hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
二光子レーザー顕微鏡リアルタイムイメージングによるクローン病への薬剤効果判定

マウスIBDモデルを用い治療薬の一つである抗TNFα抗体の治療効果を、二光励起顕微鏡を用い生体内リアルタイムイメージングし形態学的に解析した。二光励起顕微鏡下生体内観察では、漿膜から筋層にかけて浸潤した炎症細胞数(day14)は、IFX群ではnon-IFX群より少なかった。陰窩の長さはIFX投与群ではnon-IFX群より長かった。IFXは炎症細胞浸潤の消褪を促進するだけでなく、陰窩上皮細胞の再生を促進し陰窩の回復を促進していると考えられた。蛍光標識抗TNF-α抗体は粘膜固有層、粘膜下層への集積や後毛細管細静脈内皮に接着している白血球や陰窩内浸潤白血球表面への結合が可視化できた。これまでの予備実験で、二光子励起顕微鏡を用いた大腸の生体内リアルタイムイメージングは大腸の創外脱転と固定は必要である。一般的なクローン病モデルとして使用される2,4,6-トリニトロベンゼンスルホン酸誘発性大腸炎(TNBS colitis)は、遠位側大腸が炎症の主座であり遠位側大腸の創外脱転と固定は手技的に困難であると判断し、デキストラン硫酸ナトリウム誘発性大腸炎(DSS colitis)を炎症性腸疾患モデルとして取り扱うこととした。Green Fluorescent Protein (GFP)発現マウスDSS colitisの盲腸壁を二光子励起顕微鏡下生体内イメージングすると、陰窩上皮細胞の脱落と炎症細胞浸潤が主に観察できる。観察結果に基づく形態学的解析では、対象マウスとの比較及び同一マウスの継時的な比較から、Infliximab (IFX)は炎症細胞浸潤の消褪を促進するだけでなく、陰窩上皮細胞の再生を促進し陰窩の回復を促進していると考えられた。上記形態学的観察結果を、IFXを生体内イメージングしその作用点(集積部位、標識細胞)から推測することとした。マウスTNFαに対する抗TNFα抗体を蛍光標識後、経静脈的に投与しDSS colitisの盲腸壁を二光子励起顕微鏡下生体内イメージングした。蛍光標識抗TNFα抗体は粘膜固有層、粘膜下層に集積し遊離型TNFαと結合し中和していることが推測された。盲腸壁の後毛細管細静脈の内皮細胞に結合する白血球表面にも蛍光標識抗TNFα抗体の結合が観察でき、TNFα産生細胞の膜結合型TNFαと結合しその産生を阻害していることが推測された。二光子励起顕微鏡下生体内イメージングによって得られる形態学的観察結果を裏付ける分子生物学的解析(遺伝子及び蛋白発現など)の遂行が今後の課題である。平成24年度はマウス炎症性腸疾患モデルにおける薬剤効果の生体内イメージングを目的に、デキストラン硫酸ナトリウム(DSS) colitis model(2% DSSを5日間飲水させる)を用い、DSS投与開始後7日目に開腹、盲腸を脱転、固定し二光子レーザー顕微鏡にて観察した。閉腹後、control群および治療群(infliximab; IFX=5mg/kg)をDSS投与後7日目に同一マウスの盲腸で観察。さらに可能であれば、DSS投与後14日目にも盲腸を三次元全層観察した。われわれが開発した腹腔内臓器固定法と漿膜から各層を管腔内側に向かって消化管全層を観察するserosal-approaching methodにより、IFX群はcontrol群に比べ、DSS投与後14日目(IFX投与後7日目)の炎症細胞浸潤の消褪が観察できた。特に粘膜固有層および陰窩内に浸潤した炎症細胞数はIFX群で減少していた。また、IFX投与群はcontrol群よりも炎症細胞の消褪が早いだけでなく、陰窩欠損数が少なく、陰窩の長さが長かった。このことはDSSによる炎症により一旦陰窩上皮細胞は欠損するものの、その後再生していると考えられたが、陰窩底部から管腔側に向かって再生していく陰窩上皮細胞は今のところ観察できていない。一般的には2,4,6-トリニトロベンゼンスルホン酸(TNBS)誘発腸炎がヒトクローン病モデルとされており、TNBS直腸内投与後、DSS colitis model同様の実験系で盲腸を観察した。しかし、盲腸炎症所見の再現性がやや低く現在検討中である。TNBScolitis modelが我々の実験系で確立されれば、薬物反応の形態学的変化を詳細に観察、検討していく予定である。二光子励起顕微鏡を用いたマウス炎症性腸疾患モデルの生体内観察法を確立でき、漿膜から各層を管腔内側に向かって消化管全層を高倍率で観察することが可能である。

TNBScolitis modelを確立し、炎症性腸疾患モデルにおける薬物反応の形態学的変化を詳細に観察していく。DSS colitis modelがびまん性炎症所見を示すものの、二光子励起顕微鏡による高倍率画像において炎症の程度を定量化することが課題であり、信頼性、再現性の高い定量化法を確立していく必要がある。また、Alexa Fluor標識した抗TNF-α抗体が生体内でどのような振る舞いをするのかを検証していく。該当なし
新奇翻訳伸長因子の機能解析に基づく真核生物のタンパク質合成システム進化の全容解明

これまでにEFLのみを有すると考えられてきたカタブレファリス類において、Poombia sp.はEF-lalphaを有することを逆転写PCRによって明らかとした。本種のEST解析をその後に行ったところ、本EF-lalpha配列が同定されたがEFL配列は同定されなかったことから、本種はEF-lalphaのみを有することが強く示唆される。本解析によってカタブレファリス類においても、EFLおよびEF-lalpha遺伝子は混在しており、このような分布を示すに至った両遺伝子の複雑な進化過程が予想された。カタブレファリス類はクリプト藻類やゴニオモナス類と近縁であるとされている。クリプト藻類はEFLのみを有し、そしてゴニオモナス類はEFLのみを持つ種、EF-lalphaのみを持つ種、両遺伝子を持つ種が混在することが明らかとなっていることから、カタブレファリス類・クリプト藻類・ゴニオモナス類への進化過程で遺伝子の独立した喪失が起こったことが強く示唆される。また、in vitro実験系において通常のEF-lalphaと同様に、珪藻EFLタンパク質がGTP加水分解活性にともなうタンパク質合成能があるかを再検証することを試みた。EFLの機能解析に供するサンプルを作成するため、昨年度と異なり、C末領域にタグを追加したEFLリコンビナントタンパク質を大量発現する大腸菌を作成した。C-末端領域に結合させたHQタグを利用してカラム精製を行った。このリコンビナントタンパク質がGTPおよび蛍光アミノアシル-tRNAに結合するか調べた結果、本リコンビナントタンパク質はGTPおよびアミノアシル-tRNAに結合することが分かった。本研究成果は、追試実験が必要であるものの、この段階で特別研究員を辞退したため、追試および条件最適化の検討を行うことはできなかった。真核生物の新奇翻訳伸長因子候補であるEFLタンパク質の機能解析を行うため、コントロールとして別の珪藻Phaeodactylumが持つ「機能している翻訳伸長因子EF-lalpha」、そしてThalassiosiraの持つ2つの翻訳伸長因子「機能を失っているかもしれないEF-lalpha」および「機能していると考えられるEFL」のコンストラクトを作成した。酵母導入実験を行ったが、いずれのコンストラクトも補完可能であるというデータは得られなかった。この原因が珪藻と酵母間のコドン使用頻度の違いにあるのではないか、という仮説の下、コントロールとしてコードするアミノ酸は変えずコドンを変えた人工合成遺伝子を持つコンストラクトを作成した。酵母導入実験を試みたが、補完可能であるというデータは得られなかった。コドン使用頻度を酵母のものに合わせて人工合成遺伝子を作成したため、上述した結果の解釈としては、酵母のリボソームとの相互作用が効率よく行われなかった可能性が高い。すでに珪藻PhaeodactyluymEF-lalphaおよびThalassiosira EFL、EF-lalphaに対する特異的ポリクローナル抗体を作成済みであり、本抗体を用いてタンパク質に翻訳されている事を確認していく予定である。In vitro系におけるタンパク質合成キットのためのコンストラクトを作成し、大量発現系確立のための基礎を築く実験を行った。PhaeodactylumのEF-lalphaの全長を導入したコンストラクトを作成し、タンパク質を合成した。理論的にキットで得られるとされる量に相当するタンパク質量を合成により得ることができたため、来年度以降は本タンパク質合成系を使用して生化学的解析を行う予定である。同時に、ThalassionsiraおよびPhaeodactylumの大量培養を行い、標的タンパク質を簡便に大量取得できる系を確立する。本年度の研究では、in vitro実験系において通常のEF-1alphaと同様に、珪藻EFLタンパク質がGTP加水分解活性にともなうタンパク質合成能があるかを検証することを試みた。EFLの機能解析に供するサンプルを作成するため、EFLリコンビナントタンパク質を大量発現する大腸菌を作成した。N-末端領域に結合させたHQタグを利用してカラム精製を行った。このリコンビナントタンパク質がGTPおよび蛍光アミノアシル-tRNAに結合するか調べた結果、実験の再現性は高くなかったものの、本リコンビナントタンパク質はGTPおよびアミノアシル-tRNAに結合することが分かった。本研究成果は、追加実験が必要であるものの、タンパク質合成酵素EF-1alphaのパラログであるEFLタンパク質にもタンパク質合成能があることを示唆した最初のデータである。また、これまでEFL遺伝子とEF-1alpha遺伝子を両方有している生物は珪藻および真菌類一種のみで報告されていたため、このような生物は極めて例外的であると考えられていた。しかし、公開されつつある様々な真核生物のドラフトゲノムを精査した結果、EF-1alpha遺伝子またはEFL遺伝子のみを有する種に加え、アプソゾアThecamonasおよびツボカビ類Spizellomycesが珪藻と同様にEFLとEF-1alpha遺伝子をゲノム中に有していることが判明した。昨年度までに本研究によって、ゴニオモナス類やラン菌類でも同様に両遺伝子を細胞内で使用していることが分かっていることから、真核生物内でEFL遺伝子とEF-1alpha遺伝子を両方有する生物は数多く存在し、従来の「例外である」とする考え方を変える必要がある。

本解析によってカタブレファリス類においても、EFLおよびEF-lalpha遺伝子は混在しており、このような分布を示すに至った両遺伝子の複雑な進化過程が予想された。カタブレファリス類はクリプト藻類やゴニオモナス類と近縁であるとされている。クリプト藻類はEFLのみを有し、そしてゴニオモナス類はEFLのみを持つ種、EF-lalphaのみを持つ種、両遺伝子を持つ種が混在することが明らかとなっていることから、カタブレファリス類・クリプト藻類・ゴニオモナス類への進化過程で遺伝子の独立した喪失が起こったことが強く示唆される。また、in vitro実験系において通常のEF-lalphaと同様に、珪藻EFLタンパク質がGTP加水分解活性にともなうタンパク質合成能があるかを再検証することを試みた。EFLの機能解析に供するサンプルを作成するため、昨年度と異なり、C末領域にタグを追加したEFLリコンビナントタンパク質を大量発現する大腸菌を作成した。C-末端領域に結合させたHQタグを利用してカラム精製を行った。このリコンビナントタンパク質がGTPおよび蛍光アミノアシル-tRNAに結合するか調べた結果、本リコンビナントタンパク質はGTPおよびアミノアシル-tRNAに結合することが分かった。本研究成果は、追試実験が必要であるものの、この段階で特別研究員を辞退したため、追試および条件最適化の検討を行うことはできなかった。
三叉神経運動ニューロンの培養系の確立と細胞内情報伝達物質の光学的測定による解析

【研究目的・方法】われわれは、異なったタイプのカルシウムチャンネルがそれぞれ三叉神経運動ニューロンのスパイク後脱分極電位と後過分極電位の形成に関与していることを示してきた。そこで本研究はパッチクランプがより良い状態で適用できる三叉神経運動ニューロンの培養系を開発し、三叉神経運動ニューロンにおいて各タイプのカルシウムチャネルがどのように細胞内に分布しまた種々の機能に役立っているかを明らかにするために、三叉神経運動ニューロンに細胞内カルシウム濃度測定法およびパッチクランプ法を同時に適用し、三叉神経運動ニューロンの性質を光学的・電気生理学的に調べることを目的とした。平成10年度は、既に本研究室で開発済みの三叉神経運動ニューロンを含むスライス標本を用い、パッチクランプ法による新生仔ラットの三叉神経運動ニューロンの低電位活性型カルシウムチャネルの性質の解析をさらに進め、以下のことが明らかとなった。なお補助金は、実験動物代、実験用試薬等の消耗品代に使用した。【研究成果】1.膜電位を-90mVに過分極させてから脱分極パルス通電を行った時の細胞内電位を記録すると、カルシウム依存性のlow-threshold spikcが認められた。2.新生仔ラットの三叉神経運動ニューロンにおいて、閾値が-65mV前後で不活性化の速いLVA Ca^<2+>電流と、閾値が-40mV前後でピーク電流が大きくLVACa^<2+>電流に比べて不活性化の遅いHVACa^<2+>電流が認められた。以上の結果から新生仔ラットの三叉神経運動ニューロンにおいて、閾値が-65mV前後で不活性化の速いLVACa^<2+>電流と、閾値が-40mV前後でピーク電流が大きく低電位活性型に比べて不活性化の遅いHVACa^<2+>電流が認められ、LVACa^<2+>電流は、発火パターンなどニューロンの活動に影響を与えていると考えられる。そこで本研究はパッチクランプがより良い状態で適用できる三叉神経運動ニューロンの培養系を開発し、三叉神経運動ニューロンにおい各タイプのカルシウムチャネルがどのように細胞内に分布しまた種々の機能に役立っているかを明らかにするために、三叉神経運動ニューロンに細胞内カルシウム濃度測定法およびパッチクランプ法を同時に適用し、三叉神経運動ニューロンの性質を光学的・電気生理学的に調べることを目的とした。平成9年度は、既に本研究室で開発済の三叉神経運動ニューロンを含むスライス標本を用い、パッチクランプ法により新生仔ラットの三叉神経運動ニューロンの低電位活性型カルシウムチャネルの性質を調べ、以下のことが明らかとなった。【研究成果】1.膜電位を-90mVに過分極させてから脱分極パルス通電を行った時の細胞内電位を記録すると、カルシウム依存性のlow-threshold spikeが認められた。2.膜電位固定法によって保持電位-90mV、から種々の電位の200ms脱分極パルスに対する電流応答を記録すると、閾値が-65mV前後で不活性化の速い低電位活性型カルシウム電流と、閾値が-40mV前後でピーク電流が大きく低電位活性型に比べて不活性化の遅い高電位活性型カルシウム電流が認められた。以上の結果から新生仔ラットの三叉神経運動ニューロンにおいて、閾値が-65mV前後で不活性化の速い低電位活性型カルシウム電流と、閾値が-40mV前後でピーク電流が大きく低電位活性型に比べて不活性化の遅い高電位活性型カルシウム電流が認められ、低電位活性型カルシウム電流は、発火パターンなどニューロンの活動に影響を与えていると考えられる。

以上の結果から新生仔ラットの三叉神経運動ニューロンにおいて、閾値が-65mV前後で不活性化の速いLVACa^<2+>電流と、閾値が-40mV前後でピーク電流が大きく低電位活性型に比べて不活性化の遅いHVACa^<2+>電流が認められ、LVACa^<2+>電流は、発火パターンなどニューロンの活動に影響を与えていると考えられる。
白血病細胞のマイクロRNA発現を利用した新規治療法開発のための探索的研究

小児白血病は最も治癒しやすい悪性腫瘍の一つとなっているが、その要因にリスク因子に基づいた治療の層別化の戦略があげられる。現在も新規リスク因子の探求が世界的に行われており、なかでも白血病特異的な融合遺伝子の同定や特定の遺伝子変異などが新たなリスク因子として、治療戦略に組み込まれている。本研究では、未だリスク因子として着目されていないマイクロRNAを網羅的に測定することで、新たなリスク因子としての意義を探求することを第一義とし、さらに、マイクロRNAノックダウンベクターを用いて、リスク因子となるマイクロRNAの細胞内での働きを解析することで新規治療ターゲットを同定することを目指す。
財政健全化戦略の政治経済学分析

本年度は、主として以下の研究課題を取り上げた。(A)政府間財政制度と民間経済活動の対応関係に注目し、中央・地方政府の財政赤字累増のメカニズム、地方補助金、公共事業の効果を実証分析して、政府が必ずしも最適に行動していない現実的な次善解での政府間財政のあり方を踏まえた健全化戦略を考察した。(B)消費税や社会保障歳出を中心に利益団体などによる増税回避、歳出獲得行動におけるミクロ財政指標の非効率性を検証し、財政健全化の政治経済的影響を考慮して、財政赤字累増の誘因を内部化する枠組みを研究した。(C)平時と非常時を区別し、非常時における景気対策、債務危機対策などのあり方を事前準備と事後対応の両面から分析することで、持続可能でマクロ経済活動や政府の効率性に留意した財政健全化戦略を考察した。これらの研究課題について、ある程度具体的な研究成果が得られたものを論文や本の形で公刊した。また、いくつかの国際学会でも研究報告を行って、有益な研究交流を実施し、研究の発展を試みた。そうすることで、(A)(B)(C)の研究課題を考察する上で重要な示唆を得ることができた。とくに、Ihori=Kamedaの共著で公刊した著作Procyclical Fiscal Policy (Springer)では、財政政策が景気順応的であるケースについて研究し、途上国のみならず我が国のような先進国でも、政治的な環境に非効率性があり、政府の財政運営が政治的に弱い状況で、政府支出とGDPが正の相関を示すことのもっともらしさを理論的、実証的に検証した。この分析結果は、中央政府と地方政府の政府間財政問題に内在するソフト予算制約の功罪を評価する上でも重要な示唆を与えるものである。大きく3つの研究課題[政府間財政(A)ミクロ財政指標の健全化戦略(B)平時と非常時の財政運営(C)]を想定して研究を進めてきたが、論文や本として公刊する成果がいくつもあり、2018年度の研究課題は順調に進展していると判断できる。また、国際学会での研究成果の報告も数多く行っており、内外の研究者から有益なコメントを得て、それを生かす形で研究を発展させた。この点でもおおむね想定通りの研究成果が得られている。さらに、研究分担者、研究協力者および海外の共同研究者との研究打ち合わせや研究活動の調整も活発に実施しており、この面での研究活動もおおむね順調に進展している。ただし、ミクロ財政指標の効率性に関する実証的な研究課題では、データの収集、整理に少し時間を要しており、この点での研究進捗状況はやや遅れている。今後は、今までの研究課題について、より考察を深めるとともに、新しく以下の課題についても、研究を推進していきたい。(D)高齢化社会での社会保障歳出需要の実情を検証し、歳出に上限を設定することなどで効率的で公平な歳出改革が可能かどうかを考察し、マクロ指標でみた望ましい財政規律ルールを解明する。(E)人、資本、情報が移動する状況で生じ得る国際的な不安定性や災害などの外生的リスクに財政面での国際協調がどの程度有効かを理論・実証的に検討し、健全化戦略の国際的な制度設計を考察する。(F)異次元の金融政策で財政ファイナンスが実施されている状況で、財政・金融両政策当局の相互依存関係を動学ゲームで分析することで、金融政策の出口戦略を視野に入れた財政健全化戦略を理論的、実証的に考察する。これらの諸課題を着実に研究するには、海外共同研究者との理論分析をさらに発展させるとともに、制度の実情調査やデータに基づく実証分析を強化することも重要になる。今後は広く研究協力者に本格的に本研究に参加してもらうとともに、データ分析に秀でた研究者にも必要に応じて、研究の支援を求めていきたい。

大きく3つの研究課題[政府間財政(A)ミクロ財政指標の健全化戦略(B)平時と非常時の財政運営(C)]を想定して研究を進めてきたが、論文や本として公刊する成果がいくつもあり、2018年度の研究課題は順調に進展していると判断できる。また、国際学会での研究成果の報告も数多く行っており、内外の研究者から有益なコメントを得て、それを生かす形で研究を発展させた。この点でもおおむね想定通りの研究成果が得られている。さらに、研究分担者、研究協力者および海外の共同研究者との研究打ち合わせや研究活動の調整も活発に実施しており、この面での研究活動もおおむね順調に進展している。ただし、ミクロ財政指標の効率性に関する実証的な研究課題では、データの収集、整理に少し時間を要しており、この点での研究進捗状況はやや遅れている。今後は、今までの研究課題について、より考察を深めるとともに、新しく以下の課題についても、研究を推進していきたい。(D)高齢化社会での社会保障歳出需要の実情を検証し、歳出に上限を設定することなどで効率的で公平な歳出改革が可能かどうかを考察し、マクロ指標でみた望ましい財政規律ルールを解明する。(E)人、資本、情報が移動する状況で生じ得る国際的な不安定性や災害などの外生的リスクに財政面での国際協調がどの程度有効かを理論・実証的に検討し、健全化戦略の国際的な制度設計を考察する。(F)異次元の金融政策で財政ファイナンスが実施されている状況で、財政・金融両政策当局の相互依存関係を動学ゲームで分析することで、金融政策の出口戦略を視野に入れた財政健全化戦略を理論的、実証的に考察する。これらの諸課題を着実に研究するには、海外共同研究者との理論分析をさらに発展させるとともに、制度の実情調査やデータに基づく実証分析を強化することも重要になる。今後は広く研究協力者に本格的に本研究に参加してもらうとともに、データ分析に秀でた研究者にも必要に応じて、研究の支援を求めていきたい。
形態視における図一地干渉神経機構について

笑気麻酔・不動化した日本ザルを用い、視覚形態情報の検出機能に関与すると考えられる後部下側頭葉皮質(上側頭溝と回)から神経細胞活動を記録し、視覚形態刺激と背景刺激を同時に与え、2種類の刺激の相互作用について比較検討した。視覚パターン刺激として8種類の刺激(+、■、▲、●、タワシ、手、サルの顔、星形)を用い、背景刺激としてストライプとドットパターンを用い、次の4条件における視覚応答性を検討した。(1)背景刺激がない状態でパターン刺激を運動刺激として与え、反応性を検討する。(2)パターン刺激がない状態で、背景刺激を運動刺激として与え、反応性を検討する。(3)背景刺激を静止させ、最適パターン刺激を運動刺激として与え、反応性を検討する。(4)最適パターン刺激を静止させ、背景刺激を単独に運動刺激として与え、反応性を検討する。現在までに、上側頭溝皮質(PIT-m領野)から256細胞、回皮質(PIT-1領野)から158細胞を記録した。受容野の配置や視覚応答特性から、1.2領野ではそれぞれ独立して網膜対応関係が存在することから、2領野はそれぞれ異なる領野であった。2.8種類のパターン刺激のうち1種類のパターン刺激にしか反応しない細胞(パターン選択性の高い細胞)は、PIT-m領野に比べてPIT-1領野で多く記録された。3.パターン刺激と背景刺激の相互作用の強い細胞は、PIT-1領野に比べてPIT-m領野で多く記録された。パターン弁別学習を障害させる後部下側頭皮質の摘除域には、今回記録した2領野が含まれている。本研究結果や解剖学的知見から、2領野はそれぞれ物体の形態検出機能に関与するが、異なる側面に関与すると考えられた。PIT-m領野はパターン情報と運動情報が統合され、ノイズの中から物体の形を検出する機能に関与し、PIT-1領野は専から、パターン情報を処理し、物体の形を詳細に検出する機能に関与していると考えられた。
C－H官能基化反応を利用した複素環骨格合成法の開発と構造活性相関研究への応用

これまでに、ランダムスクリーニングによって見出したpyrimido[2,3-c][1,3]benzothiazin-6-imine骨格を有するPD404182に関する研究を行ってきた。まず、効率的な構造最適化を実現する有用な方法として、C-H官能基化反応と芳香族求核置換反応を利用した新規合成法を開発した。これらの方法を用いて広範な構造最適化研究を行い、本化合物の中心骨格であるチアジンイミン骨格が活性に対して重要であること、ベンゼン環部位およびアミジン環部位において標的分子との疎水性相互作用の存在を示唆する結果を得ている。また、PD404182が既存の抗HIV活性化合物とは異なる作用機序を有することを示唆する研究結果を得たため、PD404182の作用標的であるタンパク質の同定研究に必要な光反応性プローブを7種類合成した。これらのプローブを用いてHIVの持続感染細胞(H9IIIB)に対して標的同定実験を行い、数種類の結合タンパク質を検出している。本年度は、PD404182誘導体の作用機序に関するさらなる情報を得るため、VSVを用いて本化合物の抗ウイルス活性の可逆性の検討を行った。その結果、本化合物がウイルス粒子に対して不可逆的に作用している可能性を示唆する結果を得た。また、PD404182誘導体が細胞培養溶液中で反応性の高い誘導体に変換している可能性があると考え、水溶液中での安定性を検討した。その結果、PD404182が水溶液中で異なる化合物に変換されていることを確認したが、この変換体は抗HIV活性を示さなかった。一方、酸性条件で生成する変換体は、PD404182と同程度の活性を有していることを見出した。この新規活性成分について予備的な構造活性相関研究を行ったところ、,本化合物の構造要求性がPD404182と類似していることが判明した。現在までに、この活性成分がPD404182と同様にHIVの感染初期に作用していることや、高い水中での安定性と水溶性を有していることを見出している。本研究では、新規抗HIV活性化合物の探索を目的としたランダムスクリーニングにより見出されたpyrimidobenzothiazin-6-imine骨格を有する抗HIV活性化合物PD404182の構造最適化を目指した骨格構築法の開発と応用について検討を行った。本研究課題の申請時点において、C-H官能基化反応を用いたPD404182誘導体合成法の開発を報告していた。しかしながら、本合成法ではPD404182の合成は低収率にとどまっていたことから、より効率的な芳香族求核置換反応を用いた合成法を開発した。本合成法を用いることにより、従来法からPD404182の合成工程を1段階短くなり、誘導体合成の合成効率が格段に向上した。また、これら二種類の合成法を用いて、PD404182の構造活性相関研究を行い、PD404182の2倍の抗HIV活性を示す誘導体を見出した。現在、本誘導体からのさらなる構造最適化を行っている。また、PD404182が既存の抗HIV活性化合物とは異なる作用機序を有することを示唆する研究結果を得た。そこで、PD404182の作用標的であるタンパク質の同定研究に用いるためのプローブを合成した。これらプローブは、PD404182の構造に加え、光反応性官能基であるベンゾフェノンもしくはアジド、検出に用いる官能基であるビオチンもしくはテトラメチルローダミン、アルキンを有しており、現在これらを用いた標的同定研究を実施している。本研究員は、昨年度までに、効率的な構造最適化を実現する有用な方法として、C-H官能基化反応と芳香族求核置換反応を利用した新規複素環骨格合成法を開発した。これらの方法により、短工程、高収率でのPD 404182及び、その誘導体の合成が可能となった。また、PD 404182が既存の抗HIV活性化合物とは異なる作用機序を有することを示唆する研究結果を得たため、PD 404182の作用標的であるタンパク質の同定研究に必要なプローブを合成した。本年度の研究では、昨年度までに見出した化合物に対して、更なる置換基変換を行った。9位に臭素原子を有する誘導体に対し、鈴木宮浦反応を行い、炭素-炭素結合を導入した誘導体や、N-アリール化やUllmanカップリングを行うことで、炭素-ヘテロ原子結合を導入した化合物を網羅的に合成した。また、様々なジアミンを用いた誘導体合成も行った。その結果、複素環骨格の9位への疎水性官能基の修飾、アミジン環へのメチル基の導入により抗HIV活性の改善が認められ、PD 404182の約4倍の抗HIV活性を有する誘導体を見出すとともに、PD 404182の活性発現に必要なスキャフォールドおよび修飾基を同定した。また、昨年度に開発した標的分子探索用のプローブを用い、標的同定実験をHIVの持続感染細胞(H9IIIB)に対して行った。プローブの存在下紫外線を照射することによりプローブの光親和性官能基をタンパク質と共有結合させ、ウエスタンブロットにより解析したところ、数種類のタンパク質が検出された。これらのタンパク質は非標識リガンド(競合剤)を添加すると消失したため、PD 404182骨格を認識して標的タンパク質と結合している可能性が示唆された。しかしながら、活性評価に用いるMAGI細胞を用いた実験では同様の結果が得られず、非特異的な数種類のタンパク質が検出された。

これまでに、ランダムスクリーニングによって見出したpyrimido[2,3-c][1,3]benzothiazin-6-imine骨格を有するPD404182に関する研究を行ってきた。まず、効率的な構造最適化を実現する有用な方法として、C-H官能基化反応と芳香族求核置換反応を利用した新規合成法を開発した。これらの方法を用いて広範な構造最適化研究を行い、本化合物の中心骨格であるチアジンイミン骨格が活性に対して重要であること、ベンゼン環部位およびアミジン環部位において標的分子との疎水性相互作用の存在を示唆する結果を得ている。また、PD404182が既存の抗HIV活性化合物とは異なる作用機序を有することを示唆する研究結果を得たため、PD404182の作用標的であるタンパク質の同定研究に必要な光反応性プローブを7種類合成した。これらのプローブを用いてHIVの持続感染細胞(H9IIIB)に対して標的同定実験を行い、数種類の結合タンパク質を検出している。本年度は、PD404182誘導体の作用機序に関するさらなる情報を得るため、VSVを用いて本化合物の抗ウイルス活性の可逆性の検討を行った。その結果、本化合物がウイルス粒子に対して不可逆的に作用している可能性を示唆する結果を得た。また、PD404182誘導体が細胞培養溶液中で反応性の高い誘導体に変換している可能性があると考え、水溶液中での安定性を検討した。その結果、PD404182が水溶液中で異なる化合物に変換されていることを確認したが、この変換体は抗HIV活性を示さなかった。一方、酸性条件で生成する変換体は、PD404182と同程度の活性を有していることを見出した。この新規活性成分について予備的な構造活性相関研究を行ったところ、,本化合物の構造要求性がPD404182と類似していることが判明した。現在までに、この活性成分がPD404182と同様にHIVの感染初期に作用していることや、高い水中での安定性と水溶性を有していることを見出している。申請者は昨年度に予定していた構造活性相関研究を行い、リード化合物に比べ4倍の活性を有する誘導体を見出すとともに、興味深い構造活性相関情報を得たため。現在、これらの成果について論文を執筆中である。最終年度は、リード化合物であるPD 404182の構造最適化と標的同定の研究において、特に標的同定研究に重点をおいて研究を行う予定である。これまでの実験結果から、PD 404182がウイルスに対して直接的に作用を示していることが示唆されたため、ウイルス粒子に対し、プローブ分子を標識し、ウエスタンブロットで検出する。その際に、標識の特異性を出すため、化合物濃度、紫外線照射時間等の条件検討を詳細に行い、検出されるタンパク質を精査し、標的を同定する。また、昨年度新たに行ったランダムスクリーニングにより見出した、抗HIV活性化合物についても研究を行う。効率的な合成法を開発し、構造最適化を行い、高活性な誘導体を見出すとともに、活性に重要なスキャフォールド及び、修飾基を同定する。
総義歯装着者の食生活は食事指導により改善するか？－無作為割付臨床試験による検討ー

歯科医療従事者は、総義歯装着者の食生活は単純に義歯機能のみに大きく依存すると考えがちである。しかしながら、義歯機能の改善のみでは、食生活や栄養摂取状況の改善をする人は多くはない。本研究では、新義歯作製希望で来院した総義歯患者に、総義歯装着時に食事指導、調理指導をおこなうことで、無歯顎患者の食生活や栄養摂取状況の改善に果たす効果について検討を加えた。その結果、食事指導を行うことで被験者の食事の種類が増える傾向にあった。本研究の目的は、総義歯装着者における食事指導が、総義歯装着者の食生活改善にどのような効果をもたらすかを明らかにし、義歯装着時に行う食事指導の重要性を明らかにすることです。第1段階では、旧義歯使用時の総義歯装着者の食品摂取状況、栄養摂取量を解明し、総義歯装着者の食事状況を明らかにします。平成22年度では本研究のプロトコールを作成した。プロトコール:(1)サンプリング;日本大学松戸歯学部付属病院を総義歯作製希望で受診した無歯顎患者で,選択基準を満たした全ての患者に対し,本学倫理委員会で承認を得た説明及び同意書を用いて説明を行い,同意取得のできた患者のみを被験者とする.同意が取得できなかった患者は研究から除外する.(2)無作為割り付け;あらかじめ作成しておいた割付表を元に同意取得後,食事指導介入群と食事指導非介入群に無作為割付を行う(3)実施方法;選択基準を満たした被験者に,被験者の義歯に対する主観的な評価の均質性を図るためにアンケート調査(被験者属性,入れ歯満足度,咀嚼満足度,食品摂取可能食品質問表)を旧義歯使用時と新義歯使用時に行う.すべての被験者に旧義歯使用時(新義歯作製中の咬合採得時)と新義歯使用時(新義歯装着2か月後)に3日間の食事記録をとり食事調査をする.食事指導介入群は,新義歯装着時に栄養士による食事指導を受ける.(4)評価;(1)栄養士による食事指導を受けた食事指導介入群の各栄養摂取量(2)食事指導を受けない食事指導非介入群の各栄養摂取量.さらに患者への説明、同意書を完成させ、日本大学松戸歯学部倫理委員会に提出し研究実施の承認をうけた。承認番号(EC10-031号)。本研究の目的は、総義歯装着者における食事指導が、総義歯装着者の食生活改善にどのような効果をもたらすかを明らかにし、義歯装着時に行う食事指導の重要性を明らかにすることである。第1段階では、旧義歯使用時の総義歯装着者の食品摂取状況、栄養摂取量を解明し、総義歯装着者の食事状況を明らかにすることである。平成23年度は、作成したプロトコールに従い日本大学松戸歯学部付属病院に新義歯作製希望で受診した無歯顎患者巣選択基準を満たしたすべての患者に対し、本学倫理委員会で承認を得た説明及び同意書を用いて説明を行い、同意取得のできた患者のみを被験者とした。同意が取得できなかった患者は研究から除外した。(2)無作為割り付け;あらかじめ作成しておいた割付表を元に同意取得後、食事指導介入群と食事指導非介入群に無作為割付を行った。(3)実施方法;選択基準を満たした被験者に、旧義歯使用時にアンケート調査を行った。すべての被験者に旧義歯使用時に3日間の食事記録をとり食事調査を行った。食事指導介入群は、新義歯装着時に栄養士による食事指導を受ける。平成23年度は、被験者は14名で、食事指導介入群は6名食事指導非介入群は8名である。そのうちドロップアウトは食事指導介入群2名、食事指導非介入群1名の合計3名であった。被験者の中からは食事指導することにより、現在の食事の内容がとてもよくわかり、食事の内容が変わった、という感想が得らている。本研究の目的は、総義歯装着者における食事指導が、総義歯装着車の食生活改善にどのような効果をもたらすかを明らかにし、新義歯装着時に行う食事指導の重要性を明らかにすることである。第1段階では、旧義歯使用時の総義歯装着車の食品摂取状況、栄養摂取状況、栄養摂取量、義歯の満足度を調べることにより、総義歯装着車の食事状況を明らかにすることである。作成したプロトコールに従い、日本大学松戸歯学部付属病院に新義歯作製希望で来院した無歯顎患者で、選択基準を満たしたすべての患者に対し、本学倫理委員会で承認を得た説明文、同意書を用いて取りこみをおこなった。同意取得のできた患者のみを被験者とした。同意の取得ができなかった患者は研究から除外した。割り付け方法は、あらかじめ作成しておいた割り付け表をもとに同意取得後に、食事指導介入群と食事指導介入群に割り付けを行った。実施方法は、選択基準を満たした被験者に、旧義歯使用時に義歯に対する満足度、摂取可能食品のアンケート調査を行った。

すべてに被験者に旧義歯使用時と新義歯使用時に3日間の食事記録をお願いし、食事調査を行った。食事指導介入群は、新義歯装着時に栄養士による食事指導を受けた。本研究の目的は、総義歯装着者における食事指導が、総義歯装着者の食生活改善にどのような効果をもたらすかを明らかにし、義歯装着時に行う食事指導の重要性を明らかにすることである。第1段階では、旧義歯使用時の総義歯装着者の食品摂取状況、栄養摂取量を解明し、総義歯装着者の食事状況を明らかにすることである。平成23年度は、作成したプロトコールに従い日本大学松戸歯学部付属病院に新義歯作製希望で受診した無歯顎患者巣選択基準を満たしたすべての患者に対し、本学倫理委員会で承認を得た説明及び同意書を用いて説明を行い、同意取得のできた患者のみを被験者とした。同意が取得できなかった患者は研究から除外した。2無作為割り付け;あらかじめ作成しておいた割付表を元に同意取得後、食事指導介入群と食事指導非介入群に無作為割付を行った。3実施方法;選択基準を満たした被験者に、旧義歯使用時にアンケート調査を行った。すべての被験者に旧義歯使用時に3日間の食事記録をとり食事調査を行った。食事指導介入群は、新義歯装着時に栄養士による食事指導を受ける。平成医24年度終了時点で、被験者は26名で、食事指導介入群は11名ドロップアウトは食事指導介入群5名、食事指導非介入群3名の合計8名であった。現在、中間解析中であるが被験者の一人は食事指導することにより、こわくて食べられないものが食べられるようになった、という感想が得られた。平成25年度も引き続きサンプリングを続ける。現在被験者は14名で被験者の取り込みは順調に行われている。25年度が最終年度であるため、記入しない。義歯装着時に、食事指導を栄養士から受けることは喜ばれるが、対象は来院患者であるために来院人数が安定してない。また、総義歯装着者は高齢者であるため、食事指導の方法を一般向けではなく高齢者向けに工夫しなければならない。今後もさらに被験者を取り込み、総義歯装着者の食事から見た栄養摂取状況を把握していく。本研究は、総義歯装着者における食事指導が、総義歯装着者の食生活改善にどのような効果をもたらすかを明らかにし、義歯装着時に行う食事指導の重要性を明らかにすることである。総義歯作成希望来院患者をさらに被験者に取り込み、よりわかりやすい指導方法を考えながら研究を遂行する。
接地路面の摩擦状態を検知するタイヤ用センサの高速摩擦時の評価

先に開発した,板状のベースと剛体棒からなる片持ち梁構造のセンサをタイヤに取り付け,高速かつ任意のスリップ率での摩擦係数測定を試みた。そのために,無線による計測系を構築し,高速かつ任意のスリップ率での摩擦実験が可能な実験装置を製作した.同装置を用いて摩擦係数測定を行なった結果,速度およびスリップ率を変化させた条件下で,タイヤ路面間の摩擦係数を測定可能であることが確認できた.本研究では,タイヤ接地路面の摩擦係数の測定が可能なセンサの開発を目的とし.タイヤに装着可能な摩擦係数測定用センサを製作し,同センサの無線化を図り,数十km/hの走行を想定した摩擦試験が可能な装置を製作する.さらに,同装置を用いて高速回転するタイヤでの摩擦係数測定を実現するとともに,タイヤのスリップ率による接地面摩擦係数の変化を解明し,センサの実用化を図る.現在までに,センサの製作および計測系の無線化を行い,高速・任意スリップ率の摩擦が可能な走行模擬実験装置の設計・製作を行った.計測系の無線化について,無線計測器は当初の予想では20万円程度としていたが,実際には100万円程度の価格であった.そのため,当初予定していた電動スクーターの購入を取りやめ,研究室所有のモータおよび普通自動車用のタイヤ・ホイールを活用し,任意のスリップ率での実験が可能な走行模擬実験装置を製作した.さらに,製作したタイヤ用センサおよび走行模擬実験装置を用いて,時速10kmでのタイヤ回転時の出力を計測している.今後,製作した実験装置を用いて実車での使用条件に相当する速度で摩擦実験を行い,高速摩擦時のセンサの精度,耐久性などを確認する.その後,同装置によりスリップ率による摩擦状態係数の変化の評価を行い,センサ実用化に向けた要点の整理と総括として以上の結果をまとめる.前年度4月8月にかけて,無線による計測系の構築を行った.タイヤを高速回転した場合でも計測を可能とするため,AD機能を有する無線送受信モジュールを使用し,無線による計測系を構築した.なお,ノイズ等の影響は確認されず,特に問題なく無線化できた.前年度9月3月にかけて,走行模擬実験装置の製作を行った.新たな装置は,電動スクーターとベルトコンベアを用いたものとし,電動スクーターでタイヤを回転させるものを想定していたが,無線計測器が当初の予想では20万円程度としていたが,実際には100万円程度の価格であったため,当初予定していた電動スクーターの購入を取りやめ,研究室所有のモータおよび普通自動車用のタイヤ・ホイールを活用し,任意のスリップ率での実験が可能なタイヤ回転装置を製作した.また,当初計画していた3軸のロードセルから,研究室保有の2軸のロードセルを活用し,製作の効率化を図った.本研究では,鉛直方向およびタイヤ回転方向への負荷のみ測定できればよく,2軸のロードセルを利用しても問題ない.ベルトコンベアは市販品を利用し,モータを750Wのサーボモータに変更し,高負荷・高速度での実験を可能としている.タイヤ回転用の走行模擬実験装置については,過去の研究で製作した走行模擬実験装置の構成を一部参考することで、設計および製作の効率化を図った.前年度1月3月にかけて,タイヤ用センサを製作し,その出力を確認した.普通自動車用タイヤを用いることで,従来の研究と同様の工程でセンサを製作できた.また,センサを装着したタイヤおよび走行模擬実験装置を用いて,装置およびセンサの動作確認を行い,問題なく計測が可能であることを確認している.本研究では、タイヤ接地路面の摩擦測定が可能なセンサの開発を目的とし、タイヤに装着可能な摩擦係数測定用センサを製作し、同センサの無線化を図り、数十km/hの走行を想定した摩擦試験が可能な装置を製作する。さらに、同装置を用いて高速回転するタイヤでの摩擦係数測定を実現するとともに、タイヤのスリップ率による接地面摩擦係数の変化を解明し、センサの実用化を図る。まず、スリップ率100%の条件で摩擦係数の異なる固定板上で校正実験を行い、スリップ率100%の条件では摩擦係数の異なる固定板の判別は可能であるが、スリップ率が30%以下の条件の測定精度が低い問題があることを確認した。同内容を9月の機械学会年次大会にて発表した。その後、スリップ率が30%以下の条件でも精度よく測定することをねらい、摩擦係数を変化させた条件で校正を行った。センサの校正のため、摩擦を加えず鉛直荷重のみを負荷する実験を行なった。負荷する荷重は150N以下の範囲とした。次に、鉛直荷重と摩擦力を同時に負荷するため、速度100mm/sの低速条件でスリップ率を070%の幅で変更しで実験を行い、鉛直荷重のみの実験結果とあわせ、センサを校正した。その後、実験装置上で、異なる鉛直荷重100N、125N、速度1001000mm/s、スリップ率2.530%の条件下で異なるスリップ率において摩擦係数が測定可能であることを確認した。今後は、更なる高速条件での測定精度の確認と、センサの装着性、耐久性向上の方法について検討し、実用化を目指した取り組みを行なっていく。そのために,無線による計測系を構築し,高速かつ任意のスリップ率での摩擦実験が可能な実験装置を製作した.同装置を用いて摩擦係数測定を行なった結果,速度およびスリップ率を変化させた条件下で,タイヤ路面間の摩擦係数を測定可能であることが確認できた.

今後,製作したセンサおよび実験装置を用いて,種々の条件で実験を行っていく.走行模擬実験装置にセンサを装着したタイヤを取り付け,回転させながら種々の条件で接地面に押し当てセンサの出力を測定する.なお,接地面には各種潤滑剤の塗布や,ベルトの種類を変更することで摩擦係数を調整する.センサの出力とロードセルによる検出値とを比較し,摩擦力に相当する水平荷重,その方向,さらに,鉛直荷重を求め,その各種環境,状態に対する補正方法,摩擦係数の測定精度などを検討する.以上の実験により,本年度5月6月ごろにセンサの応答性を確認する.応答性に問題がある場合は,半導体ゲージなどの使用を検討する.次に,本年度7月12月ごろにスリップ率による摩擦状態係数の変化の評価を行う.走行模擬実験装置により,スリップ率を変化させた走行模擬実験を行い,センサの出力と摩擦係数の関係を明らかにする.なお,センサによる計測値の誤差が大きい場合や,測定範囲,分解能が十分でない場合,センサ出力の線形性などを再確認するとともに,センサの剛性,装着方法などを調整する.また,本研究で得られた成果の一部を本年度9月の機械学会年次大会にて発表し,研究成果を公開する.以上の結果を整理し,12月3月ごろにセンサ実用化に向けた要点の整理と総括を行う.提案するセンサの精度,耐久性などを明確にする.なお,測定結果が良好でない場合は,センサの構造や測定値処理方法などを再検討する.以上の内容を,実用化のための資料としてまとめ総括とする.工学消耗品分の金額で端数が生じたため.消耗品用の予算として使用する.
自己調整学習を促すゲームニクスを踏まえた学習支援システムの構築と反転授業への活用

ゲームニクスを踏まえた上で、学習支援のためのWebシステムを構築した。自分自身のキャラクターシートを作成し、学習活動を逐次記録していくことで、授業等の前後でどのような学習効果があったかを確認できるシステムである。さらにこのシステムを使用して授業を実施し、システムの妥当性と効果について検証した。その結果、システムを使用する前段としての能力値や身につけたい技能・技術および実際の学習等による作業との相関の設定が極めて難しいことが分かった。この点については今後も授業等で使用しながら詰めていく必要がある。研究計画に従い(1)自分自身のキャラクターシートを、紙面上で設計・完成させるとともに、同じものをExcelで作成し、パソコンで使用できるようにした。(2)(1)を授業で試用し、自己調整学習を促すのに妥当なものであるか検証した。その結果、紙面上での使用では、インタラクティブ性の不足からか、その利活用が継続しにくいことが分かった。これはExcelの場合も同様であった。(3)(1)をWebアプリ化した。その使い勝手を良くするために主にスマートフォンで使用するようにし、インターネット等に接続されていない状態でも使用できるようにした。この点は当初の研究計画になかった改良点である。Webアプリとするに際して、計画書に書いたとおり「(A)目標の設定」「(B)学習者が習得したい能力の設定と学習行動に対する経験値の導入」「(C)能力の修得度と具体的に出来ることの一覧表の作成」「(D)学習成果に対するメダルの導入」の機能を持たせ、且つ、よりゲームらしい画面デザインを導入した。これを次年度研究で使用し、その効果を計っていくことになる。申請時に記載した研究実施計画に基づき、昨年度開発した「キャラクターシートを運用し自己調整学習を促進させる学習支援システム」を森が担当している授業で用い、システムの評価を行った。授業での実践によって、システムの使用の前提となる、授業で身につけさせたい、あるいは学生自身が身につけたいと考えている能力表の作成が困難であることがわかった。昨年度開発時点において、この能力表は、8つの能力を定め、そこに1100までの能力値を設定し、能力値毎に身につけられる能力を割り振っていくというものであった。実践で明確化したのは、身につけられる能力が、順序立てて並べられるものでは無いということである。また学生自身に身につけたい能力を検討させた場合、具体的な能力のピックアップがしきれないという問題も明確化した。何を身につけなければならないか自体を学び見来ていると考えれば当然とも言える。しかしこの点については、授業内容や求める学習目標によっては、必要な作業でもあり、本システム使用に当たっての制限事項として明示すればよいであろう。この結果を踏まえて、今年度は、システムの改修を行い、身につける能力と能力値の対応を、身につけた能力の個数から能力値換算していく方式に切り替えた。今後は、この改良したシステムを使用して授業実践を行っていくこととなる。また、システム使用によるインフォーマルラーニングの定性的・定量的変化については、定性的には、ゲーム性の利用による学生の興味を引くと言う点は評価できたが、定量的な変化までは追えていない。研究期間の半ばをすぎ、作成したWebアプリを実際の授業で使用するという研究の実践段階に入った。実践によって、ゲーム性を持たせてWebアプリを使用させるという大本の方向性やゲームらしい画面構成と演出が、アプリ使用者に対して、積極的にアプリを使ってみようという肯定的な反応を得ることに役立っていることは分かった。一方で、本システムの核となる能力値と学習によって得られる能力をまとめた表の作成については、昨年度作成したシステムでは、実施困難であるということも分かり、システム改修を行う必要がでてきた。実践における問題点や改修内容等の詳細については、論文及び学会発表等を参照のこと。実践を踏まえて、システムの改修を行い、改めて授業で実施するための準備を整えることができたので上記のように進捗状況を判断した。申請時に申請した研究実施計画に基づき、本研究にて開発した学習支援システムの授業での実践を試みた。今年度の授業実践では、昨年度の反省を踏まえて、予め授業で身につけさせたい能力を教員側で設定し、課題もそれに対応するものを作成して実施した。その結果、システムを試用した場合における学習意欲が向上していることがアンケート調査等から知ることができた。特に学生アルバイトへの事前学習で使用した場合には、学習活動の進捗確認と合わせて、その使用による効果があることが分かった。しかし定性的に測れるほどのデータを収集することができなかったため、本研究期間の延長を申請することとなった。なお、本システム使用においては、学習者に対して、アクセス方法とシステムを使用することの意図と意義を説明するだけにとどめ、詳細な使用方法を教えることなく使ってもらったが、多くの学習者がその使用方法に迷うことなく使用可能であった。これからゲームニクスという観点からのシステム操作に関する評価としては、本システムは一定の水準を持っていることが分かった。他方、システム自体の問題点として、同じ課題を実施した場合でも、課題をこなすことによる成長度合いが、課題設定時の想定よりも低い場合もあるという指摘を、学習者自身から受けた。この点を勘案すると、課題達成時に与えられる成長度合いについては、予め設定するのではなく学習者自身に測らせ、自ら入力させ、その結果として数値化されるようにする方が良いであろう。研究期間の最終年度を迎えて、作成したシステムを実際の授業で実践した結果を整理する段階に入った。

結果として、昨年度の反省を踏まえた上で実践した場合には、概ね想定通りの結果を得ることができたことから、研究としてはおおむね順調に進展しているとした。今年度、研究期間の延長を申し出た点を踏まえて、研究がやや遅れているとの評価を付けることも考えたが、延長自体は、定量的な評価を得るための授業実践数を増やすという点のみであったため上記の評価とした。「統計で未来を見る」という授業で使用するための能力値と対応する修得技能表作成を学生に作成させた。これまでは純粋に授業内の課題という形で行ってきたこの作業を、アルバイトという形で実施した。アルバイト代が支払われるような作業という、明確でわかりやすい外発的動機付けがある場合の能力表作成の可能性について検討した。本件作業を実施した結果、作業を担当した全員が真剣に考えた上で作成をしたことは確かである。特に何度かの打ち合わせにおける質疑も、授業以上に真剣なものではあったが、当たり前の事ではあるが、真剣であっても担当した学生の能力以上のものが作成されるわけではなかった。とはいえ、提出物に対する森の評価として、各学生がその時点で実施可能なパフォーマンスのなかで最大限のものが作成できたように見える点では、授業の課題で実施するときの結果と比較において面白いデータとなったと思われる。この辺り、授業の実施方法へ自体への反省が示されたとも言えよう。ただし、今回は選択した授業にも問題があったようだ。「統計で未来を見る」という授業では、内閣府主導によって作成されているRESASを用いて進めていくのだが、その操作を学習するeラーニング教材での学習を支援するために、本システムを使用するという前提で作業してもらったのだが、このシステムで学習できる内容が学生にとってなじみのないものでありすぎたせいか、そのシステムを理解するだけでも時間がかかったようである。この点においては、選んだ素材についての反省が必要と思われる。ゲームニクスを踏まえた上で、学習支援のためのWebシステムを構築した。自分自身のキャラクターシートを作成し、学習活動を逐次記録していくことで、授業等の前後でどのような学習効果があったかを確認できるシステムである。さらにこのシステムを使用して授業を実施し、システムの妥当性と効果について検証した。その結果、システムを使用する前段としての能力値や身につけたい技能・技術および実際の学習等による作業との相関の設定が極めて難しいことが分かった。この点については今後も授業等で使用しながら詰めていく必要がある。平成26年度は、研究開始年度でも有り、学習効果を測定するための準備段階にある。準備内容としては、申請書の研究計画の通りに研究作業が進捗しており、研究は過不足無く進展している。改修したシステムを、森が担当している授業で用い、改めて、システム評価を行っていく。システムの不備や必要な調整については、学習者からの意見を随時吸い上げ、随時改修を行っていく。
サブミリ空間分解能で粒子線治療計画を行う陽子線CTシステムの開発

粒子線治療はX線治療に比べて、特定の深さで高い放射線量を放出するブラッグピークという特徴があるため、副作用の低い放射線治療として注目されている。この特徴を最大限に生かすために、陽子線で体内をスキャンし粒子線による線量分布を直接測定する陽子線CTの研究が近年活発である。しかし、実際に陽子線CTを用いて計画した照射条件の精度の評価が充分でないため、未だに陽子線CTが臨床で用いられない。そこで、本研究では陽子線CTによる照射計画に沿った陽子線照射をサブミリ精度で3次元照射分布をゲル線量計で測定し、臨床応用に必要な精度での照射準備の手法を確立する。