hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
インド北部およびパキスタンに流行するHIVの分子疫学的研究

本研究の目的は、推定HIV感染者数が世界最大とされているインドと、その隣国にあって近年、国際社会に大きな影響を及ぼしているにも拘わらず、HIVの情報に乏しいイスラム国パキスタンを中心に、HIVの遺伝学的特徴を明確にし、その地域特性や伝搬経路を解析することによって、ワクチン開発などHIV対策を考える上での重要な基礎情報を提供することにある。昨年度は、インド北東部に位置し、ミャンマーと国境を同じくするインド・マニプール州のHIV感染麻薬静注射者に広がるHIVは遺伝子的に、タイ、ミャンマーのそれと異なっている事を報告した。今年度は、パキスタンに在住するHIV感染者についてその遺伝型を初めて解析し、パキスタンにおけるHIVの遺伝学的特徴を検討した。すなわち、感染者13例のうち、7例はB型で、2例にA型とB型の混合感染が見られ、C型が3例、E型が1例みられた。パキスタンでは男性が単身で大都市やペルシャ湾岸諸国に働きに出かける事が多く、約400万人のパキスタン人が海外で働いているといわれている。一方で、ペルシャ湾岸諸国には東南アジアからの女性出稼ぎ労働者も多く、今回解析したHIV感染者13例のうち、9例が湾岸諸国で感染したとされていることから、これらのCSWとの性的接触による感染が最も考えられる。特に7例のB型について、他の地域のB型との関連性を検討すると、1例はアフリカ型であったが、残り6例はタイやミャンマーでみられるB型とは異なり、欧米型と相同性がみられた。このことは欧米型のサプタイプBが流行している東南アジア地域からの出稼ぎ労働者との接触による感染を示唆するものである。
塵に埋もれた活動的な超巨大ブラックホールと銀河のダウンサイジングの起源

中心の超巨大ブラックホールを持つ、ガスを豊富に持つ銀河同士が衝突/合体すると、活発に星が生成されるだけでなく、中心の超巨大ブラックホールに大量の物質が落ち込み、活発になることが予想されている。しかしながら、物質を盛んに飲み込んでいる超巨大ブラックホールはサイズ的に小さく、塵の奥深くにすぐに埋もれてしまい、従来の方法では研究が困難であった。本研究では、塵吸収の影響の小さなサブミリ波に基づく観測から、そのような見つけにくい活動的な超巨大ブラックホールのエネルギー的役割を正しく見積もる独自の手法を確立させ、ALMA干渉計を用いて実際に有効に働くことを観測的に実証した。太陽の1000億倍以上もの光度を赤外線で放射している赤外線銀河は、強力なエネルギー源が塵の向こう側に隠されて存在する天体である。エネルギー源としては、星生成活動(活発に生成される星の内部で起こる核融合反応によるエネルギー生成)、及び、活動銀河中心核(AGN)活動(超巨大ブラックホールへ物質が落ち込む際の重力エネルギーを放射に変換して明るく輝く活動)が考えられる。赤外線銀河は、赤方偏移が1を超える遠方宇宙(現在から約75億年以上前の宇宙)では、宇宙全体からの赤外線放射を支配していることがわかっており、赤外線銀河という種族の塵に隠されたエネルギー源の正体を明らかにすることは、宇宙初期の塵に隠された側での星生成史、超巨大ブラックホール質量の成長の歴史の解明と密接に関係する。しかしながら、赤外線銀河では、サイズ的に小さなAGN(質量降着している超巨大ブラックホール)が塵の奥深くにすぐに埋もれてしまい(立体角のほぼ全てが隠されてしまい)、きちんと見つけ出すことが難しくなるという大きな問題が存在する。本研究では、(1)塵吸収の影響の小さなサブミリ波に基づく観測から、見つけるのが困難な埋もれたAGNのエネルギー的役割を正しく見積もる手法を確立させ、(2)サブミリ波長帯で高感度のALMAを用いて、近傍から遠方宇宙の赤外線銀河を系統的に観測することを最終目標とする。本年度は、前年度にALMA Cycle 0に提案し、採択された課題の観測データが届き始め、実際に解析、研究を開始することができた。2012年6月のALMA研究会で、初期成果を口頭発表した。2013年3月の中国麗江の研究会で招待講演を依頼され、本研究課題に関する40分(質疑込み)の口頭講演を行った。しかしながら、赤外線銀河では、サイズ的に小さなAGN(質量降着している超巨大ブラックホール)が塵の奥深くにすぐに埋もれてしまい、きちんと見つけ出すことが難しくなるという大きな問題が存在する。本研究では、1.塵吸収の影響の小さなサブミリ波に基づく観測から、見つけるのが困難な埋もれたAGNのエネルギー的役割を正しく見積もる手法を確立させ、2.サブミリ波長帯で高感度のALMAを用いて、近傍から遠方宇宙の赤外線銀河を系統的に観測することを最終目標とする。本年度は、ALMA Cycle 0に提案し、採択された課題の観測データに基づく研究成果を、筆頭著者の査読論文として2編出版し、3本目の査読論文も筆頭著者として専門雑誌に投稿した。2013年6月のキプロスでの国際会議、2013年9月の日本天文学会秋季年会(東北大学)、2013年9月の台湾での国際研究会、2013年10月のALMA town meetingで成果を口頭発表した。すばる望遠鏡を用いた赤外線銀河の補足観測も行い、査読論文を筆頭著者として出版した。すばる望遠鏡ホームページでリリースもおこなった。2014年ユーザーズミーティングで、口頭発表した。太陽の1000億倍以上もの光度を赤外線で放射している赤外線銀河は、塵の向こう側に非常に強力なエネルギー源が隠されて存在する天体である。エネルギー源としては、星生成活動(星内部の核融合反応によるエネルギー生成)、あるいは、活動銀河中心核(AGN)活動(質量降着している超巨大ブラックホールによる重力エネルギーの解放)が考えられる。赤外線銀河は、赤方偏移が1を超える遠方の宇宙では、宇宙全体からの赤外線背景放射を支配していることがわかっており、赤外線銀河という種族の塵に隠されたエネルギー源の正体を明らかにすることは、宇宙初期の塵に隠された側での星生成史、超巨大ブラックホール質量の成長の歴史の解明と密接に関連する。しかしながら、赤外線銀河では、サイズ的に小さなAGN(質量降着している超巨大ブラックホール)が塵の奥深くに埋もれてしまっており、それをきちんと見つけ出すのが難しいという大きな問題が存在する。

本研究では、1.塵吸収の影響の小さなサブミリ波に基付く観測から、見つけるのが困難な埋もれたAGNのエネルギー的役割をきちんと見積もる手法を確立させ、2.サブミリ波の波長帯で高感度のALMAを用いて、近傍から遠方宇宙の赤外線銀河を系統的に観測し、上記の問いに対する回答を与えることを目標とする。当該年度は、綿密な準備の下、ALMAの第一回の公募に提案を出し、観測時間を勝ち取るという、一番最初の、重要な目標を達成することができた。それにより、ALMA第二回以降の公募でも、より多くの観測時間を獲得し、研究を発展させていくための礎を築くことができた。太陽の1000億倍以上もの光度を赤外線で放射している赤外線銀河は、強力なエネルギー源が塵の向こう側に隠されて存在する天体である。エネルギー源としては、星生成活動(活発に生成される星内部で起こる核融合反応によるエネルギー生成)、及び、活動銀河中心核(AGN)活動(超巨大ブラックホールへ物質が落ち込む際の重力エネルギーを放射に変換して明るく輝く活動)が考えられる。赤外線銀河は、赤方偏移が1を超える遠方宇宙(現在から75億年以上前の宇宙)では、宇宙全体からの赤外線放射を支配していることがわかっており、赤外線銀河という種族の塵に隠されたエネルギー源の正体を明らかにすることは、宇宙全体の塵に隠された側での星生成史、超巨大ブラックホール質量の成長の歴史の解明と密接に関係する。しかしながら、赤外線銀河では、サイズ的に小さなAGN(質量降着している超巨大ブラックホール)が塵の奥深くにすぐに埋もれてしまい、きちんと見つけ出すことが困難になるという大きな問題が存在する。本研究では、塵吸収の影響の小さなサブミリ波に基づく観測から、見つけるのが難しい埋もれたAGNのエネルギー的役割を正しく見積もる独自の手法を確立させ、赤外線銀河の塵に隠された側でのAGNの星生成活動の役割を正しく理解することを目標とする。本年度は、ALMA Cycle 0で取得された複数の赤外線銀河のデータ解析を実施し、得られた結果から科学的考察を行い、筆頭著者として査読論文を出版した(Imanishi & Nakanishi 2014 AJ 148 9)。ALMA Cycle 2に提出した3個の課題が全て採択され、研究をさらに発展させることができた。ALMA Cycle1及び、Cycle 2で観測された活動銀河中心核、及び、赤外線銀河のデータの一部も配送され、解析を実施し、当初の想定に近い科学成果が得られつつある。2015年3月のチリでの国際研究会に参加し、すばる望遠鏡によって得られた成果と併せて口頭発表した。赤外線銀河は、赤方偏移が1を超える遠方宇宙(現在から75億年以上前の宇宙)では、宇宙全体からの赤外線放射を支配していることがわかっており、赤外線銀河という種族の塵に隠されたエネルギー源の正体をあきらかにすることは、宇宙全体の塵に隠された側での星生成史、超巨大ブラックホール質量の成長の歴史の解明と密接に関係する。
一方向繊維強化複合材料の損傷過程における界面せん断抵抗の測定

繊維とマトリックスの組合せで、その詳細な微視的損傷進展過程に違いはあるものの、両者間の界面に作用するせん断抵抗が、複合材料の破壊エネルギに大きく関与する。現在まで、このせん断抵抗は、単一繊維を使ったモデル試験か巨視的な層間せん断強度試験から、間接的に求められてきた。本研究の最終的な目標は、複合材料の界面に作用する微視的なせん断抵抗を微視的レベルで測定するところにある。今回得られた結果は以下の通りである。(1)微小なマトリックス割れが界面に達し、そこから界面はく離が成長する基本的な初期破損では、熱ひずみを考慮しない場合、繊維間距離に比べ界面き裂が小さいと、き裂は開こうとするが、少し成長するとき裂は閉じる。これは、界面にせん断破壊が進行しても、界面にはなお摩擦によるせん断抵抗が存在することを意味する。(2)上湖初期破損界面における応力分布の厳密解を材料定数をパラメ-タに示した。これにより、せん断遅れ理論の妥当性や適用範囲を検討できる。(3)環面抵抗の巨視的な現象の1つとして、ケブラロ-プ端末処理方法、金属ソケット樹脂接着法を取り上げ、界面のせん断破壊→滑り→垂直抗力の発生→摩擦力→ロ-プ軸力の上昇という界面損傷過程が荷重の増大を支えていること、界面に著しく応力集中が存在しないこと、また、はく離が幾重にも進行する転位状の動きがあることを求めた。面圧縮や軸応力の見積りは今後り課題である。(4)材料の異なる2つの帯板接着面のせん断応力拡大係数を求める、1つのコ-スティック処理法の提案:コ-スティック像の横幅と縦幅から応力拡大係数を求める、を行った。実験結果と計算結果はほぼ一致した。従来の方法からはコ-スティック像にハレ-ションがおこり測定は困難であった。次に、繊維とマトリックスの変位の違いからせん断抵抗を求める、実験デ-タ処理方式を検討した。繊維とマトリックスの組合せで、その詳細な微視的損傷進展過程に違いはあるものの、両者間の界面に作用するせん断抵抗が、複合材料の破壞エネルギーに大きく関与する。現在まで、このせん断抵抗は、単一繊維を使ったモデル試験か巨視的な層間せん断強度試験から、間接的に求められていた。本研究課題では、実際の複合材料の界面せん断抵抗を微視的レベルで求める。まず、界面のせん断抵抗の特性を解析した。現在のところ、次のような事柄がわかった。「微小なマトリックス割れが界面に達し、そこから界面はく離が成長する基本的な初期破損を考える。負荷は繊維方向に作用している。熱ひずみを考慮しない場合、繊維間距離に比べ界面き裂が小さいと、き裂は開こうとする(破壞力学的には正のモードI)。少し成長するとき裂は閉じる(破壞力学的には負のモードI)。このことは、界面にせん断破壞が進行しても、界面にはなお摩擦によるせん断抵抗が存在する。」次に、繊維とマトリックスの変位の違いからせん断抵抗を求める、実験データ処理方式を検討した。せん断遅れ論をもとに、せん断抵抗を場所、変形度合、時間の関数とみた処理方法をプログラムコード化している。最後に、繊維とマトリックスの変位のずれを可視化する方法を検討した。複合材料試験片に透過型電顕用メッシュを使って数μm間隔の格子模様の蒸着を行った。

現在、この試験片に4点曲げ負荷を加え、走査型電顕を入れて界面はく離進展の様子を観察し、変位の違いを求める。繊維とマトリックスの組合せで、その詳細な微視的損傷進展過程に違いはあるものの、両者間の界面に作用するせん断抵抗が、複合材料の破壊エネルギ-に大きく関与する。現在まで、このせん断抵抗は、単一繊維を使ったモデル試験か巨視的な層間せん断強度試験から、間接的に求められてきた。本研究の最終的な目標は、複合材料の界面に作用する微視的なせん断抵抗を微視的レベルで測定するところにある。今回は、せん断抵抗の様子が巨視的に現れている継手、界面せん断タフネスの実測方法、界面せん断応力分布の厳密解、について解析した。得られられた結果は以下の通りである。(1)界面抵抗の巨視的な現象の1つとして、ケブラロ-プ端末処理方法、金属ソケット樹脂接着法を取り上げ、静的引張り試験および非線形弾性解析から、界面のせん断破壊→滑り→垂直抗力の発生→摩擦力→ロ-プ軸力の上昇というメカニズムを求めた。界面の損傷過程が荷重の増大を支えており、界面に著しい応力集中が存在しない。また、はく離が幾重にも進行する転位状の動きを求めた。面圧縮や軸応力の見積り、またこれに対するテ-パやケブラの機械的異方性の影響などは今後の課題である。(2)材料の異なる2つの帯板接着面のせん断応力拡大係数を求める、1つのコ-スティック処理法の提案:コ-スティック像の横幅と縦幅から応力拡大係数を求める、を行った。実験結果と計算結果はほぼ一致した。従来の方法ではコ-スティック像にハレ-ションがおこり測定は困難であった。(3)一方向繊維強化複合材料の損傷進展界面における応力分布の厳密解を材料定数をパラメ-タに示した。これにより、せん断遅れ理論の妥当性や適用範囲を検討できる。
哺乳動物カルシウム依存性ホスホリパーゼA_2の生物薬学的研究

アラキドン酸は通常生体膜の主要構成成分であるグリセロリン脂質にエステル結合した形で貯蔵されており、ホスホリパーゼA_2(PLA_2)の作用により適宜遊離され、更にシクロオキシゲナーゼ(COX)によって各種生理活性PGの共通の中間前駆体であるPGH_2に変換される。近年の脂質生化学の分野への分子生物学の浸透により、PLA_2には少なくとも14種類の分子種が同定され、従来PLA_2とCOXによって漠然と触媒されていると考えられてきた代謝系が、限られた分子種間同士の適切な機能連関によって厳密に制御されていることが明らかになってきた。我々は、アラキドン酸代謝系の律速酵素であるPLA_2の機能的役割分担とその調節機構について種々の細胞系を用いて検討を行い、即時的及び遅発的PG産生応答におけるPLA_2とその下流のCOX分子種間のカップリングの体系化を試みた。その結果、細胞質PLA_2(cPLA_2)と特定の分泌性PLA_2(sPLA_2-IIA、V)は即時、遅発両PG産生に関与するPLA_2分子種であること、このうちsPLA_2は周辺の細胞にPG産生応答を増幅する細胞間シグナル伝達因子として特有の機能を持つこと、Ca^2+非依存性PLA_2(iPLA_2)とsPLA_2-XはPG産生には重要でなく、むしろリン脂質再構成に主に関与するPLA_2分子種であること、また二種のCOX分子種については、COX-1は即時応答でのみ、COX-2は即時、遅発両応答で機能すること、等の機能的役割分担を明らかにした。更に、特定のPLA_2分子種が選択的にPG産生を制御する分子機構に関しては、cPLA_2またはsPLX_2と相互作用するアダプター分子をそれぞれ同定し、これらを介した各酵素の細胞内局在性の変化がCOXとの機能連関の効率を規定していることが明らかとなった。本年度は以下の2点に関して、各PLA_2アイソザイムの機能について詳細に解析した。【1】アラキドン酸代謝とPLA_2cPLA_2(1)cPLA_2の発現解析及び阻害剤を用いた解析により、種々の細胞(肥満細胞、マクロファージ、骨芽細胞、線維芽細胞等)の即時、遅発両アラキドン酸代謝反応にcPLA_2が必須であることが示唆された。(2)cPLA_2過剰発現細胞を樹立し、cPLA_2が即時、遅発両アラキドン酸代謝反応に必須であることを確認するとともに、cPLA_2がリン脂質再構成には関与しないことを示した。(3)cPLA_2から遊離されたアラキドン酸は即時応答ではCOX-1またはCOX-2に、遅発応答では主にCOX-2に供給されてプロスタグランジンに代謝されることを示した。(4)細胞の活性化に伴い、cPLA_2が細胞質からCOXの存在する核膜近傍に移行することが確かめられた。(5)核膜画分に、cPLA_2ドメインとCa^<2+>依存的に会合する分子量約60kDaの蛋白を同定し、その部分配列を決定した。sPLA_2(6)sPLA_2の発現解析及び阻害剤を用いた解析により、誘導型酵素であるIIA型sPLA_2が遅発的プロスタノイド産生に関与することを示した。(7)各種sPLA_2アイソザイムの過剰発現株を樹立し、IIA型とV型sPLA_2が共にIL-1依存的な遅発的アラキドン酸遊離を増強することを明らかにした。

(8)(7)の系を用いて、IIA型及びV型sPLA_2の酵素活性と膜結合ドメインの両者が機能発現に必須であることを示した。(9)sPLA_2はCOX-2と機能的に連関して遅発応答に寄与したが、大量に発現された場合にはCOX-1とも機能連関し、即時応答も増強した。(10)sPLA_2の効率的な機能発現には、cPLA_2の存在が必要であった。(11)新規sPLA_2のひとつであるIIC型はアラキドン酸代謝に関与しなかった。【2】細胞死(アポトーシス)とPLA_2cPLA_2(12)アポトーシスに進行に伴い、cPLA_2がcaspase-3によりAsp^<522>で限定分解され、活性消失に至ることを明らかにした。(13)Caspase-3により限定分解されたcPLA_2の断片はCa^<2+>非依存的に膜画分に移行した。sPLA_2(14)IIA型sPLA_2がアポトーシス細胞の膜から効率良くアラキドン酸を遊離することを見出し、炎症部位での本酵素の役割の一つの可能性が提唱された。アラキドン酸は通常生体膜の主要構成成分であるグリセロリン脂質にエステル結合した形で貯蔵されており、ホスホリパーゼA_2(PLA_2)の作用により適宜遊離され、更にシクロオキシゲナーゼ(COX)によって各種生理活性PGの共通の中間前駆体であるPGH_2に変換される。近年の脂質生化学の分野への分子生物学の浸透により、PLA_2には少なくとも14種類の分子種が同定され、従来PLA_2とCOXによって漠然と触媒されていると考えられてきた代謝系が、限られた分子種間同士の適切な機能連関によって厳密に制御されていることが明らかになってきた。我々は、アラキドン酸代謝系の律速酵素であるPLA_2の機能的役割分担とその調節機構について種々の細胞系を用いて検討を行い、即時的及び遅発的PG産生応答におけるPLA_2とその下流のCOX分子種間のカップリングの体系化を試みた。その結果、細胞質PLA_2(cPLA_2)と特定の分泌性PLA_2(sPLA_2-IIA、V)は即時、遅発両PG産生に関与するPLA_2分子種であること、このうちsPLA_2は周辺の細胞にPG産生応答を増幅する細胞間シグナル伝達因子として特有の機能を持つこと、Ca^<2+>の非依存性PLA_2(IPLA_2)とsPLA_2-XはPG産生には重要でなく、むしろリン脂質再構成に主に関与するPLA_2分子種であること、また二種のCOX分子種については、COX-1は即時応答でのみ、COX-2は即時、遅発両応答で機能すること、等の機能的役割分担を明らかにした。更に、特定のPLA_2分子種が選択的にPG産生を制御する分子機構に関しては、cPLA_2またはsPLA_2と相互作用するアダプター分子をそれぞれ同定し、これらを介した各酵素の細胞内局在性の変化がCOXとの機能連関の効率を規定していることが明らかとなった。
PLD法によるBaNb2O6ドープ超伝導薄膜に及ぼす成膜条件の効果

REBa_2Cu_3O_<7-δ>(RE:希土類元素)超伝導薄膜を用いたテープ線材の電力機器応用には、磁場環境下での臨界電流密度(J_c)の低下と同材料の結晶構造に起因する電流特性の異方性が課題となっている。本研究では、ErBCO超伝導薄膜中に非超伝導相(ナノロッド)を人工的に導入することによるJ_cの増大を目的とし、ナノ構造組織制御の観点から以下の成果を得た。1.ErBCO膜中に導入したBMOx(M=Zr,Sn,Nb)について、成長に及ぼす材料の違いを調査し、BMOx材料の種類でナノロッドの直径や数密度を制御すると共に、磁場中J_cを大幅に増大させた。また、ナノロッドの成長の差異をAvramiの成長モデル式と対応させることで、成長の主因子が化学ポテンシャルの関数である過飽和度であること明らかにした。2.結晶化温度及び添加するBMOx材料の濃度によって結晶化時の膜の成長に寄与する過飽和度が制御できることを実験事実から示した。さらに、過飽和度を制御することで、ナノロッドの成長方位を一方向から傾斜化できることを示し、磁場中J_cの異方性を大きく低減できることを実証した。また、試料の組織観察から、ナノロッドの傾斜機構に関する概念図を構築した。3.テープ線材の実用化の観点から、提案したモデルを用いて、実用金属テープ上における膜成長時の過飽和度制御の重要性を指摘した。また、下地の異なる環境下においてもナノロッドの成長を制御し、ErBCO薄膜の磁場中J_c特性を向上できることを示した。近年、次世代材料である高性能超伝導体を開発する手法の一つとして、超伝導薄膜中へ磁束ピンニングサイトを導入する研究が国際的に広がっています。本研究ではPLD法を用いてBaNb_2O_6(BNO)添加REBa_2Cu_3O_<7-δ>超伝導薄膜を作製し、膜中の微細組織と超伝導特性に及ぼす結晶化温度及び基板の傾斜効果について検討致しました。我々は薄膜中にBNOを添加することで、磁束ピンニングサイトとして機能する柱状欠陥(ナノロッド)を導入することに成功し、同試料の磁場中における通電量を増大させました。また、超伝導層の結晶化温度を検討することで、膜中のナノロッドの直径や分布密度の制御を可能とし、より効率的に磁束ピンニング効果を高める新規プロセスを提案致しました。さらに、単結晶基板上のナノレベル構造を利用して超伝導相の成長様式を変化させ、膜中のナノロッドの成長方向を一方向に制御することに成功しました。このナノレベルにおける微細組織制御の実現は、未だ困難とされている磁束ピンニングサイトの成長機構解明とモデル化に大きく寄与し、成長機構を支配する要因の考察及びその寄与度(数式化)を明らかにする糸口となります。最適なピンニングサイトの形成とその設計に大きく貢献する本研究成果は、高特性を有した新規超伝導材料開発の指標となると判断されます。以上の研究成果をもとに、本年度の研究業績として国内学会において4回、欧国超伝導会議などの国際学会においても2回の発表を行い、独自の研究成果が評価されたことで優良発表賞及び支部発表奨励賞(共に口頭発表)を受賞致しました。さらに筆頭著者として学術誌採択論文を3本、共著者としては4本、査読中のものを含めて計10本の論文採択に貢献しました。これらの研究業績は従来報告例がなかった新たな研究成果に基づくものであり、最先端の現場において最新の研究に従事してきた結果であります。
ポリシランをコアとするミセルから合成されるマイクロカプセルの構造、物性と機能

(1)高分子ミセルへのγ線照射による化学架橋の形成ポリイソプレン-ポリアクリル酸ブロック共重合体を合成し、水中で形成されたミセルのシェル部分を架橋するために試薬を必要としないγ線架橋を日本原子力研究所高崎研究所にて行った。このようにして得られたシェル架橋型ミセルの構造を調べるために動的光散乱測定、放射光小角X線散乱測定(Spring8)、原子間力顕微鏡観察を行った。これらの測定の結果から、照射線量によって50200nmの粒子が出来ること照射線量の増加と共に粒径が減少することがわかった。この粒子は粒子内が疎水性であるため、油状物質を内包することが出来ると考えられる。実際ソルバトクロミズムを持つ色素を分散液中に添加すると、次第にその色が変化し、粒子内部に色素が内包されることがわかった。(2)マイクロカプセル内での光学活性ポリシランの会合と光学物性凝集に関与するポリシラン数を一定にするために本研究では予めポリシラン溶液をマイクロカプセル中に封入しておき、そのマイクロカプセル内に沈殿剤をしみこませることによって凝集体を調整する方法を試みた。さらに得られた凝集体入りのマイクロカプセルの円二色性測定を行い、凝集体内部のポリシランのらせん構造について調べた。作製したポリシラン分散液はいずれもポリシラン主鎖の吸収波長(およそ320nm)に円二色性のピークが観測された。20°Cでエタノールを注入したものは非常に小さい円二色性を持つにもかかわらず-78°Cで注入したものはかなり大きい円二色性を持つことがわかった。さらにこの円二色性は温度を変えても変化しない、すなわちポリシランが凝集体の構造にはそれを作製した温度におけるらせん構造が反映され、その構造は温度を上げてもほとんど変わらないことがわかった。
食品の非可食部に由来するポリフェノールの脂質代謝調節

食品の非可食部に由来するポリフェノールの脂質代謝調節を調べるため、ラッカセイ種皮から3量体プロアントシアニジンepicatechin-(4β→6)-epicatechin-(2β→O→7,4β→8)-catechin(EEC)を単離した。EECのコレステロールミセル不溶化能は2量体のプロシアニジンA1よりも高かった。一方、糖質分解酵素阻害作用は、α-アミラーゼ阻害活性は(+)-カテキンとプロシアニジンA1に無く、EECは濃度依存的に活性を阻害した。スクラーゼ活性阻害率はEEC>プロシアニジンA1>(+)-カテキンであった。以上よりプロアントシアニジンは重合度により機能性が変化することを認めた。食品の非可食部に由来するポリフェノールの脂質代謝調節を明らかにすることを目的とし、H24年度はラッカセイ種皮から3量体プロアントシアニジンを単離し構造決定するとともに、プロアントシアニジンの重合度に比例してコレステロールミセル不溶化能が上がることを示した。H25年度はラッカセイ種皮から単離したプロアントシアニジンを用いて、ラッカセイ種皮の血糖上昇抑制について検討することを目的とした。多糖類は、腸管で糖質分解酵素により単糖に分解された後、トランスポーターを介して体内に吸収されることから、ラッカセイ種皮ポリフェノールの糖質分解酵素に及ぼす影響について検討した。デンプン、マルトース、スクロースをラッカセイ種皮抽出液とともにラットに投与すると、いずれの糖を投与した場合も血糖上昇抑制作用が認められた。そこで、α-アミラーゼ、マルターゼ、スクラーゼに対する(+)-カテキン(1量体)、プロシアニジンA1(2量体)、epicatechin-(4β→6)-epicatechin(4β→8,2β→O→7)-catechin (EEC、3量体)の阻害活性を調べた。α-アミラーゼ阻害活性はEECにのみ認められたが、マルターゼ阻害活性は(+)-カテキン、プロシアニジンA1、EECのいずれにも同程度認められた。スクラーゼ阻害活性は、EECがプロシアニジンA1および(+)-カテキンよりも強かった。以上のことから、ラッカセイ種皮に含まれるプロアントシアニジンは血糖上昇抑制作用を有すると共に、プロアントシアニジンの重合度の違いにより、糖質分解酵素の阻害活性が異なることを見い出した。以上のように、食品加工の際に廃棄されるラッカセイ種皮に含まれるポリフェノールの機能性を、in vivoにおける実験で明らかにするとともに、ポリフェノールの構造と機能性の関係について新たな知見を得た。食品の非可食部に由来するポリフェノールの脂質代謝調節を明らかにすることを目的とし、特に本年度はラッカセイ種皮から構造の異なる数種類のポリフェノールを単離し構造決定することを主眼に以下の内容を実施した。1、具体的内容(1)ラッカセイ種皮に含まれるプロシアニジンの単離・精製を行った。具体的には、ラッカセイ種皮抽出液(peanut skin extract, PSE)から、限外濾過法、クロマトグラフィーの手法を用いて2および3量体プロシアニジンを分離した。(2)単離したプロシアニジンを1H-NMR、13C-NMR、および各種2次元NMRに供し構造決定した。(3)プロシアニジンによるコレステロールミセル不溶化能を試験した。単量体の(+)-カテキンにはミセル不溶化能がない一方で、2および3量体プロシアニジンにはミセル不溶化能が認められた。また、プロシアニジンは3量体の方が2量体よりも強いミセル不溶化能を有することが明らかとなった。2、意義プロシアニジンによる高コレステロール血漿抑制作用は、腸管でプロシアニジンがコレステロールミセルを不溶化し、コレステロールの吸収を抑制することに起因することが強く示唆された。構造上の違いからコレステロールミセルとポリフェノールの作用機序を明らかにすることで、機能性因子が生体物質にどのようにアプローチするかを推測できることに加え、より活性の強い構造を確認することができた。3、重要性日常の食生活によって未然に疾病を防ぐことを目指した食品の機能性に関する研究は、国際的に大きく発展してきたが、抽出液といった混合物での検討例が多い。本実験ではピーナッツ種皮から複数のプロシアニジンを単離し、それらの構造の違いによる機能性の変化について検討した。ラッカセイ種皮に含まれるプロシアニジンの単離・精製、および単離したプロシアニジンの構造決定が本年度の目的であったが、予定通り3量体プロシアニジンを単離し、これがepicatechin-(4β→6)-epicatechin-(2β→O→7, 4β→8)-catechinであることを明らかにした。

さらに、平成25年度の計画であったポリフェノールの構造とミセル不溶化の関係についても検討することができた。現在、これらの内容を論文としてまとめ掲載準備中(雑誌論文欄に記載)である。これまでに単離したプロシアニジンを用いて、新たに以下の検討を行う予定である。(1)PSEの血糖上昇抑制作用の検討・・・ラットにPSEを100200mg/kg投与した後、デンプン、マルトース、スクロース、グルコースなどの糖質を負荷し、負荷直後から120分後の血糖値を測定することで血糖上昇抑制作用を検討する。推進方策:血糖値を測定する間隔を検討する。現在は30分間隔で測定する予定であるが、糖を付加した直後の血糖値は15分間隔で測定するなどの工夫を試み、各種プロシアニジンの血糖上昇抑制作用の有無について詳しく検証する。(2)ピーナッツ種皮ポリフェノールの糖質分解酵素に対する阻害作用の検討・・・ラッカセイ種皮から単離した2および3量体プロシアニジンと単量体の(+)-カテキンについて、α-アミラーゼ、マルターゼ、スクラーゼなどの糖質分解酵素に対する阻害作用をin vitroの系で試験する。推進方策:最大の酵素活性を保持できる反応条件でプロシアニジンの酵素阻害作用を比較できるよう検討する。(3)ピーナッツ種皮ポリフェノールのグルコース取り込み阻害作用の検討・・・ラッカセイ種皮から単離した2および3量体プロシアニジンと単量体の(+)-カテキンについて、腸管からのグルコース取り込みを阻害するかどうか、14C-グルコースとcaco-2細胞を用いて比較検討する。推進方策:プロシアニジンが腸管細胞への取り込みを阻害することに加えて、腸管細胞に取り込まれたグルコースの体内への移行を阻害する可能性も加味し、細胞内に取り込まれた14C-グルコース量と、細胞を透過した14C-グルコース量の両者について検討する。実験試薬の一部に利用する
脂腺細胞の分泌膜小胞セボゾームの構築と周辺組織への脂質供給機構

脂腺細胞(Sebocytes)は、スクアレンなどの脂質を合成し、分化後、皮脂として皮膚表面に分泌する。我々は、ラットの脂腺細胞を培養したところ、増殖中に脂質顆粒を含む膜小胞を活発に生成・遊離することを発見し、これを「Sebosomes」と命名した(Endocrinology 2005年)。Sebosomesはリサイクリングおよび、早期-後期エンドゾーム、リソゾーム、脂質ラフトなども含む新型の複合膜小胞であった。また、Sebosomesは濃縮したスクアレンやヒストンを含み、保湿機能や、抗菌活性が示唆された。本研究では、細胞の脂質顆粒の蓄積と膜小胞分泌との関係、SebosomesによるRNAの輸送の可能性、Sebosomesに含まれる分子やこれらの生成・分泌への関与を検討した。脂腺細胞と脂肪芽細胞は脂肪酸添加培地で脂質蓄積を促進すると、両者は共に増殖中に多数の小型脂質顆粒を蓄積した。その後、脂腺細胞は細胞死を伴わず、脂肪芽細胞と異なり、Sebosomesを生成し細胞外へ分泌した。が、脂肪芽細胞では膜小胞形成や脂質顆粒分泌を認めなかった。Sebosomesの生成・分泌は脂腺細胞に特異的であると考えられた。また両細胞は分化誘導により大型の脂質滴を形成し多量の脂肪を蓄積した。脂腺細胞のRNAを蛍光染色すると、その蛍光はSebosomesで検出された。また脂腺細胞に導入したCy3標識ネガティブコントロールsiRNAは細胞内とSebosomesに検出され、SebosomesへのRNA濃縮が示唆された。Rab5a, Rab7単独でのsiRNAによるノックダウン実験では、生成されたSebosomesには蛍光免疫細胞染色によりRab5、Rab7が検出され、培養脂腺細胞のSebosomesの生成・分泌には、膜輸送の関連分子の関与が示唆された。脂腺細胞は、分化後、スクアレンなどを合成し、皮脂として皮膚表面に分泌する。我々は、ラット脂腺細胞を培養し、増殖中に脂質顆粒を含む膜小胞を生成・遊離することを発見し、これを「Sebosomes」と命名した(Endocrinology 2005年)。Sebosomesはリサイクリングおよび、早期-後期エンドゾーム、リソゾーム、脂質ラフトなどをも含む新型の複合膜系であった。また、Sebosomesはスクアレンやヒストンを濃縮し、保湿機能や抗菌活性が示唆された。今回、同脂質顆粒の蓄積と特異的な膜小胞分泌の関係を検討した。脂腺細胞と脂肪芽細胞は共に、分化後大型の脂質滴を形成し、多量の脂肪を蓄積した。脂肪酸添加で、増殖中の両細胞は、共に多数の小型脂質顆粒を蓄積した。その後、脂腺細胞は脂質顆粒を含む膜小胞Sebosomesを生成分泌したが、脂肪芽細胞は膜小胞形成や脂質顆粒分泌を認めなかった。また、Sebosomes分泌中の脂腺細胞ではアポトーシスは検出されなかった。増殖中の脂腺細胞は、細胞死を伴わず、脂質顆粒を含む組織特異的なSebosomesを形成し細胞外へ分泌するが、細胞分化はしないと考えられた。新規に導入したLED蛍光顕微鏡により、細胞ダメージのより少ない良観察環境となった。また、本研究で扱う脂腺細胞は遺伝子導入効率が良くなかったので、同導入効率の改善が課題であるが、新規の遺伝子導入試薬を今回試す機会を得て、条件の検討を進めている。これらの改善を期待でき、従来に比べてより良い解析条件を整えている。さらに、H28年度は日本分子生物学会年会で本研究結果の一部を発表したが、その際に、脂腺の異常増殖が起こるモデル動物を持つ国内の研究機関から共同研究の申し出があり、共同研究を開始できた。病態につながる、大変興味深い新たなターゲット因子となり得る候補因子を扱うことも可能となった。同研究では、siRNAを用いたノックダウン研究を中心に、詳細な検討を開始したところである。H28年4月(EMN)に引き続き、H29年3月(WCSM)にも国際学会から招待講演の機会を得ており、本研究の新規性、独自性について注目され、多くの評価を得た。我々は、ラットの脂腺細胞を培養したところ、増殖中には脂質顆粒を含む膜小胞を活発に生成・遊離することを発見し、同膜小胞を「Sebosomes」と命名した(Endocrinology 2005年)。Sebosomesはリサイクリングおよび、早期-後期エンドゾーム、リソゾーム、脂質ラフトなども含む新型の複合膜系であった。また、Sebosomesはスクアレンやヒストンを濃縮し、保湿機能や、抗菌活性が示唆された。また、Sebosomesは様々な分子の細胞間の担体となりうると期待される。今回、細胞に添加したRNAがSebosomesへと移送された後、細胞外へ輸送される可能性について検討した。その結果、SYTO RNASelectの蛍光はSebosomesに検出された。Hoechstの蛍光は脂腺細胞の核では検出され、Sebosomesには検出されなかった。Cy3標識ネガティブコントロールsiRNAの蛍光は細胞内とSebosomesに検出された。従って、培養脂腺細胞のSebosomesはヒストンH3やスクアレンなど、特定のタンパク質や脂質を濃縮する他に、RNAも濃縮することが示唆された。

新規に導入したLED蛍光顕微鏡により、細胞ダメージのより少ない良観察環境となった。また、本研究で扱う脂腺細胞は遺伝子導入効率が比較的低く、導入効率の改善が課題であるが、新規の遺伝子導入試薬の導入やsiRNAの導入条件の見直しにより、従来に比べてより良い解析条件を整えることができた。さらに、H28年度の日本分子生物学会年会での本研究結果の発表をきっかけに、脂腺の異常増殖が起こるモデル動物を持つ国内の研究機関との共同研究を開始できた。病態につながる、大変興味深い知見が得られており、引き続きsiRNAを用いたノックダウン研究を中心に、詳細な検討を行っている。H28年4月(EMN)、H29年3月(WCSM)に続き、H30年3月にも国際学会から招待講演の機会を得ており、本研究の新規性、独自性について注目され、多くの評価を得た。脂腺細胞(Sebocytes)は、スクアレンなどの脂質を合成し、分化後、皮脂として皮膚表面に分泌する。我々は、ラットの脂腺細胞を培養したところ、増殖中に脂質顆粒を含む膜小胞を活発に生成・遊離することを発見し、これを「Sebosomes」と命名した(Endocrinology 2005年)。Sebosomesはリサイクリングおよび、早期-後期エンドゾーム、リソゾーム、脂質ラフトなども含む新型の複合膜小胞であった。また、Sebosomesは濃縮したスクアレンやヒストンを含み、保湿機能や、抗菌活性が示唆された。本研究では、細胞の脂質顆粒の蓄積と膜小胞分泌との関係、SebosomesによるRNAの輸送の可能性、Sebosomesに含まれる分子やこれらの生成・分泌への関与を検討した。脂腺細胞と脂肪芽細胞は脂肪酸添加培地で脂質蓄積を促進すると、両者は共に増殖中に多数の小型脂質顆粒を蓄積した。その後、脂腺細胞は細胞死を伴わず、脂肪芽細胞と異なり、Sebosomesを生成し細胞外へ分泌した。が、脂肪芽細胞では膜小胞形成や脂質顆粒分泌を認めなかった。Sebosomesの生成・分泌は脂腺細胞に特異的であると考えられた。また両細胞は分化誘導により大型の脂質滴を形成し多量の脂肪を蓄積した。脂腺細胞のRNAを蛍光染色すると、その蛍光はSebosomesで検出された。また脂腺細胞に導入したCy3標識ネガティブコントロールsiRNAは細胞内とSebosomesに検出され、SebosomesへのRNA濃縮が示唆された。Rab5a, Rab7単独でのsiRNAによるノックダウン実験では、生成されたSebosomesには蛍光免疫細胞染色によりRab5、Rab7が検出され、培養脂腺細胞のSebosomesの生成・分泌には、膜輸送の関連分子の関与が示唆された。前年度に引き続き、セボゾームの生成・分泌機構やその機能についての検討を進める。種々の細胞が蓄積する脂質滴の中でも、脂腺細胞が生成するセボゾームに含まれる脂質滴のみが細胞外に分泌されることを前年度に明らかにした。それぞれの細胞が生成する脂質滴の違いなどから、セボゾームの生成機構の特長を解析する。また、前年度に実験の条件調整と準備ができた遺伝子導入試薬を用い、セボゾーム分泌機構を促進・阻害する因子の検索および同機構の解明を進めていく。
MLL/AF4陽性ALLのS100A6抑制による新規治療開発

抗アレルギー薬AmlexanoxによるS100A6発現抑制によるMLL/AF4陽性ALLの細胞株SEM・RS4;11にてアポトーシス効果をin vitroで検証しその効果とメカニズムを証明した。In vivo実験としてAmlexanox配合飼料で飼育したMLL/AF4陽性Tgマウスと通常飼料で飼育したMLL/AF4陽性Tgマウスで生後1年での白血病の形成の比較を行い、Amlexanoxが白血病形成を抑制することを証明した。MLL/AF4陽性Tgマウスの増殖が軌道に乗ったら生後1カ月でAmlexanox配合飼料投与群と非投与群(通常飼料投与群)に分ける。通常人体に腫瘍が形成された場合体内のリンパ球を通じて腫瘍を排除すべき異物と認識し、TNFαを中心とした腫瘍崩壊物質が体内で放出され腫瘍を排除しようとする腫瘍免疫が存在するがこのMLL/AF4陽性Tgマウスは免疫は正常でありこの腫瘍免疫は存在する。この腫瘍免疫に対してMLL/AF4Tgマウスで発生するMLL/AF4陽性ALLはTNFαの刺激に反応してS100A6を高発現することにより、アポトーシスをを逃れることができる。その結果生後1年でMLL/AF4Tgマウスは白血病化するのであるが、生後1カ月からS100A6阻害作用をもつAmlexanoxを投与することによってこの白血病化が起こるかどうかを検証を開始している。まずin vitroにおいてTNF存在下でAmlexanoxは100&micro;g/mlでMLL/AF4陽性ALLの細胞株SEM・RS4;11のS100A6発現を有意に抑制し、最終的にP53のアセチル化を阻害を解除しCaspase 3の活性化を通じたアポトーシスを誘導することがウエスタンブロット法で明らかになった。次にin vivoの実験にはMLL/AF4陽性ALLの治療モデルとして我々が作成したMLL/AF4Tgマウスを用いた。このマウスは胚細胞にMLL/AF4遺伝子をウイルスベクター経由で組み込んであり、出生1年でほぼ全例B220陽性ALLを発症する。このモデルはヒトの病原型を反映した類のない画期的なモデルであり独創的である5。これを0.02%Amlexanoxを飼料に混入した群と、通常飼料の群に分け、1年後の白血病の形成を比較したところ、Amlexanox投与群では1例のみ白血病発症を認たのに対し、Controlの通常飼料群では全例白血病発症を認めた。各マウスの脾臓から抽出したタンパクにおいてウエスタンブロット法を行ったところin vivoの実験と同様にAmlexanoxはMLL/AF4陽性ALLのS100A6発現を抑制し、最終的にP53のアセチル化を阻害を解除しCaspase 3の活性化を通じたアポトーシスを誘導するとが示された。S100A6をターゲットとして腫瘍免疫や造血幹細胞移植の効果を増強する治療はMLL/AF4陽性白血病の治療にbreakthroghをもらたす可能性のあるものと考えられる。また現在一般的に抗アレルギー薬として国内外で使用されているAmlexanoxを用いて、S100A6の抑制作用を引き起こすことによってMLL/AF4陽性白血病を治療する試みはは独創的かつ将来性が期待できる。血液内科学予定通り下記を行う。4Amlexanox投与したMLL/AF4Tgマウスの白血病化の有無の検証実験平成26年度に生後1カ月からAmlexanox投与群(1&#61549;g/g配合飼料・10&#61549;g/g配合飼料・100&#61549;g/g配合飼料)と非投与群に分けたMLL/AF4 Tgマウスを生後1年で解剖を行う。通常なら生後1年で肺・肝臓・脾臓にCD45R/B220+CD19+ CD43+白血病腫瘍が形成され、骨髄や末梢血にも同様の白血病が浸潤するのが認められるが、Amlexanox投与群でそれらの形成が抑制されるかを検証する。検証は末梢血に関してWright Giemsa(WG)染色による顕微鏡観察、CD45R/B220・CD19・CD43抗体を用いたフローサイトメトリー(FCM)を行い白血病分画(CD45R/B220+CD19+CD43+)を測定する。肺・肝臓・脾臓・骨髄に関しては病理組織検査を行いCD45Rで染色を行い白血病腫瘍の検索を行う。またS100A6免疫染色で細胞内の局在を明らかにする。また同臓器より蛋白質を抽出し、S100A6・P53・acetyl P53・Caspase8・Caspase3などの抗体を用いウエスタンブロッティング法(WB)を行いS100A6に関与するアポトーシスの経路が動いているかを検索する。AmlexanoxによるMLL/AF4 ALLのアポトーシスに至るまでの過程(P53→acetyl P53→caspase8→caspase3)をウエスタンブロッティング法を用いた比較検証が行えていない。

AmlexanoxによるMLL/AF4 ALLのアポトーシスに至るまでの過程(P53→acetyl P53→caspase8→caspase3)をウエスタンブロッティング法を用いた比較検証を早急に開始し完遂する。
レム睡眠制御を担う細胞内情報伝達分子機構の同定と解析

本研究は、ムスカリン型アセチルコリン受容体(M1とM3)の分子プロパティがレム睡眠を制御するという仮説を検証するものである。そのために、機能改変型M1・M3をスクリーニングし、個体内に機能改変型M1・M3を導入することで、分子プロパティと睡眠表現型との因果関係を個体レベルで示す。まず、in vitroアッセイ系で機能改変型M1・M3をスクリーニングする。次に、CRISPR-Cas9を用いてM1・M3のゲノムを機能改変型に編集する。次に、遺伝子改変個体の脳波・筋電図を測定し、分子プロパティと睡眠表現型の因果関係を検証する。さらに、遺伝薬理学的な直接摂動を与えることで構成的な検証を行う。
学習者の自発的学習行動をモニターし支援するエージェントとそのコンピュータ実装技術

近年の独創性・創造性育成の重要視の教育では、学習者の自発的な学習行動を覚醒する学習環境が必要である。過去の多くのe-Learningは、学習教材の管理や配信、講義のストリーミング配信など、機械的操作に優れているが自発性は学習者任せであった。本研究の目的は、自主学習の困難な学習者をも叱咤激励しながら自発的で積極的な一般的学習行動に誘導するe-Learning学習支援の実現である。こうした学習者の自発的な学習行動のモニタリング手法を解明し、その結果に基づく学習支援方略の一般的な数理モデルの定式化を試み、その実用化実験を経験しながらコンピュータ実装を試みてきた。平成17年度は、自発的学習支援に必要な学習環境を、学習支援環境モニターとしてマンマシーンインターフェイス画面を設計し、e-Learningの基本構成をエージェント・モデルとデータベースで構築した。平成18年度は、自主学習の支援に必要な学習者個々の知的資質を計測する手法の開発を試みた。数組のコンピュータ・ゲームを用意し、ゲームの成功度を計測し、その結果を統計解析することで、個々の被験者の知的資質の偏差値を算出する方策を開発した。平成19年度は、自主学習行動のモデル化を目的に、学部学生と大学院生の協力によるWebページ作成、Webページ作成公開講座などの実施を通して、創造的・自主的な学習態度、学習手順などの実態を具体的に観察した。上記の様に本研究では、教員の持つ教育戦略に関わる様々な専門家知識を学習支援システムとして構築することを目指してプロトタイプを試作した。報告書にもまとめたように、構想とプロトタイプ試作は出来たが、実用化へはさらに具体的な教材開発等を要し実現までにはあと一歩であった。これまでの多くのe-Learningでは、講義内容や学習教材の管理と配信などの授業運営が中心になっている。しかし、情報社会の重要な資質である独創性・創造性の育成教育には、学習者からの発信を中心とした自発的な学習行動を取り入れる学習環境が必要である。これまでの知的CAIでは、学習者の学習行動を学習者モデルとして議論しているが、大抵は個々の学習課題の問題解決に適応させた手法に限定された教科学習を目指した学習支援の形態になっている。本研究の目的は、学習者の自発的な学習行動のモニタリング手法を解明し、その結果に基づく学習支援方略の一般的な数理モデルの定式化を試み、そのコンピュータ実装を実現することにある。平成17年度では、本研究に必要な情報環境の整備を中心に推進してきた。Webサーバによる講義や教材の配信、や学習支援などを実体験しながら、URL http://www.tsplaza.jp(以下tsplazaと呼ぶ)によるインターネット環境の管理維持を試行錯誤し、Webサーバ並びに関連するデータベースの設計・構築・試験運用を試みた。本研究では、学習者の学習行動をモニターし、学習行動に関する情報を収集し、収集した情報の分析環境を整備する必要があるが、本年度の研究はそのための基盤整備であった。これにより、学習者の学習行動傾向をモデル化するための基礎データを確保し、個別学習支援エージェント機能の基本設計とそれを裏付ける情報確保のための諸実験の環境整備が整った。平成17年度のもう一つの研究課題は、創造性育成に必要な基本データの収集機構の研究であった。そのために、10個のコンピュータゲームを開発し、これを活用した「知的能力検査システム」を設計・試作し、平成18年度での実験準備をした。近年、重要となった独創性・創造性育成教育には、学習者の自発的な学習行動を配慮した学習環境が必要である。これまでの多くのe-Learningの機能は、学習教材の管理や配信、講義のストリーミング配信などの授業運営が中心であり、また知的CAIでは特定の課題に限定した上での学習者モデルが議論の対象になっている。

本研究の目的は、教科を限定せずに学習者の自発的で積極的な一般的学習行動を想定した学習支援を実現することにある。こうした学習者の自発的な学習行動のモニタリング手法を解明し、その結果に基づく学習支援方略の一般的な数理モデルの定式化を試み、その実用化実験を経験しながら実践的なコンピュータ実装を試みている。平成18年度は、自発的学習支援に必要な学習環境を、学習支援環境モニターとしてマンマシーンインターフェイス画面を設計し、自主学習を支援するためのe-Learning環境にふさわしい基本構成をエージェント・モデルとデータベース設計の観点から研究を進めてきた。これには、学習環境や学習者個々の資質などの詳細な情報も必要であることが判明し、この点からも研究を行った。特に平成18年度において、自主学習の支援に必要な学習者個々の知的資質を計測する手法の開発を試みた。11組のコンピュータ・ゲームを用意し、ゲームごとに被験者の成功度を計測し、その結果を統計解析することで、個々の被験者の知的資質の偏差値を算出する。平成18年度は本手法が有効であることの確認を終え、平成19年度に向けた本手法の実用化の準備ができた。自主学習のモデル化の面では、学部学生と大学院生の協力によるWebページ作成、Webページ作成公開講座などの実践を通して、創造的・自主的な学習態度、学習手順などの実態を具体的に観察し、こうした支援に必要な学習環境としてのe-Learningの形態への基本的な知識の収集を試みた。近年に重要視されるようになった独創性・創造性育成には、その基本として学習者の自発的な学習行動を覚醒する学習環境が必要である。これまでの多くのe-Learningは、学習教材の管理や配信、講義のストリーミング配信など、機械的操作に優れているが自発性は学習者任せであった。本研究の目的は、自主学習の困難な学習者をも叱咤激励しながら自発的で積極的な一般的学習行動に誘導するe-Learning学習支援を実現することにある。こうした学習者の自発的な学習行動のモニタリング手法を解明し、その結果に基づく学習支援方略の一般的な数理モデルの定式化を試み、その実用化実験を経験しながら実践的なコンピュータ実装を試みてきた。平成17年度は、自発的学習支援に必要な学習環境を、学習支援環境モニターとしてマンマシーンインターフェイス画面を設計し、e-Learningの基本構成をエージェント・モデルとデータベースで構築した。平成18年度は、自主学習の支援に必要な学習者個々の知的資質を計測する手法の開発を試みた。数組のコンピュータ・ゲームを用意し、ゲームの成功度を計測し、その結果を統計解析することで、個々の被験者の知的資質の偏差値を算出する方策を開発した。平成19年度は、自主学習行動のモデル化を目的に、学部学生と大学院生の協力によるWebページ作成、Webページ作成公開講座などの実施を通して、創造的・自主的な学習態度、学習手順などの実態を具体的に観察した。この様に本研究では、教員の持つ教育戦略に関わる様々な専門家知識を学習支援システムとして構築することを目指してプロトタイプを試作した。