hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
１型糖尿病をもつ子どもを養育する家族への看護援助指針の開発

2)の目的のために、68歳の1型糖尿病をもつ子どもを育てている4組の夫婦を対象としてフォーカスグループインタビューを実施した。その結果、療養行動や家事の手伝いだけではなく、夫が妻の大変さを受けとめ、気遣うことがサポートになっており、母親とは異なる子どもに対する夫のかかわり方は、妻との役割分担の一つになっていた。以上より、1型糖尿病をもつ子どもを養育する家族への看護援助として、父親が実施している療養行動や母親へのサポートを、母親がどのように受けとめているかを父親にフィードバックすること、きょうだいにも目が向けられるように支援すること、父親と母親の役割について考える機会がもてるように支援することが重要であることが示唆された。小児看護学計画どおりに、平成25年8月に開催された小児糖尿病キャンプにて、1型糖尿病をもつ子どもを育てている夫婦4組にフォーカスグループインタビューを実施することができ、その成果を学術集会にて発表予定である。また、前年度の研究成果を第23回日本小児看護学会学術集会ならびに第18回日本糖尿病教育・看護学会学術集会にて発表できたとともに、日本糖尿病教育・看護学会誌に投稿し、研究報告として掲載されたためである。計画どおりに、平成24年8月に開催された小児糖尿病キャンプに参加した父親(1型糖尿病をもつ幼児小学校2年生の子どもの父親)全員から、研究協力の同意が得られ、フォーカスグループインタビューを実施することができた。その結果、1型糖尿病をもつ年少児の父親の療養行動に関するかかわり方、母親へのサポート状況、父親の役割などの実態を明らかにすることができ、次年度への研究につなげることができると考える。平成26年度は、前年度の研究成果を学会発表するとともに、1型糖尿病をもつ子どもを養育している夫婦を対象としてフォーカスグループインタビューを再度実施し、対象数を増やして看護援助指針を検討する。平成25年度は、1型糖尿病をもつ年少児の父親と母親が、療養生活においてどのように協働しながら子どもの養育を行うことが、子どもおよび家族としてのQOLの向上につながるかを検討することを目的とする。そのため、小児糖尿病キャンプにおいて年少児の父親と母親を対象としたセッションを開催し、父親と母親のそれぞれが、療養生活におけるお互いの思いや考え方を知ることにより、子どもの養育における協働について考えられるように介入して、その効果を検討する。学会参加費、学会参加のための旅費、小児糖尿病キャンプ参加費、研究協力への謝礼などに予算を使用する予定である。
超軟X線励起光電子分光法の高性能化に関する研究

先ず、超軟X線励起光電子分光分析法の研究においては、エネルギ-分解能の向上、高出力ZrMζ線の発生、ZrMζ線の単色化、電子エネルギ-アナライザ用電源の高安定化に関する検討を行った。その結果、次の問題点が明らかになった。1)光電子スペクトルに含まれるバックグランド信号が極めて大きくなる。これはタ-ゲット面で弾性散乱された高エネルギ-電子が試料表面に入射することによる。これらの電子を除去するために用いた平行平板ディフレクタの形状の最適化が必要である。2)回折格子へのX線の入射角を15度としたとき、十分な反射強度が得られなかった。反射強度を大きくするためには、入射角度を最適化する必要がある。3)X線の半値幅を小さくするためには、分光器に制限スリットを設ける必要がある。4)ZrMζ線の固体における透過率が低いために、ZrMζ線の半値幅はZrタ-ゲットの汚染の影響を受けやすい。そこで、タ-ゲット表面を常に清浄に保つ必要がある。次に、ZrMζ線励起光電子分光法の表面検出感度が高いことに注目して、熱酸化膜の表面構造、自然酸化膜の構造、SiO_2/Si界面近傍の酸化膜中の不純物原子の分布に関する検討を行った。得られた結果は、次のように要約される。1)乾燥アルゴンまたは乾燥窒素中における熱処理により、熱酸化膜の表面にサブオキサイドが生成される。2)純水中および常温で形成された自然酸化膜の構造は、シリコン原子の面密度にほとんど影響されない。3)(100)面上での自然酸化膜の形成速度は、(110)および(111)面上でのそれに比べて大きい。4)ウェ-ハの洗浄過程で形成された自然酸化膜中Si^<3+>の分布は、洗浄方法に依存する。このSi^<3+>の構造はSi-H結合に由来すると考えられる。5)ひ素を高濃度添加したシリコンを熱酸化したとき、ひ素が界面近傍の酸化膜中に局在する。X線発生部のZrターゲットを電子衝撃するための高密度電子ビームの供給源である電子銃、X線強度を高めることの可能な回転対陰極型X線管およびZrMζ線を分光するための回折格子を設計製作した。これらを用いた超軟X線励起光電子分光法の高性能化を確認するための基礎的実験を行った。すなわち、ZrMζ線およびMgKα線励起Si_2p光電子スペクトルを組合わせて測定することにより、シリコン基板の洗浄過程において形成される膜厚1nm前後の極めて薄い自然酸化膜の化学結合状態の深さ方向非破壊分析を行い、種々の洗浄過程において形成される自然酸化膜の構造の違いを初めて明らかにすることができた。その概要を以下に述べる。非破壊で深さ方向の構造変化を検出するには、検出深さを変化させて測定する必要がある。そのため、MgKα線励起Si_2p光電子スペクトルの角度分解型測定を出射角90°、41.8°、19.5°において、ZrMζ線励起Si_2p光電子スペクトル測定を出射角90°において、それぞれ行った。それぞれの場合における実効的電子の脱出

深さは、それぞれ2.8nm、1.9nm、0.9nm、0.5nmである。この実効的検出深さの違いを用いて自然酸化膜中のサブオキサイドSi^<1+>、Si^<2+>、Si^<3+>の深さの方向変化を調べたところ、次の結果が得られた。(1)洗浄過程において形成される自然酸化膜の構造は、酸化膜中でのSi^<3+>の分布の仕方により二つの場合に別れる。すなわち、硝酸系溶液による洗浄の場合にはSi^<3+>が酸化膜中に一様に存在し、アンモニア系溶液の場合にはSi^<3+>が界面近傍に局在する。(2)もし、酸化膜中のSi^<3+>の構造として、Si-H結合を考えると、光励起塩素エッチングの洗浄方法依存性、洗浄過程での自然酸化膜の形成速度の洗浄方法依存性、洗浄後の熱酸化膜の形成連度の洗浄方法依存性などが理解できる。次の仕様を有する単色化したZrMζ線を励起源とする光電子分光分折器の開発を試みた。1.回転数6000rpmで回転する直径100mm、長さ50mmの円柱形回転対陰極を使用することにより、タ-ゲット固定型のヘンケ形X線発生装置の10倍以上の強度を得た。なお、X線発生用電源の最大出力は4kwである。2.エネルギ-分解能を0.20.3eVまで高めるために、曲率半径998.8mm、格子数1200本/mm、ブレ-ズ波長290Aの凹面回折格子を使用して、ZrMζ線を単色化した。しかし、現在までに期待通りの成果は得られていない。3.高エネルギ-分解能の測定を可能とするために、電源の安定度を10^<-5>とした。その結果、結合エネルギ-の測定分解能を30meV程度とすることができた。次に、ZrMζ線励起光電子分光分折器により得られた予備的成果について述べる。1.熱処理により酸化膜表面の構造が変化し、酸化膜の表面にサブオキサイドが生成される。2.純水中、常温において形成された自然酸化膜の界面構造は、(100)、(110)、(111)面の違いを反映しない。3.ウエ-ハの洗浄過程においてシリコン基盤上に形成された膜厚1nm前後の自然酸化膜の構造の深さ方向変化を、電子の実効的脱出深さを変化させることにより非破壊測定した。なお、ZrMζ線を用いた表面敏感な測定法およびMgkα線を用いた角度分解光電子スペクトル測定法を用いて、実効的脱出深さを変化させた。その結果、自然酸化膜中のSi^<3+>はアンモニア系溶液では界面近傍に、熱硝酸系溶液では酸化膜中にほぼ均一に存在する点に違いがあることが明らかとなった。4.Asを高濃度に添加したシリコン上に形成されるSiO_2/Si界面近傍のAsの分布を、酸化膜を化学エッチングすることにより調べた結果、酸化膜中の界面近傍にAsのパイルアップが生じていることが見出された。
介護者と高齢者との関係構築のための回想法に関する研究

研究計画では、生活写真やライフレビューブックを用いて、家族からの情報収集をふまえた個別回想法をおこなった。本研究では、プログラム化に限定せず、自然なかたちでのライフレビューの観察により、高齢者からの否定的な家族像が変化していることがわかった。これは、家族関係を修正するために、意義あるものであった。臨床心理士により高齢者施設現場における生活写真やライフレビューブックを用いて個別回想法を実施した。十分な情報が得られない場合に限って、家族から得た記録は十分に必要なものであった。本研究では、積極的に家族からの情報収集を行った。臨床的な配慮のもとで施設側の生活相談員にゆだねることとなったが、それを得ることのよって、臨床心理士と高齢者との関係の質は高くなっていった。また、用いる生活写真を限定したものではなく、話を聞きながら、対象者に合わせて収集してゆくことにより、より的確な質問を投げかけ、聞き手と高齢者との関係の深まりが見られた。また、ライフレビューのテーマは「家族」に限定したものではなかったが、自然なかたちでの導入を行った。98歳の女性では、ライフレビューを手がかりにして、家族へのメッセージが多く語られた。多くの言葉は、認知症の症状のために、明確に構成されたものではなかったが、その内容には、高齢者としての現実が含まれており、十分に意味をなすものであると解釈された。家族の思いがそこに語られ、セッションを重ねるにつれて、家族への思いが変化していった。本研究から、回想法により、高齢者の家族への印象が変化し、家族への信頼感が高くなっていたといえる。平成17年度は、ライフレビューブックを用いた個別回想法が高齢者と介護者との関係形成や介護負担感に及ぼす効果について検討することが目的であった。ライフレビューブックとは、(1)作成者(高齢者)のプロフィール、(2)協力者(職員)のプロフィール、(3)幼い頃、(4)学校に通っていた頃、(5)青年時代から大人への入り口の頃、(6)仕事の思い出、(7)家事の思い出、(8)趣味・余暇活動の思い出、(9)結婚生活の思い出、(10)子育ての思い出、(10)今とこれから、の10のテーマに基づいて個別回想法を行い、語った内容を写真資料とともに書き込む冊子である。(1)、(2)、(10)については必須としてそれ以外のテーマについては、対象者に選択してもらった。各ライフレビューセッションは、1時間以内とした。グループホームと特別養護老人ホームの職員(3施設)を対象に、ライフレビューブックに関する考え方、作成手続き、高齢者とのコミュニケーション技法の3点について、教育的な導入を臨床心理士が行った。教育的な導入に際しては、コミュニティにおける導入方法を調整するために、職員との交流時間を設定した。ライフレビューブックの作成期間は、2ヶ月間とし、セッションの設定時間や回数については、職員に設定してもらうこととした。ライフレビューブック作成前、作成中、作成後に、臨床心理士と介護教育の専門家を交えた施設内研修を行い、コミュニケーション方法や作成手続きのコンサルテーション、作成後のフィードバックを行った。セッション前の教育的な段階からライフレビュー作成後にかけて、高齢者への肯定的印象の変化や導入についての課題などが示唆された。介護負担感には変化は見られなかったが、本研究からライフレビューブックを用いた個別回想法によって高齢者が語りにより聞き手が高齢者の生活歴やその背景にある個性を見出し、職員が高齢者への尊厳を認め関係構成に役立つ可能性が示唆された。高齢者の回想法は、認知機能の向上、情報の安定化、自尊感情などの効果が報告されている。本研究では、回想法が高齢者間および介護者との関係構築に及ぼす効果を検討するために、回想法の効果的な方法の開発と対人関係を中心とした効果評価を積み重ねてきた。本年度は、生活写真(映像)を用いた回想法が、高齢者間の親密性や介護職員との関係に及ぼす効果を検討した。在住地域や年齢によって、回想内容には多様性がみられる。今回は、個人の回想の適合性に合わせた写真図版(映像)を地域コミュニティの高齢者グループに実施した。写真図版は農村の写真(映像)を中心とし、「ふるさと」、「家」、「授業中」、「遊び」、「食べ物・服装」、「家の手伝い」などのテーマを設定した。映像は、液晶プロジェクターによりスクリーンに映し出し、それを刺激として回想を展開した。各回の回想内容は、内容分析を行った。その結果、映像がないときよりも、映像があるときの方がコミュニケーションが展開されやすいことが認められた。対象者によっても違いがみられ、健常高齢者では、映像をみるだけで回想が促されやすいが、認知症高齢者では、映像内容についての概要の補足的な説明を口頭で、丁寧に伝えることが必要であった。また、刺激映像は、回想を促進させるために効果的であるが、その映像に限定した階層が展開されてしまう可能性もあり、映像を用いるのは、導入部分のみで、回想と語りが展開しはじめたら、映像から距離をおいたてんかいが重要である。各回の回想内容や回想時の高齢者の行動特徴より、生活写真は回想を促進し、対人交流を促進させるのに効果的であることが示唆された。生活写真には、同世代の共通イメージが含まれており、そのイメージを賦活させることは、参加者同志の共感を促進することが出来、コミュニケーションを活性化させることができたといえる。

研究計画では、生活写真やライフレビューブックを用いて、家族からの情報収集をふまえた個別回想法をおこなった。本研究では、プログラム化に限定せず、自然なかたちでのライフレビューの観察により、高齢者からの否定的な家族像が変化していることがわかった。これは、家族関係を修正するために、意義あるものであった。臨床心理士により高齢者施設現場における生活写真やライフレビューブックを用いて個別回想法を実施した。十分な情報が得られない場合に限って、家族から得た記録は十分に必要なものであった。本研究では、積極的に家族からの情報収集を行った。臨床的な配慮のもとで施設側の生活相談員にゆだねることとなったが、それを得ることのよって、臨床心理士と高齢者との関係の質は高くなっていった。また、用いる生活写真を限定したものではなく、話を聞きながら、対象者に合わせて収集してゆくことにより、より的確な質問を投げかけ、聞き手と高齢者との関係の深まりが見られた。また、ライフレビューのテーマは「家族」に限定したものではなかったが、自然なかたちでの導入を行った。98歳の女性では、ライフレビューを手がかりにして、家族へのメッセージが多く語られた。多くの言葉は、認知症の症状のために、明確に構成されたものではなかったが、その内容には、高齢者としての現実が含まれており、十分に意味をなすものであると解釈された。家族の思いがそこに語られ、セッションを重ねるにつれて、家族への思いが変化していった。本研究から、回想法により、高齢者の家族への印象が変化し、家族への信頼感が高くなっていたといえる。
ベトナム人を対象とした新しい漢字・漢語学習指導法の提案

近年、ベトナムに進出する日経企業が増えるにつれて、ベトナムにおいても、日本国内においても日本語教育機関が増えてきている。しかし、ベトナム人日本語学習者は英語学習者等、他の言語の学習者に比べ、途中で止めてしまう人が多いように思われる。その原因の一つは漢字及び漢語学習の難しさにある。そのベトナム人によく見られる漢字学習に対する嫌悪感及び拒否感を解消するために、本研究課題では日本語漢字音と越南漢字音の間にある音韻的な対応関係を活用させて、ベトナム人が日本語の漢字語彙を効率的、且つ楽しく学習できる方法を工夫することにより、ベトナム人を対象とした日本語教育をより盛んなものになるよう努力した。漢字の学習は日本語習得上で、最も難しいことだと訴えることをしばしば耳にした。そこにとどまらず、それを原因に日本語の学習を途中で止めてしまう人や嫌悪感や拒否感を覚え続ける学習者も少なくない。しかし、およそ7割を占めると言われる漢語由来の言葉を日常用いるベトナム人にとっては訓読みが無理でも音読みについてはなんとかなると思い、研究代表者は自分自身が漢字及び漢語を習う際の工程を思い出してみて、ベトナムの日本語教育機関で発表し確認したところ、ベトナム人日本語学習者が漢字及び漢語を習う際に次の4つの工程を通して覚えることがわかった。1)当該漢字に当てはまる漢越音を覚える、2)当該漢字の意味を把握する、3)当該漢字の訓読み及び音読みを知る、4)3)で習った音読みを含む漢語熟語のうち当該学習者の日本語能力に相応しい熟語を習う。また、外国語を習うにあたって、その言語の語彙の数を多く知っていれば知っているほどそのことばを豊富に表現できると言っても過言ではない。しかし、日本語の語彙の多くは漢字と漢字の組み合わせでできており、2字熟語が日本人の日常生活に多く出現しているため、このような種の熟語を初めて見た時にどのようにその読み方を判断するかベトナムの日本語教育機関の日本語学習者を対象に考察したところ、学習者は1)漢字の音読みを思い出し、2)2字の漢字の音読みを結合させてみた上で、3)辞書で確認するという工程を通して2字熟語の読み方を判断することがわかった。これは、今後上述のベトナム語と日本語との間にある音声的な対応関係を活用してベトナム人日本語学習者にとって効率的、且つ系統的な漢語熟語を指導するテキストを作成する際の参考になると考える。従来、ベトナム人日本語学習者によく見られる漢語学習に対する嫌悪感および拒否感はベトナム現地においても非漢字圏の国々と同様の漢語学習指導法が行われていることに起因すると判断されているため、これまで日本漢字音と越南漢字音との間にある音声的な対応関係を考察した結果に基づき、学習者が卒業前に日本語能力試験N1に合格するといった現地の日本語教育機関が設定した到達目標に従って、導入漢字およびその漢字語(熟語)を適当なレベルに分けた上で、各レベルにおいて、日本語の音読みとベトナム語の関越音が最も近いものから導入するようにテキストを作成する予定であった。上述した導入対象漢字・熟語のリストに日本語とベトナム語の両言語で使われる熟語もあれば、日本語だけで使われる熟語もあるが、昨年度ベトナムの日本語教育機関で本研究課題を発表したときに日本語とベトナム語の両言語で使われる熟語の意味・用法に異同があるためそれを考察すべきだと指摘を受けた。筆者自身もこの2年間でベトナム語専攻の日本人の大学生が書いたベトナム語による卒業論文で多くの誤用を見た。今後、この日本語とベトナム語の両言語で使われる熟語の意味・用法にある異同の考察結果を踏まえて、ベトナム人日本語学習者による漢越語の意味の理解等を考察したいと考える。26年度が最終年度であるため、記入しない。ベトナム語教育26年度が最終年度であるため、記入しない。25年度は現在所属している機関での勤務の1年目であり、ベトナム語で卒業論文を書くことになっているベトナム語専攻の日本人学習者に対してベトナム語によるプレゼンテーションの仕方の指導案を作成すること等やることが多くあり、本研究課題に集中することができていなかったためである。ベトナム人日本語学習者によく見られる漢字・漢語学習に対する抵抗を解消しながら,ベトナム人が日本語の中の漢字・漢語を効率的、且つ楽しく学習できる方法を考案することが本研究の目的である。大きく分けて4つの作業を遂行する予定である。第一に、博士論文で考察・分析した日本漢字音と越南漢字音との間にある音声的な対応関係を整理した上で、その異同をより厳密に考察・分析すると同時に、その歴史的背景を考察する。第二に、ベトナム人日本語学習者向けの漢語指導法を提案する際のステップ設定、またそれぞれのステップで導入する漢字の選択方法を日本語教育機関での実践を踏まえて厳密に考察する。第三には、1および2で考察した結果に基づきベトナム人日本語学習者を対象とした最も効率的、且つ系統的な漢字・漢語学習指導テキストを作成する。
脊索動物の起源と進化に関する分子進化学的研究

本研究は、脊索動物がどのような動物に起源しどのような進化の道筋を経て生まれてきたのかを分子系統学的に解析するとともに、脊索動物を特徴づける最も重要な形質である脊索に着目し、この器官の分化に関与する遺伝子の構造と機能を分子進化学的に研究することを目的とし、本年度は次のような成果が得られた。1.後口動物の分子系統学的研究:まず、18SrDNAの塩基配列の比較に基づいて後口動物各群の系統・類縁関係を検討したところ、従来この仲間に属すると考えられていた毛顎動物(ヤムシ)はこのグループには属さないこと、従って、脊索動物の進化を考えるには、棘皮動物、半索動物そして脊索動物を対象にすればよいこと、また脊椎動物に最も近縁な無脊椎動物は頭索類であること、などが示唆された。2.脊索特異的遺伝子の解析:1990年になってクローニングされたマウスのT遺伝子が脊索の分化に深く関与していることが示されている。T遺伝子のホモログはその後カエルやゼブラフィシュで単離されたが、これらの脊椎動物でのT遺伝子の発現は嚢胚形成前後から中胚葉で始まり、やがて脊索にその発現が残るというものであった。ホヤでは脊索の細胞系譜は完全に分かっている。そこでホヤのT遺伝子を単離しその発現を調べてみたところ、ホヤのT遺伝子は発生にともなって脊索細胞でのみ発現されることが分かった。この結果は尾索類の脊索と脊椎動物の脊索が相同であることを示す初めての分子的証拠であると同時に、T遺伝子の構造と機能の解析をとおして脊索動物への進化の道筋を解明できる可能性が生まれた。そこでさらに、棘皮動物(ウニ)および頭索類(ナメクジウオ)のT遺伝子のcDNAクローンの単離を試みた。現在までのところ、ウニのT遺伝子が二次間充織細胞で発現するという予備的結果を得ている。
免疫抑制剤FTY720の酵素免疫測定法開発とその認識機能解析

臓器移植の成功率を画期的に上昇させた薬剤は、シクロスポリンに始まりタクロリムスも大きく貢献している。しかし、これらの両薬剤は作用機構が同様であり、腎障害等の副作用がある。我々の新規免疫抑制剤FTY720は、その作用機構がこれら二者と大きく異なっていることから、臨床においてその開発が期待されている。本剤を臨床に供給するには薬物動態、組織分布などの解析が必要であり、これを可能とするには、FTY720の抗体が必須である。そこで特異的かつ微量検出・定量の可能な酵素免疫測定法を確立するために本研究を開始した。FTY720は基本骨格(2-aminopropane-1,3-diol)の2-位に(4-octyl)phenylethyl基を有する構造をもっている。本研究の初年度において、FTY720そのものに近い(4-mercaptooctyl)phenylethyl基構造をもつハプテン(AMPD-8)を4-フェニル酪酸から14工程で合成し抗体を作成した。この抗体の抗原認識部位(エピトープ)の解析結果は、FTY720の活性発現の必須構造を明らかに認識するものであり、微量検出・定量の可能な酵素免疫測定法を確立することができた。本年度は更に特異性・精度を求めて、モノクロナール抗体調製に努力し、以下の実績を得た。Balb/c雌性マウスを(AMPD-8)-卵白アルブミン複合体で感作し、ELISA法によって抗体価の上昇を確認した。感作マウスの脾細胞をミエローマ細胞(SP2/0-Ag14)と融合、融合細胞を得、続いて抗体産生ハイブリドーマのクローニングを2度行った。これらの過程で選択されたクローンをBalb/cヌードマウスの腹腔内に注射し、腹水を得た。次に、プロテインAセファロースを用いて腹水から抗体の精製を行い、サブクラスIgG1のモノクロナル抗体を3種類を得ることができた。シクロスポリンの開発によって臓器移植の成功率は格段に向上した。また、最近ではタクロリムスの貢献度も高い。しかし、両薬剤は共通の作用機構によって免疫抑制作用を示すため、一度拒絶反応が起こると両薬剤間での切りかえを行っても大幅な予後の改善は期待できない。そのため、作用機構が両薬剤とは全く異なる我々の新規免疫抑制剤FTY720に対する臨床からの要請は非常に強い。FTY720は、感作リンパ球の1次リンパ器官へのホーミングを促進し拒絶反応を効果的に抑制する新薬候補化合物である。そこで抗原特異的かつ微量検出・定量の可能な酵素免疫測定法を開発するために本研究を開始した。FTY720は2-位に(4-octyl)phenylethyl基を有する2-aminopropane-1,3-diol構造をもっている。抗体調製の試みとして、既に我々は2-位側鎖の末端にSH基を有する(4-mercaptobutyl)phenylethylからなるハプテンを合成、タンパク質と結合させ免疫原を調製、FTY720に対する抗体を得た。本研究において、さらにFTY720そのものに近い(4-mercaptooctyl)Phenylethyl基構造をもつハプテンを4-フェニル酪酸から14工程で合成し抗体を作成した。

このようにして得られた抗体の抗原認識部位(エピトープ)を解析した結果、FTY720の薬理活性発現に必須な構造である2-aminopropane-1,3-diolと(4-alkylphenyl)ethyl構造を認識していることが示された。さらに、微量検出・定量の可能な酵素免疫測定法を開発することができた。現在、更に特異性・精度を求めて、モノクローナル抗体調製に努力している。臓器移植の成功率を画期的に上昇させた薬剤は、シクロスポリンに始まりタクロリムスも大きく貢献している。しかし、これらの両薬剤は作用機構が同様であり、腎障害等の副作用がある。我々の新規免疫抑制剤FTY720は、その作用機構がこれら二者と大きく異なっていることから、臨床においてその開発が期待されている。本剤を臨床に供給するには薬物動態、組織分布などの解析が必要であり、これを可能とするには、FTY720の抗体が必須である。そこで抗原特異的かつ微量検出・定量の可能な酵素免疫測定法を確立するために本研究を開始した。FIY720は基本骨格(2-aminopropane-1,3-diol)の2-位に(4-octyl)phenylethyl基を有する構造をもっている。本研究の初年度において、FTY720そのものに近い(4-mercaptooctyl)phenylethyl基構造をもつハプテン(AMPD-8)を4-フェニル酪酸から14工程で合成し抗体を作成した。この抗体の抗原認識部位(エピトープ)の解析結果は、FTY720の活性発現の必須構造を明らかに認識するものであり、微量検出・定量の可能な酵素免疫測定法を確立することができた。本年度は更に特異性・精度を求めて、モノクロナール抗体調製に努力し、以下の実績を得た。Balb/c雌性マウスを(AMPD-8)-卵白アルブミン複合体で感作し、ELISA法によって抗体価の上昇を確認した。感作マウスの脾細胞をミエローマ細胞(Sp2/0-Ag14)と融合、融合細胞を得、続いて抗体産生ハイブリドーマのクローニングを2度行った。これらの過程で選択されたクローンをBalb/cヌードマウスの腹腔内に注射し、腹水を得た。次に、プロテインAセファロースを用いて腹水から抗体の精製を行い、サブクラスIgG1のモノクローナル抗体を3種類を得ることができた。
大規模計算とその場観察の定量的融合による革新的材料組織予測法の開発

本研究では,大規模フェーズフィールド(PF)計算を基軸とし,SPring-8によるその場観察と大規模分子動力学(MD)計算の三つの最先端研究をデータサイエンスにより融合し,定量的かつ高精度な革新的メゾスケール材料組織予測アプローチの構築を目指すことを目的としている.この目的を達成するために,本年度は下記の作業を行った.(1)二元合金凝固時の熱溶質対流を考慮可能なPF格子ボルツマンモデルを構築し,GPUスパコンTSUBAMEによる大規模シミュレーションを可能とした.この際,時間増分と空間格子間隔を方程式毎に変える手法によって,従来手法に比べて100倍以上の計算高速化を達成した.また,これとは別に,複数GPU計算において動的負荷分散を導入したアダプティブメッシュ法を適用し,2次元計算の高速化を達成した.(2)液相内の複数の等軸デンドライトが,強制対流や密度変化によって運動しながら成長し,衝突と合体を経て多結晶化する過程を再現するPFモデルを構築し,複数GPU並列化することで2次元大規模計算を可能とした.これによって液相内に孤立した等軸デンドライトの重力下における成長シミュレーションが可能となり,核生成メカニズム解明のためのツールが完成した.(3)純鉄の等温過冷却凝固のMDシミュレーションを行い,この結果を観測データとすることで,PF法とアンサンブルカルマンフィルタ(EnKF)を用いたデータ同化による界面エネルギーの算出を可能とした.この際,先に構築した原子構造からPFプロファイルを得る方法を採用した.(4)純鉄の3結晶系における粒成長のMDシミュレーションを行い,この結果を観察データとすることで,マルチフェーズフィールド(MPF)法とEnKFを用いたデータ同化による粒界エネルギーと粒界モビリティを同時に算出する手法を提案した.「研究実績の概要」の各項目に対する進捗状況は以下の通りである.幾つか課題はあるが,予定以上に進んだ内容もあり,全体的におおむね順調に進んでいると判断できる.(1)その場観察による観測データに対してデータ同化を行うためのマルチスケールPFモデルを構築し,複数GPU並列コーディングを行うことで大規模計算を可能とし,計画通りに研究を進めることができた.(2) Spring-8による一方向実験と同じ条件における3次元大規模PF解析は可能であったが,計算規模が大きくデータ同化を行うための系統的な評価を行うまでには至らなかった.そのため,大規模計算の効率化を図るために,マルチレベル時間&格子法および並列計算における動的負荷分散を導入したアダプティブメッシュ法を並列GPUコードに導入し,データ同化を行う準備を完了した.また,MD計算による凝固計算結果を観測データとするデータ同化を行い,MD凝固計算から界面異方性物性を取得する方法を構築した.(3)核生成挙動に関する研究については,複数デンドライトの運動を伴う成長の表現を可能とするPFモデルの構築と,並列GPU計算による大規模計算法を構築した.一方で,具体的なメカニズム解明の作業には着手できておらず,核生成現象に関しては少し遅れ気味である.(4)固液界面物性に加え,固固界面である粒界の異方性物性を取得するための,MDとMPF法を用いたデータ同化法を新たに提案した.本研究内容は当初予定には含まれていなかったが,固液界面物性取得の成功を得て新たに追加した.このため,予定より進んだ成果といえる.「現在までの進捗状況」にあるように,研究はおおむね順調に進んでいるため,当初の予定通り下記の内容を行う.(1) MDとPF計算による固液界面物性の推定を高精度化するために,これまで以上に大きな領域における凝固核成長のMD計算を行い,EnKFによるデータ同化を行う.また,本結果を精査し手法の有用性を示す.また,MDによる系統的粒成長シミュレーションを行い,MPF計算とEnKFによるデータ同化によって異方性粒界物性を取得する.(2)薄膜内の一方向凝固のその場観察結果に対して,3次元PFシミュレーションによるデータ同化を効率的に行うために,3次元アダプティブメッシュ法を開発し,さらに複数GPU並列化を行う.これを用いて,EnKFを用いたデータ同化を行う.(3)デンドライト成長時のフラグメンテーションを再現可能な3次元大規模PFシミュレーションを可能とし,シミュレーションを行うことでフラグメンテーションのメカニズム解明する.また,系統的なフラグメンテーションシミュレーション結果をデータベース化し,機械学習による凝固組織微細化の最適化を図る.(4)これまでの研究成果をまとめ複数の論文を執筆&投稿することで,広く社会に研究成果を公開する.また,最後に研究を総括し,今後の研究の方向性を検討する.本研究では,大規模フェーズフィールド(PF)計算を基軸とし,SPring-8によるその場観察と大規模分子動力学(MD)計算の三つの最先端研究をデータサイエンスにより融合し,定量的かつ高精度な革新的メゾスケール材料組織予測アプローチの構築を目指すことを目的としている.この目的を達成するために,本年度は下記の作業を行った.(1)大規模シミュレーションに用いる東京工業大学のGPUスパコンTSUBAMEのGPUがすべてNVIDIA TESLA P100に更新されTSUBAME3.0が稼働したたため,PF法とMD法の並列GPUコードをP100用にチューニングした.これによって,前スパコンTSUBAME2.5に対して約4倍の計算高速化が達成された.(2) PF計算に必要となる物性値の取得を可能とする,アンサンブルカルマンフィルタによるデータ同化をコーディングし,その計算を高速化するためにTSUBAME用に複数GPU並列化を行った.

また,等温デンドライト凝固の双子実験によって,異方性強度を同定するシミュレーションを行い,妥当な結果が得られることを確認した.(3) MD計算結果をPFプロファイルにマッピングする手法を構築し,MD計算とPF計算を同条件で行える環境を準備した.また,Spring-8を用いたFe-Si二元合金の一方向凝固その場観察を行い,デンドライト成長過程の連続イメージを取得した.次いで,その場観察イメージをPFプロファイルに落とし込む方法の開発に着手した.(4)多結晶二元合金の一方向凝固の大規模PFシミュレーションを系統的に行い,柱状多結晶凝固の競合成長現象を解明した.加えて,その場観察実験と同条件での超大規模PFシミュレーションを行い,両者によるデータ同化の可能性を検討した.「研究実績の概要」の各項目に対する進捗状況は以下の通りである.幾つか課題はあるが,予定以上に進んだ内容もあり,研究は全体的におおむね順調に進んでいると判断できる.(1)大規模シミュレーション用の複数GPU並列コードの作成は予定以上に順調に進んだ.いずれもウイークスケーリング評価を行い,よいスケーリングが達成できることを確認した.(2)データ同化をGPUスパコン上で行うための複数GPU並列化も問題なく完了し,双子実験による基本的な性能評価を完了した.MD計算結果をPFプロファイルにマッピングする手法を構築し,MD計算とPF計算を同条件で行いデータ同化によって物性値を取得する準備が整った.(3) Fe-Si合金の一方向凝固その場観察実験を行い,その場観察結果の画像イメージをPF変数プロファイルに落とし込む技術構築を行っている.予想以上にノイズが多く,これを如何に排除して綺麗なPFデータにするかが次年度の課題である.(5)多結晶二元合金の一方向凝固PFシミュレーションを系統的に行い,その成果をジャーナルMaterialiaへ投稿しアクセプトされた.また,その場観察実験と全く同じ時空間スケールにおけるPF計算を試み,その場観察結果と大規模PF計算によるデータ同化の可能性を検証した.全く同じスケールでのPF計算は計算コストが極めて高く,このままではデータ同化は困難であり,これを解決することが次年度の課題である.本研究では,大規模フェーズフィールド(PF)計算を基軸とし,SPring-8によるその場観察と大規模分子動力学(MD)計算の三つの最先端研究をデータサイエンスにより融合し,定量的かつ高精度な革新的メゾスケール材料組織予測アプローチの構築を目指すことを目的としている.この目的を達成するために,本年度は下記の作業を行った.(1)二元合金凝固時の熱溶質対流を考慮可能なPF格子ボルツマンモデルを構築し,GPUスパコンTSUBAMEによる大規模シミュレーションを可能とした.この際,時間増分と空間格子間隔を方程式毎に変える手法によって,従来手法に比べて100倍以上の計算高速化を達成した.また,これとは別に,複数GPU計算において動的負荷分散を導入したアダプティブメッシュ法を適用し,2次元計算の高速化を達成した.
脂肪細胞から核の初期化を経て誘導した軟骨細胞による軟骨修復

軟骨特異的発現をもたらすXI型コラーゲンα2鎖遺伝子(Collla2)のpromoter/enhancer配列にLacZとネオマイシン耐性遺伝子の融合遺伝子であるβgeo遺伝子を結合したトランスジーンコンストラクトを作製した。これを導入したトランスジェニックマウスを作製し、ラインを樹立した。このマウスの胎仔をX-galで染色すると、四肢と肋骨の軟骨原基のみが青く染まり、軟骨特異的にトランスジーンを発現していることが示唆された。このマウスの皮膚から線維芽細胞を、軟骨から軟骨細胞を初代培養した。培養にG418を添加すると、線維芽細胞は死滅したのに対し、軟骨細胞は生存した。Wild typeマウスから培養した軟骨細胞は死滅した。マウス培養軟骨細胞からRNAを抽出してcDNAを用意レトロウイルス発現ベクターに組み込んだcDNAライブラリーを作成した。このライブラリーをβgcoトランスジェニックマウス由来線維芽細胞細胞に導入したところ、G418耐性のコロニーは得られなかった。そこで初期化因子(c-Myc, Klf4, 0ct3/4, Sox2)とSOX9、SOX5、SOX6のcDNAをレトロウイルスベクターに組み込んで発現ベクターを川意した。これらを線維芽細胞に導入し、細胞から蛋白を抽出し、western blot解析を行った。各初期化因子とSOX9の抗体を用いたところ、バンドを認めたため、発現ベクターが機能していることが判明した。初期化因子、SOX9と軟骨cDNAライブラリーを種々の割合で混合して、線維芽細胞に導入したところ、コロニーが出現した。このコロニーをピックアップし、クローニングした。クローニングした細胞はalcian blueに染まり、軟骨の表現型を持つことが示唆された。この細胞の解析を進めるために、細胞からRNAと蛋白を抽出した、本年度の研究により、Collla2-βgeoトランスジェニックマウスとレトロウイルス発現ベクターを組み合わせて用いることにより、線維芽細胞を軟骨細胞に誘導し得ることが示唆された.軟骨細胞を誘導する因子をクローニングするために、Col11a2promoter/enhancerにβ-geo(β-gal+neo)を結合したtransgene constructを作製、これを導入したトランスジェニックマウスラインを樹立した。このトランスジェニックマウスの種々の組織から細胞を調整、培養し、軟骨から調整した細胞のみが生存し、他の線維芽細胞、脂肪細胞、骨芽細胞などは致死となるG418の濃度を決定した。次にマウス胎児軟骨原基、および肢芽からRNAを調整し、レトロウイルスに組み込んだライブラリーを作製した。このライブラリーと核の初期化に必要とされる遺伝子を、Col11a2-β-geo transgenicmiceから調整した線維芽細胞に感染させ、G418存在下に培養している。現在、コロニーを得るために細胞数と核の初期化に必要とされる遺伝子の選択を検討した。条件が決まり次第、本格的なスクリーニングを行う。この細胞の解析を進めるために、細胞からRNAと蛋白を抽出した、本年度の研究により、Collla2-βgeoトランスジェニックマウスとレトロウイルス発現ベクターを組み合わせて用いることにより、線維芽細胞を軟骨細胞に誘導し得ることが示唆された.
液液界面を利用した生体模倣型逆浸透膜の無欠陥・大面積製膜

平成30年度は下記の項目について検討した。I.液液界面接触法による無欠陥脂質二分子膜の形成製膜方法、及び脂質二分子膜を展開するための支持体の選定について検討した。製膜方法については、安定かつ連続的な脂質二分子膜を多孔質支持体表面に形成させるためには、脂質溶液と支持体との接触方法や、脂質組成が重要であることが明らかになった。支持体については、高い透水性と塩阻止性を両立させるためには、多孔質支持体の表面細孔径を適切に制御することが重要であるということが明らかとなり、最適な支持体を作製する手法を確立した。改良した製膜方法、支持体を用いることで、単一の脂質二分子膜を支持体表面へ形成できることが確認できた。得られた脂質二分子膜に対して、RO膜の孔として機能する水チャネル(Gramicidin AまたはAmphotericin B)を導入し、透水性を評価したところ、脂質組成を適切に制御することで、市販のポリアミド逆浸透膜を超える性能を達成できた。Aquaporinを用いた既往の研究と比較しても高い性能を示しており、生体模倣的アプローチが逆浸透膜の透水性向上に有効であることを、世界で初めて示した結果といえる。II.生体模倣による物理的・化学的強度の付与上記のようにして作製した脂質二分子膜について、クロスフローろ過における耐圧性を評価したところ、長時間安定に透水性・塩阻止性を示し、透水圧に耐えられる物理的強度を有していることが分かった。更なる強度向上を目指し、前年に引き続き、高分子保護層の形成方法についても検討を進めた。液液界面を利用した二分子膜形成方法の確立の見通しがたった。また、様々な水チャネルを脂質二分子膜に導入する方法や、実用化を指向した強度向上についても順調に検討が進んでいる。平成31年度は、引き続き、液液界面接触法による脂質二分子膜の形成、及び物理的・化学的強度の付与について検討を行う。さらに、実用化を指向し、耐ファウリング性や耐久性等の評価についても検討する。学内外の共有機器を利用できる環境が整ったため、それらを効果的に利用して、計画通り進める予定である。平成29年度は下記の項目について検討した。I.液液界面接触法による脂質二分子膜の形成脂質二分子膜を展開するための基材の選定を中心に検討した。セルロースなどの柔軟性を有し、大面積化が容易な高分子多孔体を用いて、多孔体と脂質分子の間の疎水性相互作用や静電相互作用により脂質二分子膜を展開する方法を確立した。光褪色後蛍光回復法により、多孔体表面に平面的かつ連続的な脂質二分子膜が形成されていることが確認できた。NaClに対する透過性評価から、無欠陥であることも確認できた。また、水分子の透過孔となる水チャネルの導入方法についても検討し、脂質二分子膜形成後に水チャネルを溶液として添加することで、水チャネルを導入する方法を確立した。蛍光標識したモデル物質を用いて、脂質二分子膜への導入を直接観察することもできた。II.物理的・化学的強度の付与支持体となる多孔体表面に高分子保護層を導入することで、物理的強度の向上を試みた。交互吸着法により多孔体表面に高分子保護層を形成し、その表面に脂質二分子膜を展開することで、脂質二分子膜にクロスフローろ過に耐えうる物理的強度を付与できる可能性を見出した。強度は高分子の積層数に依存する傾向が得られた。また、光架橋性脂質DiynePCを用いた脂質二分子膜の架橋についても検討し、脂質分子の光架橋に伴い膜構造の変化がみられ、架橋が水チャネルの導入・構造に影響を与える可能性が示唆され、水チャネルの機能発現には更なる条件検討が必要であることがわかった。二分子膜形成については、高分子多孔体表面へ脂質二分子膜を形成する手法は確立できたものの、透水性の発現には至っていない。一方、強度付与については、クロスフローろ過における圧力に耐えうる強度を達成できた。

液液界面を利用した二分子膜形成方法の確立の見通しがたった。また、様々な水チャネルを脂質二分子膜に導入する方法や、実用化を指向した強度向上についても順調に検討が進んでいる。平成30年度は、引き続き、液液界面接触法による脂質二分子膜の形成、及び物理的・化学的強度の付与について検討を行う。所属の異動を当初想定しておらず、これまで用いていた評価装置が現在の所属機関に無いものが多いが、学内外の共有機器を利用するなどして、計画通り進める予定である。平成31年度は、引き続き、液液界面接触法による脂質二分子膜の形成、及び物理的・化学的強度の付与について検討を行う。さらに、実用化を指向し、耐ファウリング性や耐久性等の評価についても検討する。学内外の共有機器を利用できる環境が整ったため、それらを効果的に利用して、計画通り進める予定である。
海洋の湧昇域における生産規模と鉄の関係に関する研究

海洋における一次生物生産規模を決定する因子として、物理的な安定性生物的な面としては、植物プランクトン量や動物プランクトンの捕食圧が考えられる。一方、化学的因子としては、植物プランクトンの成長に必須の栄養塩の存在量が重要であるが、近年の分析技術の発展とクリーンテクニックの普及により海洋に極微量にしか存在しない重金属元素が一次生産に密接に関わっていることが明らかになってきた。特に、光合成色素やチトクローム、硝酸還元酵素等に必須である鉄は、溶解度が極めて低く海洋における生物生産を制限する海域があることが報告されている。そこで本研究では、生物生産が高いとされる北部北太平洋域と西部太平洋赤道域において、植物プランクトンの生育に必須の化学成分を測定し植物プランクトンによる一次生産の規模を推定することを目的とした。本研究で明かにされた点は以下のとおりである。栄養塩、必須微量金属等の化学的観点からみて最も生物生産が高いと思われるのは、中央太平洋亜寒帯域であった。アラスカ湾の東部亜寒帯域は、栄養塩は豊富であるが鉄がほぼ枯渇状態にあった。このことは、亜寒帯域では、下層からの栄養塩に富んだ湧昇水の供給により栄養塩が豊富であるが、鉄については、アジア大陸からの大気を経由しての供給であるため、最も距離の遠いアラスカ湾では、鉄濃度が低いものと推定された。一方、赤道域では、表層における栄養塩、鉄とも枯渇状態にあり生物生産は、最も低いと推定された。設備の照明付インキュベーターを用いて行った培養実験により現場の海水を用いて種々の化学成分を添加することにより栄養元素の必要量の推定を行った。この結果、窒素態の利用には硝酸塩がアンモニウム塩より2倍程度の鉄を必要とすることが明らかになった。
リバースケミカルジェネティクスによるマラリア赤血球侵入分子機構の解析

本研究は、マラリア原虫のタンパク質相互作用を標的としたリバースケミカルジェネティクス研究法の確立を目ざした。まず、マラリアワクチン候補分子GAMAと直接結合するマラリア原虫タンパク質MSP10を同定した。次に、GAMAとMSP10の結合を阻害する化合物を探索するため、高速な分子間相互作用検出系であるAlphaScreenを用いてGAMA-MSP10相互作用に対する阻害剤のスクリーニング系を構築した。今後は当該相互作用を阻害する化合物を探索し、それを培養熱帯熱マラリア原虫に添加しメロゾイトの赤血球侵入に及ぼす影響を解析することにより、原虫の赤血球侵入分子メカニズムの解明に繋げたい。リバースケミカルジェネティクスとは「標的タンパク質に対する阻害剤をスクリーニングし、その阻害剤が生物の表現型に及ぼす影響を観察することによって、標的タンパク質の機能を明らかにすること」である。本研究は、熱帯熱マラリア原虫においてこの手法を確立し、これまでリバースゲネティクスでは解析出来なかった熱帯熱マラリア原虫の赤血球期に発現する機能未知タンパク質の機能を明らかにすることを目的とする。そのために、近年我々が同定したメロゾイトタンパク質分子GAMAを例に、その特異的阻害剤を見出すことによって、赤血球期原虫におけるGAMAの分子機能の詳細を明らかにすることを目指して本研究を開始した。平成26年度は、GAMAと既に同定済みのGAMA結合タンパク質の相互作用を阻害する化合物ハイスループットスクリーニング(HTS)系の構築を行った。「タンパク質/タンパク質」の相互作用は弱いことが知られているため、HTS系の構築に、本研究センターの基盤技術であるアルファスクリーンを応用した。つまり、タグ融合GAMAタンパク質と、ビオチン化GAMA結合タンパク質をインキュベートしておき、そこにビオチン結合ドナービーズと抗タグ抗体結合アクセプタービーズを加え、タンパク質/タンパク質相互作用を、発光シグナルで検出するものである。このアッセイ系の構築のためには、GAMA及びGAMA結合タンパク質のタグ付加並びにビオチン化部位が、発光シグナルに影響する可能性を検証することが必須であるため、両者のタンパク質のN末またはC末にタグ付加並びにビオチン化を全ての可能性を検討した。その結果、最適な組合せを見出すことが出来たことから、GAMA/GAMA結合タンパク質の相互作用を阻害する化合物のHTSスクリーニング系が確立できたと考えられる。本研究は、熱帯熱マラリア赤血球期原虫においてこの手法を確立し、これまでリバースジェネティクスでは解析出来なかった熱帯熱マラリア原虫の赤血球期に発現する機能未知タンパク質の機能を明らかにすることを目的とする。そのために、近年我々が同定し、赤血球侵入に重要な役割を果たしているメロゾイトタンパク質GAMAを例にとり、その特異的阻害剤を見出すことによって、赤血球期原虫におけるGAMAの分子機能の詳細を明らかにすることを目指して本研究を開始した。まず本研究でGAMAが相互作用する原虫タンパク質を同定した。抗GAMA抗体で免疫沈降を行った結果、メロゾイト表面に局在するGPIアンカータンパク質Merozoite surface protein 10 (MSP10)が共沈した。次にコムギ無細胞系によりGAMAとMSP10を合成し、表面プラズモン共鳴によって相互作用を計測した結果両者は比較的強く直接相互作用していることが判明した。このことは、メロゾイト内の小器官から移行してきたGAMA分子が、メロゾイト表面にあるMSP10と相互作用することを示唆している。続いて当該相互作用が原虫の赤血球侵入にどのような役目を果たすのか解析するため、ハイスループットな分子間相互作用検出系であるAlphaScreenを用いてGAMA-MSP10相互作用に対する阻害剤・モノクローナル抗体スクリーニング系を構築した。今後は当該相互作用を阻害する化合物の探索、ならびにそれによってメロゾイト侵入がどのような影響を受けるのかを解析し、GAMAの赤血球侵入分子メカニズムを解明する。寄生虫学当初の予定通り、平成26年度に確立したGAMA/GAMA結合タンパク質の相互作用を阻害する化合物のHTSスクリーニング系を用いて、化合物コアライブラリーをスクリーニングする。タンパク質/タンパク質相互作用アッセイ系の確立が効率よく進んだため、使用したタンパク質合成用消耗品の使用料が予想よりも少ない量で達成できたため。平成27年度にスクリーニングする化合物ライブラリーのスケールを大きくし、そのために必要なタンパク質合成用消耗品も当初の計画より大量に必要となることから、それら消耗品費に追加して使用する。
顧客主導型多品種少量生産-セル生産の基本構成設計に関する研究

最近の諸企業をとりまく環境条件は、きわめて厳しい。これまで先進国で善であった"大量生産.大量消費"は根本的に変革を余儀なくされている。製品の低価格化、高品質化、多仕様化、特殊化、少量化といった市場動向に適応していくためには、個々の企業は必然的になんらかの対策を講じなければならない。こうした状況下で、特に最近のように顧客のニーズが多様化してくると、諸企業は「セル生産」の途を歩まなくてはならない。本研究では、類似係数によるセル構成問題について述べる。すなわち、機械設備の使用の類似性または部品の製造工程の類似性に着目して、機械設備または部品をそれぞれグループ化するための類似係数を用いたセル構成問題に関する研究である。これまで(1972年-2000年)の類似係数に関する先行研究論文について詳細に調査している。165編の先行研究論文がレピューされており、この領域の先行研究をほぼ網羅している。この意味でこの章はサーベイ研究としても価値があると判断できる。さらに、この詳細レピューに基づいて、これまで提案されてきた多くの類似係数をその特徴により類型化し、類似係数分類のフレームワークを提案している。この提案された分類のフレームワークは新規に類似係数の考案する際に有益なガイドラインとなる。最後に、過去約30年にわたり公表された研究論文165編を収録した論文リストは貴重な資料でもある。さらに本研究では、いくつかの類似係数を取り上げ、その問題点を指摘している。具体的には、従来の類似係数では機械設備間の類似度を正確に数量化できない、したがって、従来の類似係数に基づいたセル構成の最適性ないし構成結果の良否の判定が困難である、さらに現実に存在する大規模問題に対して最終のセル構成を得るまでに膨大な計算回数や計算時間を要する、など改良すべき点を指摘して、将来の研究の方向性を明らかにしている。クラスタ分析を行うために、類似係数を用いる。これまで(1972年-2002年)の類似係数に関する先行研究論文について詳細に調査している。160編以上の先行研究論文がレピューされており、この領域の先行研究をほぼ網羅している。また、過去約30年にわたり公表された研究論文160編以上を収録した論文リストは貴重な資料でもある。最後に、いくつかの類似係数を取り上げ、その問題点を指摘している。具体的には、従来の類似係数では機械設備間の類似度を正確に数量化できない、したがって、従来の類似係数に基づいたセル構成の最適性ないし構成結果の良否の判定が困難である、さらに現実に存在する大規模問題に対して最終のセル構成を得るまでに膨大な計算回数や計算時間を要する、など改良すべき点を指摘して、平成17年度で展開している研究の意義を明らかにしている。次の研究では、既存の先行研究では考慮されていなかった2つの生産要素、すなわち部品の加工順序と機械使用ルートの代替性、を同時に取り扱っている。セル生産システム内での部品の移動が最小となるような最適セル構成問題を提示し、これを非線形混合整数計画モデルとして定式化している。この種の数理計画問題は現実的に解く(つまり、最適解を得ること)が困難な問題であることが証明されており、従ってこの2つの生産要素を同時に考慮した新しい機械設備間類似係数を提案し、2段階から成るセル構成の発見的方法を提案している。

具体的には、従来の類似係数では機械設備間の類似度を正確に数量化できない、したがって、従来の類似係数に基づいたセル構成の最適性ないし構成結果の良否の判定が困難である、さらに現実に存在する大規模問題に対して最終のセル構成を得るまでに膨大な計算回数や計算時間を要する、など改良すべき点を指摘して、将来の研究の方向性を明らかにしている。