hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
動物組織細胞の分化の安定化と分化転換の制御機構

○上記に加え、本研究の推進に近い將来必要となる鳥類の形質転換実験系の開発をおこなってきた。その結果、ニワトリについて外来遺伝子の発現効率を格段に高めることのできる受精卵への遺伝子注入技術が開発されつつあり、有用な鳥類形質転換実験系を確立する見通しが得られた。以上のごとく、本年度において、次年度以降の研究計画を予定通り実施するのに必要な基礎的知見を得ることができた。平成4年度に得られた成果を踏え、本年度では、研究計画を予定通り実施することができた。ニワトリの色素上皮細胞のレンズ細胞への分化転換素を主要な対象として解析を進め、下記の非常に有意義な成果を納めることができた。1)色素上皮細胞が特異的に発現する遺伝子として単離同定されたpP344遺伝子は、同じ色素上皮細胞でも虹彩色素上皮細胞では全く発現されず、網膜色素上皮細胞のみが発現するきわめて特異的な、従来全く知られていなかった遺伝子であることが明らかとなった。また、前年度で実施した構造解析から想定されていたように、pP344遺伝子産物は蛋白質分解酵素阻害活性を有し、細胞外基質分子との共役的作用を通じて、網膜色素上皮細胞の機能発現の維持に深く関与していることが明らかにされた。2)一方、前年度の研究で、色素上皮細胞のレンズ細胞への分化転換の制御にかかわていると想定されたpP64遺伝子産物(TGFbeta-結合蛋白質)の作用機作の解析を進めた。その結果、この遺伝子はalternative splicingによって、5.0kbmRNAと6.0kbmRNAを産するが、5.0kbmRNA産物は細胞外に分泌され、6.0kbmRNA産物は細胞外基質に結合し、それぞれTGFbetaの機能を調節することによって色素上皮細胞の分化の安定化とそのレンズ細胞への分化転換の制御に深く関与していることを強く示唆することができた。これらの成果は、本研究の目的を達成する上で、非常に有用な基礎的知見である。平成46年度の3年間に亘り、ニワトリ胚及びヒトの色素上皮細胞を主要な研究対象として、その分化形質の安定化と分化転換の機構の解析を進め、下記の成果を納めた。1.分化した色素上皮細胞が発現しているTGF_B結合蛋白質遺伝子はalternative splicingによって5.0Kbと6.0Kbの二種のmRNAを産生する。前者の最終産物は細胞外に分泌され後者のそれは細胞外基質に結合し、それぞれが色素上皮細胞自身が産生するTGF_Bの機能を調節することで、同細胞の分化状態を制御しており、6.0KbmRNAの産生の抑制が色素上皮細胞の分化転換と直結すること、また、bFGFがその主要な制御因子のひとつであることを明らかにした。さらに、色素上皮細胞は従来知られていない蛋白分解酵素阻害蛋白質を極めて特異的に発現しており、この蛋白質が色素上皮細胞の機能の分化とその安定化とに必須の役割を担っていることも明らかとなり、色素上皮細胞の分化形質発現の安定化及び分化転換の制御因子群の機能的カスケードの実体が文略解明できた。2.ヒトの色素上皮細胞は、細胞培養条件下で、容易に脱分化細胞の状態を経てレンズ細胞に分化転換しうることを実証した。また、前記の多能的脱分化細胞から4種の安定な細胞株を樹立することに成功し、その1種が神経細胞の特異性をも発現しうることを証明した。この成果は、ヒトの色素上皮細胞にもイモリの細胞と等価の分化転換能が保存されていることをはじめて実証したもので、その学術的意義は非常に大きいと考えられる。3.神経上皮(neuroectoderm)に由来する眼杯
細胞核内に局在するがん遺伝子産物の機能

細胞核内に局在するがん遺伝子産物が関与する発がんあるいは細胞増殖の遺伝子レベルでの機構、とくに遺伝子機能の連鎖反応を解明する手掛を求め、細胞増殖に関する変異株および条件的にかん遺伝子を誘導しうる細胞変異株などを用い、細胞増殖あるいはトランスフォーメーションの表現型と平行して変化する細胞因子あるいは細胞遺伝子を検索した。細胞因子としてはGoからS期への移行に関する温度感受性変異株の解析により増殖誘導後に特異的に合成量が増加する分子量7万のタンパク質を見出した。遺伝子としては、抗c-fos抗体で沈降するタンパクから作製したプローブを用い、ゲノムライブラリーよりc-fosに類似したlecine zipper構造をコードする遺伝子を分離し、またTPAにより誘導される遺伝子をcDNAライブラリーから検索することにより、c-fosによる調節が示唆される遺伝子を分離した。さらに正常細胞より作製したcDNA発現ライブラリーを用い、SV4Oでトランスフォームした細胞を正常細胞型に変化させうる遺伝子が存在することを示唆した。これら分離した遺伝子について、その塩基配列および機能の解析ががん遺伝子機能との関連で進められている。一方上記の研究を側面から援助する研究として個々のがん遺伝子機能の解析が行われ、1.網膜芽細胞腫を抑制するRb遺伝子がSV4OT抗原により誘導されること、2.アデノウイルスE1B遺伝子により発現が調節される遺伝子の転写調節領域の構造、3.c-fosのトランスフォーメーション機能のドメイン構造を明らかにした。さらにアフリカツメガエルのc-fos遺伝子のクローニング、抗体カラムによるc-mycタンパクの精製を行った。またポリオーマウイルスがん遺伝子の転写因子の解析により、分化誘導に機能する可能性のある転写因子を明らかにした。構造から機能を推定すべくSV4OT抗原の核内三次元的分布も検討した。
電気化学的に発生させた活性有機金属種を用いる新規カップリング反応の開発

本研究の目的は電気化学的に発生させた活性種を用いた新規カップリング反応の開発である。触媒金属種として電気化学的に発生させた活性パラジウム種を用いた様々なカップリング反応について検討した。添加する共酸化剤の選択や共触媒の有無、さらには溶媒の極性を制御することにより、従来の系よりも高い反応活性と広い基質適用範囲を示す効率的カップリング系を開発することに成功し、多様なビアリールやジイン誘導体を得た。本研究の目的は電気化学的に発生させた活性種を触媒・反応剤に用いた新規カップリング反応の開発である。最終年度は前年度に開発した電気化学的に発生させたPd活性種を触媒とするカップリング反応をヘテロ原子を含むヘテロ芳香環分子構築へと展開すると共に新しいカップリング反応への拡張をめざした。これまでに既に電気化学的触媒再活性化プロセスを組み込んだ末端アルキンのホモカップリング反応による効率的π拡張ジインの合成法を報告している。しかし、ヘテロ原子を含む芳香環、例えば硫黄を含むヘテロ芳香環であるチオフェンを有するアルキンはこれまでの条件下では生成物の過酸化が起こり、著しく収率が低下することが分かっていた。機能性分子を創成する上でヘテロ芳香環の導入は必要不可欠である。そこで、ジインカップリングにおける種々の条件検討を行なった。触媒・添加剤等の反応条件を種々検討したところ、従来アセトニトリル/水(7/1)の混合溶媒中で反応を行なっていたが、これを水の比を増やしアセトニトリル/水(2/3)とした溶媒中で反応を行なうと収率が向上することを見いだした。これは、水の比を増やすことで生成したジイン誘導体が溶解できなくなり、溶液中から固体として析出することで生成物の過酸化が抑制されていると思われる。また、同条件下、チオフェン環がさらにπ拡張されたベンゾチオフェン骨格を有するジインを合成することにも成功した。3位にブロモ基を有する2ーエチニルー3ーブロモベンゾチオフェンもジイン誘導体へと変換可能であり、誘導されたジインはさらに分子変換を行なうことで、3位に様々な置換基を有する誘導体へと誘導可能である。2年間の研究期間全体を通して、電気化学的に発生させた活性パラジウム種を触媒とする効率的カップリング法を開発した。電気化学的に発生させた活性種は一般的に高い反応活性を示し、合成化学的に有用である。本年度は触媒金属種として電気化学的に発生させた活性パラジウム種を用いて様々なカップリング反応について検討した。申請者らは既に電気化学的触媒再活性化プロセスを組み込んだアリールボロン酸のホモカップリング反応、末端アルキンのホモカップリング反応、そしてアリールボロン酸と末端アルキンとのクロスカップリング反応を報告している。これらの触媒系は通常の触媒系に比べて高い触媒活性と広い基質一般性を示すが問題点がないわけではなかった。たとえば、アリールボロン酸のホモカップリング反応によるビアリール合成において、ブロモ基のようなハロゲン置換基を導入すると反応性が著しく低下することがわかっていた。また、アルキンのホモカップリング反応によるジイン合成においても共触媒として銅を添加する必要があった。今回これらの反応系のさらに改良した。アリールボロン酸の反応系においては、これまで共酸化剤として用いていたTEMPOに替えてpbq (パラベンゾキノン)を用い加熱することで、ハロゲン置換基を有する基質もホモカップリング反応へ適用可能であることを見いだした。これは系中で発生する触媒活性種が用いる共酸化剤によって変化することとに起因すると考えられる。また、ジインのホモカップリング反応においても同様の知見を得ている。すなわち、従来用いていたTEMPOの代わりにpbqを用いると銅触媒の添加が不要になり、Pd触媒のみで反応が進行することを見いだした。本条件下ではこれまでは適用困難だった反応基質でも反応が進行した。用いる基質によって最適系が異なるのでこれらの反応条件を巧みに使い分けることが、カップリング反応の収率向上につながると考えられる。また、電気化学的なクロスカップリング反応においても新規物質の創成に成功した。本研究課題の一年目の目標は電解酸化プロセスを利用した酸化的ホモカップリング及びクロスカップリング反応の開発である。我々が従来開発してきた反応系とは異なる有機金属種を発生させることにより、広い基質一般性を有する酸化的カップリング反応を開発することに成功した。たとえば、アリールボロン酸のホモカップリング反応は共酸化剤を替えることで劇的に反応性が変化することを見いだした。これは共酸化剤が単に共酸化剤としてき機能しているのではなく触媒の配位子としても機能していると考えるのが妥当であると思われる。すなわち、共酸化剤のチューニングがカップリング反応の反応性へおおきく影響するという新たな知見を得ることができた。また、アルキンのホモカップリング反応は共酸化剤を変えることで銅触媒の添加が不要となった。銅触媒を加えたときの触媒活性種は有機銅種であるのに対し、銅触媒を用いない場合は有機パラジウム種が活性種となる。

すなわち、全く異なる活性種が系中で発生しているはずであり、実際に反応性も全く異なるという知見が得られた。これらの知見は単にこれらの反応系だけの問題ではなく、電気化学プロセスをくみこんだ有機金属反応全般に応用可能な知見で有り、研究として意義深いと考えられる。今回開発した反応と同等の反応はおそらくは化学量論量の化学酸化剤を用いれば実現可能ではあるが、電気化学的プロセスを巧みに組み合わせることで、共酸化剤に触媒化に成功し、穏やかな条件下での反応を実現している。よって、電解酸化プロセスを利用した酸化的ホモカップリング及びクロスカップリング反応の開発という最大の目標を達成したと考えられる。また、本系は共酸化剤が触媒量しか入っていないので、電気を切ると、系はほぼ中性の非酸化条件になることもわかった。この性質を利用すると、電気を用いない通常のカップリング反応との連続反応も可能である。申請者らの開発した電気化学的なカップリング反応の大きな特徴は、遷移金属を用いた触媒反応の触媒の酸化的再活性化過程に電気化学的な酸化プロセスを利用することで、従来は化学両論量必要とした酸化剤を触媒量に減ずることが可能な点である。そのために、従来の系とは異なり、電気をオフにするだけで系中は酸化条件からほぼ中性の非酸化条件に変化することを最近申請者らは見いだしている。現在、この性質を利用した連続反応による拡張π電子系の構築が、科学研究費補助金新学術領域の研究課題として採択されている。本研究においては、そのような連続反応へ適用の可否にも注目しつつ新反応の開発をめざすのが今後の方策である。このような連続プロセスにおいて、これまでに分かっている問題点としては、電気化学的なカップリング反応と通常のカップリング反応を組み合わせて連続反応にする際に、組み合わせる反応によっては、本来なら効率よく進行するはずの二段階目の反応の活性が著しく低下することがあることである。様々な解決策を模索したが、今のところ、簡便かつ有効な手段は見いだせていない。今後の方策としては、このような問題を解決することと、最初から問題の生じない反応系設計が重要だと考えている。また、当初の構想通り、多様なカップリング反応の開発と並行して、電気化学的に発生させた活性種を組み込んだ、有機電気化学の特徴を活かした反応系の設計を目指す方針である。電気化学的手法を用いるとその他の方法では発生困難な様々な活性種が発生可能である。この特徴を活かした反応設計をおこないたい。また、これらの反応により得られた新奇分子については、紫外・可視吸光スペクトルやサイクリックボルタンメトリー等を測定し、光学的・電気化学的性質等の物性についても評価していく。本研究を遂行するに当たり必要な機器類は基本的には本研究一年目に購入したの本年度は機器類の購入は必要ない。二年目は試薬・溶媒・ガラス器具の購入が主となる予定である。また、電解セルがもし破損等により不足するようなら補充する。
脳内インスリンによる学習記憶機構の調節

モノアラガイは味覚嫌悪学習を施すとインスリン様ぺプチド遺伝子の転写発現が亢進していることが、われわれの先行研究からすでにわかっていた。そこで、単離したモノアラガイの脳に、インスリン様ぺプチドを投与したところ、味覚嫌悪学習の基盤となる神経シナプスにおいて「長期増強」が観察された。さらにはモノアラガイ個体においても、脳内インスリン濃度が学習成績を決めていることが明らかとなった。そして最終的には、栄養状態と学習成績との関係を見出すことができた。本研究は、モノアラガイ体内のインスリン様ペプチドの濃度を厳密に測定し、その濃度を完全にコントロールすることによって、インスリン様ペプチド濃度と学習成績との関係について調べることを目的としている。モノアラガイのインスリン様ペプチドは、ほ乳類のインスリンと同様に、体内のグルコース濃度を下げたり、神経系の成長に効果があることが知られている。以前から、体内インスリン濃度と学習・記憶などの脳高次機能との間に関係があるのではないか?という、まことしやかな話が、神経生物学の研究分野にはあった。しかし最近では、とくに糖尿病とアルツハイマー病とが類似疾患であるという報告も出現し、「アルツハイマー病が3型糖尿病である」とまで言われ始めている。すなわち、動物種を超えて、インスリンと脳高次機能との関連は早急に解明されるべき重要な課題であり、その解明に挑む本研究が導き出す結果は、基礎生物学はもとより医療系においても十分大きなインパクトを与えると予想される。ところで、モノアラガイにおいて、インスリン様ペプチドを酵素免疫法(つまりELISA法)で測定するには、定量する抗原とそれに対する抗体が必要である。そこでまず、モノアラガイからインスリン様ペプチドを含む脳部位を単離し、インスリン様ペプチドの精製を行った。そして、作製したインスリン様ペプチドを抗原とし、抗体を作製することを、現在も継続中である。併せて、ペプチド配列から合成ペプチドを作製し、それをもとに抗体を作製することも、現在継続中である。一方、1匹あたりのグルコース量は大変微量である。そこで測定法の高感度化を模索した結果、グルコース濃度を高感度に定量できるようになってきた。さらには、市販のほ乳類のインスリンを体内投与して、行動に与える影響を調べた。その結果については現在解析中である。軟体動物腹足類モノアラガイに味覚嫌悪学習を施すと、インスリン様ぺプチド遺伝子の転写発現が亢進していることが、われわれの先行研究からすでにわかっている。そこで、単離したモノアラガイの脳に、市販されているほ乳類のインスリンまたはインスリン様ぺプチドを高濃度で含有していると予想されるモノアラガイの脳の抽出液を投与したところ、両者の場合とも味覚嫌悪学習の基盤となる神経シナプスにおいて「長期増強」(シナプスでの伝達効率が上昇する現象。学習の素過程と考えられている)が観察された。したがって本研究では、モノアラガイの体内インスリン様ペプチドの濃度および体内グルコース濃度の2つを、「超高感度測定法」を駆使して極微量定量し、かつその濃度を人為的に調節することによって、それらの濃度と学習成績(すなわち行動変容)との関係についての詳細を明らかにする。そして最終的には、栄養状態と学習成績との関係を見出すことを目的としている。残念ながら、このインスリン様ペプチドの抗体作製にはいまだ手こずっており完成していない。これは今後も最大の努力を重ねる。さらにはグルコース濃度測定は成功しており、これはすでに論文発表を行った。そしてインスリンの体内注入による行動変容についてもすでに興味深い成果を論文発表した。あと、空腹状態ならびに飢餓状態のモノアラガイの行動変容についてもデータが出始めた。軟体動物腹足類モノアラガイに味覚嫌悪学習を施すと、インスリン様ぺプチド遺伝子の転写発現が亢進していることが、われわれの先行研究からすでにわかっていた。本研究では、モノアラガイの脳内インスリン様ペプチドの濃度およびグルコース濃度の2つを人為的に調節することによって、それらの濃度と学習成績との関係についての詳細を明らかにすることを試みた。そして最終的には、栄養状態と学習成績との関係を見出すことを目的とした。面白いことに、グルコース濃度は学習成績に対してあまり効果を持たなかったが、一方で、インスリン濃度は学習記憶の改善に寄与していることがわかった。そのインスリンの効果について詳細を述べる。われわれはこれまで経験的に、1日の軽い絶食であれば味覚嫌悪学習が成立し良い学習成績を残し、5日の長いシビアな絶食のときは、学習成績が悪いことを知っていた。そうすると、インスリン様ペプチドがこの悪い成績を改善できるのかがポイントとなった。予想通り、5日間の長いシビアな飢餓状態において、インスリンを注入すると、学習成績の向上が認められた。これはモノアラガイにとって何を意味するのであろうか?モノアラガイにとっては次のような解釈が成り立つと考えられた。シビアな飢餓状態におかれたモノアラガイは、学習成績が悪いが、実はそれは見せ掛けだけであって、学習そのものは成立している。言い換えると、腹が空きすぎているので、学習は獲得しているものの、「背に腹は代えられぬ」状況にあり、テスト時に咀嚼運動をしてしまう。こういう考え方がアイデアとして出てきた。そこで、各種の実験を行ったところ、確かにこのように「背に腹は代えられぬ」は成立していることが明らかとなり、かつ、その隠れた記憶を蘇らせるには、想起させる寸前に、同じような飢餓状態に再度モノアラガイをおく必要があることも示された。

モノアラガイは味覚嫌悪学習を施すとインスリン様ぺプチド遺伝子の転写発現が亢進していることが、われわれの先行研究からすでにわかっていた。そこで、単離したモノアラガイの脳に、インスリン様ぺプチドを投与したところ、味覚嫌悪学習の基盤となる神経シナプスにおいて「長期増強」が観察された。さらにはモノアラガイ個体においても、脳内インスリン濃度が学習成績を決めていることが明らかとなった。そして最終的には、栄養状態と学習成績との関係を見出すことができた。モノアラガイのインスリンの抗体作製に、予定以上の時間がかかっている。その他の研究項目は順調に進んでいる。27年度が最終年度であるため、記入しない。神経生物学抗体作製に全力をあげる。一方で、他の研究項目については順調に進んでおり、現在は、空腹時ならびに満腹時のセロトニン濃度についても調べ始めている。さらには、他の動物から最近得られた知見をもとに、インスリンシグナル機構と学習記憶の研究もさらに発展させていく算段が付いた。抗体と抗原については、予定通り、作製が進んでいる。グルコース濃度測定法については、すでに完成し、データをまとめて論文として公表し始めている。行動実験も、予定通りに、実験の遂行と解析が進んでいる。当初予定していた額より実際の金額が安くなったため。予定通りに推進する。最終年度に学会発表をするため、旅費に加えた。研究はおおむね順調に遂行されている。ただし、人件費・謝金として予定していた方が妊娠・出産となり、その分の支払いを行わなくて済むようになった。したがって、この分を翌年度に使用する。上記金額分を、物品費にまわし、さらなる研究の展開を図る。
急性硬膜下血腫の清明期における病態と治療に関する研究

ラットの急性硬膜下血腫モデル(血腫量150μl)を用いて、血腫作成後30分-1時間に気管内チューブを抜去し、神経学的所見や予後を観察した結果、血腫後1-2時間は活動性が回復してくるが、その後は神経学的所見が悪化し、48時間以内に約半数が死亡し、残りはほとんど神経学的異常を残さず1週間生存することが分かった。ただし、神経学的にほぼ正常であっても、血腫ドの大脳皮質に梗塞巣が認められた。血腫と同量のシリコンを注入した場合、頭蓋内圧及び脳還流圧は対照群(血腫量150μl)と差がないが、注入後8時間の梗塞範囲は有意に小さかった。ハロタン麻酔時、ドパミンにより平均動脈圧を100mmHgに維持した群はドパミンを投与せず平均動脈圧を80mmHgに維持した群よりも、血腫作成時の脳還流圧(=平均動脈圧-頭蓋内圧)が高く(80-100mmHg vs 40-70mmHg)、血腫作成4口以降の神経学的所見が良好であった。その他、血腫直後よりガベキサートメシル酸塩(FOY^R)を1、10、または50mg/kg/時の速度で投与して治療効果を検討したが、対照群と比べて梗塞範囲に差は認められなかった。また、NMDA受容体の非競合的拮抗薬であるMK-801とケタミンを血腫作成30分後より投与し、これらの治療効果を検討した結果、MK-801投与群にのみ梗塞範囲の縮小傾向がみられたが、個体差が大きく有意ではなかった。以上より、急性硬膜下血腫に対するNMDA受容体拮抗薬の有効性が示唆された。また、多くの薬物治療と同等かそれ以上に、まず、脳還流圧を維持することの重要性が示された。ラット(体重300-400g)の急性硬膜下血腫モデル(血腫量150μl)を用いて、血腫後の脳循環・代謝、頭蓋内圧、及び神経学的所見の変化を検討し、以下の結果を得た。1.急性硬膜下血腫後の神経学的所見は、2-4時間後にほぼ正常まで回復するが、その後徐々に悪化し、6-50時間に50%のラットが死亡した。血腫注入時、頭蓋内圧(94年度備品カミノデジタルプレッシャーモニタにより測定)が70mmHg以上または脳潅流圧(平均動脈圧-頭蓋内圧)が50mmHg以下となったラットは全例50時間内に死亡したが、頭蓋内圧の最高値が30-60mmHgであったラットは血腫作成2-4時間後に頭蓋内圧が5-15mmHgに低下した後、6-8時間後に再度15-30mmHgまで上昇してほぼプラトーとなり、ほとんど(90%)が7日間生存した。2.血腫作成1-3時間後に血腫周辺の大脳皮質及び両側海馬のブドウ糖消費量が50-100%増加し、血腫周辺の大脳皮質の血流量が50-80%低下した。3.血腫作成後24時間までには明らかな脳浮腫や血液脳関門の破綻は認められなかった。以上より、1.本モデルで、急性硬膜下血腫後2-4時間に神経学的所見が一時的にほぼ正常化すること、すなわち清明期がみられることが確認できた。2.血腫作成1-3時間後に、脳局所の代謝亢進と血流量の低下がみられた。

3.血腫後の清明期にほぼ一致して、頭蓋内圧が正常化し、その後再度上昇するとともに神経学的所見が悪化することが示された。今後は、硬膜下血腫作成後2-4時間に一旦低下した頭蓋内圧が再度上昇してくる機序とその予防法に関して研究する予定である。ラットの急性硬膜下血腫モデル(血腫量150μl)を用いて、以下の治療に対する反応性を検討した。血圧の影響を検討するため、ハロタン麻酔時、平均動脈圧を80mmHgに維持したときとドパミンにより100mmHgに維持したときの予後と神経学的所見を検討した。その結果、頭蓋内圧変化は両群間に差がなく、ともに30-40mmHgまで上昇したが、平均動脈圧の違いから脳環流圧(=平均動脈圧-頭蓋内圧)は、ハロタン単独群が40-70mmHgであったのに対し、ハロタン麻酔下ドパミン投与にて血圧を高めに保った群(ハロタン+ドパミン群)では80mmHg以上に維持された。両群ともに血腫作成後30分-1時間後に気管内チューブを抜去し、気管内チューブ抜去後1-2時間はラットの活動性が回復したが、その後多くのラットが傾眠傾向となり、血腫作成後15-50時間に、ハロタン単独群では11匹中10匹が、ハロタン+ドパミン群では11匹中5匹が死亡し、4日以降の神経学的所見はハロタン+ドパミン群が有意に良好であった。ハロタン+ドパミン群の予後と神経学的所見は、同程度の平均動脈圧と頭蓋内圧を示したイソフルラン麻酔での硬膜下出血腫後の予後と神経学的所見とほぼ等しかった。以上より、麻酔薬の違いよりも、脳環流圧を維持する方がより重要であることが示された。その他、血腫直後よりガベキサートメシル酸塩(FOY^R)を1、10、または50mg/kg/時の速度で投与して治療効果を検討したが、対照群と比べて梗塞範囲に差は認められなかった。また、NMDA受容体の非競合的拮抗薬であるMK-801とケタミンを血腫作成30分後より投与し、これらの治療効果を検討した。MK-801投与群にのみ梗塞範囲の縮小傾向がみられたが、個体差が大きく有意ではなかった。以上より、急性硬膜下血腫に対するNMDA受容体拮抗薬の有効性が示唆された。また、多くの薬物治療と同等かそれ以上に、まず、脳環流圧を維持することの重要性が示された。
四極子散乱の選択的計測により価電子密度分布を可視化

本研究では、放射光X線の偏光特性に着目し、偏光制御・計測技術を高度化することにより、物質機能の担い手である価電子からの散乱の選択的計測実現の鍵となる、非トムソン散乱の探索を行った。二年間の研究期間を通して、回折強度の入射偏光依存性という新しい観点から、マンガン酸化物の軌道整列に由来する超格子反射が非トムソン散乱であること、シリコン単結晶における消衰効果を反射毎に評価できることなどを見出し重要な成果を収めることができた。本研究は、価電子からの散乱を選択的に計測するX線回折の新たな手法の開発を目的として行われた。特に、価電子からの散乱の選択的計測の実現に必要な偏光制御装置・計測システム・測定手法の開発を、放射光ビームラインにおいて行った。昨年度、マンガン酸化物の軌道整列相において、温度依存性が秩序変数と対応する超格子反射が非共鳴条件においても観測されることを見出し、その偏光依存性が通常のトムソン散乱では説明できないことを明らかにした。この偏光依存性の異常は、四極子散乱によっても消衰効果によっても説明し得ることから、両者を判別するために、今年度は、超格子反射強度の結晶方位角依存性を詳細に調べた。その結果、レニンガー効果と同様の結晶方位角依存性を示すことが明らかになった。これによって、消衰効果の可能性は否定され、この超格子反射がMn3+イオンのe_g電子の交替的軌道整列を四極子散乱によって選択的に観測していることが確認された。また、シリコン単結晶において見出された偏光依存性の異常についても、反射強度の結晶方位角依存性の測定を行い、その起源について実験的検証を試みた。その結果、トムソン散乱と同様に等方的であることが確認され、偏光依存性の異常が消衰効果に起因していることが明らかになった。偏光依存性の異常の程度から評価した消衰効果の大きさは、Becker & Coppensの方法から予想される値と定性的に一致することも確認された。本年度は、四極子散乱が観測できることを実証するために、当初予定の通りシリコン単結晶とマンガン酸化物単結晶の偏光X線回折実験を実施した。入射X線の偏光状態を変化させた際の回折強度の振る舞いを調べた結果、トムソン散乱では説明できない反射が存在することを両試料で確認した。更に、結晶方位角を散乱ベクトル周りに変化させた際の回折強度の振る舞いを詳細に調べたところ、シリコンとマンガン酸化物で振る舞いが異なることが明らかとなった。これらの結果から、マンガン酸化物に関しては想定した通りの四極子散乱を観測していることが、シリコンに関しては動力学的回折の効果を考慮する必要があることが分かってきた。マンガン酸化物で四極子散乱が観測されたことは、価電子のみからの散乱が存在し、これを選択的に計測することにより、内殻電子の多寡によらず価電子密度分布解析に基づいた物性発現機構の究明が原理的に可能であることを意味している。一方、シリコンで観測された現象は、多重散乱と密接に関連していることが予想され、その発現機構の解明は、消衰効果の定量的な取り扱いを可能にし、単結晶構造解析の高精度化に繋がるものと期待される。現在、四極子散乱の定式化を行うために、測定データの質の更なる向上に取り組んでいる。装置に関しても、斜め45度直線偏光度の高速変調およびそれに同期した回折強度の変化を計測するための整備を行ったので、トムソン散乱と四極子散乱の分離計測についても準備が万全となった。理論的に予測された四極子散乱を、マンガン酸化物で実際に観測することに成功した。四極子散乱の完全な理解には至っていないが、シリコンにおいて予想外の偏光依存性を見出すなど新たな知見が確実に増加している。装置の整備も同時並行に進めており、当初の研究計画通りにおおむね順調に進展していると言える。当初の予定通り、マンガン酸化物中の価電子の反強的な秩序配列の直接観測の実現に取り組む。四極子散乱の選択的計測法を完成させ、Mnのeg電子が占有している軌道の型の判別に適用する。シリコンの結合電子密度解析に四極子散乱を適用するために、本研究で見出した予想外の偏光依存性の起源の解明に取り組む。その結果、シリコンで四極子散乱を観測することが技術的に難しいことが判明した場合には、動力学的な回折効果の影響を避けるために結晶性の悪い試料に代替して、強的な価電子配列の観測を目指す。整備を進めている装置に組み込む入射X線強度をモニターするためのフォトダイオードを購入する予定であったが、在庫がなかったため再生産を待って次年度に予算執行することとした。当初の計画通り、フォトダイオードを調達して整備中の装置を完成させ、予定された実験を遂行する。放射光実験のための物品費として30万円を、研究成果発表のための旅費として30万円を計上する。
脳卒中患者のQOLの評価と治療

今回,我々は退院後のQOLを検討する観点から能力評価にFunctional Independence Measure(以下FIM)とQOLにShort Form 36(以下SF-36),また,Self-rating Depression Scale日本語版(以下SDS)を用いて検討した。対象は初回急性期発症症例で,自宅退院した症例とした。再発作,病前に著しい運動障害を有するもの,透析などの慢性疾患を有するもの,失語症を有するもの,質問の答えられないものは除外した。SF-36は年齢別国民標準値による偏差得点を用いて下位項目(PF(身体機能),RP(日常役割機能(身体)),BP(身体の痛み),GH(全体的健康観),VT(活力),SF(社会生活機能),RE(日常役割機能(精神)),MH(心の健康))ごとに評価した。協力の得られた症例は63例。退院時54例,1ヶ月時42例,3か月時38例、6か月時32例であった。また,経済生産活動の高い64歳以下と65歳以上に分け比較検討した。63症例のうち退院時から退院後6ヶ月まで全経過を追えたのは23例であった。これらの症例に関して経時的な変化について検討した。退院後6ヶ月目までFIMは有意差を認めず,得点も高くADLが自立している症例であった。若年群と老年群では特に退院時と退院1ヶ月でSF-36に有意差を認め,若年群で低い傾向があった。SDSとSF-36はPF以外の項目で相関を認め,特にRP, VT, MHは各時点で相関を認めた。全経過を追えた23例について時系列でみた場合にPFにおいて経時的に変化が統計上退院後6ヶ月と他の時期との間に有意差があった。以上からSF-36の評価はSDSではあきらかにしにくい心理的活動性に関してと,ADLの比較的困難な項目,更衣,入浴を含み,経時的評価を長期的に行うことの有用性が考えられた。I.データ収集に際しプロトコールを作製した.1.他の関連病院でのデータ収集上の問題点を検討・調整を実施した.2.対象患者・データ収集内容に関して再検討.対象患者は初回発作の患者に実施する.また,退院後の経過で継続して外来通院できる患者とした.データ収集をリハビリテーション科入院患者以外はリハビリテーション外来で実施する.そのため,QOL外来を新たに設置できるように調整を行った.日本語版に関して使用許可を得る必要があり,申請した結果使用許諾を得た.4.各病院でプロトコールを各スタッフにアナウンスし,使用できるように調整.II.対象患者のデータベース化を検討し,作製した.1.基本情報発症日,入院日,リハ依頼日,年齢,性別など2.脳卒中診断に関してリハ依頼日,退院時、退院後1ヶ月、3ヶ月まで入力できるデータベースを作製した.Iデータ収集を実施した.1.関連病院でのデータ収集を実施した.2.調査対象症例数(2001年12月現在):退院時症例24名(平均66.8歳、男17名、女7名).対象患者は初回発作の患者.3.退院時の結果下位尺度得点:身体機能(PF)48、日常役割機能(身体)(RP)35、体の痛み(BP)69、全体的健康感(GH)50活力(VT)61、社会生活機能(SF)72、日常役割機能(精神)(RE)42、心の健康(MH)63。

4.退院1ケ月時:症例18名(平均67.7歳、男14名、女4名)5.退院時と退院1ケ月時の比較FIMはほぼ同様だがSF-36ではRP等得点で低い症例が退院1ケ月時でやや多かった。I.データ収集を継続実施した.1.関連病院でのデータ収集を実施した.2.対象患者・データ収集内容に関して検討.対象患者は初回発作の患者に実施する.また,退院後の経過で継続して外来通院できる患者とした.データ収集をリハビリテーションQOL外来で実施した.II.対象患者のデータベース化を実施した.1.基本情報発症日,入院日,リハ依頼日,年齢,性別など2.脳卒中診断に関してリハ依頼日,退院時、退院後1ヶ月、3ヶ月,6ヵ月まで入力できるデータベースとした.III.データ解析を実施した.1.退院後の各時期における年代別の検討を行った.2.退院後の経時的な変化について検討を行った.
肝移植グラフト肝におけるHLA発現の移植免疫応答における意義の解明

肝移植後に新規に出現する抗ドナー特異的HLA抗体(DSA)は、主にHLA classIIに反応する抗体である。小児期に肝移植を行った症例の約40%にDSAが検出され、DSA陽性症例では移植肝線維化が進行していた。HLA classIIは主に抗原提示細胞やB細胞に発現しており、通常、肝組織にHLA classIIは発現していないため、DSAが移植肝に作用する機序は不明であった。本研究では、移植肝組織のHLA classII発現の有無と分布を調べ、DSAと移植肝線維化との関係を検討した。対象症例は2014年から2016年までに肝生検を行った小児肝移植症例184例を対象に検討を行った。DSAの有無と移植肝線維化の有無で層別化し、ペアマッチングした症例について検討を行った。DSA陽性症例では、肝組織HLA-DRの発現と肝線維化に相関を認めた。一方、DSA陰性症例では肝組織HLA-DRの発現は少なく、さらに、肝線維化との相関を認めなかった。血中DSAが存在して、肝組織HLA-DRの発現があることが、移植肝線維化を進行させると考えられた。肝組織HLA-DRの発現と肝逸脱酵素の上昇に相関をみとめた。肝障害が発生した時に、組織傷害に応じてHLA-DRが発現して、HLA抗体によって抗体関連型拒絶反応が惹起され、組織傷害が進行することが推察された。Prospectiveな検討から、相対的な免疫抑制療法の不足がDSA産生の原因であることが明らかになった。肝障害が発生し、肝組織HLA-DRの発現が生じて、DSAの産生と慢性抗体関連型拒絶反応が起き、線維化が進行することが推察されたが、本研究では肝障害時の肝組織中HLA-DRの発現の評価が十分でなかった。今後、肝障害と肝組織HLA-DRの発現の研究により肝移植後、慢性期の移植肝線維化をきたす病態の解明が明らかにされることが期待される。肝移植後に出現する抗ドナー特異的HLA抗体(DSA)は、主にHLA class IIに反応する抗体であり、移植肝線維化と関連することを報告した。HLA class IIは主に抗原提示細胞やB細胞に発現しており、DSAが移植肝に作用する機序は不明である。今回、移植肝組織におけるHLA class II発現の有無・分布を調べ、DSAと移植肝線維化との関係を検討した。本年度の研究において、Retrospective studyとして移植肝生検組織におけるHLA-DRの発現の染色およびDSAの測定を行った。対象症例を胆道閉鎖症移植後の患者で、明らかな脈管合併症などの線維化をきたす病態を除外して選定した。移植肝におけるHLAの発現の評価方法について検討を行い、門脈域、肝静脈域にわけ、発現の広がりと強度によってscore化する方法を確立し、HLA発現の定量化を行った。合わせて、肝線維化についても門脈域、肝静脈域、類洞内の線維化を評価しなおし、肝線維化のscore化を行った。HLAの発現と肝線維化の相関およびDSAの有無の関係について検討を行った。DSAの陽性率は52%であった。DSA陽性症例においてHLA-DRの発現と肝線維化に相関を認めた。一方、DSA陰性症例においてはHLA-DRの発現と肝線維化に相関を認めなかった。このことから、肝組織HLA-DR発現に加え、血中DSAが存在することが、移植肝線維化進行の背景となると考えられた。また、HLA発現と血中ALT値の上昇に有意な相関を認めた。このことから肝障害と移植肝組織HLA-DR発現に相関があることが推察された。肝障害により移植肝におけるHLAーDRの発現が亢進し、さらに、HLA-DRの発現がDSAを誘発して抗体関連型拒絶反応を惹起するという仮説を裏付けると考えられた。DSAのサブクラス解析と補体反応性の評価を行う予定であったが、試薬のtiterationを行うために予備実験を繰り返しているが、そのため、少し進行が遅れている。また、HLA-DRの発現の定量化について症例を重ねてから定量方法の確立を行っていたため時間がかかっている。しかし、順調に研究は進行している。肝移植後に出現する抗ドナー特異的HLA抗体(DSA)は、主にHLA class IIに反応する抗体であり、とくに小児肝移植症例において長期経過したときに、移植肝線維化と関連している。本研究では、移植肝組織におけるHLA class II発現の有無・分布を調べ、DSAと移植肝線維化との関係を検討した。昨年度までは、対象症例を線維化の有無、DSAの有無で層別化し、ペアマッチングした症例について検討を行った。このパイロット研究ではDSA陽性症例においてHLA-DRの発現と肝線維化に相関を認めた。今年度は症例数を拡大し、研究期間に肝生検を行った胆道閉鎖症移植後の患者で、明らかな脈管合併症などの線維化をきたす病態を除外して研究対象を拡大した。対象症例について肝線維化の病理学的評価を見直した。Banff会議

2016年で提唱された基準に照らして、門脈域、肝静脈域、類洞内の線維化を評価しなおし、肝線維化のscore化を行った。HLAの発現については、昨年度に引き続きRetrospective studyとして移植肝生検組織におけるHLA-DRの発現の染色およびDSAの測定を対象症例に対して行った。その上でHLAの発現と肝線維化の相関およびDSAの有無の関係について検討を行った。症例数を拡大し、HLA-DRの発現と肝線維化を検討したが、DSAの有無とHLA-DRの発現およびHLA-DRの発現と線維化の間に有意な相関が認められなかった。その原因、背景については再検討を行っている。DSAの発現と線維化の間に相関はあるが、仮説と異なり、線維化とHLA-DRの発現の間に相関は見られなかったため、IgGのサブクラス解析と補体反応性の評価を行う予定である。染色および、試薬のtiterationの主義が安定していないため予備実験を繰り返している。また、HLA-DRの発現の定量化について症例を重ね、定量方法の確立を行っていたが、客観性に疑義があるために定量方法については、再検討も行っている。そのため、当初より実験計画は遅れが出ている。肝移植後に新規に出現する抗ドナー特異的HLA抗体(DSA)は、主にHLA classIIに反応する抗体である。小児期に肝移植を行った症例の約40%にDSAが検出され、DSA陽性症例では移植肝線維化が進行していた。HLA classIIは主に抗原提示細胞やB細胞に発現しており、通常、肝組織にHLA classIIは発現していないため、DSAが移植肝に作用する機序は不明であった。本研究では、移植肝組織のHLA classII発現の有無と分布を調べ、DSAと移植肝線維化との関係を検討した。対象症例は2014年から2016年までに肝生検を行った小児肝移植症例184例を対象に検討を行った。DSAの有無と移植肝線維化の有無で層別化し、ペアマッチングした症例について検討を行った。DSA陽性症例では、肝組織HLA-DRの発現と肝線維化に相関を認めた。一方、DSA陰性症例では肝組織HLA-DRの発現は少なく、さらに、肝線維化との相関を認めなかった。血中DSAが存在して、肝組織HLA-DRの発現があることが、移植肝線維化を進行させると考えられた。肝組織HLA-DRの発現と肝逸脱酵素の上昇に相関をみとめた。肝障害が発生した時に、組織傷害に応じてHLA-DRが発現して、HLA抗体によって抗体関連型拒絶反応が惹起され、組織傷害が進行することが推察された。Prospectiveな検討から、相対的な免疫抑制療法の不足がDSA産生の原因であることが明らかになった。肝障害が発生し、肝組織HLA-DRの発現が生じて、DSAの産生と慢性抗体関連型拒絶反応が起き、線維化が進行することが推察されたが、本研究では肝障害時の肝組織中HLA-DRの発現の評価が十分でなかった。今後、肝障害と肝組織HLA-DRの発現の研究により肝移植後、慢性期の移植肝線維化をきたす病態の解明が明らかにされることが期待される。本年度の研究を引き続き継続し、肝線維化とHLA発現のメカニズムの分子学的機構の解析を行う。そのためにHLA-DRとCD31などの血管新生のマーカーの2重免疫染色を行う。
将来大気における成層圏水蒸気と極成層圏雲の表面積の変動に関する研究

まず、気候への影響が大きいとされる硫酸エアロゾルの影響について、鉛直1次元放射-光化学結合モデルを用いた計算を行った。この計算では、ライダーや気球による観測事実に基づいて、硫酸エアロゾルの粒径分布を仮定し、それから表面積を算出した。表面積は、不均一反応の効率に直接影響する重要なファクターである。火山爆発によって増加したエアロゾル上の不均一反応によってオゾン濃度が減少する効果は、エアロゾルの赤外線吸収による気温の上昇を緩和し、下部成層圏の昇温を約1年早く緩和することがわかった。また、硫酸の生成過程を3次元化学気候モデルに組み込み、硫酸エアロゾルの3次元分布をシミュレートした。さらに、最近報告されている亜熱帯西太平洋域冬季のオゾン全量が極端に少ない(220DU以下)領域の発生について、3次元化学輸送モデルによる計算と解析を行い、1996年から2002年までの極小値に対して、不均一反応の影響は2-3DU程度であることがわかった。この量は、この領域のQBOなどのオゾン輸送による変動(5DU程度)よりは小さいが、無視できる量ではない。今後もこの領域のオゾン量の監視が必要である。最後に、化学輸送モデルを用いて、下部成層圏で水蒸気を約1ppmv増加させた数値実験を行ったが、オゾンホールの生成に大差は見られなかった。しかしながらこの数値実験の設定には、上に述べた硫酸エアロゾルや極成層圏雲に関する現在までの観測事実に基づくいくつかの仮定が含まれており、これらの仮定のいくつかが、将来の大気においては不適当となることも考えられる。その詳細は、下部成層圏における水蒸気の輸送過程が解明されなければわからないであろう。1991年のピナツボ火山噴火によって成層圏硫酸エアロゾル量が急増後徐々に減少していった事例について、気球観測による、火山噴火後に典型的な成層圏硫酸エアロゾルの粒径分布データ、レーザレーダによるエアロゾルの鉛直分布データ、衛星によるエアロゾルの光学的厚さのデータから、鉛直1次元光化学-放射結合モデルによるオゾン破壊の計算に必要な、エアロゾルの表面積の時間空間分布を算出した。この硫酸エアロゾルの表面積の時間空間分布を、鉛直1次元光化学-放射結合モデルに入力して、オゾンなどの大気微量成分濃度と気温の変動の計算を行った。その結果、増加した硫酸エアロゾル上での不均一反応によるオゾンの減少により、火山噴火後の成層圏気温の上昇は、微量成分濃度の変動よりも短期間で解消されることがわかった。また、対流圏の気温変動に関しては、火山爆発後約半年くらいまでは、増加した硫酸エアロゾルが地表に到達する太陽光を減衰させて対流圏気温の低下が起こり、それに続く約半年間で、エアロゾルによる赤外温室効果の増大によってこの気温低下が半分以上回復し、さらにその後は、成層圏下部のオゾン減少によって引き起こされた温室効果の縮小による対流圏気温の弱い低下が23年間持続するという複雑な変動パターンを示すことがわかった。また、臭素系物質の、硫酸エアロゾル上での不均一反応を通してオゾン破壊に及ぼす影響は大きく、ピナツボ級の火山爆発の場合、オゾン破壊量は臭素系物質を全く考慮しない場合に比べて約2倍程度になることがわかった。東京大学気候システムセンター/国立環境研究所で共同開発を行ってきた大循環化学モデルに、新たに硫黄系の物質(OCS、SO2、硫酸など)の光化学反応過程を導入した。このモデルでは、硫黄系の物質の源は、地表及び海面から放出されるOCSとSO2である。このモデルを8年積分して定常状態を作り、火山爆発などのない平穏時の大気中の硫黄系物質の3次元分布やその季節変動を調べた。計算によって得られた硫酸エアロゾルの表面積の分布は、これまでに観測された事実とよく合っているものが得られた。

すなわち、エアロゾルの量の最も多い下部成層圏において、熱帯域では0.5μm^2程度、高緯度では1μm^2程度の表面積の値を再現できた。この現実的な硫酸エアロゾルの分布を再現するために重要な過程は、硫酸エアロゾルのwet depositionと、熱帯付近の強い対流活動によるSO_2の対流圏から成層圏への直接流入である。また、この硫酸エアロゾルの存在により、対流圏上部-成層圏下部の高度では、極域で数%以上のオゾン減少を、低中緯度では数%のオゾン増加を生じることが分かった。この低中緯度のオゾン増加は、エアロゾルの存在によってNO_x濃度が減少し、NO_xによるオゾン破壊が弱められたためだと考えられる。極域では、これよりも塩素の活性化が勝ってオゾン減少を生じたと考えられる。鉛直1次元光化学-放射結合モデルによって、ピナツボ火山爆発時の下部成層圏の気温の変動を調べた。オゾンなどの大気化学成分の濃度を固定して、火山爆発によって増加したエアロゾルの純粋な放射効果を調べた数値実験と比較すると、光化学過程と放射結合過程の相互作用を考慮に入れたモデルでは、硫酸エアロゾル上で起こる不均一反応によるオゾン減少により、ピナツボ火山爆発後の気温の上昇は約1年早く解消されることがわかった。台湾の東海上の亜熱帯西太平洋域の冬季に、オゾン全量の極小域が存在する。特に、2001年はその極小値が顕著で、190ドブソンユニット以下の値も観測されている。このような低い値が持続するのは短期間ではあるが、南極のオゾンホールにも匹敵するような低い値となっている。本研究では、この亜熱帯西太平洋域の冬季に出現する低オゾン量が、対流圏界面から成層圏下部の気温の非常に低い高度で生じる氷や硝酸3水和物(NAT)粒子上での不均一反応による影響をどの程度受けるのかについて、3次元モデルによる数値実験を行い調べた。東京大学気候システム研究センター/国立環境研究所化学輸送モデルを用い、氷や硝酸3水和物粒子上での不均一反応を導入したモデルと、この反応の働きを意図的に止めたモデルとの計算結果を比較した。結果は、成層圏下部の不均一反応の働きによって、ClOやHO2の増加が見られるが、その増加量は,南極のオゾンホール発達期に比べると10分の1か与100分の1程度であり、また、その結果として不均一化学反応のオゾン全量への影響は、最大23ドブソンユニット程度であることがわかった。さらに、この化学反応によるオゾン破壊量は、赤道大気準2年振動(QBO)やエルニーニョなどによるオゾンの輸送による影響に比べると小さい量であることがわかった。しかしながら、この化学オゾン破壊量は、この領域のオゾン変動に関して、完全に無視できる大きさでもなく、今後も、QBOなどによる輸送効果と共にこの領域のオゾン極小値出現に影響を与えると思われる。この領域のオゾン量監視が必要である。
モチベーション向上のための教室空間の研究

学習意欲(モチベーション)の喚起が教育機関で重要な問題となっている.これを解決するために,プログラミング入門教育を対象とした教授法SIEM(ジーム)とその尺度を開発した,先行研究を進める中で,二酸化炭素濃度が厚生労働省の基準を上回る教室の存在が明らかになった.本研究は教室内の二酸化炭素濃度,温度,湿度に着目し,適切に制御することでモチベーションを一層向上する事を目指すものである.本研究によって,教室内の二酸化炭素濃度の分布を可視化できた.一般的に二酸化炭素濃度が1000ppm(0.1%)を超えると,眠気等の症状を誘発すると言われている.SIEMアセスメント尺度の活用によって受講者のモチベーションを追跡し,教室内における着席位置から,教室内のモチベーション分布を分析した.さらに,教室内の二酸化炭素濃度を測定した.二酸化炭素濃度の数値に着目しながら,1000ppmを超えると教室の窓やドアの開閉によって換気を行い,モチベーションの向上を図った.建築後25年近く経過した古い建物では,温度と湿度はある程度制御できているものの,二酸化炭素濃度は授業開始後右肩上がりに上昇した.このような教室で実施している導入教育では,新入生約280名を2教室に分けて収容し,卒業までの時間割の作成を行う.二酸化炭素濃度の測定を行いながら,1000ppmを超えると教室の窓やドアを開閉し換気を行い,モチベーション低下の抑制を図った.自然換気による方法は,天候や風向きに左右され,二酸化炭素濃度の数値の制御が難しいことが示された.建築後4年目の新しい建物の中にある教室を使ったプログラミング入門教育では,温度,湿度,二酸化炭素濃度は適切に制御できており,授業開始から終了まで変動が抑えられていることが明らかになった.BYODによって受講者が所有するノートPCを活用するプログラミング入門教育では,受講者のノートPCの発熱,受講者自身の発熱により教室内の温度が上昇する.また受講者の呼吸によって湿度が上昇し,「じめじめ」といった不快感の原因となる.温度,湿度の数値以外に,特に二酸化炭素濃度の数値に着目しながら,1000ppmを超えると教室の窓やドアを開閉し換気を行い,モチベーションの向上を図った.二酸化炭素濃度の測定のために装置を購入したが,センサーに不良があるとの連絡が製造元から入り,その交換を行った.この影響による遅れが懸念されたが,大きな影響は発生していない.厚生労働省によると,建物内の二酸化炭素濃度は1000ppm(0.1%)の基準が設けられている.この数値を超えると,一般的に眠気等の症状を誘発すると言われている.BYOD(Bring Your Own Device)によって受講者が所有するノートPCを活用するプログラミング入門教育では,持ち込んだノートPCの発熱,受講者自身の発熱により教室内の温度が上昇する.また受講者の呼気には二酸化炭素と湿気も含まれており,眠気の誘発や「じめじめ」といった不快感の原因となる.BYODを前提としたコンピュータプログラミングの授業で,教室内の二酸化炭素濃度を継続的に測定した.複数の測定装置を平面的に配置することによって,二酸化炭素濃度の分布を3次元表示することに成功した.さらに1分毎に計測した結果を,アニメーション表示することにも成功した.授業開始から終了までの間に,二酸化炭素濃度の分布の時間的な変化を分析できるようになった.その結果,教室内の二酸化炭素濃度にかなりの斑があることが明らかになった.教室内に設置された空調から排出された空気が,教室内を循環する中で,最終的に空気が滞留する領域があり,その領域の二酸化炭素濃度が高くなっていることが分かってきた.1000ppmを超えると教室の窓やドアの開放によって換気を行い,二酸化炭素濃度の低下の様子を観察した.教室の窓やドアを開けることによる自然換気は,二酸化炭素濃度を下げる効果が大きいことが分かった.しかし,この方法は,天候や風に左右され,外から入ってくる風の影響でプロジェクターのスクリーンが揺れたり,雨天時には雨が吹き込む,夏場は暑い外気が入る,冬場は冷たい外気が入るなど,バランスの良いコントロールが難しいことも分かった.現在は,これらを改善することに取り組んでいる.二酸化炭素濃度の測定のために装置を購入したが,センサーに不良があるとの連絡が製造元から入り,その交換を行った.その後は,順調に測定できており研究自体に大きな影響は発生していない.厚生労働省によると,建物内の二酸化炭素濃度は1000ppm(0.1%)の基準が設けられている.この数値を超えると,眠気等の症状を誘発すると言われている.受講者自身からの発熱により教室内の温度が上昇する.また,受講者の呼気には二酸化炭素と水蒸気も含まれており,眠気の誘発や「じめじめ」といった不快感の原因となる.BYOD(Bring Your Own Device)によって受講者が所有するノートPCを活用するプログラミング入門教育では,持ち込んだノートPCからの発熱も加わり,教室内の温度が上昇し,教室環境が悪化する.本研究では,BYODを前提としたコンピュータプログラミングの授業を対象に,教室内の二酸化炭素濃度に着目した.複数の測定装置を平面的に配置することによって,二酸化炭素濃度の空間分布を3次元表示することに成功した.さらに1分毎に計測した結果を,アニメーション表示することにも成功した.授業開始から終了までの間に,二酸化炭素濃度の時間的な変化を分析できるようになった.その結果,教室内の二酸化炭素濃度にはかなりの斑があることが明らかになった.教室内に設置された空調から排出される空気が教室内を循環する中で,最終的に空気が滞留する領域があり,その領域の二酸化炭素濃度が高くなっていることも分かった.教室内の高さの違いによる二酸化炭素濃度の変化を測定した.その結果,季節の変化による教室内の二酸化炭素濃度の空間分布に違いがあることが明らかになった.