hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳死家兎モデルの作製と脳死状態でのin vivoドナー肺保存に関する検討

脳死状態となったドナーからより良いドナー肺を得るためにはどの様な投薬、処置を行うべきであるかを検討することがこの研究の目的である。実験動物として家兎(体重2.02.5kg)を用いた。まず脳死モデルの作製を行った。脳死作製方法はケタミン+ネンブタールで麻酔後、経口挿管下に調節呼吸を施行、頭蓋内バルーン法で脳死状態を作製した。予め、大腿動脈、肺動脈、下大静脈内に圧測定、採血用のカニュレーションを施してある。家兎(n=15)において、脳内バルーンを5mlの生理食塩水で膨張させ、脳圧を亢進維持させると、心拍数は125±26b/mから一端洞性徐脈(最低値44±11b/m)となった後に洞性頻脈(最高値221±28b/m)となり、かつ心室性不整脈が多発した。体血圧(大動脈平均圧)は85.4±15.2cmH_2Oから最高値180.6±40.2cmH_2Oまで上昇(P<0.05)、肺動脈平均圧は20.5±5.3cmH_2Oから最高値40.7±11.9cmH_2Oまで上昇した(p<0.05)。バルーン膨張後30分後には、ほぼ前値に復し、以後低下、減少する傾向を認めた。このバルーン膨張後30分後までに15羽中5羽が不整脈が増悪し、心室頻泊、心室細動に移行し死亡した。なお、このバルーン膨張後30分後の段階で、神経学的反射の欠如および犠牲死させた家兎(n=2)の脳幹部を含む脳実質の挫滅を組織学的に確認した。以上より30分経過した時点を脳死開始時点とすることとした。この脳死開始後、なんら輸液、投薬を行わない条件では脳死後2時間以内に平均大動脈圧は40cmH_2O以下まで低下し、8羽中5羽が心停止に至った。この間の動脈血液ガス分析では脳死開始時点では無処置の同条件での調節呼吸下での対照血液ガスと有意差のない値を示した。しかし脳死後1時間後値(n=6)は65.3±25.6torrと対照値(125±15.5torr)と比較し有意に低い値を示した(p<0.05)。脳死後にはその血行動態の調節と血液ガス悪化を防ぐ処置が必要であり、現在必要とする適正輸液量およびカテコールアミンの種類と量について検討中である。さらにこの家兎ドナー肺を摘出、保存しその保存肺機能の面からも検討する予定である。
早期発症摂食障害の病態解明：生理的バイオマーカーと心理特性・行動療法の効果検証

思春期摂食障害は深刻な身体的、精神的後遺症を残すことが報告され社会的にも重要な問題でありながら、早期発症型思春期やせ症の発症の多くが見逃されており、治療構造が統一化されているとは言い難い。初経経験前に発症する「早期発症型思春期やせ症」の発症のリスク因子を同定することにより、発症メカニズム解明を目指す。思春期やせに対する包括的地域診療プログラムのモデルを構築し、10年にわたり縦断的介入研究を実施した上で、治療効果および長期予後の評価を行う。実績概要:1外来・入院患者の生物学的基本データの集積を行うために対象となる約400名の患者データベースを作成した。小学生で発症した摂食障害児は全体の30%以上にのぼり、摂食障害発症が低年齢化していることが明確になった。また、やせ願望を示さない回避・制限性食物摂取症の小学生が増えていることも初めて明らかとなった。早期発達型摂食障害発症メカニズムの解明:獨協医科大学に入院加療した摂食障害患者を対象にバイオマーカーの評価を行う。21年度は、もっとも基本的なデータである入院患者のバイタルサイン(体温、血圧、心拍数)と体重変化、栄養等のデータを縦断的に解析する目的でデータを集積した。データ解析の結果はまだ出ていないが、世界的に初めての試みである。入院患者の治療・データ集積は研究代表者大谷と分担研究者作田が行なった。三重大学松浦はデータ解析専用PCおよびデータ解析ソフトウエア(SPSS)を購入しロジスティック回帰分析等の方法でデータを解析を行った。データは外部HDに保存した。時間変数を加えて因果関係を解明することにより、影響度の高いリスク因子や保護因子を解明する。作成したデータベースをもとに、獨協医科大学と三重大学の研究者が年4回集まって、研究結果のフィードバック、協議を行った。順調にデータ集積は進んでいる。得られたデータは膨大であり、統計解析の方法を検討しながら研究を進めることになる。1患者データベースをもとに、体重増加とバイオマーカーの変化を統計的に解析する。1年度は、バイオマーカーとして、もっとも基本的なバイタルサイン(体温、心拍、血圧)との関係を検討したが、次年度は血液検査やレントゲン等の諸検査から得られたデータとの関連を検討する。2治療モデルの構築を目的として、体重増加と強化子とした認知行動療法との関連を検討する。認知行動療法(行動制限療法)は、急性期を過ぎた時期から開始する。入院中期から退院を目指す後期は、退院後の社会復帰(登校、家庭生活)に向けて院内学級に参加、心理士による心理教育、支持的心理療法、家族療法等も行う。3退院後の学校復帰において環境整備が重要であり学校における養護教諭、学校医への啓発研修会の開催。学校や学校医との協力・連携が必要であり、保護者や本人の了解を得て、退院前・後のBMI値なども定期的に収集していく。4縦断的研究:外来・入院ケースを含めた長期予後研究(本研究はその基盤となる3年間を実施)を継続する。対象児の合併症(自閉症や強迫障害など精神疾患)の有無も検討する。

認知行動療法(行動制限療法)は、急性期を過ぎた時期から開始する。入院中期から退院を目指す後期は、退院後の社会復帰(登校、家庭生活)に向けて院内学級に参加、心理士による心理教育、支持的心理療法、家族療法等も行う。3退院後の学校復帰において環境整備が重要であり学校における養護教諭、学校医への啓発研修会の開催。学校や学校医との協力・連携が必要であり、保護者や本人の了解を得て、退院前・後のBMI値なども定期的に収集していく。4縦断的研究:外来・入院ケースを含めた長期予後研究(本研究はその基盤となる3年間を実施)を継続する。対象児の合併症(自閉症や強迫障害など精神疾患)の有無も検討する。三重大学の繰越金320,300円、獨協医科大学203,885円、合計524,185円となる。理由・使用計画:データ解析は次年度に継続する必要があり、予定していた人件費等が繰り越しとなった。
ＧＩＳを用いた古代クメール都市発展史の復原的研究

本研究では、古代クメール帝国の発展史をマクロな視点から捉えることを目的として、各時代に比定される都城址とその変遷について、特に地形・水系との関係から検討した。9世紀初めにクーレン山上で造営された都城マヘーンドラパルヴァタが一般にアンコール期のはじまりとされるが、これを遡る7世紀の都城イーシャナプラにおいて既にピラミッド型を呈する中心寺院が建立されたことを踏まえ、それ以前の聖山と都城との関係性に変化が生じた可能性を示した。平成25年度は、フランス極東学院が所蔵する未刊行資料の収集とデータ化を進めた。パリに所在する同学院図書館において、これら未刊行資料の写真撮影を行うとともに、テキスト・データに関してはMicrosoft Wordを用いてデータ化し、図面やスケッチ、写真等の画像データはメタデータを付けて整理している。これらは前世紀はじめに同学院が仏領インドシナにおいて収集・作成した資料であり、膨大な量が未刊行のまま残されているが、その一部は同学院においてデータベース化が進められている。本研究では、代表者がこれまでにも収集してきたH. Parmentierの資料を中心として、現在のカンボジア、ラオス、ベトナムのクメール遺跡に関する情報として、他の情報とともに地図上での位置情報を付加し、整理・管理する予定である。平成24年度は、本研究に関連する情報収集と必要機材・ソフト等の調達といった環境整備をメインに行った。カンボジア・シェムリアップのアプサラ機構本部で毎年開催されるICC(アンコール遺跡国際調整委員会)の第21回技術会合、及び第19回総会に出席し、GISを利用した国際チームによる遺跡管理・調査研究の対象地域や方法論、進捗状況等について、情報収集を行うとともに、アプサラ機構内に設置されたGISチームのメンバーから、近年の活動状況等に関する聞き取りを行った。アンコールにおけるGISとリモートセンシングを用いた遺跡管理・調査研究は、1992年より、JICAやフランス極東学院、シドニー大学をはじめとする国際協力等によって進められてきたという背景があるが、近年は特に、アプサラ機構の職員が様々な国際プロジェクト(Living Angkor Project, Banteay Chmar Project等)に参画することにより、それぞれの対象地域・遺跡ごとに個別の発展を見せている傾向がある。本研究では、現在のカンボジア北部の国境近辺、とりわけタイとの国境をなすダンレック山脈を中心に発展した寺院都市遺跡群に関して、地形等の自然環境を併せて検討するため、当該地域に関する国内で入手可能な有料無料の地図、衛星画像(ALOS)、DEMデータ(SRTM)を収集するとともに、ArcGISのソフトを購入し、研究環境の整備を図った。平成26年度は、前年度まで行ってきたEFEO遺跡調査資料整理と、これに基づく地理空間情報の分析を行う予定であったが、研究協力者の都合により資料整理を進めることができず、そのため資料整理の方法の変更を検討することになった。よって研究内容として進展はなかったが、これまでの成果の一部をまとめ、学会発表や論文として公表した。最終年度である平成27年度は、カンボジアにおける現地調査を2度実施し、タネイ寺院遺跡でのデータ収集を行った。具体的には、遺構や散乱石材の写真を網羅的に撮影し、SfM(Structure from Motion)と呼ばれる写真測量の手法を用いて、三次元モデルを作成すると同時に、標定点を設置してトータルステーション測量を行うことで、モデルに座標値を与えた。また、このモデルのオルソ画像を抽出してトレースすることで、遺跡の図面を作成する手法について検討し、その手順をまとめた。他方、アプサラ機構が所有するLIDAR(Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging)のデータから、同寺院の配置計画に関する広域的な分析を行った。その結果、タネイ寺院遺跡の領域がこれまで確認されていたよりも、少なくとも一回り外周に境界線を有していること、また、この新しく確認される第4の周壁が、第3の周壁内と同じ寸法体系によって計画されたらしいことが推定された。併せて、その軸線の傾きが、アンコール・トムの東側に位置する同時代の寺院遺跡であるバンテアイ・クデイ及びスラ・スランと特に類似することが確認された。遺跡の立地条件に関しては、これまでに明らかとなっている遺跡の位置に関して、GISの空間分析機能を用いて、特に1水路沿い、2道路沿いにおける遺跡の分布状況に注目し、分析を試みたが、いまだ十分な結果は得られていない。ただし、上記のほかに3分水界に遺跡が立地する傾向が見られ、これは解析結果からも確認することができた。これまでに行ってきた研究協力者による資料整理を計画通り進めることができなかった。また、計画全体の見直し・変更も検討しており、当初予定通りに研究を進めることができなかった。建築学研究の最終年度である本年度は、確実な研究成果を得られるよう計画を十分に見直し、研究活動を遂行する。既に入手した資料を効率的に整理・分析するための方策を検討する。当初計画ではGISでの分析に必要な情報及びデータを収集しながら研究を進める予定であったが、データ収集が計画通りに進んでいないのが現状である。平成24年度は、情報収集や研究環境の整備がメインとなり、実際の研究への取り掛かりが遅れている。

平成26年度は、前年度まで行ってきたEFEO遺跡調査資料整理と、これに基づく地理空間情報の分析を行う予定であったが、研究協力者の都合により資料整理を進めることができず、そのため資料整理の方法を変更することを検討しており、次年度使用額が生じた。収集できるデータの内容から、分析の焦点を当初計画から若干変更する予定である。具体的には、フランス極東学院が所蔵する未刊行資料を中心として収集・データ化を進める方向性を検討する。本年度は、昨年度に収集した情報・資料を用いて、分析作業に着手する。特にカンボジア北部地域を中心に収集したリモートセンシングの情報を用いて、プレア・ヴィヒア寺院の周辺遺構の分析より着手する予定である。研究計画全体が遅れているため、研究方法を見直し、既に入手した資料を効率的に整理・分析できるよう、新たな協力者を要請して作業を急ぐ。研究協力者への謝金、及び資料分析・公開のために使用する計画である。研究の進捗が遅れており、資料収集のための調査を実施できなかったため。既に収集済みのフランス語資料のタイピングにあてる予定である。次年度の研究費は、情報収集のための現地調査、資料等購入、研究協力者への謝金に使用する予定である。
トキシコゲノミクスの手法を応用した環境汚染物質に対する防御因子の検索と機構の解明

昨年度の研究により、これまでMT誘導機構が詳細には検討されていなかった金属化合物を動物に投与し、金属結合蛋白質であるメタロチオネイン(MT)の誘導のパターンを検討した。その結果、Pbを投与したマウスの腎臓において、MT mRNAレベルが明らかに上昇するにもかかわらず、MT蛋白質はほとんど上昇しないことを見出した。また、Pbが肝臓にMTを誘導することを初めて見出した。しかし、その機構はこれまで解析されていない。そこで、本年度は、Pbを含むさまざまな金属によるMT誘導機構を詳細に検討した。その結果、Pbだけでなく、Pd,Ni,などの金属も肝臓にMTを誘導することがわかった。金属によって、肝臓中への蓄積量が高いものとそうでないものがあるため、金属の蓄積量以外の要因がMT誘導に強く関与している可能性がある。そこで、血漿中IL-6濃度を調べたところ、Pb,Pd,Ni投与マウスのすべてにおいて、血漿中IL-6濃度が金属投与後に上昇した。この研究により、Pb,Ni,Pdなど、これまでMT誘導機構がほとんど検討されてこなかった金属化合物も肝臓にMTを誘導すること、また、その機構にIL-6の誘導が深くかかわっていることが明らかになった。さらに、Agのように、これまで金属に応答する転写因子であるMTF-1を介した誘導機構が十分に検討されてきた金属を投与したマウスにおいても、IL-6が顕著に誘導されていることがわかり、金属による肝臓中MT誘導全般にIL-6が関与している可能性が示唆された。また、IL-6に応答して、亜鉛輸送体であるZIP14の発現が誘導されることもわかり、IL-6によるMT mRNAレベルの上昇のみならず、IL-6からZIP14の活性化を介したZnの肝臓への流入促進もMT誘導に関与しているものと考えられる。
心電図同期心筋ＳＰＥＣＴ画像の精度管理を目的とした三次元心臓動態ファントムの開発

本研究の目的は,心電図同期心筋SPECT評価用三次元心臓動態ファントムをより人体類似構造となるよう改良し,本ファントムの実用性を検証することである。ファントムの構造は,心臓部は二層構造とし,材質は保管が容易で経時的劣化も起きにくい特殊シリコーンゴムを採用した。左心室容積値は,小児や女性用のsmallタイプ,一般成人用のregularタイプおよび拡張型心筋症を模擬したlargeタイプの3種類とし,心臓部の配置は体軸に対して30度傾斜させた。体幹部は楕円形のアクリルタンクで,肝臓胆嚢ファントムを体幹部に装着できる。この3種類の心臓を用い,心機能の異なる計7種類の心臓を再現した。理論値,CTおよびQGSの各左心室容積値とLVEFはいずれも強い正の相関を示した(r>0.90,p<0.01)。心拍数の検討ではQGSの左心室容積値は心拍数に依らず一定であった。収集カウントの検討では,80counts/view以下で位相値は高値を示した。R-R分割数の検討では,左心室容積値は8および16分割間で強い正の相関を示したが(r=0.92,p<0.001),16分割に比し8分割でEDVは過小評価した。画像再構成条件の検討では,FBP法および3D-OSEM法間で左心室容積値は強い正の相関を示したが, (r=0.99,p<0.001),FBP法に比し3D-OSEM法で理論値に近づいた。前処理フィルタの検討では,cut-off周波数が0.40 cycles/cm未満では左心室容積値が低値を示し,後処理フィルタの検討では,FWHM値が高いほど左心室容積値は低値を示した。装置間の検討では,理論値,CTおよびQGSの各左心室容積値のいずれも強い正の相関を示した(r=0.99,p<0.001)が,Precedence 16でQGSによる左心室容積値が低値となった。平成30年度の研究計画は,三次元心臓動態ファントムの動作確認および各定量値の妥当性の検証である。心機能解析評価プログラムは,代表的なQuantitative Gated SPECT/Perfusion SPECT(QGS/QPS,Cedars Sinai Medical Center)を用いた。本プログラムを中心に,正常,小心臓および肥大型・拡張型心筋における最大拡張末期容積(EDV),最大収縮末期容積(ESV),左室駆出分画,最大収縮速度,最大拡張速度および位相解析の定量値を算出し,その定量値の妥当性(理論値と算出値間の比較)を明らかにした。さらに,物理的および各種補正効果の評価として,心電図同期心筋SPECTを施行する上で設定すべき,コリメータの種類,収集条件(収集時間,収集カウント,拡大率,収集軌道,ピクセルサイズ,1心拍の分画数,心拍数など),および画像処理条件(前処理・後処理フィルタの種類,画像再構成法など)の物理的条件の至適化を行なった。また,空間分機能,散乱線,減弱の各補正効果および部分容積効果における各種定量値の精度を検証した。特に,小心臓(small heart)に関しては最大収縮末期容積(ESV)の過小評価と左室駆出分画の過大評価が生じることが報告されているが,三次元心臓動態ファントムを理論値と実測値の検証はなされていない。その他,肥大型心筋モデルによる心機能評価の検証など,本ファントムの臨床的意義を明確にした。平成31年度の研究計画は,各装置による本ファントムの検証,および心機能指標の標準化を試みる。数種類のSPECT装置を用いて心電図同期心筋SPECT検査の臨床撮像条件で本ファントムを収集し,画像解析プログラムで本ファントムの心筋血流画像および心機能評価(最大収縮末期容積,最大拡張末期容積,左室駆出分画,壁運動,位相解析など)の定量値を検証する。次に,基準画像および種々の基準定量値となるデータベースの構築を図り,心電図同期心筋SPECTのガイドラインを明確にする。さらに,改善すべき撮像・処理条件の項目を挙げることで,心電図同期心筋SPECTの画像精度管理を試みる。なお,今回は放射性医薬品にはテクネチウム製剤を用い,その製剤の心機能標準化を目指す。心電図同期心筋SPECTにおいて,心機能指標の精度を評価・検証できるファントムは殆どない。本研究では心臓部と機動部が一体化した心臓動態ファントムをより人体構造に近三次元心臓動態ファントムを開発した。本ファントムは心臓部を含んだ胴体部と機動部が一体化した構造で,胴体部は楕円形アクリルタンクとし,その中に二層構造のシリコン製ゴムの模擬心臓が装着されている。機動部はダブルシリンダーが装着され,心筋部と心室部の容量を可変させることにより心臓を拡張,収縮させる。心臓部の動きは,ゴムのサイズの選択とシリンダー容量の調節により心室および心筋の各容積が決定され,心拍数を設定することができる。心臓部の外容器であるアクリルタンクは楕円形とし,人体に類似させた。心臓部は左室長軸が体軸に対し30度傾斜した配置となる。また,心臓部の下方には肝臓と胆嚢を模擬したファントムが装着でき,肝臓や胆嚢への集積が心筋画像に与える影響を評価することができる。また,アクリルタンク内に水を充満させることで,心臓部の周囲に人体と同様の吸収・散乱体が備わる。

心臓部は二層構造のゴムであり,内側の膜が心内膜,外側の膜が心外膜,2つの膜の間が心筋壁部分,心内膜の内部が心室腔である。ゴムのサイズは3種類で,小心臓を模擬したSmallサイズ,一般的なRegularサイズおよび拡張型心筋症を模擬したLargeサイズがあり,様々な心機能モデルを作成することができる。心臓部ゴムの材質はシリコン製のゴムで取り扱いが容易である。機動部は心室用と心筋用の2つのシリンダーが独立しており,それぞれのストローク長を変化させることで心室部および心筋部の壁厚の容量を変えることができる。心拍数コントロール部3164bpmの範囲で心拍数を設定できる。本ファントムを用いた心電図同期心筋SPECTでは様々な心機能条件の画像評価を行うことが可能と考える。平成29年度の研究計画は,新型心臓動態ファントムの開発および動作確認である。これまで,予備的な研究で使用されていた市販の核医学専用心臓動態ファントムは,心臓の構造をもとに作成されているが,外側(心筋外膜,中膜,内膜を想定)の大きさが固定で内側(心腔を想定)のみが前後方向に移動する構造であるため,本来の心臓の動きが再現できていない。平成29年度では企業との共同研究が迅速に進み,心臓動態ファントムの外側(心筋外膜,内膜を作成することで,心筋壁厚が可変可能)と内側(心腔を想定)の動きを二層構造のシリコン製ゴムの模擬心臓を開発したことで,本来の心臓の動きに近い心臓動態ファントムが構築できた。さらに,心臓部は心筋部と左心室部から成るが,心筋壁厚はストローク長に応じて小心臓,正常,拡張型および肥大型を想定した心臓モデルを作成し,人体に類似した拡張末期容積,最大収縮末期容積および左室駆出分画を再現できる構造とした。これにより,予備基礎実験や臨床機による動作確認の検証を順調に進めることができた。本研究の目的は,心電図同期心筋SPECT評価用三次元心臓動態ファントムをより人体類似構造となるよう改良し,本ファントムの実用性を検証することである。ファントムの構造は,心臓部は二層構造とし,材質は保管が容易で経時的劣化も起きにくい特殊シリコーンゴムを採用した。左心室容積値は,小児や女性用のsmallタイプ,一般成人用のregularタイプおよび拡張型心筋症を模擬したlargeタイプの3種類とし,心臓部の配置は体軸に対して30度傾斜させた。体幹部は楕円形のアクリルタンクで,肝臓胆嚢ファントムを体幹部に装着できる。この3種類の心臓を用い,心機能の異なる計7種類の心臓を再現した。理論値,CTおよびQGSの各左心室容積値とLVEFはいずれも強い正の相関を示した(r>0.90,p<0.01)。心拍数の検討ではQGSの左心室容積値は心拍数に依らず一定であった。収集カウントの検討では,80counts/view以下で位相値は高値を示した。R-R分割数の検討では,左心室容積値は8および16分割間で強い正の相関を示したが(r=0.92,p<0.001),16分割に比し8分割でEDVは過小評価した。画像再構成条件の検討では,FBP法および3D-OSEM法間で左心室容積値は強い正の相関を示したが, (r=0.99,p<0.001),FBP法に比し3D-OSEM法で理論値に近づいた。前処理フィルタの検討では,cut-off周波数が0.40 cycles/cm未満では左心室容積値が低値を示し,後処理フィルタの検討では,FWHM値が高いほど左心室容積値は低値を示した。
ブレンディッドラーニング時代における英語対面授業の意義と教師の役割に関する研究

平成30年度は、次の点に焦点をあてて授業実践と教師・学習者観察を継続し、ブレンディッドラーニングにしか実現できない授業のありかたと教師の役割を探究した。(a)発音指導による英語学習への抵抗感の軽減:発音・アクセント・プロソディの徹底指導と、スピーキングに対する抵抗感の軽減、プロソディ指導とリスニング力の改善の関連について考察した。(b)語彙指導の工夫による語彙習得力の向上:受容語彙力と発表語彙の指導焦点の違い、使用頻度の高い語彙から習得させようとする指導順序や語彙への抵抗感を自己効力感にシフトさせるための語彙指導あり方を、辞書活用指導も含め考察した。(c)文法指導における文法運用能力の向上:基本かつ使用頻度の高い文法から習得させるための指導順序やトレーニング方法を検討した。(d) ICT活用による学習形態の多様化:対面授業時間内における学習内容の質向上、個人の習熟度に合わせた学習機会拡充のためのICT活用のあり方について検討した。(e)自己調整能力の育成支援:自主学習の動機づけとその維持に役立てるため、教材作成・学習web環境「Glexa」(株式会社Version 2)の活用を継続し、学習の高濃度化手法について探究した。また、英語eラーニング教材「ATR CALL BRIX」(内田洋行株式会社)の活用方法と英語音声面の素地力育成の効果についても探究した。対面授業における教師の役割の一部としては、対面授業における学習者の観察方法を考案し、実践し、授業の質向上のための手がかりとした。また、1年次から大学院生まで約260名を対象に意識調査を行った。特に平成30年度には、昨年度に引き続き、習熟度に教材を適合化することを中心に授業計画、アクティビティデザイン、学習効果把握のサイクルを考察し、対面授業の質を向上させるための手法を実践・検証した。平成31年度は本研究の最終年度となるため、これまでに収集できている学習者データ、教授法に関するデータを情報整理していく。これは平成30年度末に開始予定であったものであるが、所属機関における年度末の突発的な組織編成変更により研究時間を確保することが予期せず困難となったため、次年度からの開始とする。特に、学習プロセスを重視したアクティビティ開発、授業デザインについて考察すると共に、発話力を向上させるためのトレーニングの一環として行ってきている音読テストの方法や、音読テスト採点ルーブリックの検討をさらに行う。また、平成29年度に開発を開始した教師による学習者観察を可視化するための記号化の手法を継続する一方、学習者が自分自身を振り返るための授業リフレクションシートの開発も実施し、ブレンディッドラーニングにしか実現できない授業のありかたと対面授業の質向上、教師の役割を探究する。平成28年度は、eラーニングのブレンドによる対面授業の意義の変容と教師の役割の変化について国際学会3件、国内での発表1件、講演2件、合計6件の成果発表ならびに中間報告を国内外で行った。また、雑誌への投稿を1件行った。「理系学科における英語教育モデルの再構築:2年目までの成果とこれからの課題」(平私立大学情報教育協会)では、学習や運用練習時間を最大限にするためのブレンド型教育の特徴と週一回の対面授業の質向上に焦点を当て発表した。本研究の目的は、将来工学者としての英語運用を叶えるためにはどのようなブレンディッドラーニングが最適であるのか、対面授業と個別学習を最適化し、学習目標達成の可能性を引き出すための教師の役割とは何であるのかを明らかにすることである。平成28年度の研究では、計画に基づき研究対象カリキュラムの達成目標と学習者の実態に適した教材選択、授業計画の作成・実践・修正・改良といったPDCAサイクル、特に、教材の適合化や教授法選択における教員の役割に焦点を当てて考察した。1年-2年次の授業実践に関しては、カリキュラムが目標としている以下を実践し、年度中間と年度末に3学年(約240名)を対象に意識調査を実施した。1英語に対する嫌悪感や抵抗感の減らす、2英語擬似初心者から脱するための足場かけを行う、3コミュニケーションに不可欠な「聞く」力の基盤育成を最優先とし、発話への抵抗感を減少させコミュニケーションしようとする素地を築き、「読もう」とする意欲を育てる、4全ての学習に通じる主体的な学習意欲、自己調整力の形成を開始する、5異文化受容力・異文化適応力の育成を開始する。英語運用能力の定着には、(a)インプット、(b)プラクティス、(c)インテイクと振り返り、(d)インプット強化しとアウトプット力向上といった、循環する学習プロセスが必要である。(a)から(d)が循環しており、インプット・アウトプット・プラクティス・インテイクが交差するところにeラーニングが位置し、学習を強化できるか、苦手感が強い学習者でも(a)から(d)をスパイラル的に積み重ねさせる際、教師はどのような役割を担っているのかを考察した。平成29年度は、ブレンディッドラーニングにおける対面授業の意義の変容と教師の役割の変化について国際学会2件、国内での発表2件、合計4件の成果発表ならびに中間報告を国内外で行った。また、雑誌へ実践報告の投稿を1件行った。“Up on the Cloud: Using Cloud Technology to Enhance Lesson Design"(LET)では、複数教員によるcollaborative teachingにおいて、授業計画や実践記録をクラウド上のファイルにて共有する方法を提案、情報共有すべき項目を紹介し、授業実践の成果を報告した。

“Teacher Tailors: Enhancing Language Learner Motivation Through Material Adaptation"(PAAL)では、学習を動機づけるために必要な足場かけと教師の役割について、実践中の教材適合化の度合いを数値化して報告、オンライン・オンラインの教材をいかに学習者に適合させる必要があるかについて考察した。“英語ブレンディッドラーニングにおけるスパイラル的な教授法と教員の役割"(私立大学情報教育協会)においては、英語力定着をめざす場合に要されるインプットからアウトプットまでを繰り返しながら進めていく教授法について実践例とともに報告した。“Weaving Learning Opportunities: Changing Teacher Roles in Blended Learning"(ALANZ)では、ブレンディッドラーニングと従来のラーニングスタイルにおける教師の役割の変容について考察した。また、授業内においていかにアクティブな学習機会を増やすことができるかについてもデータをもとに報告した。平成29年度の研究では、昨年度に引き続き週1回(90分)しかない対面授業と個別学習を最適化し、学習目標達成の可能性を引き出すための教師の役割を探究した。対象は理系学科3学年の必須英語科目受講生、約240人(各学年約80人)である。英語学習における成功体験が少ない入学者を対象としていることから、1年次は語彙発音とプロソディ指導に重点を置いたトレーニングを最優先し、英語学習における抵抗感の軽減、特にコミュニケーションにおいて要となるリスニング力の形成を、発音を重視することから行い、発音力・リスニング力の向上を図る教授法を実践し、辞書指導を組み込んだ教授法開発も同時に行っている。2年次の授業では、英語母語話者教師(ENT)と日本語母語話者教師(JNT)が協働授業(collaborative teaching)を進めている。90分の授業時間の半分ずつを2名が分担することで、JNTがインプット中心、ENTがアウトプット中心の授業を行い、多角的な学習を実現し得る対面授業のありかたを考察、実践、検証している。対面授業においては、ピアや教師の存在に意味がある対面授業でなければ実現できないアクティビティを優先、その他の学習は個別学習をオンラインで行わせ、意欲の変化や習熟度の変化を観察している。前年度の引き続き、1年次から3年次まで約240名を対象に意識調査を行い、英語習得に対する意欲や自己肯定感がこのブレンディッドラーニングを通してこのブレンディッドラーニングの価値、効果について調査した。特に平成29年度には、従来の教師の役割とブレンディッドラーニングにおける教師の役割の相違点に着目した。習熟度に教材を適合化することを中心に授業計画、アクティビティプランニング、学習効果把握のサイクルを考案し、対面授業の質を向上させるための手法を実践・検証している。平成30年度は、次の点に焦点をあてて授業実践と教師・学習者観察を継続し、ブレンディッドラーニングにしか実現できない授業のありかたと教師の役割を探究した。
ベンゾポルフィリンの機能化と太陽電池への応用

これまでに有機薄膜太陽電池材料として検討してきたべンゾポルフィリン(BP)-フラーレン連結化合物(BP-C60)の分子構造や薄膜物性に着目し、BP:PCBM系p-i-n型素子のi層構造を改善する相溶剤として連結化合物の添加効果を薄膜構造と光電変換効率から詳細に検討した。この研究により、適切な量のBP-C60を添加することでBPやPCBMのドメインサイズを発電に適したサイズへ調整することに成功しており、最大150%の変換効率の向上が確認された。得られた変換効率は、これまでの論文で粗告されていたBP:PCBM系p-i-n型素子の変換効率を上回る値であり、本研究によって開拓された膜構造手法が理想的な活性層構造の実現に向けて有用であることが示唆されている。以上の成果をまとめた論文はすでに作成しており、現在投稿中である。29年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、非対称なCP合成法を確立し、それらを足掛かりとしたフラーレン連結ベンゾポルフィリンの合成と有機薄膜太陽電池への応用に着手した。非対称なCP合成としては、メゾ位の一か所へ置換基を導入することを目的とした、[2+2]合成法および[2+1+1]合成法を検討した。[2+2]合成法においては、目的の置換基を持つアルデヒド化合物とパラホルムアルデヒドを炭素源とした場合において、メゾ位一か所に置換基が導入された5-置換CPが比較的良好な収率で得られることが明らかとなった。共役系置換基の導入には[2+1+1]合成法が適しており、目的とする5-置換体を非常に良好な収率で得ることに成功した。この結果より、5-置換CPの合成において、導入したい置換基によって適切な合成手法を選択することで、効率よく目的のCPを得られることが明らかとなった。メゾ位を一か所置換したCPを足掛かりとして、フレキシブルなアルキル鎖を導入したf-BP-C60および剛直なフェニルとアセチレンを導入したf-BP-C60を合成した。p層(BP)、i層(f-BP-C60あるいはr-BP-C60)およびn層(PC61BM)の3層構造を有するp-i-n型OPVを作製し、電流密度-電位測定測定によって太陽電池を調査したところ、f-BP-C60をi層としたOPVでは最大2%の変換効率(PCE)が得られ、i層を設けていないp-n型OPVのPCEを上回る性能が得られた。一方、r-BP-C60をi層としたOPVでは電流密度(JSC)やフィルファクター(FF)の低下から0.6%程度のPCEにとどまった。以上の結果より、連結分子においてリンカー骨格が太陽電池性能に大きく寄与する可能性が示唆された。非対称なCP合成において、対象系の合成に匹敵するほど高率的な合成法の開拓に成功している。また合成した非対称CPを足掛かりとして、リンカー骨格の異なる2種類ベンゾポルフィリン-フラーレン連結化合物を設計および合成し、光学特性や薄膜特性などの比較からベンゾポルフィリン-フラーレン系の物性を世界で初めて明らかにした。また、有機薄膜太陽電池のバルクヘテロ層における連結化合物の効果を、薄膜構造と光電変換効率から詳細に検討できた。その結果は、J. Mater. Chem. A, 2016, 4,15333に採択され、インサイドカバーに選ばれた。また上記の結果をもとに、現在は連結化合物を混合系BHJ層における相溶剤として用いる研究テーマの確立にも成功しており、すでに論文化を進めている。現状では、作製した有機薄膜太陽電池の変換効率が2%程度と高くない値であるが、連結分子を用いたOPV材料としては、比較的良好な性能が得られており、溶液塗布プロセスによる積層という従来の連結分子では成し遂げられなかった機能を付与することに成功している。よって、リンカー骨格の変更、例えば、グリコール系リンカーを導入してBPとC60部分をより分離させ、規則的な膜構造を形成させることや、その長さの最適化によって、さらなる高性能化も期待できる。今後も連結分子のバリエーションを増やし、薄膜構造の変化と変換効率の相関を詳細に検討していく。また、合成した連結分子を混合系BHJ層の相溶剤として応用する新たな研究テーマの確立ができているため、これらの検討を続けていくことで、高性能な連結分子の設計指針や、薄膜のモロフォロジー改質に有益な材料開発を目指していく。
STMによる界面微細加工技術の開発とそれによる量子波干渉デバイス構造の構築

代表研究者の所属するグループは、ここ数年来STMの開発とそれを応用した研究で成果を挙げており、単に表面構造の観察だけではなく、これを駆使して試料表面のナノ領域でのさまざまな物性(電子状態・電気伝導・電気容量・仕事関数など)の測定を行い、それらのナノスケールでの振る舞いを解明してきた。本研究ではこのSTMにおける探針を超微細電子源と見なし、それからの電子照射による表面薄膜下の界面でのナノスケールでの微細加工技術の開発をおこなった。STMでは探針は表面からすれすれの位置にありしかもトンネル電流は原理的にフォーカスされることから、探針から放出される電子はナノサイズの領域に絞られている。我々は、弾道電子電界放出顕微鏡(BEEM)を用いて、金/シリコン(111)界面の電子透過確率を局所的(サイズ:10ナノメートル)に低くすることができ、かつそれを元に戻す技術を開発した。ビットの大きさは約10ナノメートルであり、この技術を用いることにより10ナノメートルのスケールでの書き込みおよび消去が可能であることを確認した。さらに、ビットの大きさは室温での金薄膜の粒子サイズが平均してその程度であることを反映したものであり、基本的には、書き込みおよび消去のプロセスは金薄膜の個々の粒子をその変化の単位として生じていること分かった。したがって、金粒子の径を小さくすることにより、さらにその最小サイズを小さくできることが期待される。得られた知見を通して、将来的には、ナノスケールの新しい記憶素子デバイスの開発研究のシーズを創出できると考えている。走査プローブ顕微鏡(SPM)の一種であるバリスティック電子放射顕微鏡(BEEM)を用いて、Au/Si(111)界面における電子透過分布をナノスケールの空間分可能でイメージ化し、その表面構造との関連を調べたところ、金薄膜内の粒構造に依存して電子透過が変化していることが明らかとなった。また、BEEMにより意図的に探針に高い電圧を印加し、4eV程のエネルギーを持つ電子を入射することにより、界面の状態を局所的に改変しその電子透過がほとんど無い10ナノメートルほどのサイズの領域を作成することができた。さらに逆バイアスの電圧を探針に印加して作成した電子透過の無い領域上をなぞることにより、元の電子透過を持つ状態に戻すことが出来ることを見出した。これまでこの系での界面微細加工の研究では、界面加工の原因はAuとSiの合金化によるとされていたが、合金化では消去のプロセスが説明できない。現在、さらにそのメカニズムを解明すべく研究を続けている段階である。この実験結果はAppl.Phys.Lett.誌に掲載されたが、10ナノメートルサイズの超微細な界面加工でありしかも消去可能であることから、テラビットスケールでの高密度記録媒体としての応用が期待され注目を集め、Science誌にも話題として取り上げられている。本研究の目標としている定在波デバイス構築にも消去可能であることはきわめてその設計・開発に有利であり、この現象を見出したことの意義は大きい。STMおよびバリスティック電子放射顕微鏡(BEEM)による界面微細加工のメカニズムを明らかにすべく、金・シリコン界面での介在物の有無による微細加工特性への影響を測定した。そのためにシリコンの清浄表面、水素終端表面・極薄酸化膜で覆われた表面などを用意してBEEMによる微細加工実験を行い、その特性の変化を明らかにした。さらに微細加工の前後において試料表面を高分解STMによりその構造を確認することによって、STM探針からの電子線入射による界面微細加工によって表面の構造は変化していないことが実証されたことから、微細加工のメカニズムとして表面の状態変化によって界面に入射される電子のエネルギー・方位分布が影響を受けることによるとする説を否定することができた。本研究で用いたシリコンの水素終端表面は、試料処理中の環境の清浄度がその表面の性質に大きく影響を与えることから、これまではクリーンルームの中でしか準備することが出来ないとされてきた。

しかしながら我々は、通常の実験環境下においても、フッ酸を含むエッチング溶液を加熱し液中に含まれる溶存酸素量を減らすことによって、欠陥濃度が1%以下でSTMによる観察にも十分耐えうるレベルの極めて清浄な水素終端表面の作成に成功した。またその際の加熱温度やエッチング温度・フッ酸に加えるアンモニアの量を制御することによって欠陥密度やステップの揺らぎの少ない理想的な表面が得られる条件を確定した。この表面上にKやNaなどのアルカリ元素を吸着させ、その結合状態やクラスター形成過程をSTMにより観察したところ、これまでの7x7清浄表面の場合とは大きく異なり、水素終端表面上では特定のサイズを持つクラスター(Kの場合は3個)が形成され安定化することが判明した。この現象は、アルカリ原子が吸着により電気双極子を形成し互いに反発するとするこれまでのモデルとは相容れないものである。これらの実験結果を仕事関数測定結果と比較することによりアルカリ金属元素吸着による仕事関数減少のメカニズムに関する知見を得ることができた。
交替性計算の潜在的能力

交替性計算モデルの概念をより明確にするために、既存の計算モデルである決定性・非決定性・確率的計算モデルそれぞれを比較し、従来の計算量理論の手法や新しい技法を適用することで、各計算モデルで定義される計算量(すなわち、計算に必要な時間とメモリ領域)の各クラス間の未知なる関係性を明らかにすることである。さらに、計算量・アルゴリズム理論の応用的側面を考察した。そして、与えられたオブジェクト指向ソフトウェアが「ある種の複雑ネットワークを持つ」性質に着目し、ソフトウェア構造を再構成することで、ソフトウェアへの機能追加し易い構造(良構造)へ変形するアルゴリズムを構築した。「ゲーム理論」は、古くより様々な分野で幅広く研究されている理論であるが、いくつかの研究アプローチがある。特に、将棋や囲碁などのゲームの盤面を計算理論的に抽象・一般化し、ゲームの進行を「ある種の計算機」と見なした計算モデルが交替性計算である。このモデルは、計算量理論においては比較的古典的なものであるが、計算構造が他のモデルと比較すると極めて複雑であり、その本質的な計算能力について未解決問題が多い。本研究の課題は、この交替性計算モデルの概念をより明確にするために、既存の計算モデルである決定性・非決定性・確率的計算モデルそれぞれを比較し、従来の計算量理論の手法や新しい技法を適用することで、各計算モデルで定義される計算量(すなわち、計算に必要な時間とメモリ領域)の各クラス間の未知なる関係性を明らかにすることである。特に、交替性計算が決定性計算を別の側面で特徴付けるだけでなく、本質的に計算手法が異なることこの示唆している。これに基づいて、未解決問題である「非決定性計算量・乱択計算量の交替性計算による非自明な特徴付け」に関する適切な予想策定として、本年度は非決定性計算量で双対性を持つクラスNP∩co-NPの構造に着目し、交替性計算量クラスとの比較を行った。そして、与えられたオブジェクト指向ソフトウェアが「ある種の複雑ネットワーク性である」その性質に着目して、ソフトウェア構造を再構成することで、ソフトウェアへの機能追加し易い構造(良構造)へ変形するアルゴリズムを構築した。「ゲーム理論」において、将棋や囲碁などの組合せ論的二人ゲームの盤面を計算理論的に抽象・一般化し、ゲームの進行を「ある種の計算機」と見なした計算モデルが交替性計算である。特に、交替性計算が決定性計算を別の側面で特徴付けるだけでなく、本質的に計算手法が異なるという示唆に基づき、未解決問題である「非決定性計算量・乱択計算量の交替性計算による非自明な特徴付け」に関する研究、並びに、双対的という意味において交替性計算と類似性がある計算量クラスNP∩co-NPの帰納的可算性に着目した研究を行った。加えて、計算量・アルゴリズム理論の応用的側面を考察した。そして、与えられたオブジェクト指向ソフトウェアが「ある種の複雑ネットワークを持つ」

性質に着目し、ソフトウェア構造を再構成することで、ソフトウェアへの機能追加し易い構造(良構造)へ変形するアルゴリズムについて考案し、当該研究に関する論文を学術論文誌へ投稿した。24年度が最終年度であるため、記入しない。
インド思想における目的と手段の関係の解釈規則応用論の研究

本研究において研究代表者は,研究分担者の協力の下に,『ミーマーンサー・スートラ』第2巻および第3巻の構成分析を行い,それを基にして以下の4点にわたる研究成果を発表した。1.ヴェーダ祭式の主要規定文(教令)は祭式開始に向けた命令を規定文動詞の語尾により発し,その命令が,他の個々の儀礼規定文に遷移する。この遷移によってヴェーダのテキスト内の階層的構造が成立する。2.「定期祭は昇天のための手段である」という見解と「定期祭は果たすべき義務である」という見解とは両立する。なぜならばこの規定文は「天界を望む者は祭式すべし」という教令(B)とは独立の教令だからである。この独立性は,テキスト解釈における簡潔性を重んずる解釈法によって証明される。AはBに従属し,Bで命ぜられた祭式の開催期間の規定であると仮定すると,Aの動詞は祭式挙行を命ずるのみならず,生涯に渡り挙行を反復することをも間接的に命じていることになり,動詞の果たす機能を複雑にしてしまうからである。3.クマーリラは,個人の意識における祭式遂行の側面とテキスト解釈の側面を区別している。彼は,場所・時間・機会・果報・浄化対象という5種の,個人により祭式挙行のうちに「統合し得ないもの」(anupadeya)を挙げ,規定文は原則として,これら統合し得ないもののうちの一つを前提(ud-dis)して,祭式のうちに「統合すべきもの」(upadeya)を規定する(vi-dha),と主張した。4.二つの祭式構成要素間の階層をテキスト解釈により確定することが「配属」(viniyoga)と呼ばれ,祭式の会場で実際に観察される「助力」(upakara)と対比される。事実関係に着目する「助力」の理論は,祭式の意義の相対化に繋がる恐れがあるとみなされ,「祭式の効力は人が来世でどこに生まれるかを決定できない」と主張した初期の解釈学者バーダリに帰せられた。本年度,研究代表者は,まず本研究全体の見通しをつけるために,シャバラによる『ミーマーンサースートラ』註の第3巻全体の各節で,「配属」による祭式構成要素の階層化をめぐって,どのような聖典解釈上の問題が扱われているのかを要約した。その際に,研究代表者は,研究分担者と討議を重ねて,聖典解釈学派が樹立した「階層化のための解釈原則」の適用にみられる,ヴェーダ祭式論,仏教に対抗する弁証論,および法典解釈への応用法という諸側面を検討した。これらの基礎的資料に基づいて,研究代表者は,祭式構成要素の階層化を支える基本前提についての研究発表をおこなった。北海道印度哲学仏教学会の学術大会(7月・苫小牧駒澤大学)では,定期祭により天界とは別の果報がもたらされることが上記の規定文から理解されてくる根拠として,上記規定文が,「天界を望む者は祭式すべし」とは独立の教令であることを聖典解釈学派がどのように論証するかを発表した。さらに研究代表者は,インド思想史学会の研究集会(12月・京都大学)において,クマーリラが,復註の第2巻において、祭式文献を読む読者個人の意識を支えるものとして,二つの次元を想定していることを発表した。

二つの次元とは,クマーリラ以前から聖典解釈学派で意識されていた,テキストを読み進むにつれ既有知識をもとに新規知識を拡大していくテキスト認識の次元と,クマーリラが新たに導入した,行為の前提となる所与の状況設定と目的達成のために行使する手段との対比による,個人の実践にかかわる次元である。この二つの次元を著す座標軸を設定することによって,読者意識の中で様々な規定文を階層的に配列することが可能となる。この研究発表により,祭式構成要素のうちでの目的と手段の関係を確定するための解釈基準の検討が,クマーリラの復註では,『ミーマーンサースートラ』の第3巻以前の第2巻に既に予備的考察として為されていることが判明した。本年度,研究代表者は,昨年度作成した,シャバラスヴァーミンによる『ミーマーンサースートラ』註の第3巻全体の分析的梗概を,研究分担者との討議を重ねつつ更に増補した。その際,宗教における階層的秩序に関する資料を,国内各地の大学への出張及びインターネットなどの各種メディアを通じて収集した。研究代表者は特に,第3巻第1章第7論題に着目し,第12回国際サンスクリット会議(平成15年7月ヘルシンキ)に出席し,クマーリラが本論題において,古代インド社会では口伝で伝承されていた音声テキストであるヴェーダを,虚空において「最高我」が宿る身体であるとし,この独特なヴェーダ観が彼のヴェーダーンタ思想の重要な構成要素になることを発表した。このヴェーダ観によって,ミーマーンサー学派ではヴェーダは何者によっても創作されたのではない天啓聖典であるとするにも拘わらず,文に意図が込められているならその意図を抱く精神的主体がいるはずだという前提に基づき,ヴェーダの文が何を意図しているかを問い,その文を文脈の中で階層化していくことが可能になる。論文"Kumarila onthe Dual Aspects of the Reader's Consciousness"は,テキストを読み進むにつれ既有知識をもとに新規知識を拡大していくテキスト認識の次元と,個人の実践にかかわる次元の二つの次元を表す座標軸を設定することによって,読者意識の中で様々な規定文を階層的に配列することが可能となることを明らかにした。論文「ミーマーンサー聖典解釈から見た定期祭挙行の両義性について」は,新月満月祭などの基本的祭式が天界到達という目的実現のための手段であるのみならず,アーリア人家長に生涯に渡って課せられた義務でもあるのは,規定文「生きている限り祭式すべし」が独立の教令であり,教令「天界を望む者は祭式すべし」の下位に配列される従属的規定ではないことによるのを明らかにした。本年度,研究代表者は,シャバラスヴァーミンによる『ミーマーンサースートラ』註の第3巻全体の分析的梗概を,研究分担者との討議を重ね増補しつつ,それに基づいて本研究全体を締めくくる論文「祭式構成要素間の階層の根拠として助力(upakara)を説くミーマーンサー学派の異説について」を発表した。祭式構成要素間の階層性についての定説を定めたスートラ3.1.2は,或るものが祭式における従属要素となることの根拠は,それが「他のものを目的とすること」(pararthatva)にあることを明記する。この定説に対し,派内で最も有力な異説は,それを助力(upakara)に求めるものであった。研究代表者は,この異説が着目する助力とはどのようなものであるか,またこの説がいかなる理由から異説として退けられたのか,を考察した。この研究に必要な,諸学派で考える階層的秩序に関する資料を,国内各地の大学への出張により収集した。また,日本印度学仏教学会第55回大会(平成16年7月駒澤大学)に旅費により参加し,「クマーリラにとってのヴェーダ文の意図」を発表した。
ゲノムインプリントを利用した腫瘍形成しにくい多能性幹細胞の開発

本研究は、移植医療に用いられる多能性幹細胞由来組織の腫瘍化をいかに低減するかを提示するものである。我々の研究により、片親由来の単為発生胚由来ES(PgES)細胞は、正常胚由来ES細胞に比べて、分化させて移植した後の腫瘍形成頻度が劇的に低下することが分かってきた。PgES細胞のDNAメチル化および遺伝子発現を調べた結果、Snrpn遺伝子が腫瘍形成に関与していることが明らかとなった。今後は移植する細胞のDNAメチル化や発現をプロファイリングすることで、より安全な移植医療を築くことができるだろう。これまで、片親由来の単為発生胚由来ES(PgES)細胞は、正常胚由来ES細胞に比べて、分化させて移植した後の腫瘍形成頻度が劇的に低下することが分かってきた。一方、PgES細胞の中にも、高い腫瘍形成を示す細胞株が見られる場合がある。この腫瘍形成頻度の違いは、インプリント遺伝子のDNAメチル化状態と発現量の違いによると考えられる。個々のインプリント遺伝子の発現を制御することで、どの遺伝子が多能性幹細胞の腫瘍化に関与するのか明らかにし、移植医療に利用できる多能性幹細胞を開発することを最終目的とする。PgES細胞の高腫瘍形成株と低腫瘍形成株の違いは腫瘍形成能を支配するインプリント遺伝子のエピゲノムが腫瘍化しやすいES細胞やiPS細胞と異なるか同じであるかによると考えられる。そこで前年度に樹立した高腫瘍形成株において共通したエピゲノム変化を調べるために、各種インプリント遺伝子の発現およびDNAメチル化解析を行った。具体的には、遺伝子発現については、定量的に遺伝子発現量を測定するqReal-time RT-PCRを、DNAメチル化解析についてはCOBRA法およびBisulfite sequencing法を行った。その結果、Snrpn、Peg1、p57kip2などが腫瘍化しやすくなった細胞株でインプリントの消失が起きていた。一方、Igf2/H19は腫瘍化と相関は見られなかった。これまで、片親由来の単為発生胚由来ES(PgES)細胞は、正常胚由来ES細胞に比べて、分化させて移植した後の腫瘍形成頻度が劇的に低下することが分かってきた(投稿準備中)。当該年度は、PgES細胞の樹立と分化後の腫瘍形成実験を行った。マウス未受精卵を人為的に活性化させることにより、単為発生胚よりES細胞(PgES)を複数樹立した。樹立したPgES細胞をLIF不含ES細胞用培地で十分に(12日間)分化誘導させた後、ES細胞と同系統のマウスの皮下に1×10の6乗細胞ずつ注入し、一ヶ月後に腫瘍形成能を検定した。コントロールとして、正常胚由来のES細胞でも腫瘍形成実験を行ったが、多くのPgES細胞由来組織では腫瘍が出来にくいことが分かった。腫瘍形成の原因遺伝子の同定を行うため、形成した腫瘍からDNAとRNAを抽出し、凍結ストックとした。次年度では、これらのサンプルを用いて腫瘍形成に関わる因子の同定を行う予定である。様々なインプリント遺伝子のメチル化と発現を調べたところ、本来腫瘍形成しにくいPgES細胞でもSnrpn遺伝子の発現異常が生じている細胞株では腫瘍形成しやすいことが明らかとなった。Snrpn遺伝子は母方アレルでメチル化され、父方アレルで発現することが知られている。よって卵子由来のPgES細胞では本来はSnrpn遺伝子はメチル化され、発現がほとんどない。しかし、高腫瘍形成株となったPgES細胞では、すべてにおいてこのSrnpn遺伝子の低メチル化および発現上昇が確認された。