hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
体重免荷歩行トレーニングが虚弱高齢者の歩行改善および自立度向上に与える効果

1.体重免荷歩行が心肺機能に与える影響普通歩行に比較し体重免荷歩行が心肺機能に対する負担をどの程度減少させることができるかどうかを明確にするために、安静立位と通常歩行および0から50%免荷で歩行を行なったときの呼吸状態と酸素摂取量を測定した。部分荷重にはハーネス式の体重免荷装置(BIODEX社製アンウェイングシステムBDX-UWS)を用いた。呼気ガス測定を用い、一回換気量(以下VT)、分時換気量(以下VE)、酸素消費量(以下VO2)、VO2の体重比(VO2/W)および呼吸数を測定した。その結果、VO2およびVO2/Wは免荷量に伴って有意に減少した。通常歩行と比較した減少率は10%免荷で7.6%、20%免荷で7.8%、30%免荷で11.0%、40%免荷で14.4%の減少を示した。しかし50%免荷歩行では14.3%とほぼ40%免荷と同様の値となった。一方、VT、VE、呼吸数などの換気状態に対して、免荷量はほとんど影響を与えていなかった。2.体重免荷歩行トレーニングが歩容に与える影響歩行速度一定の条件のもとで体重の免荷量を060%免荷まで変化させた際に股関節、膝関節、足関節の歩行中の角度がどのように変化するのかをビデオを用いた2次元動作解析装置により検討した。その結果、免荷量の増加に伴い、足関節の底屈角度は30%免荷以降で有意な増加を示したが、最大背屈角度は有意な差を示さなかった。免荷量の増加に伴い、立脚期の膝関節の屈曲角度は20%免荷以降で、股関節の屈曲、伸展の可動域は50%免荷以降で有意な減少が認められた。今回の結果では、体重免荷歩行が酸素消費量を減少させ、歩容を変化させることは明確になった。しかし、体重免荷歩行が高齢者の歩行改善や自立度向上に与える影響に関しては、不明確でありさらに検討していく必要がある。本研究の目的は、体重免荷歩行を加齢のため歩行障害が出現している虚弱高齢者に応用し、歩行改善効果について検討することである.本年度は、体重免荷歩行時の下肢筋の下肢筋活動と歩容の変化を測定し、体重免荷歩行トレーニングを行うための至適免荷量を検討したので報告する。健常者10名を対象とし、トレッドミル上を時速4kmで歩行させた。全荷重歩行およびハーネス式の体重免荷装置を用いた歩行(1050%免荷)を行わせ、このときの筋電図を記録した。測定筋は大腿直筋(RF),内側広筋(VM)、外側広筋(VL)、半膜様筋(SM)、大腿二頭筋(BF)、前脛骨筋(TA)、内側腓腹筋(GC)とした。一歩行周期の平均時間は全荷重歩行(FBW)と免荷歩行(BWS)の1050%でほぼ一定であり、免荷による変化は認められなかったが、歩行周期中の立脚期の占める割合はFBWで59.9%だったのに対して、BWS歩行では10%BWSで59.4%、20%BWSで57.7%、30%BWSで54.8%、40%BWSで53.1%、50%BWSで51.9%と免荷量の増加に伴って、有意に低下した。一歩行周期の筋活動量の平均値において、荷重量の減少に伴って有意に減少した筋はRF、VM、VL、GCであった。逆にSMでは有意な増加を示した。SMの増加は、重力による加速度が減少して歩行の推進力が得られにくくなるために代償的に働いたのではないかと考えられ、体重免荷歩行トレーニングが垂直方向への免荷に働くだけでなく、水平方向の推進力に対して抵抗として働く可能性があることが考えられた。本研究により、40%以上の免荷を行うと立脚期の減少による歩行の不安定性が出現することと下肢筋活動の減少が30%と50%で大きな違いがないことから、至適免荷量としては10-30%BWSでの体重免荷歩行トレーニングを行うと良いことが示唆された。2.体重免荷歩行トレーニングが歩容に与える影響

歩行速度一定の条件のもとで体重の免荷量を060%免荷まで変化させた際に股関節、膝関節、足関節の歩行中の角度がどのように変化するのかをビデオを用いた2次元動作解析装置により検討した。その結果、免荷量の増加に伴い、足関節の底屈角度は30%免荷以降で有意な増加を示したが、最大背屈角度は有意な差を示さなかった。免荷量の増加に伴い、立脚期の膝関節の屈曲角度は20%免荷以降で、股関節の屈曲、伸展の可動域は50%免荷以降で有意な減少が認められた。今回の結果では、体重免荷歩行が酸素消費量を減少させ、歩容を変化させることは明確になった。しかし、体重免荷歩行が高齢者の歩行改善や自立度向上に与える影響に関しては、不明確でありさらに検討していく必要がある。
超伝導体を用いた周波数連続可変サブミリ波発振器の研究

サブミリ波帯域用の、簡便な周波数可変振器の1候補として、磁束フロ-型超伝導発振器の開発研究をおこなった。この発振器は、基本的には、一方向に長い超伝導体のジョセフソン線路(Nb/AlO_×/Nbの3層構造),4分の1波長のマイクロストリップ線路を4段直列の,インピ-ダンス変換回路,およびボウタイアンテナから成る。2年の研究期間内に2つの型のもの(Ver.1,Ver.2と名づける)を試作し、初年度においては(Var.1)i2つの発振部,ii)2つのインピ-ダンス変換部,iii)1つのボウタイアンテナ,iv)1つのモニタ-SIS(Nb/AlO_×/Nbの3層構造,2μm×2μmの大きさ)検出器より成る素子を4mm×4mmの水晶基板上に作り,アンテナからの放射は行なわなかったものの、電流一電圧静特性上に現れる,速度マッチングステップの観測と,モニタ-SISによるパワ-測定を通じて,発振の確認を行なった。この場合,ステップが立つ電圧から換算した発振周波数と,SISの準粒子ステップの幅から求めた周波数がー致することを確認した。Ver.1では,磁界を作るための電流回路も素子内に組み込んだため,発振特性にその影響が現われ,またよく断線もおこったので,第2年度においては、もっと単純な形(Ver.2)すなわち,i)発振部,ii)インピ-ダンス変換部,iii)ボウタイアンテナ各1つを,4mm×4mmの水晶基板上に作り,磁界は外部コイルによって印加するようにした。この素子でVer1よりも鮮明な速度マッチングステップが測定出来,また発振は,実際にアンテナから外部へ放射し,これを,較正したInSb電子ボロメ-タ-で検出し,発振が140GHz490GHzでおこなわれ,最大1μWの発振パワ-が得られることの結論を、実験的に得た。但し測定はすべて,液体ヘリウム温度(4.2K)で行なった。一方向に長いジョセフソン線路(Nb/AlOx/Nbすなわち超伝導体/絶縁体/超伝導体の三層構造)から成る、磁束フロ-型超伝導発振器を、フォトリソグラフィ-の技術を用いて作り、同一基板上に超伝導体の往復線路を作って外部から電流を流し、磁界を発生させ、超伝導線路に横方向から磁界をかけて、絶縁層中に磁束量子(フラクソン)列を作り、超伝導線路にバイアス電流を流して、ロ-レンツカによりこのフラクソン列を一方向に運動させ、線路内の光速に著しい値まで加速すると、線路内で電流波が最大限励振される。線路内で電磁波が発振していることの確認は、直流電流-電圧特性上に現れる、急峻なスパイク状の速度マッチングステップを観察することにより行った。スパイク状の速度マッチングステップは、磁界の強さを変えるとその位置(電圧)が変化し、磁界を変えることにより周波数を可変に出来ることの確認を行った。更にこの超伝導発振器は、インピ-ダンスマッチング回路を通して、SIS検出器に接続した構造になっており、発振器からの電磁波出力をこの検出器のより検出した。SIS検出器ではDAT(準粒子)ステップの電圧幅から発振周波数が、またステップの電流値から出力を推定出来る。ステップの電圧幅から得た発振周波数とその時の磁界に対応して速度マッチングステップが立つ電圧から求まる発振周波数が一致し、また、電流値から得た発振出力パワ-は、160GHzで970pW,256GHzで69pW,309GHzで15pWであった。

以上のように、今年度は、同一基板上に発振器、検出器を作成し、基本動作の確認を行った。上記実験はすべて、液体ヘリウム温度(4.2K)で行った。磁束フロ-型超伝導発振器の研究を、昨年に引き続き行った。昨年度は、磁場発生用電流回路を、ジョセフソン線路等と共に集積した形にしたが、よく断線したので、今年度は磁界は外部コイルで作って印加するようにした。今年度作成した発振器は、超伝導ジョセフソン線路(N6/AlO_X/Nb)すなわち、超伝導体/絶緑体/超伝導体の3つ層構造),4段直列の4分の1波長インピ-ダンス変換回路,ボウタイアンテナ,各1つより成る。これらは水晶基板上に4mm×4mmのサイズにまとめられている。発振した電磁波の検出は、外部の半導体検出器で行う。実験は先ず、素子のIーV静特性を液体ヘリウム中(4.2K)で測定し、鮮明な速度マッチングステップが、0.2mmV1.6mVの間で観測された。これは100GHz770GHzの発振がおこっている事に相当する。次に、速度マッチングステップが立っているところに磁界を固定し、ステップの最大電流値から0までバイアス電流を振らせ、その発振出力を半導体検出器(InSb振子ボロメ-タ-)でロックイン検出により測定した。発振素子は超半球レンズの平面側に、基板側を接触させる形でマウントし、この素子馬蹄形電波石ではさみ込むようにして磁果を印加した。発振した電磁波は、超半球レンズでコリメ-トして空間に放射、これをライトコ-ンでInSb素子上に収束するようにした。実際の発振は、インピ-ダンス変換回路の周波数特性にも依存し、周波数100GHz400GHz間で行なわれている事を確認した。また出力は素子によりばらつきがあるが、各素子の最大値で、0.25μW1.3μW得られる事を確認した。上記実験により、超伝導発振器からの、ギガヘルツ帯電磁波の発振,伝幡,検出が実行された。
残留性有機フッ素化合物の体内動態と種差に関する研究

環境汚染物質として注目されているペルフルオロオクタンスルホン酸(PFOS)およびペルフルオロオクタン酸(PFOA)はヒト体内に蓄積しやすいことが知られている。PFOA・PFOSの食餌中濃度をヒト試料において測定することでヒト血清中半減期、また胆汁中PFOA・PFOSの再吸収による腸肝循環を検討し、他の動物との比較のための基礎を確立させる。食餌試料中PFOA・PFOSのLC-MS/MS分析を開発し、日本人におけるPFOA・PFOS曝露量の推定を行った。血清中濃度に有意な差が見られる国内2地域の陰膳試料の分析では食事中濃度に地域差はなく、大気、飲料水など他の曝露源が考えられた。排出経路について、これまで尿中にはほとんど排出されないことを明らかにしており、続いて胆汁からの排出の寄与を検討した。胆汁ドレナージが行われている患者の血清中PFOA・PFOSの施行前後の推移を検討し、平均8日間のドレナージにより、血清中濃度は平均10%-20%の減少が見られた。このことは胆汁の腸管再吸収が血清中半減期を長くしていることを示唆した。またPFOA・PFOSのほかの類縁フッ素化合物についても検討し、炭素鎖長が大きくなると排出が高くなり、類縁フッ素化合物間でも分布、動態が異なると考えられた。これらの結果から、曝露量から血清中負荷量計算が可能となり、種々の曝露源のそれぞれの寄与を推定可能となり、今後の曝露源対策を行う上での基礎となることが期待された。
日英語の構文に反映される主観的・客観的事態把握に関する認知言語学的研究

本研究では、英語と日本語の構文に反映される主観性・客観性の事態把握に関して、認知言語学的考察を行うものである。本研究は、まず、認知文法の提唱者であるLangackerや他の研究者が用いている「主観性・客観性」「主観的(客観的)事態把握」に関わる用語を整理し、定義し直した。また、英語の同族目的語構文や日英語の移動表現と虚構(主体的)移動表現を取り上げ、これらの構文研究を通して、「主観的(客観的)事態把握」の観点から、これまで明らかになっていない、それぞれの特異性に関して分析を行った。そして、これらの考察から、言語の主観性・客観性を捉える視点構図のあるべき方向性を探った。今年度も、「主観性(主体化)/客観性(客体化)」に関連する先行研究の検証と、研究対象とする以下のいくつかの構文の先行研究の検証を行った。日英語の移動表現や視覚的虚構移動表現(視覚表現にみられる虚構移動)、並びに、今年度新たに研究対象とした付加疑問文などの言語データを、大型コーパス(British National Corpus, Corpus of Contemporary American Englishなど)や小説などから抽出し、適宜データの容認性に関してコンサルタントに確認した上で、認知言語学的側面からその分析を行った。構文に反映される事態把握を主観性・客観性の観点からより詳しく検証するため、今年度は、日本語と英語で出版されている小説に出てくる上記の表現をそれぞれ抽出し、得られたデータから日英比較を行い、認知文法の観点から分析を試みた。特に、日本語の視覚的虚構移動表現が英訳された際に、日本語表現と英語表現では大きく異なり、その特異性に関して主観性・客観性の観点から説明を試み、その成果をまとめている段階にある。また、話し言葉で用いられる表現においても主観性/客観性がどう反映されているかを検討する必要性が出てきたため、英語の付加疑問文を取りあげ、日本語の終助詞の用法と比較し、認知文法の観点から分析を進めている。今年度は、急ぎ、先行研究の洗い出しと大型コーパスからのデータ収集を行い、日本語についても、対応する言語データを、国立国語研究所が提供するコーパスやWeb検索、小説等を通して、適宜、採取した。その分析結果については、今年度は成果として示せなかったが、来年度発表する予定である。今年度は、「主観性(主体化)/客観性(客体化)」に関連する先行研究の検証と、研究対象とするいくつかの構文の先行研究の検証を行った。また、英語の構文(同族目的語構文や移動表現、視覚的移動表現)については、大型コーパス(Bank of EnglishやBritish National Corpusなど)からデータを抽出し、コンサルタントに確認した。また、特に今年度は、客観的な事態把握を反映する英語において、中でも特徴的な構文の1つである、同族目的語構文に関して、これまでの先行研究で示されてきた構文的特徴を、グラウンディングの観点から捉え直した。認知文法における「グラウンディング(grounding)」とは、ある事態の描写(命題内容)を、「グラウンド(ground)」と呼ばれる談話の参与者(話し手・聞き手)や発話状況に関係づけることであり、言語には、特定の談話文脈内の指示関係を設定する機能を持つ「グラウンディング要素」が多く含まれている。例えば、英語の場合、不定冠詞や定冠詞などのグラウンディング要素を用いた、名詞類に関わるグラウンディングを通して、談話内で話し手と聞き手が自分たちの注意を同じ指示対象に向けることが可能となる。これまでの構文研究は、単文レベルの表現を分析対象にすることが多く、同族目的語構文に関しても、単に、統語的特徴として、同族目的語は不定冠詞や定冠詞を伴うことが多いことが指摘されていたが、グラウンディングの観点からその現象をとらえ直すことで、定冠詞や不定冠詞の働きが同族目的語構文の解釈に密接に関係することが再認識できた。こうした研究成果(の一部)を「グラウンディングの観点から見た同族目的語構文」というタイトルで発表し、「同族目的語構文の解釈とグラウンディグ」というタイトルの論文にまとめた。今年度も引き続き、「主観性(主体化)/客観性(客体化)」に関連する先行研究の検証と、研究対象とする以下の構文の先行研究の検証を行った。また、英語の同族目的語構文、日英語の移動表現や視覚的虚構移動表現(視覚表現にみられる虚構移動)、並びに、昨年度から新たに取り入れた付加疑問文などの分析に必要な言語データを、大型コーパス(British National Corpus, Corpus of Contemporary American Englishなど)やWeb検索、小説などから抽出し、認知言語学的側面からその分析を試みた。特に今年度は、英語の同族目的語構文の研究において、これまであまり注目されなかった限定詞(冠詞や所有形容詞、指示形容詞)の働きについて、グラウンディングの観点から分析を試みた。(認知文法における「グラウンディング(grounding)」とは、ある事態の描写(命題内容)を、「グラウンド(ground)」と呼ばれる、談話の参与者(話し手・聞き手)や発話状況に関係づけることである。)同族目的語に表れる冠詞や所有形容詞、指示形容詞の働きについて、グラウンディングの観点から捉え直すことで、限定詞の使い分けが、同族目的語構文の解釈において重要な役割を果たしていることが再認識できた。この研究成果(の一部)については、「同族目的語構文における限定詞の働きについて」というタイトルの論文にまとめた。

また、構文に反映される事態把握を主観性・客観性の観点からより詳しく検証するため、今年度は、日本語(原文)と英語(翻訳)で出版されている複数の小説を選び、そこに出てくる表現をデータベース化し、得られたデータから、上記の研究対象とする表現ごとに日英比較を行い、認知文法の観点から分析を試みた。その分析結果については、今年度は成果として示せなかったが、現在、精査しまとめている段階である。本研究課題の最終年度であるH27年度は、これまで取り組んできた、日英語の様々な構文、特に、英語の同族目的語構文、日英語の移動表現や視覚的虚構移動表現(視覚表現にみられる虚構移動)、及び、英語の付加疑問文と日本語の終助詞の用法などについて、主観的・客観的事態把握、及び「グラウンディング」の観点からの認知言語学的分析を継続して行いつつ、その研究内容を総括し、今後の研究の方向性について検討した。また、構文に反映される事態把握を主観性・客観性の観点からより詳しく検証するため、前年度より、日本語(原文)と英語(翻訳)で出版されている複数の小説を選び、そこに出てくる表現をデータベース化し、得られたデータから、上記の研究対象とする表現ごとに日英比較を行っていたが、サポートデータが不足であると思われたため、大型コーパス(BNCやCOCAなど)や英訳されている日本語の小説、Web検索等から追加データを収集し、コンサルタントにそのデータの容認性や意味の違い等について意見を求め、確認した。興味深い例を見つけることができたが、追加分の分析の遅れから、今年度の成果をまとめ、発表するまでには至らなかった。これまで取り上げてきた英語表現は、日本語では対応する形が大きく異なったり、ごく僅かしかなかったりするため、一方の言語で適切な構文を欠く事例の対照研究を通して、事態把握の面で両言語の相違点を明らかにすることが可能となった。引き続き行う対照研究によって、言語の主観性・客観性を捉える一般的な視点構図のあるべき方向性を示し、視点構図に関わる言語の類型化に一定の貢献を果たすと思われる。本研究の成果の一部は、現在、論文という形でそのまとめの最終段階に入っており、学術誌へ投稿予定である。本研究では、英語と日本語の構文に反映される主観性・客観性の事態把握に関して、認知言語学的考察を行うものである。本研究は、まず、認知文法の提唱者であるLangackerや他の研究者が用いている「主観性・客観性」「主観的(客観的)事態把握」に関わる用語を整理し、定義し直した。また、英語の同族目的語構文や日英語の移動表現と虚構(主体的)移動表現を取り上げ、これらの構文研究を通して、「主観的(客観的)事態把握」の観点から、これまで明らかになっていない、それぞれの特異性に関して分析を行った。そして、これらの考察から、言語の主観性・客観性を捉える視点構図のあるべき方向性を探った。今年度は、昨年度に引き続き、日英語の視覚的虚構移動表現、並びに、昨年度から新たに取り入れた、英語の付加疑問文や日本語の終助詞に関して、主観的・客観的事態把握の観点から分析を試みることにしたが、該当データが不足であると思われたため、追加収集し、その追加分の分析の遅れから、今年度の成果をまとめ、発表するまでには至らなかった。来年度は最終年度なので、これまでの研究成果を論文または研究発表の形でまとめていく予定である。英語学
共に学びながらコミュニケーション力を高める実践研究

英語の授業において,生徒のコミュニケーション力をアップさせるためには,様々な言語活動の評価を生徒に適切にフィードバックすることが肝要であると考える。本研究では,その一つの方法として,ビデオやコンピュータを利用して生徒に再現された自分の姿を見させるという評価法を取り入れた。この方法を取れば,生徒はコミュニケーション活動の重要な要素である音声や表情がどうなっているのかを何度でも繰り返し見ることができる。その過程でメタ認知能力が向上し,結果,コミュニケーション力も向上することを期待した。具体的には,読むことにおいて,二つの教材をコンピュータで録音させた。また,話すことにおいては,紹介活動などの三つの題材をビデオ撮影した。録音したものや撮影したものは,ファイルとして校内サーバーにおき,生徒が自分の成長の度合いを形成的に評価できるようにした。さて,上記の工夫をする一方で,学び合いによってコミュニケーション力を高める授業の工夫もおこなった。スピーチの練習などにおいて,継続的にグループ学習形態による相互評価を実施し,その評価を参考にしながらスピーチをより良い方向に改善するように取り組ませた。また,「異学年交流」という発想の下,上級生から何かを学びとらせる方策もおこなった。具体的には,生徒が活動に入る前に,上級生が同じ材料や題材で活動したものを聞かせたり見せたりするという方法である。教科書会社などが作成するモデルとは異なり,下級生にとって身近な上級生の姿を見ることは,1年または2年先の自分の目標が具体的によく見えるという意味で強い刺激になったようである。アンケート調査では,ファイルでの評価法について,ほぼ100%の生徒がその有用性に気づいていた。また,「異学年交流」については,先輩の読みを聞きたい・ビデオを見たいと回答している生徒が,いずれも90パーセントを超えたという結果が出ている。
倍数性が異なる組織を利用したヒュウガナツ非還元配偶子の遺伝的構成の解明

前年度までにセントロメア付近に存在すると考えられるSNPマーカーCiC5327を同定し,2倍体から6倍体までの異なる倍数性における,SNPマーカーの対立遺伝子数比が反映された二次元平面プロットを作製した.今年度は,`西内小夏'×`西内小夏',ヒュウガナツ×`西内小夏'の受粉により得られた正常種子を使用して,胚と内種皮のSNPマーカーの対立遺伝子数を測定した.内種皮が6倍体を示し,胚(実生)が4倍体を示したものは,`西内小夏'×`西内小夏'で8個体,ヒュウガナツ×`西内小夏'で3個体あり,これらのうち内種皮と胚(実生)の両組織よりDNAを抽出することができた10個体について,CiC5327のSNP遺伝子型解析を行った.リアルタイムPCR装置を使用して得た各SNP対立遺伝子の蛍光強度データを,自作した標準サンプルをプロットした二次元平面上で解析したところ,全10個体について内種皮(6x)と胚(実生)(4x)のSNP遺伝子型を決定することができた.これらの遺伝子型のパターンから,非還元花粉と非還元卵のそれぞれの遺伝子型の推定を試みたところ,10個体中9個体について推定することができた.非還元花粉の遺伝子型の推定結果から8個体はヘテロ接合性であり,1個体がホモ接合性であることが明らかとなった.セントロメア付近のヘテロ接合性対立遺伝子が,非還元配偶子でヘテロ接合を維持するのは,減数分裂の第一分裂での復旧(FDR)が生じた場合であり,今回の結果は`西内小夏'の非還元花粉形成がFDRを通して行われることを支持する結果となった.一方で,非還元卵の遺伝子型についても同時に推定したところ,ヘテロ接合が4個体,ホモ接合が5個体であった.このことから非還元卵に関しては,非還元花粉とは異なり,遺伝的な制御を受けているのではなく,減数分裂の失敗がランダムに生じて形成されていることが示唆された.本研究はヒュウガナツの枝変わり品種`西内小夏'にみられる非還元花粉形成の過程・メカニズムに関する知見を得るために,個体内で倍数性が異なる組織におけるDNAマーカー(SNPマーカー)の遺伝様式をもとに推察しようとするものである.本研究ではそのための新たな解析方法を考案し,本年度はその確立に向けた`西内小夏',ハッサクにおけるSNPマーカーの探索および選抜を行い,`西内小夏'受粉果における種子成長の経時的観察を行った.SNPマーカーの遺伝様式を診るために,`西内小夏'においてヘテロ接合になっているSNPマーカーが必要である.また,減数分裂時に遺伝的組換えが生じないことが望ましい.以上のことから,まず公表されている同じカンキツ属植物であるクレメンティンの遺伝地図情報を基にセントロメアに近接すると考えられる20の遺伝子座を選択した.次に,Phytozomeデータベースによりその配列情報を取得してプライマーを設計し,`西内小夏'およびハッサクにおけるSNP遺伝子型情報をダイレクトシークエンスにより調査した.その結果,20遺伝子座のうち,16遺伝子座においてシークエンス情報が得られ,その中の5遺伝子座において計15箇所のヘテロ接合性SNPが確認された.次に,遺伝解析に使用するためのサンプルを獲得するために,`西内小夏'の自家受粉及びヒュウガナツ×`西内小夏'の受粉を各200花ずつ行い,経時的に果実を採取して,中に含まれる正常種子の胚の発育および胚乳(内種皮)の形成について調査し,あわせて胚の発芽性について調査した.その結果,10月以降に採取した種子について,胚の発芽が正常に行なわれる事を確認した.一方で内種皮組織についても調査開始時より確認できたものの試行的にDNA抽出を行ったが抽出できず,採取時期及び抽出方法についてはさらに検討が必要と思われた.研究計画に記載したマーカー選抜については行ったが,実生におけるジェノタイピングとキャリブレーションについては現在行っているところであり,その点からはやや遅れている.しかしながら,ジェノタイピングについては現在シークエンス解析を行っており,また,平成29年度以降の実験計画に記載している胚の分離と回収についても,試行的にフローサイトメトリー分析やDNA抽出の検討など既にその一部を行っていることから,全体の研究計画からみれば,おおむね順調に進行しているものと判断した.本研究はヒュウガナツの枝変わり品種`西内小夏'にみられる非還元花粉形成の過程・メカニズムに関する知見を得るために,個体内で倍数性が異なる組織におけるDNAマーカー(SNPマーカー)の遺伝様式をもとに推察しようとするものである.これまでの実験によって,'西内小夏'およびハッサクにおいて共にヘテロで同じ遺伝子型となっているSNPマーカーが5遺伝子座15か所において同定された.今年度は,ヒュウガナツとハッサクの実生集団を用いて,それらのマーカーの分離を調査した.その結果,5つの遺伝子座のうち3遺伝子座において,χ二乗検定において実生集団におけるホモ:ヘテロ:ホモの期待分離比1:2:1に合致すると判定され,その中で遺伝子座CiC5327に存在するSNPマーカーが最もよく適合した.以上の結果より,このマーカーを以降の遺伝解析に使用することとした.次に遺伝解析を行うためのモデルプロットの作成を試みた.ヒュウガナツとハッサクの実生においてCiC5327のSNPマーカーをホモに持つ個体を使用して,それらのDNAを様々な濃度比で混ぜ合わせることにより,異なる対立遺伝子数をシミュレートしたサンプルを作成した.

それをリアルタイムPCR装置によってSNP解析することによって,各対立遺伝子の数の比が二次元平面上に反映されたモデルプロットを作成することができた.一方で今年度は`西内小夏'×`西内小夏',ヒュウガナツ×`西内小夏'の組み合わせで受粉した果実を収穫し,果実から採取した正常種子の内種皮をフローサイトメータで解析したところ,分析した計18サンプル中12サンプルにおいて,6倍体の位置にピークが見られた.これらの個体について,内種皮と発芽実生からそれぞれDNAを抽出し,SNP解析によってそれぞれの遺伝子型を明らかにし,各遺伝子型から西内小夏非還元花粉形成への知見を獲得する予定である.研究計画に記載したマーカー選抜からジェノタイピングおよびキャリブレーション(モデルプロットの作成)までを本年度までに達成でき,順調に進んでいると判断している.また,交配により`西内小夏'非還元花粉と非還元卵が受粉されたと推測される種子を獲得していることから最終年度に向けての実験材料も確保できている.前年度までにセントロメア付近に存在すると考えられるSNPマーカーCiC5327を同定し,2倍体から6倍体までの異なる倍数性における,SNPマーカーの対立遺伝子数比が反映された二次元平面プロットを作製した.今年度は,`西内小夏'×`西内小夏',ヒュウガナツ×`西内小夏'の受粉により得られた正常種子を使用して,胚と内種皮のSNPマーカーの対立遺伝子数を測定した.内種皮が6倍体を示し,胚(実生)が4倍体を示したものは,`西内小夏'×`西内小夏'で8個体,ヒュウガナツ×`西内小夏'で3個体あり,これらのうち内種皮と胚(実生)の両組織よりDNAを抽出することができた10個体について,CiC5327のSNP遺伝子型解析を行った.リアルタイムPCR装置を使用して得た各SNP対立遺伝子の蛍光強度データを,自作した標準サンプルをプロットした二次元平面上で解析したところ,全10個体について内種皮(6x)と胚(実生)(4x)のSNP遺伝子型を決定することができた.これらの遺伝子型のパターンから,非還元花粉と非還元卵のそれぞれの遺伝子型の推定を試みたところ,10個体中9個体について推定することができた.非還元花粉の遺伝子型の推定結果から8個体はヘテロ接合性であり,1個体がホモ接合性であることが明らかとなった.セントロメア付近のヘテロ接合性対立遺伝子が,非還元配偶子でヘテロ接合を維持するのは,減数分裂の第一分裂での復旧(FDR)が生じた場合であり,今回の結果は`西内小夏'の非還元花粉形成がFDRを通して行われることを支持する結果となった.一方で,非還元卵の遺伝子型についても同時に推定したところ,ヘテロ接合が4個体,ホモ接合が5個体であった.
酸素同位体観測による南極沿岸海洋への氷床融解水流入の直接評価

南極氷床の流出が、地球の海水位上昇の加速に寄与し、南極底層水形成過程を通して海洋深層循環にも影響を及ぼすことが懸念されている。しかし、近年指摘される東南極氷床の流出・融解と海洋との関わりについては未だ十分な現場観測がなされず、また氷床を取り巻く南極海での融解水増加については直接評価がなされていない。融解水の特定に不可欠な特殊トレーサー観測も不足している。本研究では南極沿岸主要域を網羅する世界初の国際観測ネットワークを構築し、氷床融解水の定量化に最適な酸素安定同位体比(δ18O )を含む現場海洋観測を実施する。淡水起源の周極的な分布を捉え、同時に時間変化を求めることで、氷床融解水の沿岸海洋への影響の直接評価を目的とする。ドイツ・韓国といった諸外国との国際的な共同研究により、ウェッデル海やアムンゼン海における観測試料の取得に成功し、周極的にみて重要な海域の多くにおいて試料を取得することができた。国内他機関との連携も進み東南極沿岸での試料取得がすすんでいる。これにより、国際的なδ18O観測ネットワークの構築が実現しつつある。また諸外国によって過去に取得されたデータセットの整備も進めている。これらを比較することで、一部の海域では、2040年間でのδ18Oの時間変化に関する情報が得られつつある。また塩分の時系列データから、淡水量変化の解析を実施し、海氷生産も含めた淡水量増加の実態把握を進めている。これらにより氷床融解の加速が海水位上昇や深層循環変動に及ぼす影響の実態把握に貢献することを目指す。本研究の骨格は、南極沿岸主要域を網羅する国際観測ネットワークを構築し、現場海洋観測に基づく酸素安定同位体比δ18Oの評価を拡充することにある。昨年度は、国際共同観測研究により現場での海水試料を取得するとともに、過去に取得した海水試料の集積と分析を進めた。当初予定していた海鷹丸、白鳳丸、しらせでの観測に加え、水産庁開洋丸による陸棚上を含む広域観測により試料を採取することができ、合計4つの国内外協同観測により東南極沿岸域における良質な試料の取得に成功した。分析の面では、2018年にドイツとの共同観測により得られたウェッデル海の試料の分析を開始した。同時に、米・英の研究者と連絡をとり、ロス海、アムンゼン海、ウェッデル海といった海域で、当初予定していなかった過去の分析結果を取得することができた。これらにより、周極的にみて重要な海域の多くにおいて試料採取をさらに充実させることができ、日本が中心となる東南極沿岸での試料の整備に成功した。結果の比較により、一部の海域では2040年間の時間的なδ18Oの変化が得られると期待される。一方で、氷床融解水の拡がりとその時間的な変動に関する可能性を調べるために、底層からの淡水流出に加えて表層での変化についても調べ、過去の塩分・δ18Oデータをあわせて比較した。ウェッデル-エンダービー海盆の東端においては、より東側での変動シグナルにくらべると変化が小さいことを見出した。またケープダンレー沖で得られた一年間にわたる時系列採水試料の結果からは、塩分とδ18Oとは必ずしも海氷生産-融解にともなう一定の変動関係を示すとは限らない可能性が示唆された。また、数値実験による解釈を目指した基礎的な研究として、構築した基礎的な数値モデルにもとづき、試験用に設定した氷床沿岸海域での融解水流出パスについて調べ、モデルの妥当性に関する検討を行うなど順調に推移している。南極沿岸主要域を網羅する国際観測ネットワークの構築の一環として、これまでほとんど観測のなされていないサブリナ海岸トッテン氷河沖において、第61次日本南極地域観測行動にともない砕氷船しらせによる本格的な海洋観測を実施し、多量の海水試料を取得することをめざす。これにより、沿岸主要域でのデータセットの完成をめざす。前年度までにウェッデル海においてドイツ砕氷船Polarsternにより取得した試料、および西南極アムンゼン海において韓国砕氷船Araonにより取得した試料の分析をすすめ、過去の値との比較を実施する。開洋丸によるオーストラリア-南極海盆を網羅するグリッド観測により取得したサンプルについても輸送を完了し、場所を選定して分析をすすめる。これ以外にも、英国などの研究者と協同で、保持している試料の分析をすすめ、周極的なデータの完備を計る。これにより、氷床融解成分の長期的な変化に関する解析をすすめる。また、人工衛星観測により導出した海氷生産の時系列を、2017/18年にケープダンレーポリニヤ域において時系列採水器により取得した塩分・酸素同位体比と比較することにより、融解-凍結に伴う同位体分別の関係との整合性を調べ、海氷生産にくわえて陸氷融解の影響について調査する。海洋への淡水供給過程の数値実験による解釈を目指した基礎的な数値実験結果にもとづき、融解水トレーサーの海洋内部における挙動を調べる。

本研究では南極沿岸主要域を網羅する世界初の国際観測ネットワークを構築し、融解水の定量化に最適な酸素安定同位体比(δ18O )を含む現場海洋観測を実施する。淡水起源の周極的な分布を捉え、同時に時間変化を求めることで、氷床融解水の沿岸海洋への影響の直接評価を目的とする。ドイツ・韓国といった諸外国との国際的な共同研究により、ウェッデル海やアムンゼン海における観測試料の取得に成功し、周極的にみて重要な海域の多くにおいて試料を取得することができた。国内他機関との連携も進んでいる。これにより、国際的なδ18O観測ネットワークの構築が実現しつつある。また諸外国によって過去に取得されたデータセットの整備も進めている。これらの比較により一部の地域では、2040年間の時間的なδ18Oの変化の情報が得られつつある。また塩分の時系列データから、淡水量変化の解析を実施し、海氷生産も含めた淡水量増加の実態把握を進めている。これらにより氷床融解の加速が海水位上昇や深層循環変動に及ぼす影響の実態把握に貢献することを目指す。本研究の骨格は、南極沿岸主要域を網羅する国際観測ネットワークを構築し、現場海洋観測に基づく酸素安定同位体比δ18Oの評価を拡充することにある。昨年度は、国際共同研究により過去に取得した海水試料の集積と分析を進めた。2015年に、韓国との共同により得られたアムンゼン海の試料、ドイツとの共同により得られたウェッデル海の試料の分析を開始し、各海域での主要な測点におけるδ18Oの値を導出した。同時に、過去に他機関で実施された観測資料の整理、品質管理を実施した。これらの比較により一部の地域では、2040年間の時間的なδ18Oの変化が得られる。本研究の中心として、3つの国際的な観測計画に参画し、海水試料の取得を推進した。第59次日本南極地域観測に参画し、砕氷船しらせにより、東南極リュツオホルム湾域およびこれまであまり採水試料のないトッテン氷河前面において、海水試料の取得に成功した。また、ウェッデル海においてドイツPolarsternによる試料を取得した。西南極のアムンゼン海においても、韓国Araonにより試料を取得した。これらにより、周極的にみて重要な海域の多くにおいて試料採取することができた。一方で、氷床融解水の拡がりとその時間的な変動に関する可能性を調べるために、底層からの淡水流出パスについて、過去の塩分データの比較が可能な海域の精査を行った。ウェッデル-エンダービー海盆の東端において、淡水量変化の解析を実施した。この海域における底層水の変化の要因となりうる海氷生産量について、人工衛星から時系列データを作成し時間的な傾向を調べたところ生産量の減少がみられ、得られた塩分変化との整合性が分かった。また、数値実験による解釈を目指した基礎的な研究として、海洋に淡水の供給した際の融解水の挙動を調べるための基礎的な数値モデルの構築を行った。南極氷床の流出が、地球の海水位上昇の加速に寄与し、南極底層水形成過程を通して海洋深層循環にも影響を及ぼすことが懸念されている。しかし、近年指摘される東南極氷床の流出・融解と海洋との関わりについては未だ十分な現場観測がなされず、また氷床を取り巻く南極海での融解水増加については直接評価がなされていない。融解水の特定に不可欠な特殊トレーサー観測も不足している。
協調学習におけるマルチモーダルデータに基づく次世代型スキル評定システムの研究開発

本研究は,次世代に求められるスキルを評価するための基盤となるシステムを実現することを目的とし,次の3点の成果を挙げた.(1)マルチモーダルデータに基づく協調学習参加者の協調的態度および性格特性の評価モデルを確立した.(2)評価モデルを協調学習支援システムへと組み込むための,マルチモーダルデータ処理を可能とする協調学習システム開発基盤を開発した.(3)論理的思考力,批判的思考能力の評価を目掛けたメタ認知的思考プロセス分析システムを開発した.本研究課題では,多人数対話場面におけるマルチモーダルデータを分析し,次世代型スキルを評定するためのシステムを開発することを目的としている.本年度は,これまでに成蹊大学の中野有紀子教授と共同研究で収集してきた協調学習及びグループディスカッションにおけるマルチモーダル会話コーパスデータを用いて,以下の3つの取り組みに関する成果を挙げた.(1)協調学習における協調的態度の分析:協調学習会話コーパスデータの発話情報と視線対象情報,そして各参加者の学習課題に関する知識の有無に基づき,ロジスティック回帰分析を用いて参加者の協調的態度を推定するためのモデルを提案した.本成果は国際会議で報告をしている.(2)グループディスカッションにおける参加者の性格特性の分析:個人特性を測る指標として,グループディスカッション会話コーパスにおける各参加者の性格特性データと,ディスカッション時の発話音声の韻律特徴および加速度センサ情報に基づき,Big-five性格特性のうち「外向性」,「協調性」,「勤勉性」の特徴を推定するための回帰モデルを提案した.本研究成果は情報処理学会論文誌への再録が決まっている.(3)韻律特徴に基づく発話タグの推定:発話におけるピッチや話速,抑揚といった韻律特徴に着目し,協調学習における参加者の発話タグを機械学習により自動推定するモデルを提案した.ここでは,発話タグとして「平叙文」,「疑問文」,「同意」,「相槌」,「笑い」の5つのタグを韻律特徴のみから4割強の精度で推定するモデルを実現した.次世代型スキルを評定するためのシステムを開発に向けて,本年度はシステム構築を中心とした以下の2つの取り組みに関する成果を挙げた.(1)マルチモーダル情報を扱うための協調学習プラットフォームの構築:協調学習時にやり取りされる視線や音声,筆記動作といった言語・非言語情報を扱うために,リモート環境で動作する協調学習プラットフォームを構築した.本システムは,マイクやアイトラッカ,デジタルペンといった各種センサ外部機器を追加可能な形で構成され,並列に流れてくるデータをリアルタイムに処理できる構成となっている.学習形態に合わせた学習ツールも容易に追加・利用できる構成となっており,様々な学習状況に適用可能なマルチモーダル情報を計測するための対話環境を整備した.(2)自己内対話プロセス計測システムの開発:問題解決に向けた知識創造的な議論を実現するためには,あらかじめ個々人でその議論内容について自己内対話を行うことが重要である.ここで求められる論理的思考能力や批判的思考能力を次世代スキルの一つとして捉え,協調学習に対する参加者の事前学習への取組みとして,葛藤構造を論理立てて表明するタスクにおける学習者・添削者の思考モニタリング・コントロール過程を視線情報に基づき分析するためのシステムを構築した.本システムを用いて収集した医療従事者の成果物に対する添削者のデータを分析した結果,添削者の思考吟味プロセスに解釈を与えられる可能性が示唆された.次年度に実施する予定であったマルチモーダルデータ観測環境として,リモート環境で動作する協調学習対話プラットフォーム開発に取り組み,プロトタイプ・システムが動作する段階まで進捗している.また,当初の研究実施計画を拡張し,昨年度実施した協調学習時の参加者特性の分析に加えて,対話内容に対する参加者の事前学習への取組みから論理的思考能力や批判的思考能力の分析・モデリングに向けた思考表明過程の分析システムを構築しているため,おおむね順調に進展していると評価した.最終年度は,昨年度に引き続き次世代型スキル評定に向けた言語・非言語情報を扱う協調学習プラットフォーム開発および,論理的思考力,批判的思考能力の測定を目掛けたメタ思考分析システム開発を実施した.(1)CSCLシステム開発プラットフォーム:構築を進めているマルチモーダルインタラクション情報を処理可能な協調学習支援のための対話基盤を拡張した.本年度は並列メッセージング処理の洗練,計測データを蓄積するためのデータベースを整備し,CSCLで実利用可能な基本学習ツールおよび,マルチモーダル解釈を伴う学習ツールを開発した.実験的な環境ではあるが,遠隔ー同期的な環境におけるプレゼンテーションツールを用いた多人数マルチモーダルデータを正しく計測できることを確認している.本プラットフォームに関する成果は,国内・国際会議で発表を行っており,学術論文として投稿している段階にある.(2)メタ思考解釈システムの開発:視線情報に基づくメタ思考解釈アプリケーション開発のためのフレームワークを提唱し,昨年度に構築した思考モニタリング・コントロール過程の視線情報を捉えるツールに基づく計測情報を,メタ思考へと解釈を持ち上げて分析するための思考解釈システムを実装した.提案するフレームワークに準ずるアプリケーション開発を行うことにより,分析結果の知見を研究者間で共有・比較でき,対象とする思考(メタ思考)を如何に捉えようとしているか合意を得ることができると考えている.本年度は添削者の思考外化データを計20回分計測している段階であり,思考スキルを評定するための具体的な手法については今後の研究課題である.本研究は,次世代に求められるスキルを評価するための基盤となるシステムを実現することを目的とし,次の3点の成果を挙げた.(1)マルチモーダルデータに基づく協調学習参加者の協調的態度および性格特性の評価モデルを確立した.

(2)評価モデルを協調学習支援システムへと組み込むための,マルチモーダルデータ処理を可能とする協調学習システム開発基盤を開発した.(3)論理的思考力,批判的思考能力の評価を目掛けたメタ認知的思考プロセス分析システムを開発した.初年度の研究計画ではマルチモーダル会話コーパスデータを構築する予定であったが,研究代表者の所属機関変更に伴い,データ収集環境を整備することができないという問題が生じた.この点については,これまでに構築してきたマルチモーダル会話コーパスを分析対象とすることで解決を図っている.本年度は,次年度に実施する予定であった参加者特性の分析として協調的態度と性格特性を非言語情報からモデリングし,研究成果を挙げている.また,推定精度に課題が残るものの,言語情報としての利用を考えている発話タグの自動推定を検討しており,この面では当初の計画より進んでいるため,概ね順調に進展していると自己評価した.今後の推進方策として,構築を進めているマルチモーダルデータ観測環境における協調学習を実施し,初年度にモデル化した参加者特性を推定できるかを明らかにしていく予定である.また,自己内対話計測システムを用いたデータ収集実験を行い,思考能力を測るための推定モデルを構築することを計画している.教育システム情報学今後の方策として,実際の多人数対話場面に加えて学習・対話内容の事前理解プロセスも分析対象とし,引き続きマルチモーダルデータの分析を進めるとともに,最終年度に向けた対話モニタリング環境を整備していく予定である.情報処理学会論文誌に研究成果の採録が決まり,その掲載費に割り当てるため.論文誌の掲載費に計上する.
福島第一原発事故後のアカネズミの継世代影響評価と評価系の開発

本年度も継続して、福島県内の空間線量の異なる複数の地点と対照地域(青森県、新潟県、長野県)において、アカネズミの捕獲を行い、各種臓器のサンプリングを行った。さらに、アカネズミにおける生殖工学技術の検討、生殖細胞形成能の解析を行った。季節繁殖性の特徴を有するアカネズミにおいて、特に過排卵誘起処理法から体外受精(IVF)技術は未だ確立されていない。そのため、アカネズミから効率的に卵細胞を採取するために過排卵誘起処理法、IVF後の2細胞期胚への発生、および胚体外培養用(IVC)培地の検討した。その結果、繁殖期における過排卵誘起剤の投与条件を決定し、効率的に卵を得ることが確認できた。また、採卵した卵子にIVFを施した結果、繁殖期および非繁殖期に採卵した卵子は、新鮮精子および凍結精子を用いたIVFにおいても2-4細胞期胚まで発生することが示された。しかしながら、初期発生の進行にはさらなるIVC培地の検討が必要である。アカネズミの生殖機能解明のために、精巣から作製した精巣切片に対してHE染色および免疫蛍光染色を実施した。HE染色の結果、東日本、西日本、ハイブリッド集団の個体、いずれにおいても精原細胞、精母細胞、円形精子細胞、精子が認められたことから、ハイブリッド集団は精子形成能があることが判明した。また、減数分裂時に発現するSCP3、REC8の分布を確認したところ、3集団において、一次精母細胞にSCP3、一次精母細胞から二次精母細胞にかけてREC8の局在が確認された。このことから、ハイブリッド集団でも正常に減数分裂が生じていることが判明した。3種類の染色体数の異なるアカネズミ集団および放射性物質汚染地域のアカネズミ集団の試料を効率的に採取、保存できている。また、アカネズミの生殖細胞形成能の検証においては、実験動物で行われている研究手法および結果が対応することが明らかにすることができた。引き続き染色体数の異なるアカネズミの捕獲、標本作製および生殖細胞の保存を行う。今後は、放射性物質汚染地域に生息するアカネズミの凍結精子を用いた受精能の評価を実施する計画である。アカネズミの過排卵誘起、体外成熟、体外受精、受精卵移植技術の確立を目指す。本研究では、放射性物質汚染地域のアカネズミの包括的な放射線影響評価を実施するために体細胞および生殖細胞の遺伝的変異の解析を行い、被ばく線量との関係を明らかにすることによりアカネズミの被ばく状況を把握することを目的としている。そのため、同個体の体細胞と生殖細胞の両方の標本を作成することで、アカネズミの遺伝的変異および継世代影響解析が可能となると考えている。2017年度も継続して福島県内の空間線量の異なる複数の地点と対照地域(青森県、新潟県、長野県)において、アカネズミの捕獲を行い、各種臓器のサンプリングを行った。今年度は、従来の解析のための体細胞の染色体標本に加えて、福島県および長野県では生殖細胞の染色体標本を作成した。また、生殖細胞の染色体観察には、細胞分裂のステージや標本作成時の条件により染色体の形態の識別が困難であるため、ラボマウスの精巣から染色体標本を作成し、減数分裂におけるステージ分類を行った。今後はラボマウスの分類を基準にして、アカネズミの減数分裂時の染色体解析を行う予定である。アカネズミは、周年を通して生殖機能や生理機能を変えることで、それぞれの季節の変化に対応しながら繁殖する季節繁殖性動物である。そのため、ラボマウスとは異なり、精巣・卵巣機能は、特有の生殖細胞の形成と衰退の調節機構を示す。そのため、アカネズミの精巣・卵巣の組織学的・形態学的変化の動態を把握するために組織標本の解析を行った。その結果、雄アカネズミの精子形成周期を明らかにした。また、雌アカネズミにおいては、卵胞の形態から非繁殖期および繁殖期の区別を明らかにし、さらに繁殖期の各期を細別した。野生動物の環境影響評価を実施するためには、動物の捕獲、試料の鮮度、解析方法等に関する知見が蓄積されていないために、実験動物で行われている研究手法および結果が対応するかどうか検討が必要である。本年度においては、野生動物における継世代影響解析の指標となるマウスの減数分裂ステージの分類、アカネズミの精子形成周期、卵胞における繁殖期の区別および各機の分類を実施することができた。

HE染色の結果、東日本、西日本、ハイブリッド集団の個体、いずれにおいても精原細胞、精母細胞、円形精子細胞、精子が認められたことから、ハイブリッド集団は精子形成能があることが判明した。また、減数分裂時に発現するSCP3、REC8の分布を確認したところ、3集団において、一次精母細胞にSCP3、一次精母細胞から二次精母細胞にかけてREC8の局在が確認された。このことから、ハイブリッド集団でも正常に減数分裂が生じていることが判明した。3種類の染色体数の異なるアカネズミ集団および放射性物質汚染地域のアカネズミ集団の試料を効率的に採取、保存できている。また、アカネズミの生殖細胞形成能の検証においては、実験動物で行われている研究手法および結果が対応することが明らかにすることができた。引き続き小哺乳類の捕獲、標本作製および精子の保存を行う。マウスの減数分裂ステージの分類を基にアカネズミの減数分裂ステージの分類を行い、放射線汚染地域、染色体異常モデルとして長野県および対照地域のアカネズミの減数分裂のステージの比較を実施する。生殖器官について病理解析、減数分裂の正常性およびアポトーシスを解析を行う。アカネズミの過排卵誘起、体外成熟、体外受精、受精卵移植技術の確立を目指す。引き続き染色体数の異なるアカネズミの捕獲、標本作製および生殖細胞の保存を行う。今後は、放射性物質汚染地域に生息するアカネズミの凍結精子を用いた受精能の評価を実施する計画である。メーカーのキャンペーン等で試薬を安く購入できたため、次年度使用額が生じた。研究進捗としては、おおむね順調に進んでいるので、引き続き今年度と同様の研究計画で予算を執行する予定である。実験で使用する一般試薬と消耗品を最低限で抑制したため。
脳ミクログリアの新しい機能の発見とin vivoでの機能解析

脳ミクログリアは虚血や炎症時に活性化され、傷害を受けた細胞を貪食するとともに種々のサイトカインを分泌する。それらのサイトカインのうち、腫瘍壊死因子(TNF-α)は脳実質への炎症細胞の浸潤を引き起こし、またオリゴデンドロサイトにアポトーシスを誘導することから、神経変性疾患の病因に深く関わると考えられているが、最近、神経保護作用を併せ持つことも注目されている。一方、ATPはエネルギー源として細胞質に豊富に存在し、脳虚血や炎症により細胞が傷害を受けた際に大量に漏出する。細胞外に放出されたATPは近傍のミクログリアを活性化し、その機能を制御すると推測されるが、その詳細は明らかではない。本研究ではミクログリアからのTNF-α産生・遊離における細胞外ATPの役割について検討し、ATPがミクログリアから著明なTNF-α遊離を引き起こすことを見出した。ミクログリアにはATP受容体のうち少なくともG蛋白共役型P2Y_2とイオンチャネル型P2X_7が発現している。TNF-α遊離は1mM以上の高濃度のATPにより引き起こされ、P2X_7刺激薬BzATPにも強い活性が認められた。また、これらの反応はP2X_7遮断薬ブリリアントブルーG(BBG)によって抑制されたことから、P2X_7受容体の関与が示唆された。さらに、関与する細胞内シグナルにおいて、Ca^<2+>およびERKおよびp38が重要な役割を果たすことが明らかとなった。ATPおよびBzATP刺激によりTNF-αのmRNA発現が誘導されるが、ERK阻害薬(U-0126)はmRNA発現を強く抑制する一方、p38阻害薬(SB203580)は影響を及ぼさなかった。従って、ERKは遺伝子転写、p38は転写後の調節に関与すると考えられた。また、BBGはERKではなくp38の活性化のみ抑制したことから、P2X_7受容体はp38活性化を特異的に制御することが示唆された。脳に存在するマクロファージ様免疫細胞であるミクログリアは、脳虚血や炎症時に活性化され種々のサイトカインを放出する。これらのサイトカインのうち、腫瘍壊死因子(TNF-α)は強力な起炎性をもち、神経変性疾患の病因に関与する可能性が示唆されている。しかし、病態時にミクログリアからのTNF-α遊離がいかに制御されるのかは十分解明されていない。最近、ミクログリアにおいてATP受容体の発現が明らかにされた。ATPはエネルギー源として細胞質に豊富に含まれ、細胞傷害時には大量に漏出する一方、神経や免疫細胞からも放出されることから、ミクログリアに対してメディエーターとして働く可能性が考えられる。そこで、ミクログリアからのTNF-α遊離の制御における細胞外ATPの役割を検討した結果、細胞外ATPはミクログリアから著しいTNF-α遊離を引き起こすことが明らかとなった。この効果はTNF-αmRNA転写の促進によるものであった。ミクログリアにはATP受容体のうちG蛋白共役型のP2Yとイオンチャネル型のP2X_7の発現が知られているが、P2X_7アゴニストであるbenzoylbenzoyl-ATP(BzATP)が同様の効果を示したことから、ATPによるTNF-α遊離はおもにP2X_7を介して引き起こされる可能性が示された。