hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大学教員のティーチングポートフォリオ作成支援における学生視点の有効性に関する研究

本研究では、(1)大学において授業を受講する学生に授業を実施する教員の言動が外発的な動機となって学びを起こす、そうした大学教員の授業実施における言動をリアリティのあるメディアによって大学教員にフィードバックすることで、大学教員が自らの授業実施を振り返り、授業科目のポートフォリオを作成して授業改善に有効となること、および(2)授業映像と音声の記録が授業のティーチングポートフォリオ作成において、教員の授業の振り返りと記録における負荷を低減し支援できることを明らかにすることを目的とした。上記の目的のために、(1)研究に協力を了承している教員の毎回の授業で、教室内に高精細カメラを設置する。授業の雰囲気を記録するのではなく、教員の表情、言動、板書やスライド資料を一括して高精細で記録する。音声は高音質なワイヤレスマイクによって、教員が普段どおりに授業を行うことに支障がないように配慮しつつ高音質で記録し、(2)記録した映像や音声より講義記録自動生成ソフトウェアを使用して講義記録を自動で生成し、映像情報と文字情報を含んだ講義記録を映像編集ソフトウェアで作成し、(3)学生が自らの学びを振り返り、授業の中で学生に学びを促した教員の発言、行動、資料、説明についての情報を収集し、(4)教員の何がどのように学生の学びを促したのか、具体的に分かるように(2)で作成した講義記録映像に(3)で得られた学生目線の学びの情報ごとに短い多数の映像を映像編集ソフトウェアで編集・作成した上で、(5)授業実施に対するポートフォリオの作成を試行し、検証を行った。上記の方法による研究によって、高精細の映像情報と高音質の音声情報からリアリティのある授業記録を作成することができ、学生から収集した外的動機付けの情報とリンクする大学教員の授業実施の言動をフィードバックすることができるようになった。作成した授業記録を基にポートフォリオの作成を試行し、作成における負荷の軽減を確認するとともに、授業実施のポートフォリオの作成を容易によって授業の改善点が明らかになることも併せて確認することができた。
神経細胞の位置決定に関わる低分子量G蛋白質活性調節因子群の役割とその特異性

大脳皮質は哺乳類において特に発達しており、近年、スライス培養やin vivo遺伝子導入法、ノックアウトマウスの解析、イメージング技術の進歩により、その回路構造や発達過程などが明らかになりつつある。Rhoファミリー低分子量Gタンパク質は、細胞内において分子スイッチとして働き、主に細胞骨格系を制御することにより培養細胞において細胞運動や神経突起の伸長を調節することが知られているが、大脳皮質形成過程においてどのような役割を担っているのかはあまり明らかになっていない。本研究ではマウス大脳皮質発達におけるRhoGの役割について解析を行い、RhoGが神経前駆細胞の増殖を促進していることを明らかにした。大脳皮質の発達初期において神経前駆細胞は脳室帯で増殖する。神経前駆細胞が一度ニューロンへと分化するとそれ以上増殖することができない。しがたって、この自己増殖か分化かを決定するプロセスの時間的、空間的制御は、大脳皮質のニューロンの総数を決定し機能的な大脳皮質を形成する過程において重要な要素である。Rhoファミリー低分子量Gタンパク質RhoGは、他の低分子量Gタンパク質と同様に細胞内において分子スイッチとして働き、主に細胞骨格系を制御することにより培養細胞において細胞運動や神経突起の伸長を促進することが知られている。しかし、RhoGが生体内でどのような役割を担っているのかはあまり明らかになっていない。本年度はマウス大脳皮質発達におけるRhoGの役割について解析を行った。まず、in situハイブリダイゼーションを行って胎児脳におけるRhoGの発現分布を調べたところ、脳室帯に強い発現が見られた。そこで子宮内エレクトロポレーション法を用いた遺伝子導入を行い、脳室帯に存在する神経前駆細胞でのRhoGの役割の解析を行った。その結果、常時活性型のRhoG(RhoG-V12)を導入すると神経前駆細胞の増殖は促進され、またRhoGに対するショートヘアピンRNA(shRNA)を導入してRhoGをノックダウンすると神経前駆細胞の増殖は抑制された。ところがこれらは神経細胞への分化に対しては全く影響を示さなかった。さらに、RhoGによる神経前駆細胞の増殖促進作用にはPI3キナーゼの活性が必要であった。以上の結果から、神経前駆細胞の増殖制御の分子メカニズムについて新たな知見が得られた。Rhoファミリー低分子量Gタンパク質は、細胞内において分子スイッチとして働き、主に細胞骨格系を制御することにより培養細胞において細胞運動や神経突起の伸長を促進することが知られている。ところが、Rhoファミリー低分子量Gタンパク質及びその活性制御因子について、大脳皮質形成過程においてどのような役割を担っているのかはあまり明らかになっていない。そこで今年度は、大脳皮質形成に関与している可能性のある活性制御因子を同定するために、Rhoファミリー低分子量Gタンパク質の1つであるRac1の不活性化因子の中から半定量的RT-PCR法およびin situ hybridization法を用いて大脳皮質形成時に発現している可能性のある分子を探索したところ、srGAP3が大脳皮質形成初期の脳室帯に強く発現していることが認められた。srGAP3は重度の精神遅滞の症状を示す患者においてその発現が阻害、もしくは機能的に不活性化されていることが知られている。そこで、神経細胞の放射状移動におけるsrGAP3の機能を調べるために、子宮内エレクトロポレーション法を用いて胎児マウスの神経前駆細胞へ野生型のsrGAP3を遺伝子導入したところ、神経細胞の放射状移動が遅れた。また、srGAP3のGAP活性を欠失させた変異体を導入したところ、野生型で認められた放射状移動の遅れが解除された。次に、srGAP3特異的なショートヘアピンRNA(shRNA)を導入し、内在性のsrGAP3をノックダウンしたところ、神経細胞の放射状移動が抑制された。以上の結果から、大脳皮質形成の初期段階においてsrGAP3が神経前駆細胞から神経細胞への分化あるいは神経細胞の移動に関与している可能性が示唆された。
ラット同所性全小腸移植拒絶反応における陰窩細胞とGALTへのアポトーシスの検討

ラット同所性全小腸移植後の結果で、病理組織学的所見(H&E)では同種群の3日目までは同系群と比較し変化はなかった。5日目より、粘膜固有層の小円形細胞浸潤と陰窩の上皮細胞のアポトーシスを散見し、急性拒絶反応の特徴的所見を呈した。7日目には、粘膜固有層の小円形細胞浸潤は増強し、上皮の脱落、絨毛の平低下、鈍化が著明となり、拒絶の進行を示唆した。パイエル板は同種群においては、3日目よりT細胞領域の拡大を認め、芽球化したリンパ球の割り合いが増加した。7日目にはパイエル板の多くは組織球に置き換わっていた。陰窩細胞とパイエル板胚中心におけるISEL陽性細胞は3日目、5日目、7日目ともに、同系群より同種群(急性拒絶群)が有意に高値であった。また、陰窩細胞とパイエル板胚中心におけるFas/Fas-Lの発現は7日目には同系群に対して同種群は有意に強い発現を認めた。これは急性拒絶におけるアポトーシス細胞は移植後3日目より出現しているのに対して、Fas/Fas-L陽性細胞の出現は遅れて移植後7日目に出現していることがわかった。臨床的に小腸移植後早期の予後を大きく左右するのは急性拒絶の結果の腸管粘膜防御機構の崩壊による敗血症であり、小腸移植後の急性拒絶晩期(7日目)においてFas/FasLが急性拒絶におけるアポトーシスの早期誘導因子でなく、起炎症性のサイトカインとして働く可能性があることがこの実験の結果推測された。
ひとり親家族用支援ニーズアセスメントツールの開発と信頼性・妥当性の検討

ひとり親家族用支援ニーズアセスメントツールを開発し,その有効性(信頼性・妥当性)を検証することを目的とした.既存の子育て期のひとり親家族の家族機能研究の成果と文献検討の結果をアイテムプールとし,項目精選を行い,尺度を作成した.これは,21項目で構成される自記式質問紙であり,20項目は回答選択肢型質問,21項目には,各20項目に対する看護職者による家族支援や相談の希望を確認する項目を設けた.回答選択肢型の各項目には家族機能の充足度を15のリッカートスケールで回答する.得点が高いほど家族機能の充足度が高いことを意味する.1保育所でひとり親家族を対象に質問紙調査を実施し,質問内容を小修正したうえで,全国の認可保育所・無認可保育園・認定こども園に通う子どもをもつひとり親家族を対象にウェブ調査を実施した.父親からの回答が少なかったため解析から除外し,201名の母親の有効回答を分析した.上位-下位分析では全項目において上位群と下位群の得点に有意差が認められた.既存の家族機能尺度(FFFS-J)とのSpearmanの順位相関係数は-0.36で併存妥当性が確認できた.因子分析の結果,2因子構造であり,累積寄与率は71.9%であった.Cronbachのα係数は0.93で内部整合信頼性が確認できた.本尺度の1回目の回答から1週間以上の間隔をおいたSpearmanの順位相関係数は0.79で,反復信頼性が確認できた.本尺度はひとり親家族の家族機能の充足度と看護師による家族支援の希望(支援ニーズ)について確認できるため,家族の希望とエビデンスに基づいた家族支援の実施や研究に本尺度が寄与することを期待したい.これまでに実施した,ひとり親家族の家族機能に関する研究成果や入院中病児をもつ家族の家族機能に関する研究成果をもとに,ひとり親家族もアセスメント可能な,「入院中病児をもつ家族のアセスメントツール」を作成することを目的とした.アセスメントツールを作成し活用する目的は家族支援であるため,アセスメントツール開発に先立ち,入院中病児をもつ家族の期待する家族支援について明らかにした.研究への協力・同意が得られた4病院に入院中の病児をもつ家族を対象に,1時間程度の半構成面接調査を行った.参加者の承諾を得て面接内容を録音し,逐語録を作成してデータとした.データの分析は4名の研究者で,類似性,差異性に着目してコードを分類し,共通した内容をサブカテゴリーおよびカテゴリーとして抽象度を高めた.参加家族は7家族(全員が母親,うち1家族はひとり親家族)で,平均年齢は31.9歳(範囲は2640歳)であった.病児の年齢は平均4.6歳(範囲は014歳)で,入院を必要とする原疾患は不明熱,小児がんなど多岐にわたっていた.分析の結果,入院中の病児のいる家族が看護師に期待する家族支援として「病室環境を整える支援」「家族への情報的支援」「家族を気遣う支援」「家族の思いを理解して関わる支援」「家族の相談相手になる支援」の5カテゴリー,14サブカテゴリーが抽出された.本研究結果は,日本家族看護学会第23回学術集会(日本,山形)で発表予定である.また,本調査結果を踏まえて,「入院中病児をもつ家族のアセスメントツール」で測定する概念などについて議論するために,研究分担者と科研会議を開催した.平成28年度は,家族が期待する家族支援の実現可能性について明らかにすることと,並行して,「入院中病児をもつ家族のアセスメントツール」の開発を進めていく.平成27年度は,「ひとり親家族用支援ニーズアセスメントツール」を作成する予定であったが,これまでの研究成果を集積する中で,ひとり親家族に限定したものを用いることで,ひとり親家族は社会的スティグマを感じる傾向があることが明らかとなったため,ひとり親家族もアセスメント可能な「入院中病児をもつ家族のアセスメントツール」を作成することとし,計画を変更した.加えて,アウトカムが家族支援であるため,家族機能だけではなく,家族が期待する家族支援についても明らかにする必要があると考え,調査を追加した.平成27年度は,10月に大学を異動したことに伴い,倫理委員会の再申請や科学研究費の入金手続きなどに時間を要し,研究活動を一旦休止せざるを得ない状況があり,研究の進捗が当初の計画よりやや遅れている.平成28年度の計画は,入院中病児をもつ家族が看護師に期待する家族支援について明らかにすることと,尺度開発を進めていくことの2点を目標としていた.入院中病児をもつ家族が看護師に期待する家族支援については,平成27年度に4病院の協力を得て7家族へのインタビューの分析を終えていたが,平成28年度にさらに協力施設を拡大して,3家族に1時間程度の半構成面接を行い調査を終了した.その後,得られた結果を論文としてまとめた.論文は近日中に学術雑誌に投稿予定であり,投稿に向けて準備を進めている.また,日本家族看護学会第23回学術集会(日本,山形)にて口演発表を行った.尺度開発については,平成27年度の科研会議の結果,研究の方向性を「ひとり親家族用支援ニーズアセスメントツール(Support Needs Assessment Tool for Single-parent Families: SNATS)」の開発から「入院中病児をもつ家族のアセスメントツール」の作成に変更することとしたが,平成28年度に研究分担者を新たに追加し,科研会議で再検討した結果,申請書を提出した当初の計画通りにSNATSの開発に向けて進めていくこととなった.

現在,当初の計画通りにひとり親家族に関する文献検討を行い,SNATSの質問項目を検討中である.なお,ひとり親家族の文献検討の結果は学会発表を行う予定である.平成29年度は研究分担者と協力して,フィールドを確保し尺度の有効性の検討を行う予定である.平成27年度の10月に大学を異動したことに伴い,倫理委員会の再申請や科学研究費の入金手続きに時間を要し,研究活動を休止せざるを得ない状況があり,研究の進捗が平成28年度当初より,やや遅れていた.加えて,研究計画の軌道修正を行ったため,平成28年度末の時点において,研究の進捗が当初の計画よりやや遅れている.本研究は,臨地でひとり親家族を支援するための新しい尺度を開発することを目的としている.平成29年度の成果は以下の通りである.平成29年度は,尺度の有効性(信頼性・妥当性)については確認できなかったため,平成30年度に確認する予定である.1研究計画を追加したこと(「入院中の病児をもつ家族が看護師に期待する家族支援」を明らかにし論文投稿した),2年度の途中に大学を異動したことにより,研究費の使用停止(手続きにかかる期間,一時的に研究費を使用できない状況となった)や倫理委員会の所属組織での再申請の必要性が生じ,計画に遅れが生じた.ひとり親家族用支援ニーズアセスメントツールを開発し,その有効性(信頼性・妥当性)を検証することを目的とした.既存の子育て期のひとり親家族の家族機能研究の成果と文献検討の結果をアイテムプールとし,項目精選を行い,尺度を作成した.これは,21項目で構成される自記式質問紙であり,20項目は回答選択肢型質問,21項目には,各20項目に対する看護職者による家族支援や相談の希望を確認する項目を設けた.回答選択肢型の各項目には家族機能の充足度を15のリッカートスケールで回答する.得点が高いほど家族機能の充足度が高いことを意味する.1保育所でひとり親家族を対象に質問紙調査を実施し,質問内容を小修正したうえで,全国の認可保育所・無認可保育園・認定こども園に通う子どもをもつひとり親家族を対象にウェブ調査を実施した.父親からの回答が少なかったため解析から除外し,201名の母親の有効回答を分析した.上位-下位分析では全項目において上位群と下位群の得点に有意差が認められた.既存の家族機能尺度(FFFS-J)とのSpearmanの順位相関係数は-0.36で併存妥当性が確認できた.因子分析の結果,2因子構造であり,累積寄与率は71.9%であった.Cronbachのα係数は0.93で内部整合信頼性が確認できた.本尺度の1回目の回答から1週間以上の間隔をおいたSpearmanの順位相関係数は0.79で,反復信頼性が確認できた.本尺度はひとり親家族の家族機能の充足度と看護師による家族支援の希望(支援ニーズ)について確認できるため,家族の希望とエビデンスに基づいた家族支援の実施や研究に本尺度が寄与することを期待したい.平成28年度は,家族が期待する家族支援をどのようにすれば実現できるのか,看護師に協力を得て,その実現可能性について明らかにする予定である.並行して,「入院中病児をもつ家族のアセスメントツール」を作成し,フィールドを確保して,アセスメントツールの信頼性・妥当性を確認するためのプレテストを実施する予定である.平成29年度は,これまでの研究結果や文献検討の結果をもとに,ひとり親家族用支援ニーズアセスメントツール(SNATS)の項目を確定する.
バキュロウイルス発現系によるヒト乳頭腫ウイルス2型のウイルス様粒子の産生

ヒト乳頭腫ウイルス(HPV)はヒトの扁平上皮に様々な疣贅や腫瘍をつくるウイルスであり現在までに82種以上の型が報告されている.病変生検材料から得ることができるウイルス粒子は少ないため抗原として使うのは大変困難である.バキュロウイルス蛋白発現系に利用し今までHPV3型,5型でウイルス様粒子が産生できることを確認している.今回は3つ目のHPV2型のウイルス様粒子を産生させることを目的とした.昨年度は組換えウイルスベクターの作製を行なった.バキュロウイルスベクターであるpVL1393のマルチクローニング部位に殻タンパク質をコードするL1geneをクローン化するためHPV2全塩基配列からL1geneだけをPCRにて増幅することを試みた.しかしプライマーの設定を複数回かえてもうまく増幅できなかった.今年度はまずHPV2型をその他施設から取り寄せ(7ヶ月かかった)再び行なったがうまくいかず,尋常性疣贅からのDNAでも行なったがうまくいかなかった.少し付加をつけた長さで再び行なう予定である.ヒト乳頭腫ウイルス(Human papillomavirus:HPV)はヒトの扁平上皮に様々な疣贅や腫瘍を作るウイルスであり,宿主がヒトに限られるために動物実験はできず,もっぱらそのウイルス核酸の塩基配列の相同性から型分類され,現在までに82種以上の遺伝型が報告されている.病変生検材料から得ることかできるウイルス粒子は少ないので抗原として使うのは大変困難である.蛋白発現系として,発現産物の生物活性を保持ししかも大量に蛋白を発現できるバキュロウイルスに注目した.皮膚型のHPV2型,3型,5型のうち,申請者は,パスツール研究所留学中にHPV5のウイルス様粒子を作成し,その抗原性としての有用性を確認した.HPV3のウイルス様粒子を同様の手法にてすすめ,ウイルス様粒子を形成することはわかっている.研究の最終の目的は,皮膚型のウイルス様粒子をバキュロウイルス発現系で産生しそれを抗原としてELISA法にて抗HPV L1抗体を測定し疾患との相関をみることと型の違うウイルス様粒子同士の交叉性をみることである.今回はバキュロウイルス発現系で3つ目のHPV2型のウイルス様粒子を産生することを目的とする.初年度として組換えバキュロウイルスベクターの作成を行った.バキュロウイルスベクターであるpVL1393のマルチクローニング部位にHPV2-L1 geneをクローン化する.そのためHPV2の全塩基配列からL1 geneだけをPCRにて増幅することを試みた.HPV3と比べ簡単にいかずプライマーの位置の設定をかえて複数回行ったがうまく増幅できていない.またテンプレートのHPV2 DNAも大量調製を行って塩基配列確認中である.また尋常性疣贅自体からの抽出DNAからもPCRを試行している.今年度はベクターへ導入後のシークエンスの変化がないことを確認後バキュロウイルス発現系にてウイルス様粒子産生を試みる予定である.ヒト乳頭腫ウイルス(HPV)はヒトの扁平上皮に様々な疣贅や腫瘍をつくるウイルスであり現在までに82種以上の型が報告されている.病変生検材料から得ることができるウイルス粒子は少ないため抗原として使うのは大変困難である.バキュロウイルス蛋白発現系に利用し今までHPV3型,5型でウイルス様粒子が産生できることを確認している.今回は3つ目のHPV2型のウイルス様粒子を産生させることを目的とした.昨年度は組換えウイルスベクターの作製を行なった.バキュロウイルスベクターであるpVL1393のマルチクローニング部位に殻タンパク質をコードするL1geneをクローン化するためHPV2全塩基配列からL1geneだけをPCRにて増幅することを試みた.しかしプライマーの設定を複数回かえてもうまく増幅できなかった.今年度はまずHPV2型をその他施設から取り寄せ(7ヶ月かかった)再び行なったがうまくいかず,尋常性疣贅からのDNAでも行なったがうまくいかなかった.少し付加をつけた長さで再び行なう予定である.
電気生理学的手法によるヒト子宮平滑筋ギャップ結合の透過性調節機構の解明(ヒト子宮平滑筋における収縮調節薬物の電気的細胞間結合に及ぼす影響)

日本産科婦人科学会倫理規定に準じて十分なinformed consent後、帝王切開施行妊婦より切開部子宮筋組織片を採取し、酵素処理にて子宮平滑筋細胞を単離した。単離した筋細胞は12週間の培養にて単層に合流した。この単層の筋細胞の細胞外液を電気生理学用の標準媒液(Tyroid solution)に交換し、細胞膜に微小ガラス電極でホールセルクランプを行い、電気刺激装置により細胞膜の興奮しない過分極に静止電位を変化させ、その結果生じる細胞内向き電流からオームの法則に従ってホールセルクランプ用増幅器から細胞入力抵抗(Ro)の測定を試みた。集められたヒト子宮筋検体数の限界やヒト子宮平滑筋細胞におけるホールセルクランプ法の難易点から統計的な確証は十分得られなかったが、Roは標準媒液にβ刺激剤であるritodrineを添加することにより上昇する傾向があり、薬剤が子宮筋細胞間の電気的結合を減少させることが示唆された。すなわち、臨床的に子宮収縮抑制剤として応用されているβ刺激剤が、機能的細胞間結合の主役であるギャップ結合の透過性を変化させ、その結果、子宮収縮の抑制に重要に関与していることが推測された。今後、検体数を増加し、また、ヒト子宮平滑筋細胞におけるホールセルクランプ法を向上させ、子宮収縮促進剤を含めた他の薬剤においても同様の検討をする予定である。
抗腫瘍性天然有機化合物の高率的合成法の開発

ダイネミシンAやタキソ-ルといった強力な抗腫瘍活性天然物の全合成研究を行った。(1)生合成素におけるエンジイン骨格形成フラグメントを用いるダイネミシンAの全合成研究ダイネミシンAの生合成素において提唱されているエンジイン骨格形成フラグメントに着目し,さらに効率的な合成経路を計画,実践した。ダイネミシンAの環状エンジイン部分を含んだ右側の部分骨格構築を,エノンおよびβ-ケトエステルを有する2つのジイン鎖をジヒドロアントラセンの9,10位にビシクロ型で固定し,分子内環化反応により,ジイン骨格を含んだビシクロ[7.3.1^<11,12>]トリデカン-7,10,13-トリケトンを合成した。このトリケトンから,何段階かのステップを経てダイネミシンAの環状エンジイン部分を含んだキノン-イミン中間体の合成を試みる予定である。なお,このジヒドロアントラセン部分は逆Diels-Alder反応によりエン部分を生成できることを既に確認している。(2)ゼルンボンからのタキソ-ルAB環の合成研究東南アジア産土生姜から抽出される11員環トリエノンの構造をもつゼルンボンの化学変換を行ない,抗腫瘍性のタキソ-ルAB環構築法の開発を行なった。2つのエノン部分への段階的アイケル付加反応をTMSCN,PhSHを用い行なった。種々の検討の結果TMSCNを用いた場合,BF_3を触媒として用い,またPhSHの場合テトラブチルアンモニウムフルオリドを触媒としそれぞれ,10位に選択的にCN,PhS基をそれぞれ導入することができた。PhS基の導入されたエノンにBF_3触媒存在下,CN基を3位に導入でき,2つのエノン部分の段階的官能基化に成功した。
高病原性H5N1のシアル酸非依存的感染経路における新規受容体の同定

これまでの研究で、H5N1高病原性鳥インフルエンザウイルスはシアル酸欠損細胞にも感染可能なことを見出し、その分子機構を解明すべく、新規受容体の同定に取り組んできた。前年度、3種類の受容体候補分子の機能検証実験を行ったが、それら分子の関与は否定的であった。そこで、当該年度は、まず、ハプロイド(HAP1)細胞とジーントラップ法を用いて、新たに受容体の候補を選別した。具体的には、HAP1細胞にジーントラップ用のレトロウイルスを感染させ、ランダムに遺伝子が破壊された細胞集団を作製した。セルソーターを用いて、細胞侵入能が抑制された細胞群を濃縮し、RACE法により挿入遺伝子の位置を探索した。その結果、受容体候補分子として、Frizzled class receptor 5(FZD5)を抽出した。次に、FZD5を含むFZDファミリーの過剰発現細胞を樹立し、前年度と同様に機能的な検証を行ったが、細胞への侵入能に顕著な影響は認められず、新規受容体を見出すことができなかった。シアル酸非依存的な感染経路における受容体の同定が本研究の最重要課題であるため、再度、受容体のスクリーニングを実施している。また、当該年度はH5N1高病原性鳥インフルエンザウイルスのヘマグルチニン(HA)を発現する組み換えウイルス及び変異型ウイルスを作製した。前述のHaploid geneticscreeningに加えて、免疫沈降法によりHAタンパク質と相互作用する分子の選別も進めている。具体的には、作製した組換えウイルスを処置した細胞を可溶化し、磁性ビーズを用いて結合タンパク質を抽出する。前年度に引き続き、H5N1高病原性鳥インフルエンザウイルスのシアル酸非依存的な感染経路の分子機構を解明すべく、受容体の同定に取り組んだ。新たな受容体候補分子(FZD5)を見出したが、検証実験により受容体候補分子の関与が否定的となったため、新規受容体の同定には至らなかった。受容体候補分子のさらなる探索が必要となり、計画していた相互作用実験などを行うことができなかったため、「やや遅れている」と評価した。再度、Haploid genetic screeningを用いて、受容体の候補を選別する。候補分子のノックアウトまたは過剰発現細胞を作製し、機能的検証を行い、新規受容体を同定する。また、免疫沈降法により、組み換えウイルス及びHAタンパク質と相互作用する分子の選別も実施する。シアル酸非依存的な感染時のシグナル伝達経路について解析し、各種シグナル伝達分子の活性化状態をWestern blot、RNAi、特異的阻害剤などを用いて検証する。そこで、平成29年度は前述の受容体候補分子の機能的な検証を行った。ゲノム編集技術を利用し遺伝子欠損細胞を作製したが、タンパク質レベルの欠失が確認できず、目的の欠損細胞を樹立することはできなかった。一方で、受容体候補分子の過剰発現細胞を作製し、細胞への侵入能を検討したが、著明な影響は見られなかった。Sphingosine-1-phosphate receptor 1に対しては、受容体拮抗薬の効果も検討したが、未処置との間に顕著な差は見られなかった。新たな受容体候補分子を見出すために、ハプロイド細胞とジーントラップ法を用いたスクリーニングなどを進めている。また、我々はリバースジェネティクス法を用いて、H5N1高病原性鳥インフルエンザウイルスのヘマグルチニンを発現する組み換えウイルス及びその変異体を作製した。これらの組み換えウイルスを使用して、ヘマグルチニンの開裂部位に存在する複数の塩基性アミノ酸がシアル酸非依存的な感染に関与するかどうかを次年度に明らかにする予定である。平成29年度は、H5N1高病原性鳥インフルエンザウイルスのシアル酸非依存的な感染経路の分子機構を解明すべく、受容体の同定に取り組んだ。機能検証実験により3種類の受容体候補分子の関与が否定的となったため、新たな受容体候補分子の探索が必要となり、計画していた相互作用実験及びシグナル伝達経路の解析を進めることができなかった。よって、「やや遅れている」と評価した。

具体的には、作製した組換えウイルスを処置した細胞を可溶化し、磁性ビーズを用いて結合タンパク質を抽出する。前年度に引き続き、H5N1高病原性鳥インフルエンザウイルスのシアル酸非依存的な感染経路の分子機構を解明すべく、受容体の同定に取り組んだ。新たな受容体候補分子(FZD5)を見出したが、検証実験により受容体候補分子の関与が否定的となったため、新規受容体の同定には至らなかった。受容体候補分子のさらなる探索が必要となり、計画していた相互作用実験などを行うことができなかったため、「やや遅れている」と評価した。Haploid geneticscreeningを用いて、受容体の候補を選別する。この方法では、ハプロイド細胞にGene trap用Retrovirusを感染させ、ランダムに遺伝子が破壊された細胞集団を作製、細胞侵入能が抑制された細胞群を濃縮し、RACE法などにより挿入遺伝子の位置を特定する。特定された遺伝子のノックアウトまたは過剰発現細胞を作製し、機能的検証を行うことで、新規受容体を同定する。また、免疫沈降法により新規受容体がH5N1高病原性鳥インフルエンザウイルス及びヘマグルチニンと相互作用することを実証する。哺乳類細胞の蛋白質発現系や表面プラズモン共鳴測定装置などを用いて、新規受容体とヘマグルチニンの分子間相互作用についても解析を行う。再度、Haploid genetic screeningを用いて、受容体の候補を選別する。候補分子のノックアウトまたは過剰発現細胞を作製し、機能的検証を行い、新規受容体を同定する。また、免疫沈降法により、組み換えウイルス及びHAタンパク質と相互作用する分子の選別も実施する。シアル酸非依存的な感染時のシグナル伝達経路について解析し、各種シグナル伝達分子の活性化状態をWestern blot、RNAi、特異的阻害剤などを用いて検証する。(理由)現在までの進捗状況に記述した通り、本年度に計画していた相互作用実験及びシグナル伝達経路の解析を進めることができなかったため、次年度使用額が生じた。(使用計画)生じた次年度使用額については、翌年度中に使用する予定である。使用目的は、主として交付申請書に記載の通りであり、未解決の研究課題実施のために使用する。具体的には、分子生物学実験試薬、細胞培養試薬、抗体等の一般試薬などの物品費、学会参加や出張のための旅費として使用する予定である。現在までの進捗状況に記載した通り、新規受容体の同定が難航しており、本年度に予定していた実験及び解析を計画通り実施できなかったため、次年度使用額が発生した。生じた次年度使用額については、主として交付申請書に記載の通りであり、未解決の研究課題のために使用する。具体的には、分子生物学実験試薬、細胞培養試薬、抗体等の一般試薬などの物品費、学会参加や出張のための旅費、論文投稿掲載料として使用する予定である。
プレバイオティックスを用いた子宮頚管熟化抑制による早産抑止効果の検討

今回われわれはLipopolysaccharide(LPS)投与ラビット早産モデルを用いて、絨毛膜羊膜炎・前期破水・早産の予防のため、その前段階の頸管炎をrh-LFで抑制できるという仮説のもと、頸管炎の一症候である頸管熟化のrh-LFによる抑制についての病理組織学的検討を行った。日齢14の妊娠家兎(New Zealand White)をランダムにA群、B群、C群に分け、A群をLPS 100ng腟錠とrh-LF10μg腟錠挿入群、B群をLPSのみ挿入群、C群をコントロール群とし、それぞれn=4ずつとした。A,B群は日齢14から16に腟錠を連日挿入し、C群はプラセボの腟錠を連日挿入した。日齢18にケタミン20mg/kg、ジアゼパム4mg/kgを筋肉内注射で麻酔ののち解剖し、双頸双角子宮の頸管を摘出した。一方は10%ホルマリン固定ののちHE染色を行い病理組織学的な変化(頸部組織内の結合織量の変化)を、他方は頸管伸展テストを行い、熟化の度合いを伸展度が高いものをより熟化したと考え、それぞれ検討した。後者は5.8gの重量によって5mmに設定した頸管がどの程度まで伸展したかを測定した。頸管組織のプレパラートではB群の頸管は結合織に疎な部分が多く浮腫状であり、A群はC群と比べ、変化がなかった。伸展試験では頸管の伸展した長さが、A群:2.2±0.7mm、B群:7.0±2.7mm、C群:1.7±0.3mmとA,C群とB群の間に有意な差を認めた。以上2方法の検討での組織変化の結果からA群はB群に比べ頸管が熟化していなかったことより、rh-LFがLPSによって励起される炎症性サイトカインの産生を抑制したこと、rh-LFが直接的にLPSを中和した可能性が考えられ、結果として、rh-LFが頸管熟化を抑制する作用があると思われた。それにより早産の予防と周産期予後の改善の可能性が示唆された。【方法】日齢14の妊娠家兎(New Zealand White)をランダムにA群、B群、C群に分け、A群をLipopolysaccharide(LPS)100ng腔錠とrhLF10μg腔錠挿入群、B群をLPSのみ挿入群、C群をコントロール群とし、それぞれn=4ずつとした。A,B群は日齢14から16に膣錠を連日挿入した。日齢18にケタミン20mg/kg、ジアゼパム4mg/kgを筋肉内注射で麻酔ののち、解剖し、双頸双角子宮の頚管を摘出した。一方は10%ホルマリン固定ののちHE染色を行い病理組織学的な変化を、他方は頸管伸展テストで熟化の度合いをそれぞれ検討した。【成績】頸管組織のプレパラートではB群の頸管は結合織に疎な部分が多く浮腫状であり、A群はC群と比べ、変化がなかった。伸展試験ではA群:2.2±0.7cm、B群:7.0±2.7cm、C群:1.7±0.3cmとA,C群とB群の間に有意な差を認めた。【結論】組織変化の結果からA群はB群に比べ頸管が熟化していなかったことより、rhLFが頸管熟化を抑制する作用があり、それにより早産の予防と周産期予後の改善の可能性が示唆された。

以上2方法の検討での組織変化の結果からA群はB群に比べ頸管が熟化していなかったことより、rh-LFがLPSによって励起される炎症性サイトカインの産生を抑制したこと、rh-LFが直接的にLPSを中和した可能性が考えられ、結果として、rh-LFが頸管熟化を抑制する作用があると思われた。それにより早産の予防と周産期予後の改善の可能性が示唆された。
地震予知のための二波長レーザー精密測距儀の開発

移動物体としては非常に遅い地表面の伸縮を精密に測定し,地震予知を行うために,高速光変調器を試作し,波長の異なった二波長のレーザーを用いた測距儀の開発を行った.これにより,水平方向の地殻の時間変動を高精度に知ることができ,今迄の技術と合せて地震予知を高い確率で行うことができる.本研究により,数10kmの距離を約10-7の精度で測定するレーザー測距システムの開発研究を行い,精密測距のためには二波長のレーザー方式と変調方式とをかみ合わせることが有効であると考え,そこでこの測距儀で最も重要な高速光変調器としてリエントラント型共振器を用いたマイクロ波周波数3GH2の変調器の試作を行った.変調器の特性を測定した結果,高安定で,高い効率が得られ,このマイクロ変調器の利用を示した二波長のレーザー測距儀の試作を行い,基礎的な実験を行った.更に,二波長のレーザーの精密測距に於ける問題点として,伝搬芳香の屈折率分布による二波長レーザーの速度の違い(速度補正),そして,垂直方向の屈折率分布による二波長のレーザーの行路の曲りと不一致(幾何学的補正)があり,それぞれの誤差の評価を行なう必要がある.速度補正にかんしては,乾燥大気にたいしては完全に補正できるが,水蒸気を含む大気にたいしては補正できない.水蒸気圧1mbあたり距離にして約0.1ppmの誤差ができる.幾何学的補正にかんしては, 10km程度の距離では約0.003ppmの誤差であってほとんど問題とならないが,行路の曲りの大きさは距離の3乗に比例するために50kmの測距では約0.075ppmの誤差となる.試作した高効率安定の高速光変調器による二波長のレーザー精密測距儀の開発と大気屈折率の解析により,地震予知に大きく寄与するものと考える.移動物体としては非常に遅い地表面の伸縮を精密に測定し,地震予知を行うために,高速光変調器を試作し,波長の異なった二波長のレーザーを用いた測距儀の開発を行った.これにより,水平方向の地殻の時間変動を高精度に知ることができ,今迄の技術と合せて地震予知を高い確率で行うことができる.本研究により,数10kmの距離を約10-7の精度で測定するレーザー測距システムの開発研究を行い,精密測距のためには二波長のレーザー方式と変調方式とをかみ合わせることが有効であると考え,そこでこの測距儀で最も重要な高速光変調器としてリエントラント型共振器を用いたマイクロ波周波数3GH2の変調器の試作を行った.変調器の特性を測定した結果,高安定で,高い効率が得られ,このマイクロ変調器の利用を示した二波長のレーザー測距儀の試作を行い,基礎的な実験を行った.更に,二波長のレーザーの精密測距に於ける問題点として,伝搬芳香の屈折率分布による二波長レーザーの速度の違い(速度補正),そして,垂直方向の屈折率分布による二波長のレーザーの行路の曲りと不一致(幾何学的補正)があり,それぞれの誤差の評価を行なう必要がある.速度補正にかんしては,乾燥大気にたいしては完全に補正できるが,水蒸気を含む大気にたいしては補正できない.水蒸気圧1mbあたり距離にして約0.1ppmの誤差ができる.幾何学的補正にかんしては, 10km程度の距離では約0.003ppmの誤差であってほとんど問題とならないが,行路の曲りの大きさは距離の3乗に比例するために50kmの測距では約0.075ppmの誤差となる.試作した高効率安定の高速光変調器による二波長のレーザー精密測距儀の開発と大気屈折率の解析により,地震予知に大きく寄与するものと考える.二波長レーザー発振システムに関して、高出力mW・直線偏光の近赤外線HeNeレーザーを使用し、現有の出力5mW・直線偏光の赤色レーザーとを用いて別々の測距実験を行い、全システムの取付台の製作を行った。同時測距のために、二つのレーザー光を同軸にするために、高価なウォラストン・プリズムのかわりに偏光ビームスプリッターを用い、ダイクロイック・ミラーも一枚ですみ、構成の簡単な調整の容易なレーザー光発振システムの製作を行った。波長により入射角度の調整のいるウォラストン・プリズム法より偏光ビームスプリッター法のほうが光学調整が非常に容易となり、部品数も少くなった。マイクロ波システムに関して、高価な広帯域の進行波増幅器を安価な狭帯域の2段のマイクロ波GeAs増幅器に変更した。更に、位相同期ループにより3GHzと5MHzとの和周波を構成する予定であったが、調整の簡単な和周波発生ミキサーを採用した。これとマイクロ波シンセサイザーにより、より安定な周波数が得られ、和周波の動作特性を調べ、良好な実験結果を得た。レーザー光検出システムに関して、近赤外線用光電子増倍管はS-1型が適当だが雑音が大きいので、ダイナミックレンジの広い電子冷却型ゲルマニウム・フォト・ダイオードを採用し、赤色用にはシリコン・フォト・ダイオードを採用し、軽量化をはかった。これらのシステムをピラー脚上の定盤に取り付けて、水平保持,360度回転,左右微調,上下仰角20度微調等の操作ができるように製作し、二波長レーザー光を口経15cmのカセグレン型テレスコープでビーム拡大して、測距儀台を試作した。当初計画に対してハード的な面では十分に達成できたが、インターフェイスと制御用ソフトの制作を行っている。
U過程に対する有限標本近似とその計量経済学への応用

本研究の目的は、U過程に対するガウス近似およびブートストラップ近似を考察し、その近似誤差に関して有限標本におけるバウンドを確立すること、およびこれらの近似定理の計量経済学への応用を考察することである。具体的には、U過程は回帰関数の形状、例えば、単調性や凸性などを検定する際に現れ、その際に、U過程の汎関数(例えばsup)によって定義される検定統計量の帰無分布を近似する必要がある。そのような検定問題に対して、U過程に対する新しい近似定理は、棄却定数(critical value)の計算、およびサイズエラーの定量的な評価に応用できる。前述の応用においては、U過程そのものは関数空間上で弱収束せず、そのようなU過程に対するブートストラップ近似の正当性はいまだ確立されていない重要な未解決問題である。本研究はそのギャップを埋めるものである。技術的にはこれらの近似定理は、研究代表者が取り組んできた経験過程に対する新しいガウス近似法の拡張にあたるが、U過程への拡張は非自明であり、特にブートストラップに関しては経験過程とは異なる新しい方法を提案している。続いて、U過程に対するこれらの近似定理を利用して、計量経済学における新しい問題として、回帰関数の準凸性(quasi-convexity)の検定を考察した。回帰関数の準凸性ないしU-shapeは、経済学のあらゆる分野で言及される関係であるが、その統計的検定手法に関しては研究が進んでいない。以上の研究課題を米国イリノイ大学アーバナシャンペーン校統計学科のXiaohui Chen教授と進め、U過程に対するブートストラップ近似に関する結果をまとめた論文をすでに査読付き学術誌に投稿した。
新規レポーターマウスを用いた造血幹細胞の発生・成熟機構の解析

血液細胞の発生は、まず幹細胞が出現し、そこから前駆細胞や分化細胞が生まれてくる、といった直線的な進行を示すわけではない。マウス胚では、造血幹細胞の出現よりも前に、赤芽球骨髄球前駆細胞(EMP; Erythro-myeloid progenitor)が検出される。現在広く用いられているES/iPS細胞からのin vitro分化培養法では、造血幹細胞ではなくEMPばかりが誘導されてしまうことから、EMPへの経路をいかにして遮断するかが造血幹細胞の試験管内誘導へ向けての重要な課題となっている。我々は、発生直後の造血幹細胞、およびその前駆段階の細胞(プレ造血幹細胞)を識別するレポーターマウス(Hlf-tdTomatoマウス)を利用して、これまでに以下のことを明らかにしている。1.造血幹細胞の発生経路はHlf陽性を示す。一方、EMPの発生経路はHlf陰性である。2. Hlfの発現はプレ造血幹細胞から造血幹細胞への成熟の過程で上昇する。3.造血幹細胞の発生経路では、造血幹細胞特異的な遺伝子群(Mecom、Procrなど)の発現が上昇している。さらに、あらたにCreドライバーマウス(Hlf-CreERT2マウス)を作製し、Hlf陽性細胞の追跡実験をおこなったところ、造血幹細胞の発生経路特異的に標識が確認され、EMP発生経路の標識は観察されなかった。これらの結果は、造血幹細胞発生の解析、および造血幹細胞の試験管内誘導実験において、Hlfが有用なマーカー分子になり得ることを示している。本研究計画は、4つの課題、1造血幹細胞の発生経路の同定、21で同定された造血幹細胞の発生経路の検証、3造血幹細胞の増殖を支える胎仔肝ニッチの同定、4プレ造血幹細胞から造血幹細胞への成熟を促す胎仔肝ニッチの同定、に分かれているが当初の計画通り12をほぼ終えている。また、34についてもジュネーブ大学(スイス)のNombela-Arrieta博士との共同研究として進行中である。研究は概ね順調に進行しており、今後も当初の計画に沿って進めていく予定である。マウス胚では、造血幹細胞(HSC; Hematopoietic Stem Cell)の出現よりも前に、赤芽球骨髄球前駆細胞(EMP; Erythroid-Myeloid Progenitor)が検出される。なぜこのような複雑な形で発生が進行するのかについては明らかになっていない。また、現在広く用いられているES/iPS細胞からのin vitro分化培養法では、造血幹細胞ではなくEMPばかりが誘導されてしまうことから、EMPへの経路をいかにして遮断するかが造血幹細胞の試験管内誘導へ向けての重要な課題となっている。一方、造血前駆細胞を特徴づける遺伝子群の発現については、造血幹細胞とEMPの発生経路に共通してみられる。これらの結果は、造血幹細胞とEMPがそれぞれ別の種類の血管内皮細胞から産み出されることを強く示唆している。本研究計画は、4つの課題、1造血幹細胞の発生経路の同定、21で同定された造血幹細胞の発生経路の検証、3造血幹細胞の増殖を支える胎仔肝ニッチの同定、4プレ造血幹細胞から造血幹細胞への成熟を促す胎仔肝ニッチの同定、に分かれているが、当初の計画どおり1をほぼ終え、現在2の課題を進めている。また、3、4についてもジュネーブ大学(スイス)のNombela-Arrieta博士との共同研究として進行中である。

さらに、あらたにCreドライバーマウス(Hlf-CreERT2マウス)を作製し、Hlf陽性細胞の追跡実験をおこなったところ、造血幹細胞の発生経路特異的に標識が確認され、EMP発生経路の標識は観察されなかった。これらの結果は、造血幹細胞発生の解析、および造血幹細胞の試験管内誘導実験において、Hlfが有用なマーカー分子になり得ることを示している。本研究計画は、4つの課題、1造血幹細胞の発生経路の同定、21で同定された造血幹細胞の発生経路の検証、3造血幹細胞の増殖を支える胎仔肝ニッチの同定、4プレ造血幹細胞から造血幹細胞への成熟を促す胎仔肝ニッチの同定、に分かれているが当初の計画通り12をほぼ終えている。また、34についてもジュネーブ大学(スイス)のNombela-Arrieta博士との共同研究として進行中である。研究は概ね順調に進行しており、今後も当初の計画に沿って進めていく予定である。(理由)研究計画の一部を共同研究として他研究所の研究者がおこなったため。(使用計画)作製を予定している遺伝子改変マウスの作製費、飼育費に使用する。(理由)研究計画の一部を共同研究として他研究所の研究者がおこなったため(使用計画)論文出版費用、マウス飼育費等に使用
不妊症精子の活性化についての研究

運動能が不良であることが原因で不妊症であることを解決する手段として、運動の活性化を起こさせることが一般的に知られているカルシウムを負荷した際の、精子内のフリーカルシウムレベルを測定した。蛍光顕微画像解析装置で調べた結果、ゴールデンハムスター精巣上体尾部内の精子は、精子外をカルシウムフリーとした場合はミトコンドリア部に精子外カルシウムエンリッチドにした場合は、精子先体部へまず流入し、次第に頭部全体へ行き渡り、最終的には鞭毛基部の中心体部へと集中した。ヒト精子では精子内への流入に際しての特定の集中部域はなく、頭部全体にわたって均一に流入した。しかし、運動能が低いヒト精子の場合は精子外のカルシウムが流入することはなく、つねに精子内フリーカルシウムレベルは低いままであった。したがって、運動能が低い精子では、精子内へのカルシウム流入機構に何らかの欠陥があるものと思われる。精子運動能がカルシウムイオンによって活性化をうける典型的な例として知られるハムスターの精巣上体尾部より得られる成熟精子をカルシウムフリー中で運動させた場合は鞭毛の振動数、前進速度共に低く、一方、精子外カルシウムイオン濃度を十分に高くした場合(1mM程度)は振動数も前進速度も高くなるので、それぞれ運動能不良群と運動能活性化群のモデルとして使用した。運動能はカルシウムバッファーを用いて検討した結果、0.75マイクロモル以上のフリーカルシウムイオンが精子外に存在すれば運動は活性化されることが判明した。細胞内フリーカルシウムイオン濃度の測定はフラ2-AM(acetoxymethylester)を精子に負荷し、フリーカルシウムイオン濃度に依存した蛍光強度を顕微分光解析できるアルガス50を用いることで解析して行った。フラ2-AMは非動化した精巣上体液に添加してこれを室温で1時間精子とインキューベートして負荷した。負荷後、精子をフリーカルシウムイオン濃度を変化させた液に懸濁してその時の細胞内フリーカルシウムイオン濃度とその分布を測定したところ、精子外フリーカルシウムイオンが全くない場合、精子内では極めて低いフリーカルシウムイオンの遊離が起こり、それはミトコンドリア部分にのみ認められた。これに反し、精子外に豊富にフリーカルシウムイオンが存在した場合(1mM)、精子先体部にまず高濃度のフリーカルシウムイオンの蓄積が認められ、次いで核を中心とした精子頭部に高いフリーカルシウムイオンの蓄積が生じる。しかしながら、先体部と頭部のフリーカルシウムイオンの高濃度の蓄積は一過性であって、最終的には鞭毛基部の中心体近傍に極めて高いフリーカルシウムイオンの蓄積が生じ、これは長期に渡って維持された。従って、運動能不良精子では、精子外カルシウムの精子内浸入経路になんらかの機能不全があることが示唆された。ヒトの運動能が良好な精子と不良な精子とを用い、それらにカルシウムを負荷した場合の精子内のフリーカルシウムイオンの濃度と分布を蛍光画像解析装置を用いて調べた。運動能が良好な精子の場合、精子外にカルシウムが無い場合には精子内のフリーカルシウムイオンの増加は全く認められず、逆に精子外にカルシウムイオンが豊富である場合は、精子頭部全体でその精子外カルシウムを取り込むようである。しかし、精子の運動が不良な場合では、精子外のカルシウムの存在の有無に関わらず精子内のフリーカルシウムイオンの増加は全く認められなかった。以上のことから、精子のカルシウムエントリ-ゲートはヒトとゴールデンハムスターとでは分布が全く異なっていることが判明した。また、運動不良な精子ではカルシウムに対しての感受性が欠落していて、単純に精子外からカルシウムを負荷する事では解決できないことが考えられ、それがカルシウムエントリ-ゲートの欠陥によるものか否かを今後さらに研究をすすめることで解決したい。
「箸」センシングに基づく食育支援システム構築法の研究

近年,高齢者・子どもの「孤食」が注目されている.孤食を解決するためには,「何時,どのくらいの食事を摂っているか」を知る必要がある.そこで,本研究では,食事には毎回,特定の「箸」を使う日本の慣習に着目し,導電性箸を用いた,食事センシング手法を検討した.具体的には,箸と食物,あるいは,箸と腕,体がなす閉回路を利用して,食物を掴んだ,あるいは,口に運んだ,タイミングを検出した.箸プロトタイプを用いて実験を行った結果,食物を掴んでいる事,及び,口に食物を運んだ瞬間を,99%の確率で検出できた.更に,集団食事に導電性箸を適用すると,「話の輪」に入ってゆけない参加者を検出できることも確認できた.本研究では,ユビキタスセンシング技術を用いて,「何時食事をしているか」「誰と食事をしているか」「和やかに食事しているか」等を,自動計測する技術を確立し,併せて,当該技術を用いた食育支援システムの構築を目指している.具体的には,食物・箸・人体によって形成される閉ループの存在を,電圧を印加した際のループ電流によって検出する.今期の進捗は以下の通りである.(1)摂食動作検出については,食物7種,被験者10人の評価実験によって,食べ物を掴む動作は100%の精度,口へ運ぶ動作についても99%以上の精度を確認した.この成果については,学術的国際会議への報告,及び,電気学会ジャーナルへ投稿を行い,いずれも採録されている(ジャーナル論文は2014年4月発行).(2)昨年から研究開始したカメラを肘につけるアプローチについては,動画像処理により,食物を口に運ぶ動作を74%の精度で検出できることを確認できた.食事を摂っていることの確認には十分と考える.しかし,カメラの特質を生かしたアプローチとして,実現を目指した食品種別の判定については,少なくとも本年度では十分な精度が得られなかった.現場での照明条件の悪さが大きな原因と推定される.これらの成果は,学会全国大会(FIT2013)において報告した.(3)集団の分析については,導電性箸を用いた実験によって,「話題に入ってゆけない人」の口に物を運ぶ間隔の分散が少ない(周囲に無関係にひたすら食べている.ただし,食べるスピードは必ずしも早いとは言えないので,平均値ではなくて,分散を採用)ことを見出した.この成果は,上記国際会議等に併せて報告した.近年,高齢者・子どもの「孤食」が注目されている.孤食を解決するためには,「何時,どのくらいの食事を摂っているか」を知る必要がある.そこで,本研究では,食事には毎回,特定の「箸」を使う日本の慣習に着目し,導電性箸を用いた,食事センシング手法を検討した.具体的には,箸と食物,あるいは,箸と腕,体がなす閉回路を利用して,食物を掴んだ,あるいは,口に運んだ,タイミングを検出した.箸プロトタイプを用いて実験を行った結果,食物を掴んでいる事,及び,口に食物を運んだ瞬間を,99%の確率で検出できた.更に,集団食事に導電性箸を適用すると,「話の輪」に入ってゆけない参加者を検出できることも確認できた.ユビキタスセンシングにより「何時食事をしているか」「誰と食事しているか」「和やかに食事しているか」等を自動計測する技術を確立し,併せて当該技術を用いた食育支援システムの構築を目指している.具体的には,食物・箸・人体によって形成される閉ループの存在を,電圧を印加した際のループ電流によって検出する.今期の進捗状況は以下の通りである.(1)摂食動作検出については,7種類の食物を用いて,被験者10名による評価実験を実施した.その結果,食物を掴む動作については確実に検出できること,口に運ぶ動作についても99%以上の確率で検出できることを確認した.成果の一部は,情報処理学会・情報システムと社会環境研究会(H25年3月)において報告した.(雨宮寛敏,山岸勇貴,河合純,金田重郎,「導電性箸を用いた摂食行動の自動記録手法」,情報処理学会・情報システムと社会環境研究会,H25年3月)(2)箸の中に送信機を装着することは当初の予想通り困難を極めている.無線による電力供給も何度か試みたが,形状的に細い箸では,期待した高Q値は得られず,電力が供給できないことを確認した.箸は,二次電池を入れられるサイズでもなく,少なくとも,H24年度は解決策を見出せなかった.(3)上記の状況に鑑みて,センシング手段を肘に取り付ける,新しいアプローチに着手した.本アプローチでは,カメラによる食物の種類判別も試みている.ただし,食べ物を探している時(箸は下方を向いている)と,口に運ぶ時(箸は上方を向いている)のカメラ照明条件の変化によって,食物の色だけでは,あまり高精度の食物特定は出来ていない.但し,肘に取り付ける点にはオリジナリティがあると考えており,H25年度にプロトタイプを構築して,成果を学会等において報告したい.本研究では,導電性箸を用いて,摂食行動をセンシングし,食生活の状況を推定することを目的として研究を進めた.