hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
糖尿病網膜症増殖期における病的血管新生の分子機構

糖尿病網膜症患者の視力予後を左右する増殖期への移行は、網膜から硝子体に及ぶ血管新生病変である線維血管性組織の形成を特徴とする。線維血管性組織の増生には、線維血管性組織内グリア細胞が産生するVEGFに依存した血管新生とともに、網膜前に存在する基底膜組織等の細胞外マトリックスの分解が必要となる。本研究期間では、この細胞外マトリックス分解機構の解明を目的とした。Matrix metalloproteinases (MMPs)に焦点をあて、増殖期病変形成にかかわるMMPの特定を試みた。糖尿病網膜症増殖期(proliferative diabetic retinopathy、以下PDR)患者の手術時に採取された硝子体液および線維血管性組織を検索対象とした。まず、硝子体液中の各種MMP濃度をenzyme immunoassayにて測定したところ、PDR患者の硝子体液においてMMP-2とMMP-9の濃度が有意に高いことが示された。さらにgelatin zymography解析により、MMP-2、MMP-9ともに硝子体液中での活性化率は極めて低いのに対し、線維血管性組織における活性化率は有意に高く、両者が増殖期病変形成に関与することが示唆された。特にMMP-2活性化率は高く、線維血管性組織内の主としてグリア細胞においてMMP-2とMMP-2活性化因子(MT1-MMPとTIMP-2)が共存していることを示す免疫組織学的解析結果も得られた。線維血管性組織内グリア細胞は血管新生活性を有することを我々は報告しているが、今回の解析結果と合わせ、グリア細胞がMMP-2・MMP-9の活性化を介し、網膜前基底膜組織等を分解し硝子体腔に遊走することが線維血管性組織の形成を誘導していることが示唆される。さらに我々は、グリア細胞におけるMMP-2・MMP-9活性誘導機構を解明すべく、家兎網膜よりグリア細胞の単離・培養系を確立し解析を行っている。これまでに、PDR網膜に存在する低酸素状態が、グリア細胞に血管新生活性とともにMMP-2活性を誘導することを見出している。糖尿病網膜症の増殖期への移行、すなわち線維血管性組織の増生には、線維血管性組織内グリア細胞が産生するVEGFに依存した血管新生とともに、網膜前に存在するtypeIV collagen、fibronectin等の細胞外基質の分解が必要と考えられる。今回我々は、これらの基質に対し線維血管性組織のもつ分解能、特にmatrix metalloproteinases(MMPs)活性につき解析を行った。増殖期糖尿病網膜症(proliferative diabetic retinopathy、以下PDR)患者の手術時に採取された硝子体液および線維血管性組織を検索対象とした。まず、硝子体液中の各種MMPレベルをenzyme immunoassayにて測定した結果、PDR患者の硝子体液においてMMP-2とMMP-9の濃度が有意に上昇していることが示された。線維血管性組織におけるMMP-2、MMP-9の発現を免疫組織学的に検索したところ、組織内のグリア細胞と血管内皮細胞においてMMP-2とMMP-9の産生が確認され、硝子体液中に存在するこれらMMPの産生源である可能性が示唆された。MMPは潜在型として分泌された後、活性型へと変換される。

PDR患者の硝子体液および線維血管性組織におけるMMP-2,MMP-9の活性化率をgelatin zymographyにて検索したところ、硝子体液中での活性化率は極めて低いのに対し、線維血管性組織では高率に活性化されていた。同時に免疫染色にて、MMP-2活性化に関与するMT1-MMP,TIMP-2が、線維血管性組織内のMMP-2産生グリア細胞と血管内皮細胞に共存していることも示された。これらの結果から、PDR患者では線維血管性組織が網膜前組織を分解し得るMMP-2、MMP-9を産生し、さらにこれらのMMPを線維血管性組織自体が活性化することがPDR病変の進展に関与している可能性が示唆された。糖尿病網膜症患者の視力予後を左右する増殖期への移行は、網膜から硝子体に及ぶ血管新生病変である線維血管性組織の形成を特徴とする。昨年度までの我々の研究成果から、網膜グリア細胞がVEGF(特にisoform VEGF_<165>)を産生しつつ、MT1-MMPを発現しMMP-2を活性化して基底膜組織を分解し硝子体腔へと遊走することが線維血管性組織形成を誘導していることが示唆されている。今年度は、糖尿病網膜症増殖期患者から手術的に切除された線維血管性組織の解析とともに、網膜グリア細胞培養系を用いVEGF、MT1-MMP産生誘導機構の解析を行った。線維血管性組織における転写因子hypoxia-inducible factor 1(HIF-1)の発現について免疫組織化学的に検索したところ、網膜から遊走したグリア細胞の核に陽性所見が得られた。HIF-1はVEGF遺伝子をはじめとした種々の遺伝子の低酸素刺激による転写亢進を制御する因子であり、線維血管性組織内グリア細胞の核へのHIF-1の局在は低酸素刺激が病変形成の誘因として働いている可能性を示唆するものと考えられた。そこで、家兎網膜を用いた網膜グリア細胞の単離・培養系を確立し、低酸素条件下での培養を行いVEGFおよびMT1-MMPの発現につき検索を加えた。その結果、低酸素刺激によりグリア細胞にVEGFとともにMT1-MMPの発現が誘導されることを見出した。誘導されるVEGF isofomは主としてVEGF_<165>であった。VEGF_<165>とMT1-MMPは、線維血管性組織の解析を通じて特定された血管新生活性および基底膜分解活性の責任因子であり、網膜局所の虚血による低酸素状態がこれらの因子の発現誘導を介して線維血管性組織の形成、即ち病期を増殖期へと移行させる誘因となっていることを示唆する知見と考えられた。
珪酸塩高圧相の元素分配と元素拡散

マントル珪酸塩高圧相とマグマ間の元素分配関係と固体液体内での元素拡散は,地球内部での溶融によって生ずる化学的分別作用の様式を決定する重要な物質科学的情報である。また,分化した物質の地球内部の再混合時間スケールは,流動特性と固体状態での拡散に支配され,これらは統一的に理解される必要がある。高圧下での元素分配関係の研究は,実験地球化学の古典的な課題であり,高温発生に利点を持つピストンシリンダー装置やマルチアンビル装置によって数多くの実験的検討がなされている。しかし,10GPa,2000°Cを越える領域での,高圧相鉱物とマグマの元素分配係数は,データの蓄積が十分でなく,地球深部分化の定量的議論の障害となっている。一方,拡散係数に対する圧力依存性や高圧相鉱物の拡散係数は,研究例が少なく主要造岩鉱物について,極一部の元素の挙動が知られているにすぎなかった。本研究は,高温高圧実験により,マントル珪酸塩高圧相とマグマ間の元素分配関係と固体液体内での元素拡散を系統的に決定し,これらの基礎データに基づいて,地球化学進化における地球内部の溶融分化過程と再混合過程の役割を明らかにすることを目的とした。このために,我々のグループは,マルチアンビル型高圧装置を使って,広範な珪酸塩系の相平衡関係,溶融関係および主要珪酸塩高圧鉱物の元素拡散に関する実験的研究を行い,地球内部の化学進化,ダイナミクスへの貴重な制約を得ることに成功した。地球内部に存在すると考えらる化学的不均一性は,マントル対流による物理的混合と元素拡散によって失われる運命にある。高温高圧下での元素拡散の実験的研究の第一歩として,下部マントル鉱物,Mg-ペロブスカイトとマグネシオウスタイトのMg-Feの拡散実験を行った。グラファイト製試料カプセル中に,約500μmの立方体に切り出したClinenstatite焼結多結晶とそれを取り囲むように粉末のFeOを封入した。実験圧力は約25GPaである。1800°C,1550°Cで1000秒間加熱した試料のBEI組成像から,両試料とも,中心部はペロブスカイトの単相,最外縁部はマグネシオウスタイトの単相で,間に期待された鉱物組み合わせが観察された。EPMAによる分析から次の結果が得られた。(1)両試料ともSiの分布については,出発試料の状態から変化が検出できない。(2)1800°Cにおいて,Mg-ペロブスカイトのFe^♯(=Fe/(Mg+Fe))は,0.00-0.15の範囲で約50μmに渡って変化し,マグネシオウスタイトのFe^♯は,0.72-0.80の範囲で約250μmに渡って変化している。(3)1550°Cにおいて,Mg-ペロブスカイトのFe^♯(=Fe/(Mg+Fe))は,0.00-0.11の範囲で約5μmに渡って変化し,マグネシオウスタイトのFe^♯は,0.85-1.00の範囲で約15μmに渡って変化している。本実験条件でのMg-ペロブスカイトの拡散は,格子拡散と粒界拡散の二つの過程から生じていると考えられる。拡散プロファイルから,格子拡散係数と粒界拡散系数を見積もった。Siの拡散は極めて遅く,本実験では上限を与えたに過ぎない(約10-^<17>m^2/sec)。ペロブスカイトの格子拡散係数は,オリビンおよびその高圧相に対するデータの延長線上にあり,圧力効果を考慮すると,比較的大きな拡散係数を持つ。また,マグネシオウスタイト中の拡散は,ペロブスカイトに比較して圧倒的に速い。深部マントルにおいてSiO_2に乏しくマグネシオウスタイトに富む領域で,拡散による均一化が促進される可能性があることが示唆された。

地球内部での溶融による化学的分別作用を地質学的地球化学的記録から読みとるためにマントル硅酸塩MgSiO_3ペロブスカイトやMgOペリクレースの下部マントル構成高圧相鉱物と、硅酸塩メルトの元素分配を実験的に検討した。MgO-SiO_2系のForsteriteとEnstatiteの中間組成を持つ数種類の混合物を準備した。これらに、約0.5-1%の酸化物微量元素を混合し出発物質として使用した。試料カプセルはグラファイトで、LaCrO_3ヒーターおよびZrO_2圧媒体を使用した。実験圧力は、MgSiO_3およびMg_2SiO_4組成でのMgSiO_3ペロブスカイトの安定領域から、約24GPaと決定した。部分溶融を生ずるW/Re系熱電対の指示温度は、この圧力で約2500°Cであった。回収した試料の研磨片に対する顕微鏡観察で安定相を同定し、化学分析は、3チャンネル波長分散型のEPMAを用いて行った。含まれる微量元素の異なる数個の実験生成物の分析結果を総合してMgSiO_3ペロブスカイトおよびMgOペリクレースのPC-IR図が得られた。MgSiO_3ペロブスカイトが示す相対的パターンは、これまでの研究結果と調和的であるが、分配係数の絶対値は有意に異なっている元素が存在する。この原因として、本研究で用いられた組成は主成分元素はMgO-SiO_2のみであり、MgOSiO_3ペロブスカイトと共存する液相中でのSiO_2濃度が、約55%と高くなっていることが考えられる。分配係数のマグマ中のSiO_2活動度に対する依存性は、高圧下でのマグマ物性に関する重要な情報であり、初期地球でのマグマオーシャンの化学進化を考察する際には考慮すべき要因であることが示された。マントル珪酸塩高圧相とマグマ間の元素分配関係と固体液体内での元素拡散は,地球内部での溶融によって生ずる化学的分別作用の様式を決定する重要な物質科学的情報である。また,分化した物質の地球内部の再混合時間スケールは,流動特性と固体状態での拡散に支配され,これらは統一的に理解される必要がある。この科研費の最終年度である本年度は,これまでの高温高圧実験により得られた,マントル珪酸塩高圧相とマグマ間の元素分配関係と固体液体内での元素拡散の基礎データの出版印刷を課題として研究を進めた。現在投稿中である論文の要約を以下に示す。(1)MgSi03ペロブスカイトのSi自己拡散超高圧実験,Si同位体のSIMSによるDepth profileの測定により,拡散係数を決定した。これは下部マントルでの流動の主要なメカニズムであり,粘性分布,温度構造などに物質科学的根拠を持つ制約が与えられた。(2)超高圧下でのForsterite-Diopside系の溶融関係擬二成分での共融組成,forsteiteの不一致溶融条件などを実験的に決定した。この系の融解関係は,上部マントルでのマグマ発生を支配する。無水条件での超塩基性マグマの発生条件を深さ,温度,部分溶融度について,明らかにした。科研費終了以降も,蓄積された実験成果を基に深部での溶融拡散過程を考慮した地球化学進化モデルを検討提出してゆく。
フェムト秒レーザ加工表面を用いた対称振動輸送における微小物体のダイナミクスの解明

フェムト秒レーザの斜め照射を用いて,3種類の非対称形状表面を開発した.これらの表面を用いて微小物体の輸送実験を行い,微小物体が一方向に輸送されることを確認した.各表面の非対称性を計測に基づいて検証すると共に,微小物体との接触を定式化し,凝着力を含むダイナミクスを導出した.ダイナミクスを用いて輸送シミュレーションを行い,実験結果と比較することにより,導出したダイナミクスの妥当性を検証した.フェムト秒レーザの斜め照射を用いて,3種類の非対称形状表面を開発した.これらの表面を用いて微小物体の輸送実験を行い,微小物体が一方向に輸送されることを確認した.各表面の非対称性を計測に基づいて検証すると共に,微小物体との接触を定式化し,凝着力を含むダイナミクスを導出した.ダイナミクスを用いて輸送シミュレーションを行い,実験結果と比較することにより,導出したダイナミクスの妥当性を検証した.はじめに,フェムト秒レーザ加工による非対称表面の最適化について検証した.レーザ加工により非対称表面を得るためには,レーザを加工表面に対して斜め方向からレーザを照射する必要がある.この場合,加工表面に対するレーザの入射角や照射時間,重畳回数の調整が必要となる.本研究では,フェムト秒レーザ・ダブルパルス加工を用いて1種類,シングルパルスの斜め照射加工を用いて2種類の加工表面を開発した.これら3種類の加工表面について,パーツフィーダ用表面としての適用可能性を検証した.はじめに,表面に形成された周期構造の非対称性を検証した.ここでは,各非対称表面の断面形状を,原子間力顕微鏡による画像の解析を通して数値モデル化し,それらの近似モデルを導出した.これらの解析により,フェムト秒レーザの斜め照射による表面が非対称形状を有していることがわかった.次に,ダブルパルス加工表面のトライボロジ特性を明らかにした.特に,加工表面に正負方向を設定し,それぞれの方向に沿ったトライボロジ特性を検証した.表面性測定機をもちいた計測試験では,正負方向で摩擦係数の違いが見られた.微小物体の摩擦角計測においては,湿度によらず摩擦非対称性がみられた.これらの実験により,本研究で開発した3種類の表面が,非対称な摩擦特性を有していることがわかった.次に,これらの表面を用いて微小物体の輸送実験を行った.その結果,すべての表面で一方向輸送が実現された.その一方で,最高輸送速度が表面によって異なることがわった.また,ダブルパルス加工表面を用いた場合には,駆動条件によっては逆方向輸送が実現できることがわかった.これらは,表面性状の違いを利用することにより.輸送速度や輸送方向を制御できることを示唆している.フェムト秒レーザの斜め照射により得られた3種類の非対称微細加工表面について,輸送性能を評価した.ここでは,これらの表面における摩擦の非対称性を定量的に評価するために,微小物体の摩擦角を計測した.特に,周囲の湿度が摩擦特性におよぼす影響を検証するために,湿度の異なる環境下で実験を実施した.また,2種類の微小物体を用意し,微小物体のサイズおよび質量が摩擦特性におよぼす影響についても考察した.その結果,周囲の湿度が上昇するにつれて摩擦角が大きくなること,湿度が小さくなるにつれて摩擦の非対称性が小さくなること,湿度によらず摩擦の非対称性がみられること,微小物体の質量や接触面積が摩擦角に大きい影響をおよぼすこと,がわかった.従来のバイモルフ型アクチュエータにおいては,200Hz以上の駆動周波数における振幅特性が低く,微小物体の輸送が不可能であった.そこで,より広範囲な周波数領域における輸送を可能にするために,積層型ピエゾアクチュエータを用いた振動装置を開発した.その結果,600Hzまでの駆動周波数において微小物体の輸送が可能になった.これらの装置を用いて微小物体の輸送実験を行った.その結果,より高速な輸送が実現できる振動周波数を確かめることができた.また,駆動周波数によって輸送方向の反転や往復,回転といった様々な運動が生じることがわかった.その一方で,フィーダ表面の性状によらず輸送方向が反転する駆動周波数があることが明らかになった.これは,本研究で取り扱っている微小物体が,フィーダ表面の凝着力と振動による慣性力双方の影響を受けていることを意味している.すなわち,数十から数百ミクロンオーダーの微小物体を操作する場合には,フィーダの駆動周波数が小さければフィーダ表面の接触特性が支配的になる一方で,駆動周波数を上昇させることにより慣性力が支配的となることを意味している.
律令制都城における建物配置の規格性の研究

古代の律令制都城のうち、平城京と藤原京(新益京)の遺構データを収集・整理するとともに、都城の縮刷版ともいうべき地方官衙について、基礎的な資料の収集を開始した。また、本年度は、建物配置の定点となる藤原京の条坊に関して、特筆すべき調査成果が得られたため、その条坊復元に重点をおいた分析を実施した。藤原京の京域については、一坊=四町として、十二条八坊の範囲を想定する岸俊男の復元が、長らく定説であった。ところが、近年、その推定京域の外側からも、藤原京の条坊に一致する遺構があいついで検出される一方、本来、道路を通す必要のない宮域部分にも、宮の施設に先行する条坊道路が存在したことが判明している。今回、それらの遺構データを再検討した結果、こうした条坊道路が、のちの拡幅を除くと、三段階のきわめて整然とした規格で設定されていることが明らかとなった。側溝心々間大45尺(16m)の大路、25大尺(9m)の条間路・坊間路、20大尺(7m)の小路という規格である。これらは、宮内および岸説の京内・京外の区別にかかわりなく、同一の原理で機械的に施工されており、藤原京の京域が、岸の想定より広がることはまちがいない。同時に、一坊の大きさは四町ではなく、平城京以降の都城と同じく、十六町であったと判断される。また、一坊=十六町とした場合の西五坊大路を京極として、それより西には京域が広がらない。こうした点および律令の坊令規定から、藤原京の京域は十坊四方の正方形で、その中央に宮をおくという、ほかに例を見ない特徴的なものであったと推定される。したがって、藤原京は、実在の中国都城を直接モデルとしたのではなく、『周礼』にみられるような中国都城の理想型に基づいて設計された、理念先行型の都城であった可能性が高い。日本における条坊制都城の成立とその発展過程を考えるうえで、その意義があらためて注目される。
情報爆縮に基づくIoTデータ処理基盤の構築

IoT時代が到来し,製造・産業界,モビリティ・交通インフラ,医療・ヘルスケアなど,広範な分野において技術革新が生み出され新たな価値が創出されると期待されている.一方,IoTデータの急増に伴い,クラウドサーバへのデータ処理の集中,ネットワーク回線の逼迫,データ送信の遅延などの技術的問題が深刻化している.現在のIoTに対する取り組みは実証フェーズのものが多くIoTを用いた価値創出に重点が置かれているため,上記の問題の抜本的な解決は後回しとなっている.代表者らは,これまでに,入力データや計算に用いるデータ構造に潜む冗長性の除去に基づいて計算そのものの効率化を図る「情報爆縮」の研究を行ってきた.本研究プロジェクトでは,この情報爆縮技術を核に据え,理論と実用的の両面から,エッジ側とクラウド側の処理を効率化する技術を開発し低コストでデータを収集・集約・送信・蓄積・検索・解析できる新しいIoTデータテ処理基盤を構築を目指す.このために,以下の3つの研究項目をおいて研究を行う.(A)圧縮データストリームに対するリアルタイム抽出・集計技術.(B)圧縮データに対する高速質問処理技術.(C)解釈可能な圧縮データ錬成技術.初年度である平成30年度は,特に(B)に力点を置いて研究を行い多くの研究成果を得た.また,(C)については,パターン枚挙アルゴリズムの出力における「パターンの同値性の可視化の観点」から同値性判定アルゴリズムを実装し,実環境下での性能評価を行っている.初年度は基礎的研究に重点を置くため,それほど多くの成果が出るものと期待していなかったが,予想を上回る数の研究成果が生まれ,それらを国際雑誌論文/国際会議論文として発表することができた.このように,本研究プロジェクトは当初計画以上にうまく進展しているといえる.初年度は非常に順調であったが,2年目以降はさらに総力を挙げて情報爆縮に基づいたIoT基盤技術の開発に邁進する.特に,省領域かつ線形時間で動作するストリーム圧縮手法について,これまで以上に圧縮率を向上させることに力を注ぐ.IoT時代が到来し,製造・産業界,モビリティ・交通インフラ,医療・ヘルスケアなど,広範な分野において技術革新が生み出され新たな価値が創出されると期待されている.一方,IoTデータの急増に伴い,クラウドサーバへのデータ処理の集中,ネットワーク回線の逼迫,データ送信の遅延などの技術的問題が深刻化している.現在のIoTに対する取り組みは実証フェーズのものが多くIoTを用いた価値創出に重点が置かれているため,上記の問題の抜本的な解決は後回しとなっている.代表者らは,これまでに,入力データや計算に用いるデータ構造に潜む冗長性の除去に基づいて計算そのものの効率化を図る「情報爆縮」の研究を行ってきた.本研究プロジェクトでは,この情報爆縮技術を核に据え,理論と実用的の両面から,エッジ側とクラウド側の処理を効率化する技術を開発し低コストでデータを収集・集約・送信・蓄積・検索・解析できる新しいIoTデータテ処理基盤を構築を目指す.このために,以下の3つの研究項目をおいて研究を行う.(A)圧縮データストリームに対するリアルタイム抽出・集計技術.(B)圧縮データに対する高速質問処理技術.(C)解釈可能な圧縮データ錬成技術.初年度である平成30年度は,特に(B)に力点を置いて研究を行い多くの研究成果を得た.また,(C)については,パターン枚挙アルゴリズムの出力における「パターンの同値性の可視化の観点」から同値性判定アルゴリズムを実装し,実環境下での性能評価を行っている.初年度は基礎的研究に重点を置くため,それほど多くの成果が出るものと期待していなかったが,予想を上回る数の研究成果が生まれ,それらを国際雑誌論文/国際会議論文として発表することができた.このように,本研究プロジェクトは当初計画以上にうまく進展しているといえる.初年度は非常に順調であったが,2年目以降はさらに総力を挙げて情報爆縮に基づいたIoT基盤技術の開発に邁進する.特に,省領域かつ線形時間で動作するストリーム圧縮手法について,これまで以上に圧縮率を向上させることに力を注ぐ.
公益事業・情報産業における市場支配的地位の濫用規制と紛争処理の総合的研究

本研究においては,従来独占が認められていた事業者が,ネットワーク等の不可欠施設を有しているため,市場支配的地位いあるという認識に基づき,主にドイツの法制度及び場合によってはEU法に基づき,学説・紛争事例の分析を通して,競争促進的な経済法制の在り方を明らかにすることを目的としている。第一に,独占禁止法ないしはいわゆる競争法における,不可欠施設の理論についての考え方を検討した。ここでは、ドイツの独占禁止法に当たる競争制限防止法における,不可欠制限質を念頭に置いている規定の意義,さらに具体的な事例の分析を通して運用上の問題を明らかにすることを試みている。具体的な事例では,電力エネルギー分野に関する事例が多く見られ,判例の蓄積も進んでいる。当該分野における競争の導入・促進に際して一定の役割を果たしてきているといえる。他方で,一連の事例の分析からは,今後との課題としては価格規制の問題があることが明らかになった。ドイツでは,この問題に取り組む判例も増えてきており,今後も判例の展開に注目していく必要が有る。第二は,不可欠施設理論から発展して,電気通信事業における規制の在り方を検討している。ここでは,主にドイツ法に基づき,。学説及び紛_具体的事例を手がかりにして,規制の特徴・今後の課題を明らかにした。電気通信事業に関しては,比較検討対象としたドイツ法においては、事業法がきわめて重要な役割を果たしており,競争制限防止法の役割としてはむしろ補完的であることが明らかになった。ここでも,電気通信事業法に基づく料金・価格規制が重要な課題となっている。最後に,不可欠施設と知的財産権件の関係を主にEU法をてがかりに検討している。いわゆる規制産業においては,規制対象の範囲及びとりわけ価格規制の在り方が今後の大きな課題となっており,引き続きこの問題について,学説・判例に注目していく必要が在る。まず、公益事業として従来独占が認められてきた分野である電力エネルギー及び電気通信業において、競争原理の導入のために決定的な意味を持つと思われる、ネットワークないしはいわゆる不可欠施設へのアクセス規制の内容について、ドイツ法を中心にした比較法的検討を行った。ドイツでは電力エネルギーセクターにおいて、競争制限防止法を手がかりに不可欠施設のいわゆる共同利用が促進されているが、その不可欠施設の利用料金に当否が論点になることが多い。もっとも、この利用料金の当否を判断することは容易ではなく、カルテル庁、裁判所による幾つかのケースの積み上げを基礎にして、理論を再構築する必要性があるように思われる。電気通信セクターにおいては、競争制限防止法の他に、主にセクター特殊立法である電気通信法が、電気通信セクターにおける規制・競争秩序を規定している。電気通信事業法においても、電気通信ネットワークのアクセス規制、料金規制を含んでおり、一定の市場力を有する事業者の濫用行為を規制することを重要な内容としている。もっとも、電気通信セクターにおいては、有効な競争が現時点では原則として想定しえないことから、その目的は電気通信市場における競争を創出し、確立することにあり、その濫用規制も競争制限防止法における濫用規制より、規制当局による介入の幅は広いと思われる。
小児期星細胞腫の特徴および悪性化に関わる遺伝子異常に関する研究

毛様星細胞腫における病理組織と遺伝子変異による診断の相関、ならびに客観性の有無を検討した。その結果、遺伝子異常の有無が、病理診断と比較し概ね妥当であることを確認した。この中で、BRAF遺伝子変化の見られなかった腫瘍について、毛様星細胞腫ではなく退形成星細胞腫と診断すべき症例を詳細に検討し、FAS遺伝子異常とP53遺伝子異常が重複したことで悪性化を来たしたことが示された。22年度は当施設にて過去に採取された22例の毛様星細胞腫に関して、病理学的再評価に取り組んだ。うち1例は診断が退形成星細胞腫であることが判明した。当該腫瘍については家族内の脳腫瘍発生、p53遺伝子変異があることが明らかとなり、Neuropatholgy and Applied Neurobiology誌に投稿中である(筆頭著者)。その他に、星細胞腫の悪性型である神経膠芽腫においてsphingosine-1-phosphate receptor type1発現量が細胞分裂や予後と相関することをJournal of Neuro-oncology誌、およびInternational Journal of Cancer誌に発表した(共著)。また、神経膠芽腫における髄液播種と5-ALAによる脳室壁蛍光術中所見とが相関することを見出しJournal of Neurosurgery誌に発表した(共著)。神経膠芽腫におけるRNAiに関する知見をreviewし、RNA Technologies and Their Applications (Springer)に掲載した(共著)。小児脳腫瘍に合併した水頭症に対し、シャント手術の合併症に関する論文をNeurologica Medico-Chirugica誌に発表した(筆頭著者)。一連の業績は、悪性脳腫瘍における基礎と臨床を繋ぐ上で意義のあるものである。現在、毛様星細胞腫症例での遺伝子解析を進めており、IDH-1遺子変異および最近開発された変異IDH蛋白抗体による免疫組織学検索を行っている。来年度は更にBRAF遺伝子の解析を行い、毛様星細胞腫における病理組織と遺伝子変異による診断の相関、ならびに客観性の有無を検討する予定である。23年度は毛様星細胞腫における病理組織と遺伝子変異による診断の相関、ならびに客観性の有無を検討した。この中で、BRAF遺伝子変化の見られなかった腫瘍について、毛様星細胞腫ではなく退形成星細胞腫と診断すべき症例を詳細に検討し、FAS遺伝子異常とP53遺伝子異常が重複したことで悪性化を来たしたことが示され、Neuropatholgy and Applied Neurobiology誌に発表した(筆頭著者)。また、悪性星細胞腫における抗がん剤抵抗蛋白であるMGMTについて、同遺伝子のプロモーターメチル化と同蛋白の発現レベルの間に正の相関があることを見出しJapanese Journal of Clinical Oncology誌に発表した(共著)。さらに悪性星細胞腫における細胞内シグナル伝達経路異常についての最近の知見を自験例も含めてreviewし、Cancers誌に報告した(共著)。その他、下垂体腫瘍の妊婦例に関し、抗利尿ホルモンが妊娠中に枯渇しがちなことから水分管理に十分な注意が必要であることをNeuroendocrinologyLetters誌に報告した(筆頭著者)。一連の業績は、悪性脳腫瘍に対し分子生物学的知見に基づいた診断を行うことで、生物学的特徴に基づいた治療戦略を練る上で有用な知見といえる。引き続き、分子学的変化が化学療法および放射線治療に関し、どのような反応を示すかについて検討している。特に、放射線治療に関しては近年2次性癌の発生頻度が高まってきているため、自験例を含めて遺伝子変異の検討を行っている。
白神山地(世界遺産)のブナ林更新に対する越境大気汚染の影響とその対策に関する研究

本研究では、ブナ(Fagus crenata)の実生に対するオゾン(O_3)と酸性降下物による土壌窒素過剰の複合影響と両ストレスによって成長や純光合成速度が低下したブナ苗に対する土壌への石灰添加の効果を明らかにすることを目的とした。ブナ苗の個体乾物成長や純光合成速度に対するO_3の影響は、土壌への窒素負荷量によって変化することが明らかになった。一方、土壌への石灰添加は、オゾンと土壌への窒素負荷(50 and 100 kg N ha^<-1> year^<-1>)によって低下したブナ苗の個体乾物成長や純光合成速度を回復させないことが明らかになった。本研究では、オゾンと酸性降下物による大気から地表面への窒素沈着の複合影響によるブナ実生の成長低下と土壌への石灰添加などによる成長回復のメカニズムを解明し、白神山地における越境大気汚染によるブナ林の更新被害の防止策を提案することを目的とした。ブナ苗を褐色森林土を詰めたポットに移植し、2009年5月5日から11月12日まで育成した。育成土壌への窒素負荷量が0,20,50,100,200kg ha^<-1> year^<-1>となるようにNH_4NO_3溶液を土壌表面に添加したNO,N20,N50,N100,N200区の5処理区を設けた。N20区とN50区に、添加したNH_4NO_3中のNH_4^+がすべて硝化された場合に放出されるH^+を中和する量のCaCO_3を散布したHL区とHL区の半分のCaCO_3を散布したLL区および石灰処理を行わなかったNL区を設けた。土壌への過剰な窒素負荷は、ブナの葉に遊離アミノ酸を蓄積させ、タンパク質やクロロフィルの増加を抑制すると共に、、気孔閉鎖を引き起こし、純光合成速度を低下させた。9月におけるRubisco濃度に窒素負荷による有意な増加と石灰処理による有意な低下が認められた。同時期の全可溶性タンパク質(TSP)濃度、全窒素濃度およびクロロフィル濃度に窒素負荷と石灰処理の有意な交互作用が認められた。N20区では、石灰処理によってLL区における全窒素濃度とクロロフィル濃度は有意に増加した。N50区では、石灰処理によって、HL区におけるTSP濃度が有意に低下した。この時、遊離アミノ酸濃度は、窒素負荷または石灰処理によって有意に増加した。以上の結果より、土壌への石灰処理はブナの葉の遊離アミノ酸濃度を増加させるが、タンパク質合成量は増加させないため、土壌への窒素負荷量の増加に伴うRubisco濃度の増加を相殺し、ブナの葉の純光合成速度を増加させないと考えられる。ブナの成長、純光合成速度および栄養状態に対する土壌への窒素負荷と石灰処理の複合影響とそのメカニズムを明らかにするために、3年生のブナ苗を用いて、5段階の土壌への窒素負荷処理区(0,20,50,100,200kg N ha^<-1> year^<-1>)を設けた実験および窒素負荷の有無と石灰処理の有無を組み合わせた複合実験を行った。2成長期間(2009年5月5日2010年11月5日,550日間)にわたって育成したブナ苗の個体乾重量と純光合成速度は土壌への過剰な窒素負荷によって有意に低下した。2010年11月における200kg ha^<-1> year^<-1>で窒素負荷を行った土壌で育成したブナ苗の個体乾重量は、他の処理区のそれに比べて有意に低かった。土壌への過剰な窒素負荷によって葉の純光合成速度が低下したが、その原因として土壌溶液中のMn濃度の増加によって葉内のMn過剰蓄積や根の形態や活性の低下が起こりMg吸収が阻害された結果、葉のMn/Mg比が増加し、Rubiscoの活性化が阻害されたことが考えられる。最も窒素負荷量が多い窒素処理区(200kg N ha^<-1> year^<-1>)において、土壌への石灰処理によって土壌酸性化が緩和され、ブナ苗の葉の栄養状態が改善された。しかしながら、この改善の程度は、窒素負荷がない場合と比較すると葉の純光合成速度に害作用を発現させる程度に留まっていたため、石灰処理によるブナ苗の純光合成速度や個体乾重量の有意な増加は認められなかった。したがって、石灰処理を行う時期を早めることや石灰散布量を増やすことで、より高い改善効果を得られると考えられる。日本の森林を構成する樹木は、オゾン(O_3)と土壌への窒素沈着の複合影響を受けている可能性がある。土壌に過剰な窒素が供給されると、硝化作用が促進され、土壌酸性化を引き起こす。

土壌酸性化を改善することを目的として土壌への石灰添加が行われているが、石灰添加の樹木影響において一定の見解が得られていない。そこで本研究では、O_3と土壌への窒素負荷の複合的な影響を受けたブナ苗に対する土壌への石灰添加の影響を明らかにすることを目的とした。2年生のブナ苗を褐色森林土を詰めたポットに移植し、O_3暴露チャンバー内で2010年6月8日2011年10月31日まで育成した。ガス処理区として、浄化空気区とチャンバー内のO_3濃度を野外のそれの1.0倍または1.5倍に制御したO_3区を設けた。窒素処理として、土壌への年間積算負荷量が0,20,50,100kg ha^<-1>year^<-1>となるように、NH_4NO_3溶液を土壌表面から添加した。3段階のガス処理と4段階の窒素処理をファクトリアルに組み合わせて、合計12処理区を設定した。2011年5月7日に、100kg ha^<-1>year^<-1>で1年間にわたって土壌への窒素負荷を行ったブナ苗の半数の個体の育成土壌に苦土石灰(CaCO_3:MgCO_3=1:1)を4,887kg ha^<-1>で添加した。2011年9月における土壌溶液のpHに、土壌への石灰添加による有意な上昇が認められた。2011年7月におけるブナ苗の葉のRubisco濃度は、石灰添加によって有意に増加した。しかしながら、2011年7月におけるブナ苗の葉の純光合成速度と個体乾物成長は、土壌への石灰添加によって有意に低下した。これらの結果より、O_3と土壌への窒素負荷の複合的影響を受けたブナ苗の純光合成速度や成長の低下は、土壌への石灰添加によって完全には回復しないことが明らかになった。
構造用金属材の渦電流型高感度磁気センサによる疲労推定法の開発

近年、原子炉の高経年化などに伴って構造用金属材の疲労の蓄積状態を確実に把握し余寿命を推定しようとする技術の開発が急がれている。我々は、オーステナイト系ステンレス鋼のマルテンサイト変態を利用して渦電流型に分類される励磁型磁気センサによるオーステナイト系ステンレス鋼の疲労蓄積量推定法の研究を行い以下に述べるような結果を得た。渦電流を用いた疲労蓄積量推定用に励磁差動型磁気センサを試作した。この磁気センサは、周波数特性の良いMn-Zn系のフェライトコアを中核に製作された。SUS304を疲労試験材としロックインアンプと組み合わせ磁気センサによる疲労蓄積量計測実験を行った。その実験は、励磁の最適条件を求めることなどやFG型磁気センサを使った残留磁化法との比較などを行って磁気センサの疲労蓄積量の検出特性を評価した。その結果、励磁周波数では、10kHzから40kHzが、励磁電流では10mA程度が良い結果をもたらすことがわかった。この磁気センサからの信号の大きさは、疲労蓄積量と良く比例し、今回提案した磁気センサはオーステナイト系ステンレス鋼であるSUS304の疲労蓄積量の評価に利用できることがわかった。なお、この磁気センサは、差動型なので局所的な疲労の集中部を検出するのに有効だということもわかった。しかし、この励磁差動型磁気センサで疲労蓄積量の分布を求めるためには,平面的な走査と組合せる必要があり,疲労蓄積量の定点観測型としては使用しにくいことがわかった。また,試料端部効果や亀裂の影響が大きい不利な点があることがわかった。そこで,デジタル信号処理と組み合わせてノイズの低減を図った。さらに,励磁差動型磁気センサの出力を空間的に積分することによって求める数値処理の方法も提案し,励磁差動型磁気センサによるSUS304の疲労蓄積量推定システムを各種学会報告等を通して提案し,研究を終了した。近年、研究が急がれている非破壊評価技術の一つに、構造用金属材の疲労の蓄積状態を確実に把握し余寿命を推定しようとする技術がある。我々は、オーステナイト系ステンレス鋼のマルテンサイト変態を利用した残留磁化法や今回提案している渦電流型に分類される励磁型磁気センサによるオーステナイト系ステンレス鋼の疲労蓄積量推定法の研究を行っており基礎的であるが有益な結果を得ている。本年度は当初の予定のように渦電流を用いた疲労蓄積量推定用に差動ピックアップ型磁気センサを試作した。この磁気センサは、周波数特性の良いMn-Zn系のフェライトコア中核に製作された。SUS304を疲労試験材としロックインアンプと組み合わせ磁気センサの評価実験を行った。その実験には、励磁周波数は1kHzから100kHzを励磁電流は10mAから20mAを使うなどして励磁の最適条件を求めることなどやFG型磁気センサを使った残留磁化法との比較などを行って磁気センサを評価した。また、残留磁化法と同様に差動ピックアップコイルからの信号の大きさは、疲労蓄積量と良く比例し、今回提案した渦電流型磁気センサは十分にオーステナイト系ステンレス鋼であるSUS304の疲労蓄積量の評価に利用できることがわかった。しかし、渦電流型であるため試料端部効果や亀裂の影響が大きく使用に制限もあることがわかった。

そこで、この研究で次年度以降、対象材料を増やしその適用の可否を検討するとともに疲労の蓄積状態を連続してモニタリングできるような構成の磁気センサも試作していきたいと考えている。近年、原子炉の高経年化などに伴って構造用金属材の疲労の蓄積状態を確実に把握し余寿命を推定しようとする技術の開発が急がれている。我々は、オーステナイト系ステンレス鋼のマルテンサイト変態を利用した残留磁化法を従来研究してきたが,今回,渦電流型に分類される励磁型磁気センサによるオーステナイト系ステンレス鋼の疲労蓄積量推定法の研究を提案し,以下に述べるような有益な結果を得た。本年度は,昨年度(平成17年度)の結果を考慮して,渦電流を用いた疲労蓄積量推定用励磁差動型磁気センサを用いてSUS304鋼を対象として更なる疲労推定実験を繰り返した。実験では励磁差動型磁気センサの駆動面での周波数(30-50kHz程度)や励磁電流(10mA程度)といった最適値を用いた。この実験結果から,昨年度実験できなかった平面曲げ印加応力と差動ピックアップコイルの出力の関係は,FG型磁気センサによる残留磁化法と同様によい直線性を示し,疲労蓄積量との高い相関ともあいまって渦電流を用いた励磁差動型磁気センサは十分にオーステナイト系ステンレス鋼であるSUS304の疲労蓄積量の評価に利用できることがわかった。しかし、この励磁差動型磁気センサで疲労の蓄積量の分布を求めるためには,平面的な走査と組合せる必要があり,疲労蓄積量の定点観測型としては使用しにくいことがわかった。また,渦電流型であるため試料端部効果や亀裂の影響が大きく使用に制限もあることがわかった。さらに,試料表面の微小な傷などがノイズ信号となる欠点があることもわかった。そのため,デジタル信号処理と組み合わせてノイズの低減を図ったり,残留磁化法と同様に疲労蓄積量の分布を知るために,励磁差動型磁気センサの出力を空間的に積分することによって求める数値処理の方法も提案し,磁気センサの基本的性能のアップと平行して信号処理の必要性も確認した。以上の2年間のこの研究から,今後状態監視用に使用できる疲労推定用磁気センサの開発の方向性を知ることができた。
播種性血管内凝固におけるTAFIの役割とその制御

新規線溶阻止因子TAFIの臨床意義は解明されていない。この度、播種性血管内凝固症候群(DIC)病態におけるTAFIおよび活性型TAFI(TAFIa)の動態を、組織因子&LPS誘発ラットDICモデルを用いて検討した。DICモデルにおいて、TAFIaは上昇したが、アルガトロバン投与により有意に抑制された。LPS誘発DICモデルにおける臓器障害や炎症性サイトカイン上昇は、TAFIa阻害薬により軽減した。近年、トロンビンによって活性化される新しいタイプの線溶阻止因子としてTAFI(Thrombin-activatable fibrinolysis inhibitor)が発見されたが、PAIの線溶抑制状態における意義が相当明らかにされてきたのとは対照的に、TAFIの生理的・病的意義についてはほとんど不明である。平成19年度は、LPS誘発DICモデルおよび組織因子(TF)誘発DICモデルにおいて、PAIおよびTAFIの動態について検討した。その結果、凝固活性化マーカーであるTATは、両モデルにおいて同程度に上昇し、血小板やフィブリノゲンと言った止血因子も同程度に低下した。Dダイマーについては、TFモデルにおいては急峻に上昇したのに対して、LPSモデルでは軽度上昇が遷延した。PAI活性は、LPSモデルにおいて著増したのに対して、TFモデルでは軽度上昇に留まった。一方、TAFI(活性化される前の基質としてのTAFI)は、両モデルにおいて著減し、TAFIa(活性型TAFI)は両モデルにおいて上昇した。このTAFIaの上昇は、合成抗トロンビン薬であるアルガトロバンにより有意に抑制された。Dダイマーの成績から、TFモデルは線溶活性化が明らであり、LPSモデルは線溶抑制病態にあると考えられたため、DICにおける線溶調節は、主としてPAIが担っているものと推察された。DICにおけるTAFIの役割をさらに明らかにするため、TAFIaインヒビターを用いた検討を行う予定である。近年、トロンビンによって活性化される新しい線溶阻止因子TAFIが発見されたが、TAFIの臨床における意義は未だ解明されていない。この度、播種性血管内凝固症候群(DIC)病態における活性型TAFI(TAFIa)の動態を、組織因子(TF)誘発ラットDICモデルを用いて検討した。TFモデルはTF3.75mg/kgを4時間かけて尾静脈より点滴静注した。薬物投与群では、抗トロンビン薬であるアルガトロバンをTF投与開始30分前から30分かけて尾静脈より点滴静注した。TAFIaの測定は、まず血漿を、TAFI活性化停止剤をいれたシリンジで採血し、採血後のTAFIからTAFIaへの変換を停止させた。その血漿を2つに分け、片方にのみTAFIa阻害剤であるCPIを投与しTAFIaをマスクした(CPIを加えたほうではTAFIa以外のカルボキシペプチダーゼ類の活性を、CPIを加えなかったほうではTAFIaを含む全てのカルボキシペプチダーゼ活性を測定することになる)。CPIを加えなかった血漿のカルボキシペプチダーゼ活性をTAFIa様活性と表現した。その結果、DIC誘発によって観察された血小板数、フィブリノゲン、TAT、D-dimerといった凝血学的マーカー、肝及び腎臓器障害のマーカーであるALT及びCrの変動は、アルガトロバンの投与によって有意に改善された。TAFIa様活性およびTAFIa活性はTF誘発DICモデルにおいて、経時的な上昇がみられた。一方、アルガトロバン投与により8時間後においてTAFIaの上昇は有意に抑制された。TAFIa活性はDIC病態において有意に上昇し、アルガトロバンによってその上昇が抑制されたことから、DICにおいてTAFIはトロンビンによって活性化され、線溶抑制の観点から重要な役割を果たしているものと考えられた。
酵母における新規な小胞体ストレス回避メカニズム

真核生物は小胞体の機能不全に応じて小胞体ストレス応答を引き起こす。従来は小胞体への構造異常タンパク質の蓄積に起因すると考えられてきた小胞体ストレスであるが、近年の研究により、脂質の恒常性破綻や細胞内呼吸の異常など、さまざまな原因があることが分かってきた。よって、小胞体ストレスセンサーの活性制御システムも、これまで考えられてきた以上に多彩なはずである。そこで本研究では、小胞体ストレスセンサーIre1がミトコンドリアの機能不全に対してどのように活性が変化するかについて、出芽酵母を題材としてアプローチした。小胞体は分泌タンパク質の折り畳みなどを行う細胞内小器官である。小胞体におけるタンパク質の折り畳みに不全を来すと、真核生物細胞はこの状態を解決すべく、小胞体内在性分子シャペロンなどの発現誘導を行う。これが小胞体ストレス応答(Unfolded protein response (UPR))である。出芽酵母細胞では、小胞体膜貫通タンパク質Ire1が小胞体ストレスセンサーとして働くことが知られている。Ire1は小胞体内腔で、構造異常タンパク質と直接相互作用してエンドリボヌクレアーゼとして機能する。Ire1の標的はHAC1 mRNAでこれをスプライシングすることにより、HAC1 mRNAは転写因子へと翻訳され、UPR解消のための遺伝子群の転写を誘導する。本研究ではサイトゾル側の要因や因子によりIre1の活性が変化する事例を取り上げ、そのメカニズムの解明に迫ることを目的とした。まず、ミトコンドリア機能不全がUPR減弱を引き起こす現象について検証した。ミトコンドリアの機能がUPRに何らかの影響を及ぼすことが予想されるので、ミトコンドリアで機能するタンパク質を欠損させ、UPRにどのような影響をもたらすのかを検討したい。また、ほ乳類や動物培養細胞においても膜脂質の恒常性破綻がUPRを引き起こすことが知られている。私の予備研究から、構造異常タンパク質と会合できなくなるIre1変異体も膜脂質の恒常性破綻によって活性化することが明らかとなり、このメカニズムの解明にも迫りたい。このため、膜脂質の恒常性破綻を引き起こした細胞で、Ire1と会合するタンパク質を同定しようと試みた。小胞体は分泌系蛋白質の折り畳みを行う細胞内小器官である。小胞体における蛋白質の折り畳みに不全を来した場合(小胞体ストレス)、真核生物細胞はこの状態を解消すべく、小胞体内在性分子シャペロンなどの発現誘導を行う。これがUnfolded protein response (UPR)であり、出芽酵母細胞では小胞体膜貫通蛋白質Ire1が小胞体ストレスセンサーとして機能する。すなわち、小胞体膜貫通型エンドリボヌクレアーゼであるIre1は小胞体内腔に蓄積した構造異常蛋白質と直接的に相互作用して活性化し、転写因子をコードするHAC1 mRNAをスプライシングにより成熟させる。本研究では、サイトゾル側の要因や因子によりIre1の活性が変化する事例を取り上げて、そのメカニズムの解明を目的とした。ほ乳類や動物培養細胞においても、膜脂質の恒常性破綻がIre1を活性化することが知られている。私の予備研究から構造異常蛋白質を認識できないIre1変異体も膜脂質の恒常性破綻を感知し、活性化することが明らかとなった。すなわち、膜脂質の恒常性破綻は、これまで知られてきた「小胞体ストレス応答」とは別のメカニズムでIre1を活性化するのである。本研究ではこのメカニズムを明らかにするため、特定遺伝子をノックアウトし、膜脂質の恒常性破綻が小胞体ストレス応答にどのような影響があるかを検討した。また、その際の細胞内脂質構成を分析する予定である。また、ミトコンドリアの機能不全がUPRの減弱を引き起こすことが予備実験で見いだされており、ミトコンドリアが十分に働いていないときには、強いUPRをひき起こさないと言う制御メカニズムが存在している可能性がある。このメカニズムを解明するための実験を行った。26年度が最終年度であるため、記入しない。出芽酵母Ire1と会合する蛋白質の同定を行うことができた。当初想定した以上にIre1と会合するタンパク質の候補を見いだすに至った。そのため、どのタンパク質を詳細な解析に持ち込むのかを絞り込むための研究を行う必要が出てきたため、予定よりやや遅れている状況である。細胞生物学今後は、まず、同定した候補タンパク質のうち、どのタンパク質に絞り込むかの研究を行う。候補タンパク質の欠損株を用い、Ire1の活性にどのような影響がでるのかをUPRE-lacZリポーター解析を用いて検証する。その後、Ire1の活性に影響を与えるタンパク質と、Ire1との会合を再確認した後、詳細な解析を行う予定。
植民地統治下の台湾の「日常」と「帝国」日本－植民地統治の影響の深度に関する考察－

本研究は、植民地統治下の台湾、中でも「植民地の日常」に焦点をあて、その場その場に働くヘゲモニーや規律権力の具体的なあり方の解明を通じて、植民地統治が植民地住民に与えた影響、特に日常生活というレベルに及ぶ影響について考察することを目的とする。時期的には、1910年代末から1930年代後半までを中心に考察を進めていく。その際、人口の大部分を占めていた漢民族系住民はもちろんのこと、圧倒的なマイノリティであった台湾先住民にも焦点をあてることで、「植民地経験」の多様性を解明することができ、さらに植民地統治が植民地住民に与えた影響について、多角的・立体的に描き出すことが出来るという見通しをもっている。
計算資源とメモリアクセスを同時に考慮したDSPコード最適化とコンパイラへの応用

ディジタル信号処理プロセッサ(DSP)では、効率的なプログラムコードを自動的に生成・最適化できるコンパイラ技術が嘱望されている。通常は、計算順序の変更などによりレジスタと演算器などの計算資源を有効活用する方法が一般的である。しかしながら、DSPでは間接アドレッシングと自動修飾更新機構により簡単なメモリアクセスを効率化できるが,逆にこの機構を十分に活用できない場合は等価的にオーバーヘッドが生ずることになる。このオーバーヘッドは変数のアドレス配置の工夫により抑えることができる。本研究では、レジスタとメモリを演算引数としてとれる命令セットのDSPにおいて,アドレスレジスタ(AR)による間接アドレッシングを仮定し、計算順序と変数アドレスの両面を考慮した最適化によりコード化効率の改善を図っている。提案するDSPコンパイラでは、計算順序決定の自由度を高めるために、従来よりもコードに近い細かい中間コード表現を用いて計算順序決定・コード生成を行う。また,レジスタ割り当てとコード生成が終了した後にレジスタ割り当ての結果を利用して計算順序を再決定する構成をとる。まず、データフローグラフ(DFG)中の各変数値の参照・定義回数によって値を保持すべき変数を調べ,これを考慮した計算順序決定及びレジスタ割当を行い,その後のコード生成,メモリ配置により,得られたメモリアクセス順序についてのオーバーヘッドコード数がわかる。次に、メモリに格納された変数値データを参照する中間コードについて実行順序の交換を逐次試行し,計算順序の再決定を行う.このとき,得られた計算順序についてはコード生成を再度行い、オーバーヘッド数を評価する.この操作を全ての実行順序が交換可能な中間コードについて行い,オーバーヘッドが最良となる計算順序交換の組合せを求める。実際に提案手法を仮定したDSPに近いμPD77230を対象としたコンパイラに適用し,いくつかの例題についてのコード生成結果から,コード効率の向上並びにメモリアクセスに伴うオーバーヘッドの低減を確認している。間接アドレッシングによってメモリがアクセスされるDSPに対して,計算順序の変更と算術レジスタの効率的な利用によって,メモリアクセスによって生ずるオーバーヘッドを削減可能であることを示した.DSPでは,その応用時にプログラムを高効率な即ち実行時間の短いコードに自動変換する技術が重要である.計算順序の変更によりレジスタと演算器の効率的に活用して,ある程度高効率なコードを得ることができる.しかしながら,DSPはメモリアクセスが間接アドレッシング程度の貧弱な機構に限られるなど様々な制約があり,これにより逆にオーバーヘッドを生じる.このオーバーヘッドは,変数のアドレス配置を工夫することである程度低減できることが分かっているが,更なるコード化効率の改善のためには,上記の両面を考慮したコード最適化方法の確立が不可欠である.そこで,今年度はプロトタイプのコンパイラを作成し,コード最適化の可能性を確認すると共に種々問題点を明らかにした.本コンパイラは,計算順序決定,レジスタ割当,及びメモリアドレス配置を主とし,それらが相互に連携しながら逐次反復実行する.レジスタ割当においては,コード中におけるプログラム変数及びスピル処理などによって生ずる中間変数の生起・参照回数を調べて,これをレジスタの利用効率の向上に利用すると共に,変数及び中間変数のアクセスに際してそれらのアドレス配置結果を適宜参照してオーバーヘッドの少ないレジスタ利用ができるように計算順序決定方法に対して指針を与える.計算順序決定では,実際のコードにほぼ1対1に対応した中間,コードを用いて,可能ないくつかの計算順序候補の中から,レジスタ割当で得られた指針を基にして,メモリアクセスのオーバーヘッドが最小となる順序を決定する.以上の方法を数種の例題に適用し,メモリアクセスに伴うオーバーヘッドを抑え,コード化効率が改善できることを確認した.ディジタル信号処理プロセッサ(DSP)では、効率的なプログラムコードを自動的に生成・最適化できるコンパイラ技術が嘱望されている。