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「教科の指導法」を指導できる教師教育者の養成・成長：先生の先生はどのように育つか

これらは来年度以降に出版する予定である。4.3か年の成果を総括するために日本教師教育学会課題研究第2部会と連携し,教師教育者の専門性に関するシンポジウムを開催した。本シンポでは,本分野の世界的権威であるオーストラリア・モナシュ大学教育学部のジョン・ロックラン氏を招聘し,基調講演を実施した。また以下の成果報告を行い,ロックラン氏よりフィードバックコメントをいただいた。。1Lesson Studyを基盤としたドミニカ共和国における教師教育者の育成方略とその効果,2TAの経験を基盤とした広島大学における教師教育者の育成方略とその効果,3Self-studyを媒介とした広島大学における実習指導者の自己省察とその意味など。なおこれらの成果は,報告書にまとめて配布した。本研究の成果は,以下3点に整理できる。1博士課程の大学院生は,TAを経験することでそれぞれ個性的な成長のパターンを示す。具体的には,教師教育者としてのアイデンティティを軸に展開していく者(大学院生A),研究者としてのアイデンティティを軸に展開していく者(大学院生B),経験を通して教師教育者・研究者としてのアイデンティティ構築にむかう者(大学院生C)。21の差異は,アイデンティティとその確立の程度に由来する。また1の成長は,教育実践上のつまずきや悩みで促進される。3TAの経験は,研究者と教師教育者の両方の能力が要求される教科教育学を学ぶ大学院生に両者を自発的に架橋していく機会を与える。当初の計画どおりの研究が実施できた。とくに今年度は,教科教育学を基盤とした教師教育の担当者=「先生の先生」を育成するプログラム開発に向けて,基礎的なデータを収集することができた。とくに以下3点を理由にして,「おおむね順調に進展している」と評価できる。第1に教員養成課程の「教科の指導法」に大学院生をTAとして参画させることの効果を,論文として多数発表できたことである。TA自身に自らの教授行為とそのインパクトを調査,分析させることで,1教師教育者としての指導上の留意点や2研究者としての問題意識や責任感を意識させることができた。教師教育者の育成プログラムに組み込む視点・方法についての見通しが得られた。第2に教師教育者研究の人的ネットワークを拡張できたことである。今年度の欧米調査を通してオランダを中心としたATEE(Association for Teacher Education in Europe)のメンバーと交流を持つことができた。次年度以降はこのネットワークを基盤にして,当該地域における多様な目的を志向した教師教育者育成プログラムを実地に調査・観察できる見通しが得られた。第3に"Self-Study"という研究方法論の意義を発見できたことである。一連の調査の結果,海外の教師教育者がSelf-Studyに従事し,その成果をジャーナルに発表していること,またその方法論を通して教師教育者としての活動を自己分析することが,教師教育者の専門職性の向上(Professional Development)に有効と認知されていることが明らかとなった。
無医島に駐在する看護師の看護継続教育支援システムの開発

韓国の保健診療員2名と、米国のナースプラクティショナー1名について参加観察およびインタビューを行った結果、両者共に鎮痛剤やビタミン剤等の注射を独自に判断し、抜糸も行うなど業務の範囲が広いことが明らかとなった。長崎県の離島の看護活動について調査を行った結果、長崎県は、離島が地理的に海路による回診が可能であるため、鹿児島県とは対策が異なることが示唆された。本土との往来が困難な隔絶性の高い外海遠洋の無医島5島に居住する全世帯主を対象として、保健医療ニーズについて聞き取り調査を行った。今後結果をまとめ、無医島で働く看護師の継続教育カリキュラムを作成し試行した後に、システム開発につなげていく予定である。平成23年度には、国のシステムのもと高度な実践行っている韓国の保健診療員2名と、米国のナースプラクティショナー(NP)1名について参加観察およびインタビューを行った。保健診療員はパソコンでの記録、薬剤管理に最も時間をかけており、鎮痛剤やビタミン剤、蕁麻疹を抑える注射を独自に判断し、抜糸も行っていた。また、保健診療員の役割には、日本の保健師の役割が入っており、住民規模の健康増進について語られた。米国では、オハイオ州アシュタビュラでクリニックを開設しているNP業務を5日間参加観察した。当該クリニックではfamily practicoeとoccupational medidneが提供され、1日平均40名が受診していた。NPは、記録に最も時間を割いており、次に処方箋への記載、問診の順であった。昨年度行った日本のへき地診療所看護師を対象とした調査との相違点が明らかとなり、無医島に駐在する看護師の看護継続教育支援システムを開発する際に大変参考となる結果が得られた。また、鹿児島県と同様に離島を多く有している長崎県の離島・へき地の看護活動について、調査を行った。長崎には、75島の有人島と、30の離島・へき地出張診療所があり、医師が巡回している。准看護師が常駐している出張診療所が2か所あり、一週間に一度の医師の回診に合わせ、診療が円滑に行われるための準備と、検査等の実施、急病人への対応、健康相談を行っていた。他の離島・へき地出張診療所の看護師の支援体制には、県の離島の看護師確保の対策の一環としてのアイランドナースネットワーク事業があり、長崎医療センターより2名の看護師が派遣されている。長崎県は鹿児島県と異なり、離島が地理的に県の中心部に近く、海路による回診が可能であるため、対策が異なることが示唆された。今年度は、無医島に居住する住民に対して予定通り調査を行った。研究代表者と共同研究者が無医島が存在する2つの村役場を訪問し、担当者および当該保健師に対し研究の概要、目的、方法等を文書と口頭で説明し、研究の許可を得た。対象者は、本土との往来が困難な隔絶性の高い外海遠洋の無医島5島に居住する全世帯主であり、研究者が各世帯を訪問し、調査票を用いて聞き取り調査を行った。調査に関しては、事前に聞き取りの姿勢・態度・技法をマニュアル化し、調査法の一貫性を確保した。調査内容は、1自身と家族の健康についての認識、2将来暮らしたいと思う場所と理由、3島の保健医療サービスの問題点、4看護師の業務への希望、5島の保健医療サービスに対する自由意見、である。調査の協力を得られた世帯主は、A島19名、B島16名、C島52名、D島17名、E島17名であった。データ分析は、量的、および自由記載については質的帰納的に、1質問紙で得られたデータは、SPSSを用い集計を行う、2自由意見は、意味内容のまとまりで切片化し、類似する事柄をまとめ、カテゴリ化する、の手順で進めることにしており、現在、進行中である。分析が終了したら、これまでの研究結果をまとめ、無医島で働く看護師の継続教育カリキュラムを作成し試行した後に、システム開発につなげていく予定である。平成24年度は、前年度に行った調査結果の確認のため、韓国の保健診療員を訪問し、追加の調査と資料収集を行った。その結果、看護師が農漁村保健医療特別措置法の下、保健診療員として自律して高度な実践を行っている実態だけでなく、保健診療員の教育カリキュラムについての情報を得ることができ、無医島で働く看護師の継続教育システムを開発する際の参考となると考えられた。平成24年度の調査予定は、無医島の住民の保健医療のニーズについてであり、一日でも長く島で生活をしたいと望んでいる島民が看護師に何を期待しているのか、どのような保健医療サービスを望んでいるのかを明らかにすることを目的としていた。

フィールドに予定していた無医島は、南北160kmに渡り点在している島からなり、最も近い島でも本土から350km離れている外海遠洋離島であり、フェリーが唯一の交通手段となる。しかし、調査を予定していた平成24年の夏から秋にかけて、相次ぐ台風の襲来と悪天候によりフェリーが欠航となったため、計画していた日程での調査が相次ぎキャンセルとなった。そのため年度内の調査自体を変更せざるを得ない状況に至り、次年度に調査を繰り越すための計画変更に向けて、鹿児島と大分で3回に渡り研究分担者と研究打ち合わせを行った。離島での住民調査は、一部のみの実施に留まった。当初計画にあげていた韓国、米国、長崎での調査をすべて予定通りに実施することができた。しかし、結果の分析を簡単にしか行っておらず、詳細な分析は次年度以降に行う。25年度が最終年度であるため、記入しない。調査を予定していた夏から秋にかけて相次ぐ台風の襲来と悪天候により、計画していた日程での調査が相次ぎキャンセルとなり、年度内の調査自体を変更せざるを得ない状況に至ったため。研究の遅れを取り戻すために、来年度の調査計画の変更について、入念な打ち合わせを行った。今年度は、当初の計画通り、離島住民の保健医療に対するニーズ調査を行う。また、昨年度の調査結果を詳細に分析し、今年度の調査結果と比較検討する。最終年度となる来年度には、これらの調査結果から無医島に駐在する看護師の看護継続教育支援システムの開発を行う。今年度の調査は夏から秋にかけて予定していたため、来年度は、夏から3月までの長期に渡り計画することで、悪天候のためにフェリーが欠航となった際に備える。また、当初の2島においての調査を拡大し、5島において全世帯主を対象とした調査とする。
がん特異的代謝機構に基づいた抗腫瘍薬の開発と応用

腫瘍内部は貧弱な腫瘍血管形成により低酸素・低栄養環境にあり、腫瘍内部のがん細胞はそのような環境に適応して生存するために様々な適応反応を起こす。その適応反応の一つが代謝経路のシフトである。我々はグルコースやアミノ酸などの栄養環境に着目し、低栄養環境に高い依存性を示す代謝経路に作用する化合物を探索してきた。その結果、これまでにカビの代謝産物である二種類の低分子化合物Penicillic acidおよびPapyracillic acidが、低栄養環境において選択的に細胞毒性を示すことを見いだした。そこで本化合物の作用機序を解析したところ、Penicillic acidおよびPapyracillic acidが細胞内の抗酸化物質であるグルタチオンと結合体を形成することにより、遊離の還元型グルタチオンを低下させ、活性酸素種の産生を促すことを明らかにした。本年度は本化合物の抗がん活性について検討した。ヒト膵がん細胞を中心に数十種類のがん細胞株に対してPenicillic acidおよびPapyracillic acidの感受性について解析したところ、ほとんどの細胞で同程度の感受性を示し、特に感受性の高い細胞を得ることはできなかった。次にプラチナ系抗がん剤であるシスプラチンはグルタチオンにより抗がん活性が低下することから、Penicillic acidやPapyracillic acidと併用することにより、シスプラチンの抗がん活性が増強できると考えた。ヒト膵がんPSN-1およびPK-4細胞を用いてシスプラチンとの併用効果をコロニー形成アッセイにて調べたところ、Penicillic acidやPapyracillic acidはシスプラチンのコロニー形成能抑制活性を顕著に増強することを明らかにした。近年、がんの薬物療法においてキナーゼ阻害剤を代表とする有効ながん分子標的治療薬が開発され、治癒率や延命率が飛躍的に向上している。しかし依然として日本人の死因の第一位はがんであり、新たな発想に基づいた新しい治療薬の開発が求められている。本研究はがん微小環境におけるグルコースおよびアミノ酸の代謝に注目した新しいがん代謝阻害剤を開発し、がん治療へ応用することを目的としている。そこで我々は放線菌およびカビの代謝産物より低グルコース/低アミノ酸選択的に細胞増殖を抑制する物質を探索したところ、目的の活性を示す2つのカビ培養液を得ることができた。これらのカビ固体培養抽出液より活性物質を溶媒抽出、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、ゲルろ過カラムクロマトグラフィー、逆相カラムクロマトグラフィーを組み合わせて用いることにより、目的化合物を単離・精製することができた。これらの化合物は高分解能MSスペクトルの解析により化学式を決定し、NMRスペクトルの解析により構造式を決定した。ヒトすい臓がん細胞において、いずれの化合物も富栄養環境下よりも低栄養環境下で強い細胞毒性を示し、さらに細胞毒性に影響を及ぼす栄養成分について精査したところアミノ酸欠乏下で選択的な細胞毒性を示すことがわかった。また多種のがん細胞に対する細胞増殖抑制活性を指標とした薬剤感受性を調べたところ、既存の抗がん剤とは異なる感受性パターンを示し、ユニークな作用機序を有することが示唆された。現在、作用機序の解析、in vivoでの生物活性評価、誘導体合成について検討を行っている。低グルコース/低アミノ酸に選択的に細胞毒性を示す微生物代謝産物を探索したところ、複数の微生物培養抽出液に低栄養選択的細胞毒性を認めた。それらの中から活性が強い抽出液を選択し、溶媒抽出法や各種カラムクロマトグラフィーを用いて目的活性物質を単離精製することができた。本化合物は化学的安定性に優れ、また生産量が多いことから精製工程において困難なく遂行することができた。また得られた化合物は低分子量であることから、MSやNMRによる構造解析も比較的スムーズに行うことができた。このように、本実験の最大の難所と考えていた目的活性物質を得るプロセスにおいて、多くの時間を費やすことがなかったことが、当初の計画以上に進展した最大の理由である。現在は当初の計画を前倒しして作用機序の解析を始めている。がんの代謝に作用する化合物であると考えられることから、本化合物のヒトがん細胞中の中心代謝に与える影響についてメタボローム解析を行った。いくつかの一次代謝物に明らかな増減が認められ、これらの代謝物の量的変化と化合物の作用との関連性について検討を行っている。腫瘍内部は、がん細胞の旺盛な増殖活動および貧弱な腫瘍血管形成により低酸素・低栄養環境にある。腫瘍内部のがん細胞はそのような環境に適応して生存するために様々な適応反応を示す。その適応反応の一つが代謝経路の改変である。これまでに我々はグルコースやアミノ酸などの代謝に注目した新しいがん代謝阻害剤を探索し、がん治療へ応用を目的として研究を進めてきた。昨年、我々はカビの生産する2つの低分子化合物(PCAおよびPPA)が低栄養環境において選択的に細胞毒性を示すことを見いだした。本年度はそれらの作用機序の解明を目指した研究を行ってきた。PCAおよびPPAは異常有機酸に分類される低分子化合物であることから、主要な代謝経路に関係した分子に作用する可能性があると考え、ヒト膵がん細胞の中心代謝経路に与える影響についてメタボローム解析を用いて検討した。PCAをヒト膵がんPANC-1細胞に作用させて、細胞内の代謝物をCE-TOFMSにて解析したところ、218種の代謝物が同定できた。それらの中から110種の主要代謝物について定量値を算出したところ、グルタチオンが顕著に減少することがわかった。さらにグルタチオンの減少について詳細に調べたところ、PCAおよびPPAに対して薬剤用量依存的・時間依存的に低下することがわかった。

グルタチオンは細胞内の主なレドックス制御分子であり、活性酸素種などの酸化ストレスに対して防御的に働くため、活性酸素種の細胞内レベルに与える影響について調べた。PCAおよびPPAは細胞内の活性酸素種を薬剤用量依存的・時間依存的に増加させた。したがってPCAおよびPPAは細胞内のグルタチオンの低下による活性酸素種の増加を導き、その活性酸素種が酸化ストレスを誘導し細胞死を引き起こすと考えられる。現在、グルタチオンの低下メカニズムと栄養欠乏との関連性を調べている。本年度は低栄養選択的細胞毒性物質PCAおよびPPAの作用機序について解析を行なった。PCAおよびPPAの標的分子を推定するためにメタボローム解析を行なったが、この実験より有意義なデータが得られたことが研究の進展に大きく寄与した。薬剤の作用機序を解析するためには、薬剤が最初に作用する分子もしくはその分子の機能を検出する必要がある。我々は薬剤処理直後から1時間間隔でサンプリングを行い、薬剤処理の初期における代謝物の変動を詳細に調べた。また細胞死を指標に予備実験を行い、全体の数%にのみ細胞死を誘導する薬剤濃度を設定した。これらにより薬剤の初期反応を捉えることができ、その結果としてPCAおよびPPAの標的分子と推定しているグルタチオンを見いだすことができた。以上が順調に進んだ理由と考える。腫瘍内部は貧弱な腫瘍血管形成により低酸素・低栄養環境にある。腫瘍内部のがん細胞は低酸素・低栄養環境に適応して生存するために様々な適応反応を起こし、その適応反応の一つが代謝経路の改変である。我々はグルコースやアミノ酸などの栄養環境に注目し、低栄養環境における代謝シフトに作用する化合物を探索してきた。これまでにカビの生産する二種類の低分子化合物PCAおよびPPAが、低栄養環境において選択的に細胞毒性を示すことを見いだした。そこで本化合物の作用を調べたところ、PCAおよびPPAが細胞内の抗酸化物質であるグルタチオンを選択的に減少させることを見いだした。本年度はPCAおよびPPAによるグルタチオン低下のメカニズム解析と、PCAおよびPPAの低栄養選択的細胞毒性について検討した。まずPCAおよびPPAによるグルタチオン低下のメカニズムについて調べたところ、本化合物は非酵素的にグルタチオンと結合体を形成することを明らかにした。グルタチオンはトリペプチドであるため結合様式の解析が複雑になる。そこでより単純なモデル化合物としてN-アセチルシステインモノメチル(NACM)を用いてPCAとの結合様式を解析したところ、NACMのチオール基とPCAのエキソメチレン基が共有結合を形成することを明らかにした。さらにPCAおよびPPAは、細胞内グルタチオンと結合体を形成することにより遊離の還元型グルタチオンを低下させ、抗酸化能の低下による活性酸素種の産生を促すことを明らかにした。次に本化合物の低栄養選択的細胞毒性について検討した。
固体触媒としてゼオライトを用いた促進酸化処理に関する研究

固体触媒としてゼオライトを用いる促進酸化処理法の開発を目的とし、水中オゾンの触媒分解による活性酸素の発生をESRースピントラッピング法を用いて検証した結果、親水性ゼオライトがオゾンをヒドロキシラジカルや原子状酸素に転換する有効な触媒であることが確認された。触媒としてゼオライトを用いる促進酸化処理によって、フミン酸の脱色は速やかに進行し、ゼオライトの促進効果が明らかに認められたが、完全分解(無機化)は進行が遅く、触媒の効果も小さいことが判った。分解生成物であるカルボン酸が、ラジカル・スカベンジャーであることが確認された。(研究項目1)ESR-スピントラッピング法を用いた活性酸素種の検出・同定・定量静的方法:スピントラッピング剤であるDMPO水溶液と飽和オゾン水(濃度約10ppm)の混合溶液に固体触媒として種々のゼオライト粉末を添加し、一定時間後のDMPO-活性酸素アダクトをESR水溶液セルを用いて同定した。その結果、Naイオンで置換されたA型とX型ゼオライト、並びに、Naイオン、もしくは、Hイオンで置換されたY型ゼオライトを触媒として用いた場合に、ヒドロキシラジカルが生成することが判った。その他の親水性と疎水性ゼオライトでは、活性酸素種の生成は確認されなかった。また、A型とX型ゼオライトのNaイオンを水洗によって脱離したものは、ラジカル生成能を失活した。このことは、両者が良好な水中溶存オゾン分解能を有することに反するため、次の「動的方法」を試みた。動的方法:DMPO水溶液にオゾンガス(濃度約10000ppm)を連続してバブリングし、DMPO-活性酸素アダクトによるESRピークの時間変化をESR水溶液セルを用いて追跡した。その結果、同定された活性酸素種は、原子状酸素であった。また、その量は上記の「静的方法」に比べて遥かに多く、また、ESRピークの形が動的に変化することも判った。本方法では、Naイオン脱離A型ゼオライトの良好なラジカル生成能が確認された。また、Hイオン置換Y型ゼオライトでは、時間と共にピークが消失していく現象が観察された。このことは、DMPOアダクト自体が活性酸素によって分解されることを示唆している。(研究項目2)全有機体炭素計の導入、設置、調整と予備実験の実施平成25年8月に島津製作所社製全有機体炭素計TOC-Lが納入された。設置・調整後、全有機体炭素測定の予備実験を実施し、問題なく測定できることを確認した。オゾンマイクロバブル発生装置を用い、種々のゼオライトを固体触媒として用いた促進酸化処理による難分解性有機物質の分解挙動の調査を実施した。難分解性有機物質として、農薬モデル物質である2,4-ジクロロフェノキシ酢酸(2,4-D)を用いた。可視・紫外分光光度計を用いて分解挙動を追跡した結果、親水性ゼオライトを触媒として用いた場合、明らかな分解の促進が確認された。一方、全有機体炭素計を用いて分解挙動を追跡した結果、触媒の有無による分解速度には有意な差が認められなかった。このことは、2,4-Dの分子構造を壊すことができるが、有機体炭素を無機炭素まで転換することができないことを意味する。強い攪拌流によって触媒であるゼオライト・ペレットが壊れることを避ける目的で、ペレットをナイロン袋に詰めて実験を行ったため、処理水が十分に触媒と接触できなかったこと、及び、分解時に生成する塩素がラジカルを失活させていることが原因として考えられる。平成25年度に見出した「動的手法」において大量の活性酸素の生成が認められたことから、触媒であるゼオライト粉体を処理水に分散し、そこに直接オゾンを吹き込む、「動的手法」を模した促進酸化処理を実施した。難分解性有機物質として、水質汚濁物質の代表であり、塩素を含まないフミン酸を用いた。可視・紫外分光光度計を用いて分解挙動を追跡した結果、ゼオライト触媒の有無によって分解速度定数に約2倍の差が認められた。全有機体炭素計を用いて分解挙動を追跡した結果、分解速度に若干の改善が認められる触媒と全く改善が認められない触媒があることが判った。この事は、分解生成物がラジカルを失活させていることを強く示唆している。脱色後の処理水は僅かに黄色味を帯びており、200nm付近に極めて大きな吸収極大が観察されることから、分解生成物はカルボン酸であると推測される。平成25年度に見出した「動的手法」において大量の活性酸素の生成が認められたことから、平成26年度は、「動的手法」を模した促進酸化処理、すなわち、触媒であるゼオライト粉体を処理水に分散し、そこに直接オゾンを吹き込む方法を用いて、難分解性有機物質であるフミン酸の分解挙動を、可視・紫外分光光度計、並びに、全有機体炭素計を用いて追跡した。その結果、分光光度計を用いた場合、ゼオライト触媒の有無によって分解速度定数に約2倍の差が認められたが、全有機体炭素計を用いた場合、分解が著しく遅く、触媒効果もほとんど認められなかった。この事は、脱色は速やかに進行するが、有機物の無機化は進行し難いことを意味し、さらに、分解生成物にラジカル・スカベンジャーの作用(ラジカルの失活作用)があることを示唆している。

脱色後の僅かに黄色味を帯びた水溶液が200nm付近に極めて大きな吸収極大を示したことから、フミン酸の分解生成物としてカルボン酸が生成していることが予測された。平成27年度は、まず、HPLCを用いてフミン酸の分解生成物の分析を実施した所、分解生成物として酢酸が生成していることが分かった。他の低分子量カルボン酸である蟻酸とプロピオン酸は、検出されなかった。次に、「動的手法」を模した促進酸化処理を用いて、酢酸自体の分解挙動を追跡し、ほとんど分解が進行しないことを確認した。これらの実験結果は、上記の予測を裏付けるものである。今後は、カルボン酸の中でも特に酸化分解し難い酢酸を効率よく分解できる触媒の探索を行ってゆく必要がある。平成26年度までに得られた研究成果は、平成27年開催の国際学会で発表した。また、平成27年度に得られた研究成果は、国内学会で発表した。固体触媒としてゼオライトを用いる促進酸化処理法の開発を目的とし、水中オゾンの触媒分解による活性酸素の発生をESRースピントラッピング法を用いて検証した結果、親水性ゼオライトがオゾンをヒドロキシラジカルや原子状酸素に転換する有効な触媒であることが確認された。触媒としてゼオライトを用いる促進酸化処理によって、フミン酸の脱色は速やかに進行し、ゼオライトの促進効果が明らかに認められたが、完全分解(無機化)は進行が遅く、触媒の効果も小さいことが判った。分解生成物であるカルボン酸が、ラジカル・スカベンジャーであることが確認された。当初予定していたHPLCによる分解生成物の分析は実施できなかったが、申請時には計画していなかった「動的手法」による促進酸化処理を実施し、分解生成物によるラジカルの失活が有機体炭素の完全分解を阻害している可能性が高いことを見出したことから、おおむね順調に進展していると考える。無機材料化学平成26年度に実施できなかったHPLCによる分解生成物の分析を実施し、分解生成物によるラジカルの失活が有機体炭素の完全分解を阻害していることを確認する。さらに、この分解生成物によるラジカルの失活に影響されないゼオライト触媒の探索や、添加物の探索を実施し、本研究が目標とする促進酸化処理による有機体の完全分解を目指す。平成26年度までに得られた研究成果は、平成27年度、国際学会において成果発表する予定である。(研究項目1)ESR-スピントラッピング法を用いた活性酸素種の検出・同定・定量申請時に計画していた「TEMPOLを標準試料として用いるスピン定量分析」、並びに、DMPO-活性酸素アダクトがゼオライトへ吸着することを想定した「キャピラリーセルを用いたスラリーの状態でのESR測定」は、今回未実施であった。これは、申請時に計画していなかった「動的方法」によって、DMPO-活性酸素アダクトのゼオライトへ吸着は無視できること、また、ピーク高さによって半定量的にスピン量の変化を追跡できることが判ったためである。種々のゼオライト触媒について、そのラジカル生成能と生成した活性酸素種の検出・同定が実施されたこと、並びに、全く新しい促進酸化処理法の研究手法である「動的方法」が確立されたことから、研究項目1の達成度は、おおむね順調に進展していると考える。(研究項目2)全有機体炭素計の導入、設置、調整と予備実験の実施予定通り実施された。(固体触媒を用いた促進酸化処理による難分解性有機物質の分解挙動調査)申請時に計画していた通り、本研究室で製作したオゾンマイクロバブルによる促進酸化処理実験装置を用い、種々のゼオライトを固体触媒として用いた促進
フラックス融体中窒素の熱力学的研究

本研究では製鉄用フラックスに用いられる塩基性から、ガラスに用いられる酸性の領域までの広い組成範囲にわたって各種フラックス中への窒素の溶解度を含むその熱力学的性質およびフラックス融体中の窒素の存在形態を調ベることを目的とした。平成2年度に引続き、B_2O_3の酸性酸化物にLi_2O、Na_2O、Rb_2O、Cs_2O、CaO、BaO、Al_2O_3、La_2O_3、Y_2O_3などの酸化物を添加し、各種溶融フラックス中の窒素の溶解度を測定した。窒素の溶解度の測定は化学平衡法によった。すなわち、黒鉛坩堝に所定組成のフラックスを溶融し、BNを共存させるかもしくは窒素ガスにより、所定温度で窒素分圧を制御した雰囲気下で平衡させた。平衡後、フラックス中の窒素を分析し、窒素溶解度のフラックス組成および温度依存性を調べた。塩基性酸化物をB_2O_3に添加すると、添加量がある程度まではBN溶解度、すなわちナイトライドキャパイティ-は増加し、さらに塩基性酸化物を添加すると溶解度は減少した。Al_2O_3、Y_2O_3、La_2O_3の添加によりBNの溶解度は減少したが、SiO_2添加による溶解度減少ほどではなかった。また、B_〃O_3ー塩基性酸化物系のBNの溶解度は温度と共に増加した。これらの結果から、B_2O_3系フラックスへの窒素の溶解度の熱力学について考察を行い、オキシナイトライドガラス製造に適したフラックス系を検討した。内壁をBNで覆った黒鉛坩堝にB_2O_3ーSiO_2系またはB_2O_3ーCaO系フラックスを入れ、CO雰囲気下、1823Kで溶融平衡させた。実験終了後、試料中の窒素、B_2O_3をそれぞれケルダ-ル蒸留法、中和滴定法を用いて定量し、フラックス中の窒素溶解度を測定した。B_2O_3ーSiO_2系のBN溶解度はSiO_2濃度の増加にともない減少した。熱力学デ-タから、窒素はシリコン原子よりもボロン原子に配位しやすいと予想され、この仮定に基づいて推定したBN溶解度は実測値によく一致した。この結果から、B_2O_3ーSiO_2系融体中の窒素は主にボロン原子に配位していることが明らかになった。B_2O_3ーCaO系では、0.5<X_<CaO><0.75の範囲ではCaO濃度の増加にともないBN溶解度は減少したが、0.75<X_<CaO><0.85の範囲では逆に増加した。CaO濃度が増加するとネットワ-ク構造が分断されるために、溶解した窒素が安定なクロスリンク構造を形成することができなくなるためにBN溶解度が減少するが、0.75<X_<CaO>の非常に塩基性の領域ではボロン原子に配位していないフリ-なN^<3->が安定になるために、BN溶解度が増加すると考えられる。二つの系のナイトライドキャパシティ-はB_2O_3濃度が高いほど高く、純粋なB_2O_3では従来SiO_2系で報告されている値よりも二桁以上高い10^<-9.7>であった。15B_2O_3ー85CaO(mol%)融体について窒素溶解度の窒素分圧及び酸素分圧依存性を1823Kで測定した。窒素溶解度はほぼ窒素分圧の平方根に比例して増加した。酸素分圧が10^<-16.3>atm以上では、窒素溶解度は酸素分圧によらず顕著な変化を示さなかったが、それ以下になると酸素分圧の低下にともない窒素溶解度は増加した。以上の結果から、本実験の条件下での窒素の溶解には物理的溶解と化学的溶解の二つの異なるメカニズムがあることが明らかになった。

本研究では製鉄用フラックスに用いられる塩基性から、ガラスに用いられる酸性の領域までの広い組成範囲にわたって各種フラックス中への窒素の溶解度を含むその熱力学的性質およびフラックス融体中の窒素の存在形態を調べることを目的とした。平成2年度に引続き、B_2O_3の酸性酸化物にLi_2O、Na_2O、Rb_2O、Cs_2O、CaO、BaO、Al_2O_3、La_2O_3、Y_2O_3などの酸化物を添加し、各種溶融フラックス中の窒素の溶解度を測定した。窒素の溶解度の測定は化学平衡法によった。すなわち、黒鉛坩堝に所定組成のフラックスを溶融し、BNを共存させるかもしくは窒素ガスにより、所定温度で窒素分圧を制御した雰囲気下で平衡させた。平衡後、フラックス中の窒素を分析し、窒素溶解度のフラックス組成および温度依存性を調べた。塩基性酸化物をB_2O_3に添加すると、添加量がある程度まではBN溶解度、すなわちナイトライドキャパシティ-は増加し、さらに塩基性酸化物を添加すると溶解度は減少した。Al_2O_3、Y_2O_3、La_2O_3の添加によりBNの溶解度は減少したが、SiO_2添加による溶解度減少ほどではなかった。また、B_"O_3ー塩基性酸化物系のBNの溶解度は温度と共に増加した。これらの結果から、B_2O_3系フラックスへの窒素の溶解度の熱力学について考察を行い、オキシナイトライドガラス製造に適したフラックス系を検討した。
占領期日本の総合的研究

本研究の目的は、占領期日本に関する資料状況・研究状況を全般的に検討し、それにもとづいて、政治・外交をはじめ、経済・社会・文化の諸領域にまたがる占領期日本の変動を総合的に研究するための組織を企画し準備することにあった。その目的は十分に達成されたと考える。たび重なる研究・打合せ会議を、神戸・東京などで行い、活発な意見交換を通して、平成3年度の重点領域研究を申請することを決定し、11の班と70名余の研究者によって構成される研究グル-プを作りあげることができた。諸分野の専門家から成る学際的研究である点は当初の予定通りであるが、研究テ-マと問題関心については、討議を通して大きな拡がりを持つに至った。すなわち、研究対象をたんに「占領期日本」に局限するのではなく、占領期を中心に高度成長が構造化するまでの「戦後日本の形成」を総合的に検討し、戦後日本の全体像を提示することを目的とすることになった。現在の日本が「戦後日本」をあとに、歴史の新しい局面に進もうとしていることは、「戦後日本とは何か」に答えることを急務としているのみならず、資料状況・研究状況も本格的な研究を可能にしていると判断されるからである。国際的に理解可能な総合的研究とするため、多様な分析視角を導入することとした。戦後日本の国際的要因と国内的要因、戦後社会の国際比較、戦前・戦後の連続と非連続、戦後の外交・政治・社会文化の継承と変容などを主要な共通的問題関心とし、占領改革、1950年代の戦後体制の形成を通しての高度成長への帰結を、各レベル・各分野で分析しつつ、全体像の解明を試みる。以上のような重点領域研究「戦後日本の形成の総合的研究」(代表者・渡辺昭夫東京大学教授)を申請するという目的を達成したことを御報告申しあげたい。終りに、この企画につき相談に乗っていただいた故砂子田忠孝氏の御冥福を祈りたい。
選択機会への選好・評価を包摂する消費者理論の構築

本研究では、消費者は最終的に選択した消費財の望ましさだけでなく、選択機会の豊かさにも価値を置くことに着目し、選択機会への選好・評価を包摂する消費者理論と厚生経済学の構築を行った。第1に、複数の選好・評価基準の下で2つの意思決定方法を定式化し、それらが(限定的な)合理性を満たすための条件を示した。第2に、選択機会への選好・評価をも考慮したとき、市場均衡における社会状態が効率的である場合と非効率的である場合を明らかにした。平成21年度は、主として消費者選択の基礎理論に関する研究を実施し、以下のような成果を挙げた。1.最終的な消費財の組への選好と選択の機会に関する選好のように、複数の意思決定基準を含む場合の選択の方式を2通り定式化した。すなわち、まず第1の基準で最適な選択肢の範囲を絞った後、その中で第2の基準で最適化を行うという方式と、2つの評価基準を優先順位を付けて結合した後に、その結合された基準で最適化を行うという方式を考え、両者の関係と相違点を明らかにした。また、それぞれの方式による選択が非空となるための条件、選択の整合性を満たすための条件、および複数の基準を適用する順番が結果に影響しないための条件を解明した。2.選択の合理性を基礎付ける顕示選好理論に対しては、選択に内在する整合性の公理のみでは選択の合理性のエッセンスを捕捉することは不可能であるという趣旨の批判が提起されてきた。アマルティア・センによって提起されたこの批判を精査して、選択を拘束する外部的ノルムを内生化した顕示選好公理を定式化することによって、センの批判を克服する合理的選択の理論を構築した。3.無限視野の配分問題に接近する新たなアプローチとして、無限視野の選択関数という新たな概念を定式化して、選択の時間的整合性を含むさまざまな公理を満足する無限視野の選択関数の正確な特徴付けを与えた。平成22年度は、平成21年度に引き続き消費者選択の基礎に関する研究を行った。1.最終的な消費財の組への選好と、選択の機会の豊かさに関する選好のように、複数の異なる選好ないし評価基準をもつ個人の意思決定について理論的に分析した。とくに、複数の評価基準がそれぞれ選択関数として与えられたとき、これらを結合する3つの異なる方法を提示した。さらに、そのうちの1つの方法について、公理的に特徴づけた。そこで新たに定式化された公理とは、複数の選択関数の選択が重複している場合や、明確に相対立している場合などの単純な状況における自然な選択を表現する公理と、結合された選択関数の限定合理性に関する公理である。2.消費者が消費財への選好だけでなく、選択機会への選好も有するときの需要理論と厚生評価の理論に関する研究をさらに進めた。消費者が予算集合と財ベクトルのペアに関して選好関係をもつとき、価格の変化に対する需要の変化を代替効果と所得効果の2つに分解するスルツキー恒等式が、標準的な消費者理論と比較して、どのように変わるのかを解明した。3.消費財への選好に基づく福祉の改善と、選択の機会で表現される権利の保護という2つの要請の間で論理的な対立が生じる可能性を明らかにし、規範的経済学の情報的基礎を再検討した。また、消費財への選好のみに基づく意思決定ではなく、様々な慣習や社会的倫理などの外的な規範も課される状況における消費者選択の特徴を明らかにした。平成23年度は、引き続き消費者選択と厚生評価の基礎に関する研究を実施した。1.消費者が消費財への選好だけでなく、選択機会への選好も有するときの厚生評価の理論に関する研究を進めた。特に、経済学の基本定理の一つである「厚生経済学の基本定理」の拡張を行った。「厚生経済学の基本定理」は、市場メカニズムの均衡における資源配分と効率性の関係を明らかにしているが、従来の理論では、消費者の消費財への選好のみが考慮され、選択機会への選好・評価は考慮されていなかった。そこで、消費者は、消費財への選好だけでなく、選択機会への選好、および消費財と選択機会の組への選好という3つのタイプの選好をもつというモデルを新たに構築し、それぞれの選好の下での効率性-配分効率性、機会配分効率性、全体効率性-を定義した。さらに、消費財への選好と選択機会への選好に関して、アマルティア・センの定式化した条件を導入し、センの条件の下で、市場メカニズムの均衡における資源配分は配分効率性だけでなく、機会配分効率性および全体効率性を満たすこと(厚生経済学の第1基本定理の拡張)、また、3つのタイプの効率性のいずれかを満たす資源配分は、市場メカニズムの均衡として実現可能であること(厚生経済学の第2基本定理の拡張)を証明した。他方、センの条件が満たされないとき、厚生経済学の基本定理の拡張が不可能であるケースを示した。

2.現在から無限の将来までの世代の消費量の列を厚生評価する基準について、理論的に分析した。従来の理論において、厚生評価の通時的な安定性を要求する「定常性条件」の定式化が不完全であったことを指摘し、より適切な定式化を提示して、この条件と他の幾つかの基本的な条件を満たす厚生評価ルールを明らかにした。
内耳性難聴の機序の解明と治療法究明のための研究

音響性障害に保護作用を示すグルココルチコイドの作用機序を考察するために細胞質受容体阻害薬(Mifepristone)の効果を検討した結果、グルココルチコイドは細胞質レセプターを介して保護効果をもたらすことが推測された。また神経系の修復・保護作用を有する糖脂質であるGM1-ガングリオシドは音響性聴器障害において内耳保護作用を示し、その機序としては抗酸化作用としての役割が関与していることが示唆された。内耳性難聴の成因・メカニズムを解明し、その予防法、治療法を開発することを究極の目標として本研究を行っている。現在までに内耳循環障害、音響性障害それぞれのモデル動物を用いて各種薬剤の効果を検討し、蝸牛障害のうち特に循環障害と音響障害の病態につき研究を重ねてきた。本年度の研究としては、虚血性内耳障害モデルを用い、内耳虚血再灌流障害の進行機序に関して特に内有毛細胞、外有毛細胞、蝸牛求心性神経の形態学的変化を電子顕微鏡にて観察した。また本障害の進行におけるフリーラジカルの関与につき各種薬剤投与による影響を検討した。結果として虚血中は蝸牛の上記のいずれの細胞でも障害が進行したが、再灌流後には内有毛細胞、蝸牛求心性神経では障害が軽減し、外有毛細胞が障害の主座となることが示された。また、ハイドロキシラジカルの補足剤であるmannito1、dimethylthiourea(DMTU>および鉄のキレート剤であるdeferoxamineの投与により再灌流後の外有毛細胞障害は軽減された。しかし、xanthineoxidase阻害薬であるallopurinol、oxypurinolは影響を与えなかった。以上より本外有毛細胞障害には蝸牛内に発生するハイドロキシラジカルが大きく関与することが示され、ラジカルの発生には遊離鉄によるFenton反応が関与することが考えられた。音響性障害や薬剤性内耳障害にもフリーラジカルが関与していることは明確である。今後は、音響性障害のモデル動物におけるNOS阻害薬やフリーラジカルスカベンジャーなどの保護効果を引きつづき検討するとともに、蝸牛を器官培養し、直接的に耳毒性薬物、低酸素などが蝸牛に与える影響を観察する手法も加え、内耳性難聴め成因・メカニズムを究明していく予定である。昨年度、虚血性内耳障害モデルを用い、内耳虚血再灌流障害の進行機序におけるフリーラジカルの関与につきある程度の成果を示した。各種薬剤投与による影響を検討し、結果として虚血中は蝸牛の上記のいずれの細胞でも障害が進行したが、再灌流後には内有毛細胞、蝸牛求心性神経では障害が軽減し、外有毛細胞が障害の主座となることを示した。本年度は音響性障害モデル動物を主体に研究を行った。まず音響性障害に保護作用を示すグルココルチコイドの作用機序を考察するために細胞質受容体阻害薬(Mifepristone)の効果を検討した。その結果、グルココルチコイドは細胞質レセプターを介して保護効果をもたらすことが推測された。一方、GM1-ガングリオシドは神経系の修復・保護作用を有することが知られている糖脂質である。GM1-ガングリオシドの内耳への作用を考察するため、音響性障害に対する保護作用の有無、およびその作用機序について検討を行った。その結果、GM1-ガングリオシドは音響性聴器障害において内耳保護作用を示し、その機序としては抗酸化作用としての役割が関与していることが示唆される結果を得た。今後も、各種内耳障害モデル動物や蝸牛の器官培養などの手技を用いて内耳性難聴の成因・メカニズムを追及・究明していく予定である。20年度、虚血性内耳障害モデルを用い、内耳虚血再灌流障害の進行機序におけるフリーラジカルの関与にっきある程度の成果を示した。21、22年度は音響性障害モデル動物を主体に研究を行った。

その結果、グルココルチコイドは細胞質レセプターを介して保護効果をもたらすことが推測された。一方、GM1-ガングリオシドは神経系の修復・保護作用を有することが知られている糖脂質である。GM1-ガングリオシドの内耳への作用を考察するため、音響性障害に対する保護作用の有無、およびその作用機序について検討を行った。その結果、GM1-ガングリオシドは音響性聴器障害において内耳保護作用を示し、その機序としては抗酸化作用としての役割が関与していることが示唆される結果を得た。この結果を21年度末に海外論文に投稿した後、22年度も研究を継続した。今後も、各種内耳障害モデル動物や蝸牛の器官培養などの手技を用いて内耳性難聴の成因・メカニズムを追及・究明していく予定である。
基礎実験に基づくエビデンスを考慮した至適抗ガン剤併用療法の構築

・2004年にClinical Cancer Research 10 pp762に発表した従来の投与方法と比較し安全かつ効果的な投薬が可能となった投与方法を基盤に、各薬剤を安全に投薬することが可能な投薬時刻に投薬することでより安全にADR/DOC併用療法が実施できることが明らかとなった。(Cancer Res.)・先に得られた投薬スケジュールに関して最適な投薬間隔を検討した結果、DOC投与後12時間にADRを投薬することで最も副作用を軽減できることが明らかとなった。・CDDP/DOCの併用においても、従来の投薬方法と比較し、わずか12時間投薬間隔を設けることで顕著に副作用(腎機能障害,白血減少)を軽減できることが明らかとなった。その機序として、薬物動態学的側面より検討したところ、単回投与時に時間差投薬群と比較し同時投薬群で、顕著に両薬剤の血中濃度が上昇することが明らかとなった。また、反復投薬時においても同時投薬群の血中CDDPは、時間差投薬群と比較し有意に増加した。従って、投与スケジュールの違いによる副作用発現の差異には、薬物動態が関与することが示唆された。塩酸イリノテカン(CPT-11)・DOCの併用において、投薬時刻の違いによる副作用への影響を評価した。5:00若しくは17:00にCPT-11/DOCを併用投与し、体重減少、白血球減少及び毒性死について評価した。その結果、17:00投薬群と比較し5:00投薬群で有意な体重減少が認められた。生存率は、17:00投薬群で100%に対し5:00投薬群で61.5%と、投薬時刻間で有意な差異が認められた。従って、CPT-11/DOC併用療法において、投薬時刻が重要なファクターであることが示唆された。以上より、わずかな投薬方法の変更を行うことで、より効果的に癌化学併用療法が可能となることが示唆された。本年度は、主に2つの癌化学併用療法に最適な投薬タイミングの構築およびその機序解明を行った。・2004年にClinical Cancer Research 10 pp762に発表した従来の投与方法と比較し安全かつ効果的な投薬が可能となった投与方法を基盤に、各薬剤を安全に投薬することが可能な投薬時刻に投薬することでより安全にadriamycin/docetaxel併用療法が実施できることが明らかとなった。(Cancer Res.投稿準備中)・DOCをADR投薬の約12時間先に投薬することで、ADR誘発心毒性を軽減できることが明らかとなった。その機序としては、ADRによって惹起される心組織中フリーラジカルの軽減が大きく寄与していることが明らかとなった。また、マイクロアレイを実施し、DOCによるフリーラジカル軽減の作用様式を分子生物学的側面より追求している。・adriamycin/docetaxelの研究方法に準拠し実験を行った。cisplatin/docetaxelの併用においても、従来の投薬方法と比較し、わずか12時間投薬間隔を設けることで顕著に副作用を軽減できることが明らかとなった。今後、さらに数種の併用法についても検討していくとともに、それらの機序解明を行っていく。本年度は、主に2つの癌化学併用療法の最適な投薬タイミングの構築およびその機序解明を行った。

昨年、cisplatin/docetaxelの併用において従来の投薬方法(同時投薬)と比較し、わずか12時間投薬間隔(時間差投薬)を設けることで顕著に腎機能障害や白血球減少を軽減できることを明らかにした。その機序として、薬物動態学的側面より検討したところ、単回投与時に時間差投薬群と比較し同時投薬群で、顕著に両薬剤の血中濃度が上昇することが明らかとなった。また、反復投薬時においても、同時投薬群の血中cisplatinは、時間差投薬群と比較し有意に増加した。従って、投与スケジュールの違いによる副作用発現の差異には、薬物動態が関与することが示唆された。塩酸イリノテカン(CPT-11)・docetaxelの併用において、投薬時刻の違いによる副作用への影響を評価した。5:00若しくは17:00にCPT-11/docetaxelを併用投与し、体重減少、白血球減少及び毒性死について評価した。その結果、17:00投薬群と比較し5:00投薬群で有意な体重減少が認められた。また、骨髄抑制は、5:00投薬群と比較し17:00投薬群で約15%軽減した。生存率は、17:00投薬群で100%に対し5:00投薬群で61.5%と、投薬時刻間で有意な差異が認められた。従って、CPT-11/docetaxel併用療法において、投薬時刻が重要なファクターであることが示唆された。以上より、わずかな投薬方法の変更を行うことで、より効果的に癌化学併用療法が可能となることが示唆された。
無拍動流人口循環に対する生体適合性に関する研究

【目的】定常流ポンプは開心術体外循環や一時循環補助に用いられており、将来は心臓移植へのブリッジや半永久的な循環代行に応用される可能性もある。定常流循環下での生体の血行動態変化には神経性循環調節の動脈圧受容器反射の関与が指摘されてきた。大動脈圧受容器求心性神経に化学受容器線維が含まれない動物(ウサギ)を用い、定常流循環の影響について求心性神経活動(大動脈神経放電)の面から検討した。【方法・結果】ウサギ27羽にて完全左心バイパス下に自己心拍から定常流循環へ移行させるモデルを作製した。左大動脈神経求心性放電を観察し神経放電頻度をパルスカウンターにて数量化した。(実験1)バイパス前、部分バイパス施行後再自己心拍出循環時、完全左心バイパス5分後に平均血圧70mmHgでの神経放電および放電頻度を測定したところ、5分後の定常流循環では神経放電の波形が周期性を失い群発性に出現するようなり放電頻度は有意に増加した。(実験2)平均血圧を70mmHgに維持しバイパス前より60分後までの神経放電頻度を測定したところ、5分後有意に増加したが30分後には有意に減少し以後有意な変化を示さなかった。(実験3)平均血圧を変化させ神経放電頻度変化率を算出したところ、血圧上昇時の増加率は5分後で有意に低値を示し30分後値は5分後値よりやや高値を示すものの前値と比べると有意に低値を示した。血圧降下時の減少率は有意差はなかった。【結語】定常流循環管理により動脈圧受容器求心性神経活動が周期的から連続的活動へと変化し活動量として増加した。定常流循環管理により動脈圧受容器反射の求心路は30分後には定常流循環へ急性期適応するものと考えられた。血圧変化に伴う動脈圧受容器求心性神経活動の反応は、定常流循環時では血圧降下時においては自己心拍出循環時と感度は同等であるが、血圧上昇時においては急性期適応すると考えた30分後においても感度が低下した。開心術時の体外循環や重症心不全に対する補助循環に定常流ポンプによる人工循環が行われている。しかし、定常流で長時間人工循環を行ったとき生体の病態生理については不明な点が多い。そこで本研究では無拍動流実験動物での生理学的検討、特に循環調節機構について研究を行っている。1)方法血圧調節機構をつかさどる主要なものは頚動脈洞にある頚動脈洞圧受容器と大動脈弓にある大動脈圧受容器である。この圧受容器の求心性インパルスを単独で計測するにはChemorecepter成分を含まないBarorecepterのみの求心性神経を持つ動物が必要で、それにはRatとRabbitの大動脈神経のみが該当することが判明した。そこでRabbitで大動脈弓の圧が定常圧となるモデル、即ち定常流ポンプによる左心バイパスモデルを作成し検討している。2)結果実験動物が小型なため無拍動流人工循環で血行動態を長時間維持することは極めて困難であったが、カニューレ等の改良工夫により数時間の安定した循環が得られるようになった。現在これを更に長時間維持できるように現在工夫検討中である。

定常流化による脈圧減少による血圧調節神経反射の結果はまだまとめるまでにいたっていないが、Baroreceptorの求心性インパルスは減少の傾向を示し、それは血圧が維持されておれば時間とともに徐々に回復に向かう傾向を認めている。今後もさらに検討をする予定である。またこの研究を更に発展させ自己心拍時と定常流人工循環時において、流量を一定にして大動脈神経を一定に刺激をして刺激に対する延髄および末梢血管での反応性の違いを検討する予定である。生体の固有循環は拍動流で潅流されたいるが、近年重症心不全患者に対する補助循環を行うさい定常流ポンプによる無拍動流によって長期間の補助循環を行う機会が多くなってきた。そこで生体に無拍動流で長期間補助循環を行ったとき生体はどのような病態生理を示すのかという問題を解決すべく研究を行ってきた。そこで我々は定常流ポンプを用いた無拍動流循環動物モデルを作製し、循環調節、特に頚動脈洞にある頚動脈洞圧受容器と大動脈弓にある大動脈圧受容器を介する動脈圧受容器反射(Arterial Baroreceptor Reflex System)の生体反応を検討した。一般に動脈圧受容器反射の求心路の神経は多くの動物で圧受容器と化学受容器の成分で形成されているが、ラビットの大動脈神経は圧受容器の求心路成分のみで形成されているといわれており、実験動物としてラビットを用いた。実験方法はシールドルームの中で大動脈弓部よりはじまる動脈圧受容器反射の求心路である左大動脈神経を露出し、遠心ポンプを用いた定常流全身循環管理モデルでの圧受容器求心性放電を測定した。その結果拍動性の固有心拍の状態に比べ、無拍動流のもとでは血圧の変化に伴う圧受容器求心性放電頻度の変化は有意に低下していることを認めた。また、同時に内分泌系の変化も現在検討中である。
植物微小管付随タンパク質の同定と機能解析

タバコ培養細胞BY-2の脱液胞化プロトプラストを材料として、MAP200(210-3を改称)を単離・精製し、その性質を調べた。その結果、以下の性質が明らかになった。1.MAP200はTMBP200と同一のタンパク質である。2.TMBP200と異なり、微小管を束化しない。3.チューブリンの重合を促進する。4.チューブリンと複合体を形成する。5.細胞質ゾルに多く存在し、一部が微小管に結合している。これらの結果から、MAP200は細胞質でチューブリンと複合体を形成し、微小管へ運ばれ、その伸長を促進するという分子機構の仮説が考えられた。65kDa MAPについてはHossey博士との共同研究により、420番目のアラニンが微小管との結合に重要であること、分裂阻害変異体であるpleiade4はこの部位が変異していること、65kDa MAPはダイマーを形成し、N末領域がこれに関わっていることが明らかになった。一方、表層微小管構築にタンパク質リン酸化が関与している可能性を検証した。タバコ培養細胞BY-2をkinase阻害剤であるDMAP存在下でプロトプラスト化し、ゴーストを作製して微小管を観察したところ、微小管の配向が乱れていた。また、単離表層微小管をphosphatase処理すると微小管が解離した。651kDa MAPがリン酸化タンパク質であることは以前の研究から明らかになっていたが、今回の実験から65kDa MAPの表層微小管束化がリン酸化によって制御されている可能性が強く示唆された。タバコ培養細胞BY-2から分子量210kDaの微小管結合タンパク質を単離精製した。BY-2細胞より脱液胞化細胞を調製し、粗拙出分画を陰イオン交換樹脂により分画したところ、分子量210kDaの微小管結合タンパク質を含む分画を得た。これをhydroxyapatiteによりさらに分画したところ、分子量200-220kDa付近に3種類のタンパク質が見出された。このうち210-3と命名したタンパク質の部分アミノ酸配列から、XMAP215/TOGファミリーの分子種であることが推測された。生化学的実験から210-3は130000xg、5分で沈殿しない短い微小管の形成を促進すること、微小管の端に結合することなどが示唆された。Arabidopsisのmor1遺伝了はXMAP215/TOGのホモログをコードする遺伝子であること、この欠失は微小管を不安定化することが知られており、210-3の微小管安定性への寄与を生化学的に明らかにすることが今後の課題である。210-2、210-3についてはモノクローナル抗体を作製した。前者は核及び前期前微小管束に分有し、後者は特に表層に点状に存在していた。210-2に関する生化学的実験や遺伝子クローニングは今後の課題である。タバコ培養細胞BY-2からミニプロトプラストを調製し、チューブリンを重合させ形成された微小管に結合するタンパク質を精製した。分子量200kDa付近には2種類のタンパク質を見出した。現在、MAP210とMAP200と呼んでいる。前者は部分アミノ酸配列決定により、Arabidopsis MORIのホモログであることがわかった。in vitroの解析からMAP210はチューブリンと結合し重合核を形成すること、重合速度を高めること等が明らかになった。抗体を作製し、細胞染色を行ったところ、細胞質全体が点状に染まり、多くのMAP210が細胞質に分散して存在していることが示唆された。細胞質における微小管とチューブリン間の平行状態の制御に関わっているものと推察された。