hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有限要素シミュレーションによる接地中の足部内で生じる力学現象の解明

本研究では,瞬間的な衝撃力が足部に作用する着地やスポーツ動作における接地中の足部内部で生じる力学現象を解明することを目的とし,有限要素モデルを作成して,材料特性などを変化させた着地および走行動作における接地のシミュレーションを行う.当該年度には,前年度に作成した有限要素モデルについて,有限要素解析ソフトウェアAbaqus(ダッソー・システムズ社/本研究費でライセンスを延長購入)を用いて解析に不適な要素の修正・削除をした.また,軟組織の表面に皮膚をモデル化した.各部位に割り当てた材料特性の値,荷重の定義を修正したが,当該年度末においても試行錯誤している状態であるため,次年度に作業を継続する.有限要素モデルの作成工程に含まれる境界条件の定義,接地局面の有限要素解析,解析結果の出力については,次年度に実施予定である.なお,当該年度に実施予定であった「有限要素モデルの妥当性確認」「有限要素シミュレーション」についても,次年度に実施する予定である.本研究を推進することで,着地,歩行および走行動作の接地中における足部の骨の3次元的な挙動とそこで生じる力学現象を明らかにできる可能性がある.さらにシミュレーションによって,材料特性などの変化が,着地衝撃応答や歩行・走行動作に影響を及ぼすメカニズムを検討することも可能である.これらの結果は,障害発生予防,パフォーマンス向上,製品開発に寄与する可能性があるという点で意義のあるものと考える.有限要素モデルの作成過程において,解析に不適な要素の修正・削除,皮膚のモデル化,材料特性の修正,荷重の定義の修正などは,試行錯誤しながら適当な方法を検討する必要があった.当該年度末においてもまだ有限要素モデルの作成途中であり,当該年度に予定していた「有限要素モデルの妥当性確認」「有限要素シミュレーション」を実施できていない.足部の有限要素モデルの作成は非常に難易度が高く,試行錯誤が必要な作業が多くあったため,申請時の研究計画より進捗が遅れているが,研究は着実に進展していると考える.今後はまず,当該年度末において試行錯誤の段階であった足部の有限要素モデルの作成を進める.具体的には,材料特性の修正,荷重の定義の修正を行い,さらに着地および走行動作の実験の接地直前における足部の位置・姿勢に足部モデルを配置する.その後,地面反力データおよび運動学データについて,有限要素解析結果を実験結果と比較することによって,有限要素モデルの妥当性を検討する.妥当性が検証されたモデルを用い,材料特性などを変化させて着地および走行動作における接地のシミュレーションを行う.本研究では,瞬間的な衝撃力が足部に作用する着地やスポーツ動作における接地中の足部内部で生じる力学現象を解明することを目的とし,有限要素モデルを作成して,材料特性などを変化させた着地および走行動作における接地のシミュレーションを行う.当該年度には,下肢に重篤な外傷・障害の既往歴のない健常な成人男性1名を被験者とし,足部の有限要素モデルを作成するために,静的状態での足部のCT画像およびMRI画像を撮影した.これらの医用画像からCADデータ変換ソフトウェアSimpleware(Simpleware社/本研究費で年間ライセンスをレンタル)を用いて足部表面(皮膚),骨,アキレス腱の3次元形状を抽出した.また,医用画像撮影と同一の被験者について,モーションキャプチャシステムを用いて着地および走行動作の接地中における足部の動きを計測し,位置座標や地面反力データから有限要素モデルの妥当性検証に用いるための各変量を算出した.抽出した形状データを有限要素ソフトウェアAbaqus/CAE(ダッソー・システムズ社/本研究費で年間ライセンスを延長購入)にインポートし,有限要素モデルの作成作業に取り組む段階まで研究を推進することができた.

本研究を推進することで,着地,歩行および走行動作の接地中における足部の骨の3次元的な挙動とそこで生じる力学現象を明らかにできる可能性がある.さらにシミュレーションによって,材料特性などの変化が,着地衝撃応答や歩行・走行動作に影響を及ぼすメカニズムを検討することも可能である.これらの結果は,障害発生予防,パフォーマンス向上,製品開発に寄与する可能性があるという点で意義のあるものと考える.申請時には,着地および走行動作の接地中における足部の動きをX線撮影する計画であったが,倫理の都合などで装置の使用が困難であったため,モーションキャプチャシステムを用いた動作計測に変更した.動作計測の方法を変更しても,当初の研究目的をおおむね達成できると考える.また,下肢に重篤な外傷・障害の既往歴のない健常な成人男性5名を被験者とする計画であったが,医用画像撮影,形状抽出,有限要素モデル作成のいずれの工程も大きな労力を要するため,まずは研究代表者1人のみを被験者として医用画像撮影を行い,その後の研究を進めることとした.これらの変更が生じたため,当初の研究計画とは単純に比較できないが,おおむね順調に進展していると考える.本研究では,瞬間的な衝撃力が足部に作用する着地やスポーツ動作における接地中の足部内部で生じる力学現象を解明することを目的とし,有限要素モデルを作成して,材料特性などを変化させた着地および走行動作における接地のシミュレーションを行う.当該年度には,骨,軟骨,靭帯,腱などの足部の内部構造を考慮した有限要素モデルを作成するために,医用画像から抽出した足部表面,骨,アキレス腱の3次元形状データを有限要素ソフトウェアAbaqus/CAE(ダッソー・システムズ社/本研究費で年間ライセンスを延長購入)にインポートした.これらの形状を用いて軟骨と軟組織をモデル化し,さらに靱帯,腱,足底腱膜をモデル化した.有限要素モデルの各部位には個別の材料特性を割り当てるとともに,摩擦の定義,荷重の定義などを行った.初期条件として,足部モデル全体に,実験の接地直前における足部質量中心速度および足部角速度を与えた.試しに解析を実行し,有限要素モデルの問題点を洗い出す作業に取り組む段階まで研究を推進することができた.本研究を推進することで,着地,歩行および走行動作の接地中における足部の骨の3次元的な挙動とそこで生じる力学現象を明らかにできる可能性がある.さらにシミュレーションによって,材料特性などの変化が,着地衝撃応答や歩行・走行動作に影響を及ぼすメカニズムを検討することも可能である.これらの結果は,障害発生予防,パフォーマンス向上,製品開発に寄与する可能性があるという点で意義のあるものと考える.有限要素モデルの作成過程において,軟骨,軟組織,靱帯,腱,足底腱膜のモデル化,摩擦の定義,荷重の定義などは,試行錯誤しながら適当な方法を検討する必要があった.現在はまだ有限要素モデルの作成途中であり,当該年度に予定していた有限要素モデルの妥当性確認を実施できていない.試行錯誤を繰り返したため,申請時の研究計画よりやや遅れているが,研究を着実に進展させることができたと考える.本研究では,瞬間的な衝撃力が足部に作用する着地やスポーツ動作における接地中の足部内部で生じる力学現象を解明することを目的とし,有限要素モデルを作成して,材料特性などを変化させた着地および走行動作における接地のシミュレーションを行う.当該年度には,前年度に作成した有限要素モデルについて,有限要素解析ソフトウェアAbaqus(ダッソー・システムズ社/本研究費でライセンスを延長購入)を用いて解析に不適な要素の修正・削除をした.また,軟組織の表面に皮膚をモデル化した.各部位に割り当てた材料特性の値,荷重の定義を修正したが,当該年度末においても試行錯誤している状態であるため,次年度に作業を継続する.有限要素モデルの作成工程に含まれる境界条件の定義,接地局面の有限要素解析,解析結果の出力については,次年度に実施予定である.なお,当該年度に実施予定であった「有限要素モデルの妥当性確認」「有限要素シミュレーション」についても,次年度に実施する予定である.本研究を推進することで,着地,歩行および走行動作の接地中における足部の骨の3次元的な挙動とそこで生じる力学現象を明らかにできる可能性がある.さらにシミュレーションによって,材料特性などの変化が,着地衝撃応答や歩行・走行動作に影響を及ぼすメカニズムを検討することも可能である.これらの結果は,障害発生予防,パフォーマンス向上,製品開発に寄与する可能性があるという点で意義のあるものと考える.有限要素モデルの作成過程において,解析に不適な要素の修正・削除,皮膚のモデル化,材料特性の修正,荷重の定義の修正などは,試行錯誤しながら適当な方法を検討する必要があった.当該年度末においてもまだ有限要素モデルの作成途中であり,当該年度に予定していた「有限要素モデルの妥当性確認」「有限要素シミュレーション」を実施できていない.
大腸菌蛋白質分泌の分子機構

1.水島グループの研究成果:(1)膜透過反応の初期過程で中心的役割を果すSecAと前駆体蛋白質の相互作用を著しく促進する蛋白質を発見し、蛋白質、遺伝子両レベルで詳細な解析を行った。(2)前駆体蛋白質がシグナルペプチドの疎水領域を外側に突出するような形でSecA分子と相互作用すること、またこの相互作用によってSecF自身も疎水領域を外部に露出させることをNMR解析によって示した。(3)SecAがSecD、SecYの膜内アッセンブリーに関与することを示した。(4)以上の成果を組み込んだ分泌型蛋白質の膜透過モデルを提示した。2.徳田グループの研究成果:大腸菌の蛋白質膜透過系は、SecA、SecY、SecEを中心として構成されており、これら3種の因子のみを再構成したプロテオリポゾームの活性を顕著に促進させる新因子p12を細胞質膜中に見いだし、これを均一に精製した。p12の部分アミノ酸配列を基に構造遺伝子を同定しその全塩基配列を決定した。p12遺伝子の破壊株を構築し、細胞での蛋白質分泌が阻害されていることを示した。以上の結果から、p12が大腸菌蛋白質膜透過系を構成する新因子であることを明らかにし、SecGと命名した。3.伊藤グループの研究成果:SecY-SecE複合形成にはSecYの細胞質ドメイン4を介した細胞質領域どうしの相互作用が重要であること、SecY-SecEの結合は合成後直ちに起こり、一旦形成されたSecY-SecE複合体は細胞内で安定に保持され、Biekerらの解離会合モデルは考え難いことを示した。In vitroでSecY複合体形成や種々の変異体の活性変化を調べる系の構築を進めた。Ydr遺伝子産物には野性型SecY分子の選択的安定化および、SecY-SecE相互作用への阻害的介入の機能があることを示した。FtsH機能とチャペロン機能のオーバーラップおよびFtsHの単独SecYの分解への関与を見出した。I.生化学的研究(主として水島グループ)1.SecEのドメイン機能の解析:SecEのC末端部分のうち、膜貫通領域がSecE機能の重要な部分を担っていることを明らかにした。2.SecYの機能:SecYを大量精製する方法を確立し、SecYのX線結晶解析へ一歩前進した。またSecYがタンパク質の膜透過にともなうプロトンの対向輪送に重要な役割を果たしていることを示した。3.SecD,SecFの機能解析:SecDがタンパク質の膜透過後の放出に重要であること、またSecFはSecDアッセンブリーに関与していることを示した。4.シグナルペプチドN末正荷電領域の機能についての新知見を得た。また非ペプチド結合部分をもつタンパク質も膜透過しうることを示した。II.遺伝学的研究(伊藤グループ)SecYの優性欠損変異を解析し、C末端側にSecY活性に重要な部位があることを提唱、その効果を打ち消す遺伝子内抑制変異の分離・解析から他の因子との相互作用に関わる部位がSecYの中央部位に存在する事を示唆した。この領域の変異secY24はSecEとの相互作用を弱める事を示した。SecD,SecF,および′′ORF12′′のsecYとの相互作用を調べ、ORF12がSecY安定化効果および優性欠損secY変異に対する抑制効果に関わることを見い出した。新しい遺伝子ydrの産物がSecYと相互作用を持つ事を示唆した。膜蛋白質の膜へのアンカリング効率が低下した変異をftsH遺伝子内に同定し、ATPase結合合部位の重要性、蛋白質膜透過自体への関与等を明らかにした。
フィルタバンクを用いた画像の変換符号化

1フィルタバンクを用いて信号処理する際の乗算・加算機構に着目し、それを改善することにより、従来法よりも設計パラメータ数を減少させながら、画像圧縮において従来とほぼ同一の性能を示すフィルタバンクを設計した。画像圧縮に良く使われる八分割フィルタバンクにおいて25パーセント程度の設計パラメータ数減少を示した。すなわちこれはより設計コストが少ないフィルタバンクを実現したことになる。また、本提案法は従来フィルタバンクの構造の一般化とも捉えられるため、より広いクラスのフィルタバンク理論を構築したことでも価値がある。さらに、昨年度までに得られた成果を拡張し、冗長形フィルタバンクにも本理論を応用した。2ウェーブレット変換は画像圧縮において優れた性能を示すが、低ビットレート、すなわち高圧縮率の場合、原画像に存在する斜め方向のテクスチャ及び前景と背景の境界などが正確に保持されないという欠点が存在する。これはウェーブレット変換によって画像を変換する際に、水平、垂直方向にそれぞれ一次元フィルタを用いて別々にフィルタリングを行うことによる。すなわちこれらフィルタリングによって水平、垂直方向のエッジは良く保存されるものの、斜め方向に関しては保存されないという問題点が存在していた。この欠点を克服するため、今回二次元フィルタバンクと斜め方向へのウェーブレット変換を組み合わせたフィルタバンクを、従来のウェーブレット変換の前処理もしくは後処理として画像変換に用いた。結果として同圧縮率で明らかな画質向上が得られた。昨年度までに得られた成果に加え、斜め方向へのウェーブレット変換を適応的に実行することにより、更なる画質向上が認められた。
電気機器等用高温超伝導マグネットの固体チッソ含浸・冷却法の可能性探求

我々は,固体窒素を高温超伝導マグネットの冷媒に用いるという独自の視点で研究を行い,極めて有用な成果を得た。固体冷媒による冷却には,昇華したガスの対流による方法と,固体冷媒と冷却対象を直接接触させて個体の熱伝導によって冷却する方法の2通りがある。固体の高い熱容量値と熱伝導特性を有効に使うには後者が適しているが,一般に固体冷媒は冷却対象との熱接触が極めて悪いためほとんど研究されていなかった。本研究では,この熱接触改善法を提案し,ビスマス系高温超伝導テープを用いた実験で検証した。以下に,得られた成果の要約を示す。ビママス短尺テープを用いた研究(1)テープに過大な電流通電および熱擾乱印加を行った際,ドライアウト現象(固体窒素冷媒と冷却対象との熱接触が無くなる現象)が印加した擾乱の蓄積エネルギーによって起こることを見出した。(2)ドライアウトエネルギーには最小値が存在し,それ以下の擾乱エネルギーでは実質的にドライアウトが起こらないことを見出した。(3)冷凍機による伝導冷却を採用し,窒素を液体状態から極めてゆっくりとした冷却速度にて固化することにより,冷却対象との熱接触が格段に向上することを明らかにした。数値シミュレーションの結果,同方法で作製した固体窒素の熱伝達率が従来の減圧法によるものに比較して5倍以上向上することを明らかにした。(4)(3)で作製した固体窒素をさらに1.5気圧程度に加圧すると,ビスマステープから発生する損失が抑えられることを見出した。ビスマスコイルを用いた研究(1)ビスマステープを用いてソレノイドコイルを製作・実験し,短尺テープと同様の結果が得られることを確認した。(2)コイルに臨界電流の1.8倍もの過大電流を通電した際,真空中では熱暴走するような状況下においてさえも,固体窒素中ではほとんど損失の発生しないことを明らかにした。以上より,固体窒素冷却高温超伝導マグネット開発のための基礎を確立することができた。今年度、高温超伝導マグネット冷却用に2種類の固体窒素作製・試験装置を検討した。その一つは、液体へリウムとの熱交換によって液体窒素を固化するための装置であり、設計・部品の製作が終わり、組み立ての段階にある。もう一種類は、ギフォード・マクマフォン(GM)冷凍機を用いた伝導冷却によるものであり、こちらは装置が完成し、窒素固化試験およびビスマス高温超伝導テーブを用いた安定性実験を行った。以下、この結果について報告する。まず、試料室内部を窒素ガスで加圧状態にし、GM冷凍機にて室温から冷却していった。途中、温度が77K(窒素の1気圧における沸点)より少し下がったところで若干の液体窒素を注入した。そして、三重点(63.15K)近傍より温度が下がったところで完全に固化させることに成功した。内部の状態は試料窓から確認することができる。さらに、ビスマス高温超伝導テーブをこの固体窒素中に含浸し、熱的安定性の実験を行った。同試料に60A(臨界電流値以下)の電流を通電し、平衡温度に到達後(これを初期温度と呼ぶ)、ヒータにて熱擾乱を与えて電圧の時間変化を測定した。まず、固体状態と液体状態の違いを見るため、三重点(63.1K)近傍の温度領域(57.0K68K)において測定を行った。その結果、固体状態(63.1K以下の温度領域)では、液体状態に比較してテーブの安定性が悪くなることが分かった。これは、固体窒素と試料表面との熱接触不良が原因と考えられ、この熱接触を改善する必要がある。以上より、高温超伝導機器を過冷却窒素にて運動する場合、通常の冷却条件下では63.1K以下に温度を下げてしまうと熱的安定性が急激に悪くなり、事故の恐れがあることを示唆している。現在、2040Kの温度領域について詳細に測定を行うとともに、熱解析を行っている。今後国内学会、国際会議にて発表していく予定である。

(4)(3)で作製した固体窒素をさらに1.5気圧程度に加圧すると,ビスマステープから発生する損失が抑えられることを見出した。ビスマスコイルを用いた研究(1)ビスマステープを用いてソレノイドコイルを製作・実験し,短尺テープと同様の結果が得られることを確認した。(2)コイルに臨界電流の1.8倍もの過大電流を通電した際,真空中では熱暴走するような状況下においてさえも,固体窒素中ではほとんど損失の発生しないことを明らかにした。以上より,固体窒素冷却高温超伝導マグネット開発のための基礎を確立することができた。
電極上のアーク柱の滑りを利用した無消耗放電加工

研究者らが開発した静電誘導給電法を用いた放電加工は、工具電極に非接触で給電が行える。従って、高速回転する工具電極にも給電が行えるので、従来のブラシを用いた給電方法では困難であった、数万rpmという高速回転時の放電加工特性について研究することを初めて可能にした。平成21年度に製作した最高5万rpmの静電誘導給電式の高速回転主軸を用い、平成22年度は放電加工特性について詳細に調査した。まず、加工速度については、直径125μmの微細穴加工において、従来の1000rpmの回転数の場合に比べて、50000rpmにおいて約6倍の加工速度が得られた。また、仕上面あらさが向上し、工具電極消耗が低減した。さらに、加工可能な微細穴のアスペクト比が向上し、テーパが小さな形状精度のよい加工が行えることが分かった。これは工具電極の高速回転により、加工屑の排出、対流熱伝達による冷却、強制的な放電点の分散による電極面温度の低下が促進されることが原因であると考えられる。しかし、静電誘導給電法では、放電が両極性であるため、工具電極がプラスである放電において工具電極が大きく消耗する。従って、従来のRC放電回路を用いた場合に比べて工具電極消耗率が大きいという欠点がある。そこで、工具電極がプラスである放電において、放電電流のピーク値を下げ、放電持続時間が長くなるように、放電の極性によって回路のインピーダンスが切り替わるように放電回路を改良した。その結果、工具電極の消耗が減少し、従来のRC放電回路と同等の工具電極消耗率が実現できた。放電加工において加工精度を向上させるために、工具電極面と工作物面との間に相対滑り運動を生じさせ、アーク柱が工具電極面上を滑ることにより、工具電極面上の局所的な温度上昇を抑え、工具電極消耗を減少させる方法を開発した。相対滑りを与えるためには工具電極を高速に回転させる必要がある。また、高速回転する工具電極に給電するためには、非接触で給電が可能であることが望ましい。そこで、筆者らが新たに開発した静電誘導給電法を応用した。パルス状の電圧を、直列に配置した容量を介して工具電極に接続することにより、配線間の浮遊容量の影響を排除し、従来のRC放電回路よりも微細な放電エネルギーが得られる。また、高速回転するスピンドルと同軸に設置した給電電極との間隙で形成される容量を介して非接触給電できるため、工具電極の芯振れを生じさせることなく給電が行える。21年度はこの静電誘導給電法を用いて、工具電極の回転数が加工速度や工具電極消耗に及ぼす影響を調べ、加工特性の向上を図った。その結果、5万rpmで回転する工具電極に非接触で給電が可能であることを示した。また、従来の1千rpm程度の回転数で加工する場合に比べて加工速度が約2倍に増大し、工具電極消耗は1/2に減少することが明らかとなった。しかし、放電のパルス幅は約100nsであり、工具電極径は0.3mm程度なので、5万rpm程度では放電持続時間中にアーク柱が電極面上を滑る距離は放電痕直径に比べて無視できるほど小さい。従って、高速回転によって連続した放電が電極面上の同じ位置に発生することが防止でき、電極面上に放電点が分散することによって電極温度の局所的な上昇が抑えられ、放電が安定することが加工特性向上の原因であると考えられる。
肝細胞癌の新規腫瘍マーカーとしての血液中浮遊DNA量の測定意義

わが国の肝細胞癌(HCC)はHCVに起因するものが全体の80%を占めており、高い再発率と低い治癒切除率のため、依然として予後不良な悪性腫瘍のひとつであり、鋭敏な早期診断マーカーや再発予測マーカーの開発が切望される。肝細胞癌患者の末梢血中に浮遊するDNA(cell-free DNA)が腫瘍マーカーとして有用であることを検証し、更には浮遊するDNAの長鎖と短鎖の比(= integrity)を測定することにより、特異度を高めて、新規腫瘍マーカーとしての役割を確立することを目的として本研究を開始した。平成21年度は、cell-free DNAやintegrityに対する測定方法の確立および癌特異的に上昇しているかを検証した。HCV陽性HCCの切除症例31例(以下、HCC群)、同時期に採血されたHCCを発症していないHCVキャリアー9例(以下、HCV群)、健常者8例(以下、コントロール群)を対象とした。β-actin geneをターゲットとした100bpと400bpのプライマーを用いて、リアルタイムPCR法にて長鎖と短鎖のcell-free DNA値およびintegrityを算出した。1. 3群間において長鎖cell-freeDNA量、短鎖cell-free DNA量に有意差を認めなかったが、HCC群はコントロール群に比較して有意にintegrityの上昇を認めた。一方、HCV群とHCC群間における長鎖DNA量、短鎖DNA量、integrityの差を検討したが、HCV群の症例数が少ないこともあり、有意な結果を得られなかった。プライマーの設定の更なる検討を行う必要が示唆された。2. 31例のintegrityとHCCの腫瘍径・腫瘍数・分化度・臨床病期といった臨床病理学的因子との間に有意な相関を認めなかった。Integrityが肝細胞癌特異的な役割を担う結果は得られなかった。
プロテオーム解析によるインスリン感受性調節機構の解明と新規治療ターゲットの発見

2種類の独立したエピトープタグと特異的なTEVプロテアーゼ切断配列をflag tag、TEV、myc tagの順番に配置したMEFタグをN末端に取り付けた30種類の蛋白をコードするcDNAを発現するアデノウイルスを作成し、肝臓に発現させ、新規蛋白質をプロテオーム解析により検討した。AMPKに結合する蛋白質としてGSK3βが同定された事に着目した。まず第一に、AMPK活性化剤であるAICRAを腹腔内投与し、肝臓のGSK3βのリン酸化を検討した結果、AMPKの活性化に伴い、GSK3βのリン酸化が亢進していた。次に、糖新生律速酵素PEPCKのプロモーター上のCRE領域に焦点をあて、CREに結合するCREBとそのコアクチベーターであるTORC2の転写活性をGAL4-UASシステムを用いて調べた。AMPKの活性化、GSK3βの阻害により、CREBの転写活性が抑制され、AMPKの活性化でTORC2の転写活性が抑制された。HepG2細胞にAICAR刺激によるAMPK活性化に伴い、CREBの129番目のセリンのリン酸化は、時間依存的に減退していき、反比例して、GSK3βのリン酸化が亢進していた。AICAR刺激によるCREBとCBPとの結合を調べた結果、AICAR刺激により、CREBとCBPとの結合が減弱していた。以上の結果から、AMPKを活性化させるとGSK3βがリン酸化により不活性化され、CREBの129番目のセリンのリン酸化が抑制される事で、CREBとCBPとの結合が弱まり、糖新生律速酵素PEPCKの転写が抑制されている事が証明された。本研究成果は、糖尿病第一選択薬であるAMPK活性化剤ビグアナイド薬の糖新生抑制機構の詳細な機序を明らかにしただけでなく、AMPKによるGSK3βのリン酸化制御という新しいシグナルを証明し、他分野にも影響を与える成果となった。現在までに、(1)インスリンシグナル伝達関連蛋白群、(2)糖、脂質代謝関連酵素及び膜蛋白群、(3)エネルギー代謝関連転写因子に対して、MEFタグを用いて免疫沈降を行い、LC-MS/MSを基盤とするタンパク質の超高感度同定システム(ダイレクトナノフローLC-MS/MS)を用いる手法を駆使して、蛋白相互解析を行った。細胞内シグナル伝達の観点からは、インスリン受容体からのシグナル伝達、IRS-1/2リン酸化→PI3-キナーゼ活性化→Aktリン酸化→GLUT4による糖取り込みの主経路に関与する蛋白質との結合蛋白質を同定した。これらに関しては、糖尿病モデルマウスにアデノウイルスを静注しベイトとなる蛋白質を発現させ、インスリン刺激有無により結合する蛋白質の比較が有効であると考え、リン酸化されたシグナル伝達蛋白質とリン酸化されていない状態での結合蛋白質の比較を行う事で、インスリン抵抗性に関与する因子を網羅的に同定した。蛋白相互解析結果により同定された結合蛋白やリン酸化蛋白の特異的抗体の作成、全長cDNAを用意し、種々のバイオアッセイを行い、病態メカニズムの解明、及び、病態モデル動物や薬剤処理による結合蛋白質の変化の検討をした。特に、AMPKに結合する蛋白質による、新たなエネルギー代謝に重要なpathwayを見出し、現在、その機序を解明中である。また、肝臓や筋肉で変化が認められた核内蛋白については、初代培養肝細胞やL6筋芽細胞に発現させ、脂質代謝、糖取り込み活性やグリコーゲン合成などインスリン作用や感受性調節への役割を解明中である。さらに、糖・脂質代謝やインスリン感受性調節に重要性が高いと考えられる新規リン酸化酵素の生理的役割を決定づける目的で、その分子のノックアウトマウスを作成中である。エネルギー感受性キナーゼであるAMP-activated protein kinase(AMPK)の細胞内基質と予想される分子と、AMPKが間接的に作用して糖新生を抑制するGSK3βが見つかった。AMPKは糖新生を抑制するが、その詳細な機序は明らかになっていなかった。そこで、糖新生律速酵素PEPCK(phosphoenolpyruvate carboxykina)のプロモーター領域のcAMP responsive element(CRE)領域に結合するCREBにAMPKおよびGSK3βがCREBを介してどのようにPEPCKの発現を制御するかを検討した。その結果、HepG2細胞でAICAR刺激により、GSK3βの9番目のセリンのリン酸化が充進していた。セリンリン酸化により不活性化されたGSK3βは、CREBの129番目のセリンをリン酸化させにくくなっていた。CREBの129番目のセリンのリン酸化が減弱することで活性が低下したCREBは、CBP(cAMP-response-element-binding protein-binding protein)との結合能が弱まり、その結果、PEPCK発現を抑制していた。現在まで、AMPKの活性化が糖新生を抑える機序の詳細はわかっていなかった。本研究により、AMPKがGSK3βをリン酸化し、CREBの活性を低下させることで、糖新生の律速酵素であるPEPCK発現を減弱させる事が明らかになった(論文投稿中)。

2種類の独立したエピトープタグと特異的なTEVプロテアーゼ切断配列をflag tag、TEV、myc tagの順番に配置したMEFタグをN末端に取り付けた30種類の蛋白をコードするcDNAを発現するアデノウイルスを作成し、肝臓に発現させ、新規蛋白質をプロテオーム解析により検討した。AMPKに結合する蛋白質としてGSK3βが同定された事に着目した。まず第一に、AMPK活性化剤であるAICRAを腹腔内投与し、肝臓のGSK3βのリン酸化を検討した結果、AMPKの活性化に伴い、GSK3βのリン酸化が亢進していた。次に、糖新生律速酵素PEPCKのプロモーター上のCRE領域に焦点をあて、CREに結合するCREBとそのコアクチベーターであるTORC2の転写活性をGAL4-UASシステムを用いて調べた。AMPKの活性化、GSK3βの阻害により、CREBの転写活性が抑制され、AMPKの活性化でTORC2の転写活性が抑制された。HepG2細胞にAICAR刺激によるAMPK活性化に伴い、CREBの129番目のセリンのリン酸化は、時間依存的に減退していき、反比例して、GSK3βのリン酸化が亢進していた。AICAR刺激によるCREBとCBPとの結合を調べた結果、AICAR刺激により、CREBとCBPとの結合が減弱していた。以上の結果から、AMPKを活性化させるとGSK3βがリン酸化により不活性化され、CREBの129番目のセリンのリン酸化が抑制される事で、CREBとCBPとの結合が弱まり、糖新生律速酵素PEPCKの転写が抑制されている事が証明された。本研究成果は、糖尿病第一選択薬であるAMPK活性化剤ビグアナイド薬の糖新生抑制機構の詳細な機序を明らかにしただけでなく、AMPKによるGSK3βのリン酸化制御という新しいシグナルを証明し、他分野にも影響を与える成果となった。
マラリアにおける病態重症化の抑制に関する研究

本研究の成果により、弱毒化原虫Plasmodium berghei(Pb) XATとの複合感染による強毒株Pb ANKAの病態重症化の抑制には、弱毒化原虫に対して宿主免疫が特異的に応答することで誘導されるIL-10R発現細胞とIL-10が重要な役割を果たしていることが示された。また、弱毒化原虫Pb XATとの複合感染による脳症抑制効果は、脾臓およびTLRを介さずに誘導できることが明らかとなった。熱帯熱マラリア原虫はヒトに感染すると脳マラリアなどの重症病態を引き起こし、致命的な障害を与えることから悪性のマラリア原虫と呼ばれている。一方で、良性の三日熱マラリア原虫が複合感染している場合、脳マラリアなどの重症病態が抑制されることがある。この抑制機序を解明するために、まず、脳マラリアの実験モデルとして多用される強毒株のマウスマラリア原虫Plasmodium berghei (Pb)ANKAと、弱毒株のマウスマラリア原虫Pb XATを用いて、マウスマラリア原虫複合感染による脳マラリア抑制モデルを樹立した。さらに、IL-10KOマウスにPb ANKAとPb XATを複合感染させると脳マラリアを発症することから、マウスマラリア原虫複合感染による脳マラリア抑制効果にはIL-10が非常に重要な役割を果たしていることを見出した。次に、IL-10によって脳マラリアが抑制される機構を調べるために、IL-10 Receptor(R)発現細胞について解析を行った。FACS解析の結果、Pb ANKA単独感染マウスの感染後6日目の脾臓において、IL-10R発現細胞の殆どがCD3陽性を示した。一方、Pb ANKAとPb XATとの複合感染マウスの感染後6日目の脾臓では、IL-10R発現細胞の殆どがCD3陰性を示し、Pb XAT単独感染の場合と同様であった。複合感染させたIL-10KOマウスの感染後6日目の脾臓では、CD3陽性とCD3陰性のIL-10R発現細胞がそれぞれ認められた。なお、感染後3日目ではいずれの感染においてもIL-10R発現細胞はCD3陰性であり、変化は認められなかった。これらの結果から、感染後6日目に脾臓に蓄積したCD3陽性IL-10R発現細胞が脳マラリアの発症に関与している可能性があること、また、脳マラリアの抑制に非常に重要な役割を果たすIL-10は、感染後3日目以降においてCD3陽性IL-10R発現細胞の分化または増加を抑制している可能性があることが推察された。本年度の研究成果により、マラリア感染におけるIL-10R発現細胞の動態が示され、複合感染による脳マラリアの抑制とIL-10R発現細胞の動態が密接に関与している可能性を示唆することができた。強毒株Plasmodium berghei (Pb) ANKAが引き起こす脳症は弱毒株Pb XATを複合感染させることによって抑制される。一方で、複合感染マウスは原虫血症の増悪と重症貧血を引き起こし感染後20-30日で死亡する。本研究ではマラリア原虫複合感染では脾臓に蓄積したIL-10R発現細胞が産生する多量のIL-10が原虫血症を増悪させていると推測し、摘脾による原虫血症の変化について解析してきた。その結果、複合感染マウスにおける原虫血症の増悪は摘脾によって抑制され、マウスの生存期間が延長することを見出した。しかし、摘脾による原虫血症の抑制機序は明らかではない。そこで本年度は、まず、摘脾による原虫血症の抑制とIL-10の関係について解析した。マラリア原虫排除に重要な役割を果たす原虫特異抗体について解析したところ、感染後15日目の複合感染マウス血清中のPbXAT特異的IgGおよびIgM濃度は、PbXAT単独感染マウスと比較して著しい低下が認められた。しかし、摘脾をすることによって複合感染マウス血清中のPbXAT特異的IgM濃度だけがPbXAT単独感染マウスと同程度まで増加した。これらの結果から複合感染マウスにおいてPbXAT特異的IgMは原虫排除に寄与すると推測された。また、複合感染後15日目の血清中のIL-10について解析したところ、摘脾した複合感染マウスの血清中IL-10レベルは摘脾しない複合感染マウスと比較して低下していたが、有意な差異は認められず、弱毒株pbXAT単独感染マウスと比較して高レベルを示した。

本年度の研究結果により、弱毒株Pb XAT単独感染マウスで誘導される原虫排除に関わる免疫応答がPb ANKAの存在によってIL-10非依存的に抑制され、マウスは原虫を排除することができずに原虫血症の増悪と重症貧血を引き起こした可能性が示唆された。本研究では、まず、強毒株Pb ANKAおよび弱毒株PbXATの単独感染におけるTLRの役割について解析を行った。その結果、強毒株Pb ANKAが引き起こす脳症は、TLR非依存的であった。一方、弱毒株PbXATをTLR2/4/9KOマウスおよびTLIR7/9KOマウスに感染させると、野生型マウスと比較して原虫血症は増悪した。この結果から、弱毒株PbXATはTLRに認識されることが見出され、さらに弱毒株PbXATに対する防御免疫の誘導にTLRが重要な役割を果たすことが明らかとなった。次に、弱毒株PbXAT複合感染による脳症抑制効果にはTLRを介する免疫応答が関与していると推測し、TLR2/4/9KOマウスおよびTLR7/9KOマウスに強毒株PbANKAと弱毒株PbXATを複合感染させた。しかし、複合感染させたTLR2/4/9KOマウスおよびTLR7/9KOマウスは、野生型マウスと同様に脳症抑制効果が認められたことから、弱毒株PbXAT複合感染による脳症抑制効果にTLRは関与しないことが推察された。
間葉系幹細胞を用いたショックへの新しい治療戦略

麻酔・集中治療医学領域において、敗血症や出血などによるショック状態で、治療に困窮する場合が少なくなく、確立した治療法がない現状である。本研究は、骨髄間葉系幹細胞を用いて様々なショックに対する新しい治療法を開発することを目的とした。その結果、敗血症性ショック、出血性ショック、窒息による低酸素血症のモデルは完成したが、骨髄間葉系幹細胞分離デバイスの大量入手が難しく、敗血症性ショックに至るモデルにおいて検討するだけになった。敗血症性ショックモデルにおいて骨髄間葉系幹細胞移植を行うと生存率は改善することが示唆されたが、その機序に関しては不明であった。今後さらなる検討が必要であった。麻酔,集中治療医学領域において、敗血症および出血によるショック状態に陥り、治療に困窮する場合が少なくありません。ショック状態を一旦離脱しても虚血再灌流障害を引き起こし、多臓器不全に陥る場合も認めます。ショック状態において、現在大量輸液や昇圧薬といった従来の治療のほか、血液浄化法や新しい薬剤が試みられていますが、著明に改善させる方法はなく、より効果的な治療法が切望されています。本研究は、骨髄間葉系幹細胞を用いて、ショックへの新しい治療法を開発するのが目的です。ショックとしては、1)敗血症性ショック2)出血性ショック3)低酸素血症にともなうショックを考えています。麻酔・集中治療医学領域において、敗血症および出血によるショック状態に陥り、治療に困窮する場合が少なくない。ショックという状態は様々な原因により病態は大きく変わり、治療法も多種多様存在する。ショック状態になり、改善しない場合はもちろん、治療に反応して一旦ショック状態から離脱しても、その後多臓器不全に陥る場合を臨床ではよく見かける。いろいろな治療法が試みられているが、依然として確固たる治療法は見いだせていない。本研究は、骨髄間葉系幹細胞を用いて、ショックに対する新しい治療法を開発することを目的としている。ショックとしては、1)敗血症性ショック2)出血性ショック3)低酸素性ショックの状態を考え、各ショック状態に対して骨髄間葉系幹細胞を移植して、その有用性に関して検討した。方法としては、各ショック状態から離脱した状態で骨髄間葉系幹細胞を移植する方法を検討している。骨髄間葉系幹細胞は、同種の動物(ラット)の大腿骨から採取し、分離デバイスを用いて精製分離することを計画している。骨髄間葉系幹細胞を分離するデバイスの入手が困難であり、現在、動物の大腿骨から採取した骨髄から独自に分離、生成する方法を検討している。しかしながら、骨髄から間葉系幹細胞を分離するにあたり、得られる細胞数はバラバラでまだ動物に投与する状態でない。したがって、現在別の手段として骨髄をフィルターに通して直接投与する方法も検討している。なお、病態に対しては、1)敗血症性ショックー盲腸穿孔による敗血症性ショックモデルを作成済み(他の実験が進行中)2)出血性ショックー頸動脈より脱血した出血性ショックモデルは作成済み(他の実験が進行中)3)低酸素性ショックー気道閉塞することによる低酸素性ショックモデルは作成済み(他の実験が進行中)麻酔・集中治療医学領域において、敗血症および出血によるショック状態に陥り、治療に困窮する場合が少なくない。現在、いろいろな治療法が試みられているが依然として確固たる治療法は見いだせていない。本研究は、骨髄間葉系幹細胞を用いてショックに対する新しい治療法を開発することを目的としている。今年度の達成度●敗血症性ショックモデルにおける骨髄間葉系幹細胞移植の有用性の検討方法としては、まず、ラットの大腿骨2本から採取した骨髄を生理的食塩水で撹拌し、特殊なデバイスを用いて骨髄間葉系幹細胞を分離、精製した。次に、別のラットを用いて盲腸穿孔させることにより敗血症ショックモデルを作成し、作成後直ちに分離した幹細胞と上清を混合させたものを静脈内投与した。幹細胞を投与した群を投与群(20匹)とし、投与しなかった群を対照群(20匹)とし、両群間を比較検討した。評価項目は投与後7日間のラットの生存率と各主要臓器の組織学的評価、血液生化学検査とした。結果として、投与群の生存率は対照群と比較して、投与群で有意に生存率は改善した。組織学的評価に関しては、死亡した際に採取した臓器ばかりであり、両群とも評価できない臓器ばかりであった。また、血液検査も時間的評価ができず、両群間の比較検討はできなかった。考察として、今回の検討で骨髄間葉系幹細胞移植が敗血症性ショックモデルにおいて生存率を有意に上昇させることが判明したが、その機序に関しては不明であった。また、幹細胞そのものに有用性があるのか、液性成分に有用性があるのかを検討することもできなかった。今後、症例数を増やし、機序、他の臓器への影響に関してさらなる検討を行いたい。結語として、骨髄間葉系幹細胞移植が敗血症性ショックモデルにおいて生存率を有意に改善することが判明した。しかしながらその機序は不明であり、今後の検討課題となった。

その結果、敗血症性ショック、出血性ショック、窒息による低酸素血症のモデルは完成したが、骨髄間葉系幹細胞分離デバイスの大量入手が難しく、敗血症性ショックに至るモデルにおいて検討するだけになった。敗血症性ショックモデルにおいて骨髄間葉系幹細胞移植を行うと生存率は改善することが示唆されたが、その機序に関しては不明であった。今後さらなる検討が必要であった。1)コントロールにおけるショック状態の安定化が得られていない2)骨髄幹細胞移植に用いる分離デバイスの供給が追い付かない上記、2点により予定よりも遅れております。解決するために、敗血症性ショックおよび出血性ショックモデルの新たなる作成と、分離デバイスの確保に努めております。現在、敗血症性ショックモデルは死亡率40%程度のモデルが作成でき、出血性ショックは死亡率30%程度のモデルが作成できました。分離デバイスはこれまでとは異なるデバイスにも手を広げて検討に入りました。1)間葉系幹細胞の分離、精製を行う早急に間葉系幹細胞の分離、精製を様々な手段を用いて行い、移植できるように検討する。2)3種のショック状態に対して分離精製した間葉系幹細胞を移植して有用性を検討するすべてのモデルは完成しており、間葉系幹細胞の移植待ちの状況である。麻酔科学、集中治療医学今後、作成できた敗血症性ショックモデルと出血性ショックモデルにおいて骨髄幹細胞移植を行い、その有用性を検討します。モデルの安定した状況になりましたので、今後有用性を検討することが可能となりました。骨髄幹細胞分離デバイスが購入できなかったことが最大の原因です。別のルートより購入可能となりましたので、速やかに購入、研究を加速させるつもりです。また、治療群の症例数が確保できなかった点も今回の原因と考えています。現在、対照群を安定化させることが出来たので、症例数を集める段階です。ほとんどを骨髄幹細胞分離デバイス、サイトカイン測定キット購入に割り当てるつもりです。
制度の質が経済発展に与える効果に関する研究

本年度は、以下の点について研究活動を行った。(1)天然資源を豊富に有する国は、その資源を利用して経済発展に成功するように一見思われるが、現実には経済が停滞することがしばしば観察される。この現象は「資源の呪い」として知られている。これに関して次の2つの研究を行った。(a)天然資源に関わる資金は不透明であることが多く、資源の呪いの原因の一つとして汚職の存在が指摘されている。この問題に対する国際的な対策として、「採取産業透明性イニシアティブ(Extractive Industries Transparency Initiative:EITI)」がある。アフリカ諸国に着目し、EITIの経済的効果について検証した。研究成果は論文にまとめ、国際的学術雑誌に投稿中である。(b)天然資源の中でも、石油資源は特に価値が高く、産油国の政府にとっては重要な収入源となっている。そこで、大規模油田が発見された場合に、政府の行動(具体的には政府支出の内訳)がどのように変化するのかを世界100カ国以上のデータを使用して検証した。今後さらに分析を進め、論文にまとめる予定である。(2)貿易自由化が経済に与える影響についてはこれまでにも多くの議論がなされてきた。2000年代以降発展してきた企業の異質性を考慮したモデルでは、同一産業内に異なる生産性の企業が存在し、貿易自由化が進展すると生産性の低い企業から高い企業へと資源が移動することで経済全体の生産性が上昇することが示されている。このモデルに新規企業の参入を明示的に考慮した場合、貿易自由化が生産性にどのような効果を及ぼすのかについて検証した。研究結果から、貿易自由化と生産性の関係は単調ではなく、貿易自由化が常に生産性の向上をもたらすとは限らないことを明らかにした。研究成果は論文にまとめ、ワーキングペーパーとして発表するとともに、国際的学術雑誌に投稿中である。研究実績の概要に記載したように、2本の論文を国際的学術雑誌に投稿した。また、翌年度に論文を完成させることを目途として、新たな研究テーマにも取り組んだ。研究実績の概要に記載したように、2本の論文を国際的学術雑誌に投稿中である。これらの論文を学術雑誌に掲載するべく研究を進めていく。また、今年度から取り組んだ、「天然資源と政府行動」の研究に関しては、翌年度中に論文を完成させ、国際的学術雑誌に投稿する予定ある。本年度は、研究計画に基づき、以下の点について研究活動を行った。(1)貧困層の生活の質は政治体制に依存するところが大きい。民主主義的な政治体制の下では、政府が健康や教育などに関する支出を増加させ、貧困層の生活の質が改善する可能性がある。一方で、開発途上国では汚職などの影響により政府支出の増加が必ずしも貧困層の生活の質の改善につながらないことも指摘されている。この研究では、政治体制が健康水準(乳幼児死亡率、幼児死亡率、平均寿命)にどのような効果を及ぼすのかについて世界180か国のデータを使用して検証した。研究結果から、民主主義が成熟すると健康水準が改善し、その改善効果は健康水準の劣悪な国において大きいことが判明した。また、民主主義体制であれば議院内閣制と大統領制が健康水準に与える影響の差は小さい一方で、権威主義体制下では文民支配・軍政・王政ごとに健康水準に与える影響が大きく異なることも明らかとなった。研究成果は国際的学術雑誌Economic Systemsに近刊予定である。(2)天然資源が豊富な国において、経済パフォーマンスが低調であることがしばしば観察される。この状況は「資源の呪い」と呼ばれている。天然資源に関わる資金は不透明であることが多く、資源の呪いの原因の一つとして汚職の存在が指摘されている。この問題に対する国際的な取組として、「採取産業透明性イニシアティブ(Extractive Industries Transparency Initiative:EITI)」がある。この研究では、アフリカ諸国に着目し、EITIの経済的効果について理論的・実証的側面から検証している。研究結果から、ある国がEITIに参加することでその国の天然資源レントが増加することが明らかとなった。研究成果は論文にまとめ、関西大学経済学会のワーキングペーパーとした。今後、さらに加筆修正を進め、国際的学術雑誌に投稿予定である。政治体制が貧困層の生活の質に与える影響に関する研究は、国際的学術雑誌に掲載が決定した。また、「採取産業透明性イニシアティブ」の経済的効果に関する研究は、ワーキングペーパーとしてまとめることができた。

(2)貿易自由化が経済に与える影響についてはこれまでにも多くの議論がなされてきた。2000年代以降発展してきた企業の異質性を考慮したモデルでは、同一産業内に異なる生産性の企業が存在し、貿易自由化が進展すると生産性の低い企業から高い企業へと資源が移動することで経済全体の生産性が上昇することが示されている。このモデルに新規企業の参入を明示的に考慮した場合、貿易自由化が生産性にどのような効果を及ぼすのかについて検証した。研究結果から、貿易自由化と生産性の関係は単調ではなく、貿易自由化が常に生産性の向上をもたらすとは限らないことを明らかにした。研究成果は論文にまとめ、ワーキングペーパーとして発表するとともに、国際的学術雑誌に投稿中である。研究実績の概要に記載したように、2本の論文を国際的学術雑誌に投稿した。また、翌年度に論文を完成させることを目途として、新たな研究テーマにも取り組んだ。「採取産業透明性イニシアティブ」の経済的効果に関する研究はさらに加筆修正を進め、国際的学術雑誌に投稿予定である。また、汚職が経済パフォーマンスにどのような影響を及ぼすのかについて、企業レベルのマイクロデータを利用した研究にも取り組む予定である。研究実績の概要に記載したように、2本の論文を国際的学術雑誌に投稿中である。これらの論文を学術雑誌に掲載するべく研究を進めていく。また、今年度から取り組んだ、「天然資源と政府行動」の研究に関しては、翌年度中に論文を完成させ、国際的学術雑誌に投稿する予定ある。予定していたリサーチアシスタントの雇用がなかったため、次年度使用額が発生した。次年度は統計ソフトの購入、研究打ち合わせ・研究成果報告のための旅費、書籍の購入などを計画している。データ入力・整理を依頼するアルバイトを雇用しなかったため、次年度使用額が発生した。
オープン化時代の製品開発と市場成果に関する時系列調査

本研究では2007年-2010年の間、日本の上場メーカーを対象として「研究開発についての調査」「製品開発についての調査」を行ってきた。調査内容としては、日本企業の特徴として指摘されてきた「組織内での情報共有」「コンカレント開発」といった点と併せて、企業外部を含んだ「オープン・イノベーション(Chesbrough2004)」「ユーザーイノベーション(von Hippel1988,2005)」「共進化マーケティング(濱岡2002,2004)」などの新しい項目も導入した。二つの調査の調査項目はともに250項目を越えるが、2007-10年で統計的に有意な変化があったのは、研究開発については41項目、製品開発については30項目であった。4年連続して回答した企業はともに数社程度であるが、安定した結果が得られたことは、回答結果は日本のメーカーに共通する特徴であるといえる。一方、変化した項目についてみると、研究開発については、「技術的優位性維持の困難化」,「子会社の活用による研究開発の半オープン化」「研究開発におけるリーダーの弱体化」「研究開発の縮小と困難化」「研究開発の成果の有効性の低下」「自社の技術的・製品開発における強みの喪失」など極めて苦しい状況にあることがわかった。製品開発についても、「売上などの成長鈍化」「特許など技術優位性の低下」「社内での公募の減少」「自社の技術的な強みの低下」「開発プロセスの公式化」「社内での情報共有,一貫性の後退」「ユーザーとの関係の希薄化」といった問題が進展していることがわかった。日本企業の研究開発、製品開発および市場における製品のパフォーマンスについての基礎的なデータを蓄積し、その変化の動向を把握することを目的とする。本年度は昨年度の調査の問題点の反省を踏まえて調査票の内容、調査対象者の選定方法の見直しを行った。「研究開発についての調査」と「製品開発についての調査」に2分することとした。また、全体的に項目数が多かったため、見直しを行った。さらに、調査対象者についても、研究開発、製品開発の担当部署の長の名簿を入手した。この結果、「研究開発についての調査」については、450社に発送し122社からの回答(回答率27%)、を得た。同様に「製品開発についての調査」については、612社に発送し151社からの回答を得た(回答率24%)。研究開発については、オープン・イノベーションの成果の規定要因についての分析を行い、技術変化,吸収能力,技術資源が正,開発子会社,外部技術への抵抗が負の影響があること、さらにオープン・イノベーションの成果が高いほど,R&Dの成果も高いことが示された。製品開発については、開発された製品の品質はフロントローディング型の開発、ユーザーテストの実施、過去の情報の蓄積によって高められることが示された。開発の早さについてはコンカレント、クロスファンクショナルといった変数は有意とならなかった。さらに、市場での新製品の成功は、製品の品質および開発の早さと正の相関があった。来年度以降は本年度と同じ調査方法で継続することによって、時系列での比較という視点からの分析を行う予定である。本研究は製品開発、研究開発についての調査を経時的に行うことが目的であり、本年度は昨年度同様の調査を行った。「研究開発についての調査」については、419社に発送し132社からの回答を得た(回答率31.5%)。同様に「製品開発についての調査」については、646社に発送し124社からの回答を得た(回答率19.2%)。両調査について、昨年度調査との比較を行った。さらに研究開発については、オープン・イノベーションの規定要因についての分析を行い、技術変化、吸収能力、技術資源が正、開発子会社、外部技術への抵抗が負の影響があること、さらにオープン・イノベーションの成果が高いほど、R&Dの成果も高いことがわかった。

製品開発については、ユーザーイノベーションの規定要因について、von Hippel (1994)の情報粘着性理論に基づいて、情報の量、情報の暗黙性、送り手の能力、受け手の能力、ツールキット、コミュニティ、ユーザーへの情報提供に注目して仮説を設定した。構造分析モデルによって仮説を検定した結果、ユーザーの問題解決能力は、ユーザーイノベーションの発生に正の相関があったが、メーカーの問題解決能力、ニーズ吸収能力、ニーズ/ソリューション情報の暗黙性や開発に必要な情報の量は有意とはならなかった。さらに、ユーザーへの情報の提供、コミュニティは、ユーザーの問題解決能力、情報発信能力を向上させることがわかった。来年度以降は本年度と同じ調査方法で継続することによって、時系列での比較という視点からの分析も行う予定である。本研究は製品開発、研究開発についての調査を経時的に行うことが目的であり、本年度は2007-9年度同様、「研究開発についての調査」「製品開発についての調査」を行った。研究開発については、オープン・イノベーションの規定要因についての分析を行い、内部吸収型のオープン・イノベーションと外部提供型のオープン・イノベーションでは、規定要因が異なることを明らかにした。製品開発については、ユーザーイノベーション発生の規定要因について、von Hippel(1994)の情報粘着性理論に基づいて、情報の量、情報の暗黙性、送り手の能力、受け手の能力、ツールキット、コミュニティ、ユーザーへの情報提供に注目して仮説を設定した。構造方程式モデルによって仮説を検定した結果、ユーザーの問題解決能力は、ユーザーイノベーションの発生に正の相関があったが、メーカーの問題解決能力、ニーズ吸収能力、ニーズ/ソリューション情報の暗黙性や開発に必要な情報の量は有意とはならなかった。本研究は製品開発、研究開発についての調査を経時的に行うことが目的であり、本年度は2007-9年度同様二つの調査を行った。まず、「研究開発についての調査」に関しては、300項目を設定した。それらのうち、2007年からの4年間でトレンド変数が有意となったのは41項目であった。4年間ともに回答した企業は4社であったにも関わらず,安定した結果となったのは,本調査の結果が日本企業に共通する傾向であることを示唆している。一方、変化した項目からは,「技術的優位性維持の困難化」「子会社の活用による研究開発の半オープン化」「研究開発におけるリーダーの弱体化」「研究開発の縮小と困難化」「研究開発の成果の有効性の低下」「自社の技術的・製品開発における強みの喪失」「など研究開発が極めて苦しい状況にあることがわかった。「製品開発についての調査」に関しては、同様に250項目中、30項目についてトレンド変数が有意となった。変化した項目からは,「売上などの成長鈍化」「特許など技術優位性の低下」「社内での公募の減少」「自社の技術的な強みの低下」「開発プロセスの公式化」「社内での情報共有、一貫性の後退」「ユーザーとの関係の希薄化」などの問題が重要化していることがわかった。このように、研究開発、製品開発ともに日本企業は売上の低下や競争の激化、組織内でのリーダーの弱体化、研究開発や製品開発の効率や強みの低下といった問題を抱えていることが明らかとなった。