hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超高精細画像の高性能減色法およびスケーラブル伝送方式に関する研究

本研究では,文字画像と自然画像が混在した超高精細画像を対象とした高性能減色手法の検討と,色情報を段階的に伝送するスケーラブルな符号化方式の検討を行った.また,ディジタル画像データは複製が容易であるため,これを符号化伝送する際には著作権保護のための技術の導入が必須であると考え,電子透かし方式についても併せて検討を行った.まず,減色手法に関連して,平均値制限法によるディザ化画像の画質改善について検討を行った.平均値制限法は,輪郭強調と中間調表現を単一プロセスで行うことから,濃淡画像だけでなく,文字や線画を含む画像のディザ化に適しているが,中間調表現の画質は組織的ディザ法などに比べ不十分であった.従来の平均値制限法では,表示輝度を決定する際に,条件付輝度分布が一様分布に従うと仮定して閾値を求めていたが,本研究では,より実際の条件付輝度分布に近い確率分布モデルを使用することでディザ化画像の画質を改善できることを明らかにした.次に,伝送の初期段階における文字判読性を考慮した段階的伝送方式の検討を行った.従来の段階的伝送方式では,伝送の最終段階にならなければ文字や輪郭部分などの精細な部分の判別が困難であるという問題があった.そこで本研究では,伝送の前段で輝度情報を原画像の解像度まで伝送し,後段で色彩に関する情報を伝送する方式を検討した.色空間の変換法,伝送順序および符号化法の検討を行い,色空間の変換法としては可逆YUV色空間をもとにした視覚特性考慮型可逆色空間を提案した.伝送法としては,輝度情報はウェーブレット変換を行い最低帯域から順に伝送し,色彩情報はビットプレーンごとに伝送を行う方式を提案した.最後に,電子透かしに関する基礎検討として,隣接する複数のウェーブレット変換係数の大小関係をベクトルセットとして扱い透かしを埋め込むことで,画像の改ざんを検知する方法について検討を行った.本研究の目的は,超高精細画像を対象とした高性能減色手法の確立と,限定色表示手法を利用して色情報を段階的に伝送するスケーラブルな符号化方式を開発することにある.また,ディジタル画像データは複製が容易であるため,これを符号化伝送する際には著作権を保護するための技術の導入が必須であると考え,画像コンテンツに著作者の署名画像の情報を埋め込む電子透かし技術について検討を行っている.本年度は,まず,減色手法に関する基礎検討として,平均値制限法によるディザ化画像の画質改善について検討を行った.平均値制限法は,輪郭強調と中間調表現を単一プロセスで行うことから,濃淡画像だけでなく,テキストや線画を含む画像のディザ化に適している.しかしながら,中間調の表現は,組織的ディザ法や誤差拡散法に比べ不十分であった.従来の平均値制限法では,着目画素とその周辺の画素の輝度分布をこれらの画素値の平均値を中心とした一様分布と仮定し,この平均値とダイナミックレンジの比より閾値を求めて着目画素のオンオフを決定しているが,濃淡画像おいては,この輝度分布は一様分布よりもラプラス分布に近い分布となっている.本研究では,この点に着目し,輝度分布の近似にラプラス分布も用いることで,平均値制限法によるディザ化画像の画質を改善する手法について検討を行い,良好な結果を得た.また,電子透かしに関する基礎検討として,直交変換を利用した電子透かしにおけるデータ埋め込み法について検討を行い,「増減反転法」と「変化量保存法」の2手法を提案した.これらの手法を用いることで,透かし合成画像から正確に透かし情報を抽出することができる.本方式を用いて実験を行い,攻撃を受けていない場合には透かし合成画像から正しく透かしを抽出できることを確認し,従来方式との性能比較を行った.本研究では,文字画像と自然画像が混在した超高精細画像を対象とした高性能減色手法の検討と,色情報を段階的に伝送するスケーラブルな符号化方式の検討を行った.また,ディジタル画像データは複製が容易であるため,これを符号化伝送する際には著作権保護のための技術の導入が必須であると考え,電子透かし方式についても併せて検討を行った.まず,減色手法に関連して,平均値制限法によるディザ化画像の画質改善について検討を行った.平均値制限法は,輪郭強調と中間調表現を単一プロセスで行うことから,濃淡画像だけでなく,文字や線画を含む画像のディザ化に適しているが,中間調表現の画質は組織的ディザ法などに比べ不十分であった.従来の平均値制限法では,表示輝度を決定する際に,条件付輝度分布が一様分布に従うと仮定して閾値を求めていたが,本研究では,より実際の条件付輝度分布に近い確率分布モデルを使用することでディザ化画像の画質を改善できることを明らかにした.次に,伝送の初期段階における文字判読性を考慮した段階的伝送方式の検討を行った.従来の段階的伝送方式では,伝送の最終段階にならなければ文字や輪郭部分などの精細な部分の判別が困難であるという問題があった.そこで本研究では,伝送の前段で輝度情報を原画像の解像度まで伝送し,後段で色彩に関する情報を伝送する方式を検討した.色空間の変換法,伝送順序および符号化法の検討を行い,色空間の変換法としては可逆YUV色空間をもとにした視覚特性考慮型可逆色空間を提案した.伝送法としては,輝度情報はウェーブレット変換を行い最低帯域から順に伝送し,色彩情報はビットプレーンごとに伝送を行う方式を提案した.

最後に,電子透かしに関する基礎検討として,隣接する複数のウェーブレット変換係数の大小関係をベクトルセットとして扱い透かしを埋め込むことで,画像の改ざんを検知する方法について検討を行った.
市民参加の持続性と多様性をもたらすコミュニティ組織運営手法の開発

本年度の研究目的は、市民参加の持続性と多様性をもたらすコミュニティ組織運営手法として、Adultismに注目し、シナリオ提示によるAdultismの認知と変化可能性について検討し、組織運営手法を提案することであった。地域活動参加者と不参加者各200名に対しWEB調査を実施した。Adulismを含んだ3シナリオを提示し、その中の大人の適切性、若者尊重度、若者期待度、若者受容度、若者対等共有度を測定した。その結果、地域内活動組織数、地域愛着、近所づきあい、自治体への関心・満足感・効力感の6変数と、3シナリオの各評価(大人の適切性、若者尊重度、若者期待度、若者受容度、若者対等共有度)との間にすべて正の有意な相関が得られた。つまり、前述の6変数が高いほど、Adultismを検出できていないという関係が明らかとなった。年齢によるAdultism認知の差は見られなかった。この結果から、地域活動関与者の多様性を阻む要因についていくつかの示唆が得られる。第1は現在の日本における地域活動が大人中心で、若者の入り込む余地が少ない(若者が分離されている)可能性である。第2は地域活動者が若者に対する期待していない可能性である。本年度の研究によって、Adultism認知や評価を手掛かりにすることの有効性が示されたと考えられる。今後は、組織運営を改善する手法として、Adultismシナリオと非Adultismシナリオの評価の差を元に、Adultismの検出力の鈍さに注目し、Adultismに対する反応の鈍い層の心理社会的特徴を明らかにすることを通して、市民参加の多様性につながる組織運営手法を考案していくこととする。本申請研究では、コミュニティ内の地域活動組織において、継続的で多様な市民参加を促進するための運営技法を開発することを全体目的とし、平成27年度は、地域活動組織における継続的で多様な市民参加を促進する運営技法を開発するための基礎として、「地域活動運営スキル」の構造把握と尺度作成に取り組んだ。実績の第1として、平成27年9月には連携先である品川区保護司会の研修会の中で、今後の運営に必要な事柄についての意見交換を行った。この中では、活動をどのように一般の人にPRしていくかという視点の重要性や、活動している者に対して、「活動していればやがてためになる」という意識だけでは活動を継続する者が減っていく可能性などが議論された。実績の第2としては、東京都内の種々のボランティア活動団体に所属する56名に対して、調査票調査を実施し、地域活動運営スキルの構造を探索的に把握した。その結果、「他者の歓迎」「傾聴」「初心者意識」「主体的行動」の4因子が抽出された。ボランティアの継続意図を基準変数、その他、活動組織の要因、ボランティア動機、地域活動運営スキル等を説明変数とする重回帰分析の繰り返しによるパス解析を実施したところ、地域活動運営スキルの「他者の歓迎」がボランティア継続意図を促進していた。この結果は、他者の歓迎スキルの高い人が、変化の激しい運営状況に対する耐性を有すると同時に、メンバーの多様性を認め合っているためと考察された。おおむね当初の年度計画の通りに研究実施ができている。特に調査票調査において、地域活動運営スキルの構造を探索的に検討できたことは成果と言える。ただし、平成27年度に実施した調査票調査は、標本数が少なかったりボランティア組織に限定されていたりといった限界点があった。そこで再度同様の調査を他組織のメンバーに対して実施し、結果の再現性や妥当性を確認していく必要があると考えられる。本研究の全体目的は、継続的で多様な市民参加を促進するための地域活動組織における運営技法を探索し、開発することである、この目的を達成するために、「地域活動運営スキル」の構造把握と、多様な意見分布を把握できるフィードバック手法の探索を課題としている。このうち平成28年度は、地域活動組織で多様な意見を把握する方法を試作し、地域活動運営スキルを含めた、効果的なフィードバック方法を検討することであった。本年度は、前年度から引き続き、地域活動運営スキルの妥当性の検証に重点をおき、継続的な検討を行った。地域活動運営スキルを特定するにあたり、新たに、協働に関するもう一方の担い手である、行政職員の地域活動関与スキルについても注目し、探索的検討を開始した。具体的には、地域活動に必要な行政職員のスキルや態度について、自由記述調査を実施した。本年度の目標であった地域活動組織で多様な意見を把握する方法の試作にまでは研究が進行せず、多様な意見を阻害するパターンの定性的内容の把握にとどまった。地域活動運営スキルと市民参加を促進するための運営技法の探索にあたっては、地域活動関与経験者に調査を実施する必要があるが、地域活動関与経験者の協力がなかなか得られず、調査サンプル数が不足していることが、平成28年度計画の遅れの原因である。平成29年度の計画は、これまでの研究で得られた知見を地域活動運営支援として実際に展開するための基盤づくりと事前状態の把握であった。この目的に沿って4つの研究を実施した。第1は、地域活動運営スキルを地域活動関与者500名を対象にWEBによる質問紙調査を実施し、その構造を精緻化したことである。概ね前年度の大学生調査と類似した「初心と呈示」「ポジティブ忍耐」「抑制関与」「配慮対応」の4因子が抽出された。その上で、どのスキルが社会変革へのコミットメントを規定するかを分析したところ、初心を忘れず傾聴姿勢を呈示する「初心と呈示」がいずれの社会変革へのコミットメントにも促進効果を有していた。

他方、地域色が強いコミットメントと考えられる内容に対しては、どんなことでも楽しく引き受ける「ポジティブ忍耐」の促進効果がみられた。第2は、自治体職員および地域活動関与者に対する両者のイメージに対する定性的把握を自由記述形式調査で実施したことである。少数の対象者であるため、知見を一般化することは厳しいが、内容分析を通して相互の事前把握が可能となった。第3・第4の研究は、当初の研究計画では想定していなかったが、前年度の研究結果の分析過程で行政と市民とのコミュニケーション期待を分析する必要があると考えられたため、新規に実施した。第3は、行政から市民に対するコミュニケーションスタイルを把握するため、東京23区の自治体が作成しているTwitterの内容分析研究に着手した。第4は、行政に対する援助要請がどのような場面で期待されているかを把握する質問紙調査を実施し、行政職員に対する援助要請期待内容は、ストレッサーに対する対処に関する内容が多いことが示された。前年度の積み残し事項については、本年度中に新規に研究を実施することができ、予測に沿った知見が得られている。また、日本における行政と市民のコミュニケーションのスタイルに関して当初の計画になかった新規の研究も実施することができ、それらの研究成果も出揃いつつあると判断される。本年度の最大の進展は、コミュニティ組織運営手法の開発に当たって、SCRAに参加した際にMarc Zimmerman教授と知己を得て貴重な先行プログラムを発見できた点である。アメリカ合衆国(University of Michigan)で行われている「Youth Empowerment Solutions」である(Zimmerman, et al, 2018)。このプログラムの内容を精査しつつ参考にできる点を引用することで、本申請課題の全体目的であるコミュニティ組織運営手法を深化させることへの道筋が開けてきたと評価できる。本年度の研究目的は、市民参加の持続性と多様性をもたらすコミュニティ組織運営手法として、Adultismに注目し、シナリオ提示によるAdultismの認知と変化可能性について検討し、組織運営手法を提案することであった。地域活動参加者と不参加者各200名に対しWEB調査を実施した。Adulismを含んだ3シナリオを提示し、その中の大人の適切性、若者尊重度、若者期待度、若者受容度、若者対等共有度を測定した。その結果、地域内活動組織数、地域愛着、近所づきあい、自治体への関心・満足感・効力感の6変数と、3シナリオの各評価(大人の適切性、若者尊重度、若者期待度、若者受容度、若者対等共有度)との間にすべて正の有意な相関が得られた。つまり、前述の6変数が高いほど、Adultismを検出できていないという関係が明らかとなった。年齢によるAdultism認知の差は見られなかった。この結果から、地域活動関与者の多様性を阻む要因についていくつかの示唆が得られる。第1は現在の日本における地域活動が大人中心で、若者の入り込む余地が少ない(若者が分離されている)可能性である。第2は地域活動者が若者に対する期待していない可能性である。
機能性高分子修飾表面による高速応答液晶デバイスの開発

市販の液晶ディスプレイは,ラビングという操作を加えたポリイミド薄膜により液晶分子配向を制御する。しかしながら,このシステムは次世代ディスプレイに要求される応答速度を十分に満たしておらず,新しい液晶表示システムの開発が望まれる。本研究では,新しい液晶分子配向制御膜としてポリ-γ-ベンジル-L-グルタメート(PBLG)を選び,水素結合型液晶との組み合わせにより,応答性に優れた液晶表示システムを構築することを試みた。これらは,本研究の代表者・分担者により,それぞれ独自に開発されたものである。水素結合型液晶は分子のコア部分がソフトな非共有結合により結ばれ,運動性に優れていると考えられる。PBLG膜は電極基板上に向きをそろえて,共有結合により導入することにより作製した。この膜は電場に動的に応答した。次に,分子自己集合により定量的に接続された構造を有し,室温付近でネマチック液晶性を示す水素結合性液晶分子を開発した。具体的にはパラヘキシルオキシ安息香酸とパラノニルピリジンからなる複合体である。(1)PBLG膜と水素結合型液晶,(2)PBLG膜と代表的なネマティック液晶である4′-n-ペンチル-4-シアノビフェニル(5CB),(3)従来のラビングポリイミド膜と5CBの3つの組み合わせについて液晶セルを作製し、電場を印加した時の界面層とバルク層の液晶の動的挙動を,時間分解赤外分光法で評価した。その結果,PBLG膜と水素結合型液晶の(1)の組み合わせにおいて,電場応答時,界面近傍の液晶分子のみならずバルク層の液晶分子まで高速応答化していることがわかった。さらに(1)の組み合わせは,(2),(3)の場合に比べて,はるかに高周波域まで応答することがわかった。
高校の理科授業で可能なゾウリムシ表層構造シート繊毛運動再活性化実験の開発

○研究目的:真核生物の繊毛が一斉に動いている様は見るものを圧倒させる。繊毛のように精巧なマイクロマシンに不思議さを感じないものはいないであろう。ところが、高校現場においては、繊毛の動きそのものを観察するための材料の調達が困難であり繊毛運動そのものを観察する実習は全く普及していない。本研究では、富山大学の野口が開発した「ゾウリムシ表層構造シートの再活性化実験」を応用し、高校生が授業において繊毛運動を観察することが可能な顕微鏡整備の条件とシート作成方法について検討を行った。○研究方法:(1)暗視野観察を可能にするための教師用顕微鏡及び視聴覚機器の調整を行うとともに、高性能顕微鏡カメラ・ビデオカメラを活用し、導入用の視聴覚教材を作成した。(2)「ゾウリムシ表層構造シート」を容易に作成するための器具やマニュアルの作成をこころみた。(3)授業での効果的な活用方法について考察を行った。○研究成果:生徒用の顕微鏡に、リングスリットを設置させるだけで、高校生でも、容易に暗視野での検鏡が可能となることがわかった。メチルセルロース内に封じ込めたゾウリムシを暗視野で検鏡することで、繊毛運動を立体的に観察することが可能となった。実際に授業で実施したところ、生徒の興味関心は大変高く、繊毛運動の精巧性を理解させる教材としてとても適したものであることがわかった。ただし、ゾウリムシの体表全体の繊毛運動を同時に観察することは困難であり、そのためには、やはり、「ゾウリムシの表層構造シート」を調整することが必要であった。教師が作成した「シート」の再活性化を行い、生徒は演示用のモニターを通して観察した。今後は、短時間で生徒が「シート」を調整できる条件を検討し、生徒一人一人が「シート」の再活性化を観察する手法の確立を目指したい。
Ultrafast X-ray scattering from warm dense carbon

高温・高圧の物質についてX線回折を用いた研究である。最近まで、X線回折を低原子番号の液状物質に適用するには、物質の散乱断面積が小さすぎて不可能であったが、X線自由電子レーザーの十分な輝度を利用し、世界で初めて低原子番号の原子からなる物質系からのX線回折の観測に成功した。また、極端に非平衡な物質系を可視光や赤外レーザーおよびX線レーザーによる加熱を用い高温・高圧の物質状態について研究を行った。
咀嚼筋における筋線維組成と血液循環との関連の解明

【実験方法】咬筋に痛みの既往がない,健常者18名(男性9名,女性9名)に対し,負荷運動時における咬筋の表面筋電図および酸素飽和度を測定した。被験運動は25%,50%,75%MVCとし,咬筋内の血流は近歩外線分光計を用いて記録した.各収縮強度で得られた筋電図波形に対してスペクトル解析を行い,平均周波数(以下MPF)を算出し,被験者を収縮強度の変化に伴いMPFが変化する群(グループI)と,収縮強度が変化してもMPFが変化しない群(グループII)の2群に分け,両群の比較検討を行った.血流のパラメータは,酸素化ヘモグロビン(O2Hb),脱酸素化ヘモグロビン(HHb),組織ヘモグロビン指標,(nTHI),組織酸素飽和度指標(TOI)である.【結果】グループIは9名(男性5名,女性4名),グループIIは9名(男性4名,女性5名)であった.すべての被験者において,収縮開始に伴いO2HbとHHbは減少したが,その後,O2Hbがさらに減少するのに対し,HHbは増加した.nTHIおよびTOIは減少した.すべてのパラメータにおける変化は,収縮強度の増加に伴い大きくなったが,その変化はグループIIで大きく,またTOIはすべてに収縮強度においてグループIはグループIIよりも高い値を示した.【考察】グループIにおけるMPFの変化は,収縮強度の増加に伴う遅筋線維に有利に働く運動単位のsynchronizationeffectよるものと考えられ,そのため,グループIの咬筋は遅筋線維が豊富であると考えられる.グループIは遅筋線維の豊富な咬筋を持つ被験者群であり、収縮時においても高濃度の酸素飽和度が維持できることから,グループIがグループIIよりも収縮時において高いTOIの値を示したと考えられる.本実験の結果により,筋線維の違いが収縮時における酸素飽和度に影響を及ぼす可能性が示唆された.1.筋電図周波数解析による,咬筋筋線維特性の検討被験者に対し筋電図周波数解析を行い,咬筋の筋線維組成の検討を行った.まず,被験者に25・50・75%MVCにおけるクレンチングを指示し,筋活動を記録した.この記録した筋電図波形に対して周波数解析(高速フーリエ変換)を行い,(1)平均周波数(MPF)の算出,(2)50Hzごとの累積パワー値の算出,を行った.その結果,MPFは被験者ごとに異なった値を示すことが明らかとなった.また,25・50・75%MVCと収縮力を増加させた場合,遅筋線維が少ないと考えられるMPFが高い被験者においては,収縮強度による値の変動が小さいのに対し,遅筋線維が多く含まれると考えられるMPFが低いは被験者においては,収縮強度による数値の変動が大きかった.これは筋線維の大きさの原理に従う変化であると考えられることから,筋電図周波数解析を行うことにより,咬筋の遅筋・速筋傾向を把握することが可能であることが確認された.2.近赤外線分光計による,咬筋の酸素飽和度の測定被験者の咬筋に筋電図計測用電極と近赤外線分光計のプローベを貼付し,25・50・75%MVCにおけるクレンチングを指示し,各収縮強度における酸素飽和度を計測した.その結果,すべての被験者において,収縮強度の増加に伴い酸素飽和度は低下することが確認された.しかしその低下のパターンは一定ではなく,25%MVCと50%MVCが近似するものと,50%MVCと75%MVCが近似するものが存在した.現段階ではこの違いは筋線維の酸素運搬能による影響が大きく関与していると推測しており,今後は得られた被験者の咬節筋線維の遅筋・速筋傾向と酸素飽和度との関係を明らかにすることを予定している.【実験方法】咬筋に痛みの既往がない,健常者18名(男性9名,女性9名)に対し,負荷運動時における咬筋の表面筋電図および酸素飽和度を測定した。被験運動は25%,50%,75%MVCとし,咬筋内の血流は近歩外線分光計を用いて記録した.各収縮強度で得られた筋電図波形に対してスペクトル解析を行い,平均周波数(以下MPF)を算出し,被験者を収縮強度の変化に伴いMPFが変化する群(グループI)と,収縮強度が変化してもMPFが変化しない群(グループII)の2群に分け,両群の比較検討を行った.血流のパラメータは,酸素化ヘモグロビン(O2Hb),脱酸素化ヘモグロビン(HHb),組織ヘモグロビン指標,(nTHI),組織酸素飽和度指標(TOI)である.【結果】グループIは9名(男性5名,女性4名),グループIIは9名(男性4名,女性5名)であった.すべての被験者において,収縮開始に伴いO2HbとHHbは減少したが,その後,O2Hbがさらに減少するのに対し,HHbは増加した.nTHIおよびTOIは減少した.すべてのパラメータにおける変化は,収縮強度の増加に伴い大きくなったが,その変化はグループIIで大きく,またTOIはすべてに収縮強度においてグループIはグループIIよりも高い値を示した.【考察】グループIにおけるMPFの変化は,収縮強度の増加に伴う遅筋線維に有利に働く運動単位のsynchronization

effectよるものと考えられ,そのため,グループIの咬筋は遅筋線維が豊富であると考えられる.グループIは遅筋線維の豊富な咬筋を持つ被験者群であり、収縮時においても高濃度の酸素飽和度が維持できることから,グループIがグループIIよりも収縮時において高いTOIの値を示したと考えられる.本実験の結果により,筋線維の違いが収縮時における酸素飽和度に影響を及ぼす可能性が示唆された.
トポイソメラーゼに相互作用する因子群のクローニング

本研究は、DNAトポイソメラーゼの活性の制御機能を解明するために、酵母の2-ハイブリッド法を用い、ヒトのトポイソメラーゼIIβの制御領域に結合する蛋白質を分子生物学的にクローニングすることを目的としている。すでに3種類以上のクローンがとれてきており、それらは、DNA修復に関するものや新規の未知の蛋白質群である。本研究では、2種類のcDNAの5'末端を決定し、全構造を決定した。また生化学的な結合も確認できた。ノーザンブロット解析により、2種類のmRNAは積極的に分解され、尾を引いたような電気泳動像を示したが、アクチンのコントロールは正常な電気泳動像を示した。1 TopBP1蛋白質と名付けた蛋白質はのcDNAは1522のアミノ酸をコードするオープンリーディングフレームをもち、mRNA不安定化配列を12個も持っていた。構造的にはCut5蛋白質ともっとも相同性が高く、細胞周期への関与が予想される。DNA修復に関与すると予想されている癌抑制遺伝子BRCA1(Breast cancer susceptibility gene 1)のC端末とも相同性があり、いわゆるBRCT(BRCA1C-terminus)領域が8個もある癌抑制遺伝子様のきわめて興味深い蛋白質であることがあきらかとなった。DNA修復に関与することで、TopBP1はトポイソメラーゼIIによる過渡的なDNA鎖切断に由来する損傷から細胞を守っていると想像される。TopBP2蛋白質と名付けた蛋白質は全く新しい蛋白質であった。やはりmRNA不安定化配列を持っていた。1と同程度の検証を終了した。
学修の構造的な深化と自己効力感の強化を同時に促進するポートフォリオシステムの開発

本研究では、メタ認知能力の低い学生を対象に、メタ認知能力を向上させつつ学修を確かなものとすることを目指し、コンセプトマップと時系列グラフを活用して、a)大学での学習内容を全授業科目にわたって総合的・構造的に捉える力、b)それらの振り返りを通した、自らの学修に裏打ちされた自己効力感、の2点を促進するためのキーワード型eポートフォリオシステムの開発を目指している。実施計画で示した4項目について、本年度の実績を以下に示す。1. eポートフォリオシステムの運用と評価:本年度の授業実践においても引き続き本システムを活用し、キーワードの抽出や関連づけを通した学習効果について評価した。具体的には、本システムの使用とキーワードを再生する課題や複数のキーワードを用いて文章を産出する課題との関係を、量的に分析した。2.全体の学習マップを表示する機能の改善:学修内容の構造的な理解の深化を促すために、蓄積したキーワードを元に、1つの授業全体や、複数の授業を関連づけて概観できる学習マップを表示する機能について、多様な振り返りを実現するために、ビューの形式を増やすなどの改善を図った。3.振り返り支援機能の開発:キーワードに基づく学習の定着や理解深化を支援するために、習慣的・継続的なキーワードの入力や振り返りを促すための通知機能を実装した。学習者は自身のスケジュールに合わせて通知のタイミングを設定し、授業で学んだキーワードを入力し忘れている際に、eメールで通知を受け取ることができる。4.総合的な分析と研究成果の報告:これまでの成果や学修データの分析を進めた。また、本システムの使用とキーワードの再生課題や複数のキーワードを用いた文章産出課題との関係について相関分析を行い、本システムの有効性を示した結果を、日本教育工学会の研究会で発表した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、メタ認知能力の低い学生を対象に、メタ認知能力を向上させつつ学修を確かなものとすることを目指し、コンセプトマップと時系列グラフを活用して、a)大学での学習内容を全授業科目にわたって総合的・構造的に捉える力、b)それらの振り返りを通した、自らの学修に裏打ちされた自己効力感、の2点を促進するためのeポートフォリオシステムの開発を目指している。実施計画で示した2項目について、本年度の実績を以下に示す。1.要学習キーワード構造の試験的な作成と効果的な作成方法の開発2つのコースをピックアップして、各コースで代表的な授業を選び、それぞれについて要学習キーワードを試験的に作成した。その成果の一部を日本教育工学会第31回全国大会で発表した。ただし、キーワードの関連構造の構築については着手できていない。また、作成のノウハウについては、蓄積は進んでいるが整理の途中である。2.サブシステム・機能の開発当初は、学習者が、授業が終わる毎に当該授業の内容からキーワードを抽出し、それらを構造化して、コンセプトマップを作成することを想定していた。しかし、具体的な活用場面を検討した結果、キーワードの抽出・作成における学習者の負荷が高すぎることが明らかになった。そこで、授業終了直後にキーワードを入力し、空いている時間を使って授業ごとに、キーワードについての自信度と説明、および、複数のキーワードを用いた説明文を入力するシステムをデザインし、試験的に開発した。キーワードの関連構造の構築については、別の利用場面を考え、ユーザ・インターフェースを設計する必要があると考えている。上記の通り、実施計画で示した次の2項目について、おおむね順調に進展している。1.要学習キーワード構造の試験的な作成と効果的な作成方法の開発2.サブシステム・機能の開発本研究では、メタ認知能力の低い学生を対象に、メタ認知能力を向上させつつ学修を確かなものとすることを目指し、コンセプトマップと時系列グラフを活用して、a)大学での学習内容を全授業科目にわたって総合的・構造的に捉える力、b)それらの振り返りを通した、自らの学修に裏打ちされた自己効力感、の2点を促進するためのキーワード型eポートフォリオシステムの開発を目指している。1.サブシステム・機能とキーワード型eポートフォリオシステムの開発要学習キーワード構造と学習マップの比較結果のフィードバック機能、および、総合的な学習経験として全学習マップを1つに統合したマップを提示する機能の開発に取りかかったが、開発途上である。授業終了直後にキーワードを入力し、空いている時間を使って授業ごとに、キーワードについての自信度とその説明、および、複数のキーワードを用いた説明文を入力した上で、学習者間でそれらを共有することのできる機能を実装したキーワード型eポートフォリオシステムのプロトタイプを開発した。本システムを活用したことによる学生の変容について検討するために、1セメスターにおいて試験的に運用し、インタビュー調査やアンケート調査によって分析した。これらの成果の一部を日本教育工学会第32回全国大会で発表した。2.要学習キーワード構造の効果的な作成方法の開発とレパートリーの充実要学習キーワード構造について、当該授業科目を修得済みの学生がワークショップ形式で作成する方法を整理した。また、この方法に基づき、要学習キーワード構造のレパートリーを充実させた。上記の通り、「1.サブシステム・機能とキーワード型eポートフォリオシステムの開発」については、開発途上の機能があるものの、eポートフォリオシステムのプロトタイプの開発を終え、試験的に運用できたことから、おおむね順調に進展していると言える。「2.要学習キーワード構造の効果的な作成方法の開発とレパートリーの充実」についても、おおむね順調に進展している。

本研究では、メタ認知能力の低い学生を対象に、メタ認知能力を向上させつつ学修を確かなものとすることを目指し、コンセプトマップと時系列グラフを活用して、a)大学での学習内容を全授業科目にわたって総合的・構造的に捉える力、b)それらの振り返りを通した、自らの学修に裏打ちされた自己効力感、の2点を促進するためのキーワード型eポートフォリオシステムの開発を目指している。実施計画で示した4項目について、本年度の実績を以下に示す。1. eポートフォリオシステムの運用と評価:本年度の前期と後期のそれぞれで実際の授業において本システムを活用した。学生の変容をインタビュー調査やアンケート調査によって分析した結果について、日本教育工学会第32回全国大会で発表した。また、キーワードの抽出や関連づけに関するシステム支援の効果を量的に測るために、知識を問う課題との関連を調べた。2.全体の学習マップを表示する機能の開発:学修内容の構造的な理解の深化を促すために、蓄積したキーワードを元に、1つの授業全体や、複数の授業を関連づけて概観できる学習マップを表示する機能を開発した。3.振り返り支援機能の開発:キーワードに基づく学習の定着や理解深化を支援するために、習慣的・継続的なキーワードの入力や振り返りを促すための機能の開発に着手したが、未だその途上である。4.要学習キーワード構造の効果的な作成方法の開発とレパートリーの充実:要学習キーワード構造の効果的な作成方法について、全年度より継続して開発した。また、研究代表者と数人の研究分担者が教職課程に関わっていることから、教職教養に関する要学習キーワード構造のレパートリーも追加した。上記の通り、「3.振り返り支援機能の開発」については、開発の途上であることから、遅れている。他については、おおむね順調に進展している。総合的に、やや遅れていると言える。1. eポートフォリオシステムの運用と評価:本年度の授業実践においても引き続き本システムを活用し、キーワードの抽出や関連づけを通した学習効果について評価した。具体的には、本システムの使用とキーワードを再生する課題や複数のキーワードを用いて文章を産出する課題との関係を、量的に分析した。
視線計測に基づくマンガ読みの個人差の解明

本研究の目的は、読み手の個性や言語能力がマンガの読み方に反映するという仮説に基づき、マンガを読む際の個人差の様態を眼球運動の振る舞いから明らかにすることであった。今年度の主な成果は以下の通りである。・学習や記憶における個人差(個性)を表す概念である認知スタイルの一つに、視覚型・言語型(Visualizer vs. Verbalizer)の認知スタイルがある。視覚型の認知スタイルは視覚的な情報の処理や記憶が、言語型の認知スタイルは言語的な情報の処理や記憶がそれぞれ優先的になされる傾向を意味する。マンガが線画(視覚情報)とセリフ(文字情報)の複合メディアであることを踏まえると、マンガの読みにも視覚型・言語型といった認知スタイルの違いが反映する可能性が考えられる。そこで視覚型・言語型認知スタイルの観点からマンガの読みの視線行動を検討した結果、セリフや人物以外の要素に対しても積極的に視線を向ける視覚型の読み手と、そのような傾向を持たない言語型の読み手に分類できることが明らかになった。・マンガを読む際の視線行動から潜在的「心の理論」を測定することが可能かについて検討した。具体的には、誤信念課題の状況を学校生活場面に再現したストーリーを描いたマンガと、比較対象として従来研究で用いられてきた誤信念課題(サリー・アン課題)のイラストレーションの2種類の素材を実験参加者に提示し、具体的な課題教示を与えずに自由に観察してもらい、その際の視線データを計測した。事前に実験参加者の自閉症傾向を質問紙により測定し、その得点と注視位置の関係を分析した。実験の結果、マンガで誤信念課題のストーリーを提示して読み手の視線を計測することで、観察者の潜在的「心の理論」の有り様が推定できる可能性を示唆する結果を得た。本研究の目的は、読み手の個性や言語能力がマンガの読み方に反映するという仮説に基づき、マンガを読む際の個人差の様態を眼球運動の振る舞いから明らかにすることにある。本年度は、読み手の個人差をよく反映する眼球運動指標の同定を目指した。個人差を表す特性として、共感性や自閉症傾向、性格特性に着目した。マンガを読む際の視線行動に読み手のこれらの個人特性が関連するのであれば、同一の読み手であれば異なるページを読む際にもある程度一貫した視線行動を示し、視線行動指標のいくつかは質問紙等で測定した読み手の個人特性と相関を示すことが予想される。そこで、マンガを読む際の視線の動きをアイトラッキングにより計測し、特定の注視領域に対する注視時間が読み手の個人特性とどのように関連するかについて検討した。具体的には、マンガのコマに描かれる領域を人物の顔(以下、人物)、吹き出しの内部(以下、セリフ)、人物や吹き出しを含まない景色や背景場面(以下、シーン)の3つに大別し、これらの領域を注視していた時間を当該ページの読み時間で割った値を各ページの関心領域注視時間比率として算出した。3種類の注視領域に対する注視時間比率について複数ページ間の級内相関係数を求めたところ人物とセリフで強い相関が認められた。この結果は、例えばあるページで人物やセリフをよく注視する傾向にあった読み手は他のページでも同様の傾向を示すことを意味しており、人物やセリフに対する注視傾向には個人内である程度の一貫性があることが明らかになった。次に、各関心領域注視時間比率(ページ間の平均値)と、別途計測した各心理尺度下位得点との相関係数を求めた。その結果、各関心領域注視時間比率と共感性や自閉症傾向などの心理尺度得点との間に有意な相関が認められ、マンガ読みの視線行動がいくつかの個人特性と関連する可能性が示唆された。本年度は数種類のマンガ素材を用いて複数回の調査を実施し、一定程度のサンプル数を確保することができた。その結果、マンガの読みの個人差を測る上でどのような眼球運動指標が有効かという点に関していくつかの有益な示唆を得ることができた。まだ解析に未着手のデータも多いものの、次年度の展開に向けての見通しを立てることができた。本年度は、マンガを読む際の視線行動の信頼性評価を主眼とした実験を行った。マンガ読解時の視線行動を指標として個人特性の推定をするためには、そこで計測される眼球運動指標が測度としての信頼性を有していることが前提となる。たとえば、同一の読み手が時間間隔を空けて複数回同じマンガを読んだ場合でも結果に一貫性が認められることや(経時安定性)や、異なる内容のマンガを読んだ場合でも眼球運動指標の振る舞いが類似していることなどがその要件として挙げられる。実験の結果、同じ作品を2回読む場合と、内容の異なる2作品を読む場合の双方において、注視時間やサッケード距離、注視回数等の振る舞いが類似していることが示され、指標間の相関の強さはテキストの読みにおける視線情報の信頼性と比肩する水準であった。また、吹き出し(セリフ)や人物の顔を関心領域に設定した場合や、1コマずつの視線行動を分析対象とした場合にも、各指標の経時安定性は十分に高いことが示された。マンガを読む際の視線行動は個人内で一貫しており、読み手の個人情報を推定する指標として一定の信頼性を有することが示唆された。

また、イベントインデックスモデル(Zwaan, Magliano, Grasser, 1995)を適用した読み実験とアイトラッキング実験を実施し、マンガの読みにおける状況モデル更新に寄与する状況的次元を同定するとともに、状況モデル更新の有り様が読み手の読書経験に依存することを明らかにした。事前の例数設計に基づくと100名以上の実験参加者が必要であったが、この値に近い数の実験参加者を確保することができ、マンガ読みの視線行動に関する眼球運動指標の基礎的なパラメータを同定することができた。これにより、文章読解研究における様々な知見との比較が可能となり、今後の研究展開の幅を広げることができた。本研究の目的は、読み手の個性や言語能力がマンガの読み方に反映するという仮説に基づき、マンガを読む際の個人差の様態を眼球運動の振る舞いから明らかにすることであった。今年度の主な成果は以下の通りである。・学習や記憶における個人差(個性)を表す概念である認知スタイルの一つに、視覚型・言語型(Visualizer vs. Verbalizer)の認知スタイルがある。視覚型の認知スタイルは視覚的な情報の処理や記憶が、言語型の認知スタイルは言語的な情報の処理や記憶がそれぞれ優先的になされる傾向を意味する。マンガが線画(視覚情報)とセリフ(文字情報)の複合メディアであることを踏まえると、マンガの読みにも視覚型・言語型といった認知スタイルの違いが反映する可能性が考えられる。そこで視覚型・言語型認知スタイルの観点からマンガの読みの視線行動を検討した結果、セリフや人物以外の要素に対しても積極的に視線を向ける視覚型の読み手と、そのような傾向を持たない言語型の読み手に分類できることが明らかになった。・マンガを読む際の視線行動から潜在的「心の理論」を測定することが可能かについて検討した。具体的には、誤信念課題の状況を学校生活場面に再現したストーリーを描いたマンガと、比較対象として従来研究で用いられてきた誤信念課題(サリー・アン課題)のイラストレーションの2種類の素材を実験参加者に提示し、具体的な課題教示を与えずに自由に観察してもらい、その際の視線データを計測した。事前に実験参加者の自閉症傾向を質問紙により測定し、その得点と注視位置の関係を分析した。実験の結果、マンガで誤信念課題のストーリーを提示して読み手の視線を計測することで、観察者の潜在的「心の理論」の有り様が推定できる可能性を示唆する結果を得た。本年度の研究では複数のマンガ素材を用いた調査を実施したが、マンガのジャンルにやや偏りがあることが問題点として指摘される。得られた知見の一般性を主張するためには、様々なジャンルのマンガ素材を用意してさらにデータを蓄積していく必要があると考えている。本年度は最終年度にあたるため、これまでに得たデータの分析と論文化を中心に研究を進める。また、昨年度に実験に着手した「心の理論」を反映するマンガ読みの視線行動に関する実験に関してデータ収集を継続する。本年度に購入を予定していた物品の一部が製造元の事情で製造中止となったり、旅行計画(資料収集)をとりやめたため、28年度の研究費に未使用額が生じたりしたため、当初の見込み額と執行額は異なったが、基本的な研究計画に変更はなく、前年度の研究費も含め、当初予定通りの計画を進めていく。関連研究がいくつか新たに報告されたため、これらの知見に基づいて例数設計を見直したところ、当初の予定を上回るサンプル数を確保する必要が生じた。
統合失調症のカルシニューリン仮説に基づいた統合失調症発症メカニズムの解明

統合失調症や双極性感情障害、うつ病等の精神疾患はいずれも高い生涯罹患率を有し、薬物療法が進歩した今日でも難治例は多い。とくに統合失調症は精神科入院患者の約6割を占め、医療費の高騰の面からも効果的な治療薬の研究開発が重要であるが、そのためには精神疾患の病態の解明の研究をさらに進める必要がある。研究代表者らはカルシウム依存性脱リン酸化酵素であるカルシニューリン(CN)の前脳特異的KOマウスが、作業記憶障害、注意障害、社会的行動の障害など統合失調症様の行動異常を示すことを発見し、患者のゲノムDNAサンプルを用いた関連解析では、CNのサブユニットの遺伝子が統合失調症と強く相関することを示すことにより、CNが統合失調症の感受性遺伝子であることを明らかにした。研究代表者らはCNの信号伝達経路に関与する遺伝子をはじめとして、脳に発現する各種遺伝子の遺伝子改変マウスを用いて行動テストバッテリーによる表現型解析を行っている。これにより、精神疾患様行動パターンを示すマウスを選定するだけでなく、得られた精神疾患モデルマウスの妥当性を、精神疾患の患者サンプルを用いて検証し、またモデルマウスの脳の解析を通じて精神疾患の病態解明を図る。これまでこの戦略により、CNが関与する信号伝達経路の分子の遺伝子改変マウスで、精神疾患様の表現型を示す系統を複数得ることができた。1つの系統では不安の顕著な低下と社会的行動の増加がみられ、当該遺伝子の異常がダウン症の発症メカニズムに関与していることを明らかにした。この結果はNatureにArticleとしてオンラインで発表された。また、作業記憶に顕著な障害を示した1系統については、著しい攻撃性、活動性の亢進、不安様行動の著しい低下があり、このマウスの活動性には23週間程度のゆっくりとした周期的な大きな波があった(ホームケージでの活動解析)。このような「周期的な気分の波」を示すマウスは報告例がなく、気分障害など何らかの精神疾患のモデル動物になると考えられる。このマウスでジーンチップによる遺伝子発現解析や、組織学的、生理学的解析を進めたところ、脳の一部が未成熟であることが分かってきている。研究代表者らはマサチューセッツ工科大学の利根川進博士らとの共同研究によって、カルシウム依存性脱リン酸化酵素であるカルシニューリン(CN)の前脳特異的KOマウスが、作業記憶の障害、注意障害、社会的行動の障害など統合失調症様の行動異常を示すことを発見し、さらに患者のゲノムDNAサンプルを用いた関連解析でCNのサブユニットの遺伝子が統合失調症と強く相関していることを示すことにより、CNが統合失調症の感受性遺伝子であることを明らかにした。研究代表者らは、これらの知見を利用して、CNの信号伝達経路に関与する遺伝子をはじめとして、脳に発現する各種遺伝子の遺伝子改変マウスを用いて行動バッテリーによる表現型解析を行っている。これにより、精神疾患様行動パターンを示すマウスを選定するだけでなく、得られた精神疾患モデルマウスの妥当性を、精神疾患の患者サンプルを用いて検証し、またモデルマウスの脳の解析を通じて精神疾患の病態解明を図っている。この戦略を用いることにより、当グループ発足後1年余りの間に、精神疾患様の表現型を示す遺伝子改変マウスを複数得ることができ、さらにこれらマウスのターゲット遺伝子の中で、精神疾患と有意な相関を示す遺伝子を見いだすことにも成功した。今後、この戦略を用いて、精神疾患様の表現型を示す遺伝子改変マウスの同定を引き続き行う予定である。研究代表者らはカルシウム依存性脱リン酸化酵素であるカルシニューリン(CN)の前脳特異的KOマウスが、作業記憶の障害、注意障害、社会的行動の障害など統合失調症様の行動異常を示すことを発見し、さらに患者のゲノムDNAサンプルを用いた関連解析でCNのサブユニットの遺伝子が統合失調症と強く相関していることを示すことにより、CNが統合失調症の感受性遺伝子であることを明らかにした。この戦略を用いることにより、CNが関与する情報伝達経路にある分子の遺伝子改変マウスで精神疾患様の表現型を示す遺伝子改変マウスを複数得ることができた。ある系統では不安の顕著な低下と社会的行動の増加がみられ、当該遺伝子の異常がダウン症の発症メカニズムに関与していることを明らかにした。

統合失調症や双極性感情障害、うつ病等の精神疾患はいずれも高い生涯罹患率を有し、薬物療法が進歩した今日でも難治例は多い。とくに統合失調症は精神科入院患者の約6割を占め、医療費の高騰の面からも効果的な治療薬の研究開発が重要であるが、そのためには精神疾患の病態の解明の研究をさらに進める必要がある。研究代表者らはカルシウム依存性脱リン酸化酵素であるカルシニューリン(CN)の前脳特異的KOマウスが、作業記憶障害、注意障害、社会的行動の障害など統合失調症様の行動異常を示すことを発見し、患者のゲノムDNAサンプルを用いた関連解析では、CNのサブユニットの遺伝子が統合失調症と強く相関することを示すことにより、CNが統合失調症の感受性遺伝子であることを明らかにした。研究代表者らはCNの信号伝達経路に関与する遺伝子をはじめとして、脳に発現する各種遺伝子の遺伝子改変マウスを用いて行動テストバッテリーによる表現型解析を行っている。これにより、精神疾患様行動パターンを示すマウスを選定するだけでなく、得られた精神疾患モデルマウスの妥当性を、精神疾患の患者サンプルを用いて検証し、またモデルマウスの脳の解析を通じて精神疾患の病態解明を図る。これまでこの戦略により、CNが関与する信号伝達経路の分子の遺伝子改変マウスで、精神疾患様の表現型を示す系統を複数得ることができた。1つの系統では不安の顕著な低下と社会的行動の増加がみられ、当該遺伝子の異常がダウン症の発症メカニズムに関与していることを明らかにした。この結果はNatureにArticleとしてオンラインで発表された。また、作業記憶に顕著な障害を示した1系統については、著しい攻撃性、活動性の亢進、不安様行動の著しい低下があり、このマウスの活動性には23週間程度のゆっくりとした周期的な大きな波があった(ホームケージでの活動解析)。このような「周期的な気分の波」を示すマウスは報告例がなく、気分障害など何らかの精神疾患のモデル動物になると考えられる。このマウスでジーンチップによる遺伝子発現解析や、組織学的、生理学的解析を進めたところ、脳の一部が未成熟であることが分かってきている。
マクロファージスカベンジャー受容体の構造と機能

スカベンジャー受容体の構造と機能の解明のために発生工学と蛋白質工学を応用して研究を進めた.まずスカベンジャー受容体ノックアウトマウスを樹立し解析を進め、スカベンジャー受容体が変性LDLのみでなく、AGE、LPS、アポトーシス胸線細胞など広範な異物、老廃物を結合し、エンドサイトーシスおよびファゴサイトーシスをになうとともに、マクロファージのEDTA抵抗性接着因子であることを明かにした.さらにLDL受容体ノックアウトマウス、またはアポE欠損マウスと交配し、アテローム性動脈硬化の発症をみたところ、スカベンジャー受容体欠損によってはアテローム形成に変化はみられなかった.このことは、他のスカベンジャー受容体関連遺伝子の関与を示すと思われ泡沫細胞形成のメカニズムについての新たな謎がうまれてきた.スカベンジャー受容体欠損マウスはLPS投与による死亡率、リステリア感染による死亡率がコントロールと比較して有意に増加しており生体防御に重要な役割をはたしていることが証明された。スカベンジャー受容体の蛋白工学的研究では細胞質ドメインの検討を進め、タイトターン構造が細胞膜表面への発現に重要であるとともに、あらたにより細胞膜近くに、インターナリゼーションをになう構造モチーフを発見した.この2つの構造がエンドサイトーシス、ファゴサイトーシスおよび接着という3つの機能を使いわけるにあたり、細胞側のどのような構造物と相互作用をしているかの解析が進展中である.スカベンジャー受容体の広範な異物認識機構もバキュロウイルス発現系や合成ペプチドなどで分子機構として明らかになってきた.スカベンジャー受容体の構造と機能の解明のために発生工学と蛋白質工学を応用して研究を進めた.まずスカベンジャー受容体ノックアウトマウスを樹立し解析を進め、スカベンジャー受容体が変性LDLのみでなく、AGE、LPS、アポトーシス胸線細胞など広範な異物、老廃物を結合し、エンドサイトーシスおよびファゴサイトーシスをになうとともに、マクロファージのEDTA抵抗性接着因子であることを明かにした.さらにLDL受容体ノックアウトマウス、またはアポE欠損マウスと交配し、アテローム性動脈硬化の発症をみたところ、スカベンジャー受容体欠損によってはアテローム形成に変化はみられなかった.このことは、他のスカベンジャー受容体関連遺伝子の関与を示すと思われ泡沫細胞形成のメカニズムについての新たな謎がうまれてきた.スカベンジャー受容体欠損マウスはLPS投与による死亡率、リステリア感染による死亡率がコントロールと比較して有意に増加しており生体防御に重要な役割をはたしていることが証明された。スカベンジャー受容体の蛋白工学的研究では細胞質ドメインの検討を進め、タイトターン構造が細胞膜表面への発現に重要であるとともに、あらたにより細胞膜近くに、インターナリゼーションをになう構造モチーフを発見した.この2つの構造がエンドサイトーシス、ファゴサイトーシスおよび接着という3つの機能を使いわけるにあたり、細胞側のどのような構造物と相互作用をしているかの解析が進展中である.スカベンジャー受容体の広範な異物認識機構もバキュロウイルス発現系や合成ペプチドなどで分子機構として明らかになってきた.マクロファージのスカベンジャー受容体は、変性LDLの取込みから泡沫細胞形成に関与するとともに、マクロファージのEDTA抵抗性の接着因子の正体であることが明らかとなってきた.平成6年度は、この接着と異物取込みという2つの機能をどのようにはたしそれが動脈硬化の発症にどう関与しているかの解析をすすめスカベンジャー受容体のノックアウトマウスの樹立などおおきな進展を見ている.(1)スカベンジャー受容体欠損マウスの樹立とその解析ES細胞を用いた相同組み替えによりスカベンジャー受容体ノックアウトマウスが樹立され、そのヘテロ、ホモの解析を進めた.ホモ欠損マウスも成長、発育にはおおきな障害はなかった.アセチルLDL、酸化LDLの取込みは正常の1/3以下に低下し、さらにバクテリアのエンドトキシンのLPSのPI-PLC抵抗性の結合の大幅な低下がありCD14非依存の結合がスカベンジャー受容体によることが証明された.糖尿病の臓器障害への関与の注目されているAGEの結合も正常の1/3以下となっていることが判明し、スカベンジャー受容体が予想以上の広範な異物処理に重要であることが判明した.さらにこの欠損マウスでは腹腔マクロファージの分布などにおおきなちがいがみられ検討中である.(2)スカベンジャー受容体のリガンド結合機構スカベンジャー受容体のコラーゲンドメインのリガンド結合部分の合成3量体ペプチドを合成し、それとLDLの主要構造蛋白のアポBの合成ペプチドおよびその変性修飾体の結合機構を解析した.その結果、合成リガンド結合ドメインは、アセチルLDLや酸化LDLとの結合活性を示した.変性LDLとスカベンジャー受容体の反応の分子機構の解析をこれらを用いて進めている.(3)スカベンジャー受容体の細胞接着作用マクロファージのEDTA抵抗性の接着を阻害する2F8抗体の抗原がスカベンジャー受容体であることが示され、その結合部位同定のため、マウススカベンジャー受容体のC端側欠損変異体を作成し検討した.その結果2F8結合部位はロイシンジッパー様の構造部分であることがわかった.この接着作用は血清因子依存性であり現在その因子を同定中である.スカベンジャー受容体の構造と機能の解析の研究実績概要平成7年度は昨年樹立されたスカベンジャー受容体ノックアウトマウスの解析を進め、スカベンジャー受容体が変性LDLのみでなく、AGE、LPS、アポトーシス胸腺細胞など広範な異物、老廃物を結合し、エンドサイトーシスおよびファゴサイトーシスをになうとともに、マクロファージのEDTA抗体性接着因子であることが判明した.

さらにLDL受容体ノックアウトマウス、またはアポE欠損マウスと交配シ、アテローム性動脈硬化の発症をみたところ、スカベンジャー受容体欠損によってはアテローム形成に変化はみられなかった.このことは、他のスカベンジャー受容体関連遺伝子の関与を示すと思われ泡沫細胞形成のメカニズムについての新たな謎がうまれてきた.スカベンジャー受容体欠損マウスはLPS投与による死亡率、リステリア感染による死亡率がコントロールと比較して有意に増加しており生体防御に重要な役割をはたしていることが証明された.スカベンジャー受容体の蛋白工学的研究でさらに細胞質ドメインの検討を進め、従来報告してきたタイトターン構造が細胞膜表面への発現に重要であるとともに、あらたにより細胞膜近くに、インターナリゼーションをになう構造モチーフを発見した.この2つの構造がエンドサイトーシス、ファゴサイトーシスおよび接着という3つの機能を使いわけるにあたり、細胞側のどのような構造物と相互作用をしているかの解析が進展中である.