hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞周期依存的なコヒーシン一分子ダイナミクスの解析

本研究では、DNA上のコヒーシンを一分子レベルで観察する系を確立し、その細胞周期の進行に応じた挙動を明らかにするとともに、そのダイナミクスを制御するメカニズムを明らかにすることで、姉妹染色分体間接着/解離機構の解明を目指した。本研究ではまず、DNA上に結合させたコヒーシンを一分子レベルで観察する系を確立した。カバーガラス上に両端を繋留させた約50kbpの直鎖DNA上に、精製・蛍光標識したヒトコヒーシン複合体を、コヒーシンローダーScc2-Scc4依存的に結合させたところ、コヒーシンがDNA上で一次元自由拡散運動をする様子が観察された。またこの動きは、コヒーシンのATP加水分解活性の影響をうけるだけでなく、細胞周期の時期特異的にコヒーシンに結合するWapl、Pds5、Sororinといった因子や、コヒーシンのアセチル化やリン酸化の影響をうけることが明らかになった。更にツメガエル卵抽出液を用いてDNAをクロマチン化させた系では、コヒーシンの挙動がヌクレオソーム形成位置に影響を受けること、またコヒーシンダイナミクスとDNA複製の進行とが密接に関連している可能性を示唆する結果が得られ、当初の計画で期待していた以上の知見を得ることができた。また、一分子観察で得られたコヒーシン修飾因子の作用に関する知見は、ヒト培養細胞およびアフリカツメガエル卵を用いたin vivo系でも確かめられ、当初の計画の通り、接着確立メカニズムの解明に向けた重要な手がかりを得ることができた。研究業績の概要に記載したとおり、一分子観察系の確立とその解析は当初の計画通り進めることができ、細胞生物学的手法を用いた姉妹染色分体間接着機構の解明も同時に進めることができた。コヒーシン複合体は、そのDNAとの結合性が細胞周期の進行に伴って多段階に変化し、それぞれが接着の確立や解除といったステップと密接に関わっている。しかしながらコヒーシンはこれまで、分子集団として観察・解析がなされており、コヒーシン一分子のDNA上での挙動は明らかになっていなかった。本研究では昨年度までに、カバーガラス上に繋留したDNA上に、コヒーシンローダーScc2/4依存的にコヒーシンをロードさせ、それらのコヒーシンを一分子レベルで観察する系を確立した。この系を用いて、コヒーシンがDNA上で一次元自由拡散運動をする様子を観察することに成功した。さらにツメガエル卵抽出液を用いることでDNAをクロマチン化させた系では、コヒーシンの挙動がヌクレオソーム形成位置に影響を受けることを明らかにしてきた。本年度は、さらにこのツメガエル卵抽出液系を応用し、ツメガエル卵抽出液から作製した核抽出液を一分子観察系と組み合わせることで、カバーガラスに繋留したDNAを顕微鏡下で複製させ、複製の進行をリアルタイムでモニターできる系を確立した。
細胞膜の維持・修復のメカニズム

C2C12筋芽細胞を用いて脱アセチル化酵素SIRT1の膜修復機能への関与について検討し、正常C2C12細胞の細胞膜にレーザーを用いて穴を開け、穴から細胞内に流入するFM1-43蛍光色素によって穴の修復過程を間接的にモニターする実験系を確立した。C2C12細胞をSIRT1阻害薬のニコチンアミドで処理すると穴の修復が阻害され、ニコチンアミドを作用させない場合に比して、著しいFM1-43色素の細胞内への流入が観察された。同様にSIRT1阻害をおこなうEx527にも穴修復を阻害する活性を認めた。SIRT1が実際に修復に関与するかどうかを調べるため、SIRT1-siRNAを用いてSIRT1をノックダウンしたC2C12細胞を用いて細胞膜の穴修復を検討した。SIRT1をノックダウンすると穴の修復が著しく阻害され、SIRT1が膜の損傷後の修復に直接関与していることを初めて明らかとした。さらに、C2C12細胞を筋細胞に分化させて、同様の検討を行った。SIRT1阻害薬のニコチンアミドはC2C12筋芽細胞同様に筋細胞の細胞膜の穴修復を阻害した。以上のことからSIRT1は細胞膜修復機構に関与することを初めて見出した。本研究申請の最大の疑問である「SIRT1は細胞膜の修復に関与するのか?」の問いに対して、SIRT1が直接細胞膜修復に関与することを世界で初めて観察することができた。従って、SIRT1はこれまで本研究者を含めて明らかとされてきた転写を介した細胞生存を促す機能の他に、細胞膜の損傷とその修復という新たな機能を持つことを明らかにできた。筋特異的SIRT1ノックアウトマウスや心筋特異的SIRT1ノックアウトマウスにおいて、それぞれ骨格筋と心筋の膜修復が抑制されているかどうかを検討する。また、これらのマウスにおいて、骨格筋や心筋の障害レベルが高いかどうかを検討する。SIRT1が膜修復にどのように関与するのか、その分子メカニズムを明らかとする。SIRT1の活性化剤が膜修復を促すかどうかを検討する。わずかな金額(841円)であるため、無理に使用せずに次年度へ繰り越して有効に使うことにした。
自閉症スペクトラム障害におけるメンタルコントロール：対処方略とその介入法の検討

先行研究において、自閉症スペクトラム(ASD)児・者は、思考や感情の制御に困難さを抱えており、制御が困難な場合、特異な方略で対処している可能性が指摘されていた。本研究では、ASD者/傾向者の侵入思考に対する制御感、および制御方略を検討した。その結果、ASD者/傾向者は、侵入思考に対する制御感が低いことが確認された。また、ASD者/傾向者は、定型発達者の使用頻度が低い思考制御方略を用いていた。なお、侵入思考に対する制御感は、心理教育と訓練によって改善することが可能であった。平成26年度は,自閉症スペクトラムの特性によって,メンタルコントロールの困難さ,および方略がどのように影響を受けるかを検討した。1.質問紙調査によるメンタルコントロールの困難さと方略の検討これまでに事例では確認されていた自閉症スペクトラムに特有なコントロール方略を測定する質問項目,思考のコントロール感,および自閉症スペクトラム指数の関連を検討した。その結果,自閉症スペクトラム指数日本語版(若林他, 2004)のカットオフポイントである33点を超える参加者は,思考のコントロール感が低く,不快な思考に対して覚醒を低下させる方略を用いて対処する傾向が強いことが明らかになった。また,自閉症スペクトラム指数の標準偏差を基準に参加者を4群に分割し,コントロール方略を比較したところ,自閉症スペクトラム傾向が強い群において同様の結果が得られた。2.認知機能とメンタルコントロールの困難さ・方略の関連の検討自閉症スペクトラムの特性と認知機能,およびメンタルコントロールの困難さ,および方略の関連を検討した。先の調査と同様に,自閉症スペクトラム指数と思考のコントロール感には負の関連が示された。一方,Attention Network Test (Fan et al., 2002)によって測定した注意機能(反応時間)は,自閉症スペクトラム指数との関連が示されなかった。ただし,実行注意の指標に関して,反応時間の個人内変動を検討したところ,自閉症スペクトラム指数との関連が示された。ただし,参加者数を増やして以上の結果を再検討する必要がある。平成27年度は、前年度の調査で明らかになった自閉症スペクトラムに特有なメンタルコントロール方略の再検討を行った。自閉症スペクトラム指数日本語版(AQ-J:若林他,2004)、侵入思考に対するコントロール感、および侵入思考に対するメンタルコントロール方略を測定した調査データを再検討した。その結果、AQ-Jのカットオフ・ポイントである33点を超えた調査対象者は、覚醒水準を低下させるメンタルコントロール方略以外に、侵入思考の再侵入を避けるために罵り言葉を用いる傾向が強いことが新たに明らかになった。上記の2つの方略は自閉症スペクトラムに特有な方略だと考えられるが、その方略が侵入思考の再侵入を増加もしくは減少させるかを検討する必要があった。各方略の使用と侵入思考に対するコントロール感の関連を検討するため、3回の縦断調査を実施した。覚醒水準の低下と罵り言葉の使用に関する知見が再現されるかを検討したところ、前回の調査同様、AQ-Jのカットオフ・ポイントである33点を超えた調査対象者は、覚醒水準の低下の方略を用いやすいことが明らかになった。また、罵り言葉の方略は、第2回の調査において33点を超えた調査対象者で用いられる傾向が高かった。次に、同時効果モデルを用いて因果関係の推定を行ったところ、侵入思考に対するコントロール感が低下すると罵り言葉が用いられやすくなることが示唆された。覚醒水準の低下については、適切なモデルが示されなかった。罵り言葉の効果については、実験による検討が可能なため、罵り言葉を用いた思考抑制実験を実施している。現在のところ、侵入思考の抑制に罵り言葉を用いた実験群は、統制群に比べて3回目の抑制後のネガティブ気分や侵入数が多かったものの、思考のリバウンド等はみられていない。以上の調査、実験については次年度も引き続き検討していく。自閉症スペクトラムに特有のメンタルコントロール方略として、当初は想定していなかった罵り言葉を用いる方略が確認された。この方略の再現性と侵入思考の再侵入に対する効果を検討するために、追加の研究が必要になった。以上の理由により全体の計画に変更・遅延が生じた。ただし、遅れはあるものの、覚醒水準の低下については、現時点では2回の調査で結果が再現された。以上のことから、研究の確実性は高まったといえる。前年度までの調査から、自閉症スペクトラム傾向の高い大学生は侵入思考の制御に困難を抱えており、思考を制御するために覚醒水準の調整を行うこと、また、大声や罵り声を用いて制御を行うことが示唆された。本年度は、自閉症スペクトラム傾向の高い成人に面接調査を行い、侵入思考の経験とその対処を確認した。その結果、侵入思考を制御するために、頭の中で音声や映像を再生することで思考の侵入を抑制していることが確認された。この制御方略は覚醒水準の調整に類似した作用を持つと考えられる。また、一般大学生を対象とした侵入思考の経験とその対処に関する質問紙調査の分析を行った。その結果、上記の方略と類似した方略を用いる参加者はまれであることが確認された。次に、侵入思考に対する制御方略についてのパネル調査を行い、方略と思考制御能力、およびメンタルヘルスとの関連について検討した。その結果、自己評定による思考制御能力の変動が制御方略の使用に影響することが示唆された。また、思考制御能力の変動はメンタルヘルスにも影響することが示唆された。

さらに、侵入思考に対する制御方略についての心理教育、および呼吸法を用いた注意制御の訓練によって、思考制御能力、制御方略、およびメンタルヘルスの指標が変動するかを検討した。その結果、心理教育、または心理教育と注意制御の訓練の両方を行った場合に、メンタルヘルス指標に改善がみられた。一方、自己評定による思考制御能力は、注意制御の訓練を行った場合にのみ向上した。この思考制御能力の得点の変動は自閉症スペクトラム指数の下位尺度である「細部への関心」の得点と正の関連を示した。一般化にはさらなる検討が必要ではあるが、「細部への関心」が高い場合、注意制御の訓練の効果が促進される可能性がある。先行研究において、自閉症スペクトラム(ASD)児・者は、思考や感情の制御に困難さを抱えており、制御が困難な場合、特異な方略で対処している可能性が指摘されていた。本研究では、ASD者/傾向者の侵入思考に対する制御感、および制御方略を検討した。その結果、ASD者/傾向者は、侵入思考に対する制御感が低いことが確認された。また、ASD者/傾向者は、定型発達者の使用頻度が低い思考制御方略を用いていた。なお、侵入思考に対する制御感は、心理教育と訓練によって改善することが可能であった。自閉症スペクトラムに特有なメンタルコントロール方略や認知機能を測定する課題の選定・変更に時間を要し,認知機能との関連を検討する調査に遅れが生じている。ただし,自閉症スペクトラム特有のメンタルコントロール方略を示す成果が得られるなどの一定の進展があったため,やや遅れていると評価した。平成28年度は、自閉症スペクトラムに特有なメンタルコントロール方略の効果について再確認を行い、侵入思考に対して効果的な方略と不適切な方略のリストを作成する。そのリストにもとづき、自閉症スペクトラムの特性に合わせた心理教育の内容を考案する。また、注意機能を考慮した侵入思考への介入方法をアナログ研究によって検討する。なお、研究の実施に関しては、研究倫理審査の承認を受け、研究協力者の同意を得た上で実施する。応用認知心理学平成27年度は,前年度に得られた成果の再検討を行い,自閉症スペクトラムの特性と認知機能,メンタルコントロールの困難さ,および方略の関連の明確化を目指す。現時点では,自閉症スペクトラムの特性によってメンタルコントロールの困難さが高まることは明確に示されているが,心理検査によって測定される認知機能との関連が不明瞭である。また,認知機能とメンタルコントロールの困難さ・方略の間に明確な関連性が示されていない。以上の点を考慮したうえで,自閉症スペクトラム児・者の不適切な対処方略への介入を目指し,アナログ研究によってその介入手法の検討を行う予定である。当初は想定していなかったコントロール方略の再現性と侵入思考の再侵入に対する効果を検討するため追加の研究が必要になった。それにともない、全体の計画に変更・遅延が生じ、人件費・謝金等に残額が生じた。認知機能とメンタルコントロールの困難さ・方略の関連を検討する調査に遅れが生じ,人件費・謝金,旅費に残額が生じた。
農業利用は熱帯泥炭の分解を本当に加速するか

熱帯泥炭湿地は、残された土地資源のひとつであるが、排水を伴う農地化によって泥炭として蓄積された大量の有機炭素の無機化が促進されることが懸念されている。しかし、ヤシ栽培下土壌でCO2フラックスに変化が見られなかったこと等から、安定な有機物も多く存在する可能性が推察された。そこで、熱帯泥炭が恒常的に難分解性炭素を含むことの確認を目的として、マレーシアの各種森林およびヤシ栽培圃場の泥炭土壌を分析した。その結果、難分解性腐植物質は検出されず、ブラックカーボンは全炭素の1%未満であり、光分解前後の13C NMRスペクトルに有意な差がなかったこと等から、選択的に残留する有機成分の存在は確認されなかった。熱帯泥炭湿地は、残された貴重な土地資源のひとつであるが、排水を伴う農地化によって泥炭として蓄積されてきた大量の有機Cの無機化が促進されることが懸念されてきた。しかしながら、ヤシ栽培下で泥炭分解速度の変化が見られなかったこと等から、これまで考えられてきたこととは異なり、分解され難い有機物も多く含まれる可能性が推察された。本研究は、熱帯泥炭が恒常的に難分解性Cを含んでいることを示し、その実体と量を明らかにすることを目的としている。初年度は、マレーシア・サラワク州の異なるタイプの森林、油ヤシ栽培下、サゴヤシ栽培下にある泥炭計16土壌について、腐植化の進んだ腐植物質を検出するためにフミン酸の抽出とエタノール-0.1 M NaOH系を用いた分別沈殿を行った。また、3種の異なるタイプの森林土壌について、ベンゼンポリカルボン酸(BPCAs)法用いてブラックC含量を推定し、25oC・pH未調整を対照として35oCまたは25oC・pH7の条件で室内培養を行って分解速度の変化を調べた。分別沈殿法によるフミン酸の分画では、中程度に腐植化が進んだB型が最大で30%程度検出されたが、腐植化が最も進んだA型はいずれの土壌からも検出されなかった。ブラックC量はいずれの森林土壌でも含有量は低く、全Cの1%未満であった。また、室内培養実験では、温度(35oC)とpH(7.0)はいずれも分解速度に対して正の影響を示し、pHの影響がより大きかったが、その程度は試料によって異なることが示された。当初の計画では、1年目には、各種土地利用下の熱帯泥炭土壌の採取と前処理、それに続く難分解性腐植物質の検出・定量、ベンゼンポリカルボン酸(BPCAs)法によるブラックCの定量および室内培養による有機物分解を予定していた。これらのうち、腐植物質の分析と培養実験は着々と進めているが、ブラックCの分析は途中でBPCAsを測定するためのGCが故障し、現在中断している。熱帯泥炭湿地は、残された貴重な土地資源のひとつであるが、排水を伴う農地化によって泥炭として蓄積されてきた大量の有機炭素の無機化が促進されることが懸念されている。しかしながら、ヤシ栽培下土壌で有機炭素分解速度の変化が見られなかったこと等から、分解されにくい有機物も多く存在する可能性が推察された。そこで、熱帯泥炭が恒常的に難分解性炭素を含んでいることを確認することを目的として、マレーシア・サラワク州の各種森林、油ヤシプランテーション、サゴヤシ栽培圃場の泥炭土壌について、難分解性腐植物質、ブラックカーボン、光分解耐性有機物、生分解耐性有機物の評価を行った。難分解性腐植物質含量は、フミン酸の黒色度の違いに対応した細画分への分画に基づいて評価したが、黒色度が高く、分解されにくいと推定でされる画分は検出されなかった。ブラックカーボン含量は、硝酸分解によってブラックカーボンから生成するベンゼンポリカルボン酸を定量することで推定した。その結果、いずれのタイプの森林土壌においても、ブラックカーボン含量は全炭素の1%未満にすぎないことが示された。また、太陽光シミュレーターを用いた光分解耐性試験では、有機炭素の22%が失われ、森林植生間および土地利用間で分解率に差が認められた。しかしながら、最も分解が進んだ試料においても照射前後の13C NMRスペクトルに有意な変化はなく、光分解耐性が異なる有機炭素の存在は確認できなかった。微生物による分解速度は、温度とpHの調整により25倍増大した。現在、13C NMRを用いて生分解性に対する耐性と化学構造との関係を解析中である。油ヤシ土壌、サゴヤシ土壌についてブラックC含量の測定を行い、培養実験における分解速度との関係を解析する。培養実験を継続し、残留フミン酸について分画を行い、分解速度と腐植化度との関係を解析する。

フミン酸の分画を行う試料を増やし、森林タイプ・土地利用との関係を明確にする。また、培養前後の試料について太陽光シミュレーターを用いて光耐性有機Cの定量と定性を行い、分解速度との関係を解析する。物質循環学主として、ブラックC含量の測定に用いていたガスクロマトグラフが故障し、試料調製をストップしたことによる。新しいガスクロマトグラフの購入目処が立ったため、未測定試料について当初の予定通りブラックC含量の測定を行うための人件費および必要な薬品類、ガラス器具類、ガス類の購入に使用する。
有限体上の代数幾何学の径路積分への応用

4次元時空を2次元複素ベクトル空間と同一視し、さらに2次元複素射影空間に埋め込むことによって、正標数の時空を正標数の体上の2次元射影空間と考えることができ、2次元射影空間の定められた2点を通る代数曲線を対象として径路積分を考えることができる。本年は主としてこの観点から研究を行った。特に、従来行ってきた、正標数の共形場理論との関連を探った。共形場理論は正標数の場合は、正標数上のベクトル空間を対応させるが、この有限次元ベクトル空間は無限次元ベクトル空間の部分空間として実現できる。だが、代数曲線の種数を固定すると、無限次元ベクトル空間の中の有限次元部分ドクトル空間Vに制限して、その中の部分空間として考えることができる。こうした観点からは径路積分は、グラスマン多様体上の関数とその拡張された意味での積分と考えることができる。グラスマン多様体は、Vの定義体上定義されていると考え、さらに体の拡大を考慮する必要がある。グラスマン上の関数は数論的に意味のある関数が現れることが期待される。本年度はこの観点から問題を追求したが、グラスマン多様体上の関数の特徴付けを十分に行うことができなった。径路積分との類比と有限体上の曲線のモジュライ空間のもつ特性との関係の解明が不十分であることによる。しかしながら、正標数を使って径路積分に対する一つのアプローチの仕方が解明されたと考える。この間の研究で、有限体上の共形場理論との比較を通して、種々の観点から径路積分に関して研究を行ってきた。確定的な成果からはほど遠いのが現状ではあるが、数論幾何学的な観点から径路積分を捉えることの可能性はきわめて高いこと、またその際に現れる径路積分は数論的に意味のあるものが登場することはほぼ間違いないことが確認できた点は大きな収穫と考えられる。今後は、今までの研究をもとに、さらにすべての素数にわたる理論の積を考察する観点を付け加えて研究を継続したい。ファイマンの径路積分の径路を有限体上の代数曲線とその有理点と考えることによってファイマン積分の類似物を定義してその性質を調べることを当面の目標とした.そのために,径路積分を関係が深いアーベル的共形場理論の場合をまず考察した.従来の自由フェルミオンを記述する共形場理論と共にbc系の共形場理論を正標数の体上で考察し,有限体上定義された代数曲線上でアーベル的共形場理論が展開できることを証明した.さらに,共形場ブロックの全体は点付き代数曲線のモジュライ空間上の直線束になり,物理的な期待値はこの直線上のエルミート内積と考えられる.この内積の数論幾何学的な性質の解明が径路積分の理論の解明につながることが予想されるが,この部分の研究は次年度に引き継ぐことになった.また,これとは別に点付き代数曲線のモジュライ空間の有限体上の有理点を考えることは本質的に代数多様体の合同ゼータ関数を考えることに対応するので,この方面からのアプローチも試みた.特に,Lin Weng氏は代数曲線上のベクトル束のモジュライ空間を使って新しいゼータ関数を定義しており,それと類似の考察を行ったが,十分な成果を出すには到っておらず,これも次年度に持ち越すことになった.正標数の代数曲線のモジュライ空間の有限体F_q有理点は本質的にF_q上定義された代数曲線に対応する.このことを使って径路積分の類似物をF_<qn>有理点のそれぞれにある種の重みをつけたモジュライ空間のゼータ函数として捉えることを試みた.この重み自体も,最近Lin Weng氏によって定義された非アーベル的ゼータ函数と関連していると考えられ,径路積分はこのゼータ函数の類似物の積分型と考えられる.この観点から問題を追究したが,解析的に複雑すぎてその性質を解明するには至らなかった.また,径路積分と関係して,正標数でのアーベル的,共形場理論を一般のb-c系(通常のアーベル的共形場理論はb=c=1/2に対応)に拡張した.この場合はN点,函数なども通常の複素多様体上の理論とパラレルに構成することができる.ただこの場合は径路積分の被積分函数も正標数に値をもつ函数と考えられ,上述の径路積分の類似物の構成とは異なっている.今後はこの後者の観点から径路積分を再構成して行く必要がると思われる.4次元時空を2次元複素ベクトル空間と同一視し、さらに2次元複素射影空間に埋め込むことによって、正標数の時空を正標数の体上の2次元射影空間と考えることができ、2次元射影空間の定められた2点を通る代数曲線を対象として径路積分を考えることができる。

本年度はこの観点から問題を追求したが、グラスマン多様体上の関数の特徴付けを十分に行うことができなった。径路積分との類比と有限体上の曲線のモジュライ空間のもつ特性との関係の解明が不十分であることによる。しかしながら、正標数を使って径路積分に対する一つのアプローチの仕方が解明されたと考える。この間の研究で、有限体上の共形場理論との比較を通して、種々の観点から径路積分に関して研究を行ってきた。確定的な成果からはほど遠いのが現状ではあるが、数論幾何学的な観点から径路積分を捉えることの可能性はきわめて高いこと、またその際に現れる径路積分は数論的に意味のあるものが登場することはほぼ間違いないことが確認できた点は大きな収穫と考えられる。今後は、今までの研究をもとに、さらにすべての素数にわたる理論の積を考察する観点を付け加えて研究を継続したい。
プロテオーム、リピドミクスによるドライアイ患者涙液の網羅的解析

ドライアイの病態解析のために、涙液蛋白と脂質の詳細な分析をミクロ液体クロマトグラフィとエレクトロンスプレー-質量分析計で行った。本分析法では数百種類以上の蛋白・脂質成分を高感度に同定、半定量することが可能であった。シェーグレン症候群患者涙液では補体C3が増加し、リン脂質であるフォスファチジルコリンとスフィンゴミエリンが減少していることが示され、これらの分子が疾患マーカーや新規治療法の標的となる可能性があると考えられた。ドライアイの病態解析や新しい治療法の開発のために、涙液成分、特に蛋白成分や脂質成分の詳細な分析を行った。本研究ではミクロ液体クロマトグラフィ(HPLC)とエレクトロンスプレー-質量分析計(ESI-MS)を用いた分析法によって、1枚の濾紙で採取した涙液試料から蛋白と脂質の網羅的解析を行う方法を試みた。HPLCとESI-MSをオンラインで接続した分析法では1つの試料から数百種類以上の成分を同定、定量することが可能であり、しかも高感度であるために、涙液のような微量検体の分析に適している。蛋白に関する涙液分析を行った結果では、正常者、シェーグレン症候群ともに100以上の蛋白を同定することができ、Mascotソフトウエアのスコアで順位付けができた。シェーグレン症候群で正常者よりスコアが高い蛋白として補体C3とgelsolinが、スコアが低い蛋白としてlipocalin、prolactin-induced protein、zinc-alpha2-glycoproteinをスクリーニングすることができた。このうち、補体C3と関連蛋白であるC4についてはEIAを用いて、涙液中の濃度を測定し、シェーグレン症候群で有意に高値を示すことを確認した。脂質分析ではリン脂質に注目した分析を行い、シェーグレン症候群においてレシチンの16:0、18:1や18:0、18:2が減少していることが示唆された。今後、症例数を増やして解析を進めることで、疾患のバイオマーカーに成りうるかどうか検討していく予定である。ドライアイの病態解析や新しい治療法の開発のために、涙液成分、特に脂質成分の詳細な分析を行った。濾紙で採取した涙液試料からミクロ液体クロマトグラフィ(HPLC)とエレクトロンスプレー-質量分析計(ESI-MS)を用いた分析法によって、脂質の網羅的解析を行う方法を試みた。HPLCとESI-MSをオンラインで接続した分析法では1つの試料から数百種類以上の成分を高感度に同定、定量することが可能であった。脂質のうち、特にリン脂質に注目した分析を行い、シェーグレン症候群患者涙液においてフォスファチジルコリン(PC)のC16:0、C18:1とC18:0、C18:2が減少していることが示された。これらのPCは肺胞液中で界面活性作用を司る重要な分子であり、涙液においてもその安定性に寄与する分子と考えられた。従って、このPC分子が疾患マーカーもしくは新規治療法の標的になる可能性がある。また、生体内での涙液脂質の動態を検討するために遊離脂肪酸にフルオレセインを結合させたマーカーを用いてフルオロフォトメトリーを行った。涙液脂質のターンオーバーは0.93%/minと涙液水層の10.3%/minの約10分の1であり、油層の交換率は涙液水層の交換率とよく相関することが示された。涙液中の脂質成分の交換は非常に遅く、脂質は眼表面に長く留まることが示唆された。HPLCとESI-MSによる分析では、涙液の油層成分はマイボーム腺分泌物の脂質とはかなり成分が異なり、マイボーム腺分泌物にはPCなどのリン脂質が含まれないことも示されている。これらの研究結果から、涙液に含まれる脂質成分の由来や交換・排出様式などの動態を解明していくことも重要と考えられた。ドライアイの病態解析や新しい治療法の開発のために、涙液成分の詳細な分析を行った。脂質の網羅的解析として、涙液試料をミクロ液体クロマトグラフィ(HPLC)とエレクトロンスプレー-質量分析計(ESI-MS)を組み合わせて分析を行った。HPLCとESI-MSをオンラインで接続した本分析法では数百種類以上の脂質成分を高感度に同定、定量することが可能であった。シェーグレン症候群患者涙液と正常者の涙液を比較したところ、シェーグレン症候群患者ではフォスファチジルコリンのC16:0、C18:1とC18:0、C18:2、及びスフィンゴミエリンが減少していることが示された。これらのリン脂質は涙液においてその安定性に寄与する分子であることが示唆された。また、コンタクトレンズ(CL)装用によるドライアイ患者の涙液を濾紙で採取し、涙液中の蛋白やサイトカインの測定を行った。

CL非装用時と比較して、涙液の主要蛋白であるラクトフェリン、リポカリン、リゾチームには変化が見られなかったが、サイトカインのうちTNF-αとIL-1βの増加が見られ、特に装用感や乾燥感など自覚症状の程度と涙液中TNF-α濃度は正の相関を示した。TNF-αとIL-1βは代表的な炎症性サイトカインであり、CL装用によるドライアイの発症に炎症が関与していることが示唆された。
中華人民共和国成立から文化大革命までの経済思想史

1950年代の中華人民共和国における社会主義建設をめぐる経済論争を分析し、多様な経済学的背景を持った経済学者がどのような議論を展開しているか探ろうとした。しかし1950年代に入ると社会主義への道が所与のものとされ、各経済学者が背景に有する経済学的多様性は十分に見えてこないことが分かってきた。そこで、視点を人民共和国成立以前に転じ、中国の経済学者の1940年代の論説を検討することにより、彼らが本来どのような経済学的観点を持っていたのかを追及することとした。この試みはなお遂行中である。1.中華人民共和国期の経済学者の業績本研究推進に当たり、まずは中華人民共和国期を代表する経済学者の経済学者の業績を概観することから始めた。馬寅初、巫宝三、朱紹文らの業績を掲載する文献を収集し、特にマルクス経済学以外の観点から中国の経済史と中国経済の当時の現状をどのように見ているのかに着目して、彼らの論文の分析に着手した。2.1950年代の中華人民共和国における経済学の可能性胡鞍鋼の『中国政治経済史論(1949-1976)』などを参照しながら、195060年代の中国の経済学者がどのように経済政策の策定に関わっていったのかなどを調べている。当時の経済学者がどのように経済の現実と向き合い、どのような経済思想を有し、経済政策の動向にどのような影響を与えていたのかを明らかにすることは、本研究の今後の重要な課題となる。3.中華人民共和国建国初期の経済学者について195060年代に活動した中華人民共和国の経済学者の知的蓄積期は、主に戦間期から1940年代である。彼らの経済思想を知るには、やはり1930年前後までさかのぼって、その経済学的活動を追跡する必要がある。そのため、研究の範囲を1920年代まで拡大し、知的遍歴とその後の経済学的活動を系統的に明らかにしていきたい。従って、今後は文献収集の範囲を第二次世界大戦前にまで拡大し、1949年10月の中華人民共和国成立という政治的区切りを研究上は特別視せず、戦間期から数十年の経済思想史の流れを把握することにする。1.資料収集と分析1950年代の中国における社会主義化をめぐる論争に関する文献を収集した。主な史料調査の場所は、中国国家図書館、北京市内の書店・古書店、アジア経済研究所図書館などである。これらの資料調査、収集を通じて当時の経済論争に関する雑誌記事と論文、当時の政治経済状況を表す書籍類に目を通すことが出来た。そして、中国の社会主義化をめぐる論争において焦点となった問題をいくつかに絞り、関連する論文、記事の分析を進めていった。その結果、特に剰余価値をめぐる理論的・思想的な問題と、農業集団化という現実の経済政策を結びつけて、当時の中国の経済学者が論争を行っていることが明らかとなってきた。これについては中間報告をすでに下記研究会、国際研究集会で発表したが、2016年度の社会経済史学会全国大会でもさらに立ち入った研究成果を報告する予定である。2.研究会等への参加2015年度に京都大学人文科学研究所で発足した研究班「毛沢東に関する人文学的研究」に参加し、毛沢東時代の政治経済状況および関連する人文学的研究の成果に触れるようにした。また、2015年11月には同研究所で研究報告を行い、本研究の一端にたいし助言や批判を受けることが出来た。3.国際研究集会での報告2015年12月に京都大学で開催された第4回「中国当代史研究工作坊」において「経済学上的毛沢東」と題する報告を行った。同研究集会では日中両国の中国近現代史専門家が参加しており、特に中国の専家からの意見を聴くことの出来る貴重な機会となった。必要な資料収集を順調に行うことが出来た。また1950年代の中国における社会主義化をめぐる経済学的論争の焦点をいくつかに絞り込んだ。この論争に参加した論客は、おもに1940年代までに知的蓄積を行ってきた経済学者であるが、彼らの学問的背景にも考慮しつつ論争の内容を読み進めていくことが出来た。ただ、北京以外を舞台とした論争についてはまだ目を通せていない。1.資料調査2016年4月には掛川市立図書館大東館の松本亀次郎文庫で史料調査を行い、生涯にわたって中国人留学生教育に注力し、日本に留学した中国人知識人に大きな影響を与えたと考えられる松本亀次郎の直筆書簡、受取書簡などを調査した。同年7月には、中国の上海図書館および杭州市の馬寅初記念館を訪問し、1950年代の中国における経済論争の状況を調査した。上海図書館では、1950年代に中国の経済学界が、どのような関心を持ってソ連の経済学を摂取していたかを知るために必要な文献を閲覧、複写した。中国における農業集団化や、社会主義経済における価値法則の問題について、ソ連経済とソ連経済学界のどのような経験と議論を参照したかを調査できた。杭州では、馬寅初が現代中国において、特に出身地である浙江省においてどのように評価されているのかをその展示から考察することが出来た。また、関連資料を収集できた。馬寅初が今日の中国では、西側でも通用する経済学的知見が高く評価されていること、日中戦争時代の愛国主義的言論が近年着目されていることが看取された。2.学会報告

2016年6月に北海道大学で開催された社会経済史学会第85回全国大会において、「中華人民共和国の社会主義化をめぐる論争ー反右派闘争と大躍進までの中国ー」と題する報告を行った。同報告では、1955年以前については、北京で発行されていた『建設』や『学習』などの雑誌における経済学や経済政策に関する論文を、1955年以後については、経済専門誌として創刊された中国科学院経済研究所の雑誌『経済研究』における論文を史料として扱い、これらの雑誌で展開された「我が国過渡期における経済法則の問題に関する討論」などの論争を検討し、社会主義化前倒しについて中国の経済学界ではどのような論争が行われたのかを論じた。これまでに、北京、上海、杭州で資史料調査を行い、日本国内における先行研究も収集し、1950年代の中国における経済論争の検討を行ってきた。その過程で、ソ連からの影響について再検討をする必要に迫られている。社会経済史学会全国大会における報告で受けた他の研究者からの助言や批判をもふまえ、さらに検討を深化させる必要がある。また、北京、上海以外の経済学者の参与を調べるために、厦門において史料調査やインタビューを行いたいと考えている。しかし、2016年度後半は、研究以外の業務の多忙などにより、計画通りに研究が進捗せず、調査先との日程調整も出来なかった。そのため、当初の3年計画からさらに1年間研究期間を延長することとした。最終年度である2017年度も資料収集を行った。日本では閲覧、複写することの難しい第二次世界大戦終戦前後、1940年代の経済学者の言論に関する記事・論文を収集することが目的であった。朱紹文、巫宝三をはじめとする非マルクス主義系の経済学者は、政治的原因により1950年代後半以降その活動を厳しく制限されていくが、中華人民共和国成立直前の時期までは、マルクス主義や共産党の指導にとらわれない研究、言論活動が行えたことがあったことが分かった。また、管見ではそれらの経済学的業績が日中両国において十分な検討がなされた形跡がない。そこで2017年度は、北京の中国国家図書館、上海図書館等において、中華人民共和国で活躍する経済学者の1940年代の業績を収集することに重点をおいた。本研究の開始当初は、文化大革命まで、つまり1950年代から1960年代半ばまでの経済学者の活動を追求することに重点をおこうとし、いくつかの成果も提出した。ただ、この時期の中華人民共和国の経済理論・思想の展開を探るうえでは、人民共和国建国前後で同一経済学者の業績を追跡することが必要かつ有用であることに思い至った。またその前提として人民共和国の経済学者が経済学を修得していった1930年代に関する研究も必要となった。研究の3年目から方針を転換し、特に1940年代の研究に重点を移したため、研究期間の最後の方まで資料収集を行うこととなった。このため、資金を受けられる研究期間は終了したが、収集資料の分析がまだ十分ではない。研究期間終了後も、この課題に対する研究を継続し、科研費による成果として発表していきたい。1950年代の中華人民共和国における社会主義建設をめぐる経済論争を分析し、多様な経済学的背景を持った経済学者がどのような議論を展開しているか探ろうとした。しかし1950年代に入ると社会主義への道が所与のものとされ、各経済学者が背景に有する経済学的多様性は十分に見えてこないことが分かってきた。そこで、視点を人民共和国成立以前に転じ、中国の経済学者の1940年代の論説を検討することにより、彼らが本来どのような経済学的観点を持っていたのかを追及することとした。この試みはなお遂行中である。
担子菌リグニン分解酵素の大量生産法の開発とこれら酵素の木質資源変換への利用

本研究では最初に各種の担子菌によるリグニン分解酵素の大量生産について研究した。まず、木粉を用いる固体培養を試みた。Bjeykandera adusta(ヤケイロタケ)のブナ木粉-小麦ふすま培地を用いたフラスコ静地培養では、液体静地培養に匹敵する高いマンガンペルオキシダーゼ(以下MnP)及びリグニンペルオキシダーゼ(以下LiP)の活性が検出された。また、ふすまのみを用いる培養においても、本菌はLiPとMnPを生産した。ついで、回転式の固体培養装置を試作し、木粉培地を用いる培養を行なった。B.adustaの培養ではMnPの活性はフラスコ培養よりも高い値を与えた。さらに、流動層型バイオリアクターを用いたふすま培養の場合、B.adustaの生育速度は静置培養培養に比較して高くなり、LiP、MnPの生産も早まることが認められた。以上の結果は試作した各種の固体培養装置がリグニン分解酵素の大量生産に用いられ得ることを示した。一方、液体培養については、エアリフト型の培養装置を試作した。グルコース-ペプトン培地でB.adustaは静置液体培養に比べて活性は低いものの、この培養装置も酵素の大量生産に利用し得ることが示された。さらに、上記の担子菌以外に、Lentinus edodesなどいくつかの菌株の木粉培養において高いMnPあるいはLiP活性が認められた。得られたLiPはエチレングリコールなどの有機溶媒中で、ヂメトキシベンチジンなどのを水系緩衝液中よりも良く酸化し、有機溶媒中での芳香族化合物の変換に本酵素が利用できることが示された。一方、P.chrysosporiumで前処理した木粉は未処理の木粉よりも高い酵素的な糖化率が得られたが、これは担子菌による脱リグニン効果によるものであることが示された。ブナ木粉培地で培養したリグニン分解菌性白色腐朽菌のうち、特にBjerkandera adustaは良好な生育を示し、Mn(II)ペルオキシダーゼ(以下MnP)とリグニンペルオキシダーゼ(以下LiP)の両酵素を生産した。この菌は、液体培養と木粉培養のいずれにおいても両酵素を生産するという点で他の菌とは異なっていた。次いで、横型回転固体培養機を試作し、木材チップを基質として本菌を培養したところ、LiPの活性が検出された。本菌により生産されたLiPは蛋白化学的にPhanerochaetechrysosporiumの酵素に極めて類似していることが確認された。(桑原、渡邊、田中、三井)固体培養での酵素の生産の特徴を明らかにするため、横型回転バイオリアクターを用いてMucor hiemalisによるEndo-β-N-アセチルグルコサミダーゼの生産を試みた。小麦フスマ培地での本酵素の生産は培地の初期水分含量、リアクターの回転数の影響を受けた。また、同様に、B.adustaのリグニン分解酵素の生産も培地の初期水分含量の影響を受けた。また、液体培養条件下におけるLiPとMnPの生産についても検討した。(谷口)19種類の担子菌について、木粉でのLiPとMnPの生産を比較したところ、Coriolusに属する菌株に両者の活性を認めた。また、Lentinus edodesとPleurotus ostreatusはLiPの生産よりも高い栄養源濃度の培養においてMnPを生産することが見出された。(麻田)木粉や稲わらなどのリグノセルロースを広い範囲の水蒸気温度(200260°C)と水蒸気圧(1550atm)で水蒸気爆砕することにり

酵素糖化の効率を実験的に検討した。その結果、(1)高温水蒸気で比較的短時間蒸煮して爆砕、(2)リグニン分解菌と爆砕の併用処理などが酵素糖化の効率化のために有効ということが明らかとなった。さらに、リグニン分解菌と爆砕の併用処理の効率的操作条件を数式モデルから推算した。(沢田、中村)本研究では最初に担子菌によるリグニン分解酵素の大量生産のための固体培養および液体培養を試みた。まず、Bjcrkandera adusta(ヤケイロタケ)によるブナ木粉-小麦ふすま培地を用いるフラスコ静置培養では、液体静置培養に匹敵する高いマンガンペルオキシダーゼ(以下MnP)およびリグニンペルオキシダーゼ(以下LiP)活性検出された。また、ふすまのみを用いる培養においても、B.adustaはLiPとMnPを、Phanernochaete chrysosporiumはLiPを生産したが、培地の水分含量が酵素生産に大きな影響を与えることが示された。ついで、回転式固体培養装置を試作し、木粉培地を用いる培養を行った。B.adustaの培養ではMnPの活性はフラスコ培養よりも高い値を示した。さらに、流動層型バイオリアクターを用いたふすま培養の場合、B.adustaの生育速度は静置培養に比較して高くなり、LiP、MnPの生産が早まることが認められた。以上の結果は、試作した各種の固体培養装置がリグニン分解酵素の大量生産に用いられ得ることを示唆するものである。一方、液体培養については、エアリフト型の培養装置を試作した。グルコース-ペプトン培地でB.adustaは静置液体培養に比べて活性は低いものの、この培養装置も酵素の大量生産に利用し得ることが示された。さらに、上記の担子菌以外にも、Lentinus edodesなどいくつかの菌株の木粉培養において高いMnPあるいはLiP活性が認められた。得られたLiPはエチレングリコールなどの有機溶媒中で、ジメトキシベンチジンなどを水系緩衝液中よりも良く酸化し、有機溶媒中での芳香族化合物の変換に本酵素が利用できることが示された。一方、爆砕処理とP.chrysosporiumで処理された木粉からの糖の生産の工業化のための最適装置と操作および制御に関する基礎的な知見を得た。
プレートの定常的な沈み込みに伴う島弧の変形：前弧の重力異常帯形成メカニズムの解明

研究課題を進める上でベースラインになるのは,現在進行中の地殻変動を理解することである.本年度はその足場固めに多くのリソースを投入した.誤差評価の枠組みの導入:これまでの方法では,クラスタの境界がどの程度信用できるのか評価することが出来なかった.そこで観測誤差に基づいたFuzzinessの評価を取り入れる枠組みを構築した.具体的には,クラスタの分割を,ノイズを与えたもとでどの程度再現できるかを調べた.これにより,統計的な有意さを担保できるようになり,地質情報と比較できるようになった.大きな発見は,台湾島の解析をした際に,長らく議論されていた台東縦谷のChimei断層帯の重要度が浮かび上がったことである.階層表現の積極的活用:階層クラスタリングの特徴である,階層的に表現されたクラスタ構造を,地殻変動の解釈に取り入れる試みである.階層の高さは,速度空間でのクラスタの距離に対応する.この距離は,各クラスタ間の相対運動速度を表し,地球科学的には活断層のレートとして解釈できる.この方法を用いて,相対的重要度を階層の高さを基に与える議論の枠組みを考えた.有意な結果を示した台湾島の結果を述べる.台東縦谷が,最も階層の高いところと対応し,相対的重要度の高い境界だと示された.その下には,沖縄トラフ拡大に伴うシグナルや,屏東平原の押し出しテクトニクスに伴う変動が抽出された.さらに,その下位の構造として,屏東平原内の活断層による変動が抽出され,階層表現が地殻変動の様相を的確に表現した.本研究の成果を,京都大学防災研究所の研究発表講演会で発表した結果は大いに評価され,優秀発表賞をいただいた.国立台湾大学海洋変動研究センターのEmmy Chang教授から,国立台湾大学へ招待いただき,翌月現地で招待講演を行った.結果は大変注目され,論文もJGR誌にアクセプトされた。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。共同研究相手国は台湾であるが、一覧にないため入力不可能であった。
認知的／社会的文脈を統合した学習環境の開発と次世代型カリキュラムへの適用

本研究では,教育心理学研究における「認知論的文脈」と「社会文化論的文脈」の連続性を検討した上で,両者を統合する理論的・実践的意義について考察を行った。その上で,両者を統合した教授方略をデザインし,科学領域の協同学習に焦点を当てながら,当該教授方略の次世代型カリキュラムへの適用を試みた。複数の実践授業に基づく実証的研究の結果,学習者の社会的関係性の促進に教授効果が見出された。得られた成果は,雑誌論文42件,図書12件,学会発表57件において公表された。遺伝子の研究は近年目覚ましく、その応用であるバイオテクノロジーへの期待は高まる一方であり、21世紀の産業にとっても重要なものである。しかし、非常に微視的な分子の働きであり先端技術は複雑化しているため、生徒たちは、こうした内容に関心はあるものの、実際にどのようなことが行われ、どのような将来性がそこにあるのかについての理解が困難な状態にある。そこで、平成25年度は、高等学校生物「遺伝子情報とその発現」の単元を研究対象とすることとし、理論的側面から提起する大学教員と実践的側面から吟味する中学校・高等学校の教員とがプロジェクトを組み、「認知的/社会的文脈を統合した学習環境の開発と次世代型理科カリキュラムへの適用」に着手した。大学教員と研究協力校の中学校・高等学校の教員とが連携してプロジェクト会議を積み重ね、学習指導要領改訂の全面実施に伴いコア概念となった「エネルギー・粒子・生命・地球」の内の、「生命」の学習内容に焦点を当てて学習環境を開発した。具体的には、認知的文脈における学習環境としては、生徒達の身近な生活体験を活用しながら、分子レベルでDNAの構造、複製やmRNAへの転写、タンパク質への翻訳のしくみを理解するためのカリキュラム、学習素材、実験・観察方法を開発した。社会的文脈における学習環境としては、バイオテクノロジーの現在とその将来性を考えさせる一方、リスクとして生態系を乱し、地球環境に取り返しがつかなくなる危険性を含むことも考えさせることを目指し、科学的創造力を向上させる協調学習を促す、IT技術や情報端末を導入するシステムを開発した。平成24年度は、理論的側面から提起する大学教員と実践的側面から吟味する中学校・高等学校の教員とがプロジェクトを組み、認知的/社会的文脈を統合した学習環境と次世代型理科カリキュラムの開発に着手した。大学教員と研究協力校の中学校・高等学校の教員とが連携してプロジェクト会議を積み重ね、学習指導要領改訂の全面実施に伴いコア概念となった「エネルギー・粒子・生命・地球」の内の、「地球」の学習内容に焦点を当てて、探求活動に携わる協調活動を促す学習環境を開発した。具体的には、「地球」の領域において、肉眼では確認できない実験・観察のため高度なイメージ力、推察力に基づく科学的創造力を必要とする「巨視的現象」を扱う、「地球と宇宙(中学2年)」を研究対象とした。認知的文脈における学習環境としては、生徒の実態を把握した上で、「科学を創る」ために、授業でいかなる知識や生活体験を活用し探究させるのかを議論し、カリキュラム、学習素材、実験・観察方法を開発した。社会的文脈における学習環境としては、科学的協調学習において協調的かつ探求的な協同活動を促すために、学校教育場面にIT技術や情報端末を新たに導入するシステムを開発した。協同問題解決に際して、小集団やクラス全体を結びつけるサーバシステムやクラウドサービスを導入することによって、電子黒板やタブレットを旧来の教授法の延長にとらえるのではなく、社会文化論的アプローチによってなされるアーギュメントデザインとしての新しいインタラクティブなコミュニケーション構造をデザインした。これらの計画・準備に基づき、「地球と宇宙(中学2年)」の理科授業を実践した。本研究では、認知的/社会的文脈を統合した教授方略を開発した。認知的文脈の側面からは、学習者が自らの思考を可視化しながら、思考の認識・修正を促すための教授法及び認知的ツール等について検討を行った。社会的文脈の側面からは、授業における対話・議論・問題解決などの協同的探求学習を促すための学習環境の足場かけについて検討を行った。さらに、科学的協同探求学習場面における、動機づけを促進する要因の開発・分析の開発を行い、個人内における学習観、メタ認知に働きかける要因等の先行研究の知見を検討した。その上で、動機づけの変化を測定する質問紙項目の作成、及び学習のプロセスにおける動機づけの動的な様相を捉える方法等について検討を行った。これらの理論的基盤を構築した上で、小学校・中学校・高等学校の教員とプロジェクトを組み、新学習指導要領における学習内容の特徴を踏まえた、小学校・中学校・高等学校の理科教育の次世代型カリキュラムを開発した。考案したカリキュラムを実証的授業を通して検証した結果、以下の教授効果が見出された。個人内における「権限」の教授的働きかけは、学習観における「科学的手続きの重視」の上昇をもたらすことが明らかにされた。また、個人間における問題解決・意志決定を行う「グルーピング」及び、目標を設定し評価する「評価」の教授的働きかけは、メタ認知的方略における「プランニング」の上昇をもたらすことが明らかにされた。

教育心理学平成25年度は、大学教員と研究協力校の中学校・高等学校の教員とが連携してプロジェクト会議及び研究授業を、計20回開催して議論を重ね、教育現場で理解が困難であると報告されている「微視的現象」を扱う、高等学校生物「遺伝子情報とその発現」の実証授業を実施することができた。具体的には、科学的創造力を向上させるカリキュラム、学習素材、実験・観察方法を開発することができた。さらに、学校教育場面にIT技術や情報端末を新たに導入するシステムを開発し、小集団内での対話や探求のメディアとしてタブレット端末による作図や文字を入力・描画後、構築した説明モデルをクラウドサービスにより共有し、電子黒板によってクラス全体の議論の場で提示することができた。平成24年度は、大学教員と研究協力校の中学校・高等学校の教員とが連携してプロジェクト会議を計9回開催して議論を重ね、教育現場で理解が困難であると報告されている「巨視的現象」を扱う「地球と宇宙(中学2年)」の実証授業を実施することができた。具体的には、生徒の実態を把握した上で、科学的思考力を向上させるカリキュラム、学習素材、実験・観察方法を開発することができた。さらに、学校教育場面にIT技術や情報端末を新たに導入するシステムを開発した。科学的協調学習に際して、小集団内での対話や探求のメディアとしてタブレット端末による作図や文字を入力・描画後、構築した説明モデルをクラウドサービスにより共有し、電子黒板によってクラス全体の議論の場で提示した。疑問を議論し合うことで科学的思考力を高める「対話と探求の学び」の場をサポートするシステムを構築することができた。平成25年度に実施した、高等学校生物「遺伝子情報とその発現」の授業における、生徒の実態調査・形成的テスト・事後テストを比較検討する。具体的には、生徒の記述したノートをタブレットのシステム及びドキュメントスキャナを活用して記録し、電子データ化を行う。なお、全時間の授業をVTRとデジタルボイスレコーダーで記録し、量的及び質的な評価データを収集する。授業過程の学習者の発話や相互作用、実験・観察時の行動の観察記録及びトランスクリプトに基づき、解釈的分析を行う。これらの膨大なデータの分析に基づき、教授効果を査定する。平成24年度に実施した「地球と宇宙(中学2年)」の授業における生徒の授業記録を収集し、以下の複数に挙げる分析ツールを用いた分析結果を統合して、開発した「認知的/社会的文脈を統合した学習環境」の実効性を査定する。具体的には、生徒の実態調査・形成的テスト・事後テストを比較検討する。また、生徒の記述したノートをタブレットのシステム及びドキュメントスキャナを活用して記録し、電子データ化を行う。
歯周病患者末梢血多形核白血球のLPS刺激により炎症性サイトカイン産生量の比較

歯周炎の特徴的な病理組織学的変化の一つに、多形核白血球の接合上皮直下への浸潤と、歯肉溝への滲出があげられる。近年、多形核白血球はLPS等による刺激で種々の炎症性サイトカインを産生することが明らかとなったが、これらが歯周組織の感染防御に働くか、組織破壊に働くかは様々な議論を醸し出している。そこで本研究では、歯周病患者末梢血多形核白血球のサイトカイン産生量と患者の重症度を比較することにより、多形核白血球から産生されるサイトカインの歯周疾患進行過程における役割を明らかにすることを目的とした。本学に来院し、本研究への協力に十分な同意が得られた患者を、早期発症型歯周炎、成人性歯周炎患者の2群に分類した。初期治療開始前にこれらの患者からヘパリン存在下で採血を行い、多形核白血球を分離した。分離された多形核白血球を2種類の歯周病原性細菌Porphyromonas gingivalis、Actinobacillus actinomycetemcomitansから抽出したLPSで刺激し、18時間培養後、上清を回収した。培養上清中のIL-1β、IL-1ra濃度を、各サイトカイン測定用ELISAキットを用いて測定した結果、IL-1βは早期発症型歯周炎、成人性歯周炎患者から採取した多形核白血球よりも健常者から採取した多形核白血球からの産生量の方が多い傾向にあった。一方、IL-1raに関しては、患者群関に産生量の有意差は認められなかった。また、培養上清中の生物学的IL-1活性をマイトゲンで刺激したC3H/HeJマウス胸腺細胞に対する増殖誘導活性として検出したところ、IL-1βと同様の結果が得られた。これらのことから、歯周組織で多形核白血球から産生されるIL-1βは歯周病原性細菌に対する防御反応に重要な役割を有することが示唆された。