hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マルチエージェントディスプレイ

制御工学においては,2000年以降,マルチエージェントシステムのフォーメーション形成の研究が世界的なブームとなっている.その一方で,目標とするフォーメーションとして考えられてきたのは,円形やV字など単純な幾何学パターンに限られていた.このような背景のもと,本研究では,マルチエージェントシステムのフォーメーション形成によって,任意の動画像を表現する「マルチエージェントディスプレイ」の基礎的理論を開発することを目的とし研究を実施した.主な成果は以下の通りである.(1)グラフ信号のデルタシグマ変換:各エージェントが離散値の発光装置を備えて,画像をディスプレイする問題は,グラフ信号のデルタシグマ変換の問題に帰着される.一方,グラフ信号に対しては,近年さまざまな信号処理手法が得られていたが,デルタシグマ変換に関しては我々の知る限りにおいて成果は得られていなかった.本研究では,時間信号のデルタシグマ変換を拡張することでグラフ信号に対する変換技術を開発した.(2)マルチエージェントシステムのカメラ視界被覆:各エージェントがプロジェクタを備えて画像をディスプレイする問題は,カメラ視界被覆の問題に帰着される.本研究では,カメラ視界被覆問題を定式化し,勾配法を利用した方法を開発した.制御工学においては,2000年以降,マルチエージェントシステムのフォーメーション形成の研究が世界的なブームとなっている.その一方で,目標とするフォーメーションとして考えられてきたのは,円形やV字など単純な幾何学パターンに限られていた.一方,本研究では,マルチエージェントシステムのフォーメーション形成によって,任意の動画像を表現する「マルチエージェントディスプレイ」を世界に先駆けて提案することを目指している.このマルチエージェントディスプレイを実現するためには,ネットワーク化されたエージェント上で2値化する手法が必要となる.本年度は,そのための基盤として,グラフ信号のΔΣ変換の理論的枠組みを構築を目指した.まず,ネットワーク化されたエージェント群をグラフ信号(グラフの各頂点に値を持つ信号)と捉え,その上で,低域通過特性に対して等価となるよう2値化する問題を定式化した.そして,与えられたネットワーク構造上で「内向木」と呼ばれる部分グラフを抽出し,その上で誤差拡散する解法を提案した.さらに,その解法がハーフトーン画像処理に有効であることを確認した.本枠組みは,マルチエージェントディスプレイのためだけでなく,グラフ信号処理の基礎的成果となることも期待される.以上の成果は,研究協力者(学生)が,2017年度システム制御情報学会奨励賞を受賞するなど,高く評価されている.また,制御工学の分野の主要国際会議であるIFAC2017世界大会に採択されている.マルチエージェントディスプレイを実現するための基盤技術の第一歩を発見できたため.制御工学においては,2000年以降,マルチエージェントシステムのフォーメーション形成の研究が世界的なブームとなっている.その一方で,目標とするフォーメーションとして考えられてきたのは,円形やV字など単純な幾何学パターンに限られていた.一方,本研究では,マルチエージェントシステムのフォーメーション形成によって,任意の動画像を表現する「マルチエージェントディスプレイ」を世界に先駆けて提案することを目指している.本年度は,マルチエージェントディスプレイにおいて,エージェントが,プロジェクタを用いて,ディスプレイを表現するための基礎技術を開発した.マルチエージェントディスプレイを実現するための基盤技術の開発が順調に進んでいるため.制御工学においては,2000年以降,マルチエージェントシステムのフォーメーション形成の研究が世界的なブームとなっている.その一方で,目標とするフォーメーションとして考えられてきたのは,円形やV字など単純な幾何学パターンに限られていた.このような背景のもと,本研究では,マルチエージェントシステムのフォーメーション形成によって,任意の動画像を表現する「マルチエージェントディスプレイ」の基礎的理論を開発することを目的とし研究を実施した.主な成果は以下の通りである.(1)グラフ信号のデルタシグマ変換:各エージェントが離散値の発光装置を備えて,画像をディスプレイする問題は,グラフ信号のデルタシグマ変換の問題に帰着される.一方,グラフ信号に対しては,近年さまざまな信号処理手法が得られていたが,デルタシグマ変換に関しては我々の知る限りにおいて成果は得られていなかった.本研究では,時間信号のデルタシグマ変換を拡張することでグラフ信号に対する変換技術を開発した.(2)マルチエージェントシステムのカメラ視界被覆:各エージェントがプロジェクタを備えて画像をディスプレイする問題は,カメラ視界被覆の問題に帰着される.本研究では,カメラ視界被覆問題を定式化し,勾配法を利用した方法を開発した.本年度と同様に,ネットワーク化されたエージェント群をグラフ信号と捉えて問題に取り組む.本年度と同様に,ネットワーク化されたエージェント群をグラフ信号と捉えて問題に取り組む予定である.一部の成果の発表予定を次年度に繰り越したため一部の費目で予定価格を下回ったため.繰り越しとなっていた発表の経費に充てる
数論的変換のエルゴード理論における自然拡大の方法

数論的変換のエルゴード理論から数の展開の測度論的性質を議論する方法は古くから研究されている。本研究ではその中でも比較的歴史の浅い自然拡大の方法について、的をしぼって研究を行った。1.前年度に引き続き数論的変換の正規数の概念についての研究を行った。今年度の一つの成果はF.Schweigerにより提出された問題を否定的に解決したことである。すなわち、二つの数論的変換のそれぞれの正規数全体が一致するとき、二つの変換のそれぞれの適当なべきをとるとそれらは一致するかという問題に対して、必ずしもそうではないことを示した。2.連分数に対する研究としては、へッケ群に付随する連分数についても「-」を用いた場合、自然拡大も含めて通常の連分数展開と同様の取り扱いができることが分かった。それにより、へッケ群の双曲点、楕円点が展開の周期性、有限性により特徴付けられることが明確にされた。3.数論的変換の対象を非アルキメデス体の場合に拡張した問題を研究した。そこでは有限体を係数に持つ形式的ローラン級数の空間の中で、多項式を項とする連分数展開を第一の対象とした。この場合、実数の連分数展開よりもむしろ簡単に多くの測度論的性質を証明することが明らかにされた。さらに、この場合のβ展開についてもいくつかの研究を行った。形式的ローラン級数の多項式による展開の測度論的研究は今後の重要な研究課題と思われるが、本研究においてその基礎が整理された。特に、これらの問題を統一的に扱うF展開理論の基礎を整えることが当面の目標となる。これらについてもFibered Systemの立場からいくつかの成果はすでに得ている。1.連分数展開の自然拡大とその幾何学的表現に関する研究については以下の成果が得られた。(1)さまざまな連分数展開の正規数(normal number)について、その関係についていくつかの結果を得た。まず、S-変換とよばれるクラスの変換からつくられる連分数展開の間では正規数であることはその展開によらないことを示した。異なった整数rに対してr-進展開に関する正規性が同値でないことに比べて、連分数の正規性が非常に強い概念であることを意味している。一方、「-」を用いた連分数展開の正規性はかならずしも「+」を用いた連分数展開(正則連分数展開)の正規性を意味しないことも示した。これらの性質を証明するために自然拡大の構成とそのエルゴード理論が本質的な役割を果たしている。(2)S-変換、ヘッケ群に付随する連分数を含む多くの場合に、ルジャンドル定数とレンストラ定数の同一性が自然拡大をポアンカレ平面の測地線のあるクラス上で考えることで証明した。また一般のフックス群の極限集合に対する問題への応用を現在研究している。これらの成果は近々論文として発表する予定である。2.一般にFibred Systemの自然拡大に関する問題では、まず保測変換の自然拡大と非特異変換の自然拡大の概念の比較から研究を開始した。シュバイガ-の考えた変換のクラスでは確率論の極限定理の問題と深く関わっている。今年度の研究成果の一つとしてレニ-条件を持つFibred Systemの弱ベルヌ-イ性を自然拡大のシフト表現の観点から捉えたことがあげられる。また、非特異変換の自然拡大の概念をその保測拡大という形で定式化できることに成功しつつある。このことをマルコフ写像の平衡状態の問題とも関係していることをつきとめている。

今年度の一つの成果はF.Schweigerにより提出された問題を否定的に解決したことである。すなわち、二つの数論的変換のそれぞれの正規数全体が一致するとき、二つの変換のそれぞれの適当なべきをとるとそれらは一致するかという問題に対して、必ずしもそうではないことを示した。2.連分数に対する研究としては、へッケ群に付随する連分数についても「-」を用いた場合、自然拡大も含めて通常の連分数展開と同様の取り扱いができることが分かった。それにより、へッケ群の双曲点、楕円点が展開の周期性、有限性により特徴付けられることが明確にされた。3.数論的変換の対象を非アルキメデス体の場合に拡張した問題を研究した。そこでは有限体を係数に持つ形式的ローラン級数の空間の中で、多項式を項とする連分数展開を第一の対象とした。この場合、実数の連分数展開よりもむしろ簡単に多くの測度論的性質を証明することが明らかにされた。さらに、この場合のβ展開についてもいくつかの研究を行った。形式的ローラン級数の多項式による展開の測度論的研究は今後の重要な研究課題と思われるが、本研究においてその基礎が整理された。特に、これらの問題を統一的に扱うF展開理論の基礎を整えることが当面の目標となる。これらについてもFibered Systemの立場からいくつかの成果はすでに得ている。
ポリマーブレンドの相挙動と相分離構造に関する高せん断流動の効果

ポリマーブレンドの相挙動および相分離構造に関してせん断流動は大きな影響を及ぼすが、それらを明らかにするために粘弾性的なパラメータの影響を昨年に引き続き調べた。例えば、低温で混合し高温で相分離する下限臨界共溶温度(LCST)型相図を有するポリスチレン/ポリビニルメチルエーテルブレンドについて、相図のせん断速度依存性を測定するとともにレオメータを用いてその粘弾性挙動を測定した。本混合系では、目視による曇点測定から低せん断速度下ではせん断速度に伴い相図が低温側にシフトした後、あるせん断速度以上では逆に高温側にシフトする挙動が見られた。この挙動について、2つのポリマー間の粘度が大きく異なるためであることを明らかにした。また、平行平板レオメータの振動モードを用いても粘弾性パラメータの変化からこのせん断誘起相分離と相溶解の現象を測定することができた。さらに、せん断流動停止後の相分離構造の平均サイズが、せん断を加えた温度と1相-2相境界温度との差つまり過冷却度に依存していることを突き止めた。それに引き続く相分離構造の粗大化挙動の速度も、初期の相分離構造のサイズつまりは過冷却度に大きく依存していた。ポリマーブレンドだけではなく、純粋なポリマー(ポリεカブロラクトン)における結晶化にせん断流動がどのような影響を与えるかについても検討を行った。せん断流動により結晶化の誘導期間が短縮され結晶化スピードも増加することが見出された。この挙動に対して、動的せん断弾性率や粘度が結晶化プロセスにともなう構造変化に対して大変敏感であることがわかった。ポリビニルメチルエーテルが高温で架橋を形成し、この挙動が粘弾性挙動に大きく影響を及ぼされることを明らかにした。種々の粘弾性パラメータの挙動からゲル化点を求め、ゲル化の理論との比較を行い、粘弾性挙動から得られた結果と一致することを明らかにした。ポリマーブレンドの相挙動に関してせん断流動は大きな影響を及ぼすが、その挙動を明らかにするために粘弾性的なパラメータの影響を調べた。例えば、低温で混合し高温で相分離する下限臨界共溶温度(LCST)型相図を有するポリメタクリル酸メチル(PMMA)/αメチルスチレン・アクリロニトリル共重合体ブレンドなどについて、レオメータを用いてその粘弾性挙動を測定した。ゼロせん断粘度や絡み合い平坦域弾性率は、ブレンド組成に対して負の依存性を示し、ブレンドによって有効絡み合い点が減少することがわかった。これは、せん断流動によって混合の自由エネルギーの組成依存性が負の方向に働き、濃度ゆらぎの増大を抑えることを意味している。つまり、LCSTを増加させて1相領域を増大させる(混ざる領域を拡大させる)ことになるわけである。このことは、相図のせん断速度依存性と一致していた。また、粘弾性測定におけるせん断貯蔵弾性率の温度による変化から、相図の1相-2相の転移を測定することができることが明らかとなり、曇り点測定から得られた結果と一致することを示した。相図のせん断速度依存性を測定し、低分子混合系などと比較することにより、濃度ゆらぎの緩和時間が相挙動のせん断速度依存性の大きさを決定づける最も有力なパラメータであることが示された。これは、ブレンド系の粘度に大きな影響を受けるため、やはり粘弾性パラメータがこれらの挙動を大きく支配しているものと考えられる。相分離構造がせん断流動によって、どのように影響を受けるかについても検討を行った。相分離構造は、せん断速度に大きく依存し高せん断速度ではかなり引き伸ばされた形となった。また、相分離させる点の相境界からの温度差が、相分離構造に影響を及ぼすことも明らかにされた。
機械系学習者を支援するための動力学問題学習プログラムの開発と普及

本研究は、研究代表者らがこれまで開発を進めてきた機械系学習者を対象にした各種教材(物理の力学問題を解くための図式解法教材、教育用運動シミュレーションシステム【DSS】、運動や振動現象の観察を目的とした実験教材)をベースにした、動力学問題学習プログラムの開発と普及を目的としている。具体的には、1各種教材の実用化(普及のための製品化含む)、2各種教材を有効に利用するための学習プログラムの開発、3普及活動(教材の公開、高専への出前授業、教育書の執筆、電子書籍化等)、4運動や振動現象(とりわけ共振と振動モードに注目)の観察を目的とした新たな教材開発(継続課題、振動実験キット開発等)を行うことである。平成30年度の研究成果は、次の2点である。1.教材の普及活動1DSSをフリーソフトとして公開した。(有)インテスのWebページからダウンロードして自由に使える。DSSの取扱い方法(基礎編)も併せて公開した。2本教材を紹介するチラシを作成し、全国の高専(51高専)や機械系の大学・短大・大学校(159校)、中国地区の工業系高校(35校)に配布した。3国立大学55工学系学部ホームページのおもしろ科学実験室(工学のふしぎな世界)で、「揺れたり揺れなかったり振動現象学習用教材」)というタイトルで本教材の紹介を行っている。44高専(広島・奈良・阿南・高知)の研究分担者がそれぞれ各高専に出向き、出前授業を行った。自校含め、現在8高専で実施した。5日本学術振興会の「ひらめき★ときめきサイエンス」プログラムに3年連続参加し、主に中学生を対象に本教材の有効性を確認した。2.運動や振動現象の観察を目的とした新たな実験装置の開発1ばね・質量・剛体からなる6自由度振動系問題を対象とした実験教材を開発した。2回転機械のふれまわり運動を対象として、回転系の危険速度、軸の自動調心作用を学習するための実験装置を開発した。これまで上記の14について、それぞれ次のように研究を進めてきた。それぞれの達成度は次のとおりである。1各種教材の実用化:「加振装置」、「パッケージ型振動体」、「簡易ぶらんこ」等の実験教材の製品化((有)インテス)を行った。2学習プログラムの開発:学習プログラムの素案を作成し、研究分担者の所属4高専の授業において試用した。そして学習者の反応・意見等を集約・整理し、学習プログラム(案)を完成した。3普及活動:DSSをフリーソフトとして公開した。さらに、本教材を紹介するチラシを作成し、全国の高専(51高専)や機械系の大学・短大・大学校(159校)、中国地区の工業系高校(35校)に配布した。4高専(広島・奈良・阿南・高知)の研究分担者がそれぞれ各高専に出向き、出前授業を行った。自校含め、現在8高専で実施。4新たな教材開発:今年度は、ばね・質量・剛体からなる6自由度振動系問題及び回転機械のふれまわり運動に関する実験教材を開発した。以上のことから、本研究はおおむね順調に進展していると判断する。上記の4つの研究目的に対して、最終年度の研究は次のように推進する。1各種教材の実用化:当面の目標は達成されている。新たに開発する振動実験教材についても、(有)インテスと共同で製品化((有)インテス)を目指す。2各種教材を有効に利用するための学習プログラムの開発:当面の目標は達成されている。本学習プログラムについては、教材の実用化、普及活動、新たな教材開発の過程で得られた成果をもとに、必要があれば改良を加え最終年度(平成31年/令和元年)のものを完成版とする。3普及活動:DSSをフリーソフトとして公開し、各種教材の紹介チラシも作成し多くの教育機関に周知した。出前授業も開始した。

最終年度も出前授業(目標:4人×2校)等を通して積極的に普及活動を行う。4新たな教材開発:最終年度は、運動・振動問題(単振動、単振子、回転運動)の基礎・基本を理解するための各種実験キットの開発を行う。例えば1自由度直線振動系問題であれば、ばね定数と質量の違いが系の固有振動数にどのように影響するかがすぐにわかるような実験教材の開発等である。慣性モーメントの違いを体感するための簡単な実験教材の開発等も行う予定である。本研究は、研究代表者らがこれまで開発を進めてきた機械系学習者を対象にした各種教材(物理の力学問題を解くための図式解法教材、教育用運動シミュレーションシステム【DSS】、運動や振動現象の観察を目的とした実験教材)をベースにした、動力学問題学習プログラムの開発と普及を目的としている。具体的には、1各種教材の実用化(普及のための製品化含む)、2各種教材を有効に利用するための学習プログラムの開発、3普及活動(教材の公開、高専への出前授業、教育書の執筆、電子書籍化等)、4運動や振動現象(とりわけ共振と振動モードに注目)の観察を目的とした新たな教材開発(継続課題、振動実験キット開発等)を行うことである。平成29年度の研究成果は、次の2点である。1.教材の開発と実用化及び普及活動1物理等における力学問題(等【角】速度運動と等【角】加速度運動)用の「公式を一切使わずに解くための図式解法教材(概要編、具体例前編、具体例後編)」を、YouTubeで公開した。2振動実験教材として、「加振装置」、「パッケージ型振動体(水平方向用5個、垂直方向用5個)」と「簡易ぶらんこ」の製品化((有)インテス)を行った。3運動・振動問題学習用教材の中の「クレーンの旋回運動」と「簡易ぶらんこ」についてYouTubeで公開した。4DSSの基本的な操作方法(基礎編)を紹介するPowerPointを作成した。5振動問題学習用教材ー同じ地震でも建物によって揺れ方が違うのはなぜーを開発した。2.各種教材を用いた動力学問題学習プログラムの開発及び試用4高専(広島・奈良・阿南・高知)の研究分担者と2大学(長岡技科大、東京海洋大)の連携研究者と共同で、学習プログラム(素案)を作成した。次に本学習プログラムを、研究分担者の所属する4高専の授業において試用した。そして学習者の反応・意見等を集約・整理し、学習プログラム(案)を完成した。平成29年度は、上記の14について、それぞれ次のような研究を行った。それぞれの達成度は次のとおりである。1各種教材の実用化:振動実験教材として、「加振装置」、「パッケージ型振動体(水平方向用5個、垂直方向用5個)」と「簡易ぶらんこ」の製品化((有)インテス)を行った。
ダイオキシン類の発生毒性検出のための新指標

妊娠末期マウス胎仔口蓋の口腔側粘膜には,89対の縦走するヒダがあり,種々の形態変異ないし異常がみられる。また,掌蹠には種々のパッドが皮膚紋理を形成しており,そのパターンは発生毒性因子の適用により変化することがある。本研究は減胎盤的にダイオキシン類に暴露されたマウス胎仔の口蓋ヒダ,掌蹠紋理を観察し,これらのパターンのダイオキシン類の発生毒性検出指標としての意義を検討することを目的とした。ダイオキシン類として,最も毒性が強いとされ2,3,7,8-tetrabromodibenzo-p-dioxin(以下TCDDと略)と,コプラナーPCBの一種で毒性がTCDDの0.1倍といわれる3,3′,4,4′,5-pentachlorobiphenyl(以下PCBと略)の二つの毒物について研究を進めた。陽性対照物質としてall-trans-retinoicacid(以下RAと略)を用いた。Jcl: ICRマウスを交配し,膣栓発見日を胎児齢0日として,口蓋ヒダ及び掌蹠パッドのパターン異常誘発時期である妊娠12.5日にTCDD, PCBまたはRAの種々量を1回経口投与した。妊娠18.5日に母体を屠殺し,胎仔を取り出した。胎仔の頭部はブアン液で固定し,その口蓋ヒダを,四肢は10%ホルマリン液で固定し,その掌蹠パッドを,実体顕微鏡下で観察した。TCDDは10μg/kg以上の投与量で用量-反応関係をもって口蓋ヒダ異常を誘発した。異常の型としては短小,外側癒合が多かった。しかし,100%近くの胎仔に口蓋裂が誘発される40μg/kg量でも掌蹠パッド異常は全く誘発されなかった。陽性対照実験に用いたRAでは,口蓋ヒダ異常は口蓋裂誘発閾値(20mg/kg)の1/10以下の0.6mg/kgでも誘発され,掌蹠パッド異常は指異常誘発閾値(40mg/kg)の1/10以下の1.25mg/kgでも誘発された。PCBについては現在実験中である。これらの所見から,ダイオキシン類の発生毒性検出指標として,口蓋ヒダ異常は意義があるが,掌蹠パッド異常は意義がないと結論された。
大都市インナーシティの再編とまちづくり支援システム

1地区変化に関わる総合的データベースの解析昨年度の尼崎における調査・研究でインナーシティ地域を分類し、(1)人口・事業所ともに減少、(2)人口一定以上・事業所減少、(3)人口・事業所ともに一定以上、という代表的な3類型を得た。各類型についてデータベースを作成しているが、今年度は社会的・経済的・物的変化についてさらに解析を進めた。地区整備・まちづくりを特に行わない場合、(1)は経済的・社会的・物的衰退が累積的に進行していく典型的なインナーシティ的傾向、(2)は工場跡地のマンションなどへの転換で住宅地化が進行、(3)空間的余地があり事業所、住宅ともに増加し、住工混在が進行、というような推移で経過することが予測される。2利用可能な地区整備手法の洗い出し再開発や区画整理、地区計画、共同建替などの既存制度とその活用事例、まちづくりの先進事例などについて検討を行った。(1)については共同建替、修復型の地区計画など、(2)については再開発や地区計画、(3)では規制的な手法による無秩序な混在の防止など、既存制度の活用が考えられる。しかし、インナーシティは都市経済の転換期・衰退の問題であることから、硬直的で、個々の整備や事業が独立して行われる現行システムでは限界がある。地区の変化への柔軟かつ迅速な対応や、多様な主体・地区の連携など新たな仕組みが求められよう。3まちづくり支援システムの構築住民が主体的にまちづくりに取り組むための支援システムは、現在構築途上である。神戸市の長田地区、尼崎市の武庫之荘地区などにおいて、このまちづくり支援システムを用い、まちづくりの方向性について住民と議論していくことを計画している。こうしたプロセスを繰り返し、住民の主体的なまちづくりを支援する実用的なシステムを構築していく予定である。本年度は、尼崎市と神戸市のインナーシティ地区において、その再編の実態とプロセスを分析し、まちづくりの方向について考察を行った。1尼崎市のインナーシティは住工混在を特色とするが、そうした市街他を人口、産業の変化動向(衰退が大きい地区、衰退が小さい地区)から4つのパターンに分類された。国勢調査や事業所統計、住宅地図の経年変化などからそれぞれの特色を検討すると、市街化時期が古くて高齢者が多く、木造狭小住宅が卓越する住商工混在の下町ほど衰退が激しいことが明らかになった。インナーシティの性質と課題は地区によって異なっているが、まとまった土地があって改造型のまちづくりが可能な場所は多くない。下町再生を目指す修復型のまちづくりが求められており、住民がどのように地区の問題を発見・認識し、将来像を描いていくのか、それに行政他がいかに関わるかが課題である。また、産業振興や、低層・小規模な公的住宅の供給といった視点が欠かせず、既存制度の改革が必要である。2被災した神戸のインナーシティにおいては、再編の動きがより鮮明に見られる。代表地区では区画整理事業が行われており、その進行の中で住商工混在、低層高密の下町という地区の性質が変化しつつあることが土地利用分析から明らかになった。住宅地としての性質の強い街区で事業の進行が早く、より住宅地化するとともに中高層化が進む一方、商工業の多かった街区では事業が遅れ、経済活動の停滞を招いている。区画整理事業は、土地利用が単純な進行市街地に適している手法であり、用途の混在した高密度な既成市街地を取り扱うにあたって、問題を抱えていることを示している。その中で、インナーシティの新たな機能の模索という観点から、工場を集約換地して集客を意識した街並みを形成しようとする取り組みや、下町の再生を目指すいえなみ基準が注目される。
幹細胞間の競争に基づく精子品質管理機構への挑戦

マウスを対象として、精子の品質管理に直結する精子幹細胞間の競争現象を、幹細胞のパルス標識.追跡実験と数理統計学的により解析した。その結果、少数の幹細胞が非対称分裂を繰り返すという一般的な考えとは異なり、幹細胞は常に入れ替わっており、長い期間を見ると多くの幹細胞が機能を失う一方、少数の幹細胞が子孫幹細胞を増やしていた。さらに、幹細胞の入れ替りは数学的に確率的(stochastic)に起こることを発見した。本研究では、次世代に情報を伝える配偶子(特に精子)が作られる過程で、その品質が維持される機構を明らかにすることを最終目的としている。22年度は、この問いに対して重要な示唆を与える発見を行なった(Klein et al.,Cell Stem Cell 2010)。すなわち、精巣内でパルス標識された精子幹細胞とその子孫を長期間にわって追跡した結果、幹細胞は次々と消える一方で、周辺の幹細胞から生まれた新たな幹細胞によって入れ替わっていることが明らかとなった。さらに、この入れ替りが確率論的(ストカスティック)に起こること、入れ替りの頻度は1-2週間程度と予想外に高いことが、数学的に示された。これは、「幹細胞は厳密な非対称分裂を繰り返して長期間にわたって維持される」という古典的な幹細胞観を否定する。配偶子の品質管理の視点からみると、将来にわたって多くの配偶子を産み出す幹細胞と、短期間で消滅する幹細胞の違いがどのような機構によるのかという、重要な問いを投げかける。本研究では、次世代に情報を伝える配偶子(特に精子)が作られる過程で、その品質が維持ざれる機構を明らかにすることを最終目的としている。22年度に我々は、マウス精子形成幹細胞が数学的にランダムな競争を行なっている事を、長期間(数ヶ月年)にわたって幹細胞の運命を追跡することによって発見した(Cel Stem Cell 2010)が、23年度には、実際に競争を行なっている細胞群を遺伝子発現に基づいて組織学的に同定し、その運命(競争を生き残るか幹細胞でなくなるか)を1細胞レベル、日単位の分解能で詳細に検討した。その結果、一つ一つの細胞のレベルにおいても幹細胞間の競争が常に起こっている事が明らかになった。精子形成幹細胞間の競争の現場を明らかにした事により、そこで機能している配偶子の品質管理に直結する幹細胞間の競争の分子メカニズムの解明に重要な知見を与えた。
いわゆる無機能性副腎皮質腺腫の潜在機能に関する研究

研究はまずウジ副腎を使用して皮質細胞の層別分離培養を施行した。23歳の去勢雄ウシの副腎から髄質を除去し、残った皮質を内層と外層に切り分けて各々消化単離した。培養液は血清と抗生剤を含むHamF-12を用いて単層培養を行った。その結果、外層細胞を球状層、内層細胞を束網状層とすると、アルドステロン分泌能は束網状層と比較し球状層は高かった。コルチゾール分泌能は有意差はなかった。次にこの方法を参考にして、ヒト副腎皮質細胞の単層培養を行った。正常副腎は腎癌根治術時に摘出したものを使った。しかしヒト副腎皮質細胞は動物種の中でも特に脂質含有の多い細胞であり、脂肪細胞の培養同様に単層培養は難しいものであった。培養数日後より培養皿底面に接着していた細胞が培養液中に浮んでくるため、いわゆるconfluentな状態にはならず、その分化や増殖を知ることは困難であった。そこでヒト副腎皮質細胞の培養法の確立に努め、培養細胞が浮かないように副腎皮質細胞をコラーゲンゲル(細胞外基質物質)内に包埋する方法を考えた。方法は副腎皮質細胞を消化単離後コラーゲンに包埋し、観察を容易にするため細胞が一層になるように、すなわち二次元的に培養皿面に塗布した。このコラーゲン包埋二次元培養条件下では、細胞は伸展せず球状の形を示し、単層培養よりも低いが増殖能を有していた。オイルレッドO染色を行うと、胞体内に微細な脂肪滴が観察され、ACTH投与刺激により脂肪滴はその数、大きさともに減少した。培養細胞はコルチゾール、アルドステロンを分泌した。この方法でヒト副腎はアルドステロノーマ2例と正常9例を施行した。アルドステロノーマにおいてはコラーゲン包埋二次元細胞培養で形態学的には正常副腎との差はほとんど認められなかったが、2例中1例においてアルドステロン産生の高度の上昇を認めた。当初計画していたヒト正常副腎皮質層分離培養は今後この方法で引続き検討したい。平成2年度中にヒト正常副腎皮質細胞の層別分離培養を可能とする計画であったが、まず動物細胞で層別分離培養を施行した。しかしヒトの正常副腎皮質は、細胞培養が難しく、全層培養の方法の確立に努めた。研究は平成2年4月より、動物細胞において副腎皮質の層別初代分離培養を施行した。23歳の去勢雄ウシの副腎を使用し、まず髄質をピンセットではがすようにきれいに分離除去し、皮質を被膜を下にシャ-レに接するように置いて髄質に接する側の束網状帯組織を眼科用曲剪刀で薄くすくい上げるように分離した(被膜側に残った皮質が球状層)。この分離した細胞を各々細切後ディスパ-ゼで消化し、その後メッシュで濾過した。この濾過液を遠心し、得られたペレットをそれぞれ束網状層細胞と球状層として用いた。培養液は血清と抗生剤を含むHamFー12とDMEとの等量混合液を用い、35mm用ディシュを使用した。その結果副腎の球状層と束状層、網状層のおける形態学的、ホルモン学的相違を明らかにすることができた。

すなわち束状層、網状層細胞は細胞質内に脂肪滴を放射状に有し多角形の細胞であり、球状層細胞は紡錘形に近い形を呈し、細胞質内の脂肪滴も少なかった。ホルモン学的には、アルドステロンとコルチゾ-ルを測定した。球状層細胞では、アルドステロンが培養3日目で430pg/ml/24h、7日目で260pg/ml/24hであった。それに比し束網状層では3日目12pg/ml、7日目32pg/mlと有意に低かった。しかしコルチゾ-ルには有意差はなかった。ヒト副腎は腎癌の手術時に摘出したものを使用した。ヒト副腎皮質の器官培養、組織培養は行なわれているが、細胞培養は確立した方法がなく、細胞レベルの増殖、分化を調べるために好条件で培養できる方法の確立に努めた。単層培養継代培養を施行したが、現在まで良好な増殖能、分化能を示す培養法は確立はできていない。本年度は平成2年度に行ったウシの副腎皮質細胞培養方法を参考にして、ヒト副腎皮質細胞を単層培養した。腎癌の手術時に摘出したヒト正常副腎を使い、副腎皮質細胞を消化、単離したのち、血清と抗生剤を含むHamーF12培養液を用い単層培養した。ヒト副腎皮質細胞は動物種の中でも特に、脂質含有の多い細胞であり、脂肪細胞培養同様に単層培養は難しいものであった。培養数日すると培養皿底面に接着していた細胞が培養液中に浮んでくるため、いわゆるconfluentな状態にはならず、その分化や増殖を知ることは困難であった。そこでコラ-ゲンゲル(細胞外基質物質)に副腎皮質細胞をからませて、培養細胞が浮かないような方法を考えた。方法は副腎皮質細胞を消化、単離し、コラ-ゲン(type I+IV)に混入し、観察あるいは酵素組織化学染色を容易にするためにできるだけ薄く、細胞が一層になるように、すなわち二次元的に培養皿上に塗布した。このコラ-ゲン包埋二次元培養条件下で、細胞は伸展せず球状の形を示し、単層培養よりも低かったが増殖能を示した。オイルレッドO染色により、微細な脂肪滴が観察され、ACTH投与刺激により細胞が収縮し、脂肪滴はその数、大きさともに減少した。ホルモン測定ではコルチゾ-ル、アルドステロンの産生がみられ、この分泌能はACTH刺激に反応した。この方法によりヒト副腎はアルドステロノ-マ2例と正常9例を施行した。アルドステロノ-マにおいてはコラ-ゲン包埋二次元細胞培養で形態学的には正常副腎との差はほとんど認められなかったが、2例中1例においてアルドステロン産生の高度の上昇が認められた。コルチゾ-ル分泌に関しては両者間に有意差はなかった。当初計画していたヒト正常副腎皮質層別分離培養には未だ至っていない。
口腔/鼻咽腔免疫を介した溶レン菌ワクチンの開発に関する研究

平成8年度は開発に必要な溶レン菌M蛋白に対する唾液中IgA抗体と血清中IgG抗体のエピトープを決定した。M蛋白の三次元構造はほぼαヘリックス構造を示すが、M蛋白C領域にはviridansヘリックス内に2個のターンを示す部位が挿入されている。唾液中IgA抗体、血清中IgG抗体ともにこの2個のターンと近傍のαヘリックス部をエピトープとしていた。ワクチン開発上重要な点になるが、ターンの後方にヒト心筋ミオシンと相同性の高い部位が存在することもわかった。平成9、10年度は、上記のエピトープ部位に基づいたペプチドで家兎に免疫した場合、ヒトと同様の抗体を作成できるか、得られた抗体がオプソニン活性を持つか、ヒト心筋と交叉反応を示す抗体が出現しないか検討した。心筋ミオシンと相同性を持つペプチドに対する抗体はミオシンと反応したが、アミノ酸配列の相同性によるものではなく、非特異的反応であった。相同性のある部位をdeleteしたペプチドではミオシンと非特異的反応も示さなかったが免疫源性がやや弱かった。オプソニン活性は使用したペプチド抗体すべてが持っていた。ワクチン抗原として、ミオシンと相同性のある部位をdeleteし、またC領域すべてを用いれば、非特異的反応も起こさず、また免疫源性を高めることができ、ワクチン開発が可能と考えられた。また平成10年度まで、ワクチンベクターとして用いるS.gordniiを含む口腔内viridansレンサ球菌の安全性を再検討した。ここ数年、口腔内viridansレンサ球菌による敗血症の報告が増加しつつある。健常児に抗菌剤を使用すると、ペニシリン耐性のviridansレンサ球菌の検出頻度は使用前が12.5%であるのに対し、使用後は31.3%に上昇していた。また血液腫瘍患児のペニシリン耐性viridansレンサ球菌の検出率は39.4%であった。一方、過去数か月間抗菌剤を投与していない児童で口腔内viridansレンサ球菌のペニシリン感受性をみると、31人中19人は耐性株を持っていた。口腔内viridansレンサ球菌生菌をベクターとすると耐性化の問題が出現することが考えられ、接着分子をベクターとした実験を開始した。平成8年度は、健康小児および成人における唾液中IgA抗体、血清中IgG+抗体の測定を行った。測定にはELISA法を用いた。抗原として溶レン菌6型M蛋白のアミノ酸配列より合成された20種のペプチド(約20個のアミノ酸からなる)を用いた。各ペプチドは互いに重なるように合成した。この研究で下記のような新たな知見を得た。1、抗体の加齢による変化唾液中IgA抗体価、血清中IgG抗体価ともに、思春期までは加齢と共に増加し、成人以降は次第に減少していた。2、唾液中IgA抗体のエピトープM蛋白の三次元構造はほぼαヘリックスを示すが、M蛋白C領域にはαヘリックス内に2個のターンを示す部位(SRKGLとSRQGL)が挿入されている。唾液中IgA抗体はこの2個のターンの部位の内の1個のターンの部位(SRKGL)だけを認識していており、このアミノ酸配列中のKをQにかえたもう一つのターンの部位(SRQGL)を認識していなかった。

すなわち、唾液中IgA抗体のエピトープにはアミノ酸Kが重要な意味をもつことがわかった。3、血清中IgG抗体のエピトープ血清中IgG抗体は上記の2個のターンと近傍のαヘリックス部をエピトープとしていた。またIgG抗体ではKとQの置換は問題なく、いずれをも認識可能であった。溶レン菌感染症は成人になると、極端にその頻度が減少するが、M蛋白C領域に対する抗体でこの現象は説明でき、C領域中の上記のエピトープを用いることでワクチン開発が可能と考えられた。平成8年度は開発に必要な溶レン菌M蛋白に対する唾液中lgA抗体と血清中lgG抗体のエピトープを決定した。M蛋白の三次元構造はほぼaヘリックスを示すが、M蛋白C領域にはaヘリックス内に2個のターンを示す部位(SRKGLとSRQGL)が挿入されている。唾液中lgA抗体はこの2個のターンの部位の内の1個のターンの部位(SRKGL)だけを認識していた一方、血清中lgG抗体は上記の2個のターンと近傍のaヘリックス部をエピトープとしていた。ワクチン開発上重要な点になるが、ターンの後方にヒト心筋ミオシンと相同性の高い部位が存在することもわかった。平成9年度は、上記のエピトープ部位で新しいペプチドを作成し免疫操作を行った場合、ヒトにおける自然感染と同様の抗体を作成できるか、得られた抗体がオプソニン活性を持つか、ヒト心筋と交叉反応を示す抗体が出現しないか検討を行った。新しいペプチドはターンとその前方の組み合わせ、ターンとその後方の組み合わせ、ターンと前後両方の3種類を二つのターンで作成した。免疫動物には家兎を用いた。抗ミオシン抗体は障害心筋と結合性が高いので、作成した抗ペプチド抗体のミオシンとの交叉性は障害心筋を用い免疫組織学的に検討した。ターンとその前方の組み合わせで免疫を行うとより特異的な抗体が得られた。ターンの後方のアミノ酸はミオシンと相同性を持っているが、同部位に対する抗体は障害心筋と免疫組織学的な交叉性は示さなかった。唾液中lgA抗体のエピトープを含むペプチドで得られた抗体の方が、オプソニン活性が強かった。唾液中lgA抗体のエピトープ部を中心にしたペプチドによりワクチンを作成することが可能と考えられた。平成8年度は開発に必要な溶レン菌M蛋白に対する唾液中IgA抗体と血清中IgG抗体のエピトープを決定した。M蛋自の三次元構造はほぼviridansヘリックスを示すが、M蛋白C領域にはviridansヘリックス内に2個のターンを示す部位が挿入されている。唾液中IgA抗体、血清中IgG抗体ともにこの2個のターンと近傍のviridansヘリックス部をエピトープとしていた。平成9、10年度は、上記のエピトープ部位に基づいたペプチドで家兎に免疫した場合、ヒトと同様の抗体を作成できるか、得られた抗体がオプソニン活性を持つか、ヒト心筋と交叉反応を示す抗体が出現しないか検討した。心筋ミオシンと相同性を持つペプチドに対する抗体はミオシンと反応したが、アミノ酸配列の相同性によるものではなく、非特異的反応であった。相同性のある部位をdeleteしたペプチドではミオシンと非特異的反応も示さなかったが免疫源性がやや弱かった。オプソニン活性は使用したペプチド抗体すべてが持っていた。
第一原理計算による酸素ドープした化合物半導体のバンドギャプ構造の解明

研究目的:近年の半導体薄膜技術の進歩によって、酸素等の軽原子を化合物半導体にドープするとバンド構造が変化することが実験的に知られているが、物理的な原理は不明である。そこで本研究では、酸素ドープによる化合物半導体の電子構造を理論的に解明することを目的とする。研究方法:第一原理電子状態計算を用いて、酸素をドープしたセレン化亜鉛とテルル化亜鉛のバンド構造を計算する。計算で使用するモデルは64個の原子からなる結晶構造の中の1原子を酸素に置換してドープ状態として計算を行った。研究成果:酸素をドープしたバンド構造には2種類のタイプが存在することが分かった。テルル化亜鉛のバンド構造ではバンドギャップ内に酸素原子に局在した中間順位が現れる。これに対しセレン化亜鉛ではバルクの伝導帯の順位に酸素の順位が混在する構造であることが分かった。さらにバンド構造の違いは化合物半導体の価電子帯のエネルギー準位によって分類できることが分かった。
数学教科書のための理解させやすい文体・用語の研究

初等・中等教育の範囲での数学の教科書、参考書、問題集等を調査し、まず、次のような具体例を得た。・理解し難い数学文(結果的に、教科書・問題集からが多い)・理解し易い数学文(結果的に、受験参考書からが多い)・数学においてはじめて接する、日常語と一致している数学用語、数学文・数学の教科書等において暗黙に想定されている、文の理解上の約束事次に、それらの具体例について、比較検討を行って、理解し易い文の作り方の指導法を考察した。結果として、まず、理解し難い文の指導のためのシラバスを作った。次に、それと理解し易い文とのギャップについて指導の方法を検討し、どのように教えたらよいか、試案を得た。また、同一内容のいくつかの文を比較検討させることが教育的に有効であることが分かった。具体例としては、閏年の決め方など、日常的でありかつ数学的な問題例を使うよう工夫した。中教審が「論理的な思考」の指導を提案していることから、論理的な思考との関連をも研究した。論理的な思考の教育にあたって、言語表現の指導の重要性をはつきりさせ、どのように表現を工夫すべきか、分かった。国語科教育の研究者と話し合い、数学科と国語科とでどのような日本語教育をすべきかについての試案を得た。初等・中等教育の範囲での数学の教科書等を調査し、1.平易だが、良く理解されていない数学文2.数学においてはじめて接する、日常語と一致している数学用語3.数学の教科書等において暗黙に想定されている理解の上の約束事の具体例の収集を行った。得られた具体例のどこが問題なのかについての詳しい検討は次年度に行うが、本年度でも、一部、検討した。次年度においては、収集したデータをもとにして、よりよい文体・用語の研究を行う。中教審の答申案の中に「論理的な思考」の指導が現れたことから、論理的な思考と言葉の問題を検討した。その成果は、平成9年3月に、教育関係者に対するパネルディスカッションの形で、一部、報告する。さらに、当初の計画にはなかったことだが、教育の中へのマルチメディアの普及を考慮し、次の二つの研究を計画に加えて、実行した。1.従来から初等・中等教育の範囲での数学用語の中の漢字の用例について研究をしてきたが、その成果を辞典として完成し、さらにHTML形式に直して、マルチメディア対応を試みた。2.数学教材をHTMLで記述することのメリット・デメリットについての研究を行い、実際にHTMLで記述した教材を作成した。この二つの研究の成果は、平成9年6月にマレーシアで開催される数学教育の国際会議で発表する。初等・中等教育の範囲での数学の教科書等を調査し、・平易だが、理解されにくい数学文・数学においてはじめて接する、日常語と一致している数学用語、数学文・数学の教科書等において暗黙に想定されている、文の理解上の約束事の具体例の収集を行った。また、中教審が「論理的な思考」の指導を提案していることから、論理的な思考との関連をも研究した。その結果、・どのような日本語文が論理的な理解を妨げるか・数学教育の中で、どのような日本語教育が必要か・数学の教員養成過程で、どのような日本語教育が必要かということに関して、いろいろな具体例を得、具体的な対策を研究した。そして、その成果を多数の論文・論説・解説等として公表した。さらに、数学教材をHTMLで記述することのメリット・デメリットについて研究を行い、実際にHTMLで記述した教材を作成した。これについては、平成9年6月にマレーシアで開催された数学教育の国際会議で発表した。

結果として、まず、理解し難い文の指導のためのシラバスを作った。次に、それと理解し易い文とのギャップについて指導の方法を検討し、どのように教えたらよいか、試案を得た。また、同一内容のいくつかの文を比較検討させることが教育的に有効であることが分かった。具体例としては、閏年の決め方など、日常的でありかつ数学的な問題例を使うよう工夫した。中教審が「論理的な思考」の指導を提案していることから、論理的な思考との関連をも研究した。論理的な思考の教育にあたって、言語表現の指導の重要性をはっきりさせ、どのように表現を工夫すべきか、分かった。国語科教育の研究者と話し合い、数学科と国語科とでどのような日本語教育をすべきかについての試案を得た。
精神分裂病患者の視覚認知における前注意的処理の障害について

視覚におけるPop-out現象は前注意的処理の表れと考えられている。我々は,Pop-outが生じる図版を用いて視覚探索課題を行い,精神分裂病患者の視覚認知における前注意的処理の障害について検討した。対象は精神分裂病患者30名,健常者30名とした。呈示図版は,Pop-out条件,非Pop-out条件の2種類を用いた。Pop-out条件の図版として同心円状に配置した背景成分'X'の間にひとつの標的成分'L'をランダムに配置したものを,非Pop-out条件の図版としては背景成分'T'の間にひとつの標的成分'L'をランダム今に配置したものを用いたいずれも,成分数は6個,18個,36個の3段階を用意した。椅子に座った被験者の前方にスクリーンを設置し,スライド映写機にて図版を提示した被験者にはアイマークレコーダーを取り付け,検査中の眼球運動は全てビデオテープに録画した。まずスクリーン中央に点を提示し,被験者にそれを凝視させた。図版が提示されたら標的を探し,見つけたらできるだけ早く.手元のボタンを押すよう指示した。図形の提示順序はランダムで,5秒間隔で提示が繰り返された。録画された眼球運動をコンピュータに取り込み解析を行ったが,その結果,Pop-out条件において,1)分裂病では構成成分が18個,36個のとき,健常群と比較して有意に的中率(図版提示直後から視点が標的成分の方向に動く割合)が低下していた。2)視点が標的成分に到達するまでの時間が分裂病では構成成分の増加と共に延長し,健常群との間に交互作用を認めた。以上の結果より,分裂病では視覚認知においてPop-outが十分に生じず,前注意的処理に障害があることが示唆された。本研究は,分裂病患者の前注意的処理の障害を明らかにすることを目的とするが,今年度は健常者30名に対し視覚探索課題を行い,正常な前注意的処理の働きについて検討した。刺激図版は,Pop-out条件,非Pop-out条件の2種類を用いた。Pop-out条件の図版として同心円状に配置した背景成分'X'の間にひとつの標的成分'L'をランダムに配置したものを,非Pop-out条件の図版としては背景成分'T'の間にひとつの標的成分'L'をランダムに配置したものを用いた。いずれも,成分数は6個,18個,36個の3段階を用意した。椅子に座った被験者の前方にスクリーンを設置し,スライド映写機にて図版を提示した。被験者にはアイマークレコーダーを取り付け,検査中の眼球運動は全てビデオテープに録画した。図版が提示されたら標的を探し,見つけたらできるだけ早く手元のボタンを押すよう指示した。録画された眼球運動をコンピュータに取り込み解析を行った結果,Pop-out条件においては,成分数が増えても探索時間はほとんど増加しないこと,図版提示直後から視点が標的成分の方向に動いていることが明らかになった。このことから,健常者では視覚認知における前注意的処理が正常に機能していることが示唆された。
ベイジアンアプローチに基づくインフラストラクチャーの経済評価

逓減型ブロック料金制下の家庭用ガス需要関数の推定に関して,厳密な経済モデルに基づくベイジアンアプローチによる推定手法を開発しました.研究結果を論文としてとりまとめ,ディスカッションペーパーとして登録するとともに,査読誌への投稿を行いました.また,幹線鉄道の経済評価に関して,従来のトリートメント効果に関する統計的モデルを拡張した新しい統計的モデルを構築しました.得られたモデルの推定手法を構築するとともに,数値実験による検証及び九州新幹線の実証分析を行いました.逓減型ブロック料金制下の家庭用ガス需要関数の推定に関して,厳密な経済モデルに基づくベイジアンアプローチによる推定手法を開発しました.研究結果を論文としてとりまとめ,ディスカッションペーパーとして登録するとともに,査読誌への投稿を行いました.また,幹線鉄道の経済評価に関して,従来のトリートメント効果に関する統計的モデルを拡張した新しい統計的モデルを構築しました.得られたモデルの推定手法を構築するとともに,数値実験による検証及び九州新幹線の実証分析を行いました.本年度の研究成果について,研究計画で予定していた,1.逓減型ブロック料金制下の家庭用ガス需要関数の推定,2.幹線鉄道の経済評価,のそれぞれについて記述します.1.逓減型ブロック料金制下の家庭用ガス需要関数の推定厳密な経済モデルに基づくベイジアンアプローチによる推定手法を開発しました.計画段階においては,指数関数の単調性を用いた手法を考えていました.しかし,この方法では推定の効率が低いことが分かりました.そのため,凸関数に関する2つの不等式(Hermite-Hadamard integral inequality及びpower-mean inequality)を用いた新しい手法を開発し,この効率を改善しました.そして,開発された手法を用いて逓減型ブロック料金制下の日本の家庭用ガス需要関数の推定を行いました.また,仮想的な料金体系として均一料金体系,使用量によらず一定の単価であるような料金体系,において単価が異なるものを3種類考え,それらの下での経済厚生の変化を分析しました.2.幹線鉄道の経済評価文献のサーベイ及び様々な分野の専門との意見交換に基づき,用いる統計的モデルの検討を行いました.その結果,計画段階における統計的モデルではの幹線鉄道経済評価を行うには不十分であることが分かりました.そのため,統計的モデルの修正を行いました.修正されたモデルは,従来のモデルを拡張した新しい統計的モデルとなっています.そして,新しい統計的モデルのベイジアンアプローチによる推定手法を検討しました.また,実証分析で用いる予定のデータの検討を行いました.本年度の研究成果について,研究計画で予定していた,1.逓減型ブロック料金制下の家庭用ガス需要関数の推定,2.幹線鉄道の経済評価,のそれぞれについて記述します1.逓減型ブロック料金制下の家庭用ガス需要関数の推定昨年度分析を行った逓減型ブロック料金制下の家庭用ガス需要関数の推定に関する研究を論文としてとりまとめ,ディスカッションペーパーとして登録するとともに,査読誌への投稿を行いました.また同様の計量モデルをパネルデータへ応用した分析も行いました,パネルデータの分析では,個別効果のモデル化として固定効果モデルと変量効果モデルを考え,いずれのモデルがデータをより良く説明しているかの議論を行いました.家庭用ガス需要関数の分析同様,家庭用水道需要関数の実証分析を行い,論文としてとりまとめるとともに,ディスカッションペーパーとして登録し,査読誌への投稿を行いました2.幹線鉄道の経済評価昨年度の統計的モデルの修正を受け,新しい統計的モデルを構築しました.得られたモデルは,従来のトリートメント効果に関する統計的モデルを拡張するもので,新しい統計的モデルとなっています.続いて,この統計的モデルを推定するためのベイジアンアプローチによる推定手法を構築しました.そして,構築された手法を実験データを用いた検証を行いました、本モデルと推定手法を用いて,九州新幹線の実証分析を行いました.次年度以降,得られた成果を論文としてとりまとめ,査読誌への投稿を行う予定となっています.
アンギオテンシン受容体の皮膚疾患での発現及びその機能の解析

各皮膚悪性腫瘍細胞株に対するアンギオテンシンIIの影響を見た。前年度の実験で、AT1レセプターをもっていることを確認した皮膚腫瘍細胞株について検討した。アラマーブルーやBrdUの両評価法において、あらゆる濃度のアンギオテンシンIIを加えたときにも細胞の増殖能に有意な差は認めなかった。次に、一定濃度のアンギオテンシンII存在下におけるAT1阻害剤(10-510-9mg/ml)、TA2阻害剤(10-410-8mg/ml)の影響をみたが、これもどの濃度のときも細胞の増殖に有意な違いはみられなかった。使用した各阻害剤については、他の研究により最大効果を有することが確かめられた値を基に濃度を決定したが、期待した結果を得ることはできなかった。今後はさらに、作用時間や、阻害剤を変えて実験を進めたいと考えている。尋常性乾癬や円形脱毛症については、疾患の標本が入手できずに、実験を進めることはできなかった。しかし、アンギオテンシンIIが細胞増殖に関与していることは明らかであり、そのレセプターによってその作用が、細胞増殖であったり、アポトーシス誘導であったりすることも分かってきているので、常に細胞が増殖し続けている表皮や毛包において重要な役割を果たしていることは充分に考えられる。毛包に関しても、アポトーシスは毛周期にとって必須で、脱毛症の病因にアンギオテンシンIIが深く関与している可能性もある。今後も検討を続けていく予定である。悪性黒色腫(HMY-1)、皮膚有棘細胞癌(HSC-5)のcell lineを用い、ウエスタンブロットにより、アンギオテンシンII受容体1(AT1)、アンギオテンシンII受容体2(AT2)の発現の有無を検討した結果、どちらのcell lineにもAT1が発現していることが確認された。アンギオテンシン受容体阻害剤の抗腫瘍効果を検討するために、HMY-1とHSC-5のcell lineを培養し、アンギオテンシンIIやアンギオテンシン受容体阻害剤を組み合わせて添加した群及び非添加群を作成し、腫瘍細胞の増殖の差および遊走能の差を各群間で比較した。その結果、アンギオテンシン受容体阻害剤による明らかな増殖抑制効果および遊走抑制効果は観察されなかった。今後、阻害剤の濃度を上げるなどして、さらに検討し、抑制効果が認められた場合には、BrdUの取り込みや、アポトーシスを起こしているかについて検討する予定である。間接的な抗腫瘍効果を見るために、リン酸化したEGF受容体の発現を比較した(ウエスタンブロット)が、有意な違いは明らかにならなかった。こちらも、加える阻害剤の濃度など、更なる検討が必要である。各種ヒト腫瘍細胞のcell lineにAT1が発現していることは明らかで、アンギオテンシン受容体阻害剤によるこれらの増殖抑制効果が確認されれば、さらに腫瘍細胞の血管増殖促進作用へのアンギオテンシン受容体阻害剤の影響なども検討したい。さらに、可能であれば、腫瘍細胞を動物(マウス)に移植し、アンギオテンシン受容体阻害剤を投与した群と、非投与群間の腫瘍細胞の増殖の差や、転移能の差も検討したい。
IgG4関連肺疾患における自然リンパ球の役割とPD-1, PD-L1の関与

2.LATマウスのBALF中のIL-25、IL-33、TSLP関連サイトカインの測定4.LATマウスにおける抗PD-1抗体、抗PD-L1抗体による変化5.LATマウスにおけるIL-25、IL-33による刺激に対する抗PD-1抗体、抗PD-L1抗体による変化2.LATマウスのBALF中のIL-25、IL-33、TSLP関連サイトカインの測定4.LATマウスにおける抗PD-1抗体、抗PD-L1抗体による変化5.LATマウスにおけるIL-25、IL-33による刺激に対する抗PD-1抗体、抗PD-L1抗体による変化