hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
東南アジアにおけるサッカー移民とグローバリゼーション

最終年度にあたる。これまでの調査からエージェントに注目する必要性を重視するとともに調査対象者の移動等も考慮し、シンガポール、カンボジアおよび日本国内での調査を実施し、研究の取りまとめを目指した。シンガポールにおけるスポーツ制度の歴史的変遷とその特徴について把握を試みた。シンガポール社会における日本人コミュニティに関する検討を行い、その中でスポーツの持つ意義について確認した。選手の移動および引退後の生業として重要なエージェントについては、日本人サッカー選手の東南アジアへの移籍にかかわるエージェントには、国内の大手エージェント2社、現地エージェント会社、現地アテンド委託会社、個人エージェント(元選手、現地邦人)、中東やアフリカの業者など複数が存在している。選手たちは何度かの移籍を経験することによって、エージェントへの対応を学んでいく。多様化しるエージェントの中で、現地アテンド業務が重要な位置を占めている。契約事があいまいな東南アジアサッカー界においては、不測の事態に巻き込まれることも少なくなく、信頼できる現地アテンド会社と密接な関係を結ぶ必要がある。近年では、必ずしもプロサッカー選手に特化するわけではなく、語学留学や就業体験などの付加価値を付けた移籍パターンも見られるようになってきた。帰国選手の多くがキャリアを継続する場合には、Jリーグの2部、3部もしくはその下のJFLや地域リーグに所属するチームでプレーしている。秋田におけるスタジアム整備問題を取り上げ、選手生活とスタジアム整備のあり方を検討し、「サッカーで飯を食う」とはどのようなことかを考察した。これらの成果を書籍として公刊する準備を進めている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。シンガポール、カンボジア、タイに関する社会経済的構造、日本企業の動向およびスポーツ市場(サッカー市場)の解明のために、基礎的な資料を収集してきた。各国のサッカー市場は、国家政策に大きく影響を受けるシンガポール、東南アジアでは中心的位置にあるとはいえ一部の富裕層の思惑に左右されがちなタイ、近年急激に発展しつつあるカンボジアとそれぞれである。日本人サッカー選手はタイ、シンガポール、カンボジアの順に存在している。また、シンガポールならびにタイ、カンボジアでの現地調査を実施し、調査対象者の絞り込みを行っている。シンガポールについては、日本国内でも帰国した元駐在員およびその家族や、一時帰国中のサッカー選手たちを対象としたインテンシブな調査を行った。サッカーとは直接関係のない在シンガポール日本人を対象とした調査の可能な状態にあり、幅広い調査が期待される。タイとカンボジアでは現地の状況把握に努め、次年度以降の調査の基盤を作った。国内で開催した研究会では、各自の研究の進行状況の確認と、今後の研究の方向性について検討した。その他、東南アジアでプレーした後、日本に帰国し、長野県を拠点に生活している元Jリーガーの調査が進められており、公開の準備を進めている。現段階で研究成果として公開されているわけではないが、一定の蓄積が重ねられてきており、29年度以降の研究の速やかな進行が期待される。東京五輪を目標にスポーツ人材育成が展開されつつある中で、メディア等に大きく取り上げられることの少ない東南アジアの日本人サッカー移民たちが、様々な社会において暮らしを成り立たせようとする工夫を明らかにすることは、単なる「スポーツ振興論」でも「搾取論」でもない、多様な生き方を可能にする人々の工夫とそれを可能にするグローバル社会の在り方を明らかにすることになろう。平成28年度の大きな課題のひとつであったシンガポール、タイ、カンボジアの社会経済的状況の把握、日本企業の動向、スポーツ市場の解明については、資料を収集した。東南アジアではいち早く経済的にも発達したタイ、後発ながら著しい発展を遂げたシンガポール、近年急速に発展しつつあるカンボジアという概要である。サッカー市場も大規模なプロサッカー市場をもつタイ、小さいながらもプロサッカーリーグを運営しているシンガポール、近年プロ化が進められているカンボジアと、社会経済的状況に類似した動きを見せている。日本人サッカー選手は、大きな市場で多数が活躍しているタイ、日本人チームという特殊な形態が存在し、一定数の日本人プロサッカー選手が活躍するシンガポール、少数ながら選手の移籍が見られるカンボジアという位置づけである。もう一つの課題であった調査対象や内容の具体化については、シンガポール、カンボジアについては、おおむね調査ターゲットを絞り聞き取りを開始している。タイについては、いくつかの選択肢の中から本研究にふさわしい対象を選定している段階である。特に、シンガポールについては、日本でのインタビュー調査の機会にも恵まれ、研究組織メンバーの中に一定の共通理解が得られてきた。東南アジアでプレー後、引退した元Jリーガーの日本帰国後の暮らしぶりに関する聞き取りも進んでおり、暮らしを創造する戦略に迫りつつある。社会経済的状況に関するデータのより詳細な整理という課題が残されているが、調査の進展等をふまえると、計画はおおむね順調に進んでいる。1年目にシンガポール、タイ、カンボジアのサッカー市場と日本企業の動向に関する基礎的データを収集すると同時に、調査対象の絞り込みを行った。それをふまえ、今年度はサッカー選手の移動のしくみを明らかにするために国内での研究会および帰国選手からの聞き取りと海外での現地調査を行った。シンガポールでは、日本人プレーヤーで編成されたチームであるアルビレックス新潟シンガポールと元Sリーグプロサッカー選手中村氏がたちあげたグローバルフットボールアカデミー(GFA)に注目し、日本人選手の移動の仕組みや、現地日本企業との関係について聞き取りを中心とした調査を進めてきた。カンボジアでは現地のプロサッカーリーグであるメトフォンCリーグで7名の日本人が活躍しているが、カンボジアにおけるGFAの関連企業を中心に同様の聞き取り調査を実施している。タイについては、日本帰国者を中心にした聞き取り調査を実施した。その結果、サッカー選手の移動を理解するためには、それをささえるエージェントに注目する意義が大きいことが明らかになってきた。

そこで、エージェント活動いついて理解を深めるためにオーストラリアにおける聞き取り調査も実施した。東南アジアの日本人サッカー移民たちが、様々な社会において暮らしを成立させようとする工夫に迫ることによって、単なる「スポーツ振興論」でも「搾取論」でもない、多様な生き方を可能にする人々の工夫とそれを可能にするグローバル社会の在り方を明らかにすることにつながると予想している。平成29年度はシンガポール、タイ、カンボジアのサッカー市場を相対的に把握したうえで、選手の移動やそれを支える現地日本企業について調査を予定していた。シンガポールとカンボジアでは具体的な調査対象を絞り、現地で聞き取り調査を実施した。タイについてはすでに帰国している日本人サッカー選手を対象とした聞き取り調査を進めてきた。その結果、サッカー選手の移動については人のつながりを介した情報交換や、エージェントと呼ばれる仲介者の存在が重要であることが明らかになってきた。また、現地日本人や日本企業の存在が選手の(特に引退後の)暮らしぶりに影響を及ぼしていることも確認されてきた。社会経済的状況に関するデータの整理や、新たに浮かびあがったSNSによる情報の分析などの課題が残されているが、計画はおおむね順調に進んでいる。最終年度にあたる。これまでの調査からエージェントに注目する必要性を重視するとともに調査対象者の移動等も考慮し、シンガポール、カンボジアおよび日本国内での調査を実施し、研究の取りまとめを目指した。シンガポールにおけるスポーツ制度の歴史的変遷とその特徴について把握を試みた。シンガポール社会における日本人コミュニティに関する検討を行い、その中でスポーツの持つ意義について確認した。選手の移動および引退後の生業として重要なエージェントについては、日本人サッカー選手の東南アジアへの移籍にかかわるエージェントには、国内の大手エージェント2社、現地エージェント会社、現地アテンド委託会社、個人エージェント(元選手、現地邦人)、中東やアフリカの業者など複数が存在している。選手たちは何度かの移籍を経験することによって、エージェントへの対応を学んでいく。多様化しるエージェントの中で、現地アテンド業務が重要な位置を占めている。契約事があいまいな東南アジアサッカー界においては、不測の事態に巻き込まれることも少なくなく、信頼できる現地アテンド会社と密接な関係を結ぶ必要がある。
金融部門の発展と経済成長および経済厚生に関する研究

2017年度の研究成果は、以下の3点にまとめることができる。1.論文"A Schumpeterian Growth Model with Financial Intermediaries"が、国際学術誌Macroeconomic Dynamicsに採択され、掲載された。この論文では、起業家(借手)の監査を行う金融機関を経済成長モデルに明示的に導入し、その監査活動が、経済成長及び経済厚生に与える影響について分析を行った。監査活動にかかる費用が十分に高いとき、その監査活動は借手と貸手の間のモラルハザードの問題を解決するが、経済成長の促進を阻害し、経済厚生も下げることを理論的に明らかにした。2.論文"Endogenous Growth Cycles with Financial Intermediariesand Entrepreneurial Innovation"が、国際学術誌Journal of Macroeconomicsに採択され、掲載された。この論文では、金融部門のイノベーション活動を経済成長モデルに明示的に導入し、そのイノベーション活動が僅かに進んだ経済は、より不安定になることを理論的に明らかにした。3.金融部門の自己資本比率規制を導入した経済成長モデル(前年度に構築)を用いた研究を行った。規制当局は金融市場の発達度合に応じて最低自己資本比率水準を設定すべきであるという示唆を得ることができた。特に、自己資本比率規制の強化は、金融市場が発達した経済において必ずしも望ましくないことを理論的に明らかにした。この研究に関しては、国内外の学会にて報告を行い、論文"Capital Adequacy Requirements and Financial Frictions in a Neoclassical Growth Model"として取りまとめ,国際学術誌に投稿中である。29年度が最終年度であるため、記入しない。2016年度の研究実績は、以下の2点にまとめることができる。1.金融部門のイノベーション活動を取り組んだ経済成長モデルの構築を行い完成させた。本研究において、金融機関は、良い起業家を見つける目利きの能力を持ち、それを資本投資によって改良するという革新的な活動を行う。こうした金融部門のイノベーション活動を経済成長モデルに導入することにより、本研究では、金融部門の発展度合いと経済に関係についてこれまでにない新しい結果を得ることに成功した。特に、金融市場が発達するにつれて、また、金融部門が大きくなるにつれて、その発展が不十分であれば、経済が不安定になることを理論的に明らかにした。この研究に関しては、国内外での学会において報告を行い、論文"Endogenous Growth Cycles with Financial Intermediariesand Entrepreneurial Innovation"として取りまとめ、国際学術誌に投稿し、現在改訂要求を受けて改訂作業を行った。2.2016年度は、当初の研究実施計画に加えて、金融部門が直面している自己資本比率規制を導入した経済成長モデルの構築も行った。近年、Basel委員会は自己資本比率の引き上げ、自己資本比率規制の強化をBasel IIIにおいて行っている。こうした背景を踏まえて、金融危機以降、自己資本比率規制に関する議論及び研究は、社会的に関心を集めているものの一つである。現時点で、構築したモデルから、金融市場の発達の程度によって、最低自己資本比率の設定をすべきであることが示唆された。とくに、自己資本比率規制の強化が望ましいのは、金融市場が未発達である経済で、金融部門が小さな国であるという結果を得ることができた。この研究に関しては、すでに国内のコンファレンスで報告を行った。2016年度は、研究計画通り、研究実績の概要1で述べたように、金融部門の発展度合いと経済の不安定性に関する論文を完成させ、国際学術誌に投稿することができた。加えて、2017年度に行う予定であった研究のモデル構築が完了し、国内のコンファレンスで研究報告を行うことができた。以上の理由から、当初の計画以上に進展していると考えられる。2017年度の研究では、一人ひとりの豊かさの指標となる経済厚生と経済成長を最も高くするために、望ましい規制や政策を導出することを目的として、研究を遂行する。

すでに、2016年度に、金融部門の大きさと経済の安定性、そして望ましい銀行規制についての関係を分析することができる、金融機関に対する自己資本比率規制を導入した経済成長モデルの構築を行った(研究実績の概要2)。よって、今後は、上記研究で構築したモデルとその結果の水準をより高めるべく、国内外での学会報告を重ね、最終的には国際学術誌投稿を行うことを目標とする。29年度が最終年度であるため、記入しない。
クラスターイオン分析法

本研究は、クラスターイオンと固体との間に起きる非線形照射効果を利用し、ナノ材料開発に不可欠な表面分析手法の飛躍的な感度、分解能の向上を目的とするものである。ナノレベルに達している材料開発に、現在の分析感度や深さ分解能は不十分であり、新しい分析技術の開発が望まれている。数十から数千の分子の集合体であるクラスターをイオン化したクラスターイオンビームは、等価的に低エネルギーのイオンビームであるだけでなく、多体衝突効果を持つ。このイオンビームを利用して高感度で高い深さ分解能を持つクラスタービーム分析手法の確立を行い、ナノ分析技術に新展開をはかる。平成14年度に試作したクラスターイオン源を既存の超高真空装置に組み込みイオン源の特性評価を行うとともに、クラスターイオンSIMS分析を行いシリコン基板からの二次イオンの測定を行った。スパッタリングが起こる6keV以上の加速電圧において良好なシグナルを得ることができた。また、二次イオン強度と加速電圧との相関についても調べた。その結果、数keVの加速電圧で十分な二次イオン量を得ることができた。また、Arクラスターと酸素クラスターを比較することにより、酸素クラスターイオンによる二次イオン放出効率が著しい高いことが明らかになった。すなわち、クラスターイオンを使ったときも、酸素による二次イオン放出効率が高くなるという現象を利用できることが明らかになった。このことは、スパッタされた粒子が表面から脱離するときに、電子を基板原子に付与し二次イオンとなる過程を経ていることを意味している。二次イオン分析手法にクラスターを用いる場合に、基本的特性を明らかにし、低エネルギー効果や酸素分子効果といった当初期待していたような利点を実験的に明らかにすることができた。今後、これらの特徴をさらに活かし、高感度な表面分析手法として研究を進めていくとともに、平坦化効果を利用する超高速分析などこれまでのイオンビーム分析では出来ない、新しい応用を開拓していく。平成14年度は、分析用小型ガスクラスターイオン源の設計・製作し、その特性評価を行うとともに、ガスクラスターイオンによる表面分析実験を行った。SIMS分析において、感度や分析時間の短縮に不可欠なビーム特性を、これまでの予備実験の結果を総合して計算し、10μA/cm^<-2>以上のビーム電流密度が必要であることを明らかにした。イオン源の構造変更や対物集束レンズを新規設計することにより、サイズ2000のアルゴンクラスタービームを16μA/cm^<-2>のイオン電流密度で、1mm以下に収束できる分析用小型ガスクラスターイオンビームシステムを完成させた。このクラスターイオン源を既存の超高真空装置に組み込みイオン源の特性評価を行うとともに、クラスターイオンSIMS分析を行いシリコン基板からの二次イオンの検出に成功した。ナノドットなど急速に進歩しているナノ材料技術を支える材料分析技術にも大きなブレークスルーが求められている。

現在の分析感度や深さ分解能は不十分であり、ナノレベルに達している材料開発に支障をきたしている。本研究は、クラスターイオンと固体との間に起きる非線形照射効果を利用し、ナノ材料開発に不可欠な表面分析手法の感度、分解能の飛躍的な向上を目的とするものである。分子の集合体であるクラスターをイオン化したクラスターイオンビームは、極めて大きな質量電荷比を持つので、高い電圧で加速しても、等価的には低エネルギーのイオンビームであり、高い深さ分可能を実現できると期待される。また、多数の原子が同時に局所的に表面で衝突する多体効果による新規な現象を利用して高感度なクラスタービーム分析手法の確立を行い、ナノ分析技術に新展開をはかる。昨年度試作した小型ガスクラスターイオン源を、既存の超高真空装置に取り付けイオン源の特性評価を行い、小型の永久磁石による磁場を用いたモノマーイオンの分離を行うとともに、クラスターSIMS分析法によるシリコン表面分析を行った。Arクラスターだけでなく酸素クラスターイオンによる二次イオンの検出もおこない、電気陰性度の高い酸素により二次イオン発生効率が向上することを明らかにした。深さ分解能を向上させるために、クラスターイオンビームを走査し、ゲート法と組み合わせた研究を行う予定である。
被曝量削減を目的とする屈折コントラストに基づく断層画像計測

低被曝断層撮像を可能にするために,屈折コントラストに基づくトモシンセシス再構成アルゴリズムを開発した.まず被写体の測定過程における数学モデルから再構成アルゴリズムを導出した.アルゴリズムの有効性はシミュレーションにより検証された.次に,X線を用いたテストファントムの撮影実験を行い,密度分解能,空間分解能,S/N,被曝量など,さまざまな角度から評価した.さらに,乳癌羅患者から摘出された乳房の撮影実験を行い,医学的検討・被曝量の算出などを行った.本年度では次の成果を挙げた.1.屈折コントラストに基づくトモシンセシスの再構成アルゴリズムと生体サンプルを用いた実験結果についてThe 11th International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation (SRI2012)国際会議で発表した.2.再構成アルゴリズムの正当性を数値ファントムのシミュレーションデータから検証した.ここで,シミュレーションデータの生成のために,新たにX線撮像シミュレーターを開発した.シミュレーターでは,膨大な計算コストを伴う入射X線ビームのレイトレーシング処理を行っている.この計算をGPUデバイスに任せることで約100倍の高速化を実現した.本研究で新たに開発された屈折コントラスト・トモシンセシス画像再構成アルゴリズムは,再構成に必要とする投影数を縮減できる.生体組織像においてもCTと比較して遜色のない画質を得た.屈折コントラストX線撮像方式を乳癌マンモグラフィーで利用するためには,画像から癌を判別するための指標が必要となる.現在,本撮像方式による乳癌の再構成画像内に,規則的な組織構造がいくつか存在することが分かっている.これを指標に癌を自動判別する画像処理法を開発する予定である.低被曝断層撮像を可能にするために,屈折コントラストに基づくトモシンセシス再構成アルゴリズムを開発した.まず被写体の測定過程における数学モデルから再構成アルゴリズムを導出した.アルゴリズムの有効性はシミュレーションにより検証された.次に,X線を用いたテストファントムの撮影実験を行い,密度分解能,空間分解能,S/N,被曝量など,さまざまな角度から評価した.さらに,乳癌羅患者から摘出された乳房の撮影実験を行い,医学的検討・被曝量の算出などを行った.本年度では次の成果を挙げた.1.屈折コントラストに基づくトモシンセシスの再構成アルゴリズムと生体サンプルを用いた実験結果についてThe 11th International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation (SRI2012)国際会議で発表した.2.再構成アルゴリズムの正当性を数値ファントムのシミュレーションデータから検証した.ここで,シミュレーションデータの生成のために,新たにX線撮像シミュレーターを開発した.シミュレーターでは,膨大な計算コストを伴う入射X線ビームのレイトレーシング処理を行っている.この計算をGPUデバイスに任せることで約100倍の高速化を実現した.本研究で新たに開発された屈折コントラスト・トモシンセシス画像再構成アルゴリズムは,再構成に必要とする投影数を縮減できる.生体組織像においてもCTと比較して遜色のない画質を得た.屈折コントラストX線撮像方式を乳癌マンモグラフィーで利用するためには,画像から癌を判別するための指標が必要となる.現在,本撮像方式による乳癌の再構成画像内に,規則的な組織構造がいくつか存在することが分かっている.これを指標に癌を自動判別する画像処理法を開発する予定である.
歴史的教育人口学(デモグラフィー)のデータ・ベース作成・準備研究

1.戦後日本の出生率、進学率、児童・生徒数、教員数、不登校数(率)等のデモグラフィックな統計データを重ね合わせることで、"教育"の性格の歴史的展開を(これまでの教育史理解とは異なる角度から)照らし出した。2.戦前1930年代東北-地方データから同じく'30年代教育の民衆との関連に光をあてた。3.明治以来の小学校の学校資料を複写し整理中であるが、ぼう大なために、また報告できるほどの整理に到達していない(兵庫県但馬地方)4.静岡県の一地域の民衆誌にかかわる「戦後戸塚文庫」の整理を進めている。5.以上の作業について、いずれもコンピューター・ディスク上のデータとしての記録・整理を進めている。6.上の1・2・4については、文書による報告書を冊子として作成した。(1)「教育デモグラフィー」の理論枠組を明確にするため、フランスのアナール派のデモグラフィー理論、および日本の「教育の社会史」派の理論を検討した。(2)貴重な、教育民衆誌的文書資料をデータ・ベース化する可能性を検討するため、静岡県の戸塚廉氏寄贈になる「戸塚文庫(戦後版)」について、整理の可能性、画像のデータとしてのコンピューター取り込みなどを試行した。これについてはやや大きな予算が必要となることがわかったが、来年度はその緒口をつける見通しがついた。(3)学校・地域データの整理、データベース化の可能性を検討するため、兵庫県・豊岡小学校保存の明治以来の学校資料について閲覧し、必要部分の複写を行って、現在、統計データとして一貫できるものと、学校民衆誌的資料として整理できるものとを区分、整理中である。来年度についてはこれをコンピューターに取り込む予定(4)既存統計表をスキャナーでどう読み込み活用できるかは、業者のアドバイスも得てなお検討中である。
代数的アルゴリズムの計算量解析とその公開鍵暗号への応用

本研究では代数的アルゴリズムの計算量的解析を行い公開鍵暗号、特にペアリング暗号への応用について考察を行った。具体的には主に次の結果を得た:Elliptic Netに基づくペアリング計算の高速化やそのアルゴリズムの種数2の超楕円曲線への一般化。有限体上のElliptic Divisibility Sequenceを用いたDH問題と計算量的に等価な問題の提案。Edward curveと呼ばれる楕円曲線の標準形に対するスカラー倍算アルゴリズムの高速化手法の提案。今年度は昨年度に引き続き、代数的アルゴリズムの中でも有限体上定義された代数曲線上のペアリング計算についての計算とその応用及び特殊な形をした自然数の素数判定アルゴリズムについて解析を行った。具体的には、2007年にStangeにより提案されたElliptic Netと呼ばれるペアリングの計算に用いることが出来る写像の計算アルゴリズムの解析を行い、Fixed Argument pairingと呼ばれるものの計算において一つの高速化を与え、実装によりこれを確かめた。また、Edwards curveと呼ばれる楕円曲線の標準系に対するスカラー倍算の計算アルゴリズムについて解析を行い、一つの改良を与え実装によりこれを確かめた。さらに、Elliptic Netの基となる楕円曲線に付随した数列Elliptic Divisibility Sequenceを用いて、有限体上の楕円曲線上定義される離散対数問題と等価な数論的な問題がいくつか提案されていたが、Diffie-Hellman問題と呼ばれる関連する問題については考察されていなかったため、これについて考察し、Elliptic Divisibility Sequenceを用いた楕円Diffie-Hellman問題と計算量的に等価な問題を定義しその等価性を示した。さらに、Mersenne数と呼ばれる自然数の一般化の形をした自然数、その中でもWoodal数と呼ばれる自然数に対するRiselによる素数判定アルゴリズムを解析し一つの高速化を与えた。今年度は代数学的アルゴリズム、特に有限体上定義された代数曲線上のペアリング計算について解析を行った。まず、最近StangeによってElliptic Netと呼ばれる楕円曲線の新しい数論モデルが提案されたが、同時にそれに基づくペアリング計算のアルゴリズムが提案された。それまでは、代数曲線上のペアリング計算には、Millerによるアルゴリズムしか知られておらず、Stangeによるアルゴリズムは、新しい効率的なアルゴリズムと考えられている。まず、このElliptic Netの超楕円曲線への一般化を行った。これをHyperelliptic Netと呼ぶことにすると、Hyperelliptic Netに基づく超楕円曲線上のペアリング計算の新しい手法を提案した。特に、種数が2の場合にアルゴリズムを詳しく記し、数式処理ソフトであるMagmaを用いて実装実験も行った。次に、Elliptic Netの基となるElliptic Divisibilty Sequenceと呼ばれる、楕円曲線に付随した整数列の計算法について解析を行った。それまで知られていたナイーブ計算アルゴリズムを改良し、一つの高速化を提案した。これにより、約30%程度の高速化が得られることが計算量評価によりわかった。さらに、このElliptic Divisibility Sequenceを用いた素因数分解アルゴリズムも提案した。この素因数分解法は楕円曲線法の亜種とみなせるが、計算量評価によりほぼ同等の計算量となることも示した。今年度は昨年度に引き続き代数的アルゴリズムの中でも有限体上定義された代数曲線のペアリング計算とその応用、さらに格子の中の十分短い長さのベクトルを求めるアルゴリズムによる素因数分解問題の困難さに基づく公開鍵暗号系の安全性解析を行った。具体的には、Elliptic Netと呼ばれるペアリングの計算に用いることが出来る写像の計算アルゴリズムの解析を行い、fixed argumentと呼ばれるものに対する一つのアルゴリズムの高速化を与え、それを実装により確かめた。また、Edwards curveと呼ばれる楕円曲線の一つの標準形に対するスカラー倍算の計算アルゴリズムについての解析を行い、実装により効果を確かめた。さらに、Dickson多項式と呼ばれる有限体上の置換を与える多項式写像の研究から導入された多項式を用いた素因数分解問題の困難さに基づく公開鍵暗号の安全性解析を行った。これは、現在広く使用されているRSA暗号の一般化ともみなせる暗号方式であり、RSA暗号では秘密鍵のサイズが十分小さい場合に、格子の中の十分短い長さのベクトルを求めるアルゴリズムであるLLLアルゴリズムと呼ばれるものを用いた効率的な攻撃法が知られており、その類似的な手法をDickson多項式を用いた暗号方式に対して提案し、実装によりその効果を確かめた。今年度はElliptic Netと呼ばれる楕円曲線の新しい数論モデルに基づくペアリングの効率的な計算アルゴリズムの並列化について考察を行った。ペアリングに適した楕円曲線の暮らすとしてBN曲線と呼ばれるものがあるがそれらBN曲線上でOptimal Ate Pairingと呼ばれるペアリングを6次のtwist上のElliptic Netを用いて効率よく計算する方法について、ブロックサイズを拡張する方法などを用いて考察した。今回提案したアルゴリズムは10並列の場合が最適であり、単一のものと比較すると22%程度の高速化を与えることがわかった。また、楕円曲線上の秘密分散共有法についても考察を行った。これまでの方式が単一の秘密を分散するものであるが、今回複数の秘密を同時に扱えるMulti-Secret Sharingと呼ばれるものについて考察を行った。補間法もLagrangeによるものだけでなくHermiteによるものも用い複数の種類のものを提案した。これらは実装も行い、実用的なサイズにおける効果も確かめている。

上記の結果はいずれも2015年9月に金沢大学で開催された日本応用数理学会2015年度年会、12月に首都大学東京で開催された第11回「代数学と計算」研究集会及び2016年1月に熊本市内で開催された暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS2016)などで発表し、論文誌JSIAMLettersにもその一部の結果は掲載されている。本研究では代数的アルゴリズムの計算量的解析を行い公開鍵暗号、特にペアリング暗号への応用について考察を行った。具体的には主に次の結果を得た:Elliptic Netに基づくペアリング計算の高速化やそのアルゴリズムの種数2の超楕円曲線への一般化。有限体上のElliptic Divisibility Sequenceを用いたDH問題と計算量的に等価な問題の提案。Edward curveと呼ばれる楕円曲線の標準形に対するスカラー倍算アルゴリズムの高速化手法の提案。代数的アルゴリズムの暗号への応用研究では、ペアリング暗号は現在非常に注目されている。その効率的な計算アルゴリズムとしてはMillerによるアルゴリズムが主として使われており、その計算の高速化の研究も進んではいるが、別の効率的な計算手法に基づく研究はあまりなされていなかった。一方で、Stangeによって提案されたElliptic NetやElliptic Divisibility Seqenceと呼ばれる写像、数列を用いる計算手法がMillerによるアルゴリズムとは異なるものを与え、その高速化について研究することは新しい暗号方式の応用研究にもつながる可能性もあり、重要なトピックであると考えられる。また、高速化という観点からはその基づく曲線そのものをどういったクラスのものを用いると良いのかについての研究も重要であり、Edwards curveというクラスの曲線の演算の高速化研究も最適なものを探る際の重要なクラスの一つであると考えられる。さらに、素因数分解問題の困難さに基づく公開鍵暗号方式の安全性解析は様々あるが、Dickson多項式を用いた暗号方式に対して、格子の中の十分短い長さを持つベクトルを出力するアルゴリズムであるLLLアルゴリズムを用いた安全性解析は今までなされておらず、今回の結果は格子への埋め込みの際の最適化等のついての新たな課題を提供したと考える。暗号理論今までと同様に、代数的アルゴリズムの中でも代数曲線に関するアルゴリズムや多項式環、格子に関するアルゴリズム等の計算量的な観点からの解析を行いたい。一方で、既存の暗号方式の要素技術となる素因数分解、離散対数、素数判定等に関連するアルゴリズムも新しい暗号方式への応用も見据えて継続して実施していきたい。代数的アルゴリズムの暗号への応用を考えると、重要なものの中にペアリング暗号がある。ペアリング暗号の計算
ブロモデオキシウリジン感受性に基づく器官再分化初期過程の遺伝学的解析

シロイヌナズナの胚軸や根の断片をカルス誘導培地(0.5mg/L2,4-Dと0.1mg/L kinetinを含有)で前培養後に、シュート誘導培地(0.15mg/LIAAと0.5mg/L isopentenladenineを含有)に移植すると、シュート再分化が誘導される。このとき、前培養中に1-10μMの5-ブロモデオキシウジン(BrdU)で外植片を処理すると、その後のシュート再分化が促進されることを見出した。50μM以上の濃度のBrdUの前処理した場合には、胚軸外植片でのみシュート再分化およびカルス形成の強い阻害が認められたが、これは脱分化過程における増殖能獲得段階の妨害によると考えられた。EMSで突然変異を誘発したシロイヌナズナの後代より、胚軸外植片を高濃度のBrdUで前処理してもシュート再分化が阻害されないような変異体を2系統(♯291、♯1549)単離した。シュート再分化に対する促進効果については、♯291ではBrdU感受性が低下していたが、♯1549では野生型と変わらない感受性が見られた。また、♯1549のシュート再分化はBrdU前処理の有無に関わらず、野生型の場合と比べて約4日遅れた。チミジンの吸収やDNAへの取り込みについては両系統とも正常であり、BrdUの吸収や代謝に関連した変異ではないことが示唆された。以上の結果から、♯291と♯1549はBrdUによる脱分化妨害に関する一種の(しかも異なったタイプの)抑圧変異体として位置づけられ、脱分化機構解析のための有効な道具となり得ることが示された。
分子生物学的手法を用いた新しい口臭治療法の開発

本研究では、新しい口臭治療法の開発を目指して、まず実際に口臭を主訴とする患者の特徴について調べた。口臭の主な原因物質は、口腔内に存在する菌が食物や口腔粘膜落屑上皮等のタンパク質を分解、代謝する際に産生される揮発性硫化物(VSC)であるといわれている。九州大学歯学部附属病院口臭クリニック受診者155名を対象として、呼気中に含まれる各VSCおよびその総量を、各種機器を用いて測定し、官能試験との相関を調べた。次に歯周病細菌であると考えられているグラム陰性菌のPorphyromonas gingivalisに着目し、本菌のもつメチオニンからメチルメルカプタンを生じる酵素に関する研究を行ったところ、以下の結果が得られた。1)各口臭検査法による測定結果を比較したところ、官能試験とガスクロマトグラフィーの結果との間に高い相関が認められた(相関係数0.69)。2)口臭の強さと唾液流出量との間には相関は認められなかったが、舌苔の付着量が多い者ほど口臭は強く、VSCの中では特に硫化水素の量が多かった。3)P.gingivalisの強毒株とされるW83株やW50株のメチルメルカプタン産生量が、他の株と比較して著しく多かった。4)P.gingivalisのもつメチオニンからメチルメルカプタンを生じる酵素(L-methionine-α-deamino-γ-mercaptomethane-lyase)をコードする遺伝子をクローニングし、同酵素を欠失した変異株を作製して野生株との比較を行ったところ、変異株ではメチルメルカプタンの産生量が少なく、マウスを用いた実験でも低い毒性を示した。以上の結果から、メチルメルカプタン産生酵素を抑制することは、口臭予防に有効であることが示唆された。本研究では、新しい口臭治療法の開発を目指して、まず実際に口臭を主訴とする患者の口臭の強さと種類について調べた。九州大学歯学部附属病院口臭クリニック受診者113名(平均年齢48歳、男性37名、女性76名)を対象として、調査を行った。呼気中に含まれる硫化水素、メチルメルカプタン、ジメチルサルファイドおよびその総量を、ガスクロマトグラフィー、ポータブルサルファイドモニターを用いて測定した。またこの結果と、官能試験との相関を調べた。次に、唾液流出量および舌苔付着量を調べ、口臭の強さとの相関を求めた。さらに、歯周組織検査を行い、歯周病の程度と口臭の強さおよび種類について検討を行ったところ、以下の結果を得た。1.各口臭検査法による測定結果を比較したところ、官能試験とガスクロマトグラフィーの結果との間に高い相関が認められた(相関係数0.69)。2.対象者113名のうち、社会的容認限度を越える口臭を示す者は59名と約半数を占めた。3.口臭の強さと唾液流出量との間には相関は認められなかった。4.舌苔の付着量が多い者ほど口臭は強く、VSCの中では特に硫化水素の量が多かった。5.歯周組織検査の結果、4mm以上の深いポケットをもつ歯周炎患者では、VSCの中でメチルメルカプタンの量が多かった。以上の結果から、口腔清掃状態および歯周炎の程度に応じて、特徴的なVSCの産生が示された。また、これらVSCを産生する菌体酵素の同定が必要であることが示唆された。歯周病患者が強い口臭を示すことが知られている。

そこで本年度は、歯周病細菌の一つであると考えられているグラム陰性菌のPorphyromonas gingivalisに着目し、各菌株のメチルメルカプタン産生能及び本菌のもつメチオニンからメチルメルカプタンを産生する酵素に関する研究を行ったところ、以下の結果が得られた。1)P.gingivalisの強毒株とされるW83株やW50株のメチルメルカプタン産生量が、他の株と比較して著しく多かった。3)同酵素を欠失した変異株を作製し、野生株との比較を行ったところ、変異株ではメチルメルカプタンの産生量が極めて少なかった。4)マウスを用いた毒性実験を行ったところ、変異株は野生株に比較してより低い毒性を示した。以上の結果から、メチルメルカプタンは口臭の原因となるだけでなく、P.gingivalisの毒性にも関与することが示唆された。
随意眼運動と随意腕運動に伴う小脳半球部のニュ-ロン活動の比較。

小脳半球部が随意眼運動の制御にいかなる役割を果しているかを解明し、既に発表してある上肢運動での結果との異同を明らかにしようとして、本研究をおこなった。具体的には、無麻酔のサルに視標追跡眼運動を訓練し、サルが訓練された眼運動をおこなっている時に、小脳半球後方部を中心にプルキンエ細胞の単一ニュ-ロン発射と眼球運動を同時に記録した。又、眼球運動と一致して発射頻度を変化する細胞が記録された場所を、実験後に組織学的に再構成した。以上の実験で得られた結論の一部を原著論文にまとめた。その結論は(1)急速眼球運動をおこなう時に著明に単純スパイクの発射頻度を変化するプルキンエ細胞は、半球部の第I脚の後方部と第II脚の前方部に限局して存在する。(2)前記の部位で記録される細胞の約2/3の細胞は急速眼球運動の開始に20ー100ミリ秒先行して発射頻度を変化する。他の約1/3の細胞は眼球運動とほとんど同時に頻度変化する。(3)発射頻度は急速眼球運動の開始前後にー過性に変化し、眼球の静止位置と持続的発射頻度とは関係ない。(4)一過性頻度変化のパタ-ンは約半数の細胞で単相性、他の半数では二相性であり、ある一つのプルキンエ細胞についてみると眼球運動の方向に関わらず定性的には同じパタ-ンを示す。(5)以上のように急速眼球運動の時に頻度方化するプルキンエ細胞は緩徐な追跡眼球運動の時には変化しない。(6)訓練された課題外の自発性急速眼球運動、視機性眼振の時にも急速相の時に発射頻度を変化する。以上の結果を腕運動に伴う発射特性と比較すると、(5)の特性が明確に異なる。即ち、腕運動では急速腕運動でも緩徐な腕運動でも全てのプルキンエ細胞が発射頻度を変化したのに、眼球運動では急速眼球運動の時にのみ頻度変化する。このことは、同じ随意運動でも眼球運動と四肢の運動では中枢神経機構が異なることを示す一例である。
独自のプロテオーム解析を用いた癌組織由来の微量血中腫瘍マーカーの同定と定量評価

近年、プロテオーム解析を用いた血中の癌の早期診断マーカー探索が数多くなされているがいまだに臨床応用に至った例はない。本研究では、癌組織に特異的に発現するタンパク質を探索し、それらのうち血中に分泌あるいは漏出する微量なタンパク質の検出を目的とした。ヒト大腸癌・乳癌組織の膜タンパク質画分を用いた大規模なバイオマーカー探索によってそれぞれ約5000個のタンパク質が同定され、そのうち大腸癌では約100個、乳癌では約20個のバイオマーカー候補タンパク質をSRM/MRM法で検証した。それらのうちいくつかは、血清中での検出に成功した。その主な原因として、血液や尿中に存在する真に有用な腫瘍マーカーが非常に微量で、それらを検出することが困難であるからだと思われる。そこで我々は、血中のタンパク質を探索する代わりに、癌組織に特異的に発現するタンパク質で血中に分泌あるいは漏出する微量な腫瘍マーカー候補タンパク質・ペプチドを発見することにした。昨年度我々は、血中のabundantなタンパク質を除去して、微量なタンパク質やペプチドを効率よく検出する方法を開発した(J Proteome Res 2010 in press)。その手法を癌組織のプロテオーム解析と組み合わせることにより、癌組織由来の微量なタンパク質・ペプチドを検出することが本研究の目的である。平成21年度は最新のプロテオーム解析技術を駆使して、種々の癌組織、特に大腸癌と乳癌組織中で癌特異的に発現増大するリン酸化タンパク質、膜タンパク質の探索を行った。その結果、癌の診断マーカーとなりうるいくつかのタンパク質・ペプチドを同定した。さらに、それらのマーカー候補タンパク質を血液中で検出するために質量分析計を用いたペプチド定量法(MRM法)の開発を行った。まず試験的に合成ペプチドを作製し、その検出限界量を調べたところ、50amolという超微量なペプチドの定量も可能であった。今後は上記の組織プロテオーム解析で同定されたマーカー候補タンパク質をMRM法で血液中の検出・定量が可能かどうか検討する。それが可能になれば、種々の癌の早期発見が可能になると思われる。その主な原因として、血液や尿中に存在する真に有用な腫瘍マーカーが非常に微量で、通常の網羅的解析ではそれらを検出することが困難であるからだと思われる。そこで本研究では、癌組織に特異的に発現するタンパク質にターゲットを絞り、血中に分泌あるいは漏出する微量な腫瘍マーカー候補タンパク質・ペプチドをSRM/MRM法を用いて、検出・定量することを目的とする。平成22年度は21年度に引き続き、最新のプロテオーム解析技術を駆使して、種々の癌組織、特に大腸癌と乳癌組織中で癌特異的に発現増大するリン酸化タンパク質、膜タンパク質の探索を行った。その結果、癌の診断マーカーとなりうるいくつかのタンパク質を同定した。これらのタンパク質について、ウエスタンブロットや免疫染色を行い、確かに癌組織で発現増大していることを確認した。また、1000例以上の種々の癌組織からなる組織アレイを用いて、目的のタンパク質が大腸癌や乳癌に特異的に高発現していることも確かめた。それらのマーカー候補タンパク質を血液中で定量するために、質量分析計を用いたSRM/MRM法の開発を行った。目的タンパク質のトリプシン消化ペプチドの中からSRM/MRM法に最適なペプチドを選び、その合成ペプチドを用いて、条件検討をおこなった。また、そのペプチドの安定同位体標識ペプチドを内部標準としてサンプルに加えることで、目的のペプチドの絶対定量が可能となった。今後はSRM/MRM法を用いて、上記の目的タンパク質を培養細胞上清中及び患者血液中で検出・定量が可能かどうか検討する。それが可能になれば、種々の癌の早期発見・病態診断が可能になると思われる。そこで本研究では、癌組織に特異的に発現するタンパク質にターゲットを絞り、血中に分泌あるいは漏出する微量な腫瘍マーカー候補タンパク質.ペプチドをSRM/MRM法を用いて、検出・定量することを目的とする。平成23年度は昨年度までに行ったヒト大腸癌・乳癌組織の膜タンパク質画分を用いた大規模なバイオマーカー探索によって同定され候補タンパク質のうち、大腸癌では110個、乳癌では49個の細胞膜タンパク質と分泌タンパク質について、SRM/MRM法を用いた大規模検証を行った。

さらに、そのうち大腸癌と乳癌それぞれ2タンパク質ずつについて、抗体を用いたウエスタンブロット、免疫染色でも検証した。大腸癌の2タンパク質については、1000症例をこえる組織アレイの免疫染色も行い、大腸癌だけでなく、他のいくつかの癌でも発現増大していることを見出した。その結果を論文にまとめ、1報は投稿し、もう1報は準備中である。さらに、上記の実験で検証されたバイオマーカー候補タンパク質が血中で検出されるかどうか検討した結果、いくつかのタンパク質の血清中での検出に成功した。現在それらのタンパク質が大腸癌・乳癌のバイオマーカーとなりうるか症例数をふやして検討中である。
根尖性歯周炎関連細菌によるMMPの活性化とTIMPの不活性化についての研究

ECMの分解において重要視されている酵素の1つであるMMPsとその共通の内因性阻害因子であるTIMPsのバランスの崩壊は、組織破壊の進行の重要なポイントとなっている。これまでに根尖性歯周炎関連細菌がMMP-1やMMP-9を活性化することは報告されているが、プロMMP-2の活性化およびTIMPsの不活性化についての報告は少ないので本研究で検索する。1)MMP-2活性の測定各SBE共存下で培養したPL細胞培養上清中のMMP-2活性と、各SBEをHT1080細胞培養上清と反応したものをゼラチンザイモグラムで解析した。その結果、両実験ともにP.gingivalisSBE添加群では、活性型MMP-2と考えられるバンドの出現を認めた。3)TIMP-1活性の測定精製TIMP-1と各SBEを反応させ,反応液中に残存するTIMP-1活性をMMP-1およびMMP-2に対する阻害活性として測定した。P.gingivalisのSBEは、TIMP-1のMMP-1阻害活性を低下させた。また、リバースザイモグラム法にてMMP-2に対するTIMP-1の阻害活性を検索した。コントロールに比べて、P.gingivalisSBE添加群の場合には、その活性バンドの著しい減少(MMP-2に対する阻害活性)を認めた。1)ヒト歯根膜(PL)細胞の調製新鮮抜去歯を小組織切片に細切して,セルカルチャーディッシュ(CORNING)中に静置し,10%ウシ胎児血清(FBS;免疫生物研究所)含有RPM11640培地(日水製薬)を加え,37°C,5%CO2下で培養する。そして,組織片より遊出した細胞がコンフルエントな状態になった後,継代培養を行い,実験には48継代したものを使用するため、その培養系統を確立した。3)ヒト線維肉腫(HT1080)細胞培養上清の調製HT1080細胞を,10%ウシ胎児血清(FBS;免疫生物研究所)含有RPMI1640培地を用いて、37°C,5%CO2下で培養する。コンフルエント後,無血清RPMI1640培地におきかえて48時間培養する。その上清を回収し,遠心分離後、その上清を試料とする。細胞外マトリックス(extracellular matrix ; ECM)の分解において重要視されている酵素の1つがMMPsであり,MMPsとその共通の内因性阻害因子であるTIMPsのバランスの崩壊は,組織破壊の進行の重要なポイントとなっている。ほとんどのMMPsは不活性なプロ型酵素として細胞外へ分泌される。又、これまでに根尖性歯周炎関連細菌がMMP-1やMMP-9を活性化することは報告されているが,プロMMP-2の活性化およびTIMPsの不活性化についての報告はないので、本研究で検索する。1)細胞培養およびSBE添加実験PL細胞がコンフルエントになるまで培養し、各SBEのタンパク濃度が10μg/mlとなるように調製した無血清RPMI1640培地を1mlずつ加え,48時間培養する。培養終了後,上清を回収し,MMP-2活性およびTIMP-1,TIMP-2量を測定した。2)培養上清とSBEの反応HT1080細胞培養上清に各SBEを加え,37°C,18時間反応したものを測定した。3)MMP-2活性の測定ゼラチンザイモグラム法にて検索した。電気泳動は,Laemmliの方法(Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4.Nature,227 : 680685,1970.)に準じて行い、分子量マーカーとしてSDS-PAGE用Prestained Standards Low Range(Bio-Rad,東京)を用いた。また,ポジティブコントロールとしてHT1080培養上清を用いた。その結果、ゼラチンザイモグラムでP.gingivalis SBE添加群では、活性型MMP-2と考えられるバンドの出現を認めた。

細胞外マトリックス(extracellular matrix;ECM)の分解において重要視されている酵素の1つがMMPsであり,MMPsとその共通の内因性阻害因子であるTIMPsのバランスの崩壊は,組織破壊の進行の重要なポイントとなっている。ほとんどのMMPsは不活性なプロ型酵素として細胞外へ分泌される。又、これまでに根尖性歯周炎関連細菌がMMP-1やMMP-9を活性化することは報告されているが,プロMMP-2の活性化およびTIMPsの不活性化についての報告はないので、本研究で検索する。精製TIMP-1と各SBEを反応させ,反応液中に残存するTIMP-1活性をMMP-1およびMMP-2に対する阻害活性として測定した.P.gingivalisのSBEは,TIMP-1のMMP-1阻害活性を低下させ,その残存阻害活性はコントロールの約10%となった.一方,F.nucleatumおよびP.endodontalisの各SBE添加群の場合には,TIMP-1のMMP-1阻害活性を低下させなかった.リバースザイモグラム法にてMMP-2に対するTIMP-1の阻害活性を検索した.コントロールに比べて,P.gingivalisSBE添加群の場合には,その活性バンドの著しい減少(MMP-2に対する阻害活性)を認めた.しかし,F.nucleatumおよびP.endodontalisのSBE添加群では,ともに何ら変化は認められなかった.プロMMP-2は、ヒト歯肉細胞培養液からSakamotoらの方法に準じて作製する。これとP.gingivalis SBEを37°Cでオーバーナイト反応させた物を試料として、MMP-2とSBEの反応の検索を細胞培養液上清を用いた時と同様に、ゼラチンザイモグラム法にて解析する。上記の試料を反応させたのち、ゼラチン-セルロファインアフィニティーカラム(φ1cm、1ml gel)を用いて、反応液中のP.gingivalisプロテアーゼとMMPを分離する。カラムの洗浄は1.0M NaCl、10mM CaCl_2を含む30mMトリス塩酸緩衝液(pH7.6)(緩衝液A)で行う。溶出は、10%DMSOを含む緩衝液Aを使用する。各カラム画分中のプロテアーゼ活性をゼラチンザイモグラム法にて確認し、最も活性の高い画分とゼラチンを37°Cでオーバーナイト反応させて、SDS-PAGEによりゼラチン分解活性を解析する予定である。これにより、溶出画分がゼラチンを分解し、さらにMMPインヒビターであるEDTAを作用させることで、その活性が阻害されることが確認できれば、P.gingivalis SBEよってプロMMP-2が活性化され、ゼラチンを分解することが確認できることとなる。上記計画で実験を進めたが、ゼラチン-セルロファインアフィニティーカラムによるプロテアーゼの分離が思うようにできていないのが現状である。カラムに詰めるセルロファインの調製に問題があるか、洗浄・溶出の段階でのテクニックエラーの可能性が考えられるため、今後も詳細を修正し、検討していく予定である。