hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
原発性胆汁性肝硬変におけるサイトカインネットワーク異常の解明

原発性胆汁性肝硬変(PBC)におけるサイトカインネットワークの異常と病態の関係を明らかにする目的で、PBC9例、CHC10例および正常肝の生検肝組織を用いて、各種サイトカインの発現をRT-PCR法により検討した。各種サイトカインの発現頻度については、PBCにおいてIL-5,-6,-10,IFN-γ,IL-12,-15の発現はほぼ全例に認められ、特にIL-5,IL-6,IL-12の発現頻度が正常肝およびCHCに比較して有意に高率であった。一方、IL-2およびIL-4の発現はPBC,正常,CHCにおいて低率であった。各種のサイトカインの発現強度について、PBCにおいてIL-5,IL-6,IL15の発現強度が正常肝およびCHCに比較して強かった。また、IFN-γはPBCにおいて有意に発現強度が強く、一方IL-10はCHCにおいて有意に発現強度が強かった。肝組織において代表的なTh1およびTh2サイトカインである、IL-2およびIL-4がほとんど検出されないことから、Th1サイトカインとしてIFN-γを、Th2サイトカインとしてIL-10を選択し、両者の関係をプロットすると、両者の発現のパターンはPBC群、CHC群で明らかに異なっていた。すなわちPBC群では高IFN-γ・低IL-10、一方CHC群では低IFN-γ・高IL-10であった。正常例では両者とも低値であった。このことからPBC群では少なくともTh1細胞の活性化が生じていることが明らかになった。さらにIFN-γの発現強度と血清γ-GTPには有意な正の相関を認めた。今後Th1サイトカインの発現を抑制することによる治療応用の可能性が示唆された。原発性胆汁性肝硬変(以下PBC)における肝内胆管の障害機序は不明であるが、胆管上皮細胞に対する自己免疫的機序の関与が示唆されている。本症の発症に特定のHLAにより規定される免疫学的背景が関与すること、胆管上皮に存在する抗原に反応するT細胞クローンによる免疫応答が関与していると考えられる。近年、細胞性免疫反応を司るTh1細胞と液性免疫反応を司るTh2細胞がサイトカインネットワークを形成し、両者のバランスにより生体の免疫反応が調節されていることが明らかになってきた。そこで本研究ではPBCにおける免疫異常を明らかにする目的で、PBCにおけるサイトカインネットワークの異常とHLAおよびT細胞クローンの解析を検討した。平成8年度はPBC肝組織中の各種サイトカインの発現を検討した。PBC症例の生検肝組織よりRNAを抽出し、サイトカイン(IL-2,IL-4,IL-5,IL-6,IL-12,IFN-γ)の発現をRT-PCRにより検討した。PBC肝組織ではIL-5,IL-6,IL-10,IL-12,IFN-γが高率にまた強く発現されていた。特にIL-5の発現と肝組織に浸潤していた好酸球数は有意に相関していた。またマクロファージに発現されるIL-12とTh1リンパ球によるIFN-γの発現は有意に相関していた。一方、IL-2,IL-4の発現はほとんど認められなかった。以上よりPBC肝組織においてはTh1細胞とTh2細胞の両者のサイトカインが発現されていたが、その発現に偏りがあり、本症の発症と何らかの関係があるもののと推察された。原発性胆汁性肝硬変(以下PBC)発症機序として、胆管上皮細胞に対する自己免疫的機序の関与が示唆されている。近年、細胞性免疫反応を司るTh1細胞と液性免疫反応を司るTh2細胞が互いにサイトカインネットワークを形成し、両者のバランスにより生体の免疫反応が調節されていることが明らかになってきている。

平成8年度よりサイトカインネットワークの異常と本症の発症の関係を解析する目的で、PBCにおける肝組織中の各種サイトカインの発現を検討し、C型慢性肝炎のそれと比較した。その結果、PBC肝組織ではIL-5,IL-6,IL-12,IFN-γなどのサイトカインが正常肝やC型慢性肝炎より高率に発現されていた。一方、IL-2,IL-4の発現はほとんど認められなかった。特にIL-5の発現の強さは肝組織に浸潤している好酸球数と有意に相関していた。またマクロファージにより産生されるIL-12の強さとTh1リンパ球によるIFN-γの発現の強さは有意に相関していた。このことはPBCにおいて、マクロファージが活性化され、さらにTh1細胞が活性化されていることを示している。さらにIL-10およびIFN-γのmRNAの発現を定量的に検討すると、PBCではIFN-γの発現は強いがIL-10の発現は弱く、一方、C型慢性肝炎ではIL-10の発現が強くIFN-γの発現は弱かった。以上よりPBC肝組織においてはTh1細胞とTh2細胞の両者のサイトカインが発現されていたが、その発現に偏りがあり、本症の発症と何らかの関係があるもののと推察された。
骨親和性放射性薬剤の集積増強効果の検討と内部照射療法への応用

乳癌、前立腺癌からの転移性骨腫瘍では骨髄への転移により、周囲の骨組織の破壊が起きる。修復機序として新生骨の生成が盛んになり化骨が起きる。骨親和性放射性薬剤によるオートラジオグラフィの研究では骨転移部ではなく、その周囲の新生骨にこれらの放射性薬剤が著明に集積することが証明されている。新生骨へのCa-45およびP-32の集積増強を図るため下記のイン・ビトロ実験を施行した。1)Ca-45の摂取は0-10mMのβ-GPの存在下では濃度依存性に増加し、7.5mM以上でプラトー状態となった。P-32の摂取はβ-GPの存在下では極めて低く、増加はみられなかった。2)Ca-45の摂取はβ-GPの添加条件でD3を更に添加すると1.4倍の摂取増加が認められた。3)Ca-45の摂取はβ-GPの添加条件でF-D3を更に添加すると、D3に比べて約20倍の摂取増加が認められた。4)Ca-45の摂取はβ-GPの添加条件でvitamin K2のみを添加しても、対照群に比べて摂取増加が認められなかった。さらにF-D3にvitamin K2を添加した条件でもF-D3単独群に比べて有意な摂取増加は認められなかった。以上の結果から、β-GPの添加培地にF-D3を更に添加するとCa-45の骨芽細胞への著明な摂取増加が確認された。しかし、vitaminK2の効果は今回使用した骨芽細胞および培地では認められなかつた。F-D3は薬剤として臨床使用が可能であり、Ca-45の骨芽細胞への摂取促進剤としてその応用が期待できる。乳癌、前立腺癌および肺癌患者では剖検時に85%の症例に骨転移病変が見られる。病理所見では骨髄への転移性腫瘍により周囲の骨組織破壊が起きるが修復機序として新生骨の生成も盛んになる。これまでの骨親和性放射性薬剤による研究では腫瘍それ自体ではなく、周囲の新生骨へこれらの放射性薬剤が集積していることがオートラジオグラフィで証明されている。薬剤により、新生母へのCa-45集積増強効果を検討するため下記のイン・ビトロ実験を行った。イン・ビトロ実験としてマウス頭頂骨からクローン化されたMC3T3-E1細胞を培養して、β-glycerophosphate(β-GP)とphosphoserine(PS)が培養細胞のCa-45摂取にどのように影響するかを検討した。10%FCS含有α-MEM培地で培養し、アスコルビン酸の存在下で、5-15mMのβ-GPと10mMのPSを作用させ、7,10,13日後にCa-45の摂取を測定した。いずれの薬剤添加時も7日目では有意なCa-45摂取は認めなかったが、10日目で10mMのβ-GP添加群では最大のCa-45摂取が認められ、13日迄プラトー状態であった。次に15mM群であり、13日迄漸増が認められた。しかし5mM群では13日迄Ca-45摂取はほとんど認められなかった。10mMのPS添加群では10日まで急激にCa-45摂取が増加し、その後13日迄漸増が認められた。以上の結果から10mMのβ-GPの添加で培養10日後に新生骨への最大のCa-45摂取が認められた。

新生骨へのCa-45およびP-32の集積増強を図るため下記のイン・ビトロ実験を施行した。1)Ca-45の摂取は0-10mMのβ-GPの存在下では濃度依存性に増加し、7.5mM以上でプラトー状態となった。P-32の摂取はβ-GPの存在下では極めて低く、増加はみられなかった。2)Ca-45の摂取はβ-GPの添加条件でD3を更に添加すると1.4倍の摂取増加が認められた。3)Ca-45の摂取はβ-GPの添加条件でF-D3を更に添加すると、D3に比べて20倍の摂取増加が認められた。以上の結果から、β-GPの添加培地にF-D3を更に添加するとCa-45の骨芽細胞への著明な摂取増加が確認された。F-D3は薬剤として臨床使用が可能であり、Ca-45の骨芽細胞への摂取促進剤として期待できる。乳癌、前立腺癌からの転移性骨腫瘍では骨髄への転移により、周囲の骨組織の破壊が起きる。修復機序として新生骨の生成が盛んになり化骨が起きる。骨親和性放射性薬剤によるオートラジオグラフィの研究では骨転移部ではなく、その周囲の新生骨にこれらの放身性薬剤が著明に集積することが分かっている。今回は同じ骨芽細胞(SV-HFO)とαMEN培地にβ-glycerophosphateを添加したものを使用して、相乗効果が報告されているvitamin K2 (K2)がCa-45の摂取にどのような影響を及ぼすかを検討した。1)K2単独投与群ではCa-45の摂取が対照群(C)と同程度で増強効果は認められなかった。2)F-D3投与群では有意にC群に比べてCa-45摂取増強効果が認められた(P<0.001)。3)F-D3+K2投与群でもC群に比べて有意に増強効果が認められるも(P<0.001)、F-D3群と有意さは認められなかった。K2による相乗効果があった報告もあり、骨芽細胞や培地の違いによる可能性もある。今後の検討すべき課題であろう
口腔スピロヘータにおける新規転写調節因子のdysbiosis への役割の解明

本研究では,T. denticola TDE_0344欠損株を使用し,本遺伝子の機能についてMspをはじめとした病原性因子の発現調節に焦点をあて,解析を行う。
地質構造推定理論を導入した地質情報解析システムの構築

地質構造の推定理論を組み込んだシステムを構築するコンピュータとしてパーソナルコンピュータ(以下,PC)とし,一般的な環境で使える環境を目指して研究を行った.これまでの地質構造の推定などに用いられるコンピュータはOSとしてUNIXを用いたワークテーション(以下,WS)であったが,現在一般に用いられるのはWindows環境のPCである.まず,PCにおいてUNIXを使える環境を整備した.その環境で試作システムのPCへの移行を行った.利用環境が広がり,システムの普及が望める.システムの基礎理論は地質構造の数学的表現したものであるが,整合・不整合といった数式表現方法から,さらに発展させ,堆積・浸食モデルを数式表現した理論をアルゴリズムとして解析した.PC上で試作システムのアルゴリズムに改良した理論を組み込み,システムを強化することができた.次に,Windows環境において,地形データの3次元表示の研究を行った.一般に使われる格子データや国土地理院が発行する数値地図を元データとする3次元地形図表現ソフトTERRAMODをプログラム言語Visual Basicで組んだ.表現方法は,コンター線図,カラーコンター図,陰影画像(白黒,カラー)などであり,操作方法はグラフィカルに示され,利用しやすく,教育の現場でも活用されることが望まれる.総合的な研究として,地質図作成システムに地形図の格子データおよびデジタル地質図を用いて地質図の復元を行った.今後,露頭データベースなどデータ供給源が整備されていけば,以上にあげた機能をすべて兼ね備えた統合システムが構築される可能性がでてきた。
マイワシも大潮に産卵する? 小型浮魚類の月齢周期産卵の実証と資源調査への応用

過去の産卵調査データに月齢データ等を付加し、産卵日・孵化日月齢データセットを整備した。サンマについては、採集網数に対するデータの基準化を行い解析した結果、月齢別産卵尾数・孵化尾数の月齢周期性が周期性モデル解析により確認され、月が満ちている時期の産卵が多い傾向と月が暗い時期に孵化する傾向が認められた。産卵が長期間かつ広範囲にわたって認められるマイワシ等の魚種について、月齢と産卵の関係を探索した結果、いずれの魚種についても月齢と産卵の有意な関係は見出せなかった。以上の結果から、小型浮魚類の月齢同期性産卵現象は種によって認められるものがあるものの、痕跡的であることが分かった。1.産卵量調査データの整備特にサンマを中心に、過去の産卵調査データに月齢データ等を付加し、魚種毎の産卵生態に留意して産卵日・孵化日月齢データセットを整備した。サンマについては魚卵の採集が出来ないことから、表層ニューストンネットによる稚仔魚採集を実施している。このうち19992012年に冬季黒潮域で行われた、サンマ仔稚魚分布調査2,261点について、採集時の水温データをもとに仔魚の成長速度を考慮して逆算した、孵化日データセットを構築した。孵化日データセットをもとに、水温により卵発生期間を推定して逆算することで、産卵日データセットを整備した。マイワシなど魚卵が採集できる魚種では、魚卵採集データの採集時水温をもとに卵発生期間を推定して逆算することで、産卵日・孵化日月齢データを整備した。さらに、環境要因と月周産卵生態の関係解析に向けて、産卵海域(沿岸ー沖合)・産卵時期(産卵盛期ー始期・終期)に関するデータの付加を検討した。2.魚種毎の月齢同期性産卵生態の解析データの特性に対応した検定手法の開発に留意して、サンマに関する産卵生態の月齢同期性の解析を進めた。予備的解析により採集網数や採集日の特定月齢への偏りが認められたため、採集網数に対するデータの基準化を行った。マイワシやカタクチイワシなど産卵期間が長期にわたる魚種や海域が広範囲にわたる魚種に対しては、産卵期や海域によるデータ層化手法についても検討を行った。平成26年度に行われたサンマの仔稚調査データに関する解析結果について、論文作成公表作業を進めた。マイワシなど小型浮魚類の産卵月齢周期性については、産卵海域(沿岸ー沖合)・産卵時期(産卵盛期ー始期・終期)に関するデータの付加をすすめることで、産卵日孵化日データセットの整備を進め、産卵海域や産卵時期の情報を加えて解析作業を進めた。マイワシやカタクチイワシなど産卵期間が長期にわたる魚種や海域が広範囲にわたる魚種に対して、産卵期や海域によるデータ層化手法についても検討を行い、解析作業を行った。サンマ仔稚魚の産卵について月齢同期性解析結果の論文発表がやや遅れている。マイワシなど魚卵採集データがある魚種についても、1978年以降の魚卵採集データ整備を進め、採集時の卵発生段階と水温をもとに卵発生期間を推定して逆算することで、産卵日・孵化日月齢データセットを作成したが、データセットのチェックや改善などの点で作業が発生しており、最終的な解析結果を得るには至っていない。本研究では、サンマ・マイワシ・サバ類・カタクチイワシなど、重要水産資源として利用されている小型浮魚類を対象に、水産研究機関によって蓄積された産卵調査データを用いることにより、満月-新月などの月齢周期に同期した産卵生態の実証を試みる。その結果に基づいて、各種環境条件が産卵生態に及ぼす影響を月齢同期性の視点を付加して解明し、魚種毎の月齢同期性産卵の解析結果を基に種間比較を行うことで、沖合での小型浮魚類の産卵生態について包括的な理解を進めることを目的とした。過去の産卵調査データに月齢データ等を付加し、魚種毎の産卵生態に留意して産卵日・解化日月齢データセットを整備した。サンマについては、採集時の水温データをもとに仔魚の成長速度を考慮した孵化日データセットを構築し、水温から推定した卵発生期間を逆算することで、産卵日データセットを整備した。サンマについては、採集網数や採集日の特定月齢への偏りが認められたため、採集網数に対するデータの基準化を行った。解析の結果、月齢別産卵尾数・孵化尾数の月齢周期性が周期性モデル解析により確認され、月が満ちている時期の産卵が多い傾向と月が暗い時期に孵化する傾向が認められた。産卵が長期間かつ広範囲にわたって認められるマイワシ等の魚種については、予備的に月齢と産卵の関係を探索した結果、いずれの魚種についても月齢と産卵の有意な関係は見出せなかった。潮汐の影響を強く受けると考えられる浅海域のデータに限定した場合でも、周期性を見いだすことは出来なかった。

産卵が長期間かつ広範囲にわたって認められるマイワシ等の魚種について、月齢と産卵の関係を探索した結果、いずれの魚種についても月齢と産卵の有意な関係は見出せなかった。以上の結果から、小型浮魚類の月齢同期性産卵現象は種によって認められるものがあるものの、痕跡的であることが分かった。平成26年度の研究実施計画で想定した、産卵量調査データの整備は順調に進み、サンマについては19992012年に冬季黒潮域で行われた、サンマ仔稚魚分布調査2,261点について、岡村らが既に発表した周期性検定手法を基礎とし、基準化手法の導入など新たな解析を加えながら検定手法の改良を進めることができた。最終的な解析結果については、2014年秋の日本水産学会大会で発表するともに、現在投稿論文を作成中である。マイワシなど魚卵が採集できる魚種についても、1978年以降の魚卵採集データ整備を進め、採集時の卵発生段階と水温をもとに卵発生期間を推定して逆算することで、産卵日・孵化日月齢データの整備を行うことが出来た。(今後の推進方策)予定された年次計画に従って、平成28年度の研究を実施する。具体的には以下の通りである。1.環境要因が月齢同期性産卵生態に及ぼす影響把握と魚種聞の比較魚種毎に月齢同期性産卵生態を産卵環境との関係から解析した上で、魚種毎の産卵特性を環境要因による変化と月齢同期性の関係から比較検証する。魚種毎の産卵生態特性のうち、卵期の長さ(サンマ:710日、マイワシ等:12日)や、産卵権域(サンマ・マイワシ:沖合、ウルメイワシ:極沿岸、カタクチイワシ:沿岸沖合の広域)、さらには産卵季節や産卵適水温の差違に着目し、魚種間で月齢同期性産卵の強さがどのように異なっているかを解析する。2.月齢同期性産卵を考躍したデータ解析手法の提案魚種毎に異なると想定される月齢同期性産卵生態に関する情報をもとに、複数魚種の卵稚仔を同時に採集する現行の産卵調査手法の改善をはかるため、複数魚種の月齢同期性産卵生態に関する情報から、コンビュータ上で各魚種の仮想産卵状況を再現し、異なる時期に実施した産卵調査ダミーデータを比較検討する手法などにより、より正確な産卵調査計画立案方法の提案を検討する。一方で、既存の産卵調査体制を継続した場合を考底し、魚種固有の月齢同期性産卵生態を考慮し必要な補正を施すことで、正確な産卵量を推定するためのデータ解析手法を検討・提案する。水産海洋学予定された年次計画に従って、平成27年度以降の研究を実施する。1.魚種毎の月齢同期性産卵生態の解析前年に引き続き、データの特性に対応した検定手法の開発に留意して、個別に産卵生態の月齢同期性を解析する。月齢による周期性の証明については、26年度の研究進展により手法が確立しているので、確立された解析手法をデータ整備を進めてきたマイワシ・カタクチイワシ・サバ類などに適応して解析を進める。2.環境要因が月齢同期性産卵生態に及ぼす影響把握と魚種間の比較魚種毎に月齢同期性産卵生態を産卵環境との関係から解析した上で、魚種毎の産卵特性を環境要因による変化と月齢同期性の関係から比較検証する。この際、産卵海域(沿岸ー沖合)・産卵時期(産卵盛期ー始期・終期)・水温(産卵適水温ー適水温域外)などの環境条件を考慮して、産卵生態に認められる月齢同期性の強度を解析し、月齢同期性が強く発現する環境条件の有無を検討する。
高温超伝導体を使用したケーブル・イン・コンジット導体の核融合炉への応用

高温超伝導体(HTS)は臨界温度が高く,特にBi2223は液体窒素温度でも応用が可能と期待されている。現在のところHTSマグネットの大型化・高磁場化が遅れているが,近い将来には実用段階に到達すると予想される。その時速やかに低温超伝導体からHTSに移行できるように,核融合炉についても応用可能性を検討しておくことが重要である。本研究では,大型ヘリカル装置(LHD)用に開発されたポロイダルコイルの超伝導体をNbTiからHTSに置き換えた場合を想定した冷却方法について検討を行った。LHDポロイダルコイルは,ケーブル・イン・コンジット型の導体を使用し,4.5Kの超臨界圧ヘリウムで強制循環冷却を行っている。この方式はコイル剛性が高く,現状では核融合炉への応用が最有力視されている。冷却方法としてヘリウム同様77Kの超臨界圧窒素を強制循環させる方法が考えられるが,窒素は臨界圧が3.4MPaと高いことから高圧ガス取り扱いの注意が必要となる。これに対しコイル表面に液体窒素を循環させ表面温度を77Kに保つ間接冷却方式は,これまでのコイルの構造を変更することなく容易に冷却することができる。核融合炉では,核発熱による定常的な発熱がコイル内部に存在する。間接冷却でこれを除熱できるかを,lmW/cm^3の内部発熱を想定し,1次元平板モデルで最大温度上昇を計算した。コイル内周面と外周面を液体窒素温度77Kに保持する。コイルの平均熱伝導率は,実験で測定した導体の断面方向熱伝導率と絶縁物の熱伝導との複合則から求めた。その結果,断面方向熱伝導に対し撚線部の寄与は大きく,低温で熱伝導の良いヘリウムガスを封入するとさらに熱伝導が向上することが分かった。大気圧のヘリウムを封入した計算では,温度上昇を2.9Kまで抑えることが可能であり,液体窒素間接冷却方式の応用可能性が高いことが分かった。将来の核融合炉を考えれば、技術の習熟したケーブル・イン・コンジット型導体の素線を高温超伝導体の素線に置き換えることが最も効率的で、核融合炉への応用可能性が高いと考えられる。高温超伝導体を用いる最大の利点は、液体窒素が使用できる点にあるが、液体窒素を2相流で強制循環させることは、冷媒の管摩擦抵抗による圧力損失が大きく、実用的ではない。そこで、窒素より沸点の低いヘリウム、ネオンを液体窒素温度まで冷却した冷媒を使用する方法を検討した。しかしながらこれらの冷媒は、従来の超臨界ヘリウムと比較して、密度が小さく圧力損失が大きいため、必要な質量流量を得ることが困難であることが分かった。ここで強制冷却法から、コイルを周囲から液体窒素で冷やし込む間接冷却法に検討を移した。このとき導体内部には、比較的熱伝導の良いヘリウムを大気圧近傍で充填しておく。核融合炉では核発熱、交流損失等の内部発熱があり、コイル内部の温度を上昇させる。このときの温度上昇は、発熱量とコイルの断面方向熱伝導率で評価できる。発熱量については、ITER関連の論文から調査を行い、コイル構造と熱伝率評価には、大型ヘリカル装置のポロイダルコイルを想定した。導体の断面方向熱伝導率には実測値を導入した。その結果、間接冷却法を用いる場合でも内部の温度上昇を低く抑えることができ、核融合炉として応用が可能であることが分かった。これにより、コイルの構造を変えることなく、将来、素線を高温超伝導体に置き換えることで、液体窒素で冷却可能なコイルの製作が実現可能であるとの展望が得られた。今後は、さらに詳細な熱分布計算を行うとともに、より具体的な冷却方法、安定性、安全性について検討を加える計画である。

大気圧のヘリウムを封入した計算では,温度上昇を2.9Kまで抑えることが可能であり,液体窒素間接冷却方式の応用可能性が高いことが分かった。
原子炉燃料棒支持用スペ-サ近傍の熱除去特性に関する熱・流動工学的研究

BWR燃料棒支持用の代表的なスペ-サの一つである丸セルタイプスペ-サを模擬した平板型の流動障害物を環状流路内に設置し,加熱された管表面上でのドライパッチの生成の状況を主に可視化から実験的に調査した.その結果,以下の結論が得られた.1.スペ-サが存在するとドライパッチは,スペ-サ隙間内の上流部からその外側のスペ-サ直下の領域という限定された領域で生じる.また流動様式も環状流に限定され,液膜が瞬時に下方へ重力によって流下した際に生じた.2.本実験では大きな波がスペ-サに到達した直後にドライパッチは消滅したが,もう少し熱流束が大になってドライパッチ存在時間が長くなると加熱管のバーンアウトが生じる可能性がある.3.スペ-サピンは,上方からの液体の流下の際に,その下方への液体の供給を妨げるため液膜の薄膜化を助長する.したがって,通常最初にドライパッチが発生するのはスペ-サピンの直下である.4.スペ-サピンと同様スペ-サはドライパッチ生成を助長させる反面,ピンと接触する点で加熱壁を冷却する効果も有している.さらにボイド率,壁面静圧,壁温などの各種出力信号からスペ-サによる気液のミキシング効果について特に流動の時間的変化の重要性に焦点を合わせて実験的に調査した.その結果,1.ボイド率の変動特性から,スペ-サによるその下流側での気・液相のミキシング効果は大きく,非定常的な現象が重要であること,2.壁面静圧の変動特性から,スペ-サの存在によって流れ場がかなり変わり,逆流が発生し難いこと,3.伝熱条件(発熱管内壁面の温度結果)から,スペ-サ間隔Ls=500mmの場合が最も良く除熱すること,4.視察の結果からもLs=500mm以下の場合最も気液のミキシング効果のあることが伺えること,5.本研究の実験範囲では,特にLs=500mmの場合が下流側のスペ-サ近傍で液膜破断が発生し難く,最も安全性が高いこと,が明らかとなった.BWR燃料棒支持用の代表的なスペ-サの一つである丸セルタイプスペ-サを模擬した平板型の流動障害物を環状流路内に設置し,加熱された管表面上でのドライパッチの生成の状況を主に可視化から実験的に調査した.その結果,以下の結論が得られた.1.スペ-サが存在するとドライパッチは,スペ-サ隙間内の上流部からその外側のスペ-サ直下の領域という限定された領域で生じる.また流動様式も環状流に限定され,液膜が瞬時に下方へ重力によって流下した際に生じた.2.本実験では大きな波がスペ-サに到達した直後にドライパッチは消滅したが,もう少し熱流束が大になってドライパッチ存在時間が長くなると加熱管のバーンアウトが生じる可能性がある.3.スペ-サピンは,上方からの液体の流下の際に,その下方への液体の供給を妨げるため液膜の薄膜化を助長する.したがって,通常最初にドライパッチが発生するのはスペ-サピンの直下である.4.スペ-サピンと同様スペ-サはドライパッチ生成を助長させる反面,ピンと接触する点で加熱壁を冷却する効果も有している.さらにボイド率,壁面静圧,壁温などの各種出力信号からスペ-サによる気液のミキシング効果について特に流動の時間的変化の重要性に焦点を合わせて実験的に調査した.その結果,1.ボイド率の変動特性から,スペ-サによるその下流側での気・液相のミキシング効果は大きく,非定常的な現象が重要であること,2.壁面静圧の変動特性から,スペ-サの存在によって流れ場がかなり変わり,逆流が発生し難いこと,3.伝熱条件(発熱管内壁面の温度結果)から,スペ-サ間隔Ls=500mmの場合が最も良く除熱すること,4.視察の結果からもLs=500mm以下の場合最も気液のミキシング効果のあることが伺えること,5.本研究の実験範囲では,特にLs=500mmの場合が下流側のスペ-サ近傍で液膜破断が発生し難く,最も安全性が高いこと,が明らかとなった.本研究の目的を達成するための実験装置を完成させた。その装置の概要は次のとおりである。供試管:2重管から成り、加熱用内管は外径16.0mm、内厚1.0mmのインコネル製である。内径26mmの外管はパイレックスガラス製で環状流路の気・液二相混合体の流動を観察することができる。冷媒流動系:強制対流の閉ループから成っており、供試管の上流には、貯水槽、循環ポンプ、流量計および予熱器があり、下流側には気水分離器と凝縮器を設置している。系の圧力が実験条件より低いことを除けば、この強制沸騰系の加熱系、測定系が本研究目的を達成するための能力を持っていることを確かめた。垂直な2重管から成る供試管の入口から上方1225mmの断面に、実機の燃料棒支持用のスペーサを模擬した円筒状のスペーサ(長さ30.0mm、肉厚1.0mm、加熱管との隙間0.5、1.0、1.5mm)を設定した。冷媒としては水を用いた。また実験条件は次のとおりである。

加熱量(0300)kW/m^2、水の入口流速:(0.10.25)m/s、これは質量流束にして(98.2491.0)kg/m^2s、入口サブクール度:10゚Kと20゚K、スペーサそう入断面のみかけの蒸気速度:(0約20m/s、これは、沸騰水型原子炉の作動条件の範囲である)。実験ではスペーサ近傍の流れのようすと加熱断面を焼損(バーンアウト)させる原因となる液膜の破断が生じるプロセスを高速ビデオで観察する一方、その近傍の加熱壁面温度の測定を行った。得られた結果は次のとおりである。1.ドライパッチの発生は、スペーサの下端近くの隙間内とスペーサのすぐ上流の領域に限られており、流動様式も環状流とフロス流の境界領域および環状流である。いずれも液膜が重力により瞬時下降する時機に生じる。2.スペーサを保持しているスペーサピンは液膜の下降時にそれより下方へ水の補給を妨げており、ドライパッチの発生を促進している。3.スペーサおよびスペーサピンは一方では冷却フィンの役割もしており、スペーサピンが接している加熱壁の温度はスペーサの材質の影響を受ける。平成5年度はBWR燃料の代表的なスペ-サの一つである丸セルタイプのものを模擬した平板型の流動障害物を環状流路内に設置し,加熱された表面上でのドライパッチの生成の状況を主に可視化から実験的に調査した。その結果,以下の結論が得られた。(1)スペ-サが存在するとドライパッチは,スペ-サ隙間内の上流部からその外側のスペ-サ直下の領域という限定された領域で生じる。また流動様式も環状流に限定され,液膜が瞬時に下方へ重力によって流下した際に生じた。(2)本実験では大きな波がスペ-サに到達した直後にドライパッチは消滅したが,もう少し熱流束が大になってドライパッチ存在時間が長くなると加熱管のバーンアウトが生じる可能性がある。(3)スペ-サピンは,上方からの液体の下降の際に,その下方への液体の供給を妨げるため,液膜の薄膜化を助長する。したがって,通常最初にドライパッチが発生するのはスペ-サピンの直下である。(4)スペ-サピンと同様スペ-サは,ドライパッチ生成を助長させる反面,ピンと接触する点で加熱壁を冷却する効果も有している。平成6年度は各種出力信号(ボイド率,壁面静圧,壁温)からスペ-サによる気液のミキシング効果について実験的(特に流動の時間的変化の重要性)に調査した。(1)ボイド率の変動特性からスペ-サによるその下流側での気・液相のミキシング効果は大きく,非定常的な現象が重要である。(2)壁面静圧の変動特性からスペ-サの存在によって流れ場がかなり異なる。(3)伝熱条件(発熱管内壁面の温度結果)からスペ-サ間隔Ls=500mmの場合が最も良く除熱し,逆流が発生し難い。さらに視察の結果からもLs=500mm以下の場合最も気液のミキシング効果がある。(4)本研究の実験範囲では,特にLs=500mmの場合が下流側のスペ-サ近傍で液膜破断が発生し難く,最も安全性が高い。
マイクロ波による子宮胎盤循環及び胎盤機能障害に対する胎児側防御機構の解明

本研究では、マイクロ波によって生じる子宮胎盤循環不全と胎盤機能障害に対して胎児側の神経内分泌系を中心とした防御機構の役割を明らかにする。マイクロ波暴露装置を用いて、妊娠ラットにAmerican Conference of Industrial Hygienists(ACGIH)とAmerican National Institute(ANSI)の環境基準である0.4W/kgのマイクロ波を暴露し、暴露中の胎児側胎盤血流量及び子宮側胎盤血流量をモニターした。胎児試料から視床下部と下垂体の脳組織試料を作成し、胎児視床下部CRHと、胎児下垂体オピオイド受容体を評価した。その結果、CRH受容体拮抗剤であるα-helical CRH(9-41)の前投与によっては、子宮胎盤血流量の低下は起こらないことがわかった。また、cyclooxygenase拮抗剤であるindomethacinの前投与によっても、血流量の低下を抑制できた。マイクロ波暴露に際し、胎児視床下部CRHのmRNAの発現は認められなかったが、α-helical CRH(9-41)あるいはindomethacinの投与によって認められたことから、0.4W/kgのマイクロ波暴露では、胎児視床下部CRHが母胎の胎盤循環機能の制御にすでに関わることで、胎児の防御機構が働くことが示唆された。一方、環境基準の5倍の2.0W/kgを暴露させた場合、その防御機構は働かず、母胎ともに温度上昇がもたらすことが認められた。したがって、現行の安全基準内であれば、防御機構は働き、十分、そのマイクロ波の暴露は、安全であることが示された。環境基準を大きく超えて、温度上昇をもたらすマイクロ波暴露は、妊娠の経過に、温度上昇による諸影響を与える可能性は示唆された。妊娠期での低レベルマイクロ波の影響について、系統的な研究がされてきたが、胎児生体機構や、マイクロ波暴露を含めた温熱作用における防御機構はまったく知られていない。特に、胎児発達に関係し、同時に子宮胎盤循環や胎盤機能に関係することが想定される胎児の視床下部Corticotropin-releasing hormone(CRH)とオピオイド系に着目し、母体のマイクロ波暴露に際して、胎児におけるこれらの遺伝子が発現し、子宮胎盤循環や胎盤機能を調節することを示すことを目的とした。マイクロ波暴露装置を用いて、妊娠ラットに暴露し、暴露中の胎児側胎盤血流量及び子宮側胎盤血流量をモニターする。その結果、CRH受容体拮抗剤であるα-helical CRH(941)の前投与によっては、子宮胎盤血流量の低下は起こらないことがわかった。マイクロ波暴露に際し、胎児視床下部VRHのmRNAの発現は認められなかったが、α-helical CRH(9-41)あるいはindomethacinの投与によって認められたことから、胎児視床下部CRHが母胎の胎盤循環機能の制御にすでに関わることが示唆された。さらに、母胎諸内分泌機能との関連に注目した研究を展開する必要があると考えられた。マイクロ波暴露装置を用いて、妊娠ラットにAmerican Conference of Industrial Hygienists (ACGIH)とAmerican National Institute(ANSI)の環境基準である0.4W/kgのマイクロ波を暴露し、暴露中の胎児側胎盤血流量及び子宮側胎盤血流量をモニターした。

その結果、CRH受容体拮抗剤であるα-helical CRH(9-41)の前投与によっては、子宮胎盤血流量の低下は起こらないことがわかった。また、cyclooxygenase拮抗剤であるindomethacinの前投与によっても、血流量の低下を抑制できた。マイクロ波暴露に際し、胎児視床下部、CRHのmRNAの発現は認められなかったが、α-helical CRH(9-41)あるいはindomethacinの投与によって認められたことから、0.4W/kgのマイクロ波暴露では、胎児視床下部CRHが母胎の胎盤循環機能の制御にすでに関わることで、胎児の防御機構が働くことが示唆された。一方、環境基準の5倍の2.0W/kgを暴露させた場合、その防御機構は働かず、母胎ともに温度上昇がもたらすことが認められた。したがって、現行の安全基準内であれば、防御機構は働き、十分、そのマイクロ波の暴露は、安全であることが示された。環境基準を大きく超えて、温度上昇をもたらすマイクロ波暴露は、妊娠の経過に、温度上昇による諸影響を与える可能性は示唆された。
膜交通における選別輸送の分子機構の解明と植物の高次システムへの展開

細胞内膜交通の問題に生化学、遺伝学と最新のライブイメージング技術を駆使して取り組み、小胞に濃縮した積荷タンパク質を安全かつ確実に受け取る仕組みなど、選別輸送の新たな機構を解明することができた。また酵母から高等植物への展開から、進化の過程で植物が獲得した新たな膜交通機構を明らかにし、従来の動物細胞の研究だけからでは十分に理解できなかったゴルジ体層板形成、ポストゴルジ交通などの複雑な事象を整理する手がかりを得た。(1)膜交通の選別分子機構主に出芽酵母を材料に,可視化の新たな方法論を積極的に開発し,選別輸送の分子機構の徹底的な理解を目指す。(2)生化学的再構成と1分子観察COPII小胞形成完全再構成系を用い,1分子観察を駆使して選別分子機構を解明する。(3)高等植物における膜交通の役割主にシロイヌナズナを材料に,膜交通が組織レベル,個体レベルでの高次機能で果たす役割を理解する。本年度は,出芽酵母と高等植物シロイヌナズナを主な材料に用い,膜交通の選別輸送の分子機構と植物の高次システムへの展開に関する以下の研究を行った。1.膜交通の可視化による選別分子機構の解明(1)ゴルジ体槽成熟の分子機構:可視化積み荷マーカーの選抜(2)COPII小胞がゴルジ槽を形成する分子機構:時空間制御(3)ポストゴルジネットワーク:エキソサイトーシスとエンドサイトーシスの交差点の理解(4)共焦点レーザー顕微鏡の改良開発:感度と時間分解能の向上(5)FRETイメージングによる活性と分子間相互作用の可視化:プローブの開発2.生化学的再構成と1分子観察による選別分子機構の解明(1)COPII小胞形成の完全再構成系: GTPase活性の制御に着目(2)人工膜での1分子観察:系の最適化3.高等植物における膜交通の役割(1)Rab5GTPaseをツールとした植物エンドサイトーシスの研究:制御因子とエフェクターの遺伝生化学(2)植物のポストゴルジ膜交通の解明:マーカーとしてSNAREに着目(3)液胞形成と分化が植物の高次機能で果たす役割の研究:マーカー確立と可視化(4)細胞極性形成と維持:ミオシン分子種のクローニングと機能解析1.膜交通の選別分子機構(1)ゴルジ体槽成熟:酵母可視化積荷マーカーの観察系の改良を進めた。定重的解析のためのデータ処理を検討した。(2)COPII小胞からのゴルジ槽形成:小胞体出芽部位と小胞体膜の形態との関係を詳細に解析した。シート状小胞体が過剰の状態で,出芽部位が集積し,その直下に異常な形態のゴルジ体が生じる現象を見出し,光顕と電顕で観察した。(3)ポストゴルジネットワーク:ゴルジ体トランス領域からトランスゴルジ網への遷移をコートタンパク質成分の観点等から詳細に観察した。(4)共焦点顕微鏡の改良開発:超高感度高速のシステムで,3色同時観察に必要な装置開発を進めた。(5)FRETイメージング:酵母Ypt GTPase群の活性を可視化する1分子FRETプローブの作製に成功した。2.生化学的再構成と1分子観察(1)COPII小胞形成の完全再構成系:COPII小胞に積み込まれる積荷の分子数を定重し,濃縮と排除の機構を示唆した。(2)人工膜での1分子観察:Sar1のGTPase活性が,積荷の選別で果たす役割を可視化することに成功した。3.高等植物における膜交通の役割(1)植物エンドサイトーシス:真核生物保存型と植物特異的Rab5が,異なる輸送経路を制御していることを明らかにした。また,エフェクター分子の相互作用ネットワークを解明した。(2)植物のポストゴルジ膜交通:トランスゴルジ網のSNAREおよびRab11が,植物のさまざまなストレス応答に関与していることを示唆した。(3)液胞形成と分化:可視化マーカーを確立し,液胞膜分化の意義についてさらに解析を進めた。(4)細胞極性形成と維持:シロイヌナズナのミオシンVIIIおよびXI全分子種について,培養細胞およびシロイヌナズナ個体における局在解析を行った。また,積荷アダプターの同定を試みた。1.膜交通の選別分子機構(1)ゴルジ体槽成熟:酵母可視化積荷マーカーを用い,経時的に小胞体からゴルジ体シス,トランス領域への移行を観察した。(2)COPII小胞からのゴルジ槽形成:小胞体出口に対してゴルジ体シス槽がアプローチし,一定時間接触していることを発見した。この間に積荷の受け渡しが行われているという新しいモデルを提案した。(3)ポストゴルジネットワーク:ゴルジ体トランス領域からトランスゴルジ網への遷移の過程をさまざまなマーカーを用いて観察した。(4)共焦点顕微鏡の改良開発:超高感度

高速のシステムで,5色同時観察に必要なダイクロイックミラーの試作に成功した。(5)FRETイメージング:酵母Sec4GTPaseの活性を可視化する1分子FRETプローブを用い,分裂隔壁形成の際の動態を比較した。2.生化学的再構成と1分子観察(1)EF-hand型Ca結合タンパク質Pef1pが,Sec13/31pとCa濃度に応じて結合し,小胞形成を負に制御していることを明らかにした。(2)小胞体出口部位の形成に関与するSec16pが,Sar1pのGTPase活性を制御していることを見出した。3.高等植物における膜交通の役割(1)植物エンドサイトーシス:真核生物保存型と植物特異的Rab5が,活性化因子VPS9aとエフェクター分子Puf2を介して,相互に機能制御を行っている可能性を見出した。(2)植物のポストゴルジ膜交通:トランスゴルジ網のSNAREおよびRab11が,植物のさまざまなストレス応答に関与していることを示唆した。(3)液胞形成と分化:液胞膜分化に異常をもつと見られる新しい突然変異体を得,その解析を行った。(4)細胞極性形成と維持:シロイヌナズナのミオシンについて,積荷アダプターの同定を試み,ミオシンVIIIのアダプター候補を得た。1.膜交通の選別分子機構(1)ゴルジ体槽成熟:酵母槽マーカーと積荷マーカーを同時観察し,成熟の完全証明を目指した。(2)COPII小胞からのゴルジ槽形成:小胞体出口に対してゴルジ体シス槽が行う"kiss and run"モーションについて,その意義とメカニズムを検証した。(3)ポストゴルジネットワーク:トランスゴルジ網への遷移の過程をさまざまなマーカーを用いて観察した。(4)共焦点顕微鏡の改良開発:超高感度高速のシステムで,4色同時観察に必要なシステムを完成した。(5)FRETイメージング:酵母Sec4GTPaseの活性を可視化する1分子FRBTプローブを用い,細胞周期における挙動を解析した。2.生化学的再構成と1分子観察(1)EF-hand型Ca結合タンパク質Peflpが,小胞形成を負に制御するメカニズムをさらに詳細に解析した。(2)小胞体出口部位の形成に関与するSecl6pが,SarlpのGTPase活性を制御するメカニズムをさらに詳細に解析した。3.高等植物における膜交通の役割(1)植物エンドサイトーシス:真核生物保存型と植物特異的Rab5が,活性化因子VPS9aとエフェクター分子を介して,相互に機能制御を行っているメカニズムをさらに詳細に解析した。(2)植物のポストゴルジ膜交通:トランスゴルジ網のSNAREが,植物のさまざまなストレス応答に関与していることを示した。(3)液胞形成と分化:液胞膜分化に異常をもつと見られる新しい突然変異体を得,その原因遺伝子を明らかにした。(4)細胞極性形成と維持:シロイヌナズナのミオシンについて,高速型キメラミオシンの作製し,その効果を検討した。1.膜交通の選別分子機構(1)ゴルジ体槽
海洋衛星マイクロ波センサー資料の海洋力学への応用

世界最初の海洋衛星SEASAT-1は、1978年にNASAによって打ち上げられ、マイクロ波の各種センサ、例えば高度計や散乱計等によって従来の観測ではみられなかった画期的な海洋情報をもたらした。本研究計画の中のマイクロ波高度計と散乱計の解析アルゴリズムの開発とその海洋力学への応用研究の成果は以下の通りである。海洋における海流の95%は、地衡流平衡によると考えられる。この海流は、マイクロ波高度計により海面トポグラフィを測定し、地衡流計算により求められる。しかし、アルティメトリ資料の中には、地衡流に相当する成分以外に、ジオイド,潮汐,軌道の不確かさから生ずる誤差、高度測定そのものを不正確にする水蒸気量など様々な成分が含まれており、それらをいかに補正,除去してやるかがアルティメトリを用いた地衡流の測定での重要なポイントとなる。特にジオイドに関してはGEM-IOや我奴古のジオドモデル等を用いて補正されてきたが、現在の段階ではジオイドは地衡流測定に必要な精度では求められていない。そこで本研究では、GEOS-3衛星及びSEASAT-1衛星を用い、(1)空間フィルタを用い軌道のバイアス,トレンド及びジオイドの影響を小さくする方法(2)軌道の交点でのアルティメトリの差を用いる方法を検討した。一方、マイクロ波散乱計に関しては、海面におけるマイクロ波の反射過程を電磁波の境界値問題として数値計算をし明らかにした。特に、散乱係数の入射角依存性,散乱係数の風速依存性並びに誘電率による依存性について検討した。この他、海水の水温と塩分による依存性についても計算してみたが、これらによるマイクロ波の反射に関する散乱係数には、大きな依存性はみられなかった。以上の開発された解析アルゴリズムと検討結果は、1980年代後半以降のERSの散乱計やTOPEXの高度計の資料の解析に役立つと期待される。
ノンシリアル動的計画の新展開

実際、合流型推移をもつ決定過程については、昨年度考察した解法の比較検討から、後ろ向きの構成方法で1状態ずつ部分問題を拡大していく手法が計算量の観点からも有力と判断し、さらに(状態推移図を終端状態を根とするツリーと見た場合の)「深さ優先」と「幅優先」の2種の構成順序に対し、より一般の場合、すなわち任意の順序で1状態ずつ部分問題を拡大していく場合の再帰式構成法を示した。このことで、与えられた問題の型に合わせた最適な部分問題構成順序による解法が実行可能となる。加えて、新たに確率推移システム上のモデルについても考察し、数学会において基礎的な結果について発表した。なお、上述の成果をもとに、分岐・再合流型推移をもつノンシリアル動的計画について、決定過程としてのモデル化および再帰式構成のアイディアについて考察し、DP研究会で発表した。また、「折り紙ユニットによる立体作成問題を通した小中高校生向け理数教室」については、出前講義・大学模擬授業や科学館での講座など計9回(小学生向:4回,中学生向:1回,高校生向:4回)において実施し、小中高校生の数学(算数)への興味関心を高めることに貢献した。さらに、より深いところまで感じさせる講座の展開を目指し、次年度の「ひらめき☆ときめきサイエンス」へ応募している。これまでに、主として分岐型推移・合流型推移をもつ決定過程問題について考察してきたが、特にここ2年間で、合流型推移を持つ問題について新たに定式化を行い、動的計画法による再帰的解法を与えることに成功した。平成30年度においては、合流型推移をもつ決定過程の解法についてほぼ完成のめどが立ち、分岐・再合流型モデルについてもきっかけを得ている。全体の研究計画からみれば、平成30年度中に分岐・再合流型推移に関するところまで研究をある程度終えておきたかったところであったが、新たにゼロから構築したモデル故、再帰的解法の慎重な考察が必要となり、若干進捗が遅れている。しかしながら、前年度における合流型問題に対する複数の再帰的解法の構築や、今年度の確率推移システム上での新たな展開など、当初の計画と比較してより幅広い結果が得られている面もあり、全体としておおむね順調と判断する。なお、「折り紙ユニットによる立体作成問題を通した小中高校生向け理数教室」については、地元での引き合いも多く、当初の予想を上回る回数の実施となっている。合流型推移をもつ決定過程に関して、平成30年度の成果をもとに一般の部分問題構成順序に対する再帰的解法を、確率推移システム(初期状態以外の各状態が確率変数となるもの)上も含めて確立させる。その後、これまでの分岐型推移および合流型推移をもつ決定過程問題に対する結果を、分岐・再合流型推移を持つ問題へと応用し研究を進める。分岐・再合流型推移については、2つの型Feedforward Loop SystemsおよびFeedback Loop Systemsがあり、前者は単純に分岐し合流する(ループ構造を含まない)もので、後者は分岐後上流に戻って合流する(ループ構造を含む)ものである。とくに後者については、ループ構造を含む故、推移元状態と推移先状態の間の依存関係や最適政策の構成法において慎重に解析を進めていく。なお、折り紙ユニットによる立体作成問題を通した小中高校生向け理数教室については、より充実した内容の講座を企画し実現を目指す(科研費「ひらめき☆ときめきサイエンス」へ応募済み)。多段決定過程の立場からノンシリアル動的計画を展開すべく、相互依存型決定過程および非決定性動的計画をもとに考察を深め、相互依存型決定過程についてこれまでの結果を整理するとともに新たな展開を得た。実際、ある種の再帰的構造を持つ問題が、1ステージの相互依存型決定過程モデルによりうまく扱えることを示した。具体例として、従来、非決定性動的計画の枠組みで定式化していた完全情報組合せゲームの必勝法を求める問題をとりあげ、1ステージ相互依存型決定過程モデルを適用することにより、より自然に、そして数値計算面においてもより効果的な扱いが可能となることを示した。また、新規の問題として、折り紙立体の同型判定問題について考察した結果、この問題の持つ2重再帰的な探索の仕組みが、1ステージ相互依存型決定過程モデルで効率的に表現できることが分かった。この成果をもとにした計算機上での数値計算により、一定数の折り紙ユニットで構成可能な凸多面体の実質的な数の特定を、大幅に進めることができた。現状で、正方ユニットと呼ばれるものについて15個まで、そして三角ユニットについては10個までで構成可能な凸多面体数が特定されている。ただし、この時点で高性能なパソコンをもってしても、CPUの処理能力と記憶容量の両面でほぼ限界に達しており、さらなる改善が望まれる。なお、まだ考察段階ではあるが、マルコフゲームと呼ばれる枠組みが、いわば確率的推移を持つ1ステージの相互依存型決定過程モデルと解釈可能で、ノンシリアル動的計画の枠組みが、従来の様々なモデルを包含して展開していく手ごたえを感じている。初年度の目的では、相互依存型決定過程と非決定性動的計画について、ノンシリアル動的計画の見地から考察を深めることであった。この観点で考察を進めた結果、ある種の非決定性動的計画のモデルと相互依存型決定過程モデルの拡張が結びつき、1ステージの決定過程が交互に現れる確定的推移モデルを確立した。提案したモデルは、もちろん従来の相互依存型決定過程の特殊ケースとも捉えることができるが、特定の2重再帰構造をうまく表現しており、相互依存型決定過程を構成する決定過程間の依存関係についても、1ステージ化することによりうまく処理している。

新たな応用の可能性をもつ概念であり、ノンシリアル動的計画の枠組みを拡充する有力なものと考えられる。実際、「完全情報組合せゲームの必勝法を求める問題」および「一定数の折り紙ユニットで構成される立体の同型判定問題」へ適用し結果を得ている。以上、実施計画に照らせば、27年度分の「従来の研究成果の再構築」については、十分な成果を出したとまでは言えない状況となっているが、28年度計画の「新たなモデルの発掘」を実現し、また「折り紙立体の類別(同型判定)問題」も解決しており、進捗状況について、総合的にはおおむね順調と判断する。Nemhauser(Introduction to Dynamic Programming, Wiley, 1966)によって提唱されたノンシリアル推移をもつ動的計画は、当時、一部で研究が進められた後、今ではほとんど言及されることなく、その重要性に比べ、体系化や解法の研究がおろそかにされているのが実情と感じる。一方、昨今の計算機の発展により、動的計画が得意とする再帰的解法は、より複雑・大規模な問題へとますます活躍の場を広げている。こうした現状に対し、本課題では、より多様な状態推移構造を扱うためのモデル群としてノンシリアル動的計画を再提案し、研究を進めている。本年度はノンシリアルな状態推移4類型の3つ---分岐型(Diverging Branch System),合流型(Converging Branch System),分岐・再合流型(Feedforward Loop System) ---について考察した。分岐型は従来我々が提案してきた非決定性動的計画と相互依存型決定過程が該当し、合流型においては複数の部品を組み合わせる生産計画問題等が考え得ること、また、分岐・再合流型についてもスケジュール管理等に用いられるPERTに決定の要素を加えた問題が扱えるとの知見を得た。合流型と分岐・再合流型は、その詳細なモデル化と解法の導出は今後の課題だが、ノンシリアル動的計画の全体像が浮かび上がってきたところである。また、昨年度扱った「完全情報組合せゲームの必勝法」に対して、今年度、1ステージ相互依存型決定過程モデルを改良し、効率的に最短必勝法を求める解法を導いた。さらに、昨年度、解法のアイディアを得て数値実験を行っていた「折り紙立体の同型判定問題」についても、厳密なモデル化を行い、ノンシリアル動的計画の1モデルである相互依存型決定過程として扱えることを報告した。今年度、ノンシリアル動的計画の2つの型(合流型,分岐・再合流型)について初めて言及し、新たな基本モデル構築への端緒を開くことができた。また、「完全情報組合せゲームの必勝法」に関するノンシリアル動的計画を用いた新たな結果を発表(Sure Way to Win a Game Using a Mutually Dependent Decision Process Model, JORSJ, 2017.4)し、「折り紙立体の同型判定問題」についても相互依存型決定過程による結果をまとめた(折り紙ユニットで構成可能な凸多面体の合同判定,京大数理研講究録,掲載決定, 2017)。
離島新任期保健師の看護実践能力の向上につながる経験　離島類型別の特徴

本研究では、離島で働く新任期保健師の看護実践能力の向上につながる経験について、離島の類型別の特徴を明らかにすること、及び、本研究結果に基づき、離島の地理的社会的背景を考慮した離島市町村の新任期保健師を対象とする現任教育プログラムを開発することを目的としている。研究対象者は、離島市町村に勤務する保健師経験期間5年目未満の常勤保健師及びその上司とした。本研究では離島類型を5つの類型(孤立型離島,本土近接型離島、一部離島型離島、群島主島型離島、群島属島型離島)とし、類型ごとに2か所程度の離島を選定し調査を行う計画を立てている。平成30年度は、孤立型離島の保健師2名を対象として調査を実施した。データ収集項目は、1保健師としての看護実践能力向上のきっかけと保健師の内面的変化、2保健師の活動背景(保健師の個人属性、保健師を取り巻く環境)、3保健師としての看護実践能力の到達度(自己評価、他者評価)、4他者評価にあたり想起した出来事、とした。調査方法は次の通りとした。1保健師としての看護実践能力向上のきっかけと保健師の内面的変化は、新任期保健師を対象にリフレクションを促しながらのインタビューにより、1人に1年間で4回調査した。2保健師の活動背景は、質問紙により、新任期保健師を対象に初回のインタビュー前に1回調査した。3看護実践能力の到達度(自己評価と他者評価)は、「新人保健師の到達目標」の46項目について、調査紙により「一人ではできない」から「指導がなくても一人でできる」までの6件法で到達度を尋ねた。新任期保健師及びその上司に1年に3回、インタビュー前に調査した。平成30年度末現在、対象者2名の個別分析を行っている。計画通り、孤立型離島の保健師2名を対象とした調査が完了し、分析段階まで進んでいる。2019年度は、5つの離島類型(孤立型離島,本土近接型離島、一部離島型離島、群島主島型離島、群島属島型離島)のうち、本土近接型離島、一部離島型離島にて調査を実施予定である。調査にかかる旅費は別研究費から支出し、音声データの起こし作業は研究者本人が行ったため費用が発生しなかった。そのため、次年度使用額が生じた。次年度調査の旅費の補填、分析結果を調査対象者にフィードバックする際の旅費、分析に必要な文献にかかる費用、翻訳にかかる費用として使用する計画である。