hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
樹状細胞機能の理解に基づく腫瘍特異的免疫誘導法の開発

樹状細胞は、生体の免疫反応を司る機能を持つ細胞群である。この重要な細胞群そのもの、あるいは、その機能を果たすために使用されている物質を利用することにより、癌免疫治療の開発が可能になると考える。今回我々は、樹状細胞の分泌するサイトカインの一つであるIL-23に着目して研究を進めた。IL-23はTh1細胞の維持・活性化およびIFN-γの産生を促進するだけでなく、最近その概念の確立されたTh17反応に深くかかわっている。マウス皮下腫瘍モデルにおいて、IL-23 cDNAの生体内electroporation法(IVE)によりIL-23蛋白を全身投与したところ、IL-23はIL-12と同等の抗腫瘍効果を持つことが判明した。またこの治療を受けたマウスでは、リンパ節ならびに脾臓のリンパ球にCD3抗体によるT細胞受容体特異的刺激を与えたところ、非常に強いIFN-γならびにIL-17の反応が見られた。つまり、担癌マウスへのIL-23蛋白の全身投与により、強いTh1反応およびTh17反応の両者が誘導されることが判明した。この反応と抗腫瘍効果との関連を検討するためIFN-γノックアウトマウスを用いた腫瘍モデルにおいて、同様にIL-23全身投与による治療を施行したところ、IL-23の抗腫瘍効果は完全に消失した。よって、IL-23の抗腫瘍効果発現にはTh1反応の方が強く関与していることが示唆された。また、IL-12(p35)ノックアウトマウスではIL-23投与の抗腫瘍効果が有意に減弱した。よって、IL-23による抗腫瘍効果には、内因性IL-12が重要な役割を果たしていることが示唆された。以上の結果より、IL-23の全身投与はTh1およびTh17両者の免疫反応を強く誘導するが、抗腫瘍効果の機序としてはTh1が主たるものであり、内因性のIL-12の存在が重要であることが示された。また、PGE2とOK432の併用刺激により誘導した成熟樹状細胞はIL-12およびIL-23を高発現していることが判明したため、この系においてもIL-23が何らかの役割を持つことが示唆された。これらの結果より、IL-23を利用すると抗腫瘍免疫反応を増強し得ることが示唆された。IL-23は、樹状細胞の分泌するサイトカインであり、memoryタイプのTh1細胞を刺激して、Th1細胞の維持・活性化およびIFN-γの産生を促進する。また、新規サブセットであるTh17細胞に作用して、Th17反応の増強およびIL-17産生を誘導することが最近報告されている。本研究では、IL-23の投与による抗腫瘍効果と、その免疫反応誘導の機序について検討した。マウス皮下腫瘍モデルにおいて、IL-23c DNAをIVEにより筋肉内に遺伝子導入することによりIL-23蛋白を全身投与したところ、IL-23はIL-12と同等の抗腫瘍効果を持つことが判明した。IL-23-IVEにより治療されたこれらのマウスから採取したリンパ節ならびに脾臓からリンパ球を分離してそのサイトカイン反応性について検討した。これらのリンパ球にCD3抗体を用いてT細胞受容体特異的刺激を与えたところ、培養細胞上清中に非常に高いIFN-γならびにIL-17が検出された。よって、担癌マウスへのIL-23蛋白の全身投与により、強いTh1反応およびTh17反応の両者が誘導されることが判明した。これらの反応と抗腫瘍効果との関連を検討するために、Th1反応が欠失していると考えられるIFN-γノックアウトマウスを用いた腫瘍モデルにおいて、同様にIL-23全身投与による治療を施行したところ、IL-23の抗腫瘍効果は完全に消失した。また、IL-12(p35)ノックアウトマウスを用いた腫瘍モデルでは、IL-23投与の抗腫瘍効果が有意に減弱した。以上の結果より、IL-23の全身投与はTh1およびTh17両者の免疫反応を強く誘導するが、抗腫瘍効果の機序としてはTh1が主たるものであり、内因性のIL-12の存在が重要であることが示された(Journal of Immunology, In Press)。また、PGE2とOK432の併用刺激により誘導した成熟樹状細胞はIL-12およびIL-23を高発現していることが、予備実験にて判明しているため、この系におけるIL-23の役割についても、検討を続けている。

またこの治療を受けたマウスでは、リンパ節ならびに脾臓のリンパ球にCD3抗体によるT細胞受容体特異的刺激を与えたところ、非常に強いIFN-γならびにIL-17の反応が見られた。つまり、担癌マウスへのIL-23蛋白の全身投与により、強いTh1反応およびTh17反応の両者が誘導されることが判明した。この反応と抗腫瘍効果との関連を検討するためIFN-γノックアウトマウスを用いた腫瘍モデルにおいて、同様にIL-23全身投与による治療を施行したところ、IL-23の抗腫瘍効果は完全に消失した。よって、IL-23の抗腫瘍効果発現にはTh1反応の方が強く関与していることが示唆された。また、IL-12(p35)ノックアウトマウスではIL-23投与の抗腫瘍効果が有意に減弱した。よって、IL-23による抗腫瘍効果には、内因性IL-12が重要な役割を果たしていることが示唆された。以上の結果より、IL-23の全身投与はTh1およびTh17両者の免疫反応を強く誘導するが、抗腫瘍効果の機序としてはTh1が主たるものであり、内因性のIL-12の存在が重要であることが示された。また、PGE2とOK432の併用刺激により誘導した成熟樹状細胞はIL-12およびIL-23を高発現していることが判明したため、この系においてもIL-23が何らかの役割を持つことが示唆された。これらの結果より、IL-23を利用すると抗腫瘍免疫反応を増強し得ることが示唆された。
乳癌嫌発系COPラットから乳癌抑制遺伝子Mcs-lの同定と機能解析

乳癌嫌発系Copenhagen(COP)ラットは、常染色体優性遺伝子Mcs-1により化学発癌剤による乳癌誘発が抑制される特異なラットである。Mcs-1は、乳腺細胞の分化を制御していると推定されている。放射線はDNAの二重鎖切断などの遺伝子損傷を誘発し、化学発癌剤とは異なる分子機構で乳癌を誘発すると推定されている。そこで、Mcs-1遺伝子の機能解析をする一助として、Mcs-1遺伝子が放射線誘発乳癌を抑制するか否かを検討した。まず、COPラットに3Gyの^<60>Co γ線を照射し、乳癌誘発を検討した。比較のために、化学発癌剤に高感受性のWistar/Furth(WF)ラットと中感受性のF344ラットを用い同様の実験を行った。同時に、N-methyl-N-nitrosourea(MNU)による乳癌誘発実験も合わせ行った。WF及びF344ラットはMNUに高感受性で、全例に乳癌が誘発されたが、COPラットは抵抗性で、乳癌発生は低率であった。MNU誘発乳癌では、WFまたはF344ラットに誘発された乳癌の75%以上が乳頭癌だったのに対し、COPラットではその発生を認めなかった。このことが、Mcs-1遺伝子により制御されたCOPラットの遺伝的抵抗性と直接的に関係するものと考えられた。一方、^<60>Co γ線誘発乳癌では感受性に系統差を認めず、COPラットにも誘発乳癌の90%に乳頭癌を認めた。したがって、放射線誘発乳癌の感受性は、Mcs-1遺伝子とは異なる遺伝子群により制御されていると考えられる。これら乳癌は、腺房の分化抗原に対する抗体を用いた免疫組織学的解析の結果、MNU誘発乳癌より分化した癌であった。また、MNU投与ラットには乳腺腺腫の発生を認めなかったが、放射線は3系統のラットに乳腺腺腫を誘発し、COPラットでその頻度が最も高かった。これら腺腫は放射線誘発乳癌と類似した分化抗原を有した。COPラットの腺腫を同系ラットに移植すると、estrogen依存性の増殖を示し、乳癌に進展した。また、COPラット腺腫の組織内には微小乳癌の発生を認めた。これらの所見は、放射線と化学発癌剤は異なる発癌経路、あるいは異なる乳腺標的細胞からなる乳癌を誘発することを示唆する。COPラットに放射線により比較的高頻度に乳癌や腺腫が誘発されたことは、このラットの乳腺がMcs-1遺伝子の機能により遺伝的に高分化状態に誘導されていることと関係するかもしれない。乳癌嫌発系Copenhagen(COP)ラットは、単一の常染色体優性遺伝子Mcs-1で乳癌発生が抑制されている特異なラットである。Mcs-1が、細胞不死化に関与するか否かを検索する目的で、まずCOPラット乳腺から乳腺上皮細胞株の樹立を行った。細胞株の樹立は、以下の方法で行った。Collagenaseで処理した乳腺組織を10%FBSを添加した乳腺培地を用いた初代培養系に導入し、その後段階的に血清濃度を低下させ、最終的には無血清培地で長期の静止的培養を行った。この間、継代培養は行わず、立ち上がて来た不死化細胞をクローン化し細胞株とした。同一の方法により、乳癌好発系F344ラット、並びに(F344xCOP)F1ラット、及び(COPxF433)F1ラットからも乳腺細胞株の樹立を行った。F1ラットから乳腺細胞株の樹立を行った目的は、遺伝的多型を利用した、LOH解析を行う為である。その結果、COPラットからは、用いた20匹中2匹(10%)においてのみ細胞株の樹立に成功した。一方、F344ラットからは5匹中5匹(100%)から細胞株が得られ、(COPxF433)F1ラットでは、20匹中11匹(55%)、(F344xCOP)F1ラットでは34匹中5匹(14.7%)からそれぞれ細胞株が得られた。細胞株の樹立に成功した1匹のラットからは、2-20個の細胞クローンを分離した。この様に、細胞株の樹立し易さにもラット系統による差異が認められ、乳癌発生の感受性の高いF344ラットが最も樹立頻度が高く、乳癌抵抗性のCOPラットせは最も低かった。樹立した乳腺由来細胞の細胞生物学的解析を行った。樹立細胞は、蛍光抗体法ではkeratin陽性で、電顕的にもdesmosome及びmicrovilliを認め上皮細胞の特性を有した。樹立細胞は、無血清培地でinsulin,EGFに対し用量依存的に増殖した。F344ラットから樹立した乳腺細胞株を同系ラットの脂肪織に移植すると乳腺の腺腔構造を形成した。この細胞株に活性化rasを導入すると、comedo型乳癌を形成した。以上の事より、樹立した乳腺由来細胞は、乳癌になり得る乳腺上皮細胞である事が判明した。現在、これらの細胞株を用いて、染色体解析とLOH解析を行いMds-1の関与を検討している。

Mcs-1は、乳腺細胞の分化を制御していると推定されている。放射線はDNAの二重鎖切断などの遺伝子損傷を誘発し、化学発癌剤とは異なる分子機構で乳癌を誘発すると推定されている。そこで、Mcs-1遺伝子の機能解析をする一助として、Mcs-1遺伝子が放射線誘発乳癌を抑制するか否かを検討した。まず、COPラットに3Gyの^<60>Co γ線を照射し、乳癌誘発を検討した。比較のために、化学発癌剤に高感受性のWistar/Furth(WF)ラットと中感受性のF344ラットを用い同様の実験を行った。同時に、N-methyl-N-nitrosourea(MNU)による乳癌誘発実験も合わせ行った。WF及びF344ラットはMNUに高感受性で、全例に乳癌が誘発されたが、COPラットは抵抗性で、乳癌発生は低率であった。MNU誘発乳癌では、WFまたはF344ラットに誘発された乳癌の75%以上が乳頭癌だったのに対し、COPラットではその発生を認めなかった。このことが、Mcs-1遺伝子により制御されたCOPラットの遺伝的抵抗性と直接的に関係するものと考えられた。一方、^<60>Co γ線誘発乳癌では感受性に系統差を認めず、COPラットにも誘発乳癌の90%に乳頭癌を認めた。したがって、放射線誘発乳癌の感受性は、Mcs-1遺伝子とは異なる遺伝子群により制御されていると考えられる。これら乳癌は、腺房の分化抗原に対する抗体を用いた免疫組織学的解析の結果、MNU誘発乳癌より分化した癌であった。また、MNU投与ラットには乳腺腺腫の発生を認めなかったが、放射線は3系統のラットに乳腺腺腫を誘発し、COPラットでその頻度が最も高かった。これら腺腫は放射線誘発乳癌と類似した分化抗原を有した。COPラットの腺腫を同系ラットに移植すると、estrogen依存性の増殖を示し、乳癌に進展した。また、COPラット腺腫の組織内には微小乳癌の発生を認めた。これらの所見は、放射線と化学発癌剤は異なる発癌経路、あるいは異なる乳腺標的細胞からなる乳癌を誘発することを示唆する。COPラットに放射線により比較的高頻度に乳癌や腺腫が誘発されたことは、このラットの乳腺がMcs-1遺伝子の機能により遺伝的に高分化状態に誘導されていることと関係するかもしれない。
フランス中世年代記文学の研究

交付申請書において具体的テーマとして示した1)中世文学作品と年代記の間に見られる類似性についての実証的研究の一つとして、申請者のライフワークである「狐物語」と十五世紀の年代記作者を代表するジョルジュ・シャトラン、マチュー・デクーシ、オリヴィエ・ド・ラ=マルシュの記述との比較検討より得た成果の一部をまとめて、国際動物叙事詩学会並びに日本フランス語・フランス文学会において口頭発表し、それに加筆訂正を施した上で本学論集に発表している。文学と歴史学の中間に位置するとも言える年代記に関しての語学、文学、文献学的観点からの多角的考察を今後も進めて今までほとんど顧みられることの少なかったこの分野の研究に諸外国に先んじて先鞭をつけたいと願っている。2)年代記を中心とした個人言語の性格と文体論的特性に関しては、従来より注目していたジャンヌ・ダルクの言語を取り上げた。ジャンヌ・ダルクに関する数多い研究の中でも言語を研究の中心にすえたものはほとんどないため、このテーマは各方面より大いに注目を浴びた。現在までにジャンヌ・ダルクが残した書簡の文体的特色に関する考察を完了して、日本文体論学会で口頭発表の上、同機関誌に論文を発表している。当研究はオルレアン市立ジャンヌ・ダルク研究所の協力を仰いで更に各分野での問題点の検討にうつっている段階である。研究目的の1)に揚げた十三世紀フランス文学作品『狐物語』の描写と十五世紀のブルゴ-ニュ候年代記作者ジョルジュ・シャトラン等の記述している歴史的事件の間に見られる類似性についての考察は国際動物叙事詩学会での口頭発表を終了している。論文の刊行が枚数の関係上遅れていたがようやく発表予定の段階に至っている。研究テーマの2)に挙げた「ジャンヌ・ダルクの言語とその文体」に関しては、すでにその一部分をまとめて日本文体論学会で報告した。特にその書簡文の文体に関連する問題を切り離して整理し、同学会の機関誌『文体論研究』(第41号)に発表したところ大方の好意的評価を受けるに至ったので、紙面の制約上割愛した部分を加筆した上で改めて紀要に掲載した。同論文は幸いにもジャンヌダルヌ研究の世界的権威であるレジ-ヌ・ペルヌ-女史(オルレアン市立ジャンヌ・ダルク研究所々長)より、"今まで誰も気づかなかった分野の開拓である"との賛辞を頂戴した。このテーマに関しては、研究対象を更にジャンヌの言語全体に広げて研究を続行する方針である。上記のテーマに関しては、既に数年前より部分的には研究に着手していたため比較的順調はすべり出しと云えるが、今後の全体的展開については平成十年度の予定計画を再吟味した上で最終的プランを決定するつもりである。1)申請者のライフワークであるフランス中性作品『狐物語』と十五世紀の年代記作者ジョルジュ・シャトラン,オリヴィエ・ド・ラ・マルシュ,マテュ・デクーシ等の作品に見られる奇術の類似性に関してはその中心的テーマである所謂「決斗裁判」に関する法制史的考察をも加えてこれを完成し,平成十一年春季の日本フランス語フランス文学会に報告の予定である。2)ジャンヌ・ダルクに関する年代記作品に見られるジャンヌの言語とその文体論的特色についても,比較的扱いやすい長術文を中心にその考察をすすめている。交付申請書において具体的テーマとして示した1)中世文学作品と年代記の間に見られる類似性についての実証的研究の一つとして、申請者のライフワークである「狐物語」と十五世紀の年代記作者を代表するジョルジュ・シャトラン、マチュー・デクーシ、オリヴィエ・ド・ラ=マルシュの記述との比較検討より得た成果の一部をまとめて、国際動物叙事詩学会並びに日本フランス語・フランス文学会において口頭発表し、それに加筆修正を施した上で本学論集に発表している。文学と歴史学の中間に位置するとも云える年代記に関しての語学、文学、文献学的観点からの多角的考察と今後も進め今までほとんど顧みられることの少なかったこの分野の研究に諸外国に先んじて先鞭をつけたいと願っている。ジャンヌ・ダルクに関する研究の中でも言語に関する考察はほとんどなく大いにやりがいのあるテーマであると各方面より注目を浴びた。

現在までにジャンヌ・ダルクが残した書簡の文体的特色についての考察を終了し、日本文体論学会で口頭発表の上、同学会機関誌に論文を発表している。当研究はオルレアン市立ジャンヌ・ダルク研究所の協力を仰いで更に各分野に展開中である。
非線形最適化問題に対する数値計算アルゴリズムの研究とその実装

無制約最適化問題および制約条件付き最適化問題に対する数値解法について以下の通り研究した。研究成果の一部は日本OR学会、研究集会(京都大学数理解析研究所、統計数理研究所)、国際会議等で発表した。また、研究成果が学術論文誌等に掲載された。1.大規模な無制約最適化問題に対する勾配法として最急降下法や共役勾配法が知られている。一方、中規模問題に向いている準ニュートン法を大規模問題に適用する研究も注目されている。本研究では、そうした試みの一つとしてメモリーレス準ニュートン法に着目した。特にBroyden公式族を取り扱い、その凸クラスやプレ凸クラスの有効性について検討し、数値実験比較を行った。また、非線形共役勾配法との関連性についても議論した。2.機械学習などで扱われる目的関数は微分可能な凸関数と微分不可能な凸関数(主として正則化項)の和で表されることが多い。こうした最適化問題では近接勾配法が利用されている。通常は最急降下法に基づいた近接勾配法が良く使われているが、近年では、目的関数の曲率の情報を取り込んだNewton型近接勾配法が考案されている。本研究では近接点を求めるための部分問題を非厳密に解くとともに前述したメモリーレス準ニュートン法を用いた非厳密Newton型近接勾配法を提案し、その大域的収束性を示した。さらに、数値実験を通じて提案手法の有効性と実用性を検証した。3.サプライチェインネットワーク上で生じる均衡問題を取り上げた。ほかの意思決定主体の情報に不確実性が含まれるような状況を考え、さらに市場における需要が不確実な場合の均衡問題を2次錐制約を持つ変分不等式問題へと定式化し、その変分不等式問題の解の存在性や一意性を議論した。非線形最適化問題に対して新しい数値解法を提案し、その収束性についてきちんと解析するとともに、代表的なテスト問題に対する数値実験を実施することによって、提案手法の有効性、実用性についても検証している。無制約最適化問題および制約条件付き最適化問題を解くための数値解法について、さらに新しい観点から最適化法を提案していくとともに、数学的な立場から提案手法の収束性についても解析していく予定である。また、機械学習などの応用分野も意識して、関連分野の研究動向などを把握するために国内外の研究集会・学会研究発表会・シンポジウムに積極的に参加して、他大学・他研究機関の研究者と交流し、研究打ち合わせを行って意見交換をしていく予定である。2019年度は以下のような研究計画を考えている。1.機械学習などで扱われる目的関数は微分可能な凸関数と微分不可能な凸関数(主として正則化項)の和で表されることが多い。こうした最適化問題に対する非厳密Newton型近接勾配法についての研究を継続していく。さらに、近接点を求める際に部分問題を効率よく解くための解法についても研究していきたい。2.メモリーレス準ニュートン法についての研究では、今までは主として無制約最適化問題を対象にしてきたが、今後は制約条件付き最適化問題への適用を考えていきたい。3.機械学習の分野では、行列空間上の最適化問題を扱うことがある。こうした問題を通常の制約付き最適化問題に変換して取り扱うのではなくて、直接的に多様体上の無制約最適化問題として扱うアプローチも考えられている。今後は、多様体構造を取り入れた最適化問題の数値解法についても研究していく予定である。研究成果の一部は日本OR学会、研究集会(於政策研究大学院大学、京都大学数理解析研究所)、国際会議等で発表した。また、研究成果が学術論文誌に掲載された。1.半正定値計画問題は線形計画問題、2次計画問題、2次錐計画問題などを含む一般的な凸計画問題であり応用範囲が広い。近年では、非線形半正定値計画問題を解くための数値解法の研究が注目されている。本研究では、この問題に対する主双対信頼領域内点法について研究した。具体的には主双対空間でのメリット関数を用いた場合と主空間だけのメリット関数を用いた場合の主双対信頼領域内点法を提案して、それぞれの解法の大域的収束性を示した。2.大規模な無制約最適化問題に対して行列を保存しないメモリーレス準ニュートン法について研究した。メモリーレス準ニュートン法においては従来はBFGS公式が使われてきたが、本研究ではBFGS公式とは別のアプローチとして、準ニュートン更新公式のうち対称ランクワン公式ならびにBroyden familyに基づいたメモリーレス準ニュートン法を提案するとともにその大域的収束性について解析した。特に、Broyden familyについてはプレ凸クラスに注目して有効な更新公式の発見に取り組んだ。また、数値実験を通じて提案手法の有効性を検証した。3.機械学習などで扱われる関数は微分可能な凸関数と微分不可な凸関数の和で表されることが多い。本研究では、そうした目的関数を最小化するためのニュートン型近接勾配法に注目し、メモリーレススペクトラル・スケーリングMBFGS更新公式に基づいた非厳密近接勾配法を提案した。4.相補性問題に対する研究の応用として、サプライチェインネットワークで発生する均衡問題を2次錐相補性問題として定式化し数値実験を行った。

研究成果の一部は日本OR学会、研究集会(京都大学数理解析研究所、統計数理研究所)、国際会議等で発表した。また、研究成果が学術論文誌等に掲載された。1.大規模な無制約最適化問題に対する勾配法として最急降下法や共役勾配法が知られている。一方、中規模問題に向いている準ニュートン法を大規模問題に適用する研究も注目されている。本研究では、そうした試みの一つとしてメモリーレス準ニュートン法に着目した。特にBroyden公式族を取り扱い、その凸クラスやプレ凸クラスの有効性について検討し、数値実験比較を行った。また、非線形共役勾配法との関連性についても議論した。2.機械学習などで扱われる目的関数は微分可能な凸関数と微分不可能な凸関数(主として正則化項)の和で表されることが多い。こうした最適化問題では近接勾配法が利用されている。通常は最急降下法に基づいた近接勾配法が良く使われているが、近年では、目的関数の曲率の情報を取り込んだNewton型近接勾配法が考案されている。本研究では近接点を求めるための部分問題を非厳密に解くとともに前述したメモリーレス準ニュートン法を用いた非厳密Newton型近接勾配法を提案し、その大域的収束性を示した。さらに、数値実験を通じて提案手法の有効性と実用性を検証した。3.サプライチェインネットワーク上で生じる均衡問題を取り上げた。ほかの意思決定主体の情報に不確実性が含まれるような状況を考え、さらに市場における需要が不確実な場合の均衡問題を2次錐制約を持つ変分不等式問題へと定式化し、その変分不等式問題の解の存在性や一意性を議論した。非線形最適化問題に対して新しい数値解法を提案し、その収束性についてきちんと解析するとともに、代表的なテスト問題に対する数値実験を実施することによって、提案手法の有効性、実用性についても検証している。無制約最適化問題および制約条件付き最適化問題を解くための数値解法について、さらに新しい観点から最適化法を提案するとともに、数学的な立場から提案手法の収束性を解析していく予定である。また、応用分野で発生する具体的な最適化問題も視野に入れて、関連分野の研究動向を把握するために国内外の研究集会・学会研究発表会・シンポジウムに積極的に参加して、他大学・他研究機関の研究者と交流し、研究打ち合わせを行って意見交換をしていく予定である。平成30年度は以下のような研究計画を考えている。1.引き続き、非線形半正定値計画問題に対する主双対信頼領域内点法の理論について研究していくとともに、数値実験を行って直線探索法との比較を行いたい。2.大規模な無制約最適化問題に対して行列を保存しないメモリーレス準ニュートン法について引き続き研究していく。3.スパース機械学習などで扱われる微分不可な正則化項を含んだ最適化問題に対する近接勾配法の分野において、メモリーレス準ニュートン法の適用について深く研究していき大域的収束性や局所的収束性について詳しく解析していく。4.制約付き最適化問題に対する逐次2次制約
大脳新規格子回路と皮質カラムの構造と形成機構

大脳皮質マイクロカラムが第5層以外の皮質層に存在するか否かを検討するため、マウス第6層の細胞配置の解析を行った。特定のタイプの興奮性細胞を蛍光タンパク発現を用いてラベルした。脳を取り出して固定したのち透明化し、2光子顕微鏡によるスキャンを行い細胞の3次元座標を取得した。また、全細胞の核の座標も同様に取得した。その結果、第6層興奮性細胞が細胞タイプ特異的に放射状に並び、マイクロカラム構造をとっていることを示す結果を得た。また、細胞タイプ特異的にカルシウムセンサータンパクを発現させ、in vivo 2光子イメージングによって神経活動を解析した。この結果、縦に並んだ細胞は神経活動が同期する傾向がみられ、第5層と同様に第6層のマイクロカラムも機能単位としての性質をもつことが示唆された。古典皮質カラムとマイクロカラムの構造上の関係を調べることを目的として、幼若ネコの脳ブロックサンプルにおいて、興奮性細胞のサブセットに結合する抗体による染色を行なった。今回は、マウスにおいて第6層の特定のタイプの興奮性細胞で発現するタンパクのホモログに結合する抗体を用いた。核染色、透明化を行なったのち顕微鏡観察により細胞の座標を取得した。マウスと同様に、ネコ第6層が細胞タイプ特異的なマイクロカラム構造をもつことを示唆する結果を得た。現在、神経活動特異的に発現するタンパクに対する抗体を用いて、眼優位性カラムとの関係の解析を行っている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
環境保全型タンニンゲル/液抽出法によるホウ素回収技術の新展開

ホウ素化合物を含む排水処理技術として、凝集沈殿処理、イオン交換処理、溶媒抽出処理等が検討されている。しかしながら、多量の薬剤添加に伴う二次廃棄物の発生あるいは再生廃液処理等のコスト高のため、処理プロセスの実用化が困難な状況にある。申請の研究では、ホウ素化合物分離除去プロセスとして、新規な高分子吸着剤を開発し、この分離プロセスの有効性について検討し、次の様な知見を得るに至った。(1)自然界に大量に分布している天然資源の一つである天然高分子(タンニン分子)をホルムアルデヒドで架橋することにより、タンニンゲル(H型タンニンゲル、Na型タンニンゲル、NH_3型タンニンゲル)を創出した。(2)ホウ素は、酸性域では主にB(OH)_3、アルカリ域では主にB(OH)_4^-の化学形態を取ることから、水溶液中のpHが重要な操作因子であること、ホウ素化合物は、タンニン分子鎖中のカテコール基と反応すること、を明らかにした。(3)H型、Na型、NH_3型タンニンゲルのホウ素の最大吸着容量は、ホウ素初期濃度80ppmの水溶液に対して、それぞれ、0.88(pH=12.2)、1.81(pH=9.0)、2.95(pH=11.8)mg-B/g-dry gelであることを示した。カルシウム系凝集剤を使用する系(0.63mg-B/g-凝集剤)に比べて優れていることを明らかにした。イオン交換樹脂系(現在、最高の性能を有する吸着剤)と比較したところ、ホウ素初期濃度1000ppmに対して、本研究で開発したNH_3型タンニンゲルは14.2mg-B/g-dry gel(イオン交換樹脂系:5.8mg/g-イオン交換樹脂)と極めて高い吸着容量を示した。(4)ホウ素の吸着メカニズムを吸着等温線およびB固体NMRにより検討したところ、タンニンゲルへのホウ素吸着はラングミュア式で整理することが明らかとなった。ホウ素の吸着はタンニン分子鎖中のカテコール基とホウ素の縮合反応により起こること、反応の際のカテコール基:ホウ素の比は1:1または2:1であることを確認した。(5)以上の結果より、タンニンゲル/液抽出法による新規なホウ素化合物回収プロセスの成立性を示すことができ、提案のプロセスはホウ素化合物分離・回収に有効であることが判明した。天然由来の高分子である縮合型タンニン(ワットルタンニン)分子を水酸化ナトリウムあるいはアンモニア水溶液に溶解し、ホルムアルデヒドで架橋することによって、Na型、NH_3型タンニンゲルを合成した。Na型タンニンゲルを硝酸で処理することでH型タンニンゲルを得た。これら3種類の構造の異なるタンニンゲルを用いてホウ素化合物(B(OH)_3, B(OH)_4^-)の収着試験を行い、収着形態及び収着能について次の様な知見を得た。2.NH_3型タンニンゲル:初期pH=312の水溶液は、NH_3型タンニンゲルとの中和反応によりpH=6.47.6にシフトし、ホウ素化合物の収着量は1.542.95[mg-B/g-dry gel]であった。3.H型タンニンゲル:酸性領域においては、ホウ素化合物の収着は認められなかった。アルカリ性領域においては、O.88[mg-B/g-dry gel]と収着量は極めて小さい値を示した。3種類のタンニンゲルのホウ素化合物に対する吸着能の差違は、タンニンゲル中のカテコール基の解離度に依存すること、NH_3型タンニンゲルについては、窒素原子のプロトン化/脱プロトン化に依存することを明らかにした。ホウ素化合物の収着メカニズムを吸着等温線及び^<11>B固体NMRにより検討した結果、吸着はラングミュア式で整理でき、理論最大吸着量は3.55[mg-B/g-dry gel] (Na型タンニンゲル)、8.55[mg-B/g-dry gel] (NH_型タンニンゲル)であった。Na型タンニンゲルに関しては、カテコール基とホウ素化合物が、1:1または2:1で反応していることが明らかとなった。(3)H型、Na型、NH_3型タンニンゲルのホウ素の最大吸着容量は、ホウ素初期濃度80ppmの水溶液に対して、それぞれ、0.88(pH=12.2)、1.81(pH=9.0)、2.95(pH=11.8)mg-B/g-

dry gelであることを示した。カルシウム系凝集剤を使用する系(0.63mg-B/g-凝集剤)に比べて優れていることを明らかにした。イオン交換樹脂系(現在、最高の性能を有する吸着剤)と比較したところ、ホウ素初期濃度1000ppmに対して、本研究で開発したNH_3型タンニンゲルは14.2mg-B/g-dry gel(イオン交換樹脂系:5.8mg/g-イオン交換樹脂)と極めて高い吸着容量を示した。(4)ホウ素の吸着メカニズムを吸着等温線およびB固体NMRにより検討したところ、タンニンゲルへのホウ素吸着はラングミュア式で整理することが明らかとなった。ホウ素の吸着はタンニン分子鎖中のカテコール基とホウ素の縮合反応により起こること、反応の際のカテコール基:ホウ素の比は1:1または2:1であることを確認した。(5)以上の結果より、タンニンゲル/液抽出法による新規なホウ素化合物回収プロセスの成立性を示すことができ、提案のプロセスはホウ素化合物分離・回収に有効であることが判明した。
単分子磁石の合成と物性制御

一軸性の負の磁気異方性を有する基底高スピン多核錯体は分子でありながら磁気ヒステリシスを示す単分子磁石となる。単分子磁石は分子メモリとしての利用が期待されるほか、メゾスコピック系特有の量子物性を示すことから注目を集めている。本研究においては、単分子磁石となる異核金属多核錯体、混合原子化多核錯体を系統的に合成し、物性制御することを目的とする。さらに、金属錯体の対称性を考慮することで特異なスピントポロジーをもたせ、スピンフラストレーションなどの興味深い物性発現を誘起することを目的とする。第一に、多数の異なる酸性度をもつ架橋部位を導入した新規有機多座配位子を合成し、混合原子化Mn多核錯体の合成を行った。その結果、反応溶液のpHを制御することで、Mn(II/III/IV)混合原子価11核錯体とMn(II/III)混合原子価一次元錯体の作り分けに成功した。さらに、前年度に報告したMn(II/III)7核単分子磁石の量子スピントンネリングのダイナミクスについての研究を論文にまとめた。この成果は欧州主要化学雑誌の表紙にトピックとして採択された。また、単分子磁石の合成・物性測定のみならず、金属イオン間に反強磁性的相互作用がはたらく環状鉄多核錯体を数種合成し、パルス磁場測定によって磁化のステップ挙動を観測した。また、その量子スピントンネリングのギャップに対する対称性の効果についても検討を行った。さらに、対称性を考慮した三回対称性をもつ新規有機配位子を合成し、三回対称性をもつ新規Ni(II)3核を合成した。同様に擬三回対称性をもつ有機伝導体の前駆体も合成した。この前駆体は金属イオンを配位させ、部分酸化を行うことにより、伝導性と磁性の相乗効果による新規物性発現に期待がもてる。本研究においては、単分子磁石の系統的合成及び、物性制御を目的とした。第一に、クラスター構築に有用な新規有機配位子を合成し、各種金属イオンとの反応による異核単分子磁石の合成を試みた。具体的には、アルコキソ基をもつ配位子と各種金属イオンとの錯形成反応速度の違いを利用した反応から、Mn(III)イオンとNi(II)イオンからなる異核4核錯体を合成した。この錯体は極低温における磁化測定において量子スピントンネリングによりステップをもつ磁気ヒステリシスを観測し、単分子磁石であることを明らかにした。また、同様の手法により、Mn(III)イオンと大きな磁気異方性が期待されるDy(III)あるいはTb(III)イオンからなる新規異核8核錯体及び、異核4核錯体を合成した。さらに、多数の配位部位をもつ新規有機配位子を合成し、Mn(III)イオンとの錯体合成を行った。その結果、特定の配位部位のみにMn(II/III/IV)イオンが配位した11核錯体を合成した。この錯体は段階的な異核金属錯体の合成に有用な前駆体となりうる。第二に、単分子磁石の量子スピントンネリングのダイナミクスについて研究を行った。具体的にはMn(II/III)7核単分子磁石を合成し、単結晶をもちいた磁化測定及び、高磁場EPR測定により磁気異方性パラメータを明らかにした。さらに極低温において静磁場及びパルス磁場下で磁化測定を行った。その結果、量子スピントンネリングの確率は磁場掃引速度に依存することを結論づけた。具体的には、アルコキソ基をもつ配位子と各種金属イオンとの錯形成反応速度の違いを利用した反応から、Fe(III)イオンとMn(II)イオンからなる異核7核錯体を合成した。第二に、多数の配位部位をもつ新規有機配位子を合成し混合原子化Mn多核錯体の合成を行った。その結果、反応溶液の塩基性度を制御することで、Mn(II/III)多核錯体ユニットが連結した一次元化合物を合成した。次いで、マンガン酸化物コアをもつMn12核単分子磁石を前駆体として、更に多核化した混合原子化Mn(III/IV)14核錯体を合成した。この錯体は極低温磁化測定より単分子磁石としての性質を示した。さらに、電気化学測定、分光学測定により、この錯体はマンガンイオンの酸化還元に由来した、4段階の1電子酸化還元挙動を示す。この錯体は、電気化学的・化学的な酸化還元によってマンガンイオンの原子価状態を制御することで単分子磁石の物性を制御できる可能性をもつ。また、昨年度に報告したMn(II/III)

7核単分子磁石の量子スピントンネリングのダイナミクスについての研究は、8月にカナダで開催された第10回分子磁性国際会議において発表した。さらに非弾性中性子散乱の実験から磁気異方性を詳細に見積もった。一軸性の負の磁気異方性を有する基底高スピン多核錯体は分子でありながら磁気ヒステリシスを示す単分子磁石となる。単分子磁石は分子メモリとしての利用が期待されるほか、メゾスコピック系特有の量子物性を示すことから注目を集めている。本研究においては、単分子磁石となる異核金属多核錯体、混合原子化多核錯体を系統的に合成し、物性制御することを目的とする。さらに、金属錯体の対称性を考慮することで特異なスピントポロジーをもたせ、スピンフラストレーションなどの興味深い物性発現を誘起することを目的とする。第一に、多数の異なる酸性度をもつ架橋部位を導入した新規有機多座配位子を合成し、混合原子化Mn多核錯体の合成を行った。その結果、反応溶液のpHを制御することで、Mn(II/III/IV)混合原子価11核錯体とMn(II/III)混合原子価一次元錯体の作り分けに成功した。さらに、前年度に報告したMn(II/III)7核単分子磁石の量子スピントンネリングのダイナミクスについての研究を論文にまとめた。この成果は欧州主要化学雑誌の表紙にトピックとして採択された。また、単分子磁石の合成・物性測定のみならず、金属イオン間に反強磁性的相互作用がはたらく環状鉄多核錯体を数種合成し、パルス磁場測定によって磁化のステップ挙動を観測した。また、その量子スピントンネリングのギャップに対する対称性の効果についても検討を行った。さらに、対称性を考慮した三回対称性をもつ新規有機配位子を合成し、三回対称性をもつ新規Ni(II)3核を合成した。同様に擬三回対称性をもつ有機伝導体の前駆体も合成した。この前駆体は金属イオンを配位させ、部分酸化を行うことにより、伝導性と磁性の相乗効果による新規物性発現に期待がもてる。
現代日本社会が必要とする金融経済教育と金融リテラシーの体系化の試み

わが国では金融経済教育や金融リテラシーの向上に向けた政策的な取り組みが進み始めたが、金融経済教育や金融リテラシーを巡る研究はようやく端緒についたばかりであり、証拠に基づいた議論を行うための基礎研究が不足している。そこで、我々は、経済の様々なセクターに焦点を当てて、金融リテラシーの水準やこれまでに受けてきた金融経済教育の内容、さらには、金融行動の特徴などについての複数の調査を行い、その結果に基づいて様々な政策的な対応を提言した。金融経済教育の重要性について、内外で広く認識されるようになってきた。しかし、我が国では金融経済教育や金融リテラシーを巡る研究はようやく端緒についたばかりであり、研究を本格化させる必要性がある。さらに、地域間の経済格差が大きな問題になり、地域再生・地域創生が政策的な大きな課題となっている。今回、挑戦的な試みとして、この二つの問題を関連づけて、金融経済教育によって金融リテラシーを高めることが、長期的に見て地域間の経済格差の解消につながるのではないかとの問題意識を持って、現代日本社会において求められている金融経済教育と金融リテラシーの内容を検討し、体系化することを目指している。本年度は、金融リテラシーに関連するアンケート調査の結果を利用して、金融リテラシーの現状について詳しく分析を行った。第1に、生命保険文化センターが実施した「生命保険に関する全国実態調査」を利用して、保険に関するリテラシーと保険選択行動の関連を分析した。これについては、『個人金融』、『生命保険論集』において論文を公刊した。第2に、住宅ローンの選択行動と金融リテラシーの関連を分析した。これは、家森・上山(2016)「金融リテラシーと住宅ローンの比較行動」(『ファイナンシャル・プランニング研究』15号)として公表するとともに、日本応用経済学会において招待講演、および日本FP学会において学会賞受賞記念講演を行った。第3に、20歳代30歳代の若者に対する4000人規模のアンケート調査を実施した。これについては、回答結果を、家森信善・上山仁恵「若年社会人の金融経済教育と金融行動ー2015年12月実施の実態調査結果ー」(神戸大学経済経営研究所DP2016-J022016年3月)として取りまとめたところである。平成27年度は、成果欄に示すように本プロジェクトに関連する多くの論文を発表することができた。また、外部のさまざまな機関から本テーマに関連する講演要請などもあり、本プロジェクトの社会的な意義も確認できた。以上より、上記のような自己評価を行った。しかし、我が国では金融経済教育や金融リテラシーを巡る研究はようやく端緒についたばかりであり、研究を本格させる必要性がある。我々の研究計画では地域間の金融リテラシーの格差についての調査を2016年度に実施する予定であったが、金融広報中央委員会が2016年2月に、地域間の格差に焦点を当てた大規模な金融リテラシー調査を実施することになり、さらにそのデータの提供を受けることも可能となったために、本プロジェクトの予算では、中小企業者および社会階層間の格差に重点を置いた調査を実施することにした。具体的には、第1に、2016年9月に、中小企業の経営者に対して業績や経営管理の状況に加えて、経営者自身の能力や金融リテラシーについての調査を実施し、3000人からの回答を得ることができた。その結果については、家森信善・北野友士「中小企業経営者の経営能力と金融リテラシー」(神戸大学経済経営研究所ディスカッションペーパーDP2017-J02 51pp. 2017年1月)として発表した。第2に、2016年9月に「金融リテラシーと金融トラブルや借り入れ行動についての調査」を実施した。本調査は、2030歳代、4050歳代、60歳以上のそれぞれ900人ずつについて、金融トラブルの経験のある人600人と経験のない人300人を対象に実施した。その結果については、家森信善・上山仁恵「生活者の直面する金融上の問題と金融リテラシー2016年・金融リテラシーと金融トラブル等に関する調査の概要報告ー」(神戸大学経済経営研究所ディスカッションペーパーDP2017-J04 276pp.2017年2月)として発表した。2016年3月に実施したアンケート調査を地域の観点で整理することが第1の課題となる。匿名アンケートではあるが、現在の居住地は判明しているし、学生時代の居住地を質問してあり、金融リテラシーと地域創生の観点で回答結果を分析する予定である。第2に、引き続き、金融リテラシー研究のサーベイや他の調査結果の検討を行う。第3に、セグメントを絞った上で、追加的な調査を実施する予定である。経済学初年度は、先行アンケート調査のデータの提供を受けることができたために、それを利用した分析を行うことにして、直接的な費用がそれほどいらなかった。また、別の研究会で研究代表者と分担者が定期的に会うことができることになったために、予定していた旅費を使う必要がなくなった。
貪食B細胞の免疫能に関する研究

本研究は、主にpHrodoにて標識された肺炎球菌を用いて、これをin vitroにて貪食したマウスB細胞(以下、貪食B細胞と省略)を分取し、貪食B細胞が生体に及ぼす影響を検証した。貪食B細胞は莢膜多糖類に特異的なanti-PPS IgMを産生した。貪食B細胞をマウスに移入すると、肺炎球菌の表面タンパクに特異的なanti-PspA IgGが血中にて検出された。貪食B細胞が十分量投与されたマウスでは、致死量の肺炎球菌投与に対して抵抗性を獲得した。これらの知見は、B細胞が自身でanti-PPS IgMを産生するとともに、抗原提示細胞として獲得免疫を誘導することを示唆する。平成26年度においては、マウスのB細胞が大腸菌だけでなく、他の病原体細菌を貪食することができるかをまず検証し、可能ならば貪食B細胞を分取することを予定していた。病原体細菌としては肺炎球菌を候補として挙げた。pHrodo試薬やfluoresceinにて標識した肺炎球菌を用いて、マウス肝臓・脾臓のB細胞がin vitroにてこれらを貪食できるかを調べたが、単にB細胞と標識肺炎球菌を混ぜて培養しただけでは殆どB細胞の貪食を認めることができなかった。しかし、上記の培養に補体や別のマウスから得られた特異的抗体を添加すると、肺炎球菌の貪食を明らかに認めることができた。貪食像は電子顕微鏡にても捉えることができた。脾臓B細胞を補体の存在下にて標識肺炎球菌と培養すると、肺炎球菌を細胞表面に結合したり、細胞内に取り込んだB細胞集団が得られる。これらを分取・培養すると、肺炎球菌に特異的なIgM抗体を産生した。別の正常マウス個体に投与すると、マウス体内においても特異的IgM抗体が産生された。これらのマウスは、肺炎球菌の死菌を投与したマウスと同様に肺炎球菌に対する抵抗性を獲得することができた。さらにB細胞ノックアウトマウスに投与しても肺炎球菌に対する抵抗性を獲得したことが判明した。これらの所見は、in vitroにて肺炎球菌と共培養したマウスB細胞は、マクロファージなどの他の貪食細胞やT細胞には依存しないで肺炎球菌に特異的な抗体を産生することを示唆する。つまり、Th2抗原として知られる肺炎球菌は、少なくとも他の貪食細胞に依存することなくB細胞のみに作用して特異的抗体を産生させることが判明した。平成27年度においては、肺炎球菌を貪食したB細胞が有する性質を調べた。貪食B細胞は5日間培養すると、肺炎球菌の莢膜多糖類(PPS)に対するIgM抗体を産生したが、肺炎球菌表面タンパク質(PspA)に対するIgM抗体は産生しなかった。非貪食B細胞はいずれも産生しなかったが、非特異的な抗体は貪食細胞と同程度に産生した。また貪食B細胞をC57BL/6マウスに移入すると、低量ながらanti-PPS IgMとanti-PspA IgGがそれぞれ移入1週間後と2週間後をピークとして産生されるのが確認された。貪食B細胞をC57BL/6マウスとB細胞欠損(IgH knockout)マウスに移入し、2週間後に致死量の肺炎球菌を投与し、予後に与える影響を調べたが、肺炎球菌を貪食していないB細胞を投与した群およびコントロール群と比べて、両者のマウスともに有意な生存率の改善はみられなかった。本研究課題の申請時における研究計画と比較すると、平成26年度は概ね予定どおりであり、またここまでは予測していたとおりの結果が得られている。しかし、本課題における最も核心的な問題点である「病原体を貪食したB細胞がそれ自体で特異的抗体を産生するか」については結果を出せていない。これは(FITC標識)肺炎球菌を貪食したB細胞を分取するためには、現状ではphagolysosomeを染色する試薬を用いざるを得ないが、自験例では肝臓B細胞を用いないと本集団を分取できなかったためである。そのためには脾臓からB細胞を分取するのと比べると約20倍のマウスを要することとなり、セルソーターを用いた検討に踏み切るために時間を消費した。27年度が最終年度であるため、記入しない。免疫学最近、ようやくセルソーターの操作に慣れてきたため、肺炎球菌を貪食した肝臓B細胞を十分量だけ分取することに目途がついたと思われる。但し、B細胞における貪食集団の分取は、補体や血清の添加などの対処をもってしても、割合が低いゆえにサンプル数の確保が困難であり、本研究課題を進行しにくくさせている。

技術的な対応策として、申請者はpHrodo標識肺炎球菌の作成に改善の余地がある可能性を見出した。つまりオプソニン化された場合、肺炎球菌は生菌の方が死菌よりも貪食されやすい傾向があり、ソーターでの分取にあたっては、なるべく生菌を用いた方が効率的であると思われる。27年度が最終年度であるため、記入しない。
広域仮想クラスタのためのネットワークスループットアウェアな仮想ネットワークの研究

本研究では、ソフトウェアによってネットワークを制御する技術であるSDNを活用し、拠点間ネットワークの帯域や遅延を考慮に入れ自動的に最適な仮想ネットワークを動的に構成する、ネットワークスループットアウェアな仮想ネットワーク構成技術の開発を目的とし、それを実現するための要素技術の開発および実証的実験を実施した。提案手法を適用することによって、従来手法に比べネットワークのパフォーマンスが大幅に改善されることを示した。複数拠点の計算資源からなる仮想的なクラスタ環境(マルチサイト仮想クラスタ)を構成する上で、拠点間における仮想ネットワークの確立は、その仮想クラスタの性能や応答性を決定づける重要な要素の一つである。本研究では、ソフトウェアによってネットワークを制御する技術であるSDN (Software Defined Network)を活用し、拠点間ネットワークの帯域や遅延を考慮に入れ自動的に最適な仮想ネットワークを動的に構成する、ネットワークスループットアウェアな仮想ネットワーク構成技術の開発を目指し、研究開発を実施している。初年度にあたる当該年度は、1)ネットワーク状況を収集するネットワークセンサエージェントの開発、2)収集情報に基いた最適ルーティング制御を実施するコントローラの開発に取り組んだ。ネットワークセンサエージェントの開発にあたっては、タイのカセサート大学の研究者と共同で研究開発し、モニタリングの効率を高めるため、モニタリングタスクを分散同時並行的に実行するスケジュール機構の開発を行った。また、最適ルーティング制御に関しては、アプリケーションの特性に応じて帯域の最大化を優先的に考慮すべきか、遅延の最小化を優先すべきかが変化するため、予めアプリケーションユーザからアプリケーションの特性・要求を指示可能なインタフェースを設計した。これらの開発のプロトタイプ化は完了しており、次年度は実装をより洗練するとともに、国内外への成果発表を行う予定である。当該年度は昨年度にプロトタイプ開発を終えた、ネットワーク状況を収集するネットワークセンサエージェント、収集した情報に基づいて最適ルーティングを実施するコントローラに関して、国際的に分散して構築しているSDNテストベッドであるPRAGMA-ENT環境において、実証実験を実施した。奈良先端大、大阪大学、産業総合研究所、カリフォルニア大学サンディエゴ校、フロリダ大学を結んだSDNテストベッドにおいて、本研究の成果物を使用することによるネットワークパフォーマンス向上を確認できた。また、実証実験を進める中で、スループットアウェアなネットワークルーティングを実現する上では、広域ネットワーク上において形成されるマルチパスを効果的に利用すべきことが明らかになった。このため、マルチパスを用いた制御機構の構築を進めるため、計画を変更し、次年度も研究課題を継続して実施することとした。本研究では昨年度の実証実験により、広域環境におけるスループットのさらなる向上のためには、マルチパスを用いた制御機構の構築が必要不可欠であると明らかにした。当該年度は、マルチパスを用いた制御機構の構築により、広域環境におけるスループットの最大化を目指した研究開発を継続し、昨年度と同様に国際的な分散SDNテストベッドであるPRAGMA-ENT環境において実証的実験を実施し、評価した。本研究では、1)ネットワーク状況を収集するネットワークセンサエージェントの設計と実装、2)収集情報に基づいた最適ルーティング制御を実施するコントローラの設計と実装、3)提案仮想ネットワーク上におけるマルチサイト仮想クラスタの実証実験による評価という3つのマイルストーンを設定して進めている。当該年度においては、計画通り3)の実証実験を実施し、評価結果を得ることができたことから、順調に進展していると判断している。また、その評価結果に基づいて研究計画書を変更するなど、柔軟な対応を実施している。分散システム当該年度に実施した、実際の広域ネットワークにおける実験により、広域ネットワーク上で生じるマルチパスを効果的に利用すべきであることが判明した。そのため、本研究は当該年度で完了する予定であったが、研究期間を延長することで、この問題の解決に当たることにした。具体的はマルチパスを有効に活用するための新たなネットワークコントローラを設計し、その成果を国内外に向けて発表する予定である。その際に、マルチパスを用いた評価実験を実施するため、引き続き国際的に展開して構築したSDNテストベッドを運用し、本研究の評価環境として活用する予定である。

本研究では、研究計画として、1)ネットワーク状況を収集するネットワークセンサエージェントの設計と実装、2)収集情報に基いた最適ルーティング制御を実施するコントローラの設計と実装、3)提案仮想ネットワーク上におけるマルチサイト仮想クラスタの実証実験による評価という3つのマイルストーンを設定して進めている。当該年度においては、研究計画通り1)のネットワークセンサエージェントの構築を完了し、引き続いて2)の最適ルーティング制御を実施するコントローラの研究開発に取り組んでいる。そのため、概ね当初の計画通り研究開発が推移していることから、順調に進展していると判断している。当該年度に実施した広域ネットワーク上における実証実験において、スループットアウェアなネットワークルーティングを実現する上では、広域ネットワーク上で形成されるマルチパスを効果的に利用すべきであることが判明し、研究計画を変更して、マルチパス制御機構の構築をすることとしたため、未使用額が生じた。当該年度は当初の研究計画通り、順調に研究開発が進展しているため、次年も計画通り進める予定である。本研究では、研究開発の成果物を国際的な研究コミュニティにより運営される広域分散計算の実験環境において実証実験することまでが目的となっている。現在既に海外の研究コミュニティとの調整を初めており、次年度の実証実験をスムーズに実施可能なように体制を整える予定である。次年度においては、マルチパス制御機構に関して、年度の前半にプロトタイプの設計および実装を完了し、年度後半においてこれまでの研究成果と合わせた形で、成果の報告を国内外に向けて実施していく予定である。次年度使用額に関しては、その研究開発費用、および成果報告旅費に使用する計画である。本研究では、大学院学生をアルバイトとして雇い入れ、研究開発の補助として従事させる予定であり、実際に一部は当該年度内に執行した。ただ、大学院学生の当研究領域への習熟度合いを考慮すると、当該年度は技術習熟に注力し、実際の補助作業は次年度に振り分けた方が適当であると判断したため、残額が生じた。当該年度内において、該当大学院学生の当研究領域への習熟度合いは十分高まったと考えられるため、次年度は未使用額と合わせて、研究開発の補助作業に従事させる予定である。