hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
社会参加志向を高める地域づくり学習を可能にするコミュニティスクールの運営要因

本研究の目的は、児童生徒の社会参加志向を高めるための地域づくり学習を可能にするコミュニティスクールの運営要因を明らかにすることである。2019年度には、国内外の先行研究を検討し、調査の分析枠組みを構築する。2020年度には、社会参加志向の増加が大きいCS2校の地域づくり学習やその運営を対象に、2ヶ月に1度程度の観察および聞き取り調査を実施する。2021年度には、社会参加志向の増加の小さいCS2校を対象に、2020年度と同様の質的調査を実施する。2022年度には、社会参加志向を高める地域づくり学習を可能にするCSの運営要因を変数として取り入れた質問紙調査を実施する。
主体的観測を通した能動的天文教材作成・学習支援プログラムの開発

本科研費によって、単発の観測で学習が可能なもの、長期の観測が必要となるもの、および複数箇所で同時に共同して行う観測プログラムの開発を行い、分光観測を行うプログラムの開発も行った。開発したプログラムについては研究協力者の学校で実践授業を行い、生徒が記入したワークシートや用意したアンケートの分析によって評価を行った。学校教員や博物館・科学館、公開天文台職員等を対象としたワークショップも開催し、開発したプログラムについて発表、広報を行った。天文分野の学習においては、物理や化学のように「実験」を行って知識を確認することが難しく、「観察」を行って学ぶことも小学校を除いてはなかなか行われていないということがしばしば指摘される。本科研費では、実際に教育現場にいる学校教員や社会教育施設の職員、さらには学生、生徒が自ら天体を観測し、教材を作成したり学習したりすることが可能となるプログラムの開発を目指す。固定した内容の教材で受動的に学ばせるのではなく、主体的能動的作業を通して得た独自の天文教材を通して、自らの宇宙について本質的な理解を獲得できるシステムを構築する。中間年度となる今年度は、単発の観測で学習が可能なもの(例:天体の大きさ教材)、および長期の観測が必要となるもの(例:年変化をともなう現象教材)の開発、観測を続けるとともに、複数箇所で同時に共同して行う観測プログラムの1つとして、2012年5月の金環/部分日食の観測を日本各地で行い、それを利用した教材の開発を行った。先行して開発したプログラムについて調査票やワークシートを用意し、それらの実践・評価を研究協力者の学校で行うとともに、試行評価の結果については、日本天文学会の年会でポスター発表を行った。この研究の結果については、まもなく地学教育学会誌に論文を投稿する予定となっている。1月には宮城県の仙台市天文台を会場に、教員・学芸員向けのワークショップ(講習会)も開催した。これらの教材の開発、実践、評価作業は、連携研究者や学校教員を含む研究協力者とともに、電子メール等を活用しつつ、適宜会合を開いて進められた。最終年度となる今年度は、単発の観測で学習が可能なもの、長期の観測が必要となるもの、および複数箇所で同時に共同して観測を行うプログラムの開発、観測を継続して行うとともに、分光観測を行うプログラムの開発も行った。開発したプログラムについて調査票やワークシートを用意し、それらの実践・評価を研究協力者の学校で行うとともに、試行評価の結果については、日本地学教育学会の全国大会や日本天文学会の年会で発表を行った。1月には東京都三鷹市の国立天文台を会場に、研究発表と教材実習を行う教員・学芸員向けのワークショップも開催した。ワークショップについては集録を作成し、広く配布するとともに、インターネットでもその内容を公開している。初年度の今年は、単発の観測で学習が可能なもの(例:天体の大きさ教材)、および長期の観測が必要となるもの(例:年変化をともなう現象教材)の開発や観測を開始した。また、複数箇所で同時に共同して行う観測プログラムの1つとして、2012年5月に日本各地で見ることができる金環/部分日食の連携観測の準備を進めた。各地の公開天文台の情報についても調査を開始した。先行して開発したプログラムについて調査票やワークシートを用意し、それらの実践・評価を研究協力者の学校で行った。試行評価の結果については、日本天文学会年会ポスターや地学教育学会誌でまもなく発表する予定である。これらの開発、評価は、連携研究者や学校教員を含む研究協力者とともに、電子メール等を活用しつつ、適宜会合を開いて進められた。また、プログラムで使用する画像解析ソフトウェアの開発もあわせて行った。

当初計画で予定している単発観測教材、長期観測教材、共同観測教材については、それぞれ順調に開発、観測、検討が進められており、開発されたプログラムの評価や講習会の実施についても、適切な方向で方法が確立されつつある。当初計画で予定の単発観測教材、長期観測教材、共同観測教材について、それぞれ順調に開発、観測、検討が進められており、開発されたプログラムの評価についても、適切な方向で方法が確立されつつある。これまでに行った実践評価や講習会の結果をもとに、教材プログラムの雛形化を進める。長期観測教材や共同観測教材についてはさらに開発、改良を進め、シンポジウムを開いて開発プログラムの最終的な評価、総括を行うとともに、インターネット等で広く公開を行う。今年度の成果をもとに、教材プログラムの開発と実践、評価を行い、その改良、および評価項目の整理を進める。開発が完了した教材について雛形化を進めるとともに、次の単発観測教材および前年度から取り組んでいる長期観測教材と共同観測教材の開発、実践、評価を行う。最終年度である来年度は、教材プログラムの実践、改良を電子メール等を活用しつつ研究協力者と適宜会合を開いて進めるとともに、それらの評価と利用の促進のために総括的なまとめのシンポジウムを開催する。開発成果は完成したものからインターネットで広く公開を行うとともに、印刷物としても配布を行い、理科教育関連学会、日本天文学会等で発表を行う。次年度は、打ち合わせ回数とともに実践授業の回数を増やし、成果のさらなる改良と利用の促進のために、各地の教育研究団体と協力して講習会を開催する。開発成果は完成したものから印刷物として広く配布するとともに、インターネットで公開を行い、理科教育関連学会、日本天文学会等で発表を行う。新たな単発観測教材および前年度から取り組んでいる長期観測教材と共同観測教材の開発、実践、評価も、研究協力者とともに、電子メール等を活用しつつ、適宜会合を開いて進める。
芸術教科と指導者の感性知-美術教育指導者の持つ潜在的な知と力量についての研究-

本研究は図画工作専科教員を対象とした題材づくりに関する質問紙調査の結果や小中学校教員への面接調査等から美術教育指導者の持つ実践的な知の様相に迫ろうとしたものである。図画工作・美術科の指導者は題材を発想し構築する際に,知識や経験(子どもや材料・技能等),課題の状況や授業への対応といったさまざまな情報や状況をモニタリングしつつ,考えながら題材づくりを行っていると考えられる。本研究は、美術教育指導者が題材発想・構築の際に発揮していると考えられる実践的な能力の様相を明らかにしようとするものであり、開始年度である平成22年度の研究目的はその方法の提出である。今年度の研究においては、先行する研究等から題材と指導者の課題意識等との関連、ならびに指導者の専門性の所在等についてさらに考察することの重要性が確認された。同時に、学校教育実践者と大学研究者への面接調査を通して、題材が実践者の価値観や履歴、個人的な経験等をもとに創案されている側面や、さまざまな研究会等への参加がもたらす価値観や方法等との出会いによってその質的な転機がもたらされている事実等を確認した。これらのことから、本研究は美術教育指導者と題材との関わりをまずその着想時、構築時、授業運営時に構造化して捉え、特に題材着想時と構想時における指導者の能力の様相を明らかにするための観点として、指導者による題材の発想・構築時における、(1)参照先となる社会的あるいは文化的な資源の所在、(2)教師専門性への意識の様相、(3)はぐむみたいと考えている子どもの資質や能力、以上の3観点を設定し、それらの関連を明らかにしていくこととした。次年度以降においてはこの観点等をもとにした学校教育指導者を対象とする質問紙調査を実施してその分析を行う。また、引き続き指導者への個別の面接調査を行うことで指導者の課題意識と題材の関連を考察する予定となっている。1研究の概要:本研究は、美術教育指導者が題材発想・構築の際に発揮していると考えられる実践的な能力の様相を明らかにしようとするものである。中間年度である平成23年度の研究計画は、美術教育指導者の課題意識と題材の関連を考察するため、(1)図画工作・美術の指導者等を対象とした面接調査を継続実施すること、(2)研究を検証するために中間発表と識者を招いた研究会を行うこと、であった。また、(3)学校教育指導者を対象とする質問紙調査を実施・分析し結果の一部を美術教育関連学会で発表した。以下研究成果につき上記の順に述べる。II研究の成果:(1)小学校実践者等4名、中学校実践者2名に面接調査を実施した。質問項目は、課題意識、題材資源の所在、授業時の留意事項、題材づくりの専門性等である。この面接調査については内容のリライトを継続中であり下記(2)の内容と合わせ研究最終年度執筆する報告書に記載する。(2)研究会では、代表者が研究の中間報告、研究協力者2名が自らの課題意識と実践の関連をめぐる報告を行い、あわせて美術教育研究者2名から講演を得た。(3)小学校図画工作専科教員を対象とする質問紙調査では、子どものありようをつねに意識しながら題材を作り上げていく指導者の姿が浮上する結果となった。本調査が目的とした題材作りのプロセスに介在する指導者の意識や価値観抽出の観点においては、図画工作を指導する指導者の題材作りは、研修会、教科書や指導書、書籍類、展覧会、他の教員等の多様な資源を参照しながら、子どもの実態との合致への意識がもっとも重視されながら行われている。指導者自身に必要となる力量として子どもの実態をつかむ力を重視する指導者がもっとも多く、子どもが自分自身で作り上げ、表現する力をもっとも育てたいと考えているとの結果が得られた。III研究の課題:今後面接調査内容につきリライトと合わせ分析を検討・実施することが課題。I研究の概要:本研究は、美術教育指導者が題材発想・構築の際に発揮していると考えられる実践的な能力の様相を明らかにしようとするものである。最終年度である平成24年度の研究計画は、1図画工作・美術の指導者等を対象とした面接調査結果の多角的分析と検討を行うこと、2平成23年度に実施した学校教育指導者を対象とする質問紙調査の分析を継続し行い、3美術教育指導者の持つ潜在的な知と力量に関する提示資料(報告書)の作成を行うことであった。II研究の成果:1面接調査結果の検討においては、各指導者が題材の着想をめぐって回想的にイメージし表現した言葉に着目し、研究協力者が作成した題材づくりのプロセスモデル図とあわせ、指導者の実践的な知の様相として知識、経験、情報(子どもや材料等)をモニタリング(メタ認知)する姿を抽出した。2分析の結果、指導者が題材をつくり上げる過程で必要と考えている力においては、題材づくり過程(プロセスの中で働かせる力)に関わる回答件数がもっとも多い結果となった。

質問紙調査の分析からは題材づくりの過程で指導者が捉えようとしているのは子どもの実態であり、イメージし想像しているのは子どもの活動であること、考えをめぐらせているのは、全体の見通しや題材の広がりや手立て等々についてであるという傾向を抽出した。3本研究のまとめとして研究報告書「題材はこうしてつくられるー図画工作・美術の題材づくりと指導者ー」を作成した。平成23年度の目標であった研究実施事項はおおむね順調に推移している。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後の研究課題について平成24年度は調査結果につき多角的検討を行い報告書の作成を行う。
網膜内領域特異性決定における新規BMP-4中和分子Ventroptinの役割

これまでの研究から発生後期の網膜においてVentroptinと逆勾配を持って発現する未知のTGF-βファミリー分子が存在し、この分子とVentroptinとの相互作用により前後軸方向における網膜視蓋投射が制御されていることが推測された。そこで、まずVentroptinが網膜において二重勾配をなして発現している発生8日目のニワトリ網膜において、TGF-βファミリー分子の同定を試み、BMP-2、BMP-4、BMP-7、GDF-5、GDF-6、GDF-7の6種類が発現していることを明らかにした。次に、これらTGF-βファミリー分子の発生8日目のニワトリ網膜における発現パターンをin situ hybridizationによって解析したところ、BMP-2が背側・後側で高く腹側・前側で低い勾配を持って発現しており、Ventroptinと相補的な発現パターンを示すことが判明した。またBMP-2の発現開始時期はVentroptinが前後軸方向において勾配を持ち出す時期と一致していた。さらにBMP-2を網膜において異所的に発現させると、Ventroptinの場合とは逆にephrin-A2の発現が減少した。以上のことは、前後軸方向における網膜視蓋投射を制御する未知のTGF-βファミリー分子の実体がBMP-2であることを示している。また網膜前側領域特異性決定のマスター遺伝子であるCBF-1の作用機構を解析し、DNA結合依存的および非依存的に他の領域特異的遺伝子群の発現を調節することを明らかにした。特にBMP-2については、CBF-1がBMPシグナルを阻害することにより、BMP-2の発現を負に調節することを示した。そこで、まずVentroptinが網膜の前後軸方向で勾配をなして発現している発生8日目のニワトリ網膜において発現しているTGF-βファミリー分子の同定を試みた。具体的にはTGF-βファミリー遺伝子断片を増幅させるdegenerateプライマーを作製し、発生8日目の網膜cDNAを鋳型としてRT-PCRを行った。これにより同定された網膜において発現するTGF-βファミリー分子はBMP-2、BMP-4、BMP-7、GDF-5、GDF-6、GDF-7の6種類であった。これらのTGF-βファミリー分子の発生8日目のニワトリ網膜における発現パターンをin situ hybridizationによって解析したところ、これらのうちBMP-2が背側・後側で高く腹側・前側で低い勾配を持って発現しており、Ventroptinと相補的な発現パターンを示すことが判明した。Ventroptinを異所的に発現させ網膜内のBMPシグナルを抑制したときに網膜後側でephrin-A2の異所的発現が起こることから、ephrin-A2は目的とするTGF-βファミリー分子によって負の調節を受けると予想される。そこで発生途中の網膜にBMP-2を異所的に発現させる実験を行ったところ、網膜前側で強く発現しているephrin-A2の発現が抑制された。以上のことは、前後軸方向における網膜視蓋投射を制御する未知のTGF-βファミリー分子の実体がBMP-2であることを強く示唆している。
ミトコンドリアの動的な構造特性の改変；抗ウイルス自然免疫への影響

生命機能の根幹を支えるミトコンドリアは、細胞質全体に管状の網様構造を形成・分布し、絶えず融合と分裂を繰り返すダイナミックなオルガネラである。このミトコンドリアの動的な構造特性が破綻すると、生命の高次機能にさまざまな悪影響がおよぶ。本研究では、ミトコンドリアの「形」に着目し、その構造特性を人為的に改変することで、ミトコンドリア本来の機能発現、特にウイルスに対する自然免疫応答へどのような影響が及ぶのか、実験的アプローチで明らかにすることを目的とした。該当年度は、ミトコンドリアゲノム(mtDNA)の改変を行い、その生理的な影響を調べた。具体的には、培養細胞を薬剤処理することでmtDNAを減少させ、その細胞のRNAウイルスの感染実験による自然免疫応答や呼吸活性への影響を調べた。mtDNA量が著しく低下した細胞内の呼吸活性は大きく減少しており、ウイルス感染にともなう自然免疫応答も大幅に抑制されていた。さらに、mtDNAが一部欠損したマウスにおけるウイルス感染実験からも本細胞実験による結果が支持されていた。以上のことから、ミトコンドリアゲノムの自然免疫における重要性を明らかにすることができた。該当年度は、ミトコンドリア内膜(クリステ)の構造改変を行い、その生理的な影響を調べた。具体的には、ミトコンドリア・クリステ構造の安定維持に関わるミトコンドリアGTPase・OPA1遺伝子の欠損細胞を用いて、RNAウイルスの感染実験による自然免疫応答や呼吸活性への影響を調べた。OPA1欠損細胞内におけるミトコンドリアの形態を透過型電子顕微鏡にて観察すると、明らかなクリステ構造の異常(崩壊)が確認できたが、この変異細胞にOPA1遺伝子を入れ戻すことで正常なクリステ構造の回復が観察された。実際に、入れ戻し実験によるクリステ構造の回復細胞では、ウイルス感染に伴った免疫応答や呼吸活性も正常レベルにまで回復していたが、不活性型OPA1遺伝子の入れ戻し細胞ではこのような機能相補は確認出来なかった。以上のことから、ミトコンドリア内部構造の自然免疫における重要性を明らかにすることができた。当初計画では、ミトコンドリア・クリステ構造の改変を遺伝子工学的に行い、その形態学的な影響を電子顕微鏡や蛍光抗体を用いた光学顕微鏡による観察から評価するまでの内容を該当年度の達成目標としていた。実際には、実験系の構築が予定より数か月早いペースで進み、その結果、クリステ構造の改変の生理的影響に関する解析を前倒しで進めることができた。最終的には、一年以上見積もっていた当初計画が該当年度内で完了することが出来たために計画以上の進展があったと判断した。該当年度は、ミトコンドリアの構造特性の中で、特に内膜のクリステ構造の役割に関する研究を中心に進めた。今後の研究の推進方策としては、ミトコンドリア内に存在する独自のゲノム(ミトコンドリアDNA)の役割を明らかにするために実験系の構築を進めていきたい。実際に、ミトコンドリアDNAの塩基置換はミトコンドリア病と密接に関係するために、疾患と感染症との繋がりに関する展望も踏まえて研究を進めていく予定である。
総力戦体制下の保育雑誌に見る「国民保育」論の生成と展開――『国民保育』誌を中心に

本研究では、まず、アジア・太平洋戦争下の雑誌『国民保育』(国民保育協会編輯、フレーベル館・日本保育館発行、1941年1月1943年7月)について、その所蔵先を調査し、編輯・発行された全31号のうち、第3巻第3号・同巻第4号以外の29号分に関する所在を確認した。また、そうした成果を踏まえ、同誌の書誌を押さえるとともに、創刊から終刊に至るまでの誌面構成や主だった論調の変化をたどることで、歴史に埋もれていた同誌の輪郭も描き出している。本研究は、保育・幼児教育史で最も研究が遅れている1930年代末から1940年代前半にかけての時期、いわゆる「総力戦体制」下に焦点を当て、新たに発掘した保育雑誌『国民保育』(1941(昭和16)年1月創刊、「国民保育協会」編輯、フレーベル館(のちに日本保育館と改称)発行)の書誌的調査及び誌面の総合的な分析・検討を進め、すでに先行研究がある他誌との比較・検証も行うことを通して、その当時における「国民保育」論の形成と展開を跡づけるものである。平成26年度(1年目)の計画では、保育雑誌『国民保育』の書誌的調査及び文献収集を精力的に行い、所蔵の確認や総目次の作成、「国民保育協会」の発足・展開に関する歴史的背景の把握などの作業を進める一方、研究成果の中間報告も行うとした。『国民保育』誌については、四国大学附属図書館・東京家政大学図書館・大阪府立中央図書館(国際児童文学館)の3館が原本25号(館相互・同館内で複本が見られるため、のべ42冊)を所蔵している。今年度は、他館における所蔵調査を実施したけれども、それは確認できず、大阪府立中央図書館(国際児童文学館)の所蔵分(2冊)に関する書誌的調査と当時出版された保育・幼児教育関係の単行本の文献収集のみを行った。また、総力戦体制下において刊行されていた他誌について、今年度は『愛育』誌を取りあげ、同誌掲載の「日本保育研究会々報」を手がかりとして、口頭発表「戦時下保育運動の〈終焉〉と〈転生〉ー恩賜財団愛育会「日本保育研究会」の組織・活動に見る「国民保育」論」(日本ペスタロッチー・フレーベル学会第32回大会、2014年8月31日、於・鎌倉女子大学)を行った。平成27年度(2年目)は、前年度に引き続いて、『国民保育』誌の原本(全31号)に関する所在調査を行う一方、それまでの調査結果に基づいて、同誌の創刊号に掲載された論稿・記事などを分析し、その結果を口頭発表した。具体的には、次のような内容である。1)『国民保育』誌で所在不明・未確認の状態にある巻号の継続的な調査を行い、第3巻第3号及び同巻第4号以外の29号分について所在を確認できた。2)前記2号と原本の閲覧・複写ができなかった第2巻第4号の3冊を除き、28冊分の誌面全ページを確認して、総目次(まだ欠落部分があるため未発表)を作成した。3)「国民保育協会」による編輯のもとで形成・展開された「国民保育」論の内実を検討するため、『国民保育』誌の創刊号へと掲載されている論稿・記事などを詳細に分析し、その成果を幼児教育史学会第11回大会(於・福山市立大学)で口頭発表「総力戦体制下の保育雑誌に見られる『国民保育』論ー『国民保育』誌の創刊号を中心に」として公にした。4)先行研究がある『幼児の教育』や『保育問題研究(保育問題研究会月報)』、『愛育』、『保育』など、他誌との比較に基づく検証を行うため、『幼児の教育』誌の「幼児の母」欄に関する分析・検討を進め、その成果を日本社会教育学会第62回研究大会(於・首都大学東京)で「総力戦体制下の保育雑誌に見る『母親教育』思想ー『幼児の教育』誌の月刊「幼児の母」欄を中心に」として口頭発表する一方、『中部学院大学・中部学院大学短期大学部研究紀要』第17号にも投稿した。『国民保育』誌の第3巻第3号及び同巻第4号に関する所在が未だ不明であり、原本の閲覧・複写ができなかった第2巻第4号についても全誌面の確認はなされていない状況にある。しかし、創刊号及び終刊号を含んで、全31冊中28冊に関する全誌面を確認できていることから、おおむね順調に進展しているものと判断する。平成28年度(3年目)は、前年度までの作業を継続する形で『国民保育』誌(全31号)の未発見原本の所在調査へと取り組む一方、それまでの調査結果に基づいて、同誌に掲載された論稿・記事などの状況を分析し、「国民保育協会」による編輯のもとで形成・展開された「国民保育」論の内実を検討した。また、結果的に全巻号の発掘はできなかったものの、そうした作業の成果などを踏まえながら、総力戦体制下における同誌の「国民保育」論が内包していた歴史的特質の抽出を試み、関連学会における口頭発表及び研究ノートの執筆も行っている。1)『国民保育』誌で所在不明・未確認の状態にある巻号の継続的な調査を行ったものの、第3巻第3号(1943年3月号)及び同巻第4号(同年4月号)の所蔵先は判明せず、前年度の状況からは前進できていない。

2)そのような事情から、欠落部分が含まれた未完成状態の総目次に関する公表は、結果的に見送らざるを得なかった。3)全31号中で所在不明・未確認の2つを除く29号分については、特輯記事などの分析を試み、日本ペスタロッチー・フレーベル学会第34回大会(於・広島大学)において、「雑誌『国民保育』に見る『国民保育』論ー特輯記事を中心に」を口頭発表している。4)加えて、これまでの成果を踏まえ、研究ノート「アジア・太平洋戦争下の雑誌『国民保育』ーその書誌と誌面の内容的変遷」も『中部学院大学・中部学院大学短期大学部研究紀要』第18号へと投稿した。本研究では、まず、アジア・太平洋戦争下の雑誌『国民保育』(国民保育協会編輯、フレーベル館・日本保育館発行、1941年1月1943年7月)について、その所蔵先を調査し、編輯・発行された全31号のうち、第3巻第3号・同巻第4号以外の29号分に関する所在を確認した。また、そうした成果を踏まえ、同誌の書誌を押さえるとともに、創刊から終刊に至るまでの誌面構成や主だった論調の変化をたどることで、歴史に埋もれていた同誌の輪郭も描き出している。平成26年度(1年目)は、『国民保育』誌の所蔵調査と並行し、同誌原本を所蔵する四国大学附属図書館・東京家政大学図書館・大阪府立中央図書館(国際児童文学館)の3館において、25号分(館相互・同館内で複本が見られるため、のべ42冊)の調査を行い、その複写及び書誌的な検討、目次・本文の照合に基づく総目次の作成といった作業を進める計画であった。しかし、3館以外の所蔵は確認できておらず、大阪府立中央図書館(国際児童文学館)における書誌的調査を終了させるまでしか至っていない。ただし、総力戦体制下において刊行されていた保育雑誌・単行本の調査は進めており、『愛育』誌掲載の「日本保育研究会々報」をもとに、同研究会に関する研究の口頭発表は行った。平成28年度(3年目)は、前年度に引き続いて、『国民保育』誌の所在不明2冊と誌面未確認1冊の全3冊分に関する調査を行う一方、確認が終わっている全28冊分の誌面内容に基づいて、同誌掲載の論稿・記事などを分析・検討し、その結果を公にする。幼児保育史平成27年度(2年目)は、『国民保育』誌で所在不明・未確認の状態にある巻号の継続的な調査を進め、前年度における研究の遅れが回復できるような体制づくりを行う。具体的には、四国大学附属図書館・東京家政大学図書館所蔵の原本に関する書誌的調査を実施し、目次・本文の照合に基づく総目次の作成といった作業を行う。また、「国民保育協会」による編輯のもとで形成・展開された「国民保育」論の内実を検討するため、『国民保育』誌へと掲載されている論稿・記事などを詳細に分析し、その言説の思想的な傾向や特色を明らかにする。さらに、それらの研究成果に基づいて、研究ノートなども執筆し、関連学会における口頭発表(ポスター発表も含む)を行う。
陽子線治療のための患者体内3次元照射線量分布及び飛程分布計算法の研究

実際の患者治療データに基づいた治療照射シミュレーションを実施し、治療計画への実用可能性を計算時間の観点から検討し、二次散乱粒子による影響のモデル化、線量分布の関数化の可能性を検討する。患者の体構造はボクセルと呼ばれる小立方体(又は小直方体)の集合として取り扱う。シミュレーションで必要な各ボクセルの物理的性質はそれぞれの原子番号、原子質量、及び密度で、各ボクセルの有効原子番号、有効原子質量、及び有効密度は患者診断時に撮影されたCT値との関係から決定できる。CT値に対する有効原子番号、有効原子質量、及び有効密度はファントムによるデータ5)を使用して較正し、関数化した。CT装置で得られた患者のCT画像は、体軸方向に5mm幅で体をスライスした形で撮影され、各スライスは320×320個の5mm(スライス方向)×1mm×1mmボクセルで構成される。患者コリメータとボーラスと共に、患者の体構造を治療計画に示された位置にシミュレーションコード中で構築する。GEANTによる陽子線照射のモンテカルロシミュレーションに対して、1)1陽子が通過するボクセル毎に1回だけエネルギー付与値と運動学的パラメータ値を計算、2)患者ボーラス直前の位置で、リッジフィルター及び発生陽子エネルギー毎に、陽子のみの空間的及び運動学的分布をテーブルとして作成、3)一次陽子及び二次陽子による各ボクセルに付与するエネルギー計算に、拡大深部線量分布関数を使用、以上の3点を付加したモデルを開発、導入した場合、250MeV、半径7cm円の照射野横断面積、1スライス(5mm)×2mmのボクセル断面当り1%の精度、1台の計算機を使用、の条件下での患者体内線量分布の計算時間は1-2時間である。モンテカルロ計算の独立性を利用すると、n台のPCワークステーションによる並列計算は計算時間を1/nにする。クラスター化することで、容易に結果を編集し統計をn倍にできる。数台の計算機の導入で現実的な治療計画にモンテカルロ法を使用することが可能であると考える。ワークステーション上に、モンテカルロツールコードGEANTを使用して、患者のCTデータに基づいたボクセル型(3次元)患者微細構造を、2mm×2mm×10mmボクセルの集合体としてシミュレーションコードに構築した。各ボクセルに対して、粒子レベルシミュレーションに必要な有効原子番号、有効原子質量、有効密度を、CT値から換算して割り当てた。CT値換算には、ファントムから得られたデータを関数化する方法をとった。実メモリー(256MB)の制限により、ボクセル数は50×50×7個を限度としている。現在、メモリー増設作業(1GB増設)を進行させている。新施設のガントリー装置ノズル内の照射野形成装置(第1、第2散乱体、拡大ブラッグピーク形成装置、レンジ調整器、線量モニター、多葉型コリメータ)を、シミュレーションコードに構築した。水ファントムをアイソセンター位置に構築し、70MeV,155MeV,200MeVの陽子ビームを第1散乱体で実際のビーム条件に合わせて発生し、装置内の粒子飛跡をフルシミュレーションし、線量分布を比較した。実測分布と計算分布の間で、ブラッグ曲線分布のピークとプラトウ部との比に多少差異が見られ、調整の必要性を検討している。ブロードビーム法により治療計画された頭部腫瘍に対する陽子線照射のシミュレーションを実施した。患者構造体の直前における粒子の幾何学的及び運動学的分布を各線種毎に求め、計算時間を短縮させるために応用することを検討する。

全ボクセルが水の場合と一様水ファントムの場合との比較を含めた線量分布の詳細比較を継続する。また、2光子事象のシミュレーションコード開発及びその実験を実施していく予定。実際の患者治療データに基づいた治療照射シミュレーションを実施し、治療計画への実用可能性を計算時間の観点から検討し、二次散乱粒子による影響のモデル化、線量分布の関数化の可能性を検討する。患者の体構造はボクセルと呼ばれる小立方体(又は小直方体)の集合として取り扱う。シミュレーションで必要な各ボクセルの物理的性質はそれぞれの原子番号、原子質量及び密度で、各ボクセルの有効原子番号、有効原子質量、及び有効密度は患者診断時に撮影されたCT値との関係から決定できる。CT値に対する有効原子番号、有効原子質量、及び有効密度はファントムによるデータ^<5)>を使用して較正し、関数化した。CT装置で得られた患者のCT画像は、体軸方向に5mm幅で体をスライスした形で撮影され、各スライスは320×320個の5mm(スライス方向)×1mm×1mmボクセルで構成される。患者コリメータとボーラスと共に、患者の体構造を治療計画に示された位置にシミュレーションコード中で構築する。GEANTによる陽子線照射のモンテカルロシミュレーションに対して、1)1陽子が通過するボクセル毎に1回だけエネルギー付与値と運動学的パラメータ値を計算、2)患者ボーラス直前の位置で、リッジフィルター及び発生陽子エネルギー毎に、陽子のみの空間的及び運動学的分布をテーブルとして作成、3)一次陽子及び二次陽子による各ボクセルに付与するエネルギー計算に、拡大深部線量分布関数を使用、以上の3点を付加したモデルを開発、導入した場合、250MeV、半径7cm円の照射野横断面積、1スライス(5mm)×2mmのボクセル断面当り1%の精度、1台の計算機を使用、の条件下での患者体内線量分布の計算時間は1-2時間である。モンテカルロ計算の独立性を利用すると、n台のPCワークステーションによる並列計算は計算時間を1/nにする。クラスター化することで、容易に結果を編集し統計をn倍にできる。数台の計算機の導入で現実的な治療計画にモンテカルロ法を使用することが可能であると考える。
ｉｎ　ｖｉｖｏトランスオミクス解析による血糖値制御機構の包括的理解

前年度にネットワーク再構築のための予備解析として行った各オミクス階層データの主成分分析において、OGTT後の同じ時間であっても個体間に大きなばらつきがあることが見出された。そこでこの個体間のばらつきの関連度の高い分子をエッジで繋いだネットワークを作成することを試みた。関連度の指標には相関と偏相関を使用した。解析に使用するデータは個体間のばらつきが大きい、メタボローム・トランスクリプトームのにおけるOGTT前11個体、OGTT後4時間12個体の全23個体の肝臓を選択した。メタボロームデータにおいては、解糖系、アミノ酸関連代謝物についてそれぞれの相関・偏相関ネットワークを作成した。相関・偏相関ネットワーク作成ではPearson相関を用い、無相関検定を行い多重補正後にFDR<0.05となる代謝物同士をエッジで繋いだ。解糖系、アミノ酸関連代謝物に共通して偏相関より相関ネットワークのエッジが多いという特徴が見られた。代謝反応は平衡状態では基質・生成物の量比が一定になるため、相関ネットワークはこれを反映している可能性が示唆された。そこで作成したネットワークがKEGG代謝反応経路とどの程度一致しているかF1 scoreを用いて調べところ、解糖系、アミノ酸関連代謝物の両者において相関ネットワークがより既知の代謝経路と一致していることがわかった。トランスクリプトームデータについても同様にして相関・偏相関ネットワークを作成し、転写因子ネットワークとの比較を行った。糖新生酵素であるPck1と上流20転写因子、G6pcと上流10転写因子についてそれぞれネットワークを作成した結果、両者ともに偏相関よりも相関ネットワークの方が既知のネットワークと一致していることがわかった。また一昨年度・昨年度・本年度の研究成果のとりまとめを行った。これらの結果は学術雑誌に投稿予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。トランスクリプトームデータからの発現量が変動するmRNAを同定した。次世代シークエンサーにより測定した全mRNAのフラグメント配列をマウスゲノム上にマップし、由来の遺伝子を同定した。次に各遺伝子のmRNA数を遺伝子の長さなどをもとに正規化し、発現量を算出した。さらに経口グルコース負荷試験4時間後で発現量が有意に変動しているmRNAを同定した。すべての解析にはRNA-seq解析に頻繁に利用されるTuxedoツールを用いた。有意変動遺伝子の生物学的特徴を概観するパイプラインを確立した。発現量を算出したトランスクリプトームデータから、肝臓・筋肉においてグルコース負荷後で有意変動を示す遺伝子について、発現遺伝子数に対する割合の算出、発現の絶対量・変動のFold Change・CV値・遺伝子長・GCcontentの各種分布の描画、有意変動遺伝子のパスウェイ解析を行うプログラムを作成した。その結果、肝臓ではグルコース負荷後に発現遺伝子の5.3%が変動し、筋肉では2.7%が変動することがわかった。肝臓・筋肉ともに有意変動遺伝子の約7割が増加していた。またパスウェイ解析により、肝臓ではコレステロール合成経路をはじめとする脂質代謝経路に有意変動遺伝子が多く存在することがわかった。コレステロール合成経路における有意変動遺伝子を詳細に調べると、コレステロール合成が促進されていることが示唆された。ここで立ち上げたトランスクリプトームデータ概観のプログラムは、他のオミクスデータ(メタボローム、プロテオーム等)でも使用できるため、次年度以降では研究の効率化が期待できる。申請者は当該年度の目標であった「トランスクリプトームデータからの発現変動を示すmRNAの同定」を予定通り終えた。また発現変動を示す遺伝子に関するさまざまな生物学的特徴を概観するプログラムを実装し、多変量データの可視化を可能にした。その結果、肝臓においてグルコース負荷後に変動する遺伝子は脂質代謝経路に多いことを見出した。申請者が実装した上記プログラムは他のオミクスデータにも転用可能であり、次年度以降では研究の更なる効率化が期待される。年度後半においては、トランスクリプトーム解析により得られた結果をまとめ、国内・国外学会で発表しており、おおむね順調に進展していると評価する。プロテオーム・リン酸化プロテオーム測定に先立ち、マウス肝臓サンプルからインスリンシグナル伝達経路上の数分子のタンパク質量・リン酸化量を測定した。組織内でのリン酸化量の変動は当初想定していたよりも小さく、MASSでの測定はデータ信頼性を下げる可能性が高かったため、解析に用いるデータの測定にはウエスタンブロットを用いることとした。ウエスタンブロットにより、PI3K-Akt経路、糖新生酵素、グリコーゲン代謝酵素、脂質代謝酵素など、インスリンシグナル伝達経路上の27分子のタンパク質量とリン酸化量を測定した。前年度のトランスクリプトーム測定同様、ウエスタンブロットデータもグルコース負荷後0分(負荷なし), 20分, 60分, 120分, 240分の時系列で取得した。測定した時系列データに階層的クラスタリングを行い4つのクラスタに分類した。その結果、2つの増加性のクラスタと2つの減少性クラスタにわかれた。増加性の2クラスタはどちらも20分で一過的な増加を見せた。一方で減少性の2クラスタは20分から240分にかけて持続的な減少を見せた。増加性の2クラスタはインスリン受容体とその下流分子のリン酸化が含まれた。前年度のトランスクリプトーム解析により、コレステロール代謝酵素mRNAがグルコース負荷20分後に一過的増加を示すことが明らかになっている。増加性クラスタに含まれるインスリン受容体とその下流分子のリン酸化も20分

一過的増加を見せており、これら分子がコレステロール代謝酵素のmRNA量制御の上流である可能性が示唆された。また前年度に調整したマウス肝臓サンプルを用いて時系列リピドームデータを測定した。その結果、中性脂質や構成脂質はグルコース負荷による時系列変動があまりないことがわかった。申請者は、当該年度の目標であった「プロテオーム・リン酸化プロテオームデータからの有意に変動するタンパク質・リン酸化を同定」を当初の計画からの変更はあったものの、予定期間内に終えた。当初の計画ではデータ取得をMASSにより行う予定であったが、予備実験の結果からMASSでの測定は適していないと判断し、測定手法をウエスタンブロットに変更することにより実現した。また、前年度にトランスクリプトームデータの可視化のために実装した多変量解析のプログラムをさらに改良し、プロテオーム・リン酸化プロテオームデータにも適用した。その結果、肝臓のインスリンシグナル伝達においてPI3K-Akt経路の分子のリン酸化はグルコース負荷20分後に一過的に増加することを見出した。また前年度のトランスクリプトーム解析においてコレステロール合成経路の特徴的な挙動が明らかになったことを受けてリピドームの測定も行っており、当初の計画以上に進展したと評価する。前年度にネットワーク再構築のための予備解析として行った各オミクス階層データの主成分分析において、OGTT後の同じ時間であっても個体間に大きなばらつきがあることが見出された。そこでこの個体間のばらつきの関連度の高い分子をエッジで繋いだネットワークを作成することを試みた。関連度の指標には相関と偏相関を使用した。解析に使用するデータは個体間のばらつきが大きい、メタボローム・トランスクリプトームのにおけるOGTT前11個体、OGTT後4時間12個体の全23個体の肝臓を選択した。メタボロームデータにおいては、解糖系、アミノ酸関連代謝物についてそれぞれの相関・偏相関ネットワークを作成した。相関・偏相関ネットワーク作成ではPearson相関を用い、無相関検定を行い多重補正後にFDR<0.05となる代謝物同士をエッジで繋いだ。解糖系、アミノ酸関連代謝物に共通して偏相関より相関ネットワークのエッジが多いという特徴が見られた。代謝反応は平衡状態では基質・生成物の量比が一定になるため、相関ネットワークはこれを反映している可能性が示唆された。そこで作成したネットワークがKEGG代謝反応経路とどの程度一致しているかF1 scoreを用いて調べところ、解糖系、アミノ酸関連代謝物の両者において相関ネットワークがより既知の代謝経路と一致していることがわかった。トランスクリプトームデータについても同様にして相関・偏相関ネットワークを作成し、転写因子ネットワークとの比較を行った。
数理とシミュレーションを統合した「敵対と紛争」の重層的モデリングとその応用

近年、個人・組織・国家などの主体間の相互作用の中で、特に紛争や敵対など非協力関係が極端化する傾向がある。本プロジェクトの目的は、次の2つである。(1)敵対・紛争という極端な非協力関係に焦点を絞った、数理的モデル・シミュレーションモデルによるアプローチという着想を定着させ、概念の定式化を行う。(2)そのような敵対・紛争の構造と発生過程を考察するため、解析的モデルとシミュレーションによる重層的で統合的な方法論を提案する。以上述べた目標の下、本研究では敵対・紛争の数理モデルとシミュレーションモデルを発展させて革新的な枠組みを構築した。ハイパーゲーム、ドラマティックモデルやランドスケープモデルを含む最新の研究成果を情報収集した。これにより、モデルの骨格を飛躍的に革新し、国際学会で発表した。さらに、このようなパラダイムの重要性について、申請者が会長を務める国際学会で発表した。同時に、当該地域の研究者も巻き込んで、インドネシアのチタロム河川の流域およびバンダアチェを訪問調査し、それに基づき、これらの地域における厳しい利害関係者の対立と共生の実際の状況を分析し、それらを特徴づける基本構造を明らかにした。さらに、非協カゲーム理論をもとに共生・敵対の記述する数理モデルとしてハイパーゲームモデル、ドラマティックモデルを用いて表現し、重層的で統合的な方法論の構築を進めた。以上により、「交渉とコミュニケーション・相互理解が敵対・紛争を解消するメカニズム」の解明と、「敵対・紛争解消の具体的提言」に対する理論的および実践上の基盤を整備し、次年度以降に予定している今後の研究への準備を完成させた。本年度は、現在準備中の敵対・紛争の数理モデルとシミュレーションモデルをより発展させて、それぞれについてプロトタイプを構築した。ハイパーゲーム、ドラマティックモデルやランドスケープモデルを含むより広範囲の最新の研究成果を、文献だけでなく、英国を中心に面談・国際会議等で情報収集を行った。これにより、モデルの骨格を飛躍的に革新した。同時に、BSEや遺伝子組み換え大豆など食品の安全性を巡る消費者と生産者の相互不信、インドネシアのチタロム河川の流域に沿った利害関係者の対立などの実際の問題を分析し、それらを特徴づける基本構造とパラメータを明らかにした。さらに、非協力ゲーム理論をもとに共生・敵対の記述する数理モデルとしてハイパーゲームモデル、ドラマティックモデルを提案するとともに、ランドスケープモデルを動的化した斬新なシミュレーション分析手法を考案し、重層的で統合的な方法論の第1歩を進めた。これにより来年度以降に計画している、「交渉とコミュニケーション・相互理解が敵対・紛争を解消するメカニズム」の解明と、「敵対・紛争解消の具体的提言」に対する理論的基盤を整備した。本年度は、敵対・紛争の数理モデルとシミュレーションモデルをより発展させて、それぞれについて具体的なモデルを構築した。ハイパーゲーム、ドラマティックモデルやランドスケープモデルを含むより広範囲の最新の研究成果を情報収集した。

また、このようなパラダイムの重要性について同じく申請者が会長を務める国際学会で発表した。同時に、当該地域の研究者も巻き込んで、インドネシアのチタロム河川の流域に沿った利害関係者の対立、アフリカ4カ国におけるそれぞれ固有の紛争・対立などの実際の問題を分析し、それらを特徴づける基本構造とパラメータを明らかにした。さらに、非協力ゲーム理論をもとに共生・敵対の記述する数理モデルとしてハイパーゲームモデル、ドラマティックモデルを提案するとともに、ランドスケープモデルを動的化した斬新なシミュレーション分析手法を考案し、重層的で統合的な方法論の構築を進めた。これにより来年度に計画している、「交渉とコミュニケーション・相互理解が敵対・紛争を解消するメカニズム」の解明と、「敵対・紛争解消の具体的提言」に対する理論的および実践上の基盤を整備した。近年、個人・組織・国家などの主体間の相互作用の中で、特に紛争や敵対など非協力関係が極端化する傾向がある。本プロジェクトの目的は、次の2つである。(1)敵対・紛争という極端な非協力関係に焦点を絞った、数理的モデル・シミュレーションモデルによるアプローチという着想を定着させ、概念の定式化を行う。(2)そのような敵対・紛争の構造と発生過程を考察するため、解析的モデルとシミュレーションによる重層的で統合的な方法論を提案する。最終年度は、敵対・紛争の数理モデルとシミュレーションモデルをより発展させて革新的な枠組みを構築した。ハイパーゲーム、ドラマティックモデルやランドスケープモデルを含む最新の研究成果を情報収集した。これにより、モデルの骨格を飛躍的に革新し、国際学会で発表した。さらに、このようなパラダイムの重要性について、申請者が会長を務める国際学会で発表した。同時に、当該地域の研究者も巻き込んで、インドネシアのチタロム河川の流域およびバンダアチェを訪問調査し、それに基づき、これらの地域における厳しい利害関係者の対立と共生の実際の状況を分析し、それらを特徴づける基本構造を明らかにした。さらに、非協カゲーム理論をもとに共生・敵対の記述する数理モデルとしてハイパーゲームモデル、ドラマティックモデルを用いて表現し、重層的で統合的な方法論の構築を進めた。以上により、「交渉とコミュニケーション・相互理解が敵対・紛争を解消するメカニズム」の解明と、「敵対・紛争解消の具体的提言」に対する理論的および実践上の基盤を整備し、次年度以降に予定している今後の研究への準備を完成させた。
統計的予測問題における予測尤度概念とその適用事例に関する研究

未来の現象あるいは観測できない現象の予測は、統計学における基本問題のひとつである。しかしながら、このような問題を取り扱う統計的予測論は、他の統計的諸方法論と比べて、極めて原始的な段階にあると言っても過言ではない。その理由のひとつは、それらにおいて共通の基本概念である“尤度"に相当するものを、予測の立場でどう考えるべきか明確でなかったことにある。ところが近年、“予測尤度"と言う概念が定義され、それに基づく新しい統計的予測論が急速に発展しつつある。本研究の代表者も、この分野の研究にこの数年取り組んできた。そして、今年度の研究において、予測尤度を使った独自の統計的予測法を提唱し、その理論的な意味付けを与えることに成功した。この成果は学会、研究会等で口頭発表すると共に、“Inferential Distributios for Non-Bayesian Predictive Fit"というタイトルの論文に発表した。幸いなことに、この方法論は極めて独創的であるという評価を得ることができ、学術誌に掲載される予定である。この予測法の概略および性質は、以下の通りである。1.パラメトリックブートストラップ法で、観測できない変数値の出現確率に関する事前情報を集める。2.観測データを用い、この事前情報を予測尤度で改善し、推測分布を構成する。3.この推測分布を使い、予測分布を構成する。4.数値実験では、このようにして得られる予測分布は、従来の方法で作られる予測分布と比べて、良い予測結果を与える。5.以上の方法は、Jeffreysの事前情報を用いるベイズ予測法と、密接に関係している。現在、この方法論をさらに改良発展させることをめざしている。
強磁場下の混合原子価希土類化合物のX線吸収磁気円二色性と共鳴X線発光分光の理論

強磁場下の混合原子価希土類化合物のX線吸収磁気円二色性(XMCD)の理論を不純物アンダーソン模型により構築し、最近わが国で開発されたパルス強磁場下のXMCD実験データを解析した。まず、硬X線によるYbInCu4のYb L2,3吸収端XMCD (電気双極子遷移)の磁場依存性を、1次の磁場誘起価数相転移を考慮して解析し、さらにYbAgCu4における電気四重極子遷移によるXMCDの同定に成功した。さらに最近、軟X線によるEuNi2(Si0.18Ge0.82)2のEu M4,5端XMCD実験データの理論解析においても成果をあげた。また、将来の実験に備えて、強磁場下の共鳴X線発光分光の理論の準備をおこなった。強磁場下の混合原子価CeおよびYb化合物に対して、L端X線吸収スペクトル(XAS)の磁気円二色性(XMCD)の理論を大幅に進展させた。不純物アンダーソン模型に外部磁場を印加し、4f-5d電子間の交換相互作用を導入することにより、強磁場下でXMCDを理論計算できる体系を開発し、この系の基本的性質を研究する一方で、具体的な実験結果の理論解析にこの系を応用した。基本的性質としてはXMCDスペクトルの積分強度と磁化の関係、L_2・L_3間のXMCD強度比と基底状態波動関数の関係を初めて明らかにした。また、結晶場効果、混合原子価効果と磁気ゼーマン効果の競合によるXMCDの形状変化を一般的立場から議論した。具体的な実験との関連については、最近、40Tまでのパルス磁場を用いてYbInCu_4のYbL_<23>端XASとXMCDの測定がおこなわれているが、その結果をこの理論系によって解析した。磁場誘起価数転移を不純物アンダーソン模型の範囲内で記述するための工夫をおこない、実験と計算の結果の比較により、実験結果の意味づけをおこなった。特に、強磁場で、YbL_2端のXMCDが負の値をとる現象は異常なものと位置づけられ、その原因について、結晶場効果や5dスピン分極効果に基づいた考察を進めている。以上の希土類L端XMCDの研究と平行して、M端のXMCDの研究にも着手し、強磁場下のYbInCu_4のYb M端XASとXMCDの理論予測をおこなった。さらに、ごく最近の注目すべき実験として、EuNi_2(Si_<0.18>Ge_<0.82>)_2のEu M_<4,5>端のXASとXMCDがパルス磁場下で観測されたので、実験研究者と協力してその理論解析を始めた。現在、研究は順調に進展しており、近いうちに大きな成果を期待している。平成22年度までに行った基礎的研究により、強磁場下の混合原子価CeおよびYb化合物に対して、L_<2,3>端X線吸収スペクトル(XAS)の磁気円二色性(XMCD)を計算する理論の枠組みを構築することができた。平成23年度は、この理論を活用して、具体的に最近の実験データを解析した。硬X線領域では、40Tまでのパルス磁場を用いてYbInCu_4のYbL_<2,3>端XASとXMCDの測定がおこなわれているが、実験データを理論解析してその結果を出版した。ここでは、磁場誘起価数転移を不純物アンダーソン模型に反映させる新しい方法、基底状態とXMCDの相関、4f5d交換相互作用の効果、結晶場効果など、今後この方面の研究の指導原理となる成果を得た。その後、軟X線領域でも新しい実験技術が開発され、EuNi_2(Si_<0.18>Ge_<0.82>)_2のEu M_<4,5>端のXASとXMCDがパルス磁場下で観測されたので、実験研究者と密接に協力してその理論解析を進めた。この物質に対しては、既に硬X線によるEuのL_<2,3>端XASとXMCDが観測されていたが、実験結果の解釈に大きな未解決の課題が残されていた。M_<4,5>端XMCDは、L_<2,3>端XMCDに比べてより直接にEuの4f状態を反映すること、総和則の適用によって磁気モーメントの決定ができることなどの利点があり、実験と理論の両面からこの物質の価数と磁化に対する新しい事実を明らかにすることができた。ここでも、上記の新しい理論の枠組みの応用が成果をあげた。また同時に、硬X線実験結果の解釈に対する課題を解決する手がかりも得る事ができた。これらの研究と平行して、本研究課題のもう一つのテーマである共鳴発光分光の理論研究も積極的に進めた。

混合原子価希土類化合物の共鳴X線散乱における低エネルギー励起の理論、CeFe_2の共鳴発光の理論などを推進し、強磁場下の混合原子価化合物に対してこれらの理論を適用するための準備を整えることができた。硬X線と軟X線のX線吸収磁気円二色性(XMCD)理論のそれぞれにおいて、大きな成果が得られた。硬X線に対しては、松田らによって観測されたYbAgCu4のYb-L3端XMCDの磁場依存性を理論解析し、既にYbInCu4において解析したものと同様な電気双極子遷移(ED)によるXMCDの他に、電気四重極子遷移(EQ)によるXMCDを新たに見出した。EDによるXMCD強度は磁場と共に単調に増加するが、EQによるXMCD強度は一旦増加した後、磁場誘起価数転移を越える磁場で減少することを明らかにした。さらに、YbInCu4ではこれまでにEQのXMCDが観測されていない理由も理論的に説明できた。一方、軟X線に対しては、中村らによるEuNi2(Si0.18Ge0.82)2のEu-M4,5端XMCDの実験結果を理論解析し、価数と磁化の磁場依存性を説明することができた。この物質に対しては、これまでに硬X線による実験データがあり、価数と磁化の磁場依存性の振舞いに矛盾が見られたが、今回の軟X線の研究ではこの矛盾点が解消された。今回の理論をさらに発展させ、この物質の温度誘起価数転移に対しても、価数と磁化の温度依存性を理論計算して論文を出版した。以上のXMCD理論の他に、もう一つのテーマである共鳴X線発光の理論においても重要な成果が得られた。これまで、CeFe2のCe-L3端のX線吸収スペクトルが二つのピークをもつ理由として、内殻正孔の効果とCe5dバンド状態密度の効果が提案され、どちらが本質的に重要であるかが未解決の問題として残されていた。今回、Ce-L3端の共鳴X線発光スペクトルを詳しく理論解析することにより、Ce5dバンド効果よりも内殻正孔効果がはるかに重要であることを明確に示すことができ、論争に終止符を打つことができた。小谷が開発した理論方法は、当初に計画した以上に多方面の実験の理論解析に適用可能であることが判明した。また、実験技術の進歩が著しく、本研究の開始以後に新しくいくつかの実験結果が得られたため、本理論を用いた解析が始められ、現在進行中であるが十分な成果が見込まれている。24年度が最終年度であるため、記入しない。混合原子価希土類化合物の軟X線による強磁場XMCDや、電気四重極子遷移による強磁場XMCDなど、新しく観測された実験結果に対して、本理論を用いた理論解析をさらに推進する。強磁場下の共鳴X線発光分光の理論にも着手する。
近紫外線によるヒト皮膚がんの実験的誘発と遺伝子変異

ヒト発がんの実験的研究は、限られた、あるいは不自然な条件下(培養細胞など)でしか成され得なかったが、本研究課題のために改良したSCIDマウスに、最も観察の容易なヒト正常皮膚を移植し、長期間にわたり太陽紫外線類似のA,B領域紫外線(UVA,UVB)を連日照射したところ、ケラトーシスが高率にヒト皮膚に発生し、2年間にわたる連日照射により、皮膚がんを誘発するのに成功した。誘発された腫瘍は、C.B17-+/+マウスには、生着せず、C.B17-scidマウスのみで急速に増殖すること、ヒトDNA primerでしか、DNA増幅ができないことより、世界で初めて、ヒトがんの実験的誘発に成功したことを確認した。このヒト皮膚発がん実験システムを用い、太陽紫外線等によるヒト発がん機構について、以下の結果を得た。1.ヒト正常皮膚の継代・維持:ヒト正常皮膚(乳がん患者および包茎患者の手術切除片)の100%が、2年以上にわたり継代維持できた。2.近紫外線(UVB)によるヒト皮膚ケラトーシス、皮膚がんの誘発:TOSHIBA健康ランプFL-20S.E(20W)4本を用い、Kodacel TA407にて288nm以下の波長の紫外線を全面的にカットし、月、水、土は8000J/m^2、火、木、金、日は2000J/m^2と線量率約2.8J/m^2/secで照射した。UVB照射により、ヒト皮膚変化を経時的に観察し、継代移植時にbiopsyをとり、病理組織学的検索を行ったところ、75-80%に皮膚太陽ケラトーシスが発生し、そのうち3例に皮膚偏平上皮がん、1例に未分化がんが発生した。3.ヒト皮膚悪性化過程に関与するがん遺伝子とがん抑制遺伝子の変異:誘発されたヒト皮膚ケラトーシス6例中5例および皮膚がん3例中3例にp53遺伝子のcodon242に突然変異が誘発されていた.また、皮膚がん3例には、p53遺伝子の突然変異が、2重、3重に存在した。K-ras遺伝子の変異は認められなかった。