hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
老化とミトコンドリア機能異常におけるHMGB1の役割

上述のDNA障害の検討を行うと、アンジオテンシンII持続刺激によって出現していたDNA障害は, HMGB1過剰発現マウスで有意に抑制されていたことから、心筋細胞内のHMGB1が、アンジオテンシンII刺激下におけるDNA障害を抑制することで心機能を保持していることを明らかにした。HMGB1とDNA障害の関連を明らかにしつつある。詳細なメカニズムの解明としてATMとHMGB1の相互作用、Angiotensin II刺激下におけるATMとHMGB1の相互作用の変化などの検討を行う必要がある。虚血再灌流により心筋傷害が出現するが、SMP30の欠損によりその傷害が亢進することを動物モデルで明らかにしたため。糖尿病治療によってSMP30の発現が回復するのかどうか、脂質異常の回復によってSMP発現が変化するのかどうかの検討。心臓以外の臓器のSMP30を介した経路の解明を行う。循環器内科心筋細胞、マウス心臓のみでなく、ヒト心筋生検での検討を追加して行く。加齢のみでなく、糖尿病、脂質異常症などの代謝疾患合併状態でのSMP30の発現の変化とSMP30過剰発現による効果を今後検討していく必要がある。次に、SMP30がどのようにして心筋保護に作用しているかをアポトーシスや細胞内シグナル解析を行って検討していく。予定されていた予算はほぼ使用したが、452円とわずかに残金が生じた。予定されていた予算はほぼ使用したが、451円わずかに残金が生じた。インキュベーターの不良により培養実験を少し遅らせたためメディウムが予定より消費が少なかった。来年度に消耗品購入に使用する予定である。培養実験の実験量を増やすことで、メディウム利用量が増加するため、それに充てる。
組織損傷修復、炎症および癌の進展におけるWnt5a-Rorシグナルの分子機構解析

本年度の研究により、大脳皮質の損傷に伴い、損傷部位近傍のアストロサイトにおいてbFGFやIL-1βによりRor2が発現誘導され、アストロサイトの増殖を促進するが、増殖性アストロサイトはRor2依存的にニューロンのシナプス形成を促進する因子を発現・分泌して損傷部位近傍のニューロンの生存を維持することが示唆された(未発表)。また、bFGFやIL-1βによるアストロサイトでのRor2の発現誘導にはATP依存的クロマチンリモデリング因子が関与することが示された(未発表)。また、骨格筋では組織幹細胞である衛星細胞(SC)においてRor1が選択的に発現しており、骨格筋損傷に伴いIL-1βなどによりRor1の発現が亢進し、SCの増殖、分化を制御することにより損傷修復に重要な役割を担うことを明らかにしていたが、本年度の研究により、骨格筋における他の組織幹細胞である間葉系幹前駆細胞(MPC)ではRor2が選択的に発現しており、Ror2がMPCの脂肪細胞分化を制御することを明らかにした(未発表)。さらに、本年度の研究により、悪性胸膜中皮腫細胞(MPM)において、その組織型により様式は異なるがRor1とRor2が高レベルで発現しており、Ror1やRor2を介するシグナルはRac1、Cdc42を活性化し、MPMの細胞増殖や浸潤を促進することを明らかにした(Genes Cells. 2018)。また、大腸癌細胞(CRC)では繊毛内輸送タンパク質であるIFT20の発現が亢進しており、CRC集団での先導細胞においてIFT20がゴルジ体やゴルジ由来微小管の極性を制御し、CRCの集団的浸潤において重要な役割を担うことを見出した(Cancer Sci., 2019)。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度の研究により、まずマウス(野生型マウス、Ror2遺伝子欠失マウスおよびWnt5a遺伝子欠失マウス)を用いた大脳皮質損傷モデル(神経損傷モデル)や初代培養アストロサイトを用いた解析から、神経損傷に伴い、塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)などにより損傷部位近傍のアストロサイトにおいてRor2受容体チロシンキナーゼの発現が誘導され、活性化アストロサイトへの分化さらには細胞周期進展(特にG1期からS期への進展)に寄与することを明らかにした。また、アストロサイトにおけるRor2の発現誘導がエピジェネティック制御機構によること、発現誘導されたRor2が活性化アストロサイトによる炎症性細胞の浸潤等による炎症の拡大・遷延化を抑制するグリア性瘢痕の形成に重要な役割を担うこと、さらにはRor2のこの機能は(これまでにRor2のリガンドとして知られている)Wnt5aには非依存的であることを見出した。また、骨肉腫細胞株や乳がん細胞株を用いた解析から、これらのがん細胞株では恒常的にRor2が高レベルで発現しており、Ror2を介するシグナルにより一次線毛の形成に必須の役割を担う線毛内輸送タンパク質であるIFT20 (intraflagellar transport 20)の発現が誘導されること、また一次線毛を持たないこれらのがん細胞ではIFT20は(浸潤突起近傍に位置する)ゴルジ体(シスゴルジ)に局在し、浸潤突起の形成に必須の役割を担うことを見出した。IFT20はシスゴルジでゴルジ体膜タンパク質GM130やAキナーゼ・アンカータンパク質AKAP450と複合体を形成し、ゴルジ由来微小管のマイナス端を形成するとともに、ゴルジ由来微小管の重合・伸長促進に重要な役割を担うことが明らかとなった。また、興味深いことに、IFT20は(ゴルジ由来微小管の形成・伸長を介して)ゴルジ体の構造(ゴルジリボン構造)維持やゴルジ体内順行性輸送に必須の役割を担うことを明らかにした。平成28年度の研究により、神経損傷・神経炎症におけるアストロサイトでのRor2受容体チロシンキナーゼの発現誘導やその重要な機能を明らかにするとともに、骨肉腫細胞や乳がん細胞で高発現しているRor2がIFT20の発現誘導を介してゴルジ体の構造、ゴルジ由来微小管の形成・伸長、及びゴルジ体内輸送を制御し浸潤能の亢進に寄与する、という予想外の知見を得て、それぞれGlia誌、Sci. Rep.誌へ発表することができた。また、これらの知見に加えて、Ror1が内耳有毛細胞の形成や聴覚機能に重要な役割を担うことやRor2が乳腺上皮細胞の増殖や分岐に重要な役割を担うことを明らかにし、いずれもProc. Natl. Acad. Sci.誌に国際共同研究として発表することができた。さらに、骨格筋損傷修復における筋衛星細胞でのRor1の発現誘導とその機能について興味深い知見を得ることができ、現在論文投稿中という状況である。本研究では、これまで発生の形態形成・組織/器官構築に重要な役割を担うことが知られているWnt5a-Ror (Ror1, Ror2)シグナル、特にRor1, Ror2を介するシグナルが炎症、組織損傷修復やがんの進展(浸潤など)において担う役割を明らかにすることを目的としている。平成29年度の研究では、(野生型・Wnt5a, Ror2遺伝子改変)マウスを用いた大脳皮質損傷モデルおよび初代培養アストロサイト、アストロサイトA1株を用いて解析を行った。

その結果、神経損傷後、bFGFにより活性化されたアストロサイトにおいて発現誘導されるRor2が、損傷に伴い産生される炎症性サイトカインによる炎症性シグナルを抑制することにより、損傷修復に寄与することが明らかになった(未発表)。次に、マウスにおける片側顎下腺管結紮モデルを用い、顎下腺炎に伴う上皮間葉転換に伴い発現が増強するRor2が上皮細胞基底膜の破壊や線維化をもたらし、炎症の遷延化をきたすことを見出した。また、カルディオトキシンを用いた片側前脛骨筋損傷モデルを用いた解析から、骨格筋損傷後、組織幹細胞である衛星細胞(SC: satellite cell)において炎症性サイトカインによりRor1の発現が増強し、SCの増殖を誘導することにより損傷修復に寄与することを明らかにした。さらに、悪性胸膜中皮腫(MPM:malignant pleural mesothelioma)の臨床検体および細胞株を用いた解析を行い、Ror1およびRor2を介するシグナルがCdc42, Racの活性化を誘導し、MPMの増殖能および浸潤能を亢進させることを明らかにした。また、肺腺がん細胞株を用いた解析から、Ror1がこれまでに知られていないシグナル経路を活性化することにより、肺腺がん細胞の浸潤能を亢進させることを見出した。平成29年度の研究により、まず前年度の神経損傷・炎症における活性化アストロサイトの研究を深化させ、Ror2を介するシグナルが、損傷に伴う炎症性サイトカインにより惹起される炎症シグナルを抑制することにより、炎症の収束・修復促進をもたらすことを明らかにすることができた(未発表)。また、新たに顎下腺炎症・線維化モデルを用いた解析を行い、炎症に伴う上皮間葉転換により発現増強されるRor2を介するシグナルが炎症において担う役割を明らかにするとともに、骨格筋損傷修復モデルを用いた解析から、炎症性サイトカインにより骨格筋の組織幹細胞であるSCにおいて発現増強されるRor1がSCの増殖をきたし、骨格筋損傷修復に寄与するという新規性の高い成果を挙げることに成功している。さらに、がんの進展(浸潤など)におけるRor1, Ror2を介するシグナル伝達の分子機構解析を行い、悪性胸膜中皮腫細胞株の増殖・浸潤におけるRor1, Ror2の重要な機能をはじめて明らかにするとともに、肺腺がん細胞株の浸潤におけるRor1の新たな機能の解明に成功した(未発表)。以上より、平成29年度の研究成果にはまだ未発表の成果が含まれるものの、それらの成果も現在論文執筆中という状況にあるため、本研究は当初の計画以上に進展していると判断される。本年度の研究により、大脳皮質の損傷に伴い、損傷部位近傍のアストロサイトにおいてbFGFやIL-1βによりRor2が発現誘導され、アストロサイトの増殖を促進するが、増殖性アストロサイトはRor2依存的にニューロンのシナプス形成を促進する因子を発現・分泌して損傷部位近傍のニューロンの生存を維持することが示唆された(未発表)。また、bFGFやIL-1βによるアストロサイトでのRor2の発現誘導にはATP依存的クロマチンリモデリング因子が関与することが示された(未発表)。また、骨格筋では組織幹細胞である衛星細胞(SC)においてRor1が選択的に発現しており、骨格筋損傷に伴いIL-1βなどによりRor1の発現が亢進し、SCの増殖、分化を制御することにより損傷修復に重要な役割を担うことを明らかにしていたが、本年度の研究により、骨格筋における他の組織幹細胞である間葉系幹前駆細胞(MPC)ではRor2が選択的に発現しており、Ror2がMPCの脂肪細胞分化を制御することを明らかにした(未発表)。
RC超高層建物用高強度軽量コンクリートの開発研究

高強度コンクリートに関する平成2年度4年度にかけての一連の研究を通して得られた成果をまとめると,次のように要約できる。1.フライアッシを焼成した人工軽量骨材(軽骨)使用の高強度軽量コンクリートは,フレッシュ状態での施工性及び硬化後の諸性状も良好である。高強度化に関しては,圧縮強度500kgf/cm^2程度の強度の確保は,水セメント比及び材令等の組み合せにより十分可能である。2.軽骨及び砕石使用の両コンクリートともそれぞれ使用セメント(普通ポルト,フライB種,高炉B種)による影響はさほどなく,特に高強度化に従いその傾向が明らかである。ただし,フレッシュ状態でのコンクリートの特性は使用セメントにより若干差異が生じている。3.構造体に準じに柱形供試体によるコア強度の全般的傾向は,軽量及び砕石コンクリートともに水セメント比の減少に伴い柱上部・下部の強度差は小さくなるが,逆に水セメント比が増加すると柱上部の強度が下部に比べて低くなる。また,軽量コンクリートの場合は砕石コンクリートに比べて養生方法による影響が大である。4.標準供試体の場合の圧縮強度は養生方法による影響を受け,一般に砕石コンクリートでは標準養生,現場水中養生,封かん養生,気中養生の順に強度低下を示すが,軽量コンクリートでは気中養生及び封かん養生の場合が標準養生及び現場水中養生より高い強度を示す。5.標準供試体と柱形供試体(コア供試体)との水セメント比3050%の範囲における圧縮強度の比較では,砕石コンクリートの場合には柱上部の強度が標準供試体の強度に比べて若干低くなっている。6.高強度化に対しては水セメント比の低減と同時にシリカフュームの混入が効果的である。しかし,シリカフュム混入率が20%以上になると中性化深さが著しく大きくなり,PHの低下傾向が認められる。本年度の研究概要は,従来の研究結果も含めて,使用した人工軽量粗骨材自体の特性,また,コンクリ-トの高強度化を可能にした高性能(A.E)減水剤がフレッシュコンクリ-トの流動性状及び硬化コンクリ-トの強度を中心として諸性状に与える影響について実験を行ったものである。その結果、本研究の範囲では次のような事実が明らかとなった。1.使用したフライアッシュ系及び膨張けつ岩系の人工軽量粗骨材の特性としては,破砕値はほぼ同じで骨材の強さには差はほとんどないが,吸水率は34%の差が両粗骨材に生じている。このような軽量粗骨材のコンクリ-トへの使用の場合は,粗骨材が有する含有水分及びその形状が,砕石使用の場合に比べてフレッシュ状態での流動性状や硬化後の強度発現に相当の影響が認められた。2.低水セメント比,例えば30%35%でも高性能減水剤の使用により十分な施工性(スランプ,空気量など)が保持出来ることが確認され,硬化後のコンクリ-トの強度にも悪影響は認められない。なお,高性能減水剤と併用添加を行った流動化剤も十分にその効果を発揮している。なお,今年度は施工性に関するスランプ試験以外の他の試験方法(L型スランプ,ト-ラムスランプなど)も予備的に行ったが,特にL型スランプ試験の場合は通常のスランプ試験では表わせないがコンシステンシ-の確認が可能であることが判明した。3.硬化コンクリ-トの高強度化に関して,軽量コンクリ-トでも圧縮強度500kgf/cm^2以上の強度の確保は,砕石コンクリ-トほどではないにしろ,水セメント比と材令の組合せより十分に可能である。また,施工性及び硬化後の諸性状も良好であると言える。

なお,軽量コンクリ-トでは,気中養生でも水中養生の場合と同等度もしくはそれ以上の圧縮強度が得られることが認められた。平成3年度は,前年度に引き続いて高強度軽量コンクリ-トに対する使用セメントの種類による影響や,実大構造体に準じた模擬柱(25×25×400cm)による構造体強度(コア供試体)と標準供試体(φ10×20cm)の比較及び養生方法の影響について,主に力学的側面から検討を行った。その結果,本研究の範囲では次のよう事が認められた。1.基本的には、人工軽量骨材及び砕石の場合ともセメントの種類(普通ポルト,フライB種,高炉B種)による影響はさほどなく,特に低水セメント比による高強度域での圧縮強度ではセメントの種類に関係なくほぼ同程度である。ただし,普通ポルト使用に比べて,フライB種及び高炉B種の場合はブリ-ジング及び空気量の経時変化などに若干の差異が認められる。2.コア供試体による構造体強度と構造体強度の推定のために一般的に用いられる標準供試体の強度との比較では,養生方法及び材令などの条件が一定でも両供試体の強度発現状態に違いが生じている。特に,標準供試体では養生方法に伴って強度発現に差が認められるのに対し,コア供試体では比較的強度差が少い。このことは,構造体(コア供試体)の場合は寸法効果により,寸法が小さい標準供試体に比べて外的な養生条件の影響が緩和されるものと考えられる。3.模擬的構造体としての柱形供試体では,養生方法(気中養生,封かん養生)に関係なく,高さ方向に伴う柱上部と下部で強度差が生じている。この現象は破壊試験(コア圧縮強度)及び非破壊試験(音速,反発硬度)などによって認められ,柱上・下部の強度差は低水セメント比に向うに従って減少傾向を示している。4.高強度化を目的としたシリカフュム混入により強度の増大が認められるが,その際にはより水分の供給が可能な養生が求められる。平成4年度は,前年度の高強度軽量コンクリートを対象とした実験に引き続き,砕石使用の高強度コンクリートの養生法の影響,構造体に準じた柱形供試体(25×25×400cm)より採取したコア供試体による高さ方向を含めた力学的性状を中心として比較検討を行った。その結果,本年度の研究の範囲では次のようなことが認められた。1.標準供試体の場合は,砕石コンクリートは骨材,養生方法及び材令に関係なく,水セメント比3050%の範囲では3035%における強度増加が著しい。また,水セメント比3050%にわたり材令28日と91日の平均強度は,標準養生,現場水中養生,封かん養生,気中養生の順に強度低下を示す。なお,同様に軽量コンクリートの場合は気中養生及び封かん養生の場合が標準養生及び現場水中養生より高い強度を示し,両コンクリートの強度は使用骨材による影響も認められる。2.構造体に準じた砕石コンクリートのコア強度は,全般に水セメント比の減少に伴い柱上部・下部の強度差が小さくなり,特に水セメント30%でシリカフューム混入の場合は強度差がほとんど生じていない。また,水セメント比別にコア採取高さ8箇所の平均圧縮強度を基準(100%)とした場合は,砕石コンクリートのは封かん養生では柱上部は8195%,下部は99108%,気中養生では柱上部は8196%,下部は99113%となっている。3.標準供試体と柱形供試体から採取のコア供試体の強度比較は,砕石コンクリートでは養生方法に関係なく柱下部の強度は比較的高いが,上部の強度の標準供試体の強度より若干低くなっている。
抗酸化酵素の核移行と細胞核内活性酸素代謝機構の解明

1.組み換え体EC-SODを培養細胞の培地上清より精製し、安定的供給する手法を開発した。2.運動トレーニングが、組織EC-SOD結合容量が増加させ、血漿中のEC-SODが有意な低下を示した。極めて厳しい運動で虚血・再還流による酸化ストレスをシミュレーションすると、EC-SODは血中に放出され、酸化ストレスによる末梢組織のプロテオグリカンの酸化的修飾が、EC-SODの生体内局在に関与する可能性が示唆された。(Free Radic.Res.,303,914-919,2003)4.ヒト肺から精製したEC-SODをヘパリン親和性カラムで分画し、抗ヒトEC-SOD抗体を用いたウエスタンブロット法でヘパリン親和性とC末端修飾の関連を明らかにし、in vivoの組織分布に、分子内結合によるヘパリン親和性の変化が寄与している可能性を示した。(Free Radic.Res.,37,823-827,2003)5.精製EC-SODとラット血管平滑筋細胞(RASMC)を用いた実験で、RASMCが培地中の組み換えEC-SODを良く取り込み、ヘパリンがそれを抑制すること、TPAや過酸化水素によりRASMCに過酸化物が蓄積しヘパリン結合性EGF様増殖因子(HB-EGF)の発現が増加するが、EC-SODがHB-EGF発現を抑制することから、EC-SODは酸化ストレスが惹起するEGFシグナリングを遺伝子発現レベルで抑制することを示した。(Free Radic.Res.,2006,in press)1.組み換え体EC-SODを培養細胞の培地上清より精製し、安定的供給する手法を開発した。(Free Radic.Res.,2006,in press)マウスEC-SOD遺伝子(野生型:WT)に対し、ヘパリン結合ドメイン、糖鎖修飾部位、分泌シグナル配列、C末端システイン残基に変異を導入し、動物細胞発現ベクター(ネオマイシン耐性因子を含む)に組み込んで変異EC-SOD発現ベクターを構築した。EC-SODが生理的に豊富に存在する組織(血管平滑筋、脂肪組織、肺胞上皮)由来の細胞株と、リコンビナントEC-SODの相互作用を検討する。免疫沈降法により、EC-SODと相互作用するタンパク質の同定を試行中である。c.出版された業績など平成15年度までに行った、各種EC-SOD変異体による発現ベクターの作成とこれを用いて確立したEC-SOD取り込みアッセイ系を用いて、平成16年度は下記の研究が進行している。EC-SODが生理的に豊富に存在する組織(血管平滑筋、脂肪組織、肺胞上皮)由来の細胞株と、リコンビナントEC-SODの相互作用を検討し、脂肪前駆細胞である3T3-L1はそれ自身EC-SODを発現しており、また、外部から加えたEC-SODを効率的に取り込むことを明らかにした。さらに、3T3-L1によるEC-SODの取り込みに対する一酸化窒素の影響を調べるため、NOドナーのEC-SOD取り込みと核移行に対する効果を調べたところ、NOは、細胞内取り込みを促進した。EC-SODは酸化ストレスに反応して細胞内の局在が変化し、細胞核内移行は、酸化ストレスによる障害防御に関与する。(Biochem.Biophys.Res.Commun.,296,54-61,2002).EC-SODのN末端の構造が細胞内分布に重要であることから、EC-SODの転写開始点の解析を行っている。EC-SODの転写開始点は、従来報告されている1番目のエキソンを含むものの他に、より下流側の転写開始点に依存するものがあり、実際にはエキソン1を含まないものが多数を占めることが明らかになった。また、EC-SODの5'上流領域には、RNA結合タンパク質による翻訳調節に関与するエレメントが予想されており、転写開始点の選択は、BC-SODの局在のみならず、翻訳調節によるタンパクレベルの調節にも関与している可能性が示唆されており、現在、転写開始位置の調節機構と、EC-SODの生理的役割、および、核移行の関与について検討を進めている。本研究により、平成17年度中に明らかにした点は以下の通り。

2.LECラットにみられる銅イオンの異常蓄積が、酸化ストレスを増大させ、トランスフェリンのN型糖鎖構造を破壊することをin vitroおよびin vivoで証明。(Yasuda J, Biochem BiophysRes Commun.342:127-34,2006.)4.HL60細胞を酸化ストレスに暴露することで、シアル酸の遊離が起こり、sialyl lewis xとE-selectinの寄与する細胞接着を低下させること。(Eguchi H, Glycobiology.15:1094-101,2005.)
農薬の気道アレルギー増強作用の解明と新規標的分子の探索

アレルギー疾患は世界中で増加しており、その対策は喫緊の課題である。これまで農薬が気道アレルギーを増加させるという疫学的な証拠はありながら、そのメカニズムに関してはほとんど解明されておらず、本研究はその解明の糸口を探ることを目的に展開した。1in vitro影響スクリーニング法の確立:ラット好塩基球由来RBL-2H3細胞を用いて、農薬による脱顆粒反応を評価する方法を確立した。また、呼吸上皮についてはよく調べられているが気道扁平上皮に関しての基礎研究は極めて少ないため、ヒト舌がん扁平上皮癌細胞株SCC-9に対する反応評価も併せて行い、ある種のネオニコチノイド農薬は増殖促進効果を有することを見出した。2PM2.5には農薬を含む多くの物質が付着しているため、スギ花粉症患者へのPM2.5曝露の影響評価を行った。即時型反応であるくしゃみや鼻水の増悪と前日の飛散量に有意な相関があることが分かった。解析を進めると、これらの反応はスギ・ヒノキ花粉で調整しても有意差が残り、症状増悪の独立した因子であることが分かった。この成果は本邦初であり、ヒトの上気道に直接PM2.5が悪影響を及ぼす疫学的証拠をつかんだため、耳鼻咽喉科医に知らせるべく日本耳鼻咽喉科免疫アレルギー学会で発表した。3本邦では類似研究が少なく、国内における情報収集は極めて限界があるためEUROTOXに参加して情報収集を行い、また国内の研究者と情報共有するため環境ホルモン学会において2度にわたって成果の一部を発表した。4今後の研究用にヒト口蓋扁桃組織切片とヒト鼻ポリープ組織切片の採取を終了した。農薬が上気道に悪影響を及ぼすことが分かり、解明への糸口がつかめた。研究初年度の2018年度に施行した研究成果は以下のとおりである。1農薬のアレルギーへの影響分子を発見するためのin vitro実験系を構築するため、新規に購入したラット好塩基球由来リンパ球(RBL-2H3)とすでに購入していたヒト舌扁平上皮がん細胞(SCC-9)の細胞培養系を確立した。RBL-2H3細胞は最初の提供分が初期不良だったため、細胞培養系の確立に3か月を要した。当初はRBL-2H3細胞のみを用いる予定であったが、農薬は経口的に人体に侵入するため口腔の扁平上皮に対する影響も同時に観察する必要があったため、SCC-9の系を併用することとした。これまでに、ある種の農薬は比較的低めの濃度であっても細胞増殖を抑制することがわかった。しかも、細胞増殖期の曝露と細胞コンフルエント期の曝露では、その増殖能に対する作用の強さが違うことも分かった。現在、農薬の種類を増やして、スクリーニングを継続して行っている。2PubMed等を利用して論文を調べることで世界の研究動向を確認するとともに、学会において他の研究者と意見交換して、今後の研究の方向性を確認した。特に、国内外におけるフィールド調査の研究成果を収集した。3次年度に向けて、mRNAや蛋白の発現量、細胞内メッセンジャー等の変化を見ていくための準備として、農薬曝露細胞の準備、ヒト口蓋扁桃組織切片の作成、抗体の購入も行った。また、ELISAを用いたサイトカイン測定、mRNAや蛋白発現量の確認のためのブロッティング、real-time PCRを施行するためのPreliminaryな実験も終了した。本研究の進捗がやや遅れているのは以下の理由による。本研究の核となるRBL-2H3細胞を国立研究開発法人医薬基盤・健康・医薬研究所のJCRB細胞バンクから購入したが、最初の提供細胞がロット不良で研究に使えないことが判明し、2度目の提供細胞でやっと細胞培養系を確立できたが、それだけで3か月を要した。研究2年度の平成29年度に実施した研究成果は以下のとおりである。1昨年度に構築した、農薬のアレルギーへの影響分子を発見するためのラット好塩基球由来リンパ球株(RBL-2H3)とヒト舌癌由来扁平上皮癌細胞株(SCC-9)に対する曝露系に対して、ネオニコチノイド系農薬各種(ジノテフラン、クロチアニジン、アセタミプリド、イミダクロプリド)およびポジティブコントロールとしてのニコチン、細胞障害毒性コントロールとしてのトリブチルスズを曝露したところ、ある種のネオニコチノイド系農薬はRBL-2H3細胞の増殖機能には影響しないもののSCC-9細胞の増殖は促進した。2PubMedや医中誌等を利用して世界の研究動向を確認するとともに、EUROTOX2017に参加して他の研究者と意見交換して、今後の研究の方向性を確認した。特に農薬の健康被害に対する研究動向を調査した。3最終年度に向けて、mRNAや蛋白発現量等の変化を確認するための準備として、ヒト口蓋扁桃組織切片の作成、ヒト鼻ポリープ組織切片の作成、蛍光免疫染色のための顕微鏡フィルターを購入した。4ヒトへの現実の化学物質曝露影響を調べるため、スギ花粉症患者18名から調査票を回収し、鼻症状や日常生活への影響と福岡におけるPM2.5飛散量や窒素酸化物飛散量とで回帰分析を行ったところ、窒素酸化物は鼻症状や日常生活に影響を与えないものの、PM2.5は鼻症状を悪化させることが分かった。しかもその悪化は可逆性であることも分かった。平成29年度は、当初の予定であった細胞株を利用した農薬曝露実験を順調に行えていたが、mRNAを取り出すところまではいかなかった。

しかしながら、当初の予定ではなかったもののヒトへの現実の化学物質曝露影響を評価する重要性を考え、スギ花粉症患者からの調査票を入手して極めて重大な結果を得たため、全体としては研究は順調に進捗していると考えている。アレルギー疾患は世界中で増加しており、その対策は喫緊の課題である。これまで農薬が気道アレルギーを増加させるという疫学的な証拠はありながら、そのメカニズムに関してはほとんど解明されておらず、本研究はその解明の糸口を探ることを目的に展開した。1in vitro影響スクリーニング法の確立:ラット好塩基球由来RBL-2H3細胞を用いて、農薬による脱顆粒反応を評価する方法を確立した。また、呼吸上皮についてはよく調べられているが気道扁平上皮に関しての基礎研究は極めて少ないため、ヒト舌がん扁平上皮癌細胞株SCC-9に対する反応評価も併せて行い、ある種のネオニコチノイド農薬は増殖促進効果を有することを見出した。2PM2.5には農薬を含む多くの物質が付着しているため、スギ花粉症患者へのPM2.5曝露の影響評価を行った。即時型反応であるくしゃみや鼻水の増悪と前日の飛散量に有意な相関があることが分かった。解析を進めると、これらの反応はスギ・ヒノキ花粉で調整しても有意差が残り、症状増悪の独立した因子であることが分かった。この成果は本邦初であり、ヒトの上気道に直接PM2.5が悪影響を及ぼす疫学的証拠をつかんだため、耳鼻咽喉科医に知らせるべく日本耳鼻咽喉科免疫アレルギー学会で発表した。3本邦では類似研究が少なく、国内における情報収集は極めて限界があるためEUROTOXに参加して情報収集を行い、また国内の研究者と情報共有するため環境ホルモン学会において2度にわたって成果の一部を発表した。4今後の研究用にヒト口蓋扁桃組織切片とヒト鼻ポリープ組織切片の採取を終了した。農薬が上気道に悪影響を及ぼすことが分かり、解明への糸口がつかめた。本研究の進捗の遅れは6月までには回復できるので、このまま2つの細胞培養系を利用して農薬の影響を、細胞増殖、アレルギー反応への影響、細胞内情報伝達経路の変化の観点から調べていく。また、研究を開始して以降、ヒト扁桃組織と鼻ポリープ組織に関する免疫染色実験が可能になったため(当該施設の倫理委員会承認取得済)、ヒトへの影響評価のモデル実験だけでなく、実際の人への影響についても同時に評価していく予定である。最終年度は、農薬暴露細胞株からmRNAと蛋白を抽出して解析を行い、創薬のための新規標的分子を探索するとともに、実際のヒト口蓋扁桃組織と鼻ポリープ組織でのアレルギー反応を調べる。そして、集積した成果を内外の学会で発表し、論文作成を行う。前述のように、研究の進捗が遅れていることと、研究者の人事異動があって国際学会に参加できなかったことによる。(理由)農薬曝露細胞株からのmRNAや蛋白量の解析と、実際のヒトへのPM2.5曝露によるスギ花粉症患者の鼻症状解析の研究順序を入れ替えたため、所定の使用額に達成しなかったのであり、特に研究が遅れたり支障をきたしたわけではない。(使用計画)次年度が最終年度であるため、当初の予定の実験を終了させ、学会および論文発表を行う。現在急ピッチで研究を遂行しており、平成29年6月までには遅れを取り戻せる予定である。平成29年度に計画した研究内容を年度内に遂行するとともに、9月にはEUROTOX2017に参加して、世界の研究レベルの情報収集を図る。
情報化社会における子どもを対象とした近見視力検査の意義と有効性に関する研究

学校教育を円滑に進めるために学校健康診断が実施されている。その項目に視力検査があるが、遠見視力検査しか行われていない。近くを見るときの方が強い調節力を必要とするため、学習時の近見視力不良者の負担は遠見視力不良者の比ではない。湖崎克氏が実施した1968年大阪市立小学校児童屈折集団検診結果では、近見視力を損なう屈折異常の子どもが多く存在していると報告している。その後、ICT社会を向かえ、情報入手手段は大きく変わり、教育現場でも、VDT学習による近見主体の学習形態に変化してきた。時代とともに必要な視力は変わる。時代の変化に合致した視力検査を実施する必要がある。全ての子どもが公平に学校教育を受けることができるように、近見視力検査の導入を検討する時期にきていると考える。眼科医療機関では屈折検査が行われているが、学校の健康診断でスクリーニングとして実施するには困難な点が多すぎる。近見視力検査なら、遠見視力検査との違いは「視標の大きさ」「検査距離」だけなので、教育現場でも簡単に導入可能である。そこで、近見視力検査の導入に向けて、屈折検査を用いた眼科学的評価により、近見視力検査の意義を明らかにすることを目的として、2009年に浦安市の小学校で全児童を対象に屈折検査と遠見視力検査と近見視力検査を実施した。そして、屈折検査結果と遠見視力検査結果から、遠見視力検査では「1.0以上」のために発見されない「遠視系の屈折異常」が多いことが確認された。すなわち、屈折異常度が弱度で遠見視力が良好であっても、近見視力を損ねる「遠視系の屈折異常」の子どもが存在し、その発見には、近見視力検査が有効であることが示された。さらに、2008年・2009年には、教育現場で導入しやすいように、費用・時間・労力の負担が少なくてすむ簡易近見視力検査方法を考案し、啓発活動を兼ねて、近見視力不良の子どもの発見と視力管理を行ってきた。原稿の遠見視力検査では、子どもは眼の調節力が強いから遠視系の近見視力不良者は発見されにくい。しかし。「学童期には遠見視力不良者が増加し、発見された遠見視力不良者は事後措置として眼科医院を受診するから近見視力不良も発見され対処される」と考えられ、学校の健康診断への近見視力検査導入が困難を極めている。そこで、幼稚園・保育園・小学校で遠見・近見視力検査、屈折検査、質問紙調査により、次の検証を行った。1.「遠見視力の管理」が行われた子どもは「近見視力の管理」もされているかを検証した。2.近見視力検査を効率的に行うための簡易近見視力検査を実施し、結果の信憑性と時間短縮の検証を行った。3.毛様体筋や眼筋の過緊張による視力低下予防のために、眼精疲労改善トレーニング効果の検証を行った。具体的には、和泉市・奈良市・浦安市の幼稚園・保育園・小学校において「370方式」による遠見視力検査と単一視標による簡易近見視力検査、オートレフケラトメータによる屈折検査と「視覚情報入手に関する」質問紙調査を行った。「眼前の活字を判断できる視力」の観点から、近見視力検査のスクリーニング値を「0.8」とし、片眼近見視力「0.8未満」の子どもは、眼科医院での精密検査の受診を勧めた。これらデータの分析結果から「近見視力不良者の年齢と割合」「遠見視力と近見視力の関連」「遠見視力不良と近見視力不良と視覚情報入手の関連」「簡易近見視力検査の方法」「眼精疲労改善トレーニングの効果」「遠見視力と屈折異常の関連」「近見視力と屈折異常の関連」などを明らかにした(継続中)。そして、第33回日本小児眼科学会・第17回日本健康教育学会・日本体育学会第59回大会・第55回日本学校保健学会・第67回日本公衆衛生学会・日本健康行動科学会第7回学術大会・第6回教育保健学において成果の発表を行った。

そして、屈折検査結果と遠見視力検査結果から、遠見視力検査では「1.0以上」のために発見されない「遠視系の屈折異常」が多いことが確認された。すなわち、屈折異常度が弱度で遠見視力が良好であっても、近見視力を損ねる「遠視系の屈折異常」の子どもが存在し、その発見には、近見視力検査が有効であることが示された。さらに、2008年・2009年には、教育現場で導入しやすいように、費用・時間・労力の負担が少なくてすむ簡易近見視力検査方法を考案し、啓発活動を兼ねて、近見視力不良の子どもの発見と視力管理を行ってきた。
発泡軽量ボードの製造法とその利用開発に関する研究

本研究は軽量で水遮断性,寸度安定性,断熱性などにすぐれ,かつ従来のこれと同程度の比重のボードでは保有し得ない強度性能を備えた.新素材ともいうべきボードの製造法と,その利用開発を目途して実施したものである.ここで扱う発泡軽量ボードは木質ファイバー,木材小片等を原料にするが,揮発性物質を内包したマクロカプセル型の特殊発泡剤を分散させた結合剤により,ファイバー,削片間の結合と同時にその空隙が無数の微小な独立発泡構造体で充填され,上記のような特性が発揮される.このため従来のファイバーボード(FB),パーテイクルボード(PB)の範ちゅうに入らない軽量低比重で形状保持機能にすぐれたボード材料が得られる.まず,各種モノマー,分散媒体,溶媒を使用して乳化重合を行ない,得られる発泡剤の収率,発泡性をテストし,一応本システムに導入可能な発泡剤を得た.次にこの発泡剤をUF系結合剤に分散し,通常の製造プロセスで発泡FB,発泡PBを製造し,最適熱圧締条件を確立した.これらの基礎試験により得た発泡ボードについて各種の材質試験を適用し,通常のボードでは保持し得ない性能を具備することを明らかにした.水遮断性と寸度安定性に加えて,形状保持機能が格段にすぐれており,独立発泡構造体の充填効果によって各種のインシュレーション性能に富み,一般建築用ボード材料,間仕切用,床用,家具用などへの用途適性にすぐれていることが認められた.本研究ではFBとPBの両者について検討を加えて来たが,微細なファイバーからつくられるFBシステムの方がボード内の空隙が少ないため,発泡剤の添加効果がより顕著であった.また,発泡剤合成における収率を高めコストダウンがはかれれば,実際の生産工場への導入に当って技術的な支障がないので,実用化が大いに期待できよう.本研究は軽量で水遮断性,寸度安定性,断熱性などにすぐれ,かつ従来のこれと同程度の比重のボードでは保有し得ない強度性能を備えた.新素材ともいうべきボードの製造法と,その利用開発を目途して実施したものである.ここで扱う発泡軽量ボードは木質ファイバー,木材小片等を原料にするが,揮発性物質を内包したマクロカプセル型の特殊発泡剤を分散させた結合剤により,ファイバー,削片間の結合と同時にその空隙が無数の微小な独立発泡構造体で充填され,上記のような特性が発揮される.このため従来のファイバーボード(FB),パーテイクルボード(PB)の範ちゅうに入らない軽量低比重で形状保持機能にすぐれたボード材料が得られる.まず,各種モノマー,分散媒体,溶媒を使用して乳化重合を行ない,得られる発泡剤の収率,発泡性をテストし,一応本システムに導入可能な発泡剤を得た.次にこの発泡剤をUF系結合剤に分散し,通常の製造プロセスで発泡FB,発泡PBを製造し,最適熱圧締条件を確立した.これらの基礎試験により得た発泡ボードについて各種の材質試験を適用し,通常のボードでは保持し得ない性能を具備することを明らかにした.水遮断性と寸度安定性に加えて,形状保持機能が格段にすぐれており,独立発泡構造体の充填効果によって各種のインシュレーション性能に富み,一般建築用ボード材料,間仕切用,床用,家具用などへの用途適性にすぐれていることが認められた.本研究ではFBとPBの両者について検討を加えて来たが,微細なファイバーからつくられるFBシステムの方がボード内の空隙が少ないため,発泡剤の添加効果がより顕著であった.また,発泡剤合成における収率を高めコストダウンがはかれれば,実際の生産工場への導入に当って技術的な支障がないので,実用化が大いに期待できよう.昭和61年度の実施研究で得られた研究成果は下記のとおりである。1.製造プロセスの確立(1)特殊発泡剤の重合と結合剤との適用システム:マイクロカプセル型の発泡剤の重合方法を見出し、耐熱性向上のために塩化ビニリヂンに加え、アクリロニトリルを併用して重合することが勧められる。得られた発泡剤を熱硬化性樹脂液に添加した系を結合剤に使用し、通常適用されるシステムで発泡軽量ファイバーボードの製造が可能であることを見出した。(2)最適熱圧条件の決定:現在多用されているUFレジンを主体に結合剤に用い、発泡剤添加量を変えてボード製造を実施した。熱圧締温度は約150°C、圧締時間45秒/1mm、マット含水率15%以下が適当であることを見出した。これらの条件で圧締したボード断面の顕微鏡観察によると、ファイバー間隙が微細な独立発泡体で効果的に充填され、かつボード表面にようゆうした発泡剤層が存在し、表面コーティングの役割を果しているのを認めた。2.成板の特性解明と利用開発(1)インシュレーション性能とボード材質および耐久性:発泡軽量ボードはファイバー間隙が独立発泡構造で充填されているため熱伝導率が低く抑えられ、かつ吸水率も低く水遮断性に富むことが明らかになった。また、比重が0.4以下の軟質ファイバーボードの範疇にありながら、吸水によってボードの形状が崩れることがなく、十数回の吸水乾燥くり返し処理によっても表面状態が劣化せず、すぐれた耐水性能を示す。寸度安定性、曲げ強さ、内部はくり強さも通常市販のMDFより数段すぐれている。(2)建築用ボード・複合パネルへの利用適性:現在、吸音,摩耗等の基礎実験とパネル複合化試験を実施中であるが、実大寸法ボードでの試験は工場現場試験によるボードを得てから行なう。
新領域への回折格子の適用とその基礎研究

回折格子の基礎研究及びその光電子工学・放射光利用・プラズマ計測・天体観測への応用を目的として理論と実験の両面から研究を行い,次の成果を得た.基礎研究では,モード整合法による格子の回折問題の数値解法,フレネル・ゾーンプレート,双曲線ゾーンプレートの光線追跡法と収差論,ホログラフィック光学素子の設計法,各種分光器用低収差回折格子の自動設計法,ヒルベルト・シュミット法による遠赤外ファブリー・ペロー干渉分光法の理論,光音響法による薄膜回折格子における共鳴吸収測定法を開発した.光電子工学への応用では,電子ビーム及びレーザービーム描画,深紫外リングラフィー,ホログラフィーによるマイクロ・フレネル・レンズや各種ゾーンプレートの製作法を開発し,二焦点マイクロ・フレネル・レンズを差動型レーザードップラー速度計用光集積回路に,複合フレネル・ゾーンプレートを超高速光電子集積回路用光遅延回路に,リニア・ゾーンプレート列を半導体レーザーと多数の光ファイバーとの同時接続用空間分割型ビーム・スプリッターに適用し,良好な結果を得た.また,回折格子外部共振器による半導体レーザー発振の安定化を行った.放射光利用の面では,軟X線用高反射率多層膜フィルター,機械刻線による1万本/mm回折格子,非球面波干渉記録による高分解能回折格子,アンジュレーター光用のゾーンプレートを用いたりニア・モノクロメーター,放射光用各種光学素子の性能評価装置が製作され,それぞれ良好な性能を示した.このほか,真空紫外域での高精度偏光測定法,縦方向反転シャリング干渉を用いた凹面回折格子検査法の開発,各種金属薄膜の光学定数の測定を行った.また,回転格子を用いた遠赤外デュアル・ホモダイン検波システムの転正法を開発し,プラズマ計測に有効なことを示すと共に,大型望遠鏡用多天体分光器と紫外天文衛星UVSAT用グリズムを製作し,良好な結果を得た.回折格子の基礎研究及びその光電子工学・放射光利用・プラズマ計測・天体観測への応用を目的として理論と実験の両面から研究を行い,次の成果を得た.基礎研究では,モード整合法による格子の回折問題の数値解法,フレネル・ゾーンプレート,双曲線ゾーンプレートの光線追跡法と収差論,ホログラフィック光学素子の設計法,各種分光器用低収差回折格子の自動設計法,ヒルベルト・シュミット法による遠赤外ファブリー・ペロー干渉分光法の理論,光音響法による薄膜回折格子における共鳴吸収測定法を開発した.光電子工学への応用では,電子ビーム及びレーザービーム描画,深紫外リングラフィー,ホログラフィーによるマイクロ・フレネル・レンズや各種ゾーンプレートの製作法を開発し,二焦点マイクロ・フレネル・レンズを差動型レーザードップラー速度計用光集積回路に,複合フレネル・ゾーンプレートを超高速光電子集積回路用光遅延回路に,リニア・ゾーンプレート列を半導体レーザーと多数の光ファイバーとの同時接続用空間分割型ビーム・スプリッターに適用し,良好な結果を得た.また,回折格子外部共振器による半導体レーザー発振の安定化を行った.放射光利用の面では,軟X線用高反射率多層膜フィルター,機械刻線による1万本/mm回折格子,非球面波干渉記録による高分解能回折格子,アンジュレーター光用のゾーンプレートを用いたりニア・モノクロメーター,放射光用各種光学素子の性能評価装置が製作され,それぞれ良好な性能を示した.このほか,真空紫外域での高精度偏光測定法,縦方向反転シャリング干渉を用いた凹面回折格子検査法の開発,各種金属薄膜の光学定数の測定を行った.また,回転格子を用いた遠赤外デュアル・ホモダイン検波システムの転正法を開発し,プラズマ計測に有効なことを示すと共に,大型望遠鏡用多天体分光器と紫外天文衛星UVSAT用グリズムを製作し,良好な結果を得た.回折格子の(1)基礎,(2)光電子工学への適用,(3)放射光利用への適用,(4)プラズマ計測・天体観測への適用の4グループにより次の成果を得た。第1グループでは、フーリエ格子の回折特性の能率的算法の確立と高調波の振幅・位相の効率への影響の明確化を行い(奥野)、また積分方程式を解くことで回折格子分光器の分解能を理論値まで向上させうる可能性(北出)や非対称薄膜回折格子の異常吸収が主に入射側の表面プラズマモードに起因すること(稲垣)を見出すとともに、ゾーンプレート(ZP)の3次収差係数の式(神谷恒吾)や波面収差・光線収差・回折像の式(後藤)を導出した。第2グループでは、レーザビーム描画法(西原)及び深紫外リングラフィ法(小舘)による円形ZP製作法を開発し、それぞれ軸ずれと収差の関係及び光ファイバ光学系・集積回路ヘの適用の有効性を実証し、またホログラフィックなリニアZPマスク製作法や光回路の多ポート同時接続法を開発した(神谷武志)。反射防止薄付半導体レーザの発振状態に及ぼす回折格子外部共振器の影響を調べ(鈴木)、光結合器格子用Zr【O_2】薄膜の均一性をTi【O_2】添加で向上させた(久)。

第3グループでは、電子ビーム描画で製作した軟X線用ZPリニアモノクロメータの性能評価実験(難波)、真空紫外用ツェルニー・ターナ平面結像分光器の自動設計法の開発(片山)、非球面波記録法による高分解能回折格子の開発(野田)、軟X線用Mo-Si多層膜反射鏡作成とそのフィルタ特性の測定(波岡)、軟X線光学素子性能評価装置の設計・製作(三谷)、ピエゾ素子利用の高精度連続送リルーリングエンジンの試作(高島)、縦方向シャリング干渉式凹面回折格子検査法の開発(後藤)を行った。第4グループでは、回転格子を用い遠赤外デュアルホモダイン検波システム較正用模擬散乱光の発生(築島)、大型光学赤外線望遠鏡用回折格子分光器の設計式の導出(田中)に成功した。
スマートモビリティ向け情報基盤プラットフォームアーキテクチャ研究

本年度は,ライフサイクル指向の基本アーキテクチャ設計に向けた調査及び設計を中心に研究開発を行った.(1)学会・展示会等でソフトウェア開発技術に関する調査を行い,ライフサイクル指向に向けた設計のコンセプトの検討を行った.その結果,「運用時の問題を明らかにした上で,それが設計のどの部分に対応するのかを瞬時に見つけ出す機能」が重要であることを明らかにした.(2)上記(1)の結果を踏まえ,運用時に発覚した問題を設計にフィードバックするための技術に関して検討を行った.ソフトウェア開発の現場では多くの種類の開発ソフトウェアが利用されていることなどを勘案し,トレース可能な一種のタグを埋め込むような形が単純かつ効果的であることが明らかになった.(3)本研究はスマートモビリティを対象としているため,スマートモビリティに向けて重要となるITS(Intelligent Transportation Systems:高度道路交通システム)に向けたセンシング技術・センサネットワーク技術・通信技術に関する研究開発を行った.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。
教授－学習活動における視線移動特性の解明

研究目的は,アイトラッキングシステムを用いて学習者や指導者の視線移動計測実験を行い,学習活動や教授活動の特性を,客観性の高い視線データから明らかにすることであった。学習者を対象とした実験の結果,学習者自身が無意識的に用いている方略や,高正答率者と低正答率者の方略の違いを視線データによって明示できた。また,指導者を対象とした実験の結果,指導経験の長さが指導内容・方法に関する知識を体系化することで,重要箇所を的確に見る効果的な視線移動につながる可能性が示唆された。これらの知見は,学習者のつまずきに対する指導方法の提案や,教員養成,教師教育における自己省察方法の検討などにつながると考えられる。本研究の目的は,教授ー学習活動を視線移動の観点から捉えなおし,教授活動における教師の視線移動特性と,学習活動における学習者の視線移動特性を考察することで,適切な算数・数学の指導の在り方を生理学的に検討することである。1年目の本年度は,算数・数学問題解決時における「学習者」の視線移動特性を検討した。算数・数学科の内容から,計算問題として「除法虫食い算」,図形問題として「立体構成」を実験課題に設定し,大学生を対象に,課題解決過程の視線移動を計測する実験を実施した。「除法虫食い算」とは,除法の筆算過程の空欄に適切な数値を埋める課題であり,「立体構成」とは,展開図を見て頭の中で立体を組み立てる課題である。「除法虫食い算」実験の結果,被験者を短所要時間群と長所要時間群に分けることができた。短所要時間群の視線は,通常の筆算を解く手順とは逆に,筆算の下位部分から上位部分へと移動する傾向にあった。一方,長所要時間群の視線は,通常の筆算手順と同様に上位部分から下位部分へと移動する傾向にあり,ランダムな視線移動が多く見られた。「立体構成」実験の結果,被験者を高成績群(正答率が高く,所要時間が短かった被験者)と低成績群(正答率が低く,所要時間が長かった被験者)に分けることができた。高成績群の視線は,展開図の外側の隣接する辺をたどっており,立体の構成を順序だてて考えていく傾向にあった。一方,低成績群の視線は,展開図の外側の離れた辺同士の位置を確認することが多く,共有する辺の関係を正確に把握することができない傾向にあった。そのため,所要時間の差に加え,正答率においても低いという結果が見られたと考えられた。これらの成果より,視線移動計測は,学習者の正誤,所要時間に対する要因分析を行う上での基礎的なデータとなることが明らかになった。本年度は,算数・数学問題解決時における「教師」側の視線移動特性を検討した。算数・数学科の内容から,計算問題として「除法筆算」,図形問題として「図形構成」を取り上げ,解答過程を教師役として観察する際の大学生の視線移動計測を行った。「除法筆算」の実験では,除法筆算の解答場面の動画を視聴しながら,途中の誤答箇所を見つける課題を設定し,課題遂行中の視線移動を計測した。教職群(小学校教員養成課程の所属学生)と,非教職群(非所属学生)を対象に実験を実施した結果,教職群は,動画内の解答記入が行われる順に視線を移動させ,総視線移動距離は短かった。誤答が起こりやすい箇所を,予測しながら観察したことが明らかとなった。一方,非教職群は,解答記入が行われる部分に加え,解答済みの部分を繰り返し見返しており,総視線移動距離が長くなった。誤答予測ができず,計算間違いの有無を確認していることが明らかとなった。「図形構成」の実験では,教師役と学習者役の大学生のペアを設定し,教師役の視線移動を計測した。教師役は,学習者役が図形構成(タングラム)を行う過程を観察しながら,適宜ヒントを与える役割とした。教師役の視線配分を分析した結果,学習者役が取り組む様子を,実験全体のうちの約6割の時間しか見ていないことが明らかとなった。残りの約4割の時間は,模範解答やヒント提示用の教具を見て,正誤確認やヒント内容の思考に費やしていた。これは,個別指導時の教師の視線特性を表していると考えられた。これらの成果より,視線移動データは,行動観察に加え,教授活動を分析するための新たな指標となる可能性が示唆された。算数・数学問題解決時における,「教師」側の視線移動特性を検討するための視線計測実験を実施することができた。実験の結果,行動観察からは認められない特徴を明らかにすることができ,順調に進展していると考えている。算数・数学問題解決時における「教師役と学習者役」の視線移動特性を検討した。実験課題には,図形問題としてタングラム(7ピースを用いて指定された形を構成するパズル)を用い,学習者役にはタングラムに取り組む役割を,教師役には学習者役の様子を観察しながらヒントを提供する役割を設定して,両者の視線移動計測を行った。本実験でのヒントとは,教師役が学習者役に,ヒント1回につき1ピースの置き方を提示するものである。

制限時間90秒以内に完成させるという条件の下,教師役,学習者役のどちらでもヒントが必要だと判断した場合に手元のベルを鳴らし(教師提案,学習者要求),ベル後に教師役がヒントを提示することとした。残り時間を示すタイマーを両者が見える位置に設置し,解答確認用の模範解答は教師役のみに見える位置に配置した。視線配分割合を分析した結果,教師役が,学習者役の取り組む様子を見る割合は,実験全体のうちの約60%の時間にとどまり,約20%の時間は模範解答で確認を行っていた。また,5%程度の時間を,残り時間の確認にあてていた。一方,学習者役は,90%以上の時間を,自身の手元やピースなどを見て,問題解決にあてていた。残り時間を確認することは,ほとんどなかった。授業など,限られた時間での学習では,教師が時間管理をしながら効果的な進め方を行う必要があるといえる。教師提案,学習者要求のヒント別に分析を行うと,教師役がベル後にヒントを提示するまでに要する時間は,学習者要求の場合の方が長く,その要因はベル後に複数回模範解答を確認するためであることが明らかとなった。また,学習者要求のヒント提示が早い教師役ほど,学習者を見る1回あたりの時間が短く,模範解答やタイマーなどへの短時間の視線移動回数が多い傾向にあった。学習者だけに視線を停留させすぎず,適宜他の情報を確認することが,迅速な助言につながることが示唆された。研究目的は,アイトラッキングシステムを用いて学習者や指導者の視線移動計測実験を行い,学習活動や教授活動の特性を,客観性の高い視線データから明らかにすることであった。学習者を対象とした実験の結果,学習者自身が無意識的に用いている方略や,高正答率者と低正答率者の方略の違いを視線データによって明示できた。また,指導者を対象とした実験の結果,指導経験の長さが指導内容・方法に関する知識を体系化することで,重要箇所を的確に見る効果的な視線移動につながる可能性が示唆された。これらの知見は,学習者のつまずきに対する指導方法の提案や,教員養成,教師教育における自己省察方法の検討などにつながると考えられる。計画通り,算数・数学問題解決時における「学習者」の視線移動特性を検討するために,大学生を対象とする視線計測実験を実施することができた。実験の結果,行動観察からは認められない問題解決過程の特徴を明らかにすることができ,順調に進展していると考えている。3年間を計画している本研究の3年目として,算数・数学問題をとりあげ,教授ー学習過程における「教授側」「学習者側」両者の視線の特徴を明らかにすることを計画している。これまで「教授側」「学習者側」単独でそれぞれに実施してきた実験データをもとにして,両者の同時計測を行える実験設定を行い,研究を遂行していく予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。数学教育学3年間を計画している本研究の2年目として,「教師」が,算数・数学問題を解決する学習者を観察する際の視線移動計測を行い,観察・助言過程を視線の特徴を明らかにすることを計画している。今年度の「学習者」を対象とした実験により得られたデータ特性とその考察をもとに,研究を進めていく予定である。事務手続き上,執行ができなかったため。視線計測装置の納入が予定よりも遅かったため,実験は計画通り実施できたが,研究発表のための国内学会参加が当初の予定よりも少なくなった。執行ができなかった物品購入に使用する。