hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
離散ＤＣ関数最小化問題に対する大域的最適化手法の構築

これは,複数財のオークションにおけるEnglish-Dutchオークションに対応するアルゴリズムである.本研究では,このアルゴリズムの反復回数に対して,厳密なバウンドを得た.これにより,English-Dutchオークションにおける価格変更回数が何回必要か,算定できたことになる.つぎに,買い戻し問題というオンライン問題において,目的関数をこれまでの線形関数から非線形関数へと一般化した問題について議論した.目的関数の非線形性により,既存のアルゴリズムの単純な拡張は不可能である.この複雑な問題に対し,離散凸解析における既存の研究成果を利用しつつ,高精度の解を求めるオンラインアルゴリズムを提案した.アルゴリズム自体はシンプルであるが,解の精度評価が難しく,目的関数の性質を巧みに利用して解精度を保証した.この研究成果は離散凸解析理論のオンラインアルゴリズムへの初めての適用であり,インパクトは大きい.もう一つの研究成果として,処理時間が可変なスケジューリング問題において,処理時間に関して2次の評価関数の和を最小化するという問題について研究を行った.これは,ある種のタスクを処理する際に生じる誤差などを最小化する問題に対応する.この問題に対し,解集合が離散凸集合であるという事実を活用すると共に,様々なアルゴリズム技法を適用することより,高速なアルゴリズムを構築することに成功した.当初の計画自体は順調に進み,数多くの研究成果が得られ,その成果の一部は学術論文として発表されている.また,計画を遂行している途中で,離散凸関数の最小化問題に対する最急降下アルゴリズムに関して新たな発見があった.この発見から発想を得て,L1ノルム制約の下での離散凸関数という問題について新たに研究を始めることとなったが,それをとりまとめるために補助事業期間を延長することとなった.本年度はひきつづき,所与のベクトルからのL1距離が定数以下,というL1距離制約の下での資源配分問題に対する高速アルゴリズムの開発に取り組んだ.まず,目的関数が分離凸関数であり,制約が成分和一定という等式条件のみという,もっとも基本的な資源配分問題(単純資源配分問題とよぶ)にL1距離制約を追加した問題について検討を行った.単純資源配分問題の構造を解析し,劣モジュラ資源配分問題とよばれる問題に帰着できることを証明できた.劣モジュラ資源配分問題には直観的に分かりやすいが速度の遅い貪欲アルゴリズムや,貪欲アルゴリズムを高速化したスケーリングアルゴリズムが既に提案されている.したがって,これらのアルゴリズムにL1距離制約つきの単純資源配分問題に適用可能であることが分かる.本研究では,貪欲アルゴリズムおよびスケーリングアルゴリズムを適用したときの高速な実装について検討し,その理論計算時間を解析した.これらのアルゴリズムは原点を初期点とするが,最適解と原点の距離が大きい場合,計算時間が大きくなる,という欠点がある.一方,今回扱う問題においては,最適解は必ず所与のベクトルの「近傍」に存在することが保証されているので,その近傍内の点を初期点とすることにより,計算時間を削減できるのではないか,というアイディアを得た.
幾何学的複素解析の展開

幾何学的複素解析において、とくに多変数の正則関数の境界挙動に関わる部分の進展について報告したい。C^nの擬凸領域上のL^2正則関数の空間は、S.Bergmanによってはじめて系統的な研究が緒についた。その解析は様々な立場から行なわれているが、1987年に発表された大沢・竹腰のL^2拡張定理は現在一つの基本的結果とされている。以後大沢はこの定理の内実を掘り下げ続け、その応用面をも考慮しながら改良を繰り返してきた。2001年に発表された論文(Nagoya Math. J.)では、L^2拡張定理を複素多様体上の一般的理論としてまとめ上げ、その割算定理への応用、およびBeurling-Malliarin-Seip型の補間理論への応用を得ている。その続篇においては、まずC^nの有界擬凸領域におけるL^2正則関数のHefer分解の係数の最適評価を導き(発表予定)、さらに無限級数展開をも許すより一般の分解について係数の最適L^2評価を示した(投稿準備中)。この新理論において特徴的なことは、一つの固定された座標系における相異なる現象が、座標に変数を付加してできる高次元の空間の適当な座標に関しては同一の構造をもつことである。一方、複素多様体上の力学系や葉層構造などとの関連で、Levi平坦な境界をもつ領域に関心が持たれてきたが、大沢は松本和子と共同で、複素2次元トーラス内のLevi平坦かつ実解析的な境界をもつ領域をすべて決定した。これはさらに次元の高い場合にどうなるか、継続されるべき研究課題である。トーラスに限らず、一般の複素多様体内の擬凸領域に関しては、δ^-Neumann作用素の滑らかさやコンパクト性の障害としてあらわれる、境界に付着する複素曲線について研究が進展し、大沢はDiederichと共同で、この種の付着曲線をもつ正則凸領域が勝手な複素曲線のまわりに多数存在することを初めて明確にした。分担者たちの活動の説明は成果報告書にゆずる。L^2正則関数に関わる既存の結果をさらに発展させ、一般化し、またさらに拡張問題と割算問題の関係を明確にした。その結果、有界擬凸領域上でH.Skodaによって与えられたL^2正則関数の割算問題の解のL^2評価を改良して最良の形にすることができた。この本質的な部分はすでに発表済みであるが、これを多様体上のベクトル束の場合に拡張するための計算はまだ完全にはできていないので、この作業を続行中である。また、n次元複素射影空間P^n内の実解析的閉超曲面で、P^nを二つの擬凸部分に分けるものが存在するのはn=1の場合だけであることを証明した。この証明方法を一般化して非負曲率をもつ複素多様体内のLevi平坦な実解析的閉超曲面の構造を決定する仕事を続行中である、さらにこれと並行して、複素多様体上のLevi問題の一環としてワーム領域に付着する複素曲線の構造論を進めており、その結果については8月に行なわれた国際研究集会(於The American Inat.Math.)および10月に行なわれたMidwest conf.(於Pusdue大学)にて発表ずみで、論文を準備中である。これらはすべて本研究課題である幾何学的複素解析の展開の一環として行なわれたものであり、研究分担者たちとの密接な連絡に支えられているものである。C^nの擬凸領域上のL^2正則関数の空間は、S.Bergmanによってはじめて系統的な研究が緒についた.

その解析は様々な立場から行なわれているが、1987年に発表された大沢・竹腰のL^2拡張定理は現在一つの基本的結果とされている。以後大沢はこの定理の内実を掘り下げ続け、その応用面をも考慮しながら改良を繰り返してきた。2001年に発表された論文(Nagoya Math.J.)では、L^2拡張定理を複素多様体上の一般的理論としてまとめ上げ、その割算定理への応用、およびBeurling-Malliarin-Seip型の補間理論への応用を得ている。その続篇においては、まずC^nの有界擬凸領域におけるL^2正則関数のHefer分解の係数の最適評価を導き(発表予定)、さらに無限級数展開をも許すより一般の分解について係数の最適L^2評価を示した(投稿準備中).この新理論において特徴的なことは、一つの固定された座標系における相異なる現象が、座標に変数を付加してできる高次元の空間の適当な座標に関しては同一の構造をもつことである。一方、複素多様体上の力学系や葉層構造などとの関連で、Levi平坦な境界をもつ領域に関心が持たれてきたが、大沢は松本和子と共同で、複素2次元トーラス内のLevi平坦かつ実解析的な境界をもつ領域をすべて決定した。これはさらに次元の高い場合にどうなるか、継続されるべき研究課題である。トーラスに限らず、一般の複素多様体内の擬凸領域に関しては、∂^^--Neumann作用素の滑らかさやコンパクト性の障害としてあらわれる。境界に付着する複素曲線について研究が進展し、大沢はDiederichと共同で、この種の付着曲線をもつ正則凸領域が勝手な複素曲線のまわりに多数存在することを初めて明確にした。分担者たちの活動の説明は成果報告書にゆずる。
「場所の聖性」の変容・再構築とツーリズムに関する総合的研究

本研究は、宗教の適応的変容と再構築の側面を教会や社寺、自然的景観、迫害や殉教が起こった場所など、様々な「トポス」がもつ「聖性」に焦点を当せながら、その変容を、それを促す大きな要因の一つと考えられる「ツーリズム」との関わりのなかで明らかにしようというものである。近代社会における、交通網の発達、テクノロジーの飛躍的発展は、本来的に「聖なる場所」がもっていた限定性、秘匿性を無意味化し、だれでもがそこにアクセスすることを可能にした。とくに、ツーリズムの発展は「場所の聖性」の性格やあり方に容赦ない変更を加え、それを観光の新たな「商品」に仕立て上げようと試みている。長崎県の外海、平戸、五島列島といった地域において、これまでごく少数の人々にとってしか特別な意味をもっていなかったキリシタンの殉教地や聖地さえも、容赦なく「観光のまなざし」に曝されることになったのである。しかし、その過程で、教会や社寺、殉教地などの「場所」をめぐる新たな「語り」や「伝統」を再構築させる契機となっているようにもみえる。それは、沖縄のように、場所の聖性のもっともアーカイック形態である「御嶽」を、沖縄の根本的な宗教・伝統文化という「語り」のなかに包摂することで、自らの文化的アイデンティティを積極的に構築していこうとする試みにもつながっていく。もちろん、ツーリズムはつねに伝統的な聖地を変化させるわけではなく、ツーリズムに密接に関わる関連産業が聖地のもつ「真正性」、「歴史性」を利用して、伊勢神宮の参道に誕生した商店街のように、新たなマーケットの開拓をおこなう場合もある。さらにまた、出雲地域の「神在祭」のように、現代的ツーリズムの影響とは直接関わりなく、祭りとその場所が様々な要因によって歴史的に変化している場合もあり、「場所の聖性」の変容は必ずしも近代的現象でないことは注意する必要があろう。本科研の採択が10月になったために、本年度の研究は二回にわたって研究課題の遂行に際しての方法論の検討と分担者の調査地での報告をおこなった。具体的な内容は以下の通りである。方法論の議論としては、場所の聖性という問題を文化地理学的視点から論究するShackley, M.2001:Meaning Sacred Sites : Service Provision and Visitor Experienceを材料にして、聖地を管理するという発想を議論した。具体的な事例を報告として、(1)筑波山の御座替わり(2)長崎カトリック教会群の世界遺産の指定運動があった。前者は筑波山という聖なる山を舞台にして展開する伝統的祭りの神輿の担ぎ手の変化と、それと対照的なツーリズムと地元商店街が仕組んだガマ祭りの盛衰、さらにつくば市の都市乗りである「まつりつくば」の動向などが報告された。また、後者は、長崎市の観光業界、カトリック教会、長崎県などが中心に行っている、県下の存在するカトリック教会や隠れキリシタンの遺品、そしてその景観を世界遺産に指定してもらう運動を紹介し、そのなかで、いかに長崎という場所に刻まれた聖性が利用され、それが強化されながら、運動が行われているかを議論した。とりわけ、観光業界主導で、長崎巡礼の旅という企画が商品として開発され、それが人気商品となっていることが紹介された。以上の二つの発表から、筑波や長崎の場所が持つ聖性がツーリズムを中心としたさまざまなセクターの意向とのかかわりで再構築されていることが明らかになった。次年度は、これらを踏まえて、方法論的議論をさらに深化させるとともに、長崎の調査地としたよりいっそうの現地調査を考えている。

本年度は、長崎平戸、生月、及び五島列島の現地調査とその成果の報告とそれを踏まえての方法論の再検討をおこなった。具体的な調査内容は以下の通りである。(1)平戸観光協会にて、カトリック教会、キリシタンが観光資源としてどのように認識され、それに基づいてどのような企画が実施されているのかの聞き取り調査を行った。(2)平戸島内カトリック教会群(平戸教会、宝亀教会、紐差教会、山野教会)の訪問と平戸キリシタン資料館見学。(3)生月・島の館博物館の事務局長との面談。(4)上五島の教会群の調査。(大浦教会、鯛ノ浦教会、頭ヶ島教会、青砂ヶ浦教会、冷水教会)(5)奈留島(江上教会)、久賀島(旧五輪教会、浜脇教会)の教会群の調査。(6)下五島の教会群(堂崎教会、福江教会、半泊教会)の調査。(7)五島観光協会事務局長に聞き取り。以上のような調査を通じて、明らかになったと思われる点を列挙すれば以下のようになる。(1)平戸、五島などの観光協会はカトリック教会群を、キリシタンとセットとした上で観光資源として重視している。とりわけ、五島の観光協会の場合には、『ルルブ』などの観光雑誌への売り込み、独自の冊子の製作などへの取り組みがみられた。(2)カトリック側もそれに対して協力的である。(3)カトリック側の動きとして島にあるルルド巡礼にちなんだマリア信仰と五島の教会群の巡礼とを重ねようとする動きが観察された。(4)カトリック人口の老齢化、過疎化が目立ち、観光のための地域振興政策との間にずれが見受けられた。以上のような調査の結果を踏まえて、来年度はさらに五島での調査、とりわけ教会を支える一般の人々の意識を聞き取り調査によって明らかにすることで、教会という場所がもつ聖性を支える要因を解明に取り組みたい。また、この問題のもつ特殊性と一般性を明確にするために、沖縄及び出雲地域における同種の事例についての検討も予定している。本年度は、昨年と同様に、主な調査地としては、長崎市、平戸及び五島列島を訪れて、昨年の調査では明らかにできなかった諸点を調査した。(1)長崎県地域振興課観光課における県レベルでの観光動向とカトリック教会群の世界遺産指定への取り組むについての聞き取り、(2)教育委員会による長崎の歴史を観光資源とする取り組みについての聞き取り、(3)五島列島への乗客を運ぶ九州商船の観光戦略についての聞き取り、(4)五島観光連盟会長への聞き取り、(5)平戸観光協会への聞き取りとそれが取り組む「キリシタン紀行」という観光商品の企画、販売の調査。(6)福江島の福江教会神父への聞き取り、(7)水の浦教会神父への聞き取り、(8)浦頭教会神父への聞き取り、(9)久賀島の浜脇協会の信徒たちへの聞き取り、(10)カトリック長崎大司教区大司教への聞き取り。(1)平戸、五島などの観光協会はカトリック教会群を観光の一つ大きな目玉にしており、教会でのコンサートなど観光イベント作りに積極的に取り組んでいる。
G 局所 G スキームとその上の同変加群の研究

本年度は完全多部グラフに対応する2項式辺イデアルの研究を行った.2項式辺イデアルはヘルツォク・日比を中心とする研究グループと報告者によって独立に導入された新しい研究対象で,代数統計学などとの関連も踏まえて現在活発に研究が進められている.具体的には,(1)素因子の具体的記述と非混合的となる場合の特徴づけ,(2)剰余環がコーエン・マコーレー性となる場合の特徴づけ,(3)形式的冪と通常の冪の一致,(4)剰余環のF純性などについて研究を行った.主たる道具は組合せ論的手法による.特にプリュッカー関係式と呼ばれる関係式(これはもともと多項式環のASL構造から発見されたもので、完全グラフの2項式辺イデアルである行列式イデアルの研究に重要な役割を果たす)が2項式辺イデアルの研究においても重要であることが明らかになった.ただし辺が極端に少ないグラフ(例えば,木は辺が最も少ない連結グラフである)の場合には,辺の少なさゆえにさまざまな関係式が有効に働かない,すなわち変形の自由度が少ないことが多く,新たなアイデアが必要であると思われる.私見では,その難点の本質は多角形の場合に存在し,この場合を攻略することが一般の場合への足掛かりになると考えている.実際,完全多部グラフの場合に成立していた剰余環のF純性が五角形の場合に崩れることが確認されており,これらの現象の理由を明らかにするべきと考える.本年度は以下の二点を中心に研究を行った。(1)Rees代数の不変式環の強F正則性Gを群、AをGが作用する可換環とし、IをGの作用で安定なイデアルとする。このときIのRees代数R(I)もまたG代数となる。Rees代数はブローアップ代数とも呼ばれる極めて重要な代数であるが、Rees代数の重要性に比してその不変式環はほとんど研究されておらず、申請者の研究の前には後藤四郎氏・居相真一郎氏による共同研究くらいしか知られていなかった。本年度はGが代数閉体上の簡約群、Aが有限次元G加群の対称代数、mがAの唯一の斉次極大イデアルの場合に、AがG加群として良いフィルター付けを持てば不変式環R(I)Gが強F正則となることを証明し、論文"Strong F-regularity of invariant subalgebras of Rees algebras"にまとめた.(2)2項式辺イデアルの準素分解と形式的冪単純グラフGの2項式辺イデアルとは、Gの辺に対応するある2項式全体によって生成される多項式環のイデアルをいう。このイデアルは申請者とHerzog-日比et.al.によって独立に研究が始められた。本年度は2項式辺イデアルの被約グレブナー基底と準素分解を与えるアルゴリズムに関する論文"Graphs and idealsgenerated by some 2-minors"を執筆した。この論文はCommunications in Algebra誌に掲載が決定している。また特にGが完全2部グラフの場合に、2項式辺イデアルの素因子をすべて計算し、形式的冪と通常の冪が一致することを証明した。また特に星形グラフと呼ばれる完全2部グラフに対応する2項式辺イデアルはF純性を持つことを証明した。本年度は完全多部グラフに対応する2項式辺イデアルの研究を行った.2項式辺イデアルはヘルツォク・日比を中心とする研究グループと報告者によって独立に導入された新しい研究対象で,代数統計学などとの関連も踏まえて現在活発に研究が進められている.具体的には,(1)素因子の具体的記述と非混合的となる場合の特徴づけ,(2)剰余環がコーエン・マコーレー性となる場合の特徴づけ,(3)形式的冪と通常の冪の一致,(4)剰余環のF純性などについて研究を行った.主たる道具は組合せ論的手法による.特にプリュッカー関係式と呼ばれる関係式(これはもともと多項式環のASL構造から発見されたもので、完全グラフの2項式辺イデアルである行列式イデアルの研究に重要な役割を果たす)が2項式辺イデアルの研究においても重要であることが明らかになった.ただし辺が極端に少ないグラフ(例えば,木は辺が最も少ない連結グラフである)の場合には,辺の少なさゆえにさまざまな関係式が有効に働かない,すなわち変形の自由度が少ないことが多く,新たなアイデアが必要であると思われる.私見では,その難点の本質は多角形の場合に存在し,この場合を攻略することが一般の場合への足掛かりになると考えている.実際,完全多部グラフの場合に成立していた剰余環のF純性が五角形の場合に崩れることが確認されており,これらの現象の理由を明らかにするべきと考える.
地方分権と税源移譲

最終年度の2005年度においては、これまでの研究成果のまとめを行うとともに、以下のような研究を行った。三位一体改革により、国からの移転である国庫支出金が4兆円削減され、最終的には地方への税源移譲が3兆円程度行われることになった。マクロ的な地方分権促進の観点からは、ひも付きである国庫支出金削減を地方税に振り替えることは一般的には望ましい効果を有するはずである(「『三位一体の改革』の経済学的評価」(共著)2004年5月日本地方財政学会第12回大会で報告済み)。一方で、ミクロ的には、国庫支出金および地方交付税の財政調整効果が弱まると、地方税・財源の格差が十分には縮小されず、また今後拡大するのではないかとの指摘がある。これらの点に関し、以下のような観点から研究を行った。1)国と地方財政の抱える長期債務残高縮小は当面の目標としては難しく、プライマリーバランス黒字化を目標とすべきこと、2)プライマリーバランス赤字でみると、国分がほとんどであり、地方財政はほぼバランスしている、3)しかし、国から巨額の財政移転を受けている地方財政の改革なしには国財政の改善も難しいため、地方歳出削減も必要であり、その手法としてニュー・パブリック・マネジメント(NPM)手法を活用すべきこと、4)このような観点からすれば、三位一体改革の評価は、税源配分の現状からの乖離でのみ評価するべきでなく、別の指標が用いられるべきこと、5)そのためには、望ましい税源配分の原則に立ち帰り、現行の税源配分を見直す必要があること、などを明らかにした。また、国から与えられた税源では十分でないし、また受益と負担の関係をより密接にするためには、地方団体が独自の税源を模索することは、中期的には望ましい。このような例として、高知県の森林環境税や兵庫県の県民緑税を取り上げた。研究成果の一部は「財政再建論議と広がる地方税財源の格差進む分権改革の中でその対応を探る」として、『税』に掲載された。今年度は、国からの移転である国庫支出金のあり方と地方歳出の関連の研究を行った。国からの移転が地方歳出を必要以上に増大させるとの結果を得ている研究が多いが、地方団体の財政状況が厳しい時に、国からの移転である国庫支出金が地方歳出にそれぞれどのような影響を及ぼすかを中心に研究を行った。特に、地方自治体において財政構造改革が思ったほど進展しておらず、地方歳出に非効率生が存在する原因を追及し、その一因として国庫支出金の存在と地方団体における意志決定のあり方を研究した。さらに、その拡張として、「三位一体の改革」において平成18年度までの3年間に実現すべき国庫支出金と税源移譲のあり方に関する研究を行い、国際会議(2003年11月10日,第1回アジア発展会議:於北九州国際会議場)で報告した(Shin Saito : "Toward the Reform of Japanese Local Governments")。さらに、財団法人関西社会経済研究所と連携して政策提言を試み、2003年11月25日午後に内閣府にて記者会見を行った(「三位一体改革」への緊急提言)。この要約と全文は以下のホームページで公開されている(http://www.kiser.or.jp/research/sanmiittai_teigen.html)。

主要なポイントは、1)地方分権実現のために、三位一体改革を計画的に実現することにより、国と自治体の財政の自由度拡大と効率化を断行する、2)特に平成18年度までの3年間に実現すべき姿を『マーク1』とし、(1)奨励的補助金先行型で補助金4兆円削減、(2)基幹税を中心とした3兆円の税源移譲(平成17年度には消費税1%を地方に移譲)、3)平成18年度までの3年間の具体的なスケジュール(工程表)の作成・実施を推進する、等である。本年度は、「三位一体の改革」の経済学的評価、交付税を含む税源移譲効果の測定、および地方支出効率化の観点からPFIに関する3つの研究を行い、それぞれを以下のように公表した。まず、第1の研究は、国庫支出金削減と税源移譲が地方公共団体の効用に与える効果を計量的に分析したもので、この研究は、2004年度の日本地方財政学会第11回大会(2004年5月22日,於滋賀大学経済学部)で「『三位一体の改革』の経済学的評価」として報告した(共同論文)。主たる結論は、非義務的経費に関して80%相当額を税源移譲する場合にも、地方公共団体の効用は税源移譲前より高いという点である。第2の研究は、「三位一体の改革」の結果生じると考えられる税源移譲効果をシミュレーションにより測定したもので、「三位一体改革の促進に向けて」なる提言として纏め公表した(共同研究)。財団法人関西社会経済研究所のホームページに提言が掲載されている。http://www.kiser.or.jp/research/040812_research.html主たる結論は、削減すべき補助金は奨励的補助金であり、その場合にも地方税への税源移譲を想定すると財源再配分効果がかなり大きいこと、また交付税総額が維持されることを考慮すると、不交付団体を除いては財源再配分効果がかなりの程度打ち消されることを明らかにした。最後の、PFIに関する研究は、今後縮小することが予想される地方歳入を効率的に使用する際の有力な可能性として考えられるPFIに関して、日本における適用可能性等について研究したものである(単著)。PFI実施において、提案審査の方法が重要であり、また地域経済活性化に関しては歳出の効率化と地元企業への発注という点でトレードオフが存在することを指摘した。三位一体改革により、国からの移転である国庫支出金が4兆円削減され、最終的には地方への税源移譲が3兆円程度行われることになった。マクロ的な地方分権促進の観点からは、ひも付きである国庫支出金削減を地方税に振り替えることは一般的には望ましい効果を有するはずである(「『三位一体の改革』の経済学的評価」(共著)2004年5月日本地方財政学会第12回大会で報告済み)。一方で、ミクロ的には、国庫支出金および地方交付税の財政調整効果が弱まると、地方税・財源の格差が十分には縮小されず、また今後拡大するのではないかとの指摘がある。これらの点に関し、以下のような観点から研究を行った。1)国と地方財政の抱える長期債務残高縮小は当面の目標としては難しく、プライマリーバランス黒字化を目標とすべきこと、2)プライマリーバランス赤字でみると、国分がほとんどであり、地方財政はほぼバランスしている、3)しかし、国から巨額の財政移転を受けている地方財政の改革なしには国財政の改善も難しいため、地方歳出削減も必要であり、その手法としてニュー・パブリック・マネジメント(NPM)手法を活用すべきこと、4)このような観点からすれば、三位一体改革の評価は、税源配分の現状からの乖離でのみ評価するべきでなく、別の指標が用いられるべきこと、5)そのためには、望ましい税源配分の原則に立ち帰り、現行の税源配分を見直す必要があること、などを明らかにした。
レチノイドによるヒトハイブリドーマの抗体産生増強効果に関する研究

1.ハイブリドーマと融合パートナーの共培養の抗体産生増強効果に対する影響融合パートナーからのサイトカインや細胞膜相互作用の関与を調べるために、抗体産生増強効果を示さないハイブリドーマHB4C5と抗体産生増強効果を示すハイブリドーマAE6やBD9の共通融合パートナーA_4H_<12>との共培養を行った。HB4C5細胞とA_4H_<12>細胞の比を変えて共培養を行ったが、レチノイン酸(RA)によるHB4C5細胞の顕著な抗体産生増強は確認されなかった。従って、融合パートナーからのサイトカインや細胞膜相互作用はRAによる抗体産生増強の主要な原因ではないと考えられた。2.レチノイドXレセプター(RXR)-α遺伝子のクローニング抗体産生増強効果の遺伝子的な要因を明らかにするために、HB4C5細胞でのみ発現が低かったRXR-α遺伝子の取得を試みた。比較的RXR-αの発現が高かったハイブリドーマBD9からRT-PCRによってRXR-αcDNAを特異的に増幅し、pCMV-ScriptPCR Cloning Kit(stratagene)を用いてクローニングを行った。その結果、これまで報告されている腎臓由来のものと100%同じ配列をもつcDNAクローンが得られた。今後、このcDNAクローンをHB4C5細胞に導入する予定である。3.RAとフルクトースとの相乗効果フルクトースはこれまでいくつかのハイブリドーマの抗体産生を増強することが報告されている。そこで、RAとの相乗効果を調べるために培地中の糖源をグルコースからフルクトースに置換し、ハイブリドーマAE6の培養を行った。しかし、AE6細胞はフルクトース培地では増殖能が著しく低下し、抗体産生も増強されなかった。一方、フルクトース培地へのRAの添加はAE6細胞の増殖能を回復させ、抗体産生増強をもたらした。結局、RAとフルクトースによる顕著な相乗効果は認められなかった。1、種々のヒトハイブリドーマにおけるレチノイドによる抗体産生増強効果の違い5種類のヒトハイブリドーマ細胞株AD2、AE6、BD9、HB4C5、HF10B4について、レチノイド処理による抗体生産量の増強割合をELISA法を用いて比較した。レチニルアセテートとレチノイン酸(RA)は、融合パートナーA_4H_<12>由来のハイブリドーマ細胞株AD2、AE6、BD9の抗体生産量を28倍まで増強した。しかし一方で、融合パートナーNAT-30由来のハイブリドーマ細胞株HB4C5、HF10B4の抗体産生を増強しなかった。また、抗体産生増強はIgM、IgGといった産生される抗体のアイソタイプに依存していなかった。これらのことから、レチノイドによる抗体産生増強効果の違いはハイブリドーマを作製する際のB細胞よりもむしろ融合パートナーに起因している可能性が示唆された。2、抗体産生増強効果とレチノイドレセプターの発現との関係RT-PCR法を用いてヒトハイブリドーマにおけるレチノイドレセプターの発現パターンを調べた。その結果、RA処理によってほとんどのハイブリドーマがRAレセプター(RAR)-α,β,γとレチノイドXレセプタ-(RXR)-α,βを発現していることが確認された。抗体産生増強を示すAE6、BD9細胞と示さないHB4C5、HF10B4細胞を比較したところ、抗体産生増強を示さないHB4C5、HF10B4細胞では特にRXR-αの発現量が低いことが明らかとなった。また、RXR-αの発現量の低さはその融合パートナーであるNAT-30についても同様であった。以上のことから、ヒトハイブリドーマにおけるレチノイドによる抗体産生増強効果はハイブリドーマの融合パートナーに強く影響を受けており、その発現機構にはRXR-αの発現レベルが関与していると考えられた。

そこで、RAとの相乗効果を調べるために培地中の糖源をグルコースからフルクトースに置換し、ハイブリドーマAE6の培養を行った。しかし、AE6細胞はフルクトース培地では増殖能が著しく低下し、抗体産生も増強されなかった。一方、フルクトース培地へのRAの添加はAE6細胞の増殖能を回復させ、抗体産生増強をもたらした。結局、RAとフルクトースによる顕著な相乗効果は認められなかった。
移植免疫寛容誘導の臨床試験実施に向けたTreg細胞の機能及び遺伝子発現解析

α-ガラクトシルセラミド・リポソーム製剤(Lipo-aGC)と抗CD40リガンド(CD40L)抗体を用いた同種異系マウスキメラ誘導モデル(レシピエント:BALB/c、ドナー:C57BL/6 (B6))において、免疫抑制剤を併用しない群(対照群)、5 mg/kg/dayタクロリムス併用群(TAC群)、及び1 mg/kg/dayエベロリムス併用群(EVL群)より骨髄移植7日後及び28日後の脾臓細胞を採取した。また、拒絶モデル群として放射線照射及び骨髄移植のみを行ったマウスから脾臓細胞を採取した。これらの脾臓細胞を放射線照射後のB6ドナー由来抗原提示細胞と共培養し、混合リンパ球反応試験を行った。7日後のリンパ球増殖率は、拒絶モデル群に比して、対照群、TAC群、EVL群のいずれも低く、また3群間で差はなかった。28日後ではTAC群のみ拒絶モデル群と同等のリンパ球増殖率を示した。各群の制御性T細胞(Treg)の免疫調節機能を評価するため、骨髄移植7日後の脾臓細胞からTregを採取し、CD3/CD28刺激BALB/c由来Tリンパ球と4日間共培養した。対照群及びEVL群より採取したTregはともにTリンパ球増殖を抑制したが、TAC群のTregはそのような増殖抑制作用を示さなかった。昨年度、TACを併用することでLipo-aGCと抗CD40L抗体を用いて誘導した同種異系キメラが長期的には破綻することを明らかにしたが、この破綻の原因としてはTregの免疫抑制能の低下が関与することが考えられた。これに対してEVL併用はTreg機能に影響せず、同種異系キメラを長期的に維持できたと考えられた。以上の研究成果を論文としてまとめた。本研究は、既存の免疫抑制剤と本免疫寛容誘導プロトコールの相互作用を明らかにし、適切な臨床プロトコールの検討に役立つ情報を得ることができたと考えられる。次にTACおよびEVLが前述のマウス同種異系キメラ誘導に及ぼす影響を検討した。ホストBALB/cマウスに骨髄細胞を静注投与しlipo-aGCとMR-1を投与しキメラ誘導を行い末梢血のドナー由来細胞数を比較した。TAC 5mg/kg/day投与群では28日目以降でドナー細胞が減少した。一方、EVL 1.0 mg/kg/day投与群では、28日目以降においても末梢血におけるドナー細胞は維持された。このように、Lipo-aGCとMR-1を利用したマウス同種異系キメラ誘導においては、EVLの併用ではキメラ誘導に効果的であったが、TACを併用するとキメラ誘導は阻害された。平成28年度は、研究に使用するtacrolimus及びeverolimusの投与量の検討、それぞれの薬剤を併用した場合のマウス同種異系キメラ誘導に与える効果の検討、及びその背景である制御性T細胞の評価まで行えたため、設定した目標まで研究は進展したと判断される。我々は、これまでにα-ガラクトシルセラミドリポソーム製剤(Lipo-aGC)と抗CD154モノクローナル抗体(MR-1)を用いて、マウスにおいて同種異系キメラ誘導を介した移植免疫寛容誘導に成功している。本研究では、この免疫寛容誘導プロトコールに、移植領域で汎用されている免疫抑制剤のタクロリムス(TAC)もしくはエベロリムス(EVL)を併用し、これらの免疫抑制剤の免疫寛容誘導に与える影響について検証している。平成28年度は、この免疫寛容誘導プロトコールによるマウス同種異系キメラ誘導に対して、EVL(1 mg/kg/day)は影響を与えなかった一方で、TAC(5 mg/kg/day)は阻害することを確認した。平成29年度は、両剤の免疫寛容誘導に対する影響の違いに関して、そのメカニズムについて解析した。Lipo-aGCとMR-1を用いた移植免疫寛容誘導法にELVを併用した群(EVL併用群)とTACを併用した群(TAC併用群)における制御性T細胞(Treg)について比較した。EVL併用群における脾臓内Treg数は、免疫抑制剤を併用しなかった群(コントロール群)と差はなかった。一方でTAC併用群ではTreg数が少なく、その増殖能も低かった。さらにCLTA-4発現も低く、その免疫抑制能も低下している可能性が示唆された。ホストリンパ球とドナー抗原提示細胞の混合リンパ球反応に対する作用について解析した結果、TAC併用群の脾臓より分離したTregでは、この混合リンパ球反応に対する調節作用が認められなかった。これらの結果から、TAC併用群において、TACはTregの増殖や免疫制御能を阻害し、同種異系キメラ誘導に対して影響を与えた可能性が示唆された。さらに、Lipo-aGCとMR-1を用いた移植免疫寛容誘導法に併用する免疫抑制剤としては、EVLがより適切であると考えられた。本年度は、昨年度確認した免疫寛容誘導プロトコールによるマウス同種異系キメラ誘導に対するEVLとTACの影響の差について、Tregに焦点を当てたメカニズム解析を行った。その結果、TACはTregの増殖や免疫制御能を阻害することを明らかにし、これらのTregに対する作用がキメラ誘導に対して影響を与えた可能性を示した。これまでに、免疫寛容誘導プロトコールに対するTACとEVLの影響について検証したとともに、そのメカニズムについても解析を進めることができたことから、本研究は順調に進捗したと考えた。

α-ガラクトシルセラミド・リポソーム製剤(Lipo-aGC)と抗CD40リガンド(CD40L)抗体を用いた同種異系マウスキメラ誘導モデル(レシピエント:BALB/c、ドナー:C57BL/6 (B6))において、免疫抑制剤を併用しない群(対照群)、5 mg/kg/dayタクロリムス併用群(TAC群)、及び1 mg/kg/dayエベロリムス併用群(EVL群)より骨髄移植7日後及び28日後の脾臓細胞を採取した。また、拒絶モデル群として放射線照射及び骨髄移植のみを行ったマウスから脾臓細胞を採取した。これらの脾臓細胞を放射線照射後のB6ドナー由来抗原提示細胞と共培養し、混合リンパ球反応試験を行った。7日後のリンパ球増殖率は、拒絶モデル群に比して、対照群、TAC群、EVL群のいずれも低く、また3群間で差はなかった。28日後ではTAC群のみ拒絶モデル群と同等のリンパ球増殖率を示した。各群の制御性T細胞(Treg)の免疫調節機能を評価するため、骨髄移植7日後の脾臓細胞からTregを採取し、CD3/CD28刺激BALB/c由来Tリンパ球と4日間共培養した。対照群及びEVL群より採取したTregはともにTリンパ球増殖を抑制したが、TAC群のTregはそのような増殖抑制作用を示さなかった。昨年度、TACを併用することでLipo-aGCと抗CD40L抗体を用いて誘導した同種異系キメラが長期的には破綻することを明らかにしたが、この破綻の原因としてはTregの免疫抑制能の低下が関与することが考えられた。これに対してEVL併用はTreg機能に影響せず、同種異系キメラを長期的に維持できたと考えられた。以上の研究成果を論文としてまとめた。本研究は、既存の免疫抑制剤と本免疫寛容誘導プロトコールの相互作用を明らかにし、適切な臨床プロトコールの検討に役立つ情報を得ることができたと考えられる。前述のモデルにおけるマウス同種異系キメラ誘導に対して、Tacrolimusは阻害的に、everolimusは補助的に作用することが示された。また、それらには制御性T細胞が関与している可能性が示唆された。今後は、tacrolimusおよびeverolimusの併用においてサイトカインやケモカインの発現がどのように変化するかを検討する。今後は、TAC併用群と同様に、EVL併用群についてもTregの免疫調節作用に対する影響に関して、CTLA-4発現やリンパ球混合反応に対する作用について解析する。さらに、関与するサイトカイン等についても解析を行う。これらの評価を行なった後に、結果をまとめて論文化を行う。
口腔癌のマッピングアレイを用いた全染色体上の構造異常と新規癌抑制遺伝子の解明

【材料および方法】口腔扁平上皮癌症例20例を使用した。病理組織学的に所属リンパ節転移陽性例(pN(+))3例および陰性例(pN(-))2例をGeneChip^<(R)> Mapping 10K Arrayにより解析し、pN(-)例と比較してpN(+)例に共通して認められるゲノムコピー数異常を検出、同座位に存在する転移関連遺伝子候補をリストアップした。さらに候補遺伝子のmRNA発現状況を定量的Real-time PCR法により検証した。【結果】pN(+)例に共通してゲノムコピー数が増加していた領域は16領域、減少していた領域は32領域であった。これらの領域上に存在する75の候補遺伝子をリストアップした。pN(+)例に特異的にコピー数が増加していた領域の一つ6q25.3領域にはZDHHC14遺伝子が座位していた。同遺伝子のmRNA発現量を定量した結果、高頻度な発現亢進が認められた(8/20例40%)。さらにmRNA発現亢進はpN(+)症例において有意に認められた(P=0.019)。【結論】これらの結果からZDHHC14が口腔扁平上皮癌の新規転移関連遺伝子である可能性が示唆された。この研究はこれまで行われてきたゲノム解析とは想像を遥かに超えるほどの情報量が得られ、新探索方法として確実に実績が上げられ、これも海外論文で発表し大きな成果をあげた。病理組織学的に所属リンパ節転移陽性例(pN(+))3例および陰性例(pN(-))2例をGeneChip[○!R]Mapping 10K Arrayにより解析し、pN(-)例と比較してpN(+)例に共通して認められるゲノムコピー数異常を検出、同座位に存在する転移関連遺伝子候補をリストアップした。また、日本口腔外科学会の学術奨励賞も受賞し高い評価を得た。病理組織学的に所属リンパ節転移陽性例(pN(+))3例および陰性例(pN(-))2例をGeneChip[〇!R]Mapping 10K Arrayにより解析し、pN(-)例と比較してpN(+)例に共通して認められるゲノムコピー数異常を検出、同座位に存在する転移関連遺伝子候補をリストアップした。さらに候補遺伝子のmRNA発現状況を定量的Real-timePCR法により検証した。

同遺伝子のmRNA発現量を定量した結果、高頻度な発現亢進が認められた(8/20例40%)。さらにmRNA発現亢進はpN(+)症例において有意に認められた(P=0.019)。【結論】これらの結果からZDHHC14が口腔扁平上皮癌の新規転移関連遺伝子である可能性が示唆された。この研究はこれまで行われてきたゲノム解析とは想像を遥かに超えるほどの情報量が得られ、新探索方法として確実に実績が上げられ、これも海外論文で発表し大きな成果をあげた。
エルミート多様体の微分幾何学的研究

エルミート多様体の中で興味深いクラスである一般ホップ多様体について、その複素解析的性質などに関し、次のような成果が得られた。・種々のコホモロジー群のうち、de Rhamコホモロジー群H^<,1>(M;R),多重調和コホモロジー群H^1(M;φ)、一般ホップ多様体が自然にもつケーラー葉層構造に依拠した基底コホモロジー群H^<1,1>_B(M)の構造及びそれらの間の関係について興味深い事実を知ることができた。・上記コホモロジー群についての結果の応用として、一般ホップ多様体上の正則直線束に底多様体の葉層構造が自然な形で持ち上げることができ、葉層直線束になることや、ふたつのコンパクト一般ホップ多様体の積多様体には、locally conformal Kahler計量が入らないことを証明することができた。持ち上げられた葉層構造に注目することにより、正則直線束のコホモロジー群の性質、特に次元の評価等が得られるのではないかと期待される。以上の成果の一部は既に発表され、続編の論文も準備されている(塚田論文)。エルミート多様体に深く関わるシンプレクティック多様体についての研究も進み、小野は完全微分同相写像の不動点の個数に関するア-ノルド予想をあるクラスについて証明することに成功した(小野論文)。代数多様体の有理点の分布、有限群の表現論、円分体の2-類群に関する研究も成果が得られ、それぞれ藤原論文、榎本論文、堀江論文にまとめられている。
流れの三次元性と構造物や海岸林の破壊を考慮した多重防御手法に関する研究

本研究は、1)既存海岸林の減災機能強化(人工堀・盛土との組み合わせ)、2)既存堤防や段落ち部の減災機能強化(樹林帯、二線堤、杭等との組み合わせ)、3)実流木の挙動と衝撃力把握・捕捉機能強化,4)堤防の粘り強さ向上に資する盛土の三次元的洗掘特性把握,5)多重防御効果解析に有効な津波解析モデルの構築・検証・現地適用,を目的とする。実験と数値解析の結果、(1)多重防御構造のエネルギー減衰機構、(2)海岸林と他構造物の組み合わせ方、(3)実樹木の浮遊特性と捕捉機構、(4)実樹木の津波時破壊を考慮した上での減災に適した海岸林構造、(5)堤防の凹凸が三次元的な浸食特性に与える影響、に関する知見を得た。生態系を基盤とした防災・減災の必要性が唱えられているが、樹林帯効果以外の定量的な知見は少ない。潟湖などの自然要素と堤防、樹林帯を組み合わせた多重防御効果の評価が必要である。本年度は、1)海岸林の減災機能を強化するための盛土や人工堀との組み合わせ手法、2)海岸堤防からの越流量を減らし減災効果を高めるための樹林帯の位置(堤防の前後)や二線堤に関する実験、3)生態系要素として浜堤を越えて潟湖に進入する津波の減勢効果に関する解析を行なった。実験では、定常流水路に様々な多重防御構造を配置して水路実験を行い、流況の相違を跳水現象に注目し詳しく分類した上で、多重防御構造を津波が通過する前後で津波のエネルギー減少率を算出し、減衰効果を評価した。二線堤の構造について単体の堤防構造との比較から、その効果を二線堤の高さ、第一堤防と第二堤防の距離などから明らかにした。流れの構造を分類する指標を津波の運動量と堤防間に貯留可能な体積を基に定義し、内陸側の堤防の距離と高さについて有効な構造を検討した。堤防と海岸林の組合せでは、非定常水路を用いて急開ゲートにより津波を模擬した流れを発生させ、越流量の変化、反射率の変化等から堤防前面部の樹林帯の有効性を確認した。特に前面樹林帯では樹林帯幅が薄い場合や、樹木が倒伏した場合においてもその効果を定量的に評価した。潟湖の効果を解析するモデルを作成し、東北地方太平洋沖地震津波の被害を受けた鳥の海周辺に当てはめた結果、津波進行方向によって、津波の減勢効果には大きな差があることがわかった。3年目に行なう予定の数値解析のための詳細な地盤高データの取得は遅れているが、その分、1年目は多重防御に関する水理実験を精力的に行っており、初期成果は十分に得られている。浮遊物や地形変化についても初期成果は得られているので、2年目にデータを充実させる予定である。三次元モデルについては、1年目は予定通りモデルのレビューと構築準備を行っている。全体としては概ね順調に進展しているといえる。はじめに,青森県三沢市の海岸林破壊現象に関してモデルの精度検証を行なった。この事例では、津波が二波以上で来襲した場合における海岸林の強度低下に対する知見を得た。開発した樹林帯破壊,浮遊物輸送・捕捉モデルを用いて,海岸林背後の減災に及ぼす影響を検討した。浮遊物を海岸林で捕捉する際には海岸林の汀線方向流さや樹林帯密度が重要であり,捕捉した場合にはその背後(陸側)に流体力低減域が広がることを示し,仙台平野の実例を精度よく検証した。また、浮遊物のもたらす衝撃力を水理実験により調査し,得られた衝突時間の知見を用いて数値解析を行った。海岸林の短所とされてきた流木衝突力は,薄い海岸林が破壊され流木群となって衝突し家屋前に集積するような場合を除けば,長所(流体力減少)に比べて小さいことを明らかにした。また、相馬港の事例から、海岸林と段落ちの組合せが減勢に有効であることを示し、同地点で破壊されなかった樹林帯背後の家屋残存状況を検証した。このように、平面二次元モデルの範囲では、破壊現象を伴う津波数値解析モデルを高精度なものとすることができた。次に、海岸林と盛土等の組み合わせなど、都市の減災構造を強化する手法構築のため、水理実験を行った。海岸林の抵抗に加え、跳水現象をうまく発生させること、あるいは流れを地面にぶつけること、などをうまく活用することが津波のエネルギー減勢には重要であることを示した。また, H28年度は小領域モデルとして,鉛直二次元流れに土砂輸送過程を組み込んだ地形変化モデルを開発した。三次元モデルに関しては、流れのモデルの選定および平面二次元モデルから三次元小領域モデルへの境界条件の受け渡し方について検討を実施した。上記2モデルの精度検証のための実験として、地形・越流特性(堤防高と越流水深との比)によって生じる流れの三次元性に伴う堤防背後の落掘形状・地形変化量の取得を行った。平面二次元モデルにおける個別の検討については当初の計画以上に進展している。また,鉛直二次元モデルに関しては概ね完成し、実験結果との比較検討も可能な段階にある。一方、本研究課題の主たる部分である三次元小領域モデルに関しては、やや遅れている状況にあるものの、三次元流れモデルの選定、開発済みの平面二次元モデルとの境界条件の受け渡し手法の検討、モデルの精度検証のための室内模型実験については検討済みである。三次元モデルへの地形変化モデルの組み込みが未実施ではあるものの、作成済みの鉛直二次元モデルと同様のスキームで実装できるため、三次元モデルへの適用は早期に可能となると考えられる。

全体としては概ね順調に進展しているといえる。本研究は、1)既存海岸林の減災機能強化、2)既存堤防や段落ち部の減災機能強化、3)実流木の挙動と衝撃力把握・捕捉機能強化,4)堤防の粘り強さ向上に資する盛土の三次元的洗掘特性把握,5)多重防御効果解析に有効な津波解析モデルの構築・検証・現地適用,を目的とする。実験と数値解析の結果、1)については,堤防と組み合わせた場合の複合効果による反射増加メカニズム、樹木が没する状態の津波の場合における効果の低減、堤防前面で破壊された樹木の挙動、樹林帯の鉛直構造が与える影響としての二層林の底面付近流速の低下等を明らかにした。3)については、段落ち部の上段側に樹木を配置した場合、堤防背後に杭群を1-2列配置した場合、堤防背後に小規模の堤防を配置した場合におけるエネルギー減勢機構を解明し、せき上げた水流を段落ち部の底面にぶつける効果を活用すべき箇所として、港等の背後に家屋があるような地域での活用を提案した。堤防背後で狭いスペースにおける堤防沿いの道路盛土や杭の活用を推奨した。3)については、小型実樹木における根鉢の有無,樹冠の長さ等を変数として,捕捉されやすさや,捕捉時の挙動と捕捉側の樹林帯に働く力を調べた。流木が捕捉用の樹林帯前で回転するタイプは、集積によって抵抗を増加させるため、捕捉側樹林帯前面部の水位をせき上げ、結果として内陸側への抵抗を減らす可能性があるが、一方で破壊されやすくなる。津波条件に応じて捕捉用樹林帯としての胸高直径の閾値を算出した。4)については、天端の凹凸の波長が長くなるほど、越流初期の侵食が増大し、ガリー間隔が狭くなること,越流時間の増加に伴って,ガリー同士が一体化し,侵食量が多くなること等を明らかにした。5)については、実樹木の津波時破壊を考慮した上での減災に適した海岸林構造を数値解析より検討し、既存樹林帯、堤防、堀を組み合わせた手法の最適構造について提案した。本研究は、1)既存海岸林の減災機能強化(人工堀・盛土との組み合わせ)、2)既存堤防や段落ち部の減災機能強化(樹林帯、二線堤、杭等との組み合わせ)、3)実流木の挙動と衝撃力把握・捕捉機能強化,4)堤防の粘り強さ向上に資する盛土の三次元的洗掘特性把握,5)多重防御効果解析に有効な津波解析モデルの構築・検証・現地適用,を目的とする。実験と数値解析の結果、(1)多重防御構造のエネルギー減衰機構、(2)海岸林と他構造物の組み合わせ方、(3)実樹木の浮遊特性と捕捉機構、(4)実樹木の津波時破壊を考慮した上での減災に適した海岸林構造、(5)堤防の凹凸が三次元的な浸食特性に与える影響、に関する知見を得た。1年目にやや遅れが見られた現地データの取得については、解析すべき地点の絞込みがすんだため、2年目に実施することで問題はない。浮遊物群や地形変動部分は、1年目の成果を踏まえ実験と解析モデルの改良を行なう。大学院修士2年の学生2人、修士1年1人、卒論生3人が研究に従事する予定であり、特に問題はない。小領域モデルの検討では,三次元流れに土砂輸送過程を組み込んだ地形変化モデルを早期に作成することを優先する。その上で、まずは室内模型実験で検討した、地形・越流特性(堤防高と越流水深との比)によって生じる流れの三次元性に伴う堤防背後の地形変化量に関する再現計算を行いモデルの検証を実施する。同時に作成済みの鉛直二次元モデルも実施することで三次元計算結果との比較も行う。
肝臓・肺生体交換移植ネットワークの構築

移植医療ではドナー不足が深刻化している。生体移植数増加の有効な方法としてドナー交換移植がある。ドナー交換移植は、移植不適合な患者と(親族の)ドナーからなるペア同士で、ドナーを交換することで医学的不適合を解消し、本来は生体移植不可能な患者に移植を行うというものである。本研究では、生体移植に加えて、ハイブリッド移植(脳死ドナーからの片肺と生体ドナーの下葉)も考慮した望ましいマッチング・メカニズムを構築した。また、ドナー交換移植の受容性に関してアンケート調査を行い、実際の肺移植の患者やドナーの77%、一般の人々95%が支持した。そして、受容性の障害を統計的に分析した。この研究プロジェクトの目的は、肝臓や肺の移植に関して、ドナー交換を考慮して移植手術数を最大にするような臓器移植ネットワークを構築することである。そのために、(1)基礎理論モデルを構築し、理論結果を導くこと、(2)アンケートを実施し、移植ネットワークに関わるであろう患者とドナーの交換移植導入に対する意見を収集すること、(3)基礎理論モデルとアンケート結果を基に、シミュレーションを行い、日本でドナー交換移植ネットワークの構築でどのくらいの数の患者が移植を受けられるかを推計することを行う。本プロジェクト実施中に、新たな肺移植であるハイブリッド移植を本研究の分担者が世界で初めて成功した。ハイブリッド肺移植は新たな移植の可能性を広げることから、本プロジェクトの当初の予定と異なり、ハイブリッド移植を含めたドナー交換移植の基礎理論モデルを構築、そして分析を始めた。その途中成果は、研究代表者が2015年11月27日の行動経済学会特別セッションで発表した。一方、患者とドナー双方に対してアンケートを作成した。アンケートは、「肺ドナー交換移植に関する意識調査」という題で、2015年度末に岡山大学病院倫理委員会にて承認を得た。本年度は、研究分担者からなる研究会を筑波大学と岡山大学病院で2回行い、研究分担者の意見交換行い、移植医療、経済学、計算幾何学、離散数学の観点から理論、アンケート調査、シミュレーションに関して議論を行った。また、海外研究協力者を訪問し、研究の方向性について意見交換を実施した。基礎理論モデルの構築と分析を開始し、幾つか結果を得た。例えば、現制度の肺移植のレシピエント選択基準は、インセンティブ両立性と公平性の観点から望ましくないことがあることを証明し、それらの性質を満足する代替的なメカニズムを提案した。また、移植患者とその親族向けのアンケートを作成し、倫理委員会の承認を得て、実施する準備が整ったため。この研究プロジェクトの目的は、肺や肝臓の移植に関して、ドナー交換を考慮して移植手術数を最大にするような臓器移植ネットワークを構築することである。そのために、(1)基礎理論モデルを構築し、理論結果を導くこと、(2)アンケートを実施し、移植ネットワークに関わるであろう患者とドナーの交換移植導入に対する意見を収集すること、そして(3)基礎理論モデルとアンケート結果を基に、シミュレーションを行い、日本でドナー交換移植ネットワーク構築の効果を推計することである。本プロジェクト実施一年目にハイブリッド肺移植を分担者が世界で初めて成功した。このハイブリッド移植を考慮に入れた理論モデルを構築し、分析を行った。その成果は、Social Choice and Welfareの国際学会、WZB Berlinが主催する国際ワークショップにて発表された。また、アンケートは、岡山大学病院のドナーや患者の約400名、筑波大学学生250名に対して実施し、データ分析を行った。数理最適化分野における、錐最適化手法の理論と応用に関する研究を行うとともに、肺ドナー交換モデルの数理最適化アプローチにも共通する、さまざまな応用モデルの実証実験に関する研究を行った。米国の交換移植の現状を調査し、その問題点について検討した。米国では腎臓移植で交換移植のための組織が複数あり、生体腎移植の11.2%で交換移植が行われてはいるが、O型ドナーの不足という問題があった。一方、生体肝移植では、移植予後に影響を与えるドナー選択の制限には1)ABO血液型2)グラフト容積:GRWR(グラフト重量/レシピエント体重比)3)ドナー年齢などがある。ドナースイッチの可能性はABO血液型のみならずGRWRも含めSmall sizesyndromeを回避できる可能性があることが分かった。肺ドナー交換モデルを構築して、効率性、公平性及び誘引両立性の観点からドナー配分メカニズム設計の分析を行い、優先メカニズム(priority mechanism)が望ましい性質を満たすことを明らかにした。また、シミュレーションを実施する際の基礎的な分析を実施した。約650名分のアンケートを実施して、基本的なデータ分析を行った。まず、基礎理論モデルについては研究成果をまとめワーキングペーパーとして公開した。生体肺移植や一部の肝臓移植手術などのように、複数単位のドナーを用いて実行される移植市場の制度設計に関する考察を行った。ドナー交換およびハイブリッド術式と呼ばれる、社会的・医療技術的なテクノロジーに注目し、それらが利用可能であるときと利用可能でないそれぞれの場合について、インセンティブ両立性、効率性そして公平性を満足するような資源配分ルールを定式化し、考察した。