hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
虚血環境模擬による皮膚細胞の経時的応答評価と物理環境調節による褥瘡遅延の検討

単層培養したウサギ由来線維芽細胞様細胞株は酸素濃度の低下に鈍感で,二価陽イオンのない培地において温度37°Cに比べて25°Cでは基質からの剥離が明らかに低下し,温度に敏感だった.骨突起部の微小血管を有する軟組織をマットレスに圧迫した有限要素解析より,軟組織が長い時間スケールで圧縮性を有すると微小血管が顕著に変形することと空気圧支持の有効性がわかった.さらに,圧力10 kPa程度の空気圧をポリエチレンチューブに負荷して骨突起部を支えて褥瘡を遅延されるシステムを試作した.単層培養したウサギ由来線維芽細胞様細胞株は酸素濃度の低下に鈍感で,二価陽イオンのない培地において温度37°Cに比べて25°Cでは基質からの剥離が明らかに低下し,温度に敏感だった.骨突起部の微小血管を有する軟組織をマットレスに圧迫した有限要素解析より,軟組織が長い時間スケールで圧縮性を有すると微小血管が顕著に変形することと空気圧支持の有効性がわかった.さらに,圧力10 kPa程度の空気圧をポリエチレンチューブに負荷して骨突起部を支えて褥瘡を遅延されるシステムを試作した.タイプIコラーゲンで塗布した35mmディッシュにウサギ由来線維芽細胞様細胞株を低濃度で播種し,細胞間接触が少ない状態で2日半だけ培養した,温度37°Cと25°Cの2条件と,二価陽イオンを含まないダルベッコのリン酸緩衝生理食塩水で薄めた,ダルベッコ変法イーグル培地(DMEM)の濃度100%,0.2%,0%の3条件を組み合わせて,顕微鏡上インキュベータ内での1時間にわたる細胞の形態変化を明視野観察するとともに,一部の条件についてミトコンドリアの蛍光輝度測定を行った.培地のpHはDMEM100%のとき7,7で,低濃度では6.5から6.7であり,いずれも細胞培養に適した環境にあった.DMEM低濃度のとき,温度37°Cでは細胞は辺縁部からはがれて球状化が進み,1時間後には元の面積の20%から60%までになった.一方,温度を25°Cに下げた条件では,進行速度が低下して元の面積の60%から80%までにしか減少せず,細胞はく離の明瞭な遅延効果があった.DMEM低濃度のときの面積の時間変化率はおおむね時間とともに直線的に減少し,速度零に近づく傾向にあった.細胞接着には培地中の二価陽イオンと細胞のエネルギ代謝が必要であることが知られており,ミトコンドリアの蛍光輝度の観察結果からはエネルギ代謝の明らかな変化は見られず,本実験条件での細胞のはく離は二価陽イオンの欠乏に起因した結果と解釈される.細胞死につながる変化として細胞内部で直接的に進行する死と,細胞が周辺組織に接着できなくなることをきっかけとして進行する死とが考えられるが,本実験結果から,後者の過程では1時間程度で細胞が死に至ることはないものと見受けられた.また,直径14mmのガラスボトムディッシュをカバーガラスで覆って閉鎖環境を作り,細胞の変化を観察した結果,短時間での変化は認められず,細胞はより厳しい環境にさらされないと,はく離等の変化が生じないことがわかった.ウサギ由来線維芽細胞様細胞株をタイプIコラーゲンで塗布した35mmディッシュに播種して炭酸ガスインキュベータで単層培養し,細胞が互いに接触し始める程度に増加したところでプラスチック製密閉容器に移し,アネロパック・ケンキ5%を用いて密閉容器内を低酸素状態とし,嫌気指示薬で確認した.温度は恒温機を利用して摂氏37度に保持した.細胞は2時間以上経過しても基質から剥がれなかった.また,室温でも同様に基質から剥がれなかった,この結果から,線維芽細胞は低酸素状態に対して強い細胞であることが示された.線維芽細胞は褥瘡発症後,治癒させたときに欠損部を埋める細胞であるから,このような厳しい環境に対して耐性が強いものと判断される.また,骨突起部の2次元ひずみ問題の有限要素解析を行った.モデルは骨,皮膚,脂肪組織からなる人体の一部と,皮膚が接触するマットレスあるいは床からなる.皮膚と脂肪には毛細血管の血流路を設けた.皮膚と脂肪は非圧縮等方で非線形弾性特性を記述する超弾性モデルを採用した.皮膚の伸展性,および,マットレスと床の選択によって,毛細血管の断面積の減少率と,毛細血管内のポアズイユ流れを仮定した血液の流動抵抗の減少率を調べた.その際,血液はニュートン流体とみなした.皮膚をマットレスあるいは床に押し付ける場合の変形解析の結果,皮膚よりも骨に近い脂肪に存在する血管のほうが断面積と流動抵抗の減少率が大きかった.また,皮膚が高齢化に伴って硬化することによって脂肪にある血管の断面積と流動抵抗の減少が増加した.褥瘡は骨突出部位の軟組織が圧迫され続けて壊死する疾患で,一度,褥瘡が生じると元通りにならず,褥瘡予防は高齢化社会の緊急かつ重要な課題である.

本研究の目標は褥瘡になりやすい部位の環境を調節して褥瘡の発症をできるだけ遅らせることである,今年度はまず,皮膚組織の有限要素解析を行って血管閉塞を生じさせる力学的要因を検討するとともに,血管閉塞を防ぐ皮膚表面への荷重の与え方を調べた.すなわち,骨突起部直下の皮膚組織と皮下組織の長時間圧迫された時の力学的性質として,軟組織に豊富に含まれる水分の移動を超弾性体の体積減少によってモデル化し,軟組織に見られる粘弾性特性(応力緩和やクリープ特性)も同時にモデル化した.そして,平面ひずみ問題として有限要素解析を実施し,マットレスと皮膚表面の間に生じる圧力を文献の実験値と同程度にして組織の応力・ひずみ状態や血管の変形度合いを調べた.その結果,軟組織の体積減少が微細血管の変形に大きく寄与することがわかった.また,粘弾性特性は組織が非圧縮の場合にはその効果はなく,体積減少が生じる場合には粘弾性特性を有することで血管の変形がさらに進行した.人の身体を支えるには自重と同じ力が必要なので,この力の分散のさせ方が問題となる.本研究の解析結果に基づいて,骨突起部直下を柔らかなクッションではなく空気圧で支えることで褥瘡の起こりやすい部位への過度の圧力を避け,褥瘡を遅延する荷重条件を調べた.また,褥瘡遅延の物理環境を与える褥瘡遅延システムを設計・試作した.本システムはポンプ,レギュレータ付タンク,空気圧力制御装置,空気圧パッド,コンピュータ,A/D&D/Aコンバータ,これらを結ぶチューブ,及び,圧力センサからなり,コンピュータから定常及び周期的圧力波形を与えて供給圧力を15kPa以下で制御した.このような低い圧力で支えれば褥瘡の発生を遅延するのに有効と考えられた
悪性骨軟部腫瘍に対する分子標的治療の個別化とバイオマーカーの探索

公的な細胞バンクから入手可能な悪性骨軟部腫瘍(肉腫)細胞株のみならず、我々が肉腫患者の臨床検体から樹立した様々な組織型の肉腫細胞株を用いて、それぞれの組織型ごとに生存や増殖に影響を与える受容体型チロシンキナーゼ(RTK)とその下流シグナル活性化のメカニズムを解明する。そして、活性型RTK阻害によるin vitro, in vivoにおける抗腫瘍効果を検討し、治療効果の期待できる分子標的治療を考案し、その効果を予知するバイオマーカーを探索する。臨床試験が実施しにくい側面をもつ肉腫領域において、本研究が肉腫に対する新規分子標的治療薬開発に繋がるエビデンス構築に大きく貢献できる可能性がある。
雲仙岳の土石流・火砕流災害に関する調査研究

平成5年には、雲仙・水無川において前2年とは比較にならない大規模な土石流が続発し、大きな災害となった。また、それまで被害の無かった中尾川において土石流と火砕流が続発するようになった。1.土石流の流出量:土石流流出量と降雨の関係を調べた結果、流出土砂量は時間雨量や24時間雨量より30時間以上の降雨量と高い相関があること、最も相関が高いのは連続雨量(6時間以上無降雨がないもの)であることが明らかにされた。また、降雨量から流出土砂量を求める経験式を提案するとともに、この式に過去38年間の雨量を適用して、流出土砂量を検討した。それによると年平均流出土砂量は220万m^3、一回の流出土砂量は、既往最大が150万m^3、100年確率は230万m^3などであった。これらの検討結果は、直ちに雲仙普賢岳の砂防基本計画策定に利用されている。さらに、水無川と既設遊砂池における土砂収支について検討し、それらにおける堆積量が、直前の堆積量に対して直線的に減少することを見出した。その結果、遊砂池の機能が公称のものとはかなり異なることが明らかにされた。2.土石流の現地計測と実験:水無川国道57号線橋および中尾川河原橋地点に設置した計器により、土石流の水位と流速を計測した。その結果、水無川土石流の流速係数の値は、中尾川の土石流のそれより若干小さな値を示すことが明らかにされた。これは、中尾川の土石流の濃度が水無川のそれより小さく、泥流としての性質を有するものであることを示すものである。また、中尾川の土石流波形のスペクトル解析から、土石流に周期が100秒程度の波動が存在することが見出された。3.火砕流:火砕流流動のメカニズムを調べるために乾燥粉体流の実験を行い、その特性を明らかにした。また、粒子間の式を適用することにより、乾燥粉体流の速度分布、濃度などの流動特性が求められることを示した。
栄養環境の変化に対する適応戦略と成長・代謝制御機構の解析

本研究の目的は、栄養状態の変化に応じた成長と代謝調節の制御機構を理解することである。成長と代謝の両方を制御する内分泌ホルモン、インスリン様ペプチドの作用は、栄養状態により厳密に制御されている。モデル生物キイロショウジョウバエを用いて、(1)栄養シグナルに応じたインスリン様ペプチド機能調節の破綻が引き起こす環境適応能の低下と(2)成長障害と代謝異常の相互関係、を包括的に解析する。これらの研究を通して、生物個体に備わっている栄養環境の変化に対する恒常性維持機構と適応戦略の解明を目指す。2018年度は、インスリンシグナルの作用点の一つである貯蔵糖グリコーゲンに着目した逆遺伝学的研究を実施した。グリコーゲン代謝酵素の変異体を作成し、発育成長過程と老化過程における生理的役割について研究成果をまとめて発表した(山田ら、2019)。代謝産物を網羅的に解析するメタボローム実験系を構築し、グリコーゲン変異体における代謝変化を報告した。従来、成熟卵に貯蔵されている多糖グリコーゲンは、胚発生に必須の栄養源であると考えられてきた。しかしながら、完全機能欠損変異体を用いた本研究により、グリコーゲンは胚発生時の栄養源として使用されている訳ではなく、血糖トレハロース合成のためのグルコース源となっていることを明らかにした。これまでの研究で、トレハロースそのものも、胚発生に必須ではないことを明らかにしている(松田ら、2015)。よって、母体の栄養源から投資される成熟卵グリコーゲンは、孵化した幼虫の栄養環境への適応に関わる戦略であることが明らかになった。また、研究の過程で脂肪体のグリコーゲン代謝は、発育成長段階により異なることを見いだした。同様に、血糖トレハロース代謝や貯蔵脂肪の代謝も、発育時期に応じて栄養環境の変化に対する生理応答が異なることを見いだした。発育成長過程により飢餓応答の代謝変化が起こることは、当初予期していなかった結果である。代謝変化を引き起こすシグナル経路と生理的意義を明らかにすることで、生物個体に備わっている環境適応への恒常性維持機構の理解がさらに深まると思われる。よって、当初予定していた研究計画に対して、順調に進展していると判断する。ショウジョウバエ幼虫期は、飢餓応答の観点で大きく二相に区分される。前半は、飢餓時に成長を停止して貯蔵栄養を消費しながら生存する可逆的なステージである。後半は、蛹期の変態に向けた計画的な発育段階で、このステージに入ると、栄養状態に関わらず、一定時間後に蛹期に突入する。申請者は、網羅的なメタボローム解析を実施し、後半の不可逆的なステージになると、貯蔵糖のグリコーゲンやトレハロースの消費が抑制されることを見いだした。そこで、発育成長過程における代謝リモデリングの分子基盤を解明するために、生化学、遺伝学、生理学的手法を組み合わせて、今後は次の3点を中心に研究を推進する。1)貯蔵糖の分解抑制の分子基盤を明らかにするため、代謝酵素の活性制御機構について調べる。2)代謝リモデリングの生理的意義を明らかにするため、蛹期における貯蔵栄養の重要性を逆遺伝学的手法で検討する。3)代謝リモデリングにおけるインスリンシグナルの関与を明らかにする。これらの研究を通して、発育成長過程における時期特異的な代謝恒常性維持の仕組みを追求し、栄養環境の変化に対する生物の適応戦略を明らかにする。成長と代謝の両方を制御する重要な内分泌ホルモンであるインスリン様ペプチドの作用は、栄養状態により厳密に制御されている。申請者は、モデル生物キイロショウジョウバエを用いて、(1)栄養シグナルに応じたインスリン様ペプチド機能調節の破綻が引き起こす環境適応能の低下と(2)成長障害と代謝異常の相互関係、を包括的に解析する。これらの研究を通して、生物個体に備わっている環境適応への恒常性維持機構の解明を目指す。2017年度の研究実績として、哺乳類の肝臓に相当する脂肪体に着目したグリコーゲン代謝の役割と制御機構を明らかにした(山田ら、Development, 2018)。脂肪体に貯蔵された脂肪体を半定量的に観察する実験系を構築し、様々な栄養条件下および遺伝子変異の影響を検討した。その結果、栄養条件の変化に対して迅速にグリコーゲン合成や分解が起こり、体液中の糖分量の調節に関わることが明らかになった。また、脂肪体グリコーゲン代謝はインスリン様ペプチドによる制御を受ける一方で、グルカゴン機能相同分子の制御は受けないことが明らかになった。グリコーゲン分解による血糖値維持には、内分泌ホルモンの作用ではなく、遊離グルコースを元にした酵素活性の調節が重要である。また、幼虫期と成虫期では、代謝調節機構が異なることが示唆された。本研究成果は、栄養状態の変化に応じた代謝制御機構の理解につながる重要な成果と考える。2017年度の進歩状況として、脂肪体グリコーゲン代謝の役割と制御機構を明らかにし、論文発表を行った(山田ら、Development, 2018)。この研究過程で、組織中に貯蔵された脂肪体を半定量的に観察する実験系を構築した。その結果、グリコーゲン代謝の飢餓応答は組織により異なることが判明した。哺乳類の肝臓に相当する脂肪体は、迅速に分解が起こり完全に消費される一方で、脳に貯蔵されたグリコーゲンは、飢餓ストレスでは全く分解されない。筋肉中のグリコーゲンは飢餓により分解されるが、ある一定量のグリコーゲンは残ることが分かった。

さらに、飢餓応答が明確な脂肪体に着目し、様々な栄養条件下および遺伝子変異の影響を検討した。その結果、グリコーゲン代謝制御に関わる内分泌ホルモンや細胞内シグナル伝達系を明らかにした。また、餌中の糖質の違いによる代謝応答と遺伝子発現応答を明らかにした。本実験系の構築と基礎情報の取得により、今まで報告されていなかった個体レベルでの栄養応答と恒常性維持機構が明らかになった。当初予定していた研究計画に対して、順調に進展していると判断する。本研究の目的は、栄養状態の変化に応じた成長と代謝調節の制御機構を理解することである。成長と代謝の両方を制御する内分泌ホルモン、インスリン様ペプチドの作用は、栄養状態により厳密に制御されている。モデル生物キイロショウジョウバエを用いて、(1)栄養シグナルに応じたインスリン様ペプチド機能調節の破綻が引き起こす環境適応能の低下と(2)成長障害と代謝異常の相互関係、を包括的に解析する。これらの研究を通して、生物個体に備わっている栄養環境の変化に対する恒常性維持機構と適応戦略の解明を目指す。2018年度は、インスリンシグナルの作用点の一つである貯蔵糖グリコーゲンに着目した逆遺伝学的研究を実施した。グリコーゲン代謝酵素の変異体を作成し、発育成長過程と老化過程における生理的役割について研究成果をまとめて発表した(山田ら、2019)。代謝産物を網羅的に解析するメタボローム実験系を構築し、グリコーゲン変異体における代謝変化を報告した。従来、成熟卵に貯蔵されている多糖グリコーゲンは、胚発生に必須の栄養源であると考えられてきた。しかしながら、完全機能欠損変異体を用いた本研究により、グリコーゲンは胚発生時の栄養源として使用されている訳ではなく、血糖トレハロース合成のためのグルコース源となっていることを明らかにした。これまでの研究で、トレハロースそのものも、胚発生に必須ではないことを明らかにしている(松田ら、2015)。よって、母体の栄養源から投資される成熟卵グリコーゲンは、孵化した幼虫の栄養環境への適応に関わる戦略であることが明らかになった。また、研究の過程で脂肪体のグリコーゲン代謝は、発育成長段階により異なることを見いだした。同様に、血糖トレハロース代謝や貯蔵脂肪の代謝も、発育時期に応じて栄養環境の変化に対する生理応答が異なることを見いだした。発育成長過程により飢餓応答の代謝変化が起こることは、当初予期していなかった結果である。代謝変化を引き起こすシグナル経路と生理的意義を明らかにすることで、生物個体に備わっている環境適応への恒常性維持機構の理解がさらに深まると思われる。よって、当初予定していた研究計画に対して、順調に進展していると判断する。本研究過程で、脂肪体グリコーゲン代謝は、発育成長過程により異なることが判明した。同様に、血糖トレハロース代謝や貯蔵脂肪の代謝も、発育時期に応じて栄養環境の変化に対する生理応答が異なることが分かった。今後は、これらの発育時期に依存した代謝応答の生理的意義を解析する。さらに、代謝応答の差違を生み出すシグナル伝達系を解析する。
アドホックネットワークにおけるデータアクセス成功率の向上に関する研究

本研究では,近年注目されている移動体のみで構成されるアドホックネットワークにおいて,ネットワーク分断時のアクセス成功率の低下を防ぐことを目的とする.そのためのアプローチとして,データのオリジナルをもつ移動体以外に,そのデータの複製を効果的に配置する.2年計画の最終年度である本年度は,平成13年度に考案した複製配置方式を,実環境を考慮して拡張した.具体的には,データ更新が不定期に発生するアドホックネットワークを想定して,古い複製を無効化するための無効化情報の放送方式を考案した.更新方式は,オリジナルデータを持つ移動体がデータ更新を行ったときにのみ無効化情報を放送する方式(更新時放送方式)と,新たに移動体同士が接続した際に無効化情報を再放送する方式(接続時再放送)である.さらに,無効化情報を受信しなくても古い複製を破棄できるように,複製にタイムアウト時間を設けて,各移動体が自動的に複製を無効化する方式を考案した.これらの考案方式により,更新が発生して古くなった複製への無駄なアクセスの回数が削減でき,電力消費や計算オーバヘッドを低減できる.これらの考案方式は,シミュレーション実験によって性能評価を行い,アクセス成功率,トラフィック,古い複製へのアクセス回数などの観点から,有効性を確認した.さらに,考案方式の実環境での有効性を検証するため,プロトタイプシステムの実装を開始した.現在,その実装を進めている最中である.今後,実装したプロトタイプシステム上で,プロトコルオーバヘッドなども含めた詳細な運用評価を行う予定である.移動体のみで構成されるアドホックネットワークでは,移動体の移動に伴い,ネットワークの分断が頻繁に発生するため,通常の固定ネットワークに比べてデータアクセスの成功率が低くなる.本研究では,アドホックネットワークにおいて,データ複製を効果的に配置することでネットワーク分断時のアクセス成功率の低下を防ぐことを目的とする.2年計画の本研究の初年度となる今年度は,まず,データの更新が発生しない単純なアドホックネットワークを想定して,データアクセスの成功率を向上するための三つのデータ複製配置方式を考案した.考案した三方式の性能評価をシミュレーション実験によって行った.その結果から,各移動体の各データに対するアクセス頻度と,ネットワーク全体のトポロジを考慮する方式が,アクセス成功率を最も高くすることが分かった.一方,各移動体が自身のアクセス頻度のみに基づいて複製を配置する方式は,アクセス成功率は高くないが,複製配置のためのトラヒックが小さいことを確認した.実環境では,要求されるシステム性能や,システムの特徴を考慮して,考案した三方式のうちで適するものを選択する必要がある.さらに,データ更新が周期的に発生する環境を想定して,上記の考案方式を拡張した.具体的には,複製配置を行う指標として,各データが次に更新されるまでの時間を導入した.したがって,複製配置の際に,もうすぐ更新が発生し,複製が無効となるようなデータの優先度が低くするため,無駄なトラヒックの低減やアクセス成功率の向上が期待できる.シミュレーション実験による性能評価の結果から,拡張方式の有効性を確認した.また,周期的なデータ更新が,厳密な周期では発生せず,ずれが存在する環境を想定して,拡張方式の技術課題について検討した.これらの考案方式を実環境上で運用評価するために,プロトタイプシステムの設計を開始した.本研究では,近年注目されている移動体のみで構成されるアドホックネットワークにおいて,ネットワーク分断時のアクセス成功率の低下を防ぐことを目的とする.そのためのアプローチとして,データのオリジナルをもつ移動体以外に,そのデータの複製を効果的に配置する.2年計画の最終年度である本年度は,平成13年度に考案した複製配置方式を,実環境を考慮して拡張した.具体的には,データ更新が不定期に発生するアドホックネットワークを想定して,古い複製を無効化するための無効化情報の放送方式を考案した.更新方式は,オリジナルデータを持つ移動体がデータ更新を行ったときにのみ無効化情報を放送する方式(更新時放送方式)と,新たに移動体同士が接続した際に無効化情報を再放送する方式(接続時再放送)である.さらに,無効化情報を受信しなくても古い複製を破棄できるように,複製にタイムアウト時間を設けて,各移動体が自動的に複製を無効化する方式を考案した.これらの考案方式により,更新が発生して古くなった複製への無駄なアクセスの回数が削減でき,電力消費や計算オーバヘッドを低減できる.これらの考案方式は,シミュレーション実験によって性能評価を行い,アクセス成功率,トラフィック,古い複製へのアクセス回数などの観点から,有効性を確認した.さらに,考案方式の実環境での有効性を検証するため,プロトタイプシステムの実装を開始した.現在,その実装を進めている最中である.今後,実装したプロトタイプシステム上で,プロトコルオーバヘッドなども含めた詳細な運用評価を行う予定である.
サイバーセキュリティ攻撃の水平・垂直解析によるサイバー演習支援に関する研究

従来と異なる新しい特徴量を用いて、攻撃メールを抽出する研究を行い、メールによる攻撃と攻撃される人間の関係について知見を深めた。IoTの技術情報から表形式のデータベースや、機能の関係に基づくオントロジーを利用して、類似の機能や操作と攻撃シナリオの組み合わせから学習者向けのMCQ(Multiple Chose Question)タイプの教材を自動的に生成する研究を行った。これによって、大量の教材を自動的に生成することが可能になった。サイバーセキュリティの専門家向け教育に、ペネトレーションテストツールを取り入れる教育コースに関する研究に着手した。従来のパーツやモジュール単位のペネトレーションテストを拡張して、システム単位でエンドツゥエンド(E2E)でテストが可能となる。このようなE2Eペネトレーションテストツールを開発し、脆弱性検知を教材にしたサイバーセキュリティの専門家向け教育を実現する予定である。サイバー空間上にある多種多様なサイバーセキュリティに関する情報を解析し、サイバーセキュリティの動向やトレンドをデータベースに蓄積し、現在の状況から考え得る脅威を自動的に予測する研究を行っている。国別に各国の公開しているサイバーセキュリティに関する政策的な情報を解析、比較することで、ある国のサイバーセキュリティに対する取り組みの年代的な変化や、国間の取組の差異などを抽出する研究を行っている。メールによる攻撃の新しい検知手法、IoTの技術文書から教材を自動的に作成する手法、E2Eペネトレーションテストツールの専門家教育への利用に関する研究、サイバー空間上のサイバーセキュリティ情報から近々のサイバー脅威を予測する研究、サイバー空間上の技術文書から人間のサイバーセキュリティへの取組のポイントを抽出する研究は、口頭発表、あるいは査読付き国際会議で採択されその議事録で公開されている。本研究の計画は、サイバーセキュリティ攻撃と人間の関係の水平方向の解析の研究、サイバーセキュリティ攻撃と人間・社会の関係の垂直方向の解析の研究、水平方向・垂直方向の解析情報を利用した教材の生成およびその自動生成手法に関する研究、評価ならびに研究開発内容の応用に関する研究であった。それぞれの進捗を以下に示す。サイバーセキュリティ攻撃と人間の関係の水平方向の解析、つまりサイバーセキュリティ脅威のメカニズムを明らかにする研究では、攻撃メールの自動検知に関する研究、IoTの技術文書から教示を自動的に生成する研究、E2Eの実現ならびに専門家教育への利用に関する研究、サイバー空間上の情報を蓄積・解析することによる現在の脅威を予測する研究によって実現されている。サイバーセキュリティ攻撃と人間・社会の関係の垂直方向の解析、つまり、サイバーセキュリティ攻撃がもたらす影響を明らかにする研究は、IoTの技術文書から教示を自動的に生成する研究、E2Eペネトレーションテストツールの専門家教育への利用に関する研究、サイバー空間上の技術文書から人間のサイバーセキュリティへの取組のポイントを抽出する研究で実現されている。いくつかの研究は、水平方向・垂直方向いずれの解析も行っている。また水平方向・垂直方向の解析情報を利用した教材の生成およびその自動生成は、IoTの技術文書から教示を自動的に生成する研究、E2Eペネトレーションテストツールの専門家教育への利用に関する研究によって実現されている。評価ならびに研究開発内容の応用に関する研究は、今後行う予定である。今後は、現在までに研究開発した、サイバーセキュリティ攻撃と人間の関係の水平方向の解析情報、サイバーセキュリティ攻撃と人間・社会の関係の垂直方向の解析情報、解析情報を利用した教材の生成およびその自動生成に関する研究である、メールによる攻撃の新しい検知手法、IoTの技術文書から教材を自動的に作成する手法、E2Eペネトレーションテストツールの専門家教育への利用に関する研究、サイバー空間上のサイバーセキュリティ情報から近々のサイバー脅威を予測する研究、サイバー空間上の技術文書から人間のサイバーセキュリティへの取組の様子のポイントを抽出する研究実践的な教育の事例研究を行い、本研究の評価を進める予定である。また、その評価結果に基づいて、学会や国際会議で本研究の成果を公表する予定である。さらに、本研究が計画された後に認知された、仮想通貨マイニングの問題に対して本研究で取り組んだ成果を適用して、その教材の開発について取組、本研究の応用性や持続性について評価を行う予定である。これによって、今後行う予定であった評価ならびに研究開発内容の応用に関する研究を完了する見込みである。本研究の目的は、サイバーセキュリティ演習の教育コンテンツを迅速に作成するための手法と、サイバーセキュリティ攻撃防御のための管理者から利用者までより広く受講できるための教育コンテンツを作成するための手法を開発することである。特に、機械によって検知できない新しい脅威への教育は非常に重要である。平成28年度は、検知不能な脅威の解析を行った。検知不能な脅威としては、商用のSPAM検知サービスを潜り抜けて、メールボックスまで到達した、脅威ファイルに添付されている脅威を対象とした。本年ではその脅威ファイルを実環境で実行し、その挙動を記録できる環境を構築し、実際に脅威ファイルを実行させ、その振る舞いを手動で記録、解析する研究を行った。環境は、LinuxのNAT機能を利用し、配下で実行させる脅威ファイルの通信情報を記録可能とした。また、研究といえども、実際に脅威のある通信を伴うため、九州大学とは異なる商用ネットワークを確保し、研究時の安全確保にも努めた。近年の脅威ファイルは、仮想環境では動作しないため、実環境が必要である。そこで、Windowsに、脅威ファイル実行後、容易に復旧できる環境を準備し、脅威ファイルを繰り返し実行しても、その復旧が迅速に行えるようにした。平成28年度はこのような環境で、85個の未知の脅威の実行、解析を行った。九州大学では機械をすり抜ける未知の脅威による被害が後を絶たないが、実際にそのファイルを実行した影響も未知であることも脅威の一つである。しかし、本研究による、未知の脅威の挙動のデータを用いれば、その被害の予測が可能となった。

今後はこの情報を用いた教育・訓練の手法について研究を進める予定である。本年ではその脅威ファイルを実環境で実行させるために、その挙動を記録できる環境を構築し、その振る舞いを手動で記録、解析する研究を行っている。九州大学とは異なる商用ネットワークを確保し、研究時の安全確保にも努めている。脅威ファイルを繰り返し実行しても、その復旧が迅速に行えるようにしている。本研究による、未知の脅威の挙動のデータが実際の運用で活用されている。平成29年度は、平成28年度に準備したサイバーセキュリティ攻撃再現環境において、様々なサイバーセキュリティ脅威の解析を行った。その結果、本研究テーマ「A)サイバーセキュリティ攻撃の水平方向の解析手法の研究」として、1)マルウェアの感染とレジストリの変化量を相関させて、その変化量からマルウェア感染を検知する仕組みを研究した。この手法では、ゼロディ攻撃のようにアンチウィルスソフトでは検知の困難なウィルスも検知可能となった。2)イベントを明示的に与えることで感染しているマルウェアの反応を検知することで、感染後その動作が非常に緩やかであるため、検知の困難なマルウェアを検知する手法を開発した。又は、「B)サイバーセキュリティ攻撃の垂直方向の解析手法の研究」として、シリアスゲーム形式のサイバーセキュリティ用eラーニングシステムにおける受講者の取組姿勢について、その受講記録を解析することによって定量的な評価を行う研究を行った。さらに「C)解析結果から得られた情報を用いた教育コンテンツの作成手法の研究」ならびに「D)それぞれの自動化手法の研究」として、スマートビル・IoTシステム用eラーニング教材の自動生成を行う研究を行った。平成29年度はこの他、サイバーセキュリティ攻撃の水平方向・垂直方向の解析を行うために、脅威情報をサイバーセキュリティ脅威情報記述の標準的であるSTIX(Structured Threat Information eXpression)で表現し、定量的な解析などを行う研究に着手している。本研究課題のサブテーマであるA)サイバーセキュリティ攻撃の水平方向の解析手法の研究、B)サイバーセキュリティ攻撃の垂直方向の解析手法の研究、C)解析結果から得られた情報を用いた教育コンテンツの作成手法の研究D)それぞれの自動化手法の研究について、具体的な進捗があるため。従来と異なる新しい特徴量を用いて、攻撃メールを抽出する研究を行い、メールによる攻撃と攻撃される人間の関係について知見を深めた。
メタボリックシンドロームと喫煙の心血管リスクにおける可溶性VEGF受容体の役割

肥満から動脈硬化が発症する機序は、不明である。我々は、血管内皮増殖因子A(VEGF-A)の内因性阻害因子である可溶性VEGF受容体2(sVEGFR-2)がインスリン抵抗性に比例してメタボリックシンドローム患者血清で有意に上昇していることを見出した。また禁煙後の体重増加に伴ってsVEGFR-2レベルが上昇することも見出した。sVEGFR-2はリンパ管新生因子VEGF-Cの内因性拮抗因子でもある。我々はVEGF-AよりもVEGF-Cの方が脂質異常と動脈硬化により深く関連していることを見出した。メタボリックシンドローム(MetS)は、罹患者数の多さと、生活習慣改善による効果を期待出来ることから、重点的に克服すべき心血管リスクであるが、MetSから動脈硬化・心血管病が発症・進展する機序は、十分には解明されていない。我々は、健常成人272名のCross-sectional studyを施行し、可溶性血管内皮増殖因子受容体soluble VEGF receptor-2(sVEGFR-2)がMetS群において有意に上昇していることを見出した。管内皮増殖因子(VEGF)は哺乳類の発生のみならず、成体における心血管機能維持にも不可欠な因子であるが、sVEGFR-2はそのVEGFの内因性阻害因子である。興味深いことに、多変量解析の結果、VEGFの独立した規定因子が血圧とBMIであるのに対して、sVEGFR-2の規定因子はインスリン抵抗性(HOMA-IR)と炎症(高感度CRP)であった。また、最近sVEGFR-2がVEGF-Cの内因性拮抗因子としてlymphangiogensisに重要な役割を果たすことが報告された。VEGF-CはVEGFR-3にC結合することでlymphangiogensisにおける中心的役割を果たす。しかし、VEGF-C/VEGFR-3経路あるいはlymphangiogenesisとMetSの関連は不明である。我々は健常成人239名のCross-sectional studyにおいてVEGF-CとsVEGFR-3がsVEGFR-2と密接に関連しながらMetS群で有意に上昇していること、VEGFよりもむしろVEGF-Cの方が動脈硬化惹起性脂質異常(non-HDL-C,LDL-C,中性脂肪)および血圧と有意に相関することを見出した(投降中)。これらの所見はMetSから動脈硬化・心血管病を発症する過程で、VEGF-C/VEGFR-3経路が、sVEGFR-2と関連して重要な役割を果たしている可能性を示唆するものであり、極めて興味深い。メタボリックシンドローム(MetS)は、罹患者数の多さと、生活習慣改善による効果を期待出来ることから、重点的に克服すべき心血管リスクである。しかしながらMetSから動脈硬化・心血管病が発症・進展する機序は、十分には解明されていない。肥満・MetSと心血管疾患のいずれにも血管新生とその中心分子である血管内皮増殖因子(VEGF)が深くかかわっている。我々は健常成人においてVEGFの内因性阻害因子である可溶性VEGF受容体2(sVEGFR-2)がインスリン抵抗性(HOMA-IR)に比例してMetS患者の血清において有意に上昇していることを報告した。しかしながらsVEGFR-2と心血管病の関連については不明である。そこで我々は、循環器外来受診患者の内、年齢、性別、BMIをマッチさせた、3ヶ月以上NYHAクラスが不変の心機能正常者、左室肥大患者、左室肥大を伴う収縮不全患者を対象に血清sVEGFR-2レベルを測定した。その結果sVEGFR-2レベルは左室肥大を伴う収縮不全群で有意に低下していた。sVEGFR-2の独立した規定因子は年齢、中性脂肪、左室駆出分画であり、また左室肥大の唯一の独立した規定因子はsVEGFR-2であった。すなわち、sVEGFR-2は比較的健常な集団においては心血管リスクであるインスリン抵抗性と正の相関を示すが、病的心肥大を来すようになると逆に心機能と負の相関を示すようになる可能性が示唆された。adiponectinレベルも比較的健常な(心不全のない)患者においてはインスリン抵抗性と負の相関を示すが、心不全患者ではむしろ心不全重症度と正の相関を示す。sVEGFR-2とadiponectinのいずれも、病的な心肥大の有無を分水嶺として心血管リスクとの関連が2相性である可能性が示唆された。これらの所見は心血管リスクの層別化に役立つ可能性がある。肥満・メタボリックシンドローム(MetS)は罹患者数が急増しており、重点的に克服すべき心血管リスクである。しかしながら、肥満・MetSから動脈硬化・心血管病が発症・進展する機序は、十分には解明されていない。

肥満の病態には血管新生が深く関与しており、その血管新生において中心的な役割を果たすのは血管内皮増殖因子A(VEGF-A)である。しかし、血中のVEGF-Aレベルが動脈硬化に与える影響はそれほど大きくないことが既に報告されている。我々は、VEGF-Aの内因性阻害因子である可溶性VEGF受容体2(sVEGFR-2)に注目し、健常成人272名のCross-sectional studyにより、血清sVEGFR-2レベルがインスリン抵抗性に比例してMetS患者血清において有意に上昇していることを報告した。また禁煙後の体重増加に伴ってsVEGFR-2レベルが上昇することも見出した。ほぼ同時期に、sVEGFR-2がリンパ管新生の中心分子であるVEGF-Cの内因性拮抗因子としてリンパ管新生に重要な役割を果たすことが報告された。しかしながら、VEGF-Cおよびリンパ管新生と肥満・MetS、あるいは動脈硬化との関連は不明であった。そこで、我々は健常成人423名のCross-sectional studyを実施してVEGF-AよりもVEGF-Cの方が脂質異常とより密接に関連していることを報告した。また、マウス動脈硬化モデルに高脂肪食負荷をするとVEGF-AよりもむしろVEGF-Cの方が、有意に血中レベルが増加し、また増大した動脈硬化プラークにおける発現も亢進することを見出した。すなわち、VEGF-AよりもVEGF-Cの方が脂質異常と動脈硬化により深く関連している可能性が示唆された。これらの発見は肥満・MetSから動脈硬化・心血管病を発症する過程で、VEGF-C経路が重要な役割を果たしている可能性を示唆するものであり、極めて興味深い。
イメージング質量分析による前立腺癌の脂質・ステロイド代謝に関する研究

前立腺癌はアンドロゲン依存性であり、基質である脂質は前立腺癌の増殖に重要な役割をもつ。今回、イメージング質量分析による手法を用いて、前立腺組織における男性ホルモンおよびコレステロールの局在および質量分布を検討した。テストステロン、ジヒドロテストステロン、コレステロールはそれぞれに異なる質量もつが、マススペクトロメトリーによって同時に定量が可能であった。組織所見との対比も可能であり有用な手法であることを確認した。さらに、コレステロール代謝を制御するHMG-CoA還元酵素阻害剤であるスタチンによる前立腺癌細胞増殖抑制を、LDL受容体の変化ならびにAnnexin A10分子の変化から説明した。今回のイメージング質量分析は組織の調整および測定条件の最適化が重要でありこの点について実験を進めた。前立腺癌細胞ヌードマウスXenograftモデルから採取した腫瘍組織を用いて、組織の調整-イオン化処理-MALDIイメージングの各過程で最適な条件設定を行った。SCEM(ライカコーNo.8091140)包埋ブロックの薄切に関してはクリオスタット(ライカ製CM3050S)を使用し、厚さ10umで薄切した。ITOコートグラス(Bruker DaltonicsコードNo.8237001)へ貼付し、1時間風乾後にー80°Cで保存した。マトリックス溶液は2,5-Dihydroxybenzonic acid(2,5-DHB)(Bruker DaltonicsコードNo.8201346) 1g、メタノール(和光純薬コードNo.138-06473) 1L、トリフルオロ酢酸(和光純薬コードNo.206-10731)1ml×5A、蒸留水(和光純薬コードNo.046-16971) 1Lを用いて、DHB30g/l in 50%MeOH(0.2%TFA)に調整した。マトリックス溶液はImagePrep(Bruker Daltonics製)を使用してサンプルに塗布した。キャリブレーションスタンダードは脂質測定のため、Peptide cabibration standardII(Bruker DaltonicsコードNo.822570)(Coreverd mass range 700Da-3200Da)をまず使用し、FlexImagingソフトウェア(Bruker Daltonics)によって画像化を行った。レーザー照射回数はまず200回から開始し、測定領域の範囲、解像度を含め最適化をはかった。イメージング質量分析で測定後の組織をHE染色し、画像の重ね合わせによって実際の組織学的情報と統合して評価することを検討中であるが、ITOコートスライドのままHE染色に用いるのは困難であり、サンプル薄切時の連続切片を剥離防止スライドに取りHE染色を行うことを試みる。ヒトおよびマウスの前立腺癌組織のイメージング質量分析を評価する目的で実験を開始したが、組織調整がこれまでの免疫組織や分子生物学的な解析と異なる点が多くあり、組織処理において特徴のある固定方法が必要となる。この点について、これまでの方法を参考にしてすすめ、おおむね達成されている。処理された組織を用いて質量分析をイメージする方法も、組織毎に最適化が必要であるが、今回の検討から、ある程度適切な条件がしぼられてきている。この方法を応用して、平成28年度は、実際の薬物投与後の組織との比較検討につなげられる見込みがあるので、おおむね順調に進んできていると判断している。今後、さらに、パラフィン固定標本を質量分析に使用可能かの、溶媒交換実験などもすすめることで、さらに組織処理に関する最適化を進める。この点の基礎的な検討も平成27年度の実験をもとにして進めることが可能と判断した。昨年の検討に続き、前立腺癌細胞ヌードマウスXenograftモデルから採取した腫瘍組織を用いて、組織の調整-イオン化処理-MALDIイメージングの各過程での条件設定を確認した。マトリックス溶液ImagePrep(Bruker Daltonics製)は条件をかえず,レーザー照射を200回を標準として解析した。サンプルに、ヒト前立腺癌症例で、CYP-17およびリアーゼ阻害剤治療後の前立腺癌局所増悪から経尿道的に切除術を施行した際に、臨床研究として同意を得て組織を保存したものを加えた。さらに、去勢抵抗性前立腺癌症例のサンプルも収集が進み、最終年度の解析に供することが可能となった。今回、前立腺における脂質代謝を検討する中で、in vitroおよびin vivoの検討も並行して進めてきた。HMGーCoA還元酵素阻害剤であるスタチンによって前立腺癌増殖は抑制され、背景にannexin A10の発現亢進を認めた。この分子は、S100カルシウム結合タンパクA4 (S100A4)の発現を抑制するが、S100A4が腫瘍の浸潤度や悪性度と関連し、予後不良因子として他癌種で報告されており、今回のスタチンによる一連の分子制御は前立腺癌における抗腫瘍効果の一因をなすことが示唆された。In vivoでは、前立腺肥大症組織における各種アンチアンドロゲン剤および5α還元酵素阻害剤による組織内ホルモン濃度について、脂質代謝の点から検討した。アンチアンドロゲンによる組織内テストステロンおよび自費ドロテストステロンの低下と5α還元酵素阻害剤によるジヒドロテストステロンの低下とテストステロンの増加が判明し、今後の良性組織における脂質代謝マッピングの基礎となるデータを解析した。前立腺癌および前立腺肥大症における脂質代謝をイメージング質量分析の手法を用いて検討しているが、動物実験モデルによる条件設定の確認およびヒト前立腺癌組織を用いての検討にシフトした。サンプルについても、去勢抵抗性前立腺癌治療薬を使用した症例の組織を臨床研究のもとで同意を得て保存したサンプルも収集している。

また、脂質代謝の意義を、イメージング質量分析と合わせて、細胞レベルならびに組織レベルで検討するために、in vitroの研究で、スタチン反応性分子として、annexin A10およびS100A4といった、これまで前立腺癌では関与が明らかにされてきていない分子も同定できた。さらに、in vivoにおいて、前立腺肥大症組織内の組織内ホルモン濃度を検討し、各種治療によるホルモン動態の差も明らかにしたので、イメージング質量分析によって、組織内濃度勾配などのマッピングのベースとなる解析も行なうことができた。前立腺癌細胞ヌードマウスXenograftモデルから採取した腫瘍組織を用いて、組織の調整-イオン化処理-MALDIイメージングの各過程での条件設定を再度確認した。マトリックス溶液ImagePrep(Bruker Daltonics製)は同様として,レーザー照射を200回を標準として解析した。ジヒドロテストステロン、テストステロン、コレステロールの解析を行ない、画像評価が可能であった。ホルモン非依存性前立腺癌細胞PCー3のゼノグラフトにおける代謝が映像化された。前立腺における脂質代謝の検討では、当該細胞であるPC-3の脂質代謝を応用した新しい治療メカニズムの検討を行ない、HMGーCoA還元酵素阻害剤であるスタチンとメクロフェナミンの併用による増殖や遊走能への効果を検討した。併用により増殖および遊走能が抑制されたが、その背景にはAKR1C3の抑制を介したメカニズムが示唆される結果であった。前年度に検討したスタチンによるannexin A10の発現亢進ならびに、S100カルシウム結合タンパクA4 (S100A4)の発現の抑制効果とあわせてコレステロール代謝の制御による前立腺癌増殖制御機構について知見をえることができた。さらに、スタチンによる脂質代謝制御とステロイドホルモンの抑制剤でる新規抗男性ホルモン剤の併用による効果も検討し、スタチンと新規抗男性ホルモン剤の併用は相乗的に前立腺癌増殖を抑制することを確認した。その背景にアンドロゲン受容体を介した主要なメカニズム以外に、間接的な因子の存在が示唆された。前立腺癌はアンドロゲン依存性であり、基質である脂質は前立腺癌の増殖に重要な役割をもつ。今回、イメージング質量分析による手法を用いて、前立腺組織における男性ホルモンおよびコレステロールの局在および質量分布を検討した。テストステロン、ジヒドロテストステロン、コレステロールはそれぞれに異なる質量もつが、マススペクトロメトリーによって同時に定量が可能であった。組織所見との対比も可能であり有用な手法であることを確認した。さらに、コレステロール代謝を制御するHMG-CoA還元酵素阻害剤であるスタチンによる前立腺癌細胞増殖抑制を、LDL受容体の変化ならびにAnnexin A10分子の変化から説明した。平成27年度の実験条件の最適化をもとにし、平成28年度は、ホルモン療法を施行した細胞やヒト組織を用いて質量分析をイメージ化していく。
障害特性に合わせデジタル教科書・教材を最適にバリアフリー化するシステムの研究

本課題研究を構成するA, B各研究グループの平成30年度の達成点は以下の通りである。A.デジタル教科書製作・編集・閲覧ソフトウェア開発グループの山口は,非英語圏では視覚障害者の理数系アクセシビリティが必ずしも十分とは言えない実情を踏まえ,これまで開発してきたマルチメディアDAISY/EPUB3形式バリアフリー・デジタル教科書製作・編集・閲覧ソフトウェアの多言語化を進めた。これまでの日本語・英語・ベトナム語版に加えてさらにヒンズー語など多様なローカル言語に対応するため,ユーザーがプログラム開発者の手を借りずに,ソフトウェアを自らの言語用にカスタマイズできる機能などを実装した。実際に,チェコ語・イタリア語・ギリシャ語・トルコ語版の試作が完了している。また,日本語版について,漢字のルビ自動生成機能の改良など,発達性読字障害のある児童・生徒のさまざまなニーズに応えられるよう,ソフトウェアの機能強化を行った。B.デジタル教科書用文書解析・変換システム開発グループの鈴木は,デジタル教材で広く用いられるPDFのアクセシビリティ向上に向けて,これまで開発してきた科学文書用OCRソフトウェアのアルゴリズムを見直し,PDFにフォント情報が埋め込まれている場合はOCRに依存せずに内部のフォント情報のみを用いてテキストと数式を認識する手法を開発した。また,"PDF with TeX"という新たな理数系用アクセシブルPDF形式を開発した。藤芳は,PDFドキュメントの自動レイアウト解析技術の研究成果を活用し,PDFドキュメントからDAISY2.02及びEPUB3形式のアクセシブルドキュメントを半自動的に作成するソフトウェアの試作を行った。開発したソフトウェアとともに,インストール方法と簡単な使用を記したマニュアル,練習用の素材を,Webで公開した。平成30年度は,本課題研究を構成する各研究グループにおいて,開発中のソフトウェアの改良や関連する調査・研究を概要に示した通り概ね順調に実施した。初等・中等教育における教科書・テスト・配布プリントなど多様なデジタル教材をバリアフリー化するオールインワン・システムの研究開発に向けた準備が整ったと言える。査読のある論文投稿,日本特殊教育学会など国内学会における口頭発表,オーストリア・リンツで開催された16th International Conference on Computers Helping People with Special Needs,米国アナハイムで開催された33rd CSUN Assistive Technology Conferenceなど国際会議での成果報告も,研究成果が順調に上がっていることを示している。広報活動としては,10月25日27日にインド・ニューデリー郊外のソニーパトでインド工科大学が開催したEMPOWER2018に出席し,我々の障害者支援技術について基調講演を行うとともに,ワークショップを開催して現地の研究者や学生と意見交換を行った。ここで得られた知見により,今後他の発展途上国においてもマルチメディア形式のアクセシブルなデジタル教科書を普及していく基盤が得られたと考えている。平成31年2月22日,23日には東京駿河台の日本大学理工学部を会場として,日本学術振興会・平成30年度科学研究費補助金による「情報アクセシビリティをめぐる諸問題に関する研究集会」を開催した。本課題研究に関連する話題について数多くの発表があり,本課題研究グループからも計3件の成果報告を行った。科学情報のアクセシビリティ分野に加え,情報アクセシビリティ関連の広範な話題について,最新動向把握と有意義な意見交換・研究交流を行うことができた。初等・中等教育における教科書・テスト・配布プリントなど多様なデジタル教材をバリアフリー化するオールインワン・システムの開発に向けて,本課題研究を構成するA, B各研究グループでは,次の計画に沿って来年度研究を遂行していく。A(1)代表者の山口は研究協力者の川根・駒田とともに,これまでの科研費課題研究で開発したマルチメディアDAISY/EPUB3形式バリアフリー・デジタル教科書製作・編集・閲覧ソフトウェアについて,アクセシブルなユーザー書き込み機能やきめの細かいカスタマイズ機能の実装・一層の多言語対応等の実現に向けて,機能強化すべき点・新たに必要となる要素技術の開発に引き続き取り組む。(2)さらに,音声が埋め込まれたHTML5である"ChattyBook"や,新たなアクセシブル理数系PDF形式である"PDF with TeX"など,昨年度までに新たに我々が開発したものを含むさまざまなアクセシブル電子書籍形式について,それらの長所・短所・改良方法や,どの形式がどのタイプの障害のある児童生徒に向いているか,それぞれに準拠した適切な指導方法はどのようなものかなど,特徴・優位性・改良すべき点について調査検討を継続する。B(1)分担者の鈴木は研究協力者の金堀とともに,文字情報が埋め込まれたe-born PDFの教材を,殆ど手作業なしにさまざまなバリアフリー電子書籍に変換する技術について研究を継続する。藤芳は文法処理技術を用いたPDF文章の自動レイアウト解析に引き続き取り組み,PDF文章をアクセシブルEPUB3形式に自動変換するプログラムの開発に着手する。(2)研究協力者の相澤は,形態素解析などの処理技術を応用したハイライト区切りの自動カスタマイズや,発達障害のある児童生徒の文章理解を支援する要約自動作成技術などの研究を継続する。

また,日本語版について,漢字のルビ自動生成機能の改良など,発達性読字障害のある児童・生徒のさまざまなニーズに応えられるよう,ソフトウェアの機能強化を行った。B.デジタル教科書用文書解析・変換システム開発グループの鈴木は,デジタル教材で広く用いられるPDFのアクセシビリティ向上に向けて,これまで開発してきた科学文書用OCRソフトウェアのアルゴリズムを見直し,PDFにフォント情報が埋め込まれている場合はOCRに依存せずに内部のフォント情報のみを用いてテキストと数式を認識する手法を開発した。また,"PDF with TeX"という新たな理数系用アクセシブルPDF形式を開発した。藤芳は,PDFドキュメントの自動レイアウト解析技術の研究成果を活用し,PDFドキュメントからDAISY2.02及びEPUB3形式のアクセシブルドキュメントを半自動的に作成するソフトウェアの試作を行った。開発したソフトウェアとともに,インストール方法と簡単な使用を記したマニュアル,練習用の素材を,Webで公開した。平成30年度は,本課題研究を構成する各研究グループにおいて,開発中のソフトウェアの改良や関連する調査・研究を概要に示した通り概ね順調に実施した。初等・中等教育における教科書・テスト・配布プリントなど多様なデジタル教材をバリアフリー化するオールインワン・システムの研究開発に向けた準備が整ったと言える。査読のある論文投稿,日本特殊教育学会など国内学会における口頭発表,オーストリア・リンツで開催された16th International Conference on Computers Helping People with Special Needs,米国アナハイムで開催された33rd CSUN Assistive Technology Conferenceなど国際会議での成果報告も,研究成果が順調に上がっていることを示している。広報活動としては,10月25日27日にインド・ニューデリー郊外のソニーパトでインド工科大学が開催したEMPOWER2018に出席し,我々の障害者支援技術について基調講演を行うとともに,ワークショップを開催して現地の研究者や学生と意見交換を行った。ここで得られた知見により,今後他の発展途上国においてもマルチメディア形式のアクセシブルなデジタル教科書を普及していく基盤が得られたと考えている。平成31年2月22日,23日には東京駿河台の日本大学理工学部を会場として,日本学術振興会・平成30年度科学研究費補助金による「情報アクセシビリティをめぐる諸問題に関する研究集会」を開催した。