hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コンピュータ適応型中国語テストの開発と検証

1.「コンピュータ適応型中国語テスト」(C-CAT:Chinese Computerized Adaptive Test)を研究開発し、実用化した。C-CATは、試運転においては運転の安定性、能力推測の正確さの両面から、預定通りに機能されていることが確認できた。現在その運用も本格的にスタートしている。2.研究開発期間中、研究に関する論文を4本発表し、研究ノートを6本まとめ、研究報告を2本作成した。これらは最終報告書としてこの1冊に掲載されており、本研究開発のプロセス等の記録のみならず、中国語能力を、何をどのように測定すべきかという一般の中国語テスト作成にも資するものと考えられる。1.研究開発の方向性と枠組みが明確化して確保された。研究チームの打ち合わせ(1回目)等により、コンピュータ適応型テストとは何かを全員が理解した上で、テストの構成(聴解・語彙・文法と読解の4部門)と各部門の問題アイテム数、および形式を決定した。システムに搭載できる問題アイテム数は、各部門少なくても100問で合計400問を確保する。形式は、すべて選択形式(4択)とする。また、コンピュータの特性を活かして、紙媒体では出題しにくい形式の創出、見せ方等を工夫して出題するという方針を固め、開発に取り組んだ。2.アイテム開発チームを組織し、研究分担者に、アイテムライター(10名、中国語ネイティブスピーカー)が加わり、研修会・中間発表会を複数回開催した。アイテムの方向性と質を確保するため、発表会(聴解は3回、読解は2回)での討議・検討を重ね、聴解・語彙・文法・読解の4部門とも、それぞれ200問、合計800問を作成した。3.解答データを取得するため、プレテストを実施する。そのため、研究チームの2回目の研究打ち合わせにより、準備したアイテム800問から456問を選出して、難易度別に易3セット、中3セット、難2セットに分けたように、プレテストを8セット構成した。テストの性格上、各部門に同一数のアンカーを入れた。4.資料収集を兼ねて訪問した中国大連外国語大学中国語学院で、日本人中国語学習者を含めて、11カ国の中国語学習者、計81名を対象に事前のテストを実施した。その解答データを分析したところ、困難度と識別度の面で、開発したアイテムは良質であることが分かった。5.上述の作業を踏まえ、論文1本「コンピュータ適応型中国語テストの開発についてー語彙問題アイテム開発を例にしてー」を『日中語彙研究』に発表した。上述した通り、本年度の主な研究成果は、問題アイテム項目の研究開発である。1.研究分担者のうちの二人は、先行研究(科研課題)として、本研究のシステムの開発者であり、その説明などにより、コンピュータ適応型中国語テストはどういう仕組みか、それに適合した問題アイテムは何かを研究チーム全員がよく把握した。2.研究分担者に、アイテムライター(10名、中国語ネイティブスピーカー)が加わり、研修会・発表会を複数回開催した。これにより、予定より数量的に多く質的にも高いアイテム項目が作成できた。3.アイテム項目は、チーム内部で検討したうえ、さらに外部の中国語教育専門家によるチェックを実施した。これにより一定の評価を得て、修正も加わり、テストとしての妥当性、信頼性が高まったと考えられる。加えて、カラーイラストの使用、アナウンサーによる聴解録音など、問題アイテム項目の完成度が高く、1年目に予定した計画はほぼ達成された。4.事前のプレプレテストを実施して、アイテム項目の質が確認できたし、同時にその結果分析と検討・修正の方法が確保できた。この点で、次年度での大規模プレテストの実施に当たっての準備に有効であった。1.昨年度(H27)に継続して問題アイテムを作成した。問題アイテムは、昨年度(H27)の800問に今年度作成した150問を加えて950問となった。これを用いて、初級・中級・上級と難易度別にプレテストを10セット構成した。1プレテストは、語彙、文法、聴解、読解の4分門にそれぞれ20問で、計80問とした。なお、テストの性格上、各部門に同一数のアンカーを入れた。これでプレテストの実施は可能となった。2.全面的にプレテストを実施した。国内25大学と中国の6大学において、プレテストを実施した。日本人中国語学習者約1900人、その他の国(18ヶ国)の中国語学習者約400人に対して、紙媒体で1セット90分のプレテストを受験してもらった。この計2300人の解答データを問題アイテム解析の基本に用いる。4.前年度の問題アイテム開発の経験を踏まえて、「中国語テスト作問法」(仮)というテーマで、研究分担者と研究協力者により、各部門のテスト作問法の原稿を執筆した。コンピュータ適応型中国語テストをはじめとして、語彙、文法、聴解、読解、スピーキング、作文について、テスト設定に当たっての留意点や考え方がまとめられた。2.上述した問題アイテムを用いてプレテストを10セット作成し、おおよそ2300人の中国語学習者に受験してもらった。1問につき230人ほどの解答データを取得したので、問題アイテム解析に必要な数値になっている。3.C-CAT:Chinese Computerized Adaptive Testの本体を構築し、ドメインを取得した。すでにインターネット上で立ち上げられる状態を準備した。4.一般の中国語テスト作問にも資すると考えられる「中国語テスト作問法」(仮)は、分担者と協力者の執筆により、原稿を書き上げた。(1) C-CATは実用化した。

(www.c-cat.top)インターネット上で、時間・場所の制約なしに実施できる「コンピュータ適応型中国語テスト」(C-CAT:Chinese Computerized Adaptive Test)を研究開発し、実用化した。以下の特徴を持っている。1項目応答理論に基づき、受験集団に依存しない不変的な評価スケールが実現できる。2回答の正誤により、能力別に異なる問題を提示することで、効率的に能力測定を行い、従来の試験より所要時間を短縮し、かつ能力推定精度を向上させることができる。3試験終了後、即座に成績が提示されて、プリントも保存もできる。4大量の紙使用が不要なので、エコなテストでもある。(2)一般の中国語テスト作成にも資する研究報告書を作成した。研究開発の経験などを踏まえて、「第1章コンピュータ適応型中国語テスト」をはじめ、「第2章語彙テスト」、「第3章文法テスト」、「第4章聴解テスト」、「第5章読解テスト」、「第6章スピーキングテスト」、「第7章作文テスト」等からなっている176ページの報告書をまとめた。また、全文はPDFの形で上記したHPのProjectにリンクして開示している。一般の中国語テストの作成に参考になると思われる。(3)「C-CATの問題アイテム開発サイクル」という論文を発表した。C-CATは、大きく捉えれば、システム本体と問題アイテムバンクの二つの部分からなっている。問題アイテムバンクは、本テストの要と位置づけられ、テストの妥当性や信頼性を確保する最も大事な部分である。その中に格納されている個々の問題アイテムは、テストを構成して能力(成績)を測る物差しであり、その尺度をなすため、テストの正確さがこれによって保証される。このような問題アイテムをどのように開発してきたかについてまとめた論文である。1.「コンピュータ適応型中国語テスト」(C-CAT:Chinese Computerized Adaptive Test)を研究開発し、実用化した。C-CATは、試運転においては運転の安定性、能力推測の正確さの両面から、預定通りに機能されていることが確認できた。現在その運用も本格的にスタートしている。2.研究開発期間中、研究に関する論文を4本発表し、研究ノートを6本まとめ、研究報告を2本作成した。これらは最終報告書としてこの1冊に掲載されており、本研究開発のプロセス等の記録のみならず、中国語能力を、何をどのように測定すべきかという一般の中国語テスト作成にも資するものと考えられる。新年度(2年目)の主な目標と課題は以下の三つである。1.プレテストの実施。安定したデータを獲得するため、1セット当たり、少なくとも200名の受験者が必要である。そのため、プレテストの実施は、国内と海外の中国語学習者を対象に、国内では研究分担者の所属大学数校を中心とした複数の教育機関で、海外では大連・西安・上海など外国人向け中国語教育において高い評価を得ている教育機関で実施する予定である。プレテストは8セットを用意し、受験者は全体としては2000名近くを想定する。
前立腺肥大症の発症病理ならびに薬物的治療に関する基礎的研究

今までの観点とは異なった観点から前立線肥大症の発症病理を究明し、新たな前立腺肥大症薬物療法の開発理論を樹立することが本研究の最終到達点であるが、平成5年度、6年度において以下の成果が得られた。1)動物モデルを用いての雄性副性器間質増殖メカニズムの解明:幼若(3週齢)にて去勢されたラットにエストロジェンを投与すると、精嚢に著しい間質増殖がおこる。この間質増殖はコラーゲンと平滑筋の増生が主因であり、組織像がヒト前立腺肥大症の組織と非常に類似していることを我々はまず確かめた(湯浅、山中ら、泌尿紀要,39,1993).さらにこの動物モデルをもちいて、エストロジェン投与後の間質組織像の経時的変化をイメージアナライザーにより定量的解析し、コラーゲンと平滑筋の増生が平行しておこることを確かめた。(小野、湯浅ら、Tohoku J.Exp.Med,175,1995).さらにエストロジェン投与により誘導されるestrogen receptor(ER)の変動について、EIA法、免疫組織学的手法およびRT-PCR法をもちいて検討し、エストロジェンによるコラーゲン、平滑筋の増生はERを介しておこることを明らかにした(湯浅、山中ら、1995)。2)ヒト前立腺肥大症間質培養細胞のコラーゲン産生の解析:ヒト前立腺肥大症組織由来の間質細胞の無血清培地3日間培養法で、その培養上清中のプロコラーゲンC末端ペプチド(PIP)産生量をenzyme immuno-assay法により検討した。単位細胞あたりのPIP産生量はDHT濃度依存性に減少し、DHT濃度10^<-6>Mでは対照の38%であった。このことは前立腺内のアンドロジェンが前立腺肥大症間質のコラーゲン産生制御に直接的に影響をあたえていることを示唆したが(深堀、山中ら、1995)。しかし、エストロジェンは直接的にPIP産生に関わっていなかった(深堀、山中、1994)。前立腺肥大症は組識学的には腺上皮性成分である腺腫と間質性成分である線維・筋腫からなる混合腫瘍であり、多くはその70%以上を間質性成分が占める。現在、臨床で使われている抗男性ホルモン製剤は腺上皮性成分に有効性を発揮し萎縮させるが、間質性成分に対しては無効であり、間質性成分を萎縮させる薬剤の新規開発が切望されている。そのためには、ヒト前立腺肥大症と類似の間質増殖の動物モデルを作成し、間質増殖のメカニズムについての基礎的研究が不可欠である。本年度は、1)動物モデルを用いての間質増殖メカニズムの解析と、2)ヒト前立腺肥大症間質培養細胞のコラーゲン産生の解析をおこなった。1)動物モデルを用いての雄性副性器間質増殖メカニズムの解明:幼若(3週令)にて去勢されたラットにエストロジェンを投与すると精嚢に著しい間質増殖がおこる。この組織像がヒト前立腺肥大症の組織像と非常に類似していることをわれわれは報告した(湯浅ら、1993)。この間質増殖メカニズムを詳細に研究することによって、前立腺肥大症の発症病理の糸口を得ることが可能であると思われる。今年度においては、エストロジェン投与後の間質組織像の経時的変化をイメージアナライザーを用いて定量化解析を行った。その結果、コラーゲンと平滑筋の増加が間質増殖の主因であった。

さらに、興味あることには、エストロジェン投与によるコラーゲンおよび平滑筋の増加と呼応して、無数の好酸球の間質内浸潤がみとめられた、エストロジェン遊走性好酸球はコラーゲン繊維内に埋まるようにして存在し、コラーゲン産生との関係が強く示唆された(小野・湯浅ら、1994)2)ヒト前立腺大症間質培養細胞のコラーゲン産生の解析:ヒト前立腺肥大組織由来の間質細胞をTGF-β添加無血清培地にて3日間培養し、その培養上清中のプロコラーゲンC末端ペプチド産生量をenzyme assay法により測定した。TGF-β1ng/mlおよび10ng/ml添加で、プロコーラゲンC末端ペプチド産生は対象に比較して2.3倍、2.2倍に増加していた。このことは前立腺肥大症の間質コラーゲンの増生にTGF-βが重要な役割をはたしていることを示唆していた(深堀ら、1994)。当該年度においては、先年度にひきつづき、1)動物モデルをもちいて間質増殖メカニズムの解析と、2)ヒト前立腺肥大症間質培養細胞のコラーゲン産生の解析をおこなった。1)動物モデルを用いての雄性副性器間質増殖メカニズムの解明:幼若(3週齢)にて去勢されたラットにエストロジェンを投与すると、精嚢に著しい間質増殖がおこる。この間質増殖はコラーゲンと平滑筋の増生が主因であり、組織像がヒト前立腺肥大症の組織と非常に類似していることを我々はすでに報告しているが(湯浅、山中ら、1993)、エストロジェン投与後の間質組織像の経時的変化をイメージアナライザーをもちいて定量的解析をおこない、コラーゲンと平滑筋の増生が平行しておこることを確かめた。さらにコラーゲン、平滑筋の増生機構をさらに明らかにする目的で、、エストロジェン投与により誘導されるestrogen receptor(ER)の変動について、EIA法、免疫組織学的手法およびRT-PCR法をもちいて検討し、ERがエストロジェンによるコラーゲン、平滑筋の増生機構になんらかの関わりをもっていることを明らかにした。2)ヒト前立腺肥大症間質培養細胞のコラーゲン産生の解析:ヒト前立腺肥大症組織由来の間質細胞をDHT添加無血清培地にて3日間培養し、その培養上清中のプロコラーゲンC末端ペプチド(PIP)産生量をenzyme immuno-assay法により測定した。単位細胞あたりのPIP産生量はDHT濃度依存性に減少し、DHT濃度10^<-6>Mでは対照の38%であった。このことは前立腺内のアンドロジェンが前立腺肥大症間質のコラーゲン産生制御になんらかの影響をあたえていることを示唆するものであった。
外傷後臓器障害発生における骨軟部組織損傷の役割に関する研究

ラットの筋骨を細かく砕き(TBX)、それを同種ラットに移植した、動物骨軟部組織損傷モデル(TBXモデル)に出血性ショックを加えたモデル(two-hit model)を使用し、その後の、動物生体に起こる炎症性変化を見る実験を行った。TBXモデルは移植後に、TBX移植量依存性に全身性の炎症変化、腸管運動麻痺を引き起こしたが、出血性ショックを加えたtwq-hit modelは明らかな炎症性変化を起こさなかった。ラットの骨軟部組織をミンチしたもの(以下TBX)を同種ラットに移植する骨軟部組織損傷モデルにさらにTBXを移植したラットに出血性ショックを加える、two-hitモデルを作成し、作成24時間後のラットの血漿中の炎症性メディエータを測定し、外傷後に発生する臓器損傷メカニズムを解明しようとしている。TBX移植と出血性ショックの相乗効果で臓器障害、すなわち炎症反応を惹起することを仮説としているため、個々の侵襲は小または中程度(軽症または中等症)でなければならない。TBX移植に関しては動物の体重の15%量のTBX移植がマイルドな侵襲であることが、以前の実験で分かっている。出血性ショックに関しても共同研究者の増野が以前行っていたプロトコールに従ってマイルドな侵襲を動物に与えているが、蘇生中に動物が死亡してしまうことが多く、十分な検体数を確保することができていない状況である。死亡原因がTBXなのか、出血性ショックによるものなのか、あるいは両者の相乗効果によるものなのか不明である。現在移植するTBXの量または、出血性ショックの程度を抑え、適切かつ有効なモデルの確立に努めている。蘇生中に動物が死んでしまうことが多発し、十分な検体数を確保できていない。我々の研究は、ラットの骨軟部組織をミンチしたもの(TBX)を同種ラットの背部に移植する軟部組織損傷モデルにさらに出血性ショックを加える、two-hitモデルを作成し、24時間後に血漿中の炎症性メディエーターを測定し、全身性の炎症変化、すなわち外傷後臓器損傷の発生メカニズムの検討を目的としている。。昨年度は、モデルとして有効な移植するTBXの量が決定できなかったり、出血性ショックの程度または出血性性ショックを行う手技が不安定であった結果、十分な検体が得られなかったが、今年度はドナーラットの体重の5%のTBXを移植することに決定し、さらに出血性ショックの方法も確立できたため、十分な検体数を得られたため、炎症メディエーターとして、HNGB-1の測定を行なったが、有意な結果が得られなかったため、現在は更なるtwo-hitモデルの改良を行なっている。two-hitモデルの24時間後の血漿中の炎症性メディエーターを測定しているが、仮定した結果が得られず、更なるモデルの改良を行なっているため。ラットの筋骨を粉砕しミンチ化(Tissue-Bone-Matrix; TBX)し、それを同種ラットの背部に移植した(骨軟部組織損傷モデル)。TBX移植のみの群、TBX移植に出血性ショックを加えた群(two-hit model)の2群間の動物生体に起こる炎症性変化(血漿中HMGB-1レベル)を継時的(移植後3、6、12、24時間後)に測定した。HMGB1は、PAMPsやDAMPsの刺激によってマクロファージ、あるいは壊死細胞から細胞外に放出される、およそ215残基のタンパク質であり、細胞外に放出されたHMGB1は炎症反応を立ち上げるとされている。そのメカニズムは血管内皮細胞に働きかけてVCAM1(vascular cell adhesion molecule 1)、ICAM1(intercellular adhesion molecule 1)、E-selectinなどの接着因子の発現を誘導し、好中球や単球の遊走を促し,これら炎症・免疫担当細胞の傷害局所への集積を誘導しているとされ、結果として炎症性サイトカインの産生を促し、炎症反応の増幅を誘導している。傷害局所におけるHMGB1は生体防御因子として働いていると考えられるが、敗血症や外傷後に過剰に産生されたHMGB1は致死性因子として働くことが知られている。我々の研究結果では、2群間における血漿中HMGB-1レベルは継時的な増減は示さず、また2群間での血漿中HMGB-1レベルの相違も示さなかった。すなわち、明らかな炎症性変化を起こさなかった。蘇生中の死亡原因がTBXによるものなのか、出血性ショックによるものなのか、あるいは両者の相乗効果によるものなのか不明である。死亡原因を究明するとともに、移植するTBXの量または、出血性ショックの程度を抑え、適切かつ有効なモデルの確立に努める。モデルの改良(ドナーラットの背部の皮切の統一や出血性ショック導入法のマイナー変更)を行い、十分な検体数の確保と、結果の統一化を図る。外傷学十分な検体数を確保できなかったため、研究に遅れが生じ思うように消耗品が購入できなかった。仮定した結果が得られず、モデルの改良を行なっているため、研究に遅れが生じ思うように消耗品が購入できなかった。平成27年度に購入できなかった消耗品に当てる予定である。なお、平成28年度の研究計画に大きな変更はない。
自動データ選択とパターン抽出の統合による巨大データ集合体からの知識発見

多数の巨大データ集合から知識を発見するために,自動データ選択とパターン発見を統合した新規性が高いデータマイニング手法を4種類考案・開発・実装した.クラスタ分布メタパターン群を発見する手法は,高ノイズに汚染されクラスタ境界が曖昧で重なり合う悪条件下でも高い再現率と適合率を示し,高速であった.方向性非零重みメタパターン群を発見する手法は,スパースモデリングに基づくマルチタスク分類学習手法に基づき,Kinectで計測した顔表情データなどで実用性を示した.線形分類子の階層クラスタリング手法とそれぞれ特定のデータ集合で成立する一般分類ルール群を評価・発見する手法も,種々の人工・実データで有効性を示した.巨大データ集合から比較的素朴な興味深いメタパターンを発見する手法を考案・開発し,購入した4台の開発実験用計算機にプロトタイプシステムとして実装して種々の評価実験を行った.提案手法は,複数データ集合用に拡張したデータスカッシングを用いてパターン要素を求め,パターン要素に関する情報量基準に基づいてデータ選択を自動的に行い,共通クラスタメタパターンを発見する.系統的に生成した人工データを用いてその性能を調べたところ,高ノイズに汚染された上に,クラスタ境界がはっきりせず複数個のクラスタが重なり合う悪条件においても,提案手法は高ノイズ下に隠された正解メタパターンをほぼ正確に復元することが確認された.Kinectセンサーを用いた人見守り応用に関しては,骨格情報のクラスタリングに加え,顔情報のクラスタリングと異常検知にも取り組み,有望な結果を得た.その一環として,100人の被験者に関する25表情データや机上Kinectで撮影した10表情に関する100時間データなどの基盤データを収集・整備した.これらの顔表情データに各種クラスタリング・分類学習手法を適用してデータの質や学習手法との相性などを調べ,次年度以降のために貴重な教訓をいくつか得た.ウェブマイニングに関しては,収集済みであるレストランデータの整備に取り組んでいる.その他,次年度以降取り組むより洗練されたメタパターン発見の準備として,関連するデータマイニング研究にも取り組んだ.前年度に考案・開発したクラスラベルなしデータから共通クラスタに関するメタパターンを発見する手法を主にKinectを用いて収集した人顔表情見守りデータに適用して改良を施すと同時に,クラスラベル付きデータから新しい種類のメタパターンを発見する手法を考案開発してプロトタイプシステムとして実装した.前者においては,共通クラスタがデータアンサンブルを圧縮する度合いを評価する情報量評価基準を考案して種々の実験条件で結果を評価した.その過程において,Kinectで計測できる顔表情特徴に加えて表情に関するクラスラベル情報を有効裏に活かす必要性を痛感し,後者の拡張展開と応用領域の進展に重点を置くようになった.後者の手法は,Ruvoloらが提案したマルチタスク学習システムELLAで求められる特徴空間を入力とし,分類学習に関して互いに類似するデータ集合群に関する種々のメタパターンを発見する.クラス情報の使用などの理由により,より直観に合うメタパターンが得られるようになった.そもそもELLAが100人顔画像データに有効であることも,系統的な実験で確認した.応用領域としてのKinectとデータスカッシングを用いる人転倒見守り問題や,関連するデータマイニング研究にも取り組んだ.購入した5台の計算機は,人見守り応用の構築とデータ収集などに有効に用いた.研究成果は論文と研究発表で主に海外で積極的に発信し,その内の1件は基調講演の栄誉にあずかった.前年度までに取り組んできた2種類のメタパターン発見手法を洗練して実験で実用性を確認するとともに,新たに分類子クラスタリングとクラス分類ルールに関する2種類のメタパターン発見手法を考案・開発し,実験で有効性を示した.購入した高性能計算機は,これらの実験に有効に用いた.クラスラベルなしデータアンサンブルから共通クラスタに関するメタパターンを発見する手法に関しては,高速化を図った.クラスラベル付きデータアンサンブルからスパースモデリング重みに関するメタパターンを発見する手法については,パターン定義などを改良した.人工データと実データを用いた実験では,計算時間や発見メタパターン数など実用性を確認した.さらに,クラスラベル付きデータアンサンブルを入力とし,学習される線形モデルのクラスタリングに関するメタパターンを発見する手法および確率的クラス分類ルールが一部のデータ集合において成立するメタパターンを発見する手法を考案・開発した.人工データと実データを用いた実験では,前者は既存のマルチタスククラスタリングとほぼ同等の性能を示すが,顔表情に関するデータではより優れていた.後者は,新規に開発した情報量基準に基づいており,一般性,正確性,希少性など分類ルールが満たすべき性質を正しく統一的に評価できる.その他,顔表情分類に関するデータアンサンブルを取得して整備し,実験に用いた.人行動分類,人姿勢クラスタリング,顔表情分類など,関連するデータマイニング問題にも取り組んだ.多数の巨大データ集合から知識を発見するために,自動データ選択とパターン発見を統合した新規性が高いデータマイニング手法を4種類考案・開発・実装した.クラスタ分布メタパターン群を発見する手法は,高ノイズに汚染されクラスタ境界が曖昧で重なり合う悪条件下でも高い再現率と適合率を示し,高速であった.方向性非零重みメタパターン群を発見する手法は,スパースモデリングに基づくマルチタスク分類学習手法に基づき,Kinectで計測した顔表情データなどで実用性を示した.線形分類子の階層クラスタリング手法とそれぞれ特定のデータ集合で成立する一般分類ルール群を評価・発見する手法も,種々の人工・実データで有効性を示した.前年度に開発した手法の改良,新しい種類のメタパターン発見手法の考案開発,応用領域の進展などを達成したため.27年度が最終年度であるため、記入しない。

データマイニング予定通り,これまでに考案開発した手法をより洗練して応用領域での成功例を増やし,最終手法と最終実験に取り組む.巨大データ集合から興味深いメタパターンを発見する手法を考案・開発し,購入した開発実験用計算機にプロトタイプシステムとして実装して種々の評価実験を行うことに成功したため.27年度が最終年度であるため、記入しない。次年度の最終実験前により強力な設備を購入すると決めたため.27年度が最終年度であるため、記入しない。予定通り,今年度考案・開発した提案手法を洗練し,より興味深い種々のメタパターンを発見する手法に発展させるとともに,応用問題への適用も一層進めていく.次年度に予定した設備購入を行う.27年度が最終年度であるため、記入しない。顔表情データの収集を謝金なしで行い,物品費を節約し,複数の研究発表を次年度以降に延期したため.次年度に延期した研究発表を行う.大幅に性能を向上した新型Kinectが発売されたら,前年度節約した物品費で複数台購入する.
中学校理科への風景教材の導入に関する実験的研究

わが国の旧制中学校および高等女学校用の理科教科書には,花コウ岩,凝灰岩,石灰岩で構成されている地形の特徴を示す挿絵が必らず登載されており,また,新制高等学校の地学の教科書も,昭和30年代・40年代初めに出版されたものには花コウ岩,凝灰岩,結晶片岩で構成された地形の図や写真が少し載っている.しかし,理科教育の現代化が叫ばれた昭和40年代後半から50年代に発行された中学校理科・高等学校地学の教科書には,地形と構成岩石との関係を知らせる風景写真はほとんど載っていないことがわかった.これに対して,フランスならびにアメリカの中等理科教科書では,地形と構成岩石種との関係を知らせる風景写真が多く登載されており,特に,フランスの地質教材は上掲の風景を読むことから展開している.つまり,地形が構成する風景を地質学習の導入として位置づけていると推測される.姫路市大白書中学校における実験的調査からは,校区内の環境構成物の認知度は建造物の方が自然の事物よりもはるかに高く,川や山の地形に関する認知度は大へん低い.また,地形が構成する風景への関心度は,平素野外でよく遊んでいる生徒の場合に著しく高いことがわかった.広島大学附属福山中学校における実験的調査では,一つの地域の風景を示す映像は,個々の地質現象を示す映像のあとで観察すると,個々の事象をつなぐ媒介としての働きがあるという結果が得られた.神戸大学教育学部の理科専修生に対する実験的調査では,風化現象に関する風景写真の読み方がほとんど不能であることがわかった.また,地形をその構成岩石種と関連づける態度,能力も皆無に近く,現行の中等理科教育における地質教材に,地形が構成する風景のとり上げ方が僅少であることの影響が大きく現われていると推察した.なお,風景教材の位置づけについては,断定できるところまで研究できていない.わが国の旧制中学校および高等女学校用の理科教科書には,花コウ岩,凝灰岩,石灰岩で構成されている地形の特徴を示す挿絵が必らず登載されており,また,新制高等学校の地学の教科書も,昭和30年代・40年代初めに出版されたものには花コウ岩,凝灰岩,結晶片岩で構成された地形の図や写真が少し載っている.しかし,理科教育の現代化が叫ばれた昭和40年代後半から50年代に発行された中学校理科・高等学校地学の教科書には,地形と構成岩石との関係を知らせる風景写真はほとんど載っていないことがわかった.これに対して,フランスならびにアメリカの中等理科教科書では,地形と構成岩石種との関係を知らせる風景写真が多く登載されており,特に,フランスの地質教材は上掲の風景を読むことから展開している.つまり,地形が構成する風景を地質学習の導入として位置づけていると推測される.姫路市大白書中学校における実験的調査からは,校区内の環境構成物の認知度は建造物の方が自然の事物よりもはるかに高く,川や山の地形に関する認知度は大へん低い.また,地形が構成する風景への関心度は,平素野外でよく遊んでいる生徒の場合に著しく高いことがわかった.広島大学附属福山中学校における実験的調査では,一つの地域の風景を示す映像は,個々の地質現象を示す映像のあとで観察すると,個々の事象をつなぐ媒介としての働きがあるという結果が得られた.神戸大学教育学部の理科専修生に対する実験的調査では,風化現象に関する風景写真の読み方がほとんど不能であることがわかった.また,地形をその構成岩石種と関連づける態度,能力も皆無に近く,現行の中等理科教育における地質教材に,地形が構成する風景のとり上げ方が僅少であることの影響が大きく現われていると推察した.なお,風景教材の位置づけについては,断定できるところまで研究できていない.
糖尿病やがんの発症・進行におけるNedd4-IRS複合体の乖離/形成の意義

代謝調節ホルモンであるインスリンへの体の応答性が低下すると糖尿病が起こる。一方、インスリンと構造の似たインスリン様成長因子(IGF)には成長促進作用があり、IGFへの応答性が過度に高まるとがんを発症しやすくなる。これらの応答性が変わるしくみには不明点が多い。今回、インスリン/IGFが細胞膜受容体に結合した後で起こる細胞内シグナル伝達を調べた。その結果、シグナル伝達を担うIRS2が別のタンパク質Nedd4と複合体を形成しており、この複合体が不足するとインスリン応答性が低下し糖尿病につながる、一方、この複合体が過剰に存在するとIGF応答性が過度に高まりがん細胞の過増殖の一因になることがわかった。研究代表者は、これまでに、インスリン/IGFシグナルを仲介するIRS-2にユビキチンリガーゼNedd4が結合すると、IRS-2がモノユビキチン化され、インスリン/IGFに応答したIRS-2のチロシンリン酸化が促進、インスリン/IGF活性が増強することを見出してきた。本研究では、インスリン/IGF活性の異常が関与して起こる糖尿病やがんに着目し、これらの発症・進行におけるNedd4-IRS-2複合体の役割を明らかにすることを目的にしている。多くの前立腺がんでNedd4が過剰に発現していることが報告されている。前立腺がん細胞を用いて解析した結果、Nedd4-IRS-2複合体の存在が確認され、Nedd4の発現抑制によってIGFに応答したIRS-2のチロシンリン酸化・下流シグナル経路の活性化・細胞増殖が抑制された。また、Nedd4によるIGFシグナルの増強は、ユビキチン結合タンパク質Epsin1が仲介することを既に明らかにしているが、前立腺がん細胞でEpsin1を発現抑制するとIGFに応答したIRS-2のチロシンリン酸化・細胞増殖が抑制された。以上から、前立腺がん細胞ではNedd4-IRS-2複合体が過剰に形成されており、これによりIGFシグナルが増強、細胞の過増殖の一因になっていると考えられた。一方、肝細胞を用い、インスリン活性を変動させる種々の刺激がNedd4-IRS-2複合体に与える影響を検討したところ、糖不足に応じてNedd4の自己ユビキチン化、Nedd4-IRS-2複合体の形成、IRS-2のユビキチン化が進み、インスリンシグナルが増強することがわかった。インスリン抵抗性を誘導することが知られているPKC活性化剤PMA、JNK活性化剤アニソマイシン、ERストレス誘導剤ツニカマイシンの刺激では、Nedd4-IRS-2複合体への影響は見出されなかった。研究代表者は、これまでに、インスリン/IGFシグナルを仲介するIRS-2にユビキチンリガーゼNedd4が結合すると、IRS-2がモノユビキチン化され、インスリン/IGFに応答したIRS-2のチロシンリン酸化が促進、インスリン/IGFの細胞内シグナルや生理活性が増強することを見出してきた。平成26年度の解析から、前立腺がん細胞ではNedd4-IRS-2複合体が過剰に形成されており、これによりIGFシグナルが増強、細胞の過増殖の一因となることが示された。一方、肝細胞が過剰の糖にさらされるとNedd4-IRS-2複合体の形成が阻害されてインスリン感受性が低下、これが糖尿病発症の一因となる可能性も示された。平成27年度は、ユビキチン化したIRS-2に相互作用する脱ユビキチン化酵素を探索し、Ubiquitin specific protease (USP) 15の同定に成功した。HEK293細胞や前立腺がんPC-3細胞を用いて解析した結果、USP15を過剰発現すると、Nedd4によって誘導されるIRS-2のユビキチン化が抑制され、IGF-I刺激に応答したIRS-2のチロシンリン酸化も低下した。一方、USP15の発現を抑制すると、Nedd4によって誘導されるIRS-2のユビキチン化が促進、IGF-I刺激に応答したIRS-2のチロシンリン酸化が増強した。以上の結果から、USP15はNedd4がIRS-2に付加したユビキチンを除去し、インスリン/IGFに応答したIRS-2のチロシンリン酸化を抑制、インスリン/IGFの生理活性を減弱する役割を果たすと考えられた。平成26年度の研究の過程でユビキチン化したIRS-2に脱ユビキチン化酵素USP15が相互作用することを発見したので、平成27年度はその機能解析について精力的にすすめた。研究実績の概要で記したように、USP15がIRS-2の脱ユビキチン化酵素として機能することを示すことができた。さらに、これまで申請者らが明らかにしてきた「IRS-2のモノユビキチン化がインスリン/IGFシグナルを促進する」という新規の分子機構の存在を、脱ユビキチン化酵素の解析を通じても確認することができ、順調に研究が進行したと言える。

平成26-27年度の解析では、前立腺がん細胞ではNedd4-IRS-2複合体が過剰に形成されており、これによりIGFシグナルが増強、細胞の過増殖の一因となることが示された。一方、肝細胞が過剰の糖にさらされるとNedd4-IRS-2複合体の形成が阻害されてインスリン感受性が低下、これが糖尿病発症の一因となる可能性が示された。さらに、IRS-2に相互作用する脱ユビキチン化酵素としてUbiquitin specific protease (USP) 15を同定したので、平成28年度はこの機能解析を進めた。SILAC法を用いた定量的質量分析により、USP15はユビキチン化していないIRS-2よりもユビキチン化されたIRS-2により多く結合することがわかった。USP15の発現を抑制すると、Nedd4によって誘導されるIRS-2のユビキチン化が促進、IGF-I刺激に応答したIRS-2のチロシンリン酸化が増強し、IRS-2の下流でリン酸化を受けて活性化するセリンスレオニンキナーゼであるAktやErkのリン酸化も増強した。他の結果も併せ、USP15はNedd4がIRS-2に付加したユビキチンを除去し、インスリン/IGFに応答したIRS-2のチロシンリン酸化を抑制、インスリン/IGFの生理活性を減弱させる役割を果たすと結論し、成果を学術誌で発表した。研究計画立案時は予想していなかったが、昨年度までの研究の過程でユビキチン化したIRS-2に脱ユビキチン化酵素USP15が相互作用することを発見したので、本年度はその機能解析について精力的にすすめた。研究実績の概要で記したように、USP15がユビキチン化IRS-2に結合して脱ユビキチン化することにより、ユビキチンリガーゼNedd4と拮抗して働き、インスリン/IGFのシグナルや生理活性を減弱させる役割を果たすことを明らかにし、この研究成果を学術誌で発表することができた。一方、「今後の研究の推進方策」で記すように、Nedd4-IRS-2複合体形成機構の解明や、Nedd4-IRS-2複合体形成を促進/阻害する低分子化合物の開発については、予定よりも研究が遅れている。従って、研究全体としては「やや遅れている」と評価した。糖代謝や成長に重要なインスリン/IGFのシグナルは、インスリン受容体基質(IRS)を介して伝達される。研究代表者は、以前、IRS-2とユビキチンリガーゼNedd4が複合体を形成しており、Nedd4によってIRS-2がモノユビキチン化を受けると新規の機構でインスリン/IGFシグナルが増強することを明らかにしてきた。本研究では、インスリン/IGF活性の異常が関与して起こる糖尿病やがんの発症・進行に、Nedd4-IRS-2複合体が果たす役割を明らかにすることを目的とした。多くの前立腺がんでNedd4が過剰に発現していることが報告されている。前立腺がん細胞PC-3を用いて解析した結果、Nedd4-IRS-2複合体が過剰に形成されており、これによりIGFシグナルが増強、細胞の過増殖の一因になっていることがわかった。一方、肝細胞を用いて解析した結果、過栄養状態に陥った肝細胞ではNedd4-IRS-2複合体が減少することによりインスリンシグナルが減弱することがわかり、このことがインスリン抵抗性ひいては糖尿病の一因になると考えられた。
イメージサイエンスからピクトリアルサイエンスへの知覚心理学的展開

本研究は、科学研究費補助金総合研究(B)の主旨に則り、研究者相互の情報交換と討議を通じて今後の研究展開に向けての新たな視点をさぐる研究集会開催を中心にして進められた。イメージサイエンス(画像科学)からピクトリアルサイエンス(図像科学)への知覚心理学的展開を目指す本研究の課題は、“見えるもの"が“見えざるもの"の姿かたち・雰囲気・意図などをいかにして写しだしてくるかの解明にある。知覚事像との関連で(1)色・形、(2)空間・運動、(3)音響・触感覚、等各研究班を組織し、図像情報生成の知覚・認知機構ならびに基礎データの提示とそれらについての総合的検討を行なった。とくに研究集会を通じて得られた理工学研究者と実験心理学者間の研究交流は、この種の新しい領域の今後の展開に向けての貴重な貢献といえるだろう。第1次研究集会(東京:平成4年9月1719日)研究テーマ「形態知覚と図像情報」基調講演「色、形、視覚」小町谷朝生(東京芸大)形態知覚研究班ならびに参加者全員による研究討議[参加者数:第1日(約40名)、第2日(約90名)、第3日(約50名)]第2次研究集会(開催地:呉、平成4年10月2931日)研究テーマ「空間知覚と図像情報」基調講演「サイエンティフィックビジュアライゼーションの現状」中前栄八郎(広島県立大)空間・運動知覚研究班ならびに参加者全員による研究討議[参加者数:第1日(約30名)、第2日(約30名)、第3日(約50名)]第3次研究集会(開催地:大阪、平成4年12月1719日)研究テーマ「視覚構造・触知覚・音響と図像情報」基調講演「聴覚における感性情報処理をめぐって」難波精一郎(大阪大)視覚・音響・触・触ー運動研究班ならびに参加者全員による研究討議[参加者数:第1日(約40名)、第2日(約50名)、第3日(約50名)]本研究は、科学研究費補助金総合研究(B)の主旨に則り、研究者相互の情報交換と討議を通じて今後の研究展開に向けての新たな視点をさぐる研究集会開催を中心にして進められた。第1次研究集会(東京:平成4年9月1719日)研究テーマ「形態知覚と図像情報」基調講演「色、形、視覚」小町谷朝生(東京芸大)形態知覚研究班ならびに参加者全員による研究討議[参加者数:第1日(約40名)、第2日(約90名)、第3日(約50名)]第2次研究集会(開催地:呉、平成4年10月2931日)研究テーマ「空間知覚と図像情報」基調講演「サイエンティフィックビジュアライゼーションの現状」中前栄八郎(広島県立大)空間・運動知覚研究班ならびに参加者全員による研究討議[参加者数:第1日(約30名)、第2日(約30名)、第3日(約50名)]第3次研究集会(開催地:大阪、平成4年12月1719日)研究テーマ「視覚構造・触知覚・音響と図像情報」基調講演「聴覚における感性情報処理をめぐって」難波精一郎(大阪大)視覚・音響・触・触ー運動研究班ならびに参加者全員による研究討議[参加者数:第1日(約40名)、第2日(約50名)、第3日(約50名)]
第一原理分子動力学法に基づくトライボ反応シミュレータの開発と自動車用潤滑剤の設計

近年、省エネルギー対策、地球温暖化対策に対する強い要請から、摩擦・摩耗・潤滑、いわゆるトライボロジーに関する社会的要求が厳しさを増している。具体的に自動車業界では、エンジン出力エネルギーの約30%が摩擦に消費されていることから、エンジンオイル用フリクション低減剤、摩耗防止剤の高性能化によるエンジン摺動部の低摩擦化・高耐摩耗性化の実現が社会的に急務の課題となっている。特に上記課題には迅速な対応が求められることから、実験研究に加え、理論的添加剤設計手法の確立が望まれている。そこで本研究では、経験的なパラメータを使用せずに電子状態計算を行うことが可能な第一原理計算手法に基づき、トライボ反応ダイナミクスを解明することが可能なトライボ反応シミュレータの開発を目的とした。また、近年の実験研究により、摩擦下における電子放出、いわゆるエキソエレクトロン現象がトライボケミカル反応に大きな影響を与えることが知られている。そこで本研究ではエキソエレクトロン現象を解明可能な第一原理分子動力学シミュレータの開発をも目的とした。初年度は、当研究室で開発済みのGaussian & Fourier Transform(GFT)法に基づく第一原理分子動力学計算プログラムに対して、摩擦プロセスのシミュレーションが可能な機能を追加することで、第一原理分子動力学法に基づくトライボ反応シミュレータを開発した。具体的には、2枚の基板で挟まれた潤滑膜に対して、片方の基板のみをスライドさせることで、摩擦プロセスにおける化学反応シミュレーションを可能とした。さらに、開発プログラムを活用することで、ダイヤモンドライクカーボンの摩擦プロセスにおける電子状態ダイナミクスを解明することに成功した。その結果、ダイヤモンドライクカーボンを水素終端することで、低摩擦を実現できることを明らかにした。
カイラル磁性を有する遍歴磁性体における異常磁気伝導

フラストレーション系においては、複数の相互作用のせめぎ合いの結果、スピンカイラリティーが有限の非共面な磁気構造がしばしば生じる。そのような系では、電子はスピンカイラリティーに比例する仮想的な磁場を感じ、そのため異常な磁気伝導現象が観測される。本研究の目的は、B20構造遷移金属化合物とパイロクロアモリブデン酸化物を中心としたカイラル磁気構造体においてスピンカイラリティーによって誘起される異常磁気伝導を開拓することにある。平成23年度は、B20遷移金属化合物で短距離のヘリカル磁気秩序が発現するMnGeにおいてスピンカイラリティー誘起の大きなトポロジカルホール効果を観測することに成功した。これは、磁場下の高密度なスキルミオン格子によるものであると考えられる。温度磁場依存性の詳細な解析の結果、このホール効果は実空間のスピンカイラリティー密度がホール効果と関係する実空間描像で理解できることが明らかになった。一方でパイロクロアモリブデン酸化物では、(Y,Cd)_2Mo_2O_7において、スピン間のフラストレーションの結果として、極めてdiffusiveな輸送現象を示す異常な金属状態が現れることを明らかにした。さらにここにイジング性の強いTbをドープしていくとスピン密度の高次のべきでホール抵抗率が立ち上がってくる振る舞いが観測され、三つの磁気モーメントの相関であるスピンカイラリティーによるものであることが示唆された。このような常磁性体にイジングモーメントをランダムに入れていった場合でもスピンカイラリティーが働くことが明らかになった。平成22年度は、B20遷移金属化合物のヘリカル磁性体において3つのヘリカル磁気構造の干渉によって発現したトポロジカルな磁気構造体スカーミオンの結晶化状態の研究を行った。まず、物質材料機構の松井グループと共同でローレンツ電子顕微鏡を用いてFe0.5Co0.5Siにおけるスカーミオン結晶の実空間観察に成功した。観測された実空間像においては、スカーミオンの結晶化状態に加えてスカーミオンのアモルファス状態や強磁性状態の中に孤立したスカーミオン単体も観測されており、スカーミオン単体の駆動が可能であることが示唆された。また、ヘリカル磁性体である試料薄膜の薄膜化がスカーミオン結晶の安定化に有効であることが示唆され、この知見をもとに高臨界温度のヘリカル磁性体FeGeを用いることにより、室温付近でスカーミオン結晶状態を安定化させることに成功した。この物質では、スカーミオンが有する渦状のスピン配列の方向が異なる二つのドメインを観測することにも成功した。このスカーミオン結晶では、スピンカイラリティーを有するためトポロジカルホール効果やスカーミオン駆動によるスピン起電力など異常磁気伝導を発現することが期待される。
文書画像の統合理解によるハイパーテキスト化と知的検索

以下の2点について研究を行った。1.論文誌のハイパーテキスト化システム技術論文誌を対象として、文書画像をハイパーテキストデータに自動変換するシステムを構築した。(1)論理構造化構文解析的手法により文書画像から論理構造(題名、著者名、章、節などの構造)を抽出する手法を実現した。本手法は、文書画像から得たブロック領域を、56個の書き換え規則を用いたボトムアップチャート法により解析するものである。6論文(61頁)を対象とした実験の結果、論理構造をすべて正しく抽出できた。リンク生成ハイパーテキストリンクとして、(a)本文から図表ヘのリンク、(b)本文から章、節へのリンク、(c)参考文献へのリンクを取り上げ、実現した。具体的には、(a),(b)については単語照合を用いた。(c)については137個の書き換え規則を用いて参考文献項目の構文解析を行うことにより構造化したのち、データベース中の書誌情報とリンクを生成した。上記の論文を対象とした実験の結果、(a)(c)について、それぞれ88.6%,100%,92.6%の成功率を得た。2.図とテキストの統合理解と知的検索文書に含まれる概念図とテキストを統合理解する手法を考案した。本手法は、図認識、自然言語処理の結果を統一的なフレームにより記述し、両者を無矛盾かつ最大に対応付けるように統合するものである。概念図は文書の概要を表すものが多いため、統合の結果に基づいて、文書を知的に検索することが可能となる。なお、以上のシステム、手法の実験評価には、設備備品として購入したパーソナルコンピュータを使用した。
新しいタイプの細胞外マトリックス受容体分子,シンデカン-2,の構造的,機能的解析

本科学研究費助成期間中研究は、ほぼ目的通りに進み、以下の点を明らかにし、その一部については既に専門雑誌に論文として報告した。(1)高・低転移性株細胞間の腫瘍組織形成における細胞外マトリックス依存性の違いは、間質型細胞外マトリックスの主要成分であるフィブロネクチン(FN)基質に対する接着応答性の違いとして反映される。即ち、低転移性のP29株細胞では、FN接着依存的に接着斑/ストレスファイバー(SF)形成が誘導されるのに対して、高転移性のLM66-H11株細胞では、ラフリング膜(RM)形成が誘導される。(2)両株細胞のFN基質に対する細胞応答性の差異は、FN受容体であるインテグリンα5β1と細胞表層へパラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)との協調作用の有・無による。即ち、両受容体がFNと同時に結合すると、その結合シグナルはSF形成に、インテグリンα5β1のみで結合するとRM形式に、シンデカン-2のみで結合するとフィロポデイア(FP)形成に、変換される。(3)インテグリンα5β1と協調的に作用する機能を有する細胞表層HSPGは、シンデカン-2である。このシンデカン-2は、同一のタンパク芯に対して3本のヘパラン硫酸鎖と1本のコンドロイチン硫酸鎖を有するハイブリッド型プロテオグリカンであり、ヘパラン硫酸鎖に含まれる[ IdoA(2-OSO_3)-Gl_cNSO_3(6-OSO_3) ]_6糖鎖構造で、FNのC-末端ヘパリン結合ドメインに結合する。(4)P29株細胞は、シンデカン-1-4、グリピカン-1およびグリピカン-4を細胞表層HSPGとして発現しているが、インテグリンα5β1と協調的に作用する分子種は、上記のごとくシンデカン-2のみである。(5)両いずれの株細胞においても、FN接着依存的な各種アクチン細胞骨格形成誘導のためのシグナル伝達には、両受容体とも細胞膜上でクラスタリングされることが必要である。マウス・ルイス肺癌由来の高(H11)、低(P29)転移性株細胞は、生体内において前者は基底膜依存的な、後者は間質型細胞外マトリックス依存的な組織形成を示す。培養下においては、フィブロネクチン(FN)基質接着依存的に、P29細胞はストレスファイバー(SF)形成を、H11細胞はラフリング膜(RM)形成を示す。このFN接着応答における差異は、その基質に対してP29細胞はインテグリン(int)α5β1とシンデカン(syn)2を介して、H11細胞はintα5β1のみを介してFNに結合することによる。即ち、P29細胞はsyn2高発現株であるのに対して、H11細胞は低発現株である。本研究助成による本年度の研究は、これらの株細胞を用いて研究計画通り進み、以下の成果が得られた。1. P29細胞とH11細胞は、両者共シンデカンファミリー全メンバーを発現している(RT-PCR解析による)が、syn2タンパクmRNAのみの発現は前細胞において後者の約10倍高かった(ノーザンブロット解析による)。2. syn2cDNAをH11細胞に導入後、P29細胞と同程度syn2を発現している細胞をクローン化し、安定発現株として樹立した後、各々について、(1)FN接着に際しての細胞骨格形成及び、(2)細胞増殖について解析を行った。その結果、(1)syn2cDNA導入H11細胞はP29様細胞に変換しており、FN接着依存的にSF形成を示すと共に、(2)細胞倍加時間もP29細胞の倍加時間にまで促進されていた。3. syn2アンチセンスオリゴヌクレオチドをP29細胞に導入することによりsyn2発現を抑制し、H11細胞と同程度のsyn2を発現している細胞をクローン化し、安定発現株を樹立した後、FN接着依存的細胞骨格形成の解析を行った。その結果、変換P29細胞は、H11細胞同様RM形成を示した。4. P29細胞におけるsyn2細胞質ドメインのセリン残基のリン酸化分析の結果、リン酸化度は、FN非接着細胞の方が接着細胞より3倍高い値を示し、SF形成の誘導は、syn2タンパク芯の脱リン酸化に共役した現象であることが示唆された。

このシンデカン-2は、同一のタンパク芯に対して3本のヘパラン硫酸鎖と1本のコンドロイチン硫酸鎖を有するハイブリッド型プロテオグリカンであり、ヘパラン硫酸鎖に含まれる[ IdoA(2-OSO_3)-Gl_cNSO_3(6-OSO_3) ]_6糖鎖構造で、FNのC-末端ヘパリン結合ドメインに結合する。(4)P29株細胞は、シンデカン-1-4、グリピカン-1およびグリピカン-4を細胞表層HSPGとして発現しているが、インテグリンα5β1と協調的に作用する分子種は、上記のごとくシンデカン-2のみである。(5)両いずれの株細胞においても、FN接着依存的な各種アクチン細胞骨格形成誘導のためのシグナル伝達には、両受容体とも細胞膜上でクラスタリングされることが必要である。マウス・ルイス肺癌由来の高(H11)、低(P29)転移性株細胞は、生体内において前者は基底膜依存的な、後者は間質型細胞外マトリックス依存的な組織形成を示す。培養下においては、フィブロネクチン基質接着依存的に、P29細胞はストレスファイバー形成を、H11細胞はラフリング膜形成を示す。このFN接着応答における差異は、その基質に対してP29細胞はインテグリンα5β1とシンデカン2を介して、H11細胞はインテグリンα5β1のみを介してFNに結合することによる。即ち、P29細胞はシンデカン2高発現株であるのに対して、H11細胞は低発現株である。本年度の研究は、これらの細胞を用い、接着基質としてフィブロネクチンの含むいろいろな機能ドメインの組換え体に対する接着応答性を詳細に解析し、以下の成果が得られた。また、シンデカン・ファミリーの研究分野で希望されている単クローン抗体の開発にも着手した。1)接着基質は、受容体に対する結合特異性を満足するのみではなく、それを細胞膜上の特定の箇所に集める(クラスタリング)機能を有する。2)P29細胞の示すフィブロネクチン接着依存的なストレスファイバー形成には、インデグリンα5β1とシンデカン2の協調的作用に加えて、シンデカン4の作用が必要である。しかし、その二つのシンデカン分子の作用機構は異なっている。3)単クローン抗体を作成するため、抗原としてシンデカン14の細胞外ドメインの組換え体を作成し、自然抗原分子をP29細胞の大量培養系から単離・精製した。