hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肺、縦隔悪性腫瘍の縦隔進展に対する診断確定のための基礎的および臨床的研究

A.基礎実験目的:実験的に食道超音波内視鏡(以下EUS)と解剖所見を同時比較し、本検査における肺門縦隔病変、特に主腫瘍と肺癌取扱い規約上の所属リンパ節(以下LN)の部位診断および解像度について実験的検討を行った。方法:雑種成犬に対し、麻酔下にEUS(東芝メディカル社製EPB-503F、7.5MHZ)を経口挿入した、両側開胸し、EUSの先端探触子の位置と方向を確認しつつ、肺門縦隔の解剖学的関係と画像所見とを対比した。LN該当部位に径10mmのbone waxを固定し、EUSで同定を行った。次に、bone waxの径を変え、最小解像能力を検討した。結果:LNの同定法については、胸腔内の特徴的な脈管構造を見出し、そこからの相対的な位置関係から目的部位を検索する方式が解明された。即ち、僧帽弁前尖、大動脈弁、左心耳、下行大動脈、大動脈弓、左肺動脈、上大動脈、左総頸動脈、左鎖骨下動脈の描出をまず行い、これとの関係から、LN#2、3、3p4、5、7、8、9、10の位置を求める方式が確立された。解像度:本法では直系3mmまでのbone waxが検出可能であった。B.臨床例:前年度に引続き臨床例の検討を行った。胸部疾患17名(うち肺腫瘍{原発性、移転性}9名、縦隔腫瘍4名)について検討した。主腫瘍については、肺腫瘍は肺門型または巨大腫瘤で縦隔に接していたもの、縦隔腫瘍は傍食道発生のものが観察可能であった。INは#2、3、4、7、8、10の腫張が手術所見と一致をみた。画像は低エコー境界明瞭な腫瘤陰影として認められ、最小径7mmまで検出できた。結語:EUSではLNの大部分が描出可能であり、解像能は、実験的には3mmと胸部CIより優れていた。部位診断法の確立により、正確な情報を得られることがてきた。LN内部エコー像と転移の有無との関係については一定の傾向が見られず、今後さらに症例を重ね検討したい。食道超音波内視鏡(東芝メデイカル社製, EPB-503FS)を用いて下記のごとく,臨床例について承諾を得られたものについて検討を加えた.所見の記録は,主に超音波画像出力をビデオ録画または写真撮影した.1.肺・縦隔悪性腫瘍疾患(約20名について検討)肺癌などの悪性疾患については,縦隔リンパ節への転移の有無か予後及び治療方針の決定に重要であるが,今回は患者の承諾をもとに, (1)食道周囲の基本的エコー所見と解剖学的位置との対応づけ. (2)縦隔リンパ節のエコー上の所見,及び同定法.の2点について特に重点をおいた. (1)については,超音波内視鏡先端の探触子の位置(深さと方向)を明確にする必要があると考え,最初の数例についてはX線透視室で内視鏡の食道内における位置を実際に透視しながら位置を決めた.その結果,探触子位置決定については(A)門歯列からの距離,及び, (B)同定しやすい気管,すなわち心,大動脈(下行大動脈及び大動脈弓)により比較的容易におこなえることがわかった. (A)で縦隔内上下方向,及び(B)で探触子の水平面上での方向を推定でき,これにより,肺門リンパ節及び気管分岐部,傍上行大動脈,傍ボタロ管等のリンパ節を同定できると考えられた.同じ症例について撮影したCTスキャンと対比すると,精度の点については未だこれを優っていないか,今後手技の習熟及び画像所見解析能力の向上により,より正確なリンパ節の同定が行えると走える.2.他疾患(約10名について検討)大動脈弁及び弁輪は門歯列より3035cmの深さにおいて探触子を前方に向けると観察され,通常の外表からの心エコーに比して非常に鮮明な画像を得ることができる.大動脈弁疾患の弁の病変を詳細に検討できるのみならず,弁輪径を正確に計測でき,弁置換術術前検査として置換大動脈弁径を予測でき,有用と考えられる.A.基礎実験目的:実験的に食道超音波内視鏡(以下EUS)と解剖所見を同時比較し、本検査における肺門縦隔病変、特に主腫瘍と肺癌取扱い規約上の所属リンパ節(以下LN)の部位診断および解像度について実験的検討を行った。

B.臨床例:前年度に引続き臨床例の検討を行った。胸部疾患17名(うち肺腫瘍{原発性、移転性}9名、縦隔腫瘍4名)について検討した。主腫瘍については、肺腫瘍は肺門型または巨大腫瘤で縦隔に接していたもの、縦隔腫瘍は傍食道発生のものが観察可能であった。INは#2、3、4、7、8、10の腫張が手術所見と一致をみた。画像は低エコー境界明瞭な腫瘤陰影として認められ、最小径7mmまで検出できた。結語:EUSではLNの大部分が描出可能であり、解像能は、実験的には3mmと胸部CIより優れていた。部位診断法の確立により、正確な情報を得られることがてきた。LN内部エコー像と転移の有無との関係については一定の傾向が見られず、今後さらに症例を重ね検討したい。
表面プラズモン共鳴による革新的な輸血関連検査法の開発

血液型、顆粒球、HLAに対する抗体の迅速な測定は、輸血および移植医療において病態の把握および適切な対応に不可欠である。しかし従来の測定方法は、煩雑で定量性に乏しかった。われわれは、表面プラズモン共鳴(Surface Plasmon Resonance ; SPR)を応用し、これら抗体の新規測定法の開発を行った。ABO血液型抗体に関して、すでにSPR法での測定値を従来の凝集法との比較で半定量化に成功していた(Transfusion,2005)。本年度、正常人血清からプロテインG結合アッフィニティーカラムおよび精製AまたはB抗原結合アッフィニティーカラムを用いIgG型抗Aまたは抗B抗体を精製し、蛋白量を測定し検量線の作成を行った。これにより、IgG型抗Aまたは抗B抗体価をSPR法で"μg/ml"という単位での定量化に成功した(第53回日本輸血学会総会で発表)。本法を用い、ABO不適合生体肝移植患者における、IgG型抗Aまたは抗B抗体価と予後の関係および血清交換等の治療効果について検討した(投稿準備中)。輸血後関連急性肺障害(TRALI)は、輸血製剤中または患者血清中の顆粒球抗体あるいはHLA抗体によって惹き起こされることが明らかとなっている。われわれは、SPR法でこれら抗体を迅速に測定する方法を開発中である。本年度は、顆粒球抗原NA1ホモま正常人の顆粒球からmRNAを抽出し、RT-PCRで全長を増幅し、プロダクトを発現ベクターに挿入、カイコ内で発現させ、リコンビナント蛋白を合成し、その後精製した。これにより膜貫通部分を含まない可溶化した精製NA1抗原を得た。現在Biacore近膜チップ上に本抗原を固相化し、顆粒球抗体を多く含む血清サンプルでデータ採取中である。以上のように平成17年度の研究により、表面プラズモン共鳴を応用した輸血関連の検査法の基盤確立に寄与できたと考える。
マラリアにおける免疫記憶抑制　ーIL-27依存的細胞死のメカニズム解明ー

マラリアに対する有効なワクチンはこれまでに開発されておらず、その原因の1つにマラリアでは免疫記憶が成立しにくいことが挙げられる。我々は、抑制因子IL-27を産生する新規制御性CD4+T細胞「Tr27」を見出し、マラリアにおける免疫抑制機構を報告した。さらに最近、抑制因子IL-27は記憶CD4+T細胞の形成・維持を阻害する結果を得た。本研究計画では、マラリア原虫特異的CD4+T細胞をモニター可能な系を用いて、IL-27による免疫記憶抑制のメカニズムを明らかにする。本研究成果は、マラリアにおける免疫記憶抑制の解除法開発へつながる基礎研究である。
視覚野における錐体細胞間抑制の特性と機能の解析

我々が最近視覚野で見出した近傍の錐体細胞間で生じる抑制の伝達機構を解析した。微小抑制性シナプス後電流の解析により、抑制性終末にはnon-NMDA受容体だけでなくNMDA受容体も存在することを見出した。錐体細胞からの同時ホール・セル記録により、軸索終末に存在するNMDA受容体はnon-NMDA受容体と協同的に作用し、錐体細胞軸索終末から抑制性細胞軸索終末への興奮性伝達とそれに伴う抑制性終末から錐体細胞へのGABA放出に寄与することを明らかにした。マウス視覚野スライス標本を用いて、2/3層の錐体細胞間抑制の特性を解析した。錐体細胞間抑制性シナプス後電流(ip-IPSC)は、錐体細胞の細胞体・近位樹状突起に結合する抑制性シナプス終末を介して発生すると考えられる。その様な結合様式を持つPV(parvalbumin)陽性とCCK(cholecystokinin)陽性の2種類の抑制性介在細胞のどちらのシナプス終末を介してip-IPSCが生じるかを、GABA終末のマーカーであるGAD65/67と錐体細胞の軸索終末のマーカーであるVGluT1とPVまたはCCVに対する抗体による3重免疫組織染色により調べた。その結果、VGluT1陽性終末はPV陽性終末とCCK終末のどちらとも隣接して存在することが分かった。従って、どちらのタイプの抑制性細胞の軸索終末も錐体細胞間抑制に寄与すると考えられる。ip-IPSCには潜時の短くもっぱらカイニン酸受容体が軸索・軸索シナプスを仲介するものと、潜時が長くカイニン酸受容体とAMPA受容体の両者が仲介するものがある。2/3層錐体細胞からホールセル記録し、興奮性シナプス後電流の逆転電位に膜電位固定し、4層においた双極電極で刺激すると、潜時が一定で短い単シナプス性と思われるIPSCが記録される。カイニン酸受容体阻害薬UBP301を投与すると、そのIPSCの立ち上がりの傾きは半分程度に減少するので、IPSCの立ち上がりの部分は、単シナプス性IPSCと短潜時のip-IPSCからなると考えられる。UBP301の阻害作用は可逆的で短時間で洗い流せるので、UBP301を用いることによりip-IPSCの可塑性を調べることが可能となった。この方法で、来年度はip-IPSCの可塑性を調べる予定である。マウス視覚野スライス標本を用いて、2/3層の錐体細胞間抑制の特性を解析し、以下の成果を得た。1.1個の2/3層錐体細胞にパッチ電極からbiocytinを導入し、その細胞の軸索を蛍光染色した。この染色とGADとVGluT1の免疫蛍光染色を同時に行い、単一の錐体細胞が2/3層においていくつの錐体細胞間抑制と推定されるシナプス結合を作るか、またその結合部位はどのように分布するかを調べた。その結果、錐体細胞間抑制シナプスと推定される部位は100前後見られ、軸索全体にほぼ一様に分布していた。2.錐体細胞軸索終末から抑制性細胞軸索終末へのシナプス伝達は、カイニン酸受容体とAMPA受容体の両者により仲介されていることはすでに分かっているが、この伝達にNMDA受容体が関与する可能性を検討した。灌流液にNa^+チャネルブロッカーのテトロドトキシンを加えた状態で、錐体細胞からホールセル記録し、膜電位を興奮性シナプス伝達の逆転電位(0mV)に保持して、微小抑制性シナプス後電流(mIPSC)を記録した。灌流液にNMDA受容体阻害薬APVを加えると、mIPSCの振幅に変化は見られなかったが、その頻度は有意に低下した。NMDAを灌流液に加えると、mIPSCの振幅に変化は見られなかったが、その頻度は有意に増加した。このNMDA受容体の阻害薬と賦活剤の効果は、AMPA/kainate受容体の阻害薬NBQXの存在下では見られなかった。Mg^<2+>を除いた灌流液では、mIPSCの頻度はNBQXを加えても変化しなかったが、APVを加えると低下した。この結果は、抑制性シナプス前終末にはAMPA/kainate受容体とともにNMDA受容体も存在することを示している。このNMDA受容体が錐体細胞間抑制にどのような役割を果たすかは、来年度に2個の錐体細胞からの同時ホールセル記録を行って、解析する予定である。前年度の実験結果により、抑制性シナプス前終末にはAMPA/kainate受容体とともにNMDA受容体も存在することを示す結果が得られたので、このNMDA受容体が錐体細胞間抑制に寄与するかを2個の2/3層錐体細胞からの同時ホールセル記録により調べた。全ての例で錐体細胞間抑制性シナプス後電流(ip-IPSC)の振幅がNMDA受容体阻害薬APVにより減少した。潜時の短い(<3ms)ip-

IPSCでは30%程度の減少が起こり、潜時の長い(>3ms)ip-IPSCでは80%程度の顕著な減少が見られた。このように、APVはip-IPSCの振幅を顕著に減少させたが、その潜時にはほとんど影響を与えなかった。したがって、錐体細胞間抑制における錐体細胞軸索終末から抑制性細胞軸索終末への興奮性伝達にはAMPA/kainate受容体と共にNMDA受容体も重要な貢献をしていることが分かった。テトロドトキンを灌流液に加えて活動電位が発生しない状況で、mIPSCの頻度をAPVが減少させたので、神経活動が無い状態の低い濃度レベルの細胞外グルタミン酸が少なくともあるレベルの活性化を軸索終末のNMDA受容体に引き起こしていることになる。シナプス前部のNMDA受容体の膜電位依存性が通常のものと異なり、静止膜電位に近い電位でも活性化されるか、あるいは、静止状態でも抑制性神経終末がある程度脱分極した状態にあることが推測される。NMDA受容体のGABA放出に対する寄与は、脱分極によりCa^<2+>チャネルの活性化を引き起こすことと、NMDA受容体チャネルを介するCa^<2+>流入の2つが考えられるが、現在のところどちらの可能性が正しいか分からない。
アクチン脱重合活性をもつ海洋天然有機化合物の探索

アプリロニンAは海洋動物アメフラシから単離された抗腫瘍性物質である。従来の抗腫瘍性物質とは異なり、細胞骨格タンパク質のアクチンの重合・脱重合に関与することは分かっているが、抗腫瘍活性発現の分子機構は現在のところ不明である。そこで、アクチンとアプリロニンAの結合を化学的に明らかにすることを目的として、以下の研究を行った。活性に重要な側鎖部に光反応基と蛍光基を有するプローブ分子を4種類合成し、光親和性標識実験を行ったところ,1つのプローブ分子において,光標識されたアクチンを電気泳動で検出することに成功した。さらに,アプリロニンAとの競合実験により,プローブ分子がアプリロニンAと同じ位置でアクチンに結合していることを明らかにした。また,アクチン-アプリロニンA複合体の結晶化に成功し,放射光を用いて結晶構造解析を行った。その結果,アプリロニンAはアクチンのサブドメイン1と3の間の脂溶性クレフトに結合することが明らかになった。さらに詳細に複合体の構造を検討したところ,これまで報告されているアクチン脱重合マクロリドとは異なり,ラクトン部がサブドメイン1の方を向いて結合していることが分かった。この特徴的な構造がアプリロニンAの強い抗腫瘍性に関係するものと考えられる。また、アプリロニンAと同様にアクチンを脱重合するミカロライドBの側鎖部を合成した。このもののアクチン脱重合活性を測定したところ,アプリロニンAに匹敵する非常に強い活性を示した。これまでの研究でアプリロニンAの側鎖が活性に重要であることが分かっているので、側鎖構造を有する人工類縁物質を数種類合成した。ついで蛍光ラベル化したアクチンを用いてアクチン脱重合活性を評価したところ、いずれもアプリロニンAの510分の1程度の活性を示した。この活性はアプリロニンAに比べて弱いものの、光親和性標識実験においては十分な結合能を有することが分かった。この知見に基づき、これら類縁物質の水酸基に光反応基と検出のための蛍光基(ピレニル基)を導入したプローブ分子を合成し、アクチンとの結合実験を現在進めている。光反応基についても検討した結果、光照射によりカルベン型の反応活性種を生成するトリフルオロメチルジアジリジン基を採用することとした。また、上記の研究と並行して、アプリロニンA-アクチン複合体について結晶化とX線回折による構造解析も進めている。また、アプリロニンA以外のアクチンに作用する有機小分子を探索する目的で、研究材料の海洋動物(カイメン、軟体動物など)を伊豆半島、房総半島、三重県志摩半島の海岸で採集した。今後、抽出物のアクチンに対する活性を検討する。
早産児小脳障害と女性ホルモンの関与及び治療応用について

子宮内炎症モデルラットより出生した新生児ラットの小脳組織においては、白質髄鞘化の指標であるmyelin basic protein (MBP)及び2', 3'-cyclicnucleotidephosphodiesterase(CNP)の遺伝子発現は、controlに比し、有意に低下しており、子宮内炎症により小脳白質の髄鞘化が障害されることが示唆された。本モデルに対するprogesteroneの治療効果を検証したが、出生前及び出生後投与ともに小脳白質の髄鞘化障害に対して有意な改善は認められなかった。当該年度、我々は「子宮内感染/炎症により新生児小脳における女性ホルモン産生及びそのレセプター発現は低下、それにより小脳の発達が遅延する」という仮説のもと、妊娠ラットへのLPS投与により子宮内炎症モデルを作成し、小脳内での女性ホルモン産生及びレセプター発現の変化、炎症性サイトカイン産生、小脳神経細胞傷害等を検証することを目標に本研究を開始した。母体へのLPS投与により、新生児ラット小脳細胞のアポトーシスが増加することはpreliminary studyと同様、今回の実験でも再確認できた。また、LPS母体投与により既報どおり出産仔数及び産仔出生体重は有意に減少することも確認した。昨年度、行った実験において、子宮内炎症モデル新生児ラットに対するprogestroneの治療効果は明らかでなく、むしろ有害である可能性が考えられた。中枢神経系においてprogesteroneから合成される"allopregnanolone"は“neurosteroid"として作用することが分かっており、progesteroneの中神経系における作用の少なくとも一部はallopregnanoloneの作用であることが証明されている。新生児モルモットを用いた近年の研究において、中枢神経系におけるallopregnanoloneの律速酵素である5α-reductase type2のmRNA発現は子宮内発育遅延モデルや母体へのbetamethasone投与により変化することが報告されている。これらより、子宮内炎症により胎児・新生児脳内5α-reductase type2発現が変化する可能性が考えられ、子宮内炎症によりその発現が低下していたと仮定すると、progesterone投与を行ってもその実効薬物であるallopregnanoloneの上昇が見込めない為にその効果が認められなかったと考えられる。この仮説を実証するため、母体LPS投与後、胎齢20(E20)ラットの脳組織を採取しRNAを抽出。5α-reductase type2 mRNA発現をRT-PCR法にて測定。Controlラットと比較検討を行った。結果は2群間で有意差はみられず、子宮内炎症モデル胎児ラット脳組織においてallopregnanolone産生亢進が起こっていることは証明できなかった。新生児医学前年度同様、LPSに対する反応性の個体間格差が想定以上に大きく、また、既報よりも母体死亡率が高くなる傾向があり、モデルの再現性の確保が困難であった。研究実績の概要に示したとおり、L-p群における新生児死亡率は著明に高く、約9割に達した。このため、必要な検体数の確保は困難となり、各種測定項目の比較検討も未だ十分にできていない。その原因に関しても詳細な検討はできていないが、progesteroneの持つ鎮静作用により呼吸抑制が起こった結果の換気不全が原因ではないかと考えている。これは、ヒトへの治療応用を考慮する際には極めて重大な副作用と考えられ、投与量や投与方法に関して再度、検討を行っている。妊娠ラットへのLPS母体投与により子宮内炎症モデルを作成したが、LPSに対する反応性の個体間格差が想定以上に大きく、また、既報よりも母体死亡率が高くなる傾向があり、モデルの再現性の確保が困難であった。小脳ホモジネート抽出物よりestradiol及びprogesteroneをLC/MSを用いて測定する予定であったが、LC/MSの条件設定が困難であること、酢酸エチルを用いてホモジネートより抽出を行った場合、他項目のタンパク成分の測定が難しくなることより、女性ホルモン産生の律速酵素蛋白及びmRNAを定量することにより代用することとした。しかし、この場合は経胎盤的に移行するホルモンの影響を検証することができないため今後はELISA kit等での測定を行う必要があると考えられる。Estrogen receptorの蛋白定量も行っているが、western blotにおいてバンドの検出信号が非常に弱く、既報とは異なる結果であるため小脳のホモジネートの方法やバッファーの配合成分等に改善の余地があると考えられる。小脳傷害の指標として、髄鞘化の遅延や細胞死、及び炎症性サイトカインの産生に関して測定を行った。髄鞘化に関しては、有意差は得られなかったものの傾向に関しては既報どおりであり対象数を増やすことで改善できると考えられる。小脳内炎症性サイトカインに関しては生後7日時点で両群間に差はみられなかった。同様のモデルで生後7日に新生児脳内での増加が確認されたという報告は1報のみであったため、異なる時点での測定や他の炎症マーカーの測定も考慮すべきと考えられる。当該年度においては、progesterone投与の治療効果に関して検討する予定であったが、現在までのところ、治療効果は薄く、むしろ有害である可能性すら考えられる。

引き続き、同様にestradiolに関しても同様に検討を行う予定ではあるが、投与量・投与方法に関して慎重に決定する。中枢神経系においてprogesteroneから合成される"allopregnanolone"は“neurosteroid"として作用することが分かっており、progesteroneの中神経系における作用の少なくとも一部はallopregnanoloneの作用であることが証明されている。新生児モルモットを用いた近年の研究において、中枢神経系におけるallopregnanoloneの律速酵素である5α-reductase type2のmRNA発現は子宮内発育遅延モデルや母体へのbetamethasone投与により変化することが報告されている。これらより、子宮内炎症により胎児・新生児脳内5α-reductase type2発現が変化する可能性が考えられ、子宮内炎症によりその発現が低下していたと仮定すると、progesterone投与を行ってもその実効薬物であるallopregnanoloneの上昇が見込めない為にその効果が認められなかったと考えられる。次年度においては、子宮内炎症により5α-reductase type2 mRNA発現は低下するという仮説の検証及びallopregnanoloneの治療効果に関する検証を行っていく予定。次年度は、子宮内炎症モデル産仔へのprogesterone及びestradiolの治療的投与の短期的効果を検証する予定。効果の検証方法としては、昨年度行った1小脳中女性ホルモン含量、レセプター発現、2小脳神経細胞数、apoptosis細胞数、小脳髄鞘化、3小脳中炎症性サイトカイン発現を評価する。本来、平成24年度中にこれら評価法を確立すべきであったが、【現在までの達成度】において述べたような問題により遅延を余儀なくされている。これらに関する改善方法も【現在までの達成度】において述べている。投与方法としては、脳局所投与により近い脳脊髄液中への投与法は望ましいが、手技的に困難であることが予想されるため、場合によっては腹腔内投与等の簡便な方法による全身投与も考慮していく。現在までの達成度】で述べた通り、LPS投与母体の死亡率が高かった点、LPS投与母体より出生した新生児ラットへのprogesterone投与による新生児期死亡率が高かった点が予想と異なり、十分な採取検体数が確保できなかったため各種項目測定に使用する薬剤等が少量となったため。次年度においては、検体採取に際して再考し十分な検体を確保。前年度の検討項目に加え、新たに5α-reductaseの蛋白及びmRNA定量のための抗体及びprobe等を新たに追加購入する予定。
コーン種皮バイオマスの機能特性を付与する化学構造と物性の相関

H25年度になっての研究実施計画として、1トウモロコシ果皮の物理的特性の数値化、2トウモロコシ果皮のガスバリア性の解明を挙げていたが、これらの研究の実施には200g規模のトウモロコシ果皮試料の調製や、測定装置の改良が必要であることがわかった。この規模の調製や装置改良にはほぼ1年の期間が必要であり、年度内での研究の終結が危惧された。そこで、研究の方向性を下記に示すように修正して実施することとした。(1).新規分析装置導入によるトウモロコシ果皮由来アラビノキシランの水分吸着特性の解明近年、新しく開発された動的水分吸着測定装置を用いて、アラビノキシランの詳細な水分吸着特性の解析を試みた。その結果、アラビノキシラン分子に対する水分子の吸着の親和力は置換度が高いものほど大きいことが明らかとなった。さらに、従来の飽和塩を用いた手法と比較して、水単分子吸着飽和量が推定される理論値に近い値を示し、本測定装置の適用はアラビノキシランの水分吸着特性の解析に効果的であることが示唆された。以上の結果、トウモロコシ果皮には、水をより吸着保持するアラビノキシランが豊富に含まれており、水分損失を低減する機能性がアラビノキシランによって付与されていることが強く考えられた。(2).トウモロコシ果皮におけるβ-グルカンの変化生育期間の異なる硬粒種のトウモロコシを採取し、果実の部位ごとにそのβ-グルカン含量を測定した結果、未成熟の果実における果皮に、特異的に多くβ-グルカンが含まれることを見出した。さらに、β-グルカン含量は果実の成熟に伴い減少し、橙熟期の含量は0.3%であった。これらの結果から、トウモロコシ果皮に含まれるβ-グルカンは、果実の成熟における果皮の重要な機能性を調節している可能性を提示した。前年度に挙げていた研究計画は、年度内での研究の終結が危惧された。徒って,上記のように研究の方向性を転換した。その結果、βグルカンがトウモロコシの生育において重要な機能性を調節している可能性を見出したほか、アラビノキシランの詳細な水分吸着特性を明らかとすることができた。よって、当初の計画とは方向性が異なるが、十分に研究が進展したと考えられる。(抄録なし)本年度の研究実績として以下の2つの結果を得た。(1)トウモロコシの5種10栽培品種の果皮について多段階的抽出溶媒による細胞壁成分の可溶化を行うことにより、世界で初めて細胞壁構成多糖成分の品種間差を詳細に明らかにすることが出来た。また、SEMによる品種ごとの果皮形態観察をあわせて行った。その結果、品種間におけるトウモロコシ果皮の組織構造及び組成・糖組成は酷似していることが明らかとなった。全品種の果皮に酸性アラビノキシランが主要構成多糖(約60%)として含有されており、本研究は構成多糖が環境ストレスへの防御機構として機能している可能性を提示した。以上の結果により、H23年度の研究実施計画の目標として挙げた、構成成分の決定、種皮の組織構造の解析を達成できたと考えている。(2)トウモロコシ果皮多糖成分の新規溶剤として、尿素・水酸化ナトリウム混合溶媒の効果を検討した。その結果、新規溶剤の最適混合比6M尿素2wt%水酸化ナトリウム溶液を用いると、トウモロコシ果皮の多糖成分の抽出に効果的であることを示した。新規溶剤により可溶化した多糖成分はアラビノキシランとβグルカンが主要な構成成分であり、フィルム形成能を示した。これらの多糖の配合比を変化させることにより、バイオフィルムの形成能を調節することが可能であり、得られた多糖フィルムを引張り試験により物性測定を行った結果、アラビノキシランは硬さと脆弱性をフィルムに付与し、βグルカンは物理的強度と弾性を付与することが明らかとなった。これらの成果は、研究実施計画の目標として挙げた、物理的特性の数値化を行うとともに、次年度以降の新規な物性を有する材料開発への基礎的データとなるといえる。(1).トウモロコシ果皮主要構成成分であるアラビノキシランの水に対するトウモロコシ種子防御機構への影響を解明するために、水との相互作用を解析可能な水分吸着特性解析をアラピノキシランに対して行った。その結果、アラビノキシランの吸着挙動はシグモイド状のIUPAC II型であった。アラビノキシランの水吸着挙動の解析手法として、新しくDual Sorption (DS)モデルを導入し、従来の解析モデルと比較検討した。この新規DSモデルを適用した解析の結果、分岐の多いアラピノキシランはより水を吸着することが明らかとなり、従来の解析モデルでは評価できなかった水分吸着特性パラメーターの算出が可能となった。以上の結果、トウモロコシ果皮には、水をより吸着保持するアラビノキシランが豊富に含有されていることが判明し、水分損失を低減する機能がアラビノキシランによって付与されていることが強く考えられた。(2).尿素NaOH混合溶媒を適用することでトウモロコシ果皮からβ-グルカンの効果的な抽出を試みた。その結果、トウモロコシ果皮β-グルカンの98%を回収することが可能となった。従来のアルカリ抽出法と比べて、約30男回収率が改善された。本手法で得られた試料中のβ-グルカンの含有率は6.3%と低かった。そこで、β-グルカンの高純度化をセルロースカラムクロマトグラフィーによって試みた。

カラムにβ-グルカン溶液を吸着後、アルカリ溶出によってβ-グルカンを回収した結果、純度76.9%のβ-グルカンを単離回収することに成功した。H25年度になっての研究実施計画として、1トウモロコシ果皮の物理的特性の数値化、2トウモロコシ果皮のガスバリア性の解明を挙げていたが、これらの研究の実施には200g規模のトウモロコシ果皮試料の調製や、測定装置の改良が必要であることがわかった。この規模の調製や装置改良にはほぼ1年の期間が必要であり、年度内での研究の終結が危惧された。そこで、研究の方向性を下記に示すように修正して実施することとした。(1).新規分析装置導入によるトウモロコシ果皮由来アラビノキシランの水分吸着特性の解明近年、新しく開発された動的水分吸着測定装置を用いて、アラビノキシランの詳細な水分吸着特性の解析を試みた。その結果、アラビノキシラン分子に対する水分子の吸着の親和力は置換度が高いものほど大きいことが明らかとなった。さらに、従来の飽和塩を用いた手法と比較して、水単分子吸着飽和量が推定される理論値に近い値を示し、本測定装置の適用はアラビノキシランの水分吸着特性の解析に効果的であることが示唆された。以上の結果、トウモロコシ果皮には、水をより吸着保持するアラビノキシランが豊富に含まれており、水分損失を低減する機能性がアラビノキシランによって付与されていることが強く考えられた。(2).トウモロコシ果皮におけるβ-グルカンの変化生育期間の異なる硬粒種のトウモロコシを採取し、果実の部位ごとにそのβ-グルカン含量を測定した結果、未成熟の果実における果皮に、特異的に多くβ-グルカンが含まれることを見出した。さらに、β-グルカン含量は果実の成熟に伴い減少し、橙熟期の含量は0.3%であった。これらの結果から、トウモロコシ果皮に含まれるβ-グルカンは、果実の成熟における果皮の重要な機能性を調節している可能性を提示した。H23年度の研究目標として挙げていた3点(構成成分の決定、種皮の組織構造の解析、物理的特性の数値化)は、上記に記したように達成できたと考えている。以上のことより、現在までの達成度として、当初の計画通り、おおむね順調に進展していると考えている。H24年度の研究目標として挙げていた点(機能性を付与する多糖の化学構造決定)は、上記に記したように達成できたと考えている。前年度に挙げていた研究計画は、年度内での研究の終結が危惧された。徒って,上記のように研究の方向性を転換した。その結果、βグルカンがトウモロコシの生育において重要な機能性を調節している可能性を見出したほか、アラビノキシランの詳細な水分吸着特性を明らかとすることができた。よって、当初の計画とは方向性が異なるが、十分に研究が進展したと考えられる。今後の研究方策として以下の2点を挙げる。(1)H23年度において物理的特性の数値化としては、2種類の多糖間相互作用による物理的強度への影響を明らかとした。今後、より詳細なトウモロコシ果皮の物理的特性を調べるため、調湿実験による果皮の水分特性を評価する一方、物理的強度を測定する方法を検討していく。得られた結果から、重回帰分析等の統計手法を用いて、その物理的特性に寄与する構成成分を同定する。(2)トウモロコシ
非円形歯車の設計と運転性能向上の研究

非円形歯車の高性能化,高速化を目的とし,2種類の楕円歯車について研究を行った.実験により楕円歯車の動特性を明らかにし,楕円歯車の振動を予測するプログラムを開発し,その妥当性を検証した.また,非円形歯車の振動低減方法についても検討を行った.その結果,次のことがわかった.1.楕円歯車の動荷重は円形歯車と比較すると極めて大きく,低速でも歯面分離を起こしやすい.2.楕円歯車の振動加速度は,ごく低速域を除いて円形歯車よりも著しく大きい.3.楕円歯車の振動予測プログラムによる計算結果と実験結果はよく一致した.4.ばね継手または摩擦ダンパを用いることにより,高速域での楕円歯車の振動を低減できる.本研究は,非円形歯車の運転の高性能化,高速化を目的としており,非円形歯車の運転性能を明らかにする.非円形歯車は高速回転領域では,振動や軸トルクの変動が大きくなり,運転性能が悪化する.これらの挙動の詳細な把握のために,平成24年度の研究で使用した2種類の楕円歯車の研究をさらに進め,楕円歯車の運転性能について,理論的,実験的に明らかにした.また,楕円歯車以外の非円形歯車の設計・製作についても検討を行った.平成24年度と同様,動力吸収式試験機を用いて,楕円歯車の円周方向振動加速度,歯元応力,騒音および軸トルクを測定した.円周方向振動加速度は,歯車本体に取り付けた2個の加速度ピックアップにより測定した.楕円歯車ではかみあう歯対の位置によって加わる荷重が異なるため,歯元応力の測定においては,楕円歯車の円周方向90°ごとの4枚の歯にひずみゲージを貼って歯元応力を測定し,それらの応力を比較することにより歯面動荷重や,振動による歯面分離の挙動を求めた.測定した楕円歯車の振動加速度,騒音および軸トルク変動の解析には,平成24年度に設備備品として購入した4ch FFTアナライザを用いて行い,FFTアナライザにより,振動加速度の実効値を算出するとともに,振動加速度,騒音,軸トルクの周波数分析を行って振動を実験的に把握した.さらに楕円歯車の振動シミュレーションプログラムに改良を加え,歯車円周方向振動加速度,動荷重,軸トルク変動の計算精度を高めるとともに,楕円歯車のかみあい特性や性能を,数値計算により理論的に把握した.シミュレーション結果より,非円形歯車(楕円歯車)の高性能化・高速化に必要な振動を低減する方法についても検討した.非円形歯車の高性能化,高速化を目的とし,2種類の楕円歯車について研究を行った.実験により楕円歯車の動特性を明らかにし,楕円歯車の振動を予測するプログラムを開発し,その妥当性を検証した.また,非円形歯車の振動低減方法についても検討を行った.その結果,次のことがわかった.1.楕円歯車の動荷重は円形歯車と比較すると極めて大きく,低速でも歯面分離を起こしやすい.2.楕円歯車の振動加速度は,ごく低速域を除いて円形歯車よりも著しく大きい.3.楕円歯車の振動予測プログラムによる計算結果と実験結果はよく一致した.4.ばね継手または摩擦ダンパを用いることにより,高速域での楕円歯車の振動を低減できる.本研究は,非円形歯車の運転の高性能化,高速化を目的としており,非円形歯車の運転性能を明らかにする.非円形歯車は高速回転領域では,振動や軸トルクの変動が大きくなり,運転性能が悪化する.そこでまず,従来行ってきた2種類の楕円歯車の研究をさらに進め,楕円歯車の運転性能について,理論的,実験的に明らかにした.平成24年度は,現有の動力吸収式試験機を用いて,楕円歯車の円周方向振動加速度,歯元応力,騒音および軸トルクを測定した.円周方向振動加速度は,歯車本体に取り付けた2個の加速度ピックアップにより測定した.つぎに歯元応力の測定について,円形歯車の場合はすべての歯に同じ荷重が加わっているためにすべての歯でほぼ同じ値を示すが,楕円歯車ではかみあう歯対によって加わる荷重が異なる.そのため,歯元応力の測定にあたっては,楕円歯車の円周方向90°ごとの4枚の歯にひずみゲージを貼って歯元応力を測定し,それらの応力を比較することにより歯面動荷重の挙動を求めた.測定した楕円歯車の振動加速度,騒音および軸トルク変動の解析には,設備備品として購入の4ch FFTアナライザを用いて行った.このFFTアナライザにより,振動加速度の実効値を算出するとともに,振動加速度,騒音,軸トルクの周波数分析を行って振動を実験的に把握した.また,楕円歯車の振動シミュレーションプログラムに改良を加え,歯車円周方向振動加速度,動荷重,軸トルク変動の計算精度を高めるとともに,楕円歯車のかみあい特性や性能を,数値計算により理論的に把握した.本研究は,非円形歯車の運転の高性能化,高速化を目的とし,非円形歯車の運転性能を明らかにした.非円形歯車は高速回転領域では,振動や軸トルクの変動が大きくなり,運転性能が悪化する.これらの挙動の詳細な把握のために,平成24年度,平成25年度の研究で使用した2種類の楕円歯車の研究をさらに進め,楕円歯車の運転性能について,理論的,実験的に明らかにした.また,非円形歯車の振動低減方法についても検討を行った.

平成24年度,25年度と同様,動力吸収式試験機を用いて,楕円歯車の円周方向振動加速度,歯元応力,騒音および軸トルクを測定した.円周方向振動加速度は,歯車本体に取り付けた2個の加速度ピックアップにより測定した.楕円歯車ではかみあう歯対の位置によって加わる荷重が異なるため,歯元応力の測定においては,楕円歯車の円周方向90°ごとの4枚の歯にひずみゲージを貼って歯元応力を測定し,それらの応力を比較することにより歯面動荷重や,振動による歯面分離の挙動を求めた.測定した楕円歯車の振動加速度,騒音および軸トルク変動の解析には,平成24年度に設備備品として購入した4ch FFTアナライザを用いて行い,FFTアナライザにより,振動加速度の実効値を算出するとともに,振動加速度,騒音,軸トルクの周波数分析を行って振動を実験的に把握した.さらに,実験結果との比較から楕円歯車の振動シミュレーションプログラムの問題点を検討してプログラムを改良し,歯車の円周方向振動加速度,動荷重,軸トルク変動の計算精度を高めるとともに,楕円歯車のかみあい特性や性能を,数値計算により理論的に把握した.平成26年度の最終年度はとくに,シミュレーション結果より非円形歯車(楕円歯車)の高性能化・高速化に必要な振動を低減する方法について検討し,非円形歯車の取付け軸にばね継手や摩擦ダンパを使用することが振動低減に有効であるとの結論を得た.機械工学非円形歯車の運転の高性能化,高速化を目的として非円形歯車の運転性能を明らかにするため,平成25年度も,前年度と同様,2種類の楕円歯車I,IIに対する研究をさらに進め,円周方向振動加速度,歯元応力,騒音,軸トルク変動を測定し,楕円歯車の運転性能の考察を行った.また,振動シミュレーションプログラムの改良を行って計算精度の向上を試み,楕円歯車の振動加速度,動荷重,軸トルク変動の計算結果を考察し,以下の成果を得た.(1)楕円歯車は回転速度を上昇させると,回転速度変動が大きくなって歯面分離や非かみあい側歯面の衝突が生じて振動が著しく大きくなる.負荷トルクを大きくすると歯面分離や非かみあい側歯面の衝突が生じる回転速度は高くなる.楕円歯車の被動軸は角速比曲線に対応した回転速度変動が生じ,駆動軸も被動軸の回転速度変動による慣性力の影響を受けて回転速度変動を生じる.(2)歯車の円周方向振動加速度は,楕円一葉歯車よりも楕円二葉歯車のほうが大きくなる.また,楕円一葉歯車は離心率が大きいほうが円周方向振動加速度は大きくなる.さらに,負荷トルクが大きいほど歯面分離や非かみあい側歯面の衝突が生じる回転速度は高くなるが,それによって生じる振動加速度の大きさには違いはみられない.(3)改良したねじり振動シミュレーションプログラムによる計算により,非かみあい側歯面どうしの衝突によって生じるトルク変動,回転速度変動,振動加速度の波形の変化を,おおむねシミュレートできているといえるが,まだ完全ではない.以上,楕円歯車の研究については,ほぼ順調に進展していると考えているが,楕円歯車の振動シミュレーションがまだ完全ではなく,この楕円歯車の性能の考察から楕円歯車以外の非円形歯車の設計方針を決定するために,楕円歯車以外の非円形歯車に対する研究は,当初の計画から遅れ気味であるといわざるを得ない.非円形歯車の運転の高性能化,高速化を目的として非円形歯車の運転性能を明らかにするため,平成24年度は,2種類の楕円歯車I,IIを用いてそれらの円周方向振動加速度,歯元応力,騒音,軸トルク変動を測定した.また,振動シミュレーションプログラムにより楕円歯車の振動加速度,動荷重,軸トルク変動を計算し,以下の成果を得た.このことより,おおむね順調に進展していると考えている.(1)楕円歯車は,本研究の場合,回転速度400rpm付近からかみあい歯面の分離および非かみあい歯面への衝突が発生し,歯車円周方向振動加速度および歯車軸のトルク変動が著しく大きくなり,振動の原因となっている.また騒音も大きくなる.
周術期における血栓形成機構解明に関する研究

本研究において、われわれは、主に次の三つの研究成果を得た。まず、第一に人工心肺を使用した心臓血管手術において、血小板機能が低下しているが、自己血輸血で、機能が回復することを見出した。つぎに、この血小板機能低下には血小板のアポトーシスが関与していることも併せて見出した。また、近年全身麻酔管理下でうつ病に対して電気けいれん療法が行われることが多いが、このような患者では、血栓塞栓準備状態になっていることを確認した。心臓血管外科手術中使用される、希釈式自己血輸血が体内の血小板機能に及ぼす影響について調べた。麻酔導入後,希釈式自己血貯血400mlを行い常温にて保存,自己血返血群,非返血群にわけ,人工心肺前,人工心肺中,人工心肺離脱後自己血返血前(プロタミン拮抗後,活性凝固時間回複)自己血返血5分後(拮抗30分後),自己血返血2時聞後,6時間後に動脈血採を行いサンプルとした。アグリゴメーターを用いて全血凝集能を,フローサイトメトリ法により血小板α顆粒膜上に存在する糖蛋自で血小板活性化に伴い膜表面に分布することが知られるP-セレクチン(CD62),血小板上のαIIbβ3が血小板活性化に伴い構造変化をおこした時に特異的にこれを感知するPAC-1の測定もあわせておこなった。また,血小板活性時に濃染顆粒から放出されるATPもルミノメーターを用いて測定した。両群とも人工心肺離脱後自己血返血前,血小板機能は低下したが,自己血返血直後から自己血返血群たおいて凝集能の回復を認めた。しかし,非返血群は返血群に比べ血小機能の回復を認めなかった。希釈式自己血返血には若干の血小板が含まれており,術中自己血返血によりで一旦機能低下に陥った体内血小板機能の再回復が考えられる。さらに,そのメカニズムを調べる事により術中、術後の体血機能変化という点についての解明が進み,人工心肺使用下の心臓毛術麻酔の分野にて大きなメリットをもたらすとともに,術中の血小板機能変化に関する理解が深まると期待される。さらに数日間の経過観察により,術後の血栓止血機構の変化にも理解が進むと期待できる。まず今回の研究成果の第一に挙げたいのは、人工心肺使用により血小板は活性化および消費され、術後血小板数の減少および機能低下が報告されているが、本研究に置いて、希釈式自己血輸血が体内の血小板機能に及ぼす影響を検討し、若干の知見を得たことである。すなわち、人工心肺使用以前に希釈式自己血貯血400mlを行い常温にて保存した。人工心肺使用後に自己血を返血するか否かにより自己血返血群、非返血群にわけた。全血凝集能を、フローサイトメトリ法により血小板α顆粒膜上に存在する糖蛋白で血小板活性化に伴い膜表面に分布するP-セレクチン(CD62)、血小板上のαIIb β3が血小板活性化に伴い構造変化をおこした時に発現するPAC-1の測定もあわせておこなった。また、血小板濃染顆粒から放出されるATPをルミノメーターを用いて測定した。この結果、両群とも人工心肺離脱後自己血返血前には、血小板機能の低下が確認されたが、自己血返血直後から自己血返血群において血小板凝集能の回復を認めた。希釈式自己血返血には若干の血小板が含まれており、この血小板が大きな役割を果たしたものと考えられる。つまり術中自己血返血により一旦機能低下に陥った体内血小板であっても、新鮮な血小板より放出されるトロンボキサンなどの血小板刺激効果のある物質により刺激を受け凝集を惹起されたものと考えられた。また、このような人工心肺使用後の血小板ではアポトーシスの誘導がかかっている可能性を示唆する知見も得ている。また現在、精神科領域のうつ病などの患者も、手術室で全身麻酔下に電気けいれん療法を行うこともしばしばである。そのような患者群で、血小板機能や凝固能の亢進を示唆する知見も得て、目下そのメカニズムを解明するため研究を続行中である。
世界展開と高大接続のためのインターアクティブ・プレゼンテーション教授法の提案

2018年度の主な実績は,日本の大学生の英語プレゼンテーションデータ収集と日本全国の自治体と教職課程を持つ大学の教育方針テーマのアンケート調査実施である。プレゼンテーションデータは158人分をそれぞれ1年間で4回分収集し,学習者の1年間でのプレゼンテーションスキルの変化の観察が可能となる。これらのデータを分析することにより,2019年度と2020年度に研究分析結果を報告する予定である。アンケートについては,日本全国の教育委員会を対象に調査を実施し,その結果から各自治体が掲げる英語教育の方針に関して国際理解,グローバル化に対応した教育,コミュニケーション能力の育成,小中高の連携,技能統合,グローバル社会に対してのふるさとの伝統・文化についての意識が観察された。また,英語教育における児童や生徒の主体性に関する取組みだけでなく,英語教員の指導力養成についての政策や傾向も明らかになった。大学教職課程での調査は,中学・高等学校の英語教職課程を持つすべての大学にアンケート調査を実施し,高大接続の足がかりとすることができた。これらの包括的な大規模な調査によって,教育委員会や教育者が英語教育においてプレゼンテーションを特定のスキルとして扱っているわけではなく,スピーキングやスピーチの中の一つ,という程度にとどまり,プレゼンテーション教育が小学校から高等学校において一つの教育対象となるスキルとして確立していないことがわかった。さらに私立高校1校を訪問し,英語教育・プレゼンテーション教育の現状についてインタービューをすることができた。そこで高校生・高等学校の求める英語教育やその問題点などについて調査することができた。国際学会では,女性のリーダーシップにおける英語の使用についての研究を発表することができ,リーダーとしてのプレゼンテーション教育に示唆を与えるものとなった。2018年度は日本の大学生のプレゼンテーションデータを158人分を1年間に渡って収集することができた。英語圏のプレゼンテーションデータ収集においてはオーストラリアでのデータ収集を予定していたが,受け入れ側大学とのスケジュール調整が叶わず実施できなかったが,2019年度に実施できる予定である。データ収集に加えて,日本全国自治体と教職課程を持つ大学のアンケート調査が実現したため,日本における英語教育の傾向とプレゼンテーション教育についての考え方についての調査ができたので,日本の英語教育についての調査は予想以上に順調に進展しているといえる。この調査の結果をまとめて,共同で学会発表1回,研究論文2本の実績を残すことができた。さらに質的調査として,私立高校1校に対して英語教育の現状についてインタービューをすることができた。それに並行して,日本人大学生の英語プレゼンテーションの学習とグローバルリーダーシップに関わる教育についての研究結果を国際学会で口頭発表・論文発表をすることができ,多くの国々からの研究者と意見交換することができた。2019年は引き続き日本における英語教育の傾向について調査を継続するとともに,国外の教育方針についても調査を進めるため,オーストラリアの大学での調査を実施する。オーストラリアでの初等教育と高等教育でのプレゼンテーション教育の現状と展望を調査することにより,日本での英語プレゼンテーション教育における教授法の提案と高大接続の可能性について追求する。さらに,各段階で明らかにできる事象やデータからわかる結果をもとに,研究発表も積極的に実施する予定である。

そこで高校生・高等学校の求める英語教育やその問題点などについて調査することができた。それに並行して,日本人大学生の英語プレゼンテーションの学習とグローバルリーダーシップに関わる教育についての研究結果を国際学会で口頭発表・論文発表をすることができ,多くの国々からの研究者と意見交換することができた。2019年は引き続き日本における英語教育の傾向について調査を継続するとともに,国外の教育方針についても調査を進めるため,オーストラリアの大学での調査を実施する。オーストラリアでの初等教育と高等教育でのプレゼンテーション教育の現状と展望を調査することにより,日本での英語プレゼンテーション教育における教授法の提案と高大接続の可能性について追求する。さらに,各段階で明らかにできる事象やデータからわかる結果をもとに,研究発表も積極的に実施する予定である。初年度に予定していた英語母語話者のプレゼンテーションデータが,収集先の大学との日程調整ができなかったため2019年度に実施することとなった。2019年は引き続き日本における日本語でのプレゼンテーション教育と英語教育の傾向について調査を継続するとともに,国外の教育方針についても調査を進めるため,オーストラリアの大学での調査を実施する。
複数ユーザによるmulti-cloud型コンテンツストレージシステムの設計と実装

本研究は,複数のユーザが個々に契約したクラウドのストレージをまとめてbroker機能を持つサーバ,あるいはミドルウェアに委託し,コンテンツ共有の目的で記憶領域全体を有効に利用するための,統合型マルチクラウドシステムの設計と実装を行うものである.2年目である平成30年度は,前年度の基礎検討を引き続き継続するとともに,brokerの持つ利用コンテンツの配置自由度を生かしたシステムの最適化を検討した.特に,コンテンツを分割して多数のクラウドに分散配置した際の,コンテンツのアップロードおよびダウンロード時における転送時間の最小化に関して深く検討を行った.今年度検討した方式では,計算機システムの外部記憶の冗長化による信頼性向上技術のひとつであるRAID6を応用し,セキュリティ面にも配慮した上で,ほとんど発生しないと思われる複数のクラウドが同時に利用不可能になる状況においても正しくコンテンツの取得ができ,かつクラウドの通常動作時,異常時を問わず短時間でのコンテンツの移動が可能となることを目指した.計算機シミュレーション,および実際のインターネット上の商用クラウドサービスを利用した実験などにより,検討した方式が従来方式と比較して,クラウドの定常状態ではアップロードおよびダウンロード時間を短縮し,かつ異常時においても安定したコンテンツの取得と短いダウンロード時間を実現できることが確認できた.研究結果については複数の国際会議,および論文にまとめて発表を行っており,成果の公開も十分に行っている.2年目の計画であるbrokerの持つ利用コンテンツの配置自由度を生かしたシステムの最適化について,予定通りに検討が進んでおり,国際会議,論文等で成果も発信できている.また,インターネット上で提供されている商用のクラウドシステムを複数用いて,実際にコンテンツのアップロード,ダウンロードを行う実験も行っており,次年度のシステムプロトタイプの構築をある程度前倒しして進めることができている.よって,本研究は概ね順調に進展していると考えられる.最終年度の研究計画は,前述のようにシステムのプロトタイプの構築と評価であり,この計画の達成を目指す.また,これまでの研究成果をまとめ,国内の研究会,国際会議,および論文誌への投稿を進め,さらに成果の発信に努める.本研究では,multi -cloud環境でのコンテンツ保有の手法として,単一ユーザから見た効率的なストレージ構成ではなく,複数のユーザが,共同で自分の保有コンテンツの管理を委託できる“Broker"を導入することで,クラウドの利用効率を高めることを目指している.本研究の初年度である平成29年度は,第1段階として複数のユーザによるコンテンツ共有が可能なマルチクラウドストレージ構成手法についての基礎検討を行った.多数のユーザが本システムに加入して重複するコンテンツを少数に減らすことにより,各ユーザは本来コンテンツを保有するために必要なストレージ容量の総和よりも少ない容量で仮想的に従来通りのコンテンツを維持でき,減少分のストレージコスト削減効果が期待される.また,各コンテンツのレプリカを複数のCPストレージに冗長配置すれば,コンテンツ保有の安定性・信頼性の向上が見込める.そこで,これらを考慮したBrokerの動作アルゴリズムを設計した.また,クラウドにおけるコンテンツの重複配置については,その容量を削減しつつ,同時にシステムのフォールトトレランス性に配慮したシステムの検討を行った.具体的には,一般的なコンピュータシステムにおいて使用されるRAID (Redundant Arrays of Inexpensive Discs)技術を応用し,コンテンツを複数のチャンクに分割した上で,複数のクラウドに重複して配置することで,vendor lock-in問題の解消とクラウド内情報漏洩に対するセキュリティの強化を狙い,さらにコンテンツ取得に要する時間の短縮を実現している.ここまでの検討結果について,計算機シミュレーションを用いて評価を行い,その有効性について検証したところ,概ね良好な結果が認められた.基本的な提案方式の確立を行い,さらにRAIDを応用したコンテンツ分散配置によるvendor lock-in問題の解消,セキュリティの強化,およびコンテンツ取得時間の短縮を狙う方式の提案も行うことができた.また,上記の方式の有効性を計算機シミュレーションにより評価し,概ね良好な結果を得た.本研究は,複数のユーザが個々に契約したクラウドのストレージをまとめてbroker機能を持つサーバ,あるいはミドルウェアに委託し,コンテンツ共有の目的で記憶領域全体を有効に利用するための,統合型マルチクラウドシステムの設計と実装を行うものである.2年目である平成30年度は,前年度の基礎検討を引き続き継続するとともに,brokerの持つ利用コンテンツの配置自由度を生かしたシステムの最適化を検討した.特に,コンテンツを分割して多数のクラウドに分散配置した際の,コンテンツのアップロードおよびダウンロード時における転送時間の最小化に関して深く検討を行った.今年度検討した方式では,計算機システムの外部記憶の冗長化による信頼性向上技術のひとつであるRAID6を応用し,セキュリティ面にも配慮した上で,ほとんど発生しないと思われる複数のクラウドが同時に利用不可能になる状況においても正しくコンテンツの取得ができ,かつクラウドの通常動作時,異常時を問わず短時間でのコンテンツの移動が可能となることを目指した.計算機シミュレーション,および実際のインターネット上の商用クラウドサービスを利用した実験などにより,検討した方式が従来方式と比較して,クラウドの定常状態ではアップロードおよびダウンロード時間を短縮し,かつ異常時においても安定したコンテンツの取得と短いダウンロード時間を実現できることが確認できた.研究結果については複数の国際会議,および論文にまとめて発表を行っており,成果の公開も十分に行っている.2年目の計画であるbrokerの持つ利用コンテンツの配置自由度を生かしたシステムの最適化について,予定通りに検討が進んでおり,国際会議,論文等で成果も発信できている.