hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小胞体に蓄積した構造異常タンパク質に対処する２つの機構の認識メカニズム解明

細胞間コミュニケーションにとって極めて重要な分泌タンパク質や膜タンパク質が高次構造を形成する小胞体に、構造異常タンパク質が蓄積すると2つのメカニズムが駆動し、対処する。研究代表者の長年に亘る研究から、構造異常タンパク質の量をモニターして対応するのが小胞体ストレス応答であり、構造異常タンパク質の質をモニターして対応するのが小胞体関連分解であると考えている。後者の場合、細胞にとって極めて有害な構造異常タンパク質が出現すると、通常の手順を踏まずに強制分解する。本研究の目的は、小胞体におけるタンパク質の品質管理において最も難解で、解明の遅れている構造異常タンパク質の認識機構を明らかにすることである。小胞体ストレス応答が構造異常タンパク質を感知する仕組みについてー小胞体ストレスセンサーIRE1α(Iと略す)とPERK(Pと略す)の小胞体ストレス感知機構が同じかどうか明らかにするために、2つのキメラタンパク質(P-P-I、P-I-I)を作製済みであった。本年度に、IRE1α、P-P-I、P-I-IをIRE1αのプロモーターに繋ぎ、IRE1αIRE1β二重破壊メダカに導入するためのコンストラクトを完成させ、トランスジェニックメダカ作出を開始した。小胞体関連分解が構造異常タンパク質を感知する仕組みについてーこれまでの解析から、小胞体の中に、タンパク質の構造異常のシビアさをモニターしているProtein Xが存在していることが示唆されていた。既発表論文を精読する内にこのProtein Xの正体に気づき、ヒト大腸がん由来細胞HCT116を用いてその遺伝子破壊細胞を作出した。この細胞ではシビアな構造異常非糖タンパク質の分解が期待通り遅れたことから、さらに詰めの実験を行っている。IRE1αIRE1β二重破壊メダカは、孵化前に3つの表現型を示し、孵化後、死に至る。すなわち、肝臓(肝臓マーカーFabp10aの発現量が67%低下)、孵化腺(孵化酵素LCEの発現量が60%低下)、脊索(尾が24%短い)それぞれの発達が不十分なためである(eLife, 2017)。小胞体ストレスセンサーIRE1αとPERKの小胞体ストレス感知機構が同じかどうか明らかにするために昨年度に作製したコンストラクトをメダカ受精卵に導入し、何度も交配を重ねて2つのキメラタンパク質(P-P-I、P-I-I)ならびにIRE1αを発現させることができた。小胞体関連分解において、基質は小胞体膜貫通タンパク質複合体を通って小胞体から細胞質へ逆行輸送される。この複合体のコンポーネントはDerlin1/2/3やHerp1/2のようにファミリーを形成していることが多く、役割分担が不明であった。これまで、ヒト大腸がん由来細胞細胞を用いて、SEL1L、Derlin1, Derlin2, Derlin3遺伝子破壊細胞を作製して解析してきた。これらに加えて新たに、小胞体膜貫通型ユビキチンリガーゼであるHRD1, gp78の遺伝子破壊細胞ならびにHRD1・gp78二重遺伝子破壊細胞を作製し、その解析を開始した。さらに、構造異常糖タンパク質の分解に於いて極めて重要な役割を果たす2段階マンノーストリミングの最初のステップを触媒すると考えているEDEM2が、あるチオレドキシンタンパク質Aとジスルフィド結合を介して複合体を形成していることを見出したので、その意義を解析している。IRE1αIRE1β二重破壊メダカは、孵化した後に致死となる。これが本研究目的に理想的に合致し、このメダカの胚性期では3つの異なる組織の発達が不十分となる。これらの組織では異なるタンパク質が多量に合成分泌されており(肝臓では血液中を循環するタンパク質、孵化腺ではプロテアーゼ、脊索では細胞外マトリックスタンパク質)、この表現型がIRE1αあるいはIRE1αとPERKのキメラタンパク質(P-P-I、P-I-I)によってレスキューされるかどうかを調べ、生理的発生する小胞体ストレスの感知機構に関する結論、共通なのか異なるのか、を初めて得る。肝臓と消化管で生理的小胞体ストレスを発生させている原因タンパク質としてアポリポタンパク質に着目し、解析する。作出したProtein X破壊ヒトHCT116細胞に様々な小胞体関連分解基質を発現させて分解速度を測定し、シビアに構造異常となったタンパク質を糖鎖非依存的に分解する機構が失われているかどうか明らかにする。また、Protein Xのドメイン構造を調べ、構造異常タンパク質の認識に関わっていると考えられるアミノ酸群を徹底的にアラニンスキャンし、Protein X破壊細胞にもどし、強制分解をできるかどうか調べ、構造異常を認識するメカニズムに切り込む。さらに、EDEM2とチオレドキシンタンパク質Aの複合体を精製し、第一段階のマンノーストリミング活性(Man9→Man8)を示すかどうか、調べる。活性があれば、EDEM2の活性中心に変異(E117Q)を導入し、トリミング活性が失われるか、明らかにする。申請者の長年に亘る研究から、構造異常タンパク質の量をモニターして対応するのが小胞体ストレス応答であり、構造異常タンパク質の質をモニターして対応するのが小胞体関連分解であると考えている。本研究の目的は、小胞体におけるタンパク質の品質管理において最も難解で、解明の遅れている構造異常タンパク質の認識

機構を明らかにすることである。小胞体ストレス応答が構造異常タンパク質を感知する仕組みについてー小胞体ストレスセンサーIRE1αとPERKの小胞体ストレス感知機構が同じかどうか明らかにするために、2つのキメラタンパク質(P-P-I、P-I-I)を作製済みであった。本年度に、IRE1α、P-P-I、P-I-IをIRE1αのプロモーターに繋ぎ、IRE1αIRE1β二重破壊メダカに導入するためのコンストラクトを完成させ、トランスジェニックメダカ作出を開始した。小胞体関連分解が構造異常タンパク質を感知する仕組みについてーこれまでの解析から、小胞体の中に、タンパク質の構造異常のシビアさをモニターしているProtein Xが存在していることが示唆されていた。既発表論文を精読する内にこのProtein Xの正体に気づき、ヒト大腸がん由来細胞HCT116を用いてその遺伝子破壊細胞を作出した。この細胞ではシビアな構造異常非糖タンパク質の分解が期待通り遅れたことから、さらに詰めの実験を行っている。小胞体ストレスは、ツニカマイシンやタプシガルジン等の薬物によって容易に惹起されるため、多くの研究者は薬物によって多数のタンパク質を強力に変性させて解析を行っているが、申請者はそれでは小胞体ストレス応答の真の姿を理解することはできないと考えて、独自にメダカを使って生理的に発生する小胞体ストレスを解析してきた。その結果、場面・局面によって構造異常となるタンパク質が異なり、その打開に向けて最適のセンサーが活性化されることを見出した。申請時にはJCB, revise中としていたが、JCBに発表した。IRE1αIRE1β二重破壊メダカは、孵化前に3つの表現型を示し、孵化後、死に至る。すなわち、肝臓(肝臓マーカーFabp10aの発現量が67%低下)、孵化腺(孵化酵素LCEの発現量が60%低下)、脊索(尾が24%短い)それぞれの発達が不十分なためである。申請時には投稿準備中としていたが、eLifeに発表した。小胞体関連分解において、基質は小胞体膜貫通タンパク質複合体を通って小胞体から細胞質へ逆行輸送される。この複合体のコンポーネントはDerlin1/2/3やHerp1/2のようにファミリーを形成していることが多く、役割分担が不明であった。そこで例外的に相同性組換え効率が高いニワトリDT40細胞を用いて遺伝子破壊を行った。その結果、Derlin2/3とHerp1/2はそれぞれ機能的に重複しており、SEL1Lを必要とする小胞体関連分解基質はDerlin2もしくはDerlin3およびHerp1もしくはHerp2を必要とするという新規則を見出してCSFに発表した。細胞間コミュニケーションにとって極めて重要な分泌タンパク質や膜タンパク質が高次構造を形成する小胞体に、構造異常タンパク質が蓄積すると2つのメカニズムが駆動し、対処する。研究代表者の長年に亘る研究から、構造異常タンパク質の量をモニターして対応するのが小胞体ストレス応答であり、構造異常タンパク質の質をモニターして対応するのが小胞体関連分解であると考えている。後者の場合、細胞にとって極めて有害な構造異常タンパク質が出現すると、通常の手順を踏まずに強制分解する。
穀物種子の嫌気発芽過程におけるデンプン分解機構の解析

わが国の主要穀物であるイネの生理学上の特徴として、発芽時における嫌気耐性があげられる。イネ等のデンプン性種子においては、胚乳に蓄えられた貯蔵デンプンを分解し、ショ糖のかたちで胚組織に転流し、発芽の際のエネルギー源としている。このデンプンの分解に関与する酵素としては、α-アミラーゼ以外にも、β-アミラーゼ(β-amylase)、枝切り酵素(debranching enzyme)、マルターゼ(maltaseまたはα-glucosidase)等の関与が考えられ、それらの協調的な作用により、デンプンは効率良く分解される。本研究では、好気・嫌気発芽条件下において種子貯蔵デンプン分解機構に関する徹底的な解析を行った。解析の結果、発芽時における各々の酵素の動態について以下のことが明らかとなった。α-アミラーゼ:好気条件下においてde novo合成されるが、無酸素条件下においてはイネのみで発現する。β-アミラーゼ:オオムギ・コムギではすでに乾燥種子において存在するが、イネではde novo合成される。枝切り酵素ならびにマルターゼ:イネでは乾燥種子にすでに存在しているが、オオムギ・コムギではde novo合成される。また、無酵素条件下においては、イネのみで検出される。発芽種子におけるデンプン分解という「普遍的」とも思われる現象であるが、イネ、コムギ、オオムギを比較すると、当初の予想と異なり、個々の酵素の発現様式に顕著な差異が見られることが明らかとなった。一般的に、コムギとオオムギでの発現様式に関しては、β-アミラーゼのプロセシング等に差異がみられた他は殆ど共通の機構で制御されていると予想ができた。しかし、イネのそれは、ムギ類と殆ど正反対の挙動を示していた。水性・陸生植物の違いもあり、嫌気条件下において、イネと麦類の発芽能力には大きな隔たりが観察できるが、デンプン分解酵素の発現という点でもその差異が例証されたことになる。このデンプンの分解に関与する酵素として、α-アミラーゼ(α-アミラーゼ)、β-アミラーゼ(β-amylase)、枝切り酵素(debranching enzyme)、マルターゼ(maltaseまたはα-glucosidase)等の関与により、デンプンは効率良く分解される。これらデンプン分解酵素群が嫌気的発芽条件下においてどのように相互作用し、協調作用を示すかという研究については、国内外を問わずほとんど存在せず、上記視点における系統的な研究解析が今後必須と考えられる。本研究は、好気・嫌気発芽条件下において種子貯蔵デンプン分解機構に関する徹底的な解析を行うものである。1.α-アミラーゼ:トランスジェニック・イネを用いたα-アミラーゼ遺伝子の発現調節の解析を行い、ホルモン依存性ならびに組織特異性シス配列について解析した。α-アミラーゼ酵素・遺伝子の研究のための抗体、cDNA、遺伝子等はすべて準備した。2.β-アミラーゼ:イネβ-アミラーゼ遺伝子のクローニングを行い、これを用いて生合成に関する研究を行い、イネはオオムギ・コムギと異なり、β-アミラーゼが発芽時にde novo合成されることを明らかにした。イネではβ-アミラーゼ欠損型の正常品種が数多く存在する。抗体とcDNAを用いた解析の結果、欠損型品種ではmRNAの合成に異常があることを明らかにした。

3.枝切り酵素・マルターゼ:酵素活性と抗体(枝切り酵素のみ)を用いた解析によって、イネはオオムギ・コムギと異なり、両酵素が乾燥種子中に活性型で存在することを明らかにした。イネ枝切り酵素のcDNAクローニングに成功した。わが国の主要穀物であるイネの生理学上の特徴として、発芽時における嫌気耐性があげられる。イネ等のデンプン性種子においては、胚乳に蓄えられた貯蔵デンプンを分解し、ショ糖のかたちで胚組織に転流し、発芽の際のエネルギー源としている。このデンプンの分解に関与する酵素としては、α-アミラーゼ以外にも、β-アミラーゼ(β-amylase)、枝切り酵素(debranching enzyme)、マルターゼ(maltaseまたはα-glucosidase)等の関与が考えられ、それらの協調的な作用により、デンプンは効率良く分解される。本研究では、好気・嫌気発芽条件下において種子貯蔵デンプン分解機構に関する徹底的な解析を行った。解析の結果、発芽時における各々の酵素の動態について以下のことが明らかとなった。α-アミラーゼ:好気条件下においてde novo合成されるが、無酸素条件下においてはイネのみで発現する。β-アミラーゼ:オオムギ・コムギではすでに乾燥種子において存在するが、イネではde novo合成される。枝切り酵素ならびにマルターゼ:イネでは乾燥種子にすでに存在しているが、オオムギ・コムギではde novo合成される。また、無酸素条件下においては、イネのみで検出される。発芽種子におけるデンプン分解という「普遍的」とも思われる現象であるが、イネ、コムギ、オオムギを比較すると、当初の予想と異なり、個々の酵素の発現様式に顕著な差異が見られることが明らかとなった。一般的に、コムギとオオムギでの発現様式に関しては、β-アミラーゼのプロセシング等に差異がみられた他は殆ど共通の機構で制御されていると予想ができた。しかし、イネのそれは、ムギ類と殆ど正反対の挙動を示していた。水性・陸生植物の違いもあり、嫌気条件下において、イネと麦類の発芽能力には大きな隔たりが観察できるが、デンプン分解酵素の発現という点でもその差異が例証されたことになる。
学習者の挙動観測による学習集中度計測に関する研究

本年度は,学習者の顔表情から集中度計測をおこなうためのモデルの検討とその手法をCAI教材への組み込み方式について検討を行った.とくに、「CAI」教材への組み込みはCAI教材作成作成時にオーサリングツールが自動的に学習者挙動を観測しデータ取得する機能を持つようにした.・顔表情から集中度計測モデルの検討学習中の児童の表情ビデオ撮影を行い、教師(以後被験者)にそれを見せてアイカメラにより被験者の視線移動と発話(児童の学習態度に関するコメント)を記録する.被験者の学習者への視線移動と発話から、教師は学習者の視線移動が少ない時に学習に集中している判断するという結果がでている.・視線移動検出プログラム作成視線移動を検出プログラム開発を行っている.・オーサリングツールへの組み込みCAI教材が学習者の挙動観測を行えるように、オーサリングツールの仕様について検討を行い、学習者とCAI教材のインタラクションを観測記録する機能を我々が開発しているオーサリングツールにその機能を組み込んだ.このことによりCAI教材作成者は学習履歴や挙動観測を行うプログラムをCAI教材作成する度に行う必要はなくなった.本年度は,学習者の顔表情から集中度計測をおこなうためのモデルの検討とその手法をCAI教材への組み込み方式について検討を行った.とくに、「CAI」教材への組み込みはCAI教材作成作成時にオーサリングツールが自動的に学習者挙動を観測しデータ取得する機能を持つようにした.・顔表情から集中度計測モデルの検討学習中の児童の表情ビデオ撮影を行い、教師(以後被験者)にそれを見せてアイカメラにより被験者の視線移動と発話(児童の学習態度に関するコメント)を記録する.被験者の学習者への視線移動と発話から、教師は学習者の視線移動が少ない時に学習に集中している判断するという結果がでている.・視線移動検出プログラム作成視線移動を検出プログラム開発を行っている.・オーサリングツールへの組み込みCAI教材が学習者の挙動観測を行えるように、オーサリングツールの仕様について検討を行い、学習者とCAI教材のインタラクションを観測記録する機能を我々が開発しているオーサリングツールにその機能を組み込んだ.このことによりCAI教材作成者は学習履歴や挙動観測を行うプログラムをCAI教材作成する度に行う必要はなくなった.
放射線治療と免疫細胞治療の併用による革新的ながんの集学的治療の開発

ex vivoで大量培養したγδT細胞を、骨転移に対する放射線治療後に投与する臨床研究を実施した。前立腺癌に対する抗アンドロゲン治療を受けている患者では、γδT細胞の培養が困難であったが、治療群では病勢コントロールが得られた症例を認めた。γδT細胞は,γδT細胞受容体やNKG2D受容体を介してストレスを受けた細胞や腫瘍細胞を認識することが分子レベルで明らかになったこと,(2)骨粗籟症や高Ca血症治療薬であるアミノビスホスホネートとIL-2を用いてγδT細胞を培養増殖させることが可能になったこと,(3)アミノビスボスホネートにより増殖したγδT細胞が抗腫瘍活性を持っこと,などから,がんに対する免疫細胞治療への応用が期待されている。東京大学医学部付属病院22世紀医療センター免疫細胞治療学講座において,治療抵抗性の固形癌患者で,放射線治療の適応となる骨転移症例に対して放射線治療と活性化自己γδT細胞治療の併用治療の臨床研究を実施した。東京大学医学部倫理委員会の承認を得た後UMIN-CTRに登録を行ない,γδT細胞を用いた免疫細胞治療の臨床試験を実施した。放射線療法は3Gy/回,全10回。被験者から成分採血により単核球を採取し,ゾメタを用いてγδT細胞を増殖,活性化させ,1投与あたり1×109細胞(目標値)を静脈内投与(点滴注射)し(全8回)治療効果を検討する。1例の乳癌の骨転移,1例の前立腺癌の骨転移症例の4例に対して,末梢血の単核球を採取した後,アミノビスボスホネートとIL-2を用いてγδT細胞を培養し,免疫細胞治療に用いた。1例の乳癌患者の治療経過は良好で,腫瘍マーカーの低下を認めた。強い患者の希望と倫理委員会の承認を得て,経過良好な症例に関しては,2クール目の追加治療を実施した。再発,化学療法に抵抗性の患者に対する治療でありながら,重篤な有害事象を認めず,比較的低侵襲で治療効果が確認された。1例の肺癌患者は,治療開始後胸骨転移の疼痛が増悪したため,新しく保険適応になった分子標的薬の投与を試みるために治療を中止した。前立腺がん患者は現在治療継続中である。RadiationImmunology&Immunotherapyの確立を目指して、放射線治療と免疫細胞治療に関する基礎的検討と臨床研究を実施した。担癌マウスモデルを用いて、電子線照射が腫瘍と生体の免疫系に与える効果を検討した。腫瘍を取り巻く微小環境内では、Gr-1+CDllb+のmyeloid-derived suppressor cells(MDSC)と呼ばれる骨髄系の細胞が蓄積し、ケモカインによって制御されていることを明らかにした。B16メラノーマ皮下接種モデルに対して、抗原特異的なCTLを尾静脈から投与する免疫細胞治療モデルにおける放射線照射を検討した。CTL単独では明らかな抗腫瘍効果を得ることは困難であったが、放射線照射後にCTLを投与することにより腫瘍の増殖抑制効果が確認された。所属リンパ節と腫瘍内の浸潤リンパ球を解析し、CTLの頻度を解析したところ、放射線照射によって腫瘍内へのCTLの浸潤が増加したと考えられた。がん患者のγδT細胞も、健常者と同様に培養増殖させることに成功した。2例の乳癌の骨転移、3例の前立腺癌の骨転移症例の5例に対して、骨転移部位に対する放射線照射後に、末梢血の単核球を採取し、アミノビスホスホネートとIL-2を用いてγδT細胞を培養して、免疫細胞治療に用いた。前立腺癌症例1例では、γδT細胞の培養不良のため治療できなかった。再発、化学療法に抵抗性の患者に対する治療でありながら、重篤な有害事象を認めず、低侵襲で治療効果が確認された。
ケニアの農村部における就学前教育の実証研究

第一に、ケニアを始めとするアフリカ諸国における子ども像、就学前教育、子育て方法、親子関係、就学前教育政策について関連文献を収集し、先行研究をレビューした。第一回目現地調査を実施することができた。ナロック県にある政府系のA小学校付属の幼稚園を視察し授業観察を行った。また教師たちへのインタビューを実施し、新カリキュラム導入状況を確認し、新しい教科書とカリキュラムがすべて手元に届いていないこと、教材不足であることを確認した。当初は、村の学校の教師へのインタビューを計画していたが、A小学校において、幼稚園の親たちとの面談に参加することができたため、この機会を利用して15名への親たちへのインタビューを実施することができた。この調査結果は分析して、4月17にサンフランシスコで開催されるアメリカ比較教育学会で口頭発表する予定でいる。ナイロビ市内でもケニヤッタ大学内にある小学校付属の幼稚園を視察し幼稚園教師2名にインタビューすることが出来た。2018年9月1日より1年間の予定で、シドニー大学人文学部教育社会福祉学科に客員研究員として所属し、就学前教育研究を専門とするフェネッチ准教授の指導により、子ども像「The Image of Child」論について研究を深め、途上国における就学前教育について文献レビューを行い、研究理論の構築に努めている。4月20日現在、世界的に署名な学術書の出版会社である、Routledgeに提出する出版予定の書籍の校正に取り組んでいる。シドニー大学に提出した博士論文を書籍化することで契約を締結しているものである。加えて、特別研究員としての第二年度の調査研究の準備を進めているところである。初年度は、ケニアを始めとするアフリカ諸国における子ども像、就学前教育、子育て方法、親子関係、母親学級、について関連文献を収集し、先行研究をレビューした。2018年9月1日よりシドニー大学人文学部教育社会福祉学科に客員研究員として所属し、就学前教育研究を専門とするフェネッチ准教授のもとで、子ども像「The Image of Child」論について研究を深め、インタビュー調査の質問項目を作成することができたのは大きな進展と言える。加えて、アフリカにおける就学前教育について文献レビューを行い、研究理論の枠組みがほぼ完成した。これに基づいて、初年度に、ケニアにおいて事前調査(2018年8月)と第一調査(2019年2月)が実施でき、その調査結果を2つの国際学会(オセアニア比較教育学会、北米比較教育学会)で発表できたことにより、同分野の研究者と広く意見交換ができたことは評価できる点である。これらの意見交換の結果や助言は、2年度目のフィールドワークと調査結果の分析に大いに役に立つと考える。加えて、今回の就学前教育をテーマとした研究により、ケニヤッタ大学の同分野の研究者や政府関係者ともネットワークが広がり、今後の研究の広がりに期待が出来る。また、2019年には、単著本が出版される予定であり、これは、国際比較教育研究に貢献するものと確信している。2年目では、就学前教育や子育て支援事業を実施する教育委員会、幼稚園、自治体、社会福祉団体にインタビュー調査を行い、就学前教育や子育て支援事業の目的やあり方、活動内容、子育て支援の在り方について調査する。また、保護者に対するインタビュー調査を行い、就学前教育に対する個人的・社会的意義の意味づけ、乳幼児の発達観、子ども像、理想的な親子間、育児観について、当事者の生の声を得ることに努める。両者の認識の類似点と相違点を明らかにする。1年目に得られた政策担当者や研究者へのインタビュー調査の分析結果と2年目に運営者や保護者に対して行ったインタビュー調査の分析結果を、日本比較教育学会、英国教育学会、アフリカ学会等で発表し知見の共有を図る。調査研究報告書の作成と、国内外の学術誌(Comparative Education等)への投稿を行うことにより研究の妥当性を問う。

2018年9月1日よりシドニー大学人文学部教育社会福祉学科に客員研究員として所属し、就学前教育研究を専門とするフェネッチ准教授のもとで、子ども像「The Image of Child」論について研究を深め、インタビュー調査の質問項目を作成することができたのは大きな進展と言える。加えて、アフリカにおける就学前教育について文献レビューを行い、研究理論の枠組みがほぼ完成した。これに基づいて、初年度に、ケニアにおいて事前調査(2018年8月)と第一調査(2019年2月)が実施でき、その調査結果を2つの国際学会(オセアニア比較教育学会、北米比較教育学会)で発表できたことにより、同分野の研究者と広く意見交換ができたことは評価できる点である。これらの意見交換の結果や助言は、2年度目のフィールドワークと調査結果の分析に大いに役に立つと考える。加えて、今回の就学前教育をテーマとした研究により、ケニヤッタ大学の同分野の研究者や政府関係者ともネットワークが広がり、今後の研究の広がりに期待が出来る。また、2019年には、単著本が出版される予定であり、これは、国際比較教育研究に貢献するものと確信している。2年目では、就学前教育や子育て支援事業を実施する教育委員会、幼稚園、自治体、社会福祉団体にインタビュー調査を行い、就学前教育や子育て支援事業の目的やあり方、活動内容、子育て支援の在り方について調査する。また、保護者に対するインタビュー調査を行い、就学前教育に対する個人的・社会的意義の意味づけ、乳幼児の発達観、子ども像、理想的な親子間、育児観について、当事者の生の声を得ることに努める。両者の認識の類似点と相違点を明らかにする。1年目に得られた政策担当者や研究者へのインタビュー調査の分析結果と2年目に運営者や保護者に対して行ったインタビュー調査の分析結果を、日本比較教育学会、英国教育学会、アフリカ学会等で発表し知見の共有を図る。調査研究報告書の作成と、国内外の学術誌(Comparative Education等)への投稿を行うことにより研究の妥当性を問う。
中性子捕捉治療のための次世代DDS型ホウ素ナノカプセルの開発

本年度は、21年度までに明らかにしてきたホウ素ナノカプセルの生体内挙動および各臓器内ホウ素蓄積濃度の時間依存的な変化に関するデータを基に、22年度では、研究計画期間内に実験が行えなかった原子炉での中性子照射実験を中心に行った。本研究期間を含め過去3年間日本原子力研究機構の原子炉(JRR4)ならびに京都大学原子炉実験所の原子炉(KUR)が燃料などの運搬および燃料棒の不具合の問題からいずれも稼働してなかったが、22年6月より稼働したことから主に腫瘍移植マウスを用いたモデル動物への中性子照射実験を行った。その結果、非常に高い抗腫瘍効果が得られた。ホウ素ナノカプセルを100mg/kg,30mg/kgのホウ素濃度で投与したマウスだけでなく、15mg/kg投与したマウスでも、ほぼ100%の中性子照射マウスで、腫瘍の委縮が1週間後に見られ、照射2週間後には、腫瘍が完全に消失した。また、21年度に開発に成功したホウ素ナノカプセルに修飾できるよう長鎖炭素鎖を導入したプロトポルフィリンIX(PP9)を用いて、ホウ素ナノデバイス化に行い、腫瘍移植マウスを用いたモデル動物への半導体レーザーを用いた光線力学療法を行ったところ、非常に高い抗腫瘍効果が得られた。さらに、このプロトポルフィリン融合ホウ素ナノデバイスを用いて、中性子捕捉治療効果を検討したところ、非常に高い抗腫瘍効果が得られた。本研究成果は、光線力学療法(PDT)と中性子捕捉療法の複合治療を動物レベルで初めて成功したものであり、この複合療法の有用性を示した初めての研究例である。今後、実用化に向けた検討を進めたい。本年度は主にホウ素ナノカプセルの生体内挙動を明らかにすることを重点に置き研究を進めた。まず、ホウ素ナノカプセルの細胞内取り込みと分布の時間変化追跡であるが、PKH蛍光脂質を用いてポストインサーション法にてホウ素ナノカプセルを蛍光ラベル化し、細胞レベルでの分布を調べた。その結果、細胞質にエンドサイトーシスにより取り込まれることを明らかにした。一方、申請者らは新たに蛍光物質結合型ホウ素脂質を開発し、これを用いてホウ素ナノカプセルへのポストインサーションを検討した結果、大腸がん移植マウスにおいて、腫瘍内に蛍光が見られたことから、生体内でのホウ素ナノカプセルの分布追跡および代謝追跡に有用であることが示唆された。さらに、申請者らは、高濃度ホウ素デリバリーのために、ナノカプセル内へのホウ素薬剤内封について検討するために、ホウ素薬剤の可視化法を新たに開発した。ホウ素薬剤にアルキン部位を導入することにより、蛍光標識アジドとのクリック反応を行うことで可視化することにした。その結果、細胞内でのホウ素クラスター含有アルキンとのクリック反応に初めて成功し、ホウ素薬剤の細胞内での可視化に成功した。そして、ホウ素薬剤が核内に集積することを明らかにした。また、ホウ素ナノカプセルのポルフィリン修飾法について、その基礎的研究を行った。プロトポルフィリンIX(PP9)に対して、ホウ素ナノカプセルに修飾できるよう長鎖炭素鎖の導入に成功した。さらに、PP9に対して、ホウ素薬剤の導入にも成功した。これらのポルフィリン薬剤をヒトがん細胞に曝露したのち、光照射を行ったところ、非常に高い殺細胞効果が見られた。これらのポルフィリン脂質を用いてリポソームへのポストインサーション法の開発に成功した。本研究成果は、光線力学療法(PDT)と中性子捕捉療法の複合治療の可能性を提唱するものである。
脳虚血急性期におけるグルタミン酸受容体サブタイプによる細胞応答の差異

転写因子CREBは、脳内に豊富に発現し、記憶、神経可塑性、細胞生存など幅広い神経機能、或いは病態に関与する。Salt-inducible kinase 2(SIK2)、CREB-specific coactivatorであるtransducer of regulated CREB activity 1(TORC1/ CRTC1)が神経細胞に豊富に発現し、SIK2はCREBを介した遺伝子発現を抑制している。大脳皮質神経細胞において、脳虚血時にはCaMK1/ 4の活性化により、SIK2が分解され、TORC1-CREBを介し下流の神経保護因子の発現を誘導する新規シグナル経路を世界で始めて同定(Neuron誌に報告)。脳虚血時神経細胞においてはNMDA受容体を介したCa^<2+>流入が重要であるが、特に今回我々が明らかとした経路は、脳虚血の内因性保護シグナル、或いはsynaptic NMDA受容体(主にNR2A-containing NMDA受容体)を介した神経保護シグナルに関与していた。更にSIK2遺伝子欠損マウスを作製して検討したところ、SIK2KOマウスでの神経細胞生存促進効果、脳梗塞サイズ縮小を認めた。本研究は、従来のCREB Ser133の重要性の加え、SIK2によるTORC1-CREBシグナルの重要性も示され、これらを標的とした治療が、脳梗塞、神経変性疾患に対し有効な治療法に繋がりうる可能性を示唆しうる。Ca-グルタミン酸仮説のもと、動物実験でNMDA型グルタミン酸受容体が有力視され、治験がなされたが、臨床的には有効な結果は得られなかった。その原因として、近年、グルタミン酸受容体のサブタイプの違い、特にNR2subunitの違いがその後の細胞生/死の決定に深く関与することが示唆されている。本研究にてまずIn vitroにおいて虚血耐性現象を検討する系(45分非致死的刺激(OGD)→24時間後に3時間の致死的刺激(OGD))を確立し、NR2A, NR2Bの関与を検討した。NVP-AAM077によるNR2A選択的阻害は虚血耐性を消失させ、Bicuculline+4-aminopridineによるNR2A活性化は虚血耐性を誘導した。又、NR2Aの下流シグナルとして、CREB活性をCRE-lucreporterを用いたluciferase assayを施行し検討したところ、CREBが虚血耐性誘導に必要かつ十分であり、その神経保護効果もCREB依存的なBDNF発現誘導であることも示した。また、非致死的(OGD)刺激は、致死的なH_2O_2などの酸化ストレス、致死的なグルタミン酸刺激(クロストレランス)を誘導し得ることも明らかとした。この様に虚血耐性誘導にNR2A-CREB-BDNFシグナルが重要な役割を果たしていることが証明されたため、下記論文に報告した。一方3時間の致死的虚血にてNR2B選択的阻害薬(Ro256981)投与は、強い神経細胞保護効果を示し、現在in vitroでの分子メカニズムの解明と、in vivoにおいてより人の脳梗塞に近いラット永久閉塞モデルを用いて、検討している。この様に、非致死的虚血、致死的虚血両者に多様なグルタミン酸受容体のサブタイプの違いが重要であることが示唆され、治療を考えた上で極めて重要であり、今後更なる検討を進めていく。
カリクサレンを骨格とした光学活性な超分子の創成とＳＰｒｉｎｇ－８を用いた構造解析

本研究の目的は、カリクサレン分子を基に単分散な正多面体構造をもったミセル粒子、キラル増幅能がある有機ゲル化剤など合成し、その構造に関して、放射光を用いて解析し、構造と物性の相関を調べることである。本年度は、カリクサレン系ミセル以外での単分散ミセルを探索し、一般系のミセルにおいてもその親水部に非常に嵩高い親水性基を導入すると、単分散でかつプラトンの正多面体の頂点数に会合数が一致するプラトニックミセル性を示すことを見出した。この系においてミセル構造を固定化することを試みた結果、ミセルの疎水部に二官能性疎水性モノマーを添加し、重合反応を実行することでミセル構造を鋳型にした新たな粒子を調製可能であることを見出した。その粒子構造体の内部構造については小角X線散乱法に基づいて評価し、その粒子の単分散性について検討を行った。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、calix[4]areneを基体として、単分散なミセル粒子、正多面体構造をもった粒子、キラル増幅能がある有機ゲル化剤などを合成し、その構造に関して、放射光を用いて解析し、構造と物性の相関を調べることである。本年度は、北九大の研究室で行ってきたカリクサレン系の単分散ミセルのアルキル鎖に重合性の官能基を導入して、単分散のミセルの形状を固定することを試みた。アクリレート系の重合性官能基を導入しようとした際に、目的生成物を得る前に重合が進行してしまう問題が起きてしまったため、比較的容易に導入可能な重合性の低いビニル基を付加したカリクサレン系脂質の合成を行い、目的生成物を得ることができた。得られた脂質が水溶液中で形成するミセルが単分散であることをSPring-8における小角X線散乱測定や流動分画ー多角度光散乱測定によって明らかにし、これまで我々の研究室で見出してきたプラトニックミセルと同様のミセルが形成されていることを確認した。続いて、得られたミセルの疎水性コアに多チオール基含有化合物を内包させ、UVを利用したチオール-エン反応によるプラトニックミセル構造の固定化について検討している。アクリレート系の重合性官能基をカリクサレン系脂質の疎水部に導入使用とした際、反応途中でモノマー部位において重合が進行してしまい、目的生成物の合成が困難であった。しかし、ミセル固定化の戦略を重合法からクロスリンク法に変更することで、その目的生成物の合成を容易にし、その生成物が形成するミセルの構造解析を行うことができた。本研究の目的は、カリクサレン分子を基に、単分散なミセル粒子、正多面体構造をもった粒子、キラル増幅能がある有機ゲル化剤などを合成し、その構造に関して、放射光を用いて解析し、構造と物性の相関を調べることである。本年度は、単分散ミセルの構造固定化の最適化を試みた。これまでにクロスリンク反応によりミセルコアの構造固定化を試みてきたが、カリクサレン系化合物の構造が複雑なために反応が思うように進行しないといった問題が生じた。そのため、カリクサレン系以外の単分散ミセルを探索し、そのミセルの構造固定化を試みることとした。これまでに従来の脂質分子の類似構造体にポリエチレングリコールを親水基として付加すると、カリクサレン系ミセルで得られたような単分散なプラトニックミセルを得ることを見出した。続いて、得られたミセルの疎水性コアに重合官能基およびビニル基を導入し、クロスリンク反応によるプラトニックミセル構造の固定化について検討している。カリクサレン系ミセルを用いてミセル固定化を行った際、その構造の複雑性から反応が思うように進行しなかった。しかし、最近従来の脂質分子の類似構造体に親水性ポリマーを付加したものを合成し、そのミセルのキャラクタリゼーションを行ったところ、単分散なプラトニックミセルが形成されることを見出した。この新たな系は構造が非常にシンプルなので様々な重合性官能基を容易に導入することができる。現在、その目的物の合成に取り組んでおり、同時にミセル構造解析を進めている。ビニル基を疎水部に有するカリクサレン系ミセル構造の固定化をクロスリンク法を用いて検討する。また、新規に生体との相互作用が期待できる糖鎖を修飾したカリクサレン系脂質の合成を試みる。特に、β1,3グルカンの二糖を親水基として修飾して、免疫細胞への親和性を付与できるか検討をする。

これが出来れば、選択的なDDSへの応用が可能となる。糖鎖を付与したミセルの構造は引き続き、SPring-8などの放射光での構造解析を行い、さらに、クライオTEMによる3次元像の再構築にも挑戦する。また、ミセルの大きさや構造と細胞取り込みの関係も調べる。このパイロット機能を有するミセルと上記のミセル構造の固定化の技術を組み合わせることで、これまでにない新たなDDSキャリアの創製が可能となる。重合性官能基やビニル基を疎水部に有する新規脂質分子が形成するミセル構造の固定化を検討する。また、親水基に糖鎖やDNAを修飾した脂質の合成を試み、プラトニック構造形成を利用して糖鎖やDNAを粒子表面上に規則正しく配列することを検討する。これが出来れば、糖鎖ーレセプターのアフィニティの向上や疑似ウイルス粒子の創製技術につながり、これまでにない新たなDDSキャリアの分子設計指針を提案できる。29年度が最終年度であるため、記入しない。
IL-1受容体I型類似のST2遺伝子産物の機能解析

ST2遺伝子は、選択的スプライスングにより、分泌型のST2と受容体型のST2Lを産生する。ST2Lの構造はIL-1受容体I型に最も似ている。ヒト白血病細胞株UT-7から抽出した総RNAを用いて5'-RACEを行ったところ、報告にない5'非翻訳領域を持つST2cDNAクローンを得た。その塩基配列をもとにETCL-PCR法で新たなプロモーター領域約1-kbをクローニングした。既報のプロモーター領域が下流に、新たなプロモーター領域が上流に位置し、その間は8-kb以上離れていた。新たにクローニングしたプロモーター領域には、転写因子GATA-1の認識配列が4カ所あり、そのうちの2カ所はマウスST2遺伝子でも保存されていた。ST2遺伝子の転写開始点を5'-RACE法で調べたところ、UT-7は上流および下流のプロモーター領域に複数の転写開始点を認めた。しかし、TM12では特定の部位から転写が始まっていた。RT-PCR法での探索で、UT-7は主に上流のプロモーターを使い、ST2mRNAとST2LmRNAをともに発現していたが、ヒト線維芽細胞株TM12は下流のプロモーターを用いたST2mRNAしか発現していなかった。TM12を血清飢餓状態で増殖を停止させ、血清を添加後のST2遺伝子の発現を調べると血清添加6時間後に下流のプロモーターを使ってのST2mRNAが28倍に増加した。しかし、上流のプロモーターを使ったST2mRNAは認められず、ST2LmRNAも検出されなかった。ヒトST2に対するモノクローナル抗体の作成は継続中である。ST2およびST2Lを発現していることが明らかにされているヒト造血系癌細胞UT-7の培養液中に8種類の抗ヒトST2モノクローナル抗体である1B2、D12、E7、E9、F6、G1、G2およびG7を加え、WST-1 assayでUT-7細胞の増殖速度を調べたが、明らかな変化を認めなかった。また、光学顕微鏡で見る限り形態上の変化も見られなかった。UT-7細胞を上記の抗ヒトST2モノクローナル抗体を用いて蛍光免疫染色し、FACSにより、染色される細胞と染色されない細胞の選別を試みたが、すべての細胞が染まってしまった。したがって、UT-7細胞を抗ヒトST2モノクローナル抗体と蛍光色素ヨウ化プロピジウムで二重染色し、細胞周期とST2Lの発現の関係を調べようとしたが、細胞周期のどの時期においてもST2Lが発現しているような結果となった。当講座で新たな抗ヒトST2モノクローナル抗体の作製を試みており、そのうちの1つのハイブリドーマの上清をヒト線維芽細胞株TM12の培養液中に加えたところ、TM12の増殖速度が高まる可能性を示唆する結果が得られた。マウスおよびラットのST2遺伝子には2つのプロモーターが存在すると報告された。そこで、UT-7から抽出した総RNAを用いて、5'-RACEを行ったところ、いままでに報告されていない5'非翻訳領域を持つST2cDNAクローンが得られた。その塩基配列を元にETCL-PCR法でプロモーター領域約1-kbをクローニングした。既報のものが下流のプロモーター領域であり、新たにクローニングしたのが上流のプロモーター領域であることを確認した。RT-PCR法で調べたところ、UT-7ではST2mRNAとST2LmRNAの発現には主に上流のプロモーターが使用されていたが、TM12では下流のプロモーターを用いたST2mRNAの発現しか認めなかった。

その塩基配列をもとにETCL-PCR法で新たなプロモーター領域約1-kbをクローニングした。既報のプロモーター領域が下流に、新たなプロモーター領域が上流に位置し、その間は8-kb以上離れていた。新たにクローニングしたプロモーター領域には、転写因子GATA-1の認識配列が4カ所あり、そのうちの2カ所はマウスST2遺伝子でも保存されていた。ST2遺伝子の転写開始点を5'-RACE法で調べたところ、UT-7は上流および下流のプロモーター領域に複数の転写開始点を認めた。しかし、TM12では特定の部位から転写が始まっていた。RT-PCR法での探索で、UT-7は主に上流のプロモーターを使い、ST2mRNAとST2LmRNAをともに発現していたが、ヒト線維芽細胞株TM12は下流のプロモーターを用いたST2mRNAしか発現していなかった。TM12を血清飢餓状態で増殖を停止させ、血清を添加後のST2遺伝子の発現を調べると、血清添加6時間後に下流のプロモーターを使ってのST2mRNAが28倍に増加した。しかし、上流のプロモーターを使ったST2mRNAは認められず、ST2LmRNAも検出されなかった。ヒトST2に対するモノクローナル抗体の作成は継続中である。
創傷治癒過程における複合脂質代謝変動の基礎的研究

ヒトおよびマウスを用いて胎児期の皮膚脂質の変化を検討した。ヒトでは14週から28週までの胎生期と、新生児、成人とで比較検討したところ、10週代から20週代にかけて遊離脂肪酸、スクアレンの減少が認められ、同時にセラミド、エステルセレブロシド、コレステロール硫酸が出現していた。新生児、成人と比較するとコレステロールエステルは妊娠中期の発生段階に特有の脂質であることが明らかになった。マウスではコレステロール硫酸に着目しその合成、分解酵素の発現時期と、表皮細胞分化の指標とされているトランスグルタミナーゼ活性を比較したところ、妊娠の後期16日付近に合成、分解両酵素のピークが認められ、特に合成酵素は著しい変動を示した。組織学的に見てみると胎生16日目には表皮は厚く4-5層の構造になり、コレステロール硫酸は表皮細胞分化の新たなマーカー酵素ある可能性が高いと思われた。最後に創傷治癒異常の病態のひとつであるケロイドの分析では、ケロイド表皮が正常部分と比較して肥厚していることが組織学的に確認できた。脂質分析を同一の固体で行なったところ、スクワレンやトリグリセリドが正常部分と比較して有意に減少し、逆に遊離脂肪酸はケロイドで高濃度になっていることが示された。極性脂質のうちコレステロール硫酸に関しては明らかにケロイド表皮において含量が少なかった。スクワレンやトリグリセリドの減少は皮脂腺が欠如していることを反映しているものと思われるが、皮脂腺由来の脂肪のフィルムの欠如が表皮の肥厚をもたらしている可能性については、現在までそのようなモデルや疾患は知られておらず、表皮の脂質代謝を考えるうえで新しい疾患モデルである可能性が示された。1、ヒト胎児で20週令から30週令の表皮脂質を一定重量あたり定量し、コレステロールとコレステロール硫酸およびコレステロールエステルの成分比を求めると、成人表皮と比較して、コレステロール硫酸、コレステロールエステルの比が増加していることが認められた。ヒト胎児では24週以後に急速に表皮の分化が進行すると言われているが、コレステロールの硫酸化、エステル化がこの時期に認められたことで、胎児期の表皮細胞の分化にコレステロールの代謝変化が関与していることが示唆された。文献的には胎生19週までのデータしか報告されておらず新しい分析結果である。2、ヒト皮膚のコレステロール硫酸の含量を表皮と真皮とで比較したところ、表皮には真皮の100倍近い濃度で存在していた。また硫酸基転移酵素活性はCytosole分画にあり、至適ph、温度、金属イオンによる阻害の程度などの性質も検討できた。3、妊娠マウスを用いた胎児期における皮膚の硫酸基転移酵素活性を在胎日数14日、16日、出生後3日、大人のマウスで測定したところ、出産直前に急激な酵素活性の増加が認められ、出生後急激に低下する現象が明らかになった。現在光顕および電顕的にマウス皮膚の分化度とこの酵素活性の相関を検討しているところである。4、ヒト瘢痕組織表皮の脂質分析から、瘢痕表皮にはガングリオシドが正常皮膚表皮の20倍近い高濃度で存在していることがわかり、現在モノクロナル抗体を用いてその局在を確認している所である。創傷治癒過程において、細胞の膜の構造が変化することが示唆された。1、胎生期の脂質分析昨年度は胎生20週以後の検体で検討したが、今回14週から20週までの検体と、新生児期を加え検討したところ、胎生期の20週を過ぎて角化がさかんになるとコレステロールの誘導体であるコレステロール硫酸、コレステロールエステルが増加し、セラミドも分子種が多く発現してくることが明らかとなった。2、マウス胎生期の組織学的検討ならびに脂質分析胎生16日目を境に活発な表皮の分化がおこることが明らかになったが、脂質分析では胎生14日目から15日目にかけてアシルセラミドとアシルセレブロシド、コレステロール硫酸が出現している。3、ケロイド組織の表皮の肥厚と脂質分析

同一人物で肥厚性瘢痕の近傍から正常皮膚の対象が得られた12検体の比較おこなったところ1%の危険率で有意差をもってケロイド表皮が肥厚していた。脂質分析から分かったことはスクワレン、ステロールエステル、トリグリセリドが正常表皮で高濃度になっていること、また逆に遊離脂肪酸はケロイドで高濃度になっていることであった。スクワレン、ステロールエステル、トリグリセリド、遊離脂肪酸に関しては統計学的検討を加えたところ上の有意差が認められた。極性脂質のうちコレステロール硫酸に関しては明らかにケロイド表皮において含量が少なかった。スクワレン、ステロールエステル、トリグリセリドが正常表皮で高濃度になっていたことは皮脂腺による皮膚表面脂質の影響が大きいと推測される。今後創傷治癒における皮膚表面脂質の役割について検討してゆく方針である。
足跡化石コレクションの構築と児童生徒が創造的，探究的に学習できる展示の開発

2018年度は足跡化石資料の収集と資料のデータベース化,展示開発を実施した。米国ユタ州での資料収集調査によって,恐竜類,翼竜類,哺乳類など19点の足跡化石レプリカ資料を収集した。また,ユタ州モアブ近郊の足跡化石産地を調査し,肉食恐竜の足跡化石をトレースし,足跡化石産地周辺の地層について地質柱状図にまとめた。国内では岩手県北上市でアケボノゾウの足跡化石1点,東京都日野市でアケボノゾウの足跡化石2点,タマシフゾウの足跡化石2点,野尻湖ナウマンゾウ博物館でナウマンゾウの足跡化石1点のレプリカを作成した。これらの資料を横須賀市自然・人文博物館古生物資料として登録した。また,野毛山動物園にてキリンやダチョウなど現生動物の足型資料14点のレプリカを作成した。2017年度と合わせて83点の資料が蓄積されたことになる。収集した足跡化石資料の撮影とデータベース化を行い,ウェブサイトで公開する準備を進めた。一連の足跡化石である歩行跡から動物の歩行速度を見積もる方法について,計算を用いない簡略化した手法を開発した。この手法用いて,神奈川県立横須賀高校の1学年の生徒5人に探究活動を実施させた。従来の手法より,高校生が適切に動物の歩行速度を見積もることができることを明らかにした。SfM/MVSを用いて足跡化石資料の一部を3Dデータ化した。タブレット端末を用いた展示への応用を検討中である。足跡資料83点の収集が完了したが,目標とする100点には届かなかった。一方,予定よりも早く資料の撮影,データベース化が進み,ウェブサイトでの公開やカタログ出版の準備が整いつつある。展示物開発も予定より早く進行している。簡略化した動物の歩行速度の見積もり方法や,足跡化石3Dデータの展示物としての有効性を検討中である。また,展示物開発の基礎資料として,前年度の足跡化石産地調査の成果が論文として出版された。【2019年度】引き続き足跡化石資料の収集を継続し,2019年度に目標とする足跡資料100点の収集を完了する。ウェブサイトと『横須賀市博資料集』による資料の公開の準備を進める。児童生徒が主体的に学習できる展示物の開発を継続する。特に申請書では計画していなかった,VRを用いた足跡化石展示法の開発を試みる。足跡化石を素材とした高校生の探究活動の実施や,児童対象の博物館イベントを開催し,児童生徒の興味関心の傾向や探究方法を分析する。2020年度に実施予定の展示会を企画立案する。【2020年度】足跡化石データベースを横須賀市博ホームページにて公開する。『横須賀市博物館資料集』に資料カタログを掲載する。横須賀市博で足跡化石をテーマにした特別展示を開催する。来場者に対するアンケート調査を行い,児童生徒が探究的に学習できたかを評価する。米国ユタ州での資料収集調査によって,43点の足跡化石レプリカ資料を収集し,横須賀市自然・人文博物館古生物資料として登録した。収集したのは恐竜類,カメ類,鳥類などの足跡化石である。さらに足跡化石を産出する三畳系上部チンレー層の地質調査を実施し,地層の岩相や古流向,断面形態などのデータを取得した。また,足跡化石資料を所有する国内機関で足跡化石レプリカ1点を作成した。スーパーサイエンスハイスクールに指定されている神奈川県立横須賀高等学校の学校設定科目『Principia I』にて,足跡化石を素材とした探究活動を1学年の生徒5人に実施させた。動物の歩行速度を一連の足跡化石である歩行跡から計算を試みさせ,高校生にとって歩行跡の計測や計算過程に困難な点があることを明らかにした。横須賀市博企画展示『実物のない展示会』(平成29年7月15日11月5日)で足跡化石資料を3点展示し,来場者へのアンケート調査を実施した。来場者の興味関心は,足跡化石資料より体化石資料のほうがやや高いことが明らかとなった。また,横須賀市博の小中学生対象のイベントにて足跡化石資料を観察させた。児童生徒の足跡化石に対する興味関心や思考力,理解度を調査した。カリフォルニア科学アカデミー(CAS,米国カリフォルニア州サンフランシスコ),セントジョージジョンソン農場恐竜発見足跡化石博物館(SGDS,米国ユタ州セントジョージ),モアブジャイアンツ恐竜博物館(MGL,米国ユタ州モアブ)を見学した。CASでは魅力的な展示手法について,SGDSとMGLでは足跡化石の展示法と足跡化石資料の収蔵状況について調査した。足跡化石は河成層や湖成層などの陸成層から産する。温帯の収束境界で発達する河成層から,古河川の断面形態や水文学的特徴を定量的に復元する手法を構築した。研究成果はSedimentary Geologyに掲載された。「概ね順調に進展している」と評価した。米国での足跡化石資料収集や博物館施設見学が予定どおり進んでいること,児童生徒を対象とした足跡化石を素材としたイベントや探究活動の実施を予定より早く開始していることが理由である。しかし,国内での足跡化石資料の収集は予定より遅れている。また,ユタ州モアブ近郊の足跡

化石産地を調査し,肉食恐竜の足跡化石をトレースし,足跡化石産地周辺の地層について地質柱状図にまとめた。国内では岩手県北上市でアケボノゾウの足跡化石1点,東京都日野市でアケボノゾウの足跡化石2点,タマシフゾウの足跡化石2点,野尻湖ナウマンゾウ博物館でナウマンゾウの足跡化石1点のレプリカを作成した。これらの資料を横須賀市自然・人文博物館古生物資料として登録した。また,野毛山動物園にてキリンやダチョウなど現生動物の足型資料14点のレプリカを作成した。2017年度と合わせて83点の資料が蓄積されたことになる。収集した足跡化石資料の撮影とデータベース化を行い,ウェブサイトで公開する準備を進めた。一連の足跡化石である歩行跡から動物の歩行速度を見積もる方法について,計算を用いない簡略化した手法を開発した。この手法用いて,神奈川県立横須賀高校の1学年の生徒5人に探究活動を実施させた。従来の手法より,高校生が適切に動物の歩行速度を見積もることができることを明らかにした。SfM/MVSを用いて足跡化石資料の一部を3Dデータ化した。タブレット端末を用いた展示への応用を検討中である。足跡資料83点の収集が完了したが,目標とする100点には届かなかった。一方,予定よりも早く資料の撮影,データベース化が進み,ウェブサイトでの公開やカタログ出版の準備が整いつつある。展示物開発も予定より早く進行している。簡略化した動物の歩行速度の見積もり方法や,足跡化石3Dデータの展示物としての有効性を検討中である。また,展示物開発の基礎資料として,前年度の足跡化石産地調査の成果が論文として出版された。【平成30年度】引き続き足跡化石資料の収集を国内・国外(米国)で実施するほか,動物園等で現生動物の足型資料を収集し,平成30年度に目標とする足跡化石資料100点の収集を完了する。足跡化石を素材とした高校生の探究活動の実施や,児童対象の博物館イベントの開催を継続し,児童生徒の興味関心の傾向や探究方法を分析する。【平成31年度】資料のデータベース化を進める。児童生徒が主体的に学習できる展示物と展示会を企画立案する。申請書では想定していなかった,足跡化石資料の3Dデータ化と展示方法の開発を試みる。【平成32年度】データベースを横須賀市博ホームページにて公開する。横須賀市博物館資料集にコレクションカタログを掲載する.横須賀市博で足跡化石をテーマにした特別展示を開催する。来場者に対するアンケート調査を行い,児童生徒が探究的に学習できたかを評価する。【2019年度】引き続き足跡化石資料の収集を継続し,2019年度に目標とする足跡資料100点の収集を完了する。ウェブサイトと『横須賀市博資料集』による資料の公開の準備を進める。