hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
慢性副鼻腔炎における自然免疫リンパ球の関与について

難治性副鼻腔炎は鼻副鼻腔粘膜への著明な好酸球浸潤を認めることから、好酸球性副鼻腔炎と呼ばれている。非好酸球性副鼻腔炎はヘルパーT細胞のうちTh1が優位なのに対し、好酸球性副鼻腔炎ではTh2が優位と考えられているが、詳細は解明されていない。近年、新たなリンパ球集団として自然免疫リンパ球:Innate Lymphoid Cells (ILCs)が同定され、Th1サイトカインを産生するILC1、Th2サイトカインを産生するILC2、Th17、Th22サイトカインを産生するILC3の3種類に分類されている。今回、慢性副鼻腔炎におけるILC1/2/3のバランスが、好酸球性、非好酸球性副鼻腔炎の病態の違いに関与しているのではないかと考え、慢性副鼻腔炎患者の末梢血あるいは鼻ポリープ内よりILC1,2,3を分離した。好酸球性、非好酸球性副鼻腔炎患者における末梢血中のILC1,2,3を比較したところ、すべてにおいて好酸球性副鼻腔炎患者で上昇していたものの有意差を認めなかった。また、好酸球性、非好酸球性副鼻腔炎患者における鼻ポリープ中のILC1,2,3を比較したところ、既知の通り、ILC2は好酸球性副鼻腔炎患者では非好酸球性副鼻腔炎患者と比較して有意差をもって上昇していたものの、ILC1、ILC3は好酸球性、非好酸球性副鼻腔炎患者では有意差を認めなかった(ILC1は非好酸球性副鼻腔炎患者では好酸球性副鼻腔炎患者と比べ上昇している傾向がみられ、ILC3はほぼ同等であった)。もともと非好酸球性副鼻腔炎ではILC1が、好酸球性副鼻腔炎ではILC2/ILC3が多く発現していると予想したが、結果は一部異なった。末梢血と鼻ポリープにおける自然リンパ球の割合が微妙に異なることから、局所での好酸球炎症が病態に重要であることが示唆されるとともに、ILC2が好酸球性副鼻腔炎の治療のキーとなることが推察された。自然リンパ球(ILC)が副鼻腔炎の病態に関与していると仮定し、副鼻腔炎のポリープからILCを分離し、ILCを定量、定性的に評価している。勤務地異動新たなリンパ球集団として自然免疫リンパ球:Innate Lymphoid Cells (ILCs)が同定され、現在のところ、IL-12やIL-18に反応してTNF-αやINF-γなどのTh1サイトカインを産生するILC1、IL-25やIL-33に反応してIL-5やIL-13などのTh2サイトカインを産生するILC2、IL-23やIL-1βに反応してIL-17AやIL-22などのTh17、Th22サイトカインを産生するILC3の3種類に分類されると考えられている。なかでもILC2はTh2サイトカインを短時間で多量に産生することがわかっており、強力な好酸球性炎症を誘導することが示唆される。ここで、我々は好酸球性副鼻腔炎におけるTh2、Th17、Th22サイトカインのメインソースはそれぞれILC2、ILC3ではないかと仮定し、ILC1/2/3のバランスが、好酸球性、非好酸球性副鼻腔炎の病態の違いに関与しているのではないかと考え、研究を行っている。研究場所の変更等で検体数が当初の予定より少ない。もともと非好酸球性副鼻腔

炎ではILC1が、好酸球性副鼻腔炎ではILC2/ILC3が多く発現していると予想したが、結果は一部異なった。末梢血と鼻ポリープにおける自然リンパ球の割合が微妙に異なることから、局所での好酸球炎症が病態に重要であることが示唆されるとともに、ILC2が好酸球性副鼻腔炎の治療のキーとなることが推察された。症例数を増やす今後は検体数を増やし、統計学的考察ができるほど十分量にする。実験に遅れがあり、その分次年度使用額が生じた研究の遅れのため、前年度分に余剰分が生じた。遅れを取り戻すため、今年分に追加する今年度は検体数を増やし、研究を進めるため、抗体、データ解析等で前年度以上に助成金を使用する予定である。
神経細胞の過活動がネットワーク内のタウ蛋白リン酸化に及ぼす影響

アルツハイマー病では、認知機能低下をきたす数年から数十年前には神経活動が亢進していることが報告されている。そこで研究代表者は、神経系培養細胞を用いて、興奮性神経伝達物質であるグルタミン酸により刺激を行った。アミロイド前駆体蛋白のβ-セクレターゼによる切断が、神経活動依存性に亢進することを示唆する所見を認めた。このことから過剰な神経活動はAβ産生を亢進させると考えられた。研究代表者はこれまでに細胞外Aβ依存性に細胞内タウ蛋白のリン酸化が亢進することを報告しており、アルツハイマー病の早期病態における神経活動亢進は、Aβ産生の増加を介して細胞内タウ蛋白を過剰にリン酸化させる可能性が考えられた。認知症患者は世界中で増加の一途をたどるが、認知症の最大の原因であるアルツハイマー病の予防・治療法として確立したものはいまだにない。アルツハイマー病は、病理学的にβアミロイド蛋白(以下Aβ)が神経細胞外に沈着した老人斑と、過剰にリン酸化されたタウ蛋白が神経細胞内に蓄積した神経原線維変化に特徴づけられる。Aβは神経細胞の活動の亢進とともに細胞外に放出されることが報告されており、さらにAβは神経細胞の軸索終末から放出され、シナプス活動を障害することが示されている。本研究の目的は、神経活動依存性にシナプスを介した神経ネットワーク内のタウ蛋白の過剰リン酸化をひき起こす機序を明らかにし、アルツハイマー病の予防および新規治療法の確立への足がかかりをつかむことである。本研究では申請者が構築した共培養システム(ドナー細胞が分泌するAβが、培養液を介してレシピエント細胞へ及ぼす影響を解析可能である)を用いて、神経細胞の過活動がAβ産生亢進を介して、ネットワーク内の細胞におけるタウ蛋白リン酸化に及ぼす影響を探索する。今年度は共培養細胞のドナー細胞の選択および神経活動亢進の条件設定を行う。マウス神経芽細胞腫(Neuro2a)およびラット初代培養神経細胞にグルタミン酸による刺激を行い、内在性AβもしくはトランスフェクションしたヒトAPP由来のAβの神経活動依存性の分泌亢進を確認する。その際、刺激に必要なグルタミン酸濃度、反応時間およびトランスフェクションAPPの有無に関し、詳細に検討を行う。神経培養細胞のグルタミン酸刺激条件を検討次第、共培養システムを用いて神経活動依存性に分泌されたAβの細胞間での影響、特にタウ蛋白のリン酸化への影響を解析する。興奮性神経伝達物質であるグルタミン酸によりマウス神経芽細胞腫Neuro2a細胞を刺激すると、神経活動依存性に、APPがβ-セクレターゼによる切断を受けて産生されるC末断片(C-terminal fragment, CTF)の発現増加を認めた。またラット大脳皮質初代培養細胞をグルタミン酸で刺激すると、神経活動依存性に全長型APPの発現が減少し、APP-CTFは一過性に増加後、減少した。この結果から神経活動の亢進はβ切断の亢進を介してAβ産生を増加させる可能性が示唆された。研究代表者は、これまでに細胞外Aβ依存性に細胞内タウ蛋白のリン酸化が亢進することを報告しており、早期AD病態における神経活動亢進は、Aβ産生の増加を介して細胞内タウ蛋白を過剰にリン酸化する可能性が考えられた。共培養システムのドナー細胞として用いる神経系培養細胞として、まずマウス神経芽細胞腫(Neuro2a)を用いた。グルタミン酸による刺激条件(濃度、刺激時間、培養液組成)を詳細に検討したが、内在性およびトランスフェクションしたヒトAPP由来のAβは、神経活動依存性の分泌亢進を認めなかった。グルタミン酸刺激の有効性はEgr-1により確認できたことから、Neuro2a細胞は神経活動依存性のAβ分泌の亢進を示さないと考えられた。次にラット初代培養神経細胞で同様に検討を行ったところ、神経活動依存性のAPPプロセッシング亢進を確認できたことから、今後さらに詳細な条件検討を行う。上記Neuro2a細胞は神経系培養細胞であるが、予想に反し神経活動依存性のAβを認めなかったため、条件設定などに時間を要し、本研究は当初の計画よりもやや遅れている。神経科学ラット初代培養神経細胞のグルタミン酸刺激によるAβ分泌条件を確認する。その後、ラット初代培養神経細胞をドナー細胞、Neuro2a細胞をレシピエント細胞として共培養を行う。Neuro2a細胞はグルタミン酸依存性Aβ分泌を示さないことを確認していることから、この共培養システムにおいてグルタミン酸刺激依存性に分泌されるAβはドナー細胞であるラット初代培養神経細胞

由来と考えることができ、レシピエント細胞であるNeuro2a細胞におけるタウ蛋白のリン酸化を含め解析を行う。当初の予定より進行が遅れたため、着手できていない予定実験があるため。マウス脳をもちいた初代神経培養実験等に使用する予定である。
高温水蒸気を用いた伝熱促進機構の構築とその解明

水蒸気は、地球温暖化ガスの一つとして知られるように、ふく射を放射吸収し再放射する。したがって、水蒸気濃度の変化は熱移動に影響を与える。また、高温の水蒸気を生成することにより、体積が膨張することで流れが加速される。これら2つの特長を用いて、燃焼場に高温水蒸気を導入すれば伝熱が促進される可能性がある。本研究では、工業用加熱炉に高温水蒸気加熱機構を構築することを目的とし、らせん流路導入の効果、実機における水蒸気導入の影響を評価した。その結果、適度な水分を装置内に導入すれば、高温水蒸気が生成され、伝熱促進されることがわかった。また水蒸気は、対流伝熱よりもふく射伝熱に対して効果があることがわかった。効率向上が高温水蒸気の付与によってのみ引き起こされるのかを確認する必要があるため、前年度製作した小型実験装置(炉)を用いて、付与する水分量などの主要パラメータを変化させて実験を行い、燃焼場近傍の温度分布や熱流束分布、加熱対象の温度分布測定など、データの積み上げを行った。実証実験による温度測定など更なるデータの積み上げとともに、高温水蒸気の付与が対流熱伝達・ふく射熱伝達の複合伝熱にどのように寄与しているのか数値解析的に評価することが課題となっているが、ふく射伝熱は、熱伝導、対流熱伝達と複合して観察されることが多く、実験で計測することは困難であるため、ふく射伝熱解析が有効である。ふく射伝熱解析を行う上では、対象の物体や流体のふく射物性の扱いが重要であるが、ふく射物性の波長依存性を考慮した複合伝熱解析はあまり行われていない。そこで、ふく射物性の波長依存性を考慮した高温場でのふく射・対流複合伝熱解析を行った。熱伝達の促進には対流熱伝達、ふく射伝熱同士の相互作用が重要であるため、前年度に開発した、燃焼が起きている高温場に適用できるふく射・対流複合伝熱解析コードを用いて、複合伝熱場の解析を購入予定のワークステーションで大規模に行い、伝熱促進の支配因子を検討した結果、実験同様に、装置内に導入される水蒸気の総量(燃焼用空気に含まれる水蒸気および水供給機構で供給される水分由来の水蒸気の和)に適切な値が存在することが分かった。実証実験用の小型実験装置(炉)の構築を行った。効率向上が高温水蒸気の付与によってのみ引き起こされるのかを確認するために必要な小型実験装置の製作では、研究室所有の小型るつぼ炉を発展させ、燃焼ガスの加熱対象への接触時間を長くとるためのらせん流路の効果を確認するとともに、水供給手段および蒸発器(水蒸気発生部)を検討し、潜熱(気化熱)によるエネルギーロスの低減を試みた。1バーナー近傍に設けたスパイラル管に水を通して水蒸気にする、2水供給部を多孔質体として表面積を大きくとり蒸発を促進する、の手段を検討し、2の方策が有効であることを確認した。また、本格的な実験の前に、バーナーの向き・燃焼ガスの量・空気量等、基準となる燃焼状態を規定するための予備実験を行うことができた。更に、数値解析結果と突き合わせるために必要な実験データをリストアップし、それらの取得のための測定系を検討して、装置のカスタマイズも行った。ふく射・対流複合伝熱解析コードの構築では、これまでに構築した比較的低温場での解析を目的とした研究室所有の解析コードを発展させ、高温場に適用可能なガスモデルを組み込み、燃焼場を扱えるふく射対流複合伝熱解析コードを構築した。また、温暖化ガスのふく射物性は、各電磁波の波長による値として、比較的低温場用にHITRAN、高温場用にHITEMPというデータベースにまとめられており、ふく射伝熱計算でのデータの取り込みを確認できた。今後、CPUへ負荷と、精度の検証および精度の向上の検討を行う予定である。効率向上が高温水蒸気の付与によってのみ引き起こされるのかを確認する必要があるため、これまでに構築した小型実験装置(炉)を用いて、前年度に引き続き、付与する水分量などの主要パラメータを変化させて実験を行い、燃焼場近傍の温度分布や熱流束分布、加熱対象の温度分布測定など、データの積み上げを行った。これまで行ってきた実験・数値解析によって、炉内に導入すべき水蒸気量が多過ぎても少な過ぎてもエネルギー効率の改善をもたらさず、燃料の燃焼により生じる水蒸気および吸入する空気の湿度を含めて、全体の水蒸気量をコントロールする必要があることがわかった。

特に、バーナの火炎による炉への直接熱伝達に加え、適正な水蒸気を発生することで水の急激な体積膨張による対流効果および水蒸気そのものによるふく射の吸収・再放射の効果で、炉へ効率的な熱伝達を行うには、適した水蒸気量の総量が決定するはずでり、水蒸気の存在が、対流熱伝達の促進、ふく射伝熱の促進にそれぞれ寄与するはずで、最適な水蒸気量が確定しても、それが対流熱伝達において最適なのか、ふく射伝熱的に最適なのか、もしくはいずれの場合の単独な最適値ではなく、対流熱伝達・ふく射伝熱の複合伝熱において最適となるのか、という課題の洗い出しができた。熱流体工学過熱水蒸気を単純な機構によって供給することができることを確認し、供給する水蒸気は燃料の燃焼に由来する水蒸気より1桁オーダーが小さいこと、燃焼用空気に含まれる水蒸気量とともに注意深く制御する必要性があることが分かった。解析コードの運用では、研究室所有の計算コードを発展させ、高温場でのふく射伝熱解析を行うことができ、今後のパラメータスタディに有効であることが確認できた。実験装置の構築ではらせん流路の設置と出口の排気抵抗の調整により、燃焼ガスの接触時間の調整が有効であると確認できた。また、水供給・水蒸気発生機構については、スパイラル管の設置は複雑で困難であることを理解し、より単純な、多孔質体への水滴下と燃焼ガスからの熱による蒸発が有効であることが解明できた。解析コードの構築では、研究室所有の計算コードを発展させ、高温場でのふく射伝熱解析を行う目途がついた。小型実験装置での実験による実証および現象の理論的解明が進めば、エネルギー使用合理化技術を用いた装置の構築に向け、中型実証実験装置を製作し、その性能評価を行う予定で、小型・中型の違いによるスケール効果が生じる恐れがある。高温水蒸気を用いた伝熱促進機構を中型実験装置においても実現するため、設計・製作の指針として役立つ、ふく射・対流複合伝熱解析を行う。本研究で構築を目指す高温水蒸気を用いた伝熱促進技術は、エネルギー源としてガス・重油を用いる工業炉への適用が当面主となるが、坩堝(釜)(または過熱対象物体)と、発熱源に空間をもつ炉(例えば電気炉)や加熱器具その他への適用によるエネルギー効率改善にも繋がることが期待できる。そこで、燃焼以外の加熱機構への応用を目指して、伝熱促進技術の適用可能性を数値解析によって評価する。特に、燃焼現象を伴わない場合二酸化炭素量は減少するため、伝熱促進機構がその影響を受けるのかどうか評価を行う。小型実験装置での、実証実験による装置各所の温度・圧力・ガス流量等実験データの取得を行う。効率向上が高温水蒸気の付与によってのみ引き起こされるのかを確認する必要があるため、前年度構築した小型実験装置(炉)を用いて、付与する水分量などの主要パラメータを変化させて実験を行い、燃焼場近傍の温度分布や熱流束分布、加熱対象の温度分布測定など、データの積み上げを行う。ふく射・対流複合伝熱解析では、実証実験による温度測定など更なるデータの積み上げとともに、高温水蒸気の付与が対流熱伝達・ふく射熱伝達の複合伝熱にどのように寄与しているのか数値解析的に評価することが課題となっている。ふく射伝熱は、熱伝導、対流熱伝達と複合して観察されることが多く、実験で計測することは困難であるため、ふく射伝熱解析が有効である。ふく射伝熱解析を行う上では、対象の物体や流体のふく射物性の扱いが重要であるが、ふく射物性の波長依存性を考慮した複合伝熱解析はあまり行われていない。熱伝達の促進には対流熱伝達、ふく射伝熱同士の相互作用が重要であるため、前年度に開発した、燃焼が起きている高温場に適用できるふく射・対流複合伝熱解析コードを用いて、複合伝熱場の解析を購入予定のワークステーションで大規模に行い、伝熱促進の支配因子を検討する。
新規免疫応答測定法を利用した複合療法開発への基盤研究

平成28年度にマウス繊維芽肉腫細胞株CMS7をモデルとして高免疫原性変異抗原Snd1 (staphylococcal nuclease domain-containing protein 1 )由来8merペプチド(mSnd1; YAPCRGEF)を同定した。この変異ペプチドはIEDBでのH-2Ddへの結合性の高さを指標に選択し、同定したエピトープである。平成29年度には、このmSnd1に対する免疫応答を詳細に検討するため、CMS7担癌マウスにおいて惹起されるmSnd1特異的CD8陽性T細胞からTCRを取得した。しかし、予想外に、これらmSnd1特異的TCRを発現導入したマウスT細胞の抗原認識はH-2DdではなくH-2Kd拘束性であった。さらに、取得した全てのTCRはCMS7腫瘍株を認識するものの、一部のTCRのみがmSnd1を添加(final 1uM)したH-2d陽性P1.HTR腫瘍株を認識した。取得したTCRのfunctional avidityは1uM10uM程度と予想外に低く、同定したmSnd1 (YAPCRGEF)は腫瘍細胞表面に実際に提示されている抗原ではない可能性が強く示唆された。そのためSnd1抗原の変異部位を含むH-2Kdに結合性の高いペプチドを作製し、それらペプチドへの反応性を検証した。結果、9merのペプチドmSnd1(SYAPCRGEF)への反応性が最も高い(>500pM)ことが明らかとなった。今回新たに候補となった9mer mSnd1ペプチド(SYAPCRGEF)は、In silicoでの変異抗原の選択の際に用いた基準(IC50 <4000nM, percentile rank <0.6)では選択されないエピトープであったが、基準を修正することにより選択可能であることが明らかとなった。これらの結果は今後の変異抗原選択に有用であると考えられる。変異抗原を標的とした免疫療法では、変異抗原とその抗原に対する宿主の免疫応答を詳細に検討することが必須と考えられる。本年度の詳細な変異抗原に対する免疫応答の解析から、治療に有用と考えられる変異抗原の候補選択の際の問題点が明確となったが、この問題点を解決する手段をマウスモデルにおいて可能となる道筋をつけることができた。これら本年度に得られた結果は今後の研究に非常に有用であり、今後の研究の大幅な進捗が期待できると考えられるため。今後はCMS7腫瘍株で同定した変異抗原Snd1に注目し、変異部位を中心に位置する31merのロングペプチドを作製し、取得した高免疫原性変異型Snd1を抗原としたワクチン療法の効果の検討を行っていく。既に変異型Snd1由来31merロングペプチド及びその野生型Snd1由来31merロングペプチドを包埋する独自のドラッグデリバリーシステムであるCHP(cholesteryl pullulan)ロングペプチドワクチンの作製を終了しており、これらワクチンの抗腫瘍効果の確認と、ショートペプチドワクチンとの効果の比較を行っていく。また予定通り、H30年度には各種腫瘍細胞株での免疫原性の高い変異抗原を独自に開発した新規免疫応答測定法を用いての同定の試みを継続するとともに、化学療法剤・ワクチン・抗チェックポイント・放射線等を組み合わせた複合免疫療法での免疫応答の変化、治療効果を検討し、最適化を図っていく。開発した新規免疫応答測定法を用い、マウス繊維芽肉腫細胞株CMS7を対象に変異抗原に対する免疫応答解析を行った。exomeシークエンスによりCMS7腫瘍ゲノムにコードされる遺伝子変異を同定し、RNAseqでの発現予測及びH-2への結合性を考慮し57種類の変異エピトープペプチド(810mer)を作製した。CMS7腫瘍を担癌し、抗PD-1/CTLA-4/GITR抗体の腹腔内投与による治療の後に変異ペプチド群に対する免疫応答解析を行い、Staphylococcal nuclease domain-containing protein 1 (Snd1)遺伝子の変異に由来するペプチド(mSnd1; YAPCRGEF)に対する免疫応答を検出した。特記すべきこととして、無治療担癌マウス脾臓においてもmSnd1に対する免疫応答が検出された。通常使用されるIFN-γICS(intracellular staining)法及びELISPOT法では、mSnd1に対する免疫応答が治療群では同様に検出されるが無治療群では検出できず、申請者らの開発した免疫応答検出法の鋭敏性が強く示唆された。また、野生型ペプチド(wSnd1; YAPRRGEF)に対する免疫応答は新規測定法を用いても両群で検出されず、変異抗原特異的な免疫応答が担癌マウスで惹起されていることが明確になった。さらに、当初の計画通りにタンデムmRNAを用いたスクリーニング法の妥当性を、今回同定した変異遺伝子Snd1を用いて行った。変異部位を中心に31merとなるように塩基配列を設定し、同様に設定した他9種類の無関連変異抗原と直列に配置しmRNAを作製した。電気穿孔法によりP1.HTR細胞(H-2d)に導入後、担癌マウス脾臓細胞に混入しCXCR3リガンドmRNAを測定することで特異的免疫応答のスクリーニングが可能であることを確認している。CMS7腫瘍株でのスクリーニングにより変異抗原mSnd1を同定しており、且つタンデムmRNAを用いたスクリーニングの妥当性検証を終了している。NGS解析をCMS5及びB16腫瘍細胞株で終了しており、今後はタンデムmRNAを用いた変異抗原特異的な免疫応答解析が加速すると予想される。

平成28年度にマウス繊維芽肉腫細胞株CMS7をモデルとして高免疫原性変異抗原Snd1 (staphylococcal nuclease domain-containing protein 1 )由来8merペプチド(mSnd1; YAPCRGEF)を同定した。この変異ペプチドはIEDBでのH-2Ddへの結合性の高さを指標に選択し、同定したエピトープである。平成29年度には、このmSnd1に対する免疫応答を詳細に検討するため、CMS7担癌マウスにおいて惹起されるmSnd1特異的CD8陽性T細胞からTCRを取得した。しかし、予想外に、これらmSnd1特異的TCRを発現導入したマウスT細胞の抗原認識はH-2DdではなくH-2Kd拘束性であった。さらに、取得した全てのTCRはCMS7腫瘍株を認識するものの、一部のTCRのみがmSnd1を添加(final 1uM)したH-2d陽性P1.HTR腫瘍株を認識した。取得したTCRのfunctional avidityは1uM10uM程度と予想外に低く、同定したmSnd1 (YAPCRGEF)は腫瘍細胞表面に実際に提示されている抗原ではない可能性が強く示唆された。そのためSnd1抗原の変異部位を含むH-2Kdに結合性の高いペプチドを作製し、それらペプチドへの反応性を検証した。結果、9merのペプチドmSnd1(SYAPCRGEF)への反応性が最も高い(>500pM)ことが明らかとなった。今回新たに候補となった9mer mSnd1ペプチド(SYAPCRGEF)は、In silicoでの変異抗原の選択の際に用いた基準(IC50 <4000nM, percentile rank <0.6)では選択されないエピトープであったが、基準を修正することにより選択可能であることが明らかとなった。これらの結果は今後の変異抗原選択に有用であると考えられる。変異抗原を標的とした免疫療法では、変異抗原とその抗原に対する宿主の免疫応答を詳細に検討することが必須と考えられる。本年度の詳細な変異抗原に対する免疫応答の解析から、治療に有用と考えられる変異抗原の候補選択の際の問題点が明確となったが、この問題点を解決する手段をマウスモデルにおいて可能となる道筋をつけることができた。これら本年度に得られた結果は今後の研究に非常に有用であり、今後の研究の大幅な進捗が期待できると考えられるため。現在、既にCT26(マウス大腸がん細胞株)及びマウス繊維芽細胞株(CMS7)の変異抗原に対する免疫応答解析に着手しており、今後はCMS5及びC57BL/6マウス系統由来B16メラノーマ細胞株での解析を開始する。既に両腫瘍では次世代シークエンスによる変異遺伝子同定を終了しており、H28年度に妥当性検証を行ったタンデムmRNAを用いたスクリーニング法を用いて、より効率的に免疫原性の高い変異抗原が同定可能となることが予想される。CMS7細胞株で同定したmSnd1は非常に免疫原性の高い特異な変異抗原であると考えている。
ミシェル・フーコーの思想の総合的把握と現代的意義

本年も昨年に引き続きミシェル・フーコーの方法論についての研究を進めた。特に、言語行為論に関する文献を読み進めた。また、フーコーとカントをつなぐテーマである啓蒙についての研究も進めた。カントの歴史哲学と啓蒙論は、フーコーが自身の方法を練り上げる上で強く意識していた事柄である。というのも、フーコーは自身の研究を現代における「批判哲学」と位置づけ、自己創出のプロセスとして系譜学を構想しているからである。哲学における自己創出という問題は晩年のフーコーの研究テーマでもあり、2008年に出版された講義録Gouvernement desoi etdes autresでパーレシア概念の研究という形で展開されている。そこで、カントの歴史哲学について概観するとともに、フーコーの前述講義録に依拠しつつ、フーコーと啓蒙について研究会で発表した(社会哲学研究会)。フーコー研究と平行して、セックスの哲学についての研究も行っている。英米圏で展開されているPhilosophy of sexは、「性的」とはどういうことかといった原理的問いから売買春やセクシュアル・ハラスメントのような応用倫理学的な問いまで含んだ興味深い領域であるが、日本での受容はさほど進んでいない。そこで、本年はセックスの価値に関する研究や売春合法化論をめぐる議論の検討などを行い、発表した(京都生命倫理研究会)。平成19年度前半(4月10月)は、フランスのボルドー第三大学にて、Guillaume le Blanc教授の指導を受けて研究を進めた。同教授は、カンギレムおよびフーコーの専門家である。報告者は、同教授の指導のもと、(a)『言葉と物』および『知の考古学』に示されている、フーコーの方法の独自性をテーマに研究を進めた。すなわち、フーコーが唱えた考古学とは、「新しい歴史学」や同時代の思想と何が異なるのか、この問いを出発点として、歴史を通じて哲学するというフーコーの哲学的方法の独自性と妥当性を問おうとした。このテーマについては、平成20年度中に論文にまとめる予定である。平成19年度後半(10月末翌3月)は、水谷雅彦京都大学教授指導のもと、上記(a)の研究を継続しつつ、応用倫理学の一環として公衆衛生の倫理学の研究を進めた。フーコーには医療の歴史をとりあげた論文が複数あり、彼の提出した生権力という概念は医療がはらむ権力性を批判する鍵となるものである。この研究を通じて得られた知見は、平成20年度中に学会発表する予定である。
プラズマ診断のためのディジタル像再生法の研究

プラズマ計測を目的とする計算機トモグラフィー(CT)技術の開発のために、1.装置の試作と予備的実験、及び2.データ解析法の研究を行なった。具体的には1.(1)一本の可動光ファイバー糸を用いた可視光CTの予備実験として、Ne陽光性の断面上にてNaI線の放射強度を観測し(900点)、像再性を行なうとともに、ラングシュア・プローブ測定による密度分布と比較した。光学系の較正、放電管壁面からの反射光の影響などの検討を行った。(2)再現性の良い繰り返し放電(10HZ)が加能な小型トカマクCSTNを一部改造し、一ポロイダル断面内に三つの観測窓を設けるとともに、反射光を減少させるための黒色板を内壁に取付けた。(1)で試験した観測系を用いて、HΑ線放射強度がプラズマ周辺部に集中している有様が既に得られている。現在、磁気リミターの効果を調べる方向で実験を進めている。(3)レーザ・ブローオフなどで注入された不純物原子の振舞いを調べるため、一桁長い放電時間(【<!-】20ms)が可能なHYBTOK装置を用いることとし、装置の改造を行った。繰り返し放電がきかないことを考慮して、MCPカメラによる接線方向投影からのCTを準備している。2.CTのためのデータ解析法として、(1)上記の実験を想定したスプライン関数法の試験及び実データの処理、及び(2)粒子速度分布関数の測定を目的としたエルミート展開法の試験を行ない、ART,FBP,MEMなど他の手法と比較・検討した。(2)については、仏国エコール・ポリテクニックにおいて得られた静電分析器のデーターに適用し、ダブル・プラズマ特有の進行方向に冷却されたイオン・ビームの様子を再生するのに成功した。更に、正則化法の導入について初歩的な試験を行なった。関連学会発表12件(内国際会議2件)プラズマ計測を目的とする計算機トモグラフィー(CT)技術の開発のために、1.装置の試作と予備的実験、及び2.データ解析法の研究を行なった。関連学会発表12件(内国際会議2件)
コンピテンス基盤型科学教育の創造ー初等・前期中等教育を中心にー

コンピテンスとは、今日、生徒の知識や技能、態度を含む概念である。私たちは、まずコンピテンスとはどのようなものかを調べ、科学教育に求められるコンピテンスとは何かを明らかにしようとした。研究は、日本の自動車産業で求められるコンピテンスや、科学研究者に必要な能力について面接調査から始まった。ドイツやフランス、フィンランドにおけるコンピテンス基盤型教育についても調べた。それらをまとめた結果、日本における科学教育に求められるコンピテンスは、「科学的に探究する」、「科学と向き合う」、「学びの基礎を築く」の3つのカテゴリーに分けることができた。中学校でコンピテンスを育てる理科授業を行い、成果を得た。本年度は4年間の研究期間の一年目に当たり、これからの日本の科学教育に求められるコンピテンスについて、過去の学習指導要領や教科書、テスト、及び科学技術系企業の研究者や人事考課を分析し、どのような能力育成のためにそれらが設定されているのか、そのキーワードの集積を行った。まずコンピテンス抽出に関する基礎研究として、文献調査と企業・教育機関への聞き取り調査を研究代表者ならびに分担者で行った。時期は前後するが、大塚は国内のコンピテンシーに関する内容の整理を、古屋はアメリカ・バッファローの評価規準について、荻原はサイエンスリテラシーに着目して実践している長野県の高等学校を、人見と鈴木は日産自動車のテクニカルセンター人材開発部を、細川は学習場面での能力育成について、鈴木は東京医科大学においてアメリカのコンピテンス基盤医学教育についてそれぞれ調査を行った。特に日産自動車では、外部には出さない人材育成の評価の観点や人事考課の実際について解説があり、貴重なデータを得ることができた。また東京医科大学の調査では、アメリカではすでにアウトカムベイスドの医学教育が展開されつつあることがわかり、来年度以降の海外調査について重要な助言を得ることができた。第1回研究会は国立教育政策研究所においてH22.11に行われ、当センター連携研究者猿田とともに、調査の報告(日産自動車は除く)と今後の方針の確認を行った。第2回研究回は、これらの成果H23.3.30に北大東京オフィスにて、科学教育におけるコンピテンスについて、第一次の抽出作業を行う予定であったが、東北関東大震災による影響で中止となり、次年度に持ち越された。本年度は4年間の研究期間の2年目に当たる。研究会は3回開かれ、これからの日本の科学教育に求められるコンピテンスについての分析を進めた。まず大震災で開催を中止された第2回の研究会を実施し、日産自動車のテクニカルセンター人材開発部研究者への調査によるコンピテンスについて共通理解を図った。またコンピテンス基盤型教育を次期National Core Curriculumから導入するフィンランドの調査が報告された。第3回の研究会から、現場の教諭4名が東京WGとして新たに参加し、震災で遅れていた現時点で考えられるコンピテンスについてKJ法に抽出と整理を行った。その以後各自第4回研究会に向けて、大塚は国内のコンピテンシーに関する内容の整理を、古屋は「Exploring the Intersection of Science Education and 21st Century」のワークショップ報告書から21世紀の能力の定義について分析を、大塚、荻原、鈴木は有馬朗人氏・寺脇研氏へ能力に関するインタビューを、細川はENS de LyonでDr, Andree TIBERGHIEN氏にインタビューを行い、フランスの才能教育の様子を、人見は「全米研究評議会における科学教育フレームワークの策定」の分析を、鈴木は、ヘルシンキ大学にて進む才能教育の実態について調査分析、第4回の研究会にて告された。また第4回の研究会では、その他東京WGの武から「これからの科学教育に必要な力」というレポートが報告され、探究能力の分析の意味について新たな提案がなされ、活発な議論が展開され、探究能力に関する宿題が次回研究会までに全員に課せられた。その後、荻原は三重大学医学部で行われているPBLへの授業参加を行い、コンピテンスに関わる能力の分析を行った。本研究は、4年間の研究期間の最終年度に当たる。研究会は現職教諭5名と研究分担者5名で組織され、北大東京オフィスで3回、また千葉大附属中学校でのコンピテンス公開授業、さらに9月三重大学における科学教育学会の課題研究時と、延べ5回実施された。その概略は以下の通りである。1)国内外の文献研究や海外調査を整理し、日本の科学教育に求められるコンピテンスについて集積を進めた。2)コンピテンス基盤型教育を進めるフィンランドの国家教育委員会、才能教育を展開するPaivolaを調査し、能力、資質、態度についての調査を実施した。3)探究に求められる能力について詳細に分析し、集めた能力観との摺り合わせを行った。

4)これらの知見を元に、日本の科学教育に求められるコンピテンスについて、「科学的に探究する」、「科学と向き合う」、「科学の学びの基礎を築く」の3つのカテゴリーを設定し、ティームワーク力、数理能力、芸術的センス、正確性、学習方略、倫理、情報処理、メタ認知など、明らかになった能力を組み込んだ樹形図を設計した。5)樹形図を元に、具体的なカリキュラムの設計を中学校2年生に限定してコンピテンス基盤型科学教育の設計を行った。6)研究協力者の所属校(千葉大学附属中学校)でコンピテンスに基づいた授業実践ジグソー学習を用いて実践し、その有効性の検証を行った。得られた情報を元に、科学教育におけるコンピテンスの修正を行った。7)2013年度日本科学教育学会「課題研究」にて、これらの研究成果を公開し、広く意見を求めた。8)研究成果を整理し、「コンピテンス基盤型科学教育の創造-初等・前期中等教育を中心に-」とする報告書を作成した。これは後日pdfファイル化し、HPなどでダウンロードできるようにする予定である。本年度は4年間の研究期間の3年目に当たる。研究会は新規参加者を含め現職教諭5名のWGと合同で3回開かれ、国内外の文献研究や海外調査から得た知見を元に、これからの日本の科学教育に求められるコンピテンスの集積と分析、検討を行った。主なものは以下の通りである。まず、北海道教育大のプロジェクトでまとめた「探究(Inquiry)とその指導方法入門」を元に、探究の問題点や構成主義との関わり、問題解決との位置、探究の要素から求めるべきコンピテンスについて検討を行った。その結果探究をめぐる様々な問題点が明らかになった。また、三重大学医学部のPBLチュートリアル教育の調査と分析を行った。アウトカム・ベイスドが医学教育の中で浸透しつつあり、医学的知識やスキル、コミュニケーション力が求められていること、PBLは伸ばすべき資質や目的が明確にないることなど、コンピテンス基盤型教育を目指す上で新しい知見を得ることができた。国外調査では、カリフォルニア大学ローレンスホール・オブ・サイエンス、および全米理科教師協会(NSTA)全米大会、ワークショップMaking Sence of Scienceを調べ、アメリカの能力育成についての情報を得ることができた。またデラウエア大学のコンピテンス基盤型医学教育を調査し、アメリカのさらに進んだ教育システムが明らかになった。一方、ナショナルコアカリキュラムの改訂間近のフィンランドも継続的に調査し、コンピテンス基盤型教育の編成について、担当者と議論を重ねることができた。これらの知見を元に、第6回、第7回の研究会でこれからの日本の科学教育に求められるコンピテンスを整理し分類する作業を繰り返した。震災の影響により、昨年末予定されていた研究会が本年度に持ち越されたが、予定通り現場の教諭との合同会議(東京ワーキング)も開催することができた。コンピテンスに関するキーワードについて、科学技術系企業や研究者、人事担当者など多方面からの集積も進んでいる。予定している歴史や文学、芸術分野からの分析が今後必要である。
IgA腎症モデルマウスを用いた腎炎発症機構に関する研究ーモノクロナルIgAの特性の検討を中心に

慢性腎炎の中でも特にわが国を中心にその発生頻度の高いIgA腎症の腎炎発症機構に関与するIgAの特性を検討するため、腎炎自然発症モデルマウスよりモノクロナルIgA(mIgA)を作成し、その特性を重さと荷電の面から検討し、更に特殊抗体活性を特に自己抗体活性、抗レトロウイルス粒子膜抗原gp70抗体活性を検討した。またそれらの腎炎原性を、正常マウスへの投与による腎の組織病変を確認することにより検討した。現在までに得られている結果は以下の通りである。1)IgA腎症様の腎炎を発症している老齢ddyマウスとBalb/cマウス由来のミエローマ細胞との細胞融合により16種のIgA産生モノクロナル細胞株を確立した。それぞれのmIgAについて荷電と重さの検討をした結果、単量体IgAは見つからず、すべての二量体または多量体であり、pH4-6までの酸性の荷電を有することを確認した。この結果は以前よりこのマウスで血中及び腎沈着性IgAにつきわれわれが見いだしている特性を裏付けるもので、腎障害IgAの特性として多量体でより酸性に荷電したものの病態への関与はほぼ確認された。2)このうち抗DNP活性を示すものを1種、抗gp70活性を有するものを2種類検出しており、抗DNP活性を示すmIgAについては結合阻止ELIZAにて抗原に対する親和性は弱いことを確認し、病態への強い関与は推測され得なかった。抗gp70活性を有する2個のmIgAについては、その腎炎惹起性を調べるため、血中にgp70抗原を有し腎炎を来していないDBA/2マウスに投与して、その腎病変を検討した結果、血中のIgAの上昇は得られたものの、腎病変ではメサンギウム細胞の軽度の増殖を見たのみで、われわれの行った条件では腎炎を惹起し得なかった。従って、現在の時点では、抗gp70活性を有するIgAの病原性の確認はされていない。(1)IgA腎症を自然発症するモデルマウスであるddYマウスの脾細胞とBalb/c由来マウスミエロ-マ細胞を融合しIgAを産生するクロンを20確立した。これらのうち二量体IgAを産生するものが大半を占め一部は多量体サイズのIgAのみを産生するクロンであった。又これらのモノクロナルIgAの荷電はpH4ー5の間を占める酸性領域でそのクロノタイプの幅は狭いものが多かった。(2)これらのIgAの抗原特異性を確認する為、抗核抗体活性、抗DNA抗体活性、抗gP70活性を確認したところ、抗DNP活性を持つクロンを1個、抗gP70活性を持つクロンを3個確認した。(3)抗gP70活性を持つ2個のクロン、AD6 6C1につき、これらが産生するモノクロナルIgAの腎炎惹起性を検討する為、正常マウスへの投与実験を行った。培養細胞より産生されるIgAを含む上清を濃縮しBalb/cマウス及び、gP70を血中に有するDBA_2マウスの腹腔に投与した実験では、血中のIgA濃度の上昇を認め、6C1クロン由来IgAを投与したマウスの一部に、メサンギウムへのIgAの有意な沈着を認めた。細胞を直接腹腔内に注入した実験では、AD6クロンの注入で著明な腹水の増多とともに血中IgAの上昇を認めたが、腎糸球体への有意な沈着はなく、むしろ間質への沈着が目立った。

又6C1クロンの場合は腹水の増多がなく、注入細胞数の増量が必要と思われた。これらいずれのクロンでも、糸球体へのgP70の沈着は認められなかった。今後、腎炎惹起性に関連する要因を、IgAサイズ、荷電の面でも検討する予定である。慢性腎炎の中でも特にわが国を中心にその発生頻度の高いIgA腎症の腎炎発症機構に関与するIgAの特性を検討するため、腎炎自然発症モデルマウスよりモノクロナルIgA(mIgA)を作成し、その特性を重さと荷電の面から検討し、更に特殊抗体活性を特に自己抗体活性、抗レトロウイルス粒子膜抗原gp70抗体活性を検討した。またそれらの腎炎原性を、正常マウスへの投与による腎の組織病変を確認することにより検討した。現在までに得られている結果は以下の通りである。1)IgA腎症様の腎炎を発症している老齢ddYマウスとBalb/cマウス由来のミエロ-マ細胞との細胞融合により16種のIgA産生モノクロナル細胞株を確立した。それぞれのmIgAについて荷電と重さの検討をした結果、単量体IgAは見つからず、すべて二量体または多量体であり、pH4ー6までの酸性の荷電を有することを確認した。この結果は以前よりこのマウスで血中及び腎沈着性IgAにつきわれわれが見いだしている特性を裏付けるもので、腎障害性IgAの特性として多量体でより酸性に荷電したものの病態への関与はほぼ確認された。2)このうち抗DNP活性を示すものを1種、抗gp70活性を有するものを2種検出しており、抗DNP活性を示すmIgAについては結合阻止ELIZAにて抗原に対する親和性は弱いことを確認し、病態への強い関与は推測され得なかった。抗gp70活性を有する2個のmIgAについては、その腎炎惹起性を調べるため、血中にgp70抗原を有し腎炎を来していないDBA/2マウスに投与して、その腎病変を検討した結果、血中のIgAの上昇は得られたものの、腎病変ではメサンギウム細胞の軽度増殖を見たのみで、われわれの行った条件では腎炎を惹起し得なかった。従って、現在の時点では、抗gp70活性を有するIgAの病原性の確認はされていない。
生態系へのインパクトを考慮した水産資源管理に関する統計的研究

本研究では,生態系を考慮した水産資源管理法の基礎を発展させるために,生態系モデリング,系群・生態系構造の推測,そして生態系の保全を考慮した管理方法について,統計学的なアプローチから研究することを目的とした.特に,鯨類を題材とした資源動態・生態系モデリングを中心課題と据え,1)生態系モデリングの基礎モデルである複数個体群モデルに対しランダム効果を取り入れた階層モデルの構築,2)Integrated likelihoodを利用したFunctional responseの推定法の開発,3)Laplace近似を導入したADMB-REによる統計的推測方法および計算プログラムの開発,4)南極海鯨類資源を対象としたEcopath-with-Ecosim (EwE)による包括的生態系モデルの構築,5)不確実性を考慮した生態系構成種の資源動態の推測の為にSampling Importance Resampling (SIR)を用いたベイズ型モデルの実装と実データへの応用を行った.本研究では,生態系を考慮した水産資源管理法の基礎を発展させるために,生態系モデリング,系群・生態系構造の推測,そして生態系の保全を考慮した管理方法について,統計学的なアプローチから研究することを目的とした.特に,鯨類を題材とした資源動態・生態系モデリングを中心課題と据え,1)生態系モデリングの基礎モデルである複数個体群モデルに対しランダム効果を取り入れた階層モデルの構築,2)Integrated likelihoodを利用したFunctional responseの推定法の開発,3)Laplace近似を導入したADMB-REによる統計的推測方法および計算プログラムの開発,4)南極海鯨類資源を対象としたEcopath-with-Ecosim (EwE)による包括的生態系モデルの構築,5)不確実性を考慮した生態系構成種の資源動態の推測の為にSampling Importance Resampling (SIR)を用いたベイズ型モデルの実装と実データへの応用を行った.本研究では,生態系へのインパクトを考慮した水産資源管理法を発展させるために,生態系モデリング,生態系構造の推測,そして生態系の保全を考慮した管理方法とそのリスク評価について,統計学的なアプローチから研究することを目的とする.これにより,生態系へのインパクトを考慮に入れた持続的な水産資源利用に対する基盤的な方法が提供される.本研究を遂行するために,平成22年度は以下の研究を行った.1.生態系の最小現実モデルの一つとして,複数の捕食者および被食間の動態を余剰生産モデルとして表現するとともに,現実に起こり得るデータの情報量の少ない種の存在を想定し,モデルのパラメータにランダム効果を取り入れた階層モデルを構築した.また,その推定性能を評価するためにシミュレーションを行った.その結果,資源量推定値の時系列スパンが短い場合あるいは疎な場合に階層構造が大きな効果を生むことが確認された.2.本研究において包括的生態系モデルはシミュレーションによる資源管理ストラテジーの評価に用いられるが,そのインプットデータの整理を南極海を対象に行った.すなわち,南極海に生息するオキアミを中心とした主要8種について包括的モデリング用のデータを収集し,マスバランスの同定,および生態系の動態に関するモデルとシミュレーションの予備的検討を行った.この作業は,23年度に実施を予定している構成種を更に増やした場合の検討の基礎を与える意味で有意義であると考える.魚類・鯨類などの水産資源を持続的利用にするためには,適切な漁獲許容量を設定し管理する必要がある.管理対象種の増加率は餌生物の利用可能性に大きく依存し,また死亡率は漁獲だけでなく被食の影響を受ける.さらに,その種の枯渇は生態系全体へダメージを与える可能性があり,その種をとりまく生態系自体が脆弱になる危険もある.そこで本研究では,生態系へのインパクトを考慮した水産資源管理法を発展させるために,生態系モデリング,生態系構造の推測,そして生態系の保全を考慮した管理方法とそのリスク評価について,統計学的なアプローチから研究することを目的とする.1、鯨類を題材とした生態系モデリングの更なる検討(最小現実生態系モデルの構築)生態系モデリングの基礎モデルである複数個体群モデルについて,エネルギー効率のパラメータに対して個体群間のランダム効果を取り入れた階層モデルを構築た.更に,自動微分とラプラス近似を実装した最適化プログラムADMB-REを用いてプログラミングを行い,パラメータの推測方法および計算アルゴリズムの改良を行った.2、鯨類を対象とした包括的生態系モデルの構築本研究において包括的生態系モデルはシミュレーションによる資源管理ストラテジーの評価に用いられるが,南極海の生態系を対象に,そのインプットデータの整理および改良した.また,モデルの同定およびパラメータの推定において不確実性を適切に扱う為に,Sampling Importance Resamplingを利用したベイズ型モデルの実装を行った.魚類・鯨類などの水産資源を持続的利用にするためには,適切な漁獲許容量を設定し管理する必要がある.管理対象種の増加率は餌生物の利用可能性に大きく依存し,また死亡率は漁獲だけでなく被食の影響を受ける.そこで本研究では,生態系を考慮した水産資源管理法を発展させるために,生態系モデリング,系群・生態系構造の推測,そして生態系の保全を考慮した管理方法について,統計学的なアプローチから研究することを目的とした.特に,鯨類を題材とした資源動態・生態系モデリングを中心課題と据え,1)生態系モデリングの基礎モデルである複数個体群モデルに対しランダム効果を取り入れた階層モデルの構築,2)Integrated likelihoodを利用したFunctional responseの推定法の開発,3)Laplace近似を導入したADMB-REによる統計的推測方法および計算プログラムの開発,

4)南極海鯨類資源を対象とした包括的生態系モデルの構築,5)不確実性を考慮した生態系構成種の資源動態の推測の為にSampling Importance Resampling(SIR)を用いたベイズ型モデルの実装と実データへの応用を行った.生態系モデリングをベースにした資源管理方策評価法(MSE)のパッケージ化という意味での将来課題は残るが,上記の1)-5)の研究成果を得た.生態系モデリングに関する作業の進展はあるが,それらを利用した管理方策の評価を行うシミュレーションの実施が遅れている.24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度が最終年度であるため、記入しない。
電荷フラストレーション系の示す金属絶縁体転移のメカニズムと放射光による観測の理論

擬1次元系において、通常は物性に顔を出してこない、1次元鎖間に存在するフラストレーションの効果を理論的に明らかにした。具体的には、擬1次元分子性導体の代表物質のひとつであり、電荷秩序が有機系で初めて実験的に観測された例である(DI-DCNQI)2Agに着目し、この物質の示す電荷秩序と格子変位に対して、1次元鎖間の7倍周期をもつスパイラル的なフラストレーションが及ぼす影響を調べた。この物質では、最近放射光X線回折を用いた詳細な構造解析が行われ、低温における状態が、従来考えられて来たような単純な電荷秩序状態ではなく、電荷秩序、ボンド秩序(ダイマーモット)、および両者の共存した1次元鎖が周期的に配列した複雑な3次元秩序構造であることが示された。我々は、こうした3次元秩序構造を含めたこの系の物性の包括的な理解を目的に、1次元鎖間のフラストレーションをあらわに取り込んだ3次元拡張ハバードモデルの示す性質を、Hartree-Fock近似を用いて解析した。その結果、基底状態において、電荷秩序が支配的な領域と、ボンド秩序が支配的な領域の間に、電荷と格子変位のフラストレーションをうまく解消する形で、実験で観測された複雑な3次元秩序状態が安定化するパラメタ領域が存在することを見いだした。また、有限温度の性質も調べ、転移温度より低い温度で、格子変位が急激に成長する特徴的な温度が現れることを新たに見いだした。このことは、これまで統一的な理解が得られていなかった、赤外分光やラマン分光のデータの温度依存性、NMRのスペクトルの温度変化、誘電率や電気抵抗に見られる異常などを説明する可能性がある。我々の提案したシナリオは、様々な温度における放射光X線回折の系統的な解析や単結晶を用いたNMRなどの実験研究を大いに刺激している。擬1次元分子性導体の有限温度物性と相図の数値的研究を行った。その結果、TMTTF_2XやDCNQI_2Xなどの擬1次元系における電子相関および電子格子相互作用が絡んだ相転移現象を、有限温度における数値計算によって再現することにより重要なパラメータを同定し、臨界温度領域での熱力学的物理量の振舞を計算することによって相転移の性質を明らかにした。また、低温領域で有効となる数値的手法であるモンテカルロシミュレーションを用いた計算も行うことにより、実際の物質での観測される物理量の温度依存性や実験相図との1対1の対応が付けられる段階まで到達した。また、これらの数値的手法と相補的に用いている、ボゾン化法および繰り込み郡の手法による解析的アプローチによって電荷秩序転移やダイマーモット絶縁体の有限温度物性の物理的解釈を与えることに成功した。
高度な復元作業のための制作空間の情報化

1、制作空間の情報化を反映したデバイス開発2、制作技術工程閲覧のための映像表示デバイスへの応用復元作業を行う職人に合わせた制作支援デバイスを開発するため、職人の作業を記録した映像を使用し、いくつかのプロトタイプの製作を行い、それらのフィードバックをもとに完成品を開発した。本研究は文化財デジタルデータ活用について職人の視点から考察しているが、文化財復元や博物館展示での文化財閲覧の新たな方向性を示す上でも有効であり、将来に結びつく重要な情報の取得である。本研究では、高精細デジタル測定データと復元作業に精通した職人の知識を融合させて安全性が高く、従来にはない直感的に操作できる閲覧デバイス、インターフェースを開発し、作業効率を失わずに高度な復元作業が行える手法について開拓するものである。21年度では、実際の文化財閲覧状況や復元作業についての調査資料から、文化財閲覧の際に重要になってくる要素について検討を行った。申請者はこれまでに復元職人とともに、その職人が復元していく作業過程や実際に復元が完了した文化財と本物の文化財を並べて比較する所までのインタビューと調査を行っていた。それらの調査データ(計:約21時間)を整理し、分析するための映像素材として編集を行った。調査は研究代表者の河内晋平が行い、その際の記録としてデジタルカメラによる静止画の記録、デジタルビデオカメラによる動画記録を行った。また、東京国立博物館における特別観覧での熟覧状況の調査では熟覧者がどのような道具を使用するのかについて調査を行った。また、一般観覧者が文化財め展示品をどのように鑑賞しているかについても可能な限り観覧状況の観察を行った。その結果、これらの場合には2つの要素があることが発見できた。それを本研究では「見えの状態」と「データの状態」と呼ぶことにした。「見えの状態」というのは立体物、閲覧物として全体を見るということである。「データの状熊」とは計測道具等を使用し、研究や複製のための寸法やより詳細なデータを採取することである。これら2つの大きな閲覧要素をデバイス開発における基本考察要素にして、調査データをもとにデバイス開発技術者と復元職人と協力し閲覧デバイス(名称:デジタル職人机)についてアイデアの検討を行い、試作品を制作した。現在、最終的な復元制作における閲覧デバイス、インターフェース開発を進めている。1、制作空間の情報化を反映したデバイス開発2、制作技術工程閲覧のための映像表示デバイスへの応用復元職人の作業記録映像から実際のデバイス開発を行った。デジタルデータ編集プログラムや閲覧デバイスのハードウェアについても実際に運用されている状況を参考にし、いくつかのプロトタイプの制作が行えた。それらの情報をもとに完成品を開発した。情報収集に関してはデバイス設計のために予定していた機器の調査、開発後の職人への調査とその改良を十分に行い、実際に使用する3D閲覧デバイスができた。その他、今後の研究発展もふまえ、閲覧だけでなく閲覧状態を記録するデータ収集についても研究、開発を始めることができた。実際に彫金技法を使用し制作している職人に完成版デバイスを使用し作業をしてもらいそのユーザビリティや情報の質について検討した。今後は本研究で開発したデバイスをより多くの方に使用してもらい、その有効性をまとめ論文等で発表する。本研究での職人の視点から考察するという手法はこれまでとは違う文化財情報提示の可能性について考察できる有効な調査方法であった。今後、より多くの制作者の意見を収集し、これまでにない閲覧デバイス開発へと活かしていきたい。このように文化財閲覧に関するデジタルデータの活用法についての研究と、実際に使用するデバイスを開発しその利用効率について考察することは今後より必要となってくる。