hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
４次元呼吸ダイナミ ックCTを用いた間質性肺炎における局所呼吸運動・病態解析

(被曝線量は、すでに先行的に行われている同種の呼吸ダイナミックCT研究より約3-4mSvと算出されており、通常の胸部CTの被曝線量(3-4mSv程度)と併せても、推奨の胸部CTの一回被曝量(10mSv前後)以下である)ザイオソフト社からレンタル契約している、隣接するより多時相での画像データの計算により動態の連続性をより緻密に再構成する技術・非剛体レジストレーションアルゴリズム・物体内の刻々と形状が変化するボクセルを追跡する技術等の画像処理技術を応用した4次元肺動態解析ワークステーションを用いて、現在、正常肺を含めた末梢肺野領域の呼吸内運動の局所間比較(容積・CT値ヒストグラムパラメータ・CT値から算出された推定空気量)や肺葉別の容積や平均CT値変化の解析を行っている。理由間質性肺炎、上葉優位型肺線維症或いは気腫合併肺線維症患者での肺野全体での4次元呼吸ダイナミックCTの画像データ収集は想定範囲内であるが、動態画像解析の対象範囲が、予想していたよりも多岐にわたること、臨床上有用な定量的パラメータを決定するための、動態画像解析に想定していたよりも多くの時間が必要であるため。末梢肺野の局所間、末梢肺野と近傍の比較的中枢側の気管支、肋間筋や横隔膜等において、呼吸内運動にどのような類似性・相違性が生じるかを、膠原病に関連する間質性肺炎、上葉優位型肺線維症或いは気腫合併肺線維症の間で群間比較、或いは郡内でも比較し、病態の進行や予後予測に貢献できる動態パラメータを検出すべく、詳細な画像解析を行う予定である。平成31年度も、引き続き、間質性肺炎、上葉優位型肺線維症或いは気腫合併肺線維症患者での肺野全体での4次元呼吸ダイナミックCTの画像データ収集を継続する。加えて、末梢肺野の局所間、末梢肺野と近傍の比較的中枢側の気管支、肋間筋や横隔膜等において、呼吸内運動にどのような類似性・相違性が生じるかを、膠原病に関連する間質性肺炎、上葉優位型肺線維症或いは気腫合併肺線維症の間で群間比較、或いは群内でも比較し、病態の進行や予後予測に貢献できる定量パラメータを検出すべく、容積・CT値ヒストグラムパラメータ・CT値から算出された推定空気量に加えて、末梢細気管支分岐角等の新たな詳画像解析を行う予定である。間質性肺炎、上葉優位型肺線維症或いは気腫合併肺線維症患者での肺野全体での4次元呼吸ダイナミックCTの画像データ収集は着実に進んでいるが、動態画像解析の対象範囲が、予想していたよりも多岐にわたること、臨床上有用な定量的パラメータを決定するための、動態画像解析に想定していたよりも多くの時間が必要であり、予定していた具体的な研究成果を発表するための国内及び海外学会参加のための旅費を使用しなかったことが、次年度使用額が生じた理由である。平成31年度は、研究成果を具体化して学会発表や論文発表を行い、必要な旅費や物品費を翌年度分として請求した助成金と合わせて使用する計画である。
ビタミンB_<12>を不斉触媒とする触媒的不斉合成に関する研究

ビタミンB2は天然に存在する不斉配位子をもつCo錯体であるがこれを不斉融媒として有機合成に応用することを検討し,以下の成果を得た.1.Znにより還元したCo(I)錯体は電子吸引性の置換基を有するシクロプロパン類と反応し環の開裂を伴いCo-C結合を有する生成物を与える.2.Coに結合したアルキル基がキラルまたはプロキラルである場合それらのHNMRシグナルはビタミンB12の不斉空間において識別される.3.プロキラルなシクロプロパンとB12-Co(I)の反応においてはCo-C生成物の生成に際して不斉誘導が起こる.不斉選択性は0%(置換基がエステル基とアセチル基)から30%(置換基がエステル基とアルチル基)の範囲でる.4.シクロプロパン環の開裂反応においてはCo(I)のC2-位への攻撃とG-位のプロトン化は協奏的に起こり,不斉誘導はCo(I)の基質に対するアプローチのコントロールで決まる.5.上述のCo-C生成物は水-イソプロバノール中で可視光照射によりホモリティックな開裂をうけ,生じたアルキルラジカルはイソプロバノールより水素を引きぬき還元体を与える.6.5の反応を更に還元剤であるZnの存在下で行えばシクロプロパン誘導体の光化学的触媒的還元反応が達成される. 2の時例えばノーフェニルー1-シクロプロパンカルボン酸エステルを基質に用いるとかなりの不斉還元が起こる.7.上の反応でマイケルオレフィンを共存させると,光開裂により生成したアルキルラジカルがラジカル機構によりマイケル付加をおこし次いでイソプロバノールからの水素移動により,マイケルオレフィンのC-3ホモロゲーションが達成される.この場合水素原子供与体としてのイソプロバノールの存在は必須である.ビタミンB2は天然に存在する不斉配位子をもつCo錯体であるがこれを不斉融媒として有機合成に応用することを検討し,以下の成果を得た.1.Znにより還元したCo(I)錯体は電子吸引性の置換基を有するシクロプロパン類と反応し環の開裂を伴いCo-C結合を有する生成物を与える.2.Coに結合したアルキル基がキラルまたはプロキラルである場合それらのHNMRシグナルはビタミンB12の不斉空間において識別される.3.プロキラルなシクロプロパンとB12-Co(I)の反応においてはCo-C生成物の生成に際して不斉誘導が起こる.不斉選択性は0%(置換基がエステル基とアセチル基)から30%(置換基がエステル基とアルチル基)の範囲でる.4.シクロプロパン環の開裂反応においてはCo(I)のC2-位への攻撃とG-位のプロトン化は協奏的に起こり,不斉誘導はCo(I)の基質に対するアプローチのコントロールで決まる.5.上述のCo-C生成物は水-イソプロバノール中で可視光照射によりホモリティックな開裂をうけ,生じたアルキルラジカルはイソプロバノールより水素を引きぬき還元体を与える.6.5の反応を更に還元剤であるZnの存在下で行えばシクロプロパン誘導体の光化学的触媒的還元反応が達成される. 2の時例えばノーフェニルー1-シクロプロパンカルボン酸エステルを基質に用いるとかなりの不斉還元が起こる.7.上の反応でマイケルオレフィンを共存させると,光開裂により生成したアルキルラジカルがラジカル機構によりマイケル付加をおこし次いでイソプロバノールからの水素移動により,マイケルオレフィンのC-3ホモロゲーションが達成される.この場合水素原子供与体としてのイソプロバノールの存在は必須である.天然に大量産生する補酵素ビタミン【B_(12)】は反応中心のコバルト近傍に多くの不斉要素をもつ。ビタミン【B_(12)】を不斉触媒としてプロキラルな有機基質の不斉誘導に用いるための基礎的研究を行った。1.ビタミン【B_(12)】によるシクロプロパン環の開裂ビタミン【B_(12)】の還元型Co(【I】)は、電子吸引性基を有するシクロプロパン環を容易に開裂しコパルト(【III】)ー炭素結合を形成し、アルキルコバラミンを与える。生成物は別途、開裂部分に相当するハロゲン化物を【B_(12)】〔Co(【I】)〕と反応させその【^1H】-NMRを対比し、構造決定を行った。【B_(12)】に対する反応性は、1,1-ジ置換体X,Yについて比較すると次のようになる。(生越・戸井・鈴木)2.ビタミン【B_(12)】による不斉誘導基質としてプロキラルな1,1-ジ置換シクロプロパン,【(CH_2)_2】C(X)(Y)を用い【B_(12)】〔Co(【I】)〕と反応させると生成物として、アルキルコバラミン,〔Co(【III】)〕-C【H_2】C【H_2】-CH(X)(Y)が得られる。BrC【H_2】C【H_2】CH(X)(Y)と【B_(12)】〔Co(【I】)〕の反応で得られる生成物の【^1H】-NMRを対比させると、X,Yの組合せによって不斉誘導が生じていることを見い出した。特に【(CH_2)_2】C(X)(Y)の置換基の一つをアルキル基にするとアルキル基の大きさに光学収率が依存している。

すなわちアルキル基が大きくなると、基質がCoに近接する段階で【B_(12)】の構成する不斉空間と相互作用するために不斉誘導がされたものと結論し得る。(青山・生越)以上、ビタミン【B_(12)】の不斉場を用い、プロキラルな基質と反応させ、不斉有機金属化合物へ誘導し得ることが判明した。さらに光学収率を上げ電気化学的手法でCo-C結合をheterolyticに開裂させ、ハロゲン化アルキルに反応させ、官能基を含む増炭反応の触媒としての可能性を探求する。
生体膜リン脂質の配向性制御分子の同定とその機能についての研究:細胞の形態形成における役割に着目して

生体膜を構成する脂質二重層内外でリン脂質が非対称に分布することが古くから知られているが、その生物学的な意義は未だに明らかにされていない。我々は、細胞質分裂終期の分裂溝において局所的にリン脂質配向性が解消し、このリン脂質の動きが収縮環の再編シグナルとなっていることを見出した。この観察を契機に一連の解析を行い、形質膜におけるリン脂質分子の分布や配向性の変化に起因する局所的な膜構造のゆらぎが、細胞骨格系蛋白質を始めとする機能分子が会合・集積する場を特定する位置情報となり、細胞の形態や極性形成に関わる可能性を提唱している。このような仮説を検証する目的で、形質膜における膜リン脂質分子の配向性に異常を来した酵母変異体群を樹立し、その原因遺伝子の解析から新たな膜リン脂質配向性制御蛋白質Ros3Pを同定した。Ros3Pは二回膜貫通型の糖蛋白質で、形質膜および小胞体を含む内膜系に存在し、その一部は酵母における脂質ミクロドメイン・ラフトにも結合していることが明らかとなった。遺伝子破壊及び高発現株を用いた機能解析により、Ros3Pは細胞膜内外でのリン脂質配向性を制御するとともに、アクチンパッチの形成や出芽部位の決定にも関わることが明らかとなった。哺乳動物でのRos3P相同分子は、腎臓・脳・肝臓に強く発現し、腎上皮細胞系ではアピカル側の形質膜及び小胞膜に局在する。本年度得られたこれらの知見は、Ros3Pが膜リン脂質と細胞骨格系のクロストークを介して細胞極性形成に関わるユニークな機能を有する分子であることを示唆している。細胞の形態及び極性形成の初期段階において、細胞膜の特定部位へのアクチンフィラメント系分子の集積と再構築が行われるが、その位置を決定するシグナルがどのように形成されているのか未だ明らかではない。本研究では、第一に、膜リン脂質の非対称分布に異常を来した酵母変異株を樹立し、その遺伝子情報を解析することにより膜リン脂質の配向性を規定する分子機構を明らかにする。第二に、膜リン脂質の配向性制御分子の酵母の出芽形成および神経細胞の軸索形成における役割を解析することにより、細胞骨格再編に如何に関わるかを検証する。この一連の解析を通じて、膜と細胞骨格の新たなクロストークに関する我々の仮説を検証し、さらに細胞形態の形成過程におけるリン脂質配向性制御分子の役割を明らかにすることを目的に研究を進めている。酵母変異株の樹立と解析-突然変異を誘発したS.cerevisiaeMHY501株5万コロニーよりPE結合性ペプチドに対する高感受性変異株15株、耐性変異株44株を樹立した。本年度は、高感受性変異株について解析を進めた。解析した6株はいずれも細胞内PE量の増加および細胞壁の状態変化は認められず、細胞内でのホスファチジルエタノールアミン分子の輸送あるいは存在状態に異常をきたした細胞株であると考えられた。これらの変異株にYCp50ライブラリーを導入することにより変異遺伝子の検索を行い、4株(S3,S6,S10,S15)について、シングルコピーで相補する遺伝子が同定された。S3株は第14染色体上の未知遺伝子(YNL323W)により変異が相補され、YNL323Wの破壊株を作製することにより同遺伝子の変異がペプチドに対す高感受性の原因であることを確認した。S3株の原因遺伝子をクローニングし詳細に解析した結果、同遺伝子は新規の膜貫通蛋白質をコードしていることが明らかとなり、同蛋白質をROS3と命名した。Ga17プロモーターを用いてROS3分子を親株に高発現させると、一つの細胞から多数の出芽が観察された。これらの知見は、ROS3分子が形質膜におけるホスファチジルエタノールアミン分子の動態の制御とともに、出芽部位の決定など細胞膜直下でのアクチン線維の動態をも制御することが明らかとなった。

脂質の膜ダイナミクスが、膜系と細胞骨格系とのクロストークに介在している可能性が明らかになってきた。本年度は、形質膜上におけるPEのトポロジー変化をセンスし、それをアクチン骨格の重合・脱重合を制御する分子群に伝達するメカニズムを明らかにする目的で、様々なアクチン制御因子の関与について検討を行なった。その結果、PE結合ペプチドにより分裂溝膜表層に現れたPEをトラップすると、アクチン線維と共に低分子量Gタンパク質RhoGTPaseが分裂溝部分に残存していることが明らかになった。RhoGTPaseは細胞分裂期において分裂溝に局在し、分裂溝におけるアクチン線維(収縮環)の重合・収縮および安定化を制御している。通常、Rhoは分裂後期(anaphase)においてGDP結合型(不活性型)からGTP結合型(活性型)に変換されることで分裂溝膜に移行して多様なエフェクター分子群を活性化し、分裂終期(telophase)が終了すると速やかにGDP結合型に変換されて細胞質に移行することが明らかにされている。そこで次に、分裂溝上に残存しているRhoが活性型か否かを明らかにするために、GST-rhotekinを用いたpull down assayを行なったところ、PE結合ペプチドを添加した分裂細胞では、分裂終期終了2時間後においてもRhoはGTP結合型であること、更にPE結合ペプチドを除くと速やかにGDP結合型に変換されることが明らかになった。この結果は、PEの膜トポロジー変化は、分裂溝膜部分におけるRhoGTPaseの活性化もしくは膜へのアッセンブリー制御を介して、アクチン骨格の制御を行なっている可能性を示唆している。生体膜を構成する脂質二重層内外でリン脂質が非対称に分布することが古くから知られているが、その生物学的な意義は未だに明らかにされていない。我々は、細胞質分裂終期の分裂溝において局所的にリン脂質配向性が解消し、このリン脂質の動きが収縮環の再編シグナルとなっていることを見出した。この観察を契機に一連の解析を行い、形質膜におけるリン脂質分子の分布や配向性の変化に起因する局所的な膜構造のゆらぎが、細胞骨格系蛋白質を始めとする機能分子が会合・集積する場を特定する位置情報となり、細胞の形態や極性形成に関わる可能性を提唱している。このような仮説を検証する目的で、形質膜における膜リン脂質分子の配向性に異常を来した酵母変異体群を樹立し、その原因遺伝子の解析から新たな膜リン脂質配向性制御蛋白質Ros3pを同定した。Ros3pは二回膜貫通型の糖蛋白質で、形質膜および小胞体を含む内膜系に存在し、その一部は酵母における脂質ミクロドメイン・ラフトにも結合していることが明らかとなった。遺伝子破壊及び高発現株を用いた機能解析により、Ros3pは細胞膜内外でのリン脂質配向性を制御するとともに、アクチンパッチの形成や出芽部位の決定にも関わることが明らかとなった。哺乳動物でのRos3p相同分子は、腎臓・脳・肝臓に強く発現し、腎上皮細胞系ではアピカル側の形質膜及び小胞膜に局在する。本年度得られたこれらの知見は、Ros3pが膜リン脂質と細胞骨格系のクロストークを介して細胞極性形成に関わるユニークな機能を有する分子であることを示唆している。
子ども同士のトラブルに保育者はどう関わっているか-「人間関係」の指導に関する研究

508事例のトラブル場面の保育記録を分析したところ、トラブルの原因は7分類され、幼児の年齢による違いが認められた。保育者のかかわりは17分類され、保育者は子どもの状態に合わせて、複数のかかわりを用いており、経験年数により特徴があることが認められた。これらから、トラブル場面の保育的意義は、(1)子どもの自己回復を支える、(2)共生の経験を支える、(3)解決法を学ぶ、(4)価値や規範を学ぶ、の4点にあるとまとめられた。本年度は、幼児のトラブルにかかわった保育記録を、東京地区・山口地区の保育者および学生の協力を得て500事例を収集することが大きな課題であったが、532事例の収集とそのデータベース化に取り組むことができた。また、この記録の約半分について統計的分析を行い、8月に乳幼児保育学会において、分析の理論的枠組みと保育者と学生のかかわりの比較分析結果について報告を行った。また記録の中から、3-5歳の各年齢の代表的な事例を抽出し、保育者のかかわりを中心にトラブル場面の保育的意義について分析考察し、「トラブル場面で子どもたちは、保育者の援助を受けて(1)自己回復の体験をする、(2)友だちとの共生の体験をする、(3)トラブル解決のスキルを学ぶ、(4)ものの考え方や規範を学ぶという発達に重要な体験をしている」ことを明らかにした。さらに、学生のかかわり方の特徴や課題を明らかにするために、山口地区の学生の統計的分析を行い、子どもの年齢及びトラブルの終結とかかわりとの関連について分析を行い、まとめた。また、収集した保育記録の中から、実践検討に有意義である事例を各年齢7例計21例を抽出し、それぞれについて記録者へのインタビュー調査を行い、記録周辺の情報を収集した。これに研究者の事例考察とこれまでの全体的研究成果などを加え、A4判50ページの保育事例集「『ごめんね』の向こうに」を作成した。記録作成協力者(約300名)および山口市内の保育者への配布を行った。20年度はさらにこれを保育者の研修会や学生の授業に活用し、授業研究を行う。幼児同士のトラブル場面に、保育者がどのようにかかわっているかを明らかにするために、保育者及び保育学生によって作成された保育記録(508事例)について統計的分析と事例考察を行った。統計的分析については、記述をコード化し、エクセルおよびSPSS統計パッケージを用い、トラブルの原因・介入のきっかけ・保育者のかかわりを、子どもの年齢・保育者の経験年算などによって分析した。その結果、ものの取り合いやルール、不快な言葉に起因するものについては年齢差が認められたが、仲間関係や不快な行為については認められなかった。保育者のかかわ語は18種類を抽出しま。保育者は複数のかかわりを組み合わせて用いており、その用い方は子どもの年齢や保育者の経験年算によって差があることがわかった。また記録から、保育者は一人ひとりの特性や状況に応じてかかわりを判断していることが推測された。これらのかかわりの意図を考慮し、保育者はトラブル場面の中で、(1)自己回復を支える(2)共生の体験を支える(3)解決法を探す(4)価値や規範を伝えるという4つの方向性をもってかかわっていることを明らかにした。事例考察については、昨年度の事例集「『ごめんね』の向こうに」に引き続き20年度では、事例の精選を行い、理論的考察を加えてブックレット「子ども同士のトラブルに保育者はどうかかわっているか-500枚の保育記録から」を発行した。また、保育記録の保育者養成における活用の可能性を探るために、収集した保育記録に基づいた授業を実践した。その結果、保育学生たちは保育記録を用いることによって具体的に考え合うことができることがわかった。またその過程で、学生たちが事例を多様な視点で読むことやトラブル内容の判断と行動面で多くの課題をもっていることが明らかにかになった。
ペースメーカー細胞の同種移植治療に関する研究

近年、Tissue engineeringを利用した心不全の治療として、骨格筋芽細胞、胎児心筋細胞、骨髄幹細胞などを、直接心筋細胞に移植する試みが報告されている。しかし、刺激伝導系の細胞を移植した報告は少ない。これまで、我々は不整脈の外科治療として、Maze手術やDual Cbamber Pacingなどの外科治療を積極的に行ってきた。その過程において、ペースメーカー細胞の移植という、新しい治療法に着目した。本研究ではペースメーカー細胞の同種移植について、二つのプロトコールの実験を行った。一つは、心筋細胞および心房筋細胞を初代培養し、同種の心房筋に移植を行うこと。また、骨髄間質細胞の培養より拍動性細胞を回収し、同種の心房筋に移植を行うことであった。今回の研究期間内においては、心房筋および骨髄間質細胞より、拍動性細胞を回収することは不可能であった。しかし、成犬の心筋細胞の初代培養は数日間は可能であるように、工夫を重ね初めて成功した。今後、洞結節を破壊した、同種犬に移植していく予定である。また、心房筋の細胞培養に関しても、実験を継続していく予定である。第二のプロトコールとして雑種成犬より洞結節周囲(右心房から上大静脈にかけての組織)を採取し同種犬の心房へ移植した。洞結節周囲を切除した犬は、心室調律の徐脈となったが、移植後より、再び、洞調律で心拍を再開した。移植部位にペーシングワイヤーを留置し、体外ペーシングを行った場合にも、ペーシング調律を得ることができた。しかし、P波の波形は術前とは異なっていた。また、急性期においては、徐脈になることが度々、認められた。今後、より詳細な興奮伝導について、マッピングなどを用い検討していく予定である。また、今回の実験においては、新鮮組織を用いたが、今後は、一度凍結した洞結節周囲組織を移植した場合についても検討していく予定である。本年度の実験は細胞培養を中心に行った。心筋細胞の場合、初代培養を行っても、すぐにアポトーシスに陥ってしまい、継代培養を行うことは困難であった。ある程度の集率で生きた細胞を得るためには新生仔犬の心筋細胞を培養していくほかはないようであった。しかしながら、それでは、臨床応用を考えた場合には、心筋細胞の入手はほとんど困難であると考えられた。そのため、われわれは新たに2つの方法を考えた。一つは、洞結節周囲の心房筋を組織として取り出し、凍結保存の後、再び解凍し、同種移植を行うものである。凍結保存をすることにより免疫原性を低下させ、洞結節をその周囲の組織を含めてそのまま心房筋に移植してしまうものである。移植後の心電図、およびペーシングを行った後の心電図により、移植洞結節の機能について評価検討予定である。もう一つは、雑種成犬の骨髄細胞の初代培養を行い、付着系の細胞である骨髄間質細胞を培養分離し、5-アザシチヂンを付加することにより、約23週間培養することにより、自己拍動をする細胞が得られた。今後は、この細胞をクローニングすることによりCMG細胞株を樹立し、細胞を採取した犬の冠動脈より注入することにより、自己細胞移植を行い、CMG細胞の心筋細胞内での表現型について検討する予定である。また、CMG細胞の表面にはPKH26という蛍光標識マーカーを付けることにより、移植細胞が生着しているか否かを評価する予定である。

本研究のこれまでの実験経過として、心筋細胞の初代培養の検討、骨髄細胞の培養、心房筋移植を行ってきた。その内、骨髄間質細胞の培養より拍動性細胞を得ることは、再現性が得られることが少なかった。そのため、培養細胞の移植へ向けた実験方針としては、成犬の心筋細胞の培養の確立へと変更した。新生仔犬の心筋細胞は報告はあるが、成犬の心筋細胞を培養した報告は少ない。第二の実験として、雑種成犬より、洞結節周囲(右心房から上大静脈にかけての組織)を採取し、同種犬の心房へ移植した。免疫の点を考えると、一度、液体窒素によって凍結し、免疫原性を低下させることも当初は考慮していたが、まずは手技を確立することを本年の目標とした。雑種成犬を麻酔下に右開胸し、洞結節周囲組織を切除した。その新鮮組織を、冷生理食塩水で洗浄のあと、同種犬の同部位へ移植した。移植部位にペーシングワイヤーを留置し、体外ペーシングを行い、ペーシング調律を得ることができた。しかし、急性期においては、移植組織からの電気的興奮は得られなかった。
安定性指標に基づく蛋白質立体構造予測法の確立

遺伝子配列(アミノ酸配列)に書かれているタンパク質立体構造・機能に関する情報を解読することは今日のライフサイエンス研究における最も重要な課題の一つである。アミノ酸配列から立体構造を予測しようとする時、1次元の配列ととりうる3次元の立体構造との適合性を評価するが、その予測構造の適合評価の基礎となる現有の「評価関数」は、経験的なもので精度の高いものではない。私達は、ヒトリゾチームをモデル物質として選び、全構造特性を網羅した変異型を作製し、変異に伴う構造変化と安定性変化のデータを集積し、「安定性/構造」データーベースを構築しつつある。本研究課題では、このデータベースを更に充実させて、信頼度の高い「評価関数」を作製し、蛋白質の立体構造を精密に予測できる方法を確立することを目的としている。本研究で得られた分子内部での系統的で網羅的なヒトリゾチーム変異型の安定性と構造変化のデータとこれまでに蓄積したデータを解析し、各安定化因子のパラメータを決定した。これを、立体構造予測などに役立つ、各アミノ酸残基の安定化スケールの新しいテープルとして提案することができた。更に、分子表面残基の安定化への影響を調べるために、ヒトリゾチームの分子表面にあるVal2,Va74,Val110に焦点を当てた。これらはそれぞれβ構造、ループ、そしてαヘリックスと違った二次構造上の部位に位置している。それぞれの部位での一連の疎水性残基(Gly,Ile,Leu,Met,Phe)への変異型を作成し、それらの安定性変化をDSCで構造変化をX線結晶構造解析で調べた。得られた結果を総合的に解析して、分子表面での置換による水和構造の変化を考慮すると、分子内部で得られたパラメターを、分子表面変異型においても同様に安定性の評価に活用できることが分かった。
標識付光子による中性K中間子生成を用いた∧ハイパー核の分光学的研究

本年度は、中性K中間子検出器系の構築およびモンテカルロシミュレーションを用いたエネルギー分解能と検出効率の評価を行なった。中性K中間子検出器系の要となるワイヤーチェンバー系に関しては、宇宙線を用いた、位置分解能および検出効率の評価を行なった。その結果、300μmの位置分解能と95%以上の検出効率を達成し、実用に耐える性能を確認した。モンテカルロシミュレーションでは、現実的な検出器と物質の配置を採り入れ、また実際の生データと同じ形式のデータを出力させ、実際に用いる解析コードで解析することにより、信頼度の高い評価を行なうことを可能にした。シミュレーションから、実験目的に十分な、KO中間子に対する11MeV/cの運動量分解能と、重心系における1.8度の角度分解能を得た。また、シミュレーションから得られたスペクトロメータの有効立体角と解析上の効率等から、実際に予定されている実験期間内に十分な統計をもったデータが得られることが確認できた。以上の研究成果を基に、来年度前半に、完成した測定装置を用いて、標的に対する中間子準自由生成の実験を行ない、近似による計算や中間子準自由生成データとの比較をもとに中間子生成素過程についての情報を引き出す。本年度は、光子標識化用位置検出器系の試作およびその性能評価を行なった。試作品には、企業から購入した、幅74mm、ストリップ幅0.5mmのシリコンストリップデテクタ(SSD)を用いた。このSSDは、耐放射線損傷性を高めた特別のものであり、実験期間中に予想される放射線量にも充分耐えうるよう設計されている。また、小型化した増幅、整形、デジタル化回路には、カリフォルニア大学サンタクルス校においてZEUS実験のために開発された、TEKZと呼ばれるデバイスを用いた。以上のデバイスを用いることにより本研究の目的達成のために必要とされる、1MeV程度のエネルギー分解能での光子標識化と、数十MHzの計数率に耐えられる検出器-読みだし系を実現した。試作した検出器系は、東北大学原子核理学研究施設および米国ジェファーソン研究所において性能評価試験を行なった。研究の目的達成のために必要な、チャンネルあたりの計数率数百kHzまで、検出効率および時間分解能に関して設計通りの動作をしていることを確認し、放射線損傷についても、実験期間中に予想されている線量の数倍の線量を与えても、性能の劣化が見られないことを確認した。
卵巣癌における内分泌療法(GnRH療法)の臨床導入に対する基礎的・臨床的研究

1)GuRH,FSH受容体の検討:当科にて新たに診断され手術療法を行った11例の症例において、RT-PCR法にて各受容体を検討した。その結果FSH、GuRH受容体は、原発巣においては54.2%,転移巣において68.7%検出された。2)有効な感受性テスト:in vivoの感受性テストに関しては、有効な方法を見つけ臨床導入に至る段階までは至っていない。2.GuRHa療法の臨床的検討については、GuRHaが卵巣癌においては保健適応外のため患者の同意が得られた10症例につき現在尚検討している。10症例は漿液性腺癌7例、粘液性腺癌2例、頻内腺癌1例で、IIIc期が8例、IV期が2例である。使用期間は6ケ月4年である。化学療法との併用が全例認められている。1年間の短期間でその有用性について有意な結果は得られていないが、全例において副作用は認めておらず、no change:8例pvcgressivldisease:2例であり、有用な傾向を認めている。
ダイナミックシステムのモデルベ-ス診断法に関する研究

本研究では,1.状態空間表示可能な線形集中定数系,2.ブラックボックス型のプロセス系,3.大規模系としての電力系統,及び4.分布定数系を対象シスムとしてとして,モデルベ-ス故障診断法の開発と応用について考察し,以下の研究成果を得た.1.については,(1)並列カルマン.フィルタ-と一般化尤度比検定を用いた,簡易診断と精密診断機構からなるオンライン処理可能な階層的故障診断法を開発した.また,(2)数値積分や無限パルス応答ディジダルフィルタと逐次同定アルゴリズムとを組み合わせて,連続線形システムの物理的パラメ-タを直接推定する手法を考察し,故障診断応用としての有効性を確認した.2.については,(1)故障診断に必要な各種の逐次同定アルゴリズムの収束性や数値的不安性を,パ-ソナルコンピュ-タ上で検討するためのCADシステムを試作した.また,(2)適応性御系の故障診断法として,カルバック識別情報量規範を故障検出指標として用いたオンライン診断法や,検出された制御対象システムのパラメ-タ変動が故障によるものか否かをファジィ推論により判断する診断法を開発した.特に後者は,システムの運転モ-ドや故障モ-ドに関する知識の利用をモデルベ-ス診断法の積極的に取り込んだ,いわゆる知識併用型のモデルベ-ス診断法であり,従来に観られなかった新しい診断法と考えられる.3.については,非線形大規模系として火力発電プラントを考え,その脱気器水位制御系統を診断対象として,線形摂動モデル化と一般化尤度比検定による診断法,及びシミュレ-タのパラメ-タ微調整による診断法を考案し,実系をモデルにしてその有効性を確認した.最後に4.については,放物型,双曲型の偏微分方程式で記述される分布定数系に対して,その状態変数や構造パラメ-タあるいは非線形の未知境界条件の推定.同定アルゴリズムを開発し,これらの故障診断応用について検討した.本研究では,1.状態空間表示可能な線形集中定数系,2.ブラックボックス型のプロセス系,3.大規模系としての電力系統,及び4.分布定数系を対象シスムとしてとして,モデルベ-ス故障診断法の開発と応用について考察し,以下の研究成果を得た.1.については,(1)並列カルマン.フィルタ-と一般化尤度比検定を用いた,簡易診断と精密診断機構からなるオンライン処理可能な階層的故障診断法を開発した.また,(2)数値積分や無限パルス応答ディジダルフィルタと逐次同定アルゴリズムとを組み合わせて,連続線形システムの物理的パラメ-タを直接推定する手法を考察し,故障診断応用としての有効性を確認した.2.については,(1)故障診断に必要な各種の逐次同定アルゴリズムの収束性や数値的不安性を,パ-ソナルコンピュ-タ上で検討するためのCADシステムを試作した.また,(2)適応性御系の故障診断法として,カルバック識別情報量規範を故障検出指標として用いたオンライン診断法や,検出された制御対象システムのパラメ-タ変動が故障によるものか否かをファジィ推論により判断する診断法を開発した.特に後者は,システムの運転モ-ドや故障モ-ドに関する知識の利用をモデルベ-ス診断法の積極的に取り込んだ,いわゆる知識併用型のモデルベ-ス診断法であり,従来に観られなかった新しい診断法と考えられる.3.については,非線形大規模系として火力発電プラントを考え,その脱気器水位制御系統を診断対象として,線形摂動モデル化と一般化尤度比検定による診断法,及びシミュレ-タのパラメ-タ微調整による診断法を考案し,実系をモデルにしてその有効性を確認した.最後に4.については,放物型,双曲型の偏微分方程式で記述される分布定数系に対して,その状態変数や構造パラメ-タあるいは非線形の未知境界条件の推定.同定アルゴリズムを開発し,これらの故障診断応用について検討した.本研究では、対象とするシステムとして、1)状態空間表示可能な線形集中定数系2)ブラックボックス型のプロセス系3)大規模系としての電力系統4)放物、双曲型の分布定数系の4つを考えている。1)については、システムパラメーターの急変による故障に対して、並列カルマン・フィルタ処理に基づく階層的故障診断法を確立すると共に、イノベーション系列の最適利用による精密診断性能の向上策を考案した。また、連続時間線形システムの物理的パラメータを保存した離散時間モデルの導出を行い、このモデルに対応した同定法を開発した。さらに、故障診断応用実験系として、直流電動機制御系を製作し、パラメータ変動による模擬故障の実現が可能となっている。2)については、各種のオンライン同定アルゴリズムの数値的不安定性などを検討しするための研究を支援システムをパーソナルコンピュータ上で試作した。また、故障に敏感な検出指標としてカルバック識別情報量規範の有効性を確認し、これを用いて適応制御系のオンライン故障診断を可能にした。3)については、電力系統の状態推定に関連して、従来解を求めるのが困難であった重負荷状態で有効な電力潮流計算法を考案した。また、故障診断対象として火力発電所の給水系を取り上げ、そのモデル化を行った。さらに、分散型の状態推定機講をもつ線形システムの動特性診断法として、一般化尤度比検定法を用いた分散的診断アナゴリズムを導出した。4)については、熱交換システムの非線形未知境界条件の同定において、非線形関数の展開項数について検討した結果、最適な近似項数の存在が明らかとなった。また、初期状態の有限次元推定問題について、情報量規範による最適次数の推定法を提案した。

本研では、(1).状態室間表示可能な線形集中定数系、(2).ブラックボックス型のプロセス系、(3).大規模系としての電力系統、および(4).放物、双曲型の分布定数系を対象としたモデルベ-ス故障診断法の開発を行ない、以下の研究成果を得た。(1)に対しては、システム構造パラメ-タの急変に起因した放障のオンライン診断を行なうため、モデル整合性を利用したオンライン故障検出用の簡易診断機構と、故障内容を識別同定するための一般化尤度比検定法による精密診断機構とから成る階層的故障診断システムを構築した。さらに、カルバック識別情報量規範に基づく故障パラメ-タの検出感度評価法を提案した。(2)に対しては、式誤差モデルで記述される未知対象システムの適応制御において、故障に起因したシステムパラメ-タ変動と正常なシステム変動とが混在する場合に、カルバック識別情報量規範を用いてシステム変動をオンラインで的確に検出すると共に、その変動が故障に依るものか否かを識別診断するため、システム運転モ-ドに関するあいまいな知識をファジィ推論に取込んだ故障診断エキスパ-トシステムを開発した。(3)に対しては、分散型推定機構をもつ線形システムのサブシステムの一つにおいて、状態量突変として表わされる故障が起った場合について、一般化尤度比検定法による各サブステ-ションでの診断結果を統合して故障したサブシステムとその内容を同定する分散・統合診断法を考案した。また、拘束条件を伴う非線形非定常システムの故障診断法として、システムの正常運転モ-ドを基準にした線形摂動モデルに基づく診断法を開発し、火力発電プラントにおける脱気器水位レベル制御系統への適用を試みた。(4)に対しては、分布定数系の診断に必要となる、分布定数系の有限次元近似法や、境界条件、状態変数およびパラメ-タの最適推定アルゴリズムを提案した。本研究では,1.状態空間表示可能な線形集中定数系,2.ブラックボックス型のプロセス系,3.大規模系としての電力系統,および4.放物,双曲型の分布定数系,を対象としたモデルベ-ス故障診断法の開発と応用について考察し,以下の研究成果を得た。1.については,数値積分や有限パルス応答フィルタ(IIR)を用いて、常微分方程式で記述される連続形線形システムの物理的パラメ-タを直接推定する手法を考案した。この物理的パラメ-タは、システムの故障を規定する故障パラメ-タとなることから,そのオンライン推定により故障の検出・同定が容易に行なえる利点がある。2.については,ARMAX型の入出力モデルで表わされる未知システムの適応制御において,正常と異常状態でのパラメ-タ変動が混在する場合の診断法として,カルバック識別情報量規範によるシステム変動のオンライン検出と,故障モ-ドに関す知識をファジィ推論に取り込んだ識別診断機構とを融合させた,知識併用型のモデルベ-ス故障診断法を考察した。3.については,非線形大規模システムとして火力発電プラントを考え,その脱気器制御系統を診断対象として,シミュレ-タに基づく新しい診断法を提案した。これは,対象システムの構造をシミュレ-タとして同定しておき,システムパラメ-タの急変に起因した故障発生に際して、両者の出力差を最小にするようシミュレ-タパラメ-タを微小調節して故障を同定する手法であり,常時、対象システムをシミュレ-タとして把握していることから,故障対応(Accommodation)にも有効であることを確認している。
ファルネシル転換酵素阻害薬を用いた胃癌腹膜播種に対する新規治療戦略

前年度研究では、HIF-1α高発現胃癌細胞株に対してFTIがより強い抗腫瘍効果を認めることを明らかにし、またFTIによる抗腫瘍効果はHIF-1αの発現抑制に加え、それに伴う活性酸素産生制御破綻もその一因である可能性が示唆された。本年度は、さらにその抗腫瘍効果機序およびHIF-1α発現抑制機序の解明に取り組み、ファルネシル化がその活性に関連するRheb蛋白に注目した。Rheb蛋白のファルネシル化は、mTORC1経路の活性化に重要な要素であるが、FTI投与によって胃癌細胞株のRheb蛋白のファルネシル化が阻害されることを明らかにした。それに伴い、mTORC1経路の下流に存在するp70S6KやS6、4EBP-1などの腫瘍増殖関連蛋白の活性化が抑制されることを確認した。さらに、HIF-1αそのものもmTORC1の下流に位置し、mTORC1の活性化によって上向き調節を受ける蛋白であるため、Rhebのファルネシル化阻害によって、結果として発現抑制を受けたものと推測された。動物実験では、HIF-1α高発現細胞株、低発現細胞株を用いて、皮下腫瘍モデルおよび同所性移植モデルを作成し、FTIの抗腫瘍増殖効果の検証を行った。興味深いことに、in vitro実験の結果と同様、HIF-1α高発現細胞株に対してFTIはより強い抗腫瘍効果(腫瘍増殖抑制効果)を認め、低発現細胞株に対してはごくわずかな抗腫瘍効果にとどまった。以上より、HIF-1αが高発現を示すような高度悪性形質の胃癌(特に腹膜播種を効率に引き起こすような胃癌)に対してこそ、FTIの抗腫瘍効果が期待でき、新たなコンセプトの治療戦略へと発展する可能性が示唆された。さらに、FTIによるHIF-1α発現抑制機序および抗腫瘍効果機序に関してもアプローチできた。現在、研究成果をまとめ、国際学会での発表および英文研究雑誌への投稿を準備中である。転写因子であるHIF-1αは、癌の血管新生や浸潤・転移能、エネルギー代謝変容、さらには抗癌剤耐性など、癌の悪性形質獲得およびその増強への寄与が知られている。我々は、これまでにHIF-1αが胃癌の5-FU耐性や腹膜播種に関与すること等を報告してきた。本研究において、種々の胃癌細胞株よりWestern blot(WB)を用いてHIF-1α高発現株を選定した後、同細胞株にファルネシル転換酵素阻害剤(FTI)を投与したところ、濃度依存的なFTIによるHIF-1α発現抑制効果が認められた。これらHIF-1α高発現株は低・未分化型胃癌由来であり、高度に腹膜播種を引き起こす胃癌であると考えられる。即ち、HIF-1α高発現は腹膜播種を来しやすい胃癌の特徴の一つであり、一方、FTIがHIF-1α発現を抑制することから、腹膜播種を来す高悪性度の胃癌にこそFTIの抗腫瘍効果が期待できることを示唆している。次いで、実際の抗腫瘍効果を評価するため、HIF-1α高発現株および低発現細胞株を用いて、in vitroで増殖能や浸潤能、転移能をを評価したところ、HIF-1α高発現胃癌細胞株においてFTIのより強力な抗腫瘍効果が認められた。また、FTIによるSnail発現の抑制やE-cadherin発現の増加が確認され、転移能に関わる因子の発現変化にも関与していることが示唆された。さらにHIF-1αがWarburg効果と呼ばれる癌に特徴的なエネルギー代謝に関与し、活性酸素産生制御の中心的な役割を果たすことから、FTI投与による細胞株の活性酸素の変化を評価した。その結果、HIF-1α高発現細胞株において、FTI投与によって経時的な活性酸素の増加が認められた。以上より、FTIによる抗腫瘍効果は、HIF-1αの発現抑制のみならず、それに伴う活性酸素産生制御破綻もその一因である可能性が示唆された。in vitroの実験系の遂行により、着実に実験データが積み重ねられている。また、概ね仮説に矛盾しない実験結果が得られている。これまに得られたデータに関して、第76回日本癌学会にて発表を行った。

興味深いことに、in vitro実験の結果と同様、HIF-1α高発現細胞株に対してFTIはより強い抗腫瘍効果(腫瘍増殖抑制効果)を認め、低発現細胞株に対してはごくわずかな抗腫瘍効果にとどまった。以上より、HIF-1αが高発現を示すような高度悪性形質の胃癌(特に腹膜播種を効率に引き起こすような胃癌)に対してこそ、FTIの抗腫瘍効果が期待でき、新たなコンセプトの治療戦略へと発展する可能性が示唆された。さらに、FTIによるHIF-1α発現抑制機序および抗腫瘍効果機序に関してもアプローチできた。現在、研究成果をまとめ、国際学会での発表および英文研究雑誌への投稿を準備中である。今後は、ファルネシル転換酵素阻害剤(FTI)のHIF-1α発現抑制の機序解明に取り組むとともに、FTI投与による活性酸素量の変化が胃癌細胞に与える影響を明らかにしていく。まずは、ファルネシル化蛋白の全体量をELISAで評価し、さらに高度腹膜播種胃癌におけるFTIのターゲットとなるファルネシル化蛋白の探索、同定を試みる。具体的には、Mass spectrometryによる網羅的な検索を行うとともに、これまでの報告でFTIのターゲットとして報告されている蛋白に着目して実験を進めていく。また、FTI投与と活性酸素量変化、腫瘍抑制効果との関連性についてより詳細に評価するために、エネルギー代謝の変化をSeahorse XFp (海外研究協力者である金木正夫氏に依頼)で評価する予定である。十分なin vitroのデータを集積した後、HIF-1α高発現細胞株、低発現細胞株を用いて、皮下腫瘍モデルおよび同所性移植モデルを作成し、FTIの抗腫瘍増殖効果、抗腹膜播種効果を検証する予定である。以上について研究成果がまとまり次第、英文研究雑誌に結果を投稿する予定である。本年度に実施予定であった外注実験および国際学会での発表を次年度に延期したため、これらを次年度の当初の研究計画に加える。
肺癌の誘導する血管新生における新規血管新生因子IL-17の役割と機序の解析

肺癌の誘導する血管新生における新規血管新生因子IL-17の役割と機序の解析我々は、interleukin-17(IL-17)の非小細胞肺癌の誘導する腫瘍血管新生における役割と機序を解明するため、IL-17のヒト非小細胞肺癌細胞株Sq-19、LK-87及びA549細胞に対する作用を検討した。IL-17はヒト非小細胞肺癌細胞株Sq-19、LK-87及びA549細胞の増殖には影響しなかったが、Sq-19、LK-87及びA549細胞から非小細胞肺癌細胞の主要な血管新生因子IL-8、ENA-78及びGRO-alphaの産生を選択的に著明に増強した。反対に非小細胞肺癌細胞の産生する血管新生阻害因子であるIP-10やMIGの産生には影響しなかった。さらにIL-17発現ベクターを構築し、ヒト非小細胞肺癌細胞株Sq-19及びA549に遺伝子導入した。IL-17を遺伝子導入したSq-19IL-17及びA549IL-17細胞は、Sq-19WT、Sq-19Neo及びA549WT、A549Neoに比較して、SCID mouseでのin vivoの増殖が著明に増強した。CD31の免疫組織染色による検討により、Sq-19-IL-17及びA549IL-17腫瘍組織の血管密度が増加していることが判明した。SCIDmouseにCXCR-2の阻害抗体を投与すると、IL-17の非小細胞肺癌細胞のin vivoの増殖促進作用がほぼ完全に消失することを判明した。手術摘出非小細胞肺癌組織の免疫組織染色による検討の結果、非小細胞肺癌組織でIL-17の産生している細胞は、浸潤しているTリンパ球で、非小細胞肺癌細胞自身にはIL-17の産生が認められなかった。これらの研究結果より、非小細胞肺癌組織に浸潤しているTリンパ球より産生されたIL-17がパラクライン的に非小細胞肺癌細胞に作用して、非小細胞肺癌細胞からの腫瘍血管新生因子の産生を増強することで腫瘍血管新生を増強し、非小細胞肺癌の増殖を促進している可能性が示唆された。我々は、IL-17がラット角膜法で新生血管を誘導することより、IL-17が新規の強力な血管新生因子であることを初めて見出した(Blood,2003)。この研究を基に、IL-17の肺癌への生物学的影響を検討した。IL-17を産生していない2種類の異なるヒト非小細胞肺癌細胞株に発現ベクターを用いてヒトIL-17 cDNAを導入すると、肺癌細胞のin vitroの増殖は変化しないが、肺癌細胞からの主要な血管新生因子であるIL-8及びGRO-alphaの産生を選択的に増加することにより、非小細胞肺癌の血管新生能を著明に増強し、SCID mouseに接種した際、in vivoの増殖を腫瘍血管新生を促進することにより著明に増強することを見出した。

また、手術により摘出された非小細胞肺癌組織から抽出したmRNAを用いた解析により、非小細胞肺癌患者の約70%の癌組織でIL-17のmRNAがPCR法により検出され、肺癌組織でのIL-17のmRNAの発現と肺癌組織の腫瘍血管密度には強い正の相関が見いだされた。すなわち、IL-17のmRNAがPCR法により検出された群の肺癌組織の腫瘍血管密度は、IL-17のmRNAがPCR法により検出されなかった群の腫瘍血管密度より明らかに高かった(submit for publication)。また、肺癌組織の免疫染色より肺癌組織に浸潤しているリンバ球はCD4 T cellが優位であることが判明した。以上の実験結果は,非小細胞肺癌組織において産生されるIL-17は非小細胞肺癌の誘導する腫瘍血管新生増強因子として作用する事を示唆している。肺癌の誘導する血管新生における新規血管新生因子IL-17の役割と機序の解析我々は、interleukin-17(IL-17)の非小細胞肺癌の誘導する腫瘍血管新生における役割と機序を解明するため、IL-17のヒト非小細胞肺癌細胞株Sq-19、LK-87及びA549細胞に対する作用を検討した。IL-17はヒト非小細胞肺癌細胞株Sq-19、LK-87及びA549細胞の増殖には影響しなかったが、Sq-19、LK-87及びA549細胞から非小細胞肺癌細胞の主要な血管新生因子IL-8、ENA-78及びGRO-alphaの産生を選択的に著明に増強した。反対に非小細胞肺癌細胞の産生する血管新生阻害因子であるIP-10やMIGの産生には影響しなかった。さらにIL-17発現ベクターを構築し、ヒト非小細胞肺癌細胞株Sq-19及びA549に遺伝子導入した。IL-17を遺伝子導入したSq-19IL-17及びA549IL-17細胞は、Sq-19WT、Sq-19Neo及びA549WT、A549Neoに比較して、SCID mouseでのin vivoの増殖が著明に増強した。CD31の免疫組織染色による検討により、Sq-19-IL-17及びA549IL-17腫瘍組織の血管密度が増加していることが判明した。SCIDmouseにCXCR-2の阻害抗体を投与すると、IL-17の非小細胞肺癌細胞のin vivoの増殖促進作用がほぼ完全に消失することを判明した。手術摘出非小細胞肺癌組織の免疫組織染色による検討の結果、非小細胞肺癌組織でIL-17の産生している細胞は、浸潤しているTリンパ球で、非小細胞肺癌細胞自身にはIL-17の産生が認められなかった。これらの研究結果より、非小細胞肺癌組織に浸潤しているTリンパ球より産生されたIL-17がパラクライン的に非小細胞肺癌細胞に作用して、非小細胞肺癌細胞からの腫瘍血管新生因子の産生を増強することで腫瘍血管新生を増強し、非小細胞肺癌の増殖を促進している可能性が示唆された。
要求定義の高品質化のためのシナリオの一貫性検証・シナリオ生成手法

H30年度は、H28、H29年度の成果である「分類網羅シナリオ生成機能」、「分類網羅シナリオ検証機能」を組み込んだシナリオの一貫性検証支援ツールの適用評価を行い、得られたフィードバックに基づき、表記ゆれをきめ細かく指摘する「派生形用語検証機能」、同様の意味で表現が異なる同義語を含むシナリオを抽出する「同義語シナリオ抽出機能」を開発した。H30年度までの研究成果を統合することで、シナリオの一貫性検証支援ツールは、「アクター」、「データ」、「画面」、「振る舞い」からなる設計要素が要求仕様書のシナリオ内で一貫している状態を検証することから、派生型の表記ゆれや同一分類に所属するシナリオの網羅状況の指摘、非網羅シナリオの生成等の要求定義工程のタスクの自動化ができるようになった。H30年度は、実案件シナリオの手作業による検証結果と、本ツールによる検証結果を比較し、技術者による評価結果へのフィードバックを得て、同ツールの有効性を確認した。加えて、情報システムを対象とした振る舞い用語の同義語辞書を構築した。さらに、対象分野が異なれば、同義語辞書のカスタマイズが必要になることから、用語の出現頻度による類似度を用いた同義語辞書自動生成手法の開発にも至った。要求定義に関わる様々なステークホルダが、シナリオの一貫性検証支援ツールが生成した検証レポートやシナリオを、技術文書のレビューや作成に活用し文書作成業務の効率化を図ることで、付加価値業務の創出へとリソースを集中させ業務改革を加速することへの貢献が期待できる。複数企業へのヒアリング過程で、レガシーシステムの要求仕様書の理解に多大なコストが発生していることが明らかになった。今後は、シナリオの一貫性検証支援ツールならびに辞書の自動生成の仕組みを活用し、膨大な量の要求仕様書の自動要約等の要求定義工程の様々なタスクの自動化に取り組む。平成28年度は、高品質な要求仕様書の生成のために、分類網羅用語辞書とルートシナリオ要素定義表からシナリオを派生させる仕組みを考案し、「分類網羅シナリオ生成」機能を開発し、シナリオの一貫性検証支援ツールを拡張した。期初計画では【H28年度の期初の研究実施計画】に示す、実施項目1の研究課題を解決する予定で、(1-1)シナリオの分類網羅に関する検証知識のルール化を試みた。その結果、実際の仕様書には同一分類を網羅する仕様の記述は少なく、同一分類を網羅するシナリオ自動生成支援がより重要であることが明らかになった。そこで、有識者インタビューと実仕様書の分析を通して、同一分類を網羅するシナリオの生成ノウハウを抽出し、シナリオ生成の機能を開発した。本作業は平成29年度に予定していた[実施項目2]の(2-2)の開発に相当する。なお、開発試作の一部は、ツールベンダーに委託した。平成28年度の成果により、例えば「担当者が顧客情報を登録する」というシナリオから、顧客情報の修正、削除、検索の4つのシナリオの自動生成が可能になり、高品質な要求定義の生産性向上が期待できる。【H28年度の当初の研究実施計画】[実施項目1]シナリオの一貫性検証知識の形式知化と支援ツールの開発の研究課題を解決する。具体的には、(1-1)有識者の備える検証ノウハウを検証ルールと辞書として形式知化し、(1-2)シナリオの一貫性検証支援ツールを開発する.【H29年度の当初の研究実施計画】平成28年度に得られた結果を基にして、[実施項目2]シナリオの一貫性検証支援ツールの評価およびシナリオ自動生成機能の追加の研究課題を解決する。具体的には、(2-1)シナリオの一貫性検証支援ツールの適用評価を行い,(2-2)シナリオを自動生成する機能を開発する。平成28年度の期初計画では検証機能の拡充を予定していたが、現実の仕様書では、設計要素に対するシナリオが網羅的に記述されているケースが多くないことが想定されたため、平成29年度に予定していた作業を前倒して実施した。具体的には、分類網羅用語辞書に基づき設計要素の用語を派生させることで、一文のシナリオから複数の仕様を自動生成する仕組みを考案し、シナリオの一貫性検証支援ツールを拡張する試作を行った。研究計画の一部変更はあるもの、作業の前倒しを行ったことで、おおむね順調にしている状況であると考えられる。H29年度は、(1)H28年度に開発した「分類網羅シナリオ生成」を組み込んだシナリオの一貫性検証支援ツールの実案件への適用評価、(2)検証ノウハウのヒアリング、(3)分類網羅検証機能の開発と同ツールへの組み込み・拡張を行った。(1)では、実案件の要求仕様書に記載のシナリオを入力し、ツールによるシナリオの生成状況を評価した。(2)では、(1)の評価の過程で得られた網羅的にシナリオを記述するための知見を整理し、同一分類に相当する派生用語の洗い出し、抽出結果を用いた検証ノウハウの有識者へのヒアリング、検証ノウハウのルール化を行った。同一分類に相当する派生用語としては、「アクター」、「振る舞い」の設計要素を中心として、同一分類に相当する設計要素用語の辞書事例を作成した。(3)では、(2)で形式知化した同一分類用語の辞書と分類網羅シナリオ検証の機能を開発し、シナリオの一貫性検証支援ツールを拡張した。分類網羅シナリオ検証の機能の開発試作の一部は、ツールベンダーに委託した。これにより、例えば、注文の登録についてのシナリオが存在するなら、注文の検索,変更、削除が同一の分類として網羅した状態でシナリオ全体に存在しているかどうかの検証が自動化される。