hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
スギ花粉症の発症を、感作未発症という段階とT細胞の機能から捉える

我々はスギ花粉症感作未発症者の症状発症に、T細胞の機能が関わっている可能性を検討し、サイトカインの受容体の関与などを明らかにしてきた。しかし、T細胞の特徴の一端を明らかにしたにすぎず、未だ発症を予防しうるような因子は特定されていない。そこで両群の花粉飛散期のT細胞において、活性化された因子の探索を行った。スギ花粉飛散期に発症者・感作未発症者を集め、採血を行った。末梢血単核球を分離後、スギ抗原刺激下で培養し、スギ特異的CD4T細胞を単離しRNAを抽出後、次世代シークエンサーを使用して発症者と感作未発症者のCD4T細胞の差異を探索した。結果、感作未発症者ではスギ特異的T細胞の数が少なかったが、これは血清IgEの量には相関しなかった。発症者から採取したCD4T細胞は細胞分裂に関わる因子など全体的に活性化していたが、感作未発症者では抑制されている結果となった。患者2群のスギ特異的T細胞に対してRNA-seqを行い、クラスタリングを行うとヒートマップでは、感作未発症と発症者では遺伝子発現のパターンに一定の差があるように思われた。ボルケーノプロットでは、発症者に発現亢進する遺伝子を多く認めた。GO解析を行うと有意差をもって免疫反応の活性化に関わる遺伝子群の関与を認めた。その免疫反応に関わるとして抽出された遺伝子に対してreal-time PCRを行った。有意差をもって発症者のスギ特異的CD4T細胞に発現亢進している遺伝子が分かった。現時点では発症の特徴となりうる因子の同定は完了し、その検証に入っているところである。おおむね遅延なく遂行できていると思われる。今後は被検者数を増やし、同定した因子が発症に関与するかどうかの確認と、その機能の検証を行う予定である。本年にかかる予定であった次世代シークエンサーの料金を、依頼先に予想以上に値引いていただいた。ただ、データにずれがあり、次年度にももう一度シークエンスをかける予定である。そのため予算として使用する予定である。
マカク属(ニホンザル、アカゲザル等)に存在するウイルス抵抗性遺伝子の検索

1)H20年度につづき、マカク属サルのウイルス抵抗性遺伝子の探索の目的のうちアカゲザルLLC-MK_2細胞および不死化したBLCL(B Lymphoblostoid cell line)よりpoly(I)/(C)を用い細胞を刺激したものとpoly(I)/(C)を用いないノーマル細胞をトリゾールにてTotal RNAを抽出し、Mx遺伝子の探索を目標にアカゲザルのシークエンスを参考に作製したPrimer setを用いてPCR反応により出現するバンド(327bp)について検討を行い、シークエンス解析を行った。2)今年はPrimerに工夫を加え、ニホンサル、アフリカミドリザルについて検査を行った。3)ニホンサルについてはMx2遺伝子の確認とシークエンスを解析した。Mx1遺伝子については、ニホンサル、カニクイザルについて解析を行った。4)アフリカミドリザルについては、Mx遺伝子の存在を確認したが、シークエンス解析は今後の検討課題である。1)H19年度においては、マカク属サルのウイルス抵抗性遺伝子の探索の目的のうちアカゲザルLLC-MK_2細胞および不死化したBLCL(B LYmphoblostoid cell line)よりpoly(I)/(C)を用いINFを産生させ細胞を刺激したものとpoly(I)/(C)を用いないノーマル細胞をトリゾールにてTotal RNAを抽出し、Mx遺伝子の探索を目標にアカゲザルのシークエンスを参考に作製したPrimer setを用いてPCR反応により出現するバンド(327bp)について検討を行い、シークエンス解析については外注により解析中である。2)同じPrimerを用いてAGM(アフリカミドリザル)のvero細胞のTotal RNAにはPCRで反応がみられなかった。3)今後現在検討中のバンドの産物について更に解析を行う。4)ニホンサル、カニクイザルについてもアカゲザルとは異なるPrimerを設計し、PCRによりMx遺伝子の探索を実施中である。1)H19年度につづき、マカク属サルのウイルス抵抗性遺伝子の探索の目的のうちアカゲザルLLC-MK_2細胞および不死化したBLCL(B Lymphoblostoid cell line)よりpoly(I)/(C)を用い細胞を刺激したものとpoly(I)/(C)を用いないノーマル細胞をトリゾールにてTotal RNAを抽出し、Mx遺伝子の探索を目標にアカゲザルのシークエンスを参考に作製したPrimer setを用いてPCR反応により出現するバンド(327bp)について検討を行い、シークエンス解析を行った。2)今年は、Primerに工夫を加え、昨年と同様に、ニホンサル、カニクイザル、コットントップタマリン(CT)について検査を行った。3)ニホンサル、カニクイザル、CTについてはMx2遺伝子の確認とシークエンスを解析した。Mx1遺伝子についてはCTは解析中であるが、ニホンサル、カニクイザルは確認と解析を行った。4)アフリカミドリザルについては検討を継続中である。
エージェンシー理論と取引費用理論の組織における有効性

本研究では環境の変化に伴い企業競争が激しくなっている企業の組織編成に関してエージェンシー理論と取引費用理論の有効性について浮き彫りにし、理論的に明らかにした。これらの分析から次のようなことを解明した。(1)プリンシパルとエージェントの二層からなる内部組織において効率的な資源配分を行なうとき、強いインセンティブを与えられた組織ではエージェントの分権化や独立性が高まり組織の生産性も高まるが組織をコントロールするためのエージェンシー・コストや取引費用も高まる。エージェントを動機付けるための価格やボーナスと罰金、また割り当て等の採用による適切なインセンティブ・システムのデザインの仕方がある。シャーキングを避けるためモニタリング制度、インセンティブ・システム、内部監査により組織の非効率を避けることができる。(2)不完備契約によって取引費用が高くつくとき、企業は費用と便役のトレードオフを通じて、市場で取引することを止めて、統合した組織をつくり経済効率を上げようとする。所有権理論は機会主義的行動を抑制し取引費用を節約するので統合した組織をつくる論拠となる。組織のコーディネーション効率の観点からは取引費用とリスク・コスト、セットアップ・コストの和が最小になるところで組織の複雑性の程度が決められる。情報技術の発展は取引費用を節約するので組織の形態を変容させる。(3)取引費用理論とエージェンシー理論によってさまざまな組織構造を分析できる。活動の関連性と技術変化を考慮することによって戦略的に組織を選択できるし、取引費用と内部化を考慮することによって多様化の程度を決定できる。また内部化費用と時間を考慮することによって多国籍企業の組織構造を選択できる。市場と組織の中間に位置するネットワークにあっては取引費用の節約が効果的かつ効率的であるとき維持され、競争上の便役を得ることができる。エージェンシー理論の組織における有効性について企業内外の技術的、制度的諸制約条件のもとで企業の実際の行動を理論的に解明した。プリンシパルとエージェントの二層から成る内部組織において効率的な資源配分を行うとき、意思決定システムのデザイン、外部性の処理、情報の不確実性の扱い方を考察した。強いインセンティブを与えられた組織ではエージェントの分権化や独立性が高まり組織の生産性も高まるが組織をコントロールするためのエージェンシー・コストや取引費用も高まる。エージェントを動機付けるための価格やボーナスと罰金、または割り当て等の採用による適切なインセンティブ・システムのデザインの考察を行った。また情報の非対称制と不確実性から生じるシャーキングによる組織の非効率を避けるため、企業内と企業間のエージェンシー関係を検討した。企業間では契約に欠陥が生じたり、他の当事者をだまして利益を得ようとするシャーキングの危険性が出てくる。この場合、モニタリング制度やインセンティブ・システムの採用によって組織の効率が高められることを検討した。合併の契約が行われる場合には、虚偽報告やシャーキングの危険性を大いに減らす事ができる。内部組織または企業においてもエージェントによる虚偽報告の可能性が存在するので、内部監査により機会主義をモニターすることによって組織の非効率を排除できる。プリンシパルは機会主義的行動を阻止する契約実施メカニズムを考案することができる。プリンシパルとエージェントの間に垂直的取引関係がある時、プリンシパルはエージェントに望ましいサービスを供給してもらうため、あるレントをプリンシパルからエージェントに移す事によってエージェントの成績と成果を保証するシステムがその例である。モーチベーションは取引の停止という脅威による罰によっても与えられる。一般に企業が市場で取引する場合に、取引費用が非常に高くつくときには取引する企業は市場で取引することをやめて,統合した組織を作り経済効率を上げようとする。本研究では最初に契約について考察し、不完備契約から生じる取引費用を基準にして市場を用いるか組織を用いるかについて検討した。しかしこのような契約を結ぶのは多数の起こり得る状態を考慮しなければならないのでコストが高くつく。不完備契約の五つの原因を挙げ、法と経済学が解を導くのに有効であるかどうかを検討した。

契約に関わる資産の特定性の程度は費用と便益のトレード・オフを通じて市場を用いるか統合した組織を用いるかについての問題の解を与える。次に協働する場合の生産高の測定と報酬の配分という観点から機会主義的行動を抑制する所有権理論とコーディネーション・メカニズムについて検討し、取引費用やエージェンシー問題がどのように関わっているかを様々な角度から検証した。そして現代では情報処理システムがこの問題に対してどのような関わりを持っているかを考察した。この観点からはネットワークやサイバー・スペースとの関わりがある。組織のコーディネーション効率の観点からは取引費用とリスク・コストおよびセットアップ・コストの和が最小になるところでコーディネーション・メカニズムの複雑性の程度が決められる。情報システムを用いることから発生する情報費用も組織に適合したシステムを選択することによって節約できる。組織も情報技術に影響されて市場と階層の境界も低まり、サイバー空間が広がりを見せているので組織の形態も変容することを指摘した。組織は市場で生じる不確実性や複雑性を扱いやすいように様々な工夫を行っている。振替価格やシャドープライスを用いて企業内に擬似的市場を導入し、企業活動を調整し、企業内の資源配分の効率化をはかろうとする方法もその一つである。組織の効率性を測るためにインセンティブシステムの設計上の諸問題とプリンシパルとエージェント間の情報の非対称性から生じる問題を論じた。この問題は民営化問題に研究展開させるため新たに科学研究費申請を行なった。また取引費用理論が戦略提携、ジョイントベンチャー、ネットワークとどのようにかかわるかを内部化理論とシナジー理論により考察した。ネットワークに参加する企業は技術的考慮と取引費用の節約に依存して、効果的で効率的であるときに競争効率を享受し、ネットワークを維持できる.補完的知識生産活動を目的とした戦略的提携によるネットワークは情報の交換を通じて技術にもとずく生産のコスト、リスクおよび不確実性を最小にする。戦略提携ネットワークは企業の境界を越えて問題解決法を組織学習できるので,グローバル市場での生き残りとめざましい成果を達成するために形成される。企業の多様化と多国籍企業の海外展開についても取引費用によって考察した。研究を総括するにあたり契約、所有権、情報、ゲームの各理論を視野に入れフランスの研究者と討議した.
動的環境に適応できる知的音響診断システムの開発

本研究では動的な環境に適応できる能力を持つ音響診断システムの開発を目的としている.具体的には,環境が変わったことによって未知の音が発生したときに,未知の音であることを認識すると共に,既に構築したモジュールを変更することなくその未知の音を正確に診断できる新たなモジュールを付加していくような「診断ネットワーク」を新たに提案し,配管からのガス漏洩音の検出を対象としてその診断能力を詳細に評価した.さらに,安定した診断を行うために,音響信号の特徴抽出方法に遺伝アルゴリズムや独立成分分析などの適用を検討・評価した.さらに,カーネル法による識別方法の適用可能性を評価した.○診断ネットワークの提案と評価来年度実施予定の長期間(1年程度の間,適当なサンプリング間隔で)のデータ収集時に使用する複数のマイクによる複数の環境に対する同時データ収集装置を購入し,その性能を評価した.○漏洩音の特徴抽出特徴抽出方法として,進化的な特徴抽出方法や独立成分分析による抽出方法を検討した.数字パターンや評価用のデータベースなどに対する評価や石油精製プラントで収集したガス漏洩音などに適用して評価したところ,良好な結果が得られた.○カーネル法による識別方法良好な汎化能力が得られることが期待できるカーネル法やマージン最大化などを用いた識別方法を遺伝子発現データなどに対して評価したところ,有効であることが示された.○ブラインドデコンボリューション複数マイクから種々の特徴を分離するためには,音響信号のブラインドデコンボリューションが必要であるので,その基礎的な検討を生体信号に対して行った.得られた結果より,開発したアルゴリズムは有効であることが示された.本研究では動的な環境に適応できる能力を持つ音響診断システムの開発を目的としている.具体的には,環境が変わったことによって未知の音が発生したときに,未知の音であることを認識すると共に,既に構築したモジュールを変更することなくその未知の音を正確に診断できる新たなモジュールを付加していくような「診断ネットワーク」を新たに提案し,配管からのガス漏洩音の検出を対象としてその診断能力を詳細に評価した.さらに,安定した診断を行うために,音響信号の特徴抽出方法に遺伝アルゴリズムや独立成分分析などの適用を検討・評価した.さらに,カーネル法による識別方法の適用可能性を評価した.○診断ネットワークの提案と評価来年度実施予定の長期間(1年程度の間,適当なサンプリング間隔で)のデータ収集時に使用する複数のマイクによる複数の環境に対する同時データ収集装置を購入し,その性能を評価した.○漏洩音の特徴抽出特徴抽出方法として,進化的な特徴抽出方法や独立成分分析による抽出方法を検討した.数字パターンや評価用のデータベースなどに対する評価や石油精製プラントで収集したガス漏洩音などに適用して評価したところ,良好な結果が得られた.○カーネル法による識別方法良好な汎化能力が得られることが期待できるカーネル法やマージン最大化などを用いた識別方法を遺伝子発現データなどに対して評価したところ,有効であることが示された.○ブラインドデコンボリューション複数マイクから種々の特徴を分離するためには,音響信号のブラインドデコンボリューションが必要であるので,その基礎的な検討を生体信号に対して行った.得られた結果より,開発したアルゴリズムは有効であることが示された.製造プラントにおいては,機器が24時間連続稼働している例が多く見受けられる.故障する機器によっては有害ガスの漏洩や爆発などの事故が誘発される危険性があり,周辺住民や作業員に対する安全の確保が大きな課題となる.我々はニューラルネットワークなどの知能的なシステムを用いて,複雑な信号処理を比較的容易に実現できる音響診断システムの開発に取り組んできた.その中で長期間にわたる安定した診断のためには,変化する環境にいかに適応するかが重要なポイントであると考えた.そこで,本研究では動的な環境に適応できる能力を持つ音響診断システムの開発を目的とした.具体的には,環境が変わったことによって未知の音が発生したときに,未知の音であることを認識すると共に,既に構築したモジュールを変更することなくその未知の音を正確に診断できる新たなモジュールを付加していくような「診断ネットワーク」を新たに提案し,その診断能力を詳細に評価することである.このような診断ネットワークを実現するために,ネットワークの構築・学習アルゴリズムを種々検討した.また,プラントなどの高騒音環境下でのガス漏洩音の検出を主な診断対象として,種々の設備機器のもとで配管からのガス漏れ音と暗騒音を収集した.大量に収集した音響データを用いて,診断ネットワークの構築・学習アルゴリズムの有効性を示した.また,より高精度な診断のためには,マイクで収集した音響データから診断に有効な特徴を抽出する必要がある.そこで,進化的計算手法による特徴抽出に関する基礎的な検討も行った.さらに,最近注目されている独立成分分析を漏洩音の特徴抽出に適用し,その有効性も確認した.本研究では動的な環境に適応できる能力を持つ音響診断システムの開発を目的としている.具体的には,環境が変わったことによって未知の音が発生したときに,未知の音であることを認識すると共に,既に構築したモジュールを変更することなくその未知の音を正確に診断できる新たなモジュールを付加していくような「診断ネットワーク」を新たに提案し,その診断能力を詳細に評価することである.このような診断ネットワークを実現するために,本年度は以下の点について検討した.○診断システムの製作リアルタイムで診断できるように,FFTアナライザーの機能,診断ネットワークの機能や結果の表示機能を持つ診断システムを購入予定のパソコン上で試作した.○長期間にわたる提案モデルの詳細な評価来年度実施予定の長期間(1年程度の間,適当なサンプリング間隔で)のデータ収集時に使用する複数のマイクによる複数の環境に対する同時データ収集装置を購入し,その性能を評価した.○診断ネットワークのデータ入力に関する検討

高精度な診断のためには,大量に収集した音響データから診断に有効な特徴を抽出する必要がある.そこで,音響データへの前処理として,独立成分分析の適用や進化的計算手法による特徴抽出に関する基礎的な検討も行った.さらに,自己組織化マップを用いたクラスタリングなどについても検討を始めた.音響診断の実用化を目指して,本研究では動的な環境に適応できる能力を持つ音響診断システムの開発を目的とした.具体的には,モジュール構造の「診断ネットワーク」の診断能力を長期間の実験により,安定した診断を行うために配管からのガス漏洩音の検出を対象として,音響信号の特徴抽出方法に遺伝アルゴリズムや独立成分分析などの適用を検討・評価した.さらに,カーネル法による識別方法の適用可能性を評価した.○漏洩音の特徴抽出特徴抽出方法として,進化的な特徴抽出方法や独立成分分析による抽出方法を検討した.数字パターンや評価用のデータベースなどに対する評価や石油精製プラントで収集したガス漏洩音などに適用して評価したところ,良好な結果が得られた.○カーネル法による識別方法良好な汎化能力が得られることが期待できるカーネル法やマージン最大化などを用いた識別方法を遺伝子発現データなどに対して評価した.カーネル主成分分析やマージン最大化に基づく進化的特徴抽出などは有効であることが示された.○ブラインドデコンボリューション複数マイクから種々の特徴を分離するためには,音響信号のブラインドデコンボリューションが必要であるので,その基礎的な検討を生体信号に対して行った.得られた結果より,開発したアルゴリズムは有効であることが示された.
細胞死関連プロテインキナーゼＤＡＰＫ２によるアポトーシス制御機構の解明

Death-associated protein kinase(DAPK)ファミリーは、がん細胞においてもアポトーシスを誘導できることから、抗がん剤ターゲットとして有力視されているにも関わらず、そのアポトーシス誘導メカニズムについては、明らかになっていない。当研究では、DAPKファミリーのうち、特に研究の進んでいないDAPK2のアポトーシス誘導メカニズムの解明を目的として、DAPK2の結合タンパク質の同定を行なった。その結果、前年度までに14-3-3とTubulinを同定した。1. DAPK2ー14-3-3結合の生理的意義の解明前年度までに明らかになった内容について論文投稿を行なった。前年度までに、DAPK2とTubulinが内在的にも結合すること、Tubulinをターゲットとしたアポトーシス誘導剤ノコダゾールで細胞を処理したとき両者の結合が強化されること、DAPK2をノックダウンしたときノコダゾールによるアポトーシスが顕著に抑制されることを明らかにした。本年度、DAPK2上のTubulin結合部位が14-3-3結合部位と同じ位置にあることが明らかになったため、この二つが競合してDAPK2を奪い合うかについて検討を行なった。その結果、この二つは競合し、ノコダゾール処理はDAPK2ー14-3-3結合を乖離させてDAPK2を活性化し、14-3-3と離れたDAPK2はTubulinと結合し、何らかのメカニズムを経てアポトーシスを誘導することが示唆された。これらの内容について、論文執筆を行なった。27年度が最終年度であるため、記入しない。Death-associated protein kinase-2 (DAPK2)は、がん細胞でアポトーシスを起こすことが報告されており抗がん剤の標的として期待されているが、そのアポトーシス誘導機構については明らかになっていない。この機構の解明は、DAPK2を標的とした創薬に必須であると考えられる。本研究では、このメカニズムの解明を目的として研究を行った。1. DAPK2新規基質の同定DAPK2によるアポトーシス誘導メカニズムを解明するには、新規な基質の同定が必須である。そこで、本年は網羅的探索による基質候補の同定を試みた。この結果として約10種の新規基質候補を同定した。現在、これらが真の基質であるかの検討を行っている。2. DAPK2新規結合タンパク質の同定DAPK2の新規結合タンパク質の同定を、銀染色と質量分析によって試みた。その結果、結合タンパク質候補としてチューブリンを同定し、実際にDAPK2とチューブリンが結合することを確認した。さらに、DAPK2の活性がチューブリンとの結合に影響を与えるか検討したところ、当研究室において同定された恒常活性型変異体DAPK2S299Dを用いた場合、野生型と比べてチューブリンとの結合が弱まることが確認された。3. DAPK2ー14-3-3結合の生理的意義の解明当研究室において、DAPK2の結合タンパク質として14-3-3タンパク質が同定されており、その生理的意義等についての検討を行った。DAPK2は、結合の強弱はあるものの、14-3-3の全てのアイソフォームと結合することが確認できた。また、その結合部位について検討したところ、14-3-3はDAPK2のC末端にあるThr3B9のリン酸化を認識して結合していることが明らかとなった。さらに、14-3-3の結合によってDAPK2の活性が抑制されることが明らかとなった。本研究では、このメカニズムの解明を目的として研究を行なった。1. DAPK2新規結合タンパク質の同定前年度において結合タンパク質としてTubulinを同定したため、これについてさらなる検討を行なった。前年度までに、DAPK2とTubulinが結合し、DAPK2の活性が結合の強弱に影響を与えることが示唆されていた。これに加えて、内在的濃度においても両者が結合すること、Tubulin重合阻害剤でアポトーシス誘導剤であるノコダゾールで細胞を処理した場合、両者の結合が強まることを明らかとした。さらに、内在的にDAPK2を発現するHeLa細胞においてDAPK2をノックダウンした場合、ノコダゾールによるアポトーシス誘導が顕著に減少することが示唆された。2. DAPKファミリーによるアポトーシス誘導経路の解明DAPKファミリーの一つであるDRAK1について、結合タンパク質の候補をいくつか発見した。3. DAPK2ー14-3-3結合の生理的意義の解明前年度までに、DAPK2の結合タンパク質として14-3-3が同定されており、その結合にはC末端にあるThr369のリン酸化が必要であること、14-3-3との結合がDAPK2の活性を阻害することが明らかとなっていた。Thr369付近の配列から、この残基をリン酸化するプロテインキナーゼとしてAktが有力視されたため、これについて検討を行なった。その結果として、実際にAktがDAPK2をリン酸化すること、Aktの阻害剤であるMK2206を用いた場合、DAPK2ー14-3-3結合が弱まることを明らかとした。

当研究では、DAPKファミリーのうち、特に研究の進んでいないDAPK2のアポトーシス誘導メカニズムの解明を目的として、DAPK2の結合タンパク質の同定を行なった。その結果、前年度までに14-3-3とTubulinを同定した。1. DAPK2ー14-3-3結合の生理的意義の解明前年度までに明らかになった内容について論文投稿を行なった。前年度までに、DAPK2とTubulinが内在的にも結合すること、Tubulinをターゲットとしたアポトーシス誘導剤ノコダゾールで細胞を処理したとき両者の結合が強化されること、DAPK2をノックダウンしたときノコダゾールによるアポトーシスが顕著に抑制されることを明らかにした。本年度、DAPK2上のTubulin結合部位が14-3-3結合部位と同じ位置にあることが明らかになったため、この二つが競合してDAPK2を奪い合うかについて検討を行なった。その結果、この二つは競合し、ノコダゾール処理はDAPK2ー14-3-3結合を乖離させてDAPK2を活性化し、14-3-3と離れたDAPK2はTubulinと結合し、何らかのメカニズムを経てアポトーシスを誘導することが示唆された。これらの内容について、論文執筆を行なった。当初、DAPK2の基質を同定し、DAPK2によるアポトーシス誘導機構を解明することを主たる目標としていた。昨年度にプロテインマイクロアレイを用いた基質探索を行い10個程度の候補を同定し、本年度においてはその候補基質について検討を行なったが、その全てが偽陽性であり、真の基質を同定することができなかった。このため、その他の実験についても遅れが生じた。DAPK2ーTubulin結合について、上記の理由により予定よりも遅れている。加えて、両者の結合は弱く、その生理的意義を検討することが比較的困難であった。しかしながら、現在は、ノコダゾールによる両タンパク質の結合強化が示唆されたことにより、生理的意義を検討することが比較的可能となってきた。そのため、今後は検討が進むと考えている。一方、DAPK2ー14-3-3結合の生理的意義検討については現在論文投稿中であるり、順調に進んでいる。27年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、主にDAPK2ーTubulin結合の検討を中心に研究を行う。特に、DAPK2ーTubulin結合が、アポトーシス、特にノコダゾールなどの微小管調節異常に起因したアポトーシスにどのように関与するのかについて、明らかにしていきたいと考えている。そのため、DAPK2がTubulinの重合に与える影響や、他の微小管形成に関与するアポトーシス誘導剤との関連などについて、検討を行ないたい。さらに、DAPKファミリーの一つであるDRAK1について、プルダウンアッセイ及び銀染色の結果、結合タンパク質の候補がいくつか検出できている。DRAK1は、DAPK
血小板受容体の分子構造と機能に関する研究

1.ヒト血小板のトロンボキサンA_2受容体(TXR)アイソフォームの分子構造と機能に関する研究:ヒト血小板RNAからTXRの第3膜貫通領域と3'非翻訳領域に位置するプライマーを用いてRT-PCRを行って増幅された2つのフラグメントの塩基配列を決定したところ、ヒト胎盤から単離されているTXR (TXRα)と内皮から単離されているもの(TXRβ)と同じ構造を有する2つのアイソフォームが存在することが明らかとなった。TXRαにミスセンス変異(Arg^<60>→Leu)を認めた症例のTXRβにもArg^<60>→Leuのみの変異が認められた。次に培養細胞にTXRα、TXRβ又はそれらの変異受容体(Arg^<60>→Leu)を発現させて受容体の機能を検討したところ、リガンド結合能とホスホリパーゼC(PLC)活性化能には両アイソフォーム間に差を認めず、TXRαの刺激はアデニル酸シクラーゼ(AC)を活性化しTXRβのそれはACを阻害した。またArg^<60>→Leu変異のTXRα発現細胞ではPLCとACの活性化障害が認められ、TXRβ(Arg^<60>→Leu)ではPLCの活性化は阻害されたがAC阻害活性は保存されていた。したがってTXRのC末構造はAC活性に関与することが示唆された。2.ヒト血小板のコラーゲン受容体GPVIの分子構造と機能に関する研究: GPVIの分子構造決定を目的に大量の血小板からGPVIを部分精製しロッドゲル電気泳動を逆相クロマトグラフィーによりGPVIをほぼ単離したが、アミノ酸配列分析に必要な量を得ることが不可能であった。次にGPVI欠損患者(3例)の血小板を用いてコラーゲン刺激による蛋白チロシン燐酸化反応を検討したところ、Sykの活性化およびPLCγ_2やVavの燐酸化に障害を認め、この燐酸化はインテグリンα_2β_1に依存的であることから、コラーゲンによる血小板の蛋白質チロシン燐酸化反応は主にα_2β_1とGPVIにより調節されており、特にGPVIはSykの活性化に必須の分子であることが示唆された。1.トロンボキサンA_2(TXA_2)受容体アイソフォームの分子構造に関する研究:ヒトTXA_2受容体には胎盤から単離されたもの(TXRα)と、内皮から単離されたもの(TXRβ)が存在する。ヒト血小板におけるTXA_2受容体のアイソフォームを検討するため、血小板RNAからRT-PCRを行い、第3膜貫通領域に位置するプライマーと両アイソフォームに共通の3′非翻沢領域に位置するプライマーを用いたところ、逆転写酵素依存性に2つのフラグメントが増幅された。これらのフラグメントをサブクローニングし、塩基配列を決定したところ、それらはTXRαとTXRβに対応していることが明らかとなった。さらに異なるプライマーの組合わせでいずれも予想される長さの2つのフラグメントが増幅されたことから、血小板にはTXRα、TXRβと同じ構造を有する2つのアイソフォームが存在することが明らかとなった。また血小板TXRαにミスセンス変異(Arg^<60>→Leu)を認めた症例のTXRβは正常であることが判明した。

2.コラーゲン受容体(GPVI)の分子構造に関する研究:今回ハイロードシステム(ファルマシア)の導入により、DEAE Sepharose FFを用いて血小板膜分画の迅速な分離が可能となった。DEAE Sepharose, WGA agarose及び抗GPVIアフィニテフィーカラムにより粗精製したGPVIをSDS-PAGEで展開すると、還元条件下では再現性よく約60kDaのバンドが得られた。これをPVDF膜に転写した後、APIマッピングによって内部アミノ酸配列の分析を試みたが、量的不足のため優位なシグナルを得られなかった。したがって、現在各精製ステップでのGPVIの回収率を検討するとともに、ハイドロキシアパタイトや疎水クロマトグラフィーによるGPVIの分離の可能性に関しても検討中である。1.トロンボキサンA_2(TXA_2)受容体(TXR)アイソフォームの分子構造と機能に関する研究:ヒト血小板には胎盤から単離されたもの(TXRα)と、これとはC末構造のみを異にする内皮から単離されたもの(TXRβ)とそれぞれ同じ構造のアイソフォームが存在することを平成7年度の研究で明らかにしたので、培養細胞にそれらを発現させて両者の機能を検討した。リガンド結合能とホスフオリパーゼC(PLC)の活性化作用は両者間に差を認めなかったが、TXRαの刺激はアデニル酸シクラーゼ(AC)を活性化しTXRβの刺激はそれを阻害した。PLC活性化に障害を呈するTXRαのArg^<60>→Leu変異受容体の発現細胞ではPLCとACの活性化が障害されたが、TXRβの同様な変異受容体の発現細胞ではPLCの活性化は阻害されたがAC阻害活性は保持されていた。したがって、TXRのC末構造はAC活性に関与することや、Arg^<60>→Leu変異によっても障害を見なかったPLA_2活性化(平成7年度の研究)とAC活性阻害作用とをもたらす刺激伝達系に共通性が示唆された。2.コラーゲン受容体GPVIの構造と機能に関する研究:GPVIの分子構造を決定するため、大量の血小板から部分精製後ロッドゲル電気泳動と逆相クロマトグラフィーによりGPVIをほぼ単離したが、逆相クロマトグラフィーの過程での著名な収量低下のため、アミノ酸配列分析に必要な量を得ることが不可能であった。次にGPVI欠損患者(3症例)由来の血小板を用いてコラーゲン刺激による蛋白チロシン燐酸化反応に対するGPVIの関与を検討したところ、チロシンキナーゼSykの活性化およびPLCγ_2やVavの燐酸化に障害を認めた。また、GPVI欠損血小板のコラーゲン刺激による蛋白質チロシン燐酸化はインテグリンα_2β_1に依存的であることから、コラーゲンによる血小板の蛋白質チロシン燐酸化反応は主にα_2β_1とGPVIによって制御されており、特にGPV1はSykの活性化に必須の分子であることが示唆された。
常温血液心筋保護液におけるNitric Oxideの再潅流障害抑制効果の検討

目的:Nitric oxide (NO)のprecursorであるL-arginine及びNOの競合阻害剤であるL-NAMEの常温血液心筋保護液への添加の効果を再潅流障害抑制効果の面より検討した。さらにFree radical scavengerであるcaptoprilも加え両薬剤添加の再潅流障害に及ぼす影響を検討した。対象及び方法:サポートラットを用いた血液交叉対外循環モデルを使用した。ラット摘出心に対して1時間の心筋保護心停止及び1時間の再潅流を行い、この虚血再潅流モデルにより評価を行った。心筋代謝、心機能及び接着因子の測定により上記の薬剤の再潅流障害に及ぼす影響を検討した。結果:再潅流後の心機能では無添加群に比較して、収縮能はL-arginine添加群で良好に温存され、拡張能はcaptopril添加群で良好であった。これらの心機能温存効果はL-NMEを添加することで消去された。L-arginine及びcaptoprilの両薬剤併用群では収縮能及び拡張能ともさらに良好な結果を示した。再潅流後のmalondialdehyde遊出量及び可溶性接着因子(ICAM-1)は無添加群及びに比較し、両薬剤単独添加群で有意に軽減されており、両薬剤併用群では、さらに低値を示した。L-NAME添加群では無添加群と同様の結果であった。結論:常温血液心筋保護液へのL-arginine添加は血管内皮細胞及び心機能の温存に優れ、この方法にさらにcaptoprilを添加することにより、lipid peroxidationの抑制効果による再潅流障害抑制効果が得られた。L-NAME添加群でこれらの効果が消去されたことは、L-arginineによるNO産生温存あるいは増加が示唆された。今後の展望:今後重症化が予想される開心術において、この方法の臨床応用が期待できる。
肝細胞癌の発生・進展の分子メカニズムの解明

高密度オリゴヌクレオチドアレイを用いた肝細胞癌の遺伝子量的異常の網羅的解析よりわれわれはHedgehog、Hippoシグナルの異常が肝細胞癌の発生・進展に深く関与している可能性を見出していたため、それぞれのシグナルの構成因子の肝細胞癌における発現や機能解析を行ったところ、HedgehogシグナルではHedgehoginteracitingproteinとSuppesoroffusedが、HippoシグナルではSarvadorhomolog1が肝発癌、進展に関与していることが明らかになった。これまでの研究で高密度オリゴヌクレオチドアレイを用いた肝細胞癌の遺伝子量的異常の網羅的解析よりわれわれはHedgehogシグナルの異常が肝細胞癌の発生・進展に深く関与している可能性を見出していたため、そのシグナル構成因子につき検討を行うこととした。まず、シグナル構成因子の肝細胞癌細胞株での発現をQuantitative real-time RT-PCRとWestern blottingで検討したところLigandであるSonic hedgehog,受容体であるSmoothend、Patched、転写因子であるGlioma-associated oncogene homolog 1はすべて発現している一方、シグナルを負に制御する受容体Hedgehoginteracting proteinの発現低下がみられた。HHIPの発現低下のメカニズムを探索するため、Sodium bisulfite sequencingおよびmethylation-specific PCR (MSP)によるDNAメチル化解析を行った。その結果、HHIP mRNAの発現低下がみられた細胞の一部ではDNAメチル化がみられており、それらの細胞株は脱メチル化剤処理することでmRNA発現回復がみられたことから、mRNA発現低下の機序の一つとしてDNAメチル化が考えられた。また、HHIP DNAメチル化はないがmRNA発現低下がみられた細胞株は、これまでの高密度オリゴヌクレオチドアレイを用いた検討でHHIPのLoss of heterozygosityがあることがわかっている。従って、肝細胞癌ではHedgehogシグナルの負の構成因子HHIPのgenomicあるいはepigenomicな異常により遺伝子不活化がおこり、Hedgehogシグナルの異常活性化がおこり肝発癌・進展に関与することが明らかとなった.これまでの研究で高密度オリゴヌクレオチドアレイを用いた肝細胞癌の遣伝子量的異常の網羅的解析より、われわれはHippoシグナルの異常が肝細胞癌の発生・進展に深く関与している可能性を見出していたた目そのシグナル構成因子につき検討を行うこととした。Hippo pathwayは近年注目されているシグナル経路であり、その機能不全により細胞増殖を促進し、細胞死を抑制し、細胞数の増加を招き、器官サイズが増大する。すなわち癌抑剃シグナル伝達系と考えられている。今回の検討ではHippoシグナル構成因子の一つ、Salvador homolog 1(SAV1)遺伝子に着目した。SAV1が含まれる14qのLoss of heterozygosity(LOH)を13種類中6種類の肝癌細胞株で認めた。さらに、うち1つの細胞株ではホモ欠失となっていた。ホモ欠失を呈している細胞株以外の12種類の細胞株のDNAを用いて遺伝子変異解析を行ったところ、1種類の細胞株でnonsense変異を認めた。さらに、患者同意を得て採取した肝細胞癌手術検体36例の癌部DNAを用いて遺伝子変異解析を行ったところ、2例でmissense変異を認めた。レポーターアッセイを用いた検討では、これらの遺伝子異常があるとSAV1遺伝子の活性が低下することが明らかとなった。以上の検討からHippoシグナルの機能不全が肝発癌、進展に寄与する可能性が示唆された。これまでの研究で高密度オリゴヌクレオチドアレイを用いた肝細胞癌の遺伝子量的異常の網羅的解析よりわれわれはHedgehogシグナルの異常が肝細胞癌の発生・進展に深く関与している可能性を見出しており、さらに、シグナルを負に制御する受容体Hedgehog interacting protein (HHIP)が、肝細胞癌において、DNAメチル化とLoss of Heterozygosity(LOH)という、epigenetic・geneticな制御により発現低下をきたし、そのことが肝発癌・進展に関与することを明らかにしていたため、さらにHedghogシグナルの解析を進めることとした。そこで、シグナル構成因子であるSuppressor of fused (Sufu)に着目し検討を行った。7種類の肝細胞癌細胞株での発現を検討したところ、Hep3BおよびSk-Hep-1の2種類において蛋白発現の低下がみられていたが、sodium-bisufite sequencingを施行したところDNAメチル化はみられなかった。肝細胞癌切除36例での検討では、16/36で非癌部に比べて癌部でのSufuのmRNA発現低下がみられた。その機序の解明のためDNAメチル化とLOH解析を施行したところ、癌部でのDNAメチル化は0/36、LOH陽性は13/36であった。Sufuの機能解析のため、Sufuの発現プラスミドを作成し、蛋白発現が低下していたHep3BとSk-Hep-1細胞にSufuを遺伝子導入し以下解析したことろ、Hedgehogシグナル活性化の指標であるGliレポーター活性が約50%、細胞増殖活性が約30%、シグナル下流標的因子の発現が約30-40%、それぞれコントロール群に比べ低下していた。

以上から、Sufuはgeneticな発現制御をうけることで、肝発癌、進展に寄与することが明らかとなった。すでに得られているアレイの膨大なdataから前年度はヘッジホッグシグナルが、また、今年度はHippoシグナルが肝発癌、進展に関与することを明らかにしており、肝発癌、進展のメカニズムの解明と言う点では順調に進展していると考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。引き続き、アレイの結果から新たな標的を探索すると共に、前年度・今年度の研究から明らかとなったシグナル異常に関して、機能解析などより詳細な検討を行っていく。
昆虫機械感覚細胞の刺激受容初期過程の力学的研究

機械受容は、動物と外界との相互作用の「基本要素」であり、機械刺激の受容機構を抜きにして動物の進化・適応は語れない。従来、機械受容は「膜の張力によるイオンチャネルの開閉」といった「マクロで単純すぎる」図式でとらえられて来た。また、機械感覚の超高感度性の例として、ヒトやクサカゲロウの聴覚閾値での鼓膜の変位量が0.1オングストローム、つまり水素原子の直径の1/10に過ぎないことも、数多く示されてきた。しかし、変位で機械感度を議論するのは明らかに誤っている。感覚細胞は外界のエネルギーを情報エントロピーに変換する観測器であり、その性能はエネルギー感度で表現すべきである。エネルギーの授受無しの観測は「Maxwellの魔物」で代表される統計熱力学上の矛盾に行き着くから、いかなる感覚細胞も応答に際し刺激からエネルギーを受け取っている。コオロギの気流感覚細胞は、単一分子の常温における熱搖動ブラウン運動)エネルギーkBT(300°Kで4×10^<-21>[Joule])と同程度の刺激に反応してしまう。機械エネルギーが感覚細胞の反応に変換される仕組み、特にその初期過程は全く解明されていない。この未知の細胞機構を解明するため、ブラウン運動に近いレベルの微弱な機械刺激を気流感覚毛に与えたときの感覚細胞の膜電流応答の計測に、真正面から取り組んだ。長さ約1000μmのコオロギ気流感覚毛を根元から100μmで切断し、ピエゾ素子に取付けた電極を被せてナノメートル領域で動かし、気流感覚細胞の膜電流応答を計測した。長さ1000μmの気流感覚毛の先端は、ブラウン運動によって約14nm揺らいでいることは計測済みである。先端を切除した気流感覚毛を10-100nmの範囲で動かしたときの膜電流応答のエネルギーを計測し、刺激入力として与えた機械エネルギーと比べたところ、すでに10^6倍ほどのエネルギー増幅を受けていた。従って、機械受容器の初期過程は細胞膜にあるイオンチャンネルの開閉以前の分子機構にあることが明らかとなった。昆虫機械感覚細胞は、常温の熱揺動エネルギーk_BT(【approximately equal】4×10^<-21>Joul、可視光フォトンのエネルギーの1/100)をも検出できる最高度に進化した刺激受容系である。にもかかわらず、機械エネルギーが感覚細胞の受容器電位に変換される仕組み、特にその初期過程は全く解明されていない。この未知の刺激受容機構の初期過程を明らかにするため、コオロギ気流感覚毛の熱揺動(ブラウン運動)を光学的に計測し、感覚細胞に薬物を与えて、感覚細胞の力学的性質の生物活性依存性を測る。気流感覚毛のブラウン運動を測定して、そのパワースペクトルをもとめると、受容部の機械的性質を推定できる。各種のTubulin重合阻害剤、カルシウムキレート剤、カルシウムイオノフォア、脱共役剤やCNなどのATP供給阻害剤で刺激受容過程を撹乱したときのパワースペクトルへの効果から、刺激受容部位におけるエネルギー変換は、気流感覚器の機械模型のバネと抵抗の変化としてとして検出できる。これまでの計測から、感覚細胞の閾値で感覚細胞に吸収される機械エネルギーは常温のk_BT(【approximately equal】4×10^<-21>J)である

こと、その際の感覚毛先端のブラウン運動変位は10nm程度であることが分かっている。初年度の計画通り、設備備品費、消耗品費の光学部品と電子部品、謝金を用いて顕微鏡を改造し、感覚毛のレーザー照明強拡大(900倍)像を4分割受光素子上に結ばせて、感覚毛のブラウン運動を計測する装置を作った。現在、完成した測定装置をピエゾ素子を用いて較正しながら、その性能を評価する作業を行っている。その結果、光学系および電子回路を含めた設計上の分解能は1nmであるが、実際には3nm程度の雑音幅を持っており、分解能が不足していることが明らかになった。その主な原因は光学系の除振不足と、測定光路の熱的な変形やかげろう効果による光学的ゆらぎ雑音があるためとみられている。現在、光学系の機械強度を増す設計変更と、かげろう効果減少のための熱歪の解消策を施して、性能向上を図っている。昆虫の機械受容器は、従来考えられてきたような「原始的」感覚器ではなく、常温の熱揺動エネルギーk_BT(約4×10^<-21>J、可視光フォトンのエネルギーの1/100)をも検出できる最高度に進化した刺激受容系である。にもかかわらず、機械エネルギーが感覚細胞の受容器電位に変換される仕組み、特にその初期過程は全く解明されていない。コオロギを実験材料に選び、気流感覚器の機械的構造と感覚細胞のエネルギー変換応答とを分離し、分子熱雑音限界までエネルギー感度を進化させた機械感覚細胞の刺激受容機構解明の手がかりを得る目的で受容部位の力学計測、特に熱揺動領域の計測に取り込んだ。光学顕微鏡を改造して、感覚毛のレーザー照明強拡大像(900倍)を4分割受光素子上に結ばせたブラウン運動計測装置(分解能3nmでの計測が可能)を製作し、この装置を用いてコオロギ気流感覚毛のブラウン運動を光学的に測定し、そのパワースペクトルから受容部の機械的性質を推定した。刺激受容部位におけるエネルギー変換は、気流感覚器の機械模型のバネの強さSとエネルギー吸収抵抗Rとして表現される。ブラウン運動のパワースペクトルの変化から、SおよびRの変化を検出した結果、Rは気流・感覚毛間の粘性摩擦抵抗とほぼ同じ値となることが明らかとなり、感覚毛の刺激受容部位は気流の持つエネルギーを最も効率よく取り込めるような機械設計(インピーダンス整合)になっていることが示唆された。この成果は、フォトンのような量子を持たない機械受容器、化学受容器、イオンチャンネル、シナプス受容体などは必然的に熱雑音に出会うから、雑音揺らぎやシナプス加重機構が神経系一般に広くみられることなど、情報機械としての神経系が究極の乱数発生器としての熱雑音を利用する設計原理の解明につながる。機械受容は動物と外界との相互作用の「基本要素」であり、これ抜きに動物の進化・適応は語れない。昆虫の機械受容器は、従来考えられてきたような「原始的」感覚器ではなく、常温の熱遥動エネルギーκ_BT(【approximately equal】4x10^<-21>Joul可視光フォトンのエネルギーの1/100)をも検出できる最高度に進化した刺激受容系である。この未知の細胞機構を解明するため受容部位の力学計測、特に熱遥動領域の計測に真正面から取り組んだ。
低酸素が腫瘍血管内皮に与える影響

腫瘍の多くはその進展に伴い低酸素に曝されている。近年、低酸素が癌の増悪に関与している事が明らかになってきた。一方、腫瘍内部の血管内皮細胞について正常組織内の血管内皮細胞とは異なる性質を持つ事が知られている。しかし、その特異性の獲得の機序についてはいまだ不明な点が多い。そこで腫瘍の低酸素環境が血管内皮細胞に影響を与える可能性を検討した。今回、低酸素環境により血管内皮細胞での種々の遺伝子の発現が亢進する事、低酸素応答に関与するHIF-1αの蓄積がおこる事、活性酸素が蓄積する事を確認した。さらに、低酸素条件で1週間培養し続けた血管内皮細胞には染色体異常が起こる事を明らかにした。われわれは,通常酸素分圧下で高濃度の血管新生因子が含まれる血管内皮培地を用いて,腫瘍組織から腫瘍血管内皮細胞の分離・培養を行い,その異常性を確認してきた.そこで腫瘍組織が低酸素,低栄養になっており,腫瘍血管新生において既存の血管が腫瘍内まで萌出してくることを踏まえ,市販されているヒト正常血管内皮細胞(Human Dermal Microvascular Endothelial Cell: HMVEC)を用い, 1酸素濃度2培養時間3培地の組成などを検討し,低酸素条件で実験を行った.1)低酸素環境でおこりうる血管内皮細胞の応答モデル:通常酸素状態と低酸素培養器(アステック社製)を用い低酸素状態(1%O2, 5%O2, 10%O2)を設定し,HMVECを培養し,低酸素状態の時間、培地の条件などを検討し, 1%O2での血管内皮細胞の増殖を確認した.2)上記の培養条件においての細胞の表現型の解析血管内皮細胞の増殖能(proliferation assay):正常酸素状態,低酸素状態それぞれの条件において血管内皮細胞を培養し,細胞数を測定し,増殖能を比較した.その結果,増殖に有為差のない期間を見いだした.3)表現型の変化に伴う遺伝子発現の変化の解析による新たなTECマーカー候補分子の探索Real Time PCR法により我々が過去に行ったマイクロアレイ解析によって正常血管内皮に比べ,腫瘍血管内皮で発現が亢進,あるいは抑制しているいくつかの分子が,低酸素培養下のHMVECで発現が亢進していることを見いだした.1)低酸素環境と活性酸素の関連の検討染色体異常にmutagen(変異誘発物質)として活性酸素の上昇が関与しているとする報告が見られる.また、低酸素ストレスが癌細胞などで活性酸素の上昇をもたらすことも知られてきている.本研究では、腫瘍血管内皮の染色体異常のメカニズムを確認するために,正常血管内皮細胞(HMVEC)の低酸素応答によって,1活性酸素産生が上昇するのか,市販ROS応答性プローブ解析(Enzo社製)を用いて細胞免疫染色, FACS解析を行い活性酸素の上昇を確認した.2)低酸素環境と活性酸素の関連の検討さらには2低酸素ストレスにおいて正常血管内皮細胞(HMVEC)染色体不安定性が惹起されるのかを検討するためにヒト7,8番染色体プローブを用いFISH (Fluorescent in situ hybridization )法で行い,染色体不安定性が惹起されることを見いだした.また低酸素ストレス下で,正常な染色体分離に関係しているキネトコアタンパク(CEMP, Mad2,Bub2)の発現が変化しうるかをwestern blot法で検討した.加えて,活性酸素種ROSを添加した正常血管内皮細胞に染色体不安定性が惹起されることを見いだした.当初研究目的である,低酸素環境で血管内皮細胞が増殖できる条件を設定することができた.また,得られた条件を基に細胞培養を行い予定通り増殖能の検討,並びに遺伝子発現の変化を検討する事ができた.さらに,それらの結果を検討し腫瘍血管内皮細胞と正常血管内皮細胞,低酸素環境における血管内皮細胞を比較して得られた結果をまとめ,学会で報告することが出来た.25年度が最終年度であるため、記入しない。当初の予定通り,引き続き低酸素環境に置ける血管内皮細胞の変化について検討する.また,低酸素環境と活性酸素の関連を検討する.並行して,当教室ならびに研究協力先である歯学研究科口腔病理学講座のスタッフ,医学研究科腫瘍外科のスタッフとの継続的なミーティングを行い,実験や研究経過の検討並びに再計画を行っていく.25年度が最終年度であるため、記入しない。
トライポールアンテナを用いたMIMOチャネル通信の実現

1.昨年度は、市販のオムニアンテナによりトライポールアンテナを構成したが、指向性や物理的大きさに制限があり、本研究の目的を遂行するには十分でない部分があった。そこで、本年度は、小型のオムニアンテナを製作し、理想的なトライポールアンテナを試作した。さらに、比較のため、トライポールアンテナと同じ素子で構成した3素子リニアアレーアンテナ、3素子円アレーアンテナも試作した。2.前述の3種類のアレーアンテナによるMIMOチャネル通信がどのような環境で有効に働くかに重点を置き、周囲の散乱状況の異なる環境で複数の測定を行って伝搬データを取得した。取得したデータを用いて、フェージング相関、平均ビット誤り率特性、チャネルによって生成される行列の固有値分布、および、通信容量について計算機による数値解析を行い、その結果を比較した。その結果、トライポールアンテナは低いフェージング相関を与えること、ビット誤り率等では同等の特性を示すことがわかった。実験環境のような見通し内環境では、フェージング相関よりも受信電力の絶対値がその特性に大きく作用するためと結論付けられる。反射による偏波回転の多い環境が存在すればトライポールアンテナの使用が効果的であると予想される。3.MIMOチャネル通信を実現する有効な方式として注目されているE-SDM(Eigenbeam-Space Division Multiplexing)方式を実装したテストベットを構築した。さらに、本テストベットを使用してフェージングシミュレータを用いた3×2MIMOチャネル実験を行い、提案アルゴリズムのリアルタイム動作を検証した。また、前年度に、送信リソース制御による計算負荷を軽減する方法を提案したが、今年度は素子数(ストリーム数)の制限のない方式を提案し、更なる計算負荷の軽減に成功した。1.MIMOチャネル通信を実現する有効な方式として注目されているE-SDM(Eigenbeam-Space Division Multiplexing)方式のDSP実装について計算機シミュレーションを用いて検討した.特に,DSPへの実装を行う際に問題となる計算負荷を軽減させる手法として,ビット配分や送信電力配分のアルゴリズムに対して,近似式を用いて簡略化する方法を提案した.計算機シミュレーションの結果,近似はSNRの高いところで行ったにもかかわらず,SNRの低いところでも十分な近似が行えることが明らかになった.さらに,この手法をDSPに実装して評価したところ,従来方式に比べ処理速度を数10倍早くすることが可能となった.また,上記の簡略化したE-SDM方式を評価するための,フェージングシミュレータを用いた3×2MIMOチャネル実験システムを構築中である.2.市販のオムニアンテナを3素子組み合わせてトライポールアンテナを製作し,ネットワークアナライザに接続して,送受信間のチャネル応答特性を実伝搬環境で測定した.特にチャネル応答特性は,見通しありの場合と見通しなしの場合で多くのデータを取得した.また,比較のため,3素子リニアアレーや円アレーを用いた場合のチャネル応答特性も測定した.得られたチャネル情報により,チャネルの相関やE-SDM通信を行った場合の誤り率特性などを計算し,トライポールアンテナを用いたMIMOチャネル通信の基礎的な特性を把握することが出来た.1.昨年度は、市販のオムニアンテナによりトライポールアンテナを構成したが、指向性や物理的大きさに制限があり、本研究の目的を遂行するには十分でない部分があった。