hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大うつ病性障害患者の予後改善のためのセカンドライン基準は何か？

PRADA 1stには81例がエントリーし、49例が解析対象となった。尚、PRADA 2ndについては、PRADA 1stで寛解を得られなかった症例が少なかったことや治療中断などで解析対象となる症例が少なく、統計学的検討が困難であった。PRADA 1stの結果を以下に示す。(1)HAMD17得点が投与前の50%以上改善した者を反応群と定義したところ、49例のうち37例が反応群の定義を満たし、反応率は75.5%であった。(2)反応群と非反応群で治療8wでのBDNF値に有意な変化は認めなかった。(3)反応群は非反応群に比べて、8wのESC治療でHVA、MHPGが治療前よりも有意に減少していた。本研究においては、(1)うつ病患者に対する1stラインの薬物治療としてエスシタロプラムによる治療を行い、その治療反応予測因子を探ることを第一評価としており、エスシタロプラムによる治療を8週間行い、治療前と治療後のデータ(背景情報、臨床症状、社会機能、バイオロジカルマーカー、定量脳波など)を比較しようとしている(PRADA 1st)。それに引き続いて、(2)SSRI治療で寛解に至らなかった患者(ハミルトンうつ病評価尺度で7点以下を寛解と定義している)に対して、抗うつ薬の切り替え(Switching)もしくは抗うつ薬の増強療法(augmentation)による治療を行い、その治療反応予測及びその両者の判別因子を探ることを第二評価としており、2ndラインの薬物治療として、1stラインのSSRIによる治療で非寛解であった患者を、別のクラス(SNRI)の抗うつ薬デュロキセチンに切り替える群(switching)と主剤はそのままに非定型抗精神病薬アリピプラゾールを追加する増強療法を行う群(augmentation)の2群に無作為に割り付け、各々8週間の治療での効果の差異について検討することとしている(PRADA 2nd)。2015年4月23日現在、PRADA 1stに21例のエントリーを得ており、その後非寛解の為にPRADA 2ndまで進んだ者が2名、すなわちPRADA 2ndには2例のエントリーを得ている状況である。本研究(略称PRADA試験)は、日本人大うつ病性障害患者の第一選択抗うつ薬への治療反応性を高めるとともに、第二選択抗うつ治療として、第一選択薬からの切り替えもしくは増強療法の効果反応予測を多方面から検討することで、第二選択薬まででいかに寛解率を高めることができるかをRCTで検討する研究である。治療反応予測に、患者背景、うつ病のサブタイプ、各種遺伝子多型やバイオマーカー、頭部MRIなどを解析・同定することで、各個人に適したうつ病のテーラーメイド医療を実現することを目的としている。本研究は2段階のプロトコールで行われる。すなわち、1うつ病患者に対する1stラインの薬物治療としてSSRIであるエスシタロプラムによる治療反応予測因子を探るPRADA 1stと、22)SSRIによる治療で寛解に至らなかった症例について、切り替え(switching)もしくは増強療法PRADA 1stでは、エスシタロプラムによる治療を8週間行い、治療前と治療後のデータ(背景情報、臨床症状、社会機能、バイオロジカルマーカー、頭部MRIなど)を比較する。PRADA 2ndでは、2ndラインの薬物治療として、1stラインのSSRIによる治療で非寛解であった患者を、別のクラスの抗うつ薬(SNRI)であるデュロキセチンに切り替える群(switching)と主剤はそのままに非定型抗精神病薬のアリピプラゾールによる増強療法を行う群(augmentation)の2群に無作為に割り付け、各々8週間の治療での効果の差異について検討する。現在、目下症例集積中である。症例集積が計画より大幅に遅れており、本研究にエントリーする症例が予定より少ない状況。また、第一選択薬であるエスシタロプラムへの反応性がかなり良いため、第二選択薬として「切り替え」か「増強療法」かに無作為に割り付ける段階に至る症例はさらに予定より少ない状況。本研究(略称PRADA試験)は、日本人大うつ病性障害患者の第一選択抗うつ薬への治療反応性を高めるとともに、第二選択抗うつ治療として、第一選択薬からの切り替え若しくは増強療法の効果反応予測を多方面から検討することで、第二選択薬まででいかに寛解率を高めることが出来るかをRCTで検討する研究である。すなわち、1うつ病患者に対する1stラインの薬物治療としてSSRIであるエスシタロプラムによる治療反応予測因子を探るPRADA 1stと、2SSRIによる治療で寛解に至らなかった症例について、他のクラスの抗うつ薬(SNRI)であるサインバルタに切り替え(switching)群、もしくは主剤はそのままに非定型抗精神病薬であるアリピプラゾールによる増強療法(augmentation)群の2群に無作為に割り付け、各々8週間での治療を行い治療反応予測及びその判別因子を探るPRADA 2ndの2段階である。PRADA 1stには、81例がエントリーされ、解析可能であった49症例についてPRADA 1stの結果として、途中経過を論文および学会にて発表した。PRADA 2ndについては、PRADA 1stで寛解を得られなかった症例が少なかったことや治療中断などで解析対象となる症例が5症例しか集まらず、結果について統計学的に検討することが困難であった。PRADA

1stには81例がエントリーし、49例が解析対象となった。尚、PRADA 2ndについては、PRADA 1stで寛解を得られなかった症例が少なかったことや治療中断などで解析対象となる症例が少なく、統計学的検討が困難であった。PRADA 1stの結果を以下に示す。(1)HAMD17得点が投与前の50%以上改善した者を反応群と定義したところ、49例のうち37例が反応群の定義を満たし、反応率は75.5%であった。(2)反応群と非反応群で治療8wでのBDNF値に有意な変化は認めなかった。(3)反応群は非反応群に比べて、8wのESC治療でHVA、MHPGが治療前よりも有意に減少していた。2014年4月2015年3月まで、研究代表者が、症例蓄積困難な部署に異動になっていたことより、当初の想定通りに症例蓄積が進まなかった。引き続き、症例集積担当医師にはたらきかけ、より多くの患者にエントリーしてもらえるよう症例集積の努力を続ける。また、得られた全てのデータを適切な統計手法で解析し、目標症例数に届かないまでも、本研究の途中経過として学会や論文を通して成果発表する。臨床精神薬理学2015年4月より、研究代表者が再び精神科臨床の現場に異動となっているので、研究協力者の援助を仰ぎつつ、本年度は昨年度を上回るペースでの症例蓄積に励む。症例集積が予定より遅れてたことで、1検体測定も予定より少なく、設備備品費が予想よりかからなかったことと、2途中経過の成果発表として国内学会での発表を予定していたが、発表を断念したことなどが理由として挙げられる。現在も目下症例蓄積中であり、測定や解析なども行っていないため。得られた全てのデータを中立の第三者機関で統計解析するための費用、日本臨床精神神経薬理学会や欧州神経精神薬理学会などで成果を発表するための費用、論文化する際に英文校正をかけるための費用などとして使用予定である。各種バイオマーカーの測定キットや試薬、統計解析のためのPC、統計解析ソフト、成果発表のための学会参加費等。
実時間有限要素解析を用いた超高精度低侵襲手術支援システムの開発

当該研究は,肝臓内にある腫瘍を除去する腹腔鏡下手術(腹腔鏡下肝切除術)を対象として,実時間有限要素解析により,術中の肝臓・腫瘍および周辺組織の精緻な変形を再現し,それを基に術者に有益な情報を提供することで,安全・確実な低侵襲手術を支援するシステムの開発を目的とする.平成25年度では,立体内視鏡から取得したステレオ画像から,肝臓表面形状を実時間で復元する方法を開発した.一般に,ステレオ画像から形状表面を復元するために,ステレオ画像を構成する左・右画像の対応関係を求める.この対応付けは,注目画素を中心とした窓を設定し,窓内の局所的特徴パターンの類似性に基づく.しかし,肝臓など,人体組織表面のテクスチャは一様であり,似たような局所パターンが多く存在するため,対応付けが複雑になる.これに対し,我々は,広域的エッジという新しい特徴量を定義し,これを用いて対応付けを行った.通常のエッジ値は,注目画素の近傍で差分を取って求めるのに対し,広域的エッジ値は,注目画素を含む一行全体の広い領域での差分計算で求められる.これにより,輝度値変化の少ない連続面上において,周囲の輪郭部分の影響を加味した特徴を得ることができる.また,広域的エッジを効率的に算出する方法を構築し,実時間で形状復元が可能となった.実験結果から,従来のステレオ法と比べ,対応点未検出によるデータの欠損を削減し,連続した領域について,より滑らかな視差情報が得られた.25年度が最終年度であるため、記入しない。25年度が最終年度であるため、記入しない。当該研究は,肝臓内にある腫瘍を除去する腹腔鏡下手術(腹腔鏡下肝切除術)を対象として,実時間有限要素解析により,術中の肝臓・腫瘍および周辺組織の精緻な変形を再現し,それを基に術者に有益な情報を提供することで,安全・確実な低侵襲手術を支援するシステムの開発を目的とする.平成25年度では,立体内視鏡から取得したステレオ画像から,肝臓表面形状を実時間で復元する方法を開発した.一般に,ステレオ画像から形状表面を復元するために,ステレオ画像を構成する左・右画像の対応関係を求める.この対応付けは,注目画素を中心とした窓を設定し,窓内の局所的特徴パターンの類似性に基づく.しかし,肝臓など,人体組織表面のテクスチャは一様であり,似たような局所パターンが多く存在するため,対応付けが複雑になる.これに対し,我々は,広域的エッジという新しい特徴量を定義し,これを用いて対応付けを行った.通常のエッジ値は,注目画素の近傍で差分を取って求めるのに対し,広域的エッジ値は,注目画素を含む一行全体の広い領域での差分計算で求められる.これにより,輝度値変化の少ない連続面上において,周囲の輪郭部分の影響を加味した特徴を得ることができる.また,広域的エッジを効率的に算出する方法を構築し,実時間で形状復元が可能となった.実験結果から,従来のステレオ法と比べ,対応点未検出によるデータの欠損を削減し,連続した領域について,より滑らかな視差情報が得られた.当該研究は,肝臓内にある腫瘍を除去する腹腔鏡下手術(腹腔鏡下肝切除術)を対象として,実時間有限要素解析により,術中の肝臓・腫瘍および周辺組織の精緻な変形を再現し,それを基に術者に有益な情報を提供することで,安全・確実な低侵襲手術を支援するシステムの開発を目的とする.平成24年度では,肝臓表面の一部の形状情報から,肝臓全体の変形を実時間で推定する手法を開発した.具体的には,複数のマーカを肝臓表面上につけ,立体内視鏡で肝臓を撮像し,得られた内視鏡画像からマーカの3次元位置を求める.このマーカの3次元位置を基に,申請者が開発した実時間有限要素解析法によって,肝臓全体の変形を推定する.この解析法では,術具等により組織に作用する外力や,組織の現在の表面形状などを「初期条件」と,その条件による「組織の形状モデルの変形」という非線形関係をニューラルネットワークで学習させる.この時,マーカの配置によっては,同じマーカの位置でも,異なる肝臓形状と対応している場合がある.このようなデータを用いてニューラルネットワークに学習させた場合,その学習が収束しない可能性がある.そこで,学習の収束性を考慮したマーカ位置の自動決定法を開発し,学習精度が高いネットワークを安定して構築することが可能となった.平成24年度では,低侵襲手術支援システムの基盤技術の一つである,術中の肝臓の変形を推定する技術を開発することを目的としており,【研究実績の概要】で述べたように,その技術を開発しているため,おおむね順調に進展していると判断した.今後は,立体内視鏡画像と組織モデルの重畳表示機能について研究を実施する.特に,立体内視鏡画像と3次元形状モデルの高速位置合わせ法を開発することで,重畳表示の精度向上を図る.最終的にこれらの技術と変形推定システムを統合することで,腹腔鏡下肝切除術のための手術支援システムを構築する.25年度が最終年度であるため、記入しない。
豪雨をもたらす積乱雲の卵の早期探知-成長する卵とそうでない卵の違い-

ゲリラ豪雨災害に対する防災気象情報の高度化が火急に求められている中、地上での降水に先行して大気上空に存在する積乱雲の"卵"の早期探知が至極大切であるが、その卵が豪雨をもたらす積乱雲へ成長するかどうかの判断をする手法を開発した。Xバンド偏波レーダー観測情報から推定する、降水粒子判別・雨滴粒径分布・気流渦度の情報から、ゲリラ豪雨の卵が発達するのかどうかについて解析した。ゲリラ豪雨災害では、地上での降水に先行して大気上空に存在する積乱雲の“タマゴ"の早期探知が至極大切であるが、そのタマゴが豪雨をもたらす積乱雲へ成長するかどうかの判断に関して、以下の観測情報を用いた解析を実施した。第一に、国土交通省XバンドMPレーダーを用いて、高度2-4kmに発生するタマゴの粒径分布を推定し、豪雨をもたらすようなタマゴでは平均粒径が大きいこと、および数濃度が急速に増加することを示した。第二に、平成23年度に引き続き、レーダー観測のドップラー風速を用いた気流の渦度解析に関して、事例を追加して解析を行った結果、より高い確度で発達するタマゴには高い渦度が確認できることを示した。加えて、タマゴから発達する過程においても同様に高い渦度が確認できた。第三に、静止気象衛星MTSATの高頻度観測情報を用いて、ゲリラ豪雨の発達の過程をXバンドMPレーダーと比較しながら解析した。全ての事例で当てはまるわけではないものの、5分間隔の1km解像度の赤外データでは、XバンドMPレーダーよりも先にタマゴを探知できる可能性があることを示した。以上により、XバンドMPレーダー観測情報と静止気象衛星MTSATの高頻度観測情報を用いることで、ゲリラ豪雨のタマゴを早期に発見できるだけではなく、発達するタマゴかどうかを実用化レベルで判別できる可能性が高いことを明らかにした。今後は、実用化実験を通して、社会へ普及していくことと期待できる。ゲリラ豪雨災害では、地上での降水に先行して大気上空に存在する積乱雲の"タマゴ"の早期探知が至極大切であるが、そのタマゴが豪雨をもたらす積乱雲へ成長するかどうかの判断に関して、以下の観測情報や数値予報情報を用いた解析を実施した。第一に、国土交通省XバンドMPレーダーを用いて、高度2-4kmに発生するタマゴの粒径分布を推定し、豪雨をもたらすようなタマゴでは平均粒径が大きいことを示した。第二に、同じくレーダー観測のドップラー風速を用いて気流の渦度解析を行った結果、直径2kmスケール程度の渦が確認できた場合は必ず発達するタマゴであるものの判断できるのはタマゴ発生時より平均的に16分ほど遅れることがわかった。さらにレーダーの格子間隔ごとに微分的に渦度を推定したところ、タマゴ発生時かつタマゴ発生時から5分後においても高値の渦度が確認される場合は発達するタマゴであることが明らかになった。また、複数のレーダーを用いて異なる高度の渦度をみると、発達するタマゴは複数の高度にわたって高値な渦度が存在することを示した。第三に、数値予報GPVによる大気の物理量を解析した結果、ある程度領域の広がりを持って発達するタマゴが起こりうることを示すことができたものの、局地的に関連を見いだすことはできなかった。以上から、XバンドMPレーダー網を用いたドップラー風速による渦度解析、および偏波パラメータの特徴からタマゴが発達するかどうかを実用化レベルで判断できる可能性が高いことを明らかにした。国土交通省XバンドMPレーダーを用いた解析に関して、当初のもくろみ以上に、タマゴの危険性を精度良く判断できることを示すことができた。一方で、数値予報を用いた危険性予知はそれほど有効に利用できないことがわかったため、レーダー観測により大きい重みを置くことで実用化に向けたタマゴの危険性の判断ができることを明らかにした。また、異なる高度による渦度解析は平成24年度の研究計画の一部であり、本年度の目標と比較して当初の計画以上に進展していると判断した。すでに開始している、3次元情報を用いたタマゴの解析を実施する。特に、近畿地方での特別な運用モードを活用して、約1分毎の解析を実施する。また、当初の予定よりも進んでいることから、静止気象衛星MTSATの高頻度観測情報を用いたタマゴの危険性に関しての解析を追加することとする。3次元情報を視覚的にわかりやすく捉えるための3次元描画ソフトウェアの購入、成果発表のための旅費、論文の投稿費、を主な項目として使用する予定である。
感知系脳室周囲器官における神経幹細胞

研究の目的は、成体での感知系脳室周囲器官に存在する神経幹細胞の特徴と機能的意義を解明することである。前年度に、終板脈管器官、脳弓下器官、および延髄最後野の中心管にタニサイト様の神経幹細胞が存在することを示した。特に、最後野が存在している延髄領域における神経幹細胞ニッチェの広がりについてほとんど分かっていなかったため、今年度は感知系脳室周囲器官に存在する神経幹細胞の特徴を明らかにするとともに、延髄中心管全体に神経幹細胞は存在するのか、またその機能にフォーカスして研究を行った。Nestin-CreERT2/CAG-CATloxP/loxP-EGFPマウスを用いて第4脳室から脊髄まで伸びる中心管を観察したところ、神経幹細胞マーカーとして用いられるNestinを発現したタニサイト様細胞が第4脳室から脊髄まで伸びる中心管に存在していることが分かった。線維芽細胞増殖因子-2(FGF-2)および上皮増殖因子(EGF)を1週間にわたり脳室内投与を行うと、感知系脳室周囲器官および延髄最後野の中心管に存在するタニサイト様神経幹細胞の増殖が促進され、FGF-2およびEGFシグナル伝達が増殖調節に関与することを示唆された。Collagenaseを脳内投与することにより、延髄領域に脳出血による脳損傷を生じさせたマウスにおいて、延髄中心管のタニサイト様細胞の増殖が有意に促進された。以上の結果は、神経幹細胞が側脳室領域だけでなく、第3脳室および第4脳室、延髄中心管に渡って広く存在していることを示しており、成体において脳室に面したエリアが神経管細胞のNicheにとって非常に重要であることが考えられる。また、神経管細胞は脳に散在して存在し、脳損傷時には損傷部位の近傍に存在する神経幹細胞nicheから効率的に修復が行われていることが示唆される。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。成体の海馬において神経幹細胞の存在が報告されてから十数年経過し、海馬の神経新生が記憶や学習に重要であることや、神経新生の異常はうつ病の発症を引き起こすことが明らかになっています。一方、我々は、脳幹の脳室に面する脳室周囲器官の4部位(終板器官、脳弓下器官、正中隆起、最後野)に神経幹細胞が存在していることを新たに発見しました。さらに昨年度はNestin-CreERT2/CAG-CATloxP/loxP-EGFPトランスジェニックマウスを用いて神経幹細胞のマーカータンパク質の一つであるNestinが脳室周囲器官の終板器官、脳弓下器官及び延髄のCentral canal存在する上衣細胞の一種であるタニサイト様細胞に発現していることを明らかにすることが出来ました。このとき、脳室周囲器官ではEGFPはその誘導に必要なtamoxifenを単回投与後24時間で誘導されることが判明しました。さらに、Nestinと神経幹細胞マーカーとされるGFAP及びSox2の免疫染色を用いてcharacterizationを行ったところ、タニサイト様細胞でのNestin陽性細胞の60%以上がSox2および50%以上がGFAP陽性であることが明らかになりました。神経幹細胞は、脳部位により固有の機能を持つので、脳室周囲器官での神経幹細胞の機能は海馬の神経幹細胞とは異なると考えられます。脳室周囲器官は、体温や血圧などのホメオスタシス調節、病原体感染時の免疫応答などに関与していることが知られています。よって次年度以降は、体温や血圧変化を引き起こす刺激やLPSなどの感染刺激、嘔吐刺激などにより脳室周囲器官での神経幹細胞の増殖や分化の変化を調べ、機能相関性を明らかにすることにより、脳室周囲器官の神経幹細胞がこれらの機能調節に関与することを明らかにします。今年度は、Nestin-CreERT2/CAG-CATloxP/loxP-EGFPトランスジェニックマウスと免疫組織化学を用いて、脳室周囲器官タニサイト様細胞が神経幹細胞であることを証明しました。この結果は第39回日本神経科学大会および第46回北米神経科学会にて報告するとともに、現在論文としてまとめています。脳室周囲器官に存在する神経幹細胞の部位特異的な機能およびその異常による病態の解明は、脳梗塞などの脳損傷時の神経幹細胞による修復過程の研究するにあたっての基盤となる知見であり今後の発展が期待されます。今年度はNestin-CreERT2/CAG-CATloxP/loxP-EGFPトランスジェニックマウスを用いることで、脳室周囲器官の終板器官(OVLT)、脳弓下器官(SFO)及び延髄のCentral canalに存在する上衣細胞の一種であるタニサイト様細胞が神経幹細胞のタンパク質発現の特徴について明らかにすることが出来ました。Nestin-CreERT2/CAG-CATloxP/loxP-EGFPトランスジェニックマウスは、タモキシフェンを用いることで神経幹細胞マーカーであるNestin発現細胞でのEGFP誘導を行う。このとき、脳室に面したOVLT、SFO、Arcのタニサイト様細胞および側脳室下帯では、タモキシフェン投与1日後にはEGFP陽性細胞が多数誘導されることが判明した。神経幹細胞は時間がたつと前駆細胞へと分化・移動してしまうため、標識後短い時間で検出する必要がある。よって本結果からOVLT、SFO、Arcのタニサイト様細胞がNestin陽性の神経幹細胞であることを示唆している。さらに、神経幹細胞マーカーとして知られるGFAP, Sox2, Pax6を用いて免疫組織染色を行いました。

GFAPに関して、OVLTとSFOでEGFP陽性タニサイト様細胞の70%以上発現し、CCでは約30%が発現していました。Sox2はOVLT、SFO、CCいずれの部位のタニサイト様細胞においてもEGFP陽性細胞の90%以上が発現していることが判明しました。一方、Pax6はOVLT及びSFOのタニサイト様細胞では発現していなかったが、CCで発現していることを確認いたしました。このことはOVLT, SFOに存在する神経幹細胞とCCに存在する神経幹細胞とでは発現しているタンパク質の種類が異なり、その性質が異なる可能性を示唆しています。脳室周囲器官に存在する神経幹細胞の部位特異的な機能およびその異常による病態の解明は、脳梗塞などの脳損傷時の神経幹細胞による修復過程の研究するにあたっての基盤となる重要な知見である。この結果は第40回日本神経科学大会にて報告を行い、さらに昨年の結果とともに現在論文としてまとめている。研究の目的は、成体での感知系脳室周囲器官に存在する神経幹細胞の特徴と機能的意義を解明することである。前年度に、終板脈管器官、脳弓下器官、および延髄最後野の中心管にタニサイト様の神経幹細胞が存在することを示した。特に、最後野が存在している延髄領域における神経幹細胞ニッチェの広がりについてほとんど分かっていなかったため、今年度は感知系脳室周囲器官に存在する神経幹細胞の特徴を明らかにするとともに、延髄中心管全体に神経幹細胞は存在するのか、またその機能にフォーカスして研究を行った。Nestin-CreERT2/CAG-CATloxP/loxP-EGFPマウスを用いて第4脳室から脊髄まで伸びる中心管を観察したところ、神経幹細胞マーカーとして用いられるNestinを発現したタニサイト様細胞が第4脳室から脊髄まで伸びる中心管に存在していることが分かった。線維芽細胞増殖因子-2(FGF-2)および上皮増殖因子(EGF)を1週間にわたり脳室内投与を行うと、感知系脳室周囲器官および延髄最後野の中心管に存在するタニサイト様神経幹細胞の増殖が促進され、FGF-2およびEGFシグナル伝達が増殖調節に関与することを示唆された。Collagenaseを脳内投与することにより、延髄領域に脳出血による脳損傷を生じさせたマウスにおいて、延髄中心管のタニサイト様細胞の増殖が有意に促進された。以上の結果は、神経幹細胞が側脳室領域だけでなく、第3脳室および第4脳室、延髄中心管に渡って広く存在していることを示しており、成体において脳室に面したエリアが神経管細胞のNicheにとって非常に重要であることが考えられる。また、神経管細胞は脳に散在して存在し、脳損傷時には損傷部位の近傍に存在する神経幹細胞nicheから効率的に修復が行われていることが示唆される。平成29年度海馬神経幹細胞の増殖と分化は、迷路学習や刺激の多い環境により促進、ストレスにより減弱することが知られています。このように、神経幹細胞増殖と分化は脳部位固有の機能と密接な関連性があります。脳室周囲器官は体温や血圧などのホメオスタシス調節、病原体感染時の免疫応答などの多様な生理機能反応に関与することが知られており、脳室周囲器官の神経幹細胞がこれらの機能に関与することが推測されます。
ウイルス性慢性肝疾患からの発癌に関わるマイクロＲＮＡの探索

B型慢性肝炎では、肝細胞癌でのAP1発現と、背景肝のDNA損傷応答関連遺伝子発現間に直接相互作用を認めた。また、癌部におけるAP1発現は、癌部で発現亢進する多くの遺伝子と直接相互作用を有していた。一方、C型慢性肝炎では背景肝でのSTAT1およびPTEN発現は、癌部での血管新生、線維形成、および腫瘍形成促進遺伝子である、EGR1およびFAK1発現を抑制していた。リアルタイムPCRでの検証では、発癌時点での背景肝におけるSTAT1およびPTEN発現は、発癌以前と比較し低下していた。マイクロRNAでの検証では肝癌発癌における発現変化の検証をし、以前の報告を確認しえた。cDNAマクロアレイの追加検討において、B型慢性肝炎では、肝細胞癌でのAP1発現と、背景肝のDNA損傷応答関連遺伝子発現間に直接相互作用を認めた。一方、miRNA-TaqManアレイ(TaqMan Human MicroRNA Array v2.0)を用いてのウイルス性慢性肝炎からの発癌過程の推定では、以前の報告内容と相違のない発癌に関わるマイクロRNAの推定にとどまった。以前報告と矛盾せず、肝細胞癌で発現低下しているマイクロRNA群、すなわち癌関連の発現している遺伝子群として、細胞周期、接着因子、タンパク分解、転写、翻訳に関わる遺伝子群を再確認した。また、発現亢進を認めるマイクロRNA群、すなわち発現低下を認める遺伝子群として免疫応答関連遺伝子を確認した。バイオインフォマティックスの手法を用いることにより、背景肝での遺伝子発現プロファイリングと、B型肝炎ウイルス関連肝細胞癌ならびにC型慢性肝炎関連肝細胞癌での遺伝子発現プロファイリングとの関係を明らかにした。肝細胞癌の遺伝子発現に関連する背景肝の遺伝子発現の同定は、肝細胞癌の診断および治療に有用と考えられる。本邦における肝細胞癌は慢性肝疾患、特に線維化の進行した肝硬変を発症母地として発症することが大多数であり、約90%はウイルス性慢性肝炎である。原因ウイルスはB型肝炎ウイルス(HBV)およびC型肝炎ウイルス(HCV)であるが、いずれも慢性肝炎、肝硬変、肝細胞癌を引き起こす。cDNAマイクロアレイを用いた包括的遺伝子発現解析を行うと、両肝炎および両肝炎により惹起された癌組織での細胞内情報伝達機構が異なることが明らかとなった。応募者はこれまでに慢性肝炎および肝細胞癌における網羅的遺伝子発現解析を行い、これらの遺伝子発現情報を有機的に結び付けるアルゴリズムを用いて、慢性肝炎から肝細胞癌発症にかかわる遺伝子群のネットワーク解析を行ってきた。応募者はこの検討によりB型慢性肝炎およびC型慢性肝炎における発癌に関与する遺伝子群ならびにネットワークを推定してきた。今回応募者はこの実験結果を踏まえ、新規肝癌発症症例の背景肝(非癌部)における先の発癌に寄与する遺伝子群の発現変化を検証する。この点についてはリアルタイムPCRの結果を踏まえ、Genomics. 2013Apr;101(4):238-48にGene expression profiling of hepatitis B- and hepatitis C-relatedhepatocellularcarcinoma usinggraphical Gaussian modeling.と題し掲載された。また、発癌時に寄与する遺伝子群と関連するnon-cording RNAの一種であるmicroRNA(miRNA)を特定については現在検証中である。平成24年度の実施計画としては肝細胞癌新規症例の初発治療時に採取した背景肝組織(手術もしくは肝生検サンプル)よりRNAを抽出し、抽出したRNAを用いてcDNAを作成した上でのreal-time PCRで検証ならびにmiRNA発現の網羅的解析を実施するものであった。症例の獲得状況に応じ、平成25年度にもこれらの研究継続を実施し、研究費を請求する予定である。また、当初計画どおり、平成25年度には肝細胞癌新規症例の背景肝におけるmiRNA発現と、cDNAマイクロアレイの解析にて肝発癌に関連する遺伝子発現変化との関連を明らかにする。また肝発癌を調節するmiRNAを背景肝組織の検討により明らかにすることを目的とし、研究費を使用していく予定である。
腸管毒素原性大腸菌不活化ワクチン開発のためのトキソイド及び定着因子抗原の開発

AB5型の腸管毒素には、腸管毒素原性大腸菌(ETEC)の易熱性腸管毒素(LT)や腸管出血性大腸菌(EHEC)の志賀毒素(Stx)などが存在する。これまでこれらの腸管毒素のB鎖をワクチン抗原とするには、その発現・精製量に課題があった。そのため、大腸菌封入体からのB鎖抗原の巻き戻し法の開発が試みられてきたが、その殆どは分子量が不均一な高分子量可溶性凝集体としてしか回収できなかった。今回我々は、独自のB鎖リフォールディング法の開発に成功し、各種腸管毒素B鎖を均一性の高い5量体分子として精製する方法を確立した。この成果は、ETECやEHECに対する組換えワクチンの開発に重要な知見を与えると考えている。本研究課題では、腸管毒素原性大腸菌(ETEC)が産生する易熱性腸管毒素(LT)と耐熱性腸管毒素(STa)に対するタンパク質性のサブユニットワクチンの開発を進めている。特にSTaは、1819アミノ酸残基程度の小さなペプチド断片であるため、それ自体では免疫原性を全く示さない。よって、我々は、LTのB鎖(LTB)とSTaを融合させることで、その免疫原性を向上させることを計画した。しかし、LTBは大腸菌での高発現が困難であることが分かったため、LTBと高い交叉反応性を示すコレラ毒素(CT)のB鎖(CTB)をLTBの代わりに活用することを考案した。実際、CTBは大腸菌の封入体から効率よく巻き戻り、本来の5量体を再構築できることが明らかとなった。よって、昨年我々はそれをVaccine誌で報告した(Tamaki et al., 2016)。計画当初、STaの免疫原性を向上させる目的で、LTBとSTaを融合させたLTB-STaを考案していたが、それをCTB-STaを構築することに計画変更した。しかし、その前にSTa自体の性状解析のため、本ペプチド自体を大量に確保する必要があり、精製タグとしてZZを融合させたZZ-STa融合タンパク質を大腸菌発現させた。この融合タンパク質は、大腸菌内で可溶性発現したが、STa分子内の複雑なジスルフィド結合(S-S)は正しく形成されず、STa分子間同士でS-Sが形成されたため、融合分子自体が高分子量化されることが明らかとなった。以上の結果を受け、平成28年度は、STaの分子内S-Sだけを正しく形成させる方法論を確立する。本研究成果により、LTBよりもCTBの方が大腸菌封入体からの巻き戻し効率が格段高いことが明らかとなり、その発現・リフォールディング・精製法についての新たな知見を得たため、以下の学術論文を発表した。また、STa発現・精製に関する新たな課題にも直面したが、正しいジスルフィド結合形成法について引き続き検討しており、プロジェクト全体としてはおおむね順調に進んでいると判断した。今年度は耐熱性腸管毒素(STa)の立体構造を保持したまま高発現させる方法を検討した。特にコレラ毒素B鎖(CTB)とSTaとの融合タンパク質を大腸菌で発現させることを試みたが、STa内の複雑なジスルフィド結合の組み合わせのため、天然型立体構造をもったSTaとして高発現させることには至っていない。しかし、耐熱性腸管毒素にはaタイプ(STa)とbタイプ(STb)があり、これらは構造的にも血清学的にも全く異なるものである。さらに、STbは疫学的にも特に動物(豚等)に感染する病原性大腸菌から比較的頻繁に見出される。よって、STaの効率よい発現系確立と同時にSTbの発現系確立も重要課題である。我々はこのSTbの発現系確立のため人工遺伝子を構築し、その発現系確立に向け研究を進めている。また、我々はCTBの大腸菌封入体からの巻き戻し法を既に確立しているため(Tamaki et al., 2016)、CTB-STb融合タンパク質の巻き戻しも検討すべき課題でると考えている。CTB-STb融合タンパク質は、全体を大腸菌コドンへ最適化している。また、発現ベクターは37°Cおよび低温誘導も可能としているため、封入体発現とそれに続き巻き戻し、ならびに、分泌発現させることも理論上可能である。よって、平成28年度の遺伝子構築作業に基づき、平成29年度はSTaの発現系確立と同時にSTbの発現系確立を目指す必要がある。STaの効率的な発現方法の確立には至っていないが、STbとCTBとの融合化については順調に進んでいる。よって、プロジェクト全体としてはおおむね順調に進展していると判断する。本研究では腸管毒素原性大腸菌(ETEC)が産生する易熱性腸管毒素(LT)ならびに耐熱性腸管毒素(STaおよびSTb)に対する組換えトキソイドワクチンの開発を進めてきた。特に、申請者らは、LTのBサブユニット(LTB)と交叉反応性を示すコレラ毒素(CT)Bサブユニット(CTB)のタンパク質巻き戻し法による高発現に成功した実績に基づき、CTBとSTの融合タンパク質(rCTB-STaおよびrCTB-STb)の高発現を目指してきた。さらに、ETEC流行株の中でも重要な定着因子CS6の分子デザインも進めてきた。申請者らのこれまでの実験から、CTBは封入体からの巻き戻しによって、天然高次構造を回復した5量体分子として再構築することが可能であることが分かってきた(Tamaki et. al., 2016,Vaccine 34:1268-1274.)。

申請書らはこの技術に基づき、rCTB-STaならびにrCTB-STbの巻き戻しが可能であるとの仮定を立て、種々の条件によって融合分子の巻き戻し実験を繰り返してきたが、複雑なジスルフィド結合の組み合わせをもつST分子を天然型の構造として再構築することには未だ成功していない。よって、申請者らは、封入体の純度を高めることで巻き戻し効率が格段高まることを明らかにした(Tamaki et al., 2016)ことに加え、結束分子として機能するコイルドコイル分子(COMP)とCTBとを融合化させることでも、この巻き戻し効果が高まることを既に確認しているため(Arakawa and Harakuni, 2014, Vaccine 32:5019-5026.)、現在、rCTB-COMP-STaならびにrCTB-COMP-STbの巻き戻し実験を繰り返し、至適条件を模索している。AB5型の腸管毒素には、腸管毒素原性大腸菌(ETEC)の易熱性腸管毒素(LT)や腸管出血性大腸菌(EHEC)の志賀毒素(Stx)などが存在する。これまでこれらの腸管毒素のB鎖をワクチン抗原とするには、その発現・精製量に課題があった。そのため、大腸菌封入体からのB鎖抗原の巻き戻し法の開発が試みられてきたが、その殆どは分子量が不均一な高分子量可溶性凝集体としてしか回収できなかった。今回我々は、独自のB鎖リフォールディング法の開発に成功し、各種腸管毒素B鎖を均一性の高い5量体分子として精製する方法を確立した。この成果は、ETECやEHECに対する組換えワクチンの開発に重要な知見を与えると考えている。「研究実績の概要」の項目でも記載したとおり、STa分子を天然高次構造を保った状態で、融合タンパク質として発現させる新しい方法論の確立が必要である。特にCTB分子とSTaを融合させたCTB-STaが互いに相互作用せず、独立した均一性の高い分子として5量体を形成させるノウハウが必要である。この技術の確立のためには、我々のこれまでのタンパク質リフォールディング法(Tamaki et al., 2016)にさらに新たな方法を加える必要があると考えている。今後、STaの天然型立体構造を保ったCTB融合タンパク質として発現させる方法を確立すると同時にCTB-STbの発現方法も重要課題であるとの認識の下プロジェクトを推進する必要がある。感染症ワクチン開発
F特異点と標数0の双有理幾何学に現れる特異点

F特異点とは,フロベニウス写像を用いて定義される正標数の特異点の総称であり,現在までにF正則,F有理,F純, F単射特異点などの特異点が知られている.F特異点と標数0の双有理幾何学に現れる特異点の対応は,多くの研究者によって研究されてきた.本研究課題では,この対応に関して,次の2つの成果を得た.(1)数値的Q-Gorensteinの場合に,判定イデアルとde Fernex・Haconの意味の乗数イデアルの対応を証明した.(2) F冪零特異点という新しいF特異点のクラスを導入し,正規F冪零孤立特異点のホッジ理論的な意味を明らかにした.Tommaso de Fernex、Roi Docampo、KevinTuckerとの共同研究において、乗数イデアルと判定イデアルの対応について研究した。de Fernex-Haconは、乗数イデアルの概念をQ-Gorensteinとは限らない正規代数多様体上に拡張した。一方、判定イデアルは任意の正規代数多様体上で定義できる。de Fernex-Haconの意味の乗数イデアルと判定イデアルの対応を数値的Q-Gorenstein多様体上で証明した。2次元正規代数多様体は常に数値的Q-Gorensteinなので、特に2次元正規代数多様体上の乗数イデアルと判定イデアルの対応が得られたことになる。またHailong Daoとの共同研究において、体上本質的有限型なn次元正則局所環(S, m)とそのイデアルIが与えられたときに、Iに台を持つ局所コホモロジー加群とS/Iの深さの関係について調べた。特に、S/Iの深さが3以上ならば、Iに台を持つ局所コホモロジー加群のうちn-2次以上は全て消滅することを証明した。これは、体上本質的有限型な環の場合のMatteo Varbaroの予想の肯定的解決に他ならない。また剰余体S/mが標数0の代数閉体のとき、S/Iの深さが4以上ならば、Iに台を持つn-3次局所コホモロジー加群が消滅することと、S/Iのm進完備化の局所Picard群が捩れ群であることが同値であることを証明した。今年度は,次の広瀬大輔・渡辺敬一・吉田健一の予想に取り組んだ:Rを標数p>0の完全体k上定義された強F正則標準的次数付き環とし,mをRの斉次極大イデアルとしたとき,RがGorenstein環であることと,mのF純閾値fpt(m)が-a(R)と一致することは同値である.ただし,a(R)は後藤四郎・渡辺敬一によって導入されたa不変量のことである.Anurag SinghとMatteo Varbaroとの共同研究において,Rの反標準環がk上有限生成ならば,広瀬・渡辺・吉田の予想が正しいことを証明した.特にRがQ-Gorenstein環であるか,もしくはRが4次元以下で標数pが7以上ならば,予想は正しい.交付申請書に記載したように,対数標準閾値はF純閾値と対応することが予想されているため,広瀬・渡辺・吉田の予想の標数0における類似として,対数標準閾値を用いた対数的端末特異点のGorenstein性が特徴づけられることが期待される.SinghとVarbaroの共同研究において,この期待が正しいことも証明した.つまり,Sを標数0の代数閉体K上定義された標準的次数付き環とし,Spec Sは高々対数的端末特異点しか持たないと仮定する.nをSの斉次極大イデアルとしたとき,SがGorenstein環であることと,nの対数的標準閾値lct(n)が-a(S)と一致することが同値であることを証明した.また次数付き環でない場合にも類似の特徴づけを与えた.本研究課題では,標数0の特異点の不変量である対数的標準閾値と正標数の特異点の不変量であるF純閾値の対応を特別な条件下で示すことを最終目標としている.対数的標準閾値とF純閾値の対応が正しければ,広瀬・渡辺・吉田の予想の標数0における類似として,対数標準閾値を用いた対数的端末特異点のGorenstein性の特徴づけが得られるはずであるが,本年度はこの特徴づけを証明した.これは対数的標準閾値とF純閾値の対応が正しいことを裏付ける間接的な証拠であり,本研究課題を遂行する上で重要な進展と考えられる.今年度は、正標数の準射影代数多様体の一般超平面切断の特異点について研究した。Xを標数p(pは0もしくは素数)の代数閉体上定義された3次元準射影代数多様体とし、HをXの一般超平面切断とする。p=0のときMiles Reidは、Xが高々標準特異点しか持たないならば、Hは高々Du Val特異点しか持たないことを証明した。Reidの証明には自由な線形系に対するBertiniの定理が用いられるが、これは正標数では成り立たない。「Reidの定理と同じ主張が正標数で成り立つか?」というのは、正標数の双有理幾何学において基本的な問題の一つであった。佐藤謙太との共同研究において、MJ (Mather-Jacobian)標準特異点の理論を利用することで、この問題を肯定的に解決した。

この系としてpが5以上ならば、Xの任意の特異点(閉点)は、有限個を除いて、アフィン直線と有理二重点の直積に同型な解析的近傍を持つことが示される。なおp=2, 3のときは、廣門正行・伊藤浩行・齋藤夏雄によって反例が構成されている。また同じ共同研究において、pが7以上のとき、Xが高々対数的端末特異点しか持たないならば、Hも高々対数的端末特異点しか持たないことを証明した(以下、この主張を定理Bと呼ぶ)。定理Bの証明にはF特異点の理論を利用する。標数7以上の代数閉体上定義された2次元対数的端末特異点はF正則特異点であることが原伸生によって知られていたが、この結果を代数閉体上定義されているとは限らない場合に拡張した。この拡張とF正則特異点に対するBertiniの定理を組み合わせることで、定理Bが従う。F特異点とは,フロベニウス写像を用いて定義される正標数の特異点の総称であり,現在までにF正則,F有理,F純, F単射特異点などの特異点が知られている.F特異点と標数0の双有理幾何学に現れる特異点の対応は,多くの研究者によって研究されてきた.本研究課題では,この対応に関して,次の2つの成果を得た.(1)数値的Q-Gorensteinの場合に,判定イデアルとde Fernex・Haconの意味の乗数イデアルの対応を証明した.(2) F冪零特異点という新しいF特異点のクラスを導入し,正規F冪零孤立特異点のホッジ理論的な意味を明らかにした.交付申請書に記載した「研究の目的」の1つである、数値的Q-Gorensteinの場合の乗数イデアルと判定イデアルの対応については、de Fernex、Docampo、Tuckerとの共同研究で完全に解決することができた。さらに、F特異点の研究の過程で局所コホモロジーの振舞いについて調べていたところ、たまたま来日していたDaoとの共同研究に発展し、局所コホモロジーの消滅に関するVarbaroの予想の特別な場合を解決することに成功した。これは予想外の研究の広がりであり、研究は当初の計画以上に進展していると言える。現在のところ,対数的標準閾値とF純閾値の対応そのものを示すことは難しい.そこで,対応を裏付ける別の根拠として,まず対数的標準特異点の重複度について研究する.F純特異点の場合にはCraig Huneke・渡辺敬一によって重複度の上からの評価が与えられているため,対数的標準特異点の場合に類似の重複度の評価を与えたい.これは対数的標準特異点を持つ多様体上のコホモロジーの消滅定理とも密接に関係しており,大変興味深い問題である.代数幾何学研究の目的であるF特異点と標数0の特異点の対応を示すため、この対応と密接な関係があるMustataとSrinivasの予想について精査する。この予想は現時点では曲線の場合すら未解決なので、この予想の弱形で、低次元の場合には既存の技術で成り立つことが示せるものを模索する。そして、それを用いてF特異点と標数0の特異点の対応について何が言えるか調べる。学内業務と日程が重なってしまったため,予定していた国内研究打ち合わせ1件を次年度に延期した.そのため差額が生じた.のための外国人研究者招聘旅費として100万円を計上していたが、数名の方が直前になって参加を取りやめたため、結果として約30万円の次年度使用額が生じた。九州大学の渋田敬史氏を訪問するための旅費として使用する.訪問時期は渋田氏の都合を勘案して決定する.今年度招聘できなかった外国人研究者のもとを訪問するための海外出張旅費として使用する。
順序制約を有する複数作業の群ロボット系への割付法

従来の移動ロボット群研究において,作業の遂行順序にある制限を課すものである「順序制約」が存在する問題に対しては,作業割付の手法はその重要性にも係わらずほとんど提案されてこなかった.また,スケジューリングなどの,順序制約を考慮した作業計画立案の研究においても,順序制約は設計者により与えられていた.本研究では,ロボット自身が順序制約を短時間で計算し,それらを作業割付に反映させることが必要であるような問題の代表例として,多数物体搬送作業を扱った.その中で,次に述べる課題を解決する必要があった.1.作業割付は順序制約を考慮して行わなければならない.2.短時間で順序制約を計算しなければならない.これらの課題に対して,次に示す成果を得ることができた.1.順序制約の分類を行うことで,計算可能な順序制約に対する計算手法,またそれらを考慮した作業割付手法を明らかにした.2.順序制約計算の効率化を行った.計算を行うタイミングや1回の計算においてかける時間から手法の分析を行い,取りうる手法を全て列挙し,提案した手法をシミュレーション実験によって評価した.その結果,短時間で計算可能な順序制約については作業割付の度に計算を行い,時間のかかる順序制約については作業失敗時のみ計算する手法が最も効率的であることを明らかにした.今後の展望として,物体を一時的に設置しておく中間的なゴール地点を設定するなど,与えられた作業をうまく切り分けることによるより柔軟な作業遂行の枠組みの提案へ研究が進められることが期待される.従来の移動ロボット群研究において,作業の遂行順序にある制限を課すものである「順序制約」が存在する問題に対しては,作業割付の手法はその重要性にも係わらずほとんど提案されてこなかった.また,スケジューリングなどの,順序制約を考慮した作業計画立案の研究においても,順序制約は設計者により与えられていた.本研究では,ロボット自身が順序制約を短時間で計算し,それらを作業割付に反映させることが必要であるような問題の代表例として,多数物体搬送作業を扱った.その中で,次に述べる課題を解決する必要があった.1.作業割付は順序制約を考慮して行わなければならない.2.短時間で順序制約を計算しなければならない.これらの課題に対して,次に示す成果を得ることができた.1.順序制約の分類を行うことで,計算可能な順序制約に対する計算手法,またそれらを考慮した作業割付手法を明らかにした.2.順序制約計算の効率化を行った.計算を行うタイミングや1回の計算においてかける時間から手法の分析を行い,取りうる手法を全て列挙し,提案した手法をシミュレーション実験によって評価した.その結果,短時間で計算可能な順序制約については作業割付の度に計算を行い,時間のかかる順序制約については作業失敗時のみ計算する手法が最も効率的であることを明らかにした.今後の展望として,物体を一時的に設置しておく中間的なゴール地点を設定するなど,与えられた作業をうまく切り分けることによるより柔軟な作業遂行の枠組みの提案へ研究が進められることが期待される.移動ロボット群による多数物体搬送作業アルゴリズムを提案した.本研究で対象とした多数物体搬送作業は,作業間の順序制約を考慮した作業割付を必要とする問題の一例であり,本研究で得られた知見はより多様な移動ロボット群の作業割付問題にも適用可能なものである.従来の移動ロボット群研究においては作業間に順序制約の存在する問題に対する作業割付の手法はその重要性にも係わらずほとんど提案されてこなかった.また順序制約を考慮した作業計画立案の研究においても,順序制約は設計者により与えられていた.多数物体搬送作業においては,ロボット自身が順序制約を短時間で計算し,それらを作業割付に反映させることが必要であった.本研究では,以下の2つのアプローチをとることにより上記の問題に対応した.多数物体搬送作業における作業間の順序制約とは「順序制約に従って作業割付を行えば必ず全ての作業を達成できる」というものである.これを厳密に計算するためには時間軸上の各時刻におけるロボットおよび物体のコンフィグレーションを正確に予測することが必要である.しかしそれは多数物体搬送作業がIAに属する作業であるために不可能であった.そのため本研究では順序制約の分類を行い,計算可能な順序制約を明らかにする必要があった.計算可能な順序制約について,その計算手法,またそれらを考慮した作業割付手法を提案した.提案した順序制約の計算手法は非効率なものであったため,改良を行った.計算を行うタイミング,1回の計算においてかける時間,という2項目から手法の分析を行い,考え付く代替案を全て挙げた.提案した手法をシミュレーション実験によって評価した.その結果,短時間で計算できうる範囲の順序制約について作業割付の度に計算を行い,時間のかかる範囲の順序制約については作業失敗時のみ計算する手法が最も効率的であることを明らかにした.複数可動物体搬送作業は部品組み立て等のアプリケーションを含む基本的な作業である.この作業に複数台のロボットを用いることは信頼性・拡張性・頑健性などの面から有用である.この問題においては各物体を搬送する順序には制約(以下順序制約と呼ぶ)が存在し,全ての順序制約を求めるには非常に多大な計算量が必要である.搬送作業に関する研究は数多くなされており,大別して(a)物体のハンドリングに特化した動作計画法,(b)マルチエージェントに対する作業割付,の二種類が存在する.(a)に属する研究では搬送する物体は少数(3,4個程度)に留まるか,環境情報が既知であり環境は作業遂行中に変化しないことを仮定していた.

(b)における手法は非常に簡単な制約のみを考慮していたため本研究が対象とする問題には適用できない.本研究では比較的狭く,動的に変化する環境における搬送作業の実現を目指す.計算量を削減するために順序制約を2種類に分け異なるタイミングで計算を行った.(1)物体同士の相対位置による制約のうち物体の初期・目標コンフィグレーションから計算できる制約,(II)物体同士の相対位置による制約のうち繰り返しの経路計画が必要な制約である.(I)の制約は小さい計算量で求めることができるため,ロボットは搬送する物体を決定する際に毎回計算を行う.(II)の制約を求めるには大きい計算量が必要であるため搬送経路が見つからない場合にのみ計算を試みる.他のロボットが障害となって搬送経路が見つからない場合にはロボットは制約を計算することなく搬送対象を他の物体に切り替える.シミュレーションの結果,提案手法がより少ない計算量で効率良く搬送できることを示した.