hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地域固有の自然事象および伝統技術の「総合的な学習」へのカリキュラム開発

本研究では4本の柱を立て、「総合的な学習」への活用のカリキュラムを開発した。1.伝統的染色技術の教材化「水戸黒染め」の再現と簡便法を確立し、文部科学省のSPP事業の教員研修において実践を行った。一方,茨城の大洗海岸において採集した海藻(アオサ、カジメなど)を用いて海産物による染色法を開発し、地域のこども科学館で実践した。海藻からの色素の抽出について適正なpHを調べて、授業時間内に効果的に抽出できる条件を見つけた。2.茨城県の地震関連教材前年度開発した簡易水平動地震計で新潟中越地震および茨城県周辺の多くの地震を計測できた。今回は、地震が発生すると計測を始める簡易上下動地震計を開発した。作動するセンサーはカラクリ技術で作り、記録ドラム部分はオルゴールを使用し、、振動本体部分は木製にした。さらに、最近の茨城地方に発生した地震の各観測地点でのデータから振動開始時間と震度の分布マップを作った。3.茨城県の塩に関わる教材化。茨城県海岸地方の釜や塩に関連した地名と古代製塩との関係と、昔塩の内陸への輸送路になった「塩の道」の調査を行った。また塩の字名の多い大子町の湧水、鉱泉、温泉水の水質分析(イオン分析)を行った。ジュラ紀の八溝中生層は非常にきれいな水が多く、主要な溶存イオンは、重炭酸カルシウムである。一方、第3紀層に属する北田気・浅川層は、鉱泉・温泉群が多く分布して、溶存イオンは硫酸ナトリウム・塩化ナトリウムが多かった。また、水戸の名産梅干を作るときの梅酢より、正八面体の食塩を析出させる条件を見出した。4.山寺の水道の教材化永田茂衛門・勘衛門親子の江堰に関する文献調査をすすめた。一部の成果を、SPP事業中学校理科教員研修において実践を行い、自然と人間とがかかわった「総合学習的な学習」への地域教材の一例として提示した。本研究では、4本の柱を立てている。1.伝統染色技術(水戸黒染めなど)水戸黒染めの藍とヤシャブシの合せ染めを、学校現場でも使用できる素材として、ヤシャブシの代わりになる身近な学校園などにある樹木のタンニン量を調べた。ざくろ・桜・栗などが有効である。pH10程度で30分ぐらいの条件が、効果的なタンニン抽出条件であった。また、海産物(特に海藻類)によるか海賊染めの素材と文献調査を行った。この素材については、染色に使われる色素だけでなく、ほかに含まれている成分も簡単に調べられる手法を検討中である。2.江戸期の治水事業(山寺の水道など)永田茂衛門・勘衛門親子の江堰に関する文献調査および現地調査を行った。一部の成果を、SPP事業中学校理科教員研修において、実践を行い、自然と人間とがかかわった、総合学習的な学習への地域教材の一例として提示した。3.茨城の地震関係一般に地震計は金属製であるが、学校現場でも利用しやすいオールプラスチック製の地震計を開発した。感度は震度2以上であれば、記録可能になった。茨城地方は地震が多く震度2以上は、月平均1.5回ぐらいはある。製作および計測に関する内容の一部を学部紀要に発表。昨年10月の新潟中越地震も計測された。気象庁のデータと一緒に比較し、地域の教員研修会や大学での演習で紹介した。開発したのは、水平変位動の記録計なので、次は上下動の記録計を考案中である。4.塩のつく地名と湧き水の関係

茨城の大子地区の主な湧き水場所を文献ならびに現地調査を行った。昔からの鉱泉・温泉群も多く主に重曹泉,ボウ硝泉が多そうである。この地区の表層地質との関連や、久慈川上流の八溝山湧水群との比較を行っている。さらに全国的な観点で、長野県飯田地方の鹿塩地区も山間部から塩が取れ、地名も塩のつく地名が多く、中央構造線にも沿っているので、現地調査を行い、湧き水,温泉水、河川水を採水すると同時に代表的な地質の岩石も採取し、分析検討している。本研究では4本の柱を立て、「総合的な学習」への活用のカリキュラムを開発した。1.伝統的染色技術の教材化前年度開発した「水戸黒染め」の簡便法を確立し、文部科学省のSPP事業の教員研修(茨城県下の小学校理科研修)において実践を行った。一方海産物(主に海藻)による染色(海賊染め)についても、茨城の大洗海岸において採集したアオサ、カジメについて試行的に染め、地域のこども科学館(大洗わくわく科学館)で実践してみた。問題点として色素の抽出が手間であった。教材化のためpHを変化させて、授業時間内に効果的に抽出できる条件を確立した。2.茨城の地震関係前年度完成した、簡易水平動地震計で新潟中越地震を始め、多くの茨城地方周辺の地震を計測観察できた。今回上下動簡易地震計を完成させた。特徴として、地震が発生すると震度センサーが作動して記録を始める方式である。1,2号機はエレクトロニクス技術センサーを作ったが、3号機は、電気なしのカラクリ技術で作動させ、記録ドラムもゼンマイ式(オルゴールを活用)本体も木製にした。さらに、最近の茨城地方に発生した地震の各地での震度、揺れはじめの時間のマップを作った。教科書等では全国的に有名な地震しか取り扱っていない。3.茨城の塩に関わる教材化茨城地方の海岸線の釜のつく地名と古代での製塩との関連、塩釜神社の分布、海岸で作られた塩の内陸への輸送の茨城での塩の道の調査を行った。また塩の字名の多くある大子町の湧水と、鉱泉・温泉水の水質分析(イオン分析)を行い、ジュラ紀の八溝中生層は非常にきれいな水が多いが鉱泉群は分布していなかった。溶存イオンは、重炭酸カルシウムが中心である。一方、第3紀層に属する北田気・浅川層は、ミネラル分が多く鉱泉・温泉群が分布していた。特に深い泉源では、溶存イオンは硫酸ナトリウム・塩化ナトリウムが多く計測された。大子町全体の水質環境が明らかになった。梅干を作るときの梅酢より、正八面体の食塩を析出させる条件を見出した。4.山寺の水道の教材化永田茂衛門・勘衛門親子の江堰に関する文献調査をさらにすすめた。一部の成果を、SPP事業中学校理科教員研修において実践を行い、自然と人間とがかかわった「総合学習的な学習」への地域教材の一例として提示した。
慢性金属アレルギーの誘発と内因性アトピー性皮膚炎の病態との関与

アトピー性皮膚炎には外因性と内因性に分けるという考えがある。外因性はIgEが高く、内因性はIgEが正常である。内因性には金属パッチテストの陽性率が高いことがわかったので、金属アレルギー発症モデルマウスの作成を行った。しかし、個体差が大きく、感作成立しないマウスも多かったため、実験系の再検討を行った。その後は金属アレルギーの検査方法を検討した。アトピー性皮膚炎(AD)は皮膚疾患のなかで大きな割合をしめる。ADには,外因性と内因性に分けるという考えがある。外因性ADは、皮膚バリアが障害され、アレルゲンが浸透することにより起こり、IgEが高い。一方内因性ADは、抗原特異的IgEは関与せず、IgEは正常である。内因性ADはAD患者全体の20%程度を占め、女性に多く、他のアレルギー性鼻炎やアレルギー性喘息を合併せず、遅発性で、中等度の病勢となるものが多いとされている。一方外因性ADは、近年フィラグリン遺伝子変異が高率に存在することが明らかになってきた。また神経知覚閾値を調べると、外因性AD患者は皮膚バリア能が低く、痒みが強いとむしろ外的刺激への感受性が減り、反対に内因性は皮膚バリアと痒み刺激に対する神経反応は保たれていることがわかった。しかし内因性ADの原因、機序はではない。我々は内因性AD患者では外因性AD患者に比べて有意に金属アレルギーが多く存在し、内因性AD患者の汗に金属成分が多く含まれることを見出した。また、内因性AD患者では、IgE高値の外因性AD患者と比べ、金属パッチテストの陽性率が有意に高いこと、とくにコバルトの陽性率がたかいことを。また内因性AD患者の末梢血中リンパ球フローサイトメトリー解析では、IFN-γ産生細胞が、外因性のものより優位に上昇していることがわかった(論文投稿中)。そこで、金属アレルギーを発症するマウスモデルの作成を行う計画をたて、コバルト、ニッケル、クロムを反復投与を行ってみたが、感作そのものが成立しないことが多々あり、実験系の確立を検討しているところである。感作方法や惹起方法についての検討をしている。アトピー性皮膚炎は皮膚疾患のなかで大きな割合を占める。アトピー性皮膚炎の診断基準は、1そう痒、2特徴的皮疹と分布、3慢性反復性経過とされている。その中にも外因性と内因性に分けいう考えがある。外因性は、皮膚バリアが障害され、アレルゲンが浸透することにより起こり、IgEが高い。一方内因性は、抗原特異的IgEは関与せず、IgEは正常である。内因性はアトピー性皮膚炎患者全体の20%を占め、女性に多く、他のアレルギー性鼻炎やアレルギー性喘息を合併せず、遅発性で、中等度の病勢となるものが多いとされている。しかしその原因が内因性の原因、機序は明らかではない。我々は内因性患者では外因性患者に比べて優位に金属アレルギーが多く存在し、内因性患者の汗に金属成分が多く含まれることを見出した。また内因性患者では金属アレルギー外因性患者では金属パッチテストの陽性率が有意にたかいこと、とくにコバルトの陽性率が高いことがわかった。また内因性患者の末梢血中リンパ球フローサイトメトリー解析では、IFN-γ産生細胞が、外因性のものより有意に上昇していることがわかった。そこで、金属アレルギー発症モデルマウスの作成を行った。コバルト、クロム、ニッケルでの反復塗布や反復腹腔内投与、LPS添加後の感作なども行ったが、感作そのものが成立しないマウスも多く個体差があり、安定しなかった。そこで、実験系の再検討を行った。金属アレルギーの検査方法でパッチテストがあるが、アトピー性皮膚炎患者にはパッチテストをする部位のない場合もあり、他に変わる検査方法を求められる。そこで、リンパ球刺激テストが代用できるが、感度がわるく、偽陰性となることがあり、検査方法が施設により違うこともあり、その検討を行うこととした。
自分の成長と家族関係を省察する小中一貫の家庭科授業開発

家族の多様化や複雑化が社会問題とされる中、学校においても様々な家庭的背景を背負った子どもたちが学んでいる。家庭科における「家族」についての学習では、自らの家庭生活・家族関係を相対化する視点を身につけることが重要であり、これから自分がどのような「家族」を形成するのかを考える手立てとなるような教材が求められる。そこで本研究では、小学校から中学校まで一貫する家庭科教育における「家族」学習のあり方を検討し、絵本が教材として活用できることを明らかにし、独自のデジタル絵本教材を開発した。家族や家庭生活がテーマの国内外の絵本およびDVD合計125冊を購入し、内容の分析を行った。特に、父親を描いている絵本に着目し、絵本に描かれた父親像について考察した。分析結果は、日本家庭科教育学会2009年度例会において、口頭発表した。絵本に描かれた父親像として、「日常的な父親の不在・働く父親」「子煩悩な父親」「尊敬すべき父親」「仲間・友人としての父親」「主夫としての父親」「男性としての父親」の6類型を見出すことができた。これらの父親像が単独または複数の要素として絵本に描かれていた。また、父子関係の直接的かかわりの描写に現れる子どもは、男児であり、男児にとってのロールモデルとしての父親像となっていた。「尊敬すべき父親」像には、ジェンダーのステレオタイプが認められ、力強くて家族を守る<一家の大黒柱>としての父親の姿が描かれていた。その一方で、「日常的な父親の不在」の理由として、「遠くへ仕事に行っている」「旅に出ている」というテーマがみられ、やりたいこと・やらなければならないことに打ち込むという理由に基づく家庭における父親の不在が受容され、子どもは父親の帰りを待ち望み、家庭で子どもと父親が触れ合えることが特別の時間として描かれていた。<男性>としての父親をとらえる視点として、男児にとっての大人の男性のロールモデルとしての描写と、女児にとっての観察対象となる他者としての描写がみられた。後者では、父親の恋人と女児自身との交流を軸として、父親とその恋人との関係が冷静にとらえられていた。今年度の研究のまとめとして、収集した絵本の中から特に100冊を選び、家庭科教員の保育や家族に関する授業での教材としての選定に資するための冊子『絵本に描かれた子どもと家族自分自身・親密な他者とのかかわりを描いた絵本100冊の紹介』を作成し、家庭科教員や家庭科教育研究者に配布した。平成22年度の研究成果として作成した絵本リストである『絵本に描かれた子どもと家族自分自身・親密な他者とのかかわりを描いた絵本100冊の紹介』を関係各位に配布したところ、秋田大学教授が講師を務める同大学附属小学校研究発表会において、リストに掲載された絵本を使用した家庭科の授業が公開され、児童の学びの深まりをみとることができた。また、東京学芸大学等の家庭科教育や保育学の研究者らが、リストを参考に絵本を購入し、保育学習や家庭科教育の授業に活用してくれている。さらに、本研究者が担当した神奈川県立総合教育センターにおける中・高家庭科教員対象の研修で家庭科における絵本の教材化についての演習を行い、生活経営や保育の分野で様々な絵本を活用する授業提案がまとめられた。この時講座にかかわった指導主事によって、神奈川県下の市町村における家庭科研修の場においても、本研究の成果について紹介された。7月に開催された日本家庭科教育学会大会では、アメリカの多様な家族を描いた絵本の内容分析を報告し、その成果は雑誌『Gender & Sexuality』に投稿し、研究ノートとして掲載された。このほか、次年度以降に行う授業研究の手がかりを得るために、平成22年度に収集した絵本の中から男女共同参画の家族生活を描いた絵本である『ママがおうちにかえってくる!』(ケイト・バンクス:文、トメク・ボガツキ:絵、講談社)を用いて、小学校第5学年と中学校第3学年の児童・生徒が絵本の内容についてどのように受け止めるかを質問紙により調査した。調査結果は11月の日本家庭科教育学会例会で発表するとともに、横浜国立大学教育人間科学部紀要に論文としてまとめ、児童・生徒の発達段階によって絵本に描かれた家族関係への共感性に差異がみられた点を指摘した。調査に続いて、小学校第5学年児童を対象として絵本の内容についてのディスカッションを行う授業を参与観察し、絵本を教材とする際に児童・生徒の生活現実が投影され、自分の家族や家庭生活を振り返る契機となる効果が認められた。平成23年度は、平成21年度・22年度に収集した絵本の中から特に20冊を選定し、教材として活用を教育現場に普及・浸透させるための研修活動に重点を置いた。8月には、横浜国立大学で開催された教員免許状更新講習にあたり、「絵本に描かれた家族像から考える授業開発」と題する講座を開講した。受講者は29名で、内訳は小学校教員19名、中学校教員2名、高等学校教員6名、特別支援学校教員1名、教育委員会勤務1名であった。

講座の内容は、絵本の教材としての可能性についての講義を受けて、用意した20冊の絵本を読み合い、教材としてどの教科や教育活動でどのように活用できるか話し合った。その後、グループで1冊を選び、具体的な授業提案を考え発表した。家庭科はもとより、国語、道徳、特別活動、総合的な学習の時間、人権教育といった観点から絵本を教材として使用するプランが提起され、絵本の含蓄の深さを共有できた有意義な講習となった。さらに、平成24年1月に開催された横浜国立大学教育人間科学部附属鎌倉小学校教育UPセミナーにおいて、講師として提案授業の立案にかかわった。授業では、小学校第6学年の子どもたちによる家庭科の学習のまとめとしての絵本作りを行った。セミナー当日は、講師として家庭科の授業開発における絵本の活用に関する講義と演習を行い、参加者に絵本を教材として授業を考案する可能性を提案した。今後に向けて、平成23年度の授業研究対象学年であった附属鎌倉小学校の第6学年児童の大半が進学する附属鎌倉中学校の家庭科担当教師と平成24年度の発展的授業実践研究の打ち合わせを行い、平成24年度後半に絵本を教材とした家族分野の授業をアクション・リサーチの手法で実施することで了解を得た。アクション・リサーチの方法論については、平成23年9月に参加した英国教育学会で最新の情報を収取し、授業者である教師とのコラボレーションを行う際の留意点が確認できた。恥平成24年度は、これまで収集してきた「家族」に関する絵本の内容を分析した結果を踏まえ、オリジナルなデジタル絵本を制作した。デジタル絵本のテーマは「自分の成長と家族関係」であり、生まれてから中学生になるまでの子どもの成長をたどり、それぞれのライフステージで家族との間にどのような関わりがあったのか、守られ育てられる関係から、客観的に自分と家族の関係を見つめなおすことができる年齢に至ったということに中学生が気づけるような構成にした。開発されたデジタル絵本は、附属中学校教師の協力のもと授業研究として技術・家庭科家庭分野のガイダンスの際に使用された。教材として用いられたデジタル絵本は、生徒から「わかりやすい」「成長に伴う家族関係の変化について考えさせられた」「自立することについて考えた」といった感想を引き出し、自分と家族との関係を相対化させ考察を促すうえで有効であった。研究授業の成果については、ワークシートの記述をもとに生徒の学びのプロセスを分析し、教材としての絵本の有効性が認められた。研究授業の内容を含む、絵本を使用した授業開発に関する報告書を作成し、家庭科教育担当の研究者並びに現場の家庭科教師に配布することを通して、本研究で得られた絵本の教材としての効果についての知見を広く公表することができた。また、教師へのヒアリングの結果から、中学校の家庭分野担当教師たちは家族の内容をはじめとする質的な評価の在り方について難しさを感じていることが明らかになり、今後に継続する研究課題が見いだされた。当初の予定通り、小学校における授業提案と実践研究を実施し、家庭科学習における絵本の教材としての有効性を検証することができた。
新規ゲノム改変技術による脊椎動物左右非対称性形成機構の解析

昨年度までにcalcyphosine-like a (capsla), Ras associationdomain family member 7b (rassf7b), retinol binding protein 7a (rbp7a), zgc110373の4遺伝子についてゲノム編集ツールのTranscription activator-like effector nuclease (TALEN)によりゼブラフィッシュ変異体を作製した。また、ゼブラフィッシュにはcapslaのパラログ遺伝子であるcapslbが存在するためcapsla/capslbの二重変異体を作製した。しかしながら、これらの変異体で左右非対称性に顕著な異常は観察されていなかった。本年度はcapsla/capslb変異体の継代を続けることでmaternal-zygotic capsla/capslb二重変異体を作製したが、この変異体においても顕著な左右非対称性の異常は認められなかった。2013年、細菌や古細菌の獲得免疫機構であるCRISPR/Cas9システムを利用したゲノム編集が発表されたことを受け、私たちも独自にCRISPR/Cas9システムを立ち上げた。CRISPR/Cas9システムはTALENと比較してもメリットの多いゲノム編集ツールであり、昨年度からCRISPR/Cas9システムを利用してやはりKupffer's vesicleに発現するF-box protein 16 (fbxo16)とregulator of G-protein signaling 3a (rgs3a)の変異体作製に取り組んでいた。本年度はfbxo16変異体系統とrgs3a変異体系統を樹立した。しかしながら、どちらの変異体もホモ変異体においても顕著な異常が見られなかったためmaternal-zygotic fbxo16変異体とmaternal-zygotic rgs3a変異体を作製した。maternal-zygotic変異体についても顕著な左右非対称性の異常は認められなかったため、Fbxo16およびRgs3aは胚発生初期には重要な役割を果たしていない、あるいはその機能は他の遺伝子によって補われていると結論付けた。27年度が最終年度であるため、記入しない。ヒトをはじめ多くの生物の体は外観こそ左右対称だが、体の内部では各種臓器が左右非対称に配置され機能している。本研究では左右非対称性に異常をきたすゼブラフィッシュ変異体を作製し、その表現型を解析することで脊椎動物の左右非対称性形成機構を明らかにすることを目指している。1.新規ゲノム改変技術であるTALENによりcapsla、rassf7b、rbp7a、zgc110373遺伝子を破壊したゼブラフィッシュをそれぞれ作製した。はじめに、これらの遺伝子に対するTALENを設計し、TALENコンストラクトの作製およびmRNAの合成を行った。合成したTALEN mRNAをゼブラフィッシュ胚へと微小注入し、成魚へと成長させた。成魚の中から次世代へと変異を残すF0ファウンダーを同定した。F0ファウンダーの子孫をさらに成長させ、その中から標的の遺伝子が破壊されたF1魚を同定した。各遺伝子について、変異をヘテロに持つ雄魚と雌魚を掛け合わせたが、その子孫に重篤な異常を示す個体は認められなかった。2. TALENをゼブラフィッシュに最適化する過程で、ヘテロ二重鎖検出法がTALENのin vivo活性の評価に有用であることを見出した。TALEN mRNAの注入胚からゲノムDNAを抽出、標的遺伝子座をPCRにて増幅し、アクリルアミドゲルにて電気泳動すると、通常のホモ二重鎖に加えてその上方にラダー状にヘテロ二重鎖のバンドが出現することを明らかにした。このヘテロ二重鎖検出法はF0におけるTALENの活性評価に有用なだけでなく、F1以降の変異体の同定にも有用であることを明らかにした。ゲノム編集分野におけるヘテロ二重鎖検出法の有用性についてはGenes to Cells誌に報告した。2. 2013年初頭、さらに新規のゲノム編集技術CRISPR/Cas9システムが発表されたことを受け、私たちもCRISPR/Cas9をゼブラフィッシュでも利用できるように最適化した。CRISPR/Cas9は標的遺伝子を規定するguide RNA(gRNA)と標的遺伝子を切断するCas9が別々であることが大きな特徴である。低分子gRNAは複数注入することが容易なため、CRISPR/Cas9は複数遺伝子の同時破壊に適していると考えられた。したがって私たちはCRISPR/Cas9による複数遺伝子の同時破壊を試みた。標的遺伝子としては心臓前駆細胞の移動にかかわるs1pr2とspns2、色素形成にかかわるgoldenとtyrを選択した。4遺伝子をCRISPR/Cas9により同時に破壊した結果、二叉心臓と色素細胞の減少という2つの異なる表現型を示すゼブラフィッシュが観察された。標的遺伝子座の塩基配列を調べたところ、4遺伝子すべてに挿入・欠失変異が導入されたことが明らかになった。これらの4遺伝子における挿入・欠失変異は次世代へと受け継がれることを確認した。加えて、同一の遺伝子に対して複数のgRNAをCas9と共に注入することにより、2つの遺伝子座間の欠失と逆位も誘導できることを明らかにした。以上の成果はGenes to Cells誌に報告した。

また、ゼブラフィッシュにはcapslaのパラログ遺伝子であるcapslbが存在するためcapsla/capslbの二重変異体を作製した。しかしながら、これらの変異体で左右非対称性に顕著な異常は観察されていなかった。本年度はcapsla/capslb変異体の継代を続けることでmaternal-zygotic capsla/capslb二重変異体を作製したが、この変異体においても顕著な左右非対称性の異常は認められなかった。2013年、細菌や古細菌の獲得免疫機構であるCRISPR/Cas9システムを利用したゲノム編集が発表されたことを受け、私たちも独自にCRISPR/Cas9システムを立ち上げた。CRISPR/Cas9システムはTALENと比較してもメリットの多いゲノム編集ツールであり、昨年度からCRISPR/Cas9システムを利用してやはりKupffer's vesicleに発現するF-box protein 16 (fbxo16)とregulator of G-protein signaling 3a (rgs3a)の変異体作製に取り組んでいた。本年度はfbxo16変異体系統とrgs3a変異体系統を樹立した。しかしながら、どちらの変異体もホモ変異体においても顕著な異常が見られなかったためmaternal-zygotic fbxo16変異体とmaternal-zygotic rgs3a変異体を作製した。maternal-zygotic変異体についても顕著な左右非対称性の異常は認められなかったため、Fbxo16およびRgs3aは胚発生初期には重要な役割を果たしていない、あるいはその機能は他の遺伝子によって補われていると結論付けた。1. TALENは新規のゲノム編集技術であり、ゼブラフィッシュにおいては私たちのグループが国内で最初にTALENによる変異導入に成功した。2.私たちがTALENの開発に着手した当時、in vivoにおける有用な活性評価法はそれほど存在していなかった。私たちはヘテロ二重鎖検出法がシンプルながらゲノム編集分野において非常に有用であることを見出した。つい最近、CRISPR/Cas9システムというゲノム編集ツールも登場したが、ヘテロ二重鎖検出法はCRISPR/Cas9システムによる変異体の作製の際にもTALENの場合と同様に威力を発揮すると期待される。国内においては、CRISPR/Cas9の有用性にいち早く着目し、ゼブラフィッシュにおいてもCRISPR/Cas9が実用的であることを明らかにした。CRISPR/Cas9はその手軽さからTALEN以上に爆発的な広がりを見せており、私たちの研究が国内のゲノム編集技術の進歩に貢献することができたと思っている。
ドライバー変異に依存しない肺腺癌における細胞の分化と生存の統合的制御機構の解明

肺癌症例におけるドライバー変異、分化形質と臨床病理学的因子、予後との関係を明らかにするため、以下の検討を行った。1)これまでに集積した肺腺癌400症例の凍結検体のうち、100症例につき、次世代シーケンサによるEGFR, KRAS, ALK, RET, BRAF, HER2などドライバー変異のhigh-throughput解析を行った。上記の1)3)の検討により、TTF-1と逆相関する因子としてTFF-1 (trefoil factor-1)が選出されてきたため、その臨床病理学的な解析、予後因子としての解析を詳細に行い、TFF-1がnon-TRU typeの肺腺癌のマーカーであり、stageIII以上の症例において予後不良因子となること、さらにノックダウン実験を行い、TFF-1陽性の肺癌細胞では、細胞の増殖・生存がTFF-1に依存していることを明らかにした。肺癌検体を用いたドライバー変異の解析,分化マーカーの発現は順調に進んでいる。有望なマーカーの一つとしてすでにTFF-1を選出し、その臨床病理学的な解析、ノックダウンによる解析を行い、その結果は現在、すでに論文にまとめ投稿中である。1)凍結検体を用いた肺腺癌症例のドライバー変異の解析を継続する。2)non-TRU typeの形態を示す肺腺癌43症例についての分化マーカーの発現解析を継続する。有望な結果が得られたものについては、さらに多数症例での解析を行い、ドライバー変異や臨床病理学的因子、予後との関連を明らかにする。3)有望なマーカー遺伝子については、肺腺癌細胞株を用いたノックダウン実験や強制発現実験を行い、細胞増殖、生存などの細胞生物学的な解析を行うとともに、分化形質に与える影響を調べる。
低温水蒸気改質反応のための二元機能触媒の新規な活性サイト制御法の開拓

当該研究者は、ZrO_2にRhやRuを担持した触媒が低温での水蒸気改質に高性能を示すことを見い出しており、貴金属が炭化水素の活性化に、担体であるZrO_2が水蒸気の活性化に大きな役割を果たしていることを推論しているが、市販の水酸化ジルコニウムの焼成によって得られるZrO_2のBET比表面積はたかだか80m^2/gであり、これ以上の水蒸気の活性化や貴金属の高分散化は期待できない。一方、最近、触媒材料としてZrO_2が注目されており、ZrO_2の高表面積化についての報告が増えつつあるが、500°Cでの焼成後において100m^2/gを越えるZrO_2は得られていない。そこで、アルコキシドを出発原料とするゾル-ゲル法によってZrO_2とZrO_2-Y_2O_3系担体の高表面積化を目的として、表面積制御についての研究を行なった結果、以下のことが明らかになった。(1)加水分解のときの水の量を増やすとBET比表面積が増加し、表面積の増加は結晶化温度の増加、結晶子径の減少、および粒子径や細孔径の減少と対応する。(2)ZrO_2へのY_2O_3の添加量を増やすにつれて表面積は増加する。(3)空気雰囲気での焼成と比較して、窒素雰囲気での焼成は高表面積化をもたらす。(4)ZrO_2とZrO_2-Y_2O_3の結晶相が異なるにもかかわらず、表面積とZrO_2の格子歪みの間に相関が認められる。(5)表面積の増加には非晶質に近いZr-O結合またはZr-O結合が緩んだ結晶相の存在が寄与していることが考えられる。以上、ゾル-ゲル法を用いてZrO_2とZrO_2-Y_2O_3を調製した結果、原料モル比とイットリウムの添加量を選択することによって表面積の制御が可能であり、条件によって従来にない高表面積をもつZrO_2-Y_2O_3が得られることが明らかとなった。今後の研究によって、この方法で得られた高表面積をもつZrO_2系担体に担持したRhやRu触媒が水素製造のための水蒸気改質反応にすぐれた性能を発揮することが期待される。水素製造のための低温での水蒸気改質反応に用いるジルコニア担持ロジウムまたはルテニウム触媒の開発に資するために、今年度はアルコキシド法によって単味ジルコニアとジルコニア-イットリア系担体の高表面面積化を目的として、表面積制御についての研究を行なった結果、以下のことが明らかになった。1.加水分解のときの水の量を増やすとBET比表面積は増加し、従来にない高表面積担体が得られた。2.BET比表面積の増加は、TG-DTA測定により得られたジルコニアの非晶質相から結晶相への相転移温度の増加と対応する。3.ジルコニアにイットリアを添加したとき、イットリアの添加量を増すとBET比表面積が増加する。

4.乾燥後の焼成時の雰囲気については、窒素中の焼成の方が空気中の焼成よりも高いBET比表面積を与える。5.ジルコニアとジルコニア-イットリアの結晶構造の違いにもかかわらず、ジルコニアの格子歪みが一義的に表面積と対応する。平成5年度に得られたこれらの成果によって、概ね当初の研究計画を達成したと考えられる。水素製造のための低温での水蒸気改質反応に用いるジルコニア担持ロジウムまたはルテニウム触媒の開発に資するために、アルコキシドを出発原料とするゾル-ゲル法によってジルコニアとジルコニアーイットリア系担体の高表面積化を目的として、表面積制御についての研究を行なった結果、以下のことが明らかになった。(1)加水分解のときの水の量を増やすとBET比表面積が増加し、表面積の増加は結晶化温度の増加、結晶子径の減少、および粒子径や細孔径の減少と対応する。(2)ZrO_2へのY_2O_3添加量を増やすにつれて表面積は増加する。(3)空気雰囲気での焼成と比較して、窒素雰囲気での焼成は高表面積化をもたらす。(4)ZrO_2とZrO_2-Y_2O_3の結晶相が異なるにもかかわらず、表面積とZrO_2の格子歪みの間に相関が認められる。(5)表面積の増加には非晶質に近いZr-O結晶またはZr-O結合が緩んだ結晶相の存在が寄与していることが考えられる。以上、ゾル-ゲル法を用いてZrO_2とZrO_2-Y_2O_3を調製した結果、原料モル比とイットリウムの添加量を選択することによって表面積の制御が可能であり、条件によって従来にない高表面積をもつZrO_2-Y_2O_3が得られることが明らかとなった。今後の研究によって、この方法で得られた高表面積をもつZrO_2系担体に担持したRhやRu触媒が水素製造のための水蒸気改質反応にすぐれた性能を発揮することが期待される。
生体マーカーを標的とした進行肝癌の治療

1)新規肝癌生体マーカー候補を同定すべく、2Dgel展開と質量分析の手法を用いて肝癌患者血清中に分泌されるタンパク質を同定した。具体的には当科においてラジオ波焼灼術にて肝癌治療を受けた患者の治療前後の血清タンパクの発現を2Dgel上で比較し、前後で発現が変化する88種類の候補タンパクを抽出した。質量分析器(MALDI-TOF/MSシステム;Voyager DE STR)にてそれぞれのタンパクスポットを同定し、クラスター解析などを基に統計学的解析を行ったところ4種類のタンパク(proapolipoprotein,α2-HS glycoprotein, apolipoprotein A-IV precursor, PRO1708/PRO2044)が治療後に減少、7種類のタンパク(leucine-rich α2-glycoprotein、α1-antitrypsinなど)が治療後に増加しているころが明らかとなった。これらのタンパクは肝癌の存在あるいは治療効果のマーカーとなる可能性を秘めていると考えられた。(PROTEOMICS, 2005)。2)肝癌の腫瘍マーカーとしてAFP, AFPL3分画,DCP(PIVKAII)が用いられている。我々はこれまでの検討から、DCP陽性例は高齢男性に多く、主たる癌結節が大きいにもかかわらず他の癌結節の増殖が抑制されていること、またDCPは肝癌の門脈腫瘍塞栓の予測因子である事を見出した。また、DCP陽性肝癌に対するビタミンK投与のランダム化比較試験の結果、ビタミンKにより門脈腫瘍塞栓発生率が減少し、予後改善をもたらすことを明らかにしつつある。ビタミンKが肝癌の再発を抑制するか否かについては、我々の施設のも研究成果をもとに全国多施設共同試験が進んでいる。1)Vitamin Kの投与が肝癌の門脈浸潤の減少、再発の抑制、予後の改善に寄与するか検討するための多施設共同試験をすすめた。さらに肝癌の発生.進展に関わるシグナル伝達の一つとしてヘッジホグシグナル系の解析を進めた。肝癌では本シグナルの抑制因子であるHIP(Hedgehog Interacting Protein)の発現が低下し、本シグナルが活性化することにより肝癌の増殖に関与している可能性が示された。さらにHIPの発現低下は一部メチル化を介していることも明らかにした。本結果をふまえ、脱メチル化剤などHIPを標的とした治療の可能性を検討すべく動物モデルを用いた基礎的研究を行なった。2)アフィメトリクス社のGene Chip Mapping Array 100Kを用いて肝癌細胞株16種のゲノム構造異常の解析を行なった。細胞株においては核の多倍化などを含め、広範囲のゲノムの増幅を認めた。その中から10個の遺伝子を抽出し、臨床検体のコピー数の解析を行なった。肝針生検検体からマイクロダイセクションを用いて癌部・非癌部のゲノムDNAを抽出しリアルタイムPCRにて解析した結果、細胞株のゲノム異常は臨床検体のそれを反映していることが示され、今後臨床病理学的因子との関連を検討する予定である。さらにこれらの遺伝子を標的とした免疫療法に関する基礎的研究を行なった。3)肝癌患者血清から2Dgel展開と質量分析により同定した新規肝癌生体マーカー候補について発現ベクター及び抗体の作成を行い、その生物学的機能を調べ新たな治療標的としての可能性を検討した。4)GVTマウスモデルを作成し、質量分析にて同定した新規肝癌生体マーカー候補を標的とした免疫療法の開発に関する基礎的検討を行なった。1)新規の肝癌生体マーカーを同定すべく、2Dgel展開と質量分析の手法を用いて肝癌患者血清中に分泌されるタンパク質を同定した。ラジオ波焼灼術にて肝癌治療を受けた患者の治療前後の血清タンパクを2Dgel上で比較し、前後で発現が変化する88種類のタンパクを抽出した。質量分析器(MALDI-TOF/MSシステム;Voyager DE STR)にて各タンパクスポットを同定し、クラスター解析を基に統計学的解析を行ったところ、proapolipoprotein,α2-HS glycoprotein,apolipoprotein A-IVprecursor, PRO1708/PRO2044の4種類のタンパクが治療後に減少、leucine-rich α2-glycoprotein、α1-antitrypsinなど7種類のタンパクが治療後に増加しているころが明らかとなった。これらは肝癌の存在、治療効果マーカー、あるいは治療の標的分子となる可能性を秘めている。(PROTEOMICS,2005)。2)肝癌の腫瘍マーカーとしてAFP, AFP L3分画,DCP(PIVKAII)が広く用いられている。我々は、DCP陽性例は高齢男性に多く、DCPが肝癌の門脈腫瘍塞栓の予測因子である事を見出した。また、ビタミンK2による肝細胞癌再発抑制の全国多施設共同臨床試験(第2相)を行い、独立効果安全性委員会の中間解析では当初の効果は認められなかったものの、試験結果の詳細を分析中である。1)新規の肝癌生体マーカーを同定すべく、肝炎、肝癌患者血清中の炎症、細胞増殖、血管新生に関わる因子(IL-8, Ang-1, VEGFなど)についての検討を行った。その中でIL-6は炎症惹起とともに肝再生にも関与し、発癌に重要な役割を果たすと考えられている因子である。当科通院中のC型慢性肝炎患者について血清IL-6濃度を測定し、その後の累積発癌について検討した。その結果、平均観察期間9年間においてIL-6が増加するにつれて有意に発癌率が上昇した。

さらに男女別に解析すると、男性ではIL-6濃度により発癌率の差はみられず、女性においてほその差がより大きく認められた。肝発癌における男女差にIL-6が関連していることが示され、この現象にはエストロゲン濃度が関与していることが明らかとなった。2)新たな肝癌分子マーカーの検索のため肝癌患者の癌部、非癌部の組織、ヒト肝癌細胞株より抽出したタンパクを用いて、レセプター型チロシンキナーゼ、血管新生関連因子の活性化、発現解析を網羅的に施行した。多くの肝癌細胞株ではEGFR, c-Metをはじめとするいくつかのチロシンキナーゼの活性化やVEGFなどの増加が観察され、治療の分子標的になりうると考えられた。しかしながら、一方、臨床検体では癌部において極めて弱い活性化、発現が認めるのみで、治療標的と考えられるような分子は現在までのところ見出されなかった。1.新規の肝癌生体マーカーを同定すべく、肝炎、肝癌患者血清中の炎症、細胞増殖、血管新生に関わる因子についての検討を行い、IL-6を同定した。当科通院中のC型慢性肝炎患者について血清IL-6濃度を測定し、その後の累積発癌について検討した。その結果、平均観察期間9年間においてIL-6が増加するにつれて有意に発癌率が上昇した。さらに男女別に解析すると、男性ではIL-6濃度により発癌率の差はみられず、女性においてはその差がより大きく認められた。さらにその差にはエストロゲン濃度の関与が示された。2.新たな肝癌分子マーカーの検索のため同意を得た6人の肝癌患者の癌部、非癌部の組織より抽出したタンパクを用いた。針生検は20G17mm針で施行され、直後に液体窒素中で凍結され、-80°C保存されたもの。HBsAg陰性、HCVAb陽性のC型発癌と考えられた症例である。レセプター型チロシンキナーゼ、血管新生関連因子の活性化、発現解析を網羅的に施行した。検索された42種類の受容体型チロシンキナーゼのなかで、複数の症例で腫瘍部(T)で背景肝(BG)よりも有意に高発現を示すものはみられなかった。しかし、1例でTie-2がTでBGの3.2倍に発現していた。Tie-2はAngiopoietin(Ang)-1の受容体であり、血管新生過程の制御に関与することが知られている。検索された55種類の血管新生関連タンパクのなかで、TでBGより高発現(>2 fold)の傾向を示したものは、Platelet Factor 4(PF4), Angiogenin(ANG), TIMP-1,Serpin E1(PAI-1), VEGFであった。現在症例数を増やし検討中である。さらに免疫染色を行っている。
アミノ酸が膵β細胞量に及ぼす影響の解明

代表者は、日本人2型糖尿病患者の膵β細胞不全の原因の一つとして、食の欧米化に伴う接種栄養素の変化が、膵β細胞におけるエピジェネティクス制御に影響を与え膵β細胞量を減少させているのではないか、という仮説を立てた。数ある栄養素の中から、アミノ酸に注目し、検討を開始した。高脂肪食負荷マウスの膵島内におけるアミノ酸濃度をメタボローム解析により検討したところ、通常食負荷マウスと比べて、セリン、ヒスチジン、イソロイシンを含む多くのアミノ酸濃度が低下していた。それらのアミノ酸を欠乏したメディウムを用いてINS-1細胞を培養したところ、mTORC1活性低下と生存率の低下が認められた。我々の研究室では、膵β細胞量におけるエピジェネティクス制御機構の研究を行っている。本研究計画では、食事による栄養素、特にアミノ酸がエピジェネティクス制御を介して、膵β細胞量にどのような影響を及ぼしているかについて検討を行っている。これまでの報告において、アミノ酸がmTORC1活性を亢進させることが知られており、血中アミノ酸濃度を上げることによって膵β細胞量が増大することが予想された。しかしながら我々の検討では、高脂肪食などの食餌を与えることによって血中や肝臓内のアミノ酸濃度が上昇しても、インスリン生合成が必要な状態においては、膵島内のアミノ酸濃度は逆に低下することが明らかとなった。これは膵β細胞において大量に合成されるインスリン生合成にアミノ酸が供給されるためと考えられた。またそのような状態においてはインスリン遺伝子の転写誘導も必要であることから、HDACの発現が低下することによってヒストンアセチル化を促しているものと考えられた。膵島内アミノ酸濃度の低下はGCN2を活性化することにより、膵β細胞におけるmTORC1活性を調節することを明らかとした。しかしながらアミノ酸によるエピジェネティクス制御の変化が、直接膵β細胞量に影響しているかについては確認することができなかった。膵島におけるアミノ酸濃度、およびヒストン修飾酵素の発現量は、他の組織とは大きく異なっていることから、固有の制御機構が働いていることが予想される。今後はエピジェネティクス修飾酵素のノックアウトマウスを解析することにより、膵β細胞特異的なエピジェネティクス制御について検討を進めたい。本研究計画では、食事による栄養素、特にアミノ酸がエピジェネティクス制御を介して、膵β細胞量にどのような影響を及ぼしているかについての検討を行っている。現在までに得られた結果として、異なる食餌(通常食と高脂肪食)を与えたマウスの膵島におけるアミノ酸量を比較検討したところ、高脂肪食マウスの膵島において全般的なアミノ酸量の低下が認められた。血清中におけるアミノ酸量の比較では高脂肪食マウスの方がアミノ酸量が増加していることから、この現象は膵島特異的であるものと考えられる。また我々はこれまでにエピジェネティクス修飾酵素の一つであるHDACのアイソフォーム別に膵島における発現量を検討してみた。HDACには111までのアイソフォームが知られているが、この中で特に膵島においては3,6,9の発現量が多いことが明らかとなった。また前述の通常食マウスと高脂肪食の膵島の比較検討においても、HDACの発現量は大きく変化し、また免疫染色によって核への移行にも影響していることを既に明らかにしている。またマウス膵β細胞株であるMIN6細胞に各種アミノ酸を負荷することによって、DNAメチル化やヒストン修飾がどのように変化するかについての検討を行った。これらの実験に関しては負荷時間や濃度によって結果が異なるため、in vivoにおける生理的データを基にして、条件設定することが必要と考えられた。増殖シグナルに関してはいずれの条件においても亢進傾向が認められたが、これはmTORC1シグナルの亢進などエピジェネティクス制御とは独立した因子によるものと考えられた。そのため増殖シグナルを検討する際は、エピジェネティクス制御によって調節される指標が必要と思われ、現在検討中である。膵β細胞量がエピジェネティクス制御によって規定されているという報告は決して多くなく、さらに食生活がエピジェネティクスを介して膵β細胞量を調節しているという仮説は非常に新規性の高いものと考えている。平成24年度においては、まず仮説の前提を検証する実験から開始することとなったが、食餌内容によって膵β細胞内におけるアミノ酸量が変化すること、またそれによってエピジェネティクス修飾酵素の発現量が大きく変化しうることを明らかとした。これらの結果は、研究目的である「食生活と膵β細胞量」、および「食生活とエピジェネティクス」を実証する結果といえる。さらにはChIPアッセイによってヒストン修飾の変化やBisulfite sequenceによってDNAメチル化に関する評価を行っているが、in vivoにおけるデータは概ね予想通りの結果が得られている。今後n数を増やすことによって、エピジェネティクスを評価する項目が追加されるものと期待している。

逆に培養細胞を用いた実験系では、予想より難渋しており、やや遅れ気味ではあるが、in vivoのデータが期待以上であり、これらのデータを基にすることによって今後進展するものと期待している。これまでにエピジェネティクスに関する基礎的検討は十分できており、今後はアミノ酸が膵β細胞に及ぼすエピジェネティックな変化と、それに伴う膵β細胞量の変化について検討を行っていく。具体的には、平成24年度で行った培養細胞を用いた実験系の条件設定を基に、各種アミノ酸をマウス膵β細胞株MIN6細胞に負荷、あるいは各種アミノ酸欠乏メディウムでMIN6細胞を培養することによって、MIN6細胞にどのようなエピジェネティクス制御および増殖シグナルが変化するかを検討する。また同様にin vivoでも検討すべく、各種アミノ酸過剰配合食あるいは各種アミノ酸欠乏食を野生型マウスに与えることによって、膵β細胞にどのような変化があるかを検討する。またこれらの結果から、膵β細胞保護効果があると予想されるアミノ酸を、糖尿病モデルマウス(db/dbマウスなど)に投与することによって、膵β細胞量や耐糖能にどのような影響があるか検討する。平成24年度と同様に、各種bufferなどを作製するために必要な一般試薬や、エピジェネティクス修飾解析や発現解析に用いるための分子生物学試薬を購入する。その他に、平成25年度は動物を用いた実験が多くなるため、それらに費やす研究費が多くなると想定している。具体的には、糖尿病モデルマウス(db/dbマウスやKK-Ayマウスなど)の購入や、動物に与えるアミノ酸配合食および欠乏食の購入、またそれらの動物の飼育管理費などである。さらに平成25年末にはヨーロッパ糖尿病学会において成果発表を行う予定であり、その旅費として使用する予定である。また平成25年度末には欧米の専門誌に論文を投稿する予定であり、そのための校閲費、および研究成果投稿費として使用することを計画している。
アポリポ蛋白Eを用いた虚血性神経細胞障害治療

1)一過性脳虚血後の内因性アポEの動態一過性前脳虚血後の海馬遅発性細胞死においては細胞死が明らかになる前から神経細胞にアポEが沈着し始めることが明かとなった。この間にアストロサイトに見られていたアポEは減少し、同時にアポE受容体が神経細胞に強く発現していた。このことより神経細胞は受容体を介しアポEを細胞内に取り込んでおり、これを介し治療薬を細胞内に投与することが可能と考えられた。2)アポEcDNAのクローニングラット脳及び肝臓から、アポEcDNAのクローニングを行ったところ、脳のアポEは一般に見られる肝臓のそれと比べ3塩基異なるイソ蛋白であることが分かった。これを大腸菌に発現させGST-fusion protienとして精製した。3)神経細胞への影響神経細胞の初代倍養系にこの蛋白を投与したところ。細胞内への取り込みがみられた。過剰量では毒性も見られたが、適量により若干の保護効果が見られた。現在この蛋白を用いカルシウムキレート剤を封入し保護効果の所見が得られつつある。1)一過性脳虚血後の内因性アポEの動態一過性前脳虚血後の海馬遅発性神経細胞死における内因性アポE動態の検討を行った。正常組織ではわずかにアストロサイトに発現しているのみであったが、神経細胞死が明らかになる前の2日後頃より神経細胞にアポEが沈着し始め形態学的な細胞死とともにアポEが神経細胞に沈着、凝集がみられた。この間にアストロサイトにみられるアポEの発現は減少した。これらのことよりアポEは、アストロサイトと血中から(肝臓由来)神経細胞内に供給されておリアポE含有したリポ蛋白を用いて神経細胞内に選択的に投与できると考えられた、。同時に神経細胞内の燐酸化酵素などの活性が劇的に変化することも判明しアポEを用いた治療のターゲットとなり得ると考えられた。2)アポEcDNAのクローニング以上のことから脳および肝臓のアポEを得るためにそれぞれの組織からアポEのcDNAをクローニングした。しかしながらそれぞれのcDNAは遺伝子配列に3カ所一塩基ずつ異なる部分があることが明らかになった。これらは翻訳されるアミノ酸自体にも相違がみられるため、イソ蛋白と考えて良いのか、単にクローニングの過程で誤りを生じたものか現在検討中である。3)アポE蛋白の精製2)で得られたcDNAのうち最も高頻度に検出できた配列を持つクローンを用いGST-融合蛋白を得るためPGEX-ベクターを用いて大腸菌に組みこんだ後に融合蛋白を精製した。今後の実験に使用するべくその性質を分析中である。4)神経細胞培養法の確立正常アストロサイトを培養後その上に海馬錐体細胞を培養する方法を確立した。今後はその神経細胞培養にたいしアポEを投与し神経細胞とアポEの相互関係を検討する予定である1)一過性脳虚血後の内因性アポEの動態一過性前脳虚血後の海馬遅発性細胞死においては細胞死が明らかになる前から神経細胞にアポEが沈着し始めることが明かとなった。
超新星残骸と分子雲の相互作用のサブミリ波観測

大質量星(>10M_<【of sun】>)は巨大分子雲で誕生し、10^7年で一生を終えII型超新星爆発をおこす。超新星残骸は、生みの親である巨大分子雲と相互作用し、宇宙線を加速することが1950年代から予想されていた。これまでにミリ波CO(J=1-0:115GHz)での探査がおこなわれてきたが、超新星残骸と分子雲の相互作用が確実に検出された例はこれまでにIC443だけである。分子雲のなかで超新星残骸によって圧縮された高温(100K)・高密度(10^5cm^<-3>)のショック領域はサブミリ波CO(J=3-2:345GHz)の観測が適している。低温(10K)の分子雲の速度分散による影響が少なく、ショック領域からのウイング状の放射がサブミリ波で強調されるからである。しかしながら、サブミリ波受信機の製作が困難であったこと、及び、大気吸収のため地上での観測が高所かつ寒冷地に限られていることなどから、サブミリ波での観測領域が非常に限られていた。我々は、IC443,W28,W44,γ-Cygniなどの超新星残骸がガンマ線衛星のEGRET検出器(30MeV10GeV)で検出されたことに着目している。超新星残骸と分子雲の相互作用によって宇宙線が加速されているのではないかと考え、JCMT鏡でW28のプロポーザル観測をおこなった。サブミリ波COの観測をおこない、予想どうり、超新星残骸と分子雲の相互作用を検出することに成功している。相互作用領域では分子線はウイング状(ΔV70km/s)のスペクトルをしめし、その外側では通常の分子雲と同様の線幅(1km/s)のプレショックガスの存在を明かにした。我々は富士山頂がサブミリ波観測に適したサイトであることを2年間にわたり実地検証し、日本で初めてサブミリ波(>300GHz,<1mm)観測が可能な富士山頂サブミリ波望遠鏡(口径1.2m)、を製作し、1998年秋より本格的運用を開始した。富士山望遠鏡でサブミリ波COの銀河面の広域観測をおこなうことによって超新星残骸と分子雲の相互作用の探索をおこなっている。
移動ロボットのための非均質な環境表現法と、能動視覚によるその獲得戦略の研究

視覚を持つ移動ロボットにおいては,視覚認識のコストが一般に多大であるので,行動に必要な情報だけを,観測位置や視線を能動的に制御しながら,効率よく獲得することが望ましい.また,領域の重要度に応じて記述の疎密を制御し,必要な部分の処理に重点をおくことが望ましい.この目的のもとで,本研究では,購入したワークステーションを用いて,以下の手法を研究した.ステレオ視覚によって得られたデータから空間を障害物,自由空間,どちらか不明な領域に分類する.移動ロボットの目的地を考慮して,不明な領域のうち再観測すべき領域を決定し,カメラの視線とズ-ムを制御して新たなデータを取得し,いままでのデータに統合する手法を研究した.移動ロボットが動きながら獲得した多視点ステレオデータを,動きの不確かさとステレオデータの不確かさを考慮しながら統合することにより,障害物領域を信頼性よく抽出する手法を開発した.さらに,ロボットの行動(障害物間をすり抜けて目的地へ到達する)に必要な環境の領域(通り抜けられるかどうかが不明な領域)についてのみ,データの獲得・統合処理を行うことにより,環境認識を高速化する手法について検討した.以上の手法について,実際の移動ロボットを用いて基礎実験を行い,その有効性を確認した.視覚を持つ移動ロボットにおいては,視覚認識のコストが一般に多大であるので,行動に必要な情報だけを,観測位置や視線を能動的に制御しながら,効率よく獲得することが望ましい.また,領域の重要度に応じて記述の疎密を制御し,必要な部分の処理に重点をおくことが望ましい.この目的のもとで,本研究では,購入したワークステーションを用いて,以下の手法を研究した.ステレオ視覚によって得られたデータから空間を障害物,自由空間,どちらか不明な領域に分類する.移動ロボットの目的地を考慮して,不明な領域のうち再観測すべき領域を決定し,カメラの視線とズ-ムを制御して新たなデータを取得し,いままでのデータに統合する手法を研究した.移動ロボットが動きながら獲得した多視点ステレオデータを,動きの不確かさとステレオデータの不確かさを考慮しながら統合することにより,障害物領域を信頼性よく抽出する手法を開発した.さらに,ロボットの行動(障害物間をすり抜けて目的地へ到達する)に必要な環境の領域(通り抜けられるかどうかが不明な領域)についてのみ,データの獲得・統合処理を行うことにより,環境認識を高速化する手法について検討した.以上の手法について,実際の移動ロボットを用いて基礎実験を行い,その有効性を確認した.