hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カリブ海地域の固有・希少野生生物の生態化学的調査

カリブ海の亜熱帯・熱帯地域の島国は生物多様性が高く、未知の生物活性物質の発見が期待される。本研究では、キューバおよびドミニカ共和国において、世界で2種しかいない絶滅危惧種の有毒哺乳類ソレノドンや、民間伝承の薬用植物などカリブ海の固有・希少な野生生物に関する生態化学的調査を実施し、有効成分の化学分析と生態学、進化系統解析を組み合わせることで、生物進化と生物多様性の謎に迫ることをめざした。1)キューバソレノドンの生態化学的調査:2019年3月(20日間)に、日本から3名(本課題の研究分担者2名を含む)がキューバ共和国を訪問し、シエラ・デル・ロザリオ自然保護区(ラ・パルマ市近郊)およびピコ・クリスタル国立公園(サンティアゴ・デ・キューバ市)において生態調査を行った。無人カメラによる調査、トラップ調査、痕跡調査などを検討した結果、後者の国立公園でキューバソレノドンの生存を示す痕跡を確認した。2)ハイチソレノドンの生態化学的調査:2019年2月(8日間)に日本から1名(本課題の研究分担者)および米国から1名がドミニカ共和国を訪問し、ロス・アイティセス国立公園にてハイチソレノドンの生息調査を行った。また国立自然史博物館の教授(館長)らと今後の生態化学的調査について詳しく議論し、調査への全面的な協力を得る手はずを整えた。3)固有種の薬用植物の採取とエキス調製、生物活性評価:キューバ固有種(ノウゼンカズラ科)から抗炎症性を示す物質を発見し、化学合成によりその構造と活性を明らかにした。本化合物は既知物質で、抗腫瘍活性や抗菌活性、抗酸化作用など様々な活性が報告されているが、抗炎症活性は今回初めて明らかになった。今後は本化合物の構造活性相関と作用機序解析を進めて、抗炎症リード化合物の創出を目指す予定である。当初の予定通り、ドミニカ共和国におけるフィールド調査を実施し、現地の協力者と強い連携を築くことができた。またキューバソレノドンの捕獲には至らなかったが、生存の痕跡が確認できる重要な調査地点を特定できた。当初の調書に記載した現地調査がほぼ計画通り実施できており、順調に進展していると判断される。2019年度が最終年度にあたるため、研究の取りまとめを行う。これまでの調査実績に基づき、キューバ共和国フンボルト国立公園、ピコ・クリスタル国立公園、およびドミニカ共和国ロス・アイティセス国立公園などにて野生生物の生態化学的調査を23月頃に行う。ソレノドンについて生け捕りを目指し、唾液および遺伝子サンプルの採取を目指す。また糞分析や餌となる小動物のモニタリング調査などにより、ソレノドン類の食性や食物連鎖による毒の移行性について可能性を追求する。さらに、これまでに採取したカリブ海固有種の植物抽出エキスについて、抗腫瘍活性やイオンチャネルへの作用活性など新しい生物活性スクリーニングを検討し、新規有用物質の発見を目指す。本研究では、キューバおよびドミニカ共和国において、世界で2種しかいない絶滅危惧種の有毒哺乳類ソレノドンや、民間伝承の薬用植物など、カリブ海の固有・希少な野生生物に関する生態化学的調査を実施し、有効成分の化学分析と生態学、進化系統解析を組み合わせることで、生物進化と生物多様性の謎に迫ることをめざした。1)キューバソレノドンの生態化学的調査:我々のグループでは、キューバソレノドンの生態調査を2012年3月から継続して行っており、これまでに延べ11頭の生け捕りと唾液サンプルの採取に成功している。本年度は、2016年89月(28日間)および2017年23月(32日間)に、現地住民や猟師などから得たソレノドン糞や個体の目撃情報をもとに、キューバ共和国フンボルト国立公園およびオルギン県のユムリ河渓谷にて生態調査を行った。しかし今回は、ソレノドンの捕獲や、生息を確認できる手がかりは得られなかった。2)糞分析およびモニタリング調査:ソレノドンが主に餌とする昆虫類、甲殻類、多足類など多くの小動物について現地で採集し、参照標本の分類を行った。今後、これまでに採取したソレノドン糞試料に含まれる餌由来の骨格残骸など未消化物と比較分類することで、参照標本からの同定と定量的な解析を行う。3)固有種の薬用植物の採取とエキス調製、生物活性評価:フンボルト国立公園やハバナ大学生物学科の協力を得て、これまでに採取した固有種の植物抽出エキス23種について、抗炎症活性および腫瘍細胞に対する細胞毒性を評価したところ、ノウゼンカズラ科とジャケツイバラ科の2種に、顕著な抗炎症活性を見出した。現在、有効成分の分離精製と構造解析を進めている。本年度はキューバソレノドンの捕獲には至らなかったが、研究計画書に記載した現地調査がほぼ計画通り実施できており、順調に進展していると判断される。1)キューバソレノドンの生態化学的

調査:2017年89月(40日間)および2018年1月(12日間)に、それぞれ日本から23名がキューバ共和国を訪問し、バラコア市とベレテ村ユムリ渓谷、およびグラン・ピエドラ国立公園において絶滅危惧種の哺乳類であるキューバソレノドンの生息調査を行った。無人カメラによる調査、トラップ調査、痕跡調査などを検討したが、今年度はソレノドンの捕獲および生息の確認には至らなかった。またサンティアゴ・デ・キューバのビオエコ研究所を訪問し、現地の生態学者らとの研究打ち合わせおよびキューバソレノドンに関するシンポジウムを開催した。2)固有種の薬用植物の採取とエキス調製、生物活性評価:これまでに採取した固有種の植物抽出エキス23種に加えて、ベレテ村ユムリ渓谷付近にて薬用植物の採集を行い、10種類の植物を新たに採集した。今後これらのエキスのアルコール抽出物について、抗炎症活性および腫瘍細胞に対する細胞毒性を評価し、有効成分の分離精製と構造解析を進める予定である。本年度はキューバソレノドンの捕獲には至らなかったが、研究計画書に記載した現地調査がほぼ計画通り実施できており、順調に進展していると判断される。カリブ海の亜熱帯・熱帯地域の島国は生物多様性が高く、未知の生物活性物質の発見が期待される。本研究では、キューバおよびドミニカ共和国において、世界で2種しかいない絶滅危惧種の有毒哺乳類ソレノドンや、民間伝承の薬用植物などカリブ海の固有・希少な野生生物に関する生態化学的調査を実施し、有効成分の化学分析と生態学、進化系統解析を組み合わせることで、生物進化と生物多様性の謎に迫ることをめざした。1)キューバソレノドンの生態化学的調査:2019年3月(20日間)に、日本から3名(本課題の研究分担者2名を含む)がキューバ共和国を訪問し、シエラ・デル・ロザリオ自然保護区(ラ・パルマ市近郊)およびピコ・クリスタル国立公園(サンティアゴ・デ・キューバ市)において生態調査を行った。無人カメラによる調査、トラップ調査、痕跡調査などを検討した結果、後者の国立公園でキューバソレノドンの生存を示す痕跡を確認した。2)ハイチソレノドンの生態化学的調査:2019年2月(8日間)に日本から1名(本課題の研究分担者)および米国から1名がドミニカ共和国を訪問し、ロス・アイティセス国立公園にてハイチソレノドンの生息調査を行った。また国立自然史博物館の教授(館長)らと今後の生態化学的調査について詳しく議論し、調査への全面的な協力を得る手はずを整えた。3)固有種の薬用植物の採取とエキス調製、生物活性評価:キューバ固有種(ノウゼンカズラ科)から抗炎症性を示す物質を発見し、化学合成によりその構造と活性を明らかにした。本化合物は既知物質で、抗腫瘍活性や抗菌活性、抗酸化作用など様々な活性が報告されているが、抗炎症活性は今回初めて明らかになった。今後は本化合物の構造活性相関と作用機序解析を進めて、抗炎症リード化合物の創出を目指す予定である。当初の予定通り、ドミニカ共和国におけるフィールド調査を実施し、現地の協力者と強い連携を築くことができた。またキューバソレノドンの捕獲には至らなかったが、生存の痕跡が確認できる重要な調査地点を特定できた。当初の調書に記載した現地調査がほぼ計画通り実施できており、順調に進展していると判断される。これまで共同研究を継続してきたキューバ環境省・フンボルト国立公園に加えて、現地のNGOや民間財団との連絡をより密にし、現地調査をスムーズに行える体制を整える。
鎖間水素結合を利用した新規電導機構の設計

これまでに開拓された有機錯体では、π電子または遷移金属のd電子などの単一系の電子状態を利用するに留まっており、将来の新しい分子素子を構築するためにも、この単一系を越えた新しい分子システムの創造が期待されいる。本研究では、この目的のために新しい水素結合系電荷移動錯体が開拓された。その単結晶の室温付近の直流電気伝導度は金属的挙動を示し、常温でかなりのキャリヤーが既に生成されていることが解った。その温度変化は非常に特徴的である。電気伝導度の温度変化では、250K付近で半導体に転移するする。常温での可視及び赤外吸収スペクトルから、TCNQの有機π電子バンドは部分酸化状態にあることがわかる。このような変化をXPS測定から眺めてみると、Pt錯体では、低温部でII-IVの混合原子価状態に移行することがわかった。このことは、鎖間水素結合を通じて、遷移金属ドナーのdバンドと有機アクセプターのπバンドが電子のやり取りをしていることを示している。このような温度に敏感な電荷移動現象はこれまでに観測された例はなく、注目に値する。このシステムでは、常温での金属状態、混合原子価状態、さらに格子変形を伴った状態へと多彩に変化する。その要因はdあるいはπ電子状態と配位子を含めた格子系との特異な相互作用にあると考えられる。その中で特に注目されることは、これらの特異現象が錯体形成のプロセスに深く関与している点にある。この錯体の化学式から推論されるように、錯体形成には脱水素プロセスを伴っているが、このプロセスが金属の価数を決定し、さらに鎖間水素結合を介した電荷移動によってTCNQ層のキャリヤー数をも支配していることである。このような脱水素プロセスによる金属原子価数の制御という手法は、これまでに報告された例はなく、本研究によって始めて考案されたものである。"プロセスからの物性の制御"という観点からも大いに注目される。
リンパ球とマクロファージの分化を支配する転写因子NFkBの免疫制御機構の解明

RelAおよびc-Relは、造血幹細胞の発生および維持には必須ではないものの、細胞自発的な分化促進因子の制御には必須であることが明らかとなった。また、RelAおよびc-Relそれぞれ単独の欠損マウスでは、これらの表現型が見られないことから、RelAとc-Relが協調的に血球分化を制御していることが明らかとなった。そして、血球分化の過程に於いてRelAとc-Relは、分化と共に、増殖と細胞死の制御を担っていることも判明した。さらに当初の狙いを遙かに超えて、RelAとc-Relが、リンパ球、マクロファージのみならず、赤血球系および血小板系の分化にも必須であることが明らかとなった。免疫制御機構の研究になくてはならない細胞は、リンパ球とマクロファージである。これらについては、その分化課程の機序については分かっていないため、In vitroでの誘導システムが確立されておらず、研究の発展を阻害している。この現状を打開するために我々は、リンパ球とマクロファージの発生を見ない遺伝子欠損マウスを駆使して、リンパ球とマクロファージの分化発生に不可欠な因子を探ることを目的とする。申請者はRelA/c-Rel欠損を作出したところ、リンパ球は全く発生しないこと、マクロファージが誘導されないこと、を明らかにした。これまでに作出された遺伝子欠損マウスの中で、全くリンパ球とマクロファージの発生を見ない遺伝子欠損マウスは、このRelA/c-Rel欠損マウスをおいて他にはない。このことから申請者は、RelA/c-Rel欠損マウスを活用することによって、これまでに解明されなかったリンパ球ならびにマクロファージの分化発生に必須な因子群を網羅的に同定することを目指す。今年度は、RelA/c-Rel欠損胎児肝臓を移植して骨髄再構築を作成した。この移植では、正常細胞由来の支持細胞を併せて注入しなければ移植が成立しないこと、2次移植では骨髄が再構築しないことを見出した。このことは、(1)骨髄幹細胞から第一ステップへの分化および増殖がきわめて遅い、ないしは欠損していること、(2)1次移植の段階で骨髄幹細胞が枯渇してしまうこと、を意味している。RelAないしc-Relの単独欠損マウス由来の胎児肝の移植では、このようなことが起こらないことから、どちらか一方の欠失では残りが造血機能を代償できること、さらにRelAおよびc-Relの両者が協調的に造血機能維持に機能していることが示唆された。今年度は、in vitorの解析系を用いて、RelAおよびc-Relを欠損する造血幹細胞(胎児肝由来、および胎児肝を移植して再構築した骨髄由来の細胞)の血球系への分化能を解析した。血球系細胞全般の分化能を解析するために、GEMM Assay(IL-3,IL-6,SCE,Epoによる誘導)を行った結果、RelAおよびc-Rel欠損由来の造血幹細胞からは、コントロールと遜色無いコロニーが検出された。これらは、骨髄球系の細胞をすべて含んで分化してくることから、RelAおよびc-Rel欠損において、(1)造血幹細胞の最も未分化な段階の幹細胞の数が減少している訳ではないこと、(2)ある程度分化にコミットした段階までは分化が進んでいることが判明した。このことから、RelAおよびc-Relの協調的作用機序は、最も幹細胞に近い状態の維持よりも分化促進の過程に寄与していることが明らかとなった。本研究の目的は、転写因子NF-kBのサブユニットRelAとc-Relを欠損したマウス骨髄からリンパ球ならびにマクロファージが出現してこないという表現型を示すことについて、その原因を解明するとともに、リンパ球およびマクロファージの分化にNF-kB/RelAおよびc-Relサブユニットが以下に関与しているのかを明らかにすることである。

このことを通じて、血球の分化におけるブラックボックスを解明することに津軽事に生物学的意義があると考えた。転写因子NF-kBのサブユニットRelAとc-Relを欠損したマウスは、胎生期に致死となるため、死亡直前の胎児肝臓(胎生期に造血を担っている)を放射線照射した成人マウスに移植し、骨髄の再構築を図った。その結果、(1)リンパ球(TおよびB共に)が著明に減少していること、(2)マクロファージ系の骨髄球の著明に減少していること、を見出した。再構築した骨髄を用いたin vitroの解析から、以下の点を明らかにした。(1)CFC assay:造血幹細胞を誘導した結果、全血球系のコロニーの出現が著明に減少していることを見出した。(2)T lymphocyte:支持細胞の上で誘導培養した結果、未熟Tリンパ球までの分化は見られたが、分化段階のリンパ球が圧倒的に減少していた。(4)Erythroid:コロニーフォーメーションアッセイにおいて、コロニー数の著明な減少が見られた。(5)Macrophage:GM-CSF,M-CSFおよびIL-3による誘導では、誘導開始から4-5日目に細胞死を起こすことを見出した。さらに、骨髄の遺伝子解析から、Pax-5,IL-7,IL-7Rの著明な発現低下を見出した。
溶融金属層に直接接触する水の相変化現象のミクロ構造の解明

溶融金属と水が直接接触した際の相変化現象を詳細に観察し,相変化のミクロ構造の解明と,局所で開始する現象の伝播のコヒーレント性を支配する因子の把握などを目的として,常温の水に液滴規模の溶融すず液滴を滴下する実験を行った。すず温度が623°C,質量1.56gを,水槽中に内径16mmの試験管を設けて滴下し,試験管中での蒸気爆発の開始過程を観察した.現象は,溶融金属と水の自発的蒸気爆発とみなすことができ,トリガー機構の解明に他ならない.そこで,この現象の解明を目的として,マクロレンズを装着した高速度ビデオカメラによる撮影を,蒸気爆発が開始される位置に焦点を当て,約0.1mmの空間分解能と,最速62.5μsの時間分解能で現象を撮影を行い,映像の解析を行った.その結果,液液の塗れ面の存在の確認に続き,以下の結論を得た.(1)自発的な蒸気爆発では,蒸気膜の収縮による蒸気膜厚さの減少が原因で蒸気膜が局所的に崩壊する様相は観察されず,何らかの高温液の突出が原因で蒸気爆発が開始されるように観察された。(2)底部から崩壊する場合の写真から,すずの飛び出し部または蒸気泡の成長は,一定ではない.(3)縁から崩壊が開始するときには,微小の蒸気泡の発生と,すず飛びだし部がクレーター状となることが観察された.局所の崩壊の開始が確認できる。窪みの直径は0.37mmと0.45mmであり,蒸気泡は直径約0.12mmの球形である.溶融金属と水が直接接触した際の相変化現象を詳細に観察し,相変化のミクロ構造の解明と,局所で開始する現象の伝播のコヒーレント性を支配する因子の把握などを目的として,常温の水に液滴規模の溶融すず液滴を滴下する実験を行った。窪みの直径は0.37mmと0.45mmであり,蒸気泡は直径約0.12mmの球形である.溶融金属層と水の直接接触時の界面挙動を明らかにするために,(1)溶融金属層に水を導入する方法,(2)高温固体に付着させた溶融金属層を水に投入する方法,(3)水面上近傍から溶融金属を落下させる方法,の3種の方法を試行した.安定して溶融金属と水の接触現象の観察ができる(3)の方法を選択して実験を進める事にした.12gの溶融すずを水に滴下したときの挙動を観察した.スズ温度は滴下時500600°Cで,水温は1550°C,現象の詳細を撮影するためには現象を,ほぼ同じ位置で再現させることが必要なため,2次元空間を用いた.空間の奥行きは3mmと6mmとした.観察された現象は,(1)溶融金属の水面突入,(2)膜沸騰,(3)膜沸騰蒸気膜の崩壊,(4)液液接触,(5)微粒化を伴う蒸気泡の成長・収縮,と言う一連の過程である.本研究では,特に蒸気膜崩壊時の液液接触現象の解明に焦点をあてている.実験によって,以下の2つの特徴的な現象が観察された.一つは,A.高温金属周りの膜沸騰蒸気膜と水の気液界面の擾乱の様相である.擾乱は液滴先端部で発生し,数m/sの速度で伝播していくことが分かった.ふたつめは,B.局所的な蒸気膜の崩壊と液液接触の様相,である.後者は,B-1.溶融金属のほぼ全体が微粒化に進行する場合と,B-2.局所の液液接触にとどまり溶融金属の微粒化がほとんど生じない場合とに分けられる.さらにB-1には,B-1-1.変形した液滴の縁で開始する場合と,B-1-2.液滴の沈降方向先端部で開始する場合とに分類できることが明らかになった.溶融金属層に直接接触する水の相変化現象のミクロ構造を解明する目的で,溶融金属にすずを選び,水を用いて,水中での様相の観察実験を行った.実験は,温度が600°Cから650°C,質量が1から4gの溶融金属を,ほぼ常温の水に上方から滴下し,現象を高速度ビデオカメラで最大16000コマ/秒で撮影する方法で行った.

滴下された液滴は,膜沸騰から,膜沸騰の崩壊,蒸気泡の成長(蒸発)と収縮(凝縮),さらに溶融金属の微粒化を伴う自発的な蒸気爆発の様相を示した.実験では,高温液滴表面に膜沸騰蒸気膜が形成される過程と,この蒸気膜が乱れる過程,さらに蒸気爆発開始過程を反射光によるマクロレンズによる拡大撮影を行い,以下の点を明らかにした.(1)局所的な溶融すずの飛び出し現象が生じても,直ちに微粒化を伴う蒸気爆発に至らない場合がある.(2)膜沸騰蒸気膜形成の段階で,局所的に蒸気膜が消失して,水と液体状態の高温物質が,直接接触している濡れ面ができるが,直ちに微粒化を伴う蒸気爆発に至るわけではなく,再び蒸気膜が形成される場合がある.従来,局所的な蒸気膜の消失は,液液の直接接触を意味し,自発核生成による,激しい蒸気発生と蒸気爆発への進展が推定されていただけに,重要な発見と考えられる.(3)蒸気爆発は,局所の蒸気膜の崩壊から開始し,その開始位置は,溶融すずが水中で変形しながら形成された円盤部の底部からの場合と,縁部分からの場合がある.溶融金属と水が直接接触した際の相変化現象を詳細に観察し,相変化のミクロ構造の解明と,局所で開始する現象の伝播のコヒーレント性を支配する因子の把握などを目的として,常温の水に液滴規模の溶融すず液滴を滴下する実験を行った.すず温度が623°C,質量1.56gを,水槽中に内径16mmの試験管を設けて滴下し,試験管中での蒸気爆発の開始過程を観察した.現象は,溶融金属と水の自発的蒸気爆発とみなすことができ,トリガー機構の解明に他ならない.そこで,この現象の解明を目的として,マクロレンズを装着した高速度ビデオカメラによる撮影を,蒸気爆発が開始される位置に焦点を当て,約0.1mmの空間分解能と,最速62.5μsの時間分解能で現象を撮影を行い,映像の解析を行った.その結果,液液の塗れ面の存在の確認に続き,以下の結論を得た.(1)自発的な蒸気爆発では,蒸気膜の収縮による蒸気膜厚さの減少が原因で蒸気膜が局所的に崩壊する様相は観察されず,何らかの高温液の突出が原因で蒸気爆発が開始されるように観察された.(2)底部から崩壊する場合の写真から,すずの飛び出し部または蒸気泡の成長は,一定ではない.(3)縁から崩壊が開始するときには,微小の蒸気泡の発生と,すず飛びだし部がクレーター状となることが観察された.局所の崩壊の開始が確認できる.窪みの直径は0.37mmと0.45mmであり,蒸気泡は直径約0.12mmの球形である.
粘菌の形態形成における多様性の生成と開かれた自己言及性

前年度の研究成果より、細胞内リズムにおけるコヒーレンス生成崩壊サイクルと細胞形態における形態生成サイクルの間での相互依存関係が、真性粘菌の形態形成プロセスにおいて重要なはたらきを担っていることが実験的に示された。そこで、本年度は、このプロセスにおける相互拘束メカニズムを明らかにするために、前者を化学振動子の結合系として、後者を原形質流動に伴う力学系としてモデル化し、シミュレーション的に解析することを試みた。具体的には、化学振動子系はカルシウムおよびATPの非線型リズムの結合系と捉え、それらの濃度に依存して力学系における原形質流動の駆動力を生成すると考えた。また、力学系は原形質流動を記述するために流体力学系として捉え、その流動に伴う原形質輸送によって化学振動子の間でのカップリングに影響を及ぼすとした。これらの結果、化学系と力学系は相互拘束的挙動することがシミュレーション的にも確認された。さらに、化学系と力学系は、時間的に異なるタイムスケールで動作しており、化学振動子系における位相的コヒーレンスとしての位置情報の生成は、力学系におけるゆっくりした変化のもとに拘束を受けていることが示された。このことは、化学系における空間的多様性の生成を前提にして、個体としての時間的統合性を実現する上で力学系が有効であることを示唆している。粘菌変形体に特徴的である扇型の形態パターン(以下ファンと呼ぶ)が生成するプロセスの画像処理的計測を行ない、ファンにおける細胞内リズムの時空間ダイナミックスとそれを拘束する形態パターンの間での相互依存的関係を調べた。特に、粘菌の細胞内リズムは画像データから各部分の原形質分布の時間的変化として記録し、また形態パターンは原形質の空間分布としての画像からフラクタル構造として記録した。これらの結果を、細胞内リズムの相互引き込みによる位相パターン生成とリズムの結合構造としての形態パターン生成の間での相互干渉ダイナミックスとして解析した。その結果、1)細胞内リズムにおける位相的コヒーレンスは周期12時間程度で生成と崩壊を繰り返していること、2)形態パターンの生成も周期12時間程度で生成と停止を繰り返していること、3)さらに位相的コヒーレンスの生成崩壊サイクルと形態の周期的変化は同調しており位相差が1/4周期程度であることを明らかになった。これらの結果は、コヒーレンスの生成崩壊サイクルと形態生成のサイクルが相互に拘束し合っていることを示唆しており、結合振動子系とそのカップリング構造の相互拘束としてモデルを構成しつつある。
神経回路網形成への新規モデル動物プラナリアとマウスを用いたアプローチ

哺乳類・マウスにおいて神経回路網形成に重要な役割を果たす、神経特異的免疫グロブリンスーパーファミリー接着分子群の機能解析を最終目標として、最も原始的な脳を持つモデル動物プラナリアから免疫グロブリンスーパーファミリー接着分子を幾つか単離し、機能解析とともにその分子の進化的側面も解析を進めた。プラナリアからは免疫グロブリンスーパーファミリー接着分子群のうち、NCAM、DSCAM、TAG-1/contactinファミリーのプラナリアオルソログを単離、その全長クローニングとともにそれら分子に対する抗体作成も完了した。昨年度、これら分子のin situハイブリダイゼーションによって遺伝子レベルでの、プラナリア脳再生過程における発現解析を行っており、今回、蛋白質発現レベルでの生体内での発現様式も示すことが出来、脳の形成過程においてこれらの分子が機能相関を持ちながら形成に関わっていることを明らかにするとともに、微細な脳・神経回路網構造をこれら抗体を用いてより詳細に観察できる系を確立した。さらに、これらの分子のRNAiによるノックダウン実験を開始した。ただ、マウスによるノックアウトでは、これら接着分子は劇的なフェノタイプを示さなかったように、プラナリアにおいても単独ノックダウンでは大きな変化にはおよばないが、RNAi系の利点として幾つかの分子を協調してノックダウンすることによって、生体内でのこれら分子の機能をよりはっきりと示すことが出来た。また、我々が別の研究課題で立ち上げたカイコバキュロウイルスを用いた蛋白質発現系を用いてこれら分子を昆虫(カイコ)細胞上に発現し、接着分子の活性を計る系を新たに立ち上げる事に成功した。これら免疫グロブリンスーパーファミリー接着分子はマウス同様、同種分子間では接着活性が高いこと、異種間でも弱い接着活性を持っていることも示すことが出来た。マウスにおいては、脳形態形成における転写因子群のノックアウトマウスによる解析を共同研究で進行させ、これらのプラナリアオルソログも単離し、これらのノックダウンも進めている。マウスによる解析と、プラナリアにおける解析を組み合わせるとともに、細胞生物学的な手法も駆使して神経回路網形成を解析する糸口を掴むことが出来た。哺乳類・マウスにおいて神経回路網形成に重要な役割を果たす、神経特異的免疫グロブリンスーパーファミリー接着分子群の機能解析を最終目的として、最も原始的な脳を持つプラナリアからもその先祖型分子群を単離、機能解析とともにその分子の進化的側面も解析を進めた。マウスにおいて免疫グロブリンスーパーファミリー接着分子のうち、TAG-1・NCAMなどの分子の解析を進めるとともにプラナリアからもそれら分子のプラナリアホモログを単離し、脳形成過程での発現解析を行った。脳神経回路形成時にはNCAMおよびDSCAMホモログが初期から発現し形成に関与し、TAG-1ホモログは末梢神経系に主な発現し機能していること、これは哺乳動物の発現パターンとほぼ同じことが解った。また、免疫グロブリンドメインがプラナリアから哺乳類までどのように形成されてきたか、分子の成り立ちを推測できるようになった。これらの分子の機能阻害を行う目的で、まずプラナリアにおけるRNAiを抗体もそろっているシナプトタグミンなどで開始した。その電子顕微鏡観察などによるプラナリア神経形成における機能解析を進めた。その過程でプラナリアにもシナプス様構造があること、この構造体の変化を観察することができた。この系で確立した分子抑制系で上記、接着分子群の機能解析を開始した。さらに哺乳類でこれら神経接着分子やシナプス機能分子の局在や機能を制御しているアクチン骨格系分子の機能解析をマウス・プラナリアを併用して開始した、哺乳動物でコフィリンのアンチセンスオリゴ発現抑制に成功し、この分子のプラナリアホモログの機能抑制も進めつつある。さらに、マウスから新規細胞極性決定分子の単離に成功し、プラナリアでのこれらホモログの検索を行い、骨格系及び細胞極性決定分子のホモログもそろえた。これらの成果を踏まえ、今後発現抑制による機能解析を最も原始的および基本形のプラナリア脳で進めることができるようになった。

マウスにおいては、脳形態形成における転写因子群のノックアウトマウスによる解析を共同研究で進行させ、これらのプラナリアオルソログも単離し、これらのノックダウンも進めている。マウスによる解析と、プラナリアにおける解析を組み合わせるとともに、細胞生物学的な手法も駆使して神経回路網形成を解析する糸口を掴むことが出来た。
TLR刺激によるフラビウイルスの病原性亢進メカニズムの解析

蚊媒介性フラビウイルスの感染・伝播には、蚊の唾液による自然免疫応答が重要であると考えられているが、そのメカニズムは不明瞭である。元来、Toll様受容体(TLR)を介した免疫応答は、生体防御に働くとされてきたが、TLRの中でもTLR2/9のシグナルを活性化させるとウイルスの病原性を亢進することを見出した。よって、蚊の唾液がTLRを刺激しウイルスの感染性を亢進していることが考えられる。本研究では、ウイルス感染におけるTLR刺激の役割を検討し、唾液による感染効率上昇のメカニズムの解明を目指す。さらに、TLRシグナルによる新たなウイルス感染における病原性発現機構の理解を進めることができると期待される。
遺伝子組換えによるユーカリの木質改変・アンチ-エイジング技術基盤の構築

ユーカリを研究対象として高効率遺伝子組換え系の開発を行うと共に木質改変遺伝子や幼若性制御miR156の導入を試みた。これらの結果、組換え体作出効率は9.5% (最高値)になり、目的の組換え体もそれぞれ20以上得られた。培養条件下で木質改変遺伝子導入個体は旺盛な成育を示したが、miR156導入個体は顕著な形態的変化や成育差は認められなかった。現在、これらを鉢植えして室内で栽培することで樹勢調査を実施している。以上により、ユーカリで遺伝子組換えによる高バイオマス樹木の研究・開発の基盤が構築できた。今後、これらの組換え体を用いて木部構造制御分子機構の理解を深め、将来のバイオマス資源増産に繋げる。気候変動や人類活動による天然資源の枯渇や砂漠化が深刻な問題となりつつある。環境ストレス耐性や高バイオマス遺伝子組換え樹木が開発できれば、環境保全に資する持続可能な森林を増加させ、CO2の大量固定・バイオマス資源増産ができる。本研究課題では、環境植林やパルプ原料として世界的に最も利用されているユーカリを研究対象とし、高効率遺伝子組換え系の開発、2つの木質改変候補遺伝子T96とT101、及び幼若性制御microRNA(miR156)の導入を試みた。高効率遺伝子組換え系の開発。アルミニウム処理によるoenothein Bの抑制やACCデアミナーゼによるエチレンの生合成の抑制により遺伝子組換えの高効率化を試みたが、いずれも顕著な効果は認められなかった。しかし、個体選抜によりin vitro増殖に優れ高効率で組換え体作出が可能な系統を見出した。さらに組換え方法の改良も行い、組換え体作出効率が9.5% (最高値)になり10倍以上効率化できた。同時に前形成層特異的発現プロモーターの選定も実施した。有用遺伝子導入個体作出。培養条件下で非組換えに比べT96導入個体の成育は優れなかったが、T101は旺盛に成育した。miR156導入個体は顕著な形態的変化や成育差は認められなかった。以上、本研究によりユーカリでモデルとして利用可能な系統の選抜、及び組換え方法の改良によりユーカリでも容易に組換えが可能となった。これにより遺伝子組換えによる高バイオマス樹木の研究・開発の基盤が構築できた。さらに、有用遺伝子の導入も実施できた。しかし、樹木であるがため限界もあり、一年では成育の評価や木質評価実施までには至らなかった。遺伝子組換え
投票力指数から見た国連安保理の改革

国連の安保理改革有力案を、ボルジャー指数(投票力指数)を用いて比較検討した。昨年度は、同じボルジャー指数でもわが国の投票力に焦点を当てて算出した。本年度は、それを拡張し、常任理事国(P5)のほか、有力国と一般的に見なされている10か国(韓国、ドイツ、イタリア、ナイジェリア、ブラジルなど)を対象に、それぞれの改革案におけるボルジャー指数を算出した。こうした有力国の投票力も、わが国の場合と同様な傾向がみられた。現在改革有力案とみなされている案では、P5の投票力を現状から大幅に減少させず、しかも有力国の大半を満足させることは困難との結論が、ボルジャー指数という側面からすると暫定的に導き出された。とくに、AU案のような拒否権付きで新規に常任理事国を認める改革案は、常識的な印象通り、大幅にP5の投票力を低減させるので、P5の支持を得るのは困難との結論が出た。コンセンサス連合案は、わが国などが提案したG-4案を引き下ろす目的があったと一般的に認識されているが、理事国数の拡大をしている点で、わが国を含めてその他の有力国にとって、一般的な認識ほど不利な提案ではないとの結論は導出できる。理事国総数を増やせば、それだけ当選の確率が上がり、その分投票力も上がるからである。非常に困難と思われる常任理事国入りを目指すよりも、拡大自体を実現する方が、少なくともわが国を含めた有力国の意見の反映を図るためには現実的な方針なのではないかとの印象がある。さらに、同様な事例と国を対象としてバンザフ指数による算出も行ったが、発表までは至っていない。現在も2000年代の国連安保理理事国の投票行動の資料を収集中である。投票力指数の中でも、ボルジャー指数に関しては、計算方法などを確定した。その他のバンザス指数などについては、来年度にできればしたいと思っている。この算定方法に基づいて、現状の安保理理事会における常任理事国および非常任理事国の投票力を算定した。そして、わが国の安保理非常任理事国当選回数から、わが国のアジア地域における当選確率を算定し、もってわが国の現状の投票力を算出した。同様な方法で、安保理改革の有力5案について、さまざまな場合を想定しながら、常任理事国およびわが国などの予想投票力を算出し、比較考察した。結果として、安保理の拡大自体がわが国の投票力の向上に資するとの試算ができた。これは、本年3月末に、書籍の1章として刊行される予定である(下記の研究発表の欄を参照されたい)。専門家を招いての講演会としては、川端安保理政務官を6月にお招きし、安保理全般と改革について講演していただいた。同氏には、引き続き専門的知識の提供をいただいている。3月初旬に、国連NY本部で安保理に関して、同氏に聞き取り調査をし、あわせてわが国国連代表部である一等書記官から、わが国の今後の対応その他について聞き取り調査及び意見交換を行った。まずは各国間交渉の場(フォーラム)の確保をし、そこで意見の集約を得たいとの考えのようで、わが国の戦略自体が固まっているようではなかった。
生活習慣病に合併する肝癌の早期診断マーカーの開発：血中細胞外小胞の解析

近年急増する非B非C型肝癌は、糖尿病など生活習慣病をリスク要因とするが、ハイリスク群の同定方法が確立していない。早期発見にはこれら他疾患との高い識別能をもつ低侵襲な診断法が必要である。これを可能にする診断マーカーを開発する観点から、本研究では、肝癌細胞が遊離する細胞外小胞(EV)において高発現するタンパク質を明らかにする。また、このEVタンパク質が診断マーカーとして必要十分な検出力を持つのかを臨床検体を用いて明らかにする。
希土類強磁性半導体単結晶の超薄膜化と機能性の解明

EuOは強磁性転移温度が約70Kの強磁性半導体であり、将来、有望なスピントロニクスデバイス材料として注目されている。EuOをスピンフィルターなどのスピントロニクスデバイスとして応用するためには、膜厚を1原子層レベルでコントロールした単結晶超薄膜の作製技術の確立、その基礎物性、および物性の発現と深く関わっている電子構造を明らかにすることが必要不可欠である。本研究では、適切なバッファー層を導入することにより、原子層レベルで膜厚を制御したEuO単結晶超薄膜を作製するとともに、その磁気的特性および電子構造の実験的決定に成功した。希土類酸化物により形成される強磁性半導体薄膜は、スピンの自由度をも利用したスピントロニクスデバイスとして、近年、非常に注目されている。特に、希土類酸化物を用いた強磁性半導体は、次世代スピントロニクスデバイスとして注目されており、超薄膜化による磁気光学効果の増大といった機能性の向上が報告されているものの、デバイス作製に必要不可欠な単結晶超薄膜育成の困難さのために、超薄膜状態における基礎的な機能性の理解が進んでいないのが現状である。そこで、本研究では、超高真空分子線エピタキシー(MBE)法を用いて、異なる膜厚の希土類強磁性半導体EuO単結晶超薄膜を作製し、その機能性と電子状態の関係を詳細に調べる。そして、得られたEuO単結晶超薄膜の物性および電子状態の膜厚依存性を詳細に比較・検討することにより、新規希土類スピントロニクスデバイスの開発の基礎となる電子状態の知見を得ることを目的として研究を行った。平成21年度の研究では、試料評価槽に試料作製後に直ちに磁気的特性を測定可能なin-situ磁気光学(SMOKE)装置を立ち上げた。この装置には、測定試料を4Kまで冷却可能なHeフロー式クライオスタット、0.2Tの磁場を印加可能な永久磁石を設置することにより、EuO単結晶超薄膜の磁気特性の測定を可能にした。これまでのEuO単結晶薄膜の作製の経験を活かし、SrTiO_3単結晶上にEuO超薄膜を作製した結果、膜厚2nmのEuO単結晶超薄膜の作製に成功し、その強磁性転移温度が約40Kであることを確認した。平成22年度の研究では、EuO単結晶超薄膜において平成21年度に立ち上げたin-situ磁気光学(SMOKE)装置を使用し磁気特性を決定し、UVSOR-IIBL5Uにおいて3次元角度分解光電子分光測定を行った。その結果、膜厚の減少とともに強磁性転移温度が減少するとともに、Eu 4fとO 2p状態の混成が弱くなることが明らかになった。この結果は、スラブ法を用いたEuO薄膜における電子状態計算の結果とも矛盾しないことを明らかにした。
小児の髄膜炎におけるサイトカインストームの調節機序の検討

小児の髄膜炎におけるサイトカインストームについて検討した.IL-4は全例の髄液中に認められず,IL-13は1例で認められたが,血清より低値であった.TGF-βは髄膜炎の急性期と回復期,対照群の間に有意差は見られなかった.小児髄膜炎における髄液中免疫抑制性サイトカインの中では,IL-10は髄液中で炎症性サイトカインより遅れて産生されて炎症に抑制的に働いていると推定された.可溶性E-セレクチンは髄膜炎患児の多くで髄液中に認められ,対照群より高値であった.その値は症状が消失すると低下した.IL-121とIL-18も一部の症例では髄液中で高値であった.また,髄液にIL-6の可溶性受容体であるsoluble IL-6R, soluble gp130が認められた.IL-16は髄膜炎の急性期に髄液中において著しく増加しており,血清中より有意に高値であった.それ以外のものは髄液中濃度が血清中より低値であり,血清から移行が推定された.さらに,髄膜炎症例の髄液中の可溶性CD154を検討したが,全症例で感度以下であった.血清では認められたので,髄液中では血清より低値と考えられた.また,無菌性髄膜炎の活性化T細胞上に発現するCD154は対照群に比べて低下している可能性が示唆された.デキサメサゾンを化膿性髄膜炎モデルマウスにおいて抗菌薬投与前に投与すると,炎症性および炎症抑制性サイトカインの増加が抑制された.サイトカインストームを鎮めるのには有効と考えられた.しかし,炎症性サィトカインだけを抑制することはできなかった.小児髄膜炎の炎症反応の病態には多数のサイトカインが複雑に絡み合い,いわゆるサイトカインネットワークを形成していることが明らかになった.今後は,小児髄膜炎の予後改善のために,炎症反応の適度な制御が治療研究の課題となるであろう.小児の髄膜炎におけるサイトカインストームについて検討した.IL-4は全例の髄液中に認められず,IL-13は1例で認められたが,血清より低値であった.TGF-βは髄膜炎の急性期と回復期,対照群の間に有意差は見られなかった.小児髄膜炎における髄液中免疫抑制性サイトカインの中では,IL-10は髄液中で炎症性サイトカインより遅れて産生されて炎症に抑制的に働いていると推定された.可溶性E-セレクチンは髄膜炎患児の多くで髄液中に認められ,対照群より高値であった.その値は症状が消失すると低下した.IL-121とIL-18も一部の症例では髄液中で高値であった.また,髄液にIL-6の可溶性受容体であるsoluble IL-6R, soluble gp130が認められた.IL-16は髄膜炎の急性期に髄液中において著しく増加しており,血清中より有意に高値であった.それ以外のものは髄液中濃度が血清中より低値であり,血清から移行が推定された.さらに,髄膜炎症例の髄液中の可溶性CD154を検討したが,全症例で感度以下であった.血清では認められたので,髄液中では血清より低値と考えられた.また,無菌性髄膜炎の活性化T細胞上に発現するCD154は対照群に比べて低下している可能性が示唆された.デキサメサゾンを化膿性髄膜炎モデルマウスにおいて抗菌薬投与前に投与すると,炎症性および炎症抑制性サイトカインの増加が抑制された.サイトカインストームを鎮めるのには有効と考えられた.しかし,炎症性サィトカインだけを抑制することはできなかった.小児髄膜炎の炎症反応の病態には多数のサイトカインが複雑に絡み合い,いわゆるサイトカインネットワークを形成していることが明らかになった.今後は,小児髄膜炎の予後改善のために,炎症反応の適度な制御が治療研究の課題となるであろう.小児の髄膜炎の病態にどのようなサイトカインが関連しているかについては,まだ不明の点が多い.髄腔は閉鎖された空間であり,炎症においてサイトカインが,どのような動態を示すかを調べるために適したヒトのモデルといえる.本研究はサイトカインと髄膜炎の病態についての蓄積を総合的に発展させ,小児の髄膜炎におけるサイトカインストームの実態について詳細に検討することを目的とした.検討は蛋白レベルで行い,主としてELISA法を用いた.IL-4は全症例の髄液中に認められず,IL-13は1例で認められたが,血清より低値であった.TGF-βは髄膜炎の急性期と回復期,対照群の間に有意差は見られなかった.小児髄膜炎における髄液中免疫抑制性サイトカインの中では, IL-10は髄液中で炎症性サイトカインより遅れて産生されて炎症に抑制的に働いていると推定された.可溶性E-セレクチンやIL-16は,髄膜炎患児の多くで髄液中に認められ,対照群より高値であった.その値は症状が消失すると低下した.血清中の値は髄膜炎の髄液中に比べて低値であった.IL-12とIL-18も一部の症例では髄液中で高値であった.また,髄液および血清中のIL-6,SCFとそれらの可溶性受容体であるsoluble IL-6R,soluble gp130,soluble c-kitについて検討した.IL-

6は髄膜炎の急性期に髄液中において著しく増加しており,血清中より有意に高値であった.それ以外のものは髄膜炎患児の多くで髄液中に認められたが,血清中より低値であり,血清から移行が推定された.本研究はサイトカインと髄膜炎の病態についての蓄積を総合的に発展させ,小児の髄膜炎におけるサイトカインストームの実態について詳細に検討することを目的とした.免疫応答を制御するCD40-CD154(CD40L)について検討した.CD40はB細胞に,CD154は活性化T細胞に発現する.CD154が欠損するX連鎖高IgM症候群の患者ではエンテロウイルスウイルス感染が持続するとの報告がある.髄膜炎症例の髄液中の可溶性CD154をELISA法を用いて検討したが,全症例で感度以下であった.血清では認められたので,髄液中では血清より低値と考えられた.また,無菌性髄膜炎の活性化T細胞上に発現するCD154は対照群に比べて低下している可能性が示唆された.CD40-CD154は髄膜炎において関与をしていることが示唆された.炎症性サイトカインの過剰産生によるサイトカインストームは,化膿性髄膜炎における中枢神経傷害を引き起こすことが知られている.大腸菌を接種して引き起こした化膿性髄膜炎のマウスの髄液中において,炎症性サイトカインであるTNFαとIL-6および炎症抑制性サイトカインであるIL-10は増加していた.デキサメサゾンを抗菌薬投与前に投与することによって,炎症性および炎症抑制性サイトカインはともに増加が抑制された.サイトカインストームを鎮めるのには有効と考えられた.しかし,炎症性サイトカインだけを抑制することはできなかった.炎症反応を選択的に調節するためには,抗サイトカイン抗体や抗サイトカイレセプター抗体,チロシンキナーゼ阻害薬などの検討を進める必要があろう.小児髄膜炎の炎症反応の病態には多数のサイトカインが複雑に絡み合い,いわゆるサイトカインネットワークを形成していることが明らかになった.今後は,小児髄膜炎の予後改善のために,炎症反応の適度な制御が治療研究の課題となるであろう.
歯周臨床情報の画像自動収集デバイスの開発に関する研究

本研究では、歯周診査のビデオ撮影を行い、歯周臨床情報を、動画像として一括して自動収集し、汎用の集計・統計ソフトウェアで利用可能なデータに変換するシステムを開発することを目的とした。16年度は口腔内CCDカメラを用いた撮影条件と動画像から目的の静止画像を取り込む過程を検討した。撮影した動画像上での歯周プローブの目盛りや歯肉縁や辺縁歯肉・プラークの状態を、口腔内を視診した場合と比較したところ、画像撮影の時点で考慮するべき点が見つかった。歯周診査のビデオ画像から、動画像取り込み用のグラフィックボードを介して、プロービング圧が最適圧を示した画像を抽出した。17年度は、歯周臨床情報の数値化と視診判定との誤差を検討した。解析コンピュータ上で、7名の被験者の代表6歯(FDI code、16、21、24、36、41、44)について、頬側および舌・口蓋側の静止画像計204枚を処理した。歯肉炎症度は、測定歯に隣接する歯間乳頭部全体に占める上部面積の割合とした。歯垢付着度は、測定歯面全体に占める染色部面積の割合とした。歯周ポケットの深さの視診と画像測定との誤差は、頬側では94%、舌・口蓋側では83%の画像が上下0.5mmの範囲内であった。歯肉炎症についてGingival Indexのスコア別に算出したところ、スコア0が23.9-32.2%、1が27.8-39.6%、2が25.2-47.5%の範囲であった。歯垢付着について、Plaque Indexのスコア別に算出したところ、スコア0が0.8-3.2%、1が8-22.2%、2が16.3-48.0%、3が51.2-84.6%であった。画像測定で算出された数値を含むファイルをネットワーク経由で送受信し、汎用の集計・統計ソフトウェアで扱うことができた。今後、集団健診などの場面で実用可能な測定デバイスへと発展させる研究を計画をしている。本年度は歯周臨床情報を動画像として一括収集し、測定対象となる静止画像を抽出する方法の確立と、画像を数値化した情報と視診で得られる情報との誤差を減少させる方法を検討した。口腔用小型CCDカメラを用いて撮影した歯周診査部位の動画像を、リアルタイムで解析用コンピュータに取り込めるように、画像入力ボードの環境設定を行った。静止画像として取り込む速度(フレーム数/秒)は、歯周プローブの圧力調整バネが動く速度に応じて決定した。取り込んだ静止画像のうち、前歯部と臼歯部の頬側については、画像補正なしで解析可能な画像を得ることができたが、臼歯部の舌側と口蓋側については明度とコントラストの補正が必要であった。静止画像を2値化して、歯周プローブのバネの位置が適正圧力を示す画像(対象画像)を抽出するための物体を検索したところ、対象画像には特異的な長方形物体が存在することがわかった。対象画像における歯周ポケットの深さは、申請者が開発した方法を用いて測定した。対象画像を抽出した時点で、歯周プローブの部分を明示することで測定時間を短縮できることがわかった。視診で得られる測定値との誤差を少なくするためには、画像撮影の時点で歯周プローブとCCDカメラのヘッドを平行に挿入する必要があることがわかった。

歯肉の炎症状態を示す歯肉の色はRGB値に変換できたが、視診との誤差が大きかった。そこで、視診との誤差が少ない画像を選択し、これを基準としてヒストグラムを見ながら補正した。プラークの付着状態は、染色を行うと歯肉の色に影響を与えるため、歯面の光沢が少ない部分をプラーク付着部位として面積を測定した。これらの測定(数値化)のステップが多数の画像に適用できるかどうかを60名の画像で検証した。数値化した歯周臨床情報は、汎用の集計・統計ソフトウェアで利用可能なテキスト形式として出力できた。本年度は、本法の歯周検診への応用を目標として、前歯、臼歯、頬側、舌側などあらゆる部位の測定が可能となるように、また、視診による評価の情報も追加して、動画像から収集した歯周臨床情報の測定値の結果出力プログラムを改良した。さらに、その測定値のテキストファイルがネットワークを介して送受信できるかどうかを確認した。歯周臨床情報は、歯周ポケットの深さと歯肉の炎症度および歯垢の付着度を選択した。代表歯として、左側上顎第1小臼歯、左側上顎中切歯、右側上顎第1大臼歯、右側下顎第1小臼歯、右側下顎中切歯、左側下顎第1大臼歯を選択した。歯周ポケットの深さの測定には模型を全顎撮影した(5シーン)動画像を用いた。歯肉の炎症度と歯垢の付着度の測定には被験者7名の口腔を全顎撮影した動画像を利用した。抽出した代表歯の頬側および舌・口蓋側の静止画像計204枚について、歯周臨床情報を画像上で測定した。歯周ポケットの深さは、測定歯の歯肉溝に挿入した歯周プローブが、目視で3.5mm(浅い歯周ポケット)および5.5mm(深い歯周ポケット)を示すように調整した後、その深さを計測して実測値に換算した。歯肉の炎症度は、歯肉腫脹の評価として、測定歯に隣接する歯間乳頭部全体に対する上部面積の比とした。歯垢の付着度は、測定歯面全体に対する染色部面積の比とした。歯周ポケットの深さの測定値と視診との誤差は、頬側では94%、舌・口蓋側では83%の画像が上下0.5mmの範囲内であった。歯肉の炎症度の測定平均値は、Gingival Index (GI)がスコア0の画像では0.28、スコア1では0.33、スコア2では0.40であった。歯垢の付着度の測定平均値は、Plaque Index (PlI)がスコア0の画像では0.02、スコア1では0.11、スコア2では0.32、スコア3では0.69であった。
論理的思考力・表現力育成のための幼小、教科間連携、国際比較によるカリキュラム開発

29年度の台湾の研究者、実践者による幼小連携研究との共同研究を継続すると共に、これまでの日本での幼小連携研究の成果との比較研究を行い、統合的分析による,論理的思考力・表現力のカリキュラムの整備を図った。この際、特別支援を要する子どもたちに対する論理的思考力・表現力のつまずきを明らかにし、カリキュラムの整備を行った。さらに、論理的思考力・表現力育成のための教科横断的カリキュラムの開発と授業提案を行った。具体的には、第1点目に、国語科が中心に行ってきた論理的なコミュニケーション能力の育成のためのカリキュラム案の精緻化を図った。これまでの日本での論理的コミュニケーション能力の発達研究を基盤にしながら、台湾での調査、実験研究で得たデータを加えて、幼小の接続を重視した論理的なコミュニケーション能力育成のための研究の基盤づくりを行った。具体的には、台湾と日本の保育幼稚園教育におけるコミュニケーション能力育成のための環境づくり、関係づくりを視点にしながら、論理的コミュニケーション形成の基盤としての相違点を明らかにした。さらに、小学校教育におけるコミュニケーション能力育成のための環境づくり、関係づくりを視点にしながら論理的コミュニケーション能力育成のための研究基盤づくりを行った。第2点目に、論理的なコミュニケーション能力のカリキュラム案をもとに、各教科における論理的思考力・育成のためのカリキュラム案の統合を行った。これらの活動を受けて,研究会やワークショップを開催した。昨年台湾の連携研究者の都合のために台湾へ行っての研究ができなかったのは計画外のことではあったが、一昨年台湾へ行った折に、台湾の論理的思考力・表現力育成校に関する書物も購入していたので、それをもとにしながら台湾との比較研究を進展させることができた。そのうえに、一昨年台湾の幼稚園、小学校で得たデータ分析を進めることができた。国内での研究は研究代表者が実践現場の連携協力者のもとに足を運んだり、核になっている研究者を中心にそれぞれの論理的思考力・表現力育成のカリキュラムの精緻化を進めることができた。また、予定外であった学びの履歴としてのカリキュラムとして、河野が広島大学附属小学校で教えた児童の20年の後とその過程の論理的思考力・表現力育成の経年研究を進めることができた。保育園幼稚園での参与観察の進展。台湾での保育園及び幼稚園への視察を再度行い、社会文化的アプローチからの保育園児・幼稚園児の論理的思考力・表現力の実態把握と共に効果的な遊びなどの考察を行っていく。この際、台湾の連携研究者が長年関わっており、台湾の幼稚園教育への影響も大である東京都目黒区のH幼稚園との連携研究も推進する。ここでは、「理由付け」の論理的思考力・表現力育成に力を入れている点から、幼小の連携カリキュラム開発の基盤データとなると考えている。さらに、国語では、「批評読みとその交流」の実践研究を進展させる。本方法論は、アクティブ・ラーニングの方法論としても有効であり、論理的思考力育成の上でも重要である。この方法論の研究としては、河野順子(2006)『<対話>による説明的文章の学習指導ーメタ認知の内面化の理論構築を通してー』風間書房(日本学術振興会平成17年科学研究費(成果公開促進)による公刊、1-526)で既に研究に着手してきた。その後さらに研究を進展させ、メタ認知の条件的知識の視点からの研究へと進化させている(古賀洋一・河野順子「説明的文章の読みにおけるメタ認知的知識としての条件的知識育成に関する1考察」『熊本大学教育学部紀要』第61号,13-27。河野順子(2015)「批評読みとその交流」に関する一考察ーメタ認知的知識としての条件的知識に着目してー.『国語教育学研究の創成と展開』.渓水社.pp.203ー212など)。これらの成果をもとに対話による深い学びを可能にする「批評読みとその交流」について継続研究を行う。と共に、幼稚園での論理的思考力の質的研究の成果と小学校入門期の接続及び小学校・中学校での児童生徒の発達に即した「批評読みとその交流」のカリキュラム及び授業提案を行う。これについては河野と神奈川の公立小学校、調布市公立小学校との連携で行う。新学習指導要領が公布され、アクティブ・ラーニングという方法論が注目されている。アクティブ・ラーニングの学びが形式化されては社会に生きる力の育成は難しい。ここには、思考力の育成が必要なのである。河野は平成23年度の科研から一貫して論理的思考力の育成を教科間連携・幼小中連携によって追究してきた。その結果、教科間を横断していく論理的思考力として根拠・理由付け・主張の三点を抽出し、その発達も明らかにしてきた。今回は特に幼小の連携を強化し、論理的思考力育成の発達をさらに明らかにすると共にアクティブ・ラーニングによる主体的・対話的な深い学びを実現する授業改革の視点を明確にした幼小・教科間連携による論理的思考力・表現力育成のカリキュラム案の整備と授業提案を行う。特に、PISA調査でも独自の成果をあげている台湾の幼小連携教育との比較研究から新たな知見を見い出すことを目的に行ってきた。本年度は、台湾の研究者、実践者による保幼小連携研究との共同研究・比較研究を加え、論理的なコミュニケーション能力育成のための基盤調査をさらに重ねた。具体的には、2017年7月に台湾の研究者を招聘し、日本の研究者との研究会を開催した。また、2018年3月に研究代表及び研究副代表の二人が台湾へ赴き、台湾の連携研究者と共に幼稚園、小学校の参与観察を行った。