hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
理科学習における核となる知識の理解深化を目指したLPs活用型教授法の構想と実践

本研究では、学校教育において扱う科学概念の構造化をラーニング・プログレッションズ(Learning Progressions;LPs)の視点から行った。LPsは,学問の中心となる理論や概念に関する学習者の発達的な理解特性を,学齢軸と学習内容のクロス表で示したものである。本研究では、特に、エネルギー概念に関して、ミスコンセプション研究や素朴理論研究から明らかとなった生徒の科学的理解の発達過程をLPsとして示した。また,そこでは,核となる概念や横断的概念を明らかにした。さらに、各学年の生徒のレリバンスに対応する学習課題や発問のための基礎研究を行った。近年,諸外国においては,学校教育において扱うべき科学概念や科学理論の構造化が図られている。こうした潮流のもと,アメリカでは,ラーニング・プログレッションズ(Learning Progressions;LPs)に関する研究が盛んに行われている。LPsを端的に言えば,「学問の中心となる理論や概念に関する学習者の発達的な理解特性を,学齢軸と学習内容のクロス表で示したもの」である。この表には,これまでのミスコンセプション研究や素朴理論研究から明らかとなった,幼稚園から高校3年生までの長いスパンの中での幼児・児童・生徒の科学的理解の発達過程が示されている。2012年には,LPsの研究知見を基に,K-12科学教育フレームワーク(A Framework for K-12 Science Education)がアメリカで出版された。本年度には,アメリカのK-12科学教育フレームワークやシンガポールの小学校・中学校の教科書分析を踏まえ,核となる概念や横断的概念を明らかにした。これらの知見をもとに、諸外国の研究動向を踏まえたわが国用のLPs試案を作成した。この作業のために、現職の理科教員を対象としたインタビュー調査、レリバンスの構成要素の明確化と各学年段階の児童・生徒が重視するレリバンスの観点にかかわる調査を行った。さらに、各学年段階の児童・生徒が重視するレリバンスの観点に対応する学習課題や発問のための基礎研究を行った。近年、諸外国においては、科学概念や科学理論の構造化の作業が精力的に行われている。このような研究の流れの中で、アメリカでは、ラーニング・プログレションズ(LPs)に関係する研究が盛んになっている。LPsは、学問の中心となる概念や理論に関する学習者の発達的な特性を、学齢軸と学習内容のクロス表で示したもの」である。この表には、1980年代から行われてきたミスコンセプション研究の成果である、幼稚園から高校3年生までの幼児・児童・生徒達の科学的理解の発達過程が示されている。LPsの研究知見をもとに、K-12科学教育フレームワーク(A Framework for K-12 Science Education)がアメリカで出版された。本年度は、アメリカの「K-12科学教育フレームワーク」の分析に基づき、LPsを踏まえた多次元的評価について吟味した。Lpsを指標として作成した多肢選択式の評価では、1)児童生徒の理解度を多元的に評価することが可能となる、2)調査問題を定式化し日頃の評価に生かしやすくする、2点を明らかにした。たとえば、1)に関しては、Furtal et al.(2014)の評価方略から、「自然選択説」の概念が5つの事実(fact)と3つの推論(inference)へ細分化されていること、Alonzo et al.(2009)の評価方略では、「力と運動」の概念がForce、No Force、Motion、No motionという4つの状態へ細分化できることを指摘した。さらに、2)に関しては、「自然選択説」と「力の概念」の具体的な評価問題を取り上げ、選択肢がそれぞれのLpsに対応しており、概念の理解度を点数化しやすい点を明らかにし、この点数化により、日頃行われている評価を変えていく方向性を示した。研究協力者から、我が国の理科授業の実態に関するデータを収集し、以下の点が明らかになった。1)理科の学習内容の系統性の不備が依然として存在している。2)教員が小中高の系統性に配慮した授業を十分に行うことができていない。3)児童生徒が学習内容の系統性を認識することができていない。一方、理科教育で扱う科学概念に関する児童・生徒の理解の進展(深まり)に関する文献は年々増え続けており、これらの分析を継続している行っているが、来年度も継続する必要がある。「科学の学習を継続しようとする動機や意欲をいかに喚起し,子ども達の科学的理解を学校教育の中でどのように深化させるか」は,理科教育における不易の課題である。本研究は,学習すべき内容である科学理論や科学概念の系統性を重視するラーニング・プログレッションズ(Learning Progressions:以下、LPs)の知見をもとに,この不易の課題に対する一つの解決策を学会等を通して提案した。さらに,この解決策を構築する一助として,学習者の動機や意欲の覚醒の立場からレリバンス(Relevance)の観点を取り入れる工夫も試みた。レリバンスは,興味・関心などという狭い範囲に止まらず,多岐に渡る教材と学習者の関係性を明確にするための観点であることを明らかにした。方法論的には、Web上で教育現場の実践家と意見交換を行い,情報共有を重視した。本研究では,諸外国の研究動向を踏まえたわが国独自の運動概念に関するLPs(試案)を作成した。作成したLPsの吟味は,実践家である教員と研究者が合同で開催する研究会や会議等で行った。

また、LPs活用型教授法で重視される学習課題や発問の開発と並行し、教授時に核となる知識を明確にすることも試みた。本年度は、特に、児童・生徒の科学的理解の深化を目指したLPs活用型教授法の実践を行い、さらに、実践から得られたデータをもとにLPsの改良や新たな教授法の開発を行った。本研究では、学校教育において扱う科学概念の構造化をラーニング・プログレッションズ(Learning Progressions;LPs)の視点から行った。LPsは,学問の中心となる理論や概念に関する学習者の発達的な理解特性を,学齢軸と学習内容のクロス表で示したものである。本研究では、特に、エネルギー概念に関して、ミスコンセプション研究や素朴理論研究から明らかとなった生徒の科学的理解の発達過程をLPsとして示した。また,そこでは,核となる概念や横断的概念を明らかにした。さらに、各学年の生徒のレリバンスに対応する学習課題や発問のための基礎研究を行った。研究協力者からの基礎的なデータの収集は、おおむね終了した。しかし、基礎的な文献が増えており、これらの吟味は、来年度も継続して行う必要がある。・作成した物理分野と化学分野のLPsの内容および質の吟味を、研究協力者と研究者が検討する。・LPs活用型教授法(試案)で用いる、学習課題や発問を継続して行う。・最終年の平成28年度は、LPsに基づく生徒の科学的理解の深化を目指した教授法を実践する。・実践データを分析し、教授法の改良を試みる。理科教育学・作成したLPsの内容および質の吟味を,教員と研究者が合同で開催する研究会で行う。・さらに、LPs活用型教授法(試案)で用いる,学習課題や発問の開発を行う。・平成27平成28年度にかけては,「核となる知識」の知見をもとに,科学的理解の深化,及び概念統合を目指した教授法(試案)の開発・実践を行う。・実践から得られたデータを分析し,教授法(本案)の改良や新たな教授法の開発に生かす。本年度、購入を予定していた研究資料の出版が遅れてしまったために、購入ができず、次年度使用額が生じた。研究資料の出版を待ち、その購入に充てる予定である。
イェロープロテインの構造、物性および機能

イェロープロティン(PYP)の光反応に伴う構造変化及びPYPの標的分子を検索し、以下の結果を得た。1.結晶中での光反応の顕微分光による測定の結果、結晶中では、光反応が起きないか、または反応速度が極めて速くなっていること、すなわち、結晶中での光反応は、結晶格子による力場の影響を敏感に受けることが示された。2.M中間体形成に伴う構造変化は、N末領域のαヘリックスの消失、C末領域でのαヘリックスの緩み及びβコアの構造変化であることを、N末欠損体に対する光照射下のCDにより明らかにした。3.これらの構造変化に伴い、C末端側β構造を含むドメインの膨潤が起きるとともに、N末領域がC末端側ドメインから離れることをN末欠損体に対する光照射下のX線溶液散乱により明らかにした。4.M中間体における構造変化にはN端のドメインとCドメインのβ構造間の静電相互作用が関わっていること及びこの静電相互作用はN末7番目から15番目の残基によって担われていることを明らかにした。5.M中間体に特異的にクエン酸イオンが結合することを示した。クエン酸結合サイトの一つはR52であることを同定し、標的分子の結合形態を推測した。6.R52Qの結晶構造解析により、L中間体形成の際に重要な働きをする水分子を同定した。また、この水分子の動きにより、発色団のpKaが制御されていることを示した。7.Ectothiohalophira halophilaの菌体破砕分画から、M中間体の崩壊速度を遅くする成分のあることが発見された。この成分は、タンパク質であることが明らかになった。現在、ゲルろ過による精製を行なっている。8.単純化した配列を持つ人工PYPを設計し、構造形成を調べた。全長にわたる単純化は不可能であったが、部分的な単純化に成功し、構造形成、機能発現に必要な部位の同定がなされた。イェロープロテイン(以下PYP)をキモトリプシン処理した断片を3種類精製した。質量分析及びアミノ酸分析により、これらはN末から6残基、15残基、23残基を欠損したものであることを確認した。これら3種類の欠損PYP(T6,T15,T23)、ミリ秒領域での閃光分解実験を行ったところ、M中間体崩壊の時定数は、それぞれ18秒、300秒、600秒となり、未消化のPYPの時定数、0.13秒に比べて、著しい長寿命化が認められた。しかし、暗状態、M中間体とも吸収スペクトルには未消化のものと大きな変化はなかった。M中間体の基本構造は、24番目以降のコア部分が形成するが、N末の領域は、その生成及び崩壊を制御すると考えられる。時定数への効果から、Met1からPhe6の領域が速やかな崩壊に重要であると考えられる。M中間体の崩壊過程に対する塩効果を調べたところ、未消化のPYPとT6では、塩濃度の増加とともに崩壊が遅くなるが、600mMを越えると逆に速くなるという二相性の依存性が見られたが、T15とT23では、100mM程度までは影響がなく、それ以上では速くなった。この結果は、未消化のPYPとT6では、静電相互作用と疎水的相互作用が働いているが、T15とT23とには疎水的相互作用のみが働いていることを示唆する。そして、静電相互作用に重要な領域が、Gly7からLeu15の領域に存在することを示している。

水溶液資料を用いたFTIR測定により、N末部とコア部分のβ構造との間に相互作用のあることが示され、疎水相互作用の主体がこの相互作用であろうと考えられた。Trp119のグリシン置換体やPhe121のアラニン置換体では、M中間体崩壊の速度が遅くなり、また、暗状態、M中間体とも安定性が低下している。この結果は、疎水相互作用が弱まったことによると解釈される。これらの残基は、C末のβ構造に存在している。したがって、M中間体の生成・崩壊を制御するために本質的な相互作用の一つは、Ala16-Gly23の領域とC末のβ構造との間の疎水相互作用であると結論できる。PYPの活性中間体であるM中間体の寿命に顕著なアニオン依存性があることを発見した。無機アニオンや酢酸イオンでは、長寿命化はイオン強度のみによるが、クエン酸など多価の有機酸イオンでは、イオン強度の効果のほかに、イオン種特異的な効果があることを明らかにした。多価有機酸イオンの存在下での溶液構造を解析することで、これらのイオンがM中間体に特異的に結合することを示した。PYPの標的蛋白質は同定されていないが、この特異的有機酸の結合は、標的認識のモデルとなると考えられる。R52Q部位特異変異体を用いて、同様の測定を行ったところ、R52Qについては、イオン強度によるM中間体長寿命化だけが観測され、多価有機酸イオンの結合は観測されなかった。この事実は、R52が標的結合部位を構成していることを示している。R52の役割を調べるために、R52Q変異体の結晶構造解析を行なった。野生型の結晶構造と比較により、R52近傍の水分子の位置だけが異なっていることが明らかになった。また。野生型とR52QのFTIRにより、L中間体形成に伴う水分子の変化を観測された。L中間体で発色団がプロトン化することがわかっているため、この水が発色団のpKa制御に働いていることが示唆された。また、結晶構造に基づき、PYPにおけるクエン酸の結合様式を推定した。M中間体形成に伴う構造変化を明らかにするために、N末端を切断したPYP(T6、T15、T23)について、暗状態とM中間体についてX線溶液散乱実験を行なった。その結果、M中間体形成に伴いPYPの慣性半径が増加すること、増加の程度は、T6と未切断PYPはほぼ等しいが、T15及びT16では1A以上小さくなることが判明した。この結果から、M中間体での構造変化について、C末端側β構造を含むドメインの膨潤が起きるとともに、N末領域がC末端側ドメインから離れることが明らかになった。イェロープロテイン(PYP)の光反応に伴う構造変化及びPYPの標的分子を検索し、以下の結果を得た。1.結晶構造解析による光反応中間体の構造が、溶液中での様々な結果をかならずしも適切に説明しないことが知られている。そこで、結晶中での光反応を顕微分光により測定した。光反応する成分は、結晶性が高まるほど減少した。また、M中間体の崩壊速度は、結晶性が高まるほど速くなった。結晶中では、光反応が起きないか、または反応速度が極めて速くなっていることが推測される。結晶中での光反応は、結晶格子による力場の影響を敏感に受けることが示された。2.中間体形成に伴う構造変化を、トリプシン処理によりN端6,15,23残基を切断したPYP(T6,T15,T23)について、CD及びFTIRにより調べた。光照射により222nmを中心とするCDシグナルは減少した。これらの減少分は、N端のヘリックスから予測される値よりも大きかった。
漢方教育におけるシミュレーションプログラムの開発と教育効果の検証

研究目的:本研究では、漢方教育の新しい手法として、漢方医学の理解を促し実臨床に役立つ漢方臨床推論用シミュレーションカードを開発し、その妥当性を検証した上で実際に使用し、その教育効果を検討することを目的とする。研究計画:平成30年度は平成29年度の研究成果に基づいて、作成した「証」のシミュレーションカードによる漢方的臨床推論と適応となる漢方薬のリストを照らし合わせて、症例の診断から治療までをPBL形式で医学生50名を対象に行い、その教育効果を明らかにする。研究実績:平成30年度は平成29年度の研究成果に基づいて、作成した「証」のシミュレーションカードによる漢方的臨床推論と適応となる漢方薬のリストを使用してトライアルの講義を医学部生に行った。現在データの解析中である。また追加のトライアルとして漢方的秋の養生法を学ぶシミュレーション教材を作成し、院内外の医師、医学部生にシミュレータ教材を用いた教育を行った。研究全体の準備は完了しトライアルの講義を行い現在データ解析中である。また追加のトライアルまで行った。本年度のトライアル講義で得たデータの解析をさらに進める。そのデータから健常成人ボランティアを募集し漢方専門医による診察を行い、シミュレーションカードによる漢方的臨床推論と適応となる漢方薬のリストを照らし合わせて、症例の診断から治療までをPBL形式で教育を行いその教育効果を明らかにする予定である。研究の目的:本研究では、漢方教育の新しい手法として、漢方医学の理解を促し実臨床に役立つ漢方臨床推論用シミュレーションカードを開発し、その妥当性を検証した上で実際に使用し、その教育効果を検討することを目的とする。研究計画:平成28年度は、1中国および日本において医学部で用いられる全ての中医学、漢方医学の教科書から「証」に関する症状、身体所見を抜粋しリスト化する。2健常成人ボランティア50名を対象に漢方専門医が漢方医学的診察を行い、「証」を決定する。31と2の結果に対して、統計解析として二項ロジスティック回帰分析を行い症状、身体所見のオッズ比に基づく点数化を行う。また、内的妥当性をクロンバックのα係数で検証する。その後、Receive operating characteristic分析を行い、各「証」に関連する項目の感度、特異度、カットオフ値を算出する。これにより症状、所見に対する点数化(重み付け)が行われる。その後、各「証」に対する症状、身体所見の点数を用いて、実際の患者症例についての点数化を行い、再度漢方専門医による診察のもと、統計学的にスピアマンの相関係数を算出し、客観性を明らかにする。以上を行う予定であった。研究実績:1については中国語の教科書、日本東洋医学会が出版する専門医のための漢方医学テキスト、日本の鍼灸学校の教科書を購入し、これら計6冊から気血水に関する病態毎の症状・身体所見を抜粋しリスト化した。2についてはトライアルとして、医学生61名に対して漢方専門医が漢方医学的診察を行い、「証」を決定しデータを集めた。3については得られたデータの解析の準備を行った。研究全体の準備は完了し、トライアルまで行っている。研究計画:平成29年度は平成28年度の研究成果に基づいて、症状と身体所見から診断される症例ごとの「証」のシミュレーションカードを作成し、探索的に20名程度の医学生を対象にカードを用いたシミュレーション教育を行い、漢方的臨床推論が可能かどうかを明らかにする。評価は想定した「証」を回答とし、漢方的概念に基づき判断した臨床推論の回答と一致するかを検討する。また、「証」に対応する漢方的治療を行うために適応となる漢方薬のリストを作成する。研究実績:平成29年度は平成28年度の研究成果に基づいて、症状と身体所見から診断される症例ごとの「証」のシミュレーションカードを作成した。「証」に対応する漢方的治療を行うために適応となる漢方薬のリストを作成した。また、追加のトライアルとしてweb上で漢方的診断と治療を学ぶためにイーラーニングの問題集の作成、漢方的季節の養生法を学ぶシミュレーションカードの作成、院内外の医師及び医学部生を対象にシミュレーションカードを用いた教育を行った。更にcommon diseaseの一つ「下痢」に対する漢方的診断と治療を学ぶためのシミュレーションカードを作成し教育を行い平成29年名古屋で開催された第68回日本東洋医学会においてその成果を一部発表した。研究全体の準備は完了し、追加のトライアルまで行った。

この後、トライアルデータの解析および健常成人ボランティアの募集と、漢方専門医による診察を進める予定である。今後、トライアルデータの解析を行い、健常成人ボランティアを募集し漢方専門医による診察を行い、シミュレーションカードによる漢方的臨床推論と適応となる漢方薬のリストを照らし合わせて、症例の診断から治療までをPBL形式で教育を行いその教育効果を明らかにする予定である。本年度のトライアル講義で得たデータの解析をさらに進める。そのデータから健常成人ボランティアを募集し漢方専門医による診察を行い、シミュレーションカードによる漢方的臨床推論と適応となる漢方薬のリストを照らし合わせて、症例の診断から治療までをPBL形式で教育を行いその教育効果を明らかにする予定である。健常成人ボランティアの募集に時間を要したため、健常成人ボランティアに対する謝礼金の使用が年度内に行われなかった。平成29年度に予定していた健常成人ボランティアの募集とそのデータの解析を平成30年度に行うことにしたため、次年度使用額が生じた。次年度使用額は平静30年度の助成金と合わせて健常成人ボランティアの募集とそのデータの解析にかかる費用として使用する計画である。トライアルデータの解析に時間を要したために健常成人ボランティアの募集まで行えなかった。そのため健常成人ボランティアに対する謝礼金の使用が年度内に行われなかった為に次年度使用額が生じた。残額は健常成人ボランティアの募集と更なるデータの解析に充てる予定である。健常成人ボランティアの募集と謝礼金に使用する。また、情報収集のための学会参加費用として使用する。
ベンチャー・中小企業におけるグローバル・ニッチトップのイノベーションに関する研究

これまでグローバル・ニッチトップ企業(Global Niche Top:GNT企業)の研究を行ってきた。世界的にも特殊な分野で世界のトップを誇る企業は、特殊なニーズに対して、高度な技術を開発し成長している。国際的な動向では、ベンチャー・中小企業が、急速に発達するデジタル・ネットワークをいかし、それらベンチャー・中小企業によるイノベーションが有利に働く環境づくり、イノベーションに参画させる体制・環境づくりを整えながら成長している。本研究は、グローバル・ニッチトップの観点をふまえ、ベンチャー・中小企業の高度人材によるイノベーションが国際的にも経済や社会の中心となるモデルを開発したい。
価格提示方法が参照価格に及ぼす影響に関する実証研究

価格提示方法が消費者の参照価格に及ぼす影響を検討する全段階として、消費者の内的参照価格概念の整理を行い、消費者の購買行動において公正価格と留保価格がより重要な概念であることを考察した。概念整理を踏まえて、近年見られる価格決定権を完全に消費者に委ねる価格設定方式について、公正価格と留保価格という2つの参照価格概念を用いて考察を行った。更には、消費者が購買時にどの内的参照価格を利用するのかについて、ウェブ調査を実施した。現在、分析作業を継続している段階である近年、宿泊施設やレストラン等のサービスにおいてみられる、価格決定権を完全に消費者に委ねる価格設定方法(Pay-What-You-Wantプライシング)について、消費者行動論の観点から参照価格概念を用いて理論的考察を行い、「価格を決めない価格戦略:『ペイ・ワット・ユー・ウォント』方式に関する考察」として論文にまとめた(日本マーケティング協会『マーケティング・ジャーナル』第126号に掲載。)今後、実証研究によって、検証を行う予定である。また、内的に様々な参照価格を保持し、かつ様々な外的参照価格に露出される消費者が、購買時にどの参照価格を利用するのかに関してウェブ調査を行った。具体的には、有形財9カテゴリー(携帯電話、ノートパソコン、冷蔵庫、薄型テレビ、ランニングシューズ、シャンプー、スナック菓子、ヨーグルト、ジーンズ)、無形財4カテゴリー(国内線航空券、国内宿泊施設、フィットネスクラブ、プロ野球観戦)の計13の製品カテゴリーについて行った(被験者数は有形財は各カテゴリー206名、無形財は各カテゴリー155名ずつ)。ブランドレベル、カテゴリーレベルそれぞれ15種類の参照価格を提示し、回答者が購買時に使用する参照価格と、各参照価格の重要度について7段階で回答してもらった。(調査対象カテゴリーの選定には、先行研究において採用された製品カテゴリーを勘案した。)現在、収集したデータの分析段階であり、今後、国内外での学会報告と学会誌への論文投稿を行う予定である。製品知識、価格意識、製品関与、購買関与などの消費者特性と合わせて調査した点、多様な製品カテゴリーに関して調査した点において、本研究の貢献は大きいと考えられる。本研究の結果を踏まえて、当初の研究計画において予定していた製品カテゴリーの特徴や消費者特性を考慮した、効果的な価格提示方法に関する実証研究を今後進めていく予定である。現在、分析作業を継続している段階である消費者行動研究においては、消費者の価格変化への反応に関して様々な研究がなされてきた。そこでは、消費者が財・サービスに対して「このくらいの価格が適切であろう」などと考える価格、すなわち参照価格を備えていると考えられてきた。本研究の目的は、価格の提示方法の違いが参照価格に及ぼす影響について検討することを目的としている。平成23年度は参照価格に関連する先行研究のレビューを行い、参照価格及びその関連概念の整理を行った。すなわち、先行研究においては様々な参照価格概念が提示され、実証研究においては操作化されてきた。それら様々な参照価格概念の整理を試みた研究はいくつかなされてきた(Klein and Oglethorpe 1987; Winer 1988;斉藤1997; Lowengart 2002)が、それらは、あくまで参照価格概念の多義性を認めた上での整理にとどまり、より重要な概念はどの価格概念であるかについては言及されてこなかった。この点に関して、本研究ではマネジリアルな観点から考察した場合に、価格決定者にとってより重要な参照価格は、消費者がその製品に「支払ってもよいと考える価格(Willingness To Pay; WTP)」と、消費者が品質に照らしてその価格を適正であると考える「公正価格」であることを理論的に考察した。本研究の経緯については、日本マーケティング・サイエンス学会第89回研究大会(関西学院大学、平成23年6月19日)において「計量モデルにおける参照価格の操作化に関する考察」として報告を行っている。また、平成24年9月刊行予定の『マーケティング・ジャーナル(第126号)』においても、参照価格概念と企業が採るべき価格戦略の関係性の観点からの考察を示す予定である。平成23年度中に(1)先行研究のレビューに基づいた参照価格概念及び関連概念の整理を行うほか、(2)購買履歴データを用いた実証分析、(3)コンピュータ実験の実験計画の準備を行う予定であったが、(1)の先行研究のレビューに基づいた参照価格関連概念の整理を行うに留まってしまったため。平成24年度中に、購買履歴データを用いた実証分析と、コンピュータ実験によって集めたデータを用いた実証分析を行い、学会(国内については日本消費者行動研究学会他を予定)での報告を行う。学会誌への投稿も検討している。平成24年度においては、実査に見込まれる支出及び研究報告への出張にかかる支出が中心となる予定である。前者については、コンピュータ実験を行う際に必要なソフトウェアの購入および、調査を依頼する調査会社への謝金等の支出が考えられる。また後者については、研究結果を報告するための学会への出張にかかる支出が見込まれる。
多数例のヒト組織の解析による変形性関節症の進行促進因子の特定

大きな個体差を考慮して多数例のヒト膝OAの症例から関節液、軟骨、滑膜組織を採取して種々の遺伝子発現およびタンパク解析を行い、ヒトのOA組織、関節液に関してのデータベースを構築することができた。このデータベースを活用することでOAで生じる滑膜の病変の成立機序の一因と思われるものを見出すことができた。この機序が実際のOAの病態にどの程度関与しているかを明らかにすることが今後の課題と思われる。当初の計画に基づき人工関節置換手術を受けた膝関節の変形性関節症(膝OA)の症例32例から関節液を採取し、Luminexを用いて種々のサイトカイン、ケモカインを同時に計測した。また同一関節から得た関節軟骨においてMMP-13の発現レベルを解析し、それと関節液中の各因子の関連を検討した。この結果、(1)従来しばしばその関係を推察されてきた関節液中の炎症性サイトカインと軟骨中のMMP-13の発現レベルの間には有意の相関がないこと、(2)関節液中には計測した8種のMMP(MMP-1,2,3,7,8,9,12,13)のうちMMP-1,2,3が高い濃度で存在し、一方他の5種のMMPはほとんど無視しうる濃度でしか存在しないこと、(3)これらMMP-1,2,3の濃度は関節液中の他のサイトカイン、ケモカインの濃度と相関がないこと、(4)関節液においてMMP-1,3の間には有意の正の相関があり、さらにMMP-1および3とVCAMと間にはそれぞれ有意の正の相関が見られること、(5)関節液中のMMP-1および3の濃度は軟骨中のMMP-13の発現レベルと有意に相関すること、を見出した。我々はさらに関節液中のMMP-1,2,3およびVCAMの由来を推定するために同一関節から採取した滑膜におけるこれらの遺伝子の発現を検討した。この結果、関節液中におけるこれらの濃度は同一関節の滑膜におけるmRNAの発現レベルとよく関連しており、これら3種のMMPおよびVCAMはいずれも滑膜において産生され、関節液中に放出されたのであろうと推察された。少なくとも膝関節のOAについては疾患の進行と滑膜病変の間に関連があることは臨床的に良く知られた事実である。しかし従来の研究では滑膜病変と軟骨変性を結びつける因子ははっきりしなかった。今回我々が得た知見は、OA罹患関節において滑膜でMMPの発現が亢進しており、これが関節液中に放出されて軟骨変性を誘導している可能性を示すものである。さらにこの過程には軟骨細胞におけるMMP-13の発現誘導も関与しているのではないかと推察された。平成20年度までの研究結果に基づき、本年度はOAにおける滑膜病変の解明を目指して研究を展開した。(1)32例の末期OA膝関節から滑膜を採取してcDNAマイクロアレイによる解析を行い、それぞれの検体について遺伝子発現プロファイルを解析した。次にこのデータを用いて32例の症例間の個体差に着目して種々の遺伝子問の発現の相関を検討した。この結果、前年度までの研究結果によって明らかにされたMMP1, MMP3, VCAM1の間の発現の相関が確認され、この手法によって滑膜における遺伝子発現の関連が解明できる可能が示された。次項で述べるように我々は自身の解析結果からOAにおける軟骨変性には滑膜で産生されて関節液中に放出されるMMP-1,2,3が関与する可能性を見出した。このため現在はアレイのデータを用いて、滑膜においてこれらのMMPと発現が相関する因子を探索しており、そのいくつかについては培養細胞およびマウスとラットを用いた実験によってその生理的な意義を明らかにする実験を進めている。(2)関節液の解析では軟骨の変性産物の濃度と各種因子の相関に着目して解析を進めた。II型コラーゲンの変性の指標であるneoepitope (CIINE)の濃度をELISAで測定し、一方アグリカンの変性はaggrecancore proteinの濃度(ACP)、ケラタン硫酸の濃度(KS)、硫酸化グルコサミノグリカンの濃度(sGAG)をそれぞれ測定して評価した。さらに関節液中に存在する、関節軟骨の変性を促すまたは抑制する可能性のある因子57個についてその濃度をLuminexとELISAによって計測し、この中で(1)生理的に意味のある濃度で存在すること、(2)軟骨の変性産物の濃度と正または負に相関すること、という2つの条件によって軟骨変性に実際に関連する因子を見出そうとした。現在までに関節液中のMMP-1,2,3の濃度が軟骨基質の変性産物の濃度と有意に関係するという結果を得ており、さらに解析を進めている。平成21年度に引き続き、本年度もヒト検体を用いた解析を進めた。(1)前年度の解析によってヒトのOA膝から採取した関節液においてMMP-1、2、3の濃度はII型コラーゲン、アグリカンの変性産物の濃度と有意に相関することが明らかになり、これらのMMPがOAにおける軟骨変性に有意に関与している可能性が示された。

本年はこれらのMMPがどの組織で産生されて関節液中に放出されるのかを明らかにする目的でOA膝から採取した軟骨、滑膜組織を用いて遺伝子発現の解析を行った。この結果、OAに伴って関節液中に現れるMMP-1、2、3は滑膜において産生されると考えてほぼ間違いないことが示された。さらにOA関節から滑膜組織を採取して酵素消化により細胞を単離してmagnetic beadsによるソーティングを行ったところ、これら3種のMMPのうち少なくともMMP-1と3は滑膜中のCD14陰性細胞が主に産生していることが明らかとなった。(2)関節液中のMMP-1、2、3が軟骨の変性に実際に関与しているかを検証するためにウシ軟骨組織とOA症例から採取した関節液をincubateし、それによって軟骨の変性産物の濃度がどのように変化したかを検討した。この結果、関節液を無処理でウシ軟骨組織とincubateした場合には軟骨組織の変性があまり生じないこと、しかし関節液中のMMPを有機水銀によって活性化したうえで軟骨組織とincubateすると、II型コラーゲンの変性産物(CIINE)の濃度が著しく上昇することを見出した。CIINEはMMP-1などのcollagenaseによって産生されるので、この結果は関節液にMMP-1が不活性型として存在していること、しかしこのMMP-1が活性化されると実際にII型コラーゲンを変性しうることを示すものである。
対相関が引き起こす原子核の新型巨大共鳴状態の探索

対相関は原子核における最も重要な相関の一つであり、その構造や集団ダイナミクスに強い影響を及ぼす。このような例のうち、巨大対振動(GPV)は、対相関が引き起こす全く新しいタイプの巨大共鳴状態として、約40年に渡って理論的に着目されてきた。しかし、これまで実験的な情報は皆無に等しく、特に中重核での発見・確定が望まれている。本研究の目的は、新反応プローブ「(4He,6He)反応」を活用し、超流動状態の原子核として知られているSn安定同位体でGPVの存在を確定することである。これにより、GPVの未知の性質をはじめて明らかにする。
抗ウイルス性が期待される新規N-チオカルバモイル化N-アミノ核酸塩基類の合成

抗ウイルス剤はつぎのように分類される。1)核酸アナローグ、2)インターフェロン又はその誘導剤、3)作用気候不明な低分子化合物。第3群に属する代表的なものにthiosemicarbazone類がある。核酸塩基のN-NH_2体をR-NCSと反応させar.N(aromatic sp^2)-NH-CS-NRR'官能基を有する化合物へ誘導し、抗ウイルス効果を検討する。合成原料のN-NH_2化合物としては核酸塩基A,G,C,T,Uの環N-NH_2体および関連化合物を用い、RおよびR'としてはメチル、エチル、およびプロピル誘導体を合成した。現在、抗ウイルス活性を検討中である。N-カルバモイル化N-アミノ芳香族化合物のN-ニトロン化合物を中心として、それらの遺伝子毒性と、さらに、そのアルキル化能を利用した抗腫瘍効果に焦点を絞って検討を行うため、種々の置換基を有する当該新規ニトロン類似体の合成を行った。更に、N-ニトロン尿素誘導体の生物活性と対比しつつ、抗腫瘍薬としての有用性を検討するため、当該カルバモイル化N-アミノ芳香族化合物の基礎的反応性の検討を行った。モデル化合物としてN'-アミノ2-キノロン誘導体を用いて基礎的検討を行ったが、核酸と親和性をもつ核酸塩基のN-アミノ体を用いて当該新規N-ニトロン誘導体の合成にも一部成功している。基礎的検討から得られた結論として、当該新規ニトロン尿素類似体はpHに殆ど依存しないでアルキル化能を発揮することが明かとなった。ACNUなどの既存のニトロン尿素系制癌剤による細胞障害は[OH-]に一次の速度で進行する。従って、pHが常に低いといわれているがん組織細胞の殺傷には不利である。当該新規ニトロン尿素類似体によるアルキル化傷害はpHに殆ど依存しないので、この点を克服した改良型アルキル化型制癌剤となり得る。更に、N'-(2-hydroxyethyl)誘導体は極めて速くアルキル化が進行するので、当該OH基を酸性で脱離しやすい置換基で保護した場合には、がん組織細胞の殺傷に有利な制癌剤となり得ることを明らかにした。本研究は、核酸塩基の環内窒素のN-アミノ体を合成し、側鎖アミノ基をR-NCSまたはR-NCOと反応させ、sp^2N-N-カルバモイル官能基を有する化合物へ誘導し、これら誘導体自身および対応するN-ニトロソ誘導体について、抗がん性および抗ウイルス効果を検討することを目的とした。本年度は、含窒素芳香族化合物、特にピリドンタイプの環窒素のN-アミノ体を合成素剤として、その環外窒素のN-カルバモイル誘導体を合成してそのニトロソ化反応を検討した。ある条件下ではN-ニトロソ誘導体が高収率で得られ、これらに強いアルキル可能のあることが判明した。このアルキル化能は、制癌剤として使用されているBCNU、CCNU、ACNUなどニトロソ尿素系誘導体と類似するものである。しかし、その反応速度は小さいことも判明した。そこでカルバモイル基の他方の窒素原子に2-ヒドロキシエチルを導入したところ、中性水溶液中で瞬時にアルキル化反応が進行し、医薬品としては使用に耐えられないことが明かとなった。

そこで、この水酸基をトリメチルシリル基(TMS)で保護したところ比較的安定なニトロソ誘導体が得られた。このTMS基の加水分解による脱保護はpHに依存することが知られている。一般に固型癌組織のpHは低いので癌組織中でより容易に脱保護され、活性なN^2-2-ヒドロキシエチル-N^1-ニトロソ体が遊離することが期待され、現在、その制癌効果を担癌動物を用いて検討中である。N-カルバモイル化N-アミノ芳香族化合物のN-ニトロソ化合物を中心として、それらの遺伝子毒性と、さらに、そのアルキル化能を利用した抗腫瘍効果に焦点を絞って検討を行うため、種々の置換基を有する当該新規ニトロソ類似体の合成を行った。更に、N-ニトロソ尿素誘導体の生物活性と対比しつつ、抗腫瘍薬としての有用性を検討するため、当該カルバモイル化N-アミノ芳香族化合物の基礎的反応性の検討を行った。モデル化合物としてN'-アミノ2-キノロン誘導体を用いて基礎的検討を行ったが、核酸と親和性をもつ核酸塩基のN-アミノ体を用いて当該新規N-ニトロソ誘導体の合成にも一部成功している。基礎的検討から得られた結論として、当該新規ニトロソ尿素類似体はpHに殆ど依存しないでアルキル化能を発揮することが明かとなった。ACNUなどの既存のニトロソ尿素系制癌剤による細胞傷害は[OH-]に一次の速度で進行する。従って、pHが常に低いといわれているがん組織細胞の殺傷には不利である。当該新規ニトロソ尿素類似体によるアルキル化傷害はpHに殆ど依存しないので、この点を克服した改良型アルキル化型制癌剤となり得る。更に、N′- (2-hydroxyethyl)誘導体は極めて速くアルキル化が進行するので、当該OH基を酸性で脱離しやすい置換基で保護した場合には、がん組織細胞の殺傷に有利な制癌剤となり得ることを明かにした。
「環境権」をめぐる公共性概念に関する研究―松下竜一の「暗闇の思想」を中心に

松下竜一の思想の軸の一つである刑罰に関わる市民運動、その思想に関する研究を行ってきた。刑罰に関わる草の根市民運動の活発な地、カリフォルニアで、受刑者、元受刑者、刑務所、刑罰に関する語りに注目し、刑罰概念を問い直す試みを続けてきた。カリフォルニアでは、圧倒的にこれらの話題に関する語りが多い。それは犯罪の多さ、日常的に犯罪と関わる可能性が圧倒的に日本に比べて多いため、テレビ、ラジオのニュースで刑務所、受刑者に関わる報道がない日はなく、人々の暮らしと密接に繋がっている、という理由が大きいのは事実である。この土地柄は、特に草の根市民運動に関わる人ではない人たちから、刑務所、受刑者に関する意識を聞く、という点において、情報収集しやすかったと言える。一方で、草の根市民運動に目を向けると、元受刑者の人たちが、刑務所のあり方の問題性を訴えながら、受刑者とつながり、立法運動に取り組んでいたり、刑務所の中での人種差別、性問題、貧困差別に取り組む人たちがいたり、刑務所の中と外、という壁を取払おう、と中と外を行き来し、サポートする人たちがいたり、数えきれない、また把握しきれないほどの数々の運動が繰り広げられている。その多くの活動家たちが口にしていることが、「修復的司法」というもので、それが、一見広く共有されているようで、しかし、まだまだごく一部の人にしか浸透していない思想であること、そして、この思想が、松下の唱えてきた思想と似通っていることが大きな発見であったと言える。松下は1980年代後半にして、この思想を語り始めていた。この犯罪の多い地で、繰り返される犯罪を少なくするために、必要なことは、今の刑罰システムではないことは、増え続け、悪化し続ける犯罪の実態、結果が示している。「修復的司法」に行き着いた大きな成果の得られた1年であったと同時、この思想をさらに深く探求する必要性を感じている。松下竜一の運動思想を中心に研究活動を行っている。特に本年度は、松下が生前に辿った運動の軌跡を私自身が辿り直すことにより、いかなる形で松下の思想が引き継がれ、紡がれているのかを言語化する作業を行った。松下の運動の特徴の一つは女性の運動の可能性に着目した点である。松下が書き言葉を残した女性たちによる運動、特に日本国内の反原発運動、イギリスのグリーナムコモンでの反核ミサイル運動へのフィールドワークを行った。また、もう一つの松下の運動思想を特徴づけるものとして、刑罰概念の問い直しという作業がある。獄中者とつながることに尽力し、また現在の法律において「罪」と定義されている行いをした人たちの生を、作家として辿ることで書き言葉において彼/彼女らの生を確保するという作業を営んだ。松下がこの営みに注ぎ込んだエネルギーの大きさから、松下の刑罰に関する運動に焦点を当てることとした。刑罰の中でも死者をめぐる書き言葉に松下自身大きな葛藤を強いられている。松下の苦悩、懊悩を一つの手がかりとして研究を進めてきた。松下の怒り、憤怒と、松下が生涯に亘り言及し続けた「優しさ」とが非常に近くにあることを論じ、70年代から松下が展開した草の根市民運動の意義を、運動の政治的解決という側面とは異なる、運動における関係生成という側面から論じた。政治的解決という結論から見ると敗北と言われる運動に、もう一つの土俵があり、その土俵において運動は継続し、紡がれていることを証明することは、運動という固定化されたイメージを解きほぐす契機となると考えている。本年度は松下竜一の運動の一つの柱であった刑罰に関わる思想の研究を行った。日本における刑罰概念を既に内面化してしまっている私自身が日本にいながら日本に定着している刑罰概念を問い直すことの限界を感じ、刑罰に関わる草の根市民運動の経験の豊かなカリフォルニアに拠点を移し、研究を行った。同時に運動を分野別に縦割りにして観察することを避け、その各々のテーマに関する研究、その各々の運動のあり方を研究するのではなく、草の根市民運動そのものの持つ可能性を言語化することを意識しながら研究を行った。刑罰に関わる運動を一つの研究対象として取り上げた根拠について述べておきたい。そもそも日本において草の根市民運動は孤立しがちな存在であるが、その中でも極めて孤立度の高い運動が刑罰に関わる運動であることに気付く。「加害者」とされた人たちの語りが鋭く消され、また「加害者」とされた人たちについて語ること自体が非常に困難なこと。また「被害者」に関わる語りも限定的で、典型的「被害者像」に当てはまらない「被害者」は社会から「被害者」と見なされない、という困難も見えてきた。また今の刑罰システムにおいて「加害者」が罰せられることで社会から「解決済み」とされ、苦しみ続けている人たちがいることが見えてきた。つまり刑罰に関わる話は未踏の領域であるにも関わらず、善か悪かというあまりにも明快な区分において「正義」の言葉で語られ、その会話の糸口を失っているという大きな問題がある。草の根市民運動は何らかの暴力に抗って取り組まれているわけだが、その役割はその暴力によって切っても切れない関係性を紡ぐ、という大きな営みのことだと考えている。その関係性の生成が非常に困難なこの刑罰に関わる運動に焦点を当てることで、草の根市民運動の可能性を語る手がかりが得られるのではないか、と考え、このテーマに焦点を当て研究を行った。

刑罰に関わる草の根市民運動の活発な地、カリフォルニアで、受刑者、元受刑者、刑務所、刑罰に関する語りに注目し、刑罰概念を問い直す試みを続けてきた。カリフォルニアでは、圧倒的にこれらの話題に関する語りが多い。それは犯罪の多さ、日常的に犯罪と関わる可能性が圧倒的に日本に比べて多いため、テレビ、ラジオのニュースで刑務所、受刑者に関わる報道がない日はなく、人々の暮らしと密接に繋がっている、という理由が大きいのは事実である。この土地柄は、特に草の根市民運動に関わる人ではない人たちから、刑務所、受刑者に関する意識を聞く、という点において、情報収集しやすかったと言える。一方で、草の根市民運動に目を向けると、元受刑者の人たちが、刑務所のあり方の問題性を訴えながら、受刑者とつながり、立法運動に取り組んでいたり、刑務所の中での人種差別、性問題、貧困差別に取り組む人たちがいたり、刑務所の中と外、という壁を取払おう、と中と外を行き来し、サポートする人たちがいたり、数えきれない、また把握しきれないほどの数々の運動が繰り広げられている。その多くの活動家たちが口にしていることが、「修復的司法」というもので、それが、一見広く共有されているようで、しかし、まだまだごく一部の人にしか浸透していない思想であること、そして、この思想が、松下の唱えてきた思想と似通っていることが大きな発見であったと言える。松下は1980年代後半にして、この思想を語り始めていた。この犯罪の多い地で、繰り返される犯罪を少なくするために、必要なことは、今の刑罰システムではないことは、増え続け、悪化し続ける犯罪の実態、結果が示している。「修復的司法」に行き着いた大きな成果の得られた1年であったと同時、この思想をさらに深く探求する必要性を感じている。全くバックグラウンドを共有していないアメリカで、まずは関係生成から始めるという大きな課題があったが、それがスムーズに進んだため、計画していた以上に多くの資料を入手でき、また人と出会い、関係性を濃密に積み重ねることができている。本研究課題の遂行方法は、これまでのエスノグラフィー的手法をとりながら、継続して行って行く予定である。運動に関わる人たちの運動の側面だけを切り取るのではなく、その人の生活の中でどのような形で運動があるのか、という視覚的には不明確な、しかし、草の根市民運動を語る際には決して逃しては行けない、と考えている点にこだわった研究を行って行く予定である。
生体機能を持つ自己組織化分子層の構築と動的評価

まず研究開始時に2年間の研究を効率的に実施するために、国内側のメンバーの間で研究方針を十分検討し確認した。ついで、研究代表者がオックスフォード大学を訪問し、研究方針の確認を行った。以後、これらの打ち合わせで決定した内容に基づき、以下の通り研究を実施した。なお、2年目には新規メンバー(オックスフォード大Jason J.Davis、ブルックヘブン国立研究所Benjamin Ocko、カリフォルニア大Y.R.Shen)を加え研究をより効率的に実施した。初年度1.オックスフォード大における生物電気化学研究のレベルを十分に理解するために、北大において、オックスフォード大研究者による情報交換セミナーを実施した。2.本研究では自己組織化法のセンサーへの応用を念頭に置いており、そのために最適な構造をもったマイクロ電極の設計とその形成法の検討を行った(オックスフォード大)。さらに、このようにして形成したマイクロ電極の電子間力顕微鏡(Atomic Force Microscopy:AFM)による評価を行った。さらに、より高度な評価をめざして、新しい走査プローブ顕微鏡を考案、設計、製作を行い、性能確認を行った(北大)。3.また、本研究では生体機能を念頭においており、チトクロームcと電極との間の電子移動を促進するための界面構造の設計を目標に、種々の混合自己組織化膜表面での電気化学特性を調べた(生命研)。4.界面機能の動的評価を目的に、自己組織化分子層の電気化学反応に伴う構造変化をその場追跡可能な反射赤外分光システムを構築し、生体機能との関連でも重要なキノン/ヒドロキノン部位を持つ自己組織化単分子層に適用した。酸化還元に伴う構造変化を明確に検出できた(北大)。2年度2.水晶振動子マイクロバランス法(Quarts Crystal Microbalance:QCM)および走査型トンネル顕微鏡(Scanning Tunneling Microscopy:STM)によるアルカンチオールの自己組織化過程の追跡を行った(北大)。3.STMによるプロモータ分子の自己組織化過程の追跡をオックスフォード大Jason J.Davis氏が北大の装置を用いて行い、世界で初めて当該分子層の分子配列をとらえた(北大、オックスフォード大)。4.昨年度に引き続き、生体機能を念頭において、チトクロームcと電極との間の電子移動を促進するための界面構造の設計を目標に、種々の混合自己組織化膜表面での電気化学特性を調べた。また、この時の界面構造を詳細に調べるために、アルカリ溶液中での還元脱離およびSTMによる表面構造観察を行った(北大、生命研)。5.以上の成果を国際学術誌をはじめ、国内外の学会で発表した。2年間の研究を効率的に実施するために、まず国内側のメンバーの間で研究方針を十分検討し、確認した。1.オックスフォード大における生物電気化学研究のレベルを十分に理解するために、北大において、オックスフォード大研究者による情報交換セミナーを実施した。

2.本研究では自己組織化法のセンサーへの応用を念頭に置いており、そのために最適な構造をもったマイクロ電極の設計とその形成法の検討を行った(オックスフォード大)。さらに、このようにして形成したマイクロ電極のAFMによる評価を行った(北大)。さらに、より高度な評価をめざして、新しい走査プローブ顕微鏡を考案、設計、製作を行い、性能確認を行った(北大)。3.また、本研究では生体機能を念頭においており、チトクロームcと電極との間の電子移動を促進するための界面構造の設計を目標に、種々の混合自己組織化膜表面での電気化学特性を調べた(生命研)。4.界面機能の動的評価を目的に、自己組織化分子層の電気化学反応に伴う構造変化をその場追跡可能な反射赤外分光システムを構築し、生体機能との関連でも重要なキノン/ヒドロキノン部位をもつ自己組織化単分子層に適用した(北大)。新規メンバー(オックスフォード大Jason J.Davis,ブルックヘブン国立研究所Benjamin Ocko、カリフォルニア大Y.R.Shen)を加え研究をより効率的に実施した。具体的には以下の通りである。2.水晶振動子マイクロバランス法(Quarts Crystal Microbalance:QCM)および走査型トンネル顕微鏡(Scanning Tunneling Microscopy:STM)によるアルカンチオールの自己組織化過程の追跡を行った。3.STMによるプロモータ分子の自己組織化過程の追跡をオックスフォード大Jason J.Davis氏が北大の装置を用いて行い、世界で初めて当該分子層の分子配列をとらえた。4.昨年度に引き続き、生体機能を念頭において、チトクロームcと電極との間の電子移動を促進するための界面構造の設計を目標に、種々の混合自己組織化膜表面での電気化学特性を調べた。また、この時の界面構造を詳細に調べるために、アルカリ溶液中での還元脱離およびSTMによる表面構造観察を行った。5.以上の成果を国際学術誌をはじめ、国内外の学会で発表した。