hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
汽水湖コアを用いた短周期（200～500年）のモンスーン変動の解明

私たちの暮らす日本列島の気候は,東アジアモンスーンに大きな影響を受けている.本研究では,西日本の汽水湖に生息した微小甲殻類の殻の酸素同位体比を測定し,過去3000年間の東アジアモンスーン強弱について特に数百年間隔で復元した.その結果,モンスーンのタイミング,変動の周期に基づき3つの時期に区分された.紀元前800100年までは東アジア全域や太陽活動と共通する周期が見られた.紀元前100年以降は地域内の変動や太陽活動との一致は見られなかった.西暦300年以降は一部の地域のみで共通する数百年周期の変動が見られた.これらのことは,太陽活動は限られた時期にモンスーンに影響を与えていたことを示す.島根県と鳥取県に位置する汽水湖の中海湖心部において,長さ約4 mの柱状試料(コア)を採取した.コアを垂直方向に半割し岩相を記載後,軟X線撮影用と帯磁率測定用試料をまず採取した.その後,厚さ約1 cmに分割し,粒度分析および含水率測定,地球化学分析および微化石分析用試料をそれぞれ分取した.微化石用試料については篩上で水洗した.また,半割後すぐに土色計を用いて堆積物の色指数を測定した.コアの堆積年代を調べるため,再堆積の可能性の低い二枚貝殻7試料と植物片2試料を採取し,外部委託により加速器質量分析計によりそれらの14C年代を測定した.その結果,9試料すべてから14C年代が得られ,採取したコアは約2800年前から現在まで連続した堆積物を保存していることが明らかになった.上記の分析のうち,H27年度は帯磁率測定,含水率測定および微化石分析(貝形虫)を行った.全387試料のうち,およそ9 cm間隔で選択した47試料について,含まれる貝形虫殻を全て拾い出し貝形虫群集の変化を検討した.47試料すべてから少なくとも19属23種の貝形虫が産出した.群集構成に基づくと4つの生物相に区分された.各生物相が示す古環境と堆積年代から,中海の過去2800年間の環境変遷は以下のように復元された.紀元前800年西暦400年は外洋の影響を受ける内湾,西暦400年1200年はより外洋の影響が小さい内湾環境,西暦1200年1650年は閉鎖的な汽水湖,西暦1650年1800年は一時的に外洋の影響を受ける汽水湖,西暦1800年1950年は汽水湖で湖底であった.明らかになった古環境変遷は既存研究と一致するが,西暦300年以前については,本研究で詳細な環境が初めて明らかになった.予定通り,中海湖心部において柱状試料を採取し,高い時間分解能で堆積年代を得た.また,貝形虫による群集解析を行い,およそ予定取りの結論を得た.しかし,当初対象とした年代まで遡って堆積物を採取出来なかった.コア試料の2度目の採取を検討したが,H27年度に採取したコアの試料数がかなりあることから,新たなコアを採取せず,過去2800年間についてより高い時間分解能で検討することとした.島根県と鳥取県にまたがる中海で既に掘削されたXコアを用いて,過去1700年間について貝形虫Bicornucythere bisanensisのA-1幼体殻の酸素・炭素同位体比分析を行った.A-1幼体は冬季(14月)に殻を形成するため,同位体比変動は冬季の情報を記録していると推察される.過去1700年間の酸素同位体比変動は3期間に区分された.そのうち,AD10001200年は貝形虫群集やB. bisanensisの成体殻の酸素同位体比変動から明らかになっている内湾から汽水湖への地理的変化と一致した.一方,AD3001000年とAD1200年以降のA-1幼体殻の酸素同位体比は,群集や成体殻の酸素同位体比変動から推察された中海の地域的古環境変動を異なり,AD3001000年は増加,AD1200年以降は低下した.現在の中海の冬季における底層塩分と底層水温は,風速10m/Sの強風がふいた後数日間低下する.同域における冬季の強風は北西から西風であり冬季モンスーンの風向に一致することから,AD3001000年およびAD1200年以降に認められた地域的古環境変動では説明できない酸素同位体比変動は,冬季モンスーン強度を示していると推察された.すなわち,東アジア冬季モンスーンはAD3001000年にかけて弱くなり,AD1200年以降現在まで強くなってきたことが明らかになり,本研究で求められた冬季東アジアモンスーン強度はこれまでに報告された冬季モンスーン強度と一致していた.夏季モンスーン変動に比べて冬季モンスーン変動を復元する方法は極めて少なく,かつ高い時間分解能での復元は行われてこなかった.本研究により貝形虫B. bisanensis殻の酸素同位体比分析が,数百年スケールの東アジア冬季モンスーンを復元する手法として有効であることが示された.現在の貝形虫殻の酸素・炭素同位体比と底層水の水温や塩分との関係を検討するため,表層試料を採取して研究を進めてきた.また日平均の観測データを国交省より頂き分析を進めてきた.

その結果,当初の予想とは異なり,冬季の底層水の変化が降水量と強い相関を示さないこと,冬季の強い風がふく日数と関係があることが明らかになった.この検討に時間を要したため,当初の計画では今年度に行う予定であったCNS分析に着手できなかった.H29年度は,西日本に位置する中海で採取したN2015コア試料を対象に,全有機炭素量,全窒素量及び硫黄濃度の測定,貝形虫B. bisanensisの成体殻及び最後の幼体(A-1)殻の炭素・酸素同位体比を測定した.夏季の降水量変動を示す成体の貝形虫殻の酸素同位体比は3000年前1000年前について,冬季のモンスーン強度を示すA-1幼体殻の酸素同位体比は3000年前1800年前を対象とした.さらに,年代決定のための1試料の14C測定を追加で外注により行った.当初は2試料を追加する予定であったが,1試料は用いた木片の重量が不足であったため,1試料のみとなった.すでに公表されている過去1800年間の中海の夏季モンスーン変動や東アジアの他地域から報告されているモンスーン変動と合わせて,過去3000年間の東アジアモンスーン変動のデータを得ることができた.これらを用いてスペクトル解析及びウェーブレット解析を行い,過去3000年間の数百年スケールの東アジアモンスーン変動について考察した.その結果,数百年スケールの東アジア夏季モンスーン変動は,変動周期とパターン及び太陽活動との関連に従うと3つの時期に分けられた.Interval Iは太陽活動を示す200年周期が認められ,中国の夏季モンスーン変動と良い一致が見られた.Interval 2は変動の振幅が小さく,共通する周期や変動パターンは見られなかった.Interval 3は一部の夏季モンスーン変動と共通した変動は見られるものの,太陽活動との関連は見られなかった.このように,夏季モンスーン変動と太陽活動については,一部の時期に限って相関が認められた.また,冬季モンスーン変動は300500年周期で変動していたことが明らかになった.私たちの暮らす日本列島の気候は,東アジアモンスーンに大きな影響を受けている.本研究では,西日本の汽水湖に生息した微小甲殻類の殻の酸素同位体比を測定し,過去3000年間の東アジアモンスーン強弱について特に数百年間隔で復元した.その結果,モンスーンのタイミング,変動の周期に基づき3つの時期に区分された.紀元前800100年までは東アジア全域や太陽活動と共通する周期が見られた.紀元前100年以降は地域内の変動や太陽活動との一致は見られなかった.西暦300年以降は一部の地域のみで共通する数百年周期の変動が見られた.これらのことは,太陽活動は限られた時期にモンスーンに影響を与えていたことを示す.連続して産出することが明らかになった貝形虫Bicornucythere bisanensisの成体殻を各試料から4個体以上取り出し,酸素同位体比および炭素同位体比を測定する.H28年度とH29年度にそれぞれ100試料分析し,計200試料について分析予定である.酸素同位体比変動から東アジアにおける夏季モンスーン変動を復元する.また,H28年度は地球化学分析(全有機炭素量,全窒素量,全硫黄量)を行う予定である.H29年度は,堆積物のCNS分析を中心に行う.当初は2年間で分析を行う予定であったが,H28年度は着手できなかったことから,H29年度に学生ら2名と協力して分析を早期に終了させる予定である.貝形虫殻の同位体比分析については,BC1000AD1000年を中心にA-1幼体殻を50試料行う.成体殻の分析はH28年度まででほとんど終了しており,H29年度は試料間隔が粗い層準の補完のための分析を30試料ほど行う.さらに,過去1700年間について貝形虫殻の酸素同位体比の記録があるXコアと本研究で扱っているN2015コアとの正確な対比を行うため,2試料の14C年代測定を追加で行う予定である.
魚類ヘルパーＴ細胞亜集団の同定

魚類のヘルパーT細胞(Th細胞)の亜集団の同定を目的として,クローン化コイT細胞株の樹立を試みた.すなわち,コイの主要な造血・リンパ臓器である腎臓より白血球を分離し,支持細胞(線維芽細胞)上に播種し,選択的に増殖したTh細胞をクローン培養した.現在までに,十数個のクローン化T細胞株が得られているが,これらのサイトカイン産生能を調べたところ,IL-4/13A・IL-4/13Bを強く発現するTh2様クローンとIFNgを強く発現するTh1様クローンを得ることができた.申請者らは既にコイヘルパーT細胞(Th)の培養法を確立している.具体的には,コイの腎臓白血球を分離し,胸腺由来細胞株などの支持細胞上で培養すると,白血球の活発な増殖が観察され,これら細胞を新たな支持細胞上にまきなおし,継代することで,長期間に亘る細胞の増殖が維持できる.これら増殖した細胞の遺伝子発現を調べたところ,CD4-1・CD4-2・lck・CD3δなどの各種Th細胞関連遺伝子の発現が確認されたが,他の血球マーカー遺伝子の発現は認められなかった.また,多種類の機能的なTCR Vα・Vβ鎖遺伝子の発現は認められたが,Vγ・Vδ鎖遺伝子は“stop codon"や“frame shift"を伴う非機能的な配列がほとんどであった.これらのことは,本培養系ではCD4+CD8-のαβT細胞,すなわちヘルパーT細胞がポリクローナルに増殖しているものと考えられた.そこで,本年度は,このコイヘルパーT細胞培養から細胞を1個づつマイクロピペットを用いて釣りだし,これら1個のTh細胞由来のクローン化T細胞株の樹立を試みた.また,コイのクローン化T細胞の培養に近縁種である,リコンビナントゼブラフィッシュIL-2(rzIL-2)を作製し,同クローン化Th細胞の培養に添加した.魚類のヘルパーT細胞(Th細胞)の亜集団の同定を目的として,クローン化コイT細胞株の樹立を試みた.すなわち,コイの主要な造血・リンパ臓器である腎臓より白血球を分離し,支持細胞(線維芽細胞)上に播種し,選択的に増殖したTh細胞をクローン培養した.現在までに,十数個のクローン化T細胞株が得られているが,これらのサイトカイン産生能を調べたところ,IL-4/13A・IL-4/13Bを強く発現するTh2様クローンとIFNgを強く発現するTh1様クローンを得ることができた.目的:我々はコイのCD4+T細胞(Th細胞)が単クローン性に増殖できる培養系を確立しており、これまでに哺乳類のTh亜集団の1つであるTh2様のクローンを得ている。そこで本研究では、さらに多くのクローンを作製し、それらの性状を解析することで、魚類Th亜集団の探索を試みた。方法:支持細胞層を形成させた25cm2フラスコ上で、コイ腎臓白血球を20%FBS及び2.5%コイ血清を添加したE-RDF培地で培養した(バルク培養)。これにより増殖した細胞を顕微鏡下で1細胞ずつ分取し、支持細胞層を形成させた96穴プレートの各穴に1細胞ずつ播種した。これらの1細胞からコロニーを形成させ、さらに拡大培養を行った。なお、培養液にはバルク培養の上清と、T細胞増殖因子であるコイIL-2のリコンビナントタンパク(rIL2)を作製し、添加した。結果:上述の培養系でrIL2を添加したところ、無添加の場合と比べ、コロニーが形成されたウェル数が約2倍に上昇した。得られたT細胞クローンを継代したところ、3つのクローンにおいて長期培養が可能となった(クローンNo.1, No.2, No.3)。これらのクローンはTCR-α, -β,及びCD4-1の発現が見られたが、CD4-2, CD8α及びCD8βの発現は見られなかった。次に、各クローンをT細胞マイトジェンであるPHAで刺激し、刺激後に発現量が上昇するTh関連サイトカイン遺伝子を調べたところ、クローンNo.1では魚類のTh2サイトカインであるIL-4/13A及びIL-4/13Bの発現上昇が見られたが、クローンNo.2ではTh1サイトカインであるINFgの発現上昇が見られた。以上のことから、魚類においてもTh1およびTh2亜集団が存在することが示唆された。哺乳類のヘルパーT細胞(Th細胞)は,発現される転写因子やサイトカインの産生パターンの違いにより,機能的に異なる「亜集団」に分類され,免疫応答を制御する重要な役割を果たしている.近年,魚類においても,哺乳類のTh1細胞やTh2細胞の転写因子およびサイトカインのホモログ遺伝子が同定され,魚類のT細胞亜集団の存在が示唆されている.我々はコイのCD4+T細胞,すなわちTh細胞が単クローン性に増殖できる培養系を独自に確立しているが,本研究では,T細胞増殖因子であるコイIL-2のリコンビナントタンパク質(rcIL-2)を用いてクローン作製の効率化を図った.得られたT細胞クローンを増殖させ継代を繰り返した結果,5つのクローンにおいて安定的な継代培養が可能となった。これらクローン(Clone 15)の性状を解析したところ,TCR-α,TCR-β,CD4-1及びCD4-2の遺伝子の発現は見られたが,CD8α及びCD8βの発現は見られなかった.次に,Clone 15をPHAで刺激し,Th1関連サイトカイン遺伝子であるIFNγとTh2関連サイトカイン遺伝子と考えられるIL-4/13AおよびIL-4/13Bの発現の変化を調べた.

その結果,Clone 1ではIL4/13AおよびIL-4/13B,Clone 2およびClone 3ではIFNγ,さらに,Clone 5ではIFNγrelの発現増強が認められた.Clone 4ではどのサイトカイン遺伝子においても,他のクローンと比較して,発現の増強が見られなかった.以上のことから,Clone 1はTh2様のクローン,Clone 2およびClone 3はTh1様のクローンであると考えられた.魚病コイヘルパーT細胞亜集団を同定する目的で,コイTh細胞を1個釣りしリコンビナントIL-2存在下で培養したところ,複数のクローン化Th細胞が得られた.これらクローン化Th細胞の性状を調べたところ,PHA刺激によりIFNgやIFNg-rel遺伝子の発現が増強されるTh1様のクローンやIL4/13遺伝子発現が増強されるTh2様のクローンそして両方の性状を持つTh0様のクローンなど,魚類のTh1およびTh2の性状解析およびそれらの分化に有用なクローンが多数得られていた.真骨魚類は,哺乳類と同様,T・B細胞を主体とした獲得免疫機構を持つ.そのため獲得免疫反応の中心的な制御機構を構成するTh亜集団の存在や性状を調べることは,魚病の病態解明・予防・ワクチン開発などに大きく貢献するものと思われる.このような背景から,近年魚類でも,Th亜集団の同定に向けた多くの研究が行われて来ている.しかし,その多くは,哺乳類遺伝子との相同性に基づく,魚類Th関連遺伝子の単離と,臓器・組織レベルの発現解析によるものであり,魚類Th亜集団の存在を直接証明していない.また,最近では,Th表面マーカー遺伝子の組換えタンパク質の合成と,それに対する抗体を作製し,哺乳類のTreg類似の集団をミドリフグで分離できたとの報告もある.しかし,この手法も,アイソフォーム遺伝子の多い魚類では,抗体の特異性が問題となったり,また,魚類に特有のTh亜集団を見逃したりする可能性もある.一方,我々が行うクローン化T細胞株の作製技術は,1個のTh細胞から増幅させるため,細胞の均一性は完全に担保される.また,哺乳類には無い,魚類特有のTh亜集団も発見できる可能もある.この様に,申請者らの取組みは,従来の研究手法と一線を隔すものであり,いままでにない,新たな発見が期待できる.今後の研究方策としては,25年度研究で得られた,コイTh1およびTh2様クローンを用いて,サイトカイン遺伝子の発現のみならずt-bet,gata3などの転写因子の遺伝子についても,各クローンで発現の有無を調べ,魚類Th亜集団の同定を行う予定である.Th亜集団の同定には,Th1サイトカイン(IFNγ2・TNFα),Th2サイトカイン(IL4/13A,IL4/13B,IL10),Th17サイトカイン(IL17,IL22)およびTregサイトカイン(TGFβ,IL10)などの発現解析を各細胞株について行なう必要がある.また,哺乳類Th亜集団のそれぞれの分化や機能維持には,特異的な転写因子の発現が重要である.すなわち,Th1,Th2,Th17およびTregにはそれぞれ,T-bet,GATA3,RORγtおよびFoxP3が発現していると考えられる.そこで,これら転写因子遺伝子についても,各細胞株で発現の有無を調べ,サイトカイン産生パターンと合わせて,Th亜集団の同定を行う.該当なし.
非コンパクト群のリー変換群

非コンパクトなリー群が多様体になめらかに作用する時、固定点でのまわりの作用は必ずしも線形な作用にはならない。我々の研究では、このような固定点のまわりでの振る舞いを解明しようとすることにある。2次特殊複素線形群SL(2,C)の4次元球面S^4へのなめらかな作用で、固定点を持つ場合を考えた。与えられた作用をSL(2,C)の極大コンパクト部分群であるSU(2)に制限した時、SU(2)の4次の実既約表現から誘導されるS^4への線形作用である場合を研究した。我々の研究成果は次のような結果を得た。1.SU(2)の作用とSL(2,C)の作用の固定点は一致して、2つの孤立点である。2.S^4から2つの孤立点を除いた空間S^3×RにSL(2,C)が作用している。この作用は、ある条件の下ではアファイン群Aff(1)のRへの作用によって特徴づけられる事がわかった。トポロジーからのアプローチとして、多様体の間の写像のホモトープな埋め込みの存在の為の条件とイソトピー分類を行った。さらに、微分幾何からのアプローチとして、等質空間が群不変な射影平坦なアファイン接続を許容するための必要十分条件を与え、それをもとに既約リーマン対称空間で群不変な射影平坦なアファイン接続を許容するものが分類できた。コンパクトなリー群が多様体になめらかに作用する時、その作用が固定点をもてば、固定点のまわりで作用が線形であることが知られている。また、作用するリー群が非コンパクトの場合は、一般には線形にならない事が知られている。我々の研究では、非コンパクトなリー群の多様体への作用が固定点を持つ時、そのまわりでの振る舞いを解明しようとすることにある。まずその一歩として、2次特殊複素線形群SL(2,C)の4次元ユークリッド空間へのなめらかな作用で、原点のみを固走点とする場合を考えた。与えられた作用を、SL(2,C)の極大コンパクト群であるSU(2)に制限した時、原点のまわりでの作用は、U(1)または単位元のみの群Eを等方部分群とする2つの種類に分けることができる。まず、我々の成果としては、等方部分群がU(1)の場合に、SL(2,C)の作用は同変微分同相を除いて、線形な作用に限ることが示された。等方部分群がEの場合には、SL(2,C)の部分群の表れ方により、さらに2つの種類に分けられることが分った。今後さらに、これらの場合を考察して、線形な作用になる事が期待される。現在、それぞれの場合について、原点のまわりの作用の研究が行われている。今後、これらの成果を用いて4次元球面S^4へのSL(2,C)のなめらかな作用を、同変微分同相を除いて決定する計画である。さらに、グラフ理論に関しても色々な結果が得られた。連結な単純グラフの3次元ユークリッド空間への埋め込みに関しては、完全グラフと完全2部グラフの場合に、それらの埋め込みのホモロジー類の分類を行った。さらに、リーマン多様体におけるスペクトルの評価と類似のグラフにおけるラプラス作用素の固有値の評価も得られた。与えられた作用を、SL(2,C)の極大コンパクト部分群であるSU(2)に制限した時、SU(2)の4次の実既約表現から誘導されるS^4への線形作用である場合を研究した。我々の研究成果としては、次のような結果を得た。(1)SU((2)の作用とSL(2,C)の作用の固定点は一致して、2つの孤立点である。(2)S^4から2つの孤立点を除いた空間S^3×RにSL(2,C)が作用している。

この作用は、ある条件の下ではアファイン群Aff(1)のRへの作用によって特徴づけられる事がわかった。トポロジーからのアプローチとして、多様体の間の写像のホモトープな埋め込みの存在の為の条件とイソトピー分類を行った。さらに、微分幾何からのアプローチとして、等質空間が群不変な射影平坦なアファイン接続を許容するための必要十分条件を与え、それをもとに既約リーマン対称空間で群不変な射影平坦なアファイン接続を許容するものが分類できた。
白色雑音系の確率論および解析的研究

白色雑音系を記述するための基礎空間は、申請者等によって、幾種もの特長の異なる構成法が与えられたが、必ずしも直接的ではない恨みが残っていた。荷重ナンバー作用素を用いた直接的な構成に成功し、国際会議等で発表した。その結果、二つの異なった′′超確率変数′′の取扱い方の相違点・類似点が明確になった。各分担者は代表者の問題意識に注意を払いながら、それぞれ本来の専門分野での研究に成果をあげた。大春は、非線形的に摂動されたセミグループの特徴付けや局所リプシッツ作用素のセミグループの理論と応用の研究を行った。平良は、積分・偏微分作用素の境界値問題、そのセミグループ、特にフェラ-セミグループの構成の研究を行い、マルコフ過程の研究を行った。竹中は、自己相似な安定過程の構成と特徴付けの研究を深めた。その際に有効なスペクトルの議論が安定過程の白色雑音の研究に重要な役割を果たすと考えられる。中村は、ランダムなフラクタル集合の研究を行い、そのハウスドルフ次元とパッキング次元、ハウスドルフ測度を調べた。当初の目標であった無限次元Bargmann空間とLevyのラプラシアンの研究から、その基礎となる部分に研究の焦点が移行したが、それにより新たな展望が開けてきており、無限次元の偏微分作用素、セミグループ、拡散過程の研究を通じて、白色雑音系の構造がさらに明らかにされる期待が大きくなった。新しい発展としては、H.-H.Kuoとの共同研究の結果、超汎関数空間の新しいクラスを導入し、その特徴付けを一変数の整関数空間の性質を利用して与えることができた。そのクラスが広いことと、一方指数関数をテスト汎関数に持つことから、広い応用が期待される。今年度は、白色雑音系の基礎空間として、テスト汎関数空間と超汎関数空間の構造を明確にすることができたのが第一の成果である。まず、有限次元的な超汎関数の特徴付けに成功した。それは、基本的には、ある種の有限次元ユークリッド空間上の超関数とガウス型確率変数の合成であること、その超関数のクラスが判明した。そこでのアイデアは、一般的な超汎関数にたいしても活かすことができ、超汎関数の特徴付けの明快な証明ができた。さらに、無限次元複素空間を経由することで、より明確な理解ができるようになった。少し視点は異なるが、力学系のカオス状態の生み出すランダム性との関連で、リ-=ヨ-クのカオスの意味を問直すことをおこない、彼らのいう混合集合は観測不可能なことを示した。同様の観点から、2次の有理関数のジュリア集合のフラクタル次元の詳細な性質を調べることができ、力学系と複雑さとランダム性の相互関係を明らかにしつつあると言えよう。確率過程との関わりに関しては、境界条件をもつフェラ-セミグループの構成楕円型擬微分作用素にたいする境界値問題、それらに対応するマルコフ過程についての研究成果が得られた。また、解析学の立場からは、非線形放物型方程式に付随した非線形発展方程式や積分セミグループの非線形摂動に関しての豊富な知見が得られた。安定過程は、加法過程に付随した白色雑音、もう一歩進んでポアソン型の白色雑音から構成できるが、その積分表現と過程との関係が一層詳しく調べられた。白色雑音系を記述するための基礎空間は、申請者等によって、幾種もの特徴の異なる構成法が与えられたが、必ずしも直接的ではない恨みが残っていた。その結果、二つの異なった〃超確率変数〃の取扱い方の相違点・類似点が明確になった。

大春は、非線形的に摂動されたセミグループの特徴付けや局所リプシッツ作用素のセミグループの理論と応用の研究を行った。平良は、積分・偏微分作用素の境界値問題、そのセミグループ、特にフェラ-セミグループの構成の研究を行い、マルコフ過程の研究を行った。竹中は、自己相似な安定過程の構成と特徴付けの研究を深めた。その際に有効なスペクトルの議論が安定過程の白色雑音の研究に重要な役割を果たすと考えられる。中村は、ランダムなフラクタル集合の研究を行い、そのハウスドルフ次元とパッキング次元、ハウスドルフ測度を調べた。当初の目標であった無限次元Bargmann空間とLevyのラプラシアンの研究から、その基礎となる部分に研究の焦点が移行したが、それにより新たな展望が開けてきており、無限次元の偏微分作用素、セミグループ、拡散過程の研究を通じて、白色雑音系の構造がさらに明らかにされる期待が大きくなった。新しい発展としては、H.-H.Kuoとの共同研究の結果、超汎関数空間の新しいクラスを導入し、その特徴付けを一変数の整関数空間の性質を利用して与えることができた。そのクラスが広いことと、一方指数関数をテスト汎関数に持つことから、広い応用が期待される。
去勢抵抗性前立腺癌のcholesterol代謝経路解明による個別化医療の確立

去勢抵抗性前立腺癌(CRPC)細胞を用いて、docetaxel (DOC)とLDH阻害薬の併用投与による細胞増殖抑制効果を検討した。LDH阻害薬であるsodium oxamate (SO)により、全ての細胞株で細胞増殖抑制が認められた。DOC (1 nM)とSO (50 mM)の併用では、単独投与より細胞増殖抑制が認められた。CRPC株のLN-CSSではDOCとSOの併用投与における相乗効果、細胞周期解析ではG2M arrestおよびアポトーシスの誘導が観察された。以上より、CRPC治療において、DOCとSOの併用投与は有用な治療法となり得ることが示唆された。前立腺癌細胞株LNCaPおよびPC-3を用い、乳酸脱水素酵素(LDH)特異的阻害薬をsodium oxamate (SO)とタキサンの併用効果を検討した。SO 50 mMにより両細胞株も増殖抑制が認められ、細胞周期解析にてG2M arrestが引き起こされ、アポトーシスが誘導された。SO 50 mMとdocetaxel 1 nMの併用によりアポトーシス増強効果が示され、進行前立腺癌において産生亢進されるLDHがtaxan耐性機序の一部に関与している可能性とSO併用効果の重要性を示唆する知見が得られた。(平成27年度の研究計画)計画1. C4-2皮下腫瘍モデルにおけるcholesterol制御とAA治療、docetaxel感受性の検討:in vivoでの検討計画2. C4-2皮下腫瘍モデルないしはPC-3皮下腫瘍モデルを用いたオキサミン酸ナトリウムとdocetaxel併用による抗腫瘍効果の検討(研究実績)前立腺癌細胞株LNCaPおよびその去勢抵抗株LN-CSSを用い、LDH特異的阻害薬をオキサミン酸ナトリウム(SO)とdocetaxelの併用効果を検討した。LN-CSSにおいてはSO 50 mMとdocetaxel 1 nMの併用により相乗的なアポトーシス増強効果が示され、去勢抵抗性前立腺癌において産生亢進されるLDHがdocetaxel耐性機序の一部に関与している可能性とSO併用効果の重要性を示唆する知見が得られた。現在、マウスLN-CSS皮下腫瘍を作製して、in vivoにおけるSOとdocetaxel併用効果を検討中である。計画1について去勢抵抗性前立腺癌(CRPC)細胞株におけるcholesterol制御とタキサン抵抗性に関する検討についてはまだ着手できていない状況である。その原因、背景として1タキサン抵抗性前立腺癌細胞株の樹立が非常に難しいことと、嫌気性環境における実験系への着手に到達していなことが挙げられる。計画2についてLNCaPおよびその去勢抵抗株LN-CSSを用い、LN-CSSにおいてはオキサミン酸ナトリウム(SO) 50 mMとdocetaxel 1 nMの併用により相乗的なアポトーシス増強効果が示され、去勢抵抗性前立腺癌において産生亢進されるLDHがdocetaxel耐性機序の一部に関与している可能性とSO併用効果の重要性を示唆する知見が得られ、当初予定の通りの研究進捗状況である。(平成28年度の研究計画)1. C4-2皮下腫瘍モデルにおけるcholesterol制御とdocetaxel感受性の検討:in vivoでの検討、2. 4-2皮下腫瘍モデルを用いたオキサミン酸ナトリウムとdocetaxel併用による抗腫瘍効果の検討、3. CRPC患者における治療効果と血清LDH変化量ないしはPETないしはMRSによる集積強度との相関検討、4. CRPC患者における血清cholesterol値とAA治療感受性との相関性の検討(研究実績)1.ホルモン感受性株(LNCaP)、CRPC株(LN-CSS)でのLDH定量実験では、LN-CSSでLDH発現の上昇を認めた。2. LDH阻害薬投与により、前立腺癌細胞株(PC-3、DU145、LNCaP、LN-CSS)で濃度依存的に抗腫瘍効果を認めた。taxan投与でも、前立腺癌細胞株は濃度依存的な抗腫瘍効果を認めたが、LN-CSSはLNCaPと比較してtaxanに対し抵抗性を示した。また、LN-CSSではLDH阻害薬とtaxanの併用投与で相乗的な抗腫瘍効果を認めた。同現象をC4-2皮下腫瘍モデルにおけるin vivoの系でも確認された。3. LN-CSSにおいてtaxan投与ではLDH発現の上昇を認めたが、LDH阻害薬を投与すると、LDH発現の低下を認め、taxanとLDH阻害薬の併用投与では、よりLDH発現の低下を認めた。このことからLDH阻害薬はtaxanによるLDH発現を抑制し、taxanによる抗腫瘍効果を促進することが示唆された。4.LDH阻害薬は前立腺癌細胞のオートファジー機能を修飾する可能性を示唆する結果が得られつつある。(計画1および計画2について)動物モデルの系を含め、おおむね順調に進捗しており、LDH阻害薬が前立腺癌細胞のオートファジー機能を修飾する可能性を示唆する結果が得られつつあるあるなど、当初の予想外の知見が得られつつあり、今後の研究成果がさらに期待される。(計画3および計画4について)臨床検体採取の倫理基準の見直しや当施設における画像機器の使用基準などの問題もあり、一部の検体のLDH測定を開始したところであり、具体的な結果はまったく得られていない状況である。計画の見直しも含め、再度の検討を行っている。(平成29年度の研究計画)

去勢抵抗性前立腺癌(CRPC)におけるタキサン耐性機序の背景因子として、嫌気性解糖シグナルにおいて重要なLDHの機能が関与していることを、in vitroおよびin vivoの両系で証明できたと考えている。今後の方針として、1LDHがタキサン耐性にどのような機序で関与しているのかを分子生物学的手法を用いて検討する。特に、細胞周期関連シグナル分子との関連に着目した研究を行う。2LD H阻害薬投与後のアミノ酸代謝への影響を検討する。アミノ算定量を行う環境は整っており、解糖系とアミノ酸代謝の両者に着目した研究計画を立案する。(研究実績)1前立腺癌細胞株LNCaPおよびその去勢抵抗性前立腺癌株LN-CSSを用い、これらの細胞株にタキサンを投与したところ、LN-CSSでは細胞周期シグナル分子のcdc2やAMPKの活性化認められた。LDH阻害薬のoxamateはこれらの活性化を抑制する機能を有することが示唆された。2一方で、oxamate投与により細胞内のアミノ酸トランスポーターの1つであるLAT1タンパクの発現が増加する現象が認められた。3以上より、去勢抵抗性前立腺癌におけるタキサン抵抗性にはLDHの発現および機能亢進が重要な役割を担っているが、その一方で、LDH阻害によって嫌気性解糖系を抑制することでアミノ酸代謝系への依存度が高まり、治療体制獲得機序が複雑なネットワークを形成していることが示唆される。去勢抵抗性前立腺癌(CRPC)細胞を用いて、docetaxel (DOC)とLDH阻害薬の併用投与による細胞増殖抑制効果を検討した。LDH阻害薬であるsodium oxamate (SO)により、全ての細胞株で細胞増殖抑制が認められた。DOC (1 nM)とSO (50 mM)の併用では、単独投与より細胞増殖抑制が認められた。CRPC株のLN-CSSではDOCとSOの併用投与における相乗効果、細胞周期解析ではG2M arrestおよびアポトーシスの誘導が観察された。以上より、CRPC治療において、DOCとSOの併用投与は有用な治療法となり得ることが示唆された。計画1)去勢抵抗性前立腺癌(CRPC)細胞株におけるcholesterol供給源の同定(現状)CRPC細胞株における通常環境下および嫌気性環境下cholesterol供給源の同定がまったく進んでいない状況である。その原因、背景として、1LNCaP(ホルモン感受性株)からCRPC細胞株およびdocetaxel抵抗性前立腺癌細胞株を樹立するのに予想以上の時間と労力を要していること2以上と同様の理由で、嫌気性環境での実験を行う準備が整っていないことがあげられる。計画2)CRPC細胞株におけるcholesterol制御と抗癌薬治療感受性の検討(現状)当初計画をやや現実的な計画に改変し、前立腺癌細胞株LNCaPおよびPC-3を用い、乳酸脱水素酵素(LDH)特異的阻害薬をsodium oxamate (SO)とタキサンの併用効果を検討し、進行前立腺癌において産生亢進されるLDHがtaxan耐性機序の一部に関与している可能性とSO併用効果の重要性を示唆する知見が得られた。計画3)C4-2皮下腫瘍モデルにおけるcholesterol制御と
小児がんの子どもへの病名・病状説明に対する親の不確かさ

病名病状説明を受けていない小児がんの子どもをもつ親が抱く不確かさ因子は、「方法に関する明晰性の不足」「病気・病状や病名・病状説明の是非に関する情報の不足」「必要性の曖昧さ」であった。小児がんの子どもをもつ親は、対照群と比較すると、不確かさの得点が高く、子どもへの説明時期を先延ばしにする傾向があった。「方法に関する明晰性の不足」は親の責任回避的態度に、「必要性の曖昧さ」は子どもの発達段階や家族の凝集性に影響を受け、不確かさの受け止めに応じた有効な対処はとれていないことが示唆された。Mishelの「病気の不確かさ」看護中範囲理論を基盤に、病名・病状説明を受けていない小児がんの子どもをもつ親が子どもへの病名・病状説明に対して抱く不確かさの特徴を明らかにすることを目的に、病名・病状説明を受けていない小児がんの子どもをもつ親47名と対照群43名を対象に、質問紙調査を行った。1.小児がんの子どもへの病名・病状説明に対して親が抱く不確かさ(18項目)について因子分析(主因子法、プロマックス回転)を行った結果、14項目からなる3因子が抽出された(固有値1以上、累積寄与率65.96%)。3因子は、「方法に関する明晰性の不足」「病気・病状や病名・病状説明の是非に関する情報の不足」「必要性の曖昧さ」であった。因子信頼性については、Cronbachのα係数0.8950.816、再テスト法によるSpearmanの順位相関係数ρ=0.786(p<0.01)であった。2.小児がんの子どもをもつ親は子どもへの病名・病状説明に対して、「病気・病状や病名・病状説明の是非に関する情報の不足」が最も高かった。対照群と比較すると「方法に関する明晰性の不足」や「病気・病状や病名・病状説明の是非に関する情報の不足」が有意に高く、子どもへの病名・病状説明の時期を先延ばしにする傾向がある。3.不確かさに及ぼす影響要因では、「方法に関する明晰性の不足」に親の養育観(責任回避的態度)が正の影響を及ぼし、「必要性の曖昧さ」に子どもの発達段階(現在の子どもの年齢、発病時の子どもの年齢)が正の影響を、家族機能(凝集性)が負の影響を及ぼした。22年度の研究では、Mishelの病気の不確かさ理論を基盤に、病名・病状説明を受けていない小児がんの子どもをもつ親が子どもへの病名・病状説明に対して抱く不確かさについて明らかにした。22年度の調査結果を基に、23年度は、小児がんの子どもへの病名・病状説明に対して親が抱く不確かさへの介入プログラムを構築するために、Mishelの病気の不確かさ理論で、不確かさに及ぼす影響要因として示されている医療者やソーシャルサポートが、子どもへの病名病状説明にどのように関わっているかについて検討するために、以下の(1)・(2)に取り組んだ。【実態調査(1):医師による病名病状説明が子どもに行われる時の看護師役割の現状】看護師は看護ケアに反映するための情報を得る機会として病名病状説明の場に同席しており、医師もまた看護師に同様の役割を期待している現状が明らかになった。また、看護師の実践度や医師の期待度において、子どもが理解しやすい状況をつくるために看護師が説明前に行う項目や、子どもが説明を受けるその場で看護師が子どもの理解を促そうと働きかける項目が特に低かったことから、医師主導による病名病状説明が子どもに行われていることが多いのではないかと示唆された。【事例検討(2):病名病状説明を受けた小児がんの子どもへの看護介入】ソーシャルサポートを強化するためには、Aguileraの危機モデルを用いた看護介入が有効であることが示された。Dr. Baggottは介入案としてビデオ作成(誰でも、いつでも、どこでもアクセスできるtechnologyの活用)を提案し、研究仮説や研究対象者、介入方法(ビデオに盛り込むべき内容やビデオ視聴後のコーチングに関する具体的方法)、介入評価内容等について詳細な検討を行い、実施可能な介入研究の手法を得ることができた。介入研究は看護実践の質に寄与するものであり、介入研究を進めていく上で、誰が介入者になるかということは大変重要な検討課題である。米国では、親や子どもへのDecision-Makingについて、自らの役割として主体的に取り組んでいるのは主にClinical NurseSpecialist(CNS)であるが、日本ではまだまだ小児看護におけるCNS養成が追いつかない現状であるため、小児がんを取り扱う病院で勤務する病棟師長や副師長と共に取り組まなくてはならない研究であるとも指導を受けた。

24年度に行う予定である「小児がんの子どもへの病名・病状説明に対して親が抱く不確かさ」への介入プログラム作成に必要な基礎資料(データ)を、22年度・23年度の調査結果より得ることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度は、「小児がんの子どもへの病名・病状説明に対して親が抱く不確かさ」への介入プログラムの作成と評価方法を検討するために、UCSFで海外研修を行い、小児がん看護のアドバイザーより介入研究の手法を学ぶ。
近赤外散乱光による3次元的粘膜下組織診断の内視鏡への応用

医用画像の大半は動画であるが、静止画しか利用していない。これまでの研究で、静止画では分かり難い変位も動画では認知できることを証明してきた。この研究を上部消化管内視鏡動画像に応用し時間的視差画像から3次元位置情報の計測を空間的ずれを補正しながら解析の安定性を向上させた。またLED等の光源を粘膜に照射すると散乱光が組織中に広がるが、可視光領域では色分解を行い、赤外光では複数方向の画像撮影で3次元形状を解析する技術を確立した。この研究には内視鏡応用のために2つの検討を行っている。これまでに時間的に連続する経時的な2次元内視鏡画像から3次元計測を可能とし、さらに汎用CADデータ化を可能にしてきた。内視鏡による動画像はDVフォーマットにて記録しているが、このフォーマットは空間圧縮で、MPEGのような時間圧縮はないので、フレームレート30で経時的画像が記録できる。すなわち1秒間でジッタのない30枚の安定した画像を得ることができ、通常の内視鏡画面を記録すれば0.1秒の間に3枚の画像が蓄積されるので、対象物を視差のある複数の画像で記録することが出来る。これまではこの画像を静止画として要手的な前処理の後に画像処理を行っていた。しかし新たなアルゴリズムの開発で動画像から3次元計測を可能にする方法を開発した。さらに、高画質のCCDを内蔵するデジタルカメラにて可視光と赤外光による画像を記録する。その際の光源は可視光光源と800nm1200nmの波長を持つLEDを用いて撮影する。この時に目標の1つである生体細胞診への検討も行うために、顕微鏡画像についてもデータ蓄積を行い、複数の施設でデータを共有できるようにした。この画像により胃粘膜内の血管像を抽出し3次元的構造を得ることが可能になった。またこのような画像を得るためには照明は波長依存性があることを確認し、さらに最適な波長が複数の帯域にあることも確認することができた。このような2つの検討により内視鏡的粘膜下組織の診断を可能にするための方法を確立させることを今後の目標とする。3次元化には複数の画像から立体画像を作製するので、これらの画像取得方法に新しい技術を導入する準備は行ったので、これらの方法について医学的検討を大阪医療センターと愛媛大学と共同で行う予定である。また光源の改良も行い内視鏡に内蔵することを考えた設計と波長及び光量を検討する予定である。これまでに連続する経時的な2次元内視鏡画像から3次元計測を可能としてきたが、さらにビデオレート撮影による動画からも同様の処理が可能にする。これは内視鏡動画像をDVフォーマットで記録し、フレームレート30で経時的動画像が記録されているので時間的に隣接する視差を有する画像間で解析することで可能となった。また自動的に対応点を検索する方法についても最適化を行った。これまでは静止画として要手的な前処理後に画像処理を行っていたが、アルゴリズムの開発で動画像から直接3次元計測を最適化した。そして形状計測は可能になったので、高画質CCDを内蔵するデジタルカメラで、白色光による照明下で連続的に透過波長を変化させるフィルターによって800nm1200nmの波長毎の画像を記録する。さらに同一の波長を持つLED光源により、同様の撮影を行い色情報による診断方法について両者を比較しながら検討する。また生体細胞診への検討も行うために、顕微鏡画像についてもデータ蓄積を行い、複数の施設でデータを共有できるようにした。そして、この画像には照明は波長依存性があることを確認し、さらに最適な波長が複数の帯域にあることも確認した。この2つの検討により内視鏡的粘膜下組織の診断を可能にする方法を確立させる。さらに3次元化には複数の画像から立体画像を作製するので、画像取得方法を確立させる。この方法に最適化した光源と内視鏡への実装を大阪医療センターと愛媛大学と共同で行う。これまでに連続する経時的な2次元内視鏡静止画像から3次元計測を可能としてきた。さらに内視鏡動画像をDVフォーマットでフレームレート30で経時的動画像から、時間的に隣接する視差画像間の対応点を自動解析により動画像でも可能とした。この結果、ビデオレート撮影による動画からも同様の処理が可能にできるようになったが、自動対応点検索の方法が最適化されておらず、要手的な前処理後が一部必要であったが、そこで新しいアルゴリズムの開発で、ほぼ任意の動画像から直接3次元計測を可能とした。この方法は動画による3次元計測を可能としただけではなく、内視鏡操作による画像のずれにも対応できるようにしたので、より安定した3次元計測も可能となった。近赤外光から可視光にかけて、粘膜内を透過させた画像を収集し、粘膜内の血管を3次元的再構成も可能にしたが、同時に動画による3次元計測は、また単なる形状計測だけではなく、高画質CCDのデジタルカメラ画像より、波長依存性の画像を色分解も検討してきた。

この色情報別による3次元計測の結果からも粘膜内の血管像を3次元的に再構成が可能であることが分かった。その結果、3次元計測精度には波長依存性があることを確認した。これによって計測精度の向上へと繋がった。さらに現在、このデータべースを増やし、比較検討を行っている。このデータを複数施設で共有し、目的や疾患別に最適な波長帯域も検討中である。今後は、目標である内視鏡的粘膜下組織計測を可能にすることと、内視鏡による病変の高精度3次元的計測のために、3次元画像作製に必要な高画質動画像の取得方法を確立させ、最適な光源と波長の検討し、同時により絶対的距離の精度を向上させるために複数の方法を検討中である。
ナイーブなユーザのための安全・安心情報生活空間の研究

ITサービスにおけるナイーブユーザの認知特性の解明および、サービスへの安全な誘導方法の確立を目的として、(1)安心の要因解明、(2)誤認の要因解明と検知・警告システム、(3)ミスリードの解明と圭やつシステムの3つの課題に取り組んだ。(1)安心の要因解明では、地方自治体職員756名を対象にアンケート調査を実施した。その結果について因子分析を行い、固有値、解釈可能性を考慮し6因子解を見出した。6因子は、安全性、知識、ユーザビリティ、信用(トラストの認知部分)、プリファランス、直感である。(2)誤認の要因解明と検知・警告システムでは、SNSからのプライバシー情報漏えいとEビジネスにおけるフィッシング詐欺を取り上げ、前者については2年分の日記を分析し、後者についてはアイカメラを用いたユーザの認知特性の分析をおこなった。SNSからのプライバシー情報漏えいの警告システムおよびフィッシング詐欺の警告システムを設計、実装した。フィッシング詐欺警告システムについては、350サイトの評価を行った。(3)ミスリードの解明と啓発システムでは、2000年問題における日米欧の政府、マスコミ、専門家の発言と、住民の反応を分析し、日本の課題として、技術専門家の積極的な参加・発言の重要性を見出した。ITが市民生活へ浸透するに伴って、高齢者や主婦等のナイーブなユーザが、金銭や個人情報を扱う高リスクのITサービスに直接触れるようになってきた。そこで、ナイーブなITユーザを高リスクサービスへ安全に誘導する技術・教育の研究を実施する。ナイーブユーザは、警戒するべき状況で安心し、判断を誤る。そこで、ユーザが感じる安心の要因を解明し、定式化する。また、ユーザがITサービスを認識する過程を分析し、判断を誤る要因(誤認の要因)を解明し、誘導・警告の方法を検討する。さらに、安心と誤認だけでなく、より包括的なナイーブユーザのモデル化に向けて、ユーザが混乱に陥った事例(2000年問題等)を調査分析して、ナイーブユーザがミスリードされる要因を解明し、ミスリード防止のための情報提供の方法を検討する。19年度は、安心の解明とモデル化の研究として、社会人100人を対象としたアンケート分析を行い,安心の因子を明らかにした.誤認の解明と誘導・警告システムの研究として,SNS(Social Networking Service)からのプライバシー情報漏えいとEコマースにおけるフィッシング詐欺を取り上げ,前者については2年分の日記を分析し,後者については検知システムを試作した。ミスリードの解明と啓発システムの研究として,2000年問題における政府,マスコミ,専門家の発言と,住民の反応を分析した。
次世代型相乗り輸送の数理

位置特定と通信・検索が容易に行える高機能な移動体通信機器を個人が携帯する社会では,乗客同士または乗客とドライバーが社会的ネットワークを通して直接お互いの素性を確認・了解したうえでマッチングが成立するような輸送サービスが登場しつつある.本研究の目的は,複数の乗客が交通サービスを共有する次世代型相乗り輸送を対象に,マッチング問題としての定式化と数理的解析を行うことにある.従来型の相乗り輸送やオンデマンド公共交通では想定されていなかった,乗客同士や乗客とドライバーの間の社会的ネットワークを介した相互確認を前提とする新たな輸送サービスに関する数理モデルを開発した.位置特定と通信・検索が容易に行える高機能な移動体通信機器を個人が携帯する社会では,乗客とドライバーが社会的ネットワークを通して直接お互いの素性を確認・了解したうえでマッチングが成立するような輸送サービスが登場しつつある.本研究は,複数の乗客が交通サービスを共有する次世代型相乗り輸送(Smart Ride Sharing, SRS)を対象に,マッチング問題としての定式化と数理的解析を行うことを目的としている.従来型の相乗り輸送やオンデマンド公共交通では想定されていなかった,乗客同士や乗客とドライバーの間の社会的ネットワークを介したリアルタイムの相互確認を前提とする新たな輸送サービスの成立メカニズムを明らかにしていく.平成27年度は,既往研究と事例の体系的整理を踏まえて,SRSの数理モデルを構築した.社会的ネットワークでドライバーと乗客が相互了解したうえで,1台の車両に1名の乗客を割り当てるone-to-oneマッチングのモデルを構築し,それを1台の車両に複数名の乗客が相乗りするone-to-manyマッチングモデルに展開するための基礎的検討を行った.研究代表者と分担者の連携により, one-to-oneマッチングのモデル化を行うことができた.1台の車両には1名の乗客しか乗らない場合を対象に,ドライバーと1名の乗客のマッチングモデルを定式化し,社会的ネットワークとして,乗客のドライバーに対する選好とドライバーの乗客に対する選好を仮定した最適マッチング問題を構築した.研究成果の一部を国際会議(The 11th Eastern Asia Society for Transportation Studies International Conference)にて発表し,Outstanding Poster Presentation Awardを受賞した.さらに,構築したモデルを検証するために,タイのバンコックで実証実験を行い,行動データを収集した.これは当初の計画を上回る成果であり,当初計画以上に進展していると判断している.位置特定と通信・検索が容易に行える高機能な移動体通信機器を個人が携帯する社会では,乗客とドライバーが社会的ネットワークを通して直接お互いの素性を確認・了解したうえでマッチングが成立するような輸送サービスが登場しつつある.本研究は,複数の乗客が交通サービスを共有する次世代型相乗り輸送(Smart Ride Sharing, SRS)を対象に,マッチング問題としての定式化と数理的解析を行うことを目的として研究を進めた.平成27年度は,既往研究と事例の体系的整理を踏まえて,SRSの数理モデルを構築した.社会的ネットワークで乗客同士が相互了解したうえで,1台の車両に2名の乗客を割り当てるone-to-oneマッチングのモデルを構築した。平成28年度の主な成果は以下のとおりである。1最適マッチングを達成するための解法,および最適マッチングが実現した時の解の持つ性質を明らかにしたこと.2静的なone-to-oneマッチングモデルの解析方法を拡張し,動的なマッチングモデルの解法を開発したこと.3シミュレーション実験により,輸送システムの効率性と利用者の効用水準に及ぼす影響を分析し,次世代輸送システムとして機能するための条件整理を行ったこと.2年間の研究を通して,従来型の相乗り輸送やオンデマンド公共交通では想定されていなかった,乗客同士や乗客とドライバーの間の社会的ネットワークを介したリアルタイムの相互確認を前提とする新たな輸送サービスの成立メカニズムを明らかにし,交通分野の新たなシェアリングサービスに関する理論基盤を構築することができた.位置特定と通信・検索が容易に行える高機能な移動体通信機器を個人が携帯する社会では,乗客同士または乗客とドライバーが社会的ネットワークを通して直接お互いの素性を確認・了解したうえでマッチングが成立するような輸送サービスが登場しつつある.本研究の目的は,複数の乗客が交通サービスを共有する次世代型相乗り輸送を対象に,マッチング問題としての定式化と数理的解析を行うことにある.従来型の相乗り輸送やオンデマンド公共交通では想定されていなかった,乗客同士や乗客とドライバーの間の社会的ネットワークを介した相互確認を前提とする新たな輸送サービスに関する数理モデルを開発した.平成28年度の計画は以下のとおりである.1最適マッチングを達成するための解法,および最適マッチングが実現した時の解の持つ性質を明らかにする.解法については,理想的条件下での厳密な解法と一定の規模の問題に対応可能なメタヒューリスティックな方法を開発する.2One-to-oneマッチングモデルの解析方法を拡張し,one-to-manyマッチングモデルの解法を開発する.想定している出力は,ドライバーと乗客の社会属性の分布を与件としたときのマッチメイク後の効用分布の導出およびシステム効率性である.3需要の多い都心部を想定したケースと,需要の少ない過疎地域を想定したケースのそれぞれについて,シミュレーション実験を行う.社会的ネットワークの支配力の強弱や,最適マッチングの規範の違いが輸送システムの効率性と利用者の効用水準に及ぼす影響を分析する.4複数の想定されるマッチング概念を比較するとともに,次世代輸送システムとして機能するための条件整理を行う.土木計画学・交通工学