hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
数学の概念理解を促進するｅラーニング教材の開発と長期的評価についての研究

大学初年次での数学学習で多くの学生がつまずく線形代数について,大学生の数学概念理解のつまずき箇所とその原因の調査・分析を行い,概念理解を促進するためのeラーニング教材の開発を行った。開発したeラーニング教材が長期的な概念理解の定着に効果があるかどうかを調査した結果,掃き出し法による連立一次方程式の解法の概念理解と定着には効果が見られた。抽象ベクトル空間の基底と次元の概念理解を促進するには至らなかったが,抽象ベクトル空間での概念理解を促進するためには,その理解の基盤となる空間ベクトルや集合の表象の獲得促進が必要であるとの示唆を得た。認知モデルに基づいた概念理解を促進する教授法の開発およびeラーニング教材の開発のためには、学習のつまずき原因を認知心理学的に分析することから始める必要がある。平成21年度の研究においては、大学1年次対象の線形代数の授業2クラスにおいて、年度初めのプレテストおよび、連立一次方程式の掃き出し法による解法、行列のランクの計算、逆行列の計算、行列式の計算、部分空間の次元と基底の計算、1次写像の像・核の次元と基底の計算、直交補空間の次元と基底の計算、グラム・シュミットの直交化法、固有値・固有ベクトルの計算、行列の対角化などの主要単元の理解度を測定するためのテストを開発して、年間で計16回のテストを実施し、40項目についての理解度に関する154名分の調査データを得た。調査データの分析のために、個々の答案の誤答タイプを分析し、各項目の正誤情報と誤答のタイプ別情報を記録したデータを作成した。得られたデータ数154個のうち、全16回の調査試験を一度も欠席しなかった77個のデータについて、クラスタ分析を用いて正誤データが似通った被験者同士のクラスタリングを行うとともに、問題間の論理的な関連性に対して、実際に正答・誤答の関連性があるかをMacNemer検定により検定した。クラスタ分析の結果、被験者の集合が4つのクラスに分けられることがわかった。また、MacNemer検定を用いた問題間の正答・誤答の関連性の検定の結果、正答・誤答に関して関連性をもつ項目を繋いで得られる特徴的なパスを複数発見した。認知モデルに基づいた概念理解を促進する教授法の開発およびeラーニング教材の開発のために,学習のつまずき原因を認知心理学的に分析することが重要であり,このための主要単元の理解度調査の継続実施と,調査結果の認知心理学的分析を行った.調査については,21年度のデータが,履修者数154のうち全テストを受験したデータが77個と少なかったことから,22年度も年間計16回の主要単元に関する計43問の理解度を測定するためのテストを再度実施しデータ量の不足を補った.その結果,21年度のデータとの合計で,履修者数で235名,うち全16回の調査試験を一度も欠席しなかったデータとして118個のデータが得られた.調査データの分析のために,調査問題43問のそれぞれに対する分析対象者118名の正誤パターン(正解1,不正解0)のデータとしての,43行×118列のデータをクラスター分析のローデータとした.クラスター分析によって43問の問題は,2つのクラスに大きくわかれ,さらにそれぞれが4つずつのサブクラスに分かれることが見出された.これらのクラスを詳細に分析することで,以下のような教育上の示唆が得られた.一般に,多項式空間はベクトル空間としての抽象度が高く,その習得難易度において数ベクトル空間と大きな差があると考えられているが,シュミットの直交化法については,数ベクトル空間と多項式空間とで習得難易度に差はなく,数ベクトル空間での理解習得が多項式空間での理解習得につながっている.部分空間の次元や基底を求める問題や対角化の実行のような抽象概念の理解が必要な計算手続きに関する問題については,概念理解のつまずきが計算手続きの習得を困難にしている.掃き出し法による計算や行列式の計算においては,計算問題の正答率の高さに比べ概念理解が低いことから暗記に頼っている学習者が多いことが示唆される.21年度と22年度におこなった主要単元に関する理解度を測定するためのテストの分析結果と、その結果から得られる教育上の示唆をふまえ、個々の問題ごとの誤り内容のより詳細な分析を行い、つまずき原因とそれを改善するための教授方法に関する仮説の構築と実験による検証をおこなった。つまずき原因の究明のため、22年度までのテスト結果のデータに加え、大学全体で1年次の数学科目に導入しているWeb数学学習システムの線形代数分野の問題のログデータを用いて誤り内容の分析を行った。その結果、1年次の線形代数全体の理解度の関わるポイントとして、係数が0になっていて見かけ上消えている変数を含む

1次方程式の場合も含めて、方程式とその解の集合との対応の正確な理解が重要であり、そのためには、3次元空間において、一部の係数が。になっていて見かけ上2変数以下となっている1次方程式と方程式が表す空間内の図形との対応の理解を支援することが重要である、という仮説を立てるに至った。この仮説を検証するため、実験を行った。行列の形で表された3変数の連立1次方程式で、ある変数の係数がすべて0になっているものの解のパラメータ表示を正しく理解できているか、を問う問題をプレテストとして、プレテスト後の20分で、一部の係数が0になっていて見かけ上2変数以下の1次方程式となっている方程式と方程式が表す空間内の図形との対応に関する実験授業を行い、再び、プレテストと同様の問題でポストテストを行った。この実験の結果、係数が0になっている変数の扱いを正しくできないという誤りがプレテストでもポストテストでも同様にみられ、実験授業による介入でもその誤りを減らすことはできなかった。誤りを減らすことができなかった原因としては、実験授業では短時間の介入であったことが考えられる。これについては、長期の授業の中での検証が必要であると考えられる。平成24年度の教育実践の検証に基づき、オンライン教材の追加作成や指導法の改善を行った。オンライン教材としては、3元不定連立1次方程式について、方程式系の方程式1つずつに対応する平面を選択的に空間内に表示し、交わりの集合を図とパラメータ表示で示して、解の意味やパラメータ表示及びパラメータの個数の意味を理解させる教材や、2次行列の成分を自由に設定できる1次変換に対してxy平面内をマウスで自由に動かせるベクトルとその1次変換による像を表示させて固有ベクトルの幾何学的な意味を理解させる教材を追加作成した。指導内容の見直しとしては、線形代数における「次元」という概念を、日常的な「次元」のイメージをメタファーとして用いて、ベクトルを1本ずつ増やしていくときにそれらで生成される空間の「大きさ(=次元)」が膨らむかどうかが一次独立性に関係していることに着目させる指導を通して理解させるような指導案の作成などを行った。一方、これらの教材や指導による理解には、学習者がある程度空間ベクトルに対する幾何的表象や空間の集合的記述に関する表象をもっていることが必要であると考えられる。この点について、これらの表象を測ったテスト結果を分析して検討した。その結果、一部の学習者について空間内の4本のベクトルの生成する空間と生成空間としての集合的記述に関する表象に問題があることが判明した。学習者のもっているベクトルや集合に関する表象をさらに詳しく調査し、各学習段階における学習者の数学的表象の発達に合わせた指導方法や教材を検討することが今後の課題である。連立1次方程式の行列表現と掃き出し法による解法の理解・習得に関して,以下の2つのWeb教材を作成した。(1) x+y=0のような1次方程式の表す図形が,どの変数の空間で考えるか(xy平面なのかxyz空間なのか)によって変わることを観察できる教材。(2)拡大係数行列に対する基本変形が連立1次方程式のどのような変形操作に対応するかを観察できる教材。(1)の教材は,係数が0になって方程式に現れない未知数は,自由な値をとれるパラメータになることを理解させるための教材であり,(2)の教材は,連立1次方程式の変形操作が拡大係数行列の行に関する基本変形に対応することについての理解を深める教材である。教材は自宅学習用にWeb数学学習システムで公開し使用させ,翌半期の授業冒頭で連立1次方程式の解法手続きの理解度をテストにより調査した。
極細線よりなる高密度微細構造伝熱面の熱伝達特性

最近のコンパクト型熱交換器などに用いられているいわゆる高性能伝熱面(フィン)の性能は、これまでの技術開発により、もはや従来方式の延長線上においてはそれ以上の向上をほとんど望めない限界域にまで達している。この限界を突破して性能を飛躍的に向上させるためには従来にない新しい技術の開発が必要である。本研究は、次世代の高性能伝熱面となり得る高い可能性を有すると考えられている「極細線よりなる高密度微細構造伝熱面」の流れと熱伝達について、その有用性を検討することを目的として細線の径と配列形状・ピッチを系統的に幅広く変化させたテストコアを用意して低レイノルズ数領域における実験を行なったものである。具体的には、水路に種々の幾何学的形状寸法を有するテストコアモデルを設置し、水素気包法を用いて流れを可視化し、コア内流れの動的全体像を把握するとともに、シングルブロウ法による系統的な熱伝達実験を行ない、コアの幾何学的特性が伝熱特性に及ぼす影響を詳細に調べた。その結果、コア内の流れには上流より下流に至るにつれ順に定常層流、周期的変動層流および乱流が共存し、コア内に占める周期的変動層流および乱流域はレイノルズ数の増加にともない次第に上流側へ移動することが分かった。これらの知見を基にいくつかの特徴的な伝熱現象の機構が解明されるとともに、細線の幾何学的パラメタの影響をも考慮にいれた伝熱特性がかなり広い範囲にわたって整理された。
Cayleyグラフのexpander性の評価と調和解析・表現論との関連

本研究の概要は,ケーリーグラフのエクスパンダー性を調べることである.グラフとはいくつかの点同士を辺で結んだもののことをいう.その中で,ケーリーグラフという対称性の高いグラフが本研究の考察の対象である.グラフの中で各点同士の辺のつながり具合表す指標をエクスパンダー性といい,数学だけでなく計算機科学などで研究されている概念である.本研究は,ケーリーグラフの性質を調べることで,その中でエクスパンダー性が高い,すなわち各点同士が良く辺でつながっているようなグラフを見つける研究である.本研究の概要は,ケーリーグラフのエクスパンダー性を調べることである.グラフとはいくつかの点同士を辺で結んだもののことをいう.その中で,ケーリーグラフという対称性の高いグラフが本研究の考察の対象である.グラフの中で各点同士の辺のつながり具合表す指標をエクスパンダー性といい,数学だけでなく計算機科学などで研究されている概念である.本研究は,ケーリーグラフの性質を調べることで,その中でエクスパンダー性が高い,すなわち各点同士が良く辺でつながっているようなグラフを見つける研究である.
マクロファージスカベンジャー受容体の細胞内輸送に関与する機能配列の探究

本研究では、近年動脈硬化発症の鍵分子として見つけられたスカベンジャー受容体について、細胞内へのリガンドの取り込み機構と、その機能構造を明らかにすることを目的に実験を行い、以下の事を明らかにした。1.受容体のリガンド取り込み機構を調べるにあたり、一サイクルのリガンド取り込み量を測定するアッセイ系を構築した。受容体を発現した細胞を4°Cまで冷却し、エンドサイトーシスを停止した後、放射標識したリガンドを加え受容体にリガンドを結合させた。その後、温度を37°Cに上げ、5分間インキュベートし、その間に取り込まれるリガンドの量を測定することにより、エンドサイトーシスの効率を測定することができた。2.構築したアッセイ系を用いて、マクロファージスカベンジャー受容体のN末端より20アミノ酸から30アミノ酸の範囲で、一箇所のアミノ酸をアラニンに置換した点変異体のリガンド取り込みや受容体の細胞表面上への発現量を測定した。その結果、リガンド取り込み効率には、N末端より21番目から29番目までのVxFDxxSVT配列が、また細胞表面への発現には、N末端より21番目から24番目までのVxFD配列が大きく関与していることを明らかにした。(これら変異受容体の細胞内での発現を、ウエスタンブロット解析により調べたところ、いずれも同程度の発現量が観察された。)これらの配列は、今までに知られていない新規なモチーフ配列である。3.変異受容体の細胞内での動態を詳しく調べるために、受容体発現細胞を固定し、スカベンジャー受容体に対する抗体を用いて免疫組織化学的に染色した。現在、電子顕微鏡を用いて、これら受容体の細胞内での局在を調べている。また、以上の結果をもとに、スカベンジャー受容体のエンドサイトーシス、及び細胞内輸送に関与する細胞内因子の単離、同定を試みている。
アーキテクチャに基づく区間振る舞いモデルを用いた記述法と形式検証法

高度に情報化されたネットワーク社会では,異なったシステムを統合してシステムのシステムを構築することが求められる.並列に動作するシステムでは,複数の事象が並列に発生するので,同時に発生する事象を考慮する必要がある.この並列事象の同時性を正しく認識できないことはシステム障害(failure)の原因となる.このようなシステムの信頼性を高めるためには,従来のテスト技術だけでは十分ではない.本研究では,並列事象の同時性を区間に局所化した「区間振る舞いモデル」を提案し,並列事象の同時性を並行システムとして実現するさいの振る舞い仕様の記述法とその検証法を体系化することにより,形式検証技術の実用化を目指す.高度に情報化されたネットワーク社会では,異なったシステムを統合してシステムのシステムを構築することが求められる.並列に動作するシステムでは,複数の事象が並列に発生するので,同時に発生する事象を考慮する必要がある.この並列事象の同時性を正しく認識できないことはシステム障害(failure)の原因となる.このようなシステムの信頼性を高めるためには,従来のテスト技術だけでは十分ではない.本研究では,並列事象の同時性を区間に局所化した「区間振る舞いモデル」を提案し,並列事象の同時性を並行システムとして実現するさいの振る舞い仕様の記述法とその検証法を体系化することにより,形式検証技術の実用化を目指す.
低酸素環境下で培養した口腔粘膜線維芽細胞を用いた新規培養真皮開発技術基盤の構築

真皮と比べ口腔粘膜線維芽細胞は局所炎症を減弱し低酸素状態で血管新生を強く誘導する特徴を示すため口腔粘膜線維芽細胞を用いることでより治療効果の高いヒト同種培養真皮を開発できる。本研究はヒト同種培養真皮開発ための基盤技術構築に向け、口腔粘膜線維芽細胞の2および3次元培養環境における低酸素応答をタンパクレベルで機能的に解析し、低酸素環境を利用した新規培養真皮作成プロトコールの作成を目指す。真皮線維芽細胞と、口腔粘膜線維芽細胞特有の機能を比較解析・検証し、従前の培養真皮より機能強化した新規製品開発へ展開する。本研究成果は難治性皮膚潰瘍の効果的治療につながり、治療オプションを広げることに貢献できる。口腔粘膜線維芽細胞と皮膚真皮線維芽細胞における2次元培養環境における細胞増殖能解析、3次元培養におけるコラーゲンゲルから放出されるタンパク発現解析、さらに培養細胞/培養真皮の品質担保につながるマーカーの検討を行っている。2次元培養環境における細胞増殖能解析では、酸素濃度は21%, 5%, 1%に設定し、Population DoublingとPopulation Doubling Timeにより増殖能を分析する。またコロニー形成能を解析し、同時にBrdU AssayとApoptosis assayも補助的に行い、細胞増殖能と細胞死についての評価を行う。5%, 1%のうち、トータルの培養期間と総獲得細胞数を指標に最適な酸素濃度を決定する。予備実験で、低酸素培養細胞が小型で細く、増殖が速いことを確認しているので、細胞品質担保マーカーとして、FACS解析によるLight Scatter(細胞サイズと細胞内部の複雑さ)分析も評価に加える。口腔粘膜組織であっても皮膚真皮線維芽細胞の性格を示す細胞の混在は避けるため、真皮線維芽細胞特異的マーカーと報告されているCD26 (Mah, 2017)を指標に、CD26陽性細胞の混在比率の検討もFACSで行う。3次元培養環境におけるタンパク発現解析は培養上清をサンプルとし、タンパク質多項目同時解析装置(ルミネックスアッセイ)で測定する。血管新生因子や炎症関連マーカーを包括的に測定可能なサイトカインパネル、リモデリングに関係するマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)、マトリックスメタロプロテアーゼ阻害因子(TIMP)、ケモカインパネルを用いて分析し、血管新生因子とMMPの高発現、炎症マーカーとTIMPの低発現という発現バランスやパターンによって培養真皮の性能を評価、比較する。コラーゲンマトリック内で口腔線維芽細胞および皮膚線維芽細胞を培養し、3次元培養環境における低酸素応答を比較した。21%, 5%, 1%の3種類の酸素濃度でMTTassey、ウェスタンブロッティング法を用いて測定を行った。ウェスタンブロッティング法では、創傷治癒関連タンパクであるα-SMA、MMP-3,10、CEMIPの発現を、それぞれの酸素濃度で確認した。マイクロアレイ解析においても低酸素や創傷治癒に関係するタンパクを新たに抽出した。組織修復に関するタンパクに関してさらなる測定、解析が必要と考えられる。具体的には、血管新生因子や炎症関連マーカーを包括的に測定可能なサイトカインパネル、リモデリングに関係するマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)、マトリックスメタロプロテアーゼ阻害因子(TIMP)、ケモカインパネルを用いて分析し、血管新生因子とMMPの高発現、炎症マーカーとTIMPの低発現という発現バランスやパターンによって培養真皮の性能を評価し比較する。培養上清を用いて、組織修復に関するタンパク質VEGF、FGF-2、MMP-3、MMP-10、MMp-13、TGF-βなどを多項目同時解析装置(ルミネックスアッセイ)で測定し、酸素濃度の影響を確認する。移植に適する培養期間の設定も行うため、培養上清採取を経時的に最長21日間に渡って実施し、最適な酸素濃度と同時に決定する。細胞品質担保マーカーとしては、複数作成した培養真皮の一部をウェスタンブロットに供して評価する。ゲル内部が確実に低酸素環境であることの立証のために、低酸素誘導因子のHIF1-α発現を確認し、表面抗原であるCD26の発現レベルも確認する。得られた実験データをまとめEuropean Journal of Oral Sciencesに投稿する予定である。

予備実験で、低酸素培養細胞が小型で細く、増殖が速いことを確認しているので、細胞品質担保マーカーとして、FACS解析によるLight Scatter(細胞サイズと細胞内部の複雑さ)分析も評価に加える。口腔粘膜組織であっても皮膚真皮線維芽細胞の性格を示す細胞の混在は避けるため、真皮線維芽細胞特異的マーカーと報告されているCD26 (Mah, 2017)を指標に、CD26陽性細胞の混在比率の検討もFACSで行う。3次元培養環境におけるタンパク発現解析は培養上清をサンプルとし、タンパク質多項目同時解析装置(ルミネックスアッセイ)で測定する。血管新生因子や炎症関連マーカーを包括的に測定可能なサイトカインパネル、リモデリングに関係するマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)、マトリックスメタロプロテアーゼ阻害因子(TIMP)、ケモカインパネルを用いて分析し、血管新生因子とMMPの高発現、炎症マーカーとTIMPの低発現という発現バランスやパターンによって培養真皮の性能を評価、比較する。コラーゲンマトリック内で口腔線維芽細胞および皮膚線維芽細胞を培養し、3次元培養環境における低酸素応答を比較した。21%, 5%, 1%の3種類の酸素濃度でMTTassey、ウェスタンブロッティング法を用いて測定を行った。ウェスタンブロッティング法では、創傷治癒関連タンパクであるα-SMA、MMP-3,10、CEMIPの発現を、それぞれの酸素濃度で確認した。マイクロアレイ解析においても低酸素や創傷治癒に関係するタンパクを新たに抽出した。組織修復に関するタンパクに関してさらなる測定、解析が必要と考えられる。具体的には、血管新生因子や炎症関連マーカーを包括的に測定可能なサイトカインパネル、リモデリングに関係するマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)、マトリックスメタロプロテアーゼ阻害因子(TIMP)、ケモカインパネルを用いて分析し、血管新生因子とMMPの高発現、炎症マーカーとTIMPの低発現という発現バランスやパターンによって培養真皮の性能を評価し比較する。培養上清を用いて、組織修復に関するタンパク質VEGF、FGF-2、MMP-3、MMP-10、MMp-13、TGF-βなどを多項目同時解析装置(ルミネックスアッセイ)で測定し、酸素濃度の影響を確認する。移植に適する培養期間の設定も行うため、培養上清採取を経時的に最長21日間に渡って実施し、最適な酸素濃度と同時に決定する。細胞品質担保マーカーとしては、複数作成した培養真皮の一部をウェスタンブロットに供して評価する。ゲル内部が確実に低酸素環境であることの立証のために、低酸素誘導因子のHIF1-α発現を確認し、表面抗原であるCD26の発現レベルも確認する。得られた実験データをまとめEuropean Journal of Oral Sciencesに投稿する予定である。
成人Ｔ細胞白血病幹細胞の遺伝子治療

癌特異的増殖型アデノウイルス(conditionally replicating adenovirus:CRA)による成人T細胞白血病(adult T-cell leukemia:ATL)治療の基礎的確立を目的とする。H23年度は、ヒトT細胞白血病ウイルスI型(HTLV-1)感染T細胞株を用いて、サービビンプロモーター依存性CRA(Surv.CRA)の殺細胞効果を明らかにし、成果を第73回日本血液学会総会で口演報告した。当該年度は更に、ATL幹細胞を特異的に攻撃しうる新たなCRA作成を進めた。慢性持続感染が原因となる悪性腫瘍では、ウィルスを標的とした治療法の開発が有効である。近年すべてのHTLV-1感染細胞で、組み込まれているプロウィルスの3'側long terminal repeat(LTR)は保存されており、マイナス鎖にコードされているHTLV-1 bZIP factor(HBZ)遺伝子が転写されていることが判明した(Satou Y et al, PLos Pathogens 2011)。HBZを標的にした治療は、従来の化学療法にはなかった発想である。腫瘍幹細胞を標的にするためには、急性型・リンパ腫型などの高悪性度ATLのみならず、くすぶり型・慢性型などの低悪性度ATLからHBZ遺伝子の転写がおこっている必要がある。我々は、1例のくすぶり型ATL患者で、HBZ遺伝子のmRNA発現量を無症候性キャリアーと比較した。発現量の比率は、無症候性キャリアー:くすぶり型ATL=1:13であった。3'LTRに存在する300塩基対のHBZプロモーター領域を人工合成遺伝子作成し、プラスミドベクターにクローニングした。アミノ酸変異を入れた変異体プロモーターも作成し、陰性コントロールとする。幹細胞を標的にしたHBZプロモーター依存性CRA(HBZ.CRA)の開発をすすめる。ATLは、HTLV-1が宿主遺伝子に組み込まれることから始まる。腫瘍幹細胞を標的にするためには、この腫瘍におこる最も初期段階での変異遺伝子のプロモーターを利用することが有効である。より特異度が高く、腫瘍幹細胞を標的にできる遺伝子としてウイルス由来遺伝子である、HTLV-1 bZIP factor (HBZ)のCRAへの利用を検証中である。非感染細胞での発現は皆無であり、高悪性度ATLのみならず、くすぶり型・慢性型などの低悪性度ATLにもHBZ遺伝子が転写されていることをこれまでの報告(Satou Y, et al. Proc Natl Acad Sci U S A. 2006)と同様に再確認した。既にHTLV-1の3'LTRに存在する300塩基対のHBZプロモーター領域を人工合成遺伝子作成し、クローニングしている。作成したHBZプロモーター領域を使用して、ATL細胞株とHTLV-1感染T細胞株でのHBZプロモーター活性を解析中である。HBZプロモーター依存性CRA(HBZ.CRA)を開発中である。我々の研究室では、すでに免疫不全マウスであるNOD/Scid/Jak3欠損マウス(NOJマウス)を利用したATLモデルマウスの作成に成功しているが、in vivoでのSurv.CRAの効果を検討するための、実験条件を模索している段階である。Surv.CRAのATL治療の可能性を示す重要な結果であり、現在論文投稿準備中である。また、新しいCRAの開発を目的とした研究も進めた。HTLV-1由来の遺伝子を標的にしたHBZ.CRAとtax.CRAの開発に着手した。HBZプロモーターの300塩基配列とtaxプロモーターの754塩基配列はすでに同定されており、塩基配列情報から、遺伝子工学的手法により人工的にDNA合成をした。コントロールとしてプロモーター活性を減弱させた変異体クローンも作成した。造血器腫瘍サービビンプロモーター依存性CRA (Surv.CRA)を使用した細胞株での解析では、実験仮説に比較的沿った結果が得られている。患者検体の収集がやや滞っており、患者検体を使用した解析が遅れている。今後は、ATL患者検体を同意書に基づいて収集し、非増殖型アデノウイルスベクターの至適導入・発現条件を明らかにするとともに、Surv.CRAだけでなく新たに作成するHBZプロモーター依存性CRA (HBZ.CRA)を用いて殺細胞効果を明らかにする。Surv.CRAを用いた解析は順調に進んでいるが、ATL移植高度免疫不全マウスを用いた動物実験が実施されていない。また新たなHBZ.CRAの作成が滞ってしまい、達成度は遅れている。細胞株を使用した、解析は順調に進んでいるが、患者検体の収集が滞っており、患者検体を使用した解析が遅れている。今後は、急性型・慢性型・くすぶり型ATL患者検体を同意書に基づいて収集し、非増殖型アデノウイルスベクターの至適導入・発現条件を明らかにするとともに、Surv.CRAを用いて殺細胞効果を明らかにする。鹿児島大学大学院医歯学総合研究科先進治療科学専攻運動機能修復学講座遺伝子治療・再生医学分野の小戝健一郎教授にHBZプロモーター依存性CRA (HBZ.CRA)の作成を依頼する。また私たちの教室では、高度免疫不全マウス(NOD/Scid/Jak3欠損マウス:NOJマウス)に患者由来ATL細胞を移植することで、マウス体内でヒトのATLの構築が可能であることを確認している。

ATL移植NOJマウスを用いてCRAの抗腫瘍効果を検討する。HBZプロモーター依存性CRA (HBZ.CRA)の作成を達成する。また、ATL移植高度免疫不全マウス(NOD/Scid/Jak3欠損マウス:NOJマウス)を用いてSurv.CRAとHBZ.CRAの抗腫瘍効果を検討する。私たちは高度免疫不全マウス(NOD/Scid/Jak3欠損マウス:NOJマウス)に患者由来ATL細胞を移植することで、マウス体内でヒトのATLの構築が可能であるかどうか検討中である。ATL移植NOJマウスを用いてSurv.CRAの抗腫瘍効果を検討する。またATL幹細胞を標的にしたCRAの開発をすすめる。HTLV-1はATLの原因ウイルスであるが、HTLV-1の発癌機構は十分に解明されていない。また高度免疫不全マウスに白血病を再構築可能で、通常の化学療法と放射線治療に抵抗性を示すATL幹細胞の特徴も解明は不十分である。近年、HTLV-1のマイナス鎖にコードされている、HTLV-1 bZIP factor(HBZ)遺伝子はすべてのATL細胞に発現していることが判明している。HBZ遺伝子はATL幹細胞にも発現していることが予想され、HTLV-1非感染細胞である正常リンパ球には発現していないため、CRAの格好の標的になりうる。すでに、HTLV-1の3'long terminal repeat(LTR)領域に存在する300塩基対のHBZプロモーター領域も同定されており、幹細胞を標的にしたHBZプロモーター依存性CRA(HBZ.CRA)の開発をすすめる。real time PCR試薬350千円,細胞培養試薬175千円,遺伝子発現効率検査用試薬150千円,アデノウイルス受容体発現検査用試薬75千円,殺細胞効果検出用試薬50千円,アポトーシス検出用試薬200千円人工合成遺伝子作成244千円,変異導入遺伝子作成200千円旅費(国内旅費)第75回血液学会総会札幌100千円,旅費(外国旅費)第55回アメリカ血液学会ニューオリンズ250千円,旅費(外国旅費)第49回アメリカ臨床腫瘍学会シカゴ250千円その他論文校正100千円本研究課題における論文作成・検討に時間を要したため、かかる諸経費の未使用額が生じた。平成25年度に、HTLV-1遺伝子プロモーター特異的増殖型アデノウイルスベクターを作成し、10月の日本血液学会で発表予定であった。しかし、プロモーター領域の特定、クローニング、変異体の作成に、計画よりも時間を要したため、必要な経費の未使用額が生じた。このため、HTLV-1遺伝子プロモーター特異的増殖型アデノウイルスベクターの抗腫瘍効果の解析と日本血液学会での発表および論文投稿を次年度に行うこととし、未使用額はその経費に充てることとしたい。
ケージド化合物光分解による心臓の機能的合胞性破綻 -不整脈の発生臨界領域の探索-

本研究では、心室頻拍・細動などの致死性不整脈が心臓の「どこで」「どの程度の拡がりで」異常な興奮伝導が生じれば惹起されるのかを明らかにするために、ラットの単層培養心筋細胞組織を対象として光による「異常な興奮伝導組織」を作成し、これに伴う興奮伝導異常の心臓組織の波及の有無を光学的に捉えることを試みた。先ず、光刺激システムの構築を行った。現有の実体蛍光顕微鏡システムの光軸に対して斜め約45度から直径0.1 mmから5mmに亘る領域に1ミリ秒から10ミリ秒幅のLED閃光照射を様々な頻度(0.5 Hzから3 Hz)で与えるシステムを構築した。光学システムの構築の後、新生仔ラット心筋単層培養組織にケージド化合物を負荷し、光照射の領域や出力の増減による組織の応答を検討した。心筋培養組織にカルシウム蛍光プローブfluo-8/AMを負荷し、毎秒100コマの速度で蛍光画像を取得、種々の頻度で電気刺激することにより、刺激に応じて生じた興奮(カルシウムトランジェント)が刺激部からほぼ均一に伝導することを確認した。この状態で閃光刺激を行いカルシウムトランジェントによる伝導様式の変化を観察した。閃光照射では、fluo-8蛍光から照射領域の興奮伝導の低下が観察され、同領域を中心に旋回性の異常伝導が生じるか否かを検討したが、これまでの予備実験では、閃光刺激前後の心筋組織のfluo8蛍光強度に有意な変化は観察されなかった。これまでのところ、閃光刺激システムの光量が不十分であることが示唆され、光刺激システムの改善などさらなる検討が必要である。単層心筋細胞組織の作成、興奮伝導の観察についてはこれまでの経験から問題なく達成できたが、光学系の構築に難渋し、また時間を要し、実験に充てる充分な時間が確保できなかったため。閃光刺激プローブを心筋組織の蛍光観察の妨げにならないように可能な限り近接させる工夫や、高輝度のLED光源への変更キセノンフラッシュランプへの変更などを試みる。光学システムの構築に難渋し、実験に充てる時間が不十分となり実験消耗品の購入が予定を下回ったため。
新合金理論に基づく遷移金属材料の耐熱・耐食機能評価

金属および合金の耐食機能を理解する上で重要となる因子のひとつに、表面での水素発生反応の起こり易さを表す水素過電圧がある。これまでに、遷移金属合金の水素過電圧は、ある一定の規則に従って変化することが明らかになっている。すなわち、母金属の周期表の位置より左側の元素を添加しても、合金の水素過電圧はほとんど変化しない。これに対して、右側の元素を添加した場合には大きく変化し、そのときの変化には合金元素が純金属の場合に示す水素過電圧の特徴が強く現れてくる。この理由について、合金の電子構造から検討を行った。合金としては代表的な遷移金属であるチタン、鉄およびニッケルを母金属とし、3d遷移金属を合金化した場合の電子構造をDVーXαクラスタ-法で計算した。その結果、上記のような特性は合金中で起こる電荷移行を考えることにより理解できることがわかった。すなわち、周期表で左側に位置するチタンの合金では、母金属チタンから合金元素側に電子の移行が起こり、合金元素はすべて負のイオン性をもつ。水素発生反応は、金属表面から水素イオンに電子を与える反応であることから、過剰に電子をもった合金元素の周辺で起こり易くなる。その結果、合金の水素過電圧には合金元素自身の特徴が現れる。一方、鉄およびニッケル合金では、母金属より左側の元素を添加した場合、合金元素から母相へ電荷移行が起こる。このため、母相自身が水素発生サイトとなり、合金添加による水素過電圧の変化はない。これに対して、右側の元素はすべて負のイオン性をもち、合金元素自身が水素発生サイトとなるため、水素過電圧に変化が現れる。この他、計算で得られたフェルミ準位も、遷移金属合金の水素過電圧と相関のあることが明らかとなった。
麻痺手不快臭の原因と援助方法に関する研究

療養型病院に入院中の片麻痺患者を対象に、両手掌部の細菌数・発汗量・におい・表面温湿度の変化を石けん手浴の前後で経時的に測定した。麻痺手は健手に比べて細菌数が多く、発汗量には差がなかった。また、拘縮麻痺手のにおいは健手に比べて高い傾向であった。細菌数・においの経時的な変化では、石けん手浴直後に低値を示し、24時間後、48時間後と徐々に上昇、72時間後には石けん手浴直前と同程度になった。麻痺手不快臭の発生は麻痺手の拘縮状態・表面湿度に関連があり、石けん手浴を23日に1回行うことで不快臭発生を抑制できることが示唆された。近年、高血圧の治療や予防の啓蒙が進歩し、急激な経過で死亡する脳出血の減少と死亡率の低い脳梗塞の増加が報告されている。それに伴い、介護が必要となる最大の原因である脳血管疾患後遺症や長期臥床患者の増加が示唆されており、そのような患者の療養生活を快適に整える援助方法を検討することは重要である。片麻痺患者の麻痺手に健手にはない独特の不快臭を伴う事が多いことに疑問を感じた。そこで、その不快臭増悪の原因や条件の明確化、および、それら不快臭増悪因子を除去するための援助方法の検討を目的とした調査を実施中である。平成20年度は、麻痺手の清潔に関する実態や援助方法の現状把握のため、資料収集、学会参加、他研究者からの教授、施設の見学などを行った。資料収集においては、麻痺手だけでなく健常者の手指衛生や汚染度に開する研究も収集し、片麻痺患者の麻痺手と健手における清潔度の相違や片麻痺患者と健常者の手の清潔度の相違、麻痺手不快臭に対する援助の現状を把握した。学会参加においては、健常者の手指衛生や調査手法に関する情報を得た。他研究者からは、細菌培養やにおいの測定など、データ収集技法の教授を受け、実験手順の再考を行った。それらをもとに数名の予備調査を実施し、調査方法の修正を行った。平成21年度は、倫理的配慮のもと、修正した調査方法にて麻痺手不快臭の増悪因子の増殖状況と麻痺手不快臭の発生状況を経時的に検証し、先行研究には見られない安極で簡便な石けんを用い、明確になった増悪因子や状況に応じた援助方法を検討・実施し、その妥当性と有効性を検証する。片麻痺患者の麻痺手に健手にはない独特の不快臭を伴う事があることに着目し、その不快臭増悪の原因や条件の明確化、および、それら不快臭増悪因子を除去するための援助方法の検討を目的とした調査を行った。療養型病院に入院中の片麻痺手を持つ患者を対象に、両手掌部の細菌数・発汗量・におい・表面温湿度を石けん手浴の前後、経時的に測定した。細菌数は、拭き取り検査用滅菌綿棒「ふきふきチェックII」(栄研化学株式会社)で両手掌部をそれぞれ拭き取って細菌を採取し、SCD寒天培地(デンカ生研株式会社)にて35°C・24時間培養して形成されたコロニー数をカウントした。発汗量は、発汗計SKD-1000(西澤電機計器製作所)を用いて両手掌部をそれぞれ連続5分間測定した。においは、ポータブル型ニオイセンサXP-329IIIR(新コスモス電機株式会社)で両手掌部をそれぞれ2分間測定し、併せて6段階臭気強度表示法と9段階快不快度表示法でも評価した。また、ADL・麻痺発症後の期間・清潔ケアの実施状況なども把握した。麻痺手の手掌部は健手に比べて細菌数が多く、発汗量では両手掌部に差がみられなかった。また、拘縮のある麻痺手の手掌部のにおいは健手に比べて高い傾向がみられた。細菌数・においの経時的な変化では、石けん手浴直後に低値を示し、24時間後、48時問後と徐々に増加し、72時間後には石けん手浴直前と同程度であった。麻痺発症後の期間が長いほど細菌数は健手に比べて麻痺手で高値を示し、ADLが低く拘縮が強いほどにおい・手掌部表面湿度が高値であった。以上のことより、麻痺手不快臭の発生は麻痺手の拘縮状態・表面湿度に関連があることが明らかになり、石けん手浴を23日に1回以上行うことで不快臭の発生を抑制できることが示唆された。
無血清エンブリオイドボディ培養法によるマウス・ヒトｉＰＳ細胞からの顎骨・歯胚誘導

ESF7培地を用いた無血清胚様体培養系でFGF-2はmiPSの歯胚前駆細胞への分化を誘導した。フィーダー細胞を用いずにhESF9培地でヒト歯髄細胞にretro virus vectorを用いてOct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc遺伝子を導入しhiPSCsを誘導した。hiPSCsはpluripotencyを保持し胚様体およびテラトーマで3胚葉分化を示した。hESF9培地にTGF-β1を添加することでhiPSCsの多能性は長期間維持された。本培養系を用いることで細胞増殖因子などに対するiPS細胞の細胞分化への影響を明らかにし、病原体などのリスクを排除することができる。昨年度の研究において、先行研究で開発した、マウスES細胞(ES-D3)の未分化性と多分化能を、フィーダー細胞無しで維持可能な無血清培地ESF7培地は、マウス由来iPS細胞の未分化性と多分化能の長期継代維持にも有用であることを明らかにした。本年度は、我々がESF7培地をもとに開発した、ヒトES細胞の未分化性と多分化能をフィーダー細胞を用いずに維持可能な無血清培地hESF9を用いることで、ヒト歯髄細胞からiPS細胞の誘導と未分化性と多分化能の維持が可能であることを明らかにした。ヒト歯髄細胞にレトロウイルスを用いて4遺伝子(Oct3/4,Sox2,KLF4,c-Myc)を導入後、fibronectin上に播種し、hESF9培地を用いて歯髄細胞由来iPS細胞を樹立することに成功した。またヒトiPS細胞の未分化性と多分化能を長期間安定して維持するために必要な因子を明らかにするため、種々の細胞増殖因子を検討した結果、TGF-β1が必須因子であることを明らかにした。同iPS細胞は未分化遺伝子および蛋白を発現しており、無血清再集合胚葉体培養系において、外胚葉、中胚葉、内胚葉の3胚葉組織への分化を認めた。特に、歯や顎顔面組織に特徴的な神経外胚葉組織への分化が顕著であった。また、ヌードマウス移植によりテラトーマ形成能を有し、組織学的に三胚葉への分化能を有していた。本無血清培地(hESF9)は、精製された因子のみから成り、他種動物あるいは他人の細胞由来のウイルスなどの感染物質の混入の恐れがなく、移植医療応用の際に拒絶反応を引き起こす危険性のある抗原物質を回避することが可能となる。本無血清培養法を用いることで、歯髄由来ヒトiPS細胞の増殖・分化を制御する各種因子の検討が標準化できるとともに、歯胚誘導や口腔組織再生研究のソースとして有用となるとともに、創薬スクリーニングへの応用に加えて、安全で確実な再生医療の実現が可能となると考えられた。両生類で明らかにされているような初期発生における組織分化誘導プログラムを、miPS細胞培養系で再現できる条件を検討するために以下の検討を行った。これまでに我々は、幹細胞からの分化誘導として,無血清培養系で継代・維持されているマウスES細胞から,胚様体を形成する事で頭部の位置情報を持った軟骨細胞塊を形成できる事を報告した。今回我々は,同様に無血清培養系にて継代・維持されたマウスiPS細胞から,頭部神経系への分化誘導を目指した。理化学研究所バイオリソースセンターcell bankより提供をうけた,胚線維芽細胞由来マウスiPS細胞を用いた。ラミニン処理プレートにて、ESF5培地(LIF,BSA不含)にFGF-2を添加し,単層培養を行った後,神経系マーカーや頭部で発現する遺伝子の発現について検討した。また,同様にESF5にFGF-2を添加した培地にてマウスiPS細胞の胚様体を形成・培養し,頭部神経系への分化誘導を試みた。ラミニン処理プレートにて,ESF5培地(LIF、BSA不含)にFGF-2を添加すると,神経系マーカー(Nestin,β-IIItubulin)陽性の神経細胞特有の突起を形成した。さらに頭部で発現するOTX-2、neural crest形成に関与するAP2の発現を認めた。さらに,胚様体内においても,神経系マーカー陽性反応を認めた。無血清培養系で継代・維持されたマウスiPS細胞から,神経系への分化誘導を行った。誘導された細胞・胚様体は頭部の位置情報を持つ可能性が示唆された。これらの分化誘導は,ヒトiPS細胞や骨髄幹細胞にも応用可能と考えられ,顎顔面領域の発生機構の解析のみならず,今後の再生医療への応用においても有用な手法であると考えられる。マウスiPS細胞を長期間未分化性を維持した状態で継代維持可能なESF5培地を用いた無血清培養・フィーダー

細胞フリーの培養系を確立した。本条件で長期培養した未分化miPS細胞を、ラミニン処理プレートにて,ESF5培地(LIF、BSA不含)にFGF-2を添加すると,神経系マーカー(Nestin,β-IIItubulin)陽性の神経細胞特有の突起を形成した。さらに、これら分化細胞においては、頭部で特異的に発現するOTX-2、neural crest形成に関与するAP2の発現を認めた。さらに,胚様体内においても,神経系マーカー陽性反応を認めた。以上の結果から、本分化誘導系では未分化細胞から顎顔面領域の頭部神経堤の位置情報をもった細胞を誘導することに成功した。今後は、マウスiPS細胞で明らかにした誘導系を、ヒトiPS細胞に応用する。すなわち、hiPS細胞の未分化性を長期間維持可能な無血清・フィーダー細胞フリーの無血清培養系を、すでに我々が報告したhESF9F培地を用いて確立する。さらに、同培養系に種々の因子を併用し、頭部マーカー遺伝子、神経堤マーカー遺伝子、骨芽細胞誘導関連遺伝子の発現条件を検討する。さらに、同培養系を用いて歯胚誘導を試みる。今年度計画していたDNAマイクロアレイは次年度に行うことにしたため、研究費を来年度に執行することとした。次年度は、主に、hiPS細胞を用いてアクチビンAと種々の因子を併用し、頭部マーカー遺伝子、神経堤マーカー遺伝子、骨芽細胞誘導関連遺伝子の発現条件を検討する。2神経堤、骨芽細胞に分化条件で、hiPS細胞を処理後、胚葉体を形成させOtx2、Cripto, slug, snail, AP-2, Runx2,の発現を測定し、さらに3培養7日目の胚葉体をPAS・アルシアンブルー、アニザリンレッド染色にて誘導組織を解析するとともに、HNK抗原、S100、Vimentinに対する抗体を用いて免疫染色を行うことで、両生類で明らかにされているような体軸形成プログラムがmiPSおよびhiPS細胞で再現できる基礎条件を検討する。
国際バカロレア「知の理論」を活用した高等学校生物基礎・生物における教材開発

1.研究の目的1国際バカロレア(以下, IB)のディプロマプログラム(以下, DP)で設定されている「知の理論(以下, TOK)」および「生物」の分析および授業研究を行う。21をもとに,高等学校理科(生物基礎・生物)における主体的・対話的で深い学びを目指す「アクティブ・ラーニング」教材の開発を行う。3開発した教材を元に授業実践を行い,生徒たちに育成された力を検証する。4知識・技能の活用を目指す理科授業のあり方について実証的に論究する。2.研究の方法まず,理論的研究として, DPの「知の理論」および「生物」で扱われている内容と,生物基礎・生物で扱われている内容を比較・分析した。また, IBの先進校である東京学芸大学附属国際中等教育学校で行われた授業研究会に参加し,情報収集を行った。実践研究として,「TOK」に基づく「アクティブ・ラーニング」教材を開発し,高等学校生物および中学校の理科2分野において授業実践を行った。3.研究の成果(1)高等学校では「代謝」の単元の学習を通じ,「光合成」,「光の波長」,「太陽エネルギー」に関する基礎的な知識・技能を習得させることができた。また,「太陽エネルギーの有効活用」というテーマについて,他科目・他教科での学習内容と関連させながらプレゼンテーションを行い,生徒どうしで相互評価させ,得られた知識や実験結果に基づく科学的な事実・根拠を活用して,客観的かつ統合的な判断を行う機会を提供することができた。(2)中学校では「自然と人間」の単元において,「外来生物」および「生態系」について教材開発・授業実践を行った。なお,「生態系」の教材開発・授業実践にあたっては, 2019年度に広島県が開設する中高一貫校(DP導入予定)の教員と共同で行った。主に知識構成型ジグソー法を用いて, TOKに基づく「実社会の状況→知識に関する主張→探究段階」というアプローチでの教材開発ができた。
分化する超分子集合体：エネルギーランドスケープに基づく高次構造と機能の制御

前年度までに、ポルフィリン誘導体の速度論的な自己集合挙動を報告している。このポルフィリン誘導体は、まず準安定なナノ粒子状集合体を形成し、その後、時間発展的に形態転移する。興味深いことに、ナノ粒子状集合体の溶液に超音波を照射すると1次元のナノファイバーへと形態転移するが、一方、ナノ粒子状集合体の溶液を撹拌していると2次元のナノシートが生じる。それぞれの集合体の熱力学的安定性からエネルギーランドスケープを描くことができ、これによって複雑な形態転移のメカニズムを説明することができた。今年度は、上記の形態転移の経路を、構造が異なるポルフィリン分子を共存させることによって制御できることを見いだした。以前の研究から、ナノシートはナノ粒子をon-pathway中間体として形成されることがわかっている。構造がわずかに異なるポルフィリン誘導体が共存すると、2種類のポルフィリンが共集合し、準安定なナノ粒子状集合体を形成する。2種類のポルフィリンから形成されるナノ粒子は、ナノシートのon-pathway中間体として機能できなくなり、結果として、撹拌下においても1次元のナノファイバーを生じることがわかった。このように、on-pathwayとoff-pathwayが競合する場合には、系に対してのわずかな摂動によって容易に経路が切り替わる可能性がある。特に、on-pathway中間体は鋭敏に応答する。この知見は、自己集合の経路を理解・制御する上で非常に重要である。29年度が最終年度であるため、記入しない。分子が自発的に組織化する現象(自己組織化)は、ナノスケールの有機材料をボトムアップ的に創製するアプローチとして注目を集めている。しかしながら、分子の自己組織化のプロセスは、熱力学的な安定性のみを反映して自発的に進行するため、思いのままにコントロールすることが非常に困難である。例えば、得られる分子集合体のサイズ(長さや面積)をそろえることはエントロピー的にきわめて難しい。われわれのグループでは、熱力学的に準安定な超分子集合体に関する研究を進めてきた。準安定状態を経由して自己組織化を進めることによって、熱力学的には得ることが難しい分子集合体を創製できることが明らかになりつつある。今回、以前に報告しているポルフィリン分子の構造を改変し、その自己組織化挙動について評価したところ、ある種の分子について、ひとつの初期状態から全く異なるふたつの終状態が得られることを発見した。本研究は、この『分化』のような現象が、複数の自己組織化過程が複雑に影響を及ぼし合うことで発現されていることを明らかにした。そして、このメカニズムの理解を推し進めることによって、成長の「タネ」として添加する超分子集合体の種類と量を変えることで、1分子幅のナノファイバーの長さや、1分子厚のナノシートの面積を制御することに成功した。本研究は、分子の自己組織化を制御する新手法として今後の材料創製研究に新たな展開をもたらすと期待される。実際に、得られた1次元および2次元の超分子集合体が、同一の分子から構成されているにもかかわらず異なる電子的特性を有していることを確認している。本研究では、超分子集合体の分化現象のメカニズムを分子論的に理解し、最終的には得られる物質の物性・機能をつくり分ける事を目的としている。今年度でこれらの当初の目的は達成された。本研究は、ポルフィリン誘導体については、当初の目的を達成した。今後は、ポルフィリン誘導体で見られた特殊な挙動が、他の分子系でも同様の理解から設計・構築できる事を実証する事が重要になる。ひとつの特殊な例として本研究を終わらせず、合成分子システムと生命分子システムに共通した動的秩序形成の原理をあぶり出す。
船舶設置GPSによる海面高度観測に基づく津波予測システム構築のための基礎研究

本研究では、新たな津波の観測方法として、船舶設置GPSによって津波に伴う海面高度の変動を捉えることを試みる。特に、発生頻度が低い地震津波の代わりに、九州西岸で冬季から春季に毎年発生する気圧変動に起因する気象津波(あびき)に着目し、九州西岸沖合を航行する民間定期フェリーに高精度GPSを設置して長期連続観測を行う。さらに数値実験を行い、世界各地の津波常襲国の沖合を航行する多数の民間船舶で津波が観測できた場合、地震津波の予測精度がどの程度向上しうるのか調べる。
近世以降における日本の自然環境変化に関する研究-絵図・地図のデジタル化を通じて-

本研究は、近世以降の自然環境の変化を追跡するうえで、古地図を有効な資料と評価し、有用な資料のデータを収集し、その分析を行うものである。特徴的な環境の変化、資料の存在状況といった点から判断して、里山、陵墓林、神社林、都市の治水というテーマを選び分析を試みた。それぞれのテーマについて、論文や学会発表を行うほか、陵墓林と都市の治水については、貴重な資料群を見出すこととなり、その資料集を発行することができた。本研究の目的は、日本における近世以降の景観変動のプロセスに注目し、なかでも身近な自然環境の変化を追跡することであり、それを検証するにあたって主に3つの課題を当初設定していた。ここにおいて設定した課題は、(1)里山の植生景観の変化、(2)陵墓や社寺林における植生景観の変化、(3)都市の拡大とするものであり、そのうち平成20年度では、(3)の近世都市の開発に関わる課題を中心に調査・研究を進めてきた。実際に実施した調査は、兵庫県篠山市教育委員会に所蔵される譜代大名家文書である青山家文書絵図の基礎調査を主に実行するものであった。それはこの資料群がこれまでほとんど調査されて来なかった新出の資料であったからである。実施した調査は、近世城下町としての大坂の開発に関わるテーマについて、17世紀中頃という近世の早い段階における淀川水系や大阪湾岸の整備の実態を明らかにすることを目的としている。その基礎調査の内容については、学会(歴史地理学会および人文地理学会での大会)にて報告するとともに、成果を論文(『大阪の歴史』)としてまとめた。また、研究の目的には、こうして得た環境変化に関する知見を効果的に教授する手法の開発についても言及している。その点に関して学会でのシンポジウムに参加して報告(日本国際地図学会)を行い、グーグルアースの有効性について検討した。さらに、近世絵図の作成技術の理解に関わって、当時の技術書のテキスト化の作業をすすめ、その成果を紀要論文(『甲南大学紀要』)として報告した。本研究の目的は、日本における近世以降の景観変動に注目し、身近な自然環境の変化を、絵図を中心とした資料からみていくことであった。対象とした場所としては、(1)里山、(2)社寺林・陵墓林、(3)都市、(4)新田開発の4つを選び、特に(1)では徳島大学附属図書館、(2)では京都府立総合資料館、京都大学附属図書館、大阪歴史博物館、(3)では篠山市教育委員会、大阪歴史博物館、三井文庫、(4)では射水市新湊博物館、大阪商業大学商業史博物館においてそれぞれ調査を実施した。平成21年度において最も成果をあげたのは(3)都市についてである。昨年度より調査を進めてきた篠山藩青山家文書(篠山市教育委員会蔵)における近世前期大坂周辺の水系を描いた絵図群に関する基礎調査の成果について、資料集の体裁としてまとめるとともに、それを関係機関に配布することができた。さらに、その成果については、市民を対象とした研究会(尼崎市)や座談会(沖縄市)にて報告することとなった。この調査成果については、一部論文(歴史学研究)として報告するとともに、現在、出版社を通じた刊行を計画し、作業を進めている段階である。(1)に関しては、近世の里山の景観について、イメージとしての名所の景観と実体との差異を検証し、論文(上方文藝研究)として報告した。また、(4)に関しては、河内国の事例として、水利に関わる絵図を中心とした村絵図の調査成果を論文として報告した(商業史博物館紀要)。(2)に関しては、平成21年度において重点的に文献資料を集めたうえで分析を進めており、その成果を次年度にてまとめる予定としている。研究の目的は、日本における近世以降の景観変動に注目し、身近な自然環境の変化を、絵図を中心とした資料からみていくことである。その対象とする地域として、平成22年度は、特に(1)社寺林・陵墓林、(2)都市を設定した。そのうち(1)では、宮内庁書陵部、京都府立総合資料館、京都大学附属図書館において、(2)では篠山市教育委員会、大阪歴史博物館、京都府立総合資料館、国立歴史民俗博物館、堺市立博物館、熊本県立図書館、鳥取県立博物館・図書館において主に資料調査を実施した。(1)については、まず近世の大工頭である中井家文書に含まれる境内絵図に注目して調査を実施した。その資料の特徴を明らかにするとともに、京都大学附属図書館所蔵の中井家文書絵図の目録を作成した。また、陵墓の景観変化とその管理実態を明らかにするため宮内庁書陵部などで資料調査を実施し、植生に関する近代の工事記録簿を見出すとともに、近代初頭の陵墓の景観を詳細に描いた絵図集を資料集としてまとめ発刊した。(2)については、昨年度に引き続き近世前期における大坂周辺の水系を描く絵図の調査を実施し、新たな資料を発掘してその撮影を実施した。その成果の一部については学会で報告するとともに、それら資料の出版の準備を進めている。また、近世の都市を描いた実測図の事例の調査を、熊本、鳥取、堺において実施し、特に重要な資料については撮影を実施した。