hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高専教員を対象としたポートフォリオによる教育改善の検証と継続支援の確立

ワークショップ参加の効果を最大限残し、利便性を向上させる方法として、簡易版APWSを開催した。SAPチャートを活用して教員活動としての教育・研究・サービス(社会貢献)について振り返り、ドキュメント化については、現在のワークバランスと将来目標等を1枚にまとめるだけに留めた。所要時間はSAPチャート作成に約3時間、ドキュメント作成と簡単な情報共有の時間を約1時間で構成した。そして、参加者アンケートからその有効性が確認された。連携研究者およびSPOD(四国地区大学教職員能力開発ネットワーク)と連携し、ティーチング・ポートフォリオ作成者への事後アンケート調査の分析を実施した。また、阿南高専においてTP更新ワークショップを開催し、他機関においてはTP作成ワークショップのメンターを5回、AP作成ワークショップのメンターを2回務めて作成者の増加を図った。事後アンケートにおけるTP更新に関する分析結果を以下に示す。「TP作成に満足しているか」に対し94%が「大変満足」か「満足」と回答している。また、TPの作成前と作成後を比較すると、61%が「意識」に変化があったと回答し、50%が「行動」に変化があったと回答している。これらの結果からTP作成の効用が認められる。一方、活用例として、作成後に読み返したのは40%、AP作成を含め更新したのは18%に留まり、事後の活用は低調であることがわかる。以上のことより、作成に満足し、作成前後に教育への意識および行動変容を感じていることから、作成後の継続的活用を期待するが、実際は活用が低調だったことがわかる。そこで、更新できない理由を分析すると「忙しく更新の時間がない」「作成したばかり」が71%、「機会がない」が11%となっている。回答者の属性として作成後間も者が多かったことも影響していると考えられる。ここで、「忙しく更新の時間がない」「機会がない」に対しては、集中型のTP更新ワークショップあるいはAPWSを積極的に開催し、その機会を提供すべきである。また、阿南高専におけるTP更新ワークショップでは、「もっと早く更新すべきだった」との意見が多く、3年経つと変化が大きくなり、更新に労力を要するという理由が挙った。これらの理由から「作成したばかり」に対しても1年後のTP更新ワークショップを勧めるべきである。これらは、第20回大学教育研究フォーラムにおいて成果発表した。阿南高専においてアカデミック・ポートフォリオ(AP)作成ワークショップ、ティーチング・ポートフォリオ(TP)更新ワークショップを開催し、他機関においてはTP作成ワークショップのメンターを5回、AP作成ワークショップのメンターを3回務めて作成者の増加を図るとともに、ワークショップ開催に関する知見を深めた。AP作成ワークショップ、TP作成ワークショップおよびTP更新ワークショップは同時に並列開催を試み、実践することができた。これにより、メンターの人数を減らし、継続的にワークショップを開催しやすくなった。TP更新ワークショップでは、参加者がお互いにTPをチェックするが、メンター経験のない参加者でも観点を明らかにした資料を準備することによりTPのチェックができるようになった。また、ワークショップ開催の知見からAP作成には個人の教育研究活動における核となる極めて個人的な内容を盛り込む場合があり、多くの教員には受け入れられにくいことも予見されるようになってきた。そこで、作成者のそれまでの教育研究活動と関連する目標設定を簡易に作成できる簡易AP作成ワークショップを試みた。これは設定したワークシートに付せん紙を貼りながらブレインストーミングし、結果をA4用紙1枚にまとめるものである。本格的なAP作成は難しいと考える教員には適しており、また振り返りと目標設定を組み合わせた教育改善活動になっていると考え、今後もワークショップ開催を継続させる予定である。簡易AP作成ワークショッップを体験した結果、AP作成に進む教員も現れると想定される。阿南高専においてアカデミック・ポートフォリオ(AP)作成ワークショップ、ティーチング・ポートフォリオ作成ワークショップ、ティーチング・ポートフォリオ(TP)更新ワークショップを開催した。他機関においてはTP作成ワークショップのメンターを2回、AP作成ワークショップのメンターを1回務めて作成者の増加を図るとともに、ワークショップ開催の知見を深めた。AP作成ワークショップ、TP作成ワークショップおよびTP更新ワークショップは同時に並列開催とした。TP更新ワークショップでは、参加者がお互いにTPをチェックするが、メンター経験のない参加者でも観点を明らかにした資料を準備することによりTPをチェックしやすくした。また、これまでの知見から2日あるいは2日半のワークショップ時間が長いこと、AP作成には教育研究活動における核となる極めて個人的な内容が盛り込まれる場合があることを懸念されたり、研究業績が少ないという理由から敬遠されたりすることが明らかになってきた。そこで、教員活動全般の振り返りと目標設定に主眼をおいた簡易版AP作成ワークショップを2回開催した。連携研究者らが開発したSAP(structured academic portfolio)チャートを活用し半日でできるワークショップとして実施した。これはSAPのワークシートに付せん紙を貼りながらブレインストーミングし、それをもとにA4用紙1枚にワークバランスや今後の目標をまとめるものである。本格的なAP作成は難しいと考える教員には適しており、また教員活動全般の振り返りと目標設定を組み合わせた教育改善活動になっていることからTP未作成者のみならず全教員に適している。他高専からのワークショップ参加者にも好評で今後もワークショップ開催を継続する予定である。

所要時間はSAPチャート作成に約3時間、ドキュメント作成と簡単な情報共有の時間を約1時間で構成した。そして、参加者アンケートからその有効性が確認された。平成26年度は、作成ワークショップについては他機関のワークショップ支援を複数校で実施できた。都立産技高専では初のAP作成ワークショップを開催することができ、また旭川高専では2回目のTP作成ワークショップおよび初のAP作成ワークショップを開催することができた。また本校では初の簡易AP作成ワークショップを開催することができたことから、ワークショップ開催の実践知見が深まり、概ね計画通りに研究が進んでいると評価できる。工学教育海外の先進事例を調査し、高専教員に適したワークショップを提案するとともに、経験の浅いメンターの支援策を提案する。またアカデミック・ポートフォリオ作成ワークショップ等の開催・運営を継続し、その実践知見を蓄積するとともに評価に活用できる方法も検討する。平成25年度は、事後アンケートが分析され、また阿南高専における初めてのTP更新ワークショップを開催することができた。作成ワークショップについては他機関のワークショップ支援を複数校で実施できた。四国地区においては弓削商船高専が自前でTP作成ワークショップを開催できるまでに至った。また、旭川高専では初めてTP作成ワークショップを開催することができ、次回は近隣高専との合同開催を検討することとなっている。このように事後アンケートを分析でき、また初のTP更新ワークショップを開催することができたことから概ね計画通りに研究が進んでいると評価できる。米国学会参加による情報収集ができなかったこととアンケート集計を省力化できたことから人件費が予想を下回ったため。海外の先進事例を調査し、TP更新ワークショップを開催するとともに、アカデミック・ポートフォリオ作成ワークショップを試行してその知見を蓄積する。今年度はアカデミック・ポートフォリオ作成ワークショップの開催に注力し、実践を通して高専教員に適したワークショップの開発に取り組む。また、引き続き活用事例調査を行い、ティーチング・ポートフォリオ導入の課題と効果について分析する。海外の学会参加による先進事例調査、様々な学会等での成果発表を実施する。米国学会参加による情報収集に使用しなかったため。海外の学会参加による情報収集および成果発表を実施する。
高速・高倍率濃縮分離法を備えるトータルダウンサイジング分析システムの創出

本研究の目的は,計測科学におけるダウンサイジング化のニーズにこたえるため,現在開発を進めている高速・高倍率濃縮法としての均一液液抽出法による測定試料の微小化とこれに連動したダウンサイジングを指向した分析装置を融合することにある。この目的の達成によって分析システムとしてのトータルなダウンサイジングを実現する。二カ年の研究期間で得られた成果は,次のようである。1.三成分系均一液液抽出を前段濃縮法とする各種クロマトグラフィーの創出.1)HPLC分析システム:水/ピリジン/クロロ酢酸エチル三成分溶媒系においてpH依存相分離現象を利用した新しい均一液液抽出を開発した。本法では,水溶性ポルフィリンを用いて,吸光検出-HPLCによる金属イオンの同時定量法を行なった。2)GC/MS分析システム:1)で見出した均一液液抽出をGC/MSの前処理に応用し,環境ホルモンとして疑われている12種のクロロフェノール類の同時定量法を開発した。2.フッ素界面活性剤系均一液液抽出/点滴ろ紙/各種スペクトロスコピーの創出.1)蛍光分析システム:フッ素系界面活性剤のpH依存相分離による均一液液抽出法を用いた。22種類のアミノ酸の抽出・濃縮・検出等を検討した結果,トリプトファンのみを選択的に蛍光検出することに成功した。2)蛍光X線分析システム:高原子価金属を含む15種類の金属の同時定量法を確立した。また,三種類のキレート試薬を単一操作で同時に使用する新しい概念を提案した。以上,当初計画していた均一液液抽出とダウンサイジングを指向した各種分析装置との融合によって超微量成分を定量できることが実証され,十分な成果を挙げた。本研究の目的は、ダウンサイジングが叫ばれている社会のニーズに緊急にこたえるため、現在開発を進めている高速・高倍率濃縮法(均一液液抽出法)による測定試料の微小化とこれに呼応するダウンサイジングを指向した分析装置を融合することにある。本年度は、三成分系均一液液抽出を前段濃縮法とし、ダウンサイジング指向型分析装置(高速液体クロマトグラフおよびガスクロマトグラフ/質量分析)を用いて、以下の成果を拳げることができた。1.三成分系均一液液抽出を前段濃縮法とする高速液体クロマトグラフィー水/ピリジン/クロロ酢酸エチル三成分溶媒系において、pH依存相分離現象を利用した新しい均一液液抽出法を開発した。予じめ添加するクロロ酢酸エチルの量を調節すると濃度倍率を最大一万倍とすることができる。本法において、抽出可能なキレート試薬として超高感度分析試薬である水溶性ポルフィリンを選定した。吸光検出-HPLCによる金属イオン(Cu^<2+>,Zn^<2+>,Mn^<2+>,Co^<2+>)の分析ができ、河川水中の各金属イオンの同時定量に応用した。2.三成分系均一液液抽出-GC/MS法によるクロロフェノール類の定量1.で見い出した水/ピリジン/クロロ酢酸エチル三成分系均一液液抽出法をGC/MSの前処理法として応用し、環境ホルモンとして疑われている12種類のクロロフェノール類の同時定量法を開発した。次年度は、更に使用する試料量が少ないキャピラリー電気泳動装置と均一液液抽出による超高倍率濃縮法との融合を計りたい。本年度は,トータルダウンサイジングを指向した分析システムの創出を更に推進した。具体的には,昨年度の三成分系均一液液抽出の結果を踏まえ,主に,フッ素系界面活性剤のpH依存相分離現象による均一液液抽出と点滴ろ紙法とを前段濃縮法とし,更にダウンサイジング指向型分析装置(蛍光分光光度計・蛍光X線分析装置)を用いることによって,以下の成果を挙げることができた。1.均一液液抽出/点滴ろ紙/蛍光分析システムの開発

.フッ素系界面活性剤を用いる均一液液抽出法により生成した微小体積の液相を,機能性ろ紙上に滴下し試料の再濃縮を行い,更に蛍光分析をする新しいシステムを考案した。22種類のアミノ酸を例として抽出・濃縮・検出等を検討した。その結果,フルオレスカミン蛍光誘導体化試薬を用いると,トリプトファンのみを選択的に濃縮分離・蛍光分析できることが分った。薬物・食品などに含まれる超微量トリプト・ファンの分析に有用である。2.均一液液抽出/点滴ろ紙/蛍光X線分析システムの開発.蛍光X線分析装置は,多成分元素の非破壊な同時定量が可能である。これまでの検討から,均一液液抽出が確認されている高原子価金属イオンの他,合計15種類の金属を同時定量する分析システムを確立した。本研究の特徴は,HSAB則に従い,選択した三種類のキレート試薬を同時に単一操作で使用することにある。微量成分が材料特性を左右する高純度金属や高機能セラミックス材料の分析に有用である。以上,当初計画していた均一液液抽出とダウンサイジングを指向した各種分析装置との融合によって超微量成分を定量できることが実証され,十分な成果を挙げることができた。
Cr合金の大きな単結晶を用いた中性子散乱の研究

・単結晶作製装置の改良購入した温度制御器を高周波溶解炉に取り付け,高精度の温度制御が出来るようにすると共に,試料位置固定連続冷却型の単結晶育成が出来るように装置を改良した.これにより,大型の単結晶の育成が容易になると共に,低温では不安定で高温でのみ安定な構造の結晶育成が可能になった.・Cr合金の単結晶の作製この装置を用い,購入した高純度金属素材を使って,これまで, Cr-Fe系及び, Cr-Ru系合金の単結晶を作製した. Cr-Fe系では, Cr濃度の高い合金は,従来作製が困難とされていたが,この装置では, Cr濃度85%までの合金の23Cwの^3の大な単結晶を作ることが出来た. Cr-Ruも同様にCr86%濃度の合金で12Cw晶^3の単結が得られた.・中世子散乱実験62年度中に,日本原子力研究所及びアメリカ合衆国オークリシジ研究所(ORNL)で中性子散乱の実験を行なうことを予定していたが, ORNLは原子炉の故障で使用できず,原子炉もオーバーホールの為,年度内では,わずかに2週間しか実験できなかった.この間に次の二つの研究を行った. 1.Cr-Ruに於ける超伝導とSDWの共存にかんする研究,この系では, Ruの1525%濃度でSDWと超伝導が共存する可能性が示唆されている.我々が行った90%での実験ではSDWを示す磁気反射は,大きな単結晶試料を用いたにも拘ず,観測されず,従来の実験結果の見直しが必要であることが,判った. 2.Cr-Feに於けるスピングラスの研究この系では, Fe17%近傍に,反強磁性→スピングラス,強磁性→スピングラスのリエントラント転移が見られる.現在,反強磁性リエントラント転移を示す試料について測定した磁気散乱ピークの温度依存性のデータを解析中である.・単結晶作製装置の改良購入した温度制御器を高周波溶解炉に取り付け,高精度の温度制御が出来るようにすると共に,試料位置固定連続冷却型の単結晶育成が出来るように装置を改良した.これにより,大型の単結晶の育成が容易になると共に,低温では不安定で高温でのみ安定な構造の結晶育成が可能になった.・Cr合金の単結晶の作製この装置を用い,購入した高純度金属素材を使って,これまで, Cr-Fe系及び, Cr-Ru系合金の単結晶を作製した. Cr-Fe系では, Cr濃度の高い合金は,従来作製が困難とされていたが,この装置では, Cr濃度85%までの合金の23Cwの^3の大な単結晶を作ることが出来た. Cr-Ruも同様にCr86%濃度の合金で12Cw晶^3の単結が得られた.・中世子散乱実験62年度中に,日本原子力研究所及びアメリカ合衆国オークリシジ研究所(ORNL)で中性子散乱の実験を行なうことを予定していたが, ORNLは原子炉の故障で使用できず,原子炉もオーバーホールの為,年度内では,わずかに2週間しか実験できなかった.この間に次の二つの研究を行った. 1.Cr-Ruに於ける超伝導とSDWの共存にかんする研究,この系では, Ruの1525%濃度でSDWと超伝導が共存する可能性が示唆されている.我々が行った90%での実験ではSDWを示す磁気反射は,大きな単結晶試料を用いたにも拘ず,観測されず,従来の実験結果の見直しが必要であることが,判った. 2.Cr-Feに於けるスピングラスの研究この系では, Fe17%近傍に,反強磁性→スピングラス,強磁性→スピングラスのリエントラント転移が見られる.現在,反強磁性リエントラント転移を示す試料について測定した磁気散乱ピークの温度依存性のデータを解析中である.
知能化金型・工具を用いた高精度L曲げ加工システムの開発

知能化工具の概念に基づいて,高精度・高柔軟性のL曲げ加工用知能化工具の設計・開発を行った.さらに,その有効性を確認するためにリアルタイム制御システムを構築し,実際に加工のプロセス制御を行った.L曲げ加工用知能化工具システムの開発とその結果は以下に示す.1.L曲げ加工用知能化型・工具システムの設計と開発:曲げ角度だけでなく,任意な曲率半径にも加工できるようにパンチとダイ内部にそれぞれセンサーとアクチュエータを内蔵した.加工中に常に情報をセンシングし,適切な曲率分布になるようにパンチの位置と荷重を制御するような高精度・高柔軟性の工具と制御システムを開発した.加工制御においては,試験片の材料特性と寸法に合った加工条件を予めシミュレーションによって作成し,コントローラに保存する.加工中にその加工条件を呼出し,加工情況に合わせて,プロセスのフィードフォワード制御を行う.そうすることによって,任意の材料と曲率半径にも対応できる柔軟なシステムが得られる.2.知能化工具によるL曲げ加工プロセス制御の実験:曲率半径を410mmの数種類に設定し,材料も材質も異なる2種類のものを用意し,実際にL曲げ加工を行った.実験では,開発した知能化工具を汎用機械プレスに固定して行う.加工開始から終了まではわずか1秒である.結果から,変形部において,ほぼ均一な曲率分布が得られ,設定された曲率半径にもほぼ一致した.材質の異なるものに対しても,まったく同様な結果が得られ,本システムの高精度と高柔軟性が確認された.また,本システムの特徴として,加工速度は実加工機とほぼ同様なものであり,機械に対しても一切改造する必要がなく,ただそれに固定するだけでよい.本研究成果は5月に開かれる塑性加工学会春期講演会で発表する予定になっている.また,今年度中に塑性と加工学会誌に論文として投稿する予定である.知能化工具の概念に基づいて,高精度・高柔軟性のL曲げ加工用知能化工具の設計・開発を行った.さらに,その有効性を確認するためにリアルタイム制御システムを構築し,実際に加工のプロセス制御を行った.L曲げ加工用知能化工具システムの開発とその結果は以下に示す.1.L曲げ加工用知能化型・工具システムの設計と開発:曲げ角度だけでなく,任意な曲率半径にも加工できるようにパンチとダイ内部にそれぞれセンサーとアクチュエータを内蔵した.加工中に常に情報をセンシングし,適切な曲率分布になるようにパンチの位置と荷重を制御するような高精度・高柔軟性の工具と制御システムを開発した.加工制御においては,試験片の材料特性と寸法に合った加工条件を予めシミュレーションによって作成し,コントローラに保存する.加工中にその加工条件を呼出し,加工情況に合わせて,プロセスのフィードフォワード制御を行う.そうすることによって,任意の材料と曲率半径にも対応できる柔軟なシステムが得られる.2.知能化工具によるL曲げ加工プロセス制御の実験:曲率半径を410mmの数種類に設定し,材料も材質も異なる2種類のものを用意し,実際にL曲げ加工を行った.実験では,開発した知能化工具を汎用機械プレスに固定して行う.加工開始から終了まではわずか1秒である.結果から,変形部において,ほぼ均一な曲率分布が得られ,設定された曲率半径にもほぼ一致した.材質の異なるものに対しても,まったく同様な結果が得られ,本システムの高精度と高柔軟性が確認された.また,本システムの特徴として,加工速度は実加工機とほぼ同様なものであり,機械に対しても一切改造する必要がなく,ただそれに固定するだけでよい.本研究成果は5月に開かれる塑性加工学会春期講演会で発表する予定になっている.また,今年度中に塑性と加工学会誌に論文として投稿する予定である.
産業内貿易に基づく持続的発展可能な日本の産業構造構築と産業調整コストの研究

第2次世界大戦後の約50年間、日本は外需(貿易)がGDPや雇用の変化に大きな役割を果たした。また,経済活動の産業連関の様子をみると、第3次産業の生産誘発効果が大きくなっており、日本の今後の持続的発展のための推進力となりうる。産業構造の転換と貿易の変化に基づき産業調整コストを生じさせるが,産業内貿易の方が産業間貿易にくらべ調整コストが小さいとのSAH仮説またはNDTG仮説は日本では産業ごとにだいぶ異なるとともに、比較優位(劣位)構造の変化の方が大きく作川している。本研究の目的は、産業内貿易に基づく持続的発展可能な日本の産業構造構築と産業調整コストを研究することである。第1年目にあたる平成20年度の調査研究の内容は、主につぎの3点である。(1)1950年代から世界の貿易は、産業間貿易パターンから産業内貿易パターンへ大きく変化してきたが、その主な原因は何なのか。そのような新たな貿易パターンを説明する産業内貿易理論はどのようなものが考えられるのか。1960年代から今日までの産業内貿易理論の文献を概観(サーベイ)するともに、主な産業内貿易理論の長所や課題は何かを整理した。(2)産業調整コストを調べるために、産業内貿易理論のひとつのセミマクロモデルとして自動車・同部品産業に関するセミマクロ経済モデルを構築した。その新たなモデルを従前の産業内貿易モデルと比較考量した。(3)日本の産業内貿易のフレームワークを異なる4つの貿易指標、つまり輸出入、純貿易、総貿易、グルーベル=ロイドの産業内貿易指数(GL-IIT指数)の関係として、自動車・同部品産業を貿易ボックス図によって表現し、産業内貿易の変化分(限界産業内貿易)に基づきこれらの4つの貿易指標と産業調整との関連性を整理した。平成21年度に実施した研究内容を、当該年度の「研究の目的」及び「研究実施計画」に照らし以下記述する。【研究の目的】持続的発展可能な日本の産業構造の構築のためには、産業構造の転換をともなうと考えられるが、本研究は、その場合に生じる産業調整コストを産業内貿易との関連で計測することを目的とする。本研究の平成21年度における研究もこの目的を意図したものである。【研究実施計画】本年度の研究は当初計画した3点について以下の通りに実行した。(1)第1年と第2年に集めた調査資料(つまり、主に日本の世界との貿易に関する4つの貿易指標:輸出と輸入、純貿易、総貿易など)を2桁及び3桁産業分類に基づき産業内貿易の変化分(限界産業内貿易)の観点で加工し、これらの貿易指標と産業調整コストとの関連性を整理し解析した。(2)日本の産業構造転換の様子及び産業調整コストを観るために、昭和60(1985)年、平成2(1990)年、平成7(1995)年、平成17(2005)年、及び平成17(2005)年の接続産業連関表を入手し、その分析を試みた。なお、収集したデータはクロスセクション及び時系列ともに分類基準が異なっているものが多く、体系的な分析に耐えられない場合が多々ある。このため分析対象範囲を狭め、限定的に利用せざるを得ない。(3)上記の(2)に関して収集したデータを分析モデルに基づき分類整理し、本研究の分析に必要な追加資料(国内総生産額(GDP)やデフレータ)を収集するとともに、本研究の分析に役立てた。平成22年度に実施した研究内容を当該年度の「研究目的」及び「研究実施計画」に照らし、以下で記述する。【研究の目的】持続的発展可能な日本の産業構造の構築には、必然的に産業構造の転換が伴うが、本研究の目的は、その場合どのような産業構造への転換なのか、及び構造転換は産業調整コストをどれだけ発生させるのかについて、日本の貿易構造、つまり増加傾向にある産業内貿易が産業間貿易との比較で計測する。【研究実施計画】本年度の研究は当初計画した以下の点について実施した。(1)第2次世界大戦以降、とりわけ1950年代から今日(2000年代)に至る日本の産業構造変化の特徴を産業別にGDP、雇用、及び生産性の変化によって観察した。同時に、構造変化の過程で経済活動の産業間でのつながりをどのように変えたかを1985-90-95-2000-05の接続産業連関表により投入・産出面から分析した。(2)上記(1)との関連で日本の貿易が産業調整にどのような効果や調整コスト(犠牲)を与えたのかを1998年から2007年までの間に関して産業内貿易と産業間貿易についてそれぞれ計測した。(3)主な分析結果はつぎの3点である。(1)ほぼすべての産業で生産の拡大・波及効果は外需(貿易)の方が内需よりも大きい。

(2)第3次産業、とりわけ商業、情報通信、及び対事業所サーピスの輸出入にみられる生産誘発効果が大きいことから、今後の日本の産業構造変化の推進力となり得る。(3)貿易に基づく産業調整コストは産業内貿易のほうが産業間貿易にくらべ小さいとのSAH仮説またはNDTG仮説は日本では確認できなかった。日本が比較優位を有する一部の工業品がプラスの産業調整インパクトを有すことがわかった。
視覚障害教育における情報障害支援のための学習ツールの開発とタブレット端末の活用

本研究は、視覚障害学生の高等教育における情報障害補償としてのタブレット端末の優れた活用方法の開発を目的としている。視覚障害者におけるタブレット端末の有用性について、これまでは主に文字拡大など視認性に着目されたものであったが、我々はそれのみならず、タブレット端末の持つ機動性に着目し、タブレット端末を学生自身が情報を得るだけではなく情報を生み出していくためのツールとして位置づけている。そして、そのような観点からアクティブラーニングにおける活用ならびに学習ツールの開発を目指している。我々は、情報障害支援を大きく3つのカテゴリーに分けて研究を進めている。以下にそのカテゴリー別に今年度実施した内容を述べる。1)アクセス支援:大学に進学してくる学生にはこれまでタブレット端末を使用してこなかった学生も多く、また使用していても必ずしも習熟している訳ではない。学習という場面で有効に活用できるスキルを修得するため、講義の中にタブレット端末の操作・活用に関する内容を組み入れ、今年度の1年次学生から履修が開始された。2)統合支援としての学習ツールの開発:視覚障害学生はノートをとることが困難であり、さらにそれを整理したりまとめたりすることが苦手で有効に活用されない。一方、学生へのアンケートから、タブレット端末が「読む」ことには非常に有用である一方「書く」すなわち文字入力においては必ずしも使い易くないことがわかった。そこで、写真や音声を活用し、PCなどで作成した文書資料とともに学習内容を「まとめる」ことができる学習ツールを試作した。3)学生参加型講義の展開:上記の学習ツールを生かしたアクティブラーニングの展開に向けて、今年度はそれに相応しい学習室を整備した。学習ツールの開発を順調に進めることができた。現在それを活用できる体制の基盤整備を進めており、次々年度からの実際の講義での運用を目標としている。学習ツールの改善・改良を進めると共に、講義での運用を行うための基盤整備(アクティブラーニングに関する共通理解、学習環境の整備、学習教材の作成)を進めていく。半端な額であったため次年度に有効利用する予定である。
深層学習の効率を高める進化的敵対学習と時間的特徴量の有効利用に関する研究

人間の脳では,対象物体の動き方の情報を利用して行動を認知している.つまり,空間的特徴量だけではなく,時間的な変化の仕方(時間的特徴量)を学習していると考えられる.本申請では,深層学習において,この仕組みを実現することを目的とする.そのため,遺伝的アルゴリズムのような進化的手法と敵対学習の組み合わせや,空間的特徴量と時間的特徴量の融合に取り組み,ニューロサイエンス分野の研究協力者と議論し,新たな深層学習のスキームを提案する.また,ニューロサイエンス・行動科学分野への大量データ自動解析のツールを提供すると共に,脳の機能の理解に貢献し,機械学習・画像認識の性能飛躍的向上の,一石二鳥以上を狙う.人間の脳では,対象物体の動き方の情報を利用して行動を認知している.つまり,空間的特徴量だけではなく,時間的な変化の仕方(時間的特徴量)を学習していると考えられる.本申請では,深層学習において,この仕組みを実現することを目的とする.そのため,遺伝的アルゴリズムのような進化的手法と敵対学習の組み合わせや,空間的特徴量と時間的特徴量の融合に取り組み,ニューロサイエンス分野の研究協力者と議論し,新たな深層学習のスキームを提案する.また,ニューロサイエンス・行動科学分野への大量データ自動解析のツールを提供すると共に,脳の機能の理解に貢献し,機械学習・画像認識の性能飛躍的向上の,一石二鳥以上を狙う.
二酸化チタンを母体とした透明発光ダイオードの開発

1.透明伝導体アナターゼTi_<1-x>Nb_xO_2の輸送特性の解明Ti_<1-x>Nb_xO_2エピタキシャル薄膜において、キャリアの有効質量とキャリア散乱機構のキャリア濃度依存性を解明した。可視赤外領域における光学伝導度の周波数依存性はDrudeモデルとほぼ一致し、Ti_<1-x>Nb_xO_2は古典的な金属状態であることが分かった。キャリア有効質量は低キャリア濃度(<5x10^<20>cm^3)で0.4m_0であり、キャリア濃度増加と共に急激に上昇することが明らかとなった。キャリア濃度が高い状態でもイオン化不純物散乱の効果が小さく、光学フォノンによる散乱が大きいのは、アナターゼTiO_2の誘電率が非常に高いためと考えられる。2.化学置換によるp-TiO_2作製の試み第一原理計算より、イツトリウム(Y)をTi位置に置換することで、アナターゼのp型化が実現出来ることが示唆された。コンビナトリアル手法を用いた結果、アナターゼTi_<1-x>Y_xO_2の作成は成功したものの、依然として系は絶縁体のままであり、p型化はうまくいかなかった。透明伝導体Ti_<1-x>Nb_xO_2を発光素子等へ応用するためには、界面や表面反射による損失を抑えるため、透明伝導体自身の屈折率が制御できることが望ましい。様々な元素置換を試みたところ、14族元素(Si等)が効率良く屈折率を下げることが分かった。可視光の屈折率は、Si置換量の増加と共にほぼ単調減少する一方抵抗率は単調増加した。しかし、室温の抵抗率は10^<-3>Ωcm未満であるため、実用に関しては大きな問題は生じないと思われる。4.強還元Tio_<2-x>の輸送特性水素分圧1×10^<-5>Torr下で作成した強還元TiO_<2-x>薄膜がγ-Ti_3O_5であることを、X線回折によって明らかにした。また、Hall係数が再現性良く正の符号を示す一方、異常Hall効果が見られないことから、Hall効果結果が磁性不純物によるものではないことを確かめた。また、電子状態に関してはほぼ縮退一歩手前の真性半導体であり、正のHall係数は正孔移動度の高さに起因するものであると考えられる。・準備にあたって・第一原理計算を用い、アナターゼのp型化に相応しい置換元素予測を行った。その結果、イットリウム(Y)をTi位置に置換することで、バンドを変形させることなくFermi準位を価電子帯上部に位置させる得ることが分かった。一方Fe置換では、価電子帯と伝導帯の中間に不純物準位を生成し、純粋なp-TiO_2作製には不向きであることが示唆された。・調査の結果、強還元TiO_<2-x>が正のHall係数を示す結果が最近報告されていることが分かった。そこで、この物質のp型特性を再検証すべく、TiO_<2-x>におけるp型発現条件とその起源を明らかにすることを目的に追加した。

・結果・コンビナトリアル手法を用いた結果、アナターゼTi_<1-x>Y_xO_2における固溶限はx0.1と見積もられた。酸素分圧10^<-5>torr,基板温度550度下ではY置換と共に抵抗は上昇し、Y置換と共に、酸素欠損による電子の濃度が減少する結果が得られた。しかし、高酸素分圧(5x10^<-4>torr)下で製膜した試料はほぼ絶縁体となった。また、この試料において酸素一気圧800-1000度で熱処理を試みたものの、依然として系は絶縁体のままだった。・強い還元TiO_<2-x>に関しては、結晶がアナターゼ/ルチル構造を保持する条件(酸素分圧10^<-7>torr以上)ではn型(負のHall係数)を示す一方、マグネリ相Ti_nO_<2n-1>になる条件(酸素分圧10^<-8>torr以下、又は水素雰囲気下)では再現性良くp型(正のHall係数)を示すことが分かった。また、X線回折及び断面TEMからは、γ-Ti_3O_5の生成を強く示唆する結果が得られた。しかし実際の構造は非常に複雑であり、さらなる考察が必要だと思われる。2来年度の主な方針・強還元の構造および輸送特性(Hall測定および熱電特性)を深く調べる。また、p-n接合の作製も検討する。・第一原理計算を用い、様々な元素(主に3d系)置換によるp型の可能性を追う。また、アニオン置換に関しても検討する。1透明伝導体アナターゼTi_<1-x>Nb_xO_2の輸送特性の解明・Ti_<1-x>Nb_xO_2エピタキシャル薄膜において、光学伝導度からキャリアの有効質量を求め、その結果とHall移動度測定結果より、キャリア散乱機構の解明を行った。・可視赤外領域における光学伝導度の周波数依存性は、Drudeモデルにおける結果とほぼ一致しており、Ti_<1-x>Nb_xO_2はほぼ古典的な金属状態であることが分かった。また、キャリア有効質量は、低キャリア濃度(<5x10^<20>cm^3)では0.4maであり、キャリア濃度増加と共に急激に上昇することが分かった。・キャリアの散乱機構は、室温では概ね光学フォノンによる効果が大きいことが分かった。一方、その他の散乱要因に関しては、Nb置換量xに強く依存することが分かった。低Nb量(X<0.01)では粒界散乱が、高Nb量(X>0.1)では不純物散乱が、それぞれ卓越していることが確かめられた。一方、アナターゼTiO_2の誘電率が非常に高いことから、通常の透明伝導体で問題となっているイオン化不純物散乱による効果が抑えられており、高キャリア濃度においても高移動度を実現出来ていることが考えられる。・透明伝導体Ti_<1-x>Nb_xO_2を発光素子等へ応用するためには、界面及び表面反射による損失を抑えるため、透明伝導体自身の屈折率を制御できることが望ましい。様々な元素置換を試みたところ、14族元素(Si等)が効率良く屈折率を下げることが分かった。・X線回折結果より、Si置換量y<0.1までアナターゼ単相が得られることを見出した。可視光における屈折率に関しては、y=0.07試料はy=0と比較して0.150.2ほどの減少が見られた。一方、輸送現象に関しては、Si原子が中性不純物として働くため、yの増加と共に単調増加した。
線維芽細胞成長因子含有小口径人工血管の開発

本研究の目的は(1)生分解性polymerの1つであるhydroxypropyl chitosan acetate(HPCHA)を担体としてbFGFを人工血管に含有させ、bFGFの放出を調節した人工血管を作製すること、(2)このbFGF含有人工血管を雑種成犬に移植し、その内皮化の程度、開存率を検討することである。基礎的検討: bFGF-人工血管の作製動物実験: bFGF-人工血管の移植前述した方法で、作製された直径5mmのbFGF-HPCHA PTFE人工血管と、無処置の直径5mmのePTFE人工血管(control人工血管)を大腿動静脈間に移植した。移植8週間後ではbFGF-HPCHA PTFE人工血管は10本中8本が、control人工血管は10本中6本が開存していた。光顕所見では開存していた人工血管内腔の内皮化をbFGF-HPCHA PTFE人工血管8本中7本に、control人工血管では6本中3本に認めた。結論bFGFをHPCHAとともにPTFE人工血管に含有させることによりbFGFの放出制御が得られ、動物への移植実験においても吻合部に隣接する血管からの内皮細胞の遊走・増殖により良好な内腔の内皮化を認めた。1.bFGF-人工血管の調整・bFGFの安定性ePTFE人工血管(Gore tex^<【○!R】>;内径5mm)に加圧下でbFGF(180μg/ml)-4%hydroxypropyl chitosan acetate (HPCHA)水溶液を含有させたのち凍結乾燥し、bFGF-人工血管を調整した。bFGF-人工血管を直径1cmに切り取り、5,25,37°C下に保存した。さらに、経時的に保存した人工血管を蒸留水に浸漬し、bFGFを抽出測定した。その結果、人工血管中のbFGFは5°Cで3w後も100%の安定性を示した。また、25°Cで3w後に86%,37°Cで52%と温度の上昇にしたがって活性低下の増加を示した。実験結果より、人工血管中のbFGF half lifeは25°Cで90 day、37°Cで22 dayと計算された。2.bFGF-人工血管からのbFGFの放出挙動直径7.5mmのdisk状に切り取った人工血管を日本白色家兎の腹部皮下(bFGF 2.65μg/disk)に移植し、経時的に摘出した。disk中のbFGF残存量はbioassyで測定した。その結果、HPCHAを含有しないcontrol diskからのbFGFは4h後に100%の放出を示した。一方、HPCHA diskからは4h後に40%、24h後に60%とHPCHAによるあきらかな放出制御が観察された。また、24h後で移植部位周辺にbFGFの影響と考えられる組織の増殖は観察されなかった。1.bFGF-人工血管の調製・bFGFの至適濃度2.bFGF-人工血管の移植予備実験として雑種成犬の大腿動静脈間に180μg/mlのbFGFを含有させたePTFE人工血管を移植した。移植後数日でこれを摘出し、その開存性と周囲組織に対する反応性を検討した。その結果、今回調製したbFGF-人工血管は人工血管周囲への若干の血清漏出を認めるものの、開存性もよく、周囲組織に対する反応性も問題とならなかった。本研究の目的は(1)生分解性polymerの1つであるhydroxypropyl chitosan acetate (HPCHA)を担体としてbFGFを人工血管に含有させ、bFGFの放出を調節した人工血管を作製すること、(2)このbFGF含有人工血管を雑種成犬に移植し、その内皮化の程度、開存率を検討することである。基礎的検討:bFGF-人工血管の作製動物実験:bFGF-人工血管の移植前述した方法で、作製された直径5mmのbFGF-HPCHA PTFE人工血管と、無処置の直径5mmのePTFE人工血管(control人工血管)を大腿動静脈間に移植した。移植8週間後ではbFGF-HPCHA PTFE

人工血管は10本中8本が、control人工血管は10本中6本が開存していた。光顕所見では開存していた人工血管内腔の内皮化をbFGF-HPCHA PTFE人工血管8本中7本に、control人工血管では6本中3本に認めた。結論bFGFをHPCHAとともにPTFE人工血管に含有させることによりbFGFの放出制御が得られ、動物への移植実験においても吻合部に隣接する血管からの内皮細胞の遊走・増殖により良好な内腔の内皮化を認めた。
環境変化に頑健で運転の安全と高度化に貢献する走査制御型可視光・車々間通信の実現

情報を灯火の高速変調によって送信し,カメラで受信する可視光通信は,先行車両との選択的通信を利用した事故防止や隊列走行の実現に最適な技術の一つである.本研究は,カメラ単体であった受信機に,高速な光走査デバイス「MEMSミラー」を初めて導入することで,環境変化,通信距離,速度の確保,小型化の四課題を同時に克服する新しい可視光通信システムを創成し,運転の安全と高度化のシームレスな実現に対する突破口を構築することを目的としている.2019年度は,コア技術である,高速かつ柔軟に光走査が可能なMEMSミラーと汎用カメラを複合させた「ミラー・カメラ複合受信機」を構築した.当初の計画では,圧電素子を用いるMEMSミラーで受信機を構築する予定であったが,様々な種類のMEMSミラーを用いて受信機を構築し,比較検討した結果,磁石と可動コイルを用いるミラーが,光走査を柔軟に制御する観点からは,最適であることが判明した.そこで,カメラの露光中に,磁石と可動コイルを用いるミラーが信号をイメージセンサ上に高速マッピングする「ミラー・カメラ複合受信機」を構築し,実験により,その性能を評価した.その結果,構築した「ミラー・カメラ複合受信機」は,通信距離,通信速度,小型化を連立することが可能であることを明らかにした.2020年度以降は,構築した「ミラー・カメラ複合受信機」を用いて,可視光通信実験を繰り返す.様々な環境におけて実験を繰り返すことで,環境の変化が,通信品質に及ぼす影響を明らかにする.そして,環境の変化を克服するためのミラー走査制御方式,および,信号変復調方式を検討し,実験を繰り返すことで,通信システムとしての完成度を高めていく予定である.当初の予定通り,「ミラー・カメラ複合受信機」を構築し,その性能を評価した結果,通信距離,通信速度,小型化が連立できることを明らかにすることができたため.2020年度以降は,構築した「ミラー・カメラ複合受信機」を用いて,可視光通信実験を繰り返す.様々な環境におけて実験を繰り返すことで,環境の変化が,通信品質に及ぼす影響を明らかにする.そして,環境の変化を克服するためのミラー走査制御方式,および,信号変復調方式を検討し,実験を繰り返すことで,通信システムとしての完成度を高めていく.情報を灯火の高速変調によって送信し,カメラで受信する可視光通信は,先行車両との選択的通信を利用した事故防止や隊列走行の実現に最適な技術の一つである.本研究は,カメラ単体であった受信機に,高速な光走査デバイス「MEMSミラー」を初めて導入することで,環境変化,通信距離,速度の確保,小型化の四課題を同時に克服する新しい可視光通信システムを創成し,運転の安全と高度化のシームレスな実現に対する突破口を構築することを目的としている.2019年度は,コア技術である,高速かつ柔軟に光走査が可能なMEMSミラーと汎用カメラを複合させた「ミラー・カメラ複合受信機」を構築した.当初の計画では,圧電素子を用いるMEMSミラーで受信機を構築する予定であったが,様々な種類のMEMSミラーを用いて受信機を構築し,比較検討した結果,磁石と可動コイルを用いるミラーが,光走査を柔軟に制御する観点からは,最適であることが判明した.そこで,カメラの露光中に,磁石と可動コイルを用いるミラーが信号をイメージセンサ上に高速マッピングする「ミラー・カメラ複合受信機」を構築し,実験により,その性能を評価した.その結果,構築した「ミラー・カメラ複合受信機」は,通信距離,通信速度,小型化を連立することが可能であることを明らかにした.2020年度以降は,構築した「ミラー・カメラ複合受信機」を用いて,可視光通信実験を繰り返す.様々な環境におけて実験を繰り返すことで,環境の変化が,通信品質に及ぼす影響を明らかにする.そして,環境の変化を克服するためのミラー走査制御方式,および,信号変復調方式を検討し,実験を繰り返すことで,通信システムとしての完成度を高めていく予定である.当初の予定通り,「ミラー・カメラ複合受信機」を構築し,その性能を評価した結果,通信距離,通信速度,小型化が連立できることを明らかにすることができたため.2020年度以降は,構築した「ミラー・カメラ複合受信機」を用いて,可視光通信実験を繰り返す.様々な環境におけて実験を繰り返すことで,環境の変化が,通信品質に及ぼす影響を明らかにする.そして,環境の変化を克服するためのミラー走査制御方式,および,信号変復調方式を検討し,実験を繰り返すことで,通信システムとしての完成度を高めていく.本研究では,MEMSミラーによる光走査とその制御が,通信品質を決定づける鍵となる.当初の計画では,圧電素子を用いるMEMSミラーで受信機を構築する予定であったが,様々な種類のMEMSミラーを用いて受信機を構築し,比較検討した結果,磁石と可動コイルを用いるミラーが,光走査を柔軟に制御する観点からは,最適であることが判明した.このように,研究を進めていく上で必要に応じて研究費を執行したため,当初の見込み額と執行額は異なったが,研究計画に変更はなく,前年度の研究費も含め,当初予定通りの計画を進めていく.
小型コオロギ2種の概日振動系と光周性の分子機構

マダラスとその近縁種を用いて、概日振動にかかわる遺伝子が光周性にどのようにかかわるかについて調べた。先ず光の入力系でlong wave opsinとblue opsin遺伝子の配列を獲得した。これを基に、転写産物の動態、遺伝子産物の動態、脳内の局在を調べた結果、blue opsinでは、転写にも蛋白質レベルでも概日振動が確認され(転写のアクロフェーズは昼間、蛋白質は夜明け前にピーク)、LW opsinのほうでも、概日振動にかかわる転写制御因子CLKやCYCとの共存が確認され、両者は概日振動と深くかかわっていることが明らかになった。次に、サクサンで2つのセロトニン受容体の遺伝子配列を得たが、これに基づき、抗体を作成した。これらの抗体は2つの受容体が独特な位置で発現することを示し、CLKとの共存も示したが、視葉などで、幼虫の脳と、成虫の脳では発現場所を異にするところがあった。これは、幼虫特異的な機能と成虫特異的な機能に応じて、個体発生の段階で、神経内分泌制御構造が再構成されることを示す。マダラスズには3つの光周性があって、それぞれ異なった発育段階で発生的な決定がなされる。次にtimeless遺伝子の配列を獲得し、RNAiを行った。結果は、処理を行ったコオロギの概日走行リズムの周期は長くなるか、無周期になることを示したので、この遺伝子が概日リズムの制御に重要であることは明らかになった。しかし、焦点である光周性についてははっきりした効果が見られなかった。今後の研究でこの点を確認する予定である。1)昆虫の概日時計の多様性を比較するために2種のコオロギをつかってその脳の概日振動にかかわる要素のクローニングとマッピングを時計に関連する蛋白質をターゲットにして行った結果、種の多様性があきらかになった。多くの時計遺伝子でアンチセンスRNAが発現する証拠を示した。2)インドールアミン代謝系の要素が時計の出力系に共存することを示した。3)インドールアミン代謝系の要素がPDFやPTTHの発現細胞に共存することを示す証拠をえた。5)光の入力系の因子をクローニングし、抗体を作り、この発現部位を探索した。網膜外受容体の存在を示唆した。6)コオロギやゴキブリの睡眠の特徴を調べた。脳波の発生を示唆するデータを得た。7)ヲルバキアの感染によって、種の生殖隔離が壊れる系を用いて、交雑が、生育速度、走行リズムや虫鳴にあたえる影響を観察し、genomic imprintingを示唆するデータを得た。(1)2種のコオロギ、Dianemobius nigrofasciatua,およびAllonemobius allardiの脳-中枢神経系に発現するセロトニンおよび2種のセロトニン受容体(5HTR-A,5HTR-B)様免疫組織化学的反応を調査した。セロトニン様組織化学反応は、両種とも中心体、視葉のaccessory medulla領域、前額神経球(FG)、前大脳の脊側方(DL)、前大脳後方外側、食道下神経節(SOG)に見られた。セロトニン受容体の方はこれとはかなり異なる部位に発現していた。5HTR-Aは脳間部(PI)に強く発現し、DLと視葉(OL)特に付け根部分、SOGの中心線上に発現していた。5HTR-BはPIとDLには発現していたが、OLと第三脳(TC)、SOGにはわずかにしか発現していなかった。55HTR-BはTCおよびSOGで概日時計のタンパク質CLKと共存していた。従って、セロトニンおよびその受容体は概日振動系の出力に何らかの形でかかわっていることが示唆された。(2)D.fasciatusより、long-wave(LW)opsin,およびblue opsinをコーディングするcDNAをクローニングし、その構造を推察した。また、リアルタイムPCRでその転写活性を調べた。LW opsinの方は、転写活性に日周リズムが見られなかったが、blue wave opsinの方はZT8にピークを示した。LW opsinの方は個体発生でSOGに強く発現していたものが,成虫になると、前大脳に強く発現するようになる。LW opsinは脳では日周リズムがなかったが、網膜では夜に高い発現をする。両opsinはこのように発現場所と発現パターンが大きく異なっていた。このコオロギは発育段階によって、3つの異なる光周性を示す。また、概日リズムや睡眠など出力系の異なる測時機構が存在すると考えられる。それぞれの出力系に独特の光受容系が存在する可能性はある。

これらの抗体は2つの受容体が独特な位置で発現することを示し、CLKとの共存も示したが、視葉などで、幼虫の脳と、成虫の脳では発現場所を異にするところがあった。これは、幼虫特異的な機能と成虫特異的な機能に応じて、個体発生の段階で、神経内分泌制御構造が再構成されることを示す。マダラスズには3つの光周性があって、それぞれ異なった発育段階で発生的な決定がなされる。次にtimeless遺伝子の配列を獲得し、RNAiを行った。結果は、処理を行ったコオロギの概日走行リズムの周期は長くなるか、無周期になることを示したので、この遺伝子が概日リズムの制御に重要であることは明らかになった。しかし、焦点である光周性についてははっきりした効果が見られなかった。今後の研究でこの点を確認する予定である。
樹状細胞とその遊走因子を利用した新しい免疫遺伝子療法の開発

研究計画調書に記載した平成14年度の研究計画に沿って研究を進めた。1.樹状細胞の成熟能に影響を与え、免疫制御に関わるサイトカインを樹状細胞に遺伝子導入しその機序を解析した。その結果、樹状細胞を遺伝子修飾することにより、樹状細胞の機能改変のみならずアロの臓器拒絶反応を含めた免疫反応の制御が可能であることが判明した。(業績1)2.樹状細胞は強力な抗原提示細胞であり、Flt3Lにより分化増殖が誘導される。そこで、このFlt3Lをウイルスを用いない方法であるin vivo electroporation (IVE)法で遺伝子発現させ、生体内で樹状細胞を動員することを試みた。遺伝子導入後7日目に脾臓および骨髄での樹状細胞数(CD11c^+細胞)は増加し、それらのうち成熟型を示す表面抗原(CD40^+/CD11c^+、CD80^+/CD11c^+、CD86^+/CD11c^+)を持つものも増加した。この方法により生体内で樹状細胞を動員し免疫反応を制御できる可能性が示唆された。この結果に基づいてさらにマウス腫瘍モデルを用いて抗腫瘍効果の判定とその機序を解明した。(業績2)3.CCR7のリガンドであるSLCが抗腫瘍免疫能を制御する可能性に注目し、その効果を検討するためにSLC遺伝子導入腫瘍細胞株を樹立することを試みた。SLCを遺伝子導入するためのレトロウイルスベクターを開発、次いでマウス可移植細胞株であるMCA205に感染させてSLCを強発現する細胞株を樹立した。この細胞をマウスに皮下移植し対照群とその腫瘍径を比較したところSLCを強発現する細胞株は有為な腫瘍の増殖抑制効果を示した。(第103回日本外科学会総会2003年6月にワークショップで発表予定)研究計画調書に記載した平成14年度の研究計画に沿って研究を進めた。(第103回日本外科学会総会2003年6月にワークショップで発表予定)研究計画調書に記載した平成13年度の研究計画に沿って研究を進めた。1.Th2型免疫反応を誘導し樹状細胞の遊走能に影響を与えるサイトカイン(IL-10)を樹状細胞の培養液に加えてその機序を解析した。その結果、ケモカインレセプターの一つであるCCR7の制御が樹状細胞の遊走を阻害し、免疫制御に深く関与することが判明した。(業績1)2.CCR7のリガンドであるSLCが抗腫瘍免疫能を制御する可能性に注目し、その効果を検討するためにSLC遺伝子導入腫瘍細胞株を樹立することを試みた。SLCを遺伝子導入するためのレトロウイルスベクターを開発、次いでマウス可移植細胞株であるMCA205に感染させて、薬剤により感染陽性細胞株を選択し、SLCを強発現する細胞株を樹立した。(未発表)3.樹状細胞へのサイトカイン遺伝子導入により樹状細胞の機能改変のみならず個体の抗腫瘍効果の誘導を含めた免疫反応の制御が可能であることが判明した。(業績2)4.樹状細胞は強力な抗原提示細胞であり、Flt3Lにより分化増殖が誘導される。そこで、、このFlt3Lをウイルスを用いない方法であるin vivo electroporation(IVE)法で遺伝子発現させ、生体内で樹状糸細胞を動員することを試みたところ、遺伝子導入後7日目では、脾臓および骨髄での樹状細胞数(CD11c^+細胞)は増加し、それらのうち成熟型を示す表面抗原(CD40^+/CD11c^+、CD80^+/CD11^+、CD86^+/CDllc^+)を持つものも増加した。

この方法により生体内で樹状細胞を動員し免疫反応を制御できる可能性が示唆された。(第60回日本癌学会総会2001年9月にて発表)研究計画調書に記載した平成14年度の研究計画に沿って研究を進めた。1.樹状細胞の成熟能に影響を与え、免疫制御に関わるサイトカイン(TGF-beta)を樹状細胞に遺伝子導入しその機序を解析した。その結果、樹状細胞を遺伝子修飾することにより、樹状細胞の機能改変のみならずアロの臓器拒絶反応を含めた免疫反応の制御が可能であることが判明した。(業績)2.樹状細胞は強力な抗原提示細胞であり、Flt3Lにより分化増殖が誘導される。そこで、このFlt3Lをウイルスを用いない方法であるin vivo electroporation(IVE)法で遺伝子発現させ、生体内で樹状細胞を動員することを試みた。遺伝子導入後7日目に脾臓および骨髄での樹状細胞数(CD11c^+細胞)は増加し、それらのうち成熟型を示す表面抗原(CD40^+/CD11c^+、CD80^+/CD11c^+、CD86^+/CD11c^+)を持つものも増加した。この結果に基づいてさらにマウス腫瘍モデルを用いて抗腫瘍効果の判定とその機序を解明した。(第60回日本癌学会にて発表)3.CCR7のリガンドであるSLCが抗腫瘍免疫能を制御する可能性に注目し、その効果を検討するためにSLC遺伝子導入腫瘍細胞株を樹立することを試みた。SLCを遺伝子導入するためのレトロウイルスベクターを開発、次いでマウス可移植細胞株であるMCA205に感染させてSLCを強発現する細胞株を樹立した。この細胞をマウスに皮下移植し対照群とその腫瘍径を比較したところSLCを強発現する細胞株は有為な腫瘍の増殖抑制効果を示した。(第103回日本外科学会総会2003年6月にワークショップで発表予定)