hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
永久歯の先天性欠如に関する総合的研究

北海道大学、昭和大学、鶴見大学、朝日大学、大阪歯科大学、九州歯科大学、鹿児島大学の7大学における附属病院小児歯科と調査協力施設において、エックス線写真を使用した永久歯の先天性欠如に関する疫学調査を行った。対象者は、資料採得時の年齢が永久歯胚の確認が可能となる7歳以上の小児とした。調査対象者総数は15, 544名(男子7, 502名、女子8, 042名)で、永久歯の先天性欠如者数は1, 568名、発現頻度は10.09%であった北海道大学、昭和大学、鶴見大学、朝日大学、大阪歯科大学、九州歯科大学、鹿児島大学の7大学における附属病院小児歯科と調査協力施設において、エックス線写真を使用した永久歯の先天性欠如に関する疫学調査を行った。調査対象者総数は15, 544名(男子7, 502名、女子8, 042名)で、永久歯の先天性欠如者数は1, 568名、発現頻度は10.09%であった本研究を中心的に推進する共同研究者の講座を各地域ごとの調査取りまとめ担当とし、その他の大学で協力が得られる小児歯科学講座を研究協力講座として資料を収集中である。全国5ブロックの拠点講座は、北海道大学(北日本地区)、昭和大学・鶴見大学(関東地区)、朝日大学(中部地区)、大阪歯科大学(近畿・中国四国地区)、九州歯科大学・鹿児島大学(九州地区)とした。また、各大学に関係する小児歯科学会員を調査協力施設として5月中に資料収集を完了する予定である。資料は、パノラマおよびデンタルエックス線写真、CTエックス線写真、歯列模型、口腔内写真、診療録などの経年資料を中心に、概ね過去10年以内に採得されたものを使用しており、調査総数は15,000件程度となる見込みである。現在、半数程度の大学から、初年度に作製し配布した記録用OCR紙が返却されて来ており、記載された全資料がそろった段階で一括してOCR記録を読み取り、統計分析のための集計表を作成する予定である。これにより、部位別の欠如歯の出現数に関して、男女別、左右側別、上下顎別、前歯臼歯別、歯種別、欠如歯数別などの項目について、全調査対象数と比較した出現頻度を算出し、先行乳歯の状態(欠如歯,癒合歯,双生歯,矮小歯など)、欠如歯の歯種と発見年齢との関係、欠如部位あるいは欠如歯数と咬合状態との関係、先行乳歯の状態と永久歯の先天性欠如との関係について分析する予定である。また、これらの分析項目に従って、全国と5ブロックの各調査地域においてもそれぞれの結果を算出し、全国と各地域、地域間の特徴について検討する予定である。北海道大学、昭和大学、鶴見大学、朝日大学、大阪歯科大学、九州歯科大学、鹿児島大学の7大学において、エックス線写真を使用した永久歯の先天性欠如に関する合同の疫学調査を行った。総調査人数15,544名(男子7,502名、女子8,042名)のうち、永久歯の先天性欠如は1,568名に確認された。(1)先天性欠如の概要:永久歯先天性欠如者の頻度は10.09%で、歯種別では、下顎左側第二小臼歯が3.26%、下顎右側第二小臼歯が2.84%で下顎第二小臼歯に最も多く認められ、次いで下顎側切歯、上顎第二小臼歯、上顎側切歯の順に多かった。(2)その他の歯の異常:過剰歯が4.99%で最も多く、癒合歯、矮小歯はそれぞれ1.33%、1.43%であった。過剰歯の頻度は、上顎のみでは4.80%、下顎のみでは0.17%、上下顎では0.02%であり、ほとんどが上顎に認められた。また、過剰歯総数865歯のうち820歯(94.80%)は上顎切歯部に存在した。(3)出生年代における比較:全調査対象者のうち生年月日が明確な15,494名について、出生年代別に1985年以前(2,536名)、1986年から1995年(9,737名)、1996年以降(3,221名)の3群に分けて出現頻度を調査した。永久歯の先天性欠如は、各世代でそれぞれ9.62%、10.08%、10.50%であった。過剰歯においては、それぞれ3.76%、4.41%、7.81%であった。(4)性別による比較:永久歯の先天性欠如は、男子が9.13%、女子が10.98%であった。(5)永久歯先天性欠如の歯数別比較:1歯欠如の頻度は5.22%、2歯欠如は2.93%、3歯、4歯および5歯以上では、いずれも1%未満であった。
受動機構と能動機構を併合したハイブリッド制振機構の統合化最適設計

本研究では、受動機構と能動機構を併合したハイブリッド制振装置について、機械構造系と制御系の設計を同時に進め、統合的に考えて最適設計することにより、より高い性能を持つ制振システムの構築を目指している。研究対象の三次元ハイブリッド制振装置では4箇所の支持点に取付けられた4個のアクチュエータで重心のバウンス、ロール、ピツチ方向の3自由度の振動を制御する。ハイブリッド制振装置をモデル化して、H_∞制御則の外乱抑圧問題により制御系を設計することで、伝達関数を所望の特性に整形することができ、高い制振性能を得ることができた。制御器のロバスト性をさらによくするために、混合感度問題を修正した制御器を提案し、低振動数領域での外乱の抑制と高振動数領域での相補感度関数の低減化を同時に試みた。この手法では、制御器の設計時に高振動数での相補感度関数の整形を試行錯誤的に行うことになつたが、共振点での振動を十分抑え、高振動数域の振動も比較的低くすることができる制御器の設計ができた。本研究対象のようにアクチュエータ数が制御対象自由度に対して冗長な系では、各アクチュエータに対する制御力の分配が問題になる。ハイブリッド制振機構の統合化最適設計の一つの問題として、制御力の分配手法について詳細に検討し、制御力の最適分配則を導出した。本研究で検討したロバスト制御理論および制御力の最適分配手法を検証するために、モデル実験装置を作成し、実験を行つた。この実験装置の加振用および能動制振用のアクチュエータには本研究で開発したボイスコイルモータを使用した。実験の結果、重心に関する制御力をリアルタイムでアクチュエータ出力に分配することが可能であることは確認できたが、装置の摩擦や加速度センサのノイズなどの影響で、振動制御の実験については十分な実験精度が得られなかった。この点に関しては、装置の再検討を行うとともに、継続的に実験を進めている。オーバーハング回転軸系の振動制御に本研究対象のハイブリッド制振機構を適用した研究も行っている。さらに、パワーアシスト装置の力制御にも本研究で得られた知見を用いている。研究対象の三次元ハイブリッド制振装置では4箇所の支持点に取付けられた4個のアクチュエータで重心の上下方向の並進振動及び重心を通る2主軸回りのロール、ピッチ方向の傾き振動の3自由度の振動を制御する。制振装置を精密部品の搬送台車などに組み込む時には、搬送物の重量の変化などに対してロバストな制御系が必要になるので、対象系をモデル化して複数のアクチュエータの協調制御が可能であるようなロバスト制御則を構築し、シミュレーションによりその特性を解析した。本研究対象のようにアクチュエータの数が制御対象の自由度に対して冗長な系では、各アクチュエータに対する制御力の分配が問題になるが、これについての研究はほとんど行われていない。ハイブリッド制振機構の統合化最適設計の一つの問題として冗長性のある制御系の制御力の分配について着目し、制御力の分配に擬似逆行列、一般逆行列及び力学的な平衡関係のそれぞれを用いた場合について検討し、制御力の最適分配則を導出した。理論解析と並行して実験装置の試作を行っている。

実験装置のアクチュエータとして、電流に対する出力特性が高く、応答遅れの比較的小さいボイスコイルモータを開発・製作した。静的及び動的特性を計測して、解析した結果、試作したボイスコイルモータは所定の特性を持っていることが分かったので、実験装置に組み込み、現在は実験装置の動力学的な特性試験を行っている。本研究では、受動機構と能動機構を併合したハイブリッド制振装置について、機械構造系と制御系の設計を同時に進め、統合的に考えて最適設計することにより、より高い性能を持つ制振システムの構築を目指している。本年度は、主として、ロバスト制御器の改良、モデル実験装置の作成および実験装置への制御器の実装と基本実験を行った。ハイブリッド制振装置を組み込んだ搬送装置のモデルを対象に、H_∞制御則の外乱抑圧問題により制御系を設計することで、伝達関数を所望の特性に整形することができ、高い制振性能を得ることができた。制御器のロバスト性をさらによくするために、混合感度問題を修正した制御器を提案し、低振動数街域での外乱の抑制と高振動数領域での相補感度関数の低減化を同時に試みた。この手法では、制御器の設計時に高振動数での相補感度関数の整形を試行錯誤的に行うことになったが、共振点での振動を十分抑え、高振動数域の振動も比較的低くすることができる制御器の設計ができた。本研究で検討したロバスト制御理論の妥当性を検証するため、および制振対象の自由度に対してアクチュエータの数が多い冗長系に対して本研究で提案した制御力の最適分配手法を検証するために、モデル実験装置を作成し、その特性を調べた。この実験装置は、搬送装置がグリーチング上を走行するときに生じる強制変位加振を模擬した加振装置と加振振動の伝達を低減制御するためのハイブリッド制振装置で構成されている。加振用および能動制振用のアクチュエータには、昨年度開発したボイスコイルモータを使用した。実験の結果、重心に関する制御力をリアルタイムでアクチュエータ出力に分配することが可能であることは確認できたが、アクチュエータの制御出力は予想以上に高くなり、振動が大きくなると実験を続けることができなかった。この点に関しては、再検討を行うとともに、継続的に実験を進めている。さらに加えて、オーバーハング回転軸系の振動制御に本研究対象のハイブリッド制振機構を適用した研究も行っており、良好な制振効果を得ている。
交通事故における自転車同乗幼児の傷害軽減に関する研究

交通事故統計を用いて幼児同乗自転車の関わる事故を調査した。調査の結果、幼児同乗自転車は普通自動車や軽自動車との事故が多く、交差点での出会い頭事故が多く発生していた。また、多くの事故において自転車同乗幼児は頭部や顔部に、幼児同乗自転車の運転者は脚部や腕部に傷害を負っていることが明らかとなった。幼児同乗自転車への自動車の追突事故を再現した衝突実験を行い、衝突時における自転車乗員の挙動を調査した。実験の結果、子供ダミーは自動車に比べて路面との衝突において頭部への衝撃が大きくなった。また、路面への落下の挙動次第ではシートベルトの着用により子供ダミー頭部への衝撃が軽減される可能性が示唆された。研究初年度である平成27年度には、幼児同乗自転車の関わる交通事故の実態を明らかにするために、警察庁交通局によって集約されている交通事故統計データベースを用いて分析を行った。分析の結果、幼児同乗自転車の関わる交通事故により、年間1000人程度の自転車同乗幼児が死傷していることが明らかとなった。事故にあった幼児同乗自転車の運転者は20歳代、30歳代の女性が多くを占めており、幼児同乗自転車の運転者の多くはヘルメットを着用していなかった。一方で、事故により死傷した自転車同乗幼児のヘルメット着用率は年々増加傾向にあり、近年は約4人に1人が着用していた。幼児同乗自転車の関わる交通事故の相手は約8割が普通自動車、軽自動車であり、自動車の危険認知速度は20km/h以下が多く、低速度域における事故が多くを占めていた。幼児同乗自転車の関わる交通事故の状況としては、出会い頭事故、交差点での事故が多いなどの一般の自転車の関わる事故と同様の傾向が認められた。幼児同乗自転車乗員の傷害状況としては、多くの運転者・同乗幼児が路面との接触・衝突により傷害を負っており、運転者は主に脚部や腕部、同乗幼児は主に頭部に傷害を負っていた。また、幼児同乗用自転車の市場調査を行い、自転車の形状、タイヤサイズ、幼児用座席の取付け位置、幼児用座席の形状等についての知見を収集した。以上より得られた、日本における幼児同乗自転車の交通事故の実態と市場における幼児同乗用自転車の傾向を基にして、交通事故時における自転車同乗幼児の傷害状況把握のための実車衝突実験の条件の検討を行った。研究初年度である平成27年度における主な研究計画は、「幼児同乗自転車の交通事故実態の把握」と「実車衝突実験の準備」の2つであり、ともにおおむね計画通り実施した。「幼児同乗自転車の交通事故実態の把握」については、交通事故統計データベースを用いることでマクロ的に調査を行い、幼児同乗自転車の交通事故の特徴を明らかにすることで、計画通り交通事故実態を把握した。「実車衝突実験の準備」については、交通事故統計データベースを用いた調査により、多く発生している事故の状況を明らかにし、衝突形態、衝突速度等の実験条件の検討を行うとともに、自転車同乗幼児の頭部加速度を計測するために必要な実験機材の購入手続きを行った。研究の2年目となる平成28年度には、自動車と人体ダミーを搭載した幼児同乗自転車の実車衝突実験を実施した。交通事故統計データを用いた分析の結果、出会い頭事故が多く発生していたことから、自転車の左側面に自動車の前面が衝突する事故を再現した衝突実験を行った。自転車には成人女性を模擬した人体ダミー(Hybrid-IIIAF05、以下では大人ダミーとする)を乗車させるとともに、リアキャリアに設置した幼児用座席には3歳児を模擬した人体ダミー(Hybrid-III3YO、以下では幼児ダミーとする)を乗車させた。自動車はセダン型の普通乗用自動車を用いて、衝突速度は30km/hとし、自転車との衝突直後に制動させた。幼児用座席に装備されたシートベルトの装着状況および自転車の速度を変化させて複数回の実験を行った。幼児ダミーの頭部内に加速度センサを設置し、衝突時に頭部に発生した加速度を計測するとともに、衝突状況を高速度ビデオカメラ等により撮影し、車両や路面に印象された痕跡等を収集して、知見の蓄積を行った。実験の結果、大人ダミーおよび幼児ダミーは自動車のボンネットに頭部を衝突させ、その後、路面へと投げ出された。幼児ダミーがシートベルトを着用していなかった場合、自動車との衝突により、幼児ダミーは大人ダミーとともに自転車から投げ出された。一方、幼児ダミーがシートベルトを着用していた場合、大人ダミーは自動車との衝突により自転車から投げ出されたが、幼児ダミーは衝突後も幼児用座席に着座した状態であった。幼児ダミーの頭部内に発生した加速度には、頭部が自動車のボンネットおよび路面に衝突した時にピークが観察され、ボンネットとの衝突時に比べて路面との衝突時において頭部へ大きな加速度が発生していた。平成28年度における主な研究計画は、幼児同乗自転車と自動車の実車衝突実験であり、おおむね計画通り実施することができた。条件を変えて複数回の実験を実施し、自動車、自転車、自転車乗員の挙動、自転車同乗幼児ダミーの頭部加速度、衝突により生じた車両の変形、車両や路面に残された痕跡等の各種データを収集した。得られたデータを解析し、幼児同乗自転車の事故に適した交通事故調査技術、自転車同乗幼児の受傷過程、とくに頭部傷害について検討を行った。また、警察庁交通局によって集約されている交通事故統計データベースを用いて、幼児同乗自転車の関わる交通事故の特徴を分析し、雑誌への投稿を行った。研究の最終年度は、引き続き自動車と人体ダミーを搭載した幼児同乗自転車の実車衝突実験を実施した。

衝突形態としては出会い頭事故および追突事故を模擬し、自転車には成人女性を模擬した人体ダミー(Hybrid-IIIAF05、以下では大人ダミーとする)を乗車させるとともに、ハンドル付近またはリアキャリアに設置した幼児用座席には3歳児を模擬した人体ダミー(Hybrid-III3YO、以下では幼児ダミーとする)を乗車させた。自動車はボンネット車を用いて、衝突速度は約2030 km/hとし、自転車との衝突直後に制動させた。幼児用座席の種類、幼児用座席に装備されたシートベルトの着用状況などを変化させて複数回の実験を行った。幼児ダミーの頭部内には加速度センサを設置し、衝突時に頭部に発生した加速度を計測するとともに、衝突状況を高速度ビデオカメラ等により撮影し、車両や路面に印象された痕跡等を収集して、知見の蓄積を行った。最終年度までに実施した実験の結果をまとめると以下のとおりである。多くの実験形態で大人ダミーおよび幼児ダミーは自動車のボンネットに頭部を衝突させ、その後、路面へと投げ出される挙動となった。幼児ダミーは、シートベルト非着用の場合、自動車との衝突により大人ダミーとともに自転車から投げ出された。一方、シートベルト着用の場合、大人ダミーは自動車との衝突により自転車から投げ出されたが、幼児ダミーは衝突後も幼児用座席に着座した状態で自転車と一体となって投げ出された。幼児ダミーの頭部には自動車のボンネットおよび路面に衝突した時に大きな加速度が発生しており、特に路面との衝突時により大きな加速度が発生していた。また、路面への落下の挙動次第ではシートベルトの着用やヘッドレストの存在により頭部への衝撃が軽減される可能性が示唆された。交通事故統計を用いて幼児同乗自転車の関わる事故を調査した。調査の結果、幼児同乗自転車は普通自動車や軽自動車との事故が多く、交差点での出会い頭事故が多く発生していた。また、多くの事故において自転車同乗幼児は頭部や顔部に、幼児同乗自転車の運転者は脚部や腕部に傷害を負っていることが明らかとなった。幼児同乗自転車への自動車の追突事故を再現した衝突実験を行い、衝突時における自転車乗員の挙動を調査した。実験の結果、子供ダミーは自動車に比べて路面との衝突において頭部への衝撃が大きくなった。また、路面への落下の挙動次第ではシートベルトの着用により子供ダミー頭部への衝撃が軽減される可能性が示唆された。これまでに得られた知見を基にして、人体ダミーを搭載した幼児同乗自転車と自動車の実車衝突実験を実施する。衝突形態、衝突速度等の条件を変えながら複数回の実験を実施し、自動車、自転車、自転車乗員の挙動について高速度カメラにより衝突映像を収集する。また、自転車同乗幼児ダミーの頭部加速度、衝突により生じた車両の変形、車両や路面に残された痕跡等の各種データを収集する。得られたデータを解析し、幼児同乗自転車の事故に適した交通事故調査技術、自転車同乗幼児の受傷過程、頭部傷害について検討を行う。また、引き続き、交通事故統計データの分析を行い、交通事故実態の把握に努めるともに、交通事故に関する各種の知見を収集する。適宜、研究成果をまとめて学会発表等を行う。これまでに得られた知見を基にして、引き続き幼児同乗自転車と自動車の実車衝突実験を実施する。
学校組織におけるミドルリーダー研究－アイディア実現過程の質的分析・検証を通して－

(1)研究内容昨年度に引き続き「ミドルリーダー育成」を視野に入れ、下記二つの側面から研究を行った。一つ目は、ミドルリーダーによるアイディア実現事例の分析である。昨年度学会発表を行った二事例の追加調査及び再分析を行い、投稿論文としてまとめた。その結果、学校組織におけるアイディア実現プロセスの概要とともに、学校組織におけるミドルリーダーは、学校組織において生じた課題の内容に応じてその主体が変化する流動的な存在であることが明らかとなった。二つ目は、学校経営研究の方法論検討である。具体的には、従来の学校経営研究で用いられてきたエスノグラフィ等の質的研究方法と、新たな研究方法としてのM-GTAを比較し、その特徴を考察した。その結果、事象の動き(プロセス)を分析対象とするM-GTAは、学校経営の説明と予測を可能とする理論生成が可能であるという特徴をもつ一方で、組織文化といった個々の学校の固有性は捨象せざるをえず、エスノグラフィ等の研究により補完することで、より説明力のある理論が生成される可能性を提示した。(2)研究成果ミドルリーダーによるアイディア実現プロセスに関して、「学校組織におけるナレッジマネジメントー校内授業研究を通じた知識創造プロセスに着目してー」(『九州教育経営学会研究紀要』第19号、2013年6月、pp. 83-91)、及び「学校組織におけるミドル・アップダウン・マネジメントの実際ー運動会の運営をめぐる意思形成過程の検討ー」(『九州教育学会研究紀要』第40巻、2013年9月、pp.65-72)等で言及した。また、本研究課題採用期間に行った研究成果等を整理し、博士論文を執筆した(『学校経営過程研究における方法論の考察ーミドル・アップダウン・マネジメントを視座としたM-GTAによる分析ー』博士学位論文(教育学)、授与大学:九州大学(人環博甲第317号)。研究最終年度である本年度は、昨年度の分析結果を踏まえ、ミドルリーダーによるアイディア実現プロセスの検証を行った。また同時に、学校経営研究を行ううえでの研究方法論も検討した。これは申請時の研究目的に沿うものであり、研究計画は順調に進展したと評価できる。課題採用期間を通じ、ミドルリーダーによるアイディア実現プロセスの概要と、その分析に適する方法論の検討を行うことができた。本研究の知見は、従来ブラックボックスであったミドルリーダー研究及び学校経営プロセス解明の糸口になる可能性をもつ。しかし、本研究はミドルリーダー研究の大枠を示すにとどまり、今後も継続した分析が求められる。例えば、学校規模や職位等がミドルリーダーのアイディア実現に与える影響の有無を検討し、分析結果の精緻化・一般化を図っていきたい。(1)研究内容近年の公立学校では、団塊世代の大量退職と自律的学校経営の推進を背景に、新たなアイディアを創造するミドルリーダーの育成が課題となっている。本研究は上記課題に資する知見産出を目的とするものであり、ミドルリーダー及び周囲の視点からミドルリーダーの力最把握を行い、「アイディア実現主体としてのミドルリーダーのコンピテンシー」抽出を試みる。今年度はこのうち、ミドルリーダーの力量把握を行った。具体的には、質的研究方法の一つであるM-GTA(Modified Grounded Theory Approach)を用いて「ミドルリーダーによるアイディア実現プロセス」を分析した。また、ミドルリーダー自身及び周囲の視点から捉えた「ミドルリーダーの力量」について事例研究を行った。以上の分析を通じ、ミドルリーダーによるアイディア実現プロセスの全体像と、ミドルリーダーに求められる日常的・戦略的な行動の一端が明らかとなった。しかし、分析内容の精緻化については課題が残り、「アイディア実現主体としてのミドルリーダーのコンピテンシー」抽出には至っていない。(2)研究成果ミドルリーダーの力量に関して、「M-GTAを用いた学校経営分析の可能性-ミドル・アップダウン・マネジメントを分析事例として-」(『日本教育経営学会紀要』54号、2012年5月、pp.76-91)で述べるとともに、「学校組織におけるナレッジマネジメント-校内研究を通じた知識創造プロセスに着目して-」(九州教育経営学会84回定例研究会、2012年11月)と「学校組織におけるミドル・アップダウン・マネジメントの実際-運動会の運営をめぐる意思形成過程の検討-」(九州教育学会64回大会、2012年11月)の学会発表を行った。また、現在に至るまでのミドル研究をレビューし、ミドルリーダー育成への着目が不十分である現状を示した(「学校経営におけるミドル論の変遷-「期待される役割」に着目して-」『飛梅論集九州大学大学院教育学コース院生論文集』第13号、2013年3月、(1)研究内容昨年度に引き続き「ミドルリーダー育成」を視野に入れ、下記二つの側面から研究を行った。

その結果、事象の動き(プロセス)を分析対象とするM-GTAは、学校経営の説明と予測を可能とする理論生成が可能であるという特徴をもつ一方で、組織文化といった個々の学校の固有性は捨象せざるをえず、エスノグラフィ等の研究により補完することで、より説明力のある理論が生成される可能性を提示した。(2)研究成果ミドルリーダーによるアイディア実現プロセスに関して、「学校組織におけるナレッジマネジメントー校内授業研究を通じた知識創造プロセスに着目してー」(『九州教育経営学会研究紀要』第19号、2013年6月、pp. 83-91)、及び「学校組織におけるミドル・アップダウン・マネジメントの実際ー運動会の運営をめぐる意思形成過程の検討ー」(『九州教育学会研究紀要』第40巻、2013年9月、pp.65-72)等で言及した。また、本研究課題採用期間に行った研究成果等を整理し、博士論文を執筆した(『学校経営過程研究における方法論の考察ーミドル・アップダウン・マネジメントを視座としたM-GTAによる分析ー』博士学位論文(教育学)、授与大学:九州大学(人環博甲第317号)。現代の公立学校が模索する「ミドルリーダー育成」に資する知見産出を目的とする本研究は、研究計画通りに進展している。研究初年度である本年度は、ミドルリーダーによるアイディア実現に着目して分析を行った結果、ミドルリーダーによるアイディア実現プロセスの全体像と、ミドルリーダーに求められる日常的・戦略的な行動の一端が明らかとなった。これは、申請時の研究の目的に沿うものであり、それゆえ研究計画は順調に進展していると評価できる。研究最終年度である本年度は、昨年度の分析結果を踏まえ、ミドルリーダーによるアイディア実現プロセスの検証を行った。また同時に、学校経営研究を行ううえでの研究方法論も検討した。これは申請時の研究目的に沿うものであり、研究計画は順調に進展したと評価できる。2012年度の研究を通じ、ミドルリーダーによるアイディア実現プロセスの全体像と、ミドルリーダーに求められる日常的・戦略的な行動の一端が明らかとなったが、分析内容の精緻化については課題が残る。また、「アイディア実現主体としてのミドルリーダーのコンピテンシー」抽出には至っていない。そこで今後は、2012年度に示した「ミドルリーダーによるアイディア実現プロセス」を枠組みとした事例研究を行い、分析結果を検証する予定である。そして、上記検証作業を通じ、ミドルリーダー育成に資する「ミドルリーダーのコンピテンシー」の把握を試みる。課題採用期間を通じ、ミドルリーダーによるアイディア実現プロセスの概要と、その分析に適する方法論の検討を行うことができた。本研究の知見は、従来ブラックボックスであったミドルリーダー研究及び学校経営プロセス解明の糸口になる可能性をもつ。しかし、本研究はミドルリーダー研究の大枠を示すにとどまり、今後も継続した分析が求められる。例えば、学校規模や職位等がミドルリーダーのアイディア実現に与える影響の有無を検討し、分析結果の精緻化・一般化を図っていきたい。
パウリ常磁性、臨界揺らぎ、多バンド性がもたらす磁場下の超伝導理論

平成30年度は、(1) BCS-BECクロスオーバー域の超伝導体の磁場下の超伝導相図を理論的に調べ、BCS型の、つまり従来型の超伝導体、が示す磁場中相図と大きく異なる点を探る研究、(2)比較的引力の弱いBCS型の超伝導体において、人工的に系の次元性を変えることで、引力が有効的に強いBEC-BCSクロスオーバー域の超伝導体に特有な現象を実現させることができることを理論的に指摘する研究、という2つの成果を主に遂行し、ともにPhysical Review B誌にて論文発表した。(1)については、鉄系超伝導体であるFeSeが実際にBCS-BECクロスオーバー域の系に属するのであれば、前年に指摘したHc2(T)線より高温側に横たわる広い超伝導揺らぎ域があることは同時に、渦糸格子融解転移という真の磁場中超伝導転移線がHc2線のはるか低温側に位置していることを示唆する。今回、この視点を理論的に確認した。しかし、実際のFeSeにおいて磁場中で電気抵抗が消失する線はHc2線のわずか低温側にあり、高磁場側の広い超伝導揺らぎ域の存在と見かけ上の不一致がある。今回のこの研究により、電気抵抗の消失は実験で用いられているサンプル内の線状欠陥による渦糸グラス転移で起きていることが推測される。この描像の確立には他の物理量の測定とその検証が必要である。(2)1粒子の量子力学によると、低次元下するほど引力ポテンシャルによる束縛状態はわずかな引力で形成されやすくなるので、低次元化するほど有効的に引力の強い超伝導につながるはずである。フェルミ超流動のBCS-BECクロスオーバーの文脈内でこの物理を具体的な計算により明らかにし、超格子のサンプルで人工的な圧力印加などにより同じ準2次元超伝導体内でBCS-BECクロスオーバー現象を見ることが可能であることを提唱した。当初の目標が、超伝導域にあるFeSeが示す温度ー磁場相図の理論的理解を進めることであり、その目的は達成できた。2019年度には、2バンド超伝導体であるFeSeにおいて、約0.5Tを超えるとバンドの一方が超伝導に寄与しなくなると考えられる傍証があることから、ゼロ磁場では超伝導揺らぎが顕著とならないという一方で高磁場では単バンドの巨大な揺らぎ現象を示すという描像が成り立つと考えられ、理論的に整理する必要がある。また磁場下での電気抵抗消失の温度が奇妙に高温側にある点を線状欠陥のある渦糸相図という見地から解明するという目標もある。これらの問題を今後明らかにしていく。平成28年度の研究内容は、電子間引力の弱い系における超伝導を良く記述する理論である弱結合理論(BCS理論)では記述が不十分な、引力の強い系における超伝導体における磁場下での超伝導揺らぎの理論を進めることであった。鉄系超伝導体FeSeでは、超伝導ギャップとバンド幅が同程度な強結合超伝導が実現しており、冷却フェルミ原子系の超流動に関連して発展したBCS-BECクロスオーバー域の超伝導に該当する可能性がある。磁場下の強結合超伝導では、粒子数保存の式に現れるボゾン数による寄与に式の上で発散が生じるため、この発散を物理的に理由から回避する、いわゆる繰り込みの操作が必要となる。この困難があるために磁場下の強結合超伝導の一般論はこれまで開発されていなかった。今回、この困難を回避する一方法として、化学ポテンシャルはゼロ磁場下で決まっているというゼロ磁場超伝導転移温度近くの弱磁場域で正しいという条件下で超伝導揺らぎをフルにとり扱う磁場下の強結合超伝導の理論を開発し、進めた。具体的には、磁化や比熱などの熱力学量を計算する手法を開発し、BCS理論に基づく従来の超伝導揺らぎの理論による結果との本質的な違いに主に着目した。鉄系超伝導体FeSeでは、揺らぎによる反磁性磁化の大きさが弱結合理論の結果に比べ一桁以上大きく、多バンド性があるとしても弱結合理論の枠内では理解困難であったが、今回の理論を実行してこの特徴が容易に理解できることがわかった。また、FeSeでは実験的に調査されていないが、最低ランダウレベルスケーリングが強結合域では通常満たされないことが今回の理論によりわかったので、今後実験グループの協力のもとで調査できる問題だと考えられる。本課題申請時点では、BCS-BECクロスオーバー域にある系の超伝導の理論の磁場下の状況への単純な拡張は理論的に困難があることがわかっていたため、困難をうまく回避する手法を見出せたことで、本研究課題を前進させる見通しが得られ、第一段階をクリアできたという印象であった。その後、磁化など物理量の具体的な計算に進み、強結合域の系では最低ランダウ準位スケーリングが成立しないといった、実験的に検証可能な知見を得たことは、当該分野への寄与の主張できる有意義なことであった。ただし、強結合域超伝導体に対する理論を多バンド系に拡張したところまで進められなかった点で不満が残った。次年度に予定していた研究目標が増えたことになる。平成29年度は、(1) BCS-BECクロスオーバー域の超伝導体における超伝導揺らぎの理論に関する成果と、(2) FFLO超伝導相で起こる多重秩序化に関する成果を仕上げ、ともにPhysical Review B誌に論文発表した。

(1)については、鉄系超伝導体であるFeSeにおいて、超伝導転移より高温側での異常に広い温度域にわたる、異常に大きな反磁性応答を解明するために、FeSeの特徴である多バンド性を無視してゼロ磁場下でBCS-BECクロスオーバー域に近い状況を設定して、磁場下の超伝導揺らぎをハートリー近似で取り扱い、低磁場域を中心にFeSeに見られる異常に大きな反磁性揺らぎ現象を説明することに成功した。具体的には、FeSeではその磁化・温度曲線が広い磁場領域にわたってゼロ磁場超伝導転移温度近くのある温度で交差するという著しい現象があるが、これをきちんと説明できた点は今回の強結合の仮定に基づく理論的記述がFeSeに対する理論として妥当なものとなっていることを示す事実とみてよいであろう。また、(2)ではd波超伝導対称性を有するパウリ常磁性効果の強いCeCoIn5の高磁場・超伝導相という、FFLO超伝導の典型例と考えられている新奇超伝導相を対象に、d-波対称性と反強磁性との兼ね合いから必然的に生じ得るπトリプレット超伝導秩序の果たす役割を研究し、この系に対する熱伝導測定の実験からみえる相図に関する描像を理論的に裏付けることに成功した。本研究課題の当初の目的であるFeSeにみられる異常現象の一つ、強い超伝導揺らぎ現象、がこの系の電子状態から示唆される特徴である強結合性、つまりBCS-BECクロスオーバー域にあると期待されることにその原因があることが今回、理論的に示せたから。平成30年度は、(1) BCS-BECクロスオーバー域の超伝導体の磁場下の超伝導相図を理論的に調べ、BCS型の、つまり従来型の超伝導体、が示す磁場中相図と大きく異なる点を探る研究、(2)比較的引力の弱いBCS型の超伝導体において、人工的に系の次元性を変えることで、引力が有効的に強いBEC-BCSクロスオーバー域の超伝導体に特有な現象を実現させることができることを理論的に指摘する研究、という2つの成果を主に遂行し、ともにPhysical Review B誌にて論文発表した。(1)については、鉄系超伝導体であるFeSeが実際にBCS-BECクロスオーバー域の系に属するのであれば、前年に指摘したHc2(T)線より高温側に横たわる広い超伝導揺らぎ域があることは同時に、渦糸格子融解転移という真の磁場中超伝導転移線がHc2線のはるか低温側に位置していることを示唆する。今回、この視点を理論的に確認した。しかし、実際のFeSeにおいて磁場中で電気抵抗が消失する線はHc2線のわずか低温側にあり、高磁場側の広い超伝導揺らぎ域の存在と見かけ上の不一致がある。今回のこの研究により、電気抵抗の消失は実験で用いられているサンプル内の線状欠陥による渦糸グラス転移で起きていることが推測される。この描像の確立には他の物理量の測定とその検証が必要である。(2)1粒子の量子力学によると、低次元下するほど引力ポテンシャルによる束縛状態はわずかな引力で形成されやすくなるので、低次元化するほど有効的に引力の強い超伝導につながるはずである。フェルミ超流動のBCS-BECクロスオーバーの文脈内でこの物理を具体的な計算により明らかにし、超格子のサンプルで人工的な圧力印加などにより同じ準2次元超伝導体内でBCS-BECクロスオーバー現象を見ることが可能であることを提唱した。当初の目標が、超伝導域にあるFeSeが示す温度ー磁場相図の理論的理解を進めることであり、その目的は達成できた。
固相化プローブを用いる自動DNA診断システムの開発

我々は、(1)前処理機能付オートサンプラー、送液用グラジェンター、イナ-ト型高圧ポンプ、サーマルコントローラ、フロー式モニター、フラクションコレクター及びコンピューターから構成される全自動式DNA診断システムのハードウェアを構築し、自動化のための装置、部品類、ソフトウェアなどを整備した。(2)HPLC用の樹脂担体に12b数kb鎖長の核酸プローブを効率良く固相化する技術を確立した。(3)被検DNA断片の末端標識技術を開発し、極微量の標的DNAを蛍光標識プライマーによって特異的にPCR増幅して、高感度検出する技術を確立した。(4)本システムの基本原理を塩基配列特異的熱溶出クロマトグラフ法(SSTEC法)と定めて、本システムの分離・分析条件の評価を行った。その結果、SSTECパターンのピーク位置は、融解温度(Tm値)に一致することが分かり、測定精度は±0.1°C以下と、従来法より十倍以上も高精度であることが判明した。また、分解能が高く、0.2°CのTm値の差は、SSTECパターン上で十分識別可能であった。(5)ウシ性決定遺伝子(bSRY)の一部の塩基配列を固相プローブとして用い、(1)塩基配列の違いに基づくTm値の違い、(2)一塩基変異の及ぼすTm値への影響、(3)変異部位の違いによるTm値の影響などを検討した。その結果、本法では、たとい一塩基の遺伝子変異でも十分検出可能なことが分かった。(6)675及び60塩基のbSRY-DNAプローブを用い、各種DNAポリメラーゼでPCR増幅した試料のSSTEC解析を行った。その結果、フィデリティーの高い酵素ではTm値変化を示さなかったが、675塩基のプローブを用いたTaqポリメラーゼの実験では、増幅回数が多い程Tm値の低下が顕著であった。これは、本法が、ポリメラーゼのフィデリティー解析に応用可能なことを示すものとして興味深い。1.基本ハードウエアを組み立て自動化技術を確立した。(1)HPLCシステム(本研究用に購入した設備)((a)試料注入用のオートサンプラー(電子冷熱式恒温ラック付)、(b)溶離液・反応液輸送用のイナ-ト型ポンプ、(c)送液用グラジェンター、(d)フロー式蛍光モニター、(e)各ユニットを一括コントロールし、かつデータ解析するためのコンピュータ、そして(f)分析結果を表示するためのプリンターを含む)に、サーマルコントローラー(本研究用に購入した設備)を組み込んだ基本システムを構築した。(2)サーマルコントローラーを改造した。カラム内で、PCR増幅反応を行うために、少なくとも3本のカラムをその内部に装着できるヒートブロックを試作し、そのうちの1本をダミ-カラムとし、温度を計測モニターできるように工夫した。(3)カラム圧、カラム温度、流速、流量などの各種試験を行ない、最適化をはかった。(4)被検試料の注入からデータ処理にまで至る、全行程の分析ステップを実施するために必要な、オートサンプラー動作、ポンプ動作、サーマルコントローラー動作などを一括制御するためのコンピュータプログラムを作成した。2.種々の固相化プローブを容易に装脱着する技術を確立した。(1)固相担体にDNA又はRNAを結合することのできる核酸固相化アンカーを調製した。(2)カラム内でのリガーゼ反応、制限酵素反応、DNA合成反応等の最適化条件を検討した。(3)12b数kb程度の任意の配列をもった核酸プローブを核酸固相化アンカーに容易に連結できる技術を開発した。(4)制限酵素切断によって、アンカーからプローブを切り出す技術を確立した。3.蛍光標識プライマーを用いる高感度測定システムを開発した。(1)適当な制限酵素で切断された被検DNA断片の両末端に、蛍光標識リンカーを連結するための末端標識技術を確立した。(2)微小量の標的DNAを蛍光標識プライマーによって特異的にPCR増幅し、蛍光モニターによって検出する技術を確立した。

(6)675及び60塩基のbSRY-DNAプローブを用い、各種DNAポリメラーゼでPCR増幅した試料のSSTEC解析を行った。その結果、フィデリティーの高い酵素ではTm値変化を示さなかったが、675塩基のプローブを用いたTaqポリメラーゼの実験では、増幅回数が多い程Tm値の低下が顕著であった。これは、本法が、ポリメラーゼのフィデリティー解析に応用可能なことを示すものとして興味深い。1.試作のDNA診断システムを構築し、自動化のための装置及び部品類を新たに作製する傍ら、自動分析のためのソフトウェアを整備した。(1)サーマルコントローラーとCPUを同期させる装置及びPCR温度出力を減衰させるための装置を作製した。この装置によって、HPLCシステムとサーマルコントローラとが一体化され、完全な自動化システムが実現した。(2)試料をカラム内にトラップするための装置を作製した。この装置によって、試料がカラム内に再現性良くトラップできるようになり、カラム内でのPCR増幅反応が可能となった。(3)カラム内の試料を撹拌する装置を作製した。この装置によって、カラム内でのハイブリダイゼーション反応の効率が上昇した。2.塩基配列特異的熱溶出クロマトグラフ法を確立した。本システムの基本原理を塩基配列特異的熱溶出クロマトグラフ法(SSTEC法)と定めて、本システムの分離・分析条件の評価を行った。その結果、SSTECパターンのピークの位置は、融解温度(Tm値)に一致することが判明し、測定精度は±0.1°C以下と、従来法(hyperchromicity法)より十倍以上も高精度であった。また、分解能が高く、0.2°CのTm値の差は、SSTECパターン上で十分認識可能であった。3.種々のモデル実験系を組み立て、遺伝子変異の解析を行った。既にクローニングしたウシの性決定遺伝子(bSRY)の一部の塩基配列を固相プローブとして用い、種々の合成DNAを試料としてSSTEC解析を行った。そして、(1)塩基配列の違いに基づくTm値の違い、(2)一塩基変異の及ぼすTm値への影響、(3)変異部位の違いによるTm値の影響などを検討した。その結果、本法では、たとい一塩基の遺伝子変異でも十分検出可能なことが判明した。4.ポリメラーゼのフィデリティー解析に応用した。675塩基及び60塩基のbSRY-DNAをプローブとして用い、Taqポリメラーゼの増幅回数の違いによるTm値の変化を調べた。その結果、60塩基では変化がなかったが、675塩基のプローブでは、増幅回数が多い程Tm値の低下が顕著であった。これは、本法がポリメラーゼのフィデリティーを直接解析できることを示すものである。
「学習空間」の生態学

豊かな「学習空間」が「感性」の醸成に必要不可欠であり、その基盤の上に、知的、創造的な展開がなされるとともに、「いのち」や生活の持続性や「幅広さ」が保証される。このことを、学校及び地域における具体的な事例の分析を通じて裏づけることが、本研究のねらいであり特色である。このため、本研究では、さまざまな「学習空間」に、複数のビデオカメラを設置し、人間行動の実態を多方向から連続的に記録、分析し、従来の視点とは異にする立場から望ましい学習条件を探ることを試みた。いわば、本研究は、「裏窓」から見た「学習空間」の生態学である。本研究では、全国規模での実態調査をふまえて、研究の方法と精度を高めるために、とくに、合唱の実施課程に焦点をしぼって事例研究を実施した。1全国規模での実態調査規模、地域性(農漁山村部、都市部)を勘案して、下記の内容に関わる調査(アンケート調査・実地調査)を行ったA「学習空間」の実態(1)物理的空間:生活空間としての校地・校庭・校舎・教室(2)時間的空間:業間時間(遊び時間、休憩時間、放課後)(3)人的空間:対人関係、交流を促す場と機会B「学校・地域運動会」の実態C「合唱関連行事」の実態2中学校における合唱関連行事の準備、実施課程における生徒の行動を複数のビデオカメラにより収録し、その分析を通じて、主題へのアプローチを試みた豊かな「学習空間」が「感性」の醸成に必要不可欠であり、その基盤の上に、知的、創造的な展開がなされるとともに、「いのち」や生活の持続性や「幅広さ」が保証される。1全国規模での実態調査規模、地域性(農漁山村部、都市部)を勘案して、下記の内容に関わる調査(アンケート調査・実地調査)を行ったA「学習空間」の実態(1)物理的空間:生活空間としての校地・校庭・校舎・教室(2)時間的空間:業間時間(遊び時間、休憩時間、放課後)(3)人的空間:対人関係、交流を促す場と機会B「学校・地域運動会」の実態C「合唱関連行事」の実態2中学校における合唱関連行事の準備、実施課程における生徒の行動を複数のビデオカメラにより収録し、その分析を通じて、主題へのアプローチを試みた本研究は、「豊かな学習空間」が「感性」の醸成に必要不可欠であり、その基盤の上に、知的、創造的な展開がなされるとともに、「いのち」や生活の持続性や「幅広さ」が保証されるものであることを、学校及び地域における具体的な事例の分析を通じて裏づけることをねらいとする研究計画(2年計画)の初年度に該当する。当初の計画に基づき、さまざまな「学習空間」に、複数のビデオカメラを設置し、人間行動の実態を多方向から連続的に記録、分析し、従来の視点とは異にする立場から望ましい学習条件を探るための研究活動を展開した。まず、これまでの先行実績を手がかりに、全国規模で実態調査を進めるとともに、研究の方法と精度を高めるため、全国規模での実態調査を行ない、規模、地域性(農漁山村部、都市部)をふまえて、下記の内容に関わる調査(アンケート調査・実地調査)を行ったA「学校空間」(物理的空間・時間的空間・人的空間)の実態B「学校・地域運動会」の実態C「合唱関連行事」の実態これと並行して、大阪府、滋賀県および富山県の4中学校を対象にして、運動会・合唱関連行事における児童生徒の行動を複数のビデオカメラにより収録し、編輯作業をふまえた分析を行ない、その成果を映像記録としてまとめた(別記研究発表参照)。本研究では、全国規模での実態調査をふまえて、研究の方法と精度を高めるために、とくに、合唱の実施過程に焦点をしぼって事例研究を実施した。1全国規模での実態調査規模、地域性(農漁山村部、都市部)を勘案して、下記の内容に関わる調査(アンケート調査・実地調査)を行ったA「学習空間」の実態(1)物理的空間:生活空間としての校地・校庭・校舎・教室(2)時間的空間:業間時間(遊び時間、休憩時間、放課後)(3)人的空間:対人関係、交流を促す場と機会B「学校・地域運動会」の実態C「合唱関連行事」の実態
モノアミン・セクレチンで制御されるシナプス伝達とその異常

モノアミン(ノルアドレナリン、ドパミン)とペプチド性修飾物質、セクレチンによるシナプス修飾機構について、小脳核、小脳皮質シナプスを用いて調べた。小脳核種細胞に入力するグルタミン酸シナプスはノルアドレナリン、ドーパミンにより、放出抑制が起こる。この作用には選択的にα2-アドレナリン受容体、ドパミンD2受容体に作用するだけでなく、クロストークにより異種受容体に対しても作用することが明らかになった。また、小脳皮質GABA作動性シナプスにおいて脂質代謝を介したIP3産生とそれに続く細胞内Ca2+上昇を示す新規のシナプス修飾作用を見出した。神経細胞間で営まれるシナプス伝達の異常は個体レベルでどのような異常(病態)として表現されるかを明らかにしたい。そのためには正常な状態で備えられている機能を明らかにして、それらの知見を応用することによって、病態の理解、治療方法の開発に貢献することが出来ると考える。本研究は小脳に焦点をおき、発達障害性疾患である自閉症の病態理解に貢献できる研究を目指している。小脳(小脳皮質と小脳核)シナプスにおけるモノアミンと神経ペプチドであるセクレチンによるシナプス制御機構の解明と発達過程におけるこれらの修飾物質の役割を明らかにすることを第一の目的とし、今年度は小脳核グルタミン酸作動性シナプスのドーパミン(DA)・ノルアドレナリン(NA)による修飾作用を明らかにした。このシナプスではドーパミン受容体(D_2R)とαアドレナリン受容体(α2-ADR)が発現していることが分かった。そして、これら2種類の受容体は共にDAとNAが作用してシナプス制御を行っていることが示唆された。これらの結果からD_2R、α2-ADRをターゲットとする創薬開発基盤に資する結果であると考えられる。以上の結果は現在、論文投稿の準備をしている。また、小脳核におけるセクレチンの作用を検討したが、興奮性あるいは抑制性シナプス両者で、修飾作用を見出すことが出来なかった。今後、小脳皮質に領域を移して、検討をしていく予定である。小脳(小脳皮質と小脳核)シナプスにおけるモノアミンと神経ペプチドであるセクレチンによるシナプス制御機構の解明と発達過程におけるこれらの修飾物質の役割を明らかにすることを目的とした。昨年度は小脳核におけるセクレチンの作用に有意な効果を見出すことが出来なかった。今年度は小脳皮質における作用の詳細を得るために、細胞内情報伝達経路の解明を目指した。これまでセクレチンはcAMPをセカンドメッセンジャーとしたシグナルカスヶードを介して、シナプス修飾を行っていると考えられていたが、今回我々はこれとは別にPLC-IP_3系の情報伝達経路が関与している可能性を薬理学的実験から得た。この修飾作用が小脳のどの分域で起こるのか、発達過程でどのように変化するのかを今後、検討する予定である。これまでの実験でセクレチンによる修飾作用が小脳皮質において、不均一に起こり、その規則性もつかめないままであった。具体的に発達変化や小脳小葉依存的な差異を検討したが、有意な差を認めることが出来なかった。しかし、昨年度に新たな知見として、小脳皮質GABA作動性介在神経細胞の神経終末において、cAMP-PKA系シグナル伝達以外に脂質代謝を介したIP_3産生とそれに続く細胞内Ca^<2+>上昇を示す結果を得た。薬理学的な証拠と共に、今年度は異なる神経伝達経路を介したCa^<2+>動態を明らかにして、新たなシナプス修飾作用を見出すことを目指す。また、神経終末部における何らかのタンパク質発現の不均一性がシナプス修飾作用の不均一性を説明する可能性を考えて、カルシウム、カリウムチャネルの発現パターンとシナプス修飾の関係も明らかにしたい。神経細胞間で営まれるシナプス伝達の異常は個体レベルでどのような異常(病態)として表現されるかを明らかにすることを最終目標とした。そのために正常な状態で備えられている機能の解明と、その知見を応用することによって、病態の理解、治療方法の開発に貢献することが出来ると考えた。

本研究は小脳皮質に焦点をおき、発達障害性疾患である自閉症の病態理解に貢献できる研究を目指した。これまでの我々の実験でセクレチンによるGABA放出増強作用が小脳皮質において、不均一に起こり、その規則性もつかめないままであった。具体的に発達変化や小脳小葉依存的な差異を検討したが、有意な差を認めることが出来なかった。しかし、新たな知見として、小脳皮質GABA作動性介在神経細胞の神経終末において、cAMP-PKA系シグナル伝達以外に脂質代謝を介したIP3産生とそれに続く細胞内Ca2+上昇を示す結果を得た。すなわち、他研究機関による報告ではPKAによるリン酸化がシナプス増強作用に重要だとされてきたが、PKA阻害薬存在下でもGABA放出増強作用を有することを認めた。また、Ca2+-ATPアーゼ阻害薬によりセクレチンのGABA放出増強作用が有意に抑制されたことから、神経終末におけるCa2+小胞からのCa2+放出がGABA放出増強作用に関与している考えた。これらの結果は、既知のセクレチンを介する情報伝達経路と異なる、新たなシナプス修飾作用の可能性が示された。また、神経終末部における何らかのタンパク質発現の不均一性がシナプス修飾作用の不均一性を説明する可能性を考えて、さらなる神経軸索上の責任部位を同定する必要がある。セクレチンの作用に不均一性が存在しており、今後の研究を円滑に行うために、その規則性を見出そうと試みたために、時間を費やしてしまった。24年度が最終年度であるため、記入しない。小脳皮質GABA作動性介在神経細胞の神経終末において、異なる時間経過で動員される細胞内Ca^<2+>上昇を観察している。この作用は新奇性の高い作用であり、薬理学的な実験をもとに、神経伝達経路を明らかにして、新たなシナプス修飾作用を見出すことを目指す。
新たな疼痛モデルを用いた痛みの発生メカニズム・伝達経路の解明

本申請研究の目的としては、各種侵害刺激に対しての反応に差異が認められるMlc1-tTAマウスの解析を通じて、その疼痛関連行動と原因遺伝子を解析することにより、新たな疼痛発生・伝達メカニズムの解明を目指している。昨年度はトランスジーンの染色体への挿入位置の同定を次世代シークエンサーやマイクロアレイ、Real time RT-PCR法を用いて解析した結果、染色体8qB1.1の領域の3つの遺伝子の発現が欠損していることが判明した。本年度はまず、Mlc1-tTAマウスの組織構造をコントロールマウスと比較したところ、骨髄、心臓および骨格筋において構造の変化が認められた。Mlc1-tTAマウスでは炎症反応の低下および骨髄構造に異常が認められることから、次にMlc1-tTAマウスより骨髄マクロファージを採取・培養し、野生型と比較してどのような表現型の変化がみられるのかを検討した。LPS刺激によるサイトカインの発現を検討した結果、IL1betaなど一部のサイトカインの発現が野生型と比べて増加が認められた。また、蛍光ビーズを用いて貪食能を検討した結果、野生型と比べて顕著に貪食能の増加もしくは分解能の減少が認められた。また、同定された3つの遺伝子のそれぞれのノックアウトマウスの疼痛関連行動を検討した結果、そのうちの1つの遺伝子の欠損で痛覚閾値の上昇が認められた。以上の結果より、Mlc1-tTAマウスではマクロファージの機能異常が認められ、その結果、各種侵害刺激に対しての反応の差異が発生していると考えられる。本年度は最初にMlc1-tTAマウスの様々な疼痛刺激に対する反応を検討した。Mlc1-tTAマウスは熱刺激(ホットプレート試験、テイルフリック試験、テイルデップ試験)に対しては野生型と比較して差が認められなかったが、機械刺激(Von Freyテスト、paw pressure test試験)に対する感受性の低下が認められた。化学刺激(ホルマリン)に対しては特に第II相の炎症反応の著しい低下が認められた。また、神経障害性疼痛モデルである坐骨神経部分結紮モデルを作製して痛覚過敏に対する反応を検討した結果、Mlc1-tTAマウスでは痛覚過敏が減弱していた。痛覚過敏の形成には炎症が重要であることから、Mlc1-tTAマウスでは炎症反応が弱いことが示唆される。以上の結果より、Mlc1-tTAマウスでは機械刺激に対する感受性の低下と炎症反応の抑制が起こっていることが示唆される。次に、これらの現象はどの様な遺伝子の欠損に起因するのかを調べるため、トランスジーンの染色体への挿入位置の同定を行った。当初、トランスジーンの挿入部位をThermal Asymmetric InterlacedPCR法を用いて検討を行ったが同定が困難だったため、次世代シークエンサーを用いての解析も行った。その結果、染色体8qB1.1および11qDの領域にトランスジーンの挿入が予想された。本年度の予定としては、Mlc1-tTAマウスの疼痛刺激に対する反応の解析とトランスジーンの染色体への挿入位置の同定を計画していたが、おおむね達成された。昨年度はMlc1-tTAマウスの様々な疼痛刺激に対する反応を検討した結果、Mlc1-tTAマウスでは機械刺激に対する感受性の低下と炎症反応の抑制が起こっていることが認められた。また、トランスジーンの染色体への挿入位置の同定を次世代シークエンサーを用いて解析した結果、染色体8qB1.1および11qDの領域にトランスジーンの挿入が予想された。本年度は、トランスジーン挿入位置の遺伝子の発現をReal time RT-PCR法を用いて詳細に解析した結果、染色体8qB1.1の領域の3つの遺伝子の発現が欠損していることが判明した。また、Mlc1-tTAマウスでは炎症反応の減弱がみられたため、免疫応答、特にマクロファージ系やT細胞に何らかの異常があると推察される。そこで、マウス骨髄における遺伝子発現をマイクロアレイを用いて解析した結果、上記3つの遺伝子の発現が欠損していること、さらにMlc1-tTAマウスではある特定のシグナルに関与する遺伝子の発現が低下していることが認められた。以上の結果より、トランスジーンにより8qB1.1の領域の3つの遺伝子の発現が欠損することにより、機械刺激に対する感受性の低下と炎症反応の抑制が起こっている可能性が示唆される。本年度の予定としては、トランスジーンにより発現が変化する遺伝子の同定およびマイクロアレイによる遺伝子発現の解析を計画していたが、おおむね達成された。