hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
情報科学と情報技術の観点に基づくアルゴリズム学習の評価基準の提案と実践

本年度は,これまで情報科学と情報技術の観点に基づいて検討してきた評価基準を用いて,指導者の育成,評価基準に則した指導内容について検討した。当初予定では,昨年度小学校,本年度中学校での実践を想定していたが,指導する教員の実態の把握と評価基準の観点に則したカリキュラムの検討が急務と考え,そちらを中心に研究を行った。まず,指導する教員の実態では,小・中・高等学校教員を対象とした教員研修(対象48名)の結果を評価基準から分析した。その結果,順次処理では変数や値と演算の関係や代入式,分岐処理では条件設定の指導の重要性,反復処理では繰り返すための条件設定に関する考え方十分にできていないことが分かった。この成果は宇都宮大学教育学部教育実践紀要第4号(2018.2.28)に掲載した。また,この結果を受けて教員研修プログラムを宇都宮市教育委員会と開発・実践した。その成果については現在分析中である。さらに,教員の実態に応じたプログラミング教育のカリキュラムについても検討した。検討したカリキュラムは,評価基準の観点を踏まえ,プログラミング教育に不慣れな教員でも指導することのできるものとした。また,そのカリキュラムを実施するために必要なプログラミング教材の開発も行った。開発したカリキュラムは,小学校第2学年音楽科と小学校第4学年社会科の授業で授業実践をし,その成果を宇都宮大学教育学部実践紀要に投稿した(現在,投稿中)。また,小学校第5,6学年の各教科の教科書や教育課程から指導単元を分析し,「思考・判断・表現等」をねらいとした授業を抽出した。そして,抽出した授業をプログラミング的思考力の育成を含めた授業案と教材を提案した。その結果は,日本産業技術教育学会第34回情報分科会(宇都宮)にて発表した。現在は,これらの実践や提案を合わせて1つの研究成果としてまとめている段階である。28年度は,国内の小・中学校におけるプログラミング教育やアルゴリズム学習の実態や研究について調査した。プログラミング教育やアルゴリズム学習の実践では,ロボットやセンサー機器の教材を用い,ビスケットやScratchなどのビジュアルプログラミング言語などを活用した課題解決の授業が多かった。また,評価は意識調査が主であり,認知的な調査では課題解決の有無やビジュアルプログラミング言語を用いて課題解決の手順の作成の有無が基準となっている。しかし,この方法は,最終的に課題が解決できたことを判定することはできるが,児童・生徒の習得状況を把握するのは難しいと言える。一方,文科省委託事業平成26年度・情報教育指導力向上支援事業「諸外国におけるプログラミング教育に関する調査研究」の報告書では,25カ国のプログラミング教育の実態が報告されている。その中で,評価方法や基準が報告されているのは8カ国である。特にフランスの評価基準は,アルゴリズム技能を「評価する技能」,「基準・指標」,「習熟レベルと自主性の度合い」の3つの観点からそれぞれ5項目程度に細分化し,児童・生徒のアルゴリズム技能の到達度を測っている。しかし,それ以外の国では,自己評価や筆記試験,口頭試験による最終到達度のみが評価されている。この実態を受け,アルゴリズム学習における児童・生徒の習得状況を把握する評価基準を検討し,実践するためのカリキュラムを検討した。方法は,題材を絵本作りとし,小学校低学年の児童に製作の手順(順次処理,分岐処理)を意識させた学習指導を行う。その過程において構想,設計をワークシート,製作を作成した絵本から現行の評価基準で評価する。現在は,授業実践の試行が終了したところである。29年度は,授業実践の結果を評価基準に従って評価し,児童のアルゴリズムの習得状況を評価するとともに,評価基準の見直しの方向性を検討する。28年度は,国内外のプログラミング教育やアルゴリズム学習の実践や研究から実態を調査し,評価基準の現状と課題を検討した。また,授業実践の試行を実施したことで,29年度の授業実践に向けたアルゴリズム学習に必要な題材やカリキュラムの検討するための基礎情報を得られた。今後は,現行の評価基準から試行結果を評価することで評価基準の見直しと新たな評価基準の作成に着手することができると考えている。これらのことから,研究はおおむね順調に進展していると判断した。29年度は,28年度に実施した調査結果及び小学校における実践結果を分析を行うとともに,小・中・高等学校の教員を対象としたプログラミング的思考を養成するための研修を行いその結果を適切に分析するための評価基準(アルゴリズム理解度評価フレームワーク)の見直しを行った。まず,小学校の実践では,絵本づくりを題材とした小学校低学年向けの実践とPIC-GPE組込LED発光教材を題材とした高学年向けの実践の二つの実践結果を基に評価基準の見直しを図った。その結果,従来のアルゴリズム理解度評価フレームワークにおける情報技術の観点からみた順次処理の評価項目の修正が必要な事が分かった。具体的には,「処理手順の記述数」のみの評価では学習者の思考を十分に反映できているかを判定することが難しい。そのため,「方向性の記述」と「経路の記述」の二つに分け,細分化した評価が行えるように修正した。さらに,小学校におけるプログラミング的思考を評価するためには,情報科学,情報技術だけでなく指導する教科の特性に応じた評価基準も求められることが分かった。そのため,29年度は絵本づくりを評価するために,国語科の「書くこと」に特化した評価基準を試行的に作成した。また,教員を対象とした研修結果では,反復処理にの三つの基本的な処理手順があるが,小学校の実践において順次処理の評価基準,特に情報技術から捉えた評価基準が不足していることが改めて確認できた。

さらに,反復処理における条件設定などの理解度が低く,教員にはプログラミン的思考だけでなくプログラミング言語を用いたコーディングの必要性なども分かった。以上の結果は,日本産業技術教育学会や宇都宮大学教育学部実践紀要(投稿中)として報告している。当初予定通り,29年度までに小学校での実践や教員を対象とした実態調査などがおこなった。この実践結果から情報科学,情報技術の双方から捉えたプログラミング教育の評価基準の見直しを行うことができた。これらの結果を受け,最終年度は中学校における実践に着手し,評価基準を一般化していく研究の基盤ができたと考えている。以上のことから,研究はおおむね順調に進展していると判断した。本年度は,これまで情報科学と情報技術の観点に基づいて検討してきた評価基準を用いて,指導者の育成,評価基準に則した指導内容について検討した。当初予定では,昨年度小学校,本年度中学校での実践を想定していたが,指導する教員の実態の把握と評価基準の観点に則したカリキュラムの検討が急務と考え,そちらを中心に研究を行った。まず,指導する教員の実態では,小・中・高等学校教員を対象とした教員研修(対象48名)の結果を評価基準から分析した。その結果,順次処理では変数や値と演算の関係や代入式,分岐処理では条件設定の指導の重要性,反復処理では繰り返すための条件設定に関する考え方十分にできていないことが分かった。この成果は宇都宮大学教育学部教育実践紀要第4号(2018.2.28)に掲載した。また,この結果を受けて教員研修プログラムを宇都宮市教育委員会と開発・実践した。その成果については現在分析中である。さらに,教員の実態に応じたプログラミング教育のカリキュラムについても検討した。検討したカリキュラムは,評価基準の観点を踏まえ,プログラミング教育に不慣れな教員でも指導することのできるものとした。また,そのカリキュラムを実施するために必要なプログラミング教材の開発も行った。開発したカリキュラムは,小学校第2学年音楽科と小学校第4学年社会科の授業で授業実践をし,その成果を宇都宮大学教育学部実践紀要に投稿した(現在,投稿中)。また,小学校第5,6学年の各教科の教科書や教育課程から指導単元を分析し,「思考・判断・表現等」をねらいとした授業を抽出した。そして,抽出した授業をプログラミング的思考力の育成を含めた授業案と教材を提案した。その結果は,日本産業技術教育学会第34回情報分科会(宇都宮)にて発表した。現在は,これらの実践や提案を合わせて1つの研究成果としてまとめている段階である。29年度は,試行した授業の結果を現行の評価基準に則して評価し,アルゴリズム学習による児童の習得状況を分析する。さらに,現行の評価基準の見直しを行い,新たな評価基準の作成に着手する。次に,試行によって得られた知見を基に,題材とカリキュラムを再検討し,小学校における授業実践を実施する。
シェ-グレン症候群におけるT細胞機能の解析:接着分子を介したシグナル伝達機能

シェ-グレン症候群においては,唾液腺内でT細胞のモノクローナルな増生や各種サイトカインの産生などが報告されている.炎症性サイトカインは血管内皮細胞でのICAM-1など接着分子のリガンドの発現を増強させることがわかっている.われわれは,接着分子の一つであるLFA-1が細胞の増殖に必要なシグナルを伝達することを明らかにしてきた.今回,接着分子を介する刺激によるシェ-グレン症候群患者のT細胞機能を検討する目的で,まずヒトT細胞株(Jurkat)を用いて検討した.Jurkat細胞を固層化したCD3抗体とLFA-1抗体で架橋刺激し,細胞内蛋白のチロシンリン酸化状態と細胞骨格成分の凝集に重要なチロシンキナーゼであるp125^<FAK>の活性を検討した.CD3抗体の架橋により,60kD,85kD,120kDの新たなチロシンリン酸化蛋白の出現を認めた.免疫沈降したp125^<FAK>のチロシンリン酸化は,CD3抗体の架橋刺激により出現し,LFA-1抗体とCD3抗体の同時架橋刺激により増強する傾向が認められた.この変化は,LFA-1抗体の用量依存性を示した.またp125^<FAK>活性を放射標識正リン酸を用いたIn vitro kinase assayにて検討すると,チロシンリ酸化の結果と同様にCD3抗体とLFA-1抗体の同時架橋により,強いチロシンキナーゼ活性の誘導が認められた.このことより,接着分子のT細胞活性化にp125^<FAK>が関与している可能性が示唆された.今後,T細胞活性化に接着分子を介した細胞骨格成分の凝集が必要不可欠であるかを明らにし,シェ-グレン症候群患者細胞T細胞と正常者T細胞との差異を明らかにする予定である.シェ-グレン症候群においては,唾液腺内でT細胞のモノクローナルな増生や各種サイトカインの産生などが報告されている.炎症性サイトカインは血管内皮細胞でのICAM-1など接着分子のリガンドの発現を増強させることがわかっている.われわれは,接着分子の一つであるLFA-1が細胞の増殖に必要なシグナルを伝達することを明らかにしてきた.今回,接着分子を介する刺激によるシェ-グレン症候群患者のT細胞機能を検討する目的で,まずヒトT細胞株(Jurkat)を用いて検討した.Jurkat細胞を固層化したCD3抗体とLFA-1抗体で架橋刺激し,細胞内蛋白のチロシンリン酸化状態と細胞骨格成分の凝集に重要なチロシンキナーゼであるp125^<FAK>の活性を検討した.CD3抗体の架橋により,60kD,85kD,120kDの新たなチロシンリン酸化蛋白の出現を認めた.免疫沈降したp125^<FAK>のチロシンリン酸化は,CD3抗体の架橋刺激により出現し,LFA-1抗体とCD3抗体の同時架橋刺激により増強する傾向が認められた.この変化は,LFA-1抗体の用量依存性を示した.またp125^<FAK>活性を放射標識正リン酸を用いたIn vitro kinase assayにて検討すると,チロシンリ酸化の結果と同様にCD3抗体とLFA-1抗体の同時架橋により,強いチロシンキナーゼ活性の誘導が認められた.このことより,接着分子のT細胞活性化にp125^<FAK>が関与している可能性が示唆された.今後,T細胞活性化に接着分子を介した細胞骨格成分の凝集が必要不可欠であるかを明らにし,シェ-グレン症候群患者細胞T細胞と正常者T細胞との差異を明らかにする予定である.
第一原理電子状態計算に基づく自由エネルギー解析手法の開発とその応用

固液界面に適した古典力場を第一原理電子状態計算手法から構築し,自由エネルギー解析手法(マルチカノニカルモンテカルロ法)による網羅的なガス発生シミュレーションを実施した.ただし,リアルなモデルでは現実的な解析が容易でないため,界面を模擬したモデルに対してシミュレーションを実行した.ある温度で実現される統計集団を模擬するカノニカルシミュレーションとは違い,マルチカノニカル(MUCA)シミュレーションは指定した温度領域内をランダムに探索する手法である.すなわち,高温の領域を経て常温に戻ってきた構造は通常のシミュレーション時間では得ることのできない構造を生じ得る.したがって,MUCAシミュレーションはある温度での構造を網羅的に探索することのできる手法であり,一般に平衡状態に達する時間(緩和時間)の長い液体の系に対して非常にパワフルな解析手法である.エチレンカーボネート(EC)50%,ジメチルカーボネート(DMC)50%の電解液から成る系に対してMUCAシミュレーションを実施したところ,ガス分子としてEC由来のHCCH(アセチレン)が1個,H2CCH2(エチレン)が1個,CH2Oが2個,DMC由来のCH4が2個,ECとDMC由来のCO2が2個,COが9個確認できた.さらにCH2OHの発生が確認できた.CH2OHはEC由来と考えられているが,従来想定されている分解経路からは現れない分子である.今後,詳細な分解経路を明らかにしていく予定であるが,この計算結果は本研究課題で開発した計算手法のパワフルさを端的に示していると考えられる.本年度に実施した電解液は現在の主たる電池に利用されているものである.また,電解液の分解によるガス発生はその性能劣化に関連した現象である.したがって,「実験と理論の橋渡し役」や「産業技術に対する貢献」を目指す本研究課題の応用例の一つとして非常に意義深いものである.第一原理電子状態計算手法(密度汎関数法に基づくVASPコード)と自由エネルギー解析手法(マルチカノニカルモンテカルロ法)を組み合わせたコードを開発した.少数ノードの計算機システムではその並列化効率は100%に達しているが,大規模超並列計算機ではその性能が発揮されていない.今はその問題点を明らかにしているところである.開発したコードを適用する際には,系の自由エネルギーランドスケープの中で興味のある部分のみを効率よくサンプリングするために,その系の特徴を前もって知っておく必要がある.本研究課題で実施予定の系,すなわち「水の六量体」の系では,六量体の安定構造を計算しそれを特徴付ける秩序変数を考案した.「IV族二次元結晶の熱力学的安定性」の系では,絶縁膜上でのIV族二次元結晶の熱力学を考慮しない安定構造を同定した.「超格子GeTe/Sb2Te3抵抗変化型メモリの構造変化機構」の系では,構造変化の機構や構造変化前後の構造を新たに見出した.「電極界面における電気化学反応」の系では電解質イオンの挙動を追いかけ,その拡散に時定数を算出しているところである.この他にも,既に古典力場ポテンシャルで再現した希ガス原子の固液相転移の系に対しても利用を試みている.開発した第一原理マルチカノニカルモンテカルロ法は,サンプリング手法としては非常にロバストであるが想像以上に時間を要することが判明した.開発した自由エネルギー解析手法で時間を要するのはモンテカルロ法に基づくアルゴリズムを用いている点にある.これを改善するために分子動力学法を用いた手法(マルチカノニカル分子動力学法)も開発している。これにより数10倍の高速化が見込まれる.第一原理電子状態計算手法(密度汎関数法に基づくVASPコード)と自由エネルギー解析手法(マルチカノニカルモンテカルロ法)を組み合わせたコードを開発した.さらに,自由エネルギー解析手法としてマルチカノニカル分子動力学法を用いた手法も開発している.本研究課題で実施予定の計算の規模は非常に大きいため,開発したコードを外部計算機センターの大規模超並列計算機で性能が最大限に発揮されるようにチューニング中である.開発したコードを適用する際には,系の自由エネルギーランドスケープの中で興味のある部分のみを効率よくサンプリングするために,その系の特徴を前もって知っておく必要がある.本研究課題で実施予定の系,すなわち「水の六量体」,「IV族二次元結晶の熱力学的安定性」,「超格子GeTe/Sb2Te3抵抗変化型メモリの構造変化機構」,「電極界面における電気化学反応」の各項目に対して予備計算は順調に進んでいる.この他にも,既に古典力場ポテンシャルで再現した希ガス原子の固液相転移の系に対しても利用を試みている.ただし,開発した計算手法が想像以上に時間を要してしまい,本計算の進捗が遅れ気味である.第一原理電子状態計算手法と自由エネルギー解析手法(マルチカノニカルモンテカルロ法)を組み合わせたコードは初年度で完成したが,想像以上に計算時間を要することが判明した.この問題を克服するために,本年度はステップ毎に必要とされるエネルギー計算の速度を向上させることに取り組んだ.具体的には,汎用の古典分子動力学コードを組み込み,古典力場ポテンシャルを利用できるようにした.電荷の授受を記述することのできるReaxFF力場ポテンシャルを用いて,チタン酸バリウム固体内における酸素空孔拡散の自由エネルギー障壁高さを計算した.ただし,チタン酸バリウムに対するReaxFF力場ポテンシャルの適切なパラメータは存在しないため,以下の手続きでパラメータを決定した.まずは適当なパラメータでマルチカノニカルシミュレーションを実行し,得られたサンプルに対して第一原理電子状態計算とReaxFF力場ポテンシャル計算が同じ結果を与えるようにパラメータを更新し,その差が小さくなるまで更新を続けた.最適化されたReaxFF力場ポテンシャルを用いると,酸素空孔拡散の自由エネルギー障壁高さは0.72eVとなる.

これは第一原理電子状態計算手法の結果0.69eVと非常によく一致していた.この結果は,適切に最適化された古典力場ポテンシャルであれば第一原理電子状態計算手法の代わりになる得ることを示している.そこでReaxFF力場ポテンシャルよりもさらに柔軟なニューラルネットワーク型古典力場ポテンシャルを作成し,その精度を確認している.テスト系として選んだチタン酸バリウムは代表的な強誘電体であり,誘電体材料として広く使用されているものである.また,酸素空孔拡散はその性能劣化に関連した現象である.したがって,「実験と理論の橋渡し役」や「産業技術に対する貢献」を目指す本研究課題の応用例の一つとして非常に意義深いものである.第一原理電子状態計算手法(密度汎関数法に基づくVASPコード)と自由エネルギー解析手法(マルチカノニカルモンテカルロ法)を組み合わせたコードを開発した.開発した第一原理マルチカノニカルモンテカルロ法は,サンプリング手法としては非常にロバストであるが想像以上に時間を要することが判明した.これを改善するために分子動力学法を用いた手法(マルチカノニカル分子動力学法)を新たに開発している.また,さらなる高速化を目指しエネルギー計算エンジンそのものの高速化を図っている.具体的には,汎用の古典分子動力学コード(LAMMPSコード)と結合し,古典力場ポテンシャルを利用できるようにした.さらに,ニューラルネットワークを利用した高精度古典力場ポテンシャル作成の枠組みを作っている.現在,ニューラルネットワーク型古典力場ポテンシャルを希ガス原子の固液相転移の系に適用し,その精度を確認している.さらに,具体的な応用としてチタン酸バリウム固体内の酸素空孔拡散に対しても適用している.また,本研究課題で実施予定の系,すなわち「水の六量体」,「IV族二次元結晶の熱力学的安定性」,「超格子GeTe/Sb2Te3抵抗変化型メモリの構造変化機構」,「電極界面における電気化学反応」の各項目に対して予備計算は随時進めている.開発している計算コードは,原子・分子の複雑な運動が介在する極めて解析困難な現象に対しても適用可能なものである.そのポテンシャルを高く評価していただいた企業と共同研究を開始した.
超臨界二酸化炭素溶媒を利用したリサイクルポリプロピレンの高機能化の研究

劣化に対するポリプロピレン(PP)の崩壊挙動の研究結果から、超臨界二酸化炭素溶媒を用いたグラフト重合による高機能化が期待できるPPのグレード(種類)としては、劣化に弱いイソタクチック連鎖を所々分断でき、さらには不飽和結合生成に導くラジカル切断が起こり難いエチレン連鎖をPPポリマー鎖内に持つランダムPP(rPP)とよばれるグレードが適することが分かったので、スチレングラフト重合化による高機能化を試みた。重合はステンレス製オートクレーブにスチレン/ヘキサン溶液、rPP試料ならびに2,2-アゾビスイソブチロニトリルおよびt-Butyl peroxideを所定量窒素雰囲気下で入れ、液体窒素ならびに真空ポンプを使い凍結・脱気後、室温で導入可能な所定の圧力でCO2を導入して50°Cまで温度を上げ超臨界状態にして所定の時間保ち、その後80および100°Cに温度を上げて所定の時間保ちラジカル重合を開始させてグラフト重合化を行なった。rPPは通常のPPに比べて劣化耐性が若干向上しており、サンプルの形状を維持したままグラフト化できたものを得ることができた。得られた試料をラマンスペクトルで断面部を観察した。グラフトしたポリスチレン(PS)の濃度分布を顕微ラマン測定によりマッピングを行なった。PSの濃度は、rPPに由来する1460cm^<-1>付近のピークとPSに由来する1603cm^<-1>付近のピークの強度比(Isty=A_<1603>/A_<1460>)で比較したに従って規格化して比較した。その結果、表面近傍にグラフト重合化が集中しており補強としていることが分かった。この結果は、目標とする劣化PPの補強という点から好ましいものであったが、同時にグラフト重合時に表面にクラックが入り脆くなってしまうという好ましくない挙動も生じ、さらなる改良が必要であることが分かった。リサイクルポリプロピレンとしては、一般的に良く使われているイソタクチックな立体規則性を持つポリプロピレン(iPP)を用い、重合用のモノマーにスチレン、ラジカル開始剤として2,2-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を使って、オートクレーブ中で超臨界二酸化炭素溶媒、80°Cでラジカル重合を開始させてスチレンのグラフト重合を行なった。その結果、iPP鎖ではラジカル重合中に劣化(鎖の切断)が激しく進行してしまうということが明らかとなった。そこで、超臨界中でのラジカルによる劣化反応に耐えることのできるPPを探索するために、溶出溶解分別法(TREF)を用いてイソタクチック度(mmmmm:メソペンタッド分率)が52,76,87,91%の4種類のiPPを分別により作製し、熱重量測定装置(TGA)を使って各々のiPPの劣化開始反応の見かけの活性化エネルギー(ΔE)を求めて比較検討を行なった。その結果、ΔE(KJ/mol)=-1.24×[mmmm]+205235という、劣化安定性がイソタクチック度に対して負の直線関係にあることが明らかとなった。負の直線関係を示す原因として、イソタクチック度が高いiPPほど高分子鎖がコンパクトな3_1ラセン構造を採るために、劣化反応が分子鎖内で連鎖的に進むためと結論付けた。したがって、3_1ラセン構造の量を適度にコントロールすれば、劣化し難いiPPとなり、超臨界二酸化炭素溶媒を用いたグラフト重合による高機能化ができる可能性が示唆されたと考えている。次年度はエチレンが共重合された種類(グレード)であるランダムPPに関してもエチレン含有量と劣化安定性の関係を明確にし、グラフト重合化によって高機能化可能なPPグレードの適用範囲を明確にし、高機能化を試みる予定である。

昨年度までの研究結果から、ラジカル反応を利用したグラフト重合時にポリプロピレンマトリックスの劣化が激しく進行する事が分かった。従って、超臨界状態のCO_2を使ったラジカル開始剤によるグラフト重合化の目的遂行のためには、急激な劣化に対して耐性のあるポリプロピレンが望ましい。この点を踏まえて、劣化とポリプロピレンの一次構造の関係を明らかにすることでグラフト重合に適したポリプロピレンの探索を行ってきた。特に本年度は、ポリプロピレンはインパクトポリプロピレンと呼ばれる多成分系ポリプロピレンの劣化挙動を溶出溶融分別法を用いて詳細に調べ、エチレン・プロピレンコモノマー連鎖や共重合化に伴う立体規則性の乱れと劣化の関係を明らかにする検討を行った。その結果、エチレン単位が連鎖中に存在すると劣化耐性が上がること、立体規則性の乱れもまた耐性を上げることが分かった。この他の検討として、ポリプロピレンに存在する不飽和末端が劣化時に与える影響も調べ、不飽和末端が劣化を促進する働きがあることも見出した。以上の結果から、超臨界二酸化炭素溶媒を用いたグラフト重合による高機能化が期待できるポリプロピレンのグレード(種類)としては、エチレンを若干共重合させたランダムポリプロピレンとよばれるグレードが適することが分かった。また、不飽和末端の含有量が多く存在するポリプロピレンでは高機能化が難しいことも事前に判断できることが分かった。昨年度までの研究結果から、超臨界二酸化炭素溶媒を用いたグラフト重合による高機能化が期待できるポリプロピレン(PP)のグレード(種類)としては、劣化に弱いイソタクチック連鎖を所々分断でき、さらには不飽和結合生成に導くラジカル切断が起こり難いエチレン連鎖をPPポリマー鎖内に持つランダムPP(rPP)とよばれるグレードが適することが分かったので、スチレングラフト重合化による高機能化を試みた。重合はステンレス製オートクレーブにスチレン/ヘキサン溶液、rPP試料ならびに2,2-アゾビスイソブチロニトリルおよびt-Butyl peroxideを所定量窒素雰囲気下で入れ、液体窒素ならびに真空ポンプを使い凍結・脱気後、室温で導入可能な所定の圧力でCO_2を導入して50°Cまで温度を上げ超臨界状態にして所定の時間保ち、その後80および100°Cに温度を上げて所定の時間保ちラジカル重合を開始させてグラフト重合化を行なった。rPPは通常のPPに比べて劣化耐性が若干向上しており、サンプルの形状を維持したままグラフト化できたものを得ることができた。得られた試料をラマンスペクトルで断面部を観察した。グラフトしたポリスチレン(PS)の濃度分布を顕微ラマン測定によりマッピングを行なった。PSの濃度は、rPPに由来する1460cm^<-1>付近のピークとPSに由来する1603cm^<-1>付近のピークの強度比(Isty=A_<1603>/A_<1460>)で比較したに従って規格化して比較した。その結果、表面近傍にグラフト重合化が集中しており補強としていることが分かった。この結果は、目標とする劣化PPの補強という点から好ましいものであったが、同時にグラフト重合時に表面にクラックが入り脆くなってしまうという好ましくない挙動も生じ、さらなる検討が必要であることが分かった。
超伝導共振器を使ったオンチップ型低分散超広帯域サブミリ波分光計の実証

ミリ波サブミリ波帯において、比較的低い分光解像度ながら、ヘテロダイン受信機と比較して格段に広い分光帯域の実現を目指した新しいコンセプトの分光システムDESHIMAの技術実証機の開発を行った。実験室における評価を経て、南米チリ・アタカマ砂漠において運用中のサブミリ波望遠鏡ASTEにDESHIMA技術実証機を搭載し、オリオン分子雲や系外銀河NGC253など複数の天体から信号を受信することに成功した。観測周波数帯域は約330-370GHz、分光点数は49チャンネルであった。世界に先駆けてon-chip型超広帯域サブミリ波分光システムの天体信号を使った技術実証を行うことができた。宇宙におけるダストに隠された星形成の歴史を紐解くため、C+イオンからの158μm輝線の観測によりダストに覆われた爆発的星形成銀河の系統的な分光赤方偏移測定を可能とする、新しいサブミリ波超広帯域分光計DESHIMAの技術実証機の開発を進めている。研究初年次となる平成25年度は、以下の項目についての検討・開発を行った。(1) DESHIMAの実験室における性能評価、特に、まず350GHz帯における分光性能の実験室評価を進めるための準備を行った。350GHz帯の信号源(マイクロ波のシンセサイザからの信号を入力して、それを増幅・逓倍して350GHz帯を出力するシステム)の調達を行い、実験室内で信号を発生させ、その周波数安定性や出力電力の安定性を確認するとともに、DESHIMAへ350GHz帯の信号を導入する光学系についての検討・準備も行った。(2)光学系の検討を開始した。DESHIMAを搭載する望遠鏡としては国立天文台が運用するASTE10m望遠鏡を想定しているが、搭載する場合には、ASTE望遠鏡内の、限られた空間しかない受信機室の内部にいかに設置し、また、望遠鏡からの信号をいかにDESHIMAヘ導くかという光学系の検討が重要である。まずは基本設計としてガウス光学を用いた検討を開始した。(3) ASTE望遠鏡に搭載して行う試験観測および科学的観測についての内容の検討を行った。特に、DESHIMAによる科学観測の成果を拡大するため、他の観測装置、特に超伝導遷移端カメラ(TESカメラ)との併用による得失についての検討を行った。宇宙におけるダストに覆われた星形成活動の変遷を探るため、遠赤外線域で顕著に明るい[CII]158μm輝線の観測により、ダストに隠された爆発的星形成銀河の系統的な分光観測を可能とする、新しいサブミリ波帯超広帯域分光計DESHIMAの技術実証機の開発を進めている。研究2年次となる平成26年度は、以下のような開発研究を行った。(1) DESHIMAの実験室評価、特に350GHz帯での分光性能の評価を行った。迷光対策なども盛り込んだ、新しい構造を持つチップを設計・製造し、設計通りに、波長分解能R = 700程度の分光性能が達成されていることを確認した。(2) ASTE望遠鏡に搭載するための光学系の検討を引き続き進めた。受信機室内で、同時期に搭載される可能性が高い超伝導遷移端センサー(TES)カメラと両立する光学系およびその支持機構の検討を進め、実現可能な解を得ることができた。(3)読み出し回路の評価実験を開始した。また、読み出したデータのフォーマットの策定を、望遠鏡とDESHIMAとの時刻同期方式の検討および解析をどのようなソフトウエアで進めるかの検討とあわせて進めた。ボロメーターカメラのデータ解析ソフトとして実績のあるBoAでの解析を念頭に、MBFITS形式でのデータ取得を行うことにした。宇宙におけるダストに覆われた星形成活動の変遷を探るため、遠赤外線域で顕著に明るい炭素イオンからの[CII]158μm輝線の観測により、ダストに隠された爆発的星形成銀河の系統的な分光観測を可能とする、新しいサブミリ波帯超広帯域分光計DESHIMAの技術実証機の開発を進めている。研究3年次となる平成27年度は、以下のような開発研究を行った。(1) ASTE望遠鏡に搭載するための光学系の開発を引き続き進めた。チップのアンテナデザインを製作の容易なダブルスロットアンテナに変更したことに合わせ、デザインの改良を進めた。また、高い周波数での性能をアンテナ系も含め最適化すべく、テラヘルツ領域での光学系設計の実績が豊富なデルフト工科大学テラヘルツグループとの議論を行った。実験室での光学系評価に必要となる、シリコンレンズアレイの開発も国立天文台先端技術研究センターとの共同開発研究として開始した。(2)データ読み出し・及び、解析系ソフトウェアの開発を進めた。昨年度策定したデータフォーマットを用いて実験室評価を進め、フィードバックを図るとともに、超伝導素子MKIDsからの生データの強度較正手法、解析手法の検討を行い、試験観測で必要となるシステム及びソフトウェアの概念設計、観測モードごとのデータサイズの推定・評価を行った。(3) DESHIMA搭載に先立って必要となるASTE望遠鏡へのインフラ整備を進めた。冷凍機コンプレッサー用のHe配管や電源系の整備、チラーの新規導入を行い、チリ現地での敷設準備を行った。実験室評価等が進んでいることに加え、石井峻特任助教の活躍により、ASTE望遠鏡に搭載するために必要なインフラストラクチャーの整備、特に、ヘリウム配管の再敷設など、現実的に容易ではない課題について、関係各方面との調整が進み、実現の目処がついたことなどから、順調に進展していると自己評価している。

宇宙におけるダストに覆われた星形成活動の変遷を探るため、遠赤外線域で顕著に明るい炭素イオンからの[CII]158μm輝線の観測により、ダストに隠された爆発的星形成銀河の系統的な分光観測を可能とする、新しいサブミリ波帯超広帯域分光観測システムDESHIMAの技術実証機の開発を進めている。研究最終年次となる平成28年度および繰越を行った平成29年度における研究開発の成果は以下のようにまとめられる。(1)実験室における技術実証機用超伝導フィルターバンクの評価を行い、330-370GHzの帯域を49チャンネルで分光できることを実証した。分光解像度(R=λ/Δλ)は300+/-50を達成した。(2)技術実証機を南米チリ・アタカマ砂漠で運用している口径10mのサブミリ波望遠鏡ASTEに搭載を行い、オリオン分子雲や系外銀河NGC253などからの天体信号を実際に検出することにより、on-chip型の超伝導フィルターバンクを使った超広帯域サブミリ波分光システムというコンセプトの天体信号を使った実証に成功した。観測手法やデータ解析の手法についても、これからさらに検討・開発すべき項目は多数あるが、世界に先駆けて、on-chip型超広帯域サブミリ波分光システムの天体信号を使った実証に成功したことは大きな成果である。観測を実施した天体には、高赤方偏移銀河も含まれており、技術実証はもちろん、新たな天文学的知見も得るべく、取得できた膨大な観測データの解析を進めていく予定である。今回の成果を基盤として、さらに一桁広い周波数範囲を一挙に分光できるシステムの実現も、いよいよ視野に捉えることができた。ミリ波サブミリ波帯において、比較的低い分光解像度ながら、ヘテロダイン受信機と比較して格段に広い分光帯域の実現を目指した新しいコンセプトの分光システムDESHIMAの技術実証機の開発を行った。実験室における評価を経て、南米チリ・アタカマ砂漠において運用中のサブミリ波望遠鏡ASTEにDESHIMA技術実証機を搭載し、オリオン分子雲や系外銀河NGC253など複数の天体から信号を受信することに成功した。観測周波数帯域は約330-370GHz、分光点数は49チャンネルであった。世界に先駆けてon-chip型超広帯域サブミリ波分光システムの天体信号を使った技術実証を行うことができた。研究の推進を担う特任助教の雇用については、年度途中であるという状況もあり、高い技術・開発能力をもった人材の確保にやや苦慮しているという状況はあるが、次年度にむけて、引き続き、人材の確保に努めたい。他は実験室での測定準備についても予定通り推移していると評価している。研究推進の中軸を担う特任教員として非常に優秀な人材の招聘に成功した。開発・研究を活発に進めることができており、順調に推移していると評価できる。望遠鏡搭載に向けて、より性能の高い装置を安定して稼働させることができるよう、改良を進めて行くと共に、測定計画等の具体化を進める予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。電波天文学研究推進の軸となる特任教員の確保を進めつつ、DESHIMAの実験室での測定・評価を進めたい。また、光学系についての検討も引き続き進めていく。いよいよ望遠鏡への搭載に向けたさまざまな準備を着実に進めていきたい。
外来生物駆除後の海洋島の生態系変化：環境不均質性を考慮した管理シナリオの提案

外来生物の駆除を含めた順応的な生態系管理手法の確立をめざし、環境の空間的不均質性を考慮して外来生物の駆除が生態系機能にどのような影響を及ぼすのかを明らかにすることを目的とした。海洋島である小笠原諸島における実測に基づく調査・実験と空間構造を導入した生態系モデルの構築とシミュレーションを実施した。その結果、環境勾配に沿った海鳥・植物の分布の種間差、土壌の流出と流入に伴う土壌特性の違いが検出された。また、シミュレーションの結果、外来動物を駆除すると、海鳥の営巣に伴う栄養塩の供給と土壌流出に伴う栄養塩の消失がおこり、居所的に生態系の回復と劣化が進行する場所が存在する可能性が示唆された。海鳥繁殖地の回復が生態系に影響を及ぼす範囲を明らかにするため、地上営巣性の優占種であるカツオドリの営巣環境選好を明らかにした。その結果、カツオドリは、海岸から200m以内の海に面した斜面又は尾根上に営巣し、内陸側の谷には営巣しないことが明らかになった。また、排泄物は海岸から250m以内にあり、最近接営巣地までの距離は100m以内に限定され、より内陸には効果を及ぼさないものと考えられた。海鳥の営巣地から距離が異なる地点の土壌を用いて、指標植物であるギョウギシバの栽培実験を実施した。営巣地に近い場所の土壌で栽培したギョウギシバほど収量が大きかった。また、これらの土壌ほど土壌中の有効態リン酸量が大きかった。一方で、土壌有効態リン酸量とギョウギシバの収量との間には関係は見られなかった。以上の結果は、海鳥の営巣による栄養塩の付加は、直接的に植物の収量を増加させるわけではないことを示唆した。野外調査において採取した土壌サンプルの土壌pH、置換酸度、有効態リン酸、全炭素含量、全窒素含量等を測定した。また、採取した植物サンプルを粉砕し、全窒素含量および全リン含量を測定した。また海鳥の排泄物を固体13C核磁気共鳴スペクトルおよび液体31P核磁気共鳴スペクトルによって分析し、カツオドリとオナガミズナギドリの排泄物の違いを明らかにした。海洋島内の環境不均質性を表現できるようなメタ生態系モデルを開発した。このモデルでは島を複数の細かい区画に分け、それぞれの区画に標高、傾斜などのデータを持たせた。このモデルを用いて外来ヤギを駆除するシミュレーションを行った結果、海鳥が来ない内陸部では、窒素固定を行う外来樹をヤギが摂食することによる栄養塩循環が停止するために貧栄養化が進み、そのために植生の回復が遅れることが示唆された。海鳥繁殖地の回復が生態系に影響を及ぼす範囲を明らかにするため、地中営巣性の優占種オナガミズナギドリの営巣環境選好を明らかにした。本種の営巣地は、海岸から離れた最も内陸の地点も含めて分布し、海からの距離や標高に制限されていないことが明らかになった。また、カツオドリは傾斜に制限されずに営巣していたが、オナガミズナギドリでは緩斜面にのみ営巣することが明らかになった。攪乱による裸地化と土壌流出に伴う土壌特性の変化が植物の成長に及ぼす影響を明らかにするために、小笠原諸島媒島の土壌露出地で採取した土壌を用いた栽培実験を実施した。その結果、土壌のpHが根の成長に強く影響することが示唆された。また、土壌中のリンが発根後の植物体地上部の成長に影響を及ぼすことが視された。小笠原諸島・媒島において採取した表層土壌試料および土壌断面試料の化学分析を実施し、土壌の化学的特性が深さによって大きく変化することを明らかにした。また、母島・乳房山の塹壕土壌の化学分析を実施し、土壌が物理的に大きく撹乱された場合、斜面において下層土がむき出しになった場所では約70年経過しても土壌特性はほとんど元に戻らないこと、逆に窪地においては表層土壌が蓄積するなどした結果、植生回復に好適な土壌条件が整うことが明らかとなった。様々な地形の島を想定したシミュレーションを行い、外来ヤギ駆除後の多様性変化と地形の関係を解析した。その結果、栄養塩供給の役割を果たす海鳥の営巣に地形的な障害がある場合(特に谷地形がある場合)や傾斜が急な場合に、外来ヤギ駆除後の在来生物の多様性減少率が大きくなることが示唆された。離島における野外調査をおおむね予定通り実施することができ、サンプリングした土壌、海鳥の糞、植物体の化学分析も順調に実施できた。以上から環境の不均質性を考慮して外来哺乳動物の駆除が植物や海鳥の分布や土壌特性に及ぼす影響を評価できた。さらに、開発した空間構造を考慮した生態系モデルを、野外データと突き合わせることで発見した課題点を改良することで、より現実を再現したモデルに改良することができた。海鳥繁殖地の回復が生態系に影響を及ぼす範囲を明らかにするため、地中営巣性種オナガミズナギドリの営巣環境選好を明らかにした。本種の営巣地は、海からの距離や標高に制限されていないことが明らかになった。ヤギ駆除後の土壌の流出と流入は、植生退行の程度と関係しており、土壌の化学特性を改変し、植物の分布にも影響する可能性が示唆された。

土壌流出地の土壌を用いて植物の栽培実験を実施した結果、植物の初期成長は、土壌中のリン不足によって制限され、この制限の程度は土壌のpH依存することが示唆された。ヤギが生息していた時期、ヤギの駆除後における土地被覆を航空写真から読みとり、その変遷を数値化した。それらと現在のギンネム分布との関係を検討した結果、ヤギ生息時の土地被覆は裸地が増加し、駆除後に減少する、ヤギ不在下では最初に草原が増加し、続いて森林となっていく、その森林はギンネムが優占する傾向が強いことを明らかにした。採取した土壌試料の化学分析とデータ解析より土壌流出の原因が土壌特性にあることを明らかにした。ヤギによる撹乱が小さい場所では、表層土壌は弱酸性であり、かつ植物が吸収可能な窒素やリンが比較的豊富であったのに対して、撹乱が大きい場所では、表層土壌は失われ、強酸性で貧栄養な下層土が土壌表面に現れているため、植物の定着が悪かったと考えられた。これまでのメタ生態系モデルに土壌の化学特性の変化プロセスを導入し、土壌の化学組成の変化がヤギ駆除後の植生変化にどのような影響を及ぼすのかを解析した。その結果、裸地での土壌侵食の結果、植物の生育に不適な低pH、貧栄養の下層土が露出し、さらにそれが運搬されて低地を覆うため、ヤギ駆除後も植生が回復しにくくなることが示唆された。外来生物の駆除を含めた順応的な生態系管理手法の確立をめざし、環境の空間的不均質性を考慮して外来生物の駆除が生態系機能にどのような影響を及ぼすのかを明らかにすることを目的とした。海洋島である小笠原諸島における実測に基づく調査・実験と空間構造を導入した生態系モデルの構築とシミュレーションを実施した。その結果、環境勾配に沿った海鳥・植物の分布の種間差、土壌の流出と流入に伴う土壌特性の違いが検出された。また、シミュレーションの結果、外来動物を駆除すると、海鳥の営巣に伴う栄養塩の供給と土壌流出に伴う栄養塩の消失がおこり、居所的に生態系の回復と劣化が進行する場所が存在する可能性が示唆された。離島における野外調査を予定どおり実施することができ、また、サンプリングした土壌の化学分析およびこの土壌を用いた栽培実験も実施することができた。その結果、外来生物(ヤギ、クマネズミ)の駆除が海鳥の営巣や植物の一次生産や土壌栄養元素量に及ぼす影響に関する成果が得られた。また、空間構造を考慮した生態系モデルを開発し、実際の野外データと突き合わせることで、開発したモデルの課題をいくつか発見した。これまでに実施してきた海鳥の営巣に関する調査をの一部を継続する。地形に伴う土壌流出量を定量化し、土壌流出量と土壌の化学特性、植物の分布との関係を明らかにする。小笠原諸島・媒島において採取したトランセクト土壌試料の化学分析を実施する。また、これまでのデータを整理することにより、媒島において土壌流出が止まらない原因が土壌特性にあることを明らかにする。以上の海鳥、植物、土壌の地理情報をGIS上で統合することで、島内の空間的不均質性を考慮して外来哺乳動物駆除後の生態系の変化プロセスを明らかにする。この野外データと開発した生態系モデルに基づいて、より現実的な生態系管理シナリオを提案する。27年度が最終年度であるため、記入しない。植物生態学これまで実施してきた海鳥の営巣に関する調査の一部を継続する一方で、営巣様式が異なる海鳥種に関しても、同様の調査を実施する。また、微地形に沿った土壌流出入量と推定とそれが土壌特性や食性に及ぼす影響を評価する調査を実施する。
英語学位生にとっての「日本語学習」：４年間の追跡調査を通じた学習と就職支援の提言

本研究では英語学位コース等の英語環境で学ぶ留学生の在学中の日本語学習、複言語学習の実態、社会参加と人的ネットワークの広がりを追跡調査する。そして実証データに基づいた言語文化学習支援、就職支援の提言を行う。
小学校英語コミュニケーション活動に求められる語用論的意味解釈力に関する実証研究

本研究は、小学校外国語活動において「意味のあるコミュニケーション活動ができていない」という教員の声を背景に、その改善および活性化に向けた方策の提案を行うことを目的とする。具体的には、学校現場での実態調査を踏まえて、イントネーションなどの音声情報で表される「語用論的な意味」を重視したコミュニケーション活動の指導例や教材を現職教員の協力を得て開発し、併せて現場で実践することで児童への教育効果を検証する。また、その結果をもとに、小学校でのコミュニケーション能力育成に貢献できる教員の養成・採用・研修のあり方について考察する。2018年度は以下の課題を遂行した。(課題1)小学校で外国語活動を担当している教員を対象に、語用論的意味解釈力および英語運用能力を調査することを目的としたアンケート調査を実施し、2019年3月末時点で313名の教員から回答を得た。さらに研究会、研修会、授業観察を通して、質的分析に必要となるデータを収集した。(課題2)英語教育における小学校と中学校の連携のあり方を考察するために、課題1で行ったアンケート調査と同様の調査を中学校の英語科担当教員を対象に実施し、2019年3月末時点で101名の教員から回答を得た。また、課題1と同様に、質的分析に必要となるデータを収集した。(課題3)課題1および2にある調査を韓国教員大学および台湾師範大学で、それぞれの国の現職の小学校および中学校教員を対象に実施した。2018年度に予定していた研究活動は、現職の小学校外国語活動担当教員の語用論的意味解釈力および英語運用能力を測定する調査を実施し、共分散構造方程式モデルによる統計分析に必要な数のデータを収集することであった。また、比較の対象とする日本の中学校英語科教員や、韓国・台湾の小中学校英語担当教員からも同様のデータを収集することであった。2019年3月末時点のデータ収集量から判断して、本研究はおおむね順調に進展していると評価できる。当初の予定通り、2018年度も日本、韓国、台湾において、小学校・中学校教員の語用論的意味解釈力および英語運用能力のデータ収集を継続する。また、データ分析の結果を随時、国際学会や国際学術誌等で発表する。2017年度は以下の課題を遂行した。(課題1)現職の外国語活動担当教員の語用論的能力、とりわけ、「音声情報で表される語用論的意味を解釈する能力」のレベルを調査するためのテストを作成し、試験的に実施した。テストスコアの信頼性を確認し、妥当性の検証を行い、テスト項目の修正を行った。修正版のテストを改めて試験的に実施し、次年度以降のデータ収集で使用する最終版を確定した。(課題2)外国語活動の実態、とりわけ英語を教えることを専門としない教員によるコミュニケーション活動の質と量の実態を調査するために、沖縄県の小学校で授業観察を行った。また、コミュニケーション活動の現状と課題を確認するために担当教員との研究会を実施した。(課題3)中学校や高校の英語教員免許を有し、留学経験のある外国語活動担当教員が、どの程度の語用論的意味解釈力を有しているのかを調査し、その結果を国際語用論学会で発表した。2017年度に予定していた研究活動は、外国語活動担当教員の語用論的能力を測定するテストの作成、外国語活動におけるコミュニケーション活動の実態調査の実施、小学校の英語教育について国際動向を調査することであった。日本の小学校外国語活動の枠組みの中で実現可能な「語用論的な意味」を重視したコミュニケーション活動の教材や指導例を考える際の基礎資料を作成することができたことから、本研究はおおむね順調に進展していると評価できる。

また、課題1と同様に、質的分析に必要となるデータを収集した。(課題3)課題1および2にある調査を韓国教員大学および台湾師範大学で、それぞれの国の現職の小学校および中学校教員を対象に実施した。2018年度に予定していた研究活動は、現職の小学校外国語活動担当教員の語用論的意味解釈力および英語運用能力を測定する調査を実施し、共分散構造方程式モデルによる統計分析に必要な数のデータを収集することであった。また、比較の対象とする日本の中学校英語科教員や、韓国・台湾の小中学校英語担当教員からも同様のデータを収集することであった。2019年3月末時点のデータ収集量から判断して、本研究はおおむね順調に進展していると評価できる。当初の予定通り、2017年度に作成した「音声情報で表される語用論的意味を解釈する能力を測定するテスト」を使って、外国語活動担当教員からデータを収集し、量的分析を行う本調査を実施する。また、児童への教育効果を検証するために、アニメ動画を使ったクイズ形式の語用論的能力測定テストを作成する。当初の予定通り、2018年度も日本、韓国、台湾において、小学校・中学校教員の語用論的意味解釈力および英語運用能力のデータ収集を継続する。また、データ分析の結果を随時、国際学会や国際学術誌等で発表する。国際動向調査の一環として韓国および台湾の小学校における授業観察を予定していたが、学休期の都合から実施できなかったため、次年度以降に実施する。データ入力にかかる人件費が予定よりも少なく済んだことによる。2019年度は国際学会での成果発表が複数予定されているため、旅費として使用する。
眼内新生血管の遺伝子治療

1.実験的脈絡膜新生血管モデルにおける血管新生に関与する転写因子の発現成熟有色ラットの実験的脈絡膜新生血管モデルを作成し、経時的に眼球を摘出し、固定の後凍結薄切切片を作成した。これらの切片に対し、NFkB、Ets-1、HIF-1などの血管新生に関与すると言われる転写因子の発現を免疫組織化学的手法にて検討した。その結果、ラット実験的脈絡膜新生血管モデルにおいて光凝固早期(脈絡膜新生血管形成過程)に、新生血管発生部や、その周囲の細胞にNFkBおよびEts-1の発現がみられた。2.HVJリポソーム法によるデコイ型核酸の導入これらの転写因子が結合する転写活性部位と同じ塩基配列を持つ、二本鎖オリゴヌクレオチドを作成し(デコイ型核酸の作成)fluoresceinisothiocyanate(FITC)で標識し、これをHVJリポソームに封入した。対照群として、同じ塩基対でランダムな配列の二重鎖オリゴヌクレオチドを、FITCで標識し、同様にHVJリポソームに封入した。デコイ型核酸、あるいは対照群の二重鎖オリゴヌクレオチドを封入したHVJリポソームを、ラットの実験的脈絡膜新生血管モデルに硝子体内注入した。経時的にフルオレセイン蛍光眼底造影を行い、眼球を摘出し、固定の後パラフィンおよび凍結薄切切片を作成した。凍結薄切切片のFITCの蛍光は光凝固部に特異的にみられた。フルオレセイン蛍光眼底造影および組織学的検索からは、NFkBデコイ型核酸導入群では新生血管の発生段階において、その発育が抑制されていると思われた。以上より、HVJリポソーム法によって、新生血管発生部位に特異的に二重鎖オリゴヌクレオチドが導入されていることが示された。またHVJリポソーム法によるNFkBデコイ型核酸の導入は脈絡膜新生血管に対する有効な治療法となりうる可能性が示唆された。1.実験的脈絡膜新生血管モデルにおける血管新生に関与する転写因子の発現成熟有色ラットの実験的脈絡膜新生血管モデルを作成し、経時的に眼球を摘出し、固定の後、凍結薄切切片を作成した。これらの切片に対し、NFkappaB、ETS-1、HIF-1などの血管新生に関与すると言われる転写因子の発現を免疫組織化学的手法にて検討した。その結果、ラット実験的脈絡膜新生血管モデルにおいて光凝固早期(脈絡膜新生血管形成過程)に、新生血管発生部や、その周囲の細胞にNFkappaBおよびEts-1の発現がみられた。2.HVJリポソーム法によるデコイ型核酸の導入これらの転写因子が結合する転写活性部位と同じ塩基配列を持つ、日本鎖オリゴヌクレオチドを作成し、(デコイ型核酸の作成)蛍光色素(FITC)で標識し、これをHVJリポソームに封入した。デコイ型核酸、あるいは対照群の二重鎖オリゴヌクレオチドを封入したHVJリポソームをラットの実験的脈絡膜新生血管モデルに硝子体内注入した。経時的にフルオレセイン蛍光眼底造影を行い、眼球を摘出し、固定の後凍結薄切切片を作成した。凍結薄切切片のFITCの蛍光は、デコイ型核酸導入群でも対象群でもみられ、HVJリポソーム法によって、光凝固部(新生血管発生部位)に特異的に二重鎖オリゴヌクレオチドが導入されていることが示された。フルオレセイン蛍光眼底造影および組織学的検索からは、NFkappaBデコイ型核酸導入群では新生血管の発生段階において、その発育が抑制されていると思われた。以上より、HVJリポソーム法によるNFkappaBデコイ型核酸の導入は脈絡膜新生血管に対する有効な治療法となりうる可能性が示唆された。

凍結薄切切片のFITCの蛍光は光凝固部に特異的にみられた。フルオレセイン蛍光眼底造影および組織学的検索からは、NFkBデコイ型核酸導入群では新生血管の発生段階において、その発育が抑制されていると思われた。以上より、HVJリポソーム法によって、新生血管発生部位に特異的に二重鎖オリゴヌクレオチドが導入されていることが示された。またHVJリポソーム法によるNFkBデコイ型核酸の導入は脈絡膜新生血管に対する有効な治療法となりうる可能性が示唆された。1.実験的脈絡膜新生血管モデルにおける血管新生に関与する転写因子の発現成熟有色ラットの網膜に強度のレーザー光凝固を行い、脈絡膜新生血管モデルを作成した。経時的に眼球を摘出し、固定の後、凍結薄切切片を作成した。これらの切片に対し、NFkB、ETS-1などの血管新生に関与すると言われる転写因子の発現を免疫組織化学的手法にて検討した。その結果、ラット実験的脈絡膜新生血管モデルにおいて光凝固早期(脈絡膜新生血管形成過程)に、新生血管発生部や、その周囲の細胞にNFkBおよびETS-1の発現がみられた。2.HVJリポソーム法によるデコイ型核酸の導入これらの転写因子が結合する転写活性部位と同じ塩基配列を持つ、二本鎖オリゴヌクレオチドを作成し、(デコイ型核酸の作成)蛍光色素(FITC)で標識し、これをHVJリポソームに封入した。対照群として、同じ塩基対でランダムな配列の二重鎖オリゴヌクレオチドを、FITCで標識し同様にHVJリポソームに封入した。デコイ型核酸、あるいは対照群の二重鎖オリゴヌクレオチドを封入したHVJリポソームを、ラットの実験的脈絡膜新生血管モデルに硝子体内注入した。経時的にフルオレセイン蛍光眼底造影を行い、眼球を摘出し、組織学的に検討した。凍結薄切切片のFITCの蛍光は、デコイ型核酸導入群でも対照群でもみられ、HVJリポソーム法によって、光凝固部(新生血管発生部位)に特異的に二重鎖オリゴヌクレオチドが導入されていることが示された。以上より、HVJリポソーム法によるNFkBデコイ型核酸の導入は脈絡膜新生血管に対する有効な治療法となりうる可能性が示唆された。