hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
M^2ファクターによる超マルチモード・プラスチック光ファイバ中の光波伝搬特性の解明

シングルモードファイバを利用した光伝送技術が進歩したことにより幹線系の光ファイバ化が進み、研究対象はアクセス系への光技術の導入に移りつつある。その過程において、POF(Plastic Optical Fiber:プラスチック光ファイバ)の開発に関する目覚しい研究成果が近年生まれており、次世代の高速通信用伝送路として大きな注目が集まっている。ただ、高速通信に適用可能なPOFが実現されたのは、ここ数年来のことであるため、その周辺光デバイスの開発に関しては具体的な成果がなく、未開拓の分野である。POFは、シングルモード・ガラスファイバと比べ、コア径が大きいがゆえに、接続・取り扱いが容易である利点を有している反面、許容伝搬モード数が1万を超える超マルチモードファイバである。それゆえ、POF用光デバイス開発にはこれまでと異った設計コンセプトが必要となり、それらが明確にされることにより高機能光デバイスが効率よく実現可能となる。また、超マルチモードファイバであるため、光通信用伝送路として考えた場合には、伝搬するモードの不安定性等に起因する予期せぬ性能劣化が起こりかねない。それにも関わらず、POF中において、どの伝搬モードが定常的に伝搬しているのかといった光波伝搬特性が理論と実験の両面から明確にされたことはない。そのような現状に鑑み、測定試料に低NAステップインデックス型POF及びシングルモードガラスファイバを用い、評価測定系構築し、入射条件、ファイバ長等の実験パラメータを変化させた場合の評価実験、及びその理論解析を行い、POF中での光波伝搬特性をM^2ファクタにより規定するにするとともに、その解析結果を利用してPOF用光結合デバイスの設計・試作を行い、従来より高効率な光結合素子を実現した。POF(プラスチック光ファイバ)を光通信網に適用することにより、高速光通信網が安価に提供されることが示唆されて以来、大きな注目が集まっている。シングルモード・ガラスファイバ(コア径10μm)と比べ、コア径が大きい(コア径3001000μm程度)がゆえに、接続・取り扱いが容易である利点を有している。大口径であるPOF用の光デバイス開発には、これまでと異った設計・製作のコンセプトが必要となり、それらを明確にすることにより、新しい高機能光デバイスが低コストのもと実現可能となる。POF中における光波伝搬特性が明らかにし、有機材料の多機能性を活かした光デバイスを実現することは、21世紀に向けた高度情報通信社会実現に向けて、非常に重要な研究課題である。今年度は、M^2ファクターという指標を導入し、POF中における光波伝特性の解明を行うために、新しい測定系の構築、評価実験及び理論解析までを行った。測定試料には、低NAステップインデックス型POFエスカメガ、エスガギガ、エスカプレミアム(三菱レイヨン製)、シングルモード・ガラスファイバ(NewPort製)を利用し、入射条件(入射NA、入射スポットサイズ等)、ファイバ長等の実験条件を変化させた場合のM^2値の変化を、NFP/FFPパターンとあわせて測定した。これまで、マルチモードファイバの光波伝搬特性(空間特性)を規定できる手法がなかったが、この指数を利用することにより、光波伝搬特性が明確に規定出来ることを示すことが出来た。今後の研究課題としては、この指標をもとに、POF用の光素子設計コンセプトを確立するとともに、高機能光デバイスを実現することを挙げることができる。
血液神経関門を構成する微小血管内皮細胞の機能解析

ヒトおよびラットより神経内膜内微小血管内皮細胞を単離し株化を行った.これらの細胞株は血液脳関門を構成する内皮細胞が発現しているclaudin-5などの密着結合構成分子を発現しており,P-glycoproteinやGLUT-1などの輸送担体も発現していた.血液神経関門を構成する内皮細胞は血液脳関門を構成する内皮細胞と同様にバリアに特化した性質を有する細胞であることが明らかになった.ヒトおよびラットより神経内膜内微小血管内皮細胞を単離し株化を行った.これらの細胞株は血液脳関門を構成する内皮細胞が発現しているclaudin-5などの密着結合構成分子を発現しており,P-glycoproteinやGLUT-1などの輸送担体も発現していた.血液神経関門を構成する内皮細胞は血液脳関門を構成する内皮細胞と同様にバリアに特化した性質を有する細胞であることが明らかになった.炎症性末梢神経疾患においては血液神経関門(blood-nerve barrier: BNB)の破綻が存在し,病気の進行に大きく関わっている.BNBは血液脳関門(blood-brain barrier: BBB)に比し十分に解明されていないのが現状である.本研究の目的は血液神経関門の首座である神経内膜内微小血管内皮細胞を単離・培養し,BBBを構成する内皮細胞との共通点や相違点を明らかにすることである.なお,本研究は動物を使用するため,当施設の動物実験倫理委員会へ実験計画書を提出し,承認を得た後に研究を開始した.温度感受性SV40ラージT抗原トランスジェニックラットをC0_2ガスにて安楽死させ,坐骨神経を取り出した.実体顕微鏡下に神経上膜,神経周膜を丁寧に剥離除去し,酵素処理の後,dishに播種した.数代の継代を経て純粋な内皮細胞クローンを得た.得られた内皮細胞は高い電気抵抗値を有し,claudin-5, claudin-12, occludin, ZO1などBBBに存在するtight junction構成分子を発現していた.また,P-glycoprotein, ABCG2, MRP1などのefflux transporterやGLUT-1, system L, CRTなどのinflux transporterも幅広く発現していた.Claudin-5, occludin, claudinl2, p-glycoproteinおよびGLUT-1に関してはラットの坐骨神経組織を用いた免疫染色による解析にて蛋白レベルで発現していることを確認した.今回の研究結果からBNBを構成する内皮細胞はBBBを構成する内皮細胞と同様にバリアに特化した性質を有する細胞であることが明らかになった.本研究結果はBNBの生理機能解明のみならず,難治性末梢神経疾患の新たな治療法開発へつながりうる意義深いものである.炎症性末梢神経疾患においては血液神経関門(blood-nerve barrier : BNB)の破綻が存在し,病気の進行に大きく関わっている.BNBは血液脳関門(blood-brain barrier : BBB)に比し十分に解明されていないのが現状である.本研究の目的は血液神経関門の首座である神経内膜内微小血管内皮細胞を単離・培養し, BBBを構成する内皮細胞との共通点や相違点を明らかにすることである.ヒト坐骨神経由来の内皮細胞を用い,これらの内皮細胞株のもつ性質を解析した.本研究はヒトの細胞を用いるため,ヘルシンキ宣言に基づき研究計画が策定され,山口大学附属病院の倫理委員会にて認可を受けた後に研究を開始した.材料として剖検にて得られたヒト坐骨神経を用いたため,ご遺族に対し説明後文書にて同意を得た後に研究を開始した.得られたヒト神経内膜内微小血管内皮細胞株はBBBを構成する内皮細胞が発現しているclaudin-5, occludin, ZO1などのtight junction構成分子を発現しており, P-glycoprotein, ABCG 2などのefflux transporterやGLUT-1などのinflux transporterも発現していた.本年度の研究結果および昨年度のラットを用いた研究成果から, BNBを構成する内皮細胞はBBBを構成する内皮細胞と同様にバリアに特化した性質を有する細胞であることが明らかになった.本研究結果はBNBの生理機能解明のみならず,難治性末梢神経疾患の新たな治療法開発へつながりうる意義深いものである.
ステレオ視とパターン認識のフュージョンによるパターン理解能力向上

複数の処理を組み合わせた画像処理システムにおいて、一部の能力が低い場合,他の処理への影響を押えると共に能力が低い処理を補完し、全体として高い能力を持つ画像処理システムの実現方法を確立することを目的として研究を行なった。一例としてパターン認識、ステレオ視などのフュージョンによるパターン理解能力向上を取上げ、パターン認識におけるパターンの形状や輝度の問題とステレオ視などの能力向上における表面パターンの検出・光源の位置推定とを相互に補完しながら解決するシステムの構築を目指した。具体的には、非シーケンシャルなシステムを構築し、各処理同士の独立性を保ちながら各処理のフュージョンを行った。その結果、画像処理システムにおいて、各処理同士の独立性を保ちながらフュージョンを実現することにより、従来の画像処理システムの問題を解決した。具体的な成果として、パターンの形状特徴や輝度特徴を各処理同士の独立性を保ちながら各処理のフュージョンを行い、文字認識や医療画像処理に応用した。撮像装置の空間・輝度分解能が低かったため、パターン認識への応用に直接利用できる立体情報が得られず、ステレオ視との本格的なフュージョンは困難であったが、空間・輝度分解能が良好な撮像装置を用いれば、これも実現できる見通しを得た。今後の課題は、3次元空間上の対象への具体的な検証である。複数の処理を組み合わせた画像処理システムにおいて、一部の能力が低い場合、他の処理への影響を押えると共に能力が低い処理を補完し、全体として高い能力を持つ画像処理システムの実現方法を確立することが本研究の目的である。一例としてステレオ視とパターン認識のフュージョンによるパターン理解能力向上を取上げる。ステレオ視の能力向上におけるカメラキャリブレーション・表面パターンの検出・光源の位置推定とパターン認識におけるパターンの形状や輝度の問題を相互に補完しながら解決するシステムの構築を目指す。画像処理の研究において、各々の処理についての研究や各々の処理内でのセンサ(や特徴量の)フュージョンの試みは多いが、各処理を統合させることによる精度の向上に関する研究は少なく、多くの画像処理システムでは、シーケンシャルなプロセスにより構成される。本研究は、画像処理システムにおいて、各処理同士の独立性を保ちながらフュージョンを実現することにより、従来の画像処理システムの問題を解決する。平成10年度は、ステレオ視とパターン認識に共通する数学的バックボーンの分析と開発、各処理に必要なアルゴリズム開発およびデータベースの構築、ステレオ視における対象物体の形状・テキスチャ・動き等に応じたパターン抽出方法の開発、などをおこなった。また、これらの成果を利用し、基本的なパターン認識システムを構築し、高い認識率を得た。次年度はより高度なシステムの開発と評価を行なう。
炎症性化学伝達因子としての単球抑制性サイトカインの解析

慢性関節リウマチ関節腔における多核球優位の細胞浸潤機構を解明するこれまでの我々の研究過程で、単球特異的な遊走抑制因子の存在が明らかとなり、その因子は補体由来のC4aアナフィラトキシンと同定された。次いで、C4aの抑制作用は、単球自身からサイトカインの一種と思われる単球遊走抑制因子の放出を促すことにより発現されていることが見い出された。そこで、今回は、C4aのこの作用を更に確認するとともに、C4a刺激によって遊離される単球由来の単球抑制性サイトカインを分離精製し、性格付けを行うことを目的とした。まず、C4aのカルボキシル末端の7個のアミノ酸より成るペプチド及び、末端のアルギニンを持たないdesArgペプチドを合成した。前者は10^<-10>Mの濃度で、C4a10^<-16>Mで見られる単球抑制作用をよく再現した。しかし、後者にはこの作用が全く認められなかった。これはC4aとC4adesArgを比較した場合と同じ結果であった。以上より、C4aが、単球自身からの単球走化性抑制因子放出惹起能を持つことが確認された。次に、ヒト単球系細胞株(U937)を2L培養し、蛋白非含有培養液中で30分間10^<-16>MのC4aで刺激し、サイトカイン様の単球抑制因子を分泌させた。この上清中において抑制因子はDNAと結合した巨大分子として存在し、見かけの等電点は3.0であった。これをDNaselで処理したところ抑制活性は分子量46万、等電点6.1に変異した。蛋白分解酵素処理では抑制活性が消失した。次に、DNasel処理サンプルから、高速液体クロマト法を用いて抑制因子を精製した。ペプチドシークエンサーを用いてアミノ末端部アミノ酸配列を明らかにしようとしたところ、末端のαアミノ基が何らかの化学修飾を受けているらしく、配列の解明はできなかった。従って、このサイトカイン様抑制因子と既知のサイトカインとの異同は今回の研究では判別できなかった。
脳原発悪性リンパ腫における上皮―間葉転換誘導因子の解析に基づく診断と治療への展開

上皮間葉転換(EMT: Epithelial-mesenchymal transition)が、がん細胞の転移や浸潤および増殖などを促進することがわかってきたので、近年、様々な腫瘍において、EMT関連分子の発現や役割の解析が進められている。我々は、脳原発悪性リンパ腫(PCNSL)組織において、EMT関連転写因子であるZEB1とSlugの発現を解析し、治療成績、腫瘍の多発性、EMT制御因子およびリンパ腫細胞起源との関連を検討した。当科にて生検術を施行し、B細胞性リンパ腫と診断後、大量メソトレキセート療法および放射線照射にて治療したPCNSL76例を対象とした。抗ZEB1および抗Slug抗体にて免疫染色を行い、組織内の20%以上の細胞に発現を示す場合を陽性と評価し、全生存期間(OS)と無増悪生存期間(PFS)を比較した。また腫瘍の多発性、リンパ腫細胞起源(germinal center、non-germinal center)、BCL2およびBCL6との発現の関連も比較した。免疫染色の結果、ZEB1の発現は55例(72.4%)が陽性であり、Slugの発現は56例(73.7%)が核内に、20例(26.3%)が細胞質に陽性であった。治療成績の解析では、ZEB1の発現はOS、PFSともに差はなかったが、Slugに関しては細胞質陽性群が、OS (p=0.0265)、PFS(p=0.0034)共に有意に延長していた。また多発例では、ZEB1陽性(p=0.0459)およびSlug核内陽性(p=0.0197)の割合が高かった。さらにBCL2、BCL6の発現およびリンパ腫細胞起源における両者の発現を比較したが、有意差は認めなかった。脳原発悪性リンパ腫組織においても、EMT関連分子は高発現がみられ、腫瘍の多発性と関連があり、Slugの核内発現は予後不良と関連していた。本年度脳原発悪性リンパ腫患者サンプルにおいて、上皮間葉転換誘導因子が高発現していること、発現が腫瘍の多発性および予後に相関していることが確認できた。培養細胞を使用したin vitroの実験までは進めず、分子メカニズムの解明までは進めなかった。分子メカニズム解明に必要な組織からのDNAおよびRNAの抽出が遅れたことは原因であった。共同研究者による他の癌腫培養細胞株を使用したin vitroの実験で、上皮間葉転換誘導遺伝子阻害剤が増殖を抑制することが確認された。この薬剤を用いて、リンパ腫培養細胞株への応用を進める。また動物モデルを作成し、in vivoでの効果も検討する。臨床組織サンプルが新たに採取できたので、次年度の助成金と併せて解析用の試薬などの購入を増やし、分子メカニズムの解明につながる遺伝子発現解析を継続して進める。本研究は、悪性脳腫瘍である脳原発悪性リンパ腫が持つ転移・浸潤能、治療抵抗性の獲得に関する機序を解明することで、有効な診断法および治療法の開発に展開することを目的に進めている。全身性B細胞性リンパ腫において、細胞の増殖に関連する分子MYCおよび細胞死の抑制に関連する分子BCL2の遺伝子異常やタンパク高発現が生命予後に関与することが分かってきた。そこで脳原発悪性リンパ腫の臨床サンプルを用いて、MYCおよびBCL2の発現を、それぞれの分子の抗体を使った免疫組織染色を行い解析し、治療成績との関連を検討した。生検術を施行して組織診断後、大量メソトレキセート療法および放射線照射にて治療した79例を対象とした。免疫染色の結果、MYCの発現は41例(51.9%)、BCL2の発現は34例(43.0%)にみられ、両者の共発現は23例(29.1%)にあった。分子発現と治療成績の解析では、MYCの発現は全生存期間(陽性31.3、陰性56.6ヶ月:p=0.391)、無増悪生存期間(陽性4.8、陰性12.7ヶ月:p=0.184)ともに差は無かった。一方、BCL2の発現は全生存期間(陽性31.8、陰性78.7ヶ月:p=0.021)、無増悪生存期間(陽性5.2、陰性7.6ヶ月:p=0.042)であり、ともに有意差を認めた。共発現に関しては、全生存期間陽性31.3、陰性51.1ヶ月:p=0.095)、無増悪生存期間(陽性5.1、陰性7.6ヶ月:p=0.029)となり、無増悪生存期間のみ有意差があった。脳原発リンパ腫組織においても、MYCおよびBCL2の発現は予後と関連性があり、今後は予後因子として考慮すべき結果であり、新たな治療標的分子となる可能性が示唆された。本年度に得られた研究成果は、第35回日本脳腫瘍学会にて発表し、現在論文作成中である。しかし上皮ー間葉転換誘導因子に関しての解析は遅延している。組織からのDNAおよびRNA抽出が遅れていることで、発現解析が進まなかった。また髄液中の分子発現解析も計画していたが、充分な髄液採取が得られなかった。我々は、脳原発悪性リンパ腫(PCNSL)組織において、EMT関連転写因子であるZEB

1とSlugの発現を解析し、治療成績、腫瘍の多発性、EMT制御因子およびリンパ腫細胞起源との関連を検討した。当科にて生検術を施行し、B細胞性リンパ腫と診断後、大量メソトレキセート療法および放射線照射にて治療したPCNSL76例を対象とした。抗ZEB1および抗Slug抗体にて免疫染色を行い、組織内の20%以上の細胞に発現を示す場合を陽性と評価し、全生存期間(OS)と無増悪生存期間(PFS)を比較した。また腫瘍の多発性、リンパ腫細胞起源(germinal center、non-germinal center)、BCL2およびBCL6との発現の関連も比較した。免疫染色の結果、ZEB1の発現は55例(72.4%)が陽性であり、Slugの発現は56例(73.7%)が核内に、20例(26.3%)が細胞質に陽性であった。治療成績の解析では、ZEB1の発現はOS、PFSともに差はなかったが、Slugに関しては細胞質陽性群が、OS (p=0.0265)、PFS(p=0.0034)共に有意に延長していた。また多発例では、ZEB1陽性(p=0.0459)およびSlug核内陽性(p=0.0197)の割合が高かった。さらにBCL2、BCL6の発現およびリンパ腫細胞起源における両者の発現を比較したが、有意差は認めなかった。脳原発悪性リンパ腫組織においても、EMT関連分子は高発現がみられ、腫瘍の多発性と関連があり、Slugの核内発現は予後不良と関連していた。本年度脳原発悪性リンパ腫患者サンプルにおいて、上皮間葉転換誘導因子が高発現していること、発現が腫瘍の多発性および予後に相関していることが確認できた。培養細胞を使用したin vitroの実験までは進めず、分子メカニズムの解明までは進めなかった。分子メカニズム解明に必要な組織からのDNAおよびRNAの抽出が遅れたことは原因であった。臨床組織サンプルは新たに採取できたので、発現解析を継続する。さらに治療前に行う生検術の際に、できるだけ多くの髄液サンプルを採取する。リンパ腫の臨床検体において、細胞死を抑制する分子であるBCL2の高発現が有り生命予後に関連していたことより、本分子の阻害剤を併用した細胞増殖抑制実験を進めたい。共同研究者による他の癌腫培養細胞株を使用したin vitroの実験で、上皮間葉転換誘導遺伝子阻害剤が増殖を抑制することが確認された。この薬剤を用いて、リンパ腫培養細胞株への応用を進める。また動物モデルを作成し、in vivoでの効果も検討する。臨床組織サンプルが新たに採取できたので、次年度の助成金と併せて解析用の試薬などの購入を増やし、分子メカニズムの解明につながる遺伝子発現解析を継続して進める。今年度は、組織からのDNAおよびRNA抽出が十分ではなかったので、発現解析が進まなかった。また髄液中の分子発現解析も計画していたが、充分な髄液採取が得られなかった。しかし、臨床組織サンプルは新たに採取できたので、次年度の助成金と合わせて解析用の試薬などの購入を増やし、発現解析を継続して進める。本年度は、実験計画の遅延のため動物実験などを遂行することが出来なかった。次年度は、組織サンプルからの網羅的な遺伝子解析および実験動物を使用し腫瘍移植モデルを作成し,
予定中脳後脳境界領域形成における神経化と初期パターン形成の分子機構の解析

脊椎動物の胚発生における神経化と初期パターン形成の分子メカニズムを明らかにするため、予定中脳後脳境界(MHB)領域に特異的に発現するbHLH型転写抑制因子XHR1の機能解析と発現調節機構の解析を行い、以下の2点を明らかにした。1)機能解析: XHR1の標的遺伝子候補として同定されたbHLH型転写抑制因子ESR1に関して、XHR1-VP16-GRによるタンパク質合成阻害因子下における活性化実験、XHR1とESR1の過剰発現実験、およぴアンチセンスモルフォリーノオリゴによるXHR1の機能阻害実験を行った。その結果、ESR1はXHR1の直接の標的遺伝子であり、XHR1はESR1の発現抑制に必要十分であること、ESR1の過剰発現によってMHB遺伝子であるPax2の発現が抑制されたことから、XHR1によるESR1の発現抑制がMHBの領域化に重要であることが示唆された。さらにXHR1はESR1と異なりNotchでは活性化されず、またニューロン形成に関わるneurogenin、Deltaの発現も直接抑制することから、XHR1はニューロン分化におけるプリパターン遺伝子として働くと考えられる。2)発現調節機構の解析:2倍体のXenopus tropicalisのXHR1遺伝子(XtHR1)の翻訳領域にレポーター遺伝子を挿入し作成した全長約25kbのコンストラクトはXHR1の発現を再現した。そこでその欠失コンストラクトを、DNA顕微注入法あるいは精子核移植法を用いて胚へ導入し発現制御領域の検討を行った。その結果、原腸胚初期の予定MHB領域に発現をもたらす領域(初期エンハンサー・モジュー、EEMと命名)と尾芽胚期のMHB領域に発現をもたらす領域(後期エンハンサー・モジュール、LEMと命名)を見出した。EEMは神経化因子と後方化因子WntとFGFに反応することから、これらのシグナルを統合する制御領域であると考えられる。このEEMの反応性は内在性XHR1の反応性と良い対応を示した。したがってオーガナイザーによる神経誘導作用と後方化因子によるパターン形成がEERを介してXHR1の予定MHB領域での発現を引き起こすことを示唆している。以上より、神経化と初期パターン形成によりXHR1が発現を開始する分子機構、およぴそのプリパターンにより規定された予定MHB領域から脳のオーガナイジングセンターのMHBが形成されるまでの分子カスケードの一端が明らかとなった。脊椎動物の神経化と初期パターン形成の分子メカニズムの一端を明らかにするため、予定中脳後脳領域に特異的に発現するbHLH型転写抑制因子XHR1の発現調節機構と機能解析を行い、以下の2点を明らかにした。1)発現調節機構の解析:2倍体ツメガエルXenopus tropicalisのXHR1(XtHR1)遺伝子を含む約25kb領域にeGFPあるいはルシフェラーゼをレポーター遺伝子として挿入し作成した全長コンストラクト-11/14XtHR1-GFPと-11/14XtHR1-Lucを基に種々の欠失コンストラクトを作成し、DNA顕微注入法あるいは精子核移植法を用いて胚へ導入し発現制御領域の検討を行った。

その結果、原腸胚初期の予定MHB領域に発現をもたらす領域を-6-7kbの位置に見出し、「初期エンハンサー領域(EER)」と命名した。さらに尾芽胚期のMHB領域に発現をもたらす領域を-1.5-2kbの位置に見出し、「後期エンハンサー領域(LER)」と命名した。これらの結果は、HR1遺伝子は原腸胚初期にはEERを介して予定MHB領域で発現誘導を受け、その後の予定MHBとMHB領域ではLERを介して発現が維持されることが示唆された。一方、アニマルキャップ(予定外胚葉外植体)実験において、XHR1遺伝子はBMP阻害による神経化に応答して発現誘導される。そこで神経化因子nogginとXbra-enRに応答する領域(NRR)を同定したところ、NRRはEERと重複することが判明した。この結果は、オーガナイザーによるは神経誘導作用がEERを介してXHR1の発現誘導を引き起こすことを示唆している。2)機能解析:XHR1の標的遺伝子候補として同定されたbHLH型転写抑制因子ESR1(E(spl)-related 1)に関して、XHR1-VP16-GRによるタンパク質合成阻害因子下における活性化実験、XHR1の過剰発現実験、およびアンチセンスモルフォリーノオリゴ(MO)による機能阻害実験、ESR1の過剰発現実験を行った。その結果、ESR1はXHR1の直接の標的遺伝子であり、XHR1はESR1の発現抑制に必要十分であること、ESR1の過剰発現によってMHB遺伝子であるPax2の発現が抑制されたことから、XHR1によるESR1の発現抑制がMHBの領域化に重要であることが示唆された。さらに、ニューロン形成に関わるESR1はNotchの下流で活性化されるが、XHR1はNotchでは活性化されず、neurogenin、Deltaを抑制する働きがあることから、XHR1はプリパターン遺伝子として働くと考えられる。以上より、神経誘導と初期パターン形成により発現誘導を受けるXHR1が予定MHB領域を規定し、それにより脳のオーガナイジングセンターであるMHBが形成される分子カスケードのモデルが示された。本研究は、脳の初期パターン形成の分子カスケードを明らかにするため、(1)アフリカツメガエルの原腸胚初期の予定中脳後脳境界(pre-MHB)領域に発現を開始するbHLH-WRPW型の転写抑制因子XHR1に注目し、XHR1の標的遺伝子の解析によりその役割を明らかにすること、(2)XHR1がpre-MHB領域に発現を開始する分子機構を明らかにするため遺伝子の発現制御領域を同定することを目的とした。(1)に関しては、ドミナントネガティブ型XHR1を用いたディファレンシャル・マクロアレイ・スクリーニングにより同定されたXHR1の標的遺伝子候補の14個のクローンを解析した。ホルモン誘導型ドミナントネガティブXHR1(XHR1-VP16-GR)を用いた過剰発現実験と、アンチセンス・モルフォリーノ・オリゴによる機能阻害実験から、XHR1はpre-MHB領域におけるbHLH-WRPW遺伝子ESR1の発現抑制に必要十分であることが示された。
中世フランス演劇における演劇言語の成立について

(研究目的)今年度は文体論、言語学的アプローチによる十三世紀フランスの演劇テクストの問題点についての考察を進めた。いかにして13世紀の作家たちは演劇テクストを作り出したかという問題である。初期の演劇テクストの作家たちがテクストに施した工夫を検証することによって、複数の演技者によって演じられることを前提に書かれた演劇テクストの特徴を明らかにことがこの研究の目的となる。(研究方法)13世紀の演劇作品の作者の前にモデルとしてあったのは、ファブリオ、宮廷風ロマン、武勲詩などの単独のジョングルールによる語り物文芸のテクストだ。彼らがこうした語り物のテクストのディアローグをどのようにして演劇的に書き換えていったかについて今年度は詳細に検討した。今年度の研究で主要なコーパスとして選択したのは、パリ、フランス国立図書館フランス語837写本(Paris BnF fr.837)に収録されている作品群である。この写本には単独のジョングルールによって朗唱されていたファブリオと複数の役者によって舞台上で演じられるために書かれたと考えられる演劇テクストの両方が収録されている。後者についてはリュトブフの『テオフィールの奇跡』、作者不詳『アラスのクルトワ』、そしてアダン・ド・ラ・アルの『葉陰の劇』の抜粋がこの写本に収録されている。興味深い点はこの写本に収録されている演劇テクストにはすべて、ファブリオ的な「語り」の要素が含まれていることだ。また写本のレイアウトから見ても、ファブリオとこれらの演劇作品の間には顕著な差がない。(研究成果)2010年3月に837写本を所蔵するパリの国立図書館を訪問し、写本の記述と写本に収録されたテクストの校訂を詳細に検討した。そこで明らかになったのは、これまでズムトールが指摘していた13世紀フランス文芸におけるジャンルの曖昧さ、流動性という問題がこの写本に収録されている演劇テクストでは典型的なかたちで現れているという事実である。837写本収録のテクストは演劇と語り物の間にある様々な段階の中間形態を示している。これらの調査結果については、平成22年度中に学会で発表し専門家の意見を仰いだ上で、論文の形にまとめて発表する予定である。また作成した研究書誌は平成22年4月中にウェブページ上で公開する予定である。
妊娠期の快適性と出産満足度・育児行動との関連について

本研究では、妊娠期の快適性に関する尺度の開発と、その信頼性・妥当性の検証を行うともに、妊娠期の快適性と出産満足度・育児行動との関連について、(1)妊娠期の快適性が高い女性は出産満足度が高い、(2)妊娠期の快適性が高い女性は肯定的な育児行動を示す、の2つの仮説検証を行った。その結果、全体として妊娠期の快適性と出産満足度、妊娠期の快適性と育児行動には有意な正の相関が認められ、2つの仮説は検証された。それぞれの下位尺度ごとに、分析したところ、初産婦と経産婦では異なる特徴が認められた。平成22年度は、研究Iとして、妊娠期の快適性を客観的に測定する尺度の開発に取り組み、調査を行い、信頼性・妥当性が十分満たされた5因子目からなる尺度を完成させた。この尺度は、ローリスク妊婦に対してその快適さの体験をインタビューし質的に分析した結果を基礎として、項目レビューと予備調査の後、妊婦1000名に配布、613名より回収し、項目分析による項目の検討、探索的因子分析による項目の精選と構成概念妥当性の検証、内的整合性による信頼性の検証、因子得点による信頼性の検証、既存の尺度との相関による基準関連妥当性の検証、収束的妥当性と弁別的妥当性の検証と行い、そのいずれの過程においても十分に検討され、十分な基準を満たし、作成された。5因子はそれぞれ、「父親へと成長する夫との関係性の深まり」「わが子の動きによる相互作用」「周囲との交流による支え」[母親になる実感とわが子への愛着]「妊娠生活において変化する自分」である。研究IIとしては、国内外の出産満足、育児行動に関する文献検討を行った。出産満足については「出産体験自己評価尺度(常盤ら,2000)を用いることとし、育児行動については、「母親役割の自信尺度、母親であることの満足感尺度(前原ら,2005)を採用し、妊娠期の快適性出産満足度・育児行動との関連を検証することとした。所属機関の倫理委員会で承認を得たのち、研究協力機関にて本調査を開始している。研究対象者は、外来通院可能である妊婦300名程度とし、現在質問紙を配布し調査中である。その他、国内外の学会に参加し成果の発表と情報収集を行った。平成23年度は、昨年度作成した妊娠期快適性尺度を用いて、縦断的調査を行った。仮説検証については、全体として妊娠期の快適性と出産満足度、妊娠期の快適性と育児行動には有意な正の相関が認められ、2つの仮説は検証された。初産婦においては、妊娠末期の快適性は周囲との交流による支えや母親になる実感とわが子への愛着、妊娠生活において変化する自分に関する側面が出産体験における母親としての自覚が高いことや、妊娠末期の母親になる実感とわが子への愛着に関する快適性が、産後の母親としての満足感、特に母親としての自己肯定感が高いことと関連していた。経産婦においては、様々な側面の快適性が出産体験の様々な側面の自己評価や、産褥期の母親であることの満足感が高いことと関連していた。また産褥期の母親役割の自信においては、妊娠期の父親へ成長する夫との関係性の深まり、わが子の動きによる相互作用、周囲との交流による支えに関連する快適性の高いことが、わが子の生理的欲求の合図の読み取りや要求への応答ができることと関連していた。以上のことを踏まえ、初産婦に対して妊娠期には、母親になる実感をわが子への愛着に関する快適性を強化していく看護援助が有効であり、さらに実際にわが子が生まれた産褥期になってから、母親役割の自信や、母親であることの満足感を促す看護援助を提供することが必要である。そして経産婦に対しては、妊娠期にさまざまな側面の快適性の中でも、夫や周囲のサポートに関連する快適性を高める看護援助が有効であることが考えられた。今後は、未回収分の質問紙を含め、再分析を行い、学会発表、論文発表を行う予定である。
虚血性脳浮腫の発生機序

59年度に行われた脳浮腫の発生機序に関する基礎的研究成果を踏まえ、60年度には主として脳虚血モデルを用いて脳浮腫発生機序と消長に関する多角的研究を行った。橋本班員はサルの松果体実質のニューロンとシナプス形成について電顕的研究を行い、また萬年はトライトンX-100を用いて動物を潅流固定,浮腫成立に関与するアストロサイトの血管壁に対する終足と自由終末の微細構造を検索した。生田班員は末梢神経損傷にみるワーラー変性と末梢神経浮腫を研究し、その成果を中枢神経における脳浮腫と対比検討した。一方、後藤班員は、立場をかえて虚血性脳細胞腫張を熱力学的に考察し、脳組織固有の膠質浸透圧を実測するとともに、虚血性脳腫張が等浸透圧性に成立することを明らかにした。森班員と最上班員は虚血性脳浮腫モデルにおける浮腫液の移動と吸収の過程を免疫組織学的手段をも導入して検索し、脳浮腫液の血管透過性の機序、上衣下層の血管や脈絡叢からの浮腫液吸収機序を検索するとともに、独自に開発した蛍光標識血漿蛋白法を用いて虚血病巣部の微小循環動態をも観察した。吉田班員も独自に開発した脳虚血モデルを用いて、虚血時間と血液脳再潅流時間に対する血管壁構成細胞の動的変化について組織学的研究を行った。浅野班員は中大脳動脈閉塞モデルを用いて脳微小血管のNaとK-ATPaseの脳浮腫成立に及ぼす役割を究明、虚血後早期に起る微小血管機能を示す当該酵素活性の亢進が、脂質過酸化と関連して脳浮腫成立に関与することを示した。小暮と平川は脳浮腫病巣におけるエネルギーステートを【^(31)P】-NMR、又病巣部血流を【^(19)F】-NMRを用いて測定しそれぞれの相開を究明した。石井は班長としてこれら諸研究を総括するとともに、虚血巣周辺部に発生する浮腫が静水力学的環境因子の変動により影響を受け、脳浮腫が二次的に虚血辺縁部に漸次新しい病巣を形成しつつ脳浮腫が進行性に増悪する機序を明らかにした。
学齢期における生活習慣病リスクと咬合咀嚼機能の関連性に関するコホート研究

本研究は、学齢期(学校歯科保健)における食育の推進に口腔に関連した要因がどのように関連しているかを検討することを目的とした。また、医師会が行った生活習慣病リスクに口腔に関連した要因がどのように関連しているかについても検討し、次の結果をえた。(1)う蝕有病に関連する要因は、朝食の欠食であり、歯肉炎の有無(口腔清掃状態と関係する、ついでう蝕原因菌であるS. mutansとLactobacilliのレベル、歯列不正、就寝前の飲食などであった。(2)生活習慣病のリスクは、運動が嫌い、朝食の欠食、S. mutansレベル(10^5以上)であった。S. mutansレベルが関連しているのは、食生活の乱れを示していると考えらた。(3)小学校4、5年生の食べられる食品の多さに関連する要因(食品受容応答)は、保健行動に関連する知識(生活習慣病の知識、朝食(欠食)、フッ化物配合歯磨剤を使用、歯科医院での歯口清掃指導の有無)や習慣と口腔内の機能的な状態である唾液分泌速度や咬合状態が関連していた。検討したすべての項目で朝食の欠食が強く関連する要因であることが示された。これは規則的な食習慣は、う蝕のみならず、生活習慣病のリスクを大きく下げることを示唆するもので、学校保健活動における食育の重要性を示すものと考えられた。本研究は、学齢期の生活習慣病と「口腔機能の発達、維持と増進」との関連性を追究し、学校保健における食育の意義ならびに口腔機能の維持と増進の役割を位置づけることを目的としている。H21年度の解析は、2008年度に行った結果(総数:1,525名(小学生:825名、中学生:700名)について、(1)う蝕の有無と齲蝕原性菌のレベルに関連する要因の解析、(2)食品の受容応答に関連する要因についてロジスティック解析を行った。(1)う蝕の有無と齲蝕原性菌のレベルに関連する要因は、朝食の欠食(オッズ比:1.71)、就寝前のおやつ(1.62)、歯肉炎(1.58)、S.mutansの検出(1.58)、乳酸桿菌の検出(1.14)であり、S.mutansの検出に関連する要因は、定期的な歯科健診をしない(1.35)、就寝前の清涼飲料水の摂取(1.58)、清涼飲料水の摂取(1.27)、歯肉炎(1.43)であった。また、乳酸桿菌の検出に関連する要因は、高頻度の間食(1.33)、昼食後の歯磨きをしない(1.60)、生活習慣病の知識が無い(1.29)、歯肉炎(1.51)、混合歯列(2.11)であった。(2)食品の受容応答(食べられる食品の多さ)に関連する要因は、生活習慣病の知識が無い(1.68)、食べ物を水などで流しこんで食べる(1.36)、食べかたがうるさい(1.72)、よく噛むように家族に注意される(1.71)、食べる時間が(給食)友人より遅いか速い(1.39)、混合歯列(1.54)、咬合力が小さい(1.80)であった。これらの研究結果から、小中学生のう蝕の有無やう蝕原因菌の検出に食習慣が大きく関連しており、小中学生での食育の推進には学齢期の齲蝕予防に大きく関与することが示された。また、学齢期の食べられる食品の多さには、口腔の咬合状態が関与していることが示唆された。研究目的:平成22年度の研究目的は、児童生徒の生活習慣病リスク、生活習慣ならびに口腔保健状態の関連性を明らかにすることであった。

研究方法:10歳から13歳の児童生徒689名(男子365名、女子324名)を対象として医師会の行った全身の健康状態、血液検査結果から肥満指数、復位、復位/体重、血圧、血糖値、総コレステロール値、LDLコレステロール値、HDLコレステロール値および中性脂肪値から対象者の生活習慣病のリスクを判定した。この生活習慣病リスクに関連する生活習慣ならびに口腔保健状態(齲蝕、S.mutansレベル)を検索した。なお、S.mutansレベルはモノクロナール抗体を用いた検出法によった。結果:生活習慣病のハイリスクを持つものは対象者の22.3%であった。ロジスティック解析で生活習慣病のリスクを持つことに関連する要因は朝食を摂らない(OR: 2.05)運動が嫌い(OR: 2.07)およびS.mutansのレベル(10^5以上/ml)(OR: 1.75)であった。また、DMFT数が2以上である(齲蝕有病状態が高い)ことに関連する要因は、朝食を摂らない(OR: 1.96)緑黄色野菜が嫌い(OR: 1.46)およびS.mutansのレベル(10^5以上/ml)(OR: 1.83)であった。結論:本研究結果は、唾液S.mutansレベルは砂糖接取や脂肪接取のバイオマーカーになる可能性を示している。また、唾液中S.mutansのみならず食習慣は齲蝕ハイリスク児のスクリーニングに有用であることも示された。したがって、これらの結果は、わが国の児童生徒に対する食育の推進は生活習慣病の予防のみならず、齲蝕予防にも重要であることが示唆された。本研究は、学校保健活動における食育の推進に口腔の状態や口腔機能がどのように関連しているかを検討することを目的としている。今回は2011年度の市川市すこやか口腔健診の結果から小学生の食品受容応答に関連する要因いついて解析することを目的とした。方法:2011年度の市川市すこやか口腔健診に参加したのは市川市立の9小学校で4および5年生であり、総数643名(男子350名、女子293名)であった。なお、本研究は本学倫理委員会の審査をえて、本調査の目的を保護者に十分説明し、同意を得て行っている。調査は、唾液流出速度、緩衝能、齲蝕原因菌数測定、咬合状態などの診査、プレスケールを用いた検査、咀嚼能力判定ガムによる咀嚼能力の検査および質問紙調査(食生活、生活習慣、食品受容応答など)を行った。食品受容応答は20品目の食品に関してそれぞれ1-4点を与え、(噛むのがむずかしい(1)、あまりうまく噛めない(2)、なんとか噛める(3)、よく噛める(4))で「嫌い、食べたことがない」食品を除き、合計して平均値を求めた。食品の受容応答に関連する要因についてはロジスティック解析で行った。成績および考察:対象者の9割以上の者が毎日朝食をとっていた。フッ素入りの歯磨剤を使っていると回答した者は41%であった。一方、7%の者がフッ素入りではない歯磨剤を使っていると回答してた。すべての食品をよく噛めると回答したのは対象者の48%であった。噛みにくい食品はないと回答した者は47%であった。不正咬合のある者の割合は31%であった。3分間での刺激唾液が3ml未満の者が28%であった。一人当たり永久歯のDMF歯数は0.3であった。小学校4、5年生の食べられる食品の多さに関連する要因は、保健行動に関連する知識(生活習慣病の知識、朝食、フッ化物配合歯磨剤を使用、歯科医院での歯口清掃指導の有無)や習慣と口腔内の機能的な状態である唾液分泌速度や咬合状態が関連していた。
アルコキシド法を用いた新規な多孔性粒子合成プロセスの開発

金属アルコキシドの加水分解条件の精査により、表面を部分的に溶出可能な水和酸化物の調製条件を見出し、細孔の形成(多孔化)と、低温での結晶化が可能な粒子の合成法を確立した。また、反応性の高い多孔性の水和酸化物粒子を原料とし、他の金属種と共に温水や熱水中で処理することにより、多孔性の複合酸化物粒子の合成も可能とした。本研究は汎用性の高い多孔性の酸化物系粒子合成手法として、幅広い応用が可能である。金属アルコキシドの加水分解・重縮合反応条件を精査し、部分溶出によるマクロ孔の形成と、低温での結晶化が可能な粒子の調製条件を検討した。まず、アルコキシド法を用いて均一な外形を有し、かつ重縮合度の低い水和酸化物粒子を合成した。得られた粒子をアルコールで洗浄し、粒子表面部の部分的な溶出によるマクロ孔の構築を試みた。多孔性粒子の結晶化は、温水または水熱処理により行った。また、当初の予定よりも水和酸化物粒子合成に関する検討が順調に進んだため、調製した多孔性粒子を原料とし、各種複合酸化物の合成も試みた。以下に具体的な実績を挙げる。1.チタニア系・ジルコニア系・タンタル系に関して、多孔性水和酸化物粒子の生成条件を精査した。アセトニトリルとブタノールの混合溶媒中で、各種金属アルコキシドをアンモニア水で加水分解・熟成することにより、均一な粒径を有する水和酸化物粒子を合成した。また、得られた水和酸化物粒子をアルコールで洗浄し、多孔化を試みた。結果として、従来よりも穏やかな加水分解条件で水和酸化物粒子を合成することによって、粒子がより多孔化しやすくなることが判明した。また、多孔化が生じるような重縮合度の低い粒子は、温水・水熱処理による結晶化や、他の金属イオンとの反応が、より容易になることを見いだした。2.多孔性の水和チタニア粒子を原料として用い、他の金属イオンと共に水熱処理することにより、多孔性の複合酸化物粒子の合成を試みた。その結果、チタン酸ストロンチウム系・チタン酸ナトリウム系において、他のチタニア系粒子を原料に用いるよりも低温で、高比表面積を有する結晶性粒子の合成を可能にした。この際、チタン酸ストロンチウム系では原料のマクロ孔構造が維持されていた。また、他の原料では合成が困難であったチタン酸ビスマス系粒子の合成も可能であった。金属アルコキシドの加水分解・重縮合反応条件を精査し、アルコールへの溶出によるマクロ孔の形成と、低温での結晶化が可能な水和酸化物粒子の調製条件の検討を行った。本年度は特にタンタル系の粒子について詳細に検討した。まず、アルコキシド法を用いて均一な外形を有し、かつ重縮合度の低い水和酸化物粒子を合成し、粒子表面部の部分的な溶出によるマクロ孔の構築を試みた。また、合成した多孔性水和酸化物粒子の温水または水熱処理による結晶化および様々な複合酸化物への変換も試みた。さらに、調製した粒子上への銀ナノ粒子の担持も試みた。1.タンタルとチタンの複合水和酸化物粒子を合成し、チタンの部位を選択的に溶出することにより、主にタンタルの水和酸化物からなる多孔性粒子の合成を可能とした。2.酸化チタン系の粒子について結晶化条件を精査した。その結果、通常の球状粒子は結晶化にともなって崩壊するにも関わらず、多孔性の粒子は粒子内のマクロ孔が結晶子の成長に伴う歪みを吸収し、球形のまま結晶性を上げることが可能であることが判明した。3.多孔性の水和チタニアまたは水和酸化タンタル粒子を原料とし、温水処理による複合酸化物粒子への変換を試みた。チタン酸ストロンチウム系においては、原料の球形は崩れるものの、これまでの5倍程度の高比表面積を有する粒子合成を得ることができた。水和酸化タンタル系においては、球形を維持したままタンタル酸カリウムへの変換を可能にした。また、原料粒子の化学安定性によって、生成する相が変化することも判明した。4.アナターゼ型チタニアに結晶化させた粒子を銀のアンミン錯体水溶液中に分散し、さらに高濃度のブドウ糖を加えることにより、多孔性チタニア粒子上に銀ナノ粒子を担持することができた。研究実績の概要に示したように、水和酸化物粒子の多孔化に関する検討においては、複数の金属種のアルコキシドを用いて粒子を合成し、粒子中の化学的安定性の低い金属種のみを選択的に溶出することにより、これまでは多孔化が困難であった系の多孔化を可能とした。当初の予定では加水分解条件の制御のみで多孔化を達成する予定であったが、タンタル系では多孔化が達成できなかったため、それに変わる手段として本手法を開発した。水和酸化物粒子の結晶化に関しては、多孔質の水和酸化物が、反応性が良好であること以外に、結晶化に伴って発生する粒子中の応力の緩和にも有効であるという新たな知見を見出すことができた。これにより、目的に応じて高温・長時間の温水・水熱処理が可能となり高い結晶性が必要となる場合にも本手法が有効であることが見いだせた。多孔性粒子の複合酸化物への変換に関しては、チタン系、タンタル系において複数種の複合酸化物の合成を新たに達成できた。

水和酸化チタンを原料に用いた複合酸化物においては、原料の仕込み組成の調整によって高比表面化が可能であることも新たに判明した。タンタル系においては、当初目的としていた球状の複合酸化物粒子の合成を、タンタル酸カリウム系において達成できた。また、酸化タンタルナノリボンや、タンタル酸ナトリウムの正八面体状粒子等の粒子が、比較的粒径が揃った状態で合成できることも判明した。銀ナノ粒子を担持した多孔性チタニア粒子の調製に関しては、平成28年度に行う予定であったが、若干予定を前倒しで開始した。その結果、研究計画で予定していた手法が、銀ナノ粒子の担持に適用可能であることが確認できた。以上の様に、若干想定と異なる結果も生じたものの、目的とする物質の合成および粒子の微構造制御は達成されており、研究全体としては、概ね順調に進展していると判断される。チタン、ジルコニア、タンタル等の金属アルコキシドの加水分解・重縮合反応条件を精査し、アルコールへの溶出によるマクロ孔の形成と、低温での結晶化を試みた。また、調製した各種水和酸化物粒子を原料として、複合酸化物への変換を試みた。本年度は昨年度までの水和チタニア粒子を原料とした系に加え、水和ジルコニウムを原料とした系についても検討を進めた。さらに、タンタル系においては部分窒化による光触媒活性の改善も試みた。以下に具体的な成果を挙げる。1.多孔性水和チタニア粒子の温水処理により、結晶性に優れる多孔性チタニア粒子への変換を試みた。色素の光分解試験の結果、マクロ孔を有する粒子は、ミクロ孔の存在により同等のBET比表面積を有する球状の粒子よりも良好な光触媒活性を示すことが明らかとなった。2.多孔性水和チタニア粒子を水酸化バリウムと共に温水処理することにより、多孔性のチタン酸バリウム粒子を合成した。重縮合度が低く、マクロ孔を有する多孔性の水和チタニア粒子を原料とすることにより、従来よりも低温(80°C)で鉱化剤を用いずともチタン酸バリウムへの結晶化を可能とした。3.均一な粒径を有する球形の水和ジルコニア粒子を原料とし、各種ペロブスカイト型ジルコン酸塩への変換を試みた。高分子系の凝集防止剤を用いた温水変換により、原料の外形を維持したまま、蛍光を示すジルコン酸バリウム、ジルコン酸ストロンチウム粒子の合成が可能となった。4.均一な粒径を有する球形の水和酸化タンタル粒子をアンモニア気流下で加熱することにより、原料の外形を維持したまま酸窒化物への変換を試みたところ、従来よりも短時間での部分窒化が可能であった。得られた粒子を用いて色素の光分解試験を行ったところ、可視光化においても分解活性を有することが確認できた。金属アルコキシドの加水分解条件の精査により、表面を部分的に溶出可能な水和酸化物の調製条件を見出し、細孔の形成(多孔化)と、低温での結晶化が可能な粒子の合成法を確立した。また、反応性の高い多孔性の水和酸化物粒子を原料とし、他の金属種と共に温水や熱水中で処理することにより、多孔性の複合酸化物粒子の合成も可能とした。本研究は汎用性の高い多孔性の酸化物系粒子合成手法として、幅広い応用が可能である。粒子合成時における加水分解を、より緩やかな条件で行うことによって、従来よりも低温での温水・水熱処理によって結晶化できる水和酸化物粒子の調製を可能とした。また、穏やかな条件で加水分解を行った粒子は、溶出によってマクロ孔が形成されやすく、化学的反応性にも優れるため、複合酸化物粒子の低温合成に非常に適していることも明らかとなった。さらに、複合酸化物の種類によっては、原料となる水和酸化物の外観およびマクロ孔構造を維持できることも判明した。
ベトナムの経済発展に伴う生活環境の変容と慢性疾患リスクの関連

発展途上国における急速な経済発展・都市化は生活環境・ライフスタイルの変化を引き起こし、最終的に健康に負の影響を及ぼすことがこれまでの研究で示唆されている。本研究では、急速な経済発展の中にあるベトナムにおいて、慢性疾患リスクを炎症性バイオマーカー(C反応性タンパク質(CRP))を使用して定量化し、その決定要因を特定することをめざす。特に、経済発展に伴う格差の発生や社会関係の変容による影響に着目し、ベトナムの人口集団の持続的健康の達成に貢献する科学的知見を創出する。
高度情報機器開発のための高性能並列シミュレーションシステム

本研究は、マイクロプロセッサを中心として構成される高度情報機器を対象とする、システムレベルのcycleaccurate simulation(CAS)の並列処理技術による高速化を目的として行った。研究の主要な成果として、以下の3項目に示す新たな高速シミュレーション技術を得た。1.並列処理によるCASの高速化には、CASに比ベて高速に実施可能な命令のin-order実行の逐次シミュレーション結果を近似値として利用する。このシミュレーションを全体の律速要因としないために、ワークロードに応じて高速シミュレータを自動生成する技術を考案し、命令シミュレーションでは最大34倍もの高速化を達成した。2.シミュレーション過程を時間方向に分割した各区間のシミュレーションを並列実行する、新たな並列シミュレーション技術を考案した。区間相互の依存関係による逐次性は、前方区間のシミュレーション結果をin-order実行シミュレーションによって近似して投機的に実行することで克服し、8ノードPCクラスタによる最大5.8倍の高速化に成功した。3.リアルタイムシステムで問題となる割込による実行時問遅延を予測するための基礎技術として、キャッシュと分岐予測器のミス増加を、N命令のワークロードとF向の割り込みに対してO(FN)で解析するアルゴリズムを考案・実装した。またCASを用いて遅延そのものを正確に求めるO(Nlog N)の解析アルゴリズムを考案・実装し、さらに並列処理により8ノードPCクラスタによる最大9倍の高速化も達成した。本年度は、最終的な並列シミュレータ構築の第1ステップとして、(1)1つのMPUまたはDSPを1ノードでシミュレートする並列マルチプロセッサシミュレータと、(2)1つのMPUを複数ノードでシミュレートする時分割並列MPUシミュレータを開発した。(1)並列マルチプロセッサシミュレータ並列シミュレーションの高速化のために、大域的な時刻管理を必要とするメモリ参照のみを抽出する参照フィルタ操作を、out-of-order型のsuper-scalarなどの高度なMPUからなるマルチプロセッサのCASに適用したシミュレータを開発した。具体的には(1)参照フィルタ操作が適用可能なメモリ参照を検出する先行実行フェーズと、(2)参照フィルタ操作によって除去されなかったメモリ参照のタイミング決定を含む詳細実行フェーズの2フェーズからなる、並列マルチプロセッサシミュレータを構築し、その性能を評価した。(2)時分割並列MPUシミュレータ逐次的なCASの実行過程を複数の区間に分割し、各々を並列に実行することにより時分割並列シミュレーションを実現する。ここで問題となるのは各区間開始時点でのMPU内部状態を正確に得ることであるが、この問題は(1)担当区間以前の部分の論理的挙動を先行実行により高速シミュレーションして内部状態の近似値を求め、(2)区間に重複を設けてその部分をwarm-up期間として近似的内部状態が真の状態に一致する確率を高め、(3)担当区間終了後に近似的内部状態に基づくシミュレーションの正当性を検証し、(4)結果が不正であれば前区間終了時の正しい内部状態に基づき再実行する、という方法により解決した。また先行実行のシミュレーション速度を向上させるために、個々のワークロードに適応したシミュレータを生成する方式を開発し、最大30倍の高速化を達成した。最終的な統合並列シミュレータ構築の第2ステップとして、17年度に開発した2種類の並列シミュレータの改良を行うとともに、統合シミュレータの方式検討を行った。また新たな応用として、最悪性能予測の高速化・並列化も実施した。(1)並列シミュレータ改良:17年度に開発した「並列マルチプロセッサシミュレータ」と「時分割並列MPUシミュレータ」の改良について、後者を重点的に検討した。その結果、分割点でのマシン状態近似の精度・効率向上のために、分岐予測ミス時に投機実行される命令列をフェッチすることと、近似シミュレーションにワークロード最適化を適用することが有効であることが判明し、16ノードでの性能が最大2.1倍に、また平均でも1.3倍に向上した。(2)統合方式検討:最終的な統合方式の有力な方法として、時分割シミュレーションと命令スケジューリング計算の再利用の統合について検討した。この他、複数のアーキテクチャのシミュレーションを並行して行う方式についても検討した。これらの実装等は19年度に実施し、最終的な成果とする。(3)最悪性能予測:並列シミュレーションの新たな応用として、割り込みによって生じる性能劣化の最悪値を高速に求めるためのシミュレータを開発した。