hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
言語文化の観点に基づく汎用的言語能力概念の構築と教科横断型実践モデルの開発

1.国内の調査研究活動:後期中等教育をフィールドとして、主として高等学校における汎用型言語能力育成への調査研究を実施した。平成30年3月に告示された高等学校学習指導要領を受け、今後、各教科書出版社の新しい教科書編集が開始されるので、これについての情報収集を行うとともに、臨床研究として研究協力者のいる長野県野沢北高等学校、同県ケ丘高等学校等への訪問調査を実施し、両校において研究代表者による実践授業を行った。2.海外の調査研究活動:英国の初等・中等学校を中心に調査研究を行った。調査協力校となっている複数の学校訪問のほか、特別支援学校高等部への訪問調査を行い、インクルーシブ教育の観点から研究課題についての知見を深めた。期間中、ロンドンのチェルシー、ケンジントン教育局主任指導主事のKeith Tysoe氏、全英教師教育協会理事長のAlison Peacock氏、Learning Power Approachの提唱者であるGuy Claxton氏らへのインタビュー調査を実施した。また、ハンガリーにおいて学校訪問調査を行い、コダーイ・メソッドに基づく幼児教育段階からの系統的な実践モデルのあり方について情報を集めた。2018年8月には欧州幼児教育学会において口頭発表を行い、汎用型言語能力育成の観点から幼小中一貫の実践モデルと評価システム、物理的環境について各国の会員に研究成果を説明し議論した。3.論文・出版活動:第134回全国大学国語教育学会で個人研究発表、同135回大会で課題研究発表を行った。これらの発表をもとに、平成29年度までの成果として査読付きの学会誌を初め、のべ20件を超える著書・論文・学会発表・講演を行った。また、日本読書学会の記念書籍の編集委員長として書籍刊行業務を進め、本研究の成果をまとめた。4.その他:高等学校学習指導要領解説国語編の「言語文化」の解説を担当した。1.国内での後期中等教育を中心とした調査研究及び学習指導要領解説国語編の編集協力に加え、信州大学附属松本幼稚園・小学校・中学校における文部科学省研究開発として、幼小接続カリキュラムをも視野に入れた広汎な調査研究及び実践開発活動が推進された。2.期間中に15回を越える招待講演・学校指導を行い、調査研究の成果を広く各地の学校に紹介・普及するとともに、大学入試センター共通テストのプレ問題作成委員として、本研究の成果に基づく知見を提供した。3.欧州幼児教育学会、全国大学国語教育学会、日本国語教育学会における発表を行うことによって本研究の成果を国内外の研究者に示し、参加した研究者らと有意義な情報好感を行うことができた。4.英国における地域の指導的立場の学校への訪問調査に加え、特別支援学校(高等部)への訪問調査が実現し、インクルーシブ教育の視点から英国における汎用型言語能力育成への取り組みにかかる情報を具体的に入手することができた。また、ハンガリーにおける学校訪問調査により、コダーイ・メソッドに基づく子供の情操教育実践について識見を得、これを初等・中等教育へと接続させる際の方法論的知見として活用することが検討された。さらに、Guy Claxton氏のLearning Power Approachの実践理論を取り入れたカリキュラム・モデル構築が検討された。5.3年間の研究を踏まえ、明治図書出版の協力を得て『学力観を問い直す:国語科における資質・能力と見方・考え方』を刊行するに至り、ひろく一般国民に本研究の成果を普及することができた。これまでの研究活動によって、以下のデータ及び知見が積み重ねられた。1汎用的言語能力を育成するための小・中・高等学校における教材・活動例と系統表、2国内外における教科横断型の授業研究記録、3汎用的言語能力を育成する教科横断型のカリキュラム及び教材配列例。【学界における成果発表】1)学会発表:日本読書学会、日本国語教育学会、全国大学国語教育学会、欧州リテラシー学会、欧州幼児教育学会、国際日本語教育学会、比較教育学会等において、研究発表またはシンポジウムを行う。2)論文発表:「読書科学」、「月刊国語教育研究」、「国語科教育」等の学会誌に、本研究の成果を論文発表する。3)著書刊行:Learning withoutLimits projectにおける学力観・評価観をまとめた"Assessment for Creating Learning without Limits"(Peacock,2016)を翻訳出版する。また、汎用的言語能力にかかる研究報告書を刊行する。【教育界及び社会に向けた成果の還元】1)講演・研修:本科研の成果をもとに、国内各地の教育委員会・研究会等で主催される講演会・研修会において、年間のべ10回程度の講演・ワークショップを行う。2)更新講習:教員免許更新講習において、本研究成果をもとに新教育課程における実践の方向性を示す。1.文献調査:各教科目における教科書・教材の比較調査を横断的に行った。調査は、次の分担で進めながら、教科目の違いを越えて示される汎用的言語能力観の有無と内実を検討した。〇人格・道徳教育とつながる言語能力観を踏まえた道徳教科書・教材の目標設定〇複言語主義に立った日本語教科書・教材の話しことば指導及び日本語の特質〇批判的リテラシーとの関連性を踏まえた英語教科書・教材のreadingとwriting○国語科教科書・教材における「言語文化」の取り扱いと内容2.臨床調査:以下の各学校を訪問し、研究課題に罹る調査研究を行った。○信州大学教育学部附属松本幼稚園・小学校。○大町市立美麻小中一貫校。○筑波大学附属小学校。○東京学芸大学附属小金井小学校。○長野市立緑が丘小学校。4.論文発表等:国内の教育団体における講演として長野県・香川県・山形県・富山県・石川県・岡山県・徳島県・東京都の各地において汎用型言語能力にかかる研究内容を紹介し、教員研修の参に供した。

また、日本読書学会、日本国語教育学会等で学会発表を行うと共に、理論の一部を出版した。5.その他:幼稚園、小学校に所属する教員とともに研究会を立ち上げ、月例で研究会を開催した。1.文献調査:小学校のみならず中学校まで視野に入れ、国語教科書における教科横断的内容の悉皆調査を行い、その成果を関係者に報告することができた。英語教育、日本語教育、人格教育についても所定の目的を果たせた。2.臨床調査:当初の予定では研究の枠組みに入れていなかった幼小接続という視点から、汎用型言語能力形成のためのカリキュラム開発に取り組み、信州大学教育学部附属松本幼稚園・小学校が研究開発校に認定されたことから、ここをフィールドとして絵本読み聞かせと国語・英語の統括的なカリキュラム開発に取り組むことができた。3.海外調査:今期、新たに多国籍児童の通う小学校の調査協力関係が生まれ、文化の多様性に対応すべき汎用型言語能力の指針を得る重要なフィールドとなった。また、2016年度にイギリスに新設されたChartered college of teachingに日本人研究者として初めて訪問し、所長のDame Alison Peacock氏より、最新の教育課題やイギリスの取り組みをうかがうことができた。更に、フランスのエコール・フレネへの訪問調査(2日間)を実施した。なお、海外調査の研究成果については、今期7月にマドリードで開催される欧州リテラシー学会でラウンドテーブルによる発表が認められている。4.論文発表等:全国各地で年間20回を越える招待講演を行い、研究成果の公開につとめてきた。また、関連著書4冊を刊行、全国学会誌の査読論文採択掲載、各学術団体の論文発表、研究発表等、年間を通じて研究成果の公開に取り組んできた。5.その他:本課題にかかる現職幼稚園・小学校教員を交えた実践研究会を立ち上げ、これを主宰した。研究代表者は中央教育審議会教育課程部会国語ワーキングの委員として、本科研によって得られた知見を次期学習指導要領の編集作業に寄与した。研究2年度目の平成29年度は、言語文化の観点による汎用型言語能力の教科横断型実践モデルの構造化として、中等教育をフィールドに研究を展開した。概要は以下の通りである。1.国内の調査研究活動:複数回の招待講演及び学会発表を行い、前年度の初等教育における汎用型言語能力の育成についてその成果を報告するとともに、研究代表者自ら公立中学校において授業実践研究を行った。また、新学習指導要領にかかる情報提供を行い、主として高等学校の新設科目「言語文化」のカリキュラム構成への具体的な提言を行った。
大型膜面展開構造物の数値解析法とダイナミクスに関する研究

軽量で小さく折り畳み可能な膜面を用いた宇宙大型展開構造物の研究開発のため,膜面の挙動の高速な数値計算法である多粒子系モデルの開発,遠心力で膜面が展開するときの挙動や展開した膜面の振動特性の検討を行った.膜面の伸縮特性をバネと質点でモデル化する従来の多粒子系モデルを拡張し,膜面展開構造物に必要な折り目のモデルを導入し,膜面固有の種々の特性を適切にモデル化することにより,真空中で行った遠心力展開実験結果を精度良く表現できることを示した.また,真空中で膜面に回転と振動を同時に与える実験装置を製作して回転する円形膜の振動特性を実測し,モード解析結果と比較した.軽量で小さく折り畳み可能な膜面を用いた宇宙大型展開構造物の研究開発のため,膜面の挙動の高速な数値計算法である多粒子系モデルの開発,遠心力で膜面が展開するときの挙動や展開した膜面の振動特性の検討を行った.膜面の伸縮特性をバネと質点でモデル化する従来の多粒子系モデルを拡張し,膜面展開構造物に必要な折り目のモデルを導入し,膜面固有の種々の特性を適切にモデル化することにより,真空中で行った遠心力展開実験結果を精度良く表現できることを示した.また,真空中で膜面に回転と振動を同時に与える実験装置を製作して回転する円形膜の振動特性を実測し,モード解析結果と比較した.・多粒子系モデルの改良これまで,折り畳まれた膜面の遠心力展開実験に対して,多粒子系モデルにより精度の高いシミュレーション結果が得られていなかった.そのため,多粒子系モデルに対して膜面の特性や空気抵抗の詳細なモデル化を導入し,シミュレーション結果が大幅に改善されることを確認した.解析対象は,厚みを考慮した折り目曲線によって,しわを生じることなくなく膜面を折り畳むことのできる,らせん折りを用いた六角形膜面の遠心力展開実験とした.シンプルな膜面の折り目剛性のモデルを新規に考案し,膜面の座屈特性モデルを実験に合わせてチューニングするとともに,空気抵抗と減衰を考慮することによって,シミュレーション結果が大幅に改善されることを確認した.・回転円形膜の定常状態の多点同時計測実験既存の内径660mm,内圧約1/100気圧のアクリル真空槽内における,円形膜面の回転実験では,重力による面外変形や残留空気の影響による面外振動を生じる.その振動モードを解析結果と比較するため,レーザー変位計による面外変位の同時多点計測を行った.従来は回転する膜面を空間に固定されたレーザー変位計1台で計測していたため,ドップラーシフトを生じた見かけの振動数しか得られなかったため,レーザー変位計を3台追加して4点同時計測を行った.その結果,周方向90度おきに同位相で振動しており,周方向2次,半径方向1次の面外振動が生じていることを確認でき,これまでの数値解析結果の妥当性を明確化した.今年度は,主に小型ソーラー電力セイル実証機IKAROSで用いられた四角折り膜面について,別途実施した小型膜面モデルの真空槽内遠心力展開実験結果と比較して,多粒子系モデルの改良を行った.IKAROSは2010年5月に打ち上げられ,2010年6月にソーラーセイル膜面の遠心力展開を実施したが,その軌道上展開挙動の理解に資するためである.四角折り膜面の展開挙動においては,膜の座屈強度だけでなく折り目や接触の影響が大きく,原理的に展開中に非対称形状が発生しやすい.そのため,多粒子系モデルに対して昨年度導入した座屈強度と折り目剛性のモデルを,実験結果と比較してチューニングできるように修正した.また,折り目の周りでの膜同士の接触を考慮するため,折り目剛性モデルに対して接触に伴うペナルティ係数を掛けるように改良した.そして,折り目間隔の異なる二種類の小型モデルの真空槽展開実験に対応した数値シミュレーションを実施した結果,展開中の非対称形状や折り目を表現することができ,シミュレーション結果が定性的に妥当であることを確認した.また,パラメータをチューニングすることにより,数値シミュレーション結果が実験結果に近づくことを確認した.また,遠心力で展張される膜面の強制加振による振動モードの計測のため,別途導入した真空対応小型動電型加振器,ファンクションジェネレータおよびステンレス製矩形真空槽を利用した真空槽内の回転膜面加振機構を製作した.今年度は,装置の製作と組み立て,動作確認など,強制加振実験のための準備を行った.今年度は,昨年度に引き続き,小型ソーラー電力セイル実証機IKAROSの四角折り膜面の軌道上における遠心力展開挙動の解明のため,昨年度改良した多粒子系モデルの座屈,折り目,接触などに関するパラメータを変化させて,非対称形状が発生したり展開が不完全になる条件について検討した.多粒子系モデルにより展開中の非対称形状はある程度表現できるが,IKAROSの非対称展開挙動の再現には,展開前の初期状態における膜面と展開機構の間の接触や滑りなどを考慮する必要がある.また,IKAROSの展開後の平衡形状を表現するには,ソーラーセイルに貼付された太陽電池などのデバイスの力学特性や熱変形を考慮できるように多粒子系モデルをさらに拡張する必要があり,これらは今後の課題となった.また,遠心力で展張される膜面の振動モードを計測し,多粒子系モデルや回転対称シェルの膜理論による解析結果と比較した.

そのため,真空対応小型動電型加振器とステンレス製矩形真空槽などを用いた真空槽内回転膜面加振機構を製作し,回転円形膜面の加振実験を実施した.製作した機構は,回転軸に軸方向の滑りと回転の自由度を同時に与えるロータリーボールスプラインを用いて,回転軸をベアリングを介して軸方向に加振し,同時にステッピングモータとタイミングベルト・プーリによって回転させるものである.ファンクションジェネレータも利用して正弦波加振や正弦波掃引加振を行い,回転軸の加速度と膜面の変位を加速度センサ,レーザー変位計,カメラによって計測し,共振点を探索した.その結果,低次のいくつかの共振現象を明瞭に観察することができ,それらのモード形状は解析結果と一致するが,最低次モード振動数が解析結果より高いなどの差異が確認された.実験と解析の差異やその原因を明確にするには,加振制御装置の導入や解析における膜面の特性の近似法の改良などの検討が必要である.
電場作用下の電極/水界面反応過程の第一原理分子動力学解析

今年度は,白金表面上の水分子二層について,外部電場が無い場合とある場合のケースを調べた.まず水単分子の吸着特性を正しく再現する計算条件(セルサイズ,k点等)を決定した後,白金表面を覆う水分子層を調べた.水分子が二重層として吸着する構造は文献とよく一致し,H-upとH-downの2種類の構造があり,H-downが比較的安定であることを確認した.次に,様々な強さの外部電場に対してH-down構造吸着分子がどのように変化するかを調べた.鋸型ポテンシャルをセルにかけることで外部電場を模擬し,0.1Vから0.4Vの電場をかけた.低い電圧ではほとんど構造に変化は無かったが,0.4Vの電圧では大きな変化が現れた.下側の水分子は表面側に引き寄せられ,二重層の水素結合ネットワークを乱れさせることが動的シミュレーション過程で分かった.結果的に,水分子は表面に対して回転しH-up構造のような水素結合ネットワークを形成した.この変化は,吸着単分子層が疎水性から親水性へ遷移したことを示し,実験事実と整合している.本研究で用いた第一原理計算は定量的に良い結果を与えるが,動的過程におけるポテンシャルプロファイルの解析の結果,この系のシミュレーションには注意が必要であることがわかった.すなわち,吸着二重分子層によってセル内に電気双極子が誘起されポテンシャル場を形成し,分子層構造の変化によりこのポテンシャル場が変化するという問題がある.これは,系が感じている有効バイアス電場はシミュレーション開始時に設定したものから変化することを意味する.そのため,より正確には電場ではなく電束密度を一定に保つシミュレーションを行う必要がある.本年度後半はそのための計算ソフトウェア開発を行った.電場作用下における電極-溶媒の界面の反応プロセスを原子・電子レベルから明らかにするため,白金表面への水分子吸着の動的過程について,密度汎関数法に基づく第一原理分子動力学解析を行うことが本研究の目的である.具体的には,外部電場のもとでの吸着水分子モノレイヤーにおける疎水-親水遷移の可能性を検討するとともに,モノレイヤーの水分子配位変化の溶媒中への伝播の様相,およびそれが電極表面での反応にどのように影響するかを検討することを目指している.本年度はまず,上記の解析を実現するための最新のコードを16および64ノードのクラスタ型並列計算機環境にセットアップおよびチューニングを行い,白金/水分子系の計算モデルの調整を行った.周期境界条件を課した6原子層からなるスラブを用いて白金表面モデルとし,表面に水分子1個を配置して,構造緩和計算を行った.複数のモデルについてテストを繰り返し,電場を作用させた条件に対しても再現性のある信頼性の高い結果が得られることを確認した.さらに,計算によって得られたゼロ電場中の白金電極表面上の水分子モノレイヤーの吸着構造を精査し,文献と比較を行った.吸着水分子と表面との角度について詳細に検討し,シミュレーションセルのサイズなどの計算条件がこれに及ぼす影響を現在検討中であり,次年度の外部電場作用下のシミュレーションに向けての準備を進めている.今年度は,白金表面上の水分子二層について,外部電場が無い場合とある場合のケースを調べた.まず水単分子の吸着特性を正しく再現する計算条件(セルサイズ,k点等)を決定した後,白金表面を覆う水分子層を調べた.水分子が二重層として吸着する構造は文献とよく一致し,H-upとH-downの2種類の構造があり,H-downが比較的安定であることを確認した.次に,様々な強さの外部電場に対してH-down構造吸着分子がどのように変化するかを調べた.鋸型ポテンシャルをセルにかけることで外部電場を模擬し,0.1Vから0.4Vの電場をかけた.低い電圧ではほとんど構造に変化は無かったが,0.4Vの電圧では大きな変化が現れた.下側の水分子は表面側に引き寄せられ,二重層の水素結合ネットワークを乱れさせることが動的シミュレーション過程で分かった.結果的に,水分子は表面に対して回転しH-up構造のような水素結合ネットワークを形成した.この変化は,吸着単分子層が疎水性から親水性へ遷移したことを示し,実験事実と整合している.本研究で用いた第一原理計算は定量的に良い結果を与えるが,動的過程におけるポテンシャルプロファイルの解析の結果,この系のシミュレーションには注意が必要であることがわかった.すなわち,吸着二重分子層によってセル内に電気双極子が誘起されポテンシャル場を形成し,分子層構造の変化によりこのポテンシャル場が変化するという問題がある.これは,系が感じている有効バイアス電場はシミュレーション開始時に設定したものから変化することを意味する.そのため,より正確には電場ではなく電束密度を一定に保つシミュレーションを行う必要がある.本年度後半はそのための計算ソフトウェア開発を行った.
半導体および金属表面に吸着したアルカリ原子系の電子構造に関する研究

半導体ならびに金属上のアルカリ原子の吸着現象に関して,その電子状態仕事関数等の被覆度による変化の特徴と本質を明らかにすることを目的に研究を進めている.モデルとしては,単原子吸着の解析において簡単なモデルとして成功を収めたNewnsモデルに高被覆度領域で重要となる吸着原子間の電子遷移の項を取り入れたものを採用した.この系を原子一空孔の不規則系として原子の位置相関を正しく考慮できる方法,具体的にはクラスター型のコヒーレントポテンシャル近似(CPA)を用いて定式化を行った. 61年度までの我々の成果に基づき, W.Butlerの方法をこの系に適用し,具体的な数値計算を行った. (研究発表1)結果は実験事実の特徴のいくつかを定性的に説明しているが,この近似法では,電子遷移が最近接吸着子間の場合のみに適用性が限られており,今問題にしている系では,間接的相互作用のため遠距離原子間の電子遷移も存在しており,この効果は,エネルギー領域によっては無視できないことが分った.この点を改良するために,コヒーレントポテンシャルをマトリックスとして扱うcell-CPAの方法を適用し,定式化ならびに数値計算をやり直した.対象としている物質は, Si(001)2×1上のアルカリ原子であるが,この系について実験的に観測されている仕事関数の特徴的な被覆度依存性ならびに被覆度が60%前後で起きる非金属転移が統一的に説明された.この成果は単にこの特定の物質の説明にとどまらず,吸着系の電子状態の被覆度依存性を計算する一般的な方法を確立したものと考えている.この結果については,科研費重点領域研究「表面新物質相」の理論グリープの研究会で, 62年9月, 63年1月, 3月の3回にわたって発表している.また春の物理学会でも発表予定である.この成果はPhys.Rev.Bに現在投稿中である.半導体ならびに金属上のアルカリ原子の吸着現象に関して,その電子状態仕事関数等の被覆度による変化の特徴と本質を明らかにすることを目的に研究を進めている.モデルとしては,単原子吸着の解析において簡単なモデルとして成功を収めたNewnsモデルに高被覆度領域で重要となる吸着原子間の電子遷移の項を取り入れたものを採用した.この系を原子一空孔の不規則系として原子の位置相関を正しく考慮できる方法,具体的にはクラスター型のコヒーレントポテンシャル近似(CPA)を用いて定式化を行った. 61年度までの我々の成果に基づき, W.Butlerの方法をこの系に適用し,具体的な数値計算を行った. (研究発表1)結果は実験事実の特徴のいくつかを定性的に説明しているが,この近似法では,電子遷移が最近接吸着子間の場合のみに適用性が限られており,今問題にしている系では,間接的相互作用のため遠距離原子間の電子遷移も存在しており,この効果は,エネルギー領域によっては無視できないことが分った.この点を改良するために,コヒーレントポテンシャルをマトリックスとして扱うcell-CPAの方法を適用し,定式化ならびに数値計算をやり直した.対象としている物質は, Si(001)2×1上のアルカリ原子であるが,この系について実験的に観測されている仕事関数の特徴的な被覆度依存性ならびに被覆度が60%前後で起きる非金属転移が統一的に説明された.この成果は単にこの特定の物質の説明にとどまらず,吸着系の電子状態の被覆度依存性を計算する一般的な方法を確立したものと考えている.この結果については,科研費重点領域研究「表面新物質相」の理論グリープの研究会で, 62年9月, 63年1月, 3月の3回にわたって発表している.また春の物理学会でも発表予定である.この成果はPhys.Rev.Bに現在投稿中である.表面上に不規則に配列する吸着原子系に対して、原子間の相関を考慮できるあるクラスター・コヒーレント・ポテンシャル近似の方法(H・Miwa,197)を用いることにより、状態密度を求める一連の表式を導いた。この表式を用いて数値計算を行った結果、状態密度が総和則を満たさないという困難に出会った。二元合金に対するある種のクラスター近似においては、2種の原子のエネルギー差が大きい時には、グリーン関数の解析性が破れることが以前に指摘されており、上記の困難は、この問題と関係していることが分った。これを解決するためにButler(197)の提案した方法を採用し、定式化を再度行った。上記の困難の本質とその解決法を、今問題にしている原子一空孔系の場合に検討し、この新しい方法に基づき計算した結果、当初の予想通り、被覆度θ50%以上から吸着原子系の状密度が急激に拡がり、基盤からの電子の逆移動が顕著に起きることを明らかにした。またこの事実と関連して、仕事関数が被覆度が増加するにつれて減少しθ60%で極小を示し、それ以後、逆に増加するという実験事実を、半定量的に説明することができた。この結果は、61年9月の物理学会(西の宮,関西学院大学),表面・界面分科において報告した。たゞし、現在用いている方法は、電子の遷移を最近接原子間のみに限定しているため、あるエネルギー領域では良い近似とは云えないことが分った。この点を改良するため、コヒーレントポテンシャルをマトリクスとして抜うCell-CPAの方法を適用し、改めて現在計算中である。
先進的な競泳のターン・スキルの提案

先進的な競泳のターン・スキルを提案することを目的とした.ストリームライン姿勢とグライド速度の計測,クイック・ターンで回転期の頭の軌跡を楕円に近似,タッチ・ターンで回転期の頭の軌跡の水面からの高さ計測を実施した.そして次の結果を得た;1)肩甲帯の可動性により肩を引き上げ,三角筋を耳につけたストリーム・ライン姿勢のグライド速度が高かった.2)クイック・ターン回転期における頭の楕円軌跡は長軸が浅い角度で傾き,短軸が短い状態でターン・パフォーマンスが高かった.3)タッチ・ターン回転期における頭の軌跡は,水面に近い方がとその時間が短かった.これらの要素が先進的な競泳のターン・スキルとして提案された.競泳におけるフリップターンの回転軌跡に楕円モデルを適用し、ターン技能を検討することを目的とした。地域強化指定レベルの水泳選手15名を対象とし、15m地点よりスタートし、フリップターン後15m地点まで泳がせた。水中1台・陸上2台のビデオ撮影を泳者の側方より行った。自作の動作分析ソフトnotePlayerを用い、2次元DLT法により身体各部の座標を求め、速度算出後、ローパスフィルターでノイズをカットした。また、水飛沫や水泡によって測定点が特定できない場合の欠損値はラグランジュの方法によりデータ補完を行った。実座標を再構築し、元のデータとの整合性を検討した後、頭部回転軌跡に楕円モデルを適用した。楕円の傾き、回転前半の楕円の長半径・短半径、回転後半の楕円の長半径・短半径を求めた。また、ターン技能は、フリップ水平速度(1.5m-0.0m)、離壁水平速度(1.5m-3m)、離壁後15m到達時間等を計測した。楕円の傾き(65.9±7.0deg)が水平に近いと回転前半の楕円の長半径(0.26±0.04m)が長く(r=-0.567、p<0.05)、離壁後15m到達時間(7.72±0.36sec)が短い(r=0.795, p<0.01)傾向が見られた。また、回転後半の楕円の短半径(0.22±0.18m)が小さいとフリップ水平速度(1.5m-0.0m区間)(1.17±0.08m/s)が大きい(r=-0.561, p<0.05)傾向が見られた。従って、フリップターンは横長の弧を描き回転を始め、後半に弧を小さくすることで、ターン技能を向上させる可能性が示唆された。内容:先進的な競泳のターン・スキルを提案する目的で3つの実験を計画した.1)肩甲帯の挙上の有無により異なるストリーム・ライン姿勢とグライド速度の関係を検討するために,ポータブル3Dスキャナで全身をスキャンし,身体各部の長さ,断面積,アラインメントに関する計測を行った.2)クイック・ターン動作を水中カメラで撮影し,アプローチ,回転,着壁,グライド,ストロークの準備について2次元DLT法により動作分析を行った.3)タッチ・ターン動作をクイック・ターンと同様に撮影し,回転時の頭部の高さの違いによる所要時間の相違を検討した.その結果,肩甲帯の可動性により肩を引き上げ,三角筋で耳を挟むようなストリームライン姿勢のグライド速度が速い傾向にあった.また,クイック・ターンは回転期の頭の軌跡を楕円近似した.近似楕円における長軸の水平からの傾きが小さく,短軸が短い軌跡はターンパフォーマンスが高いことが示された.さらに,タッチ・ターンでは,回転時の頭の高さは水面に近い方が回転期を短縮できる可能性が示された.これらの要素が先進的なターン・スキルとして提案された.意義:先進的な競泳のターン・スキルの提案により,国際競技力が高まることが期待される.また,ヒトの回転と並進の挙動について明らかにする運動学的意義が認めらる.重要性:よりよい動作様式を提案することが新たなスキルの創生につながり,基礎研究を実用レベルに発展させたことに重要性が認められる.先進的な競泳のターン・スキルを提案することを目的とした.ストリームライン姿勢とグライド速度の計測,クイック・ターンで回転期の頭の軌跡を楕円に近似,タッチ・ターンで回転期の頭の軌跡の水面からの高さ計測を実施した.そして次の結果を得た;1)肩甲帯の可動性により肩を引き上げ,三角筋を耳につけたストリーム・ライン姿勢のグライド速度が高かった.2)クイック・ターン回転期における頭の楕円軌跡は長軸が浅い角度で傾き,短軸が短い状態でターン・パフォーマンスが高かった.3)タッチ・ターン回転期における頭の軌跡は,水面に近い方がとその時間が短かった.これらの要素が先進的な競泳のターン・スキルとして提案された.国際競技力向上の重要な要因の1つである競泳のターンを体格と動作の立場から検討し,先進的なターン・スキルの提案を主目的とした.水泳におけるストリーム・ラインは,けのび距離や牽引抵抗によってパフォーマンスとして評価されてきたが,これらに関与する姿勢の要素が十分に検討されたとは言えない.そこで,ストリーム・ライン姿勢を評価するための基礎的な研究として,資料収集し,さらに小型3Dスキャナによる計測の信頼性を検討した.資料収集の結果,3D人体形状計測装置は特定幾何学形状剛体モデル法や積層楕円板近似モデル法に比べ,身体形状をより忠実に再現したモデルの作成が可能であることが伺われた.しかし,姿勢を評価する精度の高い3Dスキャナは大型で指導現場に持ち込むのに適さない問題点があった.

そこで小型3DスキャナArtec MHT(データ・デザイン社)にてボールおよびマネキンをスキャンし,マルチン棹状計による実測値と比較した.その結果,ボールの直径について,実測値22.8cmの直径に対し3Dポリゴン上の3点の計測値は22.1±0.3cmであった.実測値から計算される断面積408.3cm^2に対し,3Dポリゴン上での断面積は392.8cm^2であった.マネキンの上半身の実測値17点(幅7箇所,厚さ5箇所,長さ5箇所)と3Dポリゴン上の計測値の相関は0.999で回帰式はy=0.994x-0.40cmであった.これらの結果より,小型3Dスキャナによる計測の信頼性が確認された.ただし,精度を高めるために参照点貼付が必要であった.クイックなターンを示すフリップターンの動作の分析を行った。飛沫や水泡による計測点の判別が困難な場合が見られたため、2次元評価法を選択した。着壁時の姿勢、離壁時の身体の傾きなどの姿勢要因に加え、運動の記述として、最も視認しやすい頭部を取り上げ、楕円モデルに近似した。これまでにない有効な評価法を提案することができ、先進的なターンスキルを提案するための方向性を決定することができた。小型3Dスキャナを回転および上下させながらストリーム・ライン姿勢をスキャンすることにより姿勢をポリゴン化し,このときの姿勢条件により,3D座標から求められる身体各部の長さ,断面積,アラインメントと受動抵抗の関係を明らかにする予定であったが,小型3Dスキャナの信頼性が証明されていなかったので,生体を対象にした実験に先立ち,信頼性を検討するための基礎的な研究が必要となった.タッチターンの動作を検討するための評価法を評価法を開発し、クイック・ターンと同様にアプローチ,回転,着壁,グライド,ストロークの準備について動作分析を行う.手部の着壁位置のちがいによる各局面の所要時間の相違を検討し,適切な手部の着壁位置を提案する.さらに,3年間の結果を総括し,先進的なターン・スキルとしての姿勢作りや各種動作を提案する.生体を対象にした体格や姿勢を評価し,受動抵抗との関係を明らかにする予定である.タッチターンを分析するための機材を整え、水中および陸上から撮影する実験を実施する。得られた画像から動作を検討する方法を考案するためのソフトウェアを整える。研究の成果を国際学会(オーストラリア)や国内学会で発表する準備を進める。本年度の残額は、予定外の画像処理ソフトのバージョンアップ等により、謝金の発生を控えたことでわずかに残額が発生した。これらを次年度の実験機材の充実に充てる予定である。今年度の研究計画である体格や姿勢と受動抵抗の関係を明らかにする研究を進める上で,計測装置である小型3Dスキャナの信頼性を検討するための基礎的な研究が必要となった.次年度の研究計画遂行のため,当初から使用予定の研究費(物品費,旅費,人件費・謝金)50万円に加え,今年度の研究のための計測の結果得られた今年度の研究成果発表(8月22-24日に神奈川県で,10月21-22日に福岡県で)のための旅費10万円並びに実験の実施・分析に関わる人件費・謝金168,945円を合わせた268,945円を次年度使用する予定である.
アラキドン酸カスケードの皮膚悪性腫瘍の発生と進展への関与に関する研究

アラキドン酸カスケードのヒト皮膚悪性腫瘍の進展における役割を、ヒト皮膚扁平上皮癌(HSC-5)とエクリン汗腺癌(EcCa)の樹立細胞株及びコントロールとして不死化非腫瘍性ケラチノサイト細胞株(HaCaT)を用いて検討した。まず皮膚癌細胞株ではサイクロオキシゲナーゼ(COX)-2の蛋白発現がコントロール細胞に比較して有意に上昇しており、COX-2の選択的活性阻害剤であるNS398で処理すると増殖が抑制されることを明らかにした。更に、COX-2のアンチセンスオリゴヌクレオチド鎖をトランスフェクトするとCOX-2の発現が抑えられ、癌細胞の増殖は活性阻害剤よりも強く抑制されることを明らかにした。そこでCOX-2の発現を抑制し得る物質を探し、その物質の細胞増殖に及ぼす影響を検討した。これまでに、いくつかの臓器で抗腫瘍効果が報告されているレチノイン酸と抗酸化剤に関してCOX-2の発現を抑制するか否かを検討した。レチノイン酸としてall-trans-retinoic acid(all-trans-RA)と9-cis-retinoic acid(9-cis-RA)、抗酸化剤としてN-acetylcysteine(NAC)とpyrrolidinedithiocarbamate(PDTC)を用いた。9-cis-RAとPDTCはCOX-2の発現を抑制したがall-trans-RAとNACには抑制作用はなかった。9-cis-RAとPDTCはCOX-2産物であるプロスタグランジンE2の産生を濃度依存的に抑制した。更にこの両者は細胞の増殖を有意に抑制した。以上の一連の結果は、COX-2が皮膚癌の進展に重要な役割を果していることを示し、COX-2を介するcancer chemopreventionの可能性を大いに期待させるものである。まず最初に、アラキドン酸カスケードの主要最終産物であるプロスタグランジンE2の産生量をRIA法で測定し、皮膚癌細胞で産生量が有意に上昇していることを見い出した。そこで、プロスタグランジンE2産生にあずかる酵素である、細胞質フォスフォリパーゼA_2(cPLA_2)、サイクロオキシゲナーゼ(COX)-1、COX-2の発現をウェスタンブロット法で観察した所、cPLA_2とCOX-1の発現に変化は見られなかったが、COX-2の発現が皮膚癌細胞株ではコントロールに比較して有意に上昇していることがわかった。次に、COX-2の選択的活性阻害剤であるNS398の細胞増殖に及ぼす影響をMTT法を用いて観察した。NS398で処理するとHSC-5の増殖は有意に抑制され、EcCaも増殖が抑制される傾向にあることがわかった。更に、COX-2のアンチセンスオリゴヌクレオチド鎖をトランスフェクトしCOX-2の発現を抑えると、癌細胞の増殖は活性阻害剤よりも強く抑制されることを明らかにした。以上の結果は、皮膚癌ではCOX-2の発現が恒常的に亢進しており癌細胞の増殖に促進的に作用していること、COX-2の活性阻害より発現抑制がより大きな癌細胞増殖抑制効果を発揮することを示している。現在次年度に向けて、COX-2発現抑制作用を有しヒトへの応用に際して副作用の少ない物質を検討すべく研究を進展中である。アラキドン酸カスケードのヒト皮膚悪性腫瘍の進展における役割を、ヒト皮膚扁平上皮癌(HSC-5)とエクリン汗腺癌(EcCa)の樹立細胞株、及びコントロールとして不死化非腫瘍性ケラチノサイト細胞株(HaCaT)を用いて検討した。

まず皮膚癌細胞株ではサイクロオキシゲナーゼ(COX)-2の蛋白発現がコントロール細胞に比較して有意に上昇しており、COX-2の選択的活性阻害剤であるNS398で処理すると増殖が抑制されることを明らかにした。更に、COX-2のアンチセンスオリゴヌクレオチド鎖をトランスフェクトするとCOX-2の発現が抑えられ、癌細胞の増殖は活性阻害剤よりも強く抑制されることを明らかにした。そこでCOX-2の発現を抑制し得る物質を探し、その物質の細胞増殖に及ぼす影響を検討した。これまでに、いくつかの臓器で抗腫瘍効果が報告されているレチノイン酸と抗酸化剤に関してCOX-2の発現を抑制するか否かを検討した。レチノイン酸としてall-trans-retinoic acid (all-trans-RA)と9-cis-retinoic acid(9-cis-RA)、抗酸化剤としてN-acetylcysteine(NAC)とpyrrolidinedithiocarbamate(PDTC)を用いた。9-cis-RAとPDTCはCOX-2の発現を抑制したがall-trans-RAとNACには抑制作用はなかった。9-cis-RAとPDTCはCOX-2産物であるプロスタグランジンE_2の産生を濃度依存的に抑制した。更にこの両者は細胞の増殖を有意に抑制した。以上の一連の結果は、COX-2が皮膚癌の進展に重要な役割を果していることを示し、COX-2を介するcancer chemopreventionの可能性を大いに期待させるものである。
磁性フォトニック構造ファイバーによる、磁気光学効果増大と光波制御

高性能な高出力レーザー用ファラデーアイソレーターの実現を目指して、3次元の磁気フォトニック結晶構造が作成可能な、高出力レーザー用YIGセラミックス材料の萌芽的な研究を行った。セラミックス技術を用いたYIG(Y3Fe5O12、イットリウム鉄ガーネット)材料の作成を行い、透光性を確認した。さらに磁気光学特性の測定を行いYIG単結晶と同等の特性を持つことを明らかにした。今後、材料プロセス等の検討によって、光学特性を向上し、本材料を用いた磁性フォトニック構造を実現していく予定である。代表的な磁気光学効果であるファラデー効果を利用して光の逆進を防止する光アイソレーターは、基本光学素子の一つである。特に、ファイバーを用いた光学系では、アイソレーターの設置が欠かせない。これは戻り光が、低損失で上流側へと伝搬して、光学ノイズや光学素子にレーザー損傷を与える原因となるためである。高性能な光アイソレーター等の磁気い光学媒質を実現するため、本申請では、磁性フォトニック構造ファイバーによる、磁気光学効果増大と光波制御の実証を目標とする。具体的にはファイバー及びセラミックによる磁性フォトニック構造を構築し、その磁気光学効果を調べる。本年度は、1.ファイバーの選定、2.セラミック材料の検討を行った。これらの結果、フォトニック構造を構成可能な母材の検討が進んだ。H28年度には、これらの材料を用いて研究を進めていく予定である。材料の検討が進み、試験に向けた準備が整った。磁気光学効果であるファラデー効果を利用して光の逆進を防止する光アイソレーターは、基本光学素子の一つである。特にファイバーを用いた光学系では、アイソレーターの設置が欠かせない。これは戻り光が低損失で上流側へと伝搬して、光学ノイズや光学素子にレーザー損傷を与える原因となるためである。一般的には、1μm帯のレーザー用としては、TGG (Terbium gallium garnet)結晶が、1.5μm帯のレーザー用としては鉄系ガーネット薄膜が、それ以上の3μm帯の中赤外レーザーではYIG(Yttrium iron garnet)単結晶がアイソレーターを構成する磁気光学材料として用いられている。本課題では、上記材料よりも高性能な磁気光学材料によって光アイソレーターの大幅な小型化とファイバーへの直接結合を目指した研究を行った。特に、近年進展の著しい透明セラミックスについて検討を進めた。その結果、世界で初めてYIGセラミックス材料を実現し、磁気光学効果の測定を行った。磁気光学効果は、他の製造手法で作成されたYIG材料と一致して、セラミックス技術によって狙い通りの組成が得られていることが分かった。結晶材料と比較し、残留複屈折の影響が低く、大型化が可能なため将来のコストダウン効果に優れているセラミックス技術を用いて、透明YIG材料を可能としたことで様々な可能性が広がる。YIG材料に三価のCeイオンを添加することでレーザー書き込みによるフォトニック構造が可能となる。本課題ではすでにCeイオン添加のYIG材料も実現しており、今後の研究の進展によってフォトニック構造で磁気光学効果を増大した、光アイソレーター材料を実現してく予定である。準備を進めた材料を用いて、磁気光学効果の測定を行う。また磁気光学効果の波長や温度の依存性を調べ、研究を進めていく予定である。レーザー工学、プラズマ計測高性能な光学素子を効率よく購入するため、次年度に繰り越した。全額、光学素子の購入に充てる予定である。
対象システムにおける注目すべき構造的変化の要因や影響を説明する汎用的なデータ可視化手法を構築する。特に、局所の変化の特徴の間の関係性を求めることにより、対象システムの変化について上下レベルのスケールを横断する説明を支援する階層型ネットワークの可視化を実現する。新指標値Local Event's Influence on the Global Entropy(LEIGE)を対象システムの大小さまざまなスケールの領域について計算し、各領域のLEIGEが上下と近隣の領域のLEIGEに影響する度合いを計算する新手法を基礎とする。消費市場、世論の偏り、地震現象の変化等の説明に適用してゆく。
療育関係者のキャリア発達を支える段階的教育・研修プログラムの実証的研究

本年度は、「就業前グループ」「就業後グループ」「一貫性グループ」対して、プログラムを実施し、プログラムの効果を測定し、3グループのキャリア発達の段階に応じたプログラムの改良点と課題を抽出することを目的とした。プログラムの内容は、対象者に「簡略化された行動分析」を用いた学習に取り組んでもらう。その結果、「欲求充足」「関係性の向上」「専門知識の増加」「ストレス軽減」の変化を確認した。先行研究から得た、社会資源の「戦略的運用」と「再評価・再活用」の視座に基づき「キャリア発達を支える支点のあり方」「行動分析の活用力の効果」「そこから作用点の変化」について調査し、療育関係者の専門性への影響と、取り組みから派生する新たな資源開発の可能性について検討した。また、A県で取り組まれている保護者支援プログラムにおいて既存の社会資源としての教職員の可能性と課題についてシンポジウムを実施し、本研究に資するエビデンスや意見を整理した。「就業前教育グループ」は、保育士養成学科に在籍する「大学生」に対して4月7月の期間に9回のプログラムを実施した。「就業後教育グループ」は、キャリア年数や役割(初任・中堅・主任)に応じた専門家グループを構成して10月11月の期間に6回のプログラムを実施した。「一貫性グループ」は、就業前教育を実施したA大学の卒業生(現専門職)に対して、9月2月の期間に7回実施した。各グループの運営(計画のソフト構造)は、インシデントプロセス法を用いてグループワーク、ワークショップ、ホームワークの3形態を用いた。本年度の結果は、行動分析の知識については有意に向上した。しかし、「欲求充足」「関係性の向上」「専門知識の増加」「ストレス軽減」については、ポジティブで有意な変化は確認が出来なかった。今後の課題として、さらに研究結果の分析を行いプログラムの最適化に取り組むこととした。本年度は、「就業前グループ」「就業後グループ」「一貫性グループ」に対して、計22回の研修会を実施できた。その中で、プログラムの効果を測定し、3グループのキャリア発達の段階に応じたプログラムの改良点と課題を抽出することができた。2年目は、前年度に実施したプログラムの分析と最適化をに取り組む。また、その結果を学会等で発表し、これまで得た研究の知見を整理する。合わせて改良したプログラムのプレ実施と対象者への影響を評価する。また修正点や課題点を抽出し、プログラムと支援体制の最適化を図る。また、国内外の先駆的地域のシステム構築と実践を視察し、アイディアの精錬に取り組む。物品費の購入等で端数が生じ、少額の残りが発生したため。次年度で、旅費等で使用する計画である。
新規ストレス応答機構p62-Keap1-Nrf2システムの制御メカニズムの解明

p62-Keap1-Nrf2経路は、p62/SQSTM1(以下、p62とする)のリン酸化を介して転写因子Nrf2が活性化される経路である。重要なことに、本経路は肝がん細胞株や肝がん患者組織では恒常的に活性化されており、がん細胞の増殖に有利なグルコースおよびグルタミンの代謝再編成を介して、がんの増殖と薬剤耐性に寄与している。すなわち、p62-Keap1-Nrf2経路が亢進しているがんでは、リン酸化p62の制御が有効な抗がん治療となる。しかし現在までに、がん細胞のp62-Keap1-Nrf2経路の制御に関わる決定的因子は同定されていない。本年は、1.ゲノムワイドなsiRNAライブラリーを用いたスクリーニングを再検証し、候補遺伝子群については2次スクリーニングを展開した。2.リン酸化p62とKeap1の結合阻害剤化合物の誘導体開発の検証を進め、新規にNrf2活性化化合物を取得した。3. Keap1とリン酸化p62の結合を阻害する化合物の蛍光標識体を作成し、p62-Keap1-Nrf2経路の活性化をモニターできるシステムの構築に取り組んだ。13の研究成果を統合することで、リン酸化p62の病態生理的役割とその制御メカニズムに関する解析を進めている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。ストレス応答機構の1つであるp62-Keap1-Nrf2経路は、p62/SQSTM1(以下、p62とする)のリン酸化に依存して活性化される。重要なことに、本経路は肝がん細胞株や肝がん患者組織では恒常的活性化状態にあり、がん細胞の増殖に有利な代謝リプログラミングや薬剤耐性能の獲得に寄与している。すなわち、p62-Keap1-Nrf2経路が亢進しているがんでは、p62の発現抑制、リン酸化阻害、ないしは代謝促進を介したp62の不活化が有効な抗がん治療となることが期待される。本年度は、ヒト肝細胞がん株、および肝細胞がん患者検体を用いた解析から、リン酸化p62が引き起こすがんの病態生理とその分子メカニズムの一部を解明し、次の要点を論文報告した(Nat Commun.7:12030 2016)。1.肝がん細胞におけるリン酸化p62を介したNrf2の活性化は、グルコースからUDP-グルクロン酸の合成、およびグルタミンからグルタチオン合成を促進していた。2.リン酸化p62を持つ肝がん細胞は、薬剤抱合に関与するUDP-グルクロン酸の産生亢進により抗がん剤耐性能を獲得、さらに、グルタチオン産生を亢進させることで、腫瘍増殖を促進していた。3.肝特異的ATG7欠損マウス肝臓では、Nrf2に依存したプリンヌクレオチドやグルタチオン合成の促進がみられるが、それらは腫瘍形成以前から引き起こされていた。4. C型肝炎ウイルス陽性のHCC患者では、リン酸化p62の顕著な蓄積が特徴として認められた。さらに、5. Keap1とリン酸化p62の結合を競合阻害する化合物K67を同定した。6.リン酸化p62を持つ肝がん細胞に対するK67の抗がん作用(がん細胞の増殖抑制効果、既存の抗がん剤の作用増強効果)を確認、構造解析と生化学的解析より、リン酸化p62とKeap1の結合を特異的に阻害することを明らかにした。がん細胞のリン酸化p62を負に制御するキナーゼを始めとする決定的因子の同定について、今年度は、キナーゼを標的とするsiRNAによるノックダウンサンプルをウェスタンブロットで解析するスクリーニング作業を中心に進め、結果として、複数のヒット遺伝子を得ることができた。同定されたキナーゼの2次スクリーニング、およびキナーゼ阻害剤による検証を現在進めている。さらに、リン酸化p62とKeap1の結合を阻害する化合物K67の誘導体を作成し、その効果についても検証を進めている。ストレス応答機構の1つであるp62-Keap1-Nrf2経路は、ある種のがんで恒常的に活性化されいる。現在までに我々は、Nrf2の標的遺伝子の発現亢進が、グルコースおよびグルタミンの代謝再編成を介して、がんの増殖と薬剤耐性に寄与することを明らかにしてきた。本年は、1.ゲノムワイドなsiRNAライブラリーを用いたスクリーニングにより得られたリン酸化p62の制御因子の解析を進めるとともに、2.リン酸化p62とKeap1の結合阻害剤化合物の誘導体開発との検証、さらに、3 .リン酸化p62を指標とするオートファジー活性の評価システムの構築に取り組んだ。具体的には、1の課題に関しては、異なる配列のsiRNAによる2次スクリーニングを実施するとともに、生化学的解析によりリン酸化p62のレベルを調査し、対象となる候補遺伝子のうち偽陽性の削減を進めている。とりわけ、特定のキナーゼに関してはその阻害剤などの効果を細胞レベルで見るとともに、オートファジー活性に与える影響についても検証を進めている。2の課題に関しては、新たな誘導体を開発し、細胞レベルでの検証を行ったところ、溶解度と代謝安定性の高い化合物を見出している。3に関しては、様々な培養ヒト細胞株に対し、p62の変異体を複数作成するとともに、オートファジーによるリン酸化p62の代謝回転について調査を行っている。13の研究成果を統合することで、リン酸化p62の病態生理的

役割とその制御メカニズムを明らかにすることができると考えている。siRNAライブラリーを用いたスクリーニングでは、1次スクリーニングの結果に多くの偽陽性が含まれていることが判明した。スクリーニングシステムの修正が必要と考えている。一方、リン酸化p62とKeap1の結合阻害剤としてK67の構造改変体として、K67の弱点であった溶解度が大幅に改善された化合物が得られており、新規抗がん剤の開発に向けて順調に進捗している。p62-Keap1-Nrf2経路は、p62/SQSTM1(以下、p62とする)のリン酸化を介して転写因子Nrf2が活性化される経路である。重要なことに、本経路は肝がん細胞株や肝がん患者組織では恒常的に活性化されており、がん細胞の増殖に有利なグルコースおよびグルタミンの代謝再編成を介して、がんの増殖と薬剤耐性に寄与している。すなわち、p62-Keap1-Nrf2経路が亢進しているがんでは、リン酸化p62の制御が有効な抗がん治療となる。しかし現在までに、がん細胞のp62-Keap1-Nrf2経路の制御に関わる決定的因子は同定されていない。本年は、1.ゲノムワイドなsiRNAライブラリーを用いたスクリーニングを再検証し、候補遺伝子群については2次スクリーニングを展開した。2.リン酸化p62とKeap1の結合阻害剤化合物の誘導体開発の検証を進め、新規にNrf2活性化化合物を取得した。3. Keap1とリン酸化p62の結合を阻害する化合物の蛍光標識体を作成し、p62-Keap1-Nrf2経路の活性化をモニターできるシステムの構築に取り組んだ。13の研究成果を統合することで、リン酸化p62の病態生理的役割とその制御メカニズムに関する解析を進めている。現在、キナーゼに加えてp62の制御因子の網羅的なスクリーニングを可能にするため、リン酸化p62の動態を基盤とするハイコンテントシステムを考案し、ヒト全ゲノムsiRNAライブラリー(約18,000遺伝子)を用いたハイスループットスクリーニング系を構築している。先のキナーゼスクリーニングに合わせて、肝がん細胞のp62のリン酸化を含む幅広い制御因子の同定作業を進めていく予定である。さらに、K67の誘導体に関しては、東京大学創薬機構と慶応大学薬学部との共同研究により、活性、溶解性、細胞膜透過性、生体内安定性でより優れた改変体を作出し、細胞および個体レベルで検証していく。スクリーニングの偽陽性に対応するため、スクリーニングにおいて異なる細胞株の使用を検討している。さらにこれまでの結果は、リン酸化p62のオートファジーによる特異的代謝の分子機構を明らかにすることが肝要であることを示唆している。現在のところ、様々な細胞株でリン酸化p62の分解を調査し、リン酸化p62が恒常的オートファジーで選択的に分解されることをことを見出している。変異体を用いた解析を通して、オートファゴソームがリン酸化p62を認識するメカニズムを分子レベルで明らかにできるはずである。以上の解析から得られる結果は、本研究課題の目的であるリン酸化p62の制御因子の同定にも直接繋がる重要課題と位置づけている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。