hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
放散・吸脱着・室内拡散の連成解析による化学物質輸送メカニズムの解明と室内濃度予測

本研究では、工学で用いられる先端的な乱流数値解析手法を用いて、(1)建材および施工材からの化学物質放散、(2)建材表面に対する化学物質の吸着・脱着、(3)室内での移流・拡散、の各々を連成して解析することで、室内居住域および呼吸域に対する化学物質輸送のメカニズムを解明することを目的とする。特に、液相であるペイント・接着剤が乾燥と共に固相に変化する際の化学物質放散速度の減衰性状を解明し、その数学モデルを開発すると共に、室内流れ場と連成して解析することで、高精度な室内化学物質濃度予測手法を開発する。この目的および研究計画に従い、本年度は昨年度の結果を更に発展させ、以下の成果を得た。1.化学物質放散・吸脱着・室内拡散の連成解析手法の開発昨年度(平成13年度)で開発した建材・施工材からの化学物質放散モデル、ならびに吸脱着モデルをCFD(計算流体力学)に組み込むことで、室内化学物質濃度予測モデルを開発した。さらに室内模型を用いて室内化学物質濃度分布の測定を行い、実験結果と比較することで予測モデルの精度を検証した。2.居住域化学物質濃度の評価指標の開発室内の化学物質濃度を評価する際には、濃度の絶対値の高低のみならず、発生量にたいする室内からの排出効率を併せて評価することが重要である。さらに、室全体ではなく、居住域および呼吸域等の人体影響が明確な領域の化学物質濃度を効率的に低減させることが有効である。本研究では、居住域・呼吸域等の局所領域の化学物質濃度を評価するために、HASS102で定義されている規準化居住域濃度を用いて、一般室内を対象として、各種境界条件を変化させた場合の局所領域の濃度低減効果を検討した。3.居住域の化学物質濃度低減のための基礎データの蓄積上記1で開発した濃度予測モデルと2で用いた化学物質濃度評価指標(規準化居住域濃度)を用いて、(1)換気・空調システム、(2)室形状、(3)使用建材、を系統的に変化させた場合の居住域濃度、呼吸域濃度に関するデータを蓄積した。これらのデータは、実務者が設計段階において容易に化学物質濃度の予測を上で、簡便で有用なデータとなる。この目的および研究計画に従い、本年度は以下の成果を得た。1.建材・施工材からの化学物質放散速度データの収集流れ場の精密な制御が可能なチャンバーを制作し、建材・施工材からの化学物質放散速度、物質伝達率を測定した。さらに建材内の有効拡散係数を測定するための小型チャンバーを開発し、データを蓄積した。これらのデータをもとに下記の数学モデル開発を行った。2.ペイント硬化に伴う放散速度滅衰を再現する数学モデルの開発上記1で得られたチャンバー実験による放散速度履歴のデータをもとに、ペイントおよび接着剤が乾燥に伴い放散性状が変化する数学モデルを開発した。数学モデルは(1)時間経過と共に建材内の有効拡散係数が変化、(2)表面に形成された被膜が成長、の2点に着目してモデル化を行った。3.建材・施工材に対する化学物質吸着量・脱着量データの収集吸着等温式を利用した吸脱着モデルを適用する際には、各種建材の化学物質吸着量ならびに飽和吸着量のデータが必要となる。チャンバー実験により吸着量の温度依存性に関するデータ(アレニウスプロット)と飽和吸着量を測定し、数値解析に必要なデータを蓄積した。4.簡易吸脱着モデルの開発吸着量ならびに飽和吸着量の測定データをもとに、建材表面で生じる吸脱着現象の簡易数学モデルを開発した。特に、室内化学物質濃度低減に効果が期待される活性炭に着目してモデル化を行った。

さらに、室全体ではなく、居住域および呼吸域等の人体影響が明確な領域の化学物質濃度を効率的に低減させることが有効である。本研究では、居住域・呼吸域等の局所領域の化学物質濃度を評価するために、HASS102で定義されている規準化居住域濃度を用いて、一般室内を対象として、各種境界条件を変化させた場合の局所領域の濃度低減効果を検討した。3.居住域の化学物質濃度低減のための基礎データの蓄積上記1で開発した濃度予測モデルと2で用いた化学物質濃度評価指標(規準化居住域濃度)を用いて、(1)換気・空調システム、(2)室形状、(3)使用建材、を系統的に変化させた場合の居住域濃度、呼吸域濃度に関するデータを蓄積した。これらのデータは、実務者が設計段階において容易に化学物質濃度の予測を上で、簡便で有用なデータとなる。
光MOCVD法によるZnse_xTe_1‐_x薄膜単結晶の成長と点欠陥の挙動

MOCVD法によりZnse_xTe_1ー_x薄結晶を成長させ、不純物及び固有欠陥状態の組成x依存性を調べることによりZnSe_xTe_1ー_xの伝導型制御に関する知見を得ることを最終目的としている。本年度は光照射無し、常圧のもとで上記混晶の成長に関する知見を得ることにした。原料にはDEZn,DESe,及びDETeを用い、水素ガスをキャリア-として供給した。(100)GaAs、(100)InP及び(100)InAs基板を用いた。VI/II比を1,2,5と変化させた時の成長膜中Teの組合(1ーx)とVI族原料中のDETeの割合DETe/(DeSE+DETe)の関係は上記3種類の基板とも同様の結果を示した。SeよりもTeの方が成長膜中に取り込まれ易いことが分かり、その程度はVI/II比と共に大きくなった。ZnSeの成長機構として、DEZnは熱分解によってZnとなり、DESeは1度水素化物を経由して基板上に付着し、その成長はH_2Seからの水素の脱離反応で律速されるというモデルが提案されている。ここでもSeは水素化物を経由して成長に関与するとし、KiskerとZawadzkiモデルをもとに膜組成とDETe/(DETe+DESe)との関係を計算で求めた。その時、Teの水素化物が不安定であると考えられるため、DETeからTeが生成し成長に寄与する場合と、TeもSeと同様に水素化物として成長に関与する場合について計算を行った。測定結果との対比から、現時点ではDETeの場合もH_2Teが生成し成長に関与していると考えられる。今後、キャリア-ガスとして不活性ガスを用いる等の実験から上記モデルの妥当性の検証を行う必要がある。3種類の基板を用いて成長速度の成長薄膜中Te濃度(1ーx)依存性を測定した。この依存性は温度あるいはVI/II比によって変わるが、各濃度における成長速度の基板依存性はほぼ一致した。その原因は今のところ明かではないが新しい結果として注目される。
SAWストリ-ミングの解明とそれを用いた新しい流体素子の研究

弾性表面波は伝搬面上の微小な水を流動させたり、飛翔させたりすることがわかり、それらの水の動きをSAWストリ-ミングと名付けた。本研究の目的は、このSAWストリ-ミング現象の解明を行うこと、及び電気的制御が簡単な微小流体素子としての特徴を有しているため、チュ-ブのない流体ガイドや、ポンプ、ノズルのないインクジェット素子などの液体輸送デバイスへの応用について基礎的な研究を行うことである。得られた成果をまとめると以下の通りである。1.本現象を説明する最も基本的な式をアコ-スティックストリ-ミングの理論を利用して導出する事ができた。2.水を流動させたり、飛翔させたりする力をSAWストリ-ミング力と名付け、1.で得られた理論を用いて計算を行った。その結果、流体に作用する力が非常に大きいことが分かった。また、実験結果ともよく一致した。同時にその反力が存在することも実験的に確認することができた。3.SAWストリ-ミングが示すさまざまな水の動きを、(1)基板の表面状態(親水性、疎水性)、(2)電気的入力パワ-、(3)周波数、パルス周期、パルス長、(4)水の量などをパラメ-タとして観測を中心とした測定を行った。今後は、それらのパラメ-タと水の動きを定量的につかむ実験を行う。4.これらの理論及び実験結果よりSAWデバイスを用いた流体素子の可能性が明確になった。1つの応用例として超音波モ-タ(IDTモ-タと名付けた)を試作した。今後は、SAWストリ-ミングによる反力の利用も考えさらに新しいアクチュエ-タ-の提案及び開発を行う。本の目的は、このSAWストリ-ミング現象の解明を行うこと、及び電気的制御が簡単な微小流体素子としての特徴を有しているため、チュ-ブのない流体ガイドや、ポンプ、ノズルのないインクジェット素子などの液体輸送デバイスへの応用について基礎的な研究を行うことである。本年度に得られた成果をまとめると以下の通りである。2.水を流動させたり、飛翔させたりする力をSAWストリ-ミング力と名付け、1で得られた理論を用いて計算を行った。また、実験結果とよく一致した。3.SAWストリ-ミングが示すさまざまな水の動きを、(1)基板の表面状態(親水性、疏水性)、(2)電気的入力パワ-、(3)周波数、パルス周期、パルス長さ、(4)水の量などをパラメ-タとして観測を中心とした測定を行った。4.これらの理論及び実験結果よりSAWデバイスの流体素子への応用の可能性が明確になった。今後は、SAWストリ-ミングによる反力の利用も考え新しいアクチュエ-タ-の提案及び開発を行う。

1.本現象を説明する最も基本的な式をアコ-スティックストリ-ミングの理論を利用して導出する事ができた。2.水を流動させたり、飛翔させたりする力をSAWストリ-ミング力と名付け、1.で得られた理論を用いて計算を行った。その結果、流体に作用する力が非常に大きいことが分かった。また、実験結果ともよく一致した。同時にその反力が存在することも実験的に確認することができた。3.SAWストリ-ミングが示すさまざまな水の動きを、(1)基板の表面状態(親水性、疎水性)、(2)電気的入力パワ-、(3)周波数、パルス周期、パルス長、(4)水の量などをパラメ-タとして観測を中心とした測定を行った。今後は、それらのパラメ-タと水の動きを定量的につかむ実験を行う。4.これらの理論及び実験結果よりSAWデバイスを用いた流体素子の可能性が明確になった。1つの応用例として超音波モ-タ(IDTモ-タと名付けた)を試作した。今後は、SAWストリ-ミングによる反力の利用も考えさらに新しいアクチュエ-タ-の提案及び開発を行う。
敦煌芸術の科学的復原研究―壁画材料の劣化メカニズムの解明によるアプローチ

自然科学的な分析方法を用いれば、壁画の色彩を作り出す彩色材料は、比較的簡単に確認、分類ができる。壁画は、限られた種類の材料を巧みに塗り重ね、混ぜ合わせ、そして配色(色の配列)の工夫をすることによって色彩の効果を高めている。いっぽう、これらの色彩が長い期間、様々な環境に曝されてきた結果、変色・退色・剥落など、甚だしく劣化した状態にある。本研究は、壁画を“構造体"として認識し、その構造体の各所に様々な状態となって現れている劣化の様子を見て、壁画が劣化していくメカニズムを科学的に理解し、そこから翻って思考を巡らせ、壁画が制作当初にどのような姿をしていたかということに肉薄しようとしたものである。平成22年度は、これまでに蓄積してきた敦煌莫高窟第285窟の壁画に関する劣化状態と色料に関する調査データを整理するとともに、劣化を生み出した環境要素のシミュレーション研究と、この研究に位置情報としての根拠を与えるGISを利用したデータベース構築のための作業を行った。具体的には、莫高窟第285窟を対象として、地盤内水分移動量、壁体表面の水分蒸発量を求め、壁表面への塩の析出量を見積もることを目的として、熱水分同時移動方程式による数値シミュレーションを行った。その結果、主室、前室ともに窟内へ流出する水分流量があることから、塩の析出があり、特に前室で析出量が多いことが分かった。また、莫高窟周辺における結露発生の可能性調査、土壌の水分移動特性の測定を行った。データベース構築の作業としては、システムの構築と、データ実装のための膨大な量のデータ整理作業とを実施した。システム構築としては、劣化に関連する理化学的・光学的調査データの統合的アーカイブを可能とするシステム(GISbasedDataArchiveSystem:GISDAS)の開発と実装、並びに、別途開発したデータ入力インターフェイス(PhotoXmlEditer:PXE)モジュールとの連携システムを構築した。PXEで記録・編集された画像とそのメタデータをGISDASに転送し、GISDASで各種の解析・検索が実施できるようになった。次年度以降、これらのアプリケーションを基盤に各種時空間解析を実施する予定である。なお、GISDASについては、2010年度文化財科学会研究発表大会にてポスター賞を受賞した。画像全体の色彩表現の復原に向けて、8月14日から9月4日の日程で実施した、日中共同調査に参加し、第285窟南壁及び東壁の主題に関する確認調査を実施した。平成23年度は、8月に敦煌莫高窟第285窟に足場を組んで天井部の保存状態、環境、分析、美術史に関する各班合同による現地調査を実施し、平成24年3月までに調査結果の整理と分析を行い、研究成果取りまとめを行う、という計画を立てた。しかし敦煌研究院の都合によって分析調査を11月に実施するよう求められ、さらに実施の直前になって敦煌側分析調査者が対応できない事態となり、調査日程を変更せざるを得なくなった。この結果、8月に京都大学チームによる環境調査を実施し、11月に東京文化財研究所チーム(保存科学・修復技術・美術史)による状態調査・美術史調査を実施した。残された調査については2月までに次年度への研究費繰越申請を行い許可されたため、平成24年度の実施となった。平成24年度における前年度分経費による分析調査は、当初計画では11月に実施の予定であったが、8月に足場を必要としない壁面について一部の調査を実施し、11月に備えていたところ、再び直前になって一部の機材に不具合があるという理由で日程の変更を求められ、1月にようやく天井部分についての調査実現にこぎ着けた。分析調査は、引き続き携帯型蛍光X線検出器(XRF)による彩色材料の元素同定と光学顕微鏡による目視観察を続けるとともに、分光光度計による材質特性の把握に努めた。特に今年度はこれまでの課題であった有機の彩色材料に関して、分光光度計による波長特性をもとにその材料の検討を本格的に進めたことが、研究上の大きな進歩となった。平成24年度分経費による調査と合わせて、XRF660点、顕微鏡165点、分光光度計257点についてのデータを得て、年度末までにそれらを整理・分析した。平成25年度は、最終年度として各種調査の最終的な完成を目指すと共に、それをもとにした、成果のまとめを行った。第285窟における現地調査は、天井部の状態調査及び分析調査が未完成であったため、本年度も引き続き現地調査を実施した。状態調査は、天井部について全体の状態調査を完成するとともに、日中双方複数のメンバーが参加したことによって生じた記録の仕方の不統一を修正することに主眼を置いた。

分析調査は、個別のモチーフの色料について集中的に蛍光X線や分光光度計等による調査を行い、絵画的復原研究の補助作業を行った。環境調査は、前年度までに実施した壁画の劣化への影響が予想される光、壁面の温湿度の変化と分布、含水率変動、塩分晶出の特性について数値シミュレーション研究を統合し、すでに計測してある洞窟内三次元計測のデータと合体して、石窟内環境に関する評価を実施した。データベースは、引き続き状態調査・分析調査のデータをデータベースへ実装する作業を進めた。これによって第285窟四壁及び天井に描かれた壁画の保存状態の計量的解析(壁画の損傷の空間解析)を行う基盤が整った。各調査担当の前年度までの研究成果について、文化財保存修復学会・文化財科学会・日本建築学会等において発表を行った。平成26年2月19日に東文研地下セミナー室を会場として敦煌科研研究報告会を開催し、本研究の目的である科学的分析研究と美術研究の統合による復原的考察の成果を発表した。また、科学研究費研究成果報告書(214頁)を編集・作成し、各大学美術史研究室、文化財保存研究室、美術史及び保存科学研究を専門とする関係研究者に配布した。平成24年度は、平成23年度からの繰越経費を合わせて使用し、8月、11月、1月の合計3回現地での保存状態、環境、分析、美術史に関する各班合同による現地調査を実施した。環境調査は、京都大学チームにより8月、1月の2回実施された。昨年度の調査から第285窟内部への光の侵入が壁画の劣化に及ぼす影響に関する研究を行う必要が認識されたため、照度の計測を中心に調査を実施した。第285窟は、20世紀後半になって修復の手が入るまで、恐らく数百年にわたって前室が存在せず、現在の主室入り口から直接外光が入っていた。このため、その当時の第285窟と状況が近似し、いまも前室がない第249窟での関連調査も実施した。状態調査は、11月に第285窟天井のうち北面、南面について詳細な観察・記録作業を実施した。これまで複数の調査者によって作成された調査シートは劣化状態の認識と記録の仕方に差があるため、その修正作業を行った。研究室作業としては、引き続き保存状態を計量的に解析するための準備作業として、シート上に手書きで記録した状態に関するデータのデジタル化を進めた。同志社大学が担当して、これらのデータの一部分を、開発したデータベースへ実装する作業を進めた。分析調査は、引き続きXRF、光学顕微鏡による観察を続けるとともに、分光光度計による材質特性の把握に努めた。平成23年度分の繰越経費による調査と合わせて、XRF660点、顕微鏡165点、分光光度計257点についてのデータを得て、年度末までにそれらを整理・分析した。東壁仏菩薩像に用いられる青色に着目し、その分析成果を報告にまとめ、発表した。調査を統合する美術史調査は、目視観察と分析調査を併用しつつ天井部禅定比丘、主室下段の薬叉像等の題材及び彩色の特徴を把握した。また8月の調査では、甘粛省西部の文殊山・金塔寺・馬蹄寺石窟等で関連調査を実施した。平成23年度に敦煌側の事情により延期せざるを得なくなった第285窟の調査について、平成24年度分の研究経費を合わせて集中的に人員を派遣したため、まだ若干の取り残しはあるものの、おおむね必要とされる調査を完了することができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。天井部の劣化状態調査が完了し、蛍光X線、顕微鏡、分光光度計等による分析・
熱帯－亜熱帯島嶼河川生態系における腹足類の管理・保全に関する研究

1.両側回遊による海洋分散の検討:小笠原諸島父島の2河川において調査を行い、小笠原諸島固有種オガサワラカワニナを採集した。飼育実験の結果、浮遊幼生は海水環境中では2週間生残できたが成長はできなかった。さらに、ミトコンドリアCOI領域を用いた解析の結果、遺伝的集団構造が河川間で有意に異なることが示されたことから、本種において海洋分散は極めて稀な現象であると考えられた。2.種内における発生様式の多型の発見:オガサワラカワニナの成熟個体を飼育し、母貝育児嚢から孵出する際の発生段階を観察した結果、父島内河川間で異なる発生様式をもつことが明らかになった。ミトコンドリアCOI領域の塩基配列型を比較したところ、塩基置換が認められた一方で、浮遊期の有無に関わらず同一のハプロタイプを共有することがわかった。種内における発生様式の多型は、トウガタカワニナ科貝類において初めて確認された。3.直達発生種における人為的移入の検討:直達発生型の6種について地域集団間の塩基配列比較を行った。その結果、いずれの種においても、種内の遺伝的多様性が低く、ハプロタイプに地理的分布パターンは見られなかった。したがって、6種すべてにおいて人為的な集団攪乱が起きていることが示された。4.総括:日本産トウガタカワニナ科貝類の保全重要度は概して高く、特に、分布が局在するうえに分散能力が限定的である2種の重要度が高いと判断された。独自の遺伝的・形態的変異を蓄積していることが示された1種においては、地域個体群単位での保全が重要であるといえる。さらに、本研究により初めてその存在が確認された2種は、個体数が少ないうえに分布範囲が限られると考えられることから、今後のレッドリストへの掲載が求められる。27年度が最終年度であるため、記入しない。1.信頼性の高い種分類体系の構築:出来るだけ多くの形態種、変異および産地を網羅するように選出した日本産トウガタカワニナ科貝類の約250個体について、国外からの比較標本とあわせ、分子系統解析を行った。その結果、ミトコンドリアDNAと核DNAによる系統樹は互いにほぼ整合的であること、一方で既存の殻形態による種分類とは時に不整合であることが明らかとなった。2.両側回遊による海洋分散の検討:成熟個体の飼育ならびに成体育児嚢の内容物の観察により、初期発生様式を解明した。浮遊発生型と明らかになった7種を対象に、幼生飼育実験(海水・汽水・淡水環境での生残・成長率の比較)および、各種の国内地域個体群について、集団構造ならびに遺伝的多様性の検討を行った。その結果、これら7種は両側回遊性であり、種ごとに異なる海洋分散能力をもつことが明らかとなった。3.繁殖生態の解明:直達発生型と明らかになった6種について、育児嚢内に胚・幼生・稚貝を保育している雌個体の割合を算出した。その結果、いずれの種も大部分が雌個体から構成されており、単為生殖を行っていることが強く示唆された。本研究は、両側回遊性貝類において初となる、ペディベリジャー期までの幼生飼育に成功し、同科の回遊種の着底可能時期を明らかにした。また、日本産種において初めて遺伝的集団構造解析を行い、国内個体群間の交流の頻度および人為的な集団撹乱の有無を検討した。こうした知見は、熱帯・亜熱帯島嶼河川生態系における淡水産貝類相の維持・管理に重要な役割を果たすと考えられる。

当初の計画通りに奄美大島・沖縄諸島・八重山諸島にて標本採集を行い、遺伝子解析・飼育観察・性比の検討を行った。日本に生息するトウガタカワニナ類の大部分において、分類・初期発生・生物地理に関する知見が得られていることから、順調に進展していると判断する。27年度が最終年度であるため、記入しない。小笠原諸島において野外調査を行う。得られた知見を総合し、国内のトウガタカワニナ類において保全が必要な種あるいは地域個体群を検討する。これまでの研究成果を取りまとめ、出版に向けて原稿を準備する。
成体動物を用いた多ニューロン画像法で海馬病態システムに迫る

蛍光電極を用いた軸索パッチクランプ法を詳細に記述した論文を執筆し、本研究成果はNature Protocols誌およびNeuroscience Research誌に掲載された。ニューロンでは、細胞体で脱分極が起こった際、活動電位の幅が増大するが、この増幅がどのように軸索を伝播していくかを解析した。海馬CA3野の錐体細胞より軸索パッチクランプ記録を行い、軸索の長さと分枝数に依存して、伝播する活動電位の幅が減衰して正常に戻ることを見出した。本研究成果はJournal ofNeuroscience誌およびJournal o fPhysiology誌に掲載された。また、光感受性チャネルタンパク質を発現する遺伝子改変動物の導入に取り組んだ。本研究では、チャネルロドプシン2をアストロサイトに選択的に発現した遺伝子改変マウスを用いて、これらのアストロサイトを光刺激すると、神経活動が誘発されたことを明らかにした。また、スライス標本を用いた解析から、グリア細胞の光刺激により、グルタミン酸が放出され、小脳プルキンエ細胞のAMPA受容体を活性化させることが明らかになった。また、平行線維-プルキンエ細胞間のシナプスにおいては、グリア細胞の光刺激により、長期的な可塑性が観察された。さらに個体行動の解析から、グリア細胞の光刺激により誘発された神経活動は、小脳依存性の運動学習を制御するのに十分であることが示された。以上の結果から、グリア細胞が神経活動や個体行動を制御し、脳内の情報処理において重要な役割を担っていることが示唆された。さらに、平成22年度に所属した埼玉大学との共同研究により、高感度の蛍光カルシウムセンサータンパク質の開発に成功し、PLoS ONE誌に2報の論文を掲載した。今年度の申請研究では、海馬回路における、ニューロンとアストロサイト間の相互作用に注目した。軸索周辺に存在するアストロサイトが、活動電位の軸索伝播、およびその下流のシナプス伝達をどのように調節するか検討するため、蛍光ガラス電極を用いた軸索パッチクランプ記録法を開発した。この手法を用いて、これまでに、軸索近傍のアストロサイトの活動が、軸索を伝播する活動電位の幅を増大させ、その下流で生じるシナプス伝達を増強させることを明らかにした。薬理学的検討により、この作用はグルタミン酸受容体の活性化を介することが見出された。このような知見は、アストロサイトが軸索を伝播する活動電位の幅を調節することで、従来考えられていたより広範な影響を及ぼすことが示唆するものである。また、多細胞カルシウムイメージング法を用いることにより、海馬アストロサイトの時空間活動パターンを記録し、詳細に解析した。その結果、アストロサイト間で局所的に同期活動を呈する新たな活動様式を見出した。さらに、この活動には、代謝型グルタミン酸受容体の活性化が必要であることを示した。このようなクラスター状の活動の生理的意義として、周辺のニューロンに脱分極が誘発されることを見出した。最後に、生体海馬において多細胞イメージング法を適用し、アストロサイトが細胞間を大規模に伝播する新たな活動様式を見出した。この特徴的な活動を、アストロサイトglissandiと命名し、同活動がニューロン活動を抑制しうること、脳血管内の血流速度を制御しうることを実験的に証明した。この結果は、軸索からのカルシウムイメージングでも確認された。さらに、シナプス結合ペア細胞からの同時パッチクランプ記録を行い、プレ細胞の脱分極が、近傍のポスト細胞にのみシナプス増強という形で伝播することを見出した。これは軸索の活動電位幅の増大によるものと推測された。本研究成果はJournal of Neuroscience誌に掲載された。また、蛍光電極を用いた軸索パッチクランプ法を詳細に記述した論文を執筆した。本法は昨年度のサイエンス誌に掲載されたものであり、軸索の電気的活動を記録するための有用な方法であると期待される。本研究成果はNature Protocols誌に掲載された。さらに、前年度所属した埼玉大学との共同研究により、高感度の蛍光カルシウムセンサータンパク質の開発に成功し(論文投稿中)、また、生理学研究所においては、光感受性チャネルタンパク質を発現する遺伝子改変動物の作製に取り組んだ(論文投稿中)。これらは近年隆盛の光遺伝学(optogenetics)に相当する研究である。研究論文は近日発表予定だが、既に学会シンポジウム等では幾度か講演し、研究の重要性は認識されつつある。今後は、得られたツールを、自らの研究課題へと適用し、新たな脳回路の計算原理を明らかにしていきたいと考えている。

本研究では、チャネルロドプシン2をアストロサイトに選択的に発現した遺伝子改変マウスを用いて、これらのアストロサイトを光刺激すると、神経活動が誘発されたことを明らかにした。また、スライス標本を用いた解析から、グリア細胞の光刺激により、グルタミン酸が放出され、小脳プルキンエ細胞のAMPA受容体を活性化させることが明らかになった。また、平行線維-プルキンエ細胞間のシナプスにおいては、グリア細胞の光刺激により、長期的な可塑性が観察された。さらに個体行動の解析から、グリア細胞の光刺激により誘発された神経活動は、小脳依存性の運動学習を制御するのに十分であることが示された。以上の結果から、グリア細胞が神経活動や個体行動を制御し、脳内の情報処理において重要な役割を担っていることが示唆された。さらに、平成22年度に所属した埼玉大学との共同研究により、高感度の蛍光カルシウムセンサータンパク質の開発に成功し、PLoS ONE誌に2報の論文を掲載した。当初の計画と比較すると、論文の発表数は予想以上であり、進展状況は順調といえる。今後の課題としては、in vivoの生体動物からの脳活動記録を確立する必要がある。このような現状から、自己評価はおおむね順調に進展しているという判断とした。これまではスライス標本を用いた実験を主としてきたが、最終的な研究課題の達成のために、生体動物を用いたin vivoイメージングと電気生理記録の達成を試みる。生理学研究所では、生体動物の手術に関する技術が大変成熟しているため、これらの技術を参考にし、早期の技術確立に努める。技術が確立された後には、遺伝子改変動物など病態モデルマウスを用いて、細胞活動のパターンが、正常の脳とどのように異なるのか比較検討する。
抗イディオタイプ抗体を用いたHIV中和抗体誘導の基礎研究

抗ウイルス療法の進歩にも関わらず、世界のHIV感染例は増加している。HIV感染予防に有効なワクチン開発における最も困難な問題は、中和抗体が誘導されない点にある。近年、広範囲中和抗体(broadly neutralizing antibody: bnAb)が分離され、これを誘導する方法が模索されたが、標的となる前駆B細胞を刺激してもbnAbは誘導されず、ワクチン開発は進んでいない。我々はsingle cell sortingによって、中和抗体に対する多様な抗イディオタイプ抗体を作成する方法を確立した。抗イディオタイプ抗体は、中和抗体の抗原認識部位に反応し、一部は標的エピトープに類似した構造を取る。本研究の目的は、多様な抗イディオタイプ抗体パネルを作成して、中和抗体産生B細胞集団を解析し、その前駆細胞を同定することにある。さらに、同定した前駆B細胞を刺激し、中和抗体の誘導を試みる。我々は本年度までに、中和抗体をマウスに免疫し、中和抗体特異的抗イディオタイプ抗体産生B細胞をsingle cell sortingで分離する方法を用いて、2種類のCD4i抗体(916B2と4E9C)及びV3(1C10)に対する、抗イディオタイプ抗体をそれぞれ、10種類、8種類、4種類作成した。これらの抗イディオタイプ抗体パネルは、それぞれ免疫した抗体の結合抑制試験でスクリーニングした中から、交差抑制試験、交差結合試験などによって選別されたものである。得られたパネル抗体の大量調整、および詳細な交差反応性、交差抑制性に関するデーターを蓄積しているところである。本研究で明らかにできる課題には、以下の4つの段階が想定される。1.中和抗体に対する抗イディオタイプ抗体を作成し、交差反応性などの解析を行う。2.抗イディオタイプ抗体パネルを用いたB細胞集団の解析。3.中和抗体産生前駆B細胞の同定。4.新たなHIV中和抗体誘導ワクチンの作成。本年度は、研究の第一段階として、HIV中和抗体に対して、抗イディオタイプ抗体のパネルを作成し、交差反応性などの性質分析を行なった。すなわち、精製した中和単クローン抗体をマウスに免疫し、免疫した脾臓細胞から、中和抗体特異的抗イディオタイプ抗体産生B細胞をsingle cell sortingで分離する方法を確立し、2種類のCD4i抗体(916B2と4E9C)及びV3(1C10)に対する、抗イディオタイプ抗体をそれぞれ、10種類、8種類、4種類作成した。また、得られた候補抗体を用いて、HIV感染症例の検体を解析し、中和エピトープを認識するB細胞をsingle cell sortingで取得し、抗イディオタイプ抗体への結合活性や中和抗体の標的であるエンベロープに対する結合活性の評価を開始した。すなわち、研究段階の第一段階をほぼ終了し、第二段階の検討に入っていることから、「おおむね順調に進展している」と評価した。現在、パネル抗体の大量調整を行うとともに、その性質に関して詳細な検討を加え、抗体の反応エピトープの分類を試みている。さらに、変異エンベロープ蛋白を用いて、これらのパネル抗体のepitope mimicについて検討する。これらの検討に基づいて、第二段階の中和抗体産生前駆B細胞の同定を目指したB細胞集団の解析に最適なクローンを選別する。これら選別された抗体を用いて、HIV非感染者、及びHIV感染患者サンプルにおける前駆B細胞を含むB細胞レセプタ(BCR)に交差するイディオトープを持つ細胞を同定し、single cell sortingで細胞を分離し、ENV抗原への反応性、中和活性を検討する。これらの検討の中から、中和抗体産生前駆B細胞の同定を目指す。さらに、H1-loopやH2-loopなどCD4分子結合後に構造変化を起こして作られるウイルスエピトープの解析のため、FabやscFvの作成に進み、霊長類モデル実験が提案できるデーターの取得を目指す。一方、数種類のbnAbを作成・精製し、免疫源としての適性を評価して選択し、同様の手順で抗イディオタイプ抗体パネルの作成を試みる。パネル抗体が得られれば、HIV感染症例の検体を解析し、中和エピトープを認識するB細胞をsingle cell sortingで取得し、抗イディオタイプ抗体への結合活性や中和抗体の標的であるエンベロープに対する結合活性を評価する。また、血清レベルでbnAbを含む中和抗体持つ症例を同定する。

抗イディオタイプ抗体は、中和抗体の抗原認識部位に反応し、一部は標的エピトープに類似した構造を取る。本研究の目的は、多様な抗イディオタイプ抗体パネルを作成して、中和抗体産生B細胞集団を解析し、その前駆細胞を同定することにある。さらに、同定した前駆B細胞を刺激し、中和抗体の誘導を試みる。我々は本年度までに、中和抗体をマウスに免疫し、中和抗体特異的抗イディオタイプ抗体産生B細胞をsingle cell sortingで分離する方法を用いて、2種類のCD4i抗体(916B2と4E9C)及びV3(1C10)に対する、抗イディオタイプ抗体をそれぞれ、10種類、8種類、4種類作成した。これらの抗イディオタイプ抗体パネルは、それぞれ免疫した抗体の結合抑制試験でスクリーニングした中から、交差抑制試験、交差結合試験などによって選別されたものである。得られたパネル抗体の大量調整、および詳細な交差反応性、交差抑制性に関するデーターを蓄積しているところである。本研究で明らかにできる課題には、以下の4つの段階が想定される。1.中和抗体に対する抗イディオタイプ抗体を作成し、交差反応性などの解析を行う。2.抗イディオタイプ抗体パネルを用いたB細胞集団の解析。3.中和抗体産生前駆B細胞の同定。4.新たなHIV中和抗体誘導ワクチンの作成。本年度は、研究の第一段階として、HIV中和抗体に対して、抗イディオタイプ抗体のパネルを作成し、交差反応性などの性質分析を行なった。すなわち、精製した中和単クローン抗体をマウスに免疫し、免疫した脾臓細胞から、中和抗体特異的抗イディオタイプ抗体産生B細胞をsingle cell sortingで分離する方法を確立し、2種類のCD4i抗体(916B2と4E9C)及びV3(1C10)に対する、抗イディオタイプ抗体をそれぞれ、10種類、8種類、4種類作成した。また、得られた候補抗体を用いて、HIV感染症例の検体を解析し、中和エピトープを認識するB細胞をsingle cell sortingで取得し、抗イディオタイプ抗体への結合活性や中和抗体の標的であるエンベロープに対する結合活性の評価を開始した。すなわち、研究段階の第一段階をほぼ終了し、第二段階の検討に入っていることから、「おおむね順調に進展している」と評価した。
協同的な学びを軸とする算数授業モデルの構築に関する実証的研究

算数科授業において、主体的・対話的な学びで深い学びを実現するために、従来の自力解決中心の問題解決授業とは異なる協同的な学びを軸とする授業展開モデルを考案し、全国の研究協力小学校で5年間にわたり授業研究を行った。この授業展開モデルは問題の難易度に応じて、2種類のグループ学習を取り入れることに特徴がある。個人解決後にグループ内で解法の比較検討を行い、よりよい解法をグループの解法としてまとめるタイプと最初からグループ内で解法の見通しを話し合い、方針を決定後にグループメンバーが協力して解法を作っていくタイプでである。これらを用いた結果、子どもの算数学力が向上しただけでなく、学び合いの授業が実現できた。平成25年度は、小松市立苗代小学校と小松市立第一小学校を中心に「協同的な学びを軸とする算数授業づくり」のテーマにして授業実践を行ってもらい、第1学年から第6学年まで多くの算数授業データを収集できた。1)授業実践の中で、協同学習の効果的な取り入れ方を検討するために、問題1の学習形態を「個人学習中心」「個人学習+グループ学習」「グループ学習」の3タイプ設定し、授業後に問題2を評価テストとして分析した。その結果、「個人学習+グループ学習」と「グループ学習」が「個人学習中心」よりも成績がよかった。この結果は、グループで1つの解法をまとめるプロセスをグループメンバーが共有する活動の役割を示唆している。2)収集した算数授業記録を「学び合い」を促すための「教師の働きかけ」「子どもの聴き方」「子どものつなげ方」の3つの観点から分析し、8の教師の働きかけ、5つの子どもの聴き方、10の子どものつなげ方を明らかにした。3)平成23年度に実施した「割合」単元の授業データをもとに「学び合い」を育てる「割合」の授業の仕方について、本を公刊した。4)学び合いの質を高める算数授業の仕方について、これまでの授業実践をもとに出版原稿をまとめた。これは平成26年度に公刊予定である。平成26年度は、小松市立第一小学校、同苗代小学校、能美市立辰口中央小学校、廿日市市立四季が丘小学校を主な研究フィールドとして授業研究を進め、以下の成果をあげるとともに、学び合いシリーズの本を2冊出版して発信した。1.聴き方指導の実践:3年生から6年生までを対象に、算数授業記録をもとにした学び合いのシナリオワークシートを作成し、算数授業の学び合いのための5つの聴き方の指導を行い、聴き方の指導法を考案した。2.チーム学習の先導的試み:グループ学習を経験している高学年児童に、グループ学習後に2つのグループが1つのチームを作り、グループ学習の結果をもとに話し合い、よりよい解法を見つけたり、新しい発見を整理したりする活動を仕組む授業を行った。児童の振り返りシートや確認テストの結果からは、肯定的評価や学力の底上げが見られた。また担任教師の感想からは、チーム学習の長所として、「グループ学習で理解できない子どもがチーム学習で他グループから学び、理解できるようになる」、「異なる解法を知り合い、見方が広がる」、「互いのよさを受け入れて、よりよい解法を作ることができる」などがあげられた。3.成果の発信:「聴く・考える・つなぐ力を育てる!学び合いの質を高める算数授業」(明治図書)では、聴き方・話し方の指導により子どもがつなげて考えを広げたり高めたりすることができることを授業実践事例で紹介した。また「学び合いを楽しみ・深める!グループ学習を取り入れた算数授業」(明治図書)では、グループ学習の5つの役割、グループ学習の質の4つのレベルやグループ学習の取り入れ方を具体的に紹介した。(1)チーム学習を取り入れたアクティブ・ラーニングの先導的試行26年度から試行している「チーム学習」(グループ学習後に2つのグループで1つのチームを作り、6人から8人の集団で2グループの解法結果を比較検討し、子どもが主体的・協働的に解法の改善について話し合う学習)を研究協力校で継続的に試行した。チーム学習の様子から、一連の話し合いの手順(1)互いの考えを理解しあう、(2)どちらの解法がよいか比較検討し、評価しあう、(3)よりよい解法にできないかの改善を試みる、で学習が進んでいる。その話し合いでは、互いが相手の解法・表現からよい点を学びとって、自分たちの解法の修正に生かしている、解法の改善が相手グループから与えられ、それがチーム全体で共有されることが見出された。このように教師がほとんど不在でも子どもが主体的・協働的に学び合う姿が特定できた。(2)学力向上をめざす学び合いを取り入れた算数授業改善の試み27年度は学力の定着に課題が見られ、学力向上をめざす学校で学び合いの授業づくりの授業研究も行った。そこで、これまでの45分の算数の授業展開モデルの見直しを提案し、35+10モデルを開発して、試行した。35分で本時学習の基本を指導し、残り10分で習熟や発展問題に取り組ませ、学力を確実につけるモデルである。このモデルにおいては、主として知識・技能の習得を確実にするモデルAと主として思考力・表現力を育てるBモデルを用意し、4年小数÷整数の単元、3年逆思考文章題単元で実施した。学び合いの仕方の指導、聴き方・話し方の指導を授業の中で行いながら、このモデルでの授業で、一定の成果を得ることができた。26年度27年度の授業実践データをもとに、28年度秋にアクティブ・ラーニングをめざす学び合いのある算数授業と学力向上をめざす学び合いのある算数授業の2冊を出版する予定である。

この2冊の本で主張した考えに基づいて、28年度29年度に実証的研究を推進する基盤整備ができた。またチーム学習の発話分析をもとに28年度日本数学教育学会で発表予定である。(1)学力向上のための「35+10」分モデルに基づく算数授業モデルの実践27年度に引き続き、研究協力校において、45分の授業時間の終末部10分を知識・技能の確認・定着、発展問題への挑戦、授業における学びの振り返りなどにあてる時間として確保するために、前半35分をタイプA「知識・技能の習得をめざす授業」、タイプB「思考・表現力の育成をめざす授業」に対応させて協同学習の取り入れ方を工夫した「35+10」分モデルに基づく算数の授業実践を施行し、実現可能性が示された。さらにこのモデルによる授業実践が算数学力の向上にもつながる結果が得られた(川北町立川北小、広島市立大町小、廿日市市立佐方小)。この授業展開モデルの授業実践を書籍としてまとめ、公刊した。(2)アクティブ・ラーニングをめざした算数授業実践27年度に引き続き、研究協力校において、主体的・対話的学びによる深い学びを導く授業実践をグループ学習を取り入れた算数授業実践を繰り返しながら行い、アクティブ・ラーニングを実現するための授業づくり10のコツ「学び合いの教室空間にする」「グループ学習の取り入れ方を考える」「間をとって相談や算数トークが自然にできる指導をする」「子どもが自分たちで授業をつくるための学び合いの指導をする」「聴き方・話し方の指導をする」「問題提示の工夫をする」「つなぐように促す、ゆさぶるなどの働きかけをする」「解法の取り上げ方の工夫をする」「話し合い場面で全員参加のもと比べる活動をする」を明らかにした。また、グループ学習場面の発話分析から協同学習の機能を明らかにした。これらの成果をまとめ、書籍として公刊した。27年度28年度の算数授業研究をもとに、28年度は「アクティブ・ラーニングをめざす学び合いの授業づくり」と「学力向上をめざす学び合いの授業づくり」の2冊の本を出版した。研究課題である協同的な学びを軸とする算数授業展開モデルの有効性を検証する授業実践研究を主として広島市立大町小学校、能美市立濱小学校で行った。その結果からこのモデルの特徴として次の3点があげられた。第1に、協同的な学びをグループ学習に限定せずに、45分間の算数授業を通して、気づきの伝えい合い、解法の見通しの相談、めあてづくり、グループ相談を適宜行いながらの全体学習、グループ学習、まとめづくり、評価問題の個人学習後のグループ内の確かめ合い、振り返りの伝え合いなど、いずれの場面でも協同学習が行われると考える。第2に、問題の難易度や学習状況に応じて、グループ学習のタイプを個人で考え、グループで解法の比較検討を行い、よりよい解法をまとめるタイプのグループ学習と初めからグループメンバー間で解法の見通しを話し合い、方針を決めて、協力して解法を作り上げるタイプのグループ学習を選択的に用いる。第3に、ことが効果的である。第3に、グループ学習を取り入れた算数授業を行い、グループ学習の質を高めるためには、グループ学習の約束やよいグループ学習の話し合いの仕方を知るといったグループ学習の仕方について学ぶ計画的な指導が必要である。
Ｈｓｐ７２結合分子の包括的相互作用解析による新規抗癌剤耐性解除分子の探索

熱ショック蛋白質72(Hsp72)は蛋白質の立体構造の維持や癌遺伝子の安定化、ストレス回避反応を担っている。また胃癌においてHsp72過剰発現が抗癌剤耐性に関与しているとの報告がある。我々はHsp72の結合蛋白質が抗癌剤耐性に重要な役割を果たしていると考えた。Hsp72結合蛋白質は薬剤耐性を克服する標的となりうる。初年度にはHsp72は白金系抗癌剤であるオキサリプラチン耐性に重要な役割を果たしていることを明らかにし、またHsp72のシャペロン機能を利用したHsp72結合分子の包括的相互作用解析によりオキサリプラチン耐性株特異的なHsp72結合分子を見出した。本年度は、オキサリプラチン耐性株特異的に同定されたHsp72結合分子の1つであるStromal cell derived factor 2 (SDF2)について着目した。SDF2はシグナルペプチド、3つのMIR motifを有する、23kDaの蛋白質の分泌蛋白質であると考えられている。癌においては乳癌において予後との関連が報告されているが、詳細な機能はわかっておらず、薬剤の感受性に対する関与は報告されていない。そこでSDF2の耐性解除標的分子としての妥当性を評価するため、1. Hsp72とSDF2の結合確認、2. Hsp72機能阻害下でのSDF2の発現量の変化、3. SDF2機能阻害によるオキサリプラチンに対する耐性解除、について検討した。その結果、Hsp72機能阻害によりSDF2の発現低下が認められ、SDF2はHsp72に依存的であった。オキサリプラチン耐性株のSDF2機能阻害を行い、オキサリプラチンを作用させることで、有意な細胞死の増加が認められた。しかしながら、感受性株においては細胞死の増加は認められなかったことから、SDF2はオキサリプラチン耐性に深く関与している可能性が示唆された。奏功する抗癌剤の長期投与により耐性の獲得という新たな問題が生じている。抗癌剤耐性に関わる分子を同定するため、多くの解析が行われているが、標的となる分子の同定は困難を極めている。そこでストレス応答蛋白質であり、ストレス時、新生蛋白質や変性蛋白質に対しシャペロン機能を有するHsp72に着目し、Hsp72を標的としたインタラクトーム解析を行った。初年度はスキルス胃癌細胞株(OCUM-2M)とそれより樹立した抗癌剤耐性株を抗癌剤暴露し、Hsp72結合分子を同定、感受性株と比較することで抗癌剤暴露によるストレス回避反応に寄与する分子を同定することを目的とした。耐性においてHsp72の重要性を検証するため、感受性株および耐性株のHsp72発現量を検証した。その結果、oxaliplatin耐性株は感受性株と比較し、Hsp72の発現亢進が認められた。またsiRNAを用いHsp72の発現を抑制した結果、耐性株IC50の有意な低下が認められた。これらの結果より、Hsp72を標的としたインタラクトーム解析が耐性解除薬標的分子探索に有効であることが裏付けられた。次に抗Hsp72抗体結合アフィニティービーズを用いた精製の至適条件を検討した。検討後、感受性株およびoxaliplatin耐性株をoxaliplatinに暴露し、抗Hsp72抗体を用い精製した。その後、QSTAR Elite LC/MS/MS Systemを用い同定した。その結果、耐性株非暴露群で21種、耐性株暴露群で22種、両群共通蛋白質7種が同定された。これら蛋白質の中より5種類の蛋白質のsiRNAを感受性株および耐性株に導入し、IC50を評価、測定することで耐性解除薬標的分子としての妥当性を検証した。その結果、IC50の低下が見られ、耐性解除薬標的分子となりうる分子を見出した。Hsp72結合分子の同定および同定分子の機能阻害により、耐性解除薬の標的となりうる分子を見出しており、順調に進展していると考える。今年度同定した蛋白質の評価を行う。また新たに樹立した抗癌剤耐性株においても耐性解除薬標的分子としての妥当性を検証し、抗癌剤特異性や癌腫特異性を見出す。さらにin vivoでの耐性解除薬標的分子としての妥当性を検証する。具体的にはBALB/C系雌性ヌードマウス背部に各薬剤耐性株およびsiRNAにて標的候補分子の機能を阻害した細胞を移植する。腫瘍の定着を認め、一定サイズとなったのを確認後、抗癌剤による治療を開始し、連日腫瘍径を測定することで、耐性解除薬標的分子としての妥当性を評価する。細胞培養試薬、試薬・薬品、実験動物・飼料に多くの費用を計上している。また最終年度のため、成果報告費用を計上している。
原始紅藻Cyanidioschyzonの色素体 ゲノムの解析

真核生物にはミトコンドリアと色素体という独自の遺伝情報系を持ったオルガネラが存在する。これらのオルガネラは独自の遺伝情報系を持っているため、その起源は原核生物であったと考えられている。現在、高等動物のミトコンドリアゲノムと高等植物の色素体ゲノムの全塩基配列が決定されている。また、色素体の祖先であると考えられているシアノバクテリアのゲノムの全塩基配列も決定されつつある。しかし、原核生物のゲノムと高等生物のオルガネラゲノムの間にはゲノムサイズやコードされている遺伝子の種類と数が大きく異なり、オルガネラゲノムの進化については推測の域を出なかった。本研究では、もっとも原始的な生物の一つである原始紅藻Cyanidioschyzon merolaeのミトコンドリアゲノムと色素体ゲノムを解析することによって、オルガネラゲノムの進化を考察した。今年度は、C.merolaeの色素体ゲノムのtufA(タンパク質伸長因子Elongation factor Tu遺伝子)及びその近傍をクローン化し、その塩基配列約12kbpを決定した。この領域には、rpl23,rpl16,rps17,rpl14,rpl24,rpl5,rps8,rpl6,rpl18,rps5,secY,rpl36,rps13,rps11,rpoA,rpl13,rps9,rpl31,rps12,rps7,tufA,rps10がコードされていた。種々の生物で塩基配列が知られているtufAをアミノ酸配列に翻訳し、この配列に対してほかの生物で知られているアミノ酸配列とホモロジー検索を行った。すると、この遺伝子はラン藻のtufAともっとも相同性が高かった。また、ここにはリボゾームタンパク質がクラスターを形成していたが、これらのリボゾームタンパク質は他の色素体やラン藻のリボゾームタンパク質と非常に相同性が高かった。これらの結果は、色素体がラン藻起源であったことを示唆している。
口唇口蓋裂自然発症マウスの胎児外科閉鎖術による予後に関する研究

口唇口蓋裂自然発症マウス(CL/Fraserマウス自然発症率30%)を用いて胎児手術後の治癒経過を病理組織学的に検索したところ、以下のような結果を現在のところ得ることができた。(実験方法):CL/Fraserマウス間で、1晩のみの交配を行った。妊娠が確認された母親マウスに、妊娠15日齢、16日齢、および17齢に吸入麻酔下で帝王切開を施した。子宮内の胎児マウスの顔面部を子宮外に露出させ、口部外科的閉鎖術を施し、再度子宮内にもどした。その後子宮内での成長発育を待ち、自然分娩された胎児マウスを回収した。そして、ホルマリン固定後、HE染色を行い、顕微鏡下で精査した。なお、実験群は次の3群とした。即ち口唇口蓋裂を自然発症しなかった胎児マウスで切開縫合したA群、口唇口蓋裂を自然発症した胎児マウスで縫合したB群、口唇口蓋裂を自然発症した胎児マウスで切開、縫合したC群である。今回は、A群11例、B群10例、C群11例の内、子宮内で3日以上成長した胎児マウスについて、A群では4例、B群では5例、C群では5例の病理組織学的検索を行った。(結果):1、A群では4例中口唇裂隙部の離開が認められたのが1例、間充組織の交通が認められたのが3例であった。2、B群では5例中4例が離開しており、1例のみ間充組織の交通が認められた。3、C群では5例中口唇裂隙部の離開が認められたのが2例、上皮が接触していたのが1例で、間充組織の交通が認められたのが2例であった。(まとめ):B群の結果は、Sullivan(1989)の胎児マウスは口唇の両端を縫合にて寄せあわせるだけで接着し、かつ間充組織の交通もみられたという報告と一致しなかった。またB群とC群の比較より、CL/Fraser胎児マウスは縫合のみでは20%しか治癒傾向を示しておらず、切開・縫合により60%とより高い率で治癒傾向にあった。また今後は、さらに顎顔面頭蓋形態の分析結果も随時学会発表および論文発表する。平成7年度は、以下のようにして妊娠が確認された母親マウスに、妊娠15日齢に吸入麻酔下で帝王切開を施し、子宮内の口唇口蓋裂自然発症マウス胎児マウスの顔面部を、子宮外に露出させ、胎児外科手術用顕微鏡下で、口唇や口蓋裂隙部を外科的に閉鎖した。そして術後直ちに、同胎児マウスを母親マウスの子宮内に再度もどし、その後の子宮内での成長発育を促し、自然分娩にて母親マウスより新生児マウスを得る技術を確立した。(1)実験動物として、口唇口蓋裂自然発症マウス(CL/Fraserマウス:自然発症率30%)を用い、同系統の雌雄マウス間での交配を行った。(2)妊娠が確認された母親マウスに、妊娠15日齢に吸入麻酔下で帝王切開を施す。

そして子宮内の胎児マウスの顔面部を、子宮外に露出させた。(3)口唇口蓋裂を自然発症した胎児マウスついて、胎児外科手術用顕微鏡下で、口唇や口蓋裂隙部を外科的に閉鎖した。(4)術後直ちに、同胎児マウスを母親マウスの子宮内に再度もどし、その後の子宮内での成長発育を促した。(5)出産直後に、新生児マウスの顎顔面頭蓋形態を顕微鏡下で精査し、胎児外科手術を受けたマウスと正常マウスの頭部X線規格写真撮影を行なっている。(6)コンピューターと連動したマウス顎顔面頭蓋計測システムにより、マウスの顎顔面頭蓋の計測を行い、データの記録・保存を行っている。現在までに、次のような結果を得ている。(1)エントレンによる吸入麻酔を応用し胎生16日齢もしくは17日齢に口唇口蓋裂自然発症した胎児マウスに口唇閉鎖手術を施し、母親マウスの子宮内でその後さらに2日間ないし3日間発育させた後、19日齢に自然分娩により施術された胎児マウスを得ることができた。(2)自然分娩後のpostnatal growthについては、観察できなかった。その原因として、母親マウスは新生児マウスに哺乳することを拒絶し、出産後数時間以内に新生児マウスを喰殺することにあった。口唇口蓋裂自然発症マウス(CL/Fraserマウス自然発症率30%)を用いて胎児手術後の治癒経過を病理組織学的に検索したところ、以下のような結果を現在のところ得ることができた。(実験方法):CL/Fraserマウス間で、l晩のみの交配を行った。妊娠が確認された母親マウスに、妊娠l5日齢、16日齢、および17日齢に吸入麻酔下で帝王切開を施した。子宮内の胎児マウスの顔面部を子宮外に露出させ、口部外科的閉鎖術を施し、再度子宮内にもどした。その後子宮内での成長発育を待ち、自然分娩された胎児マウスを回収した。そして、ホルマリン固定後、HE染色を行い、顕微鏡下で精査した。なお、実験群は次の3群とした。即ち口唇口蓋裂を自然発症しなかった胎児マウスで切開縫合したA群、口唇口蓋裂を自然発症した胎児マウスで縫合したB群、口唇口蓋裂を自然発虚した胎児マウスで切開、縫合したC群である。今回は、A群11例、B群10例、C群ll例の内、子宮内で3日以上成長した胎児マウスについて、A群では4例、B群では5例、C群では5例の病理組織学的検索を行った。(結果):l、A群では4例中口唇裂隙部の離開が認められたのがl例、間充組織の交通が認められたのが3例であった。2、B群では5例中4例が離開しており、1例のみ間充組織の交通が認められた。3、C群では5例中口唇裂隙部の離開が認められたのが2例、上皮が接触していたのがl例で、間充組織の交通が認められたのが2例であった。(まとめ):B群の結果は,Sullivan(1989)の胎児マウスは口唇の両端を縫合にて寄せあわせるだけで接着し、かつ間充組織の交通もみられたという報告と一致しなかった。またB群とC群の比較より,CL/Fraser胎児マウスは縫合のみでは20%しか治癒傾向を示しておらず、切開・縫合により60%とより高い率で治癒傾向にあった。また今後は、さらに顎顔面頭蓋形態の分析結果も随時学会発表および論文発表する。