hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
社会的相互作用の中に立ち現われる心理学的な過去と未来の研究

これまでの状況から、研究に協力的な占い師と協力的ではない占い師とに大きく分かれることが明らかとなった。また占い師の中にも初心者から熟達者までさまざまな段階が存在することも明らかとなった。そうした中で、占いの経験が豊富で且つ本研究に協力的な占い師の数はかなり限られてくるものと思われる。そこで、当初の計画では占い師のもとにこちらから赴きデータを収集する予定であったが、上述の問題から、2012年度は占いの経験が豊富で且つ研究に協力的な占い師を研究者が所属する大学に招き、学内において占いを行ってもらうことを計画している。また、相談者は学生を中心に希望者を学内において募る予定である。この方法には以下の利点がある。まず、半日もしくは1日さまざまな相談者に占いを行ってもらうことによって、短期間のうちに多くのデータを収集することができる。また、実験室もしくは教室を利用することで、録音・録画装置をあらかじめ設置することが可能となり、詳細なデータの収集が可能となる。更に、占いの条件を統制したり、事前事後に相談者へのインタビューが可能になるなど、より統制された研究が可能となる。こうした方法をとることで、当初予定したデータ数を確保することが可能になるとともに、より統制された条件下でのデータを得ることが可能となる。ただし、この方法では、占いを行う部屋がもつ雰囲気といった占いの場の影響が減じることは否めない。上述したように占いの経験が豊富な占い師を大学に呼び、半日ないしは一日占いを行ってもらうためには、相当の費用が必要となる。2011年度は占い師に支払った費用が予定していたよりも少なかったことから、2011年度に使用しなかった研究費もこのための費用にあてる予定である。また、短期間のうちに集中してデータを収集した場合には、データ起こしを研究者自身が行うことが難しくなることが予想される。そのため、データ起こしを専門とする業者に依頼する必要が生じてくる。このための費用も必要となる。2011年度は収集したデータ数が少なかったこともあり、データ起こしのための費用が残っているため、残った費用をこのために利用する予定である。更に、少数事例の分析ながら、2011年度に行った研究結果にはこれまでにない新たな知見が存在した。そこで、2012年度はそうした知見をポルトガルにおいて開催予定の第1回時間的展望国際会議において発表する予定である。そのため、渡航費や発表費が必要となる。
発生期に新しく誕生した神経細胞が分化過程で増殖能を失うメカニズム

中枢神経系の発生過程において、個々の神経細胞は、特定の神経細胞への運命決定、最終配置部位への移動、シナプス形成などの一連の過程を経て分化を遂げる。この細胞分化過程において、多くの神経細胞は増殖能を失い、強制的に細胞周期を進めると細胞死を起こす。しかし、細胞分化過程のどの段階で増殖能を失うのか明らかになっていない。本年度は興奮性大脳皮質神経細胞の分化過程に着目し、増殖能を失う時期を明らかにした。興奮性神経細胞は、神経細胞とグリア細胞の両方を産み出す大脳皮質の頂端側前駆細胞から直接、あるいは、神経細胞のみを産み出す基底側前駆細胞を経て産み出される。その後、神経突起を多方向に伸ばしながら移動し、最終的には頂端側前駆細胞の突起に沿って、放射状に移動する。我々は、癌抑制遺伝子Rbとそのファミリー遺伝子をそれぞれの時期で急性不活化させるために、Z/EG;Rb Lox/Lox;p107-/-;p130 Lox/Lox(Rb-TKO-Z)の胎仔大脳前駆細胞に、それぞれの時期に活性化するプロモーターの下流でCreを発現するプラスミドを遺伝子導入して増殖能を失う時期を検討した。具体的には、頂端側前駆細胞で活性化するHes1プロモーター、基底側前駆細胞で活性化するTbr2プロモーター、多極性移動時に活性化するNeuroD1プロモーター、樹状突起を形成する時期に活性化するMap2プロモーターの下流でCreを発現するプラスミドを作製し、Rb-TKO-Zに遺伝子導入した。その結果、Hes1、Tbr2、NeuroD1プロモーターで急性不活化させたRbファミリー欠損幼若神経細胞は増殖し、Map2プロモーターで急性不活化させた幼若神経細胞はG2/M期に進入しなかった。すなわち、興奮性の大脳皮質神経細胞は樹状突起形成時期に細胞増殖能を失うことが示唆された。中枢神経系の発生において、個々の神経細胞は、特定の神経細胞への運命決定、最終配置部位への移動、シナプス形成などの一連の過程を経て分化を遂げる。これまでに我々は、癌抑制遺伝子であるRbとそのファミリー遺伝子を網膜特異的なCre(Chx10Cre)を利用して欠損させると、水平細胞のみが増殖し、桿体細胞が排除されることを明らかにしてきた。しかし、Chx10-Creは網膜内でモザイクストライプ状に発現するため、これらの表現型が細胞自律的なものかどうかを区別できなかった。そこで、Rbファミリーを欠損した細胞でのみGFPを発現するマウス、Chx10-Cre;Z/EG;Rb Lox/Lox;p107-/-;p130 Lox/Loxマウスを作製して解析した。このマウスでGFPを発現していない網膜の細胞は、6種類の神経細胞が正常な割合で存在したのに対し、GFPを発現した価ファミリー欠損細胞では、水平細胞の過増殖と桿体細胞の欠失が認められ、それ以外の神経細胞タイプの細胞分化には影響を与えなかった。これらの結果から、水平細胞の過増殖と桿体細胞の欠失は細胞自律的であることが判明し、それ以外の神経細胞タイプは正常に分化することが判明した。今後は、Z/EG;Rb Lox/Lox;p107-/-;p130 Lox/Lox網膜へ時期特異的にCreを発現するプラスミドを遺伝子導入し、細胞分化過程のどの段階でRbファミリーを必要とするのかを明らかにする。
アトピー性皮膚炎における自然免疫低下のメカニズムの解明と治療

これまでアトピー性皮膚炎(AD)における自然免疫低下のメカニズムについてADモデルマウス(flaky tailマウス)を用いて研究してきた。自然免疫の役割を担う主要な細胞はマクロファージであり,活性化されたマクロファージにおける誘導型一酸化窒素合成酵素(iNOS)の発現と一酸化窒素を初めとする種々のフリーラジカルの産生は自然免疫の指標となる。リポポリサッカライド(LPS)で自然免疫を誘発したマウス皮膚においてもマクロファージ由来のiNOS発現とフリーラジカルの産生が確認されている。ヒトとflaky tailマウスの皮膚病変部にはiNOSを発現するマクロファージが多数認められるので,ADでは自然免疫が恒常的に亢進しているように思えるが,実際にはflaky tailマウスの皮膚ではiNOS由来のフリーラジカル産生はむしろ減少していた。また,LPSでflaky tailマウスの皮膚の自然免疫を誘発しようとしてもiNOSの発現は変化せず,フリーラジカル産生も増加しなかった。これらの結果はflaky tailマウス皮膚におけるマクロファージの自然免疫不応答を意味している。自然免疫不応答なマクロファージはIL-17A中和抗体の全身投与によりiNOSの発現は変化しないものの,CD206の発現が抑制されてM1タイプのマクロファージにシフトし,自然免疫が回復した。これらの結果がflaky tailマウスに特異的な現象なのかどうかはっきりさせるため、別の皮膚炎症性皮膚疾患モデルマウスでも同様の研究を行うことにした。イミキモッド外用による皮膚炎症モデルマウスは乾癬のモデルとして利用されるが、flaky tailマウス同様、LPSによる自然免疫誘導がおこらず,iNOSの発現は変化しなかった。しかし,IL-17A中和抗体の全身投与による反応はflaky tailマウスとは異なる結果となった。研究計画どおりの実験を進めてきたからと思われる。これまでヒトAD皮膚とADモデルマウス皮膚でのヘテロなマクロファージの存在が確認された。また,ADモデルマウス皮膚の自然免疫不応答について確認され,IL-17A中和抗体の投与によりADモデルマウス皮膚のマクロファージ表現型がM1にシフトし,自然免疫が回復することが分かった。これらの結果がAD,またはADモデルマウス皮膚に特異的な現象なのかどうかはっきりさせるため、別の皮膚炎症性皮膚疾患モデルマウスでも同様の研究を検討していこうと思う。具体的には前述のイミキモッドによる皮膚炎マウスやアンギオテンシンIIによる皮膚炎マウスなどである。研究計画に基づき、アトピー性皮膚炎のモデルマウス(flaky tailマウス)における自然免疫反応低下の確認した。flaky tailマウスと対照マウスの皮膚にリポポリサッカライド(LPS)を注射し自然免疫反応を起こす。自然免疫反応で活性化するシグナル伝達物質、産生されるサイトカインやタンパク質、発生する活性酸素やフリーラジカルを測定し、flaky tailマウスの皮膚で自然免疫反応が低下していることを確認した。現在、第二段階であるflakytailマウスの自然免疫反応を抑制する因子の同定にむけて準備中である。flaky tailマウスで過剰に産生されているサイトカインを培養マクロファージに添加しLPSによる自然免疫反応を抑制する因子を決定し、対照マウスの皮膚にマクロファージの自然免疫反応を抑制する因子を注射し、LPSによる自然免疫反応を抑制することを確認する予定である。わが国におけるアトピー性皮膚炎の罹患率は40歳未満で約10%と多い。アトピー性皮膚炎は増悪・寛解を繰り返す難治性皮膚疾患で、治療は外用ステロイド剤が主体であり、多くの患者と医師が皮膚萎縮や細菌やウイルスなどによる易感染性などの副作用に悩む現状である。本研究はアトピー性皮膚炎における自然免疫低下のメカニズムが解明する新しい試みである。アトピー性皮膚炎における自然免疫を正常化することで、アトピー性皮膚炎とその合併症の新たな治療戦略の一環となることが期待される。研究計画が理にかなっていたためと考えられる。アトピー性皮膚炎モデルマウスの皮膚における自然免疫応答に異常があり、マクロファージ細胞の性質変化がみられた。さらにその主な原因がインターロイキン17(ILー17)であることが分かった。現在、マウス皮膚のマクロファージ細胞に対するILー17の直接作用と、アトピー性皮膚炎モデルマウス以外のILー17が皮膚炎の原因となる乾癬モデルマウスにおけるマクロファージ細胞の性質を検討している。また、ILー17の中和抗体のこれらモデルマウスにおけるマクロファージ細胞の性質への影響も検討している。計画以上のことが発見されたため。しかしながら,獲得免疫の異常により過剰に産生されたサイトカインの中にはIL-4などのマクロファージの機能と自然免疫を変化させるものがある。アトピー性皮膚炎(AD)の皮膚では獲得免疫の異常によって過剰に産生されたサイトカインなどがマクロファージの機能に影響しているため,自然免疫が低下していると推察される。ヒトとADモデルマウス(flaky tailマウス)の皮膚病変部にはiNOSを発現するマクロファージが多数認められるので,ADでは自然免疫が恒常的に亢進しているように思える。

しかし,実際にはflaky tailマウスの皮膚ではiNOS由来のフリーラジカル産生はむしろ減少していた。また,LPSでflaky tailマウスの皮膚の自然免疫を誘発しようとしてもiNOSの発現は変化せず,フリーラジカル産生も増加しなかった。これらの結果はflaky tailマウス皮膚におけるマクロファージの自然免疫不応答を意味している。自然免疫不応答なマクロファージはIL-17A中和抗体の全身投与によりiNOSの発現は変化しないものの,CD206の発現が抑制されてM1タイプのマクロファージにシフトし,自然免疫が回復した。しかしながら,ADにおけるIL-17Aの役割はヒトとマウスとで違うため,ヒトADの自然免疫低下の治療応用には数々の問題が残されている。研究計画どおりに実験を進めてきたからと思われる。これまでアトピー性皮膚炎(AD)における自然免疫低下のメカニズムについてADモデルマウス(flaky tailマウス)を用いて研究してきた。自然免疫の役割を担う主要な細胞はマクロファージであり,活性化されたマクロファージにおける誘導型一酸化窒素合成酵素(iNOS)の発現と一酸化窒素を初めとする種々のフリーラジカルの産生は自然免疫の指標となる。リポポリサッカライド(LPS)で自然免疫を誘発したマウス皮膚においてもマクロファージ由来のiNOS発現とフリーラジカルの産生が確認されている。ヒトとflaky tailマウスの皮膚病変部にはiNOSを発現するマクロファージが多数認められるので,ADでは自然免疫が恒常的に亢進しているように思えるが,実際にはflaky tailマウスの皮膚ではiNOS由来のフリーラジカル産生はむしろ減少していた。これらの結果がflaky tailマウスに特異的な現象なのかどうかはっきりさせるため、別の皮膚炎症性皮膚疾患モデルマウスでも同様の研究を行うことにした。イミキモッド外用による皮膚炎症モデルマウスは乾癬のモデルとして利用されるが、flaky tailマウス同様、LPSによる自然免疫誘導がおこらず,iNOSの発現は変化しなかった。しかし,IL-17A中和抗体の全身投与による反応はflaky tailマウスとは異なる結果となった。研究計画どおりの実験を進めてきたからと思われる。研究計画に基づき予定通り勧める予定である。国際学会での発表、論文投稿を試みて、世界の研究者の意見を取り入れる予定である。ADの病因のひとつとしてフィラグリン発現低下によるバリア機能異常がある。フィラグリン発現が低下したflaky
日本近海に広域分布する海藻類の多種系アプローチによる比較系統地理学的解析

褐藻ヒジキのSSR、褐藻ウミトラノオおよび紅藻マクサのRADseqの結果、大きく九州・日本海・北海道グループと太平洋グループが存在し、太平洋東北地域でそれらの境界が存在し、分布は大きな海流(対馬海流、親潮、黒潮)に沿って拡大したことが推定できた。九州・日本海で遺伝的多様性が高く、分布の末端で遺伝的多様性が低くなっていた。褐藻ヒジキの地域個体群(沖縄産、館山産、函館産)の水温に関する生育特性を解析した。その結果、函館産ヒジキには高温耐性がなく、一方、低温耐性は3カ所に違いは見られなかった。沖縄産ヒジキの系統保存株の作出に成功し、同様の解析を行った結果、類似の特性が検出された。本研究では、生育深度の異なる7種(浅瀬:紅藻オゴノリ,フクロフノリ,褐藻ウミトラノオ,ヒジキ,深場:緑藻ミル,褐藻アミジグサ,紅藻マクサ)の海藻類に注目し、1SSRおよびゲノムワイドなSNP情報による空間的遺伝構造・遺伝的多様性の地理的パターンに関する比較系統地理学的解析、2ImagingPAM/DOメーターによる地域個体群の生育特性に関する実験と、地域適応を担う適応遺伝子群の探索、3遺伝的多様性を考慮した生態ニッチモデリングによる将来の分布推定、を行う。これらの解析を通して、生育深度が異なる海藻群における一般的な分布変遷史や、海流、水温、日長などの環境要因が海藻類の分布変遷に与えた影響を明らかにする。さらに、異なる環境への分布拡大に関与した環境適応分子進化の解明や、未来の分布域シミュレーションにも挑戦する。本年度は,日本全国での採集および褐藻ヒジキのSSRマーカーの単離をおこなった。1種1020カ所を目標に採集をおこなっていて,浅瀬:紅藻オゴノリ11カ所,フクロフノリ11カ所,褐藻ウミトラノオ21カ所,ヒジキ18カ所,深場:緑藻ミル8カ所,褐藻アミジグサ7カ所,紅藻マクサ11カ所の材料が調達できた。褐藻ヒジキのSSRマーカーは,10個を目標に単離作業をおこなっており,再現性があり多型のあるSSRマーカーを7個単離することができた。褐藻ヒジキのSSRsマーカーを新規に単離し,系統地理学的解析をおこなった。マーカー単離は1KPのRNAseqデータから,msatcommanderで候補プライマー配列を決定し,増幅・多型を確認し,7つのSSRsにしぼった。STRUCTUREでの解析の結果,統計的に最もらしいK=2では,沖縄,太平洋岸西日本,日本海から北海道函館までが1つのクラスター,太平洋東日本から東北八戸までが1つのクラスターを形成した。K=5では,関東館山から東北八戸が1つのクラスターを形成し,このクラスターの遺伝的多様性は低くFst値(STRUCTURE)が高く遺伝的浮動が強くかかったことが示唆された。PCoAでは,地理的には近い北海道函館と東北八戸は遺伝的にもっとも遠くに位置した。G"stでは,関東館山から東北八戸は遺伝的に近縁であることが示された。褐藻ウミトラノオでは,次世代シーケンサーにおけるRADseq解析でゲノムワイドにSPNs情報を取得した。幾つかの条件でSNPsを絞り込み,最終的に26個体群,120個体,284SNPsで系統地理学的解析を進めた。STRUCTUREでの解析の結果,統計的に最もらしいK=2では,沖縄,九州西岸,日本海,北海道全域,東北地方が1つのクラスターを形成し,九州東岸,太平洋沿岸,千葉銚子までがもう1つのクラスターを形成していた。K=6では,東北地方が1つのクラスターを形成し,このクラスターの遺伝的多様性は低くFst値(STRUCTURE)が高く遺伝的浮動が強くかかったことが示唆された。褐藻ヒジキの沖縄馬天産,千葉館山産,および北海道函館産のサンプルから,次亜塩素酸処理により単藻培養株を作出した。予備的にImaging-PAMでFvFmを解析したところ,北海道函館産のヒジキは水温30°CにおいてFv/Fmが減少することが示された。系統地理学的解析は,RAD-seqで一度にSNPs情報を取得したいため,全ての地域から採集産物が集まらないと解析できない。地域適応に関しては,褐藻ヒジキの単藻培養株の作出に時間がかかってしまった。日本近海に広域分布する海藻類の多種系アプローチによる比較系統地理学的解析をおこない,分布変遷史,個体群の遺伝的多様性の理解だけでなく,異なる環境への分布拡大に関与した環境適応分子進化の解明や、未来の分布域シミュレーションにも挑戦している。当該年度に関しては,1DIYABC解析,2RADseq解析,3環境適応分子進化に関する解析を進めた。1DIYABC解析では,褐藻ヒジキ,褐藻ウミトラノオのSSRsマーカーもしくはRADseqによるSNPsマーカーでのSTRUCTURE解析で認識できた大きなまとまりをもとに,集団のデモグラフィックな歴史をより直接的に推定した。各種POP1,POP2,POP3の3グループの集団デモグラフィーをシンプルな4シナリオをもとに,コアレセントシミュレーションから実際の観察データを説明するのに最も適したシナリオを抽出した。たま,その最適シナリオの有効集団サイズおよび分岐年代の比を推定した。2RADseq解析では,より多くの海藻種の系統地理学的化解析により,日本近海に広域分布する海藻類の系統地理に関する法則性を探索することを目的に,紅藻フクロフノリおよび緑藻ミルで実験をおこなった。しかし,RADseq解析自体は成功したものの,その後の系統地理学的解析で,明瞭な遺伝構造が検出できなかった。

現在,原因を解析中だが,複数の隠蔽種の存在が示唆されている。3環境適応分子進化に関する解析では,褐藻ヒジキの単層培養株を世界で初めて単離し,Imaging-PAMとDOメータを用いて水温に関する生育特性を調査した。沖縄,館山,函館のヒジキにおいて,高温および低温での光合成活性の違いや,チリングテストによる低温・高光量からの回復を解析した。本年度の目標の約78割の達成率であり,区分(2)おおむね順調に進展している,とした。日本全域に生育する種のRADseqによるSNPs情報の取得には,成功したが,系統地理学滴解析に明瞭な集団遺伝構造が検出されたなかった問題に関しては,現在,原因の追求をしている途中であるが,紅藻フクロフノリの場合,なんと5種もの隠蔽種の存在が示唆されている。これはこれで有益な新知見であり,種多様性の正確な理解に向け,新しい研究テーマの発掘となった。日本近海に広域分布する海藻類の多種系アプローチによる比較系統地理学的解析をおこない,分布変遷史,個体群の遺伝的多様性の理解だけでなく,異なる環境への分布拡大に関与した環境適応分子進化の解明や、未来の分布域シミュレーションにも挑戦している。当該年度に関しては,1褐藻ヒジキの論文作成,2褐藻ウミトラノオのDIYABC解析のやり直しと論文作成,3紅藻マクサのRADseq解析,4褐藻ヒジキの環境適応分子進化に関する解析を進めた。1褐藻ヒジキの論文作成では,査読付き和文雑誌に投稿し,受理され,2017年11月17日に発表することが出来た。2褐藻ウミトラノオのDIYABC解析のやり直しと論文作成では,RADseqによるSNPsデータの検出方法を改良し,STRUCTURE解析で認識できた大きなまとまりをもとに,集団のデモグラフィックな歴史をより直接的に推定した。各種POP1,POP2,POP3の3グループの集団デモグラフィーをシンプルな9シナリオをもとに,コアレセントシミュレーションから実際の観察データを説明するのに最も適したシナリオを抽出した。また,その最適シナリオの有効集団サイズおよび分岐年代の比を推定した。結果をまとめ,査読付き英文雑誌に投稿中で,改訂中である。3紅藻マクサのRADseq解析では,日本各地12カ所96サンプルから解析をすすめ,褐藻ヒジキおよび褐藻ウミトラノオと類似の結果を得ることが出来た。4褐藻ヒジキの環境適応分子進化に関する解析では,世界で初めて単離した褐藻ヒジキの単層培養株を,Imaging-PAMとDOメータを用いて水温に関する生育特性を調査した。函館のヒジキが高温に弱いこと,沖縄のヒジキは低温に強いこと,これらの特性が遺伝的に固定されていることなどを,突き止めた。褐藻ヒジキのSSR、褐藻ウミトラノオおよび紅藻マクサのRADseqの結果、大きく九州・日本海・北海道グループと太平洋グループが存在し、太平洋東北地域でそれらの境界が存在し、分布は大きな海流(対馬海流、親潮、黒潮)に沿って拡大したことが推定できた。九州・日本海で遺伝的多様性が高く、分布の末端で遺伝的多様性が低くなっていた。褐藻ヒジキの地域個体群(沖縄産、館山産、函館産)の水温に関する生育特性を解析した。その結果、函館産ヒジキには高温耐性がなく、一方、低温耐性は3カ所に違いは見られなかった。
炭素蓄積形態改変による次世代バイオマス植物創出の技術開発

網羅的代謝物解析(メタボローム解析)と網羅的遺伝子発現解析(トランスクリプトーム解析)を統合した代謝-遺伝子発現統合解析(トランスオミックス解析)により、生活環の中でサトウキビが高濃度にショ糖を蓄積する仕組みに関わる遺伝子群を明らかにする。これらの遺伝子セットを、サトウキビ以外の草本でのショ糖蓄積性向上の遺伝子資源とすることを目的として、サトウキビのワイドターゲットメタボローム解析とde novoトランスクリプトーム解析を実施している。農業生物資源研究所から分譲いただいたショ糖蓄積性に差があるサトウキビ祖先種および栽培種の若い葉を、一昼夜4時点でサンプリングし、メタボローム解析とトランスクリプトーム解析のサンプルとした。400種超の代謝物のうち、どの代謝物がいつどの程度蓄積しているのかを調べるために、GC-MS/MSによる測定を行った。次世代シーケンサーを用いたRNA-seqを行うため、葉から抽出したRNAからライブラリーを作製した。サトウキビは全ゲノム配列が未解読のため、ゲノム情報をリファレンスとしたトランスクリプトーム解析ができない。そこで、サトウキビと近縁で全ゲノム配列が解読されているソルガムのゲノム情報をリファレンスとして、de novoアセンブリーを行い、サトウキビの遺伝子発現プロファイルを行うためのパイプラインを確立した。どの遺伝子がいつどの程度働いているのか(遺伝子発現)は、転写されるRNA分子の量から推定できるので、各サンプリング時間での遺伝子の発現量を見積った。メタボローム解析とトランスクリプトーム解析により得られたデータを統合し、ショ糖蓄積性が異なる2種類のサトウキビの若い葉で代謝速度が異なる一連の代謝経路を明らかにした。また、より正確な遺伝子発現プロファイリングを実現するため、ゲノム倍数性が比較的単純なサトウキビ祖先種の全ゲノム配列の解読を進めている。サトウキビの生育状況の関係から、当初予定していたショ糖蓄積期の葉での解析が遅れているため。ショ糖蓄積性が異なる2種類のサトウキビの葉での代謝物蓄積プロファイルと遺伝子発現プロファイルのデータから、葉でのショ糖生産性に関わる遺伝子発現ネットワークの推定を進め、高いショ糖生産性の鍵となる遺伝子セットの類推を進める。類推したショ糖生産に必要な遺伝子セットを、サトウキビ以外のイネ科モデル草本に導入することで細胞内にどの程度のショ糖を蓄積するのかを検証する。
塩分過剰摂取による脳血管脆弱化の機序解明

0.2%のM-SHRSP低塩群で、脳卒中の発症や致死率と脳病変変化が高食塩群よりも抑制されていた。3%トリクロロメチアジド(TCM)のM-SHRSPへの投与は、脳卒中発症抑制、eNOS,nNOS mRNA発現上昇、Nox1,p22phox mRNA発現低下、白血球でのsuperoxide産生低下、腎内動脈線維化抑制作用を示した。4.0%食塩負荷で増加した遺伝子にKS,Sgne1,Hspa9a,Srprが、低下したものにgi in PPARαsignaling passway, complete cds.[AY539885]があり、何れもシグナル伝達に必須の遺伝子で、総じて食塩過剰摂取は血管機能に悪影響を与えることを示した。高血圧症を自然に発症し、脳卒中発症により死に至るSHRSPに、食塩負荷を行うと更に高血圧が高度となり脳卒中が短期で高頻度に発症する。この過程にフリーラジカルやF2-イソプロスタンが強く関与していることを分子生物学的に明らかにすることを初期に計画していた。しかしながら、これまでの諸家の実験研究では、通常飼料食の食塩濃度が0.4%程度であるのに対し、食塩負荷は48%と高濃度を使用してきていて、脱水症の影響を否定できないと考える至った。一方、我々ヒトにおける摂取量は、613g/日と低塩食に比べて数倍でしかない。そこで、先ず、ヒトでの結果と比肩できる結果を得るために、低塩群0.2%、普通盧群0.4%、高塩群0.8%として、SHRSPよりも高血圧や脳卒中が早期にそして高度に発症するM-SHRSPを用いて、19年度には6週間の慢性経口負荷実験を実施し、生体に与える影響を観察した。その結果、1.血圧、心拍数、体重、血中アルドステロン値には各群間で差異を生じなかったが、脳卒中の発症が低塩群で抑制された(高塩群は普通塩群と差異が無かった)。2.塩負荷量に伴い、白血球増多、赤血球減少傾向が観察された。3.塩負荷量に伴い、屠殺時の脳、心、腎重量増加が観察された。4.低塩食群では脳内血管壊死を含む脳病変変化が抑制されていた。他方、ナトリウム利尿を促すトリクロルメチアジド(TCM)の投与は、血中アルドステロン低下、脳浮腫、脳血管肥厚、腎糸球体線維化、尿細管変性の抑制作用を示した。以上の観察結果から、これらの差異の原因を探るため20年度は食塩とTCM負荷後の発現遺伝子解析をDNAアレイを用いて脳と腎臓等で実施することにした。「19年度に実施した6週間の慢性食塩経口負荷実験から、1.脳卒中の発症が低塩群で抑制された。2.塩負荷に伴い、白血球増多と赤血球減少傾向が観察された。3.屠殺時の脳、心、腎重量が増加した。4.低塩食群で脳内血管壊死を含む脳病変変化が抑制された。また、トリクロルメチアジド(TCM)の投与は、血中アルドステロン低下、脳浮腫、脳血管肥厚、腎糸球体線維化、尿細管変性の抑制作用を示した。」ことから、これらの差異の原因を探るため20年度は食塩とTCM負荷後の発現遺伝子解析をDNAアレイを用いて腎臓で実施した。その詳細なデータ解析が未だできていないが、食塩負荷によりプロコラーゲンタイプIV、ATP結合ドメイン3、H^+/K^+輸送ATPaseα、サイクリンキナーゼ阻害物質1Aなどの遺伝子産物が倍増し、PGエンドペプチダーゼ2、キニノーゲン1、Aキナーゼアンカー蛋白11、レニン1などの遺伝子産物が低下していた。Na^+排泄に関与するTCMの作用も解析できると思われ、また、脳血管では無いが、腸管膜動脈を用いた発現遺伝子解析実験も進めていることから、食塩が腎臓、抵抗血管に与える影響がデータ解析により明らかになるのではと考えつつ、実験研究を進行させている。20年度に引き続き、食塩負荷が及ぼす脳や腎臓の血管変化が遺伝子産物発現(mRNA)に現れると考え、正常血圧のWKYと、高血圧モデル動物のSHR, SHRSP, M-SHRSPの各6週齢(高血圧未発症時)と9週齢(高血圧発症時)のラットに食塩とNa^+排泄に関与するTCMを負荷して、発現する遺伝子変化をDNAアレイを用いて、副腎、腎臓、腸管膜動脈、脳幹組織で網羅的に比較実験した。その結果、食塩負荷によりプロコラーゲンタイプIV、ATP結合ドメイン3、H^+/K^+輸送ATPaseα、サイクリンキナーゼ阻害物質1Aなどの遺伝子産物が倍増し、PGエンドペプチダーゼ2、キニノーゲン1、Aキナーゼアンカー蛋白11、レニン1などの遺伝子産物が低下していた。

したがって、食塩負荷によって、細胞の活性化や炎症機転に関する遺伝子発現が増加し、レニン・アンジオテンシン系調節因子に関する遺伝子がおそらくフィードバック機構を介して低下することが明らかとなった。また、最初に纏めることができた副腎組織においては、SHR系統において、Spock2, Kynu, Rgs2, Gja1遺伝子がWKYよりも有意に高発現しており、Uts2, Ephx2, Apln, lgf1r, Agtrap遺伝子が有意に低発現していた。今後TCMの作用も解析できると思われ、また、腸管膜動脈を用いた発現遺伝子解析実験も進めていることから、食塩が腎臓、抵抗血管に与える影響が今後のデータ解析により明らかにできると考えられる。
卵巣癌に対する統合的がん免疫ゲノミクス解析に基づく新規がん治療開発の基礎的検討

卵巣癌臨床検体を用いて病態の変化や治療前後でのT細胞解析を行い、T細胞の免疫状態の多様性の変化と治療効果とが一定の相関を示すことが分かった。マウス卵巣癌腹膜播種モデルを用いて、病態の変化や抗がん剤投与前後での変化を解析しこれらを比較解析により免疫学的因子としてB7ファミリーの特定の分子を同定した。これらを標的とし遺伝子発現導入した卵巣癌細胞株に対するT細胞を共培養したところ、免疫抑制活性を示した。さらに同因子発現を抑制をしたり中和抗体により阻害すると、T細胞は再活性化した。マウス卵巣癌invivoモデルでもin vitro同様に免疫抑制を示し、抗体による阻害実験で生存期間の延長が確認できた。卵巣癌は、半数以上が進行がんで診断され、その60%以上が再発しその多くが抗がん薬抵抗性となるため、婦人科がんの中で最も予後不良であり、新たな治療戦略が求められている。近年の分子生物学の発展により、がん細胞が免疫細胞の攻撃から逃れる「がん免疫逃避機構」の存在が明らかとなり、同機構を標的とした新しいがん治療が注目されている。本研究では、卵巣癌の進行や抗がん治療によって、腫瘍微小環境のなかでもがん免疫機構がどのように変化するのかを、オミックス解析として統合的にがんゲノム解析をがん細胞と免疫細胞にわけてそれぞれ網羅的遺伝子変異解析Mutanome解析および、免疫細胞レパトア解析Immunome解析および網羅的遺伝子発現解析により解明し、同解析から得られるがん新規抗原(neo-antigen)候補を探索し、卵巣癌に対する新しい治療開発の基礎的検討を行うことを目的として主にヒト検体を用いた基礎研究を進めている。今回の研究の主な目的は、(1)卵巣癌臨床検体を用いて、病態の変化や治療の前後でのT細胞レパトア解析を行い、免疫状態の変化と治療効果や生存期間などの様々な臨床情報との関連を検討する。(2)マウス卵巣癌腹膜播種モデルを用いて、病態の変化や抗がん薬投与前後での変化を解析し(3)(1)(2)の比較解析により得たがん新規抗原による新しい治療法開発の基礎検討を行うことである。今回の研究の意義は、卵巣癌に対する宿主免疫の詳細な変化をモニタリングすることにより、現行の抗がん薬や分子標的薬とは異なる新たながん治療が生まれることが期待できる。また本研究では、従来の共通抗原を標的とする治療では不可能であった究極の個別化治療に繋がる可能性が期待できる。これまでに進行・再発がんとして抗がん剤治療を受けた卵巣癌患者の臨床検体(手術および生検による腫瘍組織および末梢血)を用いて、抗がん剤治療前後での末梢血から末梢血単核球を分離し同細胞のRNA、DNA、を抽出した。抽出したRNAを用いて網羅的遺伝子発現解析を、DNAを用いて免疫細胞レパトア解析を行った。その結果、網羅的遺伝子発現解析によって抗がん治療により明らかに変化する因子(候補)を複数個抽出できた。一方で免疫細胞レパトア解析を行った結果、まだ検討症例数は少ないが、免疫細胞のレパートリー(多様性)変化を示す症例を認めた。一方で、再発卵巣がんの進行状態での上述の免疫状態について明らかに変化した因子は認めておらず、症例をさらに追加して検討する予定である。本研究では、卵巣癌の進行や抗がん治療によって、腫瘍微小環境のなかでもがん免疫機構がどの変化を、統合的にがんゲノム解析をがん細胞と免疫細胞にわけてそれぞれ網羅的遺伝子変異解析および、免疫細胞表面解析および網羅的遺伝子発現解析により解明し、これら免疫学的な機能ゲノミクス解析から得られる免疫学的因子を探索し、卵巣癌に対する新しい治療開発の基礎的検討を行うことを目的とした。そしてまずは卵巣癌臨床検体を用いて、病態の変化や治療の前後でのT細胞解析を行い、T細胞の免疫状態の多様性の変化と治療効果(臨床情報)とが一定の相関を示すことがわかった。さらにマウス卵巣癌腹膜播種モデルを用いて、病態の変化や抗がん薬投与前後での変化を解析しこれらを比較解析により免疫学的因子としてはB7ファミリーの特定の分子を同定した。そこで、これらを標的としてそれぞれの遺伝子発現導入した卵巣癌細胞株に対するT細胞を共培養したところ、免疫抑制活性を示すことが分かった。さらに同因子発現抑制をしたり、さらに中和抗体により阻害を行うと、T細胞は再活性化することが分かった。またマウス卵巣癌invivoモデルにても、in vitro同様に免疫抑制活性をしめし、さらに抗体による阻害実験にて生存期間の延長が確認できた。今後は同因子の臨床検体での発現メカニズムや宿主免疫に対するモニタリングにより、治療(併用)時期の最適化など、さらなる臨床応用に向けた検討を行う予定であり、それらの成果は、従来のがん治療を補完する個別化治療に繋がる可能性が期待できる。

平成28年度から進めている、進行・再発がんとして抗がん剤治療を受け、その後に無治療となっている卵巣癌患者の臨床検体も採取しており、上述の抗がん剤治療の追加検討と並行して、卵巣がんの病勢とともに変化する免疫状態や腫瘍の変化も上述の方法で検討する予定である。なお、いずれの症例も生存解析に至るデータがまだ十分ではないため、今後の観察により症例追加していく予定である。さらにマウス卵巣癌腹膜播種モデルを用いた検討については、上述のヒトでの解析により得られたデータをもとにして遺伝子発現(あるいは発現抑制)を用いた実験系を行い、上述のヒト、マウスの解析データを比較検討する予定である。婦人科癌治療予定していたペースで研究が進まず、よって使用金額も予定通りとはならなかった。臨床検体試験も動物実験も予定通りには進まなかったので、次年度に繰り越す形となった。マウス卵巣癌腹膜播種モデルにおけるマウス購入費や試薬費に使用予定。
円分体の岩澤理論の研究

円分体(alul体)の最大実部分体のideal類群、類数について未知存事が多い。平成9,10年度の科研費研究で、これらについての新らしい知見をいくつか得た。主要なものをいくつか述べる。1. lを素数、kを(適当な条件をみたす)虚alul体、k_∞/kをその円分Z_l拡大とする。k_∞のideal類群A_∞は、複素共役でA_∞=A^+_∞【symmetry】A^-_∞と分解される。A^-_∞の構造は、MazurとWilesにより良くわかっている。A^+_∞は有限だろうという予想があるが決定的な結果はない。私は、kooのsemi-local unitsの群Uの、ある種Gauss和で生成される部分群Gを定義し、A^+_∞と商群U/Gのガロア構造がほぼ一致する事を示した。この事の意義は、上述の難しい予想を、Gauss和という手でさわれるものへ“おとした"事である。また、abel体kを1つ固定し、素数lを動かした時、lについての上述の予想が成り立つlが無数に存在する事を、kについてのabc予想の下で示した。2.素数lに対してh^+_lを実l分体Q(Me)^+の類数とする。he^+_lがいくらでも大きいlが無数に存在すると予想されているが、現時点で証明は困難と思われる。この予想の関数体での類似を考えた。素数pを固定し、既約monicβ(∈lf_P[T])に対して、h^+_<T,β>を実円分関数体F_P(T)(M_β)^+の類数とする。〓Nで、NIh^+_<T,β>なる既約monicβの無限個の存在を証明した。Greenberg予想について以下述べる結果を得た。pを素数,K(適当な条件を満たす)虚abel体,Koo/Kを円分Z/p拡大,Knをそのn番目の中間体とする。Kooのideal類群Aooに付随して、岩澤不変量λ,μが定まる。これは、Kの基本的不変量である。μ=0は既知である(FerreroとWashington)。λはλ=λ^++λ^-と自然に分解できる。λ^+、λ^-はそれぞれA∞の偶部分A^+∞、奇部分A^-∞に対応している。λ^-については、p進L関数との関連で良く分かっている(MazurとWiles)。λ^+については、λ^+=0が予想されている(Greenberg予想)。これについて、(有限個の)数値例の範囲では正しい事が分かっているが、一般的には何も分かっていない。当面、予想の手がかりをつかむ事が大事である。Knのsemi-local unitsの群をUn,Knに付随するGauss和達のUn内での閉包をGnとする。私は、A^+∞と、逆極限U/G=lin__←Un/GnのGalais加群としての構造が一致する事を証明した。従って、λ^+とU/GのZ/p-rankが一致する。この事の意義は、困難な予想を、Gauss和という手でさわれるものへ"おとした"事である。これを用いて、予想について何らかのまとまった結果を得る事を期待している。なお、基礎体Kの類群の偶部分とUo/Goの関連も明らかにした。今年度は、円分体の類数についてのいくつかの未解決問題を、円分体の関数体類似(円分関数体)で考察した。先ず、上記の未解決問題から述べる。

素数lに対して、h^+_lを実l分体Q(Ml)^+の類数とする。任意の素数lで、h^+_lはlで割れないだろうという予想(Vandiuer予想)は悪名高い。計算機の未発達だった時代、h^+_lの計算は困難で、小さいlに対してしかh^+_lの値は知られていなかった。l<163でh^+_l=1である。この事から、一般に、h^+_l<lで、結果としてVandiver予想が“自明"に成立するのではないかという期待さえあった。しかし、今では、h^+_lの値がおおきなlの例も知られており、任意のNでh^+_l>Nなるlが無数にあると予想されている。しかし、証明には程遠い。以下、素数pを固定し、pの巾q及び変数Tを固定する。有理関数体k=F_δ(T)、多項式環F_q[T]をQ,Zの類似と考える。既約monic β=β(T)(←F_q[T])に対して、β-分体の最大実部分体k(μ_β)^+の複数をh^+_<T,β>とする。ここで類数とは、_q[T]のk(μ_β)^+での整閉包の類数の事である。今年度得た最初の結果は、q≠zの時、(N,P)=1なる任意のNで、Nlh^+_<T,β>なる既約monic βが無数に存在する事である。次に多少の条件の下で、plh^+_<T,β>なる既約monic βの無限個の存在も示した。証明には、関数体固有の事情を使うので、その手法は、元来の問題へは応用できない。
複数のロボットの知的分散制御に関する研究

社会の高齢化とともに,人と共存・共生できるようなロボットの開発が求められている.一般に,大きなロボットは,その安全性から,人との共存には適さない.そこで,大きなもののハンドリング等では,必然的に複数の移動機構を有したロボットを用いて作業を行うことが必要になる.複数のロボットを用いて作業を行うロボットの協調制御間題に関しては,過去いろいろと研究が行われてきたが,マニピュレータの協調制御問題がほとんどであり,移動機構を有するロボットに関しては,ほとんど議論されていない.複数の移動ロボットを制御する場合,(1)各ロボットはそれぞれのコントローラで制御されるので,単一のコントローラを前提とした従来の制御システムは用いることができない.(2)移動ロボットは一般に非ホロノミックな拘束条件によってその運動が記述されるので,ホロノミックな拘束条件に支配されるマニピュレータの制御アルゴリズムは適用できない.(3)ロボット間の通信負荷を考えると,ロボット間の通信を前提としない制御系が好ましい.そこで,本研究では,複数のロボットによる単一物体の操り問題を考え,それぞれのロボットはそれぞれのコントローラで分散的に制御される,リーダ・フォロワタイプの制御系を提案した.すなわち(1)ハンドリングする物体の軌道はリーダのみに与え,それ以外のロボットは,物体の運動に基づきリーダの運動を推定し,推定した運動に基づいて協調して物体を操る,新しい分散協調制御アルゴリズムを提案し,ホロノミックなロボットを用いた実験によりその有効性を確認した.(2)非ホロノミックな対向2輪型の移動ロボットに対し,デユアルキャスターアクションを導入した,新しい,分散協調制御アルゴリズムを提案し,非ホロノミックなロボットも,ホロノミックなロボットと同様の制御系が構成できることを示し,実験によりその有効性を確認した.社会の高齢化とともに,人と共存・共生できるようなロボットの開発が求められている.一般に,大きなロボットは,その安全性から,人との共存には適さない.そこで,大きなもののハンドリング等では,必然的に複数の移動機構を有したロボットを用いて作業を行うことが必要になる.複数のロボットを用いて作業を行うロボットの協調制御間題に関しては,過去いろいろと研究が行われてきたが,マニピュレータの協調制御問題がほとんどであり,移動機構を有するロボットに関しては,ほとんど議論されていない.複数の移動ロボットを制御する場合,(1)各ロボットはそれぞれのコントローラで制御されるので,単一のコントローラを前提とした従来の制御システムは用いることができない.(2)移動ロボットは一般に非ホロノミックな拘束条件によってその運動が記述されるので,ホロノミックな拘束条件に支配されるマニピュレータの制御アルゴリズムは適用できない.(3)ロボット間の通信負荷を考えると,ロボット間の通信を前提としない制御系が好ましい.そこで,本研究では,複数のロボットによる単一物体の操り問題を考え,それぞれのロボットはそれぞれのコントローラで分散的に制御される,リーダ・フォロワタイプの制御系を提案した.すなわち(1)ハンドリングする物体の軌道はリーダのみに与え,それ以外のロボットは,物体の運動に基づきリーダの運動を推定し,推定した運動に基づいて協調して物体を操る,新しい分散協調制御アルゴリズムを提案し,ホロノミックなロボットを用いた実験によりその有効性を確認した.(2)非ホロノミックな対向2輪型の移動ロボットに対し,デユアルキャスターアクションを導入した,新しい,分散協調制御アルゴリズムを提案し,非ホロノミックなロボットも,ホロノミックなロボットと同様の制御系が構成できることを示し,実験によりその有効性を確認した.
ZnOナノ粒子塗布型近紫外線LEDの開発

n型ZnO薄膜上の窒素ドープ酸化亜鉛(ZnO)ナノ粒子塗布層を用いた近紫外線LEDについて、発光機構の解明と特性改善を行った。その結果、p型粒子層からn型層へのホール注入の確認やp型粒子の歩留まり改善、リーク電流、発熱の低減を達成した。また、トータルの発光効率は低いものの、発光粒子の輝度が市販品なみであることを確認できた。減圧した窒素希釈の酸素ガス中で導電性ハース上に置いた金属亜鉛をアーク放電により蒸発させるガス中蒸発法により窒素ドープZnOナノ粒子を生成した.この粒子をシリカ系バインダーに溶き,スパッタで成膜したn型ZnO薄膜上に塗布し,200300°Cで焼結してp型層を形成し,塗布型LEDを作製し評価した.これらのデバイスについて,特性改善のための研究を実施し,以下の成果を得た.・粒子特性の均一性や熱処理,バインダーの特性などがリーク電流に及ぼす影響を明らかにした.本結果はデバイスの特性改善に繋がる・フォトルミネッセンスの光源としてHe-Cdレーザー(325 nm)のチューブを更新した.He-Cdレーザーを用いた光励起の強度変化とLED発光の発光スペクトルの相関を調べ,光励起強度が高いときの発光スペクトルとLED発光の波長や半値幅が一致したことから高濃度のホールが注入されていることを確認し,p型特性を光学的に評価することに成功した.高濃度のホールが注入されていることがわかったことは窒素ドープZnOナノ粒子が良好なp型特性を示す非常に重要なデータである.・電極形成時のダメージと金属電極の膜厚のLED発光への影響を調べ,発光しない粒子の消光の原因を特定した.・電極構造の最適化や発光強度の改善およびナノ粒子の不均一さの影響などを議論するためにナノ粒子を用いたLEDをデバイスシミュレータATLAS(Silvaco社製)を用いて実験値を再現できる環境を構築した.ガス中蒸発法による窒素ドープZnOナノ粒子を用いた塗布型LEDの特性改善において,H25年度に得られた指針に基づき,下記のような成果が得られた.・極低温のフォトルミネッセンスを測定し,p型特性を示す束縛励起子発光やD-Aペア発光を確認した.・ナノ粒子の生成条件を改善し,ナノ粒子特性の均一化とp型特性の改善を行いリーク電流の低減と発光強度の増加を確認した.・塗布方法としてバーコーター法に代わり,薄膜化が可能なスピンコート法を用い.ナノ粒子とバインダーの組成,焼結温度等の最適化を行い,リーク電流を低減した.・LED内部の発光や光放出の詳細な様子をデバイスシミュレータATLASのモジュール「LED」を用いてシミュレーションするため,各材料のパラメータの最適化を行った.p型特性を示す窒素ドープ酸化亜鉛(ZnO)ナノ粒子をガラス基板上のn型ZnO薄膜上に塗布することにより励起子発光する近紫外線LEDについて、リーク電流、電極近傍の発光効率の低下、発熱等の課題を解決することにより塗布型LEDの高性能化(実用に近い10%のエネルギー効率を目標)を目指した研究を実施した。その結果以下の成果が得られた。・リーク電流の原因として、p型粒子生成時のn型粒子の混入、粒子の表面電流について原因を特定した。これに対し、これまでのガス中蒸発法のアークプラズマの不安定さの欠点を改善するためにRF熱プラズマ法による窒素ドープZnOナノ粒子の作製を行い、p型特性の歩留りを改善した。また、バインダーとナノ粒子混合液の脱気とスピンコート法による薄膜化により粒子表面の露出を削減し、リーク電流を低減できた。・発光メカニズムの解明としては、低温フォトルミネッセンスにより束縛励起子発光等を確認し、ナノ粒子のp型特性の評価を可能とした。また、n型発光層へのホール注入を確認し、p型粒子とn型層の間にpn接合が形成されていることを確認した。p型電極近傍の発光効率の低下については、電極ーp型粒子間にホール輸送層の挿入を試みたが、うまく機能する結果が得らず、今後の改題となっている。・発熱に関しては、LED内部の発光や光放出の詳細な様子をデバイスシミュレータATLASのモジュール「LED」を用いてシミュレーションを行うともにナノ粒子の改善と蒸着条件の改善により電極の接触抵抗を低減することにより改善できた。以上のような取組の結果、まだp型電極の影響で発光しない粒子が多く、実用に近いエネルギー効率は得られなかったが、発光部の輝度はすでに市販品並みであることがわかり、この技術の有望性を確認できた。蒸着装置トラブルのため,電極の接触抵抗の低減は未達であるが,粒子の改善とリーク電流の低減の指針が得られたため,総合的に順調に進んでいると評価した.半導体工学・p型電極の接触抵抗を低減し,放熱性の優れたデバイスを開発する.・デバイスシミュレータ上で,粒子表面および内部に存在する欠陥についてのパラメータの最適化を行う.さらに熱拡散の様子を検討するための環境を構築し,伝導・発光・発熱の総合的な観点からのフィードバックを行う.

・これまでの成果から最適なデバイス特性を選定し,エネルギー効率10%程度を目標とする極低温のフォトルミネッセンススペクトルによる評価の知見は出ていないが,室温のフォトルミネッセンスにより高濃度のホールの存在を示す新たな知見が得られており,総合的にはおおむね順調に進んでいると評価した.25年度に得られた結果をもとにLEDのエネルギー効率改善のため以下の研究を進める.・酸化亜鉛ナノ粒子の生成条件を改善し,ナノ粒子特性の均一化とp型特性の改善を行う.・ナノ粒子とバインダーの組成,焼結温度等の最適化を行い,リーク電流を低減する.・p型電極の材質と成膜条件を最適化して接触抵抗を下げ,デバイスの発熱を低減する.・LED内部の発光/分散過程のシミュレーションを実行し,構造最適化と発熱/放熱の問題を改善するを進める.・金属基板やポリマー基板への塗布条件の確立と放熱特性等の評価を行う.
科学的知識の再構築を促すCSCLを取り入れた実践研究

1理論部の検討:本研究課題に関する理論部を考察した(鈴木,2003)。同時に、本研究課題の基礎研究の成果を発表した(Suzuki,2003)。2 CSCL環境の開発:CSCL環境として、e-Learning環境構築支援システム(中原ほか2002;西森ほか,2003)を用いてeMATEと称する協調学習用サイトを開発した。3 CSCL発言データ分析システムの開発:CSCL発言データの分析システムを開発した(笠井ほか,2003)。4実践研究の展開:本研究課題に関する実践研究を大学において展開した(永田ほか,2002a;2002b;2003;鈴木ほか,2002a;2002b;鈴木,2003;suzuki,2003)。5結論:基礎研究の成果協調学習には認知的葛藤を生じやすい課題が必要であること、大学生が協調学習しやすい状況を授業者がつくる必要のあること、が明らかになった。実践研究の成果CSCL環境は大学生の科学的知識についての会話を活発にした。CSCL環境を介した社会的相互作用によって大学生の科学的知識の理解が深まったことが示された。さらに、CSCL環境によって大学院生と協調学習したことにより、大学生は多くのことを学んでいることがわかった。6今後の課題:教員養成課程での実践研究の成果をもとに、中学校への応用を検討した(今井ほか,2003)。1大学の授業におけるCSCL環境の利用についてCSCL環境を組み込んだ大学の授業をデザイン・実践・評価した結果、1)CSCL環境を取り入れることで学習内容について大学生は活発に討論できること、2)CSCL環境によって実現された社会的背景の異なる集団との相互作用によって大学生に豊な学習が広がること、がわかった(永田ほか,2002;2003;印刷中;中原,2002;鈴木ほか,2003)。2科学的知識の再構築をめざした実践研究について2.1研究1基礎的知見を得るために、CSCL環境を使わない状況での大学生の科学的知識の再構築をめざした研究を展開した結果、1)認知的葛藤を生じやすい課題が必要であること、2)大学生が協調学習しやすい状況を授業者がつくる必要のあること、が明らかになった(Suzuki, in press)。2.2研究2認知的葛藤を生じやすい課題について、CSCL環境における大学生の協調学習に関する研究を展開した結果、1)大学生同士の相互作用を介して、個々人の知識が変化し、協調的に知識が構築されたこと、2)それにより、大学生の科学的知識の理解が深まったこと、が示された(鈴木ほか,印刷中)。2.3研究2科学的知識の理解を助ける教具制作活動における大学生と大学院生の協調学習に関する研究を展開した結果、1)大学生と大学院生の相互作用を介して、制作された教具がより洗練されていったこと、2)大学院生の発言を高く評価する大学生が多かったこと、3)大学院生の側にも学習が起こったこと、が明らかになった(鈴木ほか,2002)1平成14年度研究の成果発表:教員養成課程におけるCSCL環境を利用した実践研究の成果を発表した(Nagata et al.2003,Suzuki et al.2003)。さらに本研究課題の基礎研究の成果を発表した(Suzuki,2003)。2実践研究の理論部の検討:本研究課題に関する実践研究の理論部を考察した。成果について学会発表の場で意見をもらい、妥当性を検討した(鈴木ほか2003a)。3 CSCL環境の設計と運用テスト:CSCL環境として、e-Learning環境構築支援システム(西森ほか印刷中)を用いてeMATEと称す協調学習用サイトを設計した。システムの運用テストを兼ね、教員養成課程における実践研究を展開した(永田ほか印刷中)。4 CSCL発言データ分析システム:CSCL発言データの分析システムを開発した(笠井ほか2003)。

5平成15年度研究(授業デザイン・授業実践・授業評価):本研究課題に関する教員養成課程における実践研究の成果の一部を発表した(鈴木ほか2003a,山際ほか2003,永田ほか2003a;吉岡ほか2003)。6平成15年度研究の評価:本研究課題に関する教員養成課程における実践研究の評価を行った(鈴木ほか2003b)。7中学校への応用:教員養成課程での実践研究の成果をもとに、中学校への応用を検討した(今井ほか2003a,2003b,印刷中,奥村ほか2003)。