hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ハードウェア・ソフトウェア協調型高効率マルチスレッドスケジューリングに関する研究

次世代のオンチップマルチコアプロセッサ(CMP)において、オンチップ計算資源の効率的活用による低消費電力高性能処理の実現を目指して、低消費電力指向高効率マルチスレッド処理技術の研究・開発を行った。具体的には、CMP上で実行されるスレッドの特徴量を定義し、この定義に基づくマルチコアプロセッサのための高効率スレッドスケジュ-リング手法を確立すると共に、高性能と低消費電力の両立を実現する動的キャッシュ分割機構を開発し、シミュレ-ションにより、その有効性を明らかにした。本年度は、マルチコアプロセッサの潜在能力を最大限に引き出すための最適化スレッドスケジューリング技術をハードウェアとソフトウェアの両面から検討を行った。まず、個々のスレッドが必要とするハードウェア資源量の事前予測法とその予測に基づき最適な組み合わせを実現するSMTスケジューリング機構の設計・評価を行った。スレッドが必要とするハードウェア資源の予測のために、個々のスレッドの演算ユニットと命令ユニットの利用率からSMT優先度と呼ぶスレッド特徴量を定義し、複数のスレッドをSMTで実行する際にはSMT優先度の和が最大となる組み合わせを選択することにより、マルチコアプロセッサあたりのIPC(Instructions per Cycle)を最大にすることが可能になることを明らかにした。次に、複数のスレッドを複数のコアに割り当てる場合、非重複分散レジスタファイルの負荷分散と通信量削減を両立することが重要であることから、これを考慮した新しいスレッドスケジューリングアルゴリズムと提案し、性能と電力の両面から性能評価を行なった。さらに,レジスタファイル間の通信を支援するハードウェア構成、および乗算回路の部分積削減演算の高い並列性を有効に利用することで乗算回路の回路規模削減,及び低所電力化を実現する小規模,かつ低消費電力な乗算回路を提案した。マルチコアプロセッサに集積される大規模共有キャッシュのコア間割り当て最適化に関しては、割当てられたキャッシュ量あたりの性能最大化を実現する電力最適化動的フェアキャッシュ機構を考案し、性能評価を通してその有効性を明らかにした。本キャッシュ機構では、それぞれのコアで実行されるスレッドの必要キャッシュ容量を動的に評価し、その割り当てを行うとともに、不要なキャッシュ領域を積極的に開拓することにより消費電力最適化を実現するものである。本年度は、18年度で得られた基本設計に対する詳細設計を行い、その性能評価結果から最適化にも取り組んだ。先ず「コア内・コア間スケジューリングに関する研究」では、SMTプロセッサの共有資源競合をシミュレーションにより解析し、実行時性能予測に基づくスレッドスケジューリングに関する重要な知見が得られた。さらに、コア内のデータパスを複数に分割し、ハードウェア構造を単純化するというクラスタ型データパスの高効率性をシミュレーションにより実証することを試みた。データパスを分割しクラスタ化した際には適切なレジスタ割付が重要だという知見から、データ依存性に基づきレジスタ割付を効率化する命令スケジューリングアルゴリズムを設計し、ベンチマークにより評価を行った。その結果から、提案手法は処理性能を維持しつつ低消費電力化が可能になることが分かった。さらに「動的電力最適化共有キャッシュフェアスケジューリング機構に関する研究」では、マルチコアプロセッサの共有キャッシュにおける競合を回避し、かつ不要なキャッシュウェイへの電源供給を停止することにより高性能と低消費電力の両立を実現するウェイアロケーション型共有キャッシュ機構を提案し、その処理性能、低消費電力化能力、および制御に必要な追加ハードウェアのコストを定量的に評価し、有効性と実現可能性を確認した。これら2つのサブテーマに関連して、ウェーブパイプラインによる消費電力最適化演算器構成方式、ベクトル処理のための高メモリ帯域幅を実現するベクトルキャッシュ機構、キャッシュアクセス時間を短縮可能なロウアンドカラムキャッシュをそれぞれ提案し、マルチスレッドアプリケーションの省電力高性能実行を実現する次世代メモリシステムアーキテクチャについて検討し、重要な知見を得た。本年度は,共有キャッシュ分割機構の総合的な性能評価とコア内・コア間のスレッドスケジューリングに関する研究を実施した.マルチコアプロセッサ上で実行される個々のスレッドのキャッシュアクセスの振る舞いを定量的に評価・解析し,この振る舞いが「Zipf'sの法則」に従うことを明らかにすると共に,各スレッドが必要とするキャッシュ要求量を定義した.キャッシュ要求量に基づく,消費電力を考慮した動的キャッシュ分割機構を提案し,性能と電力の両面から評価を行った.この動的キャッシュ分割機構は,キャッシュメモリを各コアに対して割り当てるウェイ割当機能,キャッシュの活性化・不活性化を行う電力制御機能から構成され,スレッドが必要するキャッシュのウェイ数を適宜割り当てることで効率的な複数スレッドの処理を可能にする.また,提案する動的キャッシュ分割機構のハードウェア設計を行い,極めて小さなオーバーヘッドで本機構を実現可能なことを示した.次に,動的キャッシュ分割機構を2つの共有キャッシュメモリを有する4コアのマルチコアプロセッサに適用し,高性能と低消費電力を実現するスレッドスケジューリング手法を提案し,性能評価を行った.また,コア内の効率的な並列処理を目的として,ループの階層構造を積極的に活用するマルチグレイン・マルチレベル並列処理システム,ループ階層構造と検出する実行時プロファイリング手法,クラスタ化アーキテクチャのための静的命令スケジューリング手法に関する研究を実施した.
静脈グラフトにおけるプロスタノイド受容体の発現とポジティブ・リモデリングの誘導

動脈・静脈グラフトを使用した研究ではプロスタノイド誘導体が新生内膜肥厚を始めとするグラフト不全を予防することが報告されているが、その作用機序は未だ明らかになっていない。そこで、われわれはプロスタノイド受容体に関する発生学的な知見に基づいて、「血管リモデリングの過程で成熟型から幼若型に脱分化した血管平滑筋細胞にプロスタノイド受容体が発現しており、プロスタノイドが動脈・静脈グラフトのポジティブ・リモデリングに関与している」と仮説を立て、本研究の目的はその仮説を動物モデルにより証明することである。平成2930年度に以下の結果をいた。ラット自家静脈移植動物モデルを作成し、1)Real-Time Quantitative PCRによるEP2 mRNAの定量、2) SDS-PAGE及びSemi- quantitative Western Blotting法によるEP2タンパク質の定量、3)二重免疫染色によるEP2タンパク質の局在の同定を行った。EP2 mRNAは移植後28日目まで2相性に発現し、EP2タンパク質は14日目をピークに28日目まで発現していた。EP2タンパク質は脱分化した血管平滑筋細胞に発現していた。プロスタグランジンE2はEP2と結合して血小板凝集抑制作用、血管拡張作用を発揮することが知られており、今回の結果から静脈グラフトはグラフトリモデリングの過程でEP2を過剰発現することにより、ポジティブ・リモデリングを誘導していることが示唆された。また、これらの結果は平成31年4月19日日本外科学会総会(大阪)で発表した。平成30年度は、凍結してあるサンプルを使用して、RT-PCRによるIP mRNAおよびIPタンパク質の測定を行った。IP mRNAはコントロールに比較して、移植前0.75倍、4日目1.35倍、7日目0.43倍、14日目0.85倍、28日目0.38倍と2相性に上昇していた。また、IPタンパク質(単位:AU)は移植前0.28、4日目2.45倍、7日目0.85倍、14日目0.51倍、28日目0.42倍と4日目をピークに上昇していた。IPタンパク質は脱分化した血管平滑筋細胞に発現していた。プロスタグランジンI2はIPと結合して血小板凝集抑制作用、血管拡張作用を発揮することが知られており、静脈グラフトはグラフトリモデリングの過程でIPを過剰発現することによって、ポジティブ・リモデリングを誘導していることが示唆された。次年度は最終年度であり、ラットに浸透圧ポンプを移植、プロスタグランジンを持続注入するモデルを作成し、プロスタグランジンの効果をみる予定である。そこで、われわれはプロスタノイド受容体に関する発生学的な知見に基づいて、「血管リモデリングの過程で成熟型から幼若型に脱分化した血管平滑筋細胞にプロスタノイド受容体が発現しており、プロスタノイド誘導体が動脈・静脈グラフトのポジティブ・リモデリングを誘導する」と仮説を立て、本研究の目的はその仮説を動物モデルにより証明することである。自家静脈グラフト採取の際、グラフト壁では細胞増殖、細胞死、細胞遊走および細胞外マトリックスの産生・分解をきたすような血管構築の変化(血管リモデリング)が起きることが知られている。また、血管平滑筋細胞は成熟型から幼若型へ脱分化して、その結果として血管平滑筋細胞が増殖したり膠原線維の産生が促進されたりして新生内膜肥厚を生ずることが示されている。一方、われわれは血管平滑筋細胞に分化や脱分化に伴ってプロスタノイド受容体の発現が変化することが明らかにしており、自家静脈グラフトにおいては逆に血管平滑筋細胞の脱分化に伴ってプロスタノイド受容体の発現が変化することが予想される。ラット自家静脈移植動物モデルを作成し、○1 Real-Time Quantitative PCRによる各種プロスタノイド受容体mRNAの定量、○2 SDS-PAGE及びSemi-quantitative Western Blotting法によるプロスタノイド受容体タンパク質の定量、○3二重免疫染色によるプロスタノイド受容体の局在の同定を行い、自家静脈グラフトにおけるプロスタノイド受容体の発現をみる。その後、プロスタグランジンE1誘導体やプロスタグランジンI2誘導体を投与して自家静脈グラフトのリモデリングの変化を調べる。平成29年度はラットを使用して自家静脈移植動物モデルの作成し、以下の方法でRT-PCRによるEP2受容体mRNAの測定を行った。RTにはSuperScript II(Invitrogen)を使用し、PCRにはAmpliTaq Gold(Applied Biosystems Japan)を使用した。RT及びPCR反応はGeneAmp PCR system 2400 (Applied Biosystems Japan)により行った。EP2のprimerを使用した。PCR産物は2% Nu Sieve agarose gelにて電気泳動し、単一バンドであることを確認して、これを切り出しSuprec-01(Takara Bio Co. Ltd.)を併用したエタノール沈降法にてcDNAを抽出した。精製したcDNAの濃度を測定し、これをReal-Time Quantitive PCRに際しての標準曲線に使用した。EP2のtranscriptional levelはコントロールに比較して、第1日目0.6倍、1日目0.6倍、4日目3.9倍、7日目1.4倍、4日目2.6倍、4日目3.9倍、14日目2.6倍、28日目2,2倍に変化しており、4、14、28日目で1日目より有意に上昇していた。

この結果から、静脈グラフトでは血管新生を促進するEP4のようなプロスタノイド受容体のmRNAの発現が亢進していることが証明された。動脈・静脈グラフトを使用した研究ではプロスタノイド誘導体が新生内膜肥厚を始めとするグラフト不全を予防することが報告されているが、その作用機序は未だ明らかになっていない。そこで、われわれはプロスタノイド受容体に関する発生学的な知見に基づいて、「血管リモデリングの過程で成熟型から幼若型に脱分化した血管平滑筋細胞にプロスタノイド受容体が発現しており、プロスタノイドが動脈・静脈グラフトのポジティブ・リモデリングに関与している」と仮説を立て、本研究の目的はその仮説を動物モデルにより証明することである。平成2930年度に以下の結果をいた。ラット自家静脈移植動物モデルを作成し、1)Real-Time Quantitative PCRによるEP2 mRNAの定量、2) SDS-PAGE及びSemi- quantitative Western Blotting法によるEP2タンパク質の定量、3)二重免疫染色によるEP2タンパク質の局在の同定を行った。EP2 mRNAは移植後28日目まで2相性に発現し、EP2タンパク質は14日目をピークに28日目まで発現していた。EP2タンパク質は脱分化した血管平滑筋細胞に発現していた。プロスタグランジンE2はEP2と結合して血小板凝集抑制作用、血管拡張作用を発揮することが知られており、今回の結果から静脈グラフトはグラフトリモデリングの過程でEP2を過剰発現することにより、ポジティブ・リモデリングを誘導していることが示唆された。また、これらの結果は平成31年4月19日日本外科学会総会(大阪)で発表した。平成30年度は、凍結してあるサンプルを使用して、RT-PCRによるIP mRNAおよびIPタンパク質の測定を行った。IP mRNAはコントロールに比較して、移植前0.75倍、4日目1.35倍、7日目0.43倍、14日目0.85倍、28日目0.38倍と2相性に上昇していた。また、IPタンパク質(単位:AU)は移植前0.28、4日目2.45倍、7日目0.85倍、14日目0.51倍、28日目0.42倍と4日目をピークに上昇していた。IPタンパク質は脱分化した血管平滑筋細胞に発現していた。プロスタグランジンI2はIPと結合して血小板凝集抑制作用、血管拡張作用を発揮することが知られており、静脈グラフトはグラフトリモデリングの過程でIPを過剰発現することによって、ポジティブ・リモデリングを誘導していることが示唆された。次年度は研究計画書の方法に従って、凍結してあるサンプルを使用してIP2のmRNAの測定を行う。同時にEP4、IPのたんぱく質の定量を行う。次年度は最終年度であり、ラットに浸透圧ポンプを移植、プロスタグランジンを持続注入するモデルを作成し、プロスタグランジンの効果をみる予定である。本年度は他研究で使用した消耗品を使用することが可能であったので、消耗品の購入が計画より少額になったため、残額を次年度の予算に編入した。
オール金属材料によるスピン流の完全無損失化

単一バンド伝導体のスピン流には必ず損失が伴う。スピン緩和によるエントロピー生成がスピン流の駆動力だからである。キャリヤタイプが2種類以上の場合ではその限りでない。なぜならば、化学ポテンシャルのスピン分裂の仕方に複数の組合せがあり、スピン流の形態にも複数の流れ方が可能であって、その結果、エントロピーの生成を伴わないスピン流発生が原理的に可能になるからである。本研究では、化学ポテンシャルの分裂自由度とスピン流の幾何自由度との結合が、両極性伝導性金属および半金属のスピン流に対して無損失特性をもたらすことを、理論および実験的研究によって明らかにし、すべて金属材料だけで、スピンの長距離伝送を可能にする。
唐朝支配地域における基層社会構造の研究

研究初年度である本年度の前半は、研究実施計画に基づき、唐代石刻題記中の事例の収集と整理を進めた。また、後半には関連史料の収集と整理を継続しつつ、それと並行する形で、唐朝の支配地域における基層社会の構造を読み解くための具体的な作業に着手した。本研究の基礎となる事例収集では、既刊の録文史料集と拓本史料集との対照を踏まえて作業を進めることで、本研究に関わる重要史料を複数見出すことができた。とりわけ、『続修四庫全書』史部・金石類所収の清代石刻書には、これまで未注目の石刻題記の録文も収録されていたことが判明し、今後の研究につながる史料が蓄積された。また、本研究の分析対象史料の一つである河北省本願寺旧蔵の唐「金剛経碑」(実物は所在不明)については、かつて北京大学図書館にて清代拓本の調査を実施していたものの、そこには碑身の拓本しか残されておらず、碑首の拓本の存否は不明であった。しかし、本研究を進めるなかで京都大学人文科学研究所に本碑の碑首の拓本が現存することに気づき、本年にその実見調査を行うことができた。これによって、本碑の検討を本格化させることが可能になった。本年度の後半では、上記の基礎作業を踏まえて二つの方面から研究を進めた。その一つは、唐代村落制度下の行政担当者と教化担当者の間に役割分担のみならず、明確な年齢差が存在することを指摘したものであり、『明大アジア史論集』第23号(2019年3月)に「唐代の里正・坊正・村正の任用規定とその内実」と題する論文として公表した。もう一つは、唐「金剛経碑」の復原をもとに、玄宗期前半の村落社会における郷望(在地有力者)の実像を探ったものであり、その成果は年度内に論文としてまとめ、現在は国内の学術雑誌に投稿中である。これらの研究活動によって、唐代の基層社会内部の人的構成が徐々に明らかになってきており、次年度へと繋がる基礎的な研究が展開できたと考える。本研究に関わる事例の収集・整理とそれを踏まえた研究の双方において一定の成果を得た。本年度前半の一時期は家族の体調不良とそれに伴う入退院への対応によって、史料収集作業にもいくらか影響が出たものの、年度後半での作業の進展によりその遅れをおおよそ取り戻すことができた。また、本研究を進めるなかで、探し求めていた拓本の所蔵が海外研究機関には確認できず、むしろ国内の研究機関に収蔵されていたことが判明し、許可を得て速やかに該当拓本の実見調査を行うことができた。それによって、個別史料の整理とそれに基づく研究が予想よりも早く進んだ部分がある。以上のことから、本研究はおおむね順調に進展していると評価できる。当初の計画通り、これまでに収集・整理した石刻題記を中心に分析を進め、そこから得られる知見を順次まとめつつ、研究報告や論文として公表してゆく。また、本年度の史料収集作業によって清代の石刻書から新たに見出された唐代村落制度史料については、実物ないしは拓本史料の調査を踏まえて、さらに詳細な分析を進めることにしたい。

本年度前半の一時期は家族の体調不良とそれに伴う入退院への対応によって、史料収集作業にもいくらか影響が出たものの、年度後半での作業の進展によりその遅れをおおよそ取り戻すことができた。また、本研究を進めるなかで、探し求めていた拓本の所蔵が海外研究機関には確認できず、むしろ国内の研究機関に収蔵されていたことが判明し、許可を得て速やかに該当拓本の実見調査を行うことができた。それによって、個別史料の整理とそれに基づく研究が予想よりも早く進んだ部分がある。以上のことから、本研究はおおむね順調に進展していると評価できる。当初の計画通り、これまでに収集・整理した石刻題記を中心に分析を進め、そこから得られる知見を順次まとめつつ、研究報告や論文として公表してゆく。また、本年度の史料収集作業によって清代の石刻書から新たに見出された唐代村落制度史料については、実物ないしは拓本史料の調査を踏まえて、さらに詳細な分析を進めることにしたい。
ナノ領域熱起電力測定系の構築によるホウ素ナノベルトの電気伝導機構の解明

研究代表者が合成したホウ素ナノベルト(BNB)は、ホウ素正20面体クラスターを構造単位とする単結晶ナノワイヤである。既存の半導体ナノワイヤと異なる新奇物性の発現、特に、ホウ素クラスターの間隙への金属ドープによるBNBの化学結合制御又は形態制御による金属-半導体転移、超伝導転移の発現が期待できる。本研究の目的は、BNBの熱起電力・電気伝導率測定システムを構築し、純BNB及び金属ドープBNBの結晶構造や化学結合の評価を行うことにより、電気伝導機構を解明し、新奇物性の発現を探索することである。今年度の研究結果をまとめると、次の通りである。BNB両端に熱起電力測定用電極を、その近傍に微細ヒーター線を加工し、BNBの熱起電力を測定したが、S/N比の良いデータが測定できなかった。これは、BNBの熱起電力が数μV/K以下であるか、又はBNB表面の酸化膜(厚さ12nm)の影響と考えられる。今後は、真空アニールによる電極の接触性改善を図る必要がある。去年度のTEMによる評価では、Mgドープ後のBNBはドープ前と同じ結晶相であった。今年度は、XRDパターンの詳細な解析の結果、Mg原子位置がクラスター間隙サイトの一部にあることが確認できた。この他に、バルクと異なる光伝導性の発現に、BNB表面特有の電子局在準位が関与する可能性を指摘し、論文発表した。以上のように、本研究期間を通して多くのナノベルト試料の微細電極加工を行うことにより、ホッピング伝導や、Mgドーピングによる伝導率増加に関する知見が得られただけでなく、バルクと異なる光伝導特性を発見することが出来た。これを契機に現在、BNBを用いた放射線検出の実験も始まりつつあり、本研究成果が今後の更なる研究展開の出発点となることは間違いない。研究代表者が合成したホウ素ナノベルトは、ボロン正20面体クラスターを構造単位とする単結晶ナノワイヤである。フラーレン等の分子性半導体との共通点もあり、既存の半導体ナノワイヤと異なる新奇物性の発現が期待できる。本研究の目的は、ナノベルトの熱起電力・電気伝導率測定システムを構築することや、ナノベルト及び金属ドープナノベルトの結晶構造や化学結合の評価を行うことにより、電気伝導機構を解明することである。最終的には、ナノベルトの化学結合制御又は形態制御による金属-半導体転移、超伝導転移の発現を目指す。今年度はまず、蒸気拡散法によるMgドープと評価を行った。本研究開始時は、Mgの他に、酸素に加え、ナノベルトを封入した石英管から来るSiもドープされてしまったが、最近、Siの侵入を防ぐように改善した。ドープ後のナノベルトはドープ前と同じ結晶相であることがTEMによる評価で判明した。電気物性測定を現在行っている。また、ナノベルトの熱起電力・電気抵抗測定のための電極微細加工を行った。電子線リソのプロセス改善により、本研究開始前よりも正確にナノベルト両端に微細電極を加工できた。微細電極間で熱起電力を計測するために、プリアンプ及び計測ボードを購入し測定系を構築しつつある。今年度の業績は、Mgドープしていないナノベルトの電流電圧特性及びそのバックゲート電圧依存性を測定し、キャリア移動度を測定した結果、移動度の温度変化は熱活性化型であることや、大気中で光照射(遮断)時のコンダクタンスの飽和(減衰)に3日以上を要する、非常に遅い光応答であることが分かったことである。バンドギャップ内に高密度に存在する局在準位が、これらの起源であると推測される。18年度は、電極加工プロセスの改良を重ね、Mgドープ前後の試料の熱起電力測定を定量的に行い、伝導機構の詳細を解明する。

これを契機に現在、BNBを用いた放射線検出の実験も始まりつつあり、本研究成果が今後の更なる研究展開の出発点となることは間違いない。
骨格筋グルココルチコイドレセプターによるシステミックエネルギー代謝制御機構の解明

グルココルチコイド(GC)の薬理量投与(ステロイド療法)における副作用のひとつ骨格筋萎縮(ステロイド筋症)の予防治療法の開発基盤を構築することを目標に研究を開始した。骨格筋量制御の分子機構ではGCが骨格筋細胞(筋線維)においてその受容体であるグルココルチコイドレセプター(GR)を介して多くの遺伝子の発現を協調的に制御しタンパク質分解とタンパク質合成のバランスを制御していることを示した。ここで骨格筋は運動機能のみならず脂肪組織肝臓とならぶエネルギー貯蔵供給器官としての機能を持つ。そこで骨格筋GC-GRシステムに対するステロイド筋症の制圧を目的とした人為的介入が全身のエネルギー代謝調節システムの変容を伴う可能性を予測し骨格筋以外の組織にも着目しながら解析を進めた。骨格筋GC-GRシステムを特異的に遮断した動物モデルとして独自に作製した骨格筋特異的GR遺伝子破壊(GRmKO)マウスを解析した結果GRmKOマウスは個体エネルギーフロー制御における骨格筋と脂肪組織との間の機能的連関を示すモデル動物となりうることがわかった。また同時に骨格筋GC-GRシステムあるいはその出力シグナルへの人為的介入が運動器障害の克服のみならず生活習慣病をはじめとした代謝性疾患を全身エネルギー代謝のモジュレーションを介して治療する方法を実用化する突破口としての意義をもつ可能性を示唆した。生活習慣病の有病者数は増加の一途をたどり、健康長寿の最大の阻害要因となる。ここで生活習慣病は「飢餓適応に即した遺伝的プログラムの過剰な栄養摂取による破綻」とも理解されるがその本態は全く不明のままであり理解を進めるモデルも存在しなかった。GRmKOマウスは新しい概念に基づく生活習慣病治療法開発システムを確立することを可能にしその成果は「筋萎縮による生活の質の低下」の克服に加えて一層明確に生命と健康の維持に資するであろうことを確信している。25年度が最終年度であるため、記入しない。エネルギー代謝などの細胞機能の調節に、細胞内外の多彩なシグナルによる遺伝子転写制御が関わっている。本研究では、細胞のシグナル検知・伝達機構と標的遺伝子群の転写環境の構築を結びつける分子機構の究明を目指す。すなわち具体的には、骨格筋代謝制御における副腎皮質ホルモン、グルココルチコイド(GC)の作用機構と生理的な意義を、核内受容体グルココルチコイドレセプター(GR)を介した遺伝子発現制御機構の解析を基軸として究明するとともに、骨格筋組織と他のエネルギー貯蔵組織(脂肪組織、肝臓)との間における代謝調節の連携機構を解明する。本年度は、骨格筋特異的GR遺伝子破壊(GRmKO)マウスおよび対照マウスに、副腎摘除手術(内在性GC分泌不能)または偽手術を行い、骨格筋におけるGC依存的mRNA発現の解析を行った。これらのマウスを自由摂食で飼育した場合と、48時間絶食させた場合の解析結果から、生命維持に必要なエネルギー供給に関して危機的な状態である絶食は、視床下部ー下垂体ー副腎皮質軸シグナルを介した内在性コルチコステロンの分泌および骨格筋GRを介して、転写因子Kruppel-like factor 15 (KLF15)、Forkhead box O (FoxO)1, 3、の発現を誘導するとともに、これら下流転写因子と協調してGR転写カスケードを形成し、多彩な標的遺伝子の発現を一括して誘導することが示された。これら標的遺伝子群の機能は、タンパク質分解系、アミノ酸分解系、といった異化促進機能および、mTORC1阻害によるタンパク質翻訳抑制系による同化抑制機能に大別され、骨格筋から全身にエネルギーを供給するための機構の両翼を担っていると考えられる。平成24年度交付申請書に記載した研究実施計画をおおむね達成した。

すなわち、骨格筋特異的GR遺伝子破壊マウスを利用することにより、薬理学的濃度のグルココルチコイドに対する応答のみならず、内因性のグルココルチコイドの生理的範囲内での濃度変化に対する応答が、骨格筋の代謝制御を介して全身のエネルギー代謝調節に重大なインパクトを与えていることが明らかとなりつつある。ここで得られた結果を基にして、次年度に計画している研究を行うことにより、交付申請書に記載した「研究の目的」を達成できる見込みが高いと考える。骨格筋特異的GR遺伝子破壊(GRmKO)マウスの解析を基軸に、以下の相互に連関するプロジェクトを並行して推進する。1. mTORC1がGR転写カスケードに及ぼす影響の生理的意義の解明ーGRmKOマウス骨格筋にKLF15, FoxO1, FoxO3を遺伝子導入し、強制的にGR転写カスケードを駆動する。標的遺伝子の発現、プロテアソーム系活性、オートファジー活性、mTORC1活性、筋線維径、筋量、筋力変化を解析し、これら転写因子の骨格筋代謝調節における役割を明確にする。mTORC1によるGR抑制の生理的意義を明確にするため、mTORC1活性調節下にDEX投与を行い、骨格筋代謝状態を対照マウスと比較・解析する。2. mTORC1による骨格筋GR機能抑制の分子機構の解明ー前年度に同定したGR結合因子、GR翻訳後修飾およびエピゲノム修飾の役割解析を行う。結合因子のノックダウン(siRNA)、GRの責任ドメイン、被修飾アミノ酸残基等への点変異導入、骨格筋で重要な他の核内受容体(MR, AR, TR, PPAR, RXR, ERR等)とGRの機能ドメインを交換したキメラ変異体等を利用して、mTORC1によるGR抑制機構におけるタンパク質-タンパク質(またはRNA, DNA)間相互作用を解明する。3.骨格筋GR機能阻害による肝臓、脂肪組織における代謝変化機構の解明ー前年度と同様に飼育した各マウスの、肝臓、各脂肪組織におけるmRNA発現の網羅的解析を行い、遺伝子発現変化の責任転写因子、責任エピゲノミック修飾を同定する。さらにP1.にて得られた、骨格筋におけるGR転写カスケード標的遺伝子の機能情報、前年度の解析で得られた代謝パラメーター、血漿成分、病理学的知見等の情報をもとに、骨格筋から他の組織へのシグナル伝達機構を解明する。25年度が最終年度であるため、記入しない。
HSP70を標的とした網膜色素変性症の新たな病態メカニズム解明と治療戦略

網膜色素変性症は成人中途失明原因の第3位にあり、患者数が増加しつつあるが治療法が確立されていない。これまで網膜色素変性症における視細胞死のメカニズムは、Ca/カルパイン、酸化ストレスに起因するものが個々に報告されていたが、それらを関連性は不明であった。本研究では、より包括的な観点で網膜色素変性症のメカニズムを精査し、より新しい病態メカニズム解明によって新たな治療法を確立することを目的とした。MNU単独投与したマウスにおいてTUNEL染色を行った結果、処理日数依存的に選択的な視細胞死が見られた。MNU+VPAを投与したマウスでは視細胞死の程度が抑制された。一方。MNU+VPA+HSP inhを投与したマウスではVPAの保護効果が認められなくなった。この結果からVPAがMNUの網膜障害をHSP70依存的に抑制していることが示唆された。MNU+AL(カルパイン阻害剤)投与群でも視細胞死の保護が認められたため、カルパイン依存的な細胞死のメカニズムが確認できた。一方、MNU処理の比較的早期に外顆粒層における4HNEの産生が認められた。HSP70が4HNEによってカルボニル化を受けると、カルパイン依存的に切断されることが知られている。MNU単独投与したマウスではHSP70が分解されたが、MNU+ALでは分解されなかった。また、MNU+VPA投与群ではHSP70が分解されたが、HSP70の量も増えた。これらのことから、これらのことからMNUにより産生される4HNEがHSP70をカルボニル化し、カルパインがそれを分解することが示唆されたこれまで報告されてきたカルパイン、酸化ストレス起因性のMNUの障害メカニズムを、より包括的な観点で説明することができた。これにより新たにHSP70を標的とした網膜色素変性症治療法の確立に貢献できると考えている。網膜色素変性症(retinitis pigmentosa: RP)は,先天盲の第1位であり、中途失明原因でも第3位と上位を占める。RPは遺伝性疾患であるが35%が孤発性であり、我が国の超高齢化にともない患者数の増加が危惧されている。しかし、未だに有効な治療薬が無く、病態解明と治療法の開発が急がれる。RPは、本邦で約5万人の患者数が推定される重大な失明疾患であるが、未だに有効な治療薬や治療法が確立されていない。このことからRPは、可及的速やかな病態メカニズム解明と治療法確立が急務とされる。我々はこれまで網膜色素変性症の原因として、細胞保護に関わる70KDa熱ショックタンパク質(HSP70)が、酸化ストレス起因性のカルボニル化およびカルパインによる分解を受けて細胞死を起こす新規病態メカニズムを提唱してきた。本研究では、より詳細なメカニズム解析を目的とし、HSP70のカルボニル化部位を精査し、HSP70分解に次ぐ下流の視細胞死実行機構を決定したい。RPの最終病態は視細胞の脱落であるため、我々は選択的な視細胞死を誘発するN-メチル- N -ニトロソ尿素(MNU)投与モデルを用いて新規病態メカニズムの可能性を示してきた。MNUは腹腔内へ単回投与により数日で視細胞選択的な脱落が再現性良く誘導できる。興味深いことにMNUの細胞死メカニズムは、i)酸化ストレスによる脂質過酸化物(4HNE)の産生、ii)細胞内カルシウム動員とそれに次ぐカルパイン活性化、iii)カスパーゼの活性化亢進などRP遺伝子改変動物モデルと非常に類似したメカニズムを示す。このように断片的な報告が多数なされているが、それらのメカニズムの全体像を捉えた報告は皆無である。本研究では、より俯瞰したRPの新たな包括的病態メカニズムの可能性を打ち立てるとともに、それに焦点を当てた新たなRP治療薬開発の基盤を構築したい。網膜色素変性症の最終病態は視細胞の脱落であるため、我々は選択的な視細胞死を誘発するN-メチル- N -ニトロソ尿素(MNU)投与モデルを用いて新規病態メカニズムの可能性を示してきた。MNUは活性酸素種(ROS)を増加させ4HNEの産生を促すことが分かった。また、Okaらの報告よりMNUはCa/カルパイン系を活性化させる、サル脳虚血の研究から4HNEはHSP70をカルボニル化することが知られており、カルボニル化されたHSP70はカルパインで切断される。これらのことでHSP70の機能破綻が起こりカスパーゼシグナルにより細胞死が誘発されることが確認できている。網膜色素変性症(RP)は先天盲の第1位であり、中途失明原因でも3位を占めている。RPの最終病態は網膜における視細胞の細胞死であるため、我々は選択的な視細胞死を誘発するN-メチル- N -ニトロソ尿素(MNU)投与モデルを用いて新規病態メカニズムの可能性を示してきた。MNUは腹腔内へ単回投与により数日で視細胞選択的な脱落が再現性良く誘導でき、化学誘発性のRPモデルとして注目を浴びている。興味深いことにMNUの細胞死メカニズムは、i)酸化ストレスによる脂質過酸化物(4HNE)の産生、ii)細胞内カルシウム動員とそれに次ぐカルパイン活性化、iii)カスパーゼの活性化

亢進などRP遺伝子改変動物モデルと非常に類似したメカニズムを示す。このようにRP視細胞障害メカニズムについて断片的な報告が多数なされているが、それらのメカニズムの全体像を捉えた報告は皆無である。本研究では、RPの新たな包括的病態メカニズムの可能性を打ち立てるとともに、それに焦点を当てた新たなRP治療薬開発の基盤を構築したい。特に、我々はこれまで網膜色素変性症の原因として、細胞保護に関わる70KDa熱ショックタンパク質(HSP70)が、酸化ストレス起因性のカルボニル化およびカルパインによる分解を受けて細胞死を起こす新規病態メカニズムを提唱してきた。本研究では、より詳細なメカニズム解析を目的とし、HSP70のカルボニル化部位を精査し、HSP70分解に次ぐ下流の視細胞死実行機構を決定したい。70KDa熱ショックタンパク質(HSP70)はストレスにより発現誘導する細胞保護分子であるが、分子シャペロン、抗アポトーシス分子としての機能もよく知られている。しかし、RPにおいてHSP70の役割に関する報告がほとんど無いため、我々はHSP70に焦点をあてた研究を実施してきた。これまでの我々の研究では次の仮説が立つ。MNUは活性酸素種(ROS)を増加させ4HNEの産生を促す。また、Okaらの報告よりMNUはCa/カルパイン系を活性化させる(Exp. Neurol,2007)。サル脳虚血の研究から4HNEはHSP70をカルボニル化することが知られており、カルボニル化されたHSP70はカルパインで切断される(YamashimaらJ.Neurochem. 2012)。これらのことでHSP70の機能破綻が起こりカスパーゼシグナルにより細胞死が誘発される。また、HSP70はリソソーム膜の安定に積極的に関与しているため、HSP70分解によってリソソーム破綻が起こりカテプシンの漏出起因性の細胞死を起こす(KirkegaardらNature 2010)。本研究ではより詳細なHSP70のカルボニル化とその後のHSP70の切断が示された。将来的にはそれらを標的とした新たなRP治療の概念を構築したい。網膜色素変性症は成人中途失明原因の第3位にあり、患者数が増加しつつあるが治療法が確立されていない。これまで網膜色素変性症における視細胞死のメカニズムは、Ca/カルパイン、酸化ストレスに起因するものが個々に報告されていたが、それらを関連性は不明であった。本研究では、より包括的な観点で網膜色素変性症のメカニズムを精査し、より新しい病態メカニズム解明によって新たな治療法を確立することを目的とした。MNU単独投与したマウスにおいてTUNEL染色を行った結果、処理日数依存的に選択的な視細胞死が見られた。MNU+VPAを投与したマウスでは視細胞死の程度が抑制された。一方。MNU+VPA+HSP inhを投与したマウスではVPAの保護効果が認められなくなった。この結果からVPAがMNUの網膜障害をHSP70依存的に抑制していることが示唆された。MNU+AL(カルパイン阻害剤)投与群でも視細胞死の保護が認められたため、カルパイン依存的な細胞死のメカニズムが確認できた。一方、MNU処理の比較的早期に外顆粒層における4HNEの産生が認められた。HSP70が4HNEによってカルボニル化を受けると、カルパイン依存的に切断されることが知られている。
接触多様体論への大域幾何学的アプローチ

本研究において以下の3点について研究を行った.1 5次元接触多様体の7次元twistor空間のCR幾何学の展開を行った.接触部分束上の直交概複素構造全体のなす空間としてCR twistor空間が定義される.4次元空間上のtwistor空間上の自然な概複素構造の可積分性定理(Atiyah,Hitchin,Singer)と同様にCR twistor空間上の概CR構造の可積分条件を5次元接触構造の曲率条件によって表現することができた.実際次の定理をえた.定理Mを5次元K-接触多様体とし,ZをM上のCR twistor空間とする.Z上に自然に定まる概CR構造Jが可積分であるための必要十分条件はMの反自己双対Weyl曲率が消えかつスカラー曲率s=-4である。例として佐々木空間形でこの条件をみたすものを見出すことができた.さらにM上の特性ベクトル場のZ上への水平もちあげがCR正則になる曲率条件も求めることができた.2佐々木接触多様体を定める佐々木構造がCR幾何学の立場から強擬凸正則CR構造と同一物であることを証明することができた.3さらに5次元佐々木接触多様体内の極小Legendre曲面についての第二変分問題等について研究を行った.本研究において以下の3点について研究を行った.1 5次元接触多様体の7次元twistor空間のCR幾何学の展開を行った.接触部分束上の直交概複素構造全体のなす空間としてCR twistor空間が定義される.4次元空間上のtwistor空間上の自然な概複素構造の可積分性定理(Atiyah,Hitchin,Singer)と同様にCR twistor空間上の概CR構造の可積分条件を5次元接触構造の曲率条件によって表現することができた.実際次の定理をえた.定理Mを5次元K-接触多様体とし,ZをM上のCR twistor空間とする.Z上に自然に定まる概CR構造Jが可積分であるための必要十分条件はMの反自己双対Weyl曲率が消えかつスカラー曲率s=-4である。例として佐々木空間形でこの条件をみたすものを見出すことができた.さらにM上の特性ベクトル場のZ上への水平もちあげがCR正則になる曲率条件も求めることができた.2佐々木接触多様体を定める佐々木構造がCR幾何学の立場から強擬凸正則CR構造と同一物であることを証明することができた.3さらに5次元佐々木接触多様体内の極小Legendre曲面についての第二変分問題等について研究を行った.本研究において5次元佐々木多様体上に自己双対・反自己双対性の概念が定義でき、4次元多様体の幾何学にとって重要な役割をなしたところの自己双対調和形式、反自己双対調和形式、(反)自己双対Betti数、接触カップ積、カップ積の指数さらには自己双対的佐々木構造などが自然に定まることが判明した。5次元佐々木多様体上の4次元接触部分接バンドルEにはリーマン計量の制限および(1,1)構造テンソルφが自然にエルミート構造と星作用素を定めるが、内積と星作用素を伴った部分接バンドルは4次元自己双対的幾何学の対象となり、E上の調和2-形式についての自己・・反自己双対直和分解定理を証明した。自己双対的リーマン曲率テンソル作用素をもつ佐々木多様体、すなわち自己双対的佐々木多様体についても正スカラー曲率条件のもとでカップ積は半正定値であることを導くことができた。この自己双対幾何学の立場で、次年度も佐々木多様体の大域的幾何学を展開したい。なお、一般奇数次元佐々木多様体に対しても'接触カップ積'が定義される。これらの研究のキーとなった定理は佐々木多様体上の調和形式に関する立花の定理(Tohoku Math.Journal,1965)である。本研究において以下の3点について研究を行った.1 5次元接触多様体の7次元twistor空間のCR幾何学の展開を行った.接触部分束上の直交概複素構造全体のなす空間としてCR twistor空間が定義される.4次元空間のtwistor空間上の自然な概複素構造の可積分性定理(Atiyah,Hitchin,Singer)と同様にCR twistor空間上の概CR構造の可積分条件を5次元接触構造の曲率条件によって表現することができた.実際次の定理をえた.定理Mを5次元K-接触多様体とし,ZをM上のCR twistor空間とする.Z上に自然に定まる概CR構造Jが可積分であるための必要十分条件はMの反自己双対Weyl曲率が消えかつスカラー曲率s=-4である.例として佐々木空間形でこの条件をみたすものを見出すことができた.さらにM上の特性ベクトル場のZ上への水平もちあげがCR正則になる曲率条件も求めることができた.2佐々木接触多様体を定める佐々木構造がCR幾何学の立場から強擬凸正則CR構造と同一物であることを証明することができた.3さらに5次元佐々木接触多様体内の極小Legendre曲面についての第二変分問題等について研究を行った.
大腸菌F_OF_1-ATP合成酵素の結晶化と立体構造の解析

本研究では、FoF_1-ATP合成酵素の立体構造を明らかにするため、FoF_1および、F_1の精製、及び予備的な結晶化条件の検索を行った。FoF_1-ATP合成酵素は、我々が既に報告している大量発現系を用いて、密度勾配遠心法により精製した。また、F_1は同じ発現系を用いて、カラムクロマトグラフィーにより精製した。このようにして調製したFoF_1を脂質二重膜に再構成し、AFMによる観察、二次元結晶化の条件の検索に用いた。また、F_1を用いて、蒸気拡散法による三次元結晶化を試みた。Foは膜内在性で、H^+の輸送部位を形成している。したがって、H^+輸送の機構を理解するためにはFoの構造を明らかにすることが必要である。これまでにa,b,cの3種のサブユニットから構成されていることが報告されている。しかし、これらのサブユニットの配置がどうなっているかはまだ明らかでなかった。本研究ではAFMを用いて、Foの表面構造を観察することにより、Foの各サブユニットの配置を推定した。また、F_1の3次元結晶化条件の予備的な検討を行い、基礎的なデー夕を得た。さらにFoのcサブユニットにCysを導入し、低温電子顕微鏡で観察する系を構築した。本研究では、F_0F_1-ATP合成酵素の立体構造を明らかにするため、F_0F_1およびF_1の精製、及び予備的な結晶化条件の検索を行った。F_0F_1-ATP合成酵素は、我々が既に報告している大量発現系を用いて、密度勾配遠心法により精製した。また、F_1は同じ発現系を用いて、カラムクロマトグラフィーにより生成した。このようにして調製したF_0F_1を脂質二重膜に再構成し、AFMによる観察、二次元結晶化の条件の検索に用いた。また、F_1は、蒸気拡散法による三次元結晶化を試みた。F_0は膜内存性で、H^+の輸送部位を形成している。したがって、H^+輸送の機構を理解するためにはF_0の構造を明らかにすることが必要である。本研究ではAFMを用いて、F_0の表面構造を観察することにより、F_0の各サブユニットの配置を推定した。また、F_1の3次元結晶化条件の予備的な検討を行い、基礎的なデータを得た。
マイクロチップ内液液・固液界面有機合成反応とパイルアップ型化学生産システムの開発

本研究では、高速高収率なマイクロチップ反応システムを有機合成分野に適用していくため、以下の3項目を実施した。(1)有用な界面合成反応のチップ内反応効率評価(2)多層流形成など、平面マイクロ流路の特徴を活かした新規化学プロセスの開発(3)複数のマイクロチップを用いた多品種少量・単品種大量合成(1)では、ジアゾカップリング、アミド化、アルキル化などの相間移動合成反応において、高速・高収率な素反応を実現することに成功した。中でもアルキル化反応では多彩な基質への一般性が認められ、パイルアップ型生産システムへ適用可能な汎用性の高い液液界面反応の開発に成功した。(2)ではセグメント状有機相と水相の合流に基づく連続抽出プロセスや水・油・水3層流形成に基づく液膜輸送型抽出プロセス、2層流・3層流形成に基づくチャネル内高分子膜作製と膜分離プロセスを実現し、マイクロ平面流路のみで実現可能な化学プロセスが開発できた。(3)では3次元流路を有するコンビナトリアル合成チップ、パイルアップ型化学生産システムを作製した。(1)で検討したアミド化反応を適用してチップの性能評価をしたところ、コンビナトリアル合成チップでは2n種類の原料からn^2種類の生成物を得ることに成功し、パイルアップ型化学生産システムではチップ枚数に応じた生産量の制御が可能であることを明らかにした。以上のように本研究では、当初の計画通り、チップを用いた多品種少量・単品種大量化学合成システムの開発を実現することができた。また、それに加えて多彩な多層流化学プロセスの開発にも成功しており、今後、合成のみの集積にとどまらず分離プロセスをも集積化していくための基盤技術開発にも成功した。本年度は,実用的に重要かつ液液界面を最大限に活用できる素反応として、以下の反応についてマイクロチップ内反応の効率を評価した。(1):ファインケミカル合成に必要とされる素反応流路系に原料有機相と原料水相を送液し、送液速度と反応収率の関係を評価した。ここではステップバイステップ合成で最も汎用される保護基の導入反応として、アミド化を検討した。その結果、マイクロチップ内では合成反応が進行し、収率が8090%に達するための、原料のチャネル内滞在時間は約3秒程度であることを明らかにした。これはマイクロチップ1枚・1分あたりのアミド化合物生産量が約3.2ミリグラムになることに相当し、10枚程度のマイクロチップを連続運転できれば年間生産量約17kgの化学生産システムを実現できることを意味する。これはファインケミカルの生産量としては十分な数字であり、今後はマイクロチップを多数枚重ねたパイルアップリアクターを実際に作製する。(2):工業的高分子合成反応工業的に有用な化成品原料合成法として、ポリアミド合成を検討した。マイクロ流路系に原料有機相と原料水相を送液し、原料溶液の送液速度と反応収率・分子量分布の関係を評価した。その結果、マイクロ流体を利用することによって、マクロスケールよりも分子量分布の狭い高分子成分を得られることがわかった。今後、その生成機構を明らかにするために、より系統的な基礎実験を進める。また、本年度はマイクロチップ内液液界面有機合成反応へ適用可能なマイクロ流体制御技術を確立するために、有機相・水相の2層流において、有機相のみをセグメント状に導入し、水相に含まれる異種物質を別々の有機相に抽出する方法を考案した。この方法は、マイクロチップ内合成反応のモニタリングシステムとして極めて有用であり、アメリカ化学会誌のAnalytical Chemistry誌に報告した。本年度は実際にパイルアップマイクロリアクターを試作し、昨年度検討した液液界面合成反応を適用することで、アミド化合物合成の連続運転を実施した。(1):パイルアップマイクロリアクターの試作ここでは10枚のチップを重ねたタイプのコンパクトな一体型マルチチャネルパイルアップマイクロリアクターを作製した。

通常のフォトリソグラフィー法によってパイレックスガラス板(30×70×0.7mm)上に、2液が混合し反応するパターンのマイクロチャネルを加工し、2mmφのドリル穴を流路端に貫通させる。このようにして加工したガラス板10枚と底板1枚とを重ね合わせ、熱融着させた。チップの導入及び採出口へはテフロンチューブ(内径2mm)を接続した。(2):パイルアップマイクロリアクターの性能試験このリアクターの性能試験として昨年度検討したアミン誘導体(DL-1-フェニルエチルアミン)とカルボン酸クロリド誘導体(3,5-ジニトロベンゾイルクロリド)によるアミド化反応を適用した。その結果、パイルアップマイクロリアクターを用いた場合には、単一のマイクロチップを用いた場合の約10倍の収量が得られ、このパイルアップ型化学合成システムによりマイクロチャネル内反応の高収量化が容易に行えることが分かった。このアミド化反応から生産性を計算した場合、パイルアップマイクロリアクター約60個(600枚)で、年間1トンの生産も可能となり、マイクロチャネル内高効率反応を活用した化学工業への応用に期待がもたれる。次年度は、チャネル内触媒反応、膜及び液液分離プロセスを導入することで、より実用に近いマイクロリアクター開発を実施する。昨年度開発したパイルアップリアクターの有用性を示すため、本年度はより汎用的かつ一般的な合成反応の実施および、分離プロセスの集積化を実施した。(1):汎用的かつ一般的な合成反応(液液界面反応)本年度は有機合成において汎用性が高いと考えられる、炭素-炭素結合生成反応のひとつとして相間移動アルキル化反応を実施した。ここでは有機相にハロゲン化アルキルとマロン酸誘導体を溶解させ、相間移動触媒を溶解させたアルカリ性水相と接触させて合成を行った。その結果、マイクロチップ内反応はマクロスケール反応と比較して反応速度が速く、しかも多彩な反応基質に対して一般性のあることを明らかにした。今後、本研究課題で開発したパイルアップ型化学生産システムへ適用することによって、"炭素-炭素結合を生成する"、という非常に汎用的な化学反応が大量系で実現できると考えられ,これまでのフラスコ、ビーカーを使った反応を置き換えることが可能と考えられる。(2):分離プロセスの集積化ここでは、マイクロチャネルの選択的化学修飾を利用して、油水分離の集積化を行った。フッ素系シラン化試薬およびポリマーを使用してマイクロチャネルを化学修飾し、有機溶媒あるいはフッ素化溶媒のみが通過・分離できるチャネルを作製した結果、水相が化学修飾チャネルに入り込み、クリアーな分離が得られない結果となった。これは化学修飾におけるフッ素系試薬を高密度に固定化できていないためと考えられる。したがって、その間題を解決するためには、ポリマーモノリス構造等を用いて表面積を増やす必要がある。そこで、現在、グリシジルメタクリレート系ポリマーモノリス構造をチャネル内に作製し、その表面をフッ素系試薬で化学修飾する実験を行い、油水分離を試みている。
児童養護施設間連携を目指す自立支援計画策定のためのサポートシステムに関する研究

(1)平成16年度は、前年度に作製し、9施設・3個人で稼働しでいる『子ども自立支援計画策定サポートシステム・Ver.3』の試行状況を検証し、『同サポートシステム(普及版)』の作製に向け、必要となるシステムの変更箇所について聞き取り調査を行った。(2)本システムの導入に際し、児童養護施設が直面している実践解題を以下のように取りまとめた。1)子どもや親権者の意向を反映させた施設ケアを如何に展開するか。2)実際に取り組んでいる施設ケアの説明責任を如何に果たすか。3)施設ケアの過程に児童相談所、他の児童養護施設、他の専門職との連携を如何に構築するか。4)施設内スタッフとの円滑なチームワークを如何に推進するか。(3)平成17年度は、平成16年度に作製した「Ver.4」「Ver.4.1」、平成17年度に作製した「Ver.5.0」「Ver.5.1」による試行の成果を踏まえ、「子ども、自立支援計画策定サポートシステム・ver.6.0(普及版)」を作製し、本システムの実用化を目指した。(4)現在、本システムは16施設5個人(8都道県)において稼働中である。本システムの試用を経て、以下のような施設ケア展開上の成果が明らかになった。1)児童相談所から送付される「児童票」を手がかりに「自立支援」「家族支援」の方略を検討する際に取り組むアセスメントの視点の共有が可能になった。2)施設ケアの過程に「子ども自立支援計画」と「実践記録(養育記録)」を取り込むことにより、実践を振り返える視点が明確になった。3)施設内LAN(有線)の導入により、スタッフ間での情報の共有が容易になり、併せて、PC上でのスーパービジョンの展開可能性が高まった。4)施設間での情報交換が可能になったことにより、かかわり困難事例の対応について連携しながら検討する機会が拡大した。5)子どもの「個人情報」を管理する意義について共通理解を持つことの重要性を認識する契機となった。(1)2004年度は、既に2003年度段階でに作成し稼働している『児童自立支援計画:策定サポートシステムVer.3』の試行状況(協力要請先:9施設、3個人)を検証し、『同Ver.4(普及版)』作成に向けて、必要となるシステム変更箇所について現地調査を行い確認する。(2)2005年2月に『子ども自立支援計画策定サポートシステムVer.4(普及版)』が完成。直ちに、完全実用化に向け、協力要請先となる14施設3個人(7都道県)において稼働の準備を開始した。(3)本システムの導入を必要とする児童養護施設における実践課題を以下のように確認した。1)子どもや親権者(保護者)の意向を反映させた施設ケアをいかに組み立てるか。2)実際に取り組んだ施設ケアに対して、説明責任をいかに果たすべきか。3)児童相談所及び他の児童養護施設、他の専門職との連携・協働をいかに図るか。4)施設内スタッフとのチームワークをいかに図るか。5)施設内外の専門職と連携を図る際の資料の提示をいかに行うか。(4)なお、本システムの特徴は以下のように説明できる。1)児童相談所から送付される「児童票」と連動させながら、「自立支援」「家族支援」を8つのカテゴリー(生活関係、発達関係、学校職場関係、家族関係、健康管理、里親関係、他機関連携、その他)から検討する方略を立てることを可能にした。