hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人工合成ダイヤモンドを用いたEQCMによるヒューマンセンシング技術

我々は、世界で初めてダイヤモンドを用いた電気化学QCM基板の開発に成功した。それは、ホウ素ドープダイヤモンド(以下BDDと略す)QCM電極をリフロー(最熱処理)法により作製するもので、この斬新なEQCMセンサーはいくつかの電気化学の実験条件でまったく安定しており、このようなダイヤモンド-QCM電極を用いて、酸性溶液中のダイヤ表面の水素発生、酸素発生および表面酸化反応を検討することによって、電気化学的なmicro gravimetryツールとしての有用性を確認するにいたった。その質量感度は48.1Hzcm^2/μgと算出でき、これは、理論値に対して約2%低いものであるが、充分な質量感度が期待できるものであった。DNA分子や光学活性なアミノ酸分子を固定化した修飾電極の作製ならびに応用を目的とし、ダイヤモンドQCM表面をカルボキシル化またはアミノ酸修飾し、それぞれの特性評価としてXPSを用いて分析を行った。このようにダイヤモンドQCM表面をカルボキシル化ま層たはアミノ酸修飾したダイヤモンドQCM電極を用いて、フェリシアン/フェロシアン化カリウムの如き、外圏型電子移動の系に対して、適用し、その共振周波数変化より。豪面官能基と当該系との相互作用について検討した。今後、この技術を応用し。QCMによりDNAの結合情報を直接質量変化として捉え、フェロセン等の電気化学マーカーを必要としない、より正確なDNAチップの開発を目指す。その質量感度は48.1Hz cm2/μgと算出でき、これは、理論値に対して約2%低いものであるが、充分な質量感度が期待できるものであった。そこで、本研究2年間の目的として、我々が開発したダイヤモンドEQCM技術を上記、DNAの電気化学的検出法に代替させることを試みる。QCMによりDNAの結合情報を直接質量変化として捉え、フェロセン等の電気化学マーカーを必要としない、より正確なDNAチップの開発を目指した。本年度は、(1)ホウ素ドープダイヤモンド(以下BDDと略す)薄膜の作製については、マイクロ波プラズマCVD法を用いる。(2)BDD-QCM電極をリフロー(最熱処理)法により作製する。このようなダイヤモンド-QCM電極を用いて、電気化学的なmicro gravimetryツールとしての有用性を確認した。(3)ダイヤモンド表面のカルボキシル化・アミノ酸修飾水素終端化したボロンドープダイヤモンド表面を改質することで、DNA分子や光学活性なアミノ酸分子を固定化した修飾電極の作成ならびに応用を目的とし、ボロンドープダイヤモンドの新規機能性を目指す。まず最初に、水素終端化したボロンドープダイヤモンドの表面改質を行う。水素終端化されたボロンドープダイヤモンド表面を塩素ガスにより塩素化し、つづいてアンモニアガスにより置換させてアミノ改質ダイヤモンドとする。このアミノ改質ダイヤをジカルボン酸であるコハク酸と水溶性カルボジイミドとN-ヒドロキシスクシンイミドの水溶液に浸漬し、ダイヤ表面にカルポキシル基を導入する。その後洗浄乾燥を行い。L-フェニルアラニンのアミノ酸水溶液にダイヤを浸漬したものをアミノ酸修飾ダイヤモンドとする。それぞれの特性評価としてXPSを用いて分析を行った。

その質量感度は48.1Hzcm2/μgと算出でき、これは、理論値に対して約2%低いものであるが、充分な質量感度が期待できるものであった。DNA分子や光学活性なアミノ酸分子を固定化した修飾電極の作製ならびに応用を目的とし、ダイヤモンドQCM表面をカルボキシル化またはアミノ酸修飾し、それぞれの特性評価としてXPSを用いて分析を行った。このようにダイヤモンドQCM表面をカルボキシル化またはアミノ酸修飾したダイヤモンドQCM電極を用いて、フェリシアン/フェロシアン化カリウムの如き、外圏型電子移動の系に対して、適用し、その共振周波数変化より。表面官能基と当該系との相互作用について検討した。今後、この技術を応用し。QCMによりDNAの結合情報を直接質量変化として捉え、フェロセン等の電気化学マーカーを必要としない、より正確なDNAチップの開発を目指す。
納豆中に見出された抗菌物質の研究

納豆菌体中のdipicohnic acid(DPA;2,6-pyridinedicarboxylic acid)はJanssenらの比色法で分析した結果,最も多いものは乾燥重量にすると約2.43.6%をも占めることが分かった。また、DPA添加は納豆菌のナットウキナーゼ生産量を高めることを明らかにした。即ち、納豆菌として宮城野、目黒、高橋、成瀬の4株を用いた場合,2mMのDPA濃度でナットウキナーゼ生産量を高め、例えば宮城野の場合のフィブリン平板溶解活性は非添加の2倍の256.1mm^2/30μl/37°C、4hr(ナットウキナーゼ活性として1,500FU/ml)であった。これは10種類のニコチン酸関連物質の添加比較でもジピコリン酸が最も強力な効果を示すことが確認された。DPAは最終濃度5×10^<-3>mol/lでヒトのATPによる血小板凝集の反応を強く抑制すること,またトロンビンのフィブリノーゲンからフィブリンへの反応を強く抑制することが分かった。また,5×10^<-3>mol/lでトロンボエラストグラフィーで見られる血液凝固反応を完全に阻止することも分かった。一方,DPAの誘導体は10mMでもこのような強い効果は見られなかった。ヒトでのプロトロンビン時間,活性部分トロンボプラスチン時間,およびユーグロブリン溶解時間に変化はなかった。ヒト血液血小板は30μM ADPで凝集するが,5×10^<-3>M DPA存在下でdose dependentに凝集阻害されることが分かった。計算されたCI_<50>はかなり低濃度の1.8×10^<-3>Mで,これは臨床で使うアスピリンを添加した場合よりもはるかに強いもの(4×10^<-2>M)であった。ジピコリン酸(DPA)をこれまでのJanssn法に加え、HPLC法で測定し、11種類の糖類及び19種類のアミノ酸を基本培地である2%濃度の乾燥大豆タンパクに加え、静置培養を行いその生産量を調べた結果、糖としてはGlycerin、glucose、アミノ酸としてはGlu、Proに添加効果が確認された。同時に納豆菌が持つ血栓溶解酵素ナットウキナーゼ(NK)を標準フィブリン平板法で測定したところ、DPA生産量はNKとは相関しないことが分かった。即ち、納豆菌として宮城野、目黒、高橋、成瀬の4株は2mMのDPA濃度でナットウキナーゼ生産量を高め、例えば宮城野の場合のフィブリン平板溶解活性は非添加の2倍の256.1mm^2/30μl/37°C、4hr(ナットウキナーゼ活性として1,500FU.ml)であった。これは10種類のニコチン酸関連物質(2,3-DPA、2,4-DPA、2,5-DPA、2,6-DPA、3,4-DPA、3,5-DPA、イソニコチンアミド、イソニコチン酸、ピコリン酸)の添加比較でもジピコリン酸(DPA)が最も強力な効果を示すことが確認された。各種納豆菌のリゾチーム生産量を比較し、高生産菌(T株)を分離した。このものは極めて塩基性のタンパクであったが、一般の食用納豆菌である宮城野株における含量は少なかった。

一方、宮城野株は強いナットウキナーゼ活性と共にビタミンK2としてメナキノン-7(MK-7)を生産するが、細胞をリゾチーム処理するなどによってそれが培養液よりも菌体内に高含量水溶性の形で蓄積することを証明した。その他、納豆菌はDPA、リゾチームなど強い抗菌成分を持つが相手が乳酸菌の場合は、その共存下ではむしろ増殖能の高まること、またヒトに対してそれが一種のprobiotics効果を示すことが確認された。血管系への影響については,ヒトプラスミノーゲンアクチベーター(PA)産生細胞の培養実験でDPAの添加実験を行なう。子宮由来の細胞は宮崎大学医学部丸山教授より提供された。DPAはHPLC法で0.2510μg/ml単位で測定できた。一般に納豆には4672mg/100gのDPAが含まれている。DPAは最終濃度5×10^<-3>mol/lでヒトのATPによる血小板凝集の反応を強く抑制すること,またトロンビンのフィブリノーゲンからフィブリンへの反応を強く抑制することが分かった。また,5×10^<-3>mol/lでトロンボエラストグラフィーで見られる血液凝固反応を完全に阻止することも分かった。一方,DPAの誘導体は10mMでもこのような強い効果は見られなかった。ヒトでのプロトロンビン時間,活性部分トロンボプラスチン時間,およびユーグロブリン溶解時間に変化はなかった。納豆菌体中のdipicolinic acid(DPA;2,6-pyhridinedicarboxyhc acid)はJanssenらの比色法で分析した結果,最も多いものは乾燥重量にすると約2.43.6%をも占めること。一方,polypeptone-Sを用いた振盪培養ではDPA含量は日東薬品工業菌が最も多く,乾燥重量1g当りにすると48.7mgであった。培地にNutrient brouthを用いた場合,DPA量はその約1/365しかなかった。2%polypeptone-Sを基本培地としてglycerolを加えた培地で,得られた日東薬品工業菌のDPA量はビタミンKの生産において最も良いとされるglycerol3%の場合,加えなかったコントロールよりも大幅に少なく,乾燥菌体1g当り0.22mg(約1/220)しかないことが分かった。DPAへの作用としては,例えばNattokinase(NK)活性の変化を標準フィブリン平板法でみたところ,納豆菌(宮城野菌)培養液への直接の添加で2mMの場合約2.4倍亢進効果のあることが分かった。また,合成基質Suc-Ala-Ala-Pro-Phe-pNAを用いて測定したところ,DPA非添加の3.96nmol/min/mlに比べ,2mMでは43倍の16.85nmol/min/mlとなった。DPAと10種類のニコチン酸関連物質の比較ではDPA及びニコチン酸,イソニコチン酸アミドがNK生産性を高めることが分かった。なお,NKに直接DPAを添加した場合,100mMまで標準フィブリン平板による活性の差はほとんど見られなかった。ヒト血液血小板は30μM ADPで凝集するが,5×10^<-3>M DPA存在下でdose dependentに凝集阻害されることが分かった。計算されたCI_<50>はかなり低濃度の1.8×10^<-3>Mで,これは臨床で使うアスピリンを添加した場合よりもはるかに強いもの(4×10^<-2>M)であった。
エストロゲンの抗酸化作用に着目した新規尿路結石予防法の解明と臨床応用

29年度の研究成果より、結石形成の性差には、1ミトコンドリア傷害、2脂肪組織構成、3エストロゲンレセプターおよびアンドロゲン代謝が重要であると位置づけられたため、30年度はそれを応用した研究を行った。1尿路結石の形成過程において、結石モデルマウス(雄)の障害を受けた腎尿細管細胞のミトコンドリアが尿細管管腔に集まり、結石の核となる可能性を認めた。このことによる細胞内オルガネラ傷害に対し、オートファジーが重要な機能を有することを同定し、論文投稿を行っている。2結石モデルマウス(雄)での昨年の成果に基づき、褐色脂肪組織(BAT)の除去実験と白色脂肪細胞から褐色脂肪様細胞(ベージュ細胞)への分化を促進させるβ3作動薬の投与を行った。BAT(-)群の腎結石形成量はBAT(+)群の2.1倍であった(P<0.05)。BAT(-)群でBAT(+)と比較して、腎のCcl2、Emr1、Tnfα発現が高く、Sod1発現が低かった。β3作動薬CL投与群の腎結石形成量はControl群の0.17倍であった(P<0.05)。透過型電子顕微鏡では、CL群の脂肪細胞内で脂肪滴縮小化とミトコンドリア数増加を認めた。脂肪組織では、CL群のUcp1発現が高く、腎Ccl2、Emr1の発現が低く、Sod1発現が高かった。この研究成果は、論文化して採択された。3エストロゲンレセプターおよびアンドロゲン代謝についての研究は、まずは対照群となる雄での結石研究が終了した。31年度は雌マウスでの研究成果と、その成果に基づいた遺伝子発現解析を行って行く。雄マウスを用いた研究は概ね完了しており、新しい知見も得られているが、雌マウスの研究が31年度になる見込みである。雌での結石研究を実施し、雄で得られた知見1酸化ストレス・オートファジー、2褐色脂肪細胞、3エストロゲンレセプターおよびアンドロゲン代謝の発現について雄マウスと比較をする。本年度は、結石形成初期の腎尿細管細胞のミトコンドリア変化を雌雄間で比較する予定であったが、NaAsO2誘導性腎障害に対して、エストロゲンがオートファジー活性を低下させることで雄の腎障害を増悪させるとする逆説的な報告(Kimura A, et al. Toxicology. 2016)と、FDG-PETによる脂肪組織の構成解析の結果、女性の褐色脂肪組織が男性より多いという報告(女性7.5%、男性3.1%)(Cypess AM, et al. N Engl J Med. 2009)を得たため、ヒト組織を含め観察項目を増やした。1透過型電子顕微鏡観察で結石モデルマウス(雄)の障害を受けた腎尿細管細胞のミトコンドリアが尿細管管腔に集まり、結石の核となる可能性を認めた。また腎尿細管細胞へのシュウ酸Ca結晶の添加により、TOMM20とSOD-1が有意に発現低下し、ミトコンドリア由来の活性酸素種は有意に増加した。2結石モデルマウス(雄)での褐色脂肪組織の移植実験を行い、褐色脂肪組織除去群の結晶形成量は移植群と比較して有意に多かった。3腎乳頭部プラーク生検を行い、網羅的遺伝子発現解析を行った。プラーク部では、ESR1が2倍以上に発現亢進し、IPAによる既知のパスウェイ解析では「アンドロゲンシグナル伝達・精子運動」関連遺伝子群が、疾患・機能解析では「内分泌系の発達と機能の分類、分子輸送、小分子生化学、ホルモン分泌」関連遺伝子群が増加した。以上の結果から、結石形成の性差には、1ミトコンドリア傷害、2脂肪組織構成、3エストロゲンレセプターおよびアンドロゲン代謝が重要であると位置づけられたため、次年度以降の研究へと応用・展開させる。本年の研究方針は、エストロゲンによる結石形成量の変化をミトコンドリア傷害の観点のみで評価する予定であった。しかし、腎障害とエストロゲンに関する逆説的な論文の発表と、女性での褐色脂肪組織の影響などの可能性が示唆されたため、その基礎知見となる結石形成に伴うミトコンドリア傷害の観察と、褐色脂肪組織の移植による結石形成量の減少を捉えた。さらにヒト結石形成部位での網羅的発現解析によって、エストロゲン関連遺伝子の発現変化を認めたことより、これらの知見を基に、本来の研究に観察項目を追加して実施するための準備が整ったと考えている。

BAT(-)群でBAT(+)と比較して、腎のCcl2、Emr1、Tnfα発現が高く、Sod1発現が低かった。β3作動薬CL投与群の腎結石形成量はControl群の0.17倍であった(P<0.05)。透過型電子顕微鏡では、CL群の脂肪細胞内で脂肪滴縮小化とミトコンドリア数増加を認めた。脂肪組織では、CL群のUcp1発現が高く、腎Ccl2、Emr1の発現が低く、Sod1発現が高かった。この研究成果は、論文化して採択された。3エストロゲンレセプターおよびアンドロゲン代謝についての研究は、まずは対照群となる雄での結石研究が終了した。31年度は雌マウスでの研究成果と、その成果に基づいた遺伝子発現解析を行って行く。雄マウスを用いた研究は概ね完了しており、新しい知見も得られているが、雌マウスの研究が31年度になる見込みである。本来のミトコンドリア傷害に関する観察に加え、褐色脂肪組織の評価、ならびにエストロゲン関連遺伝子発現の評価をしつつ、本実験を継続する。雌での結石研究を実施し、雄で得られた知見1酸化ストレス・オートファジー、2褐色脂肪細胞、3エストロゲンレセプターおよびアンドロゲン代謝の発現について雄マウスと比較をする。本研究の核となるエストロゲンの解析手法を年度内に見直したため研究計画が遅れ次年度使用額が生じた。エストロゲンによる結石形成量の変化をミトコンドリア障害の観点から評価していきたい。雌マウスにおけるエストロゲンレセプターおよびアンドロゲン代謝について解析において、使用していた解析キットで正しい結果がでないことが年度途中で判明した。このため一時研究を中断した時期があり予算の上でも次年度使用金額が発生した。今年度は選定しなおしたキットを用いてエストロゲンレセプターおよびアンドロゲン代謝について解析を進めていく。
商品の偽造防止対策とトレーサビリティを同時に考慮した新２次元コードの開発と実用化

金属部品などの偽造・模倣防止対策として、偽造防止ラベル・バーコード・QRコード等にかわる新2次元コードを考案した。テンプレートマッチングを用いた識別手法を開発・改良し、レーザー刻印した2次元コードを、2mm程度サイズ以上の場合は正しく識別できた。さらにエッチング加工を用いて、1mm程度の極小サイズでも高精度な識別が達成できた。ベトナムと中国で知的財産権侵害の現状と対策について現地調査し、実用可能性を確認した。本研究プロジェクトの目的は、金属部品などの偽造・模倣防止対策として、既存のバーコードなどに代替しうる数mm×数mm程度の情報記録用極小2次元コードを考案し、刻印の実験を行い、読み取りを行うための試作システムを製作することである。H26年度は、コード構成を検討し、コード要素パターンを3×3、4×4などの形に複数配置することによって全体のコードを構成し、位置決めマークを追加してレーザー刻印と読み取りの実験を行った。ステンレスやアルミなどの複数の金属材質の試料に対して、異なる刻印条件と異なるサイズの実験の結果、適切な刻印条件と読み取り照明の選択によって、4×4のコード配置において2mm程度のサイズまでにほぼ原形通りに刻印・撮影でき、1mm程度のサイズの場合は形がある程度崩れているものの工夫によってコードの識別が可能であることが確認でき、新コードの実現可能性を確認できた。また、ベトナムにおける知的財産権の保護対策について調査を行った。本研究では、金属部品などの偽造・模倣防止対策として偽造防止ラベル・バーコード・QRコード等にかわる実用的な方法を研究開発し、模倣品による収益圧迫等の削減に寄与することを目的とする。具体的には、既存のバーコードなどに代替しうる数mm×数mm程度の情報記録用極小2次元コードを考案し、その刻印の実験を行い、読み取りを行うためのシステム及び装置を試作品として製作する。H27年度は金属材質にレーザー加工で刻印した2次元コードを使い、読み取りプログラムの開発と改良を行った。テンプレートマッチングを用いた2次元コードの識別において、実験によって2次元コードに有効な類似度尺度を選出し、コード識別手順を組み立て、識別の安定性を検討した。異なるサイズのサンプルコードに対して識別を行った結果、加工でコードの形が崩れている1mm程度サイズの場合はある程度誤検出が生じたものの、コードがほぼ原形通りに刻印・撮影することができる2mm程度サイズ以上の場合は、金属の模様等である程度傷ついたものでも、すべて正しく識別することができた。また、レーザー加工以外の方法による刻印の検討も行っており、現在も進行中である。レーザー加工と読み取りの実験の結果、1mm程度の極小サイズではコードの形の崩れに起因する読み取りの難点があり、その対処が必要となり、時間を要した。レーザー加工以外の方法で、さらに小型・精密に金属にコードを「印刷」するなどの方法も導入することを検討している。本研究では、金属部品や小さな製品などの偽造・模倣防止対策として、既存のバーコードなどに代替しうる数mm×数mm程度の情報記録用極小2次元コードを考案し、刻印と読み取りの実験を行ってその実用化を目指している。これまでにレーザー刻印と読み取りの実験を行い、テンプレートマッチングを用いた2次元コードの識別のプログラムの開発と改良を行った。その結果、レーザー刻印した2次元コードに対して、2mm程度サイズ以上の場合は金属の模様や切削傷がある程度あっても正しく識別することができた。一方、1mm程度の極小サイズではそもそもコード刻印時の形の崩れが生じるために誤認識が発生し、その対処が必要であった。H28年度は、レーザー刻印の際に1mm程度の極小サイズで生じる形の崩れに起因する読み取り誤認識の問題の対処として、レーザー刻印に代わりエッチング加工を用いて、金属加工と読み取り実験を行い、レーザー刻印との比較を行った。エッチング加工を用いた場合、1mm程度の極小サイズでも高精度な識別が達成でき、レーザー刻印の場合の2mm5mmサイズと同等かそれ以上の識別安定性を示すことを確認できた。また、中国の上海市において、複数の企業・団体の知的財産権侵害の現状と対策について現地調査した。前年度に調査したベトナムの状況と同様に中国でも模造品の需要がある限り、その供給は継続されると総括できる。その生産体制も巧妙化しており、公的・法的な規制は困難な状況である。そこで民間企業側での模造品に対する自主防衛が不可避である。ホログラムやICチップ埋め込みなど多様な防止策があるが、本研究のような金属製品の防止策は皆無であった。コードの刻印や読み取り装置に費用が必要であるが、それに対応する高価格の純正部品や金属製品の識別に効果的が発揮されると思われる。以上、本研究成果の実用可能性は高いと本研究の最後に指摘しておきたい。ステンレスやアルミなどの金属に対する有用性を確認できたが、セラミックス・ガラスなどに対する実験が遅れている。平成28年度は、レーザー加工に代わる方法によるコード刻印の実験を進め、比較検討を行う予定である。また、前年度に引き続き読み取りプログラムの改良を行う予定である。中国や他のアジア諸国でも知的財産権の保護対策の調査を行う予定である。そして、全体の取りまとめを行い総括する。

H27年度は本研究プロジェクトの最終年度であることを踏まえ、昨年度開発した読み取りプログラムを改良するとともに、各種材料に対するレーザー刻印と読み取りの実験を行い、それぞれの材料に対する有用性を調査する。次いで、読み取りの精度実験を行う。全体の取りまとめを行い総括する。極小サイズにおけるコードの形崩れに対処するために研究の一部が遅れたため。各種材質に対する実験が一部遅れているため。各種の方法による刻印実験、必要な装置や機器の開発や購入、資料の購入、調査、研究打ち合わせや発表に使用する計画である。翌年度分と合わせて、レーザー刻印の実験、必要な装置や機器の開発や購入、資料の購入、研究打ち合わせや発表に使用する計画である。
SMPD3が歯周病の発症・進行に与える影響の解明

申請者は、侵襲性歯周炎の疾患関連遺伝子の一つとしてsphingomyelin phosphodiesterase 3(SMPD3)を同定し、SMPD3が歯根膜細胞の骨芽細胞への分化を制御することを見出した。本研究課題は、SMPD3の歯根膜細胞の硬組織形成細胞への分化制御メカニズムを分子レベルで解明することを目的とする。平成29年度の研究成果について以下に報告する。はじめに間葉系幹細胞の骨芽細胞への分化におけるSMPD3の関与を詳細に検討した。すなわち、マウス間葉系幹細胞株KUSAにSMPD3阻害剤GW4869を添加し、石灰化ノジュール形成能を検討した。まずMTTアッセイおよびトリパンブルー染色法を行い、310μMをGW4869の至適濃度とした。さらにKUSAにGW4869を310μM添加し、石灰化誘導培地を用いて25日間培養した後アリザリンレッド染色を行ったところ、GW4869はKUSAにおける石灰化ノジュール形成能を低下させた。以上のことからSMPD3は間葉系幹細胞の石灰化物の沈着を促進させることが明らかとなった。次に、SMPD3のヒト歯根膜細胞(HPDL)の骨芽細胞への分化制御メカニズム解明のために、SMPD3シグナルの下流因子スフィンゴシン1リン酸(S1P)の受容体(S1PR)の発現をPT-PCR法を用いて検討した。その結果、HPDLにおいてS1PR2ならびにS1PR3が強く発現していることを見出した。本研究結果から、SMPD3はKUSAにおける石灰化物の沈着を促進させることが示唆された。またHPDLの骨芽細胞への分化制御メカニズムとしてS1PならびにS1PR2/3を介したSMPD3シグナルが関与している可能性が示唆された。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
沖縄の亜熱帯環境を生かした自然科学教育の実践的研究

沖縄の亜熱帯の自然環境の特性を生かした自然科学教育の授業プランを開発するため、沖縄県内の児童・生徒がアクセスできる山林、公園緑地、ビオトープ等において、植生、昆虫の分布や行動様式、地層・岩石の現状などについて基礎的調査を行い、教材開発や教育実践に必要な知見を得た。それらに基づき、主に小中学生を対象としたいくつかの具体的な授業プランを作成し、その一部を実践した。主に小・中学校を対象とした授業プランの開発のため、基礎調査と実験を行う。アクセスが容易な山林・主要な御嶽林や公園緑地・ビオトープ・サンゴ礁の浅瀬や干潟において、教材として利用可能な動植物の状態や効果的な観察時期、生育・生息環境についての情報を収集し、教材化や授業実践に必要な生物目録・植生図など授業実践資料を作成する。これらの成果に基づき、沖縄の地域教材を用いた生物分野の授業を構想する。暦の基礎を理解できるよう、天体の見かけの運動の観察のあり方を検討する。露頭の現地調査と薄片製作・観察を行い、小・中学生が実際に岩石や地層などを自ら調べられる場所を抽出し、地殻変動と環境変化の授業プランを開発する「小型たたら」の炉内で形成される鉄滓の岩石学的な記載を行い、それに基づき、小たたら鉄滓の観察から火成岩形成をイメージさせる授業プランを構想する。蛍光X線分析装置の理科の授業や科学クラブや高校課題研究などでの意義について検討する。ある程度まとまったプランは、琉球大学教育学部附属小・中学校などで試行する。検討した教材や指導法を、大学の教員養成課程の授業に生かすよう考察し、大学教員と小・中・高等学校教員との協同的学習支援体制のあり方についても考察する。本土産海岸砂鉄を用いて、多数の小鋼鉄塊とマグマ状溶融物が固結した岩塊を得ることのできる「小型たたら(炉の外径30cm高さ36cm)」の操業方法を開発した。また、沖縄県内で唯一、深成岩類が見られる石垣島の露頭の現状を把握した。また、沖縄島に分布する地層について、露頭の現状を把握するとともに、地質学上の新知見を得た。日本化学会西日本支部主催「化学への招待」において、蛍光X線分析装置を用いて、中学生に様々な金属素材や天然鉱物の分析を実際に行わせたところ、大いに興味を示した。同時に、教員養成課程理科の学生は蛍光X線分析を行わせる事で、量子力学の入門部分が理解しやすくなると見受けられた。同装置の物理・化学学習上の効果は、高校生にも期待できると思われる。非理系の小学校教員養成課程の学生各自に屈折望遠鏡・赤道儀による太陽追尾観察を行わせることで、太陽の動きについて認識を深めさせることができた。学校ビオトープ水辺環境に飛来する昆虫相やトンボの産卵行動や繁殖活動の季節変化等が明らかにした。その他若干の動植物について生態学的知見が得られた。中学校・動物園・大学が連携した「動物園観察実習」を実施した。この実践は、爬虫類と両生類の特徴に関する認識を深め「脊椎動物」の概念を獲得する上で効果があった。小学校・大学が連携した名護小学校4年生の「サンゴ礁観察実践」に講師陣として参加し、サンゴ礁での環境教育の典型例を明らかにし、その最大の問題点が人的資源の不足にあることを明らかにした。那覇地区の中学校を対象に理科の自由研究の実施状況について実態調査を行い、ほとんどの学校で自由研究を生徒に行わせていること、それが理科教員の大きな負担となっている実情と求められる支援策についての基礎資料を得た。他府県とは異なり亜熱帯自然環境にある沖縄県のいくつかの島嶼において、固有動物種・植物種の分布を中心に生物的自然を調査した。離島の植物相に関する文献調査を行い、目録を作成した。沖縄県内の学校ビオトープ活用のため、水辺環境で最も良く見られる昆虫および淡水性の微小生物等について調査を行い、ビオトープに飛来する昆虫相やトンボの産卵行動や繁殖活動の季節変化、チョウの日周活動、淡水性プランクトン等の生物相が明らかになった。また、沖縄の持つ環境のイメージを調査するため、アンケート調査を行った。沖縄に特徴的な堆積岩・地層の教材化のためにそれらの大規模露頭の基礎調査を行った。また沖縄県内の有人島には少ない火成岩類の教材開発のため、久米島に産する火山岩類の野外地質調査と露頭ビデオ撮影を行った。小たたら製鉄の実験を行い、炉内で形成される熔岩様流体の固結物の偏光顕微鏡による岩石学的記載を行い、炉内生成物が、自形の鉄カンラン石とUlvospinelとHercyniteの中間的な組成の不透明鉱物、およびこれらの隙間を充填するメルトより成ることを明らかにした。鉄カンラン石はコマチアイトに見られるスピニフェックス組織類似した組織が見られた。琉球大学付属中学校において小たたらで溶岩流をイメージする授業を試行した。

教育実践に蛍光X線分析装置を用いるための予備検討として、沖縄県に飛来する大気粉塵の元素組成を1年間モニタリング測定した結果、特に冬季から春季にかけては、かなりの頻度で中国大陸から沖縄に大気粉塵が飛来していることが示唆され、粉塵中に鉛やヒ素などの有害元素も含まれていることが確認された。琉球大学付属中学校生徒を対象に部分日蝕および月・木星観察会を行い、学校教育実践で求められる小型望遠鏡・赤道儀の機能について検討した。沖縄島中南部において教材開発のための植物と昆虫類の調査を行い、都市地域残存森林の植物相やセミ類の詳細な出現時期、公園・ビオトープの水辺環境に生息するヤゴの種構成等を把握した。都市内森林公園・ビオトープで小学生や教員を対象にした野外観察学習会を実施し、考案した教材の有効性を検討した。中城湾干潟において、大型単細胞緑藻のイソスギナの季節消長を明らかにし、教材化の可能性を検討した。多数の学術報告に散在する植物的自然に関する情報を、へき地・離島の各地域での自然教育の必要に応じて利用できるシステムの構築にむけて、文献情報の整理を進め、同時にこれまで調査の不十分な地域の現地調査を行った。沖縄本島中南部の琉球層群・知念層・島尻層群の層序について新知見を得て、代表的な露頭を教材化することを構想した。更新世琉球層群の古環境変遷に関する学習プログラムの開発をめざし、現世陸棚サンゴモ球の堆積機構について考察を深めた。沖縄県下の火成岩の露頭や標本の映像試料・演示用試料(岩石スラブ、研磨薄片)を作成し、火成岩について実感を持って学べる教材の作成を進めた。小型ペール缶たたらの操業法の改良を試み、火成岩理解の教材にする考察のため、たたら鉄滓の記載岩石学的研究を進めた。南大東島中学校の3年生に対して、蛍光X線分析装置を用いて大気粉塵試料や生徒の身の回りの物質(土・硬貨アクセサリー・鍵など)の元素組成をその場で測定し、測定結果に基づいて物質を構成する粒子の種類や大きさについて考察させる出前授業を行い、好評を得た。中高生を対象とした物理・エネルギー教育プログラムの作成を視野にいれ、教育学部理系3年生を対象に、沖縄やんばる海水揚水発電所の技術・環境において,位置エネルギーと運動エネルギーの電気エネルギーへの変換などの物理的事象を実感を伴って学習する新規的授業実践を行い一定の効果が得られた。沖縄島都市圏の残存植生を小中学生の野外活動・自然学習の場とし、そこに野生している植物を教材としてより一層活用するため、那覇市の末吉公園と西原町の琉球大学構内に野生している維管束植物を詳細に調べ、フェノロジー調査結果を網羅した目録を作成した。この調査から、オキナワヤマコウバシなど沖縄県の絶滅危惧種や植物地理学上重要な植物を多く確認した。また沖縄群島の離島の植物地理学上重要な久高島の現地調査を行い、標本・資料の収集に努め、植物相についてまとめた。微化石の教材化のため、沖縄島羽地内海の干潟河川下流の貝形虫群集と環境要因の関係について調べ、52属、74種の貝形虫種を識別し、それらが海生種、汽水性種および淡水性種の3つの種グループにまとめられることを認めた。琉球大学資料館の「学校ビオトープ見本園」を利用した特別支援学校生徒への自然体験学習、小学校での沖縄の生物や環境に関する出前授業を実施した。沖縄県下に露出する火成岩の分布域で野外調査を実施し、露出状況の映像化、演示用試料の採取・調整を行い、火成岩について理解が深まる教材の作成を試みた。また安全性を考慮し教科書に即した火成岩の現地観察の可能性を検討した。卓上型蛍光X線分析装置を利用した岩石の全岩化学組成分析の精密度と再現性を検討した。
アブラムシおよびその他昆虫における無性生殖種の進化的起源：交雑起源説の検証

エンドウヒゲナガアブラムシの無性生殖系統の起源に関してゲノムレベルの遺伝学研究を本年度も継続した。韓国で採集した個体について、核のelongation factor 1αの対立遺伝子をクローニングし、その配列を解析に加えた。解析の結果、交雑起源の無性生殖クローンが持つ2つの対立遺伝子のうち、一方の対立遺伝子と韓国の対立遺伝子が非常に近縁であることが明らかとなり、交雑個体の起源には大陸の集団が関与していることが示唆された。このことは、日本で繁殖している無性生殖クローンの起源はアジア大陸にあり、その起源がたいへんに古いことが示唆された。エンドウヒゲナガアブラムシの人為的交雑個体が産むオスについて詳細に調べたところ、いずれの掛け合わせでもオス生産時のX染色体の分離比がランダムであること、オスの翅形成には常染色体上の遺伝子がかかわっていること、さらに、X染色体がオス胚子の発育に関与していることが明らかになった。両方の戻し交雑クローン合計12系統について有性世代誘導実験を行った。その結果、いずれの系統も有性メスを産出し、オスについては全く産出できないものから正常なオスが産まれるものまで、クローンによって異なった。卵子形成時には遺伝子の組み換えが起こるため、ハイブリッドの作る卵の染色体では組換えが起こっていると考えられるが、組換え自体は有性メス産生には影響がないと言える。シカハジラミの無性生殖の起源に関しては、新たに核遺伝子の7つの領域のプライマーを設計し、ミトコンドリアでの系統群間(Clade IaとClade IbとClade II)に変異があるかを調べた。しかし、2つの系統(Clade IとClade II)間の交雑の証拠は得られなかった。よって、シカハジラミの無性生殖では、交雑起源説は否定された。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。エンドウヒゲナガアブラムシおよびクワヒョウタンゾウムシを用いた無性生殖集団の起源に関して調査を行った。エンドウヒゲナガアブラムシ無性生殖クローンに関して、核のelongation factor 1αの対立遺伝子をクローニングし、配列を解析したところ、2つの対立遺伝子には大きな分化が認められた。これらの対立遺伝子は、2つの異なる有性タイプの寄主レースに固有に見いだされる遺伝子であった。この結果から、無性生殖集団の一部のクローンは、2つの寄主レースの交雑から起源したことが推測された。有性生殖が無性生殖に対して有利性を持つのであれば、無性生殖を継続することはコストが伴うことが予想される。アブラムシが無性生殖を継続することの適応的意義を探るために、長期間無性生殖を強制してきた2つのクローンを掛け合わせ、子孫クローンを育て、親クローンと子クローン間で産子数を比較した。この結果、すべての子クローンの平均産子数は親クローンの平均産子数を上回った。この結果は、有性生殖に伴う遺伝的組換え自体が有害遺伝子を除去する上で重要な働きをすることを実証した。クワヒョウタンゾウムシに関して、ミトコンドリアND2遺伝子の一部配列(633bp)を用いた遺伝子解析を行った。得られた配列情報から最尤系統樹を構築したところ、両性生殖系統と単為生殖系統は高い信頼性で互いに単系統であった。両性生殖系統と単為生殖系統の分化は鮮新世のおよそ410万年前、それぞれの系統内の遺伝的多様化は更新世後期のおよそ120万年前以降と推定された。一方、核のITS2の一部配列(357-374bp含インデル)を用いた遺伝子解析を行ったところ、両性型と単為型の間に明瞭な遺伝的分化は見られなかった。こうした結果から、クワヒョウタンゾウムシに関しては交雑による起源ではなく、異なる要因が関与したことが推察された。

しかし、2つの系統(Clade IとClade II)間の交雑の証拠は得られなかった。よって、シカハジラミの無性生殖では、交雑起源説は否定された。エンドウヒゲナガアブラムシ無性生殖クローンに関して、昨年に引き続き、核のelongation factor 1αの対立遺伝子をクローニングし、配列を解析した。本年度は、世界各地に分布する無性生殖タイプを入手し、分析に加えることが出来た。分析の結果、無性生殖タイプの中にも交雑起源が推定される場合と、交雑によらない場合とがあることが明らかとなった。日本においては、東京以西に分布する無性生殖性のエンドウヒゲナガは、これまで調べた限り、ほとんどのクローンが交雑に基づくものであった。一方、ヨーロッパや南米に分布するクローンは、交雑によらないタイプであると推測できた。交雑起源説を実証するために、エンドウヒゲナガアブラムシの2つのホストレースを交雑し、生じたハイブリッドが無性生殖性を示すか否かの実験を行った。この結果、ハイブリッドは生存力のあるオスを作り出す能力に欠けているが、有性メスを作り出す能力を保持していることが明らかとなった。現在、ハイブリッドを戻し交雑させ、その子孫で、無性クローンが生じるか否かのテストを行っている。日本産のシカハジラミは無性生殖性で、その起源は交雑がきっかけとなって開始された可能性が考えられた。シカハジラミのミトコンドリアCOI遺伝子約350bpの解析では、本種の九州南部とそれ以外の集団の間に,最大約12%の違いがあることが明らかとなった.一方、核のpyruvate dehydrogenase E1 component beta遺伝子約1000bpの解析では、全てのサンプルから同一のハプロタイプが得られた.これは、シカハジラミのミトコンドリアの進化速度に比べ、核の進化速度が極めて遅いことに由来すると考えられる.今後核の解析領域を増やし、またマイクロサテライトの探索を行うことで、核遺伝子の分化の程度を検出する予定である。新しい遺伝的手法による解析がうまく進み、エンドウヒゲナガアブラムシに関しては多くの無性生殖クローンにおいて交雑起源を確証できた。さらに、ヨーロッパ産、あるいは南米産の無性生殖クローンが得られたため、この材料に関しても分析を進めている。本手法を今後、他の無性生殖種にも適用することを試みる。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。研究は、全体として順調に進んでいる。エンドウヒゲナガアブラムシに関しては、遺伝的側面の研究が予定通り進んでおり、無性生殖が誕生した遺伝要因は、極めて多様であることが明らかになってきた。遺伝子のDNAに基づく系統学的な無性生殖タイプの起源の追求に加えて、無性生殖タイプを誕生させる交配実験に取り組んでいる。新たな知見は積み上がってきたが、これまでの知見を論文化していくペースがやや遅れているので、次年度は論文化のペースを加速させる必要があると判断している。一方、甲虫類の分担者においては、順調に論文発表が行われており、今後のこのペースを維持して行きたい。できるだけ多くの無性生殖生物に対してこの手法を適用する。
歯科インプラントのシミュレーションに関する研究

日本口腔インプラント学会員600名を調査対象とし,インプラントの臨床応用の実態を調査する目的で,一連のインプラント臨床応用に関してアンケート調査を実施した。その結果,合計307通の回答があり,インプラントの臨床応用の傾向を知るうえでは,十分意味のあるものであった。本調査結果より,インプラントの臨床応用症例が最も多い欠損形態である下顎遊離端欠損のシミュレーションモデルを考案し,インプラント植立を行いその植立方向の計測方法および評価法について検討した。さらに,サージカルステント(以下,ステント)の精確性,重要性を解明するため,ステントを使用した植立シミュレーションを行った。その結果,ステントを使用すると植立経験の有無,植立位置に関わらず,一定方向に精確なインプラントの植立が可能であったが,ステント未使用時は一定の方向に精確な植立が困難であった。CTスキャンによって得られた情報を,光硬化型樹脂により模型として再現する三次元実体光造形モデル(以下,SLM)は,医・歯学領域において広く使用され始めているが,寸法精度等に関する研究はほとんど見られない。そこで,下顎無歯顎を想定したマスターモデルからSLMを造形し,その寸法精度について検討を加えた。水平面において舌側のアーチが小さくなり,矢状面において高さが減じる傾向を示したが,唇側面では変位がほとんどなく水平的外周形状は変化が比較的少ないと思われた。さらに,実際に患者を選定しCT撮影後にSLMを造形し,骨膜剥離強度を再現した疑似軟組織を付与したシミュレーションモデルを考案し,術前シミュレーションを行った。切開線の設定部位や骨膜剥離時の感覚および削除量・埋入間隔など,硬組織のみならず軟組織の取り扱いに至るまで,十分かつ実践的なシミュレーションを行うことが可能であり,システムの有用性が明らかになった。歯科インプラントはオッセオインテグレーションの概念の普及とともに臨床応用される頻度が増加している.その理由としては多くの報告にあるように,ばく大な量の基礎的・臨床的研究の裏付け,厳格なプロトコール遵守による高い成功率と予知性、補綴オプションの充実化等,多くの要因を挙げることができる.現在,インプラントに関しては多くの情報を,種々の学術・商業雑誌および教科書等から得ることが可能である.しかし,実際の臨床におけるインプラント治療の実態に関する報告は少ない.そこでインプラントの臨床応用の実態を調査する目的で,診査・診断から使用システム,外科術式,補綴,メンテナンスに至る一連のインプラント臨床の流れに関してアンケート調査を実施した.アンケートの対象は,日本口腔インプラント学会の会員の中から,実際にインプラント臨床を行っていると考えられた600名を調査対象とし,アンケート用紙を郵送し回答記入後返送してもらう郵送調査法にて実施した.その結果,合計307通の回答があり,回答率は51.2%であった.今後,この調査結果をもとにいくつかの欠損形態を想定し,既製の顎歯模型を用い,マネキン上で術者の主観によってインプラントを埋入した場合と,診断用ワックスアップから製作したサージカルステントを用いてインプラントを埋入した場合の埋入位置・方向について計測を行い比較検討を行っていく予定である.インプラントの臨床応用の実態を調査する目的で,診査・診断から使用システム,外科術式,補綴,メンテナンスに至る一連のインプラント臨床の流れに関してアンケート調査を実施した.アンケートの対象は,日本口腔インプラント学会の会員600名を調査対象とした.その結果,合計307通の回答があり,回答率は51.2%であった.調査結果の詳細は日本口腔インプラント学会誌に報告を行った.

さらに,インプラントの予後に大きな影響を与えると考えられるインプラントの埋入方向について,調査結果からもインプラントの臨床応用が最も多かった下顎遊離端欠損症例を想定し,マネキン上で埋入位置を指定し,インプラント埋入のシミュレーションを行った.また,術者は埋入経験による影響を検討するために,インプラントの埋入経験者群および埋入未経験者群の2群を選定した.その際の埋入方向を計測し,術者間における傾向と,さらに埋入方向に影響を与えると考えられる術者と患者との各種相対的位置関係に対して比較検討を行った.近年インプラントの適用範囲が広がり,従来禁忌であった症例や難症例にも応用されるようになった。特に難症例においては,術前診断にCT撮影を行うことで手術計画の確実性,安全性などが格段に向上することは周知の事実である。最近はこのCT画像をコンピューターにより多断面再構築し,パーソナルコンピューター上で顎骨の形態・骨質等の診査や,インプラント埋入シミュレーションを行うソフトウェアであるSIM/Plantが開発され,臨床応用が進んでいる。そこで,医学・歯学領域においてすでに使用され始めているCT情報を応用した三次元実体光造形モデル(Stereolithography-models:以下SLM)を使用したインプラント埋入のシミュレーションとしての応用方法およびSLMの寸法精度について検討を行った。下顎無歯顎を想定したアルミニウム製のマスターモデルを作製し,そのCTスキャンデーターをもとにSLMを造形し,三次元座標測定器を用いて形状測定を行い,その寸法精度や変形の傾向等について検討を加えた。下顎骨金型に対するSLMの変位・変形は,水平面において舌側のアーチが小さくなり,矢状面において高さが減じる傾向を示した。しかし,唇側面では変位がほとんどなく,水平的外周形状は変化が比較的少ないと思われた。SLMを用い実際の外科処置を想定し,基本的術式に従い術前シミュレーションを行った。その際,切開線の設定部位や骨膜剥離時の感覚・プラットフォーム設定時の削除量・埋入間隔など,硬組織のみならず軟組織の取り扱いに至るまで,十分かつ実践的なシミュレーションを行うことが可能であった。特に疑似軟組織モデルを用いた場合では,縫合に至るまでのトレーニングが可能であり,シミュレーションシステムの有用性が明らかになった。
熱的快適性に基づく省エネルギー性評価に関する研究

エネルギー問題がクローズアップされる今日、室内の熱的快適性を維持するために必要とされる空調エネルギーについても、より消費量の少ない手法を検討することが求められ、そのためには、様々に構成される室内熱環境について、得られる熱的快適性を予測評価することが必要になる。ここで、現在の一般的な温熱指標では、温度分布の均一性が仮定された室内環境にのみ適応が限られており、通常の冷暖房時のように、気流や対流、垂直温度分布、温・冷放射が存在する非等温な室内環境の評価には問題が指摘されている。すなわち、温・冷放射の存在や空気温度の分布は熱的快適性に影響を与えるものであり、通常の非等温な室内熱環境評価のためには、熱環境の不均一性を考慮した熱的快適性の予測手法が必要となる。本研究は数種の代表的な空調システムの下に、適切な熱供給形態を見いだすことに主眼を置き、実験、及び理論的に検討を加え、非等温な室内温熱環境の評価に適応する温熱指標の作成、及び空調システムの消費エネルギー量について、熱的快適性により評価することを目的としている。本年度は当研究の2年目であり、研究初年度に得られた暖房方式による室内熱環境の不均一性の傾向について解析を行い、その一部をシンポジュウムにて講演した。また本年度の実験研究として、実際の住宅において、数種の暖房方式による室内気候形成の違いとそれぞれの快適性の分布、並びに必要とされるエネルギー消費量を明らかにする被験者実験を実施した。この実験からは、各種暖房方式による不均一熱環境の形成と室内の快適性の分布が示され、室の使用形態に伴った効率的な暖房手法と、エネルギー消費量が明らかになっており、この結果について学会への報告を計画している。エネルギー問題がクローズアップされる今日、室内の熱的快適性を維持するために必要とされる空間エネルギーについても、より消費量の少ない手法を検討することが求められ、そのためには、様々に構成される室内熱環境について、得られる熱的快適性を予測評価することが必要になる。本年度は当研究の初年度であり、全体計画・スケジュールの作成後、各種冷暖房装置による室内の温度分布測定実験を行っている。また、電気、石油などのエネルギー源の違いによる発熱効率、CO2やNOx等の発生による環境負荷について文献等による調査を併せて行っている。各種冷暖房装置による室内の温度分布測定からは、既往の実験結果も合わせ、強制対流式放熱器、自然対流式放射器、および温水式床パネルを用いて暖房した室内の熱環境形成状況について、室内の空気温度、SET^*、作用温度の分布とそれぞれの方式による特徴を明らかにした。
専門学校におけるキャリア支援教育の研究:教育・学習経験の質的理解とその改善

研究目的:本研究の目的は、著者自身が、保育系専門学校において担当してきた「キャリア支援教育」に関する業務を、「高等教育における教育・学習経験の質的理解とその改善」という理論的視点から再検討し、専門学校における教務の業務を改善するための具体的な計画(試案)を作成することである。研究方法:テーマに関する先行研究の検討をふまえ、イギリスにおける「高等教育における教育・学習経験の質的理解とその改善」の理論と現状を分析し、そして、この研究成果をもとに、著者が勤務する日本の保育系専門学校におけるキャリア支援のための教育計画を検討した。研究成果:(1)「教育・学習経験の質的理解とその改善:高等教育職員の専門性」。ノッティンガム大学における高等教育の専門職学位コースのコース概要と、コース責任者であるMcLean,M.の著書(2006)の分析から、拡大する高等教育における教職員の専門性について整理した。(2)「イギリスの継続教育カレッジにおける教育・学習経験:拡大する高等教育の質」。1999年から2001年にかけて著者自身がおこなったフィールドワークをふまえ、高等教育制度、継続教育カレッジにおける教員の経験、成人学生の経験について整理した。(3)「ポートフォリオを活用したキャリア支援教育の方法:イギリスの事例」。ポートフォリオの作成を必須とする「自己形成・専門能力形成」「専門的実践」という2つの必修科目に即して、その評価基準、教員の教育活動、学生の自己形成・専門能力形成のプロセスを整理した。(4)「専門学校におけるキャリア支援教育の計画化」。キャリア支援教育を、「専門学校における教育活動全体を通じて、学生個人の自己形成・専門能力形成を支援するための理念」として、より広義なものに再定義し、それを実現するために必要なキャリア支援教育の「評価基準」「教育方法」「協働システム」を、イギリスの事例と、職場の現状をてがかりに整理した。
同胞発症家系を用いたステロイド感受性ネフローゼ症候群の遺伝的背景の解明

小児に多いステロイド感受性ネフローゼ症候群(SSNS)の発症機序は、不明である。多因子病であるSSNSにおいてHLA遺伝子が同定されたが、その他の遺伝子的要因は未同定である。私共は、SSNSの同胞発症家系を全エクソーム解析し、ITSN2遺伝子に複合ヘテロ接合性変異を同定した。更にITSN2関連遺伝子を多数のネフローゼ患者で変異検索した結果、Rhoファミリー低分子量G蛋白質を制御する計6遺伝子に変異を同定し、腎足細胞の運動に関わる病的経路を同定した(Nat Commun, 2018;9:1960)。本研究では新たな同胞発症SSNS家系を同様の手法で解析し、第2、第3の病的経路の解明を目指す。
反転学習と模擬養育者を導入した保育者用児童虐待防止教育プログラムの効果検証

保育場面において虐待など福祉や医療保健の問題を抱えた子供や養育者を支援する保育専門職をいかに養成するのか。本研究課題は,これまで開発した児童虐待防止活動の教育プログラムのコンテンツを統合・改定し,エンゲストロームの探求的学習理論に基づき,教授効果をより高める教授様式,すなわち反転学習と模擬養育者(SP:Simulated Parent)の導入の効果を検証し,保育者養成教育への一般化へ向けた取り組みを目指す。保育士志望学生(57名)を対象に平成29年度に実施した反転学習用テキスト(91頁)とSP(1名)による効果検証に基づき,最終的に平成30年度に保育士志望学生(59名)を対象に改訂した反転学習用テキスト(127頁)とSPs(9名)によるプログラムの効果検証を行った。効果検証は,プログラム実施前から実施後にかけての相談観や不安感,児童虐待防止活動に関する自己効力感の変化,そして事後に実施した児童虐待防止や子育て支援に関する知識テスト,子供と保護者の模擬事例提示による事例の読み取りと個別支援計画案の策定に対するルーブリック評価である。分析の結果,相談観は予想通り指導役割意識が有意に低下し,連携,称賛や解決の構築を重視する相談観が有意に向上した。また不安感も有意に低下した。児童虐待防止活動に関する自己効力感も予想通りの方向に変化を示した。知識テストの結果から教授様式導入の効果が顕著に認められた。導入前の達成率80.9%(対照群48名)に対し,導入後の平成29年度97.6%,平成30年度93.7%だった。子供の模擬事例の読み取りと個別支援計画案は平成30年度に成績が向上した。しかし,保護者の事例に関しては有意な効果は認められなかった。保育者養成教育へ一般化するためには,テーマ単位毎に教授機能と学習者の学習ステップを架橋する教授形式の調整が必要であると考えられた。本研究課題の目的は,児童虐待防止に関する保育所保育士の技量育成を目的として,これまで開発した「保育者用の児童虐待防止活動包括プログラム(包括プログラムと略)」(基盤研究(C),2010-2012)を発展させた「児童虐待に関する保育者用の専門職連携実践教育プログラム(IPWプログラムと略)」(基盤研究(C),2013-2015)の教授効果をより高めるための教授様式の検討を行うことである。本研究が着目したのは,反転学習と模擬養育者(SP:Simulated Parent)の導入である。平成28年度は三つの研究目的を設定した。目的1は,保育士志望学生を対象に探求的学習理論(Engestrom, 2010)に基づき,IPWプログラムの教授内容,教授機能及び教授形式(これらを総称して「教授の計画と分析のためのフォーム」と言う。本研究は教授フォームと略)の再分析を行い,プログラムの課題を明らかにすることである。目的2は,医療場面での模擬患者養成教育に関する諸研究の文献レビューを行い,児童虐待防止教育のための保育場面での模擬養育者導入の目的を明確にし,児童虐待防止教育プログラムの教授フォームを新たに作成し,その反転学習用教材を試作することである。目的3は,保育場面でのSPを養成する教育課題を明確にすることであった。目的1に関しては概ね達成し,先の科研課題でのIPWプログラムと平成28年度に予備的に検討した反転学習用教材を利用したプログラムの教授フォームを整理・比較し,それらのプログラム効果を検証し,新たに本研究課題用の教授フォームを策定した。目的2に関しては複数のSPを募集することはできなかったが1名のSPに対して研修を行い,新たな教授フォームに基づく児童虐待相談事例シナリオを作成し最低限の目的は達成した。なお目的3については平成29年度に継続して検討を行う。目的1については,まずIPWプログラムに基づく授業(n=46)に対して,教授フォームを分析した。その結果,IPWプログラムでは,Engestromが提示するすべての教授機能のうち「実践化・応用・批評・評価と統制」の占める割合が29.6%(16/54)にすぎないことが判明した。この問題を解決するため,反転学習用教材を導入した虐待防止教育に関する試行プログラム(n=40)を平成28年度に実施した。しかし,その試行プログラムの教授フォームを分析したところ,実践化から評価と統制までの教育機能は全教授機能の32.6%(15/46)に過ぎなかった。さらにIPWプログラムと試行プログラムの効果検証を,児童虐待防止に関する自己効力感尺度(笠原,2017)と保護者の背景理解及び支援計画策定のルーブリック評価から検討したところ,2群の間に有意差は認められなかった。プログラムコンテンツを14回授業で教授することは物理的に不可能であり,部分的な反転学習を導入してもそれを実践化し,批評し,評価・統制する機会を設けなければ知識として定着しないことが示唆された。この結果を受けて,新たに反転学習用教材と模擬養育者の導入を組み込んだ教授フォームを策定した。この教授フォームに基づき模擬養育者1名(実子及び養育里親経験あり)に保育者用児童虐待防止教育プログラムに関する研修を行い,児童虐待相談事例シナリオ集を共同で製作した。また反転学習用教材を13回分作成した。しかし複数の模擬養育者を募集し研修するまでには至らなかった。