hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
会計上の損失計上と経営者交代の関係：業績悪化に陥った原因からのアプローチ

本研究は,会計上の業績悪化(損失計上)と経営者交代の関係を明らかにすることを目的としたものである。平成30年度(2018年度)の研究実施計画は昨年度の進捗状況をふまえ,次の分析を実施することであった。(1)業績悪化企業の経営者交代に関する分析結果の再検証,(2)会計上の業績悪化の原因をふまえ,業績と経営者交代の関連性に関する分析の実施。なお,以上の分析を実施するにあたって,昨年度(平成29年度[2017年度])に研究会などで指摘されていた3つ問題点,具体的には(1)分析結果と仮説の不整合,(2)理論的な研究(特に契約理論)をふまえた仮説構築の必要性,(3)データの収集範囲(サンプル)の拡大,をふまえることとした。今年度はトップ経営者の非経常的な交代に注目しながら,会計上の損失の性格が経営者交代と会計上の損失計上との関連性にどのような影響を及ぼすかを検証した。具体的には,(1)反復的な項目による損失計上か(それとも非反復的な項目による損失計上か),(2)反復的な損失計上が行われているか,(3)産業レベルの負のショックが関係しているか,を会計上の損失の性格として考慮した分析を行った。さらに,平成30年度は企業のライフサイクルにも注目し,企業のライフサイクル・ステージによって,会計上の損失と経営者交代との関連が異なるかどうかについても追加的に検証を行うことにした。分析の結果,先行研究同様,業績悪化(損失計上)と経営者交代の間に関連がみいだされたものの(損失計上企業について経営者交代確率が高まる),本研究で取り上げた会計上の損失の性格が経営者交代と損失計上の関連に影響を及ぼしているという結果は(一部を除いて)観察されなかった。今年度は引き続き分析を改善するとともに,得られた結果を整理して研究成果の公表に向けた準備(学会報告やワーキングペーパーの作成)を進める。平成30年度(2018年度)の進捗について「やや遅れている」とした理由は次のとおりである。まず,平成30年度は上記の研究実施計画にもとづいて分析を進めることができ,研究会などで複数回にわたって報告を行うことができた。しかしながら,平成29年度に受けた指摘の中で「理論をふまえた仮説構築が必要である」という点については,契約理論を専門とする村本顕理氏(大阪大学助教)に助言をもらいながら研究を進めたものの,新しい仮説の構築を行うまでには至らなかった(仮説の構築は令和元年度[2019年度]も継続)。これらをふまえて,平成30年度についての進捗状況は「やや遅れている」と判断した。令和元年度(2019年度)の研究実施計画は次のとおりである。(1)まず,平成30年度(2019年度)に引き続き,理論をふまえた仮説の構築を進める(これまでと同じく村本氏の助言を受けつつ,仮説の検討を進める予定である)。(2)加えて,経営者交代のデータについても最新のデータまでフォローしたデータベースへと拡張を行う。(3)そのうえで,これまで行ってきた分析を新しいデータベースで再検証するとともに,新しく設定した仮説にもとづいた分析も実施する予定である。(4)さらに,令和元年度は新しく分析を実施するだけではなく,分析によって得られた結果を整理し,公表に向けての準備を進める。具体的には学会報告やワーキングペーパーの作成を行う予定である。なお,上記の(1)(2)については研究年度のなるべく早い段階で作業を終わらせることができように研究を進め,平成30年度の遅れを取り戻せるように努める。平成29年度の研究実施計画は次のとおりであった。(1)1本研究課題と関連する先行研究についてサーベイを行い,2本研究課題にふさわしい理論的枠組みの構築や3仮説の明確化,そして,4仮説を検証するためのリサーチ・デザインを決定する。(2)本研究に用いるデータ・ベースとして,1経営者交代の有無および新任経営者の特徴に関するデータ・ベース,および2企業が業績悪化に陥った原因に関するデータ・ベースの作成を行う。以上の研究目的と研究実施計画にしたがって,平成29年度は最初に先行研究のサーベイを行った。ただし,対象は経営者交代だけに限定せず,関連する経営者報酬契約に関する先行研究も対象とした。続いて,先行研究のサーベイをもとに,具体的な検討課題と作業仮説を設定し,仮説を検証するためのリサーチ・デザインを行った。なお,分析に必要なデータ・ベース構築に際し,製造業で日経500構成銘柄に含まれる企業を対象として日経NEEDSと有価証券報告書(開示ネットより閲覧)から必要なデータを収集した。損失の類型化は,設定した仮説にしたがって特別損失項目に注目して行うこととした。当初の計画より早く分析を実施できたため,得られた結果についてはセミナーや研究会で報告を行い,他の研究者や実務経験者からいただいた助言や批判をふまえて,一旦,論文(未公表)としてまとめた。しかしながら,他の研究者からの批判点として,(1)分析結果が仮説と整合的ではなく,仮説自体を練り直す必要があること,(2)その際に,理論的な研究(契約理論)を踏まえた仮説構築を行う必要があること,そして(3)サンプルにバイアスがあるため,より広範なデータの収集の必要があることが指摘された。現在はこれらの批判を踏まえて研究を改善してるところである。

平成29年度は研究実施計画にもとづいて,先行研究のサーベイと(限られた範囲ではあるものの)分析に必要なデータの収集を実施することができた。さらに,研究実施計画よりも早く研究を進めることができたこともあり,平成29年度中に研究成果についてセミナーや研究会で報告し,他の研究者や実務経験者との意見交換を行った。しかしながら,【研究成果の概要】で述べた通り,仮説の展開やデータ収集の方法について他の研究者から改善の必要性について指摘されたため,それらの改善点について見直しを行う必要が生じた(この点については【今後の研究の推進方策】でも述べる)。以上,平成29年度の研究実施状況を踏まえて,現在の進捗状況を【おおむね順調に進展している】と判断した。本研究は,会計上の業績悪化(損失計上)と経営者交代の関係を明らかにすることを目的としたものである。平成30年度(2018年度)の研究実施計画は昨年度の進捗状況をふまえ,次の分析を実施することであった。(1)業績悪化企業の経営者交代に関する分析結果の再検証,(2)会計上の業績悪化の原因をふまえ,業績と経営者交代の関連性に関する分析の実施。なお,以上の分析を実施するにあたって,昨年度(平成29年度[2017年度])に研究会などで指摘されていた3つ問題点,具体的には(1)分析結果と仮説の不整合,(2)理論的な研究(特に契約理論)をふまえた仮説構築の必要性,(3)データの収集範囲(サンプル)の拡大,をふまえることとした。今年度はトップ経営者の非経常的な交代に注目しながら,会計上の損失の性格が経営者交代と会計上の損失計上との関連性にどのような影響を及ぼすかを検証した。具体的には,(1)反復的な項目による損失計上か(それとも非反復的な項目による損失計上か),(2)反復的な損失計上が行われているか,(3)産業レベルの負のショックが関係しているか,を会計上の損失の性格として考慮した分析を行った。さらに,平成30年度は企業のライフサイクルにも注目し,企業のライフサイクル・ステージによって,会計上の損失と経営者交代との関連が異なるかどうかについても追加的に検証を行うことにした。分析の結果,先行研究同様,業績悪化(損失計上)と経営者交代の間に関連がみいだされたものの(損失計上企業について経営者交代確率が高まる),本研究で取り上げた会計上の損失の性格が経営者交代と損失計上の関連に影響を及ぼしているという結果は(一部を除いて)観察されなかった。今年度は引き続き分析を改善するとともに,得られた結果を整理して研究成果の公表に向けた準備(学会報告やワーキングペーパーの作成)を進める。平成30年度(2018年度)の進捗について「やや遅れている」とした理由は次のとおりである。まず,平成30年度は上記の研究実施計画にもとづいて分析を進めることができ,研究会などで複数回にわたって報告を行うことができた。しかしながら,平成29年度に受けた指摘の中で「理論をふまえた仮説構築が必要である」という点については,契約理論を専門とする村本顕理氏(大阪大学助教)に助言をもらいながら研究を進めたものの,新しい仮説の構築を行うまでには至らなかった(仮説の構築は令和元年度[2019年度]も継続)。これらをふまえて,平成30年度についての進捗状況は「やや遅れている」と判断した。
オオムギにおける形質転換適性の制御メカニズムの解明

植物の遺伝子組換え(形質転換)効率は系統間差が大きく、その適性が高い系統は限られている。そこには、遺伝子の導入、脱分化(カルス化)および再分化の各効率が鍵となり、それぞれが遺伝的に制御されていると考えられる。本研究では、オオムギにおける形質転換適性要因の中でも重要なカルス化および再分化に焦点を絞り、1関連遺伝子の同定、2幹細胞の可視化とその周辺細胞の解析、および3組織培養適性を制御する物質の同定を行う。形質転換適性に関わる遺伝因子を明らかにし、それらを制御することにより、特定のオオムギ系統に依存しない形質転換やゲノム編集を実現することが本研究の最終目的である。
個体別力学的シミュレーションに基づいた補綴装置の設計最適化システムの構築

補綴装置の設計は術者の技術や経験に委ねられ,口腔内にて発生する様々な要因について定量的な評価が欠落している.そこで,本研究で高精度な咬合接触解析システムを開発し,個体別の力学的シミュレーションを可能とすることで患者個々に対する補綴装置の設計最適化システムの構築を行った.咬合接触は透過法を用いて輝度値と咬合採得材の厚さを変換するキャリブレーションカーブを作成することで定量化が可能となり,二次元画像上で咬合力のデータと統合した.歯列形態上に咬合状態のデータを投射統合することにより個体別有限要素解析モデルを作成し,補綴装置や残存組織の力学的シミュレーションを行うことが可能であった.近年,有限要素解析を用いた力学的解析の研究において,補綴装置のさまざまなパターンを作成し,コンピューター上で最適な形状を提案する研究が行われている.例えば,メタルコアのポスト部の長さや太さを変えて複数パターン作成し,咬合力をかけることで,どのパターンが最もポスト部と歯根における応力集中を回避できるかシミュレーションし,最適なポスト部形状を提案している.しかし,これらの多くの研究は一般的なモデルを対象としており,患者個人を対象としていないのが現状である.医療において,まったく同じ症例は存在しないため,補綴装置の信頼性設計を行うためには個体別の力学的シミュレーションが必要となる.そこで,本研究で高精度な咬合接触解析システムを開発し,個体別の力学的シミュレーションを可能とすることで患者ひとりひとりに優しい補綴装置の設計最適化システムを構築する.有限要素解析を用いた力学的解析の研究において,補綴装置のさまざまなパターンを作成し,コンピューター上で最適な形状を提案する研究が行われている.しかし,これらの多くの研究は一般的なモデルを対象としており,患者個人を対象としていないのが現状である.医療において,まったく同じ症例は存在しないため,補綴装置の信頼性設計を行うためには個体別の力学的シミュレーションが必要となる.そこで,本研究で高精度な咬合接触解析システムを開発し,個体別の力学的シミュレーションを可能とすることで患者ひとりひとりに優しい補綴装置の設計最適化システムを構築する.27年度は,透過法を用いた咬合接触部位とT-scanシステムにより取得した咬合力分布を検討した.咬合接触部位は,咬合器上で,咬頭嵌合位を記録した咬合採得材の透過光撮影画像を用いて,咬合力分布は,T-scanを上下歯列間に挟み咬合器に荷重を負荷することで取得した.この2つの咬合接触記録のデータを統合して,システムの全体的な統合精度の検証を行った.T-scanの信号値と荷重値の関係式より,各歯に生じる咬合力の算出が可能となった.画像の位置合わせには,左右方向と前後方向に歯列形態の凸凹により生じるセンサーシートの歪みと,撤去後の弾性回復の影響が見られたが,検証の結果,統合精度は0.36±0.25mmであった.この結果より,この統合システムにより咬合接触部位に生じる咬合力が算出可能であり,有限要素解析に用いる咬合要素を患者ごとに再現可能になった.またT-scanは経時的な記録ができる装置であるため,今後,顎運動時の動的な咬合接触も含めた応力解析も可能と考える.まず,咬合接触評価システムの構築にあたり,咬合採得材の厚みおよび接触面積を評価するための基準が必要となる.27年度は,透過法を原理とした咬合接触装置の開発および咬合接触評価のための基準を作成し,シリコーン印象材を用いた咬合接触の定量化できるシステムを構築した.システムは,咬合記録体の写真画像を取得する咬合接触装置と,その写真画像から印象材の厚さおよび咬合接触面積を求める基準からなされている.写真画像の輝度値から印象材の厚さの算出に必要となるキャリブレーションカーブは,最薄部の厚さ0100μmで作製した10 mmの半球体試料を咬合接触計測装置にて撮影し,試料の厚さと輝度値の関係から算出される近似式とした.また,ピクセルサイズを測定することで,ピクセル数から咬合接触面積の換算を可能とした.また,キャリブレーションカーブを用いて検出した接触面積の妥当性について理論値と比較して検証した.この結果,本システムにより,一定の条件下で異なる咬合採得材を用いた咬合記録体を勘弁に撮影でき,咬合接触の定量評価が可能となった.補綴装置の設計において,咬合接触,歯槽骨量など,患者ひとりひとりの口腔内情報を正確に再現した高精度3次元再構築画像を用い,個体別力学的シミュレーションを応用して,患者に優しい補綴装置の設計最適化システムの構築を行った.平成28年度は個体別力学的シミュレーションを用いた補綴装置の設計最適化システムとして,透過法を用いた咬合接触部位とT-Scanシステムにより取得した咬合力分布を統合したデータを有限要素モデルへの反映を行った.仮想空間上で二次元画像である咬合接触状態と三次元歯列モデルは投射法を用いることで統合することとした.投射法において三次元歯列モデルと咬合接触の二次元画像の位置関係が重要になるが,この位置合わせには歯列形態を再現する歯列模型にシリコーンバイトを装着した状態でのスキャニングデータを用いて行い,その統合精度は0.25±0.10 mmであった.

この結果より,顎口腔形態における有限要素解析モデルに対して被験者の咬合接触状態を自動的に設定することが可能となり,高精度な個体別力学的解析を行う可能性が認められた.また,被験者の顎口腔形態と補綴装置を再現した三次元有限要素モデルに対して,本手法を用いることで咬合接触状態も重畳させ,個体別の荷重条件として解析を行った.モデルは顎骨,歯根膜,歯根,支台装置,補綴装置から構成され,拘束条件はフランクフルト平面を完全固定とした.咬頭嵌合位時と側方運動時の解析を行った結果,咬頭嵌合位時の方が側方運動時よりも過大な応力集中が認められた.解析を行った患者の経過観察を行った結果,咬頭嵌合位時に応力が集中した部位の支台装置に破折が認められた.本研究で実施した咬合接触状態の定量化および三次元モデルとの統合により,個体別力学的シミュレーションによる補綴装置の信頼性設計の基盤を構築することが可能となった.補綴装置の設計は術者の技術や経験に委ねられ,口腔内にて発生する様々な要因について定量的な評価が欠落している.そこで,本研究で高精度な咬合接触解析システムを開発し,個体別の力学的シミュレーションを可能とすることで患者個々に対する補綴装置の設計最適化システムの構築を行った.咬合接触は透過法を用いて輝度値と咬合採得材の厚さを変換するキャリブレーションカーブを作成することで定量化が可能となり,二次元画像上で咬合力のデータと統合した.歯列形態上に咬合状態のデータを投射統合することにより個体別有限要素解析モデルを作成し,補綴装置や残存組織の力学的シミュレーションを行うことが可能であった.まず,咬合接触評価システムの構築にあたり,咬合採得材の厚みおよび接触面積を評価するための基準が必要となる.1.基準の作成咬合採得材を撮影し,画像から咬合接触部の厚さと面積を定量化するため,まずはシステムの基準を作成する.a)厚さ:校正基準として,規定された大きさの球の陰型を作製する.開発した計測装置によりその陰型を撮影し,グレースケール変換と二値化処理を行うことで,輝度値を厚さに変換する式を算出する.b)接触面積:一定の間隔の格子パターンを計測することで,面積算出のための基準を作成する.2.咬合接触評価ソフトウェアの開発咬合接触評価システムを力学的シミュレーションに応用するためには,咬合採得材を計測した後,自動的に咬合の情報を数値化し,また視覚的にも表示させることが不可欠である.そこで,咬合接触を評価できるソフトウェアを開発する.まずは,作成した基準を組み込み,画像の情報から咬合接触の情報への変換を自動化する.現在,市販されている数種類の咬合採得材を選択し,球を圧接し得られた陰型から接触部位の厚さを,上記の方法で算出している.並行して,接触面積についても同じ咬合採得材を用いて算出を行い,それぞれ基準となり得る設定条件を試みている.この段階で,幾つかの条件を試行的に行っており,遂行できていない部分があり,やや計画通りに進んでいない.これまでに,基準の一定の条件下で咬合採得材を用いた咬合記録体を簡便に撮影でき,咬合接触の定量評価が可能となった.現在,咬合採得材の選定および基準となる厚みおよび接触面積の設定条件が試行的に行っている.一定の条件下では安定しつつあるが,異なる咬合採得材では検証が必要である.安定した条件が固まり次第,咬合接触を評価するソフトウェアの開発を行う.作成した基準をソフトに組み込み,撮影した咬合採得材の画像を自動的に咬合接触の情報へ変換できるようにする.次に,算出された咬合データを,3次元有限要素解析の設定に利用できるように歯列の3次元モデルに咬合接触のデータの統合を行う.
位相シフト周期分極反転構造を利用した導波型SSB光変調器/光周波数シフタの研究

本研究は、研究代表者が考案した新しい位相シフト周期分極反転構造電気光学変調器を用いて、数十GHzオーダの非常に高い周波数で動作する、小型で、高性能な、新しいSSB(Single Side Band)光変調器/光周波数シフタを実現することを目的とする。このデバイスは、[1]超高速動作(100GHz)[2]小型、安定、低電力駆動(100mW)[3]電極構成がシンプルな進行波電極のみである(給電、駆動回路の制約なし)という優れた特長を持つものである。本年度は、下記の研究成果を得た。1.SSB光変調器/光周波数シフタの動作解析と設計昨年度の研究成果を基にしてデバイスの動作解析を進めて、設計手法をほぼ確立した。特に、分極反転構造を等周期ではなく非周期にして、反転領域、非反転領域の長さを調節すれば、変調動作帯域を大幅に拡大できることを見出した。解析に基づき、このような広帯域動作デバイス(中心周波数15GHz、3dB帯域幅20GHz)の設計を行なった。2.デバイスの試作設計した等周期・非周期分極反転構造デバイスをそれぞれ試作した。基板にはタンタル酸リチウムを用いた。分極反転構造の作製にはパルス電圧印加法を、光導波路の作製はプロトン交換法を用いた。変調電極はAlを用いて作製した。3.動作実験掃引型ファブリーペロー干渉計を用いて試作デバイスからの変調光スペクトルを観測したところ、設計周波数15GHz付近で良好なSSB光変調動作/光周波数シフタ動作が得られた。試作デバイスの周波数特性およびDCバイアス電圧に対する動作特性は設計値と良く一致した。これらのことから、提案したデバイスの基本動作を実証することに成功した。本研究は、研究代表者が考案した新しい位相シフト周期分極反転構造電気光学変調器を用いて、数10GHzオーダの非常に高い周波数で動作する、小型で、高性能な、新しいSSB(Single Side Band)光変調器/光周波数シフタを実現することを目的とする。1.SSB光変調器/光周波数シフタの動作解析と設計基板としては、z-cutニオブ酸リチウム、あるいはz-cutタンタル酸リチウムを用いて、デバイスの構造としてはマッハツェンダー型導波路と非対称コプレーナ電極を用いた場合について、デバイスの動作解析を行い、駆動変調周波数と光波長に対する最適な分極反転の周期を求めてデバイスの設計を行なった。2.デバイスの試作設計に基づいてデバイスを試作した。可視光での動作を考えて基板にはタンタル酸リチウムを用いた。変調電極の材料にはAlを用いた。設計光波長は650nm、設計駆動周波数は15GHzとした。3.動作実験スキャンニングファブリーペロー干渉計を用いて試作デバイスからの変調光のスペクトルを観測したところ、設計周波数15GHz付近でSSB光変調動作を確認することができた。
19世紀アメリカ小説(印象主義・ロマンスを中心として)と消費文化の関係

本研究は、19世紀のアメリカ文学、特にヘンリー・ジェイムズと当時台頭しつつあった大衆消費社会との関係を考察してきた過去の研究を更に発展・深化させて、ジェイムズを始めとする諸作品の精読をすすめると同時に、作品・作家という個別のレベルを超えたより大きな文学潮流にまで視野を広げ、ジェイムズが中心的な位置を占めていた印象主義やロマンスなどの主要な文学ジャンルが同時代の消費社会といかに緊密に結びついているかを考察した。具体的には、まず、同時代のイギリスの作家オスカー・ワイルドとの比較により、ジェイムズと消費社会、特にliterary marketplaceとの関係の特色と、ジェイムズ特有のその社会の捉え方を明らかにし、この問題について論じた論文(英文)は『言語と文化の諸相:奥田博之退官記念論集』に掲載した。次に、ジェイムズのWhat Maisie Knewの万博の場面に焦点をあてて、当時の新しい都市社会が印象主義が好んで描いた流動的な表層世界と同質である点、またそのような見かけだけの社会では階級や人種問題などの現実的要素が隠蔽され抑圧されている点を、The Portrait of a Ladyと比較しながら検討し、この研究成果は、アメリカ文学会関西支部7月例会で口頭発表した。更に、「贅沢の民主化」という大衆消費のモット-のもとで購入した商品で仮装すれば何者にも変身できるという非現実的・ロマンス的志向が新時代の指標になってゆくさまを、ジェイムズのThe Americanの登場人物NewmanとNoemieとが鮮烈に示していることを考察し、ジェイムズの小説にみられる近代都市のロマンス的特色についてのこの研究成果はPapers on Language and Literature(Midwest Modern Language Association of Americaのジャーナル)に掲載予定である。
高精細動画を取得可能な次世代カプセル内視鏡用超広帯域インパルス無線技術の開発

本課題では,人体内の高精細動画像を実時間取得することを目指し,光信号処理によって生成した3. 1GHzから10. 6GHzの7. 5GHzの帯域幅を占有する超広帯域インパルス無線(UWB-IR)信号を用いた人体内外間の高速無線通信について研究した.成果として16dB/MHzのアンテナ放射電力増強,脂肪や筋肉の電気特性を模擬したPVAファントムの実現,生体ファントム及び食用豚精肉を介した1Gbit/sのUWB-IR信号伝送の実証,パルス光源の改良による4Gbit/sのUWB-IR信号生成の実証を得た本課題では,人体内の高精細動画像を実時間取得することを目指し,光信号処理によって生成した3. 1GHzから10. 6GHzの7. 5GHzの帯域幅を占有する超広帯域インパルス無線(UWB-IR)信号を用いた人体内外間の高速無線通信について研究した.成果として16dB/MHzのアンテナ放射電力増強,脂肪や筋肉の電気特性を模擬したPVAファントムの実現,生体ファントム及び食用豚精肉を介した1Gbit/sのUWB-IR信号伝送の実証,パルス光源の改良による4Gbit/sのUWB-IR信号生成の実証を得た平成21年度は4つの班(UWBシステム班,UWBアンテナ班,パルスレーザ班,光信号処理班)で並行して研究を進めた.UWBシステム班では,国立情報通信研究機構作成の数値人体ファントムをUWB信号の伝搬解析に適用するための高解像化手法を提案し,3.1GHzから10.6GHzの全UWB帯域をカバーするUWB-IRパルスの人体組織伝搬特性を数値的に評価できるようにした.またPVAと硼砂の架橋反応を利用したゲル状生体等価ファントムを作成し,当該ファントムがUWB全帯域にわたって人体の筋肉,皮膚,脂肪の誘電率をよく模擬することを確認した.UWBアンテナ班は小型・広帯域な低指向性アンテナについて文献調査を行うとともに,25GHz帯UWB信号用広帯域TSAの設計,試作,特性評価を行った.パルスレーザ班は短光パルス光源の安定性向上を目的として,帰還パルスの波長依存性,帰還機構としてDLC型部分反射ミラーの代わりにFBGを用いた場合の評価を行った.光信号処理班はOOK-UWB-IR信号の高速伝送時の送信電力向上のために,光2×2スイッチを用いたスペクトルスクランブル方式について検討し,ビットレートの2割程度の速度のスクランブルを行えば10dB程度の送信電力向上が行えることを明らかにした.UWBアンテナ班(松井)は,人体表面におけるUWB信号の大きな反射を低減すべく,昨年に引き続きテーパースロットアンテナ(TSA)について検討した.特にTSA外形形状に対する入力インピーダンスの変化を調べた上で,導体ルーフ装荷によるTSAの放射特性の改善や,体外にアンテナアレイを用いることを想定した導体ルーフ装荷型TSAの素子間相互結合の影響について基礎的な検討を実験的に行った.この結果,導体ルーフ装荷により一定量利得改善が行えること,素子間相互結合が低減できることを確認した.パルスレーザ班(野中,塙,佐)は,高安定短光パルス源が必要とされる各種アプリケーションに開発した短光パルス源を適用し,その高い安定性を実験的に評価した(野中).また従来パルスパターンジェネレータ(PPG)を用いてきた光源駆動信号源の小型化と性能改善のために,HEMTで構成したバルク型微分回路による短パルス駆動信号回路の開発(塙)と集積回路型小型発振器の開発(佐藤)を行った。さらに従来用いてきたDFB-LDよりも構成が簡素で安価な反射型半導体光増幅器を光源とするパルスレーザダイオードモジュールについて実験的に検討し,反射型半導体光増幅器の利用により簡素な短光パルス源が実現出来うることを示した(塙).UWBシステム班(塙)は,人体腹部を模擬するPVAゲルファントムの開発と,これを介在したUWBインパルス伝搬実験,人体組織に比較的電気特性が類似していると言われる食用豚精肉を介在したUWBインパルス伝搬実験を行い,生体組織を介在したUWBインパルス伝搬特性について明らかにした.光信号処理班(塙)は,UWBインパルス列のスペクトルスクランブル法の光学的実現方法について検討し,最終年度の原理確認実験に向けて必要備品の整備を行った.UWBアンテナ班は,これまで使用してきた3.110.6GHzをカバーするテーパスロットアンテナの阻止形状の最適化を行うと共に、カプセル内視鏡に組み込むことを想定した小型で広帯域なアンテナとして20GHz40GHzをカバーするテーパスロットアンテナについて検討を行った.パルスレーザ班は,DFB-LDを用いた短光パルス源の高繰り返し周波数化と短光パルス源モジゴール全体の小型化について検討するとともに,短光パルス源用小型駆動信号源について検討を行った.さらに,DFB-LDよりも構成が簡素で安価であり,かつ昨年検討した反射型半導体光増幅器よりも低雑音で高出力な面発光レーザを光源とするパルスレーザダイオードモジュールについても実験的に検討し,より簡素で小型・低コストの短光パルス源の実現可能性を探った.光信号処理班は,高速光2×2スイッチを用いたUWBインパルス列のスペクトルスクランブルによるUWB-IR-OOK信号のアンテナ放出電力増大について実験検討を行い、インパルス列のパルス繰返し周波数と一致した速度でスクランブルを行うことで16dB/MHzの放出電力増大が実現可能となることを実証した.UWBシステム班は上記要素技術の検討の進捗に応じてPVAゲルファントムもしくは食用精肉を介したUWBインパルス無線伝送特性評価を行う予定であったが,度重なる装置故障によりシステム実験は完了できていない.
CAPS2によるBDNF分泌小胞の開口放出メカニズムとその細胞内動態

分泌関連タンパク質CAPSの細胞機能と生物学的な意義について、次の事が明らかになった。1)CAPS2が、脳由来神経栄養因子BDNFの活動依存的な分泌の反応速度論的な増強に関与することを明らかにした。また、CAPS2 KOマウスでは、海馬のGABA作動性抑制性神経回路の発達と機能に異常があり、不安様行動が亢進していることが明らかになった。2)有芯小胞の開口放出への関与に加え、CAPSは低分子GTP分解酵素Arf4/5と会合して、トランスゴルジ網における有芯小胞の生合成と輸送にも関係していることを明らかにした。海馬急性スライス標本を用いてCAPS2ノックアウト(KO)マウスのシナプス電気生理学的特性について解析した。KOマウスではCA3-CA1シナプスにおける基本的な電流特性には大きな変化がみられなかった。しかし、paired-pulse facilitationが低下していた。また、長期増強(LTP)が誘導されるが、後期相で増強の有意な低下が観察された。後期相LTPの低下は、BDNFの記録チャンバー内への投与によって部分的に回復することが明らかになった。BDNFの作用が直接的か間接的かについて今後解析する予定である。KOマウス海馬の微細形態を電子顕鏡観察した。その結果、CA3-CA1シナプスではプレシナプスにおけるシナプス小胞の分布密度とシナプス後肥厚部の数に有意な変化があることが明らかになった。この結果から、CAPS2はシナプスの発達に重要であることが示唆された。現在行動解析を行っている。CAPSファミリータンパク質の細胞分布と関連するタンパク質を明らかにするため、会合する細胞内画分のMS解析を行った。その結果、CAPSタンパク質は、ゴルジ分泌経路のタンパク質が豊富な細胞内膜系に局在することが明らかになった。今後ゴルジ分泌経路とCAPS2の関係について解析を進める。CAPSのコンディショナルKOマウス、exon3欠損型ノックインマウスの作製を行い、系統の樹立ができた。今後は、分泌関連機能、シナプスの形態と生理、社会性および情動性などの行動について詳細な解析を行う計画である。Ca^<2+>-dependent activator protein 2(CAPS2)は、カテコールアミンや神経ペプチドなどを含有する有芯小胞の開口放出に関与する分泌関連タンパク質である。我々はこれまでに、CAPS2がニューロンの生存と発達に必須な脳由来神経栄養因子(BDNF)の放出にも関わることを明らかにし、CAPS2遺伝子欠損マウスはBDNF放出活性の低下、シナプスと神経突起の発達異常を呈し、社会性行動の減少と不安様行動の増加を発症する事を明らかにしている。また、社会的相互作用とコミュニケーションの障害を特徴とする発達障害・自閉症の患者から、ニューロンの軸索には輸送されない稀なCAPS2スプライシング亜型の発現増加例を発見した。さらに、低頻度の非同義一塩基多型を同定した。CAPS2遺伝子領域では自閉症におけるde novoコピー数多型の報告もある。これらを一まとめにすると、CAPS2を介する局所的な分泌パターンの破たんで神経回路形成が損なわれると、自閉症の発症リスクが高まることが示唆される。今年度は、CAPS2がBDNF分泌を正に制御する事をタイムラプス生細胞イメージングで明らかにするとともに、CAPS2遺伝子欠損マウスの海馬におけるシナプス内の有芯小胞数の減少、抑制性ニューロンネットワークの異常、不安様行動の亢進をさらに詳細に明らかにした(発表準備中)。今後は、CAPS2によるBDNF分泌動態の詳細な解析と自閉症で増加するスプライシング亜型の機能解析を実施する。1)有芯小胞(dense-core vesicle)の分泌関連タンパク質Ca^<2+>-activated protein for secretion (CAPS)の機能と生物学的な意義について、遺伝子改変マウスなどをもちいて分子・細胞レベルから行動レベルまで解析を行い、次の事が明らかになった。CAPS2は活動依存的な脳由来神経栄養因子BDNFの分泌の反応速度論、一分泌現象レベルでの量と頻度を増強することをタイムラプス生細胞蛍光イメージング解析で明らかにした。CAPS2 KOマウスの海馬では、BDNFレベルが低下して、抑制性ニューロン数の減少、抑制性シナプスにおけるシナプス小胞の数と分布領域の減少、微小抑制性後シナプス電流(mIPSC)の振幅と頻度の減少が観察された。CA3-CA1シナプス間の長期増強は誘導されるが後期相が有意に減少し、GABAA受容体阻害剤picrotoxinの処理で野生型との差が無くなることがわかった。また、覚醒マウスでGABA系との関連が示唆される海馬シータ波が低周波になる。さらに、新奇環境下などにおける不安様行動の亢進が明らかになった。これらのことから、CAPS2 KOマウスはCAPS2によるBDNF分泌増強が欠損して、GABA作動性抑制性回路の発達と機能に障害をもつことが示唆された。

2)CAPSは有芯小胞の開口放出を調整すると考えられているが、CAPSタンパク質の多くは分泌部位の膜近傍ではなく細胞体に局在しており、これらの細胞質内CAPSタンパク質の機能は不明であった。siRNAノックダウンやタンパク質間相互作用などの実験により、CAPSは低分子GTP分解酵素Arf4/5と会合して、トランスゴルジ網(trans-Golgi network)における有芯小胞の生合成と輸送に関係する新しい役割を明らかにした。
デジタル著作物の適正流通を支援する電子指紋の超高速検出と実時間検索

本研究では,インターネットに流通する音楽ファイルをリアルタイムに検出し,楽曲を特定するために必要な,インターネットを流通する音楽ファイル(mp3)などの楽曲を特定するために必要な,超高速電子指紋検出技術(音楽ファイルからの指紋生成)について研究を行った.ハードウェアに適合するHaar Waveet変換(HWT)を用いた新たなアルゴリズムを開発し,その検出速度は21. 86Gbpsを得て,従来のFFTに基づいた手法の1万8千倍近い速度向上を達成した.本研究では,インターネットに流通する音楽ファイルをリアルタイムに検出し,楽曲を特定するために必要な,インターネットを流通する音楽ファイル(mp3)などの楽曲を特定するために必要な,超高速電子指紋検出技術(音楽ファイルからの指紋生成)について研究を行った.ハードウェアに適合するHaar Waveet変換(HWT)を用いた新たなアルゴリズムを開発し,その検出速度は21. 86Gbpsを得て,従来のFFTに基づいた手法の1万8千倍近い速度向上を達成した.電子指紋検出アルゴリズムの計算量、回路量、被検出楽曲に対する耐改変性などについて,既存アルゴリズムをMATLAB上に実装することによって詳しく検討した。その結果,検出の基本的な要素はFFTによる周波数ごとの時間遷移の差分であることが判明し,検出率などについての基本的なデータを得た.一方,ハードウェア化の障害となっている要因は,FFTの計算複雑さであり,この部分でハードウェア量や処理時間を大きく消費していることが分った.そこで,ハードウェア実装の観点から新しい電子指紋検出の実装法を研究し、実装時に問題となる回路量、クリティカルパス長など、ハードウェア実装における観点からアルゴリズムの評価を行った。新しいハードウェア向けアルゴリズムは,ハードウェア化の障害となったFFTの代りに,Haar基底のWavelet変換を用いるアルゴリズムである.時間シフトや差分の計算方法を変えて,提案アルゴリズムの検出精度を確認した.128MbpsでのWMA及びmp3による圧縮,また22.05KHzでのサンプリングレート変換を施した10曲の音楽について実験を行ったところ,ハードウェア実装された既存アルゴリズムが315ミリ秒要していた処理を,ソフトウェア実装の提案アルゴリズムは128ミリ秒で処理可能なことが分った.また,回路規模から試算したところ,ハードウェア実装された提案手法は,0.623ミリ秒の処理時間が推測された.更に検出精度について正規分布に従うと仮定した場合,提案アルゴリズムの誤検出率は10^<-30>となることが分った.電子指紋検出アルゴリズムの計算量、回路量、被検出楽曲に対する耐改変性などについて,既存アルゴリズムをMATLAB上に実装することによって詳しく検討した。新しいハードウェア向けアルゴリズムは,ハードウェア化の障害となったFFTの代りに,Haar基底のWavelet変換を用いるアルゴリズムである.時間シフトや差分の計算方法を変えて,提案アルゴリズムの検出精度を確認した.128MbpsでのWMA及びmp3による圧縮,また22.05KHzでのサンプリングレート変換を施した10曲の音楽について実験を行ったところ,ハードウェア実装された既存アルゴリズムが315ミリ秒要していた処理を,ソフトウェア実装の提案アルゴリズムは128ミリ秒で処理可能なことが分った.また,回路規模から試算したところ,ハードウェア実装された提案手法は,0.623ミリ秒の処理時間が推測された.更に検出精度について正規分布に従うと仮定した場合,提案アルゴリズムの誤検出率は10^<-30>となることが分った.電子指紋検出アルゴリズムの計算量、回路量、被検出楽曲に対する耐改変性などについて,既存アルゴリズムをプログラムとして実装することによって詳しく検討した。2009年度に引き続いて,ハードウェア実装向きの電子指紋検出アルゴリズムの改良を行った.2010年度新たに提案したアルゴリズムは,1/4サンプルづつ間引きした上でHaar Waveet変換(HWT)を行うものであり,ハードウェア実装の障害となる浮動小数点演算や乗算を用いないながらも,高い検出精度と実行速度を有するアルゴリズムである.提案アルゴリズムの実行時間をソフトウェアにて検証したところ,2009年度のアルゴリズムの実行時間とスループットがそれぞれ274m秒,7.63Gbpsであった所,新アルゴリズムは95μ秒,21.86Gbpsが期待できることが分かった.従来のFFTベースのHaitsmaらのアルゴリズムは,同順で1.7秒および0.01Gbpsである.これらのアルゴリズムを2010年度末にリコンフィギャラブルデバイスを用いて評価予定だったが,東日本大震災で実施が遅延した.しかし2011年4月には物品も納品され評価を行った.様々な圧縮率や精度で改変を行った楽曲に対して,検出精度の評価を行ったところ,同じ楽曲なのに別楽曲として誤認識したケースが,Haitsmaらのアルゴリズムでは32万分の8,我々の2009年度のアルゴリズムは32万分の1であったのに対し,新アルゴリズムは32万分の3,一方で実際は違う楽曲なのに同じ楽曲だと誤認識ケースが,同順で32万分の16,36,および新アルゴリズムは0であった.新アルゴリズムは,簡単でリコンフィギャラブルデバイスへの効率良い実装が可能ながら,従来アルゴリズムに比べて,有為に高い検出精度を達成できた.
ヒト化UGT1マウスを用いたビリルビンが持つ生理学的意義の解明

ヒトの新生児は生理的に高ビリルビン血症を発症するが、その意義は不明であった。ビリルビンは生体内で、UDP-グルクロン酸転移酵素(UGT)によって代謝される。新生児期の脳の発達に重要な甲状腺ホルモンであるチロキシンもUGTで代謝される。チロキシンの減少は脳発達を抑制する。本研究で、新生児期に高値となるビリルビンはUGTによるチロキシン代謝を阻害し、血中チロキシン濃度を高くすることが明らかとなった。哺乳類はビリベルジン還元酵素(BVR)を獲得しているため、生体内でビリルビンを生成する。ビリルビンは神経毒性を有しており、新生児期の重度の黄疸は脳障害である核黄疸を発症させる。現在までに、致死性である核黄疸を発症するリスクを負ってまで、ヒトが生体内でビリルビンを生成する生理学的意義は解明されていない。神経毒性を有する一方で、ビリルビンは非常に強い抗酸化作用を有することが近年明らかにされた。抗酸化反応は生体防御機構にとって必要不可欠な現象であり、例えば現在までにLDLコレステロール値の減少や抗ガン作用に関与していることが証明されている。本研究の目的は世界で唯一の高ビリルビンマウス(ヒト化UGT1マウス)を用い、ビリルビンが持つ生理学的意義の解明を行うことである。本年度は、1.脳内におけるビリルビン代謝酵素(UDP-グルクロン酸転移酵素1A1; UGT1A1)の発現・機能、2.新生児期におけるUGT1A1発現調節、3.ビリルビンが有する抗酸化作用、の3点について研究を行った。1.ヒト脳にはビリルビン代謝酵素であるUGT1A1をはじめ、UGT1A3、1A6、1A10など複数のUGT1A分子種が発現していることが明らかとなった。また、ヒト化UGT1マウスの脳においても同様のUGT1A分子種の発現パターンが認められた。脳ミクロソームにおいてUGT1A1活性が認められた。2.新生児期においてUGT1A1は母乳成分によって転写制御を受けていることがこれまでの研究で明らかになっている。本年度の研究により、UGT1A1の転写制御には転写因子であるSP1が大きく関与していることを明らかにした。3.高ビリルビンを呈するヒト化UGT1マウスにおける血中過酸化脂質(LPO)濃度は、野生型と比べ低い傾向が認められた。ビリルビンは赤血球等に含まれるヘムの生分解産物である。ビリルビンは神経毒性を有する一方で、強い抗酸化作用も示す。このような生体内におけるビリルビンの生合成は哺乳類において限定的に認められる。また、哺乳類の中でもヒトは新生児期に生理的な高ビリルビン血症(黄疸)を発症する。従って、ヒト、とくにヒト新生児は、何らかのビリルビンが有する抗酸化作用による利益を得ていると予想されるが、現在までにそのような影響は報告されていない。ビリルビンは生体内においてUDP-グルクロン酸転移酵素(UGT)1A1によって選択的にグルクロン酸抱合を受けて代謝される。UGT1A1は甲状腺ホルモンであるT4の代謝酵素でもあることから、ビリルビンは新生児期にUGT1A1によるT4の代謝を競合的に阻害し、血中のT4濃度を高め、T4の作用を強めている可能性が示唆された。そこで本研究では、UGT1A1によるT4の代謝に着目し、1.脳部位(大脳、中脳、小脳、海馬、嗅球)におけるUGT1A1の発現解析、2.ヒト化UGT1マウスおよび野生型マウスにおけるT4代謝に対するUGT1A1の重要性、の2点について研究を行った。1.前年度までの研究で、脳においてUGT1A1が発現していることを明らかにした。本年度は、脳の各部位においてUGT1A1がどのように発現しているのかを明らかにするため、脳を摘出した後に大脳、中脳、小脳、海馬、嗅球を単離し、各部位よりRNAを抽出した。リアルタイムPCR解析をしたところ、新生児期にはどの部位にもUGT1A1が発現しており、その発現は中脳で顕著に高いことが明らかとなった。2.新生児期において、野生型マウスの血中ビリルビン血は低値を示すのに対し、ヒト化UGT1マウスは10-15 mg/dLと高いビリルビン血を示した。T4濃度もヒト化UGT1マウスで高値を示した。本研究では1.脳内におけるビリルビン代謝酵素(UGT1A1)の発現・機能、2.新生児期におけるUGT1A1発現調節、および3.ビリルビンが有する抗酸化作用、の3点について研究を行った。いずれの研究課題も計画通り研究が進展し、以下に示す知見を得ることが出来た。1つ目の研究ではヒト化UGT1マウス脳はヒト脳と同じ発現パターンを示すことが明らかとなり、本研究成果はヒト化UGT1マウスが脳UGT1A1の重要性をin vivoにおいて明らかにする際に有用であることを示すものである。

また2つ目の研究ではUGT1A1の転写制御には転写因子であるSP1が大きく関与していることを明らかにした。核黄疸の発症は母乳摂取児に多いことから、本研究成果は新生児期におけるSP1の活性化が核黄疸の発症の予防につながる可能性を示すものである。また最後に、ヒト化UGT1マウスにおける血中過酸化脂質(LPO)濃度は、野生型と比べ低い傾向が認められた。ビリルビンは抗酸化物質であることから、ヒトは新生児期に高ビリルビン血症を発症することで、生体内で脂質の過酸化を防いでいる可能性が示唆された。以上のことより、本年度はおおむね順調に研究が進んでいると判断できる。薬物代謝酵素ビリルビンは神経毒性を有する一方で強い抗酸化作用も有する。酸化ストレスや抗酸化作用による生体内への影響の多くは標的遺伝子の発現量変動に起因する。高ビリルビンマウスにおいてはビリルビンがもたらす抗酸化作用の程度が異なることから、抗酸化作用の標的遺伝子の発現量が異なることが予想される。そこで、今後はDNAマイクロアレイ法による網羅的な解析を行い「ビリルビンによって制御される遺伝子」の同定を行う。さらに、RNA抑制(RNAi)技術を用い、標的遺伝子の機能抑制をin vitroやin vivoで行い、抗酸化作用への影響を明らかにする。また、標的遺伝子の過剰発現系を構築し、抗酸化作用への影響を明らかにする。該当年度の最終月(2015年3月)に開催された国際学会に参加した際の旅費の一部の支払い手続きが遅延したため。該当年度の最終月(2015年3月)に開催された国際学会に参加した際の旅費の一部として使用予定である。
時間・空間的な集積の経済を考慮した交通・立地統合モデルの開発

本研究の目的は,経済活動の時空間集積現象を説明可能な交通・立地統合モデルを構築することである.そのために,本研究では,時間・空間的な集積の経済・不経済を考慮した交通・立地統合モデルを構築した.そして,ポテンシャルゲームの性質を利用した解析により,均衡状態の特性を明らかにした.さらに,構築したモデルを現実的な政策評価に応用するために必要となる,パラメータ設定方法や大規模モデルの効率的解析手法を開発し,幾つかの仮想政策の効果分析を実施した.本研究の目的は,現実的な政策評価に応用可能な,時間・空間的な集積の経済・不経済を考慮した経済理論を構築することである.そのために,既存の研究成果を以下の3段階に分けて発展させる.[phase 1]空間・交通ネットワーク構造を含む時間的集積経済モデルを構築し,その基本特性を明らかにする.[phase 2]phase 1で構築したモデルに空間的な集積の経済を導入し,時間・空間的な集積の経済を考慮した交通・立地統合モデルを構築する.そして,分岐理論・進化ゲーム理論に基づく分析手法により,その一般的特性を明らかにする.[phase 3]前年度までに構築したモデルを用いた現実的な都市政策の便益評価手法を確立する.そのために,パーソントリップ調査や国勢調査データと整合的な基準均衡状態を得るためのパラメータ設定方法,安定均衡状態として創発する経済活動の時空間分布の効率的な導出手法を開発する.そして,幾つかの仮想政策の効果を定量的に評価することで,この手法の有用性を確認する.本年度は,phase 1に対応する時間的集積経済モデルの分析を実施するとともに,phase 2の準備として交通・立地統合モデルの構築・分析を実施した.これらの研究成果により,動的な混雑料金の導入やボトルネック容量の拡大が都市のスプロール化につながる可能性があることが示された.本年度は,当初の目標であるphase 1をほぼ完了させるとともに,phase 2の準備となる研究を実施することができた.また,phase 1に関連する成果を学術雑誌に掲載させることもできた.以上の成果は,次年度以降の研究進展・発展につながると考えている.本研究の目的は,現実的な政策評価に応用可能な,時間・空間的な集積の経済・不経済を考慮した経済理論を構築することである.そのために,既存の研究成果を以下の3段階に分けて発展させる.[phase 1]空間・交通ネットワーク構造を含む時間的集積経済モデルを構築し,その基本特性を明らかにする.[phase 2]phase 1で構築したモデルに空間的な集積の経済を導入し,時間・空間的な集積の経済を考慮した交通・立地統合モデルを構築する.そして,分岐理論・進化ゲーム理論に基づく分析手法により,その一般的特性を明らかにする.[phase 3]前年度までに構築したモデルを用いた現実的な都市政策の影響評価手法を確立する.そのために,パーソントリップ調査や国勢調査データと整合的な基準均衡状態を得るためのパラメータ設定方法,安定均衡状態として創発する経済活動の時空間分布の効率的な導出手法を開発する.そして,幾つかの仮想政策の効果を定量的に評価することで,この手法の有用性を確認する.本年度は,集積の経済・不経済を考慮した交通・立地統合モデルを構築した.そして,安定均衡状態における企業・家計の立地パターンや都心の数・規模に関する基本特性を明らかにした.さらに,大規模な都市空間構造を考慮したモデルにおいて創発する安定均衡状態を効率的に導出するための分析手法も提案できた.以上の成果により,phase 2がほぼ完了し,phase 3の研究も一部進めることができた.当初予定していたphase 2がほぼ完了するとともに,来年度に実施予定であったphase 3の研究の一部を進めることができた.また,phase 1に関連する成果が学術雑誌に掲載されただけでなく,phase 2の成果を論文としてまとめることもできた.本研究の目的は,現実的な政策評価に応用可能な,時間・空間的な集積の経済・不経済を考慮した経済理論を構築することである.そのために,既存の研究成果を以下の3段階に分けて発展させる.[phase 1]空間・交通ネットワーク構造を含む時間的集積経済モデルを構築し,その基本特性を明らかにする.[phase 2]phase 1で構築したモデルに空間的な集積の経済を導入し,時間・空間的な集積の経済を考慮した交通・立地統合モデルを構築する.そして,分岐理論・進化ゲーム理論に基づく分析手法により,その一般的特性を明らかにする.[phase 3]前年度までに構築したモデルを用いた現実的な都市政策の影響評価手法を確立する.そのために,パーソントリップ調査や国勢調査データと整合的な基準均衡状態を得るためのパラメータ設定方法,安定均衡状態として創発する経済活動の時空間分布の効率的な導出手法を開発する.そして,幾つかの仮想政策の効果を定量的に評価することで,この手法の有用性を確認する.最終年度は,実データを利用したパラメータ設定のための基礎を確立するとともに,開発したモデルにポテンシャル関数が存在することを利用した大規模モデルの効率的な数値解析手法を開発した.さらに,集積の経済・不経済を考慮した交通・立地統合モデルを用いて交通基盤整備に関する仮想政策の影響分析を実施し,モデルの特性を系統的に把握した.以上の成果により,本研究課題の目的を達成するとともに,政策評価手法をさらに発展させるための基盤を構築することができた.本研究の目的は,経済活動の時空間集積現象を説明可能な交通・立地統合モデルを構築することである.そのために,本研究では,時間・空間的な集積の経済・不経済を考慮した交通・立地統合モデルを構築した.そして,ポテンシャルゲームの性質を利用した解析により,均衡状態の特性を明らかにした.

さらに,構築したモデルを現実的な政策評価に応用するために必要となる,パラメータ設定方法や大規模モデルの効率的解析手法を開発し,幾つかの仮想政策の効果分析を実施した.2016年度は,研究計画通り,phase 2を完了させる予定である.また,研究が順調に進んだ場合,phase 3の一部を進めることから,必要に応じて,次年度購入予定の計算機を1年早く導入することを検討する.最終年度はこれまでの研究成果に基づき,実データを用いた分析(phase 3)を実施する.その際,可能な限り多くの種類の仮想政策の効果を調べることで,構築したモデルや分析手法の有用性を検証する.なお,最終年度に実施する分析では,大量のデータ処理・大規模な数値解析が必要となる.そこで,これらを効率的に実施するために,研究補助用の謝金・数値解析環境の整備のための費用を計上する予定である.工学
OSTNが仲介する骨膜依存的な海綿骨形成機構の解明

OSTNは分泌性因子で骨膜に特異的に発現する。OSTN-KOマウスでは皮質骨だけでなく、海綿骨量の減少も認めたが、この表現型は骨膜の異常のみで単純には説明できない。そこで本研究では、上記の発現部位と表現型の乖離を説明する機構として1細胞性経路と2血行性経路の二つの可能性について検証し、さらにいずれの経路においても鍵となる3皮質骨血管の解剖学的詳細を明らかにすることを目指している。本年度は計画2の細胞性経路の検証として以下の事柄を検証した。A)OSTNはC-type Natriuretic peptide (CNP)シグナルを増強するので、CNPシグナルの増強が骨系譜への運命決定を促進するかを明らかにした。間葉系未分化細胞を含む骨膜細胞をモデルとして用い、CNPを過剰投与することによってALP活性の上昇やCa沈着が増強することがわかった。また、骨芽細胞マーカーのCollagenIやOsterixの発現上昇も認められた。さらにOSTNを添加することで、cGMPの産生増加を伴ったCNP依存の骨芽細胞分化が促進されることがわかった。したがって、CNP-OSTNは協調的に間葉系細胞から骨芽細胞への分化を誘導していると結論づけた。B)CNPシグナルの減弱がOSTN-KOマウスの骨量減少を説明するかを明らかにするために、OSTN-KOと血清アミロイドPプロモーター下でCNPを過剰発現するSAP-CNPマウスを交配し、骨量比較を行った。しかし予想外なことに、SAP-CNPマウス自体に骨量減少が認められた。この原因は未だ不明だが、CNP依存的に骨芽細胞分化が促進された結果、骨代謝バランスによって破骨細胞が増強した可能性や破骨細胞がCNPの直接的な標的細胞となっている可能性が考えられる。本年度は、マウス系統準備の都合上、来年度の計画と入れ替えて行った。しかし、本計画に含まれるin vitroの解析をほぼ終了しており、順調に進行している。近年の骨研究の目覚ましい発展に伴い、本研究計画も変更を必要としている。計画1の骨膜骨芽細胞をラベルする方法として大きな変更が必要である。先日、カテプシンK (Ctsk)プロモーターでラベルされる骨膜細胞が、骨膜の幹細胞の一つとされ、成長期の皮質骨形成や骨折治癒に寄与していることが報告された[Nature, 562, 133-139 (2018) ]。我々はこのマウスをすでに入手し、Ctsk-Cre依存性にOsterixを欠損させたマウスを作成し、海綿骨の形成について詳細に解析する必要があると考えている。さらに、我々はCNPの標的であるNPR3を発現細胞が骨膜の幹細胞である可能性を指摘している。したがって、NPR3発現細胞とCtsk-Creでラベルされる骨膜幹細胞との関係性を詳しく解析する予定である。計画4の骨血管の解剖学的詳細を明らかにするについても皮質骨血管を詳細にイメージングした報告があり、動脈では80%、静脈では59%の血液が皮質骨を通過していることが明らかになっている[Nature Metabolism,1, 236-250 (2019) ]。しかし骨膜の血管については、未だ明らかでは無い。そこで骨膜イメージング法を立ち上げ、OSTN発現細胞と骨膜血管との関係性を具体的に明らかにする予定である。