hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Hopfield型神経回路網モデルの組合せ問題解法能力の解明

本研究は,Hopfield型神経回路網モデルを用いて,種々の組合せ問題を解くための汎用シミュレータを試作しその能力を解明することが主たる研究目的である。研究成果は概ね次の通りである。1.Hopfield型神経回路網モデルを用いて解くことができる組合せ問題の形式として,0-1変数によって記述されたいくつかの制約条件と目的関数をもつ集合計画問題を対象とする汎用シミュレータを作成した。このシミュレータは,集合計画問題を定義するために必要なデータ(0-1変数の個数,制約条件および目的関数を表現する行列など)を入力して,集合計画問題の近似解を求めるものである。2.グラフの最大独立集合問題やナップザック問題などを集合計画問題として定式化し,上記の汎用シミュレータを用いてその能力を実験した。実験結果から,汎用シミュレータを用いた解法では,従来から提案されている個々の問題に対するヒューリスティックな解法に比較して若干劣る解しか得られないことがわかった。しかしながら,ヒューリスティックな解法は,個々の問題の特性を十分検討し工夫を凝らしたものであるため,その解法を考案するための一定程度の労力を必要とする。これに対して今回提案した汎用シミュレータによる解法は,個々の問題を集合計画問題に変換するだけでプログラムが完成するという意味において,十分実用的な価値があると思われる。3.上記の汎用シミュレータとは別に,確率的な動きを導入した神経回路網モデルであるボルツマンマシンを用いて,LSIの自動設計システムなどで必要となるスイッチボックス配線問題を解く手法を考察し,ある程度実用的な結果が得られた。本研究は,Hopfield型神経路網モデルを用いて,種々の組合せ問題を解くための汎用シミュレ-タを試作し,その能力を解明することが主たる研究目的である。本年度内に得られた成果は概ね次の通りである。1.Hopfield型神経回路網モデルを用いて解くことができる組合せ問題の形式として,0ー1変数によって記述されたいくつかの制約条件と目的関数をもつ集合計画問題を定義した。各制約条件は,指定された変数のうち値が1となるべきものの個数を規定するものであり,一方目的関数は,変数の実係数2次形式および実係数線形結合の和となっておればよい。2.上記の集合計画問題を解くことを目的とした,Hopfield型神経回路網モデルのシミュレ-タを作成した。ただし,ネットワ-クの各ユニットの出力として,2値に限定した離散モデルと0以上1以下の実数値を取る連続モデルの2種類を考え,また,ユニットの状態変化のタイミングについても3種類のモデルを考えた。3.作成したシミュレ-タで,ハミルトン閉路問題や最大独立集合を求める問題を解いて各種のモデルの解法能力を比較検討中である。4.上記の各種モデルによるシミュレ-ションの比較検討とは別に,Hopfield型神経回路網モデルのユニットの出力値を決定する際に確率的要素を取り入れたボルツマンマシンについても,その能力を検討した。ボルツマンマシンに関しては,汎用的なシミュレ-タではなく,LSI自動設計における重要な問題の一つであるスイッチボックス配線問題を解くシミュレ-タを作成してその能力を消討し,ある程度の成果が得られた。このシミュレータは,集合計画問題を定義するために必要なデータ(0-1変数の個数,制約条件および目的関数を表現する行列など)入力して,集合計画問題の近似解を求めるものである。2.グラフの最大独立集合問題やナップザック問題などを集合計画問題として定式化し,上記の汎用シミュレータによって解くためのプログラムを作成した。

具体的には,個々の問題に与えられる入力データを集合計画問題への変換する前処理プログラムと,集合計画問題の解を元の問題の解に翻訳する後処理プログラムをそれぞれの問題に対して作成することになる。3.実験結果から,汎用シミュレータを用いた解法では,従来から堤案されている個々の問題に対するヒューリスティックな解法に比較して若干劣る解しか得られないことがわかった。しかしながら,ヒューリスティクな解法は,個々の問題の特性を十分に検討し工夫を凝らしたものであるため,その解法を考案するための一定程度の労力を必要とする。これに対して今回堤案した汎用シミュレータによる解法は,個々の問題を集合計画問題に変換するだけでプログラムが完成するという意味において,十分実用的な価値があると思われる。
ヴェローナの画家一門バディーレ家(14-16世紀)に関する包括的な調査研究

北イタリアのヴェローナ市とその近郊に残る14-16世紀の壁画と美術館や公私収集に所蔵される板絵作品のうち、ヴェローナ地方画家たちの活動に関連する作品の写真撮影調査を行ない、特に、少なくとも13人の画家と1人の木彫家を輩出した芸術家一族バディーレ家に関する包括的な研究を実施した。報告書では16世紀中葉からヴェネツィア派絵画の巨匠となるパオロ・カリアーリ、通称ヴェロネーゼを誕生せしめたヴェローナの約2世紀に亙る絵画史研究にとり基礎的な資料となる成果を刊行する。写真撮影されたのは、ヴェローナ内外の12聖堂の壁画、ヴェローナ市立カステルヴェッキオ美術館所蔵のバディーレ一門の作品と1財団と1個人の所有する板絵である。それに基づく成果として、ヴェネツィア大学セルジョ・マリネッリ教授のバディーレ一族に関する包括的検討にはじまり、ヴェローナ市内サン・ピエトロ・マルティレ聖堂とサンタ・マリア・デッラ・スカラ聖堂のバディーレ一門に関する論考を小佐野重利、郊外ではブッソレンゴのサン・ヴァレンティーノ聖堂身廊壁画、エルベのサンタ・マリア・ノヴェッラ聖堂アプスの壁画、ティーネの教区聖堂サン・ヴィンチェンツォ聖堂内陣壁画について、それぞれ論考を諸川春樹、小佐野重利、京谷啓徳が執筆し、ヴィチェンツァ大聖堂およびナントの2新出壁画の修復中間報告をヴェネト地方歴史美術文化財局監督官キアラ・リゴーニが公刊する。研究資料編として、浦一章によるジョヴァンニ・バディーレ関連古文書の一部邦訳と解題のほか、現場での調査記録および撮影写真の目録を掲載する。新知見については、小佐野がイタリア語論文をVerona Illustrata, No.16(2003),pp.13-16にも掲載した。9月4日より9月21日まで、本年度研究実施計画に従い、サン・ピエトロ・マルティレ聖堂、サン・タナスタジア聖堂、サン・ジョヴァンニ・イン・ヴァッレ聖堂、イーラジの教区聖堂、エルベデッロのサンタ・マリア・ノヴェッラ聖堂の壁画、およびヴェローナ市立美術館と2つのプライヴェート・コレクションの板絵作品の調査・写真撮影を行なった。目下、それぞれ200枚余のカラー・ポジ、白黒ネガフィルムおよび35ミリ・スライドの整理を行なっている。と同時に、調査に参加した分担者諸川春樹によって撮影されたデジタル画像の編集作業が行なわれており、壁画調査の経過を記録した貴重な資料となるはずである。本年度調査から得られた新知見は、まだ十分に検討されていないため、確定的なことはいえないものの、若干の成果・新知見があった。ひとつは、研究代表者と分担者浦一章がヴェローナ国立古文書館の、特にテスタメンテイ(遺言書類文書)の調査から、研究課題の画家一門バディーレ家代々の構成メンバーについて若干の新知見と思われる文書を確認し、目下、当該分担者により検討が行なわれている。もうひとつは、ふたつのヴェローナ市内の個人コレクションにある、ほとんど新出作品というべき板絵作品を実見し、15世紀前半のバディーレ家周辺での作品であることを確認したことである。これらの新知見については、次年度の研究実施計画の範囲で2002年秋に行なう予定のイタリア人研究者を含めた研究発表会において中間報告を行なうつもりでいる。平成14年度は、2002年9月3日から21日までヴェローナ市内のサンタ・マリア・デッラ・スカラ聖堂主祭室およびその隣のグアンティエーリ礼拝堂壁画の調査・写真撮影と、セルジョ・マリネッリおよびキアーラ・リゴーニと共にヴイチェンツァ郊外ナントのサンタ・マリア・アヌンツィアータ旧聖堂で現在保存修復作業中の壁画、およびヴェローナのヴェネト州美術歴史文化財局修復所に保管されるヴィチェンツァ大聖堂マラスピーナ礼拝堂壁画の断片の調査をおこなった。

昨年度および本年度の海外学術調査を基に、本調査研究の中間報告を兼ね、2002年10月29日(火曜日)と11月23日(土曜日)とに、研究協力者であるイタリア側3研究者も参加する研究講演会を開催した。第1回研究講演会では諸川春樹、Giuliana Ericani(バッサーノ・デル・グラッパ市立美術館館長)が、第2回研究講演会では小佐野重利、Sergio Marinelli(ヴェネツィア大学教授)、Chiara Rigoni(ヴェネト州美術歴史文化財局ヴィチェンツァ地区監督官)が発表を行った(Chiara Rigoniの発表はChiara Ceschiによるイタリア語原稿代読)。その発表原稿は、図版を附し欧文のものは全文を翻訳したうえで本海外学術調査の最終報告書に掲載される。また小佐野の発表原稿は、東京大学文学部美術史研究室紀要『美術史論叢』第19号(2003)およびVerona Illustrate,15(2002)に掲載予定である。本年度の現地調査は、研究代表者および3研究分担者により多少滞在日程が異なるが、9月2日から13日の間に行なわれた。9月第1週目(1日から6日)の間に、ヴェローナ市内サン・テウフェミア聖堂に残るステーファノ・ダ・ヴェローナの大壁画(同聖堂側廊側の柱廊式玄関上部から剥離された壁画)とヴィチェンツァ近郊ティーネの教区聖堂、サン・ヴィンチェンツォ聖堂主祭室の壁画装飾の調査・写真撮影を実施した。この調査のうち、サン・ヴィンチェンツォ聖堂の壁画はミケリーノ・ダ・ベゾッツォの強い影響を受けた画家と、もう一人、ヴェローナとヴェネツィアの間で活動した画家の手になることが確認され、最終報告書で分担者京谷啓徳がその成果を執筆する予定である。第2週(8日から13日)には、平成13年度に撮影したヴェローナ市立カステルヴェッキオ美術館所蔵作品のうち、撮影ネガ・ポジフィルムの質の芳しくない作品の再撮影とヴェローナ国立古文書館等における資料調査を行なうとともに、イタリア側研究協力者セルジョ・マリネッリ教授(ヴェネツィア・カ・フォスカリ大学)やキアーラ・リゴーニ氏(ヴェネト州美術歴史文化財局ヴィチェンツァ地区監督官)と意見交換および彼らの最終報告書掲載予定の原稿についての打ち合わせを行なった。また、研究代表者は滞在中にヴェローナ市立美術館の研究雑誌"Verona Illustrata" n.16(2003)に本調査研究の新知見に関する小論を入稿した。本年度をもって海外学術調査は終了するため、帰国後、最終報告書作成に向け、一同鋭意努力し、目下(2月末)入稿作業に入っている。
ＣＳＲのフロンティア領域創成と日本版ＣＳＶ（共通価値創造）の構想

本研究は、CSRのフロンティア領域と目されるCSV(共通価値創造)のコンセプトとフレームワークを理論的・実証的に解明したものである。本研究を通じて、CSVは、社会課題解決に繋がる具体的な打ち手と企業の経営戦略とが表裏一体になって初めて機能する戦略コンセプトであることを明らかにした。また、社会課題解決に焦点を絞ったSV戦略が当事企業の収益力強化とコスト削減効果を生み、延いては株主価値の増大に繋がることを実証した。結果として、CSV/SV戦略は、社会課題解決のコストや対策の費用対効果を計算して見える化した戦略であり、必ずしも結果にコミットしない日本企業の「CSV」とは一線を画することを論証できた。本年度は、日本企業が取り組むCSR(企業の社会的責任)活動の現状を包括的に把握するための調査を実施したうえで、継続的な収益確保を見据えたCSV(共通価値創造の戦略)の動向把握と日本企業への適用可能性の道筋を明らかにした。世にいう「CSR元年」を経て、CSRの制度化(例:CSR専任部署の設置、CSR担当役員の任命、CSR活動の基本方針の策定など)が普及・浸透し、今や時代は「統合報告」へとシフトしている。こうした現実を踏まえ、本年度は、日本企業におけるCSR活動の現状を網羅するために、日本取締役協会企業倫理委員会(全65回)で報告された各社のCSR活動の全容を精査・分析し、以下の知見を得ることができた。第1に、「CSR」「企業倫理」に類別される活動に取り組む至る経緯は各社各様で、社内におけるウェイト付けも異なる。第2に、日本企業におけるCSR活動は、「社会貢献・慈善事業」に比重を置く善行奉仕型と、社会課題解決と事業戦略を融合したCSV型に分岐している。後者のタイプに属する企業群の多くは、CSR/CSV関連の業務に就く社員のキャリアパスを重要視するとともに、CSR指標や業績評価の指標(例:KPI、KGI)を積極的に導入している。次いで、本研究がスポットライトを当てる「日本版・共通価値創造の戦略(J-CSV)」の基本構造部分について、実地調査で得られた知見と文献研究とを突き合わせて検証・分析し、以下の知見を導き出した。すなわち、CSVの構成要素の第1(製品と市場の見直し)と第2(バリューチェーンにおける生産性の再定義)に関しては、CSV先進企業群が既に取り組んでいる。CSVの構成要素の第3(クラスター開発)については、関係者へのヒアリングを通じて、総合商社を核として形成される「官民連携(PPP:Public Private Partnership)」方式がメインストリームとなっている事実を突き止めた。CSVについては、Porter & Kramerが発表した一連の論文をはじめとして、CSVに特化したコンサルティングファームFSGやSVIの資料、及びネスレグループの世界本社がこれまでに公表した文書類を基に分析し、ネスレCSVの推進体制やパフォーマンス測定の仕組みを明らかにした。次いで、DWDG仮説の観点からネスレCSVを検証した。1「善いことを行う」について、ネスレ本社が謳う「社会にとっての価値」の内容と、社会課題解決の目標達成度を測るKPIの設定方法を明らかにした。2「業績を上げる」については、「社会にとっての価値」を創出しながら「株主にとっての価値(=企業価値)」を高める手法について、同社が公表している財務諸表を分析し検証した。1と2により、相手国や地域の経済開発や社会発展に資するCSVイニシアティブと企業業績との間に正の相関があることを実証できた。本年度中の研究により、ネスレCSVがグループ全体の組織再編「GLOBEプロジェクト」を素地とした戦略であることを確認した。また、ネスレ本社広報(PA)部門とCSV諮問委員会が主導して、相手国・地域の社会課題をどの程度解決したのかを見える化するための指標を設定しその推移を定期的に集計・モニタリングしている事実も確認できた。一連のマテリアリティ・アセスメントについては、社会・経済環境の変化に合わせてその内容を更新するとともに、ネスレ本社が作成したマトリクスに同社傘下の現地法人各社がアレンジを加えて独自に「マテリアリティ・アセスメント」を実施していることも確認した。こうした事実発見は、これまでの研究で明らかにされてきていない点であり、本年度中に得られた本研究の成果である。本年度は、CSVの概念規定の明確化とCSVの事例研究に焦点を絞って研究資源を充てた。本年度中に実施した研究のすべては、当初計画案を上回る成果を出している。第1に、CSVの原形とされるネスレCSVについては、1ビジョンの明確化、2戦略の策定、3プロセスの設計、4パフォーマンスの測定で構成されるSV戦略の各段階を明確化しただけでなく、同社の財務諸表を用いて「善いこと」と企業業績との間に正の相関があることを実証した。また、我が国初のCSVとして注目されたキリンホールディングスのCSV活動の推進体制や、キリンCSVの象徴としてしばしば取り上げられるノンアルコール・ビールテイスト飲料「キリンフリー」の開発プロセスから特許取得を経て市場投入に至る詳細を実証的に論証できた。さらに、両社ともグループ全体の長期経営構想に基づく戦略であるとともに、企業価値向上を視野に入れているという事実も明らかにできた。このようにして得られた研究の成果は、本研究が打ち出すJ-CSVの輪郭と戦略ロードマップを描くうえで極めて重要な意味を持つ。第2に、本年度までに得られた研究の成果を社会に広く発信することで、研究代表者の知見では得られない視点を本研究に盛り込むことができた。

本年度中の研究成果は、具体的には、1雑誌論文(計2件)、2学会発表(計2回)・招待講演(計1回)、3その他(業界新聞への記事掲載(社会課題の解決と企業活動:国際開発型ビジネスと企業活動[生産性新聞(第2479号)2015年11月15日])である。なかでも、「生産性新聞」編集部の取材と記事掲載を通じて、社会課題解決度の指標化の重要性を広く社会に発信することができた。また、日本取締役協会企業倫理委員会で行った講演に際しては、日本企業における過去13年間のCSR活動を振り返るとともに、統合報告の導入とともにCSRからCSVへと転換を図る事業戦略の傾向を経営者に向けて発表することができた。本年度は、CSVのコンセプトとフレームワークの精緻化を図るとともに、CSVが前提するDWDG仮説の観点から、我が国で先進的だとされるCSV事例を検証した。本研究で特に注目したのは、CSVと戦略の関係についてである。つまり、「CSRの一歩先行く」とされる「ネスレCSV」は、途上国の市場開拓を視野に入れ、「攻勢防御」の態勢を整えていることを明らかにした。具体的には、「社会にとっての価値」と「企業にとっての価値」とを見える化(指標化)して、本社主導で傘下の事業会社各社のパフォーマンス測定の体制を整備している。また、グループ全体の有機的成長率(OG)や実質内部成長率(RIG)の値は一定の範囲内で推移してきているだけでなく、同本社(スイス証券取引所上場)の株価と配当金も一定のレンジで動いてきている。以上の点で、ネスレCSVは、企業価値向上と株主重視の経営を視野に入れた戦略コンセプトなのだといえる。ともすれば「算盤尽」「情けは人の為ならず」の戦略だとされるネスレCSVとは対照的に、日本企業におけるCSVの先進事例には、以下の特徴がみられる。第1に、CSVを冠した事業の多くは、当該事業のキーパーソンとなる事業責任者の高い志に根差したものであり、「増収増益」「コスト削減」効果を視野に入れた戦略とは異なる。第2に、本社主導のCSV推進体制が整えられているものの、CSVの効果測定のフェーズにまで踏み込んでいない。ただそうはいってもやはり、「CEO・経営トップとして目指すべきは、倫理的に正しく、かつ増収増益を見込める領域である」という認識が共有されていることも関係者へのヒアリングを通じて明らかとなった。しかし、「倫理的に正しい決断を下しても、結果数値が付いてくることはかぎらない」という認識も同時に共有されている。こうした企業人の事実認識を踏まえたうえで、次年度の課題に取り組む予定である。本年度は、我が国で先進的だとされるCSV事例の分析に照準を絞って研究資源を充てた。本年度中に実施した研究の内容は、当初計画案に沿った成果を確実に出している。具体的には、以下のとおりである。第1に、CSVのコンセプトとフレームワークの精緻化を図るとともに、日本企業におけるCSVの先進事例を概観し、本研究の最終的な目標に据える日本版CSVの構想に至るロードマップの基盤的な条件を整理することができた。
消化器癌細胞および癌幹細胞の網羅的エピゲノム解析

消化器癌細胞および消化器癌幹細胞に特徴的なエピゲノムパターンを明らかにするため、マイクロアレイおよび次世代シークエンサーを用いて大腸癌細胞における遺伝子発現、miRNA発現およびヒストンメチル化をゲノムワイドに解析した。また、内視鏡切除された大腸癌臨床検体のDNAメチル化およびピストン修飾解析を行った。得られたエピゲノムデータを解析することで、大腸癌においてエピジェネティックに不活化したmicroRNA遺伝子を複数同定した。今回の研究から大腸癌における大規模エピゲノムデータが得られ、それらの情報を癌関連遺伝子やmiRNAの同定に応用できることが示された。本研究では、消化器癌幹細胞に特徴的なエピゲノムパターンを明らかにすることを目指した。初年度となる本年は、マイクロアレイおよび次世代シークエンサーを用いて大腸癌細胞におけるヒストンメチル化およびDNAメチル化をゲノムワイドに解析した。解析対象として大腸癌細胞株HCT116を用い、まずMethylated CpG Amplification (MCA)マイクロアレイ法によりゲノムワイドなDNAメチル化を解析した。次に、クロマチン免疫沈降(ChIP)法と次世代シークエンサーSOLiD3によるシークエンス解析により、ヒストンメチル化(H3K4me3)を解析した。これにより大腸癌細胞のゲノム全体のエピゲノムマップ情報が得られた。この情報を応用し、大腸癌細胞においてエピジェネティックに不活化されたmicroRNAの網羅的解析を行った。その結果、癌においてメチル化されているmicroRNA遺伝子12個を同定し得た。これらの結果よりエピゲノム解析が新規の癌関連遺伝子を同定する上で極めて有力であることが証明された。次にフローサイトメーターを用いて大腸癌細胞株のside populationを抽出した。これにより、SP細胞の癌幹細胞様性質の有無を検証すると共に、エピゲノム解析を行う準備を整えることができた。本研究では、消化器癌細胞および消化器癌幹細胞に特徴的なエピゲノムパターンを明らかにすることを目指した。まずマイクロアレイおよび次世代シークエンサーを用いて大腸癌細胞における遺伝子発現、miRNA発現およびヒストンメチル化をゲノムワイドに解析した。解析対象として大腸癌細胞株HCT116を用い、クロマチン免疫沈降法(ChIP)と次世代シークエンサーSOLiD3plusを組み合わせたChIPシークエンス解析により、転写活性化のマーカーであるヒストンH3リジン4のトリメチル化(H3K4me3)およびヒストンH3リジン79のジメチル化(H3K79me2)、転写抑制のマーカーであるヒストンH3リジン27のトリメチル化(H3K27me3)を解析した。またHCT116細胞のDNAメチル化酵素ダブルノックアウト細胞(DKO細胞)を同様に解析した。得られた情報を応用して大腸癌細胞におけるmiRNA遺伝子のエピジェネティックな制御を網羅的に解析した。その結果、大腸癌細胞においてエピジェネティックに不活化されたmiRNA遺伝子37個を同定し、さらにmiR-1-1遺伝子が大腸癌において高頻度にメチル化されていることを明ちかにした(論文投稿中)。さらに、内視鏡切除された大腸癌臨床検体からEPICAMをマーカーとして大腸癌細胞を抽出し、ChIPによるヒストン修飾解析を行った。これらの解析から、大腸癌における大規模エピゲノムデータが得られ、それらの情報を癌関連遺伝子やmiRNAの同定に応用できることが示された。
質量分析イメージングによる水晶体硫黄代謝機構の解明

新規白内障マウスモデルに独自のメタボロミクス解析技術を応用することで、水晶体における代謝産物の変動を網羅的に解析し、その透明性維持機構に関わる代謝制御機構を明らかにする。具体的には代謝経路のキーレギュレーターで水晶体混濁の原因遺伝子の一つであるCystathionine-β-synthase(CBS)のノックアウトマウスを用いて定量的質量分析イメージングによるin vivoメタボロミクス解析を行うことで、マウス水晶体における硫黄代謝の変化を時空間的に解明する。白内障発症機序の解明及び、代謝をターゲットにとした治療法に繋がる基礎的知見を生み出すことが大いに期待される。
鉄筋コンクリート造建物における壁の剛性と耐力の評価に関する研究

1.建築物の耐震性能に及ぼす耐震壁の影響についての検討:鉄筋コンクリート耐震壁に開口を設けた場合,開口周辺の梁には境界梁として大きな応力が発生するので,設計に際して十分な検討が必要である。境界梁をマルチスプリングモデルに置換し,耐震壁を2次元有限要素に置換した解析は,周辺骨組みと耐震壁の性能評価に有効であり,境界梁の設計応力の算定に有効である。また,開口端に杭を設けることは,骨組み全体の性能向上と,境界梁の応力集中緩和に大きな効果があることを明らかにした。スリット付き無開口壁が接合する梁を均一な矩形断面として線材でモデル化できるように,「スリット付き無開口壁が接合する梁の「矩形梁」に対する剛性倍率を提案した。モデルではスリット付き無開口壁が梁に接合しても,最大耐力は開口を無視した骨組みと変らない。2.建築物の耐震性能に及ぼす袖壁の影響についての検討:袖壁の長さを変化させた骨組みについて実験と解析を行った結果,袖壁長さが柱せいの半分程度であればこれを無視した設計を行っても,性能上問題がないこと,それ以上袖壁が長い場合では,袖壁をつけることによって変形性能は少なくなるが,梁のせん断設計に注意すれば,保有耐力も増加するので,建物全体の耐震性能を,等価一質点系に置換した,いわゆる限界状態設計法による評価によれば,耐震性はほぼ同等と考えられることが明らかとなった。3.建築物の耐震性能及ぼす方立て壁の影響についての検討:方立て壁を有する鉄筋コンクリート骨組みについて耐震性能に及ぼす方立て壁の位置と長さの影響を調べた。3次元有限要素法による解析結果は実験結果とよく一致し,現行の慣用設計法による方立て壁の評価は過大評価であることが明らかとなった。1.断面,柱内法長さを共通として,袖壁長さ,袖壁鉄筋比および袖壁厚さを変動要因とした袖壁付き柱の曲げせん断実験を行った.実験よって得られた結論は以下のとおりである.(1)袖壁長さが柱せい以下の場合には,曲げ降伏し,部材角1/100まで安定した復元力特性を示した.袖壁長さが柱せいを超えるものは,部材角1/200で壁板と柱との境界面でせん断破壊した.(2)袖壁付きの柱のせん断破壊には,一体型のせん断破壊と袖壁と柱との境界面でのスリップ破壊の破壊形式があり,袖壁横筋量が少ない場合には,スリップ破壊が起こる.(3)現在耐震診断等で用いられている,袖壁付き柱の曲げおよびせん断終局強度は実験結果との適用性が悪い.2.袖壁付き柱を含む1層1スパン骨組みの実験を行なった.柱の断面と内法寸法は前述した試験体と共通とし,スパン長さも一定とした.袖壁長さを変動要因とした.本実験で得られた結論は以下のとおりである.(1)梁端降伏が起こる場合には,袖壁付き柱を含む骨組みであっても大きな変形能力を示し,純ラーメン骨組みと同等の耐震性能を示した.(2)袖壁付き柱と梁との接合部における剛域は,袖壁と梁との接合面が引張りとなる側と圧縮となる側で異なる.圧縮となる側では袖壁と梁との接合部境界面から柱せいの1/4倍ほど中に入った位置まで剛域と考え,引張りとなる側では袖壁を無視して剛域を設定することが必要である.3.上記実験結果を3次元FEM解析で追跡し,袖壁横筋のスリップ破壊防止効果について調べるとともに、曲げ終局強度とせん断終局強度式を提案した.この提案式は.過去の実験結果も含めて実験結果と非常に良い適応性を示した.1.築物の耐震性能に及ぼす耐震壁の影響についての検討

鉄筋コンクリート耐震壁に開口を設けた場合、開口周辺の梁には境界梁として大きな応力が発生するので、設計に際して十分な検討が必要である。境界梁をマルチスプリングモデルに置換し、耐震壁を2次元有限要素に置換した解析は、周辺骨組みと耐震壁の性能評価に有効であり、境界梁の設計応力の算定に有効である。また、開口端に杭を設けることは、骨組み全体の性能向上と、境界梁の応力集中緩和に大きな効果があることを明らかにした。2.建築物の耐震性能に及ぼす袖壁の影響についての検討袖壁の長さを変化させた骨組みについて実験と解析を行った結果、袖壁長さが柱せいの半分程度であれば、これを無視した設計を行っても、性能上問題がないこと、それ以上袖壁が長い場合では、袖壁をつけることによって変形性能は少なくなるが、梁のせん断設計に注意すれば、保有耐力も増加するので、建物全体の耐震性能を、等価一質点系に置換した、いわゆる限界状態設計法による評価によれば、耐震性はほぼ同等と考えられることが明らかとなった。3.建築物の耐震性能及ぼす方立て壁の影響についての検討方立て壁を有する鉄筋コンクリート骨組みについて骨組みの耐震性能に及ぼす方立て壁の位置と長さの影響を調べた。3次元有限要素法による解析結果は実験結果とよく一致した。現行の慣用設計法による方立て壁の評価は過大評価であることなどが分かった。1.スリットが、壁付骨組みの耐震性状に及ぼす影響についてそで壁、垂れ壁、腰壁、方立て壁などの剛性と耐力を無視し明確な崩壊形を形成させるため,壁とフレームの際に耐震スリットを設ける設計はよくみられる。通常、鉛直方向のスリットの幅は腰壁、袖壁等の高さの1/100以上とし、地震時にフレームと緩衝しないように配慮している。一方、無開口壁の3面に完全スリットを設けた場合、剛性は矩形断面梁よりも増加すると予測され、梁の剛性の増加はスリット幅および接合する壁と梁との剛性の比などの影響を受けると考えられ梁の剛性評価を適切に行うべきであるが、研究資料は少ない。本研究では無開口壁の3面に完全スリットを有するフレームを想定した梁の2次元静的弾塑性有限要素法解析を行い、「スリット付き無開口壁が接合する梁」を「均一な矩形断面とした線材」でモデル化することを目標とし、その梁の剛性を矩形梁の剛性に対する比を提案することを目的とした。検討の結果、以下の結論を得た。1)スリット付き無開口壁が接合する梁を均一な矩形断面として線材でモデル化できるように、「スリット付き無開口壁が接合する梁の「矩形梁」に対する剛性倍率を提案した。2)モデルではスリット付き無開口壁が梁に接合しても、最大耐力は開口を無視した骨組みと変らなかった。
既存鉄骨造体育館における柱脚の耐震診断および耐震補強に関する研究

兵庫県内の既存鉄骨造体育館に関する資料を収集したところ,1981年以前に竣工した体育館では,耐震診断の基準となる構造耐震指標(Is値)および保有水平耐力に係わる指標(q値)が目標値を大幅に下回っている例がほとんどであった。これらの鉄骨造体育館の耐震性能を向上させるためには,ブレース材の交換または新設による耐震補強を行っている例が多く,また,露出柱脚の補強方法には,あと施工アンカーが使用されている。しかし,あと施工アンカーによる補強効果については不明な点が多いため,ブレース付骨組を用いた構造実験を行った結果,以下の新たな知見を得た。1.全試験体とも,既存アンカーボルトの破断により破壊モードが決定した。2.あと施工アンカーにより補強した試験体では,あと施工アンカーのコーン状破壊に起因すると考えられる基礎コンクリートのひび割れが観察された。3.実験終了時のあと施工アンカーについては,基礎コンクリートに埋め込まれた部分を含めて,顕著な曲げ変形が観察された。このような変形状態では,基礎コンクリートとの間に空隙が生じ,ボルト上部の空隙範囲では樹脂による付着力を期待できなくなる。付着力の喪失に伴いボルト下部のコンクリートの応力状態が厳しくなり,コーン状破壊を誘発した可能性がある。4.あと施工アンカーの補強による引張側柱脚の降伏引張耐力の増加は計算値と一致し,最大引張耐力の増加は計算値を上回った。5.せん断耐力に関しては,無補強試験体の場合も含めて,全ての試験体において,実験値は計算値を下回った。これは,繰返し加力に伴い,ベースプレートと基礎コンクリートの間のモルタル充填層が破壊し,アンカーボルトに曲げが作用したため,柱脚のせん断耐力が低下したものと考えられる。以上の実験結果より,あと施工アンカーにより耐震補強された柱脚が引張力を受ける場合のせん断耐力の評価には,あと施工アンカーの曲げ変形およびコンクリートの支圧破壊を考慮する必要がある。本年度は,既存の鉄骨造体育館の設計資料を収集するとともに,現在行われている補強設計の実例を検討した。得られた結果は,以下の通りである。1)竣工してから20年以上を経過している体育館では,構造耐震指標Is値が著しく低く耐震補強を必要とする例が多い。その場合,筋かいを追加することにより構造耐震指標Is値を満足させることが多い。2)筋かいを追加することで耐力が不十分となった露出形式柱脚では,既存柱脚のベースプレートに新たにベースプレートを溶接し,接着系の後施工アンカーを増打ちすることにより柱脚を補強している例が多い。3)構造設計では,露出形式柱脚をピン支持と仮定し,せん断力および軸力に対して設計された例が大半を占める。耐震補強の設計例では,アンカーボルトに作用する引張軸力に対しては既存のアンカーボルトのみの耐力に基づき検討し,せん断力に対しては既存のアンカーボルトと新設の後施工アンカーの累加耐力に基づき検討している例が多い。4)柱脚を半剛節と仮定して骨組数値解析を行ったところ,特に柱図心から離れた位置に後施工アンカーが打たれた場合では,比較的早期に後施工アンカーが引張降伏する可能性が高いことが明らかとなった。また,設計で後施工アンカーの引張耐力を無視しても,合理的な解決法にはなっていないことも指摘できた。次に露出形式柱脚の載荷実験を計画した。実験変数は補強方法(後施工アンカーの本数および配置)であり,無補強の試験体を含めて計7を計画し,現在,実験を継続中である。また,体育館の露出形式柱脚の耐力評価を行うため,極限解析に基づく検討を行った。

その結果,特に引張軸力を受ける柱脚の耐力を適切に評価するためには,柱脚に作用する軸力,せん断力および曲げモーメントの相関を考慮する必要があることが明らかとなった。本年度では,既存鉄骨造体育館のブレースの交換または新設する場合を対象として,あと施工アンカーを用いて露出柱脚の耐震補強を行うことを想定した実験を行った。試験体数は6体とし,あと施工アンカーによる補強量が主な実験変数である。H形断面柱およびH形断面梁より成る骨組に溝形断面ブレースを取り付け,アンカーボルトおよびあと施工アンカーを用いて,基礎コンクリートに接合し,試験体を製作した。併せて,あと施工アンカーの引張試験およびせん断試験も行った。得られた結果は,以下の通りである。1)全試験体とも,既存アンカーボルトの破断により破壊モードが決定した。2)あと施工アンカーにより補強した試験体では,あと施工アンカーのコーン状破壊に起因すると考えられる基礎コンクリートのひび割れが観察された。3)実験終了時のあと施工アンカーについては,基礎コンクリートに埋め込まれた部分を含めて,顕著な曲げ変形が観察された。このような変形状態では,基礎コンクリートとの間に空隙が生じ,ボルト上部の空隙範囲では樹脂による付着力を期待できなくなる。付着力の喪失に伴いボルト下部のコンクリートの応力状態が厳しくなり,コーン状破壊を誘発した可能性がある。4)あと施工アンカーの補強による引張側柱脚の降伏引張耐力の増加は計算値と一致し,最大引張耐力の増加は計算値を上回った。5)せん断耐力に関しては,無補強試験体の場合も含めて,全ての試験体において,実験値は計算値を下回った。これは,繰返し加力に伴い,ベースプレートと基礎コンクリートの間のモルタル充填層が破壊し,アンカーボルトに曲げが作用したため,柱脚のせん断耐力が低下したものと考えられる。
SPH法による気泡流動層の流動特性解析

本研究では、気流の流れ場の計算に空隙率を考慮したNavier-Stokes式と連続の式を用い、粒子の計算には連続体的、かつLagrangian的計算方法であるSPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)法を用いて、気流と粒子の相互作用項によって両者を連成し、気泡流動層の数値シミュレーションを行った。また、計算とほぼ同一条件で実験を実施し、可視化結果や運動特性値の測定結果について比較、検討を行った。計算結果と実験結果を可視化比較したところ、計算結果は実際の流動層で生成する気泡の発生、上昇、破裂の状態をよく表現しており、気泡の発生周期もほぼ一致していることが確認できた。SPH法を用いることによって、これまでの連続体モデルでは表現が難しかった小気泡の運動の状態や粉体の離散性を現実的に表現できることが分かった。SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)法は粒子群を連続体と見なして連続体要素の素片に分割し、その素片の運動を追跡する手法であり、粒子数に側限がないことや粉体特有の性質である離散性を表現しやすいことから粉体の流動計算手法として期待されている。SPH法のような連続体モデルで流動計算を行うためには粒子群の流動の性質を表す構成関係が必要となる。本研究の当該年度ではSPH法により粉体の流動計算を行うために必要となる構成関係について検討を行った。粉体はそれを構成する粒子が密に集合するほど粉体内部の応力が大きくなるため、粉体内部の応力は空げき率の関数として表わすことが妥当であると考えられる。本研究では、この応力と空げき率の関係を求めるために、離散要素法(DEM)による粉体の圧縮シミュレーションを実施した。DEMは個々の粒子に着目して粒子間接触力の計算をするため、個々の粒子に基づいた詳しいデータを得ることが可能であり、集合体である粉体内の空げきの状態や応力状態も詳細に求めることができる。いくつかの条件においてシミュレーションを実施し、それらの結果から応力と空げき率の関係を定めた。今後この関係を構成方程式として粉体の連続体モデルの方程式に導入し、SPH法によるシミュレーションを実施していく。また、本研究では、SPH法による気泡流動層のシミュレーション結果を検証するために、計算と同条件の実験を行う。本年度はこの実験を実施するための流動層装置の製作、測定装置の準備を行った。平均速度、変動強度は計算と実験で同様の分布傾向を示しており、おおよそ一致していた。気泡の上昇により流動層の中で粉体が循環する流れを形成していることが確認された。流動層で生じる現象や運動特性値をより実際に近づけるためには、より正確な構成関係、状態方程式を導出して用いる必要があると考えられる。本計算は現実の気泡流動層で観察される特徴的な現象をよく表現しており、現時点ではまだ粒子相の応力を表す構成関係に改良の余地があるが、今回の結果でSPH法が微小粒子からなる気泡流動層の数値シミュレーションに有力な計算手法であることが示された。本研究より、粒子数に制限のない連続体モデルで流動層のより正確な数値シミュレーションを行うことが期待できる。
秘密関数分散法に対する情報理論的性能評価と応用に関する研究

本研究では,従来の秘密分散法を拡張した秘密関数分散法を始めとして,視覚復号型秘密分散法,量子秘密分散法,離散数学的手法を用いた秘密分散法などの新しい秘密分散法を取り上げ,それらの効率のよい構成法の開発およびその応用に関する研究を行っている.本年度は,下記のような成果を得た.A)秘密関数分散法に関して(1)昨年度与えた秘密関数分散法の定義が分かりにくかったため,よりシンプルな定義と表記を与え,その定義に基づき,秘密関数分散法の符号化レートの下限を与えると共に,その下限を達成する線形な符号化法を与えた.(2)ランプ型秘密関数分散法に関しても,(1)と同様の成果を得た.(3)秘密関数分散法とグループ化秘密分散法とを組合わせることにより,結託に対してロバストな紛失通信システムを構築できることを示した.(B)視覚復号型秘密分散法に関して(1)濃淡画像に対する視覚復号型秘密分散法(VSSS)が,行列の多項式表現と偏微分方程式を利用して構成できることを示すと共に,その構成方法で,最適な(n,n)しきい値VSSSを構成できることを示した.これらの成果をまとめて,学術論文に発表した.(2)複数の秘密画像を有するVSSSを考え,その秘密画像がカラー画像,白黒濃淡画像のどのような画像の場合でも,VSSSを構成できる手法を開発した.(C)量子秘密分散法および離散的手法の秘密分散法への応用について検討を行った.本研究では,従来の秘密分散法を拡張した秘密関数分散法を始めとして,視覚復号型秘密分散法,量子秘密分散法,離散数学的手法を用いた秘密分散法などの新しい秘密分散法を取り上げ,それらの効率のよい構成法の開発およびその応用に関する研究を行っている.本年度は,下記のような成果を得た.A)秘密関数分散法に関して(1)昨年度与えた秘密関数分散法の定義が分かりにくかったため,よりシンプルな定義と表記を与え,その定義に基づき,秘密関数分散法の符号化レートの下限を与えると共に,その下限を達成する線形な符号化法を与えた.(2)ランプ型秘密関数分散法に関しても,(1)と同様の成果を得た.(3)秘密関数分散法とグループ化秘密分散法とを組合わせることにより,結託に対してロバストな紛失通信システムを構築できることを示した.(B)視覚復号型秘密分散法に関して(1)濃淡画像に対する視覚復号型秘密分散法(VSSS)が,行列の多項式表現と偏微分方程式を利用して構成できることを示すと共に,その構成方法で,最適な(n,n)しきい値VSSSを構成できることを示した.これらの成果をまとめて,学術論文に発表した.(2)複数の秘密画像を有するVSSSを考え,その秘密画像がカラー画像,白黒濃淡画像のどのような画像の場合でも,VSSSを構成できる手法を開発した.(C)量子秘密分散法および離散的手法の秘密分散法への応用について検討を行った.
モンゴル国における遊牧の気象学的・生態学的検証

遊牧の知識の客観的検証のために、モンゴル国北部のボルガン県の森林草原地帯で気象学的・生態学的・人類学的調査を実施した。一牧民の事例ではあるが、谷底にある夏営地と斜面上の冬営地の気温差から、盆地底の冷気湖の上にある斜面温暖帯に冬営地が設置されている可能性を指摘し、家畜にとって冬営地の気象条件が夏営地のそれより、冬季にいかに有利かを体感気温の観点から検証した。また、家畜の群れを移動群と定着群に分けて体重測定を実施した結果から、移動する場合のほうが体重増加に有利であることを示した。さらに、聞き取り調査により、調査地域が都市近郊に形成されている牧民集中地域であり、現在のモンゴル国における典型的な牧畜戦略のひとつとして、都市近郊に居住することで現金収入を最大化させようとする志向があることを明らかにした。乾燥かつ寒冷な気候環境の中、モンゴル高原では数千年にわたって遊牧が行われてきた。牧民は草と水を求めて家畜と共に季節的に移動する。近年、その移動が、土地への負荷の分散や自然災害からの回避につながるとして、遊牧の持続可能性が再評価されつつある。一方で1999/2000年以降3年連続の深刻なゾド(寒雪害)により家畜頭数が3年間で29%減少して遊牧の存続が危ぶまれるようになった。遊牧の伝統を無批判に肯定する必要はないが、その経験は軽視すべきではなく、最新科学によって再検証する価値がある。伝統的知識の有用性を抽出できれば、それを積極的に草原の管理などに活用し、自然災害対策に盛込み、遊牧を発展させることにも役立つはずだからである。筆者らは、遊牧に関する伝統的知識を科学的に検証することを目的に、モンゴル国北部の森林草原地帯にあるボルガン県で調査を実施している。2008年度は、牧民が「冬場はより暖かい場所を選んでゲルを設営する」という土地利用に関する伝統的知識を検証するために、優秀な牧民として表彰された経験もあるチョローン氏がゲルを設営する冬営地と夏営地の気象条件の違いを、両地点における気温の連続観測のデータから明らかにした。冬営地は丘の中腹、夏営地は谷底の川の傍にあり、標高はそれぞれ1492mと1300mで、192mの標高差がある。2007年8月25日から2008年3月24日の1時間ごとの両地点の気温のデータでは、両地点の気温差は、特に厳冬期の最低気温に顕著で、冬営地の方が標高が高いにも関わらず最大10.2度高温であった。気温の日変化では、夜間の差が最大になっており、盆地底の接地逆転層を避けた斜面温暖帯に冬営地が設置されていることを示唆している。モンゴルの家畜は寒冷な気候に適応しているとはいえ、-30度以下では採食が困難になることが知られているが、冬季の気温が-40度前後まで下がる調査地で牧民が微地形を巧みに利用して、家畜を飼養している事例を抽出することができた。筆者らは遊牧に関する経験知を科学的に検証することを目的に、モンゴル国北部の森林草原地帯にあるボルガン県で、気象学的、生態学的、人類学的調査を実施している。平成21年度は、冬営地と夏営地での気象観測より、家畜にとっての気象条件が夏営地のそれより、冬季にいかに有利であるかを検証した。結果は以下の通りである。1)冬季に冬営地と夏営地の間では、頻繁に逆転が起きていることが明らかになった。つまり丘の中腹にある冬営地の方が、谷底付近にあり標高の低い夏営地よりも暖かい。逆転は夜間に顕著だが、厳冬期は日中でも逆転が起きていて、冬営地がより暖かいことを示す。2)夏営地の方が冬営地よりも強い風が吹く事例が多く、これは牧民が風を避けて山影に冬営地を設置するという経験知と一致する。一方、夏営地では微風あるいは無風の事例も多い。斜面上にある冬営地では上方からの微風が吹き続け、夏営地に比べて冷気が溜まりにくい可能性がある。

3)風速と気温の関数である体感気温からみると、冬季にヒツジの採食が不可能になる事例が冬営地では1割に留まるが夏営地では4割となる。牧畜気象学的には、冬季は冬営地の立地が夏営地よりも好条件であることが定量的に明らかになった。遊牧に関する伝統的知識(遊牧知)の科学的検証を目的に、モンゴル国北部の森林草原地帯にあるボルガン県にて遊牧の気象学的・生態学的調査を実施し、主に二つの知見が得られた。(1)牧民が「冬場はより暖かい場所を選んでゲルを設営する」という土地利用に関する遊牧知を検証するために、優秀な牧民として表彰された経験もあるチョローン氏がゲルを設営する冬営地と夏営地の気象条件の違いを、両地点における気温の連続観測のデータから明らかにした。冬営地と夏営地の気温と最大瞬間風速の2冬季間(2008/09年2009/10年の11月3日一3月7日)の1時間値の散布図にy=0.4x+12.3というモンゴル国の牧畜気象学の成果である気温・風速と採食行動の関係図から読み取った近似式を重ねると(この線よりも上側ではヒツジは寒さと強風のために草地で採食が不可能になるとされる)、冬季中にこの基準を越えた厳しい条件が観測されたのは、2009年冬と2008年冬の夏営地で50.7%と30.8%、冬営地でそれぞれ29.3%と20.8%だった。両年とも冬は冬営地が夏営地より過ごしやすいこと、2冬では、記録的な寒雪害(ゾド)となった2009年今冬の気象条件が冬営地でも夏営地でも厳しかったことが明らかになった。(2)よい草と水を求めて家畜を移動させることが栄養状態にとって有利、という遊牧知の検証を目的に、ヒツジとヤギの移動群と定住群について、家畜の体重の季節変化の比較を行った。すべて識別された個体について2006年5月から2007年12月まで毎月末に体重を測定した。ヤギに関する結果は、群れの体重はスタート時点の2006年6月で移動群(26.1kg)のほうが定着群(30.0kg)よりも有意に軽かった(P=0.007)。その後7月から有意な違いはなくなり(P>0.05)、増体しながら定着群では10月に、移動群では12月に其々最大値をとった。注目されるのは12月には定着群(39.5kg)より移動群(422kg)のほうが有意に重くなったことで、(P=0.04).その後は常に移動群のほうが有意に重くなった(P<0.05)。
肝細胞脂肪毒性における内臓・皮下脂肪組織由来アディポソームの役割とその制御機構

我々は、内臓脂肪組織が肝細胞に特異的にアポトーシスと脂肪滴蓄積、すなわち脂肪毒性を誘導することを見出した。この現象を仲介するのは、脂肪細胞が分泌するエクソソーム(アディポソーム)ではないかと考え研究を行っている。前年度には内臓脂肪組織(VAT)が皮下脂肪組織(SAT)の約6倍のアディポソームを賛成していることを見出した。平成30年度には、脂肪酸輸送蛋白であるFATP2の発現を検討した。VAT, SATの培養上清から精製したアディポソーム(それぞれVAT-exo, SAT-exo)を、コラーゲンゲル上に単層培養したHepG2肝細胞の培養上清に添加した。コントロールに比し、VAT-exo, SAT-exo添加群は肝細胞のFATP2の発現が亢進していた。すなわち、アディポソームは脂肪酸取り込みを介して肝細胞の脂肪毒性を誘導していることが示唆された。また、VAT-exo, SAT-exo内のmicroRNA発現比較解析を行った。すでに文献で報告されている、肥満、2型糖尿病の病態制御に関与しているmicroRNAは抽出されなかった。脂肪毒性に関連する新たなmicroRNAが含まれている可能性があるため、引き続き解析を行っている。また、次年度は、アディポソーム自体が肝細胞内に取り込まれるかを確認する予定である。さらに、アディポソームの分泌や取り込みを阻害することで、脂肪毒性を抑制する治療に発展させ得ると考えている。産前・産後休暇および育児休業を取得したためmicroarrayで抽出されたデータをもとに、脂肪毒性を制御している可能性がある候補microRNAについて引き続き探索する。蛍光色素を用いてエクソソームを標識し、肝細胞内に取り込まれているか否か、VATとSATで取り込みに相違があるかを検討する。我々は,内臓脂肪組織が特異的に肝細胞にアポトーシスと脂肪滴蓄積,すなわち脂肪毒性を誘導することを報告した。この仲介因子として,脂肪細胞が分泌するエクソソーム(アディポソーム)を考えている。そこで,ラットの内臓脂肪組織(VAT),皮下脂肪組織(SAT)を採取し,コラーゲンゲルに脂肪組織片を包埋して3次元培養を行い,その培養上清から,エクソソーム回収試薬を用いてアディポソームを精製した。VAT由来アディポソームはSAT由来アディポソームの約6倍の蛋白量を示した。平均径はそれぞれ129 nm,143 nmであった。電子顕微鏡によるアディポソームの観察も行ったが,形態的な相違は認めなかった。次に,精製したアディポソームを,HepG2肝細胞単層培養の培養液に添加し,脂肪毒性誘導実験(in vitro実験)を行った。48時間観察したが,明らかな形態変化は認められなかった。そこで,細胞増殖/細胞毒性測定用試薬(Cell Counting Kit-8)を用いて,アディポソームが肝細胞の増殖・生存に与える影響を解析したところ,高濃度のVAT由来アディポソームが肝細胞の増殖を抑制する傾向があった。一方,高濃度のSAT由来アディポソームは影響しなかった。以上,VATはSATよりも多くのアディポソームを産生していることを明らかにした。また,VAT由来アディポソームのみでは肝細胞にアポトーシスを誘導するほどの十分な脂肪毒性を誘導しないものの,脂肪毒性の仲介因子として作用している可能性が示唆された。脂肪組織が産生するエクソソーム(アディポソーム)量は癌細胞株などに比し非常に少量であり,頻回に動物実験を行う必要があるため。産前・産後休暇および育児休業を取得したためVAT,SAT由来アディポソームからRNAを抽出し,microRNAの解析を行う。これにより脂肪毒性を制御している可能性のあるmicroRNAとそのターゲットを探索する。また,過去の予備実験から,アディポソームは肝細胞の脂肪酸取り込みを制御している可能性を考え,脂肪酸輸送分子の発現を解析する予定である。microarrayで抽出されたデータをもとに、脂肪毒性を制御している可能性がある候補microRNAについて引き続き探索する。

蛍光色素を用いてエクソソームを標識し、肝細胞内に取り込まれているか否か、VATとSATで取り込みに相違があるかを検討する。進捗状況がやや遅れており,マイクロアレイ等の高額の受託解析を次年度に行うこととしたため。産前・産後休暇および育児休業を取得したため、次年度への持ち越しが生じた。主に物品費で使用する予定である。
造血細胞移植の腸管免疫をToll様受容体で紐解く

腸内細菌叢と同種移植転帰との関連や、糞便移植の有用性を示唆する報告はあるが、機序の解明は進んでいない。研究代表者は、国内の同種移植約千例の臨床・遺伝学的情報と、実験的検証に基づき、「腸管上皮細胞・ホスト抗原提示細胞・ドナー白血球上のTLRが、腸内細菌叢の存在下で同種移植における腸管免疫を制御し、移植の成否に決定的役割を果たす」との仮説を着想した。本研究はこの仮説を検証するものである。本研究の成果により、移植後の合併症や再発リスクを統合的に減らすことができる。同種造血(幹)細胞移植医療のブレイクスルーにとどまらず、TLRがかかわる自己免疫疾患や感染症、がん、臓器移植診療への波及効果も期待される。
統合失調症の脳構造脆弱性のメガアナリシス

統合失調症における脳構造脆弱性について多数の研究がなされているが、統合失調症の異種性に加えて解析法の違いや人種の違いがあることから、その結果は十分な一致をみておらず、それぞれの部位における効果サイズ(違いの大きさ)も比較ができていないという現状がある。研究代表者はCOCOROという多施設共同の臨床研究体制を構築し、欧米で行われてきたメタアナリシスを超えるメガアナリシスを可能とする倫理基準を共有することで、欧米に匹敵する多数のデータを収集しており日本人における欧米にはないデータの精緻なクオリティコントロールを行い、精度の高い研究が実施可能である環境で、統合失調症における真の脳構造脆弱性とそのメカニズムを解明することを目的とする。すべてのデータを集めて一元的に解析する方法論を用いて、統合失調症の皮質下体積について、海馬、扁桃体、視床の体積減少と、淡蒼球の体積増加に加えて、尾状核と被核の体積増加を見出した(Okada et al., Mol Psychaitry)。これらの体積の異常の臨床的意義について、認知機能や社会機能との関連を検討した。統合失調症患者174名と健常者638名を対象に認知機能との関連解析を行い、統合失調症患者において海馬体積と記憶機能の関係を再現するのみならず、側坐核の記憶機能への寄与を明らかにした(Koshiyama et al., Transl Psychiatry. 2018)。更に、統合失調症患者163名と健常者620名を対象に社会機能との関連を検討したところ、右視床体積の社会機能への関与を明らかにした(Koshiyama et al., Sci Rep. 2018)。一方で、精神症状との相関は認められなかった。これらの結果から、統合失調症の皮質下体積異常は重要な患者アウトカムである認知社会機能の病態基盤であると考えられた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本邦では、遺伝的に均一な日本人でMRI機器の普及率が高いことから、これらの問題をクリアしやすい環境にある。H28年度は、メタアナリシスをメガアナリシスに発展させ、すべてのデータを集めて一元的に解析する方法論を用いて、統合失調症の皮質下体積について、海馬、扁桃体、視床の体積減少と、淡蒼球の体積増加に加えて、尾状核と被核の体積増加を見出した。SPMを用いたVBM法やFSLのFIRSTを用いた解析によりその普遍性の確認を行った。この時点のサンプル数は、統合失調症884例と健常者1683例であったが、更にサンプル数を増やし、統合失調症1630例と健常者3184例にした。画像のクオリティーコントロールを行い、FreeSurferを用いた解析を進めており、平成29年度中には、その結果が出る予定である。解析、サンプル収集とも、順調に進んでおり、共同研究体制やその連絡などの協力関係が良好であることがその理由と考えられる。この時点のサンプル数は、統合失調症884例と健常者1683例であったが、H29年度は、更にサンプル数を増やし、統合失調症1630例と健常者3184例にした。画像のクオリティーコントロールを行い、FreeSurferを用いた解析を進め、H28年度の結果の再現性が得られた。これらの体積の異常の臨床的意義について、認知機能やなどとの関連を今後検討していく予定である。