hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
骨の特異力学機能に学ぶ応力応答性自己強化金属製インプラントの開発原理

その結果、Ti-12Cr合金製脊椎固定器具では、表面近傍における局所的な変形誘起ω相の形成による大幅な表面改質の可能性が示唆される結果が得られた。本年度は計画どおり、Ti-12Cr合金を用いた脊椎固定器具の試作を行い、その耐久性試験を実施した。耐久性試験の結果は改善の余地を残したが、表面改質による改善の目処も立っていることから、本研究は順調に進展しているといえる。生体用金属材料分野において近年盛んに研究開発されてきた低弾性率チタン合金のさらなる発展型として、弾性率自己調整金属を開発し、その脊椎固定器具への応用について検討している。患者が望む骨との高い力学的整合性を得るための低弾性率と医師が求める手術施行時の高い操作性を実現するための高弾性率とを両立させるため、変形誘起相変態を利用して、母相よりも高い弾性率を有する新たな相を形成させることにより、変形部のみ弾性率が上昇し、非変形部は低弾性率を示すことがこの合金の特徴である。昨年度から、同合金の実用化を目指して、代表的な弾性率自己調整金属であるTi-12Cr合金製の脊椎固定器具を試作し、その耐久性評価を開始した。Ti-12Cr合金製脊椎固定器具の耐久性は、変形誘起相変態が生じない他のβ型チタン合金製脊椎固定器具に比べれば良好であったが、従来から実機に利用されているα+β型チタン合金製脊椎固定器具に比べて劣る結果が得られた。この耐久性試験では、いずれの合金製脊椎固定器具においても、ほとんどの場合、スクリューとロッドの締結部で破壊が生じた。すなわち、脊椎固定器具では、部品間の接触による耐久性の劣化が示唆された。そこで、Ti-12Cr合金製脊椎固定器具に表面硬化処理を施し、その耐久性の改善効果について検討した。その結果、表面硬化処理を施したTi-12Cr合金製脊椎固定器具では、同処理を施していないものに比べて、著しい耐久性の改善が認められた。微細組織観察の結果、表面硬化処理を施したTi-12Cr合金製脊椎固定器具には、表面近傍において変形誘起ω相の形成が認められた。したがって、この表面近傍における変形誘起ω相の形成が、Ti-12Cr合金製脊椎固定器具の耐久性を向上させた一つの要因となったと考えられる。研究代表者らにより開発された弾性率自己調整金属では、変形誘起相変態により弾性率と強度が上昇する。この機能を利用することにより、外部からの力学的負荷に応答して自己強化する金属製インプラント開発の試みを開始した。本研究では、応用先の一つとして脊椎固定器具を想定し、同器具において重要な曲げ変形に対する応答について調査した。その結果、曲げ変形の内側と外側の両部位において、変形誘起ω相の形成が認められた。繰り返し曲げ変形が加わる脊椎固定器具の耐久性試験においても、表面にフレッティング疲労対策を施すことにより、弾性率自己調整金属本来の優れた疲労特性が発揮されることが明らかとなった。医療器具に用いられる金属材料には高い耐久性が求められる。弾性率自己調整金属を脊椎固定器具に応用する場合においても同様に高い耐久性が要求される。本年度の検討により、同合金が良好な疲労特性を備えていることが明らかとなり、今後の実用化への期待が高まった。次年度も引き続き、弾性率自己調整金属を用いて脊椎固定器具を試作し、その耐久性試験を実施する。ただし、本年度の実験結果として、そのままでは良好な耐久性が得られないことから、次年度は表面改質による耐久性の改善についての検討を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。
接着性修復物の劣化とそれに伴う内分泌撹乱化学物質の溶出に関する研究

接着性修復物の長期耐久性は高齢化社会を迎えた中で極めて重要な課題となっている。現在入手可能な製品の修復直後の接着性能に関しては、十分なものが得られるようになってきている。特にエナメル質に関する接着は、比較的長期間の良好な臨床成績が期待できる。ところが、高齢者等に多く見られる根面窩洞、すなわち象牙質を主体とする接着耐久性に関しては不明なことが多かった。本研究では、研究の目的の一つとして、象牙質接着耐久、性について検討した。現在、広く使われている接着システムとして、モイストボンディング系とセルフエッチング系の2種類がある。前者の長期耐久性を検討したところ、接着界面から徐々にレジン成分が溶出し、その後時として象牙質基質の溶解消失が認められることが判明した。一方、後者では長期的にはレジン成分の溶出は見られるものの、ハイドロキシアパタイトやコラーゲン線維の消失は認められなかった。この結果、接着システムの開発はセルフ系を中心として行うべきであることが判明した。修復材料にごく微量含まれているといわれている内分泌撹乱化学物質に関して、サルロ腔内で短期・長期の溶出分析を行ったがその成分は検出されなかった。現時点では、修復物からの内分泌撹乱化学物質の溶出は検出限界レベル以下であることが判明した。近年の接着テクノロジーの大幅な進歩によってもはや短期的な接着は十分であると認識されている。ところが数多くの接着材料・手法が短いスパンで紹介される中、それらの材料における長期耐久性の情報は不足している。本年、接着の劣化機構に関する基礎的な解明がなされた。さらに最近、この接着材料の成分中に環境ホルモン(内分泌撹乱化学物質)の存在が疑われ、正確な情報が待たれている。そこで、我々は接着材料の主役であるコンポジットレジンの未硬化体の中から内分泌撹乱化学物質であるBis-Phenol Aあるいはその誘導体が微量に含まれていることを指摘した。このような中で、ヒトと歯式が同様であるサルの歯を用いレジン修復物の長期耐久性・劣化特性を検討するとともに、サルの口腔内から得られたレジン試料と実験室にて硬化させたレジン試料からの溶出モノマーを比較することによって、Bis-Phenol Aあるいはその誘導体の挙動を調べることにした。本年度と次年度にかけて、ニホンザルの歯を用い削合し、各種コンポジットレジンを充填し、レジンの劣化を加速させている。また、硬化したレジン試料からBis-Phenol Aの存在を検討中である。今年度にサルを用いて劣化の検討を開始していたが、最近、当方所有のサルが飼育中にB肝ウィルスに感染したとの疑いが出たため、現在実験は中断している。他方、ヒト乳歯の交換期にレジン修復を有する試料を、入手できたため、その劣化の研究が行えた。BPAに関しては、サルのウィルスの問題が解決後、継続する予定である。本研究では、研究の目的の一つとして、象牙質接着耐久性について検討した。

前者の長期耐久性を検討したところ、接着界面から徐々にレジン成分が溶出し、その後時として象牙質基質の溶解消失が認められることが判明した。一方、後者では長期的にはレジン成分の溶出は見られるものの、ハイドロキシアパタイトやコラーゲン線維の消失は認められなかった。この結果、接着システムの開発はセルフ系を中心として行うべきであることが判明した。修復材料にごく微量含まれているといわれている内分泌撹乱化学物質に関して、サル口腔内で短期・長期の溶出分析を行ったがその成分は検出されなかった。現時点では、修復物からの内分泌撹乱化学物質の溶出は検出限界レベル以下であることが判明した。
陽子線治療におけるディスタル形状位置検出の高速・高精度化の研究

シンチレータ板とCCDカメラを組み合わせた検出器と自動測定深制御装置の開発により、これまで何時間もかかるという時間的制約により実施できなかった患者毎の照射野形状及び重要な領域における線量分布の確認が3分程度の十分に実用的な短時間で、更に、患者毎に決定しなくてはならない線量校正係数の適性判断の補助情報提供のために十分な精度で実施可能であることを実証した。これまでに開発した同期型レンジ走査式のディスタル形状位置検出器に対して、その測定深制御部(2枚の並進型クサビ形レンジシフタ)を陽子線加速器からのビーム出射ゲート信号に同期させて自動制御することにより、陽子線治療における照射線量分布計測の高速・高精度化を可能にする。これにより、これまで時間的制限により実施されていなかった患者毎の照射線量分布計測と治療計画による線量分布との比較が可能となる。今年度は自動制御のためのソフトウェア開発を、パーソナル・コンピュータ、モーター・ドライブ用コントローラ、ドライブ用電源、制御信号用端子台、およびLab Viewを用いて行った。ビーム出射ゲートとビーム信号をNIM回路モジュールにより擬似的に作成して、開発された自動制御ソフトウェアの試験を行うためのテストスタンドを構築した。これにより、実際の加速器を使用した本実験前に、ソフトウェアの試験の実施が可能となった。2秒間隔で0.4秒開くビーム出射ゲート内に出現したビーム信号を読み出し、その強度が十分であると判断した場合にレンジシフタの次点へ移動するというプログラムどおりの動作を確認した。この結果、測定深制御部の自動制御が実際のビーム周期において十分に高速で制御可能なことが確認できた。これはこの研究の目的であるリアルタイムで計測される線量分布を治療計画の比較検証するために必要な条件の一つが解決されたことになり、この研究のために大変重要な結果である。陽子線治療の治療計画で現在広く使用されているペンシルビーム法による線量分布計算においては患者毎に異なる照射野形成のために用いるボーラス/コリメータで散乱される効果が反映されていないため、治療照射時に照射線量を計測する線量モニターに対して患者毎に決定すべき線量校正係数を実測と事前に収集されたデータに基づいて求められた予測値との比較によって、線量校正係数の適正を判断している。本研究における同期型レンジ走査式ディスタル形状位置検出器システムは検出範囲を変えることにより、ディスタル形状位置の検出のみならず線量校正点付近の線量分布計測にも利用できる。本年度は測定深制御部の自動化を完成し、実際に使用したボーラス/コリメータを同照射条件下でビーム試験を実施した。2秒のビーム間隔で0.3秒間出射されるスピル毎に、線量分布検出器である1mm厚x200x200mm^2のシンチレーター板の深部位置を測定深制御部で1mmずつ可変させながら、CCDによる形状位置検出器により線量校正点に対して±25mmの範囲の線量分布を100秒で収集し、このシステムの高速性を検証した。線量分布解析プログラムを開発し、深部線量分布と横線量分布を、基準検出器の並行平板型(NACP)線量計と2次元分布検出器イメージング・プレート(IP)による結果と比較検討した。解析プログラムではシンチレーター光に対する系統的なノイズと中性子等による統計的スパイクノイズ等を除去するフィルター類の開発、線量分布解析プログラムの開発を行った。その結果、シンチレーターに内蔵したクエンチング効果の補正後の分布は、基準検出器による分布に対して形状に数%程度の相違が部分的に確認され、精度管理の面で更なる詳細比較とその相違の原因究明に対する課題が残された。線量分布とシンチレーター光分布との関係をシミュレーションすることが原因究明の方法の一つと考える。受動的照射野形成型の陽子線治療における治療計画ではペンシルビーム法(PB法)による線量分布計算が一般的に広く使用されている。しかし、PB法では照射野形成に用いる患者毎に異なるボーラス/コリメータで散乱される効果は反映されていない。このため、各患者の最初の治療照射に先立って照射線量を計測する線量モニターに対して患者毎に決定すべき線量校正係数を実測し、実データを基盤として作成された予測式による予測値と比較することにより、線量校正係数の適正を判断して決定している。本研究では、測定深制御部の自動化を導入し、ディスタル形状位置及び線量校正点付近の線量分布計測をリアルタイムで行える、同期型レンジ走査式ディスタル形状位置検出器システムを開発し、実使用のボーラス/コリメータを同照射条件下で用いてビーム試験を実施した。2秒毎に0.3秒間出射されるビームスピル毎に、線量分布検出器である1mm厚x200x200mm^2のシンチレーター板の深部位置を測定深制御部で1mmずつスキャンし、形状位置検出器(CCD)により線量校正点を中心とする±25mmの範囲の線量分布を100秒で収集することを確認し、このシステムの高速性を検証した。

また、高精度性の検証のために線量分布解析プログラムを開発し、深部線量分布と横線量分布を基準検出器の並行平板型(NACP)線量計と2次元分布検出器イメージング・プレート(IP)による結果と比較した。解析プログラムでは、シンチレーター光に対する系統的なノイズと中性子等による統計的スパイクノイズ等を除去するフィルター類の開発、線量分布解析プログラムの開発を行った。その結果、シンチレーターに潜在するクエンチング効果補正後の分布には、基準検出器による分布に対して形状に数%程度の相違が部分的に確認され、その相違の原因究明が必要であることが示された。精度管理の充実面から詳細比較の利便性を強化するために、実用に向けた一体型のシステムボックスを設計・製作し、設置再現性、位置精度、設置時間の短縮化を確認した。
疑似血管デバイスを用いた内皮細胞にかかるせん断応力の計測と細胞の応答の計測

動脈硬化や脳梗塞、心筋梗塞などと言った循環器系疾患の原因解明のために、血管の表面の細胞である内皮細胞を、マイクロ流路内でせん断応力を負荷しながら培養する方法を検討し、培養方法を確立した。高速共焦点マイクロPIVシステムを用いて被写界深度を浅くすることにより空間分解能を大幅に向上させ、細胞表面近傍の速度分布を求める計測法を開発した。また、蛍光粒子画像から細胞の3次元形状を推定する手法を開発し、速度分布との比較を行った。動脈硬化や脳梗塞、心筋梗塞などと言った循環器系疾患の原因として、内皮細胞と血流による刺激や血球の内皮細胞への付着などが関係すると考えられている。そこで、本研究では、せん断応力などの流れによる刺激と内皮細胞の応答との関係を詳細に調べるため、疑似血管デバイス内に培養液を流し、細胞近傍の速度分布を計測し、得られた速度分布を用いて、細胞表面にかかるせん断応力の分布および細胞の高さを求める方法を開発した。ピエゾシステムを用いて焦点位置を変位させ、各断面における速度分布をマイクロPIV法により計測し、得られた速度を2次関数に近似して、細胞表面に滑り無し条件を適用して細胞表面にかかるせん断応力の分布および細胞の高さを推定する、これにより、非接触でかつ生きたままの細胞を高い空間解像度で細胞に負荷される力学的な刺激と細胞の形状の計測が同時に可能となった。さらに、顕微鏡用培養装置を用いることで、長期間における細胞への刺激と応答を調べることが可能となり、長期的な細胞の動態を詳細に調べることが可能となった。開発した手法を用いてPDMS製マイクロ流路内で培養した正常ヒト臍帯静脈内皮細胞の表面にかかるせん断応力の分布および細胞の高さを求めた。また、マイクロ加工装置を用いて作成した幅400μm、深さ63μmのPDMS製マイクロ流路内粒子径0.5μmの蛍光粒子を混入した溶液を流し、本手法の計測精度の検証を行った。その結果、高さの計測精度が0.27μmとなった。今後、焦点深度が計測精度の更なる改善を図る必要である。高速共焦点マイクロPIVシステムを用いて被写界深度を浅くし、さらに、複数の焦点位置の計測断面数を増やし、細胞表面近傍の速度分布を求める計測法を開発した。500nmの蛍光粒子および20倍、NA=0.75の対物レンズを用いて、被写界深度が3μmと低減でき、細胞表面から5μm間隔で4断面の速度分布の計測が実現できた。本手法を、幅400μm,深さ63μm,長さ20mmのPDMS製マイクロ流路内で培養した低細胞密度の血管内皮細胞近傍の流れ場に適用した。得られた速度分布は、層流の理論解からのずれが生じており、細胞表面のグリコカリックス層の存在による細胞近傍の流れ場へに影響が考えられる。細胞表面に存在する0.20.5μm程度の厚さのグリコカリックス層によって細胞近傍の流れ場が変化し,細胞にかかる壁面せん断応力が,グリコカリックス層を考慮せず算出した理論値より減少することが示唆された。今後,細胞の高さおよび壁面せん断応力を詳細に捉えるためにはグリコカリックス層の厚さを求めることおよびさらなる空間解像度と計測精度の向上を行い,グリコカリックス層による流れへの影響を調べる。共焦点マイクロPIVシステムを改良し、細胞表面極近傍を500nmと非常に高い空間解像度での速度分布計測が可能な計測法を開発した。また、1000fpsで撮像した各断面における粒子画像のペアの間隔を各断面において変化させ、最適化を行い、平均速度の標準偏差が減少し、計測精度を向上させることが可能となった。本計測法を用いて細胞を培養していない幅400 μm,高さ120μmのPDMS製マイクロ流路内の層流流れに適用し、流路底面からの距離が1-10μmまでの10断面の速度分布の計測値と理論値の比較を行い、良好な一致が見られた。次に、マイクロ流路内で培養した血管内皮細胞の表面近傍の流れ場に適用し、速度勾配が大きな細胞表面近傍を深さ方向に500nm間隔で計測し、細胞による流れ場の変化を捉えることができた。さらに、深さ方向に1μm間隔で撮像した蛍光粒子像を用いて各断面における細胞の輪郭を捉え、画像処理によって細胞の三次元形状を推定する方法を開発した。これらにより、細胞表面を覆っているグリコカッリクスと呼ばれる細胞外高分子物質による細胞近傍の流れ場への影響の評価が可能となった。高い計測精度と高い空間分解能が両立可能である共焦点マイクロPIVを用いた血管内皮細胞近傍の速度分布計測法を開発し、マイクロ流路内で培養した血管内皮細胞周りの詳細な速度分布を計測が実現できており、当初の計画通り、順調に進んでいる。血管内皮細胞近傍の速度計測の結果、当初想定していなかった細胞表面に存在する

0.20.5μm程度の厚さのグリコカリックス層の影響が示唆されるなど、新たな知見が得られた。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後、光学系などの改良を行い、さらなる空間解像度と計測精度の向上を目指す。空間解像度の向上のためには、さらなる小さな蛍光粒子の利用が不可欠となるが、ブラウン運動の影響が大きくなることや、蛍光強度の減少などにより、計測精度が大幅に低下することが予想される。そのため、実験装置の改良やPIV処理方法の検討を新たに行い、計測精度と空間分解能の両立を目指す。さらに、細胞の高さおよび壁面せん断応力を詳細に捉えるためにはグリコカリックス層の厚さの計測法を検討し、グリコカリックス層による流れへの影響を調べる。
金属錯体集積体の時空間制御による低次元性ナノストレス配位空間の構築

最近、金属錯体集積体のもつ配位空間を利用した小分子の取り込み、触媒反応、特異的な磁性などが注目されている。配位空間の機能発現は、空間がゲストに与えるストレス、あるいは空間に凝集したゲストがホスト集積体にもたらすストレスが相乗的に作用した結果と考えられる。そこで配位空間をストレス凝集空間(場)として捉え、ストレスを合目的に時空間制御することで新しい集積体の構築を目指す。ストレス空間では、ゲスト分子、ホスト錯体双方に束縛が生じ、双方の運動性の変化、ゲスト分子の特異な配列をもたらし、外場応答性、分子認識能等、特異的な機能発現に至る。また、束縛から生ずる特異的な構造的、電子的変化は、酸化還元特性、スピン状態の変化をもたらすであろう。本研究では、一次元あるいは二次元遷移金属錯体集積体をフレームワークとする低次元性ナノストレス配位空間に焦点をあて、以下の研究を行った。(1)動的チャンネルの構築:伸縮自在な一次元配位高分子により作られる外場応答性動的チャンネル、molecular muscleの構築。(2)ストレスを貯蔵する層状化合物の構築:大きな運動性と自由度を有し、ΔSの"貯蔵"が可能な長鎖アルキル鎖を導入した層状化合物の構築。(3)インターカレーションによるゲスト分子の導入:合成された層状化合物に機能性分子(たとえば、スピンクロスオーバー錯体)をゲストとして導入し、アルキル鎖がもたらすストレスにより誘発される物性変化の検討。本研究では、一次元あるいは二次元遷移金属錯体集積体をフレームワークとする低次元性ナノストレス配位空間に焦点をあて、ストレスを貯蔵する層状化合物の構築を行った。大きな運動性と自由度を有し、ΔSの"貯蔵"を可能とする長鎖アルキル鎖を導入した層状化合物の構築をクロラニル酸(H_2CA)-銅(II)錯体と長鎖アルキルアミンを用いて行った。ジアミノドデカン(dad)とジアミノヘキサン(dah)を用いたところ、五配位の単核錯体が水素結合により層状に配列した{(H2dad)[Cu(CA)_2(H_2O)](H_2O)}_nと{(H_2dah)[Cu(CA)_2(H_2O)](H_2O)}_nが得られた。しかし、その集積構造は昨年度得られたヘキシルアミンを用いた集積体{(Hham)_2[Cu(CA)_2(EtOH)_2]}とは異なり、水素結合により隣接する錯体層同士を連結するようにアルキルアミンが存在するというものであった。また、ジアミノヘキサンの場合は、同一の錯体層内の2つの錯体を連結するようにアルキルアミンが存在しており、その錯体2分子とそれらの周りを包み込むdahを1単位としてそれが水素結合によって積み重なった複合体であった。一方、ジヘキシルアミン(dha)は他の化合物とは異なり、配位結合で結合した[Cu_2(CA)_3]^2のハニカム構造の平面錯体層が存在し、dhaがそのハニカム内の空孔を貫入しており、水素結合により錯体層同士を連結した複合体であった。以上の結果は、アルキルアミン導入により配位空間の疎水性あるいは親水性制御が可能であることを示している。
クルマエビ類の生体防御機構と病原微生物間の相互作用に関する免疫・ゲノム科学研究

抗菌タンパク質のc型リゾチウムおよびペナエジンはクルマエビの生存に必須のタンパク質であることが明らかになった。また、i型リゾチウムおよびクラスチンは生存に影響は無かった。遺伝子配列情報収集によりクルマエビのマイクロアレイを大幅にバージョンアップ出来ることができた。本研究で明らかにした配列を含む33種類のWSSV類似遺伝子のうち2種類(WSSV-H1および-H2)について解析を行い、WSSV類似遺伝子とWSSV感染との関連性について明らかにした。我々がこれまでにノックダウンすることによりクルマエビが斃死することを確認している抗菌タンパク質のc型リゾチウムおよびペナエジンについて遺伝子をノックダウンするとクルマエビは死に至ることから、生存に必須のタンパク質であることが明らかになった。また、i型リゾチウムおよびクラスチンをノックダウンしたところクルマエビの生存に影響は無かった。さらに、病原細菌であるVibrio penaeicidaあるいはホワイトスポット病ウイルス(WSSV)を用いた感染実験において、対象区とした2本鎖GFP-RNA接種区と死亡率に差はなく、これら分子は免疫、生体防御にとって、重要ではないことが示唆された。マイクロアレイを用いた網羅的遺伝子発現解析により、2本鎖RNAを接種した際に種々の遺伝子発現に変動があることを明らかにした。これら遺伝子は既知の配列と相同性を示すものは無く、新規の遺伝子群であることが示唆された。現在のマイクロアレイには約5千個の配列が搭載されているが、この数を増やすために大規模遺伝子発現配列解析を実施し、これまでに約1万5千のユニークな配列を同定した。平成24年度にはクルマエビのマイクロアレイを大幅にバージョンアップ出来ることとなった。クルマエビゲノム中に存在するWSSV遺伝子類似配列はこれまでに31個みつかった。これらの遺伝子の多くはWSSV感染により発現が誘導されたことから、WSSV感染に関与していることが示唆された。さらに、WSSV遺伝子類似配列の一部には、WSSV感染に重要な分子であることがRNA干渉法によるノックダウンにより明らかに出来た。(1)マイクロアレイを用いた大規模遺伝子発現による免疫機能の解明昨年作製した約1.5万のユニーク配列を搭載したオリゴマイクロアレイを用い、クルマエビ長鎖2本鎖RNAおよび21塩基の短鎖RNAを接種し、経時的に血球の遺伝子発現を解析したところ、長鎖RNAと短鎖RNAでは応答する遺伝子に違いがみられるとともに、病原微生物に対する抵抗性にも違いが認められた。長鎖RNAを接種した場合の方が病原微生物に対する抵抗性は高く、発現応答する遺伝子数も多いものであった。(2)クルマエビゲノムに存在している病原ウイルスWSSVの遺伝子ホモログの機能解析クルマエビゲノムに存在するWSSVホモログの頻度を推察するために、クルマエビゲノムを数倍カバーする程度でゲノム配列を解読したところ、ゲノムライブラリーから推定した頻度より低いことが示唆される結果となった。クルマエビ類のゲノム中に存在する巨大繰り返しユニットにコードされているWSSVの遺伝子ホモログ23種類と病原ウイルス感染との関係を明らかにすることを目的とし、昨年度は感染実験を主として検討したが、今年度はこれらホモログ遺伝子ノックダウン後にWSSVを感染し、ウイルスの増殖についてウイルスゲノムのコピー数を定量的に測定するとともに、感染試験も行った。23種類のホモログ遺伝子のうち、2種類の遺伝子をノックダウンすることにより、クルマエビのWSSV抵抗性に変化がみられるとともに、ウイルス増殖量にも違いが見られ、これら2種類のホモログ遺伝子がWSSV感染に何らかの関係があることが示唆された。さらに、今年度はこれら2種類のホモログに対する抗体を作製したことから、来年度はタンパク質レベルでの解析が可能となった。1.クルマエビゲノムに存在している病原ウイルスWSSVの遺伝子ホモログの機能解析クルマエビのゲノム中にホワイトスポット病(WSV)の原因となるホワイトスポットシンドロームウイルス(WSSV)と類似した遺伝子配列が宿主免疫に関与していると考えたことから、WSSV感染後およびタウラシンドロームウイルス(TSV)感染後のクルマエビ鰓組織において、WSSV類似遺伝子c52wsv137likeおよびc62wsv447likeのmRNA蓄積量の変化をリアルタイムPCRを用いて解析したところ、WSSV感染個体にのみWSSV類似遺伝子mRNA蓄積量の上昇が観察された。次に、これらの機能阻害を行い、WSSV感染時の生存率の経過観察およびクルマエビ体内におけるWSSVの増幅の指標としてVP28遺伝子の蓄積を定量したところ、WSSVの転写および増幅の抑制に関与していると示唆された。2.マイクロアレイを用いた大規模遺伝子発現による免疫機能の解明クルマエビの生体防御機構において、血球は異物の貪食および抗菌タンパク質分泌の働きをすることから、重要な役割を担う。しかし、細胞の分子生物学的分類法は確立されていない。そこで、各々の血球表面に特異的に発現する分子を探索するため、DNAマイクロアレイチップを用い、クルマエビの血球に特異的に発現する遺伝子を網羅的に解析した。解析の結果、integrinファミリータンパク質が血球表面マーカー候補としての可能性が示唆された。1.抗菌タンパク質に関する研究クルマエビの組織別の半定量的PCRで遺伝子発現が確認されている組織からウェスタンブロッティング法を用いてPen-likeの検出を行なった。その結果、Pen-likeは血球において発現が確認された。次に血球細胞中のPen-likeの局在を蛍光免疫染色法により確認した。Pen-likeは血球の顆粒中に蓄積が見られた。また、Pen-likeをノックダウンした個体の血球中でPen-likeは検出されなかった。

以上のことから、Pen-likeは血球の顆粒中に蓄積されることが示唆された。また、Pen-likeはクルマエビの生存に不可欠な生体防御因子であることが示唆された。2.マイクロアレイを用いた大規模遺伝子発現解析免疫誘導物質である2本鎖RNAをクルマエビに接種した際にエラで顕著に発現が誘導される遺伝子を複数得ることができた。さらに、定量PCRでも遺伝子発現誘導を確認した。今後、これら遺伝子の機能解明を行うことでクルマエビの自然免疫機構の解明につながると考えられた。3.クルマエビゲノムの存在する病原ウイルスWSSVのホモログ遺伝子昨年度までに明らかにしたWSSV感染と関連の高いと考えられる2種類の遺伝子がコードすると思われるタンパク質に対する抗体を作製した。これら抗体を用いてタンパク質の検出を試みたが、検出することができなかった。また、このホモログ遺伝子がどのような形で転写されているのかを調べたところ、ポリAテイルを有するmRNAではない転写物として転写されている可能性を示す結果が得られた。これらのことから、クルマエビゲノムに存在するWSSVホモログ遺伝子はタンパク質を産生して機能するのではなく、機能性RNAとして作用している可能性が示唆された。抗菌タンパク質のc型リゾチウムおよびペナエジンはクルマエビの生存に必須のタンパク質であることが明らかになった。また、i型リゾチウムおよびクラスチンは生存に影響は無かった。遺伝子配列情報収集によりクルマエビのマイクロアレイを大幅にバージョンアップ出来ることができた。本研究で明らかにした配列を含む33種類のWSSV類似遺伝子のうち2種類(WSSV-H1および-H2)について解析を行い、WSSV類似遺伝子とWSSV感染との関連性について明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。魚介類分子免疫学26年度が最終年度であるため、記入しない。得られた成果から概ね順調に進んでいると考えている。クルマエビゲノムに存在するWSSV遺伝子ホモログとWSSV感染との関係性がみえて来たことや、長鎖RNAを接種することにより病原微生物に対する抵抗性が上昇し、遺伝子発現応答も確認出来たこと等が研究計画通りに進んでいる。計画通りにすすでいる。概ね当初の予定通りに進める予定であるが、クルマエビ体内細菌については複数種存在することから、今後は対象とする細菌種について絞り込んで行く必要があると考えている。ゲノム解析については解析機器類の高度化に伴い、解析スピードや解析数が予定より早く多くなることが予想されるとともに、最新の解析手法が利用出来る可能性がある。RNAノックダウン研究以外にも抗体によるタンパク質の解析も可能になってきたことから、より詳細にWSSVとそのホモログ遺伝子の相互作用を解明することが可能になると考えている。
集団規範の継承過程に関する心理学的研究

集団規範を変えるうえでの手続きや議論の過程を、大学祭実行委員会における大学祭規約改変の議事録をもとに検討した(Ozeki, 2019)。この結果、これまでの規範に対する疑問が集団規範の変更を行なううえでの起点になっていることが示された。その後は、成員間での疑問やそれに対する説明などが繰り返しなされた上で、どのような規範に変更すべきか、もしくはそのまま残すべきかに関する提案がなされ、全員が合意したところで決定とするプロセスを繰り返し、集団規範の継承がなされることが明らかにされた。他方、個々の集団成員に、集団規範をそのまま継承せず、形を変えて継承したり、継承そのものをやめてしまうという個人的な動機が備わっていることが示唆されている(尾関・吉田,2012;山田, 2012)ことから、集団規範を継承するうえでの動機である、集団規範継承動機尺度の作成を行なった(尾関, under review; Ozeki, 2017)。この結果、集団規範継承動機には、次世代の成員に対する責任である責任動機、上の世代から継承された集団規範はそのまま継承しなければならないとする集団規範継承義務動機、集団規範を変えることは集団の在り様を変えてしまうことにつながるからそのまま継承すべきであるとする集団像保存動機、そして集団のあり方は自分たちの世代で決定したいとする決定動機の4つの動機が存在することが確認された。本年度は、集団規範が変わる過程を明らかにするために、大学祭運営組織の規約改編会議議事録の内容分析を、グラウンデッド・セオリーアプローチを援用して行った。この結果から、集団規範の改変は、理想の集団と集団が現時点で置かれているギャップとの認識がきっかけとなり、理想の集団を実現しようとする成員の意思によって始まることが示唆された。その後、既存の規範の内容に対する疑問点の洗い出しが行われる第一段階の議論を経て、具体的な提案などがなされる、第二段階の議論に推移していた。この過程は、集団での意思決定のプロセスに関する諸研究で明らかにされてきた知見と一貫していることから、本研究で得られた結果には一定の妥当性が得られたと考えられる。なお、結果の一部は、日本社会心理学会、2016年度のInternational Congress of Psychology(採択済み)にて発表し、2016年度の日本社会心理学会第54回大会にて最終的な結果を報告する予定である。本年度中に終了予定だった内容分析が終了し、論文執筆に入ることができた。本研究は集団規範の継承メカニズムの解明をめざして行われた研究であり、これまでの研究にはなかった、「個々人の心のはたらきという視点から、集団規範の継承メカニズムを解明する」という、きわめて独創性の高い研究である。本研究の問いは、「今ある社会のしくみが、人間の心のどのような働きによって、継承されてきたのか、また、ヒトはなぜ今ある社会の形を次世代に受け継ごうとするのか」という問いへの答えにもつながる。つまり、今ある社会の形が成立するメカニズムを、人の心の働きという視点から説明することを可能にする研究である。最初の年度に実施した、大学祭運営規約の改変過程に関する質的研究を論文にまとめ、海外の査読付学術誌に投稿した(現在は、Qualitative Psychologyで審査手続き中)。続いて、本研究の中核ともいえる「人間が今ある社会を形づくるルールを次世代に引き継ごうとする動機」を測定する、集団規範の継承動機尺度の作成を行った。集団規範の継承動機尺度の作成に関する質問紙調査を、2016年56月に実施し、秋の学会にて途中経過を発表した。最終的な結果については、2017年7月の18th General Meeting of European Association of Social Psychologyにて発表することがすでに決まっている(審査の結果、採択済み)。この結果を論文にまとめ、2017年2月にGroup Process and Intergroup Relationsに投稿して、審査の結果を待っている状態であるが、査読者の選定に時間がかかりすぎていることから、審査の遅延と難航が予想される。論文を海外の査読付学術雑誌に投稿しているが、投稿先の選択肢が狭いうえに、審査が遅れている。集団規範継承動機尺度を作成し、その成果を論文化することを本年度の目的としていた。並行して行っていた、集団規範継承動機の先行にかかわる個人特性については、集団アイデンティティの影響はみられたものの、葛藤対処方略との関連はみとめられなかった。なお、このデータは、集団規範継承動機尺度を作成した論文の、追加データとして、学術誌から求められた場合に扱う可能性がある。論文の審査が長引いたりリジェクトされたりで、現在もまだ審査が終わっていない。他方、個々の集団成員に、集団規範をそのまま継承せず、形を変えて継承したり、継承そのものをやめてしまうという個人的な動機が備わっていることが示唆されている(尾関・吉田,

2012;山田, 2012)ことから、集団規範を継承するうえでの動機である、集団規範継承動機尺度の作成を行なった(尾関, under review; Ozeki, 2017)。この結果、集団規範継承動機には、次世代の成員に対する責任である責任動機、上の世代から継承された集団規範はそのまま継承しなければならないとする集団規範継承義務動機、集団規範を変えることは集団の在り様を変えてしまうことにつながるからそのまま継承すべきであるとする集団像保存動機、そして集団のあり方は自分たちの世代で決定したいとする決定動機の4つの動機が存在することが確認された。論文を英訳して2016年度中に海外の査読付き学術雑誌に投稿する。2016年度の前半には、個人の心的過程においてみられる集団規範の継承に影響すると考えられる諸要因を整理し、継承動機を測定する尺度作成のための予備調査を実施し、後半には本調査を実施する予定である。2017年4月から、葛藤対処方略の選考傾向と革新指向性が集団規範継承動機に及ぼす影響を検討するための質問紙調査を予定どおり実施している。しかし、先に投稿した2つの論文の審査が難航しているという、研究者には原因のない、研究遂行上の大きな問題が生じている。論文審査の催促を適切なタイミングで行う。物品費、旅費、学生アルバイト謝金が別に持っていた予算で、2015年度を最終年度にしていた予算から融通することができたため。海外の査読付学術雑誌に論文を投稿する際に必要な、英文校閲料、投稿料金や論文掲載費が生じるが、まだ採択にいたらないために繰り越されている。また、統計ソフト等のアップグレードが必要になった場合の資金、現在使っているプリンタやパソコンが使えなくなったときのための資金が必要なため。論文の掲載が決まらず、掲載料や英文校閲費用が今後もかかることが確実であるため、次年度繰越を行う必要があった。質問紙調査・データ整理補助のアルバイト学生を雇用する予定である。旅費で余った分は、今後の国際学会での発表にまわす予定である。統計ソフト等のアップグレードが必要になった場合の資金、現在使っているプリンタやパソコンが使えなくなったときのための資金が必要である。研究成果公表に際して、学会の参加費ならびに旅費、論文の英文校閲料、投稿料金や論文掲載費に使う予定である。
バイオインテリジェント化幹細胞を用いた歯周組織移植療法の開発

(1)歯根膜細胞への外来遺伝子導入条件の検討GFP発現プラスミドベクターをリポフェクション法、エレクトロポレーション法、センダイウイルス法を用いて細胞に遺伝子導入し、各方法における導入効率を比較検討した。ホスト細胞として、マウス歯根膜細胞株MPDL22、ヒト腎由来293細胞、マウス胚性細胞株ECP19を用いた。GFP発現ベクターの導入効率をレーザー蛍光顕微鏡にて観察したところ、293細胞およびECP19細胞には何れの導入方法でもGFP遺伝子を導入することが可能であったが、MPDL22には唯一エレクトロポレーション法のみが有効であった。(2)歯根膜遺伝子導入による細胞のバイオインテリジェント化誘導歯根膜遺伝子として、PLAP-1、Periostin、SFRP4、ID1を選定し、各遺伝子発現ベクターを構築した。上記(1)にて決定した条件でMPDL22に遺伝子導入した。各遺伝子導入細胞を硬組織形成誘導培地にて長期に培養し、石灰化マーカーであるアルカリフォスファターゼ活性および石灰化物形成能を測定した。その結果、PLAP-1、SFRP4導入により歯根膜細胞の硬組織形成分化が抑制を受けた。そのメカニズムは、PLAP-1はBMP-2/4、TGF-β等のTGFスパーファミリー分子の機能阻害、SFRP4はWnt分子の機能阻害である可能性が強く示唆された。一方、Periostin遺伝子導入により、歯根膜細胞の石灰化が促進された。ID1導入では歯根膜細胞の分化には影響を認めなかった。以上の結果からPLAP-1、SFRP4、Periostinは歯根膜細胞のバイオインテリジェント化に利用可能な遺伝子であることが示唆された。1)ヒト歯根膜細胞株の樹立大阪大学歯学部附属病院を受診し、事前に研究について十分な説明を行いインフォームドコンセントが得られた矯正治療患者の便宜抜歯された歯から、健全歯根膜組織を採取し、Somermanらの方法に基づき、ヒト歯根膜細胞株を樹立した。同細胞を石灰化誘導培地(10mM β-glycerophosphate、50μg/mlascorbic acid含)にて培養し、ALPase活性を測定することにより得られた細胞の硬組織形成能を確認するため、確認した。2)脂肪組織由来間葉系幹細胞の樹立本学医学部附属病院未来医療センターにて、事前に本研究について十分な説明を行いインフォームドコンセントが得られた患者から、医学部医師の執刀にて局所麻酔下で脂肪組織を採取した。Dickerらの方法に基づき、細胞を単離、培養皿へ播種し、3日後、out-growthした付着細胞を回収し、脂肪組織由来間葉系幹細胞とした。同細胞を石灰化誘導培地(10mM β-glycerophosphate、50μg/ml ascorbicacid含)にて培養し、ALPase活性を測定することにより得られた細胞の硬組織形成能を確認するため、確認した。3)歯根膜遺伝子発現プロファイル解析と導入遺伝子選定これまでに我々が開発したヒト歯根膜遺伝子発現プロファイル及びヒト歯根膜遺伝子発現データベースFuL-PerioGenを解析することにより、歯根膜恒常性維持及び歯周組織再生・修復に関わる遺伝子としてPLAP-1、Periostin、SFRP4、ID1、FLJ25143を選定した。各遺伝子の全長cDNAを単離し、タンパク発現用ベクターにクローニングすることにより、インテリジェント化用遺伝子群を準備した。さらに、細胞への遺伝子導入条件の設定、および導入効率を解析するためにGFP発現ベクターを作製した。
ブタ卵の成熟、受精および発生過程におけるサイトカイン遺伝子の発現とその機能

本研究は、ブタ卵の体外成熟・体外受精およびPCR法をはじめとした手法を駆使し、ブタ卵の成熟、受精および発生過程におけるサイトカイン遺伝子およびそのレセプター(R)遺伝子の発現とその機能を明らかにすることを目的としたものである。本研究の結果から、1)上皮成長因子(epideremal growth factor;EGF)、塩基性線維芽細胞成長因子(basic fibrobast growth factor;bFGF)、I型インシュリン様成長因子(insuin-like growthfactor I;IGF-I)および血小板由来成長因子A鎖(Plateletderived growth factor A;PDGF-A)遺伝子発現は成熟から2細胞期までの各段階を通じて観察されたが,816細胞期以後に検出されず、これらのGF遺伝子は母性由来であることが解った。一方、アルファ型形質転換成長因子(transforming growth factor-alpha;TGF-α)遺伝子発現は発生過程においてのみ観察され、同遺伝子は胚性由来であることが判明した。2)IGF-I-RおよびPDGF-Rα遺伝子発現は成熟、受精および発生の各段階を通じて観察されるが,EGF-RおよびbFGF-R-遺伝子発現は受精過程で観察されなかった。3)GF-Rチロシンキナーゼ阻害剤であるゲニステインあるいはハービマイシンA添加により,卵丘細胞膨潤化および核成熟が有意に低下し,GFがブタCOCの卵丘細胞層膨潤化および卵母細胞の核成熟の進行に大変重要であることが解った。4)体外成熟期間を36時間から42時間に延長することにより、ブタ体外成熟・体外受精卵の胚盤胞への発生率が著しく増加し、成熟過程における卵母細胞内での遺伝子発現に伴う生理活性物質蓄積が受精後の胚盤胞への発生に重要であることが示唆された。従って、本研究はこれまで全く未解明なブタ卵の成熟・受精・発生過程におけるサイトカインとそのレセプター遺伝子情報の発現状況ならびにその経時的変化を明らかにしたばかりでなく、ブタ卵の体外成熟・体外受精による胚盤胞の効果的作出条件を初めて見出すなどの多くの新知見を見出すことができた。本研究はブタ卵の成熟、受精および発生過程におけるサイトカイン遺伝子およびサイトカインレセプター遺伝子の発現とその機能を明らかにすることを目的とし、本年度はブタ卵の成熟過程におけるEGF、IGF-1、TGF-α、TGF-β2、IGF-IレセプターおよびTGF-β2レセプター遺伝子の発現状況について検討した。ブタ卵の成熟過程におけるEGF、IGF-1、TGF-α、TGF-β2、IGF-IレセプターおよびTGF-β2レセプター遺伝子発現状況は次のとおりであった。EGF、IGF-IレセプターおよびTGF-β2レセプターmRNAは成熟過程を通じて安定的に検出された。IGF-ImRNAは培養12時間(h)後から徐々に検出感度が高まり、24hでピークに達し、その後、36hで低下した。TGF-αmRNAは成熟過程を通じて培養12hおいてのみ検出された。TGF-β2mRNAは培養12hおよび24hにおいてのみ、安定的に検出された。現在、他のサイトカイン遺伝子発現状況やブタ卵の受精および発生過程におけるサイトカイン遺伝子発現状況を検討中である。

本研究では体外成熟・受精・発生過程におけるブタ卵の成長因子(GF)およびそのレセプター(GF-R)遺伝子発現状況について逆転写-PCR法を用いて調べると共に多くのGFの作用発現にはGF-Rのチロシンキナーゼ活性が重要な役割を果たすことから、GF-Rチロシンキナーゼ阻害剤であるゲニステイン(Gns)およびハービマイシンA(HeA)がブタ卵丘-卵母細胞複合体(COC)の卵丘細胞層膨潤化および卵母細胞の核成熟に及ぼす影響について検討した・さらに、上記の検討結果をふまえて、体外成熟期間の延長がブタ体外成熟・体外受精卵の杯盤胞発育に及ぼす影響についても検討した。その結果、(1)EGF、bFGF、IDF-IおよびPDGF-A遺伝子発現は成熟から2細胞期までの各段階を通じて観察されたが,816細胞期以後に検出されず、これらのGF遺伝子は母性由来であることが解った。一方,TGF-α遺伝子発現は発生過程においてのみ観察され、同遺伝子は胚性由来であることが判明した。(2)IGF-I-RおよびPDGF-Rα遺伝子発現は成熟、受精および発生の各段階を通じて観察されるが,EGF-RおよびbFGF-R遺伝子発現は受精過程で観察されなかった。(3)GnsあるいはHeA添加により,卵丘膨潤化および核成熟が有意に低下し,GFがブタCOCの卵丘細胞層膨潤化および卵母細胞の核成熟の進行に大変重要であることが解った。(4)体外成熟期間を36時間から42時間に延長することにより、ブタ体外成熟・体外受精卵の胚盤胞への発生率が著しく増加し、成熟過程におけるGFの卵母細胞内での蓄積が受精後の胚盤胞への発生に重要であることが示唆された。
PARsとVEGFが関与する敗血症性臓器不全発症機序解明とその制御法の確立

以上の実験結果を受けて、まず肺臓でLPSによりVEGFが発現するか否か、VEGF発現が敗血症性臓器不全(肺臓では、Acute Lung Injury-ALI and Acute Respiratory Distress Syndrome-ARDS)に関与するか否かを検討した。LPS静注によりラット肺臓に経時的にVEGF蛋白発現が誘導され、これらの発現にはアポトーシス関連蛋白であるcaspase 3,Bax,Bcl2,pAktの変化を同時に伴うことが確認された。VEGF情報伝達経路の変異がLPS誘発性アポトーシスを通じてALI/ARDSの発症に関連することが示唆された。2008年度は、脳、腎臓を標的臓器とした研究を行い、LPSによりPAR1, 2, 3, 4蛋白がこれらの2臓器に発現することを確認し、さらにRT-PCRを使用してmRNA発現が同時に見られることからこれらPARsの発現が転写段階で調節を受けてLPSによる発現誘導が起こることを確認した。また、同時に炎症性サイトカイン(TNF-alpha)にえてTissue factor, thrombin, FVII, FX, fibrin, t-PA, PAI-, D-dimer等の凝固線溶系諸因子の同時発現を確認し、PARsを介した炎症凝固反応連関の存在を証明した。これらの連関が標的とした2臓器の機能不全を惹起していたが、PAR2 blocking peptideの使用が特に腎臓機能不全を改善することも確認された。LPS静注によりラット肺臓に経時的にVEGF蛋白発現が誘導され、これらの発現にはアポトーシス関連蛋白であるcaspase 3, Bax, Bcl2, pAktの変化を同時に伴うことを確認した。以上の結果からVEGF情報伝達経路の変異がLPS誘発件アポトーシスを通じてALI/ARDSの発症に関連することが示唆された。
一万人の必須英語プログラム改革の為の有効性の高いプログラム評価システムの開発

日本の大学英語教育プログラム評価を効率よく有効に行う方法を検討するために、事前事後テストに焦点を当てた。項目応答理論(IRT)の利用により、事後テストは事前の14%の被験者数であっても被験者能力値(θ)の平均値変化が推定可能となる。また、事前事後テストを最適の等化の方法(IRTモデルと等化方法)を選択して実施する重要性を研究した。さらにθとニーズアンケート結果を用いて分析し、プログラム評価のさらなる証拠とすることも提案する。1万人の必須英語プログラムを評価するための最も有効な手段として、項目応答理論(IRT)に基づくテストの等化を利用した入口出口テストシステムを開発した。特に幾つかのIRTによる等化方法を比較し、どの方法が最も本研究のデータに適切であるかシュミレーションをして調査した。2010年度のプログラム改革を行う前の旧プログラムを2年間受講した学生のうち入口テストは約4900人が、出口テストは3つの習熟度レベルの約2030%の学生をアトランダム抽出した約700人)が受験した。この2つのテストをIRTの共通項目(10問)デザインで等化し共通尺度にのせ2年間の習熟度の伸びを測った。この時注目したのが、3種類(2, 2, 5, 3 PL)のうちどのIRTモデルを用いて分析するのがこのテストデータに最適であるかである。そこで共通10項目を利用して入口と出口テストのパラメータでの計算による誤差を3種類のIRTモデルごとに計算した結果、誤差最小になるモデルが2,5PLであることが分かった(11.研究成果の雑誌論文、研究発表参照)また、前述した論文を発展させ3種類のIRTモデルそれぞれに5種類の等化方法を組み合わせ15通りのIRTによる等化方法の計算結果を比較して、最も誤差の少ない方法が2,5PL-Calr法であることが分かった(自家製入口出口テストの学生リスニング能力変化推定のための2値型IRTモデルと等化方法の選択(藤田2011 to appear)参照)。これらの研究結果を検証するため誤差最小の最適等化方法と誤差最大の方法で計算した結果、同じデータでありながら用いたIRT等化方法によって結果に大きな違いが生じた。このことはIRT等化を用いる分析をする時、データや分析目的を熟慮して利用するIRTモデルと等化方法を慎重に選択する必要があることを示唆している。本年度は、事前事後テストの結果によるアウトカム評価をより正確に実施する方法を中心に研究を進め、その成果を国際学会(E-learn2011:ハワイ)で発表した。履修者たちが英語教育プログラムで学ぶ前(事前)と学んだあと(事後)で、英語能力がどのように変化したのか調査するための事前事後テストの「等化のしかた」に焦点を当てた。本研究では共通項目デザインという、事前と事後のテストに同じテスト項目が含まれ(共通項目)、それらを"つなぎ"として2つのテストを等化し、履修者たちの事前事後の英語能力がどのように変化したのか項目応答理論(IRT)を使って推定した。IRTにはいくつかの異なったモデルがあり、正確に推定できると思われる被験者数がモデルによって異なっている。また、等化方法は高い専門知識を必要とする方法とそうでない方法がある。テストの等化を行う時は、どのような等化の方法がそのデータとテストの目的にあっているのか調べてから実施するべきだと言われている。本研究では2セットの事前事後テストのデータ(被験者数:事前テスト約5000人、事後テスト約700人)を用いて、3つのIRTモデルと5つの等化方法(MM,MS,HB,SL,CR)を組み合わせた15通りの方法によって等化した結果を比較した。これには共通項目の事前と事後のパラメタを利用して差(RMSE)を比較する方法を用いた。その結果、本研究の目的とデータに最も適切なのは(1)2PLCR法で最も不適切なのは(2)3PLMS法だと判定された。等化の方法の判定結果を基に、(1)最適な方法と(2)最不適な方法を使って、実際の事前事後テストデータを等化して、履修者の能力変化を推定したところ、2回とも(1)最適な方法の方が、(2)最不適な方法より0.140.18平均能力値の伸びが高いという結果になった。これは、利用するIRTモデルと等化方法の違いによって、その分析結果に影響を与えることを意味し、テスト分析担当者は慎重に使用する分析方法を選択するべきだということを示唆している。本年度は集大成として「プログラム評価のための最適項目応答モデルと等化方法の選択」を日本言語テスト学会誌に発表した。またその他に、大学英語教育プログラムに関して、Can-do statementsの利用や、項目応答理論を利用したプログラム評価活動について異なる見地から計4本の論文を英検の委託研究報告書に発表した。

本研究は、ある大学英語教育プログラムで実施されたカリキュラム改革に焦点を当てている。ヨーロッパ共通参照枠(CEFR)を参考にして、その大学独自のCDSを作成し、これを中心に据えた英語必須カリキュラムに変える改革を行う前の2年間と、改革後の2年間、168時間の英語授業を履修した学生約700人の英語能力の変化を事前事後リスニング・リーディングテストを使用して測定し、その変化を改革前と後で比較した。事前テストは、入学直後に全学の約5000人が一斉に受験したが、同規模で事後テストを行うことは困難で、無作為抽出した700人のみが受験した。項目応答理論(IRT)を利用すると、受験者数が事前事後で異なっても、またテストフォームが違っても、統計的処理によって比較が可能になる。事前・事後テストを、共通項目を繋ぎとして等化することで比較可能な共通尺度に載せることができるからである。また、そのデータと分析の目的に対して最適なIRTモデルと等化方法を調べる方法を開発し、その結果、本研究には2パラメタモデルとCALR等化法が最適だと判断された。この方法で事前事後両テストを受けた学生1人ひとりの能力変化(θ)を計算し、平均値の事前事後の変化を比較した。さらに、プログラムニーズを測るためのアンケート25問の回答結果を独立変数として、θの事前事後の変化量を従属変数として重回帰分析を行い、これらの変数の関係を調査してプログラム評価をより多角的な見地に基づく評価にすることができた。予定通りに筆記テストやアンケート調査の結果データは取得できている。また、筆記テストの項目応答理論による分析も完了した。しかし、テスト受験者が答えたアンケート結果との関係を調査するための分析はこれから始めるところであるが、24年度中に完成する予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。プログラム評価における事前事後テストデータやその結果分析などの量的研究の部分については順調に進み、ほぼ完了しつつある。今後は学生へのアンケート結果を分析する予定である。そして、これらの量的研究のなかで得られた結果を精査し、授業を履修して非常に成績の伸びた学生と伸びなかった学生をアトランダムに選出し、インタビューを行う計画をしている。研究代表の質的研究に関する経験は、量的研究に比べ豊富とは言えないが、先行研究などから学び正確なインタビュー調査ができるようにしたい。