hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
集積回路上光配線に向けた横方向電流注入型半導体薄膜レーザの研究

オンチップ光配線の実現に向けた半導体光源には1 mA以下の極低駆動電流動作と同時に、チップ内で信号を伝送する上で十分な光出力強度と直接変調帯域が要求される。昨年度までに、10 Gb/s以上の直接変調帯域を有する半導体薄膜レーザの構造設計を行うと共に、電流注入駆動による自己発熱の影響を理論的に解析した。本年度は、ファブリ・ペロー共振器構造の半導体薄膜レーザを試作し、共振器長350μmでしきい値電流2.5 mAの室温連続動作を得ると共に、その外部微分量子効率の共振器長依存性から、内部量子効率が従来型半導体レーザと全く遜色ない75%であることを明らかにした。つぎに、表面に30 nmの深さの回折格子を有する半導体薄膜分布帰還レーザを試作し、共振器長50μmでしきい値電流0.23 mAの極低電流室温連続動作を得ることに成功した。この素子において、40 nmの広い波長幅で高い反射率を有すること、および回折格子による単一波長動作を観測した。さらに、共振器の中央部に1/4波長分の位相シフトを導入した位相シフト半導体薄膜分布帰還レーザを作製し、共振器長30μmでしきい値電流0.28 mAの極低電流室温連続動作を得ることに成功した。また、このレーザに受動光導波路を介して光検出器を集積した素子を初めて試作し、その光検出動作を実現した。さらに、低しきい値・高効率動作を目的として考案した分布反射型半導体薄膜レーザを初めて実現し、共振器長30μmでしきい値電流0.25 mAの極低電流室温連続動作、およびその前端面からの光出力が後端面からの出力の約7倍強く、光出力の一方向への取り出し効率が極めて高い良好な特性を実現した。26年度が最終年度であるため、記入しない。光・量子電子工学、光エレクトロニクス26年度が最終年度であるため、記入しない。初年度の研究成果から、回折格子を導入した半導体薄膜分布帰還レーザでは、1 mA以下の極低しきい値電流動作が可能であると予測した通り、2年目の研究では試作した半導体薄膜分布帰還レーザにおいて0.39 mAの極低しきい値電流動作を達成した。また、共振器長の異なる多くの半導体薄膜レーザを作製し、その外部微分量子効率特性から注入電流が発光過程に寄与する割合である内部量子効率は75%であることを実験的に明らかにした。この値はこの波長帯で動作する従来の半導体レーザと遜色ない値であり、220 nm厚の半導体薄膜構造でも非発光再結合が十分に抑制された光デバイスが実現できることを実証したものである。これらの成果から、さらに強い回折格子構造化および短共振器構造化を行うことにより、0.1 mA以下の極低電流動作、および1 mA以下の極低電流動作での10 Gb/s以上の超高速動作が可能と見込まれ、オンチップ光配線の要求を総合的に満たすデバイス開発への展開が期待される。初年度にコア層厚220 nm共振器長700 μmの半導体薄膜レーザにおいて、しきい値電流3.5 mAの室温連続発振の実現に成功しており、今後、共振器に回折格子を導入した分布帰還構造の導入および短共振器化を進めることで1 mA以下の極低しきい値動作が見込まれる。さらに室温連続動作が実現されたことから、今後半導体薄膜レーザの高速直接変調の実現に向けた動的特性の評価が可能となり、オンチップ光配線の要求を総合的に満たすデバイス開発への展開が期待される。昨年度中に半導体薄膜分布帰還レーザの共振器長を50 μm以下にして0.1 mA程度の極低しきい値動作を達成することを目標としていたが、結晶成長装置のトラブル等により、3ヶ月ほど実験が進まなかった。しかし、半導体薄膜分布帰還レーザの極低
水循環システムとしての上下水道の巨大地震津波に対する被害分析とその対策

上水道、下水道をひとつの水循環システムと捉え、巨大地震津波時における、主として以下の課題について研究を行い、それぞれで研究成果を得た。すなわち、津波の河川遡上による上水道の取水停止による水質悪化とその対策、巨大津波による下水道終末処理場の構造被害分析とその対策、巨大地震の長周期、長継続時間地震動による池状構造物のスロッシングによる被害分析とその対策、水循環システムとしての上下水道システムの巨大地震津波時のクリティカルポイント解明と被害軽減策の4課題である。本研究は、「津波の河川遡上による上水道取水停止」,「巨大津波力による下水道終末処理場被害」、「長周期・長継続時間地震動による池状構造物のスロッシング」、「水循環システムとしての地震津波時のクリティカルポイント解明」の4つのワーキンググループに分かれて研究を行うとともに、1年に2回、研究会でそれぞれの成果を発表し、議論することによりそれぞれのワーキンググループの情報の共有を行っている。「河川遡上」に関しては、東北地方太平洋沖地震において大きな津波に襲われた岩手県、宮城県、福島県、茨城県、千葉県の水道事業体186団体にアンケート調査を行い、陸上遡上の津波や河川遡上の津波が水道施設に及ぼした影響について検討した。すなわち、津波浸水事業体と非浸水事業体の施設被害、設備被害、断水期間、停電機関などを比較検討した。「津波力」については、下水処理場の被害データを収集し、被害実態を明らかにするとともに、津波力と被害程度の関係を検討した。「スロッシング」については、スロッシングが原因とみられる上水道の受水槽の被害資料を収集した。また、すでに開発していたスロッシング解析プログラムの改良を行い、3次元で精度の高い解析のできるプログラムに改良した。「クリティカルポイント」については、供給系ライフラインの地震時機能の二段階評価モデルを改良し、東北地方太平洋沖地震による被災事例に適用した。さらに、供給支障人口の初期被害とその解消過程を都道府県単位で事後推定した。本研究の研究体制は,「津波の河川遡上による上水道取水停止」,「巨大津波力による下水道終末処理場被害」,「長周期・長継続時間地震動による池状構造物のスロッシング」,「水循環システムとしての地震津波時のクリティカルポイント解明」からなる。「河川遡上」については、昨年度行ったアンケート調査の結果を分析し、学会発表を行うなどして公表し、議論を行った。「津波力」については、地震津波で被災した建物に関し調査研究し、津波と構造物の相互作用について考察した。「スロッシング」については、スロッシングが原因とみられる上水道の受水槽の被害資料を引き続き収集するとともに、被害のあった場所付近の強震記録を収集し、地震動特性を被害の関係について考察した。「クリティカルポイント」については、液状化地域における噴砂範囲と埋設管路の被害箇所との空間的な関係について検討した。また、水道統計に基づいて全国水道事業者の配水管路網の脆弱性について考察を行った。さらに、下水道埋設管路の地震被害率曲線の構築を試みた。本研究の研究体制は、「津波の河川遡上による上水道取水停止」,「巨大津波力による下水道終末処理場被害」,「長周期・長継続時間地震動による池状構造物のスロッシング」,「水循環システムとしての地震津波時のクリティカルポイント解明」からなる。「河川遡上」に関しては、昨年度学会発表した研究成果についてさらに議論を深めることによって、南海トラフ地震津波への教訓を明らかにした。「津波力」については開口部を有する建築物に作用する津波波力に関して推理実験を行うなど、具体的な評価手法に確立に向けて基礎的な検討を行った。「スロッシング」については、上水道管路内のスロッシングにも着目して振動台実験を行い、スロッシングが水供給システムに及ぼす影響について具体的に検討した。「クリティカルポイント」については、供給系ライフラインの地震時機能的被害・復旧評価モデルの構築に着手した。当初計画した4つの研究テーマに対して、それぞれ研究業績が蓄積しつつあり、おおむね順調に進展していると判断した。本研究の研究体制は、「津波の河川訴状による上水道取水停止」、「巨大津波力による下水道終末処理場被害」、「長周期・長継続時間地震動による池城構造物のスロッシング」、「水循環システムとしての地震津波時のクリティアルポイント解明」からなる。「河川遡上」に関しては、昨年度までに行った、東日本大震災におけるアンケート調査及び、南海トラフ地震津波の被災想定域に対するアンケート調査の結果を総合的に整理し、今後の課題を探った。「津波力」に関しては、3層建物模型を用いて段波による水理実験を行い、建物内部に侵入した津波の流路、構造材や非構造材に作用する局所的な波圧分布、浮力や揚力による鉛直力の影響などを検討した。「スロッシング」については、熊本地震の被災地の水道事業体に対してアンケート調査を行い、スロッシングによる水供給システムの異常挙動について検討を行った。その結果、水供給システムの異常挙動は地震動の大きさだけによるのではなく、周期特性とも関係があるように示唆され、給水タンク内の水のスロッシング、あるいは管路内の水のスロッシングと水供給システムの異常挙動との関連が強く示唆された。「クリティカルポイント」については、地震に対する弱さを定量化した「脆弱性指数」を集計し、埋設管の耐震適合性との関係を検討するとともに、脆弱性指数のばらつきを地域格差ととらえ、定量的評価を行った。また、石川県輪島市を対象に、津波被災時の下水道の使用に関するアンケート調査を行い、断水時及び津波による浸水時における下水道使用のあり方とその対応策について検討した。

上水道、下水道をひとつの水循環システムと捉え、巨大地震津波時における、主として以下の課題について研究を行い、それぞれで研究成果を得た。すなわち、津波の河川遡上による上水道の取水停止による水質悪化とその対策、巨大津波による下水道終末処理場の構造被害分析とその対策、巨大地震の長周期、長継続時間地震動による池状構造物のスロッシングによる被害分析とその対策、水循環システムとしての上下水道システムの巨大地震津波時のクリティカルポイント解明と被害軽減策の4課題である。当初示した以下の研究の目標に対して、それぞれについて研究業績が残されつつあり、おおむね順調に進展していると判断した。1.津波の河川遡上による上水道の取水停止による水質悪化とその対策2.巨大津波による下水道終末処理場の構造被害分析とその対策3.巨大地震の長周期、長継続時間地震動による池状構造物のスロッシングによる被害分析とその対策4.水循環システムとしての上下水道システムの巨大地震津波時のクリティカルポイント解明と被害軽減策被害資料の収集、分析は順調に進んでいるので、将来の巨大地震津波に対策の提言に結びつくように、ケーススタディも行いながら、研究を進めていく予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。ライフライン地震工学被害資料の収集、分析は順調に進んでいるので、将来の巨大地震津波に対する対策の提言に結びつくように、当初の研究計画に従って、研究を進めていく予定である。「河川遡上」についてはアンケート調査により被害の実態を十分に把握することができた。「津波力」についても被災データが順調に収集できている。「スロッシング」については、プログラムの改良に予定していたよりも多くの時間を要したが、精度の高い解析ができることを確認したので、実現象の再現解析に進めることとなった。「クリティカルポイント」については地震時機能の二段階評価モデルを改良し、東北地方太平洋地震の被災事例に適用し、改良効果を確認できた。以上より、おおむね順調に進展しているといえる。当初予定していた資料収集のための調査が、諸般の事情により実施できなかったので、調査旅費の一部を次年度に繰り越すことになった。当初計画していた資料収集のための調査が諸般の事情から実施できなかったので、旅費の一部を次年度に持ち越すことになった。実施できなかった調査を次年度に行う予定である。スロッシング解析のプログラム改良に計画より多くの時間を要したので、被害地点付近の強震データを早急に収集し、スロッシング解析を精力的に進める必要がある。その他についてはおおむね順調に進展しているので、当初の計画に従って、研究を進めていく予定である。実施できなかった調査を平成27年度に行う予定である。当初計画していた被災地への資料収集調査が諸般の事情から実施できなかったので、旅費を次年度に持ち越すこととなった。平成26年度の前半に資料収集調査のために被災地に出かけることを計画している。
近世期挿絵本や絵本にあらわれる画題の変遷による近世挿絵史の再構築

2017年に開催予定であった第11回絵入本ワークショップは、準備の都合で2018年12月15日・16日に延期されたが、韓国日語日文学会と共催で開催した。日本国内からは50人超の研究者がソウルに集まり、200人以上が参加した。研究発表は全部で20を数え、その詳細については2017年度の研究実績の概要に記した。その準備のため、渡韓して、韓国側研究者との協議を重ね、絵入本ワークショップの方向性を決定した。韓国日語日文学会との共同研究の実を重ねるため、韓国日語日文学会の全体会では、延廣眞治東京大学名誉教授と研究代表者である佐藤悟が基調講演を行った。延廣の基調講演は絵画と文学の研究の重要性と可能性の指摘を、佐藤は草双紙史研究におけるソウル大学校所蔵資料の重要性についての指摘を行った。また研究分担者である松原は赤本についての重要な発表を行い、高い評価を得た。研究分担者、連携研究者は座長、司会、指定討論者(韓国の学会の習慣)等を務め、全体の討議にも参加した。韓国ソウル大学校所蔵草双紙の調査の結果として、山東京伝『万福長者栄譚』合巻体裁本の研究や、開帳その他社会現象と関わる草双紙の研究が進んだ。さらに絵入本ワークショップ終了後も、明知大学校と共同研究の交渉を行い、枠組みがほぼできた。ソウル大学校所蔵草双紙の調査も継続中である。フランスにおいては国立図書館、ギメ美術館図書館等に所蔵される葛飾派の絵本を中心に調査を進めた。その結果、北斎派絵本の名古屋における活動について新たな知見を得ることができた。当初の計画の最重要課題であった絵入本ワークショップは韓国での開催であったにもかかわらず、日本から50名以上の参加者があり、韓国側の参加者も含めれば200人を超える参加者数となった。また発表に関しても20名が発表するという想定外の事態があったが、韓国側の研究協力者である崔京国氏らのご尽力により、全員が発表することができた。。研究代表者、研究分担者、連携研究者が発表、座長、討論、司会等を務め、活発な意見交換が行われた。関係者以外からの発表者、参加者も多く、その中に大学院生が含まれていたことが特筆される。絵入本ワークショップが研究成果の検証、若手研究者の孵化器としての役割を果たしていることが再確認された。研究も進展を遂げ、研究代表者は成果を学会発表等で問うている。また研究分担者、連携研究者の発表も順調である。問題点は研究会がなかなか機能しないことである。その原因として考えられるのが、研究会のメンバーが学会発表等で忙しかったこと、学位論文を申請、もしくは申請中の為、なかなか研究会が開催されなかったことによる。近世小説の作者と画工と書肆の関係の重要性は浜田啓介らによってつとに指摘されているが、周辺資料の発掘、文献批判等によって、その研究をさらに進展させるべきである。研究会を開催し、研究上の問題点を洗い出すことにより、研究のさらなる推進をはかる。今年度は絵入本の研究から見えてきた草双紙史の問題点を追及することにより、挿絵と本文の問題について新たな研究視点を得られそうな予想が立てられる。絵入本ワークショップが研究成果の検証、若手研究者の孵化器としての役割を果たしていることが再確認されているので、第12回絵入本ワークショップを2019年9月に大阪大学で開催すべく準備が進んでいる。また近世と近代を断絶したものとしてではなく、連続しているものと捉え、近代の同様の問題についても、さらなる研究者の参加を求めて検討を続けていく予定である。その際には出版システムの検討が必要となろう。

その結果、北斎派絵本の名古屋における活動について新たな知見を得ることができた。当初の計画の最重要課題であった絵入本ワークショップは韓国での開催であったにもかかわらず、日本から50名以上の参加者があり、韓国側の参加者も含めれば200人を超える参加者数となった。また発表に関しても20名が発表するという想定外の事態があったが、韓国側の研究協力者である崔京国氏らのご尽力により、全員が発表することができた。。研究代表者、研究分担者、連携研究者が発表、座長、討論、司会等を務め、活発な意見交換が行われた。関係者以外からの発表者、参加者も多く、その中に大学院生が含まれていたことが特筆される。絵入本ワークショップが研究成果の検証、若手研究者の孵化器としての役割を果たしていることが再確認された。研究も進展を遂げ、研究代表者は成果を学会発表等で問うている。また研究分担者、連携研究者の発表も順調である。問題点は研究会がなかなか機能しないことである。その原因として考えられるのが、研究会のメンバーが学会発表等で忙しかったこと、学位論文を申請、もしくは申請中の為、なかなか研究会が開催されなかったことによる。2018年12月15日・16日に韓国日語日文学会と共催で第11回絵入本ワークショップを開催した。詳細は以下の通り。1延広眞治(東京大学名誉教授)「江戸の絵をよむ」2佐藤悟(実践女子大学)「草双紙の世界ーソウル大学校所蔵本を中心にー」3飯倉洋一(大阪大学)「『摂津名所図会』における挿絵の役割4高永珍(同志社大学)「「意馬心猿」図と『紀三井寺開基』の挿絵ー相違の要因としての演出と図様の展開ー」5高杉志緒(釜山日本文化研究所)「斎藤秋圃の挿絵本について」6洪晟準(檀国大学)「知識伝達媒体としての挿絵7神作研一(国文学研究資料館)「〈和歌絵本〉と絵入り歌書刊本と8武藤純子(跡見学園女子大学)「『絵本小倉錦』の出版経緯と特色ー跡見学園女子大学図書館蔵本に注目してー」9小笠原広安(駒澤大学)「「蛇を咥える蛙」の図に関する一考察10片龍雨(全州大学)「歌舞伎における老いの描写」11金英珠(韓国外国語大学)「視覚化から見る神話の生成と変容12井上泰至(防衛大学)「絵入り本の「黄昏」ー正岡子規の受容ー」13金美眞(ソウル女子大学)「ソウル大学図書館所蔵合巻の装丁ー文政期以後の作品を中心にー」14松原哲子(実践女子大学)「草双紙試論ー呼称・内容と時代との関係についてー」15神林尚子(鶴見大学)「『〈お竹大日如来〉稚絵解』の成立とその背景」16曽田めぐみ(東京国立博物館)「幕末期の合巻からみる摩耶夫人のイメージー朝鮮仏画「釈迦誕生図」とのかかわりからー」17康志賢(全南大学)「三亭春馬作合巻『紫菜浅草土産』の書誌考ー摺付表紙及び、板元文会堂山田屋佐助と錦重堂上州屋重蔵を中心にー」18山本和明(国文学研究資料館)「覆刻本版下についてー草双紙を例にー」19吉丸雄哉(三重大学)「絵入本にみる忍び装束の発生と定着」20崔京国(明知大学)「浅井了意『三綱行実図』の挿絵」
だれでも失敗なく撮影できる簡単ホログラムカメラキットの開発

だれでも簡単に銀塩ホログラム(高品位な立体写真の一つ)作りが体験できるように、ホログラム撮影機材の開発を行った。開発したのは、ホログラムカメラキットと、暗室を使わずに現像処理をするためのポータブル暗箱で、安く簡単に組み立てられる事を念頭に置いた。これらの機材を使い、親子連れや教員を対象としたホログラム体験教室を3回実施した。いずれも、空調の効いた明るい部屋で実施した。ホログラム作りが初めての人でも、5分程度でホログラムを失敗なく作ることができた。誰でも簡単に銀塩ホログラム(高品位な立体写真)作りが体験できるように、ホログラム撮影機材の開発を行った。開発したのは、ホログラムカメラキットと、初心者には馴染みのない暗室の代わりとなる暗箱である。いずれも、身近な部品を使い簡単に組み立てられる事を念頭に置いて設計した。ホログラムカメラは太陽など白色光の下で像が再生できるホログラムを無調整で作ることができる。このホログラムカメラのキット化においては、電気工作をしたことがない人にも失敗なく組み立てられるように、光源の部分をモジュール化した。それにより電池をつなぐだけでレーザーを光らせられるようになった。モジュールは教員などが自分の学校に戻って、このホログラムカメラを作ったり、クラブ活動に紹介したりできるように基板や回路を工夫した。暗室の代わりになる暗箱だけでなく、それらを使ってホログラムを作る方法も考案した。暗箱を使うことにより空調の効いた明るい部屋で、工作をする気分で、ホログラムが作れるようになった。暗箱は撮影用と現像用に分けた。どちらも同じ形であるが、分けることによって、お互いの作業が干渉しあうことなく、ホログラム作りを効率よくできるようになった。また、ピンセットを使ったことのない人にもガラス乾板をしっかりつかみ、安全に現像作業ができるように、「乾板つかみ」も考案した。アンケートの自由記述に「難しい装置を使うのかと思っていましたら、手作り感のある装置で、しかも簡単・手軽にホログラム作りを体験できました」などの感想が寄せられた。科学教育における教材開発
経験サンプリングと数理モデリングによる市民科学としての外国語教育研究

本研究の目的は,外国語教育研究における現在の方法論的主流である実験室ベースの研究(laboratory-based research)に対する代替法のひとつとして,市民科学(citizen science)としての外国語教育研究のあり方を社会に提案することである。この新しい研究形態としての市民科学を実現させるための手立てとして,経験サンプリングと数理モデリングという,ふたつの新技術に着目する。教師による授業内英語使用と学習者の科目内学習状況を,モデル事例として取り上げ,経験サンプリングと数理モデリングがどのように市民科学としての新しい外国語教育研究の方法論的基盤となるかを示す。
家庭における日々の家事/活動をゲーミフィケーション化する研究

家庭における日々の家事や行動にゲーミフィケーション要素を追加することで,少しでも楽しく家事や行動が行えるようにし,かつ,継続するためのモチベーションを向上させることが本研究の目的である.ゲーミフィケーションは,遊びや競争など,人を楽しませて熱中させるゲーム要素や考え方を,ゲーム以外の分野で応用していこうという取り組みである.平成28年度および平成29年度においては幼児対象歯みがき支援に取り組み,平成30年度においては,幼児を対象とした食育支援を追加して取り組んだ.歯磨き支援の成果は情報処理学会が主催するDICOMO 2018において発表した他,国際会議CollabTech'18に採択されて発表した.平成30年度から開始した幼児を対象とした食育支援については,子供が好き嫌いをしないように完食のサポートをするということと親子間のコミュニケーションを支援することを目的として実施した.スマートフォンに搭載されている加速度センサーを用いて,幼児が何をどのように食べているかを推測する機能を備えている.具体的には幼児の食事プレートの底にスマートフォンを置き,スマートフォンに内蔵されている加速度センサーがプレートの傾きを検知することで検出するようになっている.食べている料理に応じて異なる動物の鳴き声が出るようにした.これによって,最後まで飽きずに食事ができる且つ「楽しく」食事をすることができ,それをきっかけに親子間のコミュニケーションが増える手助けをすることを目指している.幼児期の生活習慣の確立が難しいことが問題視されており,平成28年度平成30年度の研究実施計画においては,幼児や子供に歯磨きの習慣をつけさせる試みを実践し,歯磨きを行っている幼児や子供のモチベーションがより向上するようなゲーミフィケーションを考案,開発,その効果を評価することを目標と定めていた.この目標に対し,スマートフォンのwebアプリケーションとPCのPythonプログラムとを連携させてシステムを開発した.評価実験の結果,「回数が増えるのが面白く磨いている実感が湧く」,「子どもが歯全体をちゃんと磨いているかどうかわかる」,「磨き残し箇所がわかるのが良い」等の評価を得ることができた.上記のとおり,目標としていた歯ブラシ動作検出性能の向上を実現することができ,評価の結果良好な効果が得られた.また歯磨き支援の成果は情報処理学会が主催するDICOMO 2018において発表した他,国際会議CollabTech'18に採択されて発表した.しかしながら,平成30年度において開始した幼児を対象とした食育支援については,食している料理を検出する精度の面で課題を抱えており,食育支援については研究の精密性を向上させるために平成31年度に継続して研究する必要が生じた.このため,補助事業期間の延長を申請し受理された.よって,現状ではやや計画に対して遅れていると判断した.平成31年度は,平成30年度に着手した食育支援についての研究を継続し,これまでに開発したシステムの実用性を向上させるとともに,幅広い環境に対応できるように性能を向上させることを目的とする.現状では幼児が何をどのように食べているかをスマートフォンに搭載されている加速度センサーを用いて推測する精度に問題があり多くのケースで誤認識が発生している.そこで平成31年度は,幼児対象歯みがき支援の場合と同様に機械学習の技術を取り入れるようにすることで,認識精度の向上を目指す.具体的には,スマートフォン内に搭載されている加速度センサーが出力するX軸・Y軸・Z軸の加速度を学習し,複雑な値の変化を参考にして幼児が何をどのように食しているかを特定する.さらに,スプーンやフォークの使い方は人によって個人差があるため,実際に使用するユーザや使用環境に併せて再学習を行う必要があると思われる.現状のシステムに再学習を柔軟に行える機能やユーザインタフェースの追加を行うことを計画している.家電または家事道具にゲーミフィケーション機能を追加することで,少しでも楽しく家事が行えるようにし,かつ,継続するためのモチベーションを向上させることが本研究の目的である.ゲーミフィケーションは,遊びや競争など,人を楽しませて熱中させるゲーム要素や考え方を,ゲーム以外の分野でユーザとコミュニケーションに応用していこうという取り組みである.平成28年度の研究実施計画においては,幼児や子供に歯磨きの習慣をつけさせる試みを実践し,歯磨きを行っている幼児や子供のモチベーションがより向上するようなゲーミフィケーションを考案,開発,その効果を評価することを目標と定めていた.幼児期の生活習慣の確立が難しいことが問題視されており,歯磨きは幼児が自ら率先して行うことが少ないことから,保護者の悩みの一つとなっている.平成28年度においてはこの目標に沿って研究を実施し,これまでに,親と子がコミュニケーションを取りながら,設定したブラッシング回数などの目標を一緒にクリアするようなAndroidスマートフォンで動作するアプリケーションを構築した.歯ブラシに磁石を装着し,その動きをスマートフォンの地磁気センサーによって感知してブラッシング動作を取得できるようにした.また,このセンサー情報に応じたゲーミフィケーション画面が子供や親に提示されるようにした.評価実験の結果,歯磨きを楽しく継続できるようになったことがわかった.幼児期の生活習慣の確立が難しいことが問題視されており,平成28年度の研究実施計画においては,幼児や子供に歯磨きの習慣をつけさせる試みを実践し,歯磨きを行っている幼児や子供のモチベーションがより向上するようなゲーミフィケーションを考案,開発,その効果を評価することを目標と定めていた.この目標に対し,Android端末上でのwebアプリケーションとして開発を行い,端末に搭載されている地磁気センサーが歯ブラシに装着した磁石に反応しカウントを行う歯ブラシ動作計測機能を実装し,評価を行った.

評価実験の結果,コミュニケーションの面では高い評価を得たが,歯ブラシ動作検出の性能面の改良を行う必要があることがわかった.上記のとおり,目標としていたゲーミフィケーションアプリケーションの基本部分の考案および実装をすることができ,評価の結果良好な効果が得られた.本研究成果は情報処理学会グループウェアとネットワークサービス研究会で発表した.よって,おおむね計画通りに研究を実施できたと考えられる.家庭における日々の家事や行動にゲーミフィケーション要素を追加することで,少しでも楽しく家事や行動が行えるようにし,かつ,継続するためのモチベーションを向上させることが本研究の目的である.ゲーミフィケーションは,遊びや競争など,人を楽しませて熱中させるゲーム要素や考え方を,ゲーム以外の分野で応用していこうという取り組みである.平成28年度および平成29年度においては,幼児対象歯磨き支援に取り組んだ.幼児期の歯磨きは,その後の虫歯のなりやすさ,歯並び,噛み合わせの良し悪しに大きく影響することが知られており,歯磨きの習慣づけを支援することが重要と考えた.平成29年度の研究実施計画においては,平成28年度に開発したシステムの歯ブラシ動作検出性能を向上させるとともに,正しく歯磨きをしているかどうか診断する仕組みを構築し,その効果を評価することを目標と定めていた.平成29年度においてはこの目標に沿って研究を実施し,これまでに,磁石を装着した歯ブラシと,スマートフォンに搭載されている地磁気センサを用いてシステムを構築し,地磁気センサが磁石に反応し値が変化した際に歯ブラシ動作があったと判断するように構成した.また地磁気センサの値の複雑な変動を分析するために機械学習(ディープラーニング)の技術を導入し,磨き箇所の特定が行えるようにした.これにより,ユーザから「子どもが歯全体をちゃんと磨いているかどうかわかる」,「磨き残し箇所がわかるのが良い」等の評価を得ることができた.本研究成果は情報処理学会グループウェアとネットワークサービス研究会で発表した.幼児期の生活習慣の確立が難しいことが問題視されており,平成28年度および平成29年度の研究実施計画においては,幼児や子供に歯磨きの習慣をつけさせる試みを実践し,歯磨きを行っている幼児や子供のモチベーションがより向上するようなゲーミフィケーションを考案,開発,その効果を評価することを目標と定めていた.この目標に対し,スマートフォンのwebアプリケーションとPCのPythonプログラムとを連携させてシステムを開発した.評価実験の結果,「回数が増えるのが面白く磨いている実感が湧く」,「子どもが歯全体をちゃんと磨いているかどうかわかる」,「磨き残し箇所がわかるのが良い」等の評価を得ることができた.上記のとおり,目標としていた歯ブラシ動作検出性能の向上を実現することができ,評価の結果良好な効果が得られた.本研究成果は情報処理学会グループウェアとネットワークサービス研究会で発表した.よって,おおむね計画通りに研究を実施できたと考えられる.
多変量解析の不適切利用是正に向けた医学論文サーベイランスおよび研究者支援策の立案

「多変量解析」は,医学研究において頻用される一方で,十分な理解が進んでいるとは言い難いのが現状である.そこで今回,学術誌に掲載された医学研究論文における実施手順の実態を明らかにすることとした.今回の検討では,不適切な実施手順として「単変量解析で有意だった変数のみを利用する」という手法に着目した.その頻度は,ロジスティック回帰の場合に8.6%,Cox回帰の場合に9.8%であった.また,筆頭著者の所属部門が疫学等の専門的な部門でない場合(臨床+その他vs.疫学・公衆衛生部門),不適切な手法が利用されるリスクが高くなることが示唆された(オッズ比は5.6, 95%CI: 2.8-15.2).平成26年度の研究進捗状況は以下の通りである。まず,研究対象とする学術誌を以下のとおり選定した。(1). ThomsonReuters社のJournal Citation Reportsに収載されている学術誌の全176カテゴリーより臨床医学および疫学に関連するカテゴリーを選択。(2).該当する学術誌を,それぞれのImpact factor (IF)に応じて,IF 2未満, 2以上4未満, 4以上5未満,6以上に層別化。(3).年間のArticle数が200を超えているジャーナルを選択。(4). IF6点以上の学術誌を全数抽出することとし(71誌,全体の11.7%),これと同数の抽出を行うことができるよう他の層の抽出率を設定(全体から無作為に抽出した場合,良質な研究の抽出が少なくなる恐れがあるため)。(5). (4)で設定した抽出率に従って,ジャーナルの選定を行った.続いて,選定されたジャーナルより研究対象とする論文の抽出を以下の通り行った。(1)出版された時期については,2009年1月から2014年9月の5.5年間とし,"hazard"という検索後により,hazard ratioの推定を行っている論文を抽出した。これは,生存時間分析を行っている論文を全て抽出しようという意図である。(2) Clinical trialの場合,多変量解析は行われていない場合が多いため,タイトルにtrialという後を含む論文を除き,11726論文を抽出した。(3)解析論文数として2000を目標としさらに抽出を行うため,閲覧が不可能な論文が含まれている可能性があるため抽出数が25003000となるようランダム抽出を行った。論文数が少ないジャーナルは抽出率を高く,多いジャーナルは抽出率が高くなるようべき乗変換による傾斜をかけている。以上の手順により,論文の抽出を終えており今年度は実施されている多変量解析について検討を進めていく。平成27年度の研究進捗状況は以下の通りである。平成26年度に選定された25003000の論文のうち、生存時間解析を行っている観察研究に関する論文2259を研究対象として確定した。現在、この2259の論文について、さらに約10%(223論文)を抽出し、Adjust、Cox等の多変量解析を示唆する用語の使用の有無、Stepwise、Propensity等の多変量解析の手法に関する技術的な用語の使用の有無の確認、単変量解析の有無、変数の選択法についてP値等の基準を設けているか、イベント数、共変量の数などを調査している。この223論文の検討結果を速やかにまとめ、今年度は研究会において報告等行う予定である。引き続き全2259論文の検討を行う。また、以下の方法により、二値アウトカムをエンドポイントとした多変量解析を行っている論文を、平成26年度に選定されたジャーナルより抽出した。抽出方法は以下の通りである。(1)出版された時期については,2016年1月以前の5年間とし,"odds logisitc"という検索語により,ロジスティック回帰を行っている論文を抽出した。(2) Clinical trialの場合,多変量解析は行われていない場合が多いため,タイトルにtrialという後を含む論文を除いた。(3)抽出数が25003000となるようランダム抽出を行った。今年度は実施されている多変量解析に上記の生存解析の場合と同様に検討を進める。予定されていてた検討は概ね順調に進んでいるが、全抽出論文の検討に関してはかなりの時間を要することが予想され、場合によっては最終年度を超える可能性もあるため。【背景】:医学研究分野において,「多変量解析」は,統計ソフトの普及により多くの研究者にとって身近なものとなった.しかしながら,生物統計学を専門としない研究者にとって,ソフトウェアを利用した実行の容易さと理解の困難さの乖離が大きく,非専門家間で根拠のないコンセンサスが形成されている場合もしばしば見られる.【目的】:学術誌に掲載された医学研究論文における多変量解析の実施手順の実態を明らかにする.【方法】Journal Citation Reports収載の学術誌より臨床医学・疫学を選択し,Impact factor (IF)に応じて階層化.Article数が200 /年を超えているジャーナルを選択し,IF 6点以上の学術誌は全数抽出(71誌).同数の抽出を行うよう他の各層の抽出率を設定(71x4=284誌).選定されたジャーナルより,ロジスティック回帰/Cox回帰が行われている観察研究に関する論文をPubmedにて検索.【結果】

今回の検討では,不適切な実施手順として「単変量解析で有意だった変数のみを利用する」という手法に着目した.その頻度は,ロジスティック回帰8.6% (95%CI: 6.2-11.8%),Cox回帰9.8% (95%CI: 5.1-17.9%).筆頭著者の所属部門(臨床+その他vs.疫学・公衆衛生部門)について,IF,イベント数を調整した場合のオッズ比が疫学・公衆衛生以外である場合OR 5.6, 95%CI: 2.8-15.2.多変量解析は交絡の調整および予測モデルの作成等を目的として実施されるが,今回のアウトカムで示されるようにいずれの目的に対しても適切でない方法が選択されている可能性がある.特に,疫学者等の専門家による研究でない場合にその頻度が高い.今後他の調査項目についても検討を進める予定である.「多変量解析」は,医学研究において頻用される一方で,十分な理解が進んでいるとは言い難いのが現状である.そこで今回,学術誌に掲載された医学研究論文における実施手順の実態を明らかにすることとした.今回の検討では,不適切な実施手順として「単変量解析で有意だった変数のみを利用する」という手法に着目した.その頻度は,ロジスティック回帰の場合に8.6%,Cox回帰の場合に9.8%であった.また,筆頭著者の所属部門が疫学等の専門的な部門でない場合(臨床+その他vs.疫学・公衆衛生部門),不適切な手法が利用されるリスクが高くなることが示唆された(オッズ比は5.6, 95%CI: 2.8-15.2).生存時間解析については,予定していた論文抽出作業を終えており次年度以降は具体的な解析作業となるが,一方のカテゴリカル解析(ロジスティック回帰)については関連する論文の抽出を引き続き行う必要がある。また,平成26年度予定していた作業の半分が抽出率や検索語などを予定と変更した点などがあるため,「やや遅れている」とした。上記のような進捗状況を踏まえ、今年度はサンプリングによる少数例での検討を進め、年度内の早い段階で一定の成果を上げることを目標とする。年度末までには全ての検討を終え、論文化等の公表に関しては最終年度よりも少し後になる可能性はある。臨床統計学今後は,研究計画書で予定しているデータベースの構築を行い,本研究の主たる検討項目である,多変量解析における変数選択および結果の解釈,という2点について重点的に検討を行う。具体的には,多変量解析の実態について複数のカテゴリーに分類し,それぞれの頻度および信頼区間を推定する。各分類のうち不適切な手法・解釈と判断されるものについて,概要と傾向をまとめる。分類が複雑化するようであれば,クラスタリングや因子分析,テキストマイニングなどのデータマイニング手法を適宜用いる。ここまでの検討が終了した段階で,学術集会等で研究経過を報告し専門家の意見を募る。平成27年度は、論文抽出については完了したが、その後の内容の検討に相当な時間を要しており公表可能な段階に至っていない。そのため、出張費や論文校閲に関する費用などの未使用が発生している。次年度以降に謝金等の予算を多く配分し、検討に係るマンパワーを増やして対応する。平成26年度は,生存時間解析については予定通り論文抽出が終了しているが,カテゴリカル解析(ロジスティック回帰)に関連する業務は進んでおらず,その分の謝金が発生しなかった。
低温による液胞膜生理機能の損傷と細胞内イオン環境に関する研究

ヤエナリ培養細胞は生長に伴って耐冷性が変る。生長初期の若い細胞は低温に極めて敏感で0°C2日間の低温処理で死滅するが、定常期には低温耐性を獲得し0°C5日間の低温処理後も70%以上の細胞は生存できる。細胞生長に伴って耐冷性が増加するとき液胞膜H^<-1>-ATPaseの低温安定性が増加した。生長初期の細胞を低温処理すると本酸素は12時間で完全に失活するが、定常期の細胞では0°C3日後も65%の活性を維持した。低温による酸素失活は0°C24時間以内は可逆的で、細胞を常温にもどすと1時間で完全に活性を回復する。本酸素のサブユニットに対する抗体を用いて低温失活と活性回復におけるサブニュット構成の変化をしらべた。その結果、酸素失活は液胞膜疎水領域に結合している膜セクター(16KDa)からPeripheralセクター(68,57,42,38,37,32KDa)が一団となって細胞質中に遊離する為であることがわかった。また、活性回復過程ではPeripheralセクターが速やかに膜上に再構築されることが明らかとなった。生長段階の異る細胞から調製したプロトプラストについて低温顕微鏡と画像解析装置を用いて低温処理中の細胞質pHをレシオ画像から計測した。その結果、生長初期の若い細胞では細胞質のpHは低温処理後すみやかに低下するのに対して、定常期の細胞では長時間安定に維持された。Inda-1を用いて上記と同様に画像解析により細胞質カルシウム濃度の変化を測定すると、若い細胞では低温処理1時間以内で急激な濃度上昇が認められた。以上の実験から、液胞膜H^<-1>-ATPaseの低温失活と細胞質イオン環境の変化が低温傷害に重要な役割を持つことと、本酸素の性質が植物の低温耐性機構に密接に関連していることが示された。低温感受性のヤエナリの液胞膜に結合しているH^<+->ATPaseとH^<+->PPaseは共に10°C以下の低温で活性が著しく低下する。この原因は液胞膜に含まれる高融点のセレブロシド配糖体の相転移によるものと推定される。酸素の精製過程でこの脂質が強く結合している可能性が考えられたので詳しく分析したところ、予想に反していかなる脂質も酸素に結合していないことが判明した。現在精製酵素とリポゾ-ムの再構成を検討しており、生体膜脂質成分と酸素機能の関係がより明確になるものと思われる。ヤエナリ培養細胞からプロトプラストを作りこれを低温処理したときの細胞因pHの変化をFDAをプロ-ブとして蛍光レシオイメ-ジ法により顕微鏡下でしらべた。O°Cに冷やして3時間以内に細胞質のpHが著しく低下することが確認され、細胞内イオン環境の変化が細胞傷害の直接原因であることをつきとめた。低温感受性植物と低温耐性植物では液胞膜H^<+->ATPaseの安定性に大きな違いがある。その原因を探ぐるため、ヤエナリとエンドウから精製された酸素についてSDSー電気泳動を用いて解折した。その結果、両植物では酸素のサブユニット構成に大きな違いが認められ、また、2次元電気泳動において、一部のサブユニットの等電点に大きな違いが認められた。このことは、酸素の低温安定性、強いては植物の耐寒性機構の解明に重要な手口となるものと思われる。現在抗体を作成中であり平成4年度で研究は大きく進展するものと思われる。

生長初期の若い細胞は低温に極めて敏感で0°C2日間の低温処理で死滅するが、定常期には低温耐性を獲得し0°C5日間の低温処理後も70%以上の細胞は生存できる。細胞生長に伴って耐冷性が増加するとき液胞膜H^+-ATPaseの低温安定性が増加した。生長初期の細胞を低温処理すると本酵素は12時間で完全に失活するが、定常期の細胞では0°C3日後も65%の活性を維持した。低温による酵素失活は0°C24時間以内は可逆的で、細胞を常温にもどすと1時間で完全に活性を回復する。本酵素のサブユニットに対する抗体を用いて低温失活と活性回復におけるサブユニット構成の変化をしらべた。その結果、酵素失活は液胞膜疎水領域に結合している膜セクター(16kDa)からPeriphiralセクター(68,57,42,38,37,32kDa)が一団となって細胞質中に遊離する為であることがわかった。また、活性回復過程ではPeripheralセクターが速やかに膜上に再構築されることが明らかとなった。生長段階の異る細胞から調製したプロトプラストについて低温顕微鏡と画像解析装置を用いて低温処理中の細胞質pHをレシオ画像から計測した。その結果、生長初期の若い細胞では細胞質のpHは低温処理後すみやかに低下するのに対して、定常期の細胞では長時間安定に維持された。Indo-1を用いて上記と同様に画像解析により細胞質カルシウム濃度の変化を測定すると、若い細胞では低温処理1時間以内で急激な濃度上昇が認められた。以上の実験から、液胞膜(H^+-ATPaseの低温失活と細胞質イオン環境の変化が低温傷害に重要な役割を持つことと、本酵素の性質が植物の低温耐性機構に密接に関連していることが示された。
近代欧米における「個」と「共同性」の関係史の総合的研究

今日、自立した個人を前提とする自由競争のもたらす社会矛盾のもとで、さまざまなレヴェルで病理現象が進行しているが、先進国に共通する病理には、生活の基礎に在るはずの安定性、連帯性、共通の価値や共同性(社会性)が揺らいでいることが深く関係していると思われる。また、そうした個人の孤立化のもとで個人のアイデンティティの混迷(帰属意識の希薄化など)が生じるのは避けられない。われわれの共同研究『近代欧米における「個」と「共同性」の関係史の総合的研究』は、こうした現代的な問題意識を共有しながら、国家という強制的な「共同性」と選択的(自発的・任意的)な「共同性」との相互関係(対立・緊張・補完・共生などの関係)のもとを生きる個人の重層的複合的な共同性・アイデンティティの問題を歴史的に考察することを共通の課題とした。換言すれば、「リバタリアン」が重視する個の自由・権利と「コミュニタリアン」が優先する共同性の問題を、歴史の文脈のなかで関連づけて捉えようと試みた。方法的には、国家という枠組を自明の前提として個人を国家との二元論で捉えるのではなく、個人と国家の中間領域に存在した諸集団(総称するならば市民社会)を重視する観点から、国家統合の歴史過程において個人の共同性・アイデンティティがどう変転したかを多角的に探った。時系列的なグルーピング-前近世ヨーロッパ;近世16・17世紀イギリス;近世18世紀ドイツ・アメリカ・フランス;近代19世紀フランス・ドイツ・イギリス・アメリカ;近代19世紀イギリス;近代20世紀(ナチス台頭・支配期)ドイツ-を軸にして報告・研究作業をおこなった。初年度なので、共通研究課題に対する研究分担者の問題関心の分布やアプローチの方法を探るべく、全員(来年度報告の1名を除く)による見通し報告を行なった。(1)平成13年6月1617日(広島市、広島大学東千田キャンパス)「近代イギリスの福祉における個・アソシエーション・国家」;「ヴアイマル共和国における<個>と<共同性>の関係史の-側面-改革教育学系教育運動と心理学のなかの一例」;「「フランスにおけるアソシエーション史研究の現状-19世紀農村社会史の視角から」。(2)8月2324日(東広島市、広島大学)「古代ギリシアにおける碑文建立と民主政」;「中世イングランドにおける<個>と<共同性>-宗教的視点から」;「中世イタリアにおける<個人>、<公共性>、<国家>」;「ジョン・ロック『寛容論』(1667)四手稿における非国教徒観Q変遷」;「現今の<市民社会論>の問題関心と「イギリスの社会改革の動向について」;「フランス革命と市民的公共圏」;「ナチ第三帝国における<個>「と<共同性>の関係史の一側面」;「20世紀アメリカにおける自由主義の伝統」。(3)12月1516日(北九州市、北九州市立大学)「17世紀イギリス政治思想史における<公共性>の問題」;「租税国家論の射程「-個と共同性の関係史の構築の試み」;「アメリカにおけるテンペランス運動と市民社会」;「三月前期プロイセン官僚と結社-労働階級福祉中央協会を中心にして」;「チュートリアル・クラス運動における<個>と<共同性>の関係をめぐって」;「『歴史のなかの教師-近代イギリスの国家と民衆文化』について」;「帝国、女性、公共圏」;「マイノリティと<公共圏>の拡大-19世紀ユダヤ系フランス人の<同化>と反ユダヤ主義」;「1911年ウェールズにおける反ユダヤ人暴動」。(4)以上3回の全体研究会から、「社会的弱者(労働者、子供、女性、貧者、マイノリティ等)を視座とする公教育制度、社会的抗議、福祉政策の研究が多いことを確認できた。

その点を踏まえると、「個」の「均質化」(市民社会の革命的理念)と「差異化」(階級社会の隘路)の関係性に焦点を絞り込むアプローチ方法の検討が次年度の中心課題となる。(1)平成14年7月20日21日(於東広島市):槇原茂著『近代フランス農村の変貌-アソシアシオンの社会史-』(刀水書房2002年)の合評会を開いた。三人の論点提示者(岡本明、加藤克夫、久木尚志)と著者の「対話」の形式で合評をおこない、アソシエーションに特徴的な<共同性>の問題を中心に議論した。この際の議論を念頭において、秋に次の2回の個別報告会をもった。(2)平成14年10月1213日(於東広島市):「名誉の共同体-碑文建立と民主政-」,「中世イングランドにおける個と共同性-イースト・アングリアの事例から」.「中世都市からルネサンス都市への移行に見る共同性と個-ブルーニの『フィレンツェ市賛美演説』とアリスティーデスの『パンアテナイコス』-」,「イギリス革命期請願運動にみる個と共同性」,「ジョン・ロック『寛容論』(1667-75年)の課題と背景」。(3)平成14年12月2122日:(於松江市)「近世イギリスにおける課税の政治学-合法性、公平性、自立性-」「公共圏の狭降化-フランス総裁政府から統領政府・帝政期の個人・市民・公共社会(1795-1815)-」.「イギリス近代の福祉における・個中間団体・国家」。上記のアソシエーションをめぐる共通テーマ討議(1)と個別テーマ報告(2)(3)を踏まえて、今後アプロチする共通課題についての見通しを得た。つまり、(a)近代化を個人化の過程として一面的に捉える(<個>を国家に向き合うものとして捉える)のではなく、他者との<共同性>との関わりにおいて捉える;(b)<個>と国家のあいだにある中間領域(空間)に焦点を合せて、多様な中間集団の<共同性>(支え合い)と<個>の関係史を考察する;(c)多様な中間集団の<共同性>が<公共性>(民主的な政治秩序の形成に関わる原理)を構築する際にまたは崩壊させる上にどのような役割を果たしたかを問う。(1)平成15年9月5・6・7日(於東広島市、広島大学):(1)個別報告-「17世紀イギリスにおける<公共性>概念の転換」「アメリカ植民地社会におけるタヴァン-共同性を育む自由な活動の空間-」「アソシアシオン論のスペクトル」「フランス・ユダヤ人の<同化>と二重のアイデンティティ」「ドイツ帝国建設期の社会政策の一特質-労働者保護と共同性-」「帝国・公共圏・女性-イザベラ・バードとリトル夫人の場合-」「オックスフォード最初のチュートリアル・クラス奨学生をめぐって-個人の上昇か集団としての向上か-」「革新主義期アメリカにおける公共性の転換」(2)共通テーマ討議-後述.(II)平成15年12月20・21日(於福岡大学):(1)個別報告-「ヴァイマル共和国における<医学の危機>のなかの<個>と<共同体>」「共同性に引き裂かれる個-第三帝国下のユダヤ人キリスト教徒の事例を通じて-」「19世紀のイギリス社会と民衆の政治文化」「1911年カーディフ港湾争議」(2)研究打ち合わせ-
TGF-βおよび炎症性サイトカインシグナルを分子基盤とした房水流出機構の解析

本研究は房水流出調節メカニズムを探るため、緑内障患者房水内で高値のTGF-β2とTGF-β2に誘導されるサイトカインに着目した。始めにヒト線維柱帯細胞内におけるTGF-β2の効果を調べた結果、TGF-β2はアクチン重合やコラーゲン産生を誘導していた。誘導されたアクチン重合は房水流出を促すROCK阻害剤によって抑制され、コラーゲン産生はp38阻害剤により有意に抑制された。さらにTGF-β2はサイトカインであるIL-6、IL-8産生を促し、TGF-β2によって産生されるαSMA発現はIL-6シグナルの活性化により抑制されていた。このシグナルの相互作用が房水流出調節に関与していることが示唆された。房水流出に関与するRho-ROCKシグナル、緑内障患者房水中に存在するTGF-β2や炎症性サイトカインの相互作用を明らかにするため、平成25年度はヒト線維柱帯細胞を購入後、培養し、始めにTGF-β2添加後のRho-ROCKシグナルの活性化について検討した。TGF-β2添加後、タンパクを回収しRhoAの活性化についてpull-downアッセイ法にて調べた。その結果、TGF-β2 2.5ng/ml添加後、RhoAの活性化が生じていた。さらにWestern blot法にてRho-ROCKシグナルの下流のMLC2のリン酸化を調べた結果、MLC2リン酸化レベルが有意に上昇し、その発現はROCK阻害剤によって阻害された。F-actinに結合するphalloidinを用い、細胞内局在についても調べたところ、TGF-β2添加によってアクチン重合が観察され、ROCK阻害剤によってその効果は阻害された。よってヒト線維柱帯細胞において、TGF-β2シグナルによってRho-ROCKシグナルが活性化していることが示唆された。さらに、細胞外マトリックスのタンパク発現、mRNA発現、転写活性化について調べた。細胞外マトリックスの一つであるI型コラーゲンについて検討した結果、TGF-β2添加後にタンパク発現が有意に上昇していた。またreal-time RT-PCR法によってmRNAの発現も調べたところ、同様の結果が観察された。さらにプロモーターアッセイによって転写活性についても調べた結果、TGF-β2添加後、転写活性が有意に上昇していることが明らかになった。我が国において失明原因の上位を占める緑内障は眼圧上昇が危険因子として知られている。この眼圧上昇は房水流出抵抗が上昇することにより生じる。この房水流出調節のメカニズムを探るため、本研究は緑内障患者房水内で非患者と比較して高値であるTGF-β2とTGF-β2に誘導されるサイトカインに着目した。眼圧上昇の一因として細胞外マトリックスの沈着、アクチン重合などが知られており、TGF-β2もそれらを誘導する生理活性物質の一つである。申請者はこれまでヒト線維柱帯細胞を用い、TGFβ-2によるアクチン重合やコラーゲン産生への影響について検討し、さらにTGF-β2反応サイトカインについて検討を行った。今回の研究により、TGF-β2によるアクチン重合、タイプ1コラーゲンの増加を確認した。またその増加はアクチン重合を生じさせるRho-ROCKシグナルを阻害するROCK阻害剤により抑制傾向が見られた。また同じTGF-β2シグナルによって誘導され、ストレス反応によって活性化するp38MAPキナーゼの阻害剤はアクチン重合には影響を及ぼさなかったが、タイプ1コラーゲンの発現を有意に抑制することが明らかになった。よって、ヒト線維柱帯細胞においてTGF-β2によって活性化される複数のシグナルがアクチン重合、およびコラーゲン産生に影響を及ぼしていることが示唆された。また、今までの申請者の研究よりTGF-β2によってIL-6、IL-8、PDGF-AAの上昇が確認されているが、その一つのIL-6にまず着目し、TGF-β2との相互作用について検討を行った。TGF-β2によって産生されるalpha-SMAの発現がIL-6/solubleIL-6R濃度依存的に抑制されることが示唆された。房水生理活性物質の相互作用の房水流出路に及ぼす影響を調べることにより、房水流出調節メカニズムを明らかにすることが出来ると考えている。眼科学ヒト線維柱帯細胞を用いての実験系が確立され、TGF-β2シグナル下におけるRho-ROCKシグナルの活性化および細胞外マトリックスの一つであるI型コラーゲンのタンパク発現、mRNA、転写活性について結果が得られている。平成25年度で達成できなかった実験をまず行う。また結果が明らかになった現象を元に平成26年度計画に基づいて、線維柱帯細胞内におけるシグナル伝達について調べる。

まずTGF-β2シグナルの下流の転写因子Smad2/3、炎症性サイトカインの下流シグナルp38、NF-kβ経路の活性化について検討する。さらにサイトカインIL-6の下流の転写因子STAT3活性化についても調べ、TGF-β2とサイトカインがどのように協調的に機能するかについて調べる。また阻害剤を用いて、上記においてシグナルの抑制効果についても調べる。申請者が産前産後休暇、育児休暇を4か月取得し、その間実験を中断しており、試薬等の購入等が減り、次年度に繰り越すこととなった。本研究で使用するヒト線維柱帯細胞、またサルの眼球は高額のため、その購入に充てる。また試薬、特に抗体が高額なため、その購入に使用することとする。