hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ひずみ測定と不規則外力の同定を援用した構造物の健全性評価手法の確立

研究目的は二つあり,(a)異常の発生場所の特定,(b)不規則外力の統計的同定による健全性評価である.(a)異常の発生場所の特定については,初めに階層構造物の二次元モデルに対してシミュレーションによる検討を行った.このとき床によって壁の回転自由度が拘束され,壁の変形が各層に局所化させることが重要な点である.そして実際の健全性評価においては,風などによる常時微振動を常時監視するので,乱数を不規則外力と見なして構造物に作用させ,ひずみの時間変化を数値シミュレーションによって求めた.正常時にはほぼ零であった特徴点のひずみが異常発生時に有意な値になり,異常発生以外の階層の特徴点ではひずみがほぼ零のままで変化がないことが確認できた.一方で,従来よく用いられている加速度計によるデータは,どの階層に異常が発生してもすべての測定点の加速度が変化し,発生場所の特定はできないことがわかった.次に三層程度の構造物を製作し,実験的に検証した.実験装置の制約から,基礎面を水平方向に加振して,提案手法の適用性を調べた.また異常は層間の柱の剛性を変化させて実現した.実験においても,提案手法で異常の発生場所が特定できることがわかった.(b)不規則外力の統計的同定による健全性評価については,始めに不規則外力の統計的同定手法の構築を行った.あらかじめ対象物の数学モデルを構築しておき,不規則応答のパワースペクトルと対象物の周波数応答関数から外力のパワースペクトルを同定する手法を構築し,数値シミュレーションによって妥当性を確認した.特に多自由度系の場合,位相情報の扱いに注意が必要であることがわかった.当初の計画通りに進んでいる.研究目的(a)異常の発生場所の特定については,研究成果を学術論文にまとめて公開したので,(b)不規則外力の統計的同定による健全性評価に注力する.現在,多自由度系において,外力の相関がある場合の同定手法を構築している.もともと応答の相関は考慮しているが,外力に相関がなければ,未知数の方が少ないので逆解析は安定しているが,外力の相関を考えると,未知数が多くなり,逆問題が不安定になる可能性がある.そのような不適切性の低減手法の提案が必要である.また実験装置を製作予定であり,各層に加振装置を配置する計画である.従来は基礎部分を水平加振することによって地震を模擬していたが,新規実験装置は風などによる建物の加振を模擬できる.また各層に加振装置を配置すると評価者が意識的に加振することも可能であるため,本来の研究目的だけでなく,積極的な加振による健全性評価手法の確立も行う予定である.研究目的は二つあり,(a)異常の発生場所の特定,(b)不規則外力の統計的同定による健全性評価である.(a)異常の発生場所の特定については,初めに階層構造物の二次元モデルに対してシミュレーションによる検討を行った.このとき床によって壁の回転自由度が拘束され,壁の変形が各層に局所化させることが重要な点である.そして実際の健全性評価においては,風などによる常時微振動を常時監視するので,乱数を不規則外力と見なして構造物に作用させ,ひずみの時間変化を数値シミュレーションによって求めた.正常時にはほぼ零であった特徴点のひずみが異常発生時に有意な値になり,異常発生以外の階層の特徴点ではひずみがほぼ零のままで変化がないことが確認できた.一方で,従来よく用いられている加速度計によるデータは,どの階層に異常が発生してもすべての測定点の加速度が変化し,発生場所の特定はできないことがわかった.次に三層程度の構造物を製作し,実験的に検証した.実験装置の制約から,基礎面を水平方向に加振して,提案手法の適用性を調べた.また異常は層間の柱の剛性を変化させて実現した.実験においても,提案手法で異常の発生場所が特定できることがわかった.(b)不規則外力の統計的同定による健全性評価については,始めに不規則外力の統計的同定手法の構築を行った.あらかじめ対象物の数学モデルを構築しておき,不規則応答のパワースペクトルと対象物の周波数応答関数から外力のパワースペクトルを同定する手法を構築し,数値シミュレーションによって妥当性を確認した.特に多自由度系の場合,位相情報の扱いに注意が必要であることがわかった.当初の計画通りに進んでいる.研究目的(a)異常の発生場所の特定については,研究成果を学術論文にまとめて公開したので,(b)不規則外力の統計的同定による健全性評価に注力する.現在,多自由度系において,外力の相関がある場合の同定手法を構築している.もともと応答の相関は考慮しているが,外力に相関がなければ,未知数の方が少ないので逆解析は安定しているが,外力の相関を考えると,未知数が多くなり,逆問題が不安定になる可能性がある.そのような不適切性の低減手法の提案が必要である.また実験装置を製作予定であり,各層に加振装置を配置する計画である.従来は基礎部分を水平加振することによって地震を模擬していたが,新規実験装置は風などによる建物の加振を模擬できる.また各層に加振装置を配置すると評価者が意識的に加振することも可能であるため,本来の研究目的だけでなく,積極的な加振による健全性評価手法の確立も行う予定である.若干の端数が出ただけであり,研究計画に支障はない.
マウスmtDNAと未知細胞質因子起因のミトコンドリア・老化関連疾患発症機構解明

A1: MELASモデルマウスの作製:昨年度まで使用してきたES細胞株を新しい株に変えたことにより、MELASの病原性突然変異を持つマウスmtDNAを生殖細胞系列に導入したMELASモデルマウスの樹立に成功し、当初の計画を完了させることができた。今後はこのマウスの病態を解析することでMELASモデルマウスとしての活用が期待できる。A2:「がん転移mtDNA原因説」の普遍性検証:申請者が以前提出した「がん転移mtDNA原因説(Science 2008」がヒトのがん転移にも当てはまるという普遍性の検証に成功し、Sci Rep 7: 15535, 2017に掲載することで当初の計画を完了させた。B1:老化原因因子の特定:申請者は以前ヒトの老化に伴う呼吸欠損の発現は核ゲノムに存在する二つの遺伝子(SHMT2とGCAT)の可逆的発現抑制であることを報告した(Sci Rep 2015)。今回、Shmt2破壊マウスで胚性致死が誘発され、しかもこの胎児から樹立した繊維芽細胞(MEF)は呼吸欠損と増殖阻害を示すことを明らかにした(Sci Rep 2018)。さらに胚致死の原因を質量分析で調べたところ、胎児肝特異的に1炭素代謝系に異常が生じ、胎児肝内の赤血球分化と分裂に異常をきたした結果、貧血による胚致死になることを明らかにした。つまりヒトの老化には少なくともSHMT2遺伝子の発現低下が関与し、呼吸欠損と分裂阻害を誘発することが老化の原因の一部である解明した(論文準備中)。B2:拒絶反応因子の特定:mtDNAの遺伝子産物が細胞表面にも存在するという常識はずれの可能性を示唆していたが、その正体はmtDNAの遺伝子産物ではないことが証明された。この研究成果はBBRC 493: 252-257, 2017に掲載されたが、具体的にどのような遺伝因子がこれに関与しているかは依然として謎のままである。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。A:mtDNA突然変異起因の病態解明:(A1)新奇突然変異mtDNA導入で疾患(MELAS)モデルマウス作製:ミトコンドリア病(MELAS)の原因突然変異と同等の突然変異を持つマウスmtDNAをマウスES細胞(XO型)に導入しキメラマウスの作製に成功した。現在このキメラ率の高い雌を用いて、正常B6マウスの雄と交配することで、導入したMELAS相当の突然変異mtDNA導入マウスの誕生をモニター中である。(A2)mtDNA突然変異が「がん転移」を誘発すること証明した応募者の新仮説の普遍性の検証:mtDNA複製酵素の校正機能破壊マウスの胎児から樹立した胎児繊維芽細胞(MEF+/m)の不死化に成功した。このまま培養を継続することで、がん化したMEF(+/m)を樹立し、このがん化MEF(+/m)が高転移性を示すことが立証できれば、目標を達成したこととなるので論文にする。B:mtDNA以外の細胞質因子起因の病態解明:(B1)mtDNA以外の細胞質因子が老化因子として老化に関与することの証明:この老化因子の本体が核ゲノムにコードされるグリシン代謝遺伝子(GCAT; SHMT2)であるため、それぞれの遺伝子破壊マウスを作製。SHMT2遺伝子破壊マウスは胚性致死になり予想通りその原因が呼吸欠損であることを明らかにした。現在この研究成果を論文にまとめ英文校閲を終了したので論文投稿する予定である。(B2)mtDNA以外の細胞質因子ががん拒絶反応因子として機能するという常識外れの応募者新仮説の実態解明:本当にmtDNA以外の細胞質因子であることを証明した。しかもその正体が、感染性の内在性ウイルスである可能性を示唆する結果も得られた。(A1)キメラマウスの作製に成功したが、ミトマウス誕生には至っていない。(A2)mtDNA複製酵素の校正機能破壊マウスの胎児から樹立した胎児繊維芽細胞(MEF+/m)の不死化に成功したが、この細胞ががん化する前にmtDNA突然変異が蓄積しすぎて重大な呼吸欠損に陥り絶滅したため、再度MEF+/mの不死化を継続中。なお、mtDNA複製酵素の校正機能破壊マウスはヒト老化モデルマウスとされているが、少なくとも骨粗鬆症の発症機序は老化ではなく副甲状腺機能亢進症のモデルであることを証明し論文投稿準備中。(B1)遺伝子編集により二つのグリシン代謝遺伝子(GCAT; SHMT2)それぞれの遺伝子破壊マウスの作製に成功。現在この研究成果をまとめた論文を投稿準備中。(B2)mtDNA以外の細胞質遺伝因子ががん拒絶反応因子として機能するという常識外れの応募者新仮説の実態解明:本当にmtDNA以外の細胞質遺伝因子が存在することを証明した。ここまでの研究成果をPLOS ONEに投稿し、審査中。A1: MELASモデルマウスの作製:一昨年度作製したキメラマウスの交配からミトコンドリア病3大病型の一つであるMELASモデルマウスの樹立に失敗したため、現在ES細胞を樹立し直している。A2:「がん転移mtDNA原因説」の普遍性検証:ヒトで転移しやすいがんを持つ患者さんのがん組織のmtDNA

塩基配列を決定したところ、mtDNAに存在するND遺伝子に高頻度で突然変異が認められたことから、申請者が以前提出した「がん転移mtDNA原因説(Science 2008)」がヒトのがん転移にも当てはまるという普遍性の検証に成功。*この研究成果はSci Rep 7: 15535, 2017に掲載された。B1:老化原因因子の特定:申請者は以前ヒトの老化に伴う呼吸欠損の発現は核ゲノムに存在する二つの遺伝子(Shmt2とGcat)の可逆的な発現抑制であることを突き止めた(Sci Rep 2015)。そこで今回、これらの遺伝子を破壊したマウスを作製したところ、予想通りShmt2破壊マウスで胚性致死が誘発され、しかもこの胎児から樹立した繊維芽細胞(MEF)は呼吸欠損と細胞分裂不全を示した。*この研究成果はSci Rep 8: 425, 2018に掲載された。B2:拒絶反応因子の特定:申請者は以前マウスB6系統のがん細胞株に、老化モデルマウスであるSAMP1のmtDNAを導入したサイブリッドは、B6マウスでの腫瘍形成が自然免疫系の認識により阻害されることを報告した(J Exp Med, 2010)。このことは、mtDNAの遺伝子産物が細胞表面にも存在するという常識はずれの可能性を示唆していたが、本年の研究成果によりその正体はmtDNAの遺伝子産物ではないことが証明された。*この研究成果はBBRC 493: 252-257, 2017に掲載された。A1: MELASモデルマウスの作製:研究期間内での目標達成は困難になった。理由は一昨年度までに樹立できたキメラマウスでは、ES細胞由来の生殖細胞が全く形成されていなかったためである。これに対し、A1以外の研究課題(A2, B1, B2)は当初の計画以上に進展し、すでに以下の3本の原著論文を出している。A2:「がん転移mtDNA原因説」の普遍性検証:この申請者の仮説が「ヒトのがん転移」にも当てはまることを発見し、この仮説の普遍性の立証に成功した(Sci Rep 7: 15535, 2017)。このためこの研究目標は完全に達成された。B1:老化原因因子の特定:ヒトの老化に伴う呼吸欠損を誘発する二つの核遺伝子を破壊したマウスの作製に成功し、そのうちの一つの遺伝子(Shmt2)を破壊したマウスでは胚性致死が誘発され、しかもこの胎児から樹立した繊維芽細胞(MEF)は呼吸欠損と細胞分裂不全を示した(Sci Rep 8: 425, 2018)。このためこの研究目標もほぼ完全に達成されたが、それでは胚性致死になる原因は何か、さらには老化を回避するサプリメントはあるのかという魅力的な研究課題が発生した。B2:拒絶反応因子の特定:申請者は以前マウスB6系統のがん細胞株に、老化モデルマウス系統であるSAMP1のmtDNAを導入したサイブリッドは、B6マウスでの腫瘍形成が自然免疫系の認識により阻害されることから、mtDNAの遺伝子産物が細胞表面にも存在するという常識はずれの仮説を提出した。しかし、今回の研究成果によりその正体はmtDNAの遺伝子産物ではないことが証明された(BBRC 493: 252-257, 2017)。このためこの研究目標もほぼ完全に達成されたが、それでは拒絶反応を誘発する細胞質遺伝する因子の正体は何か、という魅力的だが解決が困難な研究課題が新たに発生した。
温暖化による生態系変化及び適応策の経済評価に向けた空間的応用一般均衡モデルの開発

本研究は,気候変動による生態系サービスの変化に関する経済評価を行うために,経済モデルと物理モデルとの空間的・時間的スケールを整合した空間的応用一般均衡モデルの開発とシナリオを用いたシミュレーション分析を行うものである.本研究は,生産要素として土地を考慮し,生態系サービスの変化を土地利用の変化として捉えることにより,メッシュレベルで計算された土地利用量が変化した場合の経済的影響を捉えることが可能であることを示した.本研究は,気候変動による生態系サービスの変化に関する経済評価を行うために,経済モデルと物理モデルとの空間的・時間的スケールを整合した空間的応用一般均衡モデルの開発とシナリオを用いたシミュレーション分析を行うものである.本研究は,生産要素として土地を考慮し,生態系サービスの変化を土地利用の変化として捉えることにより,メッシュレベルで計算された土地利用量が変化した場合の経済的影響を捉えることが可能であることを示した.本研究の目的は、温暖化影響による生態系サービスの変化及びその適応対策の経済評価を行うために、経済モデルと物理モデルとの空間的・時間的スケールを整合した空間的応用一般均衡モデルの開発とシナリオを用いたシミュレーション分析を行うことである。本年度においては、データベース及び空間的応用一般均衡モデルの理論モデルの構築を目的とする。本年度の研究成果は以下の通りである。第1に、データベース構築において、基準年の均衡状態を再現するために石川(2009)による47都道府県間地域間産業連関表を基本として地域間産業連関表を作成した。ここでは、非競争移入型・競争輸入型地域間産業連関表とし、47都道府県を対象に、24産業部門分類とした。特に、生態系に関連する第1次産業は農業、林業、水産業を、またCO2排出に関連するエネルギー部門は電力、石炭、原油・天然ガス、石油製品、石炭製品を区分した。都道府県別CO2排出量は都道府県別エネルギーバランス表を基に作成した。第2に、生態系サービスの変化が経済活動に及ぼす影響を評価するために理論モデルを定式化した。本研究では、安藤ら(2006)を基礎として理論モデルを構築しているものの、各投入要素間の代替性を考慮するために経済主体の関数形として多段入れ子型CES関数を採用する点などの修正を加えた。さらに、本研究では生態系サービスの変化を表現するために生産要素に土地を考慮した。ここで、生産要素としての土地は土地利用空間パターン(開発地区,農地,林地)から各産業部門で投入できる量が異なるものとし、土地利用変化が各産業部門の生産量に影響を及ぼすと仮定した。第3に、キャリブレーション法によるモデルパラメータの推定及びモデルの現況再現性を行った。本研究の目的は、温暖化影響による生態系サービスの変化の経済評価を行うために、経済モデルと物理モデルとの空間的・時間的解像度を整合した空間的応用一般均衡モデルの開発とシナリオを用いたシミュレーション分析を行うことである。本年度においては、経済モデル及び物理モデルとの連携モジュールの構築、及びシナリオによるシミュレーション分析を目的とする。第1に、物理モデルにおいてよく用いられるメッシュ単位の情報を県単位の経済モデルへ入力可能な形式に変換するために、空間的・時間的スケールを整合する経済-物理連携モジュールを構築した。ここでは、メッシュレベルの情報を県単位の入力情報として扱うことのみを想定しているため、アップスケール時には各メッシュの総和が県単位の入力情報とした。第2に、生態系サービス変化を地理的変化に関連付けることにより、土地利用変化に着目したシナリオを作成した。ここでは、農林水産業関連の土地利用量を削減し、削減分を他の産業部門の土地利用とする土地利用変化シナリオと、土地利用モデルから計算されるポリネーション・サービスに対する直接支払がある場合及びない場合の土地利用変化シナリオの2つのシナリオを想定した。第3に、土地利用変化シナリオによるシミュレーション分析を行った。前者の土地利用変化シナリオでは、農林水産業関連の土地利用をサービス業関連に変更した場合、サービス業以外の産業部門への土地利用変更と比較して、サービス業関連の生産量は増加するものの、全体の生産量の増加分は相対的に小さいことが示された。後者の土地利用変化シナリオでは、ポリネーション・サービスに対する直接支払がある場合、生産量の減少率は相対的に大きいものの、二酸化炭素排出量の減少率も相対的に大きいことが示された。以上から、本研究で構築した経済モデルと物理モデルとの空間的・時間的解像度を整合した応用一般均衡モデルによる経済評価が可能であることが確認された。しかしながら、ここでは仮想的なシナリオを想定したため、今後はより現実的なシナリオや対策を想定した分析が必要である。
魚類の高水温飼育による不妊化技術開発

ふ化後3日ティラピア稚魚を50-80日間高温(37度)により飼育し、その後、通常の温度(25-30度)で1年以上飼育した。雌の卵巣中の生殖細胞は全て消滅して不妊化していた。性ホルモンを合成する細胞は分化していたが性ホルモンの合成は不活発で雌の性行動を行なうことはなかった。雄も同様に精巣中には全く生殖細胞が観察されずに不妊化していたが、性ホルモンを作るライデッヒ細胞は活発に性ホルモンを合成し、正常な雄の婚姻色と産卵床の形成、正常雌との交配をおこなった。しかし、全ての卵は受精することなしに死滅した。不妊化した雄を自然界に放流することで野生化したティラピアを激減させる技術を開発することが出来た。本年度は、モザンピーク・ティラピア(Sarotherodon mossambicus)を用いて高水温飼育による主に遺伝的雄の不妊化と不妊雄の生殖特性について明らかにした。孵化後3日目の稚魚を37±1°Cで;25、50、80日間飼育し、その後常温(25ー30°C)で6ケ月以上飼育した。25日間高温飼育した約半数個体の生殖腺では生殖細胞が発達したが、残りの半数は不妊化していた。50と80日間飼育した雌雄の生殖腺は生殖細胞を全く持たない不妊あること確認した。このことから、モザンピーク・ティラピアでも高水温は不妊化をもたらすことを明らかにした。また、完全不妊化には約50日以上の処理が必要であることも明らかにした。高温処理した雄を常温で長期に飼育すると体全体が黒色を呈し、尾鰭の周辺が赤色を呈するティラピアの成熟雄特有の婚姻色を呈した。この成熟した雄と正常の成熟雌と同じ水槽で飼育したところ、雄は縄張りを形成し、産卵床を作り、雌と産卵行動を行った。雌は産卵した卵の口腔内保育を開始した。しかしながら、保育開始後4、5日で口から卵を吐き出した。吐き出した卵を観察したところ、全ての卵は未受精の死卵あった。雄の生殖腺には精子を含む生殖細胞が全く確認されなかったが、精しょうを分泌する組織像が観察された。ステロイド代謝酵素のP450scc抗体を用いた免疫組織化学的観察においても多数の免疫陽性細胞が確認された。このことから、精巣を構成する性ホルモンを分泌する体細胞は高温により死滅すること無く生き残り、正常に機能しているものと考えられた。以上のことから、薬品等を使わなくても生殖細胞を全く持たないが、性的に成熟するティラピア雄を大量に作る簡単な方法を確立することが出来た。この不妊化雄の有効利用について検討した。前年度と同様にふ化後3日のモザンビーク・ティラピア(Sarotherodon mossambicus)稚魚を50日間高温(37±11°C)により飼育し、その後、通常の温度(25ー32°C)で1年以上飼育した。本年度は、この不妊化した雄の生殖特性を論文としてまとめるために詳細な観察を行なった。精巣を構成する体細胞で性ホルモンを産生するライデッヒ細胞とセルトリ細胞を微細構造学的に観察した。ライデッヒ細胞は間質部位に細胞集塊として認められた。細胞質には小管状のクリステが発達したミトコンドリア、および発達した小胞体が認められた。アロマターゼを除くステロイド合成酵素の抗体での免疫組織化学的観察により強い反応が見られた。これらのことから、性ホルモンの産生が活発であることがうかがわれた。雄性ホルモンであるテストステロンおよび11-ケトテストステロンの血中濃度を測定した結果においても、常温飼育した正常な成熟雄と同じ高い値を示した。このことから生殖細胞を全く欠くにも関わらず性ホルモンの合成・分泌が活発行なわれていることが明らかとなった。また、輸精管を裏打ちするセルトリ細胞の内腔に面する側には多数の薄いひだが発達し内腔に向かって液状物質(精漿)を分泌する像が観察された。不妊化雄はこの精漿により受精を試みるが精子が含まれていないために受精しないことが明らかとなった。以上のことからモザンピーク・ティラピアにおいても雌雄共に高水温飼育により完全に不妊化することが明らかになった。特に不妊化雄は正常に性行動を行ない常温飼育の正常雌と産卵するが、卵は全て死滅することを明らかにすることができた。これらの高水温飼育による不妊化技術開発により本年度特許を取得した(特願2010-21552、魚類の飼育方法)。本年度は、1)温度による不妊化

魚大量生産のための最適誘導技術の開発、2)不妊化魚の成長機構の解明、3)生殖細胞の細胞死機構の解明、4)ティラピア以外の魚種における高温飼育による不妊化の技術開発、5)研究成果のとりまとめのための学会発表と論文投稿を目的として研究を進めてきた。40度近くの温度の飼育では死亡率が高まった。実用的には不妊化の温度として36-37度が死亡率も低く生残率も高いので適切な温度であると結論された。37度で30日処理だと部分的に生殖細胞が残り成熟することが分かった。45日処理ではほとんどの個体は不妊化するが、少数個体の生殖腺の一部に生殖細胞が残ることを確認した。しかし、残った生殖細胞は成熟することはなかった。小型の60L水槽で300尾以上の稚魚を不妊化することができ、実用的にも不妊化魚の大量生産が可能であることを証明した。生殖細胞の死滅する過程を組織学的に観察することが出来た。高水温処理後に不妊化魚は成長が回復することが明らかとなった。また、約7cmの卵巣が分化した稚魚、約12cmの成熟を開始した卵巣を持つ個体を高水温で約2ヶ月飼育すると完全に不妊化した。孵化後13ヶ月の通常交配群2系統のコイを用いて36°Cにて高温飼育を実施した。90日間の高温処理の後、180日間通常条件で飼育後、生殖腺の組織像を観察したが、雌雄いずれも不妊化の兆候を示す所見は確認できなかった。孵化後3ヶ月の遺伝的全雄群、遺伝的全雌群でも同様の高温処理実験を実施したが、同様に不妊化の兆候を示す所見は確認できなかった。更なる温度負荷の可能性を探るべく、生存限界温度(37°C)と致死温度(39°C)を断続的に与える実験を行ったが、斃死の速度が低下するのみで、長期間の負荷には耐えることが出来なかった。以上の実験結果をもって、コイでは高温処理による不妊化は困難であるとの結論に至った。温度による不妊化魚の大量最適誘導技術開発についてはティラピア2種を用いて開発に成功した。36-37度で約45日以上飼育することがあることを明らかにした。不妊化魚の成長機構については、雌では高温処理期間中は対照群と比べて成長が遅れるものの、常温に戻し飼育すると成長が回復して対照と比べて良いことを明らかにした。現在、以上の成果を論文として国際誌に投稿中である。温度による生殖細胞の細胞死機構としては、形態的に見て長期間処理した生殖腺の生殖細胞の多くはアポトーシスと思われる形態変化を示していることから、アポトーシスによる細胞死であると判断された。ティラピア以外の魚類の温度による不妊化については、現在までコイとグッピーに稚魚を高水温に暴露することにより行われて来たが、高水温では死亡する、少し温度を下げると不妊化に至らないなどにより不妊化の誘導に成功していない。以上の結果以外に、ティラピアの不妊化雄は、精子を含む生殖細胞を全く持たないにも関わらず雄特有の婚姻色を呈し、縄張りを作り正常雌との間で産卵行動を行うことが明らかになった。しかし,産卵した卵は未受精の死卵であることを発見した。成熟不妊雄を放流することで自然界に散逸して野生化して在来種を駆逐して問題になっているティラピアの駆除の開発に発展できる可能性を示した。以上のように計画された目的の多くは達成されている。また新しい研究分野の開拓も行われている。本研究の目的である高温度による不妊化魚大量生産のための最適誘導技術の開発に成功した。
プランクトンの個体単離と追跡観察のための簡易な流体操作装置の開発

プランクトン個体を発見し、捕獲し、個別の個体を飼育しながら追跡観察できる実験系を開発することで、学校における「プランクトンの観察」をその場限りに終わらせず、そのライフサイクルを実験を通して学ぶことができる学習へと発展させることを意図して、簡易なプランクトン個体単離飼育容器を開発した。容器の素材には、透明性や加工性などに優れるシリコーンゴム(PDMS : Polydimethylsiloxane)を用いた。スライドガラスにセロハンテープや寒天の小片を貼り付け、それらを凸版の鋳型としてPDMSを硬化させることで凹部を型取りし、鋳型から剥がしたPDMS小片を別の平坦なスライドガラス上に貼り付けることで、プランクトンを流す流路や、そこから分岐したプランクトンの飼育部屋などを作り込んだ透明なデバイスを多数製作した。ここで、市販のセロハンテープの小片1枚を鋳型にすると高さ50μm前後の流路が成形され、セロハンテープを重ねる枚数を調整することで飼育対象とするプランクトンのサイズに応じた高さの流路を作製できた。例えば、2枚重ねたセロハンテープを鋳型とした場合には、ゾウリムシ(Paramecium caudatum)の個体が余裕を持って通過し、縦方向には回転できないが横方向には回転できる程度の高さの流路が作製された。デバイス内の流体の駆動・操作は、「紙縒り」に水を吸わせる方法(毛細管力による方法)やシリコーンチューブ等を介して空気圧を操作する方法、流路出入口上に設けた液貯めの水面の高さの差による静水圧による方法等のほか、流路に刺し込んだガラス管マイクロピペットによる吸引や、二流路型のガラス管マイクロピペット(θ管)を用いた培養液の交換も可能であることを確認し、実際にゾウリムシの個体を飼育部屋に単離し、少なくとも1週間、飼育しながら顕微鏡観察を続けることが可能であることを確認した。
保護観察における新たなアセスメントツールの有用性の検証

我が国では、犯罪者の再犯防止対策が強く求められている。犯罪者に対する保護観察の実効性を高めていくためには、保護観察対象者のアセスメントの精度の向上が必要不可欠である。海外の先行研究と日本の犯罪者の特徴を踏まえ、法務省保護局は、2018年に新たなアセスメントツールを開発した。本研究は、法務省保護局と協力し、この新たなアセスメントツールの試行結果について分析を行い、同アセスメントツールの有用性を検証し、実施上の留意事項と改良点を明らかにして、実効性ある保護観察のアセスメント方法に関する提言を行っていく。
内耳再生治療を目指して蝸牛外側壁線維細胞の再生因子の解明

蝸牛線維細胞は難聴の発症、聴力の回復、および聴覚の維持に大きく関与している。我々は骨髄間葉系幹細胞(MSC)から分泌した蝸牛線維細胞の増殖促進因子を同定した。正常培地と比べ、骨髄MSCの培養上清の中TGFβの濃度が上昇し、TGFβを線維細胞に添加すると線維細胞の増殖を促進することが確認された。さらに、MSC上清の蝸牛線維細胞への増殖促進作用がTGFβ阻害剤の添加により一部抑制されたことを確認した。これらの結果より、骨髄MSCから分泌されたTGFβは他の因子との相互作用により蝸牛線維細胞の増殖を促進している可能性が示唆される。蝸牛線維細胞は難聴の発症、聴力の回復、および聴覚の維持に大きく関与していることが知られており、難聴治療には線維細胞の再生が重要である。難聴モデルラットの蝸牛に骨髄間葉系幹細胞(骨髄MSC)を移植した実験では、一部の幹細胞は傷害部位に生着し、聴力においても有意な回復が見られた。C3H成熟マウスの蝸牛線維細砲と骨髄MSCを共培養した実験では、骨髄MSCと蝸牛線維細胞の問で分化と増殖への相互作用が示唆された。骨髄MSC移植による蝸牛機能の回復は、骨髄MSCが蝸牛線維細胞に分化する以外にも、骨髄MSCが蝸牛線維細胞の増殖を促進している可能性が考えられる。さらに、抗体アレイと抗サイトカイン抗体アレイ法を利用して、骨髄MSCから分泌された線維細胞の増殖促進因子を同定した。その結果、我々は骨髄MSCから分泌された因子の中で特にTGFβに注目した。蝸牛線維細胞に骨髄MSCの培養上清を添加することにより、蝸牛線維細胞の増殖を促進するが、この際TGFβのInhibitorを添加すると、この増殖が阻害された。一方、TGFβの単独添加の培養では、蝸牛線維細胞の増殖が促進されなかった。C3H成熟マウスの蝸牛線維細胞と骨髄MSCを共培養した実験では、骨髄MSCと蝸牛線維細胞の間で分化と増殖への相互作用が示唆された。これらの因子を解明するため、我々はDNAアレイ法を用いて、骨髄MSCやSLFsからの分泌因子を同定した。その結果, SLFの刺激によりMSCで2倍以上誘導されているものは393個であった、低下する(1/2以下)遺伝子は98個であった。その遺伝子が幹細胞分化、Wnt pathway、細胞周期、およびアポトーシスに関連することが明らかにした。一方、MSCの刺激によってSLFsで発現が上昇する遺伝子が321個、低下するのは214個であった。その遺伝子がWnt Pathway、Notch Pathway、おとびTGF-βPathwaに関連した。本研究から得られた因子は難聴治療の臨床応用にも新規治療薬としての実現性が極めて高くなると予想される。さらに、内耳再生にかかれる幹細胞の移植も今後の再生医療にとって期待される治療手段である。本研究で同定された因子とともに内耳に投与すると,移植細胞を効率よく傷害部位に接着、増殖、分化することが期待できる。蝸牛線維細胞の増殖を促進する因子を特定するため、我々は抗体アレイ及び抗サイトカイン抗体アレイ法を用いて、骨髄MSCからの分泌因子を同定した.その結果,コントロール群と比較してMSCの培養上清から6種類の蛋白質が発現が上昇していることが確認された。その内、TGF-Betaという増殖因子が同定された.

骨髄MSCの培養上清添加組と比べ、MSC上清の蝸牛線維細胞への増殖促進作用がTGF-Beta阻害剤の添加より一部抑制されたことが確認されたTGFβを単独で蝸牛線維細胞に添加した結果、線維細胞の増殖を促進することも確認された。これらの結果より、骨髄MSCから分泌されたTGFβは他の因子との相互作用により牛線維細胞の増殖を促進している可能性が示唆される。本研究でTGF-Betaは蝸牛線維細胞の増殖に関与することがを解明した。増殖因子は既に幾つの組織において薬物治療として臨床応用がなされている。そこで、本研究から得られた因子は難聴治療の臨床応用にも新規治療薬としての実現性が高くなると予想される.今後、TGF-Betaを蝸牛線維細胞障害動物内耳に投与して、障害部位の線維細胞の増殖、聴力の回復に対する作用を検討する必要がある。
比較・実験発生学からさぐる頸部の筋、神経系の進化

古典的比較解剖学は脊椎動物の体を背側の軸上部と腹側の軸下部に分けてきた。これは脊髄を出た感覚性の背根と運動性の腹根が合流したのち最初に二分して、背側に伸びる背枝(人体解剖学では後枝)に支配される筋を軸上筋、腹側に伸びる腹枝(同、前枝)の支配筋を軸下筋と呼ぶものである。真骨魚では、これらの筋は頭尾軸に伸びる結合組織性の水平筋中隔によって明瞭に背腹に二分されるが、四足動物では中隔が失われ、その境界がはっきりしないが、一般的には、軸上筋は固有背筋、軸下筋は体壁筋と四肢筋であるとされる。固有背筋、体壁筋、四肢筋を支配する運動神経細胞は脊髄内でそれぞれがまとまって固有の位置を占め、発生過程で特有の分子を発現する。しかしながら、いくつかの筋では、背枝、腹枝の二重支配が知られてきた。そこでニワトリ胚を用いて、様々な脊髄運動神経での発現分子を調べたところ、菱形筋-肩甲挙筋、前鋸筋の支配神経が、他の前肢筋支配神経とは異なり背枝の分子パタンを示した。これはこれらの筋が四肢筋ではなく、体幹筋、しかも軸上筋であることを示唆していた。また、ニワトリの外肋間筋と外腹斜筋を支配する外側枝も背枝特有の分子を発現していた。以上から、軸上-軸下の境界は従来のものよりもより腹側にあるか、あるいはこれらの間に移行的な第三の領域があると考えられた。これらの結果はマクロ所見とも良く一致していた。本研究によって、脊椎動物のからだの構成に関して従来のもとのは異なる新たな見方を提案することができた。論文投稿中のため。腕神経叢の構成をさらに細かく解析するため、各神経細胞での発現分子をさらに詳細に調べる。論文投稿中のため。実質上、残額はほとんどない。今年度は学会が地元開催であったため旅費の支出がなく残金が生じた。
教育工学文献とリフレッシュ教育情報のネットワークによる提供の在り方に関する研究

本研究は、国際的なネットワークであるインターネットを利用して、教育に関する情報提供の在り方を検討し、自動的に応答するシステムを実現することを目的としている。その成果として、次のような結果を得た。1.データベースにおけるエージョント機能を有するシステムの構築エージョントは、既存のデータベースシステムに一定時間間隔でアクセスして、ユーザの変わりに検索を行う。システムはユーザごとに登録されているキーワードに合致する新規情報が得られれば、その結果をメールでユーザに報告する。2.教育工学関係の研究生果データベースの構築日本教育工学会および教育工学関連学協会連合の、大会発表文献および論文のデータベースを構築した。WWWにより、キーワード、著者名等により検索可能である。3.リフレッシュ教育用教材の開発・評価ネットワークに対応した教材を開発し、評価を行った。内容は「電磁環境問題」とし、クライアントサーバ型で構築されている。WWWブラウザをインタフェースとし、Javaアプレットいより実装されている。アニメーション機能、グラフィック機能、索引機能等が提供され、各機能インタラクティグ性が重視され、学習効果を高めている。被験者による評価では、特にインタラクティグ性に高い評価が得られた。以上、これらの成果を総合的にまとめた。本研究では、インターネットを利用して、教育工学文献とリフレッシュ教育情報を扱う分散型データベースの在り方を検討すると共に、その運用の可能性を追究することを目的としている。初年度の平成7年度は、有効期限付き新規情報検索支援システムの設計および試作、運用を行った。以下に、本年度の成果を述べる。(1)キーワード検索システムとして3つのシステムを設計した。すなわち、オートパイロットプログラムと同様な方式である自動アクセス方式、メールによる検索が可能なメール登録方式、前者の2方式の長所を備えたメール登録自動方式の3方式である。(2)3つの方式を、端末側のパソコンやデータベースを持つホストであるWSに実装し、試験的な運用を行い、実用の可能性を検討した。(3)各方式の性能について、実装のしやすさ、ユーザマシンの制限、既存データベースへの対応、通信路への負荷、情報の新規性の観点で評価、比較した。(4)データベースには、既に有益な情報を提供するシステムもあるので、既存のデータベースにも対応可能であることが重要である。そこで、既存のデータベース、新規のデータベースにも対応させる観点で、3つの方式を検討した。その結果、自動アクセス方式では、様々なデータベースに対応可能であること、新規作成のデータベースにはメール登録方式が有効であることを考察した。また、メール登録自動方式では、両者の性能を活かせられることを確認した。以上、本年度に得られた研究成果を整理し、残された課題を引き続き検討することとした。本研究では、インターネットを利用して、教育に関する情報提供の在り方について検討し、自動的に応答するシステムを実現することを目的としている。そこで、今年度は、データベースにおけるエージェント機能をもつシステムを構築した。(1)自動アクセス方式既存のデータベースシステムに一定時間間隔でアクセスして、ユーザの代わりに検索を行う。(2)メール登録方式ユーザの検索キーワードを保持し、一定時間間隔で新規データに対し検索し、検索に適合すれば、その結果をユーザにメールで報告する。メール登録自動方式両者の組合せにより、メールによる検索キーワードの登録・解除で外部の既存のデータベースに対しても自動検索を行うことが可能である。尚、これらの成果は、電子情報通信学会論文誌に投稿し、採録が決定され、印刷公表される予定である。次に、本研究では、遠隔地からデータベース入力をし、入力検索機能を評価している。ただし、この点については、現在、入力検索システムがほぼ完成した段階で、評価について今後実施する予定である。昨年度は、データベースにおいてエージェント機能をもつシステムを構築した。今年度は、教育工学文献データベースの構築、およびネットワークに対応したリフレッシュ教育用教材の開発と評価について検討を行ない、次のような成果を得た。1.教育工学関係の研究成果データベースの構築日本教育工学会および教育工学関連学協会連合の、大会発表文献および論文のデータベースを構築した。2.リフレッシュ教育用教材の開発・評価リフレッシュ教育情報をインターネットにより提供するあり方を検討するために、ネットワークに対応した教材を開発し、評価を行った。

内容は「電磁環境問題」とし、クライアントサーバ型で構築されている。WWWブラウザをインタフェースとし、Javaアプレットにより実装されている。アニメーション機能、グラフィック機能、索引機能等が提供され、各機能はインタラクティブ性が重視され、学習効果を高めている。被験者による評価では、特にインタラクティブ性に高い評価が得られた。3.研究の総括研究を総括し、成果をまとめる。
ゲル材料による細胞機能制御技術の確立

平成19年度に構築したカスタムメードのデバイスを利用することで、三次元ゲル内での細胞配置、配向制御に成功した。このシステムを用いて、骨芽細胞の長期培養を行った。その結果、三次元的に一軸に配列した細胞のパターニングだけでなく、一列に並んだ基質、さらには一列に並んだ石灰化基質の作製に成功した。この基質、石灰化基質のパターニングはゲルを構成する内部細繊維の構造に依存しており、さらに、ゲルの伸展割合を変えることで、石灰化基質の産生時期を制御できることがわかった。また、このコントロールともいえる、「伸展を加えていない骨芽細胞を含有したゲル」の長期浮遊培養の結果、ゲルは培養期間にともない形状変化を示し、また、石灰化が誘導され、結果的に球状の有機、無機複合体を形成した。この細胞含有ゲルの化学組成は培養期間に依存して変化し、また、沈着石灰化物はハイドロキシアパタイトであることが明らかとなった。さらに、この有機、無機複合体を生体内に埋入したところ、高い生体親和性と骨接合性を示した。上記のように、本研究では、ハイドロゲル材料の物理化学的特性、また特殊デバイスを利用した細胞機能制御を試み、三次元ゲル内での細胞配置、配向、機能の制御を達成した。また、細胞が産生する基質、無機基質を利用した、新しい生体擬似的材料の新規合成方法を示した。発生段階を含め、生体内はゲル様性質を多大に有していることから、本研究を通じて開発された技術やツールは、新しい細胞、組織操作方法として、今後の再生医療、あるいは組織発生研究に重要な役割をもつことが期待できる。生体骨格筋組織は一列に整列した筋芽細胞が隣り合った細胞と融合し、三次元的に高度に配向した筋線維を生成する。このように生体内では三次元的に高度に制御された細胞のパターニングや配置が様々な組織において確認できる。本年はハイドロゲル内にてこの骨格筋組織用三次元パターニングを人工的に再現することを目的に研究を遂行した。三次元ゲル培養基材としてフィブリンゲルを使用し、このゲルをカスタムメードの持続伸展装置を用いて一軸方向に伸展したところ、ゲル内にてフィブリン細繊維が凝集した繊維束が伸展方向と一致して形成されることが明らかとなった。このゲル中における筋芽細胞および骨芽細胞の培養により、これら細胞が三次元的に一軸方向に並ぶこと、さらにこれら細胞が一軸方向に増殖し、結果的に一列に並んだ細胞集合体を作製できることを示した。この三次元構造体は実際の骨格筋組織と非常に近似していることが確認できた。最近、細胞培養基材の堅さを変えることで細胞機能変化が達成できることが報告された。この方法は新しい細胞機能制御技術として注目されている。そこで、このゲル内での細胞機能制御を目的にゲルの伸展割合を変えて三次元培養を行った。その結果、伸展割合を高めると細胞増殖が促進され細胞分化が抑制されること、反対に、伸展割合を低くすることで細胞分化が促進され、細胞増殖が抑制されることが確認できた。以上のように三次元ゲル内での細胞パターニングさらには細胞増殖、分化などの制御を簡便にできる技術を確立できた。そこで、これまでから研究室での使用頻度が高いフィブリンゲルについて、その物性制御を行った。添加物としてカルシウムイオン、ポリLリジン、また、単純なフィブリンゲル濃度を変えることも行った。その結果、カルシウムイオン、およびポリLリジンの添加により、その動的粘弾性は約2倍、フィブリン濃度を2倍、3倍にすることで、そのゲル強度は約3倍、5倍になることが示された。また、同様にアルギン酸ナトリウムの濃度を変えたアルジネートゲルを作製、このゲルの物性評価を行ったうえで、マウス胎児から取り出した顎下腺の器官培養を行った。その結果、堅さが軟らかいゲルほど、その分岐形態形成を促進し、一方で、堅さが堅いと分岐形態形成が抑制されることが明らかと成った。このようにゲルの物性制御は細胞や組織の機能制御において有効であることが示された。

上記のように、本研究では、ハイドロゲル材料の物理化学的特性、また特殊デバイスを利用した細胞機能制御を試み、三次元ゲル内での細胞配置、配向、機能の制御を達成した。また、細胞が産生する基質、無機基質を利用した、新しい生体擬似的材料の新規合成方法を示した。発生段階を含め、生体内はゲル様性質を多大に有していることから、本研究を通じて開発された技術やツールは、新しい細胞、組織操作方法として、今後の再生医療、あるいは組織発生研究に重要な役割をもつことが期待できる。
異種ヘテロ原子複合ラジカル反応系の開発

本研究では、異種ヘテロ原子による高選択的なラジカル反応系の創生を目的に、15族のリン、16族の硫黄、セレン、テルル、17族のフッ素、ヨウ索を取り上げ、これら異種ヘテロ元素の炭素-炭素不飽和結合へのラジカル付加に関する反応特性を系統だてて検討した。まず最初に、各種ヘテロ原子化合物のラジカル開始段階、不飽和結合へのヘテロ原子ラジカルの付加段階、ヘテロ原子化合物による炭素ラジカルの捕捉の段階について系統的に研究した。さらに、ヘテロ原子単独ラジカル反応系による各種不飽和結合へのヘテロ原子、特に16族、17族ヘテロ原子の高選択的導入反応を見い出した。以上の結果を踏まえて、次に各種ヘテロ原子化合物の複合型ラジカル反応系の開発を行い、個々のヘテロ原子の特性を活かすことにより、複数のヘテロ官能基を位置選択的に各種不飽和結合に導入できることを明らかにした。例えば、ジスルフィド、ジセレニド、およびジテルリドは、光照射下でのホモリシスにより対応するヘテロ原子ラジカルを生成する。そこでこの反応系を用いて、1炭素増炭試剤であるイソシアニドヘのこれらヘテロ官能基の導入を検討したところ、いずれの単独系においても付加の効率が極めて低いのに対して、ジスルフィドとジセレニドの複合系においては、効率良く付加が進行し、対応するチオセレノ化物が良好な収率で生成することを見い出した。さらに、増炭素を伴うヘテロ原子複合導入法の開発について検討し、可視光照射下ジセレニドが電子吸引基を有するアセチレンとイソシアニドに効率良く、かつ高選択的に分子間逐次付加することを明らかにした。さらに本手法はイソシアニドのみならず種々のアルケン類を用いても進行し、例えば、4成分のカップリングに基づく5員環環化生成物を高収率で与えた。従来のスズラジカルを鍵活性種とするラジカル反応に対して、本研究では、異種ヘテロ原子の活用により、各ヘテロ原子固有の反応特性に基づく多種多様なラジカル中間体の発生と、これらラジカル種の精密制御による高選択的な合成手法の開発を詳細に検討した。その結果、本年度の研究成果は以下のように要約できる。(1)ラジカル開始段階の検討:シンプルで一般性の高い開始方法を確立する目的で、可視光照射によるヘテロ原子ラジカルの発生を系統的に検討した結果、硫黄-硫黄、セレン-セレン、テルル-テルル、セレン-水素、ペルフルオロアルキル-ヨウ素などの単結合が近紫外から可視光の照射により、ホモリテイックに開裂し、末端アセチレン等の炭素-炭素三重結合に効率良く1,2-付加することを見い出した。(2)ヘテロ原子単独系でラジカル反応の開発:上記の結果に基づいて、アセチレン以外の不飽和結合に対する付加を詳細に検討した結果、アレンのビスセレノ化は進行したが、それ以外の不飽和結合へのセレン、テルルの付加はほとんど進行しなかった。一方、ヨードペルフルオロアルキル化はオレフィン、イソシアニドなどの広範囲の不飽和結合に対して良好に進行した。(3)異種ヘテロ原子複合系でのラジカル反応の開発:複数のヘテロ原子による複合反応系は、ヘテロ原子単独系に比べて、個々のヘテロ原子の有するラジカル反応における特徴が明確に発揮でき、例えば、硫黄-セレン複合系では、オレフィン、共役ジエン、イソシアニドなど広範囲の不飽和結合に位置選択的に複数のヘテロ原子を導入できることが明らかとなった。さらに、ペルフルオロアルキルヨージドとジセレニドとの組み合わせによる複合系では、アセチレン類などのセレノペルフルオロアルキル化が良好に進行することも見い出した。

前年度には、各種ヘテロ原子化合物のラジカル開始段階、ならびにそれらヘテロ原子化合物による炭素ラジカルの捕捉能力を系統的に研究した。さらに、ヘテロ原子単独ラジカル反応系による各種不飽和結合へのヘテロ原子、特に16族、17族ヘテロ原子の高選択的導入反応を見出した。以上の結果を踏まえて、本年度は、異種ヘテロ原子複合系での反応特性の解明と、各種ヘテロ官能基の高選択的な複合型導入法の開発について詳細に検討した。その結果、本年度の研究成果は以下のように要約できる。(1)可視光照射条件下、ジスルフィド-ジセレニド複合系を用いて各種不飽和結合へのラジカル付加反応について検討した結果、光は主としてジセレニドが吸収し、ホモリティックに開裂してセレノラジカルを生成する。(2)アレンのような反応性の高い不飽和結合に対しては、セレノラジカルが直接付加し、ジセレニドの付加体を速度論的生成物として選択的に与える。さらに光照射を継続するとアリル位のセレノ基がチオ基に置換され、熱力学的生成物としてチオセレノ化物が位置選択的に生成する。(3)通常のアセチレン、オレフィン類への付加は、まずセレノラジカルがジスルフィドを優先的に攻撃してチイルラジカルを与え、これが不飽和結合に付加した後、炭素ラジカルの捕捉能力の高いジセレニドにより捕捉され、位置選択的なチオセレノ化物を与える。(4)イソシアニドへの付加については、芳香族イソシアニドでは(3)と同様にチオセレノ化が進行する。一方脂肪族イソシアニドでは速度論的生成物としてチオセレノ化物を初期的に与えるが、不安定なため光照射を継続すると熱力学的生成物としてジチオ化物が得られる。(5)共役ジエンの場合も脂肪族イソシアニドと同様の現象が観測された。これに基づいて、ジスルフィド単独では進行し難い共役ジエンのジチオ化が同族のジセレニドにより触媒化されることが明らかとなった。前年度には、各種ヘテロ原子化合物の複合型ラジカル反応系の開発を行い、個々のヘテロ原子の特性を活かすことにより、複数のヘテロ官能基を位置選択的に各種不飽和結合に導入できることを明らかにした。この研究成果を踏まえて、本年度は、増炭素を伴うヘテロ原子複合導入法の開発について検討し、以下に示す研究成果を得た。(1)ジスルフィド、ジセレニド、およびジテルリドは、光照射下でのホモリシスにより対応するヘテロ原子ラジカルを生成する。そこでこの反応系を用いて、1炭素増炭試剤であるイソシアニドへのこれらヘテロ官能基の導入を検討したところ、いずれの単独系においても付加の効率が極めて低いのに対して、ジスルフィドとジセレニドの複合系においては、効率良く付加が進行し、対応するチオセレノ化物が良好な収率で生成することを見い出した。(2)次にイソシアニドの分子内にアルケニル基を導入することにより、イミドイルラジカル中間体の捕捉に基づく環化反応を検討した。o-ビニルフェニルイソシアニドを基質に用いてジスルフィドとジテルリドの複合系により検討したところ、環化反応が選択的に進行することが明らかとなった。さらに、同様の条件下o-アリルフェニルイソシアニドを基質に用いた場合には、対応する6員環環化生成物が選択的に合成された。(3)上記の分子内反応に対して、イソシアニドと炭素-炭素不飽和化合物との分子間での高選択的な結合生成を目的に種々検討したところ、ジセレニドの適度な炭素ラジカル捕捉能力を有効に活かすことにより、可視光照射下ジセレニドが電子吸引基を有するアセチレンとイソシアニドに効率良く、かつ高選択的に分子間逐次付加することを明らかにした。
重度発達障害児者の生活充実を図る連携のための支援ツールシステムの試行

本研究では、社会的関係の障害や行動上の問題を有する発達障害児者を対象として、支援ツールによる支援により、地域での生活を向上させることをねらいとしてきた。「課題1:連携の基盤作りとして、本人の支援ニーズと生活環境に応じた支援ツール群の適用・評価法の検討」では、本人の支援ニーズと生活環境に応じた支援ツール群の適用を検討するために、子どもに設定した支援目標と作成した支援ツールの関係、子どものもつ基本的技能のアセスメントとその活用、目標の設定および支援ツールの作成とその支援結果に対する保護者の主観的評価の関係について検討した。目標設定に関しては、ワークシートを活用することで、実用度の高い支援目標が設定できることが示された。子どもが支援において活用できる能力の評価に関しては、こうした観点からの評価がこれまでになく、項目の整理をすることに留まった。今後は項目の精選をすすめて、評価の尺度化をめざしたい。「課題2:支援ツール・システムを普及するための研修体制の実用化とその後の協働関係の構築」では、保護者を対象とする支援ツール教室、支援学校教員を対象とする教員研修を行い、研修教材を開発し、支援ツール集を引き続き作成した。その結果、保護者の場合は、発達障害児に対する支援を初発して、それを展開していくために、グループワークや実物提示が大きく影響した。教員の場合には、個別の指導計画を実現するために、それまで使われていた、あるいは同僚が使用していた支援ツールを追試あるいは改良する方法が多くとられた。こうした実施上の留意点を盛り込んだ研修プログラムの実用化を進めることができた。支援ツールを学ぶためのWebサイト(http://speedu.edu.u-toyama.ac.jp/supporttool/index.html)を構築して、その運用を開始した。そのコンテンツの充実を図りつつある。今後は、Webサイト間の連動を図りたい。本研究では、社会的関係の障害や行動上の問題を有する発達障害児者を対象として、(1)水人の支援ニーズと生活環境に応じた支援ツールを作成し、使用後に評価することで、適用度を高める要因を検討した。これまでの研究で作成してきた、本人特性(障害・認知、嗜好、生活)、目標設定、支援ツールアイデア、提案・まとめのそれぞれのシートを、実際の支援において試行して評価した。各シートを活用して、支援ツールの実効性を高めるには、支援ツールの実物提示、さらには支援者・保護者同士のグルーブワークを組み合わせて行うことが有効であった。今後は、(1)本人特性の評価項目を普通児の発達段階に応じて整理するとともに、(2)水人特性の評価項目と支援で活用された子どもの能力の関係を吟味することが求められる。(2)支援ツール・システムを普及するための研修体制の実用化と協働関係の構築を目指した。これまで実施してきた支援教室、実地指導を基に、研修教材として、テキスト、作成体験、評価シート、ワークシート、支援ツール教材等からなる「発達障害のある子とお母さん・先生のための思いっきり支援ツール」を公刊した。さらに、支援教室で保護者が作成した支援ツールをまとめた「支援ツール集2005-平成17年度支援ツール教室-」および「支援ツール集2006-平成18年度いしかわ支援ツール教室-」を編集した。支援ツールを学ぶためのWebサイトとして、チュートリアル、データベース、ダウンロード、ブログ等からなる「発達障害者のための生き活き支援ツール講座:htt://seedu.edu.u-toama.ac.jp/suorttool/index.html」の運用を開始した。