hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳動脈瘤血管内治療に用いる新規デバイスの開発研究

脳動脈瘤コイル塞栓術の問題を解決するため、あらゆるタイプの動脈瘤を安全かつ確実に治療するために、生理活性物質やナノテクノロジーを用いた全く新しい発想の新規デバイスの開発研究を行った。その結果、脳動脈瘤治癒効果を促進するマトリックス細胞タンパク固定化脳動脈瘤塞栓用コイル、およびナノファイバーを用いた脳動脈瘤治療用カバードステントを開発した。近年、脳動脈瘤コイル塞栓術の安全性と操作性が格段に改善され多数の症例に適応されるようになってきた。良好な治療成績から適応が拡大する一方で、長期成績を含めたコイル塞栓術の限界点や問題点も明らかになってきた。最大の問題は、現時点での動脈瘤コイル塞栓術が動脈瘤内にコイル塞栓子を挿入する充填法であるがゆえに、動脈瘤の形態に制限され、初期治療で完全閉塞が得られない症例があること、特に動脈瘤の入口部の閉塞が不完全のため、再発の頻度が少なくないことである。これらの諸問題を解決し、あらゆるタイプの動脈瘤を安全かつ確実に治療するためには、従来にはない全く新しい発想のデバイスや治療法を開発することが必要である。そこで、本研究では、あらゆるタイブの動脈瘤を安全かつ確実に治療するために、生理活性物質固定化脳動脈瘤塞栓用コイル、細胞接着因子固定化液体塞栓物質、ナノテクノロジーを用いた脳動脈瘤塞栓用頭蓋内ステントなどの新規デバイスの開発研究を行う。本年度は以下の研究を行った。(研究1)コイル表面に各種の細胞外マトリックスを固定化したプラチナコイルを作成し、ラット総頚動脈を結紮し盲端にした動脈瘤モデルにこれらを留置した。その結果、14日間の留置後ではテネイシンCが優れた器質化能を示し、血管の収縮も見られた。さらに、その機序を探るため、より短期間の留置での組織変化を検討中である。(研究2)ヘパリン様活性を持つ多糖類を用いた脳動脈瘤塞栓術用コイル開発の基礎実験として、繊維状にした物質をラットの体内に留置しその組織反応を検討中である。(研究3)巨大脳動脈瘤治療用頭蓋内カバードステントの開発の目的で、ナノファイバーを用いたカバードステントを作成した。これをラビット動脈瘤モデルに留置しその組織学的変化を検討中である。近年,脳動脈瘤コイル塞栓術の安全性と操作性が格段に改善され多数の症例に適応されるようになってきた。良好な治療成績から適応が拡大する一方で,長期成績を含めたコイル塞栓術の限界点や問題点も明らかになってきた。最大の問題は,現時点での動脈瘤コイル塞栓術が動脈瘤内にコイル塞栓子を挿入する充填法であるがゆえに,動脈瘤の形態に制限され,初期治療で完全閉塞が得られない症例があること,特に動脈瘤の入口部の閉塞が不完全のため,再発の頻度が少なくないことである。これらの諸問題を解決し,あらゆるタイプの動脈瘤を安全かつ確実に治療するためには,従来にはない全く新しい発想のデバイスや治療法を開発することが必要である。そこで,本研究では,あらゆるタイプの動脈瘤を安全かつ確実に治療するために,生理活性物質固定化脳動脈瘤塞栓用コイル,細胞接着因子固定化液体塞栓物質,ナノテクノロジーを用いた脳動脈瘤塞栓用頭蓋内ステントなどの新規デバイスの開発研究を行っている。細胞外マトリクス蛋白質であるテネイシンを結合させたヘパリン様活性をもつ多糖類を繊維状に加工し,脳動脈瘤塞栓術用のコイル中空に固定し,それをラットの総頚動脈を結紮し盲端にした動脈瘤モデルに留置し,組織反応を検討した。その結果,良好な成績が得られたため,現在,ラビットのエラスターゼ動脈瘤モデルに留置し,その病理学的変化を検討中である。一方,巨大動脈瘤治療用カバードステントをラビットに留置し,短期経過において良好な結果が得られている。現在,長期経過観察および薬剤溶出カバードステントの開発を行っている。脳動脈瘤コイル塞栓術の問題は、動脈瘤内にコイル塞栓子を挿入する充填法であるがゆえに、動脈瘤の形態に制限され、初期治療で完全閉塞が得られない症例があること、特に動脈瘤の入口部の閉塞が不完全のため、再発の頻度が少なくないことである。これらの問題を解決するため、本研究では、あらゆるタイプの動脈瘤を安全かつ確実に治療するために、生理活性物質やナノテクノロジーを用いた全く新しい発想の新規デバイスの開発研究を行った。ヘパリン様活性をもつ多糖類を繊維状に加工しテネイシンと結合させたものをcoil中空に固定し、それをラットの総頚動脈を結紮し盲端にした動脈瘤モデルに留置し、組織反応を検討した。結果は早期の器質化が得られ結果は良好である。また、市販のED coilの中空に加工糸を固定したものを作成し、同様にテネイシンと結合させたものをラビットのエラスターゼ動脈瘤あるいは総頚動脈結紮モデルに留置し、血管内腔の早期器質化が確認できた。

巨大脳動脈瘤治療用カバードステントをラビットに留置し、血管の閉塞および、母血管への影響について検討を行った。短期経過(2週間)にておいては、内腔の閉塞あるいは狭窄は全く見られず、また分岐血管は完全閉塞しており良好な結果が得られた。また、電子顕微鏡で観察した結果、ステントストラットの露出は全くなく、血管内皮が全面を覆っている。長期経過(6カ月)においても同様の所見が得られており、結果は良好である。開発されたcovered stentは動脈瘤への血流を遮断可能であると同時に、母血管のpatencyも保たれ、血管内皮がカバー全面を覆うことが確認でき、脳動脈瘤治療用カバードステントして十分な機能性を持つことが確認できた。
急速に分化した植物群における系統解析-複数の核遺伝子を用いて

ユリ科のギボウシ属とシソ科のヤマハッカ属について,核遺伝子を用いた解析を行った.ギボウシ属については,藤田(1976)によって記載されている分類群のうち,明らかに自然交雑起源であるものを除き,1分類群につき1個体からDNAを抽出,アルコール脱水素酵素2遺伝子座(Adh-1,Adh-2)およびグリセリンアルデヒド-3-リン酸脱水素酵素(Gap)をPCRによって増幅し,クローニングを行った.各個体から複数のクローンを選んで,合計約2260塩基対の配列を決定した.葉緑体DNAについての予備的なデータと比較して,明らかに変異が多数見られ,ギボウシ属のように急速に分化したと考えられるグループの系統推定に,核遺伝子が有効であることが示された.同一個体からのクローンは,大部分は単系統性を示すが,一部の分類群からのクローンでは異なるクラスタに属する場合があった.これは,交雑に由来する可能性とlineage sortingの可能性の両方があり得る.また,同様に急速に分化したと推定されるヤマハッカ属について,葉緑体DNA,核18S-26S ITS領域,5S ITS領域の塩基配列を決定した.葉緑体DNAによる系統解析では,同一の分類群が異なるクラスタに属する場合が頻繁に見られた.これは,上記のギボウシ属の場合と同様の状況である.2つのITS領域の変異から,ヤマハッカ属では,交雑が頻繁に起きていることが示唆された.ユリ科のギボウシ属とシソ科のヤマハッカ属について,核遺伝子を用いた解析を行った.ギボウシ属については,藤田(1976)によって記載されている分類群のうち,明らかに自然交雑起源であるものを除き,1分類群につき1個体からDNAを抽出,アルコール脱水素酵素2遺伝子座(Adh-1,Adh-2)およびグリセリンアルデヒド-3-リン酸脱水素酵素(Gap)をPCRによって増幅し,クローニングを行った.各個体から複数のクローンを選んで,合計約2260塩基対の配列を決定した.葉緑体DNAについての予備的なデータと比較して,明らかに変異が多数見られ,ギボウシ属のように急速に分化したと考えられるグループの系統推定に,核遺伝子が有効であることが示された.同一個体からのクローンは,大部分は単系統性を示すが,一部の分類群からのクローンでは異なるクラスタに属する場合があった.これは,交雑に由来する可能性とlineage sortingの可能性の両方があり得る.また,同様に急速に分化したと推定されるヤマハッカ属について,葉緑体DNA,核18S-26S ITS領域,5S ITS領域の塩基配列を決定した.葉緑体DNAによる系統解析では,同一の分類群が異なるクラスタに属する場合が頻繁に見られた.これは,上記のギボウシ属の場合と同様の状況である.2つのITS領域の変異から,ヤマハッカ属では,交雑が頻繁に起きていることが示唆された.本年度は,ユリ科のギボウシ属とシソ科のヤマハッカ属について,核遺伝子を用いた解析を行った.ギボウシ属については,藤田(1976)によって記載されている分類群のうち,明らかに自然交雑起源であるものを除き,1分類群につき1個体からDNAを抽出,アルコール脱水素酵素2遺伝子座(Adh-1,Adh-2)がおよびグリセリンアルデヒド-3-リン酸脱水素酵素(Gap)をPCRによって増幅し,クローニングを行った.各個体から複数のクローンを選んで,合計約2260塩基対の配列を決定した.葉緑体DNAについての予備的なデータと比較して,明らかに変異が多数見られ,ギボウシ属のように急速に分化したと考えられるグループの系統推定に,核遺伝子が有効であることが示された.同一個体からのクローンは,大部分は単系統性を示すが,一部の分類群からのクローンでは異なるクラスタに属する場合があった.これは,交雑に由来する可能性とlineage sortingの可能性の両方があり得る.本年度は1分類群につき1個体のみのの解析であったので,来年度は広分布域種については,複数個体を用いた解析が必要であると考えられる.また,同様に急速に分化したと推定されるヤマハッカ属について,葉緑体DNAによる予備的な解析を行い,核遺伝子による解析に適する材料となりうるか検討した.その結果,このグループは,多くの分類群間で交雑を起こしていると推定される結果が得られた.このような交雑が広く起きているグループで,核遺伝子を用いた場合に,どのような結果が得られるかが,来年度の検討課題に挙げられる.植物の系統解析には,これまでの多くの研究では,葉緑体DNAの変異や核リボゾーマルDNAのITS領域が用いられてきた.しかし,これらのマーカーは,急速に種分化を起こした種群に関して十分な変異を蓄えていないことが多く,系統解析に有効ではないことがある.日本産のユリ科ギボウシ属,メギ科イカリソウ属,シソ科ヤマハッカ属は国内でさまざまに分化しているが,これらの種群の葉緑体DNAや核ITS領域の変異は小さく,系統解析を行うのに十分な情報を持っていない.そこで,本研究では,核の少数遺伝子族を複数用いて,系統解析を行った.ユリ科ギボウシ属では,ADHの2遺伝子座とG3PDHの1遺伝子座をクローニングし,PCRプライマーを設計して系統解析を行った.3遺伝子座とも葉緑体DNAよりも変異を多く蓄積しており,これらの遺伝子の配列情報から構築した系統樹は,葉緑体DNAを用いて構築した系統樹よりも解像度が高い結果になった.

メギ科イカリソウ属では,ADHの1遺伝子座とG3PDHの1遺伝子座を用いた.メギ科イカリソウ属では,これらの遺伝子の変異においても,十分な変異は見られなかったが,葉緑体DNAにおける変異よりは多くの変異が見られた.今回,配列を決定した領域は,これらの遺伝子座の一部だけなので,近接した領域の塩基配列をさらに決定することにより,系統解析を行うのに十分な情報が得られる可能性がある.シソ科ヤマハッカ属については,ADHの1遺伝子座しかクローニングできなかった.この遺伝子座においてほ,葉緑体DNAよりも多くの変異を蓄積しており,系統関係を推定するのには十分であった.この種群については,別の遺伝子座を単離することが今後の課題である.これらの結果から,核の少数遺伝子族の変異は,葉緑体DNAや核ITS領域よりも多くの変異を蓄積しており,系統関係の推定には有効であると考えられる.
建設費の増大を必要としない高耐震性を有する斜杭基礎工法の研究開発

本研究では、斜杭基礎を有する構造物-地盤系のモデルを作成して遠心振動実験およびその数値シミュレションにより、その耐震性能を評価する。そして、斜杭基礎を用いることによりコスト的に優位性があるかどうかを検討した。研究の結果、斜杭基礎による耐震性能の向上に関して、フーチングの地震時応答は、直杭基礎の場合よりも小さくなるため、これにより上部構造物に対する耐震設計は好条件となることが分かった。斜杭基礎は、(1)地盤の圧密沈下に伴う斜杭の変形の評価、(2)斜杭基礎の地震時挙動の解明、(3)斜杭基礎の地震応答解析手法が確立されていない等の課題のため各種構造物に多用されていないと言う現状がある。その理由を明らかにして問題を解決し、通常の杭基礎とほぼ同等な建設費で建造することにより、耐震性に優れた杭基礎工法として多用されることが期待される。本年度の研究では、斜杭基礎の地震時の挙動を系統的に把握するため、常に斜杭基礎と直杭基礎との比較を念頭に置きながら下記の研究を実施した。1.斜杭基礎と直杭基礎の設計及びコストの検討を行った。その結果、想定した基礎においては斜杭基礎のほうが510%のコスト高になった。2.斜杭基礎の耐震性を評価するための地震動の検討を行い、実験および数値解析では、正弦波掃引加振、周波数を変化させた正弦波、広い周波数領域をもつ加振波ということで、臨海波を用いることにした。3.斜杭基礎の耐震性能を検討するための遠心振動実験を実施した。実験は、斜杭基礎の地震時挙動特性を把握するため、直杭基礎との比較が重要であるので、せん断土槽に直杭基礎と斜杭基礎を並行に設置し、両者を同条件で加振し、斜杭の地震時挙動特性を明らかにした。キネマティックインターラクションにおける実験結果により、斜杭基礎は直杭基礎よりも、フーチングの応答をかなり小さくすることができるが、杭の断面力は大きくなることがわかった。4.二次元有限要素法による斜杭基礎の地震応答解析手法の検討として、遠心振動実験で想定する実験ケースの内3ケース程度を選択して予測解析を行った。軟弱地盤における構造物の基礎工法としては,工期と工費の利点から杭基礎が最も良く用いられる。しかし、そのほとんどが直杭であり、斜杭が採用されることは非常に少ない。斜杭を用いれば杭基礎の水平剛性を向上させることができることから、大きな水平外力が作用する地震時の耐震性は向上するはずである。斜杭が採用されない主な理由の一つに斜杭基礎の地震時挙動の解明が十分でないということが挙げられる。近年、耐震性に優れしかも安価でかつ施工が容易な杭基礎工法が強く要望されており,これらを満足する工法の一つとして斜杭が注目されている。斜杭に関する地震時挙動特性に関する研究はいくつか見られるが、十分に研究がなされていると言い難い。本年度の研究では、斜杭基礎の地震時の挙動を系統的に把握するため、常に斜杭基礎と直杭基礎との比較を念頭に置きながら主として遠心振動実験および数値解析による研究を実施した。本年度の杭基礎モデルは3行3列(9本)とした。実験のモデルとしては構造物無し、それぞれ4本柱で支持された長周期の構造物、短周期の構造物、剛体構造物及びフーチングと杭のモデルで行い、構造物の違いが杭の曲げひずみと軸力に及ぼす影響を周波数領域及び時刻歴で比較した。実験結果により、構造物の固有振動数では,曲げひずみに関しては直杭基礎の方が斜杭基礎よりも大きく,軸ひずみに関しては斜杭基礎の方が直杭基礎よりも大きくなるという傾向を示すことが分かった。本研究は、斜杭基礎の耐震性能を評価するため遠心振動実験を実施したものである。斜杭基礎の地震時挙動特性を把握するためには、通常用いられている直杭基礎との比較が重要であるので、乾燥砂を用いてせん断土槽に直杭基礎と斜杭基礎を並行に設置し、両者を同条件で加振し、杭に発生する軸ひずみおよび曲げひずみの対比から、斜杭の地震時挙動特性を明らかにした。ここでは、斜杭の本質的かつ基本的な地震時挙動特性の解明を目的としたため、実験は構造物無し,それぞれ4本柱で支持された長周期の構造物,短周期の構造物,剛体構造物およびフーチングと杭のモデルで行った。

研究の結果、(1)構造物無しの場合、直杭基礎はフーチングが水平方向に変位すると、その方向にお辞儀をするような回転をするのに対し、斜杭基礎は直杭基礎の場合とは逆の回転動となる、(2)剛体構造物のように大きな慣性力が発生する場合、直杭基礎はフーチングが水平方向に変位すると、その方向にお辞儀をするような回転をするのに対し、斜杭基礎は直杭基礎の場合と同じの回転をして、曲げひずみを緩和する、(3)構造物の固有振動数では、曲げひずみに関しては直杭基礎のものの方が斜杭基礎よりも大きく、軸ひずみに関しては斜杭基礎の方が直杭基礎よりも大きくなるという傾向を示す、という斜杭基礎の地震時挙動に関する貴重な知見が得られた。
1930-50年代日本の外客誘致事業と対米国・東アジアの観光ネットワークの分析

本研究の成果は、以下の通りである。第1に、1930-40年代の日本の観光政策に関する行政文書、観光関連団体の機関誌を収集・分析し、ヒトラー政権下のドイツの観光事業(政策・法律・組織体制など)との比較検討を通して日本の観光事業体制の特質を明らかにした。第2に、占領期日本の国境管理政策、特にインバウンド観光に関する政策展開について、GHQ/SCAP文書、運輸省の行政文書、国会議事録、新聞・雑誌などを用いて整理した。第3に、日本人の海外渡航に関するGHQ/SCAPの政策と極東委員会(FarEasternCommission:FEC)の審議内容について資料収集を行ない、日本の国際社会復帰をめぐる米国、ソ連、アジア太平洋諸国間の対立点の詳細を明らかにした。これらの成果の一部は、日本社会学会や関東社会学会などで報告した後、学会誌で発表した。本研究の目的は、第二次世界大戦をまたぐ1930年代から50年代の日本の観光事業体制を分析し、日本と米国・東アジア地域との観光ネットワークが戦後いかに継承・再編されたかを解明することにある。この目的を達成すべく、本年度は以下の二点の作業を実施した。1.占領期日本の観光事業の方向性をめぐるGHQ・日本政府・観光事業者の交渉実態を解明するため、ESS文書内の観光・サービス課ファイル(1947-51)から入国管理・視察旅行・文化交流事業に関する文書、国会議事録(1947-65)からインバウンド・アウトバンド観光の推進、国内の観光開発・施設整備に関する文書を収集した。また補完資料として、ブランゲ文庫及び朝日新聞(1945-65)の新聞雑誌記事を収集した。本年度は資料整理に努め、今後の検討課題として、(1)47年以降の日米間の観光規制緩和をめぐる交渉実態の解明、(2)外客誘致・観光開発をめぐる省庁間の管轄権問題がポイントになるという認識を得た。2.占領期日本の観光事業を帝国期との連続性の中で捉えるため、30-40年代に外客誘致・海外宣伝事業を担っていた鉄道省系の観光機関(国際観光協会、ジャパン・ツーリスト・ビューロー)の報告書・機関誌を収集した(『国際観光』『旅』『ツーリスト』等)。また同時期に海外宣伝業務を担った国際文化振興会の報告書と機関誌『国際文化』も併せて収集した。本年度は鉄道省系の資料整理を優先し、30年代と50年代の観光事業は、(1)米国人を中心とするインバウンド観光を重視した点、(2)観光事業をめぐる省庁間の管轄権問題が重要なイシューであった点で、戦争を貫く連続性があることが確認された。またこの点を、30年代以降日本が観光政策のモデルにしていたナチス・ドイツの事業体制と比較した結果、特に(2)は日本の行政機構に起因する問題であることが明らかにされた。なお、ファシズム期の日独の観光事業体制の比較に関しては、本年度に研究発表を行ない、その後論文として投稿した(来年度掲載予定)。本研究は、第二次世界大戦をまたぐ1930年代から50年代の日本の国際観光政策について、組織体制、政策形成過程、国際情勢などの面から分析を加え、日本帝国崩壊後の対米国・東アジア関係の変化を、観光政策の視点から理解することを目指す。本年度は、前年度に収集した占領期の資料群をもとに、外国人観光客に対するGHQの渡航管理政策と日本政府・観光関連団体の対応を分析した。本年度の研究成果は以下の四点である。1前年度の発表を踏まえ、ファシズム期の日本とドイツの観光事業について、組織体制、資金源、法制度などの面から比較した論文を執筆した。2台湾先住民を対象とする「内地観光」事業を事例に、植民地教育の一環として実施された訪日観光旅行の実態と参加者の感想記録を分析し、日本社会学会で報告した。3占領期に進められた外国人の訪日旅行(商用、観光、家族・友人訪問)に対する規制緩和について、その政策実態とそこに込められたGHQ及び日本政府・観光関連団体の意図を分析し、関東社会学会で発表した。またその過程で、極東委員会での審議内容を分析した結果、占領期の国際旅行問題に関しては、外国人のインバウンド旅行よりも、日本人のアウトバウンド旅行が、極東委員会の参加構成国を二分するほどの大きな争点を形づくっていたという知見を得た。そこで新たに、4日本人の海外渡航に対するGHQの政策動向と極東委員会での論争点を整理し、3で整理したインバウンド旅行の政策展開とあわせて、占領期の国際旅行政策に関する論文を執筆した。本年度の課題である資料収集は概ね完成し、すでに整理・分析作業に入り始めている。

またその過程で、1930年代の日本の観光事業体制をドイツと比較した研究発表・論文投稿を行ない、今後の検討課題を明らかにすることができた。ただし占領期の資料について、「新日本観光地百選」事業を後援した文部省・厚生省・運輸省の関係文書の所在が掴めず、資料収集が進んでいない。また英文の日本案内書・海外宣伝グラフ誌の収集も、当初予定していた資料の所在がつかめず、また存在しても本年度の予算の関係から入手できなかったものが一部ある。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、本年度収集した資料の本格的な分析に入る。占領期の観光事業を日米関係の変容と関連づけて捉えるため、以下の3点に絞って1930年代と50年代の比較検討を行なう。(1)占領下の国際観光をめぐるGRQ・日本政府・日本交通公社の意図と交渉過程の分析、(2)在米日系人の訪日観光団の特徴の変化、(3)戦前日本のナショナリズムと強く結びついていた観光地(宮崎・広島等)の戦後の再編過程の分析。なお、上記の未収集資料は今後もサーベイを続けていく。
培養甲状腺細胞のホルモン合成制御とカルシウムイオン動態

甲状腺刺激ホルモン(TSH)の作用におけるCaイオンの関与の仕方は2種類ある。チログロブリンのヨウ素化(ホルモン合成)や糖の分解はCaイオンを必要とし、合成されたホルモンの分泌はCaイオンの存在により低下する。この相反する効果は、極性をもった細胞の両端で起こる2つの過程の、機構上の違いによると思われる。本年度はCaイオンの促進効果に焦点をあて、培養甲状腺における細胞内Caイオンの変動に関する基礎的検討を行なった。実験法形態的極性を持たず、ホルモン合成能もないが、TSH依存性の増殖を行なうFRTL5細胞を実験系とした。Caイオン感受性の蛍光試薬Fura2を細胞内にとりこませ、撹拌子つきのセルを装備した蛍光光度計に細胞の浮遊液を入れ、各種の条件でCaイオンの時間変化を追跡した。結果(1)【10^(-5)】Mエピネフリン(E)によるCaイオン増加はα抑制剤により抑制、α2抑制剤,β抑制剤では抑制されない。又、αアゴニストにより同様の増加が認められるのでα1受容体による作用である。(2)【10^(-7)】MTSHによるCaイオンの増加はいずれの抑制剤にも影響されないが、TSHとEの連続投与の効果は相加的とはならず、両者はレセプターレベル以後でなんらかの共通反応系に関与していると思われる。(3)各種のCaイオンチャネル阻害剤はTSH,E両者の作用を抑制せず、細胞内のCaイオンプールからの遊離によると結論された。(4)TSHを除去した培養液で数日間培養するとTSHに対する感受性が増加し、Eに対する感受性が減少する。CAMPを加えて培養すると両者に対する感受性が減少する。(5)1mMヨウ素イオン,1μg/mlIAPによりTSH作用のみが著しく阻害される。結論TSH,Eはそれぞれの受容体を介して、細胞膜Caイオンチャネルとは独立に、FRTL5の細胞内Caイオン動員機構を働かせる。TSH受容系は【G_1】,Eは【G_0】依存性と思われる。
水のポリアモルフィズムによるアモルファス化したTHFハイドレートの溶媒状態の研究

テトラヒドロフランークラスレートハイドレート(THF-CH)の圧力誘起アモルファス化、及びアモルファス化されたTHF-CHのポリアモルフィック転移等を実験的に調べた。水のポリアモルフィズムの観点からTHF分子の存在が溶媒水の状態に及ぼす影響を調べた。THF分子はHDAライクな溶媒水の状態を不安定化し、LDAライクな溶媒水を安定化する傾向にあることがわかった。この結果は、クラスレート構造の形成や水溶液の偏析現象が水のポリアモルフィズムと深く関係していることを示唆している。アモルファス化したTHFハイドレートの圧力ー温度状態図を構築するため、減圧及び加圧過程における試料の体積測定及び熱測定を行った。さらに、高圧力下の昇温による試料の体積測定及び熱測定を行い、これらの結果を純水の高密度アモルファス氷(HDA)の圧力ー温度状態図と比較した。これらの比較から以下のことが分かった。1.THFクラスレートのアモルファス化圧力は純水の氷Ihのアモルファス化圧力より高圧側にシフトした。2.アモルファス化したTHFクラスレートの高圧下での結晶化温度は純水のHDAの結晶化温度より高温側にシフトした。3.加圧による低密度状態のアモルファスTHFハイドレートから高密度状態のアモルファスTHFハイドレートへの転移圧力はLDA-HDA転移圧力より0.2GPa程度高圧側にシフトした。4.アモルファス化したTHFクラスレートの高圧下でのガラス転移の存在を確認した。1、2、3の実験結果は、THF分子の存在は低密度状態の水(氷)に見られる水素結合ネットワークのの四面体配置をより安定化していることを示唆している。4の結果は、HDAのガラス転移が存在することを強くサポートする結果である。これらの結果は、疎水性物質の水溶液と水のポリアモルフィズムとの関係を理解する上で重要である。なぜなら、疎水性物質の水への難溶性のために、疎水性物質と2つのアモルファス氷と相互作用を実験的に調べることが困難であった。しかし、アモルファス化したTHFクラスレートの高密度状態及び低密度状態は、それぞれTHF分子がHDA及びLDAの溶媒に溶けた状態とみなすことができる。これは、THF分子と水の溶媒状態との関係を実験的にアプローチすることが可能になったことを示唆している。従って、この実験結果は水のポリアモルフィズムの観点から疎水性水和状態を考察する上で大変意義があると思われる。THF分子の存在が水のガラス状態に与える影響を調べるために、THFクラスレートハイドレート(THF-CH)及びアモルファス化したTHF-CH(a-THF-CH)の減圧及び加圧過程における体積変化及び熱変化の測定を行った。そして、THF-CHの圧力誘起アモルファス化の温度依存性、a-THF-CHのポリアモルフィック転移の温度依存性、そして高密度a-THF-CHのガラス転移を調べた。さらに、THF-CHのポリアモルフィックなPT相図を作成し、アモルファス氷(純水)のPT相図と比較した。1.THF-CHのアモルファス化曲線は氷Ihのアモルファス化曲線より高圧側に位置する。2.a-THF-CHの高密度ー低密度状態間のポリアモルフィック転移は純水のアモルファス-アモルファス転移線より高圧側に位置する。3.減圧過程で高密度a-THF-CHのガラスから液体への転移(ガラス転移)が観測された。高密度a-THF-CHのガラス転移温度(Tg)は高密度アモルファス氷のTgより低い。これらの実験結果は、THF分子の存在は低密度アモルファス氷(LDA)に見られる四面体性の高い水素結合ネットワーク構造を安定化していることを示唆している。これまでの研究から、電解質(LiCl)やグリセロール分子はLDAライクな構造を歪ます傾向にあり、今回の結果は逆の影響であることがわかった。おそらく、THF分子がLDAライクな水素結合ネットワーク構造を安定化させる効果は、THF水溶液が低温でガラス化せず、また偏析現象も起こさずにクラスレート構造を形成する要因の一つである。この結論は、疎水性物質の水溶性と水のポリアモルフィズムとの関係を理解する上で重要であり、水のポリアモルフィズムの観点から疎水性・親水性水和を考察する上でも意義がある。圧力誘起アモルファス化によってガラス化されたテトラヒドロフランークラスレートハイドレート(THF-CH)のポリアモルフィック転移を調べ、水のポリアモルフィズムの観点からTHF分子の存在が溶媒水の状態に及ぼす影響を調べた。本年度は、温度一定下の減圧過程と圧力一定下での昇温過程の2つの異なる過程からガラス転移温度を正確に測定し、高密度ガラス状態のTHF-CHのガラス転移現象について調べた。さらに、本結果の特異性を示すため、低濃度グリセロール水溶液ガラスのポリアモルフィック転移を調べ、その結果と比較した。純水のポリアモルフィック転移と比較すると、高密度ガラス状態のTHF-CHのガラス転移も高密度アモルファス氷(HDA)のガラス転移より低温・高圧側で起こることが明らかになった。

本結果とこれまでに調べられたTHF-CHの圧力誘起アモルファス化とガラス状態のTHF-CHのポリアモルフィック転移の傾向から、THF分子は低密度アモルファス氷(LDA)に見られる四面体性の高い水素結合ネットワーク構造の溶媒状態を安定化させ、HDAライクな溶媒状態を不安定にさせていることが結論付けられる。これは、グリセロール水溶液やLiCl水溶液の傾向と逆である。THF分子の存在によりLDAライクな溶媒状態の安定性が増すことは、冷却時にTHF水溶液がクラスレート構造を形成する過程で、水のポリアモルフィズムが関与している可能性を示唆している。つまり、THF分子はLDAライクな構造の水と親和性が高いため、LDAライクな構造に近い低温水ではTHF分子が分散した状態でクラスレート構造の形成が進むと推測できる。本研究成果は、疎水性水和が水のポリアモルフィズムと関係していることも示唆しており、水に関わる全分野で重要な意味を持つ。テトラヒドロフランークラスレートハイドレート(THF-CH)の圧力誘起アモルファス化、及びアモルファス化されたTHF-CHのポリアモルフィック転移等を実験的に調べた。水のポリアモルフィズムの観点からTHF分子の存在が溶媒水の状態に及ぼす影響を調べた。THF分子はHDAライクな溶媒水の状態を不安定化し、LDAライクな溶媒水を安定化する傾向にあることがわかった。この結果は、クラスレート構造の形成や水溶液の偏析現象が水のポリアモルフィズムと深く関係していることを示唆している。2年目の目標の一つであるTHF-CHのポリアモルフィックな圧力ー温度状態図の作成は完了し、アモルファス氷(純水)の相図と比較をすることができた。また、THF分子が水のガラス状態に与える影響について、「THF分子が水の四面体性を安定化させる傾向がある」ことを示すことができた。2年目のもう1つの目標である「ガス駆動式のダイヤモンドアンビルセル(DAC)をラマン分光測定用冷凍機に組み込むための改良作業」はほぼ完了している。しかし、THF-CHの高圧下での直接観察及びラマン測定が残されているため、この件の達成度は現段階で80%程度であると考える。(2)はウェブマガジン「PingMag」の取材記事。私が所属するグループの紹介記事。ガラス・液体本研究課題の今後の推進方策として、以下の案件があげられる。完成させたダイヤモンドアンビルセル(DAC)を組み込んだラマン分光測定用冷凍機を用い、高圧下でのTHF-CHのアモルファス化現象、a-THF-CHのポリアモルフィック転移、そして、アニールによるa-THF-CHの構造緩和を目視によって直接観察すると同時に、ラマン分光測定も行う。溶媒水の状態変化だけではなく、溶媒水のポリアモルフィックな状態変化に伴うTHF分子の動的構造変化も測定することで、水の状態変化の溶質への影響を調べる。できれば、これらの結果を、THF水溶液以外の水溶液(例えばLiCl水溶液、グリセロール水溶液など)から得られた結果と比較し、水のポリアモルフィズムを水溶液系に展開する。初年度の目標の1つであるアモルファス化したTHFハイドレートの圧力ー温度状態図の構築は、アモルファス化したTHFクラスレートの高密度状態変化に関する領域では完了した。不足データは、低密度のアモルファスTHFクラスレートの状態に関するデータの一部であるが、走査する領域は狭いため相図の構築は短時間で完了する。現時点で、次年度以降の実験を遂行するに必要な相図を構築することができた。
核酸系抗生物質ｃａｐｒａｚａｍｙｃｉｎの触媒的不斉全合成

構造活性相関研究にも応用可能な抗結核化合物カプラザマイシンの高効率触媒的不斉全合成の確立を目指した.合成途上鍵となる立体制御には,近年所属研究室で開発された触媒的不斉ニトロアルドール反応,触媒的不斉チオアミドアルドール反応,新規に開発した3-メチルグルタル酸無水物の触媒的不斉アルコリシス,ジアステレオ選択的イソシアノ酢酸エステルアルドール反応を利用した.また,カプラザマイシンのコア構造でもある天然物カプラゾールの触媒的不斉全合成を達成した.caprazamycinは放線菌由来の核酸系抗生物であり,従来の結核菌のみならず超多剤耐性結核菌XDR-TBに対しても良好な抗菌活性を示すCPZEN-45の前駆体でもある.本研究は,新たな抗XDR-TB剤開発を目指した構造活性相関研究に適用可能なcaprazamycinの効率的な触媒的不斉合成法の確立を目的とした.24年度は既に確立済みの触媒的不斉チオアミドアルドール反応によるβ-ヒドロキシエステル部位の構築法に関し,基質構造等を最適化することで93%eeまで不斉収率を向上させた.二核ニッケル-光学活性シッフ塩基錯体を用いた3ーメチルグルタル酸無水物の触媒的不斉アルコリシスによる光学活性モノエステルの調製について,合成中間体としてより適切なモノベンジルエステルとしたところ88%eeで生成物を得た.これらのフラグメントのカップリング,およびラムノース部位の導入を経て,側鎖パート(western zone)の触媒的不斉合成を達成した.続いてジアゼパノン環上のβ-ヒドロキシ-α-アミノ酸構造の立体選択的構築を目指し,当研究室で開発された触媒的不斉anti-選択的ニトロアルドール反応の適用を試みた.ベンジル基で保護された2-ニトロエタノールとシンナムアルデヒドを基質としてNd-不斉アミド配位子錯体を利用し反応条件を最適化を行ったところ,74%の収率,15:1のジアステレオ選択性かつ94%eeのエナンチオ選択性でanti-付加体を優先的に得た.更に,前年度確立したisocyanoacetateアルドール反応においては,基質アルデヒドのウラシル部位を無保護とした場合でも収率・ジアステレオ選択性を損なうことなく付加体が得られた.現在は全合成の完成に向け,各フラグメントの官能基変換とそれに続くカップリング・脱保護を検討している.caprazamycinは放線菌由来の核酸系抗生物質であり,従来の結核菌のみならず超多剤耐性結核菌(XDR-TB)に対しても良好な抗菌活性を示すCPZEN-45の前駆体でもある.本研究は,新たな抗XDR-TB剤開発を目指した構造活性相関研究に適用可能なcaprazamycinの効率的な触媒的不斉合成法の確立を目的とした.前年度までに側鎖部位(western zone)の触媒的不斉合成,ウリジン部位とジアゼパノン環連結部のジアステレオ選択的構築,並びにジアゼパノン環内に存在するβ-ヒドロキシ-αアミノ酸部位の立体制御を目指した触媒的不斉anti-ニトロアルドール反応による前駆体の合成を行っている.これにより,caprazamycin全合成において鍵となる絶対立体化学の制御は全て完成した.25年度は得られた各フラグメントの連結,必要な官能基変換,および保護基の脱着によるcaprazamycinの全合成達成を目指した.ウリジン由来のisocyanoacetateアルドール反応成績体はアミノリボース部位前駆体とのグリコシル化を経て,触媒的不斉anti-ニトロアルドール反応付加体から導かれた中間体とカップリングを行った.還元的アミノ化によるジアゼパノン環の構築の後,同環状に存在する2級水酸基上のTES基を選択的に除去しwestern zoneとの縮合を各種試みたが現在まで成功に至っていない.モデル化合物を用い,低収率ながら目的物が得られる方法も見出されたので,今後はこれを最適化し全合成の早期完成を目指す.また,western zone未導入の中間体の全保護基を酸性条件で除去することでcaprazolの触媒的不斉全合成を完成し,立体化学を含む骨格構築及び必要な官能基の導入が正しく行われたことを確認した.構造活性相関研究にも応用可能な抗結核化合物カプラザマイシンの高効率触媒的不斉全合成の確立を目指した.合成途上鍵となる立体制御には,近年所属研究室で開発された触媒的不斉ニトロアルドール反応,触媒的不斉チオアミドアルドール反応,新規に開発した3-メチルグルタル酸無水物の触媒的不斉アルコリシス,ジアステレオ選択的イソシアノ酢酸エステルアルドール反応を利用した.また,カプラザマイシンのコア構造でもある天然物カプラゾールの触媒的不斉全合成を達成した.caprazamycinは五十嵐らにより2003年に報告された放線菌由来の核酸系抗生物であり,従来の結核菌のみならず超多剤耐性結核菌XDR-TBに対しても良好な抗菌活性を示すCPZEN-45の前駆体でもある.本研究は,新たな抗XDR-TB剤開発を目指した構造活性相関研究に適用可能なcaprazamycinの効率的な触媒的不斉合成法の確立を目的とした. 23年度はまずcaprazamycinのウリジン部位とジアゼパノン環の接合部に存在する1,2-syn-アミノアルコール部位の立体選択的構築を試みた.所属研究室で開発された触媒的不斉ダイレクトチオアミドアルドール反応を用いた場合では最大8:1の選択性で逆の立体化学を,イソシアノ酢酸エステルを基質としたアルドール反応を用いた場合では最大12:1の選択性で正しい立体化学を有する1,2-syn-アミノアルコール前駆体へと変換された.

前者は触媒的不斉反応の系をジアステレオ選択的反応に適用し選択性を劇的に向上させる効果を狙ったが,基質由来の立体識別が優る結果となった.一方,後者は基質に存在するリボースの水酸基の保護基を嵩高いTIPSとすることにより,比較的高い選択性を達成した.側鎖のβ-ヒドロキシエステル部位のエナンチオ選択的構築には対応する酢酸由来のチオアミドと長鎖脂肪族アルデヒドを基質とした触媒的不斉ダイレクトチオアミドアルドール反応の適用を試み,84% eeの光学収率にて生成物を得ることが出来た.また同じく側鎖に存在する非対称3-メチルグルタル酸ジエステル部位の構築に応用可能な,アルコールを求核剤とした同無水物のエナンチオ選択的開環反応について検討を行った.その結果,所属研究室で開発された二核ニッケル-光学活性シッフ塩基錯体を用いることにより,94% eeの選択性で所望のモノメチルエステルを合成することに成功した.本研究で鍵となる4箇所の立体選択的反応は全て検討を終了した.合成に必要な光学活性な中間体が得られたので,数工程の検討でcaprazamycin初の触媒的不斉全合成を達成する見込みである.予定していたウリジン部位とジアゼパノン環の接合部に存在する1,2-syn-アミノアルコール部位の立体選択的構築は選択性の向上を目指し条件の細部を検討する段階となっている.また,側鎖のβ-ヒドロキシカルボン酸部位についても良好なエナンチオ選択性を達成している.また当初は24年度以降に検討を予定していた側鎖のグルタル酸の不斉非対称化にも既に成功しており,計画をやや上回るペースで順調に研究が進捗していると考えている.残り約1年の研究期間で,大きなトラブルがなければ全合成を達成可能と考えている.より精力的に実験を実施し,完成を急ぐ.また,年度後半にはcaprazamycinとその誘導体であるCPZEN-45の作用機序に基づく構造活性相関研究を展開すべく,全合成的手法を用いて各種関連化合物を合成する.ジアゼパノン環内のβ-ヒドロキシアミノ酸部位の立体選択的構築には未着手である.予定に従いanti-選択的触媒的不斉ニトロアルドールの検討を行う.その後,グリコシル化等は既報の方法を参考にルートの開通を優先し,各ステップのブラッシュアップを図る.試薬・器具等の消耗品購入を中心とし,7月フランス・マルセイユで開催のEuropean symposium on Organic Chemistryにおける口頭発表時,および3月熊本で開催予定の日本薬学会・第134年会発表時の旅費等を計上する.消耗品相当の機器類として真空ポンプを購入予定.また,研究体制拡張に伴いエバポレーター一式の購入を検討中.ダイセル社製キラルHPLCカラムの新製品(IF等)を随時購入予定.研究代表者成果発表(19th International Conference on Organic Synthesis・メルボルン・豪州・6日間)は予定通り,国内学会発表は薬学会年会が首都圏開催となるため旅費は発生しないが,前年度末の札幌開催時の支払いは24年度にずれ込み.現時点でプロジェクト関連の論文発表1件が確定,更に1件はほぼ確実に見込まれる状況であり,別刷費を支出.その他,器具・試薬等の一般的消耗品の充足に支出予定.
DNA複製反応の促進及び抑制のメカニズムと癌化

初年度は癌細胞における細胞増殖の脱制御の機構をDNA複製の観点より解明するための実験系の開発に力を注ぎ次の様な成果を得た。a)試験管内DNA複製系:現在最も進んだモデル系であるSV40DNA複製系をさらに一歩進めてヌクレオソ-ム構造を有するSV40DNAミニクロモソ-ム複製系を、DNAポリメラ-ゼα及びδを用いて構築した。この系を用いて複製に際しヌクレオソ-ムは2本の娘鎖DNAに均等に配分される事を明らかにした。この系で高次の複製調節の解明が期待される(花岡)。一方ヒトDNA複製開始領域の有力候補であるcーmycARSを用いて作製したトランスジェニックマウスではcーmycARSは全組織に分布し、再回収したプラスミドに512bpのマウス由来配列が附加し、これが複製を強く促進する複製エンハンサ-である事を明らかにした(有賀)。cーmycARSのcoreと考えられる配列に結合するタンパクをRaji細胞抽出物からアフィニティカラムにより精製し分子量68kタンパク(p65)を得た。p68のDNAに対する特異的結合はcーmyc抗体により阻害され、又p68は同抗体と反応する事からcーmycタンパクである事が強く示唆された(吉田)。b)調節因子:ヒト肝癌に密接に係わるHBV・Xタンパクはcーmyc遺伝子のトランス活性化因子として作用する事が見出されその機序に興味が持たれる(小池)。他方、癌抑制遺伝子RBを昆虫細胞で過剰発現させる事に成功し、RBタンパクと親和性の高い2種の細胞性タンパクを同定した(秋山)。増殖抑制との観点からこれらの機能解明が待たれるが、遺伝生化学的に増殖抑制を解明する系として、酵母接合因子が酵母膜受容体、細胞内情報伝達系を経てCDC28/CDC2キナ-ゼによる増殖サイクルの制御、さらにCDC7キナ-ゼによる複製複合体に対する直接制御を解明する事が各遺伝子を単離する事により可能となった(新井)。
準弾性散乱による核内核子間相互作用の媒質効果

一般に核子や中間子の変化は核子核子(NN)相互作用の変化をもたらすため、NN相互作用の相違を実験的に比較することでこの種の媒質効果を調べることができる。この媒質効果の究明は、強い相互作用で結び付いているハドロン多体系としての原子核内部の構造や性質の解明に欠かせないものである。理論からは相互作用の変化は、Dirac相対論的アプローチによる核子スピノールの変化として、あるいは、QCDの立場による核子・中間子質量変化の反映として予言されている。実験面での核子準弾性散乱の偏極分解能の減少が、従来の非相対論的枠組では説明できないものとして注目され、上の2つの理論は共にこの減少を定性的には説明している。本研究では、核内NN散乱である核子準弾性散乱について、スピン完全実験となる放出2粒子両方への偏極量の測定を行なうことでより多くの情報量を引き出し、その結果から核内でのNN相互作用に対する媒質効果を抽出すること、そして、これらの理論の妥当性を調べ媒質効果の起源を探ることを目的としている。この実験のために開発した焦点面偏極度計測器の有効偏極分解能について2001年10月にハワイで開催された日米共同の日本物理学会で発表を行なった。核子準弾性散乱の後方散乱粒子への偏極移行量D_NNについて^6Li、^<12>C、^<40>Caを標的核として取得し、また、偏極分解能A_yや散乱2核子の偏極度P_1,P_2のデータも取得した。偏極分解能と散乱粒子の偏極度は、自由空間の核子核子散乱では原理的に等しくなる事が期待できるが、この設定での実験において有意な差が見られ、これについて2002年9月にアメリカ合衆国、ブルックヘブン国立研究所で開催された国際会議、SPIN2002に置いて発表を行なった。偏極移行量のデータは1TBに及ぶ巨大な量になっているため、まだ、解析が終了していないが、理論計算との定量的比較を含めた解析の最終結果を平成15年度上半期中に論文としてまとめることを予定している。
感染予防を考慮したアルジネ-ド印象溶解剤の開発

1.抗菌試験以下の溶液を用いて抗菌細胞を行い、比較試験を行った。(1)試作印象溶解除去液(NC)と2種の市販溶解除去液(2)試作印象溶解除去液(NC)中に配合される5種の構成成分staphylococcus aureus(IFO No.14462)を使用し、Brain heartinfusion液体倍地を用いて37°C24時間培養を行った。増殖させた菌を遠心分離にて集菌し、2回洗菌を行い滅菌蒸留水に懸濁して、10^710^8CFU/mlの菌浮遊液を調整した。菌浮遊液1mlの上清を遠心分離により除去し、1mlの各印象溶解除去液、各構成成分に懸濁し、16時間反応させた。反応後、印象溶解除去液、構成成分を遠心分離により除去し、洗菌を行い、1mlの滅菌蒸留水に懸濁して菌浮遊液を調整した。菌浮遊液を十倍段階希釈法にて希釈し、各段階希釈液1mlを溶解したBrain heart infusion寒天倍地に接種し、37°C24時間培養を行った。生菌数は1ml当たりのコロニー数として算出した。結果3種の印象溶解除去液中、試作溶解除去液(NC)に最も高い抗菌効果が認められた。NCに配合されている5種の構成成分中、防錆剤として添加され界面活性剤であるアルキルジアミノエチルグリシンナトリウム塩に最も高い抗菌効果が認められ、金属キレート剤にも抗菌性が認められた。
衛星による雪氷観測のためのマイクロ波計測方式の検討と基礎資料の収集

本研究は、マイクロ波の特性を雪氷の計測に応用するための基礎研究を行うことを目的としている。平成元年度に得られた成果の概要を以下に述べる。1)雪中観測用ホログラフィックレーダシステムの開発:高速処理を目指した雪中レーダシステムを開発し、基礎的な実験を行った。その結果、空気中における実験ではあったが、本システムの高速性・有効性が実験を通して示された。今後は、積雪中の実験を行い、さらに検討を重ねる必要がある。2)FMーCWマイクロ波レーダによる積雪層構造の長期観測:長期観測に適したレーダシステムを開発し、フィールド実験を行ったところ、積雪の出現から消滅までの積雪層構造の変化の全過程を明瞭に捕らえることができた。今後、気象データ等を加えて、さらに詳細な解析を行う予定である。3)人工衛星による積雪量定量のためのリモートセンシング方式の開発:パルスレーダ方式のマイクロ波センサを搭載した衛星により、積雪量を推定する方法について検討した。その結果、単一および二周波を使用して観測する場合は、含水率の推定では誤差が小さいが、密度の推定では大きくなることがわかった。4)MOSー1搭載MSRによる広域積雪量観測:1988ー1989年のMSRデータを入手し、北海道の積雪の物理量とMSRで得られた輝度温度との相関関係を調査し検討を加えた。その結果、MSRデータが積雪量の広域観測に有効であることを明らかにできた。今後、さらに詳細な解析を行い、積雪の物理量、地形、植生などがMSRデータに及ぼす影響を明らかにしたい。
属性に基づくアクセス制御が可能なクラウドアプリケーション実行基盤に関する研究

クラウド上のサービスに有効な公開鍵暗号方式として提案されている暗号文ポリシー属性ベース暗号(CP-ABE)は、IDや属性値(所属、役職など)を含む論理式で表現されるアクセス権を暗号文に埋め込み、利用者はアクセス権を公開鍵として利用することで復号できる利用者のグループを任意に設定できる。平成29年度までに実施した属性ベース暗号を利用する仮想計算機(VM)のマイグレーション方式の改良と実装、移動透過通信アーキテクチャMATを利用したVMのマイグレーション方式の拡張などの結果を基に、許可された属性を持つ利用者であればマイグレーション先でVMを実行できるよう、属性ベース暗号を利用した認証エージェントの設計と実装を行った。提案方式を仮想デスクトップ(VDI)利用環境に適用し、動作検証および性能評価を行った。一方、処理を行うサーバはそのままで、VDIの表示を行うクライアントの切替に属性ベース暗号を利用する認証方式についても設計と実装を行い、実験環境の構築、動作検証および評価実験を行った。これらの成果は論文として公表した。また、複数組織で属性ベース暗号を利用するために必要となる複数の鍵発行センターが存在可能な属性ベース暗号(MA-ABE)について調査し、中央管理機関を必要としない2方式の詳細な評価を行った。これらについて通信時間を含めた処理性能評価および属性変化時の秘密鍵失効方法などを検討し、学会の研究会等で発表した。その結果、安全に複数組織が鍵発行センターを構築するための知見を得ることができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。クラウド上のサービスに有効な公開鍵暗号方式として提案されている暗号文ポリシー属性ベース暗号(CP-ABE)は、IDや属性値(所属、役職など)を利用した論理式で表現されるアクセス権を暗号文に埋め込み、利用者はアクセス権を公開鍵として利用することで復号できる利用者のグループを任意に設定できる。ユーザが管理する秘密鍵の個数は自身の属性数に依存するため、組織内でのファイル共有のような共有するグループ数が多くなる場合でも効率的に利用できる。研究代表者らは既にCP-ABEを利用した組織内におけるデータ共有システムの提案を行っているが、本年度は、仮想計算機(VM)が移動する際のデータ転送やVMのイメージを共有する場合などへの適用方式について調査検討を行った。研究代表者らが独自開発している移動透過通信アーキテクチャMATを利用した仮想計算機に対し、移動時に暗号機能および認証機能を使用するよう拡張設計を行った。また、属性ベース暗号を活用した安全なグローバルライブマイグレーション機能を実装するために必要な開発環境整備の準備を行った。プロトタイプとしては移動元と移動先の物理計算機上にそれぞれマイグレーション支援のためのVMを作成し、その支援機能を利用して暗号機能や認証機能を実現するよう設計を行った。鍵管理サーバ構築・運用コストと安全性に関する性能評価を行うための環境構築の準備を行った。具体的にはCP-ABEで使用される鍵発行センター(KGC)を実現するとともに、ユーザ認証機能を含めた鍵生成・配布時間等を評価検討した。CP-ABEライブラリやKGCは可能な限り公開されている既存プログラムを利用することとし、平成29年度以降に実施する仮想デスクトップ環境の性能評価に向けた環境構築の準備のため、クラウドネイティブアプリケーション実行環境に関する調査研究を行った。研究代表者らが独自開発している移動透過通信アーキテクチャMATを利用した仮想計算機に対し、移動時に暗号機能および認証機能を使用するよう拡張設計を行うとともに、プロトタイプの実装と動作検証を行った。移動元と移動先の物理計算機上にそれぞれマイグレーション支援のための検証用プログラムを作成し、その動作状況について詳細な検討を行った。また、ユーザ認証機能を含めた鍵生成・配布時間について、公開されているCP-ABEライブラリを利用し、鍵長を変更した場合や属性数を変化させた場合の処理時間などについてプロトタイプシステムを使用した測定した。その他、クラウドネイティブアプリケーション実行環境に関する研究等を行い、一部について研究発表を行った。クラウド上のサービスを安全に利用するために有効な公開鍵暗号方式として提案されている暗号文ポリシー属性ベース暗号(CP-ABE)は、IDや属性値(所属、役職など)を利用した論理式で表現されるアクセス権を暗号文に埋め込み、利用者はアクセス権を公開鍵として利用することで復号できる利用者のグループを任意に設定できる。平成28年度に実施した属性ベース暗号を利用する仮想計算機(VM)のマイグレーション方式に関する調査の結果を受けて、移動透過通信アーキテクチャMATを利用したVMのマイグレーション方式の拡張を行った。許可された属性を持つ利用者であればマイグレーション先でVMを実行できるよう、属性ベース暗号を利用した認証エージェントの設計を行い、実装を行った。さらに、仮想デスクトップ環境の性能評価の準備として、本方式を仮想デスクトップ(VDI)利用環境に適用するための設計と実装を行った。前述のVMマイグレーションのための実行環境に加えて、処理を行うサーバはそのままで、VDIの表示を行うクライアントの切替に属性ベース暗号を利用する認証方式を設計し、実装を行った。これら提案方式の評価を行うための実験環境構築も進めた。また、複数組織で属性ベース暗号を利用するために必要な、複数鍵発行センターに関する検討を行い、方式の提案と基礎的な性能評価を行った。当初の計画どおり、許可された属性を持つ利用者であればマイグレーション先でVMを実行できるよう、属性ベース暗号を利用した認証エージェントの設計を行い、実装を行った。