hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
デジタルペンとマインドマップを用いた小学校における論理的思考力の育成

児童の表現の論理性を向上させるために,デジタルペンとマインドマップを用いる中でエキスパート参加の協調学習を行わせ意見文を書かせる授業実践を行い,その総合的な有効性を研究の前半で示した.しかし,どの足場掛けがより有効であるのかは不明確であった.そこで,児童に意識調査を実施した後,授業についての因果モデルを構築し共分散構造分析にて検証した.その結果「授業での理解度と満足度」には,「マインドマップの好感度」や「エキスパート参加の協調学習での理解度と好感度」が影響を与えること,また,デジタルペンについては,授業の総括的評価には影響を与えず,通常の文具のように学習の文脈に馴染んでいることが示唆された.児童にデジタルペンとマインドマップを用いて協調学習を行わせ,他者の意見と自身の意見を比較検討させた後,意見文を書かせることを通して,表現の論理性を高める授業を展開した.また,協調学習の後に,遠隔地と結んだエキスパートを授業に参加させたが,これは児童の表現の論理性に関して,一層の向上を目指してのことである.実践の結果,デジタルペンシステムとMM(マインドマップ)を用いると共に,教室と遠隔地とを結びエキスパートを授業に参加させる環境下の協調学習で以下が認められた.・授業の事前・事後の意見文を比較した結果,MMの特徴を生かす中で事後意見文における表現の論理性が高められていたことから,MM利用の協調学習には有効性が認められる.・エキスパートの有無に着目したとき,事前・事後の意見文に対する評価には違いが見られなかった.しかしながら,児童の意識調査から,表現の推敲時にエキスパートから影響を受けていることが示されるとともに,エキスパート有の場合の事後意見文の質的分析からも,その影響が確認された.また,具体的な意見文例の表現からは,エキスパートの指導により「明確さ」,「妥当性」,「具体性」に改善が見られ,表現の論理性が向上していることが示唆された.児童の表現の論理性を向上させるために,デジタルペンとマインドマップを用いる中でエキスパート参加の協調学習を行わせ意見文を書かせる授業実践を行い,その総合的な有効性を研究の前半で示した.しかし,どの足場掛けがより有効であるのかは不明確であった.そこで,児童に意識調査を実施した後,授業についての因果モデルを構築し共分散構造分析にて検証した.その結果「授業での理解度と満足度」には,「マインドマップの好感度」や「エキスパート参加の協調学習での理解度と好感度」が影響を与えること,また,デジタルペンについては,授業の総括的評価には影響を与えず,通常の文具のように学習の文脈に馴染んでいることが示唆された.近年,日本の子供たちの論理的思考力の低下が指摘されている.そこで本研究では,児童にデジタルペンとマインドマップを用いた協調学習を行わせるとともに,テレビ会議により遠隔地のexpertからの指導を加えた.expertの指導により,協調学習以上に児童が妥当性のある意見文を書けるようになると考えた.【研究の方法及び結果と考察】平成23年6月1日から7月13日まで都内公立小学校第5学年3学級,94名の児童を対象に全15時間の授業実践を行った.児童には,授業の前後に問題文に対する400字程度の意見文を書かせた.問題文は「藤原流200字意見文トレーニング(藤原和博)」から一部表現を改変し4問を出題した.また,意見文を書くにあたっては,事前にMMを描き,その後に意見文を書かせた.そしてexpertの指導による児童の書く意見文への効果を調べた.ここで,本研究では,論理的思考について,「自分の主張に対して効果的な根拠を記述する能力」(高橋ほか)とし,授業実践後に事前意見文と事後意見文について,妥当な根拠の数の比較などの分析を行った.児童の意見文を分析した結果,授業後に教員が妥当と評価した根拠の数が増えたことが分かった.更に,expertの参加の有無による違いについて分析を行った結果,事前意見文に妥当数の差は見られないが,事後意見文において有意な差が見られた.次に,事前意見文に当初書かれていなかった根拠が事後意見文に新たに現れた表現だけをカウントし,expertの参加の有無で分析したところ,expertが参加した場合で有意に平均値が高いことが分かった.【まとめ】以上より,デジタルペンシステムとMMを用いること,そして遠隔地のexpertによるリアルタイムの適切な助言が,児童が具体的な根拠を用いて意見文を書くことに有効であることが分かった.本年度の研究では,事後意見文の質的分析から,「具体性」,「妥当性」,「明確さ」に改善が見られ表現の論理性が向上しており,エキスパートによる学習支援の有効性が示唆された.この他,マインドマップを利用した学習支援についても,意識調査(自由記述)や意見文,教員評価から児童が表現の論理性を高めており,有効であったことが認められた.しかし,具体的にどのような働きかけが,児童の意見文に効果的なのかについては,昨年度と同様に,未だ明確にすることができなかったので,引き続き追究したい.本年度の研究では,児童の意見文に含まれる妥当な根拠の数をカウントすることにより,授業後,意見文がより論理的な文章になっていることがある程度確認された.しかし,具体的にどのような働きかけが児童の意見文に効果的なのかをあまり明確にすることができなかったので,今後,追究したい.【平成25年度の研究推進方策】平成25年度以降の研究は,平成24年度のまでの進捗状況を勘案して次のように行う.

●研究協力校の学級で,引き続き授業実践(4,5月)を行う.【永井】【上野】●平成23,24年度の成果と課題を精査して指導計画を修正し,対象児童を変えて実施する.【渡辺】【加藤】【福本】平成25年度の授業実践は主に以下の13の観点で評価を行う.なお,最終報告としてまとめられた内容は,日本教育工学会論文誌やSITE2014など国際会議で発表する.【永井】1.対象児童を変えた場合の効果【貴家】2.児童に課す問題を変えたり,与える順番を入れ替えての検証【貴家】3.各足場がけが児童の満足度に与える影響の分析【永井】【平成24年度以降の研究推進方策】平成24年度以降の研究は、平成23年度の進捗状況を勘案して次のように行う。●新たな研究協力校または研究協力学級(以下新研究協力校)で授業実践(4、5月)を行う。【永井】【上野】【北澤】●平成23年度の成果と課題を精査して指導計画を修正し、対象児童を変えて実施する。【北澤】【渡辺】【加藤】【福本】平成24年度以降の授業実践は主に以下の14の観点で評価を行う。なお、中間報告及び最終報告としてまとめられた内容は、日本教育工学会論文誌やGlobal Learnなど国際会議で発表する。【永井】1.対象児童を変えた場合の効果【貴家】2.expertを元小学校教員で教職歴のある大学教員以外にした場合の効果【北澤】3.足場かけとしてのexpert参加の授業回数を2回(4単位時間)から、増やした場合の効果【北澤】4.児童に課す問題を変えたり、与える順番を入れ替えての検証【貴家】まず、平成24年度は、効率的な予算執行で研究を進められたため、予定とおり執行したが端数残金が生じた。したがって、その残金については、平成25年度使用することとする。以下にあげる経費は,下記の通り本研究の各所と密接に関わり,円滑な研究遂行に全て欠かせないものである.特に,研究結果の一般性や客観性を高めたり,「現在までの達成度」で述べたような研究課題を明らかにするために,実践を継続していくことは重要であり,そのため本年度以降も引き続き必要とする.【設備備品】:デジタルペンシステムは,リアルタイムでの情報の共有ができるため,本研究における協調学習を進めていく上で必要である.ノートPCは,協調作業支援システムへのアクセス及び様々なデータ解析のため必要である.【消耗品】:各種ソフトウエアは,分析及び授業実践のために購入する.【旅費】:国内学会参加のための旅費及び,国際会議にて研究成果を発表するための渡航に係る経費である.【謝金】:フィールドでの実践の補助やアンケート調査の処理の補助に係る経費である.【その他】:研究成果を印刷・製本する際の経費及び,郵便や宅配など通信に係る経費である.以下にあげる経費は、下記の通り本研究の各所と密接に関わり、円滑な研究遂行に全て欠かせないものである。特に、研究結果の一般性や客観性を高めたり、「現在までの達成度」で述べたような研究課題を明らかにするために、研究フィールドを増設していくことは重要であり、そのため本年度以降も引き続き必要となる。
対称空間のｑ類似の研究：　ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅ　の枠組による

PかつQ多項式スキームのTerwilliger代数にはI型,II型,III型があり,その既約表現の構造はI型のみが決定されていた.すなわちI型については,指標公式に現れる分解に応じた構造を持つことが示されていた.II型,III型についても指標公式が成立し,同様のことが言えるであろうと予想されていたが,本研究において,この予想を肯定的に解決した.実質的に行ったことは,II型,III型のTD対が「L対のある種のテンソル積」になることを示し,その分類を完成させたことである.副産物として,TD対に関する指標公式が証明された.本年度はrank 1の残された問題,すなわちq2=1の場合にP- and Q-polynomial association schemeをquantum symmetric spaceとして捉えることに取り組んだ.q-->1の極限移行において,quantum symmetric spaceも行列表現も零に縮退するという困難が生じるが,この問題を1,2,---,2,1型の場合に行列表現に関して解決した.ここで用いた方法は一般の型の行列表現に関して拡張できるものと思われる.quantum symmetric spaceそのものがq-->1の極限において,P- and Q-polynomial association schemeの代数的構造を残したまま極限移行できるかどうかは未解決問題として残った.PかつQ多項式スキームのTerwilliger代数にはI型,II型,III型があり,その既約表現の構造はI型のみが決定されていた.すなわちI型の既約表現についてはshape予想よりも更に強い指標公式が示されており,指標公式に現れる分解に応じた構造を持つことが示されていた.II型,III型についても同様のことが成立するであろうという予想を立て,その証明に取り組んできた.本年度の研究においては,昨年度にII型について行った予備的研究を土台として,II型及びIII型についてその既約表現を完全に決定した.実質的に行ったことはII型,III型のTD対が「L対のテンソル積となる」ことを示し,その分類を完成させたことである.副産物として,TD対に関する指標公式が証明された.分類の手順は以下のとおりである.1)ウェイト分解をもとにした`良い'基底を見つけ,その基底に関してL対のテンソル積を定義し(これをpre TD対と呼ぶ),それがTD関係式を満たすことを示す.2)このようにして構成されたpre TD対に対して,Drinfel'd多項式を定義し,その零点を求め,テンソル積構造との関係を明らかにする.3) pre TD対の既約性の判定条件をDrinfel'd多項式の言葉で書き上げる.4)II型,III型のTD対がすべてこのようにして得られ,その同型類はDrinfel'd多項式により定まることを示す.特記すべき点は,I型,II型のTD対についてはただ1種類のDrinfel'd多項式で足りるのに対し,III型のTD対については2種類のDrinfel'd多項式を準備する必要があることである.,以上の結果は,別表に記したようにいくつかの研究集会で発表したが,論文は現在準備中である.PかつQ多項式スキームのTerwilliger代数にはI型,II型,III型があり,その既約表現の構造はI型のみが決定されていた.すなわちI型については,指標公式に現れる分解に応じた構造を持つことが示されていた.II型,III型についても指標公式が成立し,同様のことが言えるであろうと予想されていたが,本研究において,この予想を肯定的に解決した.実質的に行ったことは,II型,III型のTD対が「L対のある種のテンソル積」になることを示し,その分類を完成させたことである.副産物として,TD対に関する指標公式が証明された.genericなqに対してrank 1対称空間のq類似の構成はこれまでの研究で達成されていた.q-->1の極限移行において,典型例における困難を解決し,一般の場合の解決の見通しがたった.rank 1の残された問題,すなわちq2=\pm 1の場合にP- and Q-polynomial association schemeをquantum symmetric spaceとして捉えることに取り組む.次にrank 1からrank 2へ移行する.若干の物品購入費を除き,大部分を研究成果発表及び研究連絡のための旅費として使用する.東日本震災のために,予定していた研究連絡のための旅費の大半が未使用となった.次年度に繰り越した本年度の研究連絡(q2=\pm 1の部分)をまず行い,合わせて本来予定していた研究連絡のために旅費として使用する.
都市静脈系循環システムにおけるエネルギー・資源相互利用ネットワークの研究

都市の廃棄物処理システム,下水処理システムを一つの都市静脈系循環システムとして捉え,両システムで回収可能な未利用エネルギー(ゴミ焼却廃熱,下水熱,下水の位置エネルギー,太陽光等)と資源(下水汚泥消化ガス)を回収し,相互にエネルギー源,資源として活用することによって,今後の処理技術の高度化,処理レベルの高度化によるエネルギー・資源消費量の増加を抑制できるシステムを提案することに取り組んだ.平成12年度では,消化ガスの持つエネルギーをゴミ収集システムへ適用することの可能性と,それによる環境負荷物質の削減効果を明らかにした.1)消化ガスを用いたオンサイトの燃料電池(リン酸型燃料電池PAFC ; Phosphoric Acid Fuel Cell)による発電とこれの電気ゴミ収集車での利用,2)消化ガスからのメタノール製造とこれの燃料電池(固体高分子PEFC ; Polymer Electrotype Fuel Cell)ゴミ収集車での利用の2ケースを検討した.両システムでも,消化ガスを廃棄物収集・運搬に必要なエネルギーとして供給することは十分に可能であった.エネルギー消費量に対する供給量の比率は,オンサイト型燃料電池利用は4.3倍,メタノール改質型燃料電池利用は4.7倍であった.また,エネルギー相互利用により電気収集車や燃料電池収集車を利用することは,デイーゼルゴミ収集車の走行によって排出されていたNOx, SOxの量の大幅削減をもたらす.燃焼過程をもたない燃料電池の特性が大きく活かされた結果である.平成13年度では下水の高度処理導入によつて増加すると予想される電力消費量を,処理施設内において回収可能な未利用エネルギーによって賄うことを検討した.高度処理導入によって,現行の下水処理(二次処理まで)に比較して,電力消費量がおよそ1.4倍に増加する.一方,下水道システムで未利用エネルギーを回収し発電すると,現行の下水処理場での電力消費量の55%程度を供給できる.この未利用エネルギー活用による発電量は,高度処理によって増加する電力消費量の約1.4倍であり,処理の高度化に伴う電力消費量の増加分を未利用エネルギーの回収によって賄えることを指摘した.都市の廃棄物処理システム,下水処理システムを一つの都市静脈系循環システムとして捉え,両システムで回収可能な未利用エネルギー(ゴミ焼却廃熱,下水熱,下水の位置エネルギー,太陽光等)と資源(下水汚泥消化ガス)を回収し,相互にエネルギー源,資源として活用することによって,今後の処理技術の高度化,処理レベルの高度化によるエネルギー・資源消費量の増加を抑制できるシステムを提案することに取り組んだ.平成12年度では,消化ガスの持つエネルギーをゴミ収集システムへ適用することの可能性と,それによる環境負荷物質の削減効果を明らかにした.1)消化ガスを用いたオンサイトの燃料電池(リン酸型燃料電池PAFC ; Phosphoric Acid Fuel Cell)による発電とこれの電気ゴミ収集車での利用,2)消化ガスからのメタノール製造とこれの燃料電池(固体高分子PEFC ; Polymer Electrotype Fuel Cell)ゴミ収集車での利用の2ケースを検討した.両システムでも,消化ガスを廃棄物収集・運搬に必要なエネルギーとして供給することは十分に可能であった.エネルギー消費量に対する供給量の比率は,オンサイト型燃料電池利用は4.3倍,メタノール改質型燃料電池利用は4.7倍であった.また,エネルギー相互利用により電気収集車や燃料電池収集車を利用することは,デイーゼルゴミ収集車の走行によって排出されていたNOx, SOxの量の大幅削減をもたらす.燃焼過程をもたない燃料電池の特性が大きく活かされた結果である.平成13年度では下水の高度処理導入によつて増加すると予想される電力消費量を,処理施設内において回収可能な未利用エネルギーによって賄うことを検討した.高度処理導入によって,現行の下水処理(二次処理まで)に比較して,電力消費量がおよそ1.4倍に増加する.一方,下水道システムで未利用エネルギーを回収し発電すると,現行の下水処理場での電力消費量の55%程度を供給できる.この未利用エネルギー活用による発電量は,高度処理によって増加する電力消費量の約1.4倍であり,処理の高度化に伴う電力消費量の増加分を未利用エネルギーの回収によって賄えることを指摘した.下水処理システムにおける回収可能エネルギーには太陽光・下水汚泥消化ガス・下水熱・下水の位置エネルギーがあり,廃棄物処理システムにおける回収可能エネルギーには焼却排熱と廃棄物を熱源とする発電などがある.本年度は両システムでのエネルギーの相互利用ネットワークとして,下水処理施設にて発生した消化ガスの廃棄物処理収集システムへの利用について検討した.すなわち,(1)消化ガスを用いたオンサイトのリン酸型燃料電池による発電とこれの電気ゴミ収集車での利用と,(2)消化ガスからのメタノール製造とこれのメタノール燃料電池ゴミ収集車での利用の2ケースを考え,両者の長短所を検討した.どちらのケースにおいても,得られる消化ガスをエネルギー源として,廃棄物収集・運搬作業に必要なエネルギーを十分に供給可能であった.エネルギー消費量に対する供給量の比率は,メタノール改質型燃料電池利用が4.7,オンサイト型燃料電池利用は4.3,従来型のガスエンジン利用では3.7であった.比率ではメタノール改質型燃料電池利用が最も優位であるが,余剰電力の利用用途や燃料電池によるコージェネレーションシステムを考慮した場合にはオンサイト型燃料電池が最も優位となる.また,エネルギーの相互利用により電気収集車あるいは燃料電池収集車を利用することは,ディーゼルごみ収集車の走行によって排出されていたNOx,SOxの量の大幅削減をもたらす.燃焼過程をもたない燃料電池の特性が大きく生かされた結果である.

このように,本年度は,静脈系施設によるエネルギー・資源相互利用において,消化ガスの持つエネルギーをゴミ収集システムへの適用することの可能性と,それによる環境負荷物質の削減効果を明らかにした.都市の廃棄物処理システム,下水処理システムを一つの都市静脈系循環システムとして捉え,両システムで回収可能なすべての未利用エネルギーと資源を回収し,相互にエネルギー源,資源として活用することによって,今後の処理技術の高度化,処理レベルの高度化によるエネルギー・資源消費量の増加を抑制できるシステムを提案することに取り組んだ.平成13年度は下水処理場での高度処理として,処理水を修景用水に利用する場合に必要となる<砂ろ過>+<オゾン処理>+<生物活性炭処理>を導入することによる消費電力の増加分を,下水処理場内での未利用エネルギー活用による発電電力で賄うことの有効性を,処理規模25万人の下水処理施設(日処理水量127,000m^3/日,敷地面積84,400m^2)を対象に検討した.発電システムは(1)汚泥消化過程で発生する消化ガスを燃料とするリン酸型燃料電池(PAFC ; Phosphoric Acid Fuel Cell)による発電,(2)下水の位置エネルギーを用いた小規模水力発電,さらに,(3)水処理施設の上部空間及び空地を利用した太陽光発電である.高度処理導入による電力消費量の増加は約7,400MWh/年であり,高度処理導入により下水処理全体の電力消費量は導入前(約18,600MWh/年)に比較して約40%増加する.一方,下水処理場での発電量は燃料電池発電約6,500MWh/年,小規模水力発電約440MWh/年,太陽光発電約3,300MWh/年であり,これら発電量の総和10,240MWh/年は,高度処理導入による増加電力消費量の約1.4倍であった.また,これらの発電により,高度処理導入後の処理場全体での電力消費量の約40%を自給できる..以上より,下水処理システムで処理の高度化に伴う電力消費量の増加分を,下水処理場での未利用エネルギー回収によって賄えることを示した.
地盤災害軽減を意識し水理的地域性を考慮して許容揚水量を評価・表現する簡易手法

本研究は,地盤沈下等の地盤災害との関係で設定される地下水位を維持するのに空間的(位置や深度)な許容揚水量の簡易評価手法を確立することが目的である。そのため,扇状地での河川による地下水涵養機構の評価,揚水による地下水位への影響度評価を実施した。扇状地を対象に,河川の水位などの観測値とその近傍で観測する地下水位などの情報に基づき,河川からの地下水涵養について検討した結果,以下のようであった。1.河川と地下水の水質を比較したところ同程度であり,また,地下水位は,周辺揚水量よりも河川水位の変動と類似していて,地下水は河川涵養を受けていることが確認された。2.地下水流速が砂礫地盤内で異なり,卓越した水流が存在した。この点検のため深度別の地下水位を観測した結果,各深度の地下水位は,河川の影響を受けるものの時間的遅れが若干異なった。地下水流動解析にあたっては,水みち構造としての帯水層構造の評価,表現が重要であることが示唆された。次に,揚水量とそのパターンを把握し,周辺地下水位の変動を調査した結果,3.1日に揚水を繰り返すパターン,昼間に連続し揚水し夜間に停止するパターンなどが認められ,それによって地下水位の変動への影響は異なった。4.上記の地下水位への揚水影響をJacobの水位低下,回復式によって精度良く再現できることが得られた。この結果,地下水位を回復させる時間を確保すれば,水位低下を抑制できることが判明した。本研究では,地下水流動解析モデルの構築に至らなかったが,地下水涵養や揚水影響に関して上記のような知見によって,特に揚水量の管理のあり方への重要な指針が得られた。本研究は,岐阜県西濃地域をモデル地区として,地盤沈下等の地盤災害との関係で設定される地下水位を維持するための許容揚水量の簡易評価手法を構築することが目的である.初年度の平成17年度では,対象地域の地下水・地盤に関わる情報を整備・分析しつつ,地下水揚水量の実態把握に努めた結果,主に次述する事項が判明した.(1)農業用揚水の量的把握が困難である(量水計が設置されていない)現状に対し,揚水機の電気使用量と全揚程・動力等のポンプ規格値をそれぞれ用いて揚水量を推算できることが得られた.即ち,揚水機の電気使用量が揚水量を把握・管理するうえで重要な要因であった.(2)主要用途の揚水深度は,農業用,工業用,上水道用の順で深くなり,用途によって揚水対象の帯水層の"棲み分け"の特徴が明らかになった.また,対象全域では,揚水量は春から夏の期間と秋頃のそれぞれの時期に増大する特徴にあった.(3)柱状図や帯水層の水理定数の収集情報を分析した結果,対象地域の北部などの扇状地では一つの地下水盆としての水理的構造を有していることが見出された。また,その地域では現状の揚水によって地下水位が低下し易いという帯水層の応答性があることが分析された.(4)一方,観測地下水位の変動特性について,扇状地の不圧地下水は,夏場に水位が高くなり冬場に低下するという人工的影響の少ない季節変動にあるが長期的に水位低下する傾向にあった.それに対して,被圧性地下水は夏場に水位低下する季節変動であるが,長期的に水位上昇の傾向にある特徴が認められた.次年度は,対象域の地下水流動・循環機構を数値解析などに基づいて分析し,揚水による地下水位・流動への影響関係を究明する計画である.本研究は,地盤沈下等の地盤災害との関係で設定される地下水位を維持するための空間的な許容揚水量の簡易評価手法を確立することが目的である.2年目の平成18年度は,地下水関連情報の収集・整備を継続して実施するとともに,扇状地を対象に,河川近傍における観測井内(井戸深度25m)の地下水位・水温,流速・流向を観測・調査することによって,河川による地下水涵養機構について検討した.その結果,以下の事項が判明した.a)河川水位の変動に伴って,地下水位は数時間程度の"時間的遅れ"によって速やかに変動することが得られた.b)地下水温度と河川水温の周期性を分析したところ,地下水温度は約2ヶ月遅れるように変動することが得られた.地下水温度の変動には,地表面からの熱伝導による影響していることも考えられたが,特に河川水位が大きく上昇するときは地下水温度が特異的に変化し,河川水が流入することによって温度変化を生じさせているとみられた.c)地下水流速は,透水性の高い砂礫地盤内において0.550m/日程度の範囲で異なることが得られ,卓越した水流が存在することが認められた.また,流速の大きくなる深度では,河川水位の上昇に伴い地下水流速が大きくなる傾向にあった.d)地下水流向は深度方向で南から西向きの範囲で分布した.地下水流速が大きくなるに伴い,卓越した水流に引っ張られるように南西方向に流向が集まるような地下水流動であった.これらの知見は,地下水流動解析において,扇状地の河川境界の扱いに対し指針を与えるものである.最終年度の次年度は,地下水流動解析モデルを構築し,地下水位・流動への揚水量分布による影響度分析を実施する計画である.

本研究は,地盤沈下等の地盤災害との関係で設定される地下水位を維持するのに空間的(位置や深度)な許容揚水量の簡易評価手法を確立することが目的である。そのため,扇状地での河川による地下水涵養機構の評価,揚水による地下水位への影響度評価を実施した。扇状地を対象に,河川の水位などの観測値とその近傍で観測する地下水位などの情報に基づき,河川からの地下水涵養について検討した結果,以下のようであった。1.河川と地下水の水質を比較したところ同程度であり,また,地下水位は,周辺揚水量よりも河川水位の変動と類似していて,地下水は河川涵養を受けていることが確認された。2.地下水流速が砂礫地盤内で異なり,卓越した水流が存在した。この点検のため深度別の地下水位を観測した結果,各深度の地下水位は,河川の影響を受けるものの時間的遅れが若干異なった。地下水流動解析にあたっては,水みち構造としての帯水層構造の評価,表現が重要であることが示唆された。次に,揚水量とそのパターンを把握し,周辺地下水位の変動を調査した結果,3.1日に揚水を繰り返すパターン,昼間に連続し揚水し夜間に停止するパターンなどが認められ,それによって地下水位の変動への影響は異なった。4.上記の地下水位への揚水影響をJacobの水位低下,回復式によって精度良く再現できることが得られた。この結果,地下水位を回復させる時間を確保すれば,水位低下を抑制できることが判明した。本研究では,地下水流動解析モデルの構築に至らなかったが,地下水涵養や揚水影響に関して上記のような知見によって,特に揚水量の管理のあり方への重要な指針が得られた。
藻類の葉緑体核様体の高次構造構築に働く凝縮因子の研究

藻類は、多種多様な形態の葉緑体を持つのみならず、その遺伝子発現の場である葉緑体核様体の形状も、微小な核様体が葉緑体全体に分散するものやピレノイドが核様体であるものなど著しい多様性を示す。しかしながら、藻類の葉緑体核様体の高次構造については未知の点が多い。我々は、藻類の葉緑体核様体の高次構造を明かにするためにフサイワヅタから葉緑体核様体を単離し、その性質について調べた。フサイワヅタは、葉緑体核様体がピレノイドに局在し、ピレノイドと複合体を形成している特異的な性質を持っている。これまで、フサイワヅタについては、ピレノイド核様体複合体が主としてリブロース-1,5-二リン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ(Rubisco)の大小のサブユニットと44KDaと63KDaのタンパク質から構成されていることが分かった。しかし、ピレノイド核様体複合体はこれまでの単離条件ではきわめて不安定であり、単離過程でいくつかのタンパク質が失われた可能性がある。そこで、ピレノイドを安定化することが知られているHgCl_2処理を行ったあとでピレノイド核様体複合体の単離を行った。その結果、ピレノイド核様体複合体は安定化されて単離され、単離ピレノイド核様体複合体のピレノイド基質全体にDNAとRubiscoが分布しているのかDNA特異的蛍光色素DAPI染色法と抗Rubisco抗体を用いた蛍光抗体法によって確かめられた。このピレノイド核様体複合体はSDS-PAGEの結果、主要タンパク質のほかに少なくとも約23種の微量タンパク質によって構成されていることが明かとなった。今年度は、関東地方の海水の水温が低いためか、フサイワヅタなどの生育が悪く、これ以上の実験を進めることができなかった。
プロトン－電子連動現象の探索を目指した、カゴメ型多孔性電子伝導体の創製

プロトンー電子共役移動(PCET)は生体系のエネルギー変換機構において重要な役割を果たすが、PCETが電気伝導性や磁性、誘電性などの固体物性に与える影響を実験的に明らかとした例は少ない。本研究では、電子とプロトンの授受が可能な分子からなる多孔性の電気伝導体を合成し、結晶構造を保持した状態で伝導体へのプロトン付加、及び水素結合のネットワーク化を施すことで、PCETを示す固体物質の創製を目指す。特に、カゴメ格子を結晶構造として持つ伝導体に着目し、PCETと幾何学的フラストレーションの効果とが拮抗した新現象を探索する。
細胞老化特異的なノンコーディングRNAによる腫瘍発症メカニズムの解析

本研究は、細胞老化の過程で発現上昇するノンコーディングRNA(SAncRNA;senescence-associated non-coding RNA)が染色体不安定性を誘発し、発がん機構を促進する分子機構を明らかにする。そのために、SAncRNA結合蛋白質を同定し、その染色体不安定性誘導機構を明らかにする。さらには、老化細胞が分泌する細胞外分泌膜小胞に格納されているSAncRNAが周囲の細胞に取り込まれて染色体不安定性誘導に働く可能性についても解析を行う。最後に、SAncRNAによる発がん誘導機構を生体内で検証し、SAncRNAを標的とした新しいがんの治療法の開発へ繋げる事を目指す。
低酸素環境下でLPSと最終糖化 産物が糖尿病関連歯周炎の病態 に及ぼす影響の検討

本研究課題は,糖尿病が歯周炎の歯周組織病態に及ぼす影響を調べることを目的としている。平成30年度は,口腔上皮細胞(TR146細胞)における抗菌ペプチド発現への最終糖化産物(Advanced Glycation End-products: AGEs)およびP.gingivalis由来LPS (P-LPS)の影響を検討した。AGEsは,上皮細胞の生存率に影響を及ぼさない濃度で,抗菌ペプチドの1つであるLipocalin 2(LCN2)の遺伝子および蛋白の発現を増加させたが,Secretory Leukocyte Protease Inhibitor(SLPI)とβ-Defensinの発現には影響を及ぼさなかった。また,P-LPSは,LCN2の発現に対して有意な増加を示さなかった。次に,AGEsによるLCN2発現のシグナル伝達機構を調べるためにRAGEとMAPKの関与を検討した結果,RAGE siRNAによりAGEs刺激によるLCN2発現増加が抑制された。また,AGEsによりERKおよびp-38のリン酸化の亢進が認められ,これらの阻害剤によりAGEs誘導性LCN2発現増加が抑制されたことから,AGEsによる口腔上皮細胞でのLCN2発現にはRAGEおよびERKやp-38のMAPKが関与していることが示唆された。平成30年度は,正常酸素濃度での口腔上皮細胞における抗菌ペプチド発現に対するAGEsの影響を検討した。AGEsは,調べた抗菌ペプチドの内LCN2の発現を有意に増加させ,この傾向は炎症性サイトカインのIL-6の反応と類似していた。また,このAGEsによるLCN2増加傾向は,TR146細胞だけでなく,ヒト歯肉上皮細胞株のCa9-22細胞についても認められた。一方,P-LPSについてはTR146細胞で,LCN2発現の有意な変化が認められなかった。また,LCN2発現増加におけるAGEsのシグナル伝達経路について検討を行った。さらに,低酸素状態で一部の実験を行ったが,AGEsによるLCN2発現の増加は,正常酸素濃度での実験と比較して著しい変化は認められなかった。これらの実験結果から,平成30年度の本研究課題の実施状況はおおむね順調である。平成31年度は,低酸素状態で口腔上皮細胞を培養した場合のLCN2など抗菌ペプチドやIL-6などの炎症性サイトカインの発現に及ぼすAGEsとP-LPSの影響について検討を行い,平成30年度に行った正常酸素状態での結果との比較検討を行う。また,糖尿病関連歯周炎の歯周ポケット内の変化を検討するため,低酸素培養下で上皮細胞をAGEsやP-LPSで刺激した場合の酸化ストレスへの影響をROSやNrf2などの酸化ストレスマーカーを指標として調べる。低酸素下培養,AGEsおよびP-LPSの刺激下での細胞のアポトーシスへの影響をTUNEL法やカスパーゼ活性測定法により検討を行う。さらに,これらの低酸素環境とAGEsとP-LPSの3つの因子による低酸素関連因子(HIF-1α)の関与をHIF-1αのウェスタンブロット分析やHIF-1αの阻害剤を用いて検討する。

また,糖尿病関連歯周炎の歯周ポケット内の変化を検討するため,低酸素培養下で上皮細胞をAGEsやP-LPSで刺激した場合の酸化ストレスへの影響をROSやNrf2などの酸化ストレスマーカーを指標として調べる。低酸素下培養,AGEsおよびP-LPSの刺激下での細胞のアポトーシスへの影響をTUNEL法やカスパーゼ活性測定法により検討を行う。さらに,これらの低酸素環境とAGEsとP-LPSの3つの因子による低酸素関連因子(HIF-1α)の関与をHIF-1αのウェスタンブロット分析やHIF-1αの阻害剤を用いて検討する。理由:3月納品となり、支払いが完了していないため計画:4月に支払いが完了する予定である。
特殊反応場における連続合成：マイクロウェーブ・ファインバブル・フロー手法の融合

フロー手法による多段階合成を指向した実用的な反応を開発するには、工程数を減らすことが鍵であり、後処理が容易または必要としない反応開発が望まれる。この課題に対し、当量反応や気体が関与する反応を追究することで解決できると考え、急速的・物質選択的に加熱または停熱する技術であるマイクロウェーブ(μW)と、液体中に気体を高濃度に分散する技術であるファインバブル(FB)に着目し、(1)μWとフロー合成の融合:難合成の連続生産、(2)FBとフロー合成の融合:多相系フロー反応の深化に挑戦した。さらに、フロー手法の一般化を推進するために、フロー反応条件迅速最適化手法を導入する。これにより日本発の新たなフロー合成技術を確立し、ものづくり化学プロセスのグリーンフロー化に貢献する。平成30年度に(1)マイクロウェーブとフロー合成の融合:難合成の連続生産に取り組み、(1ー1)基質選択的加熱を指向した無触媒エステル化反応、ならびに(1ー2)中間体選択的加熱を指向した中分子環状ポリ乳酸合成を検討した。(1ー1)について、基質選択的過熱の可能性を明示できなかったがkg/dスケールでの連続合成が可能となった。また、(1ー2)について通常加熱と比較して、低分子量の分子量3,000以下の環状ポリ乳酸が得られた。さらに、(2)ファインバブルとフロー合成の融合:多相系フロー反応の深化に取り組み、(2ー1)FBフロー手法による化学選択的フェノール誘導体の水素化を実施し、スラグフローを凌駕する反応性と選択性を発現するFBースラグフロー手法を確立した。「(1)マイクロウェーブとフロー合成の融合:難合成の連続生産」に関して、根拠不十分ではあるが、予定通りに進んでいる。また、平成31年度に開発終了予定だった「(2)ファインバブルとフロー合成の融合:多相系フロー反応の深化」を平成30年度にほぼ終了した。さらに、平成31年度に取り組む予定だった「(3)μWフロー手法とFBフロー手法の集積化によるものづくり」におけるFrovatriptan合成について取り掛かり始めた。特殊反応場における連続合成に関する以下の課題に取り組む。(1)マイクロウェーブとフロー合成の融合:難合成の連続生産、(1ー1)基質選択的加熱を指向した無触媒エステル化反応:生成物のエステルより基質のアルコールやアシル化剤の方がμWに対して高誘電特性を示すことから、独自開発した基質選択的μW加熱による無触媒フローエステル化を追究し、本手法の優位性を証明する。(1ー2)中間体選択的加熱を指向した中分子環状ポリ乳酸合成:がん細胞抑制効果を有する分子量3,000以下の中分子環状ポリ乳酸を効率的に合成するために、誘電特性が高いと想定される両性イオン活性中間体経由の有機分子触媒的開環μWフロー重合を実施する。(2)ファインバブルとフロー合成の融合:多相系フロー反応の深化、(2ー1)FBフロー手法による化学選択的フェノール誘導体の水素化:スラグフローを凌駕する反応性が期待されるFBフロー手法を確立し、フェノール誘導体の過剰還元を制御した水素化反応システムを構築し、本手法の優位性を証明する。(3)μWフロー手法とFBフロー手法の集積化によるものづくり、(3ー1)フロー手法による偏頭痛治療薬Frovatriptanの多段階合成:後処理が容易または必要としない当量反応や気体が関与する反応の利点を突き詰め、フロー手法の集積化とフロー反応条件迅速最適化手法によるグリーンフローものづくりに取り組む。偏頭痛治療薬Frovatriptanを保護基フリーで、カラム精製をすることなく、3ステップフロー合成を実施する。

さらに、平成31年度に取り組む予定だった「(3)μWフロー手法とFBフロー手法の集積化によるものづくり」におけるFrovatriptan合成について取り掛かり始めた。特殊反応場における連続合成に関する以下の課題に取り組む。(1)マイクロウェーブとフロー合成の融合:難合成の連続生産、(1ー1)基質選択的加熱を指向した無触媒エステル化反応:生成物のエステルより基質のアルコールやアシル化剤の方がμWに対して高誘電特性を示すことから、独自開発した基質選択的μW加熱による無触媒フローエステル化を追究し、本手法の優位性を証明する。(1ー2)中間体選択的加熱を指向した中分子環状ポリ乳酸合成:がん細胞抑制効果を有する分子量3,000以下の中分子環状ポリ乳酸を効率的に合成するために、誘電特性が高いと想定される両性イオン活性中間体経由の有機分子触媒的開環μWフロー重合を実施する。(2)ファインバブルとフロー合成の融合:多相系フロー反応の深化、(2ー1)FBフロー手法による化学選択的フェノール誘導体の水素化:スラグフローを凌駕する反応性が期待されるFBフロー手法を確立し、フェノール誘導体の過剰還元を制御した水素化反応システムを構築し、本手法の優位性を証明する。(3)μWフロー手法とFBフロー手法の集積化によるものづくり、(3ー1)フロー手法による偏頭痛治療薬Frovatriptanの多段階合成:後処理が容易または必要としない当量反応や気体が関与する反応の利点を突き詰め、フロー手法の集積化とフロー反応条件迅速最適化手法によるグリーンフローものづくりに取り組む。偏頭痛治療薬Frovatriptanを保護基フリーで、カラム精製をすることなく、3ステップフロー合成を実施する。
立方晶(Ba,Sr)TiO3の方位制御による歪安定電界誘起チューナブル特性の設計

電界印加で誘電率のチューナブル特性を示す立方晶の(Ba,Sr)TiO3薄膜について、薄膜の歪みが誘電特性に与える影響の結晶方位依存性を調べた。基板と膜の熱膨張係数差や外部応力の印加によって、配向制御薄膜へ歪みを導入し、その誘電特性を評価した。その結果、(111)配向薄膜は、(100)配向薄膜に比べて歪みに対する誘電特性の変化が小さく、歪み鈍感な結晶方位であることが分かった。本研究は、電界印加で誘電率のチューナブル特性を示す立方晶の(Ba,Sr)TiO3薄膜において、従来あまり注目されなかった立方晶格子の歪み方位依存性を実験的・理論的に明らかにし、方位制御により歪みに対して安定なチューナブル特性の設計を目指すものである。具体的には、熱膨張係数が異なる基板や圧電体基板上に各方位の(Ba,Sr)TiO3薄膜を成長させ、歪みに対する誘電応答の結晶方位依存性を明らかにし、理論予測との比較・検討を行う。得られた知見を基に、フレキシブル基板上に歪み安定な方位の(Ba,Sr)TiO3薄膜を成長させ、動作安定性の検証を行う。本年度は、(Ba,Sr)TiO3薄膜の歪みに対する誘電応答の結晶方位依存性を明らかにするために、(Ba,Sr)TiO3と熱膨張係数が異なる基板(CaF2, MgO, KTaO3)上に(Ba,Sr)TiO3薄膜を成長させ、薄膜の成長過程、残留歪み、誘電応答を調べた。その結果、1.(Ba,Sr)TiO3の約2倍の熱膨張係数を有するCaF2基板上では大きな面内圧縮歪みを有する(Ba,Sr)TiO3薄膜が成長すること、2.CaF2基敬上にSrRuO3/Pt電極バッファー層を導入することで、(111)エピタキシャル成長した(Ba,Sr)TiO3薄膜が得られること、3.(Ba,Sr)TiO3よりも小さな熱膨張係数を有するKTaO3基板上では面内引張り歪みを有する(Ba.Sr)TiO3薄膜が成長すること、4.面内圧縮歪みの場合、(100)配向膜では強誘電相転移温度が大きく上昇するのに対し、(111)配向膜では強誘電相転移温度はほとんど変化せずむしろやや低下すること、が明らかになった。今後は、圧電体基板上に(Ba,Sr)TiO3薄膜を成長させ、基板の圧電歪みを利用して薄膜の歪みを制御することを試みる。これにより、歪みに対する誘電応答の結晶方位依存性をより系統的に明らかにする。具体的には、熱膨張係数が異なる基板や圧電体基板上に各方位の(Ba,Sr)Tio3薄膜を成長させ、歪みに対する誘電応答の結晶方位依存性を明らかにし、理論予測との比較・検討を行う。得られた知見を基に、フレキシブル基板上に歪み安定な方位の(Ba,Sr)Tio3薄膜を成長させ、動作安定性の検証を行う。本年度は、まず、昨年度に得られた実験結果の妥当性を検証するために、ランダウ理論を基に、(100),(111),(110)配向膜における歪みに対する相図(歪みに対する強誘電-常誘電相転移温度の関係)を作成し、さらに歪みと面内・面外方向の誘電率の関係をモデル化した。その結果、(Ba,Sr)TiO3薄膜の歪みが強誘電-常誘電相転移温度と誘電率に与える影響は、(111)配向膜において最も小さくなることが理論的に示唆され、昨年度に得られた実験結果とも矛盾しないことが明らかになった。また、(100)配向膜と(111)配向膜については、歪みとチューナビリティーの関係についてもモデル化した。次に、圧電体基板の圧電歪みを利用して薄膜の歪みを系統的に変化させること目的として、圧電体基板上における(Ba,Sr)TiO3薄膜の配向制御を試みた。結晶方位が揃った高い結晶性の薄膜を成長させるには、今後更なる成膜条件の最適化が必要である。

具体的には、熱膨張係数が異なる基板や圧電体基板上に各方位の(Ba,Sr)TiO3薄膜を成長させ、歪みに対する誘電応答の結晶方位依存性を明らかにし、理論予測との比較・検討を行う。得られた知見を基に、フレキシブル基板上に歪み安定な方位の(Ba,Sr)TiO3薄膜を成長させ、動作安定性の検証を行う。これまでに、様々な基板を用いて結晶方位と歪みを制御した(Ba,Sr)TiO3薄膜の誘電応答を評価し、薄膜の歪みが誘電応答に与える影響の結晶方位依存性の理論予測が妥当であることを示した。具体的には、(111)薄膜は(100)薄膜に比べて歪みに対する誘電応答の変化が小さい可能性が示唆された。本年度は、歪みに鈍感な(111)薄膜のフレキシブルデバイスへの応用を見据えて、基板上に作製した薄膜を外部応力で動的に歪ませ、そのときの誘電応答を評価した。本実験では、結晶方位依存性を正確に評価するために、高い結晶性が実現できる酸化物単結晶を基板として用いた。これらの基板上に(100)および(111)配向した(Ba,Sr)TiO3薄膜を成長させ、3点曲げ試験機(共同研究先)を用いて薄膜を歪ませ、そのときの誘電率の変化を測定した。その結果、(100)薄膜の誘電率が引張り及び圧縮歪みに対して大きく変化したのに対し、(111)薄膜では誘電率が歪みに対してほとんど変化しなかった。得られた結果はランダウ理論に基づく予測と一致する。圧電体基板上への(Ba,Sr)TiO3薄膜の作製については、成長条件の更なる最適化が必要であるが乱-本研究)の最も重要な目的である「歪み安定な方位の実験的・理論的な検証」については順調に進展しており、論文の執筆を進めている。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの実験(特に圧電体基板上への作製条件の最適化)を継続するとともに、フレキシブル基板上に歪み安定な(111)配向の(Ba,Sr)TiO3薄膜を成長させ、変形(曲げ)時の動作安定性を検証する。また、比較のため、歪み不安定な方位の成長も行う。成長方位の制御はこれまでの実験と同様にバッファー層の導入によって行う他、実験の進展状況によっては、剥離・転写プロセスによるフレキシブル基板上への膜形成を検討する。
深海生物資源のための簡易環境維持システムの開発

海洋生物資源、とくに海底域に生息する生物の研究は、進化・分化・分布を理解する上で重要である。しかし、深海底域に生息する生物の捕獲はネットや潜水船による偶然によるところが多い。ネットは、船上へ持ち上げる時の衝撃、他生物との接触により、柔体質である深海生物は壊れてしまうことが多い。また、個体保持に有利な潜水調査船による捕獲も、船上へ持ち上げた時の圧力温度ストレスにより、大抵が死滅する。その結果、深海性生物の研究は、形態的研究や分類・遺伝子解析のみに偏り、生態・行動・発生などの動的な研究が全くできない。本研究において、中長期飼育に適した簡易の加圧循環型深海生物用水槽を構築し、謎の多い深海生物を生存捕獲し、水槽において疑似的な深海環境を構築し、生物の新規な応答性を探索した。さらに、生物の生態・行動・発生などの動的な情報を検討し、深海生成物の持つ特徴を検討した。中長期飼育観察用の加圧循環型深海生物用水槽は、予算枠に合わせ再度設計しなおし、より簡便なものとした。相模湾・駿河湾・富山湾における深海漁猟の漁船やJAMSTEC調査船を用い、深海底生物の生存捕獲を試みた。現在、低温環境で生育可能な生物を、新江ノ島水族館で飼育中であり、その状態は来館者に閲覧できるような状態である。現在中長期飼育の可能性を探っている。捕獲した深海生物に対し、人為的な圧力変動を加え、その回避行動、適応機構、魚種成熟への誘発などを試みた。本研究において、中長期飼育に適した簡易の加圧循環型深海生物用水槽を構築し、謎の多い深海生物を生存捕獲し、水槽において疑似的な深海環境を構築し、生物の新規な応答性を探索することを試みる。初年度において安価な生物飼育用の高水圧飼育水槽を作成し、密閉空間での中期的な生物飼育の可能性を検討した。中長期飼育観察用の加圧循環型深海生物用水槽は、予算減のため再度設計しなおし、より簡便なものとした。現在、溶存酸素・静水圧・水温・水槽内水の交換速度などを検討中である。相模湾・駿河湾におけるかご漁・底引き漁の漁船を用い、深海底生物の生存捕獲を試みた。
脳虚血後微小循環障害の機序解明- アンギオテンシンに注目して -

虚血脳での微小循環障害におけるアンギオテンシンの役割を検討した。1型アンギオテンシンII受容体(AT1)欠損マウスと野生型マウスを用い、虚血再灌流後の脳表血管での白血球や血小板のadhesionやrollingを観察したところ、AT1欠損マウスは野生型マウスより少数のadhesionやrollingしか生じていないことが判明した。次に2型アンギオテンシンII受容体(AT2)欠損マウスと野生型マウスで同様の比較をしたところ、AT2欠損マウスではより多くのadhesionやrollingが観察された。AT1経路阻害とAT2刺激が脳梗塞の予後を改善させるという知見と合致する結果と考えられた。血栓溶解療法(または血栓除去療法)を施行した時の脳梗塞の病態を反映していると考えられる、ナイロン糸を用いたマウス一過性中大脳動脈モデルでを用いて、虚血再灌流後の微小循環障害の機序解明行う。具体的には、intravital fluorescence microscopyで脳表細動脈や細静脈での白血球や血小板のrollingおよびadhesionの観察を行い、それとアンギオテンシンの関連を検討するのが、この研究の目的である。動物モデルの作成がやや不安定であり、本モデルでの一貫した結果は得られていないのが現状である。そのため、1引き続き本モデルを安定させて変動の少ない結果が得られるように工夫するとともに、2比較的安定している両側総頸動脈一過性閉塞モデルを利用しての基礎的検索も並行して行っている。このうち2については結果が得られており、アンギオテンシンII type 1レセプター(AT1)欠損マウスにおいては、一過性虚血後の脳表細動脈・細静脈での白血球や血小板のrollingやadhesionが野生型に比較して低下していることを発見した。つまり、AT1を経由したアンギオテンシンII刺激が、一過性虚血後の脳微小循環障害の一要因となっていた。この結果は、第26回日本脳循環代謝学会総会にて発表した。現在まで得られた結果は、「アンギオテンシンIIは、虚血再灌流後の微小循環障害を生じることにより脳梗塞の予後を悪くする」というわれわれの仮説を支持するものである。われわれの研究は、一過性虚血後脳(血栓溶解療法が施行された脳梗塞患者の脳の病態を反映していると考えている)における微小循環障害について、アンギオテンシンIIとその受容体の役割を解明することにある。平成26年度の研究において、アンギオテンシンII type 1受容体(AT1)欠損マウスと野生型マウスを用いて比較検討を行い、前者において一過性虚血後の白血球や血小板のrollingやadhesionが低下していることを発見した。このことはAT1受容体からの刺激が虚血後脳における微小循環障害の一要因になっていることを示すものである。平成27年度は、あらたにアンギオテンシンII type 2受容体(AT2)欠損マウスを用いて研究した。ヒトの脳梗塞により近似している一過性中大脳動脈閉塞モデルでの検討を試みているが、モデル作成が安定しないため、結論を言える一貫したデータはそろっていない。そのため、比較的安定している両側総頸動脈一過性閉塞モデルを作成し、これにより検討した。すると、AT2欠損マウスにおいては、一過性虚血後脳の細動脈および細静脈における白血球や血小板のrollingやadhesionが野生型マウスよりも増加していることが判明した。このことは、AT2受容体からの刺激が虚血後脳における微小循環障害を抑制する作用をしているということである。この結果は、国際医学誌「J Thromb Thrombolysis」に発表・掲載された。現在までの研究で得られた結果からは、「アンギオテンシンIIはAT1に作用すると虚血後の脳微小循環障害をもたらし、AT2受容体に作用すると脳微小循環障害を軽減する方向に作用する」というものである。このことはAT1受容体阻害剤内服患者の脳梗塞が比較的軽い傾向にある臨床的知見と合致するものと考えられる。アンギオテンシンII type 1受容体(AT1)およびアンギオテンシンII type 2受容体(AT2)の2つの受容体の脳微小循環障害における役割を解明できたのは期待通りの成果であり、その点については順調な進捗と考えている。国際医学誌にも発表し、このプロジェクトのおおむねのconclusionは得られた。その一方で、(ヒトの脳梗塞により近いと考えられる)一過性中大脳動脈閉塞モデルが安定していないのは、想定以上の遅れである。両側総頸動脈一過性閉塞モデルで得られた結論を本モデルでも確認できれば、血液脳関門の破壊との関連など、より踏み込んだ機序の解明に道を開くことができると考えている。われわれの研究は、脳梗塞血行再建治療後に生じる脳微小循環障害の機序解明を、アンギオテンシンIIに注目して行うことにある。そのために、アンギオテンシンII type 1受容体(AT1)欠損マウス、およびアンギオテンシンII type 2受容体(AT2)欠損マウスを用いて研究を行った。まず、AT1欠損マウスと野生型マウスを用い、一過性脳虚血再灌流後の脳表細動脈および細静脈における白血球および血小板のadhesionおよびrollingを観察した。すると、野生型マウスに比較してAT1欠損マウスでは、より少数の白血球および血小板のadhesionおよびrollingしか生じていないことが判明した。