hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
VRとハプティックインターフェイスを用いた革新的介護訓練システムの研究

本研究では,介護の分野に関し,ユーザーとなる介護者が,介護動作を学ぶための,仮想空間内(VR)での介護訓練シミュレータの構築を目指した基礎研究を行った。介護者の動作計測技術,3次元コンピュータグラフィックス(3D-CG)技術と新たな体全体のハプティックインターフェイス技術を統合し,介護者に力覚と視覚にリアルタイムでフィードバックを与える革新的な介護訓練システムを構築することを目指したものである。身長,体重,障害度をモデルパラメータの変更ででき,人やマネキンを用いず訓練ができ,最適介護動作なども教示できる介護・リハビリ分野の訓練システムとして画期的な試みである。ユーザーがある作業に対して訓練を行うためのシステムについて,実際の対象物を用いて訓練を行うのではなく,仮想的に訓練を行うことができるようになってきた。CGやバーチャルリアリティを利用した訓練システムである。介護の分野では,被介護者の訓練のために,主に視覚情報を与えることによるVRシステムが開発されている。また,被介護者の機能回復のために,力覚的刺激を与えることのできるデバイスを用いた訓練システムも開発されている。一方で,介護者自身が訓練をするためには,例えば,実際の人間を相手に練習したり,介護用のダミー人形を使うことで訓練をする。しかしながら,先行研究では,力覚と視覚を統合したVRシステムによる介護訓練を目的としたものはない。本研究は,介護の分野に関し,ユーザーとなる介護者が,介護動作を学ぶための,仮想空間内(VR)での介護訓練シミュレータを構築する。介護者の動作計測技術,3次元コンピュータグラフィックス(3D-CG)技術と新たな体全体のハプティックインターフェイス技術を統合し,介護者に力覚と視覚にリアルタイムでフィードバックを与える革新的な介護訓練システムを構築する。身長,体重,障害度をモデルパラメータの変更ででき,人やマネキンを用いず訓練ができ,最適介護動作なども教示できる介護・リハビリ分野の訓練システムとして画期的なものである。今年度は、介護者,介護者の生体物理モデルの生成およびシミュレーションの構築を行った。全身型ハプティックインターフェイスを構築し,介護動作姿勢の力覚提示アルゴリズムを開発し仮想空間との統合を行った。筋骨格モデルによる最適化技術や熟練者の介護動作を参考に,開発訓練システムで理想的な介護動作を行うための理論及び訓練評価を行った。ハードウエアとソフトウエアのシステムがほぼ完成した。しかし,腰部の力覚インターフェイスが未完成であった。それ以外は,ほぼ当初の目標を達成することができた。今後は,これらを統合し,思い通り動くシステムに構築していく。本研究では,介護者の動作計測技術,3次元コンピュータグラフィックス(3D-CG)技術と新たな体全体のハプティックインターフェイス技術を統合し,介護者に力覚と視覚にリアルタイムでフィードバックを与える革新的な介護訓練システムを構築することを目指したものである。今年度得られた成果を下記に要約する。(1)前年に引き続きODE(Open Dynamics Engine)を用いた人体物理シミュレーションの構築: ODEを用い介護者人体モデルと被介護者人体モデルを作成し,仮想空間内での身体接触により生成される関節トルクを取得する人体物理シミュレーション環境を構築した。(2)全身型ハプティックデバイスの構築と力覚提示アルゴリズムの構築:全身型ハプティックデバイスを構築し,光学式モーションキャプチャシステムにより訓練者の動作を計測する訓練システムを製作した。また力覚提示アルゴリズムを構築した。(3)様々な被介護者モデルの生成:従来,介護訓練はダミー人形によって行われてきたが,ダミー人形は高額であり,サイズが限定されるため,様々なバリエーションでの訓練が困難であった。本研究ではVR技術を採用し,被介護者のパラメータとしては1身長,2体重,3障害の度合いの3つとした。(4)理想的な介護動作の確立:本研究ではモーションキャプチャシステムを用いて,訓練者の腰及び下肢の各関節をつなぐリンクを取得する。そのリンクの関節の曲がり具合から下肢の使い方を評価し,視覚または力覚によって理想的な介護動作の教示を可能とするシステムの構築を行った。本研究は、力学的物理的相互作用を考慮した数理モデルによるシミュレーション解析、装着型ハプティックデバイスの構築、VRシステム環境の構築、そしてこれらを統合した介護訓練システムを構築した。実験により、システムが有効に動作することを確認した。(1)様々な被介護者モデルの生成:VR技術は仮想空間で訓練を行うため,パラメータの変更のみで,被介護者の体型や障害の程度などを自由に変更することが可能である。よって本研究ではVR技術を採用し,被介護者のパラメータとしては1身長,2体重,3障害の度合いの3つとする。(2)音声インタラクションの導入:音声インタラクションを導入することで,声掛け動作を教示することにより実践的な訓練システムの構築を目指す。外国人介護士を教育する大きな問題として言語の壁がある。音声インタラクションによって,その介護士の母国語を組み込むことで,言語の壁がなくなり,正しい介護動作及び言語習得も可能となる。(3)理想的な介護動作の確立:

現場では間違った介護動作によって腰を痛める介護士は少なくない。理想的な介護動作とは腰への負担を下肢で補うような動作をいう。そこで,本研究ではモーションキャプチャシステムを用いて,訓練者の腰及び下肢の各関節をつなぐリンクを取得する。そのリンクの関節の曲がり具合から下肢の使い方を評価し,音声インタラクションや視覚または力覚によって理想的な介護動作の教示を可能とするシステムの構築を目指す。(4)介護ロボットの介護能力評価への応用:本訓練システムの対象を人だけでなく,ロボットにも拡張し,介護ロボットの介護能力評価への応用を提案する。介護ロボットの動きが自然であるか,被介護人の状況に対応できるか,また種々の姿勢で過重に耐えられるかなど実人間で実験する前に評価する。システム制御、ロボッティクス、産業自動化、鋳造設備のオートメーション他の所に時間がかかり,胴体部腰にかけての力覚インターフェイスの設計,製作が遅れた。それにより,その製作のためのモータ,ドライバー,材料費,加工費などを翌年度に回した。1.次年度予算は,昨年度未完成であった胴体部腰にかけての力覚インターフェイスの設計,製作費用にあてる。2.そのほか,試験補助,データ整理補助,海外発表のための出張費などに予算を使う。
過活動膀胱発症における酸化ストレス応答の関与と分子機構の解明

尿意切迫感を必須とし頻尿または夜間頻尿を伴う過活動膀胱は患者の生活の質を著しく低下させる。しかし、病態発症の詳細な分子機構は明らかになっていない。申請者らは、動物実験において、脳内伝達物質の一つであるアンジオテンシンII(AngII)が排尿反射の短縮を惹起させることを明らかにした。また、その反応は、AngIIタイプ1 (AT1)受容体拮抗薬を脳室内前処置によって、減弱された。そして、AT1受容体の下流にあるNADPHoxidase(Nox)阻害薬の脳室内投与は排尿間隔の乱れを誘導した。脳内のAngII/AT1受容体/Nox経路は、排尿反射の亢進、つまり頻尿に関与することが示唆された。[明らかになったこと]脳内活性物質アンジオテンシンIIが、排尿反射を促すことを明らかにした。ウレタン(1.0 g/kg, i.p.)による全身麻酔下にて、12週齢雄性Wistar/STラットの右側大腿動脈に挿入したカテーテルを介して血圧/心拍数を連続的にモニターした。右側大腿静脈に生理食塩水注入(1.2 ml/h)用のカテーテルを挿入した。膀胱に膀胱内圧測定用のカテーテルを挿入し、シリンジポンプに接続して生理食塩水を注入(12 ml/h)し、排尿反射を測定した。ラットを腹位にて脳定位固定台に置き、3時間の安定後、ステンレスカニューレを介して側脳室へAngII各用量(0.01, 0.03, 0.07 nmol)を1時間ごとに連続投与した。すると、アンジオテンシンII濃度依存的に、排尿間隔の短縮が起きるという実験結果を得た。[意義]アンジオテンシンIIは、主に末梢性に血管を収縮させ血圧上昇を引き起こす生理活性物質として知られている。一方、脳内ではストレスに応答して産生される種々の生理活性物質の一つとして報告されている。現在の人間社会では、過剰な心理ストレスが原因で頻尿になる人が増えており、日常生活に支障をきたすことになる。しかし、こうしたストレス反応が排尿筋過活動を惹起する機序を、ストレスを受容する中枢神経系レベルで明らかにした報告は皆無であるため、作用機序解明の一助になると考える。申請者らは、これまでに脳内活性物質の1つであるアンジオテンシンII (Ang II)が、ストレス反応に関わる中枢性交感神経-副腎髄質(SA)系を賦活化することを報告した。そこで、脳内Ang IIによるSA系賦活化と排尿反射への影響を検討した結果、血中カテコラミン(ノルアドレナリン及びアドレナリン)に影響しないAng IIの濃度においても、排尿反射を惹起した。さらに、Ang IIタイプ1 (AT1)受容体拮抗薬バルサルタン脳室内前投与群ではAng IIによる排尿間隔の短縮が抑制されたが、Ang IIタイプ2受容体拮抗薬PD123319脳室内前投与、各AT受容体遮断薬静脈投与群ではAng IIによる排尿間隔の短縮に影響しなかった。Ang IIはSA系非依存的に、中枢性AT1受容体を介して排尿反射を惹起することが示唆された。AngIIが中枢性AT1受容体を介して排尿反射を惹起するという研究内容を国際学会及び国際雑誌に報告した。脳内伝達物質の一つであるアンジオテンシンII(AngII)を、ウレタン麻酔下(1.0 g/kg, ip)の雄性Wistar系ラットに、脳室内投与(30 pmol/3 ul /rat)すると同時にsingle cystometryを行った。その結果、AngIIは、溶媒投与群と比較して、残尿量及び排尿効率に影響することなく、一回排尿量及び膀胱容量を減少させた。また、continuous cystometryにおいて、脳室内投与AngIIは、溶媒投与群と比較して、排尿間隔の短縮を引き起こしたが、最大排尿圧には有意な影響を与えなかった。これらの結果から、脳内AngIIは、遠心性(脳から膀胱)経路ではなく脳幹の排尿中枢回路に作用して、膀胱からの求心性(膀胱から脳)刺激に過敏に反応する状態を起こすことが推測された。一方、AngII(100 or 300 pmol/300 ul/rat)を同ラットに静脈内投与したところ、血圧の有意な上昇が見られたが、排尿間隔には影響は見られなかった。つまり、急性期において、末梢でのAngIIは排尿反射に影響を及ぼさない可能性が示唆された。前年度、我々は、Ang IIは中枢性AT1受容体を介して排尿反射を惹起することを報告した。Ang IIが脳内AT1受容体を介して排尿反射を惹起する機序として、AT1受容体の下流にあるNADPHoxidase (Nox)の関与に着目した。そして、Nox阻害薬であるApocyninを脳室内投与すると同時に、continuous cystometryを行った。その結果、排尿反射の間隔の乱れがみられ、脳内Nox及びNoxに起因する活性酸素が排尿・畜尿の制御に重要な働きをする可能性が示唆された。

申請者らは、動物実験において、脳内伝達物質の一つであるアンジオテンシンII(AngII)が排尿反射の短縮を惹起させることを明らかにした。また、その反応は、AngIIタイプ1 (AT1)受容体拮抗薬を脳室内前処置によって、減弱された。そして、AT1受容体の下流にあるNADPHoxidase(Nox)阻害薬の脳室内投与は排尿間隔の乱れを誘導した。脳内のAngII/AT1受容体/Nox経路は、排尿反射の亢進、つまり頻尿に関与することが示唆された。排尿反射、血圧を同時モニターしながら薬物を脳室内投与する実験系を組み立てることができたため、アンジオテンシンII脳室内投与による頻尿モデルの作製が可能になった。Ang IIが脳内AT1受容体を介して排尿反射を惹起する機序として、AT1受容体の下流にあるNADPHoxidaseの関与の有無について検討したい。また、末梢のAngIIが排尿反射を惹起するか検討したい。排尿機能学アンジオテンシンIIが脳内アンジオテンシンII受容体を介して、排尿反射を促しているか明らかにするため、アンジオテンシンII静脈投与による排尿反射の影響や、アンジオテンシンII受容体遮断薬を脳室内前処置することにより明らかにしたい。予定していた動物実験の回数を減らすことができたため。予備実験での動物実験の数を減らすことができたため。動物実験に使用する試薬の購入に充て、速やかに本計画を進めていきたい。動物実験に使用する実験器具が一部摩耗して使用できなくなったため、購入に充てる。
新しいホルモン誘導性転写因子GIOTの卵巣機能調節に関する研究

私どもは最近、サブトラクションクローニング法を用いてラット卵巣からゴナドトロピン誘導性の遺伝子群を単離した。これらの中にゴナドトロピンによって著名に誘導される新しい転写因子を発見し、GIOT(Gonadotropin Inducible Ovarian Transcription factor)と命名した。GIOTはジンクフィンガー構造を持った典型的な転写因子である。ノーザンブロットによりその遺伝子発現を検討したところ、卵巣でゴナドトロピン刺激により6時間後に著名に誘導されることが明らかとなった。またGIOTには、構造の極めて似通った2つの遺伝子が存在し、GIOT-1、GIOT-2と命名した。GIOT-1はそのN末端にKRABドメインを有しており、Heterologouspromoter系で転写抑制活性を持つことを明らかにした。これは、GIOTが卵巣でホルモン刺激により誘導され、特定の遺伝子を抑制する事でその機能を果たしていることが推測された。またGIOTの生体内分布を調べると、その発現は卵巣および、副腎で高く、SF-1と同様の発現パターンが確認された。このことは、GIOTがSF-1同様、ステロイド産生組織で本質的な役割を果たしていることを示唆している。卵巣でのステロイド合成に対するGIOTの役割を、卵巣顆粒膜細胞の初代培養およびステロイド産生腫瘍細胞株MA-10を用いて検討し、この転写因子が卵巣機能に深く関わっていることを明らかにした。またGIOTの発現は卵巣および副腎に限局している事から、副腎性および卵巣性の原発性無月経症との関連も示唆された。GIOTを組み込んだ発現ベクターを卵巣顆粒膜細胞初代培養にトランスフェクトし、顆粒膜細胞内でGIOTを発現させ、培養上澄中のエストロゲン等を測定して、GIOTのステロイド合成に対する影響を見た。同様に、アンドロゲン産生腫瘍細胞株MA-10を用い、GIOTを組み込んだ発現ベクターをトランスフェクトし、アンドロゲン産生腫瘍細胞株MA-10でGIOTを発現させ、培養上澄中のアンドロゲン等を測定して、GIOTのステロイド合成に対する影響を明らかにした。私共は卵巣で発現しているステロイド合成関連遺伝子群、P450scc、P450_<17α>、StARなどの遺伝子上流をそれぞれクローニングし、ルシフェラーゼベクターに組み込んで、その転写活性を測定する系を確立している。この系を用いて、GIOTがこれらのステロイド合成関連遺伝子群の転写調節にどの様に関与するかを明らかにした。卵胞発育および卵胞閉鎖に対するGIOTの役割を、マウス卵胞の培養システムを用いて検討した。マウス卵巣から未発達の卵胞(顆粒膜細胞層が2層の卵胞)を単離しゴナドトロピンを加え3日間培養した後、実体顕微鏡下で卵胞の発育を顆粒膜細胞層の増加を指標に測定した。このときGIOT遺伝子に対するアンチセンスDNAを同時に投与することで、卵胞発育に対するGIOTの役割を明らかにした。また、未発達の卵胞(顆粒膜細胞層が2層の卵胞)をゴナドトロピンと一定時間インキュベートした後、ゴナドトロピンを除去すると、顆粒膜細胞のアポトーシスが誘発され、卵胞閉鎖に陥る。このとき、同様にGIOT遺伝子に対するアンチセンスDNAを投与することで、卵胞閉鎖に対するGIOTの影響を明らかにした。これらの中にゴナドトロピンによって著明に誘導される新しい転写因子を発見し、GIOT(Gonadotropin Inducible Ovarian Transcription factor)と命名した。ノーザンブロットによりその遺伝子発現を検討したところ、卵巣でゴナドトロピン刺激により6時間後に著明に誘導されることが明らかとなった。GIOT-

1はそのN末端にKRABドメインを有しており、Heterologouspromoter系で転写抑制活性を持つことを明らかにした。これは、GIOTが卵巣でホルモン刺激により誘導され、特定の遺伝子を抑制する事でその機能を果たしていることが推測された。またGIOTの生体内分布を調べると、その発現は卵巣および、副賢で高く、SF-1と同様の発現パターンが確認された。このことは、GIOTがSF-1と同様、ステロイド産生組織で本質的な役割を果たしていることを示唆している。卵巣でのステロイド合成に対するGIOTの役割を、卵巣顆粒膜細胞の初代培養およびステロイド産生腫瘍細胞株MA-10を用いて検討し、この転写因子が卵巣機能に深く関わっていることを明らかにした。またGIOTの発現は卵巣および副賢に限局している事から、副賢性および卵巣性の発現性無月経症との関連も示唆された。
トウヒ属の環境耐性に関する生理特性と環境修復に関する研究

本研究の目的として、土壌要因によって植物の生育が抑制される蛇紋岩土壌において分布しているアカエゾマツに関して、養分吸収特性と葉の光合成特性に着目した。アカエゾマツの環境耐性を生理的に明確にするために、近縁のエゾマツと、欧州に広範囲に分布するヨーロッパトウヒを用いて比較・検討する。この結果を基礎にして、アカエゾマツをはじめトウヒ属を緑化樹種として他の樹木の生育が困難な地域での環境修復に応用することを最終的な目的とした。本年においては、前年に蛇紋岩土壌に植栽を行ったトウヒ属3樹種の苗に関して、様々な成長反応を検討した。アカエゾマツ、エゾマツ、およびヨーロッパトウヒ苗3種を蛇紋岩土壌と褐色森林土に造成した苗畑に植栽した実験の結果、アカエゾマツの成長量は両土壌間において有意差が認められなかった。しかし、エゾマツとヨーロッパトウヒは蛇紋岩土壌に植栽した個体の成長量は小さかった。また、蛇紋岩土壌に植栽したアカエゾマツでは、他の樹種より植物体中のNiやMgは低い濃度を示した。その原因として、蛇紋岩土壌に植栽したアカエゾマツは根と共生している外生菌根菌の感染率が高く、Niの吸収の抑制されていたと考えられる。さらに、光合成能力に関しては、蛇紋岩土壌に植栽したエゾマツとヨーロッパトウヒでは大きく低下したが、アカエゾマツに関しては低下しなかった。その原因として、蛇紋岩土壌に植栽したアカエゾマツでは窒素利用効率が特に高く、少ない窒素濃度で高い光合成能力を得ていたと考えられる。以上の結果から、アカエゾマツは、トウヒ属樹木3樹種の中で蛇紋岩土壌に、最も高い適応性を持っていると考えられる。
インターフェロンによるB型肝炎ウイルス増殖阻害作用機序の解明

NF-κBがpro-inflammatory cytokinesによる抗ウイルス効果発現時重要である事と考えられる。私どもは、HBV遺伝子にNF-κBの結合する可能性のある塩基配列を見いだした。NF-κBの抗ウイルス作用の機序としてNF-κBにより誘導合成される蛋白が関与する、或いはNF-κBが直接HBV遺伝子と結合し抑制する、の二つが考えられる。私どもは肝癌細胞Huh-6にHBVDNAをトランスフェクトした細胞HB611を用い実験を行った。抗ウイルス効果の判定は培地上清中のHBVDNA、HB611中のHBVDNA、HBVmRNAにて行った。またNF-κB活性は、ゲルシフトアッセイにて行った。CL100は、Northern blottingにて判定し、immunologic nitric oxide(iNOS)は、Western blottingにて判定した。IFN-α、IFN-γ、TNF-α、IL-1β、LPSは、HB611におけるB型肝炎ウイルスを量依存性に抑制した。CL100は、酸素ストレスの鋭敏な指標とされている。各種試薬を加えると、細胞は何れの試薬によってもCL100の発現の増大があり、酸素ストレスを受けていた。他方、HB611に対し、IFN-α、IFN-γ、TNF-α、IL-1β、LPSは、NF-κB活性化を示した。これは、IFN-α、IFN-γ、TNF-α、IL-1β、LPSの抗ウイルス性に一致した。私どもは、これら試薬によるNF-κB活性化が抗ウイルス効果発現に重要であると考えた。そこで、NF-κB阻害剤であるTPCK、NACの効果を見た。TPCK、NAC処理によりINF-α、IFN-γ、TNF-α、IL-1β、LPSによる抗ウイルス効果は減弱した。NF-κBの抗ウイルス作用の機序としてNF-κBにより誘導合成される蛋白が関与する、或いはNF-κBが直接HBV遺伝子と結合し抑制する、が考えられる。私どもは、何れの気序によるか細胞内蛋白合成阻害剤を用い調べた。蛋白合成阻害剤処理によりINF-α、IFN-γ、TNF-α、IL-1β、LPSによる抗ウイルス効果は減弱した。しかしながら、まだ抗ウイルス効果は認められた。私どのはNF-κBの抗ウイルス効果として蛋白合成を介する、HBVとの直接反応する、の何れも関与すると判断した。iNOSは、NF-κBにより発現が調整されている。iNOS阻害剤により(L-NMMA)IFN-α、IFN-γ、TNF-α、IL-1β、LPSによる抗ウイルス効果は減弱した。この結果から、NF-κBにより抗ウイルス性に導く蛋白はiNOSと考えられた。HBVとNF-κBの直接結合をゲルシフトアッセイにより調べると、preS2に存在する5′-AATCCTCTGGGATTCTTTCCCCGAT-3′が最も良くNF-κBと結合した。しかしながらどの様にNF-κBが、HBV増殖を抑制するか不明である。本研究において我々は、転写調節因子のNF-κBは、B型肝炎ウイルス増殖を抑制する因子である事を明らかにした。更に活性化されたNF-κBは、一新しい蛋白合成(iNOS)を介し抗ウイルス効果を示すのに対し、NF-κBとHBVの直接反応を介し抗ウイルス効果を示す可能性がある事を明らかに出来た。

蛋白合成阻害剤処理によりINF-α、IFN-γ、TNF-α、IL-1β、LPSによる抗ウイルス効果は減弱した。しかしながら、まだ抗ウイルス効果は認められた。私どのはNF-κBの抗ウイルス効果として蛋白合成を介する、HBVとの直接反応する、の何れも関与すると判断した。iNOSは、NF-κBにより発現が調整されている。iNOS阻害剤により(L-NMMA)IFN-α、IFN-γ、TNF-α、IL-1β、LPSによる抗ウイルス効果は減弱した。この結果から、NF-κBにより抗ウイルス性に導く蛋白はiNOSと考えられた。HBVとNF-κBの直接結合をゲルシフトアッセイにより調べると、preS2に存在する5′-AATCCTCTGGGATTCTTTCCCCGAT-3′が最も良くNF-κBと結合した。しかしながらどの様にNF-κBが、HBV増殖を抑制するか不明である。本研究において我々は、転写調節因子のNF-κBは、B型肝炎ウイルス増殖を抑制する因子である事を明らかにした。更に活性化されたNF-κBは、一新しい蛋白合成(iNOS)を介し抗ウイルス効果を示すのに対し、NF-κBとHBVの直接反応を介し抗ウイルス効果を示す可能性がある事を明らかに出来た。インターフェロンには、B型肝炎ウィルスの増殖抑制作用のあることが知られている。一方、Nitric Oxideにも、ウィルス増殖抑制作用のあることが知られている。本研究では、インターフェロンのB型肝炎ウィルス増殖抑制作用とNitric Oxideの作用との関連性の有無について検討した。まず、肝癌細胞株HUH-6へB型肝炎ウィルスを感染することにより、持続的B型感染細胞を樹立し、この肝癌細胞株を使って実験を行った。なお、B型肝炎ウィルス感染細胞の樹立の確認は、サザンブロット法でHUH-6細胞内にHBVDNAの存在を確認し、さらに培地中にB型肝炎ウィルス関連抗原を検出し得たことによりなされた。持続的B型感染細胞の培地へインターフェロンを添加した実験では、ノーザンブロット法によりHUH-6の肝細胞Nitric Oxide合成酵素のmRNAの定量を行ったところ、変化がみとめられた。このことは、インターフェロンには、HUH-6におけるNitric Oxide産生に影響を及ぼす作用がある可能性を示しているものと思われた。さらに、インターフェロンとともに肝Nitric Oxide合成酵素阻害剤L-NMAを添加したところ、インターフェロンによるNitric Oxide産生は、肝Nitric Oxide合成酵素阻害剤L-NMA処理により影響される結果が得られた。したがって、HUH-6におけるインターフェロンのB型肝炎ウィルス増殖抑制作用は、Nitric Oxideに関連して発現している可能性が示された。B型肝炎ウイルスの増殖機構は、かなり検討されてきているけれども、いまだ明らかにされていない。私どもは、培養肝癌細胞Huh6にB型肝炎ウイルスをトランスフェクトしたHB611細胞を用い、B型肝炎ウイルス抑制因子ついて検討した。インターフェロン(IFN)-α、IFN-γ、TNF-α、IL-1βなどのサイトカインとLPSは、HB611のCL100(酸素ストレスのマーカー)の発現を増強する所見を得た。
シナプス形成に関わる新規細胞間接着分子の探索

本研究ではシナプス形成の分子メカニズムを解明すること目標として、シナプス形成期のマウス海馬の発現ライブラリーより、細胞間接着活性を持つ遺伝子の同定をおこなった。具体的には、接着分子を発現していない特殊な線維芽細胞、L細胞に発現ライブラリー(既知の接着分子の遺伝子をサブトラクションにより差し引いたもの)を導入し、ゲノムに外来性の遺伝子が組み込まれた細胞のみを抗生物質により選別した後、細胞凝集塊形成を行わせ、新規細胞接着因子の導入されたL細胞のみを選別するアッセイ法(アグリゲーションアッセイ法)を確立し、得られたクローンより遺伝子を同定した。その結果、候補遺伝子として、ある電位依存性イオンチャネルを同定した。現在までに、その細胞接着活性が細胞内シグナル分子に依存すること、培養海馬神経細胞において成長円錐に局在すること、マウス海馬組織において一部のシナプスに局在することを明らかにしている。さらには、非神経細胞にこのイオンチャネルを発現させ、神経細胞と共培養するとこれらの細胞間で人工的なシナプス形成が認められた。以上の結果は、イオンチャネルがシグナルに依存してシナプス形成に寄与する細胞接着活性を持つことを示し、これまでの研究において、細胞接着活性およびシナプス形成活性を持つイオンチャネルは報告されておらず、本研究が初めてのものとなる。また、このイオンチャネルは電位依存的であると考えられることから、神経活動に依存した細胞接着に貢献することが想定される。今後、このイオンチャネルの機能を詳細に解析することによって、神経活動依存的なシナプス形成のメカニズムが明らかにされることが期待できる。以上の結果は、イオンチャネルがシグナルに依存して細胞接着活性を持つことを示し、これまでの研究において、細胞接着活性を持つイオンチャネルは報告されておらず、本研究が初めてのものとなる。さらには、このイオンチャネルは神経細胞の成長円錐やシナプスに局在することから、シナプスの形成に関与する可能性が高い。
脳腫瘍における薬剤耐性モニタリングと耐性克服薬による抗癌剤治療効果増強法の開発

本研究では悪性腫瘍細胞の野生株および抗腫瘍薬耐性株における^<99m>Tc-MIBIの集積とMDR1mRNAの発現との関連を検討した.さらに抗腫瘍薬耐性株において^<99m>Tc-MIBIを用いて耐性克服薬による獲得耐性の変化を評価し,耐性克服薬による抗腫瘍薬の治療効果増強を判定し,^<99m>Tc-MIBIの獲得耐性モニタリングにおける妥当性について検討した.各耐性株において耐性克服薬(ベラパミル,シクロスポリン,FK506)を5μMの最終濃度で3日間作用させた後のMTT assayではsurviving fractionはいずれも有意に低下した.各耐性克服薬を5μMの最終濃度で1時間作用させた後の^<99m>Tc-MIBIの集積量は耐性克服薬投与前と比較して増加し(p<0.01),耐性克服薬による^<99m>Tc-MIBIの細胞外輸送の抑制が明かとなり,抗腫瘍薬の細胞外輸送阻害に基づく耐性克服効果が示唆された.^<99m>Tc-MIBIは悪性脳腫瘍の化学療法における多剤耐性モニタリングに有用なトレーサとして期待される.本研究では悪性腫瘍細胞の野生株および抗腫瘍薬耐性株における^<99m>Tc-MIBIの集積とMDR1mRNAの発現との関連を検討した.さらに抗腫瘍薬耐性株において^<99m>Tc-MIBIを用いて耐性克服薬による獲得耐性の変化を評価し,耐性克服薬による抗腫瘍薬の治療効果増強を判定し,^<99m>Tc-MIBIの獲得耐性モニタリングにおける妥当性について検討した.各耐性株において耐性克服薬(ベラパミル,シクロスポリン,FK506)を5μMの最終濃度で3日間作用させた後のMTT assayではsurviving fractionはいずれも有意に低下した.各耐性克服薬を5μMの最終濃度で1時間作用させた後の^<99m>Tc-MIBIの集積量は耐性克服薬投与前と比較して増加し(p<0.01),耐性克服薬による^<99m>Tc-MIBIの細胞外輸送の抑制が明かとなり,抗腫瘍薬の細胞外輸送阻害に基づく耐性克服効果が示唆された.^<99m>Tc-MIBIは悪性脳腫瘍の化学療法における多剤耐性モニタリングに有用なトレーサとして期待される.今年度は悪性腫瘍細胞における^<99m>Tc-MIBI集積と増殖能およびP糖タンパク質をコードするMDR1のmRNA発現量との関連について検討した.ラットグリオーマ細胞株(C6,RG2)および癌細胞株(Walker256:W256)は10%FBS添加MEMを用いて単層培養された.各細胞増殖期において3重標識したアミノ酸欠乏10%牛胎児血清添加MEM(^<14>C-thymidine;^<14>C-TdR,^<99m>Tc-MIBIまたは^<99m>Tc-DTPA)に交換し,5分から60分にわたって細胞および培養液を経時的に採取して細胞内および培養液中のトレーサ濃度を測定した.採取による障害細胞および細胞外腔へのトレーサ集積は^<99m>Tc-DTPAの集積を用いて補正して真の細胞/培養液濃度比を算出した.腫瘍細胞への各トレーサの集積は^<14>C-TdRについては培養液から細胞内へのトレーサの流入を示す速度定数K_iで,細胞内流入が測定時間内に平衡状態に達する^<99m>Tc-MIBについては細胞内集積量を反映するvolume distributionで評価した.MDR1mRNA発現量は各増殖期の細胞からtotal RNAを抽出し,RT-PCRにより測定し,各細胞株の^<99m>Tc-MIBI集積との関連を解析した.いずれの腫瘍細胞も細胞密度の増加に伴い,増殖能を反映する^<14>C-TdR集積は有意に低下し(p<0.01),^<14>C-TdR集積は細胞密度と密接に関連した(r=0.99).^<99m>Tc-MIBIの集積はいずれの腫瘍細胞においても^<14>C-TdRの集積と相関がなく,増殖能との関連は少なかった.一方,MDR1 mRNA発現量は各増殖期による差異がなく,MDR1 mRNAの高発現細胞株ほど^<99m>Tc-MIBIの集積が有意に低下し(r<0.01),異なる細胞株間において^<99m>Tc-MIBIの集積はMDR1mRNAの発現と負の相関がみられた(r=0.96).悪性腫瘍細胞において^<99m>Tc-MIBI集積は増殖能と必ずしも関連しなかったが,^<99m>Tc-MIBIの集積とMDR1mRNAの発現には有意な負の相関が確認され,MDR1mRNA発現における腫瘍特異性が判明し,^<99m>Tc-MIBIは多剤耐性モニタリングの指標として期待される.ラットグリオーマ細胞株;C6,RG2および癌細胞株;Walker256(W256)におけるビンクリスチン(VCR)耐性腫瘍細胞株は1ng/mlのVCR添加MEMで継代培養することにより確立され,各細胞株における耐性獲得はMTT assayで評価した.VCR無添加のwellの吸光度を基準値(100)として,1μg/mlのVCRを作用させた場合のwellの吸光度を相対値で表し,surviving fractionとして検討した.

各腫瘍細胞における野生株のsurviving fractionはRG2が28%,C6が35%,W256が44%であり,RG2が最もVCRに対して感受性が高く,W256は低感受性と判定された.このMTT assayを用いた感受性試験の結果はMDR1 mRNAの高発現細胞株(W256)ほど^<99m>Tc-MIBIの集積が有意に低下し(r<0.01),MDR1 mRNAの低発現細胞株であるRG2における^<99m>Tc-MIBIの集積が高値を示した昨年度の研究結果に一致していた.各腫瘍細胞におけるVCR耐性株のsurviving fractionはRG2が69%,C6が56%,W256が78%といずれも増加し,各耐性株における^<99m>Tc-MIBI集積量(volume distribution)は野生株の645%まで低下した.いずれの耐性株においても野生株と比較してMDR1mRNA発現の増加がRT-PCR法で確認され,P糖蛋白質を介した細胞外輸送による^<99m>Tc-MIBIの細胞内集積の低下が示唆された.これらの耐性株に対して耐性克服薬(ベラパミル,シクロスポリン,FK506)をいずれも5μMの最終濃度で3日間作用させた後に施行したMTT assayではsurviving fractionはRG2が4259%,C6が3648%,W256が3041%まで低下した.各耐性克服薬を5μMの最終濃度で1時間作用させた後の^<99m>Tc-MIBIの集積量は耐性克服薬投与前と比較してRG2が1060倍,C6が315倍,W256が2080倍まで増加し,耐性克服薬による^<99m>Tc-MIBIの細胞外輸送の抑制が明かとなり,抗腫瘍薬の細胞外輸送阻害に基づく耐性克服効果が示唆された.^<99m>Tc-MIBIは悪性脳腫瘍の化学療法における多剤耐性モニタリングに有用なトレーサとして期待される.
重力レンズ効果を用いたダークマター探査

世界に先駆けてダークエネルギーの謎を解明するために超広視野カメラHSCを開発することを目的とし、すばる望遠鏡の主焦点にシャープな像を結ばせる大型レンズ、レンズ筒の軽量かつ堅牢なファインセラミック、高感度な新型CCDなど数多くの技術的挑戦の末にこれらを開発してHSCを完成させ、ファーストライトを成功させた。試験観測の結果、1.5度角の視野全体にわたって0.5秒角を切る優れた結像性能が確認され、今後、高精度の遠方銀河の観測によって世界的にダークマター・ダークエネルギー研究をリードしていくことが可能になった。宇宙には、既知の物質の何倍ものダークマター(重力作用以外では『見えない』物質)が存在している。しかし驚くべきことに、膨張宇宙が加速していること、またその説明として、ダークマターの2倍以上もの量の「ダークエネルギー(Dark Energy)」と呼ばれる正体不明の場、真空のエネルギーが存在していることが明らかになってきた。本領域は、すばる望遠鏡の主焦点に超広視野カメラを製作・搭載して深宇宙の観測を行い、ダークエネルギーの性質解明を目指す世界に先駆けてダークエネルギーの謎を解明するために超広視野カメラHSCを開発することを目的とし、すばる望遠鏡の主焦点にシャープな像を結ばせる大型レンズ、レンズ筒の軽量かつ堅牢なファインセラミック、高感度な新型CCDなど数多くの技術的挑戦の末にこれらを開発してHSCを完成させ、ファーストライトを成功させた。本研究は、すばる望遠鏡の特長を十二分に生かし、すばる以外の既存の巨大望遠鏡では実現不可能な超広視野の主焦点カメラ(HyperSuprime Camera=HSC)を開発・製作し、この新装置を用いて最低1000平方度超広域撮像探査を行うとするものである。本年度は、本計画研究のみならず領域研究全体にとって必要不可欠な、HSCの設計に着手した。本領域の設置における審査過程でも、HSCの設計、製作、設置に関する技術上の詳細を早急に明確化すること、CCD素子の必要数量と価格を明らかにすること、装置の製作を行う上で、計画研究AO1とAO2の役割分担を最適化し、十分な人員とエフォートをもって取り組むべきこと、などが指摘されたことへの対応も本年度の課題であった。今年度は、1.本カメラを搭載するためのすばる望遠鏡本体とのインターフェイス条件の洗い出しと整理、必要に応じて望遠鏡側の改修改良部位の検討を開始した。すばる望遠鏡の主設計・製作業者であり設計製作に係る専門的知識と特許を所有する三菱電機と契約を締結し、HSCと望遠鏡のインターフェイスで最も基本的なコンセプトである「いかに望遠鏡に取付け、いかに他の装置と交換するか」についてシステム検討を開始した。2.カメラレンズ(補正光学系)の製作に関しては、研磨会社を特定し研磨作業と組立調整作業の工程と公差を考慮に入れた光学系の基本設計を契約するために、国内外の研磨会社に契約可能性の調査と資料の要請を行い、「HSC補正光学系の基礎設計」検討の契約をキャノン株式会社と締結して光学系の設計を開始した。3.研究計画AO1とAO2の役割調整にとどまらず、本計画に多大な関心を示す研究グループとの国際パートナーの可能性も追求した。研究代表者と分担者が協力して米国プリンストン大学、ハッブル宇宙望遠鏡研究所、台湾研究院、ハワイ観測所等で協議行い、HSC製作の方法と手順を説明して、どのような国際共同研究の形態があり得るか検討し、国際協力の可能性を追求した。本研究は、すばる望遠鏡の特長を十二分に生かし、すばる以外の既存の巨大望遠鏡では実現不可能な超広視野の主焦点カメラ(Hyper Suprime Camera=HSC)を開発・製作し、この新装置を用いて最低1000平方度超広域撮像探査を行うとするものである。本年度は、本計画研究のみならず領域研究全体にとって必要不可欠なHSCの設計を押し進め、並行してHSCの望遠鏡への取付条件・望遠鏡の改修必要性を検討した。とりわけ今年度は以下の諸点で大きな前進があった:1.カメラレンズ(補正光学系)の製作に関しては、大型精密透過光学系の設計製作に優れた実績を有するキャノン株式会社と契約し、光学系の機能設計とレンズ群を保持するレンズ筒の基本設計を行った。光学機能としては、指定された全ての波長域で仕様を上回る結像性能を発揮する設計が完成し、重量、製作可能性などの条件も満足している。レンズ筒は軽量化のためにファインセラミックス製新素材の使用を前提にした検討が行われ、基本設計としては満足すべき解を得た。2.本カメラを搭載するためのすばる望遠鏡本体とのインターフェイス条件の洗い出しと整理、必要に応じて望遠鏡側の改修改良部位の検討を続けた。すばる望遠鏡の設計製作に係る専門的知識と特許を所有する三菱電機と契約を締結し、実現の難易度や必要な工期と経費などを撮像探査のスピードとの関連で総合的に勘案した結果、最適な視野角は2°ではなく1.5°超との結論を得た。3.研究計画A02と緊密に協力しながら、CCD素子の調達計画の具体化、CCD読み出し回路の高性能化、フィルターの実現可能性調査と干渉膜の試作などを行い、本研究課題の実現に向けて着実に進展を続けている。本研究はすばる望遠鏡の特長を十二分に生かし、他の既存の巨大望遠鏡では実現不可能な超広視野の主焦点カメラ(HyperSuprime Camera=HSC)を開発・製作し、この新装置を用いて最低1000平方度超広域撮像探査を行うとするものである。

本年度は、本計画研究のみならず領域研究全体にとって必要不可欠なHSCの詳細設計/部材製作段階に入り、大型測定器の開発製作マネージメントに実績を持つ計画研究AO2と緊密な連携を保ちながら製作を進めた。とりわけ今年度は以下の諸点で大きな前進があった.1.カメラレンズ(補正光学系)の製作に関して、これまでのキャノン(株)による光学設計に基づき補正光学系レンズ群用のガラス材製作に着手し、全行程の90%近くを実施することが出来た。得られたガラス材は製造途中のものも含めて、要求されていた形状・寸法、不純物含有量、屈折率一様性などの点で仕様を大きく上回る高品質製品であることが明らかとなった。2.レンズ筒の設計を受けて、重量、製作可能性などの条件も満足するファインセラミックス新素材の製作に着手した。本素材製作に唯一の実績を有する京セラ(株)と契約し調達の50%以上を遂行することが出来た。3.本カメラを搭載するためのすばる望遠鏡本体改修の設計は順調に進み、想定されている重量/重心/外形が望遠鏡の基本性能に何らマイナスの影響を与えないことが(株)三菱電機の設計検討で示された。4.研究計画AO2と緊密に協力しながら、CCDの電気信号を高速かつ正確に読み出すエレクトロニックス回路の製作の具体化、CCDを数μの精度で格納し厳格な温度管理下に置く真空冷凍容器の製作も実現可能性が検証され、次年度の製作工程につなげることが出来た。5.これらと並行して1000平方度にも及ぶ超大型探査観測の実施計画策定と観測シミュレーションを続行し(連携研究者:浜名、古澤)すばるユーザーコミュニティーおよび参加を希望する世界各国の研究者との連携・協議を重ねた。本研究はすばる望遠鏡の特長を十二分に生かし、他の既存の巨大望遠鏡では実現不可能な超広視野の主焦点カメラ(HyperSuprime Camera=HSC)を開発・製作し、この新装置を用いて最低1000平方度超広域撮像探査を行うものである。探査天域に含まれる銀河の数は2億個程度と推定され、これらの銀河の形状解析から(弱い)重力レンズ効果による系統的形状歪みを検出することにより、遠方銀河と我々の間に介在する(暗黒物質を含めた)全質量の分布を求めて「質量分布地図」を作成する。平成21年度は以下のような進捗があった。116個の光センサー(完全空乏型CCD)を冷却するためのデュワーの試作器を製作し、冷却性及び真空保持性能の評価を行った。この結果を踏まえ本デュワーの設計及び部品発注を行った。シャッター及び鏡面検査装置(SH)の試作及び試験が完了した。CCDを読み出す偉くとロニクスは、量産版の製作を行い、年度末までに納品された。補正光学系を構成するレンズ部は発注先のキヤノン栃木工場で全レンズの研磨が完了した。レンズを組み上げるためのセラミック製の鏡筒部材は、京セラに発注し全品納品された。来年度はこの鏡筒部品の非破壊検査を行い、検査終了後組み上げる予定である。望遠鏡との機械的インターフェースを担う部品(主焦点ユニット)は三菱電機において設計が進み、一部機械部品が完成した。
劇症１型糖尿病の病因・病態の解明及び新たな治療法の開発

アミラーゼ自己抗体の膵疾患発症における役割を明らかにすべくヒト膵アミラーゼ(AMY)に対応したペプチドを合成し、これらを抗原としてELISA系の改良を試みた。合成ペプチド, P1P9,でのELISAの結果P7に最も強い反応を認めAMYのC末端付近にエピトープが存在した。P7を抗原としたELISA (P7-ELISA)を用いて種々の膵疾患患者血中の本抗体陽性率を検討した。自己免疫性膵炎および劇症1型糖尿病には高い頻度で検出され既報の結果と一致した。一方、2型糖尿病患者でも16%が陽性であった。P7をマウスに免疫し膵組織を観察したところ、膵外分泌腺,特に膵島周囲にリンパ球浸潤を認めた。劇症1型糖尿病は急激に発症する極めて重篤な糖尿病であり、その迅速な診断法としてAmylaseα-2A (AMY)に対する自己抗体(AMY-Ab)をELISA法にて検出することが有用である。しかし、この測定法はbackgroundが比較的高く更に改良が必要であるため、Amylaseα-2Aを2125アミノ酸からなるペプチドを合成し、これらを抗原としてELISAを行った。その結果、Amylaseα-2AのC末端に近いペプチド7を用いた際に、従来の結果がほぼ再現され、かつbackgroundが低下することが判明した。この改良ELISAにて種々の膵関連疾患の血中AMY-Abの有無を検討した結果、劇症1型糖尿病、自己免疫性膵炎患者での陽性率が高く、また一部アルコール性慢性膵炎患者にも陽性者が散見される。膵癌患者ではほとんどが陰性であった。興味深いことに非アルコール性慢性膵炎患者中にも陽性者が存在することが明らかとなった。一方、AMY-Abの意義を明らかにする目的にて、AMYをマウスに免疫するモデルを開発中であるが、AMY cDNAをin vivo electroporation法にて免疫することにより高率に膵島炎を惹起しうることが判明した。病理学的には膵島周囲への細胞浸潤が認められるが空腹時血糖は正常マウスとの差が無く、現在さらに詳細に耐糖能につき解析の予定である。劇症1型糖尿病は急激に発症する極めて重篤な糖尿病であり、その迅速な診断法としてAmylaseα-2A (AMY)に対する自己抗体(AMY-Ab)をELISA法にて検出することが有用であることを明らかにして来た。この改良ELISAにて種々の膵関連疾患の血中AMY-Abの有無を検討した結果、アルコール性慢性膵炎患者中に高率に検出され、また非アルコール性慢性膵炎患者中にも存在することが明らかとなった。後者は原因不明の慢性膵炎であり、新たな疾患の存在が示唆された。現在、劇症1型糖尿病との関連を病理学的ならびに耐糖能の観点より解析中である。劇症1型糖尿病は急激に発症する極めて重篤な糖尿病であり、その迅速な診断法としてAmylaseα-2A(AMY)に対する自己抗体(AMY-Ab)をELISA法にて検出することが有用である。しかし、この測定法はbackgroundが比較的高く更に改良が必要であるため、Amylaseα-2AのC末端に近いペプチド7を用いた際に、従来の結果がほぼ再現され、かつbackgroundが低下することが判明した。この改良ELISAにて種々の膵関連疾患の血中AMY-Abの有無を検討した結果、劇症1型糖尿病、自己免疫性膵患者での陽性率が高く、また一部アルコール性慢性膵炎患者にも陽性者が散見される。病理学的には膵島周囲への細胞浸潤が認められるが空腹時血糖は正常マウスとの差がなく、現在さらに詳細に耐糖能につき解析の予定であり、引き続き研究を継続してく予定である。内分泌・代謝

1ELISA改良:ペプチド7によるELISAが完成し種々の膵疾患患者でのAMY-Abが検出できるようになって来た。このためほぼ当初の目標の達成に近づいたと言える。2膵島炎モデルマウスの解析:このモデルの作成に当初、E.coliにて産生したリコンビナントAmylaseα-2Aを抗原として使用したが、実験中にこれらに高濃度のエンドトキシンが含まれることが判明し、この影響は無視できないと考え、現在AMY-cDNAのDNA免疫に方法を変更した。この抗原の免疫にても膵島周囲炎が惹起され、AMY抗体性膵炎と考えられ、ほぼ当初の計画通りに進行している。1ELISA改良:ペプチド7によるELISAはbackgroundを改善したが、目標には達成できていない。この原因はこのペプチドが難溶性であり、このためにinterassay variationが高くなる傾向があるためである。現在種々の溶媒にて検討しているため、劇症1型糖尿病での正確なAMY-Abの頻度・抗体価の検討に遅れが生じている。2膵島炎モデルマウスの解析このモデルの作成に当初、E.coliにて産生したリコンビナントAmylaseα-2Aを抗原として使用したが、実験中にこれらに高濃度のエンドトキシンが含まれることが判明し、この影響は無視できないと考え、現在AMY-cDNAのDNA免疫に方法を変更した。このために若干の遅れが生じているが、本法はエンドトキシンの影響を回避しうる方法であり膵島炎も生じるため、今後進展が期待される。1ELISAによるAMY抗体の検出:AMYペプチド7コートELISAにて正常、種々の膵疾患患者でのAMY抗体の検出頻度を確定する。また、インスリン分泌能、膵外分泌機能、アルコール摂取暦などを同時に検討し、AMY抗体価との関連を探り、本抗体の意義や新たな病態の有無などの解明に努める。2膵島炎モデルマウスの解析現在、AMY-cDNAのDNA免疫にてモデルが作成されている。耐糖能は糖負荷試験などを行いさらに検討する。またCXCL-10やinterferon-γなどとの関連などとの検討も進め、AMY-Abと劇症1型糖尿病の関連や他の種々の膵疾患におけるAMY-Abの意義を明らかにする予定である。1ELISA改良ペプチド7は抗原としては優れているが、これをELISAプレートにコートするELISAでは限界があるよと考えられる。そのため、ペプチド7とβ-galactosidaseの融合蛋白の作成、ないしペプチド7に対する家兎抗体を作成に2抗体法によるRIAないしELISAでの検出を検討している。2膵島炎モデルマウスの解析現在、AMY-cDNAのDNA免疫にてモデルが作成されており、今後CXCL-10やinterferon-γなどとの関連などの解明が期待される。これらによりAMY-Abと劇症1型糖尿病の関連や他の種々の膵疾患におけるAMY-Abの意義を明らかにする予定である。研究が、思ったよりスムーズに進み、予定していたより低予算で研究が進んだため。研究試薬、データ管理:ELISA実施のための研究試薬の購入。組織学的検討のための標本作成、及びデータ解析・統計ソフトなどの購入、その他、実験動物購入およびガラス器具等を購入する。
国際化を考慮した社会的ネットワーキング指向の次世代eラーニング基盤の開発

「国際化を考慮した社会的ネットワーキング指向の次世代eラーニング基盤の開発」というのは,もともと,日本には多くの留学生が留学してきているという現状に起因する. eラーニング,pdf,スライド資料など多言語化されたデジタル教材のメリットについて議論することで,多言語化に注意を払うべき点について研究した.実際の検証と先例を使って研究した.現在,多くのデジタル教材は,英語に変換することで国際化されていることが多いと考えられているが,世界中の誰もが英語のスピーカーではなく,英語のスピーカーであっても言語能力に違いがある.もっと国際化を考えると,デジタル化されていないが,各言語にローカライズされ多言語化された真に国際化された教材を考慮した.具体的には情報倫理の教材を国際化の観点から開発した。上記の観点に基づいて,韓国済州大学との共同プロジェクトで,eラーニングコンテンツを複数言語で開発した。更に,我々のグループでは社会的ネットワーキング指向として,ICTを活用した農作業の効率的な習得法を開発した。「ウェアラブルカメラとドローンを使った,次世代の農業人材育成のためのブレンディッド・ラーニングの実践」と題して国際的なコンテストに出場する機会に恵まれ,その成果を海外で発表した。水平投射型電子黒板(企業と共同開発)に投影して,熟練者と協調学習を行った。イチゴ栽培の実践例では,通常3年はかかるとされる栽培技術を1年で習得できたという報告をした。水平投射型電子黒板は協調学習において活用できることを国際的にも認められた。最後に,3次元の可視化にコンテンツ開発を行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。初年度であるので,これまでの研究成果および理論・技術(特に協調支援技術,Webマイニング技術、WEBインテリジェンスの概念と技術「社会知能エージェント,セマンティックウェブ等」)を整理し,その応用の可能性を検証した。"Social Intelligent Agents"および"Semantic Social Networks"の概念,機能,メカニズムを詳細化し,Web空間での学習活動の意味づけを図りながらシステムの構築を行った。研究代表者岡本がこれまで研究してきたシステムの修正・改善を図りながら,(A)開放型,(B)プロジェクト型,(C)基礎・応用知識獲得型に対応して,日本語話者の日本人学習者のみならず,英語話者の外国人学者および日本語話者の外国人学習者まで加えて,文化や民族の違いを超えて適用する準備を行った。それぞれのモデルに対応したシステムの機能評価および運用評価を試みるために,教授・学習過程での参画者のコミットの仕方や教育効果測定を行った。システムの技術的機能改善,教育工学的運用モデルの構築を行い,それらの効果測定を行うための準備をおこなった。研究の成果の一部はISO/JTC1 SC36(教育・学習・訓練を対象とした情報通信技術の国際標準化委員会)で発表し,システムのデモンストレーションを行った。一方,協調学習やアクティブ・ラーニングに関する概念の整理を十分に行うことはできた。2016年度中に韓国の大学との共同研究を始める予定であったが,先方の都合で開始することが困難になった。相手先の大韓民国済州国立大学校e-learning支援センター(韓国)と,「日韓e-learning,MOOCコンテンツ共同研究に関する合議書」の提携が本年度中に達成できなかった。まずは,韓国の大学との共同研究を開始することができた。これまで研究してきたシステムの準備は整っていたので,(A)開放型,(B)プロジェクト型,(C)基礎・応用知識獲得型に対応して,日本語話者の日本人学習者のみならず,英語話者や韓国語話者そして中国語話者の外国人学者および日本語話者の外国人学習者まで加えて,文化や民族の違いを超えて実施することを開始した。同時に教授・学習過程での参画者のコミットの仕方や教育効果測定を行う。これらの活動をADDIEモデルのサイクルとしてシステムの技術的機能改善、教育工学的運用モデルをつくっていきつつある。教材開発にあたっては,情報オブジェクトあるいはアプリケーションオブジェクト程度の粒度の小さいものとして,できる限り,再利用可能性をあげるように構築する。粒度を小さくすることにより,国際化しやすいというメリットがあるからである。今後の協調学習必要になると考えて、産学連携で開発した水平投射型電子黒板も開発した。大韓民国済州国立大学校e-learning支援センターおよび「スマートグリードと清浄エネルギー融複合産業人材育成事業団」(韓国)と,「日韓e-learning,MOOCコンテンツ共同研究に関する合議書」を5月17日に取り交わし,開始した。またこれらの研究成果は更に大きく認められて,eラーニング国際標準化団体IMSJapan優勝賞(世界大会出場権獲得)を獲得し,「ウェアラブル・ドローンカメラを用いた次世代農業人材育成のブレンディッド学習の実践」として発表することも決定した。「国際化を考慮した社会的ネットワーキング指向の次世代eラーニング基盤の開発」というのは,もともと,日本には多くの留学生が留学してきているという現状に起因する. eラーニング,pdf,スライド資料など多言語化されたデジタル教材のメリットについて議論することで,多言語化に注意を払うべき点について研究した.実際の検証と先例を使って研究した.現在,多くのデジタル教材は,英語に変換することで国際化されていることが多いと考えられているが,世界中の誰もが英語のスピーカーではなく,英語のスピーカーであっても言語能力に違いがある.もっと国際化を考えると,デジタル化されていないが,各言語にローカライズされ多言語化された真に国際化された教材を考慮した.