hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
再処理・再加工の視点を加えたアイヌ社会における金属器普及の実態解明

本研究は、再処理・再加工の視点を加え、北海道のアイヌ社会における金属器の普及に、本州からの金属器供給が果たした役割を解明することを目的として実施された。中世末近世に比定される北海道松前町福山城下町遺跡からは膨大な数の鉄鍋破片、釘やカスガイなどの鋼製鉄器、銅もしくは銅合金を素材とする装身具、容器類、銭貨、およびそれらの加工に使用されたと考えられる炉跡が検出された。出土した各金属器の形態学的特徴を整理した後、各資料から微量試料を摘出し、化学組成および金属組織を調べた。試料摘出が困難な刀剣地金に対処するため他機関と共同で、日本刀研磨(「拭い」)と同じ処理を施した研摩面をXPS分析し、地金を分類するという実験も試みた。その結果、福島城下町遺跡には複数の地域から利用目的を果たした金属器が運び込まれていたこと、鉄鍋破片を脱炭し鋼を製造していた可能性が高いこと、製造された鋼は別途搬入された鋼製鉄器と共に加熱・鍛打され、日常生活に必要な鉄器に再加工されていた可能性が高いことが明らかとなった。同様の状況は、北海道千歳市ユカンボシC遺跡においても確認された。検出された銅および銅合金資料(銅・.鉛合金、青銅、聖および真鍮)についてはその一部を切り取り、目的とする製品に加工していたものと推定された。確認された製品の中にはアイヌ社会特有の装身具、ニンカリも認められた。この事実は、北海道のアイヌ社会において利用目的を果たした金属器が福山城下町遺跡に運び込まれていた可能性があることをも示している。アイヌ社会における金属器の普及に、和人とアイヌによる交換経済の場が設定され、利用目的を果たした金属器の収集と、それを素材としての再処理・再加工が重要な役割を果たしていた可能性が高い。今後、金属器の主たる供給地域および供給ルートを特定することによって、アイヌ社会への金属器普及の実態をより一層明確にすることができる。
生体活性を制御する足場の気孔分布と表面硬度に関する硬組織再生医工学的研究

骨組織再生用足場の理想的立体構造や硬度を明らかにして、合成高分子素材を用いてそれを具現化することを目標とした。培養骨膜細胞はintegrin α1β1とCD44を主たる接着因子としているが、培養条件によって接着様式を変化させた。大気圧プラズマ処理したチタン表面では、接着班を形成する接着様式から細胞全体で接着する様式に変化するとともに、骨芽細胞への分化過程にある細胞に対して相乗的な効果をもたらした。培地に関しては、FBSの代替として、ヒト多血小板フィブリン抽出物が有望であった。足場については、ポリカプロラクトンと水酸アパタイトの複合多孔質を試作し、硬度や立体構造の点から目標に近い形にできた。平成24年度は多孔質足場基材の開発と骨膜培養に関する基礎的研究を実施した。1.多孔質足場材料基材の開発:生分解性高分子であるポリ乳酸(PLLA)、ポリカプロラクトン(PCL)、および両者のポリマーブレンドを用い、熱誘起相分離法にて多孔質基材を作製した。ブレンド比の異なるポリマーブレンドを用いることにより、弾性率や破断強度、表面および内部微細構造の異なる多孔質基材を作製することができた。牛由来の骨膜組織を用いた培養において、基材表面の20-50μmの気孔が骨膜組織の基材への定着に有効なことを示した。2.多孔質足場基材の力学的特性に関する研究:上記の引張り試験に加えて、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて作製した基材の表面の粘弾性を測定した。その結果、一般に受け入れられている緻密体のデータの1/10程度の粘弾性であったが、相対的にはPCL>__-PLLA>PCL+PLLAブレンド(50:50)という関係であった。3.骨膜培養に関する基礎的研究:先行研究において、このような多孔質基材にヒト骨膜シートを培養した場合、骨芽細胞への分化誘導によって、proteoglycanの産生が促進され、並行して細胞外気質深部気孔への侵入が促進されることを明らかにしている。本研究では、逆に骨膜細胞を未分化状態に維持することの効果を調査する目的から、まずディッシュ上の培養で幹細胞用培地の効果を検証した。その結果、幹細胞用培地は骨膜シートの細胞増殖とECM産生を顕著に亢進し、CD146陽性の未分化前駆細胞の占める割合を有意に増加することを明らかにした。興味深いことにこの骨膜シートは動物移植により通常の骨膜シートより高い骨形成活性を示すことがわかった。現在、その作用機序の解明と多孔質基材上での培養を実施し効果を検討している。平成25年度は引き続き多孔質足場基材の開発と骨膜培養に関する基礎的研究を実施した。多孔質足場材料基材の開発:生分解性高分子であるポリ乳酸(PLLA)、ポリカプロラクトン(PCL)、および両者のポリマーブレンドを用い、熱誘起相分離法による多孔質基材の作製条件を検討し、骨芽細胞様細胞増殖にとって最適になるように調整した。骨膜細胞の接着様式:骨膜細胞を分散させてプラスチックディッシュに単層培養した時の主な接着因子はCD44であり、細胞のECM産生は少ないことから、培地中のfibronectinなどを介した接着になっているものと思われる。一方、幹細胞用培地で肥厚化した骨膜シートでは、integrin α1β1が主たる接着因子になっていることが判明した。この際、細胞はECMとしてcollagen IのほかにfibronectinやVCAM1を活発に産生ししていることから、これらの分子間同志での接着様式をとるものと思われる。骨膜シートのバイオメカニカル特性:原子間力顕微鏡を用いて細胞表面の硬さ・粘弾性を評価した。プラスチックディッシュで単層培養した分散骨膜細胞と比較して、肥厚化した骨膜シート表面の細胞は有意に柔らかいことが明らかになった。昨年度の結果および文献的な考察も加えると、足場が軟らかいことと未分化前駆細胞の効率的な増幅とは因果関係がありそうである。平成26年度は引き続き多孔質足場基材の開発と骨膜細胞培養に関する基礎的研究を実施した。1.多孔質足場材料基材の開発:生分解性高分子であるポリカプロラクトンおよび骨の無機成分であるヒドロキシアパタイトの複合多孔質基材の作製条件を検討し、骨芽細胞様細胞の増殖にとって最適になるように調整した。また、その開発過程において、界面活性剤を用いない非溶媒誘起性相分離法によってポリ乳酸製のミクロ分離膜を試作した。2.骨膜細胞の品質管理:基材の性質や培養法によって、加工中に細胞の形態や性状に変化がみられることがあるが、顕微鏡下でそのような変化が読み取れないDNAの損傷などについて、その履歴を検出できるようなマーカーを探索した。ヒト骨膜細胞を用いてX線照射などによる酸化ストレス細胞モデルを作製し、Westernblot法および免疫蛍光染色法で検索した結果、γH2AXやp53などのタンパクがマーカーとなりうることを発見した。3.骨膜細胞のバイオメカニカル特性:顕微鏡ステージ培養チャンバーを用いて、time-lapse撮影データをもとに細胞の走化性・運動活性を解析する手法を開発した。多血小板血漿(PRP)は血管内皮細胞(HUVEC)のin vitro創傷治癒モデルにおいて有意に細胞運動活性を亢進して、創傷治癒を促進することを見出した。また、原子間力顕微鏡を用いて細胞表面の接着性能を評価する技術を導入し、われわれの目標にあった実験系に修正することを試みた。

カンチレバーの先端をcollagen Iやfibronectinで修飾することで細胞との接着力が増強することを確認した。平成27年度は引き続き多孔質足場基材の開発と骨膜細胞培養に関する基礎的研究を実施した。1.多孔質足場材料基材の開発:生分解性高分子であるポリカプロラクトンおよび骨の無機成分であるヒドロキシアパタイトの複合多孔質基材の作製条件を検討し、骨芽細胞様細胞の増殖に対して最適化した。また、界面活性剤を用いない非溶媒誘起性相分離法によって作製するポリ乳酸製のミクロ分離膜をさらに改良した。2.骨膜細胞の品質管理:基材の性質や培養法によって、加工中に細胞の形態や性状に変化がみられることがあるが、顕微鏡下でそのような変化が読み取れないDNAの損傷などについて、その履歴を検出できるようなマーカーを探索した。DNA修復マーカーといわれるタンパク以外に、holographic microscopeによる細胞の非侵襲的形態計測が有用であることを実証した。具体的には、細胞表層の粗造性などには有意差が認められなかったが、細胞の面積と平均高さと体積において、ガンマ線照射が有意な影響を及ぼすこと明らかにした。さらに、これは骨膜細胞だけにとどまらず、骨髄由来や脂肪組織由来の間葉系幹細胞においても共通した効果であることを確認した。3.骨膜細胞のバイオメカニカル特性:顕微鏡ステージ培養チャンバーを用いて、time-lapse撮影データをもとに細胞の走化性・運動活性を解析する手法を開発した。多血小板フィブリン(PRF)抽出物が骨芽細胞の自由運動活性を亢進すると同時に、増殖を促進することを証明した。現在、その因果関係と主要な関連分子の同定を進めている。4.ヒト血液由来のフィブリン塊を加工することによって、加熱圧延法により難分解性のフィブリン膜を試作し、その性状解析から得た情報を新しい足場創生の参考とした。骨組織再生用足場の理想的立体構造や硬度を明らかにして、合成高分子素材を用いてそれを具現化することを目標とした。培養骨膜細胞はintegrin α1β1とCD44を主たる接着因子としているが、培養条件によって接着様式を変化させた。大気圧プラズマ処理したチタン表面では、接着班を形成する接着様式から細胞全体で接着する様式に変化するとともに、骨芽細胞への分化過程にある細胞に対して相乗的な効果をもたらした。培地に関しては、FBSの代替として、ヒト多血小板フィブリン抽出物が有望であった。足場については、ポリカプロラクトンと水酸アパタイトの複合多孔質を試作し、硬度や立体構造の点から目標に近い形にできた。多孔質足場基材の開発という目標は達成されたが、その機能的優位性を検証するべき細胞培養実験が遅れた。しかし、骨膜シートに関する基礎的な研究についての研究成果については、論文発表をはじめ学会でも精力的に発表した。27年度が最終年度であるため、記入しない。再生医工学新規開発した多孔質足場基材においては、骨膜細胞の親和性について検討する。さらに、血管内皮細胞単独あるいは骨膜細胞との共培養実験を通して、より汎用性の高い足場の開発を目指す。多孔質足場基材の開発に関する研究においてはポリマーブレンド法による基材開発の研究成果の一部がMaterials Letters誌に掲載され,骨膜培養に関する基礎的研究においても,研究成果の一部がStem Cell Research誌掲載された。
グリーンサプライチェーンマネジメント国際展開の推進条件に関する実証研究

経済のグローバル化が加速している中、国際的なサプライチェーンを持続可能なものに転換することが緊急の課題となっている。本研究では、製品のライフサイクル全体を通じて企業経営を環境配慮型に転換させるグリーンサプライチェーンマネジメント(GSCM)に注目し、生産連携の進む日本と中国の製造企業でのアンケート調査の結果をもとに、日中企業のGSCM展開モデルを構築した。そのうえでGSCMの国際的展開の統合型モデルとその予測モデルを検討し、GSCMの国際的展開の推進条件を検討した。1.GSCMの展開モデルの検証:○日本の製造企業に対するアンケート調査結果と共分散構造モデル(SPSSとAMOSなどの解析ソフトを使用)を用いて、GSCM展開の理論モデルの検証を行い、統合型GSCM展開モデルを構築した。2.GSCM展開の予測モデルの開発:○GSCM展開構造の拡散経路を予測するために、イノベーション普及理論に基づき、GSCM展開の予測モデルの理論フレームを検討した。○GSCM展開の促進要因/阻害要因に関する日本企業の収集データから、回帰分析を用いてパラメータを求め、GSCMの展開に関する「伝播モデル(企業間のGSCM実践の伝播過程を説明するモデル)」を検討した。さらに、企業のGSCM実践の確率分布を分析し、「プロビット行動モデル(GSCM実施・非実施の要因について促進要因/阻害要因を説明変数として説明するモデル)」を検討することでGSCM展開の動的経路を検討した。これらの結果を踏まえGSCM展開の予測モデルの開発を行った。1.理論モデルの設計:日中間の統合型GSCM展開モデルを構築するためのフレームワークを作成した。組織社会学の新制度学派による制度理論、内部資源論(経営資源に基づく戦略論)に基づき、GSCMの展開に関する影響要素を抽出し、影響要素間の因果関係を検討した。ISM法(階層構造化手法)を用い、GSCM展開の要素、プロセスの解析を行い、日中企業間のGSCM展開の理論モデル(diffusion model)を構築した。2.GSCM展開に関する解析調査フォーマットの設計:1で設計した理論モデルのフレームワークをもとに、制度理論に基づいた促進要因/阻害要因の項目、内部資源論に基づいた内部資源/キャパシティの項目を検討・抽出した。また、申請者がこれまでに開発した日中企業調査のアンケート票を活かし、新たにGSCMの実施に関する項目(エコデザイン、グリーン購入、資源回収、環境会計、顧客およびサプライヤーとの協力、組織の取組、CSRの実施などを包括する)を開発した。システム論の観点から国際共通のアンケート調査フォーマットを設計した。中国企業と取引関係を有する日本企業(大企業と中小企業、川上の素材産業と川下の加工組立産業を含む)を選定し、事前調査(訪問調査)を実施し、調査票を改善した。3.取引関係のある日中企業に対するアンケート調査の準備:理論モデルを検証し、GSCMの展開モデルおよびその予測モデルを構築するために、日中生産連携の拠点的な産業地域として中国の工業団地の日系企業、およびこれらの企業と取引関係のある中国企業を対象としたアンケート調査の準備を行った。1.GSCMの展開モデルの検証○製造企業に対するアンケート調査結果と共分散構造モデル(SPSSとAMOSなどの解析ソフトを使用)を用いて、GSCM展開の理論モデルの検証を行い、統合型GSCM展開モデルを構築した。2.GSCM展開の予測モデルの開発○GSCM展開の促進要因/阻害要因に関する日中企業の収集データから、回帰分析を用いてパラメータを求め、GSCMの展開に関する「伝播モデル(企業間のGSCM実践の伝播過程を説明するモデル)」を構築した。さらに、企業のGSCM実践の確率分布を分析し、「プロビット行動モデル(GSCM実施・非実施の要因について促進要因/阻害要因を説明変数として説明するモデル)」を構築することでGSCM展開の動的経路を解明した。1)低炭素化と企業経営を両立させるため,グリーンサプライチェーンマネジメント(GSCM)による企業パフォーマンスへの影響構造を明らかにすることが重要である。本研究は、低炭素化企業経営に向けたGSCMの推進条件を提示するために、日本の製造企業を対象としたアンケート調査に基づき,低炭素化に関するGSCMの実施状況を概観し,GSCM実施と企業パフォーマンスとの因果関係モデルを構築した。GSCMの実施状況を概観した結果,サプライヤーとの連携とCSVの推進が遅れていることが示唆された。また,因果関係モデルからは,組織の取り組みと環境配慮型設計といった組織体制と管理技術に関するGSCM実施が,企業価値の向上を目指したCSRやCSVの推進を促進し,これらはまた外部との連携によるGSCM実施を推進してきたことが示唆された。さらに,環境配慮型設計とサプライヤーとの連携から負の経済パフォーマンスへの影響がみられるものの,環境配慮型設計から運営パフォーマンスへの促進効果や,組織の取り組みから環境パフォーマンスへの促進効果が確認された。環境配慮型設計の影響はさらに環境パフォーマンスおよび正の経済パフォーマンスを間接的に促進したことが示唆された。一方で,CSRやCSVの推進,顧客との連携からは企業パフォーマンスへの影響は示されなかった。今後,サプライヤーとの連携とCSVの推進を促進させ,GSCM実施が企業パフォーマンスの向上に貢献するよう,CSRとCSVの戦略的推進や,共通利益を前提にした企業間連携のあり方を開拓する必要があろう。2)研究全体をまとめたうえで、日本と中国におけるGSCM実施の国際展開に向けて検討を行った。

本研究では、製品のライフサイクル全体を通じて企業経営を環境配慮型に転換させるグリーンサプライチェーンマネジメント(GSCM)に注目し、生産連携の進む日本と中国の製造企業でのアンケート調査の結果をもとに、日中企業のGSCM展開モデルを構築した。そのうえでGSCMの国際的展開の統合型モデルとその予測モデルを検討し、GSCMの国際的展開の推進条件を検討した。本年度の研究目標として、GSCMの展開モデルの検証およびGSCM展開の予測モデルの開発までと想定していた。研究目標を達成するために、製造企業に対するアンケート調査結果と共分散構造モデルを用いて、GSCM展開の理論モデルの検証を行うことで、統合型GSCM展開モデルを構築できた。また、GSCM展開の予測モデルの開発について、GSCMの展開に関する伝播モデルを構築することで、GSCM展開の動的経路を解明できた。これらの結果を踏まえGSCM展開の予測モデルを開発できた。環境影響評価・環境政策GSCMの国際的展開の推進条件の提示〇日中の統合型GSCM展開モデルおよびGSCM展開の予測モデルをもとに、大企業と中小企業、川上の素材産業と川下の加工組立産業などに応じて、GSCMの国際的展開の最適曲線を求めた。そのうえで、GSCMの国際的展開の推進条件を提示する。〇研究全体をまとめたうえで、日中のGSCM展開モデルとその予測モデルの多国間への展開を検討する。本年度の研究目標として、海外調査による日中間のGSCM展開モデルの検証およびGSCM展開の予測モデルの構築までと想定していた。しかし、妊娠・出産による休暇のため、当初予定した海外調査を延期し、文献研究とすでに実施した日本国内の製造企業を対象としたアンケート調査の結果に基づいた分析を中心に行った。その結果、日本国内の企業のGSCMの展開モデルの構築およびその予測モデルの検討は進んだものの、中国企業を含めた展開モデルの検証および予測モデルの構築に関しては検討段階に留まっている。そのため、従来の計画よりやや遅れている。本年度の研究目標として、日中間のGSCM展開の理論モデルの構築およびGSCM展開に関する解析調査フォーマットの設計までと想定していた。研究目標を達成するために、理論モデルの構築に対して、まず、制度理論と内部資源論に基づき、GSCMの展開に関する影響要素を抽出することで、影響要素間の因果関係を検討できた。そのうえで、ISM法を用い、GSCM展開の要素、プロセスの解析を行うことで、日中企業間のGSCM展開の理論モデルを構築できた。また、GSCM展開に関する解析調査フォーマットの設計について、上記で構築した理論モデルのフレームワークをもとに、制度理論に基づいた促進要因/阻害要因の項目、内部資源論に基づいた内部資源の項目を検討・抽出できた。また、申請者がこれまでに開発した日中企業調査のアンケート票を活かすことで、新たにGSCMの実施に関する項目を開発できた。
視床下部オレキシンを標的とした情動と糖代謝の連動的制御による糖尿病治療法の開発

情動と中枢性糖代謝調節に関与するオレキシンが、2型糖尿病db/dbマウスと社会性敗北ストレス負荷マウスの糖代謝に及ぼす影響を検討した。db/dbマウスの活動期にオレキシンを脳室内投与すると、小胞体ストレス応答を改善し肝糖産生を抑制することで耐糖能が改善した。また、慢性的なうつ状態における耐糖能異常の防御にオレキシンが関与することを示した。オレキシン系は肝臓の糖新生を中枢性に制御する役割を果たしており、肥満およびうつに伴う耐糖能異常に対する重要な防御因子であることを明らかにした。以上より、オレキシン系の制御は、抗うつや快眠効果を伴った糖尿病の新しい時間治療法の開発に繋がる可能性を示した。情動の変化は糖代謝に影響を及ぼすが、そのメカニズムは不明である。本研究では、情動系と中枢性糖代謝調節の両者に関与する視床下部オレキシン神経系に注目し、情動の変化に関わるオレキシン神経系が、自律神経バランスや日内リズム調節を介して糖代謝に影響を及ぼすメカニズムを探究した。体内時計の調節機構における内因性オレキシンの役割を明らかにするため、糖代謝に重要な肝臓を摘出し、時計遺伝子とその支配遺伝子のmRNA発現量をRT-PCR法にて測定した。オレキシンの欠損が発現リズムに与える影響を検討すると、オレキシン欠損(OX-KO)マウスでは時計遺伝子群の中でPer2の発現が暗期に低下していた。対照のC57BL/6JマウスをOX-KOマウスと同程度にカロリー制限したところ、Per2の発現は減少せず、逆に増加したことから、本変化は摂食量と独立して生じていると考えられる。さらに、PPary, PGClαNamptなどの時計制御遺伝子の発現も、OX-KOマウスの肝臓では、暗期において異常を示した。本リズム異常と関連して、OX-KOマウスでは暗期においても血糖の変動が認められず、明期の血糖値が野生型マウスよりも高値を示した。インスリンやコルチコステロンには異常はないことから、これらが明期の高血糖の原因ではないことが示された。加齢に伴いOX-KOマウスでは肝糖新生の亢進によるインスリン抵抗性を認めることから、本異常のメカニズムとして小胞体(ER)ストレスの関与を検討した。マウスを24時間絶食した後、1時間再摂食させる小胞体ストレス負荷を行うと、OX-KOマウスでは小胞体タンパクのinositol requiring element-1 (IRE1)αの過剰な活性化と、それに伴うc-jun N-terminal kinase (JNK)の過剰なリン酸化が誘発され、ER恒常性の異常を認めた。以上より、本年度の研究において、オレキシンの欠損により、体内時計の日内リズム異常を呈し、加齢に伴いERストレス応答が破綻することで、肝インスリン抵抗性と糖代謝異常を呈することが明らかとなった。情動の変化が糖代謝に影響を及ぼす機序を検討するため、情動系と中枢性糖代謝調節の両者に関与する視床下部オレキシンのストレスに対する防御機構としての役割を探究した。うつは耐糖能異常の発症リスクを増大させるが、その機序は不明である。オレキシンの低下がうつに伴う糖代謝異常に関与することを明らかにするため、野生型(WT)マウスとオレキシン欠損(KO)マウスに社会性敗北ストレスを負荷して慢性的なうつを誘発し、糖代謝への影響を検討した。マウスを攻撃性の高いICRマウスと10日間同居させ、社会性敗北ストレスを負荷した。その後、自由摂食下で11日間飼育し社会性相互作用試験によりうつ状態を評価した。ストレス負荷によりWTおよびKOマウスはいずれも慢性的なうつを呈したが、KOマウスでのみGTTでの顕著な耐糖能異常と高インスリン血症を認めた。その機序として肝でのIRS以後のステップでの異常によるAktリン酸化の障害に起因したインスリン作用低下と、ピルビン酸負荷試験での糖産生の亢進を認めた。一方、オレキシン系の活性化を誘発する30%カロリー制限を行うと、WTマウスにおいてうつの発症が抑制され耐糖能異常が防止されるのに対し、KOではこれらの改善効果を認めなかった。以上より、通常食餌下では社会性敗北ストレスによりうつが誘発されるが、オレキシンの作用により肝臓での糖産生調節を正常に維持することで全身の糖代謝恒常性が維持される。また、カロリー制限によりオレキシン系がより活性化されると、ストレス下でのうつの発症自体が抑制され、糖代謝異常の発症も防止されることが示された。以上より、視床下部オレキシン系は慢性的なうつに伴う糖代謝異常に対する生体防御因子であり、うつと糖尿病の新規治療戦略を考える上で重要と考えられる。情動の変化が糖代謝に及ぼす影響を明らかにするため、睡眠と覚醒を司り情動系と中枢性糖代謝に重要な視床下部ペプチドオレキシンによる耐糖能異常の改善効果を検討した。オレキシンのC57BL/6Jマウスへの脳室内投与は、まず、オレキシン2型受容体と交感神経系を介して肝の糖産生を亢進させて血糖値を上昇させた。その後、オレキシン1型受容体と副交感神経を介して肝糖産生を抑制して血糖値を低下させる二相性の血糖制御を行うことを明らかにした。そこで、2型糖尿病モデルマウスdb/dbのオレキシンmRNA発現は低下していたことから、概日リズムに応じたオレキシンの投与が耐糖能に及ぼす影響を調べた。

db/dbマウスの活動期(暗期)におけるオレキシンの脳室内投与は、肝糖新生酵素PEPCKとG6Paseの発現を抑制して肝糖産生を抑制することで血糖値を効果的に低下させた。その際、血中インスリン値や体重には変化を認めなかった。一方で、db/dbマウスの休息期(明期)でのオレキシン投与では、投与3連日後に軽度の血糖低下を認めたのみであり、その効果は限定的であった。また、1日量としては同等量のオレキシンを注入ポンプを用いて持続的に脳室内投与しても高血糖の改善効果は認められなかった。次に、オレキシン系の抑制がdb/dbマウスの耐糖能に及ぼす影響を検討した。db/dbマウスの休息期(明期)にオレキシン受容体の特異的阻害剤スボレキサントを投与すると、3週間後の血糖負荷試験(GTT)による耐糖能は著明に改善した。しかし、活動期(暗期)の投与では逆に耐糖能の悪化を認めた。以上より、概日リズムに応じたオレキシン系の活性化や不活化は、不眠やうつなどの情動系の変化を考慮した新規糖尿病治療としての開発が期待される。オレキシンは睡眠・覚醒とエネルギー代謝を統合する視床下部ペプチドである。肥満2型モデルマウスdb/dbに対するオレキシンの時間薬理学的改善効果とその機序を検討した。db/dbマウスの覚醒/睡眠リズムを助長あるいは攪乱する目的で、独自に合成したオレキシン受容体拮抗剤スボレキサントをマウスの明期(休息期)あるい暗期(活動期)に3週間連日経口投与した。休息期にスボレキサントを投与すると、ノンレムとレム睡眠時間の増加を認め、db/dbマウスの睡眠障害が回復した。本条件下でスボレキサントの糖代謝に及ぼす影響を解析した結果、全身のインスリン抵抗性に変化は認めなかったが、耐糖能は改善した。一方で、db/dbマウス活動期におけるスボレキサントの投与は、耐糖能やインスリン抵抗性に影響を与えなかった。休息期における糖代謝改善効果に関し、糖負荷に伴うインスリン分泌や、インスリン負荷による骨格筋・肝臓・脂肪組織のインスリンシグナルには変化を認めず、スボレキサントはインスリン非依存的な機序により耐糖能を改善することが考えられた。さらに、スボレキサントは、肝臓や白色脂肪組織でのTNFalpha、MCP1、IL6などの炎症マーカーの発現には影響を与えなかった。しかし、肝臓の糖産生関連酵素の遺伝子発現を検討した結果、糖産生律速酵素であるPEPCKやG6Paseの遺伝子発現の低下と、その転写促進因子であるPgc1alphaの発現低下やCREBのリン酸化の低下を認めた。以上より、休息期の時間依存的なオレキシン系の抑制は、インスリン作用とは独立して睡眠の質の改善に伴う自律神経バランスを改善することで、2型糖尿病の病態改善に繋がる可能性が示唆された。情動と中枢性糖代謝調節に関与するオレキシンが、2型糖尿病db/dbマウスと社会性敗北ストレス負荷マウスの糖代謝に及ぼす影響を検討した。db/dbマウスの活動期にオレキシンを脳室内投与すると、小胞体ストレス応答を改善し肝糖産生を抑制することで耐糖能が改善した。また、慢性的なうつ状態における耐糖能異常の防御にオレキシンが関与することを示した。オレキシン系は肝臓の糖新生を中枢性に制御する役割を果たしており、肥満およびうつに伴う耐糖能異常に対する重要な防御因子であることを明らかにした。
心筋におけるプロテインキナーゼCとカルモデュリン依存性キナーゼのカップリング

心筋におけるプロテインキナーゼC(PKC)とカルモデュリン依存性キナーゼ(CaMKII)のカップリングについて検討した.ET-1刺激に対するL型Ca電流の反応を穿孔パッチクランプ法で測定した.ET-1はL型Ca電流を増大させた.この変化は,ETA受容体拮抗薬BQ-123で抑制され,ETB受容体拮抗薬BQ-788では抑制されなかった.また,PKC阻害薬キレリスリンで抑制され,CaMKII阻害薬KN-93,AIPで抑制された.これらの事から,ET-1はETA受容体-PKC-CaMKIIの経路でL型Ca電流を増大させると考えられた.(1)心筋の興奮・収縮は細胞内情報伝達により制御されており,なかでもカルモデュリン依存性キナーゼ(CaMKII)は重要な役割を果たしている.我々は以前の研究から, α受容体刺激時にプロテインキナーゼC(PKC)が活性化され,それに伴いCaMKIIが活性化され, L型Ca電流が増大することを明らかにした.本研究ではそれをさらに発展させ,心筋にPKC-CaMKIIの系が普遍的に存在することを示すことである.(2)本研究では,心筋において, α受容体と同様PKCを活性化するといわれている,エンドセリン(ET-1)のL型Ca電流に対する効果およびその細胞内情報伝達系を中心に検討した.心筋におけるプロテインキナーゼC(PKC)とカルモデュリン依存性キナーゼ(CaMKII)のカップリングについて検討した.ET-1刺激に対するL型Ca電流の反応を穿孔パッチクランプ法で測定した.ET-1はL型Ca電流を増大させた.この変化は,ETA受容体拮抗薬BQ-123で抑制され,ETB受容体拮抗薬BQ-788では抑制されなかった.また,PKC阻害薬キレリスリンで抑制され,CaMKII阻害薬KN-93,AIPで抑制された.これらの事から,ET-1はETA受容体-PKC-CaMKIIの経路でL型Ca電流を増大させると考えられた.平成15年度から17年度での研究で,ラット心室筋のL型Ca電流がα受容体刺激時に増大し,これがプロテインキナーゼC阻害薬で抑制され,また,カルモデュリン依存性キナーゼ阻害薬(KN-93)で抑制されることを示した.また,このときにリン酸化されたカルモデュリン依存性キナーゼが増大,すなわちカルモデュリン依存性キナーゼ活性が増大することを示した.すなわち,α受容体刺激時にプロテインキナーゼCが活性化され,それによりカルモデュリン依存性キナーゼが活性化され,L型Ca電流を増大させると考えた.本研究はこれらを発展させ,プロテインキナーゼCとカルモデュリンキナーゼの普遍的な関連を導くことを目的とした.ラット心室筋に穿孔パッチクランプ法を適用し,L型Ca電流を測定した.アンホテリシンBを膜の穿孔に用いた.支持電位を-40mVとし,0mVへの脱分極パルスを10秒に一回あたえ,電流を測定した.α受容体と同じくGq関連受容体であるETA受容体をエンドセリン-1(10nM)で刺激した.エンドセリン-1により,電流は一相性の上昇をしめした.エンドセリン-1投与20分後の電流は投与前の124±7%(p<0.05)で,電流-電圧曲線は特に変化を認めなかった.現在,この反応がカルモデュリン依存性キナーゼを介するかどうかを,カルモデュリン依存性キナーゼ阻害薬KN-93を用いて検討中である.上記に並行して,マウスの細胞内Ca,張力に対するGq関連受容体刺激の効果をエクオリン法を用いて検討した.まず,Gq関連受容体の一つであるα受容体刺激をおこなうと,Ca,張力ともに低下した.この反応はプロテインキナーゼC阻害薬で消失したので,プロテインキナーゼCを介する反応だということがわかった.さらに他のGq関連受容体刺激や,カルモデュリン依存性キナーゼの関与について検討する予定である.以前の研究で,α1受容体刺激がプロテインキナーゼC(PKC)およびカルモデュリン依存性キナーゼ(CaMKII)の活性化を介してL型Ca電流を増大させることを報告した.本年度はこれをさらに発展させ,α1受容体のサブタイプごとに検討した.α1Aサブタイプを刺激することにより,L型Ca電流が増大し,これがホスホリパーゼC阻害薬(U73122),PKC阻害薬(キレリスリン),CaMKII阻害薬(KN-93,AIP)で抑制されることを明らかにした.また,α1A受容体はGqと結合しており,α1Aサブタイプ刺激により,PKCがトランスロケーションすることを示した.並行して,エンドセリン(ET-1)のL型Ca電流に対する効果を引き続き検討した.ET-1はL型Ca電流を増大させたが,これが,CaMKII阻害薬KN-93で抑制されることを明らかにした.また,KN製剤は膜電流に非特異的な作用をもつので,KN-93と構造式がほぼ同等で,CaMKII阻害作用をもたない,KN-92存在下でも検討したが,KN-92はET-1の作用を阻害しなかった.これより,ET-1によるCa電流の増大は,CaMKIIの活性化を介すると考えられた.また,エンドセリンの受容体サブタイプの検討もおこなった.

EHの作用をETA受容体拮抗薬,あるいはETB受容体拮抗薬存在下で検討した.ETA受容体阻害薬(BQ-123)存在下でET-1の効果は消失したが,ETB受容体拮抗薬(BQ-788)存在下では消失しなかた.以上よりET-1はETA受容体刺激,CaMKII活性化を介してL型Ca電流を増大すると考えられた.昨年までの研究で,ラット単離心筋においてエンドセリン-1がL型Ca電流を上昇させ,その効果がET-A受容体拮抗薬で抑制され,ET-B受容体で抑制されなかったことから,本年度は,ラット心室筋におけるエンドセリン受容体蛋白の発現について検討した.ラット心室筋細胞に市販のET-AおよびET-Bの抗体を用いてウエスタンブロッティングで蛋白を定量した.この際には,心室筋の膜分画のものを用いた.また,コントロールとして,ラットの脳から抽出した蛋白を用いた.ラット心室筋にET-A受容体蛋白は発現していたが,ET-B受容体はみとめられなかった.また,Ca電流に関して,エンドセリン-1による電流上昇がプロティンキナーゼC(PKC)阻害薬chelerythrineの存在下で消失した.以上から,ET-A受容体刺激により,PKCが活性化され,CaMKIIが活性化され,L型Ca電流が増大したと考えられた.次に,直接CaMKIIを活性化するといわれている,cpTOME(Adenosille 3'5'-cyclic mnonophosphate,8-(4-chlorophenylthio)-2'-0-methy1-)のL型Ca電流に対する効果を検討した.穿孔パッチクランプ法にてL型Ca電流を測定し,cpTOMEを投与しても,電流上昇は認められなかった.細胞間による反応の違いの可能性も考え,cpTOMEに引き続きエンドセリン-1を投与すると,電流は増大した.このことは,cpTOMEが活性化するCaMKIIとエンドセリン-1が活性化するCaMKIIとでL型Ca電流に対する作用が異なっている可能性を示唆している.これは,ホスホリパーゼCやディアシルグリセロールを直接活性化してもL型Ca電流が増大しないことでも説明できる.昨年度までの研究で,エンドセリン-1(ET-1)がETA受容体,プロテインキナーゼC(PKC),カルモデュリン依存性キナーゼ(CaMKII)を介してラット心室筋のL型Ca電流を増大されることを示した.これまでに用いたCaMKII阻害薬KN-93は非特異的な作用もあるので,他のCaMKII阻害薬であるAIP(10μM)存在下における検討をおこなった.細胞を1時間AIPで処理し,AIP存在下でET-1を投与しても,ET-1はL型Ca電流を増大させなかった.KN-93の効果と併せて,ET-1の効果がCaMKIIを介することが再確認された.また,心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)はエンドセリンの産生を抑制するが,エンドセリンシグナルに対する影響は検討されていないので,ETA受容体-PKC-CaMKII-L型Caチャネルの系をANP(1μM)が修飾するかを検討した.ANP存在下でもET-1はL型Ca電流を増大させた.ANP自身はL型Ca電流を変化させなかったので,次にL型Ca電流がET-1で増大した後にANPを投与したが,やはりANPは電流を変化させなかった.この事から,ETA受容体-PKC-CaMKII-L型Caチャネルの系にANPで活性化される系(プロテインキナーゼG(PKG))は関与していないと考えられた.本年度は最終年度であり,ET-1によるL型Ca電流増大のメカニズムをまとめて,国際生理学会,米国心臓学会(AHA)で発表した.これらの内容を米国生理学会誌(American Journal of Physiology誌)に投稿し,受容された.
タクシーの需要構造変化と競争政策のあり方に関する実証的研究

本年度は研究開始2年目で,最終年度で当初想定していた研究成果をあげるために必要となる研究活動を行った。より具体的には,本年度の研究活動の実績を次の3種類に分類することができる。第1に,本研究実施当初から行っている文献調査の継続的な実施である。具体的には,タクシー市場に関する研究動向および制度について分析している国内外の複数の先行研究を整理し,最終年度で予定している実証研究で検証すべき変数を検討した。第2に,以下のデータの収集を継続的に行い,周辺データとの接続を行うことで,次年度に実施予定の実証研究に耐えうるパネルデータの構築を引き続き試みた。●『ハイヤー・タクシー年鑑』(ハイタク問題研究会編、直近の運輸局別・都道府県別タクシー輸送実績及び営業成績集計表、年次データ)●『自動車運送事業経営指標』(国土交通省自動車交通局編、直近の都市区分ごとの財務諸表、年次データ)そして,第3に,地域交通とタクシー事業の現状と関係性を調査するべく,他の地域同様に地域交通およびタクシー事業の課題を抱えている島根県浜田市を対象として,浜田市在住の研究者へインタビュー調査を行った。くわえて,浜田市の交通政策を担っている浜田市役所地域政策部(行政)とみなと第一交通(株)(タクシー事業者)にもそれぞれ訪問して,実地調査を実施した。浜田市での調査結果は,文献調査で得られた知見を補強し,次年度に実施予定の実証研究で考慮すべき点も明らかにした点で大変有用な調査であった。本調査結果については,次年度の実証研究結果とともに学術雑誌に投稿を予定している。本年度の研究計画として予定していた2点のうち,1タクシー協会や地方公共団体へのインタビュー調査を実施することによる資料収集および2入手データに基づくデータベースの構築とパネルデータ分析の実施についてはおおむね達成できたと考えられる。以上から,本年度の進捗状況を「おおむね順調に進展している」と自己評価した。次年度は本研究の最終年度であるため,これまでに蓄積したデータや知見を用いて,タクシーの需要関数の特定化およびその検証を実施することを目指している。また,本研究で得られた知見・分析結果を積極的に国内外の査読雑誌へ投稿していきたい。●『ハイヤー・タクシー年鑑』(ハイタク問題研究会編、直近の運輸局別・都道府県別タクシー輸送実績及び営業成績集計表、年次データ)●『自動車運送事業経営指標』(国土交通省自動車交通局編、直近の都市区分ごとの財務諸表、年次データ)そして,第3に,地域交通とタクシー事業の現状と関係性を調査するべく,地域交通およびタクシー事業の課題が指摘されている北海道および東北(仙台市・山形市)在住の研究者および有識者へのインタビュー調査を複数回実施した。本年度の研究計画として予定していた3点のうち,1タクシー市場に関する研究動向および制度について包括的にサーベイしている文献調査の実施と2タクシー市場に関する基礎的なデータの継続的な収集についてはおおむね達成できたと考えられる。しかしながら,3タクシー市場における需要に与える要因(変数)の発見と需要関数の特定化については,上記にくわえてインタビュー調査を実施することで需要に与える要因(変数)の発見に努めたが,タクシーの需要関数の特定化までにはいたらなかった。次年度以降は,本年度に蓄積したデータや知見を用いて,タクシーの需要関数の特定化およびその検証を実施することを目指している。また,その途中段階においても,本研究で得られた知見・分析結果を積極的に国内外の査読雑誌へ投稿していきたい。

また,本研究で得られた知見・分析結果を積極的に国内外の査読雑誌へ投稿していきたい。本年度予定をしていた旅費を伴う研究活動はすべて実施できたが,当該旅費の一部で想定より低額になったため,153円の残高が発生した。研究費をより無駄なく利用する目的の一環として発生した今回の残高については,次年度の物品費等に充当させていただければと考えている。本年度予定をしていた研究活動はすべて実施できたが,当該物品費の一部で想定より低額になったため,5169円の残高が発生した。
ホヤ胚発生における発生運命決定・細胞分化と細胞分裂回数制御の関係

胚発生において、細胞の発生運命と細胞分裂回数は深く関わっていることが知られているが、本研究では、細胞の発生運命の決定・細胞分化と、細胞分裂停止までの細胞分裂回数との関係を、ホヤ胚を用いて解析している。胚発生において、細胞の運命決定がなされた直後から組織特異的なキー転写因子群が発現するようになる。脊索で発現が開始するBrachyury遺伝子は、脊索分化を司るキー転写因子であることがわかっていた。昨年までの本研究によって、Brachyuryは脊索細胞が64細胞期以降3回で細胞分裂を停止するために必要かつ十分であることを示してきた。そして、本年これらをまとめた論文がDevelopmental Biologyに出版された。そこで、64細胞期以降3回で細胞分裂を停止する筋肉細胞にも同様のことが起こるのかどうかを調べた。筋肉における組織特異的なキー転写因子はTbx6であり、これは筋肉分化に必要かつ充分である。よって、Tbx6 mRNAを合成し、受精卵に顕微注入をおこなった。その結果、64細胞期以降7回の細胞分裂を行うはずの間充織割球が、筋肉同様に3回の分裂後に停止することがわかった。このように、脊索と筋肉の両方に共通して、組織特異的なキー転写因子は分化と分裂回数制御の両方に関わっていることが示された。しかし、Tbx6 mRNAの顕微注入によりTbx6タンパク質を正常より早い時期に発現させているにもかかわらず分裂回数が3回と変わらなしでことから、Tbx6遺伝子の発現開始時期からの時間で分裂回数が決まっているわけではないことがわかっていた。昨年度の研究では、受精卵に合成Brachyury mRNAを注入したあと、64細胞期に目的の割球を胚から単離し部分胚として発生させた。すると、神経索や内胚葉割球も脊索同様に64細胞期以降3回で細胞分裂を停止するようになることがわかった。しかし、Brachyury mRNAの顕微注入によりBrachyuryタンパク質を正常より早い時期に発現させても分裂回数が変わらないことから、Brachyury遺伝子の発現開始時期からの分裂回数が決まっているわけではないことがわかっていた。そこで、Brachyuryに蛍光タンパク質を融合したものを発現させ、その翻訳や核移行の時期を特定した結果、Brachyuryの翻訳や核移行があるステージ以降しか起こらないような制御の仕組みは存在しないことがわかった。よって、胚に存在する計時機構は、Brachyuryの下流のイベントを制御していることが示唆された。これらのことをまとめ、現在論文を投稿中である。
超音波励振機能をもつ高純度金属微粒子生成用熱プラズマ炉の試作

本試験研究は,近年金属材料分野で注目されている粉末治金法の原材料ともいうべき各種金属の微粉末を高効率でしかも経済的に生成するとともに,電気エネルギーの次世代における新しい利用法の開拓を目的として始まった. 2年間にわたる研究の結果,粒子のサイズおよび生成速度を制御できる高効率な金属微粒子の直接生成が,アークプラズマの高温と超音波による力学的振動とを試料インゴットに同時に作用させることにより可能であることを確認した.その意味では設備備品としての超音波発振装置ならびにアークプラズマ点弧用直流電源は有効に活用できた.以下,本試験研究で得られた主要な結果を要約する.1.金属微粒子の生成速度はアークプラズマの維持電流を増加することにより早めることができる.銅,鉄およびチタンインゴットを用いた実験では,アーク電流35Aで6から15g/mnの微粒子生成速度が得られた.2.本手法では生成される微粒子の平均直径は印加する超音波の振動周波数を変えることによって制御できる.たとえば,鉄では15KHzで平均粒子サイズ約90μm, 28KHzで44μmであり,超音波数にほぼ反比例して粒子サイズを減少させることができる.このことは銅,チタンでも確認できた.3.走査電子顕微鏡による観察の結果,本手法で生成された微粒子は,銅,鉄,チタンのいずれの金属についても,その形状はほぼ真円に近い球状でありしかもその表面は大きな構造的欠陥もなく滑らかであることが確認できた.4.微粒子生成装置の形態としては,本質的には可動部分がない静止形の熱プラズマ炉であり,この点が従来の回転電極法との大きな相違である.したがってそうちの大容量化,実用化に際して有利であり,作業安全性も高い.今後の課題としては,アーク電流を数100Aレベルにまで上げ,微粒子生成速度の向上を図ることである.本試験研究は,近年金属材料分野で注目されている粉末治金法の原材料ともいうべき各種金属の微粉末を高効率でしかも経済的に生成するとともに,電気エネルギーの次世代における新しい利用法の開拓を目的として始まった. 2年間にわたる研究の結果,粒子のサイズおよび生成速度を制御できる高効率な金属微粒子の直接生成が,アークプラズマの高温と超音波による力学的振動とを試料インゴットに同時に作用させることにより可能であることを確認した.その意味では設備備品としての超音波発振装置ならびにアークプラズマ点弧用直流電源は有効に活用できた.以下,本試験研究で得られた主要な結果を要約する.1.金属微粒子の生成速度はアークプラズマの維持電流を増加することにより早めることができる.銅,鉄およびチタンインゴットを用いた実験では,アーク電流35Aで6から15g/mnの微粒子生成速度が得られた.2.本手法では生成される微粒子の平均直径は印加する超音波の振動周波数を変えることによって制御できる.たとえば,鉄では15KHzで平均粒子サイズ約90μm, 28KHzで44μmであり,超音波数にほぼ反比例して粒子サイズを減少させることができる.このことは銅,チタンでも確認できた.3.走査電子顕微鏡による観察の結果,本手法で生成された微粒子は,銅,鉄,チタンのいずれの金属についても,その形状はほぼ真円に近い球状でありしかもその表面は大きな構造的欠陥もなく滑らかであることが確認できた.4.微粒子生成装置の形態としては,本質的には可動部分がない静止形の熱プラズマ炉であり,この点が従来の回転電極法との大きな相違である.したがってそうちの大容量化,実用化に際して有利であり,作業安全性も高い.今後の課題としては,アーク電流を数100Aレベルにまで上げ,微粒子生成速度の向上を図ることである.この研究の目的は高気圧,大電流アークの10,000Kに達する高温度によって金属あるいは酸化物の素材棒を部分的に溶融させながら、これを超音波によって励振することによって液状微粒子を形成し、そのまま固化させて素材の微粒子を効率よく形成する手法を開発するとともに、それに適したプラズマ炉を試作しようとすることにある。(1)プラズマ・トーチの試作:当初陰,陽極を一体とした形成を試みたが、対象を金属に限れば素材を陽極、トーチを陰極とし周辺に気流を流すことによりアークを安定させる方式が素材の加熱に有効で、トーチ軸を水平に、素材軸をトーチ先端を中心にして135度方向に支持し、先端をトーチで加熱した。(2)超音波による励振:周波数15KHz,出力600Wの超音波発振器と、これに接続する振動子ユニットとを本補助金により購入した。周波数可変のものがなく予備的な電磁振動方式においてあまり高い必要はないと結論し15KHzを選定した。振動子は駆動部とこれに連結するホーンとからなり、素材を含めた機械的共振系で使用する。(3)金属微粒子の発生状況:銅は0.10.03mmφの、鉄は0.20.08mmφのいずれも極めて良好な球状微粒子,アルミニウムは0.10.18mmφの球形に加えて一部水滴状の微粒子を得ることができた。その時のアーク電流25A,アーク長40mm,風量120l/分である。微粒子生成量は電流16Aから直線的に増加し、40Aで1分当たり12gに達する。生成量最大となる最適風量,アーク長がある。(4)本年度の実験により、従来行われているように素材を高速回転させ遠心力によって溶融金属を飛散させることなく、静止型の金属微粒子形成の目途が立ち、来年度更に発展させたい。
モバイルVR環境での数学及び理科教材の開発とその評価

本年度は, 2件の研究発表をおこなった.(1)放物線を体感できるVRアプリの試作とその教材としての評価, FIT2019, N-011,第4分冊, pp.289-290.(2) VR空間での音声認識を利用した2変数関数描画システムVVPlotの開発とその評価,インタラクション2019, pp.867-870.前者は, Android上で動作をするVRアプリで,放物運動を体感することができる.その操作は,電源ボタンをトリガーとして,視線で投射角を決め,速度を決めると,ボールが投射される.その際,ボールの移動と自身の視点と一致しているため,自身が飛んでいる感覚が得られる.このアプリの教材としての評価実験をアンケートを用いておこなった.その結果,小さな角度の場合や速度が小さい場合には誤差あること,多くの人が本アプリを楽しめたという評価が得られた.後者は, HTC Vive上で動作するVRアプリである.こちらは,発言した数式を認識し, VR空間上に描画するプログラムとなっている.このプログラムでは,認識部分をIBM社のWatsonでおこない,数式としている.その数式の評価をおこない, 3次元空間の点集合を作成している.その点集合から, VR空間での曲面近似を作り,表示している.また,コントローラを用い,曲面に近づいたり,様々な視点から曲面を見ることができる.このプログラムの評価をユーザによるアンケートに基づき評価した.アプリケーションとして,概ね良い評価を得られた.また,自由記述として, "数学は苦手だが,楽しかった"という回答があった.そのため,本アプリの目指している結果が得られていると考える.本年度は, 2種類のプログラムを作成し,これらの評価をおこなった.これらは,平成31年度に予定していたグラフ描画と力学的運動のプログラムである.進捗としては,予定よりも進んでいるが,完全に実現ができたわけではない.次の点がまだ実施できていない.前者は, HTC Vive上で動作をしているため,中等教育の現場では簡単に利用することができない.また,音声認識としては, IBM社のものを利用しているため,ネットワークに接続している必要がある.そのため,ネットワーク環境がない環境では使うことができない.Unityで開発をおこなっているため, Android向け, iPhone向けのアプリとして出力できる.今後,携帯端末向けの開発をおこなう予定である.後者では,放物運動を扱い, Androidアプリとして開発をおこなった.アプリとして動作させた際に見られる実際との誤差や教材としての評価をアンケートを用いておこなった.このアプリは,ネットワークを使うこともなく, Android端末であれば利用できる形になっている.そのため,現状の中等教育での利用が可能である.本来の計画では,このアプリを用い,入力方法の検討をおこなう予定であった.しかし,入力方法として,実装が終了したのは,視線を用いる方法だけであった.そのため,入力方法の検討がおこなえていない.また,あまり進捗のない点として,付属高校の教員に対する調査がある.これは,実際に動作するアプリを用いて,対面で説明をおこない,議論をおこなうことを予定していた.しかし,アプリ開発が遅れたことにより,議論をおこなうことができなかった.早急に計画を建てたい.また,議論の相手として,付属高校の教員だけでなく,一般高校の教員とも連絡を取っていきたい.まず,昨年度実施できなった次の点について推進する.1. VRアプリので入力方式の検討. 2.中等教育の現場の教職員との議論. 1については,機器としてDayDream対応端末が2台, Cardboardの端末として3-4台を現状で用意できている.この機器を使い,両方の機器を試してもらい,その使用感の差などを評価する実験をおこなう.本実験は,中等教育の現場,特に高等学校でおこなうことを考えており,その準備を進める. 2については,先の実験をおこなう高等学校の教員の方と議論をおこなう予定である.その他,付属高校の教員との議論をおこない,今後開発する教材を決めていきたい.次に,曲面描画のプログラムをAndroid端末/iOS向けアプリとすることを考えている.そのためには, HTC Vive向けに作られたUIをどうするかを考察する必要がある.現状では,音声による入力を用いる予定である.しかし,これまでの利用で,ノイズの多い環境では認識がうまく行かないという事例が見られている.そのため,音声入力以外の入力方法も実装することを考えている.これまでは, Android端末向けアプリを中心に開発をおこなってきたが,学生の多くはiPhoneを持っている.そのため,自身で利用したいという学生にも,アプリを公開することができなかった.そこで,本年度の備品費でMacとiPhoneを購入し, iPhone向けの開発を始める.これまでUnityベースで開発をおこなっているため,ある程度のソースの互換性はあると考えている.ただし, UI部分に関しては, Android向け, iOS向けと個別に開発する必要がある.本年度は, 2件の研究発表をおこなった.(1)放物線を体感できるVRアプリの試作とその教材としての評価, FIT2019, N-011,第4分冊, pp.289-290.(2) VR空間での音声認識を利用した2変数関数描画システムVVPlotの開発とその評価,インタラクション2019, pp.867-870.前者は, Android上で動作をするVRアプリで,放物運動を体感することができる.