hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
量子最適化計算の拡張定式化による新基軸確立とその古典・量子計算両面での問題解決

このように当初の計画以上の進展がみられている。2016年度の研究では、研究代表者の今井と研究協力者が取組んできたIsingモデルの分配関数計算に関して、FPTアルゴリズムを構成した論文が採択された。量子測定計算とIsingモデルの関係については既に成果を得ていたところであるが、本研究での拡張定式化の研究の過程で0-1整数計画からOrdered Binary Decision Diagram (OBDD)、グラフのランク分解、さらに枝分解へと展開させて得られている。このアプローチをIsingモデルと密接な関係があるIceモデルの分配関数計算へと発展させ、国際会議で論文を発表した。Iceモデルの拡張である点モデルと、絡み目のJones多項式、Isingモデルの拡張であるPottsモデルとの関係を通して、これらの分配関数計算の加法的近似を実現する量子アルゴリズムの新たな解釈を研究しているところである。これらの特殊な場合であるBirkoff凸多面体の拡張定式化の拡張についても引き続いて成果発表を目指す。研究組織の他メンバとも連携し、量子回路研究を軸に、理論・実際的な両面からの研究や量子情報からの分散量子計算といった量子計算やエンタングルメントを用いた量子通信の研究、そして新規量子アルゴリズムの開拓を行っている。具体的成果の典型として、これまでLe Gall連携研究者と研究協力者(代表者研究室メンバ)が取組んできた量子アルゴリズム研究の成果である3角形発見という基礎的問題を軸として、量子ウォークを精緻化した疎グラフの場合での効率的な量子アルゴリズム設計のための理論、マルチパーティ通信量という新たな尺度、さらに分散計算側面を加味したアルゴリズム成果を国際会議・ジャーナルで発表公開した。初年度の量子状態のテンソル積の解析から最速の行列乗算の最速古典アルゴリズムを開発することができたように、拡張定式化の研究を通してJones多項式・Pottsモデル分配関数計算に関する量子アルゴリズムで加法的近似精度を達成するものとの関係まで見えてきた。量子情報での成果も含め、研究計画立案時の体制・幅広さ・密な連携が可能なことから実現する方向が見えてきている。2017年度においては、本研究で研究代表者の今井と研究協力者が取組んできたIsingモデルの分配関数計算を、Ice問題・6点モデルへと拡張することに成功した。Isingモデルでは、量子状態のエンタングルメント幅・グラフのランク幅さらにはグラフの枝幅に関する特徴づけができたが、Ice問題・6点問題では彫り幅による特徴づけが対応することを見出し、それらパラメタに関するFPTアルゴリズムを構成した。彫り幅は、グラフの次数以上となるが、物理モデルでよく用いられるグラフは定数次数の場合が多く、そのような場合には効率よいFPTアルゴリズムとなる。枝幅に関するアルゴリズムはクラスXPに属するアルゴリズムを構成した。
熱可塑性材料ポリ-epsilon-カプロラクトンの歯科への応用--特に咬合採得材への応用--

ポリ-epsilon-カプロラクトンの歯科への応用、特に咬合採得材への応用の可能性を探るため、1)熱膨張特性および、2)寸法精度の測定を行った。1)においては咬合採得材のうち熱可塑性材料を、2)においては精度的に最も優れているとされている石膏系のキサンターナを用いポリ-epsilon-カプロラクトンと比較検討した。熱膨張特性の測定は、熱分析装置のTMA装置を用いて行った。寸法精度の測定は、支台歯形成後の咬合採得を想定し真ちゅう性モ-ルドモデルを作成し行った。つまり、形成歯を想定した基底部直径7mm、上底部直径6mm、高さ5mm(テ-パ-値1/5)の円錐台および、対合歯を想定した真ちゅう性の板より構成され、両者を咬合させた時両者間の間隙が約1mmとなるよう作成した。キサンターナ、ポリ-epsilon-カプロラクトン単体、および、ポリ-epsilon-カプロラクトンを特性リング(直径約8mmになるように作成したワイヤーリング)に付けた場合の3種類について測定した。モ-ルド上で咬合採得終了後再び各種咬合採得材をモ-ルドにもどした時の浮き上がり量を測定したところ、Xanthanoおよびホルダーなしのポリ-epsilon-カプロラクトンを用いた時はともに約1020mumの浮き上がりを示し、両者間に統計学的有意差は認められなかった。ホルダー付きのポリ-epsilon-カプロラクトンの場合、ほとんど浮き上がりを示さず、両前者に対し有意に低い値を示した。このポリ-epsilon-カプロラクトンは、軟化すると無色透明に、硬化すると白濁するといった特長を有している。この特長に合わせて軟化し咬合採得を行い、白濁しすぐに撤去しても同様に浮き上がらなかった。結局、このポリ-epsilon-カプロラクトンによって咬合採得を行った場合、モ-ルドへのもどり精度が優れ、かつ、操作可能な状態と撤去のタイミングを視覚で確認できるといった大きな利点を有している。今後、実際の臨床においてその精度を検討していく必要があると思われる。
自由ループ空間の有理(実)係数コホモロジー環の代数構造について

1次元球面S^1から単連結空間Xへの連続写像全体からなる空間をΛXとする.本研究の目的の1つは、Xのコホモロジー環がGCI-代数であるとき、ΛXの有理係数コホモロジー環H^*(ΛX;Q)の代数構造を決定することであった.(ただし、ここでいうGCI-代数とはQ[x_1,.,x_n]/(p_1,.,p_n)という形の環でp_iがQ[x_1,.,x_n]/(p_1,.,p_<i-1>)の零因子であるものをいう.)H^*(ΛX;Q)に収束するEilenberg-Mooreスペクトル系列のE_2-項を決定する際に利用されるH^*(X;Q)のKoszul複体とSullivanの極小モデルとを比較することによりH^*(ΛX;Q)の代数構造を決定するための“うまい"チェイン複体を構成することができた.結局それはGCI-代数ΓのHochschildホモロジー環を計算するためのチェイン複体にもなり、H^*(ΛX;Q)の計算は全く代数的なHochschildホモロジーHH_*(Γ)の計算に移行する.結果としてp_i≠p_j(i≠j)という仮定の下H^*(ΛX;Q)(【similar or equal】HH_*(Γ))の代数構造を完全に決定することができた.簡単にいえば、Γ^^=Γ【cross product】Λ(x^-_1,..,x^-_n)とするときHH_*(Γ)はΣ^n_<i=1>(∂ρk)/(∂x_i)x^^-_i.という元のΓ^^における零化idealを用いて表示できることになる.第2の目的は、写像φ_n:LM→LM;φ_n(γ)(e^<iθ>)=γ(e^<inθ>)により誘導されるコホモロジー間の巾写像φ^*_nを考えるとき、この写像の固有ベクトル空間への分解(HH_*(Γ)のホッジ分解)における各因子の次元を調べることであった.これに関しては、HH_*(Γ)の計算に用いたチェイン複体とSullivanの極小モデルとの対比を明らかにすることにより、ホッジ分解HH_*(Γ)=【symmetry】p【greater than or equal】0HH^<(p)>_*においてHH^<(p)>_i≠0となるiのうちで最大である値j(p)を決定することができている.またdimHH^<(p)>_<j(p)>=1という結果も得ている.さらに上の結果をまとめたプレプリントでは、ΛXのmod pコホモロジー環はpがH^i(X;Z/P)≠0となるiの最大値より大きいならば有理係数の場合と同様に決定できることも示している.1次元球面S^1から単連結空間Xへの連続写像全体からなる空間をΛXとする.本研究の目的の1つは、Xのコホモロジー環がGCI-代数であるとき、ΛXの有理係数コホモロジー環H^*(ΛX;Q)の代数構造を決定することであった.(ただし、ここでいうGCI-代数とはQ[x_1,.,x_n]/(p_1,.,p_n)という形の環でp_iがQ[x_1,.,x_n]/(p_1,.,p_<i-1>)の零因子であるものをいう.)H^*(ΛX;Q)に収束するEilenberg-Mooreスペクトル系列のE_2-項を決定する際に利用されるH^*(X;Q)のKoszul複体とSullivanの極小モデルとを比較することによりH^*(ΛX;Q)の代数構造を決定するための“うまい"チェイン複体を構成することができた.結局それはGCI-代数ΓのHochschildホモロジー環を計算するためのチェイン複体にもなり、H^*(ΛX;Q)の計算は全く代数的なHochschildホモロジーHH_*(Γ)の計算に移行する.結果としてp_i≠p_j(i≠j)という仮定の下H^*(ΛX;Q)(【similar or equal】HH_*(Γ))の代数構造を完全に決定することができた.簡単にいえば、Γ^^=Γ【cross product】Λ(x^-_1,..,x^-_n)とするときHH_*(Γ)はΣ^n_<i=1>(∂ρk)/(∂x_i)x^^-_i.という元のΓ^^における零化idealを用いて表示できることになる.第2の目的は、写像φ_n:LM→LM;φ_n(γ)(e^<iθ>)=γ(e^<inθ>)により誘導されるコホモロジー間の巾写像φ^*_nを考えるとき、この写像の固有ベクトル空間への分解(HH_*(Γ)のホッジ分解)における各因子の次元を調べることであった.

これに関しては、HH_*(Γ)の計算に用いたチェイン複体とSullivanの極小モデルとの対比を明らかにすることにより、ホッジ分解HH_*(Γ)=【symmetry】p【greater than or equal】0HH^<(p)>_*においてHH^<(p)>_i≠0となるiのうちで最大である値j(p)を決定することができている.またdimHH^<(p)>_<j(p)>=1という結果も得ている.さらに上の結果をまとめたプレプリントでは、ΛXのmod pコホモロジー環はpがH^i(X;Z/P)≠0となるiの最大値より大きいならば有理係数の場合と同様に決定できることも示している.
映画館の構造と歴史-近代日本における幻想空間の美術史

一九五〇年代初頭、映画館設備の改善と拡充にたいする期待と欲求は京都のみならず日本全国で高まる。その気運を反映するかのように戦後復興期に映画館の新設ラッシュがつづくなか、設計と運営の両面から「近代映画館」の誕生をうながす論文が一九五一年『キネマ旬報』にあいついで発表される。なかでも特筆すべきは三回にわたって連載された「近代映画館の傾向と示唆」と「銀座コニー劇場經營と施策」と題された二篇の論文である。前者は建築家としての専門的立場から、「わが國の映書館」がいかに「科學的な合理性を缺き、建築學的な原則を無視し、觀客へのサーヴィスを忘れている」かを具体的に指摘しつつ、「近代映画館」のあるべき姿を主に建築構造の面から提言する。いっぽう後者は懸賞論文当選第一席となった読者の映画劇場経営論であり、映画館「銀座コニー劇場」がいかに顧客を遇すべきか、設備、サーヴィス、宣伝、番組編成などに関して、立地条件を考慮しつつ緻密なシュミレーションを展開する。このふたつの論文はいずれも観客が映画館に何を求め何を望んでいるかを、観客の身になって詳細に記述し、それゆえ映画館経営者にとってはきわめて実効的な示唆にとんだ考察となっている点で共通する。『キネマ旬報』という日本の代表的な映画雑誌が、その誌面を観客から見た理想の映画館についての提言でかざった時期、それが一九五〇年代初頭なのである。興味深い点は、『キネマ旬報』のふたりの論者が主張する理想的な「近代映画館」とは、ただたんに「近代劇場と呼ばれるため」に館内設備の拡充をはかった、物質的に豊かなだけの映画館とは異なるという点である。そこでは空調設備や待合室や喫茶室そして公衆電話などの各種付帯設備が充実しているのは当然のこととして、重要なことは、そうした実際的な最新設備以上に重視されるのが館内全体の雰囲気だということである。共著『映画監督溝口健二』(新曜社1999)所収の「視線の集中砲火」において研究代表者は以下のような映画館と劇場の特異性をめぐる諭攷を公刊した。『残菊物語』(1939)の怪物性、そのただごとではない異様な雰囲気は、その冒頭からわたしたち観客を打ちのめさずにおかない。そこでは舞台のうえで『四谷怪談』が上演されているのだが、さながらテレビによる劇場中継ででもあるかのように、その歌舞伎シークェンスにはそれを見ている(はずの)特定的観客が不在なのである。いやしくも物語映画であるならば、舞台のうえに役者がいる以上、観客席には彼らを見つめている(はずの)特定の観客がいなければならないはずである。演劇や小説とはちがい、それが劇映画である以上、物語は見る者と見られる者とのあいだの視線の緊張関係のなかにしか生まれないはずだからである。それが映画史の約束事というものである。遅くとも1908年末にD・W・グリフィスが「劇場における切り返しショット」というものを完成して以来、映画が舞台を描写するさいには、舞台を見ている者を収めたショットと舞台のうえの見られているもの(パフォーマンス)をとらえたショットを交互に編集するというのが、映画史の一般的約束事であった。

一大スペクタクル『国民の創生』(グリフィス1915)でも、リンカーン大統領が暗殺されるフォード劇場のシークェンスは、劇場内にまず観客が特定され(リリアン・ギッシュが席につき)、ついでその観客の観客たるゆえんが示され(彼女がオペラグラスをのぞき)、最後に(彼女によって)見られているもの(舞台のうえで進行している劇)が提示されるという具合に編集される。小津安二郎であれ、当の溝口本人ですら、およそすべての映画作家が舞台というものをそのように再現表象するなかで、ただこのときの溝口健二だけはその長く強固な伝統から離反する。一九五〇年代初頭、映画館設備の改善と拡充にたいする期待と欲求は京都のみならず日本全国で高まる。その気運を反映するかのように戦後復興期に映画館の新設ラッシュがつづくなか、設計と運営の両面から「近代映画館」の誕生をうながす論文が一九五一年『キネマ旬報』にあいついで発表される。なかでも特筆すべきは三回にわたって連載された「近代映画館の傾向と示唆」と「銀座コニー劇場経営と施策」と題された二篇の論文である。前者は建築家としての専門的立場から、「わが國の映晝館」がいかに「科學的な合理性を缺き、建築學的な原則を無視し、觀客へのサーヴィスを忘れている」かを具体的に指摘しつつ、「近代映画館」のあるべき姿を主に建築構造の面から提言する。いっぼう後者は懸賞論文当選第一席となった読者の映画劇場経営論であり、映画館「銀座コニー劇場」がいかに顧客を遇すべきが、設備、サーヴィス、宣伝、番組編成などに関して、立地条件を考慮しつつ緻密なシュミレーションを展開する。このふたつの論文はいずれも観客が映画館に何を求め何を望んでいるかを、観客の身になって詳細に記述し、それゆえ映画館経営者にとってはきわめて実効的な示唆にとんだ考察となっている点で共通する。『キネマ旬報』という日本の代表的な映画雑誌が、その誌面を観客から見た理想の映画館についての提言でかざった時期、それが一九五〇年代初頭なのである。興味深い点は、『キネマ旬報』のふたりの論者が主張する理想的な「近代映画館」とは、ただたんに「近代劇場と呼ばれるため」に館内設備の拡充をはかった、物質的に豊かなだけの映画館とは異なるという点である。そこでは空調設備や待合室や喫茶室そして公衆電話などの各種付帯設備が充実しているのは当然のこととして、重要なことは、そうした実際的な最新設備以上に重視されるのが館内全体の雰気だということである。
IoT分散サービス用SDN駆動ネットワークリソース制御方式の研究

IoT (Internet of Things)分散サービスをスケーラブルに実現するため、クラウドとSDN (Software Defined Networking)を連携した分散知的ネットワークアーキテクチャに基づいて、(1)ネットワーク制御機能と転送機能を分離したIoT向きSDN(Software Defined Network)制御技術(IoT向きルーティング、トラフィックエンジニアリング等)及び(2) IoTデバイスの効率的な無線リソース割り当てを実現するSDR (Software Defined Radio)制御技術に関して種々の方式技術や無線帯域割り当てアルゴリズムの提案を行った。IoT分散サービスをスケーラブルに実現するため、ネットワーク制御機能と転送機能を分離したIoT向きSDN制御技術と、IoTデバイスの効率的な無線リソース割り当てを実現するSDR (Software Defined Radio)制御技術を研究した。(1)SDN制御技術:IoTデバイスやデバイス間通信リンクが障害になった場合、SDNコントローラからの事前指示に基づき、SDNスイッチで通信ルートの高速切り替えを行うLocal Fast Failover方式を提案し、実装した。その結果、SDNスイッチ単体レベルの通信ルート切り替え時間は20ms-40msと高速に実現できることを実証した。また、既存IPルーチングプロトコル(OSPF, RIPv2)をSDNアーキテクチャ上に実装し、シミュレーションで評価した結果、通信ルート切り替え時間はOSFPプロトコルの単一障害時に3.8-3.9sec、2-4個の複数同時障害時に4.1-5.4sec、RIPv2プロトコルでは15-60secと低速であり、その要因は既存IPルーチングプロトコルの各種タイマ値に起因することを明らかにした。(2)SDR制御技術:干渉と電力消費を抑えつつ、異なる無線アクセス技術間でシームレスに無線リソースを管理する制御法として、広エリアをカバーするマクロ基地局と小エリアをカバーするピコ基地局からなるHeterogeneous Networkにおいて無線リソース(帯域)を最適に割り付けるアルゴリズムの基礎検討を行った。またIoTデバイス間をインターネットアクセスポイントまでを無線マルチホップで接続するツリー型アクセスネットワークを理論面と実装面から検討し、屋外実証実験により、IoTデバイス間距離が15mで20ホップ程度、IoTデバイス間距離が30mで16ホップ程度まで実現できることを実証した。IoT分散サービスをスケーラブルに実現するため、クラウドとSDN (Software Defined Networking)を連携した分散知的アーキテクチャ3DIA (Three-Tier Distributed Intelligence Architecture for IoT)に基づいて、IoT向きルーティング、トラヒックエンジニアリング、ローカル/グローバルなシステム最適化を行うSDN制御、及びSDR (Software Defined Radio)に基づくIoTデバイスの効率的な無線リソース割り当て手法等の技術に関する研究を行った。(1)SDNコントローラの制御技術:IoT制御アプリケーションとSDNコントローラ間に粒度の高いNorth Bound API (Application Programming Interface)を提供する提案を行った。その結果、OpenFlowインタフェース方式に比較して制御トラフィック量とイベント処理時間は削減したが、イベント処理スループットが低下することが分かった。また、SDNによる通信路高速切替えメカニズム(Fast Failover等)と、それらの広域バックボーンネットワークへの適用を検討し、実証実験とシミュレーションで高い適用性があることを確認した。(2)SDR実現技術:IoT分散サービスの無線リソース制御としてコグニティブ無線の周波数リソース借用及び動機づけの方策を検討し、サービス品質、安全性等を確保する制御フレームワークを提案し、周波数の利用効率を改善できることを確認した。また、基地局を介しないデバイス間直接通信として車々間ネットワークや、その他一般的なデバイス間通信実現方法を検討し、無線チャネル間干渉を抑えるためのクラスタリングを行い、デバイス間で電力制御を最適化する方法を見出した。さらに、ハイパーグラフを利用してセル範囲を超えたデバイス間通信を可能とするリソース割り当てアルゴリズムを提案した。SDN制御技術とSDR制御技術を理論面と実装面でバランスよく検討した結果、ほぼ、当初の想定どおり、研究が進展している。広域におけるネットワークリソースの管理方法については、大規模ネットワークトラヒックの最適経路制御手法としてSDNとSource Routing法を組み合わせた新しいルーティングとトラヒックエンジニアリング方式について検討を行った。経路制御のための計算複雑度を抑えるために、ネットワークの一部のノードをスキップして経路制御を行うノード数削減法を検討し、それをトラヒックエンジニアリングに適用した場合の性能を評価し、その有効性を示した。また、近隣区域内でシームレスに無線リソースを管理する制御法として、Vehicular Network(車載用ネットワーク)で移動車両(A)にビデオストリームサービスを効率よく提供するため、路側の無線設備(R)と移動車両(A)間の通信チャネル品質が劣化した時に、通信チャネルに余裕がある別の移動車両(B)が路側の無線設備からビデオストリームを受け取り、移動車両(A)にフォワードしてネットワーク全体で高性能を維持する協調型車載用ネットワークの構成を検討した。中継移動車両(B)の選択と、各移動車両に割り当てるべきビデオレイヤの数、無線チャネルリソースの無線設備-移動車両間通信(R-A間通信)と移動車両間通信(A-B間通信)における無線リソース配分方法を最適化問題として数式化し、その解決方法を提案した。さらに、SDNに適用する無線リソースの仮想化について検討し、特に、SDN技術を利用して、無線LANや無線モバイルネットワーク間における垂直的ハンドオーバーの方法について提案し、その有効性をシミュレーションによって示した。さらに、ネットワークリソースの仮想化によって、異種無線ネットワーク上の異なるサービス間でのリソースの共有と配分方法の最適化を行い、トップジャーナルであるIEEE/ACM Transaction on Networkingにその成果を発表した。IoT (Internet of Things)分散サービスをスケーラブルに実現するため、クラウドとSDN (Software Defined Networking)を連携した分散知的ネットワークアーキテクチャに基づいて、(1)ネットワーク制御機能と転送機能を分離したIoT向きSDN(Software Defined Network)制御技術(IoT向きルーティング、トラフィックエンジニアリング等)

及び(2) IoTデバイスの効率的な無線リソース割り当てを実現するSDR (Software Defined Radio)制御技術に関して種々の方式技術や無線帯域割り当てアルゴリズムの提案を行った。SDN制御技術とSDR制御技術を理論面と実装面でバランスよく検討した結果、ほぼ、当初の想定どおり、研究が進展している。(1) SDNコントローラ実現技術大規模ネットワークトラヒックの最適経路制御手法としてSDNとSource Routing法を組み合わせた新しいルーティングとトラヒックエンジニアリング方式について検討する。また、そのための計算複雑度を抑えるためにネットワークノード数を最適化する手法を検討する。また、緊急、イベント、災害などによる大規模ネットワークトラヒックの混雑軽減のため、ビッグデータ解析に基づくSDN最適トラヒックエンジニアリング方式の検討を行う。(2) SDR実現技術RI層とLI層でシームレスに無線リソースを管理する制御法を検討する。具体的にはVehicular Network(車載用ネットワーク)において移動車両(A)にビデオストリームサービスを効率よく提供するため、路側の無線設備(R)と移動車両(A)間の通信チャネル品質が劣化した時に、通信チャネルに余裕がある別の移動車両(B)が路側の無線設備からビデオストリームを受け取り、移動車両(A)にフォワードしてネットワーク全体で高性能を維持する協調型車載用ネットワークを検討する。この検討ではSVC (Scalable Video Coding)方式を前提に各移動車両に割り当てるべきビデオレイヤの数、中継移動車両(B)の選択方法、無線チャネルリソースの無線設備-移動車両間通信(R-A間通信)と移動車両間通信(A-B間通信)における無線リソース配分方法を明らかにする。また、SDNに適用する無線リソースの仮想化について検討する。
野外環境におけるハイパースペクトルセンサによる飼料作物の生育および栄養評価

デジタルカメラより感度域が広く高精度なセンサ(ハイパースペクトルセンサ)を農用トラクタに搭載し,収穫作業時に飼料作物の(分光反射)情報を取得した。膨大な分光反射情報を迅速に処理できるシステムを開発した。得られた分光反射情報と飼料作物の栄養価を用いて統計解析し,栄養価の推定モデルを作成することで採草地全面の栄養価地図(マップ)を作成できた。また作物の光合成能力を測定し,有機栽培のように雑草が繁茂した場合の植物競合の影響を評価した。1.ハイパースペクトルデータ解析支援ソフトの開発野外環境下において牧草の刈倒し列をセンシングしているために,測定データには刈取り牧草と雑草および土壌などのその以外の情報が含まれる。本年度は,牧草生育期間を通して植物体とそれ以外の分光反射特性を得ることで,牧草の刈倒し列を自動で抽出するアルゴリズムを開発した。2.飼料作物栄養評価のための最適波長の検討飼料一般分析値(TDN,CP,水分等)を基に,変数選択(ステップワイズ法)による重回帰分析により検量線を求め,交差検証法により検量線を検証した。また,検量線の評価にEvaluation Indexを用いて評価した結果,Cランクとなり実用可能であると判定された。選択された波長は10個で,波長帯は可視・近赤外の両領域にまたがってあった。3.野外環境下における撮影方法および撮影時期の検討ハイパースペクトルセンサ(分光放射計,SPAD計を併用)を用いて生育ステージ毎の変化を調べた。牧草の場合,立毛状態と刈倒し列の撮影では大差が無かった。一方,デントコーンでは,葉の撮影と空撮など面の撮影では正規化植生指数に差が見られた。また,雑草が繁茂する圃場条件では正規化植生指数による評価が妥当性を欠く可能性が示された。4.栄養成分と植生指数および光合成・蒸発散量との関係除草剤を用いていない試験区と慣行法による対照区を比較した結果,雑草の繁茂による生育阻害の影響を光合成量から明らかにすることができた。(1)ハイパースペクトルデータ解析支援ソフトの開発ハイパースペクトル画像から飼料作物栄養成分マップを生成するための,解析支援ソフトウェアを開発した。このソフトウェアでは,初めに,取得したハイパースペクトル画像を位置情報と同期させ,規則的に配列させた。次に各区画のハイパースペクトルデータを収集し,飼料作物栄養成分の推定モデルに適用させて,各区画の栄養成分の推定値を求めた。その後,推定値に空間処理(セミバリアンス解析)を施すことで飼料作物栄養成分マップを生成した。(2)飼料作物栄養評価のための最適波長の検討ステップワイズ法を用いた重回帰分析,主成分回帰分析(PCR), PLS回帰分析および主成分分析を用いた階層型ニューラルネットワークの4つの手法により開発した。モデル検証の結果,大部分の成分でPLS回帰モデルが最も良好な結果を示していた。さらに,PLS回帰モデルの係数から,成分推定に強く反映されている波長領域を特定した。(3)野外環境下における撮影方法および撮影時期の検討これまで飼料作物自身の陰の影響を避けるために,センサに俯角をもたせていた。適切な俯角と対象物までの距離を確保することでセンサを鉛直下方に向けた場合と同等のデータを取得できた。その結果,他のリモートセンシングデータとの整合性が図られると考えられた。(4)栄養成分と植生指数および光合成・蒸発散量との関係トウモロコシの植生指数の推移を生育段階毎にとらえた。葉身部の反射特性は栄養成分および水分と関わりがあることから,栄養評価および収穫適期を推定できる可能性が示された。(1)ハイパースペクトルデータ解析支援ソフトの開発平成21年度までに解析支援ソフトウエアとして開発した牧草の刈倒し列の自動抽出とマップ生成プログラムを用いて,推定草量マップと実草量マップを比較し評価した。その結果,推定値に空間処理(セミバリアンス解析)を施すことで実態に即した草量マップ分布を得ることができた。(2)飼料作物栄養評価のための最適波長の検討ステップワイズ法を用いた重回帰分析,主成分回帰分析(PCR), PLS回帰分析および主成分分析を用いた階層型ニューラルネットワークの4つの手法により栄養成分の推定モデルを検証した。その結果,牧草成分の大部分は近赤外領域に関連波長が存在した。一方,粗タンパク質においては,可視光領域との関わりが深かった。関連する波長を用いたモデルでの推定結果はいずれも実用可能な範囲であった。3)野外環境下における撮影方法および撮影時期の検討昨年に引き続き,飼料作物自身の影の影響を避けるために,センサに俯角をもたせた場合と,通常のリモートセンシングと同様にセンサを鉛直下方に向けた場合とで比較した。その結果,センサに傭角をもたせた方法では,測定物までの距離にほとんど影響を受けないが,センサを鉛直下方に向けた場合では草勢が劣る場合に,土壌あるいは植物自身の影の影響が見られた。

(4)栄養成分と植生指数および光合成・蒸発散量との関係トウモロコシの栄養成分の場合収穫期のスペクトルデータが,収量の場合には絹糸抽出期から黄熟期のスペクトルデータが有用であることが示された。
「循環型いじめ」生成・持続メカニズムの解明と予防・解消方法の開発

本研究では,「いじめ」被害者と加害者とが入れ替わる,「循環型いじめ」について検討した。具体的には,「いじめ」被害者が加害者となるメカニズムを,拒絶感受性という個人特性との関連から明らかにすることを試みた。はじめに,小学生・中学生・高校生用の拒絶感受性尺度をそれぞれ開発した。次に,「いじめ」被害感覚に拒絶感受性の「対人関係の不安定感」因子などが影響を与え,「いじめ」被害感覚が,拒絶感受性の「拒絶に対する怒り・反撃」因子に影響を与え,さらに,「拒絶に対する怒り・反撃」因子が攻撃傾向に影響を与えるというモデルの検証を行った。その結果,モデルの妥当性を示唆する結果が得られた。被害者と加害者とが交代する「循環型いじめ」に、児童・生徒の拒絶感受性が関連していることが予想される。そこで、拒絶感受性を測定する尺度の開発を行った。具体的には、小学校高学年児童約400人と担任教師、中学校を卒業したばかりの生徒約600人とその保護者、高校生約600人と担任教師を対象に調査を行った。小学校で収集した資料をもとにして拒絶感受性の尺度項目に関する信頼性・妥当性を検証し、その結果を平成26年度の日本教育心理学会総会で報告すると同時に、「教育心理学研究」へ投稿する。高校で収集した資料に関しても分析は完了し、平成26年度の日本グループ・ダイナミックス学会で報告する。中学校を卒業したばかりの生徒と保護者から収集した資料に関しては、高校入学後の追跡調査を平成26年度中に実施し、その結果と合わせて平成26年度中に解析を完了する。「循環型いじめ」の生成メカニズムを検討するために、周りの生徒からの影響の受けやすさ(被影響性)・主体的行動力等を説明変数、「いじめ」被害を目的変数とした重回帰分析を、高校生約1,100人分のデータを用いて行った結果、被影響性のみが「いじめ」被害に関連することが示唆された。また、教育現場での聞き取り調査から、発達障害傾向のある児童・生徒が被害者となったり加害者となったりする「いじめ」が多いことが示唆された。そこで、海外の文献を中心に発達障害と「いじめ」被害・加害に関する資料収集を行った。さらに、約2,000組の保護者と中学校を卒業したばかりの生徒のデータを分析し、発達障害傾向と「いじめ」との関連を検討した。具体的には、保護者が評定した生徒の発達障害傾向をもとにして生徒を分類し、発達障害傾向と「いじめ」被害の関連を分析した。その結果、自閉症傾向を示す生徒が、「いじめ」被害を受けやすいことなどを明らかにすることができた。「循環型いじめ」との関連が予想される拒絶感受性を測定するための小学生用・高校生用尺度に続き、平成26年度は中学生用尺度の開発を行い、尺度の信頼性・妥当性を検証した。中学生用の拒絶感受性尺度に関する研究成果は平成27年度の日本カウンセリング学会で報告する。小学校高学年用から高校生用の拒絶感受性尺度の因子構造はおおむね類似しており、「対人関係の不安定感(拒絶の予期)」「拒絶に対する不安・過敏」「拒絶に対する怒り・反撃」といった3因子構造を示すことが明らかになった。そこで、いじめ被害・いじめ加害(関係性攻撃)と、これら3因子の関連をもとにして「循環型いじめ」基本モデルを構築することとした。文献研究や各校種の教員等を対象に行ったインタビューにより収集した資料をもとにしてモデルの基本デザインを再検討した。その結果、拒絶感受性の「対人関係の不安定感(拒絶の予期)」因子と「拒絶に対する不安・過敏」因子の尺度得点を観測変数とする高次「拒絶感受性」が、いじめ被害の程度に影響を与え、いじめ被害の程度が拒絶感受性の第3因子にあたる「拒絶に対する怒り・反撃」因子と、いじめ加害の程度の双方に影響を与え、さらに「拒絶に対する怒り・反撃」因子も、いじめ加害の程度に影響を与えるというモデルを作成した。このモデルを検証する際、いじめ加害の程度を児童・生徒に質問紙で調査することは難しいために、児童・生徒一人一人の加害傾向の強さを学級担任を対象とした調査により収集して分析に利用した。小学生および担任教師から収集した資料をもとにして、上記のモデルを共分散構造分析の手法を用いて検証した結果、データに対するモデルのあてはまりは良好であり、拒絶感受性が「循環型いじめ」生成に、大きな役割を果たしていることが示唆された。この結果は平成27年度の日本教育心理学会で報告する。中学生を対象にした調査結果を分析して、「仲間からのいじめ被害」と「広範ないじめ被害」に「いじめ」被害を分類し、学級集団要因と個人特性がそれぞれの「いじめ」被害認知にどのような影響を与えるのかを検証したところ、学級集団要因が「広範ないじめ被害」認知に影響を与え、独占的な親密関係指向といった個人特性が「仲間からのいじめ被害」認知に影響を与えることを示唆する結果が得られた。こうした結果が得られたことから、「循環型いじめ」のメカニズムを検討する際にも、「いじめ」のタイプを考慮することが必要である。具体的には、「循環型いじめ」の個人内メカニズムを説明するモデルとして、本研究では拒絶感受性という個人特性に着目しているが、拒絶感受性は独占的な親密関係指向という個人特性に近いものであることから、「循環型いじめ」が、「仲間からのいじめ被害」と関連する仲間集団内の「いじめ」としてより顕著にみられる可能性がある。一方、学級集団の影響を強く受ける「広範ないじめ被害」の被害者と加害者に関しては、「循環型いじめ」として想定しているような、被害者と加害者との入れ替わりが起きにくいことも予想される。こうした点について、平成28年度の研究の中で検討したい。

本研究では、「いじめ」被害・加害を媒介する個人要因として拒絶感受性を想定しているが、拒絶感受性が「いじめ」被害・加害を媒介しているのか、それとも、擬似相関的に媒介しているように見えるだけなのかも明らかにする必要がある。この点を検証するために、高校入学前後の時期に2回の調査を行い、その結果を分析するという方法で検証を試みたところ、拒絶感受性が「いじめ」被害・加害を媒介することを示唆する結果が得られた。こうした結果が得られたことから、平成28年度の研究では、拒絶感受性の低減が「いじめ」の予防・解消に結び付くことを前提に、実践的なプログラムを検討する。仲間集団内における「いじめ」として、拒絶感受性が関連する「循環型いじめ」が生起しやすいことを示唆する結果や、「循環型いじめ」に拒絶感受性が関連することを示唆する結果が、これまでに行った調査研究により得られた。こうした結果を「日本学校心理士会年報」や「現代教育学部紀要」に公開することで、本研究の骨格となる部分を完成・公表することができた。今後は、こうした知見を基盤にして授業実践の方法を検討する段階に進むことが可能であり、研究が順調に進展していると判断した。1「ネットいじめ」に関する調査:中学・高校生のスマートフォン利用者増加に伴い、インターネット上の「いじめ」問題が深刻化しつつある。また、対面における「いじめ」に比べ、インターネット上における「いじめ」は、被害者と加害者との相関関係が強いという報告もあり、循環型の「いじめ」は、インターネット上で生起する可能性がより高い。そこで、本研究で取り上げた拒絶感受性が、中学・高校生の「ネットいじめ」に関連するのかどうかを検証した。具体的には、中学・高校生を対象に、「ネットいじめ」被害・加害、および拒絶感受性に関する匿名の質問紙調査を行い、約800人のデータを分析した。その結果、対面の「いじめ」被害・加害にみられたのと同様に、「拒絶に対する不安・過敏」「対人関係の不安定感」の2因子が、「ネットいじめ」被害に影響を与え、「ネットいじめ」被害が、「拒絶に対する怒り・反撃」因子に影響を与え、この因子が「ネットいじめ」加害に影響を与えることを示唆する結果が得られた。こうした結果が得られたことから、対面場面における「循環型いじめ」だけでなく、インターネット上における「循環型ネットいじめ」にも、拒絶感受性が関連する可能性があることが示唆された。2拒絶感受性尺度に関する論文作成:拒絶感受性を簡便に測定することが可能な小学校高学年用・中学生用・高校生用の尺度をそれぞれ作成し、投稿する準備を進めている。3「循環型いじめ」予防・解消に向けた授業実践:高校生を対象に、新たな仲間づくりを促進し、拒絶感受性を低減することを目指したグループ・ワーク形式を取り入れた授業実践を、異なるクラスから選択科目の授業に集まった生徒約40名を対象に実施した。シングルセッションの授業などの理由で、拒絶感受性を低減するなどの十分な成果は得られ無かったが、今後、新たな実践を企画するためのノウハウを獲得することができた。本研究では,「いじめ」被害者と加害者とが入れ替わる,「循環型いじめ」について検討した。
ソーシャルメディアにおける時空間コミュニティの抽出

ソーシャルメディア上のユーザのコミュニケーションによって生まれる議論話題を検出,分析する手法を研究した.まず,時系列情報を伴うユーザ間のコミュニケーションのバーストを検出するために,Twitter上のリプライ関係から時間の閾値を設けて作成した双対グラフから,コア部抽出を行う双対SR法を提案した.さらに,ツイート空間における議論話題の時系列変化を分析するために,トピックモデルであるLDAで,単語ではなく単語の関係性(単語2-gram)のbag-of-wordsをトピックごとに分類することで,時系列変化を表すトピック系列と,トピック内の単語の関係を表すトピックグラフの可視化手法を提案した.情報拡散の数理モデルとネットワーク構造からのコア部抽出の融合については,議論話題を発見するための時空間バースト検出のための基本法となる,ユーザ間の時刻付きメッセージをノードとみなて作成したグラフのコア部抽出をおこなう双対SR法を考案して,Twitterのリプライネットワークや化粧品サイトのレビューネットワークなどの現実のデータに適用して有効性を確認した.さらに基本法の高度化に向けて,類似文書抽出のためのWeighted-SR (WSR)法や回遊行動モデルによる重要スポット抽出,多項分布変化点検出法などの関連手法も考案した.ツイート群における議論話題の変遷の分析手法については,一定時間幅で分割したツイート群に対してLDAを適用してトピックを抽出し,さらに隣接時間のトピックの連続性をコサイン類似度を用いて判定することで,同一内容と思われるトピック系列を作成する手法を提案した.さらに,適切なトピック数が大きくなりがちなツイートアーカイブに対して,目的のトピック系列をフィルタリングしたり,内容や頻度の変化を用意に観測できるようにするための可視化法を実装し,実際に東日本大震災時のツイートアーカイブに適用して有効性を確認した.なお,これらに対する研究発表を行った結果,FITと情報処理学会で計2件の学生奨励賞を受賞した.昨年度は研究をさらに進展させると共に,提案手法の実問題への適用性・有用性を向上させることと,適用可能なデータの種類を増やすことを目指して,位置情報,属性,履歴などの情報も扱えるようなアルゴリズムの改良・開発を行った.ソーシャルネットワーク上の議論話題検出のための時空間コミュニティ抽出法については,時空間バースト検出のための基本法となる双対SR法に加えて,基本法の高度化に向けて,実空間上に展開されるSpatial Networkを対象にして,ユーザやランドマークの位置や属性,履歴を考慮する観光時のユーザ行動の推定に利用できる各種手法を確立した.ツイート群における議論話題の変遷の分析手法については,昨年度開発したトピック系列可視化システムを,さらに大量のデータやトピック数を処理できるようにするために,既存システムの多面的な性能分析と,その結果に基づいたシステムの改良を行った.さらに,Twitterのジオタグ情報で得られる位置を考慮することで,多くのユーザによって空間上に生み出される移動軌跡や複数のユーザが集まるようなホットスポットを抽出するための基礎技術の検討を行った.今年度も同様にNon-spatial NetworkだけでなくSpatial Networkも考慮して,基本法を含む各種手法を多様なデータに適用して評価すると共に,位置,属性,履歴なども活用して多面的な分析を行えるように,さらなる手法の拡張を目指す予定である.概ね順調かつ計画通りに研究を勧めている.さらに,昨年度は実空間のランドマークとの照合を行えるように,位置情報を考慮したSpatial Networkを扱うためのアルゴリズムを各種開発した.また,Twitter社がツイートデータ販売会社のGnipを買収して,本格的にデータの直接有償販売する方針に移行したことに伴い,データを取得するためのAPI制限がますます厳格化されていることから,Flickrなどの他のソーシャルメディアデータも活用して研究を勧められるようにする作業を開始した.昨年度は,ソーシャルネットワーク上の議論話題検出に関しては,群れにおける個体の整列,分離,結束という3種類の行動特性を考慮した人々のオピニオン形成のモデルとその変化点検出や,例えばスポットに対する人気度や,スポットの範囲などのデータを,異なるソーシャルメディアのデータを用いて表現し,それらを突合して分類できるモデルを提案し,さまざまなソーシャルネットワークデータを用いて評価した.ツイート群における議論話題の変遷の可視化に関しては,従来はトピック分類の対象とするデータがBag of Words形式であるために,どうしても出現頻度が高い単名詞が優先的に選択され,トピック内容の詳細がわかりにくい問題が存在したが,単語ではなく単語の関係,つまり単語2-gramをトピック抽出の対象とするとともに,トピックの内容を単語2-gramを組み立てた有向グラフであるトピックグラフとして表示することで,トピックの内容を詳しく・わかりやすくする手法を開発した.これは,2017年度の第31回人工知能学会全国大会に投稿済みである.さらに,Twitterのジオタグで得られる位置情報を考慮することで,多くのユーザが同一の目的で共同で通過することによって現実空間上に生み出される移動軌跡を抽出する手法を開発し,鉄道路線データと照合して性能を評価すると共に,花見の時に多くの人が通る経路が桜並木と一致することを示し,情報処理学会論文誌:データベースに投稿し,すでに採録が決定した.ソーシャルメディア上のユーザのコミュニケーションによって生まれる議論話題を検出,分析する手法を研究した.まず,時系列情報を伴うユーザ間のコミュニケーションのバーストを検出するために,Twitter上のリプライ関係から時間の閾値を設けて作成した双対グラフから,コア部抽出を行う双対SR法を提案した.さらに,ツイート空間における議論話題の時系列変化を分析するために,トピックモデルであるLDAで,単語ではなく単語の関係性(単語2-gram)のbag-of-wordsをトピックごとに分類することで,時系列変化を表すトピック系列と,トピック内の単語の関係を表すトピックグラフの可視化手法を提案した.

概ね順調かつ計画通りに研究を進めている.情報拡散の数理モデルとネットワーク構造からのコア部抽出の融合については,最初に想定していた数理モデルに基づき,実際のツイートデータから重要と思われるコア部が発見できている他,今後役立つと思われる手法もいくつか開発している.ツイート群における議論話題の変遷の分析手法については,ツイートのトピックの時系列的変遷を抽出して可視化するための基本システムがすでに開発できている.今年度は,提案手法のさらなる改良と,昨年度のSpatial Networkと他ソーシャルメディアデータの扱いをさらに進める.Webマイニング次年度は,基本法を含む各種手法を多様なデータに適用して評価するとともに,これら手法の拡張を目指す予定である.時空間コミュニティ抽出法については,特に情報拡散の有無の判定や,それに用いる伝達時間遅れなどに注目した情報拡散の数理モデルの改良が中心となる.議論話題の変遷の分析手法については,トピック抽出された単語のバースト性や因果関係に基づいたユーザが理解しやすい表示や,関連すると思われるトピック系列の統合や単純化が中心となる.残額をゼロにした後に,注文した図書が当初予定していた金額より安く購入できたため,差額が生じた.次年度使用額が生じた理由は,3月に予定していた研究打ち合わせと学会参加を兼ねた出張が,大学の改組関連の業務のためにキャンセルせざるをえなかったからである.物品購入に使用する.延期した研究打ち合わせに関する出張を実施する.さらに,別の学会参加も予定している.
脂質組織学の開拓とステロイドホルモン産生器官への応用

生体の主要な有機成分は、タンパク、糖と脂質である。これらのうちタンパクと糖については、研究が進展している。しかし、脂質は、試料作製の脱水操作で失われたり、特定の脂質に結合する物質がほとんど無いため、脂質の種類の同定は極めて困難である。本研究の目的は、組織や細胞中の脂質を、質量分析法(mass spectrometry)で角翠析して、脂質の種類を同定し定量化する方法を開拓し、ステロイドホルモン産生器官に応用することである。脂質の質量分析には、2つの技術的課題がある。第1に、脂質はイオン化しにくい傾向があるので、良いイオン化条件の検討が必要である。第2は、細胞や組織には多種類の脂質が含まれているので、測定や解析を困難にするおそれがある。研究では、ラットの副腎を取り出し、メタノールで抽出した。抽出液を、50%メタノールと0.1%蟻酸を含む水溶液で希釈して、イオンスプレー法(APCI)法を使い、イオンスプレー電圧5.500 Vで測定した。しかし、安定したピークは得られなかった。そのため、成分が既知の物質で測定を試みた。コレステロールなどのステロイド化合物をメタノールで溶解し、イオンスプレー法(APCI)法で測定したが、明瞭なピークは検出されなかった。次に、これらの測定物質を積極的にイオン化する必要があると考え、トリメチルクロロシランでシリル化させるなど、ガスクロマトグラフィーで使用される手法を試みているが、未だ安定して測定する方法を確立するには至っていない。研究の目的:脂質は、生体を構成する主要な有機成分の1つであるが、顕微鏡試料を作製する過程で脱水中に失われる。また、特定の脂質に特異的に結合する物質がほとんど無いため、脂質の種類の同定は極めて困難である。本研究の目的は、組織や細胞中の脂質を、質量分析法で解析して、脂質の種類を同定し定量化する方法を開拓することである。本年度の研究実施計画:交付内定が9月だったため、本年度は10月より予備実験を始め、検出を目的とする物質に最適な測定条件を検討している。質量分析機の基本的な取り扱いやキャリブレーション方法などに慣れるとともに、測定に影響するさまざまな要素について、最適な測定条件を求めるため、具体的に検討している。例えば、試料のイオン化と測定にはイオンスプレー法とナノスプレー法のどちらが適するか、試料を溶解する溶媒の種類は何が良いか、測定に必要な検体の量、検出できる最小濃度などについて、検討している。また、検出感度を高めるための装置の調整、脂質試料を効率よくイオン化させる方法、脂質の精製が必要かどうかについても検討している。さらに、測定と解析にあたっては、あらかじめ細胞内にどの脂質が存在するかが予測できれば大きな助けになるので、polymerase chain reaction(PCR)法で、細胞や組織に存在するステロイド代謝に関連する酵素の種類を明らかにして、存在の可能性がある脂質を絞り込みできることを目指している。
固液二相流ポンプにおける脈動現象に関する研究

液相と固相からなる作動流体を使う固液二相流ポンプの性能は清水ポンプの場合より複雑である。羽根車流路における固形物の濃度分布は時間的および空間的に変化することによって、ポンプの運転に与える影響を把握することは、ポンプの開発、設計および安全運転上重要な課題である。本年度では、固液二相流れがポンプの定常性能および非定常特性に及ぼす影響を解明することを目的とし、4種類粒子濃度の混合液に対して、固液二相流ポンプ羽根車内の変動流れ場を実験的に調べた。実施項目(1)固液二相流遠心ポンプ実験装置及び総合測定システムを構築した。(2)供試二相流ポンプの定常性能試験を行った。(2)ポンプの吸込み側、吐出し側およびケーシング壁面の半径方向数カ所の変動圧力を計測し、ポンプの脈動特性を調べた。(3)透明な吸込カバーを用いて、羽根車内の二相流れを可視化した。得られた結果(1)清水流に固体粒子が混入することにより、ポンプの全揚程および効率は低下する。また、効率の低下は全揚程の低下より大きい。(2)羽根車間の集積平均清圧分布は、圧力の低下が見られるが清水と同様なパターンを示す。(3)固液二相流は、羽根車入口で翼列作用の低減が見られた。(4)羽根車入口付近における混合液の圧力変動は、清水の方が大きいのに対して、ポンプの非定常性能に直接係わる吐出し側の圧力変動は逆の傾向を示す。(5)羽根車内の粒子は一様に分布せず、羽根車に入口付近または羽根の圧力面に多く分布する。(6)羽根車流路内粒子の空間濃度が、吐出し濃度より少ないことから、粒子相対速度の半径方向の成分は清水より大きいと推測された。
骨髄間葉系幹細胞(MSC)を用いた炎症性腸疾患の治療法開発

【背景】ドナー由来骨髄細胞は,重症GVHDを発症したレシピエント腸上皮細胞あるいは上皮下筋線維芽細胞に認められる.しかし,これらの骨髄由来細胞の起源,機能,細胞運命は未だ明らかにされていない.【目的】実験腸炎モデルを用いて,ドナー由来骨髄間葉系幹細胞(MSC)のレシピエント大腸組織における分布,機能,細胞運命を検討した.【方法】ブスルファン(BU)単回投与による骨髄不全モデルを作成し,DSS腸炎に対する感受性を検討した.また,eGFP-labeledMSC治療の有効性を検討し,抗eGFP抗体によりドナー由来MSCを同定した.【結果】BU誘導急性骨髄不全モデルにおいては,DSS腸炎に対する感受性が亢進した.急性骨髄不全モデルに惹起した1%DSS腸炎に対しeGFP-labeledMSCを移植した結果,体重変化,腸管長,組織学的評価において,コントロール群に比べ,MSC投与群の治療効果が有意差をもって確認された.しかし,tnf・,ill・,inf・,illO mRNA発現量には有意差が認められなかった.さらに,レシピエント大腸組織の連続切片を抗eGFP蛍光抗体で免疫染色した結果,腸上皮幹細胞域に,eGFPの発現が認められたことより,MSCは腸上皮幹細胞に取って代わることが証明された.【考察】実験腸炎モデルにおけるMSCの治療効果が初めて確認され,さらに,MSCが新たに腸上皮幹細胞として機能するという興味深い現象の機序解明が,腸管修復過程における骨髄の役割の解明への第一歩となると考えられた.今後MSC治療が炎症性腸疾患に対する,新たな可能性を秘めた治療法となることが期待された.1.骨髄間葉系幹細胞の分離および培養ラットの大腿骨および脛骨より骨髄を採取し、15%FSC添加αMEMにて培養、培地交換を繰り返し、付着系細胞として増殖してきた細胞を採取した。採取した細胞の表面抗原をFACSにて解析した。未分化細胞マーカーであるCD90陽性、血球系マーカーであるCD11b、CD31、CD43、CD44、CD45はいずれも陰性であり、従来からのMSCに関する報告と一致していた。2.実験腸炎モデルに対するMSC投与による治療効果の検討ラットに10%DSSを自由飲水させ、腸炎を惹起した。コントロール群(無治療)のマウスはday 6までに全例死亡した。治療群は3群として、ラットMSCを1×10^4個をday 1、2、3にそれぞれ尾静脈より静注した。しかし治療群とコントロール群との間に有意な死亡率の改善は認められなかった。3.投与MSCの分布メスラットに5%DSS腸炎を惹起し、オスラットから採取したMSCを投与した。継時的に各臓器を摘出、DNAを抽出した。オスラットMSCを検出するために、Y染色体のsry遺伝子をPCRで検討した。Day 2にはsry遺伝子は肺に多く検出されたが、腸管での検出は極わずかであった。Day 4には腸管で増加していたが、day 8には再び低下していた。DSS非投与マウスにおいては逆にday 4よりもday 8にsry遺伝子は腸管に多く検出された。投与されたMSCは腸管に到達するものの、その時期や期間についてさらに詳細な検討が必要であると考えられる。【背景】ドナー由来骨髄細胞は,重症GVHDを発症したレシピエント腸上皮細胞あるいは上皮下筋線維芽細胞に認められる.しかし,これらの骨髄由来細胞の起源,機能,細胞運命は未だ明らかにされていない.【目的】実験腸炎モデルを用いて,ドナー由来骨髄間葉系幹細胞(MSC)のレシピエント大腸組織における分布,機能,細胞運命を検討した.【方法】ブスルファン(BU)単回投与による骨髄不全モデルを作成し,DSS腸炎に対する感受性を検討した.また,eGFP-labeledMSC治療の有効性を検討し,抗eGFP抗体によりドナー由来MSCを同定した.【結果】BU誘導急性骨髄不全モデルにおいては,DSS腸炎に対する感受性が亢進した.急性骨髄不全モデルに惹起した1%DSS腸炎に対しeGFP-labeledMSCを移植した結果,体重変化,腸管長,組織学的評価において,コントロール群に比べ,MSC投与群の治療効果が有意差をもって確認された.しかし,tnf・,ill・,inf・,illO mRNA発現量には有意差が認められなかった.さらに,レシピエント大腸組織の連続切片を抗eGFP蛍光抗体で免疫染色した結果,腸上皮幹細胞域に,eGFPの発現が認められたことより,MSCは腸上皮幹細胞に取って代わることが証明された.【考察】実験腸炎モデルにおけるMSCの治療効果が初めて確認され,さらに,MSCが新たに腸上皮幹細胞として機能するという興味深い現象の機序解明が,腸管修復過程における骨髄の役割の解明への第一歩となると考えられた.今後MSC治療が炎症性腸疾患に対する,新たな可能性を秘めた治療法となることが期待された.