hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
口腔扁平上皮癌から発見した腫瘍転移蛋白(T-met)による頚部リンパ節転移の解明

本年度は、我々が研究対象としていたKlAAOO14遺伝子がleucinerich repeat containing 14というタンパク質として構造が決定された為、レーザーマイクロダイセクション法とcDNAマイクロアレイを用いて正常粘膜上皮、口腔扁平上皮癌におけるleucine rich repeatを含むsubfamilyの遺伝子発現量解析を行った。LRRCファミリーは数十種類のタンパク質が報告されており、転移との関連が知られているものも存在する。マイクロアレイに用いたサンプルは免疫染色においてKlAAOO14遺伝子転写産物陽性の凍結組織切片である。通法通り、レーザーマイクロダイセクション法を用いて、正常粘膜上皮、口腔扁平上皮癌の各細胞のみを回収し、RNAを抽出後マイクロアレイによる網羅的遺伝子発現量解析を行った。その結果、KIAAOO14遺伝子(LRRC 14遺伝子)には大きな発現量の変化は認められなかったが、LRRCC1、LRRC8E、LRRC25において3倍以上の発現量の増加が認められた。LRRCI4遺伝子の発現量が何故増加していないのかに関しては未だ不明ではあるが、これらの6つのleucine rich repeatを含むタンパク質の機能に関して解明していく予定である。また、LRRCグループにはk-means解析を用いた発現パターン解析で共通したパターンを示しているものが多数あり、k-means解析で共通する遺伝子群の中にはMS 12などの幹細胞マーカーが含まれていた。今後は、癌幹細胞とKIAAOO14遺伝子の関係も含め、癌転移メ力ニズムの解明を行っていく計画である。本研究の目的は口腔扁平上皮癌細胞の悪性度、浸潤能、転移能に相関するT-met蛋白について解析し、癌治療への選択治療、予後判定さらには口腔癌予防へ応用することである。われわれはすでにヒト癌cDNAをプロットしたマイクロアレイを用いることにより、KIAA0014遺伝子の発現の増強が頸部リンパ節転移と密接に関わっている事を見いだした。さらに、マイクロダイセクション法とリアルタイムRT-PCR法を組み合わせることによって、KIAA0014遺伝子の発現の変化を組織切片から解析し、リンパ節転移との相関性を明らかにしている。我々はこのKIAA0014遺伝子から合成される蛋白をT-met蛋白(Tumor metastatic protein)と名付けた。すでにこの蛋白の発現を免疫組織学的に解析することにより転移との相関性を明らかにし、転移診断に応用できる可能性を示した。17年度の研究計画において、現在、遺伝子導入によるT-met強発現細胞株8株の発現する遺伝子、蛋白質を網羅的に解析することが計画されていた。現在は、T-met強発現細胞株のうち、安定して発現を続けている細胞株1株について、cDNAマイクロアレイ、proteinアレイを用いて、網羅的な遺伝子発現の解析、並びに、蛋白発現、リン酸化蛋白の発現について、網羅的に解析を行った。その結果、T-metを発現させることで新たに発現した遺伝子が26種類、消失した遺伝子が5種類であった。発現量が減少した遺伝子が21種類、発現量が増加した遺伝子が36種類であった。cDNA microarrayの結果のうち、新たに発現を認めた遺伝子では細胞内シグナルに関わる遺伝子の発現および増強、並びにアポトーシス促進因子の発現低下および消失が認められた。蛋白発現の増強は、83種類の蛋白におよび、発現が低下した蛋白は認められなかった。また、リン酸化が亢進した蛋白は50種類であり、リン酸化が低下した蛋白は8種類であった。発現が増強された蛋白ではRHO、PI3K、PKA、HSPなど複数の細胞内シグナルを構成する蛋白が見られた。リン酸化蛋白においても複数の経路においてリン酸化の亢進が認められた。本年度はT-metタンパク質の機能解析を行う計画であったが、近年、リンパ管内皮細胞の特異的蛋白として同定された内皮細胞ビアルロン酸受容体であるLYVE-1が報告され、抗体が発売された。そこで本年度は扁平上皮癌のリンパ管の分布や癌細胞によるリンパ管の誘導が転移といかなる関連性を有するかを検索し、癌のリンパ節転移だけでなく、リンパ管との直接的な関連を検討することを目的とした。免疫組織学的解析において癌組織におけるLYVE-1の発現形式は二つに分けられた。一つは癌胞巣に接して発現する場合である。これは癌胞巣の外側に位置する基底細胞類似細胞に接しており、光顕レベルの観察では結合織の介在が見られないものである。他の一つは、癌胞巣とLYVE-1陽性細胞との間に明らかな結合織の介在がみられる場合である。癌細胞の浸潤様式がINFαを示す高分化型扁平上皮癌では癌組織内の結合織中にLYVE-1抗体の陽性細胞はほとんど認められなかった。しかし、同じ高分化型扁平上皮癌で、INFαの浸潤様式を呈する場合でも、癌胞巣に接してLYVE-1の陽性細胞の出現を認める症例が見られた。一方、低分化型扁平上皮癌で、癌細胞の浸潤様式がINFγを示す症例では、各々の小さな癌胞巣間の結合織内に管腔形成を呈する内皮細胞にLYVE-1抗体に陽性が認められた。加えて、癌胞巣間に未だ管腔形成をしていない細胞にLYVE-1の発現を認めた。一方、VEGF-Cは内皮細胞および癌細胞に発現していた。大きな癌胞巣を形成する癌細胞では胞巣の外側に位置する基底細胞類似の細胞にVEGF-Cの発現を認めた。小さな胞巣を形成する癌細胞では、いずれの癌細胞にもVEGF-Cの発現が認められた。本研究において、癌組織内にリンパ管が存在し、なおかっ

そのリンパ管が癌胞巣と接触している場合に、転移している率が優位に高い可能性が示された。本年度は、我々が研究対象としていたKlAAOO14遺伝子がleucinerich repeat containing 14というタンパク質として構造が決定された為、レーザーマイクロダイセクション法とcDNAマイクロアレイを用いて正常粘膜上皮、口腔扁平上皮癌におけるleucine rich repeatを含むsubfamilyの遺伝子発現量解析を行った。LRRCファミリーは数十種類のタンパク質が報告されており、転移との関連が知られているものも存在する。マイクロアレイに用いたサンプルは免疫染色においてKlAAOO14遺伝子転写産物陽性の凍結組織切片である。通法通り、レーザーマイクロダイセクション法を用いて、正常粘膜上皮、口腔扁平上皮癌の各細胞のみを回収し、RNAを抽出後マイクロアレイによる網羅的遺伝子発現量解析を行った。その結果、KIAAOO14遺伝子(LRRC 14遺伝子)には大きな発現量の変化は認められなかったが、LRRCC1、LRRC8E、LRRC25において3倍以上の発現量の増加が認められた。LRRCI4遺伝子の発現量が何故増加していないのかに関しては未だ不明ではあるが、これらの6つのleucine rich repeatを含むタンパク質の機能に関して解明していく予定である。また、LRRCグループにはk-means解析を用いた発現パターン解析で共通したパターンを示しているものが多数あり、k-means解析で共通する遺伝子群の中にはMS 12などの幹細胞マーカーが含まれていた。今後は、癌幹細胞とKIAAOO14遺伝子の関係も含め、癌転移メ力ニズムの解明を行っていく計画である。
シミュレート膝による大腿・膝蓄関節部の運動形態と荷重負荷特性に関する実験的研究

シミュレート膝の形態,構造,寸法諸元等には,現実の生体膝関節のそれらとの厳密な対応が要求されるため,当初は死体膝を直接対象とした測定実験を繰返し,断片的ではあるが,種々の予備データを多数収集した。次に,これら予備データの精度を検定したり,後に予定しているシミュレート膝での実験計画を容易にすることなどを目的に,当該関節部の数学モデルを作成し,種々の計算桟シミュレーションを実施した。この計算桟シミュレーションの結果は,シミュレート膝での実験計画の貴重な資料となり得ただけでなく,それ自体が有用な研究成果をもたらした。歩行時の筋収縮力と膝屈曲角度との組合せデータに関しては,多数の研究結果が発表されているものの,研究者ごとに実験条件が異なり,結果に大きな隔りがあるため,本研究目的に合致したデータはほとんど存在しない事が判明した。そこで,この点に関しても,独自に人間の下肢モデルを構築し,一般性の高いデータを算出し,整理した。前述した予備実験結果とシミュレーション解析の結果から,筋収縮力と関節接触力や膝蓋骨の3次元運動との間には,一定の相似則が成り立ち,現実のそれより低い筋収縮力でも目的とするデータが得られることが分かった。以上により,本研究で計画していたシミュレート膝を当初予定していた仕様に比べ,小型・軽量化したものに設計変更し,これを完成せしめた。種々の測定実験の結果,歩行時に人間の下肢し多様な運動形態を示すにもかヽわらず,結果的に大腿・膝蓋関節部の接触応力がほゞ一様になるという興味ある結果を得た。シミュレ-ト膝の形態、構造、寸法諸元等には、現実の生体膝関節のそれらとの厳密な対応が要求されるため、当初は死体膝を直接対象とした測定実験を繰返し、断片的ではあるが、種々の予備デ-タを多数収集した。次に、これら予備デ-タの精度を検定したり、後に予定しているシミュレ-ト膝での実験計画を容易にすることなどを目的とし、当該関節部の数学モデルを作成し、種々の計算機シミュレ-ションを実施した。この計算機シミュレ-ションの結果は、シミュレ-ト膝での実験計画の貴重な資料となり得ただけでなく、それ自体が有用な研究成果をもたらした。歩行時の筋収縮力と膝屈曲角度との組合せデ-タに関しては、多数の研究結果が公表されているものの、研究者ごとに実験条件が異なり、結果に大きな隔りがあるため、本研究の目的に合致したデ-タはほとんど存在しない事が判明した。そこで、この点に関しても、独自に人間の下肢モデルを構築し、一般性の高いデ-タを算出し、整理した。前述した予備実験結果とシミュレ-ション解析の結果から、筋収縮力と関節接触力や膝蓋骨の3次元運動との間には、一定の相似則が成り立ち、現実のそれより低い筋収縮力特性で、目的とするデ-タが得られる事が分かった。以上により、本研究で計画していたシミュレ-ト膝を当初予定していた仕様に比べ、小型・軽量化したものに設計変更し、現在、これが完成した段階である。シミュレ-ト膝の形態,構造,寸法諸元等には,現実の生体膝関節のそれらとの厳密な対応が要求されるため,当初に死体膝を直接対象とした測定実験を繰返し,断片的ではあるが,種々の予備デ-タを多数収集した。次に,これら予備デ-タの精度を検定したり,後に予定しているシミュレ-ト膝での実験計画を容易にすることなどを目的とし,当該関節部の数学モデルを作成し,種々の計算機シミュレ-ションを実施した。この計算機シミュレ-ションの結果は,シミュレ-ト膝での実験計画の貴重な資料となり得ただけでなく,それ自体が有用な研究成果をもたらした。

歩行時の筋収縮力と膝屈曲角度との組合せデ-タに関しては,多数の研究結果が公表されているものの,研究者ごとに実験条件が異なり,結果に大きな隔りがあるため,本研究の目的に合致したデ-タはほとんど存在しない事が判明した。そこで,この点に関しても,独自に人間の下肢モデルを構築し,一般性の高いデ-タを算出し,整理した。前述した予備実験結果とシミュレ-ション解析の結果から,筋収縮力と関節接触力や膝蓋骨の3次元運動との間には,一定の相似則が成り立ち,現実のそれより低い筋収縮力特性で,目的とするデ-タが得られる事が分かった。以上により,本研究で計画していたシミュレ-ト膝を当初予定していた仕様に比べ,小型・軽量化したものに設計変更し、これを完成せしめた。種々の測定実験の結果,歩行時に人間の下肢は多様な運動形態を示すにもかゝわらず,結果的に大腿・膝蓋関節部の接触応力がほゞ一様になるという興味ある結果を得た。シミュレート膝の形態,構造,寸法諸元等には、現実の生体膝関節のそれらとの厳密な対応が要求されるため、当初は死体膝を直接対象とした測定実験を繰返し、断片的ではあるが、種々の予備データを多数収集した。次に、これら予備データの精度を検定したり、後に予定しているシミュレート膝での実験計画を容易にすることなどを目的に、当該関節部の数学モデルを作成し、種々の計算機シミュレーションを実施した。この計算機シミュレーションの結果は、シミュレート膝での実験計画の貴重な資料となり得ただけでなく、それ自体が有用な研究成果をもたらした。歩行時の筋収縮力と膝屈曲角度との組合せデータに関しては、多数の研究結果が公表されているものの、研究者ごとに実験条件が異なり、結果に大きな隔りがあるため、本研究目的に合致したデータはほとんど存在しない事が判明した。そこで、この点に関しても、独自に人間の下肢モデルを構築し、一般性の高いデータを算出し、整理した。前述した予備実験結果とシミュレーション解析の結果から、筋収縮力と関節接触力や膝蓋骨の3次元運動との間には、一定の相似則が成り立ち、現実のそれより低い筋収縮力でも目的とするデータが得られることが分かった。以上により、本研究で計画していたシミュレート膝を当初予定していた仕様に比べ、小型・軽量化したものに設計変更し、これを完成せしめた。種々の測定実験の結果、歩行時に人間の下肢は多様な運動形態を示すにもかかわらず、結果的に大腿・膝蓋関節部の接触応力がほぼ一様になるという興味ある結果を得た。
情報化の進展による国際法秩序の変容

本研究は、国際的な衛星通信の時代を迎え、主権国家の並存と情報の超国家化という現実の相克のなかで、国際社会の安定と平和に国際間の情報流通がどのような役割を果していくかについて、東アジアを素材に、検討を学際的に行おうとするものである。定期的な研究会及び合宿研究会によって、本テーマにかんする基本的な枠組みの整理及び基本的な問題点の抽出が、つぎのような形ですすんでいる。第一は、国際間の流通によって伝えられる情報の内容にかかわるものであり、東アジアにおける共通の「普遍的価値」についての研究である。この場合に、その内容をなす人権や民主主義といった価値が特殊に近代ヨーロッパの産物という性格ももち、東アジアにおけるその妥当性はただちに自明ではなく、中国に典型的にみられるように、経済の市場主義化を推進しつつ政治の民主化をおさえる動きや、ナショナリズムへの傾斜がみられることとの擦り合わせを行う必要がある。また、「文化帝国主義」という言葉に示されるように、各国の文化が欧米からの情報に従属しがちななかで、東アジアにおける「普遍的価値」をどのように形成していくかという課題がある。第二は、国際間の情報流通を規定する環境条件にかかわる問題である。ASEANを取り巻いてAPEC、東南アジア友好協力条約、PMC、ARFなど地域経済協力の枠組みが重層的に存在する一方、政治秩序と経済秩序の不整合性がみられること、経済成長によって欧米支配からの自立の動きがみられること、規範的価値を実現していくための手法の多様性(たとえば、「人道的干渉」、国際組織による強制措置)、などが考慮のなかに入って来る。こうした枠組みのなかで、国家間の相互信頼を醸成していくために、国際公共価値を日本から発信していくための条件整備をどのように行っていくかという検討が、日本国内の政治主体のあり方も視野のなかにおきながら、なされる必要がある。
酸化還元活性なオキソ架橋多核錯体を用いた修飾電極の作製とその電極反応の探索

本研究課題では、多電子移動過程を示すオキソ架橋多核錯体を自己組織化法により電極表面上へ単分子層化し、その酸化還元挙動を調べた。本研究では申請者らが合成、構造、酸化還元挙動、配位子置換反応性などを詳細に調べてきたオキソ架橋ルテニウム(III)二核錯体やルテニウム(III)三核錯体などの多核金属錯体、オキソ架橋鉄(III)二核錯体などの生体金属酵素の活性中心モデル錯体を金電極界面へ組織化し、金属クラスターについてpH、電位、光応答型単分子層の構築を行った。(1)配位子および多核錯体の合成金電極表面へ錯体を自己組織化するため、ジスルフィド基を含む配位子を用いた。(2)錯体の金電極表面への自己組織化単離した錯体を含む溶液へ金電極を浸漬(Ru錯体で2-3週間、鉄錯体で15時間程度)させることにより、錯体がAu-S結合で金電極上へ固定化された修飾電極を得た。(3)Ru三核錯体の金電極表面での酸化還元応答ピリジンおよびイミダゾール誘導体配位錯体では可逆な1電子酸化還元波が観測された。酸化還元電位は配位子の種類や支持電解質に用いたアニオンの種類に大きく依存した。一方、三核錯体のひとつの配位座にカルボニル基を導入したCO配位錯体では、光照射に伴いCO配位子が解離し、三核錯体の酸化還元電位が大きく負電位側ヘシフトした。CO脱離反応は錯体の酸化によって進行することも確認された。さらに酸化還元に伴う電極上の三核錯体の電子状態の変化を赤外スペクトルのCO伸縮振動をプローブとして追跡することもできた。(4)鉄およびルテニウムニ核錯体架橋オキソイオンへのプロトン化に伴う酸化還元電位の変化が既に詳細に調べられている。金電極表面へ自己組織化した二核錯体でも、極めてこれと類似した電位-pH依存性を示すことがわかった。ただし、自己組織化系と溶液内分子にみられるオキソ部位の微妙なpKaの違いの解釈については今後の検討を要する。本申請課題は、多段階多電子酸化還元挙動を示す金属多核錯体や金属酵素モデル錯体などを電極表面へ自己組織化させ、多彩な表面酸化還元系や生体酵素反応に関する機能モデル系を構築することを目的としている。平成9年度は以下の研究成果を得た。本研究では、オキソ-アセタト架橋ルテニウム(III)三核錯体およびオキソ-アセタト架橋鉄(III)二核錯体を用いた。(1)錯体合成と金電極表面への自己組織化ジスルフィド結合を含む長鎖配位子を導入したルテニウム(III)三核錯体および鉄(III)二核錯体を新たに合成した。単離した錯体は、元素分析、質量分析、赤外および紫外可視吸収、^1H NMRスペクトルにより同定した。ルテニウム(III)三核錯体の3つのターミナル部位(架橋オキソ配位子のトランス位)に、ジスルフィド結合を含むジピリジル配位子と、ピリジンおよびイミダゾール誘導体を含む錯体を多段階の合成ステップを経て、合計4種単離した。一方、鉄(III)錯体では、三脚型四座配位子トリス(2-ピリジルメチル)アミンとジスルフィド結合を含むジカルボン酸配位子を用い、"Fe-O-Fe"二核ユニットを2つ含む鉄(III)四核錯体を合計2種単離した。錯体の自己組織化は、錯体を含む溶液へ金電極を一定時間浸漬(ルテニウム錯体では2週間、鉄錯体では15時間)させることにより行なった。(2)自己組織化単分子層の酸化還元応答(a)ルテニウム(III)三核錯体メチルピリジンおよび1-メチルイミダゾールを持つ錯体の修飾電極では、-0.058Vおよび-0.165V(vsAg/Ag^+)に可逆な酸化還元過程がそれぞれ観測された(溶媒:H_2O)。この酸化還元波には支持電解質依存性が見られた。(b)鉄(III)二核錯体0V付近に鉄二核骨格に由来する準可逆過程、さらに-0.2V付近に非可逆過程が観測された。酸化還元電位にはpH依存性が認められた。pH310の領域において、前者は約60mV/pHの電位変化を与えることから、2つの鉄(III)を架橋するオキソ配位子のプロトン化と鉄(III)二核ユニットの酸化還元が共役していることが明らかとなった[Fe(III)-O-Fe(III)/Fe(III)-O(H)-Fe(II)]。なお鉄錯体では、両過程のピーク強度比が掃引速度に大きく依存するなど複雑な電気化学的挙動を示すことから、今後より詳細な検討を要する。

(1)配位子および多核錯体の合成金電極表面へ錯体を自己組織化するため、ジスルフィド基を含む配位子を用いた。(2)錯体の金電極表面への自己組織化単離した錯体を含む溶液へ金電極を浸漬(Ru錯体で2-3週間、鉄錯体で15時間程度)させることにより、錯体がAu-S結合で金電極上へ固定化された修飾電極を得た。(3)Ru三核錯体の金電極表面での酸化還元応答ピリジンおよびイミダゾール誘導体配位錯体では可逆な1電子酸化還元波が観測された。酸化還元電位は配位子の種類や支持電解質に用いたアニオンの種類に大きく依存した。一方、三核錯体のひとつの配位座にカルボニル基を導入したCO配位錯体では、光照射に伴いCO配位子が解離し、三核錯体の酸化還元電位が大きく負電位側ヘシフトした。CO脱離反応は錯体の酸化によって進行することも確認された。さらに酸化還元に伴う電極上の三核錯体の電子状態の変化を赤外スペクトルのCO伸縮振動をプローブとして追跡することもできた。(4)鉄およびルテニウムニ核錯体架橋オキソイオンへのプロトン化に伴う酸化還元電位の変化が既に詳細に調べられている。金電極表面へ自己組織化した二核錯体でも、極めてこれと類似した電位-pH依存性を示すことがわかった。ただし、自己組織化系と溶液内分子にみられるオキソ部位の微妙なpKaの違いの解釈については今後の検討を要する。
加齢が嚥下動態に及ぼす影響に関する研究

加齢が嚥下機能へ及ぼす影響を明らかにするために、口腔および咽喉頭領域に器質的異常を認めない健康な成人男性6名(青年期(3名) : 2530歳、中年期(3名) : 3647歳)に嚥下運動をさせ、そのときの口輪筋、頬筋、咬筋、顎舌骨筋前腹(舌骨上筋群)および舌骨舌筋から筋活動を記録し、分析した。その結果、中年期頃までは嚥下機能の有意な変化は認められないことが明らかになった。健康な高齢者では、口腔や咽頭の機能底下が認められても,嚥下に関しては無症状であり、食物に制限なく安全に飲食できるとする説が現在最も広く知られている。しかし、なぜ嚥下機能の低下があっても高齢者は嚥下障害を自覚することが少ないのか、また、嚥下動態への加齢の影響とは如何なるものか、という疑問には未だ納得のいく答は得られていない。そこで本研究では、加齢が嚥下動態に及ぼす影響を明らかにすることを目的に、嚥下諸器官の解剖学的構造と動きおよび食塊の動きを経時的に観察し、嚥下動態の詳細な分析を試みた。平成19年度は、研究手法の確立とデータ採得を目標とし、特に、嚥下運動に関連する筋群の活動様相をEMGにより分析した。被験者は、上下顎ともに第二大臼歯までの歯列を有し、口腔および咽喉頭領域に器質的異常を認めない成人男性3名(2530歳)を用いた。なお、被験者には十分なインフォームドコンセントを行い、本研究への参加の承諾を得た。空嚥下および被験食品の嚥下を行わせた時の口輪筋、頬筋、甲状舌筋および顎二腹筋の筋活動を導出し、生体アンプで増幅後、A/D変換ユニットを介して計測用パソコンに記録した.(1)食塊の咽頭通過に先立ち、口輪筋および頬筋の活動は増大した。(2)この筋活動の増大にやや遅れて甲状舌筋と顎二腹筋の筋活動が増大した。(3)これらの現象の再現性は極めて高かった。以上より、嚥下運動は表情筋を含めてsequentialな筋活動が短時間で遂行される運動であることが確認された。このことは、いわゆる嚥下体操が嚥下障害の改善に役立つ可能性を示唆するものである。健康な高齢者では、口腔や咽頭の機能低下が認められても,嚥下に関しては無症状であり、食物に制限なく安全に飲食できるとする説が現在最も広く知られている。本年度の被験者は、上下顎ともに第二大臼歯までの歯列を有し、口腔および咽喉頭領域に器質的異常を認めない健康な中年期成人3名(3647歳)を用いた。空嚥下および被験食品の嚥下を行わせた時の口輪筋、頬筋、甲状舌筋および顎二腹筋の筋活動を導出し、生体アンプで増幅後、A/D変換ユニットを介して計測用パソコンに記録した。(1)食塊の咽頭通過に先立ち、口輪筋および頬筋の活動は増大し、この筋活動の増大にやや遅れて甲状舌筋と顎二腹筋の筋活動が増大した。(2)これらのデータと前年度に記録した若年成人男性(2030歳)の嚥下関連筋EMF分析結果との間に有意差は認められなかった。以上より、被験者数が少ないことを考慮しても、中年期頃までは嚥下機能の低下は小さいことが推察された。
ＭｉｄｋｉｎｅおよびＰｌｅｉｏｔｒｏｐｈｉｎによる造血幹細胞の自己複製

Midkine(MK)およびPleiotrophin (PTN)欠損マウスのin vivoでの解析に重点を置き、造血系への両遺伝子の影響を解析した。MKおよびPTNを欠損した成体マウスの骨髄から単核細胞を密度勾配遠心により分類した。このような単離された単核細胞に細胞表面に対する抗体で染色を行った。フローサイトメーターによってT細胞やマクロファージといったような分化した血球細胞で発現する分子が発現しておらずc-Kit、Sca-1が発現している細胞(LSK細胞)にゲートをかけ、さらにいくつかの表面分子の発現の組み合わせから未分化な造血幹細胞をソーティングした。この造血幹細胞を放射線照射したレシピエントマウスに移入し、造血再構築能を検討している。また、欠損マウスに野生型の造血幹細胞を連続骨髄移植後の生着率の検討を行うことでニッチによる幹細胞自己複製能の制御を評価することを検討している。一方でMKおよびPTNを欠損した成体マウスから単離したニッチ細胞(骨芽細胞や血管系細胞)と野生型の造血幹細胞を共培養し、造血幹細胞の動態を検討している。ニッチ細胞についてはタングステンブレードを用いた新鮮骨切片を用いて、形態学的評価もおこなっている。今後は欠損マウスの表現型をもとにしつつマイクロアレイ解析等の遺伝子発現解析を行うことでこれら分子の作用機序の分子機構を明らかにしていくことが期待される。また、これまでにMKおよびPTNの下流にPI3キナーゼシグナル経路が作用していることが報告されており、造血幹細胞制御におけるPI3キナーゼの関わりという側面にもアプローチしていくことが期待される。
ナノ結晶粒常温接合過程における原子的挙動の解析

申請者はナノメートルサイズの結晶粒微細化によって促進される表面拡散、粒界拡散によって生じるセラミック、金属間化合物や金属-セラミックスの常温における個相拡散接合(ナノ結晶粒常温接合)を、接合後ではなく、接合の瞬間に高分解能電子顕微鏡によって動的に、しかも原子尺度で直接観察することに成功した。これらの材料間の接合ではろう材や焼結助剤を一切用いることなくしかも常温において非晶質層を含まない結晶界面を形成できることが明らかとなった。また接合寸前の1nm近傍では近接場相互作用が接合する結晶」間に働き、自発的に接合が促進されることを明らかにした。これは現在までの接合工学研究において全く触れられていなかったことであり、新たな接合手法開発の糸口になるものである。またナノメートルサイズの金属/セラミック界面の原子配列の動的変化を1/60秒の時間分解能で定量的に解析する手法を開発し、安定界面の方位と構造を明らかにした。これらの研究手法は高く評価され、ASM Internationl主催の国際金属組織写真展(透過電子顕微鏡部門)において最上位賞(1993年、1994年)および佳作賞(1994年)、日本金属学会組織写真賞において入賞(1994年)、佳作賞(1993年、1994年)、奨励賞(1993年、1990年)を受賞した。さらに金属-セラミックス超微細接合界面の動的原子挙解析についての研究論文は日本電子顕微鏡学会からJournal Electron Microscopy誌の推薦論文に指定された(1994年)。
レム睡眠を生じる分子基盤の解析

夢を生じるレム睡眠は、一部の脊椎動物に固有の生理状態であり、脳の高次機能に関わると期待される。本研究において我々は、レム睡眠とノンレム睡眠の切り替えに関わるニューロン群を脳幹において同定し、さらに、これらのニューロンのサブタイプ選択的に発現する遺伝子を同定することに成功した。こうした遺伝子のプロモーターを利用することで、レム睡眠を効率よく操作することにも成功した。また、脊椎動物固有シナプスタンパク質netrin-G1がレム睡眠の制御に関わることも明らかにした。本成果は、レム睡眠の制御機構の理解に大きく貢献できると同時に、今後、レム睡眠の役割を解明する上でも有用なツールを与えるものと期待される。私たちの脳はレム(急速眼球運動)睡眠中に夢という、独自の意識世界を創り出している。このように睡眠中に脳が活性化する状態は、一部の脊椎動物でのみ知られる。しかしながら、なぜこのような生理状態が生まれたのか、その進化的起源や生理的意義は依然として不明である。こうした謎を解く上で、レム睡眠中枢がどのような細胞系譜に由来し、どのような分子特性をもつかを解明することが非常に有用であると期待される。そこで本研究では、これまで謎の多かったレム睡眠の中枢部位を遺伝学的手法により決定するとともに、レム睡眠中枢に選択的な遺伝子群を同定することで、レム睡眠中枢の形成過程の理解を目指す。本年度までに、特定の細胞系譜に由来する興奮性ニューロンまたは抑制性ニューロンのみを特異的に興奮させる方法を、Cre-loxPシステムとテトラサイクリン誘導系やアデノ随伴ウイルス系を組み合わせることで確立し、これにより、レム睡眠の制御を担うニューロンを遺伝学的に同定することに成功した。また、本研究成果から、レム睡眠中枢の発生学的起源も明らかとなった。さらには、マイクロアレイ法でこれらのニューロンに選択的に発現する遺伝子を同定することに成功した。同定された遺伝子には、転写因子をコードするものや、シナプス形成に関わる因子、ニューロペプチドなどをコードするものが含まれ、レム睡眠中枢の形成過程および作用機構の理解に大きく貢献できるものと期待される。夢を生じるレム(急速眼球運動)睡眠は、一部の脊椎動物に固有の生理状態であり、脳の高次機能に関わることが期待される。我々はこれまでに、レム睡眠の発生に関わるニューロン群を脳幹において同定した。これらのニューロンは、呼吸・食事・排泄など、睡眠以外の生命維持に必須な機能を担うニューロンと混在していた。そこで、より詳細に機能ごとに脳幹のニューロンを分類し、各ニューロンの個性を生み出す遺伝子を同定する試みとして、各サブタイプ選択的な遺伝子を網羅的に探索した。方法としては、脳幹をいくつかの区画に分け、mRNAを抽出しcDNAマイクロアレイ法で各部位に選択的な遺伝子を検索した。特に発現の特異性が高い候補遺伝子については、Creノックインマウスを構築し、一部のもので選択性の高い組換え遺伝子の発現を得ることに成功した。新規な遺伝子の検索と並行して、脊椎動物固有のシナプスタンパク質であるnetrin-G1の機能解析も行った。netrin-G1は軸索誘導因子netrinと異なり分泌されずに細胞膜に固定される(Nakashibaら、J Neurosci, 2000)。その遺伝子Ntng1はヒトにおいて自閉症や統合失調症との関連が指摘されている(Sandersら, Nature, 2012;Aoki-Suzukiら, Biol Psychiatry, 2005)。これらの発達障害や精神疾患の患者では、しばしば睡眠の異常が見られることから、netrin-G1の睡眠制御への関与を検討した。その結果、Ntng1 KOマウスはレム睡眠の低下を示した。Ntng1 KOマウスは様々な行動異常も示すが、レム睡眠の異常がこうした表現型の少なくとも一部に寄与している可能性がある。脳幹においてNtng1は、レム/ノンレム睡眠の制御に重要な部位に発現していた。脊椎動物固有因子であるnetrin-G1がレム/ノンレム睡眠などの脊椎動物固有脳機能の獲得・回路形成に貢献したと期待される。私たちヒトの睡眠は一様な生理状態ではなく、その最たる例が、夢を生じることで知られるREM(急速眼球運動)睡眠である。REM睡眠は一部の鳥類と哺乳類でしか見られないことから、何らかの高次な脳機能に関わることが期待される。本研究では、分子生物学的手法によりREM睡眠中枢細胞の特性や細胞系譜を明らかにすることで、このような生理状態を生じるメカニズムや進化的プロセスの解明に挑んでいる。平成23年度は、以前にREM睡眠中枢細胞に選択的に発現することを明らかにした遺伝子のノックアウトマウスを作製した。また、新たに候補遺伝子を得るために、REM睡眠中枢細胞と周囲の脳領域の遺伝子発現パターンを比較するcDNAマイクロアレイ解析を行った。

次年度以降にこれらのノックアウトマウスや新たに得られた候補遺伝子の解析を行うことで、REM睡眠の制御機構を分子レベルで解明するとともに、この領域を人為的に操作するだめの遺伝学的ツールが得られると期待される。また、REM睡眠中枢細胞がどのような細胞系譜に由来するかを解明することで、REM睡眠の進化的起源の解明に貢献できると考えられる。これまでに、タモキシフェン感受性DNAリコンビナーゼCreERT2を発現するトランスジェニックマウスを利用した細胞標識方法により、REM睡眠中枢細胞の発生過程の観察を行った。その結果、これらの細胞は覚醒を司る細胞の一部と由来が近いことが判明した。これまでにレム睡眠の制御に関わる部位が細胞のサブタイプや細胞系譜まで明らかとなり、さらには、そこに選択的に発現する遺伝子も同定できた。さらには、それらの遺伝子のノックアウトマウスやプロモーターCreマウスも作製しつつある。申請書において提案した平成23年度の研究計画の二つの項目、「遺伝子組み換えマウスの作製」および「新たな候補遺伝子の探索」を達成できた。さらには、平成24年度の研究計画の項目である「REM睡眠中枢の形成過程の解析」の大部分も本年度中に実施した。引き続き、ノックアウトおよびCreノックインマウスの解析により、詳細の細胞種や関わる分子の機構解析を進める。これまで予定通り進んできたので、申請書において提案した平成24年度以降の研究計画に従い、引き続きノックアウトマウスや候補遺伝子の解析を進めるとともに、REM睡眠中枢細胞の発生過程の解明に取り組む。該当なし脳波測定に必要な電気生理実験の消耗品に主に利用する。また、脳波測定による膨大なデジタルデータを保存・管理するための電子機器も購入・管理にも使用する。
アジアの地域経済統合における税制の調和の役割に関する研究

本研究の目的は、アジアの複眼的地域経済圏の形成を分析枠組みとして、EUの共通税制をモデルに税制の調和が地域経済統合に果たす役割を検証し、ASEANの地域経済統合に最適な税制の調和の政策プログラムを解明することである。平成11年度から13年度までの研究成果として、以下のことを明らかにできた。(1)地域経済統合での税制の調和の理論的基礎となる中央・中間・地方の3政府レベル間の租税配分について、Musgrave夫妻から最近のV.Tanziなどの研究成果の検討から、EUを統合モデルとする場合の適切な租税配分モデルが構成可能である。(2)開発途上国での多管轄間租税配分での消費課税の調和に関して、M.KeenやR.BirdなどのVATの多様な形態に関する研究と連邦国家インドでの経験の検討から、ASEANでの消費課税の調和に適用可能なVATモデルを明らかにできた。(3)地域統合の究極形態としての連邦制度での政府間財政調整制度について、長い経験にある連邦国家インドでの財源移転制度の展開の検討から、適切な制度デザインが可能である。(4)ASEANでは、AFTA達成の前倒しが決定され、シンガポールを中心に二国間自由貿易協定締結の動きが顕著で、東アジア自由貿易圏構想も提案されている。アジアの地域経済統合では、経済危機後の回復過程での持続的経済成長には制度的脆弱性を克服する行財政改革が重要課題であり、なかでも消費・所得課税の改革プログラムの策定が喫緊の政策課題である。(5)経済危機の最も深刻な影響を受けたインドネシアの現行税制は、1980年代の税制改革に基づくが、危機後に財政赤字に直面しており、抜本的税制改革が不可欠な財政政策課題である。本研究の目的は、東アジアの地域経済統合による複眼的地域経済圏の形成を分析枠組みとして、EUの共通税制をモデルに税制の調和が地域経済統合に果たす役割を検証し、とくにASEANの地域経済統合に最適な税制の調和の政策プログラムを解明することである。第1の課題は、ASEAN自由貿易圏(AFTA)の形成を目指す域内共通関税化を分析して、地域経済統合への効果を評価し課題を措定することである。第2の課題は、ASEANの中核であるシンガポールとマレーシアとインドネシアの3国の経済発展および経済構造と租税制度・政策を検討して、ASEANの地域経済統合に最適な税制の調和の政策プログラムを明らかにすることである。平成11年度の研究成果として以下のことを明らかにすることができた。1.地域経済統合の発展に不可欠な税制の調和の基礎となる租税理論に関して、マスグレーブ夫妻、W.E.オーツなどの多管轄間租税関係に関する先行研究を検討した。税制の調和の基準となる共通税制モデルとして連邦国家での効率性と公平を基準にする3管轄(中央・中間・地方)レベル間の租税配分を明らかにした。2.EUと経済統合の究極形態である連邦国家との類似性が再認識され、連邦国家での税制の調和に共通税制モデルを追求する研究傾向が明らかになってきた。協調なしの深い統合の「水準基標」としてアメリカ合衆国での連邦と州との財政・租税関係の経験からEUでの税制の調和の課題を明らかにした。3.ASEANでは、経済成長において経済危機からの回復の兆しが見られ始めたが、インドネシアでは政治、社会危機が克服できていない。ASEANの経済協力についてシンガポールとマレーシアとの間で障害が発生しており、AFTAにおける域内関税の統合過程もインドネシアとマレーシア経済の停滞のため進展が見られない。

第1の課題は、ASEAN自由貿易圏(AFTA)の形成を目指す域内共通関税化を分析して、地域経済統合への効果を評価し課題を措定することである。第2の課題は、ASEANの中核であるシンガポールとマレーシアとインドネシアの3国の経済発展および経済構造と租税制度・政策を検討して、地域経済統合に最適な税制の調和の政策プログラムを明らかにすることである。平成12年度の研究成果として以下のことを明らかにすることができた。1.危機から回復過程に入ったASEANでは、世界銀行の報告の指摘する新たな社会契約の形成が持続的経済成長のための中期課題の1つとなっているが、中心となる公共経営において税制改革が看過されている。回復の遅れているインドネシアでは、民主化と地方分権化と透明性の下での構造的予算赤字の克服には財政整理が必要であり、長期的・包括的行財政改革が課題となっている。2.ASEANは危機後も、AFTA実現の最終期限を原締結国について2002年に前倒し、貿易自由化方針を推進している。アジア・太平洋地域での二国間自由貿易協定の動きを基盤に、ASEANと日本・韓国・中国を包含する東アジア自由貿易圏構想が提案された。この構想では、域内関税撤廃が目標なるが、消費課税と所得課税の調和への包括プログラムの策定が、課題となっている。3.開発途上国での多管轄間租税配分について、R.バードは、先進国財政を基礎とするマスグレーブの配分原則を批判し、下位政府を重視し多様なVAT形態に着目したモデルを提案している。多段階政府や連邦政府での二重VATの国境管理と税関なしの国境税調整の方法としては、延納制度や清算制度よりも下位VATである補償VAT(CVAT)と統合VAT(VIVAT)が有力な提案である。また、連邦国家インドでの消費課税の調和の1990年代の進展は、EUともにインドのVATの調和形態と経験がASEANでの消費課税の調和モデルとして適用可能であることを示している。本研究の目的は、アジアの複眼的地域経済圏の形成を分析枠組みとして、EUの共通税制をモデルに税制の調和が地域経済統合に果たす役割を検証し、ASEANの地域経済統合に最適な税制の調和の政策プログラムを解明することである。第2は、ASEANの中核であるシンガポールとマレーシアとインドネシアの3国の経済発展および経済構造と租税制度・政策を検討して、地域経済統合に最適な税制の調和の政策プログラムを明らかにすることである。平成13年度の研究成果として、以下のことを明らかにできた。(1)地域経済統合の究極形態として連邦制度を想定すると、政府間財政調整制度は不可欠な要素である。財源移転制度はアジア諸国では未発展な領域であるが、連邦国家インドには、独立以来50年の貴重な経験がある。2000-012004-05年度の州税収分与に関する第11次財政委員会の勧告は、税収分与と補助金の包括的移転パッケージの提案と財政規律の強化などで評価できる。しかし、財源移転チャンネルの統合、垂直的・水平的配分の適切なデザイン、運用における政府間協議と政策協調に関する制度が課題である。(2)インドネシアでは、財政収入の石油税収依存の低減を主目的に198386年に税制改革が実行された。
耐塩性菌Halomonasの補償溶質エクトインの生合成とその機能

Halomonas sp.由来のエクトイン生合成系の3つの酵素のうち第2ステップの2,4-DABAacetyl transferaseの精製を進めるとともに、精製の完了している第3ステップのectoine synthaseのN末端アミノ酸配列を決定した。その30アミノ酸残基の配列から調製した合成DNAをプライマーとして、Halomonas sp.KS-3株のゲノムDNAを鋳型としてPCR法によりN末端に対応する90塩基のDNA断片を得た。次にこれをプローブとして本菌のゲノムDNAについてサザンハイブリダイゼーションを行ない、制限酵素地図を作成した。これをもとにゲノムDNAのEcoRI/SalI断片4.2kbpを、pBR322をベクターとしてクローニングした。この4.2kbp断片について制限酵素地図からectoine synthaseをコードしていると予想される領域の塩基配列を決定した結果、411bpのORFの存在が明らかとなった。この塩基配列より推定されるN末端アミノ酸配列は精製酵素を用いて得た30アミノ酸残基配列と完全に一致し、また、アミノ酸組成も既に得ていた分析結果とよく一致していたので、本領域が137アミノ酸からなるectoine synthaseの構造遺伝子(ectC)であると結論した。エクトインはグリシンベタインと同様に大腸菌に対しても高塩濃度培地中では菌体内に取り込まれて耐塩性を上昇させる作用があるが、この4.2kbp断片挿入プラスミドの形質転換体でも食塩耐性が向上しており、エクトイン合成系遺伝子の導入による他種細胞への耐塩性付与の可能性が示された。他方、高塩濃度下で蓄積される細胞内エクトインの膨圧形成への寄与度を推定するため、エクトインの浸透圧挙動を本研究費で購入した浸透圧計を用いて調べた。その結果、1Mエクトインは約1.3osM/kgに相当し、高濃度(>1M)溶液では束一性からはずれて浸透圧を上昇させることが判った。しかし、それを加味してもなお細胞内既知溶質だけでは外界の浸透圧上昇分を説明するには不十分であった。
マイクロ波を活用した日本脳炎ウイルス感染阻害剤の合成

日本脳炎(JEV)に対する有効な治療薬は存在せず、患者に対しては対症療法が基本となっている。JEV感染地域の拡大とその高い致死率から、JEV感染の流行・拡散を防止し、罹患者の予後を改善するためにも、有効な抗JEV薬の開発が切望されている。本研究では、コンドロイチン硫酸Eが、JEV感染阻害活性を示すことから、これ構成する糖の構造を基本に、硫酸基の数と結合位置の異なる低分子化合物をデザインし、マイクロ波による加熱を積極的に利用して化学合成し、有効な化合物を見いだすことを目的とする。これらの化合物は、JEVの宿主認識メカニズムの解明に重要であるとともに、抗JEV薬開発に繋がることが期待できる。
聴覚障害学生のリテラシーを高める教育プログラムの開発

高等教育機関に学ぶ聴覚障害学生は情報保障支援とリテラシー向上支援とを必要としている。後者に関する先行研究の蓄積はまだない。本研究は聴覚障害学生のリテラシー向上プログラムを開発することによって彼らに大学教育の質を保証することを目指した。4年間に8件の短期教育プログラムを試行し、分析した。文字情報に親しむ環境を整え、自由度の高い課題を学生に提供することが学生の意欲をより高め、リテラシー向上へつながることを明らかにした。研究の最終目標は、高等教育機関に学ぶ聴覚障害学生に対して、「文字・活字文化振興法」(平成17年度公布)の「身体的な条件その他の要因にかかわらず、等しく豊かな文字・活字文化の恵沢を享受できる環境を整備する」という基本理念を具現化し、もって聴覚障害学生を対象とする大学教育の質を保証することである。本研究課題はその基礎研究として、学生のリテラシーを高める「漢字・漢語力の育成」・「読書力の育成」を目指した教育プログラムの開発を目指す。本年度は研究開始の年度であり、年度前半は1年次生を対象に予備的調査2種を実施した。ひとつは基本的言語力を診断することを目的とした、文法を中心にしたテストである。もうひとつは標準的・総合的読解力を診断することを目的とした、内容把握を中心とした8回のテストである。この予備調査から、約40%の学生は大学での学修に問題がないが、約20%の学生は読解力にやや問題があることが分かった。40%を占める中間層の言語力向上も今後の課題である。年度後半は、活宇文化に親しむ環境作り、動機付けという視点からの教育プログラムを策定し、試行した。毎週、特定曜日の新聞(朝刊)を読み、関心を持った記事を選んでコメントを書くという課題を、4週間継続して学生に与えた。初回は記事内容を紹介するに留まるものが多数を占めたが、2回目以降漸次、記事の背景を調べたうえでのコメント、疑問を提示するコメントなど、記述内容に変化が現れた。ただ、そうした例はまだ全体の中で多いとは言えない。プログラム終了後に行った学生による評価は概ね肯定的・意欲的なものであり、次年度も継続して参加したいという学生が少なくなかった。これらの成果の一部を第9回アジア太平洋地域聴覚障害問題会議・第40回全日本聾教育研究大会(2006.10.10)、聴覚言語障害研究懇話会2月例会(2007.2.17)等において発表・報告した。1.1年次生を対象とする言語力基本調査を3種実施し、学生の言語力の実際を把握した。(1)助詞の使い方を診る文法テストを45月に実施した。(2)総合的読解力診断を目的とした内容把握中心のテスト8回を45月に実施した。(3)大学初年次生用基礎学力判定テストを11月に実施した。2.19年度前期の計画を実施した。(1)2年次生を対象とするプログラムの実施18年度に試行プログラムを受けた学生を対象に4週間の応用プログラムを実施した。受講者の自主性・積極性を重視し任意参加方式で実施したが参加者は少数に止まった。次年度は参加者数の増加を視野に入れた改善を加え、継続実施する予定である。(2)1年次生を対象とするプログラムの実施18年度のプログラムに沿って3週間の基礎プログラムIを実施した。3.19年度後期の計画を実施した。(1)1年次生を対象とする3週間の基礎プログラムIIを実施した。前期実施の基礎プログラムIとの間隔を適切に設けることの重要性が示唆された。次年度はこの点の改善を加える。(2)担当する教養科目講義(1年次生の50%が受講)を通じて課外の読書意欲を喚起するとともに、読書環境の改善に努めた。4.各プログラムについて学生から評価を受けた。概ね肯定的であるが一部に負担感を抱く学生がいた。今後は学生の興味関心、言語力に配慮し、柔軟性を持たせたプログラムを実施していく予定である。1.1年次生を対象とする言語力基本調査を2種実施し、学生の言語力の実際を把握した。(1)総合的読解力診断を目的とした内容把握中心のテスト8回分を2008年4月に実施した。(2)大学初年次生用基礎言語力テストを2009年1月に実施した。(3)上記(1)と(2)の相関関係を分析した。2.20年度前期の教育プログラムを実施した。(1)1年次生を対象とするプログラムの実施6月から7月にかけて、6週間の短期プログラムを実施した。内容面では2007年、2008年のプログラムを見直し改訂した。事後、学生評価アンケートを実施した。(2)上記プログラムにおいて作問した小テスト「総集編」を編集製作した。小テストはクラスごとに問題を変えていた。内容は薪聞記事からの漢字・漢語・語彙・読解問題等で、「総集編」を課外の自己研修素材として「日本語表現法」受講者に提供した。

3.20年度後期の教育プログラムを実施した。(1)1年次生を対象とする教育プログラムの実施。10月から12月にかけて6週閥の短期プログラムを実施した。前期の学生評緬結果に基づき、内容面でさらに改訂を行った。(2)2年次、3年次生を対象とする「日本語テスト大会」(11月)の実施。(3)学内の就職ガイダンス(12月)において、上記「小テスト総集編」を希望者に提供し漢字・漢語・語彙等の自己研修素材として活用した。(4)担当する教養科目講義(科目名「文学」)を通じて課外の読書意欲を喚起するとともに、学内の読書環境改善に努めた。1.21年度前半期は1年次生を対象とする言語力基本調査を2種実施し、学生の言語力の実際を把握した。(1)読解力診断を目的とした内容把握中心のテスト8回分を2009年4月に実施し、研究開始年度から蓄積した過去のデータと比較考察した。結果は平均点に大きな変化はなかったが、下位レベルの人数に若干の減少が見られた。(2)大学初年次生用基礎言語カテストを2009年6月に実施し、2007-2008年度のデータと比較考察した。テスト結果は、中間層がやや少なく上位と下位の2グループに分かれるという点で過年度と共通点があった。2.21年度後半期は修正教育プログラムの実施と読書環境整備、及び研究総括を行った。(1)1年次生を対象とするプログラムの実施。2009年10月に3週間のプログラムを実施した。「新聞を読む→考察及び調査→書く」という基本サイクルは2006-2008年度と同じであるが、「書く」領域について改善を加えた。従来はどのような記事に対しても一律に同じ字数制限で課題を作成することとしていたが、2009年度は字数制限に3パターンを設定し、学習者が対象記事の内容、情報量、興味関心の度合いを勘案して自ら字数を選択する方法を採った。結果として書くための情報量と記述量とのバランスが良くなり、レポートの完成度が若干ではあるが向上した。ここから、記事選択の自主性を生かすためのレポート作成条件の設定が重要であることが示唆された。(2)担当する教養科目講義(科目名「文学」)を通じて課外の読書活動への意欲を育てた。授業で取り上げる作品だけを精読するのではなく、短編集をテキストにして自発的、発展的な読書に導いた。(3)4年間の蓄積資料の整理、分析を行った。入学時の言語力に差のある学生集団のリテラシー向上のためには選択的で、自由度の高いプログラム、多読に基づく作文プログラムが有効であることが示唆された。
MIMO通信容量を最大とする端末用アンテナの理論構築と小形化給電回路の研究

MIMO方式における小形端末用アンテナでは,デカップリングマッチング回路の適用が有効であるが,従来その設計法は明確に示されていなかった.本研究ではメッシュ型ネットワークの回路素子を決定する設計式を導出し,相互結合を有する任意のマルチビームアンテナを独立な端子に変換することに成功した.また伝送線路とブリッジサセプタンスから構成する簡易なデカップリング回路の設計式を導出し,従来特殊なアンテナに限定されていたのを適用対象アンテナを拡張することに成功した.さらにマルチビーム端子間で,放射効率,相関係数の周波数特性が異なるとき,アンテナ優劣比較が困難であった.今回アンテナ総合の性能を評価する指標を提案し,アンテナ特性優劣の判断根拠を明確化した.MIMO方式における小形端末用アンテナでは,デカップリングマッチング回路の適用が有効であるが,従来その設計法は明確に示されていなかった.本研究ではメッシュ型ネットワークの回路素子を決定する設計式を導出し,相互結合を有する任意のマルチビームアンテナを独立な端子に変換することに成功した.また伝送線路とブリッジサセプタンスから構成する簡易なデカップリング回路の設計式を導出し,従来特殊なアンテナに限定されていたのを適用対象アンテナを拡張することに成功した.さらにマルチビーム端子間で,放射効率,相関係数の周波数特性が異なるとき,アンテナ優劣比較が困難であった.今回アンテナ総合の性能を評価する指標を提案し,アンテナ特性優劣の判断根拠を明確化した.MIMO方式用アレーアンテナの端子間結合を低減しつつ,送受信回路との整合を実現するためのアンテナ給電回路の設計理論構築及び特性の解明を目的とし,研究を進め以下の進捗を果たした。(1)給電回路をアレーアンテナの相互入力アドミタンスの複素転置行列とするよう回路素子を決定する方法を理論的に導出し(H21年に導出済み),7素子までの数値計算を行い,中心周波数ではデカップリングマッチングが実現できていることを明らかにした。(2)また各端子の入力コンダクタンスが,アレーアンテナの相互コンダクタンスの固有値となること,その結果素子間隔の狭いアレーにおいては,最小固有値の端子において周波数特性が狭くなることを明らかにした。(3)このときの各給電端子から見たアレーアンテナの指向性は互いに直交し,固有値の次数に対応したヌル(ゼロ点)を有すること,また次数が高いほど指向性利得が高くなることを明らかにした。(4)簡易なデカップリングマッチング回路として,「ブリッジサセプタンス」を用いた構成法に関し,任意の2素子,3素子アレーに対する回路構造パラメータ設計式を導出し,数値計算により効果を明らかにした。(5)リアクタンス装荷散乱体配置によるデカップリング特性実現のためのリアクタンス設計式を導出し,数値計算により有効性を明らかにした。(6)(1)の構成の給電回路付きアンテナの周波数特性を数値計算により明らかにするとともに,給電端子による特性の違い及びその理由を明らかにした。(1)MPCMベースの整合回路の研究に関して,周波数特性の改善法として(i)各端子の周波数時性がほぼ同等の特性となるデカップリングマッチング回路の設計(ii)放射抵抗値に合わせて終端抵抗を端子毎に異なる値とする回路設計のための基本式の導出と周波数特性の数値解析を実施した。(i),(ii)とも周波数特性改善にある程度の効果は見られるが,大幅な改善は達成できずアンテナ素子が本来持っている特性に支配される事を明らかにした。(2)MPCMベースの整合回路では,回路設計によっては,広い帯域の端子と狭い帯域の端子となる場合もある。このような場合のアンテナとしての総合的な特性評価をどうすればよいかに関し,アンテナ放射効率に基づく新しい性能評価指標を提案した。これについては次年度さらに検討を進め有効性を確認する予定である。(3)2素子2端子の場合に関し,集中定数素子を用いたハードウエア設計と予備試作を行い十分実現できる見通しを得た。(4)ブリッジサセプタンス型回路に関しては,22年度の中心周波数でのデカップリング設計に引き続き,3素子の場合の効率の周波数特性解析を実施した。その結果直線配列アレーの場合,給電端子の1つが非常に狭帯域となる事が判明した。次年度に素子配列等による改善を試みる予定である。(5)損失を含む回路設計に関しては,集中定数素子による回路構成において,素子のQ値が500以上であれば無損失の場合と同等の設計が可能な事,100未満であれば損失を考慮した設計が必要な事を明らかにした。MPCM(Multi-Port Conjugate Match)ベースの整合回路においては、整合、減結合条件を満足する回路素子値には自由度がある。そのため昨年度は3素子以上のアンテナに関し試行錯誤によるアンテナ給電回路設計を行った。一般に各給電ポートの周波数特性は、広い特性狭い特性が混在する特性となるため、すべてのポートの特性を総合したとき、どの設計が優れているか判断するのは困難であった。そこで各ポートの放射効率とポート間の相関係数を総合したMIMOアンテナ総合放射効率を定義し、これを求めるための評価式を導出した。これによりポート特性の異なるMIMOアンテナの総合の特性優劣を判断することを可能にした。ブリッジサセプタンス型回路による3素子デカップリング回路の広帯域化に関しては、中央素子近傍に寄生素子を配置し、この素子の広帯域化による方法と、3素子を一直線ではなく三角配置とすることによる特性改善を試みた。三角配置で正三角形配置としたとき、放射効率80%以上となる帯域を30MHzから180MHz(比帯域1%から6%)に拡大できることを明らかにした。一方寄生素子による方法では大きな改善は得られなかった。近接基地局