普及やGPS測位機器の発達等により,人々の位置情報が正確かつ容易に把握できるようになっている.最終年度は,位置情報プライバシ選好の推薦と道路ネットワークにおける位置情報プライバシ保護に関する研究を行った.位置データは様々な応用が可能であり,その有用性に基づくニーズから,それらを売買する市場の整備も始まっている.しかし一方で,正確に位置情報を公開することには個人が特定されてしまうなどのプライバシリスクも伴う.そのためには,まず,位置情報プライバシ選好,すなわち“ある場所と時間において,位置情報を公開するかどうか"を指定することが必要となるが,ユーザにとって,このような選好を全ての場所と時間に関して把握し指定することは難しい.そこで本研究ではユーザの意思決定を支援するために,オンラインショッピングサイトなどで利用される商品推薦の概念を利用し,位置情報プライバシ選好を推薦するシステムを提案した.実験によって,予測の正誤,真の評価値と予測の誤差について評価を行い,提案手法がプライバシ保護を満足しながら高い有用性を担保していることを示した.また,位置情報プライバシ保護のために,従来は自分の位置情報を送る前に,ランダムな雑音を加えることでプライバシを保護する摂動法が提案されているが,道路ネットワークを考慮していなかった.近くのレストランを探すなどの近傍検索などの位置情報サービスは,道路ネットワークを用いた方が近傍が正確に表されることから,より良いサービスを提供可能である.そこで,このような位置情報サービスを対象とし,プライバシ保護の強さと雑音付加後の情報の有用性を両立させた摂動法の手法を開発した.研究機関全体を通じ,各ユーザ個人の要求に応じたプライバシ保護基準でパーソナルデータを収集,解析し,公共的利益を創出するための基盤技術を開発した.まず,個人時空間データを活用するための厳密で柔軟なプライバシ保護の枠組みに関する研究を行った.具体的には,プライバシ情報漏洩リスクを数学的に厳密に表現可能な差分プライバシに基づき,時間的な相関があるデータのためのプライバシモデルを開発すると共に,データ漏洩の程度を定量化する手法の開発,データ保護手法の開発を行った.既存の差分プライバシはデータには時間的な相関関係がないと仮定する。しかし、時系列データには通常,時間的依存関係が存在することが多いため,ある対象期間の統計値の開示がその対象期間より過去や未来のデータに対する情報をある程度漏洩することになる.その上、一般に攻撃者はこのような相関関係を容易に取得できる。本研究では、攻撃者がマルコフモデルでモデル化できる時間的な相関関係の知識を持つ場合でも、差分プライバシを達成する方法を提案した。具体的には、既存研究で提案されたプライバシ保護機構を時間的な相関があるデータを保護できる機構に転換する方法を設計した。次に,差分プライバシの概念に基づいて地図上の場所を曖昧化する手法であるgeo識別不能性を拡張することにより,自宅の位置などのような移動経路の端点を曖昧化する手法を開発した.これにより,自宅などプライバシ保護が必要な場所は保護程度を高くする一方で駅の近くなど公共性が高い地域の移動経路情報は少ない誤差で収集することが可能となる.さらに,多数の個人が自らの移動経路,購買履歴,心拍データなどの時系列データに対し個人識別ができない程度に雑音を加えた後に売却し,会社などはそのような大量のパーソナルデータの統計情報を購入できるパーソナルデータ市場に関する研究を行った.各利用者のプライバシ保護レベルに対する要求には個人差があるため,それを反映したパーソナルデータ市場の価格機構に関する研究を行った.時間的な相関があるデータのプライバシモデルは,相関をマルコフモデルでモデル化できる場合は,データ漏洩確率の定量化手法を与えた.また,既存研究で提案されたプライバシ保護機構を時間的な相関があるデータを保護できる機構に転換する方法を開発したため,提案した枠組みは高い汎用性を持つ.この成果の論文は,データ工学のトップカンファレンスであるIEEE ICDE2017に採択された.また,差分プライバシの概念に基づき移動経路の端点を曖昧化し自宅などの位置情報を保護する手法は基本的な実験によりその有用性を確認した.さらに,パーソナルデータ市場の価格付けに関する研究では,個人のパーソナルデータ保護に対する要求の程度を調査するため,クラウドソーシングにより大規模アンケートを実施し,概ね保護要求の程度が異なる二つの利用者群が存在することを確認した.プライバシ情報は適切に保護すると共にそれらを収集,解析し公益に資することも重要である.本研究では,心拍などの生体データ,購買履歴データ,移動履歴データなど個人の日常生活により生成される有用性を持つパーソナルデータの多くは時系列データであることに着目し,時系列パーソナルデータのプライバシ保護と価値評価を課題とし研究を行った.現在,プライバシ情報漏洩リスクを数学的に厳密に表現可能な差分プライバシが広く研究されている.しかし,差分プライバシは,生年月日,血液型などの静的な個別データを対象として開発されたため,差分プライバシを時系列データに適用可能できるように拡張し,現実の状況を反映するため,特に次の点の拡張,精緻化を行った.(a)各利用者のプライバシ保護レベルに対する要求には個人差があるため,それを反映したプライバシ保護機構とする.(b)時系列データには通常,過去のデータと現在のデータが関連しているなど時間的依存関係が存在するため,ある対象期間の統計値の開示が,その対象期間より過去や未来のデータに対する情報をある程度漏洩することになる.このような時間依存性によるプライバシ漏洩リスクを明らかにした.

また,パーソナルデータ市場において各個人が市場機構とプライバシ漏洩の程度と対価に関する契約を結び,データ購買者は要求するデータに関する問合せと予算を提示する場合に,各個人のプライバシ保護要求を満たしながら,購買者に対しては低価格でしかも雑音印加の程度を低く抑えるための手法を開発した.時系列データに対し差分プライバシを適用した場合のプライバシ漏洩の程度を定量化し,IEEE ICDE国際会議及びIEEE TKDE論文誌に発表した.パーソナルデータ市場における各個人のプライバシ保護要求を満たしながら取引を促進する手法についてはACM SIGIR eCommerceワークショップで発表した.また,移動経路における経路端点の曖昧化手法を開発し日本データベース学会論文誌に発表した.スマートフォンの普及やGPS測位機器の発達等により,人々の位置情報が正確かつ容易に把握できるようになっている.最終年度は,位置情報プライバシ選好の推薦と道路ネットワークにおける位置情報プライバシ保護に関する研究を行った.位置データは様々な応用が可能であり,その有用性に基づくニーズから,それらを売買する市場の整備も始まっている.しかし一方で,正確に位置情報を公開することには個人が特定されてしまうなどのプライバシリスクも伴う.そのためには,まず,位置情報プライバシ選好,すなわち“ある場所と時間において,位置情報を公開するかどうか"を指定することが必要となるが,ユーザにとって,このような選好を全ての場所と時間に関して把握し指定することは難しい.そこで本研究ではユーザの意思決定を支援するために,オンラインショッピングサイトなどで利用される商品推薦の概念を利用し,位置情報プライバシ選好を推薦するシステムを提案した.実験によって,予測の正誤,真の評価値と予測の誤差について評価を行い,提案手法がプライバシ保護を満足しながら高い有用性を担保していることを示した.また,位置情報プライバシ保護のために,従来は自分の位置情報を送る前に,ランダムな雑音を加えることでプライバシを保護する摂動法が提案されているが,道路ネットワークを考慮していなかった.近くのレストランを探すなどの近傍検索などの位置情報サービスは,道路ネットワークを用いた方が近傍が正確に表されることから,より良いサービスを提供可能である.そこで,このような位置情報サービスを対象とし,プライバシ保護の強さと雑音付加後の情報の有用性を両立させた摂動法の手法を開発した.研究機関全体を通じ,各ユーザ個人の要求に応じたプライバシ保護基準でパーソナルデータを収集,解析し,公共的利益を創出するための基盤技術を開発した.差分プライバシは異なる利用者のデータ間に相関関係がないと仮定する。しかし、利用者の社会活動により生産されたデータには相互に関連性が存在する場合がある。攻撃者がこの関連性に関する知識を持っていれば、差分プライバシの保護レベルが下がる可能性がある。本研究では、差分プライバシのプライバシ漏洩を定量化し、利用者データ間の相関がある場合にデータを保護できる機構について研究を推進する予定である.
線形表現のモジュライ空間と非可換トーション不変量

当研究課題は基本群の線形表現のなす空間と3次元多様体の非可換トーション不変量の研究の相互発展を図った.その結果,3次元多様体を本質的に分解するような全ての曲面は,高次元表現のなす空間の無限遠点から構成されることが明らかになった.また,トーション不変量を線形表現のなす空間の上の関数と見做すことで,無限遠点から構成される曲面のホモロジー類が当関数のその点におけるある正則性によって制限されることが見出された.更に,数論的位相幾何学の見地から,結び目に対して有限体上の2次元表現の変形が定める新しいトーション不変量が導入された.基本群の線形表現のモジュライ空間と3次元多様体の非可換トーション不変量の研究の相互発展を図ることを目的として研究を行った.当該年度は,主に,線形表現の変形から構成される3次元多様体内の曲面とその変形に伴う非可換トーション不変量の値の変化についての研究を行った.その結果,これらの間に予想されていた関係を裏付け,非可換トーション不変量をモジュライ空間上の関数と見做すことで現れる新しい応用を提示することができた.具体的には,以下の成果が得られた.CullerとShalenによって,基本群の複素2次元表現のモジュライ空間である指標多様体の無限遠点から3次元多様体を本質的に分解するような曲面を構成する理論が確立されている.また,基本群の線形表現に付随して定まる3次元多様体のねじれAlexander多項式は,非可換トーション不変量の一種であることが知られており,多項式の各係数は指標多様体上の正則関数を誘導することが分かる.研究代表者は,指標多様体の無限遠点から複雑性が最小であるような非分離的な曲面が構成されるならば,ねじれAlexander多項式の最高次係数が誘導する関数はその無限遠点において収束することを示した.帰結として,結び目補空間の指標多様体とねじれAlexander多項式に関するDunfield,Friedl,Jacksonによる予想を肯定的に部分解決し,当予想を一般の3次元多様体の場合にまで拡張することに成功した.基本群の線形表現のモジュライ空間と3次元多様体の非可換トーション不変量の研究の相互発展を図ることを目的として研究を行った.当該年度は,高次元線形表現が導く多様体の分解の追及をテーマとして,主に,高次元線形表現の変形から3次元多様体内の曲面を構成する理論の整備を進め,当理論によって構成される曲面の集合を決定することに取り組んだ.その結果,そのような集合を完全に特徴付けることに成功し,研究分野を大きく発展させることができた.具体的には以下の成果が得られた.CullerとShalenによって,基本群の複素2次元表現のモジュライ空間である2次元指標多様体の無限遠点から3次元多様体を本質的に分解するような曲面を構成する理論が確立されている.更に,Culler-Shalen理論の高次元線形表現に対する場合への拡張として,研究代表者と原隆氏の共同研究によって,高次元指標多様体の無限遠点からも3次元多様体を本質的に分解するような(分岐を許す)曲面を構成する方法が見出されている.また,古典的な理論においては,分岐を持たない本質的曲面であって,2次元指標多様体の無限遠点からは構成されないものがあることが知られている.研究代表者は,Stefan Friedl氏とMatthias Nagel氏との共同研究において,分岐を持たない全ての本質的曲面はある次元の指標多様体の無限遠点から構成されることを明らかにした.帰結として,研究代表者と原隆氏によるCuller-Shalen理論に関する予想を肯定的に解決した.当該年度に計画していた,対応する曲面が分岐を持たないための指標多様体の無限遠点に関する十分条件の研究においては,そのような無限遠点を実際に構成する方法を見出すことができ,分岐を持たない本質的曲面が理論によって全て構成されることまで明らかにできた.より精密な十分条件を研究する余地は多分に残されているが,当初の計画とは異なる方向に研究が円滑に進展し,研究分野を大きく発展させる成果を得ることができた.基本群の線型表現のモジュライ空間と3次元多様体の非可換トーション不変量の研究の相互発展を図ることを目的として研究を行った.当該年度は,数論的位相幾何学の見地から,Galois表現とその変形に対して期待される諸命題について,3次元多様体論における類似を追究することをテーマとして,主に,3次元多様体の基本群に対して有限体上の線型表現の変形理論を展開し,表現の普遍的な変形に付随して定まるトーション不変量の性質を明らかにすることに取り組んだ.具体的には以下の成果が得られた.森下昌紀氏,丹下稜斗氏,寺嶋郁二氏との共同研究において,まず,結び目群の有限体上の2次元線型表現の普遍変形に付随するねじれAlexander加群は,適当な条件の下でねじれ加群であることを示した.これは,MazurがGalois表現の普遍変形のSelmar群の性質に対して提唱していた問題の,結び目群に対する類似的命題と見做せる.そして,このSelmar加群に付随する代数的p進L関数の類似物として,結び目群のねじれAlexander加群に付随するL関数を導入した.更に,幾らかの2橋結び目とそれらの2次元線型表現に対するL関数を明示的に計算した.この計算例においては,代数的p進L関数の零点に関してMazurが提唱していた問題の,結び目群に対する類似についても確認することができた.

また,東京大学数理科学研究科において開催された国際研究集会The 12th East Asian School of Knots and RelatedTopicsの組織委員を務めた.集会では,3次元多様体のトーション不変量を含め,低次元トポロジーなど結び目理論に関連する諸話題を巡って,広く学術交流が行われた.集会には多くの若手研究者が参加し,当該分野の今後の発展に寄与するものと期待される.初年度の研究において,Culler-Shalen理論とトーション不変量との関連を新しく見出したが,本年度は,この成果を更に発展させる上で課題となっていた,数論的位相幾何学の見地に立った研究を大きく進めることができた.また,当初計画していた,3次元以上の線型表現による3次元多様体の本質的分解の究明については,昨年度までの研究において既に十分な成果が得られているが,もう一つの研究テーマであるクラスター代数の応用との関連において,その理解を更に深める研究が進展中である.基本群の線形表現のモジュライ空間と3次元多様体の非可換トーション不変量の研究の相互発展を図ることを目的として研究を行った.最終年度は,3次元多様体内の本質的曲面のCuller-Shalen構成の拡張について研究し,構成される曲面のホモロジーがSL_n-指標多様体上の特別な関数の正則性によってどのように制限されるかを記述した.まず,Culler,Gordon,Luecke,Shalenによる結果の一般化として,トーラス境界を持つような3次元多様体に対して,構成される本質的曲面の境界スロープは境界上のループに付随するSL_n-指標多様体上の基本的な関数の理想点における正則性によって決まることを証明した.また,初年度に得た成果の一般化として,理想点が固定されたホモロジー類を代表するような本質的曲面を与えるためのトーション不変量に関する必要条件を提示した.この必要条件は,ねじれAlexander多項式の最高次係数が誘導するSL_n-指標多様体上の関数の理想点における正則性によって定式化される.研究期間全体を通じて,高次元線形表現のモジュライ空間の幾何学を低次元位相幾何学に応用する研究の基礎付けを進めることができた.特に,古典的なCuller-Shalen理論の基礎的な成果をSL_n-指標多様体の場合に拡張し,一般化された理論によって全ての本質的曲面が捉えられることを明らかにした.更に,理論においてトーション不変量が有効に応用されることを見出し,数論的位相幾何学との関連研究の理解を深めた.当研究課題は基本群の線形表現のなす空間と3次元多様体の非可換トーション不変量の研究の相互発展を図った.その結果,3次元多様体を本質的に分解するような全ての曲面は,高次元表現のなす空間の無限遠点から構成されることが明らかになった.また,トーション不変量を線形表現のなす空間の上の関数と見做すことで,無限遠点から構成される曲面のホモロジー類が当関数のその点におけるある正則性によって制限されることが見出された.更に,数論的位相幾何学の見地から,結び目に対して有限体上の2次元表現の変形が定める新しいトーション不変量が導入された.当該年度に計画していた,3次元多様体の非可換
山羊の培養乳腺細胞における有用物質遺伝子の導入と発現に関する研究

山羊の乳腺上皮細胞に有用物質を導入して発現させるためには前段階として乳腺細胞の恒常的増殖の獲得と、導入するゲノムDNAあるいはcDNAの精製が必要である。今回の研究ではその基礎的実験を行ってその可能性を探るのにとどまり、導入と発現については今後の研究の進展に待つ事になった。先ず山羊乳腺上皮細胞の培養については材料採取が簡単な乳汁中の上皮細胞の培養法を確立するとともに培養細胞の形態について観察を行った。即ち、通常の培養においては10%にウシ胎児血清を添加しているが、山羊乳汁由来乳腺上皮細胞の培養においては30%で良好な結果が得られることが判明した。培養細胞の形態については継代を重ねるに従って多型性を示すようになったが、電子顕微鏡的あるいは免疫組織化学的に上皮細胞の特徴を示していた。次に、生体により近い状態を実現できるとされているコラ-ゲン・ゲル培養法を山羊乳汁由来乳腺上皮細胞に応用した。その結果固定ゲル上では平板培養と大差無かったが、浮遊ゲル上では細胞は円形化して生体内におけると同様の形態を示して増殖した。一方ゲル内に包埋した上皮細胞は増殖しなかった。以上の結果より乳腺上皮細胞の増殖分化には間質線維芽細胞の関与が重要となっているのではないかと言う推測のもとに、線維芽細胞の培養上精添加と同細胞との非接触同時培養を行って比較した。その結果、培養上精は50%混合するのが乳腺上皮細胞の増殖に良好な結果を与えたが、非接触同時培養によりは悪かった。一方、ゲノムDNAの精製に関してはヒトのカルシトニン遺伝子およびカルシトニン遺伝子関連ペプチド遺伝子を用いて、馬の精巣ゲノムDNAの同遺伝子群について解析した。その結果ヒトとウマでは同遺伝子群に構造上の相違が有ることが示唆され、更にサラブレッド種においては比較的均一に同遺伝子が保存されている事が判明した。昭和62年度における研究は,山羊の乳汁に含まれる脱落細胞が培養可能かどうかについて検討を行った.まず,山羊の乳汁を無菌的に搾乳し,それを軽く遠心して中に含まれる細胞成分を集めて,これをPBSで数回洗浄後,イーグルMEM培地に平板培養した.培養に当たって,牛胎子血清の最適濃度を知るため異なった濃度の牛胎子血清を添加した培地を用いて培養した.その結果,牛胎子血清を含まないもの,あるいは10%及び20%含むものでは脱落細胞はほとんど増殖しないか,しても僅かであった.一方, 30%及び40%牛胎子血清を含む培地では脱落上皮は良好に増殖した.このことにより,山羊乳汁由来の細胞が培養可能であることが判明した.それ故,これらの条件のうち,胎子血清濃度の低い30%の条件を用いて以下の観察を行った.細胞は培養開始後1-2日で培養血に接着し,約5日位経過すると数個の細胞からなる小コロニーを形成した.このようなコロニーは日数の経過と共にその大きさを増し, 10-20日後にはシートを形成した.このようなシートを形成する細胞は紡錘型,立方型及び星型等の種々の形態を示した. 5-6代継代後は主要な細胞組成は長円形と多型性を示す細胞であった.これらの細胞のほとんどは抗ケラチン抗体及び抗アクチン抗体陽性であった.シートを電子顕微鏡で観察すると,細胞は偏平な核を持ち,細胞質は伸張していた.これらの細胞には細胞陥合,微繊毛及び接着装置等の上皮性要素を示す細胞小器官を認めた.

カゼイン粒子や脂肪滴等の乳腺の分泌機能を示すような形態的特徴は今回の培養条件においては見いだすことが出来なかった.今後はこの細胞を用いて乳腺上皮と間質,特に線維芽細胞との関係を検索C_1さらにin vitroにおける分泌機能を発現させるための条件を検討したい.昭和63年度は、62年度に平板培養して得られた山羊乳汁由来の乳腺上皮細胞を、より生体に近い環境を作り出すといわれているコラーゲンゲルを培養基質として用いて培養し、その増殖形態、増殖態度について検討を加えた。即ち、コラーゲンゲルを用いた培養法としては培養血にコラーゲンゲルを付着固定したままその上で培養する方法と、前記の方法である程度まで培養した後ゲルを培養皿から遊離して浮遊状態にしたまま培養する方法、及びコラーゲンゲル内に細胞を埋没して培養する方法の3種である。これらの増殖した細胞は通常の位相差顕微鏡の他に電子顕微鏡的及び免疫組織化学的に検索した。固定したコラーゲンゲル上に培養した場合、細胞は前回の平板培養と同様に伸長した細胞形態と変形状を示した。コラーゲンゲルを培養液中に浮遊したフローティングコラーゲンゲル上で培養した場合には、細胞は円形化し、生体内におけると同様の形態を示した。コラーゲン内で培養した場合、細胞は増殖を止め、次第に変性していった。以上のことより、山羊乳腺上皮細胞をコラーゲンゲルを用いて培養する場合には、浮遊培養法が最も適していると考えられるが、埋没したものについては間質の線維芽細胞が無いため、種々の補助的役割がなされなかったためであろうと考えられ、線維芽細胞との同時培養も検討してみる必要がある。また、今後、ホルモン等の成長或いは分化促進作用を持つ物質の添加による変化も検討する必要があろう。平成元年度は乳腺細胞の恒常的増殖を獲得するための手段の一つとして、コラ-ゲン・ゲルを用いた培養法とインタ-セルを用いた乳腺上皮細胞と乳腺線維芽細胞の非接触同時培養を行った。一方、導入するゲノムDNAあるいはcDNAの精製を行う第一段階としてウマのカルシトニン遺伝子およびカルシトニン関連ペプチド遺伝子を検索した。先ず山羊乳汁由来乳腺上皮細胞前年度のコラ-ゲン・ゲルを用いた実験で、ゲル内に包埋した上皮細胞は増殖しないという結果をえたため、乳腺上皮細胞の増殖分化には間質線維芽細胞の関与が重要な要素となっているのではないかと言う推測のもとに、線維芽細胞の培養上精添加と同細胞との非接触同時培養を行って比較した。その結果、培養上精は50%混合するのが乳腺上皮細胞の増殖に良好な結果を与えたが、非接触同時培養のほうがより良い結果を得るということが判明した。一方、ゲノムDNAの精製に関してはヒトのカルシトニン遺伝子およびカルシトニン遺伝子関連ペプチド遺伝子を用いて、馬の精巣ゲノムDNAの同遺伝子群について解析した。その結果ヒトとウマでは同遺伝子群に構造上の相違が有ることが示唆され、更にサラブレッド種においては比較的均一に同遺伝子が保存されている事が判明した。