hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
前向きコホートによる喘息とCOPD発症に対する危険因子の包括的解析

健常成人1312名を対象とした5年間の追跡では、新規の喘息発症者は35名、COPD発症者は11名であった。COPD発症群は正常群に比べ研究参加時点の1秒率が有意に低下していた。次にこのコホートについて肺機能特性の遺伝率を推定したところ、努力性肺活量、1秒量、1秒率はそれぞれ71%、52%、42%であった。さらにこの健常集団と喘息集団を用いて喘息発症に対するゲノムワイド関連解析を行った。その結果、ヒアルロン酸合成酵素HAS2と粘液分泌に関係すると考えられる蛋白HCG22が喘息発症と関連している可能性が考えられた。1318名の日本人健常成人コホートを対象とし、2008年度研究参加時の喫煙状況やアトピー素因、肺機能等と新規喘息・COPD発症との関連を追跡調査している。2013年までの集計では、新規COPD発症群は正常者群に比べて研究参加時の1秒率が有意に低下していた。また研究参加時の経年的1秒量の減少は、正常者群が24ml/年に対して、新規喘息発症群は50ml/年、新規COPD発症群は45ml/年と有意に増加していた。すなわち肺機能が正常な健常人であっても、その後に喘息・COPDを発症する集団では、発症前から1秒量の急速な減少が存在することが示された。次にこの健常成人コホートのうちの967名に加えて、成人喘息患者213名を追加した全1180名の成人日本人に対して、全ゲノムに分布する約48万個の一塩基多型(SNP)について網羅的に遺伝子型を決定した。この網羅的遺伝子型を用いて、血清総IgE値に対するゲノムワイド関連解析を行った。その結果、MHC class I領域のHLA-C遺伝子近傍のrs3130941がゲノムワイド有意水準(p < 5.0 x 10-8)を満たして血清総IgE値に関連していた。すなわち、IgE産生にはMHC class IIを介した獲得免疫に加え、MHC class Iを介した自然免疫の関与が示された。さらに、上記の967名の健常成人集団と213名の喘息患者集団を用い、喘息発症に対するゲノムワイド関連解析を行った。その結果ヒアルロン酸合成酵素HAS-2遺伝子上流のrs7846389がゲノムワイド有意水準を満たして喘息発症と関連していた。低分子ヒアルロン酸は炎症促進に働く一方、高分子ヒアルロン酸は炎症に対して抑制的に働くことが知られており、今回同定されたSNPが機能的にも喘息発症に関係している可能性が考えられた。この結果については現在論文投稿中である。1318名の呼吸機能正常な日本人健常成人を対象とし、研究参加時の喫煙状況、アトピー素因、肺機能、遺伝子多型等と、新規喘息発症および新規COPD発症との関連を前向きに追跡調査している。5年間の追跡では、新規喘息発症者は39名、新規COPD発症者は16名であった。新規COPD発症群は正常者群に比べ、研究参加時の1秒率が有意に低下していた。また新規喘息発症群および新規COPD発症群は、正常者群に比べ研究参加時点の経年的な1秒量の減少が有意に大きかった。すなわち、研究参加時に肺機能が正常の健常人であっても、その後に喘息あるいはCOPDを発症する集団は、発症前から1秒量の急速な低下が認められることが明らかになった。次にこの健常成人コホート967名と成人喘息患者213名の集団を用い、喘息発症に対してゲノムワイド関連解析を行った。その結果、ヒアルロン酸合成酵素HAS-2遺伝子上流の一塩基多型rs7846389がゲノムワイド水準を満たして喘息発症と関連していた。この多型はHAS-2遺伝子の発現に関連していた。研究結果はClin Exp Allergyに論文報告した。また、40歳以上の中高年になって発症する喘息集団に対しても、ゲノムワイド関連解析を行った。その結果、粘液分泌に関係すると考えられるPBMUCL2遺伝子の上流の一塩基多型が中高年発症喘息に関連していた。この多型はPBMUCL2発現に有意に関連していた。さらにこの多型は、びまん性汎細気管支炎発症とCOPD発症にも有意に関連していた。中高年発症喘息とびまん性汎細気管支炎、COPDの発症には共通の病態が関係している可能性が考えられた。この結果については、J Allergy Clin Immunolに論文投稿中である。呼吸機能正常な日本人健常成人1318名を対象とし、研究参加時の喫煙状況、肺機能、アトピー素因、遺伝子多型等の要因と、新規の喘息あるいはCOPD発症との関連を調査した。5年間の追跡では、新規喘息発症者は39名、COPD発症者は16名であった。新規COPD発症群は正常群に比べ研究参加時点の1秒率が有意に低下していた。また新規喘息発症群およびCOPD発症群は、正常群に比べ研究参加時点の経年的1秒量減少が有意に大きいことが明らかになった。次に肺機能検査値に対してゲノムワイド関連解析を行い、肺機能特性の遺伝率を推定した。その結果、努力性肺活量、1秒量、1秒率の遺伝率はそれぞれ71.2%、51.9%、41.6%であった。また、1秒率と関連が報告されている24遺伝子については、1秒率の遺伝率の4.312.0%を占めることが推定された。

以上より、肺機能特性は数多くの遺伝子多型の相加的な影響により決定されることが示された。さらに、1秒率関連遺伝子から1秒率低下の遺伝的リスクスコアを計算したところ、喘息およびCOPDの発症と有意に関連していることが示された。遺伝的リスクスコアを計算することにより、喘息とCOPDを発症しやすい集団を選別できる可能性が考えられた。さらに上記健常成人集団と成人喘息患者集団を用い、喘息発症に対してゲノムワイド関連解析を行った。その結果、HAS-2遺伝子上流の一塩基多型がゲノムワイド水準を満たして喘息発症と関連していた。また粘液分泌に関係すると考えられるHCG22遺伝子上流の一塩基多型が、中高年発症喘息と関連していた。この多型はびまん性汎細気管支炎とCOPD発症にも関連していることが確認され、これら3疾患の発症には共通の病態が関与している可能性が考えられた。以上のように本研究では喘息とCOPDの発症に関係する因子について多くの新たな知見を得ることができた。健常成人1312名を対象とした5年間の追跡では、新規の喘息発症者は35名、COPD発症者は11名であった。COPD発症群は正常群に比べ研究参加時点の1秒率が有意に低下していた。次にこのコホートについて肺機能特性の遺伝率を推定したところ、努力性肺活量、1秒量、1秒率はそれぞれ71%、52%、42%であった。さらにこの健常集団と喘息集団を用いて喘息発症に対するゲノムワイド関連解析を行った。その結果、ヒアルロン酸合成酵素HAS2と粘液分泌に関係すると考えられる蛋白HCG22が喘息発症と関連している可能性が考えられた。日本人健常成人前向きコホートを追跡調査し、本研究の第一の目的である新規の喘息発症と新規のCOPD発症に対して関与する因子の解析を行った。その結果、発症前の経年的1秒量の減少が両疾患の新規発症に有意に関連していることが明らかにされた。さらにゲノムワイド関連解析により、喘息発症とHAS-2遺伝子の関連、中高年での喘息発症とPBMUCL-2遺伝子との関連を明らかにすることができた。これは当初計画していた以上の進展である。呼吸器内科学平成27年度まで本研究の前向きコホートを追跡調査し、新規の喘息およびCOPD発症に関係する因子の解析を継続する。さらに、ゲノムワイド関連解析で検出された喘息発症に関連する一塩基多型について、新規の喘息発症とCOPD発症についての関連性を解析する。日本人健常成人前向きコホートを追跡調査し、第一の目的である新規の喘息およびCOPD発症に関連する因子の解析を行った。その結果、経年的な1秒量減少が両疾患の新規発症に関係していることが明らかになった。さらにゲノムワイド関連解析により、血清総IgE値および喘息発症に関連するSNPを同定することができた。日本人健常成人前向きコホートをさらに追跡調査し、新規の喘息およびCOPD発症に関係する因子の解析を継続する。また、今回同定された血清総IgEに関連するSNPと喘息発症に関連するSNPについて、新規の喘息発症とCOPD発症との関連性を解析する予定である。
アドレノメデュリンの展開医療

アドレノメデュリン(AM)は、ヒト褐色細胞腫(副腎髄質の腫瘍)の組織中より発見された生理活性ペプチドである。これまでの研究により、AMは正常な様々なヒトの臓器や組織で産生されており、心血管保護作用やその他の多彩な臓器保護作用を発揮することが判明した。本研究では、AMの好ましい作用を疾患の治療に応用すべく、基礎研究から臨床研究まで幅広く展開した。その結果、治療薬としての有用性が明確になり、一方で、AMの疾患における新たな役割や疾患治療薬としての新たな可能性も明かになったアドレノメデュリン(AM)は、ヒト褐色細胞腫(副腎髄質の腫瘍)の組織中より発見された生理活性ペプチドである。その結果、治療薬としての有用性が明確になり、一方で、AMの疾患における新たな役割や疾患治療薬としての新たな可能性も明かになった腹部大動脈瘤(AAA)におけるAMの病態生理学的役割:AAA組織中の肥満細胞にAM免疫活性が観察され、AAAでは肥満細胞の数が増加していた。肥満細胞株とAAA組織より得られた線維芽細胞を用いて、線維化の指標としてコラゲナーゼ感受性プロリン取り込みを測定した。肥満細胞からのAMの産生と分泌が観察され、線維芽細胞との共培養下において、AMはコラゲナーゼ感受性プロリン取り込みを抑制した。以上より、AAA組織中の肥満細胞により産生されたAMが、線維化を抑制する可能性が判明した。高血圧の発症におけるAMの役割:正常血圧の地域住民を対象に、血中AM濃度を測定して、3年間の追跡調査を行なった。高AM群と低AM群の2群に分けて解析したところ、3年間の追跡期間中、高AM群からの高血圧発症(27.8%)は、低AM群(11.5%)より有意に高頻度であった。すなわち、AMが高血圧発症に対して抑制的に機能しており、内因性AMの機能を増強させる手段が、高血圧に対する治療応用につながる可能性を示唆している。糸球体腎炎モデルを用いた検討:抗糸球体基底膜抗体糸球体腎炎ラットにおいて、メチルプレドニソロン(MP)は腎炎の進行を抑制した。MPを投与した腎炎ラットの糸球体では、AMの発現が増加しており、MPの抗腎炎効果の一部にAMによる腎炎抑制効果が関与している可能性が示唆された。陳旧性脳梗塞患者における作用:軽症の脳梗塞既往者を対象に、化学合成hAM(15ng/kg/min)を27時間持点滴静注した。AM投与により、血圧は低下し動脈コンプライアンスも改善した。脳血流は極軽度ではあるが低下し脳代謝も皮質領域では低下したが、基底核など深部領域の脳代謝は僅かながら有意に上昇した。血圧低下にもかかわらず、脳血液への影響は軽徴であり、陳旧性脳梗塞患者へのAM投与の安全性が確認された。陳旧性脳梗塞患者における作用:軽症の脳梗塞既往者を対象に、化学合成ヒトアドレノメデュリン(hAM)を、27時間15ng/kg/minにて持点滴静注した。血圧低下にもかかわらず、脳血流への影響は軽微であり、陳旧性脳梗塞患者へのAM投与の安全性が確認された。AMとproadrenomedullin N-terminal 20peptide(PAMP)の併用効果:降圧ペプチドAMとPAMPが同一の前駆体から産生される意義を明確にするために、高血圧ラット(SHR)に、AMとPAMPを単独または併用投与して降圧効果を観察した。15週齢のSHRに、AMまたはPAMPを単独または併用にて4週間皮下投与し、血圧と心拍数を無麻酔無拘束下に持続的にモニターした。AMとPAMPの併用投与により、単独投与と比較して、さらなる降圧作用が観察された。すなわち、同一の前駆体から産生される異なった2種類のペプチドが血圧の上昇に拮抗すべく、協調して機能している可能性が示唆された。心筋梗塞ラットにおけるアンジオテンシン受容体拮抗薬(ARB)とAMの併用効果:心筋梗塞ラットの急性期にAMを投与すると、慢性期の心筋リモデリングが抑制されて、心機能低下が抑制されることを報告した。本研究では、梗塞後リモデリング抑制の有用性が実証されているARBにAMを併用することにより、より有効なリモデリング抑制効果が得られるかを検討した。ラット心筋梗塞モデルの急性期より、AMを腹腔内に1週間、ARBカンデサルタンを経口にて9週間、それぞれ投与した。急性期のAM併用により、ARB単独投与に比較して、非梗塞左室心筋の線維化をさらに抑制し、左室収縮能と拡張能は改善傾向を示した。すなわち、急性心筋梗塞後リモデリング抑制を目的とした、AMの併用治療薬としての有用性が示唆された。関節リウマチの動物実験モデルに対するAMの治療効果:卵白アルブミンを用いたウサギ両膝の抗原惹起型関節炎モデルに、AM(1ng/day3μg/day)を連日、膝関節内投与した。

生理食塩水を投与した対照側と比較して、1μg/day以上のAM投与により、膝関節腫脹は軽減し、組織学的評価では炎症細胞浸潤と浮腫性の変化が抑制された。また、AMは膝蓋下脂肪体滑膜におけるTNF-α遺伝子発現を抑制したが、逆にIL-6遺伝子発現が増加していた。AMは関節リウマチの治療薬として有用である可能性があるが、IL-6産生を促進させる点について検討が必要と考えられた。AMと片頭痛との関連:AMとカルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)は、同一のペプチドファミリーに属し、CGRPは片頭痛の原因物質であると想定されている。AMが同様の病態を引き起こすか否かは、AMの臨床応用研究を展開するうえでの重要なポイントである。そこで、片頭痛の患者に0.08・g/kg/min AMまたは生食を20分間クロスオーバー法にて投与し、症状、Xe-CTスキャンにより脳血流量、超音波ドプラー法により中大脳動脈と末梢動脈の血流量を観察した。生食投与と比較して、AM投与により末梢動脈の拡張は生じたが、片頭痛の増悪はなく脳血流量や中大脳動脈血流に変化はなかった。すなわち、静脈内のAM投与は、片頭痛の原因とはならないことが証明された。AM受容体に関する検討:RAMP2とRAMP3はカルシトニン受容体様受容体(CRLR)を小胞体から細胞膜に輸送し、AM受容体を形成する。RAMP2とRAMP3の細胞外領域のヒスチジン(His,H)と細胞内領域(C末)の役割について、Hisのアラニン置換またはC末欠失変異体を用いて検討した。その結果、RAMP2とRAMP3のHis及びC末のSer-Lys配列は同じ位置に存在するが、CRLRの機能や細胞内動態において異なった役割を果たしていることが判明した。
直接的電子伝達を活用する新規メタン発酵プロセスの開発

有機物のメタン発酵過程における中間代謝物であるプロピオン酸、酪酸、エタノール、アセトンなどは通常、異種間水素電達により分解される反応律速物質である。本研究では、微生物が導電体を介して電子を授受する直接的種間電子伝達(Direct Interspecies Electron Transfer: DIET)現象に着目した。本現象により、これら物質の分解を促進・それを制御する手法を確立できれば、プロセス全体の有機物分解速度を大幅に上昇させるブレイクスルーとなりうる。そこで本研究では、DIET現象を能動的に利用する新規のメタン発酵技術の確立を目指す。
生体高分子のポリアミン作用部位を探索するための方法論の開発

1.5-カルボキシスペルミン(5-CS)のポリアミン機能研究への応用5-CSのカルボキシル基に種々の機能分子を導入した化合物のスペルミン構造部分がどの程度スペルミンに類似しているかを、DNA-エチジウムブロミド複合体形成阻害の系を用いて検討した結果,その性質はスペルミジンに類似していた.従って,5-CSより6-CSの方が有望と思われた.2.HTC細胞におけるポリアミン代謝の調節(1)新規アミノプロピルトランスフェラーゼ阻害剤の効果--スペルミジン合成酵素阻害剤trans-4-methylcyclohexylamineの投与で細胞内スペルミジンを対照の2%以下にできたが,スペルミン濃度及び増殖には影響がなかった。また,スペルミン合成酵素阻害剤N-(3-aminopropyl)cyclohexylamineの投与で細胞内スペルミンを1%以下にできたが,増殖には影響がなかった.(2)スペルミジンアナログのポリアミン欠乏細胞に対する効果--AOAP処理によりポリアミン欠乏状態にして増殖停止した細胞に,アナログを投与して増殖状態を見ると,多くの場合一時的に増殖を開始しやがて停止する傾向を示した.その停止の理由を究明した結果,増殖には微量のスペルミジンが必須であるとの結論に達した.(3)ポリアミンの特異的作用点の探索--微量スペルミジンの役割としてハイプシン合成との関連性が考えられ,アナログ投与後のハイプシン量の変化を調べたところ,増殖の停止とハイプシン量の減少にはよい相関があった.(4)スペルミジン過剰蓄積による細胞死--AOAP処理増殖停止細胞ヘスペルミジンを投与した際にみられる一時的な増殖の遅れの理由を究明したところ,スペルミジンの過剰蓄積が原因であることがわかった.3.スペルミジン合成酵素のスルフヒドリル基4.メチル-^<14>C標識脱炭酸化S-アデノシルメチオニンの化学合成とジアステレオマ-の分離1.5-カルボキシスペルミン(5-CS)のポリアミン機能研究への応用5-CSのカルボキシル基に種々の機能分子を導入した化合物のスペルミン構造部分がどの程度スペルミンに類似しているかを、DNA-エチジウムブロミド複合体形成阻害の系を用いて検討した結果,その性質はスペルミジンに類似していた.従って,5-CSより6-CSの方が有望と思われた.2.HTC細胞におけるポリアミン代謝の調節(1)新規アミノプロピルトランスフェラーゼ阻害剤の効果--スペルミジン合成酵素阻害剤trans-4-methylcyclohexylamineの投与で細胞内スペルミジンを対照の2%以下にできたが,スペルミン濃度及び増殖には影響がなかった。また,スペルミン合成酵素阻害剤N-(3-aminopropyl)cyclohexylamineの投与で細胞内スペルミンを1%以下にできたが,増殖には影響がなかった.(2)スペルミジンアナログのポリアミン欠乏細胞に対する効果--AOAP処理によりポリアミン欠乏状態にして増殖停止した細胞に,アナログを投与して増殖状態を見ると,多くの場合一時的に増殖を開始しやがて停止する傾向を示した.その停止の理由を究明した結果,増殖には微量のスペルミジンが必須であるとの結論に達した.(3)ポリアミンの特異的作用点の探索--微量スペルミジンの役割としてハイプシン合成との関連性が考えられ,アナログ投与後のハイプシン量の変化を調べたところ,増殖の停止とハイプシン量の減少にはよい相関があった.(4)スペルミジン過剰蓄積による細胞死--AOAP処理増殖停止細胞ヘスペルミジンを投与した際にみられる一時的な増殖の遅れの理由を究明したところ,スペルミジンの過剰蓄積が原因であることがわかった.3.スペルミジン合成酵素のスルフヒドリル基4.メチル-^<14>C標識脱炭酸化S-アデノシルメチオニンの化学合成とジアステレオマ-の分離計画した4研究課題について以下に順を追って記す。課題1:スペルミジン合成酵素の活性部位構造を解明する研究の一環として,活性部位にスルフヒドリル基があること,および,不可逆的標識化剤の一つとして,4ーアジドアニリンが利用できそうであること,などを明らかにしてきた。また,本研究に関連して,酵素活性測定に有用な^<14>Cーメチル標識脱炭酸化Sーアデノルシメチオニンの高収率化学合成に成功した。課題2 10余種のポリアミンアナログを固定化したアフィニティ担体を調製し,スペルミン合成酵素の精製に応用した。課題3蛍光標識誘導体として,N^4ークマリルメチルスペルミジンを合成した。また,安定同位体標識誘導体として,N^4ーメチル(^<13>C)スペルミジンを合成した。課題4ラット肝癌由来HTC細胞を使い,その増殖にポリアモンがどのように関わっているかを調べために,ボリアミン生合成阻害剤および多くのスペルミジンアナログを駆使して詳細に検討した。すなわち,ODC阻害剤であるAOAPの投与によりプトレシン,スペルミジンを検出限界以下にして,増殖停止した細胞に種々のスペルミジンアナログを投与して、その増殖回復を調べた。その結果,大部分のアナログでは、3日目までその増殖が回復したが,以後停止することがわかった。これに微量のスペルミジンを加えておくと,調べた8日目まで正常な増殖を続けた。

また,当教室で開発した強力なスペルミン合成酵素阻害剤APCHAを用いて,スペルミンを検出限界以下にして調べた実験結果を総合すると,HTC細胞の増殖には,微量のスペルミジンが必ず必要であり,このほかに構造特異性にはそれほどこだわらない多量の有機塩基が共存すればよいとの結論を得た。現在,微量スペルミジンの作用部位として,予想されるものが何かを検討中である。研究計画に記した課題14について順に記す。課題1:スペルミジン合成酵素の活性部位構造の解明に関する研究。本酵素蛋白のアミノ酸配列の決定については引き続き検討する。脱炭酸化S-アデノシルメチオニン(deAdoMet)類似体として、SをNに代えた数種の誘導体を調製し、スペルミジン合成酵素に対する親和性を検討してみたが、現在のところdeAdoMetに優るものは得られていない。なお、本研究に関連して、化学合成したdeAdoMetをマレイル化した後、逆相系のHPLCにより初めてdeAdoMetのジアステレオマー分離に成功した。課題2&3:ポリアミン親和性高分子の検索に有用なポリアミン誘導体に関する研究。5-カルボキンスペルミン誘導体について、エチジウムブロミド/核酸の増蛍光系を用い、エチジウムブロミドの追い出し効果を目安に、核酸への親和性に関する基礎的検討を行った。その結果、5-カルボキシスペルミンのα位二級アミンの塩基性はスペルミンのそれと比べて低いことがわかった。したがって、二級アミンの塩基性にできるだけ影響を与えない分枝鎖の位置としてはスペルミンの2または6位が考えられた。課題4: HTC細胞の生育に必要な微量スペルミジンの作用部位に関する研究。オルニチン脱炭酸酵素(ODC)の競合阻害剤AOAPとスペルミジンアナログとを組み合わせて得られた新しい現象が一般的な現象かどうかを調べるため、細胞としてはHTC細胞とL1210細胞、阻害剤としてはAOAPとDFMO(ODCの不可逆阻害剤)を選び各組合せで検討した結果、同様な現象が見られ、これが一般的であることが示唆された。そこで、微量スペルミジンを必須とする作用部位の一つとしてハイプシン合成系を考え、まずハイプシンのHPLC蛍光分析法を開発した。次いで細胞培養の過程でハイプシンを測定したところ、ポリアミンアナログを加えて生育停止した細胞中にハイプシンは検出されず仮説を指示する結果が得られた。研究計画に記した課題14のうち、課題2,3については前年度から新たな進展がなく、課題1,4について記す。課題1:スペルミジン合成酵素の活性部位構造の解明に関する研究一本酵素の活性部位に触媒反応を行うために重要なスルフヒドリル基が存在することは、各種SH試薬を用いる失活反応から想定されていた。そこで、さらに明らかな証拠を得るために、市販のスルフヒドリル基標識用蛍光試薬IAEDANSを用い精製酵素の標識を試みるところ、基質のプトレシン共存下または何も加えない場合、明瞭な蛍光標識酵素が認められた。一方、基質の脱炭酸化S-アデノシルメチオニン(deAdoMet)共存下で反応させると、蛍光標識酵素の生成は極端に阻止された。この結果はIAEDANSが本酵素の活性部位構造を究明するために有用である可能性を示した。目下、ラット由来本酵素のアミノ酸配列を決定中である。
単分散ラテックス電極を用いたモデル粒子の一粒子電極反応

イオンを分子の自由行程位の局所領域中に閉じ込めてレドックスサイクルを行わせると,一分子の電極反応を観察できることがA.Bardによって報告されたが,エルゴード性を示したに過ぎない。本当に一粒子の電極反応を調べるにはピコ秒で揺らぎを測定せねばならないが,現在の電気化学の技術では不可能である。申請者は巨大なモデルレッドックスイオンを創製する可能性を見出し,表面電荷が10,000以上であり,電気素量が10,000倍大きくなったような挙動を示す。ポリスチレンスルフォン酸のミクロスフィアーを合成した。大きな粒子が得られるように溶液調製した。TEMで観察したところ,直径が134nm,分散度が1.01であるほぼ単分散の球状ラテックスであった。このラテックスにポリアニリンを化学酸化によって修飾した。微小電極法を用いて,ラテックスを酸に分散させたコロイドのCVおよび定電位電流時間曲線を測定した。後者の電流を時間の平方根分の1に対してプロットした切片と傾きから,粒子の拡散係数を算出した。この値はStokes-Einstein式を用いて球の直径から求めた値より少し大きかった。この拡散係数,濃度,プロットの傾きから求めたnの値は15,000であった。定常状態の電流を測定し,そのフーリエ変換を行ったところ,通常のノイズ(60Hz)に関連したノイズ以外の周波数応答が得られた。現在解析中である。現在解析中である。
アーク放電プラズマによる大面積ダイヤモンド膜合成装置の試作

ダイヤモンド膜の合成面積拡大を目的に,試作したアーク放電プラズマ装置によりプラズマ領域を拡大してダイヤモンド膜の合成面積拡大を試み,ダイヤモンド膜の合成速度,形状,結晶学的性質について評価した.また,合成したダイヤモンド薄板をYAGレーザ及び熱化学反応を利用した研磨法により加工して切削バイトを作製し,ダイヤモンド薄板の機械的性質を評価した.陰極と陽極の距離を広げることで生成されるプラズマの領域が拡大し,プラズマジェット径の拡大とともにダイヤモンド膜の合成面積は,雰囲気圧力200Torr,水素ガスに対するメタンガスの流量比4%で,直径約20mmから40mmの範囲まで拡大することがわかった.また,合成面積の拡大にはプラズマジェット径方向の放電距離を広げることがより有効であることを明らかにした.このとき,ダイヤモンドの合成速度および膜厚は放電距離の増加とともに増加することがわかった.これは,放電距離の増加とともにプラズマ中で生成される活性種の量が増加するためであり,このことをプラズマの発光分光分析より明らかにした.しかし,プラズマト-チの配置に関わらず,得られるダイヤモンド膜の形状は中央部で厚く,周辺部で薄いものであった.そして,ラマン分光分析および結晶の配向の観察からも,放電距離の増加とともに良質のダイヤモンドが合成される面積が拡大することを明らかにした.得られたダイヤモンド薄板を加工して切削バイトを作製し,アルミ合金の超精密切削加工を行った結果,摩耗量およびその形態は天然ダイヤモンドバイトとほぼ同様であり,本合成装置で得られるダイヤモンド薄板は十分な機械的強度を有することを明らかにした.ダイヤモンド膜の合成面積拡大を目的に,試作したアーク放電プラズマ装置によりプラズマ領域を拡大してダイヤモンド膜の合成面積拡大を試み,ダイヤモンド膜の合成速度,形状,結晶学的性質について評価した.また,合成したダイヤモンド薄板をYAGレーザ及び熱化学反応を利用した研磨法により加工して切削バイトを作製し,ダイヤモンド薄板の機械的性質を評価した.陰極と陽極の距離を広げることで生成されるプラズマの領域が拡大し,プラズマジェット径の拡大とともにダイヤモンド膜の合成面積は,雰囲気圧力200Torr,水素ガスに対するメタンガスの流量比4%で,直径約20mmから40mmの範囲まで拡大することがわかった.また,合成面積の拡大にはプラズマジェット径方向の放電距離を広げることがより有効であることを明らかにした.このとき,ダイヤモンドの合成速度および膜厚は放電距離の増加とともに増加することがわかった.これは,放電距離の増加とともにプラズマ中で生成される活性種の量が増加するためであり,このことをプラズマの発光分光分析より明らかにした.しかし,プラズマト-チの配置に関わらず,得られるダイヤモンド膜の形状は中央部で厚く,周辺部で薄いものであった.そして,ラマン分光分析および結晶の配向の観察からも,放電距離の増加とともに良質のダイヤモンドが合成される面積が拡大することを明らかにした.得られたダイヤモンド薄板を加工して切削バイトを作製し,アルミ合金の超精密切削加工を行った結果,摩耗量およびその形態は天然ダイヤモンドバイトとほぼ同様であり,本合成装置で得られるダイヤモンド薄板は十分な機械的強度を有することを明らかにした.気相合成法の中で最も大きい成長速度の得られるアーク放電プラズマジェット化学気相成長法におけるダイヤモンド合成面積拡大を目的として,陰極1つに対し陽極を3つに分割し,陰極と陽極間の距離を広げることのできるアーク放電プラズマ装置を試作を終了した.その後,研究実施計画通り,大気解放状態でアルゴンプラズマを発生させ,放電および装置の安定性を確認した.また,真空排気実験を行い,10^<-5>Torrの真空が達成できることを確認した.そして,雰囲気圧力をダイヤモンド合成時の200Torr程度に維持し,プラズマ発生実験を行って,安定したプラズマが発生するように調整を行った.その後,アルゴンプラズマにダイヤモンドの原料ガスであるメタンおよび水素を流入させて,流入可能な最大流量の確認を行った.次に,陰極と陽極間の距離を変化させて,プラズマの形状がどのように変化するかについて検討した.その結果,プラズマジェット径方向の放電距離を増加させるとプラズマジェットの径を最大40mm程度に拡大できることを明らかにした.そして,モリブデンを基板材料としてダイヤモンドの合成実験を行い,プラズマジェット径の拡大とともにダイヤモンドの合成面積が拡大することを明らかにした.このとき得られたダイヤモンドをラマン分光分析した結果,良質のダイヤモンドが合成されていることが確認された.ダイヤモンド膜の合成面積拡大を目的に,試作したアーク放電プラズマ装置によりプラズマ領域を拡大してダイヤモンド膜の合成面積拡大を試み,ダイヤモンド膜の合成速度,形状,結晶学的性質について評価した.また,合成したダイヤモンド薄板をYAGレーザ及び熱化学反応を利用した研磨法により加工して切削バイトで作製し,ダイヤモンド薄板の機械的性質を評価した.陰極と陽極の距離を広げることで,生成されるプラズマの領域が拡大し,プラズマジェット径の拡大とともにダイヤモンド膜の合成面積は,雰囲気圧力200Torr,水素ガスに対するメタンガスの流量比4%で,直径約20mmから40mmの範囲まで拡大することがわかった.また,合成面積の拡大にはプラズマジェット径方向の放電距離を広げることがより有効であることを明らかにした.このとき,ダイヤモンドの合成速度および膜厚は放電距離の増加とともに増加することがわかった.これは,放電距離の増加とともにプラズマ中で生成される活性種の量が増加するためであり,このことをプラズマの発光分光分析より明らかにした.しかし,プラズマトーチの配置に関わらず,得られるダイヤモンド膜の形状は中央部で厚く,周辺部で薄いものであった.

そして,ラマン分光分析および結晶の配向の観察からも,放電距離の増加とともに良質のダイヤモンドが合成される面積が拡大することを明らかにした.得られたダイヤモンド薄板を加工して切削バイトを作製し,アルミ合金の超精密切削加工を行った結果,摩耗量およびその形態は天然ダイヤモンドバイトとほぼ同様であり,本合成装置で得られるダイヤモンド薄板は十分な機械的強度を有することを明らかにした.
定位行動の意思決定に関わる脳内機構の解明

外界からの刺激に対して素早く適切に反応することは生物にとって重要な機能であり、脳幹に位置する上丘が重要な役割を担っているといわれている。本研究では、視覚刺激に基づく定位行動の意思決定の脳内メカニズムを明らかにするため、認知課題を訓練したラットの上丘を局所的に損傷することで発生する影響について検討を行った。その際、意思決定戦略の個体差や脳損傷後の機能回復過程について知見を得た。本年度は、上丘が意思決定モデル課題遂行に関与する可能性を検討するため、「上丘局所脳破壊による視覚弁別課題遂行および自発走行への影響」実験を行った。難易度を設けた視覚弁別に基づく左右レバー選択課題をラットに訓練し、自由行動下での意思決定過程におけるラットの行動特性を抽出した。具体的には、視覚弁別に基づく左右レバー選択課題を学習したラットの上丘一側を破壊し、課題に関連した行動学的影響を調べた。課題学習後に予め埋め込んでいた電極を通じて微小電気刺激を行い誘発される行動を記述した後、同じ電極に直流通電を行うことで熱損傷個体を作成した。破壊の前後の課題遂行セッションで、正答率や反応時間などを比較した結果、難易度の低い課題条件では損傷後、成績は一時的に低下したもののその影響は数日以内に回復することが観察された。しかしながら、難易度が高い課題条件では損傷後、損傷と対側側の成績が大きく低下し回復することはなかった。反応時間については損傷前後で大きな差は観察されなかった。行動実験後の組織解析では、損傷を作成したすべての個体で上丘の一側が局所的に破壊されている事が確認された。また、自発活動の指標とされる回転かご回し課題を行わせ、上丘を両側性に破壊した場合の自発活動に対する影響についても調べた。その結果、上丘前方部が損傷された場合には、回転かご走行量は増加傾向を示したが、上丘後方部を損傷した場合の回転かご走行量は変化しないか減少傾向を示すことが分かった。哺乳動物の定位行動に深く関わっていると予測される上丘の局所的機能分化を探るため、回転かごを用いたラットの自発運動量の測定方法を確立し、上丘の局所的破壊との関連を調査した。今年度は、主に上丘前方部(吻側部)に焦点をあて、恒久破壊による自発運動量および視覚弁別課題への影響を詳細に解析した。実験に使用した回転かごは、かご内に障害物を取り付けスムーズに走ることを困難にした「ハードル有」と通常の回転かご「ハードル無」の2種類を設置し、ラットが走るかごを自由に選択できるようにして、いずれの回転かごを好んで使用するかその傾向を同時に調べた。回転かごによる自発運動量を上丘破壊前後で比較すると、上丘前方部を破壊したラットでは、破壊前に比べて有意に回転かごを走る量が増加し、上丘後方部を破壊したラットでは、破壊前に比べて有意に回転かごを回す量が減少した。スキナーボックスを利用した簡単な視覚弁別レバー押し課題の成績は、上丘破壊後、一時的に低下を見たが、前方破壊群、後方破壊群ともに数日以内に破壊前の成績に回復したことが確認された。しかしながら、視覚弁別レバー押し課題の視覚刺激が呈示されてから反応するまでの時間を解析したところ、上丘前方部を破壊した集団では、その反応時間が短縮されている傾向が見られた。上丘後方部破壊群ではそのような傾向が見られなかった。以上のような結果から、上丘において前方部は自発運動や衝動の抑制に関わっている可能性が示唆された。本年度は、定位行動中の意思決定に関与する上丘内の局所回路の働きを特定することを目的とした。まず、意思決定を伴う定位行動課題を訓練したラットの上丘破壊による課題成績への影響を、破壊領域を上丘後方部に限局して調べた(それまでは前方部と後方部を同時に破壊していた)。具体的には、視覚弁別に基づく左右レバー選択課題を学習したラットの上丘後方部を一側性に破壊し、課題の正答率と反応潜時を破壊前後で比較した。課題学習後に予め埋め込んでいた電極を通じて微小電気刺激を行い誘発される行動を記述した後、同じ電極に直流通電を行うことで熱損傷を作成した。しかしながら、難易度が高い課題条件では損傷後、損傷と対側側の成績が大きく低下し、数週間の訓練を経ても完全に回復することはなかった(前方および後方の同時破壊とほぼ同様の結果)。反応時間については損傷前後で大きな差は観察されなかった(前方および後方部の同時破壊によっては反応時間が短縮される傾向があった)。行動実験後の組織解析では、損傷を作成したすべての個体で上丘の一側後方部が局所的に破壊されている事が確認された。これらの結果から、難易度の高い課題での成績低下は主に上丘後方部の働きであることが明らかとなった。

また、このような意思決定課題の学習に関わると予想される上丘内フィードバック回路の存在と特性について検討した。具体的には、上丘層間の経路の存在を明らかにするため、上丘前額面のスライス標本を用い電位イメージングを行った。その結果、上丘中間層への刺激が浅層へと伝搬することが観察された。ラットを用いた定位行動を探るための行動学的基盤技術の確立に成功し、安定したデータ取得が可能となったため。24年度が最終年度であるため、記入しない。定位行動に関する神経機構を明らかにするため、定位行動発現に関わる神経活動導出技術開発に取り組む。
ＬＭＯ関手の視点からみたスケイン代数による写像類群と有限型不変量の研究

本研究は、スケイン代数を用いて2次元トポロジーの研究と3次元トポロジーの研究とそれらの相互関係の研究を行うことである。スケイン代数は3次元トポロジーの側面では、一般の絡み目の量子不変量を曲面と閉区間の積空間の中の絡み目に拡張した概念である。2次元トポロジーの側面では、ゴールドマン・リー代数の量子化であると考えることができる。ゴールドマン・リー代数の研究においては、デーン・ツイストの基本群の群環への作用をゴールドマン・リー代数の作用で記述する公式が需要な役割を担う。報告者の修士課程、博士課程の研究でHOMFLY-PTスケイン代数とカウフマン・ブラケット・スケイン代数においても類似の公式が存在することがわかった。スケイン代数の研究においても、このデーン・ツイストの公式が重要な役割を果たしている。2次元トポロジーの研究においては、デーン・ツイストの公式を用いて、写像類群の重要な部分群であるトレリ群からHOMFLY-PTスケイン代数とカウフマン・ブラケット・スケイン代数への埋め込みを構成した。3次元トポロジーにおいては、この埋め込みとへーガード分解を用いて整数係数ホモロジー球面の不変量を得た。この不変量は整数係数ホモロジー球面のもっとも基本的で重要なキャッソン不変量の情報も含んでいる。さらに、この不変量とこの埋め込みを用いて、森田氏により定義されたキャッソン核を再定義することができた。キャッソン核は森田氏の1990年代における写像類群とキャッソン不変量を結びつける研究の重要な研究成果である。カウフマン・ブラケット・スケイン代数を用いることにより、森田氏の1990年代における写像類群とキャッソン不変量を結びつける研究を再証明することが可能である。このように、スケイン代数は2次元トポロジーと3次元トポロジーを結びつける重要な研究課題である。本年度の研究成果は、既存の不変量と報告者がスケイン代数をもちいて構成した不変量を結びつけることにより、報告者の研究と量子群の研究を結びつける研究成果である。半単純リー代数により、量子群を構成することができる。量子群をもちいて、絡み目の不変量や3次元多様体の不変量を構成することができる。例えば、sl(2)の量子群で構成される絡み目の不変量はカウフマン・ブラケットと一致し、sl(2)の量子群で構成される整数係数ホモロジー球面の級数不変量は大槻級数と呼ばれる。カウフマン・ブラケット・スケイン代数はカウフマン・ブラケットを拡張した概念であるため、カウフマン・ブラケット・スケイン代数で構成される不変量が大槻級数と一致すると予想されていたがその予想が正しいことを本年度の研究により示すことができた。またsl(n)で構成される絡み目の不変量の情報を全て合わせた不変量はHOMFLY-PT多項式とよばれる。HOMFLY-PTスケイン代数はHOMFLY-PT多項式を拡張したが概念である。HOMFLY-PTスケイン代数で構成される整数係数ホモロジー球面の不変量も同様にsl(n)の量子群で構成される不変量全ての情報を持っていることが本年度の研究により分かった。この応用として、スケイン代数で構成される不変量は写像類群とへーガード分解を用いて定義されるので、量子不変量と写像類軍の研究を結びつけることが期待される。本年度の研究成果は、有限型不変量と写像類群の研究につながる研究である。有限型不変量と写像類群の研究は、森田氏の1990年代における写像類群とキャッソン不変量を結びつける研究により始まる。キャッソン不変量は1次の有限型不変量で、1次の有限型不変量はスカラー倍を除き一意に定まり、スカラー倍を除き大槻級数の1次の項と一致することが知られている。2次の有限型不変量も3次の有限型不変量もスカラー倍を除き一意に定まり、大槻級数の(1次の項で補正した)2次の項と大槻級数の(1次、2次の項で補正した)3次の項で一致することが知られている。このため、上記の研究成果を踏まえてカウフマン・ブラケット・スケイン代数を用いて、2次、3次の有限型不変量と写像類群の関係が明らかになることが期待される。4次の有限型不変量は線型独立な有限型不変量が二つ存在することが知られている。今後の研究では、ジョンソン準同型と有限型不変量の関係を明らかにする。具体的には、カウフマン・ブラケット・スケイン代数を用いてジョンソン準同型と3次の有限型不変量の関係を明らかにする。さらに、4次の有限型不変量においては、カウフマン・ブラケット・スケイン代数は1変数のためこの二つの不変量を区別することができないが、HOMFLY-PTスケイン代数を用いてそれぞれの有限型不変量と写像類群の関係が明らかになることが期待される。この研究を通して、高次のキャッソン核が存在するかどうかを明らかにする。

報告者の修士課程、博士課程の研究でHOMFLY-PTスケイン代数とカウフマン・ブラケット・スケイン代数においても類似の公式が存在することがわかった。スケイン代数の研究においても、このデーン・ツイストの公式が重要な役割を果たしている。2次元トポロジーの研究においては、デーン・ツイストの公式を用いて、写像類群の重要な部分群であるトレリ群からHOMFLY-PTスケイン代数とカウフマン・ブラケット・スケイン代数への埋め込みを構成した。3次元トポロジーにおいては、この埋め込みとへーガード分解を用いて整数係数ホモロジー球面の不変量を得た。この不変量は整数係数ホモロジー球面のもっとも基本的で重要なキャッソン不変量の情報も含んでいる。さらに、この不変量とこの埋め込みを用いて、森田氏により定義されたキャッソン核を再定義することができた。キャッソン核は森田氏の1990年代における写像類群とキャッソン不変量を結びつける研究の重要な研究成果である。カウフマン・ブラケット・スケイン代数を用いることにより、森田氏の1990年代における写像類群とキャッソン不変量を結びつける研究を再証明することが可能である。このように、スケイン代数は2次元トポロジーと3次元トポロジーを結びつける重要な研究課題である。本年度の研究成果は、既存の不変量と報告者がスケイン代数をもちいて構成した不変量を結びつけることにより、報告者の研究と量子群の研究を結びつける研究成果である。半単純リー代数により、量子群を構成することができる。量子群をもちいて、絡み目の不変量や3次元多様体の不変量を構成することができる。例えば、sl(2)の量子群で構成される絡み目の不変量はカウフマン・ブラケットと一致し、sl(2)の量子群で構成される整数係数ホモロジー球面の級数不変量は大槻級数と呼ばれる。カウフマン・ブラケット・スケイン代数はカウフマン・ブラケットを拡張した概念であるため、カウフマン・ブラケット・スケイン代数で構成される不変量が大槻級数と一致すると予想されていたがその予想が正しいことを本年度の研究により示すことができた。またsl(n)で構成される絡み目の不変量の情報を全て合わせた不変量はHOMFLY-PT多項式とよばれる。HOMFLY-PTスケイン代数はHOMFLY-PT多項式を拡張したが概念である。HOMFLY-PTスケイン代数で構成される整数係数ホモロジー球面の不変量も同様にsl(n)の量子群で構成される不変量全ての情報を持っていることが本年度の研究により分かった。この応用として、スケイン代数で構成される不変量は写像類群とへーガード分解を用いて定義されるので、量子不変量と写像類軍の研究を結びつけることが期待される。本年度の研究成果は、有限型不変量と写像類群の研究につながる研究である。有限型不変量と写像類群の研究は、森田氏の1990年代における写像類群とキャッソン不変量を結びつける研究により始まる。キャッソン不変量は1次の有限型不変量で、1次の有限型不変量はスカラー倍を除き一意に定まり、スカラー倍を除き大槻級数の1次の項と一致することが知られている。2次の有限型不変量も3次の有限型不変量もスカラー倍を除き一意に定まり、大槻級数の(1次の項で補正した)2次の項と大槻級数の(1次、2次の項で補正した)3次の項で一致することが知られている。
幼小連携の推進における教員養成の役割に関する比較教育史的研究

本研究では、幼小連携の推進における教員養成の役割について、比較教育史的な視点から考察を行った。20世紀のアメリカでは、幼少連携の提唱者たちが啓蒙活動を行うとともに、幼学年教育学科を創設して新たな教員養成に着手した。その卒業生たちは、各地の師範学校における養成や現場における指導に携わり、幼小連携に対する教師の理解を促進したと考えられる。日本では、幼小連携に関する情報をアメリカのみならずヨーロッパからも積極的に収集していたものの、教員養成の抜本的な改革までには至らなかった。本研究は、近年わが国で教育課題となっている幼小連携の推進に向けた歴史的考察として、(1)19世紀末から20世紀のアメリカにおける幼小連携の推進状況とそれに対応した教員養成改革の動向やその実践、(2)アメリカの改革動向に関する日本側の情報収集や、教員養成改革議論と改革状況の実態およびその特質を明らかにすることを目的としている。平成24年度は、シカゴ大学附属レゲンスタイン図書館や東京都立公文書館を訪問し、主として以下の二点に関する国内・国外調査や分析を行った。第一に、アメリカで幼小連携の推進に向けた教員養成改革に先駆的に取り組んだシカゴ大学を事例とした研究を進めるため、1教育学部の組織編成とその構成員、2幼稚園教員養成カリキュラムの編成とその改定に関する史料調査を行った。また、国際幼稚園連盟の年次大会における養成議論の内容と動向を調査し、特に20世紀のシカゴ大学において幼児教育研究や幼稚園教員養成を主導したアリス・テンプルに関する先行研究の整理、彼女の発言や議論、教育雑誌等に寄稿した記事などの調査・収集を行った。第二に、戦前のわが国における幼児教育界の指導者の一人である日本女子大学校附属豊明幼稚園主任保姆甲賀ふじに関して、先行研究の収集と整理を行い、1幼稚園教師として在職したハワイの無償幼稚園の実践や特徴、2シカゴ大学留学の時期とそこで受けた養成カリキュラムの内容、3国内で発表した雑誌記事の調査・収集、4豊明幼稚園におけるカリキュラムに関する調査を行った。本研究は、近年わが国において課題とされる幼小連携に関して歴史的考察を行うことを目的とし、(1)19世紀末から20世紀のアメリカにおける幼小連携の推進状況とそれに対応した教員養成改革の動向や教員養成の実践、(2)アメリカの動向に関する日本の情報収集の実態や、日本の初等教育における実践的研究、教員養成改革議論と具体的な改革状況を明らかにすることを課題とした。最終年度である平成25年度は、以下のような調査と分析を行った。第一に、渡米調査を実施し、進歩主義幼児教育運動の指導者で、幼小連携カリキュラムの開発に主導的な役割を果たしたP.S.ヒルに関する史料を収集した。この調査では、コロンビア大学ティーチャーズカレッジ着任前のヒルによる教員養成、2同カレッジへのヒルの招聘、3同カレッジにおける教員養成と附属幼稚園におけるカリキュラム開発に注目し、各種報告書や雑誌記事、新聞記事、書簡類、自筆ノートなどを収集した。第二に、わが国における大正新教育の指導者で、東京女子高等師範学校附属小学校の主事を務めた北澤種一に関する調査を進め、本年度は北澤の遺族に面会して未発掘史料を収集することができた。また、幼小連携カリキュラムに関する北澤の情報源を調査し、彼がアメリカだけでなく、ヨーロッパの実験学校における幼小連携カリキュラムの開発についても研究を進めていたことが明らかになった。第三に、東京女子高等師範学校附属小学校における低学年カリキュラムの開発に関する調査と分析を進めた。同校では、北澤の指導のもとに、1920年代後半に低学年教育の研究態勢を抜本的に改革して、実践的研究を推進していたことが明らかになった。本研究は、近年わが国で課題とされている幼小連携の推進に向けた歴史的考察として、(1)19世紀末から20世紀のアメリカにおける幼小連携の推進状況とそれに対応した教員養成改革の動向やその実践、(2)アメリカの改革動向に関する日本の情報収集や、教員養成改革論と改革状況の実態や特質を明らかにすることを目的としている。本年度は、アメリカで幼小連携の推進に向けた教員養成に先駆的に取り組んだコロンビア大学ティーチャーズ・カレッジを事例として史料調査を行い、(1)P. S.ヒル着任前の幼稚園科の組織編成とスタッフ、(1)当時のニューヨークにおける幼稚園教員に対する需要(幼稚園数の急増と増設計画)、(3)カレッジにおける幼稚園教員養成に対する反省と課題認識の内容、(4)幼稚園教員養成カリキュラムの編成とその改定(「低学年と幼稚園の指導法」の開設等)、(5)指導者養成クラスの開設経緯とその特質、について明らかにした。また、P. S.ヒルに関する先行研究を整理し、彼女が執筆した雑誌記事などを可能な限り収集した。日本の事例に関しては、東京女子高等師範学校における教員養成の特質と同附属小学校および附属幼稚園おける幼小連携に関する研究態勢の関係性について考察を行った。同校では、1910年代末から附属小学校でアメリカの幼小連携に関する文献研究を開始し、1920年4月から第3部を改組して実践的研究にも着手したが、教科担任制が導入されたため、それが幼稚園モデルの活動カリキュラムを編成する障害となっていたことを明らかにした。

また、その主たる阻害要因として、中等教員養成を目的とする東京女高師の教員養成と附属小学校における教育研究方針の齟齬を検討した。平成24年度は夏期に東京都の教育職員免許法認定講習や教員免許状更新講習の講師を務めることとなり、平成23年度実施予定の訪米調査1件については繰り越して遂行することができなかった。しかし、平成24年度に本来予定していた史料調査やそれらの分析は概ね修了することができ、学会誌への論文投稿を行うこともできた(現在査読中)。平成23年度は、ごく一部の調査を除き、「研究実績の概要」に示した通り、当初予定していた史料収集やそれらの分析・考察を概ね終了することができた。平成25年度は、次の二点を課題とする。第一に、残された訪米調査を行い、アメリカにおける幼稚園教員養成の指導者であるパティ・ヒルの思想形成過程や、教育活動、啓蒙活動の実態を明らかにする。第二に、研究最終年度における総括として、これまでの研究成果を学会で発表するとともに、論文を執筆する。次年度は、まず本年度の研究成果を論文にまとめる。また、本年度遂行できなかった課題として、ティーチャーズ・カレッジのスタッフとなり、幼小連携推進の全米的指導者であるP.S.ヒルの思想形成過程や教育活動、啓蒙活動の実態を明らかにすることを目指す。その他については、本年度も引き続き日本とアメリカで史料調査を行い、(1)シカゴ大学教育学部における教員養成改革の理念と構想、(2)シカゴ大学教育学部における幼・小を統合した新教員養成課程の創設とそのカリキュラム開発過程、(3)シカゴ大学教育学部付属幼稚園・小学校の教師(カリキュラムを開発者)の学習歴(受けてきた教員養成)と職歴、(4)奈良女子高等師範学校、明石女子師範学校における教員養成のための教育組織とそのカリキュラムの実態等を明らかにする予定である。平成25年度は、残された訪米調査と複数回の学会発表を行うため、研究費を主に旅費にあてることを計画している。また、学会発表史料の作成や論文の執筆を行うために、パソコンを一台購入する予定である。P.S.ヒルに関する調査は、本来は本年度にすべて終える予定であったが、一部の史料調査を実施することができなかったため、次年度に渡米してそれを遂行する。これ以外については、ほぼ当初の計画通り研究費を使用する予定であり、複数回の国内外への旅費が主な用途となる。
緑内障眼における視神経障害に関与する因子の検討

緑内障は失明の大きな原因の一つであり重要な疾患である。緑内障においては視神経の萎縮が視機能喪失の原因であるが、この視神経障害にとって眼圧が重要な因子であることが従来より指摘されてきた。しかし同程度の眼圧水準の患者でも緑内障における視神経萎縮の程度には大きな個人差がある。このような個人差は眼科臨床医にとって重要かつ難解な問題である。われわれは従来より緑内障における視神経の易障害性が視神経乳頭の巨視的な形態の多様性によって影響を受けるであろうと推測してきた。このような観点からわれわれは実験動物において視神経障害の様態を研究し,さらに実際に臨床の場で緑内障患者の視神経乳頭を分類し,異常視野欠損の出現と対比することで個々の視神経の脆弱性を調べた。視神経乳頭の傾斜や回転は下方神経線維の易障害性と関係があり,小型の乳頭は多発性の欠損と相関し(文献3),大型の乳頭は乳頭ー黄斑線維の易障害性と相関がある(文献4)。一方視神経乳頭内の血管(特に動脈)は神経障害を軽減するように働くことが明らかとなった(文献2)。これらの乳頭形態異常は単に眼底カメラや検眼鏡で観察するだけではわかりにくい。従がって新らしい検査法の研究が必須であるが、特に3次元的な画像解析による方法(文献1)やレ-ザ-走査眼底鏡による方法(文献5,6)などは今後発展の期待できる方法と考えられる。今後は従来の検査方法に加えて新らしい検査法も使することによって神経障害の理解を一層深めるよう努力すべきと考えられる。緑内障における視神経の易障害性は視神経乳頭における局所解剖学的な支持組織の強弱によって影響を受けることが考えられる。高度近視眼では異型の視神経乳頭が多いが,これらに高眼左緑内障が合併した場合には下方の神経線維が障害される可能性が高く,異所性神経線維欠損や多発性欠損の頻度も高い。円形乳頭や総ダ円の乳頭では上下均等な視神経線維層が多いのに対し,傾斜乳頭では下方の神経線維層欠損が多い。この事実から考えて高眼左緑内障では乳頭の形態異常と異型神経線維層欠損の間に相関があることは明らかである。このことは文献(1)において発表した。また緑内障における神経障害は血管障害によるものも考えられる。代表的な血管障害である軟性白斑後の網膜神経線維層欠損を調べるとそのタイプは緑内障におけるびまん性のものと異なり局在性で,しかもこれによる視神経乳頭の陥凹は浅く陥凹部体積が小さい。この所見は近年開発された3次元的な画像解析装置で調べると明らかな回帰直線の差異として認識できる。網膜の虚血性病変による神経線維層欠損は陥凹の体積変化としてとらえることは困難であるが陥凹辺緑部を3次元画像解析装置で調べると局所的な溝状陥凹切痕としてとらえられることが多かった。このような形態上の差異は血管性神経線維層欠損と機械的神経線維層障害を分離検討するうえで重要な指標の一つになると考えられる。以上のことは文献(2)において発表した。その他軸索輸送の生化学的な基礎研究の成果は文献(3),(4)に発表した通りである。緑内障はわが国における失明の大きな原因の一つであり重要な疾患である。緑内障においては視神経障害が視機能喪失の原因であるが、この視神経障害にとって眼圧が重要な因子であることが従来より指摘されてきた。われわれは従来よりわれわれは緑内障における視神経の易障害性は視神経乳頭の巨視的な形態の多様性によってその程度が異なるであろうと推測してきた。