hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
科学・数学のミスコンセプションの変容を目指した構成主義研究データベースの開発

本研究は,新しい時代に即応した理科や算数・数学カリキュラムを開発する基礎的な資料として,子ども達の科学概念に関する理解研究データベースと算数・数学概念に関する理解研究データベースの構築を目的としている。まず,データベース作成の基礎研究として,教師がどのような内容について授業研究をおこなっているかを調べ,教師の関心の傾向や指導上の困難な内容を明らかにした。この結果,小学校・中学校ともに天文領域や気象領域の授業研究があまり行われていないことが明らかになった。さらに,小学校では問題解決の活動をいかに子ども達に行わせるか,中学校では,理科授業にどのように生徒の興味・関心をもたせるか,についてかなりの関心があることが明らかとなった。理科教育分野においては,子ども達の素朴概念の実態や概念変容のプロセスを中心に扱った文献を選択し,データベース化を試みた。特に,小学校では「溶解」をテーマに,中学校では「粒子概念」,「燃焼概念」,「遺伝概念」をテーマにデータベースを作製した。さらに,新学習指導要領を踏まえ,子ども達の視点を重視した環境教育データベースの開発も試みた。作製したデータベースでは,書誌情報に加え,指導案をはじめ教授に関わる資料や情報,さらには,授業場面などの映像素材もデータベース化した。数学教育分野においては,まず,特定研究室における研究情報を蓄積し,自由にそれらを参照・加工できるデータベースシステムをLinuxを用い開発した。このシステムの開発により,ある特定の教育研究パラダイムを効果的に学習できる環境が整った。本システムの特徴は,特定の研究遂行過程で作成された中間的な資料や図表等がデータベース化されており,それらがすぐに活用できることである。さらに,インターネットの活用も検討している。インターネット活用の利点としては,特定のプラットフォームを意識しない限り,データの入力や検索がどこでも可能となる点,ファクトデー夕のPDF化により高品位なデータの遣り取りが可能となる点があげられる。しかし,著作権の問題やセキュリティーの問題など,解決すべき課題も多いことが明らかとなった。本研究は,新しい時代に即応した理科や算数・数学カリキュラムを開発する基礎的な資料として,子ども達の科学概念に関する理解研究や算数・数学概念に関する理解研究の研究成果データベースを構築し,実践的な活用を目的としている。本年度は,理科教育における子ども達の素朴概念(日常的に生成する概念)や科学概念の理解に関する研究および,算数・数学教育における子ども達の高次思考能力や推論能力に関する研究を中心に,データベースへ登録する文献を整理・分類し,検索対象となる情報のデータベース化作業を行った。本年度は,書誌情報を中心とするデータベースを作成したが,システムの関係上,文献,教材,教授資料,映像素材などの一次情報(ファクト情報)を扱うことができなかった。また,データの保存・配付に関しては、利用者の利便性を考えて,研究計画当初は,光磁気ディスクやCD-ROMを用いた形態を考えたが,本年度の研究を進めて行く上で,インターネットでの配信の可能性を検討し,インターネット上で利用できる形態も採用して作業を進めた。さらに,データベースの構築に関しては,データの記載内容,静止画や動画の保存方法,使用方法を検討し,静止画に関してはデジタルカメラの映像やフォトCDの映像を用い,また,動画に関しては,デジタルビデオカメラによる映像をデスクトップビデオ(DTV)で編集し用いることにした。本年度は,昨年から継続しているデータベース化作業を継続した。理科教育分野においては,子ども達の素朴概念や概念変容に関するデータベースの充実を図った。

特に,小学校では「溶解」をテーマに,中学校では「粒子概念」や「遺伝概念」をテーマに新たなデータベースの構築も試みた。さらに,新学習指導要領を踏まえ,子ども達の視点を重視した環境教育データベースの開発も試みた。これらは,ファイルメーカープロやビジュアルリコール等の既存のデータベース作成用ソフトを用いて構築した。一方,数学教育分野においては,まず,データベースシステムの開発を行った,次に,算数・数学教育における子ども達の高次思考能力や推論能力に関する研究を中心に,データベース化作業を試みた。理科教育分野のデータベースでは,書誌情報に加え,指導案をはじめ教授に関わる資料や情報,さらには,授業場面などの映像素材もデータベース化した。低価格のスキャナ,デジタルカメラ,デジタルビデオカメラの普及により,データベースへの静止画や動画の取り込みは非常に簡便になった。また,データの保存・配付に関しては,利用者の利便性を考えて,研究計画当初は,光磁気ディスクやCD-ROMを用いた形態を考えたが,本年度の研究を進めて行く上で,ファクトのデータをPDF化し,インターネット上での配信の可能性を検討した。
AP-1活性からみた慢性関節リウマチの骨・軟骨破壊機構の解明と治療法に関する検討

本研究では、c-fos遺伝子の作用部位での競合的阻害を目的としたAP-1ヌクレオチドを、RAの病態モデルであるコラーゲン関節炎(CIA)に投与し、関節破壊に与える影響について検討した。昨年度報告したように、AP-1投与群の25ならびに100μg投与群では関節炎の発症と伸展が抑制された。本年度はこうした作用のメカニズムをより詳細に検討するため、肉眼的な関節炎が発症する以前の組織学変化を観察した。対照群では、未だ関節の構築が保たれているものの、一部の滑膜組織には表層細胞の立方化と同細胞でのc-fos発現が観察された。さらに、こうした滑膜の変化の有無に拘わらず、軟骨細胞ならびに軟骨下には単核あるいは多核のc-fos陽性細胞が観察され、これらの細胞のうち多核の細胞のほとんどがTRAP陽性、カルシトニンレセプター抗体陽性を示したが、RANKによる染色は極めて弱かった。軟骨細胞にもc-fos発現が観察された。同時期のAP-1投与群では、滑膜にわずかなc-fosの出現を認める関節が存在したものの。表層細胞には立方化は認められなかった。また、関節軟骨細胞のc-fos陽性細胞数は対照群に比べ明らかな差はなかった。しかし、対照群の軟骨細胞においては、c-fosの発現に伴ってMMP-,MMP-3の強い発現とTIMP-1の発現の低下が認められたのに対して、AP-1投与群では対照群に比べて、MMPの発現は軽度でありTIMP-1の発現が明瞭であった。軟骨下骨髄へのc-fos陽性細胞の集積は対照群に比べると有意に少なかった。AP-1活性亢進の抑制が、RA関節の骨・軟骨破壊の発症と進展を抑制することが見い出された。こうした知見は、RAの発症のメカニズムの解明のみならず、罹患関節の破壊の抑制効果を有する新たな治療薬の開発に有用と考える。RAの病態モデルであるラットコラーゲン関節炎(CIA)にAP-1ヌクレオチドを投与することによりc-fos遺伝子の作用部位である競合的阻害を試み、これが関節の骨・軟骨破壊を抑制し得るものであるか否かについて検討した。対照群のラット(Control oligo)では、感作後7日目にIgM型、次いで10日目にはIgG型の抗ウシならびに抗ラットII型コラーゲン抗体価が上昇した。感作後2週には関節炎が発症し、その後経時的にpaw volumeの増加が観察された。これに対して、AP-1オリゴ投与群のうち5μg投与群では、対照群との間に有意の差は認められなかったが、25,100μg投与群では関節炎の発症は抑制された。抗II型コラーゲン抗体産生においては、IgG型の抗ウシII型コラーゲン抗体価には明らかな変化は認めないものの、抗ラットII型コラーゲン抗体価は対照群に比べ低値を示した。また、対照群のラットの感作後4週の膝・足・手関節には、滑膜の増生とバンヌス様組織による著しい関節破壊像が観察されたのに対してAP-1オリゴ25,100μg投与群では、滑膜に細胞浸潤を伴った軽度の炎症所見を認めるものの、関節軟骨ならびに軟骨下骨の破壊はわずかで関節の構築が保たれていた。

さらに、対照群のラットでは、感作後5日目より脛骨骨髄内のTRAP陽性細胞数が増加し、関節炎が発症する感作後1-2週には最多となり、その後徐々に減少する傾向を認めた。これに対して、AP-1オリゴ25,100μg投与群では、脛骨骨髄内のTRAP陽性細胞の増加ならびにTRAP活性は抑制されていた。このことから、CIAにAP-1ヌクレオチドを投与すると、関節炎の発症ならびに関節破壊が抑制される事実が観察された。このことから、AP-1ヌクレオチドによるc-fos遺伝子の作用部位での競合的阻害は、TRAP陽性細胞の軟骨下骨髄への集族、抗II型コラーゲン抗体産生の抑制などのメカニズムを介してRAにおける骨・軟骨破壊を抑制する可能性があることが示唆された。本研究では、c-fos遺伝子の作用部位での競合的阻害を目的としたAP-1ヌクレオチドを、RAの病態モデルであるコラーゲン関節炎(CIA)に投与し、関節破壊に与える影響について検討した。昨年度報告したように、AP-1投与群の25ならびに100μg投与群では関節炎の発症と伸展が抑制された。本年度はこうした作用のメカニズムをより詳細に検討するため、肉眼的な関節炎が発症する以前の組織学変化を観察した。対照群では、未だ関節の構築が保たれているものの、一部の滑膜組織には表層細胞の立方化と同細胞でのc-fos発現が観察された。さらに、こうした滑膜の変化の有無に拘わらず、軟骨細胞ならびに軟骨下には単核あるいは多核のc-fos陽性細胞が観察され、これらの細胞のうち多核の細胞のほとんどがTRAP陽性、カルシトニンレセプター抗体陽性を示したが、RANKによる染色は極めて弱かった。軟骨細胞にもc-fos発現が観察された。同時期のAP-1投与群では、滑膜にわずかなc-fosの出現を認める関節が存在したものの。表層細胞には立方化は認められなかった。また、関節軟骨細胞のc-fos陽性細胞数は対照群に比べ明らかな差はなかった。しかし、対照群の軟骨細胞においては、c-fosの発現に伴ってMMP-,MMP-3の強い発現とTIMP-1の発現の低下が認められたのに対して、AP-1投与群では対照群に比べて、MMPの発現は軽度でありTIMP-1の発現が明瞭であった。軟骨下骨髄へのc-fos陽性細胞の集積は対照群に比べると有意に少なかった。AP-1活性亢進の抑制が、RA関節の骨・軟骨破壊の発症と進展を抑制することが見い出された。こうした知見は、RAの発症のメカニズムの解明のみならず、罹患関節の破壊の抑制効果を有する新たな治療薬の開発に有用と考える。
ヒト細胞DNA中の8-ヒドロキシグアニン除去修復機構に関する研究

活性酸素によって生じる8-ヒドロキシグアニン(oh8Gua)はDNA中でアデニンとも塩基対を形成するため強い突然変異原性を有する。DNA中のoh8Guaを除去修復する酵素遺伝子として、これまでに大腸菌ではmutM遺伝子が、酵母ではOGGl遺伝子が単離されていた。そこで、我々は酵母OGGlのヒト相同遺伝子(hOGGl遺伝子)を単離し、hOGGl蛋白質がoh8Gua除去修復能を有することを明らかにしてきた。また、我々はESTのデータベースを利用してマウスの相同遺伝子(mOggl遺伝子)も単離し、mOggl蛋白質もhOGGl蛋白質と同様なoh8Gua除去修復能を有することを示した。hOGGl遺伝子については、さらにがん化への関与について検討した。このため、hOGGl遺伝子のゲノム構造解析を行い、エキソン・イントロン構造を同定した。これを利用して、hOGGl遺伝子のがん化への関与を特に肺がん・胃がん患者の検体を用いて検討した。変異に関しては肺がん・胃がんとも腫瘍細胞には認められなかったが、各細胞株NCI-H526およびMKN1でミスセンス変異が認められた。肺がんでは高頻度のLOHも検出された。hOGGl遺伝子多型については少なくとも5種類が検出され、そのうちの一つはアミノ酸変化(Ser326/Cys326)を伴うものであった。これらの遺伝子産物の修復能を比較すると、hOGGl-Cys326やNCI-H526で検出された変異型では-Ser326と比べ自然突然変異抑制能が低かった。少検体数での健常人と比較したアレル比は有為な差には至らなかったものの、-Ser326アレルの頻度の低下ががん患者群に認められた。以上よりhOGGl遺伝子のがん細胞における変異の頻度は低いが、一部のがん化への関与が示唆された。また、多型の発がんへの関与については更なる検討が必要であると考えられた。
フェムト秒レーザー加工による金属表面の新機能付与

フェムト秒レーザー加工による金属表面の新機能付与を目的とし、レーザーによる非晶質化金属ナノ構造物形成のための基礎データを構築するとともに、その形成解明にも取り組んだ。本研究ではナノ構造のサイズ、構造の向き、及び非晶質性を独立に制御できるレーザー照射条件を明らかにし、種々の金属元素について得られた基礎データについて、これまでに報告されてきた他のグループのデータを編纂することにより次の事を明らかにした。1ナノ構造体形成の下限フルーエンスが金属の仕事関数と相関がある。2ナノ構造体形成に2光子吸収が寄与している。これらの成果はフェムト秒レーザーによる機能性付与加工の基盤となる。機能性金属ナノ材料の設計製作では、材料の「構造、結晶、組成」が重要な役割を果たしていることが知られている。本課題ではフェムト秒レーザー加工により金属表面上に人工的に微細な「構造体」を形成し、その「結晶」を制御するための実証実験を種々の金属に対して行い結晶制御ナノ構造体形成の基盤構築を目指している。本年度は、まず鏡面研磨した金属(白金、タングステン、モリブデン、銅、チタン)及び半導体(シリコン、シリコンカーバイト)に対してフェムト秒レーザーを照射し、レーザー波長の1/10程度の大きさのナノ構造体が照射領域内に均一に形成できるレーザー照射条件(フルーエンス、レーザー波長、金属種、基板温度)を明らかにした。またナノ構造体のサイズ分布についてもデータを収集し材料の融点がレーザー照射条件を決める要因の一つであることを明らかにした。特にレーザー照射条件を最適にすることで照射される固体表面に均一にナノ構造体が形成されることを見出した点は予想を超える成果である。さらに形成されるナノ構造体を切断加工し結晶性観察する予定であったが貴重なナノ構造体サンプルとして詳細観察するため長期保管することとした。結晶観察のためのナノ構造体の切断作業は行なわず、ナノ構造体の形成されたレーザー照条件及びレーザー加工特性(アブレーション率)からSRIMコードを用い、その結晶構造変化(多結晶、非晶質)について考察した。ナノ構造体のできる形成機構については電磁場計算ソフト(Poynting)及びFISCOF2(Particle in Cellシミュレーションコード)により明らかにした。ナノ構造体の形成機構には、レーザーパルスの立ち上がり部分で形成される低密度プラズマが重要な役割を果していることが明らかになった。本研究では、フェムト秒レーザー加工により固体表面に自己形成する微細な構造体の「サイズ」とその「結晶」を同時に制御し、新しい機能性付与金属表面加工の基盤を確立することを目的としている。本年度は基礎データの蓄積に関する実験を実施し、非晶質ナノ構造体形成の基盤を構築した。加えて、立案したモデルの妥当性を検証するため、シミュレーション(PIC法)を導入し、ナノ構造の形成機構解明にも取り組み実験結果とよい一致を示した。得られた成果を示すと下記になる。(1)フェムト秒レーザー加工により金属表面から放出する荷電粒子のエネルギー測定を実施し高エネルギーの金属イオンが放出されることを明らかにした。金属イオンの放出エネルギーは初期に形成される金属ナノ粒子の大きさに関係していることが分かった。(2)非晶質化した金属ナノ構造体の組成分析は測定が困難であることが判明しシミュレーションにより評価を行った。特に金属表面から放出された高エネルギーイオンが非晶質金属形成に寄与していることが分かった。(3)ナノ構造形成機構に関するシミュレーション(PIC法)を実施し、ナノ構造の格子間隔が初期に形成されるプラズマ密度に依存することを明らかにした。(4)アブレーション率のレーザーフルーエンス依存性を異なる入射角度で測定したところ光侵入長では説明できない新しいアブレーションを示すことを見いだした。(5)ナノ構造形成機構を明らかにするためダブルパルス照射実験を実施し初期に形成されるプラズマ密度の制御を試みた。ナノ構造の溝方法はダブルパルスの遅延間隔で変わることが明らかになった。固体材料の結晶制御では、温度の時間変化が鍵をにぎっている。特に、単結晶から非晶質を得るためには、加熱-冷却時間をいかに短くできるかにかかっている。本研究では、従来まで実現できなかったフェムト秒の時間領域で金属表面の微粒子を加熱-冷却できる特徴に加えて、高エネルギー粒子線、高強光電場状態の金属表面に新しい結晶構造が作り出されている可能性が高い。この複雑にからんだ状態により作り出される結晶構造を精密に制御・形成するため、(1)フェムト秒レーザー加工による金属表面のナノ構造物形成(2)金属ナノ構造物の結晶評価(3)フェムト秒レーザー加工による金属ナノ構造物の結晶制御(4)非晶質化した金属ナノ構造物の組成分析(5)フェムト秒レーザー加工により金属表面から放出する荷電粒子のエネルギー測定(6)フェムト秒レーザー加工により金属表面から放出する荷電粒子の空間分布測定(7)非晶質化金属ナノ構造物の基盤構築に取組み非晶質ナノ構造物形成のための基礎データ収集と形成基盤を構築した。加えて、ナノ構造物の形成機構解明に取り組んだ。本研究成果によりナノ構造のサイズ、構造の向き制、及び非晶質性を独立に制御できるレーザー照射条件を明らかにした。本課題でえらられた成果に加え、周期構造形成の下限フルーエンスが金属材料の仕事関数が関係していることを、これまでに報告されてきた下限閾値を編纂することにより明らかにしフェムト秒レーザーによる微細加工及び非晶質化の基盤を築いた。

本研究ではナノ構造のサイズ、構造の向き、及び非晶質性を独立に制御できるレーザー照射条件を明らかにし、種々の金属元素について得られた基礎データについて、これまでに報告されてきた他のグループのデータを編纂することにより次の事を明らかにした。1ナノ構造体形成の下限フルーエンスが金属の仕事関数と相関がある。2ナノ構造体形成に2光子吸収が寄与している。これらの成果はフェムト秒レーザーによる機能性付与加工の基盤となる。当初計画していた金属ナノ構造体の組成分析については、測定が困難であることが判明しシミュレーションにより評価を行った。さらに次に示す緻密な実験に取り組んだ。(1)アブレーション率のレーザーフルーエンス依存性を異なる入射角度で測定したところ光侵入長では説明できない新しいアブレーションを示すことを見いだした。(2)ナノ構造形成機構を明らかにするためダブルパルス照射実験を実施し初期に形成されるプラズマ密度の制御を試みた。ナノ構造の溝方法はダブルパルスの遅延間隔で変わることが明らかになった。これらの知見はナノ構造の結晶制御において新しくこれまでにない新規の機能性を誘起できる可能性をもっている。フェム秒レーザー加工今後は、計画に挙げた2項目(6)フェムト秒レーザー加工により金属表面から放出する荷電粒子の空間分布測定(7)非晶質化金属ナノ構造体作成の基盤構築に加え(8)2波長ダブルパルス照射によるナノ構造制御及び結晶制御を実施する予定である。初年度は、フェムト秒レーザー加工によるナノ構造体の最適照射条件とその結晶構造の関係を明らかすることが達成目標であった。そのためナノ構造体の結晶性測定を計画していたが、レーザー波長の約1/10程度の大きさのナノ構造体が均一に表面に形成さする予想以上の成果を得たため、ナノ構造体の大きさとその密度について詳細を調べる研究を優先し種々の金属においても類似したナノ構造体が形成されることを見出した。特に、金属のみならず半導体材料についても微小なナノ構造体が均一に形成されることから短パルスレーザーと固体との相互作用特有の現象であることを示唆するものであり、ナノ材料のサイズと密度を制御するうえで極めて有益なデータが取得された。多少の計画変更があったものの、予想以上の成果を含む結果を得ており、概ね順調に遂行している。本年度は、初年度に実施予定であったナノ構造体の結晶性観察を行なう。とくに表面に均一に形成されるナノ構造体について電子顕微鏡観察により結晶性を明らかにするとともに表面にナノ構造体が形成されていない平坦な材料についても切断観察し、その表面下部の空洞や構造体の有無についても調査する予定である。表面下部に微細な構造体が形成されていた場合には、その結晶性も合わせて観察する予定である。本年度は、研究実施計画に示している下記の2課題についても予定とおり実施する。1.非晶質化した金属ナノ構造体の組成分析
電磁界教育に有用な拡張現実感技術を利用した３次元電磁界可視化システムの開発

本研究では、電磁気学教育の場面で有用な可視化システムを開発した。本可視化システムは、拡張現実感技術を利用しており、さらにヘッドマウントディスプレイを用いた電磁界の3D表示も可能である。これを実現するために、3次元空間内における新しい磁束線描画手法について提案し開発を行った。これによって、電流や鉄心が存在する磁界もリアルタイムに可視化でき、ユーザに提示できるようになった。本システムを活用すれば、ユーザは3次元空間で自由に磁石や鉄心を動かしながら干渉する磁界の様子をリアルタイムに把握し観察することができる。本研究では、拡張現実感技術を利用した教育用の3次元電磁界可視化システムを提案し開発することを目的としている。電磁気学教育の場面において、初学者に電磁界をイメージさせることは重要な課題である。しかしながら、電磁界は直接目で見て観察できないため直感的に捉え難い。そこで本研究では、この課題を解決するための一手法として、拡張現実感技術を利用した3次元電磁界可視化システムを開発している。拡張現実感技術は、現実空間にコンピュータグラフィックスなどの情報を重ねて提示する技術として近年注目されており、その応用分野も広がってきている。他方で、コンピュータによる電磁界シミュレーション技術の高度化は顕著であり、電磁機器等の設計レベルでは不可欠なものとなっている。この研究では、これら個別に発展している技術を融合し、新たな発展の可能性を検討するものでもある。システム開発にあたっては、筆者らが先に開発に取り組んだ2次元電磁界可視化システムを3次元に拡張することを当初の目的として検討を行った。その結果、3次元での可視化システムの実現可能性が明確になりその成果を学会で発表し、初年度の目標は達成した。本研究の目的は、電磁気学教育に有用な3次元電磁界可視化システムを開発することである。本年度は、昨年度本システムのために開発した計算アルゴリズムを基に、可視化手法をさらに発展し、立体視が可能なシステム開発に着手した。これは、昨年度までに、リアルタイムで3次元場で磁束線を描画することが可能であることを検証したが、より利用者に電磁場を観察し易いシステムを提供することを目指したものである。その結果として、ヘッドマウントディスプレイおよび、シースルー型の携帯情報端末でのシステムの実現性を明らかにできた。本研究では、教育の場面で有用な磁界可視化システムを開発した。本可視化システムは、拡張現実感技術を利用しており、さらにヘッドマウントディスプレイを用いた結果の3D表示も可能である。これを実現するために、3次元空間内おける新しい磁束線描画手法ついて提案し開発を行った。これよって、電流や鉄心が存在する磁界もリアルタイムに可視化でき、ユーザに提示できるようになった。特に最終年度には、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)を用いた結果表示方法についての検討を行い、HMDを利用して磁束線を立体的に観察できるシステムの開発を行った。開発したシステムを中学生を被験者として利用してもらい、良好な反応を得ることができた。本年度は、昨年度開発した拡張現実感技術を利用した3次元電磁界可視化システムにおける画像認識アルゴリズムおよび磁界計算アルゴリズムをさらに応用し発展させることを目的とした。具体的には(i)立体視での観察を可能にするヘッドマウントディプレイ、およびシースルー型のスマートグラスでの実行を念頭においたシステム開発、(ii)近年広く普及している携帯情報端末等でのシステム開発に着手した。また、小中学生に開発途中の本可視化システムを利用してもらう機会を設けた。電磁界可視化本年度より着手した、立体視可能な拡張現実感を利用した3次元電磁界可視化システムの開発を行う。また、容易に小中学校での授業で利用できる可視化システムとして、携帯情報端末での実行可能なシステムの開発を行う。また、引き続き開発した可視化システムを小中学生に使用してもらう機会を設け、得られた利用者の意見をシステム開発に反映させる予定である。本年度は、「拡張現実感技術を利用した教育用の3次元電磁界可視化システム」の基礎開発を行った。目的としているシステムの開発には、(i)拡張現実感技術を利用する際の画像認識手法の選定と、(ii)電磁界をリアルタイムに計算するための計算手法の検討が不可欠である。初年度には、特にこれらの手法について個別に検討を行い、それらを融合させれば目的としている可視化システムが実現できることを検証し学会で発表を行った。これによって、初年度の目的はおおむね達成できたと考える。可視化システムの計算手法および、立体視システムの計算アルゴリズム検討を重点的に行ったため、当初予定していた機器の導入を次年度に計画したためである。また、成果発表についても次年度に持ち越したため、最終年度に旅費の執行を行う予定である。初年度の研究成果から、磁性体を含む

3次元磁界の可視化についての基礎検討は終えた。ここで明らかになった課題として、(1)携帯端末等での実行が可能な程度の高速化、(2)3次元での可視化事項の検討などが挙げられる。(1)については、現状では主にパソコン上での実行を想定し検証を行ってきたが、今後実用レベルでの利用を考えれば携帯端末等で利用者が気軽に導入できることが望ましい。よってその可能性を見据えた開発検討を行う。また、(2)については、現状のシステムでの可視化事項は主として磁束線のみであるため、今後更に利用者が直感的にイメージし易い可視化事項や可視化手法について検討を行う。研究の最終年度にあたり、本システムの汎用性、および可視化精度を検証するための機器を購入する。また、成果発表のための旅費および学会参加費に使用する。初年度にシステムのソフト面であるプログラム開発及び採用アルゴリズムの選定に重点を置いて検討を行ったためである。すなわち、当初予定よりも前倒してソフト開発のための検討や調査に重点をおいた。これによって、当初予定していたハード面での機器の導入を翌年度に持ち越したためである。該当年度は、3次元空間中に磁性体が存在する際の可視化システムの実行可能性についてさらに詳細に検証を行う。また、携帯端末等でのシステムの実行可能性についての検証も行う。このため、次年度研究費については、携帯端末の購入や計算サーバの購入、3次元可視化装置の購入、更に成果発表のための学会参加費等に使用する。
めっきプロセスのゼロエミッション化

近年、各種材料の製膜技術としてのめっき法は、電子部品工業や機械工業等の発展とともに飛躍的に進歩し、電気めっきばかりでなく、無電解めっきやそれらを組み合わせた方法が用いられている。しかも一般に、一工場内ではこれらの複数のプロセスが操業されている。本研究では、このようなめっきプロセスについて、電子機械産業で用いられているプロセスを例として平成9年度から行っている物質フロー及びエネルギーバランスの解析結果に基づいて、ゼロエミッション化の具体例を提示することを目的とし、研究を行った。その結果、平成9,10年度の2年間にわたり同研究課題によって重点領域研究及び特定領域研究「ゼロエミッション」の公募斑として行ってきた研究成果に基づき、さらに継続研究として、無電解めっきプロセスのゼロエミッション化について、次のような成果を得た。すなわち、(1)無電解めっき、電気めっき等の複数のめっきプロセスを組み合わせた、有用成分の分離回収技術の開発を行った。(2)無電解めっきプロセスの老化めっき液を用いた電気めっき法を開発した。(3)無電解めっき老化液中の次亜エリン酸を高濃度酸素、鉄(III)イオン等の環境負荷の小さい酸化剤を使用した酸化反応を用いることにより、老化液中のリン成分の資源化を試みた。
太陽フレアの粒子加速と磁場構造の研究

本研究期間中の2年間で、太陽観測衛星「ようこう」に搭載された硬X線望遠鏡(HXT)を用いて、フレアを起こしている磁気ループの足元に対応する硬X線源の位置の時間変化を詳しく調べることにより、フレアを引き起こすコロナ中の磁場構造と、その中で進行する粒子加速のようすを探ってきた。特に2000年7月14日に発生した大規模な太陽フレアは、「ようこう」衛星だけでなく、米国のTRACE衛星でも良好な観測データが得られ、解析が重点的に進められた。このフレアでは、これまで「2つ目玉」と考えられてきた非熱的(>30keV)な硬X線源が、Hα線で観測されるのと同様な、磁気中性線の両側に位置する2本の細長い帯(リボン)状を示しているのが発見され、フレアのエネルギー解放・粒子加速には単一のループではなく、大規模な磁気アーケード構造が関わっていることが示唆されている。また、このリボン内の硬X線源の強度分布の時間変化や、エネルギースペクトルの空間分布を調べることで、フレアの進行にともなって、フレアに関与するアーケードの磁気シアーが減少していくこと、リボンの外縁部ほど硬いスペクトルを示すこと、など粒子加速メカニズムを解明する手がかりとなる観測事実が得られており、引き続き詳細な解析が行われている。一方、このフレアの解析を契機として、大規模な磁場構造がどのようにして形成され、磁気エネルギーが蓄積されていくのかに着目した解析および理論的な研究も精力的に進められ、3次元の磁場構造中で進行するエネルギー解放(磁気リコネクション過程)の描像を明らかにする研究が本格化してきている。「ようこう」衛星の硬X線望遠鏡(HXT)で観測された太陽フレアの硬X線源と、対応するHαフレア像を比較することにより、フレアを発生させるコロナ中の磁場構造と粒子加速機構を探ることを目的として、本年度は下記の項目を実施している。・HXTで観測された硬X線フレアの、画像を含めたデータベース化を進め、また.Webを用いた公開をはかっている。・「ようこう」で協力関係にある英国内の研究所(ロンドン大学マラード宇宙科学研究所)を訪問し、本研究に関するセミナー講演および意見交換を行なった。・特徴ある海外のHα観測(例えばインド国内で取得されている、高速Hαカメラによるデジタルデータなど)と、HXTによる硬X線データとの、予備的な解析に着手した。・近年の計算機(特にパーソナルコンピュータ)の急速な性能の向上に対応し、ソフト・ハード面でのデータ解析環境の整備を進めている。太陽観測衛星「ようこう」に搭載された硬X線望遠鏡(HXT)を用いて、フレアを起こしている磁気ループの足元に対応する硬X線源の位置の時間変化を追うことで、フレアを引き起こすコロナ中の磁場構造とその中で進行する粒子加速のようすを探っている。特に2000年7月14日に発生した大規模な太陽フレアは、「ようこう」衛星だけでなく、米国のTRACE衛星でも良好な観測データが得られ、解析を重点的に進めている。このフレアでは、これまで「2つ目玉」と考えられてきた非熱的(30keV以上)な硬X線源が、Hα線で観測されるのと同様な、磁気中性線の両側に位置する2本の細長い帯状(リボン)を示しており、単一の磁気ループではなく、大規模な磁気アーケード構造がフレアのエネルギー解放に関わっていることを示唆している。また、このリボン内の硬X線源の強度分布の時間変化や、エネルギースペクトルの空間分布を調べ、フレアの進行にともなってフレアにあずかるアーケードの磁気シアーが減少していくこと、リボンの外縁部ほど硬いスペクトルを示すこと、など粒子加速メカニズムを解明する手がかりとなる観測事実を得た。

また、HXTで観測された硬X線像と、京都大学飛弾天文台で観測された高空間分解能のHα画像データ等との詳しい比較も精力的に進めており、フレアに関わる磁場構造中での粒子加速の進行過程と磁気エネルギーの解放メカニズムを継続して探っている。
NFκB、HMGA蛋白質を機軸としたDNA切断・架橋剤の創製とがん治療への展開

2型糖尿病と最も相関のある一塩基多型が認められた遺伝子の一つとしてCdkal1が同定されたが、その生理機能が全く不明の分子である。本研究では,Cdkal1の生理機能を明らかにし,また2型糖尿病発症分子機構を明らかにした。Cdkal1は,リジンに対応するtRNAの37番目アデニンをチオメチル化する酵素であることを突き止めた。Cdkal1の膵β細胞特異的欠損マウスでは,耐糖能ならびにブドウ糖応答性インスリン分泌がコントロールマウスと比較し低下していた。また,同マウスでは成熟インスリン量が低下していた。さらに同遺伝子欠損マウスに高脂肪食負荷を与えると,小胞体ストレスが上昇し,耐糖能のさらなる悪化,インスリン分泌低下が認められ,2型糖尿病を呈するようになった。本研究により,2型糖尿病の発症にtRNA修飾異常が関与していることが明らかになり,tRNA修飾酵素などを標的とした新たな糖尿病治療薬の開発が期待できることが示唆された。近年、DNA結合蛋白質NFκBやHMGAと発がん、がんの浸潤との関連が指摘されている。本研究ではDNA結合蛋白質NFκBとHMGAを機軸とし、酸素活性化剤や架橋剤の連結によりDNAを酸化切断・架橋する人工分子の創製を行うことを目的とした。はじめに、ジメチルアミノピリジンとヒスチジンからなる新規人工配位子を合成した。本配位子の2価鉄錯体は活性酸素ラジカルを産生し、DNAを切断した。この人工配位子をもとに、SH基をもつ任意の蛋白質とin situで結合し特異的DNA切断能力を持つように誘導体化することを検討した。ジメチルアミノピリジンの2位および6位にホルミル基を導入し、ここにヒスチジンメチルエステルおよびリンカーをもつヒスチジンを順次連結することにより、目的とする化合物の合成を完了することができた。本化合物が得られたことにより転写因子NFκBや構造的クロマチン因子HMGAなどの蛋白質の認識するDNAを切断するための基礎を得ることができた。近年、(1)転写因子NFкB活性化と炎症発がんの関連が指摘されている。また(2)構造的クロマチン因子HMGA蛋白質と膵臓がん、がんの浸潤との関連が指摘されている。さらに(3)HMGA蛋白質とNFкBは同じDNA塩基配列に結合し協同的に作用する例が最近報告されている。本研究では2つのDNA結合蛋白質NFкKBとHMGAを機軸とし、(1)酸素活性化剤の連結によりDNAを酸化切断する人工分子、および(2)クロスリンク剤の連結によりDNAと架橋を形成する人工分子の創製を行う。これらの人工分子によりNF_KBおよびHMGAの関与するがん化を阻止し、両蛋白質の協同的作用の阻害によるがん治療へと展開することを目的する。はじめに、1分子のジメチルアミノピリジンと2分子のL-ヒスチジンメチルエステルを二級アミノ結合およびアミド結合で連結した新規非対称型人工配位子を合成した。本配位子の2価鉄錯体は活性酸素ラジカルを産生し、pUC19プラスミドDNAを切断することを確認した。次に、研究代表者らがさきに開発した対称型人工配位子HPHに、末端にハロゲンをもつリンカーを導入した化合物の合成を行った。クロロアルキルリンカーをもつHPH化合物とグルタチオンなどのシステイン残基をもつオリゴペプチドを連結することに成功した。

これにより、人工配位子HPHにアルキルリンカーを介してシステイン残基をもつペプチドを導入する方法確立され、蛋白質の認識するDNAを切断するための基礎を得ることができた。近年、(1)転写因子NFkB活性化と炎症発がんの関連が指摘されている。また(2)構造的クロマチン因子HMGA蛋白質と膵臓がん、がんの浸潤との関連が指摘されている。さらに(3)HMGA蛋白質とNFkBは同じDNA塩基配列に結合し協同的に作用する例が最近報告されている。本研究では2つのDNA結合蛋白質NFkBとHMGAを機軸とし、(1)酸素活性化剤の連結によりDNAを酸化切断する人工分子、および(2)クロスリンク剤の連結によりDNAと架橋を形成する人工分子の創製を行う。これらの人工分子によりNFkBおよびHMGAの関与するがん化を阻止し、両蛋白質の協同的作用の阻害によるがん治療へと展開することを目的する。昨年度は研究代表者らがさきに開発した対称型人工配位子HPHに、末端にハロゲンをもつリンカーを導入した化合物の合成を行った。今年度は、末端にクロロ基をもつアルキルリンカーをHPH化合物に導入し、この化合物のリンカー末端とシステイン残基をもつオリゴペプチドとの連結における条件の最適化を行った。これにより、人工配位子HPHにアルキルリンカーを介してシステイン残基をもつペプチドを導入する方法が確立され、転写因子NFkBや構造的クロマチン因子HMGAなどの蛋白質の認識するDNAを切断するための基礎を得ることができた。今後は合成化合物の構造的多様性を広げ、これらを用いたDNA切断の検討、抗がん活性の検討などを行っていく予定である。近年、(1)転写因子NFκB活性化と炎症発がんの関連が指摘されている。さらに(3)HMGA蛋白質とNFκBは同じDNA塩基配列に結合し協同的に作用する例が最近報告されている。これらの人工分子によりNFκBおよびHMGAの関与するがん化を阻止し、両蛋白質の協同的作用の阻害によるがん治療へと展開することを目的する。研究代表者らは昨年度までの研究において、ジメチルアミノピリジンと2つのイミダゾールからなる対称的構造をもつ人工配位子を合成し、その鉄錯体がDNAを切断する性質のある活性酸素を生成することを見出した。今年度は、この人工配位子をもとに、SH基をもつ任意の蛋白質とin situで結合し特異的DNA切断能力を持つように誘導体化することを検討した。ジメチルアミノピリジンの2位および6位にホルミル基を導入し、ここにヒスチジンメチルエステルおよびリンカーをもつヒスチジンを順次連結することにより、目的とする化合物の合成を完了することができた。本化合物はDNAのκB配列に結合する転写因子NFκB、ATフック結合モチーフをもつHMGA蛋白質などと連結し、これらの認識するDNA配列を特異的に切断するDNA切断分子へとin situにて変換することが可能である。
幼児期における教示行為の発達とその認知的基盤：縦断研究による検討

本研究は,12名の幼児を対象に3歳から5歳になる3年間,折り紙が苦手であるため上手になりたいとする学習者に折り紙の作り方を教える場面を検討した。4歳時点から,間接的な教示方略を使ったりするなど教え方は洗練されていくが,4歳児は学習者が失敗すると代行することが多かった。他方,5歳児になると,極力学習者に操作させようとして,学習者の熟達を意図した教え方が可能になった。こうした教示方略と心の理論の関連については確認できず,教示内容や教示意図によって,教示に必要とされる認知能力が異なる可能性が示唆された。本研究は,幼児期の教示行為に関して,「知識・技能・規範性の不足している他者の誤った行為を,目標とする行為に修正する意図的な行為」と広義に規定し,その発達プロセスと認知的基盤について縦断的に検討することを目的とする。2013年度は次のことを行った。1)教示行為の縦断的観察調査:昨年度3歳時に本研究に参加した4歳児を対象に,折り紙の作り方を学習者(大学院生)に教える半統制場面の観察を行った。詳細な分析は途中であるが,3歳時点では学習者を意識することなく,自分自身で折り紙を折っていた子どもがほとんどであったのに対して,4歳時においては学習者の様子をモニターすることが増す傾向があった。2)これまでの実験データの再分析: 4,5歳児を対象にした実験データ(一昨年度に実施)を再分析し,学習者のエラーに対する対処は「学習プロセスの自覚」と,学習者を尊重した演示方略は心の理論と相関が高いことが明らかになった。「学習プロセスの自覚」は,ある技能を習得するのに他者から教えられた経験を想起できたり,上達に必要な工夫を理解している度合いを示すものであり,自身の学習プロセスを自覚することは他者を主体にして教示するために有効であることが示唆された。3)third-partylearningの自覚に関する実験:自身の学習方略の自覚を確かめるために,他者が子どもに合図を出さないで問題解決する状況で,対象児が観察学習する実験場面を設定した。1)の調査に参加した4歳児を対象に,この場面に参加させて学習成立後,問題解決方略に関する質問を行った。その結果,4歳児において,他者の観察をして問題解決をしたにも関わらず,自分で考えたという者が存在した。今後,この結果と教示方略の関連について分析する予定である。本研究は,幼児がいかに他者に知識や技能を教えるのか,効果的な教示を行うためにどのような認知的基盤が必要なのかを明らかにすることを目的としている。そのため,2012年度は次のことを行った。1)日常保育場面の観察:一つの保育園の3歳児クラスにおいて計7日間の観察を行い,教示行為に関するエピソードを記録した。その多くは,教え手となる子どもが始発するが,知識を伝達するというよりも,やってみせるという形式であった。2)半統制場面の観察:3歳児17名,4歳児18名を対象に,折り紙を実験者に教えてもらう場面を観察した。詳細な分析は現在行っているところだが,3歳児に関しては,学習者のエラーに注意を向けることはなく,上記の観察場面と同様に,自分で折り紙を折ることに専念し,4歳児の一部が,学習者の注意を引いて教示することが見られるようになった。3)第三者からの社会的学習に関する実験:1)の観察および保育者との面談から,子どもが教示者になる上で,子ども自身が他者の行為から学ぶことは重要であると示唆された。特に,他者が直接に注意を喚起するペダゴジー文脈(Geregely & Csibra,2005)ではなく,他者がキューを出さない第三者的文脈(third-party context)であっても,子どもは他者を通して自発的に学ぶことは,重要な学習方略となり,子ども同士の学びあいや教えあいを促進すると考えられる。そこで,2)と同じ子どもを対象に,積木構成課題と仕掛け箱課題(いずれも補助的手段を利用しないと達成不可能なもの)を与え,子どもから離れた場所で実験補助者も(対象児にはいっさい働きかけず)その課題に挑戦するという場面を設定した。分析途中であるが,第三者からの学習とそのことの自覚において発達的変化が認められた。本研究は,幼児期の教示行為に関して,「知識・技能・規範性の不足している他者の誤った行為を,目標とする行為に修正する意図的な行為」と広義に規定し,その発達プロセスを縦断的に検討した。幼児が折り紙を使ったチューリップの作り方を学習者に教える半統制場面を設定し,その途中で学習者は折り方を間違えることを装った。

2012年度に3歳児であった幼児を対象に,毎年,この課題を実施して,2013年度は4歳時点,2014年度は5歳児点でのデータを収集して縦断的な分析を行った。その結果,得られた知見は以下の通りである。1.折り紙という課題の性質上,どの年齢時期においても,幼児自身が実際に折りながら教示することが基本となっていたが,言語の使用は4歳時点より増加した。また,学習者の進行状況を確認するためのモニタリングも4歳時点で多くなった。2.折り紙を使っても,実際に折ってしまわないで,折るふりをするのに留める間接的な教示が,4歳時点と5歳時点で多く確認できた。こうした教え方は,学習者を主体にしたものといえる。3.その一方で,4歳時点では,学習者が折り方を間違えると,学習者の折り紙を引き寄せて代行してしまうことも,3歳時点同様に観察された。5歳時点になると,そうした代行は減少して,学習者の進行を待って,学習者自身ができるだけ独力で学習する機会を与えようとしていた。以上の結果から,4歳時点より教示方略は洗練されてくるが,相手の熟達を意図した教え方は5歳時点より発達することがわかった。また,そうした教示の質的変化と心の理論課題との関連は認められず,観察可能な技能の熟達に関する理解など,従来の研究が扱っていなかった認知能力との関連が示唆された。本研究の成果は,幼児が仲間集団において獲得していく社会性を,教え合いという観点から検討する素材を提供するものといえる。発達心理学計画した縦断研究を継続して,3歳から4歳への教示行為の発達的変化について観察データを蓄積することができた。そこで得られた知見は,研究代表者のこれまでの研究結果を裏づけるものである。加えて新たに,教示行為の発達を規定する要因として,本人の「学習プロセスの自覚」が重要となることをこれまでの研究成果によって確認することができ,その自覚程度を確かめる実験的方法について具体的に検討することができた。これをさらに精査していくことで,教示と学習の相互関連性を考える下地ができた。計画した日常保育場面と半統制場面の観察を実施して,本研究のターゲットである教示行為について日常場面と限定した場面とで確認することができた。当初,2歳児クラスも観察対象にあげていたが,限定された時間において,教示行為をより多く効率的に観察することに主眼を置くことにして,日常保育場面の観察は3歳児クラスに限定した。日常保育場面の観察と保育者との面談を通して,本研究の計画段階で想定していた子どもの「学習に関する素朴理論」が重要な要因であることが示唆された。特に他者の振る舞いや行為からポイントとなる部分を取り入れることが,有効な学習方略となり,その有効性を子ども自身が自覚しているかどうかが,他者に教える側にまわる場合に重要な要因となると考えられた。そこで,本年度,新たに実験を追加して行い,本研究の目的達成に寄与すると思われる興味深い知見を得た。1)2012年度2013年度に収集した,教示行為の観察データと,2014年度に実施する観察データをつきあわせて,3年間にわたる教示行為の発達的変化について整理する。2)教示行為の発達について本研究で得られた知見を総合して,幼児期における教示行為の発達プロセスに関するモデルを提案して,その認知発達的基盤について検討する。3)本研究を踏まえて,幼児が,直接的な指示がなくても他者の振る舞いから学ぶプロセスについて検討し,幼児集団における「文化伝播」と教示行為の関係について仮説的モデルを考察する。1)2012年度に実施した観察および実験のデータを分析して,3,4歳児における教示行為の特徴に関する研究成果を発表する。
最終糖化産物に対する細胞応答性の糖尿病性血管合併症進展に及ぼす影響の検討

糖尿病性血管合併症の発症進展因子の1つである最終糖化産物に対する生体反応の個人差が合併症進展の個人差に関与する可能性について検討した。糖尿病患者および健常人から同意を得た上で採取さいた初代培養ヒトマクロファージに3種類の最終糖化産物を添加してサイトカイン産生(TGFβ、IL1)を測定した結果、サイトカイン産生に約4倍の個人差が認められた。サイトカイン産生は糖尿病性網膜症、腎症罹患患者において、合併症のない糖尿病患者に比較して2.5倍と有意に高かった(n=25)。従って、同じ量の最終糖化産物が体内に蓄積した際に、最終糖化産物に対するサイトカイン産生の差が最小血管合併症進展の差となる可能性が示唆された。一方で大血管合併症の程度とサイトカイン産生量には相関がなく、これは大血管合併症の進展因子として脂質代謝因子が強く関与していることが考えられた。TGFβ産生量とマクロファージスカベンジャー受容体の289位遺伝子多型に相関が認められ、受容体と最終糖化産物の親和性の差がTGFβ産生に関与する可能性を考えて、結合実験を行ったが有意な差は認めなかった。また最終糖化産物添加によりマクロファージにおいてアポトーシス関連遺伝子が有意に増加し、抗アポトーシスに働き、かつサイトカイン産生量が多いマクロファージほど抗アポトーシス作用を強くもつことが判明した。以上の結果から最終糖化産物に対するマクロファージの反応はサイトカイン産生、抗アポトーシス作用において個体差が存在し、最小血管合併症の進展と関連することが示唆された。糖尿病性血管合併症の増悪因子の一つとして最終糖化産物が報告されている。最終糖化産物として、実験的に作製したアルブミン由来の最終糖化産物を、ヒトより得た初代培養マクロファージに添加し測定したTGFβ蛋白産生量が、検体採取者における経時的な変動はわずかであるのに対して、個人差が大きいという結果を得ている。この結果から、たとえ組織に蓄積した最終糖化産物の量が同じであっても、産生されるサイトカインの量に個人差があり、血管障害に差が生じる可能性、高血糖が糖尿病性細小血管合併症・大血管合併症ともに進展因子であるものの、合併症の進行度には個人差が認められ、その原因の一つが最終糖化産物に対する細胞応答性の差である可能性が考えられる。1.最終糖化産物の分子構造によるマクロファージのサイトカイン産生量の差の検討。4種類の蛋白質由来の最終糖化産物を培養マクロファージに添加し、TGFβ産生を検討した結果、ヘモグロビン由来と比較して、グロブリンは4倍の産生量を認めるなど、最終糖化産物の分子構造によりマクロファージからのサイトカイン産生量が異なることが判明した。2.最終糖化産物によるマクロファージ遺伝子発現プロファイルの検討。サイトカイン遺伝子、アポトーシス、細胞周期に関連する遺伝子を中心としてDNAアレイを用い検討した結果、11種類のサイトカイン遺伝子のmRNA発現が2倍以上増加した他、2種類のアポトーシス関連遺伝子(bcl-xL等)の発現が2倍以上に増加することが判明した。糖尿病性血管合併症の発症進展因子の一つとして最終糖化産物が報告されている。本研究では、最終糖化産物として、実験的に作製したアルブミン由来の最終糖化産物を、複数のヒトより得た初代培養マクロファージに添加しTGFβ蛋白産生量を測定した結果、TGFβの産生増加は最大3.5倍の差を認めた。この結果から、たとえ組織に蓄積した最終糖化産物の量が同じであっても、産生されるサイトカインの量に個人差があり、血管障害に差が生じる可能性、高血糖が糖尿病性細小血管合併症・大血管合併症ともに進展因子であるものの、合併症の進行度には個人差が認められ、その原因の一つが最終糖化産物に対する細胞応答性の差である可能性が考えられた。TGFβ産生の個体差の機序を検討する目的で、最終糖化産物によるマクロファージ遺伝子発現プロファイルをDNAアレイを用いて検討した。

結果、11種類のサイトカイン遺伝子のmRNA発現、2種類のアポトーシス関連遺伝子(bcl-xL等)の発現の増加を含めて、最終糖化産物の受容体の一つであるスカベンジャー受容体の遺伝子多型とTGFβ産生量が相関することが判明した。最終糖化産物による細胞のアポトーシスは糖尿病性網膜症において関連が示唆されており、関連遺伝子の発現の差が網膜症の進展の個体差と関連している可能性が考えられた。また、炎症性サイトカインの産生量産生の個体差は細小血管合併症のみならず、大血管合併症の発症進展にも関与している可能性が示唆された。糖尿病性血管合併症の発症進展因子の1つである最終糖化産物に対する生体反応の個人差が合併症進展の個人差に関与する可能性について検討した。糖尿病患者および健常人から同意を得た上で採取さいた初代培養ヒトマクロファージに3種類の最終糖化産物を添加してサイトカイン産生(TGFβ、IL1)を測定した結果、サイトカイン産生に約4倍の個人差が認められた。サイトカイン産生は糖尿病性網膜症、腎症羅患患者において、合併症のない糖尿病患者に比較して2.5倍と有意に高かった(n=25)。従って、同じ量の最終糖化産物が体内に蓄積した際に、最終糖化産物に対するサイトカイン産生の差が最小血管合併症進展の差となる可能性が示唆された。一方で大血管合併症の程度とサイトカイン産生量には相関がなく、これは大血管合併症の進展因子として脂質代謝因子が強く関与していることが考えられた。TGFβ産生量とマクロファージスカベンジャー受容体の289位遺伝子多型に相関が認められ、受容体と最終糖化産物の親和性の差がTGFβ産生に関与する可能性を考えて、結合実験を行ったが有意な差は認めなかった。また最終糖化産物添加によりマクロファージにおいてアポトーシス関連遺伝子が有意に増加し、抗アポトーシスに働き、かつサイトカイン産生量が多いマクロファージほど抗アポトーシス作用を強くもつことが判明した。以上の結果から最終糖化産物に対するマクロファージの反応はサイトカイン産生、抗アポトーシス作用において個体差が存在し、最小血管合併症の進展と関連することが示唆された。