hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
機械と量子化学の融合によるマルチフィジックス型ＭＥＭＳプロセスシミュレータの開発

本研究の目的は、微小スケールでのMEMS加工プロセスに関して、量子化学に基づくマルチフィジックスシミュレーションを活用することで、最適プロセスの理論設計の実現することであった。平成27年度は、前年度までに開発したエッチングシミュレータの改良を行い、シリコンカーバイド(SiC)のエッチングプロセスにおける反応メカニズムの解明などを行った。エッチングプロセスの理論設計のため、連続的なラジカルの照射機能、生成分子の消滅機能等を実装したエッチングシミュレータを開発した。また、前年度に引き続き、複数種のエッチャント照射機能、並びに量子化学計算における照射ラジカルと基板を別々に計算可能にするアルゴリズムの導入に取り組み、計算精度の向上を実現した。平成27年度の研究計画の通り、開発したシミュレータを用いて、SiCのエッチングシミュレーションを行った。SF5ラジカルとO(酸素)を同時に用いたSiCエッチングシミュレーションにより、O原子がCOやCO2分子の蒸発によってC原子の脱離を促進し、エッチング速度を低下させうるC-C結合の形成を抑制するメカニズムを明らかにした。また、C-C結合の生成を抑制する最適なSF5、O(酸素)混合比を算出し、エッチング速度の面で有利なエッチング条件を示した。これは、原子・電子レベルの化学反応ダイナミクスの計算結果から、実際のプロセス設計が実現した点で有益であり、量子化学計算の新たな活用手段を示した点で意義深い。また、研究計画の通り、エッチングシミュレータを応用したCVDシミュレータの開発を行った。開発したCVDシミュレータを用い、WF6、SiH4、H2分子の3種類を用いたWxSiy薄膜の成膜プロセスに関して、生成分子の解析を行った。研究の成果は、平成27年度の研究計画の通り、学術論文、並びに海外での国際会議にて発表した。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、高精度なMEMSプロセスの実現のため、マルチフィジックス型MEMSプロセスシミュレータの開発を行うことで、最適MEMSプロセスの理論設計を行うことを研究目的としている。今年度は、エッチングシミュレータの手法開発とともに、シリコン酸化膜のエッチングプロセスについて反応メカニズムの解析、評価を行った。1.量子化学に基づくエッチングシミュレータの開発とエッチングプロセスの解明連続的なエッチャントの照射、生成分子の蒸発・除去機能等を実装したエッチングプロセスシミュレータを開発し、シリコン酸化膜のエッチングプロセスについて、照射エッチャント種(CF_2、CF_3ラジカル)、及び照射エネルギーによって異なる化学反応メカニズムを明らかにした。低照射エネルギーにおいては、ダングリングボンドが多いCF_2が表面反応を促進させる一方、高照射エネルギーの場合は、多数のF原子によってSi-F結合が多く生成するCF_3が高速なエッチングに有利であることを明らかにした。さらに、エッチャントの堆積現象に関して、SiO_2表面にCFポリマーが成長する過程の観察に成功した。Si-F結合が生成しやすいCF_3を用いた場合に、SiO_2中のSi原子を起点としたSi-c-c結合の生成が少なく、プロセスの効率低下を抑制できることを明らかにした。来年度は、DFT計算を用いたCFポリマー成長過程の解析、及び上記シミュレータを用いたSiC、SiN_x表面のエッチングプロセスについて、さらに研究を行う。2.量子化学に基づくCVD・ALDプロセスシミュレータの開発エッチングプロセスシミュレータを改良し、CVDシミュレータの開発を行った。開発したシミュレータにより、シリコン薄膜のCVDプロセスの解明に成功した。また、複数のガス分子照射を可能にするALDプロセスシミュレータへの改良を行い、W_xSi_y薄膜の成膜プロセスシミュレーションに成功した。来年度は、手法開発の継続とともに、開発したシミュレータを用いて膜質の制御性向上に向けた研究を行う。本研究では、マルチフィジックス型MEMSプロセスシミュレータの開発による最適MEMSプロセスの理論設計を研究目的としている。今年度は、シリコン酸化膜(SiO2)及びシリコンカーバイド(SiC)のエッチングにおける反応メカニズムの解明などを行った。1.シミュレータ開発とエッチングプロセスの解明本研究で開発しているエッチングシミュレータに関して、既に搭載済みの連続的なエッチャントの照射機能、生成分子の消滅機能に加え、新たに複数種のエッチャント照射機能、並びに照射中のエッチャントと基板の量子化学計算を別々に実行可能にするアルゴリズムを導入し、計算精度の向上を実現した。開発したシミュレータにより、SiO2、SiCのエッチングシミュレーションを行った。今年度計画されていたSF5、SF3によるSiCエッチングシミュレーションでは、多量のF原子がSi、C原子と多く結合を形成するSF5の方が、高速なエッチングに有利であることを明らかにした。シミュレーションでは、SiC表面上にC-C結合の形成が見られたが、新たにSF5とO(酸素)を同時に用いたシミュレーションを行ったところ、O原子がCOやCO2分子の蒸発によってC原子の脱離を促進し、C-C結合の形成を抑制するメカニズムが明らかとなった。エッチャントの構成比によって異なる化学反応ダイナミクスを明らかにした結果は、他に類を見ないものであり、非常に意義深い。この他、第一原理計算を活用し、原子が基板構造に侵入する際のエネルギー障壁の計算に成功した。2. CVDプロセスシミュレータの開発研究計画の通り、エッチングシミュレータを応用したCVDシミュレータの開発を行った。WxSiy薄膜の成膜プロセスに関しては、WF6、SiH4、H2分子の3種類を用いたCVDシミュレーションに成功しており、来年度は、より詳細な成膜メカニズムの解明を試みる予定である。

本研究の目的は、微小スケールでのMEMS加工プロセスに関して、量子化学に基づくマルチフィジックスシミュレーションを活用することで、最適プロセスの理論設計の実現することであった。平成27年度は、前年度までに開発したエッチングシミュレータの改良を行い、シリコンカーバイド(SiC)のエッチングプロセスにおける反応メカニズムの解明などを行った。エッチングプロセスの理論設計のため、連続的なラジカルの照射機能、生成分子の消滅機能等を実装したエッチングシミュレータを開発した。また、前年度に引き続き、複数種のエッチャント照射機能、並びに量子化学計算における照射ラジカルと基板を別々に計算可能にするアルゴリズムの導入に取り組み、計算精度の向上を実現した。平成27年度の研究計画の通り、開発したシミュレータを用いて、SiCのエッチングシミュレーションを行った。SF5ラジカルとO(酸素)を同時に用いたSiCエッチングシミュレーションにより、O原子がCOやCO2分子の蒸発によってC原子の脱離を促進し、エッチング速度を低下させうるC-C結合の形成を抑制するメカニズムを明らかにした。また、C-C結合の生成を抑制する最適なSF5、O(酸素)混合比を算出し、エッチング速度の面で有利なエッチング条件を示した。これは、原子・電子レベルの化学反応ダイナミクスの計算結果から、実際のプロセス設計が実現した点で有益であり、量子化学計算の新たな活用手段を示した点で意義深い。また、研究計画の通り、エッチングシミュレータを応用したCVDシミュレータの開発を行った。開発したCVDシミュレータを用い、WF6、SiH4、H2分子の3種類を用いたWxSiy薄膜の成膜プロセスに関して、生成分子の解析を行った。研究の成果は、平成27年度の研究計画の通り、学術論文、並びに海外での国際会議にて発表した。エッチングシミュレータの開発・改良により、複数種のエッチャントを用いたエッチングシミュレーションに成功し、また、新たにエッチャントの構成比によって異なる化学反応ダイナミクスを明らかにした。これらの結果は、海外での招待講演を含む国内外計9件の学会で発表した他、海外の査読つき学術誌にも採録されている。また、CVDプロセスシミュレータ開発においては、WxSiy薄膜の成膜シミュレーションに成功している。以上の成果や業績から、該当年度の取り組みはおおむね順調であると判断できる。27年度が最終年度であるため、記入しない。シミュレータの開発においては、高速化・大規模計算、計算精度の向上に対する取り組みを継続して行う。継続課題であるSiCエッチングシミュレーション、並びにWxSiy薄膜の成膜シミュレーションを行う。
光合成関連遺伝子群の転写制御ネットワークに関する研究

1.暗誘導型遺伝子発現を示すアスパラギン合成酵素遺伝子およびフィトクロームA遺伝子のプロモーター配列の比較から、シス因子として17塩基対からなるRE3配列を見出した。さらに、loss of functionおよびgain of function実験により、光による転写抑制を司るシス因子であることを明らかにした。(論文2)。2.シロイヌナズナGT-1の核移行シグナルの解析を行った。具体的にはGT-1と緑色蛍光タンパク質(GFP)の融合タンパク質を細胞内に導入し、各種変異・欠失を導入してGT-1の核移行を司るアミノ酸残基の同定を行った。また、光によるGT-1の細胞内所在の変化についても調査した(投稿準備中)。3.既知のシロイヌナズナとタバコのGT-1のDNA結合領域の相同性に基づき、データベースに蓄積されたシロイヌナズナのcDNA塩基配列およびゲノムDNA塩基配列に対して、相同性検索を行った。また、シロイヌナズナのゲノムライブラリーを用いてlow stringency hybridizationによるGT-1の類似遺伝子の取得も試みた。その結果、GT-1と類似する2種類の新規なDNA結合タンパク質を同定することが出来た(投稿準備中)。4.ホタルのルシフェラーゼ遺伝子(LUC)とウミシイタケ(Renilla sp.)のルシフェラーゼ遺伝子(Rluc)を組み合わせたデュアルルシフェラーゼアッセイ法を確立した。遺伝子銃を用いた実験で、シロイヌナズナのCAB1遺伝子のプロモーターを用いた場合、1520倍の光誘導を観察することが可能であった(投稿準備中)。(論文2)。
液体中の音波速度の精密自動測定にかかわるシステムの開発

溶液の微少な構造変化から溶質ー溶媒相互作用を調べる為に、溶液の断熱圧縮率を温度、濃度、圧力の関数として自動測定する装置の開発を行なった。温度の検出と制御は、水晶温度計(HP2804A)とペルチエ素子を用いたPID方式により±10^<-4>°Cの精度で050°Cの範囲の温度走査を行なうことを目標とした。また、濃度と圧力の調節には電子天秤と液体クロマト用の送液ポンプ(NPD321)を使用し、抵抗線圧力計を圧力変換器として1500気圧の範囲で圧力の自動走査も行なえるように設計した。断熱圧縮率は、パルスジェネレ-タ-(HP3314A)と周波数計を用い、溶液中に一定間隔で置いた二つの送信・受信用PZT圧電素子間の音波の伝播速度から計算した。本研究代表者がこれまで行なって来た±1x10^<-3>°C精度の装置よりも、加圧装置が加わって装置が大型化した為、大型のペルチエ素子を導入したが、加熱と冷却の速度が小型のものとは異なるため、調整に予想外に時間が掛かったが、いろいろ部品の改造を行なった結果、10^<-4>°Cの温度精度で制御する見込みを得た。圧力の制御も、当初予定した液体クロマト用の高圧ポンプは、予想外にリ-クが大きく500気圧の維持に耐えない事が判ったので、測定セルと送液ポンプの間に空気圧作動式の遮断バルヴを挿入して、音速の測定に必要な数分の間、圧力低下を0.1気圧以内におさめる事が出来る見通しを得ることが出来た。加圧下での音速測定セルには、ステンレススティ-ル材をくり抜いた容器の両端にPZT素子のマウント台を設け、素子を固定して使用したが、水中加圧下での電気絶縁と振動子の固定法が予想と異なり、その調整に手間取ったが、振動子を圧力セルの壁に直かにエポキシ樹脂で接着することにより、音波の波形を歪ませる事も絶縁の劣化も起こさず作動出来る見通しを得た。現在、総合調整を兼ねた測定を行なっている。
ＧＰＳ軌道誘導空撮機を用いた自動航空測量によるハザードマップ作成と災害状況の把握

空撮機の翼長を3.6mから3mに、重量を約8Kgから6Kgに軽量化した。この過程で搭載GPSとカメラは超軽量の基板モジュールタイプに変更した。機体誘導時のカメラ視野の移動を防ぐためにx-y-z三軸それぞれに加速度・ジャイロ・電子コンパスの超軽量9軸センサーモジュールを用いてカメラを常に真下に向ける制御を実現した。湧別川の洪水浸食箇所の空撮を行い、1.5Kmx0.8Kmの広範囲の立体画像を生成し、ハザードマップ作成や航空測量の目処が立った。操縦者負担を軽減するために、比例制御と差分制御をハイブリッドした飛行高度自動制御手法を確立した。現在地元ドローン空撮ベンチャー企業を支援している。昨年度開発した赤外線水平センサーを用いた飛行高度自動制御システムを用いて、湧別川の河川敷浸食と川床蛇行が著しい箇所において下流方向約1Km川幅方向約0.5Kmの範囲において飛行高度をほぼ290mに保って空撮を行った。機体の軌道制御に伴うローリングによって生じるカメラアングルの左右への揺れは昨年度開発した三軸加速度センサーを用いた制御によって以前の可視光センサー使用時よりも大幅に抑制できた。また、最近高性能化が進むステレオ写真3D測量ソフトを用いてこの河川敷の写真を解析し、川床および河川敷さらには周囲の樹木等の三次元立体画像を生成することができたことから、本システムをハザードマップ作成に応用できる目処が立った。なお、湧別川の河川敷内空撮に先立って、北見市を流れる常呂川河川敷周辺の空撮を繰り返して制御システムのチューニングを行った。墜落事故を防ぐために、本研究での自動操縦システムは無線手動操縦をアシストする半自動システムとして開発しており、飛行範囲は無線手動操縦者から600mの範囲に限定し、地上からの操作で自動操縦をいつでも強制的に終了できるようにしている。このため、釧路湿原の環境観察などの空撮には飛行範囲が狭いため、無線操縦可能な範囲が23Kmの海外製無線操縦装置を導入してみたが、ノイズに対して非常に弱く、テストフライトで墜落してしまった。そのため、機体の無線操縦可能範囲を従来のままとして、カメラアングルを斜め横に方向に向けてより広範囲の空撮を行えるようにした。特に釧路湿原では湿地の水の分布によって植生が変わることから、近赤外線による空撮が有効であるが、カメラを斜め横に向けることで画像輝度にグラデーションが生じてしまうため、真下に向けた空撮とは異なる結果が得られる。平成25年度は農地の近赤外線による斜め空撮を実施し、グラデーション補正も行った。昨年度まで農地赤外線空撮に用いた機体を本研究で活用しているが、航空測量には機体およびカメラアングルのより正確な制御が求められる。今年度はまず、機体の姿勢制御にこれまで用いていた太陽の位置(地表への入射角の変化)に影響を受けやすい可視光水平センサーを、影響を受けにくい赤外線水平センサーに変更した。GPSからのリアルタイムな位置情報を基に機体を誘導するとき、左右への軌道と飛行高度を同時に制御することは難しいため、赤外線水平センサーを用いた飛行高度自動制御システムを開発して軌道制御の負担を減らした。数回の飛行でセンサーの最適ニュートラル設置角を見いだした後、飛行高度250mを±10mの精度で約5分間一定高度で自動飛行することができた。その後、学習機能を追加し、ニュートラル設置角が不適切な場合でも自動的に最適なニュートラル設置角に調整して飛行させることができた。カメラアングルについては、左右方向のローリングに対しては可視光水平センサーでもカメラをある程度真下に向け続けさせることができるが、機体の飛行速度や重心位置による迎え角の変化に対応できなこととカメラの向きと水平センサー設置角のずれを十分に調整できないため、3軸加速度センサーによるカメラアングル制御システムの試作を行い、室内での動作確認をしたが冬期間であったため飛行テストはまだ行っていない。このシステムをカメラマウントに取り付ける事によって上記の問題を解決できる。また、以前のD-GPSおよびSD-GPSの重量は0.50.7Kgと重く、接続ケーブルもかさばっていたため、D-GPS基盤モジュールを用いてシステムの軽量化と無線モデムとの一体化を行った。この間、ハザードマップ作成候補地の選定のために関係機関や測量会社等と打ち合わせを行った。空撮機の取り扱いを容易にするために機体の小型軽量化を行った。機体は翼長3.6mから3mに、重量は約8Kgから6Kgに軽量化した。この過程で機体搭載のGPSやカメラは超軽量の基盤モジュールタイプのものに変更し、搭載スペースを大幅に削減した。また、機体の軌道誘導時にカメラ視野が動くのを防ぐためにX-Y-Zの三軸にそれぞれ加速度・ジャイロ・電子コンパスの9軸センサーを搭載した超軽量モジュールを用いてカメラを常に真下に向ける制御を実現した。

また、釧路湿原などの離着陸場所が無い所でも運用できるように発進用カタパルトを開発した。飛行誘導を容易にするために開発したGPS誘導地上モニタリングシステムの改良も行い、使い勝手を大幅に改善した。オホーツク海側にある湧別川の洪水侵食箇所周辺を開発した空撮機によってオーバーラップ空撮し、長年研究に協力してもらっている測量会社所有の航空測量ソフトを用いて画像処理を行い、1.5kmx 0.8Kmの広範囲な河川領域の立体画像の生成に成功し、ハザードマップ作成のツールとしての目処が立った。機体誘導における操縦者の負担を軽減するために、飛行高度自動制御システムを開発した。GPSによって検出された目標高度差に比例した制御量を与える比例制御と上昇気流等による急激な高度変化を検して修正する差分制御をハイブリッドした制御手法をテスト飛行を繰り返して確立し、250m程度の目標高度に1分ほどで自動的にスムーズに到達し、±10m未満の高度誤差で滑らかに水平飛行ができるようになった。最近急激に普及し始めたドローンを用いて空撮や航空測量を行うベンチャー企業(Shoot-Tech)が昨年地元北見で起業され、本研究で構築した空撮技術を移転することで、ベンチャー支援を行っている。空撮が固定翼機からドローンに変わりつつあるが、本研究で長年培った空撮技術がドローンを用いたベンチャー空撮事業に有効に活用されている。流体工学1)開発した飛行高度自動制御システムを用いて飛行高度が安定したことで、航空測量に使える大量の空撮画像を得ることができた。また、それら画像を用いて浸食が進む河川敷内の三次元立体画像を得ることができた。2)カメラアングル自動制御では、太陽の向きに影響を受けやすい可視センサーに替わって加速度センサーを用いることでカメラアングルの左右への揺れが大幅に軽減されることを定量的に確認できた。3)機体重量が7Kg程度あることから、安全に機体を発進できるカタパルトを製作して空撮を繰り返すことができた。4)機体搭載のGPSとマイコンをより小型なものにして1ボードに実装して無線モデムに接続すことで、電源の小型化も含めた軽量化ができた。これを受けて、26年度に向けてより小型の機体を新たに製作した。5)機体の飛行範囲を超えた空撮のために斜め横方向の空撮を行えるようにした。それによって生じる近赤外線空撮でのグラデーションを補正する手法を開発した。6)測量会社からの依頼で雄武町のオコツナイ川河川改良工事現場の空撮を行い、工事箇所の鮮明な画像を得ることができ、本システムの実用性と応用範囲の広さを示すことができた。飛行高度自動制御では十分な成果が得られた。航空測量に必要なカメラアングルの斜め前後方向への切り替えによるステレオ撮影機能については、自動シャッタータイミングの調整不足と可視光センサーによる水平検出精度の低さから2枚のステレオ画像において同じ撮影領域を十分にとらえることができなかったが、シャッター遅れやGPSの更新時間遅れへの対応と言った改善すべき点については十分把握することができた。
食品中における腸管出血性大腸菌O157のVNC期特異的検出法に関する研究

98年に発生した、イクラを原因食品とする腸管出血性大腸菌O157Diffuseoutbreakにおいて、食品由来株と患者由来株の間で、食塩および過酸化水素に対する抵抗性に大きな差異を認めた(食品由来株は抵抗性であったが、患者由来株では強い感受性を示した)ことから、一年目は、網羅的タンパク発現解析をおこない、両株の比較を行うことで、ストレス抵抗性因子の同定を行った。更に、ストレス下における培養性の喪失は、生きているが培養できない(VNC)状態に移行したためであったことを、ピルビン酸による蘇生を明らかにした。2年目においては、VNC期で顕著に発現を示した、外膜蛋白OmpWの発現状態について、検討をおこなった。抗OmpW抗体を用いたWestern blotにより、OmpWはH2O2ストレスにより誘導されたVNC期移行後に著しく増加していることを明らかにした。更に、VNC状態に移行しやすいMP37株よりompW欠失株を作成し、ストレス下における消長を野外株と比較したところ、当該欠失株はTSA上でのコロニー数には有意な差を示さなかったが、ピルビン酸による蘇生数を大きく増加させた。しかしながら、BacLight染色による膜透過性は逆に著減させた。これらのことから、ompW欠失株は、VNC状態に移行せずに死滅したと考えられ、OmpWタンパク発現はVNC状態におけるBiomarkerとして有用であると推察された。98年にイクラを原因食品とする腸管出血性大腸菌O157集団感染が発生した。以前の研究において我々は本事例における食品由来株が食塩に対し耐性であったのに対し、患者由来株は高感受性を示し、13%食塩水中での24時間培養により、コロニー形成を喪失したこと、そして蛍光染色による評価の結果、生きているが培養できない状態と推察されたことを報告した(Makino S et al.Appl.Environ.Microbiol.66:5536-39.)。本研究では、まず食塩下における食品・患者由来株間の生存性の違いに着目し、様々なストレス下での消長を検討した。その結果、患者由来株は食塩と同様に、酸化ストレス下で急速にVNC状態に移行したが、その他のストレス(熱、飢餓、pH)に対しては、顕著な差異を示さないことを明らかにした。次に、イクラ由来株と患者由来株の間の表現形質の違いを網羅的に明らかにするため、2次元電気泳動を行い、発現スポットを定量的に比較した。その結果、両株において再現性をもって発現を示したタンパクスポットの99%以上は2倍以下の差異にとどまっていたが、計31のスポットは2倍以上の変化を示し、このうちの多くはリボゾーム関連タンパク因子で最も顕著な変化は約24倍であった。また、VNC期において有意な発現を示したスポットの同定をMALDI-TOF/MSにより行い、検出系への応用を目的として発現ベクター系の構築をおこなった。98年に発生した、イクラを原因食品とする腸管出血性大腸菌O157Diffuseoutbreakにおいて、食品由来株と患者由来株の間で、食塩および過酸化水素に対する抵抗性に大きな差異を認めたことから、前年度は、網羅的タンパク発現解析をおこない、両株の比較を行うことで、ストレス抵抗性因子の同定を行った。更に、ストレス下における培養性の喪失は、生きているが培養できない(VNC)状態に移行したためであったことを、ピルビン酸による蘇生を明らかにした(業績1.)。本年度は、VNC状態において有意に発現を示した、外膜蛋白OmpWの発現状態について、検討をおこなった。抗OmpW抗体を用いたWestern blotにより、酸化ストレス下においてOmpWはVNC状態移行後に著しく増加していることを明らかにした。更に、VNC状態に移行しやすいMP37株よりompW欠失株を作成し、ストレス下における消長を野外株と比較したところ、当該欠失株はTSA上でのコロニー数には有意な差を示さなかったが、ピルビン酸による蘇生数を大きく上昇させた。
プラズマ医療の安全性確立へ向けたプラズマ誘起界面反応のメカニズム解明

本研究の最終的な目的は,プラズマを用いた医療応用(プラズマ医療)の安全性を確立することである。プラズマ医療は新たな医療手段として大きな注目を集めているが,そのメカニズムへの理解が十分でないため,安全性に懸念が持たれている。そこで本研究では,プラズマ医療において重要な役割を果たすとされる反応性の高い物質(短寿命活性種)が,水表面でどのように振る舞うかを明らかにする。細胞は通常,水に覆われているため,水表面での短寿命活性種の振る舞いを理解することは非常に重要である。具体的には,数値計算結果と実験結果の比較により,短寿命活性種の表面反応メカニズムを解明することで,プラズマ医療の安全性向上を目指す。
他者とのかかわりを通した道徳的価値の自覚と実践の更新に関する実証的研究

研究目的道徳の授業における道徳的価値の自覚の様相とそれを促す契機を明らかにする。研究方法特定の子どもを数名取り上げ,その姿を映像に記録し事例収集する。その記録から事例を抽出し「相互行為分析」の視点と方法を援用して記述して考察する。学校訪問等において本事例の様相や授業改善の要件,現場での実践について情報交換を図る。研究成果道徳的価値の自覚の様相として「出来事への当初の判断→複数の視点からの判断・友達の考えの理解→自分の判断の吟味」の中で重層的に出来事や価値を意味付け,その時点での価値を共有し,以後の生活で試みようとする姿が見られた。すなわち(1)「自分の生活と関連付けて考える姿」(2)「複数の視点から考える姿」(3)「友達との交流から考える姿」(4)「本時を振り返り考える姿」(5)「実際の生活場面で試みようとする姿」である。その背景にはA「教師の働き掛け」B「学級の風土」があった。(1)では特別活動等の子どもが共通して体験する活動と関連付けた指導計画の作成と実践,それを踏まえた教材の提示や開発が有効である。(2)では2人の登場人物等,複数の立場から判断することや友達の判断を理解することが有効である。(3)では友達相互の語り合いが有効である。(4)では共有できる価値を見いだし,それを自分で意味付ける場の設定が有効である。(5)では本時と関連付けた特別活動等の実践の場とそこでの経験を生かした再度の道徳の授業が有効である。なお(1), (2), (4), (5)は主にAの背景が強い。(3)は主にBの背景が強い。授業の単純なモデル化は形骸化につながる。今後,道徳科に向け子どもの力を育む創造的な実践が行われるためには,「カリキュラム・マネジメント」と「対話」が特に必要である。生活と道徳の時間を関連付けた一連の意図的な指導計画の作成と実践,傾聴に基づいた語りの中で出来事や価値を重層的に意味付ける姿の理解と子ども相互や教師との信頼関係の構築が求められる。
1880年代教育政策の動向と第五高等中学校の実態に関する研究

第五高等中学校の行政文書および関連資料の把握のため、熊本大学五高記念館、長崎大学、長崎歴史文化博物館、国立国会図書館、東京大学などで調査を実施。資料を収集した。この調査での資料により、地域における議論や生徒の移動実態を把握し、高等中学校創設という教育政策が単に文部省主導の理念先行型で実施されたのではなく、地域の要求や実態とのすりあわせを伴いながら試行的に実施されていたことを明らかにできた。資料を収集した。研究計画に基づき、第五高等中学校に関する先行研究および関連文献を収集するため、熊本大学五高記念館(熊本市)における現地調査、国立国会図書館(東京都)における関連文献調査を実施した。また史料調査に合わせて1880年代教育史研究会の例会や教育史学会第52回大会に参加して研究者からの情報収集に努めた。調査においては第五高等中学校創設時の九州各県の姿勢の把握を意識し、高等中学校を創設する際に九州各県の連絡協議のため、九州各県の尋常中学校長及び各県学務員などで組織された「相談会」の史料を中心に分析を行った。当該史料は行政面での各県の動向をうかがい知ることのできる重要な史料であり、地域において形成されつつあった五高観を理解するための基幹史料といえる。第五高等中学校の創設時に関する既刊図書としては『習学寮史』(習学寮史編纂部編、1938年)と『五高五十年史』(第五高等学校開校五十年記念会編、1939年)がある。『習学寮史』においては当時の新聞記事を用いて建設地の決定や生徒募集の状況を中心に述べ、『五高五十年史』は森文部大臣の政策意図や野村初代校長との関わりについて示すなど特徴があるが、両書はともに同校の帝国大学の予備教育機関としての位置づけをアプリオリに受け入れ、時代の制約に囚われて五高観の形成過程に関心は払われていない。「相談会」の史料分析を中心とした今年度の研究を通じて、第五高等中学校が野村校長の前任校である第一高等中学校を基準として忠実に制度設計を行おうとしていること、またその中でも「地方ノ情況」に応じた教育課程を用意しようとしたこと、そして何よりも九州各地の尋常中学校との接続に関して並々ならぬ関心を抱いているこたことが明らかとなった。これらの活動の中間報告として中国四国教育学会第60回大会において研究報告を行ない、同学会紀要に研究成果として史料紹介を行った。本研究における目的である、熊本大学五高記念館所蔵の五高関係史料を総合的に活用した第五高等中学校の実態を行うため、研究計画に従い前年度同様態本大学五高記念館(熊本市)を、また医学部関連資料の把握のため今年度は長崎大学・長崎歴史文化博物館における現地調査を実施した。また史料調査に合わせて1880年代教育史研究会の例会に参加して研究者からの情報収集に努めた。本研究における成果として次の3点をあげることができる。(1)第五区域内各県代表により設けられた相談会の分析から、高等中学校の政策的意図と第五区域における同校学校設立趣意の受容の実態を考察したこと(「第五高等中学校創設と設置区域内における議論-1887(明治20)年8月開催の相談会を手がかりに-」『教育学研究紀要』54巻1号)、(2)学校内規の構造から第五高等中学校の組織としての特徴を明示したこと(「第五高等中学校の職務関連規程について」『一八八〇年代教育史研究年報』第1号)、(3)第五高等中学校入学者の出身校および生徒移動の分析から、九州地域の尋常中学校との生徒数分析に基づく統計的な接続関係(「第五高等中学校の修学実態と社会的機能に関する研究」教育史学会第53回大会口頭報告)を具体的に明らかにしたこと、である。特に区域内尋常中学校と高等中学校との接続関係の検証および区域外尋常中学校と高等中学校との接続関係の検証については、個別の尋常中学校ごとに高等中学校への入学のパターンがあることが把握できた。このことは高等中学校の創設による尋常中学校の教育内容の平準化の方向性とそれにともなう序列の実態化が1880年代後半に進んだという仮説につながるものである。これを検証するためには生徒を送り出す側の尋常中学校の資料にあたる必要があり、今後の課題である。なお、本研究成果の一端として『第五高等中学校史料-協議会・高等中学校長会議関係-』(2010年)を刊行した。
ラット膀胱癌細胞におけるTNFおよびIL-1αの産生調節機構と阻害因子の研究

著者は、これまでにラット膀胱癌細胞株の一部に腫瘍壊死因子(TNFα)、インターロイキン1 (IL-1α)が構成的に産生されることを見いだした。IL-1およびTNFは炎症・免疫反応の中心的メディエータであり、これらの癌細胞増殖への影響を調べることは興味深い。本研究では、癌細胞における両サイトカインの産生過程、自己増殖因子としての可能性、さらに担癌動物の血清、癌組織中のサイトカイン活性について検討した。1.ラット膀胱癌細胞株のC19細胞とBC50細胞株のIL-1、TNFαの細胞内局在性、分泌性を調べた。C19細胞においてはIL-1活性は細胞膜(パラホルムアルデヒド固定化癌細胞を測定系に加える)とサイトゾルに見られ、細胞膜破壊に伴って培地中に遊離した。サイトゾルおよび膜IL-1活性は特異抗体との反応性からIL-1αと確認された。TNF活性は細胞膜とサイトゾルに一定程度存在するが、恒常的に細胞外に分泌された。C50細胞においてはTNFの産生はなく、IL-1活性は細胞膜とサイトゾルに高レベルに存在するが、この活性は細胞膜破壊が起こっても培地中に遊離しなかった。次に、IL-1、TNFの癌細胞増殖への影響を調べる目的で、これらを培養系に加えところ、両サイトカインとも一定濃度範囲でC19細胞とBC50細胞の増殖を有意に促進した。以上の事実は、膀胱癌が産生するIL-1、TNFが自己増殖促進因子として機能する可能性を示唆する。この作用に膜局在性のIL-1、TNFの役割が注目される。C19細胞の親株であるBC31ad担癌ラットの血清、癌組織についてTNF、IL-1活性を検索したが両活性は認められなかった。サイトカイン阻害因子を調べたところ、血清にIL-1活性阻害因子が見いだされた。今後は癌細胞の宿主における増殖性とサイトカイン発現の関連を明らかにしたい。
脂質膜環境でのカルシトニンおよびグルカゴンのアミロイド線維形成分子機構の解明

カルシトニンは甲状腺から分泌されカルシウム代謝に重要な役割を果たしているペプチドホルモンであるが、高濃度中性水溶液中でアミロイド様線維を形成して沈殿する性質を持っている。膵臓から分泌され血糖値を上昇させることに働くグルカゴンも、アミロイド様線維を形成しアポトーシスを誘発することが知られている。これまで、カルシトニンに関しては酸性および中性条件でのカルシトニンのアミロイド線維形成機構について研究した結果以下の研究成果が得られた。1)カルシトニンはモノマーから核が形成される核形成反応(k1)を経て核にモノマーが吸着して線維が伸長する線維伸長反応(k2)の2段階の反応、すなわち2段階自己触媒反応機構で線維形成することが判明した。2)中性条件で線維は逆平行bーシートを形成してbーストランドに垂直な方向に成長する構造を明らかにした。また中央部のPhe16, Phe19はbーシート構造の安定化に寄与していることが判明した。3)2)の結果を踏まえて、PheをLeuに置換したhCT変異体では線維伸長反応速度が格段に遅くなる結果が得られた。Pheの相互作用が弱まり、線維の安定性が下がったためであることが判明した。4)今年度はクルクミンを添加してhCTの線維形成速度を算出したところ、核形成反応が格段に遅くなることが判明した。クルクミンがhCTモノマーと相互作用を形成するため、モノマー同士の会合能が下がったためであると結論した。グルカゴンについては酸性水溶液条件で中性リン脂質DMPC存在下でアミロイド様線維形成速度を観測したところ、酸性水溶液中に比べて、核形成速度は促進され、線維形成速度は阻害されることが判明した。グルカゴンは膜存在下ではN-端のbーシートが形成されず、Cー末端でのみbーシートを形成することから、膜中では線維の安定性が下がり、線維伸長速度が遅くなったと結論した。29年度が最終年度であるため、記入しない。カルシトニンはカルシウム代謝に重要な役割を果たしているペプチドホルモンであり、骨粗鬆症の治療薬としても使用されているが、高濃度中性水溶液中で容易に沈殿する性質が知られている。一方、グルカゴンは膵臓で分泌されるペプチドホルモンであり、血糖値を上昇させる活性を持っている。グルカゴンも水溶液中では容易にアミロイド線維を形成する。本研究では、より生体系に近い脂質膜の存在下でこれらのペプチドホルモンのアミロイド線維形成機構を解明する研究を行う。このため、脂質膜環境下で固体NMRおよびTEMの測定を行い、さらに分子動力学計算の手法を用いて、脂質膜とカルシトニンおよびグルカゴンの相互作用解析、線維形成反応機構の解析、線維の立体構造決定を行う。これらの結果を精密に解析し、生理環境下でのこれらのペプチドホルモンのアミロイド線維形成の分子機構を明らかにすることを研究の目的としている。1)本年度はクルクミンによるヒトカルシトニンの線維形成阻害機構の解明を行った。クルクミンを添加したカルシトニン水溶液で線維形成の反応速度を観測して、2段階自己触媒反応機構を用いて反応速度定数を求めたところ、クルクミンは線維核形成の段階を阻害していることが判明した。さらに分子動力学計算から、カルシトニンの芳香族アミノ酸残基とクルクミンが相互作用を持つことが明らかになってきた。2)細胞膜中の環境に近い状態のグルカゴンのアミロイド線維形成過程を検証するため、脂質膜の存在下でアミロイド線維形成過程を測定した。まず31P-NMRの測定から線維形成の過程で、脂質膜と相互作用親和性の異なる3種類の凝集体の存在が明らかになってきた。13C-NMR測定により、これらのオリゴマーは2次構造に違いのあることが明らかになってきた。本研究ではクルクミンによるヒトカルシトニンの線維形成形成疎外機構の解明を行った。固体NMRを用いて線維形成の反応速度を観測したところ、線維核形成速度が大幅に遅くなることが判明した。しかし、繊維伸長速度は短くなってはいなかった。したがって、クルクミンは線維核形成反応を阻害していることが明らかになった。さらに、電子顕微鏡でHEPES中での線維形成過程を観測したところ、線維形成の過程で球状の中間体の観測に成功した。さらに、球状中間体から線維が成長しているスナップショット像を得ることができた。これまで、中間体は観測されているが、中間体から線維が直接成長している像はこの研究が初めて得られた。さらに、ヒトカルシトニンのHEPES溶液中でのMDシミュレーションを行ったところ、ヒトカルシトニンのF16,F19芳香族アミノ酸残基とクルクミンが相互作用を形成していることが明らかになった。細胞膜中の環境に近い中性で脂質膜存在下でのグルカゴンのアミロイド線維形成過程を固体NMRの観測を行った。固体31P-NRを測定したところ、グルカゴンはすくなくとも3種類のオリゴマーを形成して最後にアミロイド線維が形成することが分かった。さらに、各オリゴマーでは膜との親和性が異なっていることが明らかになった。さらに、固体13CーNMRでグルカゴンの二次構造変化を観測したところ、各オリゴマーにおいては異なる二次構造を形成していることが明らかになった。

膵臓から分泌され血糖値を上昇させることに働くグルカゴンも、アミロイド様線維を形成しアポトーシスを誘発することが知られている。これまで、カルシトニンに関しては酸性および中性条件でのカルシトニンのアミロイド線維形成機構について研究した結果以下の研究成果が得られた。1)カルシトニンはモノマーから核が形成される核形成反応(k1)を経て核にモノマーが吸着して線維が伸長する線維伸長反応(k2)の2段階の反応、すなわち2段階自己触媒反応機構で線維形成することが判明した。2)中性条件で線維は逆平行bーシートを形成してbーストランドに垂直な方向に成長する構造を明らかにした。また中央部のPhe16, Phe19はbーシート構造の安定化に寄与していることが判明した。3)2)の結果を踏まえて、PheをLeuに置換したhCT変異体では線維伸長反応速度が格段に遅くなる結果が得られた。Pheの相互作用が弱まり、線維の安定性が下がったためであることが判明した。4)今年度はクルクミンを添加してhCTの線維形成速度を算出したところ、核形成反応が格段に遅くなることが判明した。クルクミンがhCTモノマーと相互作用を形成するため、モノマー同士の会合能が下がったためであると結論した。グルカゴンについては酸性水溶液条件で中性リン脂質DMPC存在下でアミロイド様線維形成速度を観測したところ、酸性水溶液中に比べて、核形成速度は促進され、線維形成速度は阻害されることが判明した。グルカゴンは膜存在下ではN-端のbーシートが形成されず、Cー末端でのみbーシートを形成することから、膜中では線維の安定性が下がり、線維伸長速度が遅くなったと結論した。クルクミンはヒトカルシトニンのアミロイド線維形成において核形成を阻害することが明らかになった。MDシミュレーションからもクルクミンはヒトカルシトニンと芳香族アミノ酸残基を介して相互作用していることが明らかになった。今後はモノマーのカルシトニンがクルクミンとどのような相互作用をしているのか、NMR測定により実験により相互作用の特定を行っていく計画である。中性条件ではグルカゴンの溶解度は非常に低いが、脂質膜存在下ではグルカゴンは脂質に取り込まれて、均一な脂質膜分散系を形成した。その結果、グルカゴンの脂質膜存在下でのNMR測定が可能になった。さらに31PーNMR測定から、グルカゴンの存在下で脂質膜の形態が大きく変化することが観測された。これは、グルカゴンのオリゴマーが細胞膜に強い作用を与えることを意味しており、グルカゴンのオリゴマーが細部毒性に関与していることを示しており、非常に興味深い。今後は、グルカゴンオリゴマーの細胞膜への相互作用の変化をNMR測定と電子顕微鏡測定を同期した観測を行い、オリゴマーのNMRの二次構造解析と電子顕微鏡による形態解析を並行しておこない、オリゴマーと細胞膜との祖相互作用についてさらに詳しい解析を行っていく計画である。29年度が最終年度であるため、記入しない。
東アジア諸国・地域における大学入学者選抜制度の比較研究

本研究は,東アジア諸国・地域の大学入学者選抜制度を対象とし,比較を通じて各国・地域の共通点と相違点を明確にしようとしたものである。主な対象国・地域は,中国,韓国,台湾およびわが国である。研究の結果,どの国・地域でも新たな制度の導入が行われ,大学入学者選抜制度の多様化が進んでいるという共通性が確認できること,その一方でそれぞれの歴史的経緯や社会状況によって改革の焦点や方向性には違いがあることが明らかになった。3か年の研究計画の初年度にあたる平成19年度には、以前の研究成果をふまえたうえで、東アジア諸国・地域(対象は中国、台湾、香港、韓国、日本)の高等教育制度および大学入学者選抜制度に関する文献資料の収集・分析を行うとともに、個別機関を訪問して聞き取り調査を実施した。前者については、関連する日本語・英語・中国語文献の収集を行い、現行制度の分析を進めた。後者に関しては、香港の2大学(香港大学、香港中文大学)の入学者選抜制度に関する聞き取り調査を行い、また他の研究課題等で訪問する機会を利用し、東北師範大学、華東師範大学、上海師範大学(以上、中国)、台中師範大学、台湾師範大学(以上、台湾)等で関連情報の収集を行った。本年度の研究成果としては、台湾の高等教育の現状を整理し分析した『台湾の高等教育-現状と改革動向-』(小川佳万と共編著、高等教育研究叢書95、広島大学高等教育研究開発センター)、台湾における新たな選抜方法の導入と実施状況の分析を行った「台湾の大学入学者選抜における「繁星計画」の導入と展開」(『大学論集』第39集、広島大学高等教育研究開発センター)、中国における「自主招生」の募集要項を訳出してまとめた『中国の大学入学者選抜における「自主招生」の現状(資料集)』(楠山研と共編、本研究課題平成19年度中間報告書、長崎大学アドミッションセンター)がある。このうち最後の成果は、これまで部分的にしか明らかでなかった中国の「自主招生」の実態を募集要項レベルで明らかにしたものであり、機関ごとの共通点と相違点が明確になった点で意義のあるものだと考える。3か年の研究計画の第2年度にあたる平成20年度には,第1年目の成果をふまえたうえで,引き続き東アジア諸国・地域(対象は中国,台湾,香港,韓国,日本)の高等教育制度及び大学入学者選抜制度に関する文献資料の収集・分析を行うとともに,個別機関を訪問して聞き取り調査を実施した。前者については,関連する日本語・英語・中国語文献の収集を行い,韓国と香港を中心に,現行制度の分析を進めるとともに,制度の基底をなす社会的特徴について検討を行った。後者に関しては,他の研究課題等で訪問する機会を利用したものも含め,北京師範大学,上海師範大学,斉斉哈爾大学(以上,中国),台中教育大学,中興大学,国立台湾師範大学(以上,台湾)等で関連情報の収集を行った。訪問調査を通じて個別機関における入学者選抜への対応が明らかになった。なお,当初訪問調査を予定していた韓国に関しては,現時点では文献資料によって研究を進めることが妥当であると考え,訪問調査を文献調査に切り替えた。本年度の研究成果としては,2008年12月に中国・北京師範大学で開催された第7回京都大学大学院教育学研究科国際シンポジウムI「現代日本の高等教育」における報告「多様化する大学入学者選抜制度」がある。この報告では,第二次大戦後現在までの入学者選抜方法の変遷及び選抜方法の多様化状況を明らかにするとともに,中国の大学入学者選抜制度との共通点及び相違点に言及しながら,日本の大学入学者選抜方法の特徴を示した。報告の内容は,2009年3月に京都大学大学院教育学研究科から刊行された『学術交流プログラム2008報告書』(8897頁)に収められている。3か年の研究計画の最終年度にあたる平成21年度には,前2年度に引き続き東アジア諸国・地域(対象は中国,台湾,香港,韓国,日本)の高等教育制度及び大学入学者選抜制度に関する文献資料(日本語・英語・中国語)の収集・分析を行うとともに,個別機関を訪問して関き取り調査を実施した。後者に関しては,他の研究課題等で訪問する機会を利用したものも含め,北京師範大学(中国),国立台湾師範大学(台湾),香港大学(香港),韓国大学教育協議会,梨花女子大学,ソウル市立大学(以上,韓国)等で関連情報の収集を行った。本年度の研究成果としては,中国の高等教育を総体的に理解するうえで重要だと考えられる高等教育独学試験制度に関して日本高等教育学会2009年度研究交流集会において報告を行うとともに,『中国高等教育独学試験制度の展開』を刊行した。また,『リクルートカレッジマネジメント』誌で発表した「中国の高等教育戦略(前編)急激な量的拡大と質の維持・向上に向けた改革の進展」において中国の近年の高等教育改革を概観した。また,以上の作業をふまえて,3か年の研究成果のまとめとして研究成果報告書『東アジア諸国・地域における大学入学者選抜制度の比較研究』を作成した。

この報告書では,中国,台湾,韓国,日本における大学入学者選抜制度の改革動向を個別に整理・検討したほか,それらの比較分析を試みた。その結果,どの国・地域でも新たな制度の導入が行われ,大学入学者選抜制度の多様化が進んでいるという共通性が確認できること,その一方でそれぞれの歴史的経緯や社会状況によって改革の焦点や方向性には違いがあることが明らかになった。こうした知見は,日本の大学入学者選抜制度を相対化して考えるうえで示唆を与えるだけでなく,各国・地域の教育のあり方を理解するうえでも重要な手がかりとなるものである。
環境における化学物質リスクアセスメント手法に関する研究

環境中の化学物質の新しいリスクアセスメント方法として、1)ヒトが化学物質に曝露した際の標的臓器における濃度変化を、薬物動態モデルによって算出することにより、化学物質の毒性をより直接的に推定すること、2)ヒトの培養細胞に対して低濃度の化学物質を曝露させ、CATアッセイ等の分子生物学的手法を用いることにより、発癌そのものでなく、発癌遺伝子、発癌抑制遺伝子の発現など、発癌に伴う細胞の変化を捉えることによって、低濃度におけるヒトの発癌リスクを推定することの2つの方法を開発することにより、化学物質のリスクアセスメントをより厳密に評価することを目的として本研究は実行された。6つのコンパートメントをもつ薬物動態モデルは、ヒト体内の薬物動態および奏効部位における薬物濃度の推定に有用であり、未知の化学物質の毒性評価に利用できるものと思われた。また、CATアッセイは、細胞毒性や発癌機序に対して貴重な情報をもたらし、ヒトの細胞を用いている点で非常に有用な毒性評価法の1つと考えられた。今後、実験データをさらに入手し、モデルの信頼性を高めていく予定である。化学物質の安全性評価を行う上で、より的確な安全基準値を設定するために、薬物動態モデルによるヒト体内の薬物動態および奏効部位における薬物濃度の推定の利用が可能かどうか検討を行った。化学物質としては、発癌性が強いこと、含有量が非常に多い食品が存在することなどの理由から、近年その安全性評価が大きな問題となってきているアフラトキシンB_1(AFB_1)を選んだ。薬物動態モデルとしては、血液、血行が豊富な臓器(脳、副腎、骨髄など)、血行が乏しい臓器(骨、脂肪組織など)、腎臓、肝臓、消化管の計6つのコンパートメントを想定した。また、AFB_1の代謝物としては、相互に変化し得、毒性も高いとされているアフラトキシコール(AFL)について考慮し、それについても6つのコンパーメントを想定した。ラットでは、AFB_1投与後最も濃度が高くなる臓器はAFB_1、AFLとも肝臓であり、肝臓中のAFB_1濃度は、血液を除く他の臓器中濃度の約2.5から13倍程度になるものと推定された。また、最も濃度が高くなるのは、各臓器とも投与後約3時間と推定された。AFLの動態相はAFB_1よりも遅れるものと推定され、最高濃度になるのは、投与後18から24時間と算出された。ヒトについてのAFB_1及びAFLの体内動態では両物質ともに肝臓が最も高濃度を示し、最高濃度に達するのは、各臓器ともAFB_1で投与後約2時間、AFLで投与後3時間前後と推定された。血液、肝臓、腎臓それぞれについて、AFB_1とAFLの濃度推定曲線を比較すると、AFB_1では各臓器とも最高濃度はラットが高いが、排泄される時間はヒトの方が遅かった。従って、AFB_1の「濃度×時間」はヒトの方がやや大きいと推定された。AFLについては、ラットとヒトの代謝の違いは比較的大きく、各臓器の最高濃度「濃度×時間)ともヒトの方がラットよりも高いものと推定された。今後、いくつかの臓器における濃度の投与後変化に関する実験データをさらに入手し、モデルの信頼性を高めていく必要性があると思われる。化学物質の安全性評価については、従来の方法に対して様々な問題点が指摘されている。発癌毒性の評価についていえば、通常大量投与した動物実験データを用いてヒトの安全基準値を求めることになるが、この際種差は考慮されず、低濃度外挿の方法も確立されていない。さらに動物実験自体についても、長期間の観察と、膨大な数の動物の犠牲を要する。こうしたことを解決するための一方法として、我々は、新しい安全性評価方法として、ヒトの細胞を用いて直接的に毒性を評価できないかどうか検討してきた。すなわち、ヒト細胞を用いて種差の問題を解決し、より直接的な細胞毒性をある程度の低濃度で多数の検体について調べることができ、しかも動物の犠牲を払わない方法である。このような基本戦略に基づいて、我々は、ヒト肝細胞を用いたクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)アッセイを開発し、ヘテロサイクリックアミン(IQ,PnIP)、カドミウム、砒素、アフラトキシンB_1についてそれらの毒性を検討した。ヘテロサイクリックアミンについては、IQ,PnIPともにCATアッセイは陰性であった。

カドミウム、砒素では、メタロチオネインやグルタチオンの他、ストレス蛋白で発現の亢進が見られた。アフラトキシンB_1については、c-fos,p53およびその関連蛋白、コラゲナーゼ、ストレス蛋白などで発現の亢進が認められた。本法は、細胞毒性や発癌機序に対して貴重な情報をもたらすものの、化学物質の安全性評価を定量的に観察するためにはさらなる工夫が必要と思われる。しかしヒトの細胞を用い、動物実験を行わなくてもよい点で、非常に有用な毒性評価法の一つと考えられる。本年度は、薬物動態モデルを用いた化学物質のヒトにおける体内動態の推定方法とCATアッセイを用いたヒト臓器細胞に対する化学物質の発癌毒性の評価方法に関する総括的な研究を行い、各方面の実用化の可能性および問題点について検討を行った。6つのコンパートメントをもつ薬物動態モデルは、ヒト体内の薬物動態および奏効部位における薬物濃度の推定に有用であり、未知の化学物質の毒性評価に利用できるものと思われた。また、CATアッセイは、細胞毒性や発癌機序に対して貴重な情報をもたらし、ヒトの細胞を用いている点で非常に有用な毒性評価法の1つと考えられた。今後、実験データをさらに入手し、モデルの信頼性を高めていく予定である。