hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
可視化による神経伝達物質放出機構の動態の解明

刺激によって細胞が興奮すると、軸索終末部に存在するCa2+チャネルからCa2+が流入することによってシナプス小胞が細胞膜と融合し、神経伝達物質が細胞外へと放出され(開口放出)、これによって神経細胞間の情報伝達が行われる。開口放出やその後のエンドサイトーシスに重要な役割を持つCa2+チャネルのサブタイプを同定したり、開口放出前後の関連タンパク質の動態を明らかにすることによって、シナプス前部におけるシナプス小胞サイクルについて新たな知見を得ることができた。ラットカリックス型シナプスにおける異なるサブタイプのカルシウムチャネルがエンドサイトーシスに果たす役割について、膜容量測定法を用いて調べた。実験の結果、幼若期においては3種類のカルシウムチャネル(P/Q型、N型、R型)のうちR型が主にエンドサイトーシスを制御しており、非常に強い刺激を与えた場合にのみP/Q型によって制御されるエンドサイトーシスが顕著に表れることが明らかになった。また、成熟期になるとエンドサイトーシスの制御機構が変化し、P/Q型カルシウムチャネルによって制御されるエンドサイトーシスが支配的になった。この成果は論文として成果をまとめ、現在投稿中である。また、シナプス小胞タンパク質の1種であるシナプトタグミンを蛍光標識した抗体(syt2-cypHer)で蛍光標識し、膜容量測定法と光学的測定法を組み合わせることによって細胞内のシナプス小胞やシナプス小胞関連タンパク質の動態を測定する実験を行った。実験の結果、刺激の条件によって細胞膜自体の細胞内への再取り込みとシナプス小胞タンパク質の細胞内への再取り込みの時間経過が異なる場合がある可能性を示すデータが取れつつある。光学的測定法に関しては、さらに詳細に観察するために全反射蛍光顕微鏡の適用も開始しており、カリックス型シナプスからの単一シナプス小胞の動態および開口放出の可視化に成功しつつある。これらの研究は、シナプス小胞が開口放出されたあとにエンドサイトーシスによって細胞内に再び取り込まれ、その後再び再利用されるまでの実態を明らかにするとともに、このメカニズムにカルシウムチャネル、あるいはシナプス小胞タンパク質がどのように関与しているのかを解明するのに貢献できるものであると考えられる。実験の結果、幼若期においては3種類のカルシウムチャネル(P/Q型、N型、R型)のうち主にR型がエンドサイトーシスを制御しており、非常に強い刺激を与えた場合にのみP/Q型によって制御されるエンドサイトーシスが顕著に表れることが明らかになった。この成果は論文として発表した(Midorikawa et al., 2014)。また、シナプス小胞タンパク質の一種であるシナプトタグミンを蛍光標識した抗体(syt2-cypHer)で蛍光標識し、膜容量測定法と光学的測定法を組み合わせることによって、開口放出後にシナプス小胞膜とシナプス小胞タンパク質がそれぞれどのように細胞内へと取り込まれるのかを測定することを試みた。実験の結果、刺激強度が弱い場合にはシナプス小胞膜とsyt2-cypHerの細胞内への取り込みの時間経過はよく一致するが、カルシウム結合タンパク質であるカルモジュリンの働きを阻害すると、syt2-cypHerの取り込みの時間経過のみが遅くなることが分かった。一方、刺激強度が強い場合にはsyt2-cypHerが取り込まれた細胞内構造体の酸性化が遅いことが示唆された。光学的測定法に関しては、細胞膜直下のみを観察できる全反射蛍光顕微鏡を適用し、単一シナプス小胞の開口放出、および開口放出前のシナプス小胞動態の可視化に成功した。これらの研究によって、シナプス小胞の開口放出、その後のエンドサイトーシスによる細胞内への再取り込み、その後の再利用にいたるまでの実態を明らかにすることに貢献できると考えられる。神経科学幼若期のカリックス型シナプスにおける3種類の異なるサブタイプのカルシウムチャネルの役割については、膜容量測定法を用いた研究によって、伝達物質放出機構との関係を示すことにすでに成功した。開口放出関連タンパク質の動態を観察する計画に関しても、蛍光標識した抗体を用いることによって、生きた細胞においてシナプス小胞タンパク質がどのような時間経過によって細胞表面からシナプス小胞内へと再取り込みされるのかを測定することにすでに成功している。また、開口放出部位と開口放出関連タンパク、およびカルシウムチャネルとの位置関係を検討する計画に関しても、すでに単一シナプス小胞の開口放出部位を光学的に測定することに成功している。これらの進展状況から、当初の計画以上に進展していると判断する。まず、シナプス小胞に存在する開口放出関連タンパク質の動態を明らかにすることを目指す。これらのタンパク質は開口放出によって細胞表面に移行し、エンドサイトーシスによって再取り込みされるが、その時間経過が細胞膜自体の再取り込みと比較してどうなっているのか、刺激の強度に応じてどう変化するのか、また、その仕組みを制御している分子的基盤は何であるのかを明らかにしていく。

また、開口放出部位と開口放出関連タンパク質、カルシウムチャネルの位置関係を生きた細胞において実時間で測定し、シナプス小胞が開口放出されるまでのの細胞内での動態、およびその時空間分布について明らかにしていく。本研究計画に必要とする光学的測定機器を購入した結果少額の残額が生じ、翌年度に繰り越した方が有意義に活用できると考えたために繰り越しを決めた。本年度の実験計画に必要とする物品および消耗品の購入に充てる予定。
正常低密度リポ蛋白質(LDL)による泡沫細胞の形成法と粥状動脈硬化における意義

【目的】macrophageのfoam cellは低密度リポ蛋白質(LDL)が過酸化LDL化し,それをmacrophageがスカベンジャー受容体を介して大量に取り込むことによって形成されると説明されている.即ち,正常のLDLからはmacrophageのfoam cellは形成されないという.我々はmacrophageを傷害した場合にfoam cell形成がどのように変化するかを検討した.【方法】macrophageはAdamの方法に従ってラット腹腔より採取し,型の如く培養した.LDL(1.0061.063g/ml)は2425歳の学生からEDTA・2Na加試験管に採取し,超遠心法により分画した.リノール酸パーオキサイドは八木らの方法に従い,リノール酸にリポキシゲナーゼを作用させて生成させ,エーテル抽出後精度は薄層クロマトグラフィーにて確認した.macrophageは5nmol/mlリノール酸パーオキサイドとRPMl中で6時間インキュベートし,傷害macrophageとした.これを洗滌(3回)後,正常LDL(200μg,コレステロール量として)を加えて,2,4,6,12,24,48時間インキュベートして観察した.走査電顕ならびに透過電顕によって形成変化を検討した.過酸化LDLは正常LDLを5μMCuCl_2に24時間透析して作成した.【結果】1.正常LDLとmacrophageとをインキュベートしてもfoam cellは形成されないが過酸化LDLとインキュベートするとfoam cellは明らかに形成された.走査電顕によってはmicrovilliの増加,filopodiaの弯曲化,平板・結節体(flat・nodule)の発現,また,透過電顕によってはfoam形成によってmacrophageの形成変化ならびにfoam cell形成を確認した.2.macrophageとリノール酸パーオキサイドとをインキュベートしてもfoam cellは形成されなかった.3.リノール酸パーオキサイドと6時間インキュベートしたmacrophageを洗滌し,それに正常LDLを添加して,再度インキュベートすると走査電顕によっては形態変化が,透過電顕によっては大量のfoam cellの形成が明らかに確認された.4.走査電顕写真から算定した弯曲したfilopodiaならびにflat・noduleの発現数は経時的に増加し,透過電顕写真からプラニメーターによって測定したfoamの核を差し引いた細胞質に対する面積百分比を求めると,明らかに増加した.【結論】macrophageによるfoam cellの形成には,大量の過酸化LDLの存在は必要ではなく,パーオキサイドに接し傷害されたと考えられるmacrophageが存在すると正常LDLによっても簡単にfoam cellは形成される.【目的】macrophageのfoam cellは低密度リポ蛋白質(LDL)が過酸化LDL化し,それをmacrophageがスカベンジャー受容体を介して大量に取り込むことによって形成されると説明されている.即ち,正常のLDLからはmacrophageのfoam cellは形成されないという.我々はmacrophageを傷害した場合にfoam cell形成がどのように変化するかを検討した.【方法】macrophageはAdamの方法に従ってラット腹腔より採取し,型の如く培養した.LDL(1.0061.063g/ml)は2425歳の学生からEDTA・2Na加試験管に採取し,超遠心法により分画した.リノール酸パーオキサイドは八木らの方法に従い,リノール酸にリポキシゲナーゼを作用させて生成させ,エーテル抽出後精度は薄層クロマトグラフィーにて確認した.macrophageは5nmol/mlリノール酸パーオキサイドとRPMl中で6時間インキュベートし,傷害macrophageとした.これを洗滌(3回)後,正常LDL(200μg,コレステロール量として)を加えて,2,4,6,12,24,48時間インキュベートして観察した.走査電顕ならびに透過電顕によって形成変化を検討した.過酸化LDLは正常LDLを5μMCuCl_2に24時間透析して作成した.【結果】1.正常LDLとmacrophageとをインキュベートしてもfoam cellは形成されないが過酸化LDLとインキュベートするとfoam cellは明らかに形成された.走査電顕によってはmicrovilliの増加,filopodiaの弯曲化,平板・結節体(flat・nodule)の発現,また,透過電顕によってはfoam形成によってmacrophageの形成変化ならびにfoam cell形成を確認した.2.macrophageとリノール酸パーオキサイドとをインキュベートしてもfoam cellは形成されなかった.3.リノール酸パーオキサイドと6時間インキュベートしたmacrophageを洗滌し,それに正常LDLを添加して,再度インキュベートすると走査電顕によっては形態変化が,透過電顕によっては大量のfoam cellの形成が明らかに確認された.4.走査電顕写真から算定した弯曲したfilopodiaならびにflat・noduleの発現数は経時的に増加し,透過電顕写真からプラニメーターによって測定したfoamの核を差し引いた細胞質に対する面積百分比を求めると,明らかに増加した.【結論】macrophageによるfoam cellの形成には,大量の過酸化LDLの存在は必要ではなく,パーオキサイドに接し傷害されたと考えられるmacrophageが存在すると正常LDLによっても簡単にfoam cellは形成される.
二核および四核錯体から多重機能性錯体分子システムへの集積化

本年度は異なるアプローチからの3種類の四核錯体を新たに合成し,類似錯体との構造・磁性に関する比較検討を行った。1.ジカルボン酸架橋四核マンガン錯体の合成を目的とし,マンガン(II)イオンとジカルボン酸類との反応を検討したところ,この過程において環状四核構造を有する四核マンガン(II)錯体[Mn_4(OH)_4(bpy)_4](BF_4)_4(錯体1)が単離された。マンガンイオンはヒドロキソ基で架橋された8員環構造を構成し,さらに各マンガンイオンには2つのビピリジンが配位していた。隣接のビピリジンはπ-πスタッキングにより全体的な構造の安定化に寄与していた。2.アジピン酸(H_2adi)架橋四核銅(II)錯体[Cu_2(adi)(phen)_2(MeOH)_2]_2(NO_3)_4(錯体2)を合成し構造を決定した。錯体2はこれまで報告している類似錯体同様,フェナンスロリンがスタッキングした状態で銅(II)イオンに配位し,アジピン酸により二重架橋された四核構造を有していることが示された。銅イオンにはメタノール分子が軸配位し,五配位四角錐型構造をとっていた。二核ユニット内の銅(II)イオン間には,類似錯体よりも強い反強磁性的相互作用(-2J=111cm^<-1>)が働いていることが判った。3.三座配位子H_2L2-Hと塩化ニッケルを窒素雰囲気下で反応させ,緑色の四核ニッケル錯体[Ni_4(L2-H)_4(CH_3OH)_2](錯体3)を単離した。錯体3はアルコキソ酸素とニッケル(II)イオンによって形成されたキュバン型コア構造を有し,ニッケルイオンのうちの2つはメタノールが配位した六配位八面体型,残りの2つは五配位四角錐型をとっていた。キュバン構造の歪みは類似の銅錯体に比べると小さく,またニッケル1個あたりの有効磁気モーメントがμ_<eff>=3.21B.M.であることから,錯体3のニッケルイオン間には強磁性的相互作用の介在が予想される。
老人性難聴の発症に影響する遺伝子群および遺伝外因子の解析

数種の遺伝子改変マウスを用いて特に酸化ストレスと老化による蝸牛の変性・老人性難聴の進行について解析した。スーパーオキシドディスムターゼ(SOD)は細胞内に発生したスーパーオキシドアニオン(活性酸素)を分解する酵素である。MnSODのヘテロマウスでは蝸牛内の老化に伴う酸化ストレスは増悪するが、15カ月齢まで血管条、有毛細胞、ラセン神経節細胞の変性や難聴の加速は見られなかった。Glutathione Reductase(GR)は酸化型グルタチオンを還元型にする反応を触媒するが、GRのノックアウトマウスでは蝸牛の発生・発達に影響は無いが、高音域の難聴が増悪することが判明した。研究は大きく、遺伝子改変マウスを用いた実験と、サプリメント等食餌療法の効果を調べる実験に分かれた。解析は1)ABRを用いた機能解析、2)光顕・免疫染色による組織観察、3)DNA microarray、Quantitative PCR法による遺伝子解析を行った。まずGlutathione Reductaseのノックアウトマウスを用い、Glutathione Reductaseの老人性難聴の影響について解析を開始した。野生型およびKOマウスを通常食摂取群と2カ月齢からのカロリー摂取制限群に分けて飼育し、定期的にABRを計測した。2カ月齢では野生型、KOマウス群にABR閾値の差や組織は差は無く、蝸牛の発生・発達にGlutathione Reductase欠損の影響は無いことが判明した。現在までカロリー制限による老人性難聴の抑制効果は野生型で認められているが、KOマウスでは明らかではなく、さらに経過を追っている。MnSODのKOマウスは胎生致死のため、ヘテロマウスを用いてMnSODの減少が老人性難聴の悪化に関与するか検討した。その結果、ヘテロと野生型のABR閾値の加齢による変化には差がなく、また15カ月齢での血管条、有毛細胞、ラセン神経節細胞の変性も差がなかった。従って蝸牛のMnSODが半分に減っても、老人性難聴の加速は起きないことが判明した。7つのstrainのマウス(129sv, BALB/c, CBA, DBA, C57BL/6, C3H, B6C3F)を通常食摂取とカロリー制限に分け、2カ月と15カ月で蝸牛を採取し、蝸牛内の遺伝子発現をDNAマイクロアレイにより調べた。データが膨大であるため、現在解析中である。遺伝外因子の検討では、KK-Avマウス、apoE KOマウスを通常食群、カロリー制限群、高脂肪食群に分けて聴力経過観察を開始した。通常食、高脂肪食群ではさらにシンバスタチン、プロブコール、サプリメント(CoQ10)による予防効果も検討している途中である。遺伝子改変マウスを用いた実験、サプリメント等食餌療法の効果を調べる実験、蝸牛培養におけるミトコンドリア機能評価を行った。解析は、ABR(聴覚機能解析)、光顕・免疫染色による組織観察、Extracellular Flux Analyzer(FFA)による酸素消費速度や細胞外酸性化速度測定等を用いた。Glutathione Reductaseのノックアウトマウスを通常食摂取群と2カ月齢からのカロリー摂取制限群に分けて飼育した結果、2カ月齢では野生型、KOマウス群にABR閾値の差や組織の差は無く、カロリー制限による老人性難聴の抑制効果は野生型でのみ認められ、その結果を組織的にも確認した。このことはGlutathione reductaseの老人性難聴抑制における重要な役割を示唆しており、現在DNAマイクロアレイにより、関係するシグナル系の動きにつきる解析中である。Manganese SODのヘテロマウスを用いてMnSODの減少が老人性難聴を悪化するか検討した結果、15ヶ月齢ではヘテロマウスは野生型より蝸牛内の8-hydroxydeoxyguanosineの発現が増加していたが、蝸牛内4-hydroxynonenal発現、ABR閾値、組織変性には両群で明らかな差はなく、MnSOD半減によって蝸牛内酸化ストレスは軽度上昇するものの老人性難聴は進行しないことが判明した。蝸牛のミトコンドリア機能測定はpilot studyとしてSCC9細胞株を用い、レチノイン酸投与によるミトコンドリア機能障害の測定がEFAにより正確にできることを確認した。蝸牛培養細胞を用いた解析は全細胞では可能であり、有毛細胞sortingのため、有毛細胞をGFPでマーキングする手法を試みている。また蝸牛培養組織全体を蛍光顕微鏡下で観察して解析する手法も試みており、安定はしないが少しづつ結果が出ている。遺伝子改変マウスを用いた実験とサプリメント等の効果を調べる実験を中心に行った。解析はABRを用いた機能解析、光顕・免疫染色による組織観察、DNA microarrayによる遺伝子解析等を行った。

Glutathione Reductaseの老人性難聴への影響の解析はノックアウトマウスのbackgroundにC57BL/6マウスを用いていたが、Ahl遺伝子を持つことが問題であるため、CBA/CaJとbackcrossingを行い、改めて解析を開始した。カロリー制限による老人性難聴の抑制にはSirt3が重要な役割を果たすと報告されているため、その下流にあるIdh2 (isocitrate dehydrogenase 2)のノックアウトマウスの解析を開始した。MnSODのヘテロマウスでは野生型と比べてABR閾値の加齢による変化と組織学的変化に差がないものの8-hydroxydeoxyguanosineの発現は増加し、一方4-hydroxynonenalの発現には差が無いことが判明した。現在、騒音環境での飼育条件で野生型と難聴に差が出るか解析中である。異なるstrainマウスの通常食摂取とカロリー制限の2および15カ月での蝸牛内遺伝子発現の解析は結果を解析中である。C57BL/6マウスの通常食、高脂肪食群にシンバスタチン、プロブコール、CoQ10を投与した予防実験ではABR閾値に有意な差は見られなかったが、酸化ストレスなどに差が無いか、組織の解析中である。内耳におけるAGEとRAGEの発現は免疫組織学的に確認できたが、若年と加齢マウスの蝸牛での発現に明らかな差がみられなかった。最後にautophagyの影響につきLP3-GFPマウスを用いて解析を開始し、有毛細胞内にautophagyが存在することを確認している。今後、飢餓条件やストレス環境の影響を検討予定である。遺伝子改変マウスについては、すでにSirt3の結果が出たため、新たにMnSODのヘテロとGlutathione Reductaseノックアウトマウスの解析を開始し、前者は解析を終了できており、後者も差が出てきており、成果が期待できる。また異なるstrainについてもデータを得ており、解析が順調に進んでいる。25年度が最終年度であるため、記入しない。遺伝子改変マウスを用いた実験ではC57BL/6マウスを用いていたが、Ahl遺伝子を持つことが生理的な老化による難聴とは異なると度々指摘されるため、CBA/CaJとbackcrossingを行った。このため解析をやり直すこととなり、遺伝子改変マウスの解析が遅れている。一方、Glutathione Reductaseノックアウトマウス、MnSODヘテロマウスのほかに、Idh2 (isocitrate dehydrogenase 2)のノックアウトマウスの解析も開始できており、分子メカニズムの多方面からの解析は予定よりさらに進んでいる。異なるstrainマウスの通常食摂取とカロリー制限の2カ月と15カ月での蝸牛内の遺伝子発現解析はデータが膨大であり、個々の結果は出てきているが、まだどのようにデータをまとめるか解析方法を検討中である。通常食に対して高脂肪食を与えた時のシンバスタチン、プロブコール、CoQ10の効果は思ったほど明らかではなく、仮説を実証しにくい状況にある。このため、免疫組織学的に酸化ストレスの検討も加えているが、研究の進行状況はほぼ予定通りである。
神経筋接合部変化に着目した糖尿病におけるサルコペニア発症メカニズムについての検討

雄性Wisterラット(12週齢)にストレプトゾトシン(STZ)投与し、高血糖モデル作成を行った。当初STZ投与にても血糖上昇が確認できず、モデルの安定化に手間取ったが、最終的に血糖上昇を認めるようになった。16週齢から血糖コントロール目的にSGLT2阻害剤の投与を行った。当初飲水の中に薬剤を混入したり、粉末状の餌に薬剤を混入したものでは安定した血糖低下が認められず、ペレット状の混餌を作成して投与したところようやく安定して血糖低下を認めるようになった。正常コントロール、糖尿病モデル群、薬剤投与群、糖尿病かつ薬剤投与群の24週齢での採血、下肢筋の採取を行った。下肢筋における神経筋接合部位の免疫組織染色を行うため、まずサンプルの固定や免疫組織染色を行う上での条件をいくつか設定し至適条件を確定していく作業を行った。現時点ではまだ確定できておらず引き続き条件設定の検討を行っていく。糖尿病患者において上昇しサルコペニア発症に関連していると考えている血中C terminal Agrin Fragment(CAF)については市販のELISAキットを用いて、ヒト、ラット血清中の濃度の測定を行った。過去に採取されたヒトサンプルでは、サルコペニアおよび糖尿病の患者で高い傾向が示されたが、数が少なく、また正常コントロールにおいてもばらつきを認めたため、ヒトの場合被験者におけるデータ(体重、体組成、身体機能(筋力、歩行速度、バランス機能))との対応の検討が必要と考えられた。臨床研究に関しては65歳以上で血糖コントロール不良(HbA1c7.5%以上が2か月以上持続)といった条件に該当する患者の抽出を行っていった。安定した糖尿病ラットモデル作成および薬剤投与方法の決定に時間がかかり、予定していた検体数のCAF測定を行うことができていない。また臨床研究の対象者が現時点では予定より少ないため、引き続き患者選定に時間を要す状態である。糖尿病ラットモデルを用いた実験においては同モデルを使用する別の実験との協働で行っていくため、今後研究協力を得ながらすすめていくことが可能である。臨床研究においてもサルコペニア研究グループの協力が得られるため、患者エントリー後は糖尿病治療介入前後における検査がスムーズに行えると考える。当初予定していた検体のELISAが予定数行えず、その分今年度余剰が生じたため、その分次年度にその検査を行っていく予定である。またヒトデータ測定についても予定より多く行う方向であるため、次年度への持越しを希望する。
CD44を分子標的とした癌の増殖・浸潤・転移抑制

1アンチセンスCD44(asCD)44遺伝子導入細胞の作製:asCD44を発現させるプラスミドベクターを大腸癌細胞株LS174Tに導入し、stable transfectantsを樹立した。空ベクターを導入した細胞もコントロールとして樹立した(NEO)。2浸潤・遊走能の解析:in vitroでの遊走能・浸潤能の解析では、有意な差は認められなかった。3血管新生因子やMMPとの関連の解析:VEGFなど血管新生因子やMMPの発現との関連を解析したが、asCD44株と親株との間に有意な差は認められなかった。4皮下腫瘍モデルでの解析:asCD44株およびNEOを免疫不全マウスの皮下に移植し、3日、7日、14日後に皮下腫瘍を摘出した。腫瘍体積はコントロールに比べ有意に小さかった。皮下腫瘍周囲の血管新生を検討したところ、AS1,AS2では有意に微小血管数が低かった。5同所移植モデルでの解析:asCD44株とmock株をマトリゲルに浮遊させ、免疫不全マウスの盲腸漿膜下に移植した。コントロールの細胞株では、高率にリンパ節への転移が認められたが、asCD44株では全く認められなかった。VEGF-R3の免疫染色によりリンパ管を染色した検討では、リンパ管密度には差がなかったが、asCD44株ではリンパ管侵襲率が有意に低かった。6リンパ節への接着性の解析:リンパ節の凍結切片上に、癌細胞がどの程度接着するかを、Stamper-Woodruff assayにて検討した。asCD44株は、親株と比べて、有意に接着する細胞数が低かった。また、リンパ節をヒアルロニダーゼで処理することにより、親株のリンパ節への接着は、有意に低下した。以上より、CD44は、癌細胞のリンパ管内への侵入およびリンパ節転移に重要な役割をはたしており、その機能はCD44とヒアルロン酸との接着を介したものである可能性が示された。1:アンチセンスCD44(asCD44)遺伝子導入細胞を用いた増殖・浸潤・転移メカニズムの解析(1)asCD44遺伝子導入細胞の作製asCD44を発現させるプラスミドベクターをLipofection法にて大腸癌細胞株に導入し、G418 selectionによりstableなtransfectants(asCD44株)を樹立した。asCD44を組み込まないベクターを導入した細胞もコントロールとして樹立した。(mock株)。フローサイトメトリ-およびWestern blotsによりCD44の発現を確認し、CD44の発現が有意に減弱しているクローンを選別した。(2)皮下腫瘍モデルでの解析asCD44株およびmock株を免疫不全マウスの皮下に移植し、3日後、7日後、14日後にマウスを犠死させ皮下腫瘍を摘出した。腫瘍体積はasCD44株が有意に小さかった。現在CD31の免疫染色により、皮下腫瘍周囲の血管新生の定量的測定を実施中である。(3)同所移植モデルでの解析asCD44株とmock株をマトリゲルに浮遊させ、免疫不全マウスの盲腸漿膜下に移植した。この方法により、高率に盲腸に腫瘍を形成させることが可能となった。現在、肝臓やリンパ節への転移形成能の差を観察中である。また細胞を蛍光色素でラベルし、盲腸に移植した腫瘍を生体顕微鏡によって血管新生を観察している。2:asCD44アデノウイルスベクターを用いた遺伝子治療への展開(1)asCD44

アデノウイルスベクターの作製アデノウイルスベクターAd5 DIX株にasCD44 cDNAを組込み、asCD44発現アデノウイルスベクターを作製中である。アンチセンスCD44(asCD44)遺伝子導入細胞を用いた増殖・浸潤・転移メカニズムの解析1:asCD44遺伝子導入細胞の作製asCD44を発現させるプラスミドベクターを大腸癌細胞株LS174Tに導入し、stable transfectantsであるAS1とAS2を樹立した。asCD44を組み込まないベクターを導入した細胞もコントロールとして樹立した(NEO)。2:皮下腫瘍モデルでの解析AS1,AS2およびNEOを免疫不全マウスの皮下に移植し、3日後、7日後、14日後にマウスを犠死させ皮下腫瘍を摘出した。腫瘍体積はNEOよりもAS1,AS2が有意に小さかった。CD31の免疫染色により、皮下腫瘍周囲の血管新生を検討したところ、AS1,AS2では有意に微小血管数が低かった。3:同所移植モデルでの解析AS1,AS2株とNEO株をマトリゲルに浮遊させ、免疫不全マウスの盲腸漿膜下に同所移植した。この方法により、高率に盲腸に腫瘍を形成させることができる。移植後8週のNEO群では、高率に腸間膜リンパ節への転移が認められたが、AS1,AS2群では全く認められなかった。VEGF-R3の免疫染色によりリンパ管を染色し、盲腸腫瘍周囲のリンパ管侵襲数を検討したところ、AS1,AS2ではリンパ管侵襲が有意に少なかった。4:リンパ節への接着性の解析リンパ節の凍結切片上に、癌細胞がどの程度接着するかを、Stamper-Woodruff assayにて検討した。AS1,AS2株は、NEOおよび親株と比べて、有意に接着する細胞数が低かった。1アンチセンスCD44(asCD44)遺伝子導入細胞を用いた増殖・浸潤・転移メカニズムの解析(1)浸潤・遊走能の解析ボイデンチャンバー等を用い、in vitroでの遊走能・浸潤能を解析するしたが、有意な差は認められなかった。(2)血管新生因子やMMPとの関連の解析asCD44導入細胞を用いてVEGFなど血管新生因子やMMPの発現との関連を解析したが、asCD44導入細胞と親株との間に有意な差は認められなかった。(3)リンパ管新生、リンパ節転移との関連の解析同所移植モデルでの解析:コントロールの細胞株では、高率にリンパ節への転移が認められたが、asCD44導入細胞では全く認められなかった。VEGF-R3の免疫染色によりリンパ管を染色した検討では、リンパ管の密度には差がなかったが、asCD44導入細胞ではリンパ管侵襲率が有意に低かった。リンパ節への接着性の解析:リンパ節の凍結切片上に、癌細胞がどの程度接着するかを、Stamper-Woodruff assayにて検討した。asCD44導入細胞は、親株と比べて、有意に接着する細胞数が低かった。また、リンパ節をヒアルロニダーゼで処理することにより、親株のリンパ節への接着は、有意に低下した。以上より、CD44は、癌細胞のリンパ管内への侵入およびリンパ節転移に重要な役割をはたしており、その機能はCD44とヒアルロン酸との接着を介したものである可能性が示された。2
ダイナミックMRIとコンパートメント解析による悪性腫瘍新生血管の評価

近年、悪性腫瘍の発育、浸潤、転移に腫瘍血管新生(angiogenesis)の関与が注目されている.血管新生により、腫瘍の血流は増加するが、in vivoで腫瘍血流を非侵襲的に評価する方法はまだ確立されていない.本研究では、ダイナミックMRIとコンパートメントモデルを用いて、腫瘍血管新生を生体内で定量的に評価することの可能性を検討した.最初に基礎的検討として、Gd-DTPAの濃度と信号強度との関係について、ファントムを用いて検討し、低濃度領域での良好な直線性を確認した.次いで、健常ボランティアで大腿動脈を入力関数とし、コンパートメントモデルとDeconvolution解析にて、正常筋肉の血流を求め、その妥当性を確認した.次に、骨軟部腫瘍患者で、腫瘍部を含む組織の血流機能画像を作成した.この血流画像にて、腫瘍内部の血流不均一性が確認できた.すなわち、腫瘍辺縁部では、活発な血管新生を反映して血流増加が示され、一方腫瘍中心部では血流低下が示された.また、治療後に腫瘍部の血流低下が確認され、本研究で得られた血流機能画像の将来的臨床応用の可能性が示された.なお、当初、乳癌患者で検討を行う予定であったが、胸腹部領域では呼吸性移動によるアーチファクトの影響が強く、現時点ではダイナミックデータの解析に問題が生じることがわかった.今後は、他の検査結果、組織所見との対比検討も合わせて、呼吸性移動が避けられない胸腹部他の領域の腫瘍への応用に向けて、さらに基礎的・臨床的検討を加えていく予定である.近年、悪性腫瘍の発育、浸潤、転移に腫瘍血管新生(angiogenesis)の関与が注目されている.血管新生により、腫瘍の血流は増加するが、in vivoで腫瘍血流を非侵襲的に評価する方法はまだ確立されていない.本研究では、ダイナミックMRIとコンパートメントモデルを用いて、腫瘍血管新生を生体内で定量的に評価することの可能性を検討した.最初に基礎的検討として、Gd-DTPAの濃度と信号強度との関係について、ファントムを用いて検討し、低濃度領域での良好な直線性を確認した.次いで、健常ボランティアで大腿動脈を入力関数とし、コンパートメントモデルとDeconvolution解析にて、正常筋肉の血流を求め、その妥当性を確認した.次に、骨軟部腫瘍患者で、腫瘍部を含む組織の血流機能画像を作成した.この血流画像にて、腫瘍内部の血流不均一性が確認できた.すなわち、腫瘍辺縁部では、活発な血管新生を反映して血流増加が示され、一方腫瘍中心部では血流低下が示された.また、治療後に腫瘍部の血流低下が確認され、本研究で得られた血流機能画像の将来的臨床応用の可能性が示された.なお、当初、乳癌患者で検討を行う予定であったが、胸腹部領域では呼吸性移動によるアーチファクトの影響が強く、現時点ではダイナミックデータの解析に問題が生じることがわかった.今後は、他の検査結果、組織所見との対比検討も合わせて、呼吸性移動が避けられない胸腹部他の領域の腫瘍への応用に向けて、さらに基礎的・臨床的検討を加えていく予定である.乳腺腫瘍患者で、通常のMRI撮影(スピンエコー法によるT1,T2強調画像の撮像)による形態的診断に引き続き、MRI用造影剤(Gd-DTPA、ガドリニウム)を用いてダイナミックデータ収集を行った。方法はガドリニウム10mlを約10秒間で急速静注し、高速撮像法を用いて、数秒間隔から数十秒間隔の三次元MRダイナミックデータ収集を行った。本研究では、血漿コンパートメントと細胞外腔コンパートメントの2コンパートメントモデルを想定し、両者の間をガドリニウムが濃度勾配に基づき速やかに拡散するとしたモデルを適用した。ガドリニウム静注後の動脈内ならびに組織内(腫瘍部および非腫瘍部)に設定した関心領域の信号強度変化を、非線形最小自乗法を用いて、モデル理論式に回帰した。最終的に、組織内間質密度に依存したパラメータ、ならびに、組織血流、血管透過性に依存すると考えられるパラメータを求め、腫瘍部を含んだ三次元パラメータマップを作成した。手術が施行された患者で,術前に得られたパラメータ画像と手術後の摘出標本における腫瘍内微小血管密度、間質構築とを対比検討し、本法による腫瘍内angiogenesisのin vivo評価の可能性について検討した。また、健常ボランティアならびに同意の得られた患者で、測定を複数回施行し、動脈入力関数や得られる各パラメータ値の測定再現性を検討した。また、ガドリニウムの投与方法を急速静注から持続静注に変えた場合の動脈入力関数の変化、ならびに算出される各パラメータ値の変化も併せて検討した。今後、標準入力関数の代用が可能か否か、その妥当性についても検討を加える予定である。また、乳腺腫瘍以外の患者でも、本法を応用し、angiogenesisのin vivo評価の可能性について、検討を加えて行く予定である。近年、悪性腫瘍の発育、浸潤、転移に腫瘍血管新生(angiogenesis)の関与が注目されている.血管新生により、腫瘍の血流は増加するが、in vivoで腫瘍血流を非侵襲的に評価する方法はまだ確立されていない.本研究では、ダイナミックMRIとコンパートメントモデルを用いて、腫瘍血管新生を生体内で定量的に評価することの可能性を検討した.最初に基礎的検討として、Gd-DTPAの濃度と信号強度との関係について、ファントムを用いて検討し、低濃度領域での良好な直線性を確認した.

次いで、健常ボランティアで大腿動脈を入力関数とし、コンパートメントモデルとDeconvolution解析にて、正常筋肉の血流を求め、その妥当性を確認した.次に、骨軟部腫瘍患者で、腫瘍部を含む組織の血流機能画像を作成した.この血流画像にて、腫瘍内部の血流不均一性が確認できた.すなわち、腫瘍辺縁部では、活発な血管新生を反映して血流増加が示され、一方腫瘍中心部では血流低下が示された.また、治療後に腫瘍部の血流低下が確認され、本研究で得られた血流機能画像の将来的臨床応用の可能性が示された.なお、当初、乳癌患者で検討を行う予定であったが、胸腹部領域では呼吸性移動によるアーチファクトの影響が強く、現時点ではダイナミックデータの解析に問題が生じることがわかった.今後は、他の検査結果、組織所見との対比検討も合わせて、呼吸性移動が避けられない胸腹部他の領域の腫瘍への応用に向けて、さらに基礎的・臨床的検討を加えていく予定である.
戦後経済改革と高度成長

平成6年度の活動は、1研究会開催、2ヒアリング、3資料収集、4収集資料整理の4分野にわたる。1研究会研究会は、平成6年6月より平成7年2月迄に8回開催し(平成7年3月にも一回開催)、重点領域研究「戦後日本形成」の経済関係計画研究(本班及び橋本班)・公募研究参加者による研究発表・討論をおこなった。また、平成6年11月には、総括班が主催したシンポジウムに参加し、研究発表・討論をおこなった。2ヒアリングヒアリングは、東京芝浦電気株式会社・松下電器産業株式会社・伊藤忠商事株式会社の企業経営者・技術者を対象に9回(のべ9名)実施し、速記録を作成した(重点領域研究橋本班との共同作業で、速記録は、橋本班が保管している)。3資料収集資料収集は、GHQ文書・米国務省文書を中心におこない、マイクロフィッシュ、復刻資料を購入した。4収集資料整理収集資料整理は、前年度よりの作業を継続しておこなった。GHQ文書は膨大で、資料へのアクセスが極めて不便な状況にあるため、本研究では、同文書のコンテンツ・リストを基礎として、キーワードによる検索を可能にするデータ・ベース化作業を行っている。一昨年度は、同文書のうちトップシ-クレットTS文書の粗処理を終了し、経済科学局ESS文書に着手した。昨年度は、ESS文書の処理を継続したが、ESS文書自体も膨大であり、作業は、整理番号540(財閥解体・独占禁止関係文書)関係の約80%の粗処理を終了したにとどまった。よって本年度もESS文書の処理を継続し、540の粗処理を完了し、550(金融関係文書)に着手した。また、3月中にはTS・540をデータベースとして利用可能な状態にする予定である。本作業は、重点領域研究橋本班・公募研究者(伊藤正直東京大学教授・杉浦勢之青山学院大学助教授)との連携のもとに進められている。戦後経済改革と高度経済成長の関連の解明を課題とする本研究は、重点領域研究(1)の「企業構造の戦後的変容」、重点領域研究(2)の「戦後改革期におけるわが国金融政策・為替政策の研究」「戦後改革と公的金融の再編成」「戦後改革と経済発展の比較研究ー日本とイタリア」「ドイツの戦後改革と『経済の奇蹟』」との緊密な連携のもとに、平成4年度より開始された。研究活動は、(1)研究方法論の検討、(2)史料の収集、(3)史料の整理の3分野で進行中である。(1)研究方法論の検討に関しては、『通商産業政策史』(第I期戦後復興期)の執筆者(山崎広明・三和良一・橘川武郎・阿部武司・岡崎哲二・西川博史・伊藤正直)、米沢義衛青山学院大学教授(テーマ:朝鮮戦争特需の波及効果)を報告者とする研究会を開催し方法および未解明の論点の検討をおこなった。(2)史料の収集に関しては、戦後期の企業内資料の所在状況調査を進めると同時に、企業関係者からのヒアリングをおこない、速記録を作成した。(3)史料の整理に関しては、占領期の基本資料であるGHQ文書の検索データ・ベース化の作業に着手した。GHQ文書のDescription Cardのデータ・ベース化作業は国立国会図書館憲政資料室で進められているので、本研究プロジェクトでは、原資料のContents Listのデータ・ベース化を行なうこととして憲政資料室と分業体制をとっている。本年度は、TS(Top Secret)と分類されたGHQ文書の処理を終了し、経済科学局ESS文書の中から主要な分類群を選んでContents Listのコピー作成およびその検索データ・ベース化作業を続けている。平成5年度の活動は、1研究会開催、2ヒアリング、3資料収集、4収集資料整理の4分野にわたる。1研究会研究会は、平成5年4月より平成6年2月までに7回開催し(平成6年3月にも1回開催)、重点領域研究「戦後日本形成」の経済関係計画研究(本班および橋本班)・公募研究参加者、外部の研究者による研究発表・討論をおこなった。また平成5年11月には、総括班が主催したシンポジウムに参加し、研究発表・討論をおこなった。2ヒアリングヒアリングは、企業経営者・技術者を対象に8回(のべ12名)実施し、速記録を作成した(重点領域研究橋本班との共同作業で、速記録は、橋本班が保管している)。4資料収集整理資料収集整理は、前年度よりの作業を継続しておこなった。GHQ文書は膨大で、資料へのアクセスが極めて不便な状況にある。そこで、本研究では、同文書のコンテンツ・リストを基礎として、キーワードによる検索を可能にするデータ・ベース化作業を行っている。前年度は、同文書のうちトップシークレットTS文書の粗処理を終了し、経済科学局ESS文書に着手した。本年度は、ESS文書の処理を継続した。ESS文書自体も膨大であり、作業は、整理番号540(財閥解体・独占禁止関係文書)関係の約80%の粗処理を終了したにとどまった。本作業は、重点領域研究橋本班・公募研究者(伊藤正直東京大学助教授・杉浦勢之青山学院大学専任講師)との連携のもとに進められている。なお、次年度には、国立国会図書館で進められているGHQ文書のディスクリプション・カードを基礎とした検索データ・ベース化作業との連結を予定している。

1研究会研究会は、平成6年6月より平成7年2月迄に8回開催し(平成7年3月にも一回開催)、重点領域研究「戦後日本形成」の経済関係計画研究(本班及び橋本班)・公募研究参加者による研究発表・討論をおこなった。また、平成6年11月には、総括班が主催したシンポジウムに参加し、研究発表・討論をおこなった。2ヒアリングヒアリングは、東京芝浦電気株式会社・松下電器産業株式会社・伊藤忠商事株式会社の企業経営者・技術者を対象に9回(のべ9名)実施し、速記録を作成した(重点領域研究橋本班との共同作業で、速記録は、橋本班が保管している)。3資料収集資料収集は、GHQ文書・米国務省文書を中心におこない、マイクロフィッシュ、復刻資料を購入した。4収集資料整理収集資料整理は、前年度よりの作業を継続しておこなった。GHQ文書は膨大で、資料へのアクセスが極めて不便な状況にあるため、本研究では、同文書のコンテンツ・リストを基礎として、キーワードによる検索を可能にするデータ・ベース化作業を行っている。一昨年度は、同文書のうちトップシ-クレットTS文書の粗処理を終了し、経済科学局ESS文書に着手した。昨年度は、ESS文書の処理を継続したが、ESS文書自体も膨大であり、作業は、整理番号540(財閥解体・独占禁止関係文書)関係の約80%の粗処理を終了したにとどまった。よって本年度もESS文書の処理を継続し、540の粗処理を完了し、550(金融関係文書)に着手した。また、3月中にはTS・540をデータベースとして利用可能な状態にする予定である。本作業は、重点領域研究橋本班・公募研究者(伊藤正直東京大学教授・杉浦勢之青山学院大学助教授)との連携のもとに進められている。
形質の保全と戦略的獲得に基づく大規模木構造のための遺伝的プログラミング

式や自律制御のためのプログラム生成など,木構造で表現される変数からなる設計問題において,特に,大規模な木構造に焦点をあて,最適な構造を効率的に探索するための遺伝的プログラミングの汎用性の高い探索手法を開発することを目的に,(1)これまで開発してきた高い形質保全性を有する多段階探索交叉の改良,(2)過去の探索情報による良好な形質推定に基づく効果的な初期個体生成の開発,(3)木を指向的に成長させる探索スキームの導入の3点を,研究期間を通して行った.主に,最適解が既知の問題である関数同定問題を用いた性能解析を通して手法の有効性および適用指針を示した.本研究の目的は,式や自律制御のためのプログラム生成など,木構造で表現される変数からなる設計問題において,特に,大規模な木構造に焦点をあて,最適な構造を効率的に探索するための遺伝的プログラミングの汎用性の高い探索手法を開発することである.具体的にはこれまでに我々が提案している多段階探索交叉に効率的な木の成長スキームを導入する.平成26年度は,多段階探索交叉における近傍解生成の改良を行い,初期集団の木のサイズが多段階探索交叉の解探索性能に与える影響を,最適値を示す木(最適木)のサイズが既知である問題,既知ではない問題の2種を通して,最適解の発見率および木の成長推移から検証した.最適木の最小サイズが既知である連続関数同定問題の種々の例題で検証した結果,最適木の最小サイズ以上のサイズの木からなる初期集団を用いた探索においては,解の評価値に寄与しないイントロンが増加することなく,最適解が表現できる木のサイズに収束し,高い割合で最適解が得られることを示した.一方で,本手法は近傍解生成に木の成長作用を含むものの,集団の初期木のサイズが最適解の木のサイズより小さい場合には,木の成長が観測されず,最適解を得る割合が大きく減少した.また,逐次処理,条件分岐の要素で記述される制御モジュールの設計問題として,動的環境変化のもとで複雑な行動則設計が必要とされる代表的な問題の1つであるMario AIに本手法を適用した.非終端記号に逐次処理指示と2種の条件分岐,終端記号に7種の動作を定義したもとで本手法で最適化した.その結果,木のサイズのが大きいほど評価値が高く,初期解集団の木が大きいほど高い解探索性能を示した.以上より,本手法は十分なサイズの木からなる解集団で本手法は高い探索性能を持つが,最適解の木のサイズが不明な問題においては,強制的に成長を促すスキームが不可欠であることが分かった.本研究の目的は,自律制御のためのプログラム生成など,解が木構造で表現される設計問題において,最適な構造を効率的に探索するための遺伝的プログラミングの汎用性の高い探索手法を開発することである.具体的にはこれまでに我々が提案している多段階探索交叉に,さらに効率的な形質遺伝のオペレータおよび成長スキームを導入する.多段階探索交叉は木の成長を抑制しつつ,両親の形質を受け継がせることを目的とした近傍探索に基づく交叉である.平成27年度は,多段階探索交叉における近傍解生成に,探索過程で生成される個体群の情報からノードの出現に関する2種の確率モデルを導入した.検証には多く用いられるベンチマークである連続関数同定問題の例題,エージェントコントロールの基本的な例題を用いた.まず,初歩的な検証として,Probabilistic Incremental Program Evolutionで用いられる確率木を本手法に導入した.確率木では,探索で得られた優秀な解集合をもとに,各ノードにおいて記号それぞれの出現頻度が保存される.複数試行の探索を通して確率木を更新し,多段階探索交叉の近傍探索におけるノードの発生,削除の操作の際に,その記号分布を適用した.その結果,確率木はノード間の依存を考慮しないモデルであるが,いずれの問題においても,従来の多段階探索交叉と比較して高い確率で最適解を得られることがわかった.さらに,親子のノード間の依存を考慮するベイジアンネットワーク推定に基づく確率モデルを導入したところ,ノードを個別に扱う確率木と比較して,半分の評価計算回数で,より高い確率で最適解が得られることを示した.平成27年度の目標は近傍探索法の改良,および本課題を通しての目標である木の成長スキームの開発である.前者についてはすでに完了し,成果の一部は国内の学会で発表済みである.また,後者については,動的環境変化のもとで複雑な行動則設計が必要とされるエージェントコントロールの例題にその改良手法を適用するとともに,種々の成長スキームを試行している.以上のことから平成27年度の目標はほぼ達成したと考える.本研究の目的は,自律制御のためのプログラム生成など,木構造で表現される設計問題において,最適な構造を効率的に探索するための遺伝的プログラミングの汎用性の高い探索手法を開発することである.具体的には我々が提案している多段階探索交叉に,さらに効率的な形質遺伝のオペレータおよび成長スキームを導入する.多段階探索交叉は木の成長を抑制しつつ,両親の形質を受け継がせることを目的とした近傍探索に基づく交叉である.

平成28年度は,親子のノードの依存を考慮した確率表を持たせた確率木に基づく多段階探索交叉,および確率表をもとにした解の生成法を開発した.手法の評価検証には多く用いられるベンチマークである連続関数同定問題の例題を用いた.確率木では,過去の試行を含めた探索過程で得られる優秀な解集合をもとに,各ノードにおいて,自身とその親の記号の全組合せの出現頻度を記録した確率表が保持される.複数試行の探索を通して確率木を更新し,多段階探索交叉の近傍探索におけるノードの発生,削除の操作の際に,その記号分布を適用した.その結果,解に致命的な影響を及ぼす形質(致死形質)が抑制され,探索の早い段階で発見的に最適解が得られることから,良好な解の情報を利用することで,優良な形質の形成が促進されることを示した.さらに,確率表をもとにルートノードに確率的に子ノードを逐次追加して得られた木を初期個体として種々のGPで探索を行ったところ,最適解への到達率が大きく向上した.平成28年度の課題は,逐次処理,条件分岐の要素で記述される大規模な行動則の設計問題を対象として,多段階探索交叉の適用指針について検証するものであった.連続関数同定問題の中でも解の自由度の高くない例題においては大きな性能向上が見られた一方で,簡単なエージェント制御の問題において,確率木を導入した多段階探索交叉を適用したところ大きな性能向上が見られなかった.そのため,連続関数同定問題を対象に,解探索過程での形質の性質について得られた解をもとに分析を行い,確率木を用いた多段階探索交叉がうまく機能するための,問題に依存しない探索の方針を得た.成果の一部は国内学会,国際会議で発表済みである.以上のことから,平成28年度の目標にそった課題は達成していると考える.本研究の目的は,自律制御のためのプログラムの自動生成など,木構造で表現できる設計問題を対象として,規模の大きな木構造を効率よく構築するための遺伝的プログラミングの汎用性の高い探索手法を開発することである.木構造などの離散構造においては形質(部分解)を考慮した交叉の設計が最重要課題の一つである.平成29年度は,形質遺伝に加え,新たな形質獲得と木の成長を促進する多段階探索交叉の開発を行った.多段階探索交叉は,重要な形質を破壊することなく,さらに良好な解を段階的に構築する局所探索に基づく交叉である.形質の遺伝と形質の獲得は離散構造に距離(類似度)を定義することによって,2つの解に対して,設計空間上で内側の領域(内挿領域)と外側の領域(外挿領域)にわけることができる.交叉を適用する2つ親の距離に基づき,両親の内側を探索する内挿の多段階探索に加え,外側を探索する外挿の多段階探索を組み合わせた.大規模な木構造の構築を目標とし,外挿領域の多段階交叉で解である木の成長も実現するため,提案手法では外挿領域に親の木のサイズより大きな目標の解を生成し,その目標解に接近するように外挿領域で局所探索を進める.手法の評価検証には多く用いられるベンチマークである連続関数同定問題の例題を用いた.その結果,内挿領域への多段階探索に外挿領域への多段階探索を併用することにより,性能が向上することがわかった.また,最適解を表現するために必要な木のサイズが大きい例題ほど,最適解への到達率が大きく向上することを示した.式や自律制御のためのプログラム生成など,木構造で表現される変数からなる設計問題において,特に,大規模な木構造に焦点をあて,最適な構造を効率的に探索するための遺伝的プログラミングの汎用性の高い探索手法を開発することを目的に,(1)これまで開発してきた高い形質保全性を有する多段階探索交叉の改良,(2)過去の探索情報による良好な形質推定に基づく効果的な初期個体生成の開発,(3)木を指向的に成長させる探索スキームの導入の3点を,研究期間を通して行った.主に,最適解が既知の問題である関数同定問題を用いた性能解析を通して手法の有効性および適用指針を示した.
明石大橋の開通が阪神・四国間のトラック輸送に及ぼす影響

本研究では、1998年に開通が予定されている明石大橋の開通が阪神・四国間のトラック輸送に及ぼす影響について分析を行った。具体的には、1994年12月に阪神・四国のトラック事業所を対象に行われたアンケート調査結果をもとにして次のような分析結果を得た。1.阪神・四国間のトラック輸送の実態と現行ルートの選択要因阪神・四国間のトラック輸送の実態および現行ルートの利用理由などについて分析を試みた。この際特に、明石大橋と同様な連絡橋の事例として瀬戸大橋に着目した分析を行った。この結果、瀬戸大橋では「生鮮食料品」など緊急度の高い貨物が輸送されていること、「木材」などはフェリーを利用される傾向が強いこと、さらには、フェリーには「船中で運転手が休憩できる」といったメリットがあることなどを示した。2.明石大橋開通によるトラック事業所の経営環境変化に対する意識構造「共分散構造分析」を用いることで、トラック事業所の経営環境変化に関する意識構造モデルを構築した。この結果、明石大橋開通により「派生的な需要」の増加や、「物流サービスへの要求度」が増すなどといった経営環境変化が起きることを示した。またこうした経営環境変化が明石大橋の利用意向に影響を与えることもわかった。3.トラックによる明石大橋の選択要因明石大橋の選択要因を分析したところ、所要時間や輸送コストが大きな要因となっていた。特に、明石大橋の料金は5,500円を境にその利用率に大きな違いが見られることや、現行のルートによっても、料金による利用率の違いが見られることがわかった。一方、「船中で運転手が休める」などフェリー輸送特有の利点により、今後もフェリーを利用するとする事業所があることも確かめられた。