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「教師教育としての英語」―教職のための英語教育プログラムの開発―

まずまずの成果をあげることができたと言えるが,課題としては,(1)このプログラムを構成するいくつかのテーマ単元(例えば「教師を巡る現代的課題(e.g.教員評価,長時間労働)」「不登校」)についてはまだ単元開発が未完成であること,(2)「教師教育としての英語」プログラム全体や特に焦点化した研究対象である「いじめ問題」テーマ単元について,質問紙や英文エッセイ(パーフォーマンス評価)などによる評価データは収集しているものの,他の形式・方法でのデータの収集が十分にできていないことなどが挙げられる。本研究は,「教師教育としての英語(English as teacher education)」の実践プログラム(=英語をコミュニケーション媒体として,教育の現代的課題というテーマ内容について学ぶという内容言語統合型教育)を開発することをねらいとした研究である。平成29年度の研究成果は主に次の4つである。(1)「教師教育としての英語」プログラムを構成する「教師に関わる今日的課題(e.g.教員評価,長時間労働)」や「小学校英語」などのテーマ単元を開発した。(2)第29回四国英語教育学会・徳島研究大会(6/17)において,「教育の現代的課題について英語で学ぶー教職課程における内容学習と言語学習の統合ー」という研究発表を行った。(3)「教師教育としての英語」プログラム全体を対象として,目標の達成度,主要な活動の言語学習/テーマ学習に対する有用性,言語使用などについてまとめた論文「教育の現代的課題について英語で学ぶー教職課程における内容学習と言語学習の統合ー」を『四国英語教育学会紀要』第37号に発表した。(4)大学英語教育学会(JACET)第56回国際大会(8/31)において,「教師教育としての英語」の主要な単元の1つである「いじめ問題」テーマ単元を対象として,その特徴や意義について,主に英文エッセイのデータや質問紙調査のデータに基づき考察した研究発表「「いじめ問題」について英語で学ぶー「教師教育としての英語」の実践ー」を行なった。研究は当初の計画より遅れており,「教師教育としての英語」を構成する「部活動」「不登校」テーマ単元などがまだ完成しておらず,研究成果をまとめた冊子も編集が大幅に遅れている。延長申請が認められたので,平成30年度にこれらの課題に取り組む計画である。3年目は,研究成果を学会での研究発表2件,研究論文1本という形で公表した。研究の最終年度であったが,(1)このプログラムを構成するいくつかのテーマ単元(例えば「部活動」「不登校」)についてはまだ単元開発が未完成であること,(2)研究成果をまとめた冊子の編集が大幅に遅れていることなどが課題と残っており,延長申請が認められたので,平成30年度にこれらの課題に取り組む計画である。
多探針走査プローブ顕微鏡によるナノリボンエッジの電気伝導機構の解明

グラフェンデバイス開発を促進することを目指し、エッジなど局所構造に起因した電気伝導特性を、多探針原子間力顕微鏡を用いて実験的に検証した。剥離法でシリコン酸化膜上に作成した単層グラフェンのリボンでは、エッジ散乱による抵抗率の増大が確認された。また、大面積化が期待される微傾斜シリコンカーバイド表面上に昇華法で形成したグラフェンでは、段差部分にて通常グラフェンの10倍以上の抵抗率を持つことが分かり、デバイス応用に対する課題を明示した。シリコンデバイスをはじめとした従来の電子デバイスでは、原子の集合体としての材料特性を利用している。しかし、原子の数が少なくなると集合体とは異なる特性を示すことが予測され、その特性が利用できれば電子デバイス性能の飛躍的向上につながる可能性がある。本研究では、高速・高周波動作、光透過性、柔軟性などの特徴から次世代電子材料として期待されているグラフェンを微小に切り出した時の「端」であるエッジに注目し、その特性を検討する。特にナノサイズの幅を持つリボン状グラフェン(GNR)では、エッジの構造で半導体になるかどうかが決まり、また、自発スピンによる磁気特性の電気的制御の可能性も理論的に予測されている。一方、従来の材料研究では、電気伝導特性を計測するために電子線リソグラフィー等の手法を用いて電極を作りこむのが一般的であったが、これは必ずしも容易ではなく電子線照射によるダメージも懸念される。そこで、本研究では走査プローブ顕微鏡(SPM)の探針を電気計測用の電極として、複数のSPM探針をナノスケールの任意の位置に配置し、計測材料に接触させられる多探針SPMを使って、GNRの電気伝導測定を行う。本年度は4探針原子間力顕微鏡にて、シリコン酸化膜上の不特定な場所に偶発的に形成された微小グラフェン薄片を4端子計測し、その抵抗率が計測環境の影響を受けている可能性を見出した。一方、GNRの作成については複数の手法を検討し、シリコン酸化膜上で10-30nm幅のGNRが安定的に得られるようになった。計画していたエッジ特有の局所電子状態密度の計測については現在検討中である。次年度には外部電界印加も含めた電気伝導特性の計測を進める予定である。低次元ナノ構造では、欠陥やステップなどの局所構造が作り出す電子状態が、時にナノ構造全体の特性を大きく左右する。例えばグラフェンではナノサイズ幅の短冊状に切り出されたナノリボン構造を形成することが知られており、理論研究によってリボンの長辺(エッジ)に起因した特異な電子状態を発現することが予測されている。特にアームチェア型エッジを持つナノリボンでは元来バンドギャップを持たないグラフェンに半導体的な電子状態が予測されたことで、高移動度の電界効果トランジスタのチャネルへの応用が期待されている。一方で、ナノリボンは配線材料としても注目されている。申請者はグラフェンデバイス開発を促進することを目指し、エッジなどの局所構造に起因した電気伝導特性を、多探針原子間力顕微鏡(MP-AFM)を用いて実験的に解明することを目的とした。剥離法を用いてシリコン酸化膜上に作成した単層グラフェンのリボン(幅290nm)を2探針AFMによってシート抵抗計測を行ったところ、従来報告されている値に比べ1.31.5倍程度大きい値が測定された。バンドギャップの発現が電気特性に顕著に表れると理論予測される幅(20-30nm)に比べて10倍の幅を持つリボンにおいてもシート抵抗の増大が現れたことは、電子状態変化だけでなくエッジ散乱による抵抗増大がデバイスや配線利用に大きな問題となることを示唆している。また、微傾斜シリコンカーバイド表面上に昇華法によって形成したグラフェン(24層)について4探針AFMによるシート抵抗計測を行なった。このグラフェンに形成される、ステップ領域とテラス領域のシート抵抗を見積もったところ、前者は後者に比べて10倍程度大きい抵抗を持つことが分かった。この結果は、ステップ部分で欠陥が形成されるという従来のグラフェン成長モデルと一致しており、昇華法グラフェンのデバイス応用に対する課題を明示した。
チンパンジーの健康管理を目的とした睡眠行動の自動分析システムの開発

霊長類は、一般に1日のおよそ半分を睡眠に費やす。現生する霊長類およそ350種のうちで調べられているのは20種類に過ぎず、霊長類の睡眠行動はほとんど分かっていない。霊長類においてネスト(nest)と呼ばれる寝床を作る行動を進化の過程で獲得したのはヒトを含めた大型類人猿のみで、大型類人猿の睡眠行動はヒトの進化とも関係していると考えられている。これを裏付けるように、ヒトで様々な疾患(心疾患、呼吸器疾患、消化器疾患、内分泌代謝疾患、脳神経障害)やストレスと関連して睡眠障害が生じるのと類似して、チンパンジーの睡眠が急性ストレスによって減少/分断化する現象が見つかった。睡眠特性を簡便な方法で評価できれば、多くの飼育チンパンジーの健康管理に生かすことができる。そこで本計画では、睡眠を指標とした霊長類のストレス評価を簡便におこなう技術的検討をおこなった。睡眠の質や量は、姿勢や動きにもとづいて評定した。赤外線サーモフラフィーカメラ(1分間隔・jpeg形式)をもちいた姿勢評定では、ビデオカメラ撮影と同様の精度で姿勢を定量化できた。画像の色の分布・色相・輝度による画像分類ソフトが姿勢分類に有効なことも分かった。一方で映像を利用する場合、寝る場所が変えると睡眠行動の評価が難しくなる。そこで、動作検出センサーを内蔵した市販の睡眠分析機器で夜間の活動を評価した。カメラによる睡眠データに比較すると精度は落ちたが、睡眠が断片化している傾向にあるチンパンジーを検出することができた。一連の研究から、睡眠の自動分析システムを構築するために必要となる技術的知見を網羅的に得ることができた。
集合住宅のインフィルに求められる可変性の検証と高齢社会への対応

1982年以来35年間にわたって住み続けられている集合住宅エステート鶴牧3団地を実例として、専有部のインフィルの改修履歴を時系列的に分析し、1980年代初頭に開発されたKEP(Kodan Experimental housing Project)における可変性の有用性を検証することを本研究の目的としている。改修履歴の変遷について1983年、1995年、2005年、2014年の調査結果を踏まえ、2017年末から2018年初めに行った第5回調査のアンケートおよびヒアリング調査の結果、管理組合に提出された「住宅模様替え願」を加味して、住まい方の変化、インフィル改修の時期、間取りの変遷などの改修履歴や住みこなしについて分析を行った。大規模修繕工事は1992年、2002、2014年に3回、実施されている。一戸あたりの工事金額は1回目は約50万円、2回目は約95万円、3回目は約72万円であった。エレベーターを有しない4階建ての階段室型住宅であること、外壁は塗装仕上げであることなどが奏功していた。中層棟の専有部においては、可動間仕切り、可動収納ユニットが備わっているA,Bタイプでは、それらが配備されていなかったCタイプと比較して、間取り変更が多く実施されていた。建築的な可変性が家族構成、ライフスタイルの変化への対応を容易にしてきたと言える。1982年当初から住んでいるある居住者にヒアリングしたところ、「入居した当時、何人子どもを持つことになるかは不明であったが、可動間仕切り、可動収納壁があり、将来、対応しやすいということは魅力であり、購入の動機となった。結果的には可動収納壁を動かさなかったが、動かすことができるということは、家族にとって心理的に助けになった。」と述べており、間取り変更を行わずとも可変性が備わっていることには、大きな意味があることを確認した。調査結果を踏まえて居住者、学識経験者と議論を行い、分析を深耕させる。研究成果の取りまとめて各種学術会議、論文に投稿・発表する。2018年度日本建築学会大会には、KEP集合住宅の入居後35年目の実態調査結果の概要(1),(2), (3)を発表した。2019年度はKEP集合住宅の入居居後35年目の実態調査結果の概要(4),(5),(6)として研究の進捗状況を発表する。芝浦工業大学南一誠研究室等が実施したKodan Experimentalhousing-Project (以下KEP)による多摩ニュータウンエステート鶴-3団地、センチュリーハウジングプロジェクト(以下CHS)によるE団地、UR都市再生機構による国立富士見台団地の居住履歴、改修履歴の関する調査結果を分類・類型化することにより、可変型集合住宅の有用性を分析した。KEPは、1973年より日本住宅公団(現:独立行政法人都市再生機構)が行った、住宅建設システム開発のための実験住宅プロジェクトであり、オープン化や多様性・可変性を技術開発課題とされた。CHSは、建設省における「住宅機能高度化推進プロジェクト」の一環として研究開発され、1986年に認定制度として事業が開始された。家族形態の変化による住宅に対するニーズの多様性などから、間取り、内装、設備などの可変性、住戸内の補修、更新、交換、移設が他の部分に影響なく容易に行えること等を長期に渡って行うことが可能であることを認定基準としている。南の研究室では、KEP方式住宅は1982,83年・1995年・2005,06年・2013,14年・2015年、CHS方式住宅は2013年9月10月、国立富士見台団地は2008年・2009年・2010年2011年調査が行われている。KEP方式住宅の中層棟のA13タイプとB15タイプには可動間仕切り、収納ユニットが備わっており、一定の可変性が備わっている。一方、C14タイプにはそれらは、配備されておらず、壁は固定であり、可変性は備わっていない。居住履歴調査の結果を基に、子供の成長・独立による住みこなしや間取り変更の実態を分析した。家族構成により類型化し、家族型、長子の性別、年齢を視点に住みこなしや間取り変更の実態について分析を行った。平成28年度において、子供の独立・成長を契機とした住みこなしと間取り変更について、1KEP方式集合住宅A,BタイプとCタイプ、2KEP方式集合住宅A,BタイプとCHS方式集合住宅、3KEP方式集合住宅と国立富士見台団地を相互に比較し分析を行った。KEP方式住宅において、子供の成長期における住みこなしと間取り変更については、A,Bタイプ、Cタイプとも住みこなしの割合が高かった。子供の成長に対応して子供の居室を設けることを主目的とした住みこなし、間取り変更は、多くなかった。子供の独立期における住みこなしと間取り変更については、A,Bタイプにおいては、住みこなしと間取り変更がほぼ同数、実施されていた。間取りの可変性を持つA,Bタイプでは、可変性を持たないCタイプと比較して、子供の独立時に間取り変更をより多く実施していることが確認できた。KEP方式住宅とCHS方式住宅における子供の成長、独立を契機とした間取り変更と住みこなしの実施状況を分析したところ、CHS方式住宅において、子供の成長期に間取変更が1件、実施されていた。住みこなしによる対応も15%と、KEPのCタイプの40%と比べて低い値を示していた。

これは住戸面積がCHSの方が広く、KEPのCタイプは3LDKのみの間取りであるのに対して、CHSは3LDK5LDKの間取りがあり、部屋数に余裕があることが理由である。CHSにおいて、子供の独立期における間取り変更は観察されなかった。CHSの住宅では住戸面積や部屋数に余裕があることがその理由であると考えられる。一方、子供の独立期における住みこなしは数多く観察できた。国立富士見台団地では、子供の成長期、独立期とも、間取り変更は行われていない。計17件の間取り変更のうち、14件はふすまの撤去によって二室を一室として使用する間取り変更であった。UR都市再生機構1970年代に建設した集合住宅(賃貸)、同機構が1980年代初頭に建設した可変性を追求したKEPの居住者を対象に、趙高齢社会において最後まで住み続けることを可能とする住まいの在り方、特に「住戸インフィル」の可変性について研究を行っている。これまで10年毎の調査を行うなど、継続的に研究しているUR都市再生機構のKEPの分譲住宅について、2017年秋2018年春に、団地の管理組合理事および居住者に対して、アンケート調査、ヒアリング調査を実施した。今回の調査は、入居後、35年目の調査にあたる。すでに、アンケートおよびヒアリングした調査データの整理、簡単な分析作業が完了している。今回の調査においては、居住者全体として高齢化が進み、介護保険によりインフィル改修を行った住戸、高齢者が「終の住まい」として全面的なインフィル改修を実施した住戸、若い世代が新たに入居するために改修した住戸、複数回目の本格的なインフィル改修を行った住戸などについて、住戸を訪問して詳しく居住者にヒアリングすることが出来た。同じく継続的に調査を行っているUR都市再生機構の賃貸住宅は、入居後45年を経過した段階であるが、今回は、自治体が3年ごとに行っている全世帯を対象としたアンケート調査の原簿を確認させて頂いた。また賃貸住宅ながらUR都市再生機構が特に許可した居住者自身による改修工事の事例を調査した。2017年度までに行った研究成果について「現在までの進捗状況」に記載する学術図書、論文などを発表した。英国で出版した学術図書は世界的な研究動向に関する最新の情報をまとめた図書で、国際的な研究活動の活性化に多少なりとも貢献できた。他に国際学会での論文発表(査読付き3編)、日本建築学会大会学術講演(6編)、一般論文(6編)を発表した。大学が共催するシンポジウムにおいて、研究成果を講演した。過去2か年の研究成果をもとに下記のとおり、研究成果を発表した。3.日本建築学会大会学術講演会梗概(他、4編):集合住宅の間取りの可変型に関する研究(1)、(2)、南一誠他、日本建築学会大会学術講演梗概集(中国)、E-1分冊,pp.1097 -1098、pp.1099-1100、2017年8月4.一般論文(他、3編):建築のライフサイクルしなやかに変化する建築を目指して、南一誠、BELCA NEWS 163号特集「ライフサイクル設計を考える」、pp.20ー24、2018年4月、超高齢社会における公共施設整備の課題と展望、南一誠、建材試験センター建材試験情報
日本語方言における間投表現の使用の様相に関する研究

間投表現(間投詞・間投助詞)は、方言によって多様な形態的な変異が見られる。間投表現に関して特徴的な重点地域を選定し、高年層・若年層の方言談話の収録調査を実施した。収録した談話は、文字化・共通語訳・注記付与をおこない、言語データとして利用できるように整備した。新規に収録した談話データと既存の談話資料を活用して、間投表現の形式を整理し、その地理的分布を概観し、実際の談話に現れた間投表現の使用状況・頻度・機能などについて分析を試みた。また、世代間・方言間の比較をおこなった。平成21年度は、『全国方言資料』『方言談話資料』『全国方言談話データベース』といった方言談話資料や『方言文法全国地図』などの言語地図、各地の調査報告などを基礎データとして、各地域言語における間投表現の形式を整理し、その地理的分布を概観したうえで、間投表現に関して特徴的な重点地域として、大阪府大阪市を選定した。そして、間投表現の記述に必要な項目を検討し、データ収集のための談話の収録調査を実施した。談話収録調査では、高年層(70歳代)3名の談話、若年層(20歳代)1名と中年層(40歳代)1名の対話を、それぞれ約60分程度録音した。あわせて、談話を分析する際には非言語行動の重要性も高いため、会話場面も録画した。収録にあたっては、録音・録画した資料を研究データとして利用・公表することについて、インフォーマントに充分な説明をおこない、同意を得て、許諾を受けた内容を書面にして取り交わした。収集した談話は、録音・録画をもとに、方言音声の文字化、共通語訳、注記付与を開始している。文字化・共通語訳・注記は研究組織のメンバーで校閲し、言語データとして利用できるように整備する。収集した談話を活用して、実際の談話に現れた間投表現について観察し、間投表現の使用の実態とその機能について記述・分析し、間投表現の地域間の比較、同一地域の世代間の比較、場面の比較をおこなう準備を進めている。基礎データとした『全国方言談話データベース』には、昭和52年に収録された大阪府大阪市東区(現・中央区)における明治31年大正3年出生の話者の談話が含まれている。この方言談話で用いられている間投表現と比較しながら、新規に収録した高年層談話・中年層談話・若年層談話で用いられている間投表現の特徴について、記述・比較・分析を試みようとしている。平成22年度は、『全国方言資料』『方言談話資料』『全国方言談話データベース』といった方言談話資料や『方言文法全国地図』などの言語地図、各地の調査報告などを基礎データとして、各地域言語における間投表現の形式を整理し、その地理的分布を概観したうえで、間投表現に関して特徴的な重点地域として、鹿児島県南九州市頴娃町を選定した。談話収録調査では、高年層(70歳代)3名の談話を約120分程度録音した。基礎データとした『全国方言談話データベース』には、昭和52年に収録された鹿児島県揖宿郡頴娃町(現・南九州市頴娃町)における明治25年明治42年出生の話者の談話が含まれている。平成23年度は、『全国方言資料』『方言談話資料』『全国方言談話データベース』といった方言談話資料や『方言文法全国地図』などの言語地図、各地の調査報告などを基礎データとして、各地域言語における間投表現の形式を整理し、その地理的分布を概観したうえで、間投表現に関して特徴的な重点地域として、広島県広島市を選定した。談話収録調査では、高年層(70歳代)男女2名、若年層(20歳代)男女4名の談話をそれぞれ約60分程度録音した。

あわせて、談話を分析する際には非言語行動の重要性も高いため、会話場面も録画した。収録にあたっては、録音・録画した資料を研究データとして利用・公表することについて、インフォーマントに充分な説明をおこない、同意を得て、許諾を受けた内容を書面にして取り交わした。収集した談話は、録音・録画をもとに、方言音声の文字化、共通語訳、注記付与をおこない、研究組織のメンバーで校閲し、言語データとして利用できるように整備した。収集した談話を活用して、実際の談話に現れた間投表現について観察し、間投表現の使用の実態とその機能についての記述・分析、間投表現の地域間の比較、同一地域の世代間の比較、場面の比較を進めた。基礎データとした『全国方言談話データベース』には、昭和52年に収録された広島県広島市古江東町(現・広島県広島市西区古江東町)における明治32年昭和4年出生の男女の話者の談話が含まれている。この方言談話で用いられている間投表現と比較しながら、新規に収録した高年層談話・中年層談話・若年層談話で用いられている間投表現の特徴について、記述・比較・分析を試みた。
白色干渉法を用いた複相金属材料の局所変形挙動観察装置の開発

金属材料の力学的性質は、結晶粒径・粒界、析出物、異相界面等の材料の構成組織要素と密接に関連しており、材料の機械的性質や変形挙動をマルチスケール的に解明するためには、組織構成要素の強度や界面での局所的な変形挙動を直接的計測する必要がある。本研究では、材料表面においてナノメータレベルの変位・形状計測が可能な白色干渉計測技術を用いることで、複相組織から構成される金属材料の各構成相ならびにその界面における局所的な微小変形挙動を、大気中でその場観察できる装置の開発を世界で初めて行うとともに、この方法を利用してラスマルテンサイト組織鋼、Mg-Zn-Y合金における降伏から破壊までの局所変形挙動を調査した金属材料の力学的性質は、基本的には転位の運動に基づいており、材料の強化設計も転位の運動を阻害する機構を導入することで達成されてきた。一方、バルク材の機械的性質は、原子レベルの転位運動と関連はあるものの、局所変形が進行するくびれから破壊過程までの変形挙動とその強度を転位運動と直接関連付けて解析することは、特に、複相材料の場合、きわめて困難である。これは結晶粒径、結晶粒界、析出物、異相界面等の材料組織構成要素が、局所的な変形挙動に大きな影響を及ぼすからである。したがって、材料の機械的性質や変形挙動をマルチスケール的に解明するためには、微視組織構成要素の局所的な変形挙動をその場で直接的に計測する必要がある。本研究では、材料表面においてナノメータレベルの変位・形状計測が可能な白色干渉計測技術を用いることで、複相金属材料における各構成相ならびにその界面における局所的な微小変形挙動を、大気中でその場観察できる装置の開発を行うとともに、この方法を利用して、複相組織材料における降伏から破壊までの局所変形挙動の観察を行い、計測法として確立させることを目的とした。まず、平成23年度には、現有の微小材料試験機に白色干渉計を組み合わせることにより、局所変形挙動のその場観察が可能な装置の開発を行った。開発した試験機を用いて、これまで申請者らが引張計測を行ってきた金薄膜微小試験片の引張試験を行って、計測装置の性能及び計測データの妥当性を検証した。平成24年度には、塑性変形をしない析出物及び塑性変形できる析出物から構成される2相組織材料から微小試験片を作製し、その降伏、加工硬化、破壊過程を直接計測した。その結果、この手法により、複相組織材料の降伏から破壊までの局所変形挙動を計測することに成功し、金属材料の微小変形挙動の計測法として確立することができた。本研究では、材料表面においてナノメータレベルの変位・形状計測が可能な白色干渉計測技術を用いることで、複相組織から構成される金属材料の各構成相ならびにその界面における局所的な微小変形挙動を、大気中でその場観察できる装置の開発を世界で初めて行うとともに、この方法を利用してラスマルテンサイト組織鋼、Mg-Zn-Y合金における降伏から破壊までの局所変形挙動を調査した金属材料の力学的性質は、結晶粒径・粒界、析出物、異相界面等の材料の構成組織要素と密接に関連しており、材料の機械的性質や変形挙動をマルチスケール的に解明するためには、組織構成要素の強度や界面での局所的な変形挙動を直接的計測する必要がある。本研究では、材料表面においてナノメータレベルの変位・形状計測が可能な白色干渉計測技術を用いることで、複相組織から構成される金属材料の各構成相ならびにその界面における局所的な微小変形挙動を、大気中でその場観察できる装置の開発を世界で初めて行うとともに、この方法を利用して複相組織材料における降伏から破壊までの局所変形挙動を明らかにすることを目的とする。平成23年度は研究の初年度にあたるため、現有の微小材料試験機に白色干渉計を組み合わせ、材料中の微小かつ局所的な変形挙動のその場観察が可能な装置の開発を行うとともに、その性能確認を行った。まず、現有の微小材料試験機に対して、引張試験時の軸合わせが精密に行えるように改良を行うとともに、白色干渉データを高速で転送、保存できるようにした。次に、改良を行った試験機の性能確認のために、当研究室においてすでに機械的性質が確認されている厚さ10μmの冷間圧延金テープを利用して、引張試験を行い、表面の微小変形挙動の観察と歪計測が可能なことを確認した。さらに、フェライト/マルテンサイト鋼(DP鋼)から切り出した微小試験片に対して引張試験を行い、マルテンサイト周りの変形挙動観察を行えることを確認した。これにより、次年度以降に予定している複相組織材料の変形挙動解明が行うことが可能となる。本年度は計測装置の開発とその性能確認のみを行う予定であったが、これを早期に達成したため、次年度予定していた複相金属材料の変形過程の観察の一部を前倒して行うことができ、当初計画以上の研究成果を得ることができた。平成23年度に確立した微小材料の変形挙動を観察する新しい手法を活用して、塑性変形をしない析出物及び塑性変形できる析出物から構成される2相組織金属材料から、微小試験片を切り出して、微小引張試験を行い、塑性変形に伴う析出物周りの微小変形挙動の観察を行う。

塑性変形をしない析出物を含む金属材料として、フェライト/マルテンサイト鋼(DP鋼)、塑性変形できる析出物を有する金属材料として、Mg-Zn-Y合金を使用する。得られたデータをもとに、複相金属材料の変形挙動を、降伏段階、加工硬化段階、最終破壊段階に分けて検討する。平成24年度は、当初計画通りに複相金属材料の微小引張試験を継続して行うとともに、変形挙動の微視過程の観察を進める。そのための試験片加工ならびに計測に必要な消耗品として経費を使用する。また、成果発表のための国内旅費にも使用を予定している。
軌道X線天文台における光学ベンチの熱・重力歪みの研究

本年度の研究においては、「あすか」衛生の軌道上および地上試験時に取得したデータの再評価を行い,光学ベンチの歪みの性質を調べる作業が中心となった。これまでに得られた知見と今後の課題は以下のようにまとめらる。1星姿勢計と慣性基準装置間のアラインメントが衛生の日照・日陰時で0.1分角程度変化する。これは衛星温度分布の変化に伴う熱歪みが原因と考えられるが,衛星構体の計算モデルを用いた変形量の予測は,実際に軌道上のデータから推定される変形に対して小さく,定量的説明は未解決である。「あすか」の場合,星姿勢計がX線望遠鏡の光学ベンチに対して剛な形の取り付けとなっていなかったことが姿勢安定精度を低下させた。次期X線天文衛生ASTRO-Eの設計においては,この点が考慮されている。2上記のアライメント変動には,光学ベンチの熱歪みとそれ以外の衛生構体や星姿勢計支持構造などの歪みなどが含まれているが,光学ベンチ単独の歪みは分離できていない。3「あすか」の軌道上の較正から,4台の望遠鏡の光軸相互の間に【minus-plus】2.5分角程度のずれがあることがわかった。これは,望遠鏡が取り付けられている光学ベンチの上部プレートの歪みによるものと考えられる。地上較正時には相互のずれは1分角程度以内であるという結果が得られており,この相違の原因として,地上較正時の重力に対する補正方法の問題,衛星打ち上げ時の変形などが考えられているが結論には至っていなASTRO-Eでは上部プレートをより剛な構造にするほか,プレートのもつ固有の歪みの測定法などの検討がすすめられている。
超高次元データ解析アルゴリズムに基づく呼気診断センサのハード・ソフト双方向開発

呼気などのように、多くの成分が混合された複雑なニオイを的確に識別するためには、化学選択性の異なる複数のセンサからなるハードウェアと、そこから得られる超多次元データを解析するソフトウェアの両面の最適化が重要となる。本研究では、センサの感応膜材料を中心にセンサシステム要素の開発を進めると同時に、データの基本的な解析方法についても詳細な検討を行った。さらに、超多次元データを機械学習によって解析し、その結果を元にセンサの最適化を行うことによって、複雑なニオイの判別精度を大きく向上させることができることを実証した。このように本研究では、センサをハード・ソフト双方向で最適化する指針の確立に成功した。本研究は、世界的にその実現が切望されている呼気診断センサの実証を目的としている。1,000種類以上の多成分混合ガスである呼気を的確に識別するためには、センサシグナルから多数のパラメータを抽出して、超高次元データとして取得・解析する必要がある。本研究では、多種多様な受容体を利用可能な汎用性の高いナノメカニカルセンサに着目する。特に、申請者らが最近開発に成功した超小型センサ素子である膜型表面応力センサ(MSS)を軸とした簡便な測定システムを利用することで、各種のニオイデータを網羅的に収集する。ここで得られる大量のセンサシグナルを、最先端ビッグデータ解析アルゴリズムを用いて多角的に解析する。こうして、最先端のハードとソフトを連携させることで、呼気の僅かな違いも判別可能な新センサシステム構築に向けての指針を確立することを目指す。本年度は、理論モデルを元にしたパラメータ推定による解析を進めた。センサシグナルのモデル系としては、ナノメカニカルセンサで汎用的に用いられている各種ポリマー受容体を被覆したMSSを用いて、様々な単成分ガスを測定した際に得られるセンサシグナルの再現を試みた。その結果、測定対象ガスの濃度が変化した際に観測される、粘弾性効果による複雑なセンサシグナル変化も再現可能であることが確認された。さらに、このようなセンサシグナルから物理パラメータを抽出可能な解析モデルの構築にも成功した。これにより、シグナルを特徴付けるパラメータを、動作原理に基づいて的確に抽出することが可能となった。最新のデータ解析手法に基づいたアプローチだけでなく、解析モデルの構築にも成功したことで、シグナルから物理パラメータを抽出し、吸着や脱離に関する現象に一定の解釈を与えることにも成功したため。本年度は、まず前年度までに確立した粘弾性特性に基づくセンサシグナルの解析方法に関して、実際のサンプルを用いた実証を行った。測定対象としては、溶媒蒸気の影響を排除するために乾燥した香辛料に着目した。感応膜については、汎用のポリマーを複数種選定し、これらを膜型表面応力センサ(Membrane-type Surface stress Sensor, MSS)の各チャンネルに塗布した。得られたシグナルに対して、シグナルがある程度飽和したときの値と、パージの際に測定される減衰カーブからそれぞれ特徴量を抽出することにより、サンプルガスの感応膜に対する吸脱着の際の静的・動的な特性を反映した解析を行った。これらの特徴量を用いて主成分分析を行ったところ、各香辛料がそれぞれ明確に識別できることが確認できただけで無く、主な揮発性成分に応じて分類されることが確認された。今後は、他の特徴量についても解析を進め、識別能力をさらに高めるだけでなく、サンプルガスに関する定量的な情報の抽出も試みる。また、これらの解析を元に、シグナルとハードウェア要素との関係についても検証し、システムレベルでの最適化を試みる。さらに本年度は、センサシグナルの解釈方法に関して、全体を俯瞰した立場から検証を進めることによって、画期的な測定手法の開発に成功した。現在、この手法についてMSSを用いた実証実験を進めている。学習データの取得方法や解析に用いるパラメータなどを最適化することにより、測定システムの革新的な改善につながることが期待される。当初計画していた研究の実証に成功しただけで無く、さらに一般化した新たな測定概念の構築も進んでいるため。本年度は、ハードウェアとソフトウェアの双方向最適化アプローチの構築と検証を行った。特に、数百種のガスの混合ガスである「ニオイ」を測定対象とし、そこから特定の指標を定量推定することをモデルケースとした。センサ素子としては、これまでの研究で開発に成功している、超高感度と超小型を両立したナノメカニカル膜型表面応力センサ(MSS)に、さらなる飛躍的感度向上と多様な化学選択性を与える有機・無機ハイブリッドナノ粒子を塗布したものを感応膜として利用した。このセンサ素子を用いて、各種の液体を試料とし、それらのニオイを測定することによって大量のセンサシグナルデータを得た。この多次元データを機械学習によって解析することにより、ラベルとして与える客観指標の定量推定を試みた。分析によって得られる推定誤差の値に着目し、これが低くなる場合に共通するハードウェア特性、特に感応膜材料の特性に着目することによって、さらに推定誤差を小さくするためのハードウェア最適化指針を確立した。この指針に沿って最適化されたセンサ素子を用いて測定することにより、極めて高い精度で客観的な特定指標を定量推定できることを実証した。このように、本研究課題の目標であった「ハード・ソフト双方向開発」に関しての基本的な指針の確立と実証に成功した。この一連の最適化スキームは、さまざまなアプリケーションに適用可能であり、特に客観的な連続値の高精度推定が重要となる場合に有効である。これに加え、センサシステムの応用、特にモバイルやIoTといった利用方法が求められるアプリケーションにおいて律速となる、ポンプなどのガス制御系を排除しうるデータ解析方法についても最適化を進め、各種展示会など外乱の多い環境においても、センサ素子のみでニオイを識別するデモが行えるまでになった。

呼気などのように、多くの成分が混合された複雑なニオイを的確に識別するためには、化学選択性の異なる複数のセンサからなるハードウェアと、そこから得られる超多次元データを解析するソフトウェアの両面の最適化が重要となる。本研究では、センサの感応膜材料を中心にセンサシステム要素の開発を進めると同時に、データの基本的な解析方法についても詳細な検討を行った。さらに、超多次元データを機械学習によって解析し、その結果を元にセンサの最適化を行うことによって、複雑なニオイの判別精度を大きく向上させることができることを実証した。このように本研究では、センサをハード・ソフト双方向で最適化する指針の確立に成功した。今後は、ランダムにパラメータを抽出していくのではなく、解析モデルから得られる情報も積極的に利用することによって、一定の指針をもってシグナルを系統的に解釈していく。これによって、重要な情報が含まれる可能性の高い時間領域を集中的に解析していき、判別に有効なパラメータを効率よく抽出することを目指す。また、それらのパラメータとハードウェアとの相関を網羅的に検証する。今後は、シグナルとハードウェア要素との対応関係をより明確にし、システムレベルでの最適化を試みる。また、より一般化した新たな測定概念の確立も目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。
量子論的および相対論的ソリトン方程式とその解の代数構造

本研究の1つの目的である量子論的拡張については、とくに2次元戸田分子方程式のq離散化を考察し、以下の結果を得た。まず、ソリトン方程式の双1次形式は行座式などの恒等式に他ならないという事実を利用してq離散化2次元戸田分子方程式を導き、解を陽に構成した。解は2つの独立変数の任意関数を含んだ形で与えられる。また、解の構造に着目し、q離散化2次元戸田分子方程式に対するベックルンド変換およびラックス対を構成した。今後、双1次形式から得られた方程式の代数構造、とくに量子郡との関係を探ることが1つの課題である。また、得られた結果はパンルベオ方程式のq離散化の可能性を示唆しており、その方向の研究も進めつつある。もう一つの目的である相対論的拡張については、半離散的な戸田格子方程式および連続的なブラウアー・カウプ方程式を考察し、以下の結果を得た。相対論的戸田格子方程式は双1次形式で表すと、戸田方程式それ自身、戸田方程式のベックルンド変換、完全離散戸田方程式の3つに分解できることを示し、その結果からカソラチ行可式で表される解を導びいた。また、相対論的戸田方程式とその解について非相対論的極限を調べ、光速に相当するパラメータの役割を明らかにした。さらに、ブラウンアー・カウプ方程式のソリトン解が、i)速度が任意である、ii)ソリトンの分裂や融合を起こす可能性がある、という興味深い性質をもっていることを示した。上記の結果は物理的に重要なさまざまなソリトン方程式の相対論的拡張が可能であることを示唆しており、目下その方向の研究も進めつつある。本研究と関連して、完全離散型の可積分系について考察し、とくに特異性の閉じ込めの概念を用いて離散型非線形方程式の可積分の検証、離散型パンルベ方程式の導出も行なった。
細胞間情報伝達機構に焦点をあてた子宮内膜症発症のメカニズムの解明

子宮内膜症の克服は現代女性の生活の質(QOL)に必須である。今回、子宮内膜細胞が腹腔内に逆流する際に卵管上皮や腹膜中皮細胞と接触する過程で、これらの細胞よりの情報伝達を受けて、いわゆる“子宮内膜症細胞"に進化すると考え、その情報伝達の鍵としてエクソソームに焦点を当てた。第一段階として安定して抽出が可能ながん細胞よりエクソソームを抽出し、初代培養した腹膜中皮細胞への添加実験を行った。エクソソームは腹膜中皮細胞へ取り込まれた。網羅的な解析を加え、エクソソームにCD44が含まれること、腹膜中皮細胞にそのCD44が伝達されることを確認し、エクソソームが細胞間の情報伝達の鍵となる一つの事象を解明した。1.子宮内膜間質細胞(hESC)の初代培養当科では年間約500件の婦人科手術を行っており、子宮筋腫など良性疾患で摘出した子宮内膜およぶ卵巣チョコレート嚢胞よりhESCを採取し初代培養を行った。2.腹膜中皮細胞の初代培養事前に同意を得た卵巣癌患者より手術の際に10センチ平方程度の大網を摘出、はさみで細切し、コラゲナーゼ処理を行うことにより腹膜中皮細胞で採取する。3.細胞よりのエクソソーム抽出のプロトコール作成本研究の最終目標は腹膜中皮細胞よりのエクソソーム抽出であるが、初代培養系であり、継続した培養は不可能であり、第一段階として、培養が容易な卵巣癌細胞株HeyA-8を用いてエクソソームの抽出プロトコールの作成を行った。得られた小胞がエクソソームであるかどうかの確認を抗CD63抗体を用いた免疫染色を行い電子顕微鏡で確認した。子宮内膜症は生殖年齢女性の約10%に発生するCommon diseaseであり、その克服は女性の生活の質(QOL)に留まらず、少子高齢化に悩む我が国の社会に重大な意義をもつ。現行治療は有効ではあるが、手術であれ、ホルモン治療であれ再発も多く、新たな治療の開発が期待される。そのためには「何故、一旦子宮壁から脱落した子宮内膜組織が腹腔内で生着してしまうのか?」に対する分子レベルでの解明が必要である。考察を重ね、子宮内膜細胞が腹腔内に逆流する際に卵管上皮や腹膜中皮細胞と接触する過程で、これらの細胞よりの情報伝達を受けて、いわゆる“子宮内膜症細胞"に進化するのではないかとの仮説を立案した。今回の研究ではその情報伝達が細胞より放出される小胞体の一つであるエクソソームを介してなされると考え、エクソソームの子宮内膜細胞への伝達機構、その情報を解明する。以上の検討を通じて、子宮内膜症の成因の新説を樹立し、かつ、新規分子標的治療の可能性を提示したい。しかしながら、エクソソームの抽出はまだまだ確立されたプロトコールも存在しておらず、初代培養からの安定した抽出は困難である。そこで、平成27年度は卵巣がん細胞株HeyA-8を用いたエクソソームを抽出した。超遠心法により、1x108個の卵巣癌細胞から、50μg程度のエクソソームを抽出することができた。そこで、さらにその機能解析を行うべく、腹膜中皮細胞への添加実験を行った。腹膜中皮細胞を婦人科手術で摘出した大網より抽出し、初代培養した。エクソソームを蛍光色素であるPKH67 (Sigma)で標識し、腹膜中皮細胞へ添加したところ、その取り込みが確認できた。現時点では、エクソソーム研究はまだまだ端緒をついたばかりで、その抽出の確立されたプロトコールは存在しない。市販のキット製剤は存在するが、それらを用いて得られるエクソソームの収量はとても少なく、遺伝子解析はともかく、機能解析には使えない。また婦人科の手術検体より、腹膜中皮細胞を初代培養しているが、それで得られる細胞は決して多くはない。そこで、平成27年度は卵巣がん細胞株HeyA-8を用いて行い、上述したように一定の成果を上げている。今回の研究を通じて、高純度、高濃度のエクソソームを回収するプロトコールをある程度確立できたと考える。平成28年度には初代培養した内膜間質細胞よりのエクソソーム回収を予定通り行っていく。今回の研究では、子宮内膜細胞が腹腔内に逆流する際に卵管上皮や腹膜中皮細胞と接触する過程で、これらの細胞からの情報伝達を受けて、いわゆる“子宮内膜症細胞"に進化するのではないかとの仮説のもとに、その情報伝達が細胞より放出される小胞体の一つであるエクソソームを介してなされると考え、細胞分泌型のエクソソームの伝達機構の解明を行った。研究計画通り、超遠心法で初代培養した腹膜中皮細胞でのエクソソームの抽出を行ったが、細胞数の問題もあり、初代培養からの安定した抽出は困難であった。そこで、まずはがん細胞からの安定したエクソソームの抽出に切り替えて、漿液性卵巣癌細胞株HeyA-8およびTYK-nuそしてコントロールとして不死化した正常卵巣上皮細胞(IOSE)を用いてエクソソームを抽出した。

さらにその機能解析を行うべく、初代培養した腹膜中皮細胞への添加実験を行った。エクソソームを蛍光色素であるPKH67 (Sigma)で標識し、蛍光顕微鏡でエクソソームの腹膜中皮細胞への取り込みを確認した。さらに細胞の形態を観察したところ、もともと敷石上の腹膜中皮細胞が、紡錘状に変化していた。そこで詳細な解析を加え、エクソソームにCD44が含まれること、腹膜中皮細胞にそのCD44が伝達されること、それにより、腹膜中皮細胞の上皮間葉移行が起こっていることを確認した。すわなち、エクソソームが細胞間の情報伝達の鍵となっているその一つのメカニズムを解明した。子宮内膜症の克服は現代女性の生活の質(QOL)に必須である。今回、子宮内膜細胞が腹腔内に逆流する際に卵管上皮や腹膜中皮細胞と接触する過程で、これらの細胞よりの情報伝達を受けて、いわゆる“子宮内膜症細胞"に進化すると考え、その情報伝達の鍵としてエクソソームに焦点を当てた。第一段階として安定して抽出が可能ながん細胞よりエクソソームを抽出し、初代培養した腹膜中皮細胞への添加実験を行った。エクソソームは腹膜中皮細胞へ取り込まれた。網羅的な解析を加え、エクソソームにCD44が含まれること、腹膜中皮細胞にそのCD44が伝達されることを確認し、エクソソームが細胞間の情報伝達の鍵となる一つの事象を解明した。初年度はまず初代培養の実験系を主に確立する予定であった。計画通り、子宮内膜間質細胞および腹膜中皮細胞の初代培養系は確立したため、おおむね順調に推移していると判断した。まず腹膜中皮細胞よりエクソソームの抽出を行う。平成27年度までの実験により、エクソソームの抽出プロトコールは確立している。そこで本年度は初代培養した腹膜中皮細胞よりエクソソームを抽出し、子宮内膜症間質細胞への添加実験を行う。得られた小胞がエクソソームであるかどうかはCD63およびCD81抗体を用いた免疫染色を行い電子顕微鏡で確認する。採取したエクソソームを緑色蛍光色素PKH67 (Sigma)で蛍光標識した上で、子宮内膜症間質細胞に添加し、48時間後、細胞に取り込まれているかどうかの確認を行う。具体的には細胞のアクチン骨格をAlexa-555 Phalloidin (Invitrogen)で赤色染色し、共焦点蛍光顕微鏡で、エクソソームの取り込みと同時にその局在を確認する。さらにエクソソーム添加後の細胞を回収し、1.接着能、2.運動能、3.浸潤能の亢進がエクソソーム添加によって、誘導されるかどうかをIn vitro実験で検討する。婦人科腫瘍学1今年度は計画通り、初代培養した子宮内膜間質細胞と腹膜中皮細胞の共培養実験を行い、以下の項目の検討を行う。1.腫瘍形成能。a.アガロースゲル上で培養し足場非依存性のコロニー形成能をみる。b.細胞をマトリゲルに封入した上で、免疫不全マウスに皮下移植して腫瘍形成の有無をみる。2.接着能-インテグリン、CD44など接着因子の発現変動をFACSで解析する。3.運動能、浸潤能-Boydem Chamberを用いたin vitro migration, invasion Assayを行う。2初代培養している腹膜中皮細胞が放出するエクソソームを回収し、以下の検討を行う。1.腹膜中皮細胞由来のエクソソームの子宮内膜細胞への取り込みの有無の検討。採取したエクソソームを緑色色素PKH67 (Sigma)で蛍光標識した上で、hESCの培養上清に添加し、48時間後、細胞に取り込まれているかどうかの確認を行う。
コンピュータ・ネットワークによる日米アジア計量経済モデルの統合システム

アジア・リンク・システム(日本、米国、東・東南アジア地域モデル)を基礎として、モデルやデータ修正・更新による予測と政策効果の分析を迅速に行うことを目的として、一つのコンピュータがあるー国以上の計量モデルを扱い、コンピュータ・ネットワークによる統合システムとして世界モデルを解く分散型計量経済モデル分析システムの実現方法について研究を進めた。昭和62年度は、分散処理計量経済モデル分析のための実験システムを開発し、システムの検証及び問題点を明確にするためにホスト計算機(神戸大学経済経営研究所のマイクロVAX)とパソコンJ3100(各国モデル分析用、米国ペンシルバニア大学)を国際データ通信ネットワークを介して接続し、実験を行い、成功を収めた。昭和63年度は、前年度の成果を踏まえて、ラップトップ型パソコン複数台を接続したローカル・エリア・ネットワーク(LAN)による実証実験を進めた。また、LANによる分散型計量経済モデル分析システムのためのアルゴリズムの研究、通信基本ソフトウェアの開発や分析システムの開発を進めた。この実験には、11ケ国を対象とするアジア・リンク・モデルを用い大型はん用計算機システムからラップトップ型パソコンへのモデル、データの移植及び、改良を行った。ラップトップ型コンピュータ4台による計量経済モデル(アジア・リンク・システム)の分散処理の研究において成果を挙げた。今後、各国モデル分析が非同期で進められることによる問題点の解釈、データやモデルの修正・更新が迅速に行なわれ、予測や政策効果分析がスムーズに進められような基礎的方法の研究が課題である。1.各国計量モデルを各々計算機上で扱う分散処理とそれらのリンクモデル即ち世界モデルを1台の主計算機と複数の従計算機のコンピュータ・ネットワークを介して処理する統合システムの最も効果的手法について研究を進め,実験システムを開発した.この実験システムは,時系列データを扱うデータベース部,モデル解法部,ネットワーク制御とデータ通信制御部から構成されている.2 1項の実験システムを用いて,統合システムの検証及び問題点を明確にするために,主計算機を神戸大学経済経営研究所のマイクロVAX,従計算機を東芝ラップトップパソコンJ3100とし従計算機群を米国ペンシルバニア大学において,国際問コンピュータ・ネットワークを介しての実験を行った.実験において,統合システム全体の実現における問題点,改善点を整理,まとめた.なお,実験には,東南アジア7ヶ国,NICSなど11ヶ国モデルを用いた.アジア・リンク・システム(日本、米国、東・東南アジア地域モデル)を基礎として、モデルやデータ修正、更新による予測と政策効果の分析を迅速に行うことを目的として、一つのコンピュータがある一国以上の計量モデルを扱い、コンピュータ・ネットワークによる統合システムとして世界モデルを解く分散型モデル分析システムの実現方法について研究を進めた。特に、今年度は昨年度の米国ペンシルベニア大学、神戸大学間の国際ネットワークを介しての分散型計量モデル分析システムの実証実験を踏まえて、ラップトップ型パソコンを複数台接続したローカル・エリア・ネットワーク(LAN)による実証実験を進めた。LANによる分散型計量モデル分、システムのためのアルゴリズムの研究、通信基本ソフトウェアの開発やシミュレーション・システムの開発を進めた。このLANによる分数型計量経済モデル分析システムの対象となるモデルとしてアジア・リンク・システムを取りあげ、アジア・リンク・システム、時系列データの移植を進めると共に、移植それ自体が自動的に進行可能なようなコンピュータのためのユティリティ関係プログラム群の開発を進めた。これらは研究成果報告書にまとめている。今後、モデル分析がコンピュータ毎に非同期に実行されることによる通信の衝突回避、効果的データ転送等の実現手法について研究を進め、政策シミュレーションが迅速に実行可能なようなぶんさんがた計量経済モデル分析システムの研究が課題である。
骨軟部腫瘍におけるERストレスを介した薬剤耐性の機序とPTP1Bの役割の解明

HOSおよびMG-63の骨肉腫細胞株にて骨肉腫の化学療法におけるKey drugであるDoxorubicin(DOX)の細胞毒性の評価をMTT assayを用いて行い、薬剤誘発性のERストレスを評価した。すると、phospho-eIF2a, phosph-IRE1, ATF4において、いずれもコントロールに比べてPTP1Bノックダウン株において増加を認め、PTP1Bをノックダウンすることで、薬剤による骨肉腫細胞株への小胞体ストレスが増加し、そのストレスはAutophagyは亢進せず、アトポーシスを誘導している可能性が考えられた。骨肉腫細胞株において、薬剤によりER stressが誘発することを確かめるため、HOSおよびMG63をDOXもしくはIFOで刺激し、PERKおよびeIF2aのリン酸化を調べた。これにより、HOSおよびMG63において、薬剤の刺激によりER stress、特にPERKのリン酸化が亢進していることが分かった。このpreliminary dataを踏まえて、PTP1Bをノックダウンさせて、その薬剤感受性への影響やER stressの変化を調べることにした。またeIf2aのリン酸化にも薬剤刺激により差異を認め、薬剤刺激がER stressを誘発していることが確認された。PLKO-1 vectorを用いたshRNAをlentivirusを用いて導入する実験を行っている。一方で、上記実験と並行して行っていた、PTP1Bのノックアウト(KO)マウスから樹立された線維芽細胞の細胞株(UC Davis, Prof. Hajより提供)を用いたThapsigargin(ER stressを誘発する試薬)刺激の結果、ワイルドタイプ(WT)に比較し、KOにおいてER stressが亢進していることが示された。この結果により、今まで報告のあった上皮系細胞(癌細胞)のみならず、間葉系細胞においてもPTP1BがER stressを抑制する働きを持っていることを示した。さらに今年度は同様のShRNAを用いてHOS、MG63、143Bの骨肉腫細胞株のPTP1Bをノックダウンを行い、mRNAを90%以上低下させた細胞株を樹立した。現在この細胞株を用いて薬剤負荷試験を行っている。まずは、MG-63の骨肉腫細胞株にて最も高いPTP1Bの発現を認めた。また、Wound healing assayにて細胞株の増殖能運動能を評価すると、やはりMG63が最も高く、PTP1bが骨肉腫の悪性度に何らかの関与をしている可能性が考えられた。次に、骨肉腫の化学療法におけるKey drugであるDoxorubicin(DOX)を用いて細胞毒性の評価をMG63およHOSでMTT assayを用いて行った。その結果、DOXのIC50はHOSの30nMに対しMG63では60nMと明らかに高い数値を示した。次に、薬剤によりER stressが誘発することを確かめるため、HOSおよびMG63をDOXもしくはIFOで刺激し、PERKおよびeIF2aのリン酸化を調べた。siRNAをlipofectamineなどの試薬を用いてtransfectionを行ったが、transfection効率が悪いため、まだ結果は得られておらず、現在、他の細胞株(U2OS, SAOS-2)で再度検討を行ている。一方で、上記実験と並行して行っていた、PTP1Bのノックアウト(KO)マウスから樹立された線維芽細胞の細胞株を用いたThapsigargin刺激の結果、ワイルドタイプ(WT)に比較し、KOにおいてER stressが亢進していることが示された。この結果により、間葉系細胞においてもPTP1BがER stressを抑制する働きを持っていることを示しており、骨軟部腫瘍においても同様のメカニズムである可能性を支持するものと考える。悪性骨軟部腫瘍に対する治療において化学療法は非常に重要であり、その効果が予後を大きく左右している。ところが、悪性骨軟部腫瘍は化学療法への耐性を示すことが多く、化学療法における薬剤耐性のメカニズムの解明を進め、新たな治療薬(新たな抗腫瘍薬、または既存の抗腫瘍薬への感受性改善薬)の開発が急務である。まずは、骨軟部腫瘍細胞でのPTP1Bの発現に関する報告が今までないことから、その発現を確認した。HOSおよびMG-63の骨肉腫細胞株にてPTP1Bの発現を認めた。次に、骨肉腫の化学療法におけるKey drugであるDoxorubicin(DOX)の細胞毒性の評価をMTT assayを用いて行った。その結果、DOXのIC50はそれぞれ30nM, 60nMであった。次に、骨肉腫細胞株において、薬剤によりER stressが誘発することを確かめるため、HOSおよびMG63をDOXもしくはIFOで刺激し、PERKおよびeIF2aのリン酸化を調べた。siRNAをlipofectamineなどの試薬を用いてtransfectionを行った。siRNAでは結果が得られず、次にわれわれは、PLKO-1 vectorを用いたshRNAをlentivirusを用いて導入する実験を行った。PTP1Bのノックダウン効率は50%程度であったが、これを用いて評価した。