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次世代システム制御工学の構築を目指したフュージェン型制御理論の基礎研究

次世代制御工学を考えるとき,非線形である制御対象のモデリングから制御則の設計とその実現,および計算機パワーを意識した制御理論までを統合する方法論の構築が必要である.本研究では,これらを専門とする研究者が集まり,互いに各自の最新の研究成果をもとに議論することによって,新しい研究の流れを生み出すとともに,統合された制御工学体系を念頭に置いた研究を進展させることができた.これらのことは,研究期間中に,合計8回の研究打ち合せ会と学会における特別セッション企画という形で実現した.その中の具体的な成果を大別すれば,次のような方向の研究が挙げられる.・ロバスト制御を意識したモデリングに関する成果・インプリシット系や拘束系などモデルの枠組を広げる研究・無限次元系のロバスト制御理論の開発・非ホロニミック系のように非線形系の構造を利用する研究・非線形H_∞制御の理論と応用・サンプルデータ系の安定性・線形行列不等式などの数値最適化を利用した制御理論モデリングについては,ロバスト制御理論を適用しやすい形での同定や,モデルの枠組みを広げる取り組みが議論された.またモデル集合の同定に関してセットメンバーシップ同定などの手法が整備されてきている.制御則では,より現実の制御対象を意識した非線形性に対処するために非ホロノミック系や非線形H_∞制御の理論が研究された.計算機を意識した制御理論としては,離散時間信号と連続時間信号が混在するサンプルデータ系について,そのロバスト安定性が議論された.また線形行列不等式と情報幾何学を結び付ける研究も行われた.このようにより使いやすい制御工学をめざした理論の統合化については,緒についたところではあるが,確実に進行している.次世代制御工学を考えるとき,非線形である制御対象のモデリングから制御則の設計とその実現,および計算機パワーを意識した制御理論までを統合する方法論の構築が必要である.本研究では,これらを専門とする研究者が集まり,互いに各自の最新の研究成果をもとに議論することによって,新しい研究の流れを生み出すとともに,統合された制御工学体系を念頭に置いた研究を進展させることができた.これらのことは,研究期間中に,合計8回の研究打ち合せ会と学会における特別セッション企画という形で実現した.その中の具体的な成果を大別すれば,次のような方向の研究が挙げられる.・ロバスト制御を意識したモデリングに関する成果・インプリシット系や拘束系などモデルの枠組を広げる研究・無限次元系のロバスト制御理論の開発・非ホロニミック系のように非線形系の構造を利用する研究・非線形H_∞制御の理論と応用・サンプルデータ系の安定性・線形行列不等式などの数値最適化を利用した制御理論モデリングについては,ロバスト制御理論を適用しやすい形での同定や,モデルの枠組みを広げる取り組みが議論された.またモデル集合の同定に関してセットメンバーシップ同定などの手法が整備されてきている.制御則では,より現実の制御対象を意識した非線形性に対処するために非ホロノミック系や非線形H_∞制御の理論が研究された.計算機を意識した制御理論としては,離散時間信号と連続時間信号が混在するサンプルデータ系について,そのロバスト安定性が議論された.また線形行列不等式と情報幾何学を結び付ける研究も行われた.このようにより使いやすい制御工学をめざした理論の統合化については,緒についたところではあるが,確実に進行している.本年度は、非線形である制御対象のモデリングから制御則の設計とその実現、および計算機パワーを意識した制御理論までを総合的に考慮した制御系設計の系統だった方法論の構築を目標に、第1回は平成8年8月6日より8日(木)まで大阪市にて、第2回は平成9年1月5日より7日まで千葉市にて、合計2度の研究集会を開いた。第1回集会では、ロバスト安定解析と設計への新しい枠組み、フィードバック系を安定化する非線形補償器のクラスの解明、システム同定と騒音制御の関連、ロボットの動作点の変化を考慮にしたモデリングと制御の統合などの研究成果を発表して討論した。主に従来、線形系について発展してきたロバスト制御の枠組みをさらに広げ、非線形系や同定理論との統合を図る方向性が明らかになった。第2回集会では、大規模複雑系のモデリングから制御、伝達関数や状態方程式を用いない入出力データを直接用いた新しい制御方式の提案、非線形系特有の性質をもつ非ホロノミック系の制御方策の提案、凸最適化やBMI固有値など計算機パワーを用いた制御系設計への提案などの研究成果を発表して討論した。モデリングに対する新しい視点を与えること、線形理論では解決しない非線形系の制御ならびに最適化理論との統合をなど、研究課題に則した成果が得られた。これらの、研究成果は、国際学会、論文誌などの学会活動を通して公表されつつある。本年度は,制御対象のモデリングから設計および実現までを統合的に考慮した研究の構築のため,第1回は平成9年8月6日より7日まで静岡県田方郡函南町にて,第2回は平成9年11月19日に金沢市にて,第3回は平成10年1月26日より28日まで福岡市にて,合計3度の研究集会を開いた.第1回集会では,非線形系や無限次元系の制御およびモデル近似,不定計画法の数理的な見方および構造化特異値を用いた制御に関する研究成果を発表して討論した.第2回集会では,非線形系の制御問題をkernel表現と非ホロノミック系の立場からみた研究成果を発表して討論した.また同時期に開催されていた計測自動制御学会ほか主催

「第40回自動制御連合講演回」の特別セッションで研究成果の一部を一般に公開するとともに,他の研究者からの批評を受け入れて今後の研究展開を図った.第3回集会では,サンプル値系,非線形系,モデリングを含む広い枠組について,研究組織内からの研究成果の発表に加えて,研究組織外からも広く関連分野の研究者に発表していただき,討論を経て研究スコープを広げることを図った.これらの研究成果は,第2回集会時の特別セッションを含めて,国際学会,論文誌などの学会活動を通して公表されつつある.本年度は,制御対象のモデリングから設計および実現までを統合的に考慮した研究の方向性を明確にするために,第1回は平成10年8月17日より18日まで千葉市美浜区にて,第2回は平成10年10月16日より18日まで神奈川県三浦郡葉山町にて,第3回は平成11年1月11日より13日まで那覇市にて,合計3度の研究集会を開いた.第1回集会では,拘束系に対するスイッチング制御,機械システムに対するダイナミクスベースド制御,閉ループ同定,ならびに数値的なテーマとしてサンプル値系の周波数応答ゲインと非線形制御でのハミルトンジャコビ方程式の扱いに関する研究成果を発表して討論した.第2回集会では,非線形系のうちハミルトン系となるクラスの安定化制御,線形系のロバスト性解析,最適化の立場から行列不等式の解法,そして制御理論の飛行機ならびに視覚フィードバックへの適用についての研究成果を発表して討論した.第3回集会では,非線形系の制御としてハミルトンジャコビ方程式の扱いや離散時間制御,線形系の制御として定数スケーリングつきH_∞制御,そしてシステム同定に関する研究成果を発表して討論した.これらの集会を通して,モデリング,制御理論,計算機パワーの利用に関する統合的な理解が深まった.その研究結果は,国際学会,論文誌などの学会活動を通して活発に公表されている.
名人を超えるコンピュータ将棋

将棋ソフトは近年大幅に改善されてきた。早指しであればコンピュータが名人に勝つことも不可能ではない。本研究で開発した将棋ソフトTACOSは,研究開始当時,他の将棋ソフト同様,序盤や中盤などいくつかの致命的な欠点があった。本研究における様々な技術的進歩によってTACOSの強さは大幅に改善され人間を超えるほどに至った。顕著な進歩の例として,証明数を用いたAND/OR木探索があげられる。その他多くの改良により名人レベルに到達できた。本研究は名人を超えるコンピュータ将棋TACOSの開発をベースとして,ゲームプログラミング,高性能コンピューティング,探索アルゴリズム,データベース,機械学習技術等など,コンピュータに関わる現代技術の統合としての成果を一つのマイルストーンとして歴史の一頁に刻む。囲碁や将棋といった長い歴史を有する伝統文化コミュニティが存在し,その中でも最高の位置を占める名人の技量に匹敵するコンピュータシステムを設計し実現することはそれ自体が大きなインパクトある研究成果に違いない。同時に,コンピュータ将棋を題材として人工知能を開発することの意義を再吟味することは大変重要である。TACOS対名人の舞台を準備し,公開試合で名人もしくは相当のプロ棋士と対戦することで本研究成果を公表する。また,名人を超えた後のコンピュータの役割を検討する。名人を超えたコンピュータシステムを社会でどのように有効に役立てることができるかについても検討する。コンピュータ将棋のレベルが向上するにつれて,コンピュータの無機質的な要素が顕になり人間から敬遠される性質があることは分かった。一方,さらに強くなることで,無機質的な性質が解消される可能性を見出すことができた。さらに,将棋や囲碁のような複雑なゲームの理論値を特定する方法を検討し,ゲーム理論値の推定法を提案し,同時に,ゲームを解くことの定義を確立し,その上で,ゲームを解くことの是非を考察する。一千年を超えるような長い歴史の中で洗練されてきたゲームは,公平性の原理が影響を及ぼし,その理論値は引き分けになるという予想を発表した。当該分野に広く長く影響を及ぼす予想となるに違いない。手番の概念を解消し,ストカスティック性を導入し適宜制御することで,一度解かれてしまったゲームを蘇生させるアイデアを検討し,ゲーム木探索理論,組合せゲーム理論,ゲーム理論の統括的な理論についての探究を進展した。名人を超えるコンピュータ将棋の開発を進めた。ゲームプログラミング,高性能コンピューティング,探索アルゴリズム,データベース,機械学習技術等など,コンピュータに関わる現代技術の統合としての成果を一つのマイルストーンとして実現しつつある。囲碁や将棋といった長い歴史を有する伝統文化コミュニティが存在し,その中でも最高の位置を占める名人の技量に匹敵するコンピュータシステムを設計し実現することはそれ自体が大きなインパクトある研究成果と言える。同時に,コンピュータ将棋を題材として人工知能を開発することの意義を再吟味した。コンピュータ対名人の舞台を準備し,公開試合で相当レベルの棋士と対戦することで成果をアピールした。また,名人を超えた後のコンピュータの役割を検討した。名人を超えたコンピュータシステムを社会でどのように有効に役立てることができるかについても検討した。コンビュータ将棋のレベルが向上するにつれて,コンピュータの無機質的な要素が顕になり人間から敬遠される性質があることが分かった。さらに強くなることで,無機質的な性質が解消される可能性を見出すことができた。さらに,将棋や囲碁のような複雑なゲームの理論値を特定する方法を検討し,ゲーム理論値の推定法を提案し,同時に,ゲームを解くことの定義を確立し,その上で,ゲームを解くことの是非を考察した。一千年を超える長い歴史の中で洗練されてきたゲームは,公平性の原理が影響を及ぼし,その理論値は引き分けになるという予想を検討した。当該分野に広く長く影響を及ぼす予想となる。本研究では名人を超えるコンピュータ将棋TACOSの開発を実施した.人工知能研究の題材として半世紀以上にわたりコンピュータチェスの研究開発がなされてきた.1997年には人工知能が名人を負かし,計算機技術発展のマイルストーンとして世界的な反響を与えた.一方,我が国には囲碁や将棋といった長い歴史を有する伝統文化コミュニティが存在し,その中でも最高の位置を占める名人の技量に匹敵するコンピュータシステムを作成することはそれ自体が大きなインパクトある研究成果と言1える.コンピュータ将棋を題材として人工知能を開発することの意義を再吟味することになった.TACOS対プロ棋士の舞台を整え,公開試合を実施することで成果を公表した.結果は,ほぼ達成したと言える.技術的には,探索の高速化,終盤の寄せ合いの強化,新たな最適化手法の提案による局面評価の洗練,序盤の独創的工夫などが統合として顕著な成果に到達できた.名人を超えた後のコンピュータの役割を検討した.名人を超えたコンピュータまたはその技術をどのように有効に役立てることができるかについて考察した.将棋や囲碁のように複雑なゲームの理論値を特定する方法を探究し,ゲーム理論値の推定法を提案した.

ゲームを解くことの定義を再吟味し,その上で,ゲームを解くことの是非を考察した.手番の概念を解消しストカスティック性を導入し適宜制御することで,一度解かれてしまったゲームを蘇生きせるアイデアを検討し,ゲーム木探索理論,組合せゲーム理論,ゲーム理論の統括的な理論について探究した.
超高圧電子顕微鏡法によるアトム・クラスターの疑集形態の解析

ナノメーターサイズのクラスターにおける特異物性の一つに、急速な合金化が挙げられる。すなわち、当グループではこのようなクラスターにおいてはバルク固体に比べて極めて急速な合金化が生じ、固溶体クラスターが自発的に生成されることを最近明らかにした。こうした特異な合金化挙動の機構ならびに生成相の安定性を明らかにすることによって、クラスターの凝集形態を解明することができる。本研究では、合金化によって結合状態の異なる化合物の生成挙動を比較する目的で、中間相に、金属間化合物(金属結合)、分子格子化合物(共有結合)、化合物半導体(共有+イオン結合)が存有在する系を対象として選んだ。高真空電顕およびUHV試料処理装置内に装着した双源蒸着装置を用いて、アモルファスカーボン支持膜上に所定サイズの純物質クラスターを作製し、これに室温で異種原子を蒸着し、形態と構造の変化をその場観察した。平均粒径6.5nmのAuクラスターに室温Znを約40at%まで蒸着すること、このクラスターは規則構造をもつβ'-AuZnクラスターに遷移する。また、平均粒径4nmのAuクラスターに室温でSbを蒸着すると、AuSb_2クラスターが生成する。これらの化合物クラスターは対応するバルク固体と同じ構造である。ところが、平均粒径8nmのInクラスターに室温でSbを約50at%まで蒸着すると、Sb原子はInクラスターと合金化して、単相のInSb化合物半導体クラスターに変化する。ここで生成したSnSbクラスターはバルク固体にみられる閃亜鉛鉱構造をとらず、格子定数初a=0.45_7c=0.76_1nmのウルツ鉱構造になる。以上の結果から、化合物クラスターにおける構造的な特徴をまとめると、金属結合性および共有結合性の強い化合物においては、バルク固体と同じ構造をとる。しかし、化合物半導体については、イオン結合性の増大とともに、閃亜鉛鉱構造→ウルツ鉱構造→塩化セシウム構造へと変化する。
低経済成長下での産業・企業構造の変容の測定：産業格付けの変動と中小企業問題

本研究は日本の事業所・企業の構造を把握できるデータベースを構築し資本の支配構造を明らかにして近年の低経済成長下での産業構造の変化を辿る。基本データは財務省の法人企業統計データの個票情報から第1・第2主業種から、企業の産業構造を格付けする。ただ第3業種はその他の計で、しかも産業コードは財務省の37業種である。データベースの期間は1983-2002年で、これとリンクして事業所・企業統計調査の進化した経済センサスにより、資本の支配構造を示し、部分的であるがいわゆるタックスヘーブンに究極の資本支配企業を置く傾向などを調べた。研究成果は膨大な統計表を含むのでCD-ROM等を加えた専門書として公刊したい。高度経済成長収束後、バブル経済を経た低成長期にどう日本経済構造が変化したかを統計的に明らかにする。高度経済成長期の初期は大企業と中小企業の二重構造で促進され、その後半期間では、いわゆるベンチャー企業と呼ばれる新しい中小企業が成長した。中小企業が経済成長に果たす役割の重要性も再認識された。この産業構造の変化は、ゼロ金利に象徴される資本市場の変容と派遣・出向による労働市場の変容に関連する。しかし統計的測定には、既存の商工業等の事業所単位の産業別センサス統計では企業単位の分析には十分ではなく、事業所単位の産業統計を企業別にしかも縦断型データベースとして遡及編成したもので経済構造の変容解析を行う必要がある。本年度は、既作成の1981(S56)年-2007(H19)年までの事業所・企業統計調査と法人企業統計調査を組み合わせた遡及的データベースを、拡充し事業所・企業リンク・データベースとするために、2009年実施の「平成21年経済センサス:基礎調査」とのリンケージの方法を検討し、公表統計表の再吟味を行い、新統計法による個票情報の利用申請の準備作業にかかった。さらに既作成の多国籍企業が内国法人企業間での階層構造を集計表としての有効性を吟味し、中小企業がどのようにその関係に組み込まれているかを分析した。さらに東日本大震災が明るみにだした大企業と中小企業の相互の部品の下請け等の分業関係を知るために仙台・石巻の現地視察を試み災害の影響を実地に検討した。この様な分析が現行統計制度でどこまで可能かを含めて、新統計法自体を再検討した。高度経済成長収束後、バブル経済を経て、俗に「失われた10年」といわれる低成長期にどのように日本経済の構造が変化したかを統計的に明らかにする。高度経済成長期の大企業と中小企業の二重構造と後半期間で中小企業の別個の側面が着目され、経済成長に果たす役割の重要性が再認識されている。この期間の産業構造の実態を統計的に明らかにするために1981-2007年の縦断型(longitudinal)事業所・企業統合データベースの再編成と拡張を行った。既作成の事業所・企業リンケージIDを使用して、再度総務省の事業所・企業統計調査の個票情報の統計法による利用申請を行つてデータベースを復元した。さらに総務省・経済産業省共管の2009年経済センサス基礎調査の統計法による個票情報の付加によりデータベースの拡張を行った。財務省の法人企業統計調査の個票情報の利用申請を行う準備をし、1981-2011までデータベースの拡張を計画してきた。1981-2007データベースですでに集計を行ったが詳細な解析が十分でなかった集計表を使用して、1企業の複数事業の兼営状況の時系列的・産業別・資本金階層別等の縮約表によるグラフ化を行い分析をし,また2法人企業統計調査の設備投資の四半期のこれまで作成されていない廃棄・譲り受けと国民経済的な新規投資とを区分した集計表に依り、産業別・資本金階層別等の発生件数別グラフ化による分析を行い、これらの基本データを公表した。本研究は、統計法の個票情報開示申請により、政府の作成しなかった新規な統計表を作成し、学界の共有財産とすることを目的としている。具体的には低経済成長下の日本経済の産業構造の変容の測定である。その技法等の検討と各種暫定推計値表の作成は平成23-25年の3ヵ年に行った。平成25年度には、当初予定されていた第1回経済センサスー活動調査の確定数値の公表が遅延し、「法人企業統計調査」とのリンケージ作成も遅れたので、平成26年度に延長申請を行った。ただ総務省「事業所・企業統計調査」の後身である経済センサスー基礎調査の個票情報の利用により企業間の階層構造の編成が可能になったので、多国籍企業の日本企業の支配構造・日本企業の海外進出状況の解析にも着手した。

1.事業所・企業統計調査のパネル化の作業はこれまでの我々の研究で、法人企業統計調査の母集団名簿との完全照合実験により、前者の企業数は後者の企業数と比較して約100万の補足漏れがあることを明らかにした。リンケージ情報の企業の識別番号はデータベースとして保存許可されていたので、企業内複数産業への拡散と企業間の支配関係による複数産業への実質的拡大の比較実験を行った。予備的実験計測結果は統計数理研究所の研究報告書等で公表した。2.親子名寄せの結果に基づいた連結財務諸表を使用する標本調査への改変を目的に、法人企業統計調査の標本設計の見直しを行った。データは経済センサスー基礎調査で複数事業を営む企業の構造に関して法人企業統計調査と結合して再集計を行った。平成26年度は多国籍企業の日本内外の産業の支配構造の集計表を作成しそれを基に青森公立大学の大学院生等の協力を得て、有価証券報告書や海外の各種データベースの公開情報により、財務諸表の解析の深化を行った。これまでの研究成果は、統計数理研究所研究報告書シリーズ等で公開。詳細情報は膨大で、公表方法を検討中である。26年度が最終年度であるため、記入しない。経済統計26年度が最終年度であるため、記入しない。補欠採択の旨が日本学術振興会から連絡されたのが11月であり、新統計法による個票情報の利用申請の下交渉に入る段階であり、本申請に至らなかったため個票情報の利用は実現できなかった。そのため新規参加者を含めて、研究代表者を中心にしたこれまでの基盤研究(A)による個票情報で得られた知見に関する意見交換が中心になった。財務省の法人企業統計調査の統計法による個票情報利用の申請の下打ち合わせで、集計表様式のデータベース利用による柔軟な対応方式を双方で検討に時間を要したために、本申請に至らず、次年度に持ちこされたため。及びリース会計の適用状況に関する付帯調査の利用申請の検討に時間を要したため。目下の下交渉中の新統計法による複数省庁の統計調査の個票情報の利用申請を鋭意行い、個票情報の提供を受けてデータベースの整備を行う。個票情報の集計方法の検討会を開催し、個票情報利用が可能になった時点での速やかな研究の開始を計画している。財務省との打ち合わせで、ほぼ集計表様式が完成したので、次年度に申請を行う。さらに引き続き、経済産業省所管の諸調査の個票情報の利用申請を行う予定である。従って次年度は事業所・企業統合の縦断型データベースを完成させて解析を行う。
母子世帯を対象とする社会政策における労働とケア、家族と国家の関係についての研究

近年の母子世帯を対象とした社会政策の転換、すなわち、所得保障制度(主として児童扶養手当)の縮小と就労支援の拡充が母子世帯の生活に与える影響や政策効果を検討した。生活時間分析の結果、日本の母子世帯の母は顕著に仕事時間が長く、育児時間が短い仕事中心の生活となっており、育児時間を確保するための政策的支援の必要性が示唆された。また、就労支援策によって母子世帯の就労収入が増加し、児童扶養手当の給付を減少させる効果はみられなかった。さらに、長期時系列データから児童扶養手当受給者の増減要因を検討した結果、増加要因としては離婚件数の増加が主因であり、減少要因としては収入増加はわずかで、子の支給対象年齢到達、所得限度額の引き下げによる対象者の限定の影響が大きいことがわかった。本研究は、近年の母子世帯を対象とした社会政策の転換、すなわち、所得保障制度(主として児童扶養手当)の縮小と就労支援策の拡充が母子世帯の生活や労働に与える影響を検討した。母子世帯に関する行政資料、政府統計、各自治体が実施した実態調査、母子世帯の当事者団体が実施した実態調査、および、母子世帯支援を行っている自治体の担当者、当事者団体へのインタビュー調査をもとに分析を行った。2003年から実施されている就業支援策の実績を検討した結果、就業支援策の利用者や就職率は年々微増傾向にあるものの、母子世帯総数からすると、制度利用者、就職率等の規模は小さく、母子世帯全体の労働環境や勤労収入を底上げする支援とはなっていなかった。ただし、いくつかの自治体に対するインタビュー調査から就業支援策の実際を検討すると、就業支援策自体は母子世帯の生活や労働環境の向上に関して必ずしも無意味な政策的支援であるとはいえない。自治体によっては、母子世帯の母の就業へのきめ細かい支援が行われており、一定程度の実績をあげている。こうした取り組みが継続して実施され、かつ、より多くの母子世帯の母が利用することで、就業支援策の効果は今後大きくなる可能性はある。また、児童扶養手当の支給状況に関するデータと就労支援策をあわせて検討すると、就労支援策の拡充が図られた時期に、児童扶養手当の全額支給停止者割合が減少している等の結果から、就業支援策が児童扶養手当の抑制に対して、現段階では有効性をもっていない可能性があることが指摘できる。本研究では、近年の母子世帯を対象とした社会政策の転換、すなわち、所得保障制度(主として児童扶養手当)の縮小と就労支援策の拡充が母子世帯の生活や労働に与える影響を分析した。とくに、母子世帯の生活状況を生活時間の観点から検討を加えた。日本の母子世帯の母の仕事と育児の時間配分を欧米諸国の場合と比較すると、日本の母子世帯の母は顕著に仕事時間が長い一方、育児時間が極めて短い仕事中心の生活となっている。また、時系列変化をみると、日本の母子世帯の長時間労働、短い育児時間の生活パターンは、近年よりその傾向が強まっていることが明らかになった。生活時間分析の結果から得られる政策インプリケーションは、まず、母子世帯の母の仕事時間を短縮し,育児時間を確保すること、言い換えれば、母子世帯の母のワークライフバランスを確保するための政策的支援が必要である。具体的には、柔軟な労働時間を選択できるようにすることや、子どもの病気など突発的な事情での休暇取得を可能にするための支援が挙げられる。また、母子世帯の母のワークライフバランスを保つために仕事時間を短縮した場合の減収を補〓する所得保障を伴わせることである。就労率が高く、労働時間が長く、貧困率が高いという日本の母子世帯の特徴をふまえると、所得保障の存在は欠かせない。くわえて、近年重点的に実施されている就労支援策の利用者が少ないことの要因の一つには、職業訓練等を受ける時間を確保することが困難なほどの長時間労働にあることが示唆される。本研究は、生別母子世帯への所得保障である児童扶養手当と遺族年金の制度変遷と給付実績、給付水準の長期変化を考察した。まず、制度変遷をたどると、児童扶養手当は手当額引き上げ、所得制限の和、対象児童の年齢引き上げという3つの政策手段の組み合わせにより、1979年までに給付改善が進んだ。ただし、児童扶養手当の拡充は、生別母子世帯への所得保障の重要性がとくに認識されていたというよは、むしろ、死別母子世帯や寡婦に対する所得保障の充実に連動して、さらに、年金への社会の関心の高まりを背景とした福祉年金の政策的引き上げに相乗りした結果であった。1985年以後は、手当額の段階支給や所得限度額の厳格化によって制度抑制が進められた。次に、長期時系列データから児童扶養手当受給者の増減要因を検討した結果、増加要因としては離別による母子世帯の増加が主因であり、減少要因としては収入増加はわずかで、子の支給対象年齢到達によるものが大きいことがわかった。

ただし、1985年の2段階支給の導入、1998年の所得限度額の引き下げ、2002年の段階支給の導入と全部支給の対象者の限定化による給付抑制の影響は無視できない。また、`2003年以降児童扶養手当削減の代替手段として取り組みが強調されている就業支援策が、母子世帯の就労収入を増加させ、児童扶養手当の給付を減少させた効果はみられない。さらに、他の所得保障との比較において、現在の児童扶養手当の給付水準は低下していることがわかった。児童扶養手当と遺族基礎年金を比較すると、1985年までの前者は後者の70%水準を維持していたが、1986年以降は3350%水準へと低下した。児童扶養手当の水準を生活保護基準を指標としてモデルケースから検討したところ、現在の水準は生活保護基準の6.27%であった。生別母子世帯の母が手当を受給しながら短時間労働者の平均時給で働いた場合、ほほフルタイムで働かなけれは生活保護基準に達しないことがわかった。
脳血管保護因子：内在性分泌型RAGEの機能解明と治療への応用

脳血管疾患は死因の第3位であり、高齢化に伴い今後もさらに増加することが見込まれている。脳血管疾患は、死亡を免れても後遺症・長期の臥床などが問題となり要介護原因の23%を占めている。脳血管疾患の中でも虚血性脳血管疾患は、日本全国で最も発症率・死亡率が高い疾患で毎年50万人が発症し150万人の患者が存在すると報告されている。虚血性脳血管疾患の効果的な治療法を見出すことは患者自身にとっても医療経済的にも非常に重要なことである。本研究では、まず血管内皮細胞上にesRAGEが存在することを免疫染色を用いて証明した後、血流中のesRAGEが神経細胞死にどのような作用を示すのかを検証する。我々は虚血性脳血管障害のなかでも遅発性神経細胞死という現象について着目した。遅発性神経細胞死のモデルとしてマウスの両側総頚動脈一時結紮(BCCAO)モデルを用いた。我々は以前にRAGEという分子が、BCCAOを行うと脳の血管内皮細胞表面上での発現が増加することを報告しいる。RAGEにはesRAGEと呼ばれる可溶型デコイフォームがあり、esRAGEはRAGEのVドメインにリガンドが結合するのをブロックしている。このesRAGEを血液中に投与することにより神経細胞死を抑制できないかと考え研究を行っている。まず、esRAGE配列より2か所にヘパリン結合サイトが存在することが示唆された。このことをプレートアッセイと培養細胞を用いた実験により、この部分でesRAGEは脳の内皮細胞のヘパラン硫酸プロテオグリカンと結合し血管内皮上に存在するという結果を得た。次にパラバイオーシスという手技を用いて実験を行った。パラバイオーシスとは2匹のマウスの皮膚を外科的に縫い合わせることで血流を循環させるモデルでesRAGETgマウスとWTマウスとをとパラバイオーシスした場合にはWTへesRAGEが循環することになる。これを用いてesRAGEが血流中に多く存在することによって遅発性神経細胞死が抑制されることを海馬CA1領域の免疫染色により明らかにした。また、血液脳関門キットを用いてesRAGEはRAGE依存的に脳内へ移行し神経細胞を保護しているのではないかということが示唆された。本年は、遅発性神経細胞死ではなく、脳梗塞(MCAO)モデルにおいてesRAGEを投与したマウスにおいて梗塞巣の範囲が減少することを確認した。また、パラバイオーシスではなく、ポンプによるeaRAGEの静脈内持続投与が遅発性神経細胞死の抑制、MCAモデルにおけるMCA領域の脳梗塞範囲の減少に有効であることを明らかにした。esRAGEが血管内皮細胞上のヘパラン硫酸プロテオグリカンと結合して存在することをプレートアッセイ・ヒト血管内皮細胞培養を用いて確認した。次にパラバイオーシス(2匹のマウスの腹膜をつなぎ合わせることで血流を循環させるモデル)を行った。esRAGE Tgマウスと野生型(WT)マウスをつなぎ合わせることで、WTマウスの血流中にesRAGEを循環させた状態で、WTマウスに対してBCCAOを行った。還流固定後、脳を摘出し、ヒトesRAGE特異抗体を用いてesRAGEの免疫蛍光染色を行い血管内皮上にesRAGEが存在することを確認した。さらに海馬のCA1領域を含むスライスで、ニッスル染色(神経細胞数の減少)、タネル染色(アポトーシス細胞の数)を行った。WT同士をつないだコントロールに比べ、esRAGETgマウスとつないだWTでは神経細胞数減少が抑制され、アポトーシス細胞の数が減少していた。さらに、in vitroblood brain barrier(BBB)kit(ファーマコセル)を用いて血管内皮に存在しているesRAGEがBBBを介して脳内へ移行していることを確認した。キットの内皮細胞のRAGEをノックダウンした場合にはesRAGEの脳内への移行が抑制されたことから、esRAGEはRAGE依存的に脳内へ移行していることが示唆された。脳内へ移行したesRAGEは、海馬CA1領域の神経細胞周囲に存在していることをヒトesRAGE特異抗体による染色で確認した。これらの実験により、血流中のesRAGEは血管内皮のBBBをRAGE依存的に通過し神経細胞周囲に移行することにより神経細胞保護効果を発揮していることが示唆された。脳神経外科パラバイオーシスモデルで行ったように、WTマウスの血流中にesRAGEを循環させるため、精製組み換えヒトesRAGEタンパクを用いた実験を行う。この実験ではパラバイオーシスは行わずWTマウスに尾静脈から浸透圧ポンプを用いることによりesRAGEを投与する。BCCAOを行った後、還流固定し脳を摘出、海馬のCA1領域を含むスライスで、ニッスル染色(神経細胞数の減少)、タネル染色(アポトーシス細胞の数)を行い神経細胞死を評価する。次に、一過性中大脳動脈閉塞(MCAO:Middle Cerebral Artery Occlusion)モデルを用いて実験を行う。MCAOモデルとは中大脳動脈を一過性に閉塞することでその還流領域に脳梗塞を生じさせるモデルである。これとパラバイオーシスを組み合わせ、血流中のesRAGEの有無で脳梗塞の範囲や神経学的所見がどう変化するかを評価する。さらにBCCAOモデルと同様に浸透圧ポンプを用いたesRAGEの静脈内投与実験も行う予定である。
転写制御における基本転写因子TFIIDサブユニット(TAFs)の分子機能

コアプロモーター構造を認識する基本転写因子TFIIDは、転写調節因子から受け取った信号を転写量の増減へと変換する上で中心的な役割を果たす。TAF1のN末端に存在するTAND(TAFN-terminal domain)は、TBPに強く結合する性質を持ち、転写調節因子の存在下においてTBPをTATAボックスに向けて放出する役割を担うと考えられている。本年度はまず、TAND機能の自律性を検証するべく、TAF3,TAF4,TAF9のN, C両末端へのTAND異所移植を行い、いずれのTAFに融合した場合においても、TANDが正常に機能し得ることを示した。一方、転写調節因子BAS1によるTAND依存的な転写活性化機構について詳細な検討を行い、(1)BAS1上に存在するTAND依存性転写活性化ドメイン(AD)とTATAボックスが協調的に働くことにより、TAND-TBP複合体の解離が起こること、(2)BAS1とBAS2の相互作用により形成された新たなADが反応をさらに進行させること等を明らかにした。また第三、四、五、六染色体を約200bpの高解像度で網羅したタイリングアレイを用いて、TFIIDの全サブユニット及び基本転写因子群,SAGAの一部のサブユニットについてChIP-chip解析を行い、(1)TFIIDはほぼ全てのプロモーター上に結合していること、(2)SAGAとTFIIDのプロモーター結合は互いに排他的ではないこと、(3)TFIIFはpol IIとともにORF内に進入することはなくプロモーター上にとどまること等を新たに示した。
保育士のキャリア形成と職務内容・職業能力・賃金の関係-施設マネジメントの視点から

本研究の目的は、保育所のマネジメントという視点から、保育所内で採用されている賃金制度と、キャリア形成の実態を照らし合わせ、保育士の経験年数・技能と賃金との関連、保育士のキャリア形成に賃金水準との関係について検討する。このことによって保育士がキャリアを自律的に形成していくための、より効果的な政策立案・人事制度構築上の課題を明らかにすることである。本課題の初年度であった今年度は、分析対象をまずは保育士の賃金やキャリアに関する統計や政策資料などのマクロデータに求め、暫定的な推論の構築を進めた。具体的には、国勢調査、社会福祉施設等調査、賃金構造基本統計調査、職業安定業務統計等、保育士の労働市場の動向ならびに賃金動向を把握するための統計を利用し、保育士の賃金水準、ならびに保育士労働市場の現状について既知の事柄を明らかにした。また、札幌、東京、名古屋の私立認可保育所を運営する3法人を訪問し、施設(法人)の概要、運営費の内訳、職員数、保育士の経験年数、職位、賃金体系等、人事労務管理制度ならびに職業能力育成システムに関する資料収集を行った。また、法人理事、ないしは園長に対して、提供資料の解説を主としたインタビュー調査を実施した。初年度の調査については、予備調査という位置づけであり、次年度の本調査に向けたより詳細な仮説の設定に活用する目的で実施した。予備調査のインタビューデータについては文字起こしを実施し、提供資料と合わせて分析を行った。初年度の最大の課題は、保育士の賃金水準の現状把握を行い、保育士の賃金・労働条件を前提する、保育所に対する行政の各種補助金制度に関する資料収集と分析を行うことであった。そのうち、賃金水準の現状把握については概ね達成することが出来たが、関係する政策・制度の資料(中央児童福祉審議会、社会保障審議会の保育専門委員会などの議事録・答申、厚生労働省令・通知等)の収集と整理が部分的なものに留まっている。また、今年度は7月の内定を受け、それ以降の作業となったため、採択後に札幌と東京の保育所2園に対する予備調査を実施するとともに協力の依頼を行った。年度内に現地調査を組み込むことについては困難も多くあった。とりわけ、調査先のひとつとして位置づけていた東京都内の保育園が、新園の開園準備で多忙であるという事情のため、調査協力の同意を得ることは出来たが、資料提供をいただくことが不十分に終わってしまった。しかし、このような中でも、予備調査を実施できたことには意義がある。また、保育士の給与に関する独自の補助金制度を備えている名古屋市において複数園の保育所を運営している法人に新たにアクセスすることができ、議論の場が得られたことは本課題の探求にとって重要なことであると考える。本課題2年目となる本年度の最大の課題は、調査対象である3つの保育園における管理職(園長、副園長、主任)、経理担当者に人事労務管理制度ならびに職業能力育成システムに関するインタビューを実施することである。前年度の資料分析をもとに、園内の管理職等にインタビューを行い、人事労務管理制度や、職業能力育成の制度が構築されるに当たっての意図や、賃金体系を作るに当たってのキャリア形成、賃金水準との関係についての背景を探る。上記の課題と平行して、前年度に不十分なままに終わった政策・制度の資料(中央児童福祉審議会、社会保障審議会の保育専門委員会などの議事録・答申、厚生労働省令・通知等)の収集を継続して実施し、系統的に整理・分析を行う。

とりわけ、調査先のひとつとして位置づけていた東京都内の保育園が、新園の開園準備で多忙であるという事情のため、調査協力の同意を得ることは出来たが、資料提供をいただくことが不十分に終わってしまった。しかし、このような中でも、予備調査を実施できたことには意義がある。また、保育士の給与に関する独自の補助金制度を備えている名古屋市において複数園の保育所を運営している法人に新たにアクセスすることができ、議論の場が得られたことは本課題の探求にとって重要なことであると考える。本課題2年目となる本年度の最大の課題は、調査対象である3つの保育園における管理職(園長、副園長、主任)、経理担当者に人事労務管理制度ならびに職業能力育成システムに関するインタビューを実施することである。前年度の資料分析をもとに、園内の管理職等にインタビューを行い、人事労務管理制度や、職業能力育成の制度が構築されるに当たっての意図や、賃金体系を作るに当たってのキャリア形成、賃金水準との関係についての背景を探る。上記の課題と平行して、前年度に不十分なままに終わった政策・制度の資料(中央児童福祉審議会、社会保障審議会の保育専門委員会などの議事録・答申、厚生労働省令・通知等)の収集を継続して実施し、系統的に整理・分析を行う。「最新データと解説保育士不足とその労働実態」(pp.120-123)『保育白書2018』全国保育団体連絡会・保育研究所
幼稚園におけるミドルリーダー育成のための現代的な研修システムの開発

本研究の目的は、幼稚園におけるミドルリーダー育成のための現代的な研修システムの開発であり、ミドルリーダーが育つ園の組織風土にはどのような共通点があるかついて、とくに園内研修の進め方との関連に焦点化して、これまで先行研究分析やインタビュー調査等をもとに検討してきた。その結果、保育者が「保育者としての専門性」を磨き、園の「実践の中核としてのミドルリーダー」としての資質を獲得していく背景には、園の組織風土として、1保育者間に同僚性がある、2保育者として力を発揮し成長できる場である、3設置者や管理職からの支援がある、4カリキュラム・マネジメントを通して、園の方針等がわかりやすく、園の理念等教職員が共有している、5革新性があり新たな取組みができる体制にある等が重要な要因であることが明らかになり、これらの要因を反映する組織とその研修システムを構築することが課題であることを確認した。また幼稚園(幼保連携型の認定こども園を含む)において、「実践の中核としてのミドルリーダー」が育っていく背景にある研修システムについて、どのような意識されているかや、園内研修やその他の研修ではどのようなことが行われているかを把握することを目的として、質問紙調査を設計した。現在、質問紙項目を作成したところである。質問紙調査に当たっては、15の要因は園組織の中での立場によって受け止め方の違いがあるので、園長、ミドルリーダー(主任)、初任の三者を対象とした。質問紙調査項目作成では、園長はミドルリーダー育成にかかわって園内研修をどう考えているかを把握するため、プレ調査を実施した。本研究の連携研究者である山瀬範子が2018年度日本乳幼児教育学会第28回大会にて、「園長の考える園内研修の課題」で発表した。今後インタビュー調査も並行して実施し、幼稚園においてミドルリーダーが育つ条件をまとめていく予定である。2018年度の研究計画では、幼稚園の研修システムに関する質問紙調査を実施することとなっていたが、現在、質問紙調査の項目の検討で終わったところである。計画が遅れた理由は、質問紙項目作成に当たって、プレ調査が必要となり、その分析等に時間を要したことによる。特に、園長に対する質問紙項目作成に当たって、プレ調査として園長自身の園内研修の課題としていることを把握することが必要となった。このため、筆者らが20152017年度の3年間の科学研究費で実施した「保育相談力向上をめざす園内研修システムの開発」の質問紙調査結果にある園長の考える園内研修の自由記述の分析を行った。その結果、多くの園長が園内研修の課題として認識していることは「園内研修の時間が取れない」等のハード面であり、どのような研修が教職員の資質向上につながるか等のソフト面に配慮している園長は少ないという結果だった。これらを踏まえると、ミドルリーダーが育つ研修システムについて、質問紙調査で把握できる部分は限られているので、今後も引き続き、効果的な園内研修をしている園のインタビュー調査を並行して実施する必要があると考えている。今後の方策として、質問紙調査については、倫理委員会の審査を受けたのちに、できるだけ早い時点で実施したいと考えている。ただし、プレ調査として「園長の研修実施の課題」に関して発表内容をまとめる過程で、共同研究者と協議して確認していることは、最終的に有効なプログラム提案のためには、申請時に計画していたよりも質的側面に関する細かな実態把握が必要である。このため、今後は質問紙調査と同時に、引き続きインタビュー調査の資料収集が必要であると考えている。この点、現在、当初の研究計画の再検討が必要となっている。「幼稚園におけるミドルリーダー育成のための現代的な研修システムの開発」研究の初年度である当該年度においては、ミドルリーダーの研修システムにかかる定量的な調査をする前段階として、1ミドルリーダーにかかる先行研究を分析、2前回の科研「保育相談力向上をめざす園内研修システムの開発」で実施した園長先生や研修担当教員による園内研修にかかる自由記述の分析、3ミドルリーダーに対するインタビュー調査を実施した。1については、興味深い研究としては、Dennis,S.E.,&O`Connor,E.(2013)による「幼児教育における質の再検討:組織風土と保育の質との関係の研究」があり、これについては、連携研究者の橋本祐子が継続研究を行うことになっている。2については、前回の科研調査「保育相談力向上をめざす園内研修システムの開発」で実施した園長と研修担当教員による園内研修にかかる質問紙調査の自由記述について、教員の資質向上の問題意識の視点から分析考察している。園内研修の必要性を指摘しながらも、それぞれの立場より園内研修の様々な課題を指摘している。今後、研究代表者神長、連携研究者の山瀬範子と廣井雄一が課題をまとめ、一部を質問紙調査にいかすこととなっている。3については、現在のところ、予備調査として保育者として成長してきた過程における危機や転機について、それぞれの立場から語ってもらっている。特に、保育者自身が感じている危機やその回避について分析する中で、その背景に同僚性や管理者からの支援などの組織風土の問題が大きいことに改めて気づく。今後の質問紙調査の項目づくりに生かしていきたいと考えている。現在、1,2,3のそれぞれを研究を進めている段階ではあるが、平成30年度も3つの柱で進めながら、同時にそれらを総合しながら、研究テーマについての質問紙調査を実施する。当該年度は、ミドルリーダーにかかる定量的な調査の質問紙項目を作成するまでに至る予定であったが、その前段階でとどまっている。

その理由の一つは、先行研究の中に、同僚性や職業人としての成長、管理者からの支援等の園の組織風土が幼児教育の質に深くかかわることを指摘した論文があり、本研究のミドルリーダー育成のための研修システムと深くかかわるのではないかと考えた。このため、引き続き現在、園の組織風土や「専門的成長の危機」に視点をあてて、先行研究分析を行っている。また、前回の質問紙調査の自由記述の分析からも、園長と研究担当では研修に対する期待や問題意識の差をまとめている。この分析においても組織風土の問題が深くかかわることが明らかになっている。さらに、インタビュー調査は継続して実施しながら、「保育者の専門的成長の危機」の背景について考察している。質問紙調査の前段階として取り組んできた先行研究分析や、園長と研修担当者の自由記述分析、またインタビュー調査のそれぞれが現在、独立して研究を進めている形になっている。したがって、研究計画の段階で予定していた質問紙調査が実施できず、現在の状況を「やや遅れている」と評価した。ただし、現在継続している研究で取り上げている問題は、ミドルリーダー育成のための現代的な研修システムの構築に欠かせないものである。むしろ、急いで各研究をまとめて、質問紙調査を実施するよりは、それぞれの研究視点を深めて、その成果を質問紙の項目に生かしていくことが、研究テーマに迫るものであると考えている。本研究の目的は、幼稚園におけるミドルリーダー育成のための現代的な研修システムの開発であり、ミドルリーダーが育つ園の組織風土にはどのような共通点があるかついて、とくに園内研修の進め方との関連に焦点化して、これまで先行研究分析やインタビュー調査等をもとに検討してきた。その結果、保育者が「保育者としての専門性」を磨き、園の「実践の中核としてのミドルリーダー」としての資質を獲得していく背景には、園の組織風土として、1保育者間に同僚性がある、2保育者として力を発揮し成長できる場である、3設置者や管理職からの支援がある、4カリキュラム・マネジメントを通して、園の方針等がわかりやすく、園の理念等教職員が共有している、5革新性があり新たな取組みができる体制にある等が重要な要因であることが明らかになり、これらの要因を反映する組織とその研修システムを構築することが課題であることを確認した。また幼稚園(幼保連携型の認定こども園を含む)において、「実践の中核としてのミドルリーダー」が育っていく背景にある研修システムについて、どのような意識されているかや、園内研修やその他の研修ではどのようなことが行われているかを把握することを目的として、質問紙調査を設計した。現在、質問紙項目を作成したところである。質問紙調査に当たっては、15の要因は園組織の中での立場によって受け止め方の違いがあるので、園長、ミドルリーダー(主任)、初任の三者を対象とした。質問紙調査項目作成では、園長はミドルリーダー育成にかかわって園内研修をどう考えているかを把握するため、プレ調査を実施した。本研究の連携研究者である山瀬範子が2018年度日本乳幼児教育学会第28回大会にて、「園長の考える園内研修の課題」で発表した。
末梢血エクソゾーム内マイクロＲＮＡを用いた消化器癌バイオマーカーの確立と機能解析

ヒト消化器がんの細胞の一部には、自己複製能が高いがん幹細胞が存在する。本研究では、大腸がんの中のEpCAM-high、CD44陽性がん細胞ががん幹細胞性を有しており、これがin vitro培養系で効率よく細胞集塊を形成することを示した。がん細胞とその微小環境を作る細胞との相互作用には、エクソゾームなどを含む可溶性因子が役割を果たしており、この作用により非がん幹細胞ががん幹細胞性を獲得する可能性が示唆された。本研究ではH24年度より消化器癌細胞由来エクソゾームの生体内機能を明らかにするため、(1)消化器癌細胞由来のエクソゾームが特異的に含んでいるマイクロRNA(あるいは他の核酸)を同定すること、(2)およびこの疾患特異的なマイクロRNAが機能を発揮する場として、消化器癌組織の中にある癌幹細胞とこれを取り巻く微小環境(ニッチ)との相互作用におけるエクソゾームの役割を明らかにすることに取り組んできた。(1)について、インフォームドコンセントを得た消化器癌患者の末梢血よりエクソゾームを調整し、健常人末梢血エクソゾームとのマイクロRNAアレイによる比較により、疾患特異的なマイクロRNA候補を複数選別した。これらは別に収集された健常人、患者血清を用いたPCR法による確認が必要であり、今後も新たな検体による候補マイクロRNAの同定とその確認作業の継続が必要と考えられる。(2)については、消化器癌手術検体より消化器癌幹細胞とニッチを形成する細胞を個別に調整・評価し、機能解析をすることが必要である。分離した細胞を既報の幹細胞マーカー分子を指標にFACSにてソーティングを行い、この幹細胞性は免疫不全マウスにおける継続的な造腫瘍能、in vitroにおけるオルガノイド形成能にて確認を行った。手術検体から分離された癌幹細胞を、特にin vitroにおいて安定して継代培養することにより、エクソゾーム等を介するニッチと癌幹細胞との関連の解析が可能となると考えられる。大腸癌の幹細胞ではエクソゾームを含む可溶性因子による間接的な刺激により上皮間葉転換の現象がコントロールされることを見いだした。今後はさらに、ニッチから供給されるエクソゾームや可溶性分子による癌幹細胞への影響を解析する予定である。本研究では消化器癌細胞由来エクソゾームの生体内機能を明らかにするため、(1)消化器癌細胞由来のエクソゾームが特異的に含んでいるマイクロRNA(あるいは他の核酸)を同定すること、(2)およびこの疾患特異的なマイクロRNAが機能を発揮する場として、消化器癌組織の中にある癌幹細胞とこれを取り巻く微小環境(ニッチ)との相互作用におけるエクソゾームの役割を明らかにすることに取り組んだ。まず(1)について、インフォームドコンセントを得た消化器癌患者の末梢血よりエクソゾームを調整し、健常人末梢血エクソゾームとのマイクロRNAアレイによる比較により、疾患特異的なマイクロRNA候補を複数選別した。これらは別に収集された健常人、患者血清を用いたPCR法による確認が必要であり、現在も継続して検体の採取と候補RNAの確認を行っている。手術検体から安定して癌幹細胞集団を分離すること、in vivoおよびin vitroにおいて幹細胞性を証明することは容易ではなかったが、当研究グループでは研究期間にこれらの手法を樹立する事ができた。得られた大腸癌幹細胞集団を、Epithelial-Mesenchymal Transition (EMT)関連分子の発現パターンにより細分化してその幹細胞性の違いを検討し、新たな知見を得た。今後はこれらの癌幹細胞が放出する腫瘍由来エクソゾームを調整し、その特徴とニッチ細胞への影響を解析する予定である。本研究ではH24年度より消化器癌細胞由来エクソゾームの生体内機能を明らかにするため、(1)消化器癌細胞由来のエクソゾームが特異的に含んでいるマイクロRNA(あるいは他の核酸)を同定すること、(2)この疾患特異的なマイクロRNAが機能を発揮する場として、消化器癌組織の中にある癌幹細胞とこれを取り巻く微小環境(ニッチ)との相互作用におけるエクソゾームの役割を明らかにすることに取り組んできた。(1)について、消化器癌患者および健常人の末梢血よりエクソゾームを調整し、マイクロRNAアレイによる比較により、疾患特異的なマイクロRNA候補を既に複数選別している。この研究では、末梢血中に多量に存在する正常細胞由来のエクソゾームと、癌細胞由来エクソゾームの選別が常に問題となる。

そのため癌細胞由来エクソゾームを特異的に検出するために上皮系細胞特異的分子を標的とした新たなELISA法を開発し、患者末梢血での測定を開始した。(2)については、消化器癌手術検体より消化器癌幹細胞とニッチを形成する細胞を個別に調整・評価し、機能解析をすることが必要である。分離した細胞を既報の幹細胞マーカー分子を指標にFACSにてソーティングを行い、この幹細胞性は免疫不全マウスにおける継続的な造腫瘍能、in vitroにおけるスフェア形成能にて確認を行った。また同様の手法で癌性腹水からの癌幹細胞についても解析した。このような臨床検体から分離された癌幹細胞を、特にin vitroにおいて安定して継代培養することにより、エクソゾーム等を介するニッチと癌幹細胞との関連の解析が可能となった。その結果、エクソゾームや種々の可溶性因子を含む癌性腹水などによる刺激により、癌幹細胞の上皮間葉転換(EMT)がコントロールされ、さらに癌幹細胞から分化した後の癌細胞が、これらの刺激により癌幹細胞の性質を再度獲得することも見いだした。消化器がん、腫瘍内科消化器癌細胞由来エクソゾームは患者血清中から検出可能である。これは平成21-23年度科学研究費基盤研究「腫瘍由来エクソゾームに含まれるマイクロRNAの機能解析と消化器癌診断への応用」において、安定して効率良い手法を確立したことから継続して実施している。マイクロRNAアレイによる疾患特異的マイクロRNAの選別には、複数のRNAが候補となるため多数の検体を用いた確認が今後も必要である。一方、調整された腫瘍特異的エクソゾームが癌幹細胞と微小環境との関係においてどのように機能するかを解析するには、癌幹細胞集団の調整、その幹細胞性の確認が前提となる。消化器癌において報告されてきたCD44、EpCAM、CD133などの癌幹細胞指標を用いて、消化器癌手術検体よりFACSソーティングを用いて癌幹細胞を回収し、これを免疫不全マウスに移植して連続的な造腫瘍能を確認した。エクソゾーム等を介した癌幹細胞と微小環境の解析には、in vitroの系の確立がより有用であるため、癌幹細胞からなるオルガノイドを長期間維持できる条件(可溶因子を含む)を検討しており、ほぼ安定して維持できる状況となった。この系を用いて大腸癌幹細胞では、ニッチからのエクソゾームを含む可溶性因子による間接的な刺激により、EMTがコントロールされることを見いだした。消化器癌細胞由来エクソゾームは患者血清中から検出可能と考えられる。マイクロRNAアレイによる疾患特異的マイクロRNAの選別過程には、複数の分子が候補となるため別の多数の検体を用いた確認が必須である。これは本研究計画期間を通じて継続する必要があると予想される。消化器癌においてはCD44、EpCAM、CD133発現などが癌幹細胞の指標となる細胞表面分子の候補として報告されているが、未だ確立されていない。