hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
資産価格モデルの計量経済学

福島原発事故の日本の電力会社の株価と社債への影響を推定する研究を実施した。その際、福島原発事故に関する先行研究をサーベイし、そこでの推定の問題を研究した。この研究では、パネルデータ分析での推定によって得られる残差に同じ企業の残差または同じ時点の残差に相関がある(これをclusteringがあるという)場合のcluster-robustな分散の推定量を福島原発事故の電力会社の株価と社債への効果を推定する際に応用し、ディスカッションペーパー2本と論文1本を完成させることができた。これらの成果を、研究会2回、国内学会1回、国際学会1回で発表した。なお、先行研究では、cluster-robustな分散の推定を実施した論文はこれまで1つもないので、今回の結果はかなり興味深い結果であるといえる。上記の研究で得られた知見を、東京理科大学教授宮岡悦良氏との共著「回帰分析」(平成27年度中に完成予定)の中に記述しようと執筆を準備している。また、cluster-robustな分散の推定量を、すでに発表されている資産価格モデルまたはファイナンスで著名な研究を選んで計算して、標準的な場合と比べてどのような違いが出るかを示すことを、論文にする準備を行った。具体的には、Fama-Frenchの3 factor modelを考えていて、このモデルの推定結果がcluster-robustな分散を計算するとどのように推定結果が変わるかに関する予備的な計算を行った。上記の論文を執筆していた際に、有名なダートマス大学ファイナンス学部教授であるKen French氏が自身のホームページで公開しているデータを使ってFama-Frenchのthree factor modelでの最小2乗推定値から得られる残差のcluster-robustな分散の推定量を調べてみて、同じポートフォリオに対する残差に対する分散の推定量や同じ時点での残差に対する分散の推定量の特性を標準的な場合の分散の推定量と比較した。その結果、かなり興味のある結果が得られたので、来年度に論文を執筆する計画ができた。また、名古屋市立大学での修士論文の審査で、期待効用無差別価格理論に基づく正味現在価値法に関するシミュレーションに関する研究の審査に臨んだが、新しい観点からシミュレーションに関する研究が可能であるので、来年度に研究する計画ができた。東京理科大学理学部教授の宮岡悦夫氏との共著「回帰分析」の執筆計画では、大体の内容とお互いの分担の役割を決めた。また、標準的な場合の回帰分析の推定量の特性を示す際に、説明変数を確定変数として扱うのか確率変数として扱い最小2乗推定量の特性は説明変数が与えられた条件付きな場合のものとして扱うかを話し合った。パネルデータのcluster-robustな分散の推定量に関しては、Fama-Frenchの3 factor modelのモデルとデータを使って論文を書く予定は来年度に実施する予定は変更がない。資産価格モデルでの2つの条件付分散を計算する計画は、来年度に実施する予定である。計量ソフトのRATSを使って行う予定であるが、RATSの使い方を学習している。東京理科大学の宮岡教授と共同で回帰分先の本を執筆するという計画は、どういう内容にするかという点で宮岡教授と何回も打ち合わせおおよその内容は決まった。福島原発事故に関しては、研究の実施に関してはほぼ終了し、あとは研究業績としてどういう形で残しておくかについて未定な部分が残っている。期待効用無差別価格理論をDGPがnormal mixtureの場合のシミュレーションに関する共同研究を行い、2016年度の統計関連連合大会で報告した。この研究成果は、研究開始時点では想定していなかった研究であるが、今後の展開が期待できる有望な研究テーマである。これと関連して、normal mixtureのファイナンスへの応用に関する最近のサーベイ論文、「Normal mixtureのファイナンスへの応用」「オイコノミカ」(名古屋市立大学経済学部紀要)2017年掲載決定、を執筆した。福島原発事故の電力株と電力債への影響に関するパネルデータ分析は、レフリー審査のある雑誌に投稿するため加筆修正して再度投稿した。この研究では、個別効果パネルデータ分析で重要になる最小2乗推定量のcluster-robustな分散の推定量を別なモデルでも応用したい。資産価格モデルでの2つの条件付分散を計算する計画は、計量ソフトのRATSを使って行う予定であったが、RATSの知識が十分でなく実行できなかった。これは、今回やり残した研究テーマであるが、今後チャレンジするつもりである。東京理科大学の宮岡教授と共同で回帰分析の本を執筆するという計画は、宮岡教授が健康を害したため、完成できなかった。これも今後行う予定である。当初の計画では、上記の研究実績で書いた研究の他に、Spanos (1994)が考えた同時分布が多次元t分布に従っているときに、条件付き分布が、期待値が線形回帰モデルになり、分散がheteroskedasticになるが、その際のjoint maximum likelihood estimatorの有界標本での特性を、GARCHモデルなどの色々なGDPで調べ比較検討するとしていたが、この部分の研究が実行出来なかったため。パネルデータのcluster-robustな分散の推定量に関しては、Fama-Frenchの3 factor modelのモデルとデータを使って論文を書く予定は来年度に実施し、論文は現時点でアメリカのデータを使う場合と日本のデータを使う場合にそれぞれで論文を完成する予定である。計量ソフトのRATSを使って行う予定である。東京理科大学の宮岡教授と共同で回帰分先の本を執筆するという計画は、相談で決まった内容に基づいて執筆する予定である。期待効用無差別価格理論に基づく正味現在価値法に関するシミュレーションに関する研究を実施する予定である。

計量経済学、ファイナンス、統計学cluster-robustな分散の推定量を、すでに発表されている著名な研究で計算して、標準的な場合と比べてどのような違いが出るかを示すことを、論文にして専門雑誌に投稿する。東京理科大学教授宮岡悦良氏との共著「回帰分析」(平成27年度中に完成予定)の中にパネルデータ分析の章を設けcluster-robustな分散の推定量に関する説明を記述する。bivariate GARCHモデルを仮定した収益率のモデルで、条件付きモデルを考え、その際に出現するtemporal heteroskedasticityとcontemporaneous heteroskedasticityを考え、無条件なモデルと条件付きモデルとのあてはまりの良さの度合いを比較する。副研究科長と教務委員長の職にあり、なかなか研究に専念することが難しかったことがその主たる理由です。金額は24734円と小さい額で、使い切ることもできたが、無理に使うこともないので、次年度に繰り越した。計量ソフト、高性能パソコンの購入、北米の学会への出席などに使用することを計画しています。少額なので、消耗品などで使用する予定です。
網膜再生の両生類モデルを用いた幹細胞性の維持と細胞分化の機構

網膜組織をすべて除去しても再生可能な動物は、両生類だけである。研究代表者らは、従来、有尾両生類イモリにおいてだけ観察されていたこの現象がカエル(Xenopus laevis、Xenopus tropicalis)でもおこることを発見し、そのモデル培養系を確立して研究を進めている。本研究では、(1)再生起源となる色素上皮細胞がいかにして幹細胞化するのかを、細胞外基質や炎症との関係に注目して研究した。その結果、細胞外基質からの遊離および炎症性反応の惹起が再生に重要なステップである事を器官培養系を用いて明らかにした。またブタの虹彩組織を用い、虹彩由来の網膜幹細胞の特異な性質について研究した。Xenopus laevis網膜再生の組織培養モデルとして、色素上皮組織(RPE)の平面培養を用いて、(1)細胞移動と炎症反応の惹起、(2)細胞間コミュニケーションと細胞増殖および神経細胞分化について、いくつかの遺伝子マーカーの発現を指標にして解析をおこなった。RPE細胞から神経細胞が分化する過程は、(1)RPE細胞が脈絡膜から移動、(2)新たな基底膜上で上皮再形成、(3)神経細胞分化、のステップで進行する。RPE細胞の移動を阻害すると神経細胞分化がおこらないことから、まずRPE細胞が基底膜から遊離し、移動することが再生の引き金になると予想される。この移動が目の中の炎症反応の結果かどうかを知るために、培養下で抗炎症剤Dexamethasone (DEX)を投与して調べた。DEXの投与の結果、確かにRPE細胞の移動は抑制され、神経分化はおこらなかった。培養液からDEXを除くと再び移動を開始した。つまり、再生は、網膜除去に伴って誘起される炎症反応が引き金になる事が示された。次に、RPE細胞間に形成される接着構造が神経分化にどのような意味があるのかを、Pax6およびRax遺伝子の発現によって調べた。RPE細胞はまずN-cadherinとGap結合の両方をもち、次にGap結合を失い、最後にはN-cadherinの接着を失って、神経細胞に分化する。この過程で、まずRaxとPax6の両方の遺伝子が発現し、Gap結合を失うと、Rax遺伝子の発現が落ちることがわかった。同時に、細胞増殖もGap結合を維持している間はおこらず、Gap結合をうしなうと細胞増殖がはじまる。これらのことから、細胞接着が遺伝子発現を制御し、再生過程を調節している可能性が示唆された。RPE細胞から再生がおこらないXenopus tropicalisの組織培養系でも同様の調査をおこない、再生との関係が確認された。研究代表者は、これまで網膜再生のモデル実験動物としてXenopus laevisに着目し、網膜再生の培養実験系を開発、解析を進めている。この系では、色素上皮細胞が細胞移動し、新たな細胞環境の元で神経細胞・視細胞に分化する。このプロセスは、眼球内の網膜再生過程で色素上皮細胞が示す動きとよく対応している。そこで、本培養系を用いて、色素上皮細胞が網膜再生を開始する最も初期の変化をとらえ、それによって再生が開始するメカニズムを明らかにすることを目的として研究をおこなっている。昨年度の研究成果として、色素上皮細胞の細胞移動を阻止すると神経細胞分化がおこらないことや細胞移動にはMatrix metalloproteinase(MMP)が必要なことを明らかにした。今年度は、MMPの発現を惹起する機構について、とくに炎症反応との関連を調べた。その結果、炎症反応がMMPの発現誘導に強く関わる事を示す結果を得た。いくつかのサイトカイン、IL-1bやTNF-aの遺伝子発現を眼球組織で調べると、網膜を除去すると24時間以内に急速な上昇を示し、MMPの発現上昇とよく対応した。組織培養下でのサイトカインも眼球内と同様に48時間以内に上昇した。また、MMP遺伝子の強い誘導も見られた。抗炎症剤、DexamethasoneやWithaferinAを投与すると、細胞移動の抑制と、神経細胞分化の抑制が見られた。以上の実験結果から初期の強い炎症反応が組織再生の引き金になる可能性が示唆された。本年度の研究計画の主要な部分は、炎症と組織再生の関係を明らかにする事である。研究代表者の開発した組織培養実験系を用いて、この問題にアプローチした。サイトカイン遺伝子の発現、抗炎症剤による薬理学的な検討、MMP遺伝子や神経分化マーカーの発現検出などの手法を用いて、分子的、形態的なデータを得た。その結果、昨年度に得た結果をさらに発展させて、炎症反応が再生を誘導する引き金となる事を強く示す結果を得た。また、炎症と再生をつなぐ機構として、炎症ーサイトカインーMMP誘導ー細胞移動という図式が見えてきた。今後、研究を展開する基礎となる非常に意味のある結果であると考えている。研究代表者は、成熟したアフリカツメガエルで網膜が再生することに注目し、網膜再生の培養実験モデル系を確立した。本年度は、昨年度に引き続いて、この実験系において炎症と再生の関係性を分子レベルでさらに解明を進めた。網膜を除去するとサイトカインIL-1bやTNF-aが急速に上昇することをさらに詳細に調べた。また、このことを培養下においても再度確認した。このように再生の最も初期の現象としてサイトカインの上昇を捉えたので、その結果として色素上皮細胞が網膜幹細胞化すると予想し、これをいくつかの遺伝子に注目して解析した。

色素上皮細胞は炎症の結果として、基底膜から遊離し、一時的に上皮性を喪失する。この過程でMatrix metalloproteinase (MMP)遺伝子やGap結合のConnexin43遺伝子の発現動態を調べた。次に幹細胞化と網膜細胞分化をSox2, Pax6, Rax遺伝子の発現によって確認した。これらの結果を踏まえて、次に、薬理学的なアプローチをおこなった。細胞移動と上皮性の喪失に注目して、MMP活性の抑制作用をもつ1,10-PNTLの効果を調べた。その結果、細胞移動は抑制され、神経分化(再生)は見られなかった。またSox2, Pax6の発現も抑制された。さらに、抗炎症剤Dexamethasone(DEX)の効果を再検討した。DEX存在下では、MMP遺伝子の発現は抑制され、細胞移動は見られなかった。以上の実験の結果、前年度の予備的な実験によって示唆された炎症と再生の因果関係が培養モデル系においてかなり強く示すことができた。これらの結果を、原著論文としてまとめ、Developmental Neurobiology誌に投稿してacceptされた。以上の研究と並行して、鳥類や哺乳類の網膜分化能をもつ組織幹細胞の研究を実施し、より高等な動物での再生を目指した。研究実績の概要で述べたように、網膜再生における炎症反応と再生の開始の関係について分子レベルで明らかにした。炎症と組織再生の関係を網膜再生において明らかにした研究は初めてであり、神経発生・再生の国際誌であるDevelopmental Neurobiologyに投稿、受理された。また、より高等な動物における網膜再生の可能性を検討するために、ヒヨコの虹彩幹細胞に着目して研究を進め、平成29年の日本発生生物学会年会において発表する予定である。研究代表者らは、成熟した無尾両生類においても網膜が再生することや色素上皮細胞が幹細胞化することを発見し、再生の培養実験モデル系を確立した。本課題は、この成果に基づいて眼内での再生過程を詳細に観察し、再生の分子機構を明らかにする事を目的としている。これまでの研究によって、色素上皮細胞が幹細胞化するには、炎症性サイトカインによるMatrixmetalloproteinase遺伝子発現の誘導、その結果、色素上皮細胞の接着性の変化と遊走性の獲得などの一連の過程が上皮細胞の幹細胞化に必要である事を明らかにした。平成29年度においては、以上の成果に基づいて、鳥類(ニワトリ)の眼組織に注目し、両生類と類似の再生現象が起こりうるかどうかの検討をおこなった。特に、両生類組織培養系を応用して、トリ虹彩組織と網膜色素上皮組織を対象に実験をおこなった。虹彩組織にこれまでの報告にないユニークな神経(網膜)幹細胞が存在すること、その幹細胞から神経細胞や視細胞への分化がWntシグナルによって分子制御されていることを明らかにした。Wntは細胞間の接着制御とも関わっており、両生類の場合とよく似た分化制御機構がある事が窺える。今後、トリや哺乳類(マウス)においてもin vivo網膜再生への道が拓ける可能性を示唆するものと考えている。網膜組織をすべて除去しても再生可能な動物は、両生類だけである。
高配向貴金属薄膜上に構築した高秩序色素分子集合体の構造と光物性

高配向貴金属膜表面上で二次元系に束縛された色素分子集合体の構造と光物性を実験的に検証することを目的として実施計画案に沿って研究を進め、以下の成果を得た。(1)準原子スケールで平滑な表面を有する高配向Ag(111)薄膜をハロゲン化物イオンの希薄溶液に浸漬すると、その表面に疑似的なハロゲン化銀単分子層が形成し、これを吸着場として種々のシアニン色素分子が自己凝集的に会合し、高秩序を保った二次元分子集合体を形成することを確証した。(2)上記の系以外に、数十オングストロームの膜厚を有するAu超薄膜を堆積させたAg(111)基板上に、真のハロゲン化銀(111)面の構造に限りなく近い構造を持ち、安定性の点でもはるかに優れたハロゲン化銀単分子層の構築に成功した。この表面にも多くの有機色素分子がその希薄溶液から自己凝集的に会合して、二次元分子集合体を形成することが分かった。(3)二次元色素分子集合体として対照的な分子配列を有することが予想されるH会合体とJ会合体の構造を走査型トンネル顕微鏡により比較観察し、従来の励起子理論と符号する分子配列が実空間像としてはじめて観測できた。(4)ハロゲン化銀単分子層の存在が色素分子の吸着に本質的な役割を果たしているとは言え、観測している分子集合体は物理的には金属表面に極めて近い所に存在している。このような系の反射スペクトルに反映される分子集合体の光学的特性を定量的に評価するために、角度分解偏光反射スペクトルの測定を行った。その結果、色素分子は金属の高い反射率により誘起される入射光と反射光の干渉場と相互作用していることが明らかになった。またこの結果より、二次元分子集合体のモル吸光係数を算出することができた。
百日咳毒素(IAP)の医薬および診断薬への開発のための基礎的研究

細胞膜受容体を介する情報伝達系には多種のGTP結合蛋白質(G蛋白質)が介在し、各々特異的な機能を担っている。IAPが各種のG蛋白質の機能を修飾することをふまえIAPをプロ-ブとして、各種細胞におけるG蛋白質の存在とその役割を検討し、異常応答の機構を探ることを目的とした。得られた成果は次の通りである。(1)3T3線維芽細胞の増殖因子の1つ(Competence factors)は、IAP感受性G蛋白質を介して細胞増殖を亢進させることを見い出した。(2)ラット肝細胞の増殖に対し、IAPはGo→G_1期でのc-mycmRNA合成を抑えることによって増殖を抑制した。(3)HI-60細胞の好中球へと分化する過程に新しいIAP感受性G蛋白質が誘導されPIリスポンスに連関していることをつきとめた。(4)3T3L_1細胞は脂肪細胞に分化するが、IAPは分化を抑制した。その作用点としてc-fos誘導の抑制と推定した。(5)血小板活性化因子トロンビン、エピネフリンの作用の発現には、IAP感受性G蛋白質を介するホスホリパ-ゼA_2の活性化が必須であることを証明した。(6)ラット肝P_2作性動受容体は2種のG蛋白質(CAMP生成抑制PIリスポンス亢進)に連関しているがIAPは前者の作用のみ抑制した。(7)src-MLVを組み込んだNIH3T3細胞ではCAMP生成が著しく減少した。この減少にはIAPは関与せずβ受容体数の減少とG_sのリン酸化によるG_s機能の低下に起因すると決論した。(8)ras-MSVを組み込んだNIH3T3細胞ではCAMP生成は増強された。これは感作によってGiが減少したためと決論した。(9)ラット大脳ムスカリン受容体にGiが連関していることを再構成実験より証明した。(10)ラットの脳室内にIAPを注入すると攻撃状態となる。この時海馬のセロトニンI_A受容体に連関しているG蛋白質がその機能を消失していることを見い出した。一方、大脳膜画分のセロトニンI_A受容体もIAP感受性G蛋白質に共役していることを証明した。(11)IAP基質Gi、、、GoのαサブユニットのcDNAをクロ-ニングし、全アミノ酸配列を決め、活性部位を同定した。1.A,B2つのコンポーネントからなるIAPを精製し、Bコンポーネントのもつリンパ球増殖作用およびリンパ球幼若化作用はリシン残基の遊離アミノ基が重要な役割をはたしていることをつきとめた。2.IAP分子中リシン残基をアセトアミジン化あるいは還元メチル化することによってAコンポーネントのもつアデニレートシクラーゼ系に影響することなくBコンポーネントのもつ上記の作用のみ消失させた。3.マスト細胞においてCompound48/80刺激によるヒスタミンの放出に対しIAPは抑制した。

4.免疫細胞系における白血球およびHL-60細胞、さらにマクロファージのFMLP(走化性ペプチド)刺激による活性酸素の放出はIAPによって抑制されたがリンパ球の増殖は逆に促進された。化学修飾されたIAPはリンパ球の増殖作用のみ消失させ、その他の細胞における活性酸素放出の抑制には影響を与えなかった。5.IAPは3T3線維芽細胞の増殖を抑制した。その機構は増殖因子の1つであるCompetence factorによるDNA合成の促進を抑えるためと推定した。6.甲状線細胞、FRTL-5細胞においてTSH受容体抗体が膜アデニレートシクラーゼを活性化したがアドレナリンのα2作用が抑制し、IAPがその抑制を解除した。7.ラット脳よりIAP基質であるGTP結合蛋白質を精製した。一方ブタ脳より精製したムスカリン受容体を有する人工脂質膜を作成し、このGTP結合蛋白質を埋め込む再構成実験からIAP基質はムスカリン受容体と共役することを証明した。(1)ラット肝細胞を培養するとEGFとインシュリンに応答するDNA合成の促進が観察され細胞は増殖する。IAPを培養開始時に添加すると、DNA合成は抑制され細胞増殖は抑えられる。培養数時間後にIAPを添加してもIAPの作用は発現しない。以上の現象の機構として培養の極めて早いG_0→G_1期にc-myc mRNAが増加しIAPがc-myc生成を抑制することにより、DNA合成が減少すると推定した。さらにc-myc mRNA量生成増加の過程にIAP感受性のGTP結合蛋白質の介在が示された。(2)NIH3T3^<v-src>細胞はチロシンキナーゼ活性を有するが、β受容体を介したアデニル酸シクラーゼ活性が著しく低下していることを見い出した。この原因として【○!a】β受容体の数が減少、【○!2】IAP基質であるG_i蛋白質は変化しておらずG_s蛋白質がリン酸化され、その結果β受容体とG_sとの脱共役...によると決論した。(3)血液凝固に深く関与する血小枝の活性化アゴニストには、トロンビン、ノルエピネフリンがあるが、これらアゴニストの刺激によってホスホリパーゼA_2の活性化に伴うアラキドン酸の遊離が起る。この遊離反応にはIAPによって抑制されるGTP結合蛋白質が介在している可能性を見い出した。(4)ラットの脳室内にIAPを注入すると、ラットは攻撃状態となる。この時のラットの脳海馬を取り出し、膜アデニル酸シクラーゼの活性のセロトニンIAアゴニストによる抑制を調べた結果減弱していることが分った。以上のことはセロトニンIA受容体を介するアデニル酸シクラーゼの抑制にはG_i、G_o蛋白質が介在し、攻撃的な状態の発現にも海馬のG_i、G_o蛋白質が関与している可能性が示唆された。(5)3T3L_1細胞はインシュリン、デキサメサゾン存在下で培養すると脂肪細胞へと分化する。予めIAPを添加して培養すると、βアドレナリン受容体を介したアデニル酸シクラーゼ活性が低下していることが認められfos誘導時における抑制が推定された。
DGKα/ζを標的とした消化器がんに対する次世代免疫療法の開発研究

ジアシルグリセロールキナーゼ(DGK)は、膜脂質情報伝達を調節する様々な機能が報告されている。その中でもDGKαは、がんの増殖に関わることや、T細胞のアナジー状態を誘導すると報告されている。一方、DGKζもT細胞の増殖、免疫系を活性化する作用などの機能調節を持つと報告され、DGKα/ζの阻害は、がん細胞に対する直接的な作用と、腫瘍免疫の賦活を介した作用の二方向からの抗腫瘍効果が期待される治療薬となり得る。しかし、これまでDGKα/ζのT細胞内での作用機序の違いについて直接比較された研究は少なく、我々はDGKα/ζの機能解析を詳細に行い、DGKα/ζの阻害による次世代免疫療法の確立を目指す。
臨床病期Cの進行肝癌に対するソラフェニブと肝動脈塞栓併用療法：多施設共同臨床試験

進行肝細胞癌に対する標準的治療の確立を目指し、平成27年度は多施設共同前向き臨床試験の実施を行った。ソラフェニブは進行肝細胞癌の生存期間を有意に延長することを示した初めての抗がん剤であり、標準治療として使用されているものの、その予後は生存期間中央値で6.5-10.7ヶ月と十分ではなく、より有用な治療法が求められている。肝病変が予後規定因子と考えられる進行度分類(BCLC-stage)C症例に対して、ソラフェニブ療法に肝動脈化学塞栓療法を併用することで、治療成績が向上することを期待し、本臨床試験は、ソラフェニブと肝動脈化学塞栓療法の併用療法の安全性と有効性を目的とした多施設共同第II相試験を立案した。適格基準は(1)組織学的あるいは臨床的に診断された肝細胞癌症例、(2)肝切除や局所焼灼療法による治療効果が見込めない症例、(3)進行度分類(BCLC-stage)C(Vp3,4は除く)、肝機能がChild-Pugh score 6点以下、除外基準は(1)治療に反応しない中等度以上の腹水あるいは胸水を有する、(2)肝性脳症を認める、(3)脳転移を認める、(4)重篤な合併症を有する症例とした。本臨床試験のprimary endpointはプロトコール治療完遂割合、Secondary endpointは有害事象発生割合、全生存期間、無増悪生存期間、奏効割合と設定した。24ヶ月の登録期間で32症例の症例登録を予定している。現在までに国内13施設が本臨床試験に参加、目標32例のうち2015年6月現在で30例の症例登録があった。症例登録があと数例で登録終了するため。終了次第ソラフェニブと血管塞栓治療による相乗効果の検討の予定であった。予後因子を単変量、多変量解析し適応など検討を予定していました。進行肝細胞癌に対する標準的治療の確立を目指し、平成25年度は多施設共同前向き臨床試験の企画・実施を行った。ソラフェニブは進行肝細胞癌患者の生存期間を有意に延長することを示した初めての抗癌剤であり、標準治療として使用されているものの、その予後は生存期間中央値で6.5-10.7カ月と十分ではなく、より有用な治療法が求められている。肝病変が予後規定因子と考えられる進行度分類(BCLC-stage)C症例に対して、ソラフェニブ療法に肝動脈化学塞栓療法を併用することで、治療成績が向上することを期待し、本臨床試験は、ソラフェニブ療法と肝動脈化学塞栓療法の併用療法の安全性と有効性を目的とした多施設共同第II相試験を立案した。適格基準は(1)組織学的あるいは臨床的に診断された肝細胞癌症例、(2)肝切除や局所焼灼療法による治療効果が見込めない症例、(3)進行度分類(BCLC-stage)C(Vp3, 4は除く)、(4)肝機能がChild-Pugh score 6点以下、除外基準は(1)治療に反応しない中等量以上の腹水あるいは胸水を有する、(2)肝性脳症を認める、(3)脳転移を有する、(4)重篤な合併症を有する症例とした。本臨床試験のPrimary endpointはプロトコール治療完遂割合、Secondary endpointsは有害事象発生割合、全生存期間、無増悪生存期間、奏効割合と設定した。24か月の登録期間で32症例の症例登録を予定している。現在までに国内13施設が本臨床試験に参加、目標32例のうち2014年4月時点で9例の症例登録があった。進行肝細胞癌に対する標準的治療の確立を目指し、平成26年度は多施設共同前向き臨床試験の実施を行った。現在までに国内13施設が本臨床試験に参加、目標32例のうち2015年4月現在で26例の症例登録があった。ソラフェニブは進行肝細胞癌の生存期間を有意に延長することを示した初めての抗がん剤であり、標準治療として使用されているものの、

その予後は生存期間中央値で6.5-10.7ヶ月と十分ではなく、より有用な治療法が求められている。肝病変が予後規定因子と考えられる進行度分類(BCLC-stage)C症例に対して、ソラフェニブ療法に肝動脈化学塞栓療法を併用することで、治療成績が向上することを期待し、本臨床試験は、ソラフェニブと肝動脈化学塞栓療法の併用療法の安全性と有効性を目的とした多施設共同第II相試験を立案した。適格基準は(1)組織学的あるいは臨床的に診断された肝細胞癌症例、(2)肝切除や局所焼灼療法による治療効果が見込めない症例、(3)進行度分類(BCLC-stage)C(Vp3,4は除く)、肝機能がChild-Pugh score 6点以下、除外基準は(1)治療に反応しない中等度以上の腹水あるいは胸水を有する、(2)肝性脳症を認める、(3)脳転移を認める、(4)重篤な合併症を有する症例とした。本臨床試験のprimary endpointはプロトコール治療完遂割合、Secondary endpointは有害事象発生割合、全生存期間、無増悪生存期間、奏効割合と設定した。24ヶ月の登録期間で32症例の症例登録を予定している。現在までに国内13施設が本臨床試験に参加、目標32例のうち2015年6月現在で30例の症例登録があった。症例登録があと数例で登録終了するため。終了次第ソラフェニブと血管塞栓治療による相乗効果の検討の予定であった。予後因子を単変量、多変量解析し適応など検討を予定していました。本研究の目的は「進行肝細胞癌に対する標準的治療を確立すること」である。本年度は進行肝細胞癌症例を対象とした多施設臨床試験の実施を行い、症例登録が継続されたが、他の治験や臨床試験との競合により予定症例数のうち約80%の症例登録に留まっている。24ヶ月の症例登録期間で終了の予定であったが本研究はやや遅れていると思われる。今後も引き続き臨床試験への症例登録を行い、早期の症例登録完了を目指している。症例評登録および追跡調査終了後にエンドポイントに対する解析評価を行い、進行肝細胞癌に対するソラフェニブ療法と肝動脈化学塞栓療法の併用療法の有効性と安全性を検証する。その後は、他のレジメンを用いた肝動脈化学塞栓療法やソラフェニブ以外の分子標的薬との比較試験を実施する予定である。本年度は進行肝細胞癌症例を対象とした多施設臨床試験の企画・実施を行い、症例登録が開始されたが、他の治験や臨床試験との競合により予定症例数のうち約30%の症例登録に留まっている。24か月の症例登録期間を予定しており、本研究はやや遅れていると思われる。必要物品の価格やCRC支援経費が当初の計画と少し異なったため。今後も引き続き臨床試験への症例登録を行い、次年度中の症例登録完了を目指している。症例登録および追跡調査終了後にエンドポイントに対する解析・評価を行い、進行肝細胞癌に対するソラフェニブ療法と肝動脈化学塞栓療法の併用療法の有効性と安全性を検証する。その後は、他のレジメンを用いた肝動注化学療法やソラフェニブ以外の分子標的薬との比較試験を実施する予定である。次年度使用額が発生した。
海洋上における半球規模の大気組成の変動要因の解明～衛星観測デ-タの検証

海洋上でのMAX-DOAS法による二酸化窒素の導出手法について検討し,その上で海洋上の二酸化窒素濃度の背景値および変動性について定量化した。得られた研究成果を投稿論文として取りまとめ,国内外の学会で発表した。研究観測船「みらい」で実施したMAX-DOAS法による海上での観測について,エアロゾル・二酸化窒素等の微量ガス成分の導出を行い,変動の特徴を明らかにするともに,人工衛星観測データの評価を行った。得られた成果を学会で発表した。海洋上でのMAX-DOAS法による二酸化窒素(NO2)導出手法について検討し,その上で海洋上の二酸化窒素濃度の背景値および変動性について定量化した。研究観測船「みらい」で実施したMAXーDOAS法による海上での観測について,エアロゾル・微量ガス成分の導出を行い,変動の特徴を明らかにするともに,人工衛星観測データの評価を行った。平成23年度は、海洋研究開発機構の研究観測船「みらい」で得られた太陽散乱光スペクトル観測データを用いて、エアロゾル・大気微量ガス成分(二酸化窒素NO2など)をMAX-DOAS (Multi-Axis Differential Optical Absorption Spectroscopy)法と呼ばれる地上からのリモートセンシング観測手法により、解析するためのデータ整理をおこなった。具体的には、太陽散乱光のスペクトル観測データに加えて、船の揺れデータ(roll・pitch角)、アクティブ型ジンバル上の揺れデータ、船の位置データ(緯度・経度・時間)、気象再解析データ(JCDAS, ECMWF Interimの風向風速、気温、ジオポテンシャル)の整理があげられる。また「みらい」観測期間中の大気環境衛星観測データ(Aura衛星搭載のOMIセンサーで得られた各種ガス成分データについてNASAとKNMIの2つの機関で解析しているデータ等)を取得するとともに、衛星観測データの整理を開始し、また取得した衛星データを前処理できる仕組みを構築した。得られた船舶でのスペクトルデータから、スペクトル解析に利用できるデータの選別を開始し、また二酸化窒素については初期的な解析をおこない、予定通りの観測が行えていることを明らかにした。しかしながら平成23年度の研究計画について、衛星観測データの取得・整理やデータの解析については計画よりやや遅れてしまう結果となった。予算が遅れたことや震災にともなう節電のために「みらい」の観測スペクトルデータの解析が遅れているのと、衛星観測データの取得・整理もやや遅れている。今年度は昨年遅れている船上スペクトルデータの解析を早急に済ませるとともに、比較対象である衛星データの取得・整理を急ぐ。昨年度から遅れている解析を行う環境を整えるために、新たにコンピュータ等を導入するとともに、平成24年度計画していた計画内容にそった研究を遂行、および研究成果を取りまとめ・成果発表に関連した研究費を使用する。
材料分析の装置作りにつなげる数学・物理・工学の融合教育教材

本研究では、先端材料分析装置を用いた測定に終わることなく、分析装置作りにつながる教育展開を試みるものである。小学生、中学生、高校生、高専生、そして大学生と広い分野で利用できる教材を各種準備するものである。平成30年度の計画は、実際の分析機器として励起源とアナライザーを設計した。実際の製作は費用の関係から、次年度に実施することとした。またXPSスペクトルの解析方法は複雑でソフトウェアを用いて数学的に波形分離される点から、この分離方法を検討した。この他、平成31年度に実施予定のビデオ教材や本校独自の「オーダーメイド数学活用大事典システム(OMM)」を用いたシステム構築を実施した。更にアクティブラーニング用の教材としても有効なSTEM教材の構築と実践を実施した。高専で実施されている豊富な実験実習の中から、半導体のエネルギーギャップを推定する教材を構築し、他高専の学生や海外の大学生に実施した。グローバル教育の一環として交流のある台湾国立嘉義大学理工学院電子物理系の学生2名に実施できたことがきっかけとなり、今度はその学生2名が本校を訪問する機会に恵まれ、国際共同教育につながっている。この他の教材としては、超伝導体の作成と評価、マイコンを用いた電子情報分野の導入教育についても行った。これらの成果を国内や国外の学会で研究発表した。昨年度に実践した小学生向け教育教材の成果を全国高専フォーラムにて発表した。XPSスペクトルの波形処理に関する成果を国際会議(マレーシア・クアラルンプール)や北陸地区学生による研究発表会にて発表した。STEM教材の実践報告も国際会議(イギリス・バーミンガム)(日本・東京)や応用物理学会にて発表した。平成30年度に予定していた計画を実施することができたので、おおむね順調に進展していると判断できる。励起源およびアナライザーの設計ができたことと、高専・大学生向け教材として「周囲温度をパラメータとしたダイオードの電圧-電流特性測定」からシリコンのエネルギーバンドギャップを概算する一連の教材を構築し、実際に他の高専生や海外の大学生に実施することができたからである。また令和元年度に実施予定の計画を前倒しし、ビデオ教材やe-ラーニングのシステム構築を一部できたことも理由の一つである。令和元年度は、研究3年目となり、実際の材料分析システムの構築を行う予定である。励起源の希ガスはヘリウムを利用する。数10電子ボルトの低エネルギーのヘリウムイオンは表面との相互作用から電子を放出させる励起源と成り得るからである。また加速電圧を数kVにすることで表面スパッタ源としても利用が可能となる。構造はグリッドとフィラメントが主な部品となり、イオンゲージを利用した簡易型のタイプに設計した。アナライザーについては、電子増倍管を利用したタイプとし、グリッドは平行平板型とした。これは構造が簡単であり、製作しやすいからである。実際の材料分析装置には高性能のアナライザーが搭載されているが、基本的には材料表面から放出された電子を検出している点は同じである。ただし、教材として製作するアナライザーは真空装置内に入れて、試料そばで電子を取り込む必要があるので、小型のタイプが望ましい。真空装置内で励起源およびアナライザーの動作試験を実施する予定である。測定システムも同時に構築する。この他に、ビデオ教材やeラーニングシステムの構築も進める予定である。これらの成果を積極的に内外の学会等で発表を行い、融合教材の問題点や課題を評価する予定である。高専生や大学生の他に、小学生児童から学ぶことのできる教育教材を目指す。初年度は小学生向けに「分析するとは何かを学ぶ教材」として、ミックスジュースを題材に果物の分量を変えて作り、果物の分量を予想させる出前授業を実施した。この内容は本校紀要にまとめた。中学生向けの教材としては、CDやDVD表面からの回折現象を利用した「簡易型分光器」を製作し実際に光を分光させる「ものづくり」を実施した。ブラッグの反射条件の式に三角関数が登場するので、このsinを分かりやすく学ぶ教材を準備し、中学生に実践できた。これらの応用例として実際にX線光電子分光法や表面材料分析装置を中学生に紹介できた。高専・大学生向けの教材として「膜厚測定」の実験を行った。膜厚は電子デバイス分野で電気的特性を決める重要な要因に位置づけられる。今回はアルカリ金属のセシウムの蒸着回数に伴う膜厚変化測定を行った。水晶振動子による膜厚測定方法は、薄膜の材料が堆積することで振動子の固有振動数が変化し、その変化が質量変化に伴うことを膜厚測定に応用したものである。波動方程式から出発し、物理現象を工学に応用した事例として学ぶことのできる教材に展開できた。X線光電子分光装置を用いた薄膜表面の実験成果を国際会議で発表するとともに、これらの分析技術を学ぶことのできる教材開発も進め、国内の学会や展示会で紹介できた。初年度に予定していたすべての計画を実施できたため、おおむね順調に進展していると評価できる。小学生向け教材については、実験方法やねらいを議論し、「分析」のキーワードをいかに理解させるかを工夫した。ミックスジュースの出前授業では、5・6年生児童を中心に4グループでアクティブラーニングの要素を取り入れて実施できた。また中学生向け教材については、高校生で学ぶ三角関数のsinについて、実際に三角形を描いて、辺の比を計算し分度器で角度を求め、関数電卓を使って辺の比が一致する経験をさせることができた。

中学1年生が6名で、中学3年生が1名の計7名の参加人数であった。中学3年生からの感想で、「三角形の相似の内容が三角関数で出てきたので今後も勉強をしっかりやっていきたい」とあった。図形の相似が三角関数を学ぶ際に関係していることに気づくことができた。物理現象を応用した事例として膜厚測定教材も実施したほか、実際にX線光電子分光装置によるダイヤモンドライクカーボン膜の分析を実施できた。以上の成果を国内外の学会等で発表した。本研究では、先端材料分析装置を用いた測定に終わることなく、分析装置作りにつながる教育展開を試みるものである。小学生、中学生、高校生、高専生、そして大学生と広い分野で利用できる教材を各種準備するものである。平成30年度の計画は、実際の分析機器として励起源とアナライザーを設計した。実際の製作は費用の関係から、次年度に実施することとした。またXPSスペクトルの解析方法は複雑でソフトウェアを用いて数学的に波形分離される点から、この分離方法を検討した。この他、平成31年度に実施予定のビデオ教材や本校独自の「オーダーメイド数学活用大事典システム(OMM)」を用いたシステム構築を実施した。更にアクティブラーニング用の教材としても有効なSTEM教材の構築と実践を実施した。高専で実施されている豊富な実験実習の中から、半導体のエネルギーギャップを推定する教材を構築し、他高専の学生や海外の大学生に実施した。グローバル教育の一環として交流のある台湾国立嘉義大学理工学院電子物理系の学生2名に実施できたことがきっかけとなり、今度はその学生2名が本校を訪問する機会に恵まれ、国際共同教育につながっている。この他の教材としては、超伝導体の作成と評価、マイコンを用いた電子情報分野の導入教育についても行った。これらの成果を国内や国外の学会で研究発表した。昨年度に実践した小学生向け教育教材の成果を全国高専フォーラムにて発表した。XPSスペクトルの波形処理に関する成果を国際会議(マレーシア・クアラルンプール)や北陸地区学生による研究発表会にて発表した。STEM教材の実践報告も国際会議(イギリス・バーミンガム)(日本・東京)や応用物理学会にて発表した。平成30年度に予定していた計画を実施することができたので、おおむね順調に進展していると判断できる。励起源およびアナライザーの設計ができたことと、高専・大学生向け教材として「周囲温度をパラメータとしたダイオードの電圧-電流特性測定」からシリコンのエネルギーバンドギャップを概算する一連の教材を構築し、実際に他の高専生や海外の大学生に実施することができたからである。また令和元年度に実施予定の計画を前倒しし、ビデオ教材やe-ラーニングのシステム構築を一部できたことも理由の一つである。高専・大学生向けの教材として、ヘリウムイオンを用いたビーム源と電子増倍管を用いた検出器を実際に製作できる教材を準備する。これは真空装置内に設置して利用するものである。
水素水を応用した薬物性歯肉増殖症の新規治療法・予防法の開発

薬物性歯肉増殖症は、薬物(抗てんかん薬フェニトイン、免疫抑制薬シクロスポリン、血管拡張薬ニフェジピン等)や炎症反応刺激などが原因となり、歯肉線維芽細胞の過度の増殖、歯肉コラーゲンなど細胞外基質の堆積を生じることで発症すると報告されている。研究の最終目標は、薬物性歯肉増殖症の新規治療法および予防法を開発することであり、本研究では水素水を用いて実験を行った。水素水は全身的な炎症反応の動物モデル実験により抗炎症作用をもつことが証明されているが、歯肉組織に対する効果は明らかとなっていない。本年度には、昨年度作製した、口腔粘膜の炎症モデルラットを使用し水素水の抗炎症効果を確かめた。ラット舌表面に加熱した六角棒スパナを接触させ炎症反応を誘発し、まず上皮下結合組織へと及ぶ上皮欠損による潰瘍形成、上皮下結合組織や筋組織の高度な壊死・変性、潰瘍部を中心とした好中球浸潤といった炎症症状の発生を確認した。そして炎症部位に水素水を適用し、43種類の炎症関連遺伝子に対する水素水の影響をDNAマイクロアレイ法により網羅的に解析した。その結果、水素水は6つの因子(ICAM1、IFNG、IL12A、IL1B、IL6、TNF)のmRNA発現量を水素水非適用群の50%未満に減少させることを確認した。一方、その他37遺伝子では水素水適用群と非適用群に大きな差は認められなかった。さらに、これら6遺伝子のmRNA発現に対する水素水の影響を、リアルタイムPCR法によって定量的に調べたところ、IL6において対照と比較し顕著な減少を認めた。in vivo実験で口腔粘膜の炎症モデル動物を作製し、in vitro実験で薬物性歯肉増殖症の発症メカニズム解明のために培養歯肉線維芽細胞を用いて研究を行い、双方で進歩が見られた。口腔粘膜の炎症モデルとしてはラットの舌に局所的な炎症症状を誘発することに成功した。このモデルを使用して水素水の抗炎症効果を確認したところ、水素水は炎症性因子ICAM1、IFNG、IL12A、IL1B、IL6、TNFのmRNA発現を抑制することを見つけた。また、薬物性歯肉増殖症の発症メカニズム解明の研究では、歯肉線維芽細胞にフェニトインを作用させるとアポトーシスが抑制されることを認めた。水素水の抗炎症効果を確認し、その詳細なメカニズムを明らかにするために、口腔粘膜の炎症モデルラットで引き続き実験を行い、水素水がmRNA発現に影響を及ぼした炎症性因子(ICAM1、IFNG、IL12A、IL1B、IL6、TNF)のタンパク質発現をWestern Blot法により解析する。また、IL6受容体の活性化、JAK-STAT経路のJAK1/2・STAT1/3、MAPキナーゼ経路のSos1・Rasなどへの水素水の影響を調べる。薬物性歯肉増殖症の発症メカニズム解明の研究では、歯肉線維芽細胞におけるアポトーシスのミトコンドリア制御経路に対するフェニトイン・シクロスポリン・ニフェジピンの影響を、カスパーゼやその上流下流の制御因子のタンパク質発現をWestern Blot法により測定することで調べる。対象因子にはイニシエーターカスパーゼ(Caspase-2、-8、-9、-10、-11、-12)、エフェクターカスパーゼ(Caspase-3、-6、-7)、シトクロムC、Smac/Diablo、AIF、HtrA2、EndoG、Akt、p90RSK、Bad、FoxO、Bimなどを考えている。本研究の目的は、水素水を応用して薬物性歯肉増殖症の新規治療法および予防法を開発することである。薬物性歯肉増殖症は、炎症刺激および薬物(フェニトイン、シクロスポリン、ニフェジピン等)によって歯肉線維芽細胞が過度に増殖すること、歯肉コラーゲンなど細胞外基質が堆積することで生じると報告されている。一方、水素水は全身性炎症の動物モデル実験により抗炎症作用をもつことが証明されているが、歯肉組織に対する効果は明らかとなっていない。また、水素水が薬物性歯肉増殖症の治療に応用可能か否かを明らかにするためには、炎症の病態モデルを用いて水素水が口腔粘膜に対し抗炎症効果を現すことを確認する必要がある。本年度はラットを用いて口腔粘膜の炎症モデルを作製した。ラット舌表面に加熱した六角棒スパナを接触させ炎症を誘発したところ、上皮下結合組織へと及ぶ上皮欠損による潰瘍形成、上皮下結合組織や筋組織の高度な壊死・変性、潰瘍部を中心とした好中球浸潤といった炎症症状が認められた。薬物性歯肉増殖症の発症メカニズム解明のためのin vitro研究、および口腔粘膜の炎症モデル動物作製のためのin vivo研究の双方で進歩が見られた。発症メカニズム解明の研究では、歯肉線維芽細胞において、原因薬物の一つであるフェニトインが影響を及ぼすアポトーシス制御タンパク質(FADD、TRAF2、RIPK1、Caspase-3、Caspase-8、Caspase-9、Bcl-2、c-FLIP)を同定できた。口腔粘膜の炎症モデル動物作製の研究では、ラットの舌に局所的な炎症症状を誘発することに成功した。このモデルを用いることによって、水素水の抗炎症効果を明らかにすることができる。

研究の最終目標は、薬物性歯肉増殖症の新規治療法および予防法を開発することであり、本研究では水素水を用いて実験を行った。水素水は全身的な炎症反応の動物モデル実験により抗炎症作用をもつことが証明されているが、歯肉組織に対する効果は明らかとなっていない。本年度には、昨年度作製した、口腔粘膜の炎症モデルラットを使用し水素水の抗炎症効果を確かめた。ラット舌表面に加熱した六角棒スパナを接触させ炎症反応を誘発し、まず上皮下結合組織へと及ぶ上皮欠損による潰瘍形成、上皮下結合組織や筋組織の高度な壊死・変性、潰瘍部を中心とした好中球浸潤といった炎症症状の発生を確認した。そして炎症部位に水素水を適用し、43種類の炎症関連遺伝子に対する水素水の影響をDNAマイクロアレイ法により網羅的に解析した。その結果、水素水は6つの因子(ICAM1、IFNG、IL12A、IL1B、IL6、TNF)のmRNA発現量を水素水非適用群の50%未満に減少させることを確認した。一方、その他37遺伝子では水素水適用群と非適用群に大きな差は認められなかった。さらに、これら6遺伝子のmRNA発現に対する水素水の影響を、リアルタイムPCR法によって定量的に調べたところ、IL6において対照と比較し顕著な減少を認めた。in vivo実験で口腔粘膜の炎症モデル動物を作製し、in vitro実験で薬物性歯肉増殖症の発症メカニズム解明のために培養歯肉線維芽細胞を用いて研究を行い、双方で進歩が見られた。口腔粘膜の炎症モデルとしてはラットの舌に局所的な炎症症状を誘発することに成功した。このモデルを使用して水素水の抗炎症効果を確認したところ、水素水は炎症性因子ICAM1、IFNG、IL12A、IL1B、IL6、TNFのmRNA発現を抑制することを見つけた。また、薬物性歯肉増殖症の発症メカニズム解明の研究では、歯肉線維芽細胞にフェニトインを作用させるとアポトーシスが抑制されることを認めた。薬物性歯肉増殖症の発症メカニズムを詳細に解明するため、本年度確認された原因タンパク質の上流・下流で働く因子へのフェニトインの影響、さらにシクロスポリンやニフェジピンの影響も検討する。口腔粘膜の炎症モデルラットを使用し病変部において、その面積や潰瘍の深さを測定し、炎症性細胞の形態変化や数の変化を観察し、さらに炎症性サイトカインの遺伝子・タンパク質発現を測定して、水素水の抗炎症効果を明らかにする。また、薬物性歯肉増殖症の動物モデルを開発する。水素水の抗炎症効果を確認し、その詳細なメカニズムを明らかにするために、口腔粘膜の炎症モデルラットで引き続き実験を行い、水素水がmRNA発現に影響を及ぼした炎症性因子(ICAM1、IFNG、IL12A、IL1B、IL6、TNF)のタンパク質発現をWestern Blot法により解析する。また、IL6受容体の活性化、JAK-STAT経路のJAK1/2・STAT1/3、MAPキナーゼ経路のSos1・Rasなどへの水素水の影響を調べる。薬物性歯肉増殖症の発症メカニズム解明の研究では、歯肉線維芽細胞におけるアポトーシスのミトコンドリア制御経路に対するフェニトイン・シクロスポリン・ニフェジピンの影響を、カスパーゼやその上流下流の制御因子のタンパク質発現をWestern Blot法により測定することで調べる。
情報科学の基礎概念理解向け“万人のための情報学”指向なIoT学習パッケージの開発

AB :「アルゴリズム的思考」を伴う手続き的表現については、複数校にて学習パッケージの、教育者による教育展開を行った。AB :「抽象化思考」を伴うモデル設計については、研究者支援による学習パッケージの教育展開を行った。サイエンスイベントは、長野県と福岡県で実施した。IS :コンピュータでの情報処理の基礎としての「計測・制御」については、教育用IoT基盤を構築し、中学校向けの学習パッケージを試作した。試作した学習パッケージを複数校にて試験的に教育実践した。試運用で得られた知見に基づき、学習パッケージの問題点を具体化した。IS :情報通信ネットワークの基礎としての「情報通信プロトコル」については、学習パッケージとしてまとめ、研究者支援による教育展開を行った。教育展開に関しての協力校が増え、学習パッケージの教育的側面からの評価が進んでいる。教育用IoT基盤の拡充と整備をさらに進める。■AB手続き:研究段階は第4段階(学習パッケージ化と研究者支援による教育展開)。これまでの実践経験をふまえ、学校での授業と地域サイエンスイベント向けの学習パッケージを具体化した。ここでのパッケージ化とは、アルゴリズムデザインツールの機能制御の教授学的パタン化と、授業やイベント時間数に応じた標準的指導プランの整備、指導プランを効果的に運用するための制御パタン例の明示化、そして具体的な授業・イベントのシナリオ設計である。同時に、アルゴリズム的思考法を取り入れた授業実践とアルゴリズムデザインツールを用いた授業実践を、研究者代表者の支援の元で実施した。■ABモデル:研究段階は第3段階(教材の試験的運用)。関係の図式化による抽象化思考法を取り入れた授業実践と、モデル設計ツールによる授業実践を研究者代表者が主体となって実施した。これらの試験的運用で得られた知見に基づき、モデル設計ツールをさらに改良した。この際、海外共同研究者からもツール仕様に関する助言を得た。また、地域サイエンスイベントは、長野県内において、夏季および冬季休暇期間に3回実施した。■IS計測・制御:研究段階は第1段階(教材設計)。これまで大学で試作・運用してきたIoT教材を、初等中等教育機関の校内で運用できるよう、教材本体および通信設備を再設計し、計測結果を集約・可視化する教育用IoT基盤を開発した。■IS通信:研究段階は第2段階(教材開発)。物理層/データリンク層を対象とした学習プロトタイプ教材を用いた大学/高校での試験的授業実践を継続しつつ、調歩・同期による通信原理の学習に加え、エラー制御等、より上位の階層での通信機能に関する学習にも対応するよう、教材設計と開発を進めた。長野県内において、高校での授業実践を2回試みた。地域からのイベント開催依頼時期が概ね同時期に重なり、研究代表者主体のイベント開催の対応が間に合わない状況にあったため,サイエンスイベントの開催数が少ない状況であり、研究計画と比較してやや遅れていると判断される。教材および、教材パッケージ開発は計画通り進んでいる。本研究の目的は、学校および地域コミュニティで持続可能な教育活動に寄与する情報科学の基礎概念理解促進のための学習パッケージの開発にある。ここでは、学校の正規授業と地域コミュニティのサイエンスイベントでの展開が意識される。開発成果は教育用IoT基盤で柔軟かつ包括的に連携・運用される。平成29年度は、主としてAB手続き領域での学習パッケージの完成を目指した。前年度までの授業実践からのフィードバックをふまえ、実践協力校・実践協力地域を中心に、学習パッケージを用いた授業実践と地域サイエンスイベントを継続的に実施した。これらの実践は研究者支援の元で展開された。また、ABモデルについては、学習パッケージ化と研究者支援による教育展開を開始した。前年度までの実践経験をふまえ、学習パッケージとして具体化した。ここでのパッケージ化とは、モデル設計ツールの学習支援機能のカスタマイズと、授業やイベント時間数に応じた標準的指導プランの整備、指導プランを効果的に運用するための学習支援機能の利用例の明示化、そして具体的な授業やイベントをイメージさせるシナリオ設計である。同時に、抽象化思考を取り入れた授業実践とモデル設計ツールを用いた授業実践を、研究者の支援の元で実施した。また、地域サイエンスイベントを夏季休暇期間中に実施した。IS計測・制御領域については、教材開発段階とした。前年度までの設計成果をふまえ、校内での確実で安全な運用を意識した教材を開発した。同時に、教育用IoT基盤の要件整理および運用ポリシーを検討した。IS通信領域においては、教材の試験的運用を行った。通信の仕組み理解のための教材を用いた試験的授業実践を、研究者主体となって実施した。実践結果に応じて、開発教材を随時修正した。夏期と冬期の休暇期間中に生徒・学生泰対象のワークショップを実施した。教材開発、カリキュラム開発、ワークショップ実施は順調に進展している。地域との交流も進めている。しかしながら、研究分担者のいる地域でのワークショップ実施回数が当初予定よりも少ない。この点を次年度改善対象としたい。