hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
飴と鞭の効果についてのゲーム理論的分析と実験による検証

本研究では、ビリを罰するという鞭型インセンティブやトップに報酬を与えるという飴型インセンティブが、能力の異なる人々から構成されるチームのパフォーマンス向上にどのように影響するのかを説明する、ゲーム理論的フレームワークを提供する。解析の結果、全員の努力の平均値を最大化するという想定にいては、チームメンバー間の能力格差が大きい時には飴型が望ましく、小さい時には鞭型が望ましいことがわかった。理論予測を検証するためにラボ実験およびフィールド実験を行ったところ、インセンティブに対して人々は理論が想定するよりも複雑な反応をする一方で、飴型・鞭型の使用方法については理論予測と整合的であることが確認された。本研究は、飴と鞭、つまり報酬と懲罰という外的インセンティブによる集団内の個人の行動の調整手段について、ゲーム理論を用いた理論分析を展開し、理論予測を実験経済学の手法を用いて検証することを目的とする。ゲーム理論による分析をするに当たり、飴と鞭の重要な側面は、集団の中でより優れた成果をだしたものには報酬を与え、劣った成果をだしたものには懲罰を与える、という相対評価にあると考える。26年度前半では、基本モデルにおける均衡の導出を行った。費用パラメータが特定の分布に従うことを仮定することにより、第一価格オークションのベイジアンナッシュ均衡を導出するのと同様のテクニックを用いて、飴型インセンティブが課されたときの達成度選択ゲームにおけるベイジアンナッシュ均衡を導出することができた。同様の方法で、鞭型のインセンティブの際のベイジアンナッシュ均衡も導出できた。26年度後半では、組織の達成度への効果についての研究を行った。組織の達成度は、構成員の達成度siから構成される関数f(s1, s2, ..., sn)であると考えられる。組織の達成度関数はおおよそ最小型、最大型、加算型、に分けることができると考えて、それぞれのケースで飴型と鞭型のどちらが効果的かを調べた。理論分析の結果、組織の達成度関数が最小型であれば鞭型のインセンティブが、最大型であれば飴型が基本的に効果的であることが明らかにされた。これらの直観に従う結果に加えて、集団内の人々の能力の格差の大小が効果的なインセンティブの選択に影響を与えることも確認された。これらの内容については、ハワイで行われたEconomic Science Associationの世界大会で発表された。上記に加えて、理論を検証するような実験も実施している。中国の山東大学のRoland Cheo氏と共同で中国の中学生を対象として、飴と鞭の効果を検証するようなフィールド実験を行った。当該実験結果は現在論文としてまとめているところである。これ以外にも、複数のラボ実験を実施している。理論分析結果はすでに、一流の英文査読雑誌に掲載されている。また、理論を検証するような実験についてもデザインを確定している。平成28年度は、Journal of Economic Behavior and Organizationに掲載された基本モデルからの均衡予測を様々な角度から検証するような研究を行った。中国の山東大学のRoland Cheo氏と共同で行った中国の中学生を対象として、飴と鞭の効果を検証するようなフィールド実験を行った。研究の主題は、能力が均質的な集団と能力の格差の大きい集団を用意して、彼らのパフォーマンスを向上させる効果として、トップになることに対して報酬を与える条件と懲罰を与える条件のどちらが効果的かを明らかにすることであった。実験結果は、部分的には理論予測をサポートするものの、当初予測しなかった効果も確認された。当該研究は論文としてまとめられ、現在査読雑誌に投稿中である。上記のフィールド実験以外にも、公共財供給ゲームのフレームワークを用いた実験室実験や、世の中にどのような懲罰・報酬の機会が存在するのかを明らかにするための尺度研究も合わせて実施されている。これらの研究に関しては現在進行中であり、これらについても今後進展があることが期待される。通常数理モデルを分析する上で、当初想定したような方法により、モデルを解析できない可能性が常に存在している。

しかしながら、前年度の研究では、計画通りに数理モデルを解くことができ、かつ、概ね予想通りの結果を得ることができた。それゆえ、研究は計画通りに進んでいるといえる。本務校は、実験被験者の確保が難しい場合があるので、他大学の実験室の使用を必要に応じて検討する。ゲーム理論理論分析はおおむね計画通り行われたので、28年度から被験者を用いた実験室実験により理論の検証を行っていく。本学の実験参加者プールの整備とマンパワーの欠如により、予定していた量の実験が実施できず、計上していた謝金額を使用できなかったことが原因である。当該問題は、高知工科大学以外の実験実施場所を使用すること、実験実施にPDの助力を得ること解決できると考えられる。昨年度は理論分析に専念したため、今年度実施予定の実験の予備実験を昨年度中に実施することができなかったため、次年度使用額が生じてしまった。当該予算については今年度の実験計画の中で速やかに消化していく予定である。未使用額489,956は、H28年度の実験実施用の謝金と旅費として使用していく計画である。H28年度の申請額1,000,000と合わせて、189,956を物品として、750,000を謝金として、500,000を旅費として、50,000をその他として使用する。今年度実施予定の実験の中で、予算を執行していく予定である。
歯髄光電脈波の定量解析による歯髄の血行動態および機能評価に関する研究

歯髄は血管や神経、リンパ管などから構成され、歯に栄養を供給する組織である。歯髄の病態診断は、治療方針の決定、歯髄保存の可否において重要な判断材料となるため、正確な診断が求められる。これまでの研究より、高輝度発光ダイオードを利用した歯髄容積脈波測定より、血流の有無という観点から歯の生死を診断できるようになった。しかし、歯髄血液は存在しても健全歯髄と言えない症例も多いことがわかってきた。本研究では、歯髄容積脈波特性の定量解析によって、加齢や外傷による血管弾性の変化、機能や病態の変化など、歯の健康度についての情報を抽出する方法を確立し、従来の診断法との併用によって信頼性の高い歯髄診断を目指す。
実時間ハイブリッド動的載荷実験による機能分散型免制震橋の性能検証

東北地方太平洋沖地震や熊本地震などの大災害時、ゴム支承が破壊されることを念頭に、従来ではゴム支承に集中していた機能を複数のディバイスに分散する機能分散型免制震が提案された。従来の耐震構造と比較した地震応答解析を行い,地震応答が抑えられ,破壊がSPDに集中することを確認した。しかし、提案構造形式は、非常に複雑な非線形に依存しているため、想定通りに機能するかどうかについて、解析だけではなく、実時間ハイブリッド実験による検証が必要である。以前から、構造物の耐力を階級化して、塑性化を修復しやすい場所に誘導する議論がなされているが、耐力の限界や塑性化の始まりから破壊までの挙動が複雑で、実験と解析が難しいことから、設計では破壊を防ぐことにとどまり、破壊を設計するまでに至っていない。本研究では実時間ハイブリッドを行い、直列したシリンダーダンパーとSPDがそれぞれ小さい揺れと大きい揺れを吸収する機能分散手法を検証する。本年度では、実時間ハイブリッド実験の制御システムを構築することを目的としている。そのために、今までの予備載荷実験の載荷装置を利用して、構造振動の応答解析と実験フィードバックを用いる応答の修正するアルゴリズムを開発して、ハイブリッド実験システムを構築することを目標としている。今年度は最初の年度であり、主な目標は構造システムの構築であり、概ね順調にシステム構築を完了している。ハイブリッド実験は計算機による数値計算と動的載荷装置による載荷試験を組み合わせ,構造物全体の地震応答を調べる手法である。本研究の制御システムには,主な演算をホスト・コンピュータで行うシステムを最初に構築した。Host PC演算では,載荷目標変位をHost PCで数値解析し,デジタル信号とアナログ信号の高速変換および制御が可能なDSPに目標変位を送信して載荷装置を制御させる.しかしHost PC演算での問題は,実時間載荷においても解析処理などで約7倍以上の載荷遅れが生じることである.この問題を解決するために演算アルゴリズムをDSPに書き込み,Host PCは操作システムのみの機能を保持するように実験方法を改良した。DSP演算の場合,処理するデータ量に制限があるが,DSP内で数値解析も行うので,実時間での解析処理などによる遅れはほどんとなくなった.DSP演算による実時間ハイブリッド実験システムは,入力波形とほぼ等しい時間で処理したことから,実際の地震動応答を再現性良くシミュレーションできた.しかし,油圧載荷システムの時間遅れや実時間載荷での発振など,この信頼性検討手法にはまだ改良の余地はある.将来の展望として,載荷システムの同定とIIRやFIRなどのデジタルフィルターを用いた載荷システムの補正を検討する.なお、次年度から様々な地震動を用いた入力し、本格的な実験的研究を行う予定である。
利活用場面を一体的に捉えた震災関連資料デジタルアーカイビングシステムの基礎研究

本研究では,OPACで管理された震災関連資料(以下,資料)の利用活性を目的としている.具体的には,資料の収集・保存・公開活動とその利活用を一体的に捉えたシステムデザインに基づいて試作システムを研究開発するとともに,持続可能なシステムの在り方について検討し,その運用モデルを構築していく.昨年度は,試作システムの改善と新資料作成WSの試行と評価及び課題抽出を行った.今年度は,これまでの成果を総合的に検討した上で,主に以下の2点を進捗させた.1.一般公開を目指したシステム改善と評価昨年度の新資料作成WSで新たに見出された課題として,より多くの参加者を巻き込むためのシステム改善がある.当初の研究計画では,新資料作成WSを行うことにより新資料を蓄積し,そこから資料に関連づけることで資料の利用活性を図ろうとしていた.しかし,新資料作成WSで作成される新資料の数に限りがあるため,WS参加者以外の第三者が本取り組みに参画するための仕組みが必要となった.そこで,第三者の閲覧を前提にシステムを見直し,一般公開用としても利用できるようにシステムに改善を施した.その上で,岩手県宮古市で行われたスタディツアーに参加し,取得した写真データをシステムに登録して関係者による評価を行った.その結果,資料に関心が向けられる点で有用との評価を受けた.さらに,同様の目的で,図書館員の作成するパスファインダーに着目したシステムデザインを試みた.2.研究成果の取りまとめこれまでの研究成果を論文として取りまとめ,内外の関連学会で発表した.さらに,岩手県立図書館企画展「岩手の災害史」に本研究の概要をポスター展示し,広く一般に情報発信した.上記評価の理由は,以下の2点によるものである.1.システムに蓄積された内容を一般公開することについて,スタディツアーに参加した上で公開に関する知見を得たが,実際の公開に至っていない.図書館職員によるパスファインダー作成に着目したシステムの実装,そしてこれまでの成果を含む公開可能情報の外部公開が課題として残っている.2.これまでの研究総括を行い内外で論文発表しているが,上記1)を含んでいない.今後は以下の2点を中心に進める予定である.1.システム改善と外部公開残された課題として,図書館職員が作成するパスファインダーに着目したシステムの開発・改善と,これまでに蓄積された公開可能情報の外部公開を行う.そのために,公開可能情報を一体的に取り扱うポータルサイトの開発を想定している.2.上記1)を含む研究総括最終的な成果として,これまでの取り組みに基づいて利活用場面を一体的に捉えたデジタルアーカイビングシステムの基礎的な要件を整理した上で考察を行う.また,本研究で用いたWS運用資料をとりまとめて関係者に配布し,研究を総括する.本研究は,強い興味と関心がなければ利用することが難しいOPACで管理された震災関連資料(以下,資料)を対象に,その利活用促進のためのデジタルアーカイビングシステムの開発,及び,その運用モデルの構築と提案を目指している.具体的には,資料の収集・保存・公開活動とその利活用を一体的に捉えたシステムデザインに基づいた試作システムを,ワークショップやスタディツアーといった利活用場面とともに開発・評価をしながら,実用に向けた課題の抽出と機能の改善を行い,持続可能なシステムの在り方を探る.今年度は,主に以下の2点を進捗させた.1.試作システムの機能拡張(情報端末アプリの開発・テスト・評価)これまでの研究を総合的に検討した上で,試作システムの機能拡張を行った.具体的には,現地調査時に収集した画像データと資料を関連づける機能,及び,利用者が資料にタグを設定できる機能である.前者は,震災学習時に実施された現地調査時の取得データ(主に画像データ)がどこで得られたものか不明なこと,また個人所有のままアーカイブされないことに焦点を当て,取得データを地図上に配置した上で資料と関連づけたものである.後者は,資料の検索性を高めるために,先行研究で検索支援に有用であると確認された新聞見出しから抽出したタグを利用者が資料に付与するための機能である.2.震災学習・スタディツアーの知見整理と現地調査・被災地域での資料収集既存の震災学習・スタディツアーについての知見を整理した.そして,試作システムを用いた震災学習モデルを試作した上で,「復興商店街の現在を知る」をテーマに模擬スタディツアー(岩手県釜石市)を実施した.模擬スタディツアーでは,事前・事後学習における試作システムのテスト・評価とともに,被災地域において現地調査,被災者へのヒアリングを行い,画像データ,音声データ,パンフレット等の最新資料を収集した.上記評価の理由は,以下の3点によるものである.1.今年度は,これまでの研究を踏まえて新たな機能開発に着手し,その知見を論文にまとめた.2.模擬スタディツアーを行い,試作システムを用いた震災学習モデル構築のための考察を深めた.また,新たな機能について評価を行い,実用に向けた課題を抽出した.3.上記の過程において,研究データの蓄積に努めた.本研究では,OPACで管理された震災関連資料(以下,資料)の利用活性を目的としている.具体的には,資料の収集・保存・公開活動とその利活用を一体的に捉えたシステムデザインに基づいて試作システムを研究開発するとともに持続可能なシステムの在り方について検討し,その運用モデルを構築していく.昨年度は,震災学習・スタディツアーの知見整理と現地調査を行った.そして,それらを踏まえて試作システムの機能改善を行い,新たな課題を抽出した.今年度は,これまでの成果を総合的に検討した上で,主に以下の2点を進捗させた.1.試作システムの改善と新資料作成WSの詳細設計昨年度

新たに見出された試作システムの主な課題として,(1)現地調査時に撮影された複数画像データのアーカイビング,(2)資料へのタグ付けの効率化,がある.(1)については複数画像をスポット毎にアーカイブ可能とする改善を施し,(2)については行政資料の多くがPDF形式で公開されていることに着目し,PDFを対象としたメタデータの半自動付与機能を研究開発した.そして,新資料作成WSの詳細設計を行った.2.新資料作成WSの試行と評価及び課題抽出関係者及び対象層へのヒアリングを踏まえ,「震災を通して学ぼう!テーマ発掘プロジェクト」と題して市民及び学生参加者を募り,新資料作成WSを実施した.その結果,参加者の調べ学習の成果の他,岩手県山田町と陸前高田市を対象としたスタディツアーのレポート(行程,参加者の意見・感想,画像データ)が試作システムにアーカイブされ,同WSの最終回(振り返り)で用いられた.本試行について,参加者及び関係者からは概ね肯定的な評価を受けたが,システムを効果的に用いるためにより多くの参加者を巻き込む必要があることが明らかとなった.上記評価の理由は,以下の3点によるものである.1.これまでの研究を踏まえて試作システムの機能改善を行い,その知見を論文にまとめた.2.市民参加型の震災学習WS及びスタディツアーを行い,試作システムならびに新資料作成WSの詳細設計について実証的に検証し,その知見を論文にまとめた.3.上記を踏まえて,より多くの参加者を巻き込むための方策を新たな課題として,具体的に検討した.本研究では,OPACで管理された震災関連資料(以下,資料)の利用活性を目的としている.具体的には,資料の収集・保存・公開活動とその利活用を一体的に捉えたシステムデザインに基づいて試作システムを研究開発するとともに,持続可能なシステムの在り方について検討し,その運用モデルを構築していく.昨年度は,試作システムの改善と新資料作成WSの試行と評価及び課題抽出を行った.今年度は,これまでの成果を総合的に検討した上で,主に以下の2点を進捗させた.1.一般公開を目指したシステム改善と評価昨年度の新資料作成WSで新たに見出された課題として,より多くの参加者を巻き込むためのシステム改善がある.当初の研究計画では,新資料作成WSを行うことにより新資料を蓄積し,そこから資料に関連づけることで資料の利用活性を図ろうとしていた.しかし,新資料作成WSで作成される新資料の数に限りがあるため,WS参加者以外の第三者が本取り組みに参画するための仕組みが必要となった.そこで,第三者の閲覧を前提にシステムを見直し,一般公開用としても利用できるようにシステムに改善を施した.その上で,岩手県宮古市で行われたスタディツアーに参加し,取得した写真データをシステムに登録して関係者による評価を行った.その結果,資料に関心が向けられる点で有用との評価を受けた.さらに,同様の目的で,図書館員の作成するパスファインダーに着目したシステムデザインを試みた.2.研究成果の取りまとめ
骨の成長発育に対する性ホルモンの制御機能

昨年度、顎顔面骨格の成長発育に及ぼす性ホルモンの影響を成長期マウスを用いて形態計測学的および組織学的に検討した。そこで本研究では今年度、さらに組織学的検討を進めるとともに、骨成長因子であるTGF-β1の免疫組織化学的検討も行った。【資料および方法】C57BL/6Jマウス80匹を対象とし、生後5日齢時に卵巣摘出(OVX)と精巣摘出(ORX)を行った。また、擬似手術を施した同日齢マウスを対照とした。術後1、4、8週時に、下顎頭連続切片を作製、TRAP染色を施し破骨細胞数を計測した。また、TGF-β1の発現を検討するため免疫組織化学染色を行った。【結果】組織学的検索からは下顎骨の成長発育の中心と言われている下顎頭において、OVX・ORX群の破骨細胞数が増加することが明らかになった。また、OVX・ORX群の下顎頭軟骨において、TGF-β1の発現は減少していた。【考察】生後5日齢に性腺摘出したマウスの下顎頭において、対照群と比べて有意な破骨細胞数増加とTGF-β1発現の減少を認め、性ホルモンが出生直後より顎顔面骨格の成長発育に強い関連を有していることが明らかとなった。また、ORX群においてその影響がより顕著に現れたことから、アンドロゲンの成長発育への重要性が特筆された。これらのことから、顎顔面領域の成長発育障害の予防、治療に性ホルモンが応用される可能性が示唆された。【結論】出生直後における性ホルモン分泌障害は、顎顔面骨格の内部構造を変化させ、成長発育を阻害することが強く示唆された。本研究では今年度、顎顔面骨格の成長発育に及ぼす性ホルモンの影響を成長期マウスを用いて形態計測学的および組織学的に検討した。術後4週時に、側面頭部X線規格写真を撮影し、Kiliaridisらの方法に従い形態計測学的分析を行った。また下顎頭連続切片を作製、AZAN染色を施し海綿骨量を計測した。【結果】OVX・ORX群のいずれにおいても、対照群に比べ上顔面高,下顎骨体長,下顎枝長の有意に減少した。さらにORX群では、対照群に比べ上顎骨体長,上顎第1臼歯萌出度,下顎第1臼歯萌出度が有意に減少した。また、OVX・ORX群の実験終了時の体重は対照群と比べて有意に小さな値を示した。組織学的検索からは下顎骨の成長発育の中心と言われている下顎頭において、OVX・ORX群の海綿骨量が減少することが明らかになった。【考察】生後5日例に性腺摘出したマウスの顎顔面骨格において、対照群と比べて有意な成長発育障害を認め,性ホルモンが顎顔面骨格の成長発育に強い関連を有していることが明らかとなった。【結論】成長期における性ホルモン分泌障害は、顎顔面骨格の成長発育を阻害することが強く示唆された。
ストラクチャー構造を持つシリカの開発とコム補強特性

表題のストラクチャー構造を持つシリカ(Si-CB)の調製を目的として,水蒸気プラズマによって表面に水酸基を導入したカーボンブラック(Hy-CB)とテトラエトキシシラン(TEOS)との反応を湿式(平成8年度)および乾式(平成9年度)で行った。さらに,調製したSi-CBについて,ゴムとの配合を試み,ゴム補強特性,ウェット性能,燃費性能諸物性を評価した。湿式法によるSi-CBの調製はゾル-ゲル反応を応用し,TEOS添加量を通常のゾル-ゲル法における量の1/200量程度とすることによって,Hy-CBへのシリカの薄膜コーティングを試みた。この場合,CB表面がシリカで覆われるにしたがって,サスペンションの粘度に変化が認められ,流動特性はシリカの流動特性に変化する様子が確認された。乾式法は気相遂次吸着法により行った。気相遂次吸着法は(1)Hy-CBへのTEOSの気相吸着,(2)脱気(I),(3)アンモニアガスによる加水分解,(4)脱気(II)の4つのプロセスを1シーケンスとし,これを繰り返し行うことによりシリカ層の膜厚を制御する方法である。この方法ではシリカの膜厚を,吸着するTEOSの単分子膜レベルで制御できることを見いだした。これらのSi-CBはTEM像の観察結果より,CBの一時粒子がシリカによって均一に被覆されている様子が観察され,CBのストラクチャー構造も維持されており,目的の表題化合物の合成に成功した。本法で調製されたSi-CBをゴム補強材料として利用し,自動車用タイヤのトレッド部に適用したところ,これまでのシリカ配合ゴム組成物に比べ大幅に低燃費性能,湿潤路面での摩擦抵抗(ウエットスキッド抵抗)および耐磨耗性能を改良し得るゴム組成物となることがわかった。この技術は特許出願中である。カーボンブラック(CB)のストラクチャー構造を維持しながら,表面をテトラエトキシシラン(TEOS)を用いてゾル-ゲル反応によりシリカでコーティングする方法について検討した。はじめにCB表面にTEOSの反応サイトになる水酸基を水蒸気プラズマ処理によって導入した。CBに導入された水酸基は酸の性質を持つので,水サスペンション中でのTEOSとの反応では,TEOSは選択的にCBの水酸基と反応し,CB表面はSiO_2のゲルで覆われる。CB表面への水酸基の導入量は水蒸気流量の増加とともに増えたが,流量が多すぎると減少し,10sccm程度が適切であった。CB表面がSiO_2ガルで覆われる様子はサスペンションの粘度の経時変化の測定により追跡することができた。ゾル-ゲル反応の進行は触媒として酸やアルカリを添加することによって早めることができたが,アルカリを添加した場合はCBへの反応量が減り,TEOS単独での加水分解と重合反応が進行し,良好なコーティング状態は得られなかった。得られた試料のTEM像の観察結果より,CBの一次粒子はSiO_2によって均一に被覆されている様子が観察された。これらのSiO_2コーティング処理は水蒸気プラズマの代わりに酸素プラズマを,また,液相反応の代わりに気相反応によっても可能であることが見出されたので,これらを含めて,CB表面のSiO_2層の厚みの制御について検討した。SiO_2コーティングCBをゴムに複合し,補強特性について調べたところ,レジリエンスが大きくなり,SiO_2によるコーティング効果が確認された。
交通プローブ情報の共有のための運転行動の時系列性を考慮した車両挙動分析手法

本研究の目的は,交通プローブ情報の共有のための運転行動の時系列性を考慮した車両挙動分析手法を提案することである.提案手法では,SAX (Symbolic Aggregate Approximation)を用いて時系列センサデータの文字列化を行い,文字列化されたセンサデータにN-gramを適用し,部分文字列を抽出する.その上で,特徴的な部分文字列を抽出し,車両挙動を表現する.2018年度は,まず2017年度から取り組んできた出現頻度に着目した特徴的な部分文字列抽出手法に関する検討を進めた.車載スマートフォンを用いて走行時の加速度・角速度センサデータを収集し,代表的な車両挙動(直進,右折,左折,右車線変更,左車線変更)の分類実験を行った.実験の結果,左右方向の動きに関する角速度センサデータに基づく車両挙動分類において,特徴量の次元数を削減しながらも高精度に車両挙動を分類できており,提案手法が車両挙動推定に対して有効であることを示すことができた.また,提案手法では,センサデータの文字列化の過程でランレングス符号化を行うが,部分文字列の出現頻度のみに着目した場合,ランレングス符号の数値部分を考慮しないため,ドライバーの個人差によって発生するような運転行動の変動時間の違い(例えば,緩やかな車線変更なのか,急激な車線変更なのか)を区別することができない.そこで2018年度は,この課題解決に向けて,MDL (Minimum Description Length)原理に着目し,基礎的検討を進めた.運転行動の変動時間(すなわち,部分文字列の時間長)を考慮することができれば,個人の運転特性を考慮した車両挙動分析が期待できる.「右折」の車両挙動時のセンサデータを対象とした基礎実験を行い,部分文字列の出現頻度と時間長の観点において,特徴的な部分文字列を抽出できることを示した.2017年度より着手している部分文字列の出現頻度に着目した方法を用いて,特徴的な部分文字列から構成されるBoW (Bag of Words)モデルに基づいた車両挙動分類を行った.走行時の車載スマートフォンから収集したセンサデータを用いて代表的な車両挙動の分類実験を行い,その実験結果から一定の有効性を示すことができたと考える.加えて,2017年度からの課題であった運転行動の変動時間の違いを扱うために,情報圧縮技術の一つであるMDL原理に着目し,課題解決に向けた有効なアプローチとして基礎検討を進めることができた.センサデータを文字列化することで,N-gramを始めとする様々な自然言語処理技術を適用することが可能となり,ITS (Intelligent Transport Systems)分野における車両挙動分析の方法として新規性の高い手法を検討できていると考える.また,これらの研究の対外的な成果として,部分文字列の出現頻度に着目した車両挙動分析手法については,ジャーナル論文として採録され,部分文字列の時間長を考慮した車両挙動分析手法についても,国内研究会で発表を行っている.また,提案手法の応用可能性について多角的に検討するために,自動車による交通プローブ情報の共有だけでなく,自転車ユーザによるプローブ情報の共有も視野に入れて,自転車走行時の車両挙動センサデータを収集し,路上障害物の検知などの車両挙動分析手法の検討も進めている.以上より,おおむね順調に研究は進展していると考える.2019年度は,本研究課題の最終年度であるため,プローブ情報の共有に向けた車両挙動分析手法の確立を目指す.まず,部分文字列の出現頻度と時間長を考慮した手法について有用性を示すための評価実験を行う.また,車両挙動分析を行う上では,複数種類の時系列センサデータの関係性を調べる枠組みが必要であるため,センサデータ文字列間の分析技術の検討を進める.例えば,同じタイミングで出現する特徴的な部分文字列を抽出できれば,車両挙動の分類に有効であると考えられる.さらに,これまでの研究では,車載スマートフォンで収集した加速度・角速度センサデータを対象としているが,提案手法の適用可能性を示す上では,車載ネットワーク(CAN: Control Area Network)から得られる車載センサデータも有力な分析対象である.そこで,走行時の車載センサデータの収集も行い,収集したデータを利用して提案手法の適用可能性について検討を進める.本研究の目的は,交通プローブ情報の共有のための運転行動の時系列性を考慮した車両挙動分析手法を提案することである.具体的には,右左折や車線変更などの車両挙動を複数の運転行動(例えば,加減速,右寄せ,右折待ち)から構成される系列と捉えて,車載スマートフォンや車載センサを利用して車両挙動時のセンサデータを収集する.収集した時系列のセンサデータを文字列化し,複数の文字列化された時系列データ間の関係を調べることで,車両挙動分析を行う.平成29年度は,この目的の実現に向けて基礎的な検討を進めた.まず車載スマートフォンを用いて,車両挙動時の加速度や角速度のセンサデータを収集した.次にSAX(Symbolic Aggregate Approximation)を用いて,取得した時系列センサデータを分析する手法を提案した.提案手法では,取得したセンサデータ時系列をSAXにより文字列に変換した後,自然言語処理技術であるN-

gramにより部分文字列を抽出し,その発生頻度に基づいて特徴的な部分文字列の抽出を図る.実験では,代表的な車両挙動として「右折」,「左折」,「右車線変更(右,左)」,「直進」,を取り上げ,同一ドライバーによる車両走行時のデータを収集し,分析を行った.実験結果では,SAXのパラメータである文字の種類が多いほど,特徴的な部分文字列を抽出しやすく,また,N-gramにより抽出する部分文字列の長さ(部分文字列長)が短い場合にセンサデータの局所的な変動を捉えやすい傾向が見られた.結果として平成29年度は,提案手法の基本的な流れや構成要素,特徴的な部分文字列を抽出する上で重要なパラメータ(SAXにおける文字の種類やN-gramにおける文字列長)を明確にすることができ,今後の研究を推進する上での基礎を築くことができたと考える.平成29年度は,運転行動の時系列性を考慮した車両挙動の分析手法を提案するにあたって,基礎的な検討を進めた.車両挙動時のセンサデータを収集するセンサデバイスとしては,将来的に多数の車両からセンサデータを収集することを想定し,普及率が高く,各種センサを搭載しているスマートフォンを用いた.時系列センサデータを分析する手法としては,代表的な時系列データ抽象化の方法であるSAXを選択し,SAXを用いて文字列に変換された時系列データに対してN-gramやBoW(Bag of Words)などの自然言語処理技術を適用した.実験では,3軸加速度センサ,3軸角速度センサ,GPSを搭載したスマートフォン端末を車両に固定して,代表的な車両挙動として「右折」,「左折」,「車線変更(右,左)」,「直進」を取り上げ,各車両挙動時のセンサデータを取得し,分析を行った.その結果,特徴的な部分文字列を抽出する上で重要なパラメータ(SAXにおける文字の種類やN-gramにおける文字列長)を明確にすることができ,今後の研究推進に向けた土台を築くことができたと考える.また,分析の過程で,今後の検討課題も明確にすることができた.例えば,現状の手法では,同じ種類の文字が連続する場合,一つの文字に集約され,各運転行動の時間長の情報が失われてしまうため,この解決が次年度の検討課題の一つである.さらに,実験データ収集における知見も得られつつあり,今後の実環境におけるデータ収集を円滑に進めることが期待できる.以上より,研究は,おおむね順調に進展していると考える.本研究の目的は,交通プローブ情報の共有のための運転行動の時系列性を考慮した車両挙動分析手法を提案することである.提案手法では,SAX (Symbolic Aggregate Approximation)を用いて時系列センサデータの文字列化を行い,文字列化されたセンサデータにN-gramを適用し,部分文字列を抽出する.その上で,特徴的な部分文字列を抽出し,車両挙動を表現する.2018年度は,まず2017年度から取り組んできた出現頻度に着目した特徴的な部分文字列抽出手法に関する検討を進めた.車載スマートフォンを用いて走行時の加速度・角速度センサデータを収集し,代表的な車両挙動(直進,右折,左折,右車線変更,左車線変更)の分類実験を行った.実験の結果,左右方向の動きに関する角速度センサデータに基づく車両挙動分類において,特徴量の次元数を削減しながらも高精度に車両挙動を分類できており,提案手法が車両挙動推定に対して有効であることを示すことができた.また,提案手法では,センサデータの文字列化の過程でランレングス符号化を行うが,部分文字列の出現頻度のみに着目した場合,ランレングス符号の数値部分を考慮しないため,ドライバーの個人差によって発生するような運転行動の変動時間の違い(例えば,緩やかな車線変更なのか,急激な車線変更なのか)を区別することができない.
誘導結合型プラズマの2次元モデリングによるマイクロスケールエッチングのデザイン

1.誘導結合型SF_6/O_2プラズマの2次元モデリングを行い、10^<10>cm^<-3>程度の中密度プラズマにおけるリアクタ内の各荷電粒子の数密度空間分布を明らかにした。ガス混合比がSF_6:O_2=5:1でガス圧力が50,100mTorrの条件において、O^+がSF_5^+と同等の密度を持ち、SF_5^+がコイル近傍にピークを持つのに対してO^+密度がリアクタ中心で最大になることがわかった。また負イオン密度が電子密度よりも10倍以上高く典型的な電気的負性プラズマであることがわかった。2.上記1の内容について、国際学会(Gaseous Electronics Conference)にて発表を行い、また慶應義塾大学の21世紀COEプログラム(電気・電子・情報)の中間報告会において報告を行った。3.シリコンのエッチングプロセスと同様に重要な役割を持つ、酸化膜形成プロセスについて先行して研究を始めた。酸素系プラズマによる酸化膜形成プロセスを対象として、誘導結合型Ar/O_2(5%)プラズマの2次元モデリングを行い、プラズマ中における酸素原子の生成メカニズムおよびAr準安定原子の影響を調べた。基底準位酸素原子の生成メカニズムは酸素分子の解離と準安定酸素原子のクエンチングが支配的であることがわかった。また純粋Arの時と比較して、酸素を5%混合するとAr準安定原子密度は増加するものの、Ar準安定原子が酸素原子生成プロセスに及ぼす影響は非常に小さいことがわかった。
竹材を構造材とした災害仮設住宅の建設技術開発に関する研究

本研究は、竹を構造材として用いた応急仮設建築の技術開発である。竹はどんな地域でも手に入れやすい材料であり、かつ加工も容易なため、被災地において地域住民自らが応急的に建設することが可能である。本研究では、丸竹の構造性能実験(引張・曲げ・せん断耐力)おび接合部の開発と強度確認実験を行い、その結果をもとに東北大震災の被災地で実際に竹建築物を建設した。さらに、材料おび建築物の経年変化を測定している。研究の初年度にあたる22年度は(1)竹材を用いた伝統的な架構・構法技術の収集、および分類・整理(2)竹材の構造特性(部材・架構)の把握および構造計算手法の確立、の作業を行った。1の文献調査では、竹を用いたヴァナキュラーな建築技術に関する国内外における研究成果を収集し、竹材を用いた構法に的を絞って整理した。2の構造実験では、具体的な架構の構造実験に入る準備段階として、引張り・圧縮・曲げについての材料実験および架構としての構造特性確認実験を行なう予定であったが、学生の長期療養、年末の大雪により実験実施が難しくなり年度内の遂行が不可能になった。そのため、一部を平成23年度に繰り越したところ、平成23年3月に発生した東日本大震災において、本研究の緊急かつ実践的な対応が求められるようになったため、緊急課題として、竹を用いた仮設建築の実施工およびそのための構造実験・解析を最優先にして行い、10月に「竹の会所」を完成させた(宮城県気仙沼市本吉町)。このうち、平成22年度繰り越しによる研究としては、被災地に生息する竹の調査および構造性能室内実験、接合部の開発および強度確認実験を行っている。被災地における竹の調査では、生育する竹の径、種類を調査し、本構造物に適した材料(メインアーチ材には細径の孟宗竹、床材には太径の真竹)を選別した。さらに室内実験では、生育地域(東北、関西)と種類(孟宗竹、真竹)による材の構造特性の違いを実験により確かめた。接合部の開発においては、特殊な金物を用いない接合法を模索し、番線やロープなど、いくつかの材料や組み合わせを検討し、載荷実験によってせん断耐力と変形について検討し、人力での施工が容易な接合部の開発を行なった。平成23年3月に発生した東北大震災において、本研究の緊急かつ実践的な対応が求められた。具体的には、宮城県気仙沼市本吉町において、津波で失われた集会所に替わる、住民の心の支えになる施設を地域住民から求められたため、平成23年度は緊急課題として、竹を用いた仮設建築の実施工およびそのための構造実験・解析を最優先にして行い、10月に「竹の会所」を完成させた。建設は、研究室およびボランティア学生の手により特殊な技術や工法を用いることなく完成させ、また、実験的施設であるが実際に供用されるものであるため、仮設建築物として建築確認を得ている。平成23年度予算による研究としては、上記予備実験を踏まえ、実際の架構の立案、および実大架構を学内にて制作し問題点を洗い出し、架構の詳細を決定していった。各フレームについて竹材の断面・ヤング係数を用いた幾何学的非線形解析によりアーチ部材の曲線形状を求め、部材長さを求めている。応力解析は長期荷重、短期荷重(風荷重時、地震時は時刻歴応答解析を行う)に対して行っている。部材応力については、アーチ材の曲げ加工による初期応力を加味し、許容耐力以下となるよう設計した。施工にあたっては、材料となる竹材の調達から建設作業の工程を建設地周辺の住民と学生ボランティアの手作業により行なうことを前提としており、特別な技術や大がかりな重機等を出来る限り用いることなく実施が可能となるよう施工計画を立案した。9月から10月にかけて、約30日間、延べ70人の学生によって建設した。これら成果は、日本建築学会大会(平成24年9月)にて発表を行うと共に、多くの建築専門誌、一般紙、学会誌等に発表していると共に、国内外の雑誌、新聞等で紹介されている。平成24年度は気仙沼市において建設した「竹の会所」の経年観測を行うと共に、微振動測定による卓越周波数の変遷から竹構造物の1年間に亘る強度・剛性の変化について考察を行った。経年変化としては、経過一年の範囲内においては本建物の振動特性が竹の経年によって特筆して変化している点は認められなかった。さらに長期間に亘る継続的な経過観察が必要である。また、素材としての構造特性の経年変化を把握するため、伐採時期、養生期間をパラメータとして、丸竹の材料特性試験(引張り・圧縮・曲げ・せん断)を行った。材は滋賀県に生育するマダケとし、強度および剛性と伐採時期、養生期間、含水率との関係について、材料試験により傾向を確認した。

伐採時期、養生期間、含水率における材料強度の変化に相関は見られるものの、竹材の個体差による強度のばらつき(変動係数にして2030%)と比べれば、その変動は小さいという結果(変動係数にして10%以下)が得られた。これについても今後の長期に亘る実験継続が必要である。また、滋賀県内において生えた竹を主構造材(柱)とした高床竹構造の実際的な建築物の設計・施工を行った。気候も竹の生態も異なる気仙沼市における実大モデルとあわせて、2地域の竹構造の性質の比較を行う上で重要なモデルケースになると考えられる。本研究の成果として、丸竹の材料特性実験、接合部開発を行い、その経年変化を観察すると共に、竹の特徴を活かした架構の開発及び実施工を行ない、被災地における有効性について検証を行った。実際の建設を通じ、被災地において素人が竹材を使って仮設の建築物を手作業で作ることの可能性が示されたことは、本研究の有効性を示すうえで極めて重要な意義を持つと考える。また、これらの成果は、日本建築学会主催のシンポジウムおよび大会にて発表を行ったほか、多くの建築専門誌、一般紙など、国内外の雑誌、新聞等で紹介されている。東日本大震災の被災地において本研究の緊急かつ実践的な対応が求められるようになったため、緊急課題として竹を用いた仮設建築の開発おうおび実施工を先行したため、当初計画より迅速かつ具体的な研究を行うこととなった。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、この実験的施設における実地試験を中心に以下の研究を行う予定である。・「竹の会所」における実地試験:丸竹を用いた建築物の構造性能の経年変化調査、強度試験、振動実験。・丸竹の構造材料としての構造特性試験:引張り・圧縮・曲げについての材料実験および架構としての構造特性確認実験。パラメーターとしては、材齢・断面・節間長さ・乾燥状況等を考えている。・被災地における仮設建築の有効性:震災以降の本建築の使われ方を検証し、被災地における仮設建築の有効性についての考察を行う。以上を取りまとめ、竹の特徴を活かした架構システムおよび構造計算手法を確立し、被災地における有効性について検証を行ってゆきたい。
v-Src癌化細胞の浸潤・転移に決定的なシグナル伝達系の研究

我々の主な研究対象とする癌遺伝子srcは、元々ラウス肉腫ウイルスの癌遺伝子として同定されたが、最近その癌原遺伝子c-srcの産物c-Srcキナーゼがヒト大腸癌や乳癌で高率に活性化される事、悪性の臨床症状を示す大腸癌症例で、その活性化を生じる欠損変異が高率に見い出され、ヒト癌の浸潤転移に関与するシグナル伝達系を同定する為に、重要なモデル系であると言える。我々はまずv-Srcキナーゼによるマトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)の分泌活性化機構に関して研究を進めた。その結果、v-Src癌化細胞では、MEK1-MAPKシグナル伝達系がMMPの分泌と活性化に決定的なシグナルである事を、ドミナントネガティブMEK1遺伝子を用いて同定した。更に、同様の系が、v-Crk癌化細胞や、ConA刺激細胞においてもMMPの分泌活性化に必須である事を証明した。v-Srcによって転写抑制を受ける遺伝子を調べ、その内のSHPS-1がMAPキナーゼを介して転写抑制され、その強制発現がv-Src癌化細胞の足場非依存増殖を特異的に抑制する事を見い出した。ヒト癌におけるMEK1-MAPKシグナル伝達系と癌化の相関を調べた結果、乳癌細胞、乳癌組織においてMAPキナーゼを活性化させ、細胞の足場非依存増殖を活性化する新規の因子MAWDを同定した。現在その詳細を解析中である。
難治性皮膚潰瘍に対する青色ＬＥＤ光を使用した光線力学療法の検討

今回の研究で、我々はMRSAに対する5-アミノレブリン酸(5-ALA)と410 nm LEDを用いた光線力学療法(PDT)の効果をin vitroとin vivoで評価した。その結果、410 nm LEDを用いたALA-PDTのMRSAに対するin vitroでの殺菌作用を認めた。in vivoでは、マウスに5-ALAを腹腔内投与することにより、創面のMRSAにPpIXが蓄積することがわかった。さらにALA-PDTは創傷治癒を促進し、創面の菌量を減少させることがわかった。これにより、ALA-PDTはMRSA感染潰瘍の新しい治療になる可能性がある事が示された。まず始めに、波長410 nmのLED光源を作成し、その照射出力、照射条件を決定した。その後、正常ヒト上皮細胞及び皮膚線維が細胞をin vitroで培養後、作成した波長410 nmのLEDを5、20、50 J/cm2でそれぞれ照射し、照射後の乳酸脱水素酵素(LDH)を測定し、波長410 nmのLEDは、正常な細胞に細胞毒性を示さないことを確認した。次にメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)を培養後、コントロール群、5-アミノレブリン酸(5-ALA)単独投与群、LED単独照射群、5-ALA及びLED照射群(PDT群)でのMRSAのコロニーの増減を調べ、5-ALAの有効濃度とLED照射出力を検討した結果、5-ALA 2.5 mg/ml、照射出力50 J/cm2で良好な殺菌効果を認めることがわかった。次に、糖尿病マウスにおける実験を行った。まず始めに糖尿病マウスの背部に直径6 mmの皮膚欠損創を作成し、創収縮抑制の為に創周囲にシリコン性のリングを縫い付け、創面にMRSAを接菌することにより、マウス背部に安定して創感染を引き起こすことを確認した。その後、このMRSA感染皮膚潰瘍マウスに、5-ALAを濃度0、50、200 mg/kg投与する群にわけ、波長410 nmのLEDを未照射群、20、50 J/cm2照射群に分け、LEDを照射したところ、未照射群では、照射開始13日目で、元の創の大きさの30%程度しか上皮化が起らなかったが、5-ALA 200 mg/kg、LED 50 J/cm2照射群では、13日目でほぼ創閉鎖が得られ、MRSA未感染群と同程度の創傷治癒が得られた。この結果、5-ALA、波長410 nmLEDを用いたPDTは、MRSA感染皮膚潰瘍の新たな治療法になる可能性があることが示唆された。まず410nmLED光源を作成し、その出力、照射条件を決定した。その後、正常ヒト上皮細胞および皮膚線維芽細胞をin vitroで培養後、作成した410nmLEDを照射し、照射出力による細胞毒性がないことを確認した。MRSAをシャーレにカウントできる様に培養後、コントロール群、5-ALA単独投与群、LED照射単独群、5-ALAおよびLED照射群(PDT群)でのコロニーの増減を調べ、5-ALAの有効濃度とLED照射出力を検討した結果、5-ALA 2.5mg/ml、照射出力50J/cm2で良好な減菌作用を認めることがわかった。1、糖尿病マウスを使用し、PDTの効果をin vivoで検証する。2、410nm青色LEDライトでの結果が出た後、630nm赤色LEDライトで同様の実験を行い、光源の違いによる治癒効率の変化を比較する。3、可能であればMRSAからグラム陰性菌に細菌を変更し、同様の実験を行い比較検討したい。該当なし
多文化共生の教室環境構造による動機づけ促進モデルの構築 日中米の比較文化研究

グローバル化する教室環境において、外国籍児童を含む教室環境をどう理解し支援するかは重要な教育課題である。また教育心理学領域で、近年注目される教室目標構造研究(ex. Patrick, Mantzicopoulos, & Sears, 2012)の知見を踏まえた研究の蓄積は重要であり、とりわけ多様性のある教室に関する研究は限られたものである。本研究では、教室環境のもつ動機づけ過程のメカニズムの質的・量的アプローチによる異なる教室環境間(日本人児童中心対外国籍児童の多いクラス)、そしてさらにその異文化間での比較(日米など)検討を行い、効果的な教室環境および指導方略について明らかにする。
非培養での海洋性共生微生物の生物資源化と有効利用

海洋生物、特に海綿動物には多数の共生微生物が存在していることが知られ、二次代謝産物のほとんどは共生微生物によって生産されていると考えられている。しかしながら、多くの共生微生物は培養が困難とされており、どの微生物が有用な天然化合物を生産するのかという情報は得られていなかった。本研究では、従来の培養に依存しない手法で海綿の微生物叢から特定の微生物を分離し、化合物情報および遺伝情報を用いて生産者の同定に成功することで、難培養微生物を新たな生物資源として利用する手段を確立した。海綿動物からは数多くの有機化合物が単離されており、これらの化合物はカイメンに共生する微生物によって生産されると考えられていたが、これまでに直接的な証明はなされていなかった。本年度は、カイメンTheonella swinhoei由来の共生微生物Entotheonella sp.が数多くの海洋天然物を生産することを明らかにするとともに、Entotheonella属のバクテリアが日本近海の複数のカイメン内に存在することを、内在する微生物の16S rRNA遺伝子を調べることで証明した。Entotheonella sp.は卓越した物質生産能を有する新規バクテリアであったが、それぞれのEntotheonellaがどのような化合物を生産しているか、その詳細は未だにわかっていないため、次年度以降の研究において明らかにしていく必要がある。また、その他のカイメンにおいても、物質生産に関与している複数の共生微生物の存在を明らかにしており、化合物の生合成メカニズムを含め、非培養法による共生微生物の有効利用研究を継続して遂行する。海綿動物からは様々な生物活性を持った二次代謝物が数多く単離されており、これらの化合物は海綿動物に共生する微生物が生産すると考えられていたが、直接的な証明はされていなかった。その理由は共生微生物が難培養性であり、海洋天然物を生産する微生物を発見できなかったからである。本研究では生物活性物質を生産する有能な微生物をフローサイトメトリーで分離し、その化合物情報と遺伝情報を有効利用することを目的とする。昨年度までの研究で、多くの海洋天然物を生産する有能な共生微生物Entotheonella属が日本近海の多くのカイメンに含まれていることを遺伝子レベルで明らかにした。本年度は、その結果を基に、複数のカイメンからEntotheonella属バクテリア、およびシアノバクテリアをフローサイトメトリーを用いて分離し、その化合物情報および遺伝情報を得ることに成功した。また、分離した微生物の化合物情報から、培養をせずに他の有用二次代謝産物の生産者を推測することが可能となった。海綿動物からは様々な生物活性を持った二次代謝産物が多く発見されており、これらの化合物は海綿自身が生産するのではなく、海綿動物を宿主とした共生微生物が生産すると考えららているが、直接的な証明はほとんどされていなかった。本研究では、生物活性物質の生産に関与する有能な微生物をフローサイトメトリーで分離し、その代謝物とゲノムを分析することで、生産者を同定するとともにこれらの化学、遺伝情報を有効活用することを目的とする。昨年度までは、主にTheonella属およびDiscodermia属に共生するEntotheonellaの多様性や二次代謝産物に関する研究をおこなってきた。本年度は、強力な抗真菌活性を示し海洋天然物に特徴的な化学構造を持つaurantosideを多く含む海綿動物を南西諸島にて発見したため、生産者の特定とそのゲノム情報の取得を試みた。フローサイトメトリーにて特定の微生物を分離し、その抽出物をLC-MSにて分析したところ、aurantosideを主成分として検出することに成功した。そこで、当該微生物の種を16S rRNA情報を基に同定した。その結果、この共生微生物はデータベース上に近縁種が存在しない、特徴的な微生物であることが明らかとなった。現在、ゲノム解析をおこなっている。また、同海綿にもEntotheonellaが含まれることが明らかになっており、この微生物の化合物情報とゲノム情報の取得をおこなっている。本年度は、フローサイトメトリーを用いた微生物の分離をおこない、複数の有用化合物を生産する微生物の分離に成功し、その遺伝情報を得ることに成功した。また、分離した微生物から得られる化合物情報より、生産微生物を推定することが可能になったため。27年度が最終年度であるため、記入しない。天然物化学これまでに得られた微生物を用いて、既に化学構造が明らかになっている有用化合物の生合成遺伝子の取得と、生産微生物の特定をおこなっていく。また、得られた微生物のゲノム解析をおこなうことで、他の二次代謝産物の生合成遺伝子の探索も同時におこない、予測される化合物が宿主であるカイメンの中に存在するかを確認する。以上の研究を通して、カイメンに共生する微生物を新たな生物資源として利用する方法を構築する。海洋天然物を数多く生産し、卓越した物質生産能を有する新規バクテリアが、日本近海の複数のカイメンに広く存在していることを明らかにできたことは非常に意義がある。

このバクテリアが他のカイメンにおいてどのような物質生産に関与しているか、またどのように宿主と共生関係を構築しているかなど、ほとんどの現象が未解明であり、研究領域が広げることができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。セルソーターをリースで使用しているため、次年度以降も支払をする必要があり、それを踏まえて本年度は計画的に経費を執行した。Entotheonella spが、カイメン内においてどのような物質生産に関与しているか、広範に調査するとともに、それら海洋天然物の有効利用について研究を進める。また、海洋天然物生産に関与する他の共生微生物を同定する技術を確立し、それらの生産化合物および遺伝子情報を活用することで、カイメン共生微生物を新たな生物資源として有効利用する。次年度もセルソーターのリース代の支払いと、分離した微生物のゲノム情報を読むため次世代シーケンサーの費用に利用する。また、その他の実験に必要な試薬を購入に使用する。セルソーターをリースで使用しているため、次年度以降も支払をする必要があり、本年度は計画的に経費を執行した。セルソーターのリース代の支払いとその他実験に必要な試薬購入に使用する。
組織工学的手法で作成した人工再生口腔粘膜によるInViro疾患モデルの開発

前年度の課題であった組織から粘膜上皮細胞を単離する場合の細菌汚染及び単層培養による口腔粘膜上皮細胞の安定培養法を獲得することが出来た。口腔粘膜組織から血餅を十分にとること、ゲンタマイシン/ファンギソン=12.7mg/ml/192μg/mlの濃度に調整したPBS溶液(組織洗浄溶液)に3時間浸漬し、さらに同洗浄溶液で機械的に洗浄することにより汚染による失敗を10%以下へ抑制できた。この培養システムにて更に線維芽細胞を使用する共培養システムにて実験を継続した。放射線照射は線維芽細胞の単層培養にて繰り返し照射より単照射の方がより強く影響が現れる事を踏まえ、1)照射再生上皮組織-照射線維芽細胞、2)照射再生上皮組織-正常線維芽細胞、3)正常再生上皮組織-照射線維芽細胞、4)正常再生上皮組織-正常線維芽細胞の組み合わせにて行った。線維芽細胞培養時無血清培地の使用では細胞増殖能が低下することが判ったので、今回は再生口腔粘膜の作成まで無血清培地にて行い、共培養時は10%FBS添加DMEMにて行い、放射線照射は1,2,3,5,8,10Gyの単照射にて施行し照射後24時間に再生口腔粘膜のHE染色にて評価した。結果は1),2)群にて基底細胞の膨化と脱核を見た一方で3)群では特に変化を見なかった。培養液上清でのIL-1,8ELISAでは2),3)群で照射強度に比例して増加する傾向が見られたが1)群では有意な変化を見なかった。MTTアッセイでは1),2)群にて細胞増殖能の低下を見たが、他の群では有意な差を得られなかった。今年度では上記した結果まで得ることが出来た。この結果から粘膜上皮ー粘膜下では放射線による細胞障害の影響が顕著に出、特に最初に障害を受けるのが粘膜上皮であることが判った。また、この培養システムがIn Vitro放射線障害モデルとしてある程度有用であることが示唆された。人工再生口腔粘膜モデルの作成及びサンプルの採取現段階においては初代口腔粘膜上皮細胞の安定した培養を模索している。10例のサンプルの内4サンプルが培養後細菌汚染し、6例は培養に成功した。汚染細菌は口腔常在菌が殆どであった。以上の経過から現在は、出来るだけ智歯周囲炎の急性期や歯肉-歯槽膿瘍を患ったサンプルは用いないようにしており、更に採取後の組織は抗生剤(ゲンタマイシン+ファンギゾン)添加洗浄緩衝液(PBS)中に浸漬する時間をそれぞれ割り振り、細胞が死滅せず細菌のみ増殖を抑制させる指摘時間のデータを蓄積中である。人工粘膜の作成であるが、SchaffoldのAlloDerm【○!R】は入手済みであり、その上に細胞を撒き三次元培養を開始している。最初の作成粘膜は単純組織染色(HE染色)にて上皮の重層化を認めており、良好な結果を得ている。この結果は2004年10月26日に中国上海同済大学で行われたセミナーにて発表した。上記より当研究施設にて人工口腔粘膜は十分作成可能である事が判明した。今後の展望としては、実験系を安定させる為、サンプル採取後の汚染の少ない(細菌汚染の無い)初代上皮細胞の培養法を構築する事である。