hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
白血病幹細胞の発症・維持機構の解明

申請者は昨年度までに得られた結果に基づき、Evi1の発現と造血幹細胞活性の関係についてさらに詳細な解析を試みた。具体的にはEvi1-GFPレポーターマウスを用いて成体骨髄のFlk2^-cD34^-分画、cD48^-cD150^+分画内でGFP^+細胞とGFP^-細胞を分離して競合的骨髄再構築実験を行い、GFP^+細胞にのみ多系統における長期的骨髄再構築能が認められるという結果を得た。これは長期造血幹細胞を高率に含むと考えられている極めて限局した分画内においても、Evi1の発現が造血幹細胞をマークすることを示していると考えられた。さらにEvi1の発現を既存の幹細胞マーカーと組みわせることにより造血幹細胞の純化能を高めることができる可能性も示唆していると考えられた。また胎生期の造血幹細胞分画である、胎盤(胎生12.5日)のCD34^+c-kit^+CD48^-分画、胎児肝(胎生14.5日)のMac-1^+Sca-1^+Lin^-分画にて同様の実験を行ったところ、成体骨髄と同様にGFP^+細胞にのみ長期的骨髄再構築能が認められた。これらの結果より、造血発生の全ての段階においてEvnの発現と自己複製能の間に密接な関係があることが示唆された。またEvi1のヘテロ欠損により造血幹細胞活性が低下するという結果が得られていたため、さらにEvi1の造血幹細胞における機能を解析するために、Evi1を造血前駆/幹細胞に過剰発現させてその影響を解析した。その結果、Evilが造血前駆/幹細胞の分化を抑制し、自己複製を亢進させるという結果が得られた。この結果はEvi1が造血幹細胞の数・機能の維持に必須の役割を果たすことを裏付けていると考えられた。当初の予想以上にEvi1の造血幹細胞における特異性や機能的な重要性が示された。その結果、その結果、本砥究はThe Journal of Experimental Medicineという国際的に評価の高い学術誌に論文として受理された。これまでの研究により正常造血におけるEvi1の発現パターンや役割については明らかになり、Evi1が幹細胞マーカーとして有用である可能性が示された。今後はEvi1の白血病、特に白血病幹細胞における役割を解析する予定である。具体的には我々が作成したEvi1-GFPレポーターマウス、Evi1ノックアウトマウスを用いて白血病モデルを作成し、その解析を試みる。これらの結果から、申請者はEvilが長期造血幹細胞を効率的にマークすることができるという仮説を立て、これを検証した。LSK分画内でGFP+細胞とGFP-細胞を比較した場合、GFP+細胞はより静止期の状態にあり、さらに高いコロニー形成能を示した。また競合的骨髄再構築実験にてGFP+細胞にのみ多系統における長期的骨髄再構築能が認められた。以上の結果から、Evilが長期造血幹細胞を効率的にマークすることができることが示された。したがって、Evil-IRES-GFP miceは長期造血幹細胞の研究に非常に有用であると考えられた。申請者は昨年度に共同研究者が作成したEvil-IRES-greenfluorescent protein (GFP) knock-in miceを用いてEvilの正常造血における発現パターンについて解析を行った。その結果、Evilは長期造血幹細胞分画であるに高発現であり、Evilが長期造血幹細胞を効率的にマークすることができることが示された。今年度はその結果からEvilが特に長期造血幹細胞の維持に重要であるのではないかと考え、Evilヘテロ欠損マウスを用いて造血前駆/幹細胞分画の機能解析を行った。その結果、Evilヘテロ欠損マウスでは他の分画と比較してFlk2^- CD34^- LSK、CD48^- CD150^+ LSKの長期造血幹細胞が著明に減少していた。さらにFlk2^- CD34^- LSKを細胞分離し機能解析を行ったところ、in vitroにおけるコロニー形成能、in vivoにおける骨髄再構築能ともに野生型マウスと比較して著明に低下していた。この結果よりEvilは長期造血幹細胞の維持により重要であることが示された。さらにEvilがどのように長期造血幹細胞の維持に寄与しているか明らかにすることを試みた。まず、長期造血幹細胞の維持に影響を与えることが知られている、細胞周期・アポトーシス・活性酸素についてEvilヘテロ欠損が影響するか評価したが、変化は認められなかった。Evilヘテロ欠損マウスの長期造血幹細胞がIn vitroの培養系にて造血幹細胞分画を維持できないことを考慮すると、Evilヘテロ欠損マウスでは細胞周期によらない自己複製能の低下(分化の促進)が起きている可能性が考えられた。以上の結果より白血病幹細胞において重要な役割を果たしているEvilの機能が明らかになったと考えられた。

これは長期造血幹細胞を高率に含むと考えられている極めて限局した分画内においても、Evi1の発現が造血幹細胞をマークすることを示していると考えられた。さらにEvi1の発現を既存の幹細胞マーカーと組みわせることにより造血幹細胞の純化能を高めることができる可能性も示唆していると考えられた。また胎生期の造血幹細胞分画である、胎盤(胎生12.5日)のCD34^+c-kit^+CD48^-分画、胎児肝(胎生14.5日)のMac-1^+Sca-1^+Lin^-分画にて同様の実験を行ったところ、成体骨髄と同様にGFP^+細胞にのみ長期的骨髄再構築能が認められた。これらの結果より、造血発生の全ての段階においてEvnの発現と自己複製能の間に密接な関係があることが示唆された。またEvi1のヘテロ欠損により造血幹細胞活性が低下するという結果が得られていたため、さらにEvi1の造血幹細胞における機能を解析するために、Evi1を造血前駆/幹細胞に過剰発現させてその影響を解析した。その結果、Evilが造血前駆/幹細胞の分化を抑制し、自己複製を亢進させるという結果が得られた。この結果はEvi1が造血幹細胞の数・機能の維持に必須の役割を果たすことを裏付けていると考えられた。当初の予想以上にEvi1の造血幹細胞における特異性や機能的な重要性が示された。その結果、その結果、本砥究はThe Journal of Experimental Medicineという国際的に評価の高い学術誌に論文として受理された。これまでの研究により正常造血におけるEvi1の発現パターンや役割については明らかになり、Evi1が幹細胞マーカーとして有用である可能性が示された。今後はEvi1の白血病、特に白血病幹細胞における役割を解析する予定である。具体的には我々が作成したEvi1-GFPレポーターマウス、Evi1ノックアウトマウスを用いて白血病モデルを作成し、その解析を試みる。
歯槽骨再生におけるHSPGを介したエクソソーム取り込みのメカニズム

ヘパラン硫酸プロテオグライカン(HSPG)とエクソソームが、骨芽細胞において果たす機能とメカニズムを解明する目的で本研究を行なった。分化誘導の有・無の条件下で培養した骨芽細胞より、密度勾配遠心法によってエクソソームを分離/精製し、キャラクタリゼーションを行った。その結果、前骨芽細胞に特異的に存在するHSPG等のタンパク質を同定した。骨芽細胞由来の蛍光標識エクソソームの細胞内取り込みをリアルタイムで観察できるモデルを確立し、細胞内取り込みにおけるHSPGの役割を評価することができた。本研究で得られた知見により、顎骨・歯槽骨等の効率的な再生治療を成功させる分子基盤の確立が期待される。ヘパラン硫酸プロテオグライカン(HSPG)は細胞外マトリックスの主要な活性分子の一つであり、成長因子やサイトカインと相互作用する。しかし、HSPGは細胞外での機能に加えて、細胞表面から細胞内への巨大分子の取り込みにも関与する。増殖因子、サイトカイン、リポタンパク質、核酸、病原体などがHSPG依存的にエンドサイトーシスされ、これらの細胞に対する作用や細胞内輸送を調節していると考えられる。エクソソームは脂質二重膜を持つ小胞で、細胞から分泌され、他の細胞に取り込まれる事で、細胞間の情報伝達や分子の転送に重要な役割を果たしている。最近、HSPGがこのエクソソームの取り込みに関与している可能性が示唆された。最近の報告では、エクソソームの持つ情報伝達の機能の一つとして骨形成を促進する働きを持つ可能性が強く示唆されている。そこで、通常状態と骨形成因子で活性化させた状態の骨芽細胞および破骨細胞由来のエクソソーム及びHSPGのキャラクタリゼーションに関する以下の実験検討を行った。1生化学的及び生物学的手法を用いて、前骨芽細胞及び破骨細胞のそれぞれの状態におけるHSPGの発現を調べた。2エクソソームマーカー分子としてCD63及びLysosome-associated membrane proteins (LAMPs)の検出条件を検討・確立し、各細胞における発現を調べた。3種々の前骨芽細胞の培養条件下で、OptiPrep密度勾配遠心法に基づいた前骨芽細胞由来のエクソソームの精製方法の条件を検討し、至適な条件を確立した。現在、通常状態の骨芽細胞由来エクソソームのキャラクタリゼーションを進行中である。また、今後研究を推進する上でに有益な情報として、細胞内に形成される小胞の分離方法を確立し、LC/MS法を用いて小胞のキャラクタリゼーションを行った。ヘパラン硫酸プロテオグライカン(HSPG)は細胞外マトリックスの主要な活性分子の一つであり、骨組織では破骨細胞分化因子(RANKL, TGF-β)との相互作用が知られている。また、HSPGは、細胞外での機能に加えて、細胞表面から細胞内への巨大分子の取り込みにも関与する。最近、HSPGはエクソソームという膜小胞体の取り込みに関与している可能性が示唆された。エクソソームは多くの細胞から分泌をされ、細胞間の情報伝達や分子の転送に重要な役割を持ち、組織再生プロセスの過程で重要な役割を果たしている事が報告されている。本課題では、新薬の標的としてこのエクソソームに注目し、通常状態と骨形成因子で活性化させた状態の骨芽細胞および破骨細胞由来のエクソソームキャラクタリゼーション及びHSPGによるエクソソームの取り込みに関する以下の実験を行った。1生化学的及び生物学的手法を用いて、種々の前骨芽細胞(MC3T3-E1、ST2、KUSA-A1細胞など)及び破骨細胞(RAW246)におけるHSPGの発現を調べた。2昨年度に確立した、OptiPrep密度勾配遠心法に基づいたエクソソーム精製方法を用いて、種々の通常条件の下で培養した前骨芽細胞からエクソソームを精製し、そのエクソソームのキャラクタリゼーションを行った。3様々なエクソソームのマーカー分子としてTSG101、ALIX、Hsp70、Annexin2、Flottilinなどの検出条件を検討・確立し、各細胞における発現及びエクソソームにおける局在を調べた。4前骨芽細胞(MC3T3-E1)を用いて、エクソソームの細胞内取り込みにおけるHSPGの役割の解明するために、HSPGのsiRNA実験検討を行った。現在、分化誘導有り・無しの状態における前骨芽細胞由来エクソソームのキャラクタリゼーション及びエクソソームの細胞内取り込みをリアルタイムで観察するモデルの作成が進行中である。やや遅れている。理由としては、1前骨芽細胞におけるエクソソームのマーカータンパク質を検出するための詳細な条件検討、2前骨芽細胞の分化誘導の細胞培養条件の至適化検討(細胞:MC3T3-E1だけでなくST2、KUSA-A1のモデルも確立、分化誘導因子:vitamin D3からグリセロリルリン酸及びアスコルビン酸に変更など)、3エクソソームの精製方法の条件検討を実施する必要が生じたため、遅れが生じた。結果、前骨芽細胞を効率的に分化させ、その細胞におけるHSPGやエクソソームのマーカータンパク質を検出するための完成度の高いプロトコールを確立することができた。骨組織は様々な細胞から構成されており,それらの細胞間コミュニケーションによって骨リモデリングが制御されている。近年、細胞間コミュニケーションにおけるエクソソームの役割が注目されている。エクソソームは、多くの細胞から細胞外に分泌される膜小胞であり、細胞間の情報伝達や分子の輸送に重要な役割を持ち、組織再生の過程で重要な役割を果たしている事が報告されている。

エクソソームによる分子輸送には、エクソソームが細胞へ取り込まれる必要がある事が示唆されている。近年、細胞表面の主要な活性分子の一つであるヘパラン硫酸プロテオグライカン(HSPG)が、エクソソームの細胞への取り込みに関与している可能性が示唆された。本研究では、骨芽細胞由来のエクソソームに注目し、HSPGを介したエクソソームの細胞への取り込みに関する以下の実験を行った。1OptiPrep密度勾配遠心法及びアフィニティーメンブレンを用いたスピンカラム方法を用いて、分化誘導有り・無しの状態における前骨芽細胞(MC3T3-E1)由来のエクソソームを精製し、そのエクソソームのキャラクタリゼーションを行った。様々なエクソソームのマーカー分子及びHSPGの発現の比較検討を行った。2通常条件及び分化誘導条件下で培養した前骨芽細胞(MC3T3-E1)由来の蛍光標識されたエクソソームを用いて、細胞内取り込みをリアルタイムで観察できるモデルを作成した。それらを用いて、細胞内取り込みにおけるHSPGの役割を評価した。3現在、分化誘導有り・無しの状態で培養した前骨芽細胞においてエクソソームの形成に関与する分子及びHSPGを、次世代シーケンサーを用いて解析している。ヘパラン硫酸プロテオグライカン(HSPG)とエクソソームが、骨芽細胞において果たす機能とメカニズムを解明する目的で本研究を行なった。分化誘導の有・無の条件下で培養した骨芽細胞より、密度勾配遠心法によってエクソソームを分離/精製し、キャラクタリゼーションを行った。その結果、前骨芽細胞に特異的に存在するHSPG等のタンパク質を同定した。骨芽細胞由来の蛍光標識エクソソームの細胞内取り込みをリアルタイムで観察できるモデルを確立し、細胞内取り込みにおけるHSPGの役割を評価することができた。本研究で得られた知見により、顎骨・歯槽骨等の効率的な再生治療を成功させる分子基盤の確立が期待される。前骨芽細胞、及び破骨細胞由来のエクソソームのキャラクタリゼーションを行うために、高純度のエクソソームの調整が重要と考えられる。実際、同じ細胞からエクソソームを調整しても、精製方法もしくは細胞培養条件によって、全く異なる解析結果が得られる事が最近の報告によって明らかとなっている。よって、精製方法もしくは細胞培養条件によって、本研究成果にとって重要となる次世代シーケンサーや液体クロマトグラフィー質量分析を用いた解析結果に大きな影響を及ぼす事が考えられ、これらの慎重な条件検討が必要であると判断した。そこで、分化誘導の細胞培養条件の再検討を追加で実施する事とした。また、エクソソームの精製方法の条件検討にも取り組んだため、実験の遅れが発生した。現在、エクソソームの精製方法を確立し、サンプルの作成中である。更に、免疫細胞化学及び生化学的手法によるHSPGやエクソソームのマーカータンパク質を検出するための完全なプロトコールの確立が必要であった。今後、昨年度できなかった以下の実験を行う。1前骨芽細胞MC3T3-E1に分化誘導因子(グリセロリルリン酸及びアスコルビン酸)を処置して分化させ、そこからエクソソームを精製する。
植物寄生性及び捕食性ダニ類の分類

東南アジアの植物ダニ類の分類学的研究を行った。2.マレーシアの植物からツメダニ科(捕食性)に属する次の4種が見いだされた。1)Hemicheyletiamorii,Ehara,2)H.anarbora(DeLeon),3)H.wellsina(DeLeon),4)Cheletogenes monosetosus Tseng。この中,1)は新種として記載された。また,残りの3種は,マレーシアから初めて記録された。3.マレーシアの植物からカブリダニ科(捕食者を含む)に属する11種が認められた。内訳は,Amblyseius属7種,Typhlodromus属1種,Phytoseius属3種である。詳細は研究中である。スマトラの植物に寄生するハダニ科及びヒメハダニ科が研究され,両科に属する約10種が見いだされた。詳細は研究中である。1.リポキシゲナーゼ:エンバク冠さび菌不親和レース226を接種した勝冠1号よりリポキシゲナーゼ(LOX)を抽出し純化を試みた.LOXは可溶性抽出液中の0.5-0.8飽和硫安沈澱物中に存在した.同画分をDEAE-SepharoseCL-6B及びCM-SepharoseCL-6Bカラムクロマトグラフィーで精製した.等電点ゲル電気泳動法によってアイリザイムバンドを調べると, pH5.1付近に1本のみ検出された.精製した酵素はオレイン酸,リノール酸,リノレン酸及びアラキドン酸と強く反応した.同酵素は60°C, 15分の温度処理により約40%が失活し, 70°C, 15分の処理によって完全に失活した.また,阻害剤のサリチルヒドロキサム酸などで強く阻害されたが,フェニドンなどによっては阻害されなかった.精製した酵素を兎の皮下及び筋肉内に注射し,抗体を作製した.ゲル内二重拡散法により抗原抗体反応を行うと, 2-3日後に一本の沈降線が出現した.2.抗菌性物質:不親和性レース接種葉の中性エーテル画分中にはファイトアレキシン・アベナルミンとは異なる未知の抗菌性物質が検出された.同画分をTLC(クロロホルム:メタノール)上で展開すると, Rf0.5付近に単一の抗菌スポットが確認された.同スポットは,ローダミン6G及び水と反応し,疎外性の複合脂質系物質と推定された.健全葉から抽出した全脂質を各種有機溶媒によって分画し, LOXと反応させると,クロロホルムーメタノール及びクロロホルムーアセトン画分の生成物中に抗菌性が認められた.生成物のTLC上の性質は接種葉中の抗菌性物質と酷似していた.本研究によって,抵抗反応時に特異的LOXアイソザイムが出現し,抗菌性物質の生成に関与すると推定された.東南アジアの植物ダニ類の分類学的研究を行った。詳細は研究中である。詳細は研究中である。1.エンバク冠さび菌不親和性レースを接種した勝冠1号葉よりリポキシゲナーゼ(LOX)を抽出し単離精製を試みた。LOXは抽出液に硫安を添加すると、0.5-0.8飽和の沈殿蛋白質画分中に存在した。同画分をDEAE-SepharoseCL-6Bカラムで分画すると、抵抗反応時特異的に出現するアイソザイム(LOX-1)はカラムの通過部分にきわめて微量検出された。同活性部をさらにCM-SepharoseCL-6Bカラムで分画すると、活性部は坦体に吸着されるが、0.04MのNaClによって溶出された。活性部を濃縮してポリアクリルアミドゲルディスク電気泳動でLOXのアイソザイムを調べると、pH83および同4.3の両条件下での泳動とも1本のバンドが検出された。しかし、等電点ゲル電気泳動によってpH3-10の勾配を作ってバンド数を確認すると、pH5.15付近に1本のみしか検出されなかった。ゲルを染色して他の蛋白バンドの有無を調べても活性部以外には蛋白質は含まれていないようであった。純化したLOX-1とオレイン酸、リノール酸、リノレン酸およびアラキドン酸を反応させると、いずれともよく反応した。また、LOX-1は60°C、15分の温度処理によって約50%が失活し、70°C、15分の処理で完全に失活した。さらに、LOX-1の活性は5mMサリチルヒドロキサム酸により60%が、2.5mMプロピル没食子酸により95%が阻害された。

2.LOXの粗酵素液とリノール酸を反応後、生成物の抗菌性を調べると、不親和性菌感染葉のLOXを用いた時にのみ強い活性を認めた。同生成物をTLCで展開すると、Rf0.5付近に抗菌スポットとして検出できた。同スポットの諸性質はエンバク冠さび菌感染葉に生成される中性エーテル画分中の抗菌性物質ときわめて類似していた。
ホモトピー代数的構造を持つ圏の幾何学への応用

本研究テーマであるホモトピー代数構造の幾何学への応用について,今まで特にホモロジー的ミラー対称性に関する研究を行ってきた.例えば,本研究期間においてトーラスファイバー束のホモロジー的ミラー対称性(Kontsevich-Soibelman'2000)の定式化をより実行可能な具体的なものに書き換え,そのある変形を構成した.今年度はその具体的定式化を2次元トーラスの場合に適用し,2次元トーラスの深谷圏のA∞構造を具体的に決定し,このA∞構造の,対応する三角圏への応用について議論し,論文にまとめた(投稿中).これは非自明な無限次のA∞構造まで持つ深谷圏のA∞構造を具体的に記述したはじめの例であるといえる.また,上のようなホモロジー的対称性の定式化においても必要となる,A∞圏から三角圏を構成する方法について,一部符号の定め方があいまいになっていることに気づき,正しい符号の決め方とそのように符号を決めたときの圏の持つ性質について議論した.A∞圏から三角圏を構成する際,もともとのA∞圏からそれを含むより大きいA∞圏を構成し,そのゼロ次のコホモロジーとして三角圏が得られるが,このより大きいA∞圏のA∞構造の符号の決め方に少なくとも2つ自然なものがある.これらのどちらも,A∞圏を別のA∞圏にA∞構造を自然に保つように移すホモロジー摂動理論と呼ばれるものと両立することを示した.これについても論文にまとめた(投稿中).一方,今年度はホモトピー代数の有理ホモトピー論への応用についても研究した.特に,ポアンカレ双対を持つ有理ホモトピー型がサイクリック極小C∞代数によって分類できることについて議論し,この分類法はコホモロジーを固定した空間の有理ホモトピー型の分類において非常に実用的であることを,いくつかの応用例をあげつつ議論した.この結果はすでに論文として出版されている.今年度は主に,シンプレクティック多様体上の深谷圏のA∞構造を具体的かつ完全に決定する問題に取り組んだ.深谷圏のA∞構造はある特別な対象と射の組に対しては一意的な定義がない.これを,そのシンプレクティック多様体とミラー対称な複素多様体上の正則ベクトル束の成すDG圏と(A∞圏として)同値になるように,つまりホモロジー的ミラー対称性が成り立つように構成することが目的である.一般にStriminder-Yau-Zaslow(SYZ)のミラーと呼ばれる,比較的よいミラー対称な組に対して,この正則ベクトル束の成すDG圏に対し,これと同値となるA∞圏の1パラメーター族で,そのある極限において一般の対象と射の組の上のA∞構造が深谷圏のものと一致するものが構成できる.しかし深谷圏が一意的に定められていない対象と射の組に対してこの極限が(存在するかどうかも含めて)分かっていない.現状ではこれがシンプレクティック平面及びその商空間として得られる2次元シンプレクティックトーラスの場合しかできていないので,これの拡張として,まずこの構成を高次元の偶数次元シンプレクティック平面の場合に拡張するのが大きな問題である.現在,まず4次元シンプレクティック平面の場合について研究を進行中であり,深谷圏のA∞構造が一意的に定まっていない対象と射の組のいくらかについて上で述べた極限としてA∞構造が定めることができている.ただし,これはすべての対象と射の組についてできなければ形にならないので現状のところ結果を公表できる段階ではない.一般のシンプレクティック多様体上の深谷圏のA∞構造についての理解を深めるため,Strominger-Yau-Zaslowのトーラスファイバー束によるホモロジー的ミラー対称性の設定における深谷圏の構造を,そのミラー双対側の連接層の導来圏の持つ構造を通して解析する研究を続けている.特に2014年度は,連接層の導来圏中の2つの正則ベクトル束とその間の射によって定まる写像錘の,対応する深谷圏側における対象がどうようなものになるのかということについて研究を行った.シンプレクティック多様体が(高次元)シンプレクティックトーラスなどの具体的な場合については理解が進み,写像錘に対応する深谷圏側の対象を,それとよりよく理解されている対象の間の同型を具体的に構成することができた.これを使って写像錘をとる操作のミラー対称側をできるだけシンプレクティック多様体内の局所的な操作をして理解するのが目的である.シンプレクティック多様体がカラビ・ヤウ多様体の構造を持たないときには,ホモロジー的対称性を議論する際にKontsevich-Soibelmanの方法をランダウ・ギンツブルグポテンシャルによって補正しなければならないことがCho-Ohらによって議論されている.この非自明なランダウ・ギンツブルグポテンシャルが必要となる場合についても,深谷圏における写像錘の同様の手法による理解を試み,複素射影空間などの具体例においては理解が進んだが論文にまとめる段階までには至らなかった.当年度はトーラスのホモロジー的ミラー対称性に関する理解がより深まった。シンプレクティック多様体に対し、深谷圏を呼ばれるA∞圏を考えることができる。A∞圏はホモトピー代数的構造を持つ圏の典型例である。一方、複素多様体上では連接層の導来圏を考えることができる。導来圏は三角圏の典型例である。A∞圏から三角圏を得る方法も存在し、そうして得られる三角圏を三角A∞圏と呼ぶ。ミラー対称性(予想)とはシンプレクティック多様体と複素多様体の間のある対応であり、対応するシンプレクティック多様体と複素多様体の対はミラー対などと呼ばれる。いくらかミラー対の構成を知られていて、実際そのミラー対は様々な同値な構造を持つ。

特にミラー対であるシンプレクティック多様体と複素多様体に対し、それぞれ深谷圏の三角A∞圏と連接層の導来圏を考えると両者は三角圏として同値になるという予想がホモロジー的ミラー対称性予想である。当年度は特に、シンプレクティックトーラス上の深谷圏の三角A∞圏の三角構造についての理解と、そのA∞構造の間の関係についての理解を得た。これらの結果に関しては論文を準備中である。一方、ホモトピー代数の有理ホモトピー論への応用についても研究した。ホモトピー代数の典型例であるA∞代数のある種の可換化としてC∞代数というものがある。サリバンによって有理ホモトピー型はある可換DG代数の同型類と一対一に対応することが知られているが、カデイシビリらによって、それらのDG代数の同型類は極小C∞代数の同型類と一対一に対応することが知られている。実際極小C∞代数を分類することによってあるクラスの有理ホモトピー型の分類が比較的簡単にできることをいくつかの具体例でみてみた。当年度は複数の修士2年の学生の修士論文に関する指導に時間を割き、研究する時間をあまり確保できなかった。当年度も引き続き,(高次元)トーラスのホモロジー的ミラー対称性について研究を行い,いくつかの進展があった.特に,高次元シンプレクティックトーラス上のアファインラグランジアンとミラー対称な複素トーラス上の正則ベクトル束達を,射影的平坦束の中のあるクラスとして特徴づけた.そしてそれらのクラスの正則ベクトル束とそのシフトの成す完全三角系列の構造について考えると,それらの完全三角系列は基本的に2次元トーラス上の直既約正則ベクトル束とそのシフトから成る三角系列から誘導されるものとなることが分かった.これらと関係して,2次元トーラスのホモロジー的ミラー対称性が導来圏の同値性として議論されているが,実際のところより強くA∞圏の同値性として議論できるものであり,最近いろいろ研究しているとこの差はかなり重要な気がしてきたので結果として公表するため現在準備中である.一方,三角圏のA∞増強の一意性について,以前反例を構成したのであるが,それが実際に反例となっていることについての証明にギャップがあることが分かった.より詳しくいうと,その例は2つのA∞同値でないA∞圏で,それから得られる三角圏が同値となるものとして構成されるが,実際に三角圏同値になるということの証明にギャップがある.これについて現在修正を試みているところである.また,松雪氏,寺嶋氏との共同研究において,ホモロジー的に自明なファイバー束の特性類をファイバー上のA∞構造を使って構成し,プレプリントとしてまとめた.過去の結果に間違いが見つかったのでそちらに戻らないといけなくなった.間違いがあることが分かったこと自体は数学的事実の理解において進展したといえるが,先に予定していることにあまり時間が費やせなくなった.今年度は、主にホモトピー代数の有理ホモトピー論への応用に関する研究を行い、ほぼ論文にまとめたところである。有理ホモトピー型の分類に関して、ホモトピー代数を応用することが有用なクラスのものについて議論した。また、ホモトピー代数の巡回性についての一般論を整頓し、それをポアンカレ双対な有理ホモトピー型の分類に応用した。
セキュリティを保証するアドホックネットワークマルチキャスト通信

無線端末同士の相互接続によって自律的に形成されるアドホックネットワークにおいて,安全かつ確実に多地点へ配信するマルチキャスト通信を実現するために必要なネットワーク制御技術の開発を行った.送信者認証を用いた安全な経路制御技術,公開鍵を用いた端末認証技術,不正行為を抑制するマルチキャスト配送技術を開発し,アドホックネットワークにおいて安全かつ高信頼なマルチキャスト通信を実現できることを示した.無線端末同士の相互接続によって自律的に形成されるアドホックネットワークにおいて,安全かつ確実に多地点へ配信するマルチキャスト通信を実現するために必要なネットワーク制御技術の開発を行った.送信者認証を用いた安全な経路制御技術,公開鍵を用いた端末認証技術,不正行為を抑制するマルチキャスト配送技術を開発し,アドホックネットワークにおいて安全かつ高信頼なマルチキャスト通信を実現できることを示した.無線端末が相互に通信し固定の基地局やアクセスポイントなどのインフラを必要とせずにネットワークを形成可能なアドホックネットワークを用いて,同一情報を確実に多地点へ配信する多地点情報配信技術がアドホックマルチキャスト通信である.アドホックマルチキャスト通信では,送受信者以外の端末もデータの中継を行い,さらにブロードキャスト性を有する無線通信によりデータが伝送されることから,第三者によるデータの盗聴・改竄などが容易であり,有線ネットワーク以上にセキュリティ面で脆弱である.本研究では,アドホックマルチキャスト通信の信頼性および安全性向上に主眼を置き,データを中継する第三者による盗聴・改竄を防止する経路制御プロトコルおよび高信頼アドホックマルチキャスト通信技術の開発を試みた.具体的には,以下の結果を得た.(1)送信者認証技術を適用したアドホックネットワーク経路制御プロトコルの提案経路制御プロトコルでは経路計算のために定期的に各端末がトポロジ情報を交換する.このトポロジ情報を暗号化し送信者認証を行うことで,悪意のある端末からの経路改竄・データ盗聴を防止する経路制御プロトコルを提案し,その暗号化負荷および経路計算精度に関する性能評価を行った.(2)高信頼アドホックマルチキャスト通信技術の開発上記(1)の経路制御プロトコルにおいては,暗号化および送信者認証のために端末間で交換される制御トラヒックが増加し,データ配送率の低下を招く.この結果,経路計算の基となるトポロジ情報の欠落が生じ,信頼性の高い経路構築が困難となる.そこで,トラヒックを削減し,確実な制御情報の配信を実現する技術として,ネットワークコーディングを利用した高信頼アドホックマルチキャスト方式を提案した.また,計算機シミュレーションによる性能評価を行い,本方式の配送率の点での有効性を明らかにした.アドホックマルチキャスト通信では,ブロードキャスト性を有する無線通信を用いて,送受信者以外の端末を経由してデータ伝送が行われることから,第三者によるデータの盗聴・改竄などが容易であり,有線ネットワーク以上にセキュリティ面で脆弱である.また,データ伝送は他端末が誠実に中継することを前提としているため,悪意のある端末による不正行為に対して脆弱であり,不正行為発生時には通信性能が大幅に低下する.本研究では,アドホックマルチキャスト通信の安全性向上に主眼を置き,データを中継する第三者による盗聴・改竄を防止し,不正端末に対して堅牢な高信頼アドホックマルチキャスト通信技術の開発を試みた.具体的には,以下の結果を得た.1.端末間の信頼度情報に基づくアドホックネットワーク端末認証技術の確立アドホックネットワークにおいて安全な通信を確立する手法として,端末利用者の個人的な信頼関係を基盤とした公開鍵証明書を用いた端末認証技術を提案した.提案方式は,中央サーバを必要とせずアドホックネットワーク内の端末のみで端末認証が可能であり,インターネットへの接続点を持たないアドホックネットワークにおいても運用可能である.計算機シミュレーションにより,提案方式の認証精度および通信負荷に関する性能評価を行った.2.安全なマルチキャスト経路制御プロトコルの提案アドホックネットワークにおいて安全なマルチキャスト通信を実現する方式として,安全な2端末間通信リンクを連結してマルチキャスト配送木を2本構築し,悪意のある端末の不正行為に起因する通信リンク切断の影響を低減するマルチキャスト経路制御プロトコルを提案した.計算機シミュレーションによる性能評価を行い,悪意のある端末による不正行為発生時においても,スループット性能の低下を抑え安全かつ安定したマルチキャスト通信が実現できることを明らかにした.
極地の土壌伝染性植物病原菌の活動に及ぼす地球温暖化の影響評価

地球温暖化が進行した場合の極地における植物病原菌の変動予測の基礎資料を得るために,北極に生息する植物病原菌の病原性,分類学的特性および野外における生態を調査した。北極(スピッツベルゲン島とグリーンランド)およびノルウェー山岳地域のコケから分離された土壌伝染性植物病原菌のピシウム属菌計314株について,植物病原性と分類学的特性(培養形態およびリボソームDNAの塩基配列)を調べた。その結果,スピッツベルゲン島で4種,グリーンランドで2種,また,ノルウェー山岳地域で1種の同属菌が確認され,いずれも既存の種と分類学的特性が異なることから新種と考えられた。これらのほとんどは試験管内での接種実験でコケやコムギ葉に病原性を示した。いずれの種も菌糸生育適温が2228°Cであったことから,北極域が温暖化すると活性化し,この地域の重要な1次生産者であるコケの生育に影響を及ぼす可能性が示唆された。2003年から2006年の毎年78月にスピッツベルゲン島のカギハイゴケ群落に設置した調査区(15cm四方区画×6反復)におけるピシウム属菌の分離頻度を調べた。その結果,カギハイゴケに生息するピシウム属菌の分離頻度は,2003年から2006年にかけて徐々高くなる傾向が認められた。調査区の土壌温度は,2003年からの4年間において顕著な増加は認められなかった。これらの結果から,カギハイゴケに生息するピシウム属菌は北極の自然条件下で徐々に密度を増加させていることが示されたが,菌の増加と土壌温度との相関は明らかにならなかった。今後,土壌温度以外の要因(土壌湿度など)と菌密度との関係を調べる予定である。北極海沿岸の主要植生であるムカゴトラノオの生存に及ぼす黒穂病菌感染の影響を調べた結果,黒穂病が感染するとムカゴトラノオの生育と寿命が減少し,生存率が低下することが明らかになった。1999年2002年に北極のスピッツベルゲン島および南極のキングジョージ島から分離されたピシウム属菌の代表株について,リボソームDNA(rDNA)の5.8S領域を含むinternal transcribed spacer(ITS)領域のPCR-RFLPと,同領域の塩基配列を調べた。その結果,スピッツベルゲン島には,種レベルで異なる5つのグループのピシウム属菌が生息していること,また,その内,本研究で新種として類別された2つのグループは,同島とキングジョージ島の地域に分布することが明らかになった。このように極地に広く分布するピシウム属菌は,試験管内での実験でカギハイゴケに対する病原性を有すること,また,培地上での菌糸生育適温が2228°Cであることが既に明らかになっている。これらのことから,温暖化によってこれらの土壌伝染性病原菌が活性化し,極地の重要な1次生産者であるコケの生育に影響を及ぼす可能性が示唆された。次に,極地のカギハイゴケに生息しているピシウム属菌の動態に及ぼす温暖化の影響を明らかにするため,2003年7月にスピッツベルゲン島に滞在し,初年度の実験として以下を行った。まず,褐変などの変化が見られない健全なカギハイゴケ群落に,15cm四方の正方形の区画を設定け,群落表面の年間平均温度を1°C程度上昇させるために,強化ガラス製のオープントップチャンバーを設置した。また,その隣にチャンバーを設置しない同じ大きさの区を設けた。

それぞれの区画から,カギハイゴケの茎葉を無作為に抜き取って培地を用いてで糸状菌を分離し,感染率を調べた。さらに,区画内の年間の温度変化をモニタリングするため,温度記録計を設置した。実験は3反復で行った。その結果,チャンバー設置前の健全なカギハイゴケ群落には,3.713.0%の分離頻度でピシウム属菌が生息していることが明らかになった。北極のスピッツベルゲン島とグリーンランドおよび南極のキングジョージ島からこれまでに分離されたコケに感染力をもつ土壌糸状菌について,形態的特徴とリボソームDNA (rDNA)の5.8S領域を含むinternal transcribed spacer領域のPCR-RFLPと,同領域の塩基配列を調べた。これまでに,スピッツベルゲン島には,種レベルで異なる5つのグループの、また,キングジョージ島には2つのグループのピシウム属菌(土壌糸状菌の1属)が生息していることが明らかになっているが,今回新たに,グリーンランドにも2グループの同属菌が生息していることがわかった。さらに,それらの内1種が,上述の3つの地域に広く分布することが明らかになった。これらの土壌糸状菌のほとんどが,試験管内での接種実験でコケに対する病原性を有し,また,培地上での菌糸生育適温が2228°Cであることから,温暖化によってこれらの土壌伝染性病原菌が活性化し,極地の重要な1次生産者であるコケの生育に影響を及ぼす可能性が示唆された。次に,極地のコケに生息している土壌糸状菌の動態に及ぼす温暖化の影響を明らかにするため,2004年8月にスピッツベルゲン島に滞在し,以下の野外実験を行った。前年の夏に,健全なコケ群落上に15cm四方の正方形の区画を設置した。また,隣接して強化ガラス製のオープントップチャンバーを設置し,年間平均温度を約1°C上昇させた区画を設けた。これらの区画から,コケの茎葉を無作為に抜き取って培地を用いて土壌糸状菌を分離し,コケへの感染率を調べた。その結果,土壌糸状菌のコケへの感染率はチャンバー設置の有無に関わらず2.03.3%であることがわかった。同様の調査を2006年8月まで毎年実施し,土壌糸状菌のコケへの感染率と,チャンバーによる温暖上昇との関係を調べる予定である。上述の実験に加え,高緯度北極域の主要植生の1つで多年草のムカゴトラノオの花序に発生する黒穂病菌について調査し,その形態と生態について,いくつかの新知見を得た。極地から分離されたにコケに感染力をもつ土壌糸状菌について,形態的特徴とリボソームDNAの塩基配列を調べた。これまでに,北極のスピッツベルゲン島には,種レベルで異なる5つのグループの,また,グリーンランドとキングジョージ島とには2つのグループのピシウム属菌(土壌糸状菌の1属)が生息していることが明らかになっているが,今回新たに,ノルウェー山岳域にこれらの内の1つが生息していることがわかった。これまでの結果と合わせ,極地に広く分布する土壌糸状菌種の存在が明らかになった。これらの土壌糸状菌のほとんどが,試験管内での接種実験でコケに対する病原性を有し,また,生育適温が2228°Cであることから,温暖化によって活性化し,極地の重要な1次生産者であるコケの生育に影響を及ぼす可能性が示唆された。次に,極地のコケに生息する土壌糸状菌の動態に及ぼす温暖化の影響を明らかにするため,2005年7月にスピッツベルゲン島に滞在し,以下の野外実験を行った。健全なコケ群落上に15cm四方の正方形の区画を設置し,その上にガラス製チャンバーを設置し,年間平均温度を約1°C上昇させた。
波長信号間干渉を低減する多次元符号化光変調による超高密度光波長多重伝送方式

デジタルコヒーレント光伝送技術のさらなる発展を目指し、偏波を信号空間として捉え、この空間を利用して多次元化を実現し、さらに変調信号点を選択することにより、位相・振幅の信号間ユークリッド距離を拡大する多次元符号化光変調方式の高度化に取り組んでいる。平成30年度では、平成28年度に作成したQPSKベースの4次元光変調信号方式のプログラムに加え、16QAMベースや2A8PSKベースの4次元および8次元の多次元光変調信号方式のプログラムを作成した。これらの変調方式を、平成29年度に作成したLDPC符号を用いた誤り訂正機能と信号復調を繰り返し行いことにより受信特性を改善するBICM-ID (Bit Interleaved Coded Modulation-Iterative Detection)という符号化変調方式に適用し、AWGN(Additive white Gaussian noise)環境における複数の多次元符号化光変調方式の伝送品質特性を評価した。また、これらの方式をデジタルコヒーレント光伝送技術で汎用的に用いられる適応等化で信号処理し、特性評価を行った。現在、得られた計算結果を基に、論文を執筆中である。また、これらを市販光伝送シミュレータと組み合わせ、非線形効果を取り入れた光伝送路においても定量的な伝送品質評価を可能とする計算環境を整えた。この環境を利用し、非線形効果を考慮した場合の多次元符号化変調方式の最適パラメータ設定法について評価を行った。この研究成果は、電子情報通信学会ソサイエティ大会で発表した。デジタルコヒーレント光伝送技術のさらなる発展を目指し、偏波を信号空間として捉え、この空間を利用して位相・振幅の信号間ユークリッド距離を拡大する多次元符号化光変調方式技術の高度化に取り組んでいる。平成28年度では、近年他研究組織より研究発表されている4次元光変復調方式に加え、波長多重技術を併用して次元を拡大した8次元光変復調方式の計算機シミュレーションプログラムMatlabソフトウェア利用してを独力で作成した。さらに、複数波長信号に同一データで変調した2つの4次元光変調信号を受信して信号品質を高める波長ダイバーシティ方式についても計算機シミュレーションプログラムを作成した。これらのプログラムを利用して、各変復調方式の光信号対雑音比に対する信号特性を評価し、従来方式より信号品質を高めることを実証し、査読付き論文に採用(IEICE ComEx)され、電子情報通信学会ソサイエティ大会でも発表した。また、この研究を通して、多次元変復調方式では不可な非グレイ符号による誤り率低下の定量的な特性を把握し、ビットインターリーブ符号化変調方式の必要性を認識し、プログラムでの原理確認など取り組みを開始している。また、市販光伝送シミュレータと自作Matlabシミュレーションプログラムの結合について、従来の2次元光変復調方式において動作することを確認し、次年度、市販光伝送シミュレータによる多次元光変調方式の光ファイバ非線形効果の評価を行う環境を整えた。さらに、光信号特性測定系を構築し、偏波信号特性を測定する環境を整えた。この測定系には、偏波信号特性の観測を可能とし、計算機プログラムの物理的イメージを正しく捉え、計算機プログラムの物理条件を正しく設定することに貢献している。多次元変復調方式の計算機シミュレーションプログラムを独自に作成し特性評価を行った結果が、読付き論文に採用されたことは、現在の研究が一定の水準に達したことを端的に示しており、順調に進展している。また、Matlabで作成した計算機シミュレーションプログラムを、市販光伝送シミュレータに組み入れて動作確認を行ったことで、統合シミュレーション系による光ファイバの非線形効果を考慮した伝送特性評価を可能とする環境の整備が整い、当初の研究計画が達成した。さらに、偏波解析を中心とした測定系も予定通り構築を完了し、計算機プログラムの物理条件を正しく設定することに貢献している。平成29年度では、LDPC符号を用いた誤り訂正機能と信号復調を繰り返し行い受信特性を改善するBICM-ID (Bit Interleaved Coded Modulation-Iterative Detection)という符号化変調方式のプログラムを独力で新たに作成した。このプログラムを、前年度に作成した4次元光変調信号方式(4D-PS-QPSK方式)のプログラム、及び商用で汎用的に用いられる2D-QPSKのプログラムとに対してそれぞれ適用し、数値計算評価および理論考察を行った。その結果、信号点へのビットマッピング方法の重要性を明確にし、非グレイ符号化が避けられない4D-PS-QPSK方式には、BICM-IDが有効であることを実証した。その研究成果は、査読付き論文(IEICE ComEx)に採用され、電子情報通信学会ソサイエティ大会でも発表した。また、デジタルコヒーレント光伝送を利用した光波長信号の無瞬断切り替えを実現する波長ダイバーシティ方式の構成法の検討を数値計算評価を通して行った。この評価結果は、電子情報通信学会和文誌に採用(掲載は平成30年度6月予定)され、フォトニックネットワークの高度化の可能性を示した。多次元変復調方式の高度化に向け、符号化変調方式BICM-IDの必要性を実証し、数値計算による定量報告を行い、査読付き論文に採用されたことは、現在の研究が一定の水準に達したことを端的に示しており、順調に進展している。

また、デジタルコヒーレント光伝送を利用した光波長信号の無瞬断切り替えの構成法を検討し、査読付き論文に採用されたことは、フォトニックネットワークの高度化に寄与するデジタルコヒーレント方式の新たな方向性を示すことができたことを端的に示している。デジタルコヒーレント光伝送技術のさらなる発展を目指し、偏波を信号空間として捉え、この空間を利用して多次元化を実現し、さらに変調信号点を選択することにより、位相・振幅の信号間ユークリッド距離を拡大する多次元符号化光変調方式の高度化に取り組んでいる。平成30年度では、平成28年度に作成したQPSKベースの4次元光変調信号方式のプログラムに加え、16QAMベースや2A8PSKベースの4次元および8次元の多次元光変調信号方式のプログラムを作成した。これらの変調方式を、平成29年度に作成したLDPC符号を用いた誤り訂正機能と信号復調を繰り返し行いことにより受信特性を改善するBICM-ID (Bit Interleaved Coded Modulation-Iterative Detection)という符号化変調方式に適用し、AWGN(Additive white Gaussian noise)環境における複数の多次元符号化光変調方式の伝送品質特性を評価した。また、これらの方式をデジタルコヒーレント光伝送技術で汎用的に用いられる適応等化で信号処理し、特性評価を行った。現在、得られた計算結果を基に、論文を執筆中である。また、これらを市販光伝送シミュレータと組み合わせ、非線形効果を取り入れた光伝送路においても定量的な伝送品質評価を可能とする計算環境を整えた。この環境を利用し、非線形効果を考慮した場合の多次元符号化変調方式の最適パラメータ設定法について評価を行った。この研究成果は、電子情報通信学会ソサイエティ大会で発表した。平成28年度で得た多次元変復調方式の伝送特性において定量的に把握した信号特性、特に非グレイ符号に起因する誤り率低下などの知見を基に、当初はトレリス符号化による符号化変調に取り組む計画であったが、この計画をやや修正し、より効果を見込むことができるビットインターリーブ符号化変調方式の繰り返し符号法の適用に取り組む。ビットインターリーブ符号化変調方式は、軟入力/軟出力機能を持つ復号器と復調器間で、ビット判定結果の信頼性を示す外部情報の交換を繰り返し行うことにより、信号品質を高める手法であり、無線伝送方式で研究されてきた技術である。また、Matlabで作成した計算機シミュレーションプログラムを市販光伝送シミュレータに組み入た統合シミュレーション系により、多次元変復調方式の信号品質特性の評価を本格的に行う。平成28年度に準備した市販光伝送シミュレータと自作Mallabシミュレーションの結合した統合シミュレーション系は、平成29年度に繰り返し行った動作検証を通して、平成30年度から本格的な数値評価を行う準備が整っている。この統合シミュレーション系により、光ファイバの非線形効果による劣化を定量的に評価すると共に、符号化による非線形効果の低減効果についても検討していく。
医療のコスト・パフォーマンスの実測・多施設比較と要因分析・改善策

多施設データベースの構築を進めながら医療の質・効率性の改善の資する科学的評価手法の研究開発を以下のごとく行った。【医療のコスト分析】多施設の悉皆的な症例からなるデータベースに基づき、医療費・医療資源関連指標を算出し、その関連要因を分析し、医療費増のリスクの調整方法を開発した。診療パターンの向上に活用するべく、より妥当な施設間比較を行い、ばらつきの要因を分析した。さらに、国内外の過去の研究においても明らかにされてこなかった安全管理および感染制御のための組織維持のコストは、国際的にも定量的に把握されておらず、人、もの、機器・設備のコスト、その他様々な経費を把握するための系統的なフレームワークを研究開発し構築し、コストを計測して関連要因を分析した。【医療の質・パフォーマンス分析】多施設データに基づき、多領域の疾患において、で、リスク調整のモデル化を進展させながら、良好アウトカム率や死亡率、在院日数、術前・術後在院日数などについて施設間差異とその要因の分析を行った。経年的データを用い、特定の疾患による死亡率、特定の診療フェーズにおける抗生剤の使用、診療領域ごとの輸血・血液製剤の使用などの適正化のプロセスを示すことができた。【医療のコスト・パフォーマンスと経営組織体の評価】診療行為のコストとパフォーマンスを統合的に評価し、経営戦略の理論的枠組みをふまえ各種の量的・質的なデータ・情報を収集・整理・分析し、医療の経営・運営システムの改善と持続に資する体系の構築を進めた。その中で、組織運営上重要な組織文化の構造や提供者側からの評価の構造を体系化して実測し要因分析と構造分析を行った。(1)診療パフォーマンスの分析:複数領域複数疾患において、診療評価指標として、死亡率、良好アウトカム率、資源投入量として診療報酬、在院日数について、推定モデルを構築した。過去の海外における研究(我が国発のものは見いだし得なかった)と比して、予測力のより良いモデルをより効率的なデータ使用でもって構築し、この新たに考案開発されたモデルを用いて、上記の診療評価指標および資源投入量のリスク調整死亡率を施設毎に算出し、より妥当な施設間比較と関連分析を可能とした。これらをもって、実地臨床の専門家による妥当性、有用性などの評価も行った。(2)医療の質・安全のためのコストの分析:多施設データで症例群別に医療費医療資源指標を算出し、関連要因の分析や病院間差の分析を行った。部門別原価計算を基盤にした診療科等部門レベルあるいは患者群レベルでの原価分析についても、データでも解析を進めた。また、安全管理・院内感染制御のための組織作り・維持のコストについては国内外の過去の研究においても明らかにされておらず、組織的な医療の質保証・改善活動について、活動の把握及び原価把握のための系統的なフレームワークを構築し、この領域の安全管理のために必要な組織のコストをまず人件費レベルで推計した。(3)医療機関の経営品質評価、統合的評価など:上記のパフォーマンスとコストを統合的に評価する体系の構築を進めるべく、経営品質、ISOや英国規格の各種マネジメントシステム、国内外の医療機能評価・認定の各評価体系などの諸要素の整理・分析を進展させた。一方、上記(1)(3)を通じて、データの質管理についてはデータチェックをシステム化するなどさらなる改善を加え、統計手法も特にリスク調整の領域において発展させ、データベースなどデータマネジメントのシステムについても改良を図った。(1)診療パフォーマンスの分析:多領域の疾患において、多施設データで、死亡率、良好アウトカム率、資源投入量として診療報酬、在院日数、原価などについて、実態を把握し、推定モデルを構築し、一方で関係要因の分析を行った。過去の研究と比して予測力のより良いリスク調整モデルを複数領域で開発した。実地臨床の専門家による妥当性、有用性などの評価も引き続き行った。診療評価指標および資源投入量その他、様々な指標をリスク調整し、施設毎に算出し、より妥当な施設間比較と要因分析を行った。

(2)医療のパフォーマンスのための費用分析:多施設データで疾患群ごとに医療資源関連指標を出し、そのばらつきの要因を分析した。病院間差の分析を行い、リスク補正法も検討した。また、安全管理・院内感染制御のための組織作り・維持のコストについては、国内外の過去の研究においても明らかにされておらず、特に感染制御を中心に、組織的な医療の質保証・改善活動について、人、もの、機器・設備のコスト、その他様々な経費を把握するための系統的なフレームワークを構築して必要な組織のコストをまず人件費レベルで推計した。一方、上記(1)、(2)のデータの質を向上を図るべく、データチェックシステムほか改善を加え、データベースおよびそのセキュリティ管理システムについても改良を図った。(3)医療のコスト・パフォーマンスを支える経営体の品質評価:コストとパフォーマンスを統合的に評価する体系の構築をさらに進めた。経営品質、ISOや英国規格の各種マネジメントシステム、国内外の医療機能評価・認定の各評価体系などの統合に加えて、実際の経営体の質的情報をヒアリング、会議録、二次分析資料などをもって収集・分析し、経営理論と照合して体系化を試みた。(1)医療のコスト分析:多施設からなるデータベースに基づき医療資源関連指標の関連要因を分析し、医療費増のリスクの調整方法を開発して病院間比較に活用した。さらに、国内外の過去の研究においても明らかにされてこなかった安全管理のための組織維持のコストは、人、もの、機器・設備のコスト、その他様々な経費を把握するための系統的なフレームワークを構築して必要な組織のコストを計測し、それらの関連要因を分析した。また、院内感染、特に術後感染の有無が、医療費に及ぼす影響の定量化に関する研究を進めた。(2)医療のパフォーマンス分析:多領域の疾患において、多施設データで、死亡率、良好アウトカム率、在院日数、術前・術後在院日数などについて、要因分析を行い、リスク調整のモデル化を進展させながら施設間差異の分析を行った。経年的データを用い、特定の疾患による死亡率、特定の診療フェーズにおける抗生剤の使用、診療領域ごとの輸血・血液製剤の使用などの適正化のプロセスを示すことができた。その過程で上記(1)、(2)のデータベースの質向上を行った。(3)医療のコスト・パフォーマンスの要因と経営組織体の評価:コストとパフォーマンスを統合的に評価し、さらに、経営の改善と持続に資する体系の構築を進めた。経営戦略の理論的枠組みをふまえ各種の量的・質的なデータ・情報を収集・整理・分析し体系化を試みた。データを改善に活かす上で、経営上の組織の文化が重要であるが、その構造を体系化して実測し関連要因を分析した。
Rational control over aluminum sites in zeolite frameworks by a combined theoretical and experimental approach

ゼオライトの性能を決定する代表的な因子は、構造・組成・原子位置である。本研究では、計算機を用いて4万種類以上のモデルを生成・評価することで、3因子の組み合せを広い範囲で検討した。結果、ある結晶構造には特有の安定な組成や原子位置が存在するとわかり、驚くべきことに実験結果と符合した。ゼオライト合成には、有機構造規定剤が用いられる。本研究では、有機構造規定剤の設計に着目し、計算機支援による無機多孔質材料の設計的合成の第一歩として、非常に珍しい、1.3ー2 nm程度の細孔径を有する高比表面積シリカ多孔質材料を合成した。得られた材料は設計通りの細孔径を持ち、シリカ系材料として最大級の比表面積を示した。27年度が最終年度であるため、記入しない。化学工学、材料化学27年度が最終年度であるため、記入しない。