hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
トリプルネガティブ乳癌におけるKLF4、Her4経路の解明と治療効果予測の研究

85例のTNBCに関するKLF4の発現について、免疫染色を用いて評価した。またTNBC患者のCTCを同定し、KLF4の発現を検討した。さらにTNBC培養細胞にKLF4のsiRNAを導入してKLF4の発現を抑制し、細胞増殖能、およびEMT様変化について解析した。85例のTNBC症例において、KLF4高発現群は低発現群と比較してOS、DFSが有意に良好であった。またTNBC患者のCTCではKLF4の発現が低下していた。さらにKLF4の発現を抑制したTNBC細胞では細胞増殖能や細胞浸潤能が増強した。このとき各接着因子発現も抑制されており、EMT様の変化が認められた。1、培養細胞を用いたホルモン・抗癌剤に対する薬剤感受性探索システムの確立:1、乳癌手術で切除した標本より乳癌培養細胞(TNB-111)を分離した。現在継代培養中であり、11代目である。今後、さらに培養を続けて細胞株の樹立を目指す。2、MicroRNAを用いたKLF4発現・トリプルネガティブ(TN)乳癌細胞の解析:TNB-111細胞を用いた解析を予定している。3、Her family(Her1-4)、およびiPS誘導因子(Nanog, KLF4)を用いた乳癌悪性度の検討:これまでの研究から、iPS誘導因子であるNANOGを高発現している乳癌症例は予後不良であり、KLF4を発現している乳癌症例は予後良好である事を明らかにした。今回の検討で、NANOGは乳癌サブタイプと関連のない予後不良因子であるのに対して、KLF4高発現症例はトリプルネガティブ乳癌で有意に予後良好となる事が明らかとなった。今後さらに検討を進め、iPS誘導因子と乳癌悪性度の関係を明らかにしていく予定である。4、乳癌患者末梢血液中のCTC同定のための基礎的研究:再発乳癌患者10名より抹消血液を採取し、CTC(circulating tumor cell)捕捉用マイクロ回路にセットして、抹消血液中のCTC同定を行った。その結果、複数の症例で抹消血液中のCTCを同定する事が可能であった。今後、CTC捕捉用マイクロ回路を改良し、より臨床で簡便に利用可能な回路の確立を目指す。【方法】76例のTNBCに関するKLF4とNANOGの発現レベルについて、免疫染色を用いて評価するとともに、転移再発形式について臨床病理学的に検討した。またTNBC患者における抹消血液中のCTCを同定し、KLF4、NANOGの発現についてそれぞれ原発巣と比較した。さらにTNBC培養細胞(MDA-MB231)にKLF4のsiRNAを導入してKLF4の発現を抑制し、KLF4の細胞増職能、およびEMT様変化について解析した。【結果】76例のTNBC症例において、KLF4を強く発現するgroupでは、弱く発現すgroupと比較して、TNBC症例におけるOS、DFSが有意に良好であった。一方、NANOG発現のupper groupでは、lower groupよりも有意に予後不良であった。TNBC患者の抹消血液中に存在するCTCでは、KLF、NANOGの発現が低下していた。またKLF4の発現を抑制したMDA-MB231では、controlに比べて細胞面積が増大するとともに、細胞増殖能が増強した。このとき、E-cadherinやVimentinなどの発現も抑制されており、EMT様の変化が認められた。【結語】KLF4の発現が低いTNBC症例の予後は不良であった。一方、NANOGの発現が高いTNBC症例の予後は不良であった。CTC、およびsiRNAの実験結果より、TNBCではKLF4の低下により、EMTが誘導され、乳癌の転移が亢進すると考えられた。またNANOGの発現はEMRメカニズムと関係なく、TNBCの悪性度を増強させると考えられた。【はじめに】我々はこれまでに、iPS細胞誘導因子の一つであるKLF4が、トリプルネガティブ乳癌(TNBC)において予後予測因子となることを報告してきた。今回、TNBC患者の抹消血液中浮遊癌細胞(CTC)におけるKLF4の発現を解析し、TNBCの転移増殖機構に対してKLF4が抑制的に機能している知見を得たので報告する。【方法】85例のTNBCに関するKLF4の発現レベルについて、免疫染色を用いて評価するとともに、転移再発形式について臨床病理学的に検討した。またTNBC患者における抹消血液中のCTCを同定し、KLF4の発現についてそれぞれ原発巣と比較した。【結果】85例のTNBC症例において、KLF4高発現群は低発現群と比較してTNBC症例におけるOS、DFSが有意に良好であった。TNBC患者の抹消血液中に存在するCTCを捕捉しKLF4の発現を解析すると、原発巣の癌細胞と比較してCTCではKLF4の発現が低下していた。またKLF4の発現を抑制したTNBC細胞(MDA-MB231)では、controlに比べて細胞増殖能や細胞浸潤能が増強した。このとき、E-cadherinやVimentinなど各接着因子発現も抑制されており、EMT様の変化が認められた。【結語】KLF4の発現が低下したTNBC症例の予後は不良であった。

CTC、およびsiRNAの実験結果より、TNBCではKLF4の低下により、EMTが誘導され、乳癌の転移増殖能が亢進すると考えられた。KLF4の発現を高める治療は、TNBCの転移増殖を抑制する上で有用な戦略になり得ると考えられた。85例のTNBCに関するKLF4の発現について、免疫染色を用いて評価した。またTNBC患者のCTCを同定し、KLF4の発現を検討した。さらにTNBC培養細胞にKLF4のsiRNAを導入してKLF4の発現を抑制し、細胞増殖能、およびEMT様変化について解析した。85例のTNBC症例において、KLF4高発現群は低発現群と比較してOS、DFSが有意に良好であった。またTNBC患者のCTCではKLF4の発現が低下していた。さらにKLF4の発現を抑制したTNBC細胞では細胞増殖能や細胞浸潤能が増強した。このとき各接着因子発現も抑制されており、EMT様の変化が認められた。臨床症例の集積が進んでいる。乳癌バイオマーカーウエスタンブロット法を用いてトリプルネガティブ乳癌の転移増殖におけるKLF4の役割を明らかにする。1、乳癌培養細胞は1種類が継代培養中であり、microRNAを用いてTN乳癌の増殖メカニズムを解析するためにはさらに研究期間が必要である。2、iPS誘導因子(NANOG、KLF4)については解析が進んでいる。Her family(Her1-4)についてはこれから研究を行う予定である。3、CTC捕捉用マイクロ回路を用いた抹消血液中のCTC同定は可能であるが、より簡便に解析を行うため、改良を加える必要がある。物品費、旅費が全額使用されていない。1、乳癌培養細胞の種類を増やす。当施設で確立した培養細胞だけでなく、MCF7やMDA-MB231など、既存の乳癌培養細胞株を用いた解析も行う。3、CTC捕捉用マイクロ回路を改良し、さらに症例数を蓄積して解析を進める。ウエスタンブロットを始めとする実験試薬、および実験機器(50万円以下)を購入し、最終年度の実験計画を達成する予定である。昨年度は乳癌培養細胞株の樹立が完成せず、microRNAチップ(400,000円)を用いた研究が次年度へ持ち越された。microRNAチップを用いてTN乳癌におけるKLF4を介した転移・増殖メカニズムの解明に関する研究を進める。またCTC補足システムの改良を行い、より臨床で簡便に利用できるシステムの構築を目指す。
樹状細胞の機能分化におけるBCL6ファミリーの役割の解析

アレルギー性疾患はアレルギーとなる抗原の提示、これに伴うTリンパ球の活性化、機能分化、さらにBリンパ球による抗体産生が関与する。我々はこれらアレルギー性疾患の発症メカニズムを解析する目的で、転写抑制因子Bcl6の欠損マウス(Bcl6-KO)を解析した。このマウスはCD4T細胞のTh2分化が起こりIgEを高産生し、好酸球浸潤をともなう結膜炎、皮膚炎をはじめとする各種臓器のアレルギー性炎症を自然発症する。そのため、アレルギー炎症の機序および免疫応答バランスの制御システムを解析しうるモデルマウスと考えられる。実際、我々はCD4T細胞においてIL-5がBcl6の標的遺伝子であることを明らかにしてきた。ところが生体内におけるBcl6-KOマウスのTh2細胞分化はリンパ球以外の因子が関与することが移植実験等から示唆されている。転写抑制因子Bcl6は血球系細胞に広く発現している。今までに胚中心B細胞の分化や記憶T細胞の分化にBcl6は重要であり、赤芽球分化、マクロファージ機能発現にも関与する等その機能が多岐に渡ることを明らかにしてきた。本研究ではリンパ球の機能分化に関わる樹状細胞の性質をBcl6ファミリーが制御する可能性を検証し、そのメカニズムを明らかにする目的で生体内、培養系を用いた検討を行い、以下の点について明らかにすることができた。3)Bcl6欠損樹状細胞は野性型樹状細胞よりもCD4T細胞のTh2細胞分化を誘導しやすい。これらの結果から、Bcl6はマウス生体内において樹状細胞の分化機能発現に直接関与し、Bcl6欠損樹状細胞はアレルギー炎症の発症に関与している原因細胞と考えられた。BCL6ノックアウト(BCL6-KO)マウスはTh2型炎症が自然誘導され、心臓をはじめとする各種の臓器に好酸球浸潤をきたし、心筋炎、結膜炎、皮膚炎を自然発症する。そのため、アレルギー炎症の機序および免疫応答バランスの制御システムを解析しうるモデルマウスである。実際、我々はIL-5やIL-18がBCL6の標的遺伝子であることを明らかにしてきた。さらにBCL6-KOマウス生体内においてTh2に分化したCD4T細胞の実数をTh2細胞のマーカーであるT1ST2を用いて評価した結果、T1ST2陽性細胞が著明に増加していることを明らかにした。このTh2分化機序を解析した。その結果、1)BCL6-KOマウス生体内におけるTh2分化の原因細胞の同定a)T細胞にのみ外因性BCL6を発現させその他はBCL6-KO由来のBCL6-レスキューマウスにおいてもBCL6-KOと同程度のTh2分化が認められ、分化の原因としてBCL6-KOマウス内のCD4T細胞以外の細胞の関与が考えられた。b)BCL6-KOマウスをDO11.10の系で作製したところ、ホメオスタティックに反応しやすいKJ-の細胞にTh2分化が起きることから、この分化に抗原提示細胞の異常が関与している可能性が考えられた。BCL6-KOマウス脾臓における樹状細胞を解析した結果、野生型と比較してCD11c+樹状細胞数が減少しており、特にCDllc+CD8+樹状細胞数が著明に減少していた。B220+Gr1+の樹状細胞数は有意な差を認めなかった。樹状細胞はナイーブCD4T細胞の活性化に重要な抗原提示細胞である。さらにこれら樹状細胞の機能的特徴および樹状細胞分化におけるBCL6の関与機構を解析中である。Bcl6ファミリーの樹状細胞分化における役割を解析した。Bcl6-KOマウスで脾臓中のCD4+DC、CD8+DCが減少しており、骨髄キメラマウスにおいても同様の結果を得たことからBcl6はCD4+DC、CD8+DCの分化において必須の転写抑制因子であることが明らかになった。

Bcl6のもう一つのファミリーでありBcl6と会合して機能することのあるBAZFの欠損マウスでは樹状細胞の異常を認めなかったことから、樹状細胞分化過程でのBcl6の機能発現はBAZFを会同して行われるものではないことも明らかになった。CD4+DC、CD8+DCの分化に重要な転写因子もすでに複数知られておりBcl6-KOのケースでもIRF-8,IRF-4,IRF-2,Id2,RelBの発現を培養系や脾臓樹状細胞で確認したが、それぞれの転写因子は発現が認められており、Bcl6-KOで見られる樹状細胞の分化異常は既知の転写因子の発現障害によるものでないことが明らかになった。また表現型をみても報告されているいずれの転写因子欠損マウスとも異なっている。さらにBalb/c背景のBcl6-KOマウスを作製しこのマウスでも同じ樹状細胞分化異常が見られることを確認している。この骨髄由来樹状細胞をOVA特異的T細胞レセプタートランスジェニックマウス(DO11.10)CD4T細胞と特異的ペプチド存在下で供培養しDO11.10CD4T細胞のTh2細胞分化をT1/ST2の発現で確認した。野性型樹状細胞と比較し、Bcl6-KO樹状細胞存在下では約2倍のT1/ST2陽性細胞が誘導され、Bcl6-KO樹状細胞はTh2細胞をより多く分化する機能を有することを確認している。この分化誘導の差が、樹状細胞の分画の違いによるものか、その他の機能的差異が存在するのか今後検討していく。
超微小押し込み硬さ試験機を用いた骨梁構造の3次元構築-変形性関節症発症について-

最近になって、半導体デバイスや磁気ディスク中の薄膜の力学的性質の評価の観点から、超微小押し込み硬さ試験機が開発されている。これらは微小範囲の硬さ測定に対し、現時点では最も有望であると考えられ、骨梁への押し込み評価が可能である。本研究ではこのナノインデンテーション硬さ試験機を利用し、変性関節および変性を認めない軟骨下海綿骨骨梁構造の硬さ分布を詳細に測定することである。さらに、これと同時に骨梁形態についても3次元データとして把握することである。以上の結果をもとに、新しいシミュレーションモデルを作成し、関節端の応力解析を行えば、変形性関節症の発生機序および発生メカニズムの解明に関する研究に寄与できると考えたからである。本年度の目的は、骨標本の軟X線撮影により骨梁構造を画像抽出し、以上の局所硬さ分布と骨梁形態をもとに、より実物に近い有限要素関節モデルを作成し、これらを用いてコンピュータシミュレーションによる応力解析を行うことであった。そして得られた結果より、変形性関節症の関節の負荷支持機構、関節潤滑および衝撃緩衝機能の3つの力学的機能について明らかにすることであった。本年度は平成11年度で抽出された骨梁画像を3次元関節モデルに構築し、平成11年度で求めた局所材料定数を用い、生体関節にできるだけ近いモデルを構築することができた。これらを用いた応力解析結果は、関節症発生解明の新しい知見を得る可能性があるものと期待している。変形性関節症が関節軟骨と軟骨下骨海綿骨のどちらかに初発するかは、未だ議論が分かれるところである。しかし、進展過程には軟骨下骨海綿骨が部分的に硬さ(剛性)を増し、上部の軟らかい関節軟骨の負担が大きくなり、軟骨変形が生じることは臨床的に確認されている。変形性関節症のみならず、その他の関節傷害の病因の究明や病的状態をより正確に把握するためには、海綿骨の骨梁構造とその機械的特性、および関節内部の骨梁配向パターンの関係を関節の機能と照らし合わせて検討することが必要である。本研究ではこのナノインデンテーション硬さ試験機を利用し、変性関節および変性を認めない軟骨下海綿骨骨梁構造の硬さ分布を詳細に測定する。さらに、これと同時に骨梁形態についても3次元データとして把握する。以上の結果をもとに、新しいシミュレーションモデルを作成し、関節端の応力解析を行えば、変形性関節症の発生機序および発生メカニズムの解明に関する研究に寄与できると考えた。本年度は、正常および進行期の変形性関節症のために摘出されたヒト大腿骨頭部および膝関節部(大腿骨および脛骨)の採取を随時行い、これらのスライス標本の軟骨下骨海綿骨の超微小押し込み硬さの測定を行なった。これと同時に標本の軟X線撮影により骨梁構造を画像抽出を行った。以上の局所硬さ分布と骨梁形態をもとに、より実物に近い有限要素関節モデルを作成した。
巧みな動作や素早い動きにおける眼球運動と肢運動の協調制御

本研究の目的は、素早くかつ正確な種々の反応動作を行うために、眼球運動がどのように寄与しているかを検討することである。昨年度は、周辺視野視覚刺激が呈示される平面よりも遠方に注視点をおいた場合、呈示平面の手前に注視点をおいた場合に比べてキー押し反応時間が有意に短縮することを示した。この結果から、奥行き方向における肢の到達動作においても同様に、奥行き方向への注視位置が速く正確な動作に寄与しているかについて検証する必要があると考えられた。そこで本年度は「奥行き方向における注視位置が到達動作の速さおよび正確さに与える影響」をテーマとした実験を行った。奥行き方向に対して肢の到達動作を行う際には、両眼が非共役的に動いて奥行き注視の調節を行う輻輳・開散眼球運動が重要と考えられる。そこで注視点を予めターゲットの近方あるいは遠方に向けることが、奥行き方向へのターゲット到達動作の制御に与える影響を調べることを目的とした。被験者は右手示指を眼球位置の前方20cmに位置させた状態で、近方(眼球位置の前方20cm)あるいは遠方(60cm)のLEDを注視して準備し、前方3ケ所(30、40、50cm)のいずれかの位置に呈示されたターゲットLEDに対し、眼球注視および示指到達動作を行った。全てのLEDは眼球位置と同じ高さに設置することで、輻輳・開散の眼球運動成分のみを独立して抽出した。その結果、距離40cmおよび50cmのターゲットに到達する場合、近方注視条件に比べ、遠方注視条件において有意に手の到達動作速度が速く安定していた。また、到達動作中の輻輳眼球運動は開散眼球運動に比べて安定した挙動を示した。これらの結果から、奥行き方向への到達運動を制御する際には、奥行き方向への注視位置、およびそれに伴う輻輳・開散眼球運動が動作の速さや安定性に影響を与える可能性が示唆された。本研究の目的は、素早くかつ正確な種々の反応動作を行うために、眼球の注視状態および眼球運動がどのように寄与しているかを検討することである。これまでの研究で、周辺視野の視覚刺激に対してできるだけ早く反応する課題において、球技(バレーボール)選手は一般成人に比べて、眼球運動と手指運動をあわせて反応する際に、眼球運動の指運動への干渉の度合いが小さいため素早い反応ができる可能性を示した(Kokubu et al.,2006)。これまで素早くかつ正確に反応する際に注視点や注意の焦点をどこに置けばよいかという実験の多くは、注視点を含む2次元平面上で議論されてきた。これに加えて、スポーツの場面では、相手と対峙する際に起こる眼球運動を用いた奥行き方向での注視や注意を考える必要がある。そこで本年度は、奥行き方向への視覚刺激を呈示するため、小型のマイコン(PIC)を用いて視覚刺激ダイオード(LED)を呈示させるプログラム装置の作成を完了した後、その装置を用いて実験を行った。本年度は「注視時の焦点距離が周辺視野反応時間に与える影響」をテーマとし、奥行きを含めた3次元空間内において注視点の距離を被験者に対して前方および遠方に設定することが、周辺視野に対する単純反応時間に与える影響について調べた。その結果、視覚刺激が呈示される平面よりも遠方に注視点をおいた場合、呈示平面の手前に注視点をおいた場合に比べて有意に反応時間が短縮した。これは、スポーツなどの場面で焦点を遠くにおくことにより様々な相手の動きに対してすばやく反応ができるという経験則について実験的に調べた研究であると位置づけられる。今後、様々な反応動作や被験者群を用いて、早く正確な反応動作における眼球運動の寄与をより詳細に調べていく予定である。

また、到達動作中の輻輳眼球運動は開散眼球運動に比べて安定した挙動を示した。これらの結果から、奥行き方向への到達運動を制御する際には、奥行き方向への注視位置、およびそれに伴う輻輳・開散眼球運動が動作の速さや安定性に影響を与える可能性が示唆された。
学習状況の分析に基づくe-Learning活用型中国語教育の構築

社会的需要を背景に、大学教養課程での中国語学習者が増大しているが、中国語の言語学的特色、授業時間数の制約から、学習者が望む言語能力の習得はなお未達成である。本研究は、この課題に応えるべく構想、開発されたe-Learning活用中国語教育プラン&システム"游"の使用成果を基礎に、自律的な学習能力をもつ意欲的な学習主体の創造、学習状況に基づく教員と学習者の相互啓発による双方向性教育を可能とする学習情報活用型教育法と、それを実現するためのシステムを構築した。e-learning活用、基礎力活用型中国語教育システム"游"の使用データ(正規授業、実験授業における教育効果、学習履歴、アンケート等)を分析し、学習意欲を向上させる教材、教授法、演習問題、採点とアドバイスの提示法について、現在の問題点、課題を析出し、改善策を検討、一部を実現した。具体的な活動と成果は以下の通りである。【教育実験】:中国語未修者の学生を対象とする集中実験授業(教授法、システム利用法の違いによる4クラス34名7回、継続者による持続クラス6名15回、初級文法・発音)、既習者を対象とする実験授業(基礎会話5名6回、講読7名6回)を行い、Web利用、学習要素(音声、文法、語彙等)の構成による到達度の相違、視覚情報を活用した音声教育が習得度、習得速度、学習意欲に与える効果を実証した。【理論研究】:英語教育の先進的成果、ICT活用教育の教育動向、成果を吸収し、新たな方法論を探求した。特に、従来、教員の教育現場における経験知に頼りがちであった教材内容、教材の提示法、教授法について、学習学の成果を取込み、母語活用による教育法を考案する等の進展を得た。【授業運用】:学習者の個別状況に対応した個人練習(Call)と机間巡視による集合練習を組合せたブレンディッド型授業の有効性、音声教育と語彙力増強、語法・文章学習との連係学習について実験授業の成果を踏まえ進化させた。【履歴の分析】:履歴情報とアンケート結果を比較し、学習者の主観的認識と客観的認識を対比考察し、弱点とその原因を分析した。特に、特定の項目に対する英語学習の干渉を析出した。【アンケート調査】:学習対象の興味の所在、有効性、満足度、教師の教育実践による感想、発見課題等を理解する為、システムの使用方法、使用頻度、感想等について、3回アンケート調査を行い、システム利用率と成積の相関関係を析出した。実験授業参加者への詳細な調査項目により多くの情報が得られた。e-learning活用、基礎力活用型中国語教育システム"游"の使用データ(正規授業、実験授業での教育効果、学習履歴、アンケート等)を分析し、学習意欲を向上させる教材、教援法、演習問題、採点とアドバイスの提示法について、現在の問題点、課題を析出し、改善策を検討、一部を実現した。【教育実験】:前期中国語を履修した1年次学生を対象とする8月実施実験授業(教授法、システム利用法の違いによる発音学習、文法学習各2クラス計49名5回)、1年間中国語を履修した1年次学生を対象とする2月実施実験授業(基礎会話1クラス10名5回)を行い、音声教育を基盤とするWeb利用が各学習構成要素(音声、文法、語彙等)に与える影響、効果等について、到達度、学習意欲等の項目を対象に検証し、実証的成果を得た。また、学会での成果発表を通して、意見を吸収した。本研究の実施過程(平成2122年度)で、中国語総合教育システム"游"を使用し、得られた学習履歴と成績との関連、学習項目、教授法による習得度の相違等について分析と検証を行ってきた。

最終年度である本年度は、獲得した研究成果により生まれた教育理論、教育方法により、システムの構築を行い、それを正課授業の中で試用し、得られた情報を分析し、より的確、効果的な教授法、利用法の検討を目指した。主な内容は以下の通り。1システムの構築:(1)WEB上で行う「到達度テスト」実施システムの構築;カリキュラム制度に即して年4回行う設定だが、本年度は節電対策の影響で3回実施した。問題は、習得項目を全て網羅し、実施時間の異なる各クラスのテストに対して、経験値により難易度の同じ問題から乱数で異なった問題を出題し、結果を自動採点し、平均点、各自の偏差値、順位等の統計情報を提示し、これにより各学生、及び全体、クラスごとの習得状況の把握を可能にした。(2)授業完全準拠型演習問題の語順整序問題、空所補充問題の「誤答分析」システムの構築;従来履歴情報について、教員は各問題の正誤情報、学生は課ごとの正解率を閲覧できたが、間違った箇所、ポイントを提示する「誤答分析」により、学生には具体的な間違いの傾向によるアドバイス、教師には各学生と全体、それぞれの間違いの傾向を把握し、個人差に即したより細かな学習指導、教授法への反映を可能とする教育契機の提供が実現した。2履歴の分析:誤答分析による詳細な履歴データにより学習履歴の分析を深化させ、学習履歴とユーザ調査の結果、成積との関係等を調べた。3ユーザ調査:学習対象の興味の所在、有効性、満足度、教師の教育実践による感想、発見、課題等を理解する為に、システムの使用法、使用頻度、感想等についてユーザ(教師・学生)の意見を聴取し、その結果を考察し、学習者、教師の意見を反映したシステム機能の改善を行った。
統合生理学的分析法による心臓内カルシウム無駄サイクル数の推定法

正常心筋では筋小胞体でハンドリングされるカルシウムは一心拍の間に一度だけ細胞内に放出され汲み上げられるが、不全心筋の筋小胞体カルシウム放出チャンネルには漏れが生じており、一度汲み上げられたカルシウムの一部は漏出し、収縮に関与することなく同一心拍中に再度筋小胞体に汲み上げられる。この無駄サイクルをリアノジン投与による不全心モデルで検討した。これまで我々は、定常収縮中に期外収縮を人工的に挿入し、期外収縮後の収縮性増強の指数関数減衰時定数から細胞内カルシウム再循環率を算出する方法を報告した。本研究で、この時定数はリアノジン投与モデルでは減少することがわかった。これはリアノジン投与で再循環率が低下することを示している。さらにカルシウムハンドリングの経済性と再循環率の関係と、カルシウム量に対する収縮性への反応性から、収縮に関与したカルシウムに対する無駄サイクルの割合を求めることができた。リアノジン投与にて収縮性は低下するが、カルシウムハンドリングに消費される酸素量の減少は軽度であった。これは再循環率が低下、つまりエネルギー効率のよい再循環経路の割合が低下したことと、無駄サイクルが増えるためであると考えられる。本研究による結果でもこれを裏付ける結果を得ることができた。リアノジン投与前後で得られた収縮関与カルシウム量も生理学的条件下に心筋細胞内でハンドリングされるカルシウム量として過去に報告されてきた値と同様の範囲であった。これまでの研究成果により統合生理学的分析法による心臓内無駄サイクルの推定法が妥当であることが示されている。期外収縮後の一過性収縮性増強は指数関数的減衰を呈するとされてきたが、我々の実験では一過性交互脈の形で収束することが遥かに多いことを見い出した。この一過性交互脈型減衰の経過を特徴づけるために、期外収縮後x拍目の収縮性をyとし、定数項1を定常状態としたy=a・exp[-(×-1)/T_e]+b・exp[-(×-1)/T_s]・cos[π(x-1)]+1という式でカーブフィッティングを行い非常に高い相関を得た。そしてこの式の2つの項がそれそれ心筋糸田胞内外と筋小胞体でのカルシウムハンドリングに関係するというモデルを考えた。心筋細胞質内を移動するカルシウムのうち、筋小胞体を経由する比率(再循環率)を前出の式の指数関数成兄の時定数からその時定数T_e。用いてexp(-1/T_e)として表し、妥当な数値を求めることができた。これらの概念とEmax、PVAに代表される心臓メカノエナジェティクスの知見を絹み合わせることにより、丸ごと心臓で一心拍あたりに心筋細胞内を移動するカルシウム量を推定することを可能にした。さらに、筋小胞体のカルシウム放出チャネルに漏れを生じさせるマイクロモルオーダーのリアノジン投与による不全心モデルについて検討し、細胞質内でハンドリングされるCa^<2+>のうち、クロスブリッジに関与しない無駄サイクルを求めることができた。実験ではリアノジンを収縮性Emaxが1/2に低下するまで投与しても、カルシウムハンドリングに消費される酸素量の減少は軽度であったが、これは再循環率が低下し経済性の低い形質膜を介した回路の割合が増加したことと、無駄サイクルが1.4と著明に増加したためと者えた。生理的条件下に拍動している心室から興奮収縮連関に関わる細胞内Ca^<2+>動態の推定法を提案し、その方法論の妥当性、有用性について確認してゆく予定である。
湾岸諸国における女性の超国家的ネットワークとアイデンティティ構築に関する研究

本研究では、外国人家事労働者と雇用主のネットワークやアイデンティティが、権力関係と不可分な関係を形成していることが明らかになった。本研究を通じて、雇用主と家事労働者が単純な支配・被支配の関係では捉えきれないことが解明された。家事労働者と雇用主は人種や階級といった点で「他者」であるが、同時に互いに生活空間や時間を共有する点において、親密な関係をも構築しうる。また、両者の関係性についてより深く考察するために、斡旋業者や労働者の家族など複数のファクターを検討する必要性が明らかになった。【研究の目的】本研究では、第一義的に、湾岸諸国において、女性のネットワークがどのようにつながり、広がっているのかを考察することを目的としている。そして、湾岸諸国の自国民と外国人はそれぞれどのようにアイデンティティを構築しているのかについて、移民の受け入れ国である湾岸諸国および送り出し国である東南アジアでの現地調査を通じて検討する。【研究実施計画】本研究では、(1)トランスナショナルなネットワークとアイデンティティ構築に関する基本的命題の解明、(2)湾岸諸国における婚姻関係、移住先での外国人コミュニティの形成状況の解明、そして(3)自国民による伝統保存活動と女性の表象から見るアイデンティティ構築に関する調査を順次実施する。平成22年度は、(1)と(2)にとりかかった。とりわけ、サウディアラビアおよびフィリピンでの現地調査を通じて、人々のネットワークやアイデンティティ構築について多くの示唆を得ることができた。【研究の意義・重要性】湾岸諸国の女性ネットワークはアクセスが難しいとされてきた。湾岸諸国の女性に着目する本研究は、これまでの調査・研究の間隙を埋める役割を担えるだろう。申請者は、現地の研究機関や個人からの協力を得ながら、現地の人びとの日常生活を観察できる立場を生かすことができる。国際関係論とジェンダー論の理論的視座に立ちつつ、現地密着型のデータを駆使する本研究は、国際関係論、ジェンダー論研究そして中東地域研究の接合点を提示する可能性を有している。本研究の第一義的目的は、湾岸諸国における女性のネットワークがどのようにつながり、広がっているのかを考察することであった。また、国家を超えたヒトとモノの流通が高速化・拡大する湾岸諸国において、自国民と外国人はそれぞれどのようにアイデンティティを構築しているのかについて検討することである。当初の研究実施計画では、湾岸諸国における国籍別婚姻関係および国籍別コミュニティについて解明することとしていた。だが、調査と研究を進めるうちに、これまで湾岸諸国で調査研究を行ってきた研究者に求められていることは、むしろ雇用主と被雇用者の関係についてジェンダーの視点から検討することであることがわかった。そこで本研究期間を通じて、研究者はサウディアラビアおよびフィリピンでそれぞれ2回、カタルで1回の現地調査を行ったが、その際、女性外国人労働者とその雇用主、送り出し国および受入国の人材派遣会社、海外雇用庁や大使館をはじめとする政府機関などうを中心に意見を聴取した。また本研究では、湾岸諸国への注目度がかつてなく高まっている背景も考慮し、積極的にアウトリーチ活動を行った。とりわけ朝日新聞のウェブマガジン『中東マガジン』にはは、「サウジのビザ発給停止の背景」、「中東出稼ぎフィリピン人メイドの故郷を見てわかったこと」など複数の報告を投稿したが、このうち「メイド処刑で波紋が広がるサウジ・インドネシア関係」は朝日新聞の「編集者が選ぶ注目の論考」に選ばれた。
アミロイドベータは細胞内でどのように分解されるのか?

老人斑はアルツハイマー病(AD)脳に特異的であり、その主たる構成成分はアミロイドベータ(Aβ)である。従ってAβの産生及び分解機構を解明することはADの治療に直接結びつく可能性がある。我々はアミロイドベータ前駆体蛋白(βAPP)から、ガンマセクレターゼの基質であるCTF-βを切り出すβセクレターゼ(BACE)が驚くべきことにAβ自体を基質として認識し、切断することを見出した。我々はBACEのこの性質を利用してBACE活性やAβ産生を減じることができるのではないかと考えた。BACEが主として細胞内でAβをY10とE11部位の間およびL34とM35部位の間で分解することをcell-freeガンマセクレターゼassay及びリコンビナントBACEを用いたin vitro assayの両者の系で明らかにした。この結果より産生されたAβが、ベータAPPからCTF-ベータを切り出すBACEの活性を阻害し得るのではないかと考えた。そこで我々は消光性基質を用いたBACE assay系にAβペプチドを添加し、実際にBACEの活性を阻害するのかどうかを検討した。その結果BACE活性はAβペプチドにより部分的に阻害された。さらにAβのどの配列にBACE阻害活性があるのかを明らかにするため、短縮型Aβペプチドを各種作製し検討した。その結果Aβ29-40ペプチドが比較的強いBACE阻害活性を有することがわかった。このペプチドを基に新たな薬剤ターゲット開発が可能であると考えられた。さらにBACEは非常に凝集しやすい性質を持つ病原性物質であるAβ42も同様に切断した。切断されたAβはin vitroでははるかに凝集能が低かった。従ってBACEのAβ切断能を利用してAβの凝集や分解を促進する手法の開発が可能であることが示唆された。老人斑はアルツハイマー病(AD)脳に特異的であり、その主たる構成成分はアミロイドベータである。従ってアミロイドベータの産生及び分解機構を解明することはADの治療に直接結びつく可能性がある。我々はアミロイドベータ前駆体蛋白(ベータAPP)から、ガンマセクレターゼの基質であるCTF-ベータを切り出すベータセクレターゼ(BACE)の解析を行い、その過程で、驚くべきことにBACEがアミロイドベータ自体を基質として認識し、切断することを見出した。BACEが主として細胞内でアミロイドベータをY10とE11部位の間およびL34とM35部位の間で分解することをcell-freeガンマセクレターゼassay及びリコンビナントBACEを用いたin vitro assayの両者の系で明らかにした。またBACEを過剰発現すると、分泌されるアミロイドベータの量は減少することを明らかにした。つまりBACEはアミロイドベータの分解を促進していると考えられる。さらに、この結果より産生されたアミロイドベータが、ベータAPPからCTF-ベータを切り出すBACEの活性を阻害し得るのではないか、つまり一旦産生されたアミロイドベータが新たに産生されるアミロイドベータの量を減じるネガティブフィードバック機構が存在するのではないかと考えている。今年度、我々はペプチドを基質として用いる既存のBACE assay系に加えて、ベータAPP全長を用いてBACEの活性を見る系を新たに確立した。現在これらの系を用いて、添加したアミロイドベータが実際にBACEの活性を阻害するのかどうかを検討している。

従ってAβの産生及び分解機構を解明することはADの治療に直接結びつく可能性がある。我々はアミロイドベータ前駆体蛋白(βAPP)から、ガンマセクレターゼの基質であるCTF-βを切り出すβセクレターゼ(BACE)の解析を行い、その過程で、驚くべきことにBACEがAβ自体を基質として認識し、切断することを見出した。我々はBACEのこの性質を利用してBACE活性やAβ産生を減じることができるのではないかと考えた。BACEが主として細胞内でAβをY10とE11部位の間およびL34とM35部位の間で分解することをcell-freeガンマセクレターゼassay及びリコンビナントBACEを用いたin vitro assayの両者の系で明らかにした。この結果より産生されたAβが、ベータAPPからCTF-ベータを切り出すBACEの活性を阻害し得るのではないかと考えた。そこで今年度、我々は消光性基質を用いたBACE assay系にAβペプチドを添加し、実際にBACEの活性を阻害するのかどうかを検討した。その結果BACE活性はAβペプチドにより部分的に阻害された。さらにAβのどの配列にBACE阻害活性があるのかを明らかにするため、短縮型Aβペプチドを各種作製し検討した。その結果Aβ29-40ペプチドが比較的強いBACE阻害活性を有することがわかった。このペプチドを基に新たな薬剤ターゲット開発が可能であると考えられた。
フェムト秒顕微光熱変換分光法によるナノ半導体材料評価法の研究

1)半導体微結晶試料の作製と評価(A)ガラス中に分散したCdS微結晶の作製と評価GeO_2とNaGeO_3のガラス原料に、1wt%のCdS半導体原料を混合・融解後、急冷して再熱処理する2段階プロセスによってCdS結晶分散したガラス試料を作製した。熱処理温度と時間の増加に伴い、光吸収端が低エネルギー側にシフトし、量子サイズ効果を反映するピークが不明瞭になることを判明した。光音響信号の立ち上がり勾配は熱処理温度の増加に伴い次第に急峻になっているのがわかる。これは熱処理温度を増加することによりガラス中のCdS微粒子の粒径分布が向上したためだと思われる。熱処理条件の変化によって、平均粒径は2nm-4nmのCdSナノ微粒子分散ガラス試料の作製に成功した。(B)ポーラスシリコンの作製と評価HF溶液中においてp型シリコンを陽極化成することによって、ポーラスシリコンを作製した。電流密度は10mAで、HF濃度47%、暗所室温、化成時間は15分から60分まで行った。原子間力顕微鏡、電子顕微鏡、光音響分光法、蛍光スペクトルと蛍光励起スペクトル測定などを利用し、作製した試料の構造と光物性の変化について検討した。特に、透過型光音響法によって、ポーラスシリコンを基板から剥離させずにその熱物性に関する情報が得られた。2)フェムト秒顕微光熱変換分光法によるCdS_xSe_<1-x>微結晶試料の評価東京大学大学院工学系研究科応用化学専攻・澤田研(共同研究)の超高速レンズ効果(ULE)測定法で異なる平均粒径(53nmから9.4nmまで)のCdS_xSe_<1-x>微結晶(x=0.26)試料を測定し、光励起後の無輻射緩和のダイナミクスについて検討した。ULE信号から、三つの緩和成分(時定数はそれぞれ約1ps、数10psと数100ps以上である)を観測できた。粒径の増加によって、速い成分は増加し、遅い成分は減少することを見出した。これは微粒子サイズ変化による光励起後の緩和過程プロセスの違いを示唆している。これらの緩和過程における3成分はそれぞれ光励起キャリアーの直接再結合、微粒子とガラス界面に局在する浅い準位と深い準位による緩和を反映すると思われる。平成11年度では、半導体微結晶試料の作製と標準試料を用いたフェムト秒顕微光熱変換分光法の基礎実験を行い、それぞれ興味ある結果が得られている。1)半導体微結晶試料の作製と評価(1)ポーラスシリコンの作製と評価HF溶液中においてp型シリコンを陽極化成することによって、ポーラスシリコンを作製した。電流密度は1mAで、HF濃度47%、暗所室温、化成時間は15分から60分まで行った。さらに作製した試料をフッ酸溶液でエッチングした。特に、光音響測定よりポーラスシリコンを基板から剥離させずにその光吸収情報が得られ(従来の方法では不可能)、そのエネルギーギャップを見積もることができた。エッチング処理によって、Si微結晶は小さくなり、間接遷移の特徴はありながら蛍光強度は強くなり、量子サイズ効果が強くなることを見出した。(2)ガラス中に分散したCdSe微結晶の作製と評価GeO_2とNa_2O(モル比:92:8)のガラス原料に、1wt%のCdSe半導体原料を混合・融解後、急冷して再熱処理する2段階プロセスによってCdSe微結晶分散したガラス試料を作製した。熱処理条件の変化によって、平均粒径は2nmから6nm以上のCdSeナノ微粒子分散ガラス試料の作製に成功したことを確認した。2)標準試料を用いてフェムト秒顕微光熱変換分光法の基礎実験東京大学大学院工学系研究科応用科学専攻・澤田研(共同研究)の超高速レンズ効果(ULE)測定法を用いて、HOYA製O56シャープカットフィルター(CdS_xSe_<1-x>微結晶(x=0.26)を含む)を対象として、光励起後の無輻射緩和のダイナミクスについて検討した。平均粒径が5.3nmから9.4nmまでの試料のULE信号から、三つの緩和成分(時定数はそれぞれ約1ps、数10psと数100ps以上である)が観測された。これは微粒子粒径変化による光励起後の緩和過程プロセスの違いを示唆している。詳細については現在検討中である。

熱処理条件の変化によって、平均粒径は2nm-4nmのCdSナノ微粒子分散ガラス試料の作製に成功した。(B)ポーラスシリコンの作製と評価HF溶液中においてp型シリコンを陽極化成することによって、ポーラスシリコンを作製した。電流密度は10mAで、HF濃度47%、暗所室温、化成時間は15分から60分まで行った。原子間力顕微鏡、電子顕微鏡、光音響分光法、蛍光スペクトルと蛍光励起スペクトル測定などを利用し、作製した試料の構造と光物性の変化について検討した。特に、透過型光音響法によって、ポーラスシリコンを基板から剥離させずにその熱物性に関する情報が得られた。2)フェムト秒顕微光熱変換分光法によるCdS_xSe_<1-x>微結晶試料の評価東京大学大学院工学系研究科応用化学専攻・澤田研(共同研究)の超高速レンズ効果(ULE)測定法で異なる平均粒径(53nmから9.4nmまで)のCdS_xSe_<1-x>微結晶(x=0.26)試料を測定し、光励起後の無輻射緩和のダイナミクスについて検討した。ULE信号から、三つの緩和成分(時定数はそれぞれ約1ps、数10psと数100ps以上である)を観測できた。粒径の増加によって、速い成分は増加し、遅い成分は減少することを見出した。これは微粒子サイズ変化による光励起後の緩和過程プロセスの違いを示唆している。これらの緩和過程における3成分はそれぞれ光励起キャリアーの直接再結合、微粒子とガラス界面に局在する浅い準位と深い準位による緩和を反映すると思われる。
スピーチプライバシーを保護するアクティブサウンドマスキングシス テムの構築

近年,小規模診療所の待合室付近での問診,税務署窓口での納税相談,学校の教室での学習進路相談,仮設ブースでの法律相談など,会話の秘話性が必要とされるオープンスペースでのスピーチプライバシーの保護が重要視されている.このような観点から本研究では、アクティブサウンドマスキングシステムを提案し、その有効性について心理実験をもとに確認した。本研究は、無意味なノイズで会話音声をマスクすることによって、大掛かりな防音工事を必要とせずに現状のままのオープンスペースにおいて、情報漏えいの防止や個人情報の保護といったスピーチプライバシーを確保する、アクティブサウンドマスキングシステムを構築しようとするものである。個人情報保護に注目が集まってから、従来のスピーチプライバシー評価には存在しなかった設計要求が生じている。従来は、「音声としては聞こえるが単語は聞き取れない」「単語が聞こえる場合はあるが文全体は理解できない」といったレベルの要求であったが、「何も聞こえない」、「音声であるとわかる」、「音声の抑揚(リズム)が聞こえる」、「男女の性別がわかる」、「誰が話しているかがわかる」といったより厳しく詳細なレベルの要求となってきている。従来の研究では、単語明瞭度試験や了解度試験を行い、音声の中の音節・単語・文章の何パーセントを人間が回答できたかを測定することによりスピーチプライバシーを評価する方法がとられていたが、個人情報保護に着目した場合は、従来の単語明瞭度試験や了解度試験は要求されたレベルに関して表現不能に陥ることから意味を成さなくなり、実際にどのような状態であったかという人間の心理的判断が重要となる。どのような心理評価をどのような言語表現で行えばよいかを明確に規定しコンセンサスを得る必要がある。また、従来は、スピーチプライバシー評価に対応する物理指標として、信号対雑音比(SN比)を拡張した概念に基づく明瞭度指数AI、SIIなどが用いられてきたが、個人情報保護に関わる領域では、従来の物理指標を用いてスピーチプライバシーをコントロールすることは困難であることが示されている。スピーチプライバシーを保護するために最適な物理指標を見出す必要がある。以上のような観点から、心理実験をもとに、情報漏えい防止や個人情報保護のためのスピーチプライバシーを確保するアクティブサウンドマスキングシステムを設計・試作・構築する。平成22年度では、スピーチプライバシーの心理評価方法の確立した。具体的には、設計要求事例や文献を分析し、どのような心理評価をどのような言語表現で行えばよいかを明確にした。さらに、音声とノイズのスペクトルの関係がどのような状態であればどのような心理評価となるかについて、心理実験をもとに調査した。平成23年度では、スピーチプライバシーの最適な物理指標を確立した。具体的には、スピーチプライバシーを保護するために最適な物理指標を見出した。スピーチプライバシーをよりコントロールしやすくなるよう、我々の提案するスペクトル距離や従来スピーチプライバシーの指標として用いられている信号対雑音比(SN比)を拡張した概念に基づく明瞭度指数AI、SIIなどの様々な物理指標の改良を行い、心理実験結果をもとに考察した。

「何も聞こえない」、「音声であるとわかる」、「音声の抑揚(リズム)が聞こえる」、「男女の性別がわかる」、「誰が話しているかがわかる」といったより厳しく詳細なレベルの要求となってきている。個人情報保護に着目した場合は、従来の単語明瞭度試験や了解度試験は要求されたレベルに関して表現不能に陥ることから意味を成さなくなり、実際にどのような状態であったかという人間の心理的判断が重要となる。どのような心理評価をどのような言語表現で行えばよいかを明確に規定しコンセンサスを得る必要がある。また、個人情報保護に関わる領域では、従来の物理指標を用いてスピーチプライバシーをコントロールすることは困難であることが示されている。スピーチプライバシーを保護するために最適な物理指標を見出す必要がある。平成24年度では、アクティブサウンドマスキングシステムの構築と有効性評価を行った。具体的には、前年度までで考察した結果を基に、アクティブサウンドマスキングシステムを設計・試作・構築した。システムの有効性について、心理実験をもとに評価した。研究の目的としていたスピーチプライバシーを保護するために最適な物理指標を見出した。24年度が最終年度であるため、記入しない。アクティブサウンドマスキングシステムの構築と有効性評価を行う。具体的には、前年度試作したものを改良して、スピーチプライバシー保護装置を構築し、心理実験をもとにシステムの有効性を評価する。
教授による学習の効果を高める教授準備学習の方法・条件とメカニズムの解明

他者に教えることで学ぶという過程は,学習者主体の対話的な学習活動において核になる過程の1つといえる。本研究では,教えるための準備としておこなう学習が学び手と対面しておこなう教授による学習の重要な規定因であるという仮定の下,両者の組み合わせでどのような学習効果が得られるか,そこにはどのような心理的メカニズムが関わっているか実験的に調べる。また,教授準備学習と対面教授を組み込んだ授業実践をおこない,学習効果を最大化する方法とその条件を探る。
狭帯域車々間・路車間通信のためのＩＴＳネットワークアーキテクチャの構築

車々間・路車間通信で安全運転を支援する協調型ITSに関して,日本の実情である狭帯域通信に適したITSネットワークアーキテクチャを構築した.本研究では車々間通信と携帯電話網を併用した効率的なサービスを適応することで,既存手法におけるオーバヘッドの抑制を行うことができ,既存手法と比較して送信パケット数の削減とパケット到達率の向上が確認できた.本技術を基盤に複数の自動運転車両に2種類の通信機能を搭載し,クラウドにデータを集約するシステムを構築し実証実験を実施した.また,国際標準化提案も行った.車々問・路車間通信で安全運転を支援する協調型ITSに関して,欧米では広帯域通信方式の利用が予定されており,これをもとにアーキテクチャが設計されている.一方で,日本では狭帯域の通信しか利用できないため,LTEなどの高速携帯電話通信を併用したネットワークアーキテクチャを構築を実現することが本研究のR的である.まず,ITSネットワークアーキテクチャの基礎検討として,欧米のネットワークアーキテクチャの標準であるISO 21217 CALMArchitecture,アプリケーションの要件であるETSI DTS 101 539-1 RHS Application requirements specificationの詳細分析した.そして,国際標準化機構(ISO)のITS技術専門委員会(TC204)走行制御システム(WG14)において,協調システムの要求条件に関して日本としての標準化案であるBasic一方,車両など動的な物体を階層化的に管理する地図データベースの階層的データを伝送する目的で,車々間通信を利用して効率的にデータ伝送を実施する方式を考案した.データ量の増加に伴う伝送遅延の問題に対し,各階層の特性の違いに注目し,緊急性の高いデータは遅延を小さく伝送し,緊急性の低いデータも遅延はあるが確実に伝送できる方式である.シミュレーションを利用し,これらの方式が有効であることを検証した。また,レーザレンジファインダを利用した安全運転支援システムと同等のシステムを,周りの車両や路側機と無線通信で情報をやりとりできる車々間・路車間通信環境を利用してモデルカー上に実装した後に,比較実験を行い,有効性を確認した..狭帯域車々間・路車間通信のためのITSネットワークアーキテクチャの構築に関して,本年度は,ITSネットワークアーキテクチャを実際に利用が想定されるアプリケーションに適応し評価を実施した.具体的には,主に欧州が中心として標準化されている協調ITSの道路地図や車両位置情報,歩行者情報を統合的に管理する階層化された交通関連データベースであるLDMを利用した帯域制御による狭帯域通信における効率的なデータ伝送手法を開発した.優先度を用い動的に帯域を割り当てることで狭い帯域を効率的に使用し,かつLDMの階層に合わせて高速移動体通信規格であるLTEを併用することで伝送データそれぞれの局所性や緊急性に沿った伝送を行うことにより遅延時間を削減可能となった.特に,車両密度が高い状況において,優先度による帯域の動的な割り当てが効果的に行われかつ通信方式の併用が効果をもたらし,狭帯域においても遅延を減少させることを検証した.狭帯域車々間・路車間通信の高効率,高信頼性のため,多重接続通信路におけるユーザ分離および通信路雑音抑制のためのマルチユーザ符号の検討を実施した.2012年度は,通信路符号に繰り返す符号を直列連接するマルチユーザ直列連接符号の最適化を行い,本年度は通信路符号に繰り返す符号を並列連接するマルチユーザ並列連接符号を提案し,理論解析で最適化を行った.任意に低い誤り率を有する高信頼性の通信を可能にする通信路符号および繰り返す符号の最適符号化率を解析で求めることができた.解析結果は,計算機シミュレーションと一致していることを確認し,マルチユーザ直列連接符号より,高い伝送率が得られることを解明した.車々間・路車間通信で安全運転を支援する協調型ITSに関して,欧米では広帯域通信方式を利用したアーキテクチャでは,日本の狭帯域通において利用できないため,LTEなどの高速携帯電話通信を併用したネットワークアーキテクチャの構築を実現することが本研究の目的である.ネットワーク仮想化技術を利用してアーキテクチャを構築し,分散環境に適した効率的なデータ通信手法の開発を行った.OpenFlowコントローラにて車両の情報を管理し,その情報を利用し車両のOpenFlowスイッチに適切な通信経路を設定することによって効率化を実現している.このような情報の分散管理システムおよび,分散環境における効率的な通信機構を汎用計算機上に実装し,シミュレーションによる評価実験を行った.実験結果より,安全運転支援といったリアルタイム性が必要なアプリケーションにも有効であることを確認した.この複数の経路を利用した効率的通信方式,および,通信を利用した安全運転支援システムのための要求条件は国際標準化機構ITS専門委員会に対して標準化提案を行っている.また,多重接続通信路におけるユーザ分離および通信路雑音抑制のためのマルチユーザ符号を検討した.ユーザ分離のために,繰り返す符号が必要である.また,雑音抑制のために,通信路符号は必要となる.これまで,通信路符号に繰り返す符号を直列連接するマルチユーザ直列連接符号を検討し,また,通信路符号に繰り返す符号を並列連接するマルチユーザ並列連接符号を提案し,理論解析で最適化を行った.さらに,その並列連接符号を多元に拡張し,マルチユーザ多元並列連接符号を提案した.チャート解析を用いて,最適な符号のパラメーターを求めることができ,計算機シミュレーションで確認した.提案したマルチユーザ多元並列連接符号は,復号性能が2元符号の性能を超え,理論限界に迫る特性を達成することが分かった.車々間・路車間通信で安全運転を支援する協調型ITSに関して,欧米が歩調を合わせて統一したITSネットワークアーキテクチャを構築し,その国際標準化を狙っている.欧米では,日本で利用可能な帯域の78倍の広帯域な無線通信が利用可能であり,これを前提に欧米のネットワークアーキテクチャが設計されている.