hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子間相互作用の小さな単純分子液体における液体液体転移の証明

細孔内に封入されたシクロヘキサンの示す液体液体転移の起源を構造及びそのダイナミクスの観点から,X線粉末回折,中性子準弾性散乱,数値計算を通じて明らかにすることを試みた.熱測定から転移に伴う変化は極めて小さいことが予想されていたが,構造から中距離秩序に由来する長さが大きくなっている様子が判明すると同時に,ダイナミクスの観点からも転移点の前後で変化が生じていることがわかった.数値計算と合わせた検証により,この転移は第二近接分子との配向秩序の上昇を伴うことが示唆された.これは他の液晶などの転移ではあまり見られない現象であり,液体液体転移に特有の現象ではないかと思われる.本年は,PFにおいて構造解析を行うとともに,低温用NMRのプローブの開発を行った.以下にその詳細を示す.1.X線粉末解析による構造変化の観測高エネルギー研究所のPFにあるBL-8Bにて細孔中に封入されたシクロヘキサンにおいて発見された154Kにおける相転移の前後における構造変化について,細孔径が1.9 nmと2.9 nmのMCM-41に封入されたシクロヘキサンを温度を130 K - 200 Kの範囲で変化させながら,粉末X線回折実験を行うことで調べた.その結果,高分子や,金属ガラスにおいて見られるようなFSDPのような構造の発現は見られなかったが,液体としての1st peakが1.6 A-1にあったのに対し,154 K以下で,2.2 A-1付近に構造変化に伴う新たなpeakが発現していることが確かめられた.このpeakは従来のバルクの相転移によって見られるpeakとは違うQに出ており,新しく発見した転移によるものであると言える.これが具体的にどのような構造変化によるものなのかを明らかにするため,追加実験を行うと共に,今後数値計算による検証を行うことを予定している.以上の内容については,5月に行われる国際シンポジウムなどで発表,議論を行う予定である.2.低温固体NMRの測定低温NMRプローブの開発は、申請時では既存のプローブに吹きつけ方式による冷却機構を組み込む予定であったが、長時間使用に耐えないことと温度の精度が足りないことが判明したため、方針を変更しゼロから設計することにした。そのため遅れが生じているが現時点では設計はほぼ終了し部品の発注と組み立てを行う段階に入っている。本年は研究名においては,1.低温固体NMRプローブの開発,2.数値計算による液液転移の検証,3.化学シフト異方性の多量子コヒーレンスに与える影響の評価を行った.以下にその概要を示す.1.低温固体NMRプローブを開発し,その発注を行った.現在,その組み立てを行っている.完成後に,転移点周辺に置ける緩和挙動の変化について測定を行う.2.辰巳の所属する同一研究機関の水口の協力のもと,CHARMM35の化学モデルに基づいた分子動力学計算を行うことにより,細孔中のシクロヘキサンにおける液液転移を再現することで,その微視的な機構に迫ることを試みた.その結果,実験で転移がみられる温度の前後で最近接分子の数などが変化していることがわかった.現在は更に掘り下げてどのような変化が見られるのかについて検討している.3. NMRのスピンカウンティング法は多量子コヒーレンスの時間発展を測定し解析することで分子クラスターの個数を測定できる。より正確に解析するために化学シフト異方性が多量子コヒーレンスの時間発展に与える影響について理論的・実験的に調べた。その結果、理論的には第一次近似のもとでは化学シフト異方性は影響しないことがわかった。実験的にはパルスの不完全性が多量子コヒーレンスに大きな影響をあたえることが分かった。研究発表については,年初のMontpellierの学科における研究発表や,秋に辰巳の所属する京都工芸繊維大学において細孔中の分子の挙動についての国際研究会を主催,熱測定討論会やNMR討論会での発表を通じて情報交換につとめた.秋には,熱測定誌に解説論文も出版している.液液転移の機構については,水口らと共同で進めている数値計算を通じて,近接粒子の挙動が重要である,という示唆を示す結果を得ることが出来た.現在までの研究内容について,幾つかの研究会や,論文を通した発表を通じて,示唆的なフィードバックを得ることも出来ている.その一方で、ダイナミクスについては,低温用プローブの作成が遅れており,その点を考え見て,やや遅れている,とした.本年は1.数値計算による液液転移の検証.2.中性子準弾性散乱を用いた細孔内のシクロヘキサンのダイナミクス測定を行った.いかにその概要を示す.1.前年度より引き続いてCHARMM35の化学モデルに基づいた数値計算による検証を行った.数値計算においては現実の系よりもはるかに早い冷却速度が実現出来るため,バルクにおいても結晶化することはない.そのような条件下において,第2近接分子との間の相関が転移の存在する150K付近を境に変化している様子を観察することが出来た.これは実際におこる液液転移の性質を反映していると考えられる.実際に細孔内にあるシクロヘキサンにおいては,第2近接分子まで取るとほぼ細孔内を埋め尽くすことも示唆的であると考えられる.2.中性子によるダイナミクス測定の結果,転移が存在する150K付近を境にダイナミクスの振る舞いが変わることが確認された.

q依存性や,その温度依存性については従来の水などの液体液体転移を示す物質に多く見られるStrong-Fragile Crossoverとは異なった振る舞いが見られ,現在その理由について解析すべく,違う角度からの実験を計画している.以上の結果は昨年度に熱測定より熱測定の結果とX線構造解析の結果を中心にまとめたものが出版されている他,6月にLyonで開かれたStatphysや,辰巳が滞在していたBristol大学において研究発表を行い,有益なフィードバックを得ることができた.中性子の結果も含め,現在論文としてまとめている.細孔内に封入されたシクロヘキサンの示す液体液体転移の起源を構造及びそのダイナミクスの観点から,X線粉末回折,中性子準弾性散乱,数値計算を通じて明らかにすることを試みた.熱測定から転移に伴う変化は極めて小さいことが予想されていたが,構造から中距離秩序に由来する長さが大きくなっている様子が判明すると同時に,ダイナミクスの観点からも転移点の前後で変化が生じていることがわかった.数値計算と合わせた検証により,この転移は第二近接分子との配向秩序の上昇を伴うことが示唆された.これは他の液晶などの転移ではあまり見られない現象であり,液体液体転移に特有の現象ではないかと思われる.構造変化については,研究実績の概要に示したように,転移点の前後で明確な変化を見出すことに成功し,その具体的な構造についても,ある程度追い込むことが出来た.その一方で,ダイナミクスについては低温用NMRのプローブの作成が若干遅れており,その両者を併せて鑑みて,おおむね順調,とした.先述したNMRによるダイナミクス測定の他に,ドイツの研究者と共同で中性子準弾性散乱を計画している.この両者を通じて,転移点周辺での変化について明確にする.また,その一方で,数値計算についてもある程度結果がまとまってきているため,今年中に論文の形で発表することを予定している.ガラス転移・液体液体転移構造変化については,実験でやれることはある程度やったと考えられ,具体的にどのような構造か,同定する段階に入っている.そのために,数値計算や局所安定構造の理論計算などを援用して最終的な結論を出すことを試みているところである.一方,ダイナミクスについては中性子準弾性散乱実験が,構造のデータが十分にそろっていない,という理由で今までproposalを通すことが出来ていなかったが,PFの結果を受けて,通す目処がたった.出来るならば今年度中に実験を行い,最終的な結論を出すことを目指す.また,低温用NMRの測定については,プローブの完成が遅れてしまっていたが,完成をまって,実験を精力的に行う予定である.中性子準弾性散乱の実験が出来なかったことと,海外での学会参加に学科の助成が出たことから余剰金が生じた.中性子準弾性散乱の実験が出来なかったことと,海外出張のために,学科の予算を使用することが出来たために繰越金が生じた.実験装置の改良と,準弾性散乱実験旅費に余剰金は使用する.学会発表,実験装置の改良などに余剰金は使用する.また,予定していた準弾性散乱実験を行うことで費用の多くは消費される.
自己免疫疾患発症の分子機構およびその制御

1.我々の以前の検討ではTh1/Th2いずれもSLEに関与していることを報告している.そこでSLEのTh1/Th2バランスの異常を明らかにするため,それらの誘導に重要であるIL-12とIL-4の役割を検討したところ,いずれも自己抗体の産生には関与していたが,IL-4がループス腎炎の発症に関与していた.Th2の誘導機序をさらに明らかにするため,CD86 costimulatory分子の関与を検討したところ,CD86はTh2の誘導のみならず,すでに誘導されたTh2細胞の再活性化にも重要であることをin vivoにて明らかにした.またB細胞costimulatory分子であるCD19,CD21の役割を検討したところ,いずれも自己抗体産生に対し,負の制御をかけていることを明らかにした.2.他のcostimulatory分子であるTNF/TNF受容体群に関しての検討ではFas/FasLによるアポトーシスがヒトSLE皮膚病変やシエーグレン症候群唾液腺病変に関与していることを明らかにした.またCD40Lの異常発現により自己免疫現象の誘導が可能であることを明らかにした.またOX4OL-OX40,CD70-CD27が細胞性自己免疫疾患である慢性関節リウマチ・多発性硬化症モデルの発症に関与していることを明らかにした.3.ヒト慢性関節リウマチ(RA)検体を用いた検討から、関節局所に集積しているT細胞はそのほとんどがケモカイン受容体であるCCR5陽性Th1細胞であり、それに対し末梢血のそれは減少していた。関節液中にはCCR5リガンドであるMIP1α,RANTESが高濃度に存在していた。このことから、関節局所にて産生されたMIP1α,RANTESがCCR5陽性Th1細胞を選択的に遊走させることを見い出し、関節特異的なT細胞浸潤機構の一端を明かにした。1.SLEのTh1/Th2バランスの異常を明らかにするため、その動物モデルであるNZB/WF1マウスを用いてIL-12とIL-4の役割を検討したところ、自己抗体産生においてはいずれのサイトカインも関与しているが、それぞれ異なったサブクラスを規定しており、病態には特にIL-4が重要であることを明らかにした。興味深いことにIL-4とともにIL-12も同時に抑制することによりIL-4単独の抑制による効果を阻害することにより、Th2からTh1へのimmune deviationによりSLEの治療が可能であることを明らかにした。CD86を介したco-stimulationはCD4陽性T細胞からのIL-4産生を誘導することをin vitroの実験から見いだし、またすでに誘導されたTh2細胞の再活性化においても、CD86を介したco-stimulationが重要であり、in vivoにおいてCD86の制御によるTh2介在性疾患の治療の可能性を明らかにした。2.RAや多発性硬化症の発症にCD70-CD27,OX40-OX40Lを介したco-stimulationが深く関与していることを抗体を用いた検討から明らかにした(論文投稿準備中)。現在その機序を検討中である。また同じファミリーに属するCD40ligandの異所性発現により自己に対する免疫応答が誘導され、その機序としてIL-12を介したNK細胞の活性化とCD80/CD86を介したT細胞の活性化が重要であることを見いだした。3.SLE皮膚病変においては浸潤マクロファージにFas ligandが発現し、その周囲の毛嚢の細胞にアポトーシスに陥った細胞が散見されたことからSLEにおける脱毛にFas-FasLが関与している可能性を見いだした。また臓器障害においてはCD28の抑制だけでなくFas-FasLの抑制が重要であることをin vivoの検討から見いだした。

1.ヒト慢性関節リウマチ(RA)検体を用いた検討から、関節局所に集積しているT細胞はそのほとんどがケモカイン受容体であるCCR5陽性Th1細胞であり、それに対し末梢血のそれは減少していた。関節液中にはCCR5リガンドであるMIP1α,RANTESが高濃度に存在していた。このことから、関節局所にて産生されたMIP1α,RANTESがCCR5陽性Th1細胞を選択的に遊走させることを見い出し、関節特異的なT細胞浸潤機構の一端を明かにした。2.マウスCD70遺伝子のクローニングに成功し、モノクローナル抗体を作成し、それを用いた検討からCD70/CD27co-stimulationの制御によりTh1介在性自己免疫疾患である多発性硬化症(MS)モデルを著明に抑制することを見い出した。さらに同時にマウスOX40Lも同様にクローニング・モノクローナル抗体を作成し、OX40L/OX40の制御はRA,MSだけでなく抗体媒介性自己免疫疾患であるSLEモデルにおいても有為な疾患抑制効果があることを見い出した。3.CD40Lの異常発現が自己免疫疾患の原因になりうることを見い出し、さらにはこのことを利用してIL-12産生とB7の誘導による抗腫瘍免疫を誘導することが可能であることを明かにした。4.Fas/FasLによるアポトーシスがシェーグレン症候群の唾液線破壊に関与しており、自己免疫疾患の臓器障害にFas/FasLが重要な役割をしていることが明かになった。。
東アジアにおける内発的発展と地域文化に関する研究

本年度は若干の補充調査を実施するとともに最終成果の取りまとめ作業を行った。取りまとめにあたっては、日本的特殊性が顕著に現れ得る藩政時代に藩境となっていた中小規模の地方都市を分析対象とし、その産業化過程、内発的発展と地域の担い手に着目して分析を行うこととした。具体的には、藩政時代の替地であった愛媛県伊予市を素材とし、海運業、削り節産業と地域との関わりについて、その各々の担い手に対する聞き取り調査のデータから主たる検討作業を進めた。そこで明らかとなった内容は次の通りである。(1)内発的発展を考える上では、政治経済的なシステム同士が接触する場として地境が重要な意味を持つこと。(2)東アジアにおける内発的発展にかかわる地境として、近代直前の支配のあり方が重要で、日本では藩境がもつ意味が大きいこと。また、日本では中国や韓国とは異なり、ある種の自由空間の形成と結びつき得たこと。(3)地境であった調査対象地では江戸時代に民間の力で港湾整備がなされ、「諸役御免の地」として歴史的にある種のアジールが形成さていたこと。(4)こうした空間の形成が、海運業、削り節産業などの内発的発展の基礎条件に結びついていたこと。(5)現在でも全国的に圧倒的なシェアを確保している削り節産業については、漁業、水軍、農業にかかわる相異なった生活様式や価値観が地域の中で結びつくことによって発展し得ていたこと。(6)一方で、地境であったことと関連し、かつて見られた生活様式や価値観の相違が、現在では市内の各地域間の齟齬として残存していること。(7)この齟齬が、内発的発展の担い手と地域の担い手との間に断層を生んでいたこと。(8)内発的発展を地域と結びつけるためには、自由空間を生み出したような地域文化の一般化が不可欠となること。本年度は、研究打ち合わせ会の開催、予備調査、および文献資料にもとづく研究枠組みの確定作業を行った。主な内容と成果はつぎのとおりである。1.松山市、金沢市、宇都宮市などにおいて実施した予備調査結果の検討から、a.本研究テーマについては聞き取り調査を中心とすることが有効であり、b.調査地点について、再度、地域を限定して選定する必要があるとの結論を得た。なお、調査地は松山、福井・金沢、浜松において再選定することとした。2.分析枠組みについて、内発的発展と地域文化のかかわりでは、民衆意識のレベルにおいて重層的・複合的に存在している価値体系に着目することの必要性が確認できた。さらに、価値体系の特定のものが、特定地域における特定の時代状況のもとで、どのように表出したのかということを捉えてゆくことの必要が認められた。3.東アジアにおける日本社会の歴史的特殊性についてでは、a.東アジア社会全般において、重層的・複合的な価値体系への着目の必要性は一般的に承認されるべきであることが明らかとなった。b.しかし、こうした価値体系については、日本社会では仏教、儒教・道教のあり方などが中国や韓国とかなり相違していた。そのあり方の相違に日本社会の特殊性が明確に示されていると考えることができた。c.加えて、価値体系のあり方そのものについても、地域的な多様性についての検討が不可欠であることが確認できた。研究打ち合わせ会の開催,聞き取り本調査を行うとともに,関連資料を収集した。1.内発的発展については,いくつかのタイプがあること,そのなかでも「地境」という歴史的特性をもつ地域での発展状況が注目に値することが明らかとなった。

2.「地境」という特性を明確にもち,かつ内発的発展といえる状況を顕著に示している松山近郊の伊予市において行った本調査から,つぎのことが明らかとなった。それはa)地境は歴史的に支配の空白としての特質をもちがちであること,b)支配の制約から放置されがちであるがゆえにある種のチャレンジ意識をもつ人間を形成しがちなこと,c)この意識をもつ人間が存在し外部条件が満たされたときに内発的発展がみられること,という三点である。あわせて,発展が一定段階に達したのちには,類似業種間での過当な競争を生みがちであり,また地域での勢力対立の調整に困難をきたしがちとなる可能性も明らかにすることができた。3.伊予市本調査との関連で,他地域の特質も参照してゆくことが最も妥当であると考え,福井市と福井近郊の武生市,鯖江市において関連資料を収集するとともに,若干の聞き取りを行った。また,日本全体に関する資料を収集し,大分・長崎・平戸でも現地資料を収集した。そのなかから,歴史的にみて,大藩と小藩,外様大名支配地と親藩・譜代大名支配地で状況にかなりの相違があることが明らかになった。4.日本社会の歴史的特殊性との関連では,その封建制において中心性が希薄であったがゆえに,地境のもつアジール的意味が顕著に現れていることが明らかとなった。中国社会科学院、淡江大学、韓神大学校での打ち合わせ結果を踏まえつつ、福井県福井市、同県鯖江市、石川県金沢市、静岡県浜松市などにおいて関連する聞き取り調査や資料収集を行った。これらの結果から、日本的特殊性が顕著に現れ得る藩政時代に藩境となっていた中小規模の地方都市を分析対象とし、その産業化過程、内発的発展と地域の担い手に着目して分析を行うこととした。具体的には、藩政時代の替地であった愛媛県伊予市を素材とし、海運業、削り節産業と地域との関わりについて、その各々の担い手に対する聞き取り調査のデータから主たる検討作業を進めた。そこで明らかとなった内容は次の通りである。(1)内発的発展を考える上では、政治経済的なシステム同士が接触する場として地境が重要な意味を持つこと。(2)東アジアにおける内発的発展にかかわる地境として、近代直前の支配のあり方が重要で、日本では藩境がもつ意味が大きいこと。また、日本では中国や韓国とは異なり、ある種の自由空間の形成と結びつき得たこと。(3)地境であった調査対象地では江戸時代に民間の力で港湾整備がなされ、「諸役御免の地」として歴史的にある種のアジールが形成さていたこと。(4)こうした空間の形成が、海運業、削り節産業などの内発的発展の基礎条件に結びついていたこと。(5)現在でも全国的に圧倒的なシェアを確保している削り節産業については、漁業、水軍、農業にかかわる相異なった生活様式や価値観が地域の中で結びつくことによって発展し得ていたこと。(6)一方で、地境であったことと関連し、かつて見られた生活様式や価値観の相違が、現在では市内の各地域間の齟齬として残存していること。(7)この齟齬が、内発的発展の担い手と地域の担い手との間に断層を生んでいたこと。(8)内発的発展を地域と結びつけるためには、自由空間を生み出したような地域文化の一般化が不可欠となること。
CD21/35欠損マウスの作成と解析

マウスCD21/35遺伝子のシグナルシークエンスを置換するためのターゲッティングベクターを作成し、エレクトロポレーションによりES細胞に遺伝子導入を行い、組み換え体の解析、キメラの作成を経てCD21/35欠損マウスを作成した。CD21/35に対する特異抗体を用いて、CD21/35の発現が全くみられないことを確認した。CD21/35欠損マウスには外観上大きな異常はみられず、B細胞の分化も正常であった。骨髄、末梢血、脾臓、パイエルパッチ、リンパ節、腹水などのB細胞の分化や活性化には異常がみられなかった。血清中のIgM、IgG1、IgG2b、IgG3は野性型に比べて有意に低下していた。注目すべきことに、T細胞依存性またはT細胞非依存性の低容量の抗原に対する抗体反応が有意に低下しており、特にIgG3で顕著であった。このため、細菌などに対する特異抗体反応も障害されている可能性を考え、肺炎連鎖球菌を感染させて抗体産生や生存率を検討した。CD21/35欠損マウスは、肺炎連鎖球菌の感染に対して非常に弱く、生存率の低いことが明らかになった。この理由としては、肺炎連鎖球菌に対するIgG3型の抗体産生の著しい低下が要因と考えられた。このように、CD21/35欠損マウスではT細胞依存性または非依存性の抗原や細菌抗原に対する抗体反応が低下していることが明らかになった。細菌感染などにおける早期の免疫応答にCD21/35が大変重要であることが明らかになった。B細胞表面で、CD21はCD19などの蛋白と複合体を形成して存在している。CD21は外来抗原や補体のC3d.gとの複合体に対するレセプターであり、マウスではCD35はCD21と共に複合体を形成している。これまでに作成された2系統のCD21/35欠損マウスのうち、少なくとも1系統はB細胞に低形成のCD21/35を発現していることがわかっている。このため、今回我々はマウスCr2(CD21/35)遺伝子のシグナルシークエンスを置換するためのターゲッティングベクターを作成し、エレクトロポレーションによりES細胞へ遺伝子導入を行い、組み換え体の解析、キメラの作成を経てCD21/35欠損マウスを作成した。CD21/35欠損マウスのスクリーニングは、PCRとサザンブロット法により行い、作成したマウスの細胞表面にCD21/35が発現していないことをCD21/35に対する特異抗体である7G6と7E9を用いて確認した。また、CD21/35欠損マウスの牌臓B細胞の溶解液を用いたウエスタンブロット法では、CD21/35蛋白の存在がみられなかった。更にストレプトアビジンで標識したC3d.g.テトラマーを用いて、補体C3dがB細胞に結合しないことを確認した。以上のようにCD21/35を完全に欠損したマウスが樹立され、今後このマウスを使用して種々の病態におけるCD21/35の役割を明らかにしていく予定である。
何故ポリンタンパクが海洋に分布するのか

田上らは海洋に細菌の外膜のチャンネルタンパクであるポリンが溶存態有機物として広く分布することを明らかにした。本研究ではポリンが残存してくるメカニズムを明らかにするため、以下の研究を行なった。1.蛍光抗体法によってポリン抗体あるいはP seudomonas aeruginosaに反応ずる菌を調べた。この結果、いずれの抗体にも反応する菌が沿岸から外洋にかけてかなり一般的に分布することが明らかになった。2.実験室にてP.aeruginosaに塩分ストレスを与え、その生残をいくつかの方法で調べた。この結果、この菌は海水あるいはその半分程度の塩分環境下でも少なくとも数週間にわたって生残することがわかった。つまり河川中のP.aeruginosaは海洋に流入した後にも拡散し、ポリンの起源となっている可能性がある。3.海洋細菌、Vibrio alginolylicusの菌体から膜中のタンパクフラクション、細胞質中のタンパクフラクションを調製し、その分解実験を行った。この結果、膜中のタンパクは細胞質中のそれよりも遅く分解することがわかり、膜成分と会合状態にあるタンパクは一般に分解に時間がかかることが明らかになった。以上の結果から、溶存態ポリンの起源となる細菌が確かに海洋中に分布し、何らかの死滅過程を経て溶存化する可能性が示された。現在、ウイルスあるいは原生動物の捕食など、異なる死滅過程を経た菌体がどのように変性、残存していくかを実験的に観察、定量している。Tanoue et al.(1995)の知見に基づけば、海洋に溶存態として分布するポリンタンパクは、淡水性の細菌として知られるPseudomonas aeruginosaのポリンPに相当する。従って溶存態のポリンは、(1)P.aeruginosaはあるいはその近縁種が海洋に分布し、起源となっている、(2)ポリンPのN末端配列に共通したポリンタンパクを持つ他の海洋細菌が起源となっている、の二つが考えられる。本研究ではこれまで主に(1)について検討を加えてきた。また、実験室で条件を変えてPseudomonas aeruginosaを培養し、海洋での生残の可能性を調べた。(1)東京湾、相模湾および外洋域で得た海水に蛍光抗体法を適用し、P.aeruginosaに特異的な抗体に反応する菌の数と鉛直、水平分布を調べた。その結果、反応する菌は東京湾の奥から外にかけて次第に減少したが、沿岸海域には10^<2-3>/ml程度が分布しており、少なくとも沿岸域ではP.aeruginosaあるいはその近縁種が起源となりうることが確認された。(2)P.aeruginosaを塩分、栄養の異なる人工海水培地で培養し、その増殖、生残を見たところ、この菌は200mM程度のナトリウムの存在下でも十分に増殖するとともに、この条件下では栄養を添加しなくとも、長期間生存することが明らかになった。この結果は沿岸域にこの菌が分布するという上記の観察を支持する。
ユビキチン蛋白分解系による免疫系組換え制御

蛋白のユビキチン化とプロテアソーム依存性の蛋白分解系は蛋白の品質管理、細胞内シグナル伝達系の一つとして近年大きな注目をあびている。我々は最近、V(D)J組換えの中心的な酵素であるRAG2がポリユビキチン化され、26Sプロテオソームにより分解されることを見出した。本研究では、免疫系の組換え現象をユビキチン蛋白分解系の制御という視点からとらえ直すことを目的に、以下の4つの解析を行った。1)V(D)J組換えへの脱ユビキチン化酵素の関与。V(D)J組換え蛋白の一つであるXRCC4に結合する新規蛋白質として、脱ユビキチン化酵素の一つを単離した。この酵素はポリユビキチン鎖を切断し、ユビキチンのターンオーバーを促進する機能を有していた。2)脱ユビキチン化酵素の遺伝子改編マウスの作成。上記タンパク質のin vivoでの機能を解析するために遺伝子改編マウスの作成を試みている。3)DNA組換え関連蛋白のユビキチン化の有無の検討。簡単に細胞内蛋白のユビキチン化を検定できるin vivoユビキチン化検出法を確立し、V(D)J組換え関連酵素のユビキチン化を検討した。その結果、いくつかの蛋白がユビキチン化されることを見出した。そのうちの一つは核移行シグナルの他に核外移行シグナルを有し、RAG2と同様な輸送機構の関与が予想された。すなわち、活性誘導時には核内へ移行し、組換え反応終了と同時に核外へ輸送され、そこでユビキチン化され、プロテオソームで分解されるものと考えられた。1)RAG2蛋白のユビキチン化に必要なドメインの同定。ユビキチンは標的蛋白のリジン残基に結合する。様々なリジン残基のミュウタント蛋白を作製しユビキチン化を検定したが、いずれにおいても、完全にユビキチン化を抑制するまでには至らなかった。すべてのリジン残基がユビキチン化の標的となる可能性が示唆された。2)RAG2の核外移行に必須のドメインの検索と必要な分子の同定。我々は、サイクリン-CDKによる490番目のスレオニンのリン酸化がRAG2のユビキチン化および、核外移行に重要であることを見いだしているが、この現象はp27Kip1の核外移行に類似している。p27Kip1の場合、187番目のスレオニンのリン酸化後、Jab1蛋白が結合し、核外へと移行する。Jab1蛋白の細胞内での発現によるRAG2の核外移行を検討したが、核外移行は認められなかった。他の分子の関与が示唆された。3)他のDNA組換え関連蛋白のユビキチン化の有無の検討。我々は、His-tagユビキチンベクターを使用したin vivoユビキチン化検出法を確立している。この方法によれば、cDNAを組み込んだ発現ベクターさえあれば、簡単に細胞内での蛋白のユビキチン化が検定できる。すでに検定済みのXRCC4,RAG2以外のV(D)J組換え酵素にはRAG1,DNA-PKcs,Ku70,Ku80,Ligase IV,Artemisなどがあり、また、クラススイッチ関連蛋白としてはAIDがある。現在、これらの蛋白遺伝子の発現ベクターを構築し、いくつかの蛋白がユビキチン化されることを見出している。1.DNA組換え関連蛋白のユビキチン化の有無の検討。すでに検定済みのXRCC4,RAG2以外のV(D)J組換え

酵素にはRAG1,DNA-PKcs,Ku70,Ku80,Ligase IV,Artemisなどがあり、また、クラススイッチ関連蛋白としてはAIDがある。これらの蛋白遺伝子発現ベクターを構築し、いくつかの蛋白がユビキチン化されることを見出した。2.新規ユビキチン化蛋白の生化学的解析。今回新規にユビキチン化が見出された蛋白の一つは、核移行シグナルの他に核外移行シグナルを有し、RAG2と同様な輸送機構の関与が予想された。すなわち、活性誘導時には核内へ移行し、組換え反応終了と同時に核外へ輸送され、そこでユビキチン化され、プロテオソームで分解されるものと考えられた。3.脱ユビキチン化酵素の関与。今回新規にXRCC4結合蛋白質として、脱ユビキチン化酵素の一つを単離した。この酵素はポリユビキチン鎖を切断し、ユビキチンのターンオーバーを促進する機能を有していた。組換え局所での脱ユビキチン化が、組換え制御に深く関与することが示唆された。
Carboranyl-BPAの新規合成と脳腫瘍の中性子捕捉療法のための前臨床試験

Boronophenylalanine(BPA)の脳腫瘍親和性を高め中性子捕捉療法の為のより効果的なホウ素化合物を合成する目的で、BPAの水溶性を保ちつつカルボキシル基やアミノ基である側鎖を順次取除いた各種誘導体を合成し脳腫瘍培養細胞系で実際に中性子捕捉療法を行い腫瘍致死効果および生物活性相関を検討した。その結果、BPAのカルボキシル基をヒドロキシルメチル基に変換したp-boronophenylalaninole(BPAol)が最も高い殺細胞効果をもたらすことを見い出した。そこで、ラセミ体であるDL-BPAolを合成し、メラノーマ担癌ハムスターを用いて治療実験を行ったところ、約20日間以上の腫瘍増殖抑制効果を認めた。中には、完全治癒も散見されるなどin-vivoに於いてもBPAolの高い致死効果を確認した。BPAと比較して4倍以上もの殺細胞効果を認めているDL-BPAolについて、その鏡像体であるD体およびL体を合成し殺細胞効果を検討したところ、L-BPAolでは殺細胞効果が減弱されるのに対して、D-BPAolでは逆に効果が増強されることを見い出した。更に、DL-BPAolは強い細胞毒性が無いことを既に確認しているが、D体にすることで毒性がより軽減されることも見い出した。現在、in-vivoでの治療効果を確認するため、B-10濃縮型のD-BPAolの合成を行っている。以上の結果は平成12年10月に大阪で開催された第9回国際中性子捕捉療法学会などで発表された。Boronophenylalanine(BPA)の脳腫瘍親和性を高めることを目的に、水溶性を保ちつつカルボキシル基やアミノ基である側鎖を順次取り除いたBPA誘導体を各種合成し、脳腫瘍培養細胞系で実際に中性子捕捉療法を行い腫瘍致死効果を検討することによりBPAの構造と生物活性の相関性を明らかにした。その結果、カルボキシル基は腫瘍取り込みに関し全く必要としない構造であることが判明した。そこでBPAのカルボキシル基をヒドロキシメチル基に変換したp-boronophenylalaninol(BPA-ol)を新規合成し脳腫瘍系でBNCT効果を検討したところ極めて高い殺細胞効果を有することを見い出した。C6グリオザルコーマ細胞を用いた中性子捕捉療法効果はBPAに比して4.3倍もの極めて高い殺細胞効果を示した。一方、脳腫瘍担癌ラット中の硼素分布はBPAとほぼ同様に高い腫瘍集積性を示した。更に、細胞毒性もBPAとほぼ同程度であった。これらの結果からBPA-olが悪性脳腫瘍の中性子捕捉療法のための次期硼素化合物として極めて実用性の高いことが確認された。以上の結果は第8回中性子捕捉療法国際シンポジウム(1998年9月、チューリッヒ)に於いて発表された。現在、本研究の最終年度に臨床試験を行うべくBPA-olの大量合成、動物を用いた毒性試験並びに中性子捕捉療法効果の検討を進めデータを集積する一方、更に誘導体の合成を行い生物活性相関の検討を行っている。Boronophenylalanine(BPA)の脳腫瘍親和性を高めることを目的に、水溶性を保ちつつカルボキシル基やアミノ基である側鎖を順次取り除いたBPA誘導体を各種合成し、脳腫瘍培養細胞系で実際に中性子捕捉療法を行い腫瘍致死効果を検討することによりBPAの構造と生物活性の相関性を明らかにしてきた。その結果、カルボキシル基は腫瘍取込みに関し寄与しないか、寧ろ必要としない構造であることが明かとなり、そこでヒドロキシメチル基に変換したp-boronophenylalaninol(BPAol)を合成し、実験的脳腫瘍系でのBNCT効果を検討してきた。その結果、脳腫瘍細胞系での取込みはBPAに比して4-5倍高く、BNCT効果も4.4倍と高いことが確認された。一方、脳腫瘍担癌ラットを用いて腫瘍集積性を検討したところBPAに比して1.5-2倍の集積性を示した。

現在脳腫瘍ラットでの治療実験を計画中であがこれに先立ち、実験が比較的容易なメラノーマハムスターで治療実験を行ったところ、低濃度の投与量にも拘わらずBPAolの高い腫瘍致死効果が確認された。これらの結果は、平成11年日本神経科学学会大阪地方会(10月、大阪市立大学)、平成12年BNCT照射技術研究会(3月、日本原子力研究所)等において発表された。今後、B-10濃縮型BPAolの合成を行い、毒性試験と脳腫瘍担癌動物を用いた治療実験を実施し最終年度内には予定された前臨床試験が終了する。Boronophenylalanine(BPA)の脳腫瘍親和性を高め中性子捕捉療法の為のより効果的なホウ素化合物を合成する目的で、BPAの水溶性を保ちつつカルボキシル基やアミノ基である側鎖を順次取り除いた各種誘導体を合成し脳腫瘍培養細胞系で実際に中性子捕捉療法を行い腫瘍致死効果および生物活性相関を検討した。その結果、BPAのカルボキシル基をヒドロキシメチル基に変換したp-boronophenylalanine(BPAol)が最も高い致死効果をもたらす事を見い出した。そこで、DL-BPAolを合成し、メラノーマ担癌ハムスターを用いて治療実験を行ったところ、約20日間以上の腫瘍増殖抑制効果を認め、中には完全治癒も散見されるなどin-vivoに於いてもBPAolの高い致死効果を確認した。BPAと比較して4倍以上の殺細胞効果を認めているDL-BPAolについて、その鏡像体であるD体およびL体を合成し殺細胞効果を検討したところ、L-BPAolでは殺細胞効果が減弱されるのに対し、D-BPAolでは逆に効果が増強されることを見い出した。DL-BPAolは強い細胞毒性が無い事を既に確認しているが、D体にすることで更に毒性が軽減されることも見い出した。現在in-vivoでの治療効果を確認するため、10B濃縮型のD-BPAolの合成を行っている。以上の結果は平成12年10月第9回国際中性子捕捉療法学会等で発表された。
視覚障害者スポーツのための触覚フィードバックシステムの開発

本研究の目的は、視覚障害者サッカー選手が自分自身の動作フォームを確認したり、熟練者の動作フォームと比較したりすることを可能にする触覚フィードバックシステムを開発することである。本年度は、サッカー熟練者8名分のキック動作データを基に作成した標準動作モデルと、技術水準の異なる視覚障害者サッカー選手のキック動作との比較を行った。標準動作モデルと各視覚障害者サッカー選手の動作の違いを、zスコアを用いて標準動作モデルからの逸脱として評価した結果、ボール速度が小さい視覚障害者サッカー選手のキック動作では体幹および支持脚におけるセグメント角度のzスコアが大きく、ボール速度が大きい視覚障害者サッカー選手では体幹および支持脚におけるセグメント角度のzスコアが小さく、また蹴り脚の部分角速度の最大値が大きかった。これらのことは、標準動作モデルが技術水準の高い視覚障害者サッカー選手のキック動作の特徴を備えていること、技術水準の低い選手の動作パターンでは標準動作モデルからの逸脱度が大きくなったことを示す。よって標準動作モデルは触覚フィードバックシステムにおいて各視覚障害者サッカー選手の動作の良否を判断するための一つの基準になると考えられる。開発した触覚フィードバックシステムの有効性を検証するためブラインドサッカー選手を対象とした介入実験を開始した。しかし、現状では被験者数が十分ではなく,今後も継続した調査が必要なため。触覚フィードバックシステムの有効性を検証するための介入実験を継続する。得られた研究成果は次年度には学会発表や論文投稿などで公表する。本研究の目的は、視覚障害者サッカー選手が自身の動作フォームを確認したり、熟練者の動作フォームと比較したりすることを可能にする触覚フィードバックシステムを開発することである。本年の研究課題は以下の2つであった。課題1:サッカー熟練者の動作フォームを基にした標準動作モデルの作成。本課題では3次元モーションキャプチャシステム(VICON)を用いて複数名のサッカー熟練者の動作データを取得し、Ae,et al. (2007)の方法を用いて標準動作モデルを作成する。標準動作モデルを用いることで、動作のなかでポイントとなる部位やタイミングを抽出することが可能になるので、点図ディスプレーで動作を提示する際に強調すべき動きのポイントが明らかに出来ると考えられる。進捗状況として、VICONで得られる3次元座標値から標準動作モデルを作成するまでのプログラミング作業は終了した。サッカー熟練者の動作データ取集は平成29年度に実施する。課題2:点図ディスプレーによる動作データのスティックピクチャー再生。本年はKinectを用いてキック動作を撮影し、点図ディスプレーに再生させることを試みた。実際にKinectを用いてブラインドサッカー選手のキック動作を計測した。その結果、蹴り脚の速度が速いことからキック前とキック後の関節位置は取得できるものの、肝心のボールを蹴る動作中の位置が不正確になり計測が出来ないことかが分かった。この結果を受けて、平成29年度では小型化・無線化の進む加速度センサを用いた動作計測を行う。当初計画では、Kinectによる動作計測データを点図ディスプレーに再生させる触覚フィードバックシステムを作成する予定であったが、上述の「研究実績の概要」で述べたようにKinectではサッカーのキック動作を正確に計測することは出来ないことが分かり、そのためKinectに変わる動作計測方法の検討に多くの時間を要した。平成29年度の研究課題は以下の2つであった。課題1:サッカー熟練者の動作フォームを基にした標準動作モデルの作成本課題では3次元モーションキャプチャシステム(VICON)を用いて複数名のサッカー熟練者の動作データを取得し、Ae,et al. (2007)の方法を用いて標準動作モデルを作成する。標準動作モデルを用いることで、動作のなかでポイントとなる部位やタイミングを抽出することが可能になる。平成29年度ではサッカー熟練者8名分のキック動作データに基づいた標準動作モデルが完成した。完成した標準動作モデルを分析すると体幹と蹴り脚の動作パターンは熟練者で共通性が高いことが分かった。課題2:慣性センサと点図ディスプレーを利用した触覚フィードバック機器の開発本課題では視覚障害者サッカー選手が指で点図ディスプレーに触れることで動作フォームの確認を可能とする触覚フィードバック機器を開発する。平成29年度では選手の動作フォームをスポーツ現場で簡便に記録できる慣性センサと動作フォーム再生機器である点図ディスプレーの連携アプリケーションが完成した。平成29年度では視覚障害者サッカー選手を対象とした触覚フィードバック機器利用の有効性を評価する予定であったが、現時点では行えていない。理由は当初計画よりも触覚フィードバック機器の完成が遅れたためである。

これらのことは、標準動作モデルが技術水準の高い視覚障害者サッカー選手のキック動作の特徴を備えていること、技術水準の低い選手の動作パターンでは標準動作モデルからの逸脱度が大きくなったことを示す。よって標準動作モデルは触覚フィードバックシステムにおいて各視覚障害者サッカー選手の動作の良否を判断するための一つの基準になると考えられる。開発した触覚フィードバックシステムの有効性を検証するためブラインドサッカー選手を対象とした介入実験を開始した。しかし、現状では被験者数が十分ではなく,今後も継続した調査が必要なため。本研究の今後の推進方策は以下の通りである。・複数名の熟練者サッカー選手の動作データを3次元モーションキャプチャシステムで撮影し、得られた身体分析点の座標データから標準動作モデルを作成する。そして、標準動作モデルを点図ディスプレーに再生させる。・スポーツ現場などで簡便に利用することを念頭に、加速度センサを用いた動作計測と、動作データの点図ディスプレー再生を行う。・上述した触覚フィードバックシステムの有効性について、ブラインドサッカー選手を対象として検証する。触覚フィードバック機器が視覚障害者サッカー選手におけるキック動作フォームの変容に及ぼす影響について分析する。研究成果は学会発表や論文投稿として発信する。触覚フィードバックシステムの有効性を検証するための介入実験を継続する。得られた研究成果は次年度には学会発表や論文投稿などで公表する。当初計画では、Kinectを用いて動作計測を行い、そのデータを点図ディスプレーに再生させる計画であった。しかし、実際にkinect(本学の小林真准教授所有物品)でブラインドサッカー選手のキック動作を計測した結果、蹴り脚の動く速度が速く、正確なデータ収集が困難であることが分かった。以上の理由から、Kinectに替わる動作計測用センサの選定とソフトウェアの仕様策定に時間を要し、ソフトウェア開発会社との契約および点図ディスプレーの購入まで至らなかった。次年度使用額が生じた理由は、触覚フィードバック機器の開発の遅れに伴い、視覚障害者サッカー選手を対象とした機器利用の介入研究が行えていない為である。平成30年度では助成金を介入研究で必要となる人件費・謝金・旅費に充てる計画である。本研究では当初計画した課題の大部分を終了した。但し、触覚フィードバックシステムの有効性を検証する作業について、現状では被験者数が十分ではなく、次年度も継続した調査が必要である。調査終了後は得られた知見を広く公表する。助成金は実験被験者謝金、学会参加費用、英語論文校正費用および論文掲載費用として使用する。Kinectに替わる動作計測用センサとして、小型化・無線化の進む加速度センサを複数個用いる予定である。
感情障害患者死後脳における大脳皮質セロトニン2A受容体の免疫組織化学的検討

大脳皮質におけるセロトニン2A(5-HT2A)受容体の検討の前に、海馬における検討を行った。患者群6例(双極性障害5例、大うつ病1例;平均年齢56.0±5.5歳)、精神疾患既往のない患者6例(55.2±9.7歳)の、計12例の死後脳を、東京都精神医学総合研究所から提供してもらい、この死後脳につき5-HT2A受容体に特異的な抗体を用いて海馬CA1,CA3での検討を行った。5-HT2A受容体の免疫組織化学の結果は、[3H]ketanserinを用いたAutoradiographyでの検討(Craigら、1997)に合致する結果であった。感情障害において、デキサメサゾン抑制試験(DST)やデキサメサゾン/コルチコトロピン遊離促進ホルモン(DEX/CRH)負荷試験によって視床下部-下垂体副腎皮質(HPA)系機能亢進が報告されており、5-HT2A受容体はHPA系機能亢進に伴うグルココルチコイド受容体を介した変化がみられることが知られている。さらに海馬において5-HT2A受容体はbrain-derived neurotrophic factor(BDNF)を調節しており、同部位における神経新生などに重要な役割を果たしていると考えられる。そのため、今後は同部位でのBDNFの発現、皮質など他の脳部位での検討、服薬などの受容体機能に影響する要因を検討する必要があると考えられた。これをふまえ、現在上述の死後脳を用い、大脳皮質における5-HT2A受容体の免疫組織化学的検討を行っている。本研究に先立ち、動物実験において、ラットにACTHを亜慢性的に投与(10日間、50μg/1匹)し、内分泌的に変化させたラットの大脳皮質におけるセロトニン2A受容体の免疫組織化学的検討を行った。ラット大脳皮質におけるセロトニン2A受容体は、ACTH投与群において有意に免疫反応性が増大しており、また、海馬での免疫反応性も有意に増大していた。うつ病では、高コルチゾール血症や、デキサメサゾン-CRH負荷試験における非抑制症例などが認められ、内分泌学的な変化がその病態と関連している可能性が示唆されている。一方、従来からうつ病と脳内のセロトニンやノルアドレナリンなどのモノアミンの代謝の低下が関与していると考えられ、各種抗うつ薬がセロトニン2A受容体のダウンレギュレーションを引き起こすことが知られており、今回の知見は、従来の所見と合致したものであると考えられる。この知見に関しては、2001年国際神経精神薬理学会(CINP)広島会議にて発表し、現在論文投稿の準備をしているところである。また、今年度はヒト死後脳の収集の準備を開始した。群馬大学医学部附属病院神経科精神科並びに関連する各病院に通院・入院していた感情障害患者のうち、何らかの理由により死亡した患者の脳を収集するため、当大学などの倫理委員会に研究計画書を提出、同委員会にて承認を得られた。これに基づき、現在ヒト死後脳の収集に取りかかっているところである。
ガス電極と電池反応を利用した省エネルギー型希土類金属リサイクルプロセスの開発

本研究では、使用済みとなって廃棄処分された製品を解体して回収されたネオジム磁石をアノード電極、塩素又は酸素ガス電極をカソード電極に用いた電池反応を利用した省エネルギー型希土類金属リサイクルプロセスの開発に関する研究に取り組む。本年度は、溶融塩中でネオジム磁石単極と酸素ガス単極の電気化学的挙動を調査した。723 Kの共晶組成のLiCl-KCl中において作用極にネオジム磁石、対極にグラッシーカーボン、参照極に銀-塩化銀(Ag+/Ag)電極を用いて、0.26 mA/cm2のクロノポテンショメトリーを行ったところ、ネオジム磁石(Nd-Fe-B相)からのNd(III)と少量に含まれた他の希土類イオン(Dy(III), Pr(III))の溶出が1.35 V(vs. Li+/Li)より貴な電位で生じることがわかった。また、同様に5.05 mA/cm2のクロノポテンショメトリーを行ったところ、ネオジム磁石からのFe(III)イオンの溶出が2.00 Vより貴な電位で生じることがわかった。これらの結果を踏まえると、ネオジム磁石を1.35-2.00 Vに保持した場合、希土類元素のみを選択的に溶出することができることがわかった。一方、823 Kの共晶組成のLiCl-KCl中にLi2Oを0.50 mol%を添加した浴中において、酸素ガス電極を作用極に用いて1.20-2.10 Vカソード分極したところ、1.6 Vで-8 mA、2.0 Vで-5.0 mAのカソード電流が流れた。以上の結果から、ネオジム磁石をアノード電極、酸素ガス電極をカソード電極に用いた電池反応を利用した省エネルギー型希土類金属リサイクルプロセスの開発に関する基礎的な知見が得られた。当初の計画通り、溶融塩中でネオジム磁石単極と酸素ガス単極の電気化学的挙動を調査した。溶融塩としては、LiCl-KClの共晶組成のものを用いて450°Cでクロノポテンショメトリー等の電気化学測定を行い、ネオジム磁石(Nd-Fe-B相)からのNd(III)と少量に含まれた他の希土類イオン(Dy(III), Pr(III))が選択的に溶出させる電解条件を見出した。さらに、酸素ガス電極をカソード分極した際の電流と電位の関係を見出し、希土類元素の選択的溶出に利用できる電解条件を見出せた。これまでに得られた成果から、ネオジム磁石をアノード電極、酸素ガス電極をカソード電極に用いた電池反応を利用した省エネルギー型希土類金属リサイクルプロセスの開発に関する基礎的な知見が得られたので、研究の進捗は予定通りである。酸素ガス電極単極の電気化学的挙動については、電流値の温度依存性、流量依存性、浸漬深さ依存性など、より詳細な最適条件を明らかにする。また、ガス電極の形状・材質依存性も調査し、より実用化に近づける。以上のような知見が得られた後、実際に、実験温度450°C、ネオジム磁石をアノード電極、酸素ガス電極をカソード電極に設置して、酸素ガスを溶融塩中に導入し、その際の電極間の電流・電圧を測定する。この実験から、実際に電池を組んだ際の、電流と電位の関係を見出すことができる。また、選択的に溶出する希土類イオンNd(III)、Dy(III)、Pr(III)については浴中の濃度をICPによって分析して確認する。

溶融塩としては、LiCl-KClの共晶組成のものを用いて450°Cでクロノポテンショメトリー等の電気化学測定を行い、ネオジム磁石(Nd-Fe-B相)からのNd(III)と少量に含まれた他の希土類イオン(Dy(III), Pr(III))が選択的に溶出させる電解条件を見出した。さらに、酸素ガス電極をカソード分極した際の電流と電位の関係を見出し、希土類元素の選択的溶出に利用できる電解条件を見出せた。これまでに得られた成果から、ネオジム磁石をアノード電極、酸素ガス電極をカソード電極に用いた電池反応を利用した省エネルギー型希土類金属リサイクルプロセスの開発に関する基礎的な知見が得られたので、研究の進捗は予定通りである。酸素ガス電極単極の電気化学的挙動については、電流値の温度依存性、流量依存性、浸漬深さ依存性など、より詳細な最適条件を明らかにする。また、ガス電極の形状・材質依存性も調査し、より実用化に近づける。以上のような知見が得られた後、実際に、実験温度450°C、ネオジム磁石をアノード電極、酸素ガス電極をカソード電極に設置して、酸素ガスを溶融塩中に導入し、その際の電極間の電流・電圧を測定する。この実験から、実際に電池を組んだ際の、電流と電位の関係を見出すことができる。また、選択的に溶出する希土類イオンNd(III)、Dy(III)、Pr(III)については浴中の濃度をICPによって分析して確認する。申請当初は、装置の老朽化で新規装置が必要であったため、物品の経費の割合を高く設定していた。しかし、今年度の実験を始めてみると、以前から所持していた装置、他予算で購入した装置を利用して研究を着実に遂行することができた。また、消耗品についても、残存していた試薬、反応管等を最大限利用し研究を遂行したため、思ったより大きな出費にならなかった。
バスケットボールの戦術的知識に関する状況判断テストの開発

本研究では,新学習指導要領で体育の学習内容として明示されることとなった「知識」の評価に寄与するものとして,バスケットボールの戦術的知識の理解度について測定できる「映像を用いた状況判断テスト」の開発を目指した.従前からの課題を克服するために,ハイビジョンのデジタルビデオカメラに広角レンズを装着するだけではなく,カメラクレーンシステムを導入した撮影技術やデジタル映像の加工技術を用いることによって,ゲーム状況を可能な限り忠実に提示できる「映像を用いた状況判断テスト」の開発をすることができた.本研究では,新学習指導要領で体育の学習内容として明示されることとなった「知識」の評価に寄与するものとして,バスケットボールの戦術的知識の理解度について測定できる「映像を用いた状況判断テスト」の開発を目指した.従前からの課題を克服するために,ハイビジョンのデジタルビデオカメラに広角レンズを装着するだけではなく,カメラクレーンシステムを導入した撮影技術やデジタル映像の加工技術を用いることによって,ゲーム状況を可能な限り忠実に提示できる「映像を用いた状況判断テスト」の開発をすることができた.本研究は、ボール運動の学習成果として,戦術的知識がどの程度定着されたのかを確認するために「映像を用いた状況判断テスト」を新規に開発することを目的としたものであり、本年度は以下の研究成果を得た。1)ゲーム状況場面の設定:状況判断テスト作成に関する先行研究や資料を集め、プレーヤーが状況判断をするときに必要な判断材料を踏まえてゲーム中に生じると考えられる複数の状況場面を設定した。その後、さらにバスケットボール研究に携わる専門家及び体育授業研究の専門家に対してヒアリング調査を実施し、ゲーム状況場面を確定した。2)ゲーム状況の撮影および編集方法の検討:ゲーム場面においてボール保持者が置かれている状況を可能な限り忠実に提示するために、一括提示という条件を満たす撮影方法について有識者とディスカッションを重ねた。テスト画像については、ゲーム状況を正確に読み取れるよう高画質のものにするため、ハイビジョンのデジタルビデオカメラで撮影し、その映像をワークステーションに取り込み、デジタル加工を施したものをHDMI端子搭載のプロジェクターで投影することにした。デジタル加工については、有識者から専門的知識の提供を受け、基礎的な加工技術を習得した。これらにより従来の映像ベースの戦術的知識テストでの課題であった即時性(ビデオカメラのレンズを通して収録される映像は人間の視野よりも明らかに狭いため、ビデオカメラを左右に回転させながらゲーム状況を収録せざるを得なかった)という問題を解決できる新たな映像を用いた状況判断テスト作成に向けた土台づくりができたといえる。なお、次年度に映像を用いた状況判断テストを実施する上での協力校ならびに協力教員との交渉は進んでいる。本研究は,ボール運動の学習成果として,戦術的知識がどの程度定着されたのかを確認するために「映像を用いた状況判断テスト」を新規に開発することを目的としたものであり,最終年度である本年度は以下の研究成果を得た.1)テスト映像の撮影:撮影したゲーム状況は,オールコート5対5の試合を想定したもので,ゲーム中にしばしば現れる典型的状況かつ選択すべき有効プレーが理論的に存在する状況と見なすことができる全20場面×各2方向の全40場面であった.状況判断に必要な情報が十分に含まれたものにするために,広角レンズを装着したビデオカメラを高さ360cnに設置して撮影を行った.2)テスト映像の作成:撮影した画像をワークステーションに取り込み,攻撃のプレーの途中で一時停止(2秒間)し,その後画面が消えるようにデジタル加工を施した.また,問題となるゲーム状況は,HDMI端子搭載のプロジェクターで投影する形式とするため,問題のゲーム状況が映し出される5秒前に合図のベル音を入れ,被験者の注意を喚起するように配慮した.3)解説映像の作成:プレーの途中で一時停止した場面を「状況判断場面」とし,この場面における適切なプレーを5つのプレー選択肢から選ばせる回答方法とした.なお,テストの進め方や回答方法等について被験者がよりよく理解できるようにナレーション付きの解説映像を作成した.以上により,ゲーム場面においてボール保持者が置かれている状況を可能な限り忠実に提示できる「バスケットボールの戦術的知識に関する状況判断テスト」を開発することができた.これにより,従前からの課題であった状況判断の即時性(ゲーム状況の一括提示)を克服することができた.今後は信頼性・妥当性を備えたテストとして検証・確立することで,ボールゲームの授業づくりに対して新たな視座を提供したい.