hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
線形反復法と時間並列化の融合による新算法の研究

線形反復法と時間並列化およびそれらを融合させる研究を行った。線形反復法については、基礎となる線形反復法自体について従来の算法の改良を行った。反復法の前処理については、Eisenstat-SSOR前処理を中心に研究を行い、閾値の大きさによって前処理行列の要素に採用するかどうかを判定するという新しいタイプの前処理を提案することができた。さらに、複素数行列用の新しい反復法についても、その構成案の目途が立った。一方、時間並列については、Parallel-in-Time法と呼ばれる算法の改良や収束性の検討、そして算法の応用分野における適用範囲の明確化などを行った。線形反復法と時間並列化の融合については、基礎的な検討はかなり行ったが、今後さらなる研究が進行しつつあるという段階である。CMEワークショップを2014年5月に石垣島で開催した。その会議で、分担者の高見利也氏は「偏微分方程式に対する時間並列化法の安定性限界」という題目で研究発表を行った。また、同会議で、研究代表者の藤野清次は、「Cache-Cache BalancingによるIDR(s)-SOR法の並列化」という題目で研究発表を行った。いずれの発表も、研究課題の今後の研究方向を見定める意味で重要な発表であり、また質疑応答の中で、いつくかの予想される問題点も見つかり、有意義な討論をすることができ、大変有意義な会議であった。いずれの発表も、初年度の研究成果の一部を発表できた。また、研究内容の深化と拡張ができ、有意義な発表の場であった。さらに、今後の進むべき研究の方向性も定めることができるなど、一層研究活動が今後盛んにできるようになると思われる。研究代表者および分担者は、研究課題に対して、成果発表を合わせて5件行った。いずれの発表も、日ごろの研究活動の成果の一生懸命さを反映した内容で、大きな成果とまではいかないが、部分的な成果が出始めている。そのため、達成度としては、「おおむね順調に進展している」と評価した。今後は、海外での国際会議での発表や国内での重要な会議の場で、発表や討論などを引き続き行っていく予定である。また、ジャーナル誌への研究論文の投稿なども視野に入れて研究内容を深めていき、課題の十分な達成へとつなげていく計画である。
犯罪人引渡法の研究

平成2年度から4年度まで3年間にわたって上記の研究課題について研究を続けた。犯罪人引渡しは歴史的にも重要な役割をもっているにもかかわらず,わが国では,これまで本格的な研究はなされていない。私は,この立ち遅れを埋めるべく努力したが,資料不足のため十分な成果を挙げることができなかった。今後,5年間これに没頭して研究しなければ,欧米先進諸国の水準を抜くことはできないであろう。3年間にわたる私の研究成果の一滞は,『犯罪人引渡法の理論』と題する書物(成文堂から刊行予定)に盛り込まれている。この書は,犯罪人引渡法の基本理論を外国の文献,条約,立法例を参照して丹念な分析を試み,新しい動向を示したものであって,わが国には類書のないものである。この書の刊行については,昨年秋,文部省に科研研究成果刊行補助金を交付してもらうべく申請手続をした。世界には,多くの国が存在する。それらの国の法制は,多様である。それを丹念に研究調査し,その成果を公表することは,わが国の学界のみならず,実務界に大いに役立つであろう。私の研究は,今後,それを目ざして進められるであろう。平成2年度から4年度まで,連続3年間,科学研究費を交付された。研究課題は,一貫して「犯罪人引渡法の研究」である。この研究成果の一部を取りまとめて一書を編み『犯罪人引渡法の理論』という書名で,成文堂から出版することを計画している。これについては,平成5年度の研究成果刊行補助金の交付を,すでに申請している。平成4年度は,この書の原稿を完成することに費したほか,犯罪人引渡法の比較法研究をすることを心がけた。コモン・ロー(英米法)の国の犯罪人引渡法は,理解することが困難である。「イギリスの新しい犯罪人引渡法」と題する小稿(判例時報1399号)を書いたが,イギリスの犯罪人引渡法の研究は,文献があまり公刊されていないせいもあって,思うようにはかどらない。英連邦に属する国が45カ国もあることを考えると,この研究は,だれかがやらねばならぬものである。私は,平成4年度の研究の一端として,「犯罪人引渡しに関する国連の模範条約」という論文を警察研究誌に発表した。この国連の模範条約は,今後,諸国が二国間または多国間の引渡条約を締結する際のモデル条約となっている。その意味で,わが国にとっても重要な意義をもつものである。
放線菌の薬剤耐性遺伝子のクローニングとその発現機構の解析

1.カナマイシン耐性遺伝子についてカナマイシン生産菌であるStreptomyces kanamyceticusよりクローニングしたカナマイシン耐性遺伝子は、標的であるリボソーム30Sの修飾をもたらすものであることが示された。カナマイシン生産菌における自己耐性機構はこれまでアセチル化酵素によると考えられてきた。我々はカナマイシン生産とリボソームの耐性とが同一の発現調節を受けており、アセチル化酵素の発現調節とは必らずしも一致しないことなどを明らかにすることにより、自己耐性が主に30Sサブユニットの変化によるものであることを示した。また本耐性遺伝子は生産菌においては誘導的であるのに対し、多コピーブラスミドにクローニングされたS.lividansなどの宿主菌では構成的に発現していた。この発現調節が転写レベルであること、生産菌と宿主菌では転写開始点が異なることが示された。今後、カナマイシン生産の調節機構の解析へと発展させる為の実験系が確立されたと考えられる。2.ペニシリナーゼ遺伝子についてベルギーのGhaysenらによりクローニングされたS.cacaoiaペニシリナーゼの最小必須領域を決定した。このDNA断片の塩基配列決定を行ない、分子量から推定される大きさのopenreading frameを同定した。このopen reading frame中には他のバクテリアからのペニシリナーゼと共通のアミノ酸配列が観察された。SIマッピングとプロモータープローブベクターによるプロモーター部位の同定を行なった。
埼玉県内の地方自治体における循環型社会推進にむけた環境政策の研究

これまでの調査によって、埼玉県内の自治体では、現状および近い将来において、依然として廃棄物処理対策が大きな課題であることが明らかになった。他方、行政内部あるいは地域住民への環境教育を充実させていこうとする動きも活発になりつつあることも示唆された。ドイツなど、海外視察の結果からは、住民参加と合意形成の手法に関して、学ぶべき点が多数認められた。しかし、視察した諸国と日本では、雇用形態や労働条件、社会保障のあり方など、ライフスタイルの基本条件にも大きな違いがある。そのため、海外の長所をそのまま日本に取り入れることは難しい。この点では、諸外国の長所に学びながら、日本の生活様式に合わせた形での環境コミュニケーションのあり方を考えていかなければならない。今回の調査研究を通じて、埼玉県内の自治体における環境政策の現状は、廃棄物の適正処理の段階にあり、発生抑制を推進する状況には至っていないといえる。しかし、環境教育や環境コミュニケーションの努力も徐々にではあるがすすめられており、この動きを支援していくための幅広い対策を実施していくことが求められる。平成13年度の研究実績概要1)昨年度に実施した、埼玉県内52市町村から得るれたアンケート調査の内容について、その詳細を見直して今後の地方自治体における環境行政の現状と将来的な課題を抽出すると共に、その結果を各自治体に還元した。2)上記との関連で、今後の環境コミニニケーションを進める際に重要な媒体となることが予想される、インターネットを用いた情報の公開・収集の状況について、埼玉県内の92市町村の現状を比較検討した。その結果を公開するためのホームページを現在準備中である。3)国内外の自治体における環境行政の先進的事例として、水俣市(熊本県)、ハンブルグ(ドイツ)、デンマークの現状を視察した。また、環境行政を支援する上で今後重要となるであろうNGOの活動事例として、京都市の「環境市民」の活動状況を視察した。海外視察内容の一部は、論文としてとりまとめている。4)埼玉県上福岡市における、環境に配慮した商店街の活性化事業、三芳町における環境基本計画策定の作業部会に、それぞれ永江、松原が参加する機会を得て、環境政策の実現に向けた事例研究を実施した。これらの自治体は、隣接する大井町・富士見市を含む2市2町で合併協議を進めているので、その方向性が確定する3月末の状況を考慮しつつ、引き継ぎ事例研究を進めていく。5)以上の調査研究により、今後の環境政策遂行上の課題として、1)地域住民との環境コミュニケーション・意識啓蒙の手法と内容、2)ITを活用した情報公開の地域格差の解消、3)広域(水源から河口まで)を対象としたゴミ・水・食物の環境に配慮した環境政策の実施などが、今後の課題となることが示唆された。平成14年度の研究実績概要1)平成12年度に実施したアンケートの改訂版を作成・実施した結果、埼玉県内56市町村からの回答を得た。その結果は今年度中にとりまとめて、詳細版を回答のあった自治体に送付するとともに、概要を論文としてとりまとめ、平成15年度中に公表する。2)県内自治体で策定された環境基本計画を収集し、その内容を比較検討した結果を論文としてとりまとめた。計画を策定した自治体は、ほとんどが東京近郊に位置し、都市化が進んだ地域にあった。そのため、対応しなければいけない環境問題も類似した内容であり、一自治体での対策よりも、より広域での対応が効果的であると考えられた。この結果を基に、次年度以降、環境基本計画の進捗状況についてのヒアリング調査を計画している。3)海外の自治体における環境行政の先進事例として、フライブルグ、ライプツィヒ、ベルリン(いずれもドイツ)、ベクショー、カルマル(スウェーデン)、コペンハーゲン、トーラップ(デンマーク)の現状を視察した。その概要は研究ノートとして、すでに投稿・印刷の予定が決まっている。4)埼玉県上福岡市の廃棄物原料対策、三芳町の環境基本計画策定には、引き続き永江と松原が参加している。来年度以降、上福岡市では具体的な行動計画を実施する予定であり、本学部の学生も含めて、この計画に参加する予定である。三芳町の環境基本計画は平成15年3月に策定予定であり、来年度以降は、これを受けた事業計画の立案と実施にむけた活動に参加する。5)来年度は、以上の結果をとりまとめ、必要に応じてより詳細な研究を行い、最終結果をとりまとめる。また、平成12年度の産業連関表が公表されることにともない、これまで実施していなかつた産業連関分析も実施して、その結果も最終とりまとめに含める予定である。平成15年度の研究実績概要

1)前年度の実績報告で言及した、埼玉県内の自治体における環境政策に関わるアンケート調査の結果を、論文として発表した。2)前年度にまとめた自治体の環境基本計画に関する比較検討結果、および上記の結果をもとに、自治体へのヒアリング調査を行った。3)前年度の実績報告で言及した海外視察の結果を出版するとともに、今年度中に同様に実施したフライブルグ市(ドイツ)とその周辺地域への視察内容も、報告の取りまとめが終了している。4)最新のデータ公表が間に合わなかったものの、埼玉県の産業連関分析を行った結果、家庭家計部門におけるエネルギー消費の抑制が今後の課題となっていることが明らかとなった。これまでの調査から、埼玉県内の自治体では、現状および近い将来において、依然として廃棄物処理対策が大きな課題であることが明らかになった。しかし、これと平行して行政内部あるいは地域住民への環境教育を充実させていこうとする動きも、活発になりつつあることも示唆された。海外視察の結果からは、住民参加と合意形成の手法に学ぶべき点が大きいといえる。しかし、視察した地域と日本国内では、雇用形態や労働条件、社会保障のあり方など、ライフスタイルの基本的条件にも大きな違いがある。そのため、海外の長所をそのまま日本に取り入れることは難しいといえる。この点では、その長所に学びながら、日本の生活様式にあわせた形での環境コミュニケーションのあり方を考えていかなければならない。調査研究を通じての環境政策の現状は、廃棄物の適性処理の段階で、発生抑制を推進する状況にいたってないといえる。しかし、環境教育や環境コミュニケーションの努力も徐々にではあるがすすめられており、この動きを支援していくための幅広い支援対策を実施していくことが求められる。
リハビリテーション災害支援システムの構築

リハビリテーション災害支援システムの構築を目的に,災害支援経験のある理学・作業療法士に対するアンケート調査とインタビュー調査を行った.またその結果をもとに冊子を作成し,全国の防災課と保健所へ配布を行った.加えてリハトリアージ作成,研修・意見交換会の実施,学会発表を行った.その結果,行政や医師を始めとする他職種の理解を得ることができた.また,中心団体が設立し,研修会が実施され,県単位でのシステム構築の動きが活性化した.日本だけでなく,WCPTなどの国際組織もリハビリテーション災害支援のガイドライン作成へ着手し始めた.今後の災害に対するリハビリテーション支援のシステム構築の一端を担うことができた.今年度は,リハビリテーション分野での災害医療への取り組みに関してインタビュー調査と文献調査を行い,その成果と前年度のアンケート調査を合わせ1冊の冊子にまとめ,配布を行った.2011年3月11日以降,大規模災害リハビリテーション支援関連10団体協議会(Japan Rehabilitation Assistance Team:JRAT)が組織され,現在,災害リハビリテーション・コーディネーターの育成研修やシステム構築を行っている段階である.インタビュー調査や文献調査の結果,災害リハビリテーション支援チームは,各都道府県でリハビリテーション医,看護師,理学療法士,作業療法士,言語聴覚士,ケアマネージャー,義肢装具士の7職種7名で編成され,発災急性期からの介入が予定されている.介入内容に関しては,急性期からのリハトリアージをはじめとし,長期的に生活までを見据えた多岐にわたる支援が必要と考えられ,各地で研修会が開催され,登録制度も合わせて平時から顔の見える関係を築き,災害時に備える方向へと進んでいることが明らかとなった.災害時の招集に関しては事務局である日本理学療法士協会が窓口となっている.今後,招集から支援への流れや研修内容,登録制度についてより詳細にシステムが構築されていくことが予想される.今年度と前年度の研究成果をまとめた冊子「リハビリテーション専門職種理学療法士・作業療法士ができる災害への備えと災害後支援」は,調査協力者をはじめとし,各地の保健所,防災拠点,災害医療や福祉の関係者に配布を行った.各自治体用に減災や二次的被害を低下させるための避難所の環境設定,物品準備,被災者の心身の維持を図るための日常生活の提案などを掲載した.また,療法士への意識付,他職種への啓もうとして関連学会等でも積極的に冊子の配布を行った.リハビリテーション災害支援システムの構築を目的に,災害支援経験のある理学・作業療法士に対するアンケート調査とインタビュー調査を行った.またその結果をもとに冊子を作成し,全国の防災課と保健所へ配布を行った.加えてリハトリアージ作成,研修・意見交換会の実施,学会発表を行った.その結果,行政や医師を始めとする他職種の理解を得ることができた.また,中心団体が設立し,研修会が実施され,県単位でのシステム構築の動きが活性化した.日本だけでなく,WCPTなどの国際組織もリハビリテーション災害支援のガイドライン作成へ着手し始めた.今後の災害に対するリハビリテーション支援のシステム構築の一端を担うことができた.H24年度の研究により,東日本大震災でリハビリテーション職種が行った活動内容,問題点,また今後必要な研修,準備などを明らかにすることができた.支援活動を行った療法士70名に対し,郵送とウェブによりアンケート調査を実施した.結果,37団体約2300人の療法士が,宮城・岩手・福島の3県での支援活動に参加したことが明らかとなった.多くが協会,県士会,また保健所や福祉事務所といった行政からの派遣であり,他職種とのチーム派遣であった.支援開始時期は,発災4日目1か月の災害フェーズ第2期からの長期的な介入であった.活動場所は,一次二次避難所,個人宅,保健所,仮設住宅,集会所,施設であり,期によって変化がみられた.対象は1日1115名であり,ほとんど女性であった.支援の際,東北独自の文化を感じた療法士が多かった.生活不活発病予防,健康体操といった予防的介入や自主トレーニングの指導,住環境に対するアプローチ,健康相談,マッサージと幅広い活動を行っていた.支援経験者は,今後1年に1,2回2日間,マネージメント,環境設定,被災者の心理,他職種との連携の知識技術の研修が必要と考えていることが明らかとなった.また,資格やチームへの登録,更新制度が必要と答えている.支援活動への職場や上司の理解は比較的良く,所属機関に関わらず4日1週間の継続した支援活動が可能ということが明らかとなった.H25年2月に,関連十団体により組織化される災害リハ支援チーム(DART)に向けて,11都府県を対象とした災害リハビリテーション支援の研修会が行われた.今後,全ての地域のチームを作るため,複数回の研修会開催が予定されている.研修に参加した各チーム,個人が中心的役割を担うキーパーソンとしての活動が今後期待されている.その具体的な研修内容やシステム構築に向けて,この研究の成果が足がかりとなると考える。平成24年度から2年間のアンケート・インタビュー調査により東日本大震災後のリハビリテーション支援において人材,知識,行政や他職種との相互理解が不十分であることが明らかとなった.これらの問題点を解決する為,冊子の作成,配布,学会発表,講演等で行政を含む他職種や理学・作業療法士への啓蒙活動を継続して行ってきた.また,研修内容の確立や開催による人材育成が必要であった為,平成26年度はリハトリアージの作成や研修会の開催を行い,災害リハビリテーションの知識の共有を図った.

まず,数回の施行を含めてリハトリアージの内容の検討を行い,学会発表,配布を行った.継続した活動により,リハビリテーション支援に対する他職種の興味関心,理解を徐々に得ることができ,発表では多数の方に参加いただくことができた.また,都道府県単位の理学・作業療法士会の支援体制の構築も活性化し,北海道や神奈川県などでは連携して研修会を開催することができた.また,設立した中心団体より後援をいただき「リハビリテーション災害支援研修・意見交換会」を東京にて実施することができた.研修前後に受講者全員にリハビリテーション災害支援に必要な知識10問を実施した結果,研修により有意な知識の向上が得られた.また,最後にアンケートを実施したところ,今回の研修・意見交換会により災害についての知識,個人の心がけ,海外での支援活動,リハビリテーション専門職としての具体的アプローチが学べたことが明らかとなった.今後も継続した研修参加の希望が多く,災害時に備え定期的に開催し人材育成を行うとともに,各団体との連携を深め災害時にスムーズな派遣ができるよう活動を継続していく.国際学会では,様々な国の理学療法士と災害リハビリテーションについてグループディスカッションを行う機会を得,その結果をもとに世界理学療法士連盟では災害時の支援ガイドラインの作成を進めている.リハビリテーション災害支援前年度はアンケート調査を実施し,2011年3月の東日本大震災後のリハビリテーション職種の災害支援活動の現状を明らかにし,今年度はインタビュー調査と文献調査にて,システム構築の現状と課題を明らかにすることができた.学会での発表や研究調査を通して,情報を共有することで,多くの団体が各自でリハビリテーション支援システムの構築に様々な方向性を持って取り組むのではなく,日本理学療法士協会が中心となり各団体がそれに協働して動くといった,互いに協力体制を取っていくための一助になることができたと考える.また,冊子の配布を通して,多職種・団体への啓蒙活動を行うことできた.H24年度は,調査1として計画していた,東日本大震災で支援活動を行った理学療法士,作業療法士,言語聴覚士70名を対象とした,郵送とウェブを使用したアンケート調査を実施することができた.結果,50%のアンケート回収率であり,東日本大震災でリハビリテーション職種が行った活動内容,問題点,また今後必要な研修や登録システム,避難所など物品の準備などを明らかにすることができた.これまで日本の災害医療支援の現状を調査してきた.今後は,海外の医療支援システムの調査を行い,日本に生かすことのできるリハビリテーション災害支援システムに関しては渡航し,現地にて調査をしていく.海外の調査内容に関しては,国内でのインタビュー調査,学会発表,論文投稿を通して関係者と情報共有をしていきたい.今後,より詳細な情報把握の為,支援経験者にインタビュー調査を行う.また,合わせて医療分野の既成の災害支援ガイドラインの文献およびインタビュー調査を行い,リハビリテーション職種の為の支援ガイドラインと地方自治体のための冊子を作成し,公表,提案をしていきたいと考えている。インタビュー調査は,一人3040分の半構造化インタビューを行う。許可を得たうえで録音を行い、逐語録を作成し、文字データとする。
ショウジョウバエ概日リズム出力系の情報伝達機構の総合的研究

ショウジョウバエの時計突然変異体の研究によって、サーカディアンリズムを制御する多数の分子が同定され研究が進展している。生物時計は光によって影響を受けることが知られているが、光受容の入力経路の分子機構は未知であった。我々も含めたいくつかの研究室において、クリプトクローム(cry)がサーカディアンリズムの光受容体ではないかという報告がなされた。出力系においては、神経ペプチドの1種であるPDF(pigment dispersing factor)がかかわっていると考えられている。昨年度、イエバエにおいて、CRY, PDFに対するそれぞれの抗体を用いて、両者が存在するニューロンの同定を行ない、成虫の脳の側方ニューロンにおいて両者が共に発現していることを明らかにした。今年度はこの観察について以下の結果を得た。成虫ではS、Lの2群のPDF陽性ニューロンが存在していた。これらのニューロンが幼虫、蛹期における発現パターンを明らかにしたところ、Sタイプがすべての発生段階において存在していた。CRY, PDFが共存しているニューロンはこのSタイプであることが明らかとなった。また、CRYに対する染色は昼夜で変動していることが明らかになった。ウエスタンブロットによって、タンパク質の量的変動を調べようと試みたが、用いた抗体は膜上ではCRYに結合しなかった。今年度の研究はSタイプの側方ニューロンがイエバエにおける「時計ニューロン」として機能している可能性を示唆した。ショウジョウバエの時計突然変異体の研究によって、サーカディアンリズムを制御する複数の分子が同定され研究が進展している。我々も含めたいくつかの研究所において、クリプトクローム(cry)がサーカディアンリズムの光受容体ではないかという報告がなされている。そこで、ショウジョウバエにおいてcryの生体内での機能と役割を明らかにするために、CRYに対する抗体を用いて免疫組織染色を行った。その結果、CRYは頭部では、脳、視葉、複眼などほとんどの組織で再現が見られた。その染色には変動が見られ、一部の細胞では核移行が観察された。これらの結果はウエスタンによる解析の結果とも一致した。光パルスを与えた後のTIMタンパク質の量の変化に対する影響、CRYの過剰発現の効果を検討した。さらに、大型のイエバエにおいて生物時計の細胞レベルの研究を進めるために、ショウジョウバエの時計に関わるタンパク質の抗体を用いて免疫組織染色を行った。出力系においては、神経ペプチド(PDF:pigment dispersing factor)が関わっていると考えられている。今年度は、イエバエにおいて、CRY,PDFに対する抗体を用いて、両者が存在するニューロンの同定を行ない、側方ニューロンにおいて両者が共に発現していることを明らかにした。また、ショウジョウバエのPDFのmutantの側方ニューロンの個別の概日振動を時計遺伝子TIMの発現、核移行を指標に蛍光免疫抗体染色法を用いて調べた。その結果、pdf突然変異体では、明暗サイクル下で視細胞、LNsともにTIMの発現量や核移行タイミングには野生型との差は見られなかった。しかし、恒暗条件(DD)に移して数日後からTIMの核移行がみられなくなった。これらの結果は、pdfは少なくとも左右の概日振動体間でのcouplingには重要ではなく、PER/TIM dimerの核移行に対して影響を与えることで、各々の側方ニューロンがDDでの概日振動を維持するために不可欠であることを示すと考えられた。

我々も含めたいくつかの研究室において、クリプトクローム(cry)がサーカディアンリズムの光受容体ではないかという報告がなされた。出力系においては、神経ペプチドの1種であるPDF(pigment dispersing factor)がかかわっていると考えられている。昨年度、イエバエにおいて、CRY, PDFに対するそれぞれの抗体を用いて、両者が存在するニューロンの同定を行ない、成虫の脳の側方ニューロンにおいて両者が共に発現していることを明らかにした。今年度はこの観察について以下の結果を得た。成虫ではS、Lの2群のPDF陽性ニューロンが存在していた。これらのニューロンが幼虫、蛹期における発現パターンを明らかにしたところ、Sタイプがすべての発生段階において存在していた。CRY, PDFが共存しているニューロンはこのSタイプであることが明らかとなった。また、CRYに対する染色は昼夜で変動していることが明らかになった。ウエスタンブロットによって、タンパク質の量的変動を調べようと試みたが、用いた抗体は膜上ではCRYに結合しなかった。今年度の研究はSタイプの側方ニューロンがイエバエにおける「時計ニューロン」として機能している可能性を示唆した。
通信端点における分散検知モジュールによる侵入防止機構

通信内容を検査するためのパターンマッチングエンジンの速度を落とすことなくメモリ消費量を大幅に削減する新たなデータ構造を提案し,評価を行った.これを用いて、メールやWebなど, TCP通信を行うサーバへの攻撃を検知するための検査モジュールや, UDPやICMPなどの通信の検査を行うカーネル内検査モジュールを作成し,個々のサーバやPCに設置できるほど軽量な検査モジュールが実現可能であることを実証した.さらに, TCP通信用の検査モジュールとUDPやICMP向けの検査モジュールで検出した疑わしいパケットに対して,より詳細な検査を行う詳細検査モジュールを実装し, NIDSとして完結したソフトウェアシステムとした.また,開発したデータ構造は,侵入知以外に正規表現を用いたテキスト処理への利用も考慮し、メモ化により効率向上を試みた.今後は,検知結果の情報を個々の計算機やネットワーク全体で統合して防御する仕組みを開発し,システム全体の完成度を高めるとともに,大規模な攻撃や感染をシミュレートすることによってシステムの実用性を検証する研究を進める,既存のNIDSであるSnortのルールをそのまま用い,既存NIPSよりもスケーラブルで情報爆発時代に対応できる侵入検知システムとしての実用性を高め,フリーソフトウェアとして公開して広く一般の利用に供する.また,暗号通信に対する検知の仕組みや,認証を用いて検査を省略する手法に関する研究を進める予定である.これまでは検知ルールのうち必要なもののみをセッションごとに選別してからコンパイルしていたTCP向け軽量検知モジュールにおいて、コンパイル済みのマッチ用テーブルをファイルに保存し、高速に検索できる4次元索引を付加することで、セッション開始時のセットアップ時間を大幅に短縮した。実験によれば、すでに保存ずみのファイノレが存在する場合、セットアップ時間を従来の1/80程度に短縮することが可能となり、すべての計算機に内蔵できる、性能低下の少ない侵入検知システムの実現という研究目標のために重要な効率向上が達成できた。また、セッションごとにTCP通信を監視する検知モジュンールに加え、UDPやICMPを含む任意.のネットワーク通信をパケットごとに検査するカーネルレベルの検知モジュールを試作し、その性能の評価を行った。実験の結果、実用的なパケットサイズにおける速度低下は最大70%程度であることが分かった。この結果、TCPに限定されずすべてのパゲツトを効率的に検査する軽量な侵入検知フレームワークが実用性を大きく増すことになつた。さらに、研究の過程で開発したメモリ効率の良い有限状態オートマトンの表現法を言語処理系に応用する研究も行った。正規表現を宥限状態オートマトンに変換する字句解析器生成系にこの手法を適用したところ、従来のものよりもメモリ効率と実行速度のトレードオフを改善し、効率の良い処理系が生成できることが明らかになった。通信内容を検査するためのパターンマッチングエンジンの速度を落とすことなくメモリ消費量を大幅に削減する新たなデータ構造を提案し,評価を行った.これを用いて、メールやWebなど, TCP通信を行うサーバへの攻撃を検知するための検査モジュールや, UDPやICMPなどの通信の検査を行うカーネル内検査モジュールを作成し,個々のサーバやPCに設置できるほど軽量な検査モジュールが実現可能であることを実証した.さらに, TCP通信用の検査モジュールとUDPやICMP向けの検査モジュールで検出した疑わしいパケットに対して,より詳細な検査を行う詳細検査モジュールを実装し, NIDSとして完結したソフトウェアシステムとした.また,開発したデータ構造は,侵入知以外に正規表現を用いたテキスト処理への利用も考慮し、メモ化により効率向上を試みた.今後は,検知結果の情報を個々の計算機やネットワーク全体で統合して防御する仕組みを開発し,システム全体の完成度を高めるとともに,大規模な攻撃や感染をシミュレートすることによってシステムの実用性を検証する研究を進める,既存のNIDSであるSnortのルールをそのまま用い,既存NIPSよりもスケーラブルで情報爆発時代に対応できる侵入検知システムとしての実用性を高め,フリーソフトウェアとして公開して広く一般の利用に供する.また,暗号通信に対する検知の仕組みや,認証を用いて検査を省略する手法に関する研究を進める予定である.
公会計の国際比較研究

平成2年度及び3年度の2年間の研究は、文献並びに欧米各国の会計専門家との通信による意見収集によって、研究アプロ-チの適正化、及び、各国別の会計システム並びにそれに付随する制度的特徴を、調査・研究してきた。また、諸外国の会計専門家との交流によって、上記の調査・研究の結果を検証した。その結果、各国における測定の焦点は、国情(national context)によって相違するものの、大きく分けて三つに大別することが判明した。その分類は、キャッシュ・フロ-に測定の焦点を置いたもの、パブリック・セクタ-の財政状態に測定の焦点を置いたもの、更には、非貨幣的測定尺度を用いることによりパブリック・セクタ-の業績評価に測定の焦点を置いたものである。上記の諸外国の分類体系において問題となるのは、それら測定の焦点が一つのシステムの中において同時に達成することが可能か否かである。この問題意識のもとで、わが国公会計制度を分析し、より改善された公会計システムを確立することが今後の課題となる。従って、その課題を解明するためには、それらの理論的問題点を実務に照らして検証することが必要となる。そのため、わが国公会計制度についての法令や文献によって調査・研究すると共に、それに基づいて自治体関係者及び会計専門家に対してインタビュ-等の実態調査を実施し、実務上の問題点を特定化してきた。しかしながら、研究期間が当初計画よりも短縮し、また、研究途上における新たな問題、すなわち、各国公会計制度における測定の焦点の相違からもたらされる基礎概念の不統一により、本研究の最大のテ-マである公会計の国際的調和化を図り、概念フレ-ムワ-クを構築することが、今後の研究課題として残されている。更に、公会計におけるエンティティ概念が第3セクタ-等により不明確になっていることも今後の研究課題として残っている。そのため、本研究を今後も継続して行う必要がある。平成2年度においては、文献の収集が若干遅れたために、すでに各研究分担者によって保持・分析されている文献をもとに、原則として、月1回の研究会を開催し、過去のアプロ-チの問題点並びに公会計の基本的諸原則を再検討してきた。なお、それらの研究報告の中の主なものは、裏面の「研究発表」であり、さらに、隅田一豊教授の報告は、平成3年9月に開催される日本会計研究学会全国大会において、報告することになっている。例えば、過去の文献によれば、政府会計を単なる記録手段としてのみ捉え、単なる在庫の記録等をもその範囲に含めていた。そのために、近代的な会計機能というものを非常に狭く捉えているために、概念フレ-ムワ-クの構築自体が困難になっている。本研究では、近代国家を夜警国家と区別し、社会システム全体を管理するための手段、および、夜警国家には存在しえなかった、住民に対するアカウンタビリティを基盤として、理論および概念フレ-ムワ-クを構築していくことになった。また、予算の範囲で可能な限り、実態調査をすべく、1月に神戸市、尼崎市および枚方市等のヒアリングを実施した。さらに、すでに自治体の監査委員である、公認会計士等の実務家との懇談を進め、現行会計システムにおける不備並びに問題点を討議してきた。
細胞と音波のインタラクションの可視化とメカニズムの解明

STAMPではスナップショット型のスペクトラルイメージングを必要とするが,2014年に発表した原理実証システムでは撮影枚数の向上に制限のある構成となっていた.そこで,スライスミラーという特殊な光学素子を用いた新しいスペクトラルイメージング法を開発した.本手法では枚数の向上だけでなく,装置の小型化にもつながり,本技術の普及にも寄与することが期待される.一方で,培養細胞を用いた実験にて,衝撃波による神経突起伸長への影響を調べた.神経細胞にはPC12を用い,衝撃波を7日間負荷し続けた群と何も負荷していない群にて比較を行い,衝撃波を負荷した群において神経突起伸長の促進がみられた.ただ,どのようなメカニズムでこの現象が起こっているのか,どのような条件下でも生じるのかなど,まだ詳細な調査を必要とする.米国MITにおいては,ガラス表面を伝播する表面弾性波の可視化と,脂質二重膜への衝撃波の影響を調べるための新しい手法の開発および観察を行った.表面弾性波は干渉計測により数ナノメートルの分解能にて変位を計測し,またフレーミングカメラとファブリペロー系を用いることで3ナノ秒のフレームインターバルで数ピコ秒の露光時間を実現した.また,リポソームに表面弾性波,または水中衝撃波を作用させ,その影響を動的観察する蛍光イメージング法を開発した.開発した手法により,リポソームが衝撃で大きくひずむ様子が観察された.今後は現地の学生と協力し,研究を進めていく予定である.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。本研究の目的は,細胞に対する音波の影響を調査するため,細胞内を伝播する衝撃波を可視化することである.しかしながら,これまでの技術では観察に適切な高速度撮影技術が存在しなかった.これに対し,従来の高速度カメラの速度を1000倍以上向上させる全光学的高速度カメラSTAMPを2014年夏に発表した.本技術はこれまでブラックボックス化されていた未知の現象を捉えることでプロセスの理解を深め,これまで断片化していた音波によるメカノバイオロジカルな知見を統合することに貢献し,将来的には音波による生体細胞・組織・器官の活性化や再生などの治療技術の確立に寄与することが期待される.そのほか,夏に発表したSTAMPではSpatial Mapping Deviceにて申請者が開発したスペクトラルイメージング手法を用いていが,本要素技術に新しいアイデアを組み込み,従来技術より多くの撮影枚数を実現する手法を提案・開発した.この技術はSTAMPのみならず,広くスペクトラルイメージング技術として用いることができ,内視鏡診断,食品の検査,天体観測など,多くの分野で用いられることが期待される.また,培養細胞を用いた衝撃波照射実験においては,HUVECの細胞間接着の一時的剥離,およびPC12の突起伸長促進をin-vitro実験にて確認した.これらの技術はドラッグデリバリや神経障害の低侵襲的な治療などに貢献することが期待される.STAMPではスナップショット型のスペクトラルイメージングを必要とするが,2014年に発表した原理実証システムでは撮影枚数の向上に制限のある構成となっていた.そこで,スライスミラーという特殊な光学素子を用いた新しいスペクトラルイメージング法を開発した.本手法では枚数の向上だけでなく,装置の小型化にもつながり,本技術の普及にも寄与することが期待される.一方で,培養細胞を用いた実験にて,衝撃波による神経突起伸長への影響を調べた.神経細胞にはPC12を用い,衝撃波を7日間負荷し続けた群と何も負荷していない群にて比較を行い,衝撃波を負荷した群において神経突起伸長の促進がみられた.ただ,どのようなメカニズムでこの現象が起こっているのか,どのような条件下でも生じるのかなど,まだ詳細な調査を必要とする.米国MITにおいては,ガラス表面を伝播する表面弾性波の可視化と,脂質二重膜への衝撃波の影響を調べるための新しい手法の開発および観察を行った.表面弾性波は干渉計測により数ナノメートルの分解能にて変位を計測し,またフレーミングカメラとファブリペロー系を用いることで3ナノ秒のフレームインターバルで数ピコ秒の露光時間を実現した.また,リポソームに表面弾性波,または水中衝撃波を作用させ,その影響を動的観察する蛍光イメージング法を開発した.開発した手法により,リポソームが衝撃で大きくひずむ様子が観察された.今後は現地の学生と協力し,研究を進めていく予定である.目標とする細胞内衝撃波伝播の可視化を行い,現象を解析・理解するためには,原理実証でくみ上げた6枚の撮影を行うシステムでは性能が不足している.この撮影枚数を向上させるためには単に技術的な改善ではなく,手法の大幅な変更が必要であった.これに対し申請者は撮影枚数の向上が可能で,画質もさらに優れたものが取得できる新しいシステムを考案し,所属研究室の学生,東京大学天文学の研究チーム,理化学研究所の研究チームと共同で開発することに成功した.原理実証では白色光を用いたスペクトラルイメージングを行い,現在論文投稿準備中である.本手法をSTAMPに組み込むことで,当初の研究計画で挙げていた撮影枚数の大幅な向上を実現できる見込みである.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。目標としている撮影条件である1 Gfpsから10 Tfpsという広い時間領域にて,20枚程度の撮影を行う超高速撮影を実現するよう,今後もSTAMPの改良・開発を続けてゆく.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
金ナノ粒子マスプローブの機能評価と実用技術化

金や金銀合金ナノ粒子のレーザー脱離イオン化挙動を解明する。金・銀イオンそれぞれの脱離化効率が、ナノ粒子の形状や表面状態や金銀合金の割合にどのような影響を受けるかを定量的に明らかにすることは金属イオンのレーザー脱離に関わる新しい知見となる。以前の研究では、金ナノ粒子の検出感度はほとんど単粒子検出ができるレベルであることが明らかになっている。本研究では、検出感度の極限を追求するとともに、免疫反応を検出する超高感度マスプローブを実現する。また、餌に金ナノ粒子を混入し、血中に移行する極微量のナノ粒子の体内動態を評価する。環境に拡散したナノ粒子の動態に関わる知見を収集し、ナノ材料の環境リスクを評価する。
受動歩行の力学的原理に基づくヒトに近い高速・高効率平地歩行ロボットの開発

受動歩行の力学的原理に基づき, 13時間45分の連続歩行に成功し,ギネス世界記録に認定された.また,ヒトが必要最小限のアシストを加えることで,平地を含むヒトの生活空間での歩行が可能となった.さらに,ヒトに酷似した外装を施すと,ヒトの歩行と見間違えるほどであり気配さえ感じる.上体効果により歩行効率を高められることが実証され,腰関節トルクは脚および膝関節に有効に働くことが示され,膝折れやつまずきによる転倒を低減させた.また,高速移動として,時速10kmクラスの真にヒトのような走行を実現した.受動歩行の力学的原理に基づき, 13時間45分の連続歩行に成功し,ギネス世界記録に認定された.また,ヒトが必要最小限のアシストを加えることで,平地を含むヒトの生活空間での歩行が可能となった.さらに,ヒトに酷似した外装を施すと,ヒトの歩行と見間違えるほどであり気配さえ感じる.上体効果により歩行効率を高められることが実証され,腰関節トルクは脚および膝関節に有効に働くことが示され,膝折れやつまずきによる転倒を低減させた.また,高速移動として,時速10kmクラスの真にヒトのような走行を実現した.本研究では,受動歩行の力学的原理に基づき,ヒトに近い高速で高効率な平地歩行を実際のロボットで実現することを目的としている.動力なしでスロープを下り歩くことができる受動歩行機を実験者が適切にアシストすることで,2脚での平地歩行を実現した.このとき,得られた歩容を実験者は的確に把握することができる.ここで,歩行の移動効率を高めることができれば,アシスト力を低減することが可能であり,将来的に小さな関節トルクによって理想的な自律平地歩行が実現できる.本年度は,2脚受動歩行機に上体を付加することでアシスト力が低減され,移動効率が35%程良くなることを実験的に確認した.これは,上体効果に加え,ヒトによる効果的なアシスト力生成によるものと考えられる.高速城での歩行を実現するには,非常に高速で遊脚の振り抜きを適切に行うことが重要となる,特に,膝関節の運動が重要となる.したがって,走行現象も重要となる.本年度,プリミティブなレベルではあるが,バウンシング・ロッド・ダイナミクスに基づいた2脚受動走行(平均速度7.9[km/h])を実機により実現した.ロッドが斜めに地面に衝突すると,水平方向のエネルギーが上昇方向の力に変換されて,ロッドが回転しながら跳ね上がる現象を応用した走行機構である.受動歩行の魅力は,環境との相互作用により自然でエネルギー効率の高い歩容を生成することである.本年度は,環境との相互作用の中で,優れた直進安定性を実現した,具体的には,バネ付き外脚フレームを用いることで環鏡適応性を飛躍的に向上させ,13時間45分の連続歩行に成功した(ギネス世界記録^<TM>認定).本研究では,受動歩行の力学的原理に基づき,ヒトに近い高速で高効率な平地歩行を実際のロボットで実現することを目的としている.受動歩行機を実験者が適切にアシストすることで,2脚での平地歩行を実現した.アシスト力を低減することができれば,同時に移動効率を高めることができ,小さな関節トルクによって自律平地歩行が達成できる.ヒトに近い高速・高効率な平地歩行ロボットを開発する場合,外観もヒトに近づける必要がある.シルエットを極力ヒトに近づけることから,各部の機構にはかなりの制約条件が課せられる.2脚受動歩行機にヒトの筋骨格系を模した受動的な上体機構を取り付け,アシスト歩行実験,数値シミュレーションおよび理論解析から,上体効果によるエネルギー効率の改善,遊脚の振り運動と上体の揺動との関係を明らかにした.また,ヒト足形状の受動足機構を独自開発した.カムとバネを組み合わせて,Roll-overshapeを考慮した非線形なトルク特性を実現し,原理的に膝折れのない歩行を実現した.さらに,外装を施した歩行機の脚の動きはヒト(生物)と見間違えるほどであり,存在感や気配さえ感じる.ヒトの脚(に見えるもの)が,自然な歩行をしている様子は,とても衝撃的で他に類がない.初年度から継続して,高速な脚運動の実現を目指し,バウンシング・ロッド・ダイナミクスと言うスピードを利用した接地時間の短い高速脚運動について検討を進め,時速10[km]レベルの2脚膝有り走行を実現した.極めてヒトに近い走行フォームを生成している.なお,着地前後において,遊脚下腿部の角度が水平以下では遊脚大腿部の前方振り出しは減速,水平以上の状態では加速され,膝を曲げた状態では着地前後において遊脚下腿部の前方振り出しが加速されることを明らかにした.本研究では,受動歩行の力学的原理に基づき,ヒトに近い高速で高効率な平地歩行を実際のロボットで実現することを目的とする.歩行の移動効率を高めることができれば,将来的に小さな関節トルクによって理想的な自律平地歩行が実現できる.上体付き受動歩行の研究の多くは数値シミュレーションだけで,実機実験はほとんど行われていない,本研究では,受動歩行ロボットにヒトの筋骨格系を模した受動的な上体機構を取り付けた.脚長は0.9m,脚質量は10kgである.また,上体は全長0.6m,質量2.8kgである.上体と大腿部は,前後から弾性帯(ウレタン)で連結されている.これらの弾性帯は,1歩行周期前半では,遊脚の振り出し促進(前方弾性帯),支持脚の前方移動の促進(後方),後半では支持脚の前方移動の抑制(前方,上体は後傾)の効果がある.実験の結果,最低スロープ角度(連続歩行が可能な最低のスロープ角度)は,γ=2.3°であった.ここで,移動効率はε=

sinγで計算できるので,ε=0.04となる.ヒトの場合は一般的にε=0.2と言われているので,受動歩行の効率の良さが際立っている.ほとんど平坦な歩行路であり,今後小さな関節トルクによる平地歩行が期待できる.また,受動的なバネ-カムによる股関節バネ機構(腰トルク発生装置)を開発した.本機構は,バックドライバビリティを確保し,カム形状により任意のトルク特性が生成できる.なお,支持脚腰トルクや遊脚腰トルクが支持脚膝や遊脚膝の屈伸運動に及ぼす効果に注目し,膝折れやつまずきによる転倒の低減を図った.さらに,本股関節バネ機構をユニットとして配置した歩行支援機を試作した。腰カフをヒトの骨盤に宛がい,テーパー状の脛カフをふくらはぎにフィットさせる.ここで,適切な腰トルクが作用すると,違和感なく遊脚膝の屈曲や脚の振り運動が促進することを実感できる.すなわち,親和性が高くヒトに近い歩容生成特性を有していることがわかった.
竹を利用したバイオディーゼル燃料(BDF)の改質及び廃グリセリンの燃料化

使用済みてんぷら油から作るバイオディーゼル燃料(BDF)は精製度にもよるが、燃料中の不純物(水分等)により燃料ホースやゴムパッキン、金属類の腐食問題、更には燃料自体が長期保管出来ないという問題があり、その対策が急務となっている。また、バイオディーゼル燃料の大量製造に伴い、副産物であるグリセリンの活用法などが課題として挙げられる。そこで本研究では過疎化で問題となっている竹薮の竹を活用し、竹炭によるバイオディーゼル燃料の改質の有効性を調査した。また、バイオディーゼル燃料製造時に出る廃グリセリンと竹チップ(竹をチップ状にしたもの)を織り交ぜ、燃料化を試みた。まずバイオディーゼル燃料の保管用タンク内に竹炭入れ、バイオディーゼル燃料の性状変化を調べた。水分、粘度、比重、引火点の計測を1ヶ月毎に行い、その変化を調べた結果、粘度、比重、引火点では大きな違いは見られなかったが、水分に関しては各測定において竹炭を入れたバイオディーゼル燃料の方が少ないという結果となった。このことより長期保管に関して竹炭の有効性が明らかになったが、今後更なる長期観察を行う予定である。次にバイオディーゼル燃料精製時の副産物であるグリセリンと竹チップの燃料化を試みた。グリセリンを染み込ませた竹チップを自然燃焼させた結果、煤が発生した為、送風機を用いた実験を行った。グリセリン又は竹チップをそれぞれ単体で燃焼させた場合よりも同時(グリセリンを染み込ませた竹チップ)に燃焼させた方が燃焼が激しかったことから、有益な燃料とすることが出来るものと考える。次に連続燃焼の出来る機構を備えたボイラーを製作することが課題となる。
脂肪由来間葉系幹細胞を用いた骨髄再生の研究・人工骨髄の作成をめざして

マウス脂肪由来間葉系細胞を用い作成した人工骨髄が、免疫不全マウスであるNODマウスの皮下で、造血細胞の長期維持が可能であること確認し骨髄ニッチを提供する能力を有することを示した。また、脂肪由来間葉系幹細胞の抗炎症効果の確認のため冠動脈血管炎モデルマウスを用いて検証したところ、炎症性サイトカインの抑制や血管炎の面積の減少など抗炎症効果や免疫調節機能があることが確認できており、今後の骨髄再構築の機序の解明に役立つデターが得られている。脂肪由来間葉系幹細胞はさまざまな組織系統に分化が可能であり、1皮下組織から比較的容易に大量に採取でき2採取細胞に幹細胞の割合が高く3骨髄由来間葉系幹細胞よりも細胞増殖が速く、再生促成因子を多く分泌することが明らかになっている。本研究は脂肪由来間葉系幹細胞と骨担体であるハイドロキシアパタイト(HA)を共培養することにより人工的に造血微小環境を構築し、造血幹細胞の維持・増殖・分化を再現できる人工骨髄を作成し、造血幹細胞と脂肪由来骨髄のニッチの制御機構のさらなる解析を行う。最終的には免疫応答の心配のない自己骨髄の再現と、さらには骨髄不全患者への臨床応用や体外自己造血システムを構築し供血者不足解消をも目指す画期的な研究である。現在までにマウス脂肪由来間葉系幹細胞と人工骨(HA)の共培養による人工骨骨髄の作成に成功している。すなわち、58週齢のGFPトランスジェニックマウスから脂肪を採取し間葉系細胞を樹立できた。間葉系細胞を幹細胞専用培地にて増殖後、骨芽細胞分化培地に人工骨と共培養を行いその後C57/Bl6-Ly5.2マウスの背部に移植することによりHA内に骨髄様組織を再現でき、C57/Bl6-Ly5.1の造血幹細胞を移植するマウスの移植の実験系を用いて、血液細胞が長期に維持されることを確認した。脂肪由来間葉系幹細胞はさまざまな組織系統に分化が可能であり、1皮下組織から比較的容易に大量に採取できる。2採取細胞に幹細胞の割合が高く3骨髄由来間葉系幹細胞より増殖能力が高く、再生因子を多く分泌することがわかってきている。また近年ヒトでは造血支持作用の他に,MSCには種々の液性因子を放出して,樹状細胞,単球,NK細胞,T細胞,好中球などに対し抑制的に働く作用があることや、さらに炎症部位や組織傷害部位に集積しやすい性質もある。以上のことからMSCは造血幹細胞移植における生着促進やGVHD制御に有用だと期待されている。本研究は脂肪由来間葉系幹細胞と骨由来であるハイドロアパタイト(HA)を共培養することにより人工的に造血微小環境を構築し、造血幹細胞の維持・増殖・分化を再現できる人工骨髄を作成し、造血幹細胞と脂肪由骨髄のニッチの制御機構のさらなる解析を行う。間葉系幹細胞はHLAを発現しているものの共刺激分子を発現していないので、アロ反応性T細胞を活性化しないため汎用性の高ソースでありる。最終的には、骨髄不全患者への臨床応用や対外自己造血システムの構築から供血者不足の解消をも目指す研究である。現在までにマウス脂肪由来間葉系幹細胞を用いて人工骨(HA)中に長期造血細胞の維持が可能な人工骨髄の作成に成功した。さらにはヒト脂肪由来間葉系幹細胞を用いた人工骨髄をHA内に作成し長期の未分化なヒト造血細胞の維持の有無を検討している。マウスの系では順調に経過しており、その系を応用してヒトの脂肪由来間葉系幹細胞を用いて人工骨髄作成の実験を進行中である。MSCはHLAを発現しているものの共刺激分子を発現していないためアロ反応性T細胞を活性化しないため汎用性の高ソースであり、最終的には、骨髄不全患者への臨床応用や対外自己造血システムの構築から供血者不足の解消をも目指す研究である。さらには同時に脂肪組織由来間葉系幹細胞の明確な分化機序や、抗炎症作用、免疫抑制作用などその他の細胞に与える影響については未だ明らかとなっていない点が多く、骨髄再生の機序の解明の大事な因子の一つである。

今回、川崎病血管炎類似マウスに、マウス脂肪組織由来間葉系幹細胞を投与することよってその効果や血管炎へ与える血清学的・病理学的影響を検討することで、脂肪組織由来幹細胞の持っている機能解析と骨髄再生医学への有用性の証明へとつなげる研究もおこなう人員のパワー不足や倫理員会の承認のおくれ・臍帯血入手の不確実性など。脂肪由来間葉系幹細胞を用いた骨髄再生の研究・人工骨髄の作成をめざして研究を行った。脂肪由来間葉系幹細胞はさまざまな組織系統に分化が可能であり、1皮下組織から比較的容易に大量に採取できる。2採取細胞に幹細胞の割合が高く3骨髄由来間葉系幹細胞より増殖能力が高く、再生因子を多く分泌することがわかってきている。また近年ヒトでは造血支持作用の他に,MSCには種々の液性因子を放出して,炎症に対して抑制的に働く作用があることや、さらに炎症部位や組織傷害部位に集積しやすい性質もある。以上のことからMSCは炎症疾患改善効果や造血幹細胞移植における生着促進やGVHD制御に有用だと期待されている。本研究は脂肪由来間葉系幹細胞と骨由来であるハイドロアパタイト(HA)を共培養することにより人工的に造血微小環境を構築し、造血幹細胞の維持・増殖・分化を再現できる人工骨髄を作成し、造血幹細胞と脂肪由骨髄のニッチの制御機構のさらなる解析を行う。MSCはHLAを発現しているものの共刺激分子を発現していないためアロ反応性T細胞を活性化しないため汎用性の高ソースであり、最終的には、骨髄不全患者への臨床応用や対外自己造血システムの構築から供血者不足の解消をも目指す研究である。現在までにマウス脂肪由来間葉系幹細胞を用いて人工骨(HA)中に長期造血細胞の維持が可能な人工骨髄の作成に成功した。また骨髄を再生する脂肪由来間葉系幹細胞の特性を理解するため血管炎に対する抗炎症効果や炎症改善の効果も併せて研究し人工骨髄を作成する機序も解明を行い、さらにはヒト脂肪由来間葉系幹細胞を用いた人工骨髄をHA内に作成し長期の未分化なヒト造血細胞の維持の有無を検討している。マウス脂肪由来間葉系細胞を用い作成した人工骨髄が、免疫不全マウスであるNODマウスの皮下で、造血細胞の長期維持が可能であること確認し骨髄ニッチを提供する能力を有することを示した。また、脂肪由来間葉系幹細胞の抗炎症効果の確認のため冠動脈血管炎モデルマウスを用いて検証したところ、炎症性サイトカインの抑制や血管炎の面積の減少など抗炎症効果や免疫調節機能があることが確認できており、今後の骨髄再構築の機序の解明に役立つデターが得られている。マウスの系では順調に経過しています。論文投稿できております。予定どおりマウス脂肪由来間葉系幹細胞の研究では、マウスでのHA内の人工骨髄および造血細胞のhoming, lodging, mobilizationの解析は進行している。さらにヒト脂肪由来造血幹細胞を用いて免疫不全マウスであるNOGマウスを用いて皮下にニッチを持つモデルマウス作製をする。1)現在市販されているヒト脂肪細胞由来造血幹細胞を使用する。2)マウス脂肪細胞由来実験系のときと同様な手法で骨芽細胞に誘導し、HAと共培養を行う。3)2)のHAをNOGマウスに皮下移植し、人工骨髄を作製し組織学的・遺伝学的解析を行う(右田准教授担当)。4)本研究に用いる臍帯血細胞は両親に研究の主旨と目的を説明のうえ同意を得て採取する。正期産の臍帯血よりMACS Sortingをもちいて、CD34陽性細胞を分離する(純度95%以上)。臍帯血CD34陽性細胞をNOGマウスに移植し2次移植まで行い、マウス脂肪由来間葉系細胞のときと同様に皮下ニッチの造血維持能の評価をおこなう。