hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
銀河系の化学進化と重元素の起源を探る観測的研究

本研究では、未だに不明である金やウランと言った重い元素を合成するrプロセスの起源を明らかにすることである。rプロセスの銀河初期における振る舞い調べるために、すばる高分散分光器(HDS)を用いて、銀河系ハローや矮小銀河の超金属欠乏星の化学組成を調べた。矮小銀河は銀河系のビルディングブロックの生き残りと考えられており、その中の金属欠乏星には銀河系形成時の情報が含まれると考えられている。その結果、矮小銀河には銀河系のようにrプロセスが過剰な星が発見されず、銀河の化学進化が矮小銀河と銀河系で異なる可能性があることを示した。本研究の目的は、未だに不明である金やウランと言った重い元素を合成するrプロセスの起源に迫ることと、同時にrプロセスの銀河初期における振る舞いを明らかにすることによって、銀河系の化学進化史についての詳細な情報を得ることである。今年度は、銀河系初期の元素合成を反映していると考えられる金属欠乏星の観測と解析を進めた。すばる高分散分光器(HDS)を使った特に金属量の少ない星の観測に加え、ぐんま天文台150cm望遠鏡と高分散分光器(GAOES)で観測によって多数の金属欠乏星のスペクトルを得てその組成解析を行い、多数の金属欠乏星でトリウムを検出することに成功した。これまでの組成解析の結果、金属量が太陽の100分の1以下の星では高い値を示すものが存在するが、数10分の1以下で100分の1以上のものでは高いものが見られない。この結果は、銀河初期におけるrプロセス元素合成では、トリウムを多く合成する場合があるが、その後銀河の化学進化が進んだことによって銀河内の星間ガスの混合が進み、星の年齢によっての減少だけを示すものと考えられる。このことから、rプロセス元素合成と化学進化について重要な情報を得ることができると期待される。本研究の目的は、未だに不明である金やウランと言った重い元素を合成するrプロセスの起源に迫ることと、rプロセスの銀河初期における振る舞いを明らかにすることによって、銀河系の化学進化史についての詳細な情報を得ることである。22年度は、すばる高分散分光器(HDS)を使って矮小銀河の超金属欠乏星S15-19の観測を行い、その化学組成を詳細に調べた。矮小銀河は銀河系のビルディングブロックの生き残りと考えられており、その中の金属欠乏星には銀河系形成時の情報が含まれると考えられる。これまでの観測によって、矮小銀河の星で唯一バリウムが過剰な超金属欠乏星S15-19が発見されているが、このバリウムがrプロセスによって合成されたものだとすると、銀河系で見られるrプロセス元素が過剰な星(r-II星)が矮小銀河にも存在することが確認できる。また、放射性元素であるトリウムなどが検出できれば年代学の適用なども考えられ、矮小銀河の形成についても極めて重要な手掛かりを得ることができる。しかしながら、我々の概測結果ではrプロセスによる元素合成の証拠となるユーロピウムが検出されなかった。さらに、この星は炭素過剰で連星系に属していると考えられる観測結果が得られたことから、この星のバリウムはrプロセスではなく、漸近巨星分岐(AGB)星によるsプロセス元素合成によって作られたものだと考えられる。この観測結果は、矮小銀河には銀河系のようなr-II星が存在せず、銀河形成初期での重い元素についての合成プロセスが、銀河系と矮小銀河で異なることを示唆している。ただし、このような観測例はまだほとんどなく、今後の追観測によって確認する必要がある。
膜構造・膜脂質ダイナミクスと共起する細胞膜受容体の情報伝達

細胞膜受容体と膜脂質の動的な相互作用による情報伝達場形成と機能制御の機構を解明する。細胞膜は多種類の膜脂質分子間の選択性を持った集合による複雑な多階層構造を持つ。一方,細胞膜受容体も構造・反応の多状態性を持つ複雑な蛋白質分子である。最近の研究は、膜受容体が機能発現と共に近傍の膜環境を作り替えること、逆に受容体近傍膜環境が受容体の構造・機能を動的に制御することを示している。本研究は最新の1分子計測法などにより、ヒトの主要な膜受容体(GPCR, RTK)の多数の分子種について近傍脂質を含めた機能・構造動態の計測・解析を行い、膜の自己組織化による機能制御機構を明らかにする。細胞膜上での受容体タンパク質の離合集散と脂質分子との相互作用によって、従来の考え方を超える細胞膜ダイナミクスについて新しい知見が得られてきている。本研究では、ヒトの主要な膜受容体を構成するGPCR(300種類)やRKT(60種類)のほぼすべてについて、活性化因子による周辺への情報伝達を網羅的に調べようとするものである。研究代表者が約20年にわたって開発してきた分子間相互作用を観察可能な一分子計測技術などを発展させて、自動化と高速測定を実現することにより、客観性が高く、網羅性に富むデータの取得ができる。本研究の推進によって、生物細胞の新たな計測技術の発展が期待される。また、本研究の成果は、細胞膜ダイナミクスの新しい概念構築に貢献できる。
電気駆動における制御手法に関する研究

電力用半導体素子を用いた電気機器の制御方式に関する調査・研究,さらにその解析・設計に関する調査・研究を行った。研究成果の概要を以下に述べる。1.DSP及びトランスピュータを用いた電動機駆動法に関して調査した結果,コストの問題で、浮動小数点演算が容易なTMS320C30などが普及するには時間がかかると考えられること,トランスピュータは並列処理に優れ,多数の電動機を協調して制御するのに適することがわかった。2.誘導電動機のベクトル制御では,二次抵抗の変動による定常及び過渡特性の劣化が問題となっている。これを解決するため,モデル規範適応システム理論を応用した新しいパラメータ同定法を開発した。この方法をDSP制御のインバータ駆動誘導電動機に実際に適用し,理論通りの特性が得られることを確認した。この際,電圧制御をより正確に行うため,パワーデバイスの電圧降下やデッドタイム補償法も開発した。ラクイラ大学ではディジタル制御に伴う諸問題を検討するシミュレーションプログラムを開発した。3.汎用インバータによる誘導機の駆動システムで,速度センサを省いたいわゆるセンサレスベクトル制御が注目されている。このシステムでは,特に安定性の確保が重要な課題で,系の線形モデルを導出して安定性改善の研究を行った。磁束軸の漏れインダクタンスを省く方式や電流誤差補償によりこの問題の解決を図った。また,DSP制御によるセンサレスベクトル制御システムを試作し,理論と実験の比較検討を行った。制御ゲインの選定において,ディジタルアルゴリズムに伴う高周波振動を生じさせない設計法を確立した。また,センサレス制御においてもパラメータ同定法の研究を行った。更に,瞬時無効電力を用いて,一次抵抗の影響を受けないセンサレスベクトル制御を考案した。4.同期電動機,永久磁石電動機の制御に関しては,電動機パラメータの非線形性を考慮したトルクの制御法や低速運転時の回転むらの低減に関する研究を行った。5.特殊電動機の制御に関しては,長崎大学で考案し実現した「半波整流ブラシなし同期電動機」の位置センサレス制御,「交流励磁方式ブラシなし同期電動機」の電圧ベクトル制御に関する研究,「円筒型スイッチド・リラクタンス電動機」の進み角制御・パルス幅制御など制御方法による特性改善に関する研究を行った。また,リニアモータを用いたポンプシステムを提案し,その制御方法に関する研究を行った。6.電気機器の制御方式の研究を行う上で,制御方法や使用状況に最も適したモータを設計する手法の確立が必要であるとの認識から,長崎大学で非線形最適化手法と空間高調波解析法を用いて電気機器の最適設計パラメータを決定する方法の開発を,ラクイラ大学で非線形最適化手法と有限要素法を用いて電気機器の最適磁極形状を決定する方法の開発を行い,リニア誘導電動機および永久磁石を表面に実装するタイプの永久磁石同期電動機と埋込タイプの永久磁石同期電動機の最適設計法を確立した。また,「半波整流ブラシなし同期電動機」,「交流励磁方式ブラシなし同期電動機」,「円筒型スイッチド・リラクタンス電動機」等,界磁側に短絡巻線を持つ特殊電動機の特性解析法として,有限要素法によって自己インダクタンス,相互インダクタンスを算定し回路理論的に界磁電流を求め,再び有限要素法によって特性を算定する方法を考案し,現在,実験によりその精度を検証中である。7.現在電気機器の制御装置として一般に用いられているコンバータ-インバータシステムに対して,平滑インダクタンスや平滑コンデンサ等のエネルギー蓄積要素を必要とせず小型で大容量の装置を製作できる特長を持つPWMサイクロコンバータ(マトリックスコンバータ)の開発を行った。本研究では,入力力率が悪い,転流時のスイッチングによる電圧,電流スパイクの発生が発生しやすい,出力電圧が小さい等これまで問題になっていた欠点を改善するために,電源の中間電圧も含めてPWM制御を行う新しい制御方式とそれを実現するためのゲート制御回路を提案し,実験による検証とシミュレーションによるパラメータ決定を行った。

4.同期電動機,永久磁石電動機の制御に関しては,電動機パラメータの非線形性を考慮したトルクの制御法や低速運転時の回転むらの低減に関する研究を行った。5.特殊電動機の制御に関しては,長崎大学で考案し実現した「半波整流ブラシなし同期電動機」の位置センサレス制御,「交流励磁方式ブラシなし同期電動機」の電圧ベクトル制御に関する研究,「円筒型スイッチド・リラクタンス電動機」の進み角制御・パルス幅制御など制御方法による特性改善に関する研究を行った。また,リニアモータを用いたポンプシステムを提案し,その制御方法に関する研究を行った。6.電気機器の制御方式の研究を行う上で,制御方法や使用状況に最も適したモータを設計する手法の確立が必要であるとの認識から,長崎大学で非線形最適化手法と空間高調波解析法を用いて電気機器の最適設計パラメータを決定する方法の開発を,ラクイラ大学で非線形最適化手法と有限要素法を用いて電気機器の最適磁極形状を決定する方法の開発を行い,リニア誘導電動機および永久磁石を表面に実装するタイプの永久磁石同期電動機と埋込タイプの永久磁石同期電動機の最適設計法を確立した。また,「半波整流ブラシなし同期電動機」,「交流励磁方式ブラシなし同期電動機」,「円筒型スイッチド・リラクタンス電動機」等,界磁側に短絡巻線を持つ特殊電動機の特性解析法として,有限要素法によって自己インダクタンス,相互インダクタンスを算定し回路理論的に界磁電流を求め,再び有限要素法によって特性を算定する方法を考案し,現在,実験によりその精度を検証中である。7.現在電気機器の制御装置として一般に用いられているコンバータ-インバータシステムに対して,平滑インダクタンスや平滑コンデンサ等のエネルギー蓄積要素を必要とせず小型で大容量の装置を製作できる特長を持つPWMサイクロコンバータ(マトリックスコンバータ)の開発を行った。本研究では,入力力率が悪い,転流時のスイッチングによる電圧,電流スパイクの発生が発生しやすい,出力電圧が小さい等これまで問題になっていた欠点を改善するために,電源の中間電圧も含めてPWM制御を行う新しい制御方式とそれを実現するためのゲート制御回路を提案し,実験による検証とシミュレーションによるパラメータ決定を行った。今年度は、電気機器の制御方式に関する調査・研究、さらにその解析・設計に関する調査・研究を行った。調査・研究の概要は以下の通りである。1.DSP及びトランスピュータを用いた電動機駆動法に関して調査した結果、コストの問題で、浮動小数点演算が容易なDPが普及するには時間がかかると考えられること、トランスピュータは並列処理に優れ、多数の電動機を協調して制御するのに適することがわかった。2.誘導電動機の制御に関しては、速度センサレスペクトル制御の研究を行い、磁束オブザーバを用いた方式を考案して、従来のすべり周波数制御形センサレスベクトル制御方式やモデル規範適応システムを用いた方式と比較検討した。
乳児院における心理コンサルテーション：最早期の関係性支援に着目した萌芽的研究

本研究の目的は、乳児院で暮らす最早期の子どもの愛着発達を縦断的観察から明らかにすることであった。異なる地域の3乳児院のいずれかに、生後1ヶ月までに入所した乳児10名を対象とした。毎月縦断的に愛着行動発達をチェックリストで確認した。次に、歩行移動が無理なく行えるようになってから18か月までの間に、ストレンジシチュエーション法(SSP)による愛着パターンを測定した。その結果、愛着発達は4ヶ月時にわずかに停滞するも、その後は家庭児と同様の発達過程が認められ、愛着パターンも安定型が多く見られることがわかった。これらの成果を乳児院の職員に対するコンサルテーションに活用するために、リーフレットを作成した。本研究の第一の目的は、乳児院における、乳児のアタッチメント形成について、縦断的な観察を行い、その特徴を検討することである。定型発達との異同を明らかにし、特に、心理職が、乳児の発達経過に即した里親や職員に対する適切なコンサルテーションを行うための基礎的なデータを収集していく。乳児院の養育環境のさらなる改善に役立つような成果を得ていくことが目指される。研究初年度となる平成27年度の実績は以下の通りである。1観察指標の検討:アタッチメントの形成までの過程をとらえるため、Spitz, R.やAinsworth, M.、Bowlby, J.を中心とした代表的なアタッチメントの理論書から、観察された乳児のアタッチメント行動の指標を連携研究者と共に、検討した。2観察シートの作成:これをもとに、研究協力者である施設の職員が、対象児の観察記録を作成するための項目を選出し、独自の観察シートを作成した。3乳児院での観察および研究の打ち合わせ:北海道、神奈川県、福岡県の各3施設へ、通算15回の訪問を行った。乳児院関係者からの養育環境に関するヒアリングと、対象児の養育場面の観察を行い、実際の撮影場面や方法について、詳しい確認を行った。4観察データの収集:各月毎に、対象児を中心とする養育場面の観察を収集した。観察場面は、授乳、遊び、抱っこなど複数から成り、観察資料として使用可能な場面を精査した。5愛着研究全般について、臨床的な研究の文献を収集して、臨床的な研究課題を整理した。6施設心理職を対象とした研修会:北海道と神奈川県の2つの研究協力院で、施設心理職を対象に、乳幼児のアタッチメント形成をより良くするための研修会を実施した。「研究実績の概要」に記載した通り、研究目的に従いながら研究を進めてきた。実践研究の研究遂行上の特性から、対象児の入所時期のずれや、急な退所など、当初にリスクとして想定された事態が生じており、これらについては、実施計画を適宜修正しつつ研究を進めている。昨年度は、学内の研究倫理審査を申請し、無事承諾を得た後、乳児院への研究協力の正式に依頼した。その間、文献収集と理論書を検討しながら、これまでの観察経験から得られた指標も含めた検討や、アタッチメント研究の臨床心理学的な動向について、基本的な整理を行うことができた。また、北海道、神奈川県、福岡県の3施設各1名ずつ研究対象児を決定し、データ収集を開始できた。実践的な還元を重視しながらの観察研究となるため、北海道と神奈川県の2つの研究協力院で、施設心理職を対象にアタッチメント理論についての研修会を実施したが、福岡県ではまだ開催に至っておらず、来年度の課題とした。以上の諸点を鑑みて、上記の評価とした。本研究の第一の目的は、乳児院における、乳児の愛着形成について、縦断的な観察を行い、その特徴を検討することである。定型発達との異同を明らかにし、特に心理職が、乳児の発達経過に即した里親や職員に対する適切なコンサルテーションを行うための基礎的なデータを収集していく。乳児院の養育環境の更なる改善に役立つような成果を得ていくことが目指される。研究2年目となる平成28年度の実績は以下の通りである。1観察指標の精緻化:前年度に検討を行った愛着行動の指標を、収集したビデオデータと照らし合わせながら、連携研究者と検討を行い、観察指標の精緻化を進めた。2観察データの収集:各月毎に対象児と担当養育者の養育場面のビデオデータと、前年度に作成した記録用の観察シートを収集した。観察場面は、授乳、食事、遊び場面とした。3乳児院での観察及び研究のフィードバック:申請を行った3つの施設へ、通算15回の訪問を行った。乳児院関係者からの養育環境に関するヒアリングと、対象児を中心に養育場面の観察を行い、収集したデータの分析結果のフィードバックを行った。4愛着の質の測定:約14ヶ月齢をむかえた対象児に、連携研究者がストレンジシチュエーション法(SSP)を実施し、愛着の質を測定した。5施設心理職を対象とした研修会および研究の打ち合わせ:申請を行った3つの施設の心理職員を対象に、乳幼児の愛着形成の促進のための研修会を実施した。また、収集したデータに基づく研究の中間報告と、観察場面の話し合いを行い、実施方法の詳しい確認を行った。6研究成果発表:収集したデータをもとに、経過的な成果発表を国際学会にて行った。「研究実績の概要」に記載したとおり、研究目的に従いながら研究を進めてきた。現在、研究対象児は10名おり、そのうち1名の観察が終了した。また、収集したデータを基に、申請を行った3つの施設の心理職員を対象とした愛着理論に関する研修会の実施や、経過的な成果発表を行った。

本研究の第一の目的は、乳児院における、乳児の愛着形成について、縦断的な観察を行い、その特徴を検討することである。定型発達との異同を明らかにし、特に心理職が、乳児の発達経過に即した里親や職員に対する適切なコンサルテーションを行うための基礎的なデータを収集していく。成果は、乳児院の養育環境の質の改善につなげるために、リーフレットの形で実装し、還元することを目指した。平成29年度実績は以下の通りである。1対象児と担当養育者の相互交流場面を心理職が、毎月直接観察とビデオ撮影を行った。観察した主な生活場面は、授乳、対面遊び、担当養育者との分離再会、自由遊びにおける探索などである。いずれも、月齢に即して愛着行動の出現しやすい場面を選択した。2前年度までに精緻化した各月齢の愛着行動指標をもとに、対象児の達成度を検討し、乳児院での愛着行動発達の特徴があるかを考察した。314ヶ月を超えた対象児について、ストレンジ・シチュエーション法(SSP)を実施し、愛着の質を測定した。3月まで、研究を続け、対象児の測定を終えることができた。測定の際は協力施設心理職を交え、施設独自に実施可能な体制を検討しながら実施した。その結果、従来懸念されていた愛着障害及びDタイプ等は検出されなかった。今後も施設の養育形態を加味しつつ、様々な施設でケース数を増やしていく必要があろう。4成果報告会は、研究協力院への還元とフィードバックカンファレンスの技法を施行することを目的に、全国から協力者が参加し、活発な討議が行われた。5研究成果の実装は、乳児院での日常生活場面に即した発達段階ごとの愛着行動の指標を、職員が綴る養育日誌仕立てにしたリーフレットを作成し、全国の乳児院や関連機関の現場職員が参照できるよう配布した。6研究成果発表:国内学会にて発表し、国際学会の発表に採択された。論文の執筆も行った。本研究の目的は、乳児院で暮らす最早期の子どもの愛着発達を縦断的観察から明らかにすることであった。異なる地域の3乳児院のいずれかに、生後1ヶ月までに入所した乳児10名を対象とした。毎月縦断的に愛着行動発達をチェックリストで確認した。次に、歩行移動が無理なく行えるようになってから18か月までの間に、ストレンジシチュエーション法(SSP)による愛着パターンを測定した。その結果、愛着発達は4ヶ月時にわずかに停滞するも、その後は家庭児と同様の発達過程が認められ、愛着パターンも安定型が多く見られることがわかった。これらの成果を乳児院の職員に対するコンサルテーションに活用するために、リーフレットを作成した。今後は、各乳児院へ縦断的観察を引き続き依頼する。観察終了時には、AQSにてアタッチメントの質を測定する。データの分析を行い、観察指標の変化を質的に捉えていく予定である。さらに、養育日誌を収集し、テキスト分析を行い、観察データとの照合や、養育者がどのように発達を捉えているのかを検討する。また、収集したデータをもとに、前年度行った施設心理職員を対象にアタッチメント理論についての研修会を引き続き実施する予定である。さらに、一部の経過的な結果を成果発表する予定である。今後も、各乳児院への縦断的観察を引き続き行う。
農協による高齢者福祉活動の組織・事業・経営論的可能性に関する研究

1.協同組合としての農協が高齢者福祉活動に取り組むことの現代的意義として,(1)組合員の組織力が強化される,(2)新しい事業展開が可能になる,(3)農協の経営基盤強化に貢献する,といった可能性が大きいことが明らかとなった。2.農協の高齢者福祉活動の展開方向を次の三つの段階に分けて考察し,全国的にみた取り組み事例の類型化と検討を行った。(調査対象地:島根県JAくにびき,鳥取県JAとうはく,兵庫県JA稲美野,兵庫県JAたじま,京都府JA美山町,愛知県JAひまわり,岩手県JA花巻など)第1段階:高齢者福祉活動に関する組織づくり(組合員組織,活動実行組織等),および農協の事務局体制づくりを行う段階。第2段階:第1段階における組織・体制づくりを受けて,ホームヘルパーの派遣,配食や訪問入浴のサービス等「在宅福祉型」のサービス事業を行う段階。第3段階:ケアハウスや特別養護老人ホーム等の福祉施設を建設することによって,「施設利用型」のサービス事業を行う段階。その結果,第1段階,第2段階の取り組み事例が,全国的にみてもかなり進展していること,特に第2段階での取り組みについては,農協と行政との新たな連携体制が構築されつつあることが明らかとなった。3. 2000年から導入が予定されている「介護保険」への対応という見地から農協が高齢者福祉活動に取り組むことは重要であるが,それ以上に,組合員を対象とした地域づくり活動の一環として,こうした活動に取り組むことの意義が大きいことが明らかとなった。1.経営学,経済学,さらには農村生活・福祉論等,依拠する学問分野についての基礎的検討を行い,農協の高齢者福祉活動の問題への適用可能性について理論的に考察した。また,農協の生活面活動に関する既存の研究成果をサーベイすることによって,本研究課題についての論点整理を行った。その結果,協同組合としての農協が高齢者福祉活動に取り組むことの現代的意義として,(1)組合員の組織力が強化される,(2)新しい事業展開が可能になる,(3)農協の経営基盤強化に貢献する,といった可能性が大きいことが明らかとなった。第1段階:高齢者福祉活動に関する組織づくり(組合員組織,活動実行組織等),および農協の事務局体制づくりを行う段階。3.次年度で予定している調査対象農協の予備調査を行った。
歯周病を起点とした動脈硬化悪化機序に対する老化関連遺伝子の解析及び細胞老化の抑制

平成30年度初旬に、若齢および高齢のヒト大動脈血管内皮細胞(HAEC)に対しSAA(2&micro; g/ml)を添加し,10日および20日間の長期間継代培養を行った。そして老化関連遺伝子(p21,p53,p16)発現,およびタンパク発現をreal-timePCR法にて確認し,SAA非添加群と老化関連遺伝子の発現量の比較を行った。すなわち,従来より報告されている老化細胞から炎症性の因子が放出されるという定説とは逆に、炎症性の刺激により血管内皮細胞が老化細胞化するかどうかを検討した。実験の結果、若齢および高齢のHAECいずれにおいてもSAA添加培養群においてタンパク発現には優位な差を認めたが、老化関連遺伝子については有意な差は認められなかった。歯周炎病変部で産生されたIL-6を介して産生されるSAAにより,血管内皮細胞が刺激され,SAA受容体のTLR2の発現が上昇することにより若年者・高齢者共に各接着因子のmRNA発現が上昇し,動脈壁へのマクロファージの浸潤から動脈硬化症が進行することがわかったが、老化に関しては再度実験系の見直しが必要となった。現在は新規に購入した細胞をSAA添加群および非添加群とし培養し、老化関連遺伝子(p21,p53,p16)発現,およびタンパク発現を検討中である。そのため関連遺伝子に対するshRNAの作製および、HAECに対してshRNAを導入した場合のSAA誘導性老化関連遺伝子マーカーの発現抑制効果の確認も達成していない状況である2年前より保有していたHAECsを使用し、SAA(25μg/ml)添加群および非添加群の2群とし,それぞれ10日間の細胞培養を行った後に回収しTotal-RNAを抽出した。まずreal-time PCR法にて接着因子(ICAM1,VCAM1)の発現を検討した。しかしGAPDHに比較して増幅せず,細胞劣化が問題であると推察されたため、LONZA社より新規に購入しなおした。再度、新規購入した細胞で同じ実験を行ったが,以前と同程度の増幅が得られず、原因としてプライマーに問題があると考え、TAKARABAIO社およびThermo Fisher社より接着因子プライマーを購入することとした。使用する細胞の決定や、プライマーの設計に難儀したため、必要以上に時間を費やしてしまった。本来なら平成30年度末までに,発現老化関連遺伝子に対するsh(small hairpin)RNAレンチウィルスを外注製作(ライフテクノロジー株式会社)を行い,HAECに感染後、老化因子の発現抑制を比較、検討。そして、HAECに対してshRNAを導入した場合のSAA誘導性老化関連遺伝子マーカーの発現抑制効果を確認するまでが平成30年度の目標であった。しかし研究が大幅に遅れている為、いまだレンチウイルスの作製はできていない。また平成31年度では、In vivoにおいて、ApoE欠損マウスに対しそのレンチウィルスを感染させ、その後3ヶ月飼育し、大動脈血管内皮細胞での老化関連マーカーの発現、および動脈硬化悪化所見である脂肪沈着に対する抑制効果を比較、検討する予定であった。レンチウイルスの作製期間、マウスの飼育期間を考慮し、平成31年度中に実験を終了させるために、実験期間を見直し、無駄のない効率の良い研究を行う必要がある。

使用する細胞の決定や、プライマーの設計に難儀したため、必要以上に時間を費やしてしまった。現在は新規に購入した細胞をSAA添加群および非添加群とし培養し、老化関連遺伝子(p21,p53,p16)発現,およびタンパク発現を検討中である。本来なら平成30年度末までに,発現老化関連遺伝子に対するsh(small hairpin)RNAレンチウィルスを外注製作(ライフテクノロジー株式会社)を行い,HAECに感染後、老化因子の発現抑制を比較、検討。そして、HAECに対してshRNAを導入した場合のSAA誘導性老化関連遺伝子マーカーの発現抑制効果を確認するまでが平成30年度の目標であった。しかし研究が大幅に遅れている為、いまだレンチウイルスの作製はできていない。また平成31年度では、In vivoにおいて、ApoE欠損マウスに対しそのレンチウィルスを感染させ、その後3ヶ月飼育し、大動脈血管内皮細胞での老化関連マーカーの発現、および動脈硬化悪化所見である脂肪沈着に対する抑制効果を比較、検討する予定であった。レンチウイルスの作製期間、マウスの飼育期間を考慮し、平成31年度中に実験を終了させるために、実験期間を見直し、無駄のない効率の良い研究を行う必要がある。実験が遅れており、細胞やプライマーを次年度に購入する必要があるため。
難治性肉腫に対する新しい標的遺伝子療法の開発

平成14年度ヒトカルポニン遺伝子の平滑筋特異的なプロモーター領域を、HSV-1ウイルスの複製開始に必須な転写因子をコードするICP4遺伝子の上流に挿入し、さらにその上流に標識遺伝子lacZを、ICP4の下流にInternal Ribosomal Entry Site (IRES)-EGFPを連結した相同組換えベクターpKX2betaG3を構築した。このDNA断片をICP4欠失HSV変異体d120のリボヌクレオチド還元酵素(RR,ICP6)の遺伝子座に相同組み換え法を用いて挿入し、ICP4とRRの二重欠失変異体を作製した(d12.CALPΔRR)。in vitroのtitration assayとin vivoのヌードマウス背部移植腫瘍(平滑筋肉腫、悪性線維性組織球腫)に対する尾静脈内投与の系で、カルポニン遺伝子を発現しかつ活発に増殖している肉腫細胞で搭載したLacZ遺伝子とEGFP遺伝子が発現し腫瘍溶解活性を示すことを確認した。また、in vitroの培養細胞系で、d12.CALPΔRRの複製は抗ヘルペスウイルス剤であるganciclovir添加により容量依存性に抑制された。平成15年度d12.CALPΔRRベクターをヌードマウス(♀)眼窩下静脈より2×10^7p.f.u./マウスで投与し、経時的に血液、脳、心臓、大動脈、肺、肝臓、腎臓、脾臓、卵巣、膀胱を採取した。マウス血清中の複製可能なd12.CALPΔRRは24時間でほぼ消失した。また、肝、脾、肺組織から複製活性のあるd12.CALPΔRRは検出されなかった。投与後4日目およびそれ以降では、これらの組織でLacZ、ICP4ともに発現は認められず、病理学的にも明らかな組織障害は認められなかった。また投与後の血液生化学検査(肝・腎機能、糖・脂質代謝機能)では、d12.CALPΔRR投与による異常は認められなかった。次に、ヒト子宮平滑筋肉腫から肉腫細胞を培養してスキッドマウスに移植し腫瘍内へのウイルスの直接注入と静脈内への注入によって肉腫が治療できるかどうかを検討した。平滑筋肉腫の増大はd12.CALPΔRR治療によって有意に抑制された。また、腫瘍割面のX-Gal染色により、直接注入、静脈内注入ともに広範なウイルス増殖を認めた。正常細胞には影響を与えず、肉腫細胞のみを選択的に破壊するヒトへの応用可能な新規単ヘルペスウイルスI型(HSV-1)ベクターを作製する目的で、ウイルスに内在性のチミジンキナーゼを温存し、さらにカルポニンプロモーターの制御下に外来遺伝子を発現し得る次世代HSV-1複製・発現ベクターの開発を試みた。ヒトカルポニン遺伝子の平滑筋特異的なプロモーター領域を、HSV-1ウイルスの複製開始に必須な転写因子をコードするICP4遺伝子の上流に挿入し、さらにその上流に標識遺伝子lacZを、ICP4の下流にInternal Ribosomal Entry Site(IRES)-EGFPを連結した相同組換えベクターpKX2betaG3を構築した。

このDNA断片をICP4欠失HSV変異体d120のリボヌクレオチド還元酵素(RR,ICP6)の遺伝子座に相同組み換え法を用いて挿入し、ICP4とRRの二重欠失変異体を作製した。この新規HSV-1ベクターd12.CALPΔRRは、チミジンキナーゼ遺伝子を温存し、カルポニンプロモーターの制御下にICP4遺伝子と標識遺伝子であるEGFPを発現できるよう構築したものであり、in vitroのヒト肉腫培養細胞(平滑筋肉腫、悪性線維性組織球腫、消化管ストローマ腫瘍)を用いたtitration assayとin vivoのヌードマウス背部移植腫瘍(平滑筋肉腫、悪性線維性組織球腫)に対する尾静脈内投与の系で、カルポニン遺伝子を発現しかつ活発に増殖している肉腫細胞で搭載したLacZ遺伝子とEGFP遺伝子が発現し腫瘍溶解活性を示すことを確認した。また、in vitroの培養細胞系で、d12.CALPΔRRの複製が抗ヘルペスウイルス剤であるganciclovirの添加により容量依存性に抑制されることを確認した。正常細胞には影響を与えず、肉腫細胞のみを選択的に破壊する増殖型、弱毒化単純ヘルペスウイルスI型d12.CALPΔRRを作製した。平成15年度はヒトへの応用を目指して、安全性試験と効力試験を行った。d12.CALPΔRRベクターをヌードマウス(♀)眼窩下静脈より2×10^7 p.f.u./マウスで投与し、経時的に血液、脳、心臓、大動脈、肺、肝臓、腎臓、脾臓、卵巣、膀胱を採取した。マウス血清中の複製可能なd12.CALPΔRRは24時間でほぼ消失した。また、肝、脾、肺組織から複製活性のあるd12.CALPΔRRは検出されなかった。投与後4日目およびそれ以降では、これらの組織でLacZ、ICP4ともに発現は認められず、病理学的にも明らかな組織障害は認められなかった。また投与後の血液生化学検査(肝・腎機能、糖・脂質代謝機能)では、d12.CALPΔRR投与による異常は認められなかった。次ぎに、ヒト子宮平滑筋肉腫から肉腫細胞を培養してスキッドマウスに移植し、腫瘍内へのウイルスの直接注入と静脈内への注入によって肉腫が治療できるかどうかを検討した。平滑筋肉腫の増大はd12.CALPΔRR治療によって有意に抑制された。また、腫瘍割面のX-Gal染色により、直接注入、静脈内注入ともに広範なウィルス増殖を認めた。さらに、遠隔臓器の微小な転移病巣を血管内へのウイルスの注入によって破壊することができるかどうかをヒト子宮平滑筋肉腫の胸膜転移モデルを作製して検討した。d12.CALPΔRRは、胸膜上に播種性に広がる微小な転移巣を標的化して破壊した。このとき、この細胞破壊がアポトーシスを伴っていることも確認できた。
実験で深化させた粒子認識を持つ理科教員を養成するための系統的実験教材開発

理科教員を目指す学生の入学時の粒子認識は,物質は粒子(原子)でできているとの前提を基に演繹的推論だけで身につけてきたものであり,探究的な実験に基いて「直接は見えないが,物質は確かに粒子からできている」との確信に至ったものとは必ずしも言えない。そこで,科学者が粒子観を獲得するに至った歴史的実験の再現・追試を含め,「巨視的・微視的双方の視点から,実験に基いて粒子認識を深化させた理科教員」を養成するための系統的実験教材の開発を本研究の目的とした。今年度は,最終年度として,これまでに開発した実験教材を発展させ,高等学校の化学を担当する理科教員の養成の観点から実験教材の開発をおこなった。30年度は,1つ目に,Processingというプログラミング言語を用いて中和滴定をシミュレーションするプログラムを開発し,高等学校の化学教育での実践を行った。その結果,すでに実験室での中和滴定を経験したことがある学習者に対して本シミュレーションを活用した授業を行うことが中和滴定実験への理解を深めるために有効であることがわかった。本研究の成果は,理科教員養成カリキュラムでも取り入れることができるものである。2つ目として,イオンの実在認識の強化を図る実験教材として,電解質入り寒天接触型ダニエル電池を開発した。亜鉛電極と銅電極からなるダニエル電池は,高等学校の化学だけでなく中学校理科でも新学習指導要領では取り扱われるようになる。具体的には,亜鉛電極と銅電極を含む様々な金属電極とその金属のイオンが溶けた電解質溶液とを寒天で固めた「半電池」を作成し,異なる金属電極を含むその半電池2つを互いに接触させただけで電池として機能するかどうかを簡単に確認できる教材を開発した。理科教員を目指す学生に対して本教材を用いた授業を実践したところ,金属のイオン化傾向の違いを学習者自身が探究できる教材となりうることがわかった。現行学習指導要領解説(理科編)では,「粒子」を科学の基本的な見方や概念の柱に据え,内容の構造化・系統化が図られた。一方,中学校理科教員を目指す大学生の入学時の粒子認識は,「物質は粒子(原子)でできている」との前提を基に演繹的推論だけで身につけてきたものであり,探究的な実験に基づいて「直接的には見えないが物質は確かに粒子からできている」との確信に至ったものとは必ずしも言えない。そこで本研究課題では,科学者が粒子観を獲得するに至った歴史的実験の再現・追試を含め,「巨視的・微視的双方の視点から,実験に基づいて粒子認識を深化させた中学校理科教員」を養成するための系統的実験教材並びにカリキュラム試案を開発することを目的とした。初年度である今年度は,第一に,ディスポーザブルシリンジを活用した「不可視でも気体は質量を持ち種類があることを実感する実験教材」を開発し,この教材を用いた実践をおこなった。本教材では,小型ガスボンベから取り出した種々の未知気体(窒素・酸素・二酸化炭素等)10mLをこのシリンジに大気圧下で入れ,未知気体の体積(10mL)・質量・温度・大気圧の測定値から理想気体の状態方程式を用いてモル質量を求めることで,未知気体を同定できた。さらに,中学校理科教員養成のための科目で本教材を活用し,学生の巨視的物質認識の深化に対する本教材の有効性と改善点を確認できた。加えて,この方法で同定した未知気体を,当該気体に特有な化学反応を用いて定性的に確認する教材も開発した。第二に,巨視的物質認識を微視的物質認識に繋ぐための大気圧測定実験教材を開発した。具体的には,内部が真空のガラス製シリンジを用いて,そのピストンと力センサーを伸縮しない紐で繋ぎ,大気圧に逆らってシリンジ本体を手で引く力をセンサーで測定した。この力をピストン断面積で割ることで大気圧が求められることを確認した。理科教員を目指す学生の入学時の粒子認識は,物質は粒子(原子)でできているとの前提を基に演繹的推論だけで身につけてきたものであり,探究的な実験(体験)に基づいて「直接的には見えないが物質は確かに粒子からできている」との確信に至ったものとは必ずしも言えない。そこで,科学者が粒子観を獲得するに至った歴史的実験の再現・追試を含め,「巨視的・微視的双方の視点から,実験に基づいて粒子認識を深化させた理科教員」を養成するための系統的実験教材等を開発することを研究目的とした。今年度は,26年度に開発した,ディスポーザブルシリンジを活用した「不可視でも気体は質量を持ち種類があることを実感できる実験教材」を用いた実践を引き続き行い,実践結果をもとに本教材の有効性を確認した。この成果は,本年度,論文としてまとめ発表した。また,26年度から引き続き,「巨視的物質認識を微視的物質認識に繋ぐ実験教材」の開発をおこなった。前年度は,内部が真空のガラス製シリンジを用いて,シリンジに挿入したプランジャーと力センサーを伸縮しない紐でつなぎ,大気圧に逆らってシリンジ本体を手で引く力をセンサーで測定した。この力をプランジャー断面積で割ることで大気圧が求められることは確認済であったが,今年度は,異なる標高地点でこの測定を定温下で行い,大気圧の標高依存性はボルツマン分布則に従うことを明らかにし,この理由を分子密度の標高依存性の点から考察した。この成果については学会で発表した。

また,28年度の研究計画で実施を予定していた「電子の粒子性の検証実験教材の考案」の研究を前倒しで開始した。ポリスチレン粒子のサイズが帯電電気量の実測値に与える影響を,市販の電気素量測定装置にコンピュータ接続CMOSカメラを取り付けて調べた。その結果,ポリスチレン粒子の半径の増大に伴って帯電電気量の実測値が低下する傾向を見出した。27年度は,まず,本学の授業等において,26年度に開発した実験教材(「不可視でも気体は質量を持ち種類があることを実感できる実験教材」「巨視的物質認識を微視的物質認識に繋ぐ実験教材」)を用いた実践を行い,開発した教材の評価と改善点の洗い出しを行うことを計画していた。これは予定通り実施できた。27年度に研究計画の見直しを行った結果,28年度からの研究を予定していた「電子の粒子性の検証実験教材の考案」(電場下の油滴の落下速度の測定から電気素量を求めた科学史上重要な「ミリカンの油滴実験」の効果的な追試法)は,より長い時間をかけて研究を行う必要があると判断し,27年度から前倒しして研究を開始した。具体的には,油滴をポリスチレン粒子に替え,複雑な補正無しで電気素量eが求められ,電荷の量子化分解能が高い実験法を考案することを目指した。今年度は,ポリスチレン粒子の粒子半径が0.373μmのものと0.512μmのものを用いて帯電電気量の測定をおこなったところ,粒子半径を大きくすると帯電電気量が低下し電気素量eの整数倍の値に実測値が近づいていく傾向を見いだせた。28年度も引き続き,粒子半径を変えて帯電電気量の測定をおこなう予定である。一方,27年度に研究を予定していた「『ブラウン運動によるアヴォガドロ定数Lの測定』の簡便な追試法の検討」については,28年度から研究を開始する予定である。理科教員を目指す学生の入学時の粒子認識は,物質は粒子(原子)でできているとの前提を基に演繹的推論だけで身につけてきたものであり,探究的な実験(体験)に基いて「直接は見えないが,物質は確かに粒子からできている」との確信に至ったものとは必ずしも言えない。そこで,科学者が粒子観を獲得するに至った歴史的実験の再現・追試を含め,「巨視的・微視的双方の視点から,実験に基いて粒子認識を深化させた理科教員」を養成するための系統的実験教材の開発を本研究の目的としている。28年度は,27年度から前倒しで研究を開始した「電子の粒子性の検証実験教材の考案」について引き続き研究をおこなった。既知の公称半径を持つポリスチレンマイクロ球を使用し,ポリスチレンマイクロ球のサイズが球の帯電電気量の測定値に与える影響を明らかにした。ここでポリスチレンマイクロ球の半径は,本研究でも実測し,公称半径とほぼ一致することを確認した。また「『ブラウン運動によるアヴォガドロ定数Lの測定』の簡便な追試法」についても28年度に研究した。タブレット端末を装備したデジタル顕微鏡を用いてポリスチレンマイクロ球の水中でのブラウン運動を撮影した結果を解析することで,CODATAの推奨値に近いアヴォガドロ定数を得るための条件を検討した。具体的には,ポリスチレンマイクロ球のブラウン運動の様子を動画もしくは一定時間間隔の静止画として顕微鏡下で撮影し,30秒毎の球の位置の測定結果からアヴォガドロ定数を求める方法を検討すると共に,ポリスチレンマイクロ球のサイズが,求められたアヴォガドロ定数の値に与える影響を検討した。その結果,条件によっては,CODATAの推奨値に近いアヴォガドロ定数の値を得ることが可能であることがわかった。
オピオイド受容体の高次痛覚中枢における局所神経回路修飾作用の解明

大脳皮質において,μオピオイド受容体発現抑制性介在ニューロンは高頻度にvasoactive intestinal peptide(VIP)およびニコチン型アセチルコリン受容体を発現しており,前脳基底核からのコリン作動性ニューロンの投射を受けて大脳皮質局所回路の調節を行っていると考えられる。そこで,VIP陽性ニューロンの局所回路に対する作用について検討を行った。実験にはコリン作動性ニューロンを蛍光標識したChAT-tdTomatoラットと抑制性ニューロンを蛍光標識したVGAT-Venusラットを掛け合わせた自家繁殖ラットを用い,急性脳スライス標本を作製し,島皮質からホールセル記録を行った。その結果,島皮質においてVIP陽性ニューロンはコリンアセチルコリントランスフェラーゼを発現しており,GABA作動性ニューロンであると同時に皮質コリン作動性ニューロン(CCN)でもあることが分かった。CCNは島皮質において,主に抑制性介在ニューロンであるlow threshold spikeニューロン(LTSN)とfast-spikingニューロン(FSN)に投射しており,錐体細胞への投射はほとんど見られないことがわかった。また,CCNはしばしば近傍の皮質コリン作動性ニューロンと化学的および電気的結合を有しており,発火同期性を示すことが分かった。アセチルコリンまたはカルバコール灌流投与により,自発性興奮性シナプス後電位はLTSNおよびFSNでは減弱し,錐体細胞では増強した。ニコチン灌流投与でも自発性興奮性シナプス後電位はLTSNおよびFSNでは減弱し,錐体細胞では増強したことから,CCNはムスカリン型およびニコチン型アセチルコリン受容体を介して間接的に錐体細胞を脱抑制することが示唆された。代表者は,大脳皮質におけるオピオイドの抑制性シナプス伝達修飾作用を明らかにするとともに,in vivo光学計測法を用いて,皮質ニューロンの総和の活動性への影響を検討し,いまだ不明な点が多い麻薬性鎮痛薬の作用機序を解明することを目的とした。まず島皮質スライス標本から同時ホールセル・パッチクランプ記録を行い,単一抑制性シナプス後電流(uIPSC)に対するオピオイド受容体のサブタイプ別の修飾作用について検討した。記録細胞を興奮性錐体細胞(Pyr)と,代表的な抑制性介在ニューロンのfast-spiking細胞(FS),およびその他の抑制性介在ニューロン(non-FS)に分類し,FS/non-FSからFSおよびPyrのペアを同定し,オピオイド受容体の各サブタイプに特異的なアゴニスト(μ:DAMGO,δ:DPDPE,κ:U50488)のシナプス伝達修飾作用について解析した。次に,オピオイド受容体アゴニストの修飾作用の違いが,島皮質の活動性に及ぼす影響を検討するため,in vivo標本に光学計測法を適用して,侵害刺激(歯髄電気刺激)に対する島皮質の興奮伝播について,オピオイドの作用を検討した。その結果,DAMGOは侵害刺激に対する島皮質の興奮伝播を抑制し,DPDPEは興奮伝播を増大させた。U50488は,島皮質の興奮伝播を変化させなかった。当初の研究計画では,平成28年度に同時ホールセル・パッチクランプ記録を行い,uIPSCに対するオピオイド受容体アゴニストの修飾作用について検討し,平成29年度以降にin vivo光学計測法を実施する予定であった。しかし,ホールセル記録の研究成果が予想よりも早く得られたことから,当該年度内にin vivo光学計測法による島皮質の興奮伝播に対するオピオイド受容体の作用についても検討することが可能となった。これらの結果をまとめると,μ受容体は抑制性シナプス伝達において,PyrよりもFSに対するuIPSCを選択的に抑制することで脱抑制を抑制し,島皮質からの出力を抑制して下行性抑制を賦活化する可能性が示唆された(Yokota et al., 2016)。本研究は,高次痛覚中枢として知られている大脳皮質の無顆粒島皮質(AI)におけるモルヒネの局所神経回路に対する修飾作用を明らかにすることで,大脳皮質に存在するμオピオイド受容体による抗侵害作用の機序を解明することを目的とした。実験では,in vitroホールセル・パッチクランプ法を用い,シナプスを形成するニューロンの種類に着目し,μオピオイド受容体アゴニストであるDAMGO灌流投与による抑制性シナプス伝達におよぼす作用を検討した。また,in vivo光学計測法を用い,ラットの歯髄神経刺激によって誘発されるAIの神経活動に対するDAMGOの作用を蛍光強度の変化として記録した。申請者はこれまでに,オピオイド受容体のAIにおけるシナプス伝達修飾作用を解明してきた。その過程で,モルヒネはAIにおいて,抑制性シナプス伝達を増強する場合と抑制する場合が混在することが見いだされた。そこで本研究は,モルヒネの主要なターゲットであるμオピオイド受容体に着目した。ホールセル・パッチクランプ法では,DAMGO(1 μM)灌流投与によりuIPSCの振幅は,fast-spiking抑制性介在ニューロン(FS)→錐体細胞(Pyr)のシナプスでは有意な変化は見られなかったが,FS→FSでは減少した。次に,光学計測法では,DAMGO(10 μM)局所負荷により,ラットの歯髄神経刺激によって誘発されるAIの興奮伝播は減少した。本年度は記録細胞数を増やすことにより、より確からしい結果を得ることが出来た。以上の結果から,μオピオイド受容体は,抑制性シナプス伝達において,PyrよりもFSに対するuIPSCを選択的に抑制することで錐体細胞への抑制入力を増大させ,その結果AIからの出力を抑制して下行性抑制を賦活化することにより鎮痛効果を発揮している可能性が示唆された。

大脳皮質において,μオピオイド受容体発現抑制性介在ニューロンは高頻度にvasoactive intestinal peptide(VIP)およびニコチン型アセチルコリン受容体を発現しており,前脳基底核からのコリン作動性ニューロンの投射を受けて大脳皮質局所回路の調節を行っていると考えられる。そこで,VIP陽性ニューロンの局所回路に対する作用について検討を行った。実験にはコリン作動性ニューロンを蛍光標識したChAT-tdTomatoラットと抑制性ニューロンを蛍光標識したVGAT-Venusラットを掛け合わせた自家繁殖ラットを用い,急性脳スライス標本を作製し,島皮質からホールセル記録を行った。その結果,島皮質においてVIP陽性ニューロンはコリンアセチルコリントランスフェラーゼを発現しており,GABA作動性ニューロンであると同時に皮質コリン作動性ニューロン(CCN)でもあることが分かった。CCNは島皮質において,主に抑制性介在ニューロンであるlow threshold spikeニューロン(LTSN)とfast-spikingニューロン(FSN)に投射しており,錐体細胞への投射はほとんど見られないことがわかった。また,CCNはしばしば近傍の皮質コリン作動性ニューロンと化学的および電気的結合を有しており,発火同期性を示すことが分かった。アセチルコリンまたはカルバコール灌流投与により,自発性興奮性シナプス後電位はLTSNおよびFSNでは減弱し,錐体細胞では増強した。ニコチン灌流投与でも自発性興奮性シナプス後電位はLTSNおよびFSNでは減弱し,錐体細胞では増強したことから,CCNはムスカリン型およびニコチン型アセチルコリン受容体を介して間接的に錐体細胞を脱抑制することが示唆された。In vivo光学計測法による島皮質の興奮伝播に対するオピオイド受容体の作用について,オピオイド受容体サブタイプ別に違いが見られたため,次年度以降は、オピオイドの中でも代表的な麻薬性鎮痛薬であるモルヒネを用いて,島皮質のシナプス伝達に対する影響について検討を行う。ラット島皮質の興奮伝播に対するモルヒネの作用についても検討し,その鎮痛作用メカニズムを解明することを目的とする。偶然にも、本実験の過程でにおいて大脳皮質に存在するコリン作動性ニューロンからの記録ができるようになり、アセチルコリンの島皮質における役割が明らかになってきた。大脳皮質に存在するコリン作動性ニューロンはVIP陽性であるという報告があり、VIPニューロンは錐体細胞の脱抑制に働きかけ、大脳皮質そのものの活性化に寄与することが示唆されている。そこで、オピオイド受容体のグルタミン酸およびGABA受容体を介した制御機構の解明と並行して、今後はアセチルコリン作動性ニューロンのオピオイドによる制御機構について研究を進めていく予定である。実験に使用する器具・試薬が当初よりも安く購入できたため,6,880円を次年度の実験器具購入使用額とする。検討に用いる実験器具、薬物・試薬の購入費として,次年度使用額と平成28年度費用を合わせて,606,880円を計上する。
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

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。本研究は、教師の教育術を連繋させて働く教育的タクト(教育的判断力・教育術)の観点から、教師の専門性と実践力(教師力と総称)について人類学的手法による学校フィールド調査により抽出し、教師力養成プログラムを構築することを目指している。具体的には、ドイツ・ノルトラインウェストファーレン州のケルン市の学校と京都市の学校に、ケルン大学教育研究所のZirfas教授を代表とする研究チームと共同で入り比較調査を実施する。平成26年度は、比較調査の枠組みについて、京都市およびケルン市それぞれの学校関係者、前掲ケルン大学教育研究所と調整を行った。平成27年3月にはケルン市のHolweide総合学校でフィールド調査を実施した。調査では、ヴィデオグラフィー、参与観察、教師および生徒への聞き取りを行い、教師、生徒双方の学校内での活動にみるパフォーマンス性を抽出し分析した。また、自己の行為を、象徴的・役割演技的な行為として捉え、認知、身体、感情、場の質的側面に着目して振り返る、パフォーマンス分析の方法について検討した。さらに、平成27年度にドイツ側研究グループと共同で、京都市の学校において行う調査の枠組みについて詰めの協議を行った。ドイツ型3分岐制学校教育体系を克服する試みとして、1975年に創設されたHolweide総合学校は、学校段階では小学校段階から職業学校、さらには大学進学のためのギムナジウム段階までを含み、また、特別な支援を必要とする生徒との合同授業を実施するなど、インクルージョンをキーワードとしたドイツでも先進的取り組みで知られるモデル校として評価されている。多様なニーズをもつ生徒一人一人に対応するための教育方法やカリキュラム開発など、教師に求められる力量は極めて高い当該校のケースを通して、チーム力として機能する教師力のあり方への視点は、今後の日本との比較調査において重要となってくる。本研究は、授業実践、学級経営、生活指導など教師の仕事を総合的に把握し、教師のキャリア形成を視野にいれ、教職熟達度を指標化し、教師力養成プログラムを構築することを目的としている。平成27年度は、前年度、京都市とドイツ・ケルン市の学校におけるフィールド調査をもとに教師力を構成する様々な要素の分析を進め、初任時、10年目、役職者(校長・教頭・学年主任・研究主任・教科主任など)のそれぞれの段階で求められる教職熟達度を抽出する作業を行った。時系列では6月には、校長経験者への聞き取り調査、7月には、ケルン大学教育学研究所から調査のため来日したドイツ人研究者とともに、京都市の小学校に4日間にわたり授業実践の参与観察およびビデオグラフィーによる調査、授業振り返りや分析についての教師に対するインタビューおよびドイツでのフィールド調査の映像分析を行った。10月には「タクトと歴史人類学」と題する国際ワークショップを開催した。12月と3月には、2つの京都市内の小学校の授業観察および校長への聞き取り調査を行い、次年度一年間にわたって継続的に教師の熟達度を参与観察・インタビューにより調査するための準備作業を行った。以上の調査を通して、現代の学校教育に求められている課題に迅速かつ適確に対応するため、インクルージョンおよびチーム学校の発想での教師力養成が重要であるという認識に至った。前年度3月に調査に入ったドイツの学校は、インクルージョンの先駆的実践校として注目されている。クラス編成、教員配置、教材開発、カリキュラム、保護者対応、医療・社会福祉の専門家との連携など、学校が有機的なシステムとして機能するために様々な工夫が施されていた。次年度は以上の二つの現代的課題を考慮に入れた調査分析をさらに行うことにより、現代の学校のニーズに応じた教師力養成プログラムを開発することを目指す。前年度のドイツでの調査を通して次のことが明らかとなった。1)言葉によるコミュニケーションはもとより、非言語的なメッセージの重要性、板書や教室の掲示物など場の設え、指名の仕方、注意の仕方、声の抑揚、表情、褒める・叱る、評価する、指図するなど教師のパフォーマンスが教育実践にとって重要な要素となっている。2)教室という空間で、授業時間をいかに運営していくかという課題を、時間および空間を量だけではなく質の観点から捉えていく手法が重要となる。とりわけ注視や集注のさせ方、遂行すべき学習課題に向けての意識の集め方、生徒間でのやり取り、とくに言葉や態度などを通して共感的に相手を受容する雰囲気の醸成などが鍵となっている。3)映像分析から、言葉と態度の齟齬が頻繁にみられる教師が浮かび上がってきた。言行一致のパフォーマンスを安定させていくための教師力についてさらに調査する必要がある。また、今年度の京都市の小学校調査では、次のことが明らかになった。1)登下校や朝礼では、挨拶や声かけを通して、教師は生徒の健康状態や精神面での落ち着きなど様々な情報を受け取り、同時に、学校での一日を協働していくための様々な調整を行っている。挨拶など儀礼的な行動のもつ象徴的意味などを分析してきた人類学的手法の重要性を再確認した。