hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
外国人青少年の学び直しの場におけるｅラーニングシステムの構築による教育方法の研究

また、本研究では多文化共生の施策に関わる者や地域の日本語教員グループから的確な情報提供を得ながら、地域ニーズを反映した教育コンテンツの開発を目指す。そして、ブラジルと日本における映像の上映に関する諸活動において南米日系青少年の自己を表現する主体を形成するための本格的上映企画を催し、多様なメディアに囲まれた学習のあり方を日本とブラジル教育界の間で模索する。さらに、自律的な学習を支援するためのeポートフォリオにおいて自らの学習歴を認識し、自らの学習をコントロールすることのできる学習環境を整える。当研究課題に参加しているブラジル青少年たちが自立して自分たちのホームページを作成したことは、eラーニングの概念を包摂したブレンデッドラーニングにおけるテクノロジーの利用を重視する当研究課題にとっての重要な成果であり、青少年にとっての次なる学びへとつながる大いなる成果として、後に学問的な知見をもたらすものである。これを客観的な学問的成果とするためには、研究者としてのさらなる観察と分析が必要になる。当研究課題の両輪を成す学習者の成果と研究者の成果を同時に満たす必要がある。その意味で当研究組織では、研究に際し目配りしておく範囲が広く、すべての客観的観察・分析を満足のいく状態とするために努力している。テクノロジーの学習利用として、映像制作、eラーニングのための学習教材開発、ムードル学習管理システムの利用方法の構築など多岐にわたる。とりわけ自己表現のための映像制作は、すでに共同研究者津村公博の所属大学である浜松学院大学の名前による第1作の完成に際して、日本、ブラジル、アメリカの各所で上映シンポジウムを開催しており、ブラジル青少年は映像のプロかと思われるようなトークを披露している。第1作では制作よりも演じる立場での参加であったが、第2作では映像制作そのものを任され、浜松学院大学および近郊のデジタル映像専用のスタジオにおいて、彼らが自律して行う本格的な映像制作を進めている。平成25年3月には、浜松市内の木下記念館において第2作の制作経過発表会を行い、40名の一般・招待参加者を集めた。当研究組織ではマルチモーダルなブレンデッドラーニングとは、学習者としてのブラジル青年が社会的に活躍する場を確保し、テクノロジーを利用して有意義な学びを進めるという意味で使っている。十分な進捗であると思われるが、さらに残された課題があるため、この達成度の自己評価としては、「おおむね順調に進展している」を選んだ。本研究課題にとって情報技術のテクニカルな部分でクロスディバイス社およびシープラーニング社との会合を何度も行い、eラーニングの仕様を整えつつある。また、教育コンテンツは、地域ニーズを反映した形で日本語教育のほか職場で求められるスキルを中心に、作成をすすめている。また、多様なメディアに囲まれた南米日系青少年の自己表現については、その重要性を本研究課題遂行中に気付き、日本とブラジルにおいて、ブラジル青年たちの自己表現の場として映画の上映企画を行い、大きな成果を挙げた。
テロメラーゼ非依存的テロメア維持機構を標的としたがん治療法の確立

がん細胞の増殖には、染色体末端を保護するテロメアの維持が不可欠である。本研究では、肉腫などの難治性がんが利用する「テロメラーゼに依存しないテロメア維持機構(ALT機構と呼ばれる)」を標的としたがん抑制法の開発を行った。その結果、ALTがん細胞の染色体に特異的に結合する蛋白質を同定した。これらはALTタイプのがんの増殖を抑えるための分子標的になると期待される。また、ALTがん細胞の増殖を抑制し、正常細胞の増殖には影響しない化合物を同定し、本化合物がALT細胞内でDNA損傷活性を持つ形に変換され実際DNA損傷を与えることがわかった。本研究では、テロメア維持機構の中でも、テロメラーゼに依存しないテロメア維持機構(ALT機構と呼ばれる)を標的としたがん治療法の開発を行う。このテロメア維持機構は、全臨床がん症例の10%、特に肉腫の50%にのぼる症例で活性化されているものの、これまで治療標的として注目されてこなかった。本研究は、肉腫を中心とした、治療薬の開発が遅れている難治性がんの治療法の確立に貢献する。具体的な研究目的は以下の通りである。1.テロメラーゼ非依存的なテロメア維持に必要な新規分子の同定2.新規・既知のALT関連分子阻害法の開発と、ALT依存性がん細胞の選択的増殖抑制機構の解明1については、研究代表者が所属する研究室で保有している複数のALT細胞株とテロメラーゼ陽性細胞株について、細胞抽出液からクロマチンを含む画分を得て、ALT細胞にのみ共通して見出されるタンパク質を質量分析機で解析した結果、フィラミンAとアクチンが同定された。2については、1で同定されたフィラミンAに対するノックダウン用のshRNA発現ベクターを作成した。また、既にALT細胞の増殖に重要であることが知られているタンパク質のノックダウン用shRNA発現ベクターも作成した。これらのベクターを、テロメラーゼ陽性細胞とALT細胞に導入して、それぞれの細胞に増殖の違いがあるかどうかを検討した。1.テロメラーゼ非依存的なテロメア維持に必要な新規分子の同定2.新規・既知のALT関連分子阻害法の開発と、ALT依存性がん細胞の選択的増殖抑制機構の解明本年度の研究では、CRISPR-Cas9システムを利用した網羅的なガイドRNA(gRNA)スクリーニングを行い、ALT細胞の増殖に特異的に必要とされる遺伝子の同定を試みた。gRNAを発現させるベクターのライブラリーを、ALT細胞株またはテロメラーゼ陽性細胞株に導入し、導入直後の細胞と導入後一定期間培養した細胞を用意した。それぞれの細胞からゲノムDNAを回収し、まずは、全gRNAベクターに対する、増殖に必要とされる既知の遺伝子(ここではRPS19)をターゲットとするgRNAベクターの存在比を定量的PCRで調べた。その結果、RPS19 gRNAベクターは、導入直後に比べて一定期間培養したのちに減少することが確認されたため、得られたゲノムDNAサンプルは、次世代シーケンサーによる網羅的な解析に適するものであることがわかった。ALT細胞株とテロメラーゼ陽性細胞株に、Cas9ヌクレアーゼとgRNAを発現させるベクターを導入し、ベクターをゲノム上に保有する細胞のみ選択したのち、1日後の細胞(PS1)と、12日後の細胞(PS12)を回収した。gRNAは、2万種類弱の遺伝子に対してそれぞれ3種類ずつ設計されたもののほか、miRNAに対するもの、ヒトゲノムにない配列に対するものを含む約6万5千種類が混合されたライブラリーである。PS1と比較してPS12細胞での全gRNAベクターに対するあるgRNAベクターの存在比が減少していれば、そのgRNAのターゲット遺伝子は細胞増殖に必要であると考えられる。回収した細胞からゲノムDNAを調製し、gRNAをコードする部分の近傍を一度PCRで増幅させた。このPCR産物を鋳型として、まずは、ヒト細胞の増殖に必要であることが知られているRPS19に対するgRNAに固有のプライマーを用いて、このgRNAベクターの存在量を定量的PCRで解析した。その結果、ALT細胞株とテロメラーゼ陽性細胞株の両方において、PS1に比べてPS12でのRPS19 gRNAベクターの存在比が減少していた。この結果は、本研究で行ったCRISPR-Cas9システムを利用した遺伝学的スクリーニングが順調に進んでいることを示唆する。

1.テロメラーゼ非依存的なテロメア維持に必要な新規分子の同定2.新規・既知のALT関連分子阻害法の開発と、ALT依存性がん細胞の選択的増殖抑制機構の解明本年度の研究実施計画に従い、ALTがん細胞とテロメラーゼ発現がん細胞を用いて、CRISPR-Cas9システムを利用した網羅的なガイドRNA(gRNA)スクリーニングを行い、ALT細胞の増殖に特異的に必要とされる遺伝子の同定を目指したが、同目的の化合物スクリーニングでヒットが取得できたため、その化合物によるALT細胞増殖抑制メカニズムの解明を進めた。この化合物スクリーニングの結果から、ALT細胞とテロメラーゼ発現細胞の単純比較では、テロメア維持機構以外の遺伝的背景の違いが偽陽性ヒットの出現の可能性を高めてしまうことが示唆された。従って、gRNAスクリーニングは、遺伝的背景の違いを可能な限り無くした方法に改良し解析を行うこととした。本年度の研究で実施を計画していた、ALTがん細胞とテロメラーゼ発現がん細胞を用いた、CRISPR-Cas9システムを利用した網羅的なgRNAのスクリーニングは、後述するように(「今後の推進方策」)、その方法の改善が必要であると考えられた。本年度は、このgRNAスクリーニングと並行して、ALTがん細胞とテロメラーゼ発現がん細胞を用いた、ALT細胞特異的な増殖阻害剤の化合物スクリーニングを進めた。この化合物スクリーニングから得られた一つの有力なヒット化合物について、増殖阻害の細胞株特異性を調べたところ、少なくとも、骨肉腫由来のALT細胞は、本化合物に高い感受性を示すことがわかった。本化合物は、細胞内で代謝されて、DNAの塩基部分と共有結合しうる活性型に変化し、さらに、本化合物が付加されたDNAは結果としてDNA二重鎖切断(double strand break: DSB)を引き起こすと考えられている。そこで、本化合物で処理したALT細胞の核内のDNA-DSBを検出するために、抗gamma-H2AX(γ-H2AX)抗体を用いた間接蛍光抗体染色を行ったところ、本化合物で処理したALT細胞では、核内γ-H2AXのシグナルが増加することがわかった。また、本化合物が示すALT細胞の増殖阻害活性は、本化合物を細胞内で代謝する酵素の阻害剤を加えることにより軽減されることがわかった。このように、gRNAスクリーニングについては、その方策に改善の必要性があることが判明したものの、化合物スクリーニングで一定の進展が見られた。がん細胞の増殖には、染色体末端を保護するテロメアの維持が不可欠である。本研究では、テロメア維持機構の中でも、テロメラーゼに依存しないテロメア維持機構(ALT機構と呼ばれる)を標的としたがん治療法の開発を行う。このテロメア維持機構は、全臨床がん症例の10%、特に肉腫の50%にのぼる症例で活性化されているものの、これまで治療標的として注目されてこなかった。本研究は、肉腫を中心とした、治療薬の開発が遅れている難治性がんの治療法の確立に貢献する。具体的な研究目的は以下の通りである。1.テロメラーゼ非依存的なテロメア維持に必要な新規分子の同定2.新規・既知のALT
大学病院研修医のストレスと対処法ならびにメンタルヘルスとの関わりに関する研究

健康相談室と環境安全衛生推進室、臨床研修教育センターを有機的に結びつけて卒後研修医をとりまく支援システムの役割分担と支援の流れを作れば、卒後研修医のメンタルヘルスを中心とした健康支援システムを構築できることが明らかになった。また大学病院研修医が抱えるストレス要因をさらに解析し、これに対する対処法を習得してもらうことは本人のメンタルヘルスの向上以外に、医療事故や医事紛争を未然に回避して職場イメージアップにもなり、医学教育・職場産業衛生・医療経済などさまざまな観点からも意義のあるものと考えられた。今年度開始の挑戦的萌芽研究課題「大学病院研修医のストレスと対処法ならびにメンタルヘルスとのかかわりに関する研究」では、申請書の年度計画に従って、大学病院研修医への聞き取り調査を行なった。調査の対象者は、本大学病院の労務規定に照らして一定時間以上の時間外労働を行なったことにより職場環境室から長時間労働に関する面談の要請があった研修医である。面談により長時間労働の実態や長時間労働にならざるを得ない病棟環境や研修事情も浮き彫りとなり、中にはメンタルヘルスが低下している研修医も見られた。これらの一部は今年度、労働環境とメンタルヘルスの関係に焦点を当てた形で、日本産業衛生学会の九州地方会において口頭発表した。平成27年度は前年度に引き続き、本学附属病院職員のなかで取り分け医療労働に従事する医師(研修医・医員・助教・講師)の長時間労働に関する面談を継続的に行なった。面談を通して、医師の長時間労働は深刻であり(面談医師の一ヶ月間の平均長時間労働は102時間)、その要因や動向も明らかになりつつある。医師の医療労働では、長時間労働の時間数と心身の疲労度や抑うつ傾向との関係は薄く、むしろやりがいや院内での認知度や貢献度、努力報酬の均衡が疲労度や抑うつ傾向と関連しやすい結果であった。これらの結果は平成27年度の日本産業衛生学会九州地方会において発表した。研究代表者は産業医として、研究開始年度から現在まで総計60名以上の医師の長時間労働に関する面談を行なってきた。その中で医師の長時間労働の実態が浮かび上がり、その要因や動向も明らかになりつつある。平成28年度は科学研究費補助金により大学病院研修医における業務負担とこれにより発生する長時間勤務およびストレス発生状況を引き続き調査研究した。その成果は今年度も日本産業衛生学生九州地方会において口述報告した。研修医の勤務は医療労働という側面と臨床研修という修練期間であるという側面の二面性を持っている。この二面性を研修医自身や職場の上司である病棟医長や医局長がどのようなバランスでとらえるかによって、研修生活の質や受け持ち症例へのかかわり具合は大きく異なってくる。研修医生活の充実感ややりがいなどの精神的な充足感は必ずしも長時間勤務の時間数のみには反映されない傾向もうかがえた。病院研修医とりわけ大学病院という高度医療機関(特定機能病院)において臨床研修を行なう研修医のストレス状況やメンタルヘルスに焦点を当てた発表は産業衛生学会でもほとんどなく、学会では多数質問があった。これは科学研究費補助金申請書に当初記載した成果内容に相当する。平成26年度より頂いている科学研究費補助金により大学病院研修医における業務負担とこれにより発生する長時間労働およびストレス発生状況を経年的に調査した。その成果を毎年学会(日本産業衛生学会九州地方会)報告した。これは科学研究費補助金申請書に記載した成果レベルにほぼ該当する。近年、長時間にわたる過重労働が医師の健康被害や突然死をもたらす例が全国的に散見されるようになり、医師による長時間過重労働の問題が社会的にクローズアップされるようになった。また臨床研修制度の必修化や新専門医制度の度重なる制度変更は医師のメンタルヘルスの低下をもたらしかねない。本研究では医師の長時間労働対象者に対する産業医による面談を通して、医師の過重労働の実態とメンタルヘルスとの因果関係を調査することを目的とした。具体的には長時間労働対象医師の所属診療科や職階と長時間労働の負担の程度、自覚的な心身の疲労度、抑うつ傾向における多変量解析を行った。その結果、横断研究では135名の長時間労働対象医師においては、長時間労働の負担の程度や自覚的な心身の疲労度を過小申告する傾向は見られたものの、26名を対象とする縦断研究において長時間労働の軽減が自覚的な心身の疲労度と抑うつ傾向を改善することが明らかとなった。今回の研究の結論として、医師は医療労働の主要な担い手として救命や医療過誤・医療訴訟などさまざまなリスクに曝されており、その中で自身のキャリア形成も求められている。そのような過酷な環境のなかで、医師が心身の疲労からバーンアウトしたり抑うつとなれば一種のスティグマを与えられるという懸念が長時間労働の負担や心身の疲労度を過小申告する傾向として表れたものと解釈される。医師のバーンアウトは休職・離職や過労自殺・医療過誤につながる可能性も高いため、病院専属の産業医の役割は重要であると考えられる。今年度の新臨床研修制度下の臨床研修医で長時間勤務に該当した研修医に面談を行なった。

該当者の長時間勤務にいたった理由や超過勤務時間数、時間外勤務時の勤務状況、勤務態様、およびこれによる心身の疲労度と抑うつ状態に関しても一定数値化して実態把握することができた。これらの結果は日本産業衛生学会九州地方会においてその一部を発表したため、上記区分とした。平成28年度は、本申請課題についての研究の最終年度であり、今年度上半期までの長時間労働医師に対する産業医面談を行なった段階で、本研究課題についての報告書をまとめる予定である。これまで調査した大学病院研修医における業務負荷とこれにより発生する長時間勤務やストレス発生状況は臨床研修制度の変遷によっても改善傾向が見られない。そのため調査研究を延長して、その後の経過を追跡調査するとともに、何らかの形で成果報告を行う計画である。産業衛生、学校保健今後は長時間勤務を行なった該当者の超過勤務時間数とこれによる心身の疲労度や抑うつ状態に関して、相互の相関を解析することでより詳細に実態を把握することが出来ると考えられる。また研修医本人の意向とは別に病棟の直属の上司である指導医や病棟医長などが研修医の超過勤務やこれによるメンタルヘルスの低下をどの程度把握しているか、どのようにとらえているか、という視点も重要である。このため長時間勤務による面談対象者以外にこれらの関係者面談をも設定して、異なる視点から大学病院研修医の過重労働の実態に迫る予定である。平成29年度にも、面接を続けて行うことで、研究成果が欧文誌に投稿できる水準まで上げられる。追加データ収集のための研究補助者への謝金へ充てる。
心臓悪液質-その病態と発現機序の解明を目指して-

各種心疾患術前患者を対象とし当初予定した検討を行い以下の結果をえた。3.心筋内gycogen量の測定微量(20-50mg)の筋肉からgycogen量を測定する方法を確立、担癌患者の骨格筋biopsy組織ではinsulin clampで得られるM値とくにglucose starageと有意に相関することを見いだした。心筋内glycogen量も同様に測定、これらとHPLCで測定したエネルギー基質の変動についてはすでに数値は得られており現在その意義を解析中である。4.IL-6の関与心疾患患者の末梢血中のIL-6濃度をELISA法にて測定、検討14例中で有意な上昇が認められたのは2例にすぎず、M値の変動との関連は乏しかった。2)glucose transporter:biopsyで得られた人心筋ではglucose transporter4の発現を確認しており現在蛋白レベルでの定量を目指している。4)心臓カテーテル検査所見との対比:これまでの検討症例で糖燃焼量とSvo2の間に有意な関連が有りそうなデータとなってきており現在症例を重ねつつある。insulin resistanceの検討は着実に症例を増やしている。各心疾患ごとに有意な統計的検討ができるよう、8年度にかけて継続していく予定である。問題点1)biopsyにて得られる心筋組織が極微量であるため、蛋白レベルでのglucose transporterの確認が困難であった。現在GLUT4 cDNAを分離が完了したので近日中に、in situ hybridixationでの確認を考えている。2)当初予定とした律速酵素レベルでの検討が遅れている。血中でのremnant lipoproteinを含め8年度に測定予定である。3.心筋細胞内gycogen量の測定微量(20-50mg)の筋肉からgycogen量を測定する方法を確立、担癌患者の骨格筋biopsy組織ではinsulin clampで得られるM値とくにglucose starageと有意に相関することを見いだした。心筋内gycogen量も同様に測定、これらとHPLCで測定したエネルギー基質の変動についてはすでに数値は得られており現在その意義を解析中である。
メタロキノプロテイン活性部位の精密モデル化

キノプロテイン(キノン系補酵素を有する酸化環元酵素)は哺乳動物から植物、微生物に至る広い範囲にその存在が確認されており、生体内において主にアルコール、アミン、アミノ酸、アルデヒド、糖類などの代謝過程に深く関与している。なかでもアルコール脱水素酵素やアミン酸化酵素はその活性中心に金属が含まれており、メタロキノプロテインとして位置づけられているが、それらの機能や役割については不明な点が多く残されている。そこで本研究では、このメタロキノプロテインに着目し、その活性部位の精密モデル化を試みると共に、金属の果たしている役割や金属と補酵素の相互作用および反応機構の解明およびその応用を目的とした。本年度は主に補酵素PQQ(ピロロキノリンキノン)と金属の相互作用について詳細に検討を行った。まずはじめに、補酵素と金属との相互作用を調べるため、金属配位性置換基を有するピロロキノリンキノンの誘導体を設計し、その簡便な合成ルートを開発した。特にPQQのキノン部位やピリジン窒素およびピロール窒素と金属の相互作用を個別に評価するため、PQQの3つのカルボキシル基を位置選択的にエステル基で保護したモデルを幾つか合成し、それらの物性や化学的性質を調べ、PQQの場合と比較検討した。さらに合成したモデル化合物を用い、種々の金属に対する配位挙動について詳細に検討を加えた。特に本年度は、アルコール脱水素酵素の活性部位に含まれているカルシウムを取り上げ、各モデルとの錯体を合成しそれらの構造を決定するとともに、各錯体の物性や酸化機能を解明した。また、アルコール脱水素酵素の活性化剤として知られているアンモニアの役割を解明するため、各カルシウム錯体とアンモニアとの反応および生成物の構造や反応性について検討を加えた。
量子閉じ込めを用いた金属島の原子レベル高さ制御

半導体表面上に成長したナノメートル厚さの金属島に電子が閉じ込められることにより、膜厚方向に量子準位が発生する。この量子準位のエネルギーレベルは金属島の膜厚に対して振動し、特定な膜厚において電子系のエネルギーが最低になることが予想される。この量子閉じ込めには金属島/基板界面が大きな影響を与えることが予想される。本研究は、ここの問題に対し、合金層の無い急峻な界面が得られるAg/Si(111)系を実験系として選定し、Si(111)表面上に発生するAgナノ島の高さ分布を定量的に走査トンネル顕微鏡(STM)、走査トンネル巣ペクトロスコピー(STS)、光第二高調波発生(SHG)などの手法を用いて評価し、清浄なSi(111)7x7および予め水素終端したSi(111)表面上に成長するAgナノ島の形状、電子状態を調べ、Ag膜厚に及ぼす影響、Ag島内に発生する量子閉じ込め準位への影響を検討した。研究の結果、水素終端処理したSi上に成長したAg島高さは、室温成長の場合には7x7表面上に成長したAg島と同様、5原子層(ML)程度の局所的な膜厚揺らぎを伴うこと、一方水素終端表面上に300°Cで成長したAg島は局所的な膜厚揺らぎは1ML程度に抑制され、しかも個々の均一高さのAg島のドメインが7x7上の成長に比べて数倍程度以上に広くなっていることを明らかにした。またこれらの島中に閉じ込められたAg spバンド電子の界面垂直方向量子準位をSTSスペクトル中のピーク、ショルダーとして捉えることに成功し、界面水素は量子準位のエネルギーシフトを引き起こして居ないことを明らかにした。ただしSHGによるAg薄膜成長中のSHG強度振動中の量子準位由来の共鳴遷移ピークは、7x7表面に比べて水素終端表面上の場合に減少していることも明らかになった。バンド分散を考慮した量子閉じ込め準位の計算、および界面水素量の昇温脱離スペクトル(TDS)測定から、これは界面水素によりSi基板由来の伝導バンドのAg膜中へのevanescent的侵入による界面準位形成が阻害されているためであることが明らかになった。1.低温STMユニットの設計、作成、性能評価:本科学研究費補助金により、液体ヘリウム温度まで冷却可能であり、また現有超高真空実験装置との間の試料・探針移動を可能とする移動機構を持った低温STMユニットの設計、作成を行った。その性能評価として、グラファイト、Si(111)7x7およびSi(111)√3x√3-Ag表面の観察を行い、液体ヘリウム冷媒使用時には10K、過冷却した液体窒素冷媒使用時には68Kにおいてそれぞれ良好な原子分解能像が観測されることを確認した。またその冷却温度、分解能を評価した。2.室温でSi(111)7x7表面上に成長したAg薄膜内の界面垂直方向量子準位のSHGによる検出、およびこの時のAg薄膜高さ分布のSTMによる評価:室温でSi(111)7x7表面上にAg成長する過程における表面光第二高調波発生(SHG)における強度振動の観察と、Ag薄膜内電子のΓ-L方向への量子化に関するtwo-

band modelによる理論計算により、SHG強度振動ピークはAg薄膜内で界面垂直方向に量子化されたAg spバンド起源のn=1量子準位から、フェルミ準位上0.35eVの界面局在準位への1光子共鳴によるものであることを明らかにした。また、この時発生したAg島高さを導入したSTMユニットを用いて正確に評価した結果、発生したAg島高さには5ML程度の範囲の膜厚分布を持ち、この分布はSHG強度振動におけるピークのブロードネスに反映されていることが判明した。3.低温蒸着+室温アニールによる均一高さAgナノ島発生の確認:導入したSTMユニットを用いて、180KでSi(111)7x7表面にAgを蒸着し、これを室温までアニールした場合、表面には均一高さを持ったAgナノ島が発生することを、STMによる高さ分布解析により明らかにした。1.Si(111)7x7表面上に成長したAg薄膜中のn=1,n=2量子準位からの光第二高調波発生Si(111)7x7表面上に供給するAg原子フラックスを、高速電子線回折(RHEED)振動により正確に測定し、表面のAg蒸着量をこれまで以上に正確に評価した上で、光子エネルギー1.41.1eVの範囲の励起レーザー光に対する表面光第二高調波発生(SHG)強度のAg膜厚に対する変化を精密に測定した。この結果、これまで測定に掛からなかった三番目のSHG強度振動ピークまでが観測されるようになった。この実験結果を、走査トンネル顕微鏡(STM)によるAg薄膜高さ分布の評価結果と比較し、さらにAg薄膜中の量子閉じ込め準位に対する過去の光電子分光測定の結果を良く再現するような、two-band modelによる数値計算を行い比較検討した結果、Ag薄膜中には確かにn=1,n=2までの量子準位が出来ており、Ag膜厚増加に伴うSHG強度振動はこれらの各量子準位からAg/Si界面に局在するSiバンド起因の準位への2光子共鳴遷移によるものであることが、非常にクリアな形で明らかになった。2.Si(111)1x1:H表面上への超平坦Ag薄膜成長と、それに伴うSHG強度振動Si(111)7x7表面にWフィラメントでクラックした原子状水素を供給し、表面が1x1:H状態になる作成条件をSTMその場観察を併用して確立した。この1x1:H表面上に室温から、表面水素が脱離しない範囲(400°C)においてAgを蒸着し、その薄膜表面平坦性をRHEEDおよびSTMのその場観察により評価した。この結果、室温200°C程度では、モフォロジーは7x7表面上と大差ないが、300°C付近から成長モードが急激に変化し、7x7表目に比べて遥かに均一な高さのAg島が発生することが明らかになった。このモフォロジー変化に対するAg島内量子閉じ込め準位の影響を調べるため、1x1:H上へのAg島成長時のSHG強度変化を測定した。この結果、室温200°Cでは7x7表面と大差ないSHG強度振動が観測されるのに対し、300°CではSHG強度振動の様子は大きく変化した振る舞いを示すことが明らかになった。この変わったSHG強度変化に寄与するAg薄膜内量子準位を明らかにするため、SHG励起波長を変化させて、SHG強度振動におけるピーク位置のAG薄膜に対するシフトを測定し、現在解析を行っている。半導体表面上に成長したナノメートル厚さの金属島に電子が閉じ込められることにより、膜厚方向に量子準位が発生する。この量子準位のエネルギーレベルは金属島の膜厚に対して振動し、特定な膜厚において電子系のエネルギーが最低になることが予想される。この量子閉じ込めには金属島/基板界面が大きな影響を与えることが予想される。
前立腺癌の骨転移における lncRNA の機能解明と新規治療法開発の基盤形成

癌は進行する原発巣から他の臓器に転移し、骨に転移した場合転移性骨腫瘍を形成する。本研究では骨に最も転移しやすい癌の一つである前立腺癌において、骨転移に関与する長鎖非コードRNA (lncRNA)の同定と機能解析を行い、骨転移機構の一端を明らかにした。骨転移した前立腺癌から樹立した細胞株(VCaP)とリンパ節転移した細胞株(LNCaP)のRNAシークエンスデータより、VCaP特異的に過剰発現しているlncRNAを同定した。これらのうち、HOX-AS lncRNAに焦点を当て解析を行った。HOX-ASは、骨転移した前立腺癌細胞株PC-3細胞でも高発現が確認された。HOX-ASの上流で働く因子を調べた結果、特に前立腺癌で発現が高い転写因子TF-Yを同定した。TF-Yはプロモーターを介してHOX-ASを制御していることをluciferase Assayより検証した。siRNAでHOX-ASまたはTF-YをknockdownしてInvasion Assayを行った結果、siNCトランスフェクション細胞と比較して癌の浸潤が抑制された。一方、HOX-ASを過剰発現した際、逆の傾向が認められた。定量的RT-PCR解析より、HOX-ASまたはTF-Yの抑制に伴いCadherinやMMP等、転移に関わる遺伝子の発現が変動することを確認した。RNAシークエンスデータよりVCaP細胞でBP-Xが高発現していることを見出し、HOX-AS及びTF-Yがプロモーター領域を介してこの遺伝子の発現を促進していることをluciferase Assayより検証した。マイクロアレイ解析より、HOX-AS, TF-Y, BP-Xの上流と下流で働く遺伝子を同定し、これらが癌転移に関連する共通するパスウエイで働くことを明らかにした。従って、HOX-AS及びTF-YはBP-Xと癌転移に関与する他の遺伝子を介して浸潤を促進することが示唆された。今後は動物実験で骨転移におけるこれらの遺伝子の作用機序の明らかにし、組織学的な解析を行っていく方針である。仮説に基づくデータが得られ、実験は順調に進んでいる。学会に参加して口頭発表を行い、情報収集と情報発信を行った。In vitroとin silicoで得られた結果をもとにin vivo実験を計画している。また、臨床サンプルが入手できた場合、患者さんでの遺伝子の発現量を検証していく方針である。前立腺癌の骨転移に関与する長鎖非コードRNA (lncRNA)の同定を行う際、細胞株を用いた公開されているデータを活用することができたため、新たにRNAシークエンス解析を行う必要がなくなった。このデータの信憑性は実際に細胞株を用いて定量的PCR法で確認した。RNA精製キット、siRNAトランスフェクション試薬、その他一部の消耗品は、これまで行った研究で用いたものが残っていたため、物品費用を節約することができた。
がん微少環境における細胞老化の役割とその制御機構の解明

がん微小環境における細胞老化の役割の解明を目指した研究を行い、以下の3つの研究成果を得た。(1)細胞老化を起こすと、ヒストンメチル化酵素であるG9aおよびGLPがタンパク分解を起こすことでエピジェネティックなサイレンシング機構が破綻し、SASP因子が発現する。(2)マウスを用いた実験により肥満に伴う肝がんの発症に細胞老化を起こした間質細胞が分泌するSASP因子が促進的に働いていることを見出した。(3) SASP因子の発現は本来、損傷治癒を促進するために重要な役割を担っているが、過度に作用すると発がんを促進する副作用を示すことを明らかにした。がん微小環境はがんの進展に重要な役割を果たしていると考えられているが、その詳細については不明な点が多い。我々はこれまで、インビボ・イメージングによりがん抑制機構として知られる細胞老化が生体内の何処で、いつ、どの程度、起こっているのかを調べた結果、驚いたことにがん組織に細胞老化を起こした細胞(老化細胞)が存在していることを見出した。これまで細胞老化はがん抑制機構として機能していると考えられてきたが、最近の研究により、細胞老化を起こしてしばらくすると、発がん促進作用がある様々な分泌性蛋白質を高発現するSASPという現象を起こすようになることが明らかになってきている。このため、がん微小環境に存在する老化細胞がSASPを介して発がんを促進しているのではないかという着想に至った。そこで、本年度は先ず、細胞老化が起こると、何故SASPが起こるようになるのかについて研究を行い、以下の結果を得た。(1)細胞老化の原因となるDNA損傷が起こると、ATMによりユビキチンリガーゼであるAPC/C-Cdh1が活性化され、ヒストンメチル化酵素であるG9a及びGLPの蛋白分解が促進される。(2)G9a/GLPはユークロマチンの遺伝子発現抑制を司るヒストン3リジン9のジメチル化(H3K9me2)レベルの維持に必須であるため、老化細胞ではH3K9me2レベルの低下が起こり、その結果、SASP因子の発現が上昇する。以上の結果によりがん微小環境に存在する老化細胞がH3K9me2レベルの低下を介してSASPを起こすことでがんの進展を促進している可能性が示唆された。細胞老化のがん微小環境における役割の解明を目指し、本年度は以下の研究結果を得た。(1)主要なSASP構成因子の一つであるIL-6を欠損したノックアウトマウスでは肥満に伴う肝がんの発症および進展の程度が野生型マウスに比べて殆ど差がなかったが、SASPの誘導因子として知られるIL-1betaを欠損したノックアウトマウスでは肥満に伴う肝がんの発症および進展の程度が著しく低下することが分かった。肥満マウスの肝臓で細胞老化を起こしているのは間質細胞の一つである肝星細胞であるため、これらの結果は肥満に伴い細胞老化を起こした間質細胞がSASPを介して肝実質細胞のがん化および進展を促進していることを強く示唆している。(2)細胞老化に伴い発現レベルが上昇する遺伝子の一つであるp16INK4a遺伝子座の第一エキソンをジフテリアトキシンレセプターとGFPとの融合タンパク質(DTR-GFP)をコードする遺伝子に置き換えたノックインマウスの作成に成功した。このマウスから繊維芽細胞を調整し、継代培養により細胞老化を誘導すると、GFPシグナルが検出されるようになった。更にこれらの細胞にジフテリアトキシンを投与することでGFPを発現する細胞は死滅するが、GFPを未だ発現していない継代回数の少ない増殖中の非老化細胞は死滅しないことを確認した。以上の結果はこのDTR-GFPノックインマウスを用いることで生体内に蓄積した老化細胞をじょけできる可能性が高いことを示唆している。本年度は、主に以下の研究結果を得た。(1)細胞老化誘導遺伝子であるp16やp21遺伝子の発現を可視化出来る細胞老化反応可視化マウスと主要なSASP因子であるIL-1またはIL-6の欠損マウスとを交配させ、SASPの誘導を減弱させた細胞老化反応可視化マウスを作成した。これらのマウスを様々な発癌ストレス下で飼育することによりSASPの細胞老化反応と発癌への影響を解析した。その結果、主要なSASP誘導因子であるIL-1を欠損させることで、肝臓における細胞老化の誘導自体には全く影響はなかったが、肥満に伴うSASPの誘導と肝癌の発症率は著しく低下した。しかし、加齢に伴う発癌など、その他の発癌ストレスに対しては殆ど差は見られなかった。一方、IL-6を欠損させても、何も変化は見られなかった。以上の研究結果は、マウスの肝臓においては肥満に伴い肝星細胞が細胞老化及びSASPを起こすことで肝癌の発症が促進され、この場合、IL-1がSASPの誘導に重要な役割を果たしていることを強く示している。

(2)薬剤投与によりp16を高発現している細胞を死滅させることができる遺伝子改変マウスに発癌ストレスを含めた様々なストレスを与えた後で、老化細胞を死滅させた場合に見られる変化を調べた。その結果、驚いたことに、老化細胞を死滅させてSASPが起こらないようにすると、傷ついた皮膚の修復が著しく遅くなることが分かった。これらの結果は、SASPは本来、傷ついた組織を修復するのに重要な役割を果たしており、加齢や肥満などによりSASPが過度に働くようになると発癌を引き起こすようになることが明らかとなった。細胞老化のがん微小環境における役割の解明を目指し、本年度は以下の研究結果を得た。(1)発がん過程における老化細胞(細胞老化を起こした細胞)の体内動態を細胞老化マーカーであるp16やp21遺伝子の発現可視化マウスを用いて解析した。その結果、加齢や肥満など発がんリスクの上昇に伴い、体の様々な部位に老化細胞が出現し、その周囲にがんが発生することを見出した。特に肥満の場合には肝臓のstellate細胞に細胞老化が起こり、それに伴い、肝実質細胞のがん化がみられた。また、この時、老化細胞は炎症性サイトカインをはじめとする様々な液性因子(SASP因子)を高発現しており、SASP因子の発現に必要な遺伝子を欠失したノックアウトマウスでは肝癌の発症が著しく抑制されることを見出した。これらの実験結果は老化細胞がSASP因子を介してがん微小環境に作用し発がんを促進していることを強く示唆している。(2)これまで我々は、培養細胞を用いた解析から、細胞老化に伴うSASP因子の発現にヒストンメチル化酵素であるG9a及びGLPの発現低下が重要であることを見出してきたが、生体内でも同様のメカニズムが働いているかどうかについては不明であった。今回我々は様々な組織を用いたクロマチン免疫沈降法(in vivo ChIP)を確立し、この方法を用いて、加齢や肥満の過程で起こる細胞老化に伴うSASP因子の発現にG9a/GLPの発現低下とそれに伴うヒストンH3リジン9のジメチル化レベルの低下が関与している可能性を見出した。これらの研究結果は生体内における細胞老化に伴うSASP因子の発生機序の解明とその調節方法を見出せる可能性を示している。細胞老化反応を可視化できるマウスと様々なノックアウトマウスを組み合わせた解析により、細胞老化とそれに伴う液性因子の発現が発がんを促進していることを明らかにした。このことは細胞老化のがん微小環境における役割の解明を目指した本研究の目的の一部を達成したと考えられるため。26年度が最終年度であるため、記入しない。(1) SASP因子の産生を調節する機構を探索するために、先ず、培養細胞とshRNAライブラリーや化合物ライブラリーを組み合わせた解析を行うことで、SASPの誘導を効率よく抑制するための分子標的の探索を試みる。次に、得られた分子標的をsiRNAや低分子化合物を用いて、生体内で抑制することによりがん微小環境と発がんの進展に及ぼす影響を検討する。(2)現在作成中である薬剤投与により老化細胞を全身性に除去可能にした遺伝子改変マウスを用いることで、細胞老化のがん微小環境における役割を総合的に評価することを目指す。分子腫瘍学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初予定していたSASP誘導機構を明らかにしたため。
地域の老朽化鋼橋における耐荷性能の解析的検証～「あと●年」のニーズに応える～

過去に実施した他橋の実橋載荷試験の経験および平成29年度の解析結果の考察より,支承部の境界条件における解析上の仮定と実際の挙動の違いが部材の応力評価結果と変形性状の双方に対して,荷重レベルの増加にともなって無視できない影響を及ぼすことが明らかになった.そこで,平成30年度は現存する橋齢99年の鋼ポニートラス橋を解析対象とし,支承部の劣化損傷や主構の面外変形の影響を考慮した全橋解析を実施することで,これらの解析条件が耐荷力や崩壊性状の推定結果に与える影響を明らかにした.橋梁の支持条件については,ローラー支点の固着やアンカーボルトの腐食といった経年劣化によって,設計当初の機能が必ずしも維持されていない可能性が高く,地域の老朽化鋼橋に多く見られるような,ベースプレートがアンカーによって橋座に直止めされた形式の橋梁においては,実際にはピン支持と固定支持の中間的な挙動を示すと考えられ,双方を想定した場合の耐荷力を推定しておく必要がある.本年度に実施した全橋解析から得られた主な知見は以下の通りである.1)境界条件として単純支持を仮定した場合,下弦材や縦桁の主荷重応力が増大し,橋全体の終局耐荷力も低下する.2)解析モデルの境界条件として単純支持と固定支持を仮定した解析結果の比較より,支承部の経年劣化によって本橋の支承機能が低下し,固定支持から単純支持に近い挙動に変化した場合,腐食損傷を有する状態で最大約20%の耐荷力低下が生じる可能性がある.3)境界条件として単純支持を仮定した場合には,支承部付近の下弦材および端柱に発生する二次応力が卓越するため,これらの部材に生じる腐食損傷には,特に注意が必要である.4)現地計測の結果から,本橋には主構に最大L/750(L:スパン)の面外変形が生じていたが,この変形が橋全体の終局耐荷力に与える影響はほとんど無かった.研究期間全体からみた進捗状況としては,本研究で構築した解析モデルおよび解析手法,解析目的に応じた仮定に対する考え方を適用すると,橋梁全体レベルで考えたときの腐食部材の応力状態,終局耐荷力,崩壊性状の予測に対する再現性は高くなっており,弾性域における実橋載荷試験の結果との差異は,RC床版のモデル化と境界条件の相違によるものと考えられ,高い信頼性を持って説明できる.平成29年度に実施した曲弦トラス橋の全橋解析結果と実橋載荷試験の比較結果については,すでに論文にまとめており,解析モデルのブラッシュアップについては当初の予定以上に進んでいる状態といえる.当初の計画としては,平成30年度31年度にかけて鋼ポニートラス橋の実橋載荷試験を行い,実挙動と解析結果の比較例を増やす予定であった.しかし,本研究をスタートさせる直前の平成29年3月に行われた塗装塗り替え工事の際に,一部の主構上弦材が死荷重作用下で交換されたため,平成30年に現地計測を実施したところ,補修工事の前後で両主構の面外変形の様相が大きく変わったことが明らかになった.本解析結果から,この面外変形が橋梁全体としての耐荷力や安全性にたちまち深刻な影響を与える可能性は少ないと判断されるものの,部材交換によって生じる死荷重応力の再配分状況については全くの不明である.このことから,実橋載荷試験によって活荷重応力を測定したとしても,死荷重応力を含む解析結果から信頼性の高い推定結果が得られないことは自明である.一方,死荷重応力が作用した状態での部材交換や衝突事故などによって部材が破断・損傷するケースも地域の鋼橋では多くみられる.そこで,本橋の実橋載荷試験に代わり,トラス橋の中の特定の部材の死荷重応力が開放された場合の応力再配分の影響を把握するための全橋解析についてこれまでにブラッシュアップしてきた解析モデルを用いて今後実施したい.平成31年度は本研究の最終年度となるため,これまでに構築・ブラッシュアップしてきた全橋解析モデルを用いた本解析(パラメトリック解析)を実施する.本解析の着眼点として,1活荷重倍率の概念を用いた老朽化鋼トラス橋(曲弦プラットトラス)の現有耐荷力評価と補修設計実務との相違点の検証,2トラス主構の中の特定の部材について,死荷重応力が開放された場合に生じる応力再配分の影響,3腐食が進展した場合の終局耐荷力に関する解析的な将来予測,の3点を目標に据える.異なる形式の鋼トラス橋を対象として実施した解析結果より,地域の老朽化鋼橋を省力的かつ経済的に維持管理していくことを見据え,供用年限内の荷重制限や安全性,補修方針に関する技術的な提案と実務に有用な情報を提供する.

このことにより,地域の老朽化鋼トラス橋の延命化,長寿命化のための合理的な維持管理の観点から「あと●年」のニーズに応えたい.平成29年度は,現存する橋齢98年の鋼ポニートラス橋を対象とした全橋解析モデルをシェル要素で構築し,現橋に生じている腐食損傷を解析モデルに考慮した複合非線形有限要素解析を実施した.本解析では,地域の交通実情および通行ニーズを踏まえた車両荷重を活荷重として想定し,解析結果から得られる作用応力,変形状態に基づく本橋の安全性と車両荷重の大きさの関係について考察した.また,活荷重倍率の概念を用いた終局強度解析を実施して,本橋の崩壊性状を明らかにするとともに,崩壊のトリガーとなりうる部材や維持管理で注視すべき腐食損傷を予測した.ただし,本解析モデルには境界条件,部材の拘束条件・接合条件,腐食損傷のモデル化などに多くの「仮定」を含んでいるため,研究期間全体としては,予備解析に相当するため,今後は実橋載荷試験により実現象と解析結果の整合性を明らかにする必要がある.本年度に実施した全橋解析から得られた主な知見は以下の通りである.1)車両1台分の活荷重を想定した解析結果より,腐食損傷を考慮した解析モデルではスパン中央の上弦材継手部の溝状腐食に応力が集中したことから,T-4荷重に対する降伏安全率は1.3程度と推定され,維持管理の際に注視すべき腐食形態と考えられる.2) L荷重(p2のみ)を想定した終局強度解析では,腐食の有無によって限界活荷重倍率に約24%の差が生じることが確認された.3)終局時の崩壊性状については,腐食の無い場合にはスパン中央の上弦材における面外座屈であったが,腐食を考慮した場合には,まず上フランジの孔食内で局部座屈が発生し,次いで下フランジとウェブの断面欠損部が断面内部に座屈することで終局状態に達し,部材の面内座屈を生じて崩壊した.研究全体からみた進捗状況としては,当初の予定以上に進んでいる状態といえる.平成29年度は4月に研究をスタートさせる直前の3月の段階で,対象橋梁に塗装塗り替えの補修工事が急遽実施される運びとなり,足場が設置された.管理者の協力により,この足場を利用しての腐食現況調査を短期間で集中して実施できたことが大きい.このことから,本解析モデルの構築にしっかりと時間を割くことができ,前年度に実橋載荷実験を行った他橋の予備解析の実績で培ったノウハウを活かすことができた.ただし,この補修工事の際に一部の主構上弦材について,当初の予定になかった死荷重作用下での部材交換が行われたため,補修工事後に主構の面外変形(残留変形)の様相が変化したように感じられる.また,解析結果から支承部の境界条件が実際と仮定(完全固定)で少し不自然に感じられる部分があることが明らかになった.過去に実施した他橋の実橋載荷試験の経験および平成29年度の解析結果の考察より,支承部の境界条件における解析上の仮定と実際の挙動の違いが部材の応力評価結果と変形性状の双方に対して,荷重レベルの増加にともなって無視できない影響を及ぼすことが明らかになった.そこで,平成30年度は現存する橋齢99年の鋼ポニートラス橋を解析対象とし,支承部の劣化損傷や主構の面外変形の影響を考慮した全橋解析を実施することで,これらの解析条件が耐荷力や崩壊性状の推定結果に与える影響を明らかにした.橋梁の支持条件については,ローラー支点の固着やアンカーボルトの腐食といった経年劣化によって,設計当初の機能が必ずしも維持されていない可能性が高く,地域の老朽化鋼橋に多く見られるような,ベースプレートがアンカーによって橋座に直止めされた形式の橋梁においては,実際にはピン支持と固定支持の中間的な挙動を示すと考えられ,双方を想定した場合の耐荷力を推定しておく必要がある.本年度に実施した全橋解析から得られた主な知見は以下の通りである.1)境界条件として単純支持を仮定した場合,下弦材や縦桁の主荷重応力が増大し,橋全体の終局耐荷力も低下する.2)解析モデルの境界条件として単純支持と固定支持を仮定した解析結果の比較より,支承部の経年劣化によって本橋の支承機能が低下し,固定支持から単純支持に近い挙動に変化した場合,腐食損傷を有する状態で最大約20%の耐荷力低下が生じる可能性がある.3)境界条件として単純支持を仮定した場合には,支承部付近の下弦材および端柱に発生する二次応力が卓越するため,これらの部材に生じる腐食損傷には,特に注意が必要である.
低エネルギーπ中間子検出器の開発と高エネルギー核反応の研究

高エネルギー原子核反応において発生する低エネルギーπ+中間子の角度分布の研究で、CM系の90度方向に生成率の異常な増加をみた古い観測を、最近の標的破砕片の測定による新しい知見に基づいて再度検討するため、π+中間子標的破砕片との相関を調べる実験を企画している。本研究においては、先ずπ+中間子を検出するレンジテレスコープ(Range Telescope)を開発した。このテレスコープは、多層に並べたシンチレーション検出器列の中の一つで静止したπ+中間子がπ→μ崩壊を起こし、πおよびμによる二つの信号を出すことを利用してπ+中間子を識別し、その静止位置からπ+中間子の飛程(Range)を決定する低エネルギーπ+中間子の検出器である。レンジテレスコープは、特に多重粒子が発生する高エネルギー核反応において低エネルギーπ中間子を識別して検出する場合に優れた検出器であるが、テレスコープを構成するシンチレーション検出器を小型化し、π→μ崩壊の信号を検出する論理回路をモデュール化して使いやすくするための試作開発を行った。試作テレスコープの1号2号を製作し、ビームによるテストも行い満足できるテレスコープの設計を終えた。この後は、設計に基づき多量の台数を製作して核破砕測定実験の装置の中に組み込み、高エネルギー原子核反応の研究を進める。一方、高エネルギー核反応における多重核破砕片測定の実験は、高エネルギー研陽子シンクロトロンにおいてデータ収集を行い解析を進めている。テレスコープの準備は整ったので、核反応に関するデータ解析が整った段階でπ+中間子と標的破砕片との相関を調べる本実験を提案する。
経路選択行動における強化学習理論とアルゴリズムに関する実証的研究

ゲーム的学習理論を用いてエージェントの日々の経路選択行動を定式化し、不完全情報下における選択行動モデルを誘導するとともに、Nash均衡への収束性を理論的に明らかにしている。また、理論と整合的な適応学習アルゴリズムを開発し、アルゴリズムの妥当性について数値実験を用いて検証している。加えて、経路選択モデルの構造パラメータを推定する方法を提案した。室内実験によって得られたday-to-day経路選択データへの適用は満足いくものであった。本年度の成果を(1)室内実験および(2)アルゴリズムの2つに分けて整理する.(1)室内実験1-1実験目的:室内実験の目的は次の4つである.(1)経路情報のみでWardrop均衡に収束するか(2)経路情報の提供は均衡あるいは被験者の報酬増加に寄与するか,(3)リグレットマッチング理論をベースにした情報提供はSeltenらの累積報酬情報よりも学習効果があるか,(4)より複雑な経路選択において,(1)(3)の結論は成立するのか.1-2実験:2経路および3経路の場合の選択問題を18名の被験者を対象に,6セッション実施した.被験者はコンピュータ画面に表示される経路を経路情報に基づき,1セッションあたり100150回反復して選択を繰り返す.1-3結果:(1)累積報酬情報,リグレット情報に関わらず,人々の経路選択はWardrop均衡の理論値の周辺に収束し,実験の期待値は理論値に一致した.(2)自分の経験だけに基づく経路選択より,利用しない経路の経路情報を与える場合は,被験者の報酬を増加させ,経路変更回数を減少させる.また,理論的均衡値にも早く漸近する傾向を示した.(3)Seltenらの累積情報よりリグレット情報のほうが繰り返し選択ごとの学習効果を高めることが統計的にも確認できた.(4)経路を3経路に増やした場合でも,上記の結論は変わらないが,理論的均衡値への漸近性は2経路のケースよりは悪くなる.(2)アルゴリズム経路選択の混合戦略をlogit型モデルで与える場合,経路報酬にかかる重みパラメータを経路選択集合と連携させて求める手法はこれまで提案されていない.本研究では,これを行動選択の反復回数ごとに更新していく手法を開発し,重みがある値に収束することを数値計算的にも確認した.平成23年度の研究の目的は,ゲーム理論の観点から交通行動を記述するとともに収束の保証されたアルゴリズムを開発することであった.交通行動のモデル化はネットワーク利用者の得ている情報の関数として交通選択を記述することである.ここでの交通情報とは経路の走行コストであり,走行コストは経路利用者数の関数で表される.本研究では,交通ゲームをnaive userとinformed userに分類している.naive userとは,自分の経験した利得の実現値しか知らず,自己および他者の利得関数(コスト関数)を知らない利用者を指す.一方,informed userとは,利用しなかった経路の情報を何らかの方法で入手できる利用者を指す.交通センター等の外部機関から交通情報を得る場合をannounced payoffを得る利用者と呼び,自分で探索できる計算能力を持つ場合をanticipated payoffをもつ利用者と呼ぶ.後者の場合,自己の効用関数を知っており,また,他者の行動の相対頻度が観測できると仮定している.これらの条件の下で,利用者が知覚する利得は摂動を含むので確率近似公式で表すことができる.以下の結果を得た.1. naive user, informed userのいずれの場合も,確率近似公式で表される知覚利得のダイナミクスは,通常の微分方程式(ODE)で近似でき,長期的には,確率1でNash分布に収束する.収束点では,知覚利得の推定値の期待値は利得関数を知っている場合に得られる値に一致する.2. ODEの収束で得られる均衡点はNash分布(ロジット均衡)である.しかし,ロジット選択公式における分散パラメータ(μ)が小さい場合は,収束点はNash均衡の近似点になる.本研究で用いられる分散パラメータ更新式は,反復を繰り返すことによってμを限りなくゼロに近づけることができるので,得られる収束点はε-Nash均衡点である.4.交通ゲームにおけるプレイヤーはトリップ行為者の集団と見なすことができる.この性質を利用すれば,本研究で開発したアルゴリズムは実用規模のネットワークにも適用可能である.本研究の目的は、利用者の交通情報は不完全であるという仮定に立ち、走行経験を通して環境を学習し、より良い結果を強化していく学習行動を基礎とした交通行動理論および適応的選択行動アルゴリズムを開発することである。本年度は、Naive Userアルゴリズムの開発と実証研究およびモデルのパラメータ推定法の開発を目標とした。ドライバーは自己の利得関数を知らず、他者の利得関数も知らない、利用者が利用できる情報は、自己が経験した経路の実現利得のみである、利用者は利用しなかった経路の利得を過去の経験から推測する、という仮定の下、次の補題を証明した。すなわち、「提案したNUアルゴリズムの下では、システムは確率1でNash均衡に収束することはない。」この結論はuncopulingモデルではNash均衡に収束することはない、という最近の理論研究をアルゴリズム理論の観点から再度示したものとなっている。