hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
19世紀後半期における世界交通革命の進展と日本-開国・開港の再考－

そのことは、これまで「鉱山王有制」とされてきた明治初期の外資排除政策の新たな側面を解明する手がかりとなるであろう。第一の課題である高島炭鉱の開坑の経緯について、グラバーと佐賀藩との交渉経過及び初期の経営状況について、明らかになりつつある。これまでは、佐賀藩側の史料の一部しか利用されていなかったが、鍋島家史料を丁寧に分析することによって、炭鉱を所有する佐賀藩が資金を提供するだけでなく、開発にも深く関わっていたことが明らかになった。そのことは、廃藩後における炭鉱経営の動向を明らかにする上で重要な論点となるので、日本坑法による強制的な外国人排除政策とされる高島炭鉱からの外資排除の評価にも関わってくる可能性があり、論点がより広がりを見せてきている。ただ、この問題については、外国側の史料が少ないので、新たな史料発掘の必要性が課題として浮かび上がってきている。第二の課題として、石炭輸出に関する外交交渉については、英米の議会文書、外交史料の分析を進めている。石炭輸出の要求がアメリカだけの問題ではなく、イギリスも積極的な動きを示していたことが明らかになってきている。今後は主にイギリスとの交渉の実態について、さらに分析を進めていきたい。本年度では、19世紀後半期に於ける東アジア海域への汽船燃料である石炭供給がどのように行われ、スエズ運河・アメリカ大陸横断鉄道の開通後急速に拡大する海上交通需要にどのように対応したのか、を日本炭の輸出に即して解明することに重点を置いた。日本産石炭に対する需要は、すでにペリー来航時から世界的に注目されており、アメリカの対日戦略の重要な柱としてペリーの派遣時から明確に意識されており、それを受けてペリーの対日要求にも明記されていたことはすでに明らかにした。今年度は、そうした石炭供給の要求に日本がどのように対応したのか、を明確にすることを主目的とした。そのため、分析は国内資料の収集と分析が主たる作業となり、当初計画していたイギリスでの資料調査を断念することとなった。主に「通商彙纂」や「佐賀藩資料」などを用いて、高島炭鉱のアジア輸出を分析した結果、2点のことが明確となった。第一は、輸出のみならず、国内開港場での供給が過半を占めており、いわゆる貿易統計では把握できない事実上の輸出が存在したことである。これは、幕末・明治期における日本の貿易構造に関する新たな見直しの必要を迫るものであった。第二は、貿易統計で把握できる石炭輸出に限っても、これまで指摘されていた以上の質量ともに圧倒的な日本炭の供給が行われていたことが明確となった。以上、3年間に亘る成果として、日本の開国・開港が同時期において世界的に急進展していた交通革命の推進役として重要な役割を果たしていたことが明確となった。アメリカの対日開国政策における石炭の重要性については、明確となったが、他の列強においても、対東アジア遠洋定期航路の維持・拡大において日本の石炭が必須である事情は同様であり、対日通商の開始において、アメリカを含む西洋列強がどのような石炭確保政策を展開したのか、を明らかにすることは次の大きな課題となる。そのためには、最大の海運国であるイギリスの政策の実態を解明することが、第一の課外となるであろう。また、石炭の外国船への供給は、輸出だけでなく、日本の開港場(横浜・長崎など)においても行われており、これは輸出量に匹敵するものであったことも判明した。
卵細胞におけるイノシトール三りん酸によって活性化されるカルシウムチャネルの同定

本研究は以下の三部よりなる。即ち1・イノシトール三燐酸(IP_3)によるウニ卵ミクロソウム分画(MF)からのカルシウム遊離、2・MF膜に存在するイオンチャネルの検索、及び3・イノシトール三燐酸受容体(IP_3r)の精製。1・IP_3によるウニ卵MFからのカルシウム遊離。MFはATP添加によりCa^<2+>を取り込み、IP_3により一過性に遊離する。この遊離は1mg/mlのheparinにより完全に阻害される。またTMB-8も同様な効果を持つ。このIP_3によるCa遊離とは独立にカフェインによるCa遊離機構がある事を見いだした。これはルテニウムレッドにより阻害される。2・MF膜に存在するイオンチャネルの検索。MFを脂質平面膜に融合させ単一イオンチャネル電流を測定する方法を用いた。その結果K^+・Ca^<2+>及びC1^-チャネルを各々数種記録した。その内最も高頻度に観察されたのは約30pSのコンダクタンスを持つK^+チャネルであった。残念ながらIP_3により活性化されるCa^<2+>チャネルは記録されなかった。これはMF膜に於けるこの様なチャネルの密度が非常に低いか、又は平面膜に組み込まれたときこれがrun downしやすい事による可能性がある。上記(1)の如くMF膜には確かにIP_3rが存在すると考えられるが、(2)の様にMFを平面膜に融合するとその活性は消失してしまう。そこでIP_3rの存在を立証しその性質を調べる別のアプローチとして生化学的にIP_3rの精製を試みた。その結果分子量約200kDでIP_3と特異的に結合するのタンパク質を得た。チャネルとしての性質は現在追求している。本年度は交付申請書で計画した三つの課題の内、主として二つの点について研究しいくつかの成果を得た。(1)IP_3添加によりCa^<2+>を遊離する膜小胞の精製及びCa^<2+>遊離に対する各種薬物の影響、膜小法の精製は基本的にはホモゲナイズ-低速遠心-超遠心-ショ糖密度勾配遠心という過程によりかなり活性の高い標品を得られる様になった。但しウニの種による差がいちじるしく、バフンウニではよい標品が得られるが他種のウニ卵からは良い標品が得られず、この問題は今後の課題である。薬理学的研究に関しては、IP_3は当然Ca^<2+>遊離を起こすが、二度、三度と続いて与えても反応しない。但し1時間以上おくと回復する。この様な反応は小脳等から得た標品の光動とは著しく異なる。IP_3の代謝物であるIP_2、IP_4はIP_3にtlし小さな反応しか示さず、又上記の様な脱感受性は見られない。高濃度のヘパリンはIP_3によるCa^<2+>遊離を阻害する。筋小胞体からのCa^<2+>遊離に影響する事で知られているリアノジン、カフェイン等はこの系に影響を与えない。(2)膜小胞体に存在するイオンチャネルの検討、膜小胞を脂質平面膜に融合させる電気生理学的に追求した。その結果、電位依存性のあるK^+チャネルを含む数種のK^+チャネル、Cl^-チャネル及びCa^<2+>チャネルの存在を確認しコンダクタンス、キネティクス等を解析した。但しIP_3により活性化されるチャネルは未だ発見されていない。この様なチャネルが発見されない原因として、(i)膜小胞の精製方法に問題がある。(ii)この様なチャネルが非常に少ない事が考えられる。

現在精製方法につき再検討すると共に、この様なチャネルを精製し再構成した後電気生理学的研究を行うことを試みている。本年度当初の実施計画は、ウニ未受精より分離した小胞体を主として含む膜小胞を用い、下記の2点を明らかにする亊であった。1.膜小胞へのATPによるCa^<2+>の取り込みとIP_3による膜小胞からのCa^<2+>遊離の定量的研究。2.膜小胞に存在するイオンチャネルの検索。計画1に関してはほぼ初期の目的を達した。膜小胞へのCa^<2+>の取り込み速度及び最終取り込み量は膜小胞懸濁液の蛋白濃度によるが2mg/mlの場合1mMATP添加後約5分間でCa^<2+>濃度PCa5.8から7.3に達する。この最終値はウニ未精卵細胞内Ca^<2+>濃度として報告されている値に近い。一変Ca^<2+>遊離は、0.6μMIP_3添加後約10秒でpCa6.9に達する。その値は受精時の卵内Ca^<2+>の一過性の増大のピ-ク値を説明しうる。IP_3濃度とCa^<2+>遊離量の関係はIP_33μMで遊離量はほゞ飽和する。飽和量の1/2量の遊離は74nMIP_3で起る。又IP_3によりCa^<2+>遊離には脱感作現象が観察され、回復には長時間を要し、90分後でも70%程度しか回復しない。計画さに関しては、膜小胞を脂質平面膜と触合させ単一イオンチャネル電流を測定する方法を用いた。その結果K^+、Cl^ー及びCa^<2+>チャネル各々数種類が存在する事を確認した。最も高頻度に観察されたのは約30pSのコンダクタンスを持つK^+チャネルである。しかしながら現在までの所IP_3により開確率が上ったりコクダクタンスが増大するCa^<2+>チャネルは発現されていない。これは膜小胞に存在するこの様なチャネルの数濃度が低く観察出来なかった可能性がある。そこで現在IP_3レセプタ-チャネルを可溶化・精製し再講成する実験を行っている。
窒化ガリウム系ナノワイヤによる縦型FETの作製と評価

(1)前年に引き続き、RF支援分子線エピタキシャル成長(RF-MBE)法を用いて、縦型トランジスタ応用に適したGaNナノワイヤの形成を試みた。特に、前年度不十分であったナノワイヤ長さについて改善を試みた。特に、成長初期は低N2流量、その後高N2流量とした2段階成長を導入することによって、断面寸法150240nmの範囲で長さ420nm程度のGaNナノワイヤを得ることに成功した。これによりRF-MBE成長により形成したGaNナノワイヤを縦型FETへと応用する見通しを得た。(2)成長したGaNナノワイヤをSOGで埋めこんだ後、SOGをエッチングしてナノワイヤ頂上部を露出させた後、上部ならびに基板に電極を形成することによって2端子素子を作製し、その電気伝導特性を評価した。アニール前後の特性を比較したところ、高バイアス領域での微分抵抗が変化しないことから、その値がナノワイヤの固有抵抗であると考えた。そして、その微分抵抗および測定に用いたナノワイヤ2端子素子の総電極面積よりRF-MBEにより形成したGaNナノワイヤの抵抗率を求め、0.251.5 ohm・cmの範囲にあることを示した。これらの値は、予想されるGaNナノワイヤの移動度を考慮するとキャリア密度が10^18 cm^-3オーダであることを示唆しており、FET動作をさせる上でも支障のない範囲の値なっていることを確認した。(3) FET応用に適したGaNナノワイヤの形成手法として、光支援電気化学エッチングによって微細加工する方法を検討した。適切なマスクの設計により、GaNが光支援化学エッチングにより、光照射した部分を選択的にエッチングできることを確認した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、まずRF支援分子線エピタキシャル(RF-MBE)法を用いた選択成長法によるGaNナノワイヤの形成に向け、本研究開始以前の成果もあわせた上で、成長条件の最適化を試みた。まず、選択成長マスクとしてはナノワイヤ形成のためにはTiが最適であること、成長温度の上昇とともにマスク上の堆積が抑制され良好な選択成長が実現されると同時にナノワイヤ成長速度が低下すること、窒素供給量の増加とともにマスク上の堆積物が増加して成長の選択性が失われること、そしてGa供給量の増加とともにナノワイヤ高さが増加することなどを確認した。そしてこれらの結果から、ナノワイヤ形成のための成長条件最適化の方向性として、成長温度を上昇させると同時にGa供給量を増加させることが必要であることを明らかにした。そして実際にこの指導原理のもと成長条件を最適化した結果、目標としていた断面寸法100nm以下のナノワイヤを高密度(ナノワイヤ周期200nm)および高充填率(25%)で形成することに成功した。また、伝導性探針を有する原子間力顕微鏡装置を用いて、ナノワイヤ形状と電流ー電圧特性の評価を行った。その結果から、選択成長により形成したナノワイヤには比較適高濃度のドナー不純物が存在することが示唆された。そして、半導体ナノワイヤを用いた縦型FETの作製について、従来のプロセス技術の有効性を確認するとともに、本研究で取り扱うGaN系のナノワイヤ縦型FETに適したプロセス技術を検討した。以上に加えて、本新学術領域における他の研究グループとの議論を通じ、本研究で取り扱うナノワイヤならびに関連の特異構造の電気的特性、界面物性評価とその解明に関する共同研究へと展開することを確認するとともに、今後の研究により解明すべき問題や新たな研究の方向性などについての知見を深めた。成長条件の最適化および選択成長マスク寸法の最適化を実現することにより、初年度に目標としていたナノワイヤの断面寸法サイズならびに充填率を達成することができた。しかし、成長装置の不具合の時期が想定以上に長くなってしまったため、試料の成長回数を予定ほど行うことができず、このためナノワイヤの高さは260nmにとどまり、目標としていた2μmには到達できなかった。装置のメンテナンスも終了したので、また現在の条件でも成長時間を成長速度に応じて増加させれば必要な長さのナノワイヤは得られるので、この課題に関する遅れは軽微なものである。一方、伝導性の探針を用いたAFM測定により、ナノワイヤの電気的特性に関する重要な知見を得ることができ、今後の研究を進める上で重要な情報とすることができた。そして、FETの作製プロセスに関しては、実験的な検討としては従来手法の有効性に留まり、新規と呼べるほどの進展は得られなかったものの、本新学術領域研究の他の研究班と議論をすることによって、FET作製のより具体的なプロセス手法とともに、共同研究の方向性や、本研究の展開可能性について明らかにすることができた。以上のことから研究はおおむね順調に進展していると結論できる。

アニール前後の特性を比較したところ、高バイアス領域での微分抵抗が変化しないことから、その値がナノワイヤの固有抵抗であると考えた。そして、その微分抵抗および測定に用いたナノワイヤ2端子素子の総電極面積よりRF-MBEにより形成したGaNナノワイヤの抵抗率を求め、0.251.5 ohm・cmの範囲にあることを示した。これらの値は、予想されるGaNナノワイヤの移動度を考慮するとキャリア密度が10^18 cm^-3オーダであることを示唆しており、FET動作をさせる上でも支障のない範囲の値なっていることを確認した。(3) FET応用に適したGaNナノワイヤの形成手法として、光支援電気化学エッチングによって微細加工する方法を検討した。適切なマスクの設計により、GaNが光支援化学エッチングにより、光照射した部分を選択的にエッチングできることを確認した。まず前年度に引きつづき、縦型FETに利用可能なGaNナノワイヤをRF-MBEによる選択成長法を用いて形成する技術を確立する。特に必要なナノワイヤ長さを確保するため、当面は長時間成長により対応するが、成長速度のさらなる向上だけでなくドナー濃度低減も考慮に入れて成長条件の見直しを行う。また縦型FETの作製プロセスを実験的に早急に進める。特にこれまでに成長してきており試料として蓄積されているIII-V族の化合物半導体ナノワイヤを用いて練習的なプロセスを重ねる、あるいは本学術領域の他の研究班からの試料提供を受ける、さらには成長に頼るだけでなく、ナノワイヤをエッチングなどの微細加工技術を用いて作製するなど、成長にかかる時間を省略しつつ時間を効率的に使いながらGaN系ナノワイヤ縦型FETの作製技術の早期構築を目指す。これに加えてヘテロ構造を有するナノワイヤの成長に関する実験を進めていくが、AlGaN系材料は装置の不具合の影響を強く受けやすく、研究が順調に進展しない危険性も高いため、超薄膜InNをGaNナノワイヤ中に形成する実験を優先的に行う。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
網膜におけるメラトニンの神経発生制御とその分子機構の解明

夜間に分泌されるホルモンであるメラトニンが網膜の発生に果たす役割を検討するために、メラトニンの作用を伝達する受容体として知られるRORαの機能を解析し、また照明環境が網膜発生へ及ぼす影響も検討した。その結果、色覚に関連する3つの遺伝子(S-opsin、M-opsin、Cone arrestin)がRORαによる制御を受け、またメラトニン分泌を抑制する照明条件により神経分化に関わる脳由来神経栄養因子(BDNF)の発現が増加することが示された夜間に分泌されるホルモンであるメラトニンが網膜の発生に果たす役割を検討するために、メラトニンの作用を伝達する受容体として知られるRORαの機能を解析し、また照明環境が網膜発生へ及ぼす影響も検討した。その結果、色覚に関連する3つの遺伝子(S-opsin、M-opsin、Cone arrestin)がRORαによる制御を受け、またメラトニン分泌を抑制する照明条件により神経分化に関わる脳由来神経栄養因子(BDNF)の発現が増加することが示されたオーファン受容体RORαは小脳プルキンエ細胞の分化や視交叉上核の概日リズム形成に関わり、また松果体ホルモンメラトニンの核内受容体候補としても注目されている。本年度はこのRORαに焦点をあて、網膜内の局在と発生期に果たす役割を検討した。1.網膜におけるRORαの細胞局在ラット成熟網膜において抗RORα抗体と各種細胞マーカーを用いた二重蛍光免疫染色をおこない、共焦点レーザー顕微鏡で観察した結果、RORα免疫反応は神経節細胞、アマクリン細胞、錐体双極細胞、錐体細胞の核に認められた。2.RORα欠損による異常3.RORαの標的遺伝子の探索抗RORα抗体を用いたクロマチン免疫沈降法(ChIP)をおこなった結果、RORαがOpnlswのプロモーター領域に結合している所見が得られたが、Opn1mw、Arr3の制御領域への結合はみられなかった。Opn1swプロモーターへの結合は錐体細胞がRORαを発現する生後3日からみられ、生後6日をピークとしてその後減少し、生後3週には検出できなかった。以上の所見より、RORαは錐体細胞とその興奮伝達経路(錐体双極細胞、アマクリン細胞、神経節細胞)の機能に関与し、発生期には錐体細胞の分化および光情報伝達系タンパク質の発現を制御していることが示唆された。1.オーファン受容体RORαが網膜錐体細胞の分化に果たす役割についてさらに検討を加えた。RORαが直接Opnlsw(S-opsin)、Opnlmw(M-opsin)、Arr3(cone arrestin)の制御領域に結合し発現調節を行なっているかどうかをクロマチン免疫沈降法(ChIP)を用いて検討した。野生型マウス網膜では錐体細胞の数が少ないためにシグナルを検出できなかったが、すべての杆体細胞が錐体細胞に変化するNr1ノックアウトマウスの網膜を用いると十分な数の錐体細胞が得られ、RORαがOpnlsw、Arr3のプロモーター領域およびOpnlmwのLocus controlregion(LCR)に結合していることが証明された。また網膜におけるRORαの標的遺伝子を探索するため、RORα欠損マウス(Staggerer)網膜の遺伝子発現をマイクロアレイを用いて網羅的に解析した。その結果、発現が野生型の1/2以下に減少した遺伝子が417、2倍以上に増加した遺伝子が329見つかった。今後定量的RT-PCRによる確認をおこない、ChIPによる検討も加え、RORαが直接的に制御する標的遺伝子を決定していく予定である。2.光環境が網膜の神経発生に与える影響を調べるために、新生仔ラットを3週間連続照明下で飼育し、網膜における脳由来神経栄養因子(BDNF)の発現を解析した。その結果、視神経細胞とアマクリン細胞のBDNF発現が著しく増加していることが分かった。BDNF陽性アマクリン細胞のサブタイプを検討した結果、約75%がコリン作動性であり、ドーパミン作動性アマクリン細胞の約半分もBDNFを発現したが、AIIアマクリン細胞はBDNF陰性であった。以上の結果より、コリン作動性アマクリン細胞がBDNFを介して網膜の神経発生を制御している可能性が示唆された。網膜錐体細胞が特異的に発現する低波長光感受性オプシン(S-opsin)の発現がオーファン受容体RORαの変異により顕著に低下し、またRORαがS-opsinのプロモーターにin vivoにおいて結合していることを既に証明したが、今回さらにRORαによるS-opsin発現制御機構を詳細に検討するためにプロモーターアッセイをおこなった。S-opsinプロモーター(転写開始点から507bp長)にルシフェラーゼレポーターを結合したコンストラクトを作成し、RORαとともにHEK細胞に導入した。その結果RORα発現量に依存的にレポーターの活性化が認められた(約2-3倍)。さらに視細胞の分化に必要な転写因子Crxも同時に導入した結果、相乗的な活性化作用が見られた(約40倍)。S-opsinプロモーターには3箇所のRORα結合モチーフが存在するが、そのうち2箇所に変異を加えた結果、RORαとCrxによる活性化が顕著に減少し、またすべてのRORα結合モチーフを取り除きCrx結合部位のみを残したプロモーターでは活性化はさらに減弱した。以上の所見からRORαがS-opslnプロモーターに存在するモチーフに直接結合し転写を活性化すること、この作用に対しCrxが相乗的に作用することをin vitroにおいて証明した。

今回得られた結果は、RORαがS-opsin、M-opsin、cone arrestinの遺伝子発現を制御するというこれまでの成果をさらに補強するものであり、網膜の細胞分化を制御する全く新しい転写因子を発見したことになる。この成果はJ. Neurochemistry(2009)に発表した。
手書き線画像からの筆順情報復元とその応用に関する研究

タブレットなどの入力装置を用いるオンライン型手書き文字認識に比べると、スキャナーなどから入力された2次元画像情報だけを頼りとしなければならないオフライン型手書き文字認識には大きな困難が伴う。もし、手書き文字画像データから筆順情報を復元することができればオフライン手書き文字認識をオンライン手書き文字認識の問題に帰着させることが可能となる。本研究は筆順情報の復元とその応用を狙った研究である。2年に渡る研究として出発したが、初年度の平成9年度では、ダブルトレースを含むような複雑な文字画像でも、一筆書きの手書き文字画像の場合には、正確に筆順を復元することが可能であると言う結果をえた。第2年度の本年度は、更に一筆書きと言う制約を外して、多画文字を対象にすることを考え、ある条件の元に比較的容易に目的を達成することができた。この問題は、片仮名や漢字等のように多画の手書き文字の認識では、必須の課題である。過去にも本研究に関連する研究は、特に海外で見受けられたが、多画文字までを対象として解決を与えた研究は我々のものが最初である。更に応用として、手書き文字認識の予備実験を行ってみたが、データベースが2000字程度で小さいものの、96%近い認識率が得られた。データベースにはかなり崩された手書き文字が多く含まれていることを考えると、満足できる結果であると考えられる。これらの研究成果は、1999年夏の国際会議で発表する予定である。また、米国IEEE学会誌に投稿準備中である。タブレットなどの入力装置を用いるオンライン手書き文字認識と比べると、スキャナーなどから入力された2次元画像の情報だけを頼りとしなければならないオフライン手書き文字認識には大きな困難が伴う。もし、手書き文字画像データから筆順情報を復元することができれば、オフライン手書き文字認識の問題を時間情報を利用するオンライン手書き文字認識の問題に帰着させることが可能になる。従来から本問題に対して、(1)文字画像からストロークの特徴を解析する方法、(2)ストロークの方向、長さや幅等の情報から連続性を解析する方法、(3)大局的な滑らかさを評価する方法、(4)巡回セールスマン問題を解くことによって最小曲率となるハミルトン・パスを求める方法などが試みられているが、夫々長短があり未解決の問題である。本研究は、これらの研究の比較検討を行った上で、新しくストロークの交点の次数と最短経路の探索に基づく方法を導入し、その有効性を調べた。まず、線画文字をストローク交点の集合Vと辺の集合Eからなる連結無向グラフG=(V,E)と見做し、オイラー・パスの存在を保証するように、各辺の性質を一意的に決定する。この時、例えば「h」のように、特定の辺が2度書きされる(ダブル・トレース)を許す。ある現実的で緩い条件の下に、このアルゴリズムが存在し、その数学的証明も済んでいる。実際、計算機実験によっても確認できた。この結果を基づいてストロークを追跡することにより、一筆書きの文字をダブル・トレースを含むような複雑な文字画像であっても、正確に筆順を復元することが可能でることがわかった。本手法の特徴は、最も進んだ方法と考えられる、上述の(3)、(4)の手法で最大の欠点である組合せ最適化問題を解くことが回避できることである。次年度は本手法をマルチ・ストローク文字について拡張する予定である。なお、本研究は1998年春の情報処理学会全国大会、夏の国際パタン認識学会(ICPR)にて発表の予定である。また、情報処理学会論文誌に投稿準備中である。
薬物治療を受けていない高血圧患者における梅酢ポリフェノールの降圧作用

本研究では、薬物治療を受けていない高血圧患者において、梅酢ポリフェノール(UP)の降圧効果等健康に対する有益性を評価した。平成24年度の予備試験では、UPカプセルのアドヒアランスと安全性を認めた。平成25年度の地域住民における二重盲検によるランダム化比較試験では、UPカプセルによる血圧上昇の抑制効果は限定的であったが、自記式質問票SF-8でみた身体的健康のサマリースコアは改善した。平成26年度は平成25年度の参加者を対象に、カプセル中止後1年間の郵送式質問票による追跡調査を実施した。改善したSF-8のサマリースコアは漸減し、1年以内に復旧した。以上、UPの身体的健康に対する有益性を示した。平成25年912月の14週間で、二重マスキングによるランダム化比較試験を実施した。和歌山県みなべ町に在住または在勤している男女(3065歳)において、健康診査会場等で、正常高値血圧I度高血圧に該当する、降圧剤投与を受けていない者を募集し、72人の参加同意を得た。開始時に、調査会場で質問票調査・血圧測定・身体測定・採血を行い、性・年齢・開始時の血圧により、対象者を無作為に2群に分けた。各群は、カプセル(プラシボ、または梅酢ポリフェノール原体[1カプセルあたり200mg])を1日4カプセル、12週間毎日摂取した。その後、カプセルを摂取しない期間を2週間設けた。14週間毎日、起床時と就寝前に、通信機能付き自動血圧計で家庭血圧測定を行った。家庭血圧データは通信回線経由で自動的に回収された。また、24週間ごとに、調査会場で質問票調査・血圧測定・身体測定を行った。採血は、調査開始時と12週後に行った。72人全員が14週間の調査を完了した。降圧剤等の薬剤使用、基礎疾患、梅の摂取状態等により16人を除外し、56人を解析対象とした。秋から冬にかけての気温低下に伴い、家庭血圧が12週間で上昇したが、ポリフェノールによる降圧作用は明らかでなかった。続くカプセルを摂取しない2週間では、ポリフェノール群で血圧上昇を認めた。質問票SF-8でみた健康度は、身体的サマリースコアがポリフェノール群で有意に上昇した。その他の身体的健康に関するスコアもポリフェノール群で有意に上昇した。精神的サマリースコアには有意な変化を認めなかった。血液検査では明らかな有害事象を認めなかった。一過性の症状を訴える者や、季節変化に伴う血圧上昇に伴い降圧剤を開始する者はいたが、明らかな有害事象を認めなかった。梅酢ポリフェノールには血圧上昇を抑える効果を有する可能性があり、身体的健康を向上させる効果があると考えられた。「梅酢」から抽出したポリフェノールは、疲労回復、血圧低下、動脈硬化防止等の効果が動物実験で検証されている。先行研究では、ヒトにおいて、梅酢ポリフェノールの降圧効果等評価と安全性確認を行った。梅酢ポリフェノール原体の1日投与量は最大200mg、投与期間は5週間としたが、一貫した降圧効果を認めなかった。要因として、飲用期間の短さやポリフェノール原体量の不足が考えられた。そこで平成24年度は、投与量を増加し投与期間を延長してのパイロット研究を実施した。研究デザインは、二重マスキングによる無作為化比較試験である。対象として、正常高値血圧および1度高血圧(収縮期血圧130159mmHg、拡張期血圧8599mmHg)で、降圧剤投与を受けていない者を募集したところ、和歌山県下の事業所職員15人(男13、女2)の協力を得られた。対象者を2群に分け、梅酢ポリフェノールカプセルを1日4個、12週間連続して服用するよう依頼した。1カプセル当たりの梅酢ポリフェノール原体含有量は0mgまたは200mgのいずれかである(1日量で0mgまたは800mg)。各参加者には、毎日の起床時と就寝前に家庭血圧を測定するよう依頼した。家庭血圧測定値は、梅酢飲料飲用開始前の平均値と、毎週の平均値を算出した。また、定期的に対象者を招集して、血圧を測定し、副反応の発生を確認した。群ごとに血圧の経時的変化を、対応のあるt検定、時間経過を考慮した反復測定分析、Dunnett検定(飲用開始前血圧を基準)により比較した。サブグループと時間経過の2要因を考慮した反復測定分析により、2要因の交互作用を評価した。統計解析にはSAS Ver.9.1を用いた(有意水準:両側5%)。12週間の梅酢ポリフェノールカプセル摂取により、血圧低下傾向を認めた。また、梅酢ポリフェノールカプセルによると考えられる有害事象は認めなかった。

平成25年度に、梅酢ポリフェノールカプセルを用いたランダム化比較試験を実施した(平成25年9月時点の平均年齢54.2歳、ポリフェノール群36人、プラシボ群36人)。梅酢ポリフェノール(平成25年9月12月の12週間内服)は、明瞭な降圧効果を有するとまでは言えないものの、血圧上昇抑制効果を有する可能性があった。また、自覚的な健康状態を向上させる効果があると考えられた。平成26年度は、梅酢ポリフェノールの長期的な健康影響を評価するため、上述の試験の参加者計72人を対象に、1年間の追跡観察を実施した。平成26年3月、6月、9月、12月時点の健康状態について、郵送式質問票を用いて調査した。質問票「SF-8」により、ポリフェノール群とプラシボ群で、身体的サマリースコア(PCS)、精神的サマリースコア(MCS)の推移を比較した。また、疾患の治療状況、服薬状況、自覚症状についても調査した。梅酢カプセル内服終了時(平成25年12月)以降、PCS、MCSはポリフェノール群・プラシボ群とも漸減した。平成25年12月に生じていた両群のPCSの差は、平成26年3月時点でも有意であり、その後漸減し平成26年9月以降にほぼ同値となった。一方、平成25年12月に生じていた両群のMCSの差は、平成26年3月時点では有意には到らないものの比較的保たれ、平成26年9月にほぼ同値となった。両群とも、1年間の観察期間を通じて、疾患の治療状況・服薬状況・自覚症状に明瞭な差を認めなかった。今回の研究では、ポリフェノール摂取中止後にも自覚的な健康状態が維持された。その理由として、ポリフェノール摂取を12週間続けることで血管内皮機能が改善したことが考えられた。以上の結果から、梅酢ポリフェノール摂取中止後にも、健康への有益な効果が保たれることが示唆された。衛生学平成25年度に予定していた二重マスキングによるランダム化比較試験を、予定通り完了した。平成24年度に予定していた小規模のパイロット研究を完了した。平成26年度は、カプセルは用いない。平成25年度の対象者を、カプセル使用終了から3ヵ月後、6ヵ月後、9ヵ月後および1年後に、質問票を用いて健康状態の評価を行う。また、カプセル使用前後の健康診査データ(血圧測定・身体測定・血液検査・生活習慣等)を比較する。これらの所見をあわせて、梅酢ポリフェノールの循環器疾患危険因子改善効果の持続性を総合的に評価する。平成25年度は、平成24年度に引き続き、薬物治療を受けていない高血圧患者(1度高血圧)約100人を対象とする。対象者を無作為に2群に分ける。二重マスキングのもと、1群に梅酢ポリフェノールカプセル(1日あたりの梅酢ポリフェノール原体量は800mg)を、もう1群に対照カプセルを12週間摂取させる。上記試験の開始時点および終了時点に、質問票検査(生活習慣、職業、既往歴、家族歴、食習慣、疲労度)および検体検査(血液生化学検査、尿検査)を行う。また、家庭血圧計により、血圧の変化を追跡観察する。これによって、平成24年度に得られた所見が、より多くの高血圧患者に一般化できるか検討する。平成26年度は、梅酢ポリフェノールカプセルは用いない。平成25年度の対象者を、カプセル使用終了から3ヵ月後、6ヵ月後、9ヵ月後および1年後に、質問票を用いて疲労度等健康状態の評価を行う。
アルツハイマー病の動物モデルに関する分子薬理学的研究

本研究では,アルツハイマー病(AD)の治療薬を見いだすことが最優先事項と考え、できるだけAD患者の病態に類似した症状および病理所見を持ち合わせた動物モデルを作成し、これをフル活用して新薬となりうる物質を探索することにした。(1)ヒトAD患者の変異型タウ蛋白遺伝子をもつマウスは、加齢とともにヒトと同じようにADの代表的な病理所見である神経原線維変化を誘発すること。運動機能や情動機能には変化が見られないが学習機能にのみ障害が出現することが分かった。また、トランスジェニックマウスは10ヶ月齢というヒトの初老期に相当する時期にうつ症状を呈することも新たに見いだし、これが選択的セロトニン再取り込み阻害剤(SSRI)で改善されることから初老期うつ病の治療がADへの進行を抑制することが示唆された。(2)脳循環障害を併せ持つ患者を想定して、学習行動に影響を与えないような脳虚血処置、あるいは更年期以降の女性にADが多いことを想定して卵巣摘出処置した雌を用いてβ-アミロイドの1-42フラグメントを連続的に脳室内に注入して行動変容と脳の組織学的検討を行った。その結果、外部から導入したβ-アミロイドでは、学習障害を誘発することは困難であったが、脳虚血処置や卵巣摘出処置にこれを併用すると著明に障害が発現することを見いだした。このことは、本モデルがADの臨床像に近いモデルであることを示唆するものであろう。本モデルを用いて、現在、我が国で唯一使用されているドネペジルの効果を確認したところ、学習障害を著明に改善することが明らかになった。これを基礎にして、いくつかの薬剤の効果を明らかにした。アルツハイマー病における老人斑構成成分であり本病の原因物質の1つであるβ-アミロイドの活性フラグメント(Aβ1-42)を用いてin vitroならびにin vivoの系で実験モデルを作成し、薬物の作用評価を行った。(1)ラット胎児海馬の初代培養細胞(7DIV)を用いて6時間の低酸素負荷(5%hypoxia)を行いAβ1-42の2550μMを培養液中に処置したところ、48時間後に濃度依存的なアポトーシスによる細胞消失が認められた。これに対してNMDA受容体拮抗薬であるMK-801の処置は抑制作用を示さなかったが、AMPA受容体拮抗薬であるCNQXを処置すると著明な抑制作用を示した。さらに、脳代謝改善剤であるibudilastを処置しても同様の抑制作用が認められた。(2)8方向放射状迷路課題を用いて訓練を行い空間認知記憶を獲得させたラット(Wisteria♂)を用い、10分間の全脳虚血を施した後、血流再開から7日間に渡りAβ1-42の600pmol/dayを脳室内に微量注入すると、7日後の再生試行時に著明な空間認知記憶の障害が認められた。この時、海馬のCA1領域には著明なアポトーシスが認められた。これに対し、現在アルツハイマー病に臨床応用されているdonepezilを再生試行前に3mg/kg経口投与したところ著明な改善作用を示した。また、ibudilastの10mg/kgを血流再開後から1日1回7日間経口投与したところ、同様の改善効果が認められた。以上のことから、脳の微小循環障害(脳卒中等)の病歴のある患者のアルツハイマー病の発症に着目した新しくかつ簡便な細胞モデルおよび動物モデルが完成した。本モデルの細胞ならびに記憶障害にはAMPA受容体を介したアポトーシス誘発の機序が深く関わること、また、本モデルはアルツハイマー病による痴呆症の治療薬の探索ならびに薬効評価に有用であることを示唆した。

前年度まではアルツハイマー病の老人斑構成成分であるβ-アミロイドの活性フラグメントを用いて、これを軽度の脳虚血処置を施したラットの脳室内に微量注入することにより脳循環障害を併発したアルツハイマー病患者を想定したモデルを作成し薬理試験を行った。そこで本年度は、マウスを用い、β-アミロイドの脳室内微量注入に高コレステロール食餌を抑えたモデルの作成を試みた。これは、脳循環障害の背景となる生活習慣病としての高脂血症や高コレステロール血症が我が国のアルツハイマー病患者の中に多いという臨床報告ならびにコレステロール生合成阻害剤の投与経験がアルツハイマー病の痴呆症への重症化を抑制したという疫学的な報告に基づいた研究である。マウスに3ヶ月の高コレステロール食餌の摂取を行った後、β-アミロイド5nmolを3日間(計15nmol)脳室内投与し,水迷路課題を用いて空間認知に対する影響を観察した結果,本課題における空間記憶が著明に障害された。このことは、過剰なコレステロールは少なくとも脳の神経系において神経細胞膜の流動性あるいは膜輸送等に影響を及ぼし,β-アミロイドによる神経毒性の発現を増強したことを示唆している。現在はコレステロール摂取期間を9ヶ月まで延長して同様の研究を続けている。今回の研究結果は、少なくとも(1)高齢のアルツハイマー病患者では、痴呆症への進行が早いという臨床報告を動物実験で再現できたこと、(2)トランスジェニックマウスの場合に比べて安価で簡便な病態モデルを作成できたことを示している。我が国のアルツハイマー病患者の多くは、本病に加えて高血圧症や動脈硬化などの循環器系の生活習慣病を併発しているあるいは罹患歴がある。さらに、本病は更年期以降の高齢女性にも罹患率が高いことが知られている。本研究ではこのことに着目し、いわゆるアルツハイマー病の病因のみならず上記の生活習慣病由来の疾患を併せ持つ、実践的な動物モデルを作成し、新薬開発の一助を得ようとした。また、家族性アルツハイマー病遺伝子を移入したトランスジェニックマウスを用いて、行動解析を行い薬効評価に応用できるか否かを検討した。(1)ラットを用いて、短時間(10分間)の脳虚血とβ-アミロイド(1-42)の脳室内連続微量注入を併用して行ったところ、8方向放射状迷路課題において著明な空間記憶障害が発現し、海馬のCA1領域には著明なアポトーシスが見られた。さらに、海馬からのアセチルコリン(ACh)遊離の変化を調べたところ、本モデルではこれが著明に低下していることも分かった。これらの変化に対して、ACh-E阻害剤であるドネペジルはアポトーシスを抑制することなくACh遊離と記憶障害を改善することが分かった。脳代謝改善薬であるイブジラストはACh遊離を改善しアポトーシスも抑制することにより空間記憶を改善することも分かった。(2)更年期障害型のアルツハイマー病の動物モデルとして、卵巣摘出ラットを用いて、β-アミロイド(1-42)の脳室内連続微量注入を行ったところ、8方向放射状迷路課題において著明な空間記憶障害を発現し、海馬のACh遊離も低下した。しかしこのモデルでは海馬にアポトーシスは発現しなかった。これに対して、ドネペジルならびに漢方方剤である当帰芍薬散が奏効することが分かった。(3)タウ蛋白質の過剰リン酸化を生じるタウオパチーはアルツハイマー病に類似する疾患であるが、このトランスジェニックマウスを用いて行動解析を行った結果、本モデルは10ヶ月齢でヒトの初老期うつ病様症状を誘発することを見いだし、これがアルツハイマー病の引き金になる可能性を示唆した。
Neutral redを用いた新しい抗真菌剤感受性試験法の開発とその臨床応用

1.臨床経過観察中の爪白癬の患者より病爪を,歯科用の携帯用ドリルを用い削り取り経時的に検体を採取,生きた菌細胞にしか取り込まれないneutral redを用い染色することにより,生菌の有無を判定,抗真菌剤の殺菌効果を顕微鏡下に確認した.2.1とは別に皮膚真菌症の患者より分離培養された菌をサブロ-・ぶどう糖寒天培地など適当な培地に接種し,12週間培養し増菌.増菌した歯を用い,一定濃度に調整した菌浮遊液を作製,メンブレンフィルターを底部にシールした96穴ウェルマイクロタイタ-プレート内で,作製した各種薬剤希釈系列にそれらを加え,2528°C下で培養,一定時間後にneutral redを添加,さらに一定時間2528°Cに静置後,吸引濾過,残った沈殿物をホルマリン塩化カルシウム水溶液で固定,洗浄した後,酢酸エタノールを加え菌構造を破壊,この濾液を回収,生菌に取り込まれたneutral red量を吸光度で測定し,各種薬剤の効果を評価した。3.1の操作を経時的に実施することにより菌のviabilityの変化を速やかに確認でき,その結果,使用中抗真菌剤の薬効をKOH直接鏡検査,真菌培養に比し速やかに評価することができた。2は従来法(微量液体希釈法)と比較して抗真菌剤の最小殺菌濃度を容易に迅速に測定でき,且つ薬剤の抗真菌力の定量的評価が可能であるという点で,極めて有用な方法であると考えられた。
炎症性腸疾患におけるナチュラルヘルパー細胞の機能解析

炎症性腸疾患(IBD)は1万人に40人ほど発症する原因不明の難治性疾患で、我が国でも近年患者数が増加している炎症疾患である。本研究では、自然免疫系のリンパ球であるナチュラルヘルパー(Natural Helper: NH)細胞に着目し解析を行った。NH細胞は脂肪組織や肺に存在することが知られていたが、小腸、大腸のいずれにも存在することが明らかになった。潰瘍性大腸炎では腸管上皮においてIL-33が発現することからNH細胞はIL-33に反応し、2型サイトカインを産生し好酸球の誘導や杯細胞の過形成を起こすことで病態悪化に関わることが示唆された。ナチュラルヘルパー(natural helper; NH)細胞はIL-25やIL-33に反応し2型免疫反応を誘導する新しい自然リンパ球である。IL-25やIL-33は肺や腸管への寄生虫の侵入に伴い傷ついた上皮細胞や血管内皮細胞から放出されることが分かっている。一方、両サイトカインは寄生虫のもつ酵素に類似したアレルゲンが体内に入ったときにも放出されるため、NH細胞は寄生虫感染への防御とアレルギーの増悪の両方に関与する事が明らかになっている。IL-33はIL-1ファミリーに属し、上皮細胞や血管内皮細胞の核内で常に作られており、アポトーシスではカスパーゼによって不活化されるが、ネクローシスでは活性化型のまま細胞外に放出される。炎症性腸疾患(Inflammatory Bowel Disease: IBD)はネクローシスによるIL-33放出を伴う疾患で、NH細胞による2型サイトカイン産生が病態形成に関与する事が示唆された。腸管におけるNH細胞の分布を明らかにする為にフローサイトメトリーによる解析を行った結果、定常状態でNH細胞は基底膜より管腔側やパイエル板には存在せず、腸管粘膜固有層(LP)に存在することが明らかになった。また、炎症による著明な細胞数の変化は見られなかった。LPのNH細胞は肺や脂肪組織同様、IL-25やIL-33に反応することでIL-5やIL-13を多量に産生する事が明らかになったことから、IBD発症時にIL-33依存的な2型サイトカインを産生し、病態形成に関わることが示唆された。Natural Helper (NH)細胞は、自然免疫系でTh2サイトカインを産生する新しい細胞である。他のリンパ球がリンパ節や脾臓に多く存在するのに対し、NH細胞は腸間膜をはじめとする脂肪組織の中で見いだしたリンパ球集積Fat-associated lymphoidcluster(FALC)に存在することを特徴とする。NH細胞はlineage(CD3, CD4, CD8α, CD11c, CD19, TCRβ, TCR&#61543;δ, B220, NK1.1, Mac-1, Gr-1, FcεR1α)陰性でc-Kitを発現し、IL-2、IL-7、IL-25、IL-33受容体を発現する。IL-2はNH細胞の増殖に、IL-7はNH細胞の分化に必須であること、IL-2とIL-25の共刺激、またはIL-33の単独刺激によってこれまで報告されているTh2サイトカイン産生細胞(Th2細胞、肥満細胞、好塩基球など)を遙かに凌駕する多量のTh2サイトカイン産生を行うことが明らかになっている。本研究ではIL-33の重要性が近年報告されているIBDにおいてNH細胞が腸管へと出現し、発症や増悪に関わるかどうかを明らかにするために潰瘍性大腸炎(Ulcerative colitis:UC)モデルやクローン病(Crohn's disease:CD)モデルマウスを用いてNH細胞の動態を精査する。本年度はモデルマウスの作成および、NH細胞が存在するFALCを含む腸管膜脂肪組織におけるIL-33の発現を調べた。IL-33は上皮細胞や血管内皮細胞での発現が報告されているが、フローサイトメトリーを用いた解析から腸管膜脂肪組織におけるIL-33発現は腸管上皮細胞よりも著明に高いことが明らかになった。炎症性腸疾患におけるNH細胞の役割を明らかにする上で、IL-33の関与を明らかにすることは重要である。IL-33は定常状態で核内に保存され、ネクローシスが起きると細胞外へと放出されるサイトカインであることから、定常状態での産生細胞の検出が可能である。我々はIL-33にGFPをノックインしたマウスを用いることで、これまでに報告のない、脂肪組織においてIL-33が高発現することを明らかにしている。今後は計画書に則り、2種類の腸炎モデルマウスにおけるIL-33の放出とNH細胞によるTh2サイトカイン産生の惹起を確認する。現段階で研究計画に大きな変更はない。

IBDにおけるNH細胞の発症や増悪への関与を明らかにするために潰瘍性大腸炎(Ulcerative colitis:UC)モデルやクローン病(Crohn's disease:CD)モデルマウスを用いてNH細胞の動態を追究する。特にこれらの疾患への関与が示唆されているIL-33の脂肪組織における発現場所の特定と、IL-33発現細胞とNH細胞の病態進行における動態に着目し解析を行う。また、腸炎発症時に定常状態で脂肪組織のFALCに局在するNH細胞が炎症局所へ移動できるか否か、移動できる場合、そのメカニズムを明らかにするために、ケモカイン、インテグリン、セレクチンの変化について精査する予定である。該当無し
戦後広島・長崎両市の「復興」と被爆者の視点

平成20年度は、日本学術振興会の特別研究員DC2の採用最終年度であり、在籍する法政大学大学院の博士後期課程3年であったために、研究課題として掲げていた戦後広島・長崎両市における「復興」と被爆者の視点についての博士論文を完成させ提出することを最大の目標として1年間研究に従事した。その結果、平成20度の研究成果としては、2009年3月24日に博士の学位【国際文化博士】を取得したことである。博士論文の題名は、「戦後広島・長崎両市の『復興』と被爆者の視点」であり、論文の目的は第二次世界大戦末期に広島・長崎両市に投下された原子爆弾に被爆した人びと(これを被爆者と呼ぶことにする)が、両市の戦後復興に対して抱いた違和感を、1945年から1950年に至る時期に限定して、両市の被爆の実態を比較し相互に関係づけながら、歴史的に考察することを試みた。具体的には、広島・長崎両市の「復興」が、被爆者が望む暮らしや意識から乖離していった経緯と実状を、広島・長崎両市の行政史料、新聞記事、被爆者の手記や証言をもとに明らかにしていった。その際、問題の環境的(状況的)要因をなすところの、当時の広島・長崎両市、日本政府、アメリカ軍の占領政策、および米ソ冷戦などの諸要因を論じた。以上の研究の目的を遂行するためには、広島市及び長崎市において史料調査と被爆者やその関係者から聞取り調査をする必要かおり、平成20年度においても両市を頻繁に訪れ、現地に長期滞在し調査を続けた。研究成果の意義として挙げられる点は、広島・長崎両市の「復興」問題を、相対関係を考察することによって明らかとしたことにあり、これまでの先行研究ではそのような取り組みが十分になされてきたとはいえない。両市の関係から「復興」を問い直す時、潜在的に持つ被爆の問題に光が当たり、そのことによって被爆者と非被爆者の意識の隔たりの実相が一層浮き彫りにできたものと考えている。研究の目的は、被爆後の広島・長崎両市の「復興政策」が広島・長崎の被爆者によってどのように認識されていたのかを、地方行政府、日本政府、アメリカ占領軍、国際環境という諸要因との関連の文脈において歴史的に考察することである。上記の研究目的に対する平成19年度の研究実績としては、広島市の復興に携わった行政府役員の個人史料より、戦後の生活の中で市民が広島市からどのような処遇を受けたのかを語る一次史料を取り上げ、青年運動との関わりから考察した。その結果、自らの命を省みずに被爆者の救済に立ち上がった初期の青年運動の取り組みとは相違した広島市の「復興」政策が浮かび上がり、被爆者の生活の建て直しを二義的にした「復興」が明らかとなった。一次史料を分析する中で、戦後広島の復興が如何にして被爆者の違和感の対象となる「復興」となっていったのかが立体的に浮かび上がった。長崎においても広島と同様に現地滞在を重ね、史料・聞き取り調査を行なった。広島と長崎は同じ被爆戦災都市でありながら、広島における「復興」と長崎における「復興」とは異なった面を持つと考えられる。広島は都心部を中心に市全体が壊滅状態となり、広島市という一つの地域の中で原爆の被害を受けた。これに対し長崎の被爆は、原爆投下の中心が、市の中央部から離れた浦上地域であったために、必ずしも長崎市全体の一つの原爆体験として共有されているとはいいきれない。また、原爆投下の地点が市の中心から離れた「浦上」であったという単なる地理的距離の問題以上に、長崎市は、歴史的、社会的な背景を持った地域的な問題、及び、二番目の被爆地としての時系列的な差異から生れる問題をも抱えていた。これら広島との差異を考慮しながら、長崎市政が行った爆心地附近への復興政策と被爆者への対応を考察した。青年運動の発起人を含む関係者に入念な面接調査を重ね、戦後長崎の青年運動の解明にも努めている。

研究成果の意義として挙げられる点は、広島・長崎両市の「復興」問題を、相対関係を考察することによって明らかとしたことにあり、これまでの先行研究ではそのような取り組みが十分になされてきたとはいえない。両市の関係から「復興」を問い直す時、潜在的に持つ被爆の問題に光が当たり、そのことによって被爆者と非被爆者の意識の隔たりの実相が一層浮き彫りにできたものと考えている。
ソフトウェアによる高精度パケットスケジューリング機構の開発

本研究は、大容量ネットワークにおける帯域保証を実現するために、ソフトウェアによる高精度かつ柔軟性のある新しいパケットスケジューリング機構を開発することを目的とする。本機構はパケットの送信予定時刻を送信済みバイト数を基に決定することで、ハードウェアタイマに依存しない精密なスケジューリングを可能にする。ギャップパケットと高解像度タイマを用いた2種類の方式を実装してその得失を明らかにした他、商用音楽データ配信サービスでの安定運用も達成できた。提案したパケットスケジューリング機能の一部をLinuxオペレーティングシステム上に実装し、10ギガビットイーサネット環境での動作確認および基礎的な評価を行った。具体的には、バイトクロックスケジューリング方式に基づいて、(1)8Kbpsから10Gbpsの範囲に渡る精密な帯域制御と(2)トラフィッククラスごとの目標レートに比例して帯域を傾斜配分する帯域共有を実現した。さらに、予定よりも前倒しで10ギガビットイーサネットの実験環境を構築し、実装を行った。実験結果より、既存のトークンバケット方式(Linux HTB)よりも、精密なトラフィック隔離と公平な帯域共有が両立できることを確認した。これにより帯域利用率の向上とバイトクロックスケジューリング方式の適用範囲の拡大が期待できる。また、本機構は、専用ハードウェアを前提とすることなく、一般的なPC上でソフトウェアとして実現できる点に特色があり、幅広い応用が期待できるが、従来はギガビットイーサネットまでしか動作を確認できていなかった。今年度は10ギガビットイーサネット対応を行い、その動作を確認した。研究成果として、2008年11月にアメリカ・テキサス州で開催されたInternational Conference for High Performance Computing,Networking,Storage,and Analysis(SC 2008)に参加し、Research Exhibitにてポスタ展示を行った。また、情報処理学会HPC研究会(HOKKE2009)にて口頭発表を行った。これらの場において、国内外の研究者と議論を行い、成果をアピールできた。バイトクロックに基づくパケットスケジューリング機構の高度化として、既提案のギャップパケット方式に加えて高精度タイマ方式の実装を行い、10ギガビットイーサネット環境における評価を行った。高精度タイマ方式はOSが高精度タイマをサポートしている必要はあるものの、イーサネット以外にも適用可能な他、既存のQoS機能と組み合わせることで、優先度制御や階層的な帯域制御など、計画当初予定していた高精度かつ柔軟な設定が可能である。実験の結果、両方式ともハードウェアTCPオフロード機能によって最大64KBのバースト送信は発生するが、実用上は問題ないスケジューリング精度を保てること、高精度タイマ方式はCPU負荷がより小さいことを確認できた。さらに本パケットスケジューリング機構の応用展開および成果の普及として、まず本技術をデータ配信サービスに適用するための手法を検討し、トラフィック制御設定を自動化するソフトウェアシステムを開発し、平成21年7月より商用音楽配信サービスにおいて運用を開始した。その結果、システム構築費用の削減、オペレーションの省コスト化が評価され、次世代サービスでの利用も決定している。また帯域保証型分散ストレージシステムPAPIOの要素技術としての利用を検討しており、その予備評価を行った。これらの研究成果として、電子情報通信学会ネットワークシステム研究会で2件の発表を行った。開発成果物はGNU GPLライセンスに基づくオープンソースソフトウェアとして公開済みであり、商用利用にも耐え得るソフトウェアとして国内外の研究者・開発者に普及させることができた。