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紀元前からの情報機器の復元を伴った未来志向型技術・情報教育3次元教材の開発

本研究では,今後の情報社会がどのように変化するかの視点から学校教育の中で将来に亘って利用できる技術・情報教育の教材開発を目指した。このとき,紀元前から今日に至るまで,計算具,計算機器,計算機械,コンピュータ,情報環境等の順に発展している経緯を情報教育の中で意識させ,技術・情報教育に関わる未来志向型教材として,石膏トナーを材料として3次元カラープリンタにより造形し,学校における技術・情報教育教材を開発した。本研究では,今後の情報社会がどのように変化するかの視点から学校教育の中で将来に亘って利用できる技術・情報教育の教材開発を目指している。このとき,紀元前から今日に至るまで,計算具,計算機器,計算機械,コンピュータ,情報環境等の順に発展している経緯を情報教育の中で意識させるために,紀元前の計算具を含む情報機器の復元物を石膏トナーを材料として3次元造形カラープリンタにより製作し,学校において将来的に有効となる未来志向型3次元教材を開発することを目的としている。本年度の研究では,フランスの工芸院博物館やシテ科学産業博物館を訪問し,ネイピア棒,パスカリーヌ,CURTA回転式計算機,CHATEAU機械式計算機,ロシアそろばん,中国そろばん等について調査した。また,日本で用いられていた初期のコンピュータの一つである動作可能なミニコンピュータNOVAを収集した。学校教育で扱う3次元教材としてこれらの中から中国そろばんを選定し,可動可能な上2珠,下5珠の中国そろばんを石膏トナーから製作・復元した。さらには,3次元教材復元の際のフォーマット変換として,高さ情報のみを有する形状データから3角形ポリゴンとなるSTLフォーマットに変換する手法を開発した。加えて,カラー表現が可能なWRLフォーマットへ変換する手順も完成させた。そのため,形状データが点データで構成されている場合でも3次元立体教材を造形できるようになった。これらの情報収集とアルゴリズム開発により,3次元立体教材の適用可能性を広げることができた。本研究では,紀元前からの情報機器変遷を考慮しながら,今後の情報社会がどのように変化するかの視点から技術・情報教育における未来志向型3次元教材の開発を目指している。このとき,3次元高さ情報のみを有する形状情報から3次元プリンタ出力が可能なフォーマットへ変換する手法を開発し,3次元プリンタ出力時の細軸周りの強度を高める方法を開発し,さらには,技術・情報教育のための新たな3次元教材を開発した。具体的には,まず,3次元高さ情報のみを有する形情報をSTLフォーマットとしてのCADデータに変換プログラムと3次元プリンタ出力が可能なフォーマットへ変換するプログラムを開発した。また,軸周りの珠が動く可動部分を含む教材については,教材として利用する際の石膏トナーの造形厚さと軸の径の大きさ調整の方法を確立した。さらには,サラミスのアバカスに代表される紀元前の線そろばん,ユパナに代表される小石等を使用した計算具,中国そろばんに代表されるそろばん,八頭自働算盤に代表される手回し式計算機,各種コンピュータ等に対して教材として復元可能かどうかの検討を進めた。特に,中国そろばんについては現地調査を含めて詳細に検討し,構造が比較的簡単なローマ時代のそろばん,ロシアそろばん,中国そろばんを事例として3次元プリンタによる復元教材を開発した。さらに,中学校技術・家庭(技術分野)や高等学校情報での利用可能性を学習指導要領と関連させて整理した。以上の研究の流れの中で,中学校における技術教育ならびに高等学校における情報教育の中での3次元教材の位置付けを明確にした。本研究は,紀元前からの情報機器を対象として,それらを復元することにより中学校や高等学校の技術・情報教育へ寄与することを考慮して,紀元前から今日に至る情報機器の調査ならびに3次元プリンタでの復元を行い,未来志向型技術・情報教育教材を開発することを目指した。これまでは,欧州を中心として計算具の改良の視点から中世の時代の機械式計算機等を調査し,また中国での南通市そろばん博物館等でのそろばんの調査を行った。これらに引き続き,今年度は中国安徽省黄山市にある程大位珠算博物館や山西省晋中地区の普商渠家等を調査し,中国における計算機器変遷についてさらに調査した。程大位は明代の数学者であり,その著書は「算法統宗」と「算法算要」に代表される。訪問した程大位珠算博物館は文献の保存とともに,各種そろばんが展示されている。特に注目すべきは,これまで中南米のキープと沖縄県の藁算として結縄文字での記録媒体が保存されているが,程大位珠算博物館にも藁算が展示されており,日本(琉球)と中国が藁算で交流があった証拠が明らかになったことである。さらには,計算表を記載し,上側の大理石の薄い板に窓枠を開けて計算結果の数字が見えるようにしてある乗除算用計算具も展示されており,英国におけるネイピア棒の九九表やドイツのシッカードの計算機とも発想に共通点があり,そろばん以外の計算具の発達も確認できた。一方,中国山西省晋中地区の山西祁県渠家大院(晋商文化博物館)は長大なそろばんも展示されており,商業での計算の発達も確認できた。

これらの計算機器の変遷の調査とともに,3次元プリンタでそろばん等の造形を行い,技術・情報教育で利用できる未来志向型3次元教材も開発した。さらには,情報教育の中での情報技術教育ならびに情報倫理教育との関連性も考察し,技術・情報教育の教材利用の位置付けについても考察した。本研究は,国内ならびに外国の情報機器変遷に関わる情報を収集し,紀元前からの情報機器の復元を伴った未来志向型技術・情報教育3次元教材の開発するもので,研究は当初の予定通りに順調に進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまで国内ならびに外国の情報機器変遷に関わる情報を収集しているが,今後も継続して情報収集に努める。また,当初の計画通りに情報機器の復元を伴った未来吉向型技術・情報教育3次元教材を開発する。
国境を超える民衆連帯の行方：オルタ・グローバリゼーション運動の可能性と限界

新自由主義グローバリゼーションに対抗する民衆が集う場として2001年に始まったWSFは、オルタ・グローバリゼーション運動へと大きく変容を遂げた。本研究では15年間の変容プロセスを通じてテーマ別に収斂してきた社会正義運動の事例分析を行った。気候正義運動については、気候正義の訴えが気候ガバナンスに内在する制度化された不正義を鋭く暴いていたが、気候資本主義にもとづく制度設計の変更にまでは至っていない。一方、水正義運動は、世界各地で水の再公営化を加速させることができたことから、人権としての水という構想力、中心組織のないネットワークのもつ動員力、そして住民訴訟という戦略が功を奏したと考えられる。チュニジア・チュニスで開催された世界社会フォーラム(2013年3月2730日)での参与観察および資料収集やインタビューに基づき、気候正義運動に関する連帯運動の動員力、構想力、交渉力について考察することができた。また、チュニジアは2011年に起こったアラブの民衆蜂起の起点であり、その後、北アフリカの他の都市やスペイン、ギリシャ、イギリス、米国にまで都市の占拠という形で「怒りの連鎖」運動が広まったことから、この「怒りの連鎖」運動とオルタ・グローバリゼーション運動の二つの社会運動がどのようにチュニジアでの世界社会フォーラムで交差したのか考察した。その結果、世界社会フォーラムにとって、二つの含意が導き出された。一つは、イスラム地域での開催が世界社会フォーラムの多元性をより高めたことである。そしてもう一つは、オルタ・グローバリゼーション運動が、欧州とラテンアメリカの中心軸からヨーロッパの周縁国とアラブ地域に多軸化したこことであるこうした考察の結果については、2013年12月1日の国際開発学会第24回全国大会において「国境を超えて共振する社会運動ー世界社会フォーラムは、「オルタ・グローバリゼーション運動」と「怒りの連鎖運動」の結節点になるのか」の題目で口頭発表を行った。また、「共振する社会運動は世界社会フォーラムに何をもたらすのか?」という題目で論稿としてまとめ、『グローバル協力論入門』(上村雄彦編著、法律文化社、2014年)第16章(195-207ページ)に掲載された。オルタ・グローバリゼーション運動の可能性と限界を明らかにするために、平成24年度は気候正義運動を事例対象として取り上げた。そのために、2012年11月27日12月5日には、カタールのドーハで開催された第18回国連気候変動枠組条約締約国会議にNGOのメンバーとしてオブザーバー参加し、政府間交渉およびNGOによるロビー活動等の参与観察を行った。また、気候正義問題を取り上げたセミナー等で情報を収集するとともに関係者にヒアリングを実施した。2013年3月25日31日には、これまでオルタ・グローバリゼーション運動の最前線として調査を行ってきた世界社会フォーラムが、チュニジアのチュニスで開催されたので、現地で参与観察を行うとともにインタビュー調査を行った。同フォーラムには世界から7万人以上が集まり、シンポジウムやセミナー等が開催され、気候正義のみならず、債務や水、食料主権、ジェンダー、パレスチナ問題等、多岐にわたって社会運動が提示するイシューを概観する良い機会となった。社会運動体のネットワークについても参与観察を通じて、その実態を把握することができた。同フォーラムに参加する前には、ヨーロッパにおける新自由主義への対抗運動の象徴となったスペインの15M運動について、現地取材をしたジャーナリストから専門的知識の提供をしていただいた。また、事例研究である水の問題の調査として、ストックホルム国際水機関主催の第6回World Water Week(2014.8.31-9.5)に参加した。今年は、「水とエネルギー」がテーマで、国連、国際機関、政府機関、研究所、市民社会組織、企業等から約2500人が参加、100以上のセミナーやサイド・イベントで最新の報告が行われた。シェールガスの開発と水汚染の問題やポストMDGと水・衛生の問題、企業による持続可能な水利用への取組、グリーン・エネルギーと水の問題などのセミナーに参加した。喫緊の課題を知るとともに、各アクターの協働による問題解決への取り組みにも課題が潜んでいることがよくわかった。気候正義運動については、日本国際連合学会の学会誌『国連研究』の特集テーマ「グローバル・コモンズと国連」の中で論文「グローバル気候ガバナンスを解剖するー気候正義運動からの批判」として発表した(87-112頁)。本論文では、現行の気候ガバナンスの背後には先進国による不正義を甘受させる差別主義、植民地主義的な思考が存在するとした上で、気候正義とは何か、市民社会による気候正義運動は何を主張しているのか、その主張はロビー活動を中心とする国際NGOとどう異なるのか、国際社会は気候正義運動の要求にどのように対応してきたのかについて考察し、気候資本主義の独走を許した先進国主導の気候ガバナンスのあり方に問題提起を行った。新自由主義グローバリゼーションへの対案提示を試みるオルタ・グローバリゼーション運動について、今年度は水の問題に取り組むジャスティス運動の事例分析を行った。前年度(平成26年度)に実施したWorld Water Weekでの参与観察と収集した資料をもとに、8月には、水の民営化に反対するNGO Transnational Instituteの活動家にリソース・パーソンとしてインタビューを実施した。その結果を、10月30日11月1日に開催された日本国際政治学会2015年度研究大会のトランスナショナル分科会において「オルタ・グローバリゼーション運動のビジョンートランスナショナルな水正義運動の事例からー」というテーマで報告した。

また、この研究発表は「オルタ・グローバリゼーション運動のビジョンー水正義運動の事例からー」という論文にまとめ、西海真樹・都留康子編『変容する地球社会と平和の課題』第12章(pp.329-349)として、2016年3月に中央大学出版部より出版された。なお、気候正義運動に関しては、11月下旬から開催された国連気候変動枠組条約第21回締約国会議(COP21)において参与観察を行う予定であったが、直前の11月13日にパリ襲撃事件が生じたため、やむを得ずパリへの出張を取りやめた。このために1年間補助事業期間を延長したのにもかかわらず、COP21において参与観察が出来なかったのは非常に残念であった。新自由主義グローバリゼーションに対抗する民衆が集う場として2001年に始まったWSFは、オルタ・グローバリゼーション運動へと大きく変容を遂げた。本研究では15年間の変容プロセスを通じてテーマ別に収斂してきた社会正義運動の事例分析を行った。気候正義運動については、気候正義の訴えが気候ガバナンスに内在する制度化された不正義を鋭く暴いていたが、気候資本主義にもとづく制度設計の変更にまでは至っていない。一方、水正義運動は、世界各地で水の再公営化を加速させることができたことから、人権としての水という構想力、中心組織のないネットワークのもつ動員力、そして住民訴訟という戦略が功を奏したと考えられる。2015年の世界社会フォーラムは3月2428日にチュニジアで開催されたが、「イスラム国」の問題や直前にチュニスの博物館を襲ったテロなど、現地の治安状況を鑑みて、北アフリカへの調査出張を見合わせた。このこともあって、残念ながら世界社会フォーラムでの参与観察ができなかった。ことから、オルタ・グローバリゼーション全体の動きよりも事例研究である水と気候変動問題をより深く検証することに重点を若干、移行することにした。国際関係最終年度にあたる2015年度は、水問題の事例研究については、そのデータ収集として、4月1216日に韓国・大邱で開催される第7回世界水フォーラムで、情報収集および専門家インタビュー、実態調査等を行う。また、気候変動の事例研究については、11月30日12月11日にフランス・パリで開催される国連気候変動枠組条約第21回締約国会議において参与観察を行う予定である。研究成果については、10月30日11月1日に開催される日本国際政治学会2015年度研究大会(仙台国際センター)において、トランスナショナル分科会で「国境を超える民衆運動の行方:オルタ・グローバリゼーション運動の可能性と限界」というタイトルで発表を予定している。また、2016年3月1618日に米国・アトランタで開催されるInternational Studies Associationで口頭発表を予定している。世界社会フォーラムにおいて参与観察を行い、また気候正義運動についての情報を収集することができ、これらの考察の結果を学会発表と論文発表として出版した点では、研究の目的は達成できた。一方で、反債務運動と水の民営化の事例研究についてのデータおよび資料収集が若干、遅れている。
視対象への能動的関与による視知覚の変調

観察者が対象を操作しているという意識が,観察対象の認知に与える影響を調べた.腕が受動運動する観察条件と能動運動する観察条件で視覚刺激を提示した.視覚刺激と腕の運動を時空間的に一致させた.二義的に解釈可能な運動刺激を用いて,刺激提示後に知覚される回転方向,および,その方向の回転持続時間を計測した.刺激を単純観察した際のこれらの値をベースラインとし,観察条件を変えるとこれらの特性がどのように変わるかを調べた.具体的には,体性感覚情報を同時に与えたときの変調率と刺激を能動的に操作したときの変調率とを比較するなどして,刺激への能動的関与の効果を示した.二義的に解釈可能な運動刺激を用いて,刺激提示後に知覚される回転方向,および,その方向の回転持続時間を計測する.刺激を単純観察した際のこれらの値をベースラインとし,観察条件を変えるとこれらの特性がどのように変わるかを調べる.具体的には,体性感覚情報を同時に与えたときの変調率と刺激を能動的に操作したときの変調率とを比較するなどして,刺激への能動的関与の効果を明らかにする.観察者に提示する視覚刺激として運動奥行き効果刺激を用いる.この刺激を観察者に提示し,刺激提示直後に知覚される回転方向の割合を調べる.また,その方向の回転持続時間を計測する.この2つの値をベースラインとし,観察条件を変えるとこれらの値がどのように変わるかを調べる.実験では,透明な球の表面にランダムドット光点が分布するような刺激を用いる.パーソナルコンピュータベースの視覚刺激生成装置を用いて刺激を生成し,ディスプレイに表示するとともに,観察者応答の取得や実験の制御を行う.実験は暗室内で行い,ディスプレイ観察距離は33cm,刺激の回転速度は15rpm,刺激サイズは視角10度,単眼観察とする.刺激は,暗黒中の白色ランダムドットとして表現する.刺激操作用の入力にはクランクハンドルを用いる.ハンドルクランクの軸をディスプレイの下方に置き,刺激の回転軸とクランクの軸が同一直線上に乗るようにする.また,クランク回転径と視覚刺激の径を同一とする.これは,観察者が刺激を操作している感覚を高めるための配慮である.観察者は裸眼あるいは矯正で正常な視力を持つ10名とする.二義的に解釈可能な運動刺激を用いて,刺激提示後に知覚される回転方向,および,その方向の回転持続時間を計測した.刺激を単純観察した際のこれらの値をベースラインとし,観察条件を変えるとこれらの特性がどのように変わるかを調べた.具体的には,体性感覚情報を同時に与えたときの変調率と刺激を能動的に操作したときの変調率とを比較した.本研究では,観察者に提示する視覚刺激として運動奥行き効果刺激を用いている.この刺激を観察者に提示し,刺激提示直後に知覚される回転方向の割合を調べている.この値をベースラインとし,観察条件を変えるとこれらの値がどのように変わるかを調べている.実験では,透明な円柱の表面にランダムドット光点が分布するような刺激を用いる.パーソナルコンピュータベースの視覚刺激生成装置を用いて刺激を生成し,ディスプレイに表示するとともに,観察者応答の取得や実験の制御を行っている.実験は暗室内で行い,ディスプレイ観察距離は33cm,刺激の回転速度は15rpm,刺激サイズは視角10度,単眼観察としている.刺激は,暗黒中の白色ランダムドットとして表現している.刺激操作用の入力にはクランクハンドルを用いている.観察者に対するディスプレイおよびクランクハンドルの配置は,ハンドルクランクの軸をディスプレイの下方に置き,刺激の回転軸とクランクの軸が同一直線上に乗るようにしている.また,クランク回転径と視覚刺激の径を同一としている.これは,観察者が刺激を操作している感覚を高めるための配慮である.観察者は裸眼あるいは矯正で正常な視力を持つ5名とし,実験を行っている.実験装置を構築し,実験を行うためのソフトウェアを作成した.これらの環境を用いて,すでに被験者を用いた実験を行い,データを取得している.取得済みのデータに関して分析を行い,研究を着手する前に想定したことと近い内容の結果を得ていることがわかってきた.研究は継続中であるが,これまでの結果を学会等で発表し,良い評価を得ている.観察者が対象を操作しているという「意識」が,観察対象の認知に与える影響を調べた.腕が受動運動する観察条件,および能動運動する観察条件で視覚刺激を提示した.このとき,視覚刺激と腕の運動を時空間的に一致させた.これらの観察条件での認知を調べ,比較した.観察条件による認知の違いを分析することで意識の影響や認知機序を探った.二義的に解釈可能な運動刺激を用いて,刺激提示後に知覚される回転方向,および,その方向の回転持続時間を計測した.刺激を単純観察した際のこれらの値をベースラインとし,観察条件を変えるとこれらの特性がどのように変わるかを調べた.具体的には,体性感覚情報を同時に与えたときの変調率と刺激を能動的に操作したときの変調率とを比較するなどして,刺激への能動的関与の効果を明らかにした.観察者が対象を操作しているという意識が,観察対象の認知に与える影響を調べた.腕が受動運動する観察条件と能動運動する観察条件で視覚刺激を提示した.視覚刺激と腕の運動を時空間的に一致させた.二義的に解釈可能な運動刺激を用いて,刺激提示後に知覚される回転方向,および,その方向の回転持続時間を計測した.刺激を単純観察した際のこれらの値をベースラインとし,観察条件を変えるとこれらの特性がどのように変わるかを調べた.

具体的には,体性感覚情報を同時に与えたときの変調率と刺激を能動的に操作したときの変調率とを比較するなどして,刺激への能動的関与の効果を示した.運動奥行き効果を用いて同様の問題を調べている.運動奥行き効果とは,二次元平面に投影された影からは元の三次元立体の形は分からないが,三次元立体を回転させ二次元平面に投影された影が動き始めると三次元立体の形が知覚される現象である.この効果による奥行き感は強力であるが,凹凸方向の知覚に関して曖昧性が残る.つまり,立体の回転方向が一意に決定できず,ネッカーキューブのように二義的解釈が可能なのである.運動奥行き刺激が提示されたとき,右回転あるいは左回転のどちらに見えるかは観察者には決められないし,右回転だと思って刺激を見続けていると,ある時点で急に回転方向が左に切り替わったりする.申請者は,観察者が手を用いて運動奥行き効果刺激の回転を制御した場合,凹凸曖昧性が解決されるか調べた.観察者による刺激の回転制御の入力にはトラックボールを用いた.実験の結果,刺激への関与が凹凸曖昧性解決に寄与することが分かった.今後も継続してデータを取得するとともに,学会発表のために,コントロール条件の充実を図りたい.本年度は,最終年度であるので,発表を行うとともに,論文の執筆を行いたい.視覚心理学以下の2つの観察条件で回転方向・持続時間を調べて,比較する.<観察条件1>観察者に手を用いて運動奥行き効果刺激の回転を制御させ,それに同期する視覚刺激を提示し,知覚される回転方向や持続時間を調べる.観察者にはハンドルを15rpmで回転させるよう指示する.回転速度を一定に維持するためにメトロノーム音を観察者に与える.<観察条件2>クランクハンドルをモーターで駆動し,視覚情報と同時に体性感覚情報を観察者に与える.このとき観察者は能動的に手を動かすのではなく,バンドでハンドルに手を縛り付けて受動的に動かしてもらう.回転速度は15rpmとする.実験装置の構築,ソフトウェア作成を行い,それを利用し被験者を用いた実験にてデータを取得しているが,データ数と分析がまだまだ不十分であるため.申請前から用いている実験装置に,機能追加する形で研究を進めている.初年度である,昨年度は,追加する機能の詳細を決定し,従来装置への組み込みを行ってきた.既存のコンピューターを使って動作確認を行った.試用後の評価に基づいて,さらに装置を改良する予定であったが,従来の装置で実験を行う必要が生じたため,この状態で研究を進めた.今後も継続してデータを取得するとともに,学会発表のために,コントロール条件の充実を図りたい.さらに、論文の執筆を行いたい.研究計画に乗っ取って,実験装置の改良を行い,予定していた実験を行う.口頭発表賞受賞
抗酸化作用に注目した人工呼吸器関連肺傷害予防法の開発

人工呼吸器関連肺傷害(VILI)の有効な予防法は確立されていないため、本研究では、マウスのVILIモデルを、換気回数、換気量、換気時間、呼気終末陽圧値を組み合わせた人工呼吸条件で確立し、これを用いて肺保護的な換気条件とVILI軽減に有用な薬物や栄養素を検討した。抗酸化作用のある薬物を投与した後、人工呼吸を実施してVILIの軽減を検討したが、有効性を確認できなかった。抗酸化物質を含む経管栄養剤を事前に投与したマウスにも人工呼吸を行ったが、VILIの軽減作用は認められず、糖尿病モデルマウスであるAKITAマウスへの人工呼吸も試みたが、呼吸条件と血糖値のコントロールが難しく、検討は困難だった。人工呼吸関連肺傷害の予防を研究するにあたり、まず適度な人工呼吸器関連肺傷害モデルの作成が必要である。そこで、マウスに吸入麻酔薬を投与して気管切開を行い、人工呼吸器(MidiVent、Hugo Sachs Ektronik社)を用いて換気回数、換気量、換気時間、PEEP値をいろいろ組み合わせた人工呼吸器条件で陽圧呼吸による換気を行った。血液ガス分析で炭酸ガス分圧が正常範囲内におさまる条件を検討し、各々の条件でBALFのタンパク濃度やBALF中の炎症性サイトカイン、ケモカインの測定をおこない、今後の実験でマウスに施す人工呼吸条件を検討した。1回換気量を肺保護換気、標準的換気、高容量換気をして7.5ml/kgBW、10ml/kgBW、15ml/kgBWの設定とし、人工呼吸を試み、適切な炭酸ガス分圧を維持できる換気回数、PEEP値および人工呼吸後のBAL中のタンパク濃度を検討し、肺傷害モデルの確立を試みた。それぞれの換気量で換気回数(回/分)それぞれ160、135、80、PEEP値(cmH2O)で各2、2、0.5で4時間の換気時間であれば、21%酸素濃度人工呼吸換気下でマウスが死亡することなく管理でき、かつ換気容量を増加させるにつれ、BAL中のタンパク濃度が上昇することが確認できた。BAL中の炎症性サイトカイン、ケモカインもほぼ換気容量依存的に増加しており、上記設定条件のいずれかを選択し、いろいろな程度の人工呼吸器関連肺傷害を発症させる条件、手技を確立した。次いで通常のマウスに、通常の経管栄養を一定期間投与して、各種条件で人工呼吸を行い、現在基礎的データを収集中である。人工呼吸療法は、呼吸不全時の呼吸サポートや全身麻酔時の呼吸管理など、広く使用されている。一方で、人工呼吸自体が肺に傷害をあたえる人工呼吸器関連肺傷害(ventilator induced lung injury:VILI)は大きな問題であり、患者に多大な損失を与える。また、治療期間延長により医療経済的にも大きなマイナスをもたらす。したがって、予防手段の開発は大変重要であるが、有効な方法は少ない。これまで申請者は、様々な抗酸化物質を投与して、その後人工呼吸を施行して、肺胞洗浄液や肺の検体を採取し分析してきた。現在のところ、人工呼吸器関連肺傷害の発生しやすい集中治療において実際に使用頻度が高く抗酸化作用があると言われている薬物を試したところでは、有意な差をもたらす薬物を同定することはできなかった。そこで引き続き、集中治療領域で経管による栄養療法が現在非常に重要な地位を占めることから、消化管からの栄養療法で肺傷害軽減を実現できないかということに着目した。抗酸化作用の物質を含む経管栄養剤とコントロールの経管栄養剤を1ー2週間マウスに与え、それらに人工呼吸を施し、同様に肺の検体を採取し、肺傷害の軽減作用が認められるかを検討した。しかし、抗酸化、コントロールによらず、いずれも通常の食餌よりも人工呼吸による侵襲自体に対する耐用性が低く、人工呼吸プロトコールの再検討が必要であり、様々な呼吸条件で試してみたものの、経管栄養剤の種類によって肺傷害の軽減作用を確認するには至っていない。特定の薬剤の抗酸化作用が、人工呼吸時に肺保護的に作用し人工呼吸器関連肺傷害を軽減する報告は実際あるが、今回の条件では、肺傷害自体があまり顕著でなく、いろいろな条件の修正を余儀なくされた。集中治療領域ではしばしば人工呼吸療法を行うが、主に急性期の短期治療であり、本実験系の薬物投与も事前から継続した長期投与ではなく短期間併用であったため、集中治療の実臨床には即しているものの、動物実験としては有意な結果が出なかった可能性が考えられる。また栄養的なアプローチは、一定期間事前投与して人工呼吸を試みてみたが、経胃管からの定量投与ではなく、あくまでもマウス自身の摂取に依存する形となり、十分量投与できていたか等解決すべき課題が多い人工呼吸器を使用する患者は多く、人工呼吸器関連肺傷害(VILI)が問題となっているが、有効な予防法は確立されていない。本研究では、マウスのVILIモデルを作成して抗酸化物質を投与することにより、VILIの軽減作用を確認し、新たな予防法の確立を目指した。マウスのVILIモデルは、換気回数、換気量、換気時間、呼気終末陽圧値を組み合わせた人工呼吸器の条件で作成した。血液ガス分析で、炭酸ガス分圧が正常範囲内となる条件を検討し、気管支肺洗浄液(BALF)のタンパク濃度やサイトカインを測定して肺傷害の指標とした。換気容量を増やすことでBALF中のタンパクやサイトカインの増加を確認し、様々な傷害レベルのVILIモデルを確立した。このモデルに、抗酸化物質の投与後に人工呼吸を実施してVILIの軽減を検討したが、有効性のある物質を同定することはできなかった。

そこで、経管栄養に着目し、消化管からの抗酸化物質の吸収によりVILIの軽減ができるか検討することにした。抗酸化物質を含む経管栄養剤を事前に投与したマウスに人工呼吸を行ったが、VILIの軽減作用は認められなかった。そこで、近年、糖尿病の患者数が増加していることから、糖尿病におけるVILIについて検討することにした。糖尿病モデルマウスのAKITAマウスを使用し、徐放型インスリン(Ins)埋め込みによる血糖コントロールモデルを作成した。このモデルに人工呼吸を実施したが、AKITAマウスのバックグラウンドであるC57BL/6マウスで4時間以上良好な状態で生存できる設定では、Ins埋め込み群が過度の低血糖となり死亡した。Ins埋め込み群が生存できる条件に変更しても、Ins非埋め込み群が致死的な高血糖となり死亡した。人工呼吸中の糖負荷も行ったが、血糖の維持ができず、AKITAマウスによるVILIの検討は困難だった。人工呼吸器関連肺傷害(VILI)の有効な予防法は確立されていないため、本研究では、マウスのVILIモデルを、換気回数、換気量、換気時間、呼気終末陽圧値を組み合わせた人工呼吸条件で確立し、これを用いて肺保護的な換気条件とVILI軽減に有用な薬物や栄養素を検討した。抗酸化作用のある薬物を投与した後、人工呼吸を実施してVILIの軽減を検討したが、有効性を確認できなかった。抗酸化物質を含む経管栄養剤を事前に投与したマウスにも人工呼吸を行ったが、VILIの軽減作用は認められず、糖尿病モデルマウスであるAKITAマウスへの人工呼吸も試みたが、呼吸条件と血糖値のコントロールが難しく、検討は困難だった。当施設外で人工呼吸器関連肺傷害の手技を習得し、今回、当施設で同様のモデルで研究を開始したが、学んだときとは異なる条件がいくつかあり、そのため機器の特性やマウスの侵襲に対する反応に違いがあったと考えられる。適切な条件を定める為に検討し、結論を出すのに想定以上に時間を要し、モデル条件の確定が遅れたことが理由と考えられる。糖尿病が免疫力に影響を与える事実は確認されている。多くの疾患のおいて糖尿病がリスク因子になっていることが多いが、人工呼吸器関連肺傷害に関しては糖尿病が保護的に働くという報告が多い一方、逆に悪化したという報告もあり、何らかの影響を肺にも与えうる可能性がある。糖尿病の患者は近年増加傾向であり、また集中治療を要する患者の多くは耐糖能異常を来しており、糖尿病の影響に人工呼吸の侵襲を加え、それらに抗酸化作用の薬剤、栄養を組み合わせて、肺傷害の差を確認できないかについて検討してみる。集中治療医学マウスに一定期間通常の経管栄養を投与(コントロール)し、または抗炎症作用・抗酸化作用を持つ物質を含む経管栄養を一定期間投与し(介入)て、先に定めた条件の人工呼吸を施行し、検体サンプルを採取する。抗炎症作用・抗酸化作用を持つ物質を含む経管栄養は手に入るものであり、現在2種類予定している。血液がス分析、BALのタンパク濃度測定を先行して行い、肺傷害の有無を予測する。コントロールの条件で肺傷害が大きく、介入のほうで肺傷害が軽減しそうな条件を確立したのち、その条件のサンプルでさらに組織学的検査、BALおよび肺組織の炎症性サイトカイン分析などを行っていく。
性差からみた新たな老年医学大系の構築-健康寿命の延長をめざして-

高齢者の疾患・病態の性差とその機序を解明する目的で研究を行った。老化過程の性差の解明では、アンドロゲンとその受容体ならびにSirt1の機能について、虚弱化の性差については要介護高齢者における性ホルモン、特にアンドロゲンの意義について、メタボリックシンドロームと動脈硬化の性差については性ホルモンの意義について基礎的、臨床的に検討を行い研究論文にまとめた。また、性差医療に関する実態調査では、診療・教育上の現状と要求をまとめた。今年度は、(1)老年疾愚および老年症候群の発症、病態における性差とその機序の解明(2)健康寿葡の性差の要因を解明とその知見に基づく健康寿命延長の方法の策定(3)老化の進行過程における性差の機序とその制御法の解明、について基礎・臨床研究を行った。老年疾患および健康寿命の性差に関して、虚弱高齢者のコホート約200名で得られたデータを解析し、血中性ホルモン濃度と虚弱化との関連は男女1で異なることを横断研究で明らかにした(論文投稿中)。来年度以降、追跡調査を行う予定である。一方、中年男性会社員約100名の横断および追跡調査では、5年間に性ホルモン濃度の明らかな変化はみられず、生活習慣病指標との関連もほとんど認めなかった。また、女性外来を中心に性差医療の実態と意識を全国規模で調査するためにアンケートを作成した。来年度、アンケート調査を実施する。老化の性差に関する基礎研究では、女性ホルモン、男性ホルモンともに血管内皮細胞の老化形質および血管平滑筋細胞の石灰化を抑制することを確認した。前者について、酸化ストレスおよび薬剤溶出ステントに使われる薬剤に誘導される老化形質をシロスタゾールが抑制すること(Arterioscler Thromb Vasc Biol, J AmColl Cardio1)、アンドロゲン受容体を介した細胞膜レベルでのeNOS活性化機構が存在することを報告(第31回日本高血圧学会総会)した。後者については、特にテストステロンがアンドロゲン受容体を介して増殖因子Gas6の転写を制御し、生存シグナルの活性化から石灰化抑制につながることもわかった(論文投稿中)。現在、全身の老化度を反映する指標として末梢血単核球のテロメア長や長寿遺伝子Sirt1の発現をアッセイするシステムを開発中であり、来年度以降、認知症や骨粗霧症といった老化疾患との関係、および性ホルモン濃度との関係を検討する予定である。1.老年疾患および老年症候群の発症、病態における性差とその機序の解明基礎研究では、動脈硬化のモデル動物(ラット頸動脈バルーン傷害、ビタミンD負荷による血管石灰化)、培養血管平滑筋細胞の石灰化モデルを用い、性ホルモン、アディポサイトカイン、ホモシステイン、ビタミンKなどの関与について検討した。メタボリックシンドロームに関しては、その発症に中心的役割を果たすとされる内臓脂肪を含めた体組成の性差に関する研究として、内臓脂肪の性差が動脈硬化性疾患発症の性差にどのような機序で関連するかを検討、また、メタボリック・シンドロームのモデル動物(ob/obマウス、db/dbマウス、Goto-Kakizakiラット、高脂肪食負荷ラット)を用い、その発症機序に関する基礎的研究を行った。臨床研究では、虚弱高齢者のコホート約200名での横断研究の追跡調査を行い、さらに認知症や骨粗鬆症といった老化疾患との関係、および性ホルモン濃度との関係を検討した。2.老化の進行過程における性差の機序とその制御法の解明老化の性差に関する基礎的研究では、全身の老化度を反映する指標として末梢血単核球のテロメア長や長寿遺伝子Sirt1の発現をアッセイするシステムの確立を目指し、nicotinamide adenine dinucleotide (NAD)依存性脱アセチル化酵素であるsilent information regulator 2 (sir 2)とその哺乳類ホモログであるSirt1をターゲットとして、性ホルモン、成長ホルモンなど加齢に伴い低下するホルモン、また、加齢とともに増加し動脈硬化、骨粗鬆症、認知症、老年症候群の共通要因として注目されているホモシステインによる老化制御機構の分子機序について、各種細胞(血管内皮細胞、血管平滑筋細胞、骨芽細胞、破骨細胞、神経細胞)を用いて検討し、赤ワインに含まれるポリフェノールであるresveratrolはSirt1刺激物質であることから、ポリフェノールの有する抗老化作用、抗動脈硬化作用との関連についても検討した。さらに「老化炎症仮説」では高齢者における炎症制御が老化制御のターゲットの一つと考えられているため、炎症反応に対する性ホルモンの作用についてマクロファージ培養細胞を用いて検討した1.老年疾患および老年症候群の発症、病態における性差とその機序の解明認知症を呈する老化促進マウスSAMP8を解析し、海馬の老化と長寿遺伝子Sirt1の発現低下がみられ、それに精巣のライディッヒ細胞の老化とテストステロン分泌が関与することを解明した(論文投稿中)。臨床研究では、中年男性生活習慣病患者を対象に、メタボリックシンドロームと血清性ホルモン濃度との関連を解析し、テストステロン低値がメタボリックシンドローム、特に内蔵肥満と関連することを示した(Hypertens Res 2010)。さらに、中高年男性

生活習慣病患者を追跡調査し、血清テストステロンの低下が独立した心血管疾患の発症リスクであることを報告した(Atherosclerosis 2010)。一方、軽度認知機能障害患者に対するアンドロゲン補充療法の効果を検討し、小規模ではあるが、男性ではテストステロン、女性ではdehydroepiandrosterone (DHEA)の投与により、非投与群に比べて有意な認知機能の改善効果を認めた(J Am Geriatr Soc 2010、Geriatr Gerontol Int 2010)。2.老化の進行過程における性差の機序とその制御法の解明血管の老化と性差に重要な形質である、内皮型NO合成酵素(eNOS)の活性と血管石灰化について性ホルモンの作用に関する研究を行った。アンドロゲン受容体は、eNOS、Sirt1、Caveolin-1などと結合しながらその機能修飾に関与することがわかった。血管平滑筋細胞の石灰化モデルでは、アンドロゲン受容体とエストロゲン受容体異なる機序で増殖因子Gas6の発現を制御し、両者とも石灰化抑制に作用することを明らかにした。全身の老化度を反映する指標として、末梢血単核球のテロメア長、Sirt1のmRNA発現をアッセイし、性ホルモンや動脈硬化、骨粗霧症、認知症、老年症候群との関連を示唆した。3.性差医療の実態に関するアンケート調査2,531病院に送付し、553病院から回答を得た。性差医療の体制不備が示され、今後取り組みが必要である。
膜腺腫および膜腺過形成における上皮細胞の研究

1.膜腺腫については、まず電顕で腫瘍細胞である上皮細胞を観察し、主に星状細胞より成る皮質型、多角細胞により成る髄質型、両細胞を含む混合型、強い角化細胞より成るハッサル小体型に分類した。次に、これらの型とリンパ球の関係をモノクロナール抗体による免疫組織化学染色で検討すると、皮質型にはCD1陽性の皮質型リンパ球を主とする多数のリンパ球が浸潤し、髄質型、ハッサル小体型ではリンパ球が減少し、CD3陽性の髄質型リンパ球が相対的に増加してした。これに対しinterdigitating細網細胞(IDC)は皮質型腫瘍には乏しく、髄質型、ハッサル小体型に多く見られた。これらの結果より、膜腺腫においても、正常膜腺に類似した腫瘍細胞の分化・機能の差異があり、これがリンパ球浸潤の程度に反映されていると思われた。2.胸腺過形成については、重症筋無力症(MG)の胸腺を対象とし、非MG成人の正常胸腺と比較しながら、上皮細胞、筋様細胞、Tリンパ球、Bリンパ球、形質細胞、IDCの細胞成分と基底膜とを免疫組織化学的に染色して解析した。その結果MG例では、髄質上皮が著明に拡大した血管周囲腔(PVS)で圧排・延長され、小型ハッサル小体が増加、胚中心はPVS中に在り、基底膜の局所的断裂を認めた。Bリンパ球は著増し、胚中心、PVS、髄質にび慢性に見られた。形質細胞、IDCもPVS、髄質にび慢性増多を呈した。筋様細胞は減少傾向にあり、ハッサル小体に群がる分布を示した。さらに、MGで過形成を呈さず、組織学的に著変のない胸腺に同様な免疫組織化学的染色を行った結果、これらにも胚中心の存在を除くと、程度は軽いものの過形成例と本質的に差異のない変化を認めた。したがってMGの胸腺では、リンパ濾胞過形成の有無に関わらず、基底膜の断裂を伴うような炎症(胸腺炎)が存在し、筋様細胞や髄質上皮に障害を来しているものと推論された。胸腺腫14例と正常胸腺3例を用い、免疫組織学的ならびに電顕的に検索して、腫瘍細胞である上皮細胞およびその微小環境の解析を試みた。パライイン切片には通常の組織学的染色とPAP法で1ysozyme,【α_1】-antichymatrypsin,S-100,desmin,免疫グロブリンL鎖(κ,λ)を染めた。また凍結切片の得られた胸腺腫7例および正常胸腺は、PAP法またはABC法で、抗keratin,抗HLA-DR,OKT-11,OKT-6,OKT-3,OKT-4(Leu-3a+3b),OKT-8,B1,抗κ,抗λ抗体を用い染色した。電顕的観察は全例に行った。その結果、(1)組織学的に胸腺腫14例をリンパ球浸潤程度につきpredominant(LP型),moderate(LM型),scant(LS型)に分けると、LP型4例,LM型5例,LS型5例であった。(2)リンパ球浸潤とS-100陽性のinterdigitating reticulum cell(IDC)

出現には逆相関が見られ、IDCはLP型全例とLM型1例で(-±)、他のLM,LS型9例では(-++)であった。なお対照胸腺ではIDCは髄質のみに認められた。(3)形質細胞は全体に少数だが、LS型の間質にやや目立った。(4)肥満細胞もLM,LS型に多い傾向が見られたが、貪食細胞は不規則な分布を示した。(5)凍結切片検索例で、リンパ球は大部分がT細胞(OKT-【11^+】,B【1^-】)であり、皮質性胸腺細胞(OKT-【6^+】,OKT-【4^+】and OKT-【8^-】)がリンパ球の減少と共に相対的減少を示し、LS型では成熟T細胞(OKT-【6^-】,OKT-【3^+】,OKT-【4^+】or OKT-【8^+】)が主体であった。(6)上皮細胞はLP型とLM型の一部でkerati【n^+】,HLA-D【R^+】だが、LM型の多くとLS型ではkerati【n^+】,HLA-D【R^-】であった。(7)電顕上、腫瘍細胞はLP型3例とLM型1例で皮質上皮細胞,LM型2例とLS型3例で髄質上皮細胞,LP型1例とLM型2例で混合型,LS型2例でHassall小体上皮細胞が主体であった。以上より、胸腺腫は皮質上皮,髄質上皮,Hassall小体のいずれかに分化を示し、リンパ球やIDCの出現もこれと関連していることを明らかにした。本年度は胸腺過形成さらに重症筋無力症の免疫組織化学的研究を行った.重症筋無力症の胸腺所見は, 10-15%に胸腺腫, 60-65%に過形成(胚中心の出現), 20-30%で著変なしとされている.しかし,後二者を胚中心の有無で二つに分ける根拠は必ずしも明確でない.そこで,我々は,この疾患の胸腺で胚中心を伴うもの(A群)10例,伴わないもの(B群)10例,また対照として非重症筋無力症の成人胸腺8例(C群)につき,主にホルマリン固定,また,一部アルコール固定や凍結(-80°C)標本にて検索した.結果は以下の通りである.(1)A, B群共にC群に比し小型ハッサル小体(K-904染色)の増加を見た.(2)A群で,髄質上皮(K-903染色)が胚中心を伴うリンパ濾胞で圧排されていた.基底膜(抗ラミニン, IV型コラーゲン,フィブロネクチン)染色では,これらのリンパ濾胞は拡大した血管周囲腔(PVS)にあり,全例に基底膜の局所的断裂を認めた. (3)B群でも髄質上皮を圧排するPVSの中等度拡大があり,やはり全例で基底膜の断裂部位を認めた. (4)C群でもPVSの軽度から中等度の拡大があったが,基底膜はほぼintactであった.(5)Bリンパ球(MX-PanB, MB-1染色)はC群でも髄質のハッサル小体の周囲に少なからず存在したが, A,B両群では著増し, PVSと髄質にび慢性に見られた.形質細胞(免疫グロブリン軽鎖染色)はC群ではPVSに少数存在, B群ではPVSと髄質に軽度増加, A群でも同部位に中等度の増加があった.(6)Interdigitating細網細胞(抗S-100蛋白染色)はC群では髄質のみに, A, B両群では髄質とPVSに見られ,数も増加していた.(7)筋様細胞(抗デスミン,ミオグロビン染色)はA, B群で減少傾向にあり,特にA群でハッサル小体周囲に集まる傾向が見られた.以上, A群とB群の間には免疫組織化学的に本質的差異を認めず,いずれも胸腺炎の像を呈していることが分かった.本年度はペルオキシダーゼ標識ABC(POXーABC)法とアルカリフォスファターゼ標識ABC(ALPーABC)法による二重免疫酵素染色(double immunoenzymatic labeling)で、昨年度に引き続き重症筋無力症胸腺の濾胞過形成例と非過形成例の更なる解析を試みた。使用したのは昨年度と同様症例のホルマリン固定・パラフィンブロック標本で、一部にアルコール固定標本も併用した。
創造的コラボレーションにおける観察の役割の解明

これまでの協同問題解決研究では,ペアの二人が十分な言語的な情報のやり取りをすることが可能な場面を想定して実験的な検討がなされてきたが,言語的な情報のやり取りがまったく行えず,他者の行動を観察することしかできない場面での協同も実際には数多く存在する。本研究では,そのような場面での協同問題解決の効果を実験的に検討した。昨年度の研究で,典型的な洞察課題の一つであるTパズルを使用して,自分自身での課題への取り組み(以下,試行)と他者の取り組みの観察(以下,他者観察)を交互に行うことが洞察問題解決に及ぼす影響について検討した。その結果,試行と他者観察を交互に行った場合には洞察問題解決が促進されたのに対して,同じく試行と観察を交互に行っても,観察対象が自分自身の直前の試行(以下,自己観察)である場合には洞察問題解決を促進することにはならないことが示された。このことから,他者の遂行を観察することが洞察問題解決を促進する上で重要なことが示唆された。上記の結果が得られた理由として,2つの可能性が考えられる。第一は,自己観察と他者観察とでは得られる情報の多様性が異なるため,他者観察の場合のみ多様な情報が得られ,その結果洞察が生じたという可能性である。第二は,自己観察と他者観察とでは観察する際の「構え」(attitude)が異なり,自己観察では自分の試行を確証的に捉えて疑わないのに対して,他者観察では他者の試行を懐疑的に捉えるため,そのことが洞察を促進したという可能性である。今年度は,上記の第二の可能性を実験的に検討した。具体的には,同じくTパズルを用いて,(1)一人で課題に取り組む条件(個人条件),(2)一人で課題に取り組むが,30秒ごとに試行と自己観察を繰り返す条件(自己観察条件),(3)試行と自分観察を交互に繰り返す点では自己観察条件と同じだが,自分の過去の試行を他者の試行だと教示されて問題解決に当たる条件(偽他者観察条件),(4)30秒ごとに試行と他者観察を交互に行いながら二人で課題に取り組む条件(他者観察条件)の4条件を設定し,問題解決成績と解決プロセスを比較した。その結果,問題解決成績は「自己観察条件<個人条件<偽他者観察条件【!=】他者観察条件」であった。この結果は,たとえ観察対象が自己の試行であっても,それを他者のものだとして(懐疑的に)捉えることで問題解決を妨害していた制約が緩和され,結果的に洞察が促進されることを意味しており,上述した第二の可能性,すなわち観察の構えが洞察問題解決に影響を与える可能性が実験的に示唆されたと言える。これまでの協同問題解決研究では,ペアの二人が十分な言語的な情報のやり取りをすることが可能な場面を想定して実験的な検証がなされてきたが,実際にはそのような場面ばかりで協同を行うわけではない。すなわち,言語的な情報のやり取りがまったく行えないか制限されている場面での協同も数多く存在する。研究1では,協同問題解決の文脈で,自分自身での課題への取り組み(以下,試行とする)と他者の取り組みの観察(以下,他者観察とする)を交互に行うことが洞察問題解決に及ぼす影響について,心理実験により検討した。具体的には,典型的な洞察課題の一つであるTパズルを使用し,(1)一人で課題に取り組む条件(個人条件),(2)20秒ごとに試行と他者観察を交互に行いながら二人で課題に取り組む条件(試行・他者観察ペア条件),そして,(3)一人で課題に取り組むが,20秒ごとに試行と自らの直前の試行の観察(以下,自己観察とする)を交互に行う条件(試行・自己観察条件)の3条件を設定し,制限時間20分間での解決成績を比較した。また,解決成績に加えて,制約の動的緩和理論(開・鈴木,1998)に基づいて,解決プロセスへの影響も検討した。その結果,試行と他者観察を交互に行うことによって,言語的なやりとりがなくても,解決を阻害する不適切な制約の緩和が促進され,結果として洞察問題解決が促進されることが明らかとなった。その一方で,試行と観察を交互に行うという手続きは共通であっても,観察対象が自分自身の直前の試行である場合には,制約の緩和を促進せず,洞察問題解決を促進することにはならないことも示された。研究2では,ルール発見課題を用いて,協同して問題解決にあたるパートナーから示されるアイデアに対する評価や批判といったメタレベルの働きかけが表象変化に及ぼす影響を検討した。その結果,パートナーの思考状態を十分に吟味していれば,具体的なアイデアの提案を行わず,メタレベルの働きかけを行うだけでも,自由にやりとりのできる協同状況と同程度に,適切な方向への仮説変更を促進できることが示された。

その結果,試行と他者観察を交互に行った場合には洞察問題解決が促進されたのに対して,同じく試行と観察を交互に行っても,観察対象が自分自身の直前の試行(以下,自己観察)である場合には洞察問題解決を促進することにはならないことが示された。このことから,他者の遂行を観察することが洞察問題解決を促進する上で重要なことが示唆された。上記の結果が得られた理由として,2つの可能性が考えられる。第一は,自己観察と他者観察とでは得られる情報の多様性が異なるため,他者観察の場合のみ多様な情報が得られ,その結果洞察が生じたという可能性である。第二は,自己観察と他者観察とでは観察する際の「構え」(attitude)が異なり,自己観察では自分の試行を確証的に捉えて疑わないのに対して,他者観察では他者の試行を懐疑的に捉えるため,そのことが洞察を促進したという可能性である。今年度は,上記の第二の可能性を実験的に検討した。具体的には,同じくTパズルを用いて,(1)一人で課題に取り組む条件(個人条件),(2)一人で課題に取り組むが,30秒ごとに試行と自己観察を繰り返す条件(自己観察条件),(3)試行と自分観察を交互に繰り返す点では自己観察条件と同じだが,自分の過去の試行を他者の試行だと教示されて問題解決に当たる条件(偽他者観察条件),(4)30秒ごとに試行と他者観察を交互に行いながら二人で課題に取り組む条件(他者観察条件)の4条件を設定し,問題解決成績と解決プロセスを比較した。その結果,問題解決成績は「自己観察条件<個人条件<偽他者観察条件【!=】他者観察条件」であった。この結果は,たとえ観察対象が自己の試行であっても,それを他者のものだとして(懐疑的に)捉えることで問題解決を妨害していた制約が緩和され,結果的に洞察が促進されることを意味しており,上述した第二の可能性,すなわち観察の構えが洞察問題解決に影響を与える可能性が実験的に示唆されたと言える。
新規mTORシグナル伝達機構による細胞がん化促進機構の解明

本研究では、mTORC1の活性化因子Rhebの結合タンパク質として申請者らが同定したSmgGDSが、Rheb-mTORC1シグナル伝達経路を調節する分子機序について解析を行う。また、mTORC1の新規基質候補タンパク質に関して、これらの機能制御を明らかにすることを目的としている。また、mTORC1活性化が高頻度で見られる悪性中皮腫(中皮細胞がん)に着目し、mTORC1シグナル関連因子の役割を明らかにし、SmgGDSが悪性中皮腫の治療標的となるか評価する予定である。SmgGDSはRhebの局在制御に関わる可能性が考えられること、また、Rhebの活性化因子や局在制御因子はこれまでに同定されていないことから、まずはじめにSmgGDSによるRhebの局在制御機構の可能性について解析した。細胞を細胞質および細胞膜画分に分画したところ、Rhebは細胞膜画分だけでなく細胞質画分に多く存在することが明らかとなった。また、蛍光染色による局在解析でもRhebの局在を確認した。次にSmgGDSをノックダウンしたところ、Rhebの細胞質画分が減少し、反対に細胞膜画分の量が増大した。このことから、SmgGDSはRhebの局在に影響を与えると考えられた。また、Rhebの変異体を作成し、SmgGDSとの結合を検出したところ、一部変異体が強くSmgGDSと結合することを見出した。一方、mTORC1活性化に関わる細胞外アミノ酸量や血清濃度はRhebの局在を変化させなかった。これらの結果から、SmgGDSによるRheb-mTORC1制御の分子機構について、これまでに報告されてきたmTORC1制御機構とは異なる新しい制御機構が存在する可能性が示唆された。新規mTORC1基質に関しては、次年度からの解析のため、特定したリン酸化部位に対する非リン酸化変異体およびリン酸化ミミック変異体等を作成した。Rhebは細胞の様々な機能を制御するmTORC1の直接の活性化因子であるが、Rhebの制御機構についてはいまだ不明な点が多かった。今回、Rhebと新規結合因子SmgGDS1との結合様式について解析を行い、Rhebの変異体がSmgGDSとの結合に影響を及ぼす結果が得られた。さらに、SmgGDSのノックダウンによりRhebの局在に変化が見られることがわかった。これらの結果から、SmgGDSによるRhebの制御の可能性、およびRheb-SmgGDSの結合を調節する分子機構の存在が示唆された。また、mTORC1新規基質候補の解析準備も順調に進んでおり、本研究はおおむね順調に進んでいるといえる。今後は、SmgGDSによるRhebの局在制御についてさらに検討を行うとともに、この制御がRhebによるmTORC1活性化に影響を及ぼすか検討する。また、mTORC1シグナル伝達経路の活性化が高頻度におきている中皮腫細胞を複数株使用し、SmgGDSががん治療の標的となるか検討する。mTORC1基質については変異体を用いて基質リン酸化による機能制御や細胞機能に対する役割を検討する。SmgGDS-RhebによるmTORC1制御の解析についての研究について興味深い知見が得られた際にはこちらの解析を優先し、マウスを用いた中皮腫細胞移植実験を開始する。

さらに、SmgGDSのノックダウンによりRhebの局在に変化が見られることがわかった。これらの結果から、SmgGDSによるRhebの制御の可能性、およびRheb-SmgGDSの結合を調節する分子機構の存在が示唆された。また、mTORC1新規基質候補の解析準備も順調に進んでおり、本研究はおおむね順調に進んでいるといえる。今後は、SmgGDSによるRhebの局在制御についてさらに検討を行うとともに、この制御がRhebによるmTORC1活性化に影響を及ぼすか検討する。また、mTORC1シグナル伝達経路の活性化が高頻度におきている中皮腫細胞を複数株使用し、SmgGDSががん治療の標的となるか検討する。mTORC1基質については変異体を用いて基質リン酸化による機能制御や細胞機能に対する役割を検討する。SmgGDS-RhebによるmTORC1制御の解析についての研究について興味深い知見が得られた際にはこちらの解析を優先し、マウスを用いた中皮腫細胞移植実験を開始する。所有する試薬類を使用して一部実験を行うことができたために未使用額が生じた。来年度もこれらの試薬類を使用して解析を行うため、未使用額はその購入経費に充てることとしたい。