hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大規模検診から高浸透率家系を抽出する新しい高血圧遺伝子同定法の確立

本研究は、人口流出・移入が少ない鹿児島県で大規模に検診を行なっている鹿児島厚生連病院検診センターのデータ(約40万件)を解析して、特に離島などの人口移動が極めて少なく、遺伝的に均一な地域で高血圧浸透率の高い家系を見つけ出し、詳細な生活習慣を聴取しながら、次世代シーケンサーを用いたホールゲノム解析を行なって疾患感受性遺伝子を同定して、この健診データを用いてvalidationを行なうことにより真の高血圧発症候補遺伝子を同定することを目的としていた。しかしながら、特に離島では性別と年齢をデータとして採用するだけで個人識別が可能となるなど、個人情報保護の観点から健診センターからのデータ抽出に対しての合意に至らず断念した。ここで大きく方向転換をせざるを得ず、健診データを用いて他の生活習慣病に関する解析を行うことおよび当講座で行っている高齢者多職種連携コホート研究(垂水研究)において血圧・生活習慣を詳細に検討(家庭血圧および1000項目以上の生活習慣の解析)して、遺伝的素因の影響を明らかにすることにより疾患感受性遺伝子を同定することにした。健診データの解析では、心房細動と尿酸に関する横断研究とレトロスペクティブコホート研究で2報、低尿酸血症に関する論文1報、PWVの診断制度に関する論文が1報、残余リスクとしての中性脂肪の意義に関する論文を1報で、計5本の論文が既に採用もしくは発表されている。一方、垂水研究では2018年度より本格的に活動をし始めて、初年度は1150名の参加があり、家庭血圧・活動計・ナトカリ計を含めた365日の詳細なフォローを385名に対して行っている。食事内容や社会活動なども把握しており、降圧薬抵抗性や食塩感受性などの解析が進んでいる。この集団より高血圧高リスク家系を抽出して遺伝子解析を行っていく予定である。本研究は、人口流出・移入が少ない鹿児島県で大規模に検診を行なっている鹿児島厚生連病院検診センターのデータ(約40万件)を解析して、高血圧浸透率の高い家系を見つけ出し、詳細な生活習慣を聴取しながら、次世代シーケンサーを用いたホールゲノム解析を行なって疾患感受性遺伝子を同定して、この健診データを用いてvalidationを行なうことにより真の高血圧発症候補遺伝子を同定することを目的としている。この健診データは離島を含む鹿児島県のほぼ全域より18歳から90歳以上までの幅広い年齢層を網羅し、7万人強が24年間毎年検診を受診しており、JAが母体であるため家族・親戚で検診を受けているケースや小さな離島は住民全員が受診しているケースも多く生活習慣、特に食事状況を非常に細かく把握しているという特徴がある。以上の特性を生かすことにより、高血圧というコモンディジーズが高い浸透率で存在している家系を見つけ出すことが可能であると考えており、また生活習慣などが家族内で違う場合の把握も容易に出来る。このデータベースより高血圧発症を24年間のレトロスペクティブコホートで選び出し、さらに家族内浸透率の高い家系を見つけ出して、生活習慣などを正確に分析した後に、末梢血より遺伝子を抽出して次世代シーケンサーを用いて網羅的解析をして候補遺伝子を絞り込むことが本研究の概要である。まず本年度は尿酸と心房細動発症との関連について検討しながらデータベースクリーニングを行った。様々な角度でクリーニングを行った結果2017年2月にデータ固定した。なお、その間に尿酸と心房細動発症に関する横断研究と縦断研究の2報の論文作成をした。膨大なデータ量(40万件で1件あたり1000項目以上)のため、あらゆる角度からのデータクリーニングが必要であった。健診受診者にデータをして手渡しをしているので、思ったより入力ミスなどは少ない印象ではあった。効率的にデータクリーニングをするために、高血圧に直接的には関係ないものを選んで横断研究と縦断研究を行った。横断研究では高尿酸血症は他の危険因子と独立して心房細動の有病率と関連して、特に女性でその傾向が強かった。(Kawasoe S, Ohishi M etal. Uric Acid Level and Prevalence of Atrial Fibrillation in 285,882 Japanese General Population. Cir J 2016; 80(12): 2453-2459.)また、縦断研究では女性においてのみ尿酸高値が将来の心房細動発症の危険因子となることが示唆された。(第83回日本循環器学会。論文作成中)現在は血圧をメルクマールにしたデータ解析をしているところであるが、個人情報の関係上、データベースにどの情報(住所に関して都市名、町名、字など)を入れるかを厚生連病院と協議中である。約30万人の健診データベースを用いて、高血圧家系を同定して、その遺伝子を解析することにより新たな高血圧候補遺伝子を探索する研究を行っている。本データベースのスクリーニングとして尿酸と心房細動に関する解析を行い、掲載論文1編、投稿中1編の成果を得ている。さらに細かい生化学データの検証のため中性脂肪の残余リスクの解析を行い、1編投稿中である。高血圧に関しては個人の血圧動向をマスで捉える必要があり、個人的な血圧変化がどのように疾患発症に関連するかの解析を行っている。高血圧高浸透率家系を抽出するには、離島住民が最も適しているが、離島での健診を抽出して性・年齢などで紐付けをすると個人が同定されてしまうという問題に直面し、個人情報保護法などの観点より、離島を特定するようなデータ集約が出来ない。

現在、データ供給元と協議中であるが、今年の健診で高血圧が多数例見つかった場合、家族を特定して生活習慣指導や遺伝子解析を行う旨のICをすることで、この問題がクリアできないか考えているところである。個人情報保護法がクリアできない以上、高血圧候補遺伝子を探る他の方法を考える必要があると考えている。この場合には全く違うアプローチにせざるを得ない。別の25万人の健診データベースの使用権を得ており、鹿児島全県のかなり多くを網羅した健診データベースとなる。この中から確実な高血圧と正常血圧を抽出して、各地域をそろえて遺伝子解析を試みようと考えている。健診データ解析は順調に進んでいる。健診データスクリーニングに使用した心房細動に関するデータは掲載論文1編、投稿中1編および中性脂肪の残余リスクの解析が1編投稿中である。高血圧に関しては個人の血圧動向をマスで捉える解析を続けているが、個人情報保護法などの観点より、離島を特定するようなデータ集約が出来ない。住所で離島を絞ると、性別と年齢で個人が特定されてしまうことが問題となっている。これがクリアできない以上、高血圧候補遺伝子を探る他の方法を考える必要があると考えている。本研究は、人口流出・移入が少ない鹿児島県で大規模に検診を行なっている鹿児島厚生連病院検診センターのデータ(約40万件)を解析して、特に離島などの人口移動が極めて少なく、遺伝的に均一な地域で高血圧浸透率の高い家系を見つけ出し、詳細な生活習慣を聴取しながら、次世代シーケンサーを用いたホールゲノム解析を行なって疾患感受性遺伝子を同定して、この健診データを用いてvalidationを行なうことにより真の高血圧発症候補遺伝子を同定することを目的としていた。しかしながら、特に離島では性別と年齢をデータとして採用するだけで個人識別が可能となるなど、個人情報保護の観点から健診センターからのデータ抽出に対しての合意に至らず断念した。ここで大きく方向転換をせざるを得ず、健診データを用いて他の生活習慣病に関する解析を行うことおよび当講座で行っている高齢者多職種連携コホート研究(垂水研究)において血圧・生活習慣を詳細に検討(家庭血圧および1000項目以上の生活習慣の解析)して、遺伝的素因の影響を明らかにすることにより疾患感受性遺伝子を同定することにした。健診データの解析では、心房細動と尿酸に関する横断研究とレトロスペクティブコホート研究で2報、低尿酸血症に関する論文1報、PWVの診断制度に関する論文が1報、残余リスクとしての中性脂肪の意義に関する論文を1報で、計5本の論文が既に採用もしくは発表されている。一方、垂水研究では2018年度より本格的に活動をし始めて、初年度は1150名の参加があり、家庭血圧・活動計・ナトカリ計を含めた365日の詳細なフォローを385名に対して行っている。食事内容や社会活動なども把握しており、降圧薬抵抗性や食塩感受性などの解析が進んでいる。この集団より高血圧高リスク家系を抽出して遺伝子解析を行っていく予定である。健診受診者の家族歴を絞り込むのには住所情報をどこまで入れられるかが鍵となる。これに関しては個人情報保護法が2017年5月30日に改正施行されることが大きな鍵となっている。
フーリエ変換画像処理の確立とその熱帯樹木の三次元的特性解析への展開

研究代表者らによって開発されたフーリエ変換画像処理は、顕微鏡画像の定量解析に新たな可能性を切り開いたが、精度の高い定量解析には、工程管理を厳密に実施する必要がある。すなわちこのフーリエ変換画像処理ではは画像領域でのpre-FFT、2次元のFFT、周波数領域でのpost-FFTの3工程で構成されている。pre-FFTでは光学顕徴鏡の性能検定と新規解像力の提案、mapping法による形態要素と形状因子の抽出法などが提案された。また周波数倍率や周波数誤差、輝度と方位管理など、post-FFT段階での新規の問題が取り上げられて検定された。とくに画像領域でのコントラストと周波数領域でのパワーレベルとの関係が詳しく検討された。そして各々の工程で生じる誤差の程度を検定し、両者をバランスよく管理するためのシミュレーションの方策が提案された。また1画素あるいは1画素幅の線はδ関数として認識されるなど、画像のFFTの特性が明らかとなった。そしてこの特性がパワー密度の解析に有利なことや、convolutionによるパワー管理に有益なことを見いだし、フーリエ変換画像処理法が確立された。上記のフーリエ変換画像処理は2次元的画像処理であり、これを3次元形態解析に発展させるために、stereology解析法の導入・発展を試みた。stereologyは理論的な歴史は長いが、応用例はほとんど無い。熱帯材は多種多様であり、これを解析するにはstereologyによる迅速な解析が有効であり、有力な熱帯造林樹種であるAcacia mangium等でこれが実現可能と判断するに至った。フーリエ変換画像処理法を、(1)画像サンプリング、(2)画像の単純化、(3)2次元FFT、(4)パワースペクトルパターンの解析、(5)数学的演算による精密な結果の検定、の5工程の改善、とくに(1)と(5)の充実によりシステム全体の完成を目指した。具体的には(1)として、細胞壁厚さの高精度計測を目的として従来のミクロトームによる切片作製や通常光顕と共焦点走査レーザー光顕による細胞像の拡大サンプリングを試みた。さらに電動のこぎりによる試料薄片の作製とその軟X線転写による画像化、そして高分解能scannerによる画像入力などで超広視野かつ三次元探査法を実現した。一方(5)としては、座標変換と位相情報の復元で解釈の多様化と定量化を目指し、またフーリエ変換と表裏一体の関係にある自己相関関数を用いた解析法を再評価し、具体的に導入することに成功した。一方、フーリエ変換画像処理法の効果を厳密に検証するために、通常の画像処理法を改良し、同一のサンプルに両者を適用して得られたデータを比較検討した。その結果、両者はきわめて良く対応していることが確かめられたが、作業能率の点ではフーリエ変換画像処理が優ることが実証された。なお今年度にフーリエ変換画像処理法が適用されたサンプルは、アカマツ、アガチス、ホオノキなどの木口切片での仮道管と木部繊維の配列と形状解析、アカシアの板目断面、20数種の板目面における細胞配列などである。生物由来の生産物(バイオマス)は形態が暖昧であり、高度化利用の妨げとなる。そこでフーリエ変換画像処理法を新たに開発し、木材細胞構造の形態解析に応用した。具体的には(1)フーリエ変換法の数学的背景の整備とコンピュータ演算法の弱点の克服、(2)新規画像サンプリング法の開発、(3)2次元的解析から3次元解析への発展、の3点を実施した。(1)については現在のコンピュータの基本的能力不足に起因するエラー(2次元フーリエ変換で出力されるパワースペクトルパターンが輝度と周波数に制約される)を新規プログラムの作成で克服し、またデカルト座標を用いることに伴う方位情報のエラーについて回転画像サンプリングの開発で軽減し、またその簡便法としての補正手法を開発した。(2)については、光顕に頼らずにフィルムスキャナで直接画像サンプリングする手法を開発し、多量の画像情報を迅速かつ広面積で採取することでサンプリングの偏りを防止できる効果が期待できた。

また鋸断薄片の軟X線撮影法と組み合わせることで実用性の高いシステムが開発できた。しかし現時点ではスキャナの解像力の点で少し不満が残るが、これら機器の急速な進歩から間もなく解決されると期待される。(3)についてはステレオロジーの観点からアプローチして、道管や木部繊維の3次元形態定量解析をほぼ可能とした。これは木材の組織が集団を組み、個々の細胞形態が集団の様式に規制されるとの着想から、形態の要因を単純化することで、一枚の横断面切片像から3次元形態を統計的に再構築するもので、今後の検証により実用化できる。
培養下視交叉上核におけるシナプス形成と概日リズム機構の研究

生物時計の中枢である視交差上核(suprachiasmatic nucleus; SCN)の活動を解析する目的で、Multi-electrode dish(MED)上で、新生仔ラット脳におけるSCN前額断切片の培養を試みた。培養液量を極力減らし、培養液を頻繁に交換する工夫により、SCN切片をMED上で、約十日ほど培養することに成功した。培養開始一週間後のニューロペプチドの発現分布が、生後一週間後の発現分布とにていることから、培養下においても、SCN切片は正常に近い発達をしていることが示唆される。さらに、同培養において、SCN切片を乗せた複数の電極から、自発的な電気活動を検出し、その活動頻度は同じ位相の概日リズムを示した。このことは培養SCN切片においても、生物時計が機能していることを示している。また、電極間において、自発的電気活動の相関解析を行ったところ有意に相関が見られた。つまり、SCN切片内において、ニューロンの活動は互い連絡を持ちながら、全体として同調した概日リズムを示す。さらに相関解析したなかには自発的電気活動のピークが0.2秒以内のサンプル認められた。この時間間隔では神経細胞間の連絡が、シナプスと考えるには短すぎる。ラットSCNには、ギャップジャンクションを構成するコネクチンが発現していることと合わせ、SCN内のニューロン活動の統合にはギャップジャンクションの寄与が示唆された。ラット視交叉上核(SCN)は概日リズムの振動体である。我々はin vivoに近い組織構築を保持したまま,その神経活動を長時間解析する目的で,多電極皿(Multi-electrode Dish;MED)上で胎児及び新生児由来のSCNを含む切片を培養し,SCN内の複数点からの自発発火活動の記録を試みた。1)E18-P2由来のSCN切片をMED上で10日以上培養することに成功した。培養後,免疫組織化学により,in vivoのSCNと比較すると,P7-P14のSCNに相当した。2)5-7日間培養した切片に於いて,多点から神経の自発応答が検出された。それらの応答波形は単一のスパイク上の活動が比較的明瞭に観察できるタイプと,スピンドル状の電位応答が検出されるタイプに大別された。これらの自発応答の頻度には概日周期が認められ,電極間においてその概日リズムの位相はほぼ同期していた。測定後行った免疫染色の結果では,自発的な電位応答が検出された電極上に位置する細胞に,特定のニューロペプタイドを産生する傾向は見いだせなかった。3)単一スパイク上の活動が比較的明瞭に観察される自発応答では,150μm以上離れた電極間で自発発火活動に相関が認められた(0.3msec以内)。スピンドル型の電位応答については電極間の相関は認められなかった。考察個々のニューロンの活動はどのように統合され,SCN全体として,概日リズムを作り出しているのか。今回の実験により,SCN切片上,電極間で,0.3m sec以内ときわめて短時間内に,自発的電位応答に高い相関が認められたことから,化学的シナプスによらない統合機構により,ニューロン同志が機能的に結びついていることが示唆される。我々は自発的電気応答の統合機構として,ギャップ結合を想定して解析を進めている。この仮説にかなう実験結果として,ギャップ結合の構成蛋白質であるconnentin26をSCN内に於いて免疫組織化学的に検出している。
文化的ヘゲモニーの視点から見たユダヤ系文学のキャノン形成/再編の歴史過程の研究

フェミニズム批評や多文化主義の影響を受けて1960年代後半から始まったキャノン再編によって、それまで高い評価を受けていなかった女性作家の作品やマイリティー・グループの作品の再評価が進み、アメリカ文学のキャノンとして認められるようになってきた。このキャノン再編は、1980年代にWilliam BennettやAllan Bloomらの文化保守主義者による「バック・ラッシュ」を引き起こし、激しいキャノン論争が展開されることになった。本研究は、先ず、スタンフォード大学のカリキュラム改革と『ヒース・アンソロジー』の出版を契機にして起こったキャノン論争で何が問われたのかを検証した。文学を評価する際の「美的基準」、キャノンの決定に関わるヘゲモニーの問題、キャノン形成の過程で作用する社会的、教育的、制度的要因の役割などが考察の主な対象になっている(第1章)。以上のキャノン論争を視野に入れ、本研究では、さらに、50年代になってユダヤ系アメリカ文学の評価が高まり、それがキャノンとして組み入れられていく過程を検証した。その際、ユダヤ系文学をその「内在的な価値」から見るのではなく、ユダヤ人を取り巻く社会状況や教育制度、文学の価値決定に関わる書評誌や学術誌の役割といった、テキスト<外>の要因に焦点を当てた。具合的には、19世紀末から20世紀初頭にかけてアメリカに移民してきた東欧系ユダヤ人が、ピエール・ブリュデユー(Pierre Bourdieu)のいう経済資本と学歴資本を蓄え、やがてアカデミズム(英文学部)に進出していく過程、およびニューヨーク知識人が『パーティザン・レヴュー』を拠点にして文化的影響力を強めていく過程、さらにユダヤ系知識人が築いた文化的ヘゲモニーの役割などを検証した(第2章)。今年度は、ユダヤ系文学のキャノン形成の歴史過程という問題を解明するために、主として3つの方向からアプローチを試みた。第1は、19世紀末から20世紀前半にかけてアメリカに移民してきた東欧系ユダヤ人が都市部で自営業や金融業を通して経済的な力を蓄積していく過程で、いかにして移民の第2世代・第3世代が高等教育の享受や文化産業への進出によって文化的な影響力を持ち始めたのかという問題へのアプローチ。第2は、いわゆるニューヨーク知識人がPartisan Reviewを主な舞台にして、モダニズム文学とモダニズム美学をアメリカの文学世界(出版、批評、研究など)に浸透させるに至った過程と、ユダヤ系批評家と新批評家がモダニズム美学の輸入と流通に関して果たした共犯的な役割の解明。特に、1930年代のPartisan Reviewに収められたエッセイや作品の読解を通して、ユダヤ系批評家がマルクス主義的文学観を脱構築してモダニズム文学の流れを加速させたことを確認した。第3は、文学テキストをcultural materialismや文化的ヘゲモニーといった観点からアプローチする際の基礎的な問題-たとえば、テキストの<内部>と<外部>との関係、美的基準の歴史的な形成、文化と権力との関係など-について考察するために、マルクス主義文学の立場といわゆるsociology of literatureの研究方法を整理した。この点については、アメリカ文学会東北支部例会(3月)で発表した。以上のことを調べることで、十分とは言えないが、1950年代にユダヤ系文学が勃興するための物質的・文化的土台、およびユダヤ系批評家がアメリカ文学のキャノン形成に対して持つようになった影響力についてある程度の解明を得た。文学を社会学的な観点からアプローチする際の理論的枠組みを作るために、まず、Pierre Bourdieuの「経済資本」「社会資本」「文化資本」の概念を検証し、さらに、Richard Ohmannの言う"Professional-Managerial Class"の階級概念や、John Guilloryによる「文化資本」とキャノンとの関係に関する考察を踏まえ、「文化資本」という概念をキャノン形成の社会的力学の骨格とすることの有効性を確認した。この理論的枠組みについては、第14回言語人文学会で発表し、『東北アメリカ文学研究』29号で論考をまとめた。

また、東欧系ユダヤ人が、第一次大戦と第2次大戦の間に、高等教育をスプリング・ボードとして社会進出していく過程を歴史的に検証して論文にまとめた。同時に、前年に引き続き、第2次大戦後にユダヤ系知識人がアカデミズム(特に文学研究と文学批評)の中で勢力を経ていく過程についても考察するとともに、ユダヤ系批評家と新批評家との間に見られる美的規範の類似性について知見を得た。その一方で、70年代以降の文化戦争の一環を占めていた一般教育課程のカリキュラム改革と、そこに見られるキャノン改革の実態について調べるために、カリフォルニア大学のロサンゼルス校とリバーサイド校を訪れ、聞き取り調査と資料収集を行なった。また、ユダヤ系知識人が、多文化主義に基づくキャノン改革に対して示した反応について、Partisan Reviewなどを手がかりにして考察し、ユダヤ系知識人に見られる「普遍主義」(universalism)的価値観が持つ意義と限界についてアプローチした。こうした考察を含め、2年間の研究を通して得た結果については、研究成果報告書で発表する。
アルデヒドの炭素－炭素結合切断を伴うアルケンの不斉カルボホルミル化反応

アルデヒドの炭素-炭素結合切断を伴うアルケンの不斉カルボホルミル化反応は、医薬品などのファインケミカル分野で重要な光学活性アルデヒドの合成法となる。しかし、報告例が少ないだけでなく触媒設計に関しても未知な点が多い。申請者は最近、カチオン性イリジウム/二座ホスフィン触媒を用いるとアルデヒドの脱カルボニル化が進行することを見出した。この知見を活かし、本研究では、カチオン性金属触媒による脱カルボニル化を利用した光学活性化合物の高原子効率型新規合成法を開発する。
情報と経験に基づく過信への過程とその多様性の認知工学的解析

本研究では,人間と自動化システムとの相互作用を分析し,訓練された者でも自動化を過信しうることを確認した(Itoh, Inagaki, 2004).職業人の場合,相互チェックにより過信の顕在化を防いでいる(伊藤,田中,荻野,石橋,2002)が,自動車など利用者の多様性が著しい場合には工学的な過信防止策が必要となる.「過信」の概念は,従来より多様な意味合いで用いられているため,本研究では,過信が一つの原因となっている航空事故や災害事例を分析し(たとえば,田中,伊藤,2003,など),概念の整理および理論的精緻化を行った(伊藤,2003).これにより,過信概念の全体を俯瞰でき,今後個々の研究においていずれの側面に注目しているかがわかりやすくなるため研究の見通しがよくなったといえる.本研究では,上で整理したものの中でも,とくに自動化システムのメンタルモデルに誤りのあるタイプの過信に注目した.なかでも,自動化システムの能力の範囲に関する過信について,自動化システムの能力の限界とその理由についての情報が与えられないと過信に至りやすくなることを,認知工学的実験により明らかにした(伊藤,稲橋,田中,2003,など).また,自動化システムの設計者の想定と使用者の想定との差異により,実行内容の範囲に関する過信が使用経験を通じて,とくに,意図しない使い方をした結果として起りえることを示唆する結果を得ている(Itoh, Inahashi, Tanaka, 2004).以上の研究成果は,平成14,15年度を通じて,査読つき学術雑誌論文3件,査読つき国際会議論文4件,解説記事1件としてすでに公表されている.また,投稿中論文2件,投稿準備中論文1件がある.平成14年度では,ヒューマンマシンシステムにおける自動化に対する過信という概念の多様性に注目し,その整理を行った.このことによって,従来大規模システムで注目されたいた自動化への過信の問題と,自動車等多様なユーザが日常的に使用するシステムにおける自動化への過信の問題との間の,類似点,相違点を明らかにすることができた.このことに関連して,航空機の分野では過信の防止にCRM(クルーリソースマネジメント)訓練が有効に機能していることを,パイロットへのアンケートを通じて明らかにした.これに対し,自動車の場合,CRMの手法は適用できないことから,ヒューマンインタフェースや自動化のロジックのデザインによって,過信を防止する手段を講じる必要がある.過信を防止する手段を開発するためには,過信に至るメカニズムを解明しなければならない.そこで,信頼から過信に至る認知的メカニズムを解明するための実験方法を構築し,過信に至るプロセスとその要因,過信を防止するための方法を調べる基礎的な実験を行った.その結果,自動化の動作限界に関する理解,とくにその限界が生じることの理由をユーザに理解させることが,過信を抑制する効果があることを明らかにした.さらに,自動車における衝突警報を題材として,実際にどのような信頼や過信が現れるかを高性能ドライビングシミュレータを用いて調べた.その結果,ドライバーが警報システムを信じきっていると,欠報があった場合に反応時間が0.5秒程度遅れることがあることを明らかにした.また,欠報を数度経験することにより,ドライバー自身で状況を把握しようとする(過信が消滅する)が,警報が提示された場合にはそれを信用する傾向があることを明らかにした.本研究では,人間と自動化システムとの相互作用を分析し,訓練された者でも自動化を過信しうることを確認した(Itoh, Inagaki, 2004).職業人の場合,相互チェックにより過信の顕在化を防いでいる(伊藤,田中,荻野,石橋,2002)が,自動車など利用者の多様性が著しい場合には工学的な過信防止策が必要となる.「過信」の概念は,従来より多様な意味合いで用いられているため,本研究では,過信が一つの原因となっている航空事故や災害事例を分析し(たとえば,田中,伊藤,2003,など),概念の整理および理論的精緻化を行った(伊藤,2003).これにより,過信概念の全体を俯瞰でき,今後個々の研究においていずれの側面に注目しているかがわかりやすくなるため研究の見通しがよくなったといえる.本研究では,上で整理したものの中でも,とくに自動化システムのメンタルモデルに誤りのあるタイプの過信に注目した.なかでも,自動化システムの能力の範囲に関する過信について,自動化システムの能力の限界とその理由についての情報が与えられないと過信に至りやすくなることを,認知工学的実験により明らかにした(伊藤,稲橋,田中,2003,など).また,自動化システムの設計者の想定と使用者の想定との差異により,実行内容の範囲に関する過信が使用経験を通じて,とくに,意図しない使い方をした結果として起りえることを示唆する結果を得ている(Itoh, Inahashi, Tanaka, 2004).以上の研究成果は,平成14,15年度を通じて,査読つき学術雑誌論文3件,査読つき国際会議論文4件,解説記事1件としてすでに公表されている.また,投稿中論文2件,投稿準備中論文1件がある.
マカカ属サルのグロビン遺伝子の種内および種間変異

ニホンザル、カニクイザルなどマカカ属のサルは19種を数え、アフリカ北部のバーバリーマカク、一種を除きアジア大陸とそれに沿った島々および東南アジアの島頂に広大な分布域を有している。環境に対する適応力を持ちヒト以外の霊長類でもっとも繁栄している属である。このマカカ属の分子レベルでの系統や進化に関する研究は、血液タンパク質の電気泳動による分析とその集団遺伝学解析やタンパク質の一次構造比較による方法が取られてきた。本研究では以上の研究を進めヘモグロビンの遺伝子とくにαグロビン遺伝子構造の研究を進めた。ヒトα_1グロビンのエクソン1および3をプローブとして制限酵素マップ法によりカニクイザルの、インドネシア(20頭)、マレーシア(22)、タイ(7)、フィリピン(24)等地域集間の差異を調べた。高等霊長類では重複して存在するとされているα-グロビン遺伝子が3重複している例がとくにマレーシア及びインドネシアのスマトラのカニクイザルに多く見出された。ついて構造決定を目的として、カニクイザル全DNAを制限酵素BglIIで切断し、15kb以上の分画をEMBLE3をベクターとしてαグロビン遺伝子をクローニングした。現在クローンからHindIII、2.3kbフラグメントをプラスミドpBlueScriptにサブクローニングし構造解析を進めている。またマレーシアとタイのカニクイザルで遺伝子数に変異があったので、1988年度の海外学術研究においてマレー半島で採取したカニクイザル血液よりDNAを調製し分析を開始した。カニクイザルで発見された不等交叉を起こしやすい遺伝子構造を明らかにし、その構造の生物進化に果たす役割についても考察を加えたい。さらに同学術調査において採取したインドネシアセレベス島の7種のマカクについても血液からDNAを調製し、偽遺伝子であるφβ遺伝子の構造解析を開始した。
強誘電体障壁強磁性トンネル接合素子の開発と電界効果によるスピン輸送制御

強誘電体障壁の自発分極によるFe4N基強磁性トンネル接合素子のスピン輸送制御を目指した。種々の逆ペロブスカイト型遷移金属窒化物薄膜の合成に成功し、その磁気および磁気輸送特性について実験により明らかにした。新たに構築したスピン軌道相互作用ならびに結晶場分裂を取り入れたスピン偏極伝導理論を用い、異方性磁気抵抗効果の計測を通じて、強磁性体中で伝導を担う電子のスピン分極をその符号を含めて評価した。ペロブスカイト型強誘電体を始めとする複合酸化物薄膜のエピタキシャル成長技術を開発した。第一原理計算により、強誘電体障壁強磁性トンネル接合素子の電界効果について調べた。本研究は、大きな自発分極を有する強誘電体を絶縁障壁層とするFe4N基強磁性トンネル接合素子(MTJ)を開発し、電界効果が及ぼすFe4N薄膜の界面磁性の変調をトンネル磁気抵抗(TMR)効果ならびに電流誘起磁化反転現象を通じて明らかにすることを目的としている。本年度は、Fe4N基強磁性薄膜の磁性・磁気伝導特性の解明と、複合酸化物障壁層を有するFe4N基強磁性トンネル接合素子の開発について研究を行った。その結果、熱処理温度を変化させて作製したFe4N薄膜と(Co,Fe)4N薄膜の異方性磁気抵抗(AMR)効果の計測、ならびに同薄膜のX線構造解析とメスバウアー分光計測から、同薄膜の逆ペロブスカイト型結晶格子中での窒素原子サイトの規則度が、磁気伝導特性に大きな影響を及ぼすことが判り、窒素欠損の多い試料では、Fe4Nで特徴的な少数スピン電子伝導が失われることが明らかとなった。また、結晶場効果を取り入れた磁気伝導理論を構築した結果、Fe4N薄膜で特徴的に観測される50K以下の低温におけるAMR効果の増大と4回対称性の出現が、結晶場分裂による各3d軌道のフェルミ準位における状態密度差によって引き起こされることが示唆された。さらに、RFスパッタ法によるスピネル(MgAl2O4)薄膜のFe4N薄膜上への堆積実験の結果、成膜温度を室温とした場合にも、堆積後の300°C程度の加熱処理でエピタキシャル成長が可能であることを見出した。同知見の基、スピネル障壁層を有するMTJの作製を行い、Fe4Nの負のスピン分極を反映したインバースTMR効果の観測に成功した。本年度は、昨年度に引き続き逆ペロブスカイト型遷移金属窒化物薄膜の磁性・磁気伝導特性の解明と、複合酸化物障壁層を有するFe4N基強磁性トンネル接合素子の開発について研究を行った。その結果、Fe4N薄膜で特徴的に現れる負の異方性磁気抵抗(AMR)効果の50K以下での低温異常が、同薄膜の異常ホール伝導率にも顕著に現れることを明らかとした。また、昨年度構築した結晶場効果を取り入れた電気伝導理論から予測された、50K以下の低温異常が(磁気的な)正方晶化に起因することが、本年度行ったtransverse-AMR効果の測定によって実証された。また、界面効果による磁性変調の検討を目的に行ったCoxMn4-xN薄膜の作製と磁気特性評価からは、Co濃度の増大に伴って、Mn4N薄膜の垂直磁気異方性が低下することが明らかとなった。また、Fe4N/Pt積層膜で観測される大きな逆スピンホール電圧が、プレーナーホール効果の影響を受けていないことを明らかとし、Fe4Nの特徴である負のスピン分極が影響している可能性が示唆された。さらに、昨年度までに行ったRFスパッタ法によるスピネル(MgAl2O4)薄膜の強磁性電極薄膜上への堆積実験に加えて、自然酸化法による同薄膜の形成実験を行った結果、自然酸化法で作製したスピネル薄膜のトンネル抵抗がRFスパッタ法のそれよりも小さくなる一方で、TMR効果が失われ易くなることを見出した。これは、自然酸化法では、下部強磁性層界面の酸化防止がRFスパッタ法の場合よりも困難であるためと考えられる。Fe4N基薄膜の磁性・磁気伝導特性の解明研究は概ね順調に進行している一方で、ペロブスカイト型酸化物トンネル障壁層薄膜の作製プロセスの開発、ならびに同障壁層を用いたFe4N基強磁性トンネル接合素子の開発・物性調査に進捗の遅れがある。本年度は、昨年度に引き続き逆ペロブスカイト型遷移金属窒化物薄膜の磁性・磁気伝導特性の解明、種々の強磁性体における異方性磁気抵抗効果に関する伝導理論の構築、ならびに複合酸化物障壁層を有するFe4N基強磁性トンネル接合素子の界面磁性の変調について研究を行った。その結果、下記の成果を得た。Fe4Nの類型材料であるMn4N薄膜では、異方性磁気抵抗効果の符号が概ね100K以下の低温で正から負に変化し、同時に磁気抵抗曲線に4回対称成分が重畳することが明らかとなった。また、温度低下に伴って単調に変化するMn4N薄膜の異常ホール伝導率も、100K以下の温度で急激にその大きさが減少し30K以下の温度で符号反転することを見出した。

新たに構築した結晶場効果を取り入れた異方性磁気抵抗効果の伝導理論に従うと、Mn4N薄膜では、多数スピン電子が電気伝導を担い、同時に100K以下の温度で正方対称化することが明らかとなった。また、NixFe4-xN薄膜の作製と磁気特性評価からは、Ni濃度の増大に伴って同薄膜のキュリー温度が低下し、x=3では室温以下となること、また、少数スピン電子が同薄膜の電気伝導を担っていることが異方性磁気抵抗効果の計測から明らかとなった。さらに、Fe4N/BaTiO3/Fe4NとCoFe3N/BaTiO3/CoFe3Nヘテロ構造についてBaTiO3の電気分極方向と界面磁性との関係について第一原理計算を用いて調べた結果、分極方向の変化によって非常に大きな磁化変化が得られることが明らかとなった。具体的には、Fe4N/BaTiO3界面とCoFe3N/BaTiO3界面にてそれぞれ, 1.37μB、1.34μBの変化となり、界面付近の逆ペロブスカイト型遷移金属窒化物の層間距離が正極側で縮まった結果として、界面2層目の体心位置のFe原子が低スピン状態で安定化したことに因ることが判った。強誘電体障壁の自発分極によるFe4N基強磁性トンネル接合素子のスピン輸送制御を目指した。種々の逆ペロブスカイト型遷移金属窒化物薄膜の合成に成功し、その磁気および磁気輸送特性について実験により明らかにした。新たに構築したスピン軌道相互作用ならびに結晶場分裂を取り入れたスピン偏極伝導理論を用い、異方性磁気抵抗効果の計測を通じて、強磁性体中で伝導を担う電子のスピン分極をその符号を含めて評価した。ペロブスカイト型強誘電体を始めとする複合酸化物薄膜のエピタキシャル成長技術を開発した。第一原理計算により、強誘電体障壁強磁性トンネル接合素子の電界効果について調べた。交付申請書に記載した研究計画が順調に実施され、所期の成果が得られている。引き続き逆ペロブスカイト型遷移金属窒化物薄膜の磁性・磁気伝導特性の解明ならびに高品質ペロブスカイト型酸化物強誘電体トンネル障壁層の開発を行う。Fe4N薄膜の電流磁気効果に現れる50K以下での低温異常の原因究明に関する研究を実験・理論の両面から進めてゆく。また、(Fe-Ni)4N薄膜等の合成を行い、Fe4N基薄膜の界面効果による磁性変調の可能性検討の材料学的探索幅を広げる。また、Mn4N薄膜を強磁性電極に用いた強磁性トンネル接合膜(MTJ)の開発を行い、Fe4N薄膜を用いたそれとの比較から、界面効果がTMR効果に及ぼす影響について調査する。ペロブスカイト型酸化物強誘電体薄膜の開発に関しては、引き続き複合酸化物トンネル障壁層の成膜手法の違いによるトンネル障壁層特性の変化を主に検討を行うと共に、SrTiO3, BaTiO3などのペロブスカイト酸化物単結晶基板上へのFe4N基ならびにMn4N基薄膜の形成実験を行い、MTJ作製時における問題点の抽出を行う。これらの知見・技術を総合し、強誘電体障壁層を有するFe4N基強磁性トンネル接合薄膜を形成し、電界効果が及ぼすFe4N薄膜の界面磁性の変調をトンネル磁気抵抗効果ならびに電流誘起磁化反転現象を通じて明らかにしてゆく。28年度が最終年度であるため、記入しない。磁性薄膜工学引き続きFe4N基薄膜の磁性・磁気伝導特性の解明ならびに高品質ペロブスカイト型強誘電体トンネル障壁層の開発を行う。Fe4N薄膜で特徴的に観測される負の異方性磁気抵抗効果の50K以下での急激な増大現象はこれまでの実験・理論両面での研究により、磁気伝導特性に及ぼす結晶場の影響であることが明らかとなった。
インテリア空間に表出される精神の病みに関する調査研究

人の精神的な病みの症状は、その人の身の周りの環境に自ずと表れる。それは人が、自らの周辺環境を自己化すると共にそこから影響される,という相互関係性を持つからである。ここではインテリア空間の「要素」「表出」「構成」を縦軸に、「時間」「意識」「行為」を横軸とした評価マトリックスチャートを作成し、精神の病みがインテリア空間に投影されることについての関係性を明らかにした。人の精神的な病みの状況は、その人のチョットした日常行動やその人の身の回りの環境に自ずと表出される。特に、服装や部屋のインテリア空間に顕著に表れ出る。とりわけ、個室のインテリア空間は直接的に住人の生活行動が反映される場でもあるが(このことは過去多くの研究者によって扱われてきた)、それ以上に精神や心理、あるいは病理などが自ずと表出される空間である(本調査研究での主たるテーマ)。それは他者との関係の上で自己や自我の投影に深くかかわった環境領域だからである。すなわち、これはインテリア社会心理学(あるいは空間病理学)という新たな学際領域として扱えられるべき領域なのである。近年、引きこもりや青少年の犯罪など、精神に病みを持つ若者達が大きな問題となっている。そうした者の住まう住宅の自室等をメディアなどの情報から調査した結果、決まってその住人と空間との対応関係に通常とは異なった不適合・不具合がみられる。この因果関係は本調査研究の特質上、今年度は予定した通りの調査対象者の協力が得られず、あらかじめの計画に沿った研究の実行が不可能な状態であった。そこで、主として、分析方法および、評価方法について、詳細に検討を行い、その方法と分析手法の確実性について、精度を高めることとした。それは、次の三つのマトリックス評価軸を作成、それらを-2から+2の5段階に分けて、この中で空間と精神の関連性、相関性について評価を行うこととした。まず、要素軸(要素の多少)と時間軸(過去、未来)を組み合わせた評価マトリックスを設定。次いで表出軸(表出大小)と意識軸(自己、他者性)を組み合わせたもの。さらに構成軸(整理、混乱)と行為軸(受動、能動性)を組み合わせたものの3つの評価法を考案。この中で「通常域」と「分別域」さらに「偏向域」に定性・定量的に領域分けしてインテリア空間の表出状況をプロットした。そこから、「偏向域」に位置する事例について注目して取り上げて、精神の病みとの関連について解析を試みることとした。ただし、「偏向域」に位置する者が直ちに問題を持つ者か、ということでなく、3つの評価方法の相互関係の中から判断を求めることとした。本評価方法は、極めて独自性、新規性のある方法と、確信するものである。また、メディア等で取り上げられた精神に病みを持つ者(秋葉原、埼玉、鳥取など)の住環境の周辺を参考として分析をおこなった。さらに、海外事例についての調査を実施した。本年度(平成22年度)はさらに調査事例数を増やし、調査内容を充実したい。特に、引きこもり性を持つ者がさまざまな社会的犯罪を引き起こしていることから、こうした症状を持つ者を対象に調査事例を増やす予定である。近年、引きこもりや青少年の犯罪など、精神に病みを持つ若者が多い。こうした若者達が住まう部屋の状態が時折、メディアに取り上げられることがある。これらを見ると、空間と精神の病みとの間には、ある種一定の暗黙の関連が存在することが伺える。すなわち、人間が住まう空間の有り様には、外的に観察される生活行動のみならず、精神的・心理的あるいは社会的な住み手の状態が反映されると、判断できるのである。ここでは、精神に病みを持つ若者達とその人たちが住まう部屋のインテリア空間との関係性について取り上げ、まず(1)その実態を明らかにし、それらの関連性と内容に関して実証する。次に(2)精神の病みとインテリア空間に表出される実態との関係や因果性について考察を行う。さらに(3)このような精神の病みから青少年達を再び立ちなおらせるための方策に関して、空間計画の側から解決のための手がかりを得ようとすることが本研究の目的である。研究方法はイ)写真投影法による心理解析と、ロ)発話を手がかりとしたプロトコル分析の2つによった。本研究の結果として、インテリア空間と精神の病みとの関係性に関し次の3つの評価チャートの作成を行った。1)意識-表出軸、2)要素-時間軸、3)構成-行為軸。それぞれマイナス2プラス2、間での5段階出の評価とした。精神の病みについては躁、鬱、脅迫性人格障害、非虐待、自己愛性人格障害、総合失調症、ひきこもり、依存症、ADHD,潔癖症の10の症状を取り上げた。この中の幾つかは確定できるものの、未だ確定できないものも残されており、今後さらなる検証研究が必要と思われた
プロテオミクスを用いたヘリコバクター・ピロリCagAによる胃粘膜破壊機構の解明

ヘリコバクター・ピロリ菌は、自らが保有するIV型分泌機構を介して病原タンパク質CagAを宿主胃上皮細胞内に注入する。本研究を通して、胃上皮細胞内に侵入したピロリ菌CagAの細胞内標的分子分子として、上皮細胞極性制御のマスターレギュレーターであるPAR1ファミリーキナーゼが同定された。CagAはPAR1と結合しそのキナーゼ活性を抑制する結果、胃粘膜を構成する極性化上皮細胞層の崩壊を引き起こし、胃粘膜を傷害することが明らかとなった。極性化させた単層上皮細胞層にCagAタンパク質を発現させると,タイトジャンクションならびに頂端側-基底側細胞極性が破壊され、CagA陽性細胞は極性化細胞層から離脱することを見出した。一連のCagA変異体発現実験から,このタイトジャンクションの破壊にはCagAのアミノ酸配列中1009残基1086残基が必要であることが明らかになった。そこでLC/MS/MS質量分析法を用いてこのCagA領域に特異的に結合する細胞タンパクを検索した結果、上皮細胞極性制御のマスターレギュレーとして知られるPAR1b/MARK2セリン/スレオニンキナーゼを同定した。CagAはチロシンリン酸化非依存的にPAR1bキナーゼドメイン内の27アミノ酸に結合する。CagAとの複合体形成の結果、PAR1bのキナーゼ活性は抑制され、タイトジャンクションならびに細胞極性の破壊が誘導されることが明らかになった。今回明らかにしたCagA-PAR1b相互作用を介する上皮細胞の細胞間相互作用ならびに極性破壊は胃炎・消化性潰瘍といった病態を引き起こす重要なメカニズムと考えられる。PAR1bとの結合には、CagAのEPIYA領域内に存在する16個のアミノ酸からなる配列が使われる。この配列はCagAが細胞内で二量化するために必要なCM配列と一致した。PAR1bは細胞内で二量体として存在することから、2分子のCagAがCM配列を介してPAR1bダイマーに結合する結果二量体化するものと推察される。PAR1bを介したCagAの二量体化は、その後のチロシンリン酸化依存的なCagA-SHP-2複合体形成を増強することから、CagA-PAR-1b複合体形成は上皮細胞の極性破壊のみならず、その後のCagA-PAR-1b-SHP-2複合体形成によるチロシンリン酸化依存的なCagA活性にも重要な役割を担うものと考えられる。昨年度の研究から、ピロリ菌病原因子CagAは、極性制御のマスターレギュレーターとして知られるPAR1b/MARK2セリン・スレオニンキナーゼと複合体を形成し、そのキナーゼ活性を抑制する結果、極性化上皮細胞のタイトジャンクションならびに頂端側-基底側極性を崩壊させることが明らかになった。PAR1bとの結合には、CagAのEPIYA領域内に存在する16個のアミノ酸からなるCM配列が関与する。このCM配列は東アジア型CagA分子ならびに欧米型CagA分子間でアミノ酸配列が一部異なる。この差異を反映し、東アジア型CagAは欧米型CagAに比べてより強くPAR1bと結合することが明らかとなった。しかしながら、東アジア型CagAはCM配列を1個しか保有しないのに対し、欧米型CagAは分子内に複数個(通常2個)のCM配列を保有するため、CagA分子全体としてのPAR1b結合能は東アジア型ならびに欧米型CagA問でほぼ同程度の強さを有することが示された。データベース解析から、南アメリカで単離される一部のピロリ菌が保有する欧米型CagAは東アジア型のCM配列を有することが判明し、CagAの分子進化を考える上で興味深い。一方、CagAのCM配列はPAR1bのキナーゼドメイン内27アミノ酸と特異的に結合する。CagA結合に用いられるこのPAR1bも配列は、ヒト細に存在する他のPAR1キナーゼファミリ一分子(PAR1a/MARK3, PARc/MARK1, PAR1d/MARK4)においてもよく保存されており、in vitroタンパク結合試験から、CagAはPAR1b>PAR1d>8AR1a>PAR1の強さの順に結合することが明らかとなった。以上の結果より、CagAはPAR1キナーゼのユニバーサルインヒビターとして働き、上皮細胞極性の破壊・粘膜構築の崩壊を誘導する分子として機能することが示された。
北西太平洋の海溝域に生息する深海底生動物の多様性と進化機構の網羅的解明

本研究の概要は、深海底において生物進化を支配する主要な要因は何かを3つの時空間スケールで解明することである。日本海溝と千島海溝の深海域および超深海域で小型底生動物優占種の深度勾配に沿った個体群の遺伝的分化を解析し、分化をもたらす主要な環境要因を特定すること、海山の沈み込みにより分断されたこれら二つの海溝間における生物の分化過程を明らかにすること、および北西太平洋の他の海溝との間の交流、分断、分化の歴史を明らかにすることを行う研究である。本研究では、日本海溝と千島海溝の深海域と超深海域において、生物進化を支配する要因を解明する。深度勾配に沿って体系的に採集したサンプルに基づいて環境変化と生物進化を対応させ、分化をもたらす環境要因を特定する研究は、深海域および超深海域では本研究が初である。また、海山の沈み込みが超深海生物の進化を促進したとの仮説の検証も行う。生物学最後のフロンティアである深海域や超深海域において生物が分断された海溝に隔離されることで種分化が生じるという仮説を検証する課題で、博物学的調査が中心だった深海生物研究に進化メカニズムの解明という視点を加えた点において新規性が高い。「海山の沈み込みが大規模な生物進化を引き起こす」という魅力的な仮説の検証に期待したい。
持続可能社会を創る数理科学的思考力を育む統計・関数領域統合学習プログラムの開発

○研究目的:近年の数学や理科に関する様々な生徒への国内外の実態調査や学習指導要領の改訂の方向性さらには実際の授業での様子から生徒の思考力や学びに対する意欲や自己効力感を育てることの必要性を実感してきた。これまでにも数学においては「数学的な見方や考え方」を、また理科においては「科学的思考力」を育てることを重視してそれぞれの教科教育を工夫しながら進めてきた。しかし生徒自らが学びの意義や有用性を感じるまでには至っていない。高度に情報化の進んだ現代社会で生きていくためには新しい視点での思考力を育てる学習プログラムの開発が授業実践にも求められている。新学習指導要領で理数教育の充実を重視し、内容面でも習熟型と探求型学習を含めた活用型学習の必要性が言われており、数学を学びのツールとして活用することができる新しいカリキュラムの作成が求められる。それをふまえて本研究では数学と理科の従来重視されていた見方や考え方を統合して現代の様々な分野で応用されている「数理科学的思考力」を育てる新しい学習プログラムの開発に取り組んだ。学年別の配列や単元構成にこだわらず生徒の実態と可能性に即した基礎・基本から発展までの学びのプロセスを一つの学習プログラムの中で具現化して思考力育成の可能性を追求した。今年度は資料活用能力と関数概念の育成にポイントをあてて、グラフ関数電卓を活用した統計および関数の領域横断型の新しい学習プログラムの開発を試みた。○研究方法:(1)数理科学的思考力の育成や関数電卓の活用、統計と関数の統合カリキュラム等の授業実践の先行研究の例を調査。(2)身近な題材から関数領域の授業で実践できる具体例を選び教材開発。どのような思考力・操作活動を求めるか吟味。(3)実際の授業での指導案を作成。視聴覚機器・グラフ関数電卓の活用ポイントを研究。(4)勤務中学校の2学年の数学の授業の中で授業実践。生徒の自作モデルや様々な思考・発表の様子を複数の映像で記録。(5)授業について様々な視点から生徒に事前・事後のアンケートを行い、実施上の問題点や効果的な扱いについて分析。○研究の成果と課題:先行研究や各種学会での発表から、身近な題材について数学を活用して解決することの有用性を感じることができる素材選びについて工夫できた。問題解決の際に資料を収集しグラフ関数電卓を活用して分析する活動や自分の作成したグラフ等を使って考えたことを伝える活動は学習内容の自己再現力の評価でもあり、この自己評価活動を学習プログラムに取り入れることによって「数理科学的思考力」をさらに高めることがわかった。また、現在の数学教育における単元や領域の学習のつながりを再度とらえ直し、中高一貫校の授業展開の効果を最大限に活かしながら、素材の本来の意義を感じることができるような教材化の実践プランを模索することによって6年間のカリキュラム構成を見つめ直すことができた。今後はさらに幅広い見方や考え方を育てるアプローチの方法を工夫・検証していきたい。

また、現在の数学教育における単元や領域の学習のつながりを再度とらえ直し、中高一貫校の授業展開の効果を最大限に活かしながら、素材の本来の意義を感じることができるような教材化の実践プランを模索することによって6年間のカリキュラム構成を見つめ直すことができた。今後はさらに幅広い見方や考え方を育てるアプローチの方法を工夫・検証していきたい。
膜結合型増殖因子EGFファミリーのカルボキシ末端断片シグナリングの解析

細胞増殖因子シグナルの下流に位置し、細胞分裂促進に必須の転写因子c-mycの遺伝子発現がPLZFにより抑制されることが報告されている。HB-EGF-CTFがPLZFの機能を解除することから、HB-EGF-CTFシグナルが増殖因子によるc-Myc遺伝子発現誘導シグナルの中間に位置するのではないかと考え、Hb-egf-/-繊維芽細胞を用いてbFGF, EGF, PDGFによるc-Myc遺伝子発現誘導を解析した。まず、野生型繊維芽細胞(Hb-egf+/+)でbFGF, EGF, PDGF刺激により内在性のHB-EGFのsheddingが誘導され、HB-EGF-CTFは核移行することを確認した。また、上記各増殖因子受容体からのシグナルはMAP kinase ERK1/2の活性化で見る限り、Hb-egf+/+およびHb-egf-/-繊維芽細胞で変化は無かった。次に、Hb-egf+/+および-/-繊維芽細胞を上記各増殖因子により刺激し、c-Myc遺伝子発現をRNA protection assayと定量PCRにより解析した。その結果細胞増殖因子シグナルにより誘導されるc-Myc遺伝子発現はHb-egf-/-繊維芽細胞では顕著に抑制されることが明らかとなった。また、Hb-egf-/-繊維芽細胞では、Hb-egf+/+繊維芽細胞に比べて、EGFとbFGF増殖因子による細胞周期S期への進行が有意に抑制されることが明らかとなった。一方PDGFによる繊維芽細胞の増殖促進には有意さを持った細胞周期S期進行の遅延は認められなかった。さらに、Hb-egf-/-繊維芽細胞にHb-egf遺伝子を導入し発現を回復させることで上記各増殖因子によるc-Myc遺伝子発現ならびに細胞周期S期進行への遅延が回復することを示した。これらの結果からHB-EGF-CTFシグナルが少なくともEGFならびにbFGFによるc-Myc遺伝子発現誘導においてPLZF等の転写抑制因子の解除に重要な機能をはたしていることを明らかにした。膜型増殖因子proHB-EGFは細胞膜表面でsheddingを受け、カルボキシ末端断片(C-terminal fragment; CTF)を産生する。HB-EGF-CTFは速やかに核に移行し転写抑制因子PLZFと結合し、これを核外にくみ出す反応を惹起することをこれまでに明らかにしてきた。proHB-EGFが含まれるEGFファミリーは13種のメンバーから構成され、全てが膜型増殖因子で、細胞膜表面でsheddingを受けCTFを産生する。本年度は、TPAでsheddingが誘導される4種のメンバーHB-EGF, TGF-α, ampbiregulin, epiregulinのCTF産生分子機構と各CTF細胞内局在について解析し以下の結果を得た。蛍光蛋白質GFPをC-末端に融合したHB-EGF, TGF-α,ampbiregulin,epiregulinプラスミドを構築、HT1080細胞に発現し、TPA処理後のGFP局在を蛍光顕微鏡下で観察した。その結果4種ともに核膜近傍への集積を認めた。メタロプロテアーゼ阻害剤KB-R7785はこの4種の反応をともに抑制したが、γ-セクレターゼ阻害剤であるDAPTはTGF-α-CTF-GFPの局在変化を抑制し、他のものは抑制しなかった。