hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
トマト果実のカロテノイド蓄積誘導におけるオクタデカノイド類シグナル伝達機構の解明

高齢化社会を迎えて消費者の健康志向が高まる中で、機能性成分を多く含む青果物の供給に対する要求は非常に高まっている。トマトは、リコペンやβ-カロテンなどのカロテノイド類を多く含み、その抗酸化作用等の機能性が注目されている。これらカロテノイド類は、トマト果実の成熟に伴って生合成・蓄積されるが、その分子機構に関しては不明な部分が多い。ジャスモン酸等のオクタデカノイド類は、新しい植物ホルモンとして、植物の病害抵抗性や、老化、成熟に深く関わっていると考えられる。トマト果実へのジャスモン酸処理が、β-カロテン蓄積を誘導するという興味深い現象に対して、申請者は、カロテノイド合成系遺伝子群の発現レベルについて、ジャスモン酸に応答した変化を明らかにするなど、分子レベルでの研究を行ってきた。本研究では、これをさらに発展させ、オクタデカノイド類によるカロテノイド蓄積誘導のシグナル伝達機構の解明を目指す。本研究の成果を応用することによって、トマト果実のリコペンやβ-カロテンなど機能性成分の蓄積量の増大が可能であると考える。普通品種および成熟変異体トマトの様々な成熟ステージの果実から果肉ディスクを作製し、エテフォンもしくはジャスモン酸メチルエステル溶液で処理を行った。各サンプルから調製したRNAをcDNAに逆転写時に33Pで標識し、12284クローンが搭載されたトマトDNAマクロアレイとハイブリダイズさせた。得られた結果をSOM解析したところ、LeACS4遺伝子と発現パターンが類似するグループに分類される43クローンのうち、LeACS4遺伝子と同様に果実成熟に伴い発現が上昇する13クローンを明らかにした。そのうち8クローンについては配列情報から機能を推定することが出来なかったまた、得られた結果を国際ナス科ゲノムシンポジウムで発表した。高齢化社会を迎えて消費者の健康志向が強まる中で、機能性成分を多く含む青果物の供給に対する要求は非常に高まっている。各サンプルからRNAを調製し、トマトのカロテノイド合成系の各遺伝子やエチレンシグナル伝達に関わる遺伝子を特異的に増幅するよう設計したプライマーを用いて、定量的RT-PCR法により、発現様式を解析・比較した。その結果、エチレンおよびジャスモン酸メチルエステルによって、それぞれ特異的に誘導される遺伝子を明らかにした。また、得られた結果を国際ポストハーベストシンポジウムで発表した。
近位尿細管代謝異常と代謝障害センサーの役割に着目した糖尿病性腎症進展の機序解明

ミトコンドリア機能解析には、質の高い単離技術が重要である。マウス腎臓尿細管からミトコンドリアを単離する技術を確立するために、単離ミトコンドリアの酸素消費の実験系におけるrespiratory control ratio [基質+ADP存在下(state 3)における酸素消費速度と基質のみ存在下(state 4)における酸素消費の比]を指標に野生型マウスを用いて単離方法の試行錯誤を行った。その結果、respiratory control ratioの高い高品質のミトコンドリアを腎尿細管から単離する方法を確立した。糖尿病によるミトコンドリア機能の影響を検討する前に非糖尿病状態におけるTBP-2欠損がミトコンドリア機能に与える影響を検討しておくことは重要であり、野生型マウスとTBP-2欠損マウスの尿細管ミトコンドリアを単離し機能解析を実施した。基質によるATP産生実験では、呼吸鎖complex 4から電子を供与する基質においてTBP-2欠損マウスでATP産生低下を認め、TCAサイクルにおける代謝やTCAサイクルから電子が供与される呼吸鎖上流よりもcomplex 4以降の下流の障害が示唆された。またこの条件下での内膜過分極における電位に両者で差はなく、またstate 3,state 4における酸素消費やrespiratory control ratioにも両者で有意差はなく、脱共役の影響は示唆されなかった。またウェスタンブロットにおけるcomplex 15、リン酸キャリアー、ATP/ADPキャリアー、チトクロームC、Uncoupling Protein 2のタンパク量にも差がなかった。呼吸鎖タンパクはsuper complexと呼ばれるタンパク複合体を形成し機能に影響することが示されており、複合体を形成したまま泳動できるBN-PAGEを用いてcomplex 14の複合体を検索したが差はなかった。今後のin vivo実験での解析進捗においても、信頼性の高い実験系の確立が重要であり、野生型マウスとTBP-2欠損マウスの尿細管ミトコンドリアの機能比較実験に専念することで、実験系の精緻化をすすめ確立できた。糖尿病モデルであるSTZマウスにおけるミトコンドリア機能の変化について解析をすすめる準備は完成したと考える。STZマウスにおけるミトコンドリア機能の変化について機能解析を開始する。野生型マウスとTBP-2欠損マウスの尿細管ミトコンドリアの機能比較実験では、comlex 5周囲の機能異常が疑われ、BN-PAGEを用いたcomlex 5のモノマー・ダイマー・オリゴマーやATP合成酵素複合体(comlex5、リン酸キャリアー、ATP/ADPキャリアーの複合体)の解析をすすめている。本年度は実験系確立に専念したためin vivo実験が開始されておらず残額が生じた。次年度に実施するので、次年度使用額とすることは妥当である。
おいしいという感覚が摂食動作に及ぼす影響の検討

本課題は、味覚障害が摂食動作に及ぼす影響を明らかにするため、健常被験者6名を対象として実験的味覚障害を惹起し、チョコレートチップクッキーを摂取させ、咀嚼・嚥下動作を記録した。さらに、嚥下閾まで咀嚼した食塊を回収し物性を解析し、コントロールと比較した。その結果、実験的味覚障害では、嚥下直前の咀嚼サイクルにおける開口量が有意に小さくなり、食塊の硬さと付着性は低下し、凝集性が増加することが明らかとなった。これらの結果は、味覚障害を惹起させた状態では、本来嚥下に必要とされる以上に咀嚼が進行していることを示唆しており、何らかの機序で食品を積極的に摂取しようとする働きが阻害されているものと推察された。味覚障害は、高齢者を中心に年間24万人が罹患すると報じられている。味覚障害患者の中には、「食べ物がおいしくない」という訴えに加えて、「食べ物が飲み込みにくい」と訴える者も少なからず存在する。これは味覚障害が何らかの機序で摂食・嚥下の過程に影響を及ぼす可能性を示唆している。本研究では、ギムネマ酸の甘味抑制効果を利用して実験的味覚障害を惹起し、試験食品であるチョコレートチップクッキーのおいしさを低減させた状態で、摂食・嚥下動作の計測と、嚥下直前の食塊のテクスチャー計測を行い、味覚障害が摂食・嚥下に与える影響について検討した。下顎運動軌跡の計測からは、実験的味覚障害を惹起した状態では、嚥下直前の咀嚼サイクルの開口量が正常時と比較して有意に小さいことが示された。また、嚥下直前の食塊を2-バイトテクスチャー試験によって解析した結果、硬さと付着性は有意に小さく、凝集性は有意に大きかった。これらの結果は、ともに、実験的味覚障害を惹起した状態では本来嚥下に必要とされる以上に咀嚼が進行していることを示唆するものであった。平成25年度は、特に筋電図に関する分析を行った。実験的味覚障害を惹起させた場合と、惹起させない場合で、嚥下時の舌骨上筋群の筋活動に有意差がなかったことから、「飲み込みにくさ」には差がなかったと考えられる。しかしながら、本研究での咀嚼回数以上に咀嚼が進行し唾液と混和された場合、食塊の凝集性はピークを越えて低下し、食塊のまとまりがなくなることにより、「飲みこみにくさ」を感じるようになると推察された。本研究結果により、味覚障害が嚥下誘発の遅延及び咀嚼の過度の進行を介して、患者に「飲み込みにくさ」を引き起こす可能性が示唆された。味覚障害患者の「飲み込みにくさ」に関しては、味覚障害の治療に加えて、適切な時期に嚥下が誘発されるようなアプローチをすることで改善が期待できると推察された。これらの患者からは、「食べ物がおいしくない」という訴えに加えて、「食べ物が飲み込み難い」との訴えが聞かれることがある。これらの愁訴は、なんらかの機序で味覚が食品の送り込みや嚥下に影響している可能性を示唆しており、味覚と摂食の機能的関連の観点から注目に値する。本研究では、ギムネマ酸が持つ甘味抑制効果により、実験的味覚障害の病態を再現し、味覚障害に伴う「おいしさ」感覚の低減が、食品摂取から嚥下までの一連の摂食動作に及ぼす影響を明らかにする。本年度は、少数(6名)の被験者で、ギムネマ酸により実験的味覚障害を惹起させた状態とコントロールの状態での摂食動作を比較した。摂食動作の比較には、咬筋と舌骨上筋群の筋電図、下顎運動軌跡、および嚥下音の計測結果を用いた。さらに、嚥下直前の食塊の物性を、2-バイトテクスチャー試験により解析し、実験的味覚障害の有無が咀嚼の進行度に与える影響を検索した。本年度の研究結果から、実験的味覚障害を惹起した状態では、コントロールと比較して、嚥下直前の咀嚼サイクルの開口量が有意に小さく、食塊の硬さと付着性が有意に小さく、凝集性が有意に大きいことが明らかとなった。これらは、実験的味覚障害を惹起させた状態では、本来嚥下に必要とされる以上に咀嚼が進行していることを示唆している。

味覚障害の状態では、何らかの機序で食品を積極的に摂取しようとする働きが阻害されているものと推察された。一方で、嚥下に至るまでの咀嚼回数は、被験者により増加する者と減少する者がおり、有意差は認められなかった。味覚障害は摂食動作に何らかの影響を与えるものの、その影響は被験者によりさまざまであることが伺えたが、今後被験者数を増加させることにより、この影響の違いが明らかになるものと期待される。平成24年度は、6名の被験者を対象として、咀嚼から嚥下に至るまでの一連の摂食動作を、咬筋および舌骨上筋群の筋電図、下顎運動、嚥下音の同時計測により評価するとともに、嚥下直前の食塊のテクスチャー解析を行い、咀嚼の進行度を評価した。少数の被験者ながら、嚥下直前の咀嚼サイクルの開口量、食塊の硬さ、付着性、凝集性に関しては、実験的味覚障害を惹起した状態とコントロールの間に有意差が認められた。研究は、おおむね順調に進展しているといえる。平成24年度に引き続き、被験食品の摂取から嚥下終了までの所要時間、咀嚼回数、中途嚥下を含む嚥下回数、嚥下直前の咀嚼の進行度について、実験的味覚障害の影響を統計学的に検討する。平成24年度は、味覚障害が筋活動に及ぼす影響について明らかにすることができなかった。特に舌骨状筋群の筋電図の計測にあったっては、電極の貼付位置等を含めて再検討する。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成25年度請求額とあわせて、平成25年度の研究遂行に使用する予定である。
難治性疾患の微小循環の解明と画像医学的評価方法の構築

疾患難治性の原因を探求し解決策を創出するための一手段として病巣の血管新生に関わる微小循環を解明し、早期発見、治療効果判定を正確に行う評価系を構築を試みた。血管新生阻害剤のサロゲートマーカーとして新規合成したインテグリン分子イメージング用RGD(Arg-Gly-Asp)ペプチドプローブによる薬効評価法を用い、難治性疾患の血管新生に焦点を絞って臨床病理学的かつ画像医学的に解析し、In vivo及びIn vitro実験モデルの開発を通してex vivoモデル構築を実施し、臨床応用に向けた評価系構築を行った。腫瘍細胞種によりばらつきがみられるものの増殖能の治療後早期反応性予測が可能であった。本研究では、病巣の血管新生に関わる微小循環を解明し、早期発見、治療効果判定を正確に行う評価系を構築するために血管新生阻害剤のサロゲートマーカーとして新規合成したインテグリン分子イメージング用RGD(Arg-Gly-Asp)ペプチドプローブによる薬効評価法を構築するため、難治性疾患の血管新生に焦点を絞って臨床病理学的かつ画像医学的に解析し、In vivo及びIn vitro実験モデルの開発を通してex vivoモデル構築を実施し、臨床応用を目指している。領域横断的に幅広く適応疾患を選択するため、インテグリン分子イメージング用RGD PET製剤による薬効評価法による動物実験をモデル動物を用いて行い、可能性のある疾患群を選定し次期臨床試験に備える。具体的には腫瘍性疾患では、血管新生が豊富な造血器腫瘍でmyeloma(Br J Haematol;154:533-5,2011)、DLBCL(N Engl J Med;359:2313,2008)、または、Aggressive non-Hodgkin lymphoma(Leukemia & Lymphoma;50:728-35, 2009)である。非腫瘍性疾患としては特に治療抵抗性が問題となっている膠原病(慢性関節リウマチなど)、感染症(結核など)、循環不全を背景とする慢性疾患(糖尿病性壊疽、慢性皮膚潰瘍)を予定している。研究開始後に動物用PET撮影装置に機械的エラーが生じたため、撮影を一次中断して研究を調整している。モデル動物の選定は順次実施しており、イメージング用RGDの合成も調整済みである。インテグリン分子イメージング用RGD PET製剤を数種類合成可能な状態になっている。モデル動物の選定、準備に時間を要している。改善が見られ次第撮像条件の設定を行う。血管新生に関わる微小循環を主体とするの治療抵抗性要因について、培養細胞レベルでの具現化モデルの作成と、ヌードマウスやシンジェニックマウスを用いた動物モデルの作成を行った。マウス由来血管内皮及び壁細胞と悪性腫瘍細胞のマトリゲルでの3次元培養を行い、Glomeruloid血管の再現を試みた。細胞積層化技術及びマイクロ脈管デバイスを用いたex vivo腫瘍血管モデル構築を試みた。インテグリン分子イメージング用RGD(Arg-Gly-Asp)ペプチドプローブである68Ga-DOTA-RDGあるいは、68Ga-DOTA-PEG-RGD PET検査を動物モデルで施行した。薬効判定の検査は、タイムアクティビティカーブ(TAC)を作成後、各病巣の存在する臓器の血行動態を考慮し2または3コンパートメント解析を行った。Static dataとしてSUVmax, SULpeak, TLG, MTV、dynamic dataとしてKtrans(K1), Kep(K2), AUCを算出した。また、集積の不均一さをテクスチャ解析をhigh orderまで実施した。画像評価は、専用の画像診断解析装置で行い、視覚的な診断と定量的指標に基づく診断の併用を基本とした。視覚的評価に加えて定量値による評価を行い、集積の差異を他の画像診断および病理所見の情報も参考にして比較検討した。CT診断の精度と68Ga-DOTA-RDGあるいは、68Ga -DOTA-PEG-RGD PET検査を併用した場合の精度を比較し、その補完的有用性を評価していた。CTを主体とする通常検査のみでの精度:(真陽性+真陰性) ×100/(真陽性+真陰性+偽陽性+偽陰性)と68Ga-DOTA-RDGあるいは、68Ga-DOTA-PEG-RGD PET検査の精度:(真陽性+真陰性) ×100/(真陽性+真陰性+偽陽性+偽陰性)の算出を試みた。画像解析のテクスチャを分析する方法が多岐にわたるため研究に時間を要した。種々の腫瘍での血管構築を知る目的で複数の細胞株につき、腫瘍モデルを複数ずつ作成し、治療前後での各種トレーサの集積変化をモニタリングした。細胞株は従来のM21の他に、A-431(類上皮がん, EGFR高発現)、K-562(CML)、IM-9(骨髄腫)、A-549(腺癌)、MCF-7(乳癌)、KP-3(膵癌)、KMRC-1(腎癌)である。[Ga-68]-DOTA-RGDfK, [Ga-68]-DOTA-PEG-RGDfK, [F-18]-FDG、[C-11]-Acetate, [F-18]-Fluorothymidine, [F-18]-Alfatideでモデル動物を評価群に分別し、治療反応性と集積データを比較した。

動物専用のPET装置を使用し、検査は、ベースラインが1コース目開始前、interimとして3コース目開始前の撮像とした。各癌の存在する臓器の血行動態を考慮し2コンパートメント解析を実施した。診断は、専用のワークステーションで作成し行い、視覚的な診断と定量的指標に基づく診断の併用を実施した。半定量指標のうち、TLG、MTVについてはSUVmaxやSULpeakと比較し標準偏差が大きい傾向があった。dynamic dataとしてKtrans、Kep、AUCを解析しプロファイルカーブの近似関数は6次式のフィッティングが最も誤差が少ないと考えられた。腫瘍により腫瘍死個体数、薬剤反応性低下のためばらつきがみられたが、増殖能の高いinterimでの反応性評価は良好で治療終了時と相関する場合が多かった。各パラメータの評価では、体積指標を加味しかつ病変部の全体を表現できる指標である、ΣTLG、ΣMTVとdynamic dataより得られるKtransが指標として有望な候補と考えられるが、この点に関しては今後継続して研究していく方針としている。疾患難治性の原因を探求し解決策を創出するための一手段として病巣の血管新生に関わる微小循環を解明し、早期発見、治療効果判定を正確に行う評価系を構築を試みた。血管新生阻害剤のサロゲートマーカーとして新規合成したインテグリン分子イメージング用RGD(Arg-Gly-Asp)ペプチドプローブによる薬効評価法を用い、難治性疾患の血管新生に焦点を絞って臨床病理学的かつ画像医学的に解析し、In vivo及びIn vitro実験モデルの開発を通してex vivoモデル構築を実施し、臨床応用に向けた評価系構築を行った。腫瘍細胞種によりばらつきがみられるものの増殖能の治療後早期反応性予測が可能であった。研究対象となる適応疾患の検索並びに臨床情報のデータ収集を行う。安定した画像データを担保するために至適条件設定を入念に実施する。画像検査データ収集に際しては、連携研究者の協力を得るとともに、これらデータ解析にはかなりの時間を要するものと考えられ、平成28年度も随時行う。インテグリン分子イメージング用RGD(Arg-Gly-Asp)ペプチドプローブである68Ga-DOTA-RDGあるいは、68Ga-DOTA-PEG-RGD PET検査が定量性を含め安全かつ安定して実施できることを確認する。インテグリン分子イメージング用RGD(Arg-Gly-Asp)ペプチドプローブである68Ga-DOTA-RDGあるいは、68Ga-DOTA-PEG-RGD PET検査を動物モデルで順次施行する。画像解析のテクスチャを分析する方法が多岐にわたるため研究に時間を要する。次年度の研究でテクスチャ解析を実施する画像ソフトの改良も盛り込んで研究成果としたい。海外で販売されている特殊な免疫染色用抗体を購入する予定で残しておいたが、販売価格が変更されたため予算が足りなかったため発注できなかった。次年度に繰り越して発注する予定である。
耳石器及び半規管入力の前庭神経核ニューロンへの統合

半規管神経並びに耳石器神経を選択的に刺激し、標的とする前庭神経核ニューロンから細胞内記録をしシナプス結合様式を明らかにした。実験動物として除脳ネコを用いた。(1)耳石器系では交連性抑制による直線加速度増強機構は否定的であった。そこで左右迷路の卵形嚢神経と球形嚢神経を選択的に刺激し交連性抑制機構の有無を調べた。卵形嚢系では交連性抑制機構が強力に存在していた。一方球形嚢系には交連性抑制機構が殆ど存在しなかった。直線加速度増強のメカニズムとして、卵形嚢系では交連性抑制機構が重要で球形嚢系ではCross-Striolar Inhibitionが重要であることが明らかとなった。(2)水平半規管入力と卵形嚢入力並びに水平半規管入力と球形嚢入力の単一前庭神経核ニューロンへの収束パターンを明らかにした。前庭神経核ニューロンを軸索投射様式で分類し解析すると、収束は主に前庭脊髄路ニューロンに見られ、収束するニューロンは記録したニューロンの約20%に達した。眼運動系に軸索投射するニューロンへの収束は少なかった。(3)半規管系で検出される回転感覚は対側視床で中継される。ところが卵形嚢入力を受ける前庭神経核ニューロンは同側視床へ軸索投射していた。この前庭-視床ニューロンは内側縦束を通らず、橋網様体を上行していた。一方球形嚢入力を受ける前庭神経核ニューロンは対側視床へ軸索投射しているが数が著しく少なかった。当該年度は卵形嚢並びに球形嚢両耳石神経と後半規管神経の単一前庭神経核ニューロンへの統合を細胞内記録方法でしらべた。このテーマに対しては直線加速度と角加速度刺激による解析も出来るが、単一前庭神経核ニューロンの軸策投射様式などを明確にした統合のメカニズムを明らかにしたいため、個々の前庭神経の選択的刺激法をもちいた。球形嚢と後半規管入力を受けた(統合)ニューロンは記録した143の内47個(33%)に見られ、多くは(32/47、68%)頚髄に投射する前庭頚ニューロンであった。統合の形式は興奮性が多く、抑制性統合もみられた。統合の見られた前庭動眼ニューロンは(8/47、17%)のみであった。卵形嚢と後半規管入力から興奮性及び抑制性統合のあったニューロンは、記録した160の内53個(33%)で、多くは(24/53、45%)前庭頚ニューロンであった。統合の見られた前庭動眼ニューロンは(13/45、29%)存在した。卵形嚢と卵形嚢入力から興奮性及び抑制性の統合のあったニューロンは記録した140の内51個(36%)に見られ、この多くは(29/51、57%)頚髄に軸策投射していた。統合の見られた前庭動眼ニューロンは少なかった(7/51、14%)。以上の結果から、統合の見られるニューロンの多くは前庭頚ニューロンであることが明らかとなり、直線加速度と角加速度の両情報は既に前庭神経核ニューロンで統合され姿勢制御関与し、一方眼球運動調節には両情報が個別に関与していることになる。半規管神経並びに耳石器神経を選択的に刺激し、標的とするニューロンあるいは交感神経活動を除脳ネコから記録した。(1)半規管入力と耳石器神経からの単一前庭神経核ニューロンへの収束パタンを明らかにした。どのペアの実験でも収束は主に前庭脊髄路ニューロンに多く見られ、眼運動系に軸索投射するニューロンへの収束は少なかった。(2)球形嚢系の直線加速度増強のメカニズムとしてCross-striolar inhibitionが重要でCommissural inhibitionは存在するが弱い。

一方卵形嚢系ではCommissural inhibitionが強力でCross-striolar inhibitionは存在するが弱いことを明らかにした。(3)半規管系で検出される回転感覚は対側視床で中継される。ところが耳石器系で検出される直線加速度感覚は同側視床で中継されることが明らかになった。(4)両耳石器神経活動は交感神経系に対し抑制と興奮効果があることを明らかにした。(5)胸鎖乳突筋運動ニューロンへの両耳石器入力を調べた。卵形嚢神経を刺激すると反対側胸鎖乳突筋運動ニューロンへ2シナプス性興奮が、同側胸鎖乳突筋運動ニューロンへは2シナプス性抑制性電位が発生した。球形嚢神経を刺激すると同側胸鎖乳突筋運動ニューロンへ2シナプス性抑制性電位が発生し、対側への結合は無かった。我々の結果は、広く耳石器系の臨床機能検査で行われているvestibular evoked myogenicpotentials(VEMP)の神経機構を明らかにしたことになる。(6)球形嚢神経を微小電流刺激し両眼全ての外眼筋運動ニューロンから細胞内記録した。上直筋、下直筋及び上斜筋運動ニューロンの一部にのみ過分極あるいは脱分極電位が発生した。球形嚢が垂直直線加速度を検出することを考えると合目的的結合である。
回転プラズマにおける台風様渦形成の理論

HYPER-I(核融合科学研究所NIFS)で観測された台風様渦に伴うポテンシャル構造と密度構造を無撞着に決める方程式系を導出し、それらを数値的に解いて、実験データが再現できることを示した。ポテンシャルは、イオンの異常ExBドリフトと分極ドリフトを考慮した非線形方程式を解いて求められ、大振幅ポテンシャルによって励起された異常ExBドリフトによる遠心力が圧力とバランスするように密度構造が決まっていることが明らかにされた。回転プラズマにおいて観測された台風様渦は複雑な速度分布を持っていて、定常状態でこれらがどう決まっているかを解明することが目的であった。1.周方向ドリフトは、渦中心部で異常ExBドリフト、周縁部で通常のExBドリフトとして実験データをよく説明できるので、ドリフトを駆動しているポテンシャルの形成過程を調べた。径方向に動けない電子と中性粒子との衝突で径方向にも動けるイオンで作られる両極性電場のポテンシャルを求めることにしたが、軸方向ドリフトを考慮する必要があるので、3次元問題となり数値的に解く。3次元の数値解は簡単ではないので、はじめに、このモデルの妥当性を評価するために、実験で計測されている径方向ポテンシャルを与えて、軸方向ドリフトと径方向ドリフトを数値的に求めてみると、実験データから得られるプロファイルに近いものが得られることが分かった。しかし、径方向ドリフトの反転する位置と、周方向ドリフトから求められる渦度の反転の位置が対応していない。また、軸方向の分水嶺の位置を一義的には決められない。2.渦の中心部と周縁部を結ぶ境界層での大きなイオン密度のジャンプは、回転の遠心力と圧力及び動圧(径方向ドリフトによる)がバランスするように決まっていると考えて、イオンの運動方程式をとくと、実験をほぼ再現する結果が得られた。ただし実駿結果の密度変化の勾配のほうが急峻である。3.実験から得たポテンシャルから、周方向ドリフト、軸方向ドリフト、径方向ドリフト、密度分布が求められ、それらが実験データとほぼ一致することが確認されたので、モデルに大きな間違いはないと思われるが、ポテンシャルの決定、つまり3次元偏微分方程式の数値解は、来年度の課題として残った。回転プラズマにおける台風様構造の形成については、周方向の速度、径方向の速度について、実験で得られたポテンシャルプロファイルを使うことで、いわば現象論的な理論によって得ていた。今回、ポテンシャル構造を自己無道着に求めることに成功した。連続の式と運動方程式から、密度とポテンシャルの非線形関係を電子とイオンに対して求め、電気的中性条件から、ポテンシャルに対する非線形方程式を導出した。密度ホールの中心部の回転は異常EXBドリフトで、周辺部は通常のEXBドリフト、そして密度ホールの外側は線形応答で記述されるとして、それぞれの領域での微分方程式の解を連続的につないでポテンシャル構造を決めた。密度構造はポテンシャルが決まれば決まるようになっていて、こうして求められたポテンシャル構造と密度構造はともに実験値を極めてよく再現することがわかった。これから、ポテンシャル構造は、ローレンツカ、ポテンシャルカと遠心力によるバランスによって基本的に決まっていて、中心部ではローレンツカと遠心力、ホール周縁部ではローレンツカとポテンシャルカでバランスしており、領域によってバランスに寄与する力が異なって、それが異なるドリフトを支えていることになっていることが理解される。これはパラメータを変化させた時に現れる分岐現象ではなく、大域的構造の内部に異なる運動様式を抱えて定常状態を維持している点で、新しい構造形成といえよう。径方向の流れは外部へ向かう流れと中心部に向かう流れに分かれており、この中心部に向かう流れの連続性から軸方向流れを評価せねばならないが、来年度はこのポテンシャル構造と密度構造を使って流れ場を計算し、実験値と比較して、理論の妥当性の評価を行う予定である。核融合科学研究所の基礎実験装置HYPER-Iで観測された定常な台風様渦構造の形成メカニズムを再現する非線形定常解を求めた。台風様構造のコアがFXRドリフトの異常分枝と正常分枝からなることを仮説として、磁化プラズマの2流体近似を用いて、非線形解を求めた。これまでは現象論的に、実験で与えられるポテンシャルを使って密度分布を求め、それが実験とよく合うことを示していたが、ここではポテンシャルそのものを理論的に決定するために、非線形定常解の近似解を求めることとし、コアの中心部と周縁部をそれぞれ異常EXBドリフトと正常EXBドリフトによって支配されているとして、異なる偏微分方程式であらわした。台風様渦の中心部ではイオンのサイクロトロン回転の極性とイオンのEXBドリフトの回転のそれとが反対のため、その和がゼロになる点が存在し、それが異常ドリフトと正常ドリフトを分ける結節点になっている。この点では粘性が効いてきて、ポテンシャルは粘性由来の拡散型の方程式から決まる。つまり渦のコアの中心部とコアの周縁部、そして結節点近傍の方程式を数値的に解いて、滑らかにつなぐと、実験で得られたポテンシャル構造を再現できた。このポテンシャルを使って求めた密度分布は台風様構造を示し、実験データとの一致を見た。

台風様渦構造の励起は、大振幅ポテンシャルの形成にあり、それが異常EXBドリフトを励起し、この遠心力と圧力が釣り合って中空の密度分布が形成されるものである。結節点で解が滑らかにつながるためには、粘性は古典粘性ではなくその400倍の大きさを持つ異常粘性、つまり渦の特性長(音速をサイクロトロン振動数で割ったもの)と回転時間から決まるものにほぼ等しく、渦が励起されているシステムの輸送の特徴である。
数値的方法によるハドロン行列要素の研究

交付申請書にあるように、この研究ではK→ππ崩壊確率振幅の、格子場の理論による計算方法の開発及びその確立を目的とした。この崩壊確率振幅の非摂動論的な計算は標準模型のもつ未知量の決定には欠くことのできないものである。この過程の数値的な計算方法として三つの方法を試みた。一つめはππ散乱長の計算に用いられたゲージ不変法である。K→ππ過程の終状態はππ散乱のものと同じであるので、この方法が有効であると考えられた。しかし、この過程特有のペンギン・ダイヤグラムの計算にはこの方法は有効ではないことが分かった。ゲージ不変法を用いる場合、計算するダイヤグラムの揺らぎが小さくなくてはならないが、ヒスト・グラムを用いて調べる各配位ごとに平均値およそ±100%の極めて大きい揺らぎがある。次に、この大きい揺らぎを、ゲージ固定とポイント・ソースを用いて押えることを試みた。この際、弱い相互作用の演算子はある時空点に固定される。この方法は弱い相互作用の(V-A)×(V-A)演算子に対しては有効ではなかったが、(S-P)×(S-P)演算子に対してはは極めて有効であることが分かった。この演算子はCP不変性の破れを特徴づけるパラメータε′/εを計算する際使われる。したがって、この方法を用いることによってε′/εを求めることが可能であるが、現在使用している計算機が十分な記憶容量と計算速度を持たないため、これを断念せざるをえなかった。しかし、有効な計算方法が分かっているので、今後、この方法を用いた計算を高エネルギー物理学研究所で行なう予定である。最後に十分な記憶容量と計算速度を持たない計算機でも使えると思われる方法を用いた。それはカイラル模型を用いる方法で、この方法ではK→π過程の確率振幅からK→ππのそれを求めることができる。結果はポイント・ソースを用いた方法と同じように、(V-A)×(V-A)演算子についてはその統計誤差が大き過ぎ、この方法も有効ではなかった。しかし、(S-P)×(S-P)演算子はその物理的値を得ることができるほど統計誤差がおさえられていた。計算はクオークの質量が大きいところで行なったので、ε′/εの物理的な値を求めるためにはこの計算を、質量を変えながらつづける必要がある。これも、今後、高エネルギー物理学研究所で行なう予定である。このように、今年度はまだK→ππ崩壊確率振幅の物理的に意味のある値を求めるまでに至っていない。しかし、計算方法の開発及びその確立いとう目的は十分に達成された。よって、今年度の研究成果をもとにひき続きこの崩壊確率振幅の研究を行なう予定である。
酵素反応を利用したセラミックス前駆体モルフォロジーのバイオミメティック制御

本研究では、生物の体内で無機物(バイオミネラル)が作られる機構を模倣して、セラミックスの形態を制御する方法の確立を目的とする。今年度は、昨年度製法を確立した、酵素反応によって作られたポリ乳酸/水酸アパタイトコンポジットについて、in vitroで生体適合性評価を評価した。水酸アパタイトのないポリ乳酸と比較しながら、両者の上で骨芽細胞を培養したところ、水酸アパタイトを複合化したポリ乳酸のほうが、特に培養初期段階における細胞増殖性と細胞親和性に優れ、分化を促すことがわかった。また、今年度は、癌治療への応用を念頭において、(1)放射線治療用のY203、(2)誘導温熱治療用のFe304、(3)ドラッグデリバリー用の水酸アパタイトの3種類のマイクロカプセルを酵素反応を用いて作製した。いずれの場合も、適当な大きさの鋳型物質(アルギン酸ゲル、カルボキシメチルセルロースゲル)中にウレアーゼを固定化し、目的物の金属イオンと尿素を含む水溶液に鋳型を浸すことで、効率よくもくてきのマイクロカプセルが合成できることがわかった。今年度は、アルギン酸ゲル粒子内部に酵素(ウレアーゼ)を固定化し、ゲル粒子を基質(尿素)とアルミニウムイオンを含む水溶液に浸し、ゲル粒子内部でのみ酵素反応を進行させると同時に、酵素反応性生物(アンモニア)によってアルミニウムイオンを水酸化アルミニウムとして沈殿させた。その結果、水酸化アルミニウムはゲル粒子内部にのみ沈殿し、ゲル粒子内部の空隙を埋めるような形態に析出した。この粒子を空気中で焼成したところ、アルギン酸は燃焼によって除去され、ゲルの気孔を埋めるように析出した水酸化アルミニウムは酸化アルミニウムに変化し、結果として極めて細孔径の揃った多孔質酸化アルミニウム粒子ができた。多孔質酸化アルミニウム粒子内の細孔径は、酵素反応時間や焼成温度によって0.1μmから0.01μmの範囲で制御することが可能であった。同様の方法を水酸アパタイト粒子の合成にも適用したところ、この場合にはゲル内部ではなく、ゲル粒子表面を覆うような形態で水酸アパタイトが析出した。その結果、直径約1mmの中空水酸アパタイト粒子が合成できた。この粒子の直径を0.1mm程度に制御できるようになれば、ドラッグデリバリー担体としての応用が可能になるため、引き続き検討を継続することとした。今年度は、生分解性ポリマーである絹織物およびポリ-L-乳酸の表面にウレアーゼを固定化し、これを尿素、硝酸カルシウム、燐酸アンモニウムを含む水溶液に浸すことによって、ポリマー表面に水酸アパタイトの被覆を形成させた。従来、ポリマー表面に水酸アパタイト被覆を形成するためには、ヒトの血漿の無機成分に近い組成の水溶液に基板ポリマーを数週間浸すという操作が必要であったが、本研究の手法では、わずか1日で水酸アパタイト被覆を形成することが可能になった。得られた水酸アパタイトは、結晶性が低いこと、結晶格子内に炭酸イオンを含んでいること、カルシウムとリンの含有比率がカルシウム欠損であることの3点から、生体内で吸収されやすい「骨類似アパタイト」であることがわかった。また、今年度は、酵素反応を利用して中空水酸アパタイト粒子の作製を試みた。ウレアーゼを内包するTiO2カプセルを調製し、これを上記と同じ水溶液に浸したところ、TiO2表面に水酸アパタイトの被覆が確認された。また、今年度は、癌治療への応用を念頭において、(1)放射線治療用のY203、

(2)誘導温熱治療用のFe304、(3)ドラッグデリバリー用の水酸アパタイトの3種類のマイクロカプセルを酵素反応を用いて作製した。いずれの場合も、適当な大きさの鋳型物質(アルギン酸ゲル、カルボキシメチルセルロースゲル)中にウレアーゼを固定化し、目的物の金属イオンと尿素を含む水溶液に鋳型を浸すことで、効率よくもくてきのマイクロカプセルが合成できることがわかった。
若年発症荘型糖尿病に対する膵島移植-成長と膵島再生の機能連鎖

諸家の報告と同様に、個体の成長とともに膵島細胞の容量は増加していることが確認された。増殖因子のない条件での膵島と骨髄細胞の混合培養では、骨髄細胞からのインスリン分泌は確認されなかった。【はじめに】β細胞の再生に関する最近の報告によると,β細胞の容量と年齢や体重の増加とはある一定の関係が存在し,耐糖能の変化や細胞死に対してもβ細胞の容量は増加するといわれている。この結果は,小児期に移植され膵島細胞の再生が起きれば長期生着も期待できることを示唆している。今回,小児膵島移植の実現を念頭においた基礎的実験として,小児に対する膵島移植の動物実験モデルを作製し,小児の成長を加味した移植条件の設定を試みた。【方法】2,4,6週齢B6マウスの膵島を用い,成長過程における膵島細胞の状態,容量について観察を行った。ストレプトゾトシンで糖尿病を誘発したWTラットへの同系膵島移植を行い,成長期の至適投与数を決定し,成長に伴う血糖変動,再移植の有無,成長期間と体重増加の関連について検討した。【結果】B6マウスから摘出した膵臓を全割して作製した組織標本を用い膵島細胞数を測定したところ,膵島細胞の数および大きさは週齢に従い増加が見られた。3週齢WTラットに500個移植すると,移植後3週で血糖の再上昇が認められたが,1000個では正常血糖が維持された。再上昇の1週間後に500個の膵島を再移植したが血糖の正常化は認めなかった。【考察】諸家の報告と同様に,個体の成長とともに膵島細胞の容量は増加していることが確認された。小児膵島移植では成人より少ない膵島量で足りるが,十分な初期量を移植すれば,成人期においても血糖コントロールが可能であることから,移植された膵島が再生されていることが期待された。小児に対する膵島移植が積極的には行われていない理由の一つとして,免疫抑制剤による成長障害を危惧していることがあげられ、その打開が小児膵島移植への鍵となっており,膵島移植全体の成績向上へつながると考えられる。【はじめに】膵島は単一な細胞に分散させ培養すると数日で細胞が癒合し始め、約1週間で100μmの膵島が再構築される。骨髄細胞を混合するとこの再構築膵島に取り込まれ、内分泌細胞に特異的な抗体によって染色されることを明らかにしている。骨髄中の膵島幹細胞を同定し、さらに増殖させ、再構築膵島を作成し、小児膵島移植の臨床応用へ展開を図ることを目的とした。【方法】骨髄細胞と膵島細胞の混合培養条件を変化させ設定する。再構築膵島に取り込まれた骨髄細胞がインスリンを発現しているかどうか確認する。混合培養した時の骨髄の分化について、マウスの腎被膜下に移植を行い免疫染色で確認する。混合培養時に添加する増殖因子の量について検索し、条件を変化させ設定する。【結果】再構築膵島に取り込まれた骨髄細胞についてインスリン染色を行ったが、染色されなかった。内皮細胞の前駆細胞に見られるFactor8については移植後30日後に陽性細胞が確認された。繊維が細胞の前駆細胞に見られるFSP1と、膵内分泌細胞の前駆細胞に見られるPDX1はいずれも確認されなかった。各増殖因子(nicotinamide、EGF、VEGF)について膵島の培養実験で使用されている量は0-15mM、10-100ng/ml、100ng/mlであった。【考察】増殖因子のない条件での膵島と骨髄細胞の混合培養では、骨髄細胞からのインスリン分泌は確認されなかった。In vitroでは、培養時間の問題があり、骨髄細胞が前駆細胞さらにはインスリン分泌細胞に分化するところまで観察することができなかったと思われる。In vivoでは、移植する細胞数が少ないこと、観察する部位が限られることなど、問題点が明らかになった。
モデル管理システムの構築による経営・管理問題への意思決定支援システムのカスタム化

従来より、生産計画、資産運用といった経営上の問題解決支援のために、計算機を用いた経営情報システムの研究、開発が試みられてきた。しかし、現在のところ、実際の経営問題においては、数理モデル等による問題のモデルがあらかじめ用意されたシステムをユーザが操作するという状況でしか、この種のシステムは利用されていない。本研究では、ユーザが意思決定支援システム(DSS)上で行なう作業は、問題を表現するモデルを修正しながら、より満足のいくモデルを構築することであり、このプロセスを通じて、問題に対する理解を深めることであるという観点に立つ。この観点に立てば、DSSにおいてはモデル操作の支援等を行なうモデル管理が重要な位置を占める。本研究ではまず、ワークステーションで現在駆動中のプロトタイプDSS上で、既存のモデル資産を有効に利用するため、他言語で記述されたモデルを実行するためのインターフェースを設計、実現した。これにより、現有のさまざまな数理モデルがプロトタイプDSS上のモデル管理システムから実行できるようになった。応用問題として、Fortranにより記述されたモデルを組み込んだ輸送問題支援システムを作成した。また、これまで静的なモデルしか扱えなかったモデル管理システムを、時系列データを扱う動的なモデルを扱えるものに拡張した。この応用として金利の時系列データを取り扱うALM(Asset Liability Management)システムのプロトタイプを作成した。今回作成したモデル管理システムは、構造化モデリングのアプローチに基づいたモデル構築を可能にしており、モデルの構造や、各サブモデルの入出力関係、働きがユーザーにとって理解しやすいものとなっている。また、リスク分析やゴールシーク分析等のさまざまな分析ツールを容易に組み込むことができるという利点を有している。
卵白アレルゲンに対する迅速な超高感度酵素免疫測定法の開発

卵白アレルゲンの1つであるオボアルブミンに対する酵素免疫測定法の高感度化では、市販されているELISAキットと比べて650倍高感度(蛍光法)に検出できることが可能となった。酵素免疫測定法の高速化では、固相に磁気ビーズを用いること、および蛍光法より短時間で酵素を検出できる化学発光法を用いることで一部の測定操作で大幅な時間の短縮化が可能となった。しかし、抗原と標識抗体からなる免疫複合体を形成させる時間と化学発光法による測定感度の低下(ELISAキットと比べて20倍は高感度)がみられたことから、さらなる改良が必要となった。本研究の目的は、卵白アレルゲンに対する抗体を作成し、この抗体を用いて卵白アレルゲンに対する迅速な超高感度酵素免疫測定法(Immuno complex transfer immunoassay; ICT-EIA法)を開発することである。平成27年度は、ICT-EIA法の開発において重要となる抗体を作成し、ICT-EIA法の開発を行う計画であった。還元カルボキシメチル(RCM)化させたオボアルブミン(OVA)を作成し、ウサギに免疫して血清を得た。得られた血清に対して塩析や陰イオン交換セルロースにより精製を行い、IgGを得た。得られたIgGがOVAと反応するかを確認するために、この段階で抗RCM化OVA Fab -ペルオキシダーゼ(POD)及び抗RCM化OVA IgG &#8211; DNP - Bioの2種類のコンジュゲートを作成した。そして、Immunoenzymometric assay(IEMA法)でOVAを測定したところ、33.3 fmol/ml(1.5 ng/ml)まで検出することができた。次いで、得られたIgGからRCM化OVAに反応するRCM化OVA IgGのみを精製するために、アフィニティー精製を行う必要があった。しかし、アフィニティー精製に必要なRCM化OVA-セファロースの作成時にRCM化OVAが不溶化(凝集)してしまった。不溶化の原因について、各条件(pHや緩衝液の変更等)で確認を行った結果、物理的要因(攪拌)による影響であることが考えられた。今後は、RCM化OVAの不溶化を防ぐために、凝集防止剤を使用する等してRCM化OVA -セファロースの作成を行い、RCM化OVA IgGを精製する。そして、RCM化OVA Fab-酵素及びRCM化OVA Fab -DNP-Bioのコンジュゲート作成を行う予定である。平成27年度は、RCM化卵白アレルゲンに対するポリクローナル抗体を作成し、この抗体を用いた超高感度酵素免疫測定法を開発することを目的としていた。しかし、RCM化OVA抗体については、アフィニティー精製時に必要なRCM化OVA-セファロースを作成する段階で、タンパク質が不溶化(凝集)してしまい、CBNr-活性化セファロースにRCM化OVAを結合させることができていないため、現段階ではアフィニティー精製を行うことができていない。平成28年度は、まず昨年度の課題となっていたRCM化OVA-セファロースの作成について検討を行った。RCM化OVAの不溶化は攪拌による物理的な影響により、凝集したと考えられたことから、RCM化OVAの凝集防止のために、凝集防止剤を添加することを検討した。凝集防止剤として、非界面活性剤型スルホベタイン(NDSB)を用いた。しかし、RCM化OVAの不溶化を防止することはできなかった。次いで、RCM化OVA-セファロースを作成する際に用いる緩衝液の組成について、検討を行った。その結果、NaClを除いた緩衝液を用いることでRCM化OVAの不溶化を防ぐことができることが判明した。現在、RCM化OVA-セファロースを作成しており、アフィニティー精製を行う予定である。また、高速化に向けての条件検討について、RCM化していないOVA抗体を用いてOVA Fab'-DNP-BioコンジュゲートおよびOVA Fab'-Galコンジュゲートを作成し、両コンジュゲートを用いて検討を行っている。まず、DNP抗体をラベルした磁気ビーズを作成し、マイクロプレートの素材(ポリスチレンやポリプロピレン)や形状(平底、U底、V底)の検討を行っている。マイクロプレートの形状においては、U底の方が平底に比べ、抗原と両コンジュゲートからなる免疫複合体とDNP抗体不溶化磁気ビーズとの反応が良いという結果が出てきている。現在、各社のU底マイクロプレートの比較検討を行っている。RCM化OVA抗体のアフィニティー精製に必要なRCM化OVA-セファロースの作成について、課題であったRCM化OVAの不溶化を解決するにあたり、非常に時間がかかってしまった。本研究の目的は、卵白アレルゲンに対する迅速な超高感度酵素免疫測定法(ICT-EIA法)を開発することである。課題となっていたRCM化OVA抗体の精製ついて、RCM化OVA-セファロースを作成することができたが、アフィニティー精製時にRCM化OVAとRCM化OVA抗体が複合体を形成した状態での溶出が多かったことから、コンジュゲートとして使用することが困難であった。そこで、RCM化していないOVA抗体を用いて補足用コンジュゲートと検出用コンジュゲートを作成し、高感度化および高速化の検討を進めた。高感度化では従来のELISA法と比較した結果、650倍高感度であった。高速化ではICT-EIA法の3箇所の工程で検討を行った。

1つ目は抗原と2種のコンジュゲートでの免疫複合体形成の高速化、2つ目は固相に磁気ビーズを用いて免疫複合体補足の高速化、3つ目は酵素反応の高速化である。免疫複合体形成の高速化では、ICT-EIA法の従来の抗原と2種のコンジュゲート濃度では反応に9時間要したが、2種のコンジュゲートを高濃度にすることで、4時間までに短縮することが可能となった。免疫複合体補足の高速化では、従来のICT-EIA法で使用している固相での補足等の操作に90分要していたが、磁気ビーズを使用することで20分まで短縮することができた。酵素反応の高速化では、当初酵素サイクリング法で検討する予定でいたが、高感度で高速化が可能である化学発光法を用いることとした。酵素にはガラクトシダーゼを使用していたため、ガラクトシダーゼに対する化学発光基質を用いた。従来のICT-EIA法(蛍光法)では酵素反応に20時間要するが、化学発光法では1時間で測定が可能となる。しかし、化学発光法を用いたところ、検出感度は従来のICT-EIA法より低く測定レンジも狭くなり、かつ発光も非常に弱いため、さらなる改良が必要である。卵白アレルゲンの1つであるオボアルブミンに対する酵素免疫測定法の高感度化では、市販されているELISAキットと比べて650倍高感度(蛍光法)に検出できることが可能となった。酵素免疫測定法の高速化では、固相に磁気ビーズを用いること、および蛍光法より短時間で酵素を検出できる化学発光法を用いることで一部の測定操作で大幅な時間の短縮化が可能となった。しかし、抗原と標識抗体からなる免疫複合体を形成させる時間と化学発光法による測定感度の低下(ELISAキットと比べて20倍は高感度)がみられたことから、さらなる改良が必要となった。RCM化OVA-セファロースの作成については、RCM化OVAの不溶化は攪拌による物理的な影響により、不溶化(凝集)することが判明している。RCM化OVAをCBNr-活性化セファロースに結合させるため、攪拌は必須の工程である。このことから、以下の改善策にて、RCM化OVAをCBNr-活性化セファロースに結合させる予定である。(1)攪拌によりRCM化OVAが凝集することを防ぐために、凝集防止剤を添加する。事前にRCM化OVA溶液へ凝集防止剤を添加した後に、CBNr-活性化セファロースと混合する。現在のところ、凝集防止剤には非界面活性剤型スルホベタイン(NDSB)の使用を検討している。(2)RCM化OVAをペプシンまたはトリプシン処理して断片化(ポリペプチド)させた後、CBNr-活性セファロースと結合させる。また、RCM化していないOVA抗体を用いたICT-EIA法を開発している。そのため、しばらくはこのICT-EIA法を用いて、平成28年度に行う測定法の高速化(磁気ビーズの条件検討等)に向けての基礎的検討を行なっていく。昨年度の課題であったRCM化OVA-セファロースを作成することができたことから、今後はRCM化OVA抗体のアフィニティー精製を行っていく。
第二言語の文法習得における推論の役割に関する基礎研究

第二言語の文法習得にはTomaselloらの主張する「心の理論」だけでは不十分であり、観察事実からその原因を探る逆行推論である「仮説形成的推論」が大きな役割を果たすことが明らかになった。この心的仕組みにより学習者は新たな言語インプットに意味付けを行うことができ、語、構文の形式と意味の結び付けができるのである。第2言語習得に関連する発達心理学・認知科学の分野における先行研究の調査を行うとともに人間の推論プロセスに関しても基礎的文献から先行研究の議論を理解し、そこから自己の理論を構成する作業を始めた。この初期的見解に関して他の研究者からのフィードバックを得ることに努めた。また、具体的な教育事例を観察するために国内の早期英語の先進的機関を訪ね教育実施担当者から意見を聴取するとともに、その成果と問題点を整理した。以上の成果を、全国英語教育学会、近畿大学公開講座で発表した。また、自己の理論的見解を『国語からはじめる外国語活動』という書籍に共著者としてまとめた。具体的な研究内容と成果については、(i)第二言語学習時に観察される即時習得現象を説明するためには仮説形成的な推論を想定しなければならない、(ii)子どもたちの外国語学習において孤立した連合形成や文法指導中心の演繹的学習方策に基づく学習のとらえ方では不十分であり、強力な認知的学習メカニズム、すなわち『心の理論」「パターン発見能力」「仮説形成推論能力」などを前提とした新しい言語学習観の構築が望まれる、(iii)早期英語学習ではホリスティックな教材提示と指導が求められ、いたずらに演繹的な理屈に偏った学習事項積み上げ型の指導方針は見直されなければならない、というような論点が含まれる。第2言語習得に関連する認知科学の分野での最新研究の調査を行った。人間の推論プロセスに関して仮説形成推論の果たしている役割についてさらに理解を深めた。また他の認知理論との整合的組合せの可能性についても検討した。そこから得られた第2言語習得論の実際の英語授業での応用可能性を検証するため、東大阪市立孔舎衙小学校で15時間の授業を実施した。その授業実施から得られた知見を理論の改良へとフィードバックした。研究成果の発表として以上の理論化された見解を日本SLA学会(岐阜大学)、オーストラリア応用言語学会(クイーンズランド大学)で研究発表し、研究者や実践教育者たちから肯定的評価と批評を頂いた。それらの意見をよく吟味した上で、自分の理論構築の改良、調整に活用した。また研究成果の還元に関しては、昨年10月の公開講座において小学校で先進的英語教育を行っている教諭グループ、さらに文部科学省の調査官も交えて理論と実践、現実に小学校での外国語活動でできること、なすべきことをテーマにとりあげ議論した。フロアには小学校教諭、英語教育関係者、一般市民など約100名が参加し活発な議論が展開された。研究内容と成果について具体的に述べると、(i)「心の理論」と推論能力をまず認知的言語習得の基本装置と考えてよい、(ii)子どもたちの外国語学習においてはこの認知的装置を効果的に利用する手立てとして身体化された認知経験が必要であり、それにはジェスチャーなどが有効であること、(iii)さらに社会文化理論的な言語学習理解を教室環境に取り入れる必要性、などをあげることができる。このような研究内容と成果は「意味に基づく英語文法教育論」、「第二言語習得論の新展開」という2篇の論文にまとめた。第2言語習得に関連する認知科学の分野での研究を深めると共に、英語の文法項目において日本人学習者が苦手とするもの(名詞の可算性、不可算性、時制、アスペクト等)を効果的に教えるために認知科学的理論がどのように使えるのかを探究した。人間の学習プロセスに関して仮説形成推論の果たしている役割を確認するとともに身体化認知経験に基づく学習が第2言語学習には有効であることを検証した。言語教育の基盤として、心の理論、仮説形成推論、身体化認知とジェスチャー、社会文化理論的な協同的枠組み作りが必要であり、それらの概念を日常の言語授業に取り入れるための教授プランを検討した。このような統合的な第2言語習得論の実際の英語授業での適用可能性を検証するため、担当する応用言語学の授業で実験を繰り返した。このような授業実施から得られた考察を理論の改良へとフィードバックした。研究内容と成果について具体的に述べると、(i)「心の理論」と推論能力をまず認知的言語習得の基本装置と考えてよいこと、(ii)外国語学習においてはこの認知的装置を効果的に利用する手立てとして身体化された認知経験が必要であり、それにはジェスチャーなどの身体表現が有効であること、(iii)さらに社会文化理論的な協同的言語学習環境を教室に取り入れる必要性があること、(iv)また特に日本人学習者にとって共通する問題点である名詞の可算、不可算性、時制、アスペクトを効果的に指導するには認知言語学的方法が有効であることなどを明らかにした。このような研究内容と成果は「意味に基づく英語文法教育-動詞、アスペクト、時制篇-」という論文にまとめた。