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肺線維症における発癌機序の解明―腫瘍促進的線維芽細胞の観点からー

近年、癌細胞ではなく間質の一部、特に線維芽細胞(腫瘍促進的線維芽細胞)が、癌の進展や再発に重要な役割を果たしていることが明らかになってきた。申請者らは線維芽細を母地とする間質性肺炎において、高頻度に肺癌が合併することに着目し、間質性肺炎における発癌のメカニズムを、線維芽細胞との関連から明らかにする目的で本研究を計画した。具体的には、まず間質性肺炎における線維芽細胞が肺癌の発生母地となっている可能性を考え、これらの線維芽細胞の生物学的特徴につき検討することを計画した。申請者らは肺癌における主な間質細胞である線維芽細胞が、肺癌の進展に重要な役割を果たしていることを明らかにした。具体的には、I期肺腺癌で手術を行った患者において、肺癌胞巣内にポドプラニン分子を発現している線維芽細胞が存在している症例では、これらの線維芽細胞が存在しない症例に比べ、有意に術後再発率が高いことを示した。これらの結果より、ポドプラニン分子を発現している線維芽細胞が、肺癌細胞と相互することにより癌細胞の浸潤や転移を促進している可能性を考えた。今後、間質性肺炎組織内に存在する線維芽細胞(IPF-fib)がポドプラニン発現を発現しているかどうか、またこれまでに腫瘍促進的性質に関わると報告されているその他の分子のIPF-fibにおける発現の有無を明らかにする。また、線維芽細胞に発現していることが明らかになった分子がIPF-fibにおいてどのように作用するかをin vivo, in vitroの検討により明らかにする。
交差応答的分子認識情報の並列処理を指向した有機トランジスタ型センサアレイシステム

本研究では,超簡易な多成分分析の実現に向けて,人工分子レセプタを修飾した有機トランジスタ型化学センサアレイによるハイスループット(=迅速同時分析)分析法の提案と,その具現化を目的とする。平成30年度は,昨年度作製に成功した極めて小さな印加電圧(<0.5 V)で作動するOTFTを用いて,水中におけるセンサとしての応用可能性を検討した。OTFTの水中における応答を様々なpH条件下で検討した結果,弱酸性から生理学的pH条件下においてもセンサとして機能することを見出した。OTFTは繰り返し測定を行っても劣化を起こすことなく安定的に作動していた。さらに,水中における生体分子種の多変量解析(主成分解析,線形判別分析,サポートベクターマシンなど)を目指し,水溶液中における生体由来アミンの検出を行った。生体由来アミノ酸には,ヒスタミン,ヒスチジン,プトレシン,チラミンを用いた。OTFTは形成された分子認識場によりアミン類の化学構造に依存した応答を示し、ヒスチジンが最も高い応答を示した。また,アミン類に対して得られた応答は多変量解析を行うのに充分なものであった。これらの結果は,標的種を網羅的に検出し得る人工レセプタライブラリーを用いることで,OTFTが水中かつ低印加電圧において生体由来化合物に対して交差応答性を示し得ることを示唆している。現在は,有機トランジスタに基づくアレイシステムの構築に向けて,作製したトランジスタ型化学センサを集積した小型のアレイの構築を試みている。作製したOTFTデバイスが水中においてセンサとして機能することを見出した。実際に,OTFTデバイスは形成された分子認識場により、生体由来アミンの化学構造に依存して異なる応答を示した。得られた結果は既に学術論文及び学会等で発表を行っている。また,採録論文は国際的に高く評価され,英国王立化学会のChemComm Emerging Investigators Issue 2018に選定され,代表者の研究歴が紹介されただけでなく,ChemComm公式SNSアカウントにて宣伝された。更に,学会発表や研究業績対して複数の賞を授与された。加えて本結果は,交差応答性を示す有機トランジスタ型センサアレイシステムの構築に対して重要な知見を与えるという点では当初の計画通りに進捗していることから,現在まで概ね順調に進行していると判断した。今後はヒト由来サンプルを用いて,疾患の指標となる生体分子種(タンパク質,核酸,低分子化合物)に対してもOTFTによる検出を検討する。また,デバイス構造に基づいた小型化・集積化を行い,デバイス安定性を評価する。さらに,センサアレイを作成してヒト由来サンプルに対して同時多成分分析を行い,有機トランジスタ型センサアレイシステムの有用性を検討する。本研究では,超簡易な多成分分析デバイスの実現に向けて,人工分子レセプタを修飾した有機トランジスタ(OTFT)型化学センサアレイによる高スループット分析法の提案およびその具現化を目的とする。平成29年は以下の内容に取り組んだ。1)センサアレイ用OTFTの構造最適化:水溶液中に含まれる多検体を検出するためには,デバイスの低電圧駆動化や均一性の確保が重要となる。そこで,電気二重層(EDL)による共役性分子薄膜への高密度なキャリア注入機構に着目した。電解質水溶液をデバイスの構成要素とするOTFTを作製したところ,極めて小さな印加電圧(< 0.5 V)に対する非線形電流応答が観察された。また,適用する電解質種を系統的に変化させることで,OTFTの閾値電圧を可逆的に制御することに成功した。これらの結果から,作製した電解質に基づくOTFT構造が,化学センサアレイデバイスの構築において有用であることを実証した。2)標的種を網羅的に検出し得る人工レセプタライブラリーの検証:夾雑系に含まれる標的分子群の網羅的・同時分析を達成するためには,これら標的種に対し交差応答性を示すレセプタが必要となる。本検討では,可逆的な分子間相互作用を駆動力とする競争的な分子自己組織化現象を活用することで,煩雑な合成を必要としない化学センサの構築を検討した。その結果,金属配位能を有するカテコール色素類と,当該色素と動的共有結合による複合化を達成するフェニルボロン酸をそれぞれビルディングブロックとすることで,金属イオン類に対し交差応答性を示す人工レセプタライブラリーを構築できることを光学滴定実験と多変量解析法によって実証した。本結果は,分子集合体の形成がinformation richな標的種応答パターンの形成に有用であることを示唆しており,今後センサアレイデバイスの構築においても当該知見を活用する。電解質溶液を構成要素とするデバイス構造を検討することで,OTFTの低電圧駆動を達成した。また,可逆的な閾値電圧制御法を見出したことで,アレイデバイスの構築において課題となる特性のバラツキを均一化することが可能となった。また,分子の自己組織化現象を活用することで,センサアレイに適用できる人工レセプタ材料を容易に調製可能であることを実証した。得られた知見は既に誌上・学会等において対外発表をしている。また,採録論文の一部が掲載誌表紙に選定され,研究特集記事が掲載された。更に,学会発表や研究業績に対して複数の賞を授与されている。当初の研究実施計画に沿った形で十分な成果が得られていることから,現在までにおおむね順調に研究が進行していると判断した。

平成30年度は,昨年度作製に成功した極めて小さな印加電圧(<0.5 V)で作動するOTFTを用いて,水中におけるセンサとしての応用可能性を検討した。OTFTの水中における応答を様々なpH条件下で検討した結果,弱酸性から生理学的pH条件下においてもセンサとして機能することを見出した。OTFTは繰り返し測定を行っても劣化を起こすことなく安定的に作動していた。さらに,水中における生体分子種の多変量解析(主成分解析,線形判別分析,サポートベクターマシンなど)を目指し,水溶液中における生体由来アミンの検出を行った。生体由来アミノ酸には,ヒスタミン,ヒスチジン,プトレシン,チラミンを用いた。OTFTは形成された分子認識場によりアミン類の化学構造に依存した応答を示し、ヒスチジンが最も高い応答を示した。また,アミン類に対して得られた応答は多変量解析を行うのに充分なものであった。これらの結果は,標的種を網羅的に検出し得る人工レセプタライブラリーを用いることで,OTFTが水中かつ低印加電圧において生体由来化合物に対して交差応答性を示し得ることを示唆している。現在は,有機トランジスタに基づくアレイシステムの構築に向けて,作製したトランジスタ型化学センサを集積した小型のアレイの構築を試みている。作製したOTFTデバイスが水中においてセンサとして機能することを見出した。実際に,OTFTデバイスは形成された分子認識場により、生体由来アミンの化学構造に依存して異なる応答を示した。得られた結果は既に学術論文及び学会等で発表を行っている。また,採録論文は国際的に高く評価され,英国王立化学会のChemComm Emerging Investigators Issue 2018に選定され,代表者の研究歴が紹介されただけでなく,ChemComm公式SNSアカウントにて宣伝された。更に,学会発表や研究業績対して複数の賞を授与された。加えて本結果は,交差応答性を示す有機トランジスタ型センサアレイシステムの構築に対して重要な知見を与えるという点では当初の計画通りに進捗していることから,現在まで概ね順調に進行していると判断した。EDLに基づく超強電界の発現は,積層型構造に限定されない自由なデバイス設計が可能であることから,OTFTの並列化や小型化に貢献し得る。今後確立したデバイス構造に基づき,OTFTの並列化・集積化を検討する。また,人工レセプタ材料群の検討にあたっては,有機合成化学的手法のみに依らないライブラリー創出法を検討することで,デバイスに導入可能な交差応答性分子認識場の構築に挑む。今後はヒト由来サンプルを用いて,疾患の指標となる生体分子種(タンパク質,核酸,低分子化合物)に対してもOTFTによる検出を検討する。また,デバイス構造に基づいた小型化・集積化を行い,デバイス安定性を評価する。さらに,センサアレイを作成してヒト由来サンプルに対して同時多成分分析を行い,有機トランジスタ型センサアレイシステムの有用性を検討する。
広域分散網におけるアクセス制御技術

本研究では,広域分散網におけるアクセス制御の課題を考察し、より広い範囲に適用するための試験実装を行った.その結果,インターネットに代表される管理者分散型のネットワーク環境においては、各々異なるポリシ-を持つ組織に属する利用者同士が相互に接続するための相互接続性が最も重要であることが明らかになった.本研究で実施された成果は次の通りである.1.ゼロ知識証明を利用するための多倍長剰余演算などの基本処理を行なうプログラムを試験実装した.基本処理にかかる計算時間を測定し,現在の計算機の能力から十分実用可能であることを明らかにした.2.WWWサーバでのアクセス制御技術について調査し,提案するアクセス制御機構を組み込み可能であることを検証した.3.アクセス制御リストが,エンティティの数に対してどれだけ増加するか考察を行ない,ファジィ論理関数について行なわれている階層化の研究結果との相互関連性について検討した.なお,現実のインターネットにおいて試験運用を行なう計画については,本年度の研究では実施に至らなかった.本研究では,広域分散網におけるアクセス制御の課題を考察し、より広い範囲に適用するための試験実装を行った.その結果,インターネットに代表される管理者分散型のネットワーク環境においては、各々異なるポリシ-を持つ組織に属する利用者同士が相互に接続するための相互接続性が最も重要であることが明らかになった.本研究で実施された成果は次の通りである.1.ゼロ知識証明を利用するための多倍長剰余演算などの基本処理を行なうプログラムを試験実装した.基本処理にかかる計算時間を測定し,現在の計算機の能力から十分実用可能であることを明らかにした.2.WWWサーバでのアクセス制御技術について調査し,提案するアクセス制御機構を組み込み可能であることを検証した.3.アクセス制御リストが,エンティティの数に対してどれだけ増加するか考察を行ない,ファジィ論理関数について行なわれている階層化の研究結果との相互関連性について検討した.なお,現実のインターネットにおいて試験運用を行なう計画については,本年度の研究では実施に至らなかった.
高圧雰囲気下におけるステンレス鋼のガス・メタル・アーク溶接

今年度は二つのテーマにしぼり研究した。第1は窒素ガスを雰囲気ガスとして用いて316LNステンレス鋼溶接金属の窒素吸収を調べた。第2はアルゴンおよびヘリウムを用いた高圧溶接時の金属微粒子の生成現象についてである。研究実績の概要を以下にまとめる。1.実験装置および方法:実験には溶接機を内蔵した溶接雰囲気調整装置を用いた。溶接条件はアーク長を一定とし電流を200320Aと変化させた。消耗電極線には1.6mm直径の316Lステンレス鋼と軟鋼を母材には同規格の板材を用いた。2.研究結果:2-1高圧窒素雰囲気アーク中での316LNステンレス鋼溶接金属の窒素吸収.(1)アーク長を7mm一定とした場合アーク電圧は窒素圧力と共に増加し圧力6.1MPaでは約100Vとなる。(2)溶接金属の窒素含有量は雰囲気の窒素圧力と共に増加し最大圧力6.1MPaで約0.65%となる。しかしこの値は熱力学的に推定された平衡溶解度と比べると非常に少ない。(3)溶接金属中の窒素量が増加するにしたがって硬さは直線的に増加する。(4)窒素含有量の増加と共に溶接金属の格子常数は増加する。したがって窒素は主に固溶状態で含まれているものと考えられる。2-2金属微粒子生成現象におよぼすアルゴンおよびヘリウム圧力の影響(1)金属微粒子生成速度は雰囲気圧力と共に増加する。2MPaでは約1.2mg/secとなる。(2)ArとHeの比較ではHeの方が効果的であった。(3)本法はアーク中を移行する溶滴表面から微粒子の発生もあり非常に効率的であることが判った。(4)生成された微粒子をX線回折法で調べた結果、α-鉄であることが確認され同時にFe_3O_4のピークもみられた。(5)粒度は数nμから数μmまで分布しており、球形や多角形のものも存在した。今後高窒素含有ステンレス鋼溶接金属の物理的性質や窒素雰囲気中での微粒子生成挙動も検討する予定である。
社会教育の理論および実践におけるインフォーマル教育の位置に関 する研究

社会生活におけるさまざまな場面において、働く・遊ぶなど教育以外を主な目的とする活動の中にも学習は起こりうる。本研究では、そうした学習を支援するしくみや取り組みをインフォーマル教育と名づけ、社会教育のあり方を活性化する手がかりとして考察をおこなった。3年間の研究期間の初年度となる平成22年度は、研究全体の枠組みの整理を課題として、社会教育および国外の成人教育における文献の検討をおこなった。これらの文献の検討をつうじて、フォーマル/ノンフォーマル教育とは異なるインフォーマル教育の独自の機能について、改めて把握することができた。また、ノンフォーマルな性格の強い社会教育のあり方を考える上で、従来のようにフォーマル教育との対比でとらえるよりもインフォーマル教育との関連・接続をとらえるほうが、その存在意義をより明確に把握できることが確認された。上記のほかには、政治学・社会学・経営学など教育以外の領域の文献を収集し検討をおこない、次年度に向けて研究の枠組みを整理することができた。3年間の研究期間の2年目となる平成23年度は、前年度の研究成果をさらに深め、インフォーマル教育の基本原理と、教育以外の領域と教育との接続のあり方を中心に研究活動をおこなった。まず、Alan Rogers,Non-formal Education:Flexible Schooling or Participatory Education ?(Comparative Education Research Centre , The Universityof Hong Kong,2004)を検討することによって、前年度に整理したフォーマル/ノンフォーマル/インフォーマルの3領域の関係について、さらに明確に把握することができた。このほか、教育以外のさまざまな領域の文献の検討をつうじて、NPO・企業などの社会集団の活動や市民主体の政治過程の中に存在する多様な学びと、それらの学びを創出し促進するための多様なしくみをどのようにとらえるか、理論的な枠組みを整理することができた。インフォーマル教育をどのようにとらえるのか、インフォーマル教育について考えることにどのような意義があるのかについては、論文「インフォーマル教育論序説」(生涯学習・社会教育研究促進機構『生涯学習・社会教育研究ジャーナル』第5号, 2012年3月, pp.143-154)にまとめた。また、上記論文に発表した成果をさらに発展させるために、Etienne Wenger, Communities of Practice: Learning, Meaning, and Identity(Cambridge University Press, 1998)、Tony Jeffs and Mark K. SMIth, Informal Education(Educational Heretics Press,revised edition, 2005)をはじめとするさまざまな文献を検討し、インフォーマルな学びと、それを生み出し支えるインフォーマル教育のあり方をめぐる論点を整理した。以上の成果を基に、教育や学習以外のさまざまな活動(具体的には、ビジネスの活動とそれを支える企業等の組織、市民活動とその主体であるNPO等の組織などに特に焦点を当てた)の中に含まれるインフォーマルな学びとそれを支援する営みであるインフォーマル教育をどのようにとらえることができるか、文献の検討をつうじて議論を整理した。平成23年3月に発生した東日本大震災により研究環境に被害を受けるとともに、他の職務との関連で研究時間の確保に影響が生じたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。前記11で述べた事情により研究活動の進展は当初の予定より遅れているが、発表・公開に至っていない研究成果の蓄積は着実に進んでいる。研究テーマの一部を縮小しつつ、研究期間の最終年度となる平成24年度にこれまでの成果をとりまとめ、発表・公開する予定である。
大規模情報ネットワークの高度応用技術と開放型分散処理に関する研究

本研究は1993(平成5)年度から1995(平成7)年度の3年に渡って行われた。これは各年度約45人の研究者による共同研究として行われているが、総額2260万円の研究費の大部分は研究会やシンポジウムにかかわる旅費に充てられている。ほとんど唯一、備品として購入したのは、ワークステーション(WS)およびパソコン用のISDNボード(計13枚)とWS用のATMボード(3枚)および関連ソフトウェアである。この結果、大型センターのある大学を初めとして、各地の大学で、インターネットの臨時的な接続や安価な接続にISDNが使えるようになった。こうした使い方は、1992年に本研究を立案したときには、世界的にもほとんどなかったのに、最近は民間企業でも普及しつつあるが、本研究はそのひとつのきっかけになったと思われる。さて、本研究で得られた主な成果は研究成果報告書にまとめてあるが、研究開発と実用化の成果が上がった主なテーマには、次のようなものがある。1.ISDN回線および広域インターネットを通した会議のMboneによる実況中継システム(リモート会議システム)2.回線の速度や混雑に応じて、画像の解像度やフレーム・レートを動的に変更できるマルチメディア通信方式3.WWWサーバによる研究情報交換システム5.インターネットの運用管理方式6.小中学校でのインターネット利用教育本研究は1993(平成5)年度から1995(平成7)年度の3年に渡って行われた。1.ISDN回線および広域インターネットを通した会議のMboneによる実況中継システム(リモート会議システム)2.回線の速度や混雑に応じて、画像の解像度やフレーム・レートを動的に変更できるマルチメディア通信方式3.WWWサーバによる研究情報交換システム5.インターネットの運用管理方式6.小中学校でのインターネット利用教育我々は、本研究課題に先だって約80組織の相互接続による学術研究インターネットJAINの構築・運用を行ない各種の技術開発を重ねてきたが、従来のJAINのネットワークは、広域パケット交換網上に構築されていたため時間遅延やプロトコル変換のオーバーヘッド等が要因となり、大規模情報の高速交換網として利用することは困難なことが明らかとなった。そこで本年度は、これらの実験開発環境に加えて、現在の技術の中で、より高速な柔軟なトポロジーをとることができるISDN網を用いた動的ネットワーク環境の構築方法について研究を進めてきた。特に、最大128kbpsの回線速度が利用できるISDN交換回線網を用いた動的なネットワーク環境を構築し、そこでの問題点や構成方法について基礎的な実験ならびに開発を行なった。現在、網の輻輳時における対策や専用回線の動的なバックアップ機構の実現と言った、高速な情報交換機構を動的に実現する方法について検討を進めている。また、インターネットにおける高度応用として、画像情報や音声情報を含んだマルチメディアデータによる情報交換方式の研究を進めている。例えば、分散環境における共同開発環境の開発や、分散会議システムといったCSCWに関する研究の一貫として、研究集会での発表を国内に点在する研究者に対して、画像/音声情報として放送するリモートコンファレンスを実験的に行ない、その実用性についての検討を行なった。分散環境における情報サービスに関する研究として、大規模な情報を含むサーバに対する遠隔地からの効率的な検索方法についての検討も行なっている。これらの他、動的なネットワーク網の生成に伴うセキュリティや暗号化、認証に関する研究や、TCP/IP,OSI等のプロトコルに対する相互接続や技術移行に関する研究、そして、次世代ネットワークとして注目されているATMの動向調査を行ない、超高速ネットワークに対する応用に関する研究も進めている。平成5年度に行なった現状のネットワーク応用技術の調査や実験の結果に基づいて、本年度は、将来の高度情報化社会実現の際に必要な大規模で高速なネットワークに要求される機能と性能を明確にし、開放性とスケーラビリティを維持しつつ、マルチメディアを含む高度な応用技術を実現するために必要な情報ネットワーク基盤技術の開発を行なった。1.ネットワークの動的可変構造性に関する研究動的可変性を持つネットワークの利用技術として、教育の分野におけるマルチメディア情報を使った授業支援技術、さらにISDM公衆電話を用いた屋外移動通信技術の開発と実験を行なった。制限されたバンド幅を有効に利用する方法や、公衆電話というセキュリティ上の制約がある機器からの接続の方法について研究上の進展があった。2.マルチメディア情報提供システムに関する研究World Wide Wedを応用し、スポーツイベントの広報活動や大学の紹介、さらには地域活性化など、社会に密着した実験を行ない、マルチメディア情報化社会における要求を検討し、情報提供システムおよびこれを支援するネットワークが持つべき基本機能を明らかにした。

3.マルチメディアネットワークの基礎的技術に関する研究昨年度に引き続き、マルチメディア情報を扱う際に必須となるマルチキャスト通信技術と、連続メディアを扱う際のQoSについて研究を進め、ネットワークとオペレーティングシステムが協調するマルチメディア情報処理の基本的モデルの検討を行ない、それに基づいて試作を行なった。4.超高速データリンク技術ATMの利用技術に関する研究新しいデータリンク技術であるATMを、その特徴を活かしながら本研究が対象としている大規模な情報ネットワークへ組み込むための問題点を明らかにし、開放性とスケーラビリティを持ちながら統合化するための指針を示した。平成7年度は、昨年までと同様に、6月と10月に開催された研究集会において、INS64回線を用いて研究集会会場をインターネットに接続し、Mboneによりネットワークを通じて研究集会の様子を放送する実験を引続き行なった。しかし、これらの実験を通して、特に動画や音声などを数10kbps程度の回線速度により接続する方法では、十分なクォリティを得ることができないことが明らかとなったため、本年度は、156Mbpsの回線速度を有するATMネットワークを用いた全国実験網の構築を行ない、IP over ATMに関する実験を一つの柱として研究を進めてきた。この結果、PVC交換方式のもとで、IPデータグラムの交換実験を行なうことができるようになり、この1月に開催されたシンポジウムでは、実験ATMネットワークを用いてMboneでの中継実験ならびにデモンストレーションを行なうことができた。また、INS64回線のように比較的低速な回線も、小規模な組織がインターネットに接続する初期段階や期限付きの実験利用環境では有効に機能する。本研究では、幾つかの初等中等教育の現場において、実験的にインターネットへの接続環境を提供し、初等・中等教育におけるインターネットの有効性について検討を開始することができた。さらに、インターネットのように世界中に広がる広域分散環境のおいては、組織ネットワーク間の接続網がATM網による高帯域なものであるか、INS64網による中低速なものであるかによらず、各組織のネットワークが自律的に動作する運用管理を行なう必要がある。本研究では、各組織や地域ネットワークの運用管理体制の現状とその問題点についての検討を行なうことができた。
現代の子供の友人関係における特質と生徒指導システムのあり方に関する実証的研究

期間内に以下の2回の調査を行いその結果を日本特別活動学会第24回大会及び第25回大会で発表し、さらに『宇都宮共和大学論叢』にその一部が掲載予定である。2014年度に「現代の子どもの友人関係における特質に関する調査」を行い、周囲の子どもとの人間関係を過度に意識する傾向については2003年に行った同種調査とほぼ同様の結果が得られたが、過度に意識する傾向が弱まるとともに対教師関係の良好化の傾向がみられた。2015年度に行った教員調査では、2003年調査に比べ「声をかける」「ほめる」「相談を受ける」などの行動が増え、それらの行動が学校行事の指導において多いことが明らかになった。現代日本の子供は、友人関係に過敏な状況にある。この状況を生み増殖してきた環境の中心は学校の友人関係である。「いじめ」自殺が後を絶たない背景には友人関係の閉塞状況があり、学校は「『自分は自分だ』という精神性(自律性/アイデンティティ)の形成」を目標とした何らかの働きかけをしなければならない。本研究は小中高の生徒指導システム(教科から特別活動、学級経営を含む、学校教育全体を通した生徒指導)に焦点を当て、1現代の子供の友人関係における特質を調査で明らかにする。2子供個々の差異性よりも生徒としての同型化に比重を置く「生徒指導の現状を実態調査によって明らかにする。3生徒指導(Guidance、訓育)の変遷を比較史的に検証する。以上3つの目的を目指すものである。そのために、平成26年度の研究実施計画における課題は、(1)現代の子供の友人関係における特質に関する調査、(2)明治期以降現代に至る学校における生徒指導(訓育)の生成・展開に関する資料収集及び整理を行う。以上2点であった。(1)については、平成26年秋に全国の小・中・高の各学校から1200校(各500,400,300校)を層化無作為抽出法により選び、調査協力を打診し、その結果依頼に応じた36校に平成26年末に27項目の質問項目から構成されている調査票を送付し、27年1月末に回収した。回収数は児童生徒数で3196名(小697、中1530、高969)であった。3月末までに基本的な集計作業を終了し、8月の日本特別活動学会での発表に向けて、分析を進めているところである。(2)については、明治期以降の「訓育」観と「訓育」実践の概要について調査を上記作業と並行して行っているところである。第1年度(2014年度)に実施した「現代の子どもの友人関係における特質」に関する調査(以下、子ども友人関係調査)では、全国の小・中・高等学校生含め3391の回答を得て、その年度中に基本的集計を行った。第2年度(2015年度)では、長田勇等が2003年に行った「少年の世界ー世代間比較調査」(2003年日本教育学会発表)の結果との比較を踏まえつつ、上記子ども友人関係調査の集計結果の分析を行い、その結果を日本特別活動学会第24回大会で発表した(2015年8月23日)。その発表概要は、1)祖父母世代及び父母世代に比べ、現代の子どもは2003年の前回調査時と同様、周囲の子どもたちの視線・態度を気にする度合いが高く、それにより自分の感情・行動が影響される度合いが高い傾向がうかがわれる。しかし、2)2003年調査時に比べ今回の調査では周囲の子どもの視線を気にしない子どもの増加がみられ、全体として「過度に気にする子ども」と「あまり気にしない子ども」の2極化傾向がみられた。そして、3)学校に不適応感を持つ子どもの減少がみられた。また、周囲の子どもたちの視線・態度を気にするものと不適応感をもつものとに相関がみられた。4)前回調査時に比べ、今回の調査では「仲のいい友だち」の数が増え、5)先生との関係がやや良好になっていることが明らかになった。以上を踏まえ、第2年度の後半では、小・中・高の教員を対象とする「生徒指導システム」調査を実施し、全国から2189の回答を得た。第2年度末までに基本集計を終了し、第3年度(2016年度)に子ども友人関係調査との関係を考慮しつつ分析を進め、今日の小・中・高における「生徒指導システム」の特質を明らかにし、その結果を日本特別活動学会第25回大会(於学芸大学)で発表する予定である。当初計画中最も中心的な2つの調査計画(子ども友人関係調査と「生徒指導システム」調査)を予定通り実施し、第1の調査については学会発表を終え、学会紀要投稿用論文を作成中である。第2の調査についても学会発表の準備が順調に進んでいる。ただし、第2年度における研究分担者の退職による研究体制の変化、打ち合わせのための宿泊地の予約難などにより研究時間がもっぱら上記調査の実施・集計・分析・発表準備に充てられることになり、副次的に行うことになっていた歴史的研究や比較的研究が予定より遅れている。本年度(平成28年度)は、平成26年度の調査で明らかになった点、1小中高にわたって子供たちの学校適応が若干ではあるが改善している。2子供たちの対教師関係が若干ではあるが改善している。

以上の2点に注目して、小中高の教員調査及び世代的比較枠として退職校長会会員を対象にした調査の結果を分析し、8月下旬に開催された日本特別活動学会第25回大会で「近年の生徒指導システム文化の変容ー子供の友人関係における特質との関連ー」として発表した。これは、「子どもの友人関係」に関する26年度調査の結果を同学会24回大会での発表に続き本研究に関する2度目の発表となる。さらに、上記2度の発表内容及び調査データを精査し、改めて第1回目の学会発表の内容を整理、深化し、『宇都宮共和大学論叢』第17号に「現代の子どもの友人関係における特質」として投稿した。ちなみに同17号の発行は平成29年5月に予定されている。なお、28年度の学会で発表した教員の「生徒指導システム文化の変容」についてもその内容を精査、深化のうえ『宇都宮共和大学論叢』18号に投稿する予定である。期間内に以下の2回の調査を行いその結果を日本特別活動学会第24回大会及び第25回大会で発表し、さらに『宇都宮共和大学論叢』にその一部が掲載予定である。2014年度に「現代の子どもの友人関係における特質に関する調査」を行い、周囲の子どもとの人間関係を過度に意識する傾向については2003年に行った同種調査とほぼ同様の結果が得られたが、過度に意識する傾向が弱まるとともに対教師関係の良好化の傾向がみられた。2015年度に行った教員調査では、2003年調査に比べ「声をかける」「ほめる」「相談を受ける」などの行動が増え、それらの行動が学校行事の指導において多いことが明らかになった。実施計画で掲げた二つの目標、特に26年度の重点目標と考えていた「友人関係に関する」調査が全国の小中高32校の協力により達成できたこと。その結果、回収された調査票の集計、分析作業が進行中であり、平成27年8月の日本特別活動学会の大会での発表を目指している。第二の目標である訓育の比較史的検討については日本の小学校についての整理検討を行っているところであり、実施計画中の課題に取り組んでいる。上記のように、第3年度(2016年度)は、「生徒指導システム」調査の分析を進め、8月に予定されている日本特別活動学会第25回大会でその結果を発表することに全力を傾注している。なお、発表が予定通り行えれば、子ども友人関係調査の成果と「生徒指導システム」調査の成果を総合したものを論文の形にまとめ、しかるべき学会紀要等に投稿するつもりである。さらに、その成果を歴史的および国際比較的パースペクティブの中に位置づけ、日本の学校教育で形成されている「生徒指導システム」の特質、意義と教育改革の課題に照らしての生徒指導システム改革の課題を明らかにする作業を進めてゆきたい。生徒指導論特別活動論平成27年度においては、以下の研究発表、調査、研究を計画している。(1)8月に開催される日本特別活動学会において平成26年度に実施した子供の友人関係に関する調査の結果等について発表する。(2)生徒指導システムに関する実態調査前年度の調査の分析結果に基づき、広い意味での生徒指導システムの実態を明らかにする質問項目等を作成し、小中高等学校の教員に対する調査を平成27年度中に実施する。(3)近代学校における生徒指導(訓育)の生成・展開に関する比較史的資料収集及び整理明治期以降の日本の学校(主に小学校)における訓育の実践及び理論の展開に関する資料収集及び整理を行うとともに、アメリカ、ロシアの学校における訓育の実践及び理論の展開に関する資料を収集・翻訳する。アメリカについてはAubreyのGuidanceに関する論文の収集・翻訳を進め、ロシアについては1960年代中等教育の量的拡大期以降における学級担任の職務の変遷に関する資料の収集翻訳を進める。
非線形ダイナミクスを活用した情報の高次元化と縮約

本研究では、非線形ダイナミクスを利用することにより、情報処理システムを構築することをめざした。反応拡散場を用いた一方向性素子のモデル、動的非線形応答を情報源とする嗅覚などの感覚器モデル、遺伝情報の自己制御モデルなど、実際の実験を進めると共に数理解析も併せて行なってきた。本年度の主要な成果は次の通りです。1.反応拡散場において、"化学"ダイオードを作ることが可能であることを、実験・理論両面から明らかにした。これは、化学組成は均一な媒質(シリコンをベースとする基板等)であっても、その接合部位の形状を制御することにより、信号整流作用が実現できることを意味しており、非ノイマン型コンピュータを設計していく上で、重要な知見であると考えられる。2.時間依存性の非線形応答を多次元の情報源として利用する、半導体ガスセンサーの開発を試みた。今年度は、特に呼吸と結合した嗅覚のモデルとして、周期的にサンプルガスを吹きつけるタイプの呼吸ガスセンサーを作製し、それでもって多種類のガスを同時に定性・定量することが可能となることを明らかにした。3.長鎖DNA分子の高次構造の特性解析を推し進めるため、既に発見していた単一高分子鎖の相転移挙動を実験・理論両面からさらに追究するとともに、その相転移現象と関連させることにより、高分子鎖の折り畳み構造には、過去の履歴がメモリーとして保持されることを明らかにした。
将来の航空交通管理のための到着・出発機合流最適化アルゴリズムに関する研究

本研究では,空港に到着・出発する航空機の合流を最適化するアルゴリズムの開発を目的としている.ここで合流の最適化とは,各航空機が滑走路上で保たなければならない間隔を保ちつつ,各航空機の軌道,及び到着・出発の順序を同時に最適化することを指す.航空機の軌道が連続システムである一方,順序は離散システムであるため,航空機の合流最適化問題は一種の混合システム最適化問題となる.混合システム最適化問題は一般的な解法が確立されておらず,本研究は混合システム最適化問題を解くという点において,学術的に挑戦的な研究であるといえる.平成30年度は合流最適化アルゴリズムの実装と,簡単なシミュレーションを用いて最適化アルゴリズムの最適性の検証を行った.具体的には,合流最適化アルゴリズムにより順序と軌道が同時に最適化された合流軌道の全軌道の評価値と,順序を指定して軌道のみを最適化した場合の全軌道の評価値を比較し,合流最適化アルゴリズムにより求められた解の方が評価値を小さくすることができていることを確認した.また並行して,開発した合流最適化アルゴリズムを現実的な条件で評価するための,シミュレーション環境の構築を行った.今年度実施したシミュレーションでは,航空機のモデルを簡単な2次元移動体とし,計算条件も仮想的なものを用いていた.開発したアルゴリズムが現実の問題に適用可能かを検証するため,現実的な航空機モデルと実際の管制運用上の拘束条件を考慮した軌道最適化プログラムを構築した.次年度ではこの軌道最適化プログラムを用いて合流最適化アルゴリズムを評価することで,本研究で開発した最適化アルゴリズムが現実的な問題に対しても有効であるかを評価する.当初の研究計画においては,提案する合流最適化アルゴリズムを2つの要素に分けて,平成29年度と平成30年度にそれぞれ開発する計画であったが,平成29年度の実施状況報告書に記した通り,最終的に解くべき問題の性質上,合流最適化アルゴリズムを分割して開発することは効率的な方法ではなかったため,平成29年度は主に理論的な検討を行い,平成30年度に合流最適化アルゴリズムの実装と評価を行った.研究実績の概要で述べた通り,平成30年度には合流最適化アルゴリズムの実装と,簡単なシミュレーションを用いた合流最適化アルゴリズムの検証を行い,開発したアルゴリズムが最適な到着・出発機の合流軌道を得ることができていることを確認した.この時点で,平成30年度までの当初の研究計画を達成することができているが,本年度はさらに,現実的な航空機モデルや管制運用を考慮したシミュレーション環境の構築にも着手した.この項目は当初の研究計画では令和元年度実施予定の内容であるため,本研究課題の研究進捗は「当初の計画以上に進展している」であると言える.現在までの進捗状況で述べた通り,本研究課題は現状,順序に進展している.そのため,令和元年度は当初の研究計画通り,開発した合流最適化アルゴリズムが実際の問題に対しても有効かどうかを,現実的な航空機モデルと運用環境を模擬したシミュレーションを用いて評価していく.また本研究課題は令和元年度が最終年度であるため,研究成果のまとめとして,学会発表や投稿論文の執筆に重点をおいて進めていく.本研究では,将来の航空交通管理のための到着・出発合流最適化アルゴリズムの開発を行っている.合流最適化とは,連続システムである航空機の軌道と,離散システムである航空機の到着・出発順序を同時に最適化する,混合システム最適化アルゴリズムである.開発するアルゴリズムの目的は,空港周辺空域の到着・出発航空機の軌道や,到着・出発順序を,同時に最適化することで,空港周辺空域の航空機運用を最適化することである.到着・出発機を同時に最適化するためには,上空での到着・出発機の軌道の干渉回避を考慮する必要がある.軌道の干渉回避はそれ自体,混合システムの一種であるため,具体的には,合流最適化アルゴリズムを,より多くの離散システムを扱うことができる混合システム最適化アルゴリズムに改良する必要がある.平成29年度は主に干渉回避を考慮することで,到着・出発機の合流がどのような影響を受けるかの調査と,干渉回避を考慮した合流最適化問題の解法の検討を行った.2機の航空機の干渉回避軌道最適化問題は先行研究で広く研究されてきたので,この問題を解くプログラムを作成し,様々な条件でシミュレーションを行うことで,干渉回避が到着・出発順序最適化に与える影響を調べた.シミュレーションにより,干渉回避と到着・出発順序最適化が互いに影響を及ぼし合うことを確認した.すなわち,両者を同時に最適化することができれば,より最適な解を得ることができる余地があることを示した.作成した干渉回避軌道最適化プログラムは従来の手法を用いており,そのまま到着・出発順序最適化に応用することはできないが,この問題を解決するため,繰り返し最適化手法を用いた干渉回避と到着・出発順序の同時最適化アルゴリズムを提案した.提案した最適化アルゴリズムは平成30年度にプログラムを作成し,その最適性を検証する予定である.

平成29年度には,干渉回避を考慮することで到着・出発機の合流がどのような影響を受けるかの調査と,干渉回避を考慮した到着・出発合流最適化問題の解法の検討を行った.事前の研究計画では平成29年度に,干渉回避を考慮しない到着・出発合流最適化アルゴリズムの開発を行い,平成30年度に干渉回避軌道最適化が合流最適化問題に与える影響の調査,及び干渉回避を考慮した到着・出発合流最適化アルゴリズムの開発を行う予定であった.しかしながら研究に着手した後,干渉回避が到着・出発合流最適化問題にどのような影響を与えるかを調査しなければ,干渉回避を考慮することができる到着・出発合流最適化アルゴリズムの開発が困難であることが明らかになり,先に平成30年度に予定していた干渉回避軌道最適化が合流最適化アルゴリズムに与える影響の調査を行った.結果的に平成29年度中に,次年度に予定していた研究の一部である,干渉回避が到着・出発合流最適化問題に与える影響の調査と,当初から平成29年度に予定していた到着・出発合流最適化アルゴリズムの検討を行うことができた.以上の点より,研究進捗は「当初の計画以上に進展している」であると言うことができる.ただし前述したように,一部研究計画の見直しにより研究の順序が前後した影響で,平成29年度は学会発表等の研究成果の発表をすることができなかった.そのため,全体の研究進捗としては「おおむね順調に進展している」とした.本研究では,空港に到着・出発する航空機の合流を最適化するアルゴリズムの開発を目的としている.ここで合流の最適化とは,各航空機が滑走路上で保たなければならない間隔を保ちつつ,各航空機の軌道,及び到着・出発の順序を同時に最適化することを指す.航空機の軌道が連続システムである一方,順序は離散システムであるため,航空機の合流最適化問題は一種の混合システム最適化問題となる.混合システム最適化問題は一般的な解法が確立されておらず,本研究は混合システム最適化問題を解くという点において,学術的に挑戦的な研究であるといえる.平成30年度は合流最適化アルゴリズムの実装と,簡単なシミュレーションを用いて最適化アルゴリズムの最適性の検証を行った.具体的には,合流最適化アルゴリズムにより順序と軌道が同時に最適化された合流軌道の全軌道の評価値と,順序を指定して軌道のみを最適化した場合の全軌道の評価値を比較し,合流最適化アルゴリズムにより求められた解の方が評価値を小さくすることができていることを確認した.また並行して,開発した合流最適化アルゴリズムを現実的な条件で評価するための,シミュレーション環境の構築を行った.今年度実施したシミュレーションでは,航空機のモデルを簡単な2次元移動体とし,計算条件も仮想的なものを用いていた.開発したアルゴリズムが現実の問題に適用可能かを検証するため,現実的な航空機モデルと実際の管制運用上の拘束条件を考慮した軌道最適化プログラムを構築した.次年度ではこの軌道最適化プログラムを用いて合流最適化アルゴリズムを評価することで,本研究で開発した最適化アルゴリズムが現実的な問題に対しても有効であるかを評価する.当初の研究計画においては,提案する合流最適化アルゴリズムを2つの要素に分けて,平成29年度と平成30年度にそれぞれ開発する計画であったが,平成29年度の実施状況報告書に記した通り,最終的に解くべき問題の性質上,合流最適化アルゴリズムを分割して開発することは効率的な方法ではなかったため,平成29年度は主に理論的な検討を行い,平成30年度に合流最適化アルゴリズムの実装と評価を行った.研究実績の概要で述べた通り,平成30年度には合流最適化アルゴリズムの実装と,簡単なシミュレーションを用いた合流最適化アルゴリズムの検証を行い,開発したアルゴリズムが最適な到着・出発機の合流軌道を得ることができていることを確認した.この時点で,平成30年度までの当初の研究計画を達成することができているが,本年度はさらに,現実的な航空機モデルや管制運用を考慮したシミュレーション環境の構築にも着手した.
銅鏡にみる古代東アジアの文化交流

912世紀にかけての東アジアの文化交流の一側面を読み解くため、出土銅鏡を対象に考古学的分析をおこなった。中国大陸では国家の興亡に応じて多様な銅鏡文化が展開した。韓半島では中国大陸と日本から鏡を受容し、独自の鏡と合わせて融合的な文化が発展した。日本では中国大陸、韓半島からの影響を受けず、唐鏡様式を追求した独自の銅鏡文化を固持した。本研究は古代東アジアの鏡を初めて総合的に比較した研究として評価できる。本研究では,古代東アジア(912世紀前後)において盛んに製作され,各国間で意匠等に影響を与え合った銅鏡に焦点を当て,(1)研究の基礎となる出土資料集成の構築,(2)日本、韓国、中国で比較可能な銅鏡編年の構築,(3)汎東アジア的視点による各国銅鏡の様相の把握,を目指している。さらに,これらを踏まえた上で,その背景にある各国間の文化受容の一側面を解明することを目的としている。平成19年度は,基礎となる(1)に重点を置き,日本の発掘調査報告書全体の3割ほど,韓国の発掘調査報告書全体の6割ほどを通覧し,日本出土鏡を約100点,韓国出土鏡を約70点を収集・カード化した。これまでに内外の研究者によって出土銅鏡の集成はおこなわれておらず,このような方法をとることで時間はかかるが,資料の網羅的収集が可能になる。現在までに,韓国出土の高麗時代鏡には日本・宋・金・元系の鏡が圧倒的多数を占め,韓半島独自の文様を持つ鏡はごくわずかであるという見通しが立っている。今後は,これら韓半島で出土する鏡が,各国の具体的にいつの時期のもので,どのようにもたらされたのかという視点を含んだ論文を公表する予定である。また,日本では,韓国・中国と異なり,墳墓からの鏡の出土数が少なく,かつ,明確な遺構に伴って出土することも少ない。そのため,日本での鏡の使用状況をより具体的に把握するべく,平安時代の文献史料(日記,資財帳,平安遺文等)にみられる鏡関連記事を収集した。成果の一部については平成19年11月,大韓民国国立慶州文化財研究所において口頭発表をおこなった。本研究では、古代東アジア(912世紀前後)において盛んに製作され、各国間で意匠等に影響を与え合った銅鏡に焦点を当て、(1)研究の基礎となる出土資料集成の構築、(2)日本・韓国・中国で比較可能な銅鏡編年の構築、(3)汎東アジア的視点による各国銅鏡の様相の把握、を目指している。さらに、これらを踏まえた上で、その背景にある各国間の文化受容の一側面を解明することを目的としている。平成20年度は、(1)の完成をめざすべく、閲覧可能な韓国の報告書の全てと、日本の発掘調査報告書のうち都道府県発行のすべて、主要市発行の大部分を通覧し、(2)や(3)の分析に必要な資料数を得ることができた。そして、19年度に引き続き、平安時代の文献史料にみられる鏡関連記事を収集した。実地調査としては、大阪歴史博物館蔵鏡(高麗鏡)と、栃木県日光市男体山出土平安鏡の調査を行った。また、昨年度収集した韓国出土資料をふまえて、新羅高麗時代鏡の様相についての口頭発表をおこなった。今年度の活動を踏まえて明らかになったのは、a:(2)について、韓国出土高麗鏡は大多数が中国や日本の鏡の踏み返し鏡であること、b:韓国出土高麗鏡は、中国と日本の同時期の鏡のごく一部を受容したものとわかり、その選択基準を今後明確にする必要があること、C:従来高麗時代に位置づけられてきた韓国出土唐鏡の詳細な観察により、中国出土唐鏡とは異なる点(色味や鈕孔)を具体的に明らかにできること、d:日本の平安時代鏡には、従来発表されていた杉山洋氏の編年案ではカバーできない資料が多々存在すること、e:出土平安鏡の約4割をしめる男体山の資料は、文様や形態が非常に多様で、奉納目的で各地から集められた可能性が高く、本資料が一地方資料にとどまらず、平安鏡の大部分のバラエティーを映し出している可能性があること、の主に5点である。最終年度に当たり、実地調査と成果発表を行った。実地調査は前々年度より継続しておこなっている栃木県日光市男体山の奉賽鏡について、156点全点実測を完了した。また、東京国立博物館において日本各地で出土した平安鏡の実測調査も行った。そして、日本の平安時代鏡についての編年を構築し、論文として発表した。その中で明らかにしたのは、(1)平安時代に出現する瑞花双鳥八稜鏡は5型式に分類できること、(2)それらはほぼ単系統的に変遷していること、(3)出現期(9世紀前半)の瑞花双鳥八稜鏡は、もっとも鏡製作が隆盛した盛唐期(8世紀前半中頃)の唐鏡をモデルにしたとみられること、である。

これは、瑞花双鳥八稜鏡が日本で創出された独自の意匠を持つ鏡という通説とは異なる新評価である。そして、日本の型式変遷と、同時期の中国(五代・宋・金)の銅鏡の型式変遷を比較すると、両国の銅鏡文化は911世紀中頃までほぼ没交渉であると推測した。同時期の韓半島(高麗)では、日中の鏡のごく一部を受容し、踏み返し鋳造による量産をおこなうが、どのような基準によって選択されたのかまでは明らかにし得ず、現地での実測調査を網羅的におこなうことが必要になろう。この他、男体山出土鏡の観察により、平安時代には奉賽品としての鏡の需要が確立していたこと、鏡製作地が複数存在したこと、既存の銅製品の鋳潰しによって銅を調達していたことなど、いくつかの可能性を導き出した。今後は、蛍光X線による分析等も取り入れて、これらの想定を裏付けていく作業が課題となろう。
線維芽細胞凝集塊形成によるprofile変化と毛包再生との関連

我々は毛包再生を実現させるにあたり、低侵襲かつ最小限の採取材料を用いた実験系の確立を目指している。同時に現在ヒトの皮膚では、創傷を負った際に瘢痕を伴いながら皮膚が再構築されるが、毛包含め皮膚付属器を再生させることができれば、完全なる皮膚の再生も実現しうる可能性がある。毛包形成においては、上皮・間葉、双方の要素が必要である。我々は間葉成分として皮膚真皮由来の線維芽細胞を用い、通常は毛包誘導能力を持たないこの細胞が、培養方法の工夫を加えることでその能力を獲得する可能性を見出した。すなわち数継代の培養を経た線維芽細胞を、非接着培養皿にて無血清培地で培養し細胞凝集塊を形成し、この凝集塊と表皮細胞を用いると毛包が誘導されることが判明した。皮膚線維芽細胞は容易かつ様々な部位より採取することができ、また少量の細胞から十分量の細胞が培養可能である。本研究ではこの細胞凝集塊に対し、未分化性や多分化能をはじめとした細胞の性質、そして移植実験に適した細胞条件などを検索することを目的とした。マウス皮膚由来線維芽細胞より非接着培養にて細胞凝集塊を作成後、様々な幹細胞において発現している未分化性の指標である膜表面マーカーや転写因子の発現を確認したところ、iPSやMSC、DPなどにおいて確認されているSox-2、Oct-4、CD133、cxcr4などが細胞凝集塊において強く発現していた。毛包発生に重要とされるWntシグナル関連遺伝子については、Wnt5a、Wnt5b、βcatenin、Lef-1の発現が上昇していた。多分化能の評価に関しては、MSCの分化誘導と同様の方法で細胞凝集塊の分化誘導を行ったところ、骨、軟骨、脂肪の各系統への分化能を有することが分かった。予定年度途中の研究終了のため、毛包再生実験に適した細胞条件については未だ検索できていないが、今後同研究室にて継続して追求していく予定である。