hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
口腔粘膜上皮層内に細胞外基質は存在するか

(1)正常口腔粘膜ならびに口腔粘膜異型上皮・扁平上皮癌病変における細胞外基質発現:病理組織学的に上皮の形態を正常、過形成上皮、異型上皮、口腔粘膜癌に区分し、ついで、免疫組織化学とハイブリッド組織化学によって基底膜型ヘパラン硫酸プロテオグリカンを中心に、テネイシン、ファイブロネクチン等の細胞外基質およびヘパラン硫酸鎖の局在と遺伝子発現を検討したところ、各分子が上皮層内に発現していることを確認した。正常では、傍基底細胞層を中心に限局していたのが、異型上皮では基底細胞から棘細胞上層まで発現が広がった。しかし、浸潤性癌胞巣内には発現が減弱して間質優位に発現の場が変換したので、浸潤性を獲得しない段階では間質の誘導が不可能なため腫瘍実質細胞自身が間質としての細胞外基質分子を産生沈着し、物質輸送の担体として供している可能性が示唆された。ヘパラン硫酸鎖は、ヘパラン硫酸プロテオグリカンのパールカンコア蛋白質とは異なり、異型上皮から浸潤癌ではその局在が消失したので、両者が同様な代謝経過をとらないことが判明した。(2)口腔粘膜病変におけるヘパラナーゼの発現:上記(1)項でヘパラン硫酸鎖とヘパラン硫酸プロテオグリカンのパールカンコア蛋白質とは異なる代謝経過をとることが判明したので、その機序をさぐるために、ヘパラナーゼの発現を検討したところ、ヘパラナーゼは異型上皮の程度が上昇するのと同期してその発現が亢進したので、上皮細胞自身がヘパラン硫酸プロテオグリカンのヘパラン硫酸鎖を消化してコア蛋白質のみを細胞間に沈着している可能性が明らかとなった。(3)リンパ球による細胞外基質発現:ヒト末梢血リンパ球をパーコール法によって分離し、PHA刺激により幼若化させたのちに、PCR法、蛍光抗体法、免役沈降法により、パールカンをはじめとする細胞外基質の発現について各分子の発現を確認しえた。したがって、リンパ球は細胞一般の遊走機構と同様にこれらの細胞外基質をみずから産生してそれを遊走のよりどころとしている可能性がしめされた。昨年までに明らかになった上皮層内の浸潤リンパ球の細胞外基質発現現象を合わせ考察すると、非異型上皮性病変では、上皮内を遊走するリンパ球は基質をみずから産生しながら移動を可能としていることが示唆された。1)正常口腔粘膜ならびに口腔粘膜上皮病変の病理組織学的検討と症例選択:新潟大学歯学部附属病院に登録された口腔粘膜病変の外科摘出材料について臨床的、病理組織学的に再検討し、臨床データと対比しながら、病理組織学的に上皮の形態を正常、過形成上皮、異型上皮等に分類し、さらに口腔粘膜癌等の粘膜病変をくわえて、本研究目的に適切な症例を選択した。2)口腔粘膜上皮層の分離:抜歯手術時に操作上の付随的に切除される口腔粘膜から上皮単離細胞をえて、ボイデンチャンバー培養実験に供するための条件を設定した。3)口腔粘膜上皮細胞における細胞外基質蛋白質生合成:上記のように準備された粘膜病変症例にっいて、基底膜型ヘパラン硫酸プロテオグリカンを中心に、テネイシン、ファイブロネクチン等の細胞外基質およびヘパラン硫酸鎖の免疫組織化学的局在を検討し、各分子が結合組織、基底膜以外の上皮内にも存在することを確認した。4)口腔粘膜における細胞外基質分子RNAハイブリッド組織化学:基底膜型ヘパラン硫酸プロテオグリカン、テネイシンのRNAプローブによって各分子の発現状況を口腔粘膜病変組織切片上で検討したところ、扁平上皮細胞層内に発現があることが明らかになった。5)エナメル上皮腫におけるヘパラン硫酸プロテオグリカンの局在:歯胚エナメル髄に類似した組織像をしめすエナメル上皮腫を検討したところ、上皮性腫瘍細胞胞巣内にヘパラン硫酸プロテオグリカンが局在し、その遺伝子発現も確認され、初代培養細胞でも追認しえた。6)リンパ球の細胞外基質および受容体発現:上記口腔粘膜病変においてヘパラン硫酸プロテオグリカンおよびテネイシンの遺伝子発現をin-situハイブリダイゼーションによって検討したところ、上皮層内外に浸潤しているリンパ球およびマクロファージが自身の活性化あるいは遊走のためにこれらの細胞外基質を産生していることが示唆された。(2)口腔粘膜

病変におけるヘパラナーゼの発現:上記(1)項でヘパラン硫酸鎖とヘパラン硫酸プロテオグリカンのパールカンコア蛋白質とは異なる代謝経過をとることが判明したので、その機序をさぐるために、ヘパラナーゼの発現を検討したところ、ヘパラナーゼは異型上皮の程度が上昇するのと同期してその発現が亢進したので、上皮細胞自身がヘパラン硫酸プロテオグリカンのヘパラン硫酸鎖を消化してコア蛋白質のみを細胞間に沈着している可能性が明らかとなった。(3)リンパ球による細胞外基質発現:ヒト末梢血リンパ球をパーコール法によって分離し、PHA刺激により幼若化させたのちに、PCR法、蛍光抗体法、免役沈降法により、パールカンをはじめとする細胞外基質の発現について各分子の発現を確認しえた。したがって、リンパ球は細胞一般の遊走機構と同様にこれらの細胞外基質をみずから産生してそれを遊走のよりどころとしている可能性がしめされた。昨年までに明らかになった上皮層内の浸潤リンパ球の細胞外基質発現現象を合わせ考察すると、非異型上皮性病変では、上皮内を遊走するリンパ球は基質をみずから産生しながら移動を可能としていることが示唆された。
アリルスルフィドによる細胞周期制御とその作用機序についての研究

本研究では、疫学により明らかにされているガーリックの抗がん作用を明らかにする目的でガーリックの香気成分であるallyl sulfideの構造と抗がん作用の関連、抗がん作用メカニズムについて研究を行った。その結果、diallyl trisulfide(DATS)がカーリック中の抗がん作用を担う物質であることを明らかにした。フローサイトメーターを用いた各種測定によりDATSはヒト大腸がん細胞(HCT-15,DLD-1)の細胞周期をM期で一時的に停止させることが明らかとなった。さらにcaspase-3の活性化が認められ、細胞周期のアレストの後にapoptosisが誘導されることが示唆された。DATSを添加して培養したDLD-1細胞の微小管形成を、蛍光免疫染色により観察したところDATSは微小管ネットワーク形成を阻害し、微小管の脱重合を促進する薬剤のcolcemidやvincristineと同様の微小管像を示した。精製tubulinを用いた検討から、DATSは直接tubulinに作用してその機能を阻害することが考えられた。そこで、DATSと共にインキュベートしたtubulinをトリプシン消化し、そのペプチド質量をLC-MS/MSにより測定した結果、理論的なペプチド質量に対して、分子量72.1付加されたペプチドが観察された。すなわち、計算上β-tubulinの12番目と354番目のcysteine残基がcysteine-SS-allylとなったペプチドが検出された。HCT-15細胞を移植したヌードマウスに、DATSを尾静脈投与した結果、vehicle投与と比べ、摘出した腫瘍のサイズは1/3であり、腫瘍増殖の抑制が認められた。また、摘出した腫瘍にはより広範囲に壊死像が観察され、DATSはin vivoにおいても抗腫瘍効果を示すことが明らかになった。アリルスルフイドによる細胞周期の制御とその作用機序について、本年度は以下の検討を行った。1)アリルスルフイドの化学合成と抗がん作用の検討ガーリックやオニオンに含まれる各種スルフィド類を効率よく合成・精製する方法を確立して各種標品を調製した。これらの標品の抗がん作用について、ヒト大腸がん細胞を用いて検討した。その結果、diallyl trisulfideやdipropyl trisulfideなどのtrisulfide構造を持つ化合物のみが大腸がん細胞の増殖を顕著に抑制した。一方、monosulfideやdisulfideは増殖を抑制しなかった。Trisulfideは、細胞周期をG2/M期でアレストし、カスパーゼ-3活性とアポトーシスを誘導した。現在、アポトーシス誘導メカニズムについて分子レベルで詳細な検討を行っている。2)血液腫瘍細胞の分化誘導作用の解明Allylsulfideの作用機構の解明を目的としてヒストンのアセチル化に着目し、DATS, diallyl disulfide(DADS)、diallyl monosulfide(DAS)がall-trans retinoic acid(ATRA)による血液腫瘍細胞(HL-60)の分化誘導促進効果について検討した。DATSとATRAを同時に処理した細胞では、多くの成熟顆粒球が観察され、ATRA存在下でDATSは顕著に分化を誘導した。また、DATS処理後、H3およびH4ヒストンのアセチル化が観察された。DATSによるHL-60の分化誘導はヒストンアセチル化と相関し、DATSによるヒストンデアセチラーゼ活性の阻害が示唆された。DATSはヒストンデアセチラーゼ活性の阻害を介してATRAとは異なる機序で血液腫瘍細胞の分化を誘導することが示唆された。ガーリックやオニオンなどのネギ属植物は、特有の硫黄化合物を産生し、抗がん活性などの様々な生理作用を示す。昨年度までに、ネギ属植物の香気成分である含硫化合物、特にalk(en)yl trisulfidesが、ヒト大腸がん細胞株HCT-15の増殖を抑制することを明らかにした。

そこで本年度は、ガーリック香気成分であるdiallyl trisulfide(DATS)のアポトーシス誘導機構とそのメカニズムについて検討した。1.DATSのアポトーシス誘導機構の解析DATSのアポトーシス誘導機構について活性酸素生成系に及ぼす影響を中心に検討した。ヒト大腸がん細胞株HCT-15および、いくつかのがん細胞の活性酸素生成とミトコンドリア膜電位の変化について、それぞれ2'-7'-dichlorofluorescein diacetateとDiOC6(3)をプローブとして検討した。細胞内グルタチオン濃度は、monochlorobimaneを基質とした蛍光法により測定した。その結果、DATSを処理したがん細胞において活性酸素の生成は認められなかった。また、ミトコンドリアの膜電位や細胞内グルタチオン濃度にもDATSは影響を及ぼさなかった。したがって、DATSによるヒト大腸がん細胞における細胞周期の停止やアポトーシスの誘導は、活性酸素生成を介さないことが示唆された。2.DATSが細胞骨格に及ぼす影響の解析DATS処理した大腸がん細胞の光顕観察像で紡錘糸の形成阻害が示唆された。そこで、ブタ大脳より精製したチューブリンの重合・脱重合におよぼすDATSの影響を解析したところ、DATSはチューブリンの脱重合を促進した。また、DATSはチューブリン分子を修飾することをLC-MS/MSにより明らかにした。チューブリンの脱重合促進によるアポトーシス誘導機構について検討を行っている。DATSを培地に加えて培養したヒト大腸がん細胞(DLD-1)の細胞周期の分布について解析したところDATS添加後6-12時間にかけて細胞周期のG_2/M期での停止が認められた。分裂期マーカーであるリン酸化H3ヒストンについて検討した結果からDATSは特にM期で細胞周期を一時的に停止させることが明らかとなった。さらにDATS添加12時間以降において、apoptosisの実行因子であるcaspase-3の活性化が認められ、細胞周期のアレストの後にapoptosisが誘導されることが示唆された。DATSを添加して培養したDLD-1細胞の微小管形成を、蛍光免疫染色により観察したところDATSは微小管ネットワーク形成を阻害し、微小管の脱重合を促進する薬剤のcolcemidやvincristineと同様の微小管像を示した。精製tubulinを用いた検討から、DATSは直接tubulinに作用してその機能を阻害する可能性が考えられた。そこで、DATSと共にインキュベートしたtubulinをトリプシン消化し、そのペプチド質量をLC-MS/MSにより測定した。その結果、理論的なペプチド質量に対して、分子量72.1付加されたペプチドが観察された。すなわち、計算上β-tubulinの12番目と354番目のcysteine残基(SH基)がcysteine-SS-allylとなったペプチドが検出された。
細胞周期調節蛋白p27の大脳皮質発生における役割:ノックアウトマウスによる研究

緒言: p27は細胞周期調節に関与し、細胞増殖を抑制、分化を誘導することにより、組織発生において重要な役割を果たしていると考えられている。p27ノックアウトマウス(p27KO)では全身の臓器が約30%増大することが知られている。本研究ではp27KOの大脳皮質構造を野生種(WT)と比較することにより、p27の大脳皮質発生における役割について検討した方法:生後21日に、3種の細胞腫(GABA陽性神経細胞、GABA陰性神経細胞、グリア細胞)の皮質内分布を定量的に評価した。GABA陰性細胞は側脳室直上の脳室層で産生されinside-outパターンに従い大脳皮質に分布する。GABA陽性細胞は線状体原基で産生され、大脳内側に向けて遊走分布する。グリアは脳室下層に分布するグリア系幹細胞に由来し、inside-outパターンによらず皮質内に分布すると考えられている。結果:大脳皮質(第1層6層)は、p27KOで8.3%厚く、これは皮質表層(第24層)の厚さが増加しているためであった。細胞数の増加はGABA陰性細胞、陽性細胞、グリアのいずれにも認められた。GABA陽性細胞は皮質全層にわたって一様に増加していた。一方、GABA陰性細胞は、皮質表層で27.1%増加、皮質深層では6.2%増加という不均一な増加パターンを示した。グリアはGABA陽性細胞と同じく皮質全層にわたって一様に増加していたが、白質での増加が著明であった。細胞密度についてはGABA陽性・陰性細胞、グリアともにp27KOとWTで有意差を認めなかった。まとめ: p27の欠落により細胞種特異的な増加パターンを呈することが判明した。この現象は、それぞれの細胞種が異なる幹細胞群から産生されること、WTの脳室層においてはp27発現のピークが皮質表層の神経細胞が産生される発生後期に起こることにより説明可能である。
再帰反射ビーズを用いたひずみ測定法の開発

再帰性反射ビーズは、平行光線がビーズに入射すると入射方向に光を強く反射する性質がある。そのため入射方向から観察すると、ビーズ個数や反射光の確認が容易かつ精確にできる。この性質をひずみの測定に応用した。ビーズを塗布した材料に力が加わりひずみが発生すると、圧縮では収縮に伴ってビーズ間隔が狭まり、一定面積内のビーズ数が多くなり、同時に反射光量は増える。引張はこの逆になる。この一定面積内のビーズ数や反射光量の変化を入射方向から観察することによってひずみを測定できる(以後、再帰反射ビーズ法)再帰反射ビーズ法は、ひずみゲージなどではゲージ材料の弾性域内でしか測定できないのに対し、弾性限界を超えた大ひずみの測定には有利である。また、測定装置が安価でビーズ塗布が可能でありさえすれば全視野での観察・測定ができる、といった特徴がある。圧縮試験では、試験片の変形に伴って一定面積内のガラスビーズの個数が増減を繰り返しながらも増加した。また逆に、引張試験では減少した。このことから、本方法をひずみ測定に用いることができることを確認した。しかし、増減を繰り返すことやばらつきが大きかったので、ひずみの変化に伴う一定面積内で再帰反射をしているビーズ面積(以下、ビーズ面積)を測定したところ、一定面積内のビーズ個数を測定するよりも測定精度が向上した。木材の横圧縮を木口面でのひずみに着目して調べたところ、試験片全体のひずみとビーズ面積を測定した位置におけるひずみとの問には大きさや時間的に差があることが分かった。このような位置的なひずみの大きさの差はビーズによる再帰反射光の強さの変化によって全視野的に観察でき、ビーズ面積を測定することによって測定できることが分かった。また、時間的なひずみの変化は、ひずみが変化する前後の画像を重ね合わせることで、ビーズの位置変化や密度変化を観察することによって評価できる可能性が示された。引張はこの逆になる。目的:再帰性反射ビーズ(4050μm径)は、平行光線がビーズに入射すると入射方向に光を反射する性質がある。そのため、入射方向から観察するとビーズ数と反射光の確認が容易かつ精確にできる。この性質をひずみ測定に応用した。本年度は、表面に反射ビーズを付着させた木材に力を加えた場合、ひずみと一定面積内の反射光量との比例関係を確認するため、一定面積内の反射ビーズ総面積(以下、ビーズ面積)の変化を測定することで、木材の変形・ひずみの測定を行うことが可能であるか検討した。ビーズ吹きつけ装置:ビーズを均一に付着させるために、試験片の表面にスプレーのりをむらなく塗布し、その試験片と自反射型ガラスビーズをボール型容器に収め、エアスプレーで反射ビーズを吹き上げ、試験片表面に降りかかるようにして付着させる吹き付け装置を作製した。実験装置:最初の観察位置とクロスヘッド移動後の観察位置がずれても、常に定点観察を行えるように万能試験機のクロスヘッド部にデジタルカメラを取り付けた。これによって、カメラはクロスヘッドの動きに伴って移動するが、さらに微動上下移動機構を取り付けた。デジタルカメラに接写レンズ、垂直落射照明装置を取り付け、反射ビーズの再帰性反射光を撮影した。試験片の観察:ひずみが大きくなると早材部が圧縮され、反射ビーズが密集し、年輪に沿って縞状の模様が現れた。また、その模様が画像内で同時・均一に現れるのではなく、試験片上部から段階的に発生するのが分かった。

今回は試験片木口面を観察したが、ひずみが大きくなり反射ビーズが密集してくると反射光も明るくなることが肉眼でもはっきり確認できた。解析結果:ビーズ面積は圧縮が始まっても万能試験機が表示する試験片全体のひずみ(クロスヘッドの変位により計算)が小さい時点ではほとんど変化をみせなかった。しかし、ひずみが10%を越えるとビーズ面積は徐々に増加し、約20%を過ぎると急激に増加した。これは試験片の上下端が最初に変形し、徐々に試験片中心部に変形が伝播してきたためと思う。つまり全体のひずみと局所的なひずみには時間差が生じることがいえる。また、観察範囲ひずみとビーズ面積増加率との関係に近似曲線をあてはめると、比例関係にはならず2次関数曲線を描いたが、これを補正すれば、局所的なひずみを測定できると、ことが分かった。結論:再帰反射ビーズを用いることで、木材の局所的かつ大変形のひずみが測定可能であることが確認できた。再帰性反射ビーズは、平行光線がビーズに入射すると入射方向に光を強く反射する性質がある。そのため入射方向から観察すると、ビーズ個数や反射光の確認が容易かつ精確にできる。この性質をひずみの測定に応用することを目的とした。ビーズを塗布した材料に力が加わりひずみが発生すると、圧縮では収縮に伴ってビーズ間隔が狭まり、一定面積内のビーズ数が多くなり、同時に反射光量は増える。引張はこの逆になる。この一定面積内のビーズ数や反射光量の変化を入射方向から観察することによってひずみを測定できる(以後、再帰反射ビーズ法)。再帰反射ビーズ法は、ひずみゲージなどではゲージ材料の弾性域内でしか測定できないのに対し、弾性限界を超えた大ひずみの測定には有利である。また、測定装置が安価でビーズ塗布が可能でありさえすれば全視野での観察・測定ができる、といった特徴がある。前年度では、一定面積内の再帰反射ビーズ個数を測定することによって、圧縮・引張ひずみの測定が可能であることを確認した。しかし変動やばらつきが大きかったので、本年度では、ひずみの変化に伴う一定面積内で再帰反射をしているビーズ面積(以下、ビーズ面積)を測定したところ、一定面積内のビーズ個数を測定するよりも測定精度が向上した。木材の横圧縮を木口面でのひずみに着目して調べたところ、試験片全体のひずみとビーズ面積を測定した位置におけるひずみとの間には大きさや時間的に差があることが分かった。このような位置的なひずみの大きさの差はビーズによる再帰反射光の強さの変化によって全視野的に観察でき、ビーズ面積を測定することによって測定できることが分かった。また、時間的なひずみの変化は、ビーズ面積の変化を測定することやひずみが変化する前後の画像を重ね合わせることで、ビーズの位置変化を観察することによって評価できる可能性が示された。
高分子量蛋白質複合体の NMR 構造解析法の開発

溶液NMRによる蛋白質の立体構造解析には分子量上限が存在し、分子量10万以上の蛋白質で構造決定に成功した例は無い。そこで本研究では分子量10万以上の蛋白質の立体構造決定を可能にする新規NMR構造解析法の開発を目指した。主要な成果としては、1回の測定で2回データを取り込むDouble-acquisition法の開発に成功した。これを13C直接観測法に適用することで高分子量蛋白質に適した高感度検出法を確立することにも成功した。さらに、花成ホルモン受容体の7割の信号帰属にも成功した。そこで本研究では分子量10万以上の蛋白質の立体構造決定を可能にする新規NMR構造解析法の開発を目的とする。具体的には、高感度13C直接観測法および13C観測1H常磁性緩和促進法を開発し、固体NMRで成功している13Cの帰属法や構造計算法を溶液NMR用に最適化する。最終的には、開発した手法で分子量約11万の「花成ホルモン/受容体/転写因子/DNA」4者複合体の構造解析を行い、花成ホルモンによる花成誘導機構の解明を目指す。平成26年度は、(1)高感度13C直接観測法の開発と、(2)13C観測1H常磁性緩和促進法、13C帰属法、構造計算法の開発を行った。また、(3)花成ホルモン受容体の構造解析にも取り組んだ。具体的には、1回の測定で2回データを取り込むDouble - acquisition法を一般化し、13C直接観測と組み合わせ、信号強度を24倍に増強することに成功した。また、常磁性緩和促進(PRE)効果を用いる蛋白質の立体構造決定法の開発に成功した。さらに、花成ホルモン受容体の構造解析においては、フッ素標識により蛋白質間相互作用情報や構造情報を得ることに成功した。平成27年度は、平成26年度から引き続き、(1)高感度13C直接観測法の開発、(2)13C観測1H常磁性緩和促進法、13C帰属法、構造計算法の開発、(3)花成ホルモン受容体の構造解析、に取り組むとともに、(4)花成ホルモン受容体転写因子DNA4者複合体の立体構造解析、にも取り組んだ。具体的には、平成26年度に開発に成功している1回の測定で2回データを取り込むDouble- acquisition法と13C直接観測と組み合わせて信号強度を24倍に増強する測定法など、最先端のNMR構造解析手法を花成ホルモン受容体および花成ホルモン受容体転写因子DNA4者複合体に適用した。その結果、花成ホルモン受容体では多くの主鎖信号の帰属に成功し、低分解能構造を得ることに成功した。4者複合体では信号の消失が激しく信号帰属には至らなかったものの、X線溶液散乱法など他の手法によって構造解析を進めることができた。本研究は平成26年度より平成27年度まで実施する。平成26年度はおおむね計画どおりに研究が進捗している。構造生命科学本研究は平成26年度より平成27年度まで実施する。平成26年度はおおむね計画どおりに研究が進捗したため、平成27年度は当初の計画どおり研究を進める。当初予定していた講師の招聘が、次年度に変更となったため。講師招聘のための旅費および謝金に充てる。
^<18>F-Fluoroacetateを用いた前立腺癌のPET診断法の開発

平成16年度にわれわれは、まず^<18>F-fluoroacetate(FAC)の合成方法を確立した。^<18>Fは当施設内にある小型サイクロトロンを用いて製造し、実際のFACの合成はo-mesyl-ethyl-glycolateをacetonitrileの存在下でフッ素化反応させて合成した。FACの組織内代謝に関する検討では培養細胞を用いた実験を行った。培養細胞には予備実験として、まず最初にLS174Tを150mm培養皿に準備し、培養皿に15mciのFACを加えて4時間培養した。培養液と細胞を分離し、それぞれの放射能を測定するとともに、細胞はホモゲナイズし、水溶性成分と脂溶性成分に分離した。それぞれの分画液を薄層クロマトグラフィー(TLC)法を用いて、分画液中の物質を同定し、それぞれの物質あたりの放射線量は放射線イメージ分析器を用いて測定することで、FACの集積量を決定した。その結果、11C-acetateでは脂溶性成分への取込みが多かったのに対して、FACでは水溶性成分への取込みが主であった。^<18>Fの脂溶性成分への取込み分画を調べると、主にphosphatidylethanolamineへの取り込みが多く、続いてphosphatidylserineとphosphatidylinositolの順に取り込みが多いことが分かった。平成17年度には、前立腺癌細胞を用いた細胞実験とともに、in vivoによる実験、すなわち前立腺癌移植マウスを用いた、組織内FAC分布を検討するとともに、移植マウスをPET撮像し、腫瘍組織が画像的に検出可能であるかについても検討する予定である。
キュレーションの実践による農山村の自然・文化資源享受能力の再生

調査地や先進事例などにおける享受能力再生のためのキュレーション実践の試みから、地域資源の「編集(キュレーション)効果」が存在することを示した。これは人的資源と地域資源の融合で新たな価値が生み出される状態である。調査対象地域では住民主体で運営する人材育成機関の設立構想が進められている。この事業の中で、地域住民が本来持っていた資源享受能力を、「編集効果」で次世代や移住希望者に継承するためのプログラムとして実践的ワークショップ「森の暮らし塾」を実践した。山村振興にとって有効なプログラムであることが地域に認識され、次年度以降も拡張して継続されることとなった。利賀地域の自然資源利用について調査を行い、伝統的な自然資源享受の形態と近年の移住者によって発掘された新たな自然資源享受の状況について把握した。新たな利用形態としてクロモジの香りをいかしたお茶やエッセンスオイルとしての利用、カエデ類を活用した春先のメイプルシロップ採取などが展開していることが明らかとなった。また、利賀地域では地域の自然資源をいかした環境林業を地域に根付かせるため、住民主体で運営する人材育成機関「森の大学校(仮称)」を構想し設立準備を始めている。この構想の中で自然からのサービスの享受能力を継承する取り組みが始められており、新たな継承手段として注目できる。南砺市域における文化資源について、市史および旧町村史をもとに網羅的に調査を行った。そのうち特に当該地域に共通する伝統祭事である獅子舞行事について悉皆調査を行い、継承や廃絶、祭事の変化の状況について把握した。世界遺産五箇山をとりまく平地域では、総有意識と信仰文化を基盤とした自治制度が残されている。こうした自治制度が現代的な視点から再評価できることを示した。予定していた先進地調査が少し遅れていることと、自然資源のうち生薬材料の担当者が長期間の体調不良により研究を進展できていないことによる。先進地調査は新年度早々に進める予定にしている。生薬材料については自然資源全般の担当者がフォローすることで進めたい。利賀地域では住民主体で運営する人材育成機関「森の大学校(仮称)」の設立構想が進められている。この設立準備事業の中で、享受能力再生のための実践的ワークショップとして「森の暮らし塾」を春夏秋冬の4回実施し、昨年度把握した伝統的な自然・文化資源享受の形態と近年の移住者によって発掘された新たな自然資源享受の形態をもとに、地域住民が本来持っていた資源享受能力を、次世代や移住希望者に継承するためのプログラムに編集し、実践した。ワークショップ参加者からは、伝統的な資源利用に加え、新たな資源利用に多様な方法があることの発見に多くの肯定的な意見が出されたほか、資源享受能力を体験を通じて学ぶことによって、山村への移住や生活にある程度自信を深めることができたとする感想が多く得られた。昨年度実施した獅子舞行事調査や山村生活文化調査をもとに、映像資料を3本制作した。また、南砺市域の町村史から文化資源を分類整理し、データベース(6634件)およびGISによる文化資源地図5枚を作成した。資源享受能力再生の先進事例調査としては、鉱山跡地の廃校利用により資源の再評価と里山づくり活動を実施している登別市の事例、耕作放棄地などの農山村資源を再評価した茶産地育成事業を行う飲料会社の事例、フードマイスター育成による地域再生人材育成に取り組む農業大学、地域の自然資源(水・木・土・空)や民話、歴史を作品に取り込んでいる国際芸術祭の事例などを調査した。自然資源、文化資源の利用状況と享受能力についての事例収集を継続し、収集した記録、映像資料などをもとに、年度後半に地域で展示企画とそれにあわせた享受能力回復のためのワークショップを開催する。また、先進地調査を継続し、享受能力回復のための理論的な考察を行う。風景学予定していた先進地調査が遅れており回数が少なかったことと、自然資源のうち生薬材料の担当者が長期間の体調不良により研究を進展できておらず予算使用できていないことによる。生薬材料については自然資源全般の担当者がフォローすることで進め、現地の協力団体への委託などで対応したい。
妊娠期から出産後における親の子ども表象の発達的変化と親子相互作用との連関

本研究は、妊娠期における母親の「想像上の赤ちゃん」に関する表象と、出産後における母親の「現実の赤ちゃん」に対する養育的関わり、そしてまた子ども自身の社会情緒的発達との間にいかなる関連性があるかを縦断的に検討したものである。結果として、母親の「想像上の赤ちゃん」に関する語りの特質が、生後2ヶ月および6ヶ月時点における母子相互作用の中での母親の敏感性や情緒的トーンを、また生後18ヶ月時点の子どものアタッチメントの安定性を有意に予測することなどが明らかとなった。本研究は、(1)妊娠期における母親の「想像上の子ども」に関する表象の質が、母親自身の成育歴に由来するアタッチメント全般についての表象や種々の社会文脈的要因等とのいかなる交絡作用を通して規定されるのか、また、(2)それが出産後にかけていかなる連続性や変化を示すのか、変化があるとすれば、その変化は子ども自身の気質的特徴や子育てを取り巻く社会文脈的要因等との関わりにおいて、いかにして生じるのか、さらに、(3)母親の子どもに関する表象やアタッチメント全般に関する表象の質は、母親の日常的状況における、どのような養育行動や情動表出の側面に特に現れ、また、今度はそれらを介して、いかに子ども自身のアタッチメント形成に通じ得るのか、についての解明を企図したものである。本研究は、(1)妊娠期における親の「想像上の子ども」に関する表象の質が、親自身の成育歴に由来する愛着全般についての表象や種々の社会文脈的要因等とのいかなる交絡作用を通して規定されるのか、また、(2)それが出産後にかけていかなる連続性や変化を示すのか、変化があるとすれば、その変化は子ども自身の気質的特徴や子育てを取り巻く社会文脈的要因等との関わりにおいて、いかにして生じるのか、さらに、(3)親の子どもに関する表象や愛着全般に関する表象の質は、養育者の日常的状況における、どのような養育行動や情動表出の側面に特に現れ、また、今度はそれらを介して、いかに子ども自身の愛着形成に通じ得るのか、の解明を企図したものである。平成19年度は研究初年度にあたり、まずは長期縦断研究の対象となる協力者(親子50組)の確保と、親を対象とする第1回面接調査、さらに(一部の協力者に関しては)子どもの出生後2か月時点における第2回調査(母子相互作用の観察等)を実施した。既にコーディングを終えた協力者(33組)についてのみ報告を行うと、親の子どもに関する表象の一貫性や安定性を問う"Working Model of Child Interview"(WMCI)では、母親12名が安定型(子どもに関する描写が豊かで一貫性があり、子どもへの情緒的関与や受容が高い)に、母親11名が非関与型(子どもへの心理的距離が大きい)に、母親10名が歪曲型(子どもに関する描写にまとまりがなく不安や葛藤の度合いが高い)に分類された。また、子どもの出生後2か月時点における第2回調査を既に終えた協力者については、妊娠期に安定型であった母親が、非関与型や歪曲型であった母親よりも、母子相互作用場面において、子どもに対する敏感性が高く、またポジティブな情緒的トーンをより多く表出する傾向が認められた。本研究は、(1)妊娠期における母親の「想像上の子ども」に関する表象の質が、母親自身の成育歴に由来する愛着全般についての表象や種々の社会文脈的要因等とのいかなる交絡作用を通して規定されるのか、また、(2)それが出産後にかけていかなる連続性や変化を示すのか、変化があるとすれば、その変化は子ども自身の気質的特徴や子育てを取り巻く社会文脈的要因等との関わりにおいて、いかにして生じるのか、さらに、(3)母親の子どもに関する表象や愛着全般に関する表象の質は、母親の日常的状況における、どのような養育行動や情動表出の側面に特に現れ、また、今度はそれらを介して、いかに子ども自身の愛着形成に通じ得るのか、の解明を企図したものである。今年度は、縦断的な研究計画に従い、家庭訪問による母子相互作用の観察と母親に対する面接・質問紙調査を行うと同時に、前年度から今年度にかけて既に得られたデータについて中間的な分析を行った。具体的には、親の子どもに関する表象の一貫性や安定性を問う"Working Model ofChi1d Interview"(WMCI)で、妊娠期に「安定型」(子どもに関する描写が豊かで-貫性があり、子どもへの情緒的関与や受容が高い)、「非関与型」(子どもへの心理的距離が大きい)、「歪曲型」(子どもに関する描写にまとまりがなく不安や葛藤の度合いが高い)とそれぞれ分類された母親の、出産後における子どもに対する関わり方や子ども自身の愛着の発達にいかなる差異が存在するかについて検討した。その結果、妊娠期に「安定型止された母親は、それ以外の母親よりも、母子相互作用場面において、子どもに対する敏感性が高く、またポジティブな情緒的トーンをより多く表出する傾向が認められ、(生後2年目に至ったケースでは)より愛着の安定した子どもを持ちやすいことが明らかとなった。

本研究は、(1)妊娠期における母親の「想像上の子ども」に関する表象の質が、母親自身の成育歴に由来するアタッチメント全般についての表象や種々の社会文脈的要因等とのいかなる交絡作用を通して規定されるのか、また、(2)それが出産後にかけていかなる連続性や変化を示すのか、変化があるとすれば、その変化は子ども自身の気質的特徴や子育てを取り巻く社会文脈的要因等との関わりにおいて、いかにして生じるのか、さらに、(3)母親の子どもに関する表象やアタッチメント全般に関する表象の質は、母親の日常的状況における、どのような養育行動や情動表出の側面に特に現れ、また、今度はそれらを介して、いかに子ども自身のアタッチメント形成に通じ得るのか、についての解明を企図したものである。今年度は、縦断的研究計画に従い、家庭訪問による母子相互作用の観察と母親に対する面接・質問紙調査を行うと同時に、母親の妊娠期から子どもが出生後2歳に至るまでのデータについて中間的な分析を行った。その結果、母親の子どもに関する表象の質(WMCI:Working Model of Child Interviewによって測定される「安定型:子に関する描写が豊かで一貫性があり情緒的関与や受容が高い」、「非関与型:子への心理的距離が大きい」、「歪曲型:子に関する描写にまとまりがなく不安や葛藤の度が強い」)は妊娠期から子どもの出生後に亘って相対的に高い連続性を示す傾向が見出された他、生後9カ月段階に測定された家族の情動的雰囲気の質(正負両面の情動的表出性)が、一部、母親の、子どもが生後18カ月段階の抑うつ傾向を媒介して、子どもの生後18カ月段階のアタッチメントの安定性(家庭訪問による観察データをAQS:Attachment Q-Sortによって評定)を有意に説明することなどが明らかとなった。今年度は、最終年度にあたり、計画最後の家庭訪問による母子相互作用の観察と母親に対する面接・質問紙調査を行うと同時に、母親の妊娠期から子どもが出生後2歳に至るまでのデータについて総括的な分析を行った。
条件不利地域への直接所得補償と住民主体型地域資源の維持管理

分担者はそれぞれの専門分野の観点から、(1)従来の研究レビュー、(2)既存の条件不利地域のフィールド調査の比較検討を行った。それをもとにして、(3)「特定領域研究」において研究すべき諸課題を明確にするために、韓国の研究者2名を招き、「課題析出会議」を開いた(第1回目の会議)。分担者の中からワーキング・グループを構成し、そのメンバーが(4)条件不利地域に関する新しい概念の構築、(5)条件不利地域を分析する方法論の検討、(6)条件不利地域の視察(ヨーロッパ及びオーストラリア)を行ない、それをもとにして、(7)条件不利地域の諸問題を解決する研究軸を明確にした。この際、事前にワーキング・グループがとりまとめた資料に基づき、山形県金山町で「研究軸決定会議」を開いた(第2回目の会議)。また、この会議では「戦略的会議」の方式、すなわち、研究分担者が条件不利地域に関わる関係者(農家を含む住民、市町村の行政官)となり、互いに討論しながら当事者(農家を含む住民)間の合意形成をはかっていく方法を採用した。上記2つの会議の討論結果をもとにして、(8)「特定領域研究」を推進するためめ実行プログラム案を検討し、「実行プログラム作成会議」を開いた(第3回目の会議)。【検討の結果】日本農業の現状を考えた場合、農業経済関連学会が連携して取り組むには「日本農業の存在理由」といったより、本質的な問題とすべきという結論となり、実行プログラム作成は見送られた。
蛍光イメージングを用いた悪性骨軟部腫瘍の転移機序の解明と新規治療法の開発

前立腺癌細胞とヌードマウスを用いて骨転移初期変化の蛍光イメージングを行い、シングルセルレベルでの転移巣初期の変化として、腫瘍が骨に到達して転移巣を形成する過程を継時的に可視化することに成功した。骨軟部肉腫における新規治療法として、蛍光ガイド下腫瘍切除術、腫瘍特異的バクテリア(A1-R)治療、GSK-3β阻害薬の有用性について検討した。蛍光ガイド下手術は前立腺癌の骨転移モデルにおいて腫瘍再発を有意に抑制した。A1-Rは軟部肉腫モデルと骨転移モデルのいずれにおいても腫瘍抑制効果を示した。GSK-3β阻害薬は骨肉腫モデルにおいて有意な腫瘍抑制効果を示した。【腫瘍特異的バクテリア治療】カリフォルニア大学サンディエゴ校で樹立したA1-Rを用いた。腫瘍モデルとして、乳癌骨転移モデル、軟部肉腫モデルを作成した。乳癌骨転移モデルにはMDA-MB-435を用いた。GFPで標識したMDSA435細胞をヌードマウスの左心室に注射し、骨転移巣からGFP発現細胞を回収、培養して再び左心室に注射するというサイクルを繰り返すことにより高転移株を得た。MDA435高転移株をヌードマウスに注射し、A1-Rで治療をしたところ、転移巣の形成が有意に抑制された。また、MDA435を脛骨に直接注射することにより得られた腫瘍に対し、A1-Rで治療したところ、腫瘍の成長が治療群で有意に低下した(Miwa, etl al. Oncotarget 5: 7119-25, 2014)。ヒト線維肉腫HT1080をヌードマウスの大腿四頭筋に注射することにより軟部肉腫モデルを作成、HT1080をヌードマウスの尾静脈に注射することにより肺転移モデルを作成した。これらのモデルに対してA1-Rで治療したところ、原発モデル、転移モデルのいずれにも抑制効果が見られた(Miwa, et al. Oncotarget 5: 12849-61, 2014)。以上のことから、A1-Rは腫瘍に対する新しい治療として期待できるものと考えた。【蛍光ガイド下手術】RFPで標識したヒト骨肉腫細胞株143B、GFPで標識したヒト前立腺癌細胞株PC-3をヌードマウスの脛骨に注射することにより骨肉腫モデル、骨転移モデルを作成した。腫瘍を肉眼で辺縁切除術を行ったグループと、蛍光イメージング装置で蛍光を確認しながら切除術を行ったグループにおける遺残腫瘍、腫瘍の再発率、再発腫瘍の蛍光を比較した。いずれの腫瘍モデルにおいても、FGSは有意に遺残腫瘍、腫瘍の再発を抑制した(Miwa, et al. J Orthop Res 32: 1596-601, 2014; 19.Miwa, et al. J Surg Res 192: 124-33, 2014)。このことから、FGSは腫瘍の確実な腫瘍切除に有用であると考えた。悪性骨軟部腫瘍に対する新規治療として、蛍光ガイド下手術(Fluorescence-guided surgery:以下FGS)の有用性について検討した。骨転移巣から樹立されたヒト前立腺がん細胞株PC-3をヌードマウスの脛骨に移植することにより骨転移モデルを作成した。PC-3が抗CEA蛍光抗体(抗CEA DyLight 650)により蛍光標識されることをin vitroで確認したのちに骨転移モデルマウスの尾静脈に抗CEADyLight 650を注射したところ、転移巣が蛍光を発することが確認できた。蛍光を確認しながら腫瘍を切除したところ、明視野で腫瘍を切除したグループに比べて有意に再発を抑制した。前立腺癌骨転移の手術適応は限定されるが、同様の手技を他の癌種由来の骨転移巣にも使うことができると考えられる。予定の実験を行っており、学会発表、論文発表も行えているため。骨肉腫の新規治療法として,Glycogen synthase kinase 3β(GSK-3β)阻害薬の有用性について検討した.GSK-3βはグリコーゲン代謝に関わる酵素であり,前立腺癌,大腸癌や膵癌などいくつかのがん細胞増殖に関与することがわかっている.また,Wnt/β-catenin経路やNF-κB経路にも関与するといわれている.本研究では,骨肉腫におけるGSK-3βの発現,GSK-3βを阻害することによる腫瘍への影響を観察することにより,治療標的としてのGSK-3βの可能性を検討した.ヒト骨肉腫細胞株HOS,MG63,143-B,Saos-2を用い,コントロールとしてヒト骨芽細胞株hFOB 1.19におけるGSK-3βの発現をWestern blottingで比較したところ,骨肉腫細胞株において優位に高い発現が見られた.また,これらの細胞株をGSK-3β阻害薬AR-A014418,SB-216763で刺激したところ,骨肉腫細胞の増殖を有意に低下させた.また,Tunel imaging assayにおいて,GSK-3β阻害薬は骨肉腫細胞のアポトーシスを誘導し,骨芽細胞においてはアポトーシスに影響を示さなかった.つぎに,ヌードマウスの脛骨に143-B細胞を移植することにより骨肉腫の同所性モデルを作成し,GSK-3β阻害薬(AR-A014418,SB-216763)の腫瘍抑制効果を評価した.腫瘍体積の評価において,GSK-3β阻害薬は治療開始から2週以降で有意な腫瘍増殖抑制を示し,切除した腫瘍重量においても有意な抑制効果を認めた.また,マウスにおいて明らかな副作用は見られなかった.

本研究の結果から,GSK-3βは骨肉腫の新規治療標的となる可能性が示唆された.前立腺癌細胞とヌードマウスを用いて骨転移初期変化の蛍光イメージングを行い、シングルセルレベルでの転移巣初期の変化として、腫瘍が骨に到達して転移巣を形成する過程を継時的に可視化することに成功した。骨軟部肉腫における新規治療法として、蛍光ガイド下腫瘍切除術、腫瘍特異的バクテリア(A1-R)治療、GSK-3β阻害薬の有用性について検討した。蛍光ガイド下手術は前立腺癌の骨転移モデルにおいて腫瘍再発を有意に抑制した。A1-Rは軟部肉腫モデルと骨転移モデルのいずれにおいても腫瘍抑制効果を示した。GSK-3β阻害薬は骨肉腫モデルにおいて有意な腫瘍抑制効果を示した。骨転移モデルは脛骨に直接注射する方法と左心室に注射する方法により安定したモデルが得られており、それらのモデルにおいて腫瘍特異的サルモネラが抗腫瘍効果を示すこと、蛍光ガイド下手術により術後再発率が低下するというデータを得ている。研究計画を予定通りに遂行する。28年度が最終年度であるため、記入しない。整形外科学今回行った新規治療の実験について、その安全性、臨床応用のための実験を行う。骨転移モデルにおける新規プラチナ製剤の効果について実験を進める。また、蛍光ガイド下手術に必要な腫瘍の蛍光標識方法について実験を進める。予定よりも少ない実験動物、試薬で結果が出せたため次年度使用額が生じたが、経過は予定通りに遂行できている。現時点で新規プラチナ製剤の治療実験の成果が出ておらず、また、蛍光ガイド下手術についての追加実験も必要と考えている。これらの実験を行うために次年度も研究費が必要である。物品費として使用する予定である。上記実験に必要なヌードマウス、細胞培養液、蛍光抗体などの試薬を購入する予定である。
薄膜固体電解質燃料電池の開発

1.研究目的本研究はニッケル箔基板上に直接真空蒸着法によりジルコニア薄膜を作製し長寿命で温度サイクルにも強く,かつ発電特性の優れたプレ-ナ-型固体電解質燃料電池(極薄型セル)の開発を最終目的としている.2.研究成果と概要1<極薄型セルの作製とその発電特性>___ー新しく開発したニッケル箔複合型基板上に直接蒸着法によりジルコニア薄膜およびLaMnO_3薄膜電極を形成し極薄型セルを作製した.このセルの発電実験には燃料に水素,酸化剤には空気を使用した.セルは約350°Cから発電を開始しOCVは発電温度が700°Cにおいて0.75Vで安定した.この時の電流密度は125mA/cm^2が得られ,最大出力は17mW/cm^2であった.セルの熱サイクルに対する安定度を測定した.実験はセルを100°C/hで昇温し700°Cおいて10時間発電実験を行い,その後自然放冷し,これを1サイクルとした.3サイクルまではOCVおよび各負荷に対する電圧にほとんど変化は認められなつかたが,4サイクル以上で若干の出力低下が認められた.2<極薄型セルのスタックに関する検討>___ー極薄型セルをスタックし実用電池にするためには,インタ-コネクタの開発が重要である.この材料は高温の下で酸化還元雰囲気に耐え,良好な電気電導性を保つ必要がある.本年はインタ-コネクタ材料に関する基礎的デ-タを得るための実験を行った.その結果,次のような構造のインタ-コネクタを提案した.金属ニッケル表面にLaCrO_3膜を真空蒸着した構造とした.LaCuO_3膜は,酸化ガスが直接金属ニッケル表面に接触し,酸化皮膜を作ることを防ぐ.さらに燃料ガスの一部は,金属ニッケル中を透過するため,LaCrO_3膜とニッケル界面に酸化物層が生成するのを制御する効果が期待できる.1.研究目的本研究はニッケル箔基板上に直接真空蒸着法によりジルコニア薄膜を作製し長寿命で温度サイクルにも強く,かつ発電特性の優れたプレ-ナ-型固体電解質燃料電池(極薄型セル)の開発を最終目的としている.2.研究成果と概要1<極薄型セルの作製とその発電特性>___ー新しく開発したニッケル箔複合型基板上に直接蒸着法によりジルコニア薄膜およびLaMnO_3薄膜電極を形成し極薄型セルを作製した.このセルの発電実験には燃料に水素,酸化剤には空気を使用した.セルは約350°Cから発電を開始しOCVは発電温度が700°Cにおいて0.75Vで安定した.この時の電流密度は125mA/cm^2が得られ,最大出力は17mW/cm^2であった.セルの熱サイクルに対する安定度を測定した.実験はセルを100°C/hで昇温し700°Cおいて10時間発電実験を行い,その後自然放冷し,これを1サイクルとした.3サイクルまではOCVおよび各負荷に対する電圧にほとんど変化は認められなつかたが,4サイクル以上で若干の出力低下が認められた.2<極薄型セルのスタックに関する検討>___ー極薄型セルをスタックし実用電池にするためには,インタ-コネクタの開発が重要である.この材料は高温の下で酸化還元雰囲気に耐え,良好な電気電導性を保つ必要がある.本年はインタ-コネクタ材料に関する基礎的デ-タを得るための実験を行った.その結果,次のような構造のインタ-コネクタを提案した.金属ニッケル表面にLaCrO_3膜を真空蒸着した構造とした.LaCuO_3膜は,酸化ガスが直接金属ニッケル表面に接触し,酸化皮膜を作ることを防ぐ.さらに燃料ガスの一部は,金属ニッケル中を透過するため,LaCrO_3膜とニッケル界面に酸化物層が生成するのを制御する効果が期待できる.
スケルトン並列プログラミングの新しい基盤構築とシステムの実用化

本研究は,効率のよい並列プログラムを作成するには,並列アルゴリズムや並列アーキテクチャの深い知識を必要とし困難を伴う,という問題点を克服することを目標として,「並列スケルトン」と呼ばれる基本関数を部品として組み合わせて並列プログラムを作成する「スケルトン並列プログラミング」に焦点をあて,理論的基盤の構築,実用的なシステムの開発を目指したものである.本研究によって得られた成果として,1)リストのみならず木構造のような再帰データ構造も対象とし,スケルトンの適切な選択と組合せを抽象化するような並列スケルトンの開発と実用化,2)プログラム運算の発想に基づく,スケルトンの組合せの最適化手法の開発と実用化.3)C++とMPIを利用した,一般的な並列実行環境をベースとしたスケルトン並列ライブラリシステムの開発と実用化,をあげることができる.作成したライブラリは,a)従来から提案されているデータ並列のスケルトンに加え,典型的な再帰関数を抽象化したaccmulateスケルトンも提供している,b)余計な中間データ構造を生成させない「融合変換」と呼ばれるプログラム最適化の機構を(ある程度)備えている,といったような,既存のシステムにないいくつかの特長を持っている.さらに,C++に言語的な拡張を一切加えず,標準的な並列ライブラリであるMPIをベースに作動するため,きわめて汎用性に富んでいる.本研究は,効率のよい並列プログラムを作成するには,並列アルゴリズムや並列アーキテクチャの深い知識を必要とし困難を伴う,という問題点を克服することを目標として,「並列スケルトン」と呼ばれる基本関数を部品として組み合わせて並列プログラムを作成する「スケルトン並列プログラミング」に焦点をあて,理論的基盤の構築,実用的なシステムの開発を目指したものである.本研究によって得られた成果として,1)リストのみならず木構造のような再帰データ構造も対象とし,スケルトンの適切な選択と組合せを抽象化するような並列スケルトンの開発と実用化,2)プログラム運算の発想に基づく,スケルトンの組合せの最適化手法の開発と実用化.3)C++とMPIを利用した,一般的な並列実行環境をベースとしたスケルトン並列ライブラリシステムの開発と実用化,をあげることができる.作成したライブラリは,a)従来から提案されているデータ並列のスケルトンに加え,典型的な再帰関数を抽象化したaccmulateスケルトンも提供している,b)余計な中間データ構造を生成させない「融合変換」と呼ばれるプログラム最適化の機構を(ある程度)備えている,といったような,既存のシステムにないいくつかの特長を持っている.さらに,C++に言語的な拡張を一切加えず,標準的な並列ライブラリであるMPIをベースに作動するため,きわめて汎用性に富んでいる.本研究は,並列プログラミングを支援する一つのアプローチである「スケルトン並列プログラミング」に注目し,実用的なスケルトン並列プログラミングシステムを構築することを目標としている.今年度は,理論面における考察に加え,実働システムの基本部分の構築を行い,以下のような成果を得ることができた.1.適切なスケルトンをいかにして選択し(スケルトンの適切な選択),選択したスケルトンをいかにして組み合わせる(スケルトンの適切な組合せ)か,という問題に関しては,適切な選択と組合せを抽象化したaccumulateスケルトンの提案と有効性を検証した.2.スケルトンの組合せをいかにして最適化するか(スケルトン組合せの適切な最適化)という問題点については,簡易的な融合変換手法(shortcut fusion)を考察し,ある程度の効果を確認することができた.3.実働システムについては,基本的なスケルトンに加え,accumulateスケルトンを提供するような,C_<++>とMPI(Message Passing Interface)を用いる基本システムを構築した.この基本システムは,上記の簡単な融合変換も行うことができる.本研究は,並列プログラミングを支援する有力なアプローチである「スケルトン並列プログラミング」の実用的なシステムを構築することを目的としている.今年度は,システムの中核部を構築し,以下のような成果を得ることができた.1.リスト,二分木構造に関する並列スケルトンを提供するようなライブラリを作成した.作成したライブラリは,a)従来から提案されているデータ並列のスケルトンに加え,典型的な再帰関数を抽象化したaccumulateスケルトンも提供している,b)余計な中間データ構造を生成させない"融合変換"を呼ばれるプログラム最適化の機構を(ある程度)備えている,といったような,既存のシステムにないいくつかの特長を持っている.2.木に関するスケルトンの実装する際に用いるTree Contractionと呼ばれるアルゴリズムの系統的導出などの,理論的成果をいくつか得ることができた.作成したシステムは,C++に言語的な拡張を一切加えず,標準的な並列ライブラリであるMPIをベースに作動するため,きわめて汎用性に富んでいる.