hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
共通データベースにもとづく国立大学と私立大学の財務比較分析

本研究課題では、我が国高等教育の財政・財務システム研究の一環として、国立大学(国立大学法人)と私立大学(学校法人)の財務比較分析を行った。この目的のため、国立大学および私立大学の財務データを体系的に整備すると共に、各大学の学生数・教員数等の基本データとの結合を行った。このようにして構築されたデータベースを用いた分析を進めた結果、高等教育に対する財政支援システムを検討する上で必要な基礎資料を得ることができた。本研究課題は、我が国高等教育の財務・財政システム研究の一環として、国立大学(国立大学法人)と私立大学(学校法人)の財務比較分析を行うものである。この目的のため、まず、国立大学の財務データとして、国立大学法人財務分析研究会編『国立大学の財務』および全国立大学法人が公表している「事業報告書」「業務の実績に関する報告書」を収集し、必要なデータをコンピュータに入力した。私立大学については、各大学ホームページおよび広報誌を収集したが、必要なデータが十分に公表されている状態でないので、次年度に向けてデータ提供の可否の照会を進めた。ただし、私立大学については、日本私立学校振興・共済事業団『今日の私学財政』に詳細な集計データが掲載されているので、それにもとづく現状分析を高等教育政策ワークショップ(2006年10月)で、時系列分析を広島大学高等教育研究開発センター編『高等教育研究叢書』(2006年10月)でそれぞれ報告した。他方、国立大学と私立大学の財務比較分析のための枠組を構築するために、現行の国立大学法人会計基準、学校法人会計基準および企業会計基準の照合作業を行い、学校法人会計基準による国立大学データの組み替え、国立大学法人会計基準による私立大学データの組み替え、企業会計方式による国立大学および私立大学データの組み替えを試行的に開始した。以上のデータ収集作業、各会計基準の照合作業および試行的データ組み換え作業を進めることにより、19年度以降の財務比較分析に備えた。本研究課題は、我が国高等教育の財政・財務システム研究の一環として、国立大学(国立大学法人)と私立大学(学校法人)の財務比較分析を行うものである。この目的のため、19年度は、昨年度に収集した国立大学および私立大学の財務データの補完を行った。具体的には、国立大学については、「国立大学法人会計基準」に基づいて、収集したデータを吟味した。すなわち「基準」からみて整合的ではないデータについては他の資料等を参照しつつ、修正作業を実施した。私立大学については、これまでに収集したデータが学校法人全体のものであることが多かったので、所属機関の財務部等の協力を得て、大学部門(法人部門、附属病院部門、附属学校部門等を除いたもの)のデータ収集を実施した。同時に、収集したデータを、国立大学と私立大学に共通する枠組で捉えるための理論研究を行った。具体的には、国内外の大学財務研究および会計基準研究を参考にして理論研究を深めつつ、収集したデータを次のような方法で捉え直すことを検討した。1.国立大学データを学校法人会計基準により組み替える.2.私立大学データを国立大学法人会計基準により組み替える。3.国立大学および私立大学データを企業会計方式により組み替える。4.国立大学および私立大学データをFASB(米国財務会計基準審議会)財務会計基準第93号などの非営利法人に適用される会計基準により組み替える。なお、19年度は、研究期間の2年目であったので、これまでの研究成果の一部を「拡大期以降の私大財務」として、日中高等教育フォーラム(新彊師範大学、2007年8月3日)において報告し、今後の研究方向について参加者より有益な助言を得た。この目的のため、20年度は、昨年度までに収集した国立大学および私立大学の財務データを体糸的に整備すると共に、各大学の学生数・教員数等の基本データと結合を行った。このようにして構築されたデータベースを用いた分析を進めた結果、今年度は主として次のような成果が得られた。1.私立大学財務は、消費収支比率が上昇し、帰属収支差額比率が低下するなど、フローにおいては悪化する傾向にあるが、負債比率が低下し、自己資金構成比率が上昇するなど、ストックにおいては安定性を増している。法人化したとは言え、特に施設・設備については政府資金に依存し、減価償却の仕組も確立してない国立大学とは対象的である。2.政府資金に対ずる依存度は、言うまでもなく国立大学が高く、私立大学が低いが、この依存度の低さの故に、今後、政府資金が例えば年率1%程度削減されても私立大学財務には深刻な影響は及ぼされない(ただし、学生数減少など他の要因による財務状況悪化は予測される)。この点は、向こう15年間を対象としたシミュレーションによっても確認することができた。運営費交付金の削減が国立大学に深刻な影響を及ぼすという島(2007)のシミュレーション結果とは対照的である。

3.国立大学・対・私立大学および国立大学間の資金配分については、2004年の国立大学法人化の前後で比較しても大きな変化は認められない。しがし、個々の教員レベルでの研究費配分については、大きな変化がみられ、教員間の格差が拡大している。
地震時の住宅内における負傷危険度評価手法の研究

阪神・淡路大震災における調査から、倒壊を免れた家屋内でも、家具転倒等による負傷者が発生している。このような被害を防止するために、その危険度を定量的に評価する手法を開発した。大腿骨骨折に焦点を当て、実験とシミュレーションによる危険度評価を試行した。実験に関しては、より現実に近い環境を想定し、多様な条件下での家具転倒実験を実施した。また、実際の被災状況を想定するため、アンケートを実施し、防災意識や家具の状況を把握した。阪神・淡路大震災における人的被害調査によると入院を伴う負傷者は家屋と家具を原因とする負傷が同程度であり、堅牢建物な住宅でも家具による骨盤や大腿骨の骨折が多いことが明らかとなった。本応募課題では、地震時の住宅内における典型的な負傷発生要因として、転倒家具による負傷を定量的に評価できるようコンピュータシミュレーションを用い、居住環境の条件(家具の種類・配置・寝具・床材など)および人体モデルの生理的指標(年齢・性別に伴う骨密度の違いや姿勢・負傷部位など)を変化させ、それぞれの条件下での負傷シミュレーションを行う。そこで得られた知見から、より安全な居住環境を見出すとともに、幼児や高齢者など災害弱者となりうる人々に対するより効果的な防災対策を提案する事を目的としている。本年度は大腿骨表面形状デジタルデータを有限要素シミュレーションにおいて使用できるモデルへと変換し、既往研究の成果から骨の物性値を入力した。シミュレーションの形態は阪神・淡路大震災においては仰臥姿勢で就寝中に、大腿部に家具が転倒し骨折に至ったという例が典型であると考えられるので、大腿骨モデルを被衝突体として水平に配置し、上方より衝突体を落下させるものとした。大腿骨モデルは両端を支持固定し、筋肉を代替するシリコンゴムモデルを貼付した状態での衝突シミュレーションを試行した。解析によって大腿骨には応力発生の状況を再現することができた。なお、同じ形態で加速度センサーを用いた実験も実施し、実験とシミュレーションの比較が可能となっている。阪神・淡路大震災における人的被害調査によると、堅牢建物でも家具による骨盤や大腿骨の骨折が多いことが明らかとなった。本応募課題では、地震時の住宅内における典型的な負傷発生要因として、転倒家具による大腿骨骨折の定量的評価評価手法の開発を行う。本年度は前年度に引き続き、精緻なモデルの開発を行った。具体的には、前年度は平板のシリコンゴムを筋肉の代替としていたが、より人体に近い形状で、かつ内部も緻密なソリッド要素での筋肉モデル作成を試みた。この筋肉モデル作成は次年度も引き続き行う。シミュレーションと並行して実施している加速度センサーを用いた実験に関しては、今年度は6種類の家具を用いた転倒実験を行った。この実験によると、中空のタンスのみでは骨折が発生する可能性は低いが、実際の状況と近い、衣料を入れた状態では、可能性が高い事が分かった。ディスプレイや、食器棚も高い値を示したが、それらに比較すると本棚や冷蔵庫はやや低かった。本棚は収納されている本が緩衝材となり、かつ重量が分散することで衝撃が軽減された板。一方で、同じ家具でも衝突の方向によって値の変化がみられた。このような実験結果から、家具の種類や転倒方向、内容物の検討等を行い、シミュレーションの基礎的資料を得ることができた。さらに、実際の生活状況の把握を目的として、在宅高齢者に対してアンケート調査を実施した。この調査から防災への意識と、防災への備えの現状を把握することができた。阪神・淡路大震災における人的被害調査によると、建物被害が軽微な堅牢建物でも家具による骨盤や大腿骨の骨折が発生していたことが明らかとなっている。本課題では、地震時の住宅内における典型的な負傷発生要因として、転倒家具による大腿骨骨折の定量的評評価手法の開発を行った。22年度は、長周期地震動による集合住宅の屋内被害を想定し、一般的に一室に家具および寝具が設置されている、ワンルームマンション居住者に対してアンケート調査を実施した。その結果、室面積が狭小なため家具の設置個数が少なく、家具による直接的な人的被害は少ないが、避難経路の遮断が問題となる可能性が明らかになった。次にこの調査結果を受け、ワンルームマンションでの典型的な間取り・家具配置パターンを近似した状況をコンピュータシミュレーションによって再現した。家具の配置パターンによって変化する地震後の屋内被災状況を確認した。21年度より継続している、大腿部モデルによる実験に関しては、22年度は新たに荷重計(ロードセル)を導入した。これにより、従来は計算で求めていた直接大腿部へ載荷される家具重量の値を、実験的に求めることが可能になった。加速度センサーは大腿部モデル内に設置、圧力センサーは衝突体(家具)表面に設置し、タンス転倒実験を実施した。タンス単体で36kg、タンス+衣料で48kg、タンス+衣料+おもりで58kgの三種の条件とした。2種のセンサーからのデータにより評価の信頼性が向上できたと考えられる。
遺伝子発現の抑制的調節機構:サイレンサ-結合因子とその遺伝子

今年度は、ショウジョウバエの複製因子であるDNAポリメラ-ゼ(以下polα)とPCNA(増殖細胞各抗原:polδ促進因子)の遺伝子の発現抑制機構の研究に重要な進展があった。1)両遺伝子は共通の8塩基対TATCGATAの、促進配列(我々はDRE:DNA replicationーrelated elmentと命名した)によって支配されていることを証明したる。さらにこの配列に結合する分子量約85000のタンパク質因子DREFを発見し、その精製法を確立した。現在DREF遺伝子の単離を試みている。2)昨年、両遺伝子の発現がホメオドメインタンパク質の一つ(zerknullt)によって抑制されることを報告した。この抑制と上記のDRE/DREFとの関係をしらべた結果、zerknulltはDREFの活性低下をもたらすことを証明した。この機構は細胞分化と共役した増殖停止にとって重要であると予想される。zerknulltがDREFを抑制する機構は不明であるが、DREFの遺伝子クロ-ニングおよびそれに対する抗体の作成が重要な手がかりを与えてくれるであろう。すでに、見いだしているマウスのDNAポリメラ-ゼ(pol)β遺伝子の上流にある発現抑制配例(サイレンサ-)とそれに結合する因子に関する研究のほかに、他のDNA合成関連遺伝子についても研究をすすめて、以下の結果を得た。(1)polβ遺伝子サイレンサ-は大きく2つに分けられ、さらにそれぞれが4および2つのサブドメインに分かれることを証明した。これらの配列に結合するHeLa細胞の因子を検索して、転写関始点の上流553から605bpの領域に特異的に結合する因子を見いだした。この配列は、c-Fos/c-Junタンパク質複合体が結合することが報告されているc-myc遺伝子のサイレンサ-配列と相同性があり、抗体をもちいて、polβサイレンサ-の結合因子にもがc-Fosが含まれることを示す結果を得た。(2)新たに、DNA複製に必須であるpolδの補助因子である増殖細胞核抗原(PCNA)の遺伝子をショウジョウバエとマウスから単離して、構造をきめた。いずれの遺伝子も抑制的な制御を受けることを証明した。さらに、前者にいては、ショウジョウバエの形態形成を調節するホメオドメインタンパク質の1つであるzerknullt遺伝子産物が抑制因子の1つとして、機能すことを示唆する結果を得た。(3)ショウジョウバエの複製酵素であるpolαの遺伝子のクロ-ニングと構造解析も行い、この遺伝子上流にもPCNA遺伝子と同様のホメオドメインタンパク質結合配列があることを証明し、同様の調節を受けていることが予想される。以上の結果は、DNA合成系の遺伝子が抑制的な遺伝的制御を受けていることが、普偏的であることを示唆しており、興味深い。今後、更に未知のサイレンサ-結合因子を追求していく。マウスDNAポリメラ-ゼ(以下pol)β遺伝子の発現を抑制するサイレンサ-の作用機構の解明とともに、他のDNA合成酵素遺伝子についても同様の機構が存在するか否かを調べ本年度は以下の実績を得た。1)サイレンサ-結合因子としてがん遺伝子cーfosに関連したタンパク質が含まれることを見いだしたが、ヒトcーFos発現プラスミドを用いた実験で、発現抑制の受け手となる領域は、サイレンサ-ではなくプロモ-タ-結合因子であることを示す結果を得た。従って、サイレンサ-結合因子は、cーFosと抗原性を共在する他のタンパク質であると考えられる。2)マウスのPCNA(増殖細胞核抗原:polδ促進因子)遺伝子もサイレンサ-によって抑制されることを見いだした。このサイレンサ-は、polβ遺伝子サイレンサ-が機能しない神経芽腫細胞でも機能するので、異なる調節因子によって支配されていると考えられる。3)ショウジョウバエのDNA復製に必須であるPCNAとpolα遺伝子は共通のプロモ-タ-によって細胞増殖に対応した支配を受けていることを示唆する結果を得ている。両遺伝子のさらに上流域(転写開始点より200ー600bp)には、形態形成を支配するホメオドメインタンパク質が結合する配列がクラスタ-をなして存在する。さらに、ある種のホメオドメインタンパク質(zerknullt遺伝子産物)によって抑制されることを培養細胞およびトランスジェニックハエをもちいて証明した。このことは、細胞分化と共役したDNA複製遺伝子の抑制機構にサイレンサ-機能が関与していることを示す。
四国における海岸地下水の塩水化災害とその予測・制御に関する研究

わが国の数多くの臨海部においては各種産業や人口の集中化に伴って過剰揚水による地下水の塩水化災害が生じ、水利用上、大きな社会的問題となっている。四国においては、雨量や地形といった自然条件が北部と南部で異なるとともに、瀬戸内海における本州四国間のいわゆる南北問題によって増幅される北部と南部における産業構造の違いが地下水利用状況にかなりの差異をもたらしている。すなわち、北部においては塩田跡などに埋立てが進行しそこに進出した重化学工業による大規模な地下水利用が見られ、南部においては鮎・鰻養殖や二期作農業による地下水利用が見られる。本研究は四国における塩水化災害について、その歴史的変遷を調べ、予測法を開発して、制御工法を見出そうとしたものであって、その研究実績の概要はつぎのようである。1.四国4県における地下水塩水化災害の史料を收集するとともに、流域や河道形態の変遷ならびに地震の影響などを参考資料として、各県における産業と地下水揚水量の関連を見出し塩水化災害とその防止技術の歴史的変遷を明らかにした。2.鮎・鰻養殖を主産業とする徳島県那賀川河口および揚水量制御によって地下水確保をはかる愛媛県喜木川河口において三次元移流分散モデルによる数値シミュレーションを行って、両河口における分散長の値を求め、塩水化災害の予測精度の向上に努めた。3.柑橘類を主産業とする愛媛県興居島において塩化物イオン濃度、電気伝導率の鉛直分布測定と地下水位測量を実施するとともに、岸・井内モデル(1984)を改良した新しい淡塩水境界面モデルを開発して潮汐変動に伴う塩水化災害の実態を把握した。4.砂層モデル実験を行い、護岸矢板の打設開口幅と揚水量との関係から塩分侵入制御効果とその定量評価法を明らかにした。5.以上の諸成果より、四国における海岸地下水の塩水化災害とその予測・制御に関する総合的知見を得た。
走化性における応答濃度レンジ拡張メカニズムの解明

本研究は,真核細胞の走化性にみられる,広い濃度レンジで誘引物質の濃度勾配を検知する仕組みを明らかにするために実施した。昨年度実施した三量体Gタンパク質動態の1分子解析により,一般的に知られているGタンパク質共役受容体(GPCR)と三量体Gタンパク質の相互作用様式とは異なる複合体形成が明らかになった。本年度は,昨年度発見したGPCR-Gタンパク質複合体形成を走化性における濃度勾配センシングのシグナル伝達モデルに組み込むことで,数μMの誘引物質濃度で働く勾配検出のメカニズムを提案した。細胞が広い濃度レンジで走化性応答を示すためのメカニズムを明らかにするうえで,昨年度発見したGPCR-Gタンパク質複合体形成をより詳細に調べ上げる必要があると判断したため,本年度の当初の研究実施計画を変更し,Gタンパク質動態の1分子解析をさらに行った。得られた結果をもとに,数μMの誘引物質濃度ではGPCR-Gタンパク質複合体形成によってシグナルの勾配が作られるメカニズムを提案した。これは,GPCRによるGタンパク質の活性化や,我々が見出したGip1を介した局在制御だけでは説明が難しかった高濃度での応答を説明するものである。詳細な数理モデルの構築とシミュレーションには至らなかったが,誘引物質の濃度に応じてGタンパク質の使い方を切り替えることで幅広い濃度範囲で応答を可能にするという新しいコンセプトに基づくモデルを得た。本研究によって得られた知見は走化性のみならず,GPCRとGタンパク質が使われる他のシグナル伝達を理解するうえでも重要なものとなり得る。本研究では,真核細胞の走化性にみられる広い濃度レンジで誘引物質の濃度勾配を検知する仕組みを調べるため以下の3つの項目について研究を行う。研究項目(1):誘引物質濃度の広いレンジにわたるGタンパク質動態の1分子解析。研究項目(2):超解像顕微鏡PALMによる受容体-Gタンパク質の1分子粒度局在計測。研究項目(3):Gタンパク質動態の数理モデル構築と計算機シミュレーション。本年度は当初の予定どおり研究項目(1)と(2)に取り組んだ。研究項目(1)として三量体Gタンパク質の生きた細胞の膜上での動態を1分子解析したところ,一般的に考えられているGタンパク質共役受容体(GPCR)と三量体Gタンパク質の相互作用様式とは異なる複合体形成が明らかになった。一般的にGPCRは三量体Gタンパク質を相互作用を介して活性化し,GαとGβγのサブユニットに解離させると考えられている。今回の結果は,活性化し解離したGαがGPCRに再び結合することを示していた。さらに,このGPCRとGαの結合は本研究で解明すべき走化性レンジの拡張メカニズムに重要であることがわかった。GPCR-Gαは走化性誘引物質濃度に依存して結合していたが,この濃度依存性を操作すると,細胞の走化性レンジが同調して拡張されることを見出した。この結果は,今回新しく確認されたGPCR-Gαの相互作用が濃度レンジを拡張することを示唆している。これは走化性応答のみならず,GPCRを介したシグナル伝達全般において重要な発見である可能性がある。研究項目(2)として,超解像顕微鏡PALMをもちいて走化性受容体の細胞膜上での分布を1分子粒度で測定した。受容体の分布は完全なランダムではなく,さらに,細胞の前後極性に従った局在の勾配がある様子が観察された。こちらの結果も従来の一般的な考えとは異なるものであり,モデルを考える上で重要な結果が得られた。現在までに研究項目(1)として行った研究により,GPCRと活性化したGαの新たな複合体形成を発見した。これは,本研究の目的である走化性レンジの拡張メカニズムの解明につながる重要な現象である。研究開始までに明らかになっていた2つのメカニズム,三量体Gタンパク質の活性化と,我々が見つけたGタンパク質の制御分子であるGip1依存的な膜局在制御だけでは高濃度誘引物質での走化性を簡単には説明できなかった。そのため,モデル構築とシミュレーションを介してメカニズムに足りない因子を明らかにする必要性があった。しかし現在までの研究により,新たに発見したGPCR-Gα複合体が高濃度での走化性において重要なメカニズムそのものである可能性が示唆された。このことから本研究は当初の計画以上に,走化性における応答濃度レンジ拡張メカニズムの解明に向けて進展していると言える。

詳細な数理モデルの構築とシミュレーションには至らなかったが,誘引物質の濃度に応じてGタンパク質の使い方を切り替えることで幅広い濃度範囲で応答を可能にするという新しいコンセプトに基づくモデルを得た。本研究によって得られた知見は走化性のみならず,GPCRとGタンパク質が使われる他のシグナル伝達を理解するうえでも重要なものとなり得る。今後は,当初の予定を変更しGPCR-Gα複合体の性質と走化性における機能を1分子解析で調べる研究を追加する。当初の計画では平成30年度は,研究項目(3):Gタンパク質動態の数理モデル構築と計算機シミュレーションを行う予定になっている。これは,走化性の広い濃度レンジを説明する因子が足りていないために,モデル構築とシミュレーションを介してメカニズムに足りない部分を明らかにする必要性があったためである。しかしながら,現在までの研究によりGPCR-Gα複合体形成という,本研究の目的である「走化性における応答濃度レンジ拡張メカニズムの解明」に直接つながる発見があった。本研究を最も効率的に達成するためには,GPCR-Gα複合体形の解析に注力することが望ましい。そこで今後は,研究項目(1):誘引物質濃度の広いレンジにわたるGタンパク質動態の1分子解析,研究項目(2):超解像顕微鏡PALMによる受容体-Gタンパク質の1分子粒度局在計測,を継続しGPCR-Gα複合体形成の解析を行う。研究項目(1)では,Gタンパク質動態の1分子解析により,GPCR-Gα複合体の効果と,誘引物質濃度勾配中での形成を明らかにする。研究項目(2)では,GPCR-Gα複合体形成が受容体とGタンパク質の分布に与える影響を超解像顕微鏡PALMで調べる。研究実績の概要に記したとおり29年度の研究では当初予期していなかった発見があり,予算の使用計画を変更する必要が生じた。29年度は現在手元にある実験材料をもちいて,Gタンパク質動態の1分子解析を多様な解析方法でより深く理解する必要があったため,物品費での使用額が予定よりも低くなった。30年度は,前年度の予期せぬ発見の検証のため,当初の予定よりも多くの物品費がかかる見込みである。また,29年度の成果は論文掲載にまで至っておらず,学術誌投稿料として予定した費用を30年度に繰り越す必要がある。また,29年度の発見を国際的な学会で議論するための費用を30年度の旅費に計上する。上記の理由により,30年度は,【物品費】として\1,881,273。【国内旅費】として\100,000。【外国旅費】として\200,000。【その他】(研究成果発表費用,学会参加費)として\800,000を使用する予定である。
婦人科癌における癌抑制遺伝子のplbの発現と細胞増殖調節機構

Hela細胞、2780細胞からp21WAF1高発現株を得た。これらは明らかな増殖能の低下、Anchorage-independent増殖能の低下、ならびにTelomerase活性の低下がみられた。したがってp21WAF1蛋白質には形質変換した細胞に対して分化を誘導するとともに、不死化した癌細胞を可死化する作用を有することが判明した。
癌幹細胞マーカーを用いた肝細胞癌における血中癌細胞の検出とその意義の解明

肝細胞癌患者の血液より白血球分画を抽出し、Circulating tumor cell (CTC)としてCD45-CD90+cellの割合を調べると(35例)、0.01%0.27%(中央値0.04%)と分布し、健常者(20例)0.01%0.03%(中央値0.02%)より有意に高値であった。腫瘍径>3cmやStageの高い症例とCD45-CD90+cellの値は相関した。しかし、CTCの代表的なマーカーで肝細胞癌のstem cell markerとしても報告されるEpCAMを用いて、CD90+EpCAM+cellを調べると、健常者にも少数(0.01%)ではあるものの細胞が存在し、癌特異的とは言えないことが確認された。また抗体の反応条件によっても結果が異なること、血液中の癌細胞は非常に少数の細胞の検討であること、ヒトサンプルでは同一サンプルを繰り返し用いて方法の妥当性を検証することが難しいことから、まず癌細胞株を用いて、stem cell markerの特性を調べる事とした。肝細胞癌のstem cell markerとして知られるCD90, CD133, EpCAM, CD44の発現をqRT-PCRで8種類の細胞株を用いて調べ、さらにstem cellの代表的な抽出法として知られるHoechst染色を用いたSide population cellの分離を行い、SP cellを用いてこれらのマーカーの検証を行った。4株においてSP細胞が検出され、すべて高分化型の細胞であった。SP細胞・非SP細胞を、FACSを用いてsort分離し、前述stem cell markerの発現を比較すると、CD90, EpCAM, CD44においてSP細胞に発現が高いことが確認できた。抗体の非特異的な検出レベルもFACSでの発現解析とqRT-PCRでの発現解析結果と照らし合わせ今後の参考値とした。細胞の蛋白レベルで、MIB1を用いた細胞周期の比較をWestern法で行うと、SP細胞において、MIB1の発現低値すなわち、stem cellに特徴的なdormant stateであることが確認された。これら3つのマーカーを用いて、今後ヒト血液および組織からの細胞をFACS分離解析おこなっていく。我々は肝細胞癌(HCC)における循環血中癌細胞(CTC)を検出するための有効なマーカーを探すことを目的とし、CD44, CD90,EpCAMをマーカーとして上FACSを用いて血中癌細胞の検出を試みた。健常者17名、癌患者36名を対象とし調査を行った結果、CD90+CD45-細胞に関しては、癌患者の末梢血中に存在する単球細胞(PBMC)に占める割合は0.010.3%(Mean0.05%)で、腱常者と比較して癌患者において有意にその割合は高く、StageIII/IVにおいてその割合は高かった。EpCAM+CD45-,CD44+CD45-は健常者においても高値症例が存在し、また癌患者と健常者の間に有意差も認めなかった。また、CD90+CD44+細胞が最も肝細胞癌の悪性度と関連するとの報告がなされているものの(Sheung TF et al Ann Surg 2011)、これらの細胞の検出率は限りなく低く(<0.01%)、現在の方法では検出感度や癌特異性に問題があると考えられた。マルチカラーでの検出は非常に高価で、また癌幹細胞と考えられる細胞の存在比率は非常に低く、Sortするためにはある程度の血液量が必要であったため、今回の検討では比率解析のみが限界で、MicroRNAの解析までは至らなかった。すべての患者に共通するマーカーを探すというよりは、それぞれの癌幹細胞マーカーの発現パターンを調べる事が必要と考えられ、蛋白レベルでの癌幹細胞マーカーの発現形式を肝細胞癌細胞株7株において調べた。すると、mRNA発現レベルとは若干異なり、HepG2を除くと、すべての細胞がCD90, CD133, CD44, EpCAM, CD13といった既知の癌幹細胞マーカーのいずれか2つを発現していた。また単一のマーカーのみではFACS解析では発現細胞が100%を占めるものも存在し、単一マーカーでの癌幹細胞の検出には制限が存在する事が示唆された。新たにCD13(Haraguchi et al J Clin Invest 2010)やCD24(Lee et al Cell Stem Cell 2011)といった報告も見られ、これらを含めた検討も今後必要である。肝細胞癌(HCC)における循環血中癌細胞(CTC)を検出するための有効なマーカーを探すことを目的として、CD44, CD90, EpCAMをマーカーとし、健常者17名、癌患者36名を対象に、FACSを用いて血中癌細胞の検出を試みた。結果、CD90+CD45-細胞に関して、癌患者の末梢血中に存在する単球細胞(PBMC)に占める割合は0.010.3%(Mean 0.05%)で、健常者と比較して癌患者の方が有意にその割合は高く、更にStageIII/IVにおいてその割合は高かった。EpCAM+CD45-, CD44+CD45-は健常者においても高値症例が存在し、癌患者と健常者の間に有意差は認めなかった。また、CD90+CD44+細胞が最も肝細胞癌の悪性度と関連するとの報告がなされているが(Sheung TF et al Ann Surg 2011)、これらの細胞の検出率は非常に低く(<0.01%)、現在の方法では検出感度や癌特異性に問題があると考えられた。

全ての患者に共通するマーカーを探すことよりも各々の癌幹細胞マーカーの発現パターンを調べる事が必要と考え、肝細胞癌細胞株7株を用い、蛋白レベルでの癌幹細胞マーカーの発現形式を調べると、mRNA発現レベルとは若干異なり、HepG2を除く、全ての細胞がCD90, CD133, CD44, EpCAM, CD13といった既知の癌幹細胞マーカーのいずれか2つを発現していた。また単一のマーカーのみではFACS解析にて発現細胞が100%を占めるものも存在し、単一マーカーでの癌幹細胞の検出には制限がある事が示唆された。新たにCD13(Haraguchi et al J Clin Invest 2010)やCD24(Lee et al Cell Stem Cell 2011)という報告も見られ、今後、これらを含めた検討も必要であると考えられる。癌幹細胞マーカーとして様々なマーカーを準備したものの、マルチカラーでの検出には多大なコストとサンプル量を要し、様々な候補となるマーカーから有力なものを探し出す作業は不可能であった。また、検出した癌幹細胞の回収量は予想したよりも少なく、RNA抽出に至らなかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。癌幹細胞のマーカー探しに関しては、肝細胞癌細胞株においてその発現が相互排他的なものが存在し、それらの発現パターンをヒトサンプルにおいて確認する必要があると考えられた。現在肝細胞癌の血中癌細胞に関してはCD90+CD44+細胞が最も臨床的な重要性が報告されており、CD44に注目して機能解析を始め研究を進めており、ヒト血中癌細胞の解析についてはCD90+CD44+細胞をsortして機能解析を進めていくことがコストと限られたサンプル量を考慮した上で不可避かと思われた。
AIDS及びマウスAIDSモデルにおける複合感染症の病体解明とその治療法の開発

マウス後天性免疫不全症候群(MAIDS)はLP-BM5マウス白血病ウイルスの感染によってひき起こされ、脾腫、リンパ節腫大、T、Bリンパ球機能低下が特徴である。MAIDSマウスでのマイコバクテリア感染抵抗性を検討した。MycobacteriumaviumまたはM.bovis(BCG)の腹腔内感染に対して、MAIDSマウスでは正常コントロールマウスに比較して、死亡率の増加と臓器内菌数の増加が認められた。BCG感染7日目のNK細胞とγδ型T細胞の増加がみとめられず、また感染28日目のPPD反応性CD4^+Th1細胞の出現の程度も低かった。感染後のIL-1α、IL-6産生はMAIDSマウスでむしろ、増加していたが、IL-15とIFN-γレベルはMAIDSマウスで低下していた。以上の結果から、MAIDSマウスでは感染早期にマクロファージのIL-15産生能が低下しており、感染早期の防御を担うNK細胞やγδ型T細胞の活性化がおこらないと考えられた。次に分泌型IL-15cDNAを用いてトランスジェニック(Tg)マウスを作製した。IL-15Tgマウスで胸腺でのT細胞分化は正常マウスとかわらなかったが、脾臓、リンパ節でのメモリ型CD8T細胞が有意に増加していた。このIL-15Tgマウスを用いて、LP-BM5マウス白血病ウィルスの感染によってひき起こされるMAIDSの発症程度を生存率、脾腫、異常リンパ球(Thy1陰性、Fas陽性、IgMdull細胞など)の出現頻度、LP-BM5 viral DNAのintegration量で検討したところ、著明にMAIDSの進行が抑制された。IL-15産生不全がMAIDSの病態形成に関与していると考えられ、IL-15によるAIDS治療への応用の可能性が示唆された。後天性免疫不全症候群(AIDS)患者の細菌(結核菌、サルモネラ菌)や真菌(ニューモシスティスカリニ)、原注(ルーシュマニア、トキソプラズマ)、ウイルス(サイトメカロウイルス)などの日和見複合感染症の病態の究明と治療法の確立が急がれている。我々は、カセサート大学と共同でマウスレトロウイルス感染症モデルの開発とその病態形成の分子機序を解析している。現在までにマウス白血病ウイルス(LP-BM5)感染によるMAIDS発症マウスを用いて、そのBCG複合感染症モデルを作成した。MAIDS発症マウスでは、BCGに対する抵抗性が低下しており、死亡率の増加、菌排除能の低下が認められた。感染早期のマクロファージのIL-15 mRNAの発現、IL-15蛋白の産生能がMAIDSマウスでは著しく低下しており、その時期に一致してナチュラルキラー細胞、γδT細胞、更に血中の什N-γ(ガンマインターフェロン)の出現が低下していた。感染28日目のPPD特異的T細胞のIFN-γの産生は、MAIDSで著しく低下していた。これらの結果よりMAIDSではIL-15産生低下に伴って、感染早期防御機構が低下し、さらにTh1細胞産生が悪いために、BCGに対する感染防御が低下していると考えられる。後天性免疫不全症候群(AIDS)患者の細菌(結核菌、サルモネラ菌)や真菌(ニューモシスティスカリニ)、原虫(ルーシュマニア、トキソプラズマ)、ウイルス(サイトメガロウイルス)などの日和見複合感染症の病態の究明と治療法の確立が急がれている。

現在までにマウス白血病ウイルス(LP-BM5)感染によるMAIDS発症マウスを用いて、そのBCG複合感染症モデルを作成し、MAIDSではIL-15産生低下に伴って、感染早期防御機構が低下し、さらにTh1細胞産生が悪いために、BCGに対する感染防御が低下していることを見いだした。さらにIL-15のMAIDSそのものの進展における役割を明らかにするために、分泌型IL-15cDNAを用いてトランスジェニック(Tg)マウスを作製した。IL-15Tgマウスの胸腺でのT細胞分化は正常マウスと変わらなかったが、脾臓、リンパ節でのメモリ型CD8^+T細胞が有意に増加していた。このIL-15Tgマウスを用いて、LP-BM5マウス白血病ウイルスの感染によって引き起こされるMAIDSの発症程度を生存率、脾腫、異常リンパ球(Thy1陰性、Fas陽性、IgM^<dull>細胞など)の出現頻度、LP-BM5 viral DNAのintegration量で比較したところ、MAIDSの発症がIL-15Tgマウスで有意に抑制された。IL-15産生不全がMAIDSの病態形成に関与していると考えられる。
木構造データの複数パラダイム混在処理方式に関する研究

木構造データに対する処理の主な形態として,木構造内の枝をたどって節から節へと移動するナビゲーションを行いながら処理を行う形態,木構造内の節を前置順などの特定の順序で走査しながら処理を行う形態,パス式などによるパターンマッチを用いて特定の箇所を抽出して処理を行う形態の三つがある.本研究では,これらの異なる形態が混在するような処理を効率的に実行する手法を開発した.より具体的には,ナビゲーション処理と検索処理の効率的な処理を同時に実現するような木構造データのディスクへの格納方式や,ナビゲーション処理と走査処理が混在する処理列を,処理の順序を入れ替えることで効率良く実現する手法などを開発した.前年度に引き続き,木構造データに対するナビゲーション処理とパターンマッチによる処理の双方を効率良く実現できるような木構造データの格納方法,より具体的には,木構造データのノードをどのような順序で並べて保持すればよいかに関する研究を行った.前年度は,申請者らが以前に開発した,ナビゲーション処理におけるディスクI/Oコストについて最適化された並べ方をベースに,ナビゲーション処理に対するI/O最適性を維持したまま,できるだけ経路式によるパターンマッチによる処理についても性能が悪くならないようにノードを並べる方法を開発したが,本年度は,扱う経路式を拡張し,開発したノードの並べ方の上で,最小マッチと極小マッチ,すなわち,「この経路式にマッチする最短の経路」や「この経路式にマッチする極小の経路」を効率良く求める手法を開発した.最小マッチや極小マッチは,単に与えられた経路式にマッチする経路を返すだけではなくて,それらをランキングして返す必要がある応用などに有用だが,このような,最小マッチや極小マッチの効率的な求め方に関する研究はこれまでに行われていなかった.今回,申請者らが開発したノードの並べ方は,これら最小マッチや極小マッチを効率良く求める上でも有用であることが確認できた.三年目となる本年度は,当初計画で二年目より予定していた,ナビゲーション処理,走査処理,検索処理の各パラダイムそれぞれに適したデータ構造を複数併用することで,複数のパラダイムが混在する処理を効率よく処理する手法についての検討を行った.出発点として,そのような手法の中でも特に,ナビゲーション処理に適したデータ構造と走査処理に適したデータ構造を併用し,与えられたデータの両データ構造間での変換を適宜行うことでナビゲーション処理と走査処理が混在する処理を効率化する手法についての検討を行った.これは,当初計画で予定していた,XMLデータに対するDOMのモデルに基づく処理と,SAXのモデルに基づく処理が混在する場合などに相当する.研究の成果としては,あるデータと,そのデータに対して行うべき処理の列(処理列を構成する各処理はナビゲーション処理または走査処理)が与えられた際に,各処理が更新を含むかどうかに注目し,更新間の依存関係を破壊しない範囲で,処理の順を入れ替えて,できるだけ同種の処理同士(すなわち,ナビゲーション処理同士,または,操作処理同士)が連続するようにすることで,処理を効率化する手法を開発した.木構造データに対する処理の主な形態として,木構造内の枝をたどって節から節へと移動するナビゲーションを行いながら処理を行う形態,木構造内の節を前置順などの特定の順序で走査しながら処理を行う形態,パス式などによるパターンマッチを用いて特定の箇所を抽出して処理を行う形態の三つがある.本研究では,これらの異なる形態が混在するような処理を効率的に実行する手法を開発した.より具体的には,ナビゲーション処理と検索処理の効率的な処理を同時に実現するような木構造データのディスクへの格納方式や,ナビゲーション処理と走査処理が混在する処理列を,処理の順序を入れ替えることで効率良く実現する手法などを開発した.計画一年目である平成23年度は,当初の予定通り,本研究代表者らがこれまでに提案している一ステップからなるナビゲーション処理に最適化された木構造データのディスク上への格納手法を拡張して,複数ステップからなるパス式による検索処理も効率よく処理できるようにすることが可能かどうかについての検討を行った.この一ステップナビゲーションに最適化された手法は,一ステップのナビゲーション先のノードが必ずディスク上のごく少数の領域に固まって格納されているようになっており,これにより効率よくナビゲーション先のノードの取り出しが可能となっている.しかし,ステップが複数ある場合,これを単純に一ステップナビゲーションの繰り返しにより実現すると,一ステップ目のナビゲーション先のノードがn個あったとすると,それらを基点に二ステップ目のナビゲーションをn回行うことになり,ステップ数が三,四と増えると,この回数がnの二乗,三乗と指数的に増加する.ナビゲーション先のノードは,各ナビゲーション毎に少数の領域に固まっているが,ナビゲーションの個数が指数的に増えれば,領域の数も指数的に増えることになり非効率となる.そこで,領域の数が増えても,それらができるだけ近接した位置に配置されるように当初の並べ方を工夫し,ナビゲーションの評価時には複数の近接した領域をまとめて一つのシーケンシャルアクセスで読み出すことによって,多少,領域間にある不要なデータまで読み出してしまうことはあっても,全体としては性能の悪化を抑えることを狙うような手法を開発した.木構造データに対するナビゲーション処理,走査処理,パターンマッチ処理の各々については,それを効率よく処理するための木構造データの格納方法の研究や技術が,これまで既に存在していた.しかし,一つの木構造データに対して,例えばナビゲーション処理とパターンマッチ処理の双方を実行する必要がある場合に,その双方を効率良く実行できるための格納方法は知られていなかった.

本研究では,まず,研究代表者らが本研究の以前に開発した複数始点1ステップのナビゲーションを効率よく実行するための格納方法をベースに,単純にこれをn回繰り返すよりも効率よく,複数始点nステップのナビゲーションを実行する手法を開発した.さらに,この手法を応用することで指定されたパスのパターンにマッチする部分のみを効率よく取り出す手法を開発した.また,この格納手法では,木構造のノードをある特殊な並べ順で格納するが,この格納方法だと,与えられたパスパターンにマッチするパスの中で最小のものや極小のもののみを見つける処理も効率良く行えることを示した.さらに,同じ木構造データに対して,ナビゲーション処理と走査処理が混在した処理列を効率よく実行したい場合のための手法として,ナビゲーション処理に適したデータ構造と走査処理に適したデータ構造を併用し,一方への更新を他方にも反映させることで高効率の実行を実現する手法を開発した.さらに,その際に,与えられた処理列内の処理の順番を結果に影響を与えない範囲で並び替えて,できるだけナビゲーション処理と走査処理のそれぞれが近くに集まるようにすることで,さらなる効率化を実現する手法を開発した.さらに,ここまでの手法は木構造データのみを対象とするものであったが,一般のグラフデータを木構造とそれ以外の辺に分解して格納することで,いくつかのグラフアルゴリズムを効率よく実行できる格納方法について検討した.データ工学当初計画では,初年度に一種類のデータ構造で,ナビゲーション処理,走査処理,パターンマッチ処理の全てに対応する手法について検討し,二年目以降に,複数のデータ構造を併用する手法について検討する予定であったが,一種類のデータ構造を用いる手法について,最小マッチや極小マッチの処理への拡張など,当初予定していなかった発展があったため,複数データ構造を併用する手法に関する検討の開始が遅れている.三年目からは,複数データ構造を併用する手法に関する検討を開始する予定である.昨年度および一昨年度の報告書で報告した通り,昨年度までの時点で一年ほど当初計画より遅れがあったが,その後は計画通りに進行しているため,引き続き,当初計画より一年遅れている状態である.そのため,研究計画を一年延長している.本年度に開発した前述の手法が実際に効率の悪化を抑えられるかどうかは,そのような,よい並べ方が存在するかどうかにかかっており,そしてそれは,その時の木データの構造に強く依存する.
グローバルに教職高度化を促進する教師教育者養成研修モデルの開発

研究代表者と研究分担者は次の3つのサブセクションに関わって理論研究及び調査研究を進めた。すなわち、(1)教職課程研究と教職課程担当教員養成、(2)専門職の養成・研修方法としてのケースメソッド開発、(3)授業研究を中心とした教師教育者研修プログラムの開発と実践、である。さらに、これらについて、内外の研究者を訪問もしくは招聘し今後の研究の調整を図った。具体的には、まず(1)について、広島大学大学院教育学研究科の博士課程後期にて実施している「教職課程担当教員養成プログラム」の運用に関わりながら、引き続き広島大学における教職課程を履修している大学生を対象に教職課程の意識調査を大学院生とともに行い、その成果を中国四国教育学会において発表するとともに報告書にまとめた。また、プログラムの10年間の成果を書籍として出版した。次に(2)について、ミネソタ大学からカンタベリー大学に異動した海外協力研究者のM.サトー氏と今後の研究の進め方について他用務にて来日中に東京で協議した。また、国内大学の研究者と連携しながら、教育学領域におけるケースメソッド教育の普及・検証を、道徳教育とスクールリーダー養成の2分野において進め、学会等での成果発表ならびに研修会等で実施・検証を行った。(3)については、ライプツィヒ大学との共同研究を進め、広島大学にて報告会を開催するとともに、北京師範大学で開催されたWorld Association of Lesson Studiesにおいて発表した。海外との協力連携については、上記に加え、カンボジアで開催されアジア教育学会において、カンボジア教育省担当官、王立プノンペン大学教育学部長、JICA支援担当者らとともにシンポジウムを開催し、教師教育者の養成・研修を必要とする背景を報告し、その方策を探った。本研究は、3つのサブセクション、すなわち、(1)教職課程研究と教職課程担当教員養成、(2)専門職の養成・研修方法としてのケースメソッド開発、(3)授業研究を中心とした教師教育者研修プログラムの開発と実践、に分けて、研究を遂行し、それぞれの成果を国内外に波及させることを目指している。2年目となる平成30年度は、前年度の成果を深化させつつ、引き続き内外の研究協力者との打ち合わせ、理論研究及び調査研究を進める計画であった。ほぼ、予定通りに進み、(1)については成果を書籍として公刊することができ、計画時点よりも高い成果が得られた。(2)については、海外の研究協力者が所属大学を異動したため若干の変更が必要となっているものの、国内の実践では、研究分担者が養成と研修それぞれの実践を試行しており成果が蓄積しつつある。(3)については、(1)と連動させつつ、ライプツィヒ大学との共同研究が順調的に進んでおり、十分な成果が見込まれる。特に海外への波及としては、カンボジアの教員養成大学新設にあたり教師教育者の養成・研究に関わる現地の要望を調査したところ、ケースメソッドや授業研究とともにアクションリサーチの習得が求められていることがわかった。そのため、カンボジアにおける教師教育者の養成・研修モデルには、アクションリサーチの組み入れが有効であると判断し、モデル化を進めることとした。研究分担者の校務の都合のため、ドミニカ共和国での調査を実行できなかった点で遅れが生じている。【モデル開発の継続と試行】研究代表者と研究分担者は引き続き次の3つのサブセクションに関わって理論研究及び調査研究を進める。さらに、これらについて、海外の研究者(ライプツィヒ大学、フロリダ州立大学)を訪問ないし招聘し、今後の研究の調整を図る。研究組織は研修プログラムを立案し、広島大学において試行するとともに、カンボジアにおける個別事情の調査と規定諸要因の分析を踏まえたモデルの開発を進め、アクションリサーチも取り入れたモデルをカンボジア教員養成大学において試行する。また、かつて広島大学の協力のもと教員養成に授業研究を取り入れたサントドミンゴ自治大学における現状調査を行い、再試行の可能性を探る。以上の成果の中間報告を、8月にライプツィヒ大学で開催されるシンポジウム、9月にオランダで開催されるWorld Association of Lesson Studies、11月に松山大学で開催される中国四国教育学会において発表する。具体的には、広島大学大学院教育学研究科のD課程にて実施している「教職課程担当教員養成プログラム」の運用に関わりながら、広島大学における教職課程を履修している大学生を対象に教職課程の意識調査を大学院生とともに行った。また、国内大学の研究者と連携しながら、教育学領域におけるケースメソッド教育の普及・検証を、道徳教育とスクールリーダー養成の2分野において進めた。海外との協力連携については、まず、カンボジア教育省及び王立プノンペン大学との共同研究を開始するために、2017年7月に同大学教育学部長及び副学部長を広島大学に招聘し、研究実施体制を確認するとともに、カンボジアにおける教師教育の現状と課題について意見交換を行った。加えて、8月末から9月初めと2018年3月にカンボジア教育青年スポーツ省教員養成局、王立プノンペン大学、National Institute of Educationを訪問し、研究課題に関連する行政文書や調査報告書を入手し意見交換を行った。さらに、ライプツィヒ大学との共同研究体制のもとでの研究遂行のため、当該大学を8月に訪問し、教師教育者を目指す大学院生とともに「授業研究」をテーマとした国際シンポジウムを共同開催した。

本研究は、3つのサブセクション、すなわち、(1)教職課程研究と教職課程担当教員養成、(2)専門職の養成・研修方法としてのケースメソッド開発、(3)授業研究を中心とした教師教育者研修プログラムの開発と実践、に分けて、研究を遂行し、それぞれの成果を国内外に波及させることを目指している。初年度である平成29年度は内外の研究協力者との打ち合わせ、理論研究及び調査研究を進める予定であった。ほぼ、予定通りに進んだが、(2)について、研究分担者が所属大学を異動したこと、及び、ミネソタ大学の研究協力者の招聘がかなわなかったことから若干の遅れが認められる。研究代表者と研究分担者は次の3つのサブセクションに関わって理論研究及び調査研究を進めた。すなわち、(1)教職課程研究と教職課程担当教員養成、(2)専門職の養成・研修方法としてのケースメソッド開発、(3)授業研究を中心とした教師教育者研修プログラムの開発と実践、である。さらに、これらについて、内外の研究者を訪問もしくは招聘し今後の研究の調整を図った。具体的には、まず(1)について、広島大学大学院教育学研究科の博士課程後期にて実施している「教職課程担当教員養成プログラム」の運用に関わりながら、引き続き広島大学における教職課程を履修している大学生を対象に教職課程の意識調査を大学院生とともに行い、その成果を中国四国教育学会において発表するとともに報告書にまとめた。また、プログラムの10年間の成果を書籍として出版した。次に(2)について、ミネソタ大学からカンタベリー大学に異動した海外協力研究者のM.サトー氏と今後の研究の進め方について他用務にて来日中に東京で協議した。また、国内大学の研究者と連携しながら、教育学領域におけるケースメソッド教育の普及・検証を、道徳教育とスクールリーダー養成の2分野において進め、学会等での成果発表ならびに研修会等で実施・検証を行った。(3)については、ライプツィヒ大学との共同研究を進め、広島大学にて報告会を開催するとともに、北京師範大学で開催されたWorld Association of Lesson Studiesにおいて発表した。海外との協力連携については、上記に加え、カンボジアで開催されアジア教育学会において、カンボジア教育省担当官、王立プノンペン大学教育学部長、JICA支援担当者らとともにシンポジウムを開催し、教師教育者の養成・研修を必要とする背景を報告し、その方策を探った。
フレキシブル・マルチボディ・ダイナミクスを用いたコルゲーション現象の解明

本研究の目的は、レールや転がり軸受に発生するコルゲーション現象を念頭にして、力学モデルを構築し、接触問題の解明のための物理モデルを検討することである。鉄道レールでは、多くの枕木と弾性体であるレールが締結された構造を持っており、転がり軸受においても同様に、柔軟体を含むマルチボディ・システムとなっている。そこで、フレキシブル・マルチボディ・ダイナミクスの手法を用いて力学モデルを構築し、コルゲーション現象の解析、解明を行う。初年度は、弾性レールが枕木で不連続に支持され、その上を車輪が転がる状態を、フレキシブル・マルチボディ・システムとしてモデル化を行った。さらに弾性レールが大変形した場合を考慮するためにAbsolute Nodal Coordinate法を用いて計算を行った。また構築したモデル、Absolute Nodal Coordinate法を用いた計算の有効性を確認するために、現有装置を利用して新たな実験装置を作製し、実験により検証した。昨年度は、軌道構造や軌道側の振動問題からコルゲーション現象の解明・防止対策を検討することを念頭におき、昨年構築した弾性支持された梁のモデルを利用して、移動質量の速度による影響、梁単体の剛性、弾性支持剛性による影響を数値的に検討した。さらに昨年作成した実験装置を用い実験によりそれぞれの影響について検証実験を行った。これにより、弾性支持された柔軟レール上を移動質量が移動する場合の動特性とレール剛性、支持剛性の関係の基礎的知見を明らかにした。本年度は、車輪運動に対する非ホロノミック条件と弾性接触のモデルをラグランジュ未定乗数法を用い定式化し、昨年度までの「弾性支持された柔軟レール上を移動質量が移動するモデル」を発展させ、「弾性支持された柔軟レール上を弾性円盤転がるモデル」の構築を行った。これにより、弾性支持された柔軟レール上を弾性円盤が転がる際の、並進運動と回転運動を連成させて解くことが出来た。また、実験装置により計算結果を検証した。本年度は、次の2点について行い、以下の成果を得た。先ず、現有設備である2つの車輪を転がり接触させる回転試験機を用いた試験を行い、実験的に現象の解明を進めた。本年度は、試験機の力学モデルの同定に成功し、数学モデル構築に対する基礎が固まった。さらに、弾性レールが枕木で不連続に支持され、その上を車輪が転がる状態を、フレキシブル・マルチボディ・システムとしてモデル化を行った。線形有限要素法および非線形有限要素法による解析手法を構築し、その差異などを検討した。また、構築したモデルの有用性を検証するために、新たな試験装置を現有設備を利用して製作した。製作した実験装置による試験結果と解析結果を比較し、モデルの妥当性を検証した。昨年度は、弾性レールが枕木で不連続に支持され、その上を車輪が転がる状態を、フレキシブル・マルチボディ・システムとしてモデル化を行った。また構築したモデル、Absolute Nodal Coordinate法を用いて計算の有効性を確認するために、現有装置を利用して新たな実験装置を作製し、実験により検証した。本年度は、軌道構造や軌道側の振動問題からコルゲーション現象の解明・防止対策を検討することを念頭におき、昨年構築した弾性支持された梁のモデルを利用して、移動質量の速度による影響、梁単体の剛性、弾性支持剛性による影響を数値的に検討した。

昨年度は、軌道構造や軌道側の振動問題からコルゲーション現象の解明・防止対策を検討することを念頭におき、昨年構築した弾性支持された梁のモデルを利用して、移動質量の速度による影響、梁単体の剛性、弾性支持剛性による影響を数値的に検討した。さらに昨年作成した実験装置を用い実験によりそれぞれの影響について検証実験を行った。これにより、弾性支持された柔軟レール上を移動質量が移動する場合の動特性とレール剛性、支持剛性の関係の基礎的知見を明らかにした。本年度は、車輪運動に対する非ホロノミック条件と弾性接触のモデルをラグランジュ未定乗数法を用い定式化し、昨年度までの「弾性支持された柔軟レール上を移動質量が移動するモデル」を発展させ、「弾性支持された柔軟レール上を弾性円盤転がるモデル」の構築を行った。これにより、弾性支持された柔軟レール上を弾性円盤が転がる際の、並進運動と回転運動を連成させて解くことが出来た。また、実験装置により計算結果を検証した。