hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
骨格筋を用いた心機能補助に関する研究

心機能補助を目的とする骨格筋グラフトの耐疲労性の獲得及び出力向上の為には骨格筋代謝が好気的代謝優位であることが必要であり、1987年から低頻度電気刺激による骨格筋の耐疲労性形質転換と骨格筋グラフトの血行改善に関する基礎的研究を進めてきた。まず骨格筋の形質転換(Transformation)に関しては低頻度電気刺激(preconditioning)で生じる(1)骨格筋筋線維の形態学的変化および(2)筋電図を用いた運動単位の生理学的変化を解明した(骨格筋による心機能補助に関する研究ー画像解析を用いた組織学的検討.人工機器19:231ー234,1990)。骨格筋筋線維の形質転換に伴う断面の円形化、形質転換後の運動単位電位が保たれることを初めて報告した。ついで(3)骨格筋グラフトの血行動態に関しては、グラフト末梢部の組織血流量の急性期低下を示し、4週間の血行ネットワ-ク形成期間(Vascular Delay)によりグラフトの血行が改善することを示し、グラフト部位による違いを初めて明らにした(骨格筋による機能補助ー広背筋グラフトの組織血流量ー。人工臓器20:756ー760,1991)。また(4)グラフトの電気的駆動が血行に与える影響の心検討では骨格筋グラフト駆動による血流量の上昇、収縮時の動脈血行の低下、静脈血行に対するグラフト収縮のポンプ様作用などを明らかにしてきた(日胸外会誌39:1599,1991)。これらの骨格筋の耐疲労性獲得に関する基礎的な研究を踏まえて、骨格筋のより効率のよい心機能補助を目指している。効率よく最大限の補助を得るためには骨格筋が疲労状態に陥ることを未然に防ぐための何らかの骨格筋機能の監視方法が必要となる。我々は現在までに得た基礎的なデ-タに基づいて限られた条件下ではあるが、(5)誘発筋電図を骨格筋疲労の監視法として用いる方法を開発しつつある(Monitoring of theskeletalmuscle graft fatigue byelectromyography.Abast.Int J Art Org 14:567,1991)。1.骨格筋を用いた心機能補助における骨格筋の耐疲労性獲得を目的として、低頻度の電気的トレ-ニングを施行し、骨格筋における変化を画像解析を用いて組織学的に検討した。家兎の右座骨神経に刺激電極をおき、低頻度連続電気刺激を平均15.3日間施行した後、右下腿筋群を実験群とし、対側を対照群とした。重量測定、腓腹筋のATPese染色を施行し、日本アビオニクス社製高速粒度分布計測装置を用いて筋線維組成及び形状に関して2次元的解析を施行した。10Hz、2週間の電気的コンデェショニングは骨格筋の筋線維組成を変化させた。すなわち、筋重量の減少、耐疲労線維の増加、線維の断面積の縮小、及び筋線維の円形化が認められた。これは好気性代謝の増加を示唆し、骨格筋移植を用いた心機能補助に際して耐疲労性獲得における電気的トレ-ニングの有効性が示された。2.広背筋を心機能補助を目的にグラフトとして用いる時、胸背動静脈以外の血行の遮断を要する。よって急性期には血行が低下し駆動に敵するとは言い難い。

血行ネットワ-ク形成期間決定の為の指標を得る為に先ず、非駆動時の骨格筋グラフトの組織血流量をレ-ザ-組織血流量計を用いて計測した。組織血流はグラフト先端部の低下を示し、急性期におけるグラフト先端部の心機能補助能力は相対的に低下していると考えられた。又レ-ザ-組織血流量計は血行ネットワ-ク形成の評価の指導となると考えられた。以上筋線維の耐疲労性獲得、及び血流量の2点より、骨格筋の能力の向上を目的に研究をすすめている。骨格筋を用いた心機能補助において、骨格筋の耐疲労性の獲得。骨格筋の機能向上が重要な課題である。骨格筋を用いた心機能補助における骨格筋の運動能力の因子の1つは骨格筋の特性であり、低頻度の電気的トレ-ニング(preconditioning)により骨格筋筋線維の形質転換(transformation)が起り、耐疲労性を獲得するといわれている。平成元年度は形質転換における骨格筋筋線維の形態学的変化を解明した。もう一つの因子は酸素供給量であり、主として組織血流量に依存していると考えられ、平成2年度は心機能補助を目的に作成した広背筋グラフトの組織血流量を検討した。広背筋は停止部、起始部を切断し胸背動静脈及び神経を温存した有茎のグラフトとた。心臓をラッピングするとき心臓に接する部分は広背筋グラフト先端部であり、グラフト作成前には主として体幹からの血行支配を受けていた部分である。体幹からの血行は胸背動静脈と吻合を有しており、胸背動静脈以外の血行を遮断しても、広背筋の血行を保つことは可能である。雑種成犬を用いた広背筋グラフトの作成およびレ-ザ-ドップラ-血流量計を用いたグラフト作成後の組織血流量を測定し、急性期においてはグラフト末梢部の血流量が中枢側の血流量の1/21/3に低下することがわかった。又、血行形成期間(vascular delay)が移植後必要となることが判明した(第20回日本心臓血管外科学会、H.2.2.22ー23、札幌)。さらに、1ケ月の血行形成期間をおいた広背筋において血流量が改善されるという結果を得た(第27回人工臓器学会H.2.9.20ー21、新潟,4th World Symposium on Transformed Skeltal Muscle for Cardiac Assist '90.10,3ー6,California)。心機能補助を目的とする骨格筋グラフトの耐疲労性の獲得及び出力向上の為には骨格筋代謝が好気的代謝優位であることが必要であり、1987年から低頻度電気刺激による骨格筋の耐疲労性形質転換と骨格筋グラフトの血行改善に関する基礎的研究を進めてきた。まず骨格筋の形質転換(Transformation)に関しては低頻度電気刺激(preconditioning)で生じる(1)骨格筋筋線維の形態学的変化および(2)筋電図を用いた運動単位の生理学的変化を解明した(骨格筋による心機能補助に関する研究ー画像解析を用いた組織学的検討.人工臓器19:231ー234,1990)。骨格筋筋線維の形質転換に伴う断面の円形化、形質転換後の運動単位電位が保たれることを初めて報告した。
Positive Devianceアプローチによる医療関連感染予防の新たな戦略

最終年度として、本年度収集したデータに合わせ、これまで収集したデータも合わせて総合的に検討した。感染管理のコツについては、2017年12月2019年2月に九州、中国、中部地方の14医療機関の感染管理に携わる医療者を対象に面接調査を行った。面接調査の対象は各医療機関1名から5名であった。面接の内容は、感染管理の現状や課題から、感染予防の取り組みや組織づくりの内容について質問した。逐語録から感染管理強化のためのコツが語られている部分を抽出した結果、253コードが抽出でき、それらは「院内感染対策の土台を整えるコツ」「人を動かすコツ」「モチべーションをさらに上げるコツ」等7つのカテゴリーに分類できた。これらの結果から、感染管理をうまく進めるためには組織内のコミュニケーション力を上げることが必須であることが示された。今回得られた感染管理のための組織づくりのコツをまとめて、「医療関連感染管理のための組織づくりとコミュニケーションー現場から学ぶブックレットー」を作成した。今後、これらを中小病院に配布予定である。また、A県内における耐性菌感染の特徴を把握するために、2016年2018年に分離された耐性菌を収集し、シカジーニアス分子疫学解析POTキットを用いた遺伝子解析を実施した。MRSA 578株から255パターンのPOT型が得られ、その中でも106-247-33が最も高頻度に検出され、CA-MRSAの特徴であるSCCmecIV型やV型に対応するPOT1値の陽性率は、全体の65.7%を占めていた。CREについては63,375株の内、394株がCREと判定され、菌種別ではE. cloacaeやK. aerogenesが多数分離された。また、2019年3月までにCRE 42株を収集し、mCIM法及びPCR法による耐性遺伝子検査を行った結果、カルバペネマーゼ産生株が9株、ESBLが8株、AmpCが10株確認された。今後も継続的な遺伝子解析が必要である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。初年度にあたる今年度は1医療機関におけるPositive Deviance(PD)同定のための方法の確立と組織作り並びに2モデル地域で分離された耐性菌の遺伝子解析のための耐性菌情報収集のネットワーク作りと解析システムの整備を行った。1については、組織の中の「埋もれた知恵」を引き出す方法を検討するために、諸外国でPDアプローチによる成果をあげているテキサス大学のDr.Shinghalのワークショップに参加し、対話を有効に進めるための方法について学んだ。さらに、PDは新しい概念であることから、モデル地域においてDr.Shinghalの講演会を実施した。その結果、数施設から研究協力の内諾を得ることができた。さらに、PD行動の普及方法を検討するために、PDアプローチにより医療関連感染予防対策に成功している米国のBillings Clinicとコロンビア共和国のEL Tunal病院を訪問し、「埋もれた知恵」を引き出すための対話の実際や普及のための教育方法について情報を得ることができた。これらをもとに、来年度は、耐性菌感染の発生率が高く、蔓延しやすい集中治療室を対象に日本の医療機関の特徴や風土に合わせたPD行動の同定と普及方法を検討する予定である。また、2についてはモデル地域で検出された耐性菌情報収集のためのネットワークを作成した。その結果、モデル地域の28医療機関の情報収集が可能となった。来年度は、これらのネットワークを活用して、PDアプローチの評価の一つとして耐性菌サーベイランスの基礎データの収集と遺伝子解析法を用いた耐性菌クローンの同定を行う予定である。2年度にあたる今年度は1医療機関におけるPositive Deviance(PD)同定のための調査並びに2モデル地域で分離された耐性菌の遺伝子解析を開始した。1については、Neonatal Intensive Care Unit(NICU)の医療従事者を対象としたグループインタビューを行った結果、独特な手指衛生方法、緊急などで手指衛生が行いにくい時にはパートナーシップを組んでいる看護師、近くにいる看護助手、家族に支援を依頼する行動などが抽出された。今後、これらの行動と感染管理との関連を検証する予定である。さらに、400床未満の中小病院に調査依頼を行った結果、調査協力の承諾を得ることができ、来年度、これらの施設の職員を対象とした調査を実施する予定である。また、2についてはモデル地域で分離されたMRSA、カルバペネム耐性P. aeruginosa、E. coli ESBLについて、POT法または自動細菌タイピング装置Diversi Labによる遺伝子解析を行った。その結果、他施設での遺伝子型と一致しているものもあり、地域規模での伝播の可能性が示唆されたが、もともと市中に多いタイプの耐性菌か否かの判断は現時点では困難であるため、今後さらにデータを蓄積し、解析していく予定である。本年度は研究方法の確立とデータ収集協力の医療施設を募り、データ収集を開始することを目標としていた。研究の遂行にあたって、モデル地域での24医療施設から耐性菌情報のサーベイランスと分離された耐性菌の収集の承諾を得ることができた。そして、アウトブレイクした医療施設施設からの耐性菌を収集し、POT法の解析手技を確立することができた。また、組織の中のPD行動を引き出すためのグループインタビュー方法を明らかにすることができ、来年度は予定通りにPD行軌の同定と遺伝子解析法を用いた耐性菌クローンの同定に取り組める状況にある。

1については、400床未満の2施設を対象とした面接から、医療関連感染を予防するためにアルコール手指消毒剤の配置、看護室内の動線、啓発のためのポスター等の工夫がされており、職員同士のコミュニケーションがよく取れていることが示された。また、前年度NICUの医療従事者を対象としたグループインタビューから抽出された前腕を重点的に消毒して手袋を着用する方法と、手指を重点的に消毒して手袋を着用する方法について非病原性大腸菌を使用した比較実験を行った。その結果、採菌数の減少率は変わらなかったが、前腕を重点的に消毒したほうが有意に短時間で手指消毒ができることがわかった。2についてはモデル地域から収集したCRE)について、カルバペネマーゼ産生についての確認試験を行った。また、これらの耐性遺伝子(IMP-1、IMP-2、VIM-1、VIM-2、OXA-48、OXA-23、GES、KPC、NDM)を検出することにより、耐性機序の解析も併せて行った。モデル地域27医療施設からの微生物サーベイランス結果と、耐性遺伝子解析結果より、モデル地域でのCREの動向と、その耐性機序が明らかとなってきた。しかし、今回は限られた耐性遺伝子の解析のみであったため、今後は、AmpCやESBLといった他の耐性遺伝子についても詳細に解析し、CRE分離状況の正確な把握に取り組んでいく予定である。平成28年4月に発生した熊本地震により、調査予定であった施設の被災等により、調査ができない時期が続いた。しかし、PD抽出のための調査協力を複数から得られていることやPDアプローチでの取り組みのモデルとなる病院も確保できているため、今後、計画的に進めていき、遅れを取り戻すことは可能である。1については、400床未満の3施設21人の面接から、最も感染対策に効果的な人材活用や手順書の活用の工夫が示された。また、感染対策に積極的に取り組んでいる施設は人間関係が良好であることが示唆されたことから、手順書作成の研修を3回シリーズで行い、全てに参加した人を対象に組織の中でのコミュニケーションについて質問紙調査を行った結果、コミュニケーションの「頻度」「タイミング」「正確さ」、「問題解決のためのコミュニケーション」「知恵や情報共有」「互いの尊重」について、回数を重ねるごとに良好になっており有意差が見られた。この結果から、感染対策への取り組みは組織のコミュニケーションを深めることが明らかとなった。2については2016・2017年度において、モデル地域で分離されたCRE178株の菌種別の推移を調査した結果、2016年度は92株であったが、2017年度は86株とが前年度に比べCRE検出数は約7%減少していた。S.marcescensとC.koseriは前年度に比べ増加傾向であったが、E.coliとP.mirabilisは減少傾向であった。また、耐性機序の解析結の結果、カルバペネマーゼ産生遺伝子が陽性となった株は9株であり、その全てがIMP-1であった。また、プラスミド性AmpC産生遺伝子が陽性となったのは18株であり、その内訳はEBC 15株、CIT 2株、DHA 1株であった。
斜面上の異なる位置における養分物質循環機構の把握とその決定要因の解明

自記記録計による土壌含水率の経時的測定により、斜面の上部と下部で降水に対する土壌含水率の上昇の様式、乾燥期間中の含水率の低下様式が異なることが明らかになった。斜面の中部でそれらの入れ替わる様子には一定の傾向はみられなかった。従来より行われている28日間の培養によるみかけ(net)の無機化・硝化速度の測定によれば、どの林分でも土壌の単位重量あたりの窒素無機化速度に大きな違いはみられなかったが、生成される無機態窒素の形態は林分ごとに異なった。すなわち、斜面の上部に位置する林分では硝化がみられず、斜面の下部に位置する林分では硝化がさかんに行われていた。一方、^<15>N同位体希釈法を用いてた場合、総(gross)無機化・硝化速度は、林分ごとに総無機化速度は大きく異なり、斜面の下部に位置する林分で斜面の上部に位置する林分より大きいことが明らかななった。また、これまでのみかけ(net)の測定により、硝酸生成が行われていないと考えられていた土壌は、微弱ながら硝酸生成が行われていること、またこのような土壌は無機化速度と不動化速度の比により2タイプに分けられ、より上部に位置する林分において無機化速度に対して不動化速度が小さい傾向があることが明らかになった。これらの結果は、土壌中における窒素の形態変化の過程において総無機化速度と総不動化速度の大きさの違いが、有機態炭素の質や土壌中に含まれるカチオン吸着態の量の影響を受けていることが示唆していると考えられた。
金属を含む液晶の構造形成と機能

フェノキシ基を置換基とする新規フタロシアニン系ダブルデッカーLu(III)錯体を合成した。全く配向処理をしていない二枚のソーダライムガラスまたは石英ガラスの間に、これらの錯体を挟んだ試料が、Col_<tet>液晶相になると欠陥のないモノドメインのホメオトロピック配向を示すことを見出した。本研究において、円盤状分子を自発的で欠陥のないモノドメインのホメオトロピック配向をさせることができる分子設計指針を初めて明らかにした。この性質は、ディスコティック液晶半導体を太陽電池や有機EL素子の電荷移動層として応用する上で、必要不可欠のものである。フタロシアニン錯体をポリシロキサンで連結した両親媒性ロッド状高分子を合成した。これをテンプレートとしテトラエトキシシランのゾルゲル重合を行ったところ、フタロシアニンロッドを含む有機・無機複合体を調製することができた。デンドリマーのコア、あるいはデンドロンのフォーカルポイントにアントラセンを配置した分子設計により、新規な液晶性分子を得ることに成功した。また、光反応性と液晶構造の関係を明らかとし、光反応性液晶の構造と活性の相関についての知見を得た。陽イオン性有機色素であるメチルキノリニウムと陰イオン性界面活性剤であるアルキル硫酸、アルキルスルホ琥珀酸のイオン対を合成し、アルキル鎖長に対してスメクチック液晶相を示すことを明らかにした。相転移点で定常光蛍光強度が急増し、蛍光寿命測定から長寿命の蛍光成分の寄与が増加することを見出した。また、陰イオン性のピレンカルボン酸には陽イオン性のアルキルアンモニウムとイオン対を形成し、蛍光スペクトル変化から温度、およびアルキル鎖長に依存してピレンの分子配置が変化することを見出した。長鎖アルキルチオ基を導入したフタロシアニン(PC)Eu,Tb,Lu金属錯体液晶を合成し、これらが新規なディスコティック液晶相を示すことを見いだした。この液晶相は0.71cm^2/Vsの高速電荷移動度を示す。ジアルコキシフェニル基を導入したPcCu錯体ではCol_<tet>相で完璧な自発的ホメオトロピック配向を示す。また4本の長鎖アルコキシ基を導入したジチオレン系Ni錯体の液晶性とそのサーモクロミズムを確立した。液晶性Pc金属錯体が形成する1次元カラム構造を固定化する目的で、有機・無機複合体の合成を行った。新規にオリゴエーテル鎖を持つ液晶性Pc金属錯体を合成し、酸性条件化テトラエトキシシランの重合を行うことにより有機・無機複合体を合成した。X線およびTEM観察などにより、この複合体の構造について詳細に検討を行った。導波管の特性を利用するとマイクロ波加熱された液体の温度を熱電対を用いて安全に測定出来ることが示せたので、制御されたマイクロ波加熱装置を開発した。それを標準的Pc合成に応用すると、数分間のマイクロ波照射で高収率の銅などの金属Pcを合成するこが出来ることが分かった。N-メチルスチルバゾリウムイオンと二鎖型および一鎖型の陰イオン性界面活性剤とのイオン対を合成し、二鎖型のジアルキルスルホ琥珀酸とのイオン対ではスメクチックA相を、一鎖型のアルキル硫酸とのイオン対ではスメクチックEおよびA相を示すことを明らかにした。単独では液晶性を示さない分子をイオン結合にて結合し協同的に液晶性を発現できる。デンドリマー型置換基を持つアントラセンが液晶性分子であることを明らかとした。さらに、その液晶相はスメクチックE相であり、分子間でアントラセン同士がスタッキングしていること、更に高圧水銀灯照射により非常に珍しい液晶中における光[4+4]付加環化反応が進行することを明らかとした。ディスコティック液晶性化合物のサンドイッチ錯体bis[5,15-bis(3,4-dialkoxyphenyl)porphyrinato]-cerium(IV)とbis[5,10,15,20-tetrakis(3,4-dialkoxyphenyl)porphyrinato]-cerium(IV)、tris[5,10,15,20-tetrakis(3,4-dialkoxyphenyl)porphyrinato]dicerium(III)を合成し詳細な液晶相の構造を研究した。その結果、これらのCe金属サンドイッチ錯体は、周辺のアルコキシ鎖の数が12本以上のときにカラムナ構造が発現し、フェニル基の立体障害によりスタッキング形状も変化することがわかった。オレフィン側鎖を持つ金属フタロシアニン錯体を合成し、ルテニウム錯体によるオレフィンメタセシス反応による高分子化を行った。溶液内でのメタセシス反応によって、分子量5万程度のフタロシアニンポリマーを得ることができた。このポリマーを用いた薄膜の構造についてTEMを用いて検討を行ったところ、薄膜内でフタロシアニン錯体がスタッキングしたロッド状構造体を観察することができた。デンドリマー型液晶性分子の合成を目指し、様々なコアを持つポリアミドアミンデンドリマーの合成を行なった。コアには、C60、アントラセン、ビピリジン等を用いた。興味深いことに、アントラセンをコアに持つデンドリマーは室温でスメクチック相を示すことを偏光顕微鏡観察、DSC、及びX-線構造解析により明らかとした。N-メチルスチルバゾリウムジアルキルスルホ琥珀酸イオン対を合成し、85°C120°Cの温度範囲でスメクチックA相と同定した。この相を光励起すると強いエキシマー蛍光を発し、効率よく環化付加体が得られた。

温度制御されたマイクロ波加熱装置を導波管と筐体を利用する場合とで作成し、安全に利用出来ることを確認した。特に筐体の場合は従来の三口フラスコを用いた実験環境を殆どそのまま用いることができるので、今後、合成実験に活用していく予定である。金属ポルフィリン錯体およびフタロシアニン錯体を含む球状・星状・ブラシ型分子を合成した。長鎖アルキル基を持つ剛直デンドリティックポルフィリンを合成し、液晶性およびC60存在下での組織構造の変化について検討を行なった。剛直デンドリティックポルフィリン内のナノ空間内にC60を包接させたところ組織構造が大きく変化することを明らかとした。フタロシアニン錯体の側鎖に共役オリゴマーを導入したところ、吸収・蛍光スペクトルのチューニングが可能なこと、さらにアルキル基を導入することによって液晶性を示すことを見出した。新規なフタロシアニンモノマーを合成し、さらにメタセシス重合によって両親媒性ブロック共重合体を合成した。得られた共重合体の水中・気水界面での組織化について検討を行なった。アントラセンをフォーカルポイントに持つポリアミドアミンデンドリマーが液晶相を持つことを突き止め、その相構造をX線構造解析により明らかにした。また、末端官能基や中心部位の化学修飾が分子集合状態の構造にどのように影響するかを調べるため、様々なデンドリマーを合成し、その物性について検討した。鎖長の異なるフタロシアニンルテチウム錯体、ビス(オクタキスドデシルオキシフタロシアニナート)ルテチウム(III)[n=10,12,14,16,18]を合成し、その液晶相の構造を検討した。そのレクタンギュラーカラムナー相のカラム内の構造において異なる二つのスタッキングが同時に存在することを見出した。そしてこのレクタンギュラーカラムナー相は、今までに報告例のない特殊なCol_<ro>(P2_1/a)相であることを確立した。またマイクロ波加熱装置を用いて、オクタキスアルキルチオフタロシアニナート銅錯体を合成したところ、αジオールを溶媒として用いたときにのみ、赤紫色の合成中間体を選択的に合成できることを見出し、今までに報告例のないその分子構造をX線結晶構造解析より明らかにした。フェノキシ基を置換基とする新規フタロシアニン系ダブルデッカーLu(III)錯体を合成した。全く配向処理をしていない二枚のソーダライムガラスまたは石英ガラスの間に、これらの錯体を挟んだ試料が、Col_<tet>液晶相になると欠陥のないモノドメインのホメオトロピック配向を示すことを見出した。本研究において、円盤状分子を自発的で欠陥のないモノドメインのホメオトロピック配向をさせることができる分子設計指針を初めて明らかにした。この性質は、ディスコティック液晶半導体を太陽電池や有機EL素子の電荷移動層として応用する上で、必要不可欠のものである。フタロシアニン錯体をポリシロキサンで連結した両親媒性ロッド状高分子を合成した。これをテンプレートとしテトラエトキシシランのゾルゲル重合を行ったところ、フタロシアニンロッドを含む有機・無機複合体を調製することができた。
貧困とリスクを支える生存基盤の国際比較：沖縄のシングルマザーの事例を中心に

本研究はシングルマザーにとっての所得貧困の回避とリスク対応が可能となる生存基盤のあり方を探究した。シングルマザーは常に「貧困」なグループとして貧困削減の対象となってきた。日本の母子世帯の所得は他の世帯の40%程度にすぎない一方,東南アジアの国々では所得貧困に陥る傾向は見られない。経済成長を遂げた日本と変動の中にある東南アジアのシングルマザーを支える生存基盤のあり方を探究するために,本研究ではカンボジア農村のシングルマザーと日本と東南アジアの中間に位置し,社会文化的にも東南アジアに近い特色を持つ沖縄のシングルマザーを事例として取り上げた。それらの研究から広義の「貧困」概念の理解に貢献している。本研究はシングルマザーがいかに働き,いかに資金を得て,いかに子や老親をケアしているのかを明らかにすることを通して,所得貧困の回避とリスク対応が可能となる生存基盤のあり方を探究することを目的としている。また,東南アジアと日本の事例の比較研究により広義の「貧困」概念の理解にも貢献することを目指している。本年度はカンボジア農村におけるシングルマザーと土地の権利に関する英語論文(2013年4月現在・査読中)を執筆するとともに,カンボジアでの追加調査および沖縄離島地域においてフィールド調査を実施した。沖縄での調査では県立図書館郷土資料室等において沖縄の女性の現状,歴史,相互扶助的社会慣行等に関する資料を収集し,文献のサーベイを行なった。また,離島地域においてはシングルマザーへの聞き取り調査を実施するとともに,村役場および保健センター,高齢者施設等でインタビューを行なった。沖縄離島地域のシングルマザーには概して低所得の傾向が見られたが,悲壮感や孤独感が感じられない。その背景には親族のつながりと日常的に積み重ねられる「ご近所付き合い」が生活の基盤を支えるセイフティーネットとなりリスクを支えていることが明らかになった。しかし,平成24年度に予定していた沖縄離島調査では,度重なる台風の直撃および接近によりその中断および中止を余儀なくされた。次年度に資金を持ち越し,さらに詳細な調査を実施するとともに成果の発表に尽力していきたい。また,経済成長を遂げた日本と変動の中にある東南アジアのシングルマザーを支える生存基盤のあり方を探究するための次の一段階として,本研究では経済的にも地理的にも日本と東南アジアの中間に位置し,社会文化的にも東南アジアに近い特色を持つ沖縄を事例として取り上げる。また,それらの研究から広義の「貧困」概念の理解に貢献する。最終年度である本年度では,これまでの研究成果を著書『夫を失くした女性たち』としてまとめる作業を中心に行った。申請者がこれまで調査を実施してきたカンボジアではシングルマザーを親族のネットワークで支え,それは家族構成の柔軟な変更や子を他世帯へ移動させることにより実現していた。一方,沖縄の離島地域では,親族間の支え合いはもとより,シングルマザーを支える福祉制度がより効果的に彼女たちに行き届いていること,また親族を超えたより広い範囲で相互にケアをおこなう関係が観察された。そのような“シマ"でのつながりが表象化する1つの事例として,子の小学校入学や高校入学時の祝儀のやりとりがある。シマの中で広くやりとりされる「祝儀」の関係は,シマの中での人と人のつながりの実態のあらわれであり,入学に伴い必要となる費用を実質的に負担していた。そのような“シマ"の中での互いを支えあう関係が,シングルマザーの生存基盤を支える役割を担っているのである。研究成果としてまとめている著書は,未だ出版段階に至っていないが,今後も執筆・改正を重ね研究成果として発表できるよう尽力していきたい。本研究は,シングルマザーが,いかに働き,いかに資産を得て,いかに子や老親をケアしているのかを明らかにすることを通して,所得貧困の回避とリスク対応が可能となる生存基盤のあり方を探究することを目的としている。また,東南アジアと日本の事例の比較研究により,広義の「貧困」概念の理解にも貢献することを目指している。本年度は「貧困」に関する先行研究のサーベイおよびカンボジアのシングルマザー,カンボジア農村社会における互助関係に関する論文の執筆,そして沖縄におけるシングルマザーの「貧困」に関するフィールド調査を実施した。まず「貧困」概念についての先行研究をサーベイし,その概念を整理することから始めた。その成果の一部は,京都大学東南アジア研究所G-COEプロジェクトの成果出版物『講座生存基盤論6』に掲載される予定である。また沖縄におけるシングルマザーとの比較対象として取り上げているカンボジア農村におけるシングルマザーと農村の互助関係について2本の論文を執筆した。しかし,平成23年度に予定していた沖縄でのフィールド調査の実施は大幅に次年度へ持ちこされた。沖縄のシングルマザーをどのような視点から調査・分析を行うことがより沖縄の「貧困」を描くに相応しいのか,また経済発展のみに囚われないリスクに対応する生存基盤のあり方をより明確に示すことができるのか,という点について再度慎重に考察することになった。

これらの研究活動から,次年度のフィールド調査およびその分析へとつなげていく重要な期間ともなった。平成24年度の5月から9月まで沖縄に滞在し,那覇での資料収集及び離島でのフィールド調査を実施したものの,その間に16もの台風が沖縄地方に接近あるいは直撃し,離島における調査に遅れが生じた。先行研究のサーベイおよび論文の執筆に専念したため,現地でのフィールド調査の実施が遅れている。平成25年度前半は,追加調査を実施するとともに,後半ではその成果の発表にあてる予定である。次年度前半は,沖縄でのフィールド調査を実施し,後半はその分析および論文の執筆,学会での発表の活動にあてる予定である。次年度前半は主に沖縄での追加調査実施のための研究費を支出する。また,後半には研究成果発表のための支出を行う。次年度前半は主に沖縄でのフィールド調査の実施のために研究費を支出する。また,前年度に執筆した論文の英文校閲にも支出を行う。次年度後半には,調査分析のための謝金および書籍の購入,研究成果発表のための支出を行う予定である。
医用ディジタルX線像のための知的画像デ-タベ-スシステムの開発

本研究で目標とした知的デ-タベ-スシステムは、単なる画像の蓄積としてのデ-タベ-スにとどまらず、画像の認識、計算機診断、及び、画像解析用のツ-ルの開発、等に支援された総合的な知的画像診断システムと考えるべきものである。そこで、本研究においても、廣く医用画像の計算機診断の基盤となる研究を総合的に進めてきた。(1)従来のシステムの移植と診断記録支援システム:既に試作したスケッチを用いた胸部X線画像のデ-タベ-スシステムをワ-クステ-ションSUN-4上に移植し、最近のEWSでならば、この種の高度なデ-タベ-スが基本的には十分に稼働可能であることを確認した。又、このスケッチに基づく検索システムに加えた、濃淡の原画像上に直接に診断記録を書き込むことができる診断記録支援システムを開発し、やはり、上記と同じEWSに実現した。(2)画像によるがんの計算機診断:X線像の計算機診断手順の検討を、特に癌を対象として行い、具体的に、胃X線二重造影像からのひだ集中形病変部の検出、同じく隆起形胃癌による塊状病変パタ-ンの検出、浸潤領域の抽出、等の手法の開発を進めた。ひだ集中形のものについては約30例の実験によって原理的な可能性を始めて確認した。又、肺癌に関しては、胸部間接撮影像の自動スクリ-ニングシステムとして先に筆者らが開発していたソフトウェアAISCR-V3を最近の高圧撮影100ミリ像に適用してその能力と問題点を明らかにした。(3)支援ソフトウェアツ-ル:医用画像の計算機診断システム開発のためのソフトウェア支援ツ-ルとして、画像処理エキスパ-トシステム、並びに、知的イメ-ジインタ-フェイスの基礎的な研究を行った。前者については、従来の筆者らによるシステムIMPRESSにゴ-ル転換機能をつけて一層使いやすくした。知的画像データベースの実現のためのスケッチの利用について基礎的研究を行った。まず、スケッチの種類として、原画像の概要を描いた略図(原則として2値の線画であるが、4値程度のものも含む。)、及び原画像をそのまま縮小したもの(空間的な解像度ー画素数ー、および、濃度階調、の両面に於て)の2種類を考慮する。前者は、原画像からパターン認識の手法に依って自動的に作成するが、対話処理による修正の可能性を残す。後者は機械的に容易に作成できる。これらの利用法としては、前者は検索のための要求を入力するインターフェイスとして、後者は診断所見を記録するためのインターフェイスとしての利用が考えられる。前者については、まず、胸部X線像からスケッチを作成する手順の改良を行い、特に、位置可変しきい値の導入に依って主に肋骨像の抽出精度を大幅に改善した。ついで、その上に病巣陰影のスケッチ(多角形近似による)を記入すると、その陰影の場所を肋骨像に対する相対的な位置関係によって理解して、対応する位置の近傍に類似の大きさの陰影があるX線像をデータベース中から抽出するようなシステムを開発した。これは、最初は大型計算機の上で実現され、ついで、ワークステーションSUMー4に移植された。次に後者については、表示されたスケッチ上に診断所見を図的に記入でき、かつ、ごく簡単な所見を日本語でも記入できるように数百語の術語データベースを備えたシステムを開発し、パソコンPC9801VX上に実現した。両者とも医師による評価も行い、限定された範囲であるが実用化の可能性が示されると共に、改良すべき問題点も明らかにされた。

本研究で目標とした知的デ-タベ-スシステムは、単なる画像の蓄積としてのデ-タベ-スにとどまらず、画像の認識、計算機診断、及び、画像解析用のツ-ルの開発、等に支援された総合的な知的画像診断システムと考えるべきものである。そこで、本研究においても、廣く医用画像の計算機診断の基盤となる研究を総合的に進めてきた。(1)従来のシステムの移植と診断記録支援システム:既に試作したスケッチを用いた胸部X線画像のデ-タベ-スシステムをワ-クステ-ションSUNー4上に移植し、最近のEWSでならば、この種の高度なデ-タベ-スが基本的には十分に稼働可能であることを確認した。又、このスケッチに基づく検索システムに加えた、濃淡の原画像上に直接に診断記録を書き込むことができる診断記録支援システムを開発し、やはり、上記と同じEWSに実現した。(2)画像によるがんの計算機診断:X線像の計算機診断手順の検討を、特に癌を対象として行い、具体的に、胃X線二重造影像からのひだ集中形病変部の検出、同じく隆起形胃癌による塊状病変パタ-ンの検出、浸潤領域の抽出、等の手法の開発を進めた。ひだ集中形のものについては約30例の実験によって原理的な可能性を始めて確認した。又、肺癌に関しては、胸部間接撮影像の自動スクリ-ニングシステムとして先に筆者らが開発していたソフトウェアAISCR-V3を最近の高圧撮影100ミリ像に適用してその能力と問題点を明らかにした。(3)支援ソフトウェアツ-ル:医用画像の計算機診断システム開発のためのソフトウェア支援ツ-ルとして、画像処理エキスパ-トシステム、並びに、知的イメ-ジインタ-フェイスの基礎的な研究を行った。前者については、従来の筆者らによるシステムIMPRESSにゴ-ル転換機能をつけて一層使いやすくした。
試験管内ヒト赤血球:粒子状物質などによる細胞傷害モデル

我々の実験結果が示唆するには、二酸化チタン粒子の溶かし方及び分散方法は粒子の赤血球や他の細胞への毒性に影響を与える。だから、的確な、そして標準な分散方法を使用して、もっと安定した粒子懸濁液(suspension)を用意する必要がある。現在まで行って来た二酸化チタンによる溶血の実験の結果が示すのは、二酸化チタン粒子のどの種類も溶血を起こす。さらに認められたことは、ヒト赤血球の場合は、二酸化チタンの粒子サイズより結晶構造が細胞障害を起こすのに、もっと大きい要因であると考えられます。この溶血に酸化ストレスの関与を検討するにはグルタチオンの影響及び脂質の過酸化を調べたが酸化ストレスの関与は確定出来ていない。電気泳動の結果、赤血球膜上に存在している低分子タンパク、コフィリン、の発現が抑制されることが示唆されたが結果に終始一貫的な再現性が見れなかったため、コフィリンを含む膜タンパクの同定には至っていない。A549肺胞上皮細胞に曝露させた二酸化チタンの2種類の微粒子は用量依存性にアポトーシスを誘発し、IL-8 mRNAとIL-8タンパクの遊離をがわずかながら増加し、NF-kB DNA結合の変化はなかった。1.溶血反応を誘発する二酸化チタン(TiO2)のバイオマーカーであるコフィリンの同定二酸化チタンのナノ微粒子を曝露することで赤血球膜上に存在している低分子タンパク(Mw=2737KDa)の発現が抑制されることが基礎実験の結果より示唆された。基礎実験ではこのタンパクがコフィリン(Mw=23kDa)と想定されたため、その同定作業を行った。しかしながら、結果に終始一貫的な再現性が見られなかったため、溶血反応を誘発する二酸化チタンに対するコフィリンを含む膜タンパクの同定には至っていない。2.A549肺胞上皮細胞における二酸化チタンのP25及びP90粒子の影響1).細胞毒性検討:二酸化チタン(P25およびP90粒子)とシリカ陽性対照(Min-U-Sil)の微粒子をそれぞれA549細胞に24時間投与したところ、Min-U-Sil粒子の場合のみがネクローシスの誘発に有意差は認めた。一方で、これら3種類の微粒子は用量依存性にアポトーシスを誘発した。2).IL-8遺伝子の発現:投与6時間後、P25およびP90においてIL-8mRNAの数がわずかながら増加した(250ug/ml)。その一方で、Min-U-SilにおいてはIl-8mRNAの数が用量依存性に著しく増加した。さらに、Il-8mRNAの発現に関して、Min-U-SilはP25やP90よりも強く影響していると考えられる。3).IL-8タンパクの遊離:投与24時間後、MiN-U-Silは遊離IL-8タンパクを用量依存性に増加させ、P25やP90よりも高い値を示した。P25(250ug/ml)において、遊離IL-8タンパクはわずかに上昇した。
頭頸部癌に対する化学療法(5FU/Cisplatin)の感受性予測および薬物耐性と作用機序からの研究

1)併用化学療法:進行頭頸部癌17例および再発頭頸部扁平上皮癌17例に5FU先行の5FU/シスプラチン併用化学療法(FP)を行い、奏効率は50%であった。下咽頭・喉頭癌例19例中6例、32%にて喉頭の温存が可能であり、有用性が示された。2)抗癌剤感受性試験(Histoculture drug response assay (HDRA))とp53遺伝子による抗癌剤感受性の予測:FPおよびweekly PF療法を行った32症例で、化学療法施行前の腫瘍組織についてPCR-SSCP2法とDirect Sequence法によるp53変異、免疫組織染色によるp53蛋白発現、HDRA法によるシスプラチンの感受性試験を行い臨床効果との相関性を検討した。p53変異は32例中7例(22%)に、p53蛋白発現は20例中6例(30%)に認められ、HDRAは20例中11例(55%)が陽性であった。臨床効果はp53変異陽性7例で奏効(PR以上)が4例、p53蛋白発現陽性6例で奏効が1例、HDRA陽性11例で奏効が7例であり、単独では臨床効果と有意な相関は認めなかった。p53蛋白発現陰性かつHDRA陽性の8例では奏効が7例、無効例が1例であり有意な相関が認められた(p<02)。HDRAとp53遺伝子蛋白発現により感受性予測が可能であることが示された。3)シスプラチン抵抗性腫瘍に対する抗癌剤感受性試験からの検討:シスプラチン抵抗性の克服を目的として交叉剛性のない薬剤であるPaclitaxel(TXL)の感受性との関係について検討した。23症例、27検体にHDRA法を行った。シスプラチン低感受性または抵抗性である16検体中5検体、31%でTXL高感受性であり、両薬剤を合せると63%の腫瘍がシスプラチンとTXLの一方または両薬剤に高感受性を示し、内、19%は併用療法による効果が期待された。機能を温存し根治性を損なわないQOLの高い治療を行うために、抗癌剤に感受性のある症例を選択すること、さらに、より効果的な併用療法を開発することが研究の目的である。喉頭機能温存を目的として進行頭頸部癌および再発頭頸部癌を対象に5FUを先行したCisplatinとの併用化学療法(FP療法)を行った。3週間間隔で5FU 600mg/m^2/day6日間持続点滴後、Cisplatin 80mg/m^2/dayを投与した。CR(喉頭はPR)症例は照射療法を追加し、PR(喉頭はNC)以下では手術療法を行った。対象は無治療の頭頸部扁平上皮癌9例(下咽頭6例、喉頭3例)と再発癌(下咽頭)2例の11例である。全例男性で年齢の中央値は52才(45-75)。平均投与回数は2.5回。治療効果はCR1例、PR7例、NC3例で奏効率73%であった。喉頭の温存率は3/9例、33%であった。さらに化学療法例(FP療法とweekly PF療法を含む)22例を対象に、MTTassayをend-pointにした抗癌剤感受性試験(HDRA)でCisplatin 20μg/mlでの腫瘍発育阻止率(I.I.)と免疫組織染色によるp53蛋白の発現を検討した。

HDRAでは11/21例、52%が感受性あり(I.I.≧50%)と判定された。臨床効果(CR+PR:13)との比較では真陽性率77%、真陰性率75%であった。p53蛋白の発現では6/20例、30%にp53の発現を認めた。臨床効果(CR+PR:13)との比較では真陽性率79%、真陰性率67%であった。HDRAとp53の両者を判定に用いるとI.I.≧50%でp53(-)であった9例は全てCR+PRであり、I.I.<50%でp53(+)であった3例は全てNC+PDであった。以上より、HDRAとp53蛋白発現は頭頸部癌に対するPF療法での感受性例の判定に有用であることが示された。1)併用化学療法:進行頭頚部癌17例および再発頭頚部扁平上皮癌7例に5FU先行の5FU/シスプラチン併用化学療法(FP)を行い、奏効率は50%であった。下咽頭・喉頭癌例19例中6例、32%にて喉頭の温存が可能であり、有用性が示された。2)抗癌剤感受性試験(Histoculture drug response assay(HDRA))とp53遺伝子による抗癌剤感受性の予測:FPおよびweekly PF療法を行った32症例で、化学療法施行前の腫瘍組織についてPCR-SSCP法とDirect Sequence法によるp53変異、免疫組織染色によるp53蛋白発現、HDRA法によるシスプラチンの感受性試験を行い臨床効果との相関性を検討した。p53変異は32例中7例(22%)に、p53蛋白発現は20例中6例(30%)に認められ、HDRAは20例中11例(55%)が陽性であった。臨床効果はp53変異陽性7例で奏効(PR以上)が4例、p53蛋白発現陽性6例で奏効が1例、HDRA陽性11例で奏効が7例であり、単独では臨床効果と有意な相関は認めなかった。p53蛋白発現陰性かつHDRA陽性の8例では奏効が7例、無効例が1例であり有意な相関が認められた(p<.02)。HDRAとp53遺伝子蛋白発現により感受性予測が可能であることが示された。3)シスプラチン抵抗性腫瘍に対する抗癌剤感受性試験からの検討:シスプラチン抵抗性の克服を目的として交叉耐性のない薬剤であるPaclitaxel(TXL)の感受性との関係について検討した。23症例、27検体にHDRA法を行った。シスプラチン低感受性または抵抗性である16検体中5検体、31%でTXL高感受性であり、両薬剤を合せると63%の腫瘍がシスプラチンとTXLの一方または両薬剤に高感受性を示し、内、19%は併用療法による効果が期待された。
再結晶過程のフェーズフィールドモデルに関する研究

(1)多結晶を扱えるフェーズフィールドモデルの開発我々は従来のフェーズフィールドモデルに角度変数を導入することにより、多結晶を扱うことのできるη-θmodelとφ-η-θmodelを提案した。さらにこれらのモデルを統一したφ-θmodelを提案することにより、1.液相から多数の核生成が起こった後の凝固過程過程、2.結晶粒の成長に伴う粒界の形成、3.粒界の運動および,結晶粒の回転という一連の過程を一つのモデル方程式で記述することを可能にした。このようなこととりわけ結晶粒の回転の記述が可能なモデルは世界で初めてのものであり、大きな成果をあげることができた。また、このモデルのシミュレーションコードを開発し、様々な状況におけるシミュレーションを行った。(2)特異拡散理論上記のモデルの最も特徴的な部分である角度変数の方程式は、儀我と小林が展開してきた特異拡散理論によって正当化される。我々はこの特異拡散方程式を、円周上に値をとる関数にまで拡張し、さらにその数値計算法を提案した。(3)振動的結晶成長の研究アスコルビン酸のメタノール溶液は、蒸発によって結晶化を起こす際に、湿度等の条件の変化に応じて多様なパターンを形成する。その中でも特に、同心円状パターンを生み出す振動的成長のメカニズムを、実験とモデリングの両面から解析し、針状晶間のポイドと流体の相互作用が本質であることを明らかにした。また、基板上の液滴状溶液の蒸発過程の、運動・蒸発・結晶化を記述するモデルを提出し、振動的な結晶成長を再現することに成功した。再結晶過程とは多結晶性の材料が経時的にそのグレイン構造を変化させてゆく過程である。このような構造変化は材料強度などの物性に大きな影響を及ぼすために、この過程を理解しさらにコントロールすることは物質科学におけるきわめて重要な問題である。またこの問題は数学的にも従来の結晶成長の問題などとは異なる、新しいタイプの自由境界問題を提供する。小林とWarrenが開発してきた結晶粒と粒界の運動を記述するη-θモデルでは、粒界エネルギーが等方的なものに限られていた(すなわち粒界エネルギーが、それをはさむ2つの結晶粒の角度差のみの関数となっている)が、実際には粒界の方位と両側の結晶粒の方位の関係に対する依存性がある。我々はこの依存性をη-θモデルに導入し、シミュレーションコードを開発した。等方的な場合に限ったη-θモデルに関しては、その特異極限方程式の表す粒界の運動が平均曲率運動に他ならないことを示した。上記のη-θモデルは完全に固体化した物質に関するモデルであるが、我々はこのモデルを液相と固相の共存状態から、凝固、粒界の形成、再結晶過程までを統一して扱うモデルとしてη-θモデルとφ-η-θモデルの2通りのモデルを提案し、そのシミュレーションコードを開発した。これらのモデルでは、液層-固相-固相のトリプルジャンクションや、粒界におけるウェッティングなども再現することができた。2次元球晶がつくる多様なパターンと粒界の形成に関する実験を行った。再結晶過程におけるグレイン構造の時間発展を記述するモデルとして、初年度までに小林と海外共同研究者であるWarrenは、η-θモデルを提案し、グレインバウンダリメルティングのない場合(ドライバウンダリ)の粒界の運動、および結晶粒の回転を同時に記述できることを示した。また、さらにφ-η-θモデルを提案することで、凝固から粒界の形成、さらにグレイン構造の発展までを再現した。本年度は、このφ-η-θモデルをもとに簡約化を行い、2変数のみでφ-η-θモデルと同様の過程を再現できるφ-θモデルをWarrenとともに提案した。このモデルを用いグレインバウンダリメルティングが起こるための固液界面エネルギーとグレインバウンダリエネルギーの関係を導いた。また数値シミュレーションコードに改良を加え、変数θが2π周期の値をとることからくる問題に一応の解決を与えた。このシミュレーションコードを用いてφ-θモデルをシミュレートし、粒界運動が優位な場合と回転優位な場合の大規模な計算を行った。

また、変数θが円周上に値をとる関数とみなせることと、特異拡散方程式を満たすという2つの条件を、数学的に整合的に記述するための枠組みを、儀我とともに提示した。これにより、空間3次元モデルへの拡張に向けた突破口が示された。初年度に行ったアスコルビン酸のメタノール溶液のからの結晶化の実験に関しては、周期的なグレイン構造を生み出す振動的結晶成長のメカニズムに対する解釈を提案した。また、それをもとにモデル方程式を提案しシミュレーションを行った。1多結晶を扱えるフェーズフィールドモデルの開発我々は従来のフェーズフィールドモデルに角度変数を導入することにより、多結晶を扱うことのできるη-θmodelとφ-η-θmodelを提案した。さらにこれらのモデルを統一したφ-θmodelを提案することにより、1.液相から多数の核生成が起こった後の凝固過程過程、2.結晶粒の成長に伴う粒界の形成、3.粒界の運動および結晶粒の回転という一連の過程を一つのモデル方程式で記述することを可能にした。このようなこととりわけ結晶粒の回転の記述が可能なモデルは世界で初めてのものであり、大きな成果をあげることができた。また、このモデルのシミュレーションコードを開発し、様々な状況におけるシミュレーションを行った。2特異拡散理論上記のモデルの最も特徴的な部分である角度変数の方程式は、儀我と小林が展開してきた特異拡散理論によって正当化される。我々はこの特異拡散方程式を、円周上に値をとる関数にまで拡張し、さらにその数値計算法を提案した。3振動的結晶成長の研究アスコルビン酸のメタノール溶液は、蒸発によって結晶化を起こす際に、湿度等の条件の変化に応じて多様なパターンを形成する。その中でも特に、同心円状パターンを生み出す振動的成長のメカニズムを、実験とモデリングの両面から解析し、針状晶間のポイドと流体の相互作用が本質であることを明らかにした。また、基板上の液滴状溶液の蒸発過程の、運動・蒸発・結晶化を記述するモデルを提出し、振動的な結晶成長を再現することに成功した。
属性文法の新しい圏論的基礎

属性文法とは木に対して双方向に情報が流れる計算を割り当てる機構である。本研究では循環的計算の圏論的モデルであるトレース付きモノイダル圏の上で属性文法の新しい定式化を与えた。この定式化はChiricaとMartinによる領域理論上の属性文法と、CourcelleとDeransartによる関係的属性文法をインスタンスに持ち、既存の属性文法の理論と良く合致している。また、この定式化の元で構文的属性文法の合成手法であるdescriptional compositionの一般化を与えた。平成20年度の研究目標は、本研究の一番の要となる属性文法の圏論的定式化を行なうことにある。我々はJoyal, Street, Verityらの与えたInt構成を、双方向の情報流がある計算の世界(=圏)を構成する手法として用い、属性文法をInt構成によって得られた圏の上の多ソート代数として定式化した。次に、上で得た圏論的定式化と、過去に考察された属性文法: A)ChiricaとMartinのK-system、B)CourcelleとDeransartのrelational attribute grammar、そしてC)古典的な属性文法で情報の循環性を調べるツールである局所依存グラフとを比較した結果A-Cが圏論的定式化のインスタンスである事が分かり、その妥当性の裏づけを得た。また、2008年に当研究所の長谷川が示した、トレース付きモノイダル閉圏はコンパクト閉圏のcoreflectivesubcategoryとなるという結果を用いると、全ての属性文法は高階のデータを用いて単方向の計算に帰着できるというChiricaとMartinらの主張を、圏論的に説明できる事を示した。平成21年度は主に以下の2点を研究した。1) Int構成の基本的性質本年度はJoyalらのInt構成の基本的な性質に関して幾つかの結果を得た。I)Int構成を与えているJoyalらの論文に誤りがある事を指摘し、その訂正案を報告した(数理解析研究所長谷川真人との共同研究)。II)Int構成がsemibiproductと呼ばれる、biproductよりも弱い構造を保つことを示した(数理解析研究所星野直彦との共同研究)。この事実を応用して、Haghverdiらが提唱している圏論的な相互作用の幾何を加法的結合子のある線形論理(multiplicative additive linear logic)に対して拡張した。2)圏論的属性文法への応用構文的な属性文法である属性カップリングと、それらを合成する手法であるdescriptional compositionを、圏論の理論-モデル対応を用い関手とそれらの合成として表現する方法を与えた。従来descriptional compositionは複雑な構文的操作によって与えられ、合成の結合性も非自明な証明を要していたが、上述の圏論的表現によりそれらが簡潔で理論的に扱いやすい形に定式化された。研究代表者は平成21年度に構文的な属性文法である属性カップリング(Attribute coupling, AC)とそれらを合成する手法であるdescriptional compositionの圏論的定式化を得た。この定式化を、より広いクラスのACの合成を扱えるよう拡張したのが平成22年度の主な研究内容である。特に、GanzingerとGiegerichらがACの合成を発表して以来、quasi-SSUR AC(属性の利用を「正確に一回」から「たかだか一回」にゆるめたもの)や、スタックつきAC(属性値としてスタックを許すもの)といった拡張されたACの合成の理論が提案されており、それらを統一的に説明する圏論的枠組みを構築することを目指した。このゴールを達成するのに重要なのは、拡張されたACの合成の理論が依拠している原理を見抜くことにある。研究代表者はその原理が「双方向化可能な構造で拡張されたACは合成が可能」であるという仮説を立て、この仮説を「トレース付きモノイダル圏に付加された構造がInt構成で保たれる」と定式化した。この定式化に基づき前年度の圏論的枠組みを拡張した結果、先行研究で提案されたACの拡張とそれらの合成を統一的に導くことができた。この研究の一番の貢献は、拡張されたACの合成が依拠している共通の原理を明らかにし、それらの合成の手法を統一的に説明したという点にある。そして、この成果はACの合成とそこから派生するプログラム変換を拡張する際の指針を与える、示唆に富むものである。