hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ｓｉＲＮＡの肺組織内動態とＲＮＡ干渉能に基づく吸入用微粒子製剤処方の最適化

siRNAのセンス鎖をCy5.5で標識することにより、siRNAのRNA干渉能に影響を与えることなく体内動態を追跡できるCy5.5-siRNAを開発した。ベクターを添加することで未添加時に比べてsiRNAの肺内滞留性が増加し、全身移行が抑制できることが示された。また、肺局所投与により、全身投与に比べてはるかに少ない量のsiRNAで肺局所RNA干渉効果が得られた。Cy5.5-siRNAの生体内安定性に関しては、今回新たにPCI混合溶液を用いてsiRNAとCy5.5を分離後電気泳動する手法を確立した。これらの成果は、siRNAの体内動態に基づいた製剤処方最適化に大きく貢献するものと考える。ベクターとして分子量70,000の分岐型PEI (B-PEI)、賦形剤にマンニトール、分散補助剤にロイシンを用いて噴霧急速凍結乾燥法によりsiRNAの吸入粉末剤を調製した。モデルsiRNAとしてホタルルシフェラーゼ遺伝子(luc+)をターゲットとするsiGL3と、そのセンス鎖の5'末端をCy5.5で化学修飾したCy5.5-siGL3を用いた。Naked Cy5.5-siRNAに比べ、Cy5.5-siRNA/B-PEI複合体では、Cy5.5由来の蛍光強度が約1/10に減弱した。Cy5.5のスルホニル基に由来する負電荷が、B-PEIの正電荷と静電的相互作用を起こすためと考えられる。雌性ICRマウスに粉末製剤および溶液を肺内投与し、Cy5.5-siRNAの体内動態を近赤外蛍光イメージングにより評価した。B-PEIとの複合体形成によるCy5.5由来の蛍光強度の減弱が認められた。Naked Cy5.5-siRNA粉末製剤および溶液投与群では投与3時間後で肺内のCy5.5蛍光強度が最大となり、その後肝臓、腸などへ移行した。一方、Cy5.5-siRNA/B-PEI粉末製剤および溶液投与群では肺での蛍光強度がより長時間維持した。CT-26/Luc細胞懸濁液をBALB/cマウスに尾静注し作成した肺転移癌モデルマウスに粉末製剤および溶液を肺内投与した。Control群および配列非特的なsiRL/B-PEI粉末製剤投与群、B-PEI粉末製剤投与群、naked siGL3粉末製剤投与群では肺内発光強度が経日的に顕著に増加した。siGL3/B-PEI粉末製剤投与群ではday1からday3まで肺内発光強度の増加は認められず、siGL3の投与量依存的な遺伝子発現抑制効果が確認された。また、siGL3/B-PEI溶液よりも優れた遺伝子発現抑制効果が確認された。モデルsiRNAとしてsiGL3、ベクターとして分子量70,000の分岐型PEI (B-PEI)、賦形剤にマンニトール、分散補助剤にロイシンを用いて噴霧急速凍結乾燥法によりsiRNAの吸入粉末剤を調製した。肺転移癌モデルマウスに製剤を肺内投与した。Control群(siRNA不含)およびsiRL/B-PEI粉末製剤、B-PEI粉末製剤、naked siGL3粉末製剤投与群では肺内発光強度が顕著に増加した。siGL3/B-PEI粉末製剤投与群では肺内発光強度の増加は認められず、siRNA投与量3μgでも有意に抑制できた。分子量が異なるB-PEI (25 kDaおよび70 kDa)を用いた微粒子をマウス肺内に投与し、気管支肺胞洗浄液(BALF)中の乳酸脱水素酵素(LDH)活性ならびに炎症性サイトカイン濃度を測定した。siRNAの投与量依存的な肺組織障害性が認められるとともに、25 kDaよりも70 kDaのB-PEIが肺組織障害性が高いことが示唆された。一方、微粒子投与群の方が同組成溶液投与群よりもLDH活性が低くかった。B-PEIの分子量ならびに溶液および粉末の違いに依らずsiRNAとして3μg投与群においては、炎症性サイトカイン濃度がコントロール群と同程度であったことから、炎症性は比較的軽微であることが示唆された。Cy5.5で化学修飾したCy5.5-siRNAついて、構造安定性を電気泳動により評価した。核酸染色に用いたSYBRGoldとCy5.5由来の蛍光のバンドを比較したところ、血清中よりも肺ホモジネート中の方がCy5.5-siRNAとして安定に存在していた。またCy5.5-siRNAをマウス肺内に投与し、摘出肺を溶解した試料を電気泳動により評価したところ、siRNAのバンドの位置にCy5.5由来の蛍光が検出され、肺内での構造安定性が確認できた。Cy5.5-siRNA/B-PEIの静脈投与および経気道投与において、Cy5.5-siRNA単独よりも生体内でのCy5.5-siRNAの構造安定性が高められた。

これらの成果は、siRNAの体内動態に基づいた製剤処方最適化に大きく貢献するものと考える。モデルsiRNAとしてホタルルシフェラーゼ遺伝子をターゲットとするsiRNA (siGL3)を用いた。近赤外蛍光標識siRNAには、siGL3のセンス鎖もしくはアンチセンス鎖の5'末端を近赤外蛍光指示薬であるCy5.5で化学修飾したもの(Cy5.5-siGL3)を用いた。非ウイルス性ベクターとしてLipofectamine 2000 (LFN)を使用した。CT26-Luc細胞にsiGL3/LFN溶液を適用した後のルシフェラーゼ活性はsiGL3濃度依存的に抑制された。センス鎖をCy5.5で標識したsiGL3では未標識のsiGL3と同等の効果が得られる一方、アンチセンス鎖をCy5.5で標識したsiGL3では、効果が減弱する傾向が認められた。これは、RNA干渉に直接関わるアンチセンス鎖をCy5.5で標識することで、ターゲットとなるmRNAの認識能が低下したためと考えられる。マウスに経気管的に肺内投与したCy5.5-siRNAの体内動態および肺局在性についてIVISを用いて評価した。Naked Cy5.5-siRNA溶液では投与0.5-1時間後からCy5.5由来の蛍光が肺から肝臓、腸へと移行していくのが観察されるとともに、時間経過に伴い蛍光が体内から消失した。Cy5.5の標識位置は、naked Cy5.5-siRNA溶液の体内動態に大きな影響を与えなかった。一方、Cy5.5-siRNA/LFN溶液では肺内で滞留する様子が確認でき、投与3時間後から肝臓へと移行した。肺局在性については、標識した位置(センス鎖およびアンチセンス鎖の5'末端)による違いが認められなかった。また、噴霧急速凍結乾燥法で、吸入に適した微粒子製剤を調製できた。平成24年度は、肺転移がんモデルマウスを用いて、経肺投与された製剤の肺内分布、siRNAの肺組織内動態とRNA干渉能の関連を明らかにすることを目標として交付申請書および平成23年度の実施状況報告書に記載した。予定通り、1マウスにCT26/Luc細胞を尾静注し、肺転移癌モデルマウスを作成できた。2ルシフェリン腹腔内投与後の肺組織中ルシフェラーゼ活性が一定の強度に達したマウス(通常CT26/Luc接種10日目前後)にsiRNA微粒子製剤をシリンジ法により肺内投与し、IVISを用い、標識siRNAの製剤肺内分布、肺組織内動態、RNA干渉能を評価できた。また、3RNA干渉能がsiRNA配列特異的に現れているかどうかを、ルシフェラーゼ遺伝子に配列特異性のないRL siRNA製剤投与で確認できた。以上より、平成24年度はほぼ計画通り研究を進め、有用な成果を上げることができたと考えてている。予定と異なるのは、ベクターとして当初予定していた水溶性キトサンではなく、分枝型ポリエチレンイミンを用いた点である。これは、基礎検討を進めるにあたり、キトサンより遺伝子送達能の高いポリエチレンイミンを用いたためである。平成23年度の目標として、(1)蛍光標識siRNAの開発、(2)その機能評価、(3)標識siRNAを用いたマウス肺組織内動態評価、(4)微粒子の調製を掲げた。(1)蛍光標識siRNAは店専門業者に発注することで、センス鎖もしくはアンチセンス鎖のいずれか一方をCy5.5標識したsiRNAを作成することができた。
「来日・帰国外国人児童生徒」の適応と援助に関する実践的研究

来日・帰国外国人児童生徒の日本語指導のための場である「日本語教室(国際学級)」での聞き取り調査(全国6カ所)を実施した。その結果は以下の通りである。(1)「日本語教室」が外国人児童生徒への心理・社会的な支援に大きな役割を果たしていた。(2)国籍,社会経済的地位,滞日目的,日本語能力,学校での外国人児童生徒の占める比率,学校の受け入れ体制などを含む様々な要因によって,外国人児童生徒への「日本語教室」での対応に大きな違いが認められた。詳細は京都教育大学紀要106号にて公表した。聞き取り調査の結果をもとに質問紙を作成した。各都道府県教育委員会を通して把握できた全国425ヵ所の「日本語教室」担当教員に調査用紙を送付し,231ヵ所の「日本語教室」担当教員から回答が得られた。その結果,「日本語教室」の平均的な活動は,通室児童生徒一人あたり「週5時間」程度の指導を,「授業時間の取り出し」の形態で,「日本語指導」と「教科の補充」を中心に,「個別」に指導している,と整理することができる。「日本語指導」教員の担当期間は1年以内が最も多く,担当教員が1人で,外国人の指導員やボランティアのないまま,指導している傾向にあった。よって,「母語保持」や「母文化」に関する取り組みが行いにくい状況でもあった。また,中国帰国中学生を対象としたサイコエデュケーションプログラムを作成し,日本語教室において約3ヶ月間実施した。事前と事後のさまざまな評価や測定の分析から,一定の成果が認められ,これからの外国人児童生徒への心理教育を実施していく上での手がかりを得ることができた。「日本語教室調査」と「サイコエデュケーションプログラム」の詳細は,「研究成果報告書」にて公表した。来日・帰国外国人児童生徒の日本語指導のための場である「日本語教室(国際学級)」を訪問し,聞き取り調査を行った。平成15年11月から12月にかけて,神奈川・静岡・三重・京都・兵庫にある6つの日本語教室で聞き取り調査を実施した。その結果,以下のことが明らかとなった。多くの「日本語教室(国際学級)」が日本語の指導のみならず,来日・帰国外国人児童生徒の心理社会的な適応の問題に直面していた。その中で,児童生徒の抱える心理社会的な問題に対して,「目本語教室(国際学級)」のスタッフが何らかの援助を行っていた。すなわち,「日本語教室(国際学級)」が日本語指導を超えて,来日・帰国外国人児童生徒への心理社会的な適応への援助の場となっていることが明らかとなった。また同時に,来室する児童生徒の背景要因や地域の特性によって,各「日本語教室(国際学級)」でかなり異なった対応を行っていることも明らかとなった。すなわち,日系ブラジル人を代表とするニューカマー・中国残留者の親族・インドシナ難民など,保護者の来日目的や母国への帰国の可能性や,地域での外国人の集住状況などによって,「日本語教室(国際学級)」での教師の意識や実際の児童生徒への対応はかなり異なっていた。また,中国帰国中学生を対象としたサイコエデュケーションプログラムを作成し,日本語教室において約3ヶ月間実施し,その効果を検討した。その結果,中国帰国中学生へのサイコエデュケーションの効果が明らかとなるとともに,そのあり方に関して,今後検討すべき点も明確となった。これらの結果は,平成16年度中に京都教育大学紀要で公表する予定である。また,平成16年度は,全国の「日本語教室(国際学級)」を対象とした調査を計画している。調査研究を通して,上述した聞き取り調査の結果を数量的に裏付けるとともに,来日・帰国外国人児童生徒の適応と援助のあり方を深めていきたいと考えている。

平成15年度に実施した来日・帰国外国人児童生徒の日本語指導のための場である「日本語教室(国際学級)」での聞き取り調査(全国6カ所)の結果を論文としてまとめ,京都教育大学紀要第106号(「日本語教室」における来日・帰国外国人児童生徒への支援の現状と課題-日本語教室担当者への聞き取り調査-)にて公表した。また,聞き取り調査の結果をもとに,全国の「日本語教室(国際学級)」を対象とした質問紙による実態及び意識調査を作成した。この調査では,「日本語教室(国際学級)」担当教員を対象とした以下のような内容の質問を作成した。「日本語教室の運営状況について」,「日本語教室に通う外国人児童生徒について」,「その保護者について」,「日本語教室に携わる教諭・外国人の職員・ボランティアについて」,「外国人児童生徒への学校内外の支援体制について」,「通室する外国人児童生徒の全般的印象について」,「外国人児童生徒の保護者の全般的印象について」,「外国人児童生徒が在籍する学級での日本人児童生徒の全般的な印象について」,「日本語教室の運営・活動の課題について」,「自由記述」である。以上のような内容の調査を,各都道府県教育委員会を通して把握できた全国425カ所の「日本語教室(国際学級)」に送付した(平成16年11月)。現在,調査結果のデータベースの作成を終わり,分析を開始したところである。平成17年度中に分析を完了し,その結果を報告書にして公表する予定である。また,中国帰国中学生を対象としたサイコエデュケーションプログラムを作成し,日本語教室において約3ヶ月間実施した結果も,平成17年度中に分析を完了し,全国調査の分析結果と合わせて報告書で公表する予定である。「日本語教室」担当教員を対象とした質問紙による実態及び意識調査を作成した。調査内容は,「日本語教室の運営状況について」,「日本語教室に通う外国人児童生徒について」,「その保護者について」,「日本語教室に携わる教諭・外国人の職員・ボランティアについて」,「外国人児童生徒への学校内外の支援体制について」,「通室する外国人児童生徒の全般的印象について」,「外国人児童生徒の保護者の全般的印象について」,「外国人児童生徒が在籍する学級での日本人児童生徒の全般的な印象について」,「日本語教室の運営・活動の課題について」,「自由記述」である。平成16年11月,各都道府県教育委員会を通して把握できた全国425ヵ所の「日本語教室」担当教員に調査用紙を送付した。231ヵ所の「日本語教室」担当教員から回答が得られ,その結果を分析した。その結果,「日本語教室」での活動の平均像は,通室児童生徒一人あたり「週5時間」程度の指導を,「授業時間の取り出し」の形態で,「日本語指導」と「教科の補充」を中心に,「個別」に指導している,と整理することができる。また,「日本語指導」担当教員の担当期間は1年以内が最も多く,担当期間の短い教員が1名で,外国人の指導員やボランティアのないまま,指導している傾向にあった。よって,「母語保持」や「母文化」に関する取り組みが行いにくい状況でもあった。また,中国帰国中学生を対象としたサイコエデュケーションプログラムを作成し,日本語教室において約3ヶ月間実施した。事前と事後のさまざまな評価や測定の分析から,一定の成果が認められ,これからの外国人児童生徒への心理教育を実施していく上での手がかりを得ることができた。
液状化による地盤変状と地中構造物の被害に関する研究

昭和64年度および平成元年度に収集した液状化による地中構造物の被害事例(1964年新潟地震および1983年日本海中部地震)を考察し、地盤変状特に地盤の側方流動が地中構造物に与える一般的な影響を明らかにした。また、新潟地震によるコンクリ-ト地礎杭の被害について、大変形を考慮した数値解析によるシミュレ-ションを行い、被害過程および基礎杭と地盤の相互作用の定量的な解明を行なった。一方、既往の実験および実地震時における実測結果をもとに、基礎杭および埋設管など地中構造物の変形・強度特性を調査し、耐震計算のための基礎的資料の蓄積を行なった。以上の研究成果を総合して、地盤の液状化による大変形を想定した地中構造物の耐震計算手法の提案を行い、本手法のコンピュ-タ-コ-ドの開発を行なった。また、耐震計算に用いる構造物と地盤材料の物性値の設定方法および極限強度等の推定方法についても提言を行い、液状化による地盤変状の影響を考慮した総合的な耐震設計法確立のための知見と情報を提供した。さらに本研究では、新潟地震などの液状化地域における無被害構造物の調査、および別途実施した振動台による模型実験結果をもとに、地盤改良領域の設定方法および地中構造物の液状化対策方法について、2・3の提案を行なった。最後に、3年間に亙る本研究の成果をもとに、現在全国各地で実施されているウォ-タ-フロントプロジェクトにおける液状化対策についていくつかの提言を行なうとともに、本研究分野の今後の課題と具体的な研究方法についてまとめた。1.新潟地震(昭和39年)福井地震(昭和23年)における液状化による地盤の永久変異を地震前後の航空写真により測定し、既往の震害報告から、亀裂、陥没などの地震変状及び地中構造物の被害事例を収集、分析した。新潟地震の信濃川沿岸地域に関してはすでにある程度調査が実施されているため本研究の対象地域は新潟港湾地区と阿賀野川下流とした。2.関東地震(大正12年)における液状化による永久変位、亀裂等の地盤変状を地震直後の航空写真、既往の震害報告資料と地震前後の市街地図をもとに調査、分析した。3.上記調査対象領域における地形、地質、土質資料を収集し、日本海中部地震の事例と併せて、地震変状発生メカニズムについて考察した。4.大型土槽を用いて、液状化地震の側方移動の予備実験を行い、合理的な実験方法の確立を企った。大型土槽(幅2m、奥行き0.8m、高さ1.5m)を用いて液状化地盤の側方移動実験を行い、永久変位の発生メカニズム解明に関し以下のような基礎的知見と情報を得た。(1)液状化地盤は流体的な挙動を示し、地表面が平担な場合でも噴砂孔に向って大量の土砂が移動する。(2)地盤変位が発生する起点付近の地盤は砂層の流出により陥没し、変位の収束する地点では地盤は隆起する。この実験結果は1983年日本海中部による能代市での事例及び1964年新潟地震による新潟市の事例と定性的に一致する。(3)地盤の永久変位量に最も大きな影響を与える要因は液状化層の厚さである。(4)液状化層の勾配などの他の要因が永久変位量に与える影響は比較的小さい。次に能代市及び新潟市での永久変位の測定結果及び既往土質資料をもとに、永久変位量の影響要因について分析し、以下の結果を得た。(1)液状化層の厚さは永久変位量に密接な相関性を有している。(2)永久変位の発生地域はわずかであるが地表面が傾斜しており、ほぼ傾斜方向に地盤変位が発生している。しかし、地表面勾配と永久変位量には顕著な相関性は認められない。微地形から見ると、自然堤防や砂丘などの微高地より旧河道などの低地に向って地盤の永久変位が生じている。

人工改変などにより地震後の地表面勾配は小さくなったが、旧地形では地表面がある程度傾斜していたものと考えられる。(3)中・小河川が存在し、その方向に地盤変位が発生している。中・小河川は大河川のかつての本流や河道の一部であった。昭和64年度および平成元年度に収集した液状化による地中構造物の被害事例(1964年新潟地震および1983年日本海中部地震)を考察し、地盤変状特に地盤の側方流動が地中構造物に与える一般的な影響を明らかにした。また、新潟地震によるコンクリ-ト基礎杭の被害について、大変形を考慮した数値解析によるシミュレ-ションを行い、被害過程および基礎杭と地盤の相互作用の定量的な解明を行なった。一方、既往の実験および実地震時における実測結果をもとに、基礎杭および埋設管など地中造物の変形・強度特性を調査し、耐震計算のための基礎的資料の蓄積を行なった。以上の研究成果を総合して、地盤の液状化による大変形を想定した地中構造物の耐震計算手法の提案を行い、本手法のコンピュ-タ-コ-ドの開発を行なった。また、耐震計算に用いる構造物と地盤材料の物性値の設定方法および極限強度等の推定方法についても提言を行い、液状化による地盤変状の影響を考慮した総合的な耐震設計法確立のための知見と情報を提供した。さらに本研究では、新潟地震などの液状化地域における無被害構造物の調査、および別途実施した振動台による模型実験結果をもとに、地盤改良領域の設定方法および地中構造物の液状化対策方法について、2・3の提案を行なった。最後に、3年間の亙る本研究の成果をもとに、現在全国各地で実施されているウォ-タ-フロントプロジェクトにおける液状化対策についていくつかの提言を行なうとともに、本研究分野の今後の課題と具体的な研究方法についてまとめた。
積極的なコミュニケーション力を養成するための英作文教材の開発研究

本研究では、学習者のコミュニケーション上の不安を取り除くための英作文テキストを試作している。自信を持って英文を構築できるよう、本テキストは特に語順の学習を中心に構成されており、基本となるスタイルを繰り返し使用することで、英語の構造を自然に理解できるよう工夫している。また、適切に長い英文を理解・使用できるよう、句と節の組み立てに重点を置いたことも特徴となっている。統制群および実験群について、テキスト使用後の同一テストの平均点の差を比較でも、実験群の平均点が有意に高かった。効果量も大きく(Cohen's d = .77)、学習者アンケートも好意的な評価であった。本研究は日本人学習者が英文を構成する際に経験する不安をできる限り取り除いて、英文を効果的に作成できるテキストの開発を目的としている。複数の正解があるような従来の英作文テキストは、正しい英語を使いたいと希望する学習者の不安を助長する可能性がある。そこで、本研究ではこれまでの英文法テキストの枠組みを再構成し、必ず習得すべきルールを明快に示すことによって、短文を短時間で構成できる力を養成するテキストを作成する。平成25年度は、まず既存テキストの問題点を明らかにする作業を行った。その結果、従来型のテキストでは、「短い英文を構成するという目的が曖昧であること」および「その要因は、例えば時制のような動詞形に関する課題と前置詞のような修飾表現とが混在していることなどが挙げられること」を具体的に把握できた。そこで第二に、必修ルールを効果的に学習するためには、どのようなレイアウトが必要となるか検討した。現在のところ、既存のテキストとは明らかに一線を画する以下のような構成とする予定である:1短文の構成法、2副詞による修飾、3形容詞による修飾、4様々な動詞形。このような構想の背景には、短い文をきちんと作る能力を養い、その後に文を長くするための手法を示すという方針がある。英会話能力の向上には、何より短文を素早く構成することが求められる。学習者は、その力を確かなものとした上で、名詞や動詞の修飾方法を学ぶことになる。第三は執筆活動である。上述の目的に沿った説明方法について検討を重ね、解説と例文、練習問題を用意している。すでに上記1および3の大半と、2および4のうち50%程度が授業で使用できる状況にある。最後に効果測定の準備を行った。八戸工業大学および東北工業大学でテキストの効果を検証するために必要な試験問題を作成し、平成26年度の試験運用に備えている。従来型の英作文テキストを使用した場合、学習者は多様な表現の可能性を意識するあまり、自信を持って英文を構成しにくくなっている。本研究費を活用して開発中のテキストは、英文構成のルールを絞り込むことによって、短い英文を不安なく発信する力の育成を図ることに特化した。平成26年度は、前年度までに明確化した既存テキストの問題点と必修ルールのレイアウトに関する検討結果を踏まえて、テキストの執筆を中心として研究活動を行っている。すでに試作品は完成しており、現在試作品を授業で使用している。その新規性は第一に、上述のルールの単純化にある。主語+動詞(+補語・目的語+副詞)という基本スタイルを徹底することで、学習者が間違いを恐れずに英文を作成できるよう工夫した。また、句や節といった文章のクラスターとその位置関係を丁寧に解説し、それを反映した練習問題も用意している。第二に、従来の文法列挙型のデザインを見直し、構成法を学ぶ部分と修飾関係を学ぶ部分に章立てを整理した。構成法が十分身につくよう英文構成の基本と動詞形を第12章に置き、それに続く第35章には、名詞修飾と副詞(名詞以外の修飾)、名詞(名詞句/名詞節)を配している。それ以外の仮定法のような文法は、指導上の利便性を考慮してAppendixとして巻末にまとめたが、そこでも可能な限りクラスターを用いて文章が作れるよう工夫している。平成26年度にはまた効果測定も行っている。テキストの主要部分となる英文の構成法について、断片的にハンドアウトとして授業で用い、その前後に習熟度を調査した。八戸工業大学1年生の2クラスについて平均偏差値を揃え、一方では上述のハンドアウトを利用し、もう一方では既存テキストを用いた文法項目指導型の授業を行って、英作文能力を比較した。その結果としては、ハンドアウトを利用した場合、英作文能力が有意に伸長していることが確かめられた。本研究の目的は英作文テキストの開発であり、積極的なコミュニケーションに対する学習者の不安を助長しかねないという、既存テキストの記述方法の改善を試みた。必修ルールの簡明な解説と、最も一般的な英文作成に特化した練習問題によって構成されたテキストを試作し、その効果を検証した上で、最終年度には、見開きB4サイズで全130ページに及ぶ試作改訂版を完成させている。その特徴は多岐にわたる。第一に、一般的な語順のルールを英文の基本スタイルとして明解に示したことである。スタイルにそった練習を繰り返すことで、リメディアルが必要な学習者であっても、長い名詞修飾や複文・重文への対応力も身につけさせることができている。第二の特徴は、既存の文法学習の並びを見直し、基本スタイル動詞形名詞修飾副詞名詞という順番に整理した点である。これによって各章において学習者が達成目標を設定しやすくなるともに、英文を作ることに重点を置いた指導が容易になるよう工夫した。第三は、クラスターを意識させる説明と練習問題を繰り返し配置したことである。

英語が苦手な学習者が常に意味のまとまりを意識化できるよう配慮した。27年度には、前年度までに作成した最初の試作テキストを授業で用い、学生からの評価を詳細に分析した。テキスト及びそれを用いた指導は総じて好評であり、難しいと感じた学生はわずかで、わかりやすい(52%)、興味深い(17%)、取り組みやすい(14%)、斬新(7%)といったプラス評価が揃う結果となった。なお、その詳細は、神戸市で開催された国際会議「7th Asian Conference on Education 2015」において報告している。今後の課題は、テキストの出版である。すでに、大手出版社と具体的な交渉段階にあるが、研究成果を社会に還元できるようプロセスの進展を急ぎたい。なお、研究成果をとりまとめた論文は、今年度中に発表できるようすでに作業を行っている。本研究では、学習者のコミュニケーション上の不安を取り除くための英作文テキストを試作している。自信を持って英文を構築できるよう、本テキストは特に語順の学習を中心に構成されており、基本となるスタイルを繰り返し使用することで、英語の構造を自然に理解できるよう工夫している。また、適切に長い英文を理解・使用できるよう、句と節の組み立てに重点を置いたことも特徴となっている。統制群および実験群について、テキスト使用後の同一テストの平均点の差を比較でも、実験群の平均点が有意に高かった。効果量も大きく(Cohen's d = .77)、学習者アンケートも好意的な評価であった。交付申請書では、1八戸工業大学および東北工業大学にて試作したテキストを授業で実際に使用すること、2学習効果を確認するためアンケート調査と共通試験を実施すること、3試作の対象を拡大し積極的なコミュニケーションに必要な学習項目を網羅したテキストの全体像を構築すること、4執筆者による校正のほかネイティブ・チェックを行うこと、5次年度の授業への本格導入に備え業者に製本を委託して、教科書の体裁を整えること、6教育効果の検証・分析を行うこと、7学会での成果発表のため研究成果や教育効果について取りまとめることを、平成26年度の研究実施計画として掲げていた。このうち、12については授業カリキュラムの運用上、授業への試作品の導入と学習効果の確認が、八戸工業大学のみの実施にとどまっているが、研究活動に支障はないため90%の達成率と評価する。3は本研究の主眼となる執筆作業である。章末におく総合的な演習課題が未完成であるものの、根幹となる説明部分と対応する練習問題についてはほぼ執筆を終えており、90%の達成率と評価する。4は40%の達成度にとどまっている。試作品の作成段階で執筆者の校正は繰り返し行なったが、ネイティブ・チェックはテキストの一部に限定されたためである。一方、5はすべて完了しており、達成度は100%である(支出は平成27年度)。また、6と7については、データ収集と分析に着手しているが、考察にはなお時間が必要であり、進捗度は60%と評価する。なお、研究成果は、今年度の日本英文学会東北支部第70回大会での発表を目標に準備を進めている。
脂肪酸結合蛋白の発現調節機構を標的とした病的腎臓由来の新規動脈硬化促進因子の同定

片腎摘出により慢性腎臓病モデルマウス(UNX)を作製し、動脈硬化形成前の腎臓における遺伝子発現様式をマイクロアレイ解析を用いて網羅的に探索した。脂質代謝や動脈硬化形成に直接関与している脂肪酸結合蛋白(Fatty-acid-binding protein 4:FABP4)遺伝子の発現が残存腎において亢進していることを見出したが、タンパクレベルにおける有意な発現亢進は認めなかった。しかしながら、UNXマウスでは胸部大動脈周囲脂肪組織におけるアンジオテンシノーゲン(AGT)の遺伝子発現レベルおよびアンジオテンシンII濃度が対照マウスに比べて有意に増加していた。一方、精巣周囲脂肪組織におけるAGT発現レベルおよび血漿AngII濃度は両群間で同等であったことから、大動脈周囲脂肪組織に特異的なRA系の賦活化がUNXマウスの動脈硬化形成増悪に関与している可能性が示唆された。血管周囲脂肪組織は白色脂肪組織とは異なり褐色脂肪様の表現型を示すが、UNXマウスの大動脈周囲脂肪組織におけるレニン・アンジオテンシン(RA)系の亢進メカニズムを解析するうえで、インスリンによるAGTの発現亢進に注目した。UNXマウスではHOMA-IRの増大とグルコース負荷時における血清インスリン値が対照マウスに比べて有意に高値であった。血管周囲脂肪組織より採取した成熟脂肪細胞はインスリン刺激後にAGTの発現増加を示し、PI3キナーゼ阻害薬であるWortmanninによってその発現が抑制された。精巣脂肪組織より採取した成熟脂肪細胞ではインスリン刺激後のAGT発現増加は認めなかった。脂肪組織特異的なインスリン刺激によるRA系の賦活化がUNXマウスにおける動脈硬化進展機序に関与している可能性が示唆された。研究の目的:片腎摘出により慢性腎臓病モデルマウスを作製し、動脈硬化形成前の腎臓における遺伝子発現様式をマイクロアレイ解析を用いて網羅的に探索することが可能である。我々は脂質代謝や動脈硬化形成に直接関与している脂肪酸結合蛋白(Fatty-acid-binding protein 4 : FABP4)遺伝子の発現亢進を発見した。その遺伝子発現制御機構を明らかにすると共に、病的腎臓由来の動脈硬化刺激因子を新規発見する。研究実施計画:apoE-KOマウスの片腎を摘出し、CKDモデルマウスを作製した。CKD群の動脈硬化形成は対照群に比べて有意に進展していた。末梢血単球数および血管組織におけるVCAM-1、ICAM-1の発現は両群間で差を認めなかったが、CKD群では大動脈弓部周囲の脂肪組織量およびアンジオテンシノーゲンの遺伝子発現レベルが対照群に比べて有意に増加していた。一方、精巣周囲脂肪組織重量およびアンジオテンシノーゲン発現レベルは両群間で同等であった。血管周囲脂肪組織は白色脂肪組織とは異なる表現型を示し、血管リモデリングや動脈硬化形成に関与することが最近明らかにされてきた。片腎摘出マウスにおける血管周囲脂肪組織の分化・増殖およびレニン・アンジオテンシン系の亢進メカニズムについて解析を進める予定である。末梢血単球数および血管組織におけるVCAM-

1、ICAM-1の発現は両群間で差を認めなかったが、CKD群では大動脈弓部周囲の脂肪組織量およびアンジオテンシノーゲンの遺伝子発現レベルが対照群に比べて有意に増加していた。一方、精巣周囲脂肪組織重量およびアンジオテンシノーゲン発現レベルは両群間で同等であった。血管周囲脂肪組織は白色脂肪組織とは異なる表現型を示し、血管リモデリングや動脈硬化形成に関与することが最近明らかにされてきた。片腎摘出マウスにおける血管周囲脂肪組織の分化・増殖およびレニン・アンジオテンシン系の亢進メカニズムについて解析を進める予定である。研究の目的:片腎摘出により慢性腎臓病モデルマウスを作製し、動脈硬化形成前の腎臓における遺伝子発現様式をマイクロアレイ解析を用いて網羅的に探索することが可能である。我々は脂質代謝や動脈硬化形成に直接関与している脂肪酸結合蛋白(Fatty-acid-binding protein 4:FABP4)遺伝子の発現が残存腎において亢進していることを発見した。その遺伝子発現制御機構を明らかにすると共に、病的腎臓由来の動脈硬化刺激因子を同定する。研究実施計画:apoE-KOマウスの片腎を摘出し、CKDモデルマウスを作製した。CKD群の動脈硬化形成は対照群に比べて有意に進展していた。末梢血単球数および血管組織におけるVCAM-1、ICAM-1の発現は両群間で差を認めなかった。タンパクレベルにおけるFABP4の発現には差を認めなかったが、CKD群では大動脈周囲脂肪組織におけるアンジオテンシノーゲン(AGT)の遺伝子発現レベルおよび組織アンジオテンシンII濃度が対照群に比べて有意に増加していた。一方、精巣周囲脂肪組織におけるAGT発現レベルは両群間で同等であった。血管周囲脂肪組織は白色脂肪組織とは異なり、褐色脂肪様の表現型を示すが、CKD群における大動脈周囲脂肪組織のレニン・アンジオテンシン(RA)系の亢進メカニズムを解析するうえで、インスリンによるAGTの発現増加に注目した。CKD群ではHOMA-IRの増大とグルコース負荷時における血清インスリン値が対照群に比べて有意に高値であった。血管周囲脂肪組織より採取した成熟脂肪細胞はインスリン刺激後にAGTの発現増加を示し、PI3キナーゼ阻害薬であるWortmanninによってAGTに発現が抑制された。精巣脂肪組織より採取した成熟脂肪細胞ではインスリン刺激後のAGT発現増加は認めなかった。脂肪組織特異的なインスリン刺激によるRA系の賦活化がCKD群における動脈硬化進展機序に関与している可能性が示唆された。
エネルギー有効利用のためのプロセスシステム工学

(1)内部熱交換を有する蒸留塔の開発〔分担者高松武一郎(京大・工)〕内部熱交換型充填塔の数式モデルの提案とそれに基づく設計法を確立し、シミュレーションにより省エネルギー性を確認した。(2)周期蒸留システムの省エネルギー化〔分担者松原正一(名大・工)〕段間液移動を伴わない段切り替え方式による周期操作の実験を行い、省エネルギー効果を検討した。(3)二重効用蒸留塔の動的柔軟性の解析〔分担者中西英二(神大・工)〕二重効用蒸留塔のフィード組成変動に対応する柔軟性として最小蒸気流量曲線の勾配をみることを提案した。(4)省エネルギー型3成分分離蒸留プロセスの制御〔分担者戸苅吉孝(名工大)〕ペトリューク型蒸留塔の第1塔に補助コンデンサー、リボイラーを持つシステムの制御には気液流量比を操作量とすると非干渉化が達成できることを示した。(5)バッチ連続複合プロセスの操業システムの開発〔分担者西村義行(豊橋技科大)〕知的情報処理手法を用いたシステム変更に迅速かつ柔軟に対応可能なシミュレーション方式を提案し、シミュレーターを作成した。(6)熱プロセスの状態推定問題〔分担者砂原善文(京工繊大)〕熱プロセスの境界条件を推定する機構の開発を行い、その効果をシミュレーションによって確認した。(7)時系列データによる熱処理プロセスのモデリングと制御〔分担者橋本伊織(京大・工)〕熱処理拡散炉の温度制御のためのモデル同定、操作変数の選択、モデル予測制御系の設計など一連の方法論を確立した。
抗腫瘍性アポトーシス誘導型RNAヘプタマーによる個体レベルでのがん治療法の開発

tRNA前駆体の3'トレーラー切断酵素(tRNaseZ)と,短いガイドRNA(sgRNA)を用いて,細胞内mRNAを塩基配列特異的に切断するRNA切断法を,研究代表者らは見出し報告してきた.本研究は,この新たな遺伝子発現制御法を個体レベルに応用し,抗腫瘍性RNAヘプタマー分子(sgRNAの一種)を開発して有効ながん治療法として実用化を目指するものである.まず,tRNase Zが,新しいタイプのsgRNAであるhook RNAの存在下で4-7 base RNA cutterとして機能しうるという発見がなされ,これと同等の構造をとりうる一部のmiRNAがhook RNAとして機能しうる可能性が考えられた.哺乳動物細胞において,実際にtRNase ZがmRNAを切断していることをより厳密に証明するために,テトラサイクリン存在下でtRNaseZを過剰発現する293細胞を樹立した.northern blotならびにwestern blotにより,tRNase Zの発現増加が確認された.この細胞において,標的RNAと塩基対合しうるsgRNAによって,ルシフェラーゼ活性の抑制効果が増大するか検討したところ,その効果は有意に増加した.この結果は細胞内においてtRNase ZによってmRNAの切断が引き起こされていることを証明するものである.また,Sarcoma180細胞においてアポトーシスを増加させたRNAヘプタマーBclHepを種々の濃度でDoxorubicinと併用し,MM6乳癌細胞をC3H/Heマウスに移植した固形癌担癌マウスの腫瘍局部に導入し,腫瘍径ならびに腫瘍重量を測定した.本研究から,tRNase Zならびにhook RNAを使用する遺伝子発現抑制法をがん治療に応用しうると考えられた.tRNA前駆体の3'トレーラー切断酵素(tRNaseZ)と,短いガイドRNA(sgRNA)を用いて,細胞内mRNAを塩基配列特異的に切断するRNA切断法を,研究代表者らは見出し報告してきた.本研究は,この新たな遺伝子発現制御法を個体レベルに応用し,抗腫瘍性RNAヘプタマー分子(sgRNAの一種)を開発して有効ながん治療法として実用化を目指するものである.まず,tRNase Zが,新しいタイプのsgRNAであるhook RNAの存在下で4-7 base RNA cutterとして機能しうるという発見がなされ,これと同等の構造をとりうる一部のmiRNAがhook RNAとして機能しうる可能性が考えられた.哺乳動物細胞において,実際にtRNase ZがmRNAを切断していることをより厳密に証明するために,テトラサイクリン存在下でtRNaseZを過剰発現する293細胞を樹立した.northern blotならびにwestern blotにより,tRNase Zの発現増加が確認された.この細胞において,標的RNAと塩基対合しうるsgRNAによって,ルシフェラーゼ活性の抑制効果が増大するか検討したところ,その効果は有意に増加した.この結果は細胞内においてtRNase ZによってmRNAの切断が引き起こされていることを証明するものである.また,Sarcoma180細胞においてアポトーシスを増加させたRNAヘプタマーBclHepを種々の濃度でDoxorubicinと併用し,MM6乳癌細胞をC3H/Heマウスに移植した固形癌担癌マウスの腫瘍局部に導入し,腫瘍径ならびに腫瘍重量を測定した.本研究から,tRNase Zならびにhook RNAを使用する遺伝子発現抑制法をがん治療に応用しうると考えられた.
顕微ラマン分光法を用いた高圧下での鉱物中のプロトンの挙動の研究

ダイヤモンドアンビルと平成11年度製作の顕微ラマン分光器を用いて、高圧下でのブルーサイト(Mg(OH)2)のラマンスペクトルを測定するとともに、赤外吸収スペクトルも同時に測定した。顕微ラマン分光器は、ラマン散乱光励起用レーザー(アルゴン488nm)、ラマン散乱光集光管(製作)及び長作動対物レンズ、分光器、光検出器フォトンカウンター、L型管及び制御用パソコンからなる。ダイヤモンドアンビル中の試料は、集光のためには対物レンズ下で作業距離を必要とするので集光用には長作動レンズを用いる。励起用レーザの集光状態の確認は、レーザ光の直接観察または、ルビー薄片にレーザをあてルビー蛍光を観察することにより確認する。ダイヤモンドアンビルは3点クランプ式のコンパクトなタイプのものを用いる。圧媒体はフロリナート、圧力測定はルビー蛍光法を用いた。3650cm-1付近にOH対称伸縮振動モードに対応するラマンスペクトルを観察した。加圧にしたがってこのラマンピークは低波数側に移動した。赤外吸収スペクトル測定においては3700cm-1付近にOH非対称伸縮振動モードに対応するピークを観察した。4GPaを越えるような圧力範囲で圧力誘起による第2の赤外吸収ピークを観察した。しかし、ラマンスペクトル測定においては、同様の圧力範囲においては、圧力誘起による第2のラマンスペクトルは観察されなかった。赤外吸収スペクトルに観察されるブルーサイトの圧力誘起吸収ピークに対応したOHの振動モードはラマン不活性と考えられる。顕微ラマン分光器を、ラマン散乱光励起用アルゴンレーザー、ラマン散乱光集光用偏光顕微鏡、分光器(申請)、光検出器フォトンカウンター、L型管(製作)及び制御用パソコンから製作した。偏光顕微鏡は現有の、反射ユニットを有するものを用いた。反射ユニットを通じてレーザを試料部に導入し、レーザ照射により発生するラマン散乱光はL型管により分光器に導いた。分光器で分光された光はフォトンカウンターで検出し、パソコンで制御しラマンスペクトルを得る。ダイヤモンドアンビル中の試料は、集光のためには対物レンズ下で作業距離を必要とするので集光用には長作動レンズを用いた。励起用レーザの集光状態の確認は、レーザ光の直接観察または、ルビー薄片にレーザをあてルビー蛍光を観察することにより確認した。
インジウムを用いた陽子・陽子核融合反応からの太陽ニュートリノ観測装置の開発

平成13年度において米国AXT社よりFeをドープした直径5cmの半絶縁型InP基板を購入し、浜松ホトニクス(株)にプロトタイプ検出器の製作を依頼した。素子の大きさは7mm×7mm×0.5mmで、Cr-AuとAu-Ge/Ni/Auの電極をオーミック接合した。リーク電流特性では、バイアス電圧の正負に拘わらず常温で500Vに対し約40μA、-40°Cでは100Vに対し0.018μAであった。一方、半導体基板に含有するU/Th系列による放射性バックグランドを評価するため、神岡坑内に設置された低BG用Ge検出器で測定を行い、それぞれ5×10^<-11>および3×10^<-11>g/gの上限値を得た。平成14年度では放射線応答性能を評価するために、α線およびγ線を照射した。バイアス電圧を1kVまで印可した結果、α線の信号は観測されて電荷収集効率(CCE)が約37%を得たが、γ線に関しては信号が得られなかった。そこで、低温による検出器の改善性を測定するために、ペルチェ冷却素子に設置したプロトタイプ検出器を製作した。しかし、冷却時に結露が原因となってスパイク状にノイズが発生し、いずれの放射線も観測できなかった。平成15年においてCCEの改善性を計るために更に高電圧のバイアスを印可するための電源と高ゲイン型の電荷増幅器を購入し、常温型のプロトタイプについて研究した。バイアス電圧を3kVまで印可した結果、γ線に信号を観測することが可能になり、放射線測定器としての性能評価を行った。^<133>Baの356keVの光電ピークや、^<137>Csの662keVγ線のコンプトン分布、更に^<57>Coの122keVγ線の光電ピークの片が観測した結果、キャリアを生成するエネルギーが0.4eVとなり、文献によるInPの電子・ホール対生成エネルギー4.2eVに比べて1/10で電荷が生成している事実を突き止めた。また、この事実はα線の観測でも得ている。プロトタイプ検出器では電離作用による発生した電荷を電場により収集していると考えられ、CCEは80%を達成している。但し、この性能が検出器全面に及んでいないことから、更に研究する必要がある。また、低温時の研究を行うため真空ポンプおよびチャンバーを購入し、開発を継続している。本年度はFeをドープした高抵抗の半絶縁InP基板を用い、これに陰極にAu-Ge/Ni/Au、陽極にCr-Auの電極をオーミック接合させた放射線半導体検出器の試作を行った。基板は垂直勾配凍結法(VGF法)により結晶成長した塊から直径5cm、厚さ450μmの切り出しを行った。特に高抵抗が必要なので、EPDを2000cm^<-2>以下に抑えることにより比抵抗を10^8ohm・cmまで達成した。この基板から4mmまたは7mm角の素子の切り出しと上記の電極装着を浜松ホトニクスに依頼した。

まず、基板自身に含まれるウラン・トリウム系列のバックグラウンドを測定するために、既設の極低バックグラウンド・ゲルマニウム検出器により測定を行った。基板1枚当りのウラン・トリウムは各々3.8×10^<-8>g/gおよび1.6×10^<-8>g/g以下が得られ、非常にクリーンであった。但し、400keV以下で10.^<-5>count/keV/sec程度の有意なバックグラウンドが観測されたが、In自身のベータ崩壊による電子もしくはその制動輻射と思われ、予想しているバックグラウンドであり技術的には問題はない。現在、試作器は製作中(3月中旬納入予定)であるため、納入後に電圧-電流等の基本性能を測定するとともに、ガンマ線による放射線測定を行う予定である。現段階では100Vの印可電圧で10nA程度の暗電流が予想され、移動度が2000cm^2/Vsである事から10^<-9>秒で電荷収集可能と考えている。以前の実験結果から、電子・正孔の寿命が10^<-7>秒程度だったことを考えると、収集時間は寿命より十分短いと思われる。また、100keVのガンマ線で約4fCの電荷が生ずるのに対し、ノイズレベルは暗電流からの0.1fC(3keV相当)と静電容量の約10keVが予想されることから、ガンマ線の信号は観測可能と考えられる。一方、大型検出器を仮定したシミュレーションから、ppニュートリノの捕獲に伴う電子と116keVガンマ線は同一の検出器で観測可能なのに対し、他方の498keVガンマ線はInP検出器をつき抜けた。そこで、厚さ2cmのNaIシンチレータでInP検出器の表面を覆う形状を考案し、9×9×9を1ユニット(トリガーの条件はもっと狭い範囲とするが)として計算すると、50keVのエネルギー閾値でppニュートリノの検出効率が80%に達するという結果を得た。本年度は昨年度に開発・試作したFeドープ型の高抵抗半絶縁InP接放射線半導体検出器の特性および性能評価を行った。素子基盤の大きさは一片が3mmと6mm角で浜松ホトニクスに制作を依頼した。まず、昨年度にも実施した基板自身に含まれるウラン・トリウム系列のバックグラウンドを再測定するために、神岡地下観測所に既設の極低バックグラウンド用ゲルマニウム高感度γ線検出器を用い、長時間の測定により精密なバックグランド量を評価した。その結果、素子基盤1枚当りのウラン・トリウムは各々5×10^<-11>g/gおよび3×10^<-11>g/gの上限値が得られ、素子のアクティビティは非常にクリーンであった。次に、半導体検出器の電圧-電流測定を常温、-25度、-40度の3条件で測定した。3mm検出器では200Vで各々3.6μA、0.09μA、0.02μAが得られ、ほぼ予想通りの特性であった。次に^<241>Amからの5.486MeVのα線と^<137>Csからの662keVのγ線を使い、3mmおよび6mm検出器の各々6個のサンプルに関し放射線測定を行った。α線による信号は各々5個のサンプルで観測できたが、信号の大きさは一定ではなかった。そこで、最も信号の大きいサンプルに関し更に詳細な測定を行った結果、3mm検出器では順方向に+900Vまで電圧が印可可能で電荷収集効率(CCE)は約37%、また6mm検出器でも900Vの印可電圧でCCEは31%が得られた。これは、英国の研究グループが得た結果に対し半分程度であった。原因は英国グループのサンプルは厚さが350μmであるのに対し我々は500μmであることと、電極の接合が最適化していないことに起因していると考えている。一方、γ線の測定ではいずれの検出器でも信号を観測できなかった。
複合オブジェクト索引の並列処理方式の設計とシステム実装

本研究では,複合オブジェクト索引の分散・並列索引処理方式について,(1)水平・垂直の2次元方向での索引分割と並列検索モデルと評価,(2)ロッキングの範囲を最小限に抑制する検索・更新方式の提案・実装とその評価(3)AND, OR, NOT論理演算で結合された複合検索処理方式の実装と評価などの実用上の問題に対する対策を考案すると共に,それを実証するためのプロトタイプシステムの構築と評価を行った.これらのシステム実装を通じて,検索パフォーマンス上より基本的な以下の問題を確認した.すなわち,本研究では索引方式の一つとしてマルチインデックス方式を採用しているが、索引の並列・分散化に際しての問題は低充填率のパケットが多数発生し、それが通信コストの増大を引き起こす.この問題に対して、検索要求を格納する複数のパケットを1つのパケットに併合し、データ充填率を高めることと個々の検索要求に対する検索終了の判定機構を統合した効率よい方式を提案した。しかしながら、実用レベルで次の問題が残されていた。すなわち,索引分割による並列非同期検索のために、検索要求が連続的に発生するような状況においては、検索要求の追い越しが多く発生することである。並列検索終了判定機構との両立を図るためには、通信パケットの充填率が低下することを回避できないので、通信コストが増大し、検索ターンアラウンドタイムが低下していた。この問題に対しては、個々の検索要求に対して異なるマシン集合(実装システムではマルチスレッドの集合)をスケジューリングして、専用に検索処理させることにより、本質的に追い越しが生起しない方式を提案した。これらの解決策を取り込んだ実装システムについて,評価を行い,その有効性を検証した.本研究では,複合オブジェクト索引の分散・並列索引処理方式について,(1)水平・垂直の2次元方向での索引分割と並列検索モデルと評価,(2)ロッキングの範囲を最小限に抑制する検索・更新方式の提案・実装とその評価(3)AND, OR, NOT論理演算で結合された複合検索処理方式の実装と評価などの実用上の問題に対する対策を考案すると共に,それを実証するためのプロトタイプシステムの構築と評価を行った.これらのシステム実装を通じて,検索パフォーマンス上より基本的な以下の問題を確認した.すなわち,本研究では索引方式の一つとしてマルチインデックス方式を採用しているが、索引の並列・分散化に際しての問題は低充填率のパケットが多数発生し、それが通信コストの増大を引き起こす.この問題に対して、検索要求を格納する複数のパケットを1つのパケットに併合し、データ充填率を高めることと個々の検索要求に対する検索終了の判定機構を統合した効率よい方式を提案した。これらの解決策を取り込んだ実装システムについて,評価を行い,その有効性を検証した.本年度は,種々の関連する複合オブジェクトクラス上の複数検索パスを対象として張られた複数索引相互間の関連やインタラクションに着眼して,索引操作の時間・空間コストを削減するための方式を設計して評価を行うことを目的としている.この目的のために,今年度は以下の3点の成果を得た.(1)複合オブジェクト索引を水平および垂直にクラスタリングし,水平方向の並列性とパイプライン並列性が導入できる方式を考察し,その索引操作アルゴリズムを提案した.インデックス方式として,分割・並列化に適したマルチインデックス方式を採用した.マルチインデックスの検索には2種類のハッシュジョインベースの技法を用いており,索引操作の効率を解析的に評価したところ、並列処理の効果により良好な結果が得られた.(2)索引の検索と更新が混在して生起するような環境において,ロッキングの範囲を最小限に抑制することを目的として,並列処理が可能な複合オブジェクトに対する索引の分散管理システムを設計し,シミュレーションによりその効果を確認した.(3)AND,OR,NOT論理演算で結合された複合パス式の検索条件を効率よく並列処理して,高速に検索する手法を提案し,非共有,メッセージ送信型の超並列計算機においてシステムの実装を行った.評価の結果,有効性を確認した.以上の成果に基づいて,次年度は応用システムの構築に取り組む予定である.本年度は,複合オブジェクト索引の分散・並列索引処理方式について,12年度に行った研究のシステム実装を通じて,運用上の問題点を明らかにした.また,その解決策を考案すると共に、それを実証するためのプロトタイプシステムの構築と評価を行った.今年度は以下のようなの成果を得た.本研究では索引方式の一つとしてマルチインデックス方式を採用しているが、問題点として、索引の並列・分散化に際しての問題は低充填率のパケットが多数発生し、それが通信コストの増大を引き起こすことがある。この問題に対して、前年度までの研究により、検索要求を格納する複数のパケットを1つのパケットに併合し、データ充填率を高めることと個々の検索要求に対する検索終了の判定機構を統合した効率よい方式を提案した。しかしながら、実用レベルで次の2つの問題が残されていた。1つは、索引分割による並列非同期検索のために、検索要求が連続的に発生するような状況においては、検索要求の追い越しが多く発生することである。

この問題に対しては、個々の検索要求に対して異なるマシン集合(実装システムではマルチスレッドの集合)をスケジューリングして、専用に検索処理させることにより、本質的に追い越しが生起しない方式を提案した。他の1つの問題点は、検索要求が単発的に発生する場合、既提案の終了判定方式では終了を判定できずに、各検索PEは受信データを待ち続けることである。この問題に対する効率よい解決法も提案している。これらの解決策を取り込んだ実装システムについて,評価を行い,その有効性を検証した.