hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新生児期痛みストレスによる自閉症スペクトラム障害を阻止する内分泌機能保護療法

HPAaxis(視床・下垂体・副腎系)活性の経時変化に与えるNICU入院中の痛み刺激回数とショ糖の影響現在在胎週数32週未満出生早産児のNICU退院後の外来ファローアップにおいて、修正月齢4ヶ月、8ヶ月、12ヶ月まで発達評価を行い、入院中の痛み刺激の積算回数やその緩和として投与したショ糖の積算投与回数との関係の解析を行っている。また18ヶ月以降のスクリーニングツールを用いた自閉傾向の評価や行動評価を行っている。さらに唾液中のコルチゾールなど内分泌的パラメーターとの相関関係も解析予定である。特に入院中の痛み刺激の積算回数に関しての調査は当初予定していなかったが、二時解析として検討予定である。新生児期痛みストレスモデルラットへの新規治療薬剤による予防効果出生早期の痛み刺激ラットとその行動解析モデル実験系を作成した。これを用いた実験系として、GRs受容体拮抗薬であるメチラポンやケトコナゾールなどを痛みストレスを加える時期に一致させ腹腔内投与し、その後のコルチコステロン値の動向、行動評価、GRs発現に与える効果を検証実験する計画をしている。さらに痛みストレス終了後にグルココルチコイド細胞内活性阻害剤である11βHSD1阻害剤を腹腔内投与することにより、その後の行動変化、ミクログリアの形態変化やGRs DNAメチル化の進行予防効果があるかを検証する予定である。臨床研究計画、基礎研究計画とも概ね順調である。HPAaxis活性の経時変化に与えるNICU入院中の痛み刺激回数とショ糖の影響について近年NICUにおける痛み刺激の積算回数と長期予後の関係に関する報告が増えてきており、これらの視点からの二時解析を検討していく。自閉症スペクトラム障害(ASD)の発症頻度はここ10年で2倍になっており、その機序解明と発症予防は緊急課題である。ASDの発症には視床下部-下垂体-副腎皮質系(HPAaxis)の不可逆な機能不全が原因の一つとされているが、NICUにおけるストレスとASDの発症を関連付けた研究は今までにない。我々は早産児の唾液中のコルチゾールを継時的に測定することにより、痛みストレスのHPAaxisへの影響とASDの発症との関連を明らかにしようとしている。また動物実験を用いてその病態生理的な裏づけを行う。今年度は、在胎週数32週未満で出生しNICUに入院した児(NICU入院群;ショ糖群+非ショ糖群)の修正32週、34週、36週、38週、40週、および正期産で出生しNICUに入院していない児(正期産群)の修正40週で安静時の唾液中コルチゾールをEIA法により測定する準備を行った。今後は、それぞれの群で退院後修正1カ月、4カ月、8か月、12か月、18カ月の定期の乳児健診において、同様に唾液中コルチゾールを測定する予定である。現在、臨床研究計画を作成し、倫理委員会申請準備を行っている。さらにこれらの児を1ー3歳時点で自閉傾向が発症しないかどうかスクリーニングを行う予定で、現在そのスクリーニング精度を調整している。また基礎研究においては、出生後2週間毎日一回の足底穿刺を繰り返すことで作成したモデルラット(痛みストレス群)と、足を保持するが穿刺を行わない群(SHAM群)、足の保持も行わない群(コントロール群)を作成し、生後2週齢、4週齢、6週齢、8週齢において、ヒトのコルチゾールに相当するラット血中コルチコステロンをEIA法で経時的に測定する予定であり、現在痛みストレスモデルラットの作成を行っており、安定したモデルが作成されようとしている。臨床研究の倫理的配慮への準備に予定より時間がかかっている。倫理委員会承認され次第臨床研究に取り掛かる。またフォローアップ外来において自閉症スペクトラム障害スクリーニングの精度を上げる。基礎研究に関しては、モデルラットがほぼ完成したため、介入試験に取りかかる。

HPAaxis活性の経時変化に与えるNICU入院中の痛み刺激回数とショ糖の影響について近年NICUにおける痛み刺激の積算回数と長期予後の関係に関する報告が増えてきており、これらの視点からの二時解析を検討していく。基礎研究のデザイン作成、確立、パイロット的な実験に使用する。比較的研究計画順調に進み、購入する動物購入費が削減できたため当該助成金が生じた。
外部刺激により小分子の吸脱着が可能な骨格を持つシアノ架橋金属錯体ポリマーの合成

一酸化窒素や一酸化炭素、アンモニアといったガス分子が、生体中では、情報伝達物質(シグナル分子)となることが知られている。シグナル分子を活用し生体機能を制御するためには、ガス分子を大量かつ安定に固定し、望みの位置で外部刺激によって放出できる材料が必須である。このような機能を持つ材料を設計するため、シアノ架橋錯体ポリマーに注目した。プルシアンブルーをはじめとするシアノ架橋錯体ポリマーのCN配位子の一部をこれらの分子に置換することで、容易かつ高密度でシグナル分子を固定化できる。1年度目では、これらのシグナル分子のうち、アンモニア(NH3)分子を含むシアノ架橋錯体ポリマー{MN[MC(NH3)(CN)5]}n(MN、MCはそれぞれ、シアノ架橋配位子のN分子、C分子が配位した金属イオンを示す)を合成した。NH3分子がMCに結合した配位子としてシアノ架橋錯体ポリマーの構造中に取り込まれたことを、各種分光測定により明らかにした。また、MNやMCとして生体毒性の低い鉄イオンを用いていたが、生体内の酵素で用いられている亜鉛イオンや銅イオンといった金属イオンに置き換えた際も、同様の組成や構造を持つシアノ架橋錯体ポリマーが合成できることを明らかにした。以上の結果を踏まえ、本年度は、まず、NH3分子の放出実験を行った。得られた錯体ポリマーを緩衝溶液に浸漬させたところ、NH3分子が錯体ポリマーから放出されることをインドフェノール呈色法により明らかとした。NH3分子を放出後の錯体ポリマーは、元々NH3が結合していたMCイオンに配位不飽和サイトが発生する点で興味深い。そこで、MCをルイス酸点として用いたリン酸エステルの加水分解反応を行った。その結果、従来のシアノ架橋錯体ポリマーと比較し、本錯体ポリマーが加水分解反応の良好な固体触媒となることが分かった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。アンモニアや一酸化窒素、一酸化炭素といった有害ガス分子が、生体中では、情報伝達分子(シグナル分子)となることが知られている。したがって、適切な量のシグナル分子を、適切な量、タイミングで生体に導入することで、分子生物学研究や医療といった用途に利用できる。そこで、ガス分子を大量かつ安定に固定し、望みの位置で外部刺激によって放出できる材料が必須である。シアノ架橋錯体ポリマーのジャングルジム型の分子ネットワークは、金属イオン同士を繋ぐCN配位子で構築されている。このCN配位子の構造や大きさは、シグナル分子であるNH3分子やNO分子、CO分子に類似している。したがって、CN配位子の一部をこれらの分子に置換することで、容易かつ高密度でシグナル分子を固定化できる。初年度は、まず、シアノ架橋錯体ポリマーを構成する金属イオンが、反応特性に与える影響について検討した。その結果、高い酸化数をもつ金属イオンを含むシアノ架橋錯体ポリマーが、外来分子の吸脱着を伴う触媒反応を高効率に進めることを見出した(論文投稿中)。続いて、生理活性ガス分子である一酸化窒素(NO)分子を含むシアノ架橋錯体ポリマー{MN[MC(NO)(CN)5]}n(MN、MCはそれぞれ、シアノ架橋配位子のN分子、C分子が配位した金属イオンを示す)、アンモニア(NH3)分子を含むシアノ架橋錯体ポリマー{MN[MC(NH3)(CN)5]}nをそれぞれ合成した。NH3配位子やNO配位子がシアノ架橋錯体ポリマーの構造中に取り込まれたことを、各種分光測定により明らかにした。これらの配位子は架橋配位構造を取らないため、配位子交換反応により容易に脱離し、NH3ガスやNOガスとして取り出すことができる。初年度は、まず、シアノ架橋錯体ポリマーについて基礎的な知見を得るため、シアノ架橋錯体ポリマーを構成する金属イオンが、反応特性に与える影響について調査した。その結果、高い酸化数をもつ金属イオンを含むシアノ架橋錯体ポリマーが、エステル分子の吸脱着を伴う触媒的加水分解反応を効率的に進めることを確認した(論文投稿中)。続いて、シグナル分子である一酸化窒素(NO)分子を含むシアノ架橋錯体ポリマー{MN[MC(NO)(CN)5]}n(MN、MCはそれぞれ、シアノ架橋配位子のN分子、C分子が配位した金属イオンを示す)、アンモニア(NH3)分子を含むシアノ架橋錯体ポリマー{MN[MC(NH3)(CN)5]}nの合成は完了した。当初、これらの化合物は、架橋部位であるCN配位子の数が一般のシアノ架橋錯体ポリマー({MN[MC(CN)6]}n)よりも少なく、当初、架橋化がうまく進行しなかった。しかし、架橋化のための前駆体濃度、温度等を検討することで、架橋化が進行し、生成物に由来する沈殿が得られることが確認できた。得られた沈殿は、赤外吸収スペクトル、X線粉末回折測定、窒素吸脱着測定等でキャラクタリゼーションし、望みの組成、構造をもつシアノ架橋錯体ポリマーであることが確認できた。さらに、MN、MCとして、生体毒性の低い鉄イオンを用いていたが、生体内の酵素で用いられている亜鉛イオンや銅イオンといった金属イオンに置き換えた際も、同様の組成や構造を持つシアノ架橋錯体ポリマーが合成できることを明らかにした。

シグナル分子を活用し生体機能を制御するためには、ガス分子を大量かつ安定に固定し、望みの位置で外部刺激によって放出できる材料が必須である。このような機能を持つ材料を設計するため、シアノ架橋錯体ポリマーに注目した。プルシアンブルーをはじめとするシアノ架橋錯体ポリマーのCN配位子の一部をこれらの分子に置換することで、容易かつ高密度でシグナル分子を固定化できる。1年度目では、これらのシグナル分子のうち、アンモニア(NH3)分子を含むシアノ架橋錯体ポリマー{MN[MC(NH3)(CN)5]}n(MN、MCはそれぞれ、シアノ架橋配位子のN分子、C分子が配位した金属イオンを示す)を合成した。NH3分子がMCに結合した配位子としてシアノ架橋錯体ポリマーの構造中に取り込まれたことを、各種分光測定により明らかにした。また、MNやMCとして生体毒性の低い鉄イオンを用いていたが、生体内の酵素で用いられている亜鉛イオンや銅イオンといった金属イオンに置き換えた際も、同様の組成や構造を持つシアノ架橋錯体ポリマーが合成できることを明らかにした。以上の結果を踏まえ、本年度は、まず、NH3分子の放出実験を行った。得られた錯体ポリマーを緩衝溶液に浸漬させたところ、NH3分子が錯体ポリマーから放出されることをインドフェノール呈色法により明らかとした。NH3分子を放出後の錯体ポリマーは、元々NH3が結合していたMCイオンに配位不飽和サイトが発生する点で興味深い。そこで、MCをルイス酸点として用いたリン酸エステルの加水分解反応を行った。その結果、従来のシアノ架橋錯体ポリマーと比較し、本錯体ポリマーが加水分解反応の良好な固体触媒となることが分かった。(1)ガス分子放出反応の条件最適化初年度合成したシアノ架橋錯体ポリマーからの、シグナル分子放出条件をスクリーニングする。シアノ架橋錯体ポリマーへの近紫外赤外領域の光照射、弱酸性弱塩基性の各pHの緩衝溶液への浸漬、および酸化剤や還元剤の添加といった外部刺激により、シグナル分子が効率的に放出される条件を見出す。アンモニアの放出量は、紫外可視分光光度計を用いたインドフェノール法にて決定する。また、一酸化窒素分子の放出量は、ガスクロマトグラフィーを用いて測定する。金属イオンとガス分子の配位結合の強さは、金属の電子状態に大きく依存する。したがって、シグナル分子の放出速度や外部刺激応答性は、MN、MCの置換により制御できると考えられる。スクリーニングの結果からMNおよびMCに用いる金属イオンを適切に選択することで、望みの外部刺激応答性を有するシアノ架橋錯体ポリマーを設計する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
日本文学に描かれたタイ国文化表象の分析研究

日本とタイ国の関係が緊密化した明治期から現代に至るまでの日本近代文学に関して、タイ国を描いた文学テクストの調査・収集を行った。収集した文学テクストを基盤として、両国の歴史的関係性を示すタイ国内で刊行された日本語雑誌などの同時代資料と照合し、タイ国をめぐる文化表象が構築される過程を明らかにした。三島由紀夫、村上春樹などの日本近代文学のテクストを分析し、そこに描かれたタイ国の表象分析を行った。1、タイ国に関連する日本文学のデクストの調査・収集。明治時代から現代に至るまでの日本文学の中で、タイ国の歴史と文化について描いたテクストや写真などの画像を調査・収集し、表象分析の基盤となる作業を行った。明治時代の南進論の時代から、昭和10年代の<大東亜共栄圏>の時代、戦後の高度経済成長期から現在まで、ミステリー、児童文学等も包摂する多様な領域においてタイ国をめぐる文化表象が流通したことを確認した。2、タイ国で刊行された雑誌・図書などの日本語資料の調査・収集。主に1960年代までにタイ国で刊行された日本語図書・雑誌について調査・収集し、(1)で収集した文学テクストを分析するための同時代言説の資料とした。「シャム国日本人会会報」の他、1960年代から「泰国日本人会」によって刊行された雑誌「クルンテープ」は、戦後の日タイ関係を知るための同時代資料である。タイ国ナショナル・ライブラリー、チュラーロンコーン大学附属図書館、タマサート大学附属図書館などにおいて資料調査を行った。3、1・2で収集した資料を分析した研究成果の公表と社会貢献事業。下記に挙げた研究成果を公表した他、社会貢献事業として、福岡市文学館と共催し、市民公開講座「もうひとつの<日本>-タイ国からみた日本文学・文化研究の過去・現在-」(2011年1月22日、福岡市文学館)を行った。タイ国から研究者を招聘した他、韓国における日本文学・文化の受容状況も含めたシンポジウムを通し、アジア全体へ視野を広げた議論ができた。また研究成果を広く市民に公表し、社会へ還元する一つの試みとなった。本研究は、日本近代文学に描かれたタイ国のイメージ表象を分析することを目的とする。平成23年度は、タイ国を表象した日本文学テクストを調査・収集して研究の基盤となる資料を作成すると共に、タイ国で刊行された日本語図書・雑誌を調査した。日本文学のテクストの背後にある両国をめぐる歴史的・社会的コンテクストを反映した同時代言説について調査・分析し、日本近代文学における異文化表象の問題について考察した。さらに平成22年度から継続して、タイ国に関連した内容を持つ日本文学のテクストを調査・収集し、それらの基礎資料を基盤として、日本文学におけるタイ国をめぐる文化表象について分析した。本研究における平成23年度の研究実績は以下の通りである。1、平成22年度に調査・収集したタイ国に関連する日本文学のテクストの分析明治時代から現代に至るまでの日本文学テクストの中で、タイ国の土地・人を通して、歴史と文化を描いたテクストの中で表象されたイメージ分析を行った。2、平成22年度に調査・収集したタイ国で刊行された雑誌・図書などの日本語資料の分析1で調査・収集した文学テクストを分析するための同時代言説の資料に関して、調査・分析を行い、文学テクストと同時代言説の関係性について考察した。3、1・2に関連する資料の調査・収集を日本の国会図書館、タイ国ナショナル・ライブラリー、タイ国公文書館で行った。4、研究成果発表に関して、地域の文学館と共催した市民講座、国際交流基金と共催したタイ国における講演会・ワークショップを実施した。日タイの国際交流のための活動を通して、学術研究と国際交流教育、生涯学習との接合をはかった。1、平成22年度からタイ国に関連する日本近代文学のテキストの調査・収集を継続して行い、タイ国を描いた日本近代文学作品目録を作成した。本作品目録は日本文学研究だけではなく、日本・タイ国の文化研究、比較文学研究においても基礎資料となる。2、1で調査・収集したタイ国を描いた日本近代文学作品目録に基づいて、日本文学に見られるタイ国のイメージ表象について分析した。歴史的に日タイ関係が緊密化した明治時代から現代に至るまでの日本近代文学作品の中で、明治期の南進論の時代から、昭和10年代の〈大東亜共栄圏〉の時代、高度成長期から、観光地として消費される現在まで、タイ国をめぐる文化表象が成立・流通していたことを明らかにした。本研究を通して、これまで東アジア地域に比べて、言及されることの少なかった日本文学に描かれたタイ表象という問題について、両国の歴史的関係性と照合しつつ明らかにした。3、平成2223年度に調査・収集したタイ国で刊行された図書・雑誌などの日本語資料を分析した。タイ国ナショナル・ライブラリー、タイ国公文書館で実施した調査結果をもとに、タイ国で刊行された日本語雑誌に見られるタイ国のイメージ表象について分析した。

1で収集した文学テキストと比較・照合しつつ、文学テキストと同時代言説の関係性について考察し、成果発表を行った。4、13の成果に基づき、科学研究費補助金と福岡市文学館の共催として、平成22年度から3年連続で文学講座を実施した。学術研究の成果を日本・タイ国の文学・文化や両国の国際交流に興味を持つ市民に公開する社会貢献活動を行った。研究成果の発表について、学会発表を行った他、タイ国チュラーロンコーン大学、チェンマイ大学、福岡教育大学において、日本文学を学ぶ学生や一般市民を対象とした講演会、セミナー、ワークショップを実施し、研究成果発表の場所を国内外に設けて研究と教育とを結びつける活動を行うことができた。チェンマイ大学、国際交流に金と共催し、研究協力者と共に日本文化セミナーを行い、科学研究費補助金による研究成果の公開活動を海外において行った。このように複数の機関との共催により、日本とタイの国際的な連携協力を得ることができた。また福岡市文学館と共催して市民講座を運営することにより、最新の研究成果を一般市民に還元し、学術研究と生涯教育との連携を行うことができた。このように研究で得た成果や問題を学生・市民と共有し、研究成果を社会に向けて広く公開するという試みを実施することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は本研究の最終年度に当たる。「9.研究実績の概要」の13で挙げた調査・研究を継続すると共に、調査結果の分析のまとめの作業を行う。平成23年度にタイ国において刊行された日本語図書・雑誌などの資料をナショナル・ライブラリー、タイ国公文書館、タイ国の大学図書館で調査したが、太平洋戦争以前のものはほとんど残されていないという結論になった。今後は日本国内における調査を継続すると共に、1960年代以後に、タイに再進出した後でタイ国内で刊行された資料を集中的に探す方針である。
バルク状単結晶SiCの育成と結晶多形の制御

高純度バルク結晶の作製:原料SiCを高真空でベーキングすることによりかなりの純化は可能であったが、やはり原料の作製過程に取り込まれた不純物を除くことはできなかった。そこで、初めての試みとして、Siを黒鉛の坩堝の中で2000゚Cの高温で溶融させ、坩堝の内壁にSiC微結晶を形成し、それを原料SiCとする方法を開発した。この方法であはSiC原料の純度はSiと黒鉛坩堝の純度で決定される。Siは高抵抗、高純度のものを使用するために、その結果形成されたSiCは高純度のものが得られた。原料SiCと成長したバルクSiCをフォトルミネッセンスのスペクトの比較で評価した。Si添加による結晶成長により結晶欠陥の減少も認められた。結晶欠陥には2種類あって、面状の欠陥(planer defect)は六角形状をしている。他の一つは、線状欠陥(line defect)でバルク結晶の基板から成長層に向かって貫通している。面状欠陥は坩堝内のSi/C比に強く依存している。特にC源が多い場合に生ずる。この過剰なCが順調な結晶成長を妨げることにより、化学量論比からづれた成分が次の結晶成長の中に取り込まれることにより、成長層内部に欠陥が導入される。また線状欠陥は原料温度を低くし、成長速度を減少させることにより、かなり少なくすることができた。しかし、面内での温度の不均一が原因しているのか、同じ成長温度でもバルク結晶中に線状欠陥の不均一分布が認められた。これは、成長初期と後期では内部原料の形状が変化し、そのためにミクロな熱的不均一が原因していると思われる。今後は坩堝の形状に工夫を凝らし、均熱分布を得る熱設計が必要である。SiC原料粒径の効果:ここでは、原料粒径を100ミクロン、1mm,2mm,3mmのものを使用した。微粒子を用いるよりも、大粒径の原料を使用した方が結晶多形の制御が容易であることが判明した。これは、表面から安定したSi/C比が昇華しているためと考えられる。
作物の生理特性に係わる核と細胞質の遺伝情報の解析と制御

植物の細胞工学と核酸分析の手法を用いて、核、葉緑体およびミトコンドリアの3種のゲノムの相互作用を解明した。まず、テンサイの細胞質雄性不稔に関しては、オルガネラの制限酵素分析により、雄性不稔細胞質系統中に、S、Sー2、Sー3、Sー4の4種の多型性を見出した。これらは個体レベルでも交雑実験で完全に識別でき、SとSー4型間ではTAー2ー0を花粉親に用いて相反restorer-maintainer関係が成立した。これは相反循環選抜法へ利用できることで育種上極めて重要である。つぎに、コムギのNC雑種では、Aegilops orata由来の細胞質とコムギの核遺伝子型の相互作用に基づいて、一つの交雑組合せから出穂性の異なる多様な系統を育成でき、細胞質が低温要求性、日長感受性、純粋早晩性、耐寒性ならびに生育特性に顕著な多面作用を示すことを明らかにした。イネでは細胞選抜を実施し、種子カルスで各種の除草剤およびNaClへの耐性細胞系を作出した。一部からは個体も再生できた。14種のアイソザイム遺伝子について、個体と細胞でのザイモグラムを比較して、7種は細胞マーカーとして利用できることを明らかにした。細胞質雄性不稔ともっとも関連の深いDNAの単離を目指して、S型(雄性不稔)のmtDNAでN型と異なるシトクロム酸化酵素II(coxII)の相同領域が2つあって、いずれも5′上流域で構造変異を生じていることを見出した。また葉緑体ゲノムの分子特性を主体として、テンサイを含むBeta属のctDNAの制限酵素地図の変異を調べ、類縁関係を示す系統樹を作成して、8種へ分類した。テンサイともっとも遠縁にあるPatellores節においては、これまで安定性の高いとされていた逆位反覆配列(IR)内にも900bpにわたる挿入、欠失変異のあることを見出し、これがIRの機能や進化に及ぼす役割を検討中である。かくして育種上重要な生理形質について、核酸から生体に至る一貫した研究が重要であることを指摘した。核と細胞質の相互作用に基づく生理形質を対象として、個体・細胞・DNAの各レベルの知見を綜合して遺伝解析を試みた。(1)個体レベルでの解析...テンサイの細胞質雄性不稔の内で、mtDNAの性状の異なるS,S-2,S-3,S-4型の各細胞質に働く稔性回復核遺伝子の作用機構がそれぞれ異なることを確かめた。しかし個体レベルでの遺伝機構は必ずしもmtDNAの特性より予期される結果と一致しなかった。次にAegilops ovata由来の細胞質の出穂特性に及ぼす影響は、低温要求性,日長感受性,純粋早晩性の3要因に多面的に現われた。(2)細胞レベルでの解析...体細胞雑種の選択や遺伝解析に不可欠のマーカー系を確立するため、イネとコムギのカルスを用いてストレプトマイシン抵抗性の細胞選抜を試みた。ストマイ添加培地で512代継代した結果高度抵抗性のカルスクローンを得たが、イネでは再生植物がアルビノを呈しコムギカルスからの再分化は低率に止まった。またテンサイのカルスを供試して蛇眼病菌の毒素に対する耐性変異を調べ、顕著な品種間差を見出した。効率的な緑色幼植物再分化系の開発が次年度以降の課題である。

(3)DNAレベルでの解析...テンサイ正常株より抽出したミトコンドリアDNAのSalI断片を大腸菌のプラスミドpBR328でクローン化しDNAライブラリーの作成を試みた。現在までに約2/3のSalI断片のクローン化に成功した。その一部についてはダイデオキシ法によって塩基配列の決定を行い、呼吸代謝に関与するミトコンドリア遺伝子の同定ならびに構造と機能の解析を進めている。またテンサイおよび10種のBeta属野生種について葉緑体DNAの制限酵素切断地図を完成した。その結果Beta属の葉緑体ゲノムには多数の制限サイト変異と50600塩基対にわたる欠失・挿入の生じていることを見出した。さらにRuBisCO・LS,リボソーム蛋白等10種を越える葉緑体遺伝子を同地図上にマッピングした。核と細胞質の相互作用に基づく生理特性の遺伝解析を明った.(1)個体レベルでの解析...テンサイmtDNAの分子的多型性により検出された4種の雄性不稔細胞質と個体レベルの対応関係が判ったが, TAー2ーOなる自殖系を花粉親に用いて, S,Sー2およびSー4細胞質雄性不稔系統と交配して, F_1代における花粉稔性回復程度をみると, S<Sー2<Sー4の順に明確に判別できた.特にSとSー4の間にはreciprocal maintainerーrestorerの関係が成立し,相反循環選抜へ適用可能なことも明らかになった.つぎにAegilops ovata由来の細胞質(C)とパンコムギの核(N)を有するNC雑種では春播条件下で極晩生の有望系統が選抜された.これらと通常品種間での生長解析を比べた結果, NC雑種系統は出穂期頃まで全乾物重が著しく増大するにもかかわらず,その後成熟に至るまでの生長率が低く,種子重への寄与は必らずしも大きくなかった.また交配組合せによってF_2集団は極めて広い幅の出穂性変異を示した.(2)細胞レベルでの解析...細胞質ゲノムの関係するとみられる除草剤やストレプトマイシン耐性をカルスレベルで検討し,イネの3種の遺伝子型からの種子カルスが6種の薬剤に対して互いに類似した反応を示すことを認めた.寒天培地検定一懸濁培養によるカルス増殖のサイクルを繰り返すとプロパニール,ベンタゾン,ベンチオカーブ, NaClなどへ耐性程度を著しく増大したCell lineが得られた.(3)DNAレベルでの解析...テンサイではmtDNA中の遺伝子構造変異を調べ,チトクロム酸化酵素サブユニットのIやII(COX I,II)の塩基配列について,細胞質間の相違を検出した.またBeta属の野生種を含めて, ctDNAの物理地図上での変異を検出し,制限サイト変異や50bpー70bpにわたる塩基配列の挿入や欠失を見出して, Patellares節がテンサイと最も異なるctDNAを保有することを明らかにした.Bata属の葉緑体ゲノムを8種に分類の,系統樹を作成した.核と細胞質の相互作用に基づく生理形質の遺伝解析を行った。(1)個体レベルでの解析...テンサイのミトコンドリアゲノムの分子構造と雄性不稔細胞質型との対応関係についてT2n-16-58-51-0を花粉親とした交雑次代の雄性不稔型分離によってS-3とS-4型を判別することが可能となった。またAegilops ovata細胞質を有するNC雑種は条播栽培では生育中の乾物増加減速や、全乾物重の増大にもかかわらず、乳熟期からは個体および分げつ間の競合と根への糖の蓄積などにより、子実への転流が減じた。イネで少分げつと多分げつ矮性
循環腫瘍細胞の統合型オミックス解析による生物学的性状、病態診断に関する研究

循環腫瘍細胞(circulating tumor cells;以下、CTC)の数が癌患者の予後予測や治療効果判定に有用であるとの報告は多数存在するが、個々のCTCの生物学的性状の解明は殆ど進んでいない。そこで本研究では、個々のCTCの性質を明らかにするために、質量分析法を利用したCTCのオミックス解析の検討を行った。これまで、血液中にごく少数存在するCTCを分離・検出する条件検討を行い、選択的溶血による赤血球の除去、磁気細胞分離法による白血球の除去、及びフローサイトメーターによるCD326(EpCAM)陽性細胞のシングルセルソーティングを組み合わせることにより、血球が混入することなくインタクトなCTCを分離して、抗サイトケラチン抗体を用いた免疫細胞染色によりCTCを検出する実験系を設定した。また、細胞に由来する生体分子を網羅的にプロファイルするシングルセルオミックス解析の条件検討を行い、瀬藤らが開発した新規のイメージング手法である質量顕微鏡法を応用して、個々の細胞に由来する生体分子(主に脂質)を網羅的に解析するリピドミクスの実験系を設定した。現在、上記実験系により、大腸癌患者の血液より分離したCTCと原発巣の脂質組成の比較解析に取り組んでいる。これまで、血液中に存在するCTC数はごく僅かであること、及び単一細胞を解析することが技術的に困難であることにより、CTCの性質の解析は殆ど進んでいなかったが、本研究で確立した実験方法により、CTCの生物学的性状の一端が明らかとなり、癌転移に対する理解が深まると期待される。癌の転移に関する生物学的性状をとらえ、癌診療に役立つマーカーを探索するために、循環腫瘍細胞(circulating tumor cell ; CTC)を末梢血から収集し、形態学的に腫瘍細胞と同定された細胞を質量分析によってプロテオーム、メタボロームの解析を行い、さらに質量顕微鏡でイメージング解析を行う。対照として、原発巣、転移巣の腫瘍細胞を比較検討する。末梢血中のCTCを対象として、今まで知り得なかった意義を模索し、診断・治療のマーカーを探索することを目的として本研究を企画した。本研究では、循環腫瘍細胞(circulating tumor cell ; CTC)を高純度で末梢血から分離する技術の確立、オミックス解析によるCTCの機能・性状の解析の2つのステップを遂行する必要がある。そこで、溶血による赤血球の除去、磁気抗体カラムによる白血球の分離除去、最後に残存白血球をフローサイトメーターによって除去することを試みた。癌細胞株を健常人の末梢血に混合してから分離する模擬実験からCTC分離技術を確立した。ただ現在は、血液中に混入させた細胞の半分くらいを分離できるにすぎず、まだ改良の余地はあると考える。本法を用いて大腸癌の臨床材料からCTCを集めているが、実際に循環している腫瘍細胞が少ないためもあるが、集められる数が少なく直接オミックス解析するのには量的・数的に不足することが予測されるため、培養後にオミックス解析を行うことを企画し現在その培養条件の設定を行っている。また、既に集めているCTCと大腸の正常粘膜、原発巣、転移巣の癌組織におけるプロテオミクス解析をiTRAQ法により進めている。
ポリマー固定化塩基触媒の実用化に関する研究

ポリマー固定化塩基触媒に関する研究の成果は次のようである。1.アミノピリジン基の架橋ポリマー支持台への固定化はスペーサー型支持台とN-メチルアミノピリジンの反応により収率良く進行した。2.ポリマー固定化アミノピリジンを触媒としたグリセロホスホリルコリンと長鎖カルボン酸からのリン脂質の合成が好収率で進行することが認められた。この系では生成物のリン脂質と触媒がろ過で簡単に分離できるので実用上からも有用である。またマクロポーラス型の樹脂にアミノピリジン基を導入し、それにグリセロホスホリルコリンを含浸させる方法によりCd塩を含まない系でリン脂質を収率良く得ることができた。この方法は有毒なCd塩を使用しないので、生成物の分離、精製がより簡単になり、また生成物の医療への応用を有利にする。3.三級アルコールであるリナロールのアセチル化反応に対するアミノピリジン固定化触媒の活性と構造の関連を検討した。活性はアミノピリジン含量の低下とともに増大し、またスペーサーの導入により増大した。触媒の再利用性は良好で5回の繰返し使用でも活性はほとんど変化しなかった。この結果はこれらの固定化触媒が実用的なものであることを示している。4.O-アシル化物からC-アシル化物への転位反応が固定化アミノピリジンやイミダゾールにより容易に進行した。この系では基質の固定化触媒への親和性が重要な因子となることが認められた。またこの系では繰返し使用により触媒活性が徐々に低下することが認められた。この触媒活性の低下は、触媒と生成物の接触時間を短かくするような条件下で反応を行なうことで最小にすることができた。1.固定化塩基触媒の合成法の開発・改良アミノピリジン基を有するスペーサー型の固定化触媒(ゲル型)はω-ブロモアルキル化架橋ポリスチレンとメチルアミノピリジンをメチルホルムアミド中、水素化ナトリウムの存在で反応させることで得ることができた。同様の方法でMR型の架橋ポリスチレン上にも固定化できた。イミダゾール類の固定化はイミダゾール基を有するスチレン誘導体の重合、およびアミノピリジンの固定化と同様の高分子反応で行なうことができた。2.固定化塩基触媒を用いる合成反応(1)リナロールのアセチル化においてゲル型ポリマー固定化アミノピリジンの構造と触媒活性の関連の検討から、活性がスペーサー鎖長だけでなく環置換率にも依存することが判明した。(2)MR型アミノピリジン触媒ヘグリセロホスホリルコリンを含浸させ、これとパルミチン酸無水物をクロロホルム中で反応させリン脂質を約75%の収率で得た。この方法により従来の方法に比べて生成物の分離がより簡単となった。(3)シクロヘキサンジオン誘導体エノールエステルのアシル基転位反応がゲル型アミノピリジン触媒の存在で容易に進行することが認められた。またその活性はスペーサー鎖長、環置換率、反応溶媒等に依存することが判明した。固定化触媒の回収再使用により活性が低下する場合があったが、求核試薬による処理でいくらか活性の回復が見られた。また触媒と生成物の接触時間を短かくすることにより活性低下を減少させることができた。このアシル基転位は固定化イミダゾールを用いても進行したが、固定化アミノピリジン触媒に比べると活性はかなり低いことが判った。ポリマー固定化塩基触媒に関する今年度の成果は次のようである。1.マクロポーラス型の含ブロモアルキル基樹脂と4-メチルアミノピリジンの反応によりマクロポーラス型固定化アミノピリジンを合成し、これにカドミウム塩を含まないグリセロホスホリルコリンを含浸させ、これとパルミチン酸無水物の反応によりコリンリン脂質を収率良く得ることができた。

この方法では有毒なCd塩を使用しないので、生成物の分離,精製がより簡単になり、また有毒物混入の恐れがないために生成したリン脂質を医療用として用いることが容易になる。2.除草剤中間体としての1,3-シクロヘキサンジオンのC-アシル体がポリマー固定化アミノピリジンやイミダゾール触媒により相当するO-アシル体より収率よく得られることが判った。この系について触媒の構造と活性の関連について検討したところ、基質と固定化触媒の親和性が反応に対して重要な因子となることが判った。すなわち触媒の極性と基質の極性が似てくると、触媒粒子内での基質の濃度が溶液相の濃度より大きくなり反応性が増大する。この系について触媒を繰返し使用すると、生成物と触媒基の反応により活性点が失活し、徐々に触媒が低下した。しかしながらこの触媒活性の低下は触媒と生成物の接触時間を短かくするような条件下で反応を行うことで最小にすることができた。
結合メアンダ線路を用いた小型超伝導コプレーナ型帯域通過フィルタの開発

本研究の目的は、超伝導素子を飛躍的に小型化する設計法を提案し、実験的にその妥当性を検証することにより、通信デバイスの小型化をはかることである。バンドパスフィルタは、Jインバータを導入することにより、分布定数回路で実現できる。インバータ部をインターディジタルギャップで、また、並列共振器部をメアンダ線路のサセプタンスで置き換えることが可能である。平成14年度は、中心周波数を移動体通信に用いられる2GHz付近および衛星通信に用いられる10GHzとして、上記の方法により、YBCO膜を用いた完全平面型の小型コプレーナバンドパスフィルタを作製した。さらなる小型化のための新たな設計法として、線路をメアンダ形状にし、線路のスロープパラメータを電磁界シミュレータにより算出し、その値を考慮にいれた設計法を考案し、実験によりその設計理論の妥当性を検討した。低温実験については、現有する冷却装置を用いて、超伝導フィルタと、測定ケーブルとをエア・コプレーナ・プローブ(ACP40-GSG-150・カスケードマイクロテック)により接続した。さらに、小型化及び、急峻なカット特性を得るために、メアンダ形状を変化させることで、減衰極を制御する方法も新たに見出した。その結果、中心周波数10GHz、帯域100MHz、3段のチェビシェフ帯域通過フィルタを作製し、フィルタサイズは3.5mm×3mmと、非常に小型化設計ができた。また、極低温(20K)における通過特性は、理論値とよく一致した。1:従って、インターディジタルギャップによるJ値及び、メアンダ線路のサセプタンススロープパラメータを、2.5次元電磁界シミュレータにより測定し、ギャップ-メアンダ線路-ギャップで構成されるコプレーナ共振器を作成し、周波数特性を観測した。2:また、メアンダ線路部については、折り曲げ半径と、共振周波数及び線路のサセプタンススロープパラメータの関係について明らかにした。その結果、曲げ半径を小さくすると、すなわち、隣り合う線路が近づくと、共振周波数が低域側にシフトし、サセプタンススロープパラメータは減少するという傾向を初めて明らかにした。これにより、従来のフィルタ設計法では、小型化の際に所望の特性を得ることができないということが示唆される。本研究により、電磁界シミュレータを用いて、曲げ半径の影響をより詳しく測定することにより、線路間の結合を考慮した新たな設計法を見出した。
最適な治療レジメを選択する多段階ランダム化試験デザインと推測手法の開発

医学研究や医療政策における「個別化医療」として、バイオマーカーや遺伝子に応じて治療効果の高い患者と低い患者を峻別するコンセプトに対する理解は、専門家や一般社会を問わず近年とみに広がってきている。一方で、治療に応じて変化するバイオマーカーの値や、治療へのレスポンスに基づいて適応的に治療方針(治療レジメ)を選択する「動的な治療レジメ」開発における統計学の役割については、医学分野と統計科学分野の双方において理解を得られているとは言い難いのが現状である。本研究課題は、このような動的治療レジメの中でも、中長期的にターゲットとするアウトカムを最適化するような「最適なレジメ」を選択するための統計解析手法と、それらの使用を前提とした研究デザイン、特に多段階にわたるランダム化試験デザインを開発することを目的としている。直接に多段階ランダム化には関連がないものの、統計的因果推論一般に関する研究としてもいくつかの方法論的な成果を得られ、原著論文として疫学・統計学専門誌に採択された。医学研究・政策における個別化医療として、バイオマーカー等で治療効果の高い患者と低い患者を判別し、効果が高いと予測される患者には当該治療を、そうでない患者には他の治療を進めるというコンセプトは、近年専門家の間でも一般にも理解が進んできている。一方で、治療に応じて変化するバイオマーカーや、治療へのレスポンスに基づいて適応的に治療方針(レジメ)を選択する「動的なレジメ」開発における統計学の重要性は、医学分野でも統計科学分野でも人口に膾炙しているとは言い難い。本研究課題は、このような動的レジメの中でも、最終的なアウトカムを最大化するような「最適なレジメ」を選択するための研究デザイン、特に多段階ランダム化試験デザインと、適切な統計解析手法を開発することを目的としている。提案した解析手法については、かなり厳密に理論をまとめられたのは現状での安心材料ではあるが、出版に間に合わなかったのは反省点である。また、関連する手法についてもシミュレーション実験などが追いつかずに論文化できていない。アイディアは固まりつつあるだけに、進捗が芳しいとは言えない状況である。また、適用事例として解析・再解析するためのデータ入手が困難である点も、研究遂行にやや支障を来している。医学研究や医療政策における「個別化医療」として、バイオマーカーや遺伝子に応じて治療効果の高い患者と低い患者を峻別するというコンセプトに対する理解は、専門家や一般社会を問わず近年とみに広がってきている。一方で、治療に応じて変化するバイオマーカーの値や、治療へのレスポンスに基づいて適応的に治療方針(regime,レジメ)を選択する「動的な治療レジメ」開発における統計学の役割については、医学分野と統計科学分野の双方において理解を得られているとは言い難いのが現状である。本研究課題は、このような動的治療レジメの中でも、中長期的にターゲットとするアウトカムを最大化(あるいは最小化)するような「最適なレジメ」を選択するための統計解析手法と、それらの使用を前提とした研究デザイン、特に多段階にわたるランダム化試験デザインを開発することを目的としている。まず、現在投稿中の論文については速やかに出版に至るよう、査読プロセスを迅速に進めていきたい。提案法を適用するにあたり適当な情報を含むデータ(特にランダム化を逐次的に実施している試験データ)の借用や、これから前向きに取得することが困難であるため、今後作成する統計論文としては理論展開とシミュレーション実験でまとめることを予定している。多段階ランダム化試験の理論と実践については、深い理解を有する統計家ならびに臨床家を探すのは難しい。そこで、セミナーや共同研究を通して、周囲の研究者コミュニティで多段階ランダム化試験の理解を深める機会を作って行くことも考えている。現在投稿中の論文、ならびに論文化に至っていないもののpreliminaryな結果を得られている研究については、共著者と連携して引き続き迅速な出版を目指して作業にあたる。提案法に関しては、適当な質・量を含むデータ(特にランダム化を逐次的に実施している臨床試験データ)の借用の可能性を探る。このようなデータを研究期間内に取得・借用することが困難であることも考えられるため、数値実験を通した性能評価により論文としてまとめることも視野に入れている。そのためのコンピュータを研究費から購入することも考えている。次年度の国際学会への参加費に計上予定。医学統計・計量生物分野の国際学会の一つであるInternational Biometric Societyの定期会議は2年おきに実施される。2017年度は開催がなかったため、2018年度に参加できるよう一部を翌年に繰り越した。
高速電離気体の熱流力場電気場の構造と安定化の研究

カリウムシード熱平衡プラズマの高速チャネル流の研究を行うため粉末シード法の基礎研究、輝線反転法を応用した境界層2次元高速温度測定法及びクロスビーム流速計の試作と検討を行った。プラズマ測定は燃焼装置と、撃波管装置で行い、速度場、温度場、圧力場、ガス放射場、電気場を磁場あり、なしの条件で光学的電気的に測定した。以上の結果、試作装置についてはシード法として微量供給に問題が残ったが、温度と流速測定法は揺らぎを含む高速熱流力場の解析に十分有効な事が判った。衝撃波管装置で磁場の誘導電場V×Bを用いて測定された速度場の時間的空間的相関係数を解析し、これより反射衝撃波で生成される短時間プラズマにあっても統計的定常性を確認し、同波数スペクトルと波数スペクトルの対比からテーラーの凍結乱流仮説の成立を検証した。次いで、速度、ガス放射温度、電場のそれぞれのパワースペクトルを求め、これら勢流力場と電気場は、低波数領域ではK^<-5/3>で特徴づけられるコルモゴロフの3次元等方性乱流スペクトルを、それに続く高波数領域ではK^<-3>で特徴づけられる2次元等方性乱流スペクトルを持つ2段階層構造を成すことが、初めて確認され、さらに2次元スペクトルガローレンツ力によりもたらされている事を示した。また、燃焼プラズマでも同様の乱流構造を得たが、この場合は磁場の力よりはむしろチャネルの構造による事が推論された。一方、非定常準一次元MHD方程式系を数値解析し、チャネル内の揺らぎの伝播特性が揺らぎの発生履歴によって異なることを示すとともに、平均流に乗って伝播する物理量を明確にし、相関法流速計測に有用な指針を与える事ができた。さらに、乱流Kーεモデルに基づきMHD発電チャネル内のプラズマの振舞いを3次元解析し、一様磁場配位での不安定挙動が2次元不均一磁場で抑制される事を示した。1.装置の試作等(1)電離ガス流路として断面積70×30mm^2,長さ600mmの水冷矩形ダクトを試作した.幅30mmの壁は電極壁であり,陰極側,陽極側それぞれ16分割の銅ブロックで構成した.幅70mm側の壁は絶縁壁であり, 25×25mm^2角で表面をアルミナコーティングした60個のペグ素子(水冷)で構成した.流路は定格出力1MWの〓酸素燃焼アルコールバーナーに取付けられた.また,磁場の乱流状態の与える影響を調べるために,最大2.2テスラの磁極間にダクトを挿入した.(2)微粉末シード装置の設計と試作;既存の燃焼ガラプラズマ系はシードとしてKOH水溶液の噴霧法が用いられているが,絶縁性や低導電率などの観点から好しくないので,これを乾燥炭酸カリウムシードにすべく,その試験装置を組上げた.定量投入法等の点で種々問題が残っており,現在独立に試験中である.2.熱流力場の温度計測等(1)境界層温度の高速測定法の開発;電離気体中のカリウム原子が発光する輝線を用いた,輝線反転法の原理を用い,参照光とプラズマ光をそれぞれ直交する偏光成分に変換し計測する.いわゆる偏光ラインリバーサル法を用いて,電極境界層内を多重高速スキャニング(振動ミラー)で,絶縁壁間の温度分布を乱流1/n乗フィッティング法で解析的に処理し,流路断面内温度分布を約400μsecで計測する方法を見出した.(2)シード原子の空間分布

計測;プラズマを照射する外部ランプ光が,カリウム輝線上で吸収され,かつその吸収量がカリウム原子数に比例する性質を用いて. (1)の温度測定データの一部(光学的厚さ)よりシード原子密度を推定し,ほぼ妥当な値を得た.カリウムシード熱平衡弱電離プラズマの高速流を燃焼装置と衝撃波管装置において実現し、速度場、温度場、圧力場、ガス放射場、電流及び電気的ポテンシャル場を、それぞれ磁場なし、磁場ありの条件下で光学的、電気的に測定した。特に今年度は速度場測定のためのクロスドビームレーザー流速計を試作し、その有効性を検討した。実験的な成果は以下である。先づ、衝撃波管装置で磁場中における誘導電場で測定された速度場の時間的空間的相関係数を解析し、これより反射衝撃波加熱で生成される短時間のプラズマにおいても統計的定常性がある事を確認し、周波数スペクトルと波数スペクトルの対比からテーラーの凍結乱流仮説がほぼ成立することを確認した。次に最大エントロピー法により速度スペクトル、並びにガス放射から推定した温度スペクトルを解析し、それら熱流力場のゆらぎは、低波数領域でコルモゴロフのK^<-5/3>波数依存性で特徴付けられる等方的3次元乱流スペクトルを、さらにそれらに続く高波数領域に等方的2次元乱流スペクトル、即ちK^<-3>スペクトルを持つ2つの階層構造を成す事を見出し、2次元スペクトルの生因が磁場にある事を示した。さらに、定常動作の燃焼プラズマでも同様のスペクトル構造を得たがこの場合には磁場の影響をむしろプラズマチャネルの構造の影響が強い事が示された。一方、非定常準一次元MHD方程式を数値解析し、チャネル内のゆらぎの伝播特性はゆらぎの発生履歴によって異なる場合がある事を示すと共に、相関法による高速流れ場の流速測定に有用な指針を与えた。さらに、乱流K-εをモデルに立脚しMMD発電チャネル内のプラズマの3次元解析を行ない、2次元2成分印加磁場のもとでMHD境界層が安定化される可能性を示した。
多環式アルカロイド群の化学－酵素ハイブリッド合成

酵素SfmCによる多環性骨格構築と官能基を変換する化学合成を融合させたハイブリッドプロセスを開発した。まず,1酵素の簡便な調製法を確立し,2酵素に受容される非天然型基質群を設計・化学合成して,基質の構造と酵素活性との相関を把握した。天然型基質では,酵素反応に必須な長鎖脂肪酸がアミド結合で連結しているため,酵素反応後にアミド結合を切断することが困難であった。そこで,長鎖脂肪酸部位を確実に切断し,1位側鎖の官能基が異なる三系統のアルカロイドを自在に迅速合成するため,アミドの代わりにエステルやアリルカルバメートを導入した基質群を設計した。簡便に化学合成した設計基質群に酵素SfmCを作用させ7連続反応を進行させた後,同じ反応容器内でシアノ化した。更に,3不安定な中間体を単離せずにそのままN-メチル化する手法を開発し,適切に官能化された五環性母骨格を僅か一日で再現性良く合成することに成功した。4非天然型基質群に組み込んだエステルやアリルカルバメートを活用して脂肪酸側鎖を除去した後,2ー3段階の化学変換を施し,制ガン活性を有するアルカロイド群[サフラマイシンA,ジョルナマイシンA,サフラマイシンY3の窒素保護体]を系統的に迅速合成できることを実証した。本研究で開発した化学ー酵素ハイブリッドプロセスにより,シンプルな基質群から僅か4ー5ポットの変換で,多数の官能基を持つ複雑な多環性アルカロイド群を作り分けられるようになった(J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 10705.)。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
コンテンツ指向ネットワーキングの実現に向けた次世代ネットワーク制御の研究

本研究では,「どこから」コンテンツを得るかには関心がなく,「どの」コンテンツを得るかという点のみに関心があるというコンテンツ指向ネットワーキングへネットワークアーキテクチャが大きく変化する際に,トラヒック制御がどのような形で進化していくべきかという重要な研究課題を取り扱った.具体的には,これまでの送信駆動型トラヒック制御から脱却し,コンテンツ指向アーキテクチャに基づく全く新しい受信駆動型新世代トラヒック制御として,(1)エンド側とネットワーク側の機能が連携した新しい輻輳制御,(2)キャッシュと連携したトラヒック制御,(3)経路制御と組み合わせた面的対応を実現するトラヒック制御,の開発を行った.本研究では,「どこから」コンテンツを得るかには関心がなく,「どの」コンテンツを得るかという観点にのみ関心があるというコンテンツ指向ネットワーキングへネットワークアーキテクチャが大きく変化する際に,トラヒック制御がどのような形で進化していくべきかという重要な研究課題を取り扱う.具体的には,これまでのロケーション指向アーキテクチャで実現されていた送信駆動型のトラヒック制御から脱却し,コンテンツをどこから得てもよくそれが「どの」コンテンツであるかにのみ関心があるコンテンツ指向アーキテクチャに基づく,まったく新しい受信駆動型新世代トラヒック制御の開発を目的とし,研究を遂行してきた.平成26年度は,計画通り以下の4つのテーマに注力して遂行した。(a) CONにおける受信型輻輳制御として必要な機能をエンド側ならびにNW側で整理し明確にする,(b)前者で明らかにした機能間の連携を考慮しつつ,各機能を組み合わせて導入した新しい輻輳制御を開発する,(c)経路制御と組み合わせた形で経路上のレート制御と経路間の連携を実現し,面的対応を実現する新しい輻輳制御を開発する,(d)これらを進める上でベースとなるCON評価ツールを開発する。(a)では、ネットワーク側のルーチング機能との連携の必要性、エンド側のAIMDに基づく送信レート調整機能の必要性を検討した。(b)については、エンド側で輻輳部分を把握しつつ制御する手法を開発し、国際会議での発表を行う予定である。(c)については、経路制御と輻輳制御を連携させ、ルータにおける複数経路へのレート配分と、エンドにおけるレート制御との連携による、輻輳箇所に限定したレート削減を実現する全く新しい手法を開発した。この成果は、電子情報通信学会ネットワークシステム研究会で発表予定である。(d)においては、CON評価ツールを開発し、提案方式の評価に用いている。本研究では、「どこから」コンテンツを得るかには関心がなく、「どの」コンテンツを得るかというコンテンツ指向ネットワーキングへネットワークアーキテクチャが大きく変化する際に、トラヒック制御がどのような形で進化していくべきかという重要な研究課題を取り扱う。具体的には、これまでのロケーション指向アーキテクチャで実現されていた送信駆動型のトラヒック制御から脱却し、コンテンツ指向アーキテクチャに基づく全く新しい受信駆動型新世代トラヒック制御の開発を目的とし、研究を遂行している。平成27年度は、平成26年度に取り組んだ4つのサブ課題に対し、計画通りにさらに発展させ、以下の成果を得ている。a)キャッシュを考慮した輻輳制御:複数受信者が、コンテンツダウンロード途中のルータ上のキャッシュを共有する環境で、輻輳により双方の受信速度に差が生じた場合の輻輳制御、キャッシュ制御について検討を行った。この成果は、大会、国際会議で発表を行った。今年度はさらにこの方式を発展させる予定であるb)異種トラヒック対応型輻輳制御:無線マルチホップ環境におけるPull型通信について検討し,無線パケット損失を考慮した無線CONの制御方式を考案した.その成果を大会にて発表した.c)経路制御と連携した輻輳制御による面的対応:輻輳がネットワーク内のロケーションに基づく事象であることから、分岐点に位置するルータが積極的に輻輳制御に介在する手法を検討した。ルータにおける経路制御との連携により、輻輳に対し面的対応を取る全く新しい手法を提案した。これを下記で開発した評価ツール上に実装し評価を行った。その結果は、研究会で発表し、さらに発展させて平成28年度に国際会議へ投稿予定である。d) CON評価ツールについては、昨年度からキャッシュを考慮した形へと発展させ、提案方式の評価に用いている。また、無線を考慮した発展にも着手している。研究実績の概要で述べた通り、本研究課題において平成27年度は大きく分けて4つのテーマに取り組んだ。「(a)キャッシュを考慮した輻輳制御」においては、複数受信者が共有するキャッシュを効率的に利用する手法を提案し、これを平成28年3月の大会、国際会議において成果発表している。「(b)異種トラヒック対応型輻輳制御」については、無線マルチホップ環境におけるPull型通信について検討し、パケット損失を考慮した制御方式を考案した.その成果を大会にて発表している。「(c)経路制御と連携した輻輳制御による面的対応」に関しては、分岐ルータにおける経路制御と連携し適切なレート配分を実現する、面的対応による輻輳制御を提案し、平成27年6月の研究会で発表し、その発展成果について平成28年度に国際会議に投稿する予定である。「(d)CON評価ツールの開発」に関しては、昨年度開発したツールをさらに発展させ、キャッシュ機能を拡張することで(a)の評価、ならびに経路制御との面的対応輻輳制御の実装を行ったうえで(c)の評価を行い、成果を得ている。