hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
語学学習におけるARCSモデルに準拠したプレオーガナイズド学習システムの開発

Web上での遠隔的協調学習環境を用いたプレオーガナイズド学習環境開発を行うと共に、対面授業をも組み込んだブレンディッドラーニングを通して、語彙学習における効果を検証した。プレオーガナイズド段階の活動履歴から、事前に適切な動機付けを行うことで活動状況が活発化した点が検証されたので、個々の自律学習が促進される可能性もが示唆された。研究代表者である前野の体調不良によりコア研究に関しては長期中断を強いられはしたが、研究スキーム自体は研究分担者による分担研究によって維持されたので、eラーニングでの進捗率と学習効果の連関性、及び対面補完を援用してのブレンディッドラーニングの効果などを明らかにするに至った。策定した2ヵ年間の初年度となる本年度に関しては、とりわけ最終年度となる26年度へのスムースな研究の橋渡しを可能とするための調査研究および開発予備研究の年度と位置付けた。ゆえに先進事例の調査は不可避となり、国内外調査にあっては本テーマと研究領域が直接連関する研究分担者の淺間に依頼した。幸い、淺間が研究代表者となって推進している科研費研究と一部領域が接していたので、本科研のコア・コンセプトともなる「自律語学学習支援」部に特化しての調査依頼を行った。淺間による国外調査としては、フランスのマルネラバレ電子学校の語学教育プログラム、国内調査としては札幌大学で推進されているTOEIC対策自律学習支援プログラムが対象となった。この調査結果の報告を踏まえ、本研究代表者である前野が、語学学習のためのプレオーガナイズド学習環境システムとして最適となるプラットフォームおよびインターフェースのあり方をこれまでの類似研究による開発知見および文献研究知見とあわせて構想した。その上で具体的な要件定義化を、前野と同じく情報教育を専門領域とする研究分担者の西岡とで行った。当初の研究計画では、前述の調査内容の精査を年度前半に行い、後半にはそれらの成果を踏まえて抽出した要件定義、設計フレームに従ってシステム開発研究として着手する予定であったが、自律学習(自習段階)における協調学習との相乗効果としての「内発的動機付け」を促すための語学学習素材をどのレベルに設定するかにおいて、さらなる精査が必要となっため、研究組織メンバー間にてこれに懸る協議を行った。その結果、多くの大学において推進されているレメディアル英語教育教材を念頭に置くことが妥当と判断され、文法形態素の精選ほかを淺間に依頼した。このような初年度の研究実績に照応させ、システム開発こ関わる作業に関しては最終年度となる2014年度に譲ることとした。本研究では、Web上に構築した遠隔的協調学習環境を用いたプレオーガナイズド学習環境開発を行うと共に、対面授業によるブレディッドラーニング通して英語学習、とりわけ語彙学習における学習活動とその効果を観察した。プレオーガナイズ段階においては、主にWikiシステムを活用し、そこでの活動履歴から、事前に適切な動機付きを行うことで各グループ構成員の活動状況の活発化と、スタンドアローン学習と比較して内発的学習動機の高まりとともに学習効率の向上も見られた。これらについては、以下に述べる研究分担者の淺間によるTOEICラーニングのためのeラーニング教材に着目した検討分析においても明らかとなっている(本研究実施において、研究代表者前野の体調不良による長期入院、加療による一時中断を受け、分担研究を継続実施した)。即ち、語彙学習にあってはeラーニングでの進捗率の高い学生であればあるほど学習効果が高い実際を明らかとした。その背景には語彙を幾重ものコンテクストに位置づけて学習者に即時フィードバックすることがeラーニングでは可能となり、その結果としてinductive language learning(帰納的言語学習)が促進される点が関与すると考えられた。その一方で、リーディングパートにあっては文法形態素の複雑配置により、eラーニングでのスタンドアローン学習には限界があり、自律学習を阻む要素も幾つか垣間見られており、対面補完を援用してのブレンディッドラーニングが効果的であることを明らかにするに至っている。ところで、プレオーガナイズド学習における学習方略を主導することによる自己効力感の獲得も観察されたが、その反面、一部にフリーライダー化もみられた。これについては今後の課題としたい。また、体調不良による中断で長期のシステム活用や被験者発語に対するテキストマイニングが実施できなかった。これらについても、次期基盤C研究にてさらなる継続深化を図りたい。情報教育研究の進捗に関しては「やや遅れている」と言える。システム開発に関する研究着手を次年度にシフトした部分が特に該当要素と言える。しかしながら、システム開発に懸る要件定義化の資料に関しては逆に豊富に蓄積することが可能となったため、特に今後の研究に支障をきたすことはない。また、「やや遅れている」と判断せねばならなかった別理由として、年度の中旬より、本研究代表者が体調を崩し、手術入院を繰り返したのも大きな理由となっている。

しかしながら、研究分担者とは連携を平素から密にできていたため、ときに入院先にて研究計画の履行に関わる打ち合わせを行うことが可能となる等して、本研究の進展に関しては順調に見据えられている状況であると言える。今後の研究の推進方策としては2014年度が研究の早最終年度となるため、システム開発において優先して従事していく考えである。特に前年度の調査期に行った調査データを踏まえての要件定義に基づき、設計・開発を推進していく考えである。システム開発に関しては2014年度の9月末までの完成を目途とし、秋学期授業開始となる10月から数回にわたって実験授業を展開することとなる。実験授業の要諦としては、学習者を5から6名程度にグループ化し、3つのパターンに分類化する。以下の3つが具体案である。A:学習メンターを含み、かつ当該開発システムを利用しながら予習を行うグループ。B:学習メンターを含み、当該学習システムを使用しないグループ。C:学習メンターを含まず、個別に予習を行うグループ。この実験を通して、システムの効果を検証し、その後はバグのデバッグを行うなど微修正を施すこととなる。なお、本研究は2年間設定した上での研究の萌芽性を睨んだところのシステム開発によるコンパクト研究的な位置づけとなるため、実験授業の継続的実施が不可能であることから、自ずと単発的実験授業の蓄積結果を導くこととなる。よって、その部分での課題に関しては、本研究の課題を整理し直した上で、後に3から4年の研究計画を策定し、基盤研究Cへの申請へと譲る考えである。本研究代表者が体調を崩し、手術入院を繰り返した等の事由によるシステム開発に懸る要件定義等の遅延に伴い、開発補助者への謝金支出が行われなかったこと、調査のための出張が取りやめとなったこと等が、今年度支出額と支出予定額に差額が生じた主たる要因となった。最終年度となる今年度はシステム開発について優先従事し、前年度調査期に行った調査データを踏まえての要件定義に基づいた設計・開発を推進していく。システム開発に関しては2014年度の9月末までの完成を目途とし、秋学期授業開始となる10月から数回にわたって実験授業を展開することとから、今年度後半に今年度差額の繰り越し分を今年度開発補助者支払い分と併せて使用する計画である。また、上記事由より前年度行えなかった出張調査分に関しても、今年度に別途実験観察を強化し、更なる継続的観察を目的とした継続的実験授業をも目指した調査を強化的に実施する計画である。
構文理論の新しい可能性の探究-Pretty構文の分析を通して-

認知的構文理論の観点から、英語のPretty構文の下位構文として特に視覚動詞が分布する構文群の分析を試みた。その結果、(1)look atを基盤とする構文には対象物に関する相反する評価の存在を明示す機能があることが判明し、(2)seeを基盤とする構文を精査するなかでforall to seeという慣用表現からの類推で成立している事例群が見つかったことから、for all to seeを伴う一連の構文群が存在することが明らかになった。いずれも構文理論の方法論を支持する成果である。本研究では、認知言語学における構文理論(construction grammar)の観点から、これまではこの理論において研究対象にされることのなかった英語のPretty構文(Mary is pretty to look at.等)の記述と分析を試みた。本研究の目的は、(1)英語の記述研究への貢献と、(2)構文理論の新たな可能性に光を当てることであった。初年度は、pretty構文のうち、特にto不定詞句内に特定の知覚動詞が生起した事例群を一種の「構文」と仮定し、COCA等のコーパスを用いて視覚動詞(look at, see, watch, behold)と聴覚動詞(listen to, hear)の実例を抽出し、各構文の意味的特徴を分析した。その結果、この構文環境でも各動詞が他の環境で示す意味特徴を保持していることが判明したため、pretty構文のto不定詞句は余剰的と見做す従来の観点は否定され、構文理論的分析方法の妥当性が実証された。最終年度には、視覚動詞seeを基盤とする構文が明確さを表す形容詞(clear, evident, plain等)と共起する時、意味的に他の形容詞の事例とは一線を画したクラスターを成しているが、これらの事例における形容詞後続のto seeはfor all to seeという独自の慣用表現と関連するものであることを突き止め、この慣用表現for all to seeの実例を網羅的に調査した。その結果、clear等の叙述的な形容詞を伴った事例群はこの句の主要な4つの用法のうちの一つを形成しており、意味・形式の両面において、形容詞述語を含めたより大きな言語単位で独自の構文を形成している可能性を示唆するデータも得られた。以上の成果は、言語事実の実態を正しく捉える思考・分析方法を提供する役割を構文理論が担うことを支持するものであると言える。今年度は、(1)Mary isbeautiful to lookat.(メアリーは見た目が美しい)のようなPretty構文と称される現象のうち、to不定詞句に知覚動詞が生起する事例からなるデータベースの作成に取り組んだ。特に、視覚を表すlook at, behold, watch, seeと聴覚を表すlisten toとhearに関して、Corpus of Contemporary American EnglishおよびBritish National Corpusも用いて事例を収集した。当初の計画どおり、データ処理の作業については学生のアルバイトに協力を得て事例へのタグ付けを行い、個々の事例の詳細な分析については研究機関に所属する英語母語話者の協力を得て実施した。その結果、予想していたよりも個々の事例の検討に時間を要したため、完成したデータベースの分量は当初の計画よりも少なくなったが、その分、予想以上に興味深い事実観察が得られた。とりわけ興味深いのが、叙述類型論の分類に従えば属性叙述文に該当すると考えられる当該構文の主語名詞句が(1)のように単純に個体を指示している場合だけではなく、関係節等の修飾句を伴うことで対象物の着目すべき属性が主語のレベルで既に明示されているケースも多数みられることが判明してきている。加えて、このようなケースは、to不定詞部に特定の知覚動詞が生起する場合に偏る傾向がある。これは、当該構文における動詞が指定された構文スキーマ(constructional schema)が独自の言語単位と成すことがあるとする本研究の仮説を強く示唆している。さらに、この研究成果は、構文理論(construction grammar)の立場から、当該構文に限らず、様々な属性叙述文を分析していくための重要な基盤となることが見込まれる。当初は、知覚動詞を伴うPretty構文の分析にあたり、他の知覚動詞構文(特に連結的知覚動詞構文)との比較対照を積極的に採り入れることを計画していた。しかし、記述レベルの研究を進めるにしたがい、前者のデータを収集し分析していくだけで十分な特徴づけがおこなえる見通しが出てきたため、他の構文との比較には重きをおかず、むしろPretty構文の特質を知覚動詞単位で精査することに集中的に取り組み、一定の成果を得ることができた。研究成果の発表状況は当初の計画よりもやや遅れているものの、査読付きの研究発表・論文投稿に値するだけの成果は得られているので、次年度の早い段階から投稿の準備を進めていく計画である。平成23年度はおもにデータの整理を中心とした記述研究に労力を費やしたため、出張費用および書籍や文献の購入費用が当初の見込みよりも少なくなり、繰越金が発生することとなった。平成24年度は、引き続き前年度に実施した記述的研究に取り組むとともに、理論的研究に取り組んでいく。

これには種々の言語理論に関する文献の精査が不可欠となるため、前年度よりも雑誌や書籍の購入に多額の予算が必要となることが見込まれる。具体的な研究手順としては、初年度で作成したデータベースに基づいた個々のデータの精査を継続的に実施することと並行して、本研究における記述研究の成果から構文理論(construction grammar)への貢献について、叙述類型論との関連から考察を進めていく。叙述類型論では、叙述のタイプを事象叙述と属性叙述に大別するが、構文理論で中心的に扱われてきたのは事象叙述文が専らであり、属性叙述文はほとんど扱われてきていない。24年度はこの点を鑑み、構文理論が属性叙述文にアプローチする際、特にその意味の構造をどのように扱うべきかという問題意識から、事象叙述文の意味分析が暗黙のうちに特定の認知モデルを前提としてきたことを明らかにしつつ属性叙述文にはそのモデルの適用が困難であり、別の認知モデルを構築する必要があることを実証的に論じていく。特に後者の理論的な研究の成果は、年度内に国際誌に投稿し、その意義を問う計画である。尚、24年度は申請者の異動に伴い、23年度とは異なる研究機関で実施することになるが、研究への協力を得られる英語母語話者は新たな研究機関でもすでに確保できているうえ、23年度の研究機関で協力を得ていた方にも引き続き協力をいただけることになっている。したがって、計画どおりに研究を進めることに支障はないと考えている。機器備品:英語母語話者を対象とするインフォーマントへ調査の比重がさらに大きくなることが見込まれるため、作業効率を上げるためにICレコーダーを購入する。また、データ分析の効率を向上させるために高性能の電子辞書を購入する計画である。研究旅費:日本認知言語学会(9月)、日本言語学会(6月、11月)、日本英語学会(11月)といった国内学会への参加に加え、自身の研究発表が実現すれば、国際学会(Berkeley Linguistics Society等)に参加する。研究資料費:構文理論(Construction Grammar)およびその周辺領域での最新の研究成果に関する書籍・雑誌を購入する。
中学教員のための基礎的ガラス細工教材の開発

本研究は中学校理科教諭がガラス細工を行なう際に、機器、ガラス材料の選定、設置を指南するとともに、基礎的なガラス細工方法を適切に行なうための教材を開発することであり、申請者は大学にてガラス細工、ガラス加工を主たる業務としている。その関係で民間企業および中学校より、ガラス細工の指導を依頼されることがある。そのなかでも理科離れが言われる中学校の理科教諭からの指導依頼において、過去のガラス細工機器をそのまま用いて、老朽化し使いづらいもので苦労している例を見受けられ、特に安全性など注意する点が多いバーナーを取り扱うガラス細工において、中学校などでは異動の際に引き継ぎがされていないため、理科教諭による独学で試行錯誤を行なっていると分析された。すなわち、中学校の理科授業で用いられる基礎的な実験用ガラス器具を、指導方針に沿ったものを理科教諭自身が作りたくとも、作りづらい、また作られない状況にある。そのため本研究で、現在入手できる簡易バーナーによる軟質ガラス細工の機器選定、設置方法、ガラス細工方法の中学理科教材向け専門教材を開発、製作し教材としてインターネットによる公開や申請者の講師教材として活用することを目的とする。研究範囲として軟質ガラスに限定することで、実際に行なうガラス細工のみを集中して取り上げ、より簡単に、廉価に中学校教諭が積極的にガラス細工を行えるための指針、教材として成果をまとめたものである。
リン原子上にヘテロ原子の配位したホスホールの合成と電子物性材料への応用

亜リン酸トリフェニルを用いるホスホール類の簡便合成法を確立した。本手法を用いることで、様々なアリール基をリン原子上に収率40%程度で導入することが可能となった。このうちのいくつかの化合物についてエックス線結晶構造解析に成功し、リン原子への酸素原子の配位状態について明らかにした。更に、固体蛍光測定を行なったところ、フェニル、ナフチルおよびペンタフルオロフェニルホスホール等の内部量子収率は30%を超えることが分かった。なお、これらの有機FET素子への応用についても検討したが、特筆すべき特性は得られなかった。本研究は,「中性典型元素へのヘテロ原子の配位に基づく機能の制御」という概念を新機能性材料の創製に関する一般的な手法へと発展させるため,ホスホールを研究主体として実施した。典型元素が通常の配位数から高配位状態を取りうることを利用して,これまでに合成されてきた典型元素を含むπ電子系に高配位典型元素を導入することで,分子のHOMO/LUMO準位のチューニングや新しい機能の発現が期待できるπ電子系典型元素化合物の創製を目指した。(1)ヘテロ原子の配位可能なホスホールの簡便合成法開発旧来の手法を改良することで,リン原子上の置換基の異なるホスホール環の簡便合成法の確立を目指した。本手法は,合成および単離過程において、リン特有の不快な臭いを生じないことが特徴である。平成21年度は、本手法によるホスホール類の合成とその単離手法の改善を中心に検討した。リン原子上の置換基としては、2,6-ジメトキシフェニル基と2,4,6-トリメトキシフェニル基に絞って検討した。その結果、ワンポット反応で収率2030%程度で合成できることがわかった。但し、TLC分析で近接する副生成物も数種類存在するため、今後も、継続的な反応および単離に関する条件検討が必要である。電子物性材料としての展開を考慮すると精製は重要な問題と考えている。(2)配位状況を含む固体構造1-(2,6-ジメトキシフェニル)テトラフェニルホスホールに関して、単結晶X線構造解析を行った。リンと2,6-ジメトキシフェニル基酸素の原子間距離は、ファンデルワースル半径の和より短くなっている。また、文献既知の1,2,5-トリフェニルホスホールと比較するとリン-フェニル炭素結合は同程度であるが、他の2つのリン-炭素結合の平均値は、約1pm短くなっていることが分かった。本研究では,「中性典型元素へのヘテロ原子の配位に基づく機能の制御」という概念を新機能性材料の創製に関する一般的な手法へと発展させるため,ホスホールを研究主体として実施した。(1)ヘテロ原子の配位可能なホスホールの簡便合成法開発三塩化リンを使用しないことで不快なにおいが発生しない合成法利用し、1-(2,6-ジメトキシフェニル)-2,3,4,5-テトラフェニルホスホール(A)、1-(2,4,6-トリメトキシフェニル)-2,3,4,5-テトラフェニルホスホール(B)に加え、1-(1-ナフチル)-2,3,4,5-テトラフェニルホスホール(C)および1-(2-(N,N-ジメチルアミノメチル)フェニル)-2,3,4,5-テトラフェニルホスホール(D)の合成に成功した。それぞれ多段階反応を1つのフラスコで行ない、いずれも全収率30%程度で単離可能となった。(2)配位状況を含む固体構造の解明ホスホール(A)に加えて(B)および(C)の単結晶が得られたので、X線結晶構造解析を行なった。ホスホール(A)についても、昨年度、R値が大きかったため再検討を行なった。ホスホール(D)については、再結晶によって測定可能なサイズの単結晶を得ることはできなかった。今後も再結晶条件の検討を行なっていきたい。ボスホール(A)に関しては、独立した2つの構造が存在していた。また、(A)(B)共に、リンと2,6-ジメトキシフェニル基酸素の原子間距離は、ファンデルワースル半径の和より短くなっている。リン原子周りの結合角の平均値は、それぞれ101.0°(A),103.63°(B)および103.48°(C)であり、ほぼ三脚型構造のままであった。(3)新機能性材料(有機FET用材料)としての検討ボスホール(A)および(B)について、共同研究機関でボトムコンタクト型素子を作成し評価した結果、p型応答が得られることが分かったが、ホール移動度は10^<-8>程度であった。(1)ヘテロ原子の配位可能なホスホールの簡便合成の活用平成22年度までに亜リン酸トリフェニルを用いるホスホール類の簡便合成法を確立した。

本手法を再検討したところ、全収率40%程度での合成が可能となった。更に他のアリール基導入にも応用した。一例として、4-トリフルオロメチルフェニル基(以後、f基)およびペンタフルオロフェニル基の導入にも成功した。なお、これまでの合成物の比較から、f基等のフェニル基上の2,6位に置換基を持たないホスホール類は、リン原子の酸化耐性小さいことが分かった。(2)ボスホールを置換基あるいは配位子とするイリジウム錯体の合成検討イリジウム錯体の合成を行うため、複数のアプローチを検討したが合成単離には至らなかった。(3)ホスホールの固体構造の検討平成22年度までに2,6-ジメトキシフェニルポスホール他3種類のX線構造解析に成功しており、加えて、2-(N,N-ジメチルアミノメチル)フェニルポスホールの再結晶を試みたが、X線結晶構造解析に使用可能なサイズの単結晶は得られなかった。(4)上記ホスホール類の物性検討各種ホスホールのUVおよび蛍光測定を行った。リン原子上のアリール基の違いにより、溶液中の蛍光特性と固体状態での蛍光特性に大きな違いがあることを見出した。固体蛍光に関しては、2,6位に置換基を持つホスホールの強度は比較的小さいが、フェニル、ナフチルおよびペンタフルオロフェニルポスホール等の内部量子収率は30%を超えることが分かった。今後、有機EL素子への応用も期待される。また、これらの有機FET素子への応用についても検討したが、特筆すべき特性は得られなかった。
能動的視覚における画像情報の統計的特徴解析

本研究では、人間がものを見る働き(視覚)はどのような特性を持っているかを明らかにするために、網膜に映る静的な(静止している)画像と動的な(動いている)画像の特徴、及び、画像に対する網膜の神経細胞活動パターンの特徴と、視覚特性の関係を解析した。その結果、同じ画像でも静的と動的な状況では、網膜画像・神経活動パターンともにその特徴が変化し、その変化は、人間が画像を見たときに感じる変化と一致することが明らかになった。ヒトの視知覚特性の解明において、刺激画像の統計的特徴との関係を解析する手法の有効性が示されてきた。本研究は、従来静的な画像を主な対象として行われてきた解析を、刺激画像が動く動的な状況に拡張し、さらに網膜や視覚野レベルの神経活動によって表象される画像情報の統計的特徴に着目して、画像情報の特徴と視知覚特性との関係を説明する計算論的モデルを構築することを目的とした。平成22年度は、まず本補助金により導入した視覚画像作成装置(ViSaGe)とPCを中心とした画像作成・解析・心理学実験システムを構築した。次に画像刺激の統計的特徴解析を行うため、インターネットから解像度の高い芸術画像と自然画像を各100枚収集し、8bitグレースケール画像に変換した上で、その基本的画像統計量(輝度分布の平均、分散、歪度、尖度)と2次元空間周波数特性を求めた。さらに、グレースケール原画像にDOGフィルターをかけた後の基本的画像統計量と周波数特性を求め、原画像の結果と比較した。これらの結果は、本研究とは異なる画像を用いて同様の解析を行ったGraham & Field (2008)とよく一致しており、本研究での解析手法の妥当性を確認するものであった。さらに、Tonder et.al.(2007)が構築した、動画像に対する網膜錐体反応モデルを各画像に適用し、動きの要因が、統計的画像情報特徴にどのような効果をもたらすかを検討した。その結果、モデル出力の空間周波数特性は、高周波領域でのパワーが低下すること、及び動画像に対する応答は、静止画像にガウスフィルターをかけたものとよく一致することが示された。このことは、フィードバック制御を組み込んだ網膜錐体反応モデルの挙動が、極めて単純な画像フィルタリングでほぼ再現できることを示しており、次年度以降の動画像解析にとって効率的で有効な手法を提供するものであると言える。本研究では、従来静的な画像を主な対象として行われてきた解析を、網膜上で刺激画像が動く動的な状況に拡張し、さらに網膜や視覚野レベルの神経活動によって表象される画像情報の統計的特徴に着目して、画像情報の特徴と視知覚特性との関係を説明する計算論的モデルを構築することを目的とした。平成23年度は、まず、平成22年度にインターネットから収集し基本的画像統計量(輝度分布の平均、分散、歪度、尖度)と2次元空間周波数特性を解析した、解像度の高い芸術画像と自然画像各100枚から適当なものを選択し、静止画像として刺激を提示する条件と、動画として提示する条件で、画像に違いがあるかどうか(動き自体の有無ではなく、「動画像が静止画像と同じ画像か、あるいは動画像には静止画と異なる特徴があるか」の検出)の判断を求める心理学実験を行った。しかし、本研究の端緒となった、極めて高い輝度コントラストと空間周波数成分を持つBridget Rileyによるオップ・アート作品'Fall'の様な画像とは異なり、今回使用した画像群では、動きの有無による視覚的特徴の変化が、被験者内及び被験者間で安定して生じる例が見られなかった。この点について、既に収集済みで今回の実験に使用しなかった画像も含め、画像の輝度コントラスト、空間周波数成分、及びその両者を操作する画像処理を行って、新たな刺激画像を作成中である。この新規作成画像ができ次第、再度実験を行う予定である。また、この作業と並行して、研究分担者らが開発した錐体活動の時空間マップを求めるモデル、及び、平成22年度の検討の結果、同モデルを効率的に近似することが明らかになったガウスフィルタリングの手法をもとに、平成24年度に予定している第1次視覚野の単純細胞レベルでの活動マップを求あるモデルの構築に向けて、モデルの骨格部分の構築を進めた。現在は、錐体レベルと第1次視覚野レベルの間に存在する、網膜神経節細胞レベル(網膜出力段階)の応答特性に関するモデリングがほぼ完了した段階である。本研究では、従来静的な画像を主な対象として行われてきた解析を、網膜上で刺激画像が動く動的な状況に拡張し、さらに網膜や大脳視覚野レベルの神経活動によって表象される画像情報の統計的特徴に着目し、画像情報の特徴と視知覚特性との関係を説明する計算論的モデルを構築することを目的とした。本年度は、前年度までに収集と加工処理を行った刺激画像を用い、2次元空間周波数特性解析を進めた。

さらに、昨年度まで研究に用いてきたBridget Rileyによるオップ・アート作品'Fall'に加え、新たに5種の作品を収集し、これら6種の原画像と、各作品の一部を切り出し機械的に反復複製して制作した画像(機械的画像)を用いて、それらを動かしたときに各画像に対しどのようなパターンが知覚されるか、それらのパターンが、研究分担者らが開発した神経活動の時空間マップを求めるモデルによって予測可能か否かについて検討した。その結果、原画像と機械的画像では、動きの効果が異なること、即ち、両者とも動的画像では静的画像に比べ中空間周波成分のパワーが減少するが、その程度は機械的画像の方が大きいこと、及び、この特性は知覚的効果と一致することが確認された。また、このような差異は、Fall以外の画像では見られないことも示された。これらの結果は、Fall以外の原画像が、放射状あるいは直線状の比較的単純な要素から構成されているのに対し、Fallは様々な方位と曲率を含む複雑な要素から構成されており、かつ、各要素が手書きによる微妙な「揺れ」を含んでいるためであることが示唆された。現在、これらの効果も含めた能動的視覚のモデルを完成するための作業を進めており、作業完了後には学会等での発表を行う予定である。予定していた心理学実験に関しては、刺激画像の再作成が必要となり、やや遅れているが、計算論的モデル構築に関しては、24年度に予定していた作業を一部前倒しで実施することができた。研究全体としては、おおむね順調に進展していると評価できる。24年度が最終年度であるため、記入しない。再作成中の刺激画像群を早期に完成させ、心理学実験の実施を早急に行う。これと並行して、モデル構築の作業を引き続き推進する。
変形双晶界面塑性に基づくマグネシウム合金の力学特性高度化

{10-12}変形双晶を導入した多様な二元系マグネシウム合金に対し、変形双晶界面(近傍)の局所変形応答に及ぼす溶質元素の影響について検討、調査した結果、以下の知見が得られた。変形双晶近傍域の微細組織観察より、室温圧縮試験後、熱処理を施した二元系合金では、変形双晶界面に溶質元素が偏析することを確認した。また、マグネシウムに固溶する汎用元素に限った場合、変形双晶界面に偏析する/しやすい溶質元素は、添加元素の種類に差異はないことが分かった。局所変形応答では、ナノインデンテーション法を用いた内部摩擦特性:tanδの値にて評価した。本研究で得られたtanδの値は、計測箇所や添加元素の種類に影響を受けやすいことを確認した。双晶界面および結晶粒界から十分離れた結晶粒内から取得したtanδの値は、添加元素の種類に関係なく類似した値を呈したが、溶質元素の存在に起因し、二元系合金の内部摩擦特性は、純マグネシウムと比べて劣っていた。双晶界面近傍から得られたtanδの値は、添加元素の種類に依存しやすいことを究明した。第一原理計算にて求まった物理定数との比較より、内部摩擦特性を向上または劣化させる溶質元素は、「双晶界面偏析エネルギーと密接な関係がある」ことを解明した。双晶界面エネルギーを安定化させる元素(例えば、イットリウム)を添加した場合、内部摩擦特性を劣化させる傾向にあった。他方、双晶界面エネルギーに影響を及ぼしにくい元素(例えば、スズや鉛)を添加した合金は、マグネシウムと同等の内部摩擦特性を示した。本研究課題で使用する二元系マグネシウム合金バルク材を、重力鋳造および温間押出加工によって創製した。X線回折およびEBSD観察から、各バルク材は、添加元素の種類に関係なく、底面集合組織を形成することを確認した。同バルク材に対して、室温圧縮ひずみを導入し、その後、熱処理した試料では、添加元素が変形双晶界面(以下、双晶界面)に偏析していることも電子顕微鏡観察によって確認した。これらバルク材の巨視的な双晶界面塑性応答を評価するため、1内部摩擦試験と2破壊靱性試験を実施した。内部摩擦試験では、双晶界面の有無および熱処理の効果について検討した。マグネシウム合金の内部摩擦特性は、双晶界面の導入によって向上したが、その後の熱処理は特性を低下させることが分かった。微小ひずみ付与変形では、双晶界面が成長・収縮の可逆移動をおこし、内部摩擦エネルギーを放出・蓄積させる作用がある。しかし、熱処理によって(溶質元素の界面偏析により)、双晶界面は安定化するため、双晶界面の可逆移動が抑制されたと考えられる。破壊靱性試験では、破壊靱性とき裂進展挙動に及ぼす双晶界面の影響について検討した。これらは密接な関係を示し、破壊靱性とき裂進展挙動は、添加元素によって大きく変化することが分かった。例えばMg-Ag合金では、破壊靱性は比較的優れた値を示したが、母相/双晶界面がき裂進展経路となる割合は極めて少なかった。一方、Mg-Pb合金の破壊靱性は低く、母相/双晶界面がき裂進展経路になる割合は大きかった。第一原理計算より、これらの違いは、双晶界面上のマグネシウムと溶質元素の電子結合に起因することを確認した。双晶界面上で共有結合を起こす溶質元素(AgやMnなど)は、き裂進展挙動を抑制する効果が大きいが、金属結合を起こす溶質原子(PbやLiなど)は、その効果が乏しいことを明確にした。申請時の本年度研究計画では、1研究課題で使用する純マグネシウムとマグネシウム二元系合金バルク材の創製、2ナノインデンテーション法により純マグネシウムのデータ取得を予定していた。予備実験として、本年度創製したバルク材の巨視的な界面塑性応答(破壊靱性、き裂進展挙動や内部摩擦特性に及ぼす双晶界面の影響)の評価を行い、計算科学によって得られた各添加元素の双晶界面上における電子結合状態との比較検討を行った。そのため、ナノインデンテーション試験を十分に実施するまでには至らなかった。しかし、本年度得られたこれら知見は、次年度以降、各二元系合金のナノレベルにおける双晶界面塑性応答を議論する際に、極めて有用かつ重要であることは明白である。そのため、「おおむね順調」とした。微視的・巨視的な実験検証および計算科学の使用によって、下記二点を明確にした。(1)粒界すべりを活用した延性向上の観点から、ナノインデンテーション局所内部摩擦特性に及ぼす溶質元素の効果について調査した。一般的に、内部摩擦と粒界すべりには相関性があり、内部摩擦特性を表すtanδの値が大きいほど、粒界すべりの寄与が大きいことで知られている。マグネシウムも他の金属材料と同様に、tanδの値は添加する溶質元素によって変化し、マグネシウムの粒界すべりを活性化させる溶質元素(リチウム)は、高いtanδ値を示すことを確認した。第一原理計算を用いた物理・材料定数の探索より、粒界すべりの抑制/助長効果がある溶質元素は、粒界エネルギーと密接な関係があり、粒界エネルギーを減少/増加させることを明確にした。(2)破壊靱性改善の観点から、透過型電子顕微鏡に装填可能な引張ホルダーを使用し、変形双晶の発生や、き裂進展/伝播挙動に関するその場観察を実施した。添加元素の有無に関係なく、変形双晶は、結晶粒界から発生することを観察した。

他方、合金化に伴って、き裂進展/伝播挙動は、純マグネシウムと異なる様相を呈し、Mg-Y合金のき裂は、母相と変形双晶界面よりも、結晶粒界に沿って進展しやすく、昨年度の変形双晶界面に溶質元素が偏析したバルク材とも異なることを確認した。偏析等を活用し、変形双晶界面エネルギーを制御することが、き裂の進展/伝播経路や破壊靱性の改善に有効であることを示唆した。一方で、マグネシウムの「変形双晶界面」脆化・強化に及ぼす溶質元素の影響について検討した。変形双晶界面は、従来のRice-Wangモデルに基づく「結晶粒界」脆化・強化機構の考えとは異なり、溶質元素の表面偏析に大きく依存することを究明した。申請時と昨年度の研究推進方策では、1微視的および巨視的力学応答に関する実験検証に注力し、2計算科学にて使用する界面モデルを構築すること、の二点を本年度研究計画としていた。前者では、ナノインデンテーション法とその場電子顕微鏡観察を想定していたが、当該装置使用に関する経験やノウハウを活かすことができたため、トラブルや問題等なく、想定以上の研究遂行ができた。後者では、マグネシウムの双晶界面モデルの構築を予定していたが、マグネシウムと代表的な二元系合金の基礎物性値である双晶界面、粒界および表面エネルギーの各値取得に成功した。また、これら計算値(各界面、表面エネルギー)と実験値(破壊靱性)との比較によって、マグネシウムの双晶界面脆化・強化モデルの提案に至っている。以上のことから、「当初の計画以上に進展している」と評価した。{10-12}変形双晶を導入した多様な二元系マグネシウム合金に対し、変形双晶界面(近傍)の局所変形応答に及ぼす溶質元素の影響について検討、調査した結果、以下の知見が得られた。変形双晶近傍域の微細組織観察より、室温圧縮試験後、熱処理を施した二元系合金では、変形双晶界面に溶質元素が偏析することを確認した。また、マグネシウムに固溶する汎用元素に限った場合、変形双晶界面に偏析する/しやすい溶質元素は、添加元素の種類に差異はないことが分かった。局所変形応答では、ナノインデンテーション法を用いた内部摩擦特性:tanδの値にて評価した。本研究で得られたtanδの値は、計測箇所や添加元素の種類に影響を受けやすいことを確認した。双晶界面および結晶粒界から十分離れた結晶粒内から取得したtanδの値は、添加元素の種類に関係なく類似した値を呈したが、溶質元素の存在に起因し、二元系合金の内部摩擦特性は、純マグネシウムと比べて劣っていた。双晶界面近傍から得られたtanδの値は、添加元素の種類に依存しやすいことを究明した。第一原理計算にて求まった物理定数との比較より、内部摩擦特性を向上または劣化させる溶質元素は、「双晶界面偏析エネルギーと密接な関係がある」ことを解明した。双晶界面エネルギーを安定化させる元素(例えば、イットリウム)を添加した場合、内部摩擦特性を劣化させる傾向にあった。他方、双晶界面エネルギーに影響を及ぼしにくい元素(例えば、スズや鉛)を添加した合金は、マグネシウムと同等の内部摩擦特性を示した。本年度創製した純マグネシウムおよびマグネシウム合金に対して、巨視的な塑性界面塑性応答の評価を継続的に実施するとともに、ナノインデンテーション試験による微視的界面応答に関するデータ蓄積を図る。特に、硬度や内部摩擦等の特性と、添加元素、双晶界面の分散率や母相結晶方位などの相関性について検討を行う予定である。
ナノレプリカによる高表面積酸化チタン電極を用いた色素増感型太陽電池

色素増感太陽電池は高効率且つ安価であることから、実用化に向けての検討がなされているが、電極のナノ構造、表面積と太陽電池の特性との相関は明らかにされていない。そこで、本研究では、多孔質・高表面積構造が得られる交互吸着法^<[5]>と低温で結晶性TiO_2膜が得られる化学溶液析出法を組み合わせた新しい低温製膜技術を検討し、析出表面の形態を制御することで高度な規則構造を有するTiO_2光電極の作製を試みた。その結果、製膜されたPAH/PAA薄膜には直径50-400nmの分離したマクロ孔を有する規則的な高表面積構造が構築されることが明らかになった。析出させたTiO_2薄膜の形態は、交互吸着膜の多孔質構造が転写された特徴的なアーチ状構造を有していた。TiO_2薄膜の断面FESEM像の観察結果から、微細構造を維持し層状構造を構築しながら膜厚が増加していることが分かった。これは色素担持量増加つまり素子の変換効率向上に重要な要素である。本手法は、結晶配向や微細構造制御が可能という従来の製膜法には無い特徴を有し、尚且つ高い性能を有していることを確認した。色素増感太陽電池(DSSC)は変換効率10%を達成し、低コストな次世代型の太陽電池として広く注目されている。これは高効率且つ安価であることから、実用化に向けての検討がなされているが、今新たな課題として、セルをプラスチックフィルム化する要求がある。目的は軽量・薄型・フレキシブル化であるが、そうすることで、製造コストの低減や携帯用・屋内用・機器用等の需要拡大等、様々なメリットが派生する従来の色素担持多孔質TiO_2膜の作製は、TiO_2微粒子と有機系分散剤の混合ペーストを導電性基板に塗布し、高温(約500°C)で焼成することにより行われてきた。一方、過飽和化学溶液から不均一核生成により100°C以下の低温で結晶性TiO_2膜を得る化学溶液析出法が報告されている。この手法は、鋳型による微細構造制御が可能である等上述の欠点を補う手法であるが、緻密な構造の膜が得られる為、ポーラス構造を必須とするDSSCの電極材料としては不適当である。そこで本研究では、多孔質・高表面積構造が得られる交互吸着法と低温で結晶性TiO_2膜が得られる化学溶液析出法を組み合わせた新しい低温製膜技術を検討し、析出表面の形態を制御することで高度な規則構造を有するTiO_2光電極の作製を試みた。その結果、交互吸着法・化学溶液析出法のサイクルを繰り返す事により、素子特性は大幅に改善され、Isc=3.23mA cm^<-2>,η=1.32%を示した。また特に注目すべきは他の低温製膜法と比較してVocが大きく曲線因子(FF)が比較的高い点である。このことは、電荷の再結合が起こりにくく、その輸送特性に優れている事を意味している。フィルム型色素増感太陽電池開発のキーポイントとなる酸化物半導体薄膜の新規低温製膜法として、多孔質・高表面積構造が得られる交互吸着法と低温で結晶性TiO_2膜が得られる化学溶液析出法を組み合わせた鋳型法を検討した。本手法は、結晶配向や微細構造制御が可能という従来の製膜法には無い特徴を有し、尚且つ高い性能を有している事を確認した。
造血幹細胞移植と組織再生因子による全身性強皮症に対する治療の基礎的研究

強皮症モデルとしてTskマウスを用い、造血幹細胞移植とHGF遺伝子治療の有効性を比較検討した。(方法)造血幹細胞移植はTskマウスを9Gy全身照射しT細胞除去BALB/cマウス骨髄細胞を1x10^7移入した。HGF遺伝子導入はヒトHGFcDNAをHVJ-リポゾーム法にてTskマウス大腿骨格筋に1週間間隔で筋肉注射した。治療効果の判定は皮膚、肺の病理学的解析(皮膚硬化度、肺線維症の改善)にて判定した。(結果)1)造血幹細胞移植、HGF遺伝子治療により皮膚硬化の改善が認められたが肺線維症の改善は認められなかった。2)造血幹細胞移植とHGF遺伝子治療の併用はこれらの単独治療に比べ皮膚硬化の改善がより認められたが肺線維症の改善は認められなかった。3)造血幹細胞移植後2週目ではドナー骨髄細胞の正着が認められたが、移植後4週目ではドナー骨髄細胞が拒絶され、ホスト由来の骨細胞に置き換わっていた。4)造血幹細胞移植後のTskマウスの免疫状態はTh2からTh1にシフトしていた。(考察)造血幹細胞移植とHGF遺伝子治療の併用により強皮症による皮膚硬化がより有効に改善できることが明らかになった。しかしT細胞除去造血幹細胞の移植は移植造血幹細胞が拒絶されホストに置換されることよりGVHDを制御しかつ移植造血幹細胞の正着を促進できる方法が必要であると思われた。今後GVHDを伴うアロ造血幹細胞移植にHGF遺伝子治療を併用しGVHDを制御し皮膚硬化を治療できるかどうかを検討する予定である。強皮症モデルとしてTskマウスを用い、造血幹細胞移植とHGF遺伝子活療の組織再生効果について検討し以下の実験結果が得られた。1)12週齢のTskマウスに9Gy全身照射し、BALB/cマウス骨髄細胞を尾静脈から移入し、造血幹細胞移植を行うと皮膚硬化の改善が認められた。病理組織学解析にて、皮膚組織の線維化の改善と肺組織の線維化の改善が確認された。2)12週齢のTskマウスにヒトHGFcDNAを一週間間隔で筋肉内に導入すると、皮膚硬化の改善が認められた。病理組織学解析でも、皮膚組織の線維化の改善と肺組緯の線維化の改善が確認された。以上の実験結果より、造血幹細胞や組織再生因子(HGF)により強皮症の皮膚や肺などの臓器再生が可能であることが明らかになった。今後は、造血幹細胞とHGFの併用療法の効果を確認し、これらの治療法が如何なるメカニズムで臓器再生や線維化抑制を行うのかを組織サイトカインの発現や免疫担当細胞の解析を行い明らかにする予定である。3)造血幹細胞移植後2週目ではドナー骨髄細胞の生着が認められたが、移植後4週目ではドナー骨髄細胞が拒絶され、ホスト由来の骨髄細胞に置き換わっていた。

4)造血幹細胞移植後のTskマウスの免疫状態はTh2からTh1にシフトしていた。(考察)造血幹細胞移植とHGF遺伝子治療の併用により強皮症による皮膚硬化がより有効に改善できることが明らかになった。しかしT細胞除去造血幹細胞の移植は移植造血幹細胞が拒絶されホストに置換されることよりGVHDを制御しかつ移植造血幹細胞の生着を促進できる方法が必要であると思われた。今後GVHDを伴うアロ造血幹細胞移植にHGF遺伝子治療を併用しGVHDを制御し皮膚硬化を治療できるかどうかを検討する予定である。
哺乳類の概日リズム形式に関与する遺伝子システム(新規時計関連遺伝子の探索とその機能解析)

(目的)哺乳類の概日リズム形成の遺伝子システム解明のため、ラットの概日時計が存在する視交叉上核(SCN)でそのmRNAの発現にリズムを示す新規遺伝子scop及びcasein kinase(CK)1εを、Per1と結合する新規遺伝子産物B10(PIPS)を、それぞれ、発見した。本研究ではこれら遺伝子の役割と、それら遺伝子産物と相互作用する蛋白質を解析して、体内時計機構の遺伝子システムを解明する事を目的とした。(結果)1)Casein kinase(CK)1ε-CK1εとCOS7細胞に共発現させるとそのkinase活性に依存してmPer1とmPer3を核内移行させるが、mPer2を核内移行させないことを認めた。核内移行はリズム形成に重要であるので、CK1εによるmPer1,2,3のリン酸化部位の同定と核内移行の機構につき検討中である。2)B10(PIPS,Per1 interacting protein of the SCN)-COS7細胞にPIPSとmPer1とを共発現させるとmPer1を核内移行させるので、生理機能解明のためにgene targeting法によるmPIPSのKOマウスの作成に取りかかっている。3)SCOP-i)COS7細胞に発現させるとSCOP蛋白質のPH domainの単独発現ではSCOPは細胞膜へ移行するが、PHとLRRの両domainや全長発現では細胞質に分布する、ii)抗SCOP抗体を用いてラット脳抽出物を免疫沈降するとK-Rasが共沈する、iii)293T細胞に膜結合型のSCOPを発現させると、FGF刺激によるERKの活性化が抑制される、等を認めた。以上の結果はSCOPが時計機構の細胞内シグナル伝達に関与することを示唆する。4)BIT-ラットのSCNでそのチロシン残基のリン酸化に概日リズムがあり、暗期における光照射によりそのリン酸化が亢進する蛋白質として既知のBITを同定した。BITは体内時計の光同調に関与する可能性があり、光照射の代わりにBITをリン酸化する抗体投与によりSCNのBITをリン酸化したところ、光照射無しに光照射と同様の概日リズムの位相移動を引き起こした。この結果はBITが時計同調に関わることを示唆する。
構造の規定された[60]フラーレン誘導体の創製

Kratschemerらによって[60]フラーレンの大量合成法が発見されて以来、この骨格の化学的反応性が詳しく調べられ、現在では種々の官能基化が可能になりつつあるものの、二ヶ以上の置換基を導入した場合、位置異性体の混合物が得られることが報告されている。フラーレン母体の機能性分子を構築する上で、"反応位置の制御"は、現在のフラーレン化学が抱える大きな課題の一つであり、新たな方法論の開発が求められている。そこで、本研究では、[60]フラーレン骨格への位置選択的な置換基導入法を確立することを目的として、アントラセン誘導体が[60]フラーレンに室温で速やかにDiels-Alder附加する事実および同分子の構造的特徴を利用した新規な合成手法を計画立案した。本研究を遂行するに当たって、平成12年度においては以下の研究項目を実施した。まず、(1)計算化学を駆使して、[60]フラーレン認識部位かつ反応試剤となるアントラセン誘導体の分子設計を行った。次いで、(2)同アントラセン誘導体の合成経路について調査および確定作業を行った。最後に、(3)計画した合成経路に従って合成を進め、現在、誘導体化が容易な官能基を位置選択的に配置した中間原料まで合成することができた。なお、この中間体から目的とする最終化合物までは残り二段階で合成が完了する予定であり、平成13年度においては、合成を完了させるとともに、計算化学による物性予測を併用しながら[60]フラーレンへの置換基導入反応を実施し、その位置選択性について考察を行う予定である。
悪性眼球突出症の病因に関する研究-後眼窩組織浸潤T細胞レセプターの解析-

悪性眼球突出症では、腫大した外眼筋や球後の脂肪組織にリンパ球浸潤がみられるが、浸潤Tリンパ球が両組織の共通抗原を認識しているのか組織特異抗原を認識するかは明らかではない。これまで後眼窩組蔵における抗原特異的T細胞の存在やそのレパトアの解析の報告はない。そこで今回、1)外眼筋組織と後眼窩脂肪組織におけるcytokinesの遺伝子発現の比較。2)両組織に浸潤したT細胞のT細胞レセプターのクロナリティー、特にVβレパトアの比較。3)末梢血および後眼窩組織よりT細胞ラインの樹立し、自己の後眼窩脂肪組織由来の線維芽細胞や私どもが提唱した64kDa外眼筋抗原の候補であるsuccinatedehy dr ogenase(SDH)に対する反応性の検討および自己抗原特異T細胞のT細胞レセプターのクロナリティーの解析を試みた。1)外眼筋組織と後眼窩脂肪組織におけるcytokines遺伝子の発現を比較本症患者33例の外眼筋組織や後眼窩脂肪組織よりmRNA抽出し、RT-PCR法にてIFNγ,TNFα,IL-1,IL-2,IL-4,IL-6,IL-10遺伝子の発現を検討した。外眼筋組織ではIFNγなどのTh1系が、脂肪組織ではTh2系cytokinesが有意に発現していた。外眼筋の腫大度とTNFαの発現との間に有意の関連が示唆された。2)外眼筋組織と後眼窩脂肪組織に浸潤したT細胞のT細胞レセプターのクロナリティー同一患者の外眼筋および後眼窩脂肪組織よりmRNAを抽出、cDNAを作製。各Vβ5'primersとCb3'primerを用いてPCRを行い、PCR産物を非変性条件下にSSCPを行い、T細胞レセプターVβのレパトアを解析した。個々の症例でVβ鎖は異なるものの、外眼筋と脂肪組緒に移動度が同一のオリゴバンドみられ、両組織には同一の自己抗原を認識するT細胞クローンの存在が示唆された。3)自己の町後窩脂肪組織由来の線維芽細胞に反応して増殖する後眼窩組織浸潤T細胞ラインの樹立と自己抗原特異T細胞のT細胞レセプターのクロナリティー本症患者5例中2例より自己の後眼窩脂肪組織由来の線維芽細胞に反応する後眼窩組織浸潤T細胞ラインを得た。29例中6例にSDHに反応する末梢血T細胞ラインを得た。現在、これらのT細胞レセプターのクロナリティーの解析を行っている。悪性眼球突出症は自己免疫疾患と考えられ、腫大した外眼筋や球後の脂肪組織にリンパ球の浸潤がみられる。しかしこれらの浸潤Tリンパ球が認識する自己抗原は未だ同定されていない。また後眼窩組織における抗原特異的T細胞の存在やそのレパトアの解析の報告はない。そこで今年度は、1)自己の後眼窩脂肪組織由来の線維芽

細胞に反応して増殖する後眼窩組織浸潤T細胞ラインの樹立、2)自己抗原特異T細胞のT細胞レセプターのクロナリティー、特にそのVβレパトアについて検討した。1)自己の後高窩組織由来の線維芽細胞に増殖する後眼窩組織浸潤T細胞ラインの樹立悪性眼球突出症の患者5例より、眼窩減圧術時に後眼窩脂肪組織を得て、線維芽細胞の培養およびT細胞ラインの樹立を試みた。線維芽細胞の培養は既報の如く(Clin Explmmunol 1987)細切した脂肪組織をculture dishにplatingし、DMEM+10%FCSにて培養し、T細胞ラインの樹立はLeobensteinらの方法(JCl 1994,93:2738)で行った。自己線維芽細胞との反応性は^3H-thymidine uptake法にて評価した。5例中2例より自己の後眼窩脂肪組織由来の線維芽細胞に反応するT細胞ラインを得た(Stimulation index:3,6,6.0)。2)後眼窩組織の浸透潤Tリンパ球のT細胞レセプターのレパトアの解析まず同一の患者より外眼筋および後眼窩脂肪組織を採取し、T細胞レセプターのレパトアの解析を行った。液体窒素内に保存した組織より、total RNAを抽出し、cDNAを作製した。次いで各Vβ5'primersとCb3'primerを用いたfamily PCRを行った。得られたPCR産物を非変性条件下のSSCP下で泳動し、T細胞レセプターVβのレパトアの解析を行った。個々の症例でVβ鎖は異なるものの、外眼筋と脂肪組織において同一の移動度にバンドを認めた。このことから、外眼筋と脂肪組織には同一の自己抗原を認識するT細胞クローンの存在が示唆された。今後、自己の線維芽細胞や私どもがcandidate抗原と考えているSDHに反応するT細胞ラインのT細胞レセプターのレパトアの解析を進める予定である。悪性眼球突出症では、腫大した外眼筋や球後の脂肪組織にリンパ球浸潤がみられるが、浸潤Tリンパ球が両組織の共通抗原を認識しているのか組織特異抗原を認識するかは明らかではない。これまで後眼窩組織における抗原特異的T細胞の存在やそのレパトアの解析の報告はない。そこで今回、1)外眼筋組織と後眼窩脂肪組織におけるcytokinesの遺伝子発現の比較。2)両組織に浸潤したT細胞のT細胞レセプターのクロナリティー、特にVβレパトアの比較。3)末梢血および後眼窩組織よりT細胞ラインの樹立し、自己の後眼窩脂肪組織由来の線維芽細胞や私どもが提唱した64kDa外眼筋抗原の候補であるsuccinatedehy drogenase(SDH)に対する反応性の検討および自己抗原特異T細胞のT細胞レセプターのクロナリティーの解析を試みた。1)外眼筋組織と後眼窩脂肪組織におけるcytokines遺伝子の発現を比較本症患者33例の外眼筋組織や後眼窩脂肪組織よりmRNA抽出し、RT-PCR法にてIFN_γ,TNF_α,IL-1,IL-2,IL-4,IL-6,IL-10遺伝子の発現を検討した。外眼筋組織ではIFN_γなどのTh1系が、脂肪組織ではTh2系cytokinesが有意に発現していた。外眼筋の腫大度とTNF_αの発現との間に有意の関連が示唆された。2)外眼筋組織と後眼窩脂肪組織に浸潤したT細胞のT細胞レセプターのクロナリティー同一患者の外眼筋および後眼窩脂肪組織よりmRNAを抽出、cDNAを作製。