hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
教師の熟達とキャリア形成に関する日独比較研究　―教師力としての教育的タクトを軸に

2)日独それぞれの校長インタビューを通して、ドイツでは指揮系統が常に表立って見える形での言葉によるコミュニケーションに重きが置かれており、それに対して日本では、マネージャー型の非認知的コミュニケーションを通した、いわば「行間を読む」ような教育的判断力が重視されていた。以上、文化比較的観点も考慮に入れた、人類学的手法による本研究はおおむね順調に進展している。最終年度では、これまで調査を実施したドイツ・ケルン市の総合学校での調査、京都市内の小学校での調査に関わるデータ分析、および、新たにインクルーシブ教育とチーム学校の観点から、京都市内の2つの小学校において、校長への聞き取り調査と、授業の参与観察を、授業展開におけるタクトの働きの観点から実施した。また、教育活動の教師自身による振り返りについてパフォーマンス分析の手法で実施した。1)校長への聞き取り調査では、校長自身が日々の学校日常における判断や決断においてどのような観点から検討を行っているかを重点的に分析した。また、若手、中堅の教員一人ひとりの得意・不得意の領域を把握し、学級担任や学年担任の配置や、教科指導や生徒指導での協働体制を組む際の配慮についても詳細に聞き取りを行った。ここから、チーム学校というイメージを共有するために、教員の様々な教育活動それぞれの特質に合った協働体制を組む上で、タクト(教師力)が重要な働きをしていることが明らかとなった。2)授業の参与観察を通して、授業の展開(運び)のなかで、教師がどれだけ前もって次に起こり得る状況を予測して動いているか、また、目の前の状況の背景をどれだけ深く推量することができるか、という見極めが重要な役割を果たしていることが分かった。この時間マネージメントのタクトは、教室という場における集注や信頼、共感の醸成など、空間の質を変えていくマネージメントとしても機能していることが浮き彫りとなった。このようなマネージメントに自覚的になることを通して、時間・空間の質を把握する技倆としての教師力の重要性が確認された。以上の成果については、2月18日、19日に京都大学で開催した国際シンポジウム「もう一つの知」で国外からはドイツ、ポルトガル、韓国の研究者、また国内の関連領域の研究者が参集したなかで、報告し、集中的な研究討議を行った。本研究は、教師の熟達とキャリア形成過程について、教師力としての教育的タクトに注目し、日本とドイツの学校を歴史人類学的方法で比較研究したものである。教職の熟達過程において、授業実践、生徒指導、学級経営それぞれで働く教育的タクトは、決して独立したものではなく、教育活動の基底において連携して働く関係にあることが、日独それぞれの学校での教育活動およびそれぞれの活動で必要とされる能力・技能の分析を通して明らかになった。教師力養成のためには、予測的感知を核とした経験把握の構造化に基づいたプログラムを編成することが肝要であることが明らかになった。人類学的な手法による日独学校比較調査の枠組みについて日独研究チーム双方の調査は順調に進んだ。ドイツでの学校調査を実施し、ヴィデオグラフィーによるパフォーマンス分析も進展した。平成26年度に掲げた研究の目的はおおむね順調に進展している。
統合失調症の病態生理におけるカンナビノイドの重要性についての研究

思春期に内在性カンナビノイド受容体アゴニストを慢性投与したマウスの大脳皮質では統合失調症に特徴的なGABA伝達関連遺伝子の発現変化は認められなかった。一方、大脳皮質パルブアルブミン陽性介在ニューロンに特異的なカリウムチャンネルサブユニット遺伝子KCNS3の発現は、若年期にマリワナの主成分tetrahydrocannabinolの慢性投与を受けたサル及び統合失調症患者の大脳皮質において有意に低下していた。(1)内在性カンナビノイド代謝酵素の死後脳における発現解析共同研究を行っている米国ピッツバーグ大学より、健常例の大脳皮質切片を凍結した状態で空輸した。内在性カンナビノイドにより制御を受けているGABA伝達関連分子の発現を、in situ hybridization法により検出し、組織レベルおよび細胞レベルにて、従来の知見と一致することを確認した。(2)内在性カンナビノイド関連遺伝子をコードする遺伝子の変異内在性カンナビノイド関連遺伝子や内在性カンナビノイドと関係の深いGABA伝達に関連する遺伝子より384のSingle Nucleotide Marker(SNP)を選択し、カスタムSNPアレイ(Illumina社)を作成した。現在、このアレイを用いて、分子精神科学研究チームの遺伝子バンクに蓄積された、統合失調症例および対照例から成る大規模サンプルの解析を行っている。(3)動物モデルにおけるカンナビノイド過剰がGABA伝達および認知機能に及ぼす影響の評価同腹同性のマウス(C57/BL6)から成る11ペアを用い、思春期(生後30-50日)に、一方のマウスにカンナビノイド受容体アゴニストであるWIN55,212-2(1.0mg/kg)、そしてもう一方のマウスに生理食塩水の腹腔投与を行い、成熟後(生後10週)に脳を取り出し、前頭部大脳皮質よりRNAの抽出を行った。このうちから、2ペアのRNAサンプルを用い、DNAマイクロアレイ解析を行ったところ、統計学的に有意な2倍以上の発現変化を示す約150遺伝子が同定された。驚愕反応測定装置を購入し、先行刺激抑制および潜在制止を野生型動物で行い、正常反応が観察されることを確認した。(1)死後脳における遺伝子発現解析同じ死後脳バンクを用いた研究により、統合失調症の大脳皮質においては内在性カンナビノイドの合成・分解を行う代謝酵素の発現には、変化が無いことが報告された(Volk et al. 2010)。そこで、我々はカンナビノイドにより機能調整を直接受けることが知られている電位依存性カリウムチャンネルサブユニットの中で、統合失調症で変化の認められる介在ニューロンに特異的に発現するものとしてKCNS3を同定し、その統合失調症における発現変化を調べた。その結果、統合失調症例の前頭前野では、KCNS3 mRNAの発現が、健常例に比べ23%低下(P=0.014, F_<1,19>=7.25)している事が判明した。(2)内在性カンナビノイドに関連する遺伝子の変異の検索GABA系神経伝達の制御に関係する遺伝子群について統合失調症罹患者および健常対照群でのSNPs (single nucleotide polymorphisms)による関連研究を行い、カンナビノイドCB1受容体およびCB2受容体に存在する複数のSNPsに疾患脆弱性を認めた。さらに、統合失調症死後脳(BA8)では健常者に比べてCB1受容体の遺伝子発現が増加していることを確認した。(3)動物モデルにおけるカンナビノイド過剰が神経回路に及ぼす影響の評価思春期におけるカンナビノイド受容体アゴニストWIN55, 212-2投与が成熟マウスの大脳皮質遺伝子発現に及ぼす影響をDNAマイクロアレイにより評価した。昨年度に加え同腹同性の2ペアのマウス(合計4ペア)を用いた。その結果、GABA伝達に関連する遺伝子の発現変化は見出されなかった。一方、錐体ニューロンの樹状突起の形成を抑制することが知られているPTEN遺伝子の発現が、増加している事が判明した。本年度は、思春期後期における内在性カンナビノイド受容体CB1への過剰な刺戟が、統合失調症における前頭前野神経回路の変化をもたらすメカニズムを調べるために、マリファナの主成分であるTetrahydrocannabino1(THC)(n=7)あるいはプラセボ(n=7)を思春期後期に毎日一回52週間に渡って静脈注射を続け30日後に安楽死させたサルの前頭前野組織を用い、内在性カンナビノイドによる調節をうける事が知られ、さらに統合失調症で変化の認められるパルブアルブミン陽性介在ニューロンに選択的に発現していることを我々が見出したKCNS3(Kv9.3)カリウムチャンネルサブユニットの発現を調べた。その上で、性別、年齢、死後経過時間、脳内pH、脳組織のRNA integrity indexなど死後脳におけるmRNAの状態に影響を及ぼす因子がマッチした非患者及び患者の対22ペアからの死後脳組織を用い、統合失調症の前頭前野におけるKCNS3 mRNAの発現を定量した。

その結果、THCの注射により思春期後期に内在性カンナビノイド受容体CB1への過剰に刺戟を受けたサルの前頭前野では、プラセボ投与を受けたサルに比べKCNS3mRNAの発現レベルが11%低下しており、統計学的に有意差(t6=2.5,P<0.05)を認めた。また、前頭前野におけるKCNS3mRNAの発現レベルは、統合失調症患者にて、非患者にくらべ、23%減少しており、統計学的に有意差(Fl,21=9.6,P<0.01)が存在した。一方、統合失調症患者に認められる様々な副次的因子(性別、失調感情障害の診断、物質乱用や依存の合併、薬物による治療、死因としての自殺)によるKCNS 3mRNAの発現への有意な影響は認めなかった。これは、思春期後期における内在性カンナビノイドシグナルの過剰が、KCNS3の発現を低下させることで、パルブアルブミン陽性介在ニューロンの機能変化をもたらし、統合失調症における認知機能障害に寄与する可能性をしめす意義のあるものである。
ガーネット薄膜における動的磁区構造の研究

膜面垂直方向に磁化容易軸を持つ,Bi置換ガーネット薄膜を試料にして磁区構造パターンに関する研究をおこなった.この組成の試料は,ファラデー効果により磁区構造が偏光顕微鏡で直接観察可能である.まず,今までに行った低周波領域での緩和に伴うパターン変化実験結果の解析を進めた.1Hz以下の交番磁場下で迷路状構造がストライプ状パターンに変化する場合のパターン全体の相関長の変化,ドメインの分岐点や終端などの欠陥分布の解析を行った.パターンの相関長は交番磁場を加えることにより最初緩やかにべき関数的に増加するが,緩和がある程度進んだ段階から速さが増加する.これは,パターンに最初含まれる小さな渦状構造の消滅に関連している.印可する交番磁場の振幅によって,この渦構造の消滅までの時間が異なるため,緩和速度が変化する時間も異なるが,速度変化点でのパターンは同様な相関長を持つことが明らかとなった.パターンの欠陥も初期状態では均一に分布しているが,緩和が進むと特定の領域に集中する.初期の緩和がゆっくりと進行している領域では,欠陥間の距離を規格化すると分布は同一であることが分かった.さらに,交番磁場の周波数及び振幅を増加させた場合,ストライプが異なる方向に平行に揃った領域間での競合が発生する.この時,ストライプが平行に揃った各ドメインサイズはは交番磁場振幅が大きくなると減少する.これは相転移点近傍の高温側で見られるのクラスターサイズの問題に関連していると思われる.より高周波および大振幅領域で,パターンの時間平均コントラストの解析から動的構造相転移の検証を試みたが,磁場強度の不足等によりその存在の確証を得るには至らなかった.しかし,時間平均後にも構造を持つことより,外部交番磁場の周期に比べて長周期な自発構造が発生していることを確認した.強磁性体ビスマス置換ガーネット薄膜に交番磁場を印可し,その磁区構造を偏光顕微鏡により観測した.110kHzの比較的周波数の高い磁場を1003000eの振幅で加えると,低周波の場合に観測される迷路状とは異なる構造が観測される.この周波数領域では,観測に用いているCCDカメラのシャッタースピードより高速で交番磁場を駆動しているため,観測に掛かるのは磁化の時間平均であると考えられる.通常の交流帯磁率の実験からは,ガーネット磁性体は周波数応答に優れ,今回の実験周波数領域では完全に外場に追随すると考えられている.この場合,飽和磁場以上の交番磁場強度であれば,灰色の均一なパターンが観測されるはずである.しかし今回,飽和磁化が2000e程度の試料を用いた実験結果は,上向きと下向き磁化分布の対称性が崩れ,格子状磁区構造やターゲットパターン,スパイラルパターンが観測された.これは,試料のごく一部ではあるが磁化が外場に追随しない,つまりエネルギーロスが発生している領域の存在を示唆している.しかもこれらの散逸系によく見られる構造,(スパイラルパターン,ターゲットパターン)が出現している点が注目される.これらのパターンの中心点は,試料のピットなど欠陥である場合が多いが,パターン全体は時間とともに緩やかに変動している.これは,固体中に発生した乱流パターンの一種であると考えられる.ただし,現段階では試料に加えられている交番磁場の均一性にやや問題があるため,装置の改良を進め対称性の破れに関して検証を進める必要があると考える.膜面垂直方向に磁化容易軸を持つ,Bi置換ガーネット薄膜を試料にして磁区構造パターンに関する研究をおこなった.この組成の試料は,ファラデー効果により磁区構造が偏光顕微鏡で直接観察可能である.まず,今までに行った低周波領域での緩和に伴うパターン変化実験結果の解析を進めた.1Hz以下の交番磁場下で迷路状構造がストライプ状パターンに変化する場合のパターン全体の相関長の変化,ドメインの分岐点や終端などの欠陥分布の解析を行った.パターンの相関長は交番磁場を加えることにより最初緩やかにべき関数的に増加するが,緩和がある程度進んだ段階から速さが増加する.これは,パターンに最初含まれる小さな渦状構造の消滅に関連している.印可する交番磁場の振幅によって,この渦構造の消滅までの時間が異なるため,緩和速度が変化する時間も異なるが,速度変化点でのパターンは同様な相関長を持つことが明らかとなった.パターンの欠陥も初期状態では均一に分布しているが,緩和が進むと特定の領域に集中する.初期の緩和がゆっくりと進行している領域では,欠陥間の距離を規格化すると分布は同一であることが分かった.さらに,交番磁場の周波数及び振幅を増加させた場合,ストライプが異なる方向に平行に揃った領域間での競合が発生する.この時,ストライプが平行に揃った各ドメインサイズはは交番磁場振幅が大きくなると減少する.これは相転移点近傍の高温側で見られるのクラスターサイズの問題に関連していると思われる.より高周波および大振幅領域で,パターンの時間平均コントラストの解析から動的構造相転移の検証を試みたが,磁場強度の不足等によりその存在の確証を得るには至らなかった.しかし,時間平均後にも構造を持つことより,外部交番磁場の周期に比べて長周期な自発構造が発生していることを確認した.
超並列マシンを用いた計算統計と測定技術の融合

超並列マシン(スーパーコンピュータ)で高速化した計算統計と測定技術を融合する.ここでの計算統計とは,モンテカルロ法(サンプリング計算)に基づく,ベイズ推定をさす.計算科学・計算統計学・実験科学の研究者からなる融合チームで実施する.手法は汎用であるが,最初の例として,日本発の革新的超精密測定技術である,陽電子回折実験(KEK物構研)を対象とする.量子散乱問題を順問題とする,大域探索型逆問題解析である.実応用(物質表面構造解析)推進と高速計算技術(HPC)的グランドチャレンジの双方を目指し,測定技術と高速データ解析の融合によるブレークスルーを目指す.超並列マシン(スーパーコンピュータ)で高速化した計算統計と測定技術を融合する.ここでの計算統計とは,モンテカルロ法(サンプリング計算)に基づく,ベイズ推定をさす.計算科学・計算統計学・実験科学の研究者からなる融合チームで実施する.手法は汎用であるが,最初の例として,日本発の革新的超精密測定技術である,陽電子回折実験(KEK物構研)を対象とする.量子散乱問題を順問題とする,大域探索型逆問題解析である.実応用(物質表面構造解析)推進と高速計算技術(HPC)的グランドチャレンジの双方を目指し,測定技術と高速データ解析の融合によるブレークスルーを目指す.
パラミクソウイルスのＩＦＮ－α産生阻害活性と病原性発現

パラミクソウイルスのV蛋白質は、Toll様受容体(TLR)-7/9依存性インターフェロン(IFN)-α産生経路を阻害することが知られていたが、その機構は未詳であった。本研究では、パラミクソウイルスの一つであるヒトパラインフルエンザ2型ウイルス(HPIV2)のV蛋白質がTRAF6と結合することを見いだした。さらに、V蛋白質がTRAF6によるIRF7のK63結合型ポリユビキチン化と、その後のリン酸化を阻害することを明らかにした。以上の結果から、HPIV2のV蛋白質は、TRAF6によるIRF7のK63結合型ポリユビキチン化を阻害することで、TLR7/9依存性IFN-α産生を抑制することが示唆された。本研究では、局所感染型と全身感染型のパラミクソウイルスがそれぞれ有するIFN-α産生を阻害する能力を分子レベルで解析し、局所感染型ウイルスの病原性発現における意義を解明することを目的とした。本研究課題では、局所感染型ウイルスであるセンダイウイルス、パラインフルエンザ2型ウイルスおよび3型ウイルスと、全身感染型ウイルスであるニパウイルス、麻疹ウイルスのアクセサリー蛋白質によるToll-like receptor(TLR)-7/9依存的IFN-α産生経路抑制の機構について解析を行った。本年度は、パラインフルエンザ2型ウイルスのアクセサリー蛋白質Vの標的分子を解析するため、TLR-7/9依存的IFN-α産生経路に関わるシグナル伝達分子との相互作用を免疫沈降法によって解析した。その結果、V蛋白質はTRAF6、MyD88、IKKαおよびIRF7と結合することが示された。一方、IRAK1、IRAK4およびViperinとの結合は認められなかった。さらに、siRNA導入培養細胞やknockout MEF細胞を用いた実験の結果から、V蛋白質はTRAF6を介して、他のシグナル伝達分子と間接的に結合することが明らかになった。次に、V蛋白質の欠損あるいは点変異体を作製して、TRAF6との結合に関わるドメインの探索を行った。その結果、V蛋白質のC末端に位置するトリプトファンリッチモチーフに変異を導入した変異体では、TRAF6および他のシグナル伝達分子との結合が消失することが分かった。また、同変異体は、IFN-α産生抑制活性も同時に消失することが分かった。以上の結果から、パラインフルエンザ2型ウイルスのV蛋白質はTRAF6を介して他のシグナル伝達分子と相互作用し、TLR7/9依存的IFN-α産生経路を阻害することが示唆された。本研究は、局所感染型のパラミクソウイルスが有するIFN-α産生を阻害する能力を分子レベルで解析し、その病原性発現における意義を解明することを目的とした。本研究課題では、局所感染型のパラインフルエンザ2型ウイルス(HPIV2)のアクセサリー蛋白質VによるToll-like receptor (TLR)-7/9依存的IFN-α産生経路抑制の機構について解析を行った。本年度ではまず、HPIV2感染細胞においてもTLR-7/9依存的IFN-α産生経路が抑制されるのか検討を行った。TLR-7/9経路を備える形質細胞様樹状細胞にHPIV2を感染させ、その後TLR7リガンドで刺激してIFN-α産生量を評価した。その結果、HPIV2感染細胞ではIFN-α産生が有意に抑制されることが示された。上記の感染細胞におけるIFN-α産生抑制が、HPIV2のV蛋白質によるものであることを確認するため、V遺伝子を欠失させた組換えウイルスに対するIFN-α産生を評価した。その結果、V遺伝子欠失組換えHPIV2では、野生型に比べてより大量のIFN-αが産生されることが示された。次に、HPIV2のV蛋白質によるTLR-7/9経路抑制の分子機構について解析を行った。昨年度までに、V蛋白質はシグナル伝達分子TRAF6と結合することが明らかになっている。TRAF6はE3ユビキチンリガーゼとして働き、転写因子IRF7をK63結合型ポリユビキチン化することが報告されている。そこでV蛋白質の関与を検討したところ、IRF7のK63結合型ポリユビキチン化が抑制されることが明らかになった。これらの結果から、HPIV2のV蛋白質はTRAF6と結合して、IRF7の活性化に必須なK63結合型ポリユビキチン化を抑制することで、TLR-7/9依存的IFN-α産生経路を阻害することが示唆された。

本研究課題では、まず、局所感染型ウイルスであるセンダイウイルス、パラインフルエンザ2型ウイルス及び3型ウイルスと、全身感染型ウイルスであるニパウイルス、麻疹ウイルスのアクセサリー遺伝子をPCR法を用いて合成し、これらの遺伝子断片を哺乳動物細胞用ベクターに組み込んだ。作成したそれぞれの発現ベクターを哺乳動物細胞に導入し、それぞれの蛋白質が発現することを確認した。各ウイルスのアクセサリー蛋白質がToll-like receptor(TLR)-7/9依存的IFN-α産生経路を抑制するか検討するため、アクセサリー蛋白質発現ベクターと共に、関与するシグナル伝達分子とIFN-αプロモータを配したレポータプラスミドを哺乳動物細胞に導入した再構築系を用いて解析した。その結果、局所感染型と全身感染型にかかわらず、本研究で試したすべてのウイルスのV蛋白質が、TLR7/9依存的IFN産生シグナルを強く抑制することが明らかになった。次に、これらのV蛋白質の標的分子を解析するため、各シグナル伝達分子との相互作用を免疫沈降法によって解析した。その結果、IFN-αの転写因子であるIRF7が、V蛋白質と特異的に結合することが示された。IRF7はリン酸化酵素によってリン酸化されて活性化することがすでに報告されている。そこで、IRF7のリン酸化をV蛋白質が抑制するかどうか検討したところ、試したすべてのV蛋白質がIRF7のリン酸化を抑制することが示された。以上の結果から、感染様式にかかわらず、パラミクソウイルスのV蛋白質には、TLR7/9依存的IFN-α産生経路を阻害する活性があることが明らかになった。当初の計画通り、局所感染型のパラミクソウイルスであるパラインフルエンザ2型ウイルスのV蛋白質について、TLR-7/9依存的IFN-α産生経路の阻害機構の解析と、標的宿主分子の検索を進めてきた。その結果は「研究実績の概要」に記述したように、同ウイルスV蛋白質はTRAF6を介して、TLR-7/9経路に関わるシグナル伝達分子群(MyD88、IKKα、IRF7)と間接的に結合することを見いだした。また、V蛋白質のトリプトファンリッチモチーフがTRAF6および他のシグナル伝達分子との結合と、IFN-α産生抑制活性に重要であることを見いだした。以上の点から、研究がおおむね順調に進展していると判断される。当該年度の当初研究計画の通り、局所感染型と全身感染型のパラミクソウイルスのアクセサリー蛋白質について、「TLR7/9依存的経路の阻害機構の解析」と「標的宿主分子の検索」の研究課題を進めてきた。その結果は「研究実績の概要」に記述したように、局所感染型と全身感染型にかかわらず、パラミクソウイルスのアクセサリー蛋白質の一つであるV蛋白質が、TLR7/9依存的なIFN-α産生経路を阻害する活性を有することを見出した。また、V蛋白質はIFN-α産生に関わる転写因子IRF7と結合し、IRF7のリン酸化を抑制することを見出した。以上の点から、当該年度の研究がおおむね順調に進展していると判断される。これまでの解析結果から、パラインフルエンザ2型ウイルスのV蛋白質がTRAF6と結合し、それを介して他のシグナル伝達分子と相互作用することが明らかになった。今後も引き続き、V蛋白質の抑制機構について解析を進めていく。
ウェルシュ菌α毒素の動物細胞に対する作用機構

ウエルシュ菌α毒素は、致死、壊死、溶血活性、さらには、血管、腸管の収縮活性など多彩な生物活性を有する特異な毒素である。一方、本毒素は、本菌によるガス壊疸の主要毒素であるので、この感染症に対する毒素の役割を明らかにするため、主に、細胞膜に対する作用に焦点を絞り検討した。α毒素をウサギ赤血球に作用させると、毒素量に従って破壊される赤血球数が増加し、さらに、血球膜中におけるホスファチジン酸合成の促進することが判明した。このホスファチジン酸合成の促進は、赤血球膜ゴ-スト本毒素を作用させた場合も認められた。これらの結果から、本毒素による溶血作用発現にはホスファチジン酸合成が密接に関係していると推察される。次に、GTP、NAD存在下赤血球膜ゴ-ストに本毒素を作用させると、ホスファチジン酸合成は、著しく促進されることが判明した。但し、intact赤血球における本毒のホスファチジン酸合成の促進作用に対して、GTP、NADの添加効果は認められなかった。これらの結果から、本毒素による赤血球膜のリン脂質合成促進は、内因性のGTP、NADが重要な因子であると推察される。これらの結果を確かめるため、血小板に対する本毒素の影響を検討した。ウサギ血小板は、毒素の用量に従って凝集し、しかも、血球の場合と同様に細胞膜中のホスファチジン酸量も増加することが判明した。また、赤血球の場合も、血小板の場合も、本毒素による他のリン脂質、そして、アラキドン酸の合成促進は認められなかった。一方、脂肪細胞に毒素を作用させると、毒素量に従ってアラキドン酸合成が促進されることが明らかとなった。以上から、本毒素が生体膜に作用すると、リン脂質代謝が活性化され、その影響によっておのおのの細胞が有する特有の代謝系も活性化されると推察される。その結果、細胞膜が破壊されたり、細胞凝集が引き起こされると思われる。
晶析逆抽出法による微粒子の製造とその形態制御への超音波の利用

今年度はシュウ酸サマリウム(Sm_2(C_2O_4)_3・10H_2O)微粒子の生成に与える塩酸濃度,D2EHPA濃度およびインペラーによる機械的撹拌強度の影響などについて主として検討を行った。晶析逆抽出法による粒子の形態は機械的撹拌強度および水相中塩酸濃度に大きく影響されることが分かった。インペラー撹拌速度が800rpmから1300rpmに増加することによりシュウ酸サマリウム微粒子の50%粒子径は4.5μmから2μmへと大きく減少した。次に塩酸を水相に添加した場合,シュウ酸サマリウム微粒子は棒状粒子から板状粒子に変化した。また,塩酸濃度の増加とともに粒子径は大きくなるが,粒度分布幅は小さくなり,単分散に近い粒度分布を示すようになった。一方,超音波を照射することにより粒子径を機械的撹拌より大きく減少でき,また,その形態はインペラーによる機械的撹拌では得られなかった針状粒子を得ることができた。また,超音波を照射した場合においても塩酸濃度のシュウ酸サマリウム粒子形態に与える影響は大きく,塩酸濃度の増加とともに厚みのある板状粒子を生成することが分かった。これは塩酸を添加することによりシュウ酸イオン濃度の減少が起こり,核発生域が水相と有機相の界面近傍以外にバルク相全体に広がることにより,結果的に過飽和度が減少したためと考えられる。生成したシュウ酸サマリウム(Sm_2(C_2O_4)_3・10H_2O粒子のストークス径は超音波照射時間とともに大きくなり、また、粒度分布曲線の傾斜が緩やかになることから、照射時間の増加とともに粒度分布が多分散になることが分かった。これは粒子の成長と同時に核の発生が起こるためと考えられる。次に、シュウ酸サマトリウムの粒度分布に与える逆抽出水中のシュウ酸濃度の影響を検討した。その結果、シュウ酸濃度の増加とともに粒子径が小さくなる傾向を示したが、シュウ酸濃度が初期有機相中Sm(III)濃度の2.5倍モル当量以上になるとほとんど変化しないことが分かった。また、有機相中のSm(III)濃度の増加とともに粒子径は小さくなり、また、単分散に近づいていくことが分かった。さらに、逆抽出水中の塩酸濃度の増加とともに粒子径が大きくなること、また、超音波出力の増加とともに粒子径が小さくなることが分かった。次に、晶析速度と50%積算ふるい下粒子径(重量基準)の関係を検討した結果、晶析速度が速いほど微細な粒子を生成する傾向にあることが分かった。しかし、逆抽出水に塩酸を添加した場合、晶析速度が促進されるにも関わらず、その粒子径が大きくなったことは、塩酸濃度の増加によるシュウ酸イオン濃度の減少によりシュウ酸サマリウムの核発生域が水相/有機相界面近傍以外にバルク相全体に広がることにより、過飽和度が小さくなったことがその原因と考えられる。次に、生成したシュウ酸サマリウムの計上について簡単に報告する。超音波出力および有機相中Sm(III)濃度の増加は粒子形状を板状から針状にさらにはより微細な不規則形状な粒子へと変化させる。逆抽出水中のシュウ酸濃度は粒子形状にほとんど影響しなかった。一方、逆抽出水に塩酸を添加することにより幅広で厚みのある板状粒子を生成することが分かった。これは先にも述べた塩酸添加によるシュウ酸イオン濃度の減少により核発生域が水相/有機相界面近傍以外にバルク相全体に広がることにより、結果的に過飽和度が減少した影響と考えられる。
骨髄異形成症候群の白血病化における癌抑制遺伝子の役割

骨髄異形成症候群(myelodysplastic syndrome、MDS)は、前白血病状態と考えられておりその病態の解明は急務である。近年種々の癌の発症に際して癌抑制遺伝子の異常が認められ、その発症や進展に関与していると考えられている。本研究はMDSにおける癌抑制遺伝子の変異の有無を調べ、白血病に移行する過程で癌抑制遺伝子の変異がいかに進展するかを解析し、病態との関係を明らかにすることを目的とする。MDS57症例において、染色体分析を行い40症例において染色体異常を認めた。p53遺伝子の局在する17pの異常とRB遺伝子の局在する13qの異常が各1例で認められた。次にMDS16例、MDSから移行したovert leukemia12例、CML慢性期17例、CML急性転化7例、ALL9例、AML6例、ATL3例、悪性リンパ腫6例、骨髄腫17例の骨髄または末梢血の細胞からDNAを抽出しPCR-SSCP法を用いて解析を行った。p53遺伝子のエクソン5、6、7、8を検索した結果、造血器腫瘍93例中10例で泳動度の異常が検出された。その内訳はMDS16例中3例、overt leukemia12例中3例CML急性転化7例中1例、ALL9例中1例、ATL3例中1例、骨髄腫17例中1例で、CML慢性期、AML、悪性リンパ腫では泳動度に変化はなかった。泳動度の異常を認めた症例で塩基配列を解析し、7例でmissense mutation、1例でnonsense mutation、1例で1塩基の欠失を認めたが、他の1例ではアミノ酸変化はなかった。正常の対立遺伝子の欠失を伴っていたのは9例中7例だった。変異を認めた症例はいずれも各疾患の中で病期の進んだ症例であった。MDSでは他の造血器腫瘍に比べて高頻度に変異が認められ、経時的に解析可能があった3例中2例で、病期の早い段階では変異は認められず、進行後に変異を認めた。他の1例ではMDSの段階でp53遺伝子の変異があり、短期間で白血病化していた。MDSの一部ではp53遺伝子の異常が病期の進展、白血病化に関与している可能性が示唆された。MDS57症例において染色体分析を行い、40例で染色体異常を認めた。癌抑制遺伝子p53遺伝子(17p13に局在)に関係する異常としては、数的異常が5例、構造異常が1例であった。数的異常(第17染色体モノソミ-)はRAEB3例、RAEBーT1例、CMMoL1例で認められた。構造異常(第17染色体短腕の欠失)が認められた1例はRAEBだった。RB遺伝子に関係する染色体異常としては、第13染色体のモノソミ-がRAEBーTの一例で認められている。この一例では第17染色体のモノソミ-も認めており、2つの癌抑制遺伝子の異常が関与している可能性が示唆された。

癌抑制遺伝子の解析として、CML慢性期17例、CML急性転化7例、ALL9例、AML6例、MDS13例、ATL3例、ML6例の計61症例の骨髄、末梢血等の細胞を集収と、DNAを抽出した。また、p53遺伝子の塩基配例からPCRに用いるプライマ-の塩基配列を決定し、DNA/RNA合成器により合成を行った。このプライマ-を用いて、PCRーSSCP法よりp53遺伝子の解析を行った。p53遺伝子の塩基配列で、種をこえて保存されている領域を含むエクソン5ー8に61例中8例で泳動度の異なるバンドを認めた。この8症例のうちわけは、CML急性転化/例、ALL2例、MDS4例、ATL1例であった。泳動度の異常を認めたうちの6症例で塩基配列を解析し、全例で点突然変異を認めた。これらの症例で認められた点突然変異は、いずれもアミノ酸の置換、または終止コドンの出現を伴っていた。また、正常の対立遺伝子は1例を除き欠失していた。これらの変異のうち、種をこえて保存されている領域内に変異が認められたのは3例であった。MDSで変異が確認できたのは、3例で、RAEBーT、CMMoL、RAEBから白血病への移行例であった。この3症例はいずれも既に死亡しており、遺伝子の発現の検討、及び、コロニ-形成能の評価は施行できなかった。骨髄異形成症候群(myelodysplastic syndrome、MDS)は、前白血病状態と考えられておりその病態の解明は急務である。近年種々の癌の発症に際して癌抑制遺伝子の異常が認められ、その発症や進展に関与していると考えられている。本研究はMDSにおける癌抑制遺伝子の変異の有無を調べ、白血病に移行する過程で癌抑制遺伝子の変異がいかに進展するかを解析し、病態との関係を明らかにすることを目的とする。MDS57症例において、染色体分析を行い40症例において染色体異常を認めた。p53遺伝子の局在する17pの異常とRB遺伝子の局在する13qの異常が各1例で認められた。次にMDS16例、MDSから移行したovert leukemia12例、CML慢性期17例、CML急性転化7例、ALL9例、AML6例、ATL3例、悪性リンパ腫6例、骨髄腫17例の骨髄または末梢血の細胞からDNAを抽出しPCR-SSCP法を用いて解析を行った。p53遺伝子のエクソン5、6、7、8を検索した結果、造血器腫瘍93例中10例で泳動度の異常が検出された。その内訳はMDS16例中3例、overt leukemia12例中3例、CML急性転化7例中1例、ALL9例中1例、ATL3例中1例、骨髄腫17例中1例で、CML慢性期、AML、悪性リンパ腫では泳動度に変化はなかった。泳動度の異常を認めた症例で塩基配列を解析し、7例でmissense mutation、1例でnonsense mutation、1例で1塩基の欠失を認めたが、他の1例ではアミノ酸変化はなかった。正常の対立遺伝子の欠失を伴っていたのは9例中7例だった。変異を認めた症例はいずれも各疾患の中で病期の進んだ症例であった。MDSでは他の造血器腫瘍に比べて高頻度に変異が認められ、経時的に解析可能であった3例中2例で、病期の早い段階では変異は認められず、進行後に変異を認めた。他の1例ではMDSの段階でp53遺伝子の変異があり、短期間で白血病化していた。MDSの一部ではp53遺伝子の異常が病期の進展、白血病化に関与している可能性が示唆された。
新しい節足動物神経毒の探索

南米、パプアニューギニア、マダガスカルで採取したハチ、クモ等の毒液について新しい神経毒性物質の探索を行った。1)ハチ毒成分の解析:特に細胞膜結合性GTP結合蛋白質の機能を修飾する毒成分の検索を行い以下の新ペプチドを単離した。a)INWAKLGKLALGAL NH_2パプアニューギニア産b)INWSKLLSMAKEVI NH_2パプアニューギニア産c)INWKALLOAAKKVL NH_2南米産d)ILGTILGLLKGL NH_2南米産e)SIKEKICKIIEAKIGKKPPFCP南米産これらのうちペプチド-dとペプチド-eは東洋熱帯のハチ毒からは得られない全く新奇なものであった。マダガスカル産のものは現在検討中である。2)クモ毒成分の解析:南米産のクモPamphobeteus属、Acanthoscrria属のクモ毒からは以外にもGABAアゴニストと思われる毒成分が存在した。またマダガスカル産のクモ5種類(種類同定中)の毒成分をHPLCで分析したところAraneid科に属すると思われる種、およびCyclosa属のクモ毒中にはHPLCのパターンのみからの判定ではあるが新しい毒成分が含まれていることが判り、構造の解明に着手した。
光遺伝学を用いた慢性筋痛モデル開発と病態機構の解明

慢性筋痛症に特徴的な筋の一部に限局した痛覚過敏と筋硬結を作り出すため、光遺伝学の手法を用いて光を当てると筋肉が収縮するよう操作し、繰り返しの光刺激で持続的収縮を誘発して筋肉痛を生じさせる全く新しいモデル動物の開発に取り組んだ。筋肉内にチャネルロドプシン2という光刺激に応答する受容体を発現させ、光刺激で筋肉を収縮させることに成功した。皮膚を介さずに筋へ直接光刺激を加えた方がより強い収縮を誘発できた。臨床的な慢性筋痛症に特徴的な筋の一部に限局した痛覚過敏と筋硬結(筋組織内に生じる硬いしこり)を作り出すため、光遺伝学を駆使し、チャネルロドプシン2(ChR2)の筋内異所性発現によりChR2が発現する筋細胞のみを選択的に収縮させ、従来とは異なる、より臨床所見に近い動物モデルの開発とメカニズム解明を目指し実験を開始した。1.最適なアデノ随伴ウィルス(AAV)ベクターの検討:最も効率よく遺伝子導入可能なウィルスのSerotypeを調べるためにSerotype 1, 9, 10, DJを用いて検討実験を実施。Serotype 9と10を用いたAAVベクターを投与した個体では、筋細胞上にChR2の発現が確認でき、筋の上からの光刺激でわずかながら筋収縮が肉眼で確認できた。2.最適な投与量と投与時期の検討:AAVベクターの投与量を5, 10, 15, 40 ulに振って最適な投与量を調べた結果、前脛骨筋に対しては10 ulの投与量が最も効率的にChR2の発現を誘導できることを確認。また、投与後1, 2, 3週で発現量を比較したところ、1週よりも2, 3週後の方がより発現量が多かった。2, 3週では大きな差は見られなかった。筋・筋膜性疼痛の発現メカニズムを包括的に調べる為、遅発性筋痛モデルを用いた実験も同時進行で実施した。その結果、遅発性筋痛を生じる伸張性収縮運動の伸張可動域と伸張スピードが遅発性筋痛発現において重要であることが確認された。また、疼痛への関与が指摘されていた組織損傷は、疼痛発現において必須ではなく、筋において発現増加する神経成長因子が重要な役割を果たすことが明らかとなった。現在、上記実験内容を論文発表準備中である。Serotype 1, 9, 10, DJの中で、Serotype 9を用いたAAVベクターを導入した個体において最も筋細胞上のChR2の発現量が多くなる事が分かった。ChR2を多数発現できた個体では皮膚上からの光刺激で筋収縮を誘発できたが遅発性筋痛は生じなかった。皮膚を切開し筋膜上に直接光刺激を加える事で強い筋収縮を誘導できる事が分かったが、皮膚切開の影響により筋痛を正しく評価できない事が分かった。AAVベクターの投与量を5, 10, 15, 40ulに振って最適な投与量を調べた結果、前脛骨筋に対しては投与量依存的にChR2発現量が増加する傾向がみられたが、10, 15, 40ulの間において有意な差はなかったため、15ulが最も発現効率の良い投与量である事が分かった。また、投与後1, 2, 3, 4週で発現量を比較したところ、投与後の経過日数依存的に発現量が増加する傾向が見られたが、3, 4週間では有意な差はなかった。1回目のAAVベクター投与3週間後に再度2回目のAAVベクターを投与する事で、ChR2の発現を増大させられる事が分かったが、皮膚を介した光刺激により筋の強縮を誘導するには不十分であった。ChR2の発現量を増大させるためにエレクトロポレーション法を試みたが、有意な発現増大を誘導する事はできず更なる条件検討が必要である。筋・筋膜性疼痛の発現メカニズムを包括的に調べる為、遅発性筋痛モデルを用いた実験も同時進行で実施した結果、遅発性筋痛は伸張性収縮の伸張範囲及び角速度に依存し、筋に付加されるトルクの積分値と上昇率が重要である事が確認された。筋痛発現において組織損傷は必須ではなく筋において発現増加する神経成長因子が重要な役割を果たす事が明らかとなった。現在、上記実験内容の論文を疼痛関連科学雑誌へ投稿中である。1行動実験により正しく筋痛を評価するには非侵襲的な処置が望ましい。そのため、皮膚の上からの光照射にて筋痛を生じるほどの筋収縮を誘発する必要がある。現在、骨格筋内において、皮膚上からの光照射で筋痛を生じ得るほどの強い筋収縮を生じさせられるだけの十分なChR2の発現量が得られていないためプロトコールの検討が必要となっている。2骨格筋へのウィルス導入時に、一部領域に筋壊死が生じる現象が観察されている。この辺りは研究実績の概要にも記載しておくとよい。遺伝子導入時に生じる筋壊死は、その後に実施する筋痛評価に影響を及ぼす憂慮があるため好ましくない。

そのため、筋壊死を生じさせないプロトコールの検討が必要となっている。疼痛学骨格筋への低侵襲で効率的な遺伝子導入を実現するために、レクトロポレーションによる遺伝子導入を検討中である。また、CAG、シナプシンプロモータなど、CMV以外のプロモータの導入も検討中である。本年度使用した実験動物数及び購入した実験試薬・実験器具が想定よりも少なかったため次年度使用額が生じた。次年度において、実験動物及び実験試薬・実験器具の購入に使用予定である。また、エレクトロポレーションによる遺伝子導入を検討中のため、新たな実験機材の購入に使用予定である。
歯科材料の生物学的評価のための動物実験代替法の開発

動物実験代替法として応用可能な口腔組織の臓器モデルの開発と生物学的評価の高度化となる生体適合性評価指標について研究を実施した。I.臓器モデルの開発1)顎骨骨芽細胞系:マウス顎骨よりALPase活性を有し、I型コラーゲン、オステオポンチンのmRNAを発現し、活性型ビタミンD_3、エストロゲンに応答する細胞系が得られた。2)口腔上皮培養系:ヒト正常歯肉由来角化細胞および線維芽細胞から粘膜固有層および上皮層を有するヒト口腔粘膜モデルこ再構築する方法を開発した。粘膜モデルは10日間培養により錯角化した正常歯肉と同様の分化形態を示した。3)ヒト薬物代謝酵素遺伝子導入細胞系:ヒト成人型CYP3A4およびヒト胎児型CYP3A7のcDNAをCHL細胞に導入して酵素を安定的に高発現する細胞株を樹立した。これらの細胞株はアフラトキシンB_1に対して高い感受性を示し、代謝的活性化能を持つことが明らかとなった。II.生体適合性試験指標の開発1)口腔粘膜上皮モデルを用いた毒性試験:上記Iで開発されたヒト口腔粘膜モデルを用い、市販の床用材料他を接触させ組織変化及びMTT法による毒性評価を行った。歯科材料の粘膜刺激作用が組織学的に検出可能であった。2)ヒト好中球を用いた試験:ヒト好中球のO_2^-、PGE_2産生能を指標としてモノマー(BisGMA、UDMA、TEGDMA他)の毒性を調べた。モノマーはヒト好中球の細胞生存率、LDH漏出量には影響を与えない濃度でこれらの産生を減少させた。3)薬物代謝酵素存在下での細胞毒性試験:JTC-12細胞培養系に対し、薬物代謝酵素S9-mixを投与するとBisGMA、UDMA、TEGDMA、HEMAの毒性は低下したが、4META、MMAの毒性は変化しなかった。以上のごとく、本年度の研究目標を達成した。研究班会議を2回開催し、研究計画の立案と成果の評価を行った。I.臓器モデルの開発1)顎骨骨芽細胞系:マウス顎骨より骨芽細胞の分画を分離し培養した。得られた4つの細胞系の中からアルカリ性ホスファターゼ活性の高い細胞系について骨芽細胞の分化機能の維持を調べ、石灰化基質を形成し、I型コラーゲン等のmRNAを発現し、活性型ビタミンD_3、エストロジェンに応答性を有する細胞系11-4tc細胞を得た。2)口腔上皮細胞系:正常男子口腔粘膜片より角化細胞と線維芽細胞を分離し培養した。結合組織細胞をコラーゲンゲル内培養により結合組織モデルを作成し、その上面に角化細胞を播種し、10日間培養することによって口腔粘膜モデルを作成した。組織学的に正常粘膜に類似した構造を有する粘膜モデルが得られた。3)ヒト薬物代謝酵素遺伝子導入細胞系:CHL細胞にヒト薬物代謝酵素P4501A2及びN-Acetytransferase cDNAを導入した細胞系を作成した。本細胞は前発癌物質を代謝活性する能力を有していた。II.生体適合性指標の開発1)ヒト好中球のO_2^-、PGE_2産生:好中球のO_2^-およびPGE_2産生を細胞機能指標としてボンディング材の毒性を調べ、ボンディング材は好中球の生存に影響しないが、O_2^-およびPGE_2産生を抑制することを明らかにした。2)薬物代謝酵素遺伝子導入細胞系による細胞毒性試験:遺伝子導入により薬物代謝能を付与された細胞に対する歯科用モノマーの毒性を調べ、MMAは遺伝子導入細胞で毒性が低下していた。以上により、本年度の研究目標を達成した。

3)薬物代謝酵素存在下での細胞毒性試験:JTC-12細胞培養系に対し、薬物代謝酵素S9-mixを投与するとBisGMA、UDMA、TEGDMA、HEMAの毒性は低下したが、4META、MMAの毒性は変化しなかった。以上のごとく、本年度の研究目標を達成した。
ケーブルネットワークを活用した地域遠隔学習支援システムの研究

本研究は、ケーブルネットワークを活用した映像送信と双方向通信を通した在宅学習の支援システムにおいて次のことを明らかにすることにある。(1)ケーブルネットワークを活用した映像送信と双方向通信を通した在宅学習の支援システムを開発する。(2)遠隔学習中の学習者、指導者の生理反応の分析により、在宅学習支援システムの問題を明らかにする。(3)遠隔学習中の学習者、指導者の行動や発言の分析・研究による学習支援の在り方を明らかにする。(4)遠隔学習中の学習者、指導者との交信をモニタし操作性の良いインターフェースの在り方を明らかにする。本研究の成果の概要は以下に示す。1.ケーブルネットワークを活用した遠隔指導システムを構成した。教室や演習室から教育情報映像を発信できるようにビデオカメラと在宅学習者からの応答質問双方向通信パソコン、およびこれらの映像および反応を教材刺激として構成できるビデオミキサー等からなる在宅学習指導支援ビデオシステムを開発した。2.ケーブルネットワークシステムを活用して、本学内の教室間で、学習指導役(大学教官)と学習者役として遠隔学習を実験した。学習活動及び指導活動について、ビデオに録画記録し、授業分析を行った結果、遠隔学習における学習者の学習行動と情意面に対する教授者の教授行動に課題があることがわかった。3.指導者や学習者の行動、発言及び思考について、ビデオやイメージマップを使って調査・分析した結果、通常の対面式授業と有意な差が認められなかった。このことは同様の思考ができることと考えられる。ただ前述のことをふまえ、意欲面に差異がみられることをふまえる必要がある4.遠隔教育質問応答処理および記録用ソフトの開発とインターフェースの改良として、ネットワークを使ったレスポンスアナライズ、及び集計システムを開発した。試験運用段階である。今後より使いやすいものに改良することが課題である。試験運用段階である。本研究は、ケーブルネットワークを活用した映像送信と双方向通信を通した在宅学習の支援システム(在宅学習指導支援ビデオシステム、在宅学習支援コンピュータシステム)を通した学習において(1)ケーブルネットワークを活用した映像送信と双方向通信を通した在宅学習の支援システムを開発する。(4)遠隔学習者中の学習者、指導との交信をモニタし操作性の良いインターフェースの在り方を明らかにする。ことにある。本年度の成果の概要は次の通りである。1.ケーブルネットワークを活用した遠隔指導システムを構成する。教室や演習室から放送規格の教育情報映像を発信できるようにスタジオ型カメラ3台と在宅学習者からの応答質問双方向通信パソコン、およびこれらの映像および反応を教材刺激として構成できるビデオミキサー等からなる在宅学習指導支援ビデオシステムを開発した。学習活動及び指導活動について、ビデオに録画記録し、授業分析を行っている。3.指導者や学習者の行動、発言及び思考について、ビデオやイメージマップを使って調査・分析している。4.遠隔教育質問応答処理および記録用ソフトの開発とインターフェースの改良を行っている。

(4)遠隔学習中の学習者、指導者との交信をモニタし操作性の良いインタフェースの在り方を明らかにする。ことにある。本年度の成果の概要は次の通りである。1.ケーブルネットワークを活用した遠隔指導システムの補強機能を構成する。自然な状態で教育活動ができるように、校内放送施設(CATV)の回線を使い教室や演習室・研究室から教育情報映像を発信できるように、MODを使い、在宅学習指導支援システムを改良開発した。2.ケーブルネットワークシステムを活用して、本学内の教室間で、学習指導役(大学教官)と学習者役として遠隔学習を実験した。学習活動及び指導活動について、ビデオに録画記録し、授業分析し、アンケートなどを行った。将来実施される授業スタイルを想定し、講義スタイルを変えて学内で模擬中継実験を行い、システムの評価実験を行った。(1)普段通りの講義の情景をネットワークを通して中継し、別の教室にいるの受講生に提示し、教育を行う。(2)ゼミナール形式の二つの集団でネットワークを通したゼミ形式の学習指導・討議ができるかどうか。(3)授業者が遠隔地のスタジオにいて、受講者にネットワークを通して講義・指導を行う。3.指導者や学習者の行動・発言及び思考について、ビデオやイメージマップを使って調査・分析している。4.遠隔教育質問応答処理および記録用ソフトの開発とインターフェースの改良を行っている。本研究は、ケーブルネットワークを活用した映像送信と双方向通信を通した在宅学習の支援システム(在宅学習指導支援ビデオシステム、在宅学習支援コンピュータシステム)を通した学習において(1)ケーブルネットワークを活用した映像送信と双方向通信を通した在宅学習の支援システムを開発する。(2)遠隔学習中の学習者、指導者の生理反応の分析により、在宅学習支援システムの問題を明らかにする。(3)遠隔学習中の学習者、指導者の行動や発言の分析・研究による学習支援の在り方を明らかにする。ことにある。1.ケーブルネットワークシステムを活用して、本学内の教室間で、学習指導役(大学数宮)と学習者役として遠隔学習を実験した。(1)普段通りの講義の情景をネットワークを通して中継し、別の教室にいるの受講生に提示し、教育を行った。(2)ゼミナール形式の二つの集団でネットワークを通したゼミ形式の学習指導・討議を試みた。
離散幾何における組合せ論的手法

本研究は、3年という研究期間において離散幾何の諸問題の持つ組合せ論的な側面を抽出、分類し、そこから離散幾何における一般的な方法論を構築することを目的としていた。その研究成果のうち、主要なものをいくつか挙げる。・平面内の有限個の頂点を線分で結び、できるだけ交差する線分が少ないハミルトンサイクルを描画する問題は、見かけ上幾何学的な問題であるが、実はこれが本質的に組合せ論的特性として記述できることを明らかにし、こうした問題を解決する方法論を構築した。・幾何学的独立木の問題をグラフの独立木の問題の発展形として捉えることで、その組合せ論的特性を明らかにし、幾何学的独立木の問題を扱う方法論を構築した。・ユークリッド空間内に置かれた有限個の幾何的対象に対し、その両側にほぼ同数が分布するような超平面の存在を問う問題は多数存在するが、これらの問題の組合せ論的特性を明らかにし、それを用いて、特に対象が球面である場合に問題を解決した。・濃淡画像を白黒2値画像として表現する問題を、グラフ理論におけるネットワークフロー問題に還元する方法論を構築し、それを用いて従来のものとは全く異なるアルゴリズムを得た。・離散幾何の問題にはグラフの分割問題に帰着させられるものが多数存在することを明らかにし、特に完全グラフ、完全2部グラフの場合における様々な分割問題を解決した。これらは本研究成果のごく一部であり、その全容は研究成果報告書に詳しい。得られた成果の多さと深さを考えれば、本研究は大きな成功を収めたと考えられる。本研究は3年という期間の中で離散幾何における組み合せ論的手法を発展させ、方法論として確立することを目的としている。本年度はその初年度にあたり、離散幾何の問題の組み合せ論的側面の抽出とグラフ理論の問題を離散幾何に応用するための基礎技術の開発を目指した。以下にその研究成果の代表的なものを挙げる。・三角形に対する各種の刑務所問題は比較的簡単に解かれるため、刑務所問題においては与えられた多角形を三角形に分割するアプローチがしばしば取られる。この際、1つの三角形分割からより望ましい三角形分割に変形する操作が求められる。本研究者はそのための一般的な枠組みとして対角変形という変形操作を開発し、ある程度頂点数の大きい三角形分割においては対角変形が極めて良い振る舞いを示すことを証明した。・照明角が制限された照明問題は刑務所問題の1つであるが、この問題の持つグラフ理論的な側面を抽出した。・グラフ理論上の成果を離散幾何に応用するための方法の1つとして、グラフを細分して単位距離グラフに変換する手法を開発した。・離散幾何の問題にはグラフのハミルトン性に帰着するものが多い。一方グラフのハミルトン性を調べる1つの手法として閉包と呼ばれる変形操作がある。本研究者はクローフリーグラフと呼ばれるグラフのクラスの上で極めて良い振る舞いを示す新しい閉包操作を開発した。・離散幾何にはグラフの因子分解に帰着するものも多い。因子分解においては今まで3部以上の部集合を持つ他部グラフについてはほとんど何も知られていなかったが、本研究者は3部グラフを調べる手法を開発し、それを用いて完全3部グラフの完全2部グラフへの因子分解の問題を解決した。本研究ではそのほかにも多くの知見が得られており、初年度の研究は目的を達成したと考えられる。本研究は3年という期間の中で離散幾何における組合せ論的手法を発展させ、方法論として確立することを目的としている。本年度はその2年目に当たり、離散幾何の各問題の組合せ論的側面を抽出する一方、既に抽出されている問題を解決し、一般的な方法論へと展開させることを目指した。・グラフの独立木問題の離散幾何への発展形として考えられている、幾何学的独立木の各問題について、これらが強い組合せ論的特性を持つことを明らかにし、それらを扱う一般的な手法を開発した。