hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
IV族半導体原子層制御による電子帯変調と量子トンネル構造形成

本研究では、原子層制御法を用いて、IV族半導体結晶中への異種元素原子層の導入をおこない、電子帯変調を調べるとともに共鳴トンネルダイオード等の量子トンネル構造を形成し、その電気・光学特性評価結果から量子トンネル構造中でのキャリア輸送・生成・再結合過程を解明し、電子帯変調による新規半導体物性の創生を行うことを目的として研究を行った。そして、N, P, B等の表面異種原子層が拡散・凝集しないような表面反応制御を行うことにより、低温でのSi, Si_<1-x>Ge_x, Ge表面におけるB_2H_6及びPH_3の表面反応によってB及びPの原子層形成制御を可能な条件を見いだした。また、キャッピングSi成長時の原料ガスとして反応性の高いSi_2H_6を用いてP原子層の表面偏析現象を効果的に抑制することにより、大部分のP原子はヘテロ界面付近の厚さ2nm以下の極薄領域に分布し、局所P濃度が3×10^<21>cm^<-3>(原子密度6%)に達する超高濃度ドーピングに成功した。さらに、このP原子層ドープSi薄膜においては、従来知られていた高濃度PドープSiより高いHall移動度を示すことも見いだした。また、電子サイクロトロン共鳴により生成した低エネルギーArプラズマ照射によるGeH_4やSiH_4反応により、基板非加熱下での高平坦高度歪Ge及びSi薄膜のエピタキシャル成長制御を実現し、従来の熱分解反応を用いたCVD法では実現が困難な高度歪導入IV族半導体ヘテロ構造形成の可能性を示した。さらに、p型共鳴トンネルダイオードを高性能化するための歪Si_<1-x>Ge_x/Siヘテロ構造のエピタキシャル成長条件を検討し、IV族半導体負性抵抗デバイスの室温動作実現のために高Ge比率の推進が有効であることを明らかにし、電子帯変調による新規半導体物性の創生のために重要な成果を得た。本基盤研究では、原料ガスの単分子吸着層の表面反応を支援する原子層制御法を用いて、IV族半導体結晶中への異種元素原子層の導入をおこない、電子帯変調を調べるとともに共鳴トンネルダイオード等の量子トンネル構造を形成する。そして、その電気・光学特性評価結果から量子トンネル構造中でのキャリア輸送・生成・再結合過程を解明し、電子帯変調による新規半導体物性の創生を行うことを目的とする。本年度はその第1年目として、歪SiGe/Si共鳴トンネルダイオードを高品質化するための歪SiGe/Siヘテロ構造のエピタキシャル成長条件を検討した結果、高清浄減圧CVD装置を用いてGe比率20%程度にすることにより、歪緩和が生じない高品質ヘテロ構造の形成を可能とした。このヘテロ構造を用いた共鳴トンネルダイオードにおいては、ウェハ面内での電流-電圧特性のばらつきが抑制されるとともに、共鳴トンネル現象に起因すると考えられる負性抵抗が液体窒素冷却時に再現性良く観測された。さらに、ヘテロ構造内部に窒素を原子層ドーピングしたヘテロ構造を適用することにより、室温・光照射下で明瞭な負性抵抗特性が観測されることを明らかにした。このような光と共鳴トンネル現象との相関関係を調べるために、ダイオードの電極配置構造について検討を行った。また、電子サイクロトロン共鳴(ECR)により生成した低エネルギーECR Arプラズマ照射によるSi(100)上でのGeH_4反応により、基板非加熱下での高平坦歪Geエピタキシャル成長制御を実現した。特に、約1mm厚さの歪Ge薄膜においては、ほぼSi(100)基板に格子整合し、ほとんど歪緩和していないことを見いだし、従来の熱分解反応を用いたCVD法では実現が困難な高度歪導入IV

族半導体ヘテロ構造形成の可能性を示した。以上のように、電子帯変調による新規半導体物性の創生において重要な成果を得た。本基盤研究では、原子層制御法を用いてIV族半導体結晶中への異種元素原子層の導入を行い、電子帯変調を調べるとともに共鳴トンネルダイオード等の量子トンネル構造を形成することを目的とする。そして、その電気・光学特性評価結果から量子トンネル構造中でのキャリア輸送・生成・再結合過程を解明し、電子帯変調による新規半導体物性の創生を行う。本年度はその第2年目として、表面異種原子層が拡散・凝集しないような表面反応制御方法について検討を行い、B_2H_6ボンベ中の希釈ガスがH_2の場合にB原子層形成制御が可能になることを明らかにした。また、キャッピングSi成長時の原料ガスとしてSiH_4の代わりに反応性の高いSi_2H_6を用いることにより、P原子層の表面偏析現象は効果的に抑制できることを明らかにした。これらはナノメータオーダのpn接合形成のための重要な知見である。さらに、歪Si_<1-x>Ge_x/Siヘテロ構造を用いたp型共鳴トンネルダイオードを試作した結果、共鳴トンネルが起こるバイアス電圧の量子井戸幅依存性は、Si_<1-x>Ge_xの有効質量を用いた計算値と良い一致を示すとともに、障壁幅を2nmまで薄くしても再現性に優れる高電流密度の負性抵抗特性が表れることを見いだした。また、電流値が電極コンタクト面積に比例することから、側壁や局在欠陥を介した伝導が生じない均一な共鳴トンネル構造の形成に成功したことを明らかにした。これは、今後、原子層ドーピングや歪によるトンネル特性への影響を抽出するために極めて重要である。また、低エネルギーArプラズマ照射によるGeH_4やSiH_4反応により、基板非加熱下での高平坦歪緩和Ge上へのナノオーダ高度歪Siエピタキシャル成長制御を実現し、高度歪導入IV族半導体ヘテロ構造形成の可能性を示した。本研究は、原子層制御法を用いてIV族半導体結晶中への異種元素原子層の導入をおこない、電子帯変調を調べるとともに共鳴トンネルダイオード等の量子トンネル構造を形成し、電子帯変調による新規半導体物性の創生を行うことを目的とする。本年度はその最終年度として、表面異種原子層が拡散・凝集しないような表面反応制御による原子層ドーピング構造形成とその電気的特性について調べ、si_2H_6ガスによるキャッピングSi成長時のPの表面偏析現象を抑制したP原子層ドープSiエピタキシャル薄膜において、多くのP原子はヘテロ界面付近の厚さ2mm以下の極薄領域に分布し、局所P濃度が3x10^<21>cm^<-3>(原子密度6%)に達する超高濃度ドーピングに成功した。さらに、このP原子層ドープSi薄膜においては、従来知られていた高濃度PドープSiより高いHall移動度を示すことも見いだした。Arプラズマ照射下でのSiH_4反応により実現した高平坦歪緩和Ge上へのナノオーダ高度歪Siエピタキシャル薄膜において、500°C以上の熱処理により歪緩和が生じることを見いだし、ナノメータオーダの高度歪導入IV
ナノ〜ミクロをズームできる新しい三次元観察ツール:TEMによらないナノ組織観察

平成18年度の撮像結果を解析し,分解能を落としている要因を,線源,拡散板,試料回転ステージ,FZP,検出器など3-Dイメージング光学系を構成する各要素毎に丁寧に検討した。この結果,回転ステージの回転ぶれによる分解能低下に注目し,これが分解能に及ぼす影響の解析と,撮像後にこれを補正して画像の分解能を向上させる手法を検討した。実際にこれら一連の手法を前年度に撮像した画像に適用し,分解能の改善度合いを評価した。また,前年度に引き続き,wavelet変換を利用した関心領域撮影法を開発し,実用に耐えるレベルに達した。また,これを適用した場合の分解能の評価も行い,所望するレベルであることを確認した。これにより,ナノからミクロをズームすると謳う本科研費課題の中核となる要素技術が完成したことになる。実際に,研究代表者が放射光CT用に開発してきたその場材料試験技術を併せて適用し,提案する『関心領域三次元X線顕微鏡法』を試みた。対象材料は,セル構造が粗大で小さな試験片を採取できない発泡金属材料である。大きな試験片中の関心領域(今回実施したのは直径で1mmの円筒状領域)で高分解能(同じく0.5μmで実施)観察することにより,外部負荷下での多数の損傷の発生と伝播,主亀裂の発生と進展による破壊挙動を明瞭に可視化できた。また,これとは別に,これまでは透過型電子顕微鏡により可視化されていた金属材料中の時効析出物をFZPとコンデンサーレンズを組み合わせた結像光学系のX線吸収マイクロトモグラフィー法により明瞭に可視化し,その3D分布や析出方位解析などにも成功している。以上の成果により,技術開発とその材料科学、工学分野での有効性,革新性がデモンストレーションされたと考える。FZPを用いた結像イメージングを、金属材料やセラミックスのイメージングを念頭に、X線エネルギー710keVで行った。この際、SPring-8のビームタイム(ビームラインBL47XU使用)を確保し、7月に第1回の撮像実験を行った。この場合、X線領域で充分な拡大倍率(5060倍以上)が得られるため、CCDカメラとシンチレーターの分解能は特に問題とはならず、SPring-8で現在用いられているX線CT用のものを流用した。また、サンプルと線源の間にX線のCoherenceを落とすための拡散板(およそ10Hzで回転させながら使用)を挿入することで、試料表面や各種界面で発生するスペックル干渉縞による画質の低下を抑えられた。この他、次年度に必要ないくつかの実験解析技術の研究開発を平行、先行して行った。一般に、トモグラフィーでは試料をカバーするような幅広のX線ビームを用いる。この方法では、高分解能観察しようとすると画像データが通常取り扱える範囲(10Gbite)をはるかに超えてしまう。そこで、平成18年度はlocal tomography法によるバルク試料中の局所的高分解能観察を可能にする予備実験およびアルゴリズムの開発を行った。これには、wavelet変換を応用した。さらに、次年度に本提案での開発結果のデモンストレーションのために撮像、解析する金属材料のナノ構造の選定と調製、ナノ組織定量画像解析法の検討、開発、次年度で予測される問題点の解決に資する画像補正手法の開発を行った。
モジュラー関数体の生成元とその定義方程式の研究

この研究で主たる成果は以下の通りである.1)合同部分群Γ_1(N)の関数体の生成元をWeirstrassのP-関数から構成し、それを用い定義方程式が計算できることをしめした.この定義方程式は,従前の研究でKlein形式を用い構成した生成元から得られる定義方程式より簡明な形をもち,Reichertのraw formと同程度の複雑さである.2)この関数体の種数が2のときは,部分体として含まれる楕円関数体の標準的な生成元が我々の構成した生成元から得られ,楕円曲線の標準的べき級数解の例をあたえることができた.3)定義方程式の解から対応する楕円曲線を決めるアルゴリズムの研究では、個別的には解からj-invariantを計算できる方法を得た.さらに,有限体上でのこの定義方程式の性質を調べるために,有限体上定義された楕円曲線でそ有理点群が巡回群であるものの分布とその構成法を研究した,その結果以下の2つの成果を得ることができた.4)代数体上定義された虚数乗法をもつ楕円曲線を利用して,有限体上有理点群が大きい位数をもつ巡回群である楕円曲線のパラメトリックな構成法を与えた.5)判別式が3,4,5の倍数であるような虚2次体のorderを虚数乗法にもつ楕円曲線のフロベニウス準同型のトレースの簡単な計算法をあたえ,orderの類数が2,3の場合には対応する楕円曲線にたいして実際にトレースを計算した.4),5)の成果は楕円暗号にも応用できるものである.この研究で主たる成果は以下の通りである.1)合同部分群Γ_1(N)の関数体の生成元をWeirstrassのP-関数から構成し、それを用い定義方程式が計算できることをしめした.この定義方程式は,従前の研究でKlein形式を用い構成した生成元から得られる定義方程式より簡明な形をもち,Reichertのraw formと同程度の複雑さである.2)この関数体の種数が2のときは,部分体として含まれる楕円関数体の標準的な生成元が我々の構成した生成元から得られ,楕円曲線の標準的べき級数解の例をあたえることができた.3)定義方程式の解から対応する楕円曲線を決めるアルゴリズムの研究では、個別的には解からj-invariantを計算できる方法を得た.さらに,有限体上でのこの定義方程式の性質を調べるために,有限体上定義された楕円曲線でそ有理点群が巡回群であるものの分布とその構成法を研究した,その結果以下の2つの成果を得ることができた.4)代数体上定義された虚数乗法をもつ楕円曲線を利用して,有限体上有理点群が大きい位数をもつ巡回群である楕円曲線のパラメトリックな構成法を与えた.5)判別式が3,4,5の倍数であるような虚2次体のorderを虚数乗法にもつ楕円曲線のフロベニウス準同型のトレースの簡単な計算法をあたえ,orderの類数が2,3の場合には対応する楕円曲線にたいして実際にトレースを計算した.4),5)の成果は楕円暗号にも応用できるものである.合同部分群Γ1(N)の関数体の定義方程式を与える、従来のクライン形式から構成する生成元とは異なる、新たな種の生成元をワイエルストラスのP-関数から構成することができた。これらは2,3の個別のNの値に対しては、すでに生成元になることが知られていたが、すべてのNに対して関数体の生成元になることを証明し、この群により決まるモジュラー曲線の定義方程式を計算した。この生成元は従来構成した生成元より、はるかに簡単な、いわゆる、Reichertのraw formと同じ程度の定義方程式を与えるものである。この結果は平成12年10月に山形大学で行われた国際研究集会「Codes,Lattices,Modular Forms and Vertex Operator Algebras」で発表するとともに、学術雑誌に投稿している。この結果に基づき計算機により、この生成元からJ-関数がどのように有理式で表されるかを知るための実験を行っているが、予想以上に複雑な式となりさらに理論上、生成元の構成についての工夫が必要であることが認識できた。また、従来の生成元から得られた定義方程式の係数は有理整数であると予想しているが、この新しい定義方程式は有理数係数である。その分母に現れる整数がどのように現れるかを知ることは、定義方程式を有限体に還元して、この方程式の根から楕円曲線を構成するときに必要であるので、従来の定義方程式の係数の「整数性」と共に分母の性質についての計算機実験を行っている。さらに、付随して、この関数体の種数が2のときには、その自己同型は、すべて合同部分群Γ1(N)のAtkin-Lehner型involutionから誘導されることがわかり、その結果、部分体として含まれる楕円関数体の生成元が、上記の生成元から直ちに得られ、楕円曲線の標準的べき級数解の研究における例を作ることができた。昨年度の研究で合同部分群Γ1(N)の関数体の定義方程式を与える、従来のクライン形式から構成する生成元とは異なる、新たな種類の生成元をワイエルストラスのP-関数から構成した。この結果は2001年5月17日付けでActa Arithmeticaに掲載が決まった。この生成元を用い、J-関数がどのように有理式で表されるかを知るための実験を昨年から引き続き行っているが、なかなか、理論的に使えるような結果が得られないので、今後どのように実験を行うか検討している。

1つにの方向として、ある素数での方程式の還元を考え、有理点などのその性質を調べることを試みている。只、この種の生成元から得られた定義方程式の係数は有理数となるので、還元とこの分母にでてくる素数の関係を代数幾何的立場から考える必要がある。また方程式の係数自体の絶対値の大きさの評価についても実験と考察を行っている。この関数体の種数が2のときには、その自己同型は、すべて合同部分群Γ1(N)のAtkin-Lehner型involutionから誘導されることがわかり、その結果、部分体として含まれる楕円関数体の生成元が、上記の生成元から直ちに得られ、楕円曲線の標準的べき級数解の研究における例を作ることができたことを踏まえ、種数が2の曲線のJacobian varietyの代数幾何的性質を調べている。上記したように、定義方程式の素数でのreductionを考え有限体上の解の状況を実験的にを調べているが、この研究の応用として楕円暗号の構成を試みている。この関係で有限体上の楕円曲線の有理点群から得られる大きい位数の巡回群の系列の例をつくった。これは、虚数乗法をもつ楕円曲線がordinary reductionをもつところでは、そのFrobenius endomorphismが虚2次体の整数で表され、その整数環の底での表示による係数を見ることにより、巡回群であることを調べることができることを利用するものである。この結果はプレプリント・シリーズDMIS Research Reportに2001年に発表した。昨年度の研究に引き続き、有限体上の関数体の定義方程式の定義方程式の性質を調べ、この研究の応用として楕円暗号の構成を試みた。特に、有限体上の楕円曲線でその有理点群が大きな位数の巡回部分群をもつもの系列の例を与えることが目標である。虚数乗法をもつ楕円曲線に対しては、ordinary reductionをもつ素数に於いて、そのFrobenius endomorphismの虚2次体の整数環の底での表示を利用することにより、群構造が明らかになることを昨年度の研究で示していた。本年は虚数乗法を持たない楕円曲線から大きな位数をもつ巡回部分群を系統的に構成する方法の研究を行い、極めて特殊ではあるが一つの例を構成できた。この例をより一般化をするための研究を引き続き行っている。また、楕円暗号分野の数学的研究の対象の中心の一つは有限体上の楕円曲線の有理点群の位数の計算法である。言い換えるとFrobenius endomorphismのトレースの計算を高速に行うアルゴリズムを求めることであり、SEA法、佐藤のp進法などが知られている。虚数乗法を持つ楕円曲線の場合は、やはりそのFrobenius endomorphismの虚2次体の整数環の底での表示を利用することにより、トレースの値は、正負の符号を除き容易に判明する。正負の符号の決定が残る問題であるが、虚数乗法を与える虚2次体の類数が1の場合と判別式が-5の場合はすでに解決されている。本研究では、おおざっぱに言うと判別式が3,4,5の倍数である場合に符号を決定する方法を与え、さらに類数が2,3となる場合には具体的な決定条件を与えた。3,4の倍数の場合は、平方剰余記号で決まる簡明な条件である。この結果は大阪府立大学・総合科学部数理・情報科学科のプレプリント・シリーズDMIS Research Reportに2002年10月に発表すると共に海外学術雑誌に投稿している。
ヒトテロメア領域の比較ゲノム解析

サブテロメア領域はテロメア反復配列近傍に位置する染色体領域であり、進化的に保存されているとともに、多種多様の反復配列に富む領域として知られている。これら反復配列は減数分裂あるいは体細胞分裂時に染色体の再編成あるいは、染色体末端部の失を防ぐのに機能すると予想され、このことはテロメアが最も遺伝子の密集している領域の一つであることから極めて重要である。サブテロメア領域のクローンは通常のライブラリーでは、存在しないか希薄されており、さらに個々の染色体間では相同性が高いため、染色体特異的なテロメアをクローン化することは通常の方法では困難である。本研究ではサブテロメア領域の構造と機能を理解するために、テロメア領域をクローン化するシステムを開発した。ソーテイングにより単離したヒト染色体を物理的に切断した後、FosmidあるいはCosmidベクターに導入し、ゲノムライブラリーを作製してスクリーニングを行った。ヒト21番染色体Fosmidライブラリーについてテロメア特異的なPCRスクリーニングを行い、ポジティブクローンを単離した。ショットガン法によりこれらクローンの塩基配列を決定し、テロメア反復配列を含むヒト21番染色体全テロメア領域の整列地図を作製した。さらにこのテロメア領域の全塩基配列を決定した結果、いくつかの既知あるいは新規遺伝子を同定するとともに、93bPからなる新規反復配列を見い出し、この配列が5番、7番、17番、19番、20番、22番など、他のヒト染色体テロメア領域のみならず霊長類や齧歯類のテロメア領域にも保存されて存在していることを明らかにした。
有機リン系殺虫剤バイオモニタリングへの個体間差の導入：代謝酵素活性による影響解明

有機リン系殺虫剤(OP)はパラオキソナーゼ1(PON1)によって代謝されるが、その反応には著しい個体差がある。尿中に排泄される代謝物を用いてリスク管理を行うためにはPON1活性の違いによる影響を考慮する必要がある。本研究では、PON1活性の違いと尿中OP代謝物量の関係を動物実験にて明らかにする。得られた知見より、OP散布作業者の労働環境における個人リスク評価モデル開発に貢献する。
炎症性肺疾患におけるマイクロパーティクルの役割と治療戦略としての意義

マイクロパーティクル(MP)の炎症性肺疾患での意義を検討した。炎症性肺疾患のBALF中のMPは検出可能であり、BALF中の好中球数との間に弱い相関があったが、血清CRPやLDH、KL-6とは相関しなかった。また、死亡した症例の治療前MP濃度には差がなかった。MP濃度は生命予後因子とは言えなかったが、培養細胞A549株を用いた実験ではアポトーシスや細胞活性化誘導によりMP産生の増加がみられた。これらの結果から、炎症性肺疾患におけるMPの意義について、現時点で臨床的マーカーとしては用いがたいが、さらに検討を要すると考えられた。本研究ではマイクロパーティクル(MP)の間質性肺炎(IP)の病態形成への関与を明らかにし、さらには臨床応用・治療へと展開するための基礎的知見を得ることを目的としている。平成25年度の研究において、MPの測定確度をあげるためII型肺胞上皮細胞由来株であるA549細胞を用いた対照実験を開始した。またIPの対照疾患としてのサルコイドーシス(高解像度CTで肺野病変を有する例、縦隔病変を有する例)のBALF中のMP解析をホスファチジルセリンに結合するannexin V(AV)を用いたフローサイトメトリー法で行った。その結果、BALF中のリンパ球比率は490%と正常域から著明上昇まであったが、BALF中のMP数は13.8644.3(中央値50.7)/μlのレベルで検出が確認された。肺野病変の有無での解析では、有する群では85.7/μlと有さない群の40.6/μlに比して高い傾向があった。MPはサルコイドーシスの肺野病変形成過程において影響を与えていることが示唆された。IPについては特発性、膠原病肺、薬剤性、Castleman病、喫煙関連において、サルコイドーシスと対比しながら、MPの測定を行った。その結果、Castleman病、膠原病肺、特発性の順でMP数(中央値)が明らかに高く(343.0 vs 222.4 vs 150.8 /μl)、薬剤性も62.3とサルコイドーシスよりも高かった。肺野病変の活動性が高い疾患群にMPが高い傾向が見られた。今後はステロイドや免疫抑制剤、生物学的製剤などの影響によるMPの推移を検討し、疾患マーカー、治療標的としての意義を明らかにしたい。平成26年度の研究において、集積した臨床検体のBALFを用いて、MP解析をホスファチジルセリンに結合するannexin V(AV)を用いたフローサイトメトリー法で行った。各疾患のMP中央値(粒子数/μl)は感染性肺炎486.1(n=7)、サルコイドーシス429.1(n=6)、膠原病肺409.6(n=13)、その他の間質性肺炎209.6(n=6)の順に増加していた。この結果を踏まえ、in vitroのモデル実験として、ヒト肺胞基底上皮腺癌細胞株A549細胞を用いて、肺胞上皮細胞のアポトーシスや活性化について検討した。A549細胞はMitomycin C(MMC)処理でアポトーシスを起こす細胞の割合が増加した。一方、Lipopolysaccharide(LPS)刺激やPhorbol 12-myristate 13-acetate(PMA)/Ionomycin刺激でアポトーシスを起こす細胞の割合が減少し、IL-6 mRNA発現量が増加していたため、細胞の活性化が誘導されていた。各刺激に対するA549細胞から産生されるMP数は、MMC処理とPMA/Ionomycin刺激によって、培養上清中に増加を認めた。これらの結果からは、肺胞上皮細胞のアポトーシスや活性化によって、MPが産生されるとともに細胞外に放出されていることが明らかとなった。臨床的にはII型肺胞上皮細胞の増生を起こす間質性肺炎においてMP数が増加しており、in vitroの結果を支持している。今後はステロイドや免疫抑制剤、生物学的製剤などの影響によるMPの推移も臨床的に検討し、疾患マーカー、治療標的としての意義を明らかにしたい。本研究ではマイクロパーティクル(MP)の間質性肺炎(IP)の病態関与への関与を明らかにし、さらには臨床応用・治療へと展開するための基礎的知見を得ることを目的としている。平成27年度の研究において、炎症性肺疾患32例のBALF中のMP濃度はすべての症例で検出が確認された。BALF中のMP濃度と血液中のWBC数、CRP、LDH、KL-6、SP-Dとの関連性を調べたが、明らかな相関はなかった。BALF中のMP濃度とBALF中の総細胞数、好中球数、リンパ球数との間にも相関は見られなかったが、BALF中好中球数との間には弱い相関があった。これらの結果からは、肺局所に起こった炎症性病変に対しては、血液検査における炎症マーカーと間質性肺炎マーカーや胸部画像検査よりも、BALF中のMP濃度やBALF中の好中球数を直接測定した方が炎症をより反映すると考えられた。MP濃度が予後予測因子になるかを検討したところ、間質性肺炎に対して免疫抑制剤を投与後に胸部画像上改善した8例の治療前MP濃度は801,670/μl(中央値220/μl)であった。

一方、経過中に死亡した3例の治療前MP濃度は必ずしも高くなく、MP濃度が生命予後因子とは言えなかった。これらの結果から、現時点では診断や治療のターゲットとしてMPを臨床的に用いることは困難であるが、さらに検討を要すると考えられた。マイクロパーティクル(MP)の炎症性肺疾患での意義を検討した。炎症性肺疾患のBALF中のMPは検出可能であり、BALF中の好中球数との間に弱い相関があったが、血清CRPやLDH、KL-6とは相関しなかった。また、死亡した症例の治療前MP濃度には差がなかった。MP濃度は生命予後因子とは言えなかったが、培養細胞A549株を用いた実験ではアポトーシスや細胞活性化誘導によりMP産生の増加がみられた。これらの結果から、炎症性肺疾患におけるMPの意義について、現時点で臨床的マーカーとしては用いがたいが、さらに検討を要すると考えられた。炎症性肺疾患の病態は、炎症性サイトカイン、肺胞上皮細胞のアポトーシスや活性化、これに伴って産生されるMPなどによって形成されていることが新たな知見として得られた。また、MPが炎症性肺疾患の新規マーカーとなりうる可能性が考えられた。膠原病肺BALF中のMPsが炎症性肺疾患の病態を反映するバイオマーカーである可能性について新知見が得られた。活性化した肺胞上皮細胞はMPを産生し、このMPが炎症性メディエーターとして炎症性肺疾患の病態を悪化する可能性が考えられた。今後はin vitroにおいて肺胞上皮細胞がMPを産生するメカニズムを解明し、炎症性肺疾患における肺胞上皮細胞の活性化とMP産生を制御するための治療標的について詳細な検討を行いたい。間質性肺炎を含む複数の呼吸器疾患においてMPが肺局所に発現し、肺野病変の活動性が高い疾患においてMPが高値を示している知見が得られた。In vitroの系と比較しながら、炎症性肺疾患の治療とMPレベルについて検討し、さらにMPをターゲットにした炎症性肺疾患に対する創薬の方向性をさぐる予定である。
人工飼料育蚕糸の化学組成と構造に関する研究

蚕の人工飼料育に関する研究は多々あるが、飼料や飼育法に関する研究に比べて、得られた繭や蚕糸の基本的性質に関する研究は少ない。本研究では人工飼料育蚕糸を構成するタンパク質の成分組成と化学構造等々を、対照とする天然桑葉育蚕糸のそれらと比較し、飼育条件と構造特性との関係を明らかにした。試料は人工飼料育蚕糸2種[(オカラを50%含有する蚕糸(オカラ50生糸または繭糸とする)と脱脂大豆粉末を主成分とする人工飼料(標準飼料生糸または繭糸とする)]および桑葉育による蚕糸(桑蚕糸とする)を生産した、次いで、これらの繭糸品質、繰糸性、精練挙動、セリシン、フィブロインのアミノ酸組成、結晶構造、結晶化度、黄変度等について検討した。その結果以下のようなことが明らかとなった。1)オカラ50生糸は練減率が小さく、エクスフォリエーションが高く、分岐繊維が少なかった。2)オカラ50生糸のフィブロインのアミノ酸組成および結晶構造は桑生糸のそれらと変わらなかった。3)オカラ50繭糸中のセリシンは桑繭糸のものより多かった。4)オカラ50繭糸セリシンは熱水に対する初期溶解速度が極めて速く、桑繭糸のおよそ2倍であった。また、溶解特性の異なる4つの分画が得られた。5)紫外線照射に対する黄変度は桑繭糸が最も高く、オカラ50繭糸はほとんど着色しなかった。これは桑繭糸に比べ、オカラ人工飼料繭糸はセリシン第1分画中に260nm付近で紫外線吸収をもつデオキシシチジル酸(dCMP)、あるいはシチジル酸(CMP)が多く検出されたこと、およびdCMPおよびCMPで処理した桑繭糸は未処理繭糸に比べて黄変が小さかったことから、dCMP,CMPは黄変防止効果に強く関わっていることが認められた。本研究では人工飼料育蚕糸を構成するタンパク質の成分組成と化学構造等々を、対照とする天然桑葉育蚕糸のそれらと比較し、飼育条件と構造特性との関係を明らかにすることにある。本年度は先ず、人工飼料育蚕糸2種[産業廃棄物であるオカラを50%含有する人工飼料(オカラ50飼料とする)と脱脂大豆粉末を主成分とする人工飼料(標準飼料とする)および桑葉育による蚕糸(桑蚕糸とする)]を生産し、これらの繭糸品質、繰糸性、精練挙動、セリシン、フィブロインのアミノ酸組成、結晶構造、結晶化度等について検討したところ、次の様な結果が得られた。繭糸成績は繭糸繊度、解じょ率、生糸量歩合は3飼料育繭糸の間にはほとんど差がみられなかった。しかし、オカラ50生糸は他の飼料育生糸に比して、エクスフォリエーションが非常に高く、分岐繊維がみられず、光沢があり、色が白かった。また、炭酸ソーダ精練法で求めた生糸の練減率はオカラ50生糸の方が桑生糸より低く、オカラ生糸中のセリシン量がかなり少ないことが明らかとなった。絹フィブロインおよびセリシンのアミノ酸組成の分析を行った結果、絹フィブロインのアミノ酸組成は飼育飼料の違いによる差はみられなかった。しかし、セリシンのアミノ酸組成の分析結果みると、グリシン、アラニン、イソロイシンなどはオカラ50飼料生糸は桑生糸より含有量が高かった。逆に、セリン、スレオニン、チロシンなどのオキシアミノ酸の含有量はオカラ50

飼料生糸よりも桑生糸の方が高かった。絹フィブロインの結晶構造と結晶化度をX線回折写真から検討した。結晶構造は飼育飼料間に差は認められなかったが、結晶化度は桑生糸に比べ、オカラ50生糸は若干低下した。蚕の人工飼料育に関する研究は多々あるが、、飼料や飼育法に関する研究に比べて、得られた繭や蚕糸の基本的性質に関する研究は少ない。本研究では人工飼料育蚕糸を構成するタンパク質の成分組成と化学構造等々を、対照とする天然桑葉育蚕糸のそれらと比較し、飼育条件と構造特性との関係を明らかにすることにある。平成5年度は人工飼料育蚕糸2種[産業廃棄物であるオカラを50%含有する人工飼料(オカラ50飼料とする)と脱脂大豆粉末を主成分とする人工飼料(標準飼料とする)および桑葉育による蚕糸(桑蚕糸とする)]を生産し、これらの繭糸品質、操糸性、精練挙動、セリシン、フィブロインのアミノ酸組成、結晶構造、結晶化度等について検討した。平成6年度は先の結果をもとに、オカラ含有人工飼料により生産された繭糸セリシンの溶解特性、セリシン各分画のアミノ酸組成、繊維構造などについて検討した。さらに、オカラ含有人工飼料により生産された繭糸は桑糸繭に比べて紫外線照射による黄変が小さいという特性について、セリシン各分画中のアミノ酸組成や紫外線吸収スペクトルの分析などを行ない、次のような結果を得た。絹フィブロンは化学組成、微細構造などはオカラ含有人工飼料により生産された繭糸と桑糸繭はほとんどからなかったが、繭糸セリシンはアミノ酸組成、熱水に対する溶解性は両者のあいだに大きな違いがあることが認められた。両者とも溶解曲線は3つの折れ曲りがあり、溶解特性の異なる4つの分画が得られたが、溶解速度はオカラ含有人工飼料が桑糸繭のおよそ2倍で、とくに初期溶解速度が極めて速いことが認められた。飼育飼料の違いによる繭糸の紫外線照射による黄変度は、桑繭糸が最も高く、オカラ人工飼料繭糸はほとんど着色しなかった。これは桑繭糸に比べ、オカラ人工飼料繭糸はセリシン第1分画中に260nm付近で紫外線吸収をもつデオキシシチジル酸(dCMP)、あるいはシチジル酸(CMP)が多く検出されたこと。さらに、dCMPおよびCMPで処理した桑繭糸は未処理繭糸に比べて黄変が小さかったことから、dCMP,CMPは黄変防止効果に強く関わっていることが推察された。
Computational semantics and pragmatics of politeness phenomena

「丁寧さ」は普遍的である。「丁寧さ」はどの言語にも、どの文化にも存在しており、それがなぜどのように機能するのかを解明することは、人間の言語と行為を理解するうえで重要な役割を果たすであろう。この問題に取り組むうえで、本研究課題では、我々は「丁寧さ」について、言語表現そのものも、その使われ方についても、極めて詳細で複雑な体系を持つ日本語に焦点をあて、言語学研究において初めての、説明対象の広さと数学的形式性を兼ね備えた理論を完成させた。方法論としては、形式意味論、形式語用論の手法、特に型理論とゲーム理論を用いた。言語学
巨大ポルフィリンアレーに基づく光機能材料の開発

1)ストラップで架橋したメゾーメゾ結合ポルフィリン2量体の吸収スペクトルが二面画の変化に伴い、系統的に変化すし、4つのSoret-bandが現れることを見い出した。2)メゾーメゾ結合ポルフィリンの更なる伸長反応を検討したところ、純粋に単離下256量体の反応により、ついに1024量体の合成、単離に成功した。単分散有機分子として、世界最大最長の分子の誕生である。3)メゾーメゾ結合Cu(II)ポルフィリン2量体のアミニウムカチオンラジカルによる酸化やDDQとSc(OTf)_2などの組み合わせによるメゾーメゾ結合ポルフィリンの酸化反応により、二重縮環のポルフィリン2量体が合成できることを見いだした。得られた二重縮環ポルフィリンは、完全な平面構造で共役が広がっており、吸収スペクトルが低エネルギー側に大きくシフトすることがわかった。メゾーメゾ結合ポルフィリンアレーから縮合ポルフィリンアレーへの変換を2量体、3量体、4量体、5量体、6量体、8量体、12量体で、いずれも良好な収率で行うことに成功した。612量体の完全共役ポルフィリンアレーでは、その電子遷移吸収が赤外領域にまで達しており、大きな振電相互作用が期待できる分子であることが判明した。4)5,10-ジアリール置換亜鉛ポルフィリンや銅ポルフィリンをDDQとSc(OTf)_2の組み合わせで酸化することにより、二次元にπ電子系が広がった共役ポルフィリンシートの合成に成功した。亜鉛ポルフィリンからは、メゾーメゾ結合とベーターベータ結合を持つ対称性の高いシートが得られ、一方、銅ポルフィリンからはメゾーベータ結合を持つポルフィリンシートが得られた。1ストラップで架橋したメゾーメゾ結合ポルフィリン2量体でストラップの長さを変化させることによるポルフィリン間の電子的相互作用の制御を検討した。実際、ストラップの長さが短くなると、その対称性の低下を反映して、吸収スペクトルが大きく変化する。メゾーメゾ結合ポルフィリン2量体では、2つのSoret-bandしか観測されないのに対し、4つのSoret-bandが現れる。酸化電位もストラップの長さの減少にともない、系統的に低下することがわかった。2メゾーメゾ結合Cu(II)ポルフィリン2量体のアミニウムカチオンラジカルによる酸化やDDQとSc(OTf)_2などの組み合わせによるメゾーメゾ結合ポルフィリンの酸化反応により、二重縮環のポルフィリン2量体が合成できることを見いだした。612量体の完全共役ポルフィリンアレーでは、その電子遷移吸収が赤外領域にまで達しており、中性であるにもかかわらず、Born-Oppenheimer近似を破る分子であることが判明した。メゾ-メゾ結合ポルフィリンの更なる伸長反応を検討したところ、純粋に単離下256量体の反応により、ついに1024量体の合成、単離に成功した。シリーズで合成したポルフィリンアレーのクロロホルムなどの有機溶媒に対する溶解度は、128量体あたりから、下がりはじめ、より大きな多量体では溶解度はmはっきりと低下する。

5,10-ジアリール置換亜鉛ポルフィリンや銅ポルフィリンをDDQとSc(OTf)_2の組み合わせで酸化することにより、二次元にπ電子系が広がった共役ポルフィリンシートの合成に成功した。亜鉛ポルフィリンからは、メゾ-メゾ結合とベータ-ベータ結合を持つ対称性の高いシートが得られ、一方、銅ポルフィリンからはメゾ-ベータ結合を持つポルフィリンシートが得られた。メゾ-ピリジン置換亜鉛ポルフィリンがトルエンやクロロフォルム中で、環状4量体を生成する。環状4量体の構造をX線結晶構造解析で決定した。メゾ-メゾ結合ポルフィリンで同様な環状化について検討したところ、非常に大きな会合定数で箱型4量体が生成することがわかった。この箱型4量体では多点相互作用により、構造が厳密に規制されており、メゾ-メゾ結合ポルフィリンにおけるポルフィリン-ポルフィリン相互作用が極端に小さいこともわかった。この事実は、フリーのメゾ-メゾ結合ポルフィリンにおけるみかけ大きな電子的相互作用が、メゾ-メゾ結合周りの自由回転により、直交から外れたコンフォーションにあることを強く示唆するものとなった。
劇症肝炎の責任病態である肝局所ＤＩＣの細胞・分子メカニズムの解析

植物レクチンであるコンカナバリンAを投与すると、マウスは劇症肝炎を起こす。このマウス劇症肝炎がどのような仕組みで起こるのかを調べた。その結果、コンカナバリンAがリンパ球を活性化して、炎症を起こすたんぱく質を産生させ、このたんぱく質が肝臓の血管に微小血栓を多数生成して、血流を途絶えさせ、その結果、大量の肝細胞が急激に死滅することが分かった。事前に、血栓を作らないようにしておくと、コンカナバリンAを投与しても炎症を起こすたんぱく質が普通に作られるにもかかわらず、肝炎には成らなかった。このことから、ある種の劇症肝炎に対しては、血栓を作らないような治療が有効かもしれない。当該研究計画は全て完遂し、得た成果を公刊した。当該年度は計画を前倒しして、IL-33/IL-33R系がConcanavalin A (Con A)誘導性急性肝不全にどのような機序で関与するかを検討した。その結果、既に複数の研究者が報告しているように、IL-33欠損マウスやIL-33受容体欠損マウスはCon A投与により、野生型マウスに比べて、より重篤な肝障害を呈した。このことから、IL-33/IL-33R系は本肝障害を負に制御する可能性が示唆される。IL-33は、血球系のみならず上皮細胞をはじめとする多様な細胞種の核内に蓄積されるたんぱく質である。これまでの研究で、IL-33は、IL-33発現細胞が障害を受けることで細胞外に遊離し、サイトカイン活性を発揮すると考えられてきた。そこで、Con A肝炎モデルでも、障害を受ける肝細胞がIL-33の発現細胞であろうと作業仮説をたてた。この可能性を検討するために、IL-33欠損マウスと野生型マウスのキメラマウスを作製して検討した。その結果、仮説に反して、肝細胞を含む非血球系細胞ではなく、血球系由来のIL-33が重要である可能性が強く示唆される結果を得た。今後、この成果を受けて、IL-33の制御に関する分子機序の解明に着手する。肝炎ウイルスに感染は、急性肝炎を引き起こすが、多くは治癒する。しかし、治癒せず、むしろ、致死性の高い劇症肝炎に進展する症例がある。しかし、どのような機序で劇症肝炎になるかについては、詳細には分かっていなかった。私たちは、マウス劇症肝炎モデルを用いて、異常凝固亢進がその本体であることを以前、証明した。当該研究では、この異常凝固亢進がどのようなしくみで起こるのかを明らかにする。当該年度では、炎症性サイトカインであるインターフェロンガンマと腫瘍壊死因子が、凝固の先導因子である組織因子の発現を誘導することで、異常凝固亢進を惹起することを証明した。さらに、インターフェロンガンマは、肝臓の組織マクロファージであるクッパー細胞や肝類洞内皮細胞に作用して、異常凝固亢進を起すことを証明した。その成果を、論文として、2013年1月に公刊した。初年度で、研究計画を完遂し、論文を公刊したため。次年度は、異常凝固亢進に必要なIFN-gammaやTNFが、どのように制御されているか、また、Tissue factorの発現がどのように制御されているかを検討する。特に、Con A投与により誘導されるIL-33とそのシグナルに注目して、各種欠損マウス、キメラマウスを用いて検討する。平成24年度に公刊した論文の投稿・別刷の経費に使用する計画である。
骨軟部腫瘍における細胞周期制御因子の異常の解析と新たな予後診断、治療への応用

骨軟部肉腫を他臓器の癌と対比させ、細胞周期制御因子の細胞増殖能、分化、アポトーシスへの関与、機能の多様性を解析し、悪性度を規定する複数因子による、包括的予後診断も行った。1)神経細胞のアポトーシスの誘導因子として同定したcdk4/cyclin D1は、培養細胞で、その過剰発現が肺癌、骨肉腫等の多くの細胞でアポトーシスを誘導することを明らかにした(Antican.Res.2003).これは実際のヒトの肺癌でも認められ、in vivoでも起こる現象であることを初めて明らかにした(Int.J.Cancer,印刷中、第92回日本病理学会発表).2)上皮系腫瘍で過剰発現の報告の多い上皮成長因子受容体(EGFR)は、大腸癌で約10%に蛋白質の過剰発現が、8%で遺伝子増幅があることを明らかにした(Mod.Pathol.印刷中)。3)EGFRは肉腫でも発現が見られ、悪性線維性組織球腫の1%で遺伝子増幅、ポリソミーを伴った過剰発現を認めた。このような特殊症例にはEGFRターゲット療法が適応となりうるが、その下流のMAP kinaseの活性化とは相関しておらず、治療前の各症例における形質の検索も必須と考えた(投稿中).4)我々がクローニングした転移マーカーのプロテアーゼ(CLN2)は、神経外胚葉系腫瘍(neuroblastoma,Ewing肉腫)で高発現を示した.また骨肉腫でも高い発現を示す症例があり、それらは予後不良であった.4)浸潤能規定因子の候補としてクローニングAMF(autocrine motility factor)に関する解析では、腫瘍の組織系によらず、AMF高発現群では肺転移の頻度が高く、予後不良であった.また、肉腫においてはAMFはAkt-Caspase 9の系でアポトーシスを抑制しているというデータを得ており解析中である。我々は細胞周期制御因子の細胞増殖能、分化、アポトーシスへの関与、機能の多様性を報告してきた。今回は骨軟部肉腫を他臓器の癌と対比させながら、細胞周期制御因子を基盤に悪性度を規定する複数因子による、包括的予後診断を行っている。1)分解能の差異による蛋白量の違いと予後: cyclin A, Eは肺腺癌では細胞増殖能規定因子であり、その発現量は分化度、予後と逆相関する.しかし、扁平上皮癌ではcyclin Eは分化度の高い、予後良好の腫瘍に高い蛋白量を認めた。これは、cyclin A, Eの癌の組織型による分解の違いによるものであり、mRNAレベルの発現はどちらも低分化の予後不良群に高かった(J.Pathol.2003).この現象は骨軟部肉腫では認められなかった(第91回日本病理学会発表).2)神経細胞のアポトーシスの誘導因子として我々が同定したcdk4/cyclin D1は、培養細胞による解析で、その過剰発現が血球系、肺癌、骨肉腫等の多くの細胞でアポトーシスを誘導することを明らかにした(Antican.Res.inpress).更に、これは実際のヒトの肺癌でも認められ、in vivoでも起こる現象であることを初めて明らかにした(第92回日本病理学会発表予定).3)上皮系腫瘍でのみ過剰発現の報告のある上皮成長因子受容体(EGFR)は、肉腫ではほとんど異常が見られないが、悪性線維性組織球腫の10%で過剰発現、遺伝子増幅を認め、このような特殊な症例における治療指針の一助となる可能性が考えられた(第62回日本癌学会発表予定)

.4)我々がクローニングした転移マーカーのプロテアーゼ(CLN2)は、神経外胚葉系の腫瘍(neuroblastoma, Ewing肉腫)で高発現を示した.また稀に骨肉腫でもquantative RT-PCRによる検索で高い発現を示す症例があり、それらは予後不良であった.転移との関連を検索中である.5)浸潤能規定因子の候補としてクローニングされたAMF(群馬大学・渡辺博士よりプローブ、抗体供与)に関する解析では、腫瘍の組織系によらず、AMF高発現群では肺転移の頻度が高く、予後不良であった.現在、これらの因子を包括した多変量解析を行っている。骨軟部肉腫を他臓器の癌と対比させ、細胞周期制御因子の細胞増殖能、分化、アポトーシスへの関与、機能の多様性を解析し、悪性度を規定する複数因子による、包括的予後診断も行った。1)神経細胞のアポトーシスの誘導因子として同定したcdk4/cyclin D1は、培養細胞で、その過剰発現が肺癌、骨肉腫等の多くの細胞でアポトーシスを誘導することを明らかにした(Antican.Res.2003).これは実際のヒトの肺癌でも認められ、in vivoでも起こる現象であることを初めて明らかにした(Int.J.Cancer,印刷中、第92回日本病理学会発表).2)上皮系腫瘍で過剰発現の報告の多い上皮成長因子受容体(EGFR)は、大腸癌で約10%に蛋白質の過剰発現が、8%で遺伝子増幅があることを明らかにした(Mod.Pathol.印刷中)。3)EGFRは肉腫でも発現が見られ、悪性線維性組織球腫の1%で遺伝子増幅、ポリソミーを伴った過剰発現を認めた。このような特殊症例にはEGFRターゲット療法が適応となりうるが、その下流のMAP kinaseの活性化とは相関しておらず、治療前の各症例における形質の検索も必須と考えた(投稿中).4)我々がクローニングした転移マーカーのプロテアーゼ(CLN2)は、神経外胚葉系腫瘍(neuroblastoma, Ewing肉腫)で高発現を示した.また骨肉腫でも高い発現を示す症例があり、それらは予後不良であった.4)浸潤能規定因子の候補としてクローニングAMF (autocrine motility factor)に関する解析では、腫瘍の組織系によらず、AMF高発現群では肺転移の頻度が高く、予後不良であった.また、肉腫においてはAMFはAkt-Caspase 9の系でアポトーシスを抑制しているというデータを得た。
海産二枚貝の殺菌機構における活性酸素の役割

本研究ではマガキを材料に、血球(血リンパ細胞)の貧食・殺菌過程に対する活性酸素の関与とその役割を活性酸素代謝と殺菌能の点から検討し、以下の知見を得た。1.マガキの閉殻筋から血リンパを採取して低速遠心によって分離した血球と細菌をあわせて旋回培養することで細胞内殺菌の実験を行ったところ、5種類の海洋性細菌を含む12種類の供試細菌に対して、マガキ血球は82-99%の細胞内殺菌率を示した。また、貧食率は9-38%であり、高等動物の場合と同様に細菌種によって食細胞の反応の強さが異なることが考えられた。2.活性酸素の直接的な影響をみるために、窒素ガスで置換した嫌気条件下でも細胞内殺菌が起こるかどうかを検討したところ、供試した12種類の細菌のうち4種類に対する殺菌能が著明に低下し、活性酸素が関与する殺菌が起こっていることを示唆した。このことは、SOD、カタラーゼなどの活性酸素消去剤を添加した場合の好気条件下の結果ともよく一致したことから裏付けられた。3.活性酸素の生成は9種類の細菌を添加した時に明確に認められ、最も高い値を示したのは上記の4種類の1つであるProteus vulgarisであった。活性酸素の生成と細胞内殺菌への関与とは必ずしも相関はないものの、活性酸素に対する感受性菌を貧食した場合にNBT還元陽性細胞が有意に多くなるなど、生成能の亢進が考えられた。
総合的な学習の時間におけるカリキュラムの評価と改善に関する研究

平成14年においては、総合的な学習の時間において実施されているカリキュラムの分析及び学習活動の評価の動向を探るため、実施事例と通信簿の収集を行った。実施事例については、国立教育政策研究所で作成した事例集によるものや、国立教育政策研究所教育研究情報センターで収集しているデータ(教育研究情報センター実践・文献情報、「総合的な学習ランド」)を基にした。各学校のカリキュラムを枠付けている条件については、暫定的に次のようなものが考えられる。ア.学校と地域との関係を手掛かりにしたカリキュラム、イ.「かかわり」「触れる」「没頭する」などのような児童生徒の学習活動の状態を手掛かりにしたもの、ウ.「生き方」「職業」「進路」等のように社会との関わりを通じて生き方を模索するもの、エ.教科横断的、現代的な課題を取り上げるもの。学習活動の評価については、全国の小・中学校から集められた通信簿の分析を行った。その結果、通信簿における総合的な学習の時間の記録の欄の構成は、ア.学習活動、観点、評価欄を一体化したもの、イ.観点を予め記入してあるものと事後記入のもの、ウ.目標と観点との関係を明示したもの、エ.評価の表示を明確にしたもの、など多様であることが分かった。カリキュラムの評価と改善については、その規定条件として、ア.学習活動の評価と学習状況、イ.指導体制と指導方法、学習形態、ウ.児童生徒の満足度などが考えられる。これらの点も含めたカリキュラムの見直しと改善の諸要因を明らかにする作業は次年度以降の課題としたい。平成15年度においては、前年度に引き続き、総合的な学習の時間のカリキュラムの分析及び学習活動の評価の動向を探るため、実施事例等の収集を行った。又、高等学校については、平成15年度から学年進行で実施されていることから、全国の高等学校における実施状況等についてアンケート調査を行った。各学校のカリキュラムを枠付けている条件については、次のようなものが考えられる。ア.学校と地域の特色や実態、イ.児童生徒の特性や実態、学習指導上及び生活上の課題、ウ.教育課程上の位置付けや各教科等との関係、エ.学習課題の特性、オ.指導体制、カ.学習活動の特性、キ.学習形態、ク.学習集団の編成、ケ.学校段階間の接続、コ.学校施設・環境。

一方、カリキュラム評価の視点として、ア.学習の評価によって明らかにされる目標の実現状況、イ.カリキュラムの編成と運営の評価、の2点が考えられる。ア.の指導目標の実現状況を整理するとともに、イ.のカリキュラムの編成、運営の条件と連動させることを通して、カリキュラムの課題を抽出していくことになる。その際、上述したカリキュラムを枠づけている要素、条件ごとに課題を明確にしていく方法が考えられる。具体的には、条件ごとに記述的な評価を行い、評価情報を累積し、その後に総合判断することが考えられる。また、成果のあった単元や学習活動について、その理由を明確にしていくことも、カリキュラム評価を合理化していく上で、有効な方法といえる。総合的な学習の時間のカリキュラム評価の要素として次のものがあげられる。(1)児童生徒の学習活動の評価、(2)各単元や学年の指導計画の評価、(3)総合的な学習の時間の基本構想と全体計画の評価。また、これらの要素ごとの評価の視点として、(1)身に付いた力及び学習状況の評価、(2)指導体制、指導方法の評価、(3)学習形態の評価、(4)教育課程における役割と機能。さらに、カリキュラム評価の方法としては、次の方法を組み合わせて行う必要がある。(1)学習活動の評価結果の分析、(2)教師自身による自己評価、(3)アンケート調査等。本研究では、カリキュラム評価のほか、学習活動の評価及び高等学校における総合的な学習の時間の実施状況についても調査を行った。学習活動の評価については、目標、内容の具体化、評価規準の設定と評価場面、評価方法の決定、学習状況の判断と記録、評価の累積の方法等について明確にした。高等学校における総合的な学習の時間の実施状況については、(1)学習内容は各学年とも「自己の在り方生き方」が最も多いこと、(2)学習活動の形態は「調査・研究」「発表や討論」が多いこと、(3)指導の担当はHR担任及び課題に応じて教師が分担する学校が多いこと、(4)課題設定の方法については、各学年とも教師が設定した課題について共通に学習する設定が多いこと、(5)評価方法については、レポート、自己評価、観察の順に多いことが分かった。(6)実施に当たっての課題については、学習活動や生徒の実態等に応じた指導方法の在り方、教師の指導担当等の指導体制、評価の在り方等が指摘された。