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感染予防隔離時の看護倫理的意思決定および実践への教育プログラム作成

感染予防隔離患者の看護ケアの質を保証するために、隔離状況に伴う臨床看護師の倫理的意思決定プロセスの明確化、隔離状況における看護師の倫理的行動意図と実践力との関連性の解明と、隔離に伴う看護倫理的実践力育成への教育プログラムを構築した。研究課題に対する目的と計画は、隔離患者の看護ケアの質を保証するための臨床看護師の倫理的意思決定および実践力育成プログラムは作成である。今年度は、感染予防隔離に伴う臨床看護師の倫理的意思決定プロセスを明らかにすることである。まずは臨床看護師の倫理的意思決定の実情を把握するために、A、B、C病院の白血病で隔離された患者の生活の状況について看護師4名に聞き取り調査を行った。その結果、隔離患者の看護については、各病院でマニュアルが作られていること、また、白血病治療のために感染予防隔離を行った当初は患者も看護師もともに治療に集中している状態にあるため処置やケアのために訪室することが多いことから、看護師は看護ケアに対する倫理的問題意識を感じていないことが明らかになった。しかし、一方で同じ看護師から、寛解導入期・地固め療法期になると、患者からプライバシーを保護して欲しいなどの要求が出てくるため倫理的な対応や倫理的意思決定が必要となることも把握することができた。したがって、感染予防隔離患者に対する倫理的意思決定について検討するには、どの病期における隔離を研究対象とするのかについて見極める必要があることが明らかとなった。今回、看護師のヒューリスティックな因子の検討、隔離患者の看護場面における看護師の倫理的意思決定に影響する因子の検討を進めているが、倫理的問題は隔離生活の時期との関係が重要であることから、看護倫理的意思決定のプロセスを明らかにするための尺度開発として、AHP(Analytic Hierarchy Process)尺度における感染予防隔離時期との関係について再検討中である。研究課題に対する目的と計画は、隔離患者の看護ケアの質を保証するための臨床看護師の倫理的意思決定および実践力教育プログラムの作成である。今年度は、昨年度に引き続き染予防に伴う臨床看護師の意思決定プロセスを明らかにし、AHP尺度作成である。昨年の結果から、白血病治療のための隔離患者の看護については、各病院でマニュアルが異なっていたこと、また、患者が隔離される期間中一様のものではなく、隔離された当初の治療が集中する時期では、訪室回数も多いため、倫理的問題意識も低いことが明らかとなったことから、さらに、経験年数20年以上のベテラン看護師3名から聞き取り調査を行なった。その結果、院内感染の問題が社会的に注目されてきていることから、院内感染防止対策としてCDCガイドラインの導入は積極的で、経費もかけるようになっていることが明らかとなったが、その一方で、看護師は、ガイドラインを一生懸命に実施していると思えることや実施しているという実感から、隔離に伴う看護師の倫理的意思決定に伴うジレンマを相殺しているのではないかという問題も推察された。今回、看護師のヒューリスティックな因子の検討、隔離患者の看護場面における看護師の倫理的意思決定に影響する因子の検討をすすめているが、さらにCDCガイドライの徹底との関係を含めて検討することが重要であることから、看護倫理的意思決定のプロセスを明らかにするための尺度開発および実態の調査、分析をすすめ、看護ケアの質の向上のための教育プログラム作成を検討中である。研究課題に対する目的と計画は、感染予防隔離患者の看護ケアの質を保証するための臨床看護師の倫理的意思決定および実践力育成プログラム作成である。今年度は、昨年度に引き続き感染予防に伴う臨床看護師の看護倫理的意思決定プロセスを明らかにし、看護倫理におけるAHP尺度の作成および倫理的実践力育成プログラムの構築である。今回、感染予防隔離が必要なA、B病院の血液病棟に勤務する経験年数3年以上の看護師17名を対象に、感染予防隔離時の看護について半構成的質問法を用いて面接調査を行った。その後辞退者1名あり16名を分析した。その結果、感染隔離時の看護倫理的意思決定プロセスは、ヒューリスティックな因子として血液疾患および看護の知識・経験、倫理的問題の重要性、業務遂行に関わる気分・態度や時間的圧力が挙げられた。そして、これらの因子の下位層には、病気特性(病名に伴う)に対するもの、隔離(感染予防)に対するもの、告知に対するもの、ターミナルケアに対するもの(時期)が挙げられた。また、倫理的行動に影響する要因では、行動への態度として、気が重い、知識不足などがあげられ、主観的規範では、隔離されている患者の苦痛や苦悩に答えたいという動機があり、行動コントロール感では、業務が多忙、時間が取れない、自律性が確立できないことなどであった。これらが行動意図(やる気)に影響し、倫理的行動(実践力)に影響していること、看護師のジレンマとなっていることが明らかとなった。したがって、これらの因子から倫理的意思決定尺度および看護倫理的実践力育成プログラムを作成していきたいと考える。
新規ペプチドグレリンの腎臓における機能的意義-糖尿病モデルを用いた解析-

グレリンは胃で産生される新規のペプチドホルモンであるが,我々は腎臓にもグレリンが発現することを近年報告した.本研究では,2型糖尿病モデルであるKK-Ay/TaJclマウスを使用して,腎臓における機能的意義を検索した.その結果,顕著な糖尿病性腎症を併発にも関わらず,グレリンの腎臓内発現は安定しているおり,さらにグレリンの投与によりその進行に抑制傾向が見られることが明らかになった.この結果から,グレリンは腎機能の保護に有益であることが示唆された.グレリンは胃で産生される新規のペプチドホルモンであるが,我々は腎臓にもグレリンが発現することを近年報告した.本研究では,2型糖尿病モデルであるKK-Ay/TaJclマウスを使用して,腎臓における機能的意義を検索した.その結果,顕著な糖尿病性腎症を併発にも関わらず,グレリンの腎臓内発現は安定しているおり,さらにグレリンの投与によりその進行に抑制傾向が見られることが明らかになった.この結果から,グレリンは腎機能の保護に有益であることが示唆された.【目的】グレリンはラットおよびヒトの胃から発見された新規のペプチドホルモンであり,成長ホルモン分泌促進,摂食亢進,心血管保護など多彩な機能を有する。我々は胃以外の器官として腎臓にもグレリンが発現することを近年報告したがその機能的意義は明らかでない。本研究の目的は,糖尿病モデルマウスを用いた解析により腎臓におけるグレリンの機能的意義を明らかにすることである。平成19年度はモデルマウスにおける糖尿病性腎症の病態と腎臓におけるグレリンの発現動態を明らかにした。【方法】2型糖尿病モデルであるKK-A^y/TaJclマウスと健常対照であるC57BL/6NJclマウスをともに8,12,16,20週齢で検索した(各群5例)。採取した血液,腎臓について形態学的および生化学的検索を行った。【結果】血液生化学では,血漿クレアチニン濃度など腎機能マーカーに明らかな変化は認められなかったが,光顕および電顕的にはKKマウスにのみ典型的な糖尿病性腎症が認められた。糸球体にはメサンギウム基質の増加や結節性変化が,尿細管には萎縮や硝子変性が観察され,週齢を追うごとに病態は重度になっていった。免疫組織化学的にはグレリンの発現がKK,C57BL/6ともに遠位尿細管上皮に観察された。その局在や免疫反応は糖尿病性腎症の進行に関わらず明らかな変化を示さなかった。腎臓におけるグレリン前駆体mRNAの発現をRT-PCRで検索したところ,KK,C57BL/6とも8から20週齢まで明らかな変化を示さなかった。【考察】平成19年度の検索により,腎臓におけるグレリンの発現は糖尿病性腎症の進行に関わらず安定していることが明らかとなった。このことから,グレリンは多少の腎機能低下には左右されない恒常的な機能を腎臓で担っていることが示唆された。平成20年度には,グレリンの腎機能保護効果を明らかにするためにKKマウスの糖尿病性腎症に対するグレリン投与の影響を検索する予定である。目的:グレリンは胃から発見された新規のペプチドホルモンである。本研究の目的は,糖尿病モデルKK-A^yマウスを用いた解析により腎臓におけるグレリンの機能的意義を明らかにすることである。方法:平成20年度はKK-Aマウスにグレリンを投与し,糖尿病性腎症の進行に対する効果を検討した。平成19年度の実験結果から,投与期間は1620投与と週齢とした。投与量はマウスの摂食や代謝に影響を与えずにグレリンの効果を発揮する投与量として報告されている40μg/kgとその1/10量である4μg/kgに設定した。対照群には生理食塩水を投与した。投与ルートは皮下投与で1日2回とした。投与前から投与後まで,摂食量,飲水量,体重を測定した。最終投与当日にマウスを解剖し,腎臓の病態を観察した。結果:生理食塩水投与群は,無処置群と同様に明らかな糖尿病性腎症が認められ,糸球体の硬化,間質の細胞浸潤,尿細管の萎縮あるいは拡張が認められた。4μg/kg投与群では,生理食塩水投与群との明らかな違いが認められなかった。一方, 40μg/kg投与群では,腎臓の病態,特に糸球体の傷害が他の群に比べて軽度な傾向が認められた。考察:平成20年度の結果から,グレリンの投与により糖尿病性腎症の進行が軽減される傾向が認められた。平成19年度の結果と併せると,グレリンは腎機能の維持に役立つと考えられ,その投与により腎症の進行を抑制できる可能性が示された。
金属結晶成長の数理モデルに現れる螺旋状進行波解の漸近解析的研究

昨年に引き続き,ファセットと呼ばれる平らな結晶表面のらせん転位による成長を記述する数理モデルである反応拡散方程式,およびその方程式に含まれる微小パラメータを0に近づけることで得られる界面方程式の解の定性的性質を,漸近解析的手法,数値シミュレーション,および無限次元力学系の一般論を用いて理論的解析を行った.前年度は結晶表面に1つのらせん転位が存在し,しかも領域が対称である場合を考察したが,今年度は結晶表面に複数の転位が存在する一般領域の場合を取り扱った.具体的には以下のような成果を得ることができた.1.科学研究費補助金で購入した数値計算用ワークステーションによる数値シミュレーションを行い,一般領域の場合には複数のらせん状の解が相互作用しつつ時間周期的に形および速度を変化させながら成長することを数値的に確認することができた.また,初期転位の大きさ(ステップの段差)に違いがある2つのらせん転位が存在する場合には,初期転位の大きいものが小さいものをあたかも取り込んでいくかのような振る舞いをみせることも確認された.これらの数値計算結果は,シミュレーション前の予想を覆すものであり,大きな成果であった.2.数値シミュレーションの結果をもとに,モデル方程式の理論的解析を行った.モデル方程式の持つ性質を抽出することで,数値的に観察された時間周期的に形や速度を変えながら成長する解の存在および(時間シフトを除いた)一意性・時間に関する単調性・リャプノフ安定性・漸近安定性に関する理論的結果を順序保存力学系の枠組みで得ることができた.この一般化により,異方性のある結晶成長のモデルである曲率流方程式のらせん解の存在および安定性にも適用が可能になった.ファセットと呼ばれる平らな結晶表面のらせん転位による成長を記述する数理モデルとして提案された,反応拡散方程式およびその特異極限として導出される界面方程式の解の定性的性質を,漸近解析的手法,数値シミュレーション,および,順序保存力学系の一般論を用いて理論的に解析した。1.モデル方程式である,空間的に一様でない非線形項をもつ2次元円環領域上の反応拡散方程式に,一定速度で回転しながら一定速度で成長する解(螺旋状進行波解)が存在することは数値的には確認されていたが,群が作用する順序保存力学系の一般論を用いて厳密にその存在を証明することができた。また,螺旋状進行波解が時間シフトを除いて一意的であること(したがって,回転・成長速度も一意),時間に関して単調増加関数であること,および,大域的に漸近安定であることも示した。2.螺旋状進行波解に関して,一般論の適用だけでは形状(プロファイル)はわかりにくいので,モデル方程式に含まれる微小パラメータを形式的に0にすることで得られる界面方程式(曲線の発展方程式)の解の幾何学的性質を調べた。この方程式は本質的には常微分方程式の非線形固有値問題とみなすことができるが,爆発する(有限区間で解が無限大になる)解も存在するので取り扱いが難しい問題である。この問題に関し,区間の両端からの精密なシューティングを行うことにより,界面方程式が一定速度で回転する曲線を解にもつこと,また,円環領域の内径を0に外径を無限大に近づけると解の形ははそれぞれあるアルキメデス螺旋に漸近することを示した。昨年に引き続き,ファセットと呼ばれる平らな結晶表面のらせん転位による成長を記述する数理モデルである反応拡散方程式,およびその方程式に含まれる微小パラメータを0に近づけることで得られる界面方程式の解の定性的性質を,漸近解析的手法,数値シミュレーション,および無限次元力学系の一般論を用いて理論的解析を行った.前年度は結晶表面に1つのらせん転位が存在し,しかも領域が対称である場合を考察したが,今年度は結晶表面に複数の転位が存在する一般領域の場合を取り扱った.具体的には以下のような成果を得ることができた.1.科学研究費補助金で購入した数値計算用ワークステーションによる数値シミュレーションを行い,一般領域の場合には複数のらせん状の解が相互作用しつつ時間周期的に形および速度を変化させながら成長することを数値的に確認することができた.また,初期転位の大きさ(ステップの段差)に違いがある2つのらせん転位が存在する場合には,初期転位の大きいものが小さいものをあたかも取り込んでいくかのような振る舞いをみせることも確認された.これらの数値計算結果は,シミュレーション前の予想を覆すものであり,大きな成果であった.2.数値シミュレーションの結果をもとに,モデル方程式の理論的解析を行った.モデル方程式の持つ性質を抽出することで,数値的に観察された時間周期的に形や速度を変えながら成長する解の存在および(時間シフトを除いた)一意性・時間に関する単調性・リャプノフ安定性・漸近安定性に関する理論的結果を順序保存力学系の枠組みで得ることができた.この一般化により,異方性のある結晶成長のモデルである曲率流方程式のらせん解の存在および安定性にも適用が可能になった.
細胞のキラリティが内臓の左右非対称な捻転を引き起こす機構の解明

ショウジョウバエの消化管の一部である後腸は、初め左右対称な構造として形成された後、左ネジ回りに90度捻転し、左右非対称な形になる。後腸の細胞は、捻転前は左に傾いた左右非対称な形をしており、捻転後には左右対称になることが知られており、後腸捻転との関連が示唆されていた。しかし、細胞のどのような動きによって、左右非対称な内臓形態がつくられるかについては解明されていなかった。本研究で、ショウジョウバエ胚の後腸捻転のライブイメージングとコンピューターシミュレーションを行うことにより、内臓器官が左右非対称な形に変化するのに「細胞スライド」と名付けた新規の細胞挙動が重要であることを解明した。研究代表者は、ショウジョウバエ胚の後腸をモデルとして、内蔵の左右非対称性の形成機構を研究している。ショウジョウバエ胚の後腸は左右対称な構造として形成された後、反時計回りに90°捻転し、左右非対称な構造となる。このとき、捻転前の後腸上皮細胞の頂端面が左に傾いているという、細胞キラリティ(鏡像と重ならない性質)が重要な働きを持つ可能性が示されてきたが、詳細な機構はわかっていない。研究代表者は、連携研究者と共に2D Vertexモデルを用いたシミュレーションを行い、左右非対称な捻転に寄与する細胞挙動を予測した。それにより、細胞が下に位置する細胞に対して相対的な位置を変え、捻転方向にスライドするという新規の細胞挙動と、収斂伸長等でみられる細胞インターカレーションが予測された。実際に、これらの細胞挙動がin vivoで見られるかを調べるため、まず、ショウジョウバエ胚後腸のライブイメージング系を確立し、細胞核と細胞境界を同時に可視化し、タイムラプス観察を行うことを可能にした。細胞核の位置を指標にして、個々の細胞の動きを追跡すると、実際に細胞が、下(胚の中の後方)に位置する細胞に対して捻転方向にスライドするように動くことが確かめられた。また、捻転前の細胞キラリティおよび捻転方向が反転する変異体Myosin31DFでは、細胞が野生型とは逆方向、すなわち変異体の捻転方向にスライドすることがわかった。これらの結果から、細胞スライドは左右非対称な捻転に重要であると考えられ、捻転前のキラリティは細胞スライドの方向性に反映されることが分かった。また、細胞インターカレーションは、左右から同等の頻度でみられることがわかり、左右非対称な捻転にはあまり寄与しないと考えられた。細胞境界の解析では、野生型とMyosin31DF変異体で逆方向の角度変化がみられることがわかった。細胞核のライブイメージングによる細胞移動の解析に関しては、シミュレーションの予測通りに、細胞が下に位置する細胞に対して捻転方向にスライドするという細胞移動が確かめられた。また、組織の変形による影響を排除するため、後腸の管の背側だけでなく、腹側も計測すべきであるという問題点に気づき、共同研究により二光子顕微鏡を用いた解析を行い、腹側の細胞に関しても同様の動きがみられることを確認した。後腸の捻転方向が反転するMyosin31DF変異体に関しても解析が終了したので、当初の計画以上に進展している。細胞境界の解析に関しては、細胞収縮の度合いを長さの変化から測定する事が難しいことがわかり、細胞境界の角度変化を測定した。野生型と逆位の変異体において、逆方向の細胞境界の角度変化を観測し、順調に進んだと言える。RNA干渉を用いたアクチン関連分子のスクリーニングに関しては、胚期ではRNA干渉の十分な効果が得られないことがわかり、成虫の精巣の逆位を指標に調べ直すことにしたため、継続中である。研究代表者は、ショウジョウバエ胚の後腸をモデルとして、内臓の左右非対称性の形成機構を研究している。ショウジョウバエ胚の後腸は、左右対称な構造として形成された後、胚の後方からみて反時計回りに90度捻転し、左右非対称な構造をとる。このとき、捻転前の後腸上皮細胞の頂端面が左に傾いているという細胞キラリティ(鏡像と重ならない性質)が重要な働きを持つ可能性が示されてきたが、詳細な機構は分かっていない。研究代表者は、連携研究者とともに2D Vertexモデルを用いたシミュレーションを行い、左右非対称な捻転に寄与する細胞挙動を予測した。それにより、まず細胞のキラリティが解消され、その後細胞が下に位置する細胞に対して相対的な位置を変え、捻転方向にスライドするという新規の細胞挙動が予測された。実際に、このような細胞挙動がin vivoでみられるかを検証した。蛍光共焦点顕微鏡を用いたライブイメージングにより、実際に細胞が下(胚の後方)に位置する細胞に対して捻転方向に有意に移動することが確かめられた。また、二光子顕微鏡を用いて、腸管の腹側の細胞に関しても捻転方向への有意なスライドを確認した。捻転方向が鏡像化する突然変異体Myosin31DFでは、細胞が野生型とは逆の変態の捻転方向に有意にスライドすることが確認できた(投稿中)。さらに、成虫の生殖器回転を指標とした、ショウジョウバエの左右性に関わる新規遺伝子のスクリーニングを行い、いくつかの候補遺伝子の単離に成功した。昨年度までに、通常の蛍光共焦点顕微鏡と二光子顕微鏡を用いて、野生型と逆位の変異体Myosin31DFでの細胞スライドを確認していた。

今年度は、ショウジョウバエのE-カドヘリンをコードする遺伝子shotgunの変異体でのライブイメージングを試みたが、系統が致死になるなどの問題が起き、今年度の終わりに、系統作製に至り、実験を始めたところのため、データ解析は終了していない。来年度中には解析を終えられると考えられるため、予定通りに進行していると言える。RNA干渉を用いたスクリーニングでは、解析対象を成虫の精巣に切り替えたため、解析が進み、複数個の候補遺伝子を得ることに成功した。来年度、スクリーニングを終え、候補遺伝子の解析に移れるため、予定通りに進行していると言える。研究代表者は、ショウジョウバエ胚の後腸をモデルとして、内臓の左右非対称性の形成機構を研究している。ショウジョウバエ胚の後腸は、左右対称な構造として形成された後、胚の後方からみて反時計回りに90度捻転し、左右非対称な構造をとる。このとき、捻転前の後腸上皮細胞の頂端面が左に傾いているという細胞キラリティ(鏡像と重ならない性質)が重要な働きを持つ可能性が示されてきたが、詳細な機構は不明であった。研究代表者は、連携研究者とともにVertexモデルを用いたシミュレーションを行い、左右非対称な捻転に寄与する細胞挙動を予測した。それにより、まず細胞の形のキラリティが解消され、その後細胞が下に位置する細胞に対して相対的な位置を変え、捻転方向にスライドするという新規の細胞挙動が予測された。実際に、このような細胞挙動がin vivoでみられるかを蛍光共焦点顕微鏡を用いたライブイメージングにより検証したところ、実際に細胞が下(胚の後方)に位置する細胞に対して捻転方向に有意に移動することが確かめられた。捻転方向が鏡像化する突然変異体Myosin31DFでは、細胞が野生型とは逆の変態の捻転方向に有意にスライドすることが確認できた(投稿中)。本年度は、細胞境界の追跡を行ったところ、細胞スライド時に細胞境界の組み換えはほとんど起こらず、細胞境界が、野生型では反時計回りに回転し、Myosin31DFでは時計回りに回転していることがわかった。このことから、これまで示していた通り、細胞スライドに細胞の割り込みは必要なく、細胞の変形だけで起きうるということが示唆された。これを確かめるため、細胞境界の組み換えを禁止したシミュレーションを行ったところ、組み換えを許した先のシミュレーションと同程度の反時計回りの捻転が確認され、ショウジョウバエ後腸捻転時の細胞スライドに細胞境界の組み換えは必須ではないことが確認された。ショウジョウバエの消化管の一部である後腸は、初め左右対称な構造として形成された後、左ネジ回りに90度捻転し、左右非対称な形になる。後腸の細胞は、捻転前は左に傾いた左右非対称な形をしており、捻転後には左右対称になることが知られており、後腸捻転との関連が示唆されていた。しかし、細胞のどのような動きによって、左右非対称な内臓形態がつくられるかについては解明されていなかった。本研究で、ショウジョウバエ胚の後腸捻転のライブイメージングとコンピューターシミュレーションを行うことにより、内臓器官が左右非対称な形に変化するのに「細胞スライド」と名付けた新規の細胞挙動が重要であることを解明した。他の後腸捻転に関する変異体に関しても細胞移動の解析を行う。後腸の左右性がランダム化するE-cadherinの変異体に関して、細胞核と細胞境界を可視化できるショウジョウバエ系統を作製し、タイムラプス観察を行う。
近赤外マルチプレックス逆ラマン分光計の開発と光導電機構の解明

試料の構造を分子レベルで観測できるラマン分光を,試料を傷める可能性が小さい近赤外光を用いて感度良く行うための新しい手法を開発した.この手法を用いて,β-カロテン分子が吸収した光のエネルギーがどのように分子の内部または周囲に散逸するかを明らかにした.光を吸収すると電気を伝える性質を持つ有機高分子(光導電性高分子)化合物を試料とし,青色光を吸収した光導電性高分子のラマンスペクトルを観測した.溶液中において,正電荷を持った状態にある光導電性高分子が検出された.信号の時間変化の解析結果から,正電荷を持った状態の構造および生成機構を提示した.本課題は,時間分解近赤外マルチプレックス逆ラマン分光計を開発し,光電子移動反応および光伝導における分子の動的構造を理解することを目的とする.平成25年度に実施した研究内容は,β-カロテンのS2およびS1励起状態の分子振動の振動数決定と緩和機構の解明,導電性高分子化合物であるポリ(3-アルキルチオフェン)の励起状態の逆ラマンスペクトル測定である.まず,β-カロテンのS2励起状態の近赤外誘導ラマンスペクトルを測定し,これまで観測がきわめて困難であったβ-カロテンのS2状態の振動基底状態について,3つの分子振動の振動数を決定した.次に,S2状態に4000 cm-1の余剰エネルギーを加えたところ,C=C伸縮振動の位置が余剰エネルギーのない場合に比べて低波数にシフトし,S2状態の寿命内に振動基底状態への緩和は完結しなかった.一方,S2状態からの内部転換により生成するS1状態のC=C伸縮振動バンドは,200 fsおよび1.2 psの時定数で2段階の高波数シフトを示した.この結果から,内部転換で生成した余剰エネルギーが主にC=C伸縮振動によって受け取られた後,200fsで他の振動に再分配されることが分かった.ポリ(3-ヘキシルチオフェン)のトルエン溶液について近赤外逆ラマンスペクトルを測定すると,1388 cm-1に強いバンドが現れ,その位置や幅が時間とともに大きく変化することが分かった.ポリマーのアルキル側鎖をヘキシル基からドデシル基に変えて測定を行ったが,バンドの位置および幅の時間変化は同じであった.この結果から,溶液中におけるチオフェン主鎖の構造および励起ダイナミクスは,十分に長いアルキル側鎖を持つ場合にはほぼ同じであることが分かった.試料の構造を分子レベルで観測できるラマン分光を,試料を傷める可能性が小さい近赤外光を用いて感度良く行うための新しい手法を開発した.この手法を用いて,β-カロテン分子が吸収した光のエネルギーがどのように分子の内部または周囲に散逸するかを明らかにした.光を吸収すると電気を伝える性質を持つ有機高分子(光導電性高分子)化合物を試料とし,青色光を吸収した光導電性高分子のラマンスペクトルを観測した.溶液中において,正電荷を持った状態にある光導電性高分子が検出された.信号の時間変化の解析結果から,正電荷を持った状態の構造および生成機構を提示した.本課題は,時間分解近赤外マルチプレックス逆ラマン分光計を開発し,光電子移動反応および光伝導における分子の動的構造を理解することを目的とする.当該目的を達成するため平成24年度に実施した研究内容は,時間分解近赤外マルチプレックス逆ラマン分光計の開発,および本分光計による9,9'-ビアントリルの光電子移動の観測,導電性高分子化合物であるポリ(3-ヘキシルチオフェン)(P3HT)の光励起状態の観測である.まず,時間分解近赤外マルチプレックス逆ラマン分光計を製作し,完成させた.手始めに本装置をβ-カロテンの励起状態に適用したところ,明瞭な時間分解逆ラマンスペクトルが得られた.この時間分解スペクトルから,分光計の時間分解能が300 fs以下,波数分解能が5 cm-1と見積もられた.つづいて,開発した分光計を用いて9,9'-ビアントリルの光電子移動の観測,導電性高分子化合物であるP3HTの光励起状態の観測を試みたが,当初選択したラマンポンプ光の波長(1740 nm)では両者とも逆ラマン信号を与えなかった.そこで,ラマンポンプ光の波長を1190 nmに設定したところ,P3HTの光励起状態から強い逆ラマンバンドが観測された.得られた逆ラマンバンドの中で,1388 cm-1に現れるバンドの強度・位置・幅が時間とともに大きく変化することが分かった.この結果は,1388 cm-1のバンドが励起状態における共役鎖長および電荷状態を鋭敏に反映するマーカーバンドであることを示している.すなわち,ポリチオフェンの光伝導を評価するための重要な手がかりが,時間分解近赤外マルチプレックス逆ラマン分光計の開発・応用によって得られた.光電子移動反応や光導電性有機高分子化合物の緩和・電荷分離に伴う分子構造の変化を試料からの蛍光に妨害されずに観測し,光導電機構を明らかにするため,フェムト秒時間分解近赤外マルチプレックス逆ラマン・誘導ラマン分光計を開発した.分光計の時間分解能300 fs,波数分解能5 cm-1を達成した.

本分光計を用い,まずβ-カロテンの励起状態であるS2 (1Bu+)状態(寿命200 fs),およびS2状態からの内部転換により生成するS1 (2Ag-)状態(寿命9 ps)のフェムト秒時間分解近赤外誘導ラマンスペクトルを観測した.S2状態における同位相C=C伸縮振動の振動数は1580 cm-1であった.光励起時に余剰エネルギーを与えると,S1状態において同位相C=C伸縮振動が2成分の高波数シフトを示した.この結果から,S2状態からS1状態への内部転換後,余剰エネルギーが2段階で再分配されることが分かった.次に,本分光計を用いて光導電性有機高分子化合物の励起ダイナミクスを観測した.基本的な光導電性有機高分子であるポリ(3-ヘキシルチオフェン) (P3HT)を溶液とした場合,P3HTの環伸縮振動バンドが励起後100 psの間に約50 cm-1の低波数シフトを示し,同じ時間で環変角振動バンドの強度が増大した.これらのスペクトル変化から,光照射直後の励起状態から電荷分離状態が生成し,平衡状態となることが示唆された.P3HTをフラーレン誘導体と混合し,薄膜に成型して同様の観測を行うと,励起後50 psにおいて正ポーラロンの環伸縮振動バンドが観測された.バンドの位置から,光生成する正ポーラロンの構造が化学酸化で生成するものとは異なることが明らかとなった.本研究の結果,フェムト秒時間分解近赤外マルチプレックス逆ラマン・誘導ラマン分光計が,溶液および薄膜中で光励起された光導電性有機高分子化合物の電荷状態および構造変化を明らかにするうえできわめて有用な手法であることが示された.物理化学,分子分光学本課題の研究目的は,(1)時間分解近赤外マルチプレックス逆ラマン分光計の開発,(2)光電子移動反応に伴う分子構造の動的変化の観測と電荷移動機構の解明,(3)有機光導電性化合物の光伝導機構の理解,の3点である.このうち,平成24年度に分光計開発を終了し,時間分解能240 fs,波数分解能5 cm-1を得たことから,目的(1)は既に達成された.目的(2)を達成するために9,9'-ビアントリルの過渡逆ラマンスペクトルの測定を試みたが,ラマンポンプ光の波長を1740 nmから1190 nmまで掃引してもスペクトルを得ることができなかった.9,9'-ビアントリルのLE状態およびCT状態の近赤外吸収は,本分光計での計測において強い共鳴効果を与えないことが分かったため,目的(2)の実験を終了することとなった.ポリチオフェン類の励起状態の逆ラマンスペクトル観測については,ラマンバンドが観測されること,および側鎖長を変えてもラマンバンドの時間変化が同じことまで確認できた.しかし,電子捕捉剤の影響を調べる実験を行うにあたり,試料循環ポンプが電子捕捉剤によって腐食されるおそれがあり,実験の遂行が困難であることが分かった.そのため計画を一部変更し,ポリチオフェン薄膜の時間分解逆ラマンスペクトルを測定し,薄膜と溶液での環境の違い,および電子捕捉剤の効果を調べることとした.薄膜のスペクトル測定については順調に進行しているものの,ポリチオフェン類の研究全体について成果の取りまとめが遅れることとなった.したがって,目的(3)の達成度は不十分である.以上の結果,研究の目的の達成状況として遅れていると判断せざるを得ない.本課題の研究目的は3項目からなる.すなわち,(1)時間分解近赤外マルチプレックス逆ラマン分光計を開発し,(2)光電子移動反応に伴う分子構造の動的変化を観測して電荷移動機構を明らかにし,(3)有機光導電性化合物の光伝導の機構を理解することである.当該目的に沿って平成24年度の研究進度を点検する.まず,時間分解近赤外
教師の専門性の再検討と教師教育における「子ども理解のカリキュラム」の構想

本研究では、複数の地域で教師と教師教育者からの継続的な聴きとりを重ねた。その結果の概略は次のとおりである。1多くの教師が、子どもの生存・発達・学習への要求に応える援助的・教育的実践を、父母・住民・援助職と共に模索している。2教師教育の現場では、学び手が福祉・医療・心理臨床などの諸分野で蓄えられてきた子ども理解の経験・洞察を摂取できるように、子ども理解のカリキュラムの開拓の試みが始まっている。3教師教育者の間では、自らの人間的・専門的な成長のための自己教育についての関心が徐々に熟してきている。そして、これらの聴きとりをもとに、子ども理解のカリキュラムの構築にかかわる諸課題の理論的検討を試みた。【本研究の目的と計画】本研究は、教師の専門性と教師の養成・教育のありかたの再検討、とくに教師教育における「子ども理解」のカリキュラムを構想するための基礎的な研究・調査に、四年間の計画で取り組もうとするものである。【具体的な研究・調査の活動】その初年度の2012年度には、以下の研究・調査を行った。1、テーマ・概念・方法の理論的検討:(1)近年の日本の臨床教育学の開拓の試みの中で行われてきた、教師の専門性の再検討、教師の養成・教育の改革論議、「子ども理解」の重要性とそのカリキュラム化への着眼などの動きを振り返り、研究の基本的な概念と方法に関する理論的検討を開始した(3回の全体研究会)。(2)カナダのクランディニン(D.J.Clandinin、アルバータ大学現職教師教育センター所長)を迎え、彼女を中心とする「教師教育のナラティヴ的探求」(Narrative Inquiry)の到達を聴き、「教師の専門性と現職教育の課題」に関する研究の内容、方法・概念の吟味を行った(10月)。2、地域調査:北海道桧山・上ノ国を訪ね、人口の減少など地域の変化の下で、子育て・教育と教師のあり方を模索している人々から聴きとりを行った(3月)。3、「援助的・教育的実践のカンファレンス」:テーマに迫る研究の試みとして、「援助的・教育的実践のカンファレンス」を開始した。具体的には、滋賀県日野町立桜谷小学校でのカンファレンス(6・8・10月)、山梨県の小学校教師の中込直樹氏の教育実践事例の報告と検討(10月)、岐阜県恵那教育研究所でのカンファレンス(3月)などである。4、大学院調査:1992年に開設された武庫川女子大学大学院臨床教育学研究科の設立趣旨、カリキュラムの変化、入学生・卒業生の動向などを素材に、援助職・教師の継続学習・再教育を課題とする大学院とそのスタッフのありかたの検討を始めた(5月)。【研究・調査の記録】以上の研究・調査の記録を『研究資料集1』にまとめた(3月)。【本研究の目的】本研究は、教師の専門性と教師の養成・教育のありかたの再検討、とくに教師教育における「子ども理解」のカリキュラムを構想するための基礎的な研究・調査に、4年間の計画で取り組もうとするものである。【具体的な研究・調査の活動】2013年度は、上記の目的のもと、次の研究・調査を行ってきた。1、テーマ・概念・方法の理論的検討:1地域に根差した教育活動を推進してきた檜山・上ノ国の約10年の歩みを振り返り、今後の調査方法について議論した。2福祉領域からみた発達援助職の養成・教育の課題について報告・討議を行った。3教師教育において、教師の自己の育ちとそのための大学院教育の在り方について検討した。2、地域調査:北海道の檜山・上ノ国を訪ね、人口の減少、地場産業の継承問題など地域が抱える変化のもとで、漁業関係者・高校生・教師・教育行政関係者に、地域・教育・人生イメージについて聴きとりを行った(9月)。3、大学・大学院調査:福井大学教職大学院を訪問し、教職大学院の設立に至る経緯とその構想について、インタビューを行った。また、実際に教育現場を参観し、とりわけ大学生と大学院生(ストレートマスター)のカンファレンス的学習に参加、学習風景に触れた(11月)。4、子ども・当事者理解と教育的・援助的実践のカンファレンス:山梨県の児童相談所に勤務する西堀涼子氏を報告者として、困難を抱えた子どもへの理解と、そこでの援助的課題について討論した(2月)。5、上記のほかに、子ども・教育の今日的状況をとらえるために、滋賀県の小学校訪問、岐阜県恵那市への訪問調査を重ねた。【研究・調査の記録】2年間の檜山・上ノ国調査をまとめた内部資料として聴きとり記録集を作成した(3月)。【研究目的】本研究の目的は、教師の専門性を再検討し、生存・発達・学習の主体である子どもについての理解の力量を培うような教師養成・教師教育のカリキュラムのありかた、教師養成・教師教育に携わる教育者のありかたを検討することである。この目的を達成するために、子ども・若者の生活と内面、教師と福祉・医療・心理臨床などの諸分野の援助職の模索、教師の養成・教育に関する実践的・理論的研究の動向の把握を重視する。【研究経過】1)地域調査:地域に根ざす教育活動を推進してきた北海道の檜山・上ノ国町の約10年の教育の歴史と現状を振り返り、それが本研究に対して提起する問題・課題について論議した。

2)援助職・教育職の養成・教育機関における調査:昨年度に続き、福井大学教職大学院の教育活動に着目し、そこでの教師を目指す学生と現職教員の学習活動(アクティヴ・ラーニング)の質について、検討を試みた。3)援助的実践・教育的実践調査とカンファレンス:兵庫県・滋賀県の小学校を訪問し、教師と子どもの現状の把握を試みるとともに、今日の教師が直面している教育実践の中心的な課題を探った。4)本研究のテーマに関わる理論的問題の明確化:公開研究会を重ね、本研究の中核的な課題を明確にするための理論的検討を行った。また、全体研究会では、武庫川女子大学大学院臨床教育学研究科の20年に及ぶ教師・援助者教育の蓄積を歴史的に検討した。5)Teacher Educatorの問題への接近:上記の調査・研究を通じて、養成機関・教育機関において「子ども理解のカリキュラム」を構想する意味、援助職・教育職の養成・教育に携わる教員のあり方を検討する意味を確認し、それらを考えるための概念・方法の検討に着手した。【調査・研究の記録】以上の調査・研究の記録として、『檜山・上ノ国聴きとり記録集』と『2013・14年度研究資料集II』をまとめた。【研究目的】本研究は、教師・援助者の専門性について検討し、今後の教師教育の方向性を探ることを第一の目的としている。具体的な視点としては、教師・援助者の「子ども理解」に焦点を当てること、そしてその深化を支えるカリキュラムの構想をめざすことであり、そのために今日の教育現場の現状と課題を把握し、教師教育に関する理論的研究を進めてきた。【2015年度の研究内容とその意義】1)地域調査(北海道):地域に根差した教育活動を推進してきた上ノ国町(北海道檜山郡)を訪問し、町教育委員会の協力を得て、中学生、高校生、教員への聴きとり調査を実施した。さらに、「上ノ国の教育」が辿ってきた15年の歩みを振り返り、とりわけ4年間にわたる調査の結果と、そこから浮かび上がってきた研究課題について現地の関係者を交えて論議した。2)地域調査(沖縄):日本の教育が抱える問題を具体的にとらえるため、「学力向上」論と「貧困」の問題が入り組んでいる沖縄を訪問し、現地の教師や教育関係者への聴きとり調査を行った。3)教育実践に関する調査とカンファレンス:滋賀県の小学校を訪問し、教師と子どもの現状を把握するとともに、教師の教育実践における中心的課題を探った。4)科研費共同研究のテーマに関わる理論的検討及び研究総括:公開研究会(全3回)を開催し、本研究の課題を明確にし、中核となる概念と方法を検討するための論議を重ねた。【研究・調査の記録】研究成果として、檜山・上ノ国調査における語りの記録(内部資料『聴きとり記録集』)、檜山・上ノ国の教育実践記録をまとめた資料集(『上ノ国の教育』)、2015年度の科研費共同研究の記録(『研究資料集III』)、4年間の研究活動の総括(『研究成果報告集』)の4冊をまとめ、製本した。本研究では、複数の地域で教師と教師教育者からの継続的な聴きとりを重ねた。その結果の概略は次のとおりである。1多くの教師が、子どもの生存・発達・学習への要求に応える援助的・教育的実践を、父母・住民・援助職と共に模索している。2教師教育の現場では、学び手が福祉・医療・心理臨床などの諸分野で蓄えられてきた子ども理解の経験・洞察を摂取できるように、子ども理解のカリキュラムの開拓の試みが始まっている。3教師教育者の間では、自らの人間的・専門的な成長のための自己教育についての関心が徐々に熟してきている。
超臨界・亜臨界流体中で形成するプラズマ等の物質変換・再資源化への応用

我々は、環境にやさしい技術である超臨界流体技術およびパルスパワー技術を融合させ、新たなる反応場の構築を目的として昨年度に引き続いて本研究を遂行した。本年度は、高温高圧状態の水を反応場とした新規複合技術の創成を目指した。有機化合物の物質変換基礎の蓄積、熱安定性に優れた難分解性物質の簡便処理法の提案に焦点を絞り、フェノールをモデル化合物とした亜臨界水中でのプラズマ照射処理試験を実施した。また、比較のために常温常圧水中でのプラズマ照射処理、亜臨界水中での熱分解処理も検討し、本手法の優位性などの特長を明確化することを試みた。実験には内容積900mLのバッチ型高温高圧用プラズマ発生・反応装置を利用した。セル中の電極は、針-平板電極(電極間隔110mm)とし、フェノール水溶液初期濃度0.010.1mol/L、温度100250°C、圧力120MPa、パルスプラズマ照射回数04,000回(処理時間としては数分1時間程度)の条件下で実験を行った。分析はGC-MS、GC-FID、HPLC-UV/RIおよびTOCを用いた。まず、フェノール水溶液の初期濃度0.lmol/Lとし、温度250°C、圧力20MPaにおいて、転化率に与えるパルスプラズマ照射回数の効果を調べた。その結果、未照射時のフェノール転化率約4%に対し、1,000回照射の段階で転化率は約10%に達した。しかし、照射回数を増大させても転化率は増大しなかった。また、他のパラメータの効果を調べたところ、フェノール初期濃度および温度が低いほどフェノール転化率が増大することを確認した。さらに、本手法と他手法を比較した結果、本手法でのフェノール分解は他手法の数倍速いこともわかった。分解反応機構については反応場におけるOHラジカル濃度が鍵であることは把握したものの、解明には至らなかった。今後は、反応メカニズム解明とともに連続処理システムの構築が課題である。我々は、環境にやさしい技術である超臨界流体技術およびパルスパワー技術を融合させ、新たなる反応場の構築を目的として本研究を遂行した。特に、本複合技術の化学反応場としての利用可能性を見極めるために、3種類のモデル物質を利用した超臨界二酸化炭素中での放電プラズマ反応実験を実施し、その反応挙動を調べた。実験には内容積1.3Lを有する高温高圧用プラズマ発生・反応装置を用いた。セル中の電極は、針(またはカミソリの刃)から平板に向かって放電を行わせる形状とした。モデル反応系は次の3つとした。(1)トコフェロールのメチル化反応(条件)トコフェロール4ml、メタノール20ml、反応温度40°C、圧力15MPa、印加電圧10-16kV、放電回数10000回.(2)大豆油のエステル交換反応(条件)大豆油4ml、メタノール20ml、温度40°C、圧力18MPa、印加電圧10-16kV、放電回数10000回.結果として、実験(1)について、β-、γ-、およびδ-トコフェロールを超臨界二酸化炭素中での放電によりメタノールと反応させてα-トコフェロールに変換する実験を試みたが、α-トコフェロールの増加は見られなかった。次に大豆油とメタノールをサンプルとして同様に放電実験を行ったところ数種の脂肪酸エステルが生成した。この結果から、超臨界二酸化炭素中で放電を行うことによりトリグリセリドから脂肪酸エステルが生成するエステル交換反応が起こっている可能性が示唆された。次年度は、超臨界二酸化炭素中での放電プラズマ形成による化学反応メカニズムの解明を目指していきたい。また、亜臨界水中における放電プラズマ形成と化学反応実験に着手する予定である。

さらに、本手法と他手法を比較した結果、本手法でのフェノール分解は他手法の数倍速いこともわかった。分解反応機構については反応場におけるOHラジカル濃度が鍵であることは把握したものの、解明には至らなかった。今後は、反応メカニズム解明とともに連続処理システムの構築が課題である。
好酸球顆粒蛋白のβ受容体に対する影響の検討

まずEosinophil peroxidase(EPO)のβアドレナリン受容体に対する影響を検討した。EPOは高好酸球症候群患者より得た好酸球より特異顆粒を集め、Sephadex Gー50およびCMーSepharoseカラムを通し精製したものを用いた。モルモット肺より膜分画を作製し、EPOとincubate後、10^<ー4>MのH_2O_2とNaIを加えさらに2時間incubateした。肺β受容体数はbinding assayにて求めた。3ー10U/mlのEPOと10^<ー4>MH_2O_2に暴露した肺では、β受容体数の有意な低下が認められた。10U/ml EPOと10^<ー6>MH_2O_2の処理でも有意な減少が認められたが、それ以外の条件では有意な変化は認められなかった。次にEPOのβ受容体・adenylate cyclase系に対する影響を検討した。S49細胞にEPOを結合させ、次にH_2O_2を加え45分incubateした。遠心後キサンチンを含む培養液に再浮遊し、10^<ー4>Mイソプロテレノ-ル(ISP)で10分刺激、細胞内に増加したcyclic AMP(CAMP)を測定した。0.1ー1U/mlのEPOとincubate後、10^<ー3>MのH_2O_2と反応させた細胞では、細胞内CAMP増加は有意に抑制され、その程度はEPO濃度に依存性であった。EPO1U/ml+10^<ー3>MH_2O_2の処理で、CAMP増加は対照に比べ平均91%抑制された。H_2O_2濃度が10^<ー4>M、10^<ー6>MでもCAMP増加は有意に抑制された。H_2O_2のみもしくはEPOのみでは抑制は認められなかった。S49細胞上のβ受容体数には変化は認められなかったが、β受容体のISPに対する親和性が低下した。同様の処理によりフォルスコリンによるCAMP増加も抑制されたが、その程度はISPによるCAMP増加の抑制より軽度であった。major basic proteinとeosinophil cationic proteinは、モルモット肺β受容体数及びS49細胞のCAMP産生に影響はなかった。EPOはβ受容体数・aadenylate cyclase系を抑制し、気管支喘息におけるβ刺激薬不応性に関与することが示唆された。モルモットより肺を摘出後細切し、Sucrose buffer中にてhomogenizeした。homogenateを2000xgにて遠心後、上澄をとり40000xgで遠心、pelletをTrisーMgCl_2 bufferにて洗浄後再浮遊させ膜分画とした。eosinophil peroxidase(EPO)はCarlsonらの方法にてhypereosinophilic syndromeの患者より分離したものを用いた。EPO活性はguiacol oxidationにて測定し、1分間に1μmolのelectron donarを利用する酵素量を1unitとした。

肺膜分画にEPOを1u/ml,3u/mlectron donarを利用する酸素量をl unitとした。肺模分画にEPOをlu/ml,3u/mEosinophil peroxidase(EPO)+過酸化水素のβアドレナリン受容体ーアデニル酸シクラ-ゼ系対する影響を中心に検討した。EPOは、高好酸球症候群患者より得た好酸球より特異顆粒を集め、Sephadex Gー50およびCMーSepharoseカラムを通し精製したものを用いた。EPO活性はguaiacol oxidationにて測定し、1分間に1μmoleのguaiacolを酸化する酵素量を1単位とした。β受容体を持つ標的細胞としてはS49mouselymphoma cellを用いた。S49細胞をまずEPOと15分incubateし結合させた。培養液で未結合のEPOを洗浄取り除き、次に過酸化水素を加え45分incubateした。遠心後キサンチンを含む培養液に再浮遊し、10ー4Mイソプロテレノ-ルで10分刺激、細胞内に増加したcyclic AMP(CAMP)を測定した。0.1ー1単位/mlのEPOとincubateの後1、0ー3Mの過酸化水素と反応させた細胞では、細胞内CAMP増加は有意に抑制され、その程度はEPO濃度に依存性であった。EP01単位/m1+10ー3M過酸化水素の処理で、CAMP増加は対照に比べ平均91%抑制された。過酸化水素濃度が10ー4M、10ー5MでもCAMP増加は有意に抑制されたが、EPO濃度を固定した場合、その抑制は過酸化水素濃度に依存性であった。過酸化水素のみもしくはEPOのみでは抑制は認められなかった。この範囲の処理においてS49細胞上のβ受容体数には変化は認められなかったが、β受容体のイソプロテレノ-ルに対する親和性が低下した。同様の処理によりフォルスコリンによるCAMP増加も抑制されたが、この程度はイソプロテレノ-ルによるCAMP増加の抑制より軽度であった。EPOはβ受容体数の変化なしにβアドレナリン反応を抑制し、気管支喘息におけるβ刺激薬不応性に関与することが示唆された。
プロテオミクスアプローチによる糖鎖ノックアウトマウスの機能解析

糖転移酵素の一種であるα1.6-フコース転移酵素(FUT8),は、N-グリコシド型糖タンパク質糖鎖の根元にフコースを付加する酵素である。この転移酵素によってフコシル化された糖鎖は、正常組織の多くのタンパク質で見られるが、その詳細な機序は不明である。申請者が在籍する研究室では、フコシル化の生理機能を明らかにするために、FUT8ノックアウトマウスを作製した。FUT8欠損マウスは、成長遅滞をおこし生後早期に死亡する。病理学的には肺上皮と小腸上皮に異常がみられた。本研究は、この病変の分子基盤を明らかにするために、正常マウスとFUT8欠損マウスの差異をプロテオミクス法で解析し、責任分子を明らかにすることを目的とする。FUT8欠損マウスに見られた病理学的異常の責任分子としてLow density lipoprotein receptor related protein-1(LRP-1)に着目してFUT8欠損マウスではこの受容体はフコース化されてないことによるこの受容体の取り込みの機能に異常があるのが明らかになった。これらの異常によるFUT8欠損マウスではLRP-1のLigandの一つであるInsulin likegrowthfactor binding protein-3(IGFBP3)というタンパク質が増加されたのが確認された。これからの研究によるフコシル化LRP-1の機能において大事な役割をしているのが明らかになった。LRP-1の異常とFUT8欠損マウスに見られた成長遅滞をおこし生後早期に死亡することと肺上皮と小腸上皮に異常などとの関係性があるか調べる。FUT8はアスパラギン結合型糖鎖の根元のN-アセチルグルコサミン残基にα1,6フコースを付加する酵素で、この酵素により独立した糖鎖モジュールが形成されるので、ノックアウトマウスでみられる病状を、この糖鎖モジュールの欠損の結果と考えることができる。糖鎖の役割は、それが付加される糖タンパク質が同定されれば、ノックアウトマウスの病態を詳細に解析することによりおおよその見当がつくと思われる。FUT8ノックアウトマウスで病変が明らかとなった臓器に関して、まず、野生型マウスとFUT8ノックアウトマウスの小腸から膜タンパク質を抽出し、全膜タンパク質をリジルエンドペプチダーゼで分解し、ペプチドあるいは糖ペプチドの断片に限定分解しました。これをAALレクチンカラムにかけてα1,6フコースを持つ糖ペプチドのみを分離する条件を確立した。その後、N-グリカナーゼを働かせて糖鎖を根こそぎ外した。このペプチド混合物を逆相HPLCにかけて相互分離する方法を確立した。その方法で分離された各ピークをMALDI-TOFMSで解析して質量を同定し、データベースを検索することにより、どのタンパク質のどのペプチド部分が回収されたかを調べています。その中で、一つのタンパク質についてそのタンパク質を認識する抗体で免疫沈降した後、レクチンブロッティング方法でα1,6フコースを持ってることを確認した。来年もつづけて、この方法でそれぞれの臓器や分泌タンパク質に関しても、血清タンパク質や培養細胞の無血清培養液を材料として用いて、同様の解析を行う予定である。糖転移酵素の一種であるα1,6-フコース転移酵素(FUT8)は、N-グリコシド型糖タンパク質糖鎖の根元にフコースを付加する酵素である。FUT8欠損マウスに見られた病理学的異常の責任分子として一つの受容体に着目してその受容体はフコース化されるタンパク質だというのも確認した。更に、FUT8欠損マウスにその受容体の組織的に異常を見つかれた。この受容体の異常による血中タンパク質の変化がFUT8欠損マウスで確認された。これからの研究はその受容体の個体やα1,6-フコース転移酵素がない細胞を用いてIn Vitroでも同様な結果が得られるかについてする。この受容体の異常とFUT8欠損マウスに見られた成長遅滞をおこし生後早期に死亡することと肺上皮と小腸上皮に異常などとはの関係性があるか調べる。

FUT8欠損マウスに見られた病理学的異常の責任分子としてLow density lipoprotein receptor related protein-1(LRP-1)に着目してFUT8欠損マウスではこの受容体はフコース化されてないことによるこの受容体の取り込みの機能に異常があるのが明らかになった。これらの異常によるFUT8欠損マウスではLRP-1のLigandの一つであるInsulin likegrowthfactor binding protein-3(IGFBP3)というタンパク質が増加されたのが確認された。これからの研究によるフコシル化LRP-1の機能において大事な役割をしているのが明らかになった。LRP-1の異常とFUT8欠損マウスに見られた成長遅滞をおこし生後早期に死亡することと肺上皮と小腸上皮に異常などとの関係性があるか調べる。
物を大切にするという意識を高めることを目的とした実習の開発

研究目的:現在利便性の高いお店が増え、良いものが安く手に入る時代である。そのため“物を大切にする"という意識は薄れてきているよう思われる。報告者は現在津山工業高等専門学校(以下、津山高専)で機械加工の実習を担当しているが、物を雑に扱う学生が多く、“物を大切にするという意識"が薄れてきていることを肌で痛感している。本研究では、以上のような現状を踏まえ、破損した工具、器具を使用した測定や加工がどのような不具合をもたらすのかを動画や実践で体験させ、それをグループディスカッションすることにより、工具、器具の破損が及ぼす影響を共有することで、“物を大切にするという意識"を高めることを目的とする。研究方法:今回の研究は、申請者が津山高専の実習で担当している旋盤加工を対象とする。まず、ノギスや工具が破損する状況を画像や動画で撮影する。また、通常の工具を使用しての加工と破損した工具を使用しての旋盤加工を撮影する。旋盤加工を体験した学生を選出し、グループを二つに分け、一つ目のグループはノギスの破損する状況を視聴し、通常のノギスと破損したノギスを使用し測定を行う。測定後、どのような不具合があったかを話し合い、意見をまとめる。二つ目のグループは通常の工具を使用しての加工と破損した工具を使用しての加工を動画で視聴し、その時加工した加工物を手に取って見せる。視聴後どのような不具合があったかを話し合い、意見をまとめる。終了後まとめた意見をグループごとに発表を行い、意見の共有を図る。その後アンケートを実施し、ノギスや工具の破損における加工精度の低下の理解や、破損しないための対応を調査し、“物を大切にするという意識"が高まったかを検証する。研究成果:上記で開発した実習を津山高専機械システム系2年34名を対象に、LHRの時間を利用して実習を行った。実習後アンケートを実施し、良好な結果が得られたので“物を大切にするという意識"が高まったと考えられる。また、第9回高専技術教育研究発表会in舞鶴で研究成果の発表を行った。