hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自由記述の自動分類に基づいた授業評価の分析と大学における教育改善への包括的活用

2018年度は、トピックモデル分析を容易に行えるようにするために開発した、分析支援ソフトウエアに関して、論文を執筆し、採録された。本ソフトエアは、トピックモデル分析や統計分析ソフトウエアに関して、特別の知識を持たない者であっても、トピックモデル分析を可能にするもので、教育分野の専門家が自由記述の分析と活用に専念できるように開発したものである。本ソフトウエアは、64bitのEXCEL VBAで開発されており、一定のフォーマットで分析対象とする文章を用意すれば、事前にインストールしたいくつかのフリーウエアと協調して、自動的に分析が実行される。分析結果についても、EXCLEで分かりやすく提供される。論文執筆と平行して、ソフトウエアのマニュアル類についても整備を行い、2019年度に開催予定の研究会で、本ソフトウエアを公開できるように努めた。研究面ではこのほか、トピックモデルを用いた論文の翻訳をおこない、日本教育工学会の英文誌にtranslationとして投稿して、採録された。実践面では、開発したソフトウエアを用いて、東北大学と大阪大学の、過去十数年にわたる授業評価アンケートの自由記述データをまとめて分析し、170件程度のトピックを抽出して、トピックに命名する作業を行った。この作業により、2つの大学の自由記述を同じ基準で比較できるようになり、例えば、「ありがとう」のような感謝の言葉は、一方の大学の方が他方より有意に多く発言されているといった知見が得られるようになった。来年度はこのデータを用いて、その他のデータと紐付けたさらなる分析や、データに基づいたFD活動などを行っていく予定である。2018年度は、トピックモデル分析を支援するソフトエアに関して、ショートレター1件を採録に結びつけることができた。また、トピックモデルを用いた分析に関して、翻訳論文も投稿し、採録されている。このため、研究成果の側面からは、実績を上げることができたといえる。また、実践面でも、開発したソフトウエアを用いて、ある程度順調にデータ分析を行うことができた。2018年度は本来、トピックモデル分析の結果を他のデータと紐付けた分析を中心に行う予定であったが、論文執筆と分析用ソフトウエアのチューニングに時間を割いたため、分析には若干の遅れも見られる。しかし、分析用ソフトウエアが十分なレベルに達したため、今後は分析の遅れを十分取り戻すことができると考えられる。これらのことから、研究はおおむね順調に進展しているといえる。2019年度は、FDやIRの活動を中心に行う。まず大阪大学においては、トピックモデルによる自由記述の自動分類の結果に基づいて、科目群ごとの特徴を洗い出す。具体的には、各科目群の自由記述にどのような話題が多いのか、その話題の中で、授業改善の観点から、取り上げる必要があるものはあるか、あるとすればそれはどのようなものかを同定する。その上で、各科目群の必要性に応じたFDプログラムの開発をおこなう。東北大学においては、自由記述の分析結果を、それまでに実施した学生調査や教員調査、さらには成績情報などと紐付けた上で、様々な観点から分析を行う。各種調査結果や成績情報については、匿名化等必要な処理を行い、DBにデータを格納して、授業評価アンケートの結果と紐付ける処理を行う。その後DBから必要な情報を抽出することで、自由記述内の話題と、授業評価の数値データの関係や成績との関係、教員の意識との関係、卒業時の意識との関係など、多様な観点から分析を行う予定である。また、上記の活動に基づいたFDやIRの実践も予定している。大阪大学においては、前年度に作成したFDプログラムに従って、FDプログラムを実施しその効果を検証する。FDプログラムは協力を得られた科目について、大阪大学の分担者が実施する。FDプログラムの効果検証については、事前事後の質問紙調査や、インタビュー調査等を用いる予定である。東北大学においては、前年度に引き続き、紐付けたデータによる調査を行うと共に、明らかになった分析結果を、ミクロ、ミドル、マクロのレベルに分類して問題点を抽出・整理し、各レベルごとにどのような対応を行いうるかを検討して、改善案を作成する。ただし、上記の実践に関しては、十分な時間を確保できない可能性も考えられる。その際は次年度1年間の研究期間延長を検討する。2017年度は、トピックモデルを用いた授業評価アンケートの自由記述の分析を行うために、分析の前提として必要となる、アンケートデータの収集や、収集したデータを格納・分析するDB(Data Base)等の環境の整備を進めた。授業評価アンケートのデータとしては、東北大学の共通教育に対する過去15年分程度の授業評価アンケートの自由記述を収集した。また、大阪大学のデータについても、最新の授業評価アンケートの自由記述を提供してもらう体制を整え、データを入手した。入手したデータはDBサーバに保存し、分析可能な状態に整えた。本研究ではトピックモデルという手法を使って、大量の授業評価アンケートの自由記述の分析を行う予定である。2017年度は、トピックモデルを用いて授業評価アンケートの自由記述を一定の精度で分析するための手順に関して、論文の執筆・投稿を行い、日本教育工学会のラーニングアナリティクス特集号に採録された。今後はこの分析手順に従い、様々なデータ分析を行っていく予定である。また、2017年度は、上述の論文の分析手順に従ったトピックモデルを用いた分析を容易に行えるようにするためのソフトウエアの開発も行った。

このソフトウェアは1)形態素解析機能、2)分析に使用する単語の絞り込み機能、3)トピックモデル部分析結果をEXCELファイルにまとめて出力する機能、の3つの機能を備えており、分析対象となる自由記述が格納されたEXCELファイルを準備すれば、トピックモデル分析に必要なほとんどの処理を自動的に実行することが可能である。ソフトウエアの開発については、ショートレターを執筆し日本教育工学会に投稿した。このソフトウエアを開発したことで、次年度以降の研究をより円滑に遂行できるようになることが期待できる。2017年度は当初予定していた、データの収集と整理、およびデータベースの構築を問題なく完了することができた。また、トピックモデルを用いた授業評価アンケートの分析手法について論文を執筆し、採録された。これにより、今後のデータ分析について、一定の信頼性を担保することができた。さらに、その分析手法に関して、一層自動化を進めるための分析支援ソフトウエアを開発することができた。この成果により、次年度以降の研究をより円滑に進めることが可能となった。以上のことから研究は順調に進展していると言える。2018年度は、トピックモデル分析を容易に行えるようにするために開発した、分析支援ソフトウエアに関して、論文を執筆し、採録された。本ソフトエアは、トピックモデル分析や統計分析ソフトウエアに関して、特別の知識を持たない者であっても、トピックモデル分析を可能にするもので、教育分野の専門家が自由記述の分析と活用に専念できるように開発したものである。本ソフトウエアは、64bitのEXCEL VBAで開発されており、一定のフォーマットで分析対象とする文章を用意すれば、事前にインストールしたいくつかのフリーウエアと協調して、自動的に分析が実行される。分析結果についても、EXCLEで分かりやすく提供される。論文執筆と平行して、ソフトウエアのマニュアル類についても整備を行い、2019年度に開催予定の研究会で、本ソフトウエアを公開できるように努めた。研究面ではこのほか、トピックモデルを用いた論文の翻訳をおこない、日本教育工学会の英文誌にtranslationとして投稿して、採録された。実践面では、開発したソフトウエアを用いて、東北大学と大阪大学の、過去十数年にわたる授業評価アンケートの自由記述データをまとめて分析し、170件程度のトピックを抽出して、トピックに命名する作業を行った。この作業により、2つの大学の自由記述を同じ基準で比較できるようになり、例えば、「ありがとう」のような感謝の言葉は、一方の大学の方が他方より有意に多く発言されているといった知見が得られるようになった。来年度はこのデータを用いて、その他のデータと紐付けたさらなる分析や、データに基づいたFD活動などを行っていく予定である。2018年度は、トピックモデル分析を支援するソフトエアに関して、ショートレター1件を採録に結びつけることができた。また、トピックモデルを用いた分析に関して、翻訳論文も投稿し、採録されている。このため、研究成果の側面からは、実績を上げることができたといえる。
ヒトoscillin遺伝子構造の解析および変異の検出

Oscillinは近年ハムスター精子より同定された"sperm factor"である。研究者らは、すでに本研究の遂行に先立って、ヒト精巣よりoscillin cDNAをクローニングした。したがって、ヒト精子においてもoscillinが発現し、"sperm factor"として機能している可能性が高いことを明らかにしてきた。本研究では、ヒトにおいてoscillinをコードする遺伝子の構造を解析した。その結果、ヒトoscillinのopen reading frameは6個のエキソンより構成されていることが明らかとなった。さらに、ヒトoscillin遺伝子には、二個の非翻訳エキソンがopen reading frame上流に存在していることが明らかになった。したがって、ヒトoscillin遺伝子の遺伝子発現は、多重プロモーター機構によって組織特異的に調節されているものと考えられた。さらに、本研究では、多数例の男性不妊症例についてoscillin遺伝子の変異の有無につき検討を行ったが、遺伝子の変異症例は見いだせなかった。このことは、oscillin遺伝子が胚発生に重要な役割を果たしていることを示唆するものであると考えられた。1.既報のハムスターoscillin cDNAの塩基配列に基づいて設計したPCRプライマーを用いて、ラット精巣RNAを鋳型としたRT-PCR法を行ない、ラットoscillin cDNAの部分的クローニングに成功した。2.得られたラットoscillin cDNAをプローブとして、ヒト精巣cDNAライブラリーをスクリーニングし、陽性クローンを得た。これを解析した結果、このクローンはヒトoscillin cDNAであることが明らかとなり、ヒトoscillin cDNAのクローニングに成功した。この結果、ヒトoscillinは、ハムスターoscillinとアミノ酸配列で95.5%の相同性を有することが明らかとなった。3.ヒトoscillin cDNAをプローブとして、ヒトoscillin遺伝子の構造を解析した。この結果ヒトoscillinのopen reading frameは6個のエキソンより構成されていることを明らかとした。4.今回クローニングしたヒトoscillin cDNAは既報の骨髄細胞由来の「KIAA0060」と同一の読み枠を有していたが、両者の5'-非翻訳領域の構造は異なっていた。両者の5'-非翻訳領域の構造は異なっていた。この相違は、精巣と骨髄におけるこの遺伝子の発現機構の相違を反映しているものと考えられた。
アモルファスA1-Ce合金における圧力誘起4f電子転移と高密度近藤状態の解析

静水圧を発生できるピストンシリンダー方式の高圧セルを自作して、高圧(2GPa)・低温(約4300K)域での電気抵抗変化を精度よく測定できる装置を組み上げた。この装置を用いて、Al_<25>Ce_<75>及びAl_<80>Ce_<20>合金の急冷凝固試料(アモルファス試料)について低温域での電気抵抗変化の圧力依存性を測定した。また、申請者らが開発したダイヤモンドアンビルセルを用いた高圧蛍光XANES測定法に更なる改良を施し、種々の高圧下におけるアモルファス試料中でのCe価数の圧力依存性を実測した。得られた結果を以下に示す。1.Al_<25>Ce_<75>合金における常圧下でのCe価数は、結晶試料では3.01価、アモルファス試料では3.03価であり、アモルファス化による価数の増加は非常に小さい。また、Al-Ce合金中のCe価数は合金組成にほとんど影響を受けない。2.Al_<25>Ce_<75>合金のCe価数は加圧に伴い、結晶試料では3.01→3.06価(4.8GPa)、アモルファス試料では3.03→3.09価(1.5GPa)へと増加する。すなわち、アモルファス試料の方が遙かに低圧側で混合価数状態へと移行する。3.アモルファス試料の電気抵抗は、常圧下では僅かに上に凸の温度変化を示し弱い高密度近藤効果が現れているが、加圧に伴って電気抵抗の温度係数が大きくなり、約1.2GPaより高圧側ではフォノンによる伝導電子の散乱が支配的になる。以上のように、アモルファスAl-Ce合金における高密度近藤状態の圧力依存性は結晶に比べて桁違いに大きく、僅かに1GPa程度加圧しただけで、高密度近藤系から価数揺動系へと転移することが明らかとなった。
ITマルチトリガー夜間家庭血圧モニタリングシステムの開発と臨床応用

1)閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)は、一晩に数百回にも及ぶ無呼吸発作時に、急激な血圧上昇である血圧サージを起こす。血圧サージは同じ重症度のOSA患者間でも血圧サージの程度が異なる。我々は低酸素血症をトリガー信号にして血圧サージを捉える夜間低酸素トリガー血圧計(SP-1)を開発し、本機器とPSGを組み合わせた研究では、血圧サージが、REM睡眠、低酸素の程度・時間に規定されることを実臨床で世界で初めて証明した。本研究では、これを家庭血圧測定に応用し、心拍数をトリガー信号に加えたITマルチトリガー夜間家庭血圧モニタリングシステム(ISP)を試作した。さらに、睡眠を妨げることなく、正確に血圧変動のピークを捉える連続測定ISP(CISP)の開発を進めている。2)手首型チューブレス血圧計、上腕血圧計、Bluetooth内蔵パルスオキシメータ等の複数のデバイスからのデータをタブレットに送信し、個々に使用デバイスやトリガープログラムを設定できる遠隔操作可能なマルチトリガーIT家庭血圧モニタリングシステム(MIHOP)を平成29年度に完成させた。本システムを用いて、夜間就寝時の定時測定に加え、パルスオキシメータからの酸素飽和度情報を受けたタブレットが、低酸素時に、血圧測定信号を上腕および手首血圧計に送信する。同じ信号を受けて血圧測定した際の上腕および手首測定血圧の一致性を検証し、被験者のライフスタイルに合わせたMIHOPの臨床的有用性を検証している。ISPを用いた大規模臨床研究(SPREAD研究)では、治療抵抗性高血圧または循環器疾患を有する患者1573例の登録が平成30年度に完了し、心血管イベントの発症を追跡した。トリガー血圧計で得られた新規夜間血圧指標と予後との関連の検討を進めている。本研究は、夜間血圧を含む家庭血圧の測定・評価法の確立、国際標準化に重要な役割を果たす。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1. ITマルチトリガー夜間家庭血圧モニタリングシステムの開発本年度は、昨年度までに開発した夜間睡眠中の低酸素血症をトリガーとして夜間血圧を計測するITマルチトリガー夜間血圧モニタリングの試作機を改良し、よりユーザビリティの高いシステムを構築した。具体的には、パルスオキシメータはワイヤレス指先クリップ型を採用し、より拘束感の少ないシステムを実現した。また、夜間血圧計は、単一故障時の安全機構を搭載した医用電子血圧計を採用し、より安全性の高いシステムを確立した。さらに、今後、低酸素血症に伴う血圧変動以外の急激な血圧変動を捕捉するアルゴリズムの構築を見据えて、ワイヤレスのパッチ型心電計の本システムへの組み込みを進めた。2.全国多施設追跡研究(SPREAD研究)の推進夜間低酸素血症をトリガーとして計測された夜間血圧指標の臨床的意義を明らかにするSPREAD研究の登録を本年度も継続して進め、26年度の目標症例数500名を超える911名の登録を完了した。1)連続測定IT夜間家庭血圧モニタリングシステム(CISP)の開発本年度は、より正確なピーク血圧の連続測定の確立を目指し、手首部位でのトノメトリ法による一拍毎の連続血圧測定技術の開発に着手した。具体的には、夜間就寝時における計測に対するユーザビリティ面での課題出しを行い、ハードウェアの構造改良およびソフトウェアのアルゴ改良を実施した。2)治療抵抗性高血圧・循環器疾患における睡眠血圧と呼吸障害の頻度と予後に関する研究(SPREAD研究)データ解析平成27年度末には、SPREAD研究登録例数が合計1,111件に達した。このうち、本学での登録例数は424例と順調に登録を進めている。本年度は、本学登録症例のうち、348例の夜間血圧に関する解析を行った。低酸素をトリガーとして測定した血圧値は、夜間2時、3時、4時の定時自動測定の血圧値に比べ、平均22mmHg高値であった。家庭血圧平均値は良好にコントロールされていた(解析対象348例平均:早朝134mmHg、就寝前127mmHg、夜間112mmHg)が、夜間睡眠中に定時測定では検出できない血圧上昇を示しており、夜間定時測定平均よりも30mmHg以上の血圧高値を示した症例が約3割(N=109)も存在した。2つの測定法による血圧値の差が大きい症例は、BMI高値や糖尿病を合併している患者に多く見られたが、何がこれらの夜間血圧ピーク値を引き起こしているのか、その作用機序を明らかにし、本血圧計で測定する新規夜間血圧指標の臨床的意義の検討を引き続き継続する。CISPの開発およびSPREAD研究データ解析は、共に予定通り進展している。1)連続測定IT夜間家庭血圧モニタリングシステム(CISP)の開発a)トノメトリ法による連続血圧の変動に対する精度確認:本年度は、手首部位でのトノメトリ法による一心拍毎の連続血圧測定について、急激な変動にも追随可能であることをバルサルバ負荷および寒冷負荷による血圧変動下で確認した。b)CISPによる血圧測定の検証:上腕トリガー血圧計とCISPプロトタイプを同時に装着し測定したところ、低酸素トリガー信号で上腕血圧測定起動時にCISPの連続血圧もスリープサージを示し、CISPが血圧変動を正確に捉えられていることが検証できた。c)トリガー血圧指標の再現性検討:低酸素トリガー機能で測定した血圧値と夜間定時測定による血圧値の再現性は同程度であり、トリガー血圧値の方が夜間定時測定に比べ約25mmHg高値を示した。

これにより、トリガー血圧はリスクを余すことなく検出し、かつ十分な再現性もあり、ハイリスク患者の同定に有用な指標であることが示された。(Kuwabara M, Kario K et al. J Clin Hypertens. 2017 19:30-37)2)SPREAD研究データ解析とスリープサージの規定因子の検証当該年度中に心疾患による入院患者73名を登録する等、ハイリスク患者の登録を促進した。当該年度末には登録数合計1350例に達した。来年度以降の解析に向けて、データベースの整備を進めた。3)国際比較研究を実施するための研究基盤として、アジアにおける研究グループHOPE Asia Networkを立ち上げ、夜間睡眠血圧を含む家庭血圧の測定・評価法を確立するための国際共同研究の人的基盤を作成した。また、ハイリスク高血圧患者のデータベースの整備も行い、解析に進める準備も順調に進んでいる。1)マルチトリガーIT家庭血圧モニタリングシステムの開発当該年度、複数のデバイスからのデータをタブレットに送信し、低酸素等予めプログラムされた条件をトリガーにデバイスへ測定オーダーを発信できる、遠隔操作可能なマルチトリガーIT家庭血圧モニタリングシステム(MIHOP)が完成し、臨床研究に使用する準備が整った。次年度より臨床研究を開始するための研究計画および環境整備を進めた。2)SPREAD研究登録とデータ解析2017年度末時点で1,555例を登録した。このうち、本学附属病院にて登録した症例のうち、479例について中間解析を実施した。対象者である循環器疾患または治療抵抗性高血圧患者のうち、86%に低酸素発作による血圧スリープサージが認められた。また、Maximum triggered SBP[低酸素トリガーにより測定した最大3点平均値]-Intermittent SBP[夜間就寝中一定間隔測定の平均値]の値は、3%ODIとMinimum SpO2の両者が関連していた。また、このうち頸動脈エコー(IMT)を実施した126名について検討したところ、Maximum IMTが大きい群は小さい群と比較して、Maximum triggered SBP-Intermittent SBPが有意に大きかった。これらのことから、循環器疾患や治療抵抗性高血圧では睡眠時無呼吸障害が隠れていることを疑う必要があること、血圧スリープサージによって臓器障害や心血管イベントのリスクが増加していると考えられ、簡便にスリープサージを検出することの重要性が示された。3)血圧スリープサージの規定因子と臓器障害との関連マルチトリガーIT家庭血圧モニタリングシステムが完成し、本システムを利用した臨床研究開始の準備が順調に進んでいる。並行して、SPREAD研究等で収集したデータの解析から、血圧スリープサージの臨床的重要性を明らかにし、学会および論文にて成果を発表した。最終年度においては、臨床的意義が確認された血圧スリープサージを臨床研究に応用し、簡便に検出可能な新規血圧指標として国内のみならず国際的に広く情報発信をしていく。
花崗岩の四種硫黄同位体比から読み解く海洋－地殻－マントルの硫黄循環

35億年より前の時代から微生物硫酸還元の痕跡の証拠を得るため、太古代花崗岩類中の硫化鉱物の四種硫黄同位体比を分析した。先行研究では日本の顕生代花崗岩の二種硫黄同位体比の分析から、海水硫酸や堆積物中の硫化物の硫黄の一部が花崗岩に取り込まれることが示唆されている。太古代の堆積岩の硫黄は平均すると正の同位体異常(D33S)を持つ一方、硫酸塩は負の同位体異常を持つから、特に太古代の花崗岩の硫黄同位体比を分析すればその硫黄の由来をより明瞭に制約できることが期待できる。太古代花崗岩およそ4036億年前のカナダ・アカスタ、35, 32億年前の西オーストラリア・マウントエドガー、26億年前の南インド・チトラドゥルガに産出するものを使用し、計30余りの太古代花崗岩を分析した。その結果、これら太古代花崗岩中の硫化鉱物のD33S値はほとんどが、わずかではあるが負の同位体異常を示し、当時の海水硫酸が花崗岩に混入したことを強く示した。一方で、少数は正のD33S値を示し、太古代でも当時の堆積物や地殻物質が花崗岩に取り込まれていることを示した。さらに、2つの同位体異常(D33S & D36S)を組み合わせることによって、当時の微生物硫酸還元を評価した。微生物硫酸還元によって形成された硫化鉱物は特有の傾き(D36S/D33S = -10)を示すことが知られているが、花崗岩の四種硫黄同位体比はこれに近い傾きを示した。このことは即ち、海水硫酸が花崗岩に取り込まれる間の過程、おそらく海洋底において微生物硫酸還元反応が関与していることを示唆している。このような特徴は40億年前のアカスタ片麻岩からも得られたため、最古の微生物硫酸還元活動を示す証拠とした。28年度が最終年度であるため、記入しない。微生物硫酸還元は地球史を通じて活動してきたと考えられている、普遍的な微生物代謝である。初期地球における海洋地殻中での硫酸還元菌の活動領域を制約するため、西オーストラリア・ノースポール地域に産出する玄武岩、及びコマチアイトの硫黄同位体比測定を行った。当該年度では、まず一部の玄武岩・コマチアイト試料の薄片作成を行った後、偏光顕微鏡下の薄片観察において主に黄鉄鉱などの硫化鉱物があるか記載を行った。続いて試料の粉末を作成し、化学的抽出方法によって硫化鉱物を回収することを試みた。しかし一部の試料では硫黄含有量の少なさから、測定に十分な硫黄含有量が含まれず、分析に困難をきたしうることが明らかになった。そのため、硫黄同位体比迅速計測法の開発に携わった。具体的には、従来法では硫化鉱物はAg2S粉末として回収し、F2大気下で半日から一晩ほど放置することによって同位体比質量分析計で測定可能なSF6(六フッ化硫黄)ガスに変換する。しかしこの反応は気体のF2を用いるため危険で、更に反応に時間もかかり、また煩雑な真空ラインを作成しなければならない。そこでキュリーポイントパイロライザーを導入し、CoF3を用いてAg2S粉末をパイロフォイルと呼ばれる金属の箔で包みこんだ上でキュリー点加熱を行うことにより、試料の微量化・反応の迅速化に成功した。これによって、玄武岩・コマチアイト中の黄鉄鉱1粒の硫黄同位体比を測定可能になり、よりバリエーションの大きな同位体比を得ることが可能になった。これらの研究は、2014年度日本地球化学会年会、及び第3回地球生命研究所国際シンポジウムで発表を行った。微量化を行うためキュリー点加熱装置を用いた硫黄同位体比迅速計測法の開発に携わったため、実試料の分析が数ヶ月遅れたが、概ね順調に進展していると思われる。初期地球における海洋地殻中での硫酸還元菌の活動領域を制約し、また太古代海洋地殻の深度硫黄プロファイルを作成するため、西オーストラリア・ノースポール地域に産出する玄武岩、及びコマチアイトの硫黄同位体比測定を行った。前年度に行ったキュリー点加熱装置を用いた硫黄同位体比迅速計測法を用い、変質玄武岩・コマチアイトに含まれる硫化鉱物の同位体組成を測定した。変質玄武岩中の硫化鉱物の硫黄同位体比は質量依存の法則に従い、δ34S値が0‰ー25‰の範囲でバラつきを示す一方で、いくつかの変質玄武岩中の硫化鉱物は質量依存に依存しない同位体分別を示した。その同位体異常は玄武岩に貫入している熱水脈中の硫化鉱物と酷似していることもわかった。さらに、変質玄武岩から抽出できた硫酸塩鉱物の同位体比は質量依存かつδ34S= +15‰であった。この値は重晶石の同位体組成と、熱水脈中の硫化鉱物の同位体比から予測される大気由来硫酸の同位体組成の不一致を説明できる整合的な値である。観測した変質玄武岩中の硫化鉱物同位体比分布を説明するため、太古代ノースポール熱水系の硫黄循環をモデル化した。その結果、195%の熱水由来の硫酸に、5%だけ大気由来の同位体異常を持つ硫酸を混ぜた硫酸が太古代の海洋底にあったこと、2このような硫酸が熱化学的というよりもむしろ微生物的プロセスで硫酸還元がなされたこと、が明らかになった。

これらの結果は当時の熱水場が硫酸を供給していたことを強く支持する。また地質図より復元した当時の海底下深度を元にし、太古代の海底下1000 mまで微生物活動があった可能性があったことを示した。また、花崗岩についても玄武岩と同様の手法にて予察的なデータを得た。これらの研究成果は、日本地球惑星科学連合2015年大会、2015年度日本地球化学会年会、ゴールドシュミット国際会議で発表を行った。花崗岩についても予察的なデータを得て、概ね順調に進展している。来年度にはさらに花崗岩を発展させられるものと期待できる。35億年より前の時代から微生物硫酸還元の痕跡の証拠を得るため、太古代花崗岩類中の硫化鉱物の四種硫黄同位体比を分析した。先行研究では日本の顕生代花崗岩の二種硫黄同位体比の分析から、海水硫酸や堆積物中の硫化物の硫黄の一部が花崗岩に取り込まれることが示唆されている。太古代の堆積岩の硫黄は平均すると正の同位体異常(D33S)を持つ一方、硫酸塩は負の同位体異常を持つから、特に太古代の花崗岩の硫黄同位体比を分析すればその硫黄の由来をより明瞭に制約できることが期待できる。太古代花崗岩およそ4036億年前のカナダ・アカスタ、35, 32億年前の西オーストラリア・マウントエドガー、26億年前の南インド・チトラドゥルガに産出するものを使用し、計30余りの太古代花崗岩を分析した。その結果、これら太古代花崗岩中の硫化鉱物のD33S値はほとんどが、わずかではあるが負の同位体異常を示し、当時の海水硫酸が花崗岩に混入したことを強く示した。一方で、少数は正のD33S値を示し、太古代でも当時の堆積物や地殻物質が花崗岩に取り込まれていることを示した。さらに、2つの同位体異常(D33S & D36S)を組み合わせることによって、当時の微生物硫酸還元を評価した。微生物硫酸還元によって形成された硫化鉱物は特有の傾き(D36S/D33S = -10)を示すことが知られているが、花崗岩の四種硫黄同位体比はこれに近い傾きを示した。このことは即ち、海水硫酸が花崗岩に取り込まれる間の過程、おそらく海洋底において微生物硫酸還元反応が関与していることを示唆している。このような特徴は40億年前のアカスタ片麻岩からも得られたため、最古の微生物硫酸還元活動を示す証拠とした。キュリー点加熱装置を用いた硫黄同位体比迅速計測法を西オーストラリア・ノースポール地域に産出する玄武岩、及びコマチアイトの岩石試料へと適用する。慎重な試料選別の元、様々な花崗岩の硫黄同位体比を測定し、初期地球における硫黄循環を制約する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
芳香族親電子置換反応の分子論的機構の解明

芳香族炭化水素化合物に対する求電子置換反応は、最も基本的な有機反応のひとつであるにも関わらず、その反応機構については充分明らかでないことが多い。従来からの考え方は、芳香環と求電子剤との間に先ずpi-complexを形成し、さらにsigma型錯体を経た後、プロトンが脱離するとされており、中間に存在するこれらcomplexが反応性を支配すると説明されてきている。本研究では、量子化学的手法を用いて芳香族求電子置換反応の分子論的機構について論理的立場から考察した。最初にベンゼンのハロゲン化におけるモデルとして、まずベンゼンと塩素分子との相互作用について解析した。ベンゼン-塩素錯体はマリケンらによる電荷移動錯体として有名であるが、その分子間相互作用のエネルギーは非常に小さい。この錯体はベンゼン環に垂直に塩素分子が配位したもので、pi-complexに対応する。ベンゼンと塩素分子が無触媒で反応するとすれば、置換反応と共に付加反応も考えられ、それらの遷移状態を求めた結果、いずれに反応経路とも非常にエネルギー障壁が高く、実際の反応は異なった反応活性種が関与していると考えられる。そこで、求電子攻撃をする可能な反応活性種についていくつかの可能性を検討した結果、塩素カチオンそのものやプロトン化した塩素分子では反応エネルギーを説明することができなかった。実際の反応は穏和な条件下で起こっていることを考え、ヒドロニウムイオンなどを触媒とする経路を求めた結果、従来から考えられているsigma錯体に近い形の錯体ならびに遷移状態が存在することがわかった。さらに生成物に至るためには、プロトンを受け取るための受容体の存在が必要であることを示すことができた。芳香族炭化水素化合物に対する親電子置換反応は,FriedelーCraft反応を代表として,有機合成反応の中の最も基本的な反応の1つであるが,その機構については充分明らかにされているとはいえない。本研究では,理論的立場から,いかなる化学種が反応に関与しており,その反応中間体ならびに遷移状態のポテンシャルエネルギ-面がどのようになっているのかを明らかにしていく。今年度はまず,親電子芳族置換反応に関する理論的研究の第一歩として,求電子ハロゲン化,具体的にはベンゼンの塩素化およびフッ素化について検討した。理論計算は,ab initio分子軌通法にもとずく解析的エネルギ-勾配法により,分子構造の最適化を行ない,エネルギ-関係を求めた。ベンゼンに対するCl_2の求電子攻撃について,酸圧媒が存在しない場合には,付加反応と置換反応の2つの可能性があり,各々の遷移状態を求めた結果,置換反応の方がわずかながら有利になっていることがわかった。また置換反応の遷移状態の構造は従来から言われているσ型錯体の構造に類似している。しかしいずれの反応経路をとるにせよ,活性化エネルギ-は非常に大きく,常温の溶液反応ではおこるとは思えない。そこで,ハロゼン分子の分極を助けりためのルイス酸のモズルとして,オキソニウムイオンを加えた系について検討した。その結果,π型錯体がわずかに安定した構造として得られ,その後数キロカロリ-の活性化障壁を経てσ錯体型の生成物に至ることが見出された。このことは,芳香族親電子置換反応の健速過程が,強い酸性条件下ではπ錯体,弱い酸性条件下ではσ錯体に類似した構造をとっているとするOlahらの実験結果と一致する。従来からの考え方は、芳香環と求電子剤との間に先ずπ-complexを形成し、さらにσ型錯体を経た後、プロトンが脱離するとされており、中間に存在するこれらcomplexが反応性を支配すると説明されてきている。本研究では、量子化学的手法を用いて芳香族求電子置換反応の分子論的機構について理論的立場から考察した。

最初にベンゼンのハロゲン化におけるモデルとして、まずベンゼンと塩素分子との相互作用について解析した。ベンゼン-塩素錯体はマリケンらによる電荷移動錯体として有名であるが、その分子間相互作用のエネルギーは非常に小さい。この錯体はベンゼン環に垂直に塩素分子が配位したもので、π-complexに対応する。その後の反応経路としては、置換反応と共に付加反応も考えられ、それらの遷移状態を求めた結果、いずれも非常にエネルギー障壁が高く、実際の反応は異なった反応活性種が関与していると考えられる。求電子攻撃をする可能な反応活性種について、塩素カチオンやヒドロニウムイオンなどを触媒とする経路を求めた結果、従来から考えられているσ錯体に近い形の錯体ならびに遷移状態が存在することがわかった。さらに生成物に至るためには、プロトンを受け取るための受容体の存在が必要であることを示すことができた。
教育用衛星画像表示提供システムの構築と活用

全国のLANDSAT-TMデータと国土地理院の数値標高データを結合し、教育利用のために数値表現範囲を調整しファイルサイズを小さくして任意の衛星画像を立体表示できるシステム(Satellite image Presentation System for Education : SiPSE)を開発し,インターネットで公開提供してきた。また,研究用として衛星データ本来の精度を維持したまま画像処理できるデータ解析・3D表示オフラインシステムの開発を進めた。さらに、インターネットによる利用者のアンケートを行い、教育利用の現状を把握して今後の利用拡大と質的発展のための方向を確立した。衛星データに含まれる近赤外画像は地表の植生分布や山岳・河川地形などを様々なスケールで表現するのに用いられる。ピデオカメラのナイトショット機能と可視光をカットするIRフィルター装着で、CCDの近赤外感度を活かした地上や機上からの近赤外撮影の新しい利用法を開発した。近赤外光では途中の大気の薄い汚れは良く透過するため、千里眼のように鮮明な遠望映像を得る事が出来る。機上からの近赤外撮影では、肉眼では霞んで殆ど見えない数百km先までの地形や植生を捉えることができる。地上や機上からの近赤外映像は、本システムによる衛星画像俯瞰表示と比較して、植生などの経年変化の検討にも利用できる。1.教育用3D衛星画像提供システムの整備:ランドサットTMデータから全国をカバーする教育用衛星画像ファイルを作成し、Webページからの操作で任意の地域の衛星画像と標高データを取得できるSiPSEシステムを構築・整備した。トップページ:http://www-sat.edu.kagoshima-u.ac.jp/sipse/2.衛星画像の教育利用推進:SiPSEシステムの100名を越える登録ユーザーによって様々な教育利用などが進められている。また、宇宙開発事業団地球環境の広場ネットワークの衛星画像データを取り扱っている教育機関や関連機関等のリンク集にも紹介されている。3.実利用と火山防災教育:火山地形と植生の研究にSiPSEシステムによる立体表示が有効なことを日本火山学会2001年秋季大会で報告し、強い反響があった。噴煙と火山ガスの大気拡散には火山地形が重要な因子である。特に2000年夏以来の三宅島噴火に於ける極めて大量の火山ガスの動態解明は緊急の課題である。阿蘇・桜島と三宅島の火山地形を対比して、東京都による通年の火山ガス島内地表濃度連続測定データを気象衛星ノアによる噴煙画像などと合わせて詳細な解析を行い、その成果は学会報告や火山噴火予知連会長への意見書、雑誌への寄稿、マスコミへの対応などで公表し、次の2つのホームページで公開している。SiNG-O.2001年NOAA/AVHRRによる三宅島の噴煙:http://www-sci.edu.kagoshima-u.ac.jp/sing/public/miyake/miyake2001.htmこれらの活動の結果、火山ガスについての正しい認識が、噴火予知連を始め関係者や報道担当者などに受け入れられつつある。2.研究用として衛星データ本来の精度を維持したまま画像処理できるよう新たにデータ解析・3D表示オフラインシステムの開発やそれに付随するソフト開発を進めた。このオフラインシステムは,多数且つ大容量の衛星データとそれに対になるDEMデータ及び処理情報を一元管理しながら立体表示等の処理が行え,1024Pix×1024Lineまでのデータ切り出しができる。その切り出したデータは,CD等のリムーバブルメディアからでも直接起動可能な専用のビューアソフトで利用できる。3.データについては、LANDSATの観測幅185kmの複数の衛星画像をモザイク処理し1つのデータとして利用できるように加工し、より広範囲の3D画像が作成可能となった。さらに、LANDSAT・DEMに加え、海洋情報研究センター海底地形データを加工・付加することで海底地形を3D表示することも可能になった。4.ビューアについては次のような機能開発を行った。(1)立体視における鉛直スケールの導入(爆発噴煙の高度評価のため)。(2)立体表示の動画制御コントロールの追加・修正(カメラによる実写との比較,精度評価のため)。(3)数mの海面上昇効果の導入(温室効果による影響の検討)。

全国のLANDSAT-TMデータと国土地理院の数値標高データを結合し、教育利用のために数値表現範囲を調整しファイルサイズを小さくして任意の地形を立体表示できるシステム(Satellite image Presentation System for Education : SiPSE)を開発し,インターネットで公開提供してきた。また,研究用として衛星データ本来の精度を維持したまま画像処理できるデータ解析・3D表示オフラインシステムの開発を進めた。本年度はインターネットによる利用者のアンケートを行い、教育利用の現状を把握して今後のさらなる利用拡大と質的発展のための方向を確立した。特に初心者向きの切り出し済み名場面集は、底辺拡大に有効と思われる。また、多くの立体表示作例集を公開し、様々なスケールの俯瞰図を示した。これは、平面地図だけでなく、本システムの衛星画像俯瞰図が広域認識を著しく促進することの実例として活用出来る。衛星データに含まれる近赤外画像は地表の植生分布や山岳・河川地形などを様々なスケールで表現するのに用いられる。ビデオカメラのナイトショット機能と可視光をカットするIRフィルター装着で、CCDの近赤外感度を活かした地上や機上からの近赤外撮影の新しい利用法を開発した。近赤外光では途中の大気の薄い汚れは良く透過するため、千里眼のように鮮明な遠望映像を得る事が出来る。機上からの近赤外撮影では、肉眼では霞んで殆ど見えない数百km先までの地形や植生を捉えることができる。地上や機上からの近赤外映像は、本システムによる衛星画像俯瞰表示と比較して、植生などの経年変化の検討にも利用できる。
近地球小惑星の物理進化と力学進化を結合する観測的・数値的研究

本年度は太陽系小天体の観測およびデータ処理の研究に主に注力した。特に近地球小惑星(3200) Phaethonの観測データが蓄積されており、その解析と物理的な解釈を行う作業に時間を掛けた。とりわけ以前に北海道名寄市に於いて取得されたこの天体の直線偏光度を詳細に測定したところ、この天体が50%以上という非常に強い直線偏光度を示すことが判明した。その要因には幾つかのものが考えられるが、いずれも近太陽小天体表面の物理進化と力学進化を結び付ける重要な鍵になる情報であり、本質的である。それについて論文を出版した。またメインベルト小惑星を含む太陽系小天体のサイズ頻度分布についてこれまで取得された観測データを詳しく比較検証した。その結果、近地球小天体から内側メインベルト・外側メインベルト・ヒルダ群・木星トロヤ群へと遠ざかるについてサイズ頻度分布が緩やかに変わり行くことを見出した。このことはかつて太陽系小天体の動径方向移動が大規模に発生したことを示す詳細である。これについても論文を執筆した。数値的な研究については次年度以降に行う大型シミュレーションの準備として計算コードの高速化に着手した。本高速化作業はだいぶ以前に書かれた汎用の重力N体問題計算についての長いソースコードを一行ずつ検証するもので、時間が掛かる。しかし効果は高く、現時点で既に+30%の高速化つまり実計算時間が70%程度へと縮減された。次年度もこれらの作業を継続する。予期しない物事が幾つか発生しているものの、どれも深刻なものではなく想定内と言える。その意味では研究は計画に従っておおむね順調に進展していると言える。上述したように研究は概ね順調に進展しているので、研究計画の変更は無い。従って調書に記述した通りの研究計画の推進を粛々と進める。購入予定だった計算機物品(ストレージ用のHDD)の市場販売価格が下がり、予定よりも廉価で購入できたため、差額が発生した。この差額は翌年度に購入予定の更なるストレージ機器向けに転用する。
グルコーストランスポーターの細胞内輸送を制御する分子機構に関する細胞形態学的研究

3T3-L1細胞を安定して脂肪細胞に分化させるには厳密な条件設定が必要である。今回は国立健康栄養研究所江崎治部長より状態の良い3T3-L1細胞を入手し、当研究室での実験系を確立した。脂肪細胞への分化はコンフルエントにした3T3-L1細胞を2日間0.5mM3-isobutyl-1-methyl-xanthine/1μM dexamethasone/DMEMで培養し、さらに2日間1μg insulin/DMEMで培養することにより行い、脂肪滴が現れて10日目のグルコーストランスポーターGLUT4が十分産生されている細胞を用いて実験を行った。なお、二重蛍光抗体法を使用する際にはLR-whiteの準超薄切片ではバックグラウンドが多かったので、凍結準超薄切片を用いた。まず、3T3-L1脂肪細胞を1μM insulinで処理することによりGLUT4が細胞表面に移行することを観察した。次に、GLUT4の小胞とpHとの関連を調べるために、3T3-L1脂肪細胞をinsulinとDAMP(3-(2,4-dinitroanilino)-3'-amino-N-methyldipropylamine)で同時に処理し、二重蛍光抗体法を用いて検鏡した。GLUT4とpHの低い箇所を示すDAMPの分布には明瞭な一致は観察されなかったが、10μM,25μM,50μM,100μMの濃度でDAMPを加えると濃度が高いほどGLUT4の細胞表面への移行が阻害される傾向がみられた。この結果はGLUT4のトランスロケーションが細胞内小胞のpHを中和することにより阻害される可能性を示唆している。
授業分析の学術的高度化と国際化による授業理論の再構築

本研究は、教育実践現場を教育学的概念の発見ないしは再発見の場として位置付け、教育学の基礎研究としての授業分析の学術的高度化と国際化を図る。〈納得の学び〉や〈協同の学び〉を一人一人の児童・生徒に保証するために、社会的・文化的・歴史的な要因の相対性と普遍性を明らかにし、教育理念や教育技術の体系的な理論を構築することを目的とする。このために、【A1授業論的課題】【A2研究方法論的課題】【B1研究倫理に適合する標準プロトコル開発】【B2授業分析システムの開発】の4つの課題を設定し、研究代表者が、4名の研究分担者や研究協力者とともに、研究を遂行する。
タイ自動車部品メーカーにおける産業人材育成と官民連携支援

官民連携の枠組みで実施されているタイの自動車産業人材育成プロジェクト(AHRDP)を主対象として、同産業における人材ニーズ、実際の人材育成、官民連携の実施状況について研究した。その結果、競争優位の獲得手段として「摺り合わせ」人材育成が重要であること、こうした人材育成を目的とするAHRDPにおいて技能検定をはじめ各取り組みが成果を上げていること、タイ側のさらなる参画が必要であることを明らかにした。3年の研究期間の初年度に当たる平成19年度は、研究項目のうち「分析枠組み構築」、「「摺り合わせ」人材育成の必要性と妥当性」の検討、および「職種・職階別人材育成と企業内分業体制」に関する予備的な調査を、以下の通り実施した。1.分析枠組み構築平成19年4月7月に実施した第1次文献調査・国内調査の結果、教育訓練とその成果として特定の職務を担当できるようになることの関係に焦点をあてることの必要性が明らかになった。平成19年8月の第1回現地調査でも、地場部品メーカーをはじめとするインタービューを通じて、こうした関係の重要性を確認することができた。2.「摺り合わせ」人材育成の必要性と妥当性前述の各調査および第2回現地調査(平成19年11月)における自動車産業技能検定試験の視察から、日系アセンブラーが大きなプレゼンスを持ち、「産業全体としてのさらなる国際競争力向上が求められている中、有力地場部品メーカーは日本自動車産業にみられる「摺り合わせ」志向の開発・生産に向けた取り組み、とりわけ人材育成面の施策を導入し始めていることが分かった。このことから、「摺り合わせ」人材育成の必要性と妥当性が確認された。3.職種・職階別人材育成と企業内分業体制それまでの各調査に加え、平成19年11月12月にかけて実施した第2次国内調査の結果を踏まえて、「人材育成パイロット調査」質問票案を作成した。平成20年3月の第3回現地調査では、質問票案の内容について現地政府・企業に所属する日本人専門家や当該分野の研究者と意見交換し、必要に応じて案を修正した。以上の成果は、平成20年6月に実施予定の第1回ワークショップで最終的な検討を行い、パイロット調査および本調査の実施に役立てる計画である。3年の研究期間の2年度目に当たる平成20年度は、研究項目のうち、「「摺り合わせ」人材育成の必要性と妥当性」の検討、「職種・職階別人材育成と企業内分業体制」およびに関する調査を実施し、以下のような成果を得た。2.「摺り合わせ」人材育成の必要性と妥当性前年度に得られた知見を踏まえた上で、自動車産業技能検定試験をはじめとする自動車産業人材開発プログラム(AHRDP)にかかわる日タイ両国の関係者へのヒアリングを行った。これに加え、他国の事例、他産業の事例を含めた文献調査、日本国内の自動車産業でのヒアリングを通じてより多角的な見地から「摺り合わせ」人材育成の必要性と妥当性を検討した。とりわけ、タイ自動車産業が中国やインドといった新興自動車生産国との間で競争優位を獲得するための手段として、「摺り合わせ」人材を育成することが重要であることが確認できた。3.職種・職階別人材育成と企業内分業体制技能系従業員および技術系従業員については、タイ自動車研究所、日本貿易振興機構バンコク事務所の協力を得て、自動車産業技能検定試験の合格者を対象とする訓練・試験制度の効果に関する調査を実施した。2004年度から2008年度の合格者250名あまりのうち、53名から質問票への回答を得た。回答結果を基に、訓練・試験学習成果、仕事での利用、ビジネス上の成果、個人の満足度にどのような効果がもたらされたかについての分析を進めている。以上の成果は、国内関係者による報告書執筆方針の検討や本年度に2回予定している現地調査、報告書の最終とりまとめに向けた現地協力者との研究打ち合わせを通じて検討し、報告書の内容に反映させる計画である。3年の研究期間の最終年度に当たる平成21年度は、研究項目のうち、「現地・関係国の官民連携支援」、「結論の整理・統合」および「各ステークホルダーへの提言」に関する調査検討を、以下の通り実施した。1.現地・関係国の官民連携支援官民連携支援の研究対象とするタイの自動車産業人材育成プロジェクト(AHRDP)に関して、各ステークホルダーの組織や取り組みが全体として過不足なく分担されているかの分析に重点を置いた。具体的には、タイ側官民ステークホルダーのオーナーシップをさらに高めることの必要性が明らかになった。この過程で、日本マレーシア自動車産業協力事業(MAJAICO)との比較検討も行っている。2.結論の整理・統合本年度の研究に加えて、平成19年度、20年度に実施した「分析枠組みの精緻化」、「「摺り合わせ」人材育成の必要性と妥当性」および「職種・職階別人材育成および企業内分業体制」に関する理論・実証研究の結果を踏まえて、結論の整理・統合を行った。AHRDPの参加企業にとって「摺り合わせ」人材育成は必要かつ妥当であり、実現可能な企業内分業体制は企業によって異なることを示した。

例えばQCD改善なら日本で現場監督者層の仕事となる内容まで技術者が担当するケース、あるいは現地スタッフで対応できず日本人専門家を雇用し短期的には全面的に依存するケースも少なくなかった。各種能力の中では、とくに進化能力を持つ人材の育成が難しいことが分かった。3.各ステークホルダーへの提言日系企業の果たしうる役割が大きく、民間企業としての限界はある中で、他のステークホルダーとの協力および全体の整合性を勘案し、連携への参画できる体制を整備することが重要であることを提言としてまとめた。以上の成果を、国内関係者、現地協力者との研究打ち合わせを通じて検討したうえで、最終報告書として取りまとめた。
COPDの気道上皮リモデリングにおけるAxl受容体チロシンキナーゼの役割の解明

Axl受容体チロシンキナーゼはマクロファージ等の免疫細胞上に発現するアポトーシス認識分子であるが,申請者は先行研究にて気道上皮における基底細胞にもAxlが発現することを見出した.そこで本研究では,慢性閉塞性肺疾患(COPD)の気道上皮細胞におけるAxlの役割をヒト肺組織,培養細胞を用いて検討した.その結果,Axlは気道上皮細胞の増殖および炎症制御に重要な分子である可能性が示唆された.慢性閉塞性肺疾患はタバコ煙を主とする有害物質を長期に吸入暴露することで生じる肺の炎症性疾患である.気道上皮細胞の異常な組織再構築(リモデリング)がその病因に関与すると考えられており,新しい治療標的として注目されている.近年,気道上皮幹細胞の機能異常が上皮リモデリングに関与することが報告されているが,その分子機序は完全には解明されていない.申請者はマウス気道上皮の幹細胞とされている基底細胞にAxl受容体チロシンキナーゼが発現していることを発見し,基底細胞の活性化にAxlが重要な役割を果たすことを見出した.本研究の目的はCOPDの気道上皮リモデリングにおけるAxlキナーゼ経路の役割を明らかにすることである.平成28年度は,ヒト肺組織切片を用いて末梢気道におけるAxl発現細胞の局在を決定し,健常肺およびCOPD肺における数の違いを検討した.免疫染色でAxlがP63陽性基底細胞に発現することを確認した.COPD気道上皮では健常組織に比べ,単位気管支あたりの数が増加していた.また,血清中の可溶型Axlの濃度を測定し,健常者およびCOPD患者における違いを比較した.その結果,健常者,COPD患者間での可溶型Axlの濃度に有意差は認められなかった.in vitro実験では,気道上皮細胞株であるBeas2B細胞のAxl発現をRT-PCR,ウェスタンブロット,フローサイトメトリーで確認した.Axlの機能解析を行うため,siRNAを用いたノックダウン実験の至適培養条件を決定した.Axlキナーゼの下流シグナル伝達経路の探索のため,Axlが恒常的に活性化されている気道上皮細胞株を用いて,Axlキナーゼ阻害薬処置群とコントロール群の2群で網羅的遺伝子発現アレイを行った.ヒト肺組織および血清サンプルを用いた研究は予定どおり終了した.気道上皮細胞株に対するsiRNAによるAxlのノックダウン実験の条件検討に時間を要したため,機能解析実験を行うことができなかった.しかし,平成29年度に施行予定であったAxlキナーゼの下流シグナルを網羅的遺伝子発現アレイを用いて探索した.慢性閉塞性肺疾患はタバコ煙を主とする有害物質を長期に吸入暴露することで生じる肺の炎症性疾患である.気道上皮細胞の異常な組織再構築(リモデリング)がその病因に関与すると考えられており,新しい治療標的として注目されている.近年,気道上皮幹細胞の機能異常が上皮リモデリングに関与することが報告されているが,その分子機序は完全には解明されていない.申請者はマウス気道上皮の幹細胞とされている基底細胞にAxl受容体チロシンキナーゼが発現していることを発見し,基底細胞の活性化にAxlが重要な役割を果たすことを見出した.本研究の目的はCOPDの気道上皮リモデリングにおけるAxlキナーゼ経路の役割を明らかにすることである.平成29年度は,恒常的にAxlキナーゼの活性化を認めるヒト気道上皮細胞株Beas2B細胞を用いて,上皮間葉移行(EMT),炎症性メディエーター産生制御に関する研究を行った.Axlに対するsiRNAを3種類購入しノックダウン実験を行った.siRNA処置3日後にcell lysateを作成し抗Axl抗体を用いてウェスタンブロット法を行ったところ,コントロールsiRNAに比べて90%以上のAxlの発現低下を認め,ノックダウン効率は十分と考えられた.このノックダウンアッセイを用い,siRNA投与3日後の細胞よりtotal RNAを回収し,EMT,炎症性サイトカイン・ケモカインに関する分子の遺伝子発現を検討した.EMT関連分子の発現変動を認めなかったが,炎症性ケモカインのmRNA発現低下を認めた.これまでの先行研究でAxlは多くの癌細胞株においてEMTを制御していると報告があるが,非癌細胞においてAxlはEMTには関与せず,炎症制御に関与することが示唆された.Axl受容体チロシンキナーゼはマクロファージ等の免疫細胞上に発現するアポトーシス認識分子であるが,申請者は先行研究にて気道上皮における基底細胞にもAxlが発現することを見出した.そこで本研究では,慢性閉塞性肺疾患(COPD)の気道上皮細胞におけるAxlの役割をヒト肺組織,培養細胞を用いて検討した.その結果,Axlは気道上皮細胞の増殖および炎症制御に重要な分子である可能性が示唆された.siRNAを用いたノックダウン実験は,至適培養条件が決定できたため,平成29年度4-6月で行う予定である.同時に,網羅的遺伝子発現アレイの結果を解析し,Axlキナーゼの下流で動く遺伝子群を同定する.さらに,Axl遺伝子欠損マウスの準備が整い次第,in vivo実験を開始する.29年度が最終年度であるため、記入しない。呼吸器内科学29年度が最終年度であるため、記入しない。