hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
活性炭吸着制癌剤の癌性腹膜炎に対する作用機序の免癌学的検討とその効果増強の試み

MMC-AQ投与ではその後急速に殺細胞活性を失うのに対し, MMC-CH投与では2週間以降迄殺細胞活性が維持された.3.MMC-CHによるPMの活性化はMMC投与量およびE/Tratioに比例して増大したが, carrageenan投与で消失した.4.MMC-AQ投与は, MMC-CH投与に比し脾および胸腺重量に顕著な影響をおよぼし,また脾細胞芽球化能を著しく抑制した. 5.MMC-AQのLD50量は8mg/kgであるのに対し, MMC-CHのLD50は18mg/kgであった.6.MMC-AQに投与後6時間後には全く検出されないのに対し, MMC-CHは投与後72時間でも腹水中に検出された.7.MMC-CHにより活性化されたPMの殺細胞活性は, ip投与されたMMC濃度によってもたらされる殺細胞活性によりはるかに高かった.8.MMC-CHを投与されたマウスのPMの超音波破砕上清には, MMCが0.025μg/ml程度検出された.この事から, PMの殺細胞活性の一部は投与されたMMC-CHを貧食したMOが,これをtruget細胞にtransferすることによって生じる可能性も示唆された.9.免疫賦活剤OK-432とMMC-CHの腹膣内合併投与によりPMの殺細胞活性をMMC-CH単独投与より,より増強出来た.以上, MMC-CHはMMCの腹膣内での滞留・徐放効果以外にも,宿主免疫能を損うことなく,腹膣マクロファージに強い殺細胞活性を生じ,癌性腹膜炎の治療剤形として非常に適していることが判った.今年度は、主に昨年度施行された実験結果の再現性を確認した。まず活性炭吸着マイトマイシンC(MMC-CH)の腹腔内投与が宿主免疫能に及ぼす影響を検討した。MMC-CHはマイトマイシン水溶液(MMC-AQ)に比し脾及び胸腺重量の減少が少なく、腹腔浸出細胞(以下PEC)の数は、MMC-AQ投与では1日目に顕著に減少し7日目に正常PEC数に回復するのに対し、MMC-CH投与では逆に1日目に著明に増加し以降漸次減少し7日目に正常PEC数に戻った。また、ConA刺激に対する脾細胞芽球化能に対し、MMC-CH投与群ではMMC-AQ群に比して抑制が軽微であった。LD_<50>値の検討をすると、MMC-AQが8mg/kgであるのに対し、MMC-CHでは18mg/kgであった。次いでMMC-CHの腹腔マクロファージ(PM)の活性化能についてみた。MMC-CHをマウスに腹腔内投与するとPM数の増加および殺細胞活性が増強され、しかも長時間持続することがわかった。一方、MMC-AQの投与ではPMの殺細胞活性がMMC-CHと同程度まで増強するもののその持続時間は短く、PMの数も投与後5日間は正常マウスより明らかに減少した。MMC-CH、MMC-AQを投与後の各PMを採取して超音波破砕すると、MMC-CH投与群ではMMC-AQ投与群より高濃度のMMCが検出された。また、その破砕液はMMC-CH、MMC-AQ投与群ともに殺細胞活性を有し、MMC-CH投与群でより高値であつた。MMC-CH腹腔内投与ではMMC-CHが大網に長時間付着し腹水中にMMCが投与後72時間まで検出された。次にP-388腫瘍をBOF_1マウスに腹腔内投与した後MMC-CHあるいはOK-432を腹腔内投与してその生存日数を検討した。上記2剤併用投与は、MMC-CHあるいはOK-432単独投与はに比して明らかにmedian survival timeの延長が認められた。即ち、MMC-CHに免疫賦活剤を合併投与することにより、よりその効果を増強出来ることが判った。
アナンダマイドを軸とした歯周病の無痛性進行機序の解明と制御

1.アナンダマイドは、培養歯肉線維芽細胞においてLPS刺激により誘導される炎症性サイトカイン(IL-6、IL-8、MCP-1)産生をNF-κB活性を抑制することにより有意に抑制した。歯周炎罹患患者の歯肉溝滲出液中のアナンダマイドの濃度・総量や歯周炎罹患組織中のアナンダマイドレセプターは、ポケット深さと比例して増加する傾向を示した。瀬培養歯肉線維芽細胞においては、LPS刺激によってもアナンマイドレセプターは増加した。以上よりアナンダナイドやそのレセプターは、慢性歯周炎局所で炎症を制御している可能性が示唆された。2.アナンダマイド刺激によりアナンダマイドレセプターのひとつであるCB2レセプターが活性化されると上皮細胞において細胞中のプロオピオメラノコルチンが分解されβエンドルフィンが産生され、神経細胞のμオピオイドレセプターに反応し疼痛抑制効果を示すことが報告されている。ヒト単球様細胞(U937)やヒト歯肉上皮系細胞(Ca9-22)をアナンダマイドで刺激することによりβエンドルフィンの産生が認められた。また歯周炎罹患部位の組織において、歯肉上皮細胞・歯肉線維芽細胞・マクロファージ様細胞・血管内皮細胞に免疫組織化学的にβエンドルフィンの陽性所見が認められた。以上より、歯周炎罹患部位では、アナンダマイドを始めとする内因性カンナビノイドやβエンドルフィンなど疼痛緩和関連物質や各々のレセプターが存在することが確認された。今後、歯周組織中においてもアナンダマイドやアナンダマイド刺激により産生されたβエンドルフィンが炎症性疼痛を制御しているかどうかを検討する予定である。申請時の平成18年度研究計画に従い、(1)歯周病原性細菌の培養およびLPSの調整(2)歯周組織の採取(3)歯周組織細胞(歯肉線維芽細胞)の分離培養(4)培養細胞におけるアンナンダマイドおよびβエンドルフィンの産生測定(5)歯周組織におけるアナンダマイドのレセプター(CB1,CB2)の発現解析(6)病態の異なる歯肉由来の培養細胞におけるCB1,CB2の発現比較検討を行った。結果として(4)では、LPS刺激による培養歯肉線維芽細胞からのアナンダマイドの産生は、認められたが濃度や時間依存性には再現性がなく今後追試を必要とする。アナンダマイドは脂質メディエータであり分解速度が速いためサンプルの処理・測定時間などを熟考する必要がある。βエンドルフィンは、LPS刺激では産生は認められなかったがアナンダマイドで刺激することにより産生の増加が認められた。よって以前からの報告のとおり(Ibrahim MM Proc Natl Acad Sci U S A. 2005 Feb 22;102(8):3093-8.)歯周組織中においてもアナンダマイドによって培養細胞のCB1,CB2レセプターが刺激され細胞中のプロオピオメラノコルチン(POMC)よりβエンドルフィンが産生された可能性が考えられる。(5)では、歯周組織では歯肉上皮細胞・歯肉線維芽細胞・マクロファージ様細胞・血管内皮細胞に免疫組織化学的にCB1,CB2レセプターの陽性所見が認められた。(6)では、健康・軽度の炎症・重度の炎症を呈する歯周組織からのそれぞれ採取された培養線維芽細胞におけるCB1,CB2発現をRT-PCR、ウエスタンブロット法により比較検討した。病態の悪化ともに亢進していることがmRNAレベル、蛋白レベルで認められた。また健康歯肉由来線維芽細胞をLPSで刺激したところ時間・濃度依存的にCB1,CB2レセプターの発現が亢進した。以上の結果を平成19年5月第50回春季日本歯周病学会学術大会にて発表する予定である(採択済み)。

今後、歯周組織中においてもアナンダマイドやアナンダマイド刺激により産生されたβエンドルフィンが炎症性疼痛を制御しているかどうかを検討する予定である。
励起分子の動的挙動に対する外部磁場効果

1.ミセル中のラジカル対の再結合速度に対する我々の見出した大きな磁場効果と磁気同位体効果の原因を過渡吸収法のみならずCIDEP法をも用いて研究した。その結果、アルキルラジカルの存在を確認し、CIDEP信号強度の減衰速度は過渡吸収法で得られたラジカル対の減衰速度と一致していた。また、ランタノイドイオンを添加すると、常磁性イオンの内部磁場効果が現れ、ラジカル対の再結合速度が促進された。これらの実験より、我々が理論的に提出した緩和機構が有効に作用していることが実証された。2.二硫化炭素気体のけい光に対する磁場消光の機構を解明する目的で、ナノ秒色素レーザーを用いて、発光励起スペクトルを測定した。その強度は磁場強度の増大に伴い、スペクトル的に一様に減少した。次に、ピコ秒色素レーザーを用いて6V帯を励起して発光寿命を測定すると、ピコ秒とナノ秒の成分があり、磁場によりピコ秒の成分の寿命は短くなるがナノ秒成分の寿命は変化しなかった。これらの実験より、光励起直後の分子内エネルギー緩和が磁場により促進されることが本磁場効果の原因であることが分かった。3.新しい磁場効果を検出する目的で、気相放電反応に対する磁場効果測定装置を製作し、燃焼反応において重要なNO,OH,CHの生成反応に対する顕著な磁場効果を見出した。また、溶液中のラジカル対を経る反応の磁場効果を重原子の反応に拡張することを試み、硫黄を含むラジカルの反応にかなり大きい磁場効果があることを見出した。4.予想外の成果としては、カルボニル分子の光還元反応においてシワロヘキサジエニル型やベンジル型ラジカルが生成することを発見し、その反応機構を解明した。また、ミセル中のラジカル対のCIDEPスペクトルにおいて、従来の理論では説明できない異常位相を発見した。1.ミセル中のカルボニル化合物の光還元反応において、電子スピンの分極をCIDEP法で研究した。前年度に見出されたCIDEPスペクトルの異常位相に対して、陰・陽ミセル効果や三重項消失の実験と理論的解析を行い、水素引き抜きで生成したアルキルラジカルが分極を保ったまま分子内水素移動する機構で異常位相を説明した。金属の関与する反応では、キサントンの反応をB,Si,Ge,Snなどの水素化物を水素供与体としてCIDEP法で研究した。これらの反応ではキサントンはケチルラジカルのみではなくシクロヘキサジエニル型のラジカルも生成することが分った。後者の生成は、従来の光化学反応の常識では考えられない新現象で今後の発展が期待される。2.低圧気体のマイクロ波放電により生じる化学発光の磁場効果に関しては、【N_2】と【O_2】の混合気体の放電によりNOのB→X発光を観測した。V′=0準位からの発光強度は磁場強度の増大と共に急激に減少し、5kGではゼロ磁場での値の18%になり、以後18kGまでは一定値を保つ。他方、V′=1又は2準位からの発光強度は磁場強度の増大と共に徐々に増加し、18kGではゼロ磁場での値のそれぞれ113%および138%になる。別の気体の放電では磁場効果がなかったことより、上記の磁場効果は反応過程が原因であると考えられる。3.低圧気体分子のけい光の磁場効果に関しては、主としてエキシマーレーザー励起色素レーザーの2倍波を用いて研究した。C【S_2】の337.1nm励起による発光の磁場効果の機構を研究するために、発光励起スペクトルと吸収スペクトルの磁場効果を測定した。その結果、励起直後の緩和過程に磁場効果があることが分った。ピリミジンの無振動【S_1】状態を回転準位を選択して励起し、回転準位間発光の時間経過を磁場下で測定した。
Ｃ型肝炎ウイルスと腫瘍ニッチ関連分子による肝癌幹細胞制御機構の解析

本研究では、まずHCV subgenomic repliconを発現させたHCV-FL細胞を用いHCV-FL細胞では肝癌幹細胞分画が増加し、HCVにより肝癌幹細胞の割合を増加させることを初めて示した。さらに癌幹細胞分画にHCV core蛋白を発現させたところ、幹細胞分画の増加とSphere形成能が増加した。また癌幹細胞分画増加は、HIF 1αの誘導を介する機構であることを見出した。次に、Periostin KOマウスを用いて肝硬変モデル、肝癌モデルを作成した。periostin KOマウスでは肝線維化が抑制され、DENによる肝腫瘍形成が抑制された。現在、肝癌幹細胞に対する機能解析を行っている平成25年度の実施計画として、【肝癌幹細胞における癌幹細胞マーカーの同定と肝癌幹細胞に対するHCV感染の役割】および【細胞外マトリックスPeriostinによる肝癌幹細胞に対する機能解析】を提案した。【細胞外マトリックスPeriostinによる肝癌幹細胞に対する機能解析】については、Periostinノックアウトマウスを用いて、CCL4による肝線維化モデルによる肝線維化を検討した。さらにDENまたはDEN+CCL4による肝癌モデルを作成し肝癌モデルを作成した。これによりPeriostinノックアウトマウスではCCL4惹起肝線維化とDEN誘発肝発癌は有意に抑制されることを見出した。現在、論文作成にあたりそのメカニズムの解明、特に肝星細胞がPeriostin発現を介して肝発癌に果たす役割について検討している。現在、肝癌幹細胞に対する機能解析を行っている平成24年度の研究実施計画として、以下の2つの検討を提案し、実行した。【肝癌細胞株における癌幹細胞マーカーの同定と肝癌幹細胞に対するHCV感染の役割】肝癌細胞株Huh7細胞を用いて検討したところ、CD133陽性のSide Population(SP)細胞がin vivo腫瘍造成能、Sphere形成能、抗癌剤耐性能といった癌幹細胞の特性を持つことが分かった。以上の結果を基に、高HCV複製感受性株Huh7.5細胞、HCV subgenomic repliconを発現するHuh-FL細胞、さらにHCVによるウイルス増殖や肝発癌に重要とされるHCV-core蛋白、HCV-NS5A蛋白を発現するアデノウイルスをHuh7細胞に感染導入し癌幹細胞マーカーの発現変化を解析したところ、HCV感染により癌幹細胞の特性が増強し、この変化はインターフェロンによるウイルス排除によりHuh7と同等まで回復した。このHCVによる癌幹細胞の増強には、hypoxia-inducible factorが関与していることを見出し、現在論文準備中である。【細胞外マトリックス液性分子Periostinによる肝癌幹細胞に対する機能解析】次に、本研究では、腫瘍ニッチや線維化に重要なPeriostinに注目し、Periostin KOマウスを用いて、癌幹細胞の自己複製能・未分化性維持機構におけるPeriostin関与を検討する。まず、四塩化炭素によるマウス肝硬変モデルおよびDEN誘発肝癌モデルを用いて、検討を行ったところ、Periostin KOでは肝線維化が抑制され、DEN誘発肝癌で腫瘍数、腫瘍径何れも少なかった。現在更なる解析を行っている。平成25年度以降の実施計画として、【肝癌細胞株における癌幹細胞マーカーの同定と肝癌幹細胞に対するHCV感染の役割】および【Periostinによる肝癌幹細胞に対する機能解析】を提案した。【Periostinによる肝癌幹細胞に対する機能解析】については、Periostinノックアウトマウスを用いて肝線維化モデル、肝発癌モデルを作成し、PeriostinノックアウトマウスではCCL4惹起肝線維化とDEN誘発肝発癌を有意に抑制されることを見出した。現在、論文作成に辺りそのメカニズムの解明、特に肝星細胞がPeriostin発現を介して肝発癌に果たす役割について検討している。消化器内科本申請研究では、1肝癌幹細胞のStemness維持機構に対するHCVの役割の解明、さらに2腫瘍ニッチや線維化に重要な分子Periostinに注目し、癌幹細胞の自己複製能、未分化維持機構におけるPeriostin関与を検討するものである。上述の通り、平成25年度の実施計画は計画通り実施され、1の肝癌幹細胞におけるHCVの役割を解明し、論文投稿中である。Periostinの役割については、肝癌モデル、肝線維化モデルのいずれにおいてもPeriostinノックアウトマウスでは有意に抑制されることを見出した。本申請研究では、1肝癌幹細胞の自己複製能、未分化維持能・腫瘍形成能・アポトーシス抵抗性といったstemness維持機構に対するHCVの役割の解明、さらに2腫瘍ニッチや線維化に重要な因子Periostinに注目し、癌幹細胞の自己複製能・未分化性維持機構におけるPeriostin関与を検討するものである。上述の通り、平成24年度の研究実施計画は計画通り実施され、1の肝癌幹細胞におけるHCVの役割を解明した(論文準備中)。Periostinの役割については、化学物質を用いた肝癌モデル、および肝線維化モデルで、Periostinの重要性が示唆される結果を得ることが出来た。

上記のことから、平成24年度の研究計画は概ね計画通りに遂行でき、平成25年度以降も順調に研究計画を実現できるものと考えている。上述の通り、平成25年度の実施計画は計画通り実施され、1の肝癌幹細胞におけるHCVの役割を解明し、論文投稿中であり本年度中に発表できると考える。Peer-review Journalでの査読結果でrevise実験を行う。Periostinの役割については、肝癌モデル、肝線維化モデルのいずれにおいてもPeriostinノックアウトマウスでは有意に抑制されることを見出した。現在、論文作成にあたりそのメカニズムの解明、特に肝星細胞がPeriostin発現を介して肝発癌に果たす役割について検討している。平成26年度内に論文を投稿、発表予定である。平成25年度の実施計画として、【肝癌幹細胞における癌幹細胞マーカーの同定と肝癌幹細胞に対するHCV感染の役割】および【細胞外マトリックス液性分子Periostinによる肝癌幹細胞に対する機能解析】を提案した。【肝癌幹細胞における癌幹細胞マーカーの同定と肝癌幹細胞に対するHCV感染の役割】については、既に24年度にこれによりHCVによる肝癌幹細胞制御に関わる分子としてHypoxia inducible factorを同定し、論文準備中である。次の【細胞外マトリックス液性分子Periostinによる肝癌幹細胞に対する機能解析】については、原発性肝癌における腫瘍浸潤筋線維芽細胞の分離と腫瘍浸潤筋線維芽細胞の機能解析として、1Periostinノックアウトマウスと野生型マウスを用いてDEN誘発肝癌モデルを用いて肝癌を作成し、形成された腫瘍をコラゲナーゼ処理後、既報の方法をもとに腫瘍浸潤筋線維芽細胞を単離する。さらに、Periostinノックアウトマウスの肝臓より単離し培養皿上で活性化した肝星細胞についても単離する。さらに分離した筋線維芽細胞の機能解析を行う。特に、増殖能、遊走能、マトリックス産生能(Collα1(I), MMPs産生など)、癌浸潤、転移、血管新生や幹細胞維持に重要な液性因子(SDF-1, Ang1, VEGF, HGF, FGF2など)の発現を検討する。recombinant periostinを用いて、Periostinの作用を検討することを検討している。平成24年度の研究結果より、上記計画は実行可能と思われる。実験試薬等で130万円、実験器具の修理等で間接費39万円を使用予定
脊椎動物における初期発生システム多様性の進化発生学的研究

Xenopusの頭部形成において、siamoisホメオボックス転写因子は母性Wntシグナルの標的として必要とされる。しかしながら、他の分類群においてこの相同遺伝子は見つかっていなかった。本研究では、原始的条鰭類ポリプテルスのsiamois相同遺伝子dioskouroiを発見し、機能解析を行った。結果として、dioskouroiはポリプテルスの頭部形成のみならず、体軸形成と内胚葉分化に必要とされる事が明らかとなった。これは、硬骨動物の共通祖先における初期発生システムの類推と、siamois相同遺伝子を失った後の初期発生システム多様化の理解へつながる知見である。シュペーマンが両生類胚において見出した背側オーガナイザーは、今や様々な脊椎動物で共通の概念であり、誘導現象の分子実体やオーガナイザーそのものの形成機構について多くの知見が蓄積されている。中でも母性Wntシグナルは、進化的にも発生学的にも脊椎動物オーガナイザー形成の出発点と目される。Xenopus胚においては、siamoisとそのパラログtwinが母性Wntシグナルから直接の標的遺伝子として発現調節され、転写活性化因子としてその下流機能を担う事が知られている。具体的にsiamois/twinは、過剰発現により頭部を持つ完全二次軸を誘導し、機能阻害により頭部欠損の表現型となる。しかしながら、このようなXenopus胚発生における重要性、または、近年の様々なゲノム情報の蓄積にも拘らず、これまで他の生物でのsiamois相同遺伝子は見つかっていなかった。本研究では、Xenopus胚で完全二次軸を誘導できる因子として、最も原始的な条鰭類ポリプテルスのsiamois関連遺伝子dioskouroi(dios)を単離した。diosは、少なくとも既知のすべての配列中でsiamois/twinに最も保存性の高いホメオドメイン配列を持つ。また、siamois/twinと類似の転写活性化能を持つだけでなく、Xenopus胚における内在のsiamois/twin機能を補完できる。従って系統的に、四肢動物と硬骨魚の共通祖先はsiamois関連遺伝子を保持していたが、羊膜類と真骨魚では別の分子機構の獲得と共にそのゲノムからは失われた事を示唆している。ポリプテルス胚においても、diosはWntシグナルの下流因子として働き、興味深い事にdiosの機能阻害表現型は頭部欠損表現型よりシビアで、体軸が全く形成されない。現在、この表現型解析を中心に、ポリプテルスの胚発生における機能解析を詳細に行っている。シュペーマンが両生類胚において見出した背側オーガナイザーは、今や様々な脊椎動物で共通の概念であり、誘導現象の分子実体やオーガナイザーの形成機構について多くの知見が蓄積されている。本研究では、Xenopus胚で完全二次軸を誘導できる因子として、最も原始的な条鰭類ポリプテルスのsiamois関連遺伝子dioskouroi(dlos)を単離した。前年までに、diosがsiamois同様に転写活性化因子として働き、Xenopus胚発生におけるsiamoisの内在機能を補完できる事がわかっていた。従って、diosはsiamoisの相同遺伝子である。しかしながらsiamoisとは異なり、ポリプテルス胚発生において、diosは背側Wntシグナルの下流でオーガナイザー形成のみならず中内胚葉の分化にも必要とされる事がわかった。このsiamoisとdiosの両動物種における役割の違いは、初期胚のパターニングにおける母性Wntシグナルを中心とした遺伝子ネットワークがどのように多様化したのかを知るための足がかりとなる。
PLK2ノックアウトによるSer129リン酸化αシヌクレイン神経毒性の解明

パーキンソン病(PD)を特徴づけるLewy小体の主要構成成分は凝集したリン酸化αシヌクレインである。αシヌクレインのSer129リン酸化がPDの病態メカニズムに関与していることが想定される。本研究課題ではSer129をリン酸化する主要なキナーゼであるPolo-like kinase(PLK)2に着目する。PLK2ノックアウトマウスに、アデノ随伴ウイルス(AAV)を用いてA53T変異型αシヌクレインを中脳黒質に発現させ、PLK2ノックアウトがSer129リン酸化レベルに与える効果、およびドパミン神経毒性に与える効果を解析する。実験の進捗状況は以下の通りである・・PLK2ノックアウトマウス、およびコントロールの野生型マウスにAAV血清型9型を用いてA53T変異型αシヌクレインを過剰発現させ、ドパミン神経細胞の脱落を起こすことを組織学的に確認した。現在ドパミン神経毒性の程度を定量的に解析を進めている途中段階である。・この動物モデルでSer129リン酸化αシヌクレイン陽性の異常凝集体は、免疫組織化学染色で存在することを確認した。・PLK2ノックアウト状態では、Ser129リン酸化レベルは、免疫組織化学染色上は減少傾向にあった。今後リン酸化レベルの減少の程度を、組織学的および生化学的に定量評価する予定である。・神経炎症に対する効果を評価するために、Iba1およびGFAPに対する免疫組織化学染色を予定し、準備を進めているところである。PLK2ノックアウトマウス、コントロールの野生型マウスにAAVを用いてαシヌクレインを過剰発現させ、ドパミン神経細胞死を認めることができた。また、PLK2ノックアウト状態ではSer129リン酸化レベルは減少していると考えられた。その為、PLK2ノックアウトによるSer129リン酸化レベルの低下が、αシヌクレインのドパミン神経毒性に与える効果を解析可能な見込みである。PLK2ノックアウト状態によるSer129リン酸化レベルの低下を、免疫組織化学染色または生化学的な手法を用いて、定量的な解析を進めたい。さらに、PLK2ノックアウトマウス、およびコントロール野生型マウス間で、αシヌクレインによるドパミン神経毒性、αシヌクレイン凝集体形成を解析し、Ser129リン酸化の減少がドパミン神経毒性にあたえる効果を検討していく予定である。次年度使用額が生じた理由としては、旅費分(日程の都合がつかず学会に参加できなかった為です)と人件費が予定よりも少なかったことが主な理由となります。実験は継続中であり、物品費、動物飼育費、研究補助者の人件費が今後も必要であるため、これらの費用として使用させていただきたいと考えております。
下部白亜系篠山層群産カエル類・トカゲ類化石の分類学的研究

兵庫県丹波市・篠山市に分布する下部白亜系篠山層群からは、カエル類、トカゲ類といった小型脊椎動物化石が多数産出している。本研究では、これら化石群の一部を対象とし、他地域の同群中生代化石種と形態学的比較を行い、その分類学的帰属について検討を行った。結果、カエル類はそれぞれ新属・新種として記載報告され、トカゲ類は、新種を含む8タイプのトカゲ類に同定された。上記の結果から、篠山層群からの一部のトカゲ類の産出は、先行研究により指摘されている中国大陸と日本の同分類群相の近縁性を支持するが、他のトカゲおよびカエル類化石は大陸の化石種とは系統的に異なり、両化石群に明瞭な類縁性が認めらない。本研究では、兵庫県下部白亜系篠山層群産のカエル類およびトカゲ類化石についてその分類学的帰属を明らかにすることを主目的としており、本年度は分類形質情報の整理、また手取層群より産出している同分類群の化石標本と比較し、その類似性や相関性について検討した。本研究で検討するカエル類化石は全身の要素を留めた骨格化石2標本であり、自身の先行研究また本研究における形質観察の結果から、それぞれが異なる分類群に帰属すると考えられる。これらの標本と、下部白亜系手取層群より報告されているカエル類化石(腸骨・椎骨・脛腓骨)と比較検討したところ、腸骨・椎骨の形態に明瞭な差異が認められることから、篠山産と手取産のカエル類化石は、異なる分類群に帰属すると考えられる。これらの結果から、日本における下部白亜系のカエル類相は少なくとも三つの異なる分類群(篠山2・手取1)により構成されることが示唆される。トカゲ類化石については上顎骨3、歯骨7、計10標本について検討をおこなった。顕微鏡目視下による形態観察やSEM等を用いた微細構造の観察により、上顎骨の3標本はそれぞれ異なる分類群とされ、内一つは昨年度新種Pachygenys adachii sp. nov(本研究申請時査読中)として記載報告されたものと同属と考えられる。また歯骨化石の内、先行研究で指摘されているScincomorphaとされるものに加え、新たにPachygenys属の未記載種とされる標本(P. adachiiと異なる)が確認されている。そして、これらの標本と手取層群産トカゲ類化石を比較検討したところ、歯形状などにおいて明瞭な差異が認められた。したがって、篠山産トカゲ類は手取産とは分類群が異なり、また少なくとも8タイプ(Scincomorpha 4タイプ、Pachygenys 2タイプ、詳細不明2タイプ)のトカゲ類から構成される。本研究は、兵庫県下部白亜系篠山層群産のカエル及びトカゲ類化石についてその分類学的帰属を明らかにすることを目的としており、本年度は主として中生代国外化石標本を比較対象とし、その分類学的帰属を検討した。検討対象としたカエル類化石は、全身骨格化石2標本である。これらは、原始的な特徴を共有する一方で、幾つかの形質に差異が認められることから、異なる分類群であることが予想された。また、既知の中生代カエル類等と比較したところ、2標本は個々に明瞭な固有派生形質は有さないものの、複数の形質において他のカエル類との差異が認められた。以上の結果等から,これら2標本は最近,単模式の二新属・二新種(Hyogobatrachus wadaiとTambabatrachus kawazu)として記載報告された。トカゲ類化石については、前年度の研究において、Pachygenys adachiiと同属種でないとされる、上顎骨2点、歯骨6標本について、他の中生代トカゲ類と比較し、その分類学的帰属を検討した。結果、上顎骨1点、歯骨および下顎の一部6標本については何れもScincomorphaに帰属すると考えられ、後者については先行研究により指摘されている4タイプ加え、新たに1タイプが確認され、計5タイプに区分される。またこれらは、ヨーロッパ等から報告されているParamacellodus類と近縁的と考えられるが、SEMを使った歯先端部の形態比較の結果、既知の分類群と特徴が合致せず未記載種の可能性が高い。以上と先行研究の結果から、篠山層群産カエル及びトカゲ類相は、前者で2タイプ、後者で8タイプの分類群から構成されることが明らかになった。また先行研究で中国と日本とトカゲ類相の相関性が指摘されていたが、カエル類相においては相違性がみられる結果となった。本研究では、兵庫県下部白亜系篠山層群産のカエル類およびトカゲ類化石についてその分類学的帰属を明らかにすることを主目的としており、初年度では本検討資料の分類形質情報の整理、また国内標本との形質比較を予定していた。

分類形質情報の整理においては、化石の剖出作業が進展することで、当初CT撮影で観察する予定だった形質も目視により確認することが可能となっており、またSEM等の機器を用いることにより微細構造をより詳細に認識することでより多くの分類形質情報が得られている。従って、形質情報の整理についは予定どおりの成果が得られていると考える。国内標本との比較においては、関係機関との調整や機器の選定の関係から、CT・SEMでの観察が十分に行えていないが(目下調整中で近々にデータが得られる予定)、顕微鏡観察下や文献情報から得られる比較資料の形質情報と本研究で整理した化石資料の形質情報をもとに概ね比較が可能となっており、分類学的位置を検討する上で有益なデータが得られている。従って、国内標本の比較においても予定どおりの成果が得られていると考える。追加情報を得るため、次年度も引き続き国内標本との比較検討を続ける。また、カエル類化石については国内標本に加え、文献情報を基に国外標本との比較が概ね完了しており、現在記載論文を執筆している最中である。次年度には、各研究機関を赴き改めて国外標本の形質情報を確認する予定であるが、カエル類化石の研究においては予定より進捗していると考えられる。古脊椎動物学初年度では検討化石資料の分類形質情報の整理・国内化石標本との比較を行い、研究計画に沿った成果が得られている。次年度では、国外学術施設(中国、イギリス)等に赴き、各比較検討資料の形質情報の収集に努める。これら国外標本について、可能な限りCTやSEM等で詳細な形質情報を得たいと考えているが、各施設の機器整備状況等を考慮すると十分なデータを得ることはやや困難であることが予想される。したがって、観察機器等を持参し、可能な限り現地で目視下にて十分な形質データを得ることが出来るよう努める。課題・変更点:1本研究申請時は化石標本のCT撮影を積極的に行い、Amira5.4.5を用いて3Dモデル化し目視出来ない形質を確認する予定であったが、交付金額に応じてより安価で同様の作業が行えるソフトウェア(ImageJ(フリー)やVolume Extractor(試用版))等を用いて処理を試みている。これらのソフトウェアで思うような成果が得られない場合は、Amiraを有している施設・個人に借用し処理を行う。また、化石の剖出処理を進めることで可能な限り目視で形質情報を得ることに努めている。2カエル類・トカゲ類ともに多くの現生種が生息し、化石種も含めたこられの上位分類群の区分・標徴が幾つかの先行研究で示されているが、形質記載や図示が必ずしも十分といえない。したがって、可能な限り現生種の骨学情報を収集し、既知の分類表徴を評価したうえで、本検討化石標本の系統学的位置、上位分類群の帰属について検討を行う必要があると考える国内化石比較標本を借用しCT撮影を行い形質情報の収集を行う予定であったが、現在関係機関と借用交渉でありこれらの作業が予定通り行えていない(6月撮影予定)。また、本研究申請時には、Amira5.4.5を購入しCTデータより3Dモデルの構築を目指していたが、交付金額に応じてより安価でAmira同様の作業が行えるソフトウェアを改めて選定する必要があった。現在、ImageJ(フリー)やVolume Extractor(試用版)等を使用し処理を行っているが、思うような成果が得られずソフトウェアの購入には至っていない。現在借用交渉を行っている標本があり、これらのCTデータ撮影費として使用する予定である。
中新世ヒト上科霊長類における股関節構造の機能形態学的解析

中新世ヒト上科霊長類のpositional behaviorを推測するために、大腿骨頭関節面の詳細な計測及び大腿骨近位部の非計測特徴の観察を行い、股関節がどのような機能適応を行っているかを分析した。対象は現生の霊長類から新世界ザル3属(オマキザル、ホエザル、クモザル)、旧世界ザル2属(オナガザル、コロブス)、現生類人猿2種(チンパンジー、テナガザル)およびヒトの計8属72個体、また中新世化石霊長類Proconsul、Kenyapithecus各4個体である。計測によって骨頭関節面の広がりを定量的に評価し、その広がりの程度、また広がりのパターンを評価し、運動機能と関連させた。調査した現生霊長類においてオマキザルが最も原始的な形態をとどめている一方、大型の新世界ザルと旧世界ザルにおいてそれぞれ異なった特殊化の傾向が認められた。前者では前面において骨頭関節面が広い、小転子は内側を向き長い、大転子の高さは低い。これは股関節について屈曲姿勢、屈曲時の内旋等の機能が発達していたことを示す。一方、後者では関節面の後面が広く、頸部に前捻が発生し、大転子は高く、小転子は後方を向くこれは大腿のworking positionを内転位に保ち、深殿筋を股関節の伸筋とするための特殊化と考えられる。化石霊長類の中でプロコンスル属は大型の新世界ザルのタイプに近く関節面前部は比較的広い。このことから垂直登高や不安定な樹上での体の支持と言った機能が発達していたことが推測される。一方、ケニアピテクスはプロコンスルに比べ全体的に関節面の広がりが狭く、それ以外の形態特徴から樹上での移動、姿勢維持に優れていると推測されるものの、プロコンスルとは異なった行動様式あるいは生息環境を持っていたと考えられる。また、両者ともに旧世界ザルに見られる特殊化パターンに関する特徴は認められず、四足走行型の運動を行っていた可能性は否定された。
TMEM16F分子のイオンチャネル機能とスクランブラーゼ機能の連関機構の解明

本研究において、近年新たに同定されたTransmembrane protein (TMEM) 16ファミリーに属するTMEM16Fが、リン脂質スクランブラーゼとして機能するだけなく、細胞内遊離カルシウムイオン濃度の上昇により活性化するアニオンチャネルとしても機能することが明らかとなった。またTMEM16Fのこれら両輸送活性が密接に相関していることを見出した。したがって、TMEM16Fは二つの異なる膜輸送能を有するユニークな膜蛋白質であることが示唆された。これまでにTransmembrane protein 16 (TMEM16)ファミリーの一つであるTMEM16Fは、イオンチャネル機能とリン脂質スクランブラーゼ機能を併せ持つことを見出していることから、本研究においては両機能の相関関係について検討することを目的としている。平成25年度は、ヒトTMEM16Fの第1細胞内ループにあるアミノ酸残基(D408)に各種の変異導入を行い、イオンチャネル機能/スクランブラーゼ機能の変化を検討した。野生型(WT)およびD408G、D408N、D408Eの各変異体において、パッチクランプ法により細胞内Ca濃度上昇により活性化するClチャネル(CaCC)電流を測定したところ、すべての変異体におけるCaCC電流がWTと比較して増加した。またアネキシンVを用いたFACS解析によりホスファチジルセリン(PS)の細胞膜外側への露出を観測し、リン脂質スクランブラーゼ機能を比較したところ、興味深いことに、すべての変異体でWTよりスクランブラーゼ機能が亢進していた。D408E変異体は、イオンチャネル/スクランブラーゼ機能亢進の程度が小さかったことから、TMEM16F機能制御において、第1細胞内ループの負電荷が重要であることが示唆された。一方、CaCC阻害剤として報告されているニフルミン酸、NPPB、タンニン酸のTMEM16F機能に対する効果を検討したところ、これら阻害剤はTMEM16FによるCaCC電流を減少するだけでなく、TMEM16Fによるスクランブラーゼ機能も抑制した。以上の結果から、TMEM16Fによるイオンチャネル機能とスクランブラーゼ機能は、密接に連関することが示唆された。TMEM16Fの細胞内Ca2+感受性が変化する変異体およびTMEM16F阻害剤を用いた昨年度の研究において、ヒトTMEM16Fのイオンチャネル機能とリン脂質スクランブラーゼ機能が密接に連関することを明らかにしていた。そこで本年度は、ヒトTMEM16Fの5番目と6番目の膜貫通領域間に位置する推定上のポア領域で保存されている塩基性アミノ酸残基(R591)に変異導入を行い、イオンチャネル機能およびリン脂質スクランブラーゼ機能の変化を検討した。R591A変異体を過剰発現したHEK293T細胞において、細胞内Ca2+濃度上昇により生じるイオンチャネル電流は野生型細胞と比較して有意に抑制された。また蛍光タグ付きアネキシンVを用いたFACS解析により、R591A変異体における細胞内Ca2+依存的なホスファチジルセリンの細胞外露出が野生型と比較して著しく減少することが明らかとなった。この結果からも、TMEM16Fのリン脂質スクランブラーゼ機能がイオンチャネル機能と相関することが確認できた。そこで、TMEM16Fのイオン輸送能の変化がリン脂質スクランブラーゼ機能に影響を与えるかを確認するため、リン脂質スクランブラーゼ機能の細胞外Cl-濃度依存性をFACS解析により検討した。その結果、TMEM16Fのリン脂質スクランブラーゼ機能が細胞外Cl-濃度が低下するにつれて亢進した。以上の結果から、ヒトTMEM16Fのイオン輸送能がリン脂質スクランブラーゼ機能を制御していることが示唆された。これまでの研究において、ヒトTMEM16Fがイオンチャネル機能とリン脂質スクランブラーゼ機能を併せ持つことを明らかにしている。またリン脂質スクランブラーゼ機能が細胞外クロライド濃度依存的に変化したこと、クロライドチャネル阻害剤により抑制されたことから、リン脂質スクランブラーゼ機能がクロライドチャネル活性により制御されることを見出している。そこで本年度は、リン脂質スクランブラーゼ機能が亢進するヒトTMEM16F変異体(D408GおよびD408E)において、チャネルゲーティングがどのような影響を受けているのかについて検討するため、パッチクランプホールセル記録法を用いて野生型TMEM16Fおよびその変異体のテール電流を観測した。細胞内遊離カルシウムイオン濃度上昇により生じた野生型TMEM16Fテール電流の脱活性化過程は二次指数関数でフィットできたことから、TMEM16Fチャネルのゲーティングには開状態と閉状態だけでなく、第三の状態があることが明らかとなった。またD408GおよびD408E変異体を過剰発現させたHEK293T細胞において、TMEM16Fテール電流の脱活性化速度は、野生型TMEM16Fを過剰発現させた細胞におけるテール電流の脱活性化速度と比較して有意に遅くなった。これらの結果から、TMEM16Fのリン脂質スクランブラーゼ活性の変化がイオンチャネルゲーティングにも影響することが明らかとなった。本研究により、ヒトTMEM16Fのイオンチャネル機能とリン脂質スクランブラーゼ機能は連関して制御されていることが示唆された。

したがって、TMEM16Fは二つの異なる膜輸送能を有するユニークな膜蛋白質であることが示唆された。交付申請書の年度計画に沿って順調に進行しているため。細胞分子生理学昨年度の研究により、リン脂質スクランブラーゼ機能が細胞外Cl-濃度に依存して変化することが明らかとなっている。したがって本年度は、TMEM16Fのチャネルゲーティングを解析することで、リン脂質スクランブラーゼ機能とイオンチャネル機能が相関するメカニズムについて検討する。またリン脂質スクランブラーゼ機能の生理的に重要な役割の一つとして、アポトーシス時におけるホスファチジルセリン(PS)の細胞外露出がある。したがって、イオンチャネル/スクランブラーゼ機能が変化したTMEM16F各変異体において、アポトーシス誘導時のPS露出がどのように変化するかをFACS解析により検討する。平成25年度においては、第1細胞内ループの変異体およびイオンチャネル阻害剤を用いた実験により、TMEM16Fのイオンチャネル機能とスクランブラーゼ機能が相関していることを明らかにできたため。端数のため、次年度の経費と合算して使用した方が有益であるため。イオンチャネル阻害剤がスクランブラーゼ機能を阻害することが明らかになったことから、平成26年度においては、イオン輸送機能とスクランブラーゼ機能の相関関係について検討する。まずは、TMEM16Aにおいて5番目と6番目の膜貫通領域内の塩基性アミノ酸残基がポア形成に重要であると考えられていることから、この変異に相当する変異をTMEM16Fに導入し、イオンチャネル機能を阻害すると、スクランブラーゼ機能がどのように変化するのかを検討する。またイオンチャネル機能とスクランブラーゼ機能の相関にイオン輸送そのものが必要であるかを検討するため、TMEM16Fを透過しないアニオン存在下においてスクランブラーゼ機能がどのように変化するのかを観測する。次年度の経費と合わせて消耗品を購入する。端数として使用するより、平成26年度の予算と合算して使用する方が無駄とならないため。消耗品代の一部として使用する予定である。
海跡湖の湖底・湖岸の微地形分類を基礎とした湖沼環境変遷図の作成とデ-タ・ベ-ス化

本研究は、海跡湖の生態系にとって最も重要な場であり、また湖沼景観の主要な構成要素である湖岸低地および沿岸帯の環境変化を明らかにすることを目的としている。昨年度は湖岸の人為的改変が著しい霞ヶ浦を対象とし、湖岸および沿岸帯での人工改変の現況(地形改変、堤防・護岸工事、その他の人工施設の設置など)と挺水植物群落地の発達状況を明らかにして、それらの情報を「霞ヶ浦湖沼環境図」として1枚の地図上に整理し、湖沼環境の変化について論じた(平井,1991;Hirai,1991)。今年度はこれらの様々なデ-タを系統的に整理し、今後日本全体の海跡湖の環境変化について分析・考察を進めるために、Macintosh(Apple社)上のカ-ド型のデ-タベ-スとして整備した。このデ-タベ-スは、日本全国の海跡湖に関するものと、個々の海跡湖に関するものの2種類からなる。このうち前者は、湖沼図が刊行されている面積4km^2以上の海跡湖、および久々子湖、ポロ沼の合計24の湖沼を対象として、(1)地図、(2)衛星写真、(3)図表の3種類のデ-タ群から構成した。また後者は、(1)地図、(2)空中写真、(3)景観、(4)地形分類図、(5)図表の5種類のデ-タ群からなる。これらの各デ-タ群は、パソコン画面の特定の位置をマウスでクリックすることによって、容易にかつ瞬時に比較・検討できるようにリンクさせてある。このようなデ-タベ-スを利用することによって、湖沼全域における土地・水域利用、人為的改変、挺水植物群落地等の現況、これらの相互関係や変化状況を迅速かつ比較的正確にモニタ-できる。また、地図、空中写真を相互に検討することによって、パソコンの画面上で予察的な地形分類図の作成や、環境の総体的な一指標である景観についての客観的な分析道具としても活用することが可能である。
教育実践研究と教授・学習支援システム研究とのマッチングプラットフォームの開発

本研究課題では2018年度から2019年度にかけて,(1)システム情報や活用事例等の語彙統制・記述形式に関する研究と,(2)提案プラットフォームのプロトタイプ開発の2点について研究開発を進めることを計画している.これらの研究開発について,2018年度の研究実績の概要を以下に示す.(1)システム情報や活用事例等の語彙統制・記述形式に関する研究既存の教育実践および教授・学習支援システムに関する情報収集として,教育システム情報学会および日本教育工学会の2017年度全国大会の講演論文(計699件)のうち,既製品のシステムあるいは研究者が開発したシステムを用いた教育実践に関する論文166件を抽出した.また,抽出した論文について計量的テキスト分析を実施し,特徴的な語彙についての検討を行った.この分析結果については,2019年3月に人工知能学会先進的学習科学と工学研究会において「教授・学習支援システムを用いた教育実践に関する研究報告の計量テキスト分析」と題した学会発表を行った.(2)提案プラットフォームのプロトタイプ開発提案プラットフォームは,教育実践者の教育現場における課題(ニーズ)と,教授・学習支援システム研究者の新しい方法論や技術(シーズ)の相互検索・共有を実現し,両者のマッチングを行うことを目的としている.2018年度には,本研究課題の提案段階に想定したプラットフォームの機能群について目的に照らし合わせて精査を行い,プロトタイプの仕様を策定した.システム情報や活用事例等の語彙統制・記述形式に関する研究については,当初計画の通り,教授・学習支援システムを用いた教育実践に関する情報の収集および分析を実施し,特徴的な語彙の検討を行った.提案プラットフォームのプロトタイプ開発に関する研究については,2018年度内に開発に着手する計画であったが,実際にはシステム開発のための仕様策定を行うにとどまった.これは,当初の想定よりもシステムの規模が大きくなったことが原因であり,今後は協力企業との連携によって開発を実施することにしている.システム情報や活用事例等の語彙統制・記述形式に関する研究については,継続して事例収集と分析を行い,オントロジの構築へ進める.プロトタイプの開発に関する研究については,協力企業との連携により開発を進める.現在までの進捗状況欄に記載したとおり,想定よりも大規模なシステムになったため,プラットフォームを機能単位に分割し,順次開発を行うことにした.本研究課題では2018年度から2019年度にかけて,(1)システム情報や活用事例等の語彙統制・記述形式に関する研究と,(2)提案プラットフォームのプロトタイプ開発の2点について研究開発を進めることを計画している.これらの研究開発について,2018年度の研究実績の概要を以下に示す.(1)システム情報や活用事例等の語彙統制・記述形式に関する研究既存の教育実践および教授・学習支援システムに関する情報収集として,教育システム情報学会および日本教育工学会の2017年度全国大会の講演論文(計699件)のうち,既製品のシステムあるいは研究者が開発したシステムを用いた教育実践に関する論文166件を抽出した.また,抽出した論文について計量的テキスト分析を実施し,特徴的な語彙についての検討を行った.この分析結果については,2019年3月に人工知能学会先進的学習科学と工学研究会において「教授・学習支援システムを用いた教育実践に関する研究報告の計量テキスト分析」と題した学会発表を行った.(2)提案プラットフォームのプロトタイプ開発提案プラットフォームは,教育実践者の教育現場における課題(ニーズ)と,教授・学習支援システム研究者の新しい方法論や技術(シーズ)の相互検索・共有を実現し,両者のマッチングを行うことを目的としている.2018年度には,本研究課題の提案段階に想定したプラットフォームの機能群について目的に照らし合わせて精査を行い,プロトタイプの仕様を策定した.システム情報や活用事例等の語彙統制・記述形式に関する研究については,当初計画の通り,教授・学習支援システムを用いた教育実践に関する情報の収集および分析を実施し,特徴的な語彙の検討を行った.提案プラットフォームのプロトタイプ開発に関する研究については,2018年度内に開発に着手する計画であったが,実際にはシステム開発のための仕様策定を行うにとどまった.これは,当初の想定よりもシステムの規模が大きくなったことが原因であり,今後は協力企業との連携によって開発を実施することにしている.システム情報や活用事例等の語彙統制・記述形式に関する研究については,継続して事例収集と分析を行い,オントロジの構築へ進める.プロトタイプの開発に関する研究については,協力企業との連携により開発を進める.現在までの進捗状況欄に記載したとおり,想定よりも大規模なシステムになったため,プラットフォームを機能単位に分割し,順次開発を行うことにした.
アドホックネットワークにおける統合通信制御方式

小型の無線端末の普及に伴って,端末のみでネットワークを構築可能な技術である無線アドホックネットワークが注目されている.しかし,端末の移動性や無線通信の特徴などから,インフラを用いた通信と比較して安定した通信環境を構築することが困難である.この問題に対し,数多くの提案がされてきたが,それらの多くは単一レイヤでの制御,つまり限定的な範囲での制御であった.本研究では,より綿密な制御を実現するため,無線アドホックネットワークの不安定な通信環境を克服するため,複数レイヤを統合して制御を行うクロスレイヤ制御を用いた通信方式を提案し,多方面にわたる情報に基づく制御によって通信効率の向上を実現した.最終年度の研究では主に,レイヤ横断的に通信制御を実現する方式について検討を行った.本年度の検討では主に(1)オポチュニスティックルーチング(OR:Opportunistic Routing)に関する検討,(2)ブロック伝送方式に関する検討,(3)近傍端末を利用したマルチキャスト配信の性能向上に関する検討の3点について研究を実施した.(1)のORでは,高い端末の移動性に対応するため,柔軟な経路制御が必要となることから,主に移動性の高い環境で通信の信頼性を向上させるための通信方式の研究を実施した.提案方式では,端末の移動による通信効率への影響を低減するため,移動の傾向や転送履歴を基に中継端末選択を行うことで,移動環境下での通信効率向上を達成した.(2)のブロック伝送方式は,通常パケット単位で実施される通信制御を複数のパケットを含むブロックという単位で統合し,効率的にデータ配信を実現する手法であり,ORやマルチパスルーチングと組み合わせることで効率的な通信を実現する手法である.ここでは,(1)で実施したORの実用例として,ORとブロック伝送を組み合わせた通信制御方式を提案した.(3)では,レイヤ間協調を用い,下位層や上位層から取得した情報を基に,経路制御を実施する手法についての検討を行い,通信効率の向上を達成した.研究期間全体では,研究の目的である統合的通信方式に対し,上記の3点の他にデータリンク層における再送制御方式やクロスレイヤ制御を用いた時間的負荷分散手法についての研究を実施した.これらの研究成果から,従来の通信方式で用いられていたレイヤごとの制御を拡張し,複数レイヤ間で協調制御を実現し,通信効率の向上を達成した.小型の無線端末の普及に伴って,端末のみでネットワークを構築可能な技術である無線アドホックネットワークが注目されている.しかし,端末の移動性や無線通信の特徴などから,インフラを用いた通信と比較して安定した通信環境を構築することが困難である.この問題に対し,数多くの提案がされてきたが,それらの多くは単一レイヤでの制御,つまり限定的な範囲での制御であった.本研究では,より綿密な制御を実現するため,無線アドホックネットワークの不安定な通信環境を克服するため,複数レイヤを統合して制御を行うクロスレイヤ制御を用いた通信方式を提案し,多方面にわたる情報に基づく制御によって通信効率の向上を実現した.今年度の研究では主に,各レイヤごとで実現可能な方式の提案及びレイヤ間協調を用いることで実現可能な方式について提案を行った.各レイヤで実現可能な方式については,主にルーチングプロトコルと関連技術についての提案を行った.提案手法としては,従来より提案されていたOpportunistic Routing(OR)を改良し,新たなメトリックを経路選択のために用いることによって,信頼性を確保しながら通信効率を向上させることが可能なルーチングプロトコルの提案を行った.また,データリンク層での再送制御方式を改良することによって,無線アドホックネットワーク上での不安定な通信を克服する手法を提案した.これは,電波干渉などの一時的なリンク切断に対応するための手法であり,不必要な経路再構築を減少させることによって,通信効率の低下を回避することが可能となった.レイヤ間協調を用いた手法として,送信速度制御による負荷分散手法を提案した.従来,負荷分散では空間的に負荷分散を実現していたが,ネットワークトポロジーなどが随時変化する無線アドホックネットワークでは,必ずしも適切な方法とは限らない.そこで,送信速度制御を用いて時間的に負荷分散をすることによって,ネットワークトポロジーに依存することなく,適切に負荷分散を実現可能な手法を提案した.この手法では,データリンク層から得られた情報をネットワーク層の機能を利用して情報伝達し,最終的にトランスポート層で制御をする方式を利用している.つまり,三つのレイヤの機能を利用して制御を行っている.これは,本研究の目的である統合的通信方式に必要不可欠な技術要素であり,レイヤ間協調の実現可能性を示す上でも有意義な成果となった.研究計画を達成するために必要な要素として,各レイヤごとの機能実現,レイヤ間協調の検討,統合的通信方式の検討がある.今年度は主に各レイヤごとの機能実現とレイヤ間協調について検討を行った.各レイヤごとの機能実現では,統合的通信方式に必要不可欠な要素となると考えられるルーチング方式,その中でも自由度の高いOpportunistic Routingについて調査,検討を行い,新たな手法を提案した.この技術は,統合的通信方式の検討を行う上でネットワーク制御の自由度を高める意味で非常に重要な技術である.更に,レイヤ間協調の検討として,送信速度制御による負荷分散手法を提案した.