hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高濃度二酸化炭素下の木本植物群の環境緩和機能の評価

本研究では、高CO_2濃度下での木本植物のガス交換について検討し、得た結果を次のようにまとめた。(1)木本植物の光合成・蒸散速度におよぼすCO_2濃度の影響(2)二酸化炭素濃度上昇による樹木のガス交換特性の変化と水ストレス緩和(3)二酸化炭素濃度の上昇が樹木苗群落の熱収支におよぼす影響(4)フィールドチャンバーを用いた樹木のガス状大気汚染物質吸着速度の測定法(5)樹木によるガス状大気汚染物質の時期別吸着速度(6)短期のCO_2濃度上昇がキョウチクトウおよびヒノキのガス状大気汚染物質吸着速度におよぼす影響樹種によってそのガス交換速度は多いに異なる。植林用樹種として注目されているユーカリやアカシアは、CO_2濃度が上昇するとCO_2吸収量は増加するが、蒸散速度はかなり減少する。これらは、水利用効率が高まることによって水不足の地域での成長の可能性が高まるが、蒸散の減少が熱環境にも影響を生じる。CO_2シンクとしての木本植物群におよぼすCO_2濃度の影響ならびにCO_2濃度の上昇にともなって生じる蒸散量の減少による熱収支の変化から、木本植物群の環境緩和機能を評価することを目的にしている。対象樹種としては、熱帯や温帯域で植樹されている樹種(アカシアマンギウム、アカシアメラノキシロン、ユ-カリ、タブノキ、ヒノキ、スギ、ウバメガシ、キョウチクトウ、シャリンバイ、ネズミモチ、クスノキ、ヤマモモ)とした。樹齢は13年のものを用いて検討した。CO_2濃度が上昇すると光合成速度は増加するが、増加率は樹種によって異なり、CO_2濃度が倍増すると概ね2倍になった。一方、蒸散速度は、CO_2濃度は上昇によって減少するものが多く、350400ppmに比べ、700ppm区のユ-カリ、キョウチクトウ、シャリンバイなどの蒸散速度は3040%低下した。しかし、ヒノキ、スギ、ネズミモチなどはほとんど低下しなかった。前者の場合、熱収支において潜熱伝達量が減少するため、顕熱伝達量が増加した。このように、CO_2濃度の上昇によって蒸散速度が低下する樹種では、土壌水分の消費量が減少するため、水ストレスを生じる時間が少なくなった。シャリンバイとネズミモチで比較した結果、CO_2濃度が上昇したときに水ストレスが生じた場合、同程度の葉内水ポテンシャルで光合成速度は低下した。そのため、シャリンバイに比べ蒸散速度が比較的高く、CO_2濃度の上昇に対して蒸散速度が減少しないネズミモチでは、熱収支の変化は少ないが、水の利用という点では不利になる。本年度は、高CO_2濃度下でキョウチクトウ、ネズミモチ樹木群の光合成速度の時間的変化およびCO_2濃度の上昇による土壌呼吸量の変化についての基礎的検討を行った。(1)キョウチクトウの単位葉面積あたりの光合成速度は、夏季、秋季に高く、CO_2濃度が350ppmのとき4.54.6mgCO_2dm^<-2>hr_<>で、また、CO_2濃度が800ppmのときには8.38.7mgCO_2dm^<-2>hr^<-1>となり8489%増加した。一方冬季にはCO_2濃度350ppmのときには1.7mgCO_2dm^<-2>hr^<-1>と40%以下に低下し、800ppm下では2.9mg CO_2dm^<-2>hr^<-1>と秋季の33%に低下した。ネズミモチにおいても同様の季節変化が認められたが、CO_2濃度の上昇にともなう光合成速度の増加率は夏季において著しかった。(2)黒ボク土と黄色土のそれぞれ5地点で、土壌呼吸速度におよぼすCO_2濃度の影響を測定した。CO_2濃度が400500ppmのときに比べ、700900ppmのときの土壌呼吸速度は減少したが、黄色土では約20%減少し、黒ボク土ではさらに減少した。しかし地点による差が大きくさらに検討する必要がある。(3)また、13種の樹木について単位葉面積あたりの光合成速度におよぼすCO_2濃度の影響を気温25°C、湿度75%、光強度500μmol m^<-2>s^<-1>で調べた。

CO_2濃度350ppmから700ppmに倍増すると、光合成速度は各樹種とも増加し、多くの樹種で約1.5倍となった。以上より、CO_2濃度が上昇すると、樹林地ではCO_2吸収量が増し、土壌呼吸量が減少することで、CO_2濃度の上昇割合を減ずる方向に変化する。しかし、樹種や土壌によってこれらの値は大きく異なっており、なお検討が必要である。本年度は、各樹種のガス交換量およびキョウチクトウ樹木群の大気浄化能、さらに土壌中からのCO_2放出量などについて検討した。(1)33樹種について、CO_2濃度350,700ppmのもとで個葉の光合成速度を測定した。CO_2倍増によって光合成速度は、1.0-2.4倍であり、平均1.4倍であった。増加率は常緑樹が落葉樹に比べ大きい傾向にあった。(2)ビニールハウスを利用したフィールドチャンバー法により、キョウチクトウおよびヒノキ群落におけるCO_2吸収量およびNO_2,O_3の大気汚染質浄化能を測定した。CO_2濃度の倍増により、キョウチクトウ群落のCO_2吸収量は5080%増加したが、蒸散速度が低下すなわち気孔抵抗の増大にともなって汚染浄化能も低下した。ヒノキ群落では、CO_2濃度上昇による蒸散速度の低下は少なく、浄化能への影響は少なかった。(3)土壌呼吸量は、閉鎖系法で計測した。CO_2濃度が400-600ppmのとき黒ボク土のササの林床における土壌呼吸量は、0.30.8mgCO_2m^<-2>s^<-1>で、高温期の日中に高い値であった。また、森林、畑地などの土壌呼吸量については文献整理により、それらの比較を行った。(4)次年度に高CO_2濃度下の木本植物群の環境緩和機能についてまとめる予定である。本年度は、熱帯、亜熱帯地域に用いられている植林樹種のアカシア属のガス交換能および林地の土壌呼吸量を評価し、環境緩和機能の検討に供するとともに、4年間の研究の取りまとめを行った。(1)西表熱帯林育種技術園において、Acacia mangium、A.auriculiformisおよびこれらの自然交雑種(A.hybrid)のガス交換特性を測定した結果、CO_2濃度350ppmのときに比べ700ppmでは光合成速度が増加し、蒸散速度は減少するため、水利用効率は50%または、それ以上高まった。これら3種の間には有意差が認められないことから、A.m.×A.a.による雑種が樹形、耐病性の点から実用性が高いことが推察された。(2)林床の土壌呼吸速度の測定は、円柱形透明塩化ビニール製チャンバーを用い、黒ぼく土測定した。やや土壌の硬い林床や芝地での土壌呼吸速度は0.10.3gCO_2m^<-2>h^<-1>、雑木林では0.5gCO_2m^<-2>h^<-1>で、竹林内では0.62.9gCO_2m^<-2>h^<-1>であった。既報の黒ぼく土の場合、1.2gCO_2m^<-2>h^<-1>が報告されており、竹林内はこれと比べ大きな値で、根の呼吸の占める割合が大きいことが推測できる。(3)4年間の研究の取りまとめを行いCO_2濃度が上昇することによって生ずる樹木の反応がそれらの持つ環境緩和機能の変化について検討した。
超微細繊維体自己組織化構造センサによる貝毒迅速検出

貝毒(下痢性)を惹き起こすオカダ酸を、抗原抗体反応を利用し、非標識で動作するバイオセンサで検出した。また、予備実験として同センサによりがんマーカーのCEA(癌胎児性抗原)を検出した。・バイオセンサの作製:平成17年度に作成したトランジスタ型センサから操作が容易でより安定して動作するダイオード型センサを作製した(特許出願済)。・検出法:センサのシリコン基板表面の酸化膜上に微細な電極を作製し反応場とし、抗体を固定化(物理吸着)し、ターゲットの抗原を滴下する。抗原抗体反応進行に伴い、ダイオードの電流・電圧特性を比較すると、反応の進行レベルに加え、動的特性がターゲットの濃度に依存して規則的に変化する。標準サンプルから検量線を作成すればターゲットを定量することができる。・効果:本研究は貝毒の抗原抗体反応の検出を非標識で行った最初の研究と思われる(従来、検出にはマウステストが行われているが、近年ELISA法による実験の成功例がある)。オカダ酸のような微小な分子が非標識で検出されたことは重要な発見である。尚、使用したバイオセンサは構造が簡素で、低電圧で安定動作し、操作が容易である。他の抗原抗体反応(CEA検出)にも応用できるが、可能性として酵素反応やDNAハイブリダイゼーションにも用いることができ、応用範囲が広い。・新発見:反応場上の抗原と抗体が形成する薄膜の動的電気伝導特性が変化することから、反応に伴い抗体の分子構造(水を含む)の大きな変化(conformal transition)を伴う電子状態の変化があることが予想される。このため、今後、細胞やウイルスなどの大型ターゲットの電子状態計測や細胞シリコン融合素子への応用が期待される。課題:(1)検出感度を他の検出法と比較すること(サンドイッチ法(ELISA)で検出できず)。(2)抗原抗体反応に要する時間の短縮。(3)夾雑物のある環境における検出実験。新型のトランジスタ型センサを発明し超高感度で抗原抗体反応を迅速検出する実験に成功した。作成法:シリコン酸化膜上に触媒を蒸着し、高温炉内にメタンガスを流入させ、触媒上からカーボンナノチューブを成長させ、この上に電極を形成することにより、カーボンナノチューブをチャネルとした電界効果型トランジスタを作製した。両電極をそれぞれ、ソース、ドレインとした。検出法:シリコン基板の裏面に酸化膜を予め準備し、ここに抗体を配向修飾させ、抗原を含むサンプルを滴下し、シリコン基板とゲート電極により、サンプルを挟み込む。ここで、ソース-ドレイン間の電流を一定(通常±1V)にし、ゲート電極を変化させ(-20V+20V)、その特性を調べると、サンプルの濃度と特性に強い相関関係があることが分かった。サンプルとしては、鳥インフルエンザ・ウイルスフラグメントなどを用いた。効果:抗原抗体反応後、数秒にして、迅速にサンプル濃度を検出でき、従来法であるELISAに比べて、数千倍から百万倍程度の高感度を示した。但し、ターゲットにより感度は異なる。新発見:本研究は、(1)従来の電界効果型トランジスタと異なり、シリコン基板両面が酸化膜に覆われ、基板とサンプル等の層全体が巨大なキャパシターを形成する新規なトランジスタ構造を持つ。この為、(2)容量結合により、センサの分子認識素子と信号変換素子の分離を達成することが出来た(抗原抗体反応は未確認)。共に、バイオセンサ分野に留まらぬ広い応用性があり、特許出願した。課題:貝毒の抗原抗体反応の高感度検出に取り組む。現在、貝毒抗原の入手が難しくこれを所有する研究者と共同で実験に取り組む。また素子製造が難しい為、開発を進め、新素子を創出する。
教育課程基準の大綱化・弾力化と学校の自主性・自立性との連関性を規定する要因の研究

本研究は1998年の中教審答申による「学校の自主性・自律性」と同年の教課審答申「教育課程基準の大綱化・弾力化」とがワンセットになったという仮説の元に、ではその双方にどのような連関性があるのかを3年間にわたって、実証研究した成果である。方法的には、まず、地方教育委員会(都道府県・教育事務所・市町村の各レベル)による教育課程行政が前回学習指導要領の本格実施時(平成元年)との比較を含めて、「学校の自主性・自律性」の制度化によって、各教委レベルの間において、どのように変わったのかを検証した。ついで、そうした教委の裁量拡大を前提として、学校がどのようなカリキュラムマネジメントを展開しているのかを検証した。なお、ここでカリキュラムマネジメントとは「学校が教育目標を実現するために、教育内容、方法の系列と条件整備との系列とを対応関係において統合させながら、学校文化を媒介にして、カリキュラムを作り、動かし、これを変えて行く動態的な営み」と仮説しての検証を行った。対象とした学校は上の教委の管轄下にある小学校・中学校・高等学校をからの無作為抽出である。さらに、対学校の数量調査の結果から、典型的な改革校を抽出して(小学校4校・中学校3校・高校3校)事例研究を先のカリキュラムマネジメントの概念枠組みを使っての事例研究を行った。最後に、学校の自主性・自律性を国際的レベルで比較するために、スクールベイスドマネジメント(school-based management)改革において典型的なアメリカでのフイールドワークをはじめ、これまでにほとんど紹介もされることがなかったアジア諸国(6ケ国)の自律的な学校におけるカリキュラムマネジメントの傾向を整理した。本研究の成果から、特に目立った成果の若干を取り上げると(1)今回改訂では、都道府県教育委員会が市町村教委以上に裁量の拡大を行った(2)教委のカリキュラムに対する指導は事前の指導から、事後(評価)の指導へと方向を変えつつある(3)カリキュラムマネジメントのP-D-Sのうち、評価(S)のレベルがほとんどなされていない(3)カリキュラムマネジメントに有効に機能するのは裁量の拡大よりも校長のリーダーシップであった(4)カリキュラムマネジメントと学校文化(カリキュラム文化と組織分化)との間には確かに正の相関関係が見られた。本年度(平成14年)は予定通り教育行政機関(都道府県・市町村教育委員会、教育事務所を一部追跡比較研究のために、前回学習指導要領改定の『定着過程』調査(科研)の際に対象として取り上げた同一の市町村教委ただし都道府県教委は悉皆)を対象に教育課程行政調査を実施し、現在分析に入っている。取り上げた視点は、教育課程基準の大綱化・弾力化と学校の自主性・自律性に対する指導行政の各種ストラテジーであり、「連関性」の解明はこの調査によるクロス分析と共に、平成15年度から始める当該行政機関の所属学校(小・中・高校)を対象にした学校調査に加えて、ケーススタディーとの双方からトータルな最終分析を行うものである。なお、取り上げた指導行政上の設問項目は、教育課程の基準の作成、主体、内容、重点や作成した資料や手引き、対学校への指導、助言の機会や方法、指導の内容、重点、趣旨浸透のための条件、指導方針、その実態をはじめ学校の自主性・自律性の方法や地教行法改訂による指導、助言の変化、各学校からの教育課程受理の状況、実施状況の確認など26項目から成っている。

次に本年度の調査として、アメリカの学校の自主性・自律性の調査(ワシントン州及びウィスコンシン州のSBM校:6校、学区:2学区のフィールドワーク)を行った。これは従前の研究に欠けていたカリキュラムとの連関性や学校改善実践との連関性を明らかにするために行ったものである。アメリカでは、現在学校の自律性とカリキュラムの大綱化・弾力化とはスタンダードの導入もあって、双方向に分化して行われているものとの仮説があったが、結果はむしろスタンダードを今回はじめて導入したこともあり、調査対象の学区行政と各学校との関係でいえば、各学校には大綱化・弾力化はかなり保証されており、むしろスタンダードは当該学区のカリキュラムの共通性を確保する上で重要なストラテジーと関係者には考えられている。なお、この調査結果はその一部を公表した(別添資料)。またSBMに関しては、来年度はさらにフィールドワークを増やして行う予定で、日本との比較結果も来年度は抽出する。本研究は今次教育改革において教育課程基準の大綱化・弾力化と学校の自主性・自律性とがワンセットになったという前提のもとに、では教育行政と学校との関係はそれによってどのような新たな関係構造が創出されるようになったか、また各学校の教育課程の経営(カリキュラムマネジメント)は、自主性・自律性を受けてとのような「特色ある学校」を生み出すものになったかを明らかにすることを通して、今次教育改革の学校におけるカリキュラムマネジメントへの効果を実証化したものである。そのために設定した研究課題と方法そしてこれまでの研究のプロセスは以下の通りである。(1)都道府県教育季員会-教育事務所-市町村教育委員会と学校との間に教育課程基準の大綱化・弾力化における範囲や程度における規制緩和とそのための施策(2)教育委員会の指導方針のパターンが当該管轄下の学校に対するインパクト(カリキュラム)は何であり、各学校のカリキュラムマネジメントを促進する組織的条件とは何か。(3)基準性・弾力性をベースとした特色あるカリキュラムマネジメントの促進、阻害要因これまでの進捗状況について上記(1)(2)については平成14年度の研究成果報告書「教育課程行政の実態に関する調査」(平成15年10月刊)に(2)(3)については平成15年度において対学校調査(小・中・高校全国抽出10815名対象、対象校数1545校)を実施。すでに結果分析し印刷に付している。合わせて特に(3)についてはケーススタディーが必須なため、全国規模で28校の「特色あるカリキュラムマネジメント」の実践校を抽出し、目下分析中である。更に(2)(3)は東南アジア開国のケースを目下分析中で、いずれも平成16年最終報告書に出すものとする(平成15年度分は現在、最終整理し報告書をまもなく出す)。
RNAスプライシング因子の新規機能による抗体遺伝子高頻度突然変異の制御

抗体の抗原に対する高親和性は、抗体遺伝子可変部上に起こる体細胞高頻度突然変異によって向上する。AIDがこの変異導入に必須であることは示されているが、変異導入機構の詳細は不明な点が多い。本研究では、抗体遺伝子への変異導入の必須因子として見いだしたRNAスプライシング因子SRSF1のアイソフォーム(SRSF1-3)の機能を、突然変異能を有するB細胞株を用いて解析した。その結果、SRSF1-3はAIDと複合体を形成して核内にAIDを蓄積させ、AIDのC末領域を介する機構によって抗体遺伝子変異を促進していることが示唆された。抗体の抗原に対する高親和性は、抗体遺伝子上に起こる体細胞高頻度突然変異によって向上する。AIDの発現がこの変異導入に必須であることは示されているが、変異導入装置およびその抗体遺伝子への標的化機構の詳細は不明である。本研究では、抗体遺伝子への変異導入の必須因子として見いだしたRNAスプライシング因子SRSF1のアイソフォーム(SRSF1-3)の機能を、突然変異能を有するB細胞株を用いて解明する。AIDは、スプライシング関連因子と相互作用して抗体遺伝子上の動員されることから、SRSF1-3がAIDと相互作用するか、AIDと相互作用することにより核への動員を促しているかを調査した。HEK293T細胞へAIDとSRSF1-3を共発現させると、AIDとSRSF1-3が相互作用していることが免疫沈降により明らかになった。また蛍光タンパク質との融合タンパク質を作製して、AIDの細胞内局在性に対するSRSF1-3発現の影響を調べたところ、AIDは通常大部分が細胞質に局在しているが、SRSF1-3の発現により核に蓄積することを見いだした。核に蓄積したAIDがSRSF1-3と共局在していることから、SRSF1-3がAIDとタンパク質複合体を形成することにより核内への蓄積を促進していることが示唆された。一方、SRSF1-3はAIDによる変異誘導能を増幅する機能を有するが、核外移行能を欠失するAIDのC末欠失変異体の存在下では、SRSF1-3による変異増幅能力が無効であったことから、AIDの細胞内局在制御を含むSRSF1-3の機能はAIDのC末領域と連携していることを示唆する。よって、SRSF1-3はAIDと複合体を形成しAIDの核への局在を促進することでSHMを誘導していると考えられる。今後は、AIDのC末領域へのSRSF1-3の関与の詳細について検討する。おおむね研究計画に記載された検討項目を実施し、当初目標としていた成果が得られている。また、蛍光タンパク質との融合タンパク質を作製して、AIDの細胞内局在性に対するSRSF1-3発現の影響を調べたところ、AIDは通常大部分が細胞質に局在しているが、SRSF1-3の発現により核に蓄積することを見いだした。一方、HEK293T細胞へAIDのC末欠失変異体とSRSF1-3を共発現させると、AIDとSRSF1-3が相互作用していることが明らかになった。したがって、AIDのC末に依存しない形式で、SRSF1-3と結合していることが示唆される。SRSF1-3はAIDによる変異誘導能を増幅する機能を有するが、核外移行能を欠失するAIDのC末欠失変異体の存在下では、SRSF1-3による変異増幅能力が無効であったことから、AIDの細胞内局在制御を含むSRSF1-3の機能はAIDのC末領域と連携していることを示唆する。AIDの機能発現におけるSRSF1-3の寄与について、H28年度の成果に基づいて詳細に検討する。細胞工学、免疫学
反義性に関する認知意味論的研究

今年は,研究の最後の年度として,研究成果のまとめと発表に重点を置いた.大きな研究課題の一つとして掲げたのは「二つの単語が反義語と感じられるのはどういうときか」という問いであった.これに関しては,「方向性の対立と肯定・否定の対立という二つの認知的な対立のいずれかが感じられるときである」という答えを得た.この立場から反義語の再分類を行い,従来の分類(相補性や関係性に基づくもの)よりも有意義な分類ができることが示された.また,もう一つの課題である「反義語らしさを決めている要因は何か」という問いに関しては,「方向性と肯定・否定性が語の意味に顕著な形で含まれているかどうかによる」,という答えを得た.この点に関しては,日本語と英語における実験を行うことによって検証することができた.具体的には,語の意味の中に反対方向の方向性がはっきりと含まれていると感じられる単語ペアほど,また,肯定的か否定的かがはっきりしている単語ペアほど,意味が反対であると判断される度合いが高いことが示された.これらの成果は,学会発表論文と雑誌論文,さらには未発表の論文にまとめた.また,関連する問題を多く含む類義性に関する論文も雑誌に出版した.研究の過程で作った反義性に関する文献リストなどの資料はwebpageに公開している.本年度は研究の初年度として、基本的な文献の検討、基礎資料の収集、理論的な考察に重きを置いた。文献の検討としては、Lyons, Murphy, Jonesらの反義性に関する議論(非認知意味論的な立場からのもの)を整理し、その問題点を探った。また、認知意味論的な立場から反義性の問題を扱っているCruse, Joostの論文を検討した。特にJoost氏とは韓国で行われた国際認知言語学会において議論をすることができた。基礎資料としては、反義語辞典などの記述を検討しながら、英語の反義語のリストの作成を開始した。また、関連する理論的な考察においては、反義性の問題を認知意味論的に扱う際には方向性という概念が重要であることが明らかになった。この方向性などの経路概念に関しては、関連する発表を関西言語学会のワークショップにおいて行った。また、反義語が持つ意味的な差に関しても重要な問題があることが明らかになった。たとえば、反義語は同じ意味的拡張に参加するわけではなく、メタファーの適用に関して「まだら現象」を見せる。これに関連する発表を、日本認知言語学会のシンポジウム(9月18日、お茶の水女子大)において行った(「概念メタファーと語彙レベルのメタファー研究」)。このほか、フレームという概念を用いて反義性を捉える可能性に関しては、「おはよう」「おやすみ」などのあいさつ表現との関連で考察を行い、近く論文を発表する予定である。今年度も、語の意味が反対だと見なされるのはどのような場合か、という点に関して考察を行った。関連する心理学的な研究、およびコーパス言語学における研究を総合的に考察し、今後の指針となる仮説に達した。すなわち、意味が反対と見なされるかは単一の要因によって決まるものではなく、談話的な要因と、語義的な要因の両方が関わり、その両方によって反対であると見なされる場合が典型的な反義語である、という仮説である。具体的には、1)談話的に選択肢と見なされる、2)語義的に、a)反対の方向性が関わっていると見なされる、b)対照的な特性を持っていると見なされる、というものである。このことがさらに実証されれば、かつての構造意味論が考えていたように、反義性が意味素性場の対立によるのではない(そうとは限らない)ことがはっきりすると考えられる。また、関連する現象として、部分全体関係という語義関係をどのように認知言語学的に考えるべきかについても考察を行った。その結果、部分全体関係が語と語の関係ではなく、語のフレーム内における指示物の関係であることが明らかになった。また、反義語における意味の差についても考察を行った。その結果、反義語と見なされる語に関しても、実際には対立する意味要素以外の点においても多くの意味的な相違が認められる場合が多いこと、また、メタファー的な意味拡張においても違いがあり、反義語が同じ意味拡張によって派生的意味を生じるとは限らないことが明らかになった。今年は,研究の最後の年度として,研究成果のまとめと発表に重点を置いた.大きな研究課題の一つとして掲げたのは「二つの単語が反義語と感じられるのはどういうときか」という問いであった.これに関しては,「方向性の対立と肯定・否定の対立という二つの認知的な対立のいずれかが感じられるときである」という答えを得た.この立場から反義語の再分類を行い,従来の分類(相補性や関係性に基づくもの)よりも有意義な分類ができることが示された.また,もう一つの課題である「反義語らしさを決めている要因は何か」という問いに関しては,「方向性と肯定・否定性が語の意味に顕著な形で含まれているかどうかによる」,という答えを得た.この点に関しては,日本語と英語における実験を行うことによって検証することができた.具体的には,語の意味の中に反対方向の方向性がはっきりと含まれていると感じられる単語ペアほど,また,肯定的か否定的かがはっきりしている単語ペアほど,意味が反対であると判断される度合いが高いことが示された.

これらの成果は,学会発表論文と雑誌論文,さらには未発表の論文にまとめた.また,関連する問題を多く含む類義性に関する論文も雑誌に出版した.研究の過程で作った反義性に関する文献リストなどの資料はwebpageに公開している.
島における高齢期生活の持続可能性の研究

九州における高齢者の生活研究を継続して行っている。本研究は、前回(平成21年研究は、島における高齢者の生活を「生活支援ネットワーク形成」,「高齢期生活の持続可能性」という視点から実施している。今回の研究調査で着目したのは、島の高齢者は「買い物難民」となる可能性が高い,そこで課題となるのが、高齢者の消費者としての市民的資質のありようである。島における「自助,公助,共助」による消費者市民社会構築の可能性を検討した。「島における高齢期生活の持続可能性の研究」と題して、炭鉱閉山の島をフィールドに調査研究を継続している。平成25年度は、足掛け7年になる。島での高齢者生活の「よりよいあり方」を探求している。本年度も、フィールドである長崎市のA,B,C島に2度の調査に赴いた。B島については、市が「ウォーキング」のプランをたて、島への集客を模索していることを知り、参加した。また、炭鉱閉山の島ではなく、長崎県佐世保市の離島(黒島)を再訪した。島の面積は3島よりも広いものの、人口はA島と同じ規模である。3島は炭鉱閉山の島として比較しながら調査に臨んでいたが、黒島を知るにつけ、むしろ共通する事柄が明らかとなった。しかしながら、私たちの真の調査研究目的は、A島にあり、改めて『炭鉱閉山の島から学んだこと長崎県高島における学際的地域研究の試み』(高島町地域保健研究会代表齋藤寛1991年8月)の研究成果に学びたいと考えている。A島では、当初の面接調査において、島の高齢者から、市への併合による行政サービスの低下、公設市場の縮小による生活必需品の入手が困難になったことなど、多くの生活上の不満が聞きかれた。これより5年以上が経過したところで、過疎化、高齢化は進んでいるが、島の高齢者は自立的に、また生き生きと生活されている。行政主導ではあったが、地域高齢者の支えあうネットワークも機能している実態もみえてきた。本研究期間は後1年を残すところに来ているが、これまでの研究成果を本として詳細に報告したいと考え、編集作業にとりかかっている。前回(平成21年度23年度)は、離島に生活する高齢者の生活支援ネットワーク形成のための提言をすることを研究目的として、調査研究を進めてきた。一定の研究成果を得たが、平成23年度から、調査対象地とする各島に大きな動き(変化)がみられるようになった。そこで、今回(平成24年度26年度)も、継続して調査研究をすることとした。したがって、本年も2回の3島調査を実施し、また、同じ炭鉱閉山の島である西海市の大島、松島へも現地調査に出かけた。まず、長崎市のA島(高島)では、高齢化率が実質60%と言われるように高齢化が進んだ。その結果、高齢者同士の共助意識が高まってきている。10年前には拒否された、黄色い旗運動を行政センターが呼びかけたところ、瞬く間に各戸に掲げられるようになった。また、公設市場の空スペースに「いきいきサロン」が作られ、これまた、高齢者が集うようになった。行政の果たす役割が大きいと言えるが、A島の高齢者の意識にも変化があると思われる。足掛け6年にもなり、漸く島の高齢者と打ち解けて話せる人が現れた。本当に島での高齢期の生活が「持続可能か」どうか、検証していく。また、同じ長崎市のB島(伊王島)では、対岸との間に架橋が完成し、島の生活に少なからず影響を及ぼしている。さらに、C島(池島)に至っては、旧鉱業所の系列会社が突然撤退し、60数名の被雇用者の大部分が島外に出た。高齢化率30%であったが、一挙に限界集落となった。平成25年の今年が、C島の高齢者の生活の仕方の方向性を決めるのではないか考え、注目している。このように本研究は、時機に恵まれたというべきで、今回の研究期間内において、多くの知見が得られると考える。九州における高齢期の生活研究を継続するなかで、「生活支援ネットワーク形成」及び「高齢期生活の持続可能性」という観点から調査研究をしている。本年度は、高齢者の市民的資質に着目し、急激な高齢化、過疎化を経験している離島における消費者市民社会構築の可能性を「自助・公助・共助」の側面から分析した。調査対象地は、長崎市の炭鉱閉山の島(廃炭島)A島である。2007年より年に23回の実地調査を行い、質的調査を試みている。また、比較のために廃炭の島B・C島や他の離島の現地調査もしている。最新のA島現地調査は2015年2月である。A島はM鉱業100年(閉山1986年)、B島はN鉱業30年(閉山1972年)、C島はMM鉱業40年(閉山2001年)の歴史をもつ。

したがって、高齢者層には、いまだに職階制意識が根強く残っている。A、B島はすでに、またC島も限界集落となりつつある。高齢者世帯は、「夫婦のみ」か「一人」である。子との同居慣行はない。島の高齢者の自助、共助の動きには学ぶべきところが多くあるが、こうした炭鉱閉山の島における消費者市民社会の構築には、公助である行政の支援(手助け・仕掛け)が不可欠であるという結論を得た。研究成果については、日本家政学会第66回大会(2014年5月、北九州)と日本消費者教育学会第34回大会(2014年10月、札幌)においてポスター発表をした。また、「消費者教育」(日本消費者教育学会誌)に論文を投稿中である。さらに、現在、本研究の集大成として書籍の出版に至る様に編集・執筆に取りかかっている。生活経営学予定では、すでにまとめの本の執筆にとりかかっていることになっていたが、調査対象地の生活環境変化の影響をもう少し見定めたいと考え、実地調査や資料収集に時間をかけたために、執筆は平成26年度に持ち越してしまった。本研究は、前回(平成21年度23年度)と同様に、2名の連携研究者と5名の研究協力者との共同研究という形で調査研究を進めている。本年度は、調査対象地の3島に2回実地調査を行った。各々7名の参加である。「地理・交通」「人口・家族」「消費・住居」「医療・福祉」という枠組みに、12名が担当として張り付いている。前年度の調査研究の成果は、日本家政学会(大阪、2012)のポスター発表をすることで確認している。本年度の研究成果についても、2013年5月(東京)において発表することになっている。また、日本家政学会九州支部会(熊本、2012年10月)においても、「消費生活」に関して口頭発表を行った。本年度は(大分、2013)、「人口・家族」の領域で口頭発表をする予定である。本年度は、島への補充調査を行いつつ、これまでの調査研究を分担執筆し、書籍として刊行する。本年度からは、本調査研究のまとめに入る。当初の計画の通りに、出版の形にする。したがって、執筆に入るために分析方法の再検討をして、つぎに構成(章立て)を詰めることにしている。共同研究者と研究会をもつ。しかし、前述のように調査研究の対象地である3島の生活環境の変化は激しいので、現地調査もこれまで同様に行う。平成25年度(2013)は、共同研究者との研究会(勉強会、編集会議)をもつ必要がある。その会合費(集まりやすい福岡を会場にする)と、旅費(宮崎、熊本、大分から)に使うことになる。また、本研究の独自性は、現地調査を行うことにあり、そこから得られた知見を重視していることから、研究期間中はできるだけ現地調査に行きたいと思う。調査地は長崎市の「島」である。その旅費として使いたい。
昆虫類ビテロジエニンの生合成と翻訳後のプロセシングの解析

多くの昆虫においてビテロジェニン(Vg)の合成はホルモンの支配をうけており、ホルモンによる遺伝子発現の調節に関する研究においてきわめてよい実験系を提供している。しかし昆虫類のVgの生合成後のプロセシングに関する報告は少ない。遺伝子発現の調節を知るうえで、生合成後のプロセシングの解析は重要な側面である。本研究はVgのリン酸化による翻訳後修飾の解析を目的とした。これまで昆虫類のVgは両棲類、鳥類と異り蛋白結合型のリン酸は存在しないか、きわめて少いとされていたため、リン酸化による修飾に関する研究は皆無であった。筆者らはプロテインキナーゼの生体内基質の検索の途上にVgガリン酸化をうけていることを見出し、リン酸化機構の存在について最初に報告した。カイコにおいてVgは脂肪体より分泌される以前、および卵巣にとりこまれた後に更にリン酸化がおこることが32P-標識法により明らかにされた。ほゞ時を同じくしてMahowaldらによってもショウジョウバエを用いて示されている。本研究において、バッタ,ゴキブリ,エリ蚕のビテロジェニンにおいても同様なリン酸化がおこることが示され、昆虫類ビテロジェニンが広くリン酸化による修飾をうけていることが明らかとなった。更に蛋白結合型のリン酸基のうちの一部が蛋白構造の表面に露出していることが明らかとなった。化学的にリン酸の定量を行った結果、重鎖においては、8モル/サブユニット,軽鎖においては4モル/サブユニットであることから、その総量は24モルと推定される。このうち4モルのリン酸基のみが表面に露出している。この表面のリン酸基が、Vgの輸送,蓄積,利用などの過程において、何らかのシグナルになっているものと予想されるが、今後の問題と思われる。
腱特異的遺伝子Mohawkを起点とした腱発生・再生メカニズムの解明

腱は筋肉と骨とを結合する組織で、力や運動を伝達し、我々の"動く"という重要な生理機能を担う要となっている。腱は、外傷や加齢によって損傷し、また減少するが、栄養血管が少ないため、腱の治癒力は非常に弱く、再生が困難であり、新しい再生医療技術の発展が望まれている。しかしながら、腱の発生分化における遺伝子制御機構については、未だにほとんど不明であり、臨床および基礎研究が最も遅れた組織の1つに挙げられている。これまでに我々は、腱・靭帯に特異的な発現を示す転写因子であるMohawk homeobox(Mkx)を同定し、このMkxが腱の形成に必須の遺伝子であることを、ノックアウトマウスを用いた解析で明らかにした。本年度は、このMkxの発現を制御する遺伝子の同定とMkxが制御する遺伝子の同定を試み、Mkxの腱発生における機能について調査した。Mkxの発現を制御する遺伝子の同定は、ハイスループットトランスフェクションスクリーニングにより行った。これにより、Mkxのレポーター活性を上昇させる2つの転写因子を同定した。これら2つの転写因子の強制発現により、Mkxの発現が上昇すること、またMkx陽性細胞において、これら遺伝子が強く発現していることを見出し、これら転写因子がMkxの発現誘導に関与している可能性を示した。また、MkxノックアウトマウスのマイクロアレイによるMkxの標的遺伝子のスクリーニングを行った。その結果、Mkxノックアウトマウスにおいて、軟骨細胞および骨芽細胞に関連する遺伝子の発現上昇が見られ、これら因子をMkxが抑制している可能性を明らかにした。当初の計画では、初年度にMkxの標的遺伝子のスクリーニングとMkxの発現を誘導する遺伝子のスクリーニングを予定しており、計画通りにMkxの上流・下流因子の候補遺伝子を同定した。東京医科歯科大学助教への就職が決定したため、2月末にて特別研究員を辞退した。
熱傷ショック期の病態に関する研究ー形態学的および生化学的解析ー

広範囲重症熱傷ショック期におこる病態は、全身各臓器に対する熱の直接的な影響とその結果招来される血管透過性亢進による循環血液量減少および細網内皮系の機能低下であるとされている。我々は、熱傷ショックという侵襲に対する細網内皮系の変化を検討する目的で、肝クッパ-細胞について熱傷のみの影響、エンドトキシンショックが加わった場合の影響、リンパ系への影響を見るために脾臓についてそれぞれ形態学的に検討した。1.肝クッパ-細胞は、変性した自己細胞や、細菌、エンドトキシンなどの異物を血中から除去する貧食細胞として、細網内皮系のなかでも重要な役割をはたしている。熱傷時の貧食能低下の機序は、いまだ充分明らかにされていないが、熱傷時には血管内溶血が生じ血漿中に大量のヘモグロビンや赤血球の遺残物が遊離し、それらが肝のクッパ-細胞で処理されることはよく知られている。そこで我々は、熱傷時の細胞内皮系機能の低下の原因として溶血と肝クッパ-細胞に注目し、ラットに50%の皮膚全層熱傷モデルを使用して光学顕微鏡、電子顕微鏡で経時的に観察した。その結果、熱傷時の細網内皮系の機能低下は、溶血によって生じた血漿中のヘモグロビンが肝クッパ-細胞に貧食され飽和状態になること、その後肝クッパ-細胞の数の減少が生じることにより招来されると考えられた。2.30%III度全層熱傷にエンドトキシンを投与すると、肝クッパ-細胞の変性、脱落が極めて早い時期からみとめられた。熱傷ショック時には、生体の免疫能が低下し、細菌感染から敗血症性ショックやエンドトキシンショックを併発することも稀ではなく、この原因としてマクロファ-ジの機能低下の可能性が示唆された。3.免疫系としてリンパ球機能も重要であり、リンパ装置の形態学的検索の目的で熱傷ラットモデルの脾臓白脾髄について光学顕微鏡、電子顕微鏡で経時的に観察した。熱傷ショック時の変化は、まず分裂増殖の激しい胚中心細胞より始まり、次いで血管に富む濾胞辺縁帯、最後に血管が疎なリンパ濾胞に細胞壊死がおこった。このことから、白脾臓髄内細胞の変性壊死には循環障害によるanoxiaだけでなく、血中に遊出した細胞障害物質も関与している可能性が示唆された。広範囲重症熱傷ショック期における病態は、全身各臓器に対する熱の直接的な影響とその結果招来される血管透過性亢進による循環血液量減少および細網内皮系の機能低下であるとされている。我々は、ラットの下半身に50%のIII度全層熱傷を作成することにより、肝臓、肺臓、腎臓などの主要臓器について形態学的な検索をおこなった。今回の研究では、肝臓のクッパ-細胞が熱傷ショック期において果たす役割を明らかにすることができた。1.熱傷作成15分で、肝臓のクッパ-細胞内に大小の貧食空胞の形成とヘモグロビンおよび溶血赤血球膜を貧食したファゴゾ-ム形成がみられた。これはこの時期に肝クッパ-細胞の貧食能が亢進していることを示している。

2.熱傷後3060分で、クッパ-細胞は大型化し、その数も増加した。またヘモグロビンファゴゾ-ムも数が増加しお互いに融合して大型化し、貧食能が飽和した状態と考えられた。3.熱傷作成240分以降では、クッパ-細胞数は著しく減少し、変性したものもありファゴゾ-ムも減少した。以上の所見から熱傷時における溶血によって急激に生じた遊離ヘモグロビンや赤血球膜などの変化した自己組織をクッパ-細胞が積極的に貧食した結果、貧食能は飽和状態に達し、そのためにクッパ-細胞を主とした細網内皮系がブロックされていることが示唆された。この実験に引き続いて、熱傷ショック時にエンドトキシンが肝クッパ-細胞にどのような影響を及ぼすかまた肺臓、腎臓などの重要臓器についても検索をする計画である。広範囲重症熱傷のショック期におこる病態は、全身各臓器に対する熱の直接的な影響とその結果招来される血管透過性亢進による循環血液量減少および細網内皮系の機能低下であるとされている。我々は、ラットの下半身に50%のIII度全層熱傷を作成することにより、肝臓のクッパ-細胞が熱傷ショック期において果たす役割について検索を行ない次のことを明らかにし報告した。即ち熱傷時におこる溶血によって急激に生じた遊離ヘモグロビンや赤血球膜などの変化した自己組織をクッパ-細胞が積極的に貪食した結果、貪食能は飽和状態に達し、そのためにクッパ-細胞を主とした細網内皮系がブロックされていることが示唆された。今回は熱傷モデルラットにエンドトキシンを投与し肝臓のクッパ-細胞の形態学的変化について検討した。1.50%III度全層熱傷を作成し、30分後にエンドトキシンを腹腔内に投与、48時間後の生存率を検討した。エンドトキシン単独群および熱傷単独群では48時間後の生存率は100%であったが、熱傷+エンドトキシン群では生存率は低下していた。30%III度全層熱傷+エンドトキシン群では生存率は40%であった。2.30%III度全層熱傷+エンドトキシン群における形態学的変化は、クッパ-細胞の変性、脱落が究めて早い時期からみとめられた。熱傷ショック時には、生体の免疫能が低下し、細菌感染とともに敗血症性ショックやエンドトキシンショックを併発することも稀ではなく、この原因としてマクロファ-ジの機能低下が考えられている。今回の実験でマクロファ-ジの機能低下の可能性が示唆された。広範囲重症熱傷ショック期におこる病態は、全身各臓器に対する直接的な影響とその結果招来される血管透過性亢進による循環血液量減少および細網内皮系の機能低下であるとされている。我々は、ラットの下半身に50%のIII度全層熱傷を作成することにより、肝臓のクッパ-細胞が熱傷ショック期において果たす役割について検討を行なってきた。その結果クッパ-細胞を主とした細胞P」皮系がブッロクされていること、マクロファ-ジの機能低下の可能性を示した。今回は、熱傷モデルラットの脾臓白脾髄の形態学的変化について検討した。30%III度全層熱傷を作成し,経時的に脾臓を摘出し、光学顕微鏡、透過電子顕微鏡により観察検討した。熱傷後1時間では、すでに胚中心細胞の変性壊死が見られ、細胞崩壊に基づくtingible bodyや、それらを貧食したtigible body macrophageが認められた。熱傷2時間では、リンパ濾胞辺縁帯で細胞の変性壊死が始まるが、リンパ濾胞には変性壊死の所見は見られない。質傷5時間では、胚中心にtingiblebody macrophageが非常に著明となり、リンパ濾胞においても細胞の変性壊死が始まっていた。電顕像では、胚中心細胞の水腫様変性や壊死細胞を貧食したmacrophageが認められた。
腸内細菌叢の成熟に伴う腸管病原菌に対する感染抵抗性獲得機構

食事が腸管病原細菌感染に与える影響を検証するため、飼料Aと飼料B摂取マウスにおける腸管病原細菌感染に対する感受性を比較した。その結果、飼料A摂取群では飼料B摂取群と比べ、腸管病原細菌感染後の死亡日数が有意に長くなることが観察された。また、各飼料摂食群における腸管病原細菌後の病態の違いが無菌マウスでは確認されなかったことから、飼料Aによる腸管病原細菌感染の制御には腸内細菌が関与していることが示唆されている。そこで、今年度は各飼料摂餌マウスの腸内細菌叢および代謝物の解析を行い、飼料A摂餌マウスで増加している腸内細菌および代謝物の同定を行った。飼料A摂食群と飼料B摂食群の糞便中の腸内細菌叢の解析を行った。その結果、飼料B摂食群と比べて飼料A摂食群の腸内で有意に増加している菌種を複数見出した。さらに、CE-TOFMSによるメタボローム解析を行ったところ、飼料B摂食群と比べて飼料A摂食群の腸内で有意に増加している代謝物を数種類見出した。以上の結果から、飼料Aは腸内細菌叢や代謝物の組成を変化させることにより腸管病原細菌に対する感染抵抗性を高めていることが示唆された。これまでに飼料Aによる腸内細菌叢および代謝物の変化が腸管病原細菌に対する感染抵抗性の増強させることを示唆する結果を得ることができたので、今後は腸管感染抵抗性に関わる腸内細菌の単離や代謝物の同定を試みる。これまでの実験結果から、腸内細菌叢による病原細菌への感染抵抗性は、乳児期の腸内細菌叢では低く、成獣期の腸内細菌叢では高いことが明らかになっている。また、この乳児の腸内細菌叢による腸管病原菌に対する定着抵抗性(コロナイゼーションレジスタンス:以下CR)の低下は、成獣マウス腸内の優勢菌群であるクロストリジウム目菌群の欠如によることも、腸内細菌叢のメタゲノム解析により明らかになった。実際に、乳児の腸内細菌叢を腸管内に定着させた成獣マウスにクロストリジウム目菌群を経口投与することで、腸管病原菌に対するCRが高くなり、病原菌感染による腸管組織傷害も抑えられたが、別の優勢菌群であるバクテロイデス目菌群の経口投与ではそのような効果は見られなかった。このように、クロストリジウム目菌群は、腸管病原菌に対する宿主のCRを強化するが、クロストリジウム目菌群のみでは無菌マウスの腸管内で効率的に増えることができず、乳児の腸内細菌叢の存在によってその増殖が促進されることを観察していた。今年度は以下の研究成果を得た。1)腸管内容物のメタボローム解析の結果、乳児の腸内細菌叢から産生される代謝物質(コハク酸)が、クロストリジウム目菌群の腸管内での増殖を促進することが明らかになった(研究成果を論文に掲載することができた)。2)新たなプロジェクトとして、腸内細菌と、腸内細菌の組成や代謝に影響を与える食事に着目し、両者の組み合わせによる腸管病原細菌の定着・増殖抑制効果を検証した。その結果、食事と腸内細菌が腸管病原菌感染に影響を与えている可能性を示唆する成果を得た。当初計画していた実験計画が申請中に順調に進み、論文として掲載することができたので、現在は腸内細菌と、腸内細菌の組成や代謝に影響を与える食事に着目し、両者の組み合わせによる腸管病原細菌の定着・増殖抑制効果の検証を行っている。昨年度は、食事が腸管病原細菌感染に与える影響を検証するため、飼料Aと飼料B摂取マウスにおける腸管病原細菌感染に対する感受性を比較した。今年度には食事と腸内細菌による腸管病原細菌に対する感染抵抗性の増強効果を見出すことができたので、今後は腸内細菌叢や腸内代謝産物を解析するとともに、腸管感染抵抗性に関わる腸内細菌の単離を試みる。

これまでに飼料Aによる腸内細菌叢および代謝物の変化が腸管病原細菌に対する感染抵抗性の増強させることを示唆する結果を得ることができたので、今後は腸管感染抵抗性に関わる腸内細菌の単離や代謝物の同定を試みる。
Nrf2誘導剤による肺発生遺伝子群活性化を利用したiPS細胞からの効率的肺再生

肺再生分野はその複雑な組織形態のため研究が遅れている分野である。抗酸化ストレス転写因子Nrf2が肺再生遺伝子の活性化に関与しているという知見から、Nr2の存在が肺再生を促進させるかを検討した。マウスの実験からNrf2の存在が肺再生に重要な役割を担っていることが明らかになり、更に詳細なメカニズムを解明するため多能性幹細胞を用いた肺分化誘導実験を行った。今回の結果から、Nrf2が肺再生に関与するという結果が得られたことは、肺再生分野の発展に寄与することが期待される。研究目的:抗酸化ストレス作用を司る転写因子Nrf2の肺胞上皮細胞分化における生理的な役割を明らかにし、Nrf2活性化剤を用いて効率的な肺再生を目指す。1Nrf2が直接制御する肺発生関連遺伝子の探索1.Nrf2野生型と欠損マウスに肺発癌剤であるウレタンを投与した後、形成される肺腫瘍結節からRNAを抽出し網羅的遺伝子解析を行った。これらの解析からNrf2が肺再生遺伝子を一律に誘導することを明らかにし、Cancer Research誌に報告した。この現象がNrf2による直接の制御か間接の制御かを検討するために、Nrf2過剰発現マウスに生じた腫瘍組織に対しても同様に網羅的遺伝子解析を行った。この実験に先立ちNrf2過剰発現マウスの腫瘍でも同様に肺発生遺伝子が上昇していることをRT-PCRで確認した。また、腫瘍組織(Kras変異存在下)でNrf2の効果が増強し肺再生遺伝子が更に活性化している可能性も考慮し、アデノウィルスを鼻腔から投与しKras変異を誘導するマウスモデルを用いた実験系を確立した。2iPS細胞からの肺胞上皮細胞分化におけるNrf2の機能解析1.赤色蛍光を有するiPS細胞の作製:野生型マウスに全身性に赤色蛍光を呈するRosa26;td-Tomatoマウスを交配し、胎児線維芽細胞を得ることができた。現在山中4因子をウィルスベクターを用いて遺伝子導入し、生体内でiPS細胞由来の肺上皮細胞を追跡することが可能なiPS;td-Tomato細胞を作製中である。2.マウスES細胞の肺胞上皮細胞への分化をin vitroで解析:iPS細胞を作製中の為、まずES細胞から肺胞上皮細胞への段階的な分化誘導実験を試みた。肺胞上皮細胞への分化誘導実験プロトコールでES細胞を肺上皮細胞へ分化できることを確認した。また、各分化段階の細胞サンプルでNrf2と肺分化マーカーの発現上昇をRT-PCR解析で追跡した。このことからNrf2が肺分化過程で重要な意義を担っていることが推測され、今後更なる解析が必要である。【研究目的・初年度までの実験概要】抗酸化ストレス転写因子Nrf2の肺再生における役割をマウスと多能性幹細胞を用いた実験で明らかにし、現段階では非常に困難な肺再生分野における知見を得る。初年度までに、マウスの肺再生実験手技を確立し、またマウスES細胞の肺分化誘導におけるNrf2の関連を示唆する結果を得た。【最終年度に実施した具体的な研究成果】1.マウスでの肺再生におけるNrf2の役割についてデータ解析を行った。Nrf2欠損マウスと野生型マウスの片肺再生実験の解析から、当初予測してい通りにNrf2の存在が肺再生を促進することが示唆される結果が得られた。更にNrf2活性化剤を用いた実験でも、薬剤投与群で軽度ながら肺再生が促進する結果が得られたが、サンプル数が少ないため今後の検討が必要と考えられる。2.片肺再生実験で得られた肺サンプルからcDNAを抽出し、Nrf2、CCSP等の遺伝子発現をRT-PCR法で検討した。3.マウスiPS細胞で肺分化誘導実験を行った。初年度で用いたin vitro肺分化誘導系を用いて、Nrf2の標的遺伝子と肺再生遺伝子が分化時に上昇することが認められた。【研究期間全体を通じて実施した研究成果】主に個体におけるNrf2の存在が肺再生において重要な役割を担っていることが明らかになった。個体での解析から、Nrf2が肺再生に関与する具体的メカニズムを突き止めることは困難であり、in vitroの実験系を用いて解析を行った。現在様々な臓器再生の研究成果が発表されているが肺再生分野はその複雑な組織形態のため遅れている分野である。今回の結果から、Nrf2が肺再生に関与する結果が得られたことは、この分野の発展に寄与することが期待され、今後更なる検証が必要になると考えられる。呼吸器内科学、呼吸器腫瘍学1Nrf2が制御する肺発生関連遺伝子の探索: Nrf2過剰発現マウスに肺発癌剤であるウレタンを投与した肺腫瘍結節からRNAを抽出し、網羅的遺伝子発現アレイ解析を行った。Nrf2が直接制御する肺発生関連遺伝子を検討し、Nrf2の標的遺伝子候補を検討中である。Nrf2過剰発現マウスから得られる腫瘍は非常に数量が少ない。

そのため遺伝子発現アレイ用のサンプルを採取し、RT-PCRで各遺伝子の発現量を確認できたことから、本実験は順調に進展していると評価できる。2iPS細胞からの肺胞上皮細胞分化におけるNrf2の機能解析:(i)Nrf2欠損iPS細胞の作製; Nrf2欠損及び野生型マウスに全身性に赤色蛍光を呈するRosa26;td-Tomatoマウスを交配し、胎児線維芽細胞を得ることができた。現在山中4因子を遺伝子導入し、生体内でiPS細胞由来の肺上皮細胞を追跡することが可能なiPS;td-Tomato細胞を作製で、特に遺伝子型に合わせた効率的な細胞の培養方法・保存方法等を検討中である。そのため、本実験はおおむね順調に進展していると評価している。(ii)多能性幹細胞の肺胞上皮への分化をin vitroの系で解析; ES細胞から肺上皮細胞への段階的な分化(多能性幹細胞→前腸内胚葉細胞→肺胞上皮細胞)誘導実験プロトコールを用いて、ES細胞を肺上皮細胞まで分化誘導することが可能になった。今後はこの実験系を土台としてiPS細胞の分化実験に応用することができるため、本実験は順調に進展していると評価できる。(iii)マウス片肺切除による肺再生モデルを確立し、in vitroのみならず、in vivoにおけるNrf2の肺再生への寄与を検討することが可能となった。このことから、本実験は順調に進展していると評価できる。1iPS細胞を用いたNrf2の肺分化への寄与の解明:野生型マウスから樹立したiPS細胞の肺上皮細胞への分化の効率をin vitroの系で確認する。この際にNrf2誘導剤を添加することで、肺上皮細胞分化の効率が上昇するかを確認する。また、Nrf2欠損は細胞内に酸化ストレスを蓄積することから、遺伝子変異を誘導することが考えられる。そのため、各肺胞上皮細胞への分化段階における網羅的な遺伝子変異解析も検討する。Nrf2欠損胎児線維芽細胞から得られたiPS細胞は継代することが困難であるため、より簡便にドキシサイクリンを用いたiPS細胞誘導系の確立を検討する。2マウス肺再生モデルでNrf2の肺再生における役割を検討する。平成25年度に確立した片肺切除モデルをNrf2欠損/Nrf2野生型マウスで行う。Nrf2欠損マウスで肺再生能が低下するのかを検討する。3上記実験によって得られた結果をまとめ、学会で成果発表を行う予定である。当初予定していたiPS細胞作製後の維持培地に使用する試薬購入費に物品費を計上していたが、iPS細胞作製が困難であったため一部使用しなかった。それに伴い肺分化誘導実験で使用する試薬購入費を今年度は十分に使用しなかった。平成26年度は前年度に確立した多分化細胞の肺分化誘導実験に必要な試薬購入費(免疫染色・FACS用の抗体)に使用する予定である。Nrf2欠損細胞からのiPS化が困難であることが予想されるため、ドキシサイクリン誘導性にiPS細胞を作製できるベクターを購入する。肺分化における遺伝子変化を検討するため全ゲノム/全エクソーム解析用の試薬を購入する。