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必須脂肪酸欠乏の脂肪酸代謝の制御機構とその生理的意義の解明

1必須脂肪酸欠乏における脂肪酸代謝の変化とその制御機構の解明必須脂肪酸が欠乏すると生体内に存在するオレイン酸(18:1n-9)からミード酸(20:3n-9)といわれる多価不飽和脂肪酸が新たに産生される。しかし、必須脂肪酸欠乏時にミード酸が産生されるように脂肪酸代謝が変化するメカニズムは不明である。申請者はこれまで、ミード酸の産生遺伝子である脂肪酸伸長酵素Elovl5が必須脂肪酸欠乏時に基質特異性が変化しミード酸の産生に関与すること、そしてその活性制御にリン酸化修飾が関わっていることを明らかにしている。本年度は、基質特異性の変化に関わると予想されるリン酸化部位の変異体を作成し、活性制御に関わるリン酸化部位を同定した。これらの研究成果より、必須脂肪酸欠乏時に変化する脂肪酸代謝の制御機構を初めて明らかにした。2必須脂肪酸欠乏時に産生されるミード酸の生理作用今年度は、必須脂肪酸欠乏マウスにミード酸の産生遺伝子であるFads2の阻害剤を与えミード酸を減少させたときに、肝臓でコレステロールが蓄積することを明らかにし、そのメカニズムを検討した。その結果、肝臓にコレステロールが蓄積する要因の一つに、リポタンパク質の取り込みに関わる受容体の遺伝子発現の増加があることがわかった。今回の結果だけでは肝臓のコレステロール蓄積を説明できないが、必須脂肪酸欠乏時に産生されるミード酸は肝臓の脂肪蓄積に対して抑制的に作用することを明らかにすることができた。1必須脂肪酸欠乏における脂肪酸代謝の変化とその制御機構の解明今年度は、ミード酸が産生されるために脂肪酸伸長酵素Elovl5のリン酸化を介した基質特異性の変化が必要であるかを検討した。その結果、Elovl5のリン酸化部位と予想されるC末端付近のThr281, Ser283, Ser285をアラニンに置換した変異体を導入した細胞では、必須脂肪酸欠乏であるにも関わらずElovl5の活性変化がみられず、ミード酸産生も著しく減少したことから、Elovl5のリン酸化が基質特異性の変化に必要であること明確にできた。これらの研究結果より、今年度は当初の予定どおり、必須脂肪酸欠乏時の脂肪酸代謝の変化にElovl5の基質特異性の変化が関わっていることを明らかにできた。2必須脂肪酸欠乏時に産生されるミード酸の生理作用今年度は、必須脂肪酸欠乏時にミード酸の産生を抑えたマウスの肝臓でコレステロールの蓄積が顕著であることを示し、そのメカニズムを検討した。コレステロール蓄積のメカニズム解明には、コレステロールの胆汁排出など更に検討する必要があるが、次年度に繋がる研究成果を出すことができた。必須脂肪酸欠乏時に産生されるミード酸の生理的意義を明らかにするため、次年度は必須脂肪酸欠乏のFads2ノックアウトマウスを用いて、ミード酸産生を完全に抑えた条件下で肝臓の脂肪蓄積および脂肪吸収に及ぼす影響を検討する予定である。脂肪吸収における影響を検討するにあたり、必須脂肪酸欠乏Fads2ノックアウトマウスにおける腸の各部位の脂肪酸組成を解析し、表現型との関連を明らかにする。表現型として、腸内細菌叢の変化、腸管免疫に及ぼす影響、脂質の腸管吸収に対する影響を検討する。Fads2ノックアウトマウスを用いた実験を行うことで、より顕著な表現型が生じる可能性があり、これまで未知であった脂肪酸の肝臓や腸管における新たな機能を明らかにできることが期待できる。哺乳動物において食事から摂取しなければならない必須脂肪酸が欠乏すると、生体ではミード酸(C20:3n-9)といわれる高度不飽和脂肪酸(炭素数20以上、二重結合3つ以上)が産生される。しかし、必須脂肪酸欠乏時にミード酸のような脂肪酸が産生されるように代謝が変化する機構や、ミード酸が生体に及ぼす影響は不明である。我々はこれまで、必須脂肪酸が欠乏すると、脂肪酸伸長酵素Elovl5の基質特異性が変化し、ミード酸産生が促進することを明らかにしている。そこで本研究では、その制御機構の解明を行った。今年度の研究成果より、通常の脂肪酸代謝から必須脂肪酸欠乏時にミード酸が産生されるように代謝が切り替わる機構として、GSK3依存的なElovl5のリン酸化が関与していることを明らかにした。ミード酸はこれまで、必須脂肪酸が欠乏すると自動的に産生されると考えられていたが、本研究の成果より、必須脂肪酸欠乏時に多価不飽和脂肪酸の減少を認識して代謝が切り替わる可能性が示された。さらに、必須脂肪酸欠乏時のミード酸の生理作用を明らかにするため、ミード酸の産生遺伝子であるFads2の阻害剤を与えることで、ミード酸が減少するマウスを作製し評価した。その結果、必須脂肪酸欠乏時にミード酸が減少したマウスでは、肝臓の中性脂肪の蓄積が亢進し、肝臓から血中へのVLDL分泌が著しく減少することが分かった。必須脂肪酸欠乏マウスでは、ミード酸の増加により肝臓や血漿のリン脂質の高度不飽和脂肪酸量は通常マウスと同程度であったが、Fads2の阻害剤を与えたマウスでは高度不飽和脂肪酸の減少が顕著であった。これらの結果より、必須脂肪酸欠乏時に産生されるミード酸が肝臓からのVLDL分泌に重要である可能性を提示した(BBRC, 2018)。我々はこれまで、必須脂肪酸が欠乏すると脂肪酸伸長酵素Elovl5がミード酸の前駆物質であるオレイン酸(C18:1n-9)に活性を持ち、ミード酸が産生される可能性を明らかにしている。

さらに、必須脂肪酸欠乏時にはElovl5のリン酸化タンパク質が存在しているが、C20の多価不飽和脂肪酸(PUFA)の添加によって、リン酸化タンパク質が消失することを示している。そこで今年度は、必須脂肪酸欠乏時のElovl5の活性変化にリン酸化修飾が関与しているか、またその制御機構について検討を行った。その結果、Elovl5のリン酸化はGSK3の阻害剤によって完全に消失し、C20PUFA添加細胞でもGSK阻害剤存在下では、Elovl5はオレイン酸に対する活性を有することがわかった。したがって、必須脂肪酸欠乏時のミード酸産生には、GSK3依存的なElovl5のリン酸化が関与していることが示唆され、ミード酸産生に関わるリン酸化酵素を同定することができた。次に、必須脂肪酸欠乏マウスにミード酸の産生酵素であるFads2の阻害剤を与え、ミード酸が減少するマウスを作製することで、必須脂肪酸欠乏時のミード酸の作用を調べた。すると、Fads2阻害剤を与えた必須脂肪酸欠乏マウスでは、肝臓の中性脂肪の蓄積が亢進していること、さらにVLDL分泌の顕著な減少がみられた。最近、高度不飽和脂肪酸を有する不飽和度の高いリン脂質は、膜の曲率を増加させ、VLDL粒子の放出を促すことが報告されている。今回、必須脂肪酸欠乏のFads2阻害マウスでは高度不飽和脂肪酸含有リン脂質が著しく低値であったことから、必須脂肪酸欠乏時のミード酸はVLDL分泌において重要である可能性が示唆された(BBRC, 2018)。これらの研究より、必須脂肪酸欠乏時のミード酸の生理作用を明らかにすることができた。1必須脂肪酸欠乏における脂肪酸代謝の変化とその制御機構の解明必須脂肪酸が欠乏すると生体内に存在するオレイン酸(18:1n-9)からミード酸(20:3n-9)といわれる多価不飽和脂肪酸が新たに産生される。しかし、必須脂肪酸欠乏時にミード酸が産生されるように脂肪酸代謝が変化するメカニズムは不明である。申請者はこれまで、ミード酸の産生遺伝子である脂肪酸伸長酵素Elovl5が必須脂肪酸欠乏時に基質特異性が変化しミード酸の産生に関与すること、そしてその活性制御にリン酸化修飾が関わっていることを明らかにしている。本年度は、基質特異性の変化に関わると予想されるリン酸化部位の変異体を作成し、活性制御に関わるリン酸化部位を同定した。これらの研究成果より、必須脂肪酸欠乏時に変化する脂肪酸代謝の制御機構を初めて明らかにした。2必須脂肪酸欠乏時に産生されるミード酸の生理作用今年度は、必須脂肪酸欠乏マウスにミード酸の産生遺伝子であるFads2の阻害剤を与えミード酸を減少させたときに、肝臓でコレステロールが蓄積することを明らかにし、そのメカニズムを検討した。その結果、肝臓にコレステロールが蓄積する要因の一つに、リポタンパク質の取り込みに関わる受容体の遺伝子発現の増加があることがわかった。今回の結果だけでは肝臓のコレステロール蓄積を説明できないが、必須脂肪酸欠乏時に産生されるミード酸は肝臓の脂肪蓄積に対して抑制的に作用することを明らかにすることができた。1必須脂肪酸欠乏における脂肪酸代謝の変化とその制御機構の解明今年度は、ミード酸が産生されるために脂肪酸伸長酵素Elovl5のリン酸化を介した基質特異性の変化が必要であるかを検討した。
オンコジンによる細胞増殖因子の作用のmodulation

我々は外来性シグナルによって活性化される細胞膜での応答がグアニンヌクレオチド結合タンパク質(Gs,Gi,Goおよびtransducin)によってmodulateされること、発癌型ras遺伝子産物のGTPase活性は正常型に比べ著しく低下していることなどに着目し、細胞増殖因子によるシグナル伝達過程におけるras遺伝子の機能を解析することを目的に研究をすすめてきた。このために細胞遺伝学的な手法によるras遺伝子の側からのアプローチと、生化学的手法によるrasタンパク質の側からのアプローチとを試みた。すなわち、(1)ラット胚由来の線繊芽細胞に、マウス乳ガンウイルスプロモーターを結合したras遺伝子を選択マーカーであるネオマイシン耐性遺伝子とともに、ポリブレン-DMSO法によって導入した。約70個のネオマイシン耐性の細胞株を得、これからさらにステロイドホルモンによって可逆的にトランスフォームする細胞株を単離した。この細胞株はステロイドホルモン存在下においてのみ軟寒天培地中でコロニーを形成する。単層培養ではステロイドホルモンにより増殖速度、飽和密度ともに増大した。増殖因子に対する要求性の変化を調べ、その因子からの細胞内へのシグナル伝達の変化を測定することは今後の課題である。(2)ヒトHa-ras遺伝子(発癌型および正常型)を大腸菌での発現ベクターを用いて発現誘導し、その産物を大量に調製した。ras遺伝子は入ファージ由来のC【II】遺伝子とのfused geneとして転写され、ras本来のN末端にさらに16アミノ酸残基が付加されている。大腸菌で発現された真核細胞遺伝子の産物は不溶性画分に分配されることがしばしばみうけられるが、我々のras遺伝子産物は可溶性画分から回収された。酵素化学的レベルでの正常型および発癌型rasタンパク質の諸性質の差異の検討、rasタンパク質と相互作用するmammalan細胞の形質膜タンパク質の検策などは今後の重要な課題である。
インバースアゴニストによるアンジオテンシンII受容体活性抑制の分子機構

アンジオテンシンII(AngII)タイプ1(AT_1)受容体は他のメカノセンサー分子と会合しており、この分子会合がAT_1受容体によるメカノセンシングに関わっている可能性が示唆された。一方、AT_1受容体のインバースアゴニストは、複数の特異的な薬剤-受容体間の相互作用を介して受容体を不活性型に保持し、AngII非依存的な受容体活性化を抑制していていることが明らかとなった。また、心筋でのAT_1受容体の発現が亢進した場合、受容体の自律的活性によってAngII非依存的に心臓リモデリングが生じるが、このような機序による心臓リモデリングの抑制には、インバースアゴニスト活性を有するAT_1受容体ブロッカーが有用であることが証明された。本研究の目的は、メカニカルストレスによって誘導されるアンジオテンシンII(AngII)1型(AT1)受容体の構造変化や細胞内シグナルの時間的、空間的なダイナミクスを明らかにし、AT1受容体プロッカーの化学構造とインバースアゴニスト活性との因果関係を解明するとともに、臓器保護作用におけるインバースアゴニスト活性の重要性を明らかにすることにある。ARBはビフェニルテトラゾールリング構造を基本骨格としているが、側鎖構造に薬剤特異性が見られる。ARBであるオルメサルタンの化学構造とインバースアゴニスト活性の関連性について、(1)活性型変異体の自律的活性に対する抑制効果と(2)伸展刺激による受容体活性化に対する抑制効果を指標に検討を行った。オルメサルタンは活性型変異体の自律的活性と伸展刺激による受容体活性化の両者に対して強いインバースアゴニスト活性を示したが、イミダゾールリングに存在するカルボキシル基と水酸基を欠失する誘導体はインバースアゴニスト活性を示さなかった。また、活性型変異体の自律的活性の抑制には、オルメサルタンの水酸基とATI受容体のTyr113、カルボキシル基とLys199およびHis256との問の相互作用が必要であるが、伸展刺激による受容体活性化の抑制にはさらにテトラゾールリングとGln257との相互作用が必要であることが、構造機能解析により明らかとなった。伸展刺激にともなう受容体の構造変化は部分活性型の構造と異なっていることが既に示されており、インバースアゴニストは複数の特異的な薬剤一受容体問の相互作用を介して受容体を不活性型に保持していていることが示唆された。本研究の目的は、メカニカルストレスによって誘導されるアンジオテンシンII(AngII)1型(AT_1)受容体の構造変化や細胞内シグナルの時間的、空間的なダイナミクスを明らかにし、AT_1受容体ブロッカーの化学構造とインバースアゴニスト活性との因果関係を解明するとともに、臓器保護作用におけるインバースアゴニスト活性の重要性を明らかにすることにある。AT_1受容体はアゴニストであるAngIIとの結合やメカニカルストレスにより活性化するが、培養細胞系ではAngIIが存在しない状態においても自律的活性を示す。心臓におけるAngII非依存的なAT_1受容体活性化の病因的役割について明らかにするために、アンジオテンシノーゲンノックアウト(AtgKO)マウスにおいて、心筋特異的に野生型AT_1受容体を過剰発現させたAT_1Tg-AtgKOマウスを作成した。このAT_1Tg-AtgKOマウスは、AngIIが全身性に欠失しているにもかかわらず、AtgKOマウスと比べて有意な心機能低下と心室拡大、間質の線維化を認めた。また、AT_1受容体に対するインバースアゴニストであるカンデサルタンはAT_1Tg-AtgKOマウスにおける心臓リモデリングの進展を抑制したのに対して、イミダゾールリングに存在するカルボキシル基を欠失するカンデサルタン誘導体はインバースアゴニスト活性を示さず、AT_1Tg-AtgKOマウスにおける心臓リモデリングの進展を抑制しなかった。これらの結果から、心臓におけるAT_1受容体の発現が亢進した状態では、AT_1受容体の自律的活性がAngII非依存的に心臓リモデリングを促進させることが明らかとなり、AT_1受容体ブロッカーのインバースアゴニスト活性はこのような自律的活性の亢進によって生じる臓器障害に対して有効性を発揮することが示唆された。本研究の目的は、メカニカルストレスによって誘導されるアンジオテンシンII(Angll)1型(AT_1)受容体の構造変化や細胞内シグナルの時間的、空間的なダイナミクスを明らかにし、AT_1受容体ブロッカーの化学構造とインバースアゴニスト活性との因果関係を解明するとともに、臓器保護作用におけるインバースアゴニスト活性の重要性を明らかにすることにある。Transient receptor potential(TRP)チャネルは6回膜貫通領域を有する非選択的陽イオンチャネルであるが、ほ乳類では6つのサブファミリーに分かれている。

そのうちTRPCチャネルは伸展刺激により開口することが示唆されている。そこで、AT_1受容体とTRPCチャネルとの相互作用を免疫沈降法により検討を行った。HEK293細胞にFLAGタグで標識したAT_1受容体とHAタグで標識したTRPC1, 3, 6を共発現させ、蛋白質を抽出し、抗FLAG抗体で免疫沈降した後に抗HA抗体でブロットしたところ、AT_1受容体はTRPC1, 3, 6のいずれとも複合体を形成しうることが明らかとなった。また、AngII刺激および伸展刺激の前後で複合体形成は量的に変化しなかったが、AT_1受容体とTRPCチャネルはこれらの刺激に対して相加的にカルシウム依存的転写因子NFAT(nuclear factor of activated T-cells)の転写活性を上昇させた。したがって、伸展刺激感受性のAT_1受容体とTRPCチャネルはベースラインで相互作用しており、何らかの機序で機能的に共役している可能性が示唆された。
現代日本社会における契約機能の変化と契約法理論の再構成

3年間にわたって10名の研究者が討論を重ね、また手分けして実証研究を行ってきた結果、次のような成果が得られた。1)契約の核をなす「合意」は、実際には、当初から明確な実体として存在するのではなく、当事者、そして裁判官が具体的な紛争を処理していく課程で、合意を定義し、確認していくことが行われていること、そしてここに、権力の排除、知識の充実、そして境界の維持という理念的な合意を求める普遍的な関心が働いていることが、実証的、分析的に描出された。2)今日の契約法ではさまざまな形で当事者の合意をしたものを第三者的に評価して、その適正化を図る関与が行われるが、そこには、契約自由の行き過ぎを否定して契約正義を外から持ち込むばかりではない。合意を助け、契約自由をむしろ貫徹していくための介入、さらには一つの協働プロジェクトとしての契約を支える関係性の持ち込みも行われていることが明らかにされた。3)日本の契約法では、アメリカと比較した場合、「合意」に社会常識の規制を通して「コンセンサス」の意味がしばしば読み込まれているが、これはそのまま不法行為法との境界の喪失という現象となって現れていることも指摘された。以上の他にも、合意の中に、明確な合意だけでなく、小さな合意、準合意と呼べるようなものがあって、それらが契約紛争の処理に大きな作用を果たしていること、また、当事者のそのつどの関心、状況的要因の布量いかんによって、合意は脇へのけられたり、その意味が便宜的に定義されたりすることも実証研究を通じて明きらかになった。本年度は、3年計画の初年度として、各自が持っている研究計画の調整を行った。とくに専門分野を異にする研究者が集まったこの学際的な研究会では、まずお互いの持っているものをぶつけ合って、そこからどのような斬新な視角が出てくるのか、ブレーンストーミングが不可欠である。研究会を重ねた結果、ミクロな契約過程の分析を行うグループと、もう少し大づかみに、現代の契約実態をアンケート調査も含め概括的に把握するグループとの二つの研究方向をとることがほぼ合意できた。また法理論の側面では、アメリカの契約法の改正作業を少し細かくフォローして、どのように契約法が、現代の商取引の現状に適応しようとしているのか検討を進めてきた。他面、アメリカでは、関係的契約理論のように、これまでの近代法の枠の中では整理しきれない理論も登場しており、これをどう評価するか、まだ結論は出ないが、検討をしてきた。年度末には、大学院の学生に手伝ってもらって、契約に対する一般人の意識、および企業の契約慣行について予備的な調査を行った。その分析はまだ始まったばかりであり、翌年度の課題である。さらに、企業の法務担当者、弁護士からも事情聴取を行った。本年度は、第2年度として、各研究分担者が3つのチームに分かれて、それぞれ研究課題を遂行した。第1グループは、契約過程の実態分析を担当し、企業間の契約につき、担当者からの詳細な聴き取り調査、及び契約交渉の契約条項を詰める段階の観察を行った。現在、その成果を取りまとめ中である。第2グループは、裁判事件を判例集から拾い、契約紛争の類型化を試みるとともに、担当した弁護士から事前に当事者に承諾をとってもらった上でさらに判例集では分からない事実例を調べるために聴き取り調査を行った。こうした綿密な、事件の再構成を通じて、法が契約紛争を規律する仕方が、これまで漠然と考えられていたよりもはるかに複雑で文脈依存的であることが明らかになってきている。第3グループは、比較法的な視点から、アメリカ、ドイツ、中国の三つの法圈で契約意思の解釈方法にどのような差異が見られるかを検討した。今年度はまだ、判例、学説、あるいは実務慣行として書かれているものを読んで、その異同がどのような軸で整理できるか整理している段階であるが、これからもう少し聴き取り調査も含めて、裏付けをしていく予定にしている。

これは契約法理論との関連では、これまでの意思説、表示説の対立に、「合意」というもののその法文化ごとの捉え方の違いがどのような屈折を与えるかを明らかにする研究となっている。来年度はこれら全てをまとめて、調査報告書を仕上げたいと思っている。本年度は、最終年度であり、各分担者がそれぞれ研究成果をとりまとめるための努力を行った。まだこの報告書を執筆する時点では、残念ながら成果をとりまとめられるところまでは至っていないが、以下のような研究成果が上がってきている。1)契約の核を為す「合意」は、実際には、当初から明確な実体として存在するのではなく、当事者、そして裁判官が具体的な契約紛争を処理していく過程で、合意を定義し、確認していくことが行われていること、そしてここに、権力の排除、知識の充実、そして境界の維持という理念的な合意を求める普遍的な関心が働いていることが、実証的、分析的に抽出された。2)今日の契約法では様々な形で当事者の合意したものを第三者的に評価して、その適正化を図る関与が行われるが、そこには、契約自由の行き過ぎを否定して契約正義を外から持ち込むばかりではない、合意を助け、契約自由をむしろ貫徹していくための介入、さらには、一つの協働プロジェクトとしての契約を支える関係性の持ち込みも行われていることが明らかにされた。3)日本の契約法では、アメリカと比較した場合、「合意」に社会常識の規制を通して「コンセンサス」の意味がしばしば読み込まれているが、これはそのまま不法行為法との境界の喪失という現象となって現れていることも指摘された。他にも、いろいろ興味ある知見が得られていおるが、「研究成果報告書」のまとめを一つの区切りとして、引き続き学術書として全員が執筆したものをまとめたいと思っている。
悪性脳腫瘍浸潤リンパ球に於けるT細胞抗原レセプターの分子遺伝子学的解析

1)グリオーマの手術標本からT細胞クローンを確立することに関しては、キラー活性などの機能解析に必要な数までのT細胞の増殖が得られていない。2)悪性脳腫瘍浸潤リンパ球に於けるT細胞抗原レセプターa,bk鎖のレパートリー解析。グリオーマの手術標本よりRT-PCR法、Southernblottingを用いて行った。Valphaで18、Vbetaで22種類のレパートリーの中で制限された(2-8種)もののみ発現するrestrectedusageと特定の物が優位に発現するpredominantusageが認められた。12例中predominantusageとしては、alpha鎖ではValpha7とValpha13が6例に、beta鎖ではVbeta13.1が9例に発現した。3腫瘍浸潤T細胞抗原レセプターの遺伝子構造(塩基配列)の検討。PCRで作成したTCRのDNAをBluescriptをvecterとし、TG1をcompitentcellとしてtransformationを行い、dideoxy法にてSequencingを施行した。7例中のVbeta13.1のV-D-J-Cの塩基配列を求めた。個々の症例ごとの、また各症例に渡る共通の遺伝子配列が認められた。これに対して末梢血リンパ球(PBL)ではVbeta13.1を有するTCRのV-D-J-Cの塩基配列はrandomeで、TILとは異なったパターンを示した。比較のためにTILで発現頻度の低かったVbeta3,Vbeta5.1についても同様に塩基配列を求めたが、塩基配列は、randomedであった。Valpha7を持つT cellのsequenceingでは、TILではVbeta13.1で認められたような各症例に渡る共通配列は認められなかったが、個々の症例ごとに共通の配列を持つTILのclonalityがより明かとなり、Vbeta13.1で認められた共通配列の存在からT細胞抗原レセプターからみた悪性グリオーマにおける共通な腫瘍関連抗源の存在の可能性が示唆された。
滲出型加齢黄斑変性におけるHTRA1遺伝子に起因する血管新生メカニズムの解析

滲出型加齢黄斑変性(Wet-AMD)は、網膜の黄斑に生じる新生血管により中心視野が障害される眼科分野の難治性疾患であるが、その発症メカニズムはいまだ不明な点が多いことから、本研究は、WetーAMDにおける血管新生メカニズムを明らかにすることを目的としている。先行研究において、CAG-promoterを用いてHTRA1を全身性に強制発現させたマウスにおいて、網膜にWet-AMDと類似した網膜新生血管が観察されたことから、生体内におけるHTRA1の発現亢進が網膜における血管新生を促進することが予想されている。しかし、このHTRA1の発現亢進と網膜における血管新生の因果関係は分かっていないことから、本研究はHTRA1と血管新生の関係に着目し、HTRA1の発現上昇を起点とした網膜における血管新生のメカニズムを明らかにすることを目的として実験を行った。前年までの実験結果より、細胞内やマウス生体内においてHTRA1を強制発現させても、TGF-βシグナルの抑制はみられるものの、VEGFの発現に対しては影響が見られないことから、HTRA1の作用はVEGFを介した血管新生には直接的には寄与していないことを示唆する結果が得られている。そこで、HTRA1強制発現させたマウス由来のマウス線維芽細胞と、同系統のWild typeマウス由来の線維芽細胞を共培養し、HTRA1を強制発現させた細胞が近隣の細胞に及ぼす影響を調べた。その結果、HTRA1強制発現マウス由来の細胞と共培養をしたWild type由来の細胞で有意にVEGFの発現量が亢進している結果が得られた。この結果より、HTRA1は細胞間相互作用により、VEGFの発現を亢進させる可能性が示唆された。滲出型加齢黄斑変性(wet-AMD)は、網膜の黄斑に生じる新生血管により中心視野が障害される難治性疾患であるが、その発症メカニズムは未だ不明な点が多いことから、本研究は、wet-AMDの発症メカニズムを明らかにすることを目的としている。これまで、我々がwet-AMD患者由来のゲノムを詳細に調べた結果、セリンプロテアーゼの一つであるHTRA1遺伝子のエクソン1の約4キロ上流に患者に有意に多くみられる変異部位を同定し、この変異によりHTRA1のプロモーター活性が上昇することを明らかにしている(Iejima, D., et al., JBC, 2015)。さらには、HTRA1の強制発現マウスを用いた実験で、HTRA1の生体内における発現亢進が網膜における血管新生を誘発することを明らかにした(Nakayama, M., Iejima, D., IOVS, 2014)。以上の実験結果より、wet-AMD患者おけるHTRA1の発現上昇が網膜の血管新生を誘導するリスクとなると考えているが、生体におけるHTRA1の上昇が、どのような機序で血管新生を引き起こすのかは現在のところ分かっておらず、本研究は、これらの先行研究の結果をもとに、HTRA1と血管新生の関係に着目し、HTRA1の発現上昇を起点とした網膜における血管新生メカニズムを明らかにすることを目的としている。HTRA1の機能は、主にTGF-βシグナルの調節因子として知られており、我々は仮説として、このTGF-βシグナルが血管新生に関与しているものと考え、現在は、HTRA1発現ベクターの構築、HTRA1遺伝子改変マウスの準備、wet-AMD患者由来iPS細胞の樹立などの実験ソースの整備が完了し、HTRA1とTGF-β、さらには血管誘導因子であるVEGFについて、シグナル伝達の面からの関連性について解析を進めている段階である。HTRA1の生体における機能は、長らく、TGF-βシグナルの抑制分子として考えられてきたが、近年、既存の報告とは逆にTGF-βシグナルを亢進する機能も報告されており、機能面についての意見が分かれてきていることから、まずは、HTRA1がTGF-βシグナルに及ぼす影響を明らかにするための実験を行った。ヒトおよびマウスのcDNAライブラリよりHTRA1をクローニングし、CMV promoterを含むHTRA1発現ベクターを作製し、HEK293T細胞に導入し、導入した細胞におけるTGF-β下流のSmadのリン酸化を調べることで、HTRA1がTGF-βシグナルに及ぼす影響を調べた。その結果、導入したベクター量依存的にSmadのリン酸化が減少する結果となり、先行研究で報告されているようなシグナルの亢進は見られなかったことから、我々の見解としては、HTRA1はTGF-βシグナルの抑制分子であるとして、現在、実験を進めている。次に、血管内皮細胞増殖因子であるVEGFとHTRA1の関係を調べるため、HTRA1を強制発現させたHEK293T細胞におけるVEGF量を調べた。その結果、予想に反して、血管の増殖に寄与するVEGFが、HTRA1発現ベクターの導入量に反比例する形で減少する結果となった。さらに、HTRA1の発現が生体における細胞増殖に及ぼす影響を調べるため、いくつかのHTRA1遺伝子改変マウスの胎児由来繊維芽細胞(MEF)を採取し、細胞の増殖傾向を調べた結果、HTRA1ノックアウトマウス由来のMEFの増殖速度が最も早く、逆にHTRA1トランスジェニックマウス由来のMEFの増殖速度は最も遅い結果となり、HTRA1が生体における細胞の増殖傾向に強く影響していることが示唆された。現在、これらの実験結果を踏まえ、全体としては、ほぼ予定通りのペースで解析を進めている段階である。

滲出型加齢黄斑変性(Wet-AMD)は、網膜の黄班に生じる新生血管により中心視野が障害される難治性疾患であるが、その発症メカニズムは未だ不明な点が多いことから、本研究は、Wet-AMDにおける血管新生メカニズムを明らかにすることを目的としている。Wet-AMDのリスクとなる有力な感受性遺伝子として、セリンプロテアーゼの一つであるHTRA1が知られており、これまでに我々が行った先行研究のにおいて、患者由来のゲノム上において、HTRA1の発現量を有意に上昇させる変異領域が見つかっており、また、CAG promoterを用いてHTRA1を全身性に強制発現させたマウスにおいて、網膜にWet-AMDに類似した網膜新生血管が観察されたことから、HTRA1の発現亢進が網膜の新生血管を誘導する可能性が示唆されている。しかし、このHTRA1の発現亢進に端を発する血管新生のメカニズムは分かっておらず、本研究はこのHTRA1と血管新生の関係に着目し、HTRA1の発現上昇を起点とした網膜における血管新生のメカニズムを明らかにすることを目的としている。HTRA1の機能は、主にTGF-βシグナルの調節因子として知られており、前年度までに、我々のグループにおいても、HTRA1によるTGF-βシグナルの抑制の作用は確認しており、現在は、このHTRA1によるTGF-βシグナルの抑制に着目し、この抑制能が血管新生に及ぼす影響について解析を行っている段階である。当初の仮説では、HTRA1の発現亢進に伴い、TGF-βシグナルを介して血管内皮細胞の増殖因子であるVEGFの発現が亢進して血管新生が起こることを想定していたが、これまでに実験を行った結果、HTRA1の発現上昇で直接的なVEGFの発現上昇は見られず、想定していた仮説とは異なる系で血管新生が生じていることが考えられる結果が得られている。先行研究において、HTRA1はTGF-βシグナルを促進あるいは抑制するという報告があることから、前年までに、HTRA1がTGF-βシグナルの及ぼす影響を調べた。その結果、HEK293Tや661Wなどの細胞株へ導入したHTRA1は細胞内のTGF-βシグナルの指標であるSmadシグナルを抑制する結果が得られたことから、前年度はこのTGF-βシグナルの抑制が血管新生に関与すると考え、このシグナル伝達系の解析を行った。HTRA1の血管新生に対する影響を調べるため、HEK293および661Wなどの細胞株にHTRA1を導入し、細胞における血管内皮細胞増殖因子(VEGF)の発現を調べた結果、予想に反し、細胞内および細胞外におけるVEFG量は減少する結果となった。この結果より、細胞内のHTRA1が直接的にVEGFの産生に寄与している可能性は低いことが示唆された。また、HTRA1を全身性に発現させたHTRA1-Tgマウスの網膜を単離し、網膜におけるVEGF発現を調べた結果、網膜におけるVEGF発現量は正常型のマウスと有意差はなかった一方で、網膜外の脈絡膜やその他の組織においてはVEGF発現が亢進していたため、現在までに、HTRA1による網膜における血管新生については、脈絡膜組織などの網膜外におけるHTRA1が寄与している可能性が考えられる結果が得られている。当初想定していた仮説と異なる結果が得られたため、検証方法の見直しや新たな実験系の構築などが必要となっているが、プロジェクトの進捗度合いとしては遅れているという感じではなく、概ね想定した程度の進捗度合いである。
「ほほえみ」と欺瞞の日米比較研究

本研究は萌芽的研究であるが、極めて貴重な成果が得られたので、逐次それらを学会誌などで報告する予定である。以下報告書で記述した順に結果を述べる。微笑みの日米比較は先行研究である。日米の被験者が、52枚の笑顔を含む写真について、魅力度、知性などの次元で評定した。その結果、日米で表情のディスプレイ・ルールが異なり、特に笑顔についてそういえることが判明した。欺瞞に関するアメリカ人の分析では、眉を持ち上げる、口をモグモグさせる、頭を動かす、の3種の非言語行動が連動パターンの鍵となっていることが分かった。欺瞞場面では、頭の動き-まばたき-頭の動き、頭の動き-眉を持ち上げる、などの連動動作が顕著にみられたのである。欺瞞の手掛かりの分析では、その連動生起の観点からアプローチする必要性が力説された微笑みを中心にした情動判断の日米比較では、56枚のスライドを用い、日米の被験者が微笑み(幸せ)などの感情判断を行なった。日本人は、恐怖を驚きと見誤る傾向など興味深い結果が得られた。微笑みは、日米ともに正確な解読がなされた。微笑みの状況的意味の分析は試行的な段階であるが、38のカテゴリーに分けられて生じるほど極めて複雑微妙な表情であることが裏付けられた。この他、成果の報告書には収録されていないが、欺瞞場面で見られる個人差の実験的研究が実施された。そこでも重要な知見が得られた。これらは学会で報告する予定である。
複数の異なるスパイクタイミング依存性可塑性の相互作用によるメゾ神経回路の構築

体性感覚野バレル皮質は生後発達の一時期に入力依存性の可塑性を示す臨界期が存在することが知られているが、そのメカニズムについては、未だ不明な点が多い。バレル皮質の臨界期については、1)受容野可塑性には4層ー2/3層間のシナプス伝達の変化が重要であること、2)生後12ー14日(P12ー14)に臨界期が始まること、、などが明らかにされてきた。我々は4層-2/3層間シナプスにおけるスパイクタイミング依存性可塑性(STDP)の変化が、生後12-14日(P12-14)に起こることと、臨界期開始が密接に関与していることを示した。同時に臨界期前には2/3層細胞へは4層からと視床からの2つの異なるSTDPが収束していいることを見出した。また、これらの異なるSTDPが協調して回路の再編を行うことを示した。本研究では臨界期開始後の生後3週齢における2/3層の水平結合と、L4-L2/3との相互関係に着目した。その結果、視床-2/3層間と4層-2/3層間と同様に、収束する、異なった性質を持つSTDPが互いに相手のSTDPをドライブすることによって、回路再編を導くというメカニズムがL4-L2/3の隣カラム同士でも起こることが示され、新たな回路形成のメカニズムを示すことができたと考えられる。このメカニズムにはカンナビノイドがLTD,軸索退縮において重要な役割を果たすが、この受容体に働くリガンドの候補としては2アシルグリセロール(2AG)とアナンダマイドが想定されているが、そのいずれであるかは未だに未解決の問題である。今後、この両者のいずれかを同定する目的で、2AGの合成酵素であるジアシルグリセロールリパーゼ(DAGα)の欠損動物を用いた実験が重要と考えられ、現在その実験に取組中である。27年度が最終年度であるため、記入しない。我々は4層ー2/3層間シナプスにおけるスパイクタイミング依存性可塑性(STDP)の変化が、生後12ー14日(P12-14)に起こることと、臨界期開始が密接に関与していることを示した。同時に、臨界期前には2/3層細胞へは4層からと視床から2つの異なるSTDPが収束していることを見出し、これらが互いに協調して回路の再編を行うことを見出した。本研究では臨界期開始後の生後3週齢(P12-20)におけるL2/3層の水平結合とL4-L2/3との相互関係に着目する。実験の結果、1)L2/3では隣接カラム間でLTP型STDPがP12頃から記録されることがわかった。2)4層ー隣接2/3層間では、LTP/LTD型のHebbian STDPが始まるが、LTD-STDPの誘導はL2/3-L2/3間のLTPを誘導することがわかった。3)L4-L2/3間の同一カラム内のLTPの誘導はL2/3-隣接L2/3間のLTPを誘導することがわかった。これらの結果から、ヒゲ入力により、各カラム内では垂直方向の入力がL2/3-L2/3のカラム間の入力をシナプス結合を促進し、同様に、L4から隣接2/3層へのタイミングのずれた入力も2/3層間の入力を促進していることが推察された。すなわち、L4-L2/3のSTDPと視床ーL2/3のSTDPの相互作用と同様に、ヒゲ入力は、STDPの相互作用によって、入力依存性可塑性を担う回路が自働的に形成されていくことが示唆された。

今後、この両者のいずれかを同定する目的で、2AGの合成酵素であるジアシルグリセロールリパーゼ(DAGα)の欠損動物を用いた実験が重要と考えられ、現在その実験に取組中である。当初予定していた実験結果は得られた。27年度が最終年度であるため、記入しない。L2/3-L2/3の水平方向のSTDPの開始時点の検討はもう少し詳細に調べる必要がある。また、この薬理実験も必要と思われる。
再生骨軟骨組織のラマンプロファイリングに基づく次世代骨軟骨再生技術の創成

次世代骨軟骨再生技術を研究開発するため、再生された骨や軟骨組織に対する分析技術として、ラマン分光法を利用した判別方法に関する研究を行った。すなわち、骨髄間葉系幹細胞を利用した細胞凝集体、iPS細胞からなる細胞凝集体、関節軟骨や骨組織ができてくる過程のマウス胎児、軟骨再生のための脱細胞化軟骨足場材料など、骨や軟骨組織に対する次世代の再生誘導技術として研究されている対象物に対して、ラマン分光法による分析が可能であることを明らかにした。さらに、様々な骨、軟骨再生に応用可能な生体材料に関する研究を行い、細胞培養において、間葉系幹細胞に対して骨分化を効率よく誘導できる生体機能性ハイドロゲルを開発した。本研究の目的は、骨軟骨再生技術とラマンプロファイリング技術とを開発し、次世代骨軟骨再生技術へと繋げることである。このため、本研究では、1細胞集合体を利用した骨軟骨再生技術の開発、2再生骨軟骨組織に対するラマンプロファイリング技術の開発、ならびに3ラマンプロファイリングに基づく骨軟骨再生技術の最適化について検討する。平成27年度では、マイクロチップを用いた細胞集合体の作製、細胞集合体の骨軟骨分化培養、細胞集合体に対するラマン測定を実施した。ラマンプロファイリングについては、平成28年度においても継続して検討を行う。一方、骨分化を制御するための細胞足場材料についても検討を行った。この結果、細胞足場材料の硬さや表面に固定化する生理活性分子によって間葉系幹細胞の骨分化が変化することがわかった。一方、再生骨軟骨組織に対するラマンプロファイリングのリファレンスとなる正常、軟骨組織に対するラマン測定を行った。すなわち、ウサギから耳介軟骨、肋軟骨、および関節軟骨を採取し、それらの凍結切片に対するラマン測定を行った。また、軟骨に特徴的な細胞外基質として、II型コラーゲン、アグリカン、ヒアルロン酸などの物質に対するラマン測定を同様に行った。その結果、採取部位によって、異なるラマンスペクトルを得た。軟骨は部位特異的に、弾性軟骨、線維軟骨、硝子軟骨があり、それぞれに含まれる細胞外基質の成分が異なっている。これらの知見を踏まえ、現在、得られたラマンスペクトルに基づいて、軟骨の種類をラマンプロファイリングにより識別することが可能かどうかについて検討しているところである。細胞集合体を利用した骨軟骨再生については、マイクロチップを用いて間葉系幹細胞からなる細胞集合体を作製し、骨軟骨分化培養する技術を確立した。また、得られた細胞集合体に対するラマン測定も可能となっている。このため、再生骨軟骨組織に対するラマンプロファイリングを検討する準備が整っている。さらに、ウサギから採取した異なる特徴をもつ軟骨組織に対するラマン測定を行い、その構成成分である細胞外基質とのスペクトルの比較についても検討を進めている。現状では、ラマンプロファイリングを行うために必要となる実験系が確立されつつある。一方、得られた細胞集合体を動物体内へ埋入し、それらから再生骨軟骨を得る実験系を確立する点が少し遅れているが、この点については、これまでの動物実験に対する研究実績で解決できると考えられる。以上のことから、概ね順調に進展していると判断した。平成28年度では、細胞集合体を大量に作製するために、マイクロチップならびに市販の細胞集合体作製用のマイクロプレートを利用した。すなわち、間葉系幹細胞の懸濁液をマイクロチップあるいはマイクロプレートに播種し、軟骨分化培養を行った。得られた培養軟骨に対するラマン測定について検討した。一方、平成27年度に引き続き、間葉系幹細胞を生理活性物質を固定化した硬さの異なるハイドロゲルでサンドイッチすることによって、骨分化を促進させる培養技術について検討した。次に、再生骨軟骨組織に対するラマンプロファイリングを行うために、バックグラウンドを抑えることができる波長785 nmのスポットレーザーを新たに用いて、正常軟骨組織に対するラマン測定を行った。すなわち、ウサギの耳介軟骨、半月板、関節軟骨を採取し、それらの凍結切片に対する共焦点ラマン測定を波長785 nmのスポットレーザーを用いて行った。また、同じレーザーを用いて、アグリカン、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸などのリファレンスになる物質に対するラマン測定についても検討した。その結果、部位特異的に軟骨組織のタイプ、すなわち弾性軟骨、線維軟骨、硝子軟骨をラマン測定結果で判別することができた。これらの判別結果に基づいて、再生軟骨組織に対するラマンプロファイリングについて検討しているところである。細胞集合体を利用した骨軟骨再生については、大量に作製するための検討を行った。同時に、得られた再生骨軟骨組織に対するラマンプロファリングについても、検討を進めているところである。一方、ラマン測定において問題となる生体組織の高いバックグラウンドについては、これまで使用していた波長532 nmのレーザーよりも波長の長い波長785 nmスポットレーザーを新たに使用して、バックグランドを抑えることができた。さらに、ウサギから採取した軟骨組織ならびに細胞外基質などのリファレンスとなる物質に対して、新しいレーザーを用いた測定を開始しており、部位特異的な軟骨組織をラマンプロファイリングできている。今後、動物体内で再生させた再生骨軟骨組織などに対するラマンプロファイルを進めていく。

本研究の目的は、骨軟骨再生技術とラマンプロファイリング技術とを開発し、次世代骨軟骨再生技術へと繋げることである。このため、本研究では、1細胞集合体を利用した骨軟骨再生技術の開発、2再生骨軟骨組織に対するラマンプロファイリング技術の開発、ならびに3ラマンプロファイリングに基づく骨軟骨再生技術の最適化について検討する。平成29年度では、平成28年度に行ったマイクロプレートを用いた間葉系幹細胞からなる細胞集合体について評価を行ったが、予想に反して、骨軟骨組織を得ることができなかった。そこで、近年、軟骨再生医療として、臨床応用が進められているiPS細胞由来の軟骨細胞塊を用いて、軟骨細胞塊に対するラマンプロファイリングについて検討した。その結果、得られた軟骨細胞塊について、培養しながらラマン測定ができることがわかった。一方、近年、再生医療において、臨床応用が検討されている技術の一つとして、脱細胞化足場材料がある。そこで、平成29年度では、脱細胞化軟骨組織に対するラマンプロファイリングを行い、脱細胞化による細胞外マトリックスの変化についても検討した。その結果、脱細胞化前後の軟骨組織を判別することができた。一方、脱細胞化により消失した細胞外マトリックス分子の判別については、さらなる検討が必要であることがわかった。最後に、平成28年度に行った、軟骨部位特異的な判別結果に基づいて、多変量解析の結果を精査したところ、コンドロイチン硫酸が判別に関与していることを示唆する結果が得られた。次世代骨軟骨再生技術を研究開発するため、再生された骨や軟骨組織に対する分析技術として、ラマン分光法を利用した判別方法に関する研究を行った。すなわち、骨髄間葉系幹細胞を利用した細胞凝集体、iPS細胞からなる細胞凝集体、関節軟骨や骨組織ができてくる過程のマウス胎児、軟骨再生のための脱細胞化軟骨足場材料など、骨や軟骨組織に対する次世代の再生誘導技術として研究されている対象物に対して、ラマン分光法による分析が可能であることを明らかにした。さらに、様々な骨、軟骨再生に応用可能な生体材料に関する研究を行い、細胞培養において、間葉系幹細胞に対して骨分化を効率よく誘導できる生体機能性ハイドロゲルを開発した。本研究の目的は、骨軟骨再生技術の開発と再生骨軟骨組織に対するラマンプロファイリング技術の開発である。当初、様々な骨軟骨再生技術を検討する計画を立案した。しかし、平成27年度の研究成果を踏まえ、マイクロチップを利用した細胞集合体作製技術、細胞増殖因子の徐放化技術と細胞集合体とを組み合わせた骨軟骨再生技術、ならびに、得られた再生骨軟骨組織に対するラマンプロファイリングに研究対象を集中させた方が、より効率よく目的が達成できると考えられる。このため、今後の研究の推進方策として、これらの課題を中心に研究を推進することによって、目的とする研究成果が得られるように研究を進めていく。
発展急なアジア諸国における理科教育の実態調査

アジアの中で発展が急な韓国、中国、台湾、シンガポール4ヶ国、中国については教育特区の北京、上海、香港の理科教育の実態を調査した。アジア各国は例外なく理科教育の充実に努めている。特に、韓国では英才教育院、科学英才教育院において英才教育が進められていること、シンガポールでは2007年に「シンガポール大学附属理数高校」(National University of Singapore High School of Math and Science)、理数教育に特化した高校が開校していることが特記すべきことである。コンピュータ教育の充実も盛んに行われている。特に、シンガポールでは国が力を入れ、コンピュータはインターネット、電子黒板等多面的に利用されている。いじめがあるのは日本で、韓国では問題になりつつある。その他の国ではこの問題はない。3年間の本研究で、韓国、中国(北京、上海、香港)、台湾、シンガポールの研究者との交流を深めることができ、国際シンポジウムを開催することもできて、今後の研究交流の基盤が整備されたことは、大きな成果であった。本研究は,アジアの中で急速に発展している韓国,中国(北京,香港,上海),台湾,及びシンガポールの理科教育改革の現状を調査することを目的とする。本年度は、北京市、上海市、香港市、シンガポールの調査を行った。北京市においては、北京育才学校小学部を訪問し、研究授業「磁石の極」「月の形」を参観したのち、担当教員を含む学校関係者、現地研究者と座談会を実施し、子どもの実感や教材の利用法について検討をおこなった。また教師教育を実施する北京教育学院を訪問し、院長や関係者と理科教員の養成について意見を交換した。上海市は、北京市を中心とする全国的な教育制度(6-3-3制)ではなく、上海市独自の教育制度(5-4-3制)が展開されている。これに対して、一国二制度をとっている香港市は、近年教育制度を北京市を中心とする全国的な教育制度へ移行している。上海市、香港市とも、理科は学校カリキュラムに必修として位置づけられていること、近年の世界的な潮流とも相まって、科学的な探究活動が重視され、新しい内容として科学技術と社会との関係が採り入れられていること、また、授業においては、ICT(情報伝達技術)の重要性が認識されていることなどが共通であった。本研究の調査対象である6つの国・地域(韓国、中国:北京、上海、香港)、台湾、シンガポールの理科教育の実態調査を、前年度に引き続いて実施した。このうち、韓国、香港、台湾、シンガポールは、訪問して調査した。韓国については、ソウル市に新設された科学技術高校と科学技術学院を訪問した。科学技術高校は、質の高い教育設備を整え、国中から優秀な生徒を集め、全寮制で朝から夜中の12時まで理数教育を中核にした教育を進めていた。香港については、香港大学教育学部と市内の小学校を訪問した。香港の小学校では科学は常識科で社会科の内容とともに教えられており、学校によっては正規のカリキュラム以外により高度な科学プログラムが用意されていた。台湾は新竹教育大学附設実験国民小学、台中市立育英国民中学、台中第一高級中学、及び翰林出版を訪ね、電子黒板を用いた理科授業の視察と情報収集を行った。国支援のコンテンツ開発、教員の工夫ある授業設計で、画一的でない多様な理科授業が展開されていた。シンガポールについては、国立教員養成機関、国立理数高校、キャンベラ小学校を訪問した。いずれもICT教育が充実しており、キャンベラ小学校では、電子黒板がかなりの数導入されていた。国立教員養成機関では、現職教員対象にDNA研修が行われていた。国立理数高校では、生徒の自由研究へのサポートが充実していた。昨年度と本年度実施した海外調査では、調査国の研究者と研究交流を深めることができた。さらに交流を深めるために、国際シポジウムを平成22年度に開催する。また、研究成果を単行本として刊行することにした。本年度は、本研究の3年計画の最終年度にあたる。主な研究成果は次のようである。1本研究の成果を、単行本にまとめて出版した:『現代理科教育改革の特色とその具現化』橋本健夫、川上昭吾ほか(編著)、2010年、東洋館出版社発行。2研究成果を論文にまとめ雑誌等で発表した。3研究協力者の川上昭吾(昨年までの代表者)は、北京市教育委員会の招聘により北京市の小学校で受容学習による理科授業を行い、この授業理論を紹介し、当事者と研究交流を深めた。

4シンガポールでのアジア生物教育会議で、研究協力者の川上昭吾は受容学習の意義と方法を、森本弘一もアジアの理科教育について発表した。5日本理科教育学会第60回全国大会(山梨大学)で、これまでの研究で連携ができた各国・地域の研究者を招聘しシンポジウムを開催した。明らかになったこと:韓国では2009年に教育課程が改訂され内容が削減されたこと、英才教育院、科学英才教育院における英才教育が紹介された。中国北京市の義務教育段階では、理科授業時数が総授業時数の79%となった。上海の科学教育は、知識と技能、プロセスと方法、及び態度と価値観、科学的リテラシーの育成が目指されている。香港ではTIMSSの成績を分析すると、80年代、90年代以降の教育理念と方法の改革の成果がでている。台湾はTIMSS2007で日本との比較をすると物理や因果の解釈の分野で日台は同じであった。台湾ではたくさんの本を読んでいる者ほど高い点をとっていた。シンガポールのプロジェクト・ワークでは高校生の科学への興味を高めることができている。以上を報告書としてまとめた。6日本理科教育学会第60回全国大会で課題研究を組織して研究発表をした。7 3年間の本研究で、日本と韓国、中国(北京、上海、香港)、台湾、シンガポールの研究者との交流を深めることができ、今後の研究交流の基盤が整備されたことは、大きな成果であった。