hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
キクの花型形成機構の解明

キクタニギクにおけるゲノム編集による遺伝子破壊法の確立では,キクタニギクで最も形質転換効率の高いNIFS-3系統を用い,アグロバクテリウムの系統LBA4404に,CYC2およびCクラス遺伝子などの花器官形成関連遺伝子をターゲットとし,ダブルあるいはクワドラップルノックアウト用で設計したpDeCas9_Kanベクターを組み込んだCRISPR/Cas9システムによる実験を進めている.これまでにCas9遺伝子が導入された形質転換体が多数得られてきているが,キクタニギクのCクラス遺伝子であるCsAG2およびCsM37の2つをターゲットとしたコンストラクトにおいて,CsAG2の一部で1塩基欠失が確認できたものの,ターゲット遺伝子の効率的な切断および表現型変異をともなった個体獲得には至っていない.キクタニギクにおける網羅的な遺伝子発現解析ではCsCYC2a,CsCYC2b,CsCYC2c1,CsCYC2c2,CsCYC2d,CsCYC2e,CsCYC2fの7種類のCYC2遺伝子および2種類のCクラス遺伝子を単離したほか,頭状花序発達にともなって発現が変動する遺伝子を多数特定することができている.また,CsCYC2c,CsCYC2d,CsCYC2eの3種類のCYC2遺伝子およびCsAG2,CsM37の2種類のCクラス遺伝子について時空間的な発現解析を行った結果,これらの遺伝子の小花および小花内の器官形成への関与は認められたものの,同じキク科植物であるノボロギクやヒマワリで報告されているようなCYC2遺伝子の直接的な舌状花形成への関与を示唆する結果は得られなかった.また,本年度,BiFC法によるタンパク質間相互作用解析に着手し,キクタニギクのBクラス遺伝子間での相互作用について確認した.本研究では,キクの頭状花形成機構を明らかにするため,キクタニギクにおいてゲノム編集による遺伝子破壊法を確立し,花器官形成関連遺伝子の高精度な機能解析に取り組む.さらに,キクタニギクおよび多様な形態を示す栽培ギク小花における網羅的な遺伝子発現解析から候補遺伝子を抽出し,頭状花序発達段階における詳細な時空間的発現解析を行うと同時に,タンパク質間相互作用解析から花器官期間形成を制御する新規転写複合体を明らかにすることとしている.これまでにゲノム編集による遺伝子破壊法の確立に向けて,花器官形成関連遺伝子をターゲットとしたCRISPR/Cas9による実験を進めてきているが,一部で1遺伝子欠失の変異が確認できたものの,他の植物における報告例と比べて,その破壊効率はきわめて低く,不十分な結果にとどまっている.キクタニギク細胞内におけるCas9タンパク質の転写・翻訳やgRNAの転写の不足が原因と思われる.キクタニギクから単離された7種類のCYC2遺伝子の3種類について,舌状花と筒状花の発達段階における発現レベルの違いが認められたものの,筒状花においても小花の発達初期段階および雄ずい・雌ずいにおける発現が認められたことから,他のキク科植物で報告されているようなCYC2遺伝子のみでの舌状花化はキクタニギクでは当てはまらない可能性が高く,新たに単離された候補因子も含めBiFC法により,CYC2遺伝子およびABCEクラス遺伝子との相互作用を明らかにしていく必要がある.キクタニギクにおけるゲノム編集による遺伝子破壊法の確立では,Cas9タンパク質の転写・翻訳効率を改善するために,アグロバクテリウム系統をEHA105に変更,翻訳エンハンサーとHSPターミネーターをpDeCas9_Kanベクターに導入するとともに,gRNA転写効率を改善するために,これまでのAtU6プロモーターをAtU3プロモーターやキク内在性のCsU6プロモーターに変更する.また,カルス誘導培地における最適植物ホルモン濃度を検討し,培養期間を延長するなどして,改めて3種類のCYC2遺伝子および2種類のCクラス遺伝子等の花器官形成関連遺伝子の機能欠損変異体の作出および特性調査を行う.頭状花序形成に関与する候補遺伝子の探索については,これまでに3種類のCYC2遺伝子の小花形成および小花内の器官形成への関与は認められたものの,当初期待されたCYC2遺伝子のみによる舌状花化については確認できなかったことから,新たに単離された候補因子も含めBiFC法によりCYC2遺伝子およびABCEクラス遺伝子との相互作用を明らかにするとともに,新規複合体による頭状花形成モデルを目指す.また,多様な舌状花の形態を示す栽培ギクについて,小花形成後期以降の小花の形態変化を調べることで多様な花型の成因について解析するとともに,古典ギク品種などの小花形成後における網羅的な遺伝子発現解析を行い,キクにおけるさらなる八重化の候補因子を探索する.なお得られた成果については園芸学会での発表を行う.二倍体キク属野生種キクタニギクにおいて,CRISPR/Cas9システムを用いたゲノム編集の取り組みを開始した.CYC2およびCクラス遺伝子等の花器官形成関連遺伝子の機能欠損変異体の作出のコンストラクトを構築し、既に複数の形質転換体が獲得できている。同じくキクタニギクから7種類のCYCLOIDEA2(CYC2)遺伝子が単離できた.部位別および頭状花序発達段階別の発現量を定量した結果、3種類のCYC2が小花の発達と舌状花アイデンティティ決定に重要である可能性が示唆された。

これら3種類のCYC2遺伝子についてin situハイブリダイゼーション法により時空間的な発現解析を行った結果、これらの遺伝子は、小花の形成および舌状花と筒状花を問わず小花内の花弁、雄しべ、雌しべの形成に関与しており、頭状花序発達の初期から中期にかけてCYC2遺伝子の発現制御により舌状花と筒状花の形態的な違いが生じると示唆された。他のキク科植物の研究ではCYC2遺伝子が舌状花形成を制御するモデルが構築されているが、キクタニギクで得られた結果はこれと異なった.一方、15 mmの花蕾の舌状花および筒状花から抽出したRNAについてRNA-seq解析を行い、頭状花序発達に伴って発現が変動する遺伝子を網羅的に探索した。発現パターンに基づき、舌状花特異的に発現する遺伝子群、筒状花特異的に発現する遺伝子群、3 mmの花蕾で一過的に高発現する遺伝子群、頭状花序発達に伴って発現が増加する遺伝子群、頭状花序発達に伴い発現が減少する遺伝子群にそれぞれ分類した.本研究では、キクの頭状花形成機構を明らかにするため、キクタニギクにおいてゲノム編集による遺伝子破壊法を確立し、花器官形成関連遺伝子の高精度な機能解析に取り組む。さらに、キクタニギクおよび多様な形態を示す栽培ギク小花における網羅的遺伝子発現解析から候補遺伝子を抽出し、頭状花発達過程における詳細な時空間的発現解析を行うと同時に、タンパク質間相互作用解析から花器官形成を制御する新規転写複合体を明らかにすることとしている。本年度は、キクタニギクでCRISPR/Cas9システムを用いたゲノム編集の取り組みを開始し、既にCYC2およびCクラス遺伝子の機能欠損変異体作出を目的とした複数の形質転換体の獲得に成功している。また、他のキク科植物の研究で舌状花形成を制御するモデルが構築されているCYC2遺伝子についてキクタニギクにおける単離を行い、全部で7種類のCYC2遺伝子があることを明らかにできた。これらの遺伝子について、部位別および頭状花序発達段階別の定量的な発現解析やin situハイブリダイゼーション法による時空間的な発現解析を行った結果、3種類のCYC2が小花の発達と舌状花アイデンティティ決定に重要である可能性があったものの、他のキク科植物の研究で構築された舌状花形成のモデルは当てはまらない可能性が示された.キクタニギクにおけるゲノム編集による遺伝子破壊法の確立では,キクタニギクで最も形質転換効率の高いNIFS-3系統を用い,アグロバクテリウムの系統LBA4404に,CYC2およびCクラス遺伝子などの花器官形成関連遺伝子をターゲットとし,ダブルあるいはクワドラップルノックアウト用で設計したpDeCas9_Kanベクターを組み込んだCRISPR/Cas9システムによる実験を進めている.これまでにCas9遺伝子が導入された形質転換体が多数得られてきているが,キクタニギクのCクラス遺伝子であるCsAG2およびCsM37の2つをターゲットとしたコンストラクトにおいて,CsAG2の一部で1塩基欠失が確認できたものの,ターゲット遺伝子の効率的な切断および表現型変異をともなった個体獲得には至っていない.キクタニギクにおける網羅的な遺伝子発現解析ではCsCYC2a,CsCYC2b,CsCYC2c1,CsCYC2c2,CsCYC2d,CsCYC2e,CsCYC2fの7種類のCYC2遺伝子および2種類のCクラス遺伝子を単離したほか,頭状花序発達にともなって発現が変動する遺伝子を多数特定することができている.
地震性破壊に起因する岩石-流体反応の解析-断層帯の物質枠組みの成立過程-

本研究課題では、ラジカル反応の定量的測定を実施可能にする実験枠組みの確立と常温ラジカル反応の素過程の解析を主要なテーマとして実施した。本研究課題における研究技術の進展は以下の通りである。(1)破壊実験に振揺型に加え回転型を導入した。この結果、破壊による表面積生成効率は10倍以上改善された。(2)高密封精度のグローブボックスを導入した結果、気体雰囲気制御が可能となり、大気中のCO_2、その他のガスの影響を排除不可能であった実験が可能となった。(3)振揺型の容器をアルミナセラミクスの切削加工によって作成した。この結果、高温破壊実験への展望が開けた。以上のような実験系の高精度化および拡張の結果、次のことが明らかになった。(1)常温下における完全アルゴン雰囲気下では、純水-石英の系での水素ガスの発生量は生成された表面積と比例している。また、主要な造岩鉱物として、カリ長石、黒雲母、白雲母でも同様の関係が見られた。(2)同条件下の長石類の破壊実験では、水素ガスについてのみ石英と同様であるが、イオンは長石中のアルカリ金属元素により、pH>7.0となっている。(3)イオン強度を制御してpHを安定させた実験では、pHが低い溶液ほど水素ガスの発生量が低下している。(4)天然の断層系での既存のデータの解析の結果、水素ガスの濃集はdamaged zoneで見られた。Slip面近傍では、back groundと同じレベルであった。これまでの実験結果で、憂慮されていた不確定パラメータが確定されたことから、実際に天然の断層帯に分布する花崗岩類および泥質岩類を使用して、昇温を伴う破壊実験に取り組める基盤を確立したと考えられる。また、天然における観測も視野に入れた研究の基盤も整えられつつある。今年度の本研究課題では、ラジカル反応の定量的測定を実施可能にする実験枠組みの確立とその枠組みを用いての常温ラジカル反応素過程の解析を主要なテーマとして実施した。単鉱物(石英)と純水の系での破壊振謡実験を、大気とアルゴン雰囲気の2通りの系で行い、破壊粒子の表面積をBET法で、反応により生成された水素イオンをpHでそれぞれ定量した。実験条件として希薄溶液を使用したことから、水素イオン濃度は活量係数1として、pH値から直接計算した。振謡については、新たに振謡装置を設計、製作し振謡回数と破壊粒径の関係を一定に保つようにした。それぞれの測定方法で安定した定量解析結果が得られることが確認された。大気雰囲気とアルゴン雰囲気下の破壊実験ともに、'粒子の破壊表面積の壮大に伴う水素イオン濃度の顕著な低下が確認された。粒子と破壊表面の間のラジカル反応は、表面積の1.5から1.8乗に比例していることが明らかになった。生成された水素イオンすべてラジカル反応によって生成されるとみなした場合、石英の破壊表面積中の約1%が反応に関与していることになる。破壊表面積と水素イオン生成量がn>1のベキ乗になることを考えあわせると、我々の実験条件よりも流体岩石比が著しく小さい石英に富む地下深部では、強い酸が生成される可能性が高い。大気雰囲気とアルゴン雰囲気では、後者の初期水素イオン濃度が若干高いものの、最終的な水素イオン濃度に相違は見られなかった。大気中の二酸化炭素の溶解がpHの初期値に相違を与える原因であると考えられ、このことがあきらかになることで実験誤差の正確な見積もりが可能となった。

今年度の本研究課題では、昨年度に引き続きラジカル反応の定量的測定を実施可能にする実験枠組みの確立と常温ラジカル反応の素過程の解析を主要なテーマとして実施した。昨年度から本年度への研究および技術の進展は以下のとおりである。(1)破壊実験に振揺型に加え回転型を導入した。この結果破壊による表面積生成効率は10倍以上改善された。(2)高密封精度のグローブボックスを導入した結果、気体雰囲気制御が可能となり昨年度まで大気中のCO_2、その他のガスの影響を排除不可能であった実験が可能となった。(3)振揺型の容器をアルミナセラミクスの切削加工によって作成した。この結果高温破壊実験への展望が開けた。以上のような実験系の高精度化および拡張の結果、次のことが明らかになりつつある。(1)常温下における完全アルゴン雰囲気下では、純水-石英の系での水素ガス/イオンの発生量は生成された表面積と比例している。(2)同条件下の長石の破壊実験では、水素ガスについてのみ石英と同様であるが、イオンは長石中のアルカリ金属元素により、pH>7.0となっている。(3)イオン強度を制御してpHを安定させた実験では、pHが低い溶液ほど水素ガスの発生量が低下している。昨年までの実験結果で、憂慮されていた不確定パラメータが確定されたことから、実際に天然の断層帯に分布する花崗岩類および泥質岩類を使用して、昇温を伴う破壊実験に取り組める基盤を確立したと考えられる。今年度の研究技術の進展は以下のとおりである。この結果、破壊による表面積生成効率は10倍以上改善された。この結果、高温破壊実験への展望が開けた。以上のような実験系の高精度化および拡張の結果、次のことが明らかになった。(1)常温下における完全アルゴン雰囲気下では、純水-石英の系での水素ガスの発生量は生成された表面積と比例している。また、主要な造岩鉱物として、カリ長石、黒雲母、白雲母でも同様の関係が見られた。(2)同条件下の長石類の破壊実験では、水素ガスについてのみ石英と同様であるが、イオンは長石中のアルカリ金属元素により、pH>7,0となっている。(4)天然の断層系での既存データの解析の結果、水素ガスの濃集はdamaged zoneで見られた。Slip面近傍では、back groundと同じレベルであった。これまでの実験結果で、憂慮されていた不確定パラメータが確定されたことから、実際に天然の断層帯に分布する花崗岩類および泥質岩類を使用して、昇温を伴う破壊実験に取り組める基盤を確立したと考えられる。また、天然における観測も視野に入れた研究の基盤も整えられつつある。
ブラジル沖縄系移民社会における言語接触

昨年度に引き続き、ブラジル沖縄系移民社会における日本語の問題を、言語接触(Contact linguistics)の立場から、包括的に考察を試みるべく、以下の調査研究を実施した。(1)言語接触現象に関する日本語学的分析研究(工藤:研究代表者)言語接触研究の中心機関のひとつであるドイツ連邦共和国チュービンゲン大学において、言語接触研究の最新成果ならびに研究上必須の文献資料について調査収集を行い、分析を行った。また、ブラジル日系社会の言語研究に関して大いに示唆的であるドイツ系移民社会研究の状況を調査すべく、ドイツ連邦共和国内大学の言語学関係講座所蔵の文献資料に関するレファランス作業を実施し、言語接触現象に関する日本語学的分析を行った。(2)言語接触研究文献調査(山東:研究分担者)日本国内における言語接触研究に関する文献を、主としてウチナーヤマトゥグチといった沖縄社会との関係において立体的把握すべく諸関連領域に拡充させながら、沖縄をはじめ日本国内の主要大学、研究所等の協力を得つつ調査収集を行った。(3)ブラジル沖縄日系移民の言語接触調査(Mori:海外共同研究者)ブラジル連邦共和国サンパウロ市ビラ・カロン地区の沖縄系コミュニティを対象に、沖縄県小禄村との関係などコミュニティの形成過程を踏まえた上で、コミュニティの生活世界とそこでの言語的日常実践を描くエスノグラフィー的研究を、特に子供移民という属性に注目しつつ実地踏査を中心に行った。ブラジル沖縄系移民社会における日本語の問題を、言語接触(Contact linguistics)の立場から、包括的に考察を試みるべく、以下の調査研究を実施した。(1)沖縄における言語接触現象に関する文献調査ブラジル沖縄系移民社会の言語接触研究において極めて重要な意味をもつ、沖縄接触言語であるウチナーヤマトゥグチの言語資料を調査すべく談話資料のみならず地域上限定的に刊行されている出版物等の書記言語の調査収集を行った。(2)言語接触研究文献調査言語接触研究の中心機関のひとつであるドイツ連邦共和国チュービンゲン大学において、言語接触研究の最新成果ならびに研究上必須の文献資料について調査収集として、ブラジル日系社会の言語研究に関して大いに示唆的であるドイツ系移民社会研究の状況を調査すべく、ドイツ連邦共和国内大学の言語学関係講座所蔵の文献資料に関するレファランス作業を実施した。(3)言語接触研究文献調査日本国内における言語接触研究に関する文献を、主として沖縄社会との関係において立体的把握すべく諸関連領域に拡充させながら、沖縄をはじめ日本国内の主要大学、研究所等の協力を得つつ調査収集を行った。図書館等の協力を得つつ調査収集を行った。(4)ブラジルにおける言語接触文献調査主にポルトガル語によるものであったため日本国内での紹介が十分になされてこなかった。ブラジルにおける言語接触研究文献について、サンパウロ大学をはじめとするブラジル連邦共和国内の主要大学、研究所図書館等の協力を得つつ調査収集を行った。(5)ブラジル日系社会の日本語に関する言語思想史的研究上記(1)(4)をもとに、ブラジル日系移民社会日本語とアイデンティティーとの関係について検証すべく、アンドウ・ゼンパチ、半田知雄、佐藤常蔵といった移民社会知識人の言語分析を行った。
チアカリックスアレーンを基盤とした高機能性ランタニド錯体の創製と分析化学的応用

発光性Ln-TCA錯体のバイオコンジュゲーションのモデルケースとして,牛血清アルブミン(BSA)-Tb^<III>-TCA系の非共有結合的バイオコンジュゲーションを試みた.その結果,Tb_3・TCA_2錯体はBSAと混合するだけで,静電的相互作用によって非共有結合的に結合可能なことを見出し,従来までの煩雑な有機合成操作により共有結合的に生体分子へ錯体を結合させずとも本錯体は生体分子と混合するだけでバイオコンジュゲーションが可能であることが示された.さらにBSA-Tb^<III>-TCA複合体の結合定数(K_a)を算出することに成功した(log K_a=5.5).Ln^<III>-TCA二元錯体について調査した結果,Ln_1・TCA_1錯体から徐々にサンドイッチ型の錯体に変化し,exo型配位子であるTCAを用いているのにもかかわらずinertな錯体を形成することに成功した.発光性Ln-TCA錯体のバイオコンジュゲーションのモデルケースとして,牛血清アルブミン(BSA)-Tb^<III>-TCA系の非共有結合的バイオコンジュゲーションを試みた.その結果,Tb_3・TCA_2錯体はBSAと混合するだけで,静電的相互作用によって非共有結合的に結合可能なことを見出し,従来までの煩雑な有機合成操作により共有結合的に生体分子へ錯体を結合させずとも本錯体は生体分子と混合するだけでバイオコンジュゲーションが可能であることが示された.さらにBSA-Tb^<III>-TCA複合体の結合定数(K_a)を算出することに成功した(log K_a=5.5).
エンパワメントを高める障害者ケアマネジメントのあり方に関する研究

障害者のケアマネジメントは地域生活援助のための手法のひとつとして注目されている。しかしながら、高齢分野に比べその位置づけも不明瞭でケアマネジメント従事者の養成も追いついていない。そこで、海外での実践から障害者ケアマネジメントのあり方を検討した。まず脱施設化の進むスウェーデンではケアマネジメントという概念が定着していなかったが障害者支援システムの中で手厚いサービスを構築し、利用者の権利擁護を軸にしながら施設解体を行なっていた。また米国では障害者が主体の将来計画法と呼ばれるケアマネジメントプログラムに利用者の信頼が集まっていた。徹底した利用者中心により障害者の意思表明が促進され、援助者の質も高まることがわかった。イギリスでは、精神障害者のケアマネジメントにおいて、医療看護的ケアよりも社会生活力をつけるための援助が利用者から求められており、しかも利用者の自信につながっていた。このようにケマネジメントは障害者の自己決定・自己選択を促すために有効であり、そのためにも地域生活でのさまざまな支援メニューが求められている。それはノーマライゼーションの実現に向け、入所・入院中心ではなく脱施設化を実現することにつながる。以上から、わが国でのケアマネジメントの更なる展開のためには障害者福祉の施策転換が求められていると考察した。障害者のケアマネジメントの位置付けを明らかにするために、アメリカおよびスウェーデンにおける障害者の、(1)居住の場・日中の場の実態、(2)関連法および財政整備状況、(3)主なケアマネジメントサーピスの内容整理を行なった。まず、アメリカでは、現在、脱施設化がすすんでおり、知的障害者入所施設については10州で施設閉鎖が完了しており、複数の州が続こうとしていた。日中は、重度障害者も含めて、地域で居場所を確保する割合が高まり、利用者の選択・決定を重視する視点からも、障害者へのケアマネジメントは重要な役割を果たしていた。現在は、身体・精神障害者も含め、障害者本人中心のケアマネジメント(Person-centered Planning)が主流になりつつあり、その過程での、「利用者の主体的な関わり」をどう保障するか、が議論の中心であった。加えて、利用者の人権を保障するシステムを充実させることもケアマネジメントにおいては不可欠であった。スウェーデンでは、障害者の入所施設が解体し、社会的入院についても大幅な削減を実施している中で、ケアマネジメントの概念はこれまでほとんど議論されてこなかった。しかし、アメリカ・カナダでのケアマネジメントの実践を受けて、スウェーデンを含む北欧では、ここ2、3年に急速に理論・技術両面の導入が始まり・地域支援従事者のみならず、精神病院等のスタッフも含め、国が研修を立ち上げ、試行的事業を開始したところであった。地域移行の促進には、やはり障害者の人権擁護および援助者の援助技術向上が重要な課題となっていることから、国が主導で、今後、ケアマネジメントの普及を行なうところであった。障害者の生活環境や取り巻く状況が異なる中で、障害者支援におけるケアマネジメントの重要性は高まっていた。そして、そのキイポイントは権利擁護と障害者自身が主役となって参加するケアマネジメントが求められていることが確認できた。わが国でも支援費導入元年においてまさに同様の課題をもっているので参考となる。障害者のケアマネジメントの実態を明らかにするために、昨年度まとめた各国の障害者福祉の現状を踏まえたふえで、イギリス、韓国、スウェーデンおよび国内において、(1)障害者本人、(2)援助者を対象に、ききとり調査を行なった。ケアマネジメント理論がすでに普及しているイギリスに比べ、ようやくカナダ・アメリカからケアマネジメントの援助論・方法論が伝えられ北欧全体で研修がスタートした段階であるスウェーデン、そしてノーマライゼーションが叫ばれるようになったものの、未だに収容施設が中心の障害者福祉施策をとっている韓国とでは、ききとり結果から差が見られたものの、「援助者のありかた」「援助の重要な視点」等では、国家間の差はほとんど見られず、障害者本人からは、本人中心の援助のあり方を求める声が大きかった。特に、ケアマネジメントという言葉が近年、少しづつ聞かれるようになったものの、ケアマネジメント手法の導入は一般的とはいえない韓国でさえも、障害者本人からは地域生活促進のためには、障害者のエンパワメンとを高める援助者のあり方と障害者の権利擁護を保障する包括的なシステムの構築が重要であるとの意見を得た。

わが国でもケアマネジメントの質が問われる中で、生活支援メニューの充実と同時に、「障害者・援助者関係」の見直しが重要と障害者本人は考えており、それは支援費導入によって「利用者」となったとされる現在、特に「エンパワメント」という視点に貫かれた利用者主体の援助のあり方が提示されたといえる。障害者のケアマネジメントの広がりとともに、ケアマネジメントの理念である「利用者主体」を貫いた、エンパワメントを促進するような実態が伴っているのかを、スウェーデン、英国、日本において、(1)障害者本人(利用者)、(2)援助者を対象に、ききとり調査を実施した。昨年までの調査で、地域で生活をする障害者への援助過程でケアマネジメントの手法が、「利用者主体」「権利擁護」という重要な視点で包括的な援助システムを構築することでより生かされることが明らかになったが、本年度、特にわが国においての調査では、入所施設から地域生活への移行にあたって、長く集団生活・集団援助を強いられてきた知的障害者および長期入院から社会復帰する精神障害者への援助において、ケアマネジメントの役割が、まさに生活への意欲や新しい環境での個別支援のための重要な支援として期待されていることがわかった。と同時に、ケアマネジメント従事者の研修においては、継続的な、理念的な確認の重要性と、ステップアップするための場が援助者に強く求められていることも明らかになった。ノーマライゼーションの実現のために、わが国でも支援費制度導入など「利用者主体」が叫ばれて久しいが、障害者本人からは未だに「援助者主導」「不十分な時間と援助技術」のケアマネジメントの実態が挙げられたことを真摯に受け止め、障害者・援助者双方へのエンパワメントを促進するケアマネジメントが展開することが重要と言える。
ドーパミン併用投与によるシスプラチンの腎毒性軽減並びに抗腫瘍性増強に関する研究

シスプラチン(CDDP)は有効な抗腫瘍剤であるが,腎毒性,内耳毒性があり,このためCDDPの長期使用は困難なものとなっている.本研究では正常血管を収縮させ,腫瘍血管を収縮させないドーパミンの併用によりCDDPの腎毒性の軽減をはかり,腫瘍移行性を高めることを目的として行なった.DSマウスを用いたCDDPの毒性き検討では, ID50は15mg/kgであり,死亡原因はいずれもCDDPによる腎毒性であった.ドーパミンのアナログであるイボパミンと併用し, ID50のCDDPを投与したところ,イボパミン100mg/kg以上の濃度で延命効果が得られた.CDDPのマウスにおける薬理動態を検討したところイボパミン300mg/kg,併用群の方がCDDPの血中濃度は高く,腎内のCDDP濃度は低値を示していた.このことは,イボパミンの併用はCDDPの腎毒性を軽減させ,腫瘍への移行性を上昇させることを示唆していた.次る小児癌患者におけるCDDPの薬理動態を検討てたところ,ヒトでもマウスと同様の二相性の血中排泄パターンを示した.しかし,投与前の腎機能が正常の小児でも, CDDPをくり返し投与をうけたものはCDDPの排泄遅延を認めた.この結果はCDDPをくり返し投与すると, CDDPの毒性が出現しやすい性能を示唆するものであった.このことから,神経芽腫患児の4回目のCDDP投与時, CDDPの副作用出現を予防する目的でドーパミン併用治療法を行なった.しかしながらドーパミンによる副作用が出現し,又, CDDP投与後腎機能障害が出現した.次にIV期の神経芽腫につき尿中ドーパミンに昇群と非昇群との間でCDDPの有効性,毒性を検討したが,両群の間には特別な差違を認めなかった.以上の結果をまとめると,マウスにおいては, CDDPをドーパミンと併用すると腎毒性を軽減する可能性を示唆する結果が得られたが,ドーパミン併用によってCDDP療法のヒトへの応用は,満足すべき結果が得られなかったシスプラチン(CDDP)は有効な抗腫瘍剤であるが,腎毒性,内耳毒性があり,このためCDDPの長期使用は困難なものとなっている.本研究では正常血管を収縮させ,腫瘍血管を収縮させないドーパミンの併用によりCDDPの腎毒性の軽減をはかり,腫瘍移行性を高めることを目的として行なった.DSマウスを用いたCDDPの毒性き検討では, ID50は15mg/kgであり,死亡原因はいずれもCDDPによる腎毒性であった.ドーパミンのアナログであるイボパミンと併用し, ID50のCDDPを投与したところ,イボパミン100mg/kg以上の濃度で延命効果が得られた.CDDPのマウスにおける薬理動態を検討したところイボパミン300mg/kg,併用群の方がCDDPの血中濃度は高く,腎内のCDDP濃度は低値を示していた.このことは,イボパミンの併用はCDDPの腎毒性を軽減させ,腫瘍への移行性を上昇させることを示唆していた.次る小児癌患者におけるCDDPの薬理動態を検討てたところ,ヒトでもマウスと同様の二相性の血中排泄パターンを示した.しかし,投与前の腎機能が正常の小児でも, CDDPをくり返し投与をうけたものはCDDPの排泄遅延を認めた.この結果はCDDPをくり返し投与すると, CDDPの毒性が出現しやすい性能を示唆するものであった.このことから,神経芽腫患児の4回目のCDDP投与時, CDDPの副作用出現を予防する目的でドーパミン併用治療法を行なった.しかしながらドーパミンによる副作用が出現し,又, CDDP投与後腎機能障害が出現した.次にIV期の神経芽腫につき尿中ドーパミンに昇群と非昇群との間でCDDPの有効性,毒性を検討したが,両群の間には特別な差違を認めなかった.以上の結果をまとめると,マウスにおいては, CDDPをドーパミンと併用すると腎毒性を軽減する可能性を示唆する結果が得られたが,ドーパミン併用によってCDDP療法のヒトへの応用は,満足すべき結果が得られなかったDSマウスに対するシスプラチンの毒性を検討したところ、シスプラチンの【ID_(50)】は15mg/kgであり、死亡原因はシスプラチンによる腎毒性によるものであった。この量を用いてドーパミン併用群と非併用群との間でDSマウスに対する毒性を検討したところ、ドーパミン併用群において延命効果が認められた。この効果は、ドーパミン10mg/kg投与では認められず、ドーパミン100mg/kgと300mg/kgとではほぼ同程度であった。次にシスプラチン15mg/kg投与前にドーパミン300mg/kgを投与した群と、非投与群との間で、血中シスプラチン濃度を比較すると、ドーパミン併用群の方が血中濃度は高く、尿中へのシスプラチンの排泄量は減少していた。この結果はドーパミン併用により、血中濃度の上昇、ひいては腫瘍組織内への移行量が増加することを示唆するものであり、また、腎毒性の軽減は腎を通過するシスプラチン量の減少が関係しているものと思われた。以上の動物実験の結果は、ドーパミン併用により、シスプラチンの腎毒性を軽減させ、しかも血中濃度を高める効果があることを示唆するものである。マウス白血病細胞L1210を用いて担癌マウスに対する、シスプラチンとドーパミンの併用効果を検討したが、併用による延命効果は認められなかった。このことは、L1210細胞がシスプラチンに低感受性であることが関与している可能性があり、今後検討したく思っている。

最後に、小児癌患者におけるシスプラチンの薬理動態を検討したところ、マウスにおける動態と同じく、2相性に血中濃度は減少したが、くり返しシスプラチンを投与した一部の小児癌患者においてシスプラチンの排泄遅延パターンを示すものを認めた。臨床上神経芽細胞腫患者において、初発時および再発時にはドーパミンが一般に上昇しており、これらの症例におけるシスプラチンの有効性並びに腎毒性の検討を今後行なう予定である。
口腔癌の免疫療法に関する研究

口腔癌患者の末梢血リンパ球,CD3^+,CD4^+,CD8^+,4/8比など細胞性免疫能を治療後再発症例と非再発例とを比較すると,再発症例において意為な低下が認められた。そこで次にOK-432による免疫療法を行った口腔癌症例と免疫療法をまったく行わなかった群とを比較すると,CD3^+,CD4^+細胞の治療に伴う減少が抑制され、治療中のNK活性の減少を抑制する効果も免疫療法群において示された。OK-432のようなBRM投与のみでなく,口腔癌患者自己リンパ球にIL-2を添加してLAK細胞を誘導し,これを当該患者に戻して行う養子免疫療法(AIT)を行った。この際に固相化抗CD3抗体にて誘導したCD3・LAKの活性は単位細胞当りの細胞障害活性はIL-2単独で誘導されたLAKに比較して低値であったが,増殖細胞数を加味した全細胞活性ではCD3・LAKでは高値を示した。LAK養子免疫療法は化学療法と併用されることが予想されることから,口腔癌のCD3-LAKに対する細胞障害活性の感受性が,化学療法前の前処理によってどのように影響されるか検討すると,口腔癌由来標的培養細胞をCDDP,S-FUで前処理すると活性を増大させた。一方,標的細胞をIFN-α,TNF-αで前処理することによってCD3・LAKの細胞障害活性は低下した。IFN-αにCDDP,5-FUを併用するとIFNαによる標的細胞の感受性の低下が緩和されることが示された。休止期のT細胞から活性型の細胞障害CTLを誘導されるためには,Costimulatory分子としてCD28とそのリガンドであるCD80,CD86分子が重要であることが示された。CD80,CD86は活性型B細胞,マクロファージ,樹状細胞などで発現しているが,殆んどの腫瘍細胞には欠如していた。そこでCD80陰性のマウス線維肉腫細胞株Meth AにCD80遺伝子を導入させると,同系マウスへのMeth Aの生着が拒絶され,腫瘍特異的なCTLが誘導されたことが確認された。1.口腔癌の腫瘍宿主関係とサイトカイン口腔癌患者の免疫療法としてOK-432を投与した31例と免疫療法を全く行わなかった23例の群とを比較すると、OK-432投与群においては、1)治療中の末梢血リンパ球百分率および絶対数の減少が治療後に回復した2)T細胞サブセットではCD3+、CD4+細胞の減少が仰制された3)治療中のNK活性の減少が仰制された4)治療後のIAP価の増加が仰制された等の所見から、補助免疫療法としてOK-432の有用性が示唆された。2.口腔癌の養子免疫療法の研究口腔癌患者末梢血リンパ球を培養し、抗CD3抗体とIL2によって誘導してLAK細胞を用いて、当該患者に戻す養子免疫療法を行った。CD3/IL2誘導LAK細胞の単位細胞当りの細胞障害活性は、IL2単独で誘導されたLAK細胞に比較して低値であったが、増殖細胞数を加味した全細胞障害活性では高値を示した。また、口腔腫瘍組織浸潤リンパ球(TIL)からLAK細胞を誘導すると末梢血に比較して高い細胞増殖能を示すとともに、高いNKおよびLAK活性を有することが示された。

3.LAK細胞誘導における化学療法の併用効果および主要組織適合抗原の研究1.口腔癌患者の養子免疫療法の研究口腔癌患者末梢血リンパ球を抗CD3抗体とIL-2で培養して誘導したLAK細胞を当該患者に戻す養子免疫療法を行った。CD3/IL2誘導LAK細胞の単位細胞当りの細胞障害活性は、IL2単独誘導のLAK細胞に比し低値であったが、細胞数増殖は大幅で全細胞障害活性は高値を示した。2.LAK細胞誘導における併用化学療法剤の影響の研究口腔癌由来細胞株NAを用いて、サイトカインや化学療法剤で処理して、LAKに対する感受性の変化、および腫瘍細胞上のHLA抗原および接着分子の発現状況を検討した。IFN-γ処理はLAKに対する感受性は低下させたが、HLAクラスI抗原およびICAM-1発現を増強した。PEP処理も同様の反応であったがICAM-1はまだ検討中である。5FU,CDDP処理は、LAKに対する感受性を増強し、5FUはクラスI抗原発現を増強したが、CDDPはわずかに減弱させた。3.腫瘍特異的細胞障害性T細胞の誘導におけるCostimulatory factorとしてのCD28分子の研究休止期のT細胞から活性型CTL細胞を誘導するためには、MHC上の特異抗原の存在の他に、Costimulatory factorとしてT細胞活性化抗原であるCD28分子が重要であることを見い出した。一方CD28分子のリガンドであるB7/BB1は抗原提示細胞に発現しているが、ほとんどの腫瘍細胞では発現していない。そこで実験的にB7陰性マウス線維肉腫細胞株Meth AにB7遺伝子を導入し発現させると、同系BALB/cマウスへのMeth Aの生着が拒絶され、CTLの誘導が確認された。またCD28のリガンドがB7以外にもあることを発見し、B70と名付け発現と機能について研究した。口腔癌患者LAK養子免疫療法による免疫能の評価:手術、放射線、化学療法にLAK養子免疫療法を併用した口腔癌症例について、末梢血中の免疫学的検査値の変動を調べた。測定項目はCD2,CD3,CD4,CD8,CD11b,CD56,CD57,NK活性などである。手術例では一時的な白血球の増加をみるがその後低下し、LAK養子免疫療法を行うと白血球に対しては影響しないが、リンパ球数は増加する。NK活性はリンパ球数と連動した。化学療法後LAK養子免疫療法群では同様に低下した白血球は変化せず、リンパ球数が増加し、CD11b、CD16、CD56が増強した。LAK免疫療法による宿主免疫能の回復効果が示唆された。Costimulatory分子を介する口腔癌の免疫機構の解析:T細胞を活性化させるCostimulatory因子として、T細胞上のCD28/CTLA-4とそれに結合するB細胞や抗原提示細胞上のCD80,CD86が重要な働きをしていることが明かとなり、腫瘍免疫におけるこれらの役割について研究した。マウス肥満細胞株P815および線維芽細胞株L cellにヒトCD80,CD86遺伝子を導入し、高発現株を得、CD80-P815,CD86-P815存在下に抗CD3抗体によって誘導されるT細胞の増殖とIL-2、IFNγの産生をみると両者に差がなかった。CD80と86はT細胞のCostimulatory因子としては同等の能力を示すことが明かとなった。
心筋梗塞部に心筋再生を誘導し心機能を改善させる新しい張力反応性弾力生体材料の開発

心筋梗塞後に起こる心臓拡大を抑制して心臓機能を保持するために生体材料を研究した。厚生労働省が認可した人体への使用可能な化合物のなかから生体吸収材料を合成した。その組成の割合を変化させることで材料の持つ物質的な特性が大きく変化することを確認できた。その中から人間の心臓に適していると思われる特性もつ生体吸収材料を合成できた。生体適合性はラットの心臓に移植して非常に良好なことが確認できた。1.張力反応性弾力生体吸収材料の作成;生体適合性形状記憶ポリマーとして、米国FDAでも認可されているポリ(e-カプロラクトン)(PCL)誘導体を用い、その分子量、分岐数、D,L-乳酸との混合比を設計し、生体温度域において形状記憶特性を示す材料を開発した。厚さ400umとして2.の生体適合性実験に使用した2.ラットの右室流出路(RVOT)を切除して上記PCL生体適合性形状記憶ポリマーを移植して臨床的な使用に耐えうることと8週間後に組織との適合性をみる実験を行った。具体的には生後20週のラットを使用。麻酔後挿管し人工呼吸器管理にして胸骨正中切開。右室全面を露出させ、右室流出路に巾着縫合をおき、同部位を切除して上記ポリマーを7-0proleneにて縫合移植している。これまでn=8の実験を行い生存して術後8週間を待っている。1.張力反応性弾力生体吸収材料の作成;e-カプロラクトン(CL)とD,L,-ラクチド(DLLA)との共重合体を架橋したP-(CL/DLLA)を作成し、生体温度域において形状記憶特性を示す組成の検討を行った。弾性が得られたP-(CL/DLLA)シート、生体温度域において形状記憶特性を示す材料を開発した。マクロモノマー法にて架橋したP-(CL/DLLA)の共重合比を80:20, 60:40に可変し熱的特性評価をしたところ、80:20では47.8°Cの温度応答性となったが、60:40では生体温度域(38.8°C)で温度応答性が得られた。力学的特性評価では、80:20では弾性率が室温時(25°C)で76.5kPa、生体温度域(37°C)で307kPaとなり弾力を有しなかったが、60:40では室温時(25°C)で241kPa、生体温度域(37°C)で218kPaとなり、生体温度域においても弾性率に変化を生じなかった。また50%反復伸張試験では、80:20では750%、60:40では1050%となり、60:40においてより張力反応性弾力を有することが分かった。暑さ400umの同材料を用い2.の生体適合実験に使用した2.ラットの右室流出路(RVOT)の生体適合実験;胸骨正中切開から心膜を開け、右室流出路にタバコ縫合をかけスネアした部位を切除。欠損部にP-(CL/DLLA)シート(厚さ400um、6mm円パッチ)を7-0プロリンにて縫着した(n=8)3.8週間での生存率は100%であった。組織学的評価では、P-(CL/DLLA=60/40)シートは右室流出路を再建しており右室内腔に血栓を認めなかった。またシートの心表面部は豊富な毛細血管を認めた。シート内においては網状に細胞浸潤がみられ、生体吸収されつつも細胞組織に置換されている所見が観察された。1.計画していた生体材料をポリ(e-カプロラクトン)(PCL)誘導体を用い、生体温度域において形状記憶特性を示す材料を開発した。2.開発した生体材料をラットの右室流出路に移植した。3.移植後の生体材料を8週後のエンドポイントに摘出して組織学的に評価して生体適合性が良好であることを証明した。上記より研究は順調に進展している。1.張力反応性弾力生体吸収材料の作成;先に報告したとおりe-カプロラクトン(CL)とD,L-ラクチド(DLLA)との共重合体を架橋したP-(CL/DLLA)を作成。先年までに実験結果にて60:40において張力反応性弾力をゆうすることが分かった。2.つづいてラットの右室流出路(RVOT)の生体適合実験を施行。RVOTを上記生体材料にて置換術を施行して、8週間までに、生体吸収されつつも細胞組織に置換されてている所見が観察するところまで昨年までの実験結果で観察された。3.しかし、8週間までに生体吸収材料は80%以上はまだ残存しており、長期的に完全吸収されるか不明であったため、長期観察モデルを作成し、16、32週間後に全置換されることの確認と置換後組織の組織学的な観察するため実験を追加している。4.また、心筋梗塞モデルを作成し、安定した心筋梗塞モデルを確立するため、同じくラットを用いて第4肋間開胸して心膜切開、ラット冠動脈の全下行枝を7-0proleneにて結紮した。術後2週目、4週目と心臓エコーを用いて心筋梗塞モデルを確立した。1.計画していた生体材料をポリ(e-カプロラクトン)(PCL)誘導体を用い、形状記憶特性を示す材料を開発した。

3.移植後の生体材料を8週後のエンドポイントに摘出して組織学的に評価して生体適合性が良好であることを証明した。4.遠隔長期ラット右室流出路モデルを作成して長期移植後観察を現在進行している。5.心筋梗塞モデルを左開胸からの冠動脈前下行枝を結紮して術後心臓エコーにて梗塞モデルを確立した。広範囲心筋梗塞に起因した壊死心筋は、線維化組織に置換され時間とともに再構築(リモデリング)し、心拡大や収縮障害、重症心不全を引き起こす。心臓は心拍により拡張、収縮を繰り返しており、梗塞障害部位を正常心筋と似た物理的な圧環境をもたらすことが重要な課題である。本研究では、能動的に張力に反応し復元することで収縮する、すなわち、弾性力により拡張期の張力は減少させつつも、一定の伸展刺激で復元収縮する、新規弾力生体吸収材料の開発を試みた。e-カプロラクトン(CL)とD,L,-ラクチド(DLLA)との共重合体を架橋したP-(CL/DLLA)を作成し、生体温度域において形状記憶特性を示す組成の検討を行った。マクロモノマー法にて架橋したP-(CL/DLLA)の共重合比60:40において、生体温度域(38.8°C)で温度応答性が得られた。力学的特性評価では、60:40では室温時(25°C)で241kPa、生体温度域(37°C)で218kPaとなり、生体温度域においても弾性率に変化を生じなかった。また50%反復伸張試験では60:40では1050%となり、張力反応性弾力を有することが分かった。直径6mm、厚さ0.4mmのP(CL/DLLA)円形パッチをラット右室流出路に置換術した。対照群にゴアテックスを用いた。8週間後の評価では、生体吸収性材料は80%以上残存していたことから、長期観察モデルを追試し、組織学的観察を行った。12週後評価では、生体吸収性材料は50%ほど残存しており、蛍光免疫染色にてα-smooth muscle actin (α-SMA)およびvon Willebrand factor (vWF)陽性細胞が散在している様子が確認された。48週後評価では、生体材料が完全に吸収されており、α-SMA陽性の平滑筋様組織の形成および豊富な新生血管が観察された。マッソントリクローム染色においても平滑筋様組織部位は弱赤に染まっていた。48週後までの生存率は100%で、組織学的にも生体適合性が良好であった。心筋梗塞後に起こる心臓拡大を抑制して心臓機能を保持するために生体材料を研究した。厚生労働省が認可した人体への使用可能な化合物のなかから生体吸収材料を合成した。その組成の割合を変化させることで材料の持つ物質的な特性が大きく変化することを確認できた。その中から人間の心臓に適していると思われる特性もつ生体吸収材料を合成できた。生体適合性はラットの心臓に移植して非常に良好なことが確認できた。1.計画していた張力反応性弾力生体材料をポリ(e-カプロラクトン)(PCL)誘導体を用いて開発した2.開発した生体材料をラットの心臓内に移植した上記より研究は順調に進展している。次年度以降も計画通り、前年度までに確認された生体適合性を改良し、心筋梗塞モデルへ移行する。開発された生体材料の長期的な適合性を確認しつつ、心筋梗塞モデルに移植を行い、心臓機能の改善を確認していく。心筋梗塞次年度以降も計画通り、開発した生体材料をラットの心臓内に移植後8週間の組織から生体適合性を確認して、心筋梗塞モデルに移植していく予定である当初に予定した、物品費用(消耗品費用)が若干安価で計上できたため生体材料が8週間で吸収すると想定していたが80%以上残存していた。完全吸収にかかるのに16、32週と考え長期モデルを用意する必要が生じた。
重み付き有向グラフに対するパラメータ化近似アルゴリズムの開発

グラフ最適化問題は工学,情報学,経済学をはじめとした様々な分野における自然な問題としてしばしば現れる.それらの多くは,現実的な時間で解を求めることが難しいと考えられているが,近似アルゴリズムやパラメータ化アルゴリズムといった高性能アルゴリズム設計手法の発展によって,ある程度効率的に解を求めることが可能になった.近年では,これらに加えて,高速高精度なパラメータ化近似アルゴリズムが注目されている.本研究では,一般に広く研究されている重み無し無向グラフのみならず,重み付き有向グラフなどのより記述力の高いグラフに対する高速高精度グラフアルゴリズムの設計を目指す.本研究では,重み付き有向グラフをはじめとする表現力の高いグラフに対して定義されたグラフ最適化問題に対して,近似アルゴリズム,パラメータ化アルゴリズム,パラメータ化近似アルゴリズムなどの高速高精度グラフアルゴリズムの設計を目指す.本年度の研究成果として,有向グラフ最適化問題のひとつである有向辺支配集合問題に対して,4種類のアルゴリズムを開発した.具体的には,(1)一般グラフにおける定数近似アルゴリズム,(2)木幅に関する固定パラメータアルゴリズム,(3)解の大きさに関する固定パラメータアルゴリズム,(4)前処理アルゴリズムの一種である核化アルゴリズムの開発に成功した.(1)は,最適解ではないものの準最適解を高速に求めることができるアルゴリズムであり,(2)は,グラフが木構造に近いとき,(3)は,得られる解の大きさが小さいグラフのとき,高速に解を求めることができるアルゴリズムである.また,(4)は前処理によってインスタンスのサイズを小さくし,解を高速に求めるものである.これらのアルゴリズムに加えて,有向グラフ特有のグラフクラスである有向無閉路グラフとトーナメントグラフにおける有向辺支配集合問題の計算複雑性も一部解明した.さらに,近年,人工知能分野で研究が盛んに行われている効用関数付きグラフ分割問題に対する研究も行った.このような効用関数付きグラフは可変重み付きグラフとみなすことができる.本研究を通して,木における効用関数付きグラフ分割問題に対する線形時間アルゴリズムの開発と4-正則平面グラフにおける計算困難性の証明に成功した.当初の予定通り,有向グラフ最適化問題に対して,近似アルゴリズム,パラメータ化アルゴリズムなどの高性能アルゴリズムの設計に成功しており,研究成果としては,順調に成果が上がっていると考えている.可変重み付きグラフ最適化問題である効用関数付きグラフ分割問題に対する線形時間アルゴリズムが得られたことも理由の一つである.これらの研究成果は,Elsevier社の査読有ジャーナルDiscrete Applied Mathematicsから一編,計算機科学分野で認知されているSpringer社のLecture Notes in Computer Science (採択率が1/3程度)から1編出版されており,関連分野の研究者にとって関心のある成果を上げていると考えられる.上記の通り,現在まで順調に研究成果が上がっている.よって,基本的な方針は変えずに,研究を進めていく予定である.具体的には,これまでの研究により得られた有向グラフや重み付きグラフに対するアルゴリズム設計の知見をもとに,様々なグラフ最適化問題に対して,高速高精度アルゴリズムの設計を行う.グラフ最適化問題は工学,情報学,経済学をはじめとした様々な分野における自然な問題としてしばしば現れる.それらの多くは,現実的な時間で解を求めることが難しいと考えられているが,近似アルゴリズムやパラメータ化アルゴリズムといった高性能アルゴリズム設計手法の発展によって,ある程度効率的に解を求めることが可能になった.近年では,これらに加えて,高速高精度なパラメータ化近似アルゴリズムが注目されている.本研究では,一般に広く研究されている重み無し無向グラフのみならず,重み付き有向グラフなどのより記述力の高いグラフに対する高速高精度グラフアルゴリズムの設計を目指す.本研究では,重み付き有向グラフをはじめとする表現力の高いグラフに対して定義されたグラフ最適化問題に対して,近似アルゴリズム,パラメータ化アルゴリズム,パラメータ化近似アルゴリズムなどの高速高精度グラフアルゴリズムの設計を目指す.本年度の研究成果として,有向グラフ最適化問題のひとつである有向辺支配集合問題に対して,4種類のアルゴリズムを開発した.具体的には,(1)一般グラフにおける定数近似アルゴリズム,(2)木幅に関する固定パラメータアルゴリズム,(3)解の大きさに関する固定パラメータアルゴリズム,(4)前処理アルゴリズムの一種である核化アルゴリズムの開発に成功した.(1)は,最適解ではないものの準最適解を高速に求めることができるアルゴリズムであり,(2)は,グラフが木構造に近いとき,(3)は,得られる解の大きさが小さいグラフのとき,高速に解を求めることができるアルゴリズムである.また,(4)は前処理によってインスタンスのサイズを小さくし,解を高速に求めるものである.これらのアルゴリズムに加えて,有向グラフ特有のグラフクラスである有向無閉路グラフとトーナメントグラフにおける有向辺支配集合問題の計算複雑性も一部解明した.さらに,近年,人工知能分野で研究が盛んに行われている効用関数付きグラフ分割問題に対する研究も行った.このような効用関数付きグラフは可変重み付きグラフとみなすことができる.本研究を通して,木における効用関数付きグラフ分割問題に対する線形時間アルゴリズムの開発と4-正則平面グラフにおける計算困難性の証明に成功した.当初の予定通り,有向グラフ最適化問題に対して,近似アルゴリズム,パラメータ化アルゴリズムなどの高性能アルゴリズムの設計に成功しており,研究成果としては,順調に成果が上がっていると考えている.可変重み付きグラフ最適化問題である効用関数付きグラフ分割問題に対する線形時間アルゴリズムが得られたことも理由の一つである.これらの研究成果は,Elsevier社の査読有ジャーナルDiscrete Applied Mathematicsから一編,計算機科学分野で認知されているSpringer社のLecture Notes in Computer Science (採択率が1/3程度)から1編出版されており,関連分野の研究者にとって関心のある成果を上げていると考えられる.上記の通り,現在まで順調に研究成果が上がっている.

よって,基本的な方針は変えずに,研究を進めていく予定である.具体的には,これまでの研究により得られた有向グラフや重み付きグラフに対するアルゴリズム設計の知見をもとに,様々なグラフ最適化問題に対して,高速高精度アルゴリズムの設計を行う.