hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
4次元ストリートビューによるHPCデータの対話的可視化

ポストプロセス可視化はシミュレーション規模が大きくなると不可能となる。一方、スーパーコンピュータ上でシミュレーションと同時に可視化も行うin-situ可視化は視点の移動などの対話的な解析ができないという点が致命的である。本研究により、対話的なin-situ可視化を実現する新しい可視化手法「4次元ストリートビュー」を確立することができた。シミュレーション領域に散布させた多数の視点から全方位可視化動画像を生成し、それを入力として4次元の画像空間中を自由に移動してデータを対話的に解析するのが4次元ストリートビューである。この手法を実際の磁気流体力学シミュレーションに適用し、その有効性を確認した。本年度は動画空間ブラウザの開発の注力した。これは、多数の全方位可視化カメラで「撮影」したin-situ可視化動画像群を対話的に解析するアプリケーションである。カメラの視点位置(全方位カメラの座標)と各フレームの時刻情報を合わせた4次元(空間3次元+時間1次元)空間中の静止画データセットに対してユーザは4次元空間中の軌跡を自由に指定する。その経路上に位置する静止画のシークエンスをリアルタイムに抽出し、滑らかな動画として表示する。本年度の研究開発により、以下の3点の成果が得られた。(1)読み込み可能動画数の制限撤廃:準備研究の段階で開発していた動画空間ブラウザでは、解析対象となる動画データ群の全てをPCのメモリに読み込んでいたため再生できる動画の数に制限があった。本年度は、ユーザの指定した視点位置の周囲の動画だけを選択的にメモリに読み込むout-of-core手法を実装することによりこの制限をとることに成功した。(2)全方位可視化画像の作成方法の改良:従来はYin-Yang格子の手法を応用し、視点から2方向の可視化画像を生成・合成していたところを、6方向の画像可視化画像を生成・合成する方法に改良した。これにより、in-situ可視化としてソフトウェアレンダリングとハードウェアレンダリングの両方に対応することが可能となった。(3)スーパーコンピュータ上でのin-situ可視化手法の確立:本研究を成功させる鍵の一つは、スーパーコンピュータ上での高品質in-situ可視化を十分な速さで実現することである。本年度はオープンソースの汎用可視化ソフトであるKVSをスーパーコンピュータ上で動かすための研究を進めた。基本ライブラリのOSMesaをスーパーコンピュータ動かす必要があり、そこでかなりの労力を費やしたが、最終的に成功し、現在ではKVSを使った基本的な可視化が可能となった。研究計画では、動画空間ブラウザ開発を進め、読み込み可能な動画数の制限をなくすのが本年度の計画であった。上述のように、この目標は達成することができたので、おおむね順調に進展していると判断した。4次元ストリートビュー手法を実現するために以下の3つの手法とツールを開発した。(1)全方位同時可視化手法の確立。(2)シミュレーションと可視化を分離するMPMD計算手法の確立。(3)動画データブラウザの開発。以下、それぞれについてその成果をまとめる。(1)全方位同時可視化手法の確立:シミュレーション領域に散布させた仮想的な可視化用カメラ視点から全方位で可視化画像を連続的に生成する手法を開発した。可視化のための基礎ライブラリにはオープンソースの可視化クラスライブラリKVSを利用し、ある視点から6方向で「撮影」した可視化画像を一枚の全方位画像に自動的に集めるプログラムが完成した。(2)シミュレーションと可視化を分離するMPMD計算手法の確立:上述の可視化プログラムをシミュレーションプログラムに組み込むあたり、シミュレーションの実行速度に影響を与えないないで可視化を実現する手法の確立に成功した。これはシミュレーションと同数、あるいはそれ以上の計算ノード数を(並列化された)可視化プログラムに割り当て、両者をほぼ独立したMPIプログラムとして同時に実行させるMPMD(Multiple-Program Multiple Data)方式の並列計算手法である。(3)動画データブラウザの開発:シミュレーション実行後には多数の全方位可視化動画ファイル群が生成される。4次元ストリートビューとは、この全方位可視化動画ファイル群を入力とし、その「画像空間」を自由に移動して連続した画像列を対話的に抽出して画面に表示することである。平成29年度は、この対話的・連続的な画像抽出を可能にする動画データブラウザの開発に注力し、十分な性能をもつブラウザプログラムの開発に成功した。磁気流体力学(MHD)シミュレーションで実際に4次元ストリートビュー手法による解析を行い、想定した通り、4次元の画像空間内で自由に視点と視野を変更することができた。本研究が目指す4次元ストリートビューは、HPC分野の様々な計算に応用可能である。その有効性をアピールするためには、シミュレーション研究として意味のある具体的成果を挙げることが最善の道であろう。

二年目となる平成29年度には、研究代表者の専門である磁気流体力学(MHD)シミュレーションにこの手法を応用し、問題点の抽出と解決を図りながら、科学的に意義のある成果を出すことを目指す。その基礎となるのは研究代表者が開発したMHDシミュレーションコードである。平成29年度には、このコードにKVSを利用したin-situ可視化機能を組み込む。研究計画を出した段階では可視化エンジンとしてParaViewを利用する予定であったが、それをKVSに変更する。この変更の理由は以下の二点である。(1) ParaViewよりもKVSの方が可視化画像の生成が早いと期待されること。(2) KVSの開発者(坂本尚久博士)が、研究代表者の研究室に在籍するようになったこと。MHDシミュレーションコードとして、カーテシアン格子に基づくcg-mhdコードと、Yin-Yang-Zhong格子に基づくyyzコードを利用する。スーパーコンピュータシステムとしては核融合科学研究所のプラズマシミュレータおよび海洋研究開発機構の地球シミュレータを主に利用する。既にプラズマシミュレータ上でKVSの一部機能の実行に成功しているので、見込みは十分にあると考えている。計算科学
染織文化財の展示、保存、管理に関する基礎的研究

片山はインド茜の根の色素とアルミ錯体の構造について検討し、アントラキノンのキノンカルボニル基と隣接する水酸基の間では安定な錯体が形成され、1,4位に2つの水酸基を持つ場合には、特に安定であること、この錯体の吸収スペクトルに特徴的なパターンが認められることを明らかにした。牛田は、日本の天然藍であるすくもと合成インジゴの簡便な識別法を確立し、天然藍の製造法の違いは含まれる微量の赤色色素の違いから判別可能であることを明らかにした。齊藤、小原、馬越、佐野、谷田貝、生野は絹(生、後練り)と綿(生機、精練漂白)を用いて媒染布(媒染剤:Al3種、Fe3種)および染色布(色素:クルクミン、ヘマテイン、媒染剤:Al、Fe各1種)を作成し、キセノンランプによる強制劣化を行った。変退色に及ぼす影響は染料>媒染剤>基質の順で大きく(齊藤)、劣化による強伸度変化は綿より絹がはるかに大きいが、両者ともに鉄媒染布がアルミ媒染布より劣化が著しいこと(谷田貝、小原)フラウンホーファー回析による絹布の劣化は鉄媒染布>染色布>アルミ媒染布の順で著しいこと(馬越)、アミノ酸分析から、劣化によって絹の全アミノ酸量とチロシンの減少が認められたこと(佐野)、ESR測定から絹、綿ともにアルミ媒染した染色布に安定なラジカルが認められ、明礬と染料分子との相互作用によって生成した可能性があること(小原)を明らかにした。生野は、メタノール/水混合液中で、クルクミンが鉄と1:2の、アルミと1:12の錯体を形成し、光退色が鉄、アルミによって抑制されることを明らかにした。瀬口は、シクロデキストリンを用いて亜硫酸ガスによる天然染料の変退色防止効果を調べ、染料の退色が共役エノンまたは共役イミンへの亜硫酸の付加によること、シクロデキストリンの添加によってこれらの退色が抑制できることを明らかにした。染織文化財に古くから用いられて来た染料(茜と藍)についての研究では、片山がインド茜の色素成分の種類と量について検討した結果、色素はいずれもアグリコンでムンジスチン、プルプリン、プソイドプルプリンか16:1:l.7の割合で存在することを明らかにした。牛田は、天然藍の由来植物を特定するために、4種の天然藍(すくも藍、琉球藍、インド藍、ウオード)から不純物を抽出して高速液クロにより分析した結果、不純物の出方に違いがあること、その違いは天然藍の製造法によると推定できることを明らかにした。天然染料染色布の劣化、変退色に及ぼす要因とその機構を明らかにするために、齊藤、小原、馬越、佐野、谷田貝、生野は絹(生、後練り)と綿(生機、精練漂白)を用いて媒染布(媒染剤:A13種、Fe3種)および染色布(色素:クルクミン、へマテイン、媒染剤:A1、Fe各l種)、合計44種のサンプルを作成し、様々な角度からの測定を行っている。キセノンランプヘの暴露による変退色の結果からは、変退色に及ぼす影響は染料>媒染剤>基質の順に大きいことを明らかにした。

現在、ICP法および蛍光X線による媒染剤量の測定(齊藤)、変退色に及ぼす光源、湿度の影響(齊藤)、劣化による強伸度変化(生野、谷田貝)、ESRによるラジカルの測定(小原、佐野)、光回折(フラウンホ-ファー回折)によるテクスチャー変化(馬越)、FTIRによる繊維、染料の変化(谷田貝)、アミノ酸変化(佐野、馬越)、亜硫酸ガスによる退色(瀬口)、溶液系におけるスペクトル変化、高速液クロによる退色生成物の分離(生野)などの研究を進行中である。これらの実験と平行して、合成染料を用いた実験(瀬口、小原)を進め、瀬口は核磁気共鳴、質量分析の結果から、アゾ染料の亜硫酸ナトリウムによる退色が共役エノン構造へのマイケル付加またはアゾ基の還元によることを明らかにした。片山はインド茜の根の色素とアルミ錯体の構造について検討し、アントラキノンのキノンカルボニル基と隣接する水酸基の間では安定な錯体が形成され、1,4位に2つの水酸基を持つ場合には、特に安定であること、この錯体の吸収スペクトルに特徴的なパターンが認められることを明らかにした。牛田は、日本の天然藍であるすくもと合成インジゴの簡便な識別法を確立し、天然藍の製造法の違いは含まれる微量の赤色色素の違いから判別可能であることを明らかにした。齋藤、小原、馬越、佐野、谷田貝、生野は絹(生、後練り)と綿(生機、精練漂白)を用いて媒染布(媒染剤:Al3種、Fe3種)および染色布(色素:クルクミン、ヘマテイン、媒染剤:Al、Fe各1種)を作成し、キセノンランプによる強制劣化を行った。変退色に及ぼす影響は染料>媒染剤>基質の順で大きく(齋藤)、劣化による強伸度変化は綿より絹がはるかに大きいが、両者ともに鉄媒染布がアルミ媒染布より劣化が著しいこと(谷田貝、小原)フラウンホーファ一回析による絹布の劣化は鉄媒染布>染色布>アルミ媒染布の順で著しいこと(馬越)、アミノ酸分析から、劣化によって絹の全アミノ酸量とチロシンの減少が認められたこと(佐野)、ESR測定から絹、綿ともにアルミ媒染した染色布に安定なラジカルが認められ、明春と染料分子との相互作用によって生成した可能性があること(小原)を明らかにした。生野は、メタノール/水混合液中で、クルクミンが鉄と1:2の、アルミと1:12の錯体を形成し、光退色が鉄、アルミによって抑制されることを明らかにした。瀬口は、シクロデキストリンを用いて亜硫酸ガスによる天然染料の変退色防止効果を調べ、染料の退色が共役エノンまたは共役イミンへの亜硫酸の付加によること、シクロデキストリンの添加によってこれらの退色が抑制できることを明らかにした。
子宮頸部扁平上皮癌およびＬＳＩＬ・ＨＳＩＬ・ＡＳＣの核クロマチン分布の定量的解析

細胞診診断において、核クロマチンの所見は重要である。客観的評価のため核クロマチン分布を数値化する画像解析プログラムを開発した。クロマチン分布を核中心と核辺縁間のクロマチン濃度分布を直線とみなした場合の2点間の濃度差の傾き値(radial distribution(RD)value)として子宮頸部扁平上皮病変との関連を解析した。HSIL特に上皮内癌のRD値が最大であり、LSIL、HSIL、子宮頸部扁平上皮癌の平均RD値は統計学的に有意差が認められ、悪性度の判定基準として重要であり、RD自体が客観的評価法として有用であることを明らかとした。子宮頸部扁平上皮癌およびLSIL, HSIL, ASCを対象として引き続き細胞学的所見の検討と、計量的研究を行い2次元の核クロマチン分布のパターンの検討を行った。開発したオープンソースとして利用できる核クロマチン分布を定量化する画像解析プログラムをさらに充実・強化した。核中心から核辺縁へ向かうピクセル値分布を層状に計測し、ピクセル値分布の傾き(傾き値radial distribution (RD) value)を計算しRD自体が客観的評価法として有用であることを明らかとした。このRD値を子宮頸部扁平上皮癌およびLSIL, HSIL, ASCなどの症例を対象に解析し、HSIL特に上皮内癌のRD値が最大であり、LSIL, HSIL、子宮頸部扁平上皮癌の平均RD値は統計学的に有意差が認められた。また子宮頸部扁平上皮癌のみならず子宮頸部腺癌でも画像解析でRD値、核面積、核中心点間距離、核小体数などを解析し有用なパラメータであることが明らかになった。膀胱癌でも診断的価値があり、その膀胱癌に対する化学療法の効果をみるパラメータとしてもRD自体が有用であり、培養細胞を用いた検討で増殖能およびcell cycle関連蛋白であるp21, p27, pKi67の発現との関連もみられた。膀胱注入療法に伴う核クロマチン分布の経時的変化ーRD療法とPMC分類の比較を行い、第53回日本臨床細胞学会総会春期大会でその成果を発表した。子宮頸部腺癌でもRD値が有用である結果が得られている。子宮内膜癌における癌周囲の化生の出現について臨床細胞学的および臨床病理学的研究を行い、約80%の症例で化生が出現しており、これらの成果は英文誌に受理され、子宮内膜癌および化生を対象に画像解析でRD値、核面積、核中心点間距離、核小体数など計測の予定である。開発した核クロマチン分布を定量化する画像分析プログラムを活用し核中心から核辺縁へ向かうピクセル値分布を層状に計測し、ピクセル値分布の傾き(傾き値radial distribution(RD)value)を計算し、RD自体が客観的評価法として有用であることを更に症例を増やし明らかとした。子宮頸癌およびLSIL,HSILなど類縁病変の細胞診断において異常細胞の核クロチン分布に注目して定量的解析を行い、分布のパターンと悪性度との関連を明らかにしてきた。また、子宮頸部腺癌でも画像解析でRD値、核面積、核中心点間距離、核小体数などを解析し、有用なパラメーターであることが明らかになった。膀胱癌でも診断的価値があり、その膀胱癌に対する化学療法の効果をみるパラメーターとしてもRD自体が有用であり、培養細胞を用いた検討で増殖能およびcell cycle関連蛋白であるp21、p27、pki67の発現との関連もみられた。膀胱癌の治療による核クロマチン分布の経時的変化を継続して研究している。子宮に発生するatypical polypoid adenomyomaの臨床病理学的研究も英文誌に発表された。子宮内膜癌における癌周囲の化生の出現について、臨床細胞学的および臨床病理学的研究を行い、約80%の症例で化生が出現しており、各種化生の特徴を明らかにし、これらの成果は英文誌に発表され、子宮内膜癌および化生を対象に画像解析でRD値、核面積、核中心点間距離、核小体などの計測を行った。核クロマチン分布を定量化する画像解析プログラムをさらに充実・強化した。核中心から核辺縁へ向かうピクセル値分布を層状に計測し、核クロマチン分布を定量化し、ピクセル値分布の傾き(傾き値radial distribution (RD) value)を計算するプログラムの開発ができ、その成果を紙上(Acta Cytologica)に既に発表した。平成24年度に計画していた子宮頸部扁平上皮癌およびLSIL, HSIL, ASCなどの症例について計量的研究を行い、2次元の核クロマチン分布の検討を行った。

この核クロマチン分布を定量化するRD値を子宮頸部扁平上皮癌およびLSIL, HSIL, ASCなどの症例を対象に解析し、LSIL, HSIL、子宮頸部扁平上皮癌の平均RD値は統計学的に有意差が認められた。また子宮頸部腺癌でもRD値、核面積、核中心点間距離、核小体数など解析し、RD値、核面積が有用な悪性度のパラメータであることが明らかになった。膀胱癌でも診断的価値があり、その膀胱癌に対する化学療法の効果をみるパラメータとしてもRD自体が有用であり、培養細胞を用いた検討で増殖能およびcell cycle関連蛋白であるp21, p27, pKi67の発現との関連もみられ第53回日本臨床細胞学会総会春期大会でその成果を発表した。共焦点レーザー顕微鏡を用いて、子宮頸癌由来の培養細胞のクロマチンの3次元構造の解析が進行中である。平成23年度に計画していた子宮頸部扁平上皮癌およびLSIL, HSIL, ASCなどの症例について計量的研究を行い、2次元の核クロマチン分布の検討を行った。クロマチン分布をPeripheral(P)型,Mixed(M)型,Central(C)型の3つに分け、Malignancy Indexを求め病変の有無との関連性について分析し、その成果を学会で発表した。核クロマチン分布を定量化する画像解析プログラム開発し、オープンソースとして利用できるように、プログラムをさらに充実・強化した。核中心から核辺縁へ向かうピクセル値分布を層状に計測し、核クロマチン分布を定量化し、ピクセル値分布の傾き(傾き値radial distribution (RD) value)を計算するプログラムの開発ができ、その成果を紙上(Acta Cytologica)に発表した。共焦点レーザー顕微鏡を用いて、子宮頸癌由来の培養細胞のクロマチンの3次元構造の解析を計画していたが着手できなかった。開発した核クロマチン分布を定量化する画像解析プログラムをさらに充実・強化して用いて、子宮頸部扁平上皮癌およびLSIL, HSIL, ASCなどの症例のRD値測定、核面積、核中心点間距離、核小体数など画像解析をさらに進める。またPI(Propidium Iodide)染色を施行し、蛍光顕微鏡およびレーザー顕微鏡を用いてデジタル画像および核DNA量を測定する。子宮頸部腺癌でもRD値、核面積、核中心点間距離、核小体数など画像解析、増殖能およびcell cycle関連蛋白であるp21, p27, pKi67の発現の対象症例数を増やし分析する。子宮内膜癌、膀胱癌でもRD値測定、核面積、核中心点間距離、核小体数など画像解析を行う。共焦点レーザー顕微鏡を用いて、子宮頸癌由来の培養細胞のクロマチンの3次元構造の解析にも取り組み、子宮頸部扁平系細胞由来の培養細胞チャンバースライドで生きた状態(live cell)の培養細胞にGreen Fluorescent protein (GFP)を導入・発現させcell cycleに関する蛋白pKi67や核小体蛋白fibrillarin等の各種機能性タンパクの動態を共焦点レーザー顕微鏡を使用して3次元的解析を行う。研究データ(臨床的事項を含め)の統計学的解析を行い、その成果を関連学会および英文を含めた学会誌に発表する。開発した核クロマチン分布を定量化する画像解析プログラムを用いて、子宮頸部扁平上皮癌およびLSIL, HSIL, ASCなどの症例の解析をさらに進める。
能動的な換気流制御技術の開発

本研究は,展示ケースのような密閉空間における効率的な調湿を目的に,誘電体バリア放電及びコロナ放電を利用したプラズマアクチュエータによる能動的気流制御技術の確立を目的としたものである.両プラズマアクチュエータの各種条件における基礎的駆動特性を評価し,気流誘起デバイスとして最適な設計指針を確立した.また,独自に開発した熱及び湿度を含む流動解析プログラムにより,密閉空間の調湿に効果的なプラズマアクチュエータの設置位置及び個数等を明らかにした.それらの成果を基に,密閉空間に適用可能な省電力で高出力,小型かつ軽量で可搬性能に優れた能動的気流制御システムを開発した.強制対流を展示ケース内で生じさせるプラズマアクチュエータの小型・高性能化を図るために,小型汎用高電圧電源と各種誘電体材質の組み合わせによる,気流誘起性能の評価を実施した.また,電極構造および印加電圧波形の気流誘起性能に及ぼす影響についても明らかにした.その実験成果により,展示ケース内に容易に設置でき得る,小型で十分な気流誘起性能を有するプラズマアクチュエータの設計指針を得ることができた.展示ケース内の熱流動現象を数値的に再現するために,3次元非圧縮ナビエ・ストークス方程式,熱の移流・拡散方程式および水分の移流・拡散方程式を連立させ解析する計算コードを整備した.また,展示ケース内に設置されるプラズマアクチュエータおよび調湿剤の影響を適切に再現できる数値的モデルを構築し,計算コードへの組み込みを実施した.本計算コードの完成により,時々刻々変化する展示ケース内の空気流動,温度および湿度分布を高精度で数値的に再現することが可能になった.展示ケース内の熱流動現象を実験的に再現するために,国立歴史民族博物館で使用されている換気型展示ケースの1/10模型を透明アクリル材で製作した.本模型にはプラズマアクチュエータが取り付けられるようになっており,プラズマアクチュエータによる展示ケース内の強制対流を再現し,注入トレーサー法により流れ場を可視化しPIVによる画像計測が適用できる構造になっている.また,内部各所に温度・湿度センサーも取り付けられており,温度および湿度の時間変化をリアルタイムに計測することも可能である.数値解析により得られた結果を,模型により実験的に検証する環境が整った.前年度実施した,誘電体材質,電極構造および印加電圧波形が気流誘起特性に与える影響の成果を基に策定したプラズマアクチュエータの設計指針により,展示ケース内に容易に設置でき得る,小型でありながら十分な気流誘起特性を有するプラズマアクチュエータを製作した.プラズマアクチュエータの製作と並行して,コロナ放電によるファンレス送風機の検討も進めており,小型高電圧直流電源で駆動可能な単一ノズルによる送風機の試作も実施した.また,誘起される気流中に微量であるが含まれるオゾン成分を除去する触媒フィルタの試作も実施した.密閉空間内の熱と水分の流動を数値的に再現するために,3次元非圧縮ナビエ・ストークス方程式,熱および水分の移流・拡散方程式を連立させ解析する計算コードを前年度に引き続き整備した.また,密閉空間内に設置される複数のプラズマアクチュエータおよび調湿剤の影響を高精度で再現できる数値解析モデルを開発し,計算コードへの組み込みを完了した.完成した計算コードにより,実際の展示ケースを模擬した密閉空間における,時々刻々変化するケース内の空気流動,温度および相対湿度分布を数値解析により明らかにした.密閉空間内の水分の流動現象を実験的に再現するために,実際に使用されている換気型展示ケースの縮尺1/10および1/20模型を透明アクリル材で製作した.製作した模型には調湿剤,プラズマアクチュエータ,湿度および温度センサが複数個取付けられており,密閉空間内の強制対流と自然拡散を再現し,非定常な湿度および温度変化が計測可能な構造になっている.製作した実験装置を使用して,飽和塩法により水分が密閉空間内を完全拡散するばあいの,相対湿度分布の時間変化の取得に成功した.同一条件における計算結果との比較では,相対湿度変化に微妙な時間的なズレが観察されたが,全般的には比較的良好な一致を確認することができた.誘電体バリア放電(以下DBD: Dielectric Barrier Discharge)によるプラズマアクチュエータにおける誘電体材質,電極構造および印加電圧波形が気流誘起特性に与える影響に関する研究を総括し,小型で高出力かつ高効率なDBDプラズマアクチュエータ用電極の設計指針を確立した.また, DBDプラズマアクチュエータに関する研究と並行して,コロナ放電(以下CD: Corona Discharge)を利用したプラズマアクチュエータにおける,印加電圧及び電極構造が気流誘起特性に及ぼす影響を明らかにし,その性能を評価した.その成果を基に,省電力で駆動可能な小型・高出力なCDプラズマアクチュエータの設計指針も確立した.DBD及びCDプラズマアクチュエータの最適な設計指針に基づいて,目的に応じてどちらの駆動形式でも運転可能な小型かつ軽量で可搬性能に優れたプラズマアクチュエータによる能動的気流制御システムを開発した.密閉空間内の熱と水分の流動を再現し,プラズマアクチュエータ及び調湿剤の影響を高精度で再現できるプログラムを整備し完成させた.本プログラムにより,展示ケースを模擬した密閉空間における,プラズマアクチュエータの設置状態がケース内部の空気流動及び相対湿度分布の変化に及ぼす影響を明らかにした.その成果により,調湿に効果的なプラズマアクチュエータ個数および設置位置等を明らかにした.密閉空間内の水分の流動現象を実験的に再現するために,展示ケースを模擬する模型を製作し,相対湿度分布の時間変化の取得及びプラズマアクチュエータによる強制対流場の可視化実験を実施した.

相対湿度の時間変化及び流れ場の構造は前述したプログラムによる計算結果と良く一致することが確認された.本研究の遂行により,流れ場,温度場,湿度場を数値的に予測するのに十分な性能を有するプログラムを開発することができた.本研究は,展示ケースのような密閉空間における効率的な調湿を目的に,誘電体バリア放電及びコロナ放電を利用したプラズマアクチュエータによる能動的気流制御技術の確立を目的としたものである.両プラズマアクチュエータの各種条件における基礎的駆動特性を評価し,気流誘起デバイスとして最適な設計指針を確立した.また,独自に開発した熱及び湿度を含む流動解析プログラムにより,密閉空間の調湿に効果的なプラズマアクチュエータの設置位置及び個数等を明らかにした.それらの成果を基に,密閉空間に適用可能な省電力で高出力,小型かつ軽量で可搬性能に優れた能動的気流制御システムを開発した.(目的1)展示ケースモデルへのプラズマアクチュエータ適用:前年度に得られた設計指針を基に,プラズマアクチュエータを製作した.誘電体にはエネルギ変換効率の高いPTFEを使用し,出力増大に有効な下部電極幅は可能な限り延長した小型・高出力なプラズマアクチュエータを製作し,小型な送風システムを構築することに成功した.また,展示ケースの縮尺モデルを透明アクリル樹脂で製作し,プラズマアクチュエータを装着することによりケース内部に気流を誘起させ,制御可能であることを実証した.(目的2)プラズマアクチュエータによる換気流制御の評価:より良い調湿環境を実現させるために必要なプラズマアクチュエータの数や気流方向および調湿剤位置などを検証するために,ケース内の流れ場および湿度場を数値解析により再現し,その効果を検討した.プラズマアクチュエータを複数個設置した方が,強力な強制対流を誘起させることができ,調湿効果を高めることができるが,1個のプラズマアクチュエータにおいても,調湿剤直近に設置することにより,複数個と同程度の効果を得ることができることを明らかにした.低消費電力でも十分な調湿効果を期待できる設置条件が存在することが明らかになった.また,実験によるモデルケース内の流れ場の可視化結果と数値解析とを比較し,展示物後方に誘起される渦の再現など,両者は定性的に一致をすることが確認された.しかし, PIV法による速度場計測では,流速が非常に遅いため,精度の高い計測は難しく,定量的な比較には至っていない.(目的3)コロナ放電によるファンレス送風の可能性検討:コロナ放電によるファンレス送風についても,その有効性を並行して検討している.コロナ放電による送風では,小型高電圧直流電源を使用した単一ノズルによる送風機を試作した.また,誘起される気流中に含まれる微量なオゾンを除去する触媒フィルタの試作も実施した.航空宇宙工学コロナ放電によるファンレス送風機の駆動特性試験を早急に完了し,プラズマアクチュエータと性能を比較・検討することにより,その優劣を評価する.
高分子材料の15年連続クリープ試験計画

ポリプロピレン材を対象として長期クリープ試験を行った.また様々な温度における短時間クリープ試験,等ひずみ速度試験および等負荷速度試験からクリープコンプライアンスを算出し,時間ー温度換算則を適用することによりマスター曲線を作成し,長期クリープ試験結果と比較した.短期クリープ試験結果は長期クリープ試験と良い一致を示し,ポリプロピレン材はW.L.F式による時間ー温度換算則が最も適していることが明らかとなった.また等ひずみ速度試験,等負荷速度試験結果は一部のみが長期クリープ試験結果と一致したが,それ以外では一致しなかった,これは非線形粘弾性挙動の発現が原因であることが明らかとなった.本研究では,高分子材料の時間ー温度換算則に基づく長期クリープ挙動予測の精度評価のために,これまで誰も達成していない15年間連続クリープ試験の実施を目標に,地震・停電対策を施した長期クリープ試験装置を開発し,申請期間中の最低2年間のクリープ試験を行うことを目的としている.これまでのところ,以下の2点に関する結果を得た.1.完成した試験装置は,定ひずみ速度試験,定負荷速度試験,クリープ試験,応力緩和試験が可能となっており,それぞれの試験方法において,ポリプロピレンの粘弾性特性の測定を行っている.その結果,すべての結果が,ほぼ等しい粘弾性特性を示していることからも,試験装置の制度の高さが証明されている.しかし,応力緩和試験および,定ひずみ速度試験結果は,アレニウス型時間ー温度換算則,クリープ試験および定負荷速度試験においては,W.L.F.型時間ー温度換算則が適用され,違いがみられた.これについては,緩和弾性率からクリープコンプライアンスを算出する方法において,近似を用いたためであると考えているが,今後より詳細な検討を行う必要がある.2.試験機の地震・停電対策については,試験装置全体を人為的に揺らすことで疑似的に自信を発生させ,揺れが発生している間はシリンダーを固定する制御を行い,クリープ試験への影響を最小限に抑えることができた.また,停電対策については,購入した無停電電源装置の一つが故障しており,その対応に追われているが,大学停電時の非常電源への接続のための抜き差しにおいても問題なく,また実際に10時間程度の停電に耐えることができたため,停電対策としては十分であると考えている.本研究では,高分子材料の時間ー温度換算則に基づく長期クリープ挙動予測の精度評価のために,これまで誰も達成していない15年間連続クリープ試験の実施を目標に,地震・停電対策を施した長期クリープ試験装置を開発し,申請期間中の最低2年間のクリープ試験を行うことを目的としている.これまでのところ,以下の2点に関する結果を得た.前年度において定ひずみ速度試験,定負荷速度試験から得られる粘弾性特性が,クリープ試験および応力緩和試験から得られる粘弾性特性と大きく異なる結果が得られていた.この結果について検討を行うために,様々な負荷応力におけるクリープ試験を行い,線形粘弾性理論の適用範囲の模索を行ったところ,試験片として用いているポリプロピレン材は,非線形性が強く,わずかな応力において,応力依存性を示すことから,定負荷速度試験および定ひずみ速度試験から粘弾性特性を得たとしても,得られた結果はその時々の応力に依存して変化することが明らかとなった.以上より,長期試験の結果と一致しない理由が明らかになった.そのため,応力依存性について時間ー温度ー応力換算則の適用を試みており,現在クリープ試験の応力依存性について定式化を試みている.この定式化により,定ひずみ速度試験および定負荷速度試験により得られる粘弾性特性係数を補正することが可能となり,短時間試験による長期寿命予測が可能となる.現在までにおいて,クリープ試験は約3か月進んでおり,目標の2年間には遠いが,申請期間中では1年2か月のデータが得られる計算である.前年度にあったデータの不具合および荷重制御方式の変更により,安定した試験結果が得られていることから,長期試験を始めるに至っている.以上より,長期試験については,前年度の遅れは取り戻せないが,おおむね順調に進展していると思われる.また,その他の粘弾性挙動予測に関する短時間試験については,応力依存性を考慮する必要があることが明らかとなった.現在行われている短時間クリープ試験および応力緩和試験は,長期試験と同じ応力レベルでの試験であることから,長期予測が行えている.しかし,定ひずみ速度試験および定負荷速度試験から長期予測を行うためには,様々な応力レベルにおけるクリープ試験などを行う必要があり,その結果得られる時間ー温度ー応力換算則を適用することで,長時間予測を可能とする.結果として比較可能なレベルまで精度が向上したのちに,各種試験方法より得られる粘弾性特性評価結果の違いを検討する必要がある.応力依存性についての研究については,3年目に行う予定であり,順調であるといえる.ポリプロピレン材を対象とした長期クリープ試験を昨年度に引き続き行った.最終的には1年以上のクリープ試験結果を得た.得られたクリープ試験結果は安定しており,大学における瞬間停電,全額停電,また地震の影響を受けていないことが確認された.また様々な温度における短時間クリープ試験,等ひずみ速度試験および等負荷速度試験からクリープコンプライアンスを算出し,時間ー温度換算則を適用することによりマスター曲線を作成し,長期クリープ試験結果と比較した.短期クリープ試験結果は長期クリープ試験と良い一致を示し,ポリプロピレン材はW.L.F式による時間ー温度換算則が最も適していることが明らかとなった.

また等ひずみ速度試験,等負荷速度試験結果は,予測したクリープ挙動の一部のみが長期クリープ試験結果と一致したが,それ以外では一致しなかった,特に長時間側のデータの乖離が大きく,この原因として等ひずみ速度試験,等負荷速度試験では非線形粘弾性挙動(応力依存性)が発現していたことが明らかとなった.非線形性および線形粘弾性理論適用範囲策定のため,応力依存性の発現しない線形性確認を行うための試験を開発・実施した.これよりポリプロピレン材においては室温では約1MPa程度の小さな応力から非線形性を発現していることが明らかとなった.さらにはこの線形粘弾性理論適用範囲は,温度が高いほど限界値が低く,90°C以上においては0.4MPa程度と,室温の半分以下であることが明らかとなった.以上より.長期クリープ試験および様々な方法における粘弾性挙動予測を行うことによって,非線形性を考慮した粘弾性挙動予測が必要不可欠であることを明らかにしたとともに,線形粘弾性理論適用範囲の調査の重要性を明らかにした.ポリプロピレン材を対象として長期クリープ試験を行った.また様々な温度における短時間クリープ試験,等ひずみ速度試験および等負荷速度試験からクリープコンプライアンスを算出し,時間ー温度換算則を適用することによりマスター曲線を作成し,長期クリープ試験結果と比較した.短期クリープ試験結果は長期クリープ試験と良い一致を示し,ポリプロピレン材はW.L.F式による時間ー温度換算則が最も適していることが明らかとなった.また等ひずみ速度試験,等負荷速度試験結果は一部のみが長期クリープ試験結果と一致したが,それ以外では一致しなかった,これは非線形粘弾性挙動の発現が原因であることが明らかとなった.試験装置を制御するとき,荷重の値を一定期間の平均値を目標として制御を行っているため,変位制御時に若干の振動が入ってしまう.短時間のクリープ試験では影響がほとんどなく,1か月以上行ったクリープ試験においても,さほど影響がみられなかったが,今後2年間以上の試験を行うにあたり,電動シリンダーへの負荷が高く,長期試験に耐えられない可能性がある.そのため,荷重制御方式を変更し,フィルターを導入するなどのプログラム的な変更を行っている.そのため,長期試験実施が遅れている.また,試験装置の予備を作製し,並列して実験を行えるようにしているが,恒温槽の導入が遅れていることもあり,前期の間に完成する予定となった.しかし,今年度行う予定であった様々な種類の粘弾性測定方法の比較は昨年度行っており,良い結果を得ていることから,研究としての遅れは若干であると判断している.今後の研究については,このまま長期クリープ試験を続けること,また様々な応力におけるクリープ挙動を明らかにすることで,時間ー温度ー応力換算則の定式化を行う.得られた構成方程式より,定ひずみ速度試験および定負荷速度試験結果から応力の影響を取り除き,線形粘弾性範囲内のデータを算出可能にする.短時間試験結果および長時間試験結果ともに,得られた試験結果を線形粘弾性理論の適用範囲内の応力レベルの結果に変換し,比較を行う.その結果,短時間試験同士が異なる結果を示した場合,その原因について明らかにするとともに,どの方法が最も適しているのか,を明らかにする.粘弾性力学長期クリープ試験を実施し,長期クリープ挙動評価を行うため,今年度は以下の2点について研究を行う予定である.
高臨場感を与える高階調表示手法に関する研究

今年度は、実験装置の精度測定と、階調数と印象の関係性を調査する主観評価実験を実施した。まず、実験装置の精度測定として、プロジェクタの輝度測定からやり直した。プロジェクタの入出力の関係である応答特性の測定は、測定日の影響を強く受けるため、複数回測定して変動の幅を調査した。調査の結果、日変動の大きさが輝度弁別閾よりも大きいものであり、輝度のずれを観賞者が知覚する可能性が考えられたため、主観評価により装置の精度を評価することとした。プロジェクタ1台のみで投影した結果と、本表示手法による多重投影で投影した結果を観賞者に比較してもらい、劣化が認められるかどうか調査したところ、ほとんどの画像においては基準よりも高い評価値が得られたため、観賞者は残りの画像においては目立った劣化を知覚していないことが確認できた。続いて、本研究の題材である階調数について、疑似輪郭の知覚実験を行った。15種類の階調数を用意して評価画像を投影し、各表示画像でどの程度疑似輪郭を知覚できるか観賞者に回答して貰った結果、画素値間の輝度差に対して疑似輪郭の知覚度合いが線形に変化することを確認した。次に、相対評価を用いて同じ画像間の階調数の違いを評価してもらった結果、わずかではあるが、階調数の違いによる印象の変化が見られた。「なめらかな、綺麗な、きめ細かな」といった精細感を表すような語では高階調ほど印象が向上する傾向が見られ、「迫力のある、くっきりとした、立体的な」といった語では低階調ほど印象が向上する傾向が見られた。しかしながら、今回の実験では被験者数が少なかったため、階調数と印象の関係性を明らかにするまでは至らなかった。27年度が最終年度であるため、記入しない。高臨場感を与える高階調表示に関する研究として、今年度は、高階調表示装置の精度向上と高階調表示が与える印象の調査を行った。まず、本研究では2台のプロジェクタを重ね合わせて1枚の高階調画像を表示するため、各プロジェクタの投影面を画素単位で重ね合わせる必要がある。これまでは、ホモグラフィ行列による幾何補正によりプロジェクタの投影面を重ね合わせていたが、この方法では、線形的な歪み補正に限定されており、レンズやスクリーンの凹凸による曲線の歪みに対応することができなかった。そこで、各画素の位置情報を取得するため関連研究を基にグレーコード法を用いた。各プロジェクタからグレーコード画像を投影し、投影面をカメラで撮影して撮影画像から座標を算出することで、各画素の位置情報を取得することができる。結果、改良した方法では、レンズやスクリーン等の曲線の歪みにも対応することができた。次に、ITU-R BT, 710に基づき実験環境を設定し、異なる階調数の印象変化を調査した。実験装置の輝度範囲を0.035249.3cd/m^2に限定し、関連研究から収集した643語にKJ法を適用して選定した29語の評価語を用いて印象評価実験を行った。その結果、評価語は4つの因子に分類され、特に「好ましさ」や「現実の見えに対する再現性」を表す語について階調数の違いによる変化が顕著に見られた。画像の「印象の強さ」を表すような評価語については、画像により変化が見られるものと見られないものがあった。以上の結果より、階調数の違いによる印象変化に適した評価語として「好き」「嫌い」「滑らかな」「粗い」「自然な」の5語を提案した。最後に、提案した評価語を用いて高階調表示が与える印象の調査を行った結果、投影する画像の内容に大きく依存して印象が変化することがわかったため、コンテンツと印象の関係性について今後詳しく調査する必要がある。高臨場感を与える高階調表示に関する研究として、今年度は階調数の違いによる印象変化とコンテンツの関係性について検討することを目的としていた。まず予備実験として少数の評価画像を用いて階調数の違いによる印象変化について調査した結果、階調数の増加による印象の向上は確認されたが、その変化は8ビット付近で頭打ちを起こしており、高階調化による効果を確認することができなかった。また、評価画像によっては5ビットまで階調数を落としても印象が変化しなかった。このことから、階調数の変化は微小なものであり、評価方法や評価画像が高階調に適していない場合、被験者が差に気付かない可能性が考えられた。よって高階調の評価に適した実験方法や評価画像について検討を行った。まず、評価方法として、階調数の違いによる印象差を調べる前に、階調数の違いを弁別できているか一対比較法により調べることで観賞者が変化に気付いているか確かめられると考えた。よって弁別実験と印象評価実験を同時に行い、変化に気付いているか確認しつつ印象変化についても調査する。次に評価画像については、階調数の差が顕著に現れる画像の特徴を定量的に示す必要があると考えた。そこで、評価画像の特徴を表すためのパラメータとしてグラデーション量を提案した。階調数の違いは画素値が徐々に変化するようなグラデーション領域に発生すると仮定し、画像中のグラデーション量を表す計算式を考案した。計算には離散コサイン変換(DCT)時に用いられるDCT係数を使用した。DCT係数は画像中のブロック内における周波数成分の振幅を表す。そこで、DCT係数内の低周波成分の値に着目し閾値処理を行うことでグラデーション量を抜き出すこととした。

今年度はこれら実験準備が主な内容となり、実験の実施まで至らなかった。次年度はこれらの検討を基に評価実験を実施し、階調数と印象変化、コンテンツの関係を調査する。今年度は、実験装置の精度測定と、階調数と印象の関係性を調査する主観評価実験を実施した。まず、実験装置の精度測定として、プロジェクタの輝度測定からやり直した。プロジェクタの入出力の関係である応答特性の測定は、測定日の影響を強く受けるため、複数回測定して変動の幅を調査した。調査の結果、日変動の大きさが輝度弁別閾よりも大きいものであり、輝度のずれを観賞者が知覚する可能性が考えられたため、主観評価により装置の精度を評価することとした。プロジェクタ1台のみで投影した結果と、本表示手法による多重投影で投影した結果を観賞者に比較してもらい、劣化が認められるかどうか調査したところ、ほとんどの画像においては基準よりも高い評価値が得られたため、観賞者は残りの画像においては目立った劣化を知覚していないことが確認できた。続いて、本研究の題材である階調数について、疑似輪郭の知覚実験を行った。15種類の階調数を用意して評価画像を投影し、各表示画像でどの程度疑似輪郭を知覚できるか観賞者に回答して貰った結果、画素値間の輝度差に対して疑似輪郭の知覚度合いが線形に変化することを確認した。次に、相対評価を用いて同じ画像間の階調数の違いを評価してもらった結果、わずかではあるが、階調数の違いによる印象の変化が見られた。「なめらかな、綺麗な、きめ細かな」といった精細感を表すような語では高階調ほど印象が向上する傾向が見られ、「迫力のある、くっきりとした、立体的な」といった語では低階調ほど印象が向上する傾向が見られた。しかしながら、今回の実験では被験者数が少なかったため、階調数と印象の関係性を明らかにするまでは至らなかった。予備実験の結果、高階調化の効果を確認することができなかったため、実験方法を1からすべて見直した。その結果、今年度は評価方法の考案や評価画像の準備、実験装置の精度向上に時間を取られ、実験の実施まで至らなかった。よって、目的としていた階調数の違いによる印象変化とコンテンツの関係の調査を行うことができなかったため、研究の進捗は遅れていると言える。27年度が最終年度であるため、記入しない。予備実験の結果から被験者が階調数の差に気付かない可能性が考えられたため、評価方法や評価画像を事前に良く吟味してから実験に臨む。特に、階調数の差が弁別可能であるかどうか、評価に適切な画像かどうか、評価語が高階調化の効果を表しているかどうかを事前に予備実験として調査してから本実験を実施する。また、限られた時間のなかで成果を上げるために、本研究に置いて何が重要でありどこにこだわる必要があるのか考え、効率よく研究を遂行していく。本年度の後期は、高臨場感を与える階調表現の調査を行う予定であったが、前期に予定していた表示装置の精度向上に時間がかかり、予定していた調査が終わらなかった。予想以上に時間がかかった原因として、実験装置の特性の取得に時間がかかったためである。また、調査実験後に不備が見つかり再実験を行う必要が出たため、予定よりも研究の進捗が遅れている。表示装置の精度向上に努める中で、実験機器の特性の不安定さやこれまでの表示装置の精度に新たな課題が見つかった。
新しいキャリアと有効なマネジメント施策に関する実証研究

本研究は、個人が環境に依存することなく、自律的にキャリアを形成するというのはどのようなことか、また企業が、このような志向性を持った人材をマネジメントしていくためにはどのような施策が有効か、について検討した。先行研究より分析枠組みを導き出し、収集したデータを分析した結果、このような人材は基本的に、企業組織にとっても、業績につながるのぞましい行動をもたらすことが明らかになった。本研究では「組織間・組織内を問わずさまざまな境界を乗り越える能力や意欲のある有能な従業員を企業がいかにマネジメントし、組織成果につなげていくか」を理論的・実証的に明らかにすることを目的としている。このような目的を2年間で達成するため、初年度の19年度は以下のような活動を実施した。先行する科研費助成研究をふまえつつ、より統合的な枠組み構築をはかるため、文献を渉猟した。とくに、これまで職務満足やモチベーションとの関連のみが論じられていた(たとえば、田尾、1987)職務特性(職務設計)論について、キャリア意識や志向性とを結びつける中間ロジックの理論的考察に焦点を当てた。理論的考察については、単独で進めるのではなく、この期間に実施した小売業従業員に対する質問票調査およびインタビュー調査の計画・実施およびデータ分析を探索的に進めつつ実施したため、相乗作用的に成果につながった。また、19年度においては、先行調査分析結果や暫定的なフレームワークを発表し,より含意のある研究の方向性を模索することをひとつの課題としていたが、アメリカ経営学会(アカデミー・オブ・マネジメント)の年次大会で研究内容を発表する機会があり、発表セッションにおいて、またその他のインフォーマルな機会において、さまざまな研究者と議論を深めることができた。20年度は最終年度として、これらを踏まえて研究枠組みをさらにブラッシュアップし大きな成果につなげることが期待される。このような目的を2年間で達成するため、最終年度の20年度は以下のような活動を実施した。研究の視点としては、前年度業績において示された、職務特性とキャリア成熟度の職務態度への主効果及び交互作用効果という基本的なフレームワークを踏襲しつつ、前年度実施調査によってえられたさまざまなデータのうち、とくに定性的データをさらに分析することに重点が置かれた。その結果、先行2要因が職務態度にプラスの相乗作用を持つ場合について、職場では具体的にどのようなケースがあるか、また2要因が効果を打ち消しあう場合について、職場における具体的ケースはどのようなものかが明らかになった。調査対象組織へのフィードバックミーティングの結果、この組織においてこのような知見は納得性があるとのコメントも得られた。これらの追加的発見事実をもとに、次頁にあるような研究発表を実施した。発表セッションでは、職務特性へのさらなる先行変数としてのリーダーシップへの影響も検討してはどうかというコメントを得た。2年間でこの研究は、主題にかかわる問題として経営管理とキャリア管理の機微とのぞましい相乗的・相補的施策について一定の知見を示したといえるが、今後さらに探求していく必要があると考えられる。
造血器腫瘍のMIC検査パラダイムの確立と検証-形質検査と遺伝子検査の相補性

研究の促進に不可欠なCell and Gene Bankの充実をはかり、それを活用して, ATL細胞を腫瘍細胞のモデルとしてHDL inhibitorやTRAIL+BB1及びTRAIL+JCBの抗癌作用に伴うがんシグナルを明らかにした。将来のサイトカイン+small chemicalの併用分子標的療法に繋がるものと期待される。造血器腫瘍の治療指向型診断、thernostics,を目指したMIC検査については、形質検査の長所と欠点を整理し、弱点を相補する実践的遺伝子検査の技術開発導入に一部成功した。例えば、サザンブロット検査の短縮化と品質保証、特に検出感度の方法論的確立、Long InversePCR法の迅速化・精度の向上を樹立した。また、Imatinibなどの分子標的療法の導入にてtumor burdenの評価、治療効果の至適判断に不可欠なMRDの代理検査としての絶対的real-time RT PCR法の正確性の向上、至適cDNA化、至適な内部control、Data normalizationについて成果を得、BCR-ABL, PML-RARa、WT1, Tax Cyclin D1 mRNAの定量系を確立し、患者中心の科学的医療支援体制を検査室の立場から構築し、一部Clinical Settingし、その有用性や将来の新たな視点での検査パラダイムの一部を確立した。本研究課題を遂行する為に、初年度(17年度)は計画に従い、(1)検体バンクを設立して研究の基本となるsampleを約50症例と順調に収集した。このサンプルは、形態情報(Morphology)やFCM(Immunophenotyping)による形質情報も含まれている。MICパラダイム・同定に関する形質検査のstrategyは、「形態検査の意義と重要性」として日本検査血液学会誌(6(3):405-412,2005)に報告された。次年度からは、本邦して標題の研究を遂行予定である。本研究課題を遂行する為に、初年度(18年度)は計画に従い、(1)前年度に引き続き検体バンクをさらに充実し、研究の基本となるsampleを約70症例と順調に収集し、増加させた。貴重な資料については、その都度国際誌(Leuk Lymphoma. 2006;47(9):1991-3)などに報告した。また、がんを含めた研究に拡大するために体液中の細胞や遺伝子破片からの癌診断を目的にRas用のバンクを設立した。(2)遺伝子検査に関しては、従来の改良サザン2日法を実施し、また、昨年から開発を継続しているIgH CDR3領域のPCR-Melting Curve Analysisの検査系を確立し、その成果をInternational J of Labo Hematolに投稿し、受理された。今後は、これらの新しい検査法を応用し、実際の臨床検体に応用する。昨年からセットアップしたリンパ腫転座遺伝子解析法もラインアップして、系統的な遺伝子検査法がほぼ確立した。形態情報検査は、メイギムザ標本・FCMの結果をデータバンクしている。次年度からは、実際の臨床検体にて遺伝子検査と形質検査の相補性の検証を実務的に推考する。19年度は研究計画の3年目にあたり、以下の成果を挙げた。2)遺伝子検査の開発は、今年度はIgGの単クロン性再構成を微量検体にて迅速行うPCR法を開発・確立してInt J Lab Haematolに報告した。また、未知の転座遺伝子を含めたIgHキメラを検出するLong Distance PCR法の迅速法の開発に取りかかり、今その検証を行っている。3)がんの病態解析についてはATLを多段階発がんのモデルとして、Foxp3、HBZ、Taxの発現の網羅的な解析をおこない、そのインバランスな発現と腫瘍化の関係を提唱した。また、がんに最も普遍的に観察されるがん抑制遺伝子p53の変異のSSCP法による院内標準化を確立し、臨床検体に応用しつつある。尚、従来線維症のbiomarkerとされていた血清KL-6は、がんの進展度と有意に相関することを発見し、現在特許申請中である。20年度は、成果のまとめと開発した遺伝子検査法のclinical settingを試みる20年度は本申請課題の最終年度として、過去3年間に開発改良した実務的遺伝子検査法を実践邸的に臨床導入し、その有用性の評価を行った。また、近年の遺伝子工学的モノクロ製材や小分子による分子標的療法の適正な使用のための検査支援システムを開発した。

1)造血器腫瘍の形質・遺伝子検査の総括として、Flow cytometryによる一次検査で不足する診断根拠をHTLV-lSBH, PCR定量、IgH SBH, Ig-X chimera PCRなどで遺伝子学的に相補し、精度の高い品質として実用化し、直接的に患者に還元する体制を整えた。2)造血器腫瘍の分子標的療法の進歩は急速に臨床みおける検査のあり方も変化している。特に治療効果の評価は細胞レベルから染色体・分子のレベルでのMRDとしての評価が重要になり、それに対応すべき、世界標準法に準じたBCR-ABL mRNA qPCR法を樹立した.また、Ph(+)白血病の分子標的剤であるImatinibは高い寛解率にも関わらず長期の投与でchimeric ABLの活性loopにmutationをきたし、耐性を獲得する。そこで、今年度はImatinib耐性遺伝子変異を迅速・簡便にgene scanningするHAMを開発し、HRM Screening genesのみを直接シークエンスすう法を開発した。3)固形がno分子標的療法では大腸癌におけるCetuximabの使用基準EGFの証明が必要である。しかし、過剰EGFに始まる主要cancer signal pwの途中にRasがシグナルの伝達・調節を担っており、効果の運命はwild-type Rasに依存する。本研究において、k-ras codon12,13変異の有無をホルマリン標本から高感度・迅速に検出する系を樹立し臨床に還元している。4)固形がんのnovel biomarkerとしてserum cytochromeの有用性を明らかにした。特に、本biomarkerは遠隔転移との相関が強く、従来の腫瘍存在や腫瘍burdenのマーカーと異なる特性が明らかにされた。5)Treg cellのmaster geneとされているFoxP3のoncogenesisに関わるaberrant expressionを、cell-linealityを超えて血液細胞から上皮細胞性がんまで広く関与していることを明らかにした。最終年に当たり、本研究を介して臨床腫瘍に貢献出来る結果が得られた.
核内転写制御因子PIAS1によるがん細胞の悪性化機構の解明

核内において転写制御因子として機能するPIAS1は、前立腺がんなどのがん種において過剰発現していることが報告されており、がん細胞の悪性化に関与していると考えられるが、その詳細や分子メカニズムについては不明である。本研究では、がん細胞の悪性化を促進する低酸素応答において中心的な制御因子として機能する転写因子HIF-1とPIAS1の相互作用に着目し、PIAS1がHIF-1依存的な遺伝子発現の制御を介して低酸素応答にどのような影響を及ぼすかを分子・細胞レベルで解析することにより、がん細胞の悪性化におけるPIAS1の役割を明らかにする。