hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生理活性リゾリン脂質の骨・歯周組織に対する影響の解明

LPA(Lysophosphatidic Acid)は様々な生理活性をもつことが知られている。今回、我々は、歯周組織を構成する歯肉上皮細胞と破骨細胞に対する影響を検討した。歯肉上皮細胞において、LPAは細胞増殖を亢進し、IL-6,IL-8といった炎症性サイトカインの産生を増強した。また、破骨細胞形成に必須であるRANKLの産生も増強した。一方、破骨細胞前駆細胞において、LPAはその細胞増殖に影響を与えなかったが、RANKLによる破骨細胞形成数を増強した。そのメカニズムを検討した所、LPAはCaspase3の活性化を抑制することにより、apoptosisを低下させ、破骨細胞数が増強していることが明らかとなった。以上の結果より、LPAは歯周組織において、組織破壊を促進する可能性が示唆された。リゾリン脂質LPAが破骨細胞前駆細胞株Raw264.7の細胞増殖、並びに破骨細胞形成に与える影響を検討した。Raw264.7細胞からRNAを抽出し、RT-PCR法にてLPA受容体・LPA1,2,3,4の発現の有無を調べたところ、LPA1の発現のみを確認することができた。次に、LPAの細胞増殖に対する影響を評価するために、MTT assayを行ったが、LPA刺激による細胞増殖には有意な差を認めなかった。次に破骨細胞形成に対するLPAの影響を観察した。LPAは培養5日目、7日目では破骨細胞数に影響を与えなかったが、培養9日目においてLPA存在下の破骨細胞数は対象群と比較して有意に増加した。また、この破骨細胞数の増加はLPA受容体アンタゴニストKi16425により阻害された。このことから、LPAは破骨細胞の生存・apoptosisに関与している可能性が示唆された。次にリゾリン脂質LPAが歯肉上皮細胞株Ca9-22に与える影響を検討した。Ca9-22細胞からRNAを抽出し、RT-PCR法にてLPA受容体・LPA1,2,3,4の発現の有無を調べたところ、LPA1,3の発現を確認することができた。次に、LPAの細胞増殖に対する影響を評価するために、MTT assayを行った。その結果、LPA刺激により、細胞増殖が有意に亢進された。また、LPAの刺激により炎症性サイトカインの産生に変化がおきるか観察した。LPA刺激24時間後にRNAを回収し、炎症性サイトカインのmRNA発現を観察した結果、IL-6・IL-8の発現が増強していた。さらに、ELISA法を用いて上清中のIL-6並びにIL-8量を測定したところ、LPA刺激によりIL-6・IL-8がタンパク質レベルにおいても有意に増強していることが明らかになった。最後に、破骨細胞形成に必須な因子、RANKLのmRNA発現を確認したところ、LPAによりその発現が有意に増強された。以上の結果より、LPAは歯周組織において様々な生理活性を及ぼす可能性が示唆された。リゾホスファチジン酸(Lysophosphatidic Acid : LPA)はリン酸-グリセロール-脂肪酸という極めて単純な構造をもつリン脂質であるが、細胞増殖、血小板増殖、血小板凝集効果、平滑筋収縮効果、癌の浸潤促進効果など非常に多岐にわたる薬理的作用を有している。上皮細胞において創傷治癒が促進されるとの報告もあるが、骨代謝を担う骨芽細胞や破骨細胞への影響や歯周組織における創傷治癒・組織再生に対する効果は未だ不明である。前年度の研究において、リゾリン脂質LPAが破骨細胞前駆細胞株Raw264.7の細胞増殖には影響を与えないが、破骨細胞形成を促進することを明らかにした。さらに、破骨細胞形成数に有意な差が生じるのは培養7日目であった。次に、培養7日目に観察されたLPAによる破骨細胞形成の亢進がどのようなメカニズムによるものなのかを検証するために破骨細胞形成関連遺伝子であるc-Fos, NFATc1, Fra1, RANKに関してその発現量をReal Time PCR法にて定量した。破骨細胞形成に関連するこれらの遺伝子発現は対照群とLPA刺激群の間に有意な差を認めることはできなかった。最後にアポトーシス関連因子の一つであるCaspase3の活性化について検討した。破骨細胞形成培養5日目にLPAで処理し、Caspase3の活性化を測定した。LPA処理によりCaspase3の活性化は有意に抑制された。さらに、破骨細胞形成と同様にLPAのインヒビターであるKi16425で処理するとその抑制は解除された。

すなわち、Caspase3活性化の抑制はLPA-LPA受容体のシグナル伝達が関与することが示唆された。以上の結果より、LPAはCaspase3の活性化を抑制し、apoptosisを低下させることのより、破骨細胞数を増加させることが明らかとなった。
地域医療サステナビリティを高めるための予防医療プログラムに関する経済分析・評価

市区町村には地域医療サステナビリティを高める役割を担うことが期待されてきている。これに応じた取り組みのなかで予防接種や健診さらには独自の予防医療プログラムの実施によって将来の医療費の削減が試みられている。本研究では、需要分析、費用効果分析、財源影響分析を経済学の理論基盤に則って行うことにより、既存の研究の問題点を克服しつつ、こういったプログラムが地域医療サステナビリティを高めているか否かを明らかにする。特に、予防接種や健診プログラムの受診率向上を中心にした市町村の工夫を経済モデルに反映することを通じて質の高いエビデンスを提示する。
ボアホールレーダアレイによる地下き裂の3次元イメージング

本研究ではネットワークアナライザ(現有)を利用した連続波ボアホールレーダシステムを開発した。これにより広帯域計測(300kHz-3GHz)が可能とり、同時に小電力ながらS/N比の優れたデータが収得できる。ネットワークアナライザとボアホールレーダゾンデの間の信号伝送にはボアホールレーダ用に研究代表者が開発した光アナログ信号伝送システムを利用した。本レーダシステムを用いて東北大学釜石実験フィールドならびに群馬県子持村田尻遺跡においてフィールド計測実験を行った。前者は花崗岩中の透水性地下き裂の検出、後者は遺跡調査を目的とした地層境界面の検出が目的である。両実験では、ボアホール内に送信アンテナを設置し、地表に配置した受信アンテナを移動しながら透過波を計測し、計測終了後すべての位置での信号を利用して高分解能を得る一種の合成開口アレイアンテナ処理を行った。これにより、地層境界面を検出できると共に、従来のボアホールレーダより広範囲な3次元的構造計測の可能なことを示した。一方、通常のアレイアンテナは単一周波数で指向性合成を行うのに対し本研究では広帯域の計測が行えるため、多周波を積極的に利用する指向性合成アルゴリズム開発を目標とした。そのためにMUSICアルゴリズムのボアホールレーダへの適用を検討したところ、ある程度のS/N比が確保できる場合、極めて分解能の高い電磁波到来方向の推定が可能であることを示した。今後本アルゴリズムの実フィールドデータへの適用が課題となる。
我が国企業における原価企画実践の生成過程と伝播過程の実証研究

わが国における原価企画は,主に1950年代後半に,家電・自動車・機械などの産業で設計原価管理の技法として,目標原価設定の控除法や積上法,目標原価割付の原価要素別法や機能部品別法など,それぞれの文脈や組織的課題に応じて,当初から多様な実践が形成されていたが,当時の実務雑誌や実務書,および航空機産業出身のコンサルタント指導の研究会や有料講習会などの業種横断的な交流の場を通じて伝播していったわが国における原価企画は,主に1950年代後半に,家電・自動車・機械などの産業で設計原価管理の技法として,目標原価設定の控除法や積上法,目標原価割付の原価要素別法や機能部品別法など,それぞれの文脈や組織的課題に応じて,当初から多様な実践が形成されていたが,当時の実務雑誌や実務書,および航空機産業出身のコンサルタント指導の研究会や有料講習会などの業種横断的な交流の場を通じて伝播していった当該年度の研究では,従来の学説通り,原価企画はトヨタで産まれ伝播していったのか,1950年代にトヨタ自動車以外にも原価企画と同様の試みはなかったのか,またもしあったとすればそれらの実践の間に互いにどのような関係があったのかなどについて,さらに調査を試みた。我が国企業における原価企画の生成と伝播について,1950年代の実務雑誌や実務書から定性的データや二次資料を収集した。サンプリングに用いた原価企画の定義は,(1)企画(受注)・設計・試作段階で,(2)目標原価を設定し,(2)見積原価を計算している実名企業の事例とした。調査の結果,社名を特定できたものだけでも,1950年代にはトヨタ自動車以外にも8つの実践事例(7社)が確認された。またこれらの実践が1950年代後半や1960年代初頭にかけて伝播していったと思われる痕跡として6事例を確認した。実践事例の掲載のあった雑誌は,『マネジメント』『インダストリアル・エンジニアリング』(以上,日本能率協会),『工場管理』(日刊工業新聞社),『品質管理』(日科技連)などであった。以上の分析を通じて,すでに1950年代後半には,家電・自動車・機械などの産業で設計原価管理の技法として,目標原価設定の控除法や積上法,目標原価割付の原価要素別法や機能部品別法など,それぞれの文脈や組織的課題に応じて,当初から多様な実践が形成されていたが,当時の実務雑誌や実務書,および航空機産業出身のコンサルタント指導の研究会や有料講習会などの業種横断的な交流の場を通じて伝播していったことを明らかにした。前年度までの研究成果の一部として日本原価計算研究学会の学会誌『原価計算研究』に投稿・掲載されていた論文「原価企画の形成と伝播-1950年代を中心に-」が,当該年度の学会賞(論文賞)を拝受した。これにより,原価企画が自動車会社で生成しそれが同業種内や他業種へと普及していったという従来の学説に対して,家電産業や機械産業では同様の取り組みがそれよりも早く生成し普及していたという新たな仮説について,資料にもとづき検証した当該研究課題のこれまでの成果の一部に対して,一定の評価を確認できたといえよう。当該年度は,これまでの研究成果をさらに補強・追検証するために,トヨタ自動車以外にも,富士重工,スズキ自動車,日産自動車,三菱自動車などの,我が国自動車会社の19501960年代の自動車開発における原価管理の実態に関する資料の収集・解読・整理や,関連する分野の研究者との意見交換などに専念して研究を進めた。そのなかでのいくつかの重要な成果として,1950年代の国民車育成要綱案の制定の背景を記した当事者たちの座談会記録の入手,トヨタ自動車における価格決定に対する考え方の変遷に関する社史の記述の整理,当時の三菱自動車における国民車構想に対する対応・対策を示す社内資料等の入手,戦前・戦後の航空機産業出身者の自動車産業への転職による航空機開発技術や原価に対する考え方の伝播の影響の検討などをおこない,自動車産業内部での開発設計段階における原価管理手法の生成過程や伝播過程の実態の解明を進め,研究論文を準備中である。当該年度は,これまでの年度において収集・分析してきた,原価企画の形成過程に関する資料をまとめ,一定の結論を提示した。すなわち,原価企画の起源をめぐる学説としては,1960年代前半の自動車会社での実務をルーツとする説が通説とされてきたが,19501960年代における原価企画の一般的な実施状況に関しては,1953年に25社を対象として実施された原価引下げ方策に関する調査によれば,三菱造船,石川島重工業,三菱電機の3社が,設計重量の軽減や設計改善による材料・工数の節約など,設計段階での方策が効果的であると回答し,また1960年に160社を対象として実施された原価管理の内容に関する調査では,精密・産業機械の2社および電機・光学機械・自動車の1社で,設計段階における原価管理を実施しているとの回答が見られ,原価管理の会議に設計責任者を参加させている企業も4社あるなど,ごく少数かつ限られた業種ではあるが,1950年代にすでに,開発設計段階における原価管理の実務が萌芽していることを確認できた。さらに,1950年代から1960年代にかけての自動車・家電・機械産業における個別企業の実務例を検討した結果,1950年代後半における家電・機械産業での実務が,1960年前後の自動車産業での実務よりも,やや先行して生じており,自動車産業や家電・機械産業でそれぞれに生じていたこれらの実務は,日本能率協会所属のコンサルタントたちが1958年に設立した「設計管理研究会」で合流を果たし広く普及が図られた。

さらに研究会のメンバーによる文献で,それらの実務が「管理会計制度」の一環としての「設計原価管理制度」として位置づけられ,初めて管理会計技法として理論化された。その後,実務界での「設計原価管理」が,学界では「原価企画」や「Target Costing」という学名で呼ばれはじめ,今日に至ったとの結論を得た。成果の一部を学会誌に投稿し,学会賞を拝受するなど,一定の評価を得ている。またこれまで知られていなかった事実を示す重要な資料を多数発掘できている。24年度が最終年度であるため、記入しない。すでに分析・整理が進んでいる資料にもとづいて,研究成果を国内外での学会報告や研究論文の形で積極的に公表していく。また引き続き,追加資料の収集や関連分野の研究者との意見交換などを進めていく。
降雪種と雪粒子濃度の時空間変動を考慮した暴風雪の内部構造解明と予測モデルの構築

近年頻発する,激甚化した暴風雪の時空間分布の予測精度を高めて雪国の防災力を飛躍的に高めるために,3次元・非定常流れ場に対応した暴風雪の物理モデルを開発する.また降雪粒子の粒径と落下速度および視程を同時測定することにより,降雪種の違いによる降雪特性の変化や視程との関係を野外観測データにより明らかにするとともに物理モデルに組み込むほか,地形効果を加味して実在地形上での暴風雪強度の時空間変動を明らかにする.さらにはこれらの成果を実証実験により検証するとともに,試験地域でのハザードマップ作成に応用するなど,暴風雪対応など防災対策に資する実用的な吹雪予測モデリング手法を確立する.非定常乱流解析に有効なラージ・エディ・シミュレーション(Large-Eddy Simulation)を用いた吹雪・暴風雪の物理モデルの改良を進めたほか,複合気象センサ等を活用し,試験対象地(北海道道東部の中標津町およびその周辺地域)において,地形(特に山岳からの距離)が暴風雪および降雪の分布に及ぼす影響を評価するための実測データを収集した.モデル開発において,特に地形効果を含めた解析が可能となる様に改良を進めたほか,メソ気象モデルを活用した吹雪強度,視程等の発生予測も実施し,試験対象地の自治体における防災担当者を対象として予測モデルの有用性に関する実証実験も実施した.また野外観測においては,北西風の山越え気流の効果が顕著である地域において冬期を通した気象および吹きだまり観測を実施し,数値モデルの検証および現地における現象解析において重要となるデータを取得した.これまで実施してきた吹雪モデルの構築に加えて,野外観測による実測データ蓄積が順調に進んだ.特に観測場所について,北西風の山越え気流の効果が顕著である地域において冬期を通した気象および吹きだまり観測を実施出来たことで,数値モデルの検証および現地における現象解析において重要なデータを得ることが出来た.以上より,本課題については「(2)おおむね順調に進展している」と評価できる.LESを用いた3次元・非定常流れ場における暴風雪の物理モデル構築を継続する.実在地形の影響を考慮した計算が可能となる様に改良を改良を進めるほか,過去の暴風雪事例を対象とした再現計算および予測計算についても着手する.冬期において,複合気象センサ,光学式ディスドロメータ,モニタリングカメラなどを用いた,暴風雪時の気象状況および,降雪粒子の粒径と落下速度(降雪種),視程などの測定を継続する.これにより降雪種と視程との関係を明らかにするとともにモデルの降雪計算の高度化に資する.観測地は,前年と同様に,吹雪・吹きだまりおよび暴風雪の発現頻度が近年極めて高く,調査期間中に5回程度,吹雪観測の機会が期待できる北海道標津郡中標津町周辺とする.観測では,北西から南東にわたる測線に沿った複数箇所に機器を設置することで,地形(特に山岳からの距離)が暴風雪および降雪の分布に及ぼす影響を実測データに基づき評価するほか,おろし風と暴風雪発生との関連およびメカニズムについての検討を実施する.近年頻発する,激甚化した暴風雪の時空間分布の予測精度を高めて雪国の防災力を飛躍的に高めるために,非定常乱流解析に有効なラージ・エディ・シミュレーション(Large-Eddy Simulation)を用いて,3次元・非定常流れ場における暴風雪の物理モデルを構築する.モデル開発は,以前開発した吹雪の3次元LESモデルをベースに改良,高度化を進めた.LESの場合,格子スケール以下(サブグリッドスケール:SGS)の乱流渦はモデル化されて取り扱われるが,このSGSモデリング手法は特に大気境界層流れ場の計算精度に大きく影響する.SGSモデルについて,LESにてこれまで広く用いられてきたスマゴリンスキーモデル(SM)のほか,地表面付近の接地境界層流れ場の予測精度に優れるLagrangian-Averaged Scale-Dependent Dynamic Model(LASD),乱流構造を考慮したコヒーレント構造スマゴリンスキーモデル(CSM)も新たに導入し,大気流れ場の予測精度についてどのモデルが優れるかについて検討した.その結果,後者2つのモデルは風速鉛直分布,無次元風速勾配の再現性に優れること,またCSMは低い計算負荷でLASDに近い結果をもたらすことなどが示された.次に,降雪分布などのスカラー輸送量の計算もモデルに組み込むとともに,スカラー量について物理的に不自然な振動解などが生じない様,Hybrid Spectral/Finite-Volume Algorithm (Chamecki et al., 2008)を導入した.その他,複合気象センサ,光学式ディスドロメータ等をによる気象,降雪種モニタリングシステムを構築し,北海道道東部の中標津町において,地形(特に山岳からの距離)が暴風雪および降雪の分布に及ぼす影響を評価するための実測データを収集した.新たに導入したLESモデルにより,大気境界層における流れ場および降雪空間濃度などを正確かつ効率的に計算することが可能となるなど,本研究課題の中心となる暴風雪モデル開発について,その基本部分の構築に成功した.特筆すべき点として,新たに導入した乱流モデルおよびアルゴリズムにより,高精度の解を効率的に得られる状況に至ったことが挙げられる.また,野外観測について,気象,降雪状況の自動計測システムを既に確立できたことも重要な進展である.以上より,本課題については「(2)おおむね順調に進展している」と評価できる.近年頻発する,激甚化した暴風雪の時空間分布の予測精度を高めて雪国の防災力を飛躍的に高めるために,3次元・非定常流れ場に対応した暴風雪の物理モデルを開発する.

また降雪粒子の粒径と落下速度および視程を同時測定することにより,降雪種の違いによる降雪特性の変化や視程との関係を野外観測データにより明らかにするとともに物理モデルに組み込むほか,地形効果を加味して実在地形上での暴風雪強度の時空間変動を明らかにする.さらにはこれらの成果を実証実験により検証するとともに,試験地域でのハザードマップ作成に応用するなど,暴風雪対応など防災対策に資する実用的な吹雪予測モデリング手法を確立する.非定常乱流解析に有効なラージ・エディ・シミュレーション(Large-Eddy Simulation)を用いた吹雪・暴風雪の物理モデルの改良を進めたほか,複合気象センサ等を活用し,試験対象地(北海道道東部の中標津町およびその周辺地域)において,地形(特に山岳からの距離)が暴風雪および降雪の分布に及ぼす影響を評価するための実測データを収集した.モデル開発において,特に地形効果を含めた解析が可能となる様に改良を進めたほか,メソ気象モデルを活用した吹雪強度,視程等の発生予測も実施し,試験対象地の自治体における防災担当者を対象として予測モデルの有用性に関する実証実験も実施した.また野外観測においては,北西風の山越え気流の効果が顕著である地域において冬期を通した気象および吹きだまり観測を実施し,数値モデルの検証および現地における現象解析において重要となるデータを取得した.これまで実施してきた吹雪モデルの構築に加えて,野外観測による実測データ蓄積が順調に進んだ.特に観測場所について,北西風の山越え気流の効果が顕著である地域において冬期を通した気象および吹きだまり観測を実施出来たことで,数値モデルの検証および現地における現象解析において重要なデータを得ることが出来た.以上より,本課題については「(2)おおむね順調に進展している」と評価できる.LESを用いた3次元・非定常流れ場における暴風雪の物理モデル構築を継続する.雪面付近においては,積雪粒子の削剥および堆積過程も考慮する.雪面での積雪の削剥量と,「雪面近傍の降雪・吹雪粒子濃度と粒子落下速度の積」で定義される堆積量とのバランスも陽に計算に加えることで,モデルに吹きだまりの効果を加えることも可能となる.その他,温湿度の輸送方程式も組み込み,大気安定度の影響も考慮するほか,地形の影響を組み込むなどの改良を行ない,実在地形上の計算を想定した準備も進める.冬期においては,複合気象センサ,光学式ディスドロメータ,モニタリングカメラなどを用いた,暴風雪時の気象状況および,降雪粒子の粒径と落下速度(降雪種),視程などの測定も継続する.これにより降雪種と視程との関係を明らかにするとともにモデルの降雪計算の高度化に資する.観測地は,前年と同様に,吹雪・吹きだまりおよび暴風雪の発現頻度が近年極めて高く,調査期間中に5回程度,吹雪観測の機会が期待できる北海道標津郡中標津町周辺とする.観測では,北西から南東にわたる測線に沿った複数箇所に機器を設置することで,地形(特に山岳からの距離)が暴風雪および降雪の分布に及ぼす影響を実測データに基づき評価するほか,おろし風と暴風雪発生との関連およびメカニズムについての検討を実施する.LESを用いた3次元・非定常流れ場における暴風雪の物理モデル構築を継続する.
侵襲時再生治療に関する研究：細胞移植法の確立と免疫応答制御メカニズムの解明

侵襲時再生応答・免疫応答の両面からみた新たな治療戦略として、血管内皮および腸管上皮の再生応答と幹細胞移植法に関する研究を進めた。(研究1)パターン認識受容体の1つであるRAGEに注目し、敗血症患者における血中可溶性RAGEを測定し、病勢と密接な関連を示すことを明らかにした。(研究2)腹膜炎モデルにおいて、腸管上皮幹細胞マーカーのLgr5が低下しており、腸管上皮幹細胞障害が起きる可能性を示した。(研究3)クラッシュ症候群モデルにおいて、骨髄由来単核球細胞移植は抗炎症作用を発揮して全身性炎症反応を制御し、生存率を改善することを明らかにした。我々は、修復・再生を担う幹細胞の動向が侵襲時の再生応答を主に制御することを証明してきた。本研究では、侵襲時再生応答、免疫応答の両面からみた新たな治療戦略として、血管内皮及び腸管上皮の修復・再生効果をもつ幹細胞移植法を確立するために、以下の3点に目標を絞り実施する。1外傷、敗血症、two-hit modelの異なる多臓器障害モデルにおいて再生応答(血管内皮、腸管上皮)と免疫応答(自然免疫、獲得免疫)の関連を経時的に評価する。2各侵襲モデルにおいて、骨髄間葉系幹細胞、骨髄由来単核球細胞、腸管上皮幹細胞の細胞移植を行い、各細胞移植法の有効性(生存率など)と免疫応答制御メカニズムを比較検討する。3各細胞移植による血管内皮、腸管上皮における再生応答、免疫応答遺伝子の発現をマイクロアレー法を用いて明らかにする。自然免疫応答は全身炎症反応を惹起する細胞内インフラマソーム、獲得免疫応答は抗炎症作用を発揮する制御性T細胞(Treg)の活性バランスとして主に評価する。以上から、侵襲時再生応答、免疫応答の両面からみた侵襲の種類に応じた適切な血管内細胞移植の確立を目指す。現在までに、多臓器不全モデルに対して骨髄間質細胞を経静脈的に投与することにより、各臓器障害の軽減や生存率の有意な改善が認められた。また、骨髄間質細胞と血管内皮の共培養系を確立し、骨髄間質細胞の分泌性因子が血管内皮細胞傷害を直接的に抑制する経路があることを明らかにした。さらに、クラッシュ症候群モデルに対する骨髄由来単核球細胞移植が、抗炎症効果を発揮し、生存率を改善することを明らかにした。現在、そのメカニズムの解明を再生応答、免疫応答の両面から検討している。本年度は、特に重症病態において腸管上皮幹細胞(intestinal stem cell)の機能が低下することにより腸管上皮の再生が阻害され、腸管蠕動不全やバリア機能不全を来しているという仮説を立て、研究を進めた。C57BL/6Jマウスの腸管上皮幹細胞に特異的にEnhanced Green Fluorescent Protaion(EGFP)が発現するLgr5-CreERマウスを用いて、敗血症モデルマウスを作製し、全身侵襲時の腸管上皮幹細胞の動態を経時的に解析し、全身侵襲における腸管上皮幹細胞機能障害と腸内細菌叢破綻との関係を明らかにする研究を行った。BrdU(Bromodeoxyuridine:臭素化デオキシウリジン)を用いて健常時と敗血症時の陰窩・絨毛の細胞分裂状態を評価したうえで、Lgr5-CreERマウスを用いて腸管上皮幹細胞の変化を見た結果、侵襲に伴い腸管上皮幹細胞機能が低下することが確認された。今後、多臓器障害モデルにおける再生応答指標と免疫応答指標(自然免疫、獲得免疫)の連関を解析し、多臓器障害の進行過程における役割を明らかにする。本研究では、侵襲時再生応答、免疫応答の両面からみた新たな治療戦略として、血管内皮及び腸管上皮の修復・再生効果をもつ幹細胞移植法を確立するために、以下の2点に目標を絞り、研究を実施した。1外傷、敗血症、two-hit modelの異なる多臓器障害モデルにおいて再生応答と免疫応答の関連を経時的に評価する。また、重症敗血症患者における血管内皮DAMPsレセプターと臓器障害、DIC、予後との関連を検討する。2各侵襲モデルにおいて、骨髄間葉系幹細胞、骨髄由来単核球細胞などの細胞移植を行い、各細胞移植法の有効性(生存率など)と免疫応答制御メカニズムを比較検討する。また、侵襲時の腸管上皮幹細胞の動向とそのメカニズムを明らかにする。生体内のパターン認識受容体の1つであるRAGEに注目し、敗血症患者において血中可溶性RAGEを測定し、重症敗血症の病勢(炎症、血管内皮細胞障害、凝固、重症度)と可溶性RAGEが密接な関連を示すことを明らかにした。

また、盲腸結紮穿刺(CLP)モデルを使用し、全身侵襲時の腸管上皮幹細胞の動態を解析した結果、腸管上皮幹細胞の増殖・分化の亢進シグナルであるWnt3、Wnt3aはCLP群で有意に低下し、BMPの阻害タンパクであるNogginはCLP群で有意に低下していた。また、腸管上皮幹細胞マーカーのLgr5、パネート細胞のlysozymeがCLP群で有意に低下していた。侵襲により腸管上皮幹細胞障害が起き、絨毛萎縮や腸管蠕動不全が生じ、栄養障害や腸管免疫能の低下などにつながる可能性が考えられた。さらに、クラッシュ症候群において骨髄由来単核球細胞を移植することにより、細胞移植は抗炎症作用を発揮して全身性炎症反応を抑制し、生存率を改善することが明らかとなった。骨髄由来単核球細胞は投与後早期に抗炎症性サイトカインTGF-&#61538;を分泌することが、メカニズムの1つと考えられた。侵襲時再生応答・免疫応答の両面からみた新たな治療戦略として、血管内皮および腸管上皮の再生応答と幹細胞移植法に関する研究を進めた。(研究1)パターン認識受容体の1つであるRAGEに注目し、敗血症患者における血中可溶性RAGEを測定し、病勢と密接な関連を示すことを明らかにした。(研究2)腹膜炎モデルにおいて、腸管上皮幹細胞マーカーのLgr5が低下しており、腸管上皮幹細胞障害が起きる可能性を示した。(研究3)クラッシュ症候群モデルにおいて、骨髄由来単核球細胞移植は抗炎症作用を発揮して全身性炎症反応を制御し、生存率を改善することを明らかにした。外傷、敗血症、two-hit多臓器障害モデルにおける再生応答、免疫応答の連関に関する研究を以下のように進める。再生応答指標として、血中に存在する血管内皮前駆細胞、血管内皮細胞、および血管内皮マイクロパーテイクルをフローサイトメトリー法で定量評価する。腸管上皮細胞に関しては、特異的転写因子Lgr5を蛍光表示するマウスを用いて、各侵襲に伴い腸管上皮細胞の局在と増減の推移を評価する。また、細胞増殖を定量化するBrdUを用いて腸管上皮細胞の分化能を経時的に評価する。さらに、種々の臓器における細胞死(アポトーシス)を特に血管内皮、腸管上皮に注目してTUNEL染色で定量評価する。血管内皮の再生因子として、アポトーシスを抑制するangiopoietin-1、survivinの発現、およびアポトーシス関連因子であるFas抗原の発現を同時に染色法で定量評価する。骨髄機能として、血中に存在する造血系前駆細胞(CD34陽性)をフローサイトメトリー法で定量評価し、骨髄間質幹細胞の成長促進因子であるSDF-1の血中濃度を測定する。骨髄においてSDF-1のレセプターであるCXCR4発現を染色法で定量評価する。2)免疫応答指標として、自然免疫系は炎症反応のトリガーとなる血中DAMPs(ダメージ関連分子パターン:遊離DNA、RNA、HMGB-1など)とレセプターを介して侵襲時炎症反応を惹起する細胞内インフラマソームの活性化を評価する。血中遊離DNA、RNA量の解析は、蛍光マイクロプレートリーダーで行い、HMGB-1測定はELISA法で行う。インフラマソームの活性化は、脾臓、リンパ節、腸管上皮における培養細胞内caspase-1活性化産物(caspase-1 p10/p20)としてフローサイトメトリー法で評価する。以上の研究が概ね順調に進んでいる。27年度が最終年度であるため、記入しない。
大都市におけるセグリゲーションの国際的比較研究

1.世界各地の都市におけるセグリゲーションは、まず何よりもそれぞれの社会諸集団の都市定住の歴史的過程に大きく規定されており、また国家権力と各集団との関係によっても左右される。2.各社会集団を形成する契機は決して単一ではない。ある個人はそれぞれ異なった自己認識により複数の社会集団に帰属するのが普通である。ある社会集団がセグリゲーションと結びつくかどうかは、その社会集団をとりまく政治的、社会的、経済的諸条件による。3.社会的セグリゲーションと空間的セグリゲーションとは必ずしも一義的に結びつくものではない。しかしながら、前者を前提とする空間的セグリゲーションのみが、政治的、社会的問題となる。また、後者の存在は往々にして前者を増幅、強化する。4.空間的セグリゲーションは必ずしも社会的な弱者や少数者集団のみと結びついているわけではない。社会的に優位にある社会集団が他者を排除するために自らを空間的に隔離している例もある。5.以上のような点からみて、世界各地の都市におけるセグリゲーションについては、ある程度地域毎の類型化が可能であろう。例えばアフリカやオセアニアにおいては部族が基本的な社会集団であり、都市化の歴史が比較的浅いために、空間的セグリゲーションは比較的希薄であるか、またはほとんど認められない。他方南アジアではカースト制度の存在によってセグリゲーションはきわめて複雑な様相を呈する。6.こうした地域的類型化のより一層の精緻化、および都市の空間構造と空間的セグリゲーションとの関連の地域的差異、歴史的過程の解明が、今後の研究の主要な課題となろう。ある社会集団がセグリゲーションと結びつくかどうかは、その社会集団をとりまく政治的,社会的,経済的諸条件による。しかしながら、前者を前提とする空間的セグリゲーションのみが、政治的,社会的問題となる。また、後者の存在は往々にして前者を増幅,強化する。例えばアフリカやオセアニアにおいては部族が基本的な社会集団であり、都市化の歴史が比較的浅いために、空間的セグリゲーションは比較的稀薄であるか、またはほとんど認められない。6.こうした地域的類型化のより一層の精緻化,および都市の空間構造と空間的セグリゲーションとの関連の地域的差異,歴史的過程の解明が、今後の研究の主要な課題となろう。
αシヌクレイン凝集体形成とリソファジーを標的とする病態伝播と神経細胞死の回避

パーキンソン病の特徴であるレビー小体を構成するαシヌクレインの凝集体やオリゴマーが神経細胞に対して毒性を示し、また病的凝集体は細胞間を伝播して病態が脳組織に広がることが報告されている。細胞内の異常凝集の分解処理の亢進や病的シヌクレインの細胞間伝播を阻止すればパーキンソン病の進行を阻止できると考えられ、ワクチン療法の治験では有効性が報告され始めている。我々は細胞内シヌクレインの凝集体形成に注目し、培養細胞を用いた細胞内凝集体の観察、定量アッセイ系を確立し、試験管内で作成した凝集シードが細胞に取り込まれ、細胞内凝集体形成のプロセスを解析した。細胞内に取り込まれた凝集シードはリソソームに取り込まれた後、カテプシンBにより凝集体形成の活性化を受け、リソソーム内で成長後、リソソームを破り細胞質へ放出され劇的に凝集体が成長する像が観察された。細胞内凝集体形成はCRISPRでATG7遺伝子をノックアウトした細胞では劇的に増加することから、正常細胞内の凝集体はオートファジーによってクリアランスされていると考えらえる。細胞内での凝集体形成と細胞毒性との関係を調べると、細胞内凝集体が増加したATG7KO細胞細よりも野生型細胞の方が2倍程度増加しており、凝集体クリアランスの過程が細胞内毒性を引き起こしていることが確かめられた。つまり細胞質内で生じた大きな凝集体は毒性をあまり示さず、オートファジー・リソソームで処理された凝集体は、完全にはクリアランスされず、リソソーム内で新たな凝集シードの活性化を引き起こし、凝集体形成の循環が繰り返されることになり、毒性が強いとされるオリゴマーなどの中間物質の形成を促進している可能性が示唆された。また、細胞内でドーパミンが産生される状況下では、凝集体形成と分解に伴う細胞内毒性が増加しており、PDにおける黒質神経細胞の脆弱性が反映されていると思われる。パーキンソン病の病理学的特徴であるレビー小体を構成するαシヌクレイン(αSyn)は、オリゴマーやフィブリルを形成し細胞毒性を発揮すると考えられている。またαSynの重合体はのあるものはそれ自身が核となり可溶性のαSynを病的αSynへと変化させ、細胞間を伝播することが示唆されている。細胞内に取り込まれた凝集αSynは、シードとして機能するためにリソソームでカテプシンにより分解を受けることが必要であることを報告しているが、本研究の一つ目の目標は、シード活性化に必要な切断αSynの切断部位を特定することである。試験管内で作製したαSynを電気泳動で分子量分画し転写膜上でのαSyn凝集能を可視化する系を確立した。転写膜上のαSyn凝集能は比較的大きな分子種に限定されていることが判明し、現在シード活性持ったさらに低分子量画分を生じる方法を検討している。αSyn凝集体のシード活性化はリソソームで行われ、その後凝集体は成長してリソソームを障害していると考えられる。障害を受けたリソソームはオートファジー(リソファジー)によって隔離されオートリソソームで分解され再生されるが、障害リソソームの内部には成長したαSyn凝集体が含まれておりリソファジーでの再生過程で再度カテプシンによるシード活性化を受け新たな凝集の形成が起こるという"障害の連鎖"が起こっていると考えられる。培養細胞を用いたαSynシード活性アッセイ系にリソソーム障害試薬を加えると細胞内αSyn凝集体形成量が2倍程度に増加することが確認できた。αSyn凝集体をネイティブ電気泳動で分画し転写メンブレン上で凝集シード活性を調べるアッセイ系を確立し、シード活性が比較的高分子量に存在することを確認することが出来た。カテプシンの分解でもシード活性は比較的高分子に活性が存在していることが観察され、より小さな分子種を生じる酵素の検討も行っている。またリソソーム障害による細胞内凝集体形成が増加する現象も定量的に再現できている。神経変性疾患であるパーキンソン病の発症機序や治療アプローチの探索を検討する上で最も重要であるαシヌクレインの動態を検討する中で、αシヌクレインの細胞内凝集体形成にはリソソームによる部分分解などの修飾プロセスが必要であることを発見し、その病理的分子の実態とその毒性発揮のメカニズムの解明を目指している。試験管内で単量体αシヌクレインから作成したフィブリルを細胞導入試薬を用いてαシヌクレイン-EGFP融合蛋白質を発現する培養細胞に導入し細胞内凝集体形成と細胞毒性の相関を調べた。外来フィブリルによる細胞内凝集形成は細胞毒性を引き起こし、凝集の導入細胞内凝集の形成が細胞毒性の引き金になっていることは確かである。さらに細胞毒性を引き起こす過程を調べるため、CRISPRによりオートファジー遺伝子ノックアウト細胞株を作成して同様の実験を行うと、細胞内凝集体形成は増加するにもかかわらず、細胞毒性は非常に抑制される現象が観察された。これは本研究の主な着眼点である、リソファジー連鎖による細胞毒性出現を反映しているものと思われる。毒性を示す病的シヌクレインの分子種の特定のため野生型、オートファジー欠損細胞株間でのシヌクレイン凝集の差異を追跡し分子種の特定を進める予定である。αシヌクレイン凝集体特異的なの細胞受容体LAG3に関する報告があり(Mao X, et.al Science. 2016

Sep 30;353(6307))、我々の実験系でのLAG3が機能しているかどうかの検証を優先して行った。また学会発表において、細胞導入試薬による細胞障害の可能性を指摘され、導入試薬を用いない凝集シード導入法の検討も必要となりその検討に時間をとったためため研究の進行が少し遅れることとなった。パーキンソン病(PD)の病理学的特徴の一つであるレビー小体(LB)は、αシヌクレイン(αSyn)を主な成分とした神経細胞内凝集体であり、PDの病態の進行と共に脳内での分布領域が拡大することからαSynの凝集が発症に大きく関与していることは確かである。凝集形成能の本質や細胞間伝播を担う分子種は未だ特定されていないが、αSynのオリゴマーが細胞毒性を示すとの結果が示されている。LBの細胞内形成は細胞内毒性の隔離のための構造体である可能性もあり、細胞内凝集物のクリアランスは、細胞毒性の再出現を引き起こすことが予想される。我々は、オートファジー欠損細胞株を作成し凝集体形成能と細胞毒性を調べたところ、オートファジー欠損によって細胞内αSyn凝集体は増加するにもかかわらず、細胞毒性は増加しないことを確認され、細胞内の凝集体クリアランス系が細胞毒性の出現や、αSyn再凝集の凝集核供給の場となっていることが確認された。また、PDでは中脳黒質のドーパミン(DA)産生細胞が優先して障害を受けるが、我々が使用しているアッセイ様細胞においてDA前駆体のL-DOPAの添加とDA変換酵素AADCの強制発現により細胞毒性の上昇、細胞内凝集体の増加がみられた。細胞内凝集のクリアランス増強、L-DOPA投与によるDA実行濃度上昇などPD治療として行われる可能性がある処置が逆に神経細胞死を引き起こしている可能性があり、PDの進行阻止や根本治療には、細胞内凝集形成の再活性化機構や、凝集形成活性を担う分子種の特定と阻害方法の確立が急務だと考えられる。細胞内凝集体を観察するαSyn-EGFPを発現する培養細胞をストックする超低温冷凍庫の故障により、細胞株の再調整、以前の実験結果の再現に時間がかかり実験が停滞した。またPVDF膜上でのαSyn凝集核活性を検出する感度が低いため、ビオチン標識以外のラベル方法の検討に時間を要している。パーキンソン病の特徴であるレビー小体を構成するαシヌクレインの凝集体やオリゴマーが神経細胞に対して毒性を示し、また病的凝集体は細胞間を伝播して病態が脳組織に広がることが報告されている。細胞内の異常凝集の分解処理の亢進や病的シヌクレインの細胞間伝播を阻止すればパーキンソン病の進行を阻止できると考えられ、ワクチン療法の治験では有効性が報告され始めている。我々は細胞内シヌクレインの凝集体形成に注目し、培養細胞を用いた細胞内凝集体の観察、定量アッセイ系を確立し、試験管内で作成した凝集シードが細胞に取り込まれ、細胞内凝集体形成のプロセスを解析した。細胞内に取り込まれた凝集シードはリソソームに取り込まれた後、カテプシンBにより凝集体形成の活性化を受け、リソソーム内で成長後、リソソームを破り細胞質へ放出され劇的に凝集体が成長する像が観察された。細胞内凝集体形成はCRISPRでATG7遺伝子をノックアウトした細胞では劇的に増加することから、正常細胞内の凝集体はオートファジーによってクリアランスされていると考えらえる。細胞内での凝集体形成と細胞毒性との関係を調べると、細胞内凝集体が増加したATG7KO細胞細よりも野生型細胞の方が2倍程度増加しており、凝集体クリアランスの過程が細胞内毒性を引き起こしていることが確かめられた。
都市大型重要構造物の地震時における振動制御に関する研究

現代制御理論に基づいたフィードバック制御、地震外力項を取り込んだ閉開ループ制御、スピルオーバの定量的な評価の定式化を行なった。次にそれらの制御アルゴリズムの妥当性を検証するため、構造物の屋上に付加質量を取り付けた付加質量型の制振システムを想定した8自由度の試験体およびDSP(デジタルシグナルプロセッサ)とパソコンで構成した制御コントローラを使用し、振動実験を行った。その結果、低次元化モデルで安定な制御システムを構成できることを確認した。また、新しい制御則である地震外力項を取り込んで最適化を行った閉開ループ制御手法の妥当性が明らかとなった。制御の問題は検証できなければ、理論で応答を小さくできたといっても意味をもたない。可動質量型の装置では大地震時に質量の可動部長さ不足のため制御できないなど、まだまだ開発の余地が残されている。質量の可動部に特殊な増幅機構を追加した装置の開発もみられる。これらのことを踏まえると「制御アルゴリズム」だけを論じても実際にその制御アルゴリズムが役に立つものかどうかを実証しなくてはならないため、本目的の制御効果を上げる手法の他に、制御の安全性や信頼性などの観点からも評価することが必要である。そのためには制御理論の他にアクチュエータやセンサー(サーボ加速度計)の特性などに関する改良などの研究も必要となる。現状では外部からのエネルギーが少なくて済む装置で制御系が作動しなくなったときに減衰装置として機能するようなATMDの方法がよいと考えている。8自由度の構造物をせん断型にモデル化し、評価関数を時間依存型とした。始端から終端まで現在の情報のみで、最適制御力を求めるアルゴリズムの評価関数を用い、この中に地震動を含ませた。Active Mass Damper(AMDと略す)を用いた振動制御解析の重み係数{Q:応答速度,R:制御量,α:入力エネルギすなわち地震動のそれぞれにかかる重み}をQ/R、α/Rの比で表し、パラメトリックに変化させて構造物の応答変位を比較し最適な重み係数を求めようとした。AMDと構造物の運動方程式を切り離して、AMDの反力を介してこれらの運動方程式を連立に解いた場合と、AMDと構造物を一体と考えて運動方程式を解いた場合を比較した。制御力Fとサーボモータの駆動信号Y^*とは違うために、両者は結果が一致せず、Y^*=Ty^^<・・>_d+y^^・_dを連立方程式に組み入れ、AMDと一体とする運動方程式を解くように変更した。すなわち、AMDの制御力Fはm_dy^^<・・>_dでy^^<・・>_d=F/m_dをY^*に組み込んだY^*=FT/m_d+y^^・_dを用いることがAMD系の制御システムに必要であった。なお、AMDを作動させるサーボモータは1次遅れ要素で制御信号をY^*=Ty^^<・・>_d+y^^・_dとした。次に、剛性比例型の減衰マトリクスを用いて固有解析を実施した。しかし、実験で求められた応答値分布から求めた減衰が非比例減衰マトリクスになるため、固有値解析を用いずに、Pade近似(e^<AΔt>の3次までの近似解)を解析で用いることにした。AMDによる制御効果を論じる判断基準となる運動方程式を入念に検討し直したことになる。また、構造物を振動モードに分けた方が制御効果をわかりやすく表現できるため、M、Kの物理座標系で解析する方法から、モーダル系の運動方程式を導入し、モード座標系に解析プログラムを変換した。一方、Matlabを用いた数値解析手法についてはテストランを重ね、振動用の時刻歴波形やパワースペクトルを求め、図化できる段階に至った。構造物の剛性をせん断型にモデル化し、評価関数を時間依存型としたアクティブ・マス・ドライバを用いた解析プログラムの作成を終了した。提案しているQ(振動制御解析中の重み係数)が準正定値(非負定値対称行列)かどうかを検討し、最適制御則(リカッチ型)を用いたマトラブで解けるように数値計算例を用いて検討を加えた。

すなわち、有限時間最適レギュレータのシステムにおいて評価関数を最小にするとき、Qが準正定値であるための必要条件を求めた。しかし、Qが一行一列に値を有し、他は0の形ではQが準正定値にならずマトラブに対応できないことが判明した。最適制御では考慮しがたいモデル化の誤差を考慮できるロバスト制御理論のうち、H_∞制御を用いて、高次モードの振動特性を切り捨て、励起されやすい低次モードを制御するのが効率的である。そこで、制御対象でない高次モードが加振してしまうスピルオーバー現象を回避できるかどうか検討した。2自由度のせん断型モデルを用い、マトラブのSimulink SimulationをH_∞Controllerを用いて実施した。LQR制御はブロックダイヤグラムが与えられるため、簡単にシミュレーションができ,Open-loopとClosed-loop制御の比較の時刻歴図が求められた。制御プログラムとして非常に有益な汎用性を有することがわかった。しかし、H_∞に適用するため、外乱が制御量に及ぼす影響をなるべく小さくなるようにし制御器を求める問題に置き換えた。入力の重みが直接変えられないため、効率のよい制御ができない。現代制御理論に基づいたフィードバック制御、地震外力項を取り込んだ閉開ループ制御、スピルオーバの定量的な評価の定式化を行なった。次にそれらの制御アルゴリズムの妥当性を検証するため、構造物の屋上に付加質量を取り付けた付加質量型の制振システムを想定した8自由度の試験体およびDSP(デジタルシグナルプロセッサ)とパソコンで構成した制御コントローラを使用し、振動実験を行った。その結果、低次元化モデルで安定な制御システムを構成できることを確認した。また、新しい制御則である地震外力項を取り込んで最適化を行った閉開ループ制御手法の妥当性が明らかとなった。制御の問題は検証できなければ、理論で応答を小さくできたといっても意味をもたない。可動質量型の装置では大地震時に質量の可動部長さ不足のため制御できないなど、まだまだ開発の余地が残されている。質量の可動部に特殊な増幅機構を追加した装置の開発もみられる。これらのことを踏まえると「制御アルゴリズム」だけを論じても実際にその制御アルゴリズムが役に立つものかどうかを実証しなくてはならないため、本目的の制御効果を上げる手法の他に、制御の安全性や信頼性などの観点からも評価することが必要である。そのためには制御理論の他にアクチュエータやセンサー(サーボ加速度計)の特性などに関する改良などの研究も必要となる。現状では外部からのエネルギーが少なくて済む装置で制御系が作動しなくなったときに減衰装置として機能するようなATMDの方法がよいと考えている。
RFプラズマスラスターにおける中性粒子供給位置によるイオン・中性粒子挙動の解明

次世代の宇宙機用推進機として開発が進められている無電極高周波プラズマスラスターの推力・燃費向上のため、近年研究が活発になっているプラズマ内部・下流からの燃料供給時における性能向上現象の解明を行う。このため、従来のプラズマ計測で用いられてきたプラズマ流を阻害したり絶対値計測が困難なプローブ計測ではなく、非接触で中性粒子・イオンの速度分布関数が得られるレーザー誘起蛍光法と、多チャンネルマイクロ波干渉計による電子密度分布計測システムを構築する。推力を担うイオン・中性粒子の径・軸方向流束ベクトルをプラズマ生成部や発散磁場下において高時間・空間分解能で観測し、現象の機構解明と性能向上法を探求する。
自己説明機能を備えた情報システム～相互理解のためのゲームと物語の生成～

既に社会基盤として広く活用されている情報システムのトラブルは,社会的に大きな混乱を引き起こしかねない.しかし,企業や自治体で長く運用されている情報システムも大規模化し,トラブルを未然に防いだり,トラブル発生後の復旧が難しくなってきている.利用者を取り巻く環境の変化から,次第に使い勝手が悪くなることもある.そこで,利用者と開発者,異なる立場の利用者間や開発者間で,相互理解を深めるための共通の土台が必要である.本研究は,情報システムに,それ自身の挙動を説明するための説明文や深い理解をもたらすゲームなどを生成する機能を与える基礎技術を構築したものである.最終年度は,前年度の成果である,(1)情報システムの視覚的な記述を可能とするオブジェクト指向ペトリネットの拡張であるOPeN言語とその関連ツールの開発,(2)コミュニケーション理論であるLAP(Language/Action Perspective)をオブジェクト指向ペトリネットへ適用することによるインタラクション記述の試み(着手段階),(3)アスペクト指向技術によるワークフローの変換技術を踏まえ,(a)情報システムの振る舞いについて理解するための説明シナリオ生成と,(b)参加者が情報システムの状態を操作しながら理解を深めるためのゲーミングシミュレーションの枠組の構築を試みた.本研究計画では,情報システムの構築においては,オブジェクト指向ペトリネットをビジネスモデル記述に採用し,それを基づいたモデルベース開発の考え方に沿って開発することを前提としている.そのために,初年度は,(以前から開発してきたツールをベースに)実際のプログラミング言語と連動して計算やGUIを与えることのできるオブジェクト指向ペトリネット言語OPeNを設計・構築した.さらに,二年目は,プロセス表現にルール表現を統合し,情報システム構築基盤としての現実性を向上させた.これを用いることで,情報システムの実行トレースをトランジションの発火系列として捉え,それに基づいた説明シナリオの生成が可能となった.この発想の派生的成果として,「文脈に基づくアスセス制御(CxAC: Context-Aware Access Control)」の着想も得ることができた.残された課題は,利用者に違和感を与え情報ステムのトラブルの予兆となるような発火系列を如何に見つけるかである.本研究の成果としてのOPeNのシミュレーション実行(ゲーム)は,(GUIなど実用性は未だ不十分とはいえ)そのための基盤となりうることがわかった.既に社会基盤として広く活用されている情報システムのトラブルは,社会的に大きな混乱を引き起こしかねない.しかし,企業や自治体で長く運用されている情報システムも大規模化し,トラブルを未然に防いだり,トラブル発生後の復旧が難しくなってきている.利用者を取り巻く環境の変化から,次第に使い勝手が悪くなることもある.そこで,利用者と開発者,異なる立場の利用者間や開発者間で,相互理解を深めるための共通の土台が必要である.本研究は,情報システムに,それ自身の挙動を説明するための説明文や深い理解をもたらすゲームなどを生成する機能を与える基礎技術を構築したものである.平成24年度は,オブジェクト指向ペトリネットによる情報システムのモデル化と実行トレースから情報抽出しシナリオ生成するツールの構築を行った.オブジェクト指向ペトリネットは,既存のnets-within-nets意味論に基づいているが幾つかの点で拡張した独自のモデルを設計し,ヒューマンアクティビティとSOA(サービス指向アーキテクチャ)を融合させたビジネスプロセス(ワークフロー)記述言語を目指している.構築したプロトタイプシステムは動作を確認しつつ引き続き仕様の洗練化を図っている.その拡張点の一つは,JavaやScalaといったプログラミング言語で記述したオブジェクトと対応づけられる点である.これによってSOAに基づいたサービス連携が可能となっている.また,二つ目の拡張点として,ヒューマンアクティビティ記述の面で,コミュニケーション理論であるLAPに基づいて情報システム関係者間でのインタラクションについての記述能力を付与することを一部試みた.この点に関しても動作を確認しつつ引き続き仕様の洗練化を行う.第三の拡張点は,アスペクト指向技術に基づいてビジネスプロセスモデルを変換するものであり,実行トレースの生成に有用なプラガブルなロギング機能を与えるものである.さらに,これらの拡張を施したオブジェクト指向ペトリネットのエディタとワークフローエンジンを構築し,それらのツールを使ってSOAに基づく簡単な物流システムのモデル化を行った.このモデルは,本方式の有用性を検討するための材料として,さらに拡張していく.平成24年度には,研究計画の全体像を把握し,構築している技術とのマッチングを確認しながら研究を進めることを意図して進めてきた.そこで,当初,必要な要素技術として設定した個々の技術に関して,目標とするレベルには十分でなくても,できるだけ幅広くカバーして適用可能性を確認することを優先してきた.代替案に切り替える必要の有無を早い時点で評価することを考慮してのことである.その結果,必要な要素技術として考えてきた「業務システムのモデル化技術」,それもSOAとヒューマンアクティビティの両方に適合するモデリング技術に関しては本研究計画で進めているオブジェクト指向ペトリネットと,そのツールが適用可能であるという目途を付けることができた.また,ロギングによる実行トレースの生成と,そこからの情報収集に関しても基礎技術を構築できた.すなわち,平成24年度計画に設定した要素技術に関して適用可能性の面で方針転換が必要となることはなかった.もっとも,平成24年度に実現してきた個々の要素技術も,それぞれ,さらに仕様の洗練化を図り,機能を向上させ,完成度を高めることが必要であり,有用性検討用の業務情報システムのモデルも未だ規模は小さく,評価用例題としては十分ではない.一方で,平成25年度計画に含めていた「システム挙動や情報システム関係者の挙動の可視化」機能に関して,特にヒューマンアクティビティの可視化のために基礎的な準備を一部開始している.