hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
全身的ストレスと味覚感受性に関する研究-唾液中タンパク質による評価法の開発-

【背真および目的】味覚は情動や体調の影響を受けることが知られており、一例として疲労感や脱力感を伴う作業をさせると、苦味に対する味覚感受性が低下するという報告がある。従って苦味の代表物質であるキニーネの硫酸化合物が紫外線照射において発光する特性を応用し、(1)初めに唾液中の苦味関連塩酸キニーネ結合タンパク質を検出し、(2)次いで味覚感受性の低下が苦味物質と結合する唾液タンパクと関連するという仮説のもと、被験者を実験的に交感神経優位もしくは副交臓神経優位な状態とした上で採取した唾液から、塩酸キニーネと結合するタンパク質の解析を行った。これによってストレス状態を把握するためのパラメータとしての苦味関連唾液タンパク質の有用性を検討した。【方法と結果】(1)ヒト全唾液を凍結乾燥した後硫酸キニーネ溶液にて溶解し、アガロースゲル電気泳動を施行した。UV下で観察したゲルとCBB染色したゲルを比較したところ、発光部位と染色部位の一致が見られた。次に発光部位を切り出し、回収したサンプルにてSDS-PAGEし、ウエスタンプロット、プロテインシーケンスした。その結果ヒスタチン3,5,6およびプロリンリッチプロテインP-Eの2つのペプチドであることが判明し、そのタンパク質は苦味に対して高閾値者では見られないことが判った。(2)次いで、交感神経優位(クレペリンテストと音刺激負荷)もしくは副交感神経優位(眼球マッサージ)な状態の前後に唾液採取を行い、自律神経機能のパラメータとして心電図を計測した。その結果、心拍数、LF/HF比共に前者で増加傾向を、後者で減少傾向を示した。また、SDS-PAGEの結果、眼球マッサージ後に(1)と同部位にバンドが確認され、クレペリン後には認められなかった。【まとめ】2つのペプチドが苦味結合に関連することが判明し、味覚異常の診断や苦味のマスキングに有効であることが示唆された。味覚は情動や体調により変動することが知られている事から、ストレスが症状発現に関与すると考えられ、ストレス状態の把握が重要となる。疲労感や脱力感を伴う作業をさせると、キニーネに対する味覚感受性が低下するという報告がある。苦味は毒物のシグナルであると同時に、嗜好品にとっても必要不可欠な味である。そこで苦味の代表的物質であるキニーネの硫酸化合物が紫外線照射下(UV下)において発光する特性を応用し、苦味と関連する唾液中のタンパク質の検出することを目的としている。方法として、採取したヒト全唾液を凍結乾燥した後、0.08%硫酸キニーネ溶液にて溶解し、アガロースゲル電気泳動のサンプルとした。アガロース電気泳動は、2%アガロースを用い、10°C、50V、175分の条件で行った。アガロース電気泳動終了後のUV下のアガロースゲルと同ゲルをCBB染色したものを比較したところ、発光部位とCBB染色部位の一致がみられた。従って、硫酸キニーネ発光部位にタンパク質の存在が確認できた。続いて泳動後、UV下にて発光部位を確認し、同部位を切り出した。その後、切り出したゲルを細かく刻み、アトプレップチューブにて遠心濾過を行い、回収した溶出液をサンプルとしてSDS-PAGE (Laemmli法)を行った後、銀染色を行った。その結果、6.5kDa以下の染色部位が確認できた。従って、6.5kDa以下のペプチドがキニーネなどの苦味物質とと挙動を共にしていることが示唆された。次年度はシーケンス等の結果をより詳細にまとめ、構築する予定である。
ヒメツリガネゴケをモデル系とした植物光受容体フォトトロピンシグナル系の解析

植物の光受容体であるフォトトロピンの光情報受容とシグナル伝達機構の解明を目指し、ヒメツリガネゴケをモデル系として研究を行った。これまでに、ヒメツリガネゴケのフォトトロピンを大腸菌、またはヒメツリガネゴケで発現させる系を構築した。今後、リン酸化活性の測定系、タンパク質精製系を改良することによって、フォトトロピンシグナル系の解析に有用な研究基盤になると考えられる。本研究では、植物の光受容体であるフォトトロピンの光情報受容とシグナル伝達機構を、ヒメツリガネゴケの研究材料としてのアドバンテージを生かして解析することを目的とする。フォトトロピンは、光屈性や葉緑体光定位運動の光受容体として同定されたが、光受容体と最終的な生理現象の間にあるシグナル伝達経路についてはほとんど分かっておらず、その解明が重要な課題である。上記の目的を果たすために、(1)ヒメツリガネゴケフォトトロピンのタンパク質発現系の構築、(2)ヒメツリガネゴケフォトトロピンの精製、(3)酵母2ハイブリッド法を利用した相互作用タンパク質の検索、を行った。これまでに得られた結果は以下の通りである。(1)大腸菌を用いてPHOTAIの発現系を構築した。クロマトグラフィーにより精製した標品で吸収スペクトルを測定したところ、クロモフォアを結合したタンパク質を得られたことを確認できた。自己リン酸化活性、タンパク質リン酸化活性を測定したが、いずれの活性も確認できなかった。リン酸化活性を示す標品を得られる条件を見つけることが課題である。(2)ヒメツリガネゴケでPHOTA2を過剰発現する形質転換体を作製した。過剰発現株を細胞分画し、フォトトロピン抗体を用いてウエスタンブロッティングを行ったところ、PHOTA2が細胞膜画分に局在することを確認できた。今後、PHOTA2の可溶化条件の検討、精製を行っていく。(3)PHOTA2のプロテインキナーゼ部位をbaitとして結合タンパク質を検索し、複数の結合タンパク質の候補を得た。今後これらの候補の解析を行っていく。ヒメツリガネゴケの4種類のフォトトロピン(PHOTA1,A2,B1,B2)を大腸菌で発現させ、PHOTA1がCBB染色でほぼ単一のタンパク質まで精製することに成功した。PHOTA1の光依存的な自己リン酸化活性を、リン酸化タンパク質検出試薬であるPro-Q Diamondを使用して測定した。しかし、精製標品が大腸菌内ですでにリン酸化されており、自己リン酸化活性への光照射の効果は見られなかった。暗所でタンパク質の発現と精製を行うなど、発現・精製方法を精査したが、改善されなかった。PHOTA1精製標品を脱リン酸処理後に自己リン酸化活性を測定することを考え、フォスファターゼ処理を行ったところ、PHOTA1が不溶化した。PHOTA1は脱リン酸化状態では凝集して不溶化すると考えられた。一方、ヒメツリガネゴケの細胞で発現したPHOTを用いて、リン酸化活性、翻訳後修飾、結合タンパク質を解析することを目指し、PHOTA2過剰発現株からPHOTA2の精製を試みた。この株の細胞破砕液を分画し、PHOTA2抗体を用いてウエスタンブロッティングを行ったところ、PHOTA2はミクロソーム画分に分画された。そこで、数種類の界面活性剤を用いて膜画分からの可溶化を試みたが、再現性よく可溶化できる条件が見つからなかった。細胞の培養条件、可溶化の条件などの検計が必要である.
明治時代における地方絹織物業の発展と展開

本研究は、明治期における山辺里織、伊勢崎太織、上田紬の三種の地方絹織物※を題材として、1これらの織物に使用された糸の均一化の過程、2均一化の地域的なテンポの差とその背景、31の均一化及び2の地域差のテンポを映じて、内国博の審査基準に生じた変遷について明らかにしたものである。1の糸の均一化分析については、各織物の生産地等に所蔵されている織物資料を年代毎に撮影し、二次元データ上で複数箇所、糸の太さを測定することによりその平均からの散らばりを把握した結果、三種全ての地方織物について、散らばりの程度が縮小する傾向が観察され、明治期における糸の均一化が実証的に示された。2また、三種の織物の比較を通じ、均一化のテンポには地域差があることが明らかとなった。具体的には、山辺里織及び伊勢崎太織は、明治10年代後半から20年代半ばには安定的に糸の太さの散らばりの程度が縮小する傾向が見られた一方、上田紬に関しては、明治20年代後半から30年代前半に漸くこの傾向が現れた。この差の背景を各史資料から探った結果、前者は、積極的に均一性の高い糸を志向し、後者は、均一な糸の使用を受動的に開始したことが示唆された。3さらに、1の糸の均一化の傾向と足並みを揃え、明治10年代後半頃から、内国博審査においても、糸の均一化の度合いが重要な審査項目として導入されたことが明らかとなった。その後、2で明らかにした糸の均一化のテンポの差に応じて、均一化が達成された地方織物から順次、審査の重点は意匠や配色といった新たな項目へとシフトしていった。本研究の意義は、糸の均一性という新たな観点から明治期地方織物の発達の過程を、地域差及びその背景を含めて実証的に解明した点と、こうした発達の過程や地域差を映じて、内国博審査基準も変遷したことを見出した点にある。※尚、申請書上では秋田八丈もサンプルとして入れていたが、資料不足のため検討対象から除外。
生体内の代謝組織におけるHELZ2の核内受容体を介する機能解析

HELZ2のノックアウト(KO)マウスは、肥満抵抗性および脂肪肝抵抗性を示す。しかし、HELZ2の脂肪組織(白色、褐色)での機能などは不明であり、HELZ2の生体内の代謝組織における機能解析を行った。脂肪組織において、KOマウスではピオグリタゾンの効果は減弱していた。またPPARgのターゲット遺伝子の発現増加を認めなかった。急性寒冷暴露試験では、KOマウスはWTと比較して急性寒冷暴露において体温低下が抑制されていた。マウス肝臓において、Helz2遺伝子は明期に発現が上昇することを確認した。またBATにおいても明期の発現増加傾向を認めた。WATにおいては明期、暗期とは別の発現変化を認めた。1.HELZ2のPPARgおよび糖代謝、インスリン抵抗性への機能を解明に関する研究HFD負荷下におけるHELZ2 KOマウスは16週令以降より肥満抵抗性を示すため、18週令前後のND負荷下のWTマウスおよびHELZ2 KOマウスにPPARgのリガンドでインスリン抵抗性改善剤として糖尿病治療に使われているピオグリタゾンを1週間腹膜内投与をした。1-2週間投与したマウスの耐糖能およびインスリン感受性をIPGTT、ITTを行い確認した。その結果、NDではWT,KO間で体重変化および脂肪重量の変化は認めなかった。糖負荷試験では、両軍ともピオグリタゾンの効果と思われる血糖低下を認めたがKOマウスではその効果は減弱した。インスリン負荷試験では差は認めなかった。これはインスリン投与前の血糖値が高くないためと考えられた。HFD負荷下ではもともとKOマウスは肥満抵抗性を示すが、WT,KO間で体重変化に差は認めなかった。糖負荷試験、インスリン負荷試験ともに、KOマウスでもピオグリタゾンの効果は認めるもののWTより減弱していた。この結果はおおむね予想通りであり、HELZ2が生体内の脂肪組織においてPPARgの転写活性型共役因子であることが確認できHLEZ2の機能を解析する上で、重要な発見であった。2.HELZ2のサーカディアンリズムの解明に関する計画ND負荷下のWTマウスにおける、肝臓、白色脂肪組織、褐色脂肪組織におけるHELZ2のmRNAの発現量の変化の日内変動を確認した。その組織においてもHELZ2のmRNA発現量h1.5倍程度の変化を認めた。これは時計遺伝子と比較すると変動は大きくないが、時計遺伝子にかかわる核内受容体の共役因子として機能するならば、KOマウスでは時計遺伝子の発現量の変化がる可能性を示唆する結果であった。もともと24か月の計画をたて申請しているが、年度交付のため実際には18か月の時間しかなく、今年度は6か月の研究期間のためやや遅れています。1、HELZ2のPPARgおよび糖代謝、インスリン抵抗性の解明に関する研究前年度行った、NDおよびHFD負荷したHELZ2マウスにPPARgのリガンドであるピオグリタゾンを投与した研究で得られた脂肪組織よりRNAを抽出し遺伝子発現を確認した。予想通りWTマウスではピオグリタゾン投与群でPPARgおよびそのターゲット遺伝子であるPERILIPN遺伝子やAP2遺伝子等の発現増加を認めたが、HELZ2 KOマウスではその変化を認めなかった。この結果はHELZ2が生体内の脂肪組織においてPPARgの転写共役因子として機能することを確認でき非常に重要な発見であった。2、褐色脂肪組織および脂肪細胞のブラウニングに関する研究とHELZ2のサーカディアンリズムに関する研究ND負荷下におけるWTおよびHLEZ2 KOマウスに、暗期において4°C負荷を4時間暴露する急性寒冷暴露を行った。KOマウスは、WTマウスと比較して寒冷刺激において体温低下が抑制されていた。この結果から、HELZ2は生体内において熱産生に関与する遺伝子でることが確認された。また、PPARgを含むPPARファミリーは熱産生に関与することが報告されており、HELZ2はPPARgなどを通して熱産生に関与すると考えられた。HELZ2は、BATにおいても明期の発現増加傾向を認めた。WATにおいては明期、暗期とは別の発現変化を認めとり、上記の結果を踏まえて検討してく予定である。1.HELZ2のPPARgおよび糖代謝、インスリン抵抗性への機能を解明に関する研究NDおよびHFD負荷下でピオグリタゾンを投与したマウスの肝臓、脂肪組織におけるPPARgのターゲット遺伝子群の発現変化をリアルタイムPCR法で確認する。その後は計画通りに行う。2.HELZ2のサーカディアンリズムの解明に関する計画HFD負荷下のWTマウスにおけるHELZ2のmRNAの発現量の日内変動を確認する。さらにND,HFD負荷下のKOマウスにおける時計遺伝子の発現量の日内変動をか確認する、こちらも計画通りに行う。

褐色細胞およびブラウニングに関する研究についても計画通りに行う予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。内分泌糖尿病、肥満代謝学29年度が最終年度であるため、記入しない。
長距離移動マタニティの課題を起点にしたへき地の周産期・子育て環境支援システム構築

開発したアプリケーションについて、機能検証のためにダウンロードサイト(Tsunagu NEXT Project)からAndroid版とiOS版を配布してアンケートを実施した。アプリケーションは、妊婦支援そして配偶者・家族とつながる各種機能である。アンケート方法は、メールとSNSアプリのLINEを使用して、ダウンロードサイトとアンケートサイトの両方のリンクを貼り、医療者4名と非医療者30名から回答が得られた。回答は5段階で、次の質問である。新規作成や出産予定日の入力はスムーズに行えましたか。チュートリアルはスムーズに読み進めることができましたか。アプリ内で表示されるメニューの意味はすぐに理解できましたか。妊娠期の情報(◯ヶ月目のお母さんへ・妊娠中にさけたほうがいいものなど)は役に立つと思いますか。陣痛時間の記録は役に立つと思いますか。妊娠期の経過の記録は役に立つと思いますか。電話帳機能は役に立つと思いますか。アプリは役に立つと思いますか。機能やデザインはいいと思いますか。各質問の回答結果は平均4.254.75の高評価であった。ご意見等あれば、ぜひご自由にご記入くださいという記入で、指摘意見等要望では「妊娠中の胎児の写真や絵をのせたり、鉄分などを摂取出来る簡単なメニューなどを紹介するのも良いのではないかと思いました」、「初見ではイラストのメニューがわかりにくいため、[タイム・陣痛・電話]などの単語が併記されていればより良い」、「システムを有用に使う人にはすばらしいと思いますが、そういった人はシステムが無くても勉強して自己管理をすると思います。逆に、自己管理できない人には使ってほしいアプリですが、そういった人が使いたい・使いやすいと思えるほどわかりやすいものではなかったと思います」という指摘意見で、ユーザーインターフェースの検討や追加機能が必要であることが明らかになった。妊婦を支援するためのアプリケーションの開発と各種機能を評価した。アプリケーションの画面は、主要機能を考慮して14の4つの画面領域に設定した。1学習機能画面では、妊娠週数に応じた情報(1ヵ月ごと)や、妊娠中の注意点や疑問点を具体的にまとめた情報、妊娠後期への備えや陣痛に関する基礎知識、アプリケーションの注意点などを学習できる。学習機能画面では、項目を一覧表示化して、各項目をタップすると、詳細表示することが可能である。学習内容は、医療関係者の知見を得て作成した。2陣痛測定画面では、陣痛時の際の測定・痛みの強さ(NRS尺度)の入力、グラフによる可視化閲覧、間欠時間の評価を導出することができる。評価は「陣痛間隔が不規則です、前駆陣痛だと思われます」のように吹き出し表示される。陣痛測定画面では、ボタン操作で測定開始と停止が可能で、痛みの強さの入力記録も可能である。痛みは妊婦の主観的感覚入力であり、痛みデータがクラウドに保存される。3記録確認画面では、妊娠期の記録の保存・閲覧、陣痛の各種データの閲覧・検索、メモの作成ができる。記録確認操作では、「記録の追加」メニューで、母子手帳の記載事項と同じ項目を入力することができる。入力が完了したのち、「追加」を押すと記録がクラウドに保存される。記録確認画面における陣痛データ一覧では、保存された陣痛データを一括表示できる。データの検索機能は、現在の時刻から何時間以内か、痛みの強さが、その時間帯で、どの程度だったのか、という2つの検索項目のうち、どちらか一方または両方を入力し、検索ボタンを押すことで、時間の粒度と痛みの強弱度に対応した検索が可能になっている。4電話帳画面では、連絡先の追加、追加した連絡先への電話の発信をすることができる。電話帳画面の発信は「発信」ボタンで電話発信が可能である。アプリケーションは、妊婦支援そして配偶者・家族とつながる機能を重要視している。現状では1学習機能画面で、妊娠週数に応じた情報・アプリ使用時の留意点の閲覧、2陣痛測定画面で、陣痛時間の測定・保存、グラフによるデータの視認、3記録閲覧画面では、陣痛データの閲覧、妊娠期の経過の保存・閲覧、4電話帳画面では、連絡先の保存・発信が可能である4画面に集約した機能を開発した。アプリのアンケートの自由記入では、「使いやすいアプリでした」、「初産の妊婦さんにオススメ」、「アプリの色つかいやイラストが柔らかく」、「不安な妊婦さんの気持ちを和らげそう」、「家族で情報共有出来るのもとても良いと思う」などもあるが、機能の検討と改良が必要である。また、つながる機能の開発では、位置情報データの取得が可能になっているが、位置情報データの利活用が課題である。開発したアプリケーションの4電話帳画面のGPSボタンを押すと、現在位置の経度・緯度および更新ボタンで再取得できるように実装したが、どのように活用するのか検討するため、数種のアプリケーションを開発して検証する。開発アプリケーションの使用は、妊婦から育児までの期間を対象にしている。緊急連絡の際の妊婦の位置情報は、電話機能の音声とGPSデータ取得が可能であるが、GPS軌跡を個人から集団で共有する機能も検討する。親子から他者のつながりを想定した場合、位置情報共有を検討する必要がある。開発要件は、GPS精度誤差平均50200m(同期外れによる明らかな誤差を除く)を考慮するなど、条件によっては、精度誤差平均35mや携帯キャリアによる測位レベルの状態で50m未満であるという公表資料など、GPSデータが利活用できる状況を調査整理する。位置情報と可視化する地図情報および移動情報を用いる妊婦・育児支援アプリケーションを研究開発する。

北海道は,国土の22%の面積を有し,東北6県を上回る広大な地域である.対象地域は全国で最も産科の減少が進行している地域で,これまでも支援方法を模索し,非都市部の居住地周辺に産科が消滅したマタニティの病院受診の意思決定行動支援システム構築を継続研究してきた.釧路・根室圏と呼ばれる地域は,北海道の圏域分類で最も広大な面積を有しており,産科消滅によって,マタニティが病院受診する際には,12時間以上の長距離の移動時間が必要になっている.実際に根室圏の5自治体から釧路市の地域周産期センター病院へは,2時間以上(約160120km以上)の長距離移動時間が必要である.病院受診へ向かう移動支援においては,マタニティ自身の体調の気づきや病院受診へ移動する意思決定行動を1分でも早くすることで,母子の生命の危険なリスクを軽減することが可能である.長距離移動マタニティへの安全・危機管理教育は,広大な地域と長距離移動が必然的であるため必要不可欠であるため,意思決定行動に結びつく日々の教育環境が必要であると考え,マタニティへのアプリを用いた情報・知識を伝える支援を検討した.本年度の研究開発では,マタニティアプリの設計をゼロから見直し開発し,2018年1月から公開配付した.アプリケーションは,出産予定日の確定診断後のマタニティに対して,在宅期間の約10ヶ月間にわたる情報・知識支援の他に,出産月には陣痛の間欠時間データから早期の受診の意思決定行動を支援し,GPSデータによる位置情報も取得・表示可能にしたことで病院への連絡・移動時の支援を可能にした.フロントエンド開発技術は,クロスプラットフォーム対応のモバイルアプリ開発言語でデバイスに依存しない環境でユーザーが利用可能になるように実装し,本人,家族,医療者などと記録データの共有をする際のバックエンド開発技術はクラウドに実装した.長距離移動マタニティの課題を起点にしたへき地における周産期・子育て環境支援システム構築において,新型のマタニティアプリをメインに,マタニティの健康状態を管理するアプリも開発し検証を実施した.「産前(出産期)」では長距離移動マタニティの病院受診行動の支援,家族・地域の親和的ネットワーク形成について,アプリ配布時のアンケート調査で知見を得た.アプリケーションの画面デザイン,ボタンなどインターフェース(コントロール)の配置では,使用時の画面
肺炎球菌血清型のサーベイランスと新しいPCR法に基づく血清型検索法の開発

約90種類存在するとされる肺炎球菌血清型の分類には多くの抗血清が必要であり,より高価な検査法となる。本研究ではPCR法を用いた分子生物学的な手法を用いて肺炎球菌血清型の診断法に着目した。7価蛋白結合ワクチンに含まれる肺炎球菌血清型について既存の肺炎球菌遺伝子のデーターベースより夾膜抗原特異的な遺伝子配列よりPCRプライマーを設計し,PCR反応自体をこれらのプライマーを組み合わせたMultiple PCR法にて施行し,肺炎球菌血清型1型,19F型,3型,14型,23F型,4型19A型についての診断をおこなった。このことにより本邦における肺炎球菌血清型の分布が検討でき,今後の肺炎球菌ワクチンの臨床応用にむけて基礎的データーが蓄積され,従来からの抗菌薬に偏重した治療よりも肺炎球菌ワクチンを用いた予防医学を視野にいれることが可能になった。近年さらに増加傾向にある医療費抑制の視点からもきわめて意義深いものであると考える。1.PCR法による肺炎球菌血清型の分類肺炎球菌標準株を用い、血清型分類を多糖体抗原特異的な抗血清による標準分類法とmultiplex PCR法による肺炎球菌血清型分類の両者の比較検討を行っている。現在までに、急性中耳炎の主な血清型である6型、19型、18型、23型、1型、19F型、3型、14型、23F型、4型、19A型に対するmultiplex PCR法による分類を確立しており、従来までの血清型分類法よりより簡便に、また迅速に血清型を分類することが可能となっている。2.急性中耳炎由来の肺炎球菌株における血清型分類1で確立したmultiplex PCR法を、急性中耳炎患児より分離された肺炎球菌の血清型分類に応用し、従来までの抗血清による分類との比較検討を行った。すでに、急性中耳炎かん時より分離された肺炎球菌での血清型分類が確立されており、論文発表を行っている。さらに、本研究では、我々が確立したmultiplex PCR法を、PCR法による肺炎球菌の検出とともに、鼻咽腔スワブに直接応用している。従来までの培養同定では、肺炎球菌が検出されない症例においても肺炎球菌の検出と血清型同定が可能であるとともに、鼻咽腔において、血清型の異なる複数の肺炎球菌株が細菌叢を形成していることが解明されてきた。3.全国サーベイランスによる肺炎球菌血清型分布の検討1で確立したmultiplex PCR法を2003に行われた耳鼻咽喉科感染症研究会により行われた全国サーベイランスにて分離された肺炎球菌に応用し、血清型分類を行っている。
生体吸収性Mg合金の生物学的安全性評価手法の提案および生体内分解量推定法の開発

Mg合金は、生体吸収性金属材料としての医療応用が広く期待されており、実用化に際して生物学的安全性等のリスクを適切に評価する必要がある。しかしながら、従来のリスク評価法(例えばISO10993)は既存の生分解性高分子・無機材料や高耐食性金属材料を対象にしており、Mg合金への適用は不適切であった。本研究では、Mg合金の生物学的安全性リスク評価手法の確立を目指し、Mg合金の分解特性試験を実施、リスク評価のための基本的な考え方を明示する。Mg合金は、生体吸収性金属材料としての医療応用が広く期待されている。その実用化に際しては、生物学的安全性などのリスクを適切に評価する必要がある。しかしながら、従来の医用材料のリスク評価法(例えばISO10993)は既存の生分解性高分子・セラミックス材料や高耐食性金属材料を対象にしており、Mg合金への適用は不適切なため、新たな評価法の確立が求められる。本研究では、Mg合金の生物学的安全性リスク評価手法の確立を目指し分解特性評価を実施、リスク評価のための基本的な考え方を明示する。本年度は人工血漿および血清添加細胞培養液を用い、試料表面積に対する溶液量を変えて浸漬試験を実施した。その結果、いずれの溶液についても表面積当たりの溶液量が大きくなると総溶出量が増加する傾向にあるが、溶出Mg2+イオン濃度は、最も表面積当たりの溶液量が少ない0.17mL/cm2ではなく、0.33mL/cm2において最大になった。浸漬試験終了後のpHについても、表面積当たりの溶液量が小さいこの両条件において、著しい上昇が認められた。ISO10993では、適用する医療デバイスの形状により抽出試験に用いる溶液量を定められており、厚さ1mm以下の場合は、このいずれかの条件で抽出液を作製しなければならない。しかし、生体内では毛細血管網により体液・組織液中の拡散速度は高く、表面積当たりの溶液量が大きい場合と同様に、顕著なpH上昇が生じがたい。よって、ISO10993で定める条件は生体内の環境とはかけ離れた状態であり、そのような環境で生成した溶出物を用いて実施した生物学的安全性試験結果の解釈には注意が必要である。さらに、本年度は生体内におけるMg合金の簡便な分解量推定法として、電気化学測定の適用を検討した。試作セルを用いて生体内と同様の高炭酸ガス・低酸素環境下および細胞培養下での測定に成功した。本年度は人工血漿および血清添加細胞培養液を用い、試料表面積に対する溶液量を変化させ、7日間の浸漬試験を実施した。その結果、いずれの溶液についても浸漬期間の増加に伴い総溶出量が増加する傾向が認められたが、表面積当たりの溶液量が1mL/cm2以下の場合、表面積当たりの溶液量が大きい場合よりも溶出量の増加が大きかった。また、浸漬時間が長くなると(3日よりも7日の方が)表面積当たりの溶液量が小さい場合の影響が強く現れることも判明した。ISO10993では、抽出液中の溶出イオン濃度を高くするために少ない抽出液量を指定しているが、生体内では毛細血管網が備わっているため、体液・組織液の循環量は大きく、むしろ表面積当たりの溶液量が大きい場合と同様の環境であると考えられる。In vivo埋植試験の結果から、埋入組織により分解量は異なることが判明、しかし、埋入組織の血流量と分解量の間に直接的な相関性は認められなかった。電気化学測定法では、マグネシウム合金の分解に及ぼす体内環境の影響を検証している。5%炭酸ガスおよび5%酸素条件下で細胞培養液中電気化学測定を実施したところ、低酸素条件下では20%酸素条件よりも若干分解速度が増加すること、しかし、5%炭酸ガスが分解速度に及ぼす影響よりも小さいことを確認した。従来の医用材料のリスク評価法であるISO10993における生物学的安全性試験実施のための抽出液作製条件を参考に、人工血漿および血清添加細胞培養液を用いてin vitro浸漬試験を実施し、試料単位表面積当たりの抽出液の量が、合金の分解挙動に大きく影響をすること、また浸漬時間の増加に伴い、溶液量の影響がより大きく現れることを確認した。このような基礎的なデータの報告はこれまでなく、現存のガイドラインの問題点を明らかにした点は重要である。生体内模擬環境(血清添加細胞培養液および5%炭酸ガス+5%酸素雰囲気下)におけるMg合金の電気化学測定によりMg合金の分解速度に炭酸ガス緩衝系を構成する炭酸ガス濃度が大きく影響すること、酸素濃度低下の影響は相対的に小さいことを明らかにした。従来の医療用金属材料の電気化学測定は窒素雰囲気下、生理食塩水や1%乳酸中での実施など、生体内とはかけ離れた環境で実施されてきた。Mg合金について、炭酸ガス・酸素雰囲気まで制御した測定例はなく、貴重なデータである。いずれも、順調に進展していると言える。

Mg合金は、生体吸収性金属材料としての医療応用が広く期待されており、実用化に際して生物学的安全性等のリスクを適切に評価する必要がある。しかしながら、従来のリスク評価法(例えばISO10993)は既存の生分解性高分子・無機材料や高耐食性金属材料を対象にしており、Mg合金への適用は不適切であった。本研究では、Mg合金の生物学的安全性リスク評価手法の確立を目指し、Mg合金の分解特性試験を実施、リスク評価のための基本的な考え方を明示する。血清添加細胞培養液を用い、浸漬試験における溶液撹拌の影響を検討した結果、撹拌による溶出量の増加を確認した。本試験は埋植部位の血流量を模擬する目的で実施したが、in vivo埋植試験では、埋入組織の血流量と分解量の間に直接的な相関は認められなかった。一方、埋植部位血流量と空孔形成量の間には相関が認められた。さらに、空孔形成量が大きいほど試料分解量が大きくなる傾向も認められた。すなわち、埋植部位での空孔形成が試料の分解に影響を及ぼしている可能性が示唆された。浸漬試験後の試料表面観察の結果、溶液量が少ない条件では溶液量が多い場合よりも局部腐食が進行していることが確認された。溶液量低下による腐食促進機構を探索するため、電気化学測定により、試料溶液のpHおよびイオン強度が試料の分解に及ぼす影響を検討した。その結果、pHの上昇およびイオン強度の増加いずれも、腐食を促進することを確認した。以上より、生物学的安全性という観点では、溶出したMgイオンは血流中に拡散するため、全血液量を考慮することが重要であるが、Mg合金の分解特性という観点では、埋入部位に発生する空孔形成が影響する可能性が示唆された。今後の課題として、空孔形成挙動がMg合金の分解特性に及ぼす機構の解明と、生体内における空孔形成挙動の検証ならびに生体外における空孔形成量評価法の確立が必要である。従来の医用材料のリスク評価法であるISO10993における生物学的安全性試験実施のための抽出液作製条件を参考に、無機塩のみの溶液である人工血漿および有機物を含む血清添加細胞培養液を用いてin vitro浸漬試験を実施し、試料単位表面積当たりの抽出液の量が、合金の分解挙動に大きく影響をすることを明らかにした。このような基礎的なデータの報告はこれまでなく、現存するガイドラインの問題点を具体的に明らかにした点は重要である。また、生体内におけるMg合金の分解特性をin vitroにおいて簡便に推定する手法の開発は、Mg合金の医療応用の促進のために強く求められている。電気化学測定は測定時間が短く、かつ簡便にデータを取得することが可能であり、金属材料の耐食性評価法として広く普及している。Mg合金の生体内環境下における分解量推定への適用を検討するために、生体内に近い環境下での電気化学測定手法を確立したことにより、今後、詳細な検討を進めることが可能であり、順調に進展していると言える。
フッサール身体論の倫理学的展開：身体行為のなかでの非自覚的自己と責任の所在

本研究は、フッサールの身体論に関する遺稿資料を中心に、時間論および倫理学の草稿・講義録に基づいて、いわゆる非自覚的(無意識的)な身体行為に関する倫理的な研究を目的とする。非自覚的身体行為とは、日常活動において特に自己について意識せずに(それゆえフッサールの表現によれば「匿名的」に)行動することである。今年度は、昨年度に引き続きフッサールにおける知覚論を中心に注意機能を分析した。ヒューマンエラーを起こした際には、そこに注意義務を怠った場合が多々見られる。しかしこうした事態に際して、そこに働いている知覚認識における注意機能については、いわばスポットライトを当てて事態をより明確に理解するといった比喩が前提とされる。そこでフッサールが知覚論におけるスポットライト説をどのように解釈したのか、またその説についての制約をどのように見ていたのかを明らかにし、この比喩がどの程度妥当かを確認した。また認知科学の知見として知られる不注意盲を試金石として、フッサールの知覚論とその注意論が、この事象をも含んだ枠組み・モデルとして妥当するのかを探究した。このことは、彼の知覚論における注意機能を広く日常生活における事象から読み取ることに結びつけることになり、認識における注意だけではなくあくまでも日常的な行為の中での知覚論を目指すことになる。知覚における注意機能は、意志によってそれをいわばコントロールすることも可能である。しかし現実生活においてはむしろ意識的で自覚的な活動というより、いわば眼差しを向けるという身体機能を伴う関心としての注意に基づき、世界の中での事態に惹かれる行為のなかで生じている。この試みによって、認識としての知覚ではなく、行為の中の知覚とその注意機能のもとそこに介在する(自由)意志の所在をどのように捉えるのかその探究の一端を示した。現在フッサールの注意論から、身体の行為論を読み取る研究を展開しており、一定の成果を出している。しかしながら、さまざまな公務が重なったため進捗状況は遅れ気味になっている。日常的な不注意から生じるヒューマンエラーとそこで問われる責任の所在について、フッサールの注意論を展開することによって、不注意とされる事象の解明と、その事象における意志の介在・不在を確認して、そこに責任の所在を求める倫理的問題に一定の成果を導くことにする。またすでに(自由)意志に関する系譜学を古代から中世、近代に至るまで辿ることによって、フッサールにおける倫理学の意志問題に哲学史的な位置づけを与えることを試みているが、それを予備的な考察として、今後フッサールが意志の問題をどのように規定したのかを明らかにして、いわゆる無自覚的な身体行為における自由意志の問題を探究する。本研究は、後期フッサールの身体論に関する遺稿資料を中心に、時間論および倫理学の草稿・講義録に基づいて、いわゆる非自覚的(無意識的)な身体行為に関する倫理的な研究を目的とする。この探究は、一方では彼の時間論を基にして身体行為に関する自己反省の可能性と限界を捉え、非自覚的・無意識的な行為に関する自我の関与の仕方を考察するものである。また他方では彼の倫理学研究から、身体行為の責任の所在を捉える条件を見いだす。本年度は、従来から継続していることであるが、相互主観性を議論する際にいわば前提としている身体の「心理物理的」な位置づけについて、中期『イデーンII』以降の系譜を辿る作業を行った。また電子ブックの検索機能を駆使して、特に断片的な草稿から身体や相互主観性に関わる概念や論述を析出し確認する作業を行った。このことはフッサール自身が十分に主題とせず展開しなかった身体論から、時間論や相互主観性論をみることとなる。さらにまた、初期・中期の注意に関する講義録、草稿を解読する作業から、さまざまな不注意に関する事象を分析して、いわゆる無意識的な振る舞いに関する探求の端緒とした。この研究成果については、学会発表:題目「不注意の現象学-初期中期フッサールの資料をもとにして」において明らかにした。フッサール著作集の知覚論、注意論および時間論に関する資料分析に従事した。またその分析をもとにして、平成27年度に注意/不注意現象に関する学会発表を行った。本年度は、昨年度から引き続いて、知覚における注意現象に関する初期中期の講義録、草稿を解釈してさまざまな注意・不注意現象を類型的に分析した。特に、関心としての注意と思念としての注意機能を中心に、知覚認識における注意の役割を明らかにした。また時間論や、受動的総合の分析からの注意の位置づけを論議し、能動的な自我が関わらないなかでの注意のあり方を探求した。さらに認知科学の知見も活用しながら、非自覚的な見落とし現象を念頭に置いて、注意がなされない事態をフッサールの注意論から解釈して、ある種の非自覚的な不注意においては、不注意であったが故にただちに責任が生じるとは言えない事態が生じうることを論述した。

この研究成果については、学会誌において「初期フッサールにおける注意の問題」において示した。さらに注意論との関わりではあるが、関心の向け変えという現象の中から、無意識的な振る舞いとしての身体運動の探求を試みた。注意を主題とする初期講義録、や知覚認識に関わる著作や講義録の分析に従事し、さらにその注意に関する自我やあるいは身体活動の関与の仕方を分析した。このような事態における責任の所在についても一定の解釈を導き、その成果を学会論文としてまとめ、発表した。本研究は、後期フッサールの身体論に関する遺稿資料を中心に、時間論および倫理学の草稿・講義録に基づいて、いわゆる非自覚的(無意識的)な身体行為に関する倫理的な研究を目的とする。非自覚的身体行為とは、日常活動において特に自己について意識せずに(それゆえフッサールの表現によれば「匿名的」に)行動することである。この探究は、一方では彼の時間論を基にして身体行為に関する自己反省の可能性と限界を捉え、非自覚的・無意識的な行為に関する自我の関与の仕方を考察するものである。また他方では彼の倫理学研究から、身体行為の責任の所在を捉える条件を見いだす。本年度は、一昨年度から引き続きフッサールの知覚論における注意の機能について考察した。そのひとつとして、知覚における直観の機能に関して、近年の研究動向を踏まえて再考した。また注意機能の分析にあたって、不注意がいかに生じるかについても論を展開させ、それにより、不注意それ自身が認識されることが可能かどうか、あるいは(他者からの指摘ではなく)自己において再認可能かを議論した。そのため認知科学における「不注意盲」を事例として取り上げて、この現象が知覚のなかでいかに生じるかを分析した。その際、特に時間の把持における意味機能(思念の問題)を分析することにより、注意機能の役割を、時間論のなかで位置づけることを試みた。さらにドイツ国ケルン大学フッサール文庫において、フッサールの草稿資料収集にあたった。特に今回は、彼の心身論の展開とそれに伴う諸学問の規定を確認した。またさらに初期から中期にかけての意識現象に関し、特に注意機能に関する分析や意志と行為に関して資料収集した。また最近のフッサール研究の動向に関して、知見を得た。フッサールの注意論から身体機能の関与の仕方を分析し、また時間論における注意機能の位置づけを試みた。さらには初期フッサールの意志論の資料収集にあたり、今後の研究方法の枠付をはかった。その成果を学会で発表し、さらに学術論文に投稿した(現在印刷中)。本研究は、フッサールの身体論に関する遺稿資料を中心に、時間論および倫理学の草稿・講義録に基づいて、いわゆる非自覚的(無意識的)な身体行為に関する倫理的な研究を目的とする。今年度は、昨年度に引き続きフッサールにおける知覚論を中心に注意機能を分析した。ヒューマンエラーを起こした際には、そこに注意義務を怠った場合が多々見られる。
植物の鉄吸収を制御する長距離シグナル伝達機構の解析

植物は根において鉄を可溶化し吸収する機構を持っている。根における鉄吸収の機構は1全身性の長距離シグナルと根における局所的シグナルに制御されることが知られている。しかし、長距離シグナルそのものついては未知であり、また、どのような制御機構を経て根における鉄吸収を活性化させているのかは知られていない。これを明らかにするためにマイクロアレイを用いてシロイヌナズナの鉄欠乏応答を解析した。根において鉄欠乏に応答する遺伝子を、長距離シグナルと局所的シグナルそれぞれに影響を受ける強度によって分類した。長距離シグナルに応答した遺伝子群、局所的シグナルに応答した遺伝子群をGene Ontologyに基づいて分類したところ、これらの2つのシグナルはそれぞれ別の機能を持つ遺伝子群を制御することが分かった。さらに我々は、全身性の長距離シグナルを生産するために働く遺伝子を見つけるために、地上部と地下部で共通して鉄欠乏に応答する遺伝子に注目した。意外にも地上部と地下部の鉄欠乏で共通して発現量が増加した遺伝子は8つのみであり、4つのbHLH転写因子とニコチアナミン合成酵素を含んでいた。我々の結果と近年のいくつかの報告から、鉄キレート剤であるニコチアナミンが鉄吸収のための長距離シグナルとして働く可能性を示唆された。1.シロイヌナズナの根において鉄吸収の長距離シグナルに制御される遺伝子群を明らかにした。野生型シロイヌナズナを鉄が欠乏した培地で生育させて、地上部と地下部を鉄欠乏状態とした。地下部の局所的シグナルのみを活性化させるために、葉を切除することで地上部から送られる長距離シグナルを遮断した。また、地上部からの長距離シグナルのみを活性化させるために、地上部が鉄欠乏になるfrd3変異体を用いた。これらの生育条件を選定し、マイクロアレイ解析によって発現量の変動を調べた。その結果、長距離シグナルに制御される遺伝子と局所的シグナルに制御される遺伝子群を区別することに成功し、それら遺伝子の機能に明確な違いが認められた。この成果によって根における鉄吸収のための応答カスケードを解明する糸口がつかめた。現在、マイクロアレイの結果の再現性を確認する実験と、分類された遺伝子群についての詳細な解析を進行中である。2.イネ・オオムギにも長距離シグナルが存在する。根における鉄の吸収機構はイネ科とイネ科以外で大きく異なることが知られている。シロイヌナズナ以外の植物種としてイネとオオムギを用いて葉の切除実験を行って長距離シグナルの影響を調べた。その結果、シロイヌナズナと同様、いくつかの鉄吸収に関わる遺伝子が地上部から送られる長距離シグナルに制御されることが分かった。これらは、鉄吸収の長距離シグナル伝達が植物で広く保存される機構であり、その解明によって多くの植物の応用研究に役立つと期待される。
遺伝子組換え動物を用いた精子頭部形成の分子メカニズムの解析

SPACA1は、哺乳類精子の赤道面に局在し、精子と卵子の融合に機能することが報告されている膜タンパク質である。我々はSpaca1遺伝子欠損マウスを作製し、欠損雄マウスが不妊であることを明らかにした。しかし、この不妊の原因は、ヒトの巨大円形精子症(globozoospermia)と酷似する精子頭部の形態異常であることが判明した。SPACA1が欠損することで、精子形成過程で精子細胞にある先体内膜と核膜との間に存在するnuclear plateの消失を引き起こした。これは精子先体の緩みと一致し、成熟精子から先体の奇形および消失を導いた。つまり、SPACA1は精子形成において必須の因子であり、globozoospermiaに至る分子メカニズムの一端を明らかにした。今年度は申請書の実験計画通り、共焦点レーザー顕微鏡を用いて精子形成時のSPACA1タンパク質の局在を詳細に観察した。その結果、膜タンパク質であるSPACA1は精子先体形成の初期より出現し、完成精子形成時まで先体内膜全体に広く分布し続けることが明らかとなった。また、膜タンパク質であるIZUMO1との共染色により精子先体膜のダイナミックな挙動を観察することができた。これにより、これまでの電顕観察とは異なり精子形成を立体的に理解する上で有用な知見であると考えられる。作製したSpaca1遺伝子ノックアウト(KO)マウスは雄性不妊を示し、そのKO精子は完全に先体が形成されず、ヒト不妊症の原因の一つである巨大円形精子症(Globozoospermia)に酷似した表現型を示すことが明らかとなった。さらに先体にGFPを持つTgマウスとKOマウスを掛け合わせて、先体をGFPで指標したKO精巣を詳細に観察すると、KOはstep5辺りまではWTとの大きな差は見られないが、その後の先体の伸長が顕著に悪くなることが明らかとなった。つまり、SPACA1が欠損することで精巣内の半数体精子細胞はごく初期の段階で先体に形成異常を来たし、奇形精子が産生されることが分かった。次年度は、SPACA1とその他のGlobozoospermia関連因子との関係を明らかにすることを目標に解析を続ける計画である。本年度は、申請者が作製した巨大円形精子症の表現型を示し雄性不妊となるSpaca1遺伝子欠損(KO)マウスと同じ表現型を示すKOマウスを用いて、それぞれの因子(GOPC,ZPBP1など)の精子形成における関連及び役割を検証した。野生型マウス精巣ではGOPCは生後すぐに、ZPBP1は3週齢より発現することから4週齢から発現するSPACA1より早い時期に発現を開始することが分かった。本年度に入手したGOPCとZPBP1のKOマウスを用いて、KO精巣におけるSPACAIタンパク質の存在を調べた。その結果、精巣内での発現時期に連関してGOPC及びZPBP1のKO精巣からSPACA1タンパク質が消失していることが明らかとなった。これらの結果から、これまでに報告のある因子の中で、SPACA1が精子頭部形成過程における最下流の因子であることが分かった。現在、のSpaca1遺伝子KOマウスに関する研究成果を海外の学術雑誌へ投稿中である。KOマウスの解析よりSPACA1が精子頭部形成において必須の因子であることが明らかとなり、他の因子との関係からSPACA1が正常に働かなければ、正常な形態の精子を産生することができないことが分かった。今後は、ヒト不妊患者におけるSPACA1タンパク質や遺伝子発現または塩基配列を調べることで不妊症の病態解明の一端を担えると考えている。
Max-plus代数に基づくロバスト制御系設計とその経営工学問題への応用

本研究の主要テーマは,Max-plus代数に基づく制御系のロバスト性に焦点をあて,Max-plus代数に基づくシステム制御手法に対するロバスト制御理論を新しく構築するとともに,新しく開発するシステム制御手法を在庫管理問題や設備管理問題などの経営工学上の問題に応用することを試み,システム制御手法の適用範囲を拡大することを行なうことである.平成16年度では、以上の目的を実現するために、max-plus代数によるモデリング手法に選択パラメータを付加した手法およびその手法の計算量の改善という研究で成果をあげるとともに,経営工学問題への応用を行なう準備として,現状の在庫管理手法をより現実的な問題設定に対して適用可能なように改善した二項・切断正規分布に対する安全在庫およびB1モデル在庫手法の提案というテーマで研究成果を挙げた.平成17年度では、経営工学問題への応用を行なう準備として,max-plus代数に基づく制御手法の重要な応用対象になると考えられる在庫管理問題において,時系列予測手法の改善を行なった在庫管理手法に関して研究成果を挙げた.同様に,設備管理問題において,連続組み立てラインとセル生産方式の性能比較を在庫管理手法を用いて行う手法を与える研究成果を挙げた.平成18年度では,max-plus代数に基づく制御手法として代表的なモデル予測制御手法において,状態フィードバック制御によるロバスト特性の解析を容易にするために,時間駆動で記述される等価な制御則の導出を行ない,フィードバック制御によるロバスト性解析を進める基礎が確立した.さらに,経営工学問題への応用として,後続ジョブとの資源非競合性を考慮したオンラインスケジューリング方法を与えた.本研究により,所期の目的であるMax-plus代数に基づく制御系のロバスト性および経営工学問題への応用に関する研究の基礎を与えたといえる.本研究の主要テーマは,Max-plus代数に基づく制御系のロバスト性に焦点をあて,Max-plus代数に基づくシステム制御手法に対するロバスト制御理論を新しく構築するとともに,新しく開発するシステム制御手法を在庫管理問題や設備管理問題などの経営工学上の問題に応用することを試み,システム制御手法の適用範囲を拡大することを行なうことである.平成16年度では、以上の目的を実現するために、max-plus代数によるモデリング手法に選択パラメータを付加した手法およびその手法の計算量の改善という研究で成果をあげるとともに,経営工学問題への応用を行なう準備として,現状の在庫管理手法をより現実的な問題設定に対して適用可能なように改善した二項・切断正規分布に対する安全在庫およびB1モデル在庫手法の提案というテーマで研究成果を挙げた.平成17年度では、経営工学問題への応用を行なう準備として,max-plus代数に基づく制御手法の重要な応用対象になると考えられる在庫管理問題において,時系列予測手法の改善を行なった在庫管理手法に関して研究成果を挙げた.同様に,設備管理問題において,連続組み立てラインとセル生産方式の性能比較を在庫管理手法を用いて行う手法を与える研究成果を挙げた.平成18年度では,max-plus代数に基づく制御手法として代表的なモデル予測制御手法において,状態フィードバック制御によるロバスト特性の解析を容易にするために,時間駆動で記述される等価な制御則の導出を行ない,フィードバック制御によるロバスト性解析を進める基礎が確立した.さらに,経営工学問題への応用として,後続ジョブとの資源非競合性を考慮したオンラインスケジューリング方法を与えた.本研究により,所期の目的であるMax-plus代数に基づく制御系のロバスト性および経営工学問題への応用に関する研究の基礎を与えたといえる.本研究の主要テーマは、Max-plus代数に基づく制御系のロバスト性に焦点をあて、・Max-plus代数によるモデル予測制御においてフィードバック制御をどのように実現し、どのような効果が期待できるかを明らかにする。・Max-plus代数によるシステムモデルの不確かさを定義し、その不確かさが存在する場合のロバスト制御の実現法を明らかにする。のようなMax-plus代数に基づくシステム制御手法に対するロバスト制御理論を新しく構築するとともに、新しく開発するシステム制御手法を在庫管理問題や設備管理問題などの経営工学上の問題に応用することを試み、システム制御手法の適用範囲を拡大することを行なうことである。平成16年度では、以上の目的を実現するために、max-plus代数によるモデリング手法に選択パラメータを付加した手法およびその手法の計算量の改善という研究で成果をあげるとともに、経営工学問題への応用を行なう準備として、現状の在庫管理手法をより現実的な問題設定に対して適用可能なように改善した二項・切断正規分布に対する安全在庫およびB1モデル在庫手法の提案というテーマで研究成果を挙げた。来年度は、本研究の成果を踏まえ、時間駆動のモデル式であるmin-plus代数に基づく表現を組み込んだmax-plus代数によるモデル予測制御においてフィードバック特性を明らかにするとともに、max-plus代数による在庫管理問題および生産システムに対するモデリング手法をより詳細化することを行なう。本研究の主要テーマは、max-plus代数に基づくシステム制御手法に対するロバスト制御理論を新しく構築するとともに、新しく開発するシステム制御手法を在庫管理問題や設備管理問題などの経営工学上の問題に応用することを試み、システム制御手法の適用範囲を拡大することを行なうことである。平成17年度では、以上の目的を実現するために、時間駆動のモデル式であるmin-plus代数に基づく表現を組み込んだmax-plus代数によるモデル予測制御においてフィードバック特性を明らかにする(計測自動制御学会第5回制御部門大会、2005にて発表)とともに、区間モデルで与えられたmax-plus代数によるモデリング手法およびそのシステムに対するモデル予測制御系の構成法を与えた(計測自動制御学会第38回離散事象システム研究会、2005にて発表)。さらに、経営工学問題への応用を行なう準備として、max-plus代数に基づく制御手法の重要な応用対象になると考えられる在庫管理問題において、時系列予測手法の改善を行なった在庫管理手法に関して研究成果を挙げた。同様に、設備管理問題において、連続組み立てラインとセル生産方式の性能比較を在庫管理手法を用いて行う手法を与える研究成果を挙げた。

来年度は、研究プロジェクトの最終年度を迎え、max-plus代数に基づく制御理論のロバスト性に関する性質をより詳細に解明し、さらに、在庫問題、スケジューリング問題への定式化に関する手順を確立することによって、これまでの研究成果をまとめることを行なう。本研究の主要テーマは,max-plus代数に基づくシステム制御手法に対するロバスト制御理論を新しく構築するとともに,新しく開発するシステム制御手法を在庫管理問題や設備管理問題などの経営工学上の問題に応用することを試み,システム制御手法の適用範囲を拡大することを行なうことである.平成18年度では,max-plus代数に基づく制御手法として代表的なモデル予測制御手法において,状態フィードバック制御によるロバスト特性の解析を容易にするために,時間駆動で記述される等価な制御則の導出を行った.従来の制御則は事象駆動の制御則となっていたため,現時刻に得られる情報が不明確であり,フィードバック特性の解析が困難であった.本研究により,max-plus代数に基づくモデル予測制御手法において,フィードバック制御によるロバスト性解析を進める基礎が確立できたといえる.さらに,経営工学問題への応用として,後続ジョブとの資源非競合性を考慮したオンラインスケジューリング方法を与えた.従来のスケジューリングに関する手法としては,PERTがよく知られているが,本研究の手法では,多入力多出力系の検討が行える点,資源競合性を考慮した同ージョブの繰り返しなどを考慮できる点でPERTにはない特微を持っている.