hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
共役高分子の分子間導電機構と熱電特性

本研究の目的は、大気中で安定な導電性高分子であるポリチオフェン系を対象として、ポリチオフェン分子間の導電機構を支配する因子を解明し、この導電機構が熱電特性(ゼーベック係数、導電率)に与える影響を基礎的に明らかにすることである。側鎖の異なるポリアルキルチオフェンを有機合成し、次のことが明らかになった。1)側鎖を有しないポリチオフェンでは、主鎖間距離が小さいために、バリアブルレンジホッピングを示す。2)アルキル側鎖を有するアルキルチオフェンは最近接間ホッピングを示す。3)ポリチオフェン系では主鎖間距離によって伝導機構が変化する。4)熱電特性は主鎖間距離と主鎖密度と密接に関係している。本研究課題では、大気中で安定な導電性高分子であるポリチオフェン系を対象として、ポリチオフェン分子間の導電機構を支配する因子を解明し、この導電機構が熱電特性(ゼーベック係数、導電率)に与える影響を基礎的に明らかにすることを目的とする。平成21年度は、まず、側鎖基および末端基としてアルキル基を配位させたポリアルキルチオフェンを有機合成し、有機合成したポリチオフェンを溶剤に溶かしてキャスト膜を作製して、熱電特性と導電機構の評価を実施した。以下の結果が得られた1)ポリアルキルチオフェンにヘキシル基、オクチル基およびドデシル基のアルキル基を配した場合、側鎖分子の分子量が大きくなるに従って電気伝導率は小さくなり、それに伴って出力因子(=(ゼーベック係数)^2×(電気伝導率))も小さくなる傾向を示す。2)88400Kの温度範囲において、いずれも最近接間ホッピングを示し、温度上昇と共に電気伝導率が飛躍的に大きくなる傾向を示す。以前の研究において、側鎖を有しないポリチオフェンがバリアブルレンジホッピングを示したのとは対照的である。3)主鎖分子間のキャリア伝導機構は最近接間ホッピングの場合は、主鎖間距離が大きくなるに従ってホッピングに要するエネルギーが高くなるため、出力因子が小さくなる傾向にある。平成22年度は、側鎖基および末端基としてアルキル基を配位させたポリアルキルチオフェンを有機合成し、導電機構を評価して熱電特性との関係を検討した。以下の結果が得られた。1)88400Kの温度範囲において、いずれも最近接間ホッピングを示し、温度上昇と共に電気伝導率が飛躍的に大きくなる傾向を示す。電解重合で合成した側鎖を有しないポリチオフェンがバリアブルレンジホッピングを示すのとは対照的といえる。2)最近接間ホッピングとバリアプルレンジホッピングを比較すると、室温以上の温度域では、最近接間ホッピングの方が、ゼーベック係数が大きくなる傾向を示した。3)最近接間ホッピングでは、ホッピングサイト間の距離によってキャリアがエネルギーフィルタリングされ、その結果、ゼーベック係数が大きくなったと考えられる。平成22年度は、二種類の導電機構とゼーベック係数の関係について検討を行ったが、いずれの導電機構でもゼーベック係数が無機材料系と比較して1/4以下と小さいことが明らかになった。そこで平成23年度は、ポリマーブレンド構造がゼーベック係数に与える影響を基礎的に検討するために、モデル材料としてキャリア濃度の異なるSiウエハーを拡散接合して、擬似的に井戸型ポテンシャルを作り、ゼーベック係数との相関について調査した。1)1センチ角のSiウエハーを用いて、ウエハー切断→平坦度検査→接合の接合手順で常温拡散接合を実施した。得られた材料は、部分的にしか接合しておらず、接合温度や時間の接合条件変えても接合面積の増加は少なかった。2)所定の接合試料を得るためには、表面研磨と処理、平坦度検査、これらの手順の迅速化が必要であることが明らかになった。
神経幹細胞を用いた神経栄養因子の生理機能の解析

神経変性疾患の病態の理解ならびにその治療法の開発のためには、神経栄養因子の生理機能を細胞から個体の様々なレベルで解明することが必要不可欠である。我々は最近、ラット胎児脳に存在する多能性神経幹細胞由来の不死化細胞株を樹立し、神経細胞・グリア細胞が発生する過程を試験管の中で再構成する実験系を確立している。本研究ではこの神経幹細胞を用いて、神経系の発生過程における種々の神経栄養因子の生理機能を細胞レベルで解明することを目標とした。さらに神経幹細胞を生体脳組織に移植することによって、神経細胞の分化と神経回路網形成の過程における神経栄養因子の機能を個体レベルで評価するシステムの確立を目指した。本年度は、bFGF,EGF,HGFなどのペプチド性増殖因子が神経幹細胞の増殖を著明に促進すること、さらにNGF,BDNF,NT-3などのニューロトロフィン類は、従来言われてきた神経細胞に対する選択的な分化促進のみならず、グリア細胞の分化をも促進する活性をもつことを見い出した。また神経幹細胞に対して遺伝子操作を行うためのベクター系および遺伝子導入法の検討を行い、効率よく外来遺伝子の導入を行う系を確立した。現在遺伝子導入によってニューロトロフィンの構成発現細胞株を樹立し、この細胞株を用いて神経細胞の生存あるいは機能の維持に及ぼす神経栄養因子の作用を解析している。
「慰めの手紙」における東西教父思想への古代ギリシア情念論の影響史研究

本研究の成果としては、古代ギリシア思想、とりわけヘレニズム期のストア派及び反ストア的な新プラトン主義やペリパトス学派における情念(パトス)及びアパテイア(情念の排除)論が、初期キリスト教思想にどのような影響を与えたかを、特に東西教父における「慰めの手紙」という文学ジャンルにおいて具体的に検証・考察し得たこと、またその成果を国内外において広く公表し得たことが挙げられる。本研究は、古代ギリシア思想における情念(パトス)及びアパテイア(情念の排除)論が、初期キリスト教思想にどのような影響を与えたかを、特に東西教父における「慰めの手紙」という文学ジャンルにおいて検証・考察することを目的とする。平成22年度は、本研究の初年度として以下の4種の研究活動を行った。1、予備的研究として、まずプラトンにおける情念の位置づけを『国家』篇を中心に考察し、その上で、アリストテレス『ニコマコス倫理学』『霊魂論』『詩学』の情念論と比較検討した。この研究の成果の一部は、平成22年8月開催の国際プラトン学会にて発表され、さらに平成23年3月公刊の『理想』に論文として掲載された。2、魂の働きを自然法則に一致する物理的なものとして一元的に理解するストア派情念論を、ガレノスらの医学的情念分析と比較しつつ、特に教父への影響が大であったポセイドニオスら中期ストア派に焦点を絞って体系的に理解するよう試みた。3、新プラトン主義及びペリパトス学派の反ストア的な情念論の立場を、ストア派との対比を明確化しつつ体系的に解明した。4、以上の情念規定を踏まえた上で、ストア派が「アパテイア」(いわゆる「不受動心」)と呼んでいたものを、同じくストア派由来の「エウパテイア」「プロパテイア」という概念と比較しつつ、総合的に理解するよう試みた。以上の(2)(3)(4)の成果の一部は、査読付論文として平成22年10月公刊の『中世思想研究』に掲載された。また、こうした研究成果の一部が、教父学的な観点から、平成22年7月にメルボルンで開催された初期キリスト教学会にて発表された。以上を総括するに、断片的には従来も優れた研究が散見されたものの、本研究のように東西教父思想への影響という一貫した観点から総合的、体系的に研究されることは稀であり、まだ序論的段階とは言え、その点で大いに意義ある成果を得たものと思われる。平成23年度は、本研究の2年度目として以下の4種の研究活動を行った。1、オリゲネスやクレメンスなどのアレキサンドリア学派、砂漠の師父としてエヴァグリオスや擬マカリオス、さらにカッパドキア教父が、「情念」をどのように解釈していたか、それぞれのテクストから探索し、どのように系統だてることができるか調査研究した。2、バシレイオスとニュッサのグレゴリオスの『書簡』を中心に、「慰めの手紙」と見なされる書簡を選び出し、それらに共通する構造を摘出した。その上で両者を対比考察した結果、それらが聖書的な知見とギリシア哲学の伝統の両面から得られたものであり、また後者に関しては、それがストア派のみならず、反ストア派、たとえばペリパトス派からの影響も受けていたことを前年度の成果を基に解明した。3、修道的な書簡に必ず見出されるアパテイア概念と、「慰めの手紙」に現れる「情念のよき活用」いわゆるメトリオパテイアとの比較、およびカッパドキア教父におけるアパテイア概念とストア派のアパテイア概念との異同を、前年度の成果を基にさらに追究した。4、以上の成果の内、1に関連しては平成23年8月開催の東方キリスト教学会において、また2と3に関しては、平成23年8月にオクスフォードで開催された国際教父学会において研究発表した。前者は平成24年3月発行の『エイコーン』誌(査読有)に、後者は平成23年12月発行の欧文誌Patristica(査読有)にそれぞれ発表され、大いに意義ある成果を得たものと思われる。本研究の最終年度である24年度は以下の3種の研究活動を行った。1前年度までの研究成果を統合したものから得られるギリシア教父における「慰めの手紙」の構造や性格と、アウグスティヌスの書簡や説教から見出される「慰めの手紙」の構造や性格を比較考察し、両者の異同を問い、それぞれの固有性をできる限り明確に提示することを試みた。こうした研究の過程で、キリスト教における救済論的思想とギリシア哲学がきわめて大きな影響史的関係にあること(たとえば両思想圏でのオイコノミア概念の相関変遷史)が見出され、今後の大きな研究指針を得ることができた。国内での先行研究がほとんどない状況での個人研究は困難をきわめたが、今後の研究進展のための礎石が築けた点で大きな意義があったものと思われる。

2東方と西方、つまりギリシア語圏とラテン語圏で「情念」(パトス)に対する身の処し方、対峙の仕方は異なるのか、近似しているのか、パトスやアパテイアに対する理解ではどうなのか、以上の問題をギリシア的思想伝統からの影響関係と相関的に、可能な限りの総合的な理解を得られるよう試みた。感情論の見直しが国内外で進みつつあるが、教父学という独自の視点からこの研究領域に少なからぬ貢献ができたものと思われる。3以上の研究に基づき、24年7月に韓国ソウルで開催されたアジア・太平洋初期キリスト教学会および8月に英国オクスフォードで開催された日英古典学シンポジウムにおいて、本研究に関連する研究発表を行い、その成果を広く各国の当該研究者に提供することができた。研究実施計画に則して調査研究した成果を、予定した国際学会において研究発表し、予想以上に大きな反響を得ることができた。この研究の目的が、国際的な研究状況においても、適正な評価を得た点は、大いに評価できる。また、国内の学会シンポジウムにおいて、関連するテーマを提題した際、本研究の基盤となるべき部分の研究に関しても広く関心をもって受け入れられた。調査については、まだ不十分な箇所もあるが、こうした国内外での発表成果は大いに評価し得る。ゆえに、おおむね順調に進展していると判断した。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究成果を統合したものから得られるギリシア教父における「慰めの手紙」の構造や性格を纏め挙げると同時に、新たにアウグスティヌスの書簡や説教から見出される「慰めの手紙」の構造や性格を研究した上で、両者の「情念」(パトス)に対する身の処し方の異同を問い、それぞれの固有性を明確に提示し、総合的な理解を求める。そのために、一つないし二つの国際学会で、その成果を海外の研究者に提供すべく、研究発表を行うこととする。
カーボンナノチューブ冷陰極イオン検出器の開発と極限計測応用

昨年度までの研究では、多層カーボンナノチューブ(MWCNT)を用いることにより、従来の熱陰極型イオンゲージよりも低消費電力の冷陰極型イオンゲージを作製することに成功した。しかし、低真空下ではイオン化されたガス分子のスパッタリングにより、CNT冷陰極電子源が短時間で劣化するという問題があった。これを解決するためには、電子源を低電界で駆動させることにより、イオン化されたガス分子のスパッタリングを抑える必要があり、直径が小さく、電界集中効果が高い単層カーボンナノチューブ(SWCNT)を用いることが有効であると考えられる。MWCNTはすべて金属的であるのに対し、合成したSWCNTには金属的なものと半導体なものが1:2の割合で存在する。金属・半導体SWCNTはそれぞれ冷陰極電子源・電界効果トランジスタへの応用が期待されているが、金属・半導体SWCNTの混在はそれらの電子デバイス応用を阻む原因の1つになっている。本年度は、アガロースゲルを用いた分離法により得られた金属および半導体型SWCNTの電気伝導特性について調べた。自己組織化単分子膜で被覆した熱酸化膜付きSi基板上に、SWCNT分散液を滴下することにより、ネットワーク状のSWCNT薄膜を作製した。その後、Au/Crを蒸着して、電極を形成した。まず、バックゲート電圧を印加して、SWCNT薄膜の伝達特性を測定した。金属SWCNT薄膜の場合は、ゲート電圧を変化させてもソース-ドレイン電流は、ほぼ一定であった。一方、半導体SWCNT薄膜は、10^4のオンオフ比を示し、半導体的なp-typeの伝導特性を示した。これより、アガロースゲルを用いた分離法により得られた半導体SWCNTは、ブレイクダウンなしで電界効果トランジスタへ応用できることがわかった。次に、作製した薄膜の電流-電圧特性を測定したところ、金属SWCNT薄膜の方が半導体SWCNT薄膜よりも1桁以上電気抵抗が低かった。今後、この導電性の高い分離した金属SWCNTを用いれば、高効率で耐久性の高い冷陰極電子源の作製が可能になると考えられる。本研究では、カーボンナノチューブ(CNT)冷陰極電子源を真空エレクトロニクス機器に応用し、従来よりも高性能なイオンゲージ・イオン源を開発することを目的として研究開発を進めている。本年度は、スクリーン印刷法によるCNT冷陰極電子源の作製と評価をおこなった。さらに、CNT陰極、ゲート、グリッドにより構成される三極構造の冷陰極型イオンゲージを試作し、その基本特性を評価した。熱化学気相成長法により基板上に成長させたCNTをペースト素材として用いることにより、精製工程が不要な簡便な方法で印刷型CNT電子源を作製することができた。この印刷型CNT電子源は、閾値電界(1.0mA/cm^2の電流密度を得られる電界)が1.5V/μmであり高効率で駆動することに加えて、再現性および面内の電子放出の均一性が高く、寿命特性が良好であった。次に、B-Aゲージの熱陰極型フィラメントを印刷型CNT電子源に置き換えることにより、三極構造のイオンゲージを試作し、その特性を評価した。CNT冷陰極型イオンゲージの電界電子放出特性を測定したところ、全電界電子放出電流の内の約40%がグリッド電流として観測され、電子衝撃イオン化に十分な電流が得られた。次に、CNT冷陰極型イオンゲージのイオン電流の窒素ガス圧依存性を測定した。イオン電流は、10^<-8>10^<-4>Torrまでの範囲でガス圧力に比例しており、イオンゲージとして動作することを確認できた。イオン電流の窒素ガス圧依存性における直線の傾きから感度係数を求めると13Torr^-1であり、従来の熱陰極型イオンゲージと同等の値が得られた。また、イオン電流は15時間以上安定であり、CNT冷陰極型イオンゲージは良好な寿命特性を示した。さらに、CNT冷陰極電子源を用いることにより、消費電力を熱陰極型イオンゲージの1/1000程度まで減らすことに成功した。

一方、半導体SWCNT薄膜は、10^4のオンオフ比を示し、半導体的なp-typeの伝導特性を示した。これより、アガロースゲルを用いた分離法により得られた半導体SWCNTは、ブレイクダウンなしで電界効果トランジスタへ応用できることがわかった。次に、作製した薄膜の電流-電圧特性を測定したところ、金属SWCNT薄膜の方が半導体SWCNT薄膜よりも1桁以上電気抵抗が低かった。今後、この導電性の高い分離した金属SWCNTを用いれば、高効率で耐久性の高い冷陰極電子源の作製が可能になると考えられる。
大学生の学習障害アセスメントのための困り感質問紙と読み書き課題の開発

大学生を対象とした、読字、書字の速さと正確さを評価する課題と、読み書きに関する困難状況を評価する読み書き支援ニーズ尺度を開発した。読字・書字課題は、黙読課題、視写課題、音読課題から構成されていた。尺度は大学生の現在と小学校時代の読むこと、書くこと、その他(聞く、伝える、記憶するなど)に関する、4件法93項目から構成されていた。101名の学生を標準化サンプルとした。各課題、尺度に関して、十分な再検査信頼性の根拠が得られた。尺度については、内的整合性についても十分な値が得られた。尺度については、読字・書字の速さとの相関が得られた。結果から、読字、書字の速さの標準値が得られた。学習障害(LD)のある大学生が、学修支援としての合理的配慮を受けられるようになるためのアセスメント・ツールを開発する。具体的には、LDが背景にあると疑われるような「読み書き」の困難があるかどうかを査定するための「読み書き関連困り感質問紙」を作成する。実際の読み書き能力を査定するための課題も開発する。読み書き能力課題は、質問紙の妥当性検証に用いると同時に、合理的配慮の判断基準として活用できるよう、標準化を試みる。全般的な低学力と捉えられがちなLDのある学生が、合理的配慮を受けることで、高等教育で学ぶ機会を保障されるようになることが期待される。平成26年度は質問紙の作成、項目の検討を行った。項目は、国内外の関連尺度、事例報告、手記等から、LDのある人が体験すると思われる困難を抽出し、それをKJ法で分類し、そのカテゴリをもとに項目を作成した。大学生228名の回答から、下位尺度を構成するとともに、読書活動との関連から妥当性を検討した。項目分析の結果、いずれの項目も十分な弁別能力を示した。続いて、因子分析の結果をもとに現在と小学生時代における書字、読み、その他(記憶や言語表出など)の、計6下位尺度を作った。読み関連の尺度と読書経験に相関が見られ、妥当性の根拠が得られた。その成果は日本LD学会第23回大会で報告した。さらに妥当性の検討を進めるため、読み書き能力課題の作成を進めた。読み書き能力課題の作成にあたっては、国内で出版されている学習障害関係の検査および失語症検査を集め、参考にした。平成27年度は音読課題、黙読課題、視写課題を作成し、質問紙と共にデータを収集し、信頼性、妥当性の検討を行った。大学生の読み書き関連尺度α=.92、小学生の頃の読み書き関連尺度はα=.93であり、充分な信頼性が示された。また、予備調査で作成した読み書き課題についても、有意味視写課題のエラー数以外は1回目と2回目の成績に強い相関が見られ、各課題の信頼性が得られた。また、質問紙でたずねた読み書きについての自己評価の結果は、実際の読み書き行動と高い相関を示した。特に読む事を中心に、小学生の頃と現在では小学生の頃の読み書きに関する尺度得点の方が実際の読み書きとの相関が高かった。また、現在・過去共に読み書きの主観的な困り感は黙読よりも音読課題との相関が高くなった。音読課題は処理速度と関係する。言語的な記号(文字)の処理が自動化できていないと、無意味綴りの音読は時間がかかってしまう。現在にも過去にも困り感がある学生は、この処理の自動化が難しいがために読み書きに苦労した人であったと考えられる。データ収集は100名を目標としているが、すでに過半数のデータ収集が終わったため、中間的なまとめとして、データ分析を行ったところ、期待通りの結果が得られているため。中間まとめの成果は2件の学会発表をすることが決まっており、成果発信も進みつつある。読み書きに障害のある大学生が、合理的配慮を受けられるようになるためのアセスメント・ツールを開発した。具体的には、LDが背景にあると疑われるような「読み書き」の困難があるかどうかを査定するための「読み書き関連尺度」と、実際の読み書き能力を査定するための課題を開発した。読み書き能力課題は、質問紙の妥当性検証に用いると同時に、合理的配慮の判断基準として活用できるよう、標準化を試みた。平成28年度は音読課題、黙読課題、視写課題を作成し、質問紙と共にデータを収集し、信頼性、妥当性の検討を行った。また、読み書き課題について、有意味視写課題のエラー数以外は1回目と2回目の成績に強い相関が見られ、各課題の信頼性が得られた。

特に読む事を中心に、小学生の頃と現在では小学生の頃の読み書きに関する尺度得点の方が実際の読み書きとの相関が高かった。また、現在・過去共に読み書きの主観的な困り感は黙読よりも音読課題との相関が高くなった。音読課題は処理速度と関係する。言語的な記号(文字)の処理が自動化できていないと、無意味綴りの音読は時間がかかってしまう。現在にも過去にも困り感がある学生は、この処理の自動化が難しいがために読み書きに苦労した人であったと考えられる。これらの課題および質問紙を使用することで、全般的な低学力と捉えられがちなLDのある学生が、合理的配慮を受けることで、高等教育で学ぶ機会を保障されるようになることが期待される。大学生を対象とした、読字、書字の速さと正確さを評価する課題と、読み書きに関する困難状況を評価する読み書き支援ニーズ尺度を開発した。読字・書字課題は、黙読課題、視写課題、音読課題から構成されていた。尺度は大学生の現在と小学校時代の読むこと、書くこと、その他(聞く、伝える、記憶するなど)に関する、4件法93項目から構成されていた。101名の学生を標準化サンプルとした。各課題、尺度に関して、十分な再検査信頼性の根拠が得られた。尺度については、内的整合性についても十分な値が得られた。尺度については、読字・書字の速さとの相関が得られた。結果から、読字、書字の速さの標準値が得られた。当初の計画では、質問紙の作成とデータ収集までを初年度に行う予定であったが、質問紙の作成が順調に進み、成果発表を行うことができた。妥当性検証のための課題開発を前倒しし、予備データを取り始めることもできた。データ収集は100名を目標としているが、すでに複数の大学の方から、データ収集への協力が得られる見通しが得られた。平成28年度前半でデータ収集を完了する予定である。また、分析結果の考察を、読み書き障害に関する最新の研究動向をふまえて行うため、ディスレクシアに関する国際学会で情報収集を行う。臨床心理学平成27年度は、妥当性検証のための行動データを収集することを目標とする。音読、黙読、視写に関する課題を完成させ、信州大学、明星大学を中心にデータ収集を行う。また、学習障害の診断がある人への研究協力依頼を行う。以上の結果をふまえ、妥当性検証を進めるとともに、項目の精選を行い、より少ない項目で読み書きの問題についての支援ニーズを調査できるようにする。また、読み書きに関する大学生の基準データを集めることで、大学生の読み書きに関する合理的配慮の決定の根拠データとして使えるようにする。複数の大学でのデータ収集を行う予定であったが、データ収集が主に信州大学と明星大学となり、当初計画で見込んでいたよりも旅費が安価となったため。研究が順調に進んでいたため、当初27年度に予定していた読み書き課題の開発について、26年度に前倒しして進められるように前倒し支払い請求を行った。実際の購入に必要となった検査及び図書の総額が、予定した額を下回ったために差額が生じた。大阪大学、東北大学でのデータ収集の予定が決まり、平成28年度請求額と合わせて、そちらでのデータ収集に使用する。平成27年度は読み書きデータ収集を予定しており、データ収集実施補助に関する謝金、旅費等が主な支出となる予定である。次年度使用額は、平成27年度請求額と合わせて使用する。
寛解期検体を用いた、急性骨髄性白血病前駆クローンの検出およびその臨床的意義の解析

急性骨髄性白血病(AML)症例における治療後、寛解期の造血幹細胞もしくは前駆細胞レベルにおけるAML発症に関わるinitiating変異の存在について明らかにすること目的とした。まず本態性血小板血症(ET)より移行したAML症例のET診断時およびAML発症時の骨髄検体で、骨髄性腫瘍にて特に変異頻度の高い54遺伝子について5000リード以上のディープシークエンスを行った。その結果、ET時にはJAK2変異のみ、AML診断時には低頻度のJAK2遺伝子変異および、TP53遺伝子変異を同定した。次に寛解時検体を用いて遺伝子変異解析をおこなったところ、JAK2遺伝子変異割合が増大し、TP53遺伝子変異割合は減少していた。さらに、初診時検体の白血病細胞分画(CD45dim, CD34+, CD117+)および、寛解時検体をCD34・CD38で造血幹細胞・前駆細胞分画をソートし、それぞれJAK2遺伝子変異、TP53遺伝子変異を解析した。その結果、AML発症時の白血病細胞分画ではTP53遺伝子変異のみが検出され、寛解時検体の造血幹細胞分画(Lin-, CD34+, CD38-)にはJAK2遺伝子変異のみを検出した。また、ET診断時の検体よりもディープシークエンスでAML発症時のTP53遺伝子変異がアレル頻度1%程度で存在していた。これらより、当症例ではET診断時、寛解時検体の解析結果からETクローンとは異なる、わずかに存在したTP53変異を有したクローンに何らかの分子以上が蓄積した事によりAMLを発症したと考えられた。そして、寛解導入療法によりTP53変異が認められるAMLクローンが駆逐され、完全寛解期には再度、JAK2変異を有するETクローンが優勢になっていることが明らかになった。このように次世代シーケンサーを用いたディープシークエンスによるAML発症時及び寛解期に存在するクローン性の詳細な解析により、AMLの予後層別化および個別化治療法の確立に大いに役立つと考える。
日本人悪性黒色腫における体細胞遺伝子変異と臨床病理学的因子との関連に関する研究

本研究の目的は、日本人悪性黒色腫における分子標的あるいは候補となる体細胞遺伝子変異を次世代シークエンス技術を用いることにより網羅的に解析することである。さらに、欧米との違いを明らかにし、併せて、得られた遺伝子情報と臨床病理組織学的因子、特に治療に示す効果や予後との関連について解析することである。上記方法により、43検体中17検体においてdriver mutationを同定した。また、臨床病理組織学的病型による解析を行ったところ、35症例のうち17症例は、日本で最も多く全体の約半数を占める病型であるAcral Lentiginous Melanoma (ALM)であった。ALMにおけるBRAF遺伝子のdriver mutationの同定率は欧米からの既報と同様に11.8%と他病型と比較して低値であったが、本研究では、その他4遺伝子(NRAS 11.8%, TRRAP 5.9%, GRIN2A 5.9%, PREX2 5.9%)においてdriver mutationを同定した。つまり、ALMでは他病型と比較して多様な遺伝子にdriver mutationを持つ可能性が示唆された。よって、これら遺伝子が、将来のALMに対するオーダーメイド治療における分子標的治療候補となることが期待される。本研究の目的は、日本人悪性黒色腫における分子標的あるいは候補となる体細胞遺伝子変異を次世代シークエンス技術を用いることにより網羅的に解析すること。さらに、欧米との違いを明らかにし、併せて、得られた遺伝子情報と臨床病理学的因子、特に治療に示す効果や予後との関連について解析することである。平成28年度は、まず、当科で2007年4月から2014年8月までの間に手術を受けた患者を登録した。続いて遺伝子解析をおこなった。登録した症例のホルマリン固定パラフィン包埋組織より切片を作成し、マニュアルまたはレーザーマイクロダイセクションにより腫瘍細胞を選択的に回収し、DNAを抽出した。抽出したDNAは、コントロール遺伝子をPCRで増幅し、Agilent 2100Bioanalyzerの泳動により、DNAの品質をチェックした。本研究申請時には予定されていなかった短期海外留学(3か月)があったものの、当初の計画に従って順調に遂行している。さらに、欧米との違いを明らかにして、併せて、得られた遺伝子情報と臨床病理組織学的因子、特に治療に示す効果や予後との関連について解析することである。続いて平成29年度は、計36症例(43検体)についてターゲットエンリッチメントを行い、Illumina社のMiSeqを用いて次世代シークエンスを行い塩基配列を決定した。その後、Biomedical Genomics Workbenchによりバイオインフマティックス解析を行った。既報により病的変異と確定しているdriver mutationを選別したのち、残った意義不明(VUS)ミスセンス変異については予測ツールFATHMMを用いてCancer-associatedかPassengerであるかを予測した。43検体中17検体においてdriver mutationを同定した。当初の計画に従って順調に遂行している。実験過程では、抽出DNA量が少ないかもしくは品質不良のため脱落検体が半数例あり、当初の予想と比較してかなり多かったものの、解析が完遂できた43検体に関しては、その病型の分布は日本人における分布と同じであり集団に偏りがないものと考えられた。また、すでに日本人において報告がなされている代表的なBRAF, KIT, NRAS遺伝子について、本研究で得られたそれぞれの変異頻度は既報結果と遜色のないことから、解析は適切に行われたと考える。解析の結果、日本人の悪性黒色腫のうち50%を占めるacral typeにおいて、既報ではほとんど報告のない遺伝子におけるdriver mutationを同定した。これまでの解析結果のうち、すでに変異頻度が報告されている代表的なBRAF遺伝子については、既報告結果と遜色ないことから、本研究の方法は適切に行われているものと考える。さらに、腫瘍細胞数が少なかった検体についてもデータが得られるよう技術の導入を図る。これまでの結果より本研究方法は適切に行われているものと考える。さらに、これまでの解析でdriver mutationが得られなった検体については、当初の計画に従って、以下の遺伝子解析を加える。

腫瘍組織よりRNAを抽出し、ALK遺伝子の既知の再構成についてRT-PCR法にて検出を行う。アガロースゲル電気泳動で増幅バンドを検出後、サンガーシークエンスで産物を確認する。現在までに得られた結果を今後得られるであろう上記結果も含めて、学会および論文発表の準備を進めている。当該年度中に実施完了できなかった次世代シークエンサーの消耗試薬費用が残余した。(理由)当該年度中に実施完了できなかったALK遺伝子の再構成に対する消耗試薬費用が一部残余した。(使用計画)次年度へ繰り越し、引き続きALK遺伝子の再構成に対する消耗試薬費用として使用する。次年度へ繰り越し、引き続き施行予定の次世代シークエンサーの消耗試薬費用として使用する。
視床線条体入力のシナプス可塑性の制御機構

線条体の可塑性は、アセチルコリンとドーパミンのバランスによって決定される。線条体固有のコリナージックインターニューロンは視床線条体入力を受けてアセチルコリンを放出すると考えられている。線条体のミューオピオイド受容体(MOR)陽性のストリオソーム領域では、アセチルコリンによるM1ムスカリニック受容体を介したPKCの活性化が、MORのGABA性入力に対する抑制作用に拮抗した。内在性アセチルコリンの減少は投射ニューロンの脱抑制を促すことで、神経回路の興奮性を上げることを示唆している。大脳基底核は大脳皮質、視床とループを形成し、運動機能に加え手続き記憶や強化学習を担っている。この「大脳皮質-基底核ループ」の中で、視床線条体入力は「注意」や「決断と行動の修正」といった独特の機能を持つと考えられている。視床線条体入力は、線条体のストリオソーム/マトリックスと呼ばれるコンパートメン構造によりシナプスの形態に違いがある。そのため視床線条体入力のシナプスの基本的な性質から可塑性までがコンパートメントによって異なる可能性がある。しかし、これまで手技的困難もあって、細胞レベルでの研究は多くない。本研究ではこれまで、ストリオソームの細胞から選択的に電気記録を行う方法を確立し、視床線条体入浴と局所神経回路の関係を調べることを可能にした。この方法によってまず分かったことは、線条体の投射ニューロンは、入力も出力も夫々のコンパートメントの中だけに限局していることだった。おもしろいことに、インターニューロンであるコリン作動性ニューロンは、こうしたロンパートメントの制約をうけずに、両方のコンパートメントのニューロンと結合していた。このコリン作動性ニューロンへの入力は、monosynapticなIPSCと、polysynapticかつニコチン受容体を介したIPSCであった。直接的なmonosynaptic IPSCはtonicな抑制レベルを調節する一方、間接的なpolysynaptic IPSCは強い興奮の直後にphasicに働いていた。このように線条体の局所神経回路が高い並列性をもっていることは、そこへの視床線条体入力の機能を考えるうえで重要な情報である。「大脳皮質・基底核ループ」は運動機能に加えて手続き記憶、習慣形成や強化学習を担っている。さらに薬物依存や常同行動などの病態にも関係が深い。線条体は大脳基底核の入力核であり、大脳皮質と視床から入力を受けとる。視床線条体入力は「注意」や「決断と行動の修正」といった独特の機能を持つと考えられるが、皮質線条体入力に比べてあまり調べられていない。また視床線条体入力は、ストリオソーム/マトリックスと呼ばれる線条体のコンパートメント構造と解剖学的に関係が深い。そこでコンパートメントをGFPで識別できるマウスを用いて、部位選択的に電気記録した。覚醒剤慢性投与でドーパミンが過剰な状況をつくると、ストリオソームでのc-Fosの発現が増加した。このとき同時に行動異常(ステレオタイピィ)が増悪した。c-Fosの発現増加はストリオソームでの異常な可塑性により興奮性が上昇した結果と考えられた。視床線条体入力は、ストリオソームでは棘突起に、マトリックスでは樹状突起に入る。またストリオソームにはD1受容体を持つ直接路の投射ニューロンが多い。解剖学的な違いと行動異常との関係が示唆された。さらにGFPマウスの実験系を用いてコンパートメントとコリン作動性インターニューロンの関係を調べ、アセチルコリンとオピオイドの作用に違いがあることを見いだした。視床線条体入力の受け手には、投射ニューロンのほかに、コリン作動性インターニューロンがある。コリン作動性ニューロンは、ドーパミンとともに、投射ニューロンの可塑性を調節しているので、コンパートメント特異的な制御機構は、線条体の生理的、病的機能発現に重要と考えられた。「大脳皮質-基底核ループ」は運動機能に加えて手続き記憶、習慣形成や強化学習を担っている。また薬物依存や常同行動などの病態と関係が深い。こうした皮質線条体入力と視床線条体入力は一様ではなく、ストリオソーム/マトリックスと呼ばれる線条体のコンパートメント構造と解剖学に特徴的な結合をしている。また線条体の投射ニューロンを含む大部分はGABA性ニューロンであり、線条体の内部は抑制性のネットワークを形成している。本研究ではコンパートメントをGFPで識別できるマウスを用いて、部位選択的に電気記録する方法を確立した。それによってコンパートメントとGABA性抑制性入力の関係を調べ、アセチルコリンとオピオイドの作用に違いがあることを見いだしている。

オピオイドはストリオソームの中だけでμオピオイド受容体を介して抑制性GABA性シナプス伝達を減弱させるのに対し、アセチルコリンはニコチン受容体を介して、マトリックス優位にGABA性入力を増強していた。さらに内在性のアセチルコリンがM1ムスカリニック受容体を介してオピオイドの作用に拮抗していること示した。こうしたオピオイドとアセチルコリンの作用は、投射ニューロンだけでなくコリン作動性ニューロンにもみられたが、いずれもストリオソームに特異的だった。ストリオソームにみられたオピオイドとアセチルコリンの協調作用はコリン作動性ニューロンの活動に依存した短期可塑性といえる。視床線条体入力はコリン作動性インターニューロンに比較的濃く入力しているので内在性アセチルコリンの放出にも影響を与えるだろう。アセチルコリンはドーパミンとともに投射ニューロンの可塑性を調節している。コリン作動性ニューロンの作用がコンパートメントで異なることは可塑性のメカニズムがコンパートメント間で違うことを示唆している。
自己組織化プロセスによる液晶ゲルの構築と動的機能化

室温ネマチック液晶と水素結合性ゲル化剤からなる液晶ゲルにおいて、構成成分の最適化および複合構造の制御によって優れた電気光学特性を得ることができた。ランダムな複合構造を有する液晶ゲルを用いた光散乱型表示材料の開発を行った。ネマチック液晶中に細かくランダムに分散した網目構造を形成し、効率的に液晶のドメイン化を促進するゲル化剤としてオリゴアミノ酸誘導体を設計・合成した。この分子を用いて形成したネマチック液晶ゲルは、比較的低い電圧で電場に対して応答し、光散乱-光透過状態間での高い表示コントラストを示した。一方、ツイステッドネマチック(TN)型表示素子に充填するネマチック液晶ゲルの構成成分を最適化することで、ネマチック液晶の配向にそった繊維状会合体の形成に成功した。この配向した複合構造をもつネマチック液晶ゲルは、低電圧駆動、高速応答、高コントラストなどの優れた電気光学特性を示した。制御された複合構造の導入が、液晶の電気光学機能の制御・向上への有効なアプローチであることを示した。重合部位を有する新規水素結合性ゲル化剤の合成に成功した。この重合性ゲル化剤をスメクチック液晶と複合化することで、スメクチック液晶の分子集合構造を反映した配向した繊維状あるいは格子状会合体を形成した。ゲル化剤繊維の配向構造を光重合によって固定化することができた。さらに、配向構造を有する重合体を表面に固定化した液晶セルに加熱処理を加えることで、液晶の配向変化を誘起することができた。分子の自己組織化によって形成される配向構造を重合によって固定化・安定化するというプロセスを用いることで、新しい液晶配向制御への展開が可能となった。
児童・思春期精神科病棟における地域包括ケアの視点を取り入れた教育プログラムの開発

本研究では、児童・思春期精神科病棟に勤務する中堅看護師の実践能力向上に効果的な、地域包括ケアの視点を取り入れた教育プログラムを開発することを目的に、平成30年度は以下の2つの調査を行った。【調査1】児童・思春期精神科看護に特化した看護実践能力自己評価尺度の原案として作成した「子どものこころのケア実践尺度(案)」の信頼性と妥当性を検証するために、児童・思春期精神科領域に勤務する看護師を対象とした自記式質問紙調査を実施した。29病院から調査協力が得られ、505名(有効回答率79.9%)を分析対象とした。項目分析の結果、天井効果、床効果は認められず、I-T相関係数は0.7520.876の範囲であった。探索的因子分析の結果から、「子どもへの直接ケア」、「家族へのケア」、「ケア対象への理解」、「連携」の4因子36項目の尺度とした。Cronbach's α係数は0.986であった。「看護実践の卓越性自己評価尺度ー病棟看護師用ー」総得点および児童・思春期精神科病棟での勤務年数と統計的に有意な正の相関を示した(r =0.654, p <0.001; r=0.266, p <0.001)。【調査2】児童・思春期精神科病棟での看護実践に必要とされる地域包括ケアの視点の抽出:精神健康上の課題をもつ青少年を対象に、アウトリーチ型のケアを実践している臨床家6名へのインタビュー調査を新たに行い、分析を進めた。また、ピアサポート型支援について、支援者・家族・当事者が対等な立場で学ぶためのグループプログラムを検討した。インタビュー調査の実施と分析に時間がかかっているため。2019年度は、各調査とも当初の研究計画にしたがって研究課題を推進する予定である。本研究では、児童・思春期精神科病棟に勤務する中堅看護師の実践能力向上に効果的な、地域包括ケアの視点を取り入れた教育プログラムを開発することを目的に、平成29年度は以下の2つの調査を行った。【調査1】児童・思春期精神科病棟における看護実践能力自己評価尺度の開発:児童・思春期精神科看護におけるコンピテンシーモデルに示された中堅看護師に求められる103項目の行動特性をもとに、文献検討の結果を参考にしながら、研究班で取捨選択と表現の修正を行い、45項目のアイテムプールを抽出した。抽出したアイテムプールについて当該領域の看護経験を有する看護師5名を対象にcognitive interviewingによる回答困難度と内容妥当性の検討を行い、41項目の尺度原案を作成した。平成30年度は、児童・思春期精神科病棟に勤務する看護師および他の専門職を対象に自記式質問紙調査を実施し、尺度原案の因子妥当性および信頼性を検討する予定である。【調査2】児童・思春期精神科病棟での看護実践に必要とされる地域包括ケアの視点の抽出:精神健康上の課題をもつ青少年を対象に、アウトリーチ型のケアを実践している臨床家9名へのインタビュー調査を実施した。インタビュー調査で得られた逐語録をもとにGrounded Theory Approachを用いて分析を行っている。理論的飽和に達するまで、平成30年度も引き続きインタビュー調査と分析を実施する予定である。本研究は、当初の年度計画における研究目標を順次達成している。平成30年度は、各調査ともに当初の研究計画にしたがって研究課題を推進する予定である。(理由)データ分析が学会発表に間に合わず、学会発表にかかる経費に余りが生じた。(使用計画)

平成30年度の調査および研究成果発表に使用する予定である。(理由)データ分析が学会発表に間に合わず、学会発表にかかる経費に余りが生じた。(使用計画)2019年度の調査および研究成果発表に使用する予定である。
ソノプロセスを利用した難処理性重金属錯体の無害化および重金属資源の回収

超音波照射による廃液中重金属錯体の処理を効率的に行うプロセスの構築を目指して,廃液中金属錯体のモデル化合物としてポルフィリン錯体およびEDTA錯体を採り上げ,両錯体の超音波処理に伴う分解挙動の把握,分解速度に影響を与える因子の解明を行った。さらに,廃液中重金属を分離回収する目的で,硫化物化による重金属沈殿分離の実験を併せて行い,超音波技術を基盤とした金属錯体の処理プロセスの操作指針に関する基礎的な知見を一部得た。本研究は,超音波の化学・物理両作用による反応・物質移動促進効果と,化学置換に基づく重金属の安定化を利用して,廃液中重金属錯体の分解および重金属の分離・回収を効率的に行うことが可能なプロセスの設計指針を得ることを目的とする。初年度に当たる本年度は,廃液中金属錯体のモデル化合物としてポルフィリン錯体を採り上げ,超音波照射による重金属フリーのポルフィリン,およびポルフィリン錯体の分解(または減少)挙動に対する照射時間および印加電圧の依存性について検討した。今回の実験では,ポルフィリンとしてテトラフェニルポルフィリンテトラスルホン酸,ポルフィリン錯体として鉛錯体を使用した。まず,鉛フリーのポルフィリンの超音波分解を行ったところ,擬一次反応に従って分解が進行した。また,鉛フリーのポルフィリンの超音波分解に対する印加電圧の影響を調べたところ,印加電圧の増加とともに,分解速度が上昇することがわかった。一方,ポルフィリン鉛錯体と鉛フリーのポルフィリンが共存する水溶液に超音波照射したところ,ポルフィリンの分解反応は擬一次反応に従わず進行した。このときのポルフィリン鉛錯体の減少挙動を詳細にみたところ,錯体は超音波照射時間とともにほぼ直線的に減少することがわかった。これは超音波によるポルフィリンの分解に加えて,ポルフィリン錯体からの鉛イオンの解離反応が関与しているためと考えられる。また,ポルフィリン鉛錯体と鉛フリーのポルフィリンが共存する水溶液に超音波照射した場合も,印加電圧が増加するにつれ,ポルフィリンの分解(減少)速度が増加した。超音波照射による廃液中重金属錯体の処理を効率的に行うプロセスの構築を目指して,今年度も昨年度に引き続き,廃液中金属錯体のモデル化合物としてポルフィリン錯体を採り上げ,ポルフィリン錯体の超音波分解に及ぼす重金属種の影響と,溶液のpHの影響について調べた。重金属として,Pb,Zn,Cuイオンを使用した。溶液調製時(超音波処理前)の段階ですべてのポルフィリンが重金属錯体を形成するように,化学量論的に重金属イオンをポルフィリンよりも過剰量溶解させて試料溶液を作成した。また,各金属錯体が安定に生成・存在する個別のpH条件にて試料溶液の調製を行った。さらに,ポルフィリン錯体の分解と比較するため,金属フリーのポルフィリン溶液も作成し,併せて超音波照射実験を行った。pH依存性を調べたところ,pHが低いほど,金属フリーのポルフィリン,ポルフィリン錯体ともに,分解速度が上昇することが明らかとなった。また,ポルフィリンとポルフィリン錯体の分解速度を比較したところ,ZnおよびPb錯体については,同一pHの条件において,錯体の方が,分解速度が小さいことがわかった。一方,Cu錯体については,金属フリーのポルフィリンと比較して,分解速度が向上することが明らかとなった。重金属種さらには溶液pHの違いにより,錯体の超音波分解挙動が大きく異なることは,提案プロセスを構築.最適化する上で重要な知見が得られたものと考える。今後は,ポルフィリン以外のキレート剤,さらにはPb,Zn,Cu以外の重金属種についても,実験的検討を行う必要性があるものと考える。超音波照射による廃液中重金属錯体の処理プロセスの構築を目指して,今年度は, EDTA錯体(銅および亜鉛錯体)の超音波分解の実験を行った。さらに,廃液から重金属を分離回収する目的で,硫化物化による重金属回収実験を併せて行った。得られた主な知見は以下のとおりです。1)金属フリーEDTAおよび,銅錯体,亜鉛錯体の超音波照射による分解は, pHが低いほど分解速度は増加した。金属フリーEDTAと金属錯体の分解速度(減少速度)を比較した場合,フリーEDTAの方が高いことがわかった。2)銅錯体に硫化ナトリウム(Na_2S)を添加したところ,添加量の増加とともに錯体濃度が減少すると同時に,金属が沈殿物として回収された。銅錯体を処理する場合は, 1)の結果と併せて考えると,硫化処理で銅金属沈殿物を回収した後,金属フリーになったEDTAを超音波照射によって分解処理をした方が,効率的に廃液を処理できることが示唆された。一方,亜鉛錯体の場合, Na_2Sを添加しても,沈殿物としてはわずかしか回収されず,ほとんどが亜鉛錯体として溶液中に残留した。ゆえに亜鉛錯体の場合は,超音波処理で配位子のEDTAを分解処理した後,硫化処理でフリーになった重金属を沈殿回収するプロセスが効率的と考えられる。

さらに,亜鉛錯体に一定流速でNa_2S水溶液を添加しながら超音波処理を試みたところ,照射時間とともに沈殿物の増加が確認された。一方,超音波処理のみの場合の錯体減少速度と比較したところ,減少速度は処理時間初期時には速くなったが,処理時間が長くなるにつれ,減少速度の低下が認められた。これは, Na_2Sと重金属の反応に伴うEDTAのフリー化による超音波分解促進効果よりも, EDTAの分解に関与するOHラジカルがNa_2Sの存在によって失活する負の効果の方が大きいためと推察される。
がん細胞のREG遺伝子の発現を抑制する制がん化合物の検索

Reg(Regeneratinggene産物)は、膵ランゲルハンス島β細胞の増殖因子として発見された分泌蛋白質である。ヒト消化管がんの一部にREGの発現が認められており、これら症例は予後不良であることから、細胞増殖を活性化することでがんの悪性度を高めていると推測されている。平成18年度に、チアゾリジン誘導体(TZDs)がヒト消化管がん培養細胞のREG遺伝子発現を抑制し、細胞増殖を抑制することを明らかにした。本年度は当初の計画に基づいて研究を遂行し以下の結果を得た。1.ヒトREG遺伝子プロモーター領域を用いたレポータージーンアッセイにより-74-68の領域がヒトがん細胞でのREG遺伝子発現に重要であることを明らかにした。2.TZDsによるREG遺伝子発現の抑制にもこの領域が重要であることが解った。3.PPARγのアンタゴニストによりTZDsによるREG遺伝子発現の抑制が解除された。4.PPARγを発現していないがん細胞ではTZDsによるREG遺伝子発現の抑制は認めらず、これらの細胞にPPARγを発現させるとTZDsによるREG遺伝子発現の抑制が現れた。以上より、ヒトがん細胞でのREG遺伝子発現に重要なプロモーター部位が同定され、またTZDsによるREG遺伝子発現抑制機構の一部が解明された。これらの知見により、TZDsが新規の制がん剤となりうること、あるいはより特異性の高い薬剤開発の基礎となることが示された。Reg (Regeneratin gene産物)は、膵ランゲルハンス島β細胞の再生増殖因子として発見された分泌蛋白質で、細胞表面のReg受容体を介してautocrine, paracrine様式で細胞増殖シグナルを伝える。近年、我々はヒトの消化態がんにREGのが艶められのがことを見出した。これらの症例では生命予後が有意に悪く、REGによりがん細胞の増殖がさらに活性化していることが原因であろうと考えている。このような背景から我々は「REGを分子標的とした新規がん治療薬の開発」という構想の基に研究を展開している。本研究では基礎段階として、培養消化管がん細胞の冊6遺伝子発現を抑制し、細胞増殖を抑制する化合物を選定することを目的としている。平成18年度は当初の計画通り研究を遂行し以下の結果を得た。1、REGを発現している(REG(+)と略記)ヒト胃がん由来の細胞株(AGS、Kato III)および大腸がん由来の細胞株(SW948、LoVo等)に、ヒトREG遺伝子プロモーター領域の下流にルシフェラーゼ遺伝子を結合したレポータープラスミドを導入し、レポータージーンアッセイによりREG遺伝子の発現抑制効果を有する化合物をスクリーニングした。この結果、ロシグリタゾン、トログリタゾン、ピオグリタゾン等のチアゾリジン誘導体がREG(+)培養ヒト消化管がん細胞株のREG遺伝子発現を抑制することを見出した。2、上記REG(+)ヒト消化管がん細胞株の培養培地にチアゾリジン誘導体を添加し、BrdUアッセイ、WST-1アッセイにより細胞増殖抑制効果を評価したところ、チアゾリジン誘導体はREG(+)ヒト消化管がん細胞の増殖を抑制することが明らかとなった。また、この効果は培地にREG蛋白質を同時添加することにより打ち消された。以上より、チアゾリジン誘導体はREG遺伝子の発現を抑制し分泌REG蛋白質量を減少させることでがん細胞の増殖を抑制すると考えられ、新しい制がん剤となる可能性が示された。
「天体」の学習における視点変更モデルによる立体的な空間の把握とその評価

本研究は、天体の学習における時間・空間の問題を視点変更という視点から、いくつかのモデル(パソコンソフトを含む)を系統的に取り入れ、学習における生徒の立体的な空間把握を飛躍的に高めようとするものである。特に自作ソフトでは、視点角の変更ができるという特徴を持つ。そして、生徒の思考援助と学習環境として、特徴のあるモデルを最適なところで学習にとりいれられるよう準備しておくことや生徒の学習に応じて対応できるようにしていくことが学習効果を高めると考えた。ただし、パソコンはあくまでも観察・実験を支援していくものであり、ソフトの使用が目的ではない。太陽の動きを透明半球を使って実際に観察しながら考察したり、太陽の黒点を観察するなどの学習があってこそいきるものといえる。天球上の星座の動きを考える場面では、星座早見を利用したり、市販ソフト「ステラナビゲータ」や「地球と宇宙3」も活用する。開発・改良した自作ソフト「太陽の方位高度の計算」「地球モデル」「金星モデル」と市販ソフトを組み合わせながら、さらに自作の実物モデルも加え、より多面的な学習環境を提供した。これらにより、地球上から見た天球の様子と宇宙空間から見た地球の自転・公転の2つの空間概念を結びつけて学習を深めることができた。その結果、これまで生徒にとって理解しにくかった地球と太陽の相対的な位置関係や運動について理解をより深めながら学習を進めることができた。Visual Basicによる処理速度の問題、プログラミング技術の問題等から、3次元球体表示にポリゴンの応用までにはいたらなかった。ただし、「金星モデル」では球面の表示を3次元的に行い、3次元の計算による影をつけるとともに、遠近法も取り入れることができた。最新パソコンでの自作ソフト動作にも問題はなかった。また、写真・動画の取り込み等についても試みたが、教材化までにはいたらなかった。
小脳皮質変異マウスの発現プロファイル解析

マウス小脳皮質の生後発生過程に関して、これまで詳細な遺伝子発現プロファイル解析を行ってきた。本研究では変異マウスの発現プロファイルを正常のものと比較することにより、特定細胞種欠損時及び変性過程の分子的変化をあきらかにすることを目的とする。突然変異体マウスの供給元であるフランスパスツール研究所のGuenet博士との協議により、13年度はtambaleante(以下tblと略す,nervousと同じ遺伝子部位に変異がある別のマウス)とreelerについて解析を行った。正常小脳を対照として、合計2547個の遺伝子の発現量をアダプター付加競合PCR法で測定した。データ解析方法は、当研究室で行っている癌分類に関する研究により、標準的な処理方法を確立することができた。本研究でも同じ手法を使用している。遺伝子発現プロファイルの解析から以下の傾向が認められた。1)小脳特異的遺伝子は、だいたい減少傾向。プルキンエ細胞特異的遺伝子は、tblでほぼ完全に消失している。2)受容体の中でGABA_A受容体alpha6サブユニット等小脳で重要なサブユニットは減少している。3)ATPaseを除くイオンチャンネル、トランスポーターは変異マウスで増加しているものが多い。4)シナプス関連及びグリア関連の遺伝子は変化しない。従って、グリアと神経細胞の比率に大きな変化はない。5)tblでribosomal proteinが増加傾向。thyroid hormone receptorが顕著に上昇。6)tbl, reelerでtumor necrosis factorが増加。特に3)5)6)は予想されなかった知見であり、これらの変異体の小脳変性過程のメカニズムの解析に役立つ。