hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯科修復用コンポジットレジンの接着耐久性に関する新しい評価試験方法の試み

本研究では,薄板状の牛歯切片の中央部に貫通又は有底の直径5mmの窩洞を形成し,その窩洞部に化学重合型(CCT)および光重合型(LCT)コンポジットレジンを充填したものを試験片とし,両コンポジットレジンの接着せん断強さおよび接着耐久性を検討した.接着せん断強さ試験は,貫通型の試験片を用い,著者らの開発した打ち抜きせん断試験方法により行った.接着耐久性試験は,有底型の試験片を用い,荷重振幅50Nと100N,繰り返し速度1Hz,繰り返し数10^5回の負荷条件で片振り疲労により行い,そのあと辺縁封鎖性試験により接着耐久性を検討した.得られた結果を要約すると次の通りである.1.打ち抜きせん断試験接着せん断強さは,LCTレジンがCCTレジンより高い値を示したが,両レジンとも,TypeIV(エナメル質)で最も大きく,TypeIII(エナメル質/象牙質),TypeI,II(象牙質)の順に減少した.なお,象牙細管の走向角度による影響はわずかであった.TypeIIIの接着せん断強さは,TypeIIに対し,CCTレジンでは21%,LCTレジンでは35%増大するが,TypeIVに対してはCCTレジンでは45%,LCTレジンでは29%減少した.SEM観察によると,象牙質との接着界面にはレジンの重合収縮による局部的な剥離が観察された.2.接着耐久性試験窩洞の辺縁封鎖性は,象牙質単体の試験片では,その低下は著しく,エナメル質/象牙質の試験片においても,繰り返し荷重の影響を受け低下した.また,コンポジットレジンと歯質との界面には剥離の発生が観察され,接着界面の疲労による劣化が確認された.本研究では,薄板状の牛歯切片の中央部に貫通又は有底の直径5mmの窩洞を形成し,その窩洞部に化学重合型(CCT)および光重合型(LCT)コンポジットレジンを充填したものを試験片とし,両コンポジットレジンの接着せん断強さおよび接着耐久性を検討した.接着せん断強さ試験は,貫通型の試験片を用い,著者らの開発した打ち抜きせん断試験方法により行った.接着耐久性試験は,有底型の試験片を用い,荷重振幅50Nと100N,繰り返し速度1Hz,繰り返し数10^5回の負荷条件で片振り疲労により行い,そのあと辺縁封鎖性試験により接着耐久性を検討した.得られた結果を要約すると次の通りである.1.打ち抜きせん断試験接着せん断強さは,LCTレジンがCCTレジンより高い値を示したが,両レジンとも,TypeIV(エナメル質)で最も大きく,TypeIII(エナメル質/象牙質),TypeI,II(象牙質)の順に減少した.なお,象牙細管の走向角度による影響はわずかであった.TypeIIIの接着せん断強さは,TypeIIに対し,CCTレジンでは21%,LCTレジンでは35%増大するが,TypeIVに対してはCCTレジンでは45%,LCTレジンでは29%減少した.SEM観察によると,象牙質との接着界面にはレジンの重合収縮による局部的な剥離が観察された.2.接着耐久性試験窩洞の辺縁封鎖性は,象牙質単体の試験片では,その低下は著しく,エナメル質/象牙質の試験片においても,繰り返し荷重の影響を受け低下した.また,コンポジットレジンと歯質との界面には剥離の発生が観察され,接着界面の疲労による劣化が確認された.本研究は、口腔内におけるコンポジットレジンと歯質との接着耐久性の評価方法の確立と接着耐久性試験の簡便化を計ることを目的とする。そこで、本年度は口腔内での充填を想定し静的強度試験(打ち抜き試験)を行いコンポジットレジンと歯質との接着強さについて調べた。打ち抜きせん断試験方法は被着体としての歯質に円柱状の内側性窩洞を形成してコンポジットレジンを充填し、圧子により打ち抜きせん断接着強さを求めるものである。試験材料として牛歯(象牙質)を対象に2種類の臼歯用コンポジットレジン(光重合型および化学重合型コンポジットレジン)を用いた。試験は常温水中で行った。その結果、打ち抜きせん断試験により得られた接着強さは光重合型コンポジットレジンで6.09MPa、化学重合型コンポジットレジンで3.87MPaとなり光重合型コンポジットレジンで大きな値となる。しかし、この結果は、通常のせん断接着強さに比べ小さな値となり、重合収縮が大きな影響を与える要因となっていることが明らかとなった。本研究で試みた打ち抜き試験法は窩洞内で重合収縮が生じる場合の接着強さを調べる方法としてより臨床に近い有効な手法と考える。また、耐久性試験として、一定荷重によるクリープ試験および咬合力を想定した繰り返し荷重による疲労試験を行い辺縁封鎖性を調べるとともに、走査型電子顕微鏡による界面のはく離の様子を観察している。しかしながら、耐久性試験は長時間を有するため現在データを蓄積中である。本研究は、口腔内におけるコンポジットレジンと歯質との接着耐久性の評価方法の確立と接着耐久性試験の簡便化を計ることを目的とする。そこで、本年度では、コンポジットレジン(光重合型及び化学重合型臼歯用接着性コンポジットレジン)を歯牙に充填し、静的強度試験(打ち抜き試験)による歯質との接着強さ及び咬合力を想定した繰り返し荷重による耐久性試験により辺縁封鎖性を調べた。

また、走査型電子顕微鏡(SEM)により界面のはく離の様子を観察し、歯質とコンポジットレジンとの接着性及び接着耐久性の評価方法について検討した。その結果、打ち抜きせん断試験により得られた接着強さは象牙細管の走行方向に影響され、通常のせん断試験に比べその値は小さく重合収縮による寸法変化の大きいことが明らかとなった。ここで試みた打ち抜きせん断試験法は窩洞内で重合収縮が生じる場合の接着強さを調べる方法としてより臨床に近い有効な手法と考える。繰り返し荷重による耐久性試験では、辺縁封鎖性は低下する。また、コンポジットレジンと歯質との界面にははく離,き裂が発生し易く、コンポジットレジンの劣化の要因となっている。しかしながら、疲労試験は長時間を有するため現在、走査型電子顕微鏡による界面の様子を観察するとともに耐久性試験データを蓄積中である。修復用コンポジットレジンの接着強さ評価試験法として,咀嚼に伴う咬合力を想定した打ち抜きせん断試験および耐久性試験を行い,コンポジットレジンと歯質との接着強さについて基礎的な検討を行った.本研究で採用した打ち抜きせん断試験法は4種類の被着材に円柱状の窩洞を形成し,コンポジットレジンを充填した試験体を圧子により打ち抜き接着強さを求める試験方法である.また,耐久性試験は2種類の被着材について,打ち抜き試験と同様に,円形状の窩洞を形成し,コンポジットレジンを充填した試験体に一定荷重を繰返し負荷し接着耐久性を評価する試験方法である.その結果,打ち抜きせん断試験で得られたせん断強さはエナメル質で最も大きな値を示し,エナメル質/象牙質,象牙質の順に減少する.エナメル質/象牙質のせん断強さは,エナメル質単体に比べ化学重合型レジンでは45%,光重合型レジンでは29%減少し,エナメル質を含んでいるにも関わらずかなり小さな値を示した.これは,象牙質の接着面積がせん断強度低下に大きく影響しているものと考えられる.そこで,エナメル質/象牙質試験体についてせん断力が作用する場合について検討した.その結果,計算で求めた見掛けのせん断強さは実験で得られたせん断強さとほぼ同じ傾向を示した.これにより象牙質の接着面積は見掛けの接着面積に比べ小さくなっているものと推定できる.また,打ち抜きせん断試験片にはコンポジットレジンと象牙質との接着界面に引張応力の影響によると見られるギャップが観察され,このギャップが接着面積減少の要因となり強度低下を招くものと考えられる.耐久性試験では,両レジンとも接着界面の辺縁封鎖性は低下し,コンポジットレジンと歯質との界面には繰返し荷重によるはく離が発生し耐久性は低下する.この様に,本研究で採用した打ち抜きせん断試験および耐久性試験法は,コンポジットレジンの接着特性を評価する有効な試験方法であると考える.
未利用バイオマスを活用した環境学習「火遊びプログラム」の開発と実践

利用されなくなった里山や学校・公園・個人の敷地などから発生する未利用バイオマスを環境教育に活用すべく、「火遊びプログラム」の開発を行った。初年度は、プログラム開発に関わる情報収集と実験、プログラムの暫定版作成、研究成果の発表などを行った。2年度目には、小学校におけるプログラムの試行を経てプログラムを完成し、最終的に「簡易炭焼きで学ぶ人と森のいま」という題目の動画教材(DVD)を開発した。この教材は、研究代表者の所属先のHPにおいて公開中である。平成27年度は、未利用バイオマスを活用した環境学習「火遊びプログラム」の開発段階であり、研究代表者と2名の研究協力者、1名の研究補助者の体制のもと、1.火遊びプログラムの暫定案作成と、2.プログラム開発に関わる試行実験と情報収集、3.成果発表を行った。各研究実績の概要は以下に記す通りである。1.火遊びプログラムの暫定案作成年度当初、主として小学校での活用を想定した火遊びプログラムの素案を研究代表者が作成した。その内容について、学習指導要領や学校現場の実情、及び燃焼に関わる技術面といった観点から、研究協力者が評価・修正を加えた。また年度末には、2.に示す試行実験や情報収集の成果も加味して、小学校向け火遊びプログラムの暫定案をまとめた。この暫定案は、次年度の協力校でのプログラム実践の土台となるものである。2.プログラム開発に関わる試行実験と情報収集研究代表者が担当する大学の授業を利用し、火遊びプログラムに盛り込む活動に関わる試行実験を行った。具体的には、大学生に放置竹林(未利用バイオマス)の伐採と加工・利用を行わせ、その結果をふまえて、小中学生でも実施可能な活動内容について検討した。また仙台市・名取市の2つの小学校にて出前炭焼き授業を行った。さらに研究協力者と研究補助者とで、出前授業における児童の感想とりまとめ、小学校での教科学習(社会・理科・家庭科等)でプログラム化できそうな活動についての情報収集と立案、その実現可能性を見極めるための検証実験などを行った。3.成果発表本研究計画の発端となった、未利用バイオマスを活用した環境学習に関する研究代表者のこれまでの取り組みについて、東北地理学会および日本環境教育学会東北地区懇談会において、研究発表を行った。平成27年度の目的は、火遊びプログラムの素案を作成するとともに、試行実験とカリキュラム面・燃焼技術面からの検討を加えて、小中学校における火遊びプログラムの暫定案を作成することであった。「研究実績の概要」に記した通り、小学校向けの学習プログラムについては暫定案を作成することができたので、進捗状況はおおむね順調と判断した。ただし中学校向けには、学習プログラムを作成することができていない。しかしながら、研究協力者との協議や小学校での出前授業等を通して、教科の専門性・独立性が顕著になってくる中学校よりも、教科横断的な取り組みの容易な小学校の方が、火遊びプログラムの実践には適していることが判明してきたので、進捗状況の評価上、この点は大きな問題ではないと考えている。利用されなくなった里山や学校・公園・個人の敷地などから発生する未利用バイオマスを環境教育に活用すべく、研究代表者と2名の研究協力者、1名の研究補助者の体制のもと、環境学習「火遊びプログラム」の開発を行った。平成27年度は、プログラム開発に関わる情報収集と実験、プログラムの暫定版作成、研究成果の発表(東北地理学会、日本環境教育学会)などを行った。具体的には、未利用バイオマスの発生状況に関する調査、簡易炭焼きとその効果についての検討、炭の活用法に関する実験などを行うとともに、学習指導要領の内容もふまえた学習プログラム案の作成を行った。また仙台市近郊の2つの小学校において、出前炭焼き授業を実施した。平成28年度には、前年度に作成した暫定版のプログラムに改訂を加えるべく、さらなる試行実験(炭による脱臭・水質浄化実験)を行い、その成果をふまえて、「火遊びプログラム」を作成した。その内容にもとづき、宮城教育大学附属小学校において試行授業を実施した。その成果と反省をふまえ、最終的に「簡易炭焼きで学ぶ人と森のいま」という題目の動画教材(DVD)を開発した。『現在までの進捗状況』にも記した通り、教科の専門性・独立性が顕著になる中学校よりも、学級担任制で教科横断的な取り組みの容易な小学校の方が、火遊びプログラムの実践に適していることが判明してきた。そのため、今後は小学校向けの学習プログラム開発に絞って研究を進めたいと考える。ただし教科横断的な取り組みが比較的やり易いとはいえ、教科でも活用可能な学習プログラムであれば、小学校でもより実践は容易なはずである。そのため、環境教育の枠にとどまらず、社会・理科・家庭科などの教科でも実施可能な学習プログラムの開発を目指したい。環境教育
二段階光励起型光触媒系による可視光照射下での水の完全分解反応

1.ロジウムドーピングチタン酸ストロンチウム光触媒とバナジン酸ビスマス光触媒および鉄イオン酸化還元対電子伝達系を組み合わせた水分解用二段階光励起型光触媒系の水素生成光触媒であるロジウムドーピングチタン酸ストロンチウム光触媒について,ソフトプロセスである水熱合成法およびクエン酸錯体を用いた錯体重合法による高活性化を検討した。水熱合成法では,水熱処理により得られた前駆体にストロンチウムを添加して焼成することで,鉄イオンを電子伝達系に用いた二段階光励起型光触媒系の光触媒活性が飛躍的に向上することを見出した。錯体重合法により合成した光触媒の場合でも同様に,原料のストロンチウムを4%程度過剰にして合成した場合に,鉄イオンを電子伝達系に用いた二段階光励起型系の光触媒活性が,水熱合成法により合成した場合と同程度に高くなることを見出した。これらのロジウムドーピングチタン酸ストロンチウムを用いた二段階光励起型光触媒系の420nmにおける量子収率は約4%であり,本研究にて高効率化に成功した。2.ロジウムドーピングチタン酸ストロンチウム光触媒とバナジン酸ビスマス光触媒を用いた二段階光励起型光触媒系の鉄イオンに代わる電子伝達系を検討した。その結果,コバルトのビピリジンおよびフェナントロリン錯体が,有効に働く電子伝達系であることを見出した。コバルト錯体を用いた二段階光励起型光触媒系について,様々な光触媒の組み合わせを検討したが,ロジウムドーピングチタン酸ストロンチウム光触媒とバナジン酸ビスマス光触媒以外の組み合わせでは,反応は進行しなかった。1.ロジウムドーピングチタン酸ストロンチウム光触媒とバナジン酸ビスマス光触媒および鉄イオン酸化還元対電子伝達系を組み合わせた水分解用二段階光励起型光触媒系の水素生成光触媒であるロジウムドーピングチタン酸ストロンチウム光触媒について,白金に代わる水素生成助触媒の探索を行なった。多くの金属および金属酸化物について助触媒能の検討を行なった結果,ルテニウムが白金と同等の活性を発現させる水素生成の助触媒であることを見出した。白金助触媒の場合では,目的反応の逆反応である水素と鉄(III)イオンおよび水素と酸素の反応が進行するために光触媒活性が失活してしまうのに対して,ルテニウム助触媒の場合では,それらの逆反応が一切進行しないために失活せずに定常的に水の分解反応が進行した。このように,ルテニウム助触媒が,水分解用の助触媒としては非常に優れた特性を有していることを明らかにした。2.二段階光励起型光触媒系の水素生成光触媒であるロジウムドーピングチタン酸ストロンチウム光触媒について,ソフトプロセス合成を行なうことで高活性化を検討した。具体的には,シュウ酸を沈殿形成剤に用いた共沈殿法,クエン酸錯体を用いた錯体重合法および水熱合成法について検討した。これらの合成法により得られた光触媒は,メタノールを還元剤とした水素生成反応に対し,従来の固相法により得た光触媒と同程度の光触媒活性を示した。しかしながら,鉄(II)イオンを還元剤とした水素生成反応では,合成法により光触媒活性が顕著に変化した。共沈法および錯体重合法により合成した光触媒ではほとんど活性がなかったのに対して,水熱合成法にて合成した光触媒では固相法に比べて4倍程度活性が向上することが分かった。
特発性脊椎側弯症の遺伝子解析に基づいた進行予測因子の同定

連鎖解析およびGene dropping, MDI解析から既知の遺伝子座と同一の遺伝子座にSNPsを発見した。これらの遺伝子座はすでに報告があること、および、連鎖解析, Gene dropping, MDI解析いづれの解析でも疾患に特異的と判定できることからその信頼性が担保されている。これらの遺伝子は動物モデルなどでその変異において体幹変形をおこすことが知られている、もしくは症候性側弯症の原因遺伝子として特定されている遺伝子である。われわれはこれらの遺伝子が家族性ではなく、一般的な特発性側弯症患者においても同一の遺伝子変異であるのかを確認するため、現在さらなる解析を進めている。特発性側弯症の姉妹と側弯症を有さない両親から十分なインフォームドコンセントを得たうえで同意者より約20 mlの血液を採取し、血液中の白血球よりDNAを抽出した。これらのDNA検体を用いて、集団を対象とする相関解析を行った。具体的には、得られたサンプルから抽出したDNAをもちいた連鎖解析およびGene dropping, MDI解析から我々は既知の遺伝子座と同一の遺伝子座にSNPSを発見した。これらの遺伝子座はすでに報告があること、また、連鎖解析およびGene dropping, MDI解析いずれの解析でも疾患に特異的と判定できることからその信頼性が担保されていると考えられる。従来の解析とが染色体上の特定の領域までの同定であったのに比較し、今回我々はこれらの遺伝子座の特定の遺伝子にSNPがあることを新たに発見した。これらの遺伝子はいずれも動物モデルなどでその変異において体幹変形をおこすことが知られている、もしくは症候性側弯症の原因遺伝子として特定され得ている遺伝子である。われわれはこれらの遺伝子が家族性ではないより多くの特発性側弯症患者においても同一の遺伝子変異であるのかを確認するため、現在さらなる解析を進めている。特発性側弯症は有病率1-2%の疾患で思春期に脊椎の変形をおこす疾患である。進行例では呼吸障害や心不全、脊髄症状による麻痺、姿勢保持困難等の重篤な症状をきたすため手術が行われるが、合併症も多く治療に難渋する。特発性側弯症の中で約1割に第1親等内での遺伝を認めるが、病気に特異的な遺伝は解明されていない。われわれは家族内発生の側弯症の遺伝子を明らかにした。方法:本解析は側弯症に罹患した患者およびその家族の遺伝統計解析により、原因遺伝子を探索することを目的とする。イルミナ社HumanOmniExpress-12v1_Hチップにてgenotypeされた20検体(罹患10検体、非罹患10検体)を用い、連鎖解析を行った。(SNPマーカー数:730,525)解析手法:クオリティ-コントロール:マイナーアリル頻度およびHardy-Weinberg disequilibrium検定によるSNPのフィルタリングを行い、メンデル遺伝上矛盾するSNPを除外した。また、罹患者におけるSNPタイピングができなかった428 snpsを除外した。Genotyped SNPs: 728,822(Minor Allele Frequency (MAF) < 0.01: 191,104・Hardy-Weinberg disequilibrium test (p-value < 1.0e-06): 0・メンデル異常SNPs: 916・解析対象SNP: 536,374)層別化(MDS: Multi Dimensional Scaling)解析:層別化解析を行い家系情報が間違いで無いことを確認。結果TDT解析:PLINK version 1.07を用いて、Family-based association analysisであるTDT解析を行った。Alleleicによるカイ二乗検定のP値を算出し、ボンフェローニ補正およびFDR補正等を行ったP値も算出した。4つの遺伝子座において5つの遺伝子を疾患特異的遺伝子として特定した。これらの遺伝子座はいずれも欠損や変異を起こした場合に体幹変形を生じる遺伝子座として報告のある遺伝子座であり、今回の結果で我々は既知の遺伝子座から疾患に特異的な遺伝子を特定し得た。特発性脊椎側弯症は原因不明の疾患で、学童期に脊椎が著しく弯曲し、呼吸器障害や心不全のため死に至る疾患である。1970年代から世界中の多くの施設で競合して原因遺伝子の検索が行われているが、その原因遺伝子はいまだに同定はされていない。我々は特発性脊椎側弯症の患者組織および血液から取得した遺伝子情報に関して、骨軟骨に影響を与える遺伝子群の発現量の変化から特発性側弯症進行のメカニズムを探求する。また、臨床応用の可能性を具現化するために、手術治療が必要な進行性の側弯症患者を特定し、適切な患者に適切な時期に治療を行うための唾液、血液サンプル検査キットの開発を目指す。本研究は患者からの検体採取・大動物実験

・細胞培養・分子生物学的解析の多岐に渡る手技を集約してはじめて達成されるため、それぞれの分野に特化した技師及び細胞提供者を配し、効率的な体制の元に遂行する計画である。この中で特に専門性が高く常時必要な手技として大動物実験・分子生物学的解析があるが、申請者の組織では専属の研究補助員がいるため、より迅速に研究が推進可能であると考える。平成23年度の計画1.ヒト側弯症患者の組織採取我々の施設では年間50ー100例の特発性側弯症手術を行っており、また500人前後の術後の患者がいる。これらの患者およびご家族から血液サンプルを取得した。得られた組織から遺伝子情報を取得し、マイクロサテライトマーカーを用いた連鎖解析を開始し、また免疫染色や電子顕微鏡による組織解析の準備を行っている。当初のもくろみ通り遺伝子の採取およびその解析を平成24年度までにほぼ終了している。さらに、遺伝子座だけでなく、これら側弯症を持つ罹患同胞対に特異的な遺伝子のSNPを特定できたことは、今後のこれらの遺伝子を用いた機能解析において大変有用であると考えられる。これらの結果を他の人種間で確認する国際的共同研究も現在計画している。当初、われわれの平成23年度の計画では、ヒト側弯症患者の組織採取を終了させる予定であった。実際には我々は側弯症患者本人だけでなく、ご両親の血液サンプルも取得し、これも合わせてマイクロサテライトマーカーを用いた連鎖解析を開始している。また免疫染色や電子顕微鏡による組織解析の準備を行う。これらの進行状況から平成24年度に予定の研究がほぼ終了できる見込みとなっている。今後は、得られた遺伝子の他の人種間での相違や再現性の検討に加えて、これらの遺伝子を動物モデルをも用いて機能解析および側弯症の程度とこれらの遺伝子の因果関係を明らかにする。1.ヒト側弯症患者の組織採取と発現遺伝子の解析:引き続き患者の組織採取を継続しながら、得られた組織をDNA解析・免疫染色・電子顕微鏡などを用いて評価する。我々の研究の焦点は既知の骨代謝に関連する遺伝子群の発現量の変化を解析することであるので、ゲノムワイドの網羅的研究は行わず、あくまで骨代謝の関連する遺伝子群およびメラトニンシグナル関連分子の発現量を唾液、および血液サンプルで解析し、脊椎および椎間板組織のDNA解析・免疫染色・電子顕微鏡でこれらの分子の発現を確認する。2.ニワトリ側弯症モデルにおける遺伝子発現の解析:研究者らの施設で町田らによって確立されたニワトリ松果体切除による側弯症モデル(Machida M et al, Spine, 1993)は、世界的に見ても唯一の特発性側弯症動物モデルである。このモデルを作成し、これらの遺伝子の発現量を確認し、また正常ニワトリの血液サンプルとその発現量を比較し、統計学的に有為に変動するターゲットとなる遺伝子を確認、選定する。平成25年度の計画3.ヒト側弯症患者の発現遺伝子の確認:ヒト特発性側弯症進行患者および非進行患者から採取した検体を用いて3.で選定されたターゲットとなる遺伝子群の発現量の差異を確認し、これらのターゲットとなる遺伝子群の発現量の差異が臨床的に側弯症進行の予測検査となりうるかを検証する。
蛋白質の膜透過と選別輸送の分子機構

重点領域研究「蛋白質の膜透過と選別輸送の分子機構」の総括班として、研究計画の検討と研究成果の評価のため下記の活動を行った。1.総括班会議を10月5日と12月2日に開き、研究の進行状況および研究計画の検討を行った。この他、研究代表者と班長は隨時連絡を行い、研究全般の円滑な進展をはかった。2.12月1,2日の両日、東京で総括班と3つの研究計画班および公募採択研究の全研究者(1名代理)とその共同研究者合計74名が出席し,各研究者による研究発表と出席者全員による討論がなされた。討論は極めて活発であった。3.研究班の全体会議の他に、主として若手研究者(班員およびその共同研究者)による合宿形式の研究集会を3月24ー26日に九州で開催することとして準備を進めている。約50名の参加を予定している。4.全研究班員の連絡先と研究題目,研究経過と計画を記載した研究班員一覧をつくり、全研究班員に配布した。5.本重点領域研究とほぼ同じ領域を取り扱う内藤記念科学振興財団の国際コンファレンス「細胞における蛋白質移行」において主導的役割を果した。そして大多数の研究班員が同コンファレンスに参加した。海外から10名の第一線の一流研究者が参加し,本重点領域研究を推進させるのに大きく貢献した。
ハダカデバネズミの超老化耐性・がん化耐性を制御する細胞内メカニズムの解明

ハダカデバネズミ(NMR)は最大寿命30年を超える齧歯類で、老化耐性・がん化耐性を示す。本研究では、NMRの細胞レベルにおける老化耐性機構を解明するために、NMRの成体線維芽細胞に細胞老化誘導処理を施し、その応答性をマウスと比較解析した。その結果、NMR細胞では細胞老化よりむしろ細胞死が引き起こされた。さらに、NMRにおける細胞老化誘導時の細胞死の責任遺伝子としてGene Xを見出した。また、NMR個体についても細胞老化を誘導した結果、マウスと比較して老化細胞がほとんど出現しないことが判明した。本研究は、老化・がん化耐性を示すハダカデバネズミ(デバ)における細胞老化誘導時の応答を詳細に解析することにより、デバ特異的な老化耐性・がん化耐性を制御する細胞内メカニズムを明らかにすることを目的とする。本年度はデバ、マウスおよびヒト線維芽細胞に対して細胞老化を誘導した。その結果、マウス、ヒトと比較してデバ線維芽細胞では老化マーカーであるSA-β-gal陽性細胞の割合が低く、さらにその際他種ではほとんど見られない細胞死が顕著に見られ、また経時的に増加した。同時に老化関連遺伝子群の発現変化を定量PCRで解析したところ、マウスでは各種老化マーカーの発現上昇が見られたのに対し、デバでは特定の遺伝子のみ発現上昇が認められた。デバ細胞で細胞死と遺伝子発現上昇の関連を詳細に解析した結果、同時期に起こっている傾向が得られた。そこで細胞老化を起こしていないデバ、マウス細胞にその遺伝子を過剰発現させたところ、両者で増殖の停止、形態の扁平化が見られたが、デバのみで細胞死の上昇が認められた。このことからデバ細胞にはマウスとは異なる特殊なシグナル伝達経路がある可能性が示唆された。また、デバにおける細胞死が細胞老化にどのような影響を与えるのかを調べるために、Pan-caspase inhibitorであるZ-VAD-fmkを添加し、細胞死を抑制した。その結果、デバ細胞でSA-β-gal陽性細胞の割合が増加した。このことからデバ細胞における細胞死は老化細胞の出現を抑えるのに関与しているのではないかと考えられた。本年度はデバ、マウスおよびヒト線維芽細胞に対して2種類の方法で細胞老化を誘導した。その結果、デバ線維芽細胞では、マウスやヒトと比較して老化マーカーであるSA-β-gal陽性細胞の割合が低く、さらにその際他種ではほとんど見られない細胞死が顕著に亢進するという現象が、両方の方法で共通して見られた。このことから、デバ線維芽細胞における細胞老化誘導時の細胞死は、特定の誘導法のみで見られる現象ではなく、細胞老化刺激が加わった際の普遍的な反応であると考えられる。さらに、前年度に細胞死を引き起こす候補遺伝子Gene Xを見出していたが、デバ線維芽細胞においてこの遺伝子をshRNAでノックダウンし、これらの細胞老化誘導を行ったところ、細胞死が減弱することが判明した。このことから、候補遺伝子Gene Xが、細胞老化誘導時に生じる細胞死の責任遺伝子であると考えられた。しかし、細胞死が全く起こらなくなるわけではなく、他の遺伝子の関与も考えられたため、Gene Xのファミリータンパクや、発現パターンおよび機能が類似した遺伝子など計4種類の遺伝子についても解析をおこなった。これらの遺伝子を、細胞老化を起こしていないデバ細胞に過剰発現させたところ、増殖の停止および形態の扁平化が見られ、細胞死の上昇が認められた。これら4種の遺伝子もデバ細胞の細胞死に関与していると考えられる。これらの遺伝子群とGene Xは共通の下流遺伝子Gene Yを制御していることから、現在Gene Yの解析を行っている。また、デバ細胞における細胞老化誘導時の細胞死の増加がin vitroのみではなくin vivoでも起こるのかを解析するために、個体の皮膚に目的遺伝子をエレクトロポレーションにて導入する系を立ち上げた。本研究は、老化・がん化耐性を示すハダカデバネズミ(デバ)における細胞老化誘導時の応答を詳細に解析することにより、デバの老化耐性機構を明らかにすることを目的とする。これまでにマウス及びデバに細胞老化を誘導した際、どちらの細胞でも細胞老化関連遺伝子Gene Xが発現上昇するが、デバのみでこのGene Xが細胞死を引き起こすことを見出していた。本年度は、Gene Xを過剰発現した際、デバ及びマウスでどのような遺伝子発現変化があるのかを網羅的に解析するために、RNA-seqを行った。その結果、デバのみで細胞死関連遺伝子群の発現が上昇していた。このことから、デバ細胞にはGene Xによって細胞死が引き起こされる特殊なシグナル経路が存在する可能性が示唆された。さらに、これまで線維芽細胞において見られたような細胞老化誘導時のデバ特異的細胞死が、個体においても生じるのかどうか解析するために、UV照射による皮膚への細胞老化誘導系を立ち上げた。デバ及び被毛のないHR-1マウスに1000 J/m2のUVBを照射して細胞老化を誘導後、皮膚を回収し、切片を作製した。細胞老化のマーカーであるSA-β-gal染色を行った結果、HR1ではUVBを照射した皮膚において多数の陽性細胞が見られたのに対し、デバでは陽性細胞が非常に稀にしか認められなかった。HR1マウスはアルビノであるが、デバは色素を持つのでUVの照射に耐性を持つ可能性が考えられた。そこで、2倍の線量である2000 J/m2のUVBを照射して、皮膚を回収した。角質が剥がれ、表皮が肥大していたことから、UVの影響は受けている考えられた。

切片を作製してSA-β-gal染色を行ったところ、1000 J/m2と同様に陽性細胞が非常に少なかった。このことから、個体においても培養細胞と同様に、デバはマウスに比べて細胞老化誘導時に出現する老化細胞が少ないことが判明した。ハダカデバネズミ(NMR)は最大寿命30年を超える齧歯類で、老化耐性・がん化耐性を示す。本研究では、NMRの細胞レベルにおける老化耐性機構を解明するために、NMRの成体線維芽細胞に細胞老化誘導処理を施し、その応答性をマウスと比較解析した。その結果、NMR細胞では細胞老化よりむしろ細胞死が引き起こされた。さらに、NMRにおける細胞老化誘導時の細胞死の責任遺伝子としてGene Xを見出した。また、NMR個体についても細胞老化を誘導した結果、マウスと比較して老化細胞がほとんど出現しないことが判明した。ハダカデバネズミ線維芽細胞における細胞老化誘導時の細胞死に関わる候補遺伝子を見出し、シグナル経路についても一定の見解を得た。また、in vitro解析系を立ち上げた。発生工学細胞老化を誘導した際、ハダカデバネズミ細胞ではどのようなシグナル経路が働いているかを解明するために、候補遺伝子を強制発現したマウスおよびデバ線維芽細胞についてRNA-seqを行い、どのような遺伝子群が変動するかを解析する。また、ライブイメージングにてどのような細胞が細胞死を起こすのかを明らかにする。さらに、デバ細胞に細胞老化を誘導した際、細胞死が起こる現象が、in vitroのみではなくin vivoでも起こるのかを解析するために、個体の皮膚に候補遺伝子をエレクトロポレーションにて導入し、解析する。さらにUVによる老化誘導系を立ち上げる予定である。細胞老化誘導時にハダカデバネズミ特異的な現象を見出し、関わっていると考えられる候補遺伝子を見出した。また、デバ細胞における細胞死の意義についても一定の見解を得た。細胞老化を誘導した際、デバ細胞ではどのようなシグナル経路が働いているかを解明するために、見つかってきた候補遺伝子に対してノックダウン実験などさらなる解析を行うとともに、その他候補遺伝子の探索を行う。最終的にはデバ個体あるいは器官培養にて細胞老化時の応答性を解析する予定である。
ミトコンドリア標的型の多重型・多機能性ナノ構造体の開発と癌治療への応用

ミトコンドリア(Mt)は様々な疾患と密接に関わっており、Mtを標的とした薬物治療が注目を集めている。これらの治療を実現するためには、Mtへ治療薬物を送達する必要があるが、有用なシステムは報告されていない。本研究では、Mtを標的とした新規送達システムを開発する事に成功し、癌細胞Mtへの薬物送達および薬理効果を確認した。本システムを用いる事で、今までは不可能であった難治性疾患の治療が期待できる。本申請研究は、薬物を癌組織ミトコンドリア(Mt)へ送達するための新規送達システムとして、Mt標的型の多重型・多機能性ナノ構造体(多重型MEND)の開発を目的とする。本申請研究では、多重型MENDに活性酸素除去蛋白質SODを封入し、活性酸素の産生源Mtへ送達し、癌細胞を死滅させる今までにはないアプローチからの癌治療を目指す。本年度は、SODのMENDへのパッケージングを行い、SOD封入MENDを構築した。さらに、in vitroでのSOD封入MENDの活性酸素除去能の評価を行った。<SODタンパク質のMENDへのパッケージング>SODをSTR-R8でナノ粒子化することを試みたが、SODはナノ粒子化されず脂質膜でパッケージングすることが困難であった。そのため、SODを効率的にMENDへ封入する戦略として、リポプレックスを利用した封入法を考案した。負電荷を有するSODと正電荷を有するリポソームを混合し、高密度にSODを濃縮したナノ粒子を調製した。その後に、ミトコンドリア融合能の高い脂質膜でコーティングした。<MENDの活性酸素除去能の評価>SOD封入MENDの細胞内活性酸素除去能の評価を行った。癌細胞であるHeLa細胞にミトコンドリア選択的に活性酸素を産生させるロテンノンを添加し過剰に活性酸素が産生される細胞を構築した。その後、SOD封入MENDを添加し細胞内の活性酸素の量を測定した。その結果、SOD封入MENDは細胞内の活性酸素の40%を除去する事が確認された。平成20年度は、細胞膜とMt膜を突破するために、MENDをエンドソーム融合能の高い脂質膜でコーティングした多重型MENDを構築し、ミトコンドリア移行効率を上昇させる。本申請研究は、癌治療を目指したミトコンドリア標的型の多重型・多機能性ナノ構造体(多重型MEND)の開発を目的とする。平成20年度は、ミトコンドリア(Mt)融合陸リボソーム、MITO-PorterのMtへの薬物送達効率を上昇させる事を目的として、本キャリアを細胞膜融合性脂質でコーティングした多重型MENDを構築した。多重型の有用性を示すために、細胞内動態観察およびMtでの薬理効果を評価した。<多重型MENDの構築と細胞内動態観察>調製した多重型MENDの粒子径・表面電位を測定し、多重型構造体である事を確認した。次に、蛍光標識を施した多重型MENDを調製し、その細胞内動態を共焦点レーザースキャン顕微鏡によって観察した。その結果、多重型MENDはMt融合性脂質のみから構成される従来型MITO-Porterと比較して、Mt送達効率を劇的に向上させる様子が観察された。<多重型MENDの薬理効果の評価>多重型MENDの薬理効果を評価するためにキャリアにDNaseIタンパク質を封入し、培養癌細胞に添加後、Mt活性を評価した。DNaseIがMt内部に送達されるとmtDNAが切断され、Mt活性が低下する(Mt活性の低下は癌細胞の死滅を誘起する)。評価の結果、多重型MENDは従来型MITO-Porterと比較して30倍以上の高い薬理効果を示す事が確認された。本申請研究では、多重型構造体の構築に成功しMt送達効率およびMtでの薬理効果を向上させる事に成功した。これらの結果より、多重型MENDはMt標的型ナノデバイスとして有用である事が示唆された。今後は、invivoデリバリーシステムへと発展させ、癌などの疾患治療へ応用するべく研究を進める予定である。
動物細胞内シグナル伝達におけるカルシウム応答性アダプタータンパク質の機能解析

申請書にって、カルシウム結合タンパク質ALG-2とTFGの相互作用が初期分泌経路において果たす役割を検討した。昨年度までに、ALG-2の過剰発現によってTFGのERES局在が顕著になる結果が得られており、その効果とERストレス及びTFG発現量との関連を調べた。まず、ALG-2の過剰発現によって、ERストレスが惹起されるかを調べるために、ALG-2を過剰発現させた細胞のERストレスマーカーの発現量を調べた。ALG-2の過剰発現によってERストレスマーカーの発現が増加しなかったことから、ALG-2の過剰発現とERストレスとの関連は見出されなかった。次に、ALG-2過剰発現細胞におけるTFGの発現量をウエスタンブロッィングで調べた。しかし、ALG-2を過剰発現した細胞と過剰発現していない細胞間で、TFGの量の差はみられなかった。以上の結果から、TFGの局在に対するALG-2過剰発現の効果は、ERストレス及び、TFGの発現量の変化とは独立していることが考えられた。続いて、TFGのさらなる機能解明に向けて、TFGの新規相互作用タンパク質の探索を行った。その結果、TFGの新規相互作用タンパク質候補としてTRAF3を同定した。GFP-TFGとHA-TRAF3を共発現させたHEK293細胞から溶解液を調製し、抗GFP抗体による免疫沈降を行った結果、HA-TRAF3が共沈降した。このことから、TRAF3はTFGと相互作用することが確認された。さらに、免疫染色を行った結果、ゴルジ体様の局在パターンである核の周囲において、GFP-TFGの蛍光シグナルとHA-TRAF3の免疫染色シグナルが部分的に一致した。以上の結果から、初期分泌経路においてTFGとTRAF3の相互作用が何らかの役割を果たす可能性が示唆された。28年度が最終年度であるため、記入しない。申請書に沿って、ALG-2/ALG-2ホモ二量体、およびALG-2/peflinヘテロ二量体のカルシウム依存的な相互作用タンパク質を探索した。カルシウム結合能を失った変異体FLAG-ALG-2とALG-2(ホモ二量体)、あるいは同じく変異体FLAG-ALG-2とpeflin(ヘテロ二量体)を共発現させたHEK293細胞溶解液を用いて、カルシウム存在下、抗FLAG抗体による免疫沈降を行った後、EGTAによる溶出を行った。免疫沈降産物をSDS-PAGEで展開後、銀染色を行ったところ、ヘテロ二量体のサンプルにおいては特異的なバンドは検出されなかったが、ホモ二量体のサンプルにおいては特異的なバンドが多数検出された。比較的強く検出された4本のバンドについて、そのトリプシン消化産物をLC-MS/MSを用いて解析を行った。3つは既存のALG-2相互作用タンパク質であったが、新規なALG-2相互作用タンパク質としてTFGを同定した。次にGFP-TFGとFLAG-ALG-2を共発現させたHEK293細胞溶解液を用いて、抗GFP抗体により免疫沈降を行うことで、両者のカルシウム依存的な相互作用を確認した。TFGは小胞体上の特別な領域であるERES(endoplasmic reticulum exit sites)に局在し、小胞体からゴルジ体へのタンパク質輸送を担うタンパク質の一つである。小胞体からゴルジ体へのタンパク質輸送におけるTFGの役割は専らTFGの8量体形成能において論じられているのみである。本年度に明らかにしたTFGとALG-2とのカルシウム依存的な相互作用は、TFGの8量体形成によるタンパク質輸送制御に加え、カルシウムとALG-2によって担われるタンパク質間相互作用による新たな制御メカニズムを提供する可能性がある。カルシウム結合タンパク質ALG-2と初期分泌経路調節タンパク質TFG(Trk-fused gene)との相互作用が高等動物細胞内において果たしている役割の解明を目指し、本年度は以下の項目について研究を実施した。1.TFGのALG-2相互作用領域の同定。これまでに複数のALG-2相互作用タンパク質の相互作用領域の類似性比較により、ALG-2の結合するモチーフ(ALG-2 binding motif, ABM)は二種類(ABM-1, ABM-2)存在することが考えられている。TFGにはABM-2に相当する配列が存在し、ABM-2を欠損させたTFGはALG-2との相互作用が著しく低下することが分かった。2.TFGの細胞内局在におけるALG-2の役割。まず、HeLa細胞においてALG-2とTFGの細胞内局在を調べた。その結果、小胞体上の特別な領域であるERES(endoplasmic reticulum exit site)において一部共局在することが分かった。次に、ALG-2をHeLa細胞に過剰発現させたところ、ERESに局在するTFGのシグナル強度が増加した。さらに、FRAP(fluorescence recovery after photobleaching)解析により、ABM-2を欠損させたGFP融合TFG(GFP-TFG)は、ERESに安定して局在する割合が減少することが分かった。3.TFGの多量体形成におけるALG-2の役割。TFGは八量体を形成し、さらにそれらが会合することでより大きな多量体を形成することが報告されている。大腸菌から調製したHisタグを付加したTFG(TFG-His)とALG-2を用いてTFGの多量体形成実験を行った。その結果、カルシウム及びALG-2依存的に八量体TFG-His同士の会合が促進された。

本年度の研究によって、ALG-2は八量体TFGの会合を正に制御することによって、TFGのERESへの安定的な局在に寄与している可能性が示唆された。昨年度のALG-2相互作用タンパク質のスクリーニングから、およそ一年間でTFGの機能・動態におけるALG-2の役割を明らかにしつつあるため、順調に進展していると判断した。申請書にって、カルシウム結合タンパク質ALG-2とTFGの相互作用が初期分泌経路において果たす役割を検討した。昨年度までに、ALG-2の過剰発現によってTFGのERES局在が顕著になる結果が得られており、その効果とERストレス及びTFG発現量との関連を調べた。まず、ALG-2の過剰発現によって、ERストレスが惹起されるかを調べるために、ALG-2を過剰発現させた細胞のERストレスマーカーの発現量を調べた。ALG-2の過剰発現によってERストレスマーカーの発現が増加しなかったことから、ALG-2の過剰発現とERストレスとの関連は見出されなかった。次に、ALG-2過剰発現細胞におけるTFGの発現量をウエスタンブロッィングで調べた。しかし、ALG-2を過剰発現した細胞と過剰発現していない細胞間で、TFGの量の差はみられなかった。以上の結果から、TFGの局在に対するALG-2過剰発現の効果は、ERストレス及び、TFGの発現量の変化とは独立していることが考えられた。続いて、TFGのさらなる機能解明に向けて、TFGの新規相互作用タンパク質の探索を行った。その結果、TFGの新規相互作用タンパク質候補としてTRAF3を同定した。GFP-TFGとHA-TRAF3を共発現させたHEK293細胞から溶解液を調製し、抗GFP抗体による免疫沈降を行った結果、HA-TRAF3が共沈降した。このことから、TRAF3はTFGと相互作用することが確認された。さらに、免疫染色を行った結果、ゴルジ体様の局在パターンである核の周囲において、GFP-TFGの蛍光シグナルとHA-TRAF3の免疫染色シグナルが部分的に一致した。以上の結果から、初期分泌経路においてTFGとTRAF3の相互作用が何らかの役割を果たす可能性が示唆された。ヘテロ二量体の相互作用タンパク質の同定には至らなかったが、ホモ二量体の新規相互作用タンパク質の同定に成功した。ごく最近では、変異体ALG-2を用いたTFGとの相互作用解析によってALG-2とTFGとの詳細な相互作用様式が明らかになりつつある。また、免疫染色と蛍光顕微鏡を用いた細胞内局在解析によって、TFGとALG-2がERESで共局在することが明らかになった。以上、相互作用タンパク質の同定と、それにとどまらずその相互作用様式の解析、および細胞内局在解析に着手している点において、現在のところおおむね順調に進展していると判断した。ALG-2によるTFGの動態の制御が、初期分泌経路をなす小胞体からゴルジ体へのタンパク質輸送にどう関わっているのかを明らかにすることを目的とする。TFGは小胞体からゴルジ体へのタンパク質輸送に必要である。しかし、そのTFGの機能におけるALG-2の関与は不明である。
カルボニルアニオンを中間体とする新反応の開発

カルボニルアニオンは,その発生が困難であり発生できたとしても反応活性が高すぎるため制御不可能な中間体と考えられている.このような高活性中間体を容易かつ信頼できる手段で発生する方法を開発し,発生した中間体を活用し得る反応の設計が可能となれば,合成化学上の新方法論の開発に結びつくことが期待される.本研究は,これらカルボニルアニオン活性種の信頼性ある発生法を開発し,これに基づく新合成法の創出を目的として行われたものである.予備的研究として,まず種々炭素アニオンと一酸化炭素との反応性を調べた.さらに窒素アニオンや酸素アニオンについても検討を加えた.これらの結果として,アニオン種と一酸化炭素との反応は,アニオン種の化学的構造に依存することが明らかになった.すなわち,一般的に述べれば,安定なアニオン種は一酸化炭素とは反応せず,不安定なアニオン種は一酸化炭素と良好に反応する.一酸化炭素との反応が進行する場合,初期生成物はカルボニルアニオンであることも明らかとなった.一酸化炭素と反応し得るアニオン種の必要な構造上の知見を得るため,種々の置換基を有するアニオン種を合成し一酸化炭素との反応を検討した.得られた知見として,アニオン分散型の置換基を有するアニオンや,大きな立体障害を有するアニオン種ではほとんど反応が進行しないこと,および適切な置換基を有するアニオン種では目的とするカルボニルアニオンが発生すること,の2点が重要である.ついでこの高性なアニオン種の制御法として種々検討した結果,分子内変換法が有望であることが見出された.本研究の成果は,高活性種の制御に新しい指針を与え,同時に有用な分子変換法の創出に寄与するところ大であると思われる.カルボニルアニオンは,その発生が困難であり発生できたとしても反応活性が高すぎるため制御不可能な中間体と考えられている.このような高活性中間体を容易かつ信頼できる手段で発生する方法を開発し,発生した中間体を活用し得る反応の設計が可能となれば,合成化学上の新方法論の開発に結びつくことが期待される.本研究は,これらカルボニルアニオン活性種の信頼性ある発生法を開発し,これに基づく新合成法の創出を目的として行われたものである.予備的研究として,まず種々炭素アニオンと一酸化炭素との反応性を調べた.さらに窒素アニオンや酸素アニオンについても検討を加えた.これらの結果として,アニオン種と一酸化炭素との反応は,アニオン種の化学的構造に依存することが明らかになった.すなわち,一般的に述べれば,安定なアニオン種は一酸化炭素とは反応せず,不安定なアニオン種は一酸化炭素と良好に反応する.一酸化炭素との反応が進行する場合,初期生成物はカルボニルアニオンであることも明らかとなった.一酸化炭素と反応し得るアニオン種の必要な構造上の知見を得るため,種々の置換基を有するアニオン種を合成し一酸化炭素との反応を検討した.得られた知見として,アニオン分散型の置換基を有するアニオンや,大きな立体障害を有するアニオン種ではほとんど反応が進行しないこと,および適切な置換基を有するアニオン種では目的とするカルボニルアニオンが発生すること,の2点が重要である.ついでこの高性なアニオン種の制御法として種々検討した結果,分子内変換法が有望であることが見出された.本研究の成果は,高活性種の制御に新しい指針を与え,同時に有用な分子変換法の創出に寄与するところ大であると思われる.
環境学習を事例とした総合的学習のカリキュラム構想-社会科系教科を中心として-

1環境教育に関する教科書記述の分析を行った。調査対象は5教科(国語、社会、理科、保健体育、技術・家庭)で、こと地球環境問題に関する記述は、予想以上に各教科とも盛り込まれており、その学習の順次性は教科書記述によってではなく、現場の担当者に委ねられている。また、理科に環境学習の「かなめ」の役割を期待する教員意識が顕著で、理科の教科書記述の実態を無視した「期待」が認められた。2総合的学習については、海外のカリキュラム及び実践を参考にした。これには別プロジェクトによる現地調査(北米)を含む。イギリスのクロス・カリキュラム・テーマみられる教科間連携、ドイツにおける公園や施設を活用した環境教育並びにそこでの価値観育成への配慮、さらに米国における問いと探究や意味構成学習、カナダにおける文脈重視の学習など、示唆に富む総合的学習の構想と事例が得られた。3環境問題と教育に関する論議と比べて、現実の現場の動向を把握する為の調査(対象校は埼玉県公立中学校の4割を、学級数に即して抽出した。回収率65%)は、総論賛成・各論躊躇の実態を厳しく突き付けた。巷間、環境教育に関する“クロス・カリキュラム"論議が盛り上がりを見せつつあるが、この調査結果は足元凝視を強く訴えており、実践的な視点を重視する本研究に大きな影響を与えた。4総合的な学習のカリキュラムについては、学びの主体性への再吟味、学習対象としての「環境」に象徴されるような、諸観念の結び付きと意味を担う強力な鍵概念・構築の再吟味、環境教育が要請する全一的なアプローチの再評価、価値対立的な学習課題への本格的取組及びカリキュラム構成要素の再吟味などの視点が注目される。研究出発に当たって、研究協力者・江口勇治(筑波大助教授)を加えて、各人の研究の切り口を想定した。すなわちドイツの環境教育(大友)、イギリスの環境教育(江口)、環境教育と倫理(工藤)環境学習の目標・内容のフレーム並びに教育過程における位置付け(柿沼)である。ドイツについては、例えば包装財への規制立法に象徴されるような環境保全への厳しい社会意識を踏まえ、そこにおける環境教育の観点を、イギリスについては、クロス・カリキュラ・テーマの一つに取り上げられた環境教育の基本的な考え方を、環境教育と倫理の観点については、環境問題打開への科学技術の果たす可能性開拓と人間の選択・意思決定とのかかわりを、さらに教科にまたがる環境学習の教育過程上の位置付けについては、教科にまたがる学習の目標と内容のフレームの総合的な吟味を、それぞれ追究することを合意いた。(この最後の点については、平成35年度科学研究費補助金研究「学校における賞教育展開の新視点と一貫性に関する研究」において取り上げた、今後のカリキュラム構成の3要素(基本的技能、教科群、問題中心の分野)という枠組みが問題意識に存在する。)次ぎに環境学習に関する教科書分析を取り上げ、外国の教科書・参考文献の収集を進めるとともに、我が国の教科書(国語、社会、理科、保健体育、技術家庭の5教科。中学校が中心)の分析に着手した。各教科とも環境問題をかなり取り上げている反面、学習の順次性は放置されカオス状態にあることが判明した。引き続き各教科で扱われる環境に関する基本的なコンセプトを拾いだし、教科間にまたがるキ-・コンセプトの吟味に取りかかりつつある。1研究目的(2)の延長として、今年度は別の民間プロジェクトによる環境教育の北米調査(米国のマサチューセッツ州、カリフォルニア州及びカナダのオンタリオ州)に柿沼が参加した。また、研究目的(3)を行うため、埼玉県公立中学校の4割を学級数に即して抽出し、アンケートを実施した(回収率:65%)。調査結果は、環境教育に対する"総論賛成、各論躊躇"の実態が、それまでの共同研究の過程で予想していたものよりも一層厳しい現場の場を突き付けるものであった。研究目的(4)を行うため、以上の諸調査を踏まえるとともに、イギリス及びドイツにおける環境教育カリキュラムの調査を参考にして、総合的なカリキュラムを構成する視点について検討を行った。

その視点として、学びの主体性への再吟味、学習対象としての「環境」に象徴されるような、諸観念の結び付きと意味を担う強力な鍵概念、構築の再吟味、環境教育が要請する全一的なアプローチの再評価、価値対立的な学習課題への本格的取組などが考えられ、カリキュラムの構成要素として教科群と基本的技能並びに問題分野というスコープの軸と、方法原理と構造/プロジェクトというアプローチの軸とのマトリックスを再吟味する視点が重要である。