hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ストレス性自律生理反応の神経科学的基盤の解明

本研究の目的は、情動や心理ストレスが自律神経系を含めた生体の恒常性維持システムに作用する脳内メカニズムを個体レベルで解明することである。そのために、情動を司る大脳辺縁系から恒常性維持機能を司る視床下部や脳幹への情動シグナル伝達に関わる未知の神経投射に焦点を当て、覚醒ラットのそうした投射ニューロン群の神経活動を、光遺伝学的技術とin vivo生理学を組み合わせて、特異的に操作する技術の開発を行った。そして、そのストレス性自律生理反応への影響を調べる実験を継続して行っている。本研究の成果は、自律神経失調症などの様々なストレス疾患の病態解明に貢献するものであり、また本研究で開発する、神経接続特異的に活動を操作する技術は、多様な脳機能を司る神経回路及びその動作原理の解明に幅広く応用しうるものである。1)ChR2あるいはeNpHRの遺伝子を組み込んだウイルスベクターの作製光によって活性化するカチオンチャネル(チャネルロドプシン2:ChR2)およびクロライドポンプ(ハロロドプシン:eNpHR)の遺伝子を組み込んだウイルスベクターの作製に成功した。2)逆行性感染した大脳辺縁系ニューロン群の組織学的同定作製したウイルスを、ラットの脳の中でも、ストレス信号の処理に関わる大脳辺縁系に注入し、ニューロンに感染することを確認した。ウイルス感染によって発現したChR2あるいはeNpHRには蛍光蛋白質をつなげているので、その発現を蛍光顕微鏡下で組織学的に観察することができた。発現したChR2あるいはeNpHRは、自律生理機能制御に関与することが分かっている視床下部などの部位に投射した軸索の終末まで輸送されることも分かった。このように、自律生理機能制御に関与する脳部位に投射する大脳辺縁系ニューロン群にウイルスを用いて遺伝子導入を行い、ChR2やeNpHRが発現することの確認を行った。
地震災害法制の法創造

研究代表者及び研究分担者の研究の深化国内外の地震被災地の実態調査を通して、貴重な情報や研究資料を入手できた。それらを材料として、以下に触れる論文として発表することができた。研究代表者及び研究分担者4名による定期的研究会の開催を通して、専門分野が異なる研究者によって災害法制に対する知見を深化することができた。平成20年4月19日に開催された日本マンション学会において、本研究の成果を発表することができた。I.国内における実態調査・研究資料収集(1)阪神・淡路大震災後の復興調査研究〔平成18年8月28日31日(3泊4日)〕5人で実施神戸弁護士会でのインタビュー阪神・淡路大震災時の弁護士会の対応について兵庫県庁・神戸市役所でのインタビュー阪神・淡路大震災時の行政の対応兵庫県復興局において県独自に行っている住宅再建共済の実績・問題点の調査野島断層見学・人と防災未来センターでのインタビュー・資料収集(2)福岡県西方沖地震の調査研究〔平成19年3月5日8日(3泊4日)〕4人で実施福岡市中央区役所および福岡市役所でのインタビュー福岡西方沖地震による被害状況・玄海島における復興状況の調査・資料収集福岡県弁護士会・北九州弁護士会でのマンション被害における法的問題点の調査研究マンション被害の事件を担当した弁護士・建築士へのインタビュー福岡マンション管理組合連合会でのインタビュー被災マンションのその後の再建状況の視察玄海島の状況調査II.米国カリフォルニア州のCEAにおける研究資料収集〔平成19年3月10日15日(4泊6日)〕III.2ヶ月に1度の割合で「災害法制法創造研究会」を開催した。I能登半島地震の実態調査黒木・尹の2名で実施(平成19年5月1日5月3日)被災後1か月を経過した輪島市・門前町の市役所及び町役場での地震に対する対応の実態を担当者から聴取。金沢弁護士会の被災後法律相談の実施形態内容の聴取。被災現場・仮設住宅の見学。地元産業への打撃に関する調査。II新潟中越沖地震の実態調査黒木・藤井・尹・花房・宮崎の5名で実施(平成19年8月27日8月29日)新潟中越沖地震に関して柏崎市役所で担当者から被災状況・諸課題について事情聴取。被災現場の見学。その後新潟市内で新潟弁護士会の会長及び担当弁護士から新潟中越地震及び中越沖地震に伴って現在問題となっている法的諸問題について状況説明を受けた。また、長岡市の日本弁護士会臨時公設事務所の派遣弁護士から法的相談件数・内容について説明を受け資料収集。III台湾・集集地震の実態調査黒木・藤井・尹の3名で実施(平成20年3月2日3月5日)台中の1999年の集集地震後に設立された地震防災教育センターを訪問し、担当係官から集集地震の特徴・台湾の地震発生メカニズム・被災状況の説明を受けた。その中で危機管理体制の整備・地震保険の強制加入の変更など、この地震による地震法制の改革が進展した模様を聴取・論文等資料も収集。IV地震・災害法制研究会の定期的開催レポーターを毎回決め、2か月に1回程度研究会を実施。I岩手・宮城内陸地地震の実態調査研究平成20年6月14日に発生した同地震の復興状況・生起した法律問題等の調査を行った。黒木・尹・花房の3名で3泊4日の日程で実施。最も被害の大きかった宮城県栗原市栗駒を中心にして、栗駒総合庁舎及び栗原市役所に設置されている災害復興室を訪れ、復興室長にインタビューし、復興状況,法律問題・今後の課題について種々意見交換を行った。また、土砂崩れのあった栗原市花山地区を訪れ被害の状況・復興状況をを見聞した。山間部での地震であったため、また主要幹線道路ではなかったため、未だ不通の道路があり、遅遅として進まない復興の状態が理解できた。法律問題については山間部における濃密な人間関係ということもあり、深刻な法律問題は発生していない。仙台弁護士会とうによる法律相談の必要性もなかったとのことである。行政の対応も新潟中越地震の教訓もあり、スムーズな対応がなされた。ボランティアについて受け入れが困難な面があり断ったケースもあったとのことである。II地震・災害法制研究会の定期的開催レポーターを毎回決め、2か月に1回度研究会を実施。3年間の研究成果について、今後どのような形で公表をしていくか種々議論もしてきた。「災害と法」(仮称タイトル)という単行本として出版していくことも視野に入れている。
看護拠点の位置と看護・医療チーム体制に伴う病棟環境と情報環境要因の関連性

最近の医療環境は大きく変化してきており、医療現場では情報の電子化により電子カルテが導入され、PHSなどのスタッフ間の情報伝達手段の変化や分散型の看護拠点が出現している。これにより、看護ステーションで行なわれていた看護記録の記載や医師からの指示受けなどは、集中化をしなくても可能となってきている。そこで本研究は、病棟環境の中でも看護拠点に注目し、看護体制および情報環境との関連性を明らかにすることを目的とした。本年度は、分散型看護拠点を設置し、チームナーシングを行っている首都圏のA病院2病棟での調査において、看護必要度と各病床から看護拠点までの距離および病床の種類との関連について詳細に分析を行った。その結果、両病棟ともにモニタリングや処置の高さを表す看護必要度Aの値は、看護拠点までの距離に相違がなかった。このことから、情報が電子化され、分散した看護拠点がある病棟において、患者のモニタリングは看護拠点からの距離を意図しなくてもよいことが明らかとなった。従来の小規模看護チームは病棟の物理的環境によって、十分機能しないと考えられていた。しかし本研究の成果から、分散された看護拠点があり、情報が電子化され、そこで情報を入手することが可能であれば、モニタリングや医療処置の必要性のある患者に対する看護ケアにおいては、小規模な看護チームでも可能であることが示唆された。しかしながら、日常生活援助の必要性のある患者に対する看護ケアの提供に関しては今後も検討が必要である。本研究は、病棟環境の中でも看護拠点に注目し、看護体制および情報環境との関連性を明らかにすることを目的とする。本年度は、その第1段階として、分散型看護拠点が設置され、チームナーシングを行っている首都圏の病院の2病棟において、看護師の業務追跡調査、入院患者の看護必要度および看護師の受け持ち病室範囲の調査を行った。その結果、分散型拠点のある病棟では分散拠点のない病棟に比して、患者の近くに看護師が滞在する時間が長いことが明らかになった。分散拠点での業務は看護記録の記載、入力および閲覧が多く、看護業務に使用する物品は中央の看護拠点に配置されていることから、分散型拠点に物品等の配置をすることで、分散型拠点の機能が向上し、さらに長く患者の近くで看護業務を行うことができる可能性があると考えられる。調査対象の病棟はチーム数が1もしくは2であったが、看護管理者の経験的な判断により、各病棟で小規模な受け持ち病室範囲(39病床ごと)が形成されており、その受け持ち病室範囲を高い頻度で同一の看護師が同受け持ち病室範囲に配置されていることが明らかになった。また、看護必要度の高いエリアと低いエリアがあることが明らかになった。それにより、看護必要度の高さと看護管理者の経験により形成されている小規模の受け持ち病室範囲と看護師の人数等を検討することで、小規模の看護チーム単位を検討できる可能性がある。分散型看護拠点のある病棟環境では、看護チームを小規模にしても、それぞれのチームに看護拠点があり、リーダーナースとメンバーナースとの指示・報告・相談の場があるため、情報の受け渡しもしやすく、チームナーシングの欠点である看護の継続性を解決できる可能性が示唆された。
地殻深部における流体と岩石の相互作用に関する基礎的研究

わが国内外に産出する岩石試料の収集・観察・記載・分析,高温高圧実験装置による鉱物の合成と岩石の部分融解実験を行った.国内での試料採集と野外調査は日高変成帯,阿武隈変成帯,領家変成帯,大峰山地などに産出する高度変成岩類と火成岩類を対象に実施した.海外の試料に関しては,スリランカ,南アフリカ,中国から収集したものを使用した.これらの岩石試料には,地下深部で一度化学平衡に達した後の上昇過程において,多様な組成の流体相とさまざまな程度に反応し,また部分的に融解した痕跡が認められる.特にスリランカ産のコンダライトと呼ばれる岩石に見られる局所的な反応例は,H_2OでもCO_2でもない別の組成の流体相の存在を強く示唆している.また中国の超高圧変成岩には部分融解を示唆する多様な組織・構造が見られ,100km程度の深度まで押し込められて高密度化した大陸地殻構成物質が上昇するためには部分融解が重要な過程であることが示唆された.一方,走査電子顕微鏡カソード・ルミネッセンス観察装置によって,大峰山地に産出する花崗岩中の他形石英結晶の内部に,おそらく世界で初めて自形的な成長累帯構造が観察され,地下深部でのマグマの結晶化過程について新しい手掛かりが得られた.また大峯山地の花崗岩から発見された新鉱物「大峯石」の成因とホウ素の挙動に関する新知見とを論文化した.高温高圧実験では,岩石に少量の水を加えると比較的低温で鉱物の粒間にそって局所的に部分融解が進むが,それは予想通り限定された共融反応であり,メルトの組成も著しく限定されているが,温度上昇とともに,融解度が上昇し,多様な組成のメルトが形成されることが実証された.わが国内外に産出する岩石試料の収集・観察・記載・分析,高温高圧実験装置による鉱物の合成と岩石の部分融解実験を行った.国内での試料採集と野外調査は日高変成帯,阿武隈変成帯,領家変成帯,大峰山地などに産出する高度変成岩類と火成岩類を対象に実施した.海外の試料に関しては,スリランカ,南アフリカ,中国から収集したものを使用した.これらの岩石試料には,地下深部で一度化学平衡に達した後の上昇過程において,多様な組成の流体相とさまざまな程度に反応し,また部分的に融解した痕跡が認められる.特にスリランカ産のコンダライトと呼ばれる岩石に見られる局所的な反応例は,H_2OでもCO_2でもない別の組成の流体相の存在を強く示唆している.また中国の超高圧変成岩には部分融解を示唆する多様な組織・構造が見られ,100km程度の深度まで押し込められて高密度化した大陸地殻構成物質が上昇するためには部分融解が重要な過程であることが示唆された.一方,走査電子顕微鏡カソード・ルミネッセンス観察装置によって,大峰山地に産出する花崗岩中の他形石英結晶の内部に,おそらく世界で初めて自形的な成長累帯構造が観察され,地下深部でのマグマの結晶化過程について新しい手掛かりが得られた.また大峯山地の花崗岩から発見された新鉱物「大峯石」の成因とホウ素の挙動に関する新知見とを論文化した.高温高圧実験では,岩石に少量の水を加えると比較的低温で鉱物の粒間にそって局所的に部分融解が進むが,それは予想通り限定された共融反応であり,メルトの組成も著しく限定されているが,温度上昇とともに,融解度が上昇し,多様な組成のメルトが形成されることが実証された.わが国内外に産出する研究試料の収集・観察・記載,新規に購入した分析機器類の立ち上げ,高温高圧実験装置による鉱物の合成と岩石の部分融解実験を行った.国内での試料採集と野外調査は阿武隈変成帯,領家変成帯,大峰山地などに産出する高度変成岩類と火成岩類を対象に実施した.海外の試料に関しては研究代表者が従来収集してきたノルウェー,オーストラリア,スリランカ,カナダ産の岩石試料に加え,国立極地研究所に保管されている南極や南アフリカ産の試料から選出した.これらの岩石試料には,地下深部で一度化学平衡に達した後の上昇過程において,多様な組成の流体相とさまざまな程度に反応した痕跡が認められる.特に既存の菫青石がアルミニウム珪酸塩(紅柱石あるいは藍晶石)+炭酸塩鉱物(マグネサイト-シデライト)+石英の集合体に部分的に置換されることによって具現される加二酸化炭素反応が従来から知られているスリランカだけでなく,カナダや南アフリカなど世界各地に産出するさまざまな時代の岩石中で進行したことが明らかになった.この加二酸化炭素反応を引き起こした流体は単に二酸化炭素に富むばかりでなく,希土類元素の移動・濃集を引き起こした可能性が高い.また本研究の過程で,大峰山地の火成岩中にホウ素珪酸塩の新鉱物(グランディディエライトと同じ結晶構造を持つが著しく鉄に富み,大峰石と命名予定)が発見され,地殻の中-上部で岩石とマグマや高温の流体相との相互作用におけるホウ素の挙動について根本的に再検討する必要があることが判明した.高温高圧実験では,岩石に少量の水を加えると比較的低温でも鉱物の粒間にそって部分融解が進むが,それは特に石英とその他の各種造岩鉱物との界面で進行し,局部ごとに異なった組成のメルトが形成されることが明らかになった.

昨年度に引き続き,わが国内外に産出する岩石試料の収集・観察・記載・分析,新規に購入した分析機器類の立ち上げ,高温高圧実験装置による鉱物の合成と岩石の部分融解実験を行った.国内での試料採集と野外調査は阿武隈変成帯,領家変成帯,大峰山地などに産出する高度変成岩類と火成岩類を対象に実施した.海外の試料に関しては,南アフリカと中国から新たに収集した.これらの岩石試料には,地下深部で一度化学平衡に達した後の上昇過程において,多様な組成の流体相とさまざまな程度に反応し,また部分的に融解した痕跡が認められる.特に南アフリカの試料からは,流体相に容易に溶けだし,移動しやすく,また岩石の融点を下げる効果を持つと考えられてきたホウ素が一度,無水のホウ素珪酸塩鉱物になると,むしろ融解しにくい物質になることが示唆された.また中国の超高圧変成岩には部分融解を示唆する多様な組織・構造が見られ,100km程度の深度まで押し込められて高密度化した大陸地殻構成物質が上昇するためには部分融解が重要な過程であることが示唆された.一方,新規に購入した分析機器のカソード・ルミネッセンス観察装置によって,大峰山地に産出する火成岩中の石英斑晶に初めて顕著な累帯構造が観察され,地下深部での岩石の部分融解(マグマ生成)の過程について新しい手掛かりが得られた.高温高圧実験では,岩石に少量の水を加えると比較的低温でも鉱物の粒間にそって部分融解が進むが,その時,理論と天然の岩石の解析から期待された不調和融解現象が起こることが実証された.昨年度に引き続き,わが国内外に産出する岩石試料の収集・観察・記載・分析,高温高圧実験装置による鉱物の合成と岩石の部分融解実験を行った.国内での試料採集と野外調査は日高変成帯,阿武隈変成帯,領家変成帯,大峰山地などに産出する高度変成岩類と火成岩類を対象に実施した.海外の試料に関しては,スリランカ,南アフリカ,中国から収集したものを使用した.これらの岩石試料には,地下深部で一度化学平衡に達した後の上昇過程において,多様な組成の流体相とさまざまな程度に反応し,また部分的に融解した痕跡が認められる.特にスリランカ産のコンダライトと呼ばれる岩石に見られる局所的な反応例は,H_2OでもCO_2でもない別の組成の流体相の存在を強く示唆している.また中国の超高圧変成岩には部分融解を示唆する多様な組織・構造が見られ,100km程度の深度まで押し込められて高密度化した大陸地殻構成物質が上昇するためには部分融解が重要な過程であることが示唆された.一方,走査電子顕微鏡カソード・ルミネッセンス観察装置によって,大峰山地に産出する花崗岩中の他形石英結晶の内部に,おそらく世界で初めて自形的な成長累帯構造が観察され,地下深部でのマグマの結晶化過程について新しい手掛かりが得られた.また大峯山地の花崗岩から発見された新鉱物「大峯石」の成因とホウ素の挙動に関する新知見とを論文化した.高温高圧実験では,岩石に少量の水を加えると比較的低温で鉱物の粒間にそって部分融解が進むが,それは予想り多様な局所的共融反応であり,メルトの組成は多様であるが,それが時間とともに,また温度上昇による融解度の上昇につれて均質化していくことが実証された.
集団的細胞運動を制御するしくみの構成的理解

平成30年度においては、前年度から研究協力者らとともに進めてきた、1)蛍光標識した細胞と微分干渉画像データから内皮細胞の一細胞運動動態と細胞形状変化を自動抽出する機械学習ベースの方法論の確立、2)得られてきた画像を基に、テンソル分解と主成分解析を合わせた手法を用いた細胞運動の定量解析系の構築、さらに、3)同方法を用いて、細胞運動に必要なF-アクチンの制御分子の一つである低分子GタンパクRac1をノックダウンしたヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVECs)の運動パターンの定量評価、に関して論文化を進め、ほぼ投稿できる段階までに来ている。また、ペリサイトの内皮細胞運動への作用に関して、マウス大動脈組織から独自に単離・調製した血管内皮細胞とペリサイトを用いたスフェロイド血管新生再現培養系、および、HUVECとヒト胎盤由来ペリサイトを用いた微小流体デバイス血管新生再現モデルにて、検討を行った。両方の系において同様に、ペリサイトは内皮細胞による血管新生を促進し、それは、ペリサイトの存在により内皮細胞の1軸の極性形成(血管新生枝の長軸方向に細胞が変形する)が増強することと、方向性運動が促進されることと関連していることがこれまでに分かってきた。現在、ペリサイトの血管新生促進作用、1軸極性形成増強、および、方向性運動促進の因果関係と責任分子に関して検討し、ペリサイトによる血管新生促進メカニズム解明を進めている。平成28年度には、一つの内皮細胞の自律的挙動から血管新生という秩序ある集団的細胞運動が成り立つしくみを、実験と数理モデルを使って理解することを可能とする解析系の確立を目指した。一つは、血管新生動態をex vivoで構成的に再現できる新たな実験系の構築である。まず、血管新生モデルの構築に必要となるマウス由来の血管内皮とペリサイトの初代培養細胞を、質高く簡便に単離・培養する方法を開発した。内皮細胞培養の際に、TGFβシグナル経路阻害剤の添加により内皮間葉転換(EndMT)を抑制し、より質の高い内皮細胞を培養増幅できることがわかった。また、至適濃度の増殖因子PDGF-BBを加えることで、ペリサイト分画を効率よく増幅することが可能であった。次に、単離したマウス内皮・ペリサイトを用いたex vivo血管新生アッセイ系を構築した。それにより、in vivoの血管新生とその際の細胞動態をよく模す現象が再現できた。もう一つは、in silicoにおける定量的細胞動態解析システムと数理モデルの構築である。研究協力者であるKohn-Luque、De Backらと共に、まず、1内皮細胞における細胞移動と細胞形状の時間変化を抽出する機械学習をベースとした方法を構築した。同方法を用いることで、細胞を蛍光標識することなく微分干渉画像データから1細胞動態に関する様々な情報を抽出することが可能となった。現在、抽出したデータから平均2乗変位、自己・相互相関関数などを求め、1内皮細胞における細胞移動の特徴を抽出している。また、主成分解析による細胞形状変化パターンの特徴の抽出と、細胞移動との関連性を検討できるまでに至った。さらに、Morpheusなどのプラットフォームを用いて1内皮細胞動態をシミュレーションするシステムをまず構築し、今後の血管新生細胞動態のメカニズム解析に応用展開する準備を進めた。本年度に予定していた血管新生の新たな構成的実験系の構築、細胞動態の定量的評価系の構築、数理モデルの構築という本研究の柱となる3つの項目はほぼ達成できているため。平成29年度には、前年度において研究協力者らとともに進めてきた内皮細胞における一細胞移動と細胞形状を自動抽出するための機械学習をベースとした方法論の開発をさらに改善した。それにより、蛍光標識した細胞と微分干渉画像データを併用することで、特に細胞形状の時間変化をより明確に解析することが可能となってきた。さらに、得られてきた細胞重心の経時的な位置情報から、平均二乗変位や自己相関関数などを含む様々なパラメータ変化を算出することが可能となったとともに、テンソル分解と主成分解析の手法を合わせることで、細胞形状変化の特徴がより詳細に抽出できることがわかった。この一細胞動態解析法の有用性を確かめるために、細胞運動に必要なF-アクチンの制御分子の一つである低分子GタンパクRac1をノックダウンしたヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVECs)を用いて、野生型HUVECと比較することで、Rac1に特徴的な細胞運動パターンの抽出を現在試みている。また、平成29度の研究計画に掲げた一つである内皮細胞運動制御における壁細胞の影響の検討に関して、実験系の構築を進めた。微小流体デバイス内のフィグリン・コラーゲン基質表面に、内皮細胞とペリサイトを適切な比で導入し、ヒト肺繊維芽細胞と共培養することで、基質内に三次元的に血管新生様の現象を誘導することが可能となった。免疫組織学的解析の結果、内皮細胞の血管構造を取り巻くペリサイトの存在が確認され、生体内をよく模す新生血管が誘導できていることがわかった。平成30年度の達成目標課題として、血管新生における集団的内皮細胞運動を制御する細胞間相互作用のしくみを、数理モデルを使って明らかにすることを掲げている。前年度において、その解析の基礎となる数理モデルの準備は整ってきたが、数理モデルに組み込む規則やパラメータを抽出するための2細胞動態解析がやや遅れている。その他の達成目標課題に関しては概ね良好に研究が進展しており、全体までの進捗状況の自己評価として、やや遅れているとした。

平成30年度においては、前年度から研究協力者らとともに進めてきた、1)蛍光標識した細胞と微分干渉画像データから内皮細胞の一細胞運動動態と細胞形状変化を自動抽出する機械学習ベースの方法論の確立、2)得られてきた画像を基に、テンソル分解と主成分解析を合わせた手法を用いた細胞運動の定量解析系の構築、さらに、3)同方法を用いて、細胞運動に必要なF-アクチンの制御分子の一つである低分子GタンパクRac1をノックダウンしたヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVECs)の運動パターンの定量評価、に関して論文化を進め、ほぼ投稿できる段階までに来ている。また、ペリサイトの内皮細胞運動への作用に関して、マウス大動脈組織から独自に単離・調製した血管内皮細胞とペリサイトを用いたスフェロイド血管新生再現培養系、および、HUVECとヒト胎盤由来ペリサイトを用いた微小流体デバイス血管新生再現モデルにて、検討を行った。両方の系において同様に、ペリサイトは内皮細胞による血管新生を促進し、それは、ペリサイトの存在により内皮細胞の1軸の極性形成(血管新生枝の長軸方向に細胞が変形する)が増強することと、方向性運動が促進されることと関連していることがこれまでに分かってきた。現在、ペリサイトの血管新生促進作用、1軸極性形成増強、および、方向性運動促進の因果関係と責任分子に関して検討し、ペリサイトによる血管新生促進メカニズム解明を進めている。平成29年度においては、予定通り、まず、単離した内皮細胞を2から数個の単位で接着させ、多細胞動態を質高く解析するための実験系の確立を行う。それにより、細胞接着により細胞運動が制御されるしくみ(規則性など)の抽出を行う。また、アクチンなどの細胞骨格分子やそれを制御しているRac、Rhoなどの小分子Gタンパクの細胞内局在や活性化を可視化し、その時空間動態を細胞動態と絡めて解析することで、細胞接着依存的な細胞運動メカニズムを推定する。さらに、それに関与しうる分子経路に、薬理学的もしくは遺伝的に介入することで、細胞接着依存的な細胞運動を制御する分子メカニズムを探る。併せて、1内皮細胞の細胞運動の数理モデルを基に、実験によって得られてくる細胞接着依存的な細胞運動制御メカニズムを組み込んだ多細胞運動モデルの構築へと発展させる。シミュレーション予測と実験的検証を繰り返しながら、血管内皮細胞が秩序ある多細胞運動を行うための細胞接着依存的な細胞運動制御メカニズムの解明を、分子・細胞レベルで進める。平成30年度においては、研究計画がやや遅れている二細胞の接着培養法の改善とその動態解析を中心に進めていく。これまで、二細胞の接着培養として、細胞を二種類の蛍光色素で標識した後にソーティングし、スフェロイド形成の技術を応用して、意図的に二細胞を接着させる方法を開発してきた。しかし、細胞を接着させる浮遊培養の際に、細胞が巨大なバキュオールを形成し(管腔形成の前段階)、動きを観察することができる二細胞体を形成できる確率が極めて低いことが問題であった。それを、克服する一つとして、Rac1機能を阻害することで、エンドサイトーシスによる細胞外液のとりこみとバキュオールの形成を抑制する方法が考えられる。まず、同方法の可能性を模索しながら、観察可能な2細胞体の効率のよい作製方法を確立する作業を行う。
分子生物学的方法を用いた腸内細菌科菌群の迅速定量法と同定システムの構築

食品会社では一般的な食中毒菌検査に加え、生菌数や衛生指標菌の検査を行う必要があるが、衛生指標菌などの検査は幅広い菌種を対象としているため、特定の標的遺伝子を見つけ出すことが困難でReal-time PCRによる検査法の確立が難しい。本研究ではReal-time PCRを用いて食品中の腸内細菌科菌群数を迅速に定量できる方法を確立した。本研究では腸内細菌科菌群の細菌数を食品中より特異的にかつ定量的に検出するため、rplP遺伝子領域にプライマーセットを作成し、食品中の腸内細菌科菌群の定量法を完成させた。本法は実際の食品を用いて検証し、培養法と比較しほぼ同程度の菌数の算出が可能であることを証明した。近年、食品の衛生指標とする菌群の検査は、これまで日本で行われてきた衛生指標菌検査である「大腸菌群」ではなく、国際的に「腸内細菌科菌群」を指標とした検査に移行してきている。しかし、腸内細菌科菌群の迅速で簡便な検出・定量法およびその同定法は確立されていない。本研究では、分子生物学的手法を用い、腸内細菌科菌群の菌数を数時間で検出・定量できる手法を構築し、あわせてDNA多型解析法による簡易同定法を確立することを目的とし、研究を遂行した。まず、腸内細菌科菌群(Enterobacteriaceae)検出法の構築に取り組んだ。腸内細菌科菌群は、多様な菌種を含む菌群であり、同菌群すべてに特異的に存在する遺伝子はこれまで見つかっていない。本研究では、腸内細菌科菌群以外にも普遍的に存在するハウスキーピング遺伝子から、腸内細菌科菌群特有の配列を選抜し、その配列を基にプライマーを設計、その後、包括的および排他的に優れたPCR反応系の構築を行い、評価を行った。具体的には、腸内細菌科菌群および非腸内細菌科菌群に共通する様々な遺伝子のアライメントを取り、検出に適した遺伝子の検討を行った。その結果、rplP遺伝子(ribosomal protein L16)領域に設計したPCRプライマーセットで腸内細菌科菌群のみの検出に成功した。また、各社より発売されている遺伝子増幅試薬についてもPCR増幅条件を検討し、それぞれ腸内細菌科菌群のみを正確に検出することが出来る条件の検討も行った。次年度以降はこの検出法を基に、ISO法に定められた培養法と比較し、実際に食品においても用いることができるかどうか検討を行い、先に述べた腸内細菌科菌群の検出・定量法および同定法の構築を行う予定である。初年度までに腸内細菌科菌群(Enterobacteriaceae)のPCR検出法の構築として細菌に普遍的に存在するハウスキーピング遺伝子であるrp1P遺伝子(ribosomal protein L16)領域に、腸内細菌科菌群特有の配列を見いだし、その配列を基にプライマーを設計、評価を行った。本年度は確立したPCR検出法を食品中の腸内細菌科菌群の定量へ応用するため、リアルタイムPCRを用い定量法を検討した。また、ISO法に定められた培養法と比較し、その検出能力の検討も行った。具体的にはプライマー設計後、腸内細菌科菌群および非腸内細菌科菌群を用いて確立したPCR法が腸内細菌科菌群のみに特異的に反応することを確認後、段階的に希釈した数株の腸内細菌科菌群の培養液からDNAを抽出し、これをテンプレートとしリアルタイムPCRに供した。菌数とPCRの検出サイクルから検量線を作成し、菌種により定量性がかわらないことを確認後、この検量線を用い実際の食品中の腸内細菌科菌群の菌数を求めた。求めた菌数は培養法と比較し、本法による測定菌数が培養法と大きく変わらないことを証明した。近年、EUを中心に食品の衛生指標菌の検査は、大腸菌群から「腸内細菌科菌群」を指標とした検査に移行してきている。日本においてもこれまでは食品の衛生指標として、大腸菌群、糞便性大腸菌群が用いられてきたが、ユッケによる食中毒事件をきっかけに生食用食肉については、腸内細菌科菌群を衛生指標菌とするよう検査法が改められた。

腸内細菌科菌群の検査法は、一般的にはVRBG培地を用いた培養法で行われるが、食品製造現場などにおいては、自主衛生管理法としてより迅速、簡便な検出・定量法およびその同定法が必要とされている。本研究では、分子生物学的手法を用い、腸内細菌科菌群の菌数を数時間で検出・定量できる手法を構築し、あわせてDNA多型解析法による簡易同定法を確立することを目的とし、研究を遂行した。本研究では、標的遺伝子として細菌のハウスキーピング遺伝子であるrplP遺伝子を選択し、その領域内に腸内細菌科菌群特有の配列を見いだし、その配列を基にプライマーを設計し、リアルタイムPCR法を用い食品中の腸内細菌科菌群を定量するシステムを構築した。定量法の確立には、まず、段階的に希釈した数株の腸内細菌科菌群の培養液からDNAを抽出し、これをテンプレートとしリアルタイムPCRに供し、菌数とPCRの検出サイクルから検量線を作成した。次に、実際の食品中の腸内細菌科菌群の菌数を本PCR法のサイクル数から換算した。求めた菌数は培養法と比較し、本法による測定菌数が培養法と大きく変わらないことを証明した。また、本PCRによって増幅されたPCR産物の配列が元の菌種により異なることに注目し、DGGE法を用いた簡易同定法を確立した。本法により食品中の腸内細菌科菌群のフローラを解析したところ、フローラの違いをほぼ解析することが可能となり、病原性のある腸内細菌科菌群が食品中に存在した場合、迅速に検出できるシステムを完成させた。3年にわたる研究計画のうち、最終的に目指している食品中の腸内細菌科菌群の定量技術が本年度までにめどをつけることができており、この内容で成果の発表、特許の出願に至っているため。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画にある通り、腸内細菌科菌群の迅速定量、同定技術を確立するため、次年度以降おもに同定技術について検討を進め、菌数の定量のみならず簡易に同定する技術の確立について検討を進める予定である。
Fabrication of high current output fin-type diamond field-effect transistors

大面積の単結晶ダイヤモンドウェーハ不足の為に、ダイヤモンド電子デバイスのダウンスケーリングに必要がある。本研究では、水素終端ダイヤモンドトリプルゲート金属-酸化物-半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)を開発した。デバイスの電気的特性は、同一基板上に同時に製造されるプレーナ型MOSFETと比較される。トリプルゲートMOSFETの出力電流は、プレーナ型デバイスよりはるかに高く、オン/オフ比とサブスレッショルドスイングは10e8以上と110mV/decである。これらのダイヤモンドトリプルゲート電界効果トランジスタは、ダイヤモンド電子デバイスを実際応用に向けて推進することがある。電子デバイス・電子機器
血管機能における神経・体液性因子の相関・病態

血管機能および神経並びに体液性因子の影響を血管内皮平滑筋に焦点をあてつつ、その分子機構を研究し病態生理的意義を明らかにすることを目的とする本班の第三年度の活動は順調に進展している。(1)中尾らはCNPが内皮細胞において生成され、それがTGF-β、bFGFなど増殖因子およびIL-1α、βなどのサイトカインにより刺激されれることを明らかにした。広瀬らはANP受容体のホモダイマー構造を証明し、更にその遺伝子の転写制御機構の解析を進めている。(2)エンドセリンに関しては越智らにより生体内分布が解析され、神経活性物質的及び成長因子的役割が明らかにされた。また熊田らは血管運動および呼吸に関わる神経伝達にエンドセリン-1の関与を見い出した。また広瀬、中尾らによりエンドセリン受容体遺伝子の転写調節機構の解析が進められている。(3)猿田らはEDRFの本態であるNOが中枢神経系を介して交感神経活動を抑制している可能性を示唆し、平田らはDOCA-食塩高血圧ラットの病態がNO遊離減少に基づくことを明らかにした。竹下らは冠動脈のトーヌスとNOの関わりについて検討し、河合らはNO合成酵素の遺伝子の構造に基づきその発現調節の解析を進めている。加藤らはアストロサイトの内皮細胞への作用を解析している。(4)小島らは平滑筋増殖制御をアクチビンAとの関わりにおいて解析し、豊島らはPD-ECGFの効果を酵素学的側面から明らかにしつつある。高井は血管平滑筋の移動にRhoの重要性を見い出した。また永井らは内膜における平滑筋細胞に胎児型ミオシン重鎖遺伝子の発現を明らかにするとともに、そのプロモーター領域の解析を進めつつある。(5)リポ蛋白と血管構成細胞との関連においては、北らはLDLの酸化過程で生ずるリゾフォスファチジルコリン(LPC)が内皮細胞においてVCAM-1の発現をPKCを関与しない機構で誘導することを明らかにした。山本らはリポ蛋白リパーゼ(LPL)のマクロファージにおける生成とその病的意義を解析しつつある。また泰江らは冠動脈の攣縮とLPCの関わりにつき、一方友池らは遺伝的粥状動脈硬化モデルウサギを用いた内皮依存性弛緩反応の解析を行っている。血管機能における神経並びに体液性因子の影響を血管内皮平滑筋連関に焦点をあてつつその分子機構を研究し病態生理的意義を明らかにすることを目的とする本班の第2年度の活動は順調に進展している。まず第1に特記すべき成果は血管内皮由来弛緩因子(EDRF)としてのC-typeナトリウム利尿ペプチド(CNP)の発見である(井村、中尾)。細胞質グアニル酸シクラーゼを活性化する一酸化窒素(NO)とは対照的にCNPはBタイプ膜型グアニル酸シクラーゼを活性化してcyclic GMPをsecond messengerとするナトリウム利尿ペプチドファミリーのひとつであり、初めて発見されたペプチド性EDRFとして今後の発展が期待される。またこのCNPは急性単球性白血病由来細胞株のTHP-1細胞をTPA処理した際にCNPが産生されることが証明され(南野)、この発見はマクロファージ系細胞がCNPを産生することを示唆している。CNPは、今後血管内皮平滑筋連関の重要因子になるものと期待される。エンドセリンに関する研究も進展し、ヒトのET_A受容体とET_B受容体遺伝子の全構造の決定と染色体の同定(ET_A受容体:第4染色体、ET_B受容体:第13染色体)に成功した(井村、中尾)。またウシのETb受容体遺伝子構造と発現調節メカニズムの解析(広瀬)、個体発生におけるエンドセリン遺伝子発現の検討(山田)、エンドセリンを産生するマウス血管内皮細胞F-2腫瘍株の確立(今村)が行なわれた。また、血管内皮平滑筋の収縮蛋白質のCa^<2+>感受性にある種のG蛋白質の関与が推定されたが、rho A p21がCa^<2+>感受性を調節していることを明らかにし(高井)、血管平滑筋の収縮弛緩機構における低分子量G蛋白質の作用機構の解明の進展が期待できる。NO(EDRF)の臨床的意義に関する研究も進展し、腎での意義(猿田)、高血圧における意義(平田)、心不全や冠循環における意義(竹下、友池)が検討された。更に細胞障害性活性化マクロファージの放出する血管弛緩因子の存在も報告され注目された(河合)。リポ蛋白と血管内皮平滑筋連関についての研究も独創的な展開をみせており、内皮細胞におけるスカベンジャー受容体の発現(北)、変性LDLによる内皮依存性弛緩反応の低下(泰江)、トリグリセリドリパーゼの解析(山本)が行なわれた。更にNa^+/H^+逆輸送担体のトランスジェニックマウスの開発(永井)、血管内皮平滑筋連関におけるアクチビンの意義(小島)、血小板由来内皮細胞増殖因子(豊島)、脳血管内皮細胞の研究(加藤)も行なわれた。

広瀬らはANP受容体のホモダイマー構造を証明し、更にその遺伝子の転写制御機構の解析を進めている。(2)エンドセリンに関しては越智らにより生体内分布が解析され、神経活性物質的及び成長因子的役割が明らかにされた。また熊田らは血管運動および呼吸に関わる神経伝達にエンドセリン-1の関与を見い出した。また広瀬、中尾らによりエンドセリン受容体遺伝子の転写調節機構の解析が進められている。(3)猿田らはEDRFの本態であるNOが中枢神経系を介して交感神経活動を抑制している可能性を示唆し、平田らはDOCA-食塩高血圧ラットの病態がNO遊離減少に基づくことを明らかにした。竹下らは冠動脈のトーヌスとNOの関わりについて検討し、河合らはNO合成酵素の遺伝子の構造に基づきその発現調節の解析を進めている。加藤らはアストロサイトの内皮細胞への作用を解析している。(4)小島らは平滑筋増殖制御をアクチビンAとの関わりにおいて解析し、豊島らはPD-ECGFの効果を酵素学的側面から明らかにしつつある。高井は血管平滑筋の移動にRhoの重要性を見い出した。また永井らは内膜における平滑筋細胞に胎児型ミオシン重鎖遺伝子の発現を明らかにするとともに、そのプロモーター領域の解析を進めつつある。(5)リポ蛋白と血管構成細胞との関連においては、北らはLDLの酸化過程で生ずるリゾフォスファチジルコリン(LPC)が内皮細胞においてVCAM-1の発現をPKCを関与しない機構で誘導することを明らかにした。山本らはリポ蛋白リパーゼ(LPL)のマクロファージにおける生成とその病的意義を解析しつつある。また泰江らは冠動脈の攣縮とLPCの関わりにつき、一方友池らは遺伝的粥状動脈硬化モデルウサギを用いた内皮依存性弛緩反応の解析を行っている。
胎児子宮外保育システムを用いた未熟胎児の循環器機能障害の病態解明に関する研究

1.数10回のIncubation実験の結果として,本保育システム下のヤギ胎仔の状態が明らかとなった。(1)臍帯動静脈をblood acesssとするarterio-vekous extramembrane oxygenationによって,ヤギ胎仔を3週間以上、肺呼吸なしに生存させることが可能であった。(2)この間,動脈管は開存し胎児循環は維持されていた。(3)開始後2日目以降は胎児のガス交換・循環・内分泌動態は安定していた。また脳波上も同期性の変動を示すなど子宮内の状態と大きな差のない状態を維持した。(4)子宮外保育中のヤギ胎仔は酸素消費の観点からは子宮内胎仔とほぼ同等と考えられた。2.子宮外保育システムで保育したヤギ胎仔の脳内血流量が外界からの刺激に対応し子宮内での反応と同じであるかどうかを検討するために,Chronic preparation法を用いて,臍帯圧迫時に於ける子宮内胎仔の脳血流の変化をcolored microsphereにより調べ,以下の事が明らかとなった。(1)臍帯圧迫により,胎仔の大脳皮質・髄質・小脳・延髄への血流量は,それぞれ200300%増加した。(2)圧迫の解除によりそれぞれの部位への血流量は更に存在するが,圧迫・解除の繰り返しにより,血液のpHが低下すると,血流量も低下することが判明した。我々の開発した人工子宮を用いてのヤギ未熟胎仔の保育期間は、これまでの成績では10日間が最高で、大多数のヤギ胎仔は100時間以上経過すると、徐々に胸腹水が貯留し、皮下浮腫が高度となり、最終的には心不全で死亡する。その理由としては、(1)無拘束状態のヤギ胎仔は活発な胎動を示し、その際の循環系の変動の大きさに体外回路の血流調節が追随できないため、徐々に循環状態に異常が生じている可能性、(2)無拘束状態の人工羊水中のヤギ胎仔では活発な嚥下運動と消化管の膨満が観察されており、過剰な飲水による循環血流量の増加が水分貯留をもたらしている可能性、(3)子宮外保育に導入されたヤギ胎仔の腎機能が未熟であり体外循環導入時の手術侵襲によって障害を受け、水代謝が適切に行い得ない状態になっている可能性、などが考えられた。そこで、本年度は、胎仔の胎動を制限して、循環系の急激な変動と飲水行動を抑制し、同時にカテーテルのトラブル等を防止する目的で、胎仔にPancuronium Bromide(Mioblock)を投与し、生存期間の延長が可能かどうか検討した。その結果、胎齢120日及び128日のヤギ胎仔をそれぞれ493時間及び543時間人工子宮内で生存させることができた。更に、その後、水中より出して体外循環を停止させ、通常の人工呼吸器による管理に移行し、それぞれ705時間及び169時間保育することができた。筋弛緩剤の投与により、人工子宮内の胎仔の循環動態は非常に安定しており、心拍数、血圧、血液ガスも安定した値を維持した。以上の事から、我々の開発した人工子宮を用いれば未熟胎仔を一定期間保育できることが判明したので、今後、人工子宮を病的胎児の治療に利用する可能性を考え、ヤギ胎仔に横隔膜ヘルニアを作製する手技の開発を開始した。平成6年度はこの手技を完成させ、人工子宮内での病的胎仔の保育と胎仔疾患の治療へと研究を発展させたい。数10回のIncubation実験の結果として、ヤギ胎仔に関してこれまでに以下のことが明らかとなっている。(2)この間、動脈管は開存し胎児循環は維持されている。(3)開始後2日目以降は胎児のガス交換・循環・内分泌動態は安定している。また、脳波上も周期性の変動を示すなど子宮内の状態と大きな差のない状態を維持する。(4)子宮外保育中のヤギ胎仔は酸素消費の観点からは子宮内胎仔とほぼ同等と考えられる。(5)外的浸襲に対する反応は子宮内胎仔で報告されているものとほぼ同等である。

以上の研究経過から、本システムによって胎児期の機能的発達に関する研究を安定して継続的に行うことが可能であることが示されてきた。これまで正常未熟胎児の循環動態や内分泌代謝の変動に関するデータを蓄積して来たので、平成6年度は異常胎児のモデルとしてヤギ胎仔の横隔膜ヘルニアの作製に着手した。妊娠60日前後に母ヤギに開腹手術を行い、子宮切開後、胎仔を一部露出させ、腹壁を通してペアンにて横隔膜に穿孔を作製し、閉腹した。しかし、この方法で胎仔横隔膜ヘルニアが作製できたのは数頭で、腸管が胸郭内に入っていない例が多かった。従って今後は、胎仔を開胸し、横隔膜に大きな切開を置く計画である。それによって異常胎仔の循環動態を検討する予定である。1.数10回のIncubation実験の結果として、ヤギ胎仔に関してこれまでに以下のことが明らかとなっている。(2)この間、動脈管は開存し胎児循環は維持されている。(3)開始後2日目以降は胎児のガス交換・循環・内分泌動態は安定している。また、脳波上も周期性の変動を示すなど子宮内の状態と大きな差のない状態を維持する。(4)子宮外保育中のヤギ胎仔は酸素消費の観点からは子宮内胎仔とほぼ同等と考えられる。2.子宮外保育システムで保育したヤギ胎仔の脳内血流量が、外界からの刺激に対応し子宮内での反応と同じであるかどうかを検討するために、chronic preperation法を用いて、臍帯圧迫時に於ける子宮内胎仔の脳血流の変化をcolored microphereにより調べ、以下の事が明らかになった。(1)臍帯圧迫により、胎仔の大脳皮質、髄質、小脳、延髄への血流量は、それぞれ200300%増加する。(2)圧迫の解除によりそれぞれの部位への血流量は更に増加するが、圧迫・解除の繰り返しにより血流phが低下すると血流量も低下することが判明した。
発破損傷圏評価装置の開発

本研究では、岩盤を痛めない“高品質"な発破施行管理を目的として、発破損傷評価装置の試作・実用化に関する研究とともに発破損傷圏の抑制法に関する研究、発破損傷圏評価に基づいた空洞管理に関する研究を実施した。これらの成果はすでに学会誌および国際会議などに発表しているためこれらをまとめ報告書とした。報告書は3部から構成され、各部の成果は以下のようである。(1)発破損傷圏評価装置として、簡便で低コストな弾性波検層システムを試作した。すなわち、通常、空洞開削ではロックボルトが打設されることに着目し、このボルト打設孔を計測孔として利用する検層装置である。本検層装置の特長は超弾性合金を用いたフレキシブルプローブにある。そこで、TiNi超弾性合金板バネの寸法・形状と超弾性特性および変形挙動を実験的に解明し、プローブ部材としての最適条件を明らかにした。これら基礎研究の結果、簡便で、迅速・低コストな発破損傷圏評価が可能となった。(2)亀裂の発生・伸長と強度不均一性を考慮した動的破壊力学解析法を開発し、スムースブラスティングにおける損傷圏の生成と抑制のメカニズムを解明した。とくに、起爆秒時精度の向上に伴って、損傷圏寸法が減少することを明らかにした。さらに、損傷圏抑制のためのスムースブラスティングの設計支援ツールを開発した。(4)発破堀削された岩盤坑道において損傷圏評価と応力測定を実施し、発破損傷圏が空洞周囲応力場に与える影響を明らかにした。本年度は、検層装置の試作・校正と実用化のための基礎実験を主として実施してきた。各項目ごとに得られた成果をまとめると以下のようである。(1)フレキシブルプローブの設計・試作本プロープの仕様に適した超弾性板ばねを製作するために、受振子セル模型を作り、これにTiNi超弾性合金をセットしてその力学特性を実験的に検討した。とくに、ボアホールへの挿入および回収を容易に行うためには、板ばね構造が重要であることがわかった。これらの結果から、受振子セルを設計し、現在フレキシブルプローブの試作を行っている。さらに、試作されたフレキシブルプローブの動作特性を校正するために、ボアホールを模した校正試験装置を設計試作した。本校正試験装置は現場実用性から45mmφのボアホールとしている。(2)解析・表示ソフトウェアの開発:受振子出力をA/Dコンバータを介してノートパソコンに取り込み、このデータからP波初動を検出して検層処理を行い、結果をグラフィック表示するソフトウェアを開発した。(3)発破損傷領域の評価:岩盤坑道において弾性波探査を実施し、発破損傷領域を定量化した。そして、スムースブラスティングにおける起爆秒時精度により、損傷領域が大きく異なることを明らかにした。また、破壊力学に基づく有限要素解析により、起爆秒時精度と損傷領域との関係とそのメカニズムを明らかにした。さらに、発破損傷領域予測に基づくスムースブラスティングの設計支援ツールの開発を併せて実施し、現在、本ツールにより現場実績の評価を行っている。本研究では,岩盤を痛めない"高品質"な発破施工管理を目的として,発破損傷圏評価装置の試作・実用化に関する研究とともに発破損傷圏の抑制法に関する研究、発破損傷圏評価に基づいた空洞管理に関する研究を実施した。すなわち,通常,空洞開削ではロックボルトが打設されることに着目し,このボルト打設孔を計測孔として利用する検層装置である。これら基礎研究の結果,簡便で,迅速・低コストな発破損傷圏評価が可能となった。

とくに、起爆秒時精度の向上に伴って、損傷圏寸法が減少することを明らかにした。さらに、損傷圏抑制のためのスムースブラスティングの設計支援ツールを開発した。(3)発破掘削された岩盤坑道において損傷圏評価と応力測定を実施し、発破損傷圏が空洞周囲応力場に与える影響を明らかにした。
情報科学英文の和訳を学習・評価・添削するシステムの研究開発

本システムSTEJ3では英文の構造を表現する形式と模範解答の構造を表現する形式を提案した.英文構造表現と模範解答構造表現を対応させて,構文要素ごとの和訳を生成できる.英文構造表現から,文の種類,基本文型,構文要素とその名称,単語の品詞などを生成できる.構成する単語の品詞,修飾語の種類と位置,構文要素の名称と位置,節の種類と位置,熟語などの知識から,誤り診断や解説を生成する.模範解答の構造表現として,模範解答の各部分に置き換え可能な語句を列挙し,複数の正解例を表現する.模範解答の構造表現から可能な和訳文に展開して,多数の可能な模範解答を生成する.文型の異なる別解が存在する場合,文型ごとに表現しておく.この表現を用いて,学習者解答に最も近い模範解答(適合模範解答)を生成する.更に,システムSTEJ3では,教材として基本英文と応用英文を用意した.学習者モデルの学習状態に応じて,単語,文の種類,基本文型,構文要素,英文和訳を学習する.学習者解答を形態素解析して,結合ルールに従って,単語に対応するまとまりと構文要素に対応するまとまりを生成する.それらを用いて,適合模範解答と学習者解答とを比較して,単語の意味,構文要素の和訳の良さ,および構文要素の順序の良さについて評価する.その評価を用いて,学習者の和訳の誤りを添削し,学習者の和訳の誤りを適切に解説する.平成13年度の終わりに,本システムを情報系学科の大学4年生9人に利用してもらった.実践の最初において各英文について,和訳の得点が,平均してそれぞれ39.9,40.4,39.1点であった.1時間以内で,9人中6人の学習者が,3問について最終的には平均してそれぞれ91.8,89.0,83.0点になり,有効な結果が得られた.システム評価が教師評価より少し低いので,平成14年度は評価方法の問題点を洗い出し,その問題点を解決して,評価をより適切なものに近づけた.その改善の有効性を10人の学習者に学習してもらって,確認した.英文の構造を正確に知って和訳していく訓練をするために,英文和訳の学習を支援するシステムSTEJ3を開発している.これまでにシステムの概要について報告した.STEJ3では,英文構造表現と模範解答構造表現を用いて,すべての模範解答例の中で学習者解答に最も近い適合模範解答を生成する.学習者解答を形態素解析して,形態素結合ルールに従って,単語に対応するまとまりを生成する.単語結合ルールに従って,構文要素に対応するまとまりを生成する.それらを用いて,適合模範解答と学習者解答とを比較して,単語の意味,構文要素の和訳の良さ,および構文要素の順序の良さについて評価する機構を開発し,評価方法について電子情報通信学会教育工学研究会で報告した.学習者解答を評価した結果を用いて,その和訳の誤りについて,移動,訂正,削除,挿入によって添削を行う.誤り診断結果を説明し,和訳の誤りに応じて適切に解説する機構を開発した.評価方法と解説文の生成方法について電子情報通信学会教育工学研究会で報告した.和訳学習を支援するために,和訳が良くない場合,単語,文の種類,基本文型,構文を学習させるようにした.開発したSTEJ3を使って,本学3年生に実際に使ってもらい,その実践結果を分析した.利用してのアンケート調査も行った.これらを用いて,システム評価をした.分析結果から,修正が必要な箇所がいくつか見つかり,システムを改良した.改良したシステムによって教授戦略について評価するために本学4年生に学習してもらった.その学習履歴を分析した.実践結果と教授戦略の適切性について電子情報通信学会教育工学研究会で報告した.本年度は、評価,添削,教授戦略などについて研究開発し,それらと実践結果の分析について報告した.本システムSTEJ3では英文の構造を表現する形式と模範解答の構造を表現する形式を提案した.英文構造表現と模範解答構造表現を対応させて,構文要素ごとの和訳を生成できる.英文構造表現から,文の種類,基本文型,構文要素とその名称,単語の品詞などを生成できる.構成する単語の品詞,修飾語の種類と位置,構文要素の名称と位置,節の種類と位置,熟語などの知識から,誤り診断や解説を生成する.模範解答の構造表現として,模範解答の各部分に置き換え可能な語句を列挙し,複数の正解例を表現する.模範解答の構造表現から可能な和訳文に展開して,多数の可能な模範解答を生成する.文型の異なる別解が存在する場合,文型ごとに表現しておく.この表現を用いて,学習者解答に最も近い模範解答(適合模範解答)を生成する.