hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
両生類モデルを用いた環境応答に連鎖する造血制御機構の研究

<目的>アフリカツメガエルの造血は主に肝臓で行われ、骨髄は脂肪で満たされているが、低温(5度)刺激により脂肪髄における造血が誘導される。本モデルは従来のモデル動物はで解析が困難であった「温度と造血、脂肪髄での造血」といった課題に対して有用だと考えられる。本研究では造血幹/前駆細胞を指標とし、低温時における造血関連分子の変化を明らかにする。<研究成果>1.造血の指標として未同定であったツメガエル造血幹/前駆細胞の検出系を確立した。作出したツメガエルMplモノクローナル抗体および血小板に相当する細胞である有核の栓球を認識するモノクローナル抗体(T12)を組み合わせ、フローサイトメトリー法により細胞を分画した。その結果、Mpl+T12-細胞の大きさを示す前方散乱光(FSC)の小さい画分を分取すると形態的に未熟な細胞が濃縮された。本細胞の多分化能および生着能をコロニーアッセイ、移植実験によりそれぞれ確認した。よって、Mpl+T12-FSClow細胞には高度に造血幹/前駆細胞が濃縮されることが明らかとなった。2.低温刺激により骨髄中の造血幹/前駆細胞が増殖することを示した。Mpl+T12-FSClow細胞数は低温刺激により骨髄でのみ優位に増加した。さらに、造血幹細胞の増殖因子であるTPOの骨髄内での発現量が増加していることを確認した。3.低温刺激により骨髄細胞が増殖することが示唆された。マイクロCTによる骨髄環境の変化を解析すると低温刺激により骨環境が変化していく所見を得た。低温暴露に伴う組織、および骨形成関連遺伝子の発現量の変化を解析したところ、低温刺激により骨細胞の分化能が増加することが示唆された。
希少金属を含まずに室温でリン光を発する有機分子の創製

イリジウムなどの希少金属を含まずに室温で効率よくリン光を発する有機分子の創製を目的として、1,4ービス(アロイル)ー2,5ージハロベンゼンを設計し、その合成と物性評価を進めた。ハロゲンを臭素とする誘導体のいくつかにおいては室温リン光が発現することを明らかにした。そして、アロイル基の種類を変えることにより発光色を変化させることができることがわかった。室温、大気下という測定条件において、しかも固体サンプルからこのようにリン光発光が認められたことは、励起三重項状態は通常、室温、大気下においては容易に失活してしまって全く発光に至らないことを考慮すると、大変注目すべき結果である。イリジウムなどの希少金属を含まない有機分子から室温リン光を実現することを目的として、昨年度合成した2,5ージブロモー1,4ージアロイルベンゼンの物性評価を行った。その結果、アロイル基が4ートリフルオロメチルフェニル基である誘導体の結晶が、発光極大波長448 nm、発光量子収率0.18で青色発光することを明らかにした。発光寿命測定の結果から、この青色発光は発光寿命が88.7マイクロ秒および417マイクロ秒である2種類の発光成分からなることがわかり、またその寿命の長さ、発色団の有効共役長と報告されている類縁化合物の発光特性との比較により、この長寿命発光はリン光であると帰属した。同様に、アロイル基が3ーチエニル基である誘導体の結晶では、発光極大波長が498 nm、発光効率0.14という青緑色発光を観測することができた。さらに、アロイル基を4ーメトキシフェニル基にすると、その発光色は緑色(発光極大波長530 nm、発光効率0.05)にまで長波長シフトすることも明らかにした。いずれも、ミリ秒という大変長い寿命を有する発光であることを寿命測定から確かめた。それぞれの単結晶のエックス構造解析を行ったところ、いずれもパイーパイスタッキングのような芳香環どうしの重なり合う形式のパッキングはとっていないことがわかった。また、アロイル基がフェニル基である分子の単結晶では、臭素と隣接分子のカルボニル基とのハロゲン結合の存在が示唆された。室温でリン光を効率よく発光する有機固体の創製は、励起三重項状態を効率よく生成する電子構造の設計に加え、濃度消光や熱失活が起こりにくい分子凝集構造の構築を同時に実現するクリスタルエンジニアリングが求められる学術的に極めて挑戦的な課題である。本研究は、水素結合やハロゲン結合可能な官能基を導入した1,4-ビス(アロイル)-2,5-ジハロベンゼンを設計・合成し、その固体発光特性や結晶構造解析を行い、室温リン光を発する有機材料の分子設計指針を確立することが目標である。今年度は、ジブロモテレフタル酸を出発化合物にして、まずこれに塩化チオニルを作用させて対応する酸クロリドへと導いたのち、続いてメチルメトキシアミンを作用させて、対応するワインレッブアミドを調製した。得たワインレッブアミドに、配位結合可能なアルコキシ基やアミノ基が4位に置換するフェニルグリニャール反応剤やハロゲン結合形成可能なピリジル基を有するグリニャール反応剤を反応させることにより、それぞれ対応する1,4-ビス(アロイル)-2,5-ジブロモベンゼンを中程度ないし良好な収率で合成した。合成した化合物のいくつかは、紫外光を照射すると、固体状態で青色ないし青緑色の発光を示すことを認めた。また、アロイル基の4位にメトキシ基やトリフルオロメチル基の置換する誘導体については、良質の単結晶を得ることができたので、X線回折による結晶構造解析に成功した。その結果、ハロゲンとしてヨウ素が置換する誘導体では室温リン光は残念ながら観測されなかった。それに対して、ハロゲンを臭素とする誘導体においては室温リン光が発現することを明らかにした。具体的には、アロイル基が4ートリフルオロメチル基である誘導体からは青色リン光(発光極大波長448 nm)が、3ーチエニル基である誘導体からは青緑リン光(発光極大波長498 nm)が、4ーメトキシフェニル基である誘導体からは緑色リン光(発光極大波長530 nm)を観測した。すなわち、アロイル基の種類を変えることにより発光色を変化させることができることがわかった。なお、リン光の同定は、発光寿命測定ならびに発光の低温測定などにより行った。また、それぞれの発光量子収率は、0.18、0.14、0.05であった。

室温、大気下という測定条件において、しかも固体サンプルからこのようにリン光発光が認められたことは、励起三重項状態は通常、室温、大気下においては容易に失活してしまって全く発光に至らないという一般的傾向を考慮すると、大変注目すべき結果であり、特に量子収率が0.18を記録したことは特筆に値する。まとめると、分子設計の工夫により希少金属を含まない有機分子から室温においてリン光を取り出すことが可能であるとともに、発光色調節のためにはアロイル基の電子構造を変えることが有効であることを明らかにした。有機材料化学室温で可視光のリン光発光を実現する金属を含まない有機分子をいくつか創製することに成功したので、本研究の目的に照らして概ね順調に進展していると判断している。平成22年5月に所属機関を異動したのに伴い、現所属機関での実験室の立ち上げに相応の時間を要したため、予定よりやや遅れている。今後の研究視点として、ハロゲン効果の調査、ハロゲンとアロイル基の位置関係の精査、設計発色団とハロゲン結合や水素結合可能な二官能性分子を設計分子と混合して、共結晶の作成に取り組み、より高効率のリン光発光の実現を目指す。また、低温測定によるリン光特性のデータ増強にも取り組む予定である。異動に伴う実験室立ち上げは昨年度内に完了しているので、今年度は当初の計画にしたがって、設計分子の合成と物性評価、構造決定を迅速かつ効率的に進めて、研究を推進する予定である。次年度使用額が生じたのは、研究初年度に所属機関の異動に伴って研究活動の小規模な遅延が発生したことに由来する(2年目である昨年度は実支出額がおおよそ計画通りとなっている)。次年度使用に相当する助成金は、今年度大いに注力する予定である発光特性の低温測定にかかる分光器オプションや消耗品などの購入に充当し、本研究の目的達成のために最大限有効活用する予定である。次年度使用額が発生したのは、所属機関を異動したのに伴い、現所属機関での実験室の立ち上げに相応の時間を要し、研究推進のペースが予定を下回ってしまったためである。今年度の研究費の主たる部分は、合成実験のための有機溶媒、有機薬品、ガラス器具、プラスチック器具など消耗品の購入に充当する予定である。
単層カーボンナノチューブの基板上直接生成と光学・熱デバイスへの応用

本年度はまず前年度に得られた単層カーボンナノチューブ(以下,SWNT)の光学異方性に関する知見をまとめ,学術雑誌への投稿・発表を行った.具体的には,垂直配向単層カーボンナノチューブ膜(以下,VA-SWNT膜)のラマン散乱及び光吸収の異方性を見出し,特に後者においては,の紫外域(5.2eV付近)に存在するSWNT軸に直交方向の偏光により励起される光吸収を,グラファイトとの関連性及び過去の電子エネルギー損失分光の報告結果を基にしπプラズモン励起と帰着した.続いて,この帰着に対する確証実験として電気化学ポテンシャル及び周囲媒体の誘電率を変化させ,これらがVA-SWNT膜の光吸収スペクトルに及ぼす影響を計測した.これらの実験結果より,当該紫外吸収ピークがπプラズモンとした時に予測される挙動と一致した変化を示すことが確認された.以上の研究から得られた一連の知見はSWNTの光学応用を考える上で重要なものと考えられる.さらに,上記研究とは別に,VA-SWNT試料を温水中に挿入するとVA-SWNT膜がスムーズに基板から剥離される事を見出し,剥離された膜が垂直配向を保ったまま任意の基板表面に転写可能なことを示した.具体的には,本手法により,透明プラスチック膜やCPU等の電子回路上といった,耐熱性・化学安定性を有しない固体表面にもVA-SWNT膜の付着が可能となった.本研究で見出した剥離・再付着法は,VA-SWNT膜の応用可能範囲を大きく拡大するものと考えられる.以上まとめるに,本研究においては研究課題「単層カーボンナノチューブの基板上直接生成と光学・熱デバイスへの応用」を実施し,その遂行を通じてSWNTの光学及び熱応用の可能性が示されたと考えられる.本年度はまず,前年度に世界で初めて開発に成功した垂直配向単層カーボンナノチューブ膜の成長過程を解明すべく,研究を進めた.具体的にはCVD炉内にレーザー光を入射し,垂直配向単層カーボンナノチューブ膜の光透過量変化から成長過程のリアルタイム測定を行い,膜成長速度がCVD時間と共に低下し,やがて成長停止することを示した.そこで,成長挙動を説明すべく触媒失活に基づいたモデルを構築し,実験で計測された成長曲線の説明に成功した.また,この原因がエタノールからの水に起因した酸化失活であるという手がかりを得ることができた.同時に,この垂直配向単層カーボンナノチューブ膜を用いることにより,単層カーボンナノチューブの偏光に依存した光物性解明を精力的に進めてきた.主な成果として,世界で初めて赤外-紫外にわたり単層カーボンナノチューブの光吸収特性及びその偏光依存性の解明に成功し,かつその著しい紫外吸収の由来を説明することに成功した.またその吸収由来をグラファイトの光吸収特性と関連を示したことで,非常に有益な知見が得られた.また,垂直配向単層カーボンナノチューブ膜を用いた偏光ラマン測定からは,スペクトル形状が入射偏光条件によって著しく異なるスペクトル形状を示すことを発見した.このような偏光依存性測定のみならず,分子吸着などによっても著しいスペクトル変化を示した.これは共鳴条件は偏光或いは周囲環境で大きく変化し,ナノチューブ固有のスペクトルではないことを明白に示している.またこの結果は,従来報告されているナノチューブ軸と直交する場合の共鳴理論と矛盾しない.以上のように,本年度は,1)垂直配向単層カーボンナノチューブ膜の成長過程解明,2)単層カーボンナノチューブの偏光に依存した光吸収特性,及びその3)ラマン散乱特性,を解明するに至った.本年度はまず前年度に得られた単層カーボンナノチューブ(以下,SWNT)の光学異方性に関する知見をまとめ,学術雑誌への投稿・発表を行った.具体的には,垂直配向単層カーボンナノチューブ膜(以下,VA-SWNT膜)のラマン散乱及び光吸収の異方性を見出し,特に後者においては,の紫外域(5.2eV付近)に存在するSWNT軸に直交方向の偏光により励起される光吸収を,グラファイトとの関連性及び過去の電子エネルギー損失分光の報告結果を基にしπプラズモン励起と帰着した.続いて,この帰着に対する確証実験として電気化学ポテンシャル及び周囲媒体の誘電率を変化させ,これらがVA-SWNT膜の光吸収スペクトルに及ぼす影響を計測した.これらの実験結果より,当該紫外吸収ピークがπプラズモンとした時に予測される挙動と一致した変化を示すことが確認された.以上の研究から得られた一連の知見はSWNTの光学応用を考える上で重要なものと考えられる.さらに,上記研究とは別に,VA-SWNT試料を温水中に挿入するとVA-SWNT膜がスムーズに基板から剥離される事を見出し,剥離された膜が垂直配向を保ったまま任意の基板表面に転写可能なことを示した.具体的には,本手法により,透明プラスチック膜やCPU等の電子回路上といった,耐熱性・化学安定性を有しない固体表面にもVA-SWNT膜の付着が可能となった.本研究で見出した剥離・再付着法は,VA-SWNT膜の応用可能範囲を大きく拡大するものと考えられる.以上まとめるに,本研究においては研究課題「単層カーボンナノチューブの基板上直接生成と光学・熱デバイスへの応用」を実施し,その遂行を通じてSWNTの光学及び熱応用の可能性が示されたと考えられる.
横紋筋肉腫における血管新生制御因子Vasohibin2の機能解析と新規治療法開発

VASH2の高発現する胞巣型横紋筋肉腫細胞RH30(親株)とそのVASH2欠損細胞株(VASH2KO)を用いて、in vitro及びin vivoの実験系で互いの性質の違いを比較検討した。VASH2KOは親株と比して、チューブリン脱チロシン化レベルが顕著に低下しており、細胞外マトリクスへの接着性が低下していた。同様の結果は、脱チロシン化阻害剤であるParthenolideを親株に処理した場合でも確認された。通常の二次元培養における細胞増殖能には両者に明確な差が認められなかったが、VASH2KOでは三次元培養におけるスフェロイド(細胞凝集塊)形成能が減弱する傾向が確認された。in vivoの評価のためヌードマウスへの皮下移植実験を行ったところ、VASH2KOは親株と比して腫瘍の発育が有意に抑制され、腫瘍組織切片の比較においても、VASH2欠損によって細胞増殖マーカーKi-67の発現が減少していた。親株の移植によって形成された腫瘍組織では、低酸素領域とネクローシス領域が広範囲に確認されたが、VASH2KOの腫瘍組織では両方とも低減されていた。精製蛋白を用いた実験においては、VASHはSVBPと複合体を形成することによって、リン脂質結合性に変化が生じることを確認した。また、VASH2ーSVBP複合体蛋白とRH30細胞の抽出液を用いて、アフィニティー精製により結合蛋白を探索したところ、チューブリンをはじめとする細胞骨格関連因子・核内因子・キナーゼ等を同定した。以上の結果は、横紋筋肉腫の悪性化におけるVASH2の作用メカニズムを理解するために重要な成果であると考えられる。当該年度に計画していた実験を遂行し、横紋筋肉腫細胞におけるVASH2の発現がin vitroのスフェロイド形成とin vivoの腫瘍形成能に影響を与えることを新たに見出すことができた。また、バキュロウイルス発現系による精製蛋白を用いた生化学的解析により、VASHはSVBPと複合体を形成することでリン脂質との結合性に変化が生じることを新たに見出すとともに、質量分析によりVASHの基質蛋白であるチューブリン以外の機能性蛋白も同定することが出来た。いずれも本研究の目的達成のための重要な成果であり、現在まで順調に進展していると自己評価した。(1)横紋筋肉腫の悪性化におけるVASH2の機能解析:これまでの結果を踏まえ、VASH2によるRH30細胞の微小管動態と細胞周期の進行に与える影響を調べると共に、マイクロアレイ解析によりVASH2の発現レベルに連動して変化する遺伝子を網羅的に解析する。加えて、ルシフェラーゼ遺伝子を安定導入したRH30細胞をヌードマウスへ移植し、VASH2の発現の有無によって組織への浸潤や転移能に影響があるかどうかin vivoイメージングで解析する。また、VASH2のリン脂質結合性や脱チロシン化活性を欠失した変異体をRH30細胞に安定導入することによって浸潤や転移能に影響があるかどうか検証する。(2)横紋筋肉腫におけるVASH及びSVBPに結合する蛋白の同定とその機能解析:細胞外或は細胞膜上に存在するVASH2結合蛋白を同定するため、ビオチンリガーゼとVASH2-SVBP複合体の融合蛋白をRH30細胞に処理し、ビオチン化された膜蛋白や細胞外因子を単離・同定する。同定された蛋白の中でがん細胞の浸潤や転移に関わると予想されるものについては、結合の特異性を確かめた後に、発現ベクターやsiRNAを作製し、RH30細胞の機能制御に対する影響を調べる。(3)中和抗体・ドミナントネガティブ変異体・阻害ペプチド・アンチセンスオリゴ・siRNAによる横紋筋肉腫の悪性化に対する抑制効果の検証:(2)で実際に結合が確認された蛋白については、ドメイン構造の解析を進め、結合に必要なアミノ酸を同定して、阻害ペプチドとドミナントネガティブ変異体の作製を試みる。また、VASH2や結合蛋白に対するアンチセンスオリゴ・sRNAをRH30細胞の移植モデルに処理し、腫瘍形成能・組織浸潤・転移への影響を確かめる。また、VASH2ーSVBP複合体蛋白とRH30細胞の抽出液を用いて、アフィニティー精製により結合蛋白を探索したところ、チューブリンをはじめとする細胞骨格

関連因子・核内因子・キナーゼ等を同定した。以上の結果は、横紋筋肉腫の悪性化におけるVASH2の作用メカニズムを理解するために重要な成果であると考えられる。当該年度に計画していた実験を遂行し、横紋筋肉腫細胞におけるVASH2の発現がin vitroのスフェロイド形成とin vivoの腫瘍形成能に影響を与えることを新たに見出すことができた。また、バキュロウイルス発現系による精製蛋白を用いた生化学的解析により、VASHはSVBPと複合体を形成することでリン脂質との結合性に変化が生じることを新たに見出すとともに、質量分析によりVASHの基質蛋白であるチューブリン以外の機能性蛋白も同定することが出来た。いずれも本研究の目的達成のための重要な成果であり、現在まで順調に進展していると自己評価した。(1)横紋筋肉腫の悪性化におけるVASH2の機能解析:これまでの結果を踏まえ、VASH2によるRH30細胞の微小管動態と細胞周期の進行に与える影響を調べると共に、マイクロアレイ解析によりVASH2の発現レベルに連動して変化する遺伝子を網羅的に解析する。加えて、ルシフェラーゼ遺伝子を安定導入したRH30細胞をヌードマウスへ移植し、VASH2の発現の有無によって組織への浸潤や転移能に影響があるかどうかin vivoイメージングで解析する。また、VASH2のリン脂質結合性や脱チロシン化活性を欠失した変異体をRH30細胞に安定導入することによって浸潤や転移能に影響があるかどうか検証する。(2)横紋筋肉腫におけるVASH及びSVBPに結合する蛋白の同定とその機能解析:細胞外或は細胞膜上に存在するVASH2結合蛋白を同定するため、ビオチンリガーゼとVASH2-SVBP複合体の融合蛋白をRH30細胞に処理し、ビオチン化された膜蛋白や細胞外因子を単離・同定する。同定された蛋白の中でがん細胞の浸潤や転移に関わると予想されるものについては、結合の特異性を確かめた後に、発現ベクターやsiRNAを作製し、RH30細胞の機能制御に対する影響を調べる。(3)中和抗体・ドミナントネガティブ変異体・阻害ペプチド・アンチセンスオリゴ・siRNAによる横紋筋肉腫の悪性化に対する抑制効果の検証:(2)で実際に結合が確認された蛋白については、ドメイン構造の解析を進め、結合に必要なアミノ酸を同定して、阻害ペプチドとドミナントネガティブ変異体の作製を試みる。また、VASH2や結合蛋白に対するアンチセンスオリゴ・sRNAをRH30細胞の移植モデルに処理し、腫瘍形成能・組織浸潤・転移への影響を確かめる。国際学会への参加を見送ったことと論文投稿をおこなわなかったことが主な要因となり、次年度使用額が生じる結果となった。現在、論文投稿に向けた準備を進めており、今回の繰越額と次年度に論文投稿料として計上した額を合わせて、英文校正及び投稿を完了する計画です。
心不全の病態における樹状細胞の機能解析と、樹状細胞を標的とした心不全治療の研究

ヒト心不全症例において免疫反応の中心を担う「樹状細胞」に焦点をあてヒト心不全症例で検討を行なった。心不全の病態と樹状細胞の数、活性化マーカーは相関していた。さらに樹状細胞の動態は心機能や心筋障害の指標とも相関し、予後とも関連していた。マウスにおいて樹状細胞に心筋特異的蛋白を認識させ投与すると、自己免疫性心不全を発症することを明らかにした。この心不全モデルマウスにシンバスタチンを前投与すると、炎症、心不全の程度の改善を認めた。マウスの樹状細胞を培養し、シンバスタチンを前投与して活性化させたところ、樹状細胞の活性化マーカー、及び炎症性サイトカインの著明な抑制を認めた。以上の結果より、心不全の病態形成に炎症を介した樹状細胞の関与が示唆され、スタチン投与により樹状細胞を抑制し、心不全治療の新たな標的となりうる事が示唆された。我々はヒト心不全症例において、病態形成に樹状細胞が関与しているかどうかを明らかにするため、まず久留米大学病院心臓・血管内科に入院となった急性心不全症例の末梢樹状細胞(DC)の数と、活性化マーカー(CD40,CCR7)の計測を行い対象群と比較した。入院時、急性心不全症例では対象群と比較し著明にDC数は減少しており、さらに活性化マーカーが上昇していた。心不全加療後、DC数と活性化マーカーは改善していた。DC数の変化は、心機能の指標であるBNPやEF、また心筋障害の指標であるTroponin Tと相関を認めた。さらに心不全治療後もDC数の改善が乏しい群では、その後半年間で心不全の再発が有意に多かった。次に我々はマウスを用い、DCに直接心筋特異的蛋白を認識させることで心不全が誘発されるか検討を行った。マウスの骨髄細胞をG-CSF存在下に培養し、90%以上の純度で樹状細胞の培養が可能となった。このDCを培養した9日目にmouse myosin heavy chainαペプチドでパルスを行ない、LPSとCD40抗体で刺激し樹状細胞に抗原として認識させたうえでマウスに投与すると、1週間後には心筋にリンパ球を中心とした炎症細胞浸潤を認めた。さらに4週間後には心重量の増加が認められ自己免疫性心不全を発症していた。以上の結果より、心不全の病態形成にDCが関与している事が示唆された。申請者は免疫反応の中心を担う「樹状細胞(Dendritic cell;DC)」にまずfocusをあて、ヒト心不全症例での樹状細胞の動態の検討を行なった。急性心不全症例では対象群と比較し著明にDC数は減少しており、さらに活性化マーカーが上昇していた。心不全加療後、DC数と活性化マーカー(CD40,CCR7)は改善していた。さらに心機能や心筋障害の指標とも相関し、さらに予後とも関連することも報告した(Int J Cardiol.2011;147:258-264)。次にマウスにおいて、DCをG-CSF下に培養した後に心筋特異的蛋白を抗原認識させ投与すると、心筋に炎症細胞浸潤が起こり自己免疫性心不全を発症することも明らかにした。そこでこのマウスの樹状細胞をvitroにて培養し、LPSを加えて活性化させる際にSimvastatinを前投与したところ、樹状細胞の活性化マーカー、及び炎症性サイトカインの著明な抑制を認めStatin投与による樹状細胞の活性化抑制の可能性が示唆された。次に先の自己免疫性心不全モデルマウスにSimvastatinを前投与して心不全を誘発させると、心筋炎症の程度の低下、心不全の改善を認めた。以上の結果より、心不全の病態形成に炎症を介した樹状細胞の関与が示唆され、Statin投与により樹状細胞の活性化を抑制し、炎症を抑制する事が心不全治療の新たな標的となりうる事が示唆された。
多孔質体内部の超断熱燃焼によるメタンの直接改質

本研究は多孔質体内部の超断熱燃焼を用いてメタンを水素に変換する直接改質(部分酸化改質)についてその反応特性を理論的及び実験的に明らかにすることを目的としている。メタンと空気と水蒸気の混合気は周期的に流動方向を反転させながら、多孔質体内部に供給される。これにより混合気は多孔質体を通過する間に予熱される。一方中央部に設置されたNi系多孔質触媒内部で反応を終えた生成ガスが多孔質体出口に達する前にその顕熱は多孔質体に蓄熱される。そして、流動方向が反転するとこの蓄熱された熱エネルギーは混合気の予熱に供される。このエネルギー循環によって、火災最高温度が理論燃焼温度(断熱燃焼温度)を上回り、燃料過濃可燃限界を超える当量比約5まで可燃限界が拡張された。この時、供給されたメタンの約90%が水素へと転化され、生成ガス中には40%以上の水素が含まれることが明らかとなった。さらに、系全体のエネルギーバランスから、燃焼反応熱の約90%が改質反応熱に費やされることがわかった。さらに、反応処理速度を表す空間速度(SV値)が2600/hと従来の管式加熱炉に比べて5倍以上となることから、極めて効果的に水素が生成されることが明らかとなった。本研究は多孔質体内部の超断熱燃焼を用いてメタンを水素に変換する直接改質(部分酸化改質)についてその反応特性を明らかにすることを目的としている。本年度は実験的研究を中心に研究を進めた。このエネルギー循環によって、火炎最高温度が理論燃焼温度(断熱燃焼温度)を上回り、燃料過濃可燃限界を超える当量比4.7まで可燃限界が拡張された。この時、供給されたメタンの約85%が水素へと転化され、生成ガス中には40%以上の水素が含まれることが明らかとなった。さらに、系全体のエネルギーバランスから、燃焼反応熱の約90%が改質反応熱に費やされ、極めて効果的に熱エネルギーが水素の化学エネルギーに変換されていることが明らかとなった。本研究は多孔質体内部の往復流動超断熱燃焼を用いてメタンを水素に変換する直接改質(部分酸化改質)についてその反応特性を明らかにすることを目的としている。本年度は昨年に引き続き実験的研究を進めると同時に、理論解析も行った。その結果、流動方向が周期的に反転することによる蓄熱式熱エネルギー循環により、可燃限界を越える過濃混合気を供給しても、まず燃焼反応が生じ、それに引き続いてメタン改質反応および水性ガス平衡反応が多孔質体中央部の高温領域で進行していることが理論解析より明らかとなった。また、水素生産速度が従来の管式炉に比べて5倍以上となることから、極めてコンパクトな改質器の実現が示唆された。さらに、水蒸気供給源やCO-CO_2変換器、水素分離装置などを含む総合システムを提案し、供給メタンから生成水素への熱量変換効率(システム熱効率)が70%に達し、コンパクトかつ生産性の高い水素供給システムの構築が可能となることが示された。
脳波からの感性情報抽出とα波の伝播挙動の解明に関する研究

本研究では,時間-周波数解析による脳波信号の解析から時間,周波数およびパワースペクトルの3次元分布を求め,そこから特徴量を抽出することで異常診断および感性評価を試みた。また,α波の伝播挙動の解明に関して,α波のモデル方程式導出を試みた。以下に具体的な内容を示す。1.脳波データのウェーブレット変換による痴呆診断これまでの研究からウェーブレット解析を用いた場合,2種類の波形の違いを定性的・定量的に判断できる可能性を示した。具体的には実信号ウェーブレット解析を提案し,痴呆診断およびてんかん脳波解析に適用して定性的及び定量的な診断の可能性を示した。2.音楽刺激下での脳波の時間-周波数解析による快・不快評価本研究では人の快と不快に関する感性評価システムの構築を試みた。具体的には快音と不快音を被験者へ提示して得られた脳波データの時間-周波数解析から快・不快評価を試みた。解析手順は脳波データを時間-周波数解析法の一つである短時間フーリエ変換で解析し、得られたパワースペクトルからそれぞれの時刻のθ波,α波,β波などのエネルギーの割合を求め,その割合の時間変動により快・不快評価を行う。その結果、θ波、α波、β波の時間的なパワースペクトル比の変動を見ることで快音と不快音の試聴中での脳波の変動が異なることがわかった。これより,リラクゼーション効果や不快度評価のモニタリングおよび定性的評価の可能を示すことができた。3.α波の伝播挙動の解明α波の漸増-漸減現象,起源,伝播特性などの効果を含んだモデル非線形偏微分方程式を導き,数値シミュレーションすることで感性情報の伝播原理の解明を試み,実測されたα波との比較によりモデルの妥当性を評価することを試みた。当該研究期間ではα波モデル構築のための資料収集と既存モデルでの数値シミュレーションを行った。1.脳波データのウェーブレット変換による痴呆診断本研究では,ウェーブレット変換による脳波信号の解析から時間と周波数の2次元分布を求め,そこから特徴量を抽出することで感性の診断を行う。本年度においては人の快と不快に関するする感性評価システムの構築を試みる。これまでの研究からウェーブレット解析を用いた場合,2種類の波形の違いを定性的・定量的に判断できる可能性を示すことができた。具体的には実信号ウェーブレット解析を痴呆診断に適用して定性的及び定量的な診断の可能性を示した。2.音楽刺激下での脳波の時間-周波数解析によるリラクゼーション効果の評価現在、音楽療法やアロマテラピーなどによるストレスの緩和のための感性療法が試みられている。しかし、そのリラクゼーション効果の定量的評価を行うことは容易ではない。本研究では人の快と不快に関するする感性評価システムの構築の試みとして、音楽療法に注目し,癒し系音楽を聞いているときの脳波データ解析から快・不快評価を試みる。この解析手順は脳波データの時間-周波数解析を行い、得られたパワースペクトルからそれぞれの時刻でのθ波,α波,β波などのエネルギーの割合を求め,その割合の時間変動により快・不快評価を行う。その結果、θ波、α波、β波の時間的なパワースペクトル比の変動を見ることでリラクゼーション効果のモニタリングと定性的評価が可能であることを示すことができた。このシステムの構築により、医療福祉における重病患者の意思伝達支援,遠隔走査によるリハビリ運動者の精神状態の管理,車椅子などの乗り心地の評価などの適用が考えられる。本研究では,時間-周波数解析による脳波信号の解析から時間,周波数およびパワースペクトルの3次元分布を求め,そこから特徴量を抽出することで感性評価を行う。主に本年度においては人の快と不快に関するする感性評価システムの構築を試みる。

1.脳波データのウェーブレット変換による痴呆診断これまでの研究からウェーブレット解析を用いた場合,2種類の波形の違いを定性的・定量的に判断できる可能性を示すことができた。具体的には対称型複素形実信号ウェーブレット解析を提案し,痴呆診断およびてんかん脳波解析に適用して定性的及び定量的な診断の可能性を示した。2.音楽刺激下での脳波の時間-周波数解析による快・不快評価本研究では人の快と不快に関するする感性評価システムの構築の試みとして,快音と不快音を被験者に提示することで,音楽を聞いているときの脳波データの解析から快・不快評価を試みた。この解析手順は脳波データを時間-周波数解析法の一つである短時間フーリエ変換で解析し、得られたパワースペクトルからそれぞれの時刻のθ波,α波,β波などのエネルギーの割合を求め,その割合の時間変動により快・不快評価を行う。その結果、θ波、α波、β波の時間的なパワースペクトル比の変動を見ることで快音と不快音の試聴中での脳波の変動が異なることがわかった。これより,リラクゼーション効果や不快度評価のモニタリングおよび定性的評価の可能を示すことができた。このシステムの構築により,人の聴覚刺激での快・不快を心理的な面と定量的な面の両方で評価できると考えられる。
メカニカルアロイング法により作製した高速超塑性A1合金の成形に関する研究

従来の超塑性材料は,遅い成形速度に問題があり,多様生産には不向きであったが,メカニカルアロイング(MA)により作製した高速超塑性アルミニウム合金はその壁を打破するものとして期待されている.報告者らは,MA押出し材を独自に作製し,超塑性特性に及ぼすMA時間及び押出し温度の影響を調べた.また,この種の超塑性材の実用化を念頭におき,機械プレス(20100spm)による成形性について,押出し材の鍛造および圧延板材の張出し実験を行い,油圧プレス(加工スピードは機械プレスの1/1000程度)による結果と比較した.さらに有限要素解析によりその変形状態を解析した.作製したMA-A1合金は,ひずみ速度2.5_S^<-1>で200%以上の高い伸びを示し,室温強度でも800MPa以上と高強度であった.475°Cの据込みにおいて,油圧プレスでは据込み率が約0.7で破壊してしまうが,機械プレスでは,据込み率が0.9でも割れは発生せず,限界はさらに上である.このように475°Cで機械プレスを用いたときは,超塑性変形により極めて高い限界を示す.また,スパイク鍛造での機械プレスによるスパイク山高さは,油圧プレスの3倍であった.張出し限界は,加工速度の速い機械プレスの方が遅い油圧プレスより1.5倍ほど限界が高く,変形速度が増加すると伸び値も増加するという引張試験の結果と一致した.油圧プレスでは張出し頂点近傍の位置にひずみが集中しており,それが破断に達するが,機械プレスでは変形が分散しており,これが限界を高めている.これは,解析でも再現できた.メカニカルアロイング法により作製したA1合金は,鍛造および張出しについて,実際の機械プレスで優れた加工性を示すことが明らかとなり,低いひずみ速度でないと超塑性特性が発現しないという従来の超塑性材の最大の障害の一つが取り除かれ,実用材料として利用できることが明らかになった.従来の超塑性材料は,遅い成形速度に問題があり,多様生産には不向きであったが,メカニカルアロイング(MA)により作製した高速超塑性アルミニウム合金はその壁を打破するものとして期待されている.報告者らは,MA押出し材を独自に作製し,超塑性特性に及ぼすMA時間及び押出し温度の影響を調べた.また,この種の超塑性材の実用化を念頭におき,機械プレス(20100spm)による成形性について,押出し材の鍛造および圧延板材の張出し実験を行い,油圧プレス(加工スピードは機械プレスの1/1000程度)による結果と比較した.さらに有限要素解析によりその変形状態を解析した.作製したMA-A1合金は,ひずみ速度2.5_S^<-1>で200%以上の高い伸びを示し,室温強度でも800MPa以上と高強度であった.475°Cの据込みにおいて,油圧プレスでは据込み率が約0.7で破壊してしまうが,機械プレスでは,据込み率が0.9でも割れは発生せず,限界はさらに上である.このように475°Cで機械プレスを用いたときは,超塑性変形により極めて高い限界を示す.また,スパイク鍛造での機械プレスによるスパイク山高さは,油圧プレスの3倍であった.張出し限界は,加工速度の速い機械プレスの方が遅い油圧プレスより1.5倍ほど限界が高く,変形速度が増加すると伸び値も増加するという引張試験の結果と一致した.油圧プレスでは張出し頂点近傍の位置にひずみが集中しており,それが破断に達するが,機械プレスでは変形が分散しており,これが限界を高めている.これは,解析でも再現できた.メカニカルアロイング法により作製したA1合金は,鍛造および張出しについて,実際の機械プレスで優れた加工性を示すことが明らかとなり,低いひずみ速度でないと超塑性特性が発現しないという従来の超塑性材の最大の障害の一つが取り除かれ,実用材料として利用できることが明らかになった.
分子遺伝学的手法による雄性発生シジミの起源と核ゲノムクローン性に関する研究

1)雄型はミトコンドリア解析の結果から、同体型から派生したと考えられる。しかし同所的に生息する雌雄同体個体から生じたものではなかった。2)同体種は異体種から生じたと考えられるが、セタシジミが直接の起源であるかどうかは不明である。3)雄型核遺伝子の遺伝的変異性は高かった。しかし、雄のマイクロサテライト7座の遺伝子型が一致する個体もあった。4)雌雄同体型と雄型のミトコンドリアは一致していた個体において、核のMS,28S rDNAは全く共有されていない個体が多く見いだされた。これらの結果は、核とミトコンドリアの系統の不整合が、雄性発生で生じている事、雄型は独立した系統である事が示唆された。昨年度分析した核遺伝子は重複遺伝子群であり、協調進化という、特殊な進化をすることが明らかになっている。そこで今年度はマイクロサテライト遺伝子(以下MS)の分析系をたちあげ、系統間の遺伝解析を行った。マイクロサテライト7座の分析を加えて行った研究結果の概要は以下の通りである。1)雄と雌雄同体では、アリルサイズが異なり、貝殻外観は酷似するがMS解析結果から全く異なる系統であることが明らかになった。2)MSの解析結果から遺伝的に異なる2系統の雄が見いだされた。雄と雌雄同体という組あわせは動物界においては極めてまれなAndrodioeciousである可能性が高いことが明らかになった。3)採集地点によっては雄、あるいは同体において、MS7座が完全に一致しているが、ミトコンドリアは全く異なるクレードに属する個体が検出された。この結果は、雄性発生によって、核の完全置換、すなわち、卵のミトコンドリアは親由来であるが、核は雄個体、あるいは他の雌雄同体個体の放出した精子核による置換がしばしば起こっていることを支持する結果となった。4)MS7座の解析結果、完全に遺伝子型が一致している個体が雄型、雌雄同体において認められた。しかもlocusによってはヘテロ接合の状態で完全に固定しており、この結果は、雄性発生シジミが、配偶子形成時の減数分裂において、recombinationをしておらず、クローナルな発生をしていることを強く示唆している。本年度の解析結果、雄性発生はクローン集団を構成していることも明らかになった。研究成果の概要雌雄同体、雄性発生シジミの起源について推定するとともに、クローン性について解析を行った。また雌雄同体種の集団に雄が見いだされたので、その起源と繁殖法についても調査した。しかし同所的に生息する雌雄同体個体から生じたものではないことが明らかになった。2)雌雄同体雄性発生種は雌雄異体種から進化の過程で生じたいと考えられるが、セタシジミが直接の起源であるかどうかは不明である。中国産の雌雄異体集団と雄性発生シジミがきわめて近縁であることが判明した。3)雄型の方が核遺伝子の遺伝的変異性は高いと考えられる。しかし、雄においてもマイクロサテライト7座において、遺伝子型が一致する個体もあった。4)雌雄同体型と雄型のミトコンドリアは一致していた個体において、核のMS,28SrDNAは全く共有されていない個体が多く見いだされた。これらの結果は、核とミトコンドリアの系統の不整合,すなわち、精子による卵乗っ取りが、雄性発生でしばしば生じていること、さらに雄型は独立した系統であることが示唆された。雄型は、雌雄同体型から雄、への転換がおこらないとするならば、「雄型は雌雄同体の卵を乗っ取って繁殖している」、という仮説には今回の研究で得られた結果は矛盾しなかった。今後の更なる実証が必要であるが、雄と雌雄同体という動物界ではまれな繁殖方法について新規知見を得ることができた。平成23年度は、滋賀県野洲川水系用水路で採集したマシジミCorbicula leana雌雄同体と雄型からDNAを抽出し、PCR法でミトコンドリアDNAと核遺伝子28S rRNA遺伝子を増幅し、塩基配列の解析を行った。起源を明らかにする事を目的として、琵琶湖産(淡水産)セタシジミC. sandai、三重県安濃川産ヤマトシジミC. japonicaの標本についても同様な解析を行った。ミトコンドリアcyt B領域の分析結果から、系統樹を構築したところ、ヤマトシジミが最も速く分岐し、セタシジミとマシジミは、明らかに異なるクレードを形成した。マシジミは、セタシジミと遺伝的に最も近い事が明らかになった。

ミトコンドリアcyt b領域の解析から、マシジミ雄型と雌雄同体の間で差異は少なく、同じハプロタイプを共有している個体が多く、雄型は雌雄同体から生じた物と推定された。しかし、核遺伝子28S RNAの解析結果、雌雄同体のハプロタイプと、雄型のハプロタイプは全く一致しなかった。通常はミトコンドリア遺伝子のほうが核遺伝子より進化速度が速い。これらの結果を説明する際、想定される仮説として1)雄性発生シジミでは核遺伝子の進化速度がミトコンドリアより速い。2)雌雄同体の産んだ卵が、雄型の精子で受精し、雄性発生により核遺伝子が完全におきかわった。の2つが想定される。また、28Sの解析結果から、セタシジミとマシジミはハプロタイプを共有している事が明らかになった。ミトコンドリアでは両種が完全に分岐していたのに対し、核28S遺伝子では、predominantなハプロタイプが共通であった。この結果はミトコンドリア遺伝子よりも核28SrRNA遺伝子の進化速度が小さいためであると解釈できる。以上の今年度得られた知見を総合すると、以上の仮説2)が強く支持される。昨年度解析した重複遺伝子28S rDNAに加えて,マイクロサテライト解析を行うことができた。PCR増幅がうまくいかない個体、PCR増幅に成功してもシークエンスピークが複数出て、アリルのサイズを正確に読み取ることが困難な個体等があり、PCR条件の検討や分析をやり直す必要、さらに特定のローカスがでnulle alleleが生じ、分析の効率性に若干の問題があった。増幅時のPCR条件等の変更を行って効率を上げる必要がある。しかし、今年度はマイクロサテライト解析で雄性発生集団の核ゲノムの均一性(クローン性)を示すことができた。雌雄同体については今回採集を行った2地点において複数のクローン系統から構成されていることが明らかになった。また、雄において複数の系統が検出され、雄が普遍的に存在している可能性が高いことも明らかになった。また雄においてもクローンと思われる個体が多数確認され、順調に業績が上がっていると判断する。一般に28S rRNA遺伝子は、重複してfamilyを形成している。この領域は協調進化により、塩基配列が遺伝子間で均一になっていると考えられてきた。しかし、今年度の解析で、同じ個体が複数のことなる配列を保有している事がわかった。想定していた以上に同一の個体が変異性に富んでいる事が明らかになった。そのため、28SrRNA遺伝子のPCR産物をそのままではシークエンサーで解析することが困難である事が多かった。そのため、PCR産物をいったんクローニングしてから、塩基配列解析にかける必要があり、分析に時間を要したものの、得られた結果は、新規性に富み、その一部分を論文にする事ができた。今後は異なる領域を追跡する等して、データの客観性を高めたいと考えている。マイクロサテライト遺伝子解析も行ったが、用いたプライマーによっては、集団が異なると増幅が認められない個体がある事が明らかになった。若干の試行錯誤を行う事になったが、今年度に得られた知見は既にZoological Scienceに発表済みであり、さらに核遺伝子から、雄型の起源を28SrRNA遺伝子解析で調査した結果、雄型が雄性発生により、雌雄同体の産んだ卵を受精させて、核の完全置換がおこっている可能性を示唆する結果を得る事ができ、この結果も既に国際誌Development,Genes and Evolution誌に受理されたことから、研究は当初の想定
リチウムシグナルと概日リズムからみたそううつ病病態への分子的アプローチ

概日リズムは、行動リズムや生理機能、さらに精神状態にも関与すると言われている基本的生命現象である。うつ病などの感情障害は、統合失調症と並んで主要な精神疾患の1つであり、従来より、感情障害と概日リズムの関係が示唆されている。古くから双極性障害の気分安定薬として知られているリチウムはGlycogen synthase kinase3β(GSK3β)の阻害剤でもあることが知られている。これまでにGSK3βは、いくつかの時計タンパクをリン酸化することより概日リズムに関与すること、また、マウスにリチウムを投与した結果、行動リズムの位相が後退することが報告されている。これらのことより、リチウムにおける感情障害治療効果は、体内時計同調機構にも影響を与え、感情障害と概日リズムを関連づけているのではないかと考えられる。我々は、うつ病モデル動物である学習性無カラットを作成し、回避行動が著しく低下したものをLHラットとして行動リズムを測定した。その結果、LHラットではコントロールラットより概日リズム周期が短くなる傾向が見られた。LHラットにリチウムやSSRIであるFluoxetineを投与した結果、回避行動を示すなどのうつ状態からの回復がみられ、行動リズムも長周期を示した。また、LHラットの前脳においてGSK3βのリン酸化が減少していることが見い出された。さらに我々は、LHラット由来の線維芽細胞を培養することに成功し、in vitroリズムモニター系を用いて細胞リズムを測定した。驚くべきことに、LHラット由来細胞は行動リズムに対応して同時に短周期になっていることが明らかになった。これらのことより、うつ病などの感情障害と概日リズムはGSK3βを介して関連している可能性が示唆される。うつ病は、統合失調症と並んで、主要な精神疾患の1つである。感情障害の予防には、気分安定薬であるリチウムが有効であるといわれている。GSK-3βは、リチウムの標的因子と考えられており、GSK-3βやその基質が双極性感情障害に関与している可能性が示唆される。また、GSK-3βによる蛋白質のリン酸化は、細胞死やアルツハイマー病などの神経変性疾患、或いは統合失調症、さらには、うつ病とも密接に関係する概日リズム等、様々な経路に関わっていると考えられる。概日時計とうつ病との関係を明らかにするために、うつ病モデル動物である学習性無力(learned helplessness, LH)ラットを作製し、その行動リズムを解析した結果、LHラットはコントロールラットに比べて短周期になり、24時間に同調されることを発見した。さらに、IV-ROMSによる「細胞モデル系」は個体の行動リズムと対応していることより、LHラットにおいても、個体行動リズムと同様にLHラット由来の線維芽細胞の概日リズム周期が変化しているかどうか概日リズムのin vitroモニター系(in vitro rhythm monitoring system, IV-ROMS)で検討したところ、LHラット由来の線維芽細胞はコントロールに比べて短周期リズムを示した。また、抗うつ作用のあるリチウムにより、LHラットの行動周期が回復すること及び、LHラット由来の線維芽細胞においてもリズムの周期が長くなることを確認した。
現代の雇用保障をまぐる法理論的・立法政策的研究

1派遣労働,パート労働,女子雇用,障害者,高齢者雇用,労働組合の行う労働者供給事業等について実態調査を行った。またME化が雇用に及ぼす影響と職業訓練についても企業,組合,行政機関等を相手に調査を行った。2以上の実態調査を参考に、パート労働,派遣労働,女子雇用,障害者・高齢者雇用,ME化と雇用保障,職業訓練の各領域に生じている問題点の検討を行った。3以上の調査・研究を基礎としてわが国の雇用保障法制全般について検討を加えた。そこでは、およそ次のようなことが確認された。(1)ME革命や経済のサービス化という社会経済状況の著しい変化は、雇用保障法制ばかりでなく労働法全体に強烈なインパクトを与えている。(2)政府の雇用政策の重点は完全雇用政策を基本としながらも、高齢者雇用,女子雇用という各論的対応を余儀なくされてきた。また、近年においては労働力需要のミスマッチへの対応が急務となっている。この点職業訓練法制の再検討が迫られていると言える。(3)企業内部での雇用の確保が産業構造の転換という状況のもとでうまく機能しなくなるなかで、派遣労働,パート労働などの不安定就労が非常な勢いで増大しており、行政もこれを積極的に認知するという対応を示している。しかし、実態調査によればかかる不安定就労の労働条件は劣悪であり、今後はより徹底した労働条件整備が必要である。4最近の貿易摩擦・円高問題は事態をさらに複雑にしている。今後は、これらの問題に対応するためマクロ的な雇用政策を再検討するとともに、労働権保障という観点にたった雇用保障法の体系を理論的に充実させることが課題である。
脂肪蓄積の分子基盤における脂肪細胞アポトーシス制御機構の解明

脂肪組織での細胞周期制御因子の活性化や発現誘導によって脂肪前駆細胞が増殖することで起こる脂肪細胞数の増加が脂肪蓄積制御の分子基盤の一つとなっているが、この脂肪細胞数を決める他方の重要な制御機構である脂肪細胞死、さらには中枢神経からの脂肪細胞数の制御機序についてはほとんど理解されていない。本研究では、(1)高脂肪食を給餌したMfg-e8ノックアウトマウスの脂肪蓄積制御機構におけるMFG-E8の生理的意義を明らかとし、(2)MFG-E8を過剰発現させた培養脂肪細胞並びにMfg-e8ノックアウトマウスから単離した脂肪細胞を用いて、マクロファージとの相互作用におけるMFG-E8の役割を解明した。新規アディポカインMFG-E8による脂肪細胞死の制御機構を明らかとし、MFG-E8による脂肪細胞数の制御機構を治療標的とした創薬や医療への応用における基盤が確立された。すなわち「脂肪細胞の肥大化→脂肪細胞アポトーシスの誘導→MFG-E8の分泌→マクロファージによる脂肪細胞の処理」という過程を明らかとし、増殖・分化と細胞死のバランスによる脂肪蓄積制御の分子基盤について統合的な理解が得られた。以上の脂肪細胞の増殖・分化と細胞死における分子背景の検討による細胞数の制御機構の解析から、脂肪蓄積制御の分子基盤とその破綻の機序の解明によって当該領域の推進に貢献した。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の最終的な目標は、申請者が脂肪細胞で新たに見出した新規アディポカインMFG-E8による脂肪細胞死の制御機構を明らかとし、MFG-E8による脂肪細胞数の制御機構を治療標的とした創薬や医療への応用における基盤確立にある。このため本年度は、Mfg-e8ノックアウトマウスの解析やマクロファージとの相互作用の解析、脂肪細胞特異的Mfg-e8トランスジェニックマウスの作製を通じて、阻害薬開発の可能性を探索するためのMFG-E8の機能解析を実施した。(1)高脂肪食給餌および過食誘導Mfg-e8ノックアウトマウスの解析申請者がすでに作製したMfg-e8ノックアウトマウスでは、良好な耐糖能及び低インスリン血症を認めた。(2)マクロファージとの相互作用の解析脂肪細胞と単離マクロファージとの共培養系を構築し、アポトーシスを起こした脂肪細胞細胞処理におけるMFG-E8の必要性を明らかとした。(3)脂肪細胞特異的Mfg-e8トランスジェニックマウスの作製個体でのMFG-E8作用を検討するため、脂肪酸結合タンパク質であるFABP4/aP2のプロモータ5.4kbを用いて、トランスジーンベクターを構築した。さらに現在、脂肪細胞特異的にMFG-E8を発現するトランスジェニックマウスの作製を試みている。MFG-E8阻害薬がインスリン抵抗性改善薬としての可能性が明らかとなった。当初研究課題に挙げた研究項目に関して、ほぼ順調に達成した。脂肪細胞特異的Mfg-e8トランスジェニックマウスの解析を通じて、MFG-E8阻害薬がインスリン抵抗性改善薬となり得ることを明らかとし、小分子化合物などの創薬や医療への応用展開に発展させる予定である。
数学科と国語科の総合教育に基づく論理的思考力育成の研究

1.数学教育の立場から、(1)論理的思考の捉え方の分析、(2)論理的思考の実態調査、(3)国語科との総合教育を可能にする数学教育からのアプローチの研究をおこなった。(1)については、論理的思考として、常識的に演繹・帰納・類推が考えられること、数学教育においては「筋道を立てて考える」が捉えられていること、「筋道を立てて考える」の守備範囲に論理的思考の捉え方は依存することを明らかにした。(2)については、類推による説明に正しく反応する割合は,文系の学生の方が理系の学生より高いことなどが明らかになり、類推を論理的思考に含めるかどうかの1つの判断材料が得られた。(3)については、トゥールミンの論証モデルを数学教育に利用できるかを分析し、いくつかの修正を加えることで利用可能かつ有効であることを明らかにした。2.国語教育の立場から、(4)論理的思考の捉え方の分析、(5)数学科との総合教育を可能にする国語教育からのアプローチの研究をおこなった。(4)については、国語科の学習指導要領における論理的思考は文章の彩り方という面が強いのに対して,数学教育との総合教育の観点からは、言語技術教育,言語論理教育,一般言語理論などが有効であることを明らかにした。これらは日常的な議論を対象として解釈される論理的思考と捉えることができ、数学教育の形式論理と直接結びついていたり、深い関連性を持っていることが指摘できた。(5)については、わが国における言語技術教育及び欧米の(批判的)思考教育の教材や指導法が総合教育にどのように有効に働き得るかを明らかにした。3.論理的思考の実態についての資料は蓄積をしていくことが必要である。このため、論理的思考に関する調査的研究のデータベースを作成し、自前のサーバーを構築して、Web上に公開した。数学教育の観点から、論理的思考の意味を明らかにし、大学生を対象とした論理的思考の実態をアンケート調査した。アンケート調査は帰納的説明・類推的説明に対する正しい解釈ができるかどうかを理系、文系の学生で比較したもので、結果を論文として発表した。国語教育の観点からも、論理的思考のとらえ方を国語教育の研究家や実践家の言をもとに分析した。数学教育と国語教育の総合教育を営むための知見として、数学教育を形式論理だけでとらえるのでなく、帰納的・類推的推理や発見法も含めて巾広くとらえ、国語教育の論理的思考の理想形として、数学教育の論理的思考を結びつけることの必要性を見出した。数学教育の立場から、小学校算数教育における論理的思考力育成の教材例を過去の実践の中から集収した。算数教育では論理的思考力を「筋道を立てて考える」力ととらえることが主流となっている。筋道を立てて考える力の規定は難しく、実際それはなされていないのが現状であるが、次のことが留意点として指導されていることが明らかになった。・根拠をもって説明できる。・用語・記号を適切に使用する。・見通しを立てながら考える。・演繹、帰納、類推という推論方法を用いる。また、国語教育の立場から、小学校、中学校における論理的思考力育成の教材例を実践の中から集収した。そこでは言語技術教育としての実践に見るべきものが多く集められた。1.数学科と国語科の総合教育の観点から,国語科からのアプローチの方法を明らかにした。とくに,言語技術教育として行なわれている方法を手がかりとして,そこでの教授内容を,数学教育にどう取り入れられるかを論じた。結果として,言語技術教育の方法によれば,数学教育との総合教育が可能であることが明らかになった。

2.数学科と国語科の総合教育の観点から,数学科からのアプローチの方法を明らかにした。とくに,トゥールミンの論証モデルを手がかりに,日常的な議論と数学での議論をどのように総合できるかを論じた。結果として,トゥールミンの論証モデルを若干修正すれば,数学での議論に応用できることを明らかにした。3.論理的思考研究をデータベース化し,Web上に公開した。