hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微生物の物質生産機能を制御したボトムアップ型ハニカム3次元構造体の構築と機能化

本年度では、通常、酢酸菌の培養培地成分として用いられる高価なイーストエキストラクト(=YE)の代替として廃バイオマスの焼酎粕を用いることにより、低コストで酢酸菌の培養、セルロースナノファイバーの産生を促せるかどうかを検討した。手法として噴射圧力200MPaという高圧で処理液同士を衝突させる水中カウンターコリジョン(ACC)処理を用いて、酵母の強固な細胞壁を破砕することが期待された。そこでACC処理した焼酎粕を電気泳動で解析したところ、酵母の抽出液由来と推定されるバンドが現われたことから、細胞壁が破砕されたものと考えられた。次に、この処理液をYEの代替として培地に加えて酢酸菌を培養したところ、通常培地と比較して2/3程度の量であるが、ナノファイバーが産生されたことから、処理液がYEの代替として利用できることが分かった。また、これまでハニカム膜を微生物や植物細胞の培養の足場として利用してきたが、本年度では、この薄膜を動物細胞培養の基板としての可能性について検討した。膜の表面トポロジーは、細胞の接着形態、分化、増殖、機能などの細胞挙動に影響を与えることが見出されている。また、本研究で用いているハニカムの孔径が100μm以下において、接触角が61.3±10.6度であり、これは細胞接着しやすいといわれている値(50-60度)と近いことから、この薄膜は細胞と相互作用を引き起こしやすいことが示唆された。実際に、このハニカム膜を培養基板として正常ヒト成人乳房表皮角化細胞を培養したところ、細胞の定着・分裂を確認することができた。このことから、動物細胞のための足場にもなることができ、再生医療材料としての可能性が示唆された。18年度は、微生物や植物細胞の持つ繊維生産能を理容師、ハニカム型セルロース薄膜をボトムアップ的に3次元化することで、人工細胞壁の創製を試みた。1.微生物を用いた人工細胞壁の創製ハニカム型セルロース薄膜上で酢酸菌を培養すると、ハニカム骨格の上のみを走行してセルロースナノ繊維が分泌、堆積されて3次元化される現象が見出されたことから、人工細胞壁とみなせる3次元ハニカム構造体の構築が可能であると考えられた。そのため、ハニカム型セルロース薄膜の3次元化に関して、培養条件を変えることで、3次元化がどのように進行するか検討した。薄膜上で24時間、酢酸菌の培養を行い、薄膜の中央と端でのハニカム骨格の高さ変化を調べたところ、中央ではおよそ1.2μm、端ではおよそ100nmと大きく異なっていた。これは、酢酸菌が培養液中で動いているため、薄膜に定着する菌体数が膜の位置によって異なると考えられた。現在、一様に骨格を高くするための培養条件について検討中である。2.タバコ培養細胞BY-2プロトプラストを用いた人工細胞壁の創製植物細胞から調製したプロトプラストをハニカム孔中で培養して細胞分裂させ、さらにハニカム骨格上に細胞壁を形成させることができれば、植物細胞壁のモデルと考えられた。タバコ培養細胞BY-2は、増殖速度は速いが酸素を多く必要とするので通常振とう培養されているが、ハニカム孔中でタバコBY-2のプロトプラストを培養するために静置培養を試みた。この場合、酸素不足により、プロトプラストは数時間後には死滅した。しかし、静置培養のための培養法を検討した結果、酸素気流下で培養すると、プロトプラストは生存し、さらに2日間、酸素気流下で培養した後は、酸素を流さずとも1週間以上静置で生存させることが可能となった。今後、ハニカム孔中でのプロトプラストの培養を行っていく。19年度では、微生物や植物細胞の持つ繊維生産能を利用し、ハニカム型セルロース薄膜(ハニカム膜)をボトムアップ的に3次元化することによる人工細胞壁の創製を試みた。植物細胞から調製したプロトプラストをハニカム孔中で培養して"たて方向"に細胞分裂させ、同時にハニカム骨格上に細胞壁を形成させることができれば、人工的に細胞壁が構築されたことになる。18年度では、通常振とう培養されるタバコ培養細胞BY-2のプロトプラストの培養を静置で行う方法について検討を行い、結果として一週間以上静置状態で生存させることを可能にした。今年度は、ハニカム膜上でのプロトプラストの培養を試みたところ、プロトプラストを薄膜上で一週間以上静置培養できた。また、細胞壁形成させるために重要なプロトプラストの分裂を、薄膜上で確認することができた。しかし、ハニカム孔中で分裂しているプロトプラストは未だ観察されていない。これは、プロトプラストをハニカムの孔中にとどめておくのに、ハニカム骨格の高さが低すぎるためと考えられた。そこで、セルロースナノファイバーを菌体外に産生する酢酸菌をハニカム膜上で培養し、ハニカム骨格の上にそのナノファイバーを分泌、堆積させ、3次元化させることで、骨格そのものをある程度の高さまで高くした。これをテンプレートとして用いることでプロトプラストを孔中に固定することを現在検討している。なお、これまでのハニカム膜上での酢酸菌の培養条件の検討により、骨格の高さを1.2μmまで高くすることができるようになっている。このように、酢酸菌のファイバー選択堆積によって3次元化させたハニカム孔中で、プロトプラストの培養、分裂が可能かどうかを試みている。

本年度では、通常、酢酸菌の培養培地成分として用いられる高価なイーストエキストラクト(=YE)の代替として廃バイオマスの焼酎粕を用いることにより、低コストで酢酸菌の培養、セルロースナノファイバーの産生を促せるかどうかを検討した。手法として噴射圧力200MPaという高圧で処理液同士を衝突させる水中カウンターコリジョン(ACC)処理を用いて、酵母の強固な細胞壁を破砕することが期待された。そこでACC処理した焼酎粕を電気泳動で解析したところ、酵母の抽出液由来と推定されるバンドが現われたことから、細胞壁が破砕されたものと考えられた。次に、この処理液をYEの代替として培地に加えて酢酸菌を培養したところ、通常培地と比較して2/3程度の量であるが、ナノファイバーが産生されたことから、処理液がYEの代替として利用できることが分かった。また、これまでハニカム膜を微生物や植物細胞の培養の足場として利用してきたが、本年度では、この薄膜を動物細胞培養の基板としての可能性について検討した。膜の表面トポロジーは、細胞の接着形態、分化、増殖、機能などの細胞挙動に影響を与えることが見出されている。また、本研究で用いているハニカムの孔径が100μm以下において、接触角が61.3±10.6度であり、これは細胞接着しやすいといわれている値(50-60度)と近いことから、この薄膜は細胞と相互作用を引き起こしやすいことが示唆された。実際に、このハニカム膜を培養基板として正常ヒト成人乳房表皮角化細胞を培養したところ、細胞の定着・分裂を確認することができた。このことから、動物細胞のための足場にもなることができ、再生医療材料としての可能性が示唆された。
子宮平滑筋腫瘍に特異的な遺伝子の検索

種々の婦人科腫瘍からdifferential display法で遺伝子を単離して、それぞれの遺伝子を正常、良性腫瘍、悪性腫瘍に分類し、それらの遺伝子の発現を指標として婦人科腫瘍の悪性度の度合いを診断する系を作ることを目的とし、本年度は前年度に引き続き正常子宮平滑筋特異的・平滑筋腫特異的・平滑筋肉腫特異的と思われる遺伝子及び、この三者の間で量的に発現が増加あるいは減少があると判断された遺伝子の単離とその遺伝子の解析を試みた。その結果、特異的及び量的に発現が増加あるいは減少があると判断された遺伝子を数十個単離した。単離したcDNAの全ての塩基配列を決定した結果、子宮筋腫に特異的に発現する遺伝子として単離された遺伝子の一つはtropomyosinと相同性が高く、また子宮平滑筋肉腫に特異的なHG-3fは、大腸菌DinGと相同性のある遺伝子であることが分かった(human DinG)。α-tropomyosinとhuman DinGの発現の特異性を確認するためにRT-PCR法を行ったところ、α-tropomyosinは子宮筋腫に、human DinGは平滑筋肉腫に有意に強く発現していた。現在これらの遺伝子の子宮筋腫、子宮平滑筋、及び子宮筋肉腫での発現の特異性の確認をNorthern b1otting法により行っているところで、今後得られた遺伝子が子宮筋腫や子宮筋肉腫の発生や悪性化にどのように関与するのかその役割を検討したい。本研究課題全体を通じて、ジゴキシゲニン標識のDifferential Display法を確立することができ、子宮平滑筋腫、子宮平滑筋肉腫に特異的な遺伝子を未知のもの、既知のものを含めて単離することができた。今後更に単離された遺伝子の解析が進めば、遺伝子の発現を指標とした婦人科腫瘍の悪性度の度合いを診断できる系を作ることが期待できるものと思われる。種々の婦人科腫瘍からdifferential display法で遺伝子を単離して、それぞれの遺伝子を正常、良性腫瘍、悪性腫瘍に分類し、それらの遺伝子の発現を指標として婦人科腫瘍の悪性度の度合いを診断する系を作ることを目的とした。患者の同意を得た上で、手術摘出材料から採取したそれぞれの組織より、採取組織の一部はホルマリン固定パラフィン包埋切片を作成し、H.E.染色により組織の確認をした。その上で、正常子宮平滑筋と子宮筋腫の組織は細切後にcollagenase処理を経てから、また子宮平滑筋肉腫の組織は細切のみ施し、1mlのISOGENを加えて溶解またはホモジネーションした。その後、クロロホルムを加えて遠心分離し、分かれた水相にイソプロパノールを加えてRNAを沈殿させて採取した。抽出したRNAから、逆転写酵素とジゴキシゲニンラベルしたプライマーを用いてcDNAを合成し、このcDNAをPCR法にて増幅した後、SDS-ポリアクリルアミドゲルにて電気泳動し分離した。同一ゲル上で正常子宮平滑筋・子宮筋腫・子宮平滑筋肉腫各組織に由来するcDNAの分布を比較した。その結果、ポリAテ-ルに相補的なプライマー3種とランダムプライマー8種の組み合わせによりDifferential Display法を行い特異的と思われる遺伝子及び、量的に発現が増加あるいは減少があると判断された遺伝子を数十個単離した。現在これらの遺伝子の子宮筋腫、子宮平滑筋、及び子宮筋肉腫での発現の特異的の確認を行っているところで、今後得られたcDNA断片の塩基配列等を解析して、その遺伝子の子宮筋腫における役割を検討する。
全エクソーム領域の網羅的解析による膵炎関連遺伝子異常の究明

新たな膵炎関連遺伝子異常を同定することを目的に、次世代シークエンサーを用いて全エクソーム解析を行った。遺伝様式より1348個の候補遺伝子を抽出し、その機能や発現部位、変異による疾患の有無などを確認した。一方、新たなトリプシン関連遺伝子異常として、キモトリプシンC(CTRC)遺伝子異常の日本人慢性膵炎患者における変異解析を行い、新規のミスセンス変異を5個同定した。CTRC遺伝子異常の日本人膵炎患者における頻度や分布は、欧米やインドのものと異なっていた。膵炎発症に関連する遺伝子異常としては、カチオニックトリプシノーゲンや膵分泌性トリプシンインヒビター遺伝子異常が知られている。しかし濃厚な家族歴を有するにもかかわらず、原因遺伝子の明らかではない家系もみられる。本研究では、次世代シークエンサーを用いて新たな膵炎関連遺伝子異常を同定することを目的とした。既知の膵炎関連遺伝子異常を認めない遺伝性膵炎・家族性膵炎3家系、7症例についてIllumina社HiSeq2000を用いて全エクソーム解析を行った。各サンプル平均1.76億リードが得られた。エクソン、スプライスサイトに含まれる多型を抽出し、dbSNP、1000Genomesに含まれるものを除外し、さらに家系内に共通してみられる1348個を候補遺伝子多型とした。その機能と発現部位などを確認し、さらに候補を絞り込んだ。その結果、膵炎との関連が予測された10個の遺伝子を抽出した。10個の内訳は、膵消化酵素あるいは膵発現蛋白4個、細胞内Ca関連2個、ユビキチンプロテアソーム2個、小胞体ストレス関連2個であった。これら候補遺伝子につき、慢性膵炎患者における頻度などを現在解析中である。一方、新たなトリプシン関連遺伝子異常として、キモトリプシンC (CTRC)遺伝子異常の日本人慢性膵炎患者における変異解析を行い、新規のミスセンス変異を5個同定した。次世代シークエンサーを用いたアプローチは膵炎関連遺伝子異常の同定に有用な可能性が示された。膵炎に関連する遺伝子変異としては、これまでトリプシンとその阻害蛋白に焦点が当てられ、いくつかの遺伝子異常が報告されている。しかし既知の遺伝子異常を認めない原因不明の慢性膵炎患者も数多く存在し、その病態の全容はいまだ解明されていない。次世代シークエンサーは、従来のキャピラリーシークエンサー数百台分のデータ生産量を1台で賄えるとされる。蛋白質を符号化しているmRNAの翻訳領域、すなわちエクソームのみを網羅的に解析する手法が注目され、近年いくつかの疾患遺伝子が新たに報告されている。エクソームの総和は32Mb余りであり、遺伝病の85%以上を説明できるとされる。本研究では、遺伝的要因が強く疑われる膵炎症例を対象に、次世代シークエンサーによりエクソーム領域を網羅的に解析し、膵炎に関連する遺伝子変異を同定することを目的とする。平成23年度は、既知の遺伝子異常が認められない遺伝性膵炎もしくは家族性膵炎の3家系7症例を対象に解析を行った。具体的にはillumina社のHiseq2000によりリード長101bpのpaired-end readsを行い、総リード数1,234,752,462、1症例あたり平均176,393,209を読み取った。読み取ったリードをヒトゲノムreference配列にマッピングした結果、ターゲット領域の平均depthは109214と良好であった。各症例のエクソン領域にそれぞれ約25,000個のvariantを認め、そのうちdbSNP135と1000ゲノムプロジェクトで同定されていない新規の異常は、各例それぞれ約1,100個前後であった。今後、このうち非同義置換変異で、かつ各家系で共通している遺伝子を候補として検出し、他の慢性膵炎症例においても解析する予定である。年度の前半は東日本大震災により遅れていたが、後半に進展した。遺伝子解析を専門とする遺伝病学および細胞増殖制御の先生方と協力して推進する。解析症例数を10例以上増やして追加検討する。平成23年度は東日本大震災により研究することが難しく、未使用の研究費があるため、平成24年度に繰り越して使用する予定である。次世代シークエンサーによる解析と、サンガー法にの直接シークエンスによる解析の費用が主体となる。
安全文化構成モデルの開発

研究成果の概要:安全文化構成モデルの妥当性を検討するために、SCAT結果の4分類の該当組織を対象とし、層毎に面接調査し,意見を聴取した.安全文化レベルが低い組織は潜在変数間に有効なパスが少ないのに加えパス係数も低く、一方、安全文化レベルが低い組織は有効なパスが多くかつパス係数が高いことが確認された.本結果より、安全文化レベルが高い組織は掲げられた安全方針が活動や教育訓練、コミュニケーションに影響し、最終的に従業員の判断・行動に良い面で影響を及ぼしていることが明らかとなった.研究成果の概要:安全文化構成モデルの妥当性を検討するために、SCAT結果の4分類の該当組織を対象とし、層毎に面接調査し,意見を聴取した.安全文化レベルが低い組織は潜在変数間に有効なパスが少ないのに加えパス係数も低く、一方、安全文化レベルが低い組織は有効なパスが多くかつパス係数が高いことが確認された.本結果より、安全文化レベルが高い組織は掲げられた安全方針が活動や教育訓練、コミュニケーションに影響し、最終的に従業員の判断・行動に良い面で影響を及ぼしていることが明らかとなった.平成19年度、安全文化評価ツールを電力関連業および建設業、病院関連業と安全文化の取り組み方が異なっていると考えられる業種を対象に実施した。これにより、従来取得してきたデータと合わせ、31組織、24,000のデータが揃い、業種の幅も増し、より一層、データの信頼性が向上した。とれらの業種は従来、取得してきたデータでは比較的少ない業種であるため、日本の産業組織の標準点(平均値)を規定する上で、上記業種のデータ取得は重要な位置づけであった。安全文化を形成する各内容(10分野)の関連性を検討すべく、新たに取得したデータを含め、方針、構造、機能、対応の4つの潜在変数から構成される仮説モデル(3つの仮説)を共分散構造分析によって検証した。結果、仮説した潜在変数間の関係は、パス係数こそ強弱があるものの、全パスに危険率5%で有意差が認められ、以下の3つの仮説が立証された。仮説1;安全活動・規則等の行動規定要因や教育・コミュニケーション等の内発的行動、従業員の不具合時の処理や安全と生産性のバランスの取り方は安全に関する方針に依存している。仮説2;安全活動や規則等の行動規定要因を整備することにより、不具合処理時や生産と安全のバランスを図る際の適切な判断や教育、コミュニケーションの活性化に繋がる。仮説3;教育の徹底やコミュニケーションの活性化は不具合処理時や生産と安全のバランスを図る上で適切な情報を与えかつそれに基づく判断を行い得ることができる。ただし、各事業所のデータで解析した結果、総データの結果とは異なる結果(パスの形およびパス係数の強弱)が得られたことから次のことが推測される。たとえSCAT-MAP上で同じ型に属した事業所だとしても、潜在変数間および各分野間の関連図が異なるとすれば、各事業所で安全文化を醸成するにあたって対策の方向性はそれぞれの特徴に合わせて築いていくべきである。つまり、ある事業所にとっては良好事例であっても、必ずしも他の事業所にそのまま導入しても機能するとは限らないと言える。安全文化構成モデルの妥当性を検討するためには、SCAT結果の4分類の該当組織を対象とし、層毎に面接調査することで別々に意見を聴取した。進め方として、対象組織のSCATの結果および構成モデルを提示した上で、他の組織の結果と比較して特徴のある箇所について聴取した(研究の目的、方法)。評定値得点、共有性得点が低い組織の構成モデルの特徴ま、下流側にある「対応」に有効なパスが存在したのは「方針」のみであり、組級が従業員の行動を規定する「構造」や内発的動機に基づく行動である「機能」からの有効なパスが存在しない点であった。つまり、最終的に従業員が判断に迫られた際に、安全に関する安全活動や教育訓練、コミュニケーションは大きく影響しないことを意味する。聴取した結果、様々な取り組みが計画されているが、取組項目が膨大で、かつ各取組の実行主体者が明確でなく、さらに計画者である上位機関がメタ管理機能を果たしていない状況であった。結果、多くの取り組みが形骸化し、これらのヒアリング内容は構成モデル結果と一致が認められた。一方、評定値得点、共有性得点が高い組織の構成モデルの特徴は全てのパスが存在し、かつパス係数も高かった。つまり、組織の安全に関する方針が活動、教育訓練、コミュニケーションに影響し、それが最終的に従業員の判断・行動に影響しているという結果であり、ヒアリング結果でもこの関係がうまく機能していることが確認された。以上より、評定値得点、共有性得点が低い組織の構成モデルは有効なパスが少なく、評定値得点、共有性得点が高い組織の構成モデルは有効なパスが多く、かつパス計数が高い事が確認された(結果および考察)。
細胞アンテナを介した歯牙再生への新しいアプローチ

我々は、全身の健康維持に繋がると言われている歯牙保存を目指し、本研究を進めてきた。歯牙保存のためには、齲蝕に罹患した歯牙組織の再生が望まれる。現在、齲歯への再生治療法はないが、本研究では、細胞アンテナである一次繊毛による象牙芽細胞分化機構を明らかにした。また、ステロイドの一つであるdexamethasoneは歯髄細胞を象牙芽細胞へ分化させることが知られているが、この効果が一次繊毛を介する知見をも得た。今後、我々の得た知識を基盤として齲蝕でダメージを受けた歯牙組織の新たな再生治療方法を開拓することが出来ると考えている。現在までに、象牙芽細胞様細胞株KN-3細胞に一次繊毛が存在することを確認している。一次繊毛形成遺伝子であるIntraflagellar transport protein (Ift) 88をKN-3細胞においてノックダウンすると、象牙芽細胞マーカー遺伝子であるdentin sialophosphoprotein (DSPP)の発現増加、alkaline phosphatase (ALP)の活性抑制が確認された。Ift88ノックダウン時のhedgehog (Hh)シグナル経路については、変動が認められなかったが、古典的WNTシグナル経路については活性が亢進され、非古典的WNTシグナル経路については、反対に、活性が抑制されていることが明らかになった。更に、非古典的WNTシグナル経路をPI3K inhibitorであるLY294002の添加による抑制では、Dspp発現変動、ALP活性はIft88ノックダウン時とは反対の変動を示した。一方、古典的WNTシグナル経路を、WNT3Aリコンビナントタンパク質やglycogen synthase kinase (GSK) 3β阻害剤であるSB216763の添加により活性化したところ、ft88ノックダウン時と同様の変動を示した。その際、有繊毛率が減少することも明らかとなった。更に、4日齢のラットの上顎臼歯より単離した歯髄細胞を象牙芽細胞分化培地で培養し、経時的に一次繊毛を有する細胞数の計測も行った。その結果、象牙芽細胞分化の進行と共に有繊毛率は上昇することが明らかとなった。以上の結果から、象牙芽細胞の分化は、一次繊毛により制御される可能性を考えている。また、一次繊毛による象牙芽細胞分化制御は、古典的WNTシグナルを介する可能性が強く示唆された。更には、この経路が翻って一次繊毛の形成、それ自体にも影響を与える可能性も示唆された。(具体的内容)(1)象牙芽細胞の分化は、一次繊毛により制御される可能性が考えられる。(2)また、一次繊毛による象牙芽細胞分化制御は、一次繊毛特異的シグナルの一つである古典的WNTシグナルを介する可能性が強く示唆された。(3)更には、この経路が翻って一次繊毛の形成、それ自体にも影響を与える可能性も示唆された。(4)一方、ステロイドの一つであるdexamethasone (DEX)やβ-glycerophosphate (β-GP)は歯髄細胞を象牙芽細胞へ分化させることが知られているが、この効果が一次繊毛を介する知見を得た。具体的には、象牙芽細胞の一次繊毛はDEXやβ-GPによる刺激の受容を介して、何らかのメカニズムで、古典的WNTシグナルとは別の一次繊毛特異的シグナルであるHedgehogシグナル活性を抑制し、象牙芽細胞の分化を促進する可能性が強く示唆された。(重要性)現在までに一次繊毛とステロイドの関連を検討した報告はほとんどなく、一次繊毛研究分野の視点から見ても、今後、新たなフィールドの展開が期待される。さらに、臨床で頻用されるDEXと一次繊毛との関連を詳細に解明できれば、歯牙組織の再生に留まらず、様々な組織の再生へ応用が出来ると考えている。(意義)今後、我々の得た知識を基盤として齲蝕でダメージを受けた歯牙組織の新たな再生治療方法を開拓することが出来ると考えている。ひいては、残存歯数の減少によってもたらされる軟食傾向が疾患原因の一つと考えられている生活習慣病や認知症などの疾患を予防してゆく計画である。細胞生物学1例えば、歯髄細胞の長期培養など、長期の時間が必要な実験が多い。

2石灰化したサンプルの回収が通常の回収方法では困難であり、石灰化サンプルに対応した回収方法を持ってしてでも、失敗することがある。3現在までなされている、詳細な研究の数が少なく、例えば、DSPPに対する抗体などの適切な研究材料の探索に時間が必要である。4また、前述のように、参考に出来る先行論文が少なく、現在までに全く報告のない新規の内容を明らかにしようとしているため、何度も再試が必要である。これらの理由により、当初の目標よりも研究進行度がやや遅れている。1現在までに、象牙芽細胞への分化が進行すると共に有繊毛率は上昇することを明らかにすることが出来た。更に、象牙芽細胞分化、一次繊毛、古典的WNTシグナル経路の3者の関係を明らかとする。2増殖期において、Ift88をノックダウンしたKN-3細胞での、細胞接着や細胞増殖に対する影響を細胞生物学的方法により評価する。また、増殖期に機能しているIft88関連シグナル経路について探索を行う。そこで、変化の見られたシグナルに対する阻害剤を用いて抑制し、細胞接着、細胞増殖への影響を検討する。3現在までに、象牙芽細胞分化培地中に含まれるグリセロフォスフェート(β-GP)とステロイド系抗炎症薬のデキサメタゾン(DEX)を投与すると、コントロールKN-3細胞で認められる石灰化が、一次繊毛欠損KN-3細胞では認められないという結果を得ている。このため、β-GPやDEXに対する一次繊毛特異的なシグナル経路を探索する。4以上のin vitroによる解析を進めたあと、続いて動物実験を行う。象牙芽細胞上の一次繊毛は象牙質側から歯髄側へ向かって存在する。また、修復象牙質の象牙芽細管の走向は一次象牙質のそれとは異なり著しい不規則性を呈する。この特性を利用し、一次繊毛がどの様にして象牙芽細胞極性形成に与っているかを解明する。5様々な刺激が加わった際に、歯髄細胞により歯髄腔内に作られる修復象牙質は、象牙芽細管の走向が不規則であることに加え、石灰化も不均一である。より理想的な象牙質再生プロトコルの確立を目指すため、歯髄細胞をコラーゲンゲル3D培養することにより、一次繊毛を制御し、分化した象牙芽細胞が一方向に位置し、石灰化が正常に行われる条件を検討する。また、現在までの達成度が、やや遅れている部分に関しては、いくつかの実験を並行して行い、研究進行速度を加速させたい。
入院患児の負のイメージ心理変化量を定量的に評価するツールの開発

人の心理量を容易に計測することは難しい.とりわけ病気入院で身体的にも環境的にも大きく異なった状況にある子どもは,自身の心理を表現すること自体が難しいため,看護師の主観的評価に頼らざるを得ない現状がある.入院患児の心理を容易に,しかも定量的に評価することができれば,子どもの心に則した効果的な処置・治療が可能となるはずである.そこで我々は,物理要素である重さ,面積,容積,長さの観点から患児の心を評価できるツールを開発した.人の心理量を容易に計測することは難しい.とりわけ病気入院で身体的にも環境的にも大きく異なった状況にある子どもは,自身の心理を表現すること自体が難しいため,看護師の主観的評価に頼らざるを得ない現状がある.入院患児の心理を容易に,しかも定量的に評価することができれば,子どもの心に則した効果的な処置・治療が可能となるはずである.そこで我々は,物理要素である重さ,面積,容積,長さの観点から患児の心を評価できるツールを開発した.本研究は,入院患児の負のイメージ心理量を定量的に評価できるツールの開発が最終到達点と位置づけており,本年度は,心理量を,重さ,面積,容積,長さ,の各物理量に置き換えて評価することができるかどうかを検証する年度とした.そこで,先ず,各物理量に置き換えて評価できるプロトタイプのツールを制作し,入院患児,保育園児等を対象に検証を行い,各ツールが,子どもの心理量を物理量に置き換えて評価できることを,マグニチュード推定法を用いて明らかにした.入院患児を対象とした実験では,外泊後の落ち込み,身体拭きの嬉しさ,排尿時の痛みに対する恐怖感,抜管への不安感などを的確に捉えることができた.また,保育園児を対象とした実験では,喧嘩後の憂欝感トイレの我慢,プール嫌いを隠す強がりなど,保育士が気づかない心理まで,的確に捉えることができた.面積を用いたカード型ツールでは,線画で描いた円の大きさを段階的に変えたツールと正方形の大きさを段階的に変えたツールと,線画を穴に変えたツールを比較したところ,圧倒的に穴の空いたツールを使用した方が,心理量を捉えやすいことを明らかにした.子どもの心理を正確に捉えるためには,子どもに評価されているというイメージを持たせないことが重要であるため,積み木,木工細工など,子どもが小さい頃から,あるいは歴史的にも慣れ親しんできた木工玩具の形態をとった.これらをマグニチュード推定法と組み合わせた効果として,子どもは玩具で遊ぶような感覚で,ストレスを感じることなく扱え,心理量を評価できた.重さを用いたツールにおいて,入院患児からどの段階を選んでいるか看護師に知られないことがとても嬉しかったという回答があったように,評価されているというストレスを軽減するためのデザインの重要性も明らかにできた.本年度の成果は,大きく分けて2つである.一つは,心理量を,重さ,面積,容積,長さを物理量として評価できるツールの精度を高め,実際の小児を対象とした実験により適応年齢を明らかにしたことである.重さ(球と立方体)に置き換えて評価できるツールの適応年齢は,6,7歳からである.カタチからのイメージが形成されていない時の場合は,どちらを用いもよい.面積(正方形と正円)に置き換えて評価できるツールの適応年齢は,4,5歳からである.容積に置き換えて評価できるツールの適応年齢は,比率の概念が理解できる9歳前後からである.長さに置き換えて評価できるツールの適応年齢は,4歳前後からである.もう一つの成果は,痛み,強張り,痒みのレベルを評価できるツールを開発したことである.それぞれの症状への原因及び種類を基にプロトタイプを複数制作し,より実用化として有効なものを検討した.痛みは,球体をベースとして凸の大きさで痛みのレベルを7段階で評価することができるものを開発した.有効性を検証するために,被験者に痛みの経験を5つ挙げてもらい,10段階の数値評価法と本ツールの両方で評価し検証を行った.こわばりの評価ツールは,人の指をイメージし,その曲がり具合でレベルを表したものを開発した.痒みの評価ツールは,半球体の内側にある凹凸の数でレベルを表すものを開発した.直接的な痒みに加えて体の内側からの痒みを連想させ評価できるように半球体を伏せると半透明で内側の凹凸が見えるようにした.それぞれのツールは,成人を対象とした実験で既存の評価法と同等レベルに使えることを示した.また,小児専門看護師,小児看護学の専門家,病棟保育士らによる専門会議においては,既存の評価方法である数値や別のものに置き換えて評価する必要がなく,直感的にかつ遊び感覚で使用できる点が大きいという評価を得た.負のイメージ心理変化量を定量的に評価できるツールをさらに発展させた。最終年度となる本年度の成果は3つである。先ず,一つは,感情表現・評価ツールの開発である。人の身体動作が重要な心を表現することに着目し,頭,胴体,大腿,下腿を板状として各関節を持たせ,人のイメージ心理を表現できるツールである。各パーツの長さは人体と同じ比率を有し,例えばどれだけ落ち込んでいるかを各関節を曲げて身体動作として表現すると各角度から落ち込み度を数値化できるツールである。落ち込みだけではなく,楽しさなど様々な感情表現が可能である。本ツールと既存の5段階評価を比較した実験では,落ち込んだ理由やその時の気持ちを話してくれながら操作するため,単なる落ち込み度のレベルを評価するだけではなく心の内までを知ることができるコミュニケーション・ツールとしての効果が高いことが分かった。

二つ目は,前年度開発した痛みのレベルを評価できるツールをデジタル・ツールとして展開したことである。痛みは感覚量であるが,痛みのレベルによって心に変化をもたらすため現場からの要求があり開発を進めたものである。実際に痛みがあるときにアナログ・ツールを操作することは困難である。そこで視触覚情報を用いたデジタル・ツールとして展開した。本ツールはiPadなどのタブレット端末上において,スワイプすることで,既存のVASでは痛みのレベルしか評価できないが,痛みのレベルとその周期まで評価できるようにした。三つ目は,負のイメージ心理変化量を定量的に評価するためには,「感性評価のためのデザイン」が必要であることを,日本看護科学学会(2014.11.30)と日本基礎心理学会(2014.12.7)の招待講演にて,看護学,心理学という他分野の研究者に伝えることができたことである。26年度が最終年度であるため、記入しない。感性デザイン26年度が最終年度であるため、記入しない。入院患児,保育園児の心理量を,重さ,面積,容積,長さに置き換えて評価できることを明らかにすることができた.同時にプロトタイプのツールに対してフィードバックを繰り返し,実際の医療現場でも使用できるレベルに近づけることができた.当初予定していた心理量を物理量に置き換えて評価できるツールは,重さ,面積,容積,長さについてであった.それらについては,実際の入院患児などによる検証から有効性を示すことができた.またそのオリジナリティやデザインについては,特許取得,キッズデザイン賞受賞などとして評価を得ている.また,研究を進めるうちに医師や看護師からの要望として挙がった痛み,強張り,痒みを評価するツールについても着手し,小児看護専門看護師などによる専門家会議や成人を対象とした実験からその有効性を示している.更に,入院患児の身体的負担などに考慮して,実際にツールに触れなくても見ただけでも触った感じを得ることができる視触覚情報を用いたデジタル・ツールに着手しようとしている.上記のことより,当初の計画以上に進展していると判断した.26年度が最終年度であるため、記入しない。ツールとしての安全性を確保するための実験を行い,ツールとしての完成度を高める.当初の予定していなかったが,医療現場からの要望が高かった,病種に直接関わる感覚量についても評価できるツールの開発に着手する.最終年度となるため,全てのツールの精度を向上させて小児医療の現場で実際に使えるツールとして完成させる.また,痛みを初めとして,入院患児の身体的負荷が最小限となるようなツールを開発する.一つは,球をベースとして7段階の凹凸を配置して痛みのレベルと片手で評価できるツールの開発と,もう一つは,見ただけで触れた感じを得ることができる視触覚情報を用いたデジタル・ツールの開発を行う.後者の実現のために,感性デザイン分野の研究者で有り,デジタルディバイスの操作における資格情報が及ぼす影響について研究実績があり,また,韓国の「国民大学インタラクションデザイン専門大学院」,「インゼ大学製品インタラクションデザイン専攻」,「カナダのCarleton大学デザイン学部」とインタラクティブ製品の使用経験の一貫性を評価できるモデルの開発,および文化の違いによるパソコンのフォルダー管理方法及びアイコン使用に関する研究」などの実績がある研究者を研究分担者として追加する.26年度が最終年度であるため、記入しない。
絶滅危惧種イソコモリグモの保全策に向けた集団構造の解明

イソコモリグモの集団遺伝構造を明らかにするため, 6つのマイクロサテライトマーカーによる解析を行った.材料に使用したイソコモリグモは,国内の生息範囲全体にわたる46ヵ所の砂浜海岸から採集した708個体であった.このうち, 10個体以上のデータを得ることのできた42海岸645個体のデータを用いて集団構造解析を行った.その結果,遺伝子構成の違いによって,対象海岸は,大きく6つの系統グループに分けられた.また,どの遺伝子座ごとに見ても,すべての遺伝子座で見ても集団間の分化の程度は有意に大きかった. 42の海岸のうち,隣接する2海岸の間に有意差のない組み合わせが3組, 4海岸の間に有意差のないグループが1つ, 3海岸の間に有意差のないグループが1つで,残りの29の海岸では隣接する両側の海岸との間に有意差が見られた.イソコモリグモ集団全体が大きく6つの系統集団に分かれること,各海岸に生息するイソコモリグモ集団の遺伝子構成が異なっていることは,ミトコンドリア遺伝子を用いた研究の結果と一致している.しかし,ミトコンドリアは母性遺伝なので,雄の移動分散による海岸間の遺伝子流動の有無が不明のままであった.本研究において行った核遺伝子による集団解析でも,ミトコンドリア遺伝子での解析結果と同じ結果が示されたことから,雌雄の情報を合わせて考えても,一部の海岸を除いて,各海岸間での遺伝子流動は極めて小さい,すなわち,海岸間の個体の移動分散はほとんど考えられないことが判明した.イソコモリグモの移動能力が小さいということは,砂浜海岸が破壊され,局所絶滅が起きてしまうと,たとえ砂浜の環境を復元しても,他の生息地からの個体の移入による集団の自然復活は期待できないので,現時点で生息の見られる砂浜海岸の環境を維持し保全することが,イソコモリグモの生息保全に関してきわめて重要であることがますます明確になった.イソコモリグモの集団遺伝構造を明らかにするため, 6つのマイクロサテライトマーカーによる解析を行った.材料に使用したイソコモリグモは,国内の生息範囲全体にわたる46ヵ所の砂浜海岸から採集した708個体であった.このうち, 10個体以上のデータを得ることのできた42海岸645個体のデータを用いて集団構造解析を行った.その結果,遺伝子構成の違いによって,対象海岸は,大きく6つの系統グループに分けられた.また,どの遺伝子座ごとに見ても,すべての遺伝子座で見ても集団間の分化の程度は有意に大きかった. 42の海岸のうち,隣接する2海岸の間に有意差のない組み合わせが3組, 4海岸の間に有意差のないグループが1つ, 3海岸の間に有意差のないグループが1つで,残りの29の海岸では隣接する両側の海岸との間に有意差が見られた.イソコモリグモ集団全体が大きく6つの系統集団に分かれること,各海岸に生息するイソコモリグモ集団の遺伝子構成が異なっていることは,ミトコンドリア遺伝子を用いた研究の結果と一致している.しかし,ミトコンドリアは母性遺伝なので,雄の移動分散による海岸間の遺伝子流動の有無が不明のままであった.本研究において行った核遺伝子による集団解析でも,ミトコンドリア遺伝子での解析結果と同じ結果が示されたことから,雌雄の情報を合わせて考えても,一部の海岸を除いて,各海岸間での遺伝子流動は極めて小さい,すなわち,海岸間の個体の移動分散はほとんど考えられないことが判明した.イソコモリグモの移動能力が小さいということは,砂浜海岸が破壊され,局所絶滅が起きてしまうと,たとえ砂浜の環境を復元しても,他の生息地からの個体の移入による集団の自然復活は期待できないので,現時点で生息の見られる砂浜海岸の環境を維持し保全することが,イソコモリグモの生息保全に関してきわめて重要であることがますます明確になった.
ニコチンによる急性毒性と加齢について

ニコチンによる急性毒性と加齢について検討した。6週齢と2年齢のラットにおけるニコチン(24.5mg/kg,ip)投与後15分以内の死亡率は各々、42.9、77.8%であった。ニコチン投与による振戦、間代性痙攣および強直性痙攣の発現時間は5mg/kg、24.5mg/kg投与群の間に差は認められなかったが、5mg/kg投与後の痙攣の持続は2年齢の方が長かった。2年齢のラットの肝のニコチン酸化酵素活性、ミクロゾ-ム中のPー450比含量並びにFMO比活性は6週齢の1/2以下に減少していた。ニコチン(24.5mg/kg,sc)投与により、線条体でDA,DOPAC,HVA,5ーHT含量の増加が認められた。血清コルチコステロン、モノアミンは生存例が死亡例より高い傾向を示した。6週齢のラットを用いて、ニコチンの脳室内(icv)投与による痙攣および致死効果は濃度依存的に増強され、その50%の痙攣量、50%の致死量は各々58.5ug/side、477.6ug/sideであった。メカミラミン前処置により、ニコチンによるすべての急性効果は拮抗され、icv投与によってもその拮抗作用は濃度依存的であった。Phenobarbital,Diazepam,MKー801あるいはSCHー23390前処置により、ニコチンによる痙攣および致死効果は抑制された。これらの結果は以下の事を示唆している。ニコチンの急性中毒は動態により強く影響を受け、これは薬物代謝活性の低下ならびに排泄の低下に基ずくものである。そしてニコチンの急性中毒死は中枢性の痙攣による呼吸抑制死であり、この痙攣は神経性アミノ酸により抑制される。ニコチン性アセチルコリン受容体についても検討している。ラット全脳からnAChRを高度に精製し、53kDalのバンドはβ2、80kDalのバンドはα4であることが明らかになった。α4サブユニットだけがリン酸化されており、タンパクリン酸化酵素Aによりリン酸化されたαサブユニットはセリン残基であった。α4サブユニットのリン酸化部位は複数箇所ある事を示唆している。当該年度の研究の目的のため、2カ月齢と13カ月齢の雄性Wistar系ラットにて、肝のニコチン酸化酵素活性、ミクロソ-ムのP-450比含量ならびにフラビン含有モノオキシゲナ-ゼ比活性などを分光光度計を用いて測定し、ニコチン代謝について検討した。これらにおけるニコチン代謝は無処置の若齢ラットと老齢ラットとの間で年齢差がいずれも認められなかった。ECDならびにUVを備えたHPLCにて若齢無処置ラットの脳内アミンの測定を行った後、科研費により1989.9に購入した遠心式濃縮機システム(太陽科学工業製)を用いて検体を作成し、コルチコステロンの測定を行った。次に、若齢ラットに24.5mg/kgのニコチンを腹腔内投与15分後にエ-テル麻酔下で各々の検体を採取した。

脳内アミンの測定を試みたところ、ゴ-ストピ-クが見られたので、この原因を追求するのに手間取り、計画が遅れた。その間、平成2年度に予定している脳室内投与のためのカニュ-レの植え込み手術を行った。なお、予備実験的に測定した海馬、線条体、視床下部のL-DOPA,NAd,Ad,DOPAC,DA,5-HIAA,5-HT,HVAなどのアミン類は以前報告した値とほぼ同程度であった。一方、アルツハイマ-型老人性痴呆患者においてニコチン性受容体が減少する事、喫煙者にパ-キンソン症患者が少ない事などが報告されている。また、脳内ニコチン性受容体をからませて中枢の感受性による相違を研究する目的もあり、ニコチン性受容体の抗体が作成できればと考え、HPLCの故障中に、ラット全脳を用いて、リガンドアフィニティカラムクロマトグラフィでnAchRを精製した。このnAchRは薬理学的活性を保持し、主にα_4β_2サブタイプから成る事が示唆された。6週齢、1年齢そして2年齢の雄性wistar系ラットにて、肝のニコチン酸化酵素活性、ミクロソ-ムのPー450比含量ならびにフラビン含有モノオキシゲナ-ゼ(FMO)比活性などを分光光度計を用いて測定し、ニコチン代謝について検討した。6週齢、1年齢のラットの肝ミクロゾ-ム中のPー450比含量ならびにFMO比活性はほぼ同程度であった。しかし、2年齢では、2分の1以下に減少していることが確認された。また、ラットの線条体、視床下部、海馬のノルアドレナリン、アドレナリン、ドパミンならびにその代謝物は加齢により減少もしくは減少傾向がみられた。6週齢ラットにおけるニコチン投与によるモノアミンおよびその代謝物の変化は、とくに、線条体のドパミン係において著明に認められた。また、2年齢ラットにおけるニコチン投与後の線条体でのモノアミンの変化は若年齢における変化と比べ、小さかった。LD_<50>に近い24.5mg/Kgのニコチンを一回皮下注射した時の致死について検討したところ、6週齢では11例中5例、2年齢では6例中4例の死亡例が認められた。同年齢における死亡例と生存例の脳内ニコチン濃度はいずれも死亡例の方が高い傾向を示し、脳内濃度が示唆された。なお、2年齢で代謝活性の相違がみられたが、死亡例と生存例の例数が少ないので、さらに例数を増やして比較検討するため、現在業者で飼育中である。ニコチンの脳内作用部位を明らかにする目的で移所運動量を指標として検討した。移所運動量の増加はドパミンA10神経系の腹側被蓋野およ側座核が関与していることが認められた。また、アンタゴニスト前投与の結果から、これらの存在するニコチン性アセチルコリンおよびドパミンD1とD2受容体を介して発現することが示唆された。さらに、連日投与による逆耐性形成には特に腹側被蓋野の関与が大きいことが示唆された。6週齢と2年齢の雄性Wistar系ラットを用いて、ニコチンによる急性毒性について検討した。24.5mg/kgのニコチンを腹腔内(ip)投与した際の15分以内の致死率はそれぞれ42.9%、81.3%となり、2年齢が高く、15分以内の死亡例または生存例の脳内濃度の平均値はいずれも死亡例が高かった。ニコチン(5mg/kg,ip)投与後の血中ニコチン濃度の経時的変化を比較すると、平均血液濃度は20分以降120分まで、6週齢に比べ2年齢の方が高い濃度を、血漿薬物濃度曲線下面積の値は約3倍高い値を示した。2年齢の分布容積/吸収率およびクリアランス/吸収率は6週齢のそれらに比べ低下を、生物学的半減期は6週齢のそれに比べ約2倍大きい値を示した。
青年の発達推進力となる大学学習要求の充実過程とその支援実践研究および評価法開発

平成30年度は(A)大学での学習と学習要求についての学生調査、(B)学生の発達保障を基盤にした大学評価方法の検討、(C)研究成果の日本語と英語での発信の3つを柱にした研究計画であった。主な研究成果は次の4つにまとめられる。(1)質問紙調査とインタビュー調査を組み合わせて、大学評価をテーマにした学生との対話を基盤に大学評価活動を実施する方法を検討できた(学会シンポジウム等で発表)(計画A、B、Cに対応)。(2)学生へのインタビュー調査を分析し、彼女・彼らの学習要求が社会科学的な諸概念と統合されているプロセスについて検討した(学会で発表)(計画Aに対応)(3)米国を中心に、STEM教育における女子の学習要求と大学の現状に関わる研究資料を収集して分析を行った(計画Bに対応)。(4)学習要求が発現し、発達保障が行われる地域と学生の学びと発達のあり方をテーマにした分科会「ユニバーサル時代の高等教育と「二重の移行支援」ー教育機関と地域・職業世界を往還しつつ育つ学生」(座長:米津直希)を、大学評価学会で開催した(計画Cに対応)。また主催者側のスケジュールの関係もあり年度内の採択には至っていないが、国際学会への発表エントリーならびに論文の投稿準備も進めている。(A)大学での学習と学習要求に係る学生調査、(B)大学評価のあり方の検討、(C)研究成果の日本語と英語での発信という3つの計画があり、それぞれについて学会発表なども含めた一定の成果をあげることが出来た。英語での発信が年度内にできなかったが、これはエントリー中の国際学会の運営スケジュールによるものである。そのため「概ね順調に進展している」と判断した。平成31年度は最終年度であり、年度末に報告書を取りまとめることことと、次なる研究につなげていく必要がある。具体的には、これまでの研究活動において取り組んできた、大学教育の充実に資する大学評価方法としての「質問紙調査とインタビュー調査を組み合わせた学習要求、学修実態の調査」を、特にSTEM教育を中心に引き続き行いつつ、これまでの研究成果全体ととりまとめる。また本研究を申請した段階では、学習におけるジェンダーバイアスの問題にはあまり焦点を当てていなかったが、本研究と並行して進めてきた他の研究のデータなどからこの問題が「学習要求の充実とその支援」という観点からも重要であることが推測されるようになってきた。そのため、女子学生のためのSTEM教育の推進に取り組んでいる米国の大学の調査なども研究に加える。平成29年度の本研究課題の主な成果は次の4点である。(1)多様な背景を持つ学生の学修保障という観点から重要な取組と思われる「カリキュラムやキャンパス運営の公正さ」についてのアメリカ大学教育協会の取組を調査した(論文に公表)。アメリカ大学教育協会はキャンパスの公正さに関する基準を公表しているが、その背景には、人種や家庭の所得によって大学入学後に学位を取得できる可能性が異なるのは、当該の学生の責任に帰すべき問題ではないとの認識があることが確認できるとともに、大学教育を広く普及させることは、米国の経済の進展と民主主義の深化の両方にとって必要なことであるとの認識があることが確認できた。(2)発達と学習についての学生の認識について調査・分析を行った。成果の一部は発達心理学会でも発表した。大学生が持つ学習についての認識は、大学の選抜性の高さに関わらず共通点が多いことなどが明らかになった。また、セメスターを通じた学修を経ての自身の認識の変化に気づくためには、何らかの仕掛けが必要であり、本研究で試みた「参画ラベルワーク」は一定の有効性を持つことなどが示唆された。(3)大学評価学会で分科会を開催し、青年の発達を支える高等教育のあり方について、特に職業教育という観点からの検討を行った。大学教育政策のあり方や青年期の職業的社会化のあり方について、高大接続の観点からも議論を行った。青年の適性は多様であり、アカデミックな学問を通じて自らの発達を開拓していくタイプの者と、職業に近い学修でこそ豊かな発達を遂げる者もいる。どちらかが上(または下)になるような言説や政策、カリキュラム構築ではなく、多様な個々人の発達がそれぞれに尊重されて支えられる大学教育および大学と地域との関わりなどについて、今後の検討の方向性も議論された。(4)青年の発達を支える大学評価のあり方に関する、国内の先行研究の英訳を行った。平成29年度は、学生調査、大学及び大学政策に係る調査、国内外への研究成果の発信の三つの柱を持つ研究計画を立てていた。このうち学生調査については、学生の学習と発達に関わる認識及びその変容に関して調査も行い、一部は学会で報告することもできた。また公表には至っていないがインタビュー調査も行った。大学及び大学政策に関しては、米国におけるキャンパス運営の取り組みについて情報収集を行ったほか、高等教育段階における職業教育に関連して政策分析などを行った。研究成果の発信に関しては、当初の計画通りに学会で分科会を開催するとともに、近年国内に紹介されている海外の大学評価のあり方とは流れの異なる、日本での大学評価研究(青年の発達を基軸においた評価のあり方についての研究)の成果の英訳に取り組んだ。以上のように、それぞれの柱でほぼ計画に従った成果を上げており、概ね順調に進展していると考える。

(1)質問紙調査とインタビュー調査を組み合わせて、大学評価をテーマにした学生との対話を基盤に大学評価活動を実施する方法を検討できた(学会シンポジウム等で発表)(計画A、B、Cに対応)。(2)学生へのインタビュー調査を分析し、彼女・彼らの学習要求が社会科学的な諸概念と統合されているプロセスについて検討した(学会で発表)(計画Aに対応)(3)米国を中心に、STEM教育における女子の学習要求と大学の現状に関わる研究資料を収集して分析を行った(計画Bに対応)。(4)学習要求が発現し、発達保障が行われる地域と学生の学びと発達のあり方をテーマにした分科会「ユニバーサル時代の高等教育と「二重の移行支援」ー教育機関と地域・職業世界を往還しつつ育つ学生」(座長:米津直希)を、大学評価学会で開催した(計画Cに対応)。また主催者側のスケジュールの関係もあり年度内の採択には至っていないが、国際学会への発表エントリーならびに論文の投稿準備も進めている。(A)大学での学習と学習要求に係る学生調査、(B)大学評価のあり方の検討、(C)研究成果の日本語と英語での発信という3つの計画があり、それぞれについて学会発表なども含めた一定の成果をあげることが出来た。英語での発信が年度内にできなかったが、これはエントリー中の国際学会の運営スケジュールによるものである。そのため「概ね順調に進展している」と判断した。大学学習要求が青年の発達をどのように推進するかを明らかにしつつ、大学教育についてカリキュラム、大学評価に係る教育政策、大学と地域の関係のあり方とその評価についての検討をさらに進めていく。具体的には、次の事柄に取り組む。学生の学習要求の実態とその充実・変容過程に関して、引き続きインタビューも含めた学生調査を行う。また、高大接続や地域と大学の連携、大学と職業の接続に関連した教育プロジェクトを展開する大学・地域等の調査を行うための分析枠組みの検討を行う。また、研究成果の発信と交流のため、学会等で発表を行うほか、大学評価学会での分科会の開催及び国内の先行研究の英訳とその発信に引き続き取り組む。平成31年度は最終年度であり、年度末に報告書を取りまとめることことと、次なる研究につなげていく必要がある。具体的には、これまでの研究活動において取り組んできた、大学教育の充実に資する大学評価方法としての「質問紙調査とインタビュー調査を組み合わせた学習要求、学修実態の調査」を、特にSTEM教育を中心に引き続き行いつつ、これまでの研究成果全体ととりまとめる。また本研究を申請した段階では、学習におけるジェンダーバイアスの問題にはあまり焦点を当てていなかったが、本研究と並行して進めてきた他の研究のデータなどからこの問題が「学習要求の充実とその支援」という観点からも重要であることが推測されるようになってきた。そのため、女子学生のためのSTEM教育の推進に取り組んでいる米国の大学の調査なども研究に加える。次年度使用額が生じた主な理由は、他の研究プロジェクトで使用したソフトウェアなどを本プロジェクトでも活用できたことと、研究の進捗状況の若干の変更に伴って研究補助謝金が予定より少額で済んだことによる。
リアルタイム分散システムにおける動的スケジューリング手法の研究

本年度は、前年度における成果と今年度における成果を統合し、全体をプリランタイムスケジューリング手法としてまとめた。さらに、本手法と既存の手法との比較研究とシミュレーションによる評価によってその有効性を示した。さらに、動的スケジューリング手法として、予約に基づく手法を考案し、それをリアルタイムトランザクションのスケジューリングに適用し、その有効性も示した。これらの成果は、以下の2点に要約されるが、これらを学会の論文誌において発表した。本研究では、ジッタ制約やend-to-endのタイミング制約を含む様々な制約が課せられた分散実時間システムのためのスケジューリング手法について検討した。さらに、シミュレーションによる評価によって、本手法が高いスケジューリング能力を備えつつ、効率的にスケジューリングが行えることを示した。2.予約に基づくリアルタイム同期プロトコルとスケジューリング手法本研究では、リアルタイムトランザクションのための時刻印方式に基づく動的な同期プロトコルとスケジューリング手法について検討した。本研究では、まず、トランザクションがアクセスする共有資源に対して予約操作を行うことにより、トランザクションのアボートを防止する同期プロトコルを考案した。次に,トランザクションの時刻印と優先度の両方を考慮した動的スケジューリング手法を考案した。本手法は、資源待ちによる時間制約の違反を低減することができる。本研究では、さらに、考案した2つの手法と他の手法をシミュレーションにより比較し、その有効性を示した。本年度は、以下のリアルタイムスケジューリング手法について検討し、実際にそれらを実現するソフトウェアを開発してシミュレーションによる評価を行った。また、その結果の一部を学会誌の解説論文に掲載した。さらに、全体を学会の論文誌に投稿中である1.タイミング制約と資源制約を考慮したスケジューリング手法本研究では、ハードデッドライン環境におけるリアルタイムスケジューリング手法について検討した。特に、デッドライン、タスクの先行制約などのタイミング制約のみならず、プロセッサ、ディスク、メモリなどの資源制約を同時に満足させるスケジューリング手法を開発し、その有効性を示した。本研究では、ジッタ制約やend-to-endのタイミング制約を含む様々な制約が課せられた分散実時間システムのためのスケジューリング手について検討した。従来は、複雑なタイミング制約が課せられたスケジューリング問題を解くために、後戻りを伴う探索や焼き鈍しなどが用いられてきた。ところが、これらの手法には多大な計算を必要とするという問題がある。本研究では、ヒューリスティックを用いたスケジューリング手法を考案し、後戻りを行わずにスケジュールを生成することによって、この問題を解決している。本手法は、プロセッサのスケジューリングに対して与えることができる制約条件が、ネットワークのスケジューリングに対しても与えることができるという特徴を持つ。本研究では、シミュレーションによる評価によって、本手法が高いスケジューリング能力を備えつつ、効率的にスケジューリングが行えることを示した。