hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
患者由来ゼノグラフトと3次元初代培養を用いた抗腫瘍薬感受性予測モデルの開発

由来がん細胞を脂肪幹細胞と3D共培養すると、がん細胞のみの3D培養に比べて、がん細胞の増殖が修飾されることを見出していた。我々は、この現象を説明する分子を同定するため、がん細胞単独培養下と、脂肪幹細胞との共培養下の細胞培養液をサイトカインアレーを用いて比較し、adipsinが共培養下に脂肪幹細胞から高分泌されていることを見出した。adipsinは補体副経路において、C3aおよびC3bの産生に関わる分子である。実際、共培養下の培養液中には、がん細胞単独培養下の培養液中よりも高濃度のC3aの濃度が含まれていることを確認した。さらに、adipsinを特異的阻害薬またはノックダウンを行うと、スフェロイド形成が抑制されるとともに、がん細胞表面のstem-cell markerであるCD44やケモカインであるCXCL4の発現が抑制されることも見出した。以上より、脂肪幹細胞は乳癌の微小環境において重要な構成因子であり、脂肪幹細胞が分泌するadipsinはがん細胞の増殖や幹細胞様形質の維持に関わっていることが示唆された。研究者2017年4月1日をもって、前任地の神戸大学から国立がん研究センター東病院に異動となり、研究室のセットアップに時間を要したことから、当該研究の進捗が遅れている。前年度までに、我々は、乳癌患者由来ゼノグラフト(PDX)由来の細胞を3D培養し、脂肪幹細胞との共培養がスフェア形成を促進すること、腫瘍形成性の促進には脂肪幹細胞由来のadipsinが寄与していることを報告した。今年度は、さらに、adipsion阻害薬により、脂肪幹細胞によるin vivo、in vitro(3D)腫瘍形成性の促進が解除されることを示し、治療学的意義を確認した。以前我々は、殺細胞型化学療法薬の殺細胞効果は、従来の2D培養下で3D培養下に比べて高い傾向にあることを報告した。一方、PIK3CA活性化変異が抗HER2抗体であるトラスツズマブの耐性機構となりうることが、我々を含む複数のグループから報告があり、臨床的にもそれを支持するデータが蓄積しつつある。これらを背景に、我々は、PIK3CAの遺伝子型の異なるHER2過剰発現乳癌細胞株を用いて、抗HER2抗体トラスツズマブの効果を、よりin vivo環境に近いと信じられる3D培養下に評価し、2D培養下での結果と比較した。その結果、PIK3CA野生型細胞を3D培養したときのみ、トラスツズマブ単剤にて細胞死が確認され、生体内で観察される腫瘍縮小を反映していることが示唆された。すなわち、トラスツズマブの効果は3D培養下で2D培養下より高いことになり、殺細胞型化学療法薬でみられた傾向と逆であった。3D培養下には、接着因子等からのシグナルが2D培養下よりも弱いため、細胞がHER2に強く依存することが要因として示唆され、PIK3CA遺伝子型のトラスツズマブ感受性に及ぼす影響も強くなると推測された。この所見の治療学的意義をさらに深めるため、PIK3CA変異による抗HER2剤への耐性を、PI3K経路阻害薬で克服できるかを検討した。その結果、PIK3CA変異型細胞株でのみ、PI3K経路阻害薬の上乗せ効果が観察された。まず、体腔液中の癌細胞の3D初代培養の系を確立したい。特に、薬物療法の前後で体腔液を採取するように努めており、13D初代培養を用いた薬効試験の臨床的効果の予測性、2薬物療法前後の癌細胞の分子プロファイルの変化に基づく耐性機構の解明と耐性克服、に主眼をおいて研究を進めたい。体腔液中癌細胞の3D初代培養系が確立できた後には、そのノウハウを生かして、PDX腫瘍の3D初代培養に今一度取り組みたい。
人間の危険源回避行動に着目した正味リスクの評価に関する研究

本研究は、危険源を回避しようとする人間の回避行動特性に関するもので、人間が受傷する際の正味のリスクが評価でき有用であることを、鋭利なハンドをもったロボットが人間と共働する実験状況下で達成することを目的とした。まず、健常な青年を対象とした心理学実験を実施し、回避反応特性に有意な個人差があることを示した。つぎに、コンピュータ上が人間の認知特性を考慮しつつ、眼部に衝突する状況を外挿シミュレーションにより調査した。さらに、ダミー眼を開発し、人間の眼部における傷害の重篤度を調査した。本研究では,機械安全のためのリスクアセスメント過程において,人間が機械から受傷するリスクを見積もる際に,機械的な衝突の危険源を回避しようとする第3のリスク要素である回避可能性を定量評価できるようにすることを目的とした.計画初年度は,以下に示すような心理学実験のプロトコルをデザインした.すなわち,ロボットは小型部品を把持するために先端の尖ったエンドエフェクタを腕先に搭載している.参加者が部品の組み立て作業を行っている際に、その眼のあたりに向かってロボットを意図的に暴走させる.そのときの参加者の回避行動特性として,エンドエフェクタが運動し始めてから,参加者が頭部を動かし始めるまでの時間を「回避反応時間」と定義し,回避反応時間の確率分布を推定する.まず,確率分布を求めるための前処理として,統計データに対してカーネル推定法を用いて連続化した.つぎに,刺激応答特性としてしばしば適用されるex-Gaussian分布へのフィッティングを行うことにした.加えて,参加者が回避行動を開始してから,その中心視野で捉えるまでの時間をサッカード反応時間と定義し,これも統計的に求めることにした.その後,モーションキャプチャ,視線検出装置および双腕ロボットを中心とする心理学実験システムを構築した.実験においては,参加者に要請する作業の難易度に変化を与え,彼らの集中の度合いに差を設けて,それぞれの作業を繰り返し試行する予備実験を行った.その結果,タスクへの集中度に依存して回避反応時間分布が統計的に変化することが観測された.また,サッカード反応時間はいずれの試行においても,正の値を示した.研究の想定状況として,「生産現場において,ロボットの鋭利なエンドエフェクタ先端が,ロボットの正面に座っている作業者の眼を襲う」という内容を設定した.この想定状況における人間の危害回避行動を調査するために,倫理部会の承認を得たうえで,参加者を募り心理学実験を実施した.実験結果に対する解析としては,エンドエフェクタが運動し始めてから,参加者が頭部を動かし始めるまでの時間を「回避反応時間」と定義し,回避反応時間の確率分布を推定した.その結果,危害回避行動の初期段階における回避動作は,注意によって誘発されると捉えられるため,「注意誘発回避動作」と定義した.そして,注意誘発回避動作は,接近物体との距離に依存する特性を有することがわかった.また,参加者の個人差に着目して検定を行ったところ,参加者全員を対象とした場合と比べ,必ずしも検定結果が一致しないことがわかった.そこで,この結果を反映させるべく,証拠理論の信念関数を用いて回避動作の分類を試みた.さらに,本研究を推進する上で基本要素となる以下の2つの技術の開発を進め,ともに試作を行ってそれらの動作を確認した。すなわち,第一として,4自由度に及ぶ眼球運動再現装置の構築に着手した.また,第二として,作業者とロボットの想定される共存状況を再現するためのシミュレータ構築を行った.さらに,開発したシミュレータにモーションキャプチャから得られた参加者の回避動作データを入力することにより,彼らの回避動作を再現したり,条件を変えて解析を進めたりすることが可能となった.今年度は,本研究課題で当初想定した「生産現場において,ロボットの鋭利なエンドエフェクタ先端が,ロボットの正面に座っている作業者の眼を襲う」リスクについて,昨年度実施した心理学実験の結果に基づいて,まずノンパラメトリック検定を行った.その結果,以下の知見を得た.すなわち,人間の眼部とエンドエフェクタ先端との初期距離が短いほど回避反応時間が短い傾向が見られた.また,回避反応時間には有意に個人差が認められた.つぎに,心理学実験上では参加者の安全に配慮して,ロボットが彼らにい衝突することのないように手前で停止させたが,シミュレーションでは,ロボットの運動を延長させることにより,心理学実験で観測された参加者と同じ運動を行うヒューマンモデルにロボットを衝突させた.このシミュレーションは,心理学実験の結果を外挿するという意味で「外挿シミュレーション」と名づけた.シミュレーション結果から,人間の眼部に衝突してしまうエンドエフェクタの運動条件を導出できることを示した.さらに今年度の研究課題として,人間の眼部における傷害の重篤度を調査するために,ダミー眼を開発した.

ダミー眼は,豚の眼球,人工眼瞼およびこれらを動作させる機構等で構成した.人間の回避・軽減動作を考慮して設定した衝突条件の下で,ロボットの鋭利なエンドエフェクタをこのダミー眼に衝突させる実験を実施し,傷害の重篤度を調査した.静的な眼部衝突実験では,衝突位置,衝突角度,開瞼・閉瞼の三つの衝突条件を変化させ,他方,動的眼部衝突実験では,閉瞼に伴って眼球が上転するBell現象を考慮し,眼球が上転しているときにエンドエフェクタを衝突させた.それぞれの条件が重篤度の及ぼす影響を調べたところ,閉瞼の効果が大きいこと,そして,斜め30度,あるいは45度方向からのエンドエフェクタの衝突については,硝子体の脱出が回避できること等がわかった.
19世紀末ドイツ電機工業における経営・労務政策

研究推進の過程で研究手順等若干の練り直しが必要となったが、結果的には、本補助金の援助のおかげで、本研究全体(経営・労務政策)の要の部分である工場・労務管理機構の総体構造と、労働能率増進策の大半部分(労働時間管理)を、非公刊工場史料を駆使して解明することができた。すなわち、(1)19世紀末ドイツ電機工業において、労働手段・作業機構の改革に伴い、「職長経済」から「技師経済」への転化の形態において「近代的管理」が先駆的に成立し、これらに基づく熟練の解体により工場直接部門の基幹労働力が熟練労働者から半熟練労働者・女子労働者に代替したこと、だが現場職長の管理上の重要性は依然維持され、かつ労働力総体における熟練労働者の工程上ないし数量的比重はなお無視し得ず、かれらの職場規制力が残されたこと、(2)物的・組織的改革を補完する労働時間管理は、出来高賃金制の導入とも呼応しつつ、労働時間の短縮、労働時間の濃密化(後者は出退勤時刻管理の厳密化と連続労働時間制からなる)および労働時間の伸縮管理、という、相互に関連し補完し合う3つの柱に沿って、有力な労働能率増進策としての目的を果たすべく実施されたこと、しかしまた、労働時間管理の総体は、一方では労働者運動や国家の労働時間政策の規定を受けてそれらへの対応を余儀なくされてもいたが、他方では1900年前後の景気過熱期から恐慌期にかけては、むしろ経営主導の労働時間管理が、熾烈な資本間低価格競争と激しい景気変動に促迫されて、そうした外的影響をあえて抑えつつ、極端なまでに推し進められたこと、等である。以上の経営・労務政策の展開から、やがて世紀転換期における労働者運動の激しい高潮も展望されうる。これらは、裏面の通り概ね発表ずみであるが、いずれも従来のドイツ資本主義研究史の重要な空白部分(生産過程での具体的な資本蓄積構造と資本・賃労働関係)を埋める新知見をなすと考えている。計画推進の過程で、史料整理の都合等により研究手順・編別構成の一部練り直しを行った。その上で、まず工場管理機構の変革と労働力構成の変化を一次資料により解明し、「19世紀末ドイツ電機工業おける経営・労務政策」(7)、(8)、(9)、(10)として『佐賀大学経済論集』第22巻第2号(平成元年7月)、同第3号(同9号)、同第4号(同11月)、同第5号(平成2年1月)に公表した。これにより、19世紀末「近代的管理」の成立がドイツでは「職長経済」から「技師経済」への転化として把握されており、電機がその先頭を切ったこと、具体的には「経営技師制度」と「改良型上級職長制度」とにより「技師経済」への転化がなされたこと、これらに基づく熟練の解体により工場直接部門の基幹労働力が熟練労働者から半熟練労働者・女子労働者に代替したこと、だが現場職長の管理上の重要性は依然維持され、かつ労働力総体における熟練労働者の工程上ないし数量的比重はなお無視し得ず、かれらの職場規制力が残されていたこと、などが実態的に明らかにされた。こうした新知見に基づき、当該分野に関する内外の諸研究の問題点も批判的に検討された。現在は、非機構的労働能率増進策に関わる労働時間管理および「出来高賃金制」について鋭意論文執筆を進めているが、掲載紙については、研究代表者が平成2年4月より転任予定の京都大学経済学部の学会紀要『経済論叢』への寄稿機会を待つほかない状況である。

平成2年度は、基幹従業員層形成策の展開という大項目を設定し、これを、1.企業内養成工・工場徒弟制度の導入、2.「経営内社会政策」の拡充、3.労使協議機構の形成の3つの小項目に細分しつつ、順次解明する予定である。1.本研究の目的や本年度の研究実施計画に従い、まず非機構的労働能率増進策の一部である労働時間管理を対象として、「労働科学」等の研究史の批判的整理と一次史料等に基づく分析を進め、土地制度史学会大会報告をも踏まえつつとりまとめを行い、これを京都大学『経済論叢』第146巻第2号(1990年8月)、同第146巻第3号(90年9月)、同第146巻第4号(90年10月)に分載する運びとなった(ともに印刷事情の遅れで未公刊)。以上により、(1)労働時間管理の全体が物的・組織的改革や出来高賃金制の導入と対応し、また互いに補完関係にあったこと、および労働時間管理の3つの柱、つまり労働時間の短縮、労働時間の濃密化(後者は出退勤時刻管理の厳密化と連続労働時間制からなる)および労働時間の伸縮管理、も相互に補完し合い、上記の改革や出来高賃金制とともに、全体として労働能率増進の目的を果たすべく実施されたこと、(2)しかしまた、以上の労働時間管理の総体は、一方では労働者運動や国家の労働時間政策の規定を受けてそれらへの対応を余儀なくされてもいたが、他方では1900年前後の景気過熱期から恐慌期にかけては、むしろ経営主導の労働時間管理が、熾烈な資本間低価格競争と激しい景気変動に促迫されて、そうした外的影響をあえて抑えつつ、極端なまでに推し進められたこと、等が解明された。やがてこの事情は労働者運動の新たな強い対抗を呼び起こすものとなろう。ともあれ、ここに析出された労働時間管理の多様な相互連関的構造は、従来の研究史にない新たな知見の一部をなすといってよい。2.出来高賃金制の導入に関しては、非機構的労働能率増進策全体の限界の問題やそのまとめともあわせて現在脱稿に近づきつつあり、これまた京都大学『経済論叢』への掲載を予定している。労働力養成の問題については、収集文献・資料の整理を勢力的に実施中、というのが現在の状況である。
物理量の多点同時観測・制御のための多次元ΔΣ変調システム

空間的な拡がりを持ち時間的に変化する物理量の,多点同時的な観測と制御を効率的に実行する技術の確立を目標としている。そのために,多数のセンサおよびアクチュエータの信号処理に,多次元ΔΣ変調の技術を応用することを検討した。研究成果として,安定に動作する高次数の多次元ΔΣ変調の設計手法とハードウェアの実装方式を確立した。この成果は,振動,音響,電磁波など,多点同時的な観測と制御が必要な分野でのセンシングとアクチュエーションのシステムの応用範囲を拡大するものと期待している。平成25年度は,多次元ΔΣ変調の演算ハードウェアの実装方式と規模の拡大の検討を行った。1.演算ハードウェアの実装方式の検討:ハードウェアのFPGAへの実装方式として,ハードウェア・ソフトウェア協調設計の考えを取り入れて,C言語により記述したアルゴリズムをHDLに変換することを検討した。HDLの生成には、C言語記述によりハードウェアを設計する開発ツール群であるImpulse C/CoDeveloperを用いた。積和演算を多用する演算回路をFPGAボード上に実装し高速動作することを確認した(多田,田村)。2.規模の拡大の検討:空間チャンネル数とフィルタ次数を拡大する場合の回路規模を,シミュレーションにより見積もった(田村,柳田)。チャンネル数の異なる時間2次空間2次の変調システムについて,チャンネル数と,素子間隔,動作周波数を数値シミュレーションにより調べ,信号の空間周波数帯域と変調の安定性との関連を明らかにした(柳田,田村)。3.アナログ空間フィルタの実装24年度に開発した回路シミュレータ用ネットリスト自動生成ソフトウェアを使い,設計したアナログ空間フィルタのシミュレーションを行った。その結果,抵抗ネットワークによるアナログ空間フィルタが予想とおり働くことを確認した。また,出力1チャンネル分の回路を試作した。平成24年度は,多次元ΔΣ変調の理論的整備と演算方式の検討を行った。1.多次元ΔΣ変調の理論的整備:空間フィルタ挿入型の多次元ΔΣ変調について,時空間のサンプリング間隔,信号の周波数帯域・振幅が量子化の精度と安定性に与える影響をシミュレーションにより評価した(田村)。2.演算ハードウェアの設計:演算のハードウェア化について検討した(多田,田村)。最終的な目標とするハードウェアは,64チャンネルまでの信号を処理するものとし,ハードウェア記述言語およびMATLAB/Simulinkにより動作の検証を行った。実装はFPGAを搭載した評価ボードを用い,64個のアクチュエータ素子に対して安定に動作する2次元ΔΣ変調を実装できることを確認した。回路素子数と精度がSN比に与える影響をシミュレーションにより評価してアナログ空間フィルタを設計した。また,回路シミュレーションソフトウェアSPICE用のネットリストを生成するC言語による開発用ツールを作成した。3.システムの評価:64チャンネルまでのアレイ用の設計データをFPGA評価ボードに実装し,ハードウェアで生成した多チャンネル信号データを用いて多次元ΔΣ変調器の動作検証を行った(柳田,多田)。多次元ΔΣ変調の理論的整備と演算方式の検討(平成24年度),演算ハードウェアの実装方式と規模の拡大の検討(平成25年度)に引き続き,平成26年度は,実測による評価を行った。1.アナログ空間フィルタの実装:24年度に開発したネットリスト自動生成ソフトウェアにより設計し,25年度にシミュレーションで動作確認と試作を行ったアナログ空間フィルタを,プリント基板上に実装した。プリント基板は,基板設計ソフトにより開発し,外注により作製した。2.実測による評価:今回は,ランダム配置のアクチュエータ素子ではなく,既存の円周上に小型スピーカ64個を配置したサーキュラ・スピーカアレイを対象に,システムを構成した。2次元時空間デルタシグマ変調の信号処理を実行する演算システムをVHDLにより記述し,設計データをXilinx社製FPGAにダウンロードして実装した。デジタルオーディオインタフェースにより正弦波信号を演算システムに入力し,収束音場を発生するように制御した空間並列な1ビット信号に変換した。この信号を増幅回路を介して,アナログ空間フィルタに入力した。3.設計データ,ソフトウェアの整理:信号処理アルゴリズムの開発に用いたMATLABコード,多次元デルタシグマ変調の演算ハードウェアを設計するためのVHDLコード,および,これらのコードを処理するための開発用ソフトウェアを,公開し広く利用するための環境の整備に着手した。以上の研究成果により,アナログ空間フィルタの挿入による多次元デルタシグマ変調の安定性の向上が確認できた。また,開発したシミュレータは,改良することで精度の向上や高速動作時の特性解析に利用できる。多次元データを効率よく1ビット信号群に変換する手法は,多数の素子を広範囲に配置した計測・監視システムへの応用が期待できる。計測工学,信号処理実装方式にハードウェア・ソフトウェア協調設計の手法を採用できる見込みを得た。これにより,ハードウェア記述言語(HDL)のみによる設計の問題を解決できる。一方,ハードウェアの規模が大きくなることも判明した。また,この検討において実装したのは,超音波撮像の信号処理アルゴリズムである。次の段階として,多次元ΔΣ変調回路のハードウェア設計への適用と,大規模FPGAの使用も検討しなければならない。24年度に未着手であった,アナログ空間フィルタの実装については,出力1チャンネル分の回路を試作した。

今後は,この回路の動作を確認し,チャンネル数の拡大を,SPICEシミュレーションと実験により検討したい。空間フィルタ挿入型の多次元ΔΣ変調に関しては,シミュレーションでは,不安定性は現れていない。ただし,ΔΣ変調の安定性の確認では,条件を拡げて,多くの回数のシミュレーションを安定に動作することが必要である。演算ハードウエアに関しては,ハードウェア記述言語VHDLによる設計と実装を行い,2次元ΔΣ変調器が安定に動作することを確認できた。しかし,チャンネル数の変更,信号の周波数帯域の変更などに柔軟に対応する高度な信号処理を実装するためには,ハードウェア記述言語によるRTL設計では限界がある。このため,現在,高位合成が可能な開発環境について検討を始めている。このシステムではアナログ的な処理を実行する空間フィルタが必要になる。このフィルタの設計用のツールの整備を進めることができた。しかし,アナログ空間フィルタの実装は未着手である。24年度の成果により可能になったSPICEシミュレーションを進め,回路作成の見通しを得たい。システムの評価には,現有のスピーカアレイを用いた。目的としている「物理量の多点同時観測・制御」のためには,ランダムな配置を考慮した評価実験を行う必要があり,この実験システムの設計は25年度中に着手する予定である。1.空間フィルタ回路の実装:抵抗ネットワークを用いるアナログ空間フィルタのチャンネル数を増大する(田村,柳田)。また,実装に必要なFPGAの規模を見積もり,設計用ソフトを対応させてLSI構成の最適化を図る(多田)。2.実測による評価:数kHzまでの帯域の時空間信号を多次元ΔΣ変調により量子化して振動素子アレイを駆動する。発生した信号のSN比によりシステムの評価を行う(田村,柳田)。ハードウェアの詳細な最適化の可能性を判断する(多田)。1.演算ハードウェアの実装:チャンネル数の異なる時間2次空間2次の変調システムを実装し,チャンネル数(最大128)と,動作周波数および回路規模の関係を調べる(多田,柳田,田村)。2.規模の拡大の検討:上の結果を基に,空間チャンネル数(128以上)とフィルタ次数(3次以上)を拡大する場合の回路規模を,シミュレーションにより見積もる(田村,柳田)。また,ハードウェアの調整を行い,LSI構成の最適化に必要なデータを収集する(多田)。3.実測による評価:数kHzまでの帯域の時空間信号を多次元ΔΣ変調により量子化して振動素子アレイを駆動する。
維管束メリステムからの細胞運命決定機構

維管束系の全ての細胞はシュート頂と根端のメリステムから連続する幹細胞である維管束前形成層・形成層(すなわち維管束メリステム)に由来するが、維管束メリステム中の隣り合った未分化な細胞がそれぞれ異なる機能を持った維管束細胞へと分化していくメカニズムについてはほとんど分っていない。本研究では、道管の分化を制御するマスター因子として機能するVND7を中心として、VNDファミリーの発現と機能の制御機構を詳細に解析することで、維管束メリステムからの細胞運命の決定機構を明らかにすることを目的とした。今年度は、VND遺伝子群の発現制御機構の解析とVND転写因子群の機能制御メカニズムの解析を行った。VND遺伝子群の発現制御機構の解析では、VND遺伝子群の維管束細胞特異的遺伝子発現に寄与するシス因子・トランス因子の同定を進め、VND7遺伝子の発現を正に制御するトランス因子としてGATA遺伝子を見出し、その過剰発現体や機能欠損体の作出を進めた。また、一分子蛍光装置を用いた転写因子-シス因子結合解析系を確立した。一方、VND転写因子群の機能制御メカニズムの解析として、VND遺伝子群の道管分化制御の冗長性・協調性を明らかにするために、平成23年度に引き続きT-DNA挿入とRNAiを利用し手作出した多重変異体の形態観察を進めた。また、平成23年度に引き続き、正遺伝学的手法によるVND7の機能制御に関わる新規因子の探索を行った。VND7転写因子の過剰発現によってシロイヌナズナ植物体全体に道管への分化転換を誘導できるシステムを利用してこれまでに得られている多数の変異体(すなわち、VND7機能抑制変異体)のキャラクタライズ(相補性検定、形態観察)を進め、マッピングならびに次世代シーケンサー利用による責任遺伝子のクローニングを進めた。今年度は、VND遺伝子群のプロモーター解析を計画したが、これに向けた研究として、一分子蛍光分析装置を用いたシス因子の同定法の確立に成功した。そして、これを用いて、VND7タンパク質とπXCP1遺伝子のプロモーター領域のタンパク質-DNA結合の検出を行った。また、VND転写因子群の機能制御メカニズムを以下の二つの手法を用いて解析した。(1)VND遺伝子群の道管分化制御の冗長性・協調性を明らかにするために、昨年度に引き続きT-DNA挿入とRNAiを利用した多重変異体の作成と解析を進めた。また、VND7により発現が制御される遺伝子をレポーターとして、VNDファミリー間における転写活性能を比較した。(2)正遺伝学的手法によるVND7の機能制御に関わる新規因子の探索を行った。今年度は、得られたVND7機能抑制変異体のキャラクタライズ(相補性検定、形態観察)を進めるとともに、マッピングならびに次世代シーケンサー利用による責任遺伝子のクローニングを行ったが、現時点では責任遺伝子の確定には至っていない。2つの主要な研究項目のうちで、「VND7機能抑制変異体の原因遺伝子のクローニング」についてはやや遅れている。これは、ターゲットとした変異体の表現型が当初の予想よりも難解であることが原因である。

しかしながら、すでに表現型解析の手法に改変を加えており、クローニングの見通しが立ったことから、全体としてはおおむね順調であると判断した。研究計画に沿って研究を推進することで、研究計画をほぼ遂行できると考えている。ただし、突然変異体の原因遺伝子のクローニングについては、複数の遺伝子がかかわっていることも予想されるため、予定でお折に進まない可能性もある。この場合、研究計画としては、表現型の詳細解析を中心とすることも検討する。
核酸受容体を介した自然免疫応答惹起機構と炎症性疾患発症機序の解明

ウイルスに対する自然免疫応答の分子機構を中心に解析を行った。RNA結合タンパク質Hu Antigen R (HuR;別名ELAVL1)を欠損したマクロファージ細胞株を用いて解析を行ったところ、ウイルスRNA認識に関与するToll-like receptor 3 (TLR3)を介するサイトカイン産生が減弱しており、転写因子IRF3の活性化も低下していた。さらに詳細に解析を行ったところ、HuR欠損細胞ではV型ATPaseの構成因子の一つATP6V0D2の発現が顕著に低下しており、細胞内pHを測定したところ酸性化が阻害されていた。TLR3はエンドソームに局在しており酸性条件下で切断修飾を受けることで活性化型となるが、HuRの欠損によりこの修飾が阻害されていることが予想された。そこで、ATP6V0D2欠損細胞を樹立し解析を行ったところ、TLR3に対する応答が低下していた。HuRはmRNA結合タンパク質であり様々なmRNAの3'UTRに結合し安定化することが知られている。そのため、HuRとATP6V0D2 mRNAの結合をRIPアッセイで解析したところ会合を認めた。また、HuRの強制発現によりATP6V0D2 mRNAが安定化することも見出した。さらに、HuR欠損細胞にATP6V0D2を発現させると、TLR3に対する応答が回復した。これらのことからTLR3を介した自然免疫応答にはHuRによる標的mRNAの安定化が関与していることが明らかとなった。一方、イノシトール脂質脱リン酸化酵素MTMR3とMTMR4がDNAに対する自然免疫応答を負に制御することを見出した。MTMR3とMTMR4両因子の欠損細胞ではDNA認識経路において中心的な役割を果たすアダプター分子の細胞内動態に変化が生じており、これによりDNAに対する応答が増加していることを見出した。TLR3を介する自然免疫応答におけるHuRの役割について、HuRが安定化を制御する標的因子としてATP6V0D2を同定し解析を行った。現在、論文作成中である。また、MTMR3とMTMR4が協調的にSTINGの細胞内動態を制御することで、DNAに対する自然免疫応答を負に制御していることを見出し、論文発表を行った。さらに、細胞内RNAセンサーであるRIG-Iを介する抗ウイルス自然免疫応答を解析する中で、TMEM41aがRIG-I下流シグナル経路活性化を負に制御していることを示唆するデータを得ており、現在解析を進めている。このように、ウイルス核酸に対する自然免疫応答を制御する細胞内因子の同定に成功し、それぞれの特異的な機能についていくつか明らかにすることができた。また、新たな取り組みとして、CRISPR/Cas9によりゲノム編集技術を用いて自然免疫制御に関連すると考えれる細胞内因子のスクリーニングを行い、TLRを介する炎症応答制御に関連すると示唆される新規因子を複数同定することができた。これらのことから、本研究は概ね順調に進展していると言える。炎症や感染等で発現が上昇するTMEMファミリーメンバーをデータベース上から既に100種類程度抽出しており、それらに対する発現ベクターを構築する。レポーターアッセイを通して、これらからインターフェロン遺伝子の発現を上昇あるいは抑制する候補因子の絞り込みを行う。現在、候補の一つとしてTMEM41aがRIG-Iを介するシグナルを抑制することを示すデータを得ており、今後ノックアウトマウスの作成も視野に個体レベルでの解析も行っていく。また、HuRによる自然免疫応答制御に関与する新たな標的因子の同定を目指し、HuR欠損細胞で発現が低下している因子を中心に解析を深める。また、CRISPR/Cas9スクリーニングで得られた新規因子については、細胞内局在の解析、結合因子のスクリーニングやノックアウトマウスの作成を通じてそれらの自然免疫応答における機能を明らかにしていく。ウイルスに対する自然免疫応答の分子機構について以下のことを明らかにした。まず、RNA結合タンパク質Hu Antigen R (HuR;別名ELAVL1)がウイルスRNAセンサーであるRIG-Iを介したI型インターフェロン産生を正に制御していることを見出した。HuRの過剰発現がI型インターフェロンプロモーターを活性化すること、またゲノム編集により樹立したHuR欠損マクロファージ細胞株では、RIG-Iの合成リガンドであるPoly IC刺激後やニューカッスル病ウイルス感染後のI型インターフェロン産生が顕著に障害されていることを見出した。詳細に解析を行ったところ、HuRではPolo-like kinase 2(PLK2)と呼ばれるリン酸化酵素の発現量が低下していた。HuRはPlk2 mRNAの3'UTRと結合し安定化させることが分かった。また、PLK2はI型インターフェロン遺伝子の転写制御因子IRF3の核内移行に必須の役割を果たしていることを見出した。これらのことからHuRがPLK2の発現安定化を通して抗ウイルス自然免疫応答に寄与していることが明らかとなった。また、抗ウイルス応答制御に関わるリン酸化酵素として我々が以前に同定したPIKfyveをマクロファージ特異的に欠損するマウスを樹立し解析を行った。その結果、PIKfyveが様々な組織特異的マクロファージの中で、肺胞マクロファージの発生に必須の役割を果たしており、ダニによる喘息モデルの解析を通して肺胞マクロファージが肺の炎症抑制に必須の役割を果たしていることを見出した。また、Slc29a4やTMEM41aを欠損するマクロファージ細胞株や、ELMOD2欠損マウスの樹立を行い、これらを用いてウイルス応答における解析も進めた。ウイルスに対する自然免疫応答におけるHuRの役割や、肺胞マクロファージ分化におけるPIKfyveの役割を明らかにし論文発表を行った。

また、Slc29a4欠損細胞の樹立と解析を行い、核酸リガンドの中でDNAに対するI型インターフェロン産生誘導にこの分子が関与していることを示唆するデータを得た。さらに、TMEMファミリー分子の解析も進めた。TMEMファミリー分子を用いた発現スクリーニングにより、TMEM41aを候補分子として得ることができ、この分子を欠損する細胞の樹立と解析を通して、TMEM41aがウイルスRNAセンサーの一つであるRIG-Iを介する抗ウイルス応答を負に制御していることを示唆するデータを得た。このように、ウイルス核酸に対する自然免疫応答の制御因子を複数同定し、その特異的な機能についていくつか明らかにすることができた。さらに、これら分子による自然免疫応答制御機構を明らかにするための機能解析も開始した。また、ELMOD2欠損マウスから調整した組織特異的マクロファージや樹状細胞を用いてウイルス核酸に対する自然免疫応答について詳しく解析を行っている。ウイルスに対する自然免疫応答の分子機構を中心に解析を行った。RNA結合タンパク質Hu Antigen R (HuR;別名ELAVL1)を欠損したマクロファージ細胞株を用いて解析を行ったところ、ウイルスRNA認識に関与するToll-like receptor 3 (TLR3)を介するサイトカイン産生が減弱しており、転写因子IRF3の活性化も低下していた。さらに詳細に解析を行ったところ、HuR欠損細胞ではV型ATPaseの構成因子の一つATP6V0D2の発現が顕著に低下しており、細胞内pHを測定したところ酸性化が阻害されていた。TLR3はエンドソームに局在しており酸性条件下で切断修飾を受けることで活性化型となるが、HuRの欠損によりこの修飾が阻害されていることが予想された。そこで、ATP6V0D2欠損細胞を樹立し解析を行ったところ、TLR3に対する応答が低下していた。HuRはmRNA結合タンパク質であり様々なmRNAの3'UTRに結合し安定化することが知られている。そのため、HuRとATP6V0D2 mRNAの結合をRIPアッセイで解析したところ会合を認めた。また、HuRの強制発現によりATP6V0D2 mRNAが安定化することも見出した。さらに、HuR欠損細胞にATP6V0D2を発現させると、TLR3に対する応答が回復した。これらのことからTLR3を介した自然免疫応答にはHuRによる標的mRNAの安定化が関与していることが明らかとなった。一方、イノシトール脂質脱リン酸化酵素MTMR3とMTMR4がDNAに対する自然免疫応答を負に制御することを見出した。MTMR3とMTMR4両因子の欠損細胞ではDNA認識経路において中心的な役割を果たすアダプター分子の細胞内動態に変化が生じており、これによりDNAに対する応答が増加していることを見出した。
低温試料への電子線等の照射による半導体薄膜合成

今年度は、プラズマ中における各成分(電子、イオン、中性高速粒子など)のプラズマ製膜における寄与を評価する上で最も重要と思われる電子線について実験を行った。超高真空チャンバー内で10Kに冷却した金基板上にメタンを極微量ずつ堆積させながら同時に電子線(100eV、1μAcm^<-2>)を照射し、メタン換算で約0.1μmの試料薄膜を堆積させ、照射終了後に顕微ラマン分光を用いてダイヤモンド薄膜の生成の可否を検討した。基板には目視で確認できる程度の着色が見られ、膜成分が存在することが確認できたが、ラマンスペクトルからはダイヤモンド薄膜の生成は確認できなかった。この理由として、生成したダイヤモンドの膜厚がラマン分光の検出限界以下であった、もしくは、ダイヤモンドが生成していない、等の理由が考えられる。現在、原料ガスをエタンやエチレンといった炭化水素に変えて実験を行っている。本研究課題に関連して、宇宙における星間塵上での化学進化のシミュレーション実験として、メタンと水との混合薄膜への電子線照射実験を行っている。その結果、メタノールやホルムアルデヒドといった複雑な分子が生成することが実証されているが、その際、エタンやエチレンといったダイヤモンド膜生成の前駆体と考えられる化合物が同時に生成していることが分かった。これは、電子線衝撃における炭化水素のポリマー化が起こることを示唆しており、ダイヤモンド薄膜生成の可能性を裏付けるものと考えられる。
力学刺激環境場を利用した肝組組織機能と構造の維持・制御のための新たな試み

今年度はPIPAAm-PDMS表面で繰り返し伸展・収縮培養が可能な培養条件の探索することを目的に実験を行った。最初に固定化した高分子量の異なるPIPPAm-PDMSを作製し、温度および伸展刺激を付与した時の細胞接着性、剥離性と細胞外マトリックスの1種であるフィブロネクチン(FN)の吸着量について評価を行った。その際、固定化した高分子量が12ug/cm2付近のPIPAAm-PDMS (Lar-PI-PDMS)と8ug/cm2付近のPIPAAm-PDMS (Lo-PI-PDMS)の固定化量の異なる2種類のサンプルを作製した。作製した表面にウシ血管内皮細胞を播種した所、作製した伸展刺激を負荷に関わらず、Lar-PI-PDMS、Low-PI-PDMSは細胞接着性を示した。しかし、細胞接着後に繰り返し伸展・刺激を基材に負荷させた所、接着した細胞が剥離することを確認した。これらの結果を基に、FNでLar-PI-PDMS、Low-PI-PDMS表面を処理した所、Low-PI-PDMS表面において繰り返し伸展・収縮刺激負荷条件下でも接着した細胞(NIH-3T3)が剥離しないことを確認した。その際、初期の細胞播種密度の違いが繰り返し伸展・収縮刺激による接着細胞の配向性に大きな影響を与えることを見出した。具体的には、コンフルエント濃度で細胞を播種した時には細胞は配向しないが、10,000cells/cm2のオーダーで細胞を播種し、繰り返し伸展・収縮培養を行う細胞が配向することを見出した。これらの結果から、高分子固定化量、表面のFN処理条件、細胞播種密度を最適化することで、繰り返し伸展・収縮培養に耐えられる表面および細胞培養の条件を最適化することができた。当初の計画通り、繰り返し伸展・収縮に最適な細胞培養条件の探索を行い、最適化に成功した。前年度得られた知見を基に、伸展・刺激環境下で培養した細胞から細胞シートの回収を実践する。引き続きモデル細胞としてNIH3T3やウシ血管内皮細胞で評価を行い、その後、肝星細胞を利用する。肝星細胞を用いる場合、連続的な繰り返し伸展収縮培養環境下で肝星細胞の生理的な機能がどのように変化するかを生化学的な観点から評価する。具体的にはレチノイン酸レセプター量、α型平滑筋アクチンの発現の有無、分泌ECMの増加、TGF-βの分泌、TIMPやMMP等の発現の有無やその発現量をタンパク質、遺伝子レベルで比較する。繰り返し伸展収縮刺激を付与する際、類洞血管内皮細胞が血流から受けるずり応力や圧をシミュレーションあるいは実測した値を利用し、生体内環境条件を模倣した力学的刺激環境場を構築する。その際、血流のずり応力を模倣するためにマイクロ流路を利用することも視野に入れる。肝星細胞はラットから採取する、あるいは市販の肝星細胞を購入して使用する。肝星細胞で得られた技術を応用し、力学刺激環境下での類洞内皮細胞との共培養も検討する。

具体的にはレチノイン酸レセプター量、α型平滑筋アクチンの発現の有無、分泌ECMの増加、TGF-βの分泌、TIMPやMMP等の発現の有無やその発現量をタンパク質、遺伝子レベルで比較する。繰り返し伸展収縮刺激を付与する際、類洞血管内皮細胞が血流から受けるずり応力や圧をシミュレーションあるいは実測した値を利用し、生体内環境条件を模倣した力学的刺激環境場を構築する。その際、血流のずり応力を模倣するためにマイクロ流路を利用することも視野に入れる。肝星細胞はラットから採取する、あるいは市販の肝星細胞を購入して使用する。肝星細胞で得られた技術を応用し、力学刺激環境下での類洞内皮細胞との共培養も検討する。当初、購入を予定していた試薬の納期が年度内に間に合わなかったため、その購入分の費用の使用ができなかった。研究進捗には影響はない。
微量温室効果ガスの環境中における動態と制御

人間活動に伴って放出される温室効果をもつ大気中微量ガスの濃度増加が顕著になり、地球温暖化が懸念されている。本研究ではこれら温室効果関連の微量ガスの大気中における動態を明らかにするとともに、人工のガスについては防除を、メタンなど生物圏に発生源のあるものについては発生要因の解析して発生制御の可能性を検討する。またこれら微量温室効果ガスによる地球環境への影響評価を試みる。平成3年度は、(1)グロ-バルな大気中および局地的な大気中における微量温室効果ガスの分布及び動態の測定法の確立と大気中濃度の測定。(2)メタンの主要な発生源である水田等におけるメタン発生放出機構と支配要因の解明、放出制御の基礎的検討。(3)ハロカ-ボンの放出を抑制するための除去・回収システムの評価。(4)微量ガスの増加による大気および気候への影響評価などについて研究を進め、成果をあげた。(1)ではハロカ-ボンの高精度分析により対流圏内の特定フロンの北半球での濃度増加傾向が大きく変化してきたことを世界で初めて見出し、生産消費規制との関連が解析された。南極におけるメタンと対流圏オゾンの連続精密測定の結果から地球規模での変動が明らかにされた。大気球により成層圏中の各種ハロカ-ボンおよびメタンの高度分布と挙動についての最新の知見が得られ、航空機で窒素酵化物の大気中分布と挙動が調べられた。(2)ではメタン発生放出への諸因子の評価から、水田における有機物施用方法、水管理、水稲の栽培管理などによりメタン放出量を減らす可能が示された。安定同位体比測定からメタン生成の機構が明らかになった。(3)ではハロカ-ボンの除去回収装置における活性炭利用効率やエネルギ-、経済性を解析評価し、改善の方向を示した。(4)では温室効果ガスによる大気の化学状態とくに対流圏オゾンへの影響と、大気の放射対流平衡特に水蒸気量と水循環についての影響が研究された。
統計多様体の一般化した共形構造

本研究の目的は統計多様体の一般化した共形構造の幾何学を解明し,その幾何学の統計学や可積分系理論などへの応用することである.統計多様体上でRiemann計量の共形変形やアファイン接続の射影変形を議論する場合,適合性の条件のために計量と接続は独立して変形ができず,統計多様体の一般化した共形変形が生じる.変形指数型分布族とよばれる統計モデル上でこの幾何学を考える場合,エスコート分布とよばれるもとの確率分布に付随した確率分布と,エスコート分布に関する期待値が有用であることが知られていた.平成29年度までの研究において,エスコート分布は階層構造を持って現れ,幾何学構造も階層的に定義されることを解明し,特に変形指数型分布族に対してその階層構造を具体的に計算している.平成30年度も昨年度に引き続き,エスコート分布と期待値の階層構造という視点から統計多様体の幾何学を考察した.この幾何学では変形対数関数が重要な役割を果たすが,変形対数関数の構成と統計モデルの正規化が密接に関係していることがわかった.そのため,既存の変形対数関数の修正を行い,統計モデルの正規化問題などを議論した.さらに変形指数型分布族から構成される統計多様体では,一般には双対平坦性と不変性が両立しないことがわかっている.この問題に対して,変形指数型分布族のなす統計多様体上で双対平坦性と不変性が両立するための条件などを,修正した変形指数関数を用いて検討を行った.平成30年度は,これまでの研究を引き続ぎ,変形指数型分布族に対してエスコート分布の階層構造,およびそこから定まる幾何学の階層構造について具体的な計算を行った.特に変形対数関数の構成と統計モデルの正規化が密接に関係していることを指摘し,変形対数関数の再定式化を行うとともに,統計モデルの正規化問題をこの修正した変形対数関数のもとで検討した.再定式化した変形指数関数を用いた統計モデルにおいても,統計多様体の共形射影同値性が有用な役割を果たしていることがわかった.エスコート分布,およびエスコート期待値の階層構造は統計モデルのなす統計多様体の一般化した共形構造と深く関連があると予想しているので,平成31年度も引き続きエスコート分布とエスコート期待値の階層構造に関する研究を継続する.特に昨年度からの研究に引き続き,多変量の変形指数型分布族や行列空間の場合にも,このような統計多様体の階層構造を構成できるか検討する.また平成30年度の研究において,シンプレクティック幾何学との関連や偏微分方程式論への応用なども新しい問題として発見できたので,状況に応じてこれらの問題への展開も検討を行う.本研究の目的は統計多様体の一般化した共形構造の幾何学を解明し,その幾何学の統計学や可積分系理論などへの応用することである.統計多様体上でRiemann計量の共形変形やアファイン接続の射影変形を議論する場合,適合性の条件のために計量と接続は独立して変形ができず,統計多様体の一般化した共形変形が生じる.そこで本研究は,第一に非指数型確率密度関数族や正値関数族などに対し,統計多様体上の共形構造や射影構造などを含む一般化した共形構造の考察を行う.その結果を発展させ,関数族とは限らない統計多様体の場合に一般化した共形構造の幾何学の深化を目指す.研究の初期段階にあたる平成27年度は,変形指数型分布族などの統計モデルに対して統計多様体の一般化した共形構造の幾何学的性質を考察した.特にq-正規分布族をはじめとする変形指数型統計モデルの多様体について,これらの幾何学的性質を解明した.変形対数関数に関する対数微分が,エスコート分布と呼ばれる確率分布を変形した正値測度で不偏であることを示した.これは従来から議論されてきたエスコート分布が,統計モデルに自然に接ベクトルを定めることを意味する.確率変数の独立性の一般化についても幾何学を応用し,情報幾何学の視点からモデル選択基準を考察した.平成27年度の研究目標は(1) q-正規分布族をはじめとする非指数型統計モデルの多様体について,射影幾何的構造や一般化した共形構造などの幾何学的性質を解明する,(2)確率分布の規格化と,統計モデルの幾何構造の関連を考察する,ということであった.「研究実績の概要」欄でも述べたように,変形指数型分布族に対する幾何学構造の解明は順調に進んでいる.また確率分布の正規化問題についても,q-正規分布族の場合にはe-正規化とm-正規化と呼ばれる2種類の規格化を組み合わせ,q-独立性従う確率分布の具体例の構成について成果を得ている.本研究で得られた幾何学の諸分野への応用についても,幾何学的な正準ダイバージェンスを用いた変形指数型分布族のモデル選択基準の構成について,予備的考察を得た.本研究の目的は統計多様体の一般化した共形構造の幾何学を解明し,その幾何学の統計学や可積分系理論などへの応用することである.統計多様体上でRiemann計量の共形変形やアファイン接続の射影変形を議論する場合,適合性の条件のために計量と接続は独立して変形ができず,統計多様体の一般化した共形変形が生じる.そこで本研究は,第一に非指数型確率密度関数族や正値関数族などに対し,統計多様体上の共形構造や射影構造などを含む一般化した共形構造の考察を行う.

その結果を発展させ,関数族とは限らない統計多様体の場合に一般化した共形構造の幾何学の深化を目指す.研究の2年目にあたる平成28年度は,変形指数型分布族などの統計モデルに対して幾何学構造の考察を行ったが,特に確率分布として正規化を行わない正値測度を意識した研究を行った.変形指数型分布にはエスコート分布とよばれる,もとの確率分布に付随した確率分布と,エスコート分布に関する期待値が有用であることが知られていた.q-指数型分布族の場合にエスコート分布の幾何学的性質をさらに考えることにより,エスコート分布が階層構造を持って現れることが分かった.またこの結果,期待値も階層構造を持って現れることが分かった.言い換えると,確率変数の期待値は確率分布のみに依存するのではなく,対象とする統計量にも依存して変化すると言える.この成果には,平成27年度に行った統計多様体の共形構造と,一般化したスコア関数の不偏性も大きく関係している.平成28年度には正値関数空間,行列空間などでの情報幾何学の考察を目標としていたが.確率分布を正値関数まで拡張したエスコート分布を考えることにより,q-指数型分布族の場合にエスコート分布,及びエスコート期待値が階層構造を持って現れることが分かった.α-ダイバージェンス,β-ダイバージェンス,及びそれらから誘導される統計多様体の構造など,情報幾何学でこれまでに知られていた幾何学量がエスコート期待値の階層構造を用いて明快に説明できた.本研究の目的は統計多様体の一般化した共形構造の幾何学を解明し,その幾何学の統計学や可積分系理論などへの応用することである.統計多様体上でRiemann計量の共形変形やアファイン接続の射影変形を議論する場合,適合性の条件のために計量と接続は独立して変形ができず,統計多様体の一般化した共形変形が生じる.変形指数型分布族とよばれる統計モデル上でこの幾何学を考える場合,エスコート分布とよばれる,もとの確率分布に付随した確率分布と,エスコート分布に関する期待値が有用であることが知られていた.平成28年度までに研究において,エスコート分布は階層構造を持って現れ,その結果,幾何学構造も階層的に定義されることを解明した.上述の研究成果は,主にq-指数型分布族とよばれる統計モデルを中心に調べられていたが,研究の3年目にあたる平成29年度は,一般の変形指数型分布族に対してエスコート分布の階層構造,およびそこから定まる幾何学の階層構造について具体的に計算を行った.その結果q-指数型分布族の場合と同様に,エスコート分布の階層構造から統計多様体やダイバージェンスが構成できることがわかった.統計多様体の共形射影同値性が,ここでも重要な役割を果たしていることがわかった.また,変形指数型分布族に構成される統計多様体の双対平坦性と不変性は,通常の指数型分布族の場合を除いて両立しないと考えられていたが,双対平坦性と不変性が両立する統計多様体の具体例が構成できた.これは研究開始当初には予想していなかった研究成果であり,数理科学への応用の視点からも重要な結果であると予想している.平成29年度は,平成28年度から引き続いて,変形指数型分布族に対してエスコート分布の階層構造,およびそこから定まる幾何学の階層構造について具体的な計算を行った.その結果q-指数型分布族の場合と同様に,エスコート分布の階層構造,およびそこから定義される期待値の階層構造を用いて,統計多様体やダイバージェンスが構成できることを示した.さらに,不変性や双対平坦性を持つ統計多様体の関係性の記述に,統計多様体の共形射影同値性が重要な役割を果たしていることもわかった.また,変形指数型分布族に構成される統計多様体の双対平坦性と不変性は,一般には両立しないが,この2つの性質が両立する統計多様体の具体例が構成できた.
ニクラス・ルーマンのコミュニケーション論の教育学への応用に関する研究

ニクラス・ルーマンのコミュニケーション論の教育学への応用に関し、初年度(平成6年度)は、ルーマンのコミュニケーション論の特徴をまとめるとともに(この内容は「コミュニケーションとしての教育-ニクラス・ルーマンの理論的射程」として科研の報告書にまとめられている)、ルーマンのシステム論をドイツの新教育運動の分析に適用した(「新教育運動のシステム論的再評価をめざして」『近代教育フォーラム』平成6年9月)。2年目は、ルーマンのシステム論を日本の戦後の教育学に適用し、その特徴を明らかにした(「システム論の立場から教育哲学を問う」『教育哲学研究』第71号平成7年5月)。最終年度は、ルーマンのシステム論の教育学への応用可能性について幅広く検討した(「ニクラス・ルーマンのシステム理論の教育学への応用可能性について」という題で報告書にまとめられている)。全体として、ルーマンのコミュニケーション理論が、従来のコミュニケーション理論と異なり、「情報」「話しかけ」「理解」の三要素からなるという新しい知見を提示しており、この知見が様々な教育的分析にも応用可能であることを示そうとした。さらに社会システム全体をコミュニケーションを構成素として考える見方が、教育システムや授業システムの分析に対し様々な分析可能性を与えていること、たとえば、反省知として教育学を捉える見方、教育学を教育システムのシステム分化から捉える見方、授業をオートポイエーシスシステムとして捉える見方などの新しい分析視角を与えていることを示した。平成6年度までの成果は、教育コミュニケーションに関するル-マンの見解を整理することができたことである。ル-マンのコミュニケーション論が、(1)コミュニケーションの不可能性から出発していること、(2)コミュニケーションは発信者、受信者の二項モデルではなく、情報、言語行為、理解の三項モデルで把握しなければならないこと、(3)授業内のコミュニケーションは、不均等コミュニケーションであること等の特徴を持つことを取りだした。この研究成果については、東京工芸大学工学部紀要Vol.17,No.2,1995に発表した。他にも、ル-マンのコミュニケーションに基礎づけられたシステム論を用いて、教育史の上で有名な新教育運動を分析し、従来のようなマルクス主義的な分析とも啓蒙主義的な分析とも異なる新しい分析可能性を呈示した。これについては三名の論者からのコメントが掲載され、そこで提起された疑問点については、これから反批判を行うところである。また、教育哲学会の課題研究で、システム論の立場から教育哲学を問うことが要請された。そこで、システム論の立場から、戦後教育学の中核となっている堀尾教育学を批判した。この講演内容は、やがて、学会誌『教育哲学研究』に掲載されることになっている。さらに比較教育学会においても、発表を依頼され「日本の比較教育学から世界の比較教育学へ」との題で講演を行った。また勁草書房の『教育入門』において、システム論の立場から学校史を記述した。ブーバーやヤスパースの実存的コミュニケーション論は、「交わり」「我一汝」関係に示されているように、ル-マンの用語に翻訳すれば、自己準拠システムとしての心的システムに定位しながら、お互いを自己準拠システムとして認めるコミュニケーションのありようを、そうでない「我一それ」関係としてのコミュニケーションと区別するところに重点がある。しかし、心的システムの自己準拠性に気づいてはいるものの、コミュニケーション自身が自己準拠的な社会システムとなることには射程が届いていないところに限界がある。ハ-バーマスのコミュニケーション的行為の理論にしても、自己準拠的な行為者がコミュニケーション的行為を行う、という図式であって、発信者と受信者を区別しその間に媒体を立てるコミュニケーション論の枠組みを一歩も出ていない。この点、ル-マンのコミュニケーション論は、コミュニケーションを最終的な社会システムの構成要素と見る点で、従来のコミュニケーション論では見られなかった見方を可能にした。