hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
スフィンゴミエリン/脂質ラフトを標的としたインプラント周囲炎の新たな予防法の開発

スフィンゴミエリン(SM)は、細胞膜中の『脂質ラフト』を構成する主要スフィンゴ脂質であり、スフィンゴミエリン合成酵素により合成される。近年、脂質ラフトが、細胞膜を介するシグナル伝達、細菌やウイルスの感染を制御すると報告されているが、その分子メカニズムに関しては、不明な点が多い。本研究の目的は、歯周病菌に起因する炎症に対する、SM/脂質ラフトの防御的役割を分子生物学的に明らかにすることで、SM/脂質ラフトを標的とした「細胞膜レベル」での、インプラント周囲炎に対する新たな予防法を開発するための、研究基盤を確立することである。SMS欠損マウス由来の胎児線維芽細胞(MEF)における日本脳炎ウィルス(JEV)接着・感染を検討して結果、感染48時間でのJEVの細胞内および細胞外産生、および感染15分のJEV接着・侵入がSMS欠損により抑制され、またこのSM減少によるJEV感染低下が、SMS1導入により回復されたことから、SMS1により産生されるSMがJEV感染に関与することを明らにした。続いて、MEFに対してTNF-α刺激を行い、炎症のマーカーの一つであるICAM-1の発現を指標として検討を行った結果、野生型マウス由来のMEFではTNFの刺激で濃度・時間依存的にICAM-1のmRNAおよび蛋白の発現が増加するのに対して、SMS欠損マウス由来のMEFではICAM-1の応答が起きないことが明らかとなった。これらの結果から、SMは歯周病菌由来の感染にも同様に関与すると考えられた。近年、SM合成酵素欠損は、内毒素であるリポポリサッカライド(LPS)誘発性炎症を抑制するなど、SM合成酵素欠損の抗炎症作用について、数多くの報告がなされている。本研究の目的は、歯周病菌LPSに誘発される炎症に対しての、SM/脂質ラフトの防御的役割を分子生物学的に明らかにすることで、SM/脂質ラフトを標的とした「細胞膜レベル」における、インプラント周囲炎に対する新たな予防法を開発するための、研究基盤を確立することである。本年度の研究において、SM合成酵素(SMS)欠損マウス由来の胎児線維芽細胞における日本脳炎ウイルス(JEV)接着・感染を検討した結果、感染48時間でのJEVの細胞内及び細胞外産生、および感染15分のJEV接着・侵入がSMS欠損により抑制された。このSM減少によるJEV感染低下が、SMS1導入により回復したことから、SMS1により産生されるSMがJEV感染に関与することが示唆された。これらの結果から、SMは、歯周病菌(Pg)の歯周組織への感染にも同様に関与すると考えられた。本年度の研究結果から、JEVの標的細胞への接着・感染は、SMS1が産生する細胞膜スフィンゴミエリンを介することが示され、SM及びSMS1がJEV感染制御の標的となることが示唆された。この結果は、歯周病菌(Pg)の歯周組織への感染経路においても、同様の結果をもたらすと予想されるため、研究はおおむね順調に進展してると考える。近年、SM合成酵素(SMS)欠損はリポポリサッカライド(LPS)誘発性炎症を抑制すること、LPS刺激によるマクロファージの活性化を抑制することなど、SM合成酵素欠損の抗炎症作用の報告がされている。平成28年度では、SMS欠損マウス由来の胎児線維芽細胞(MEF)における日本脳炎ウィルス(JEV)接着・感染を検討して結果、感染48時間でのJEVの細胞内および細胞外産生、および感染15分のJEV接着・侵入がSMS欠損により抑制され、またこのSM減少によるJEV感染低下が、SMS1導入により回復されたことから、SMS1により産生されるSMがJEV感染に関与することを明らにした。平成29年度では、MEFに対してTNF-α刺激を行い、炎症のマーカーの一つであるICAM-1の発現を指標として検討を行った結果、野生型マウス由来のMEFではTNFの刺激で濃度・時間依存的にICAM-1のmRNAおよび蛋白の発現が増加するのに対して、SMS欠損マウス由来のMEFではICAM-1の応答が起きないことが明らかとなった。本年度の研究結果から、TNF-α刺激により炎症のマーカーの応答がSMS欠損MEFでは起きなかったことから、歯周病菌由来のLPS誘発性炎症でも同様の結果をもたらすと予想されるため、研究はおおむね順調に進展していると考える。

スフィンゴミエリン(SM)は、細胞膜中の『脂質ラフト』を構成する主要スフィンゴ脂質であり、スフィンゴミエリン合成酵素により合成される。近年、脂質ラフトが、細胞膜を介するシグナル伝達、細菌やウイルスの感染を制御すると報告されているが、その分子メカニズムに関しては、不明な点が多い。本研究の目的は、歯周病菌に起因する炎症に対する、SM/脂質ラフトの防御的役割を分子生物学的に明らかにすることで、SM/脂質ラフトを標的とした「細胞膜レベル」での、インプラント周囲炎に対する新たな予防法を開発するための、研究基盤を確立することである。SMS欠損マウス由来の胎児線維芽細胞(MEF)における日本脳炎ウィルス(JEV)接着・感染を検討して結果、感染48時間でのJEVの細胞内および細胞外産生、および感染15分のJEV接着・侵入がSMS欠損により抑制され、またこのSM減少によるJEV感染低下が、SMS1導入により回復されたことから、SMS1により産生されるSMがJEV感染に関与することを明らにした。続いて、MEFに対してTNF-α刺激を行い、炎症のマーカーの一つであるICAM-1の発現を指標として検討を行った結果、野生型マウス由来のMEFではTNFの刺激で濃度・時間依存的にICAM-1のmRNAおよび蛋白の発現が増加するのに対して、SMS欠損マウス由来のMEFではICAM-1の応答が起きないことが明らかとなった。これらの結果から、SMは歯周病菌由来の感染にも同様に関与すると考えられた。本年度の研究結果を元に、現在、インプラント周囲炎に相当する、慢性歯周炎モデル製作を検討している。この慢性歯周炎モデルは今後の研究成果に、大きな影響を与えると考える。Ao Mらの報告(PLoSONE. 9(10): e110519, 12014)を元に、歯周病菌(Pg)由来の慢性感染性歯周炎モデルを作製し、1SMS欠損が歯周病菌LPS刺激による炎症に与える影響について、2歯周病菌LPS刺激による炎症を抑制させるための、SM関連物質のについて、明らかにしていく計画である。今後は、本年度の研究結果をもとに、SMS欠損マウス由来の口腔上皮細胞および歯髄細胞において、LPS刺激によるTNF-αの応答を検討していく予定である。合わせて、炎症応答を抑制させるSM関連物質についても、明らかにしていく予定である。平成29年度は、研究協力者の施設で主に培養実験を遂行したため、消耗品等の使用頻度が少なかったため、繰越金が生じた。平成30年度は、研究代表者の施設を主に、SMS欠損マウスの培養細胞実験(口腔上皮細胞および歯髄細胞)を計画しており、消耗品の購入を予定している
現代チベット語の辞典編纂および文法と意味の研究

本研究は、当初、編纂中のチベット語辞典を研究期間中に完成さる予定であった。ところが10万件におよぶ辞書データ(見出し語と用例)の整理を始めたところ、そのデータが想像以上に不統一であること、また研究開始時点に既に作ってあったデータベースの構造に多くの問題があることが発覚した。そこで新しいデータベースを作成することにし、辞書データの不統一な部分の整理作業を開始した。また、データベースの設計にあたっては、日本人にとって使いやすい学習辞典の編纂という編集方針に沿った構造にし、実際に使いながら改良を重ねていった。こうして様々な視点からの辞書データの整理を進め、10万件近い辞書データも7万件程に減らした。また、見出し語も整理し、1万7千件程度にまとめた。辞典項目の語義の執筆と見直しは、新しく設計したデータベースを使うことによって、快適に行うことができた。初めはチベット語テキストを電子化してコーパスを作成し、それをもとに語義の執筆と見直しを行うつもりでいた。しかし時間的な制限もあり、またすでに収集されている7万件の辞書データがたいへん有用であったので、これに検索をかけてコーパスのごとくに用い、用例を集めた。その結果、効率的かつ迅速に語義の不足分を補うことができ、特に、多義のものが多く複雑な動詞の語義については、この方法で研究期間内にほぼ執筆を完了させることができた。研究期間終了間際には、辞書の全体の10分の1に当たる量について、出版時に近い形に編集、構成したものを作成した。また、電子辞典も作り、試験的に公開することにした。今後も引き続き編纂作業を進め、また実際に辞典を使ってもらうモニター調査なども行いながら、1年半後には完成させたい。さらに将来的には国際的な協力関係を築いて現代チベット語のテキストコーパス(特に新聞、雑誌等)を編纂し、大きな規模の辞典を作っていきたいと考えている。今年度は辞書の編纂に力を注いだ。10万語のチベット語・日本語のデータベースと格闘する試行錯誤の連続であった。まずはデータベースの設計しなおしから始まった。設計に当たっては、既存のチベット語の辞書の構造に依拠するのではなく、2カ国語辞典として高度な発展段階にある英和辞典などを参考に、また近年盛んになってきた辞書学の研究成果も参考にしながら、チベット語を学習する日本人にとって使いやすい辞書とは何か、という点を重視するようにした。現在、以下の作業が進行中である。いずれも今年度から始めた作業である。1クロスレファランスができるように種々の情報を随所に埋め込む(活用辞典としても使えるように)2重要な単語に関して、どのような動詞、修飾詞、名詞と結びつくかを示すコロケーションを記載する3 500余りの基本的な単語をキーワードとして設定し、そこに意味的関連のある単語を列挙する4 500余りの重要な語根をキーシラフルとして設定し、同じ語根を持つ同根語を列挙する5これまでの述語動詞の意味研究を生かして述語動詞の記述を充実させるまた、10万語のデータベースを縮小し、見出し語数約2万、用例をあわせて4万語程度の規模にする予定で作業を進めている。上述のクロスレファランス、コロケーションを辞書中に適切に配備することによって、規模は小さいけれども広く活用できる辞典になる予定である。さらに、チベット語の口語テキスト「チベット民話集」(全7巻)、「チベット・ラサの年中行事」などをパソコンで利用できるように当研究室で電子化し、データベースを作成することによって、辞書にまだ記載されていない単語を調べ、選定し、それらの単語の意味を執筆中である。
多座フェノキシド配位子を用いた錯体反応場の構築と小分子活性化

反応過程での配位子の不均化の防止、配位不飽和種の創出および分子認識能の付与を目指し、新規配位子としてメチレン鎖架橋のフェノール3量体(L)を設計・合成し、錯体合成を行った。本年度は、前周期遷移金属であるチタンおよびニオブを対象に研究を行った。中心金属としてタンタルを用いて、ヒドリド試薬と反応させると、配位子のCH活性化反応を伴い、3つのヒドリド配位子が架橋したタンタル(V)2核錯体が生成しすることを見いだした。この錯体は熱的に不安定であり、フェノキシド部位の炭素-酸素結合切断を起こし、オキソ架橋錯体へと変化することを見いだした。また、このヒドリド-タンタル(V)2核錯体が溶液中で低原子価タンタル錯体の前駆体になることをNMRおよび反応性の研究から明らかにした。現在、鎖状フェノール3量体を配位子として利用しているが、フェノール骨格を基盤としたtripod型3座配位子、およびハイブリット型配位子を新規配位子として設計・合成し、金属との錯形成を検討中である。
ヘリコバクター・ピロリ除菌後胃がんの発生機序におけるDNA損傷・修復経路の役割

本研究では、ピロリ菌除菌後における胃がんの発生機序解明を目的として、スナネズミを用いた解析を実施した。胃腫瘍の発生率は早期除菌群0%、後期除菌群14%、非除菌群71%と、除菌時期が早いほど抑制効果が高かった。一方、慢性胃炎の程度は除菌によって著しく減退するものの、単核細胞浸潤などの所見は、除菌後にも長期間残存することが明らかとなった。胃粘膜での各種炎症関連因子のmRNA発現は、Il-1β・Tnf-αは除菌後速やかに低下するのに対し、Il-6・Ifn-γの低下は緩やかであった。以上より、特定の炎症性サイトカイン発現を伴う慢性胃炎は除菌後にも長期間持続し、胃発がんに関与している可能性が示唆された。ヘリコバクター・ピロリ(ピロリ菌)除菌治療は胃がんの予防に有効であることが、ヒトと動物モデルのデータから示されている。しかし一方で、除菌後にも胃がんが生じることが知られており、新たな対応が求められている。除菌後胃がんの予防を図る上で、ハイリスク群の検出法確立が重要な課題であり、慢性胃炎という背景病変が消失した後にいかにして胃がんが生じるか、発生機序の解明が必要とされる。本研究では、スナネズミ胃発がんモデルを用いて、除菌後胃がんの発生過程における胃粘膜上皮細胞のDNA損傷・修復経路の関与について検討し、フォローアップを必要とするハイリスク患者群の検出に応用可能なマーカーを探索することを目的とする。平成26年度は、スナネズミ胃発がんモデルの準備を行った。5週齢、雄のSPFスナネズミ(系統:MON/Jms、日本エスエルシー)にピロリ菌(菌株:ATCC43504)を胃内接種した。感染後2週目から20週間、胃発がん物質としてN-methyl-N-nitrosourea(MNU)を10 ppmの濃度で飲水投与した。MNU投与終了時(22週目)および27週目に対照群・ピロリ菌感染群・ピロリ菌感染+MNU投与群の一部を解剖し、腺胃を採材した(HE染色用ホルマリン固定組織およびRNA/タンパク質解析用凍結材料)。27週目には、一部の群を早期除菌群に設定し、3剤併用投与による除菌を実施した。具体的には、ランソプラゾール・アモキシシリン・クラリスロマイシンの0.5%(w/w)懸濁溶液を、それぞれ10, 3, 30 mg/kgの用量で1日2回、2日間胃内投与した。ヘリコバクター・ピロリ(ピロリ菌)除菌治療は胃がんの予防に一定の効果を示すが、除菌後にも胃がんが生じることが知られており、新たな対応が求められている。本研究では、スナネズミモデルを用いて、除菌後の胃粘膜における炎症・DNA修復関連因子の発現動態を検索し、除菌後胃がんの発生機序解明およびハイリスク群の検出に有用なマーカーを探索することを目的とする。平成27年度は、スナネズミモデルからの胃粘膜採取および解析を行った。5週齢、雄のSPFスナネズミにピロリ菌を胃内接種し、胃発がん物質としてN-methyl-N-nitrosourea(MNU)を20週間飲水投与した。開始27週(早期)または37週(後期)に除菌を実施し、22週・32週・42週・52週目に動物を解剖し、胃粘膜を採材した。各個体における除菌の成否は、ヘリコバクター選択培地によるコロニー形成能、およびRT-PCR法によるピロリ菌UreA遺伝子発現の有無によって判定した。胃粘膜の病理組織学的解析を行い、除菌によって胃がんの発生率が低下することを確認した。また、除菌後胃がんとDNA修復機構との関係を検索するため、γH2AXを含むDNA修復因子について免疫組織化学的解析を開始した。一方、背景胃粘膜の経時的解析により、慢性胃炎は除菌によって著しく減退するものの、炎症性病変は除菌後にも一定程度残存することが明らかとなった。残存する炎症と除菌後胃がんとの関連を検索するため、胃粘膜における各種炎症関連因子のmRNA発現を解析した。その結果、Il-1β・Tnf-α等の発現は除菌後速やかに低下するのに対し、Il-6・Ifn-γの低下は比較的緩やかで、MNU投与群での発現が非投与群よりも高いことが示された。この結果は、除菌後における炎症性サイトカインの継続的な発現が発がんに関与する可能性を示唆するものであり、さらなる検討が必要と思われた。平成27年度の実施計画として、スナネズミ胃粘膜の採材、各グループにおける胃がんの発生頻度、背景胃粘膜の病理組織学的解析、胃発がんおよびDNA修復に関連する因子の発現検索等を設定した。解剖は予定通り終了し、胃がん発生頻度は除菌によって低下することを確認した。背景胃粘膜の解析において、除菌後にも炎症性病変が一定程度残存することが確認されたため、胃粘膜における炎症関連因子のmRNA発現解析を実施した。これに平行して、DNA修復関連因子の免疫組織化学的解析にも着手している。

本研究では、スナネズミモデルを用いて、除菌後の胃粘膜における炎症・DNA修復関連因子の発現動態を検索し、除菌後胃がんの発生機序解明およびハイリスク群の検出に有用なマーカーを探索することを目的とする。5週齢、雄のSPFスナネズミ(MON/Jms)にピロリ菌を胃内接種し、胃発がん物質としてメチルニトロソウレア(MNU)を20週間飲水投与した。開始27週(早期)または37週(後期)に除菌を実施した後、経時的(32週・42週・52週)に解剖し、胃粘膜を採材した。各個体における除菌の成否は、ヘリコバクター選択培地によるコロニー形成能、およびRT-PCR法によるピロリ菌UreA遺伝子発現の有無によって確認した。腺胃における腺癌の発生率はピロリ菌+MNU群で71.4%であったのに対し、後期除菌群14.3%、早期除菌群0%で、除菌によって低下することが確かめられた。一方、背景胃粘膜の経時的解析により、炎症性病変は除菌によって著しく減退するものの、単核細胞浸潤を特徴とする慢性胃炎は除菌後にも長期間残存することが明らかとなった。平成28年度は、残存する炎症と除菌後胃がんとの関連を検索するため、解析対象に胃底腺を加え、背景粘膜における各種炎症関連因子のmRNA発現解析を継続した。その結果、Il-1β・Tnf-α等の発現は除菌後速やかに低下するのに対し、Il-6・Ifn-γの低下は比較的緩やかで、MNU投与群での発現が非投与群よりも高いことが示された。以上の結果は、ピロリ菌が除去された後の胃粘膜において、長期間持続する慢性炎症が除菌後胃がんの発生に関与していること、特定の炎症性サイトカイン発現をハイリスク群検出に応用できる可能性を示している。本研究では、ピロリ菌除菌後における胃がんの発生機序解明を目的として、スナネズミを用いた解析を実施した。胃腫瘍の発生率は早期除菌群0%、後期除菌群14%、非除菌群71%と、除菌時期が早いほど抑制効果が高かった。一方、慢性胃炎の程度は除菌によって著しく減退するものの、単核細胞浸潤などの所見は、除菌後にも長期間残存することが明らかとなった。胃粘膜での各種炎症関連因子のmRNA発現は、Il-1β・Tnf-αは除菌後速やかに低下するのに対し、Il-6・Ifn-γの低下は緩やかであった。以上より、特定の炎症性サイトカイン発現を伴う慢性胃炎は除菌後にも長期間持続し、胃発がんに関与している可能性が示唆された。平成26年度の実施計画として、スナネズミ胃発がんモデルの準備を設定した。動物実験は予定通り進行しており、ピロリ菌接種、胃発がん物質投与、除菌(早期群)および早期解剖群の採材まで完了している。当初の実施計画通り研究を進めてゆく。平成28年度は、これまでに得たスナネズミ胃粘膜サンプルを用いた解析を続行し、除菌後胃がんの発生機序における各種炎症およびDNA修復関連因子の関与について、総合的に検討を加える。1.胃粘膜における炎症・DNA修復関連因子のmRNA発現について、解析を継続する。特に関与が疑われる因子については、凍結胃サンプルを用いたウェスタンブロット法によるタンパク質レベルでの発現解析を実施する。2.胃がん組織および背景胃粘膜におけるDNA修復因子の発現を解析するための、免疫組織化学的検討を継続する。3.上記の解析により得られた情報を元に、除菌後の胃がん発生機序における炎症性病変およびDNA修復機構の関与について、総合的に検討を加える予定である。総合生物当初の実施計画通り研究を進めてゆく。平成27年度は、スナネズミ胃粘膜の採材および除菌後胃がんにおけるDNA損傷・修復関連因子の発現検索を実施する。
女子大生・女性教職員への葉酸摂取調査 ～食事・生活習慣、遺伝との関連をふまえて

サプリメントや薬を内服していない若年成人女性70名を対象とし、血液・遺伝子検査、身体測定と食事や生活習慣の質問紙調査を施行した。遺伝子検査は、MTHFR C677TのCC型・CT型・TT型を調べ、血液検査は、葉酸値、ビタミンB6、B12、総ホモシステイン値、アミノ酸分析(39種類)のほか、末梢血液一般、鉄、総蛋白、中性脂肪などを測定した。栄養調査はBDHQ質問票を利用した。検査結果の説明後保健指導を行い、目標を決め生活改善を勧めた。再検査は1回目の検査から約半年後で保健指導の約2ヶ月後に施行した。血液検査については再検査不要の項目を省略した。遺伝子型は既報の日本人の遺伝子頻度と同様の割合で、血液検査はほぼ基準値内であった。葉酸値と総ホモシステイン値間で逆相関の関係となったが、遺伝子型と葉酸・総ホモシステイン値については型間に明らかな差はなかった。北海道は葉酸摂取量が低い地域で今回更に低い結果となったが、過小評価をふまえ推定エネルギー必要量を摂取していたと仮定した場合の摂取量と比較したところ、推奨量である240μgを超えていた。また、葉酸の必要性を知らず、栄養バランスに注意していない人が多かった。癌関連の項目では、子宮頸がんワクチン接種を受けたくない、または、受けていない人は全体の約6割で、約7割はがん検診に行きたくないと答えた。再検査は62名で、遺伝子型の割合は前回とほぼ同様であった。血液検査は基準値内がほとんどで、葉酸値はCC間において有意に増えたが、CT、TT間で差はみられなかった。また、総ホモシステイン値は遺伝子間において差がなかった。葉酸摂取量は1回目と比べ有意に増加した。対象者のほとんどが食事などの生活習慣を変え、自分の健康のために役に立ったと評価した。子宮頸がん発症のリスク因子の一つに葉酸欠乏が指摘されていることから、若年成人女性への葉酸摂取の必要性やがん予防などの保健指導の重要性が示唆された。
発育期ウイルス性難聴の発症機序に関する実験病理学的解析

発育期のウイルス感染による難聴の発症機序を解析する目的で出生直後のBALB/cマウスにサイトメガロウイルス(CMV)を接種したところ、細菌壁成分であるlipopolysaccharideを同時に投与した場合において内耳へのCMV感染が高率に誘導されることが明らかとなった。内耳でのCMV抗原陽性細胞は血管条やラセン靭帯といった内リンパの電解質濃度や高電位を維持する器官へも広がりを示したが、ウイルス抗原は感染7-10後をピークとして以後漸減し感染28日後にはほぼ消失するという一過性の感染動態を示した。血管条やラセン靭帯に発現する電解質輸送に関わるイオンチャンネルや細胞間輸送装置の発現については、血管条のK^+チャンネルであるKvLQT1やラセン靭帯のcarbonic anhydrase IIは出生後から持続性の良好な発現を示す一方、Na^+, K^+-ATPase、Kir4.1、connexin 26やconnexin 30は出生から約2週間かけて発現の増強と分布の広がりを示すことが陰性コントロール群で確認された。CMV感染群では、感染の見られた血管条やラセン靭帯は低形成を示し、出生後に発現増強を示すこれら分子の発現がウイルス抗原の消失した以後も不良であった。これらのことから、発育期のCMVの内耳感染は聴覚受容器であるコルチ器の機能不全や聴覚神経伝達路の形成不全を引き起し、進行性の難聴を来す可能性が示唆された。先天性サイトメガロウイルス感染が内耳組織に直接与える影響をみるための動物モデルとして、今回BALB/c新生仔マウスを使用した。出生1日の個体に1μg/μlに調整したlipopolysaccharide(LPS)をマイクロシリンジを用いて脳室内へ5μl注入し、翌日マウスサイトメガロウイルス(MCMV)を接種した後、感染7日目の個体から内耳を含む頭部組織を取り出して形態学的に内耳組織を観察するというスケジュールで実験を行った。実験群を(1)LPS注射+MCMV脳室内接種(5×10^4PFU)、(2)LPS注射+MCMV腹腔内接種(5×10^5PFU)、(3)MCMV脳室内接種(5×10^4PFU)のみ、(4)LPS注射のみ、という4つの群に分け、まず取り出された組織におけるウイルス抗原陽性部位を免疫組織学的に検討した。一次抗体として使用したのは当教室でクローニングされた前初期遺伝子転写産物に対するモノクロナール抗体である。内耳組織中におけるウイルス抗原陽性数は(2)>(1)>>(3)という傾向を示し、(4)ではウイルス抗原陽性細胞はみられなかった。ウイルス抗原陽性部位はラセン神経節や蝸牛神経を含む内耳の間質部分とラセン靭帯・血管条で、とくに後者は腹腔感染群で陽性細胞が多くみられた。コルチ器にはウイルス抗原陽性細胞はみられなかった。また、聴覚刺激の伝達に関わる血管条機能の維持に重要なイオンチャンネル分子やgap junction、tightjunctionに関しては、凍結切片を用いた免疫染色にてMCMV感染組織ではそれらの発現が減弱する傾向が認められた。今後MCMVが内耳機能に直接与える影響について、超微形態的な変化も含めてさらに検討を加え、難聴をきたす具体的な要因を検討する予定である。先天性サイトメガロウイルス(CMV)感染が難聴を来す病態を調べる目的で、コルチ器の存在する内リンパ環境の維持に関わる蝸牛の血管条(SV)とラセン靭帯(SL)に着目し、CMV感染によるイオン輸送分子の発現変化を検討した。主としてSVで発現する分子としてKCNQ1、Na^+,K^+-ATPase、Kir4.1を、SLに発現する分子としてcarbonicanhydrase (CA) II、connexin (Cx) 26、Cx30の発現をマウス内耳凍結切片における蛍光免疫染色法でそれぞれ観察した。陰性ヌントロール群においてKCNQ1とCAII出生直後から成長するまで持続的に良好な発現を示す一方、Na^+,K^+-ATPase、Kir4.1、Cx26、Cx30は生後14日頃までは発現が低くかつ限局的で、その後発現が増強し分布が拡大した。

これはマウスの聴覚が出生後23週で完成するとされている過去の報告と合致する所見と考えられた。ところがlipopolysaccharide (LPS)投与+CMV感染群では、14日を超えても上記分子の発現増強や拡大は乏しく、SVやSLは低形成であった。CMVウイルス抗原は感染後7日から10日をピークとして抗原陽性細胞数は減少し、感染28日にはほとんど消失した。また、同群ではラセン神経節神経細胞数の減少もみられた。このことから、CMV感染がSVやSLに含まれる細胞に直接傷害を与えるのみならず、いったんCMVが感染することでSVやSLにおける細胞の発育や機能発現に間接的に影響を及ぼす可能性が示唆された。本来ならば出生後持続的な音響刺激によって完成される聴覚機能が、CMV感染によって初期に音響刺激に不応な状態が形成されることで聴覚伝達にかかわる神経組織の退縮を招来し進行性の難聴へ進展するという病態が推測された。
頭蓋の3次元モデリングと構造解析

頭蓋の数値的な3次元モデル構築を行い、力学的な構造計算を行うために基礎となる、いくつかの手法についての検討ならびに計算機プログラム開発を行い、これを応用することにより、頭蓋モデリングの基本データとして利用可能な、500断面を越える数値データを得ることができた。4種類(ヒト・チンパンジー・ゴリラ・マカク)の頭蓋について、それぞれ3方向(前後・上下・左右)からのCT撮影を行い、その画像データを従来のようにフィルム出力するのではなく、直接数値的に取り扱う手法を考案し、その方法を実現すべくプログラムを作成した。用いたCTは、GE社のCT9800と東芝のXVsionであった。いずれも、撮影した画像データはバイナリファイルとして保存されるが、これらの画像フォーマットはCT装置によって異なるので、装置に応じた画像データの抽出法を検討する必要がある。このプログラムによって、合計400断面の画像を表示・出力し、モデル解析のための原データを得ることができた。それぞれ5mmないし10mmの間隔で連続撮影した。またヒトのデータは、これらに加えて、1mm間隔2方向からの撮影も行い、100断面を越えるデータを獲得した。一方、これらの画像データを数値処理するためのプログラムの開発を行い、特にモデル解析において重要となる境界のデータを算出するための、輪郭抽出プログラムを大型計算機上でFOERTRANを用いて作成した。現在、これらのデータに基づいた3次元モデリングを行うためのプログラムの検討を行っている。CT撮影を行って得られたヒト、チンパンジー、およびマカクの頭蓋について、上下、左右、前後の3方向からの連続断面データをCT装置から出力された磁気テープよりCT値を読み出す手法を開発した。これによって、まずデータは大型計算機のモニター上で確認することが可能になった。さらに以前より長管骨用に開発を続けてきた輪郭抽出用のプログラムを頭蓋用に手を加え、頭蓋内部の微細構造が比較的鮮明に見えるような工夫を行った。こうして得られた境界面の内部において、骨質密度データ(CT値)の各方向へ変化の様子について各標本ごとに観察を行った。次に、これらの3組の連続断面を収斂マッチングさせるアルゴリズムを開発し、補間処理を行い、空間的な密度分布を算出する手法の開発を現在試みている。こうして、これらの断面データのパッチワークを数値的に行うことによって、少ない断面数による精巧な3次元頭蓋モデルを作成することが理論的にはできるはずである。現在、これと並行して、ヘリカルCTを用いて、任意方向の断面を切り出して行う手法も検討している。以前用いてCTは、原データをボリュームで保持することは不可能であったので、断面を切り直すことは出来なかかった。ヘリカルCTにより、得られたデータ構造の分析および従来型のCTとのCT値との関連性の分析なども現在進めている。モデリングについては、まだ着手していない。ソリッドモデラ-として、どの製品がよいかについて調査をしている段階である。昨年度は、GE社製のCT9800を用いてヒト・類人猿・サルについて、撮影を行い、各種の数値化のための技術的な検討を行い、大型計算機上で動くプログラムの開発を行った。これに引き続き、今年度は、新たに東芝製のXvision TSX-002A(京都大学理学部)を用いて、ヒトの頭蓋の断層撮影を行った。この装置は、ヘリカルCTであるがCT9800と違い、フィルム出力を前提に納入されたものではないので、算出された画像データは、接続されているワークステーションからオンラインでダウンロード可能であった。頭蓋は2方向からの撮影を行い、前後方向が2mm間隔、横方向が1mm間隔で断面画像データを出力した。得られた断面画像データのフォーマット(ヘッダーと画像本体との境界、および画像の記述方式)は、CT9800のものとは全く異なるが、すでに解析済みであったので、これに基づいたパソコン(NEC9821Xa)用のプログラム(画像表示用および大型計算機用のバイナリデー夕への変換プログラム)を作成した。さらに、得られたをバイナリデー夕を処理するための大型計算機のプログラムを東芝用に改良した。これによって、原データは全て揃ったので、現在モデリングためのプログラムの検討を行っている。
ベイズモデルによる大規模癌ゲノムシークエンスデータの高精度ヘテロ性解析

1.複数の特徴を階層ベイズモデルの中で考慮に入れた体細胞変異検出手法の開発.去年度は論文執筆を行い、国際誌Bioinformaticsに論文投稿を行った。今年度は査読者からの返信を受け追加実験や論文の更正を行い、投稿から11ヵ月かけ、2019/02/28に論文の採択通知を受けた。2.複数のがん細胞のシークエンスデータを使う,高精度な変異検出手法の開発.去年度は、上記手法に関しての大まかなモデル化のアイデアを発着し、非常に簡単なシミュレーションにより、動作確認をしていた。今年度は、評価の部分とモデル化の部分に関して、より詳細な検討を行い、上記手法の研究開発を進めた。評価では、入力行列を直接シミュレーションする方法ではなく、実データをもとにシークエンスデータをシミュレーションにより生成させる方法により、評価した。また、シークエンスデータを開発中の手法の入力に変換するソフトウェアは存在しないため、3000行程度のソフトウェアを新たに自作。モデル化の部分に関しては、i)シークエンスデータに細胞の混合がある場合、ii)同じシークエンスデータが入力に含まれる場合の二つに関して、より詳細な検証を行った。i)の場合に関して、がんの進化系統樹が単一である仮定のもとで、変異がどのデータに存在するかを表す変異パターンは、進化系統樹の葉の数の2倍程度しか存在しないという性質がわかった。そのためi)の場合においても、クラスタリングにより真の変異箇所とエラーを判別する本手法のモデル化が有効である予想を立てることができた。ii)の場合、去年度のモデル化ではバイクラスタリングをうまく行うことはできなかった。そこで、行方向のクラスタリングを階層的なクラスタリングに拡張し、同一のシークエンスデータを一つにまとめた上でバイクラスタリングを行うように、拡張した。・複数の特徴を階層ベイズモデルの中で考慮に入れた体細胞変異検出手法の開発去年度は論文執筆を行い、国際誌Bioinformaticsに論文投稿を行った。・複数のがん細胞のシークエンスデータを使う,高精度な変異検出手法の開発去年度は、上記手法に関しての大まかなモデル化のアイデアを発着し、非常に簡単なシミュレーションにより、動作確認をしていた。今年度は、評価の部分とモデル化の部分に関して、より詳細な検討を行い、上記手法の研究開発を推し進めた。本研究課題の一つの大きな目標は以下の3つの変数を用い、T)->S)->D)の依存関係をもつ生成モデルを作成することである。T)木構造の状態を表す潜在変数、S)体細胞変異変異の状態を表す潜在変数、D)実際のシークエンスデータを表す観測変数。前年度までに、S)->D)の生成モデルに関しては、修士課程までに作成していたモデルの拡張を行い、国際誌にて採択され、T)->S)の生成モデルに関しては、複数の生成モデルの検討を行い、実データを元にした精緻なシミュレーションをもとに評価を行うことができた。これらを踏まえて今年度では以下の研究を執り行う。1実データを元にした精緻なシミュレーションだけではなく、完全な実データのみによる評価実験の検討。前年度までの調査で、公開されている実データだけでは十分な評価ができない可能性があることがわかったため、実データの採取なども必要に応じて検討を行う。2構築したT)->S)->D)依存関係を持つ生成モデルに対する評価実験や生成モデルの詳細などをまとめた学術論文を執筆する。3構築したT)->S)->D)依存関係を持つ生成モデルを用いた推定が他の研究者からも利用可能にするために、作成したプログラムを公開し、ソフトウェアとしてまとめる。本研究の一つの大きな目標は,体細胞変異と癌のヘテロ性(系統樹の木構造)の情報を同時に解析する手法の構築である.ヘテロ性の情報と,体細胞変異の関係は概ね以下の3つの変数を用い, T)->S)->D)の依存関係をもつ生成モデルの形にまとめられることが予想できた.T)木構造の状態を表す潜在変数, S)体細胞変異変異の状態を表す潜在変数, D)実際のシークエンスデータを表す観測変数.この目的に関して,今年度の研究実績は2つある.1つ目は, S)->D)の生成モデル部分を作成した.これは修士課程までに作成したものを基に拡張し,体細胞変異検出に重要と思われる情報を複数まで考慮に入れることができるように作成した.拡張した手法に関しては,シミュレーションデータ,実データを基に性能評価を既に行なっており,生成モデルの詳細,実験結果などに関しては現在国際誌にて論文を投稿中である.2つ目は, T)->S)の生成モデル部分に関する既存研究の調査と生成モデルのプロトタイプを作成した.通常マルチリージョンシークエンスのデータでは,同一の細胞が複数箇所にまたがって現れるために,真の完全な系統樹構造を推定するのは困難だが,おおよその構造に関しては解釈が可能である.そのため,厳密な系統樹構造の生成モデルの作成ではなく,おおよその系統樹構造に対する生成モデルをたてて,その大まかな系統樹構造を利用できる生成モデルの作成方法を着想した.また,着想した生成モデルがおおよその系統樹構造を推定できることを,シミュレーションデータを用いて確認を行なった.既に概要で示した通り,本研究課題の一つの大きな目標は以下の3つの変数を用い, T)->S)->D)の依存関係をもつ生成モデルを作成することである.T)

木構造を表す潜在変数, S)体細胞変異を表す潜在変数, D)実際のデータを表す観測変数.この目的に対して,今年度に関しては, S)->D)部分の生成モデル, T)->S)部分の生成モデルに関して個々に研究を行なった.S)->D)部分の生成モデルの作成に関しては,修士課程までに作成したものを基に拡張し,体細胞変異検出に重要と思われる情報を複数まで考慮に入れることができるように作成した.複数情報の生成モデル化に関しては,ベイズモデル平均化などの既存手法を適用するだけでは十分な性能が出ない問題があった.そのため,このS)->D)部分の生成モデル化においては,データを分割し,分割された個々のデータに対して特異な生成モデルを個々に作成することにより,性能を担保しつつ,既存の生成モデルを統合することを可能にした.生成モデルの詳細,評価などの実験結果に関しては現在国際誌にて論文を投稿中である.T)->S)部分の生成モデルの作成に関しては,既存手法のサーベイを行い,生成モデルのプロトタイプを作成した.多くの既存の系統樹推定の方法においては,厳密な系統樹を生成モデルに組み入れることにより系統樹の推定を行なっている.しかし,実際には得られたデータから厳密な系統樹を正しく推定することは困難で,おおよその形がわかる程度である.このことは,系統樹情報を体細胞変異検出にも利用しようとする際に問題になると考えられた.そこで,系統樹に関してはおおよその形とシークエンスエラーを部分無限関係モデルにより記述することを着想しプロトタイプを作成した.以上の理由から,概ね順調に進展していると考えられる.1.複数の特徴を階層ベイズモデルの中で考慮に入れた体細胞変異検出手法の開発.去年度は論文執筆を行い、国際誌Bioinformaticsに論文投稿を行った。今年度は査読者からの返信を受け追加実験や論文の更正を行い、投稿から11ヵ月かけ、2019/02/28に論文の採択通知を受けた。2.複数のがん細胞のシークエンスデータを使う,高精度な変異検出手法の開発.去年度は、上記手法に関しての大まかなモデル化のアイデアを発着し、非常に簡単なシミュレーションにより、動作確認をしていた。今年度は、評価の部分とモデル化の部分に関して、より詳細な検討を行い、上記手法の研究開発を進めた。評価では、入力行列を直接シミュレーションする方法ではなく、実データをもとにシークエンスデータをシミュレーションにより生成させる方法により、評価した。また、シークエンスデータを開発中の手法の入力に変換するソフトウェアは存在しないため、3000行程度のソフトウェアを新たに自作。モデル化の部分に関しては、i)シークエンスデータに細胞の混合がある場合、ii)同じシークエンスデータが入力に含まれる場合の二つに関して、より詳細な検証を行った。i)の場合に関して、がんの進化系統樹が単一である仮定のもとで、変異がどのデータに存在するかを表す変異パターンは、進化系統樹の葉の数の2倍程度しか存在しないという性質がわかった。
大水深防波堤の安定性に関する地盤工学的研究

本年度は、波浪による海底地盤の不安定現象に関する基礎的な実験と、実際に行われた防波堤復旧工事に伴う海底基礎地盤の安定解析を実施し、以下のような結果を得た。波浪による海底地盤の不安定現象の解明については、室内三軸セル内に作製した砂および粘土地盤に、応力として波圧を載荷することによる過剰間隙水圧発生、消散のメカニズムとその時間ずれに起因して発生する海底地盤の不安定化に関する基礎的実験を実施し、地盤内の水圧伝播挙動に関する基礎的な知見が得られた。現在さらに現実的な問題に対処するため、遠心力載荷装置を用いたモデル実験の実施を計画している。一方、1987年8月の台風12号による高波によって甚大な被害を受けた新長崎漁港南防波堤の復旧工事に際し、防波堤基礎地盤の変形と安定性を、二次元弾・粘塑性有限要素法を用いて検討した。当地区は五島灘に港口を開いた地形であるため、再び大きな外洋波が襲う危険がある。したがって、復旧工事では、これに抵抗するために防波堤の断面を拡大し、かつ非常に短期間のうちに完成させなければならないという状況にあった。このため、無処理の軟弱海底地盤に捨石や消波ブロックの大きな荷重が急速に載荷されることによる基礎地盤の大きな変形の発生と破壊が懸念されていた。解析結果によれば、消波ブロック施工時にやや不安定な挙動を示すものの、防波堤基礎地盤は施工期間を通じて安定的に推移し、完成に至ることが予測された。工事に伴って実施された変位計測結果は概ね解析結果と一致し、防波堤は1989年3月に竣工した。また当工事に際しては、この解析結果に基づき、安定管理図(沈下側方変位関係)による施工管理が行われ、その有用性が実際の工事を通じて確かめられた。
プローブメモリ用マイクロカンチレバの製作とその衝突振動解析に関する研究

本研究では光近接場効果を用いた超高密度光ディスクの開発を想定し,圧電駆動型の読み取りヘッドをシリコンプロセスを応用したマイクロマシン技術を用いて作製することを最終的な目的とする.本年度の成果を以下に示す.1.クラックの無い高性能圧電薄膜の作製昨年度シリコンプロセスを駆使して圧電型マイクロカンチレバの開発を試みたが,圧電薄膜(PZT薄膜)の表裏に蒸着した上部電極,下部電極がクラックを介して導通し,コンデンサ構造にならないという問題点が発生した.本年度はこれを防ぐ為にPZTの堆積を多段階で行うプロセスを開発した.このプロセスは第1層のPZT薄膜を堆積させ,熱処理を行った後,第2層を第1層の上に堆積させ,熱処理を行い,これを繰り返すプロセスである.もし第1層にクラックが生じたとしても,第2層の堆積を行う際に修復される.0.24μmずつ5層の堆積を行うことにより膜厚1.2μmのクラックが無いPZT膜の作製に成功した.またマイクロカンチレバの作製の準備段階として,それより作製が容易なダイアフラム構造をシリコンプロセスにより作製することに成功した.2.流体力学を考慮した衝突振動解析プログラムの開発プローブメモリでは,静的対象物を扱うプローブ顕微鏡と異なり対象物体が高速回転運動する.このような条件下でのプローブヘッド(マイクロカンチレバ)の衝突振動解析を行うシミュレーションプログラムを完成させ,カンチレバサイズ,カンチレバとディスクとの摩擦係数,ディスクの回転速度等のパラメータを様々に変化させてシミュレーションを行い,安定したタッピングが行われる諸パラメータを検討した.3.マイクロ構造の振動挙動の観察マイクロカンチレバの衝突振動挙動の観察の準備段階として,上記1で開発した圧電駆動型ダイアフラムのマイクロ振動挙動をレーザドップラ振動計(分解能10nm,周波数応答100kHz)を用いて観察した.本研究では光近接場効果を用いた超高密度光ディスクの開発を想定し,圧電駆動型の読み取りヘッドをシリコンプロセスを応用したマイクロマシン技術を用いて作製することを最終的な目的とする.本年度の成果を以下に示す.i)ゾルゲル法,スパッタ法による圧電薄膜の作製圧電薄膜の成膜法として代表的なものに,ゾルゲル法とスパッタ法がある.前者はPZT溶液をスピンコートしたのちマッフル炉で加熱するプロセスであり,後者はPZT組成のターゲットを用いてスパッタ装置により成膜を行うプロセスである.本年度はまず最初にゾルゲル法による成膜を試みたが,信号の入出力用に堆積する上部,下部電極膜が導通してしまい,コンデンサ構造にならなかった.これはプロセスの途中で入り込む塵埃を起点として膜にクラックが発生するためと思われ,塵埃防止のための様々な方策を尽くしたが改善が見られなかった.そこでゾルゲル法を断念し,対向ターゲットスパッタ装置を用いてスパッタ法により圧電薄膜の作製を行った.この結果,成膜を多段階に繰り返して厚膜化を行うことで電極の導通の問題が解決され,高誘電特性を有する圧電薄膜の成膜に成功した.ii)流体力学を考慮したカンチレバの衝突振動シミュレーションプローブメモリでは,静的対象物を扱うプローブ顕微鏡と異なり対象物体が高速回転運動する.本研究ではこのような条件下でのプローブヘッド(マイクロカンチレバ)の衝突振動解析を行うシミュレーションソフトを開発することも目的とする.本年度はマイクロサイズのマシンにおいて無視できない表面効果(空気抵抗と表面張力)の影響を考慮するため,流体力学を援用してカンチレバの減衰係数を見積もり,その数値をシミュレーションソフトに取り入れてより現実に即したシミュレーションを行うことに成功した.本研究では光近接場効果を用いた超高密度光ディスクの開発を想定し,圧電駆動型の読み取りヘッドをシリコンプロセスを応用したマイクロマシン技術を用いて作製することを最終的な目的とする.本年度の成果を以下に示す.1.クラックの無い高性能圧電薄膜の作製昨年度シリコンプロセスを駆使して圧電型マイクロカンチレバの開発を試みたが,圧電薄膜(PZT薄膜)の表裏に蒸着した上部電極,下部電極がクラックを介して導通し,コンデンサ構造にならないという問題点が発生した.本年度はこれを防ぐ為にPZTの堆積を多段階で行うプロセスを開発した.このプロセスは第1層のPZT薄膜を堆積させ,熱処理を行った後,第2層を第1層の上に堆積させ,熱処理を行い,これを繰り返すプロセスである.もし第1層にクラックが生じたとしても,第2層の堆積を行う際に修復される.0.24μmずつ5層の堆積を行うことにより膜厚1.2μmのクラックが無いPZT膜の作製に成功した.またマイクロカンチレバの作製の準備段階として,それより作製が容易なダイアフラム構造をシリコンプロセスにより作製することに成功した.2.流体力学を考慮した衝突振動解析プログラムの開発プローブメモリでは,静的対象物を扱うプローブ顕微鏡と異なり対象物体が高速回転運動する.このような条件下でのプローブヘッド(マイクロカンチレバ)の衝突振動解析を行うシミュレーションプログラムを完成させ,カンチレバサイズ,カンチレバとディスクとの摩擦係数,ディスクの回転速度等のパラメータを様々に変化させてシミュレーションを行い,安定したタッピングが行われる諸パラメータを検討した.3.マイクロ構造の振動挙動の観察マイクロカンチレバの衝突振動挙動の観察の準備段階として,上記1で開発した圧電駆動型ダイアフラムのマイクロ振動挙動をレーザドップラ振動計(分解能10nm,周波数応答100kHz)を用いて観察した.
中小企業の環境経営を促進する有効な「環境コミュニケーションの場」に関する制度設計

本研究では、中小企業の環境経営を促進するための情報支援について、「環境コミュニケーションの場」という切り口から支援策の現状を整理し、シミュレーション分析によってその効果を分析した。さらに、特色ある支援を実施している地域を取り上げ、中小企業へのヒアリング調査から、その制度を利用する中小企業の特徴と制度の効果を分析した。本研究を踏まえて、今後の研究や制度設計に有用な、鍵となる新たな概念も提示した。本研究の目的は、「中小企業の環境経営」を促進するための有効な「環境コミュニケーションの場」について、実証分析とエージェントベースモデリング(ABM)によるシミュレーション分析を通して、制度設計を行うことである。平成24年度は、23年度の調査研究を踏まえて以下の研究を実施した。1.環境経営が普及するプロセスやメカニズムを分析するためのABMを作成した。それは、大企業・中小企業・消費者のBtoBおよびBtoCという2つの市場取引を含むオリジナルなモデルである。基本モデルは、シミュレーション結果から、中小企業にまで環境経営が十分普及していない状況を再現していると言え、その妥当性が確認された。感度分析から、中小企業への普及条件として環境コストが重要であることが示された。環境コミュニケーションの効果を分析するために、応用モデルを作成した。外部の情報的経営資源に対するアクセスの経営者の積極性、外部から中小企業へのアクセスによる情報支援の頻度、および、外部からの情報提供量という3つの要素を導入した。シミュレーション分析の結果、大企業と中小企業が関わる2つの市場で環境経営のイノベーション普及の共進化を表すパターンが得られた。環境政策へのインプリケーションとしては、外部の情報にアクセスする中小企業への支援を行うこと、中小企業へ情報支援を行う外部機関に対する支援を行うことの重要性を指摘することができた。2.平成23年度に実施した、京都市企業価値創出支援制度における環境ビジネスで認定された中小企業へのインタビュー調査を踏まえて、環境ビジネス・イノベーションを志向する中小企業の特性、環境ビジネス成功の条件、および、情報支援制度の効果について解明した。特に、環境ビジネス・イノベーションを志向する中小企業が「インバウンド型のオープン・イノベーションによる新事業展開」という特性を持つことを見出した。本研究の目的は、中小企業の環境経営を促進するための有効な「環境コミュニケーションの場」について、ヒアリングやアンケート調査による実証分析、および、エージェントベースモデリング(ABM)によるシミュレーション分析を通して、制度設計を行うことである。平成25年度は、24年度と23年度の調査研究を踏まえて以下の研究を実施した。前年度までの調査で、中小企業は経営課題を抱えており、経営課題にフィットした環境経営支援に対して中小企業が支援の効果を感じていること、つまり、中小企業の環境経営への支援に関する政策をデザインするためには、「中小企業はどのような経営課題に直面しているか」「経営課題において環境経営課題はどのような位置づけか」という基本事項に関する調査の必要性が明らかになった。これを踏まえて、今年度は、3213社もの従業員100名以下の中小企業に対して網羅的に経営課題の調査を行ったデータ「中小企業経営課題実態調査2011」(2011年7月、日経BPコンサルティング)を用いて統計的解析を行い、主に以下の2点が明らかになった。第1は、中小企業全体では環境面の経営課題に占める重要度は低いことである。第2は、環境経営のクラスタ分析によって、中小企業が経営課題において4つのクラスタに分類されることである。第1は、いずれの項目も課題だと回答していない企業である。第2は、「品質・製造、人材・経費」が課題である企業である。第3は、海外進出等一部の課題を除きほぼ全ての項目が課題であると回答している企業である。第4は、「人材・経費、コンプライアンス・環境」が課題であると回答している企業である。この結果から、これらのクラスタを中小企業の環境経営に関するタイプと関連付けて整理し、タイプ別に環境経営促進策を講じる必要があることが示された。本研究では、「中小企業の環境経営」を促進するための有効な「環境コミュニケーションの場」について、ヒアリングやアンケート調査分析、および、エージェントベースモデリング(ABM)によるシミュレーション分析を通して、制度設計を行う。今年度は以下の4つを実施した。1.「中小企業の環境経営」および「エージェントベースモデリング」の既存研究の文献調査を実施した。その結果、中小企業の環境経営の実証分析では新たな知見はあまり追加されていないが、ABMでは「イノベーション普及」の分野で研究が進みモデル化の特徴も整理されていることがわかった。それを踏まえて、本研究で用いる基本モデルを作成し既存研究に対する位置づけを明らかにした。2.特色ある第二創業を「オスカー企業」として認定し経営支援を行う京都市の制度に着目し、環境ビジネスに取り組む中小企業にヒアリング調査を実施した。その結果、認定企業は、制度を生かして新たな事業展開を図る「自己推薦型」と、時代の流れを読み取り事業を展開する中で取引先銀行等から応募を要請された「他己推薦型」の2タイプがあり、環境ビジネスとして成功しているのは後者で、経営支援が役立ったと感じているのは前者であることを明らかにした。

また、両タイプとも企業としての信頼性が向上したと感じているが、販路の課題を抱えている。3.中小企業の環境経営を推進する京都市のNPO、省エネを推進する豊田市、環境ビジネスを推進する飯田市・松山市・九州経済産業局にヒアリングを行った。その結果、九州経済産業局が実施する「エコ塾」が、特にユニークな環境コミュニケーションの場であることがわかった。特色ある中小企業の掘り起こし、きめ細かな対応などの特色がある。4.その他、顧客とのコミュニケーションから環境経営に取り組んだ経緯をもつ中小企業として光食品、アンケート調査会社の専門家に、それぞれインタビューを行った。概ね順調である理由は、以下の3つである。第1に、中小企業、大企業、消費者という異なるカテゴリーのエージェントによるBtoBおよびBtoCの2つの市場取引を含むエージェントベースモデル(ABM)を作成できたことである。そのモデルは、環境に関するABMの既存研究にはないものであり、オリジナリティが高いことも示された。基本モデルのシミュレーション分析からモデルの妥当性も確認できた。さらに、環境コミュニケーションに関する制度設計のための応用モデルも作成しシミュレーション結果も解析できた。このABM研究に関して、学会報告だけでなく、国際学会誌への投稿を行い、査読を通過し掲載された。第2に、前年度の後半に実施した中小企業調査を踏まえて、中小企業の環境ビジネス・イノベーションと環境コミュニケーション支援の関連も分析できたことである。オープン・イノベーションという特徴など、計画時の想定を超える新たな知見も得られた。この調査分析研究について、学会発表だけでなく、国内の学会誌に投稿し、査読を通過し掲載が確定した。第3に、中小企業の経営課題と環境課題に関して網羅的に調査しているデータを見つけ、購入したことである。これまでの調査から、中小企業は多くの課題を抱えていることが明らかになった。そのため、本研究の目的である環境コミュニケーション支援のデザインを検討するにあたり、経営課題と組み合わせた支援の検討が必要であると考えるに至った。研究計画では、アンケート調査の実施を予定していたが、同程度の費用で、より大規模な調査データが存在することがサーベイからわかり、データ購入に切り替えた。今後は、データの詳細な分析を踏まえて、ABMに組み込み制度設計を行う。やや遅れている事項とその理由として、以下の4つがある。1.今年度の最初に実施した、本研究と関連のある既存研究サーベイでは、イノベーション普及に関するエージェントベースモデリングの分野で研究が進んでいることがわかった。そのため、まずこの分野の研究論文を集め読み込んだ。サーベイから、本研究で作成するモデルでは中小企業と大企業の取引および大企業と顧客の取引という2つの市場を含むモデルが必要であるが、そのモデルは皆無であることがわかった。