hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
層状化合物材料:リン酸ジルコニウムの合成と触媒化学的研究

近年、規則性のある分子配列をもま結晶性層状化合物が新しい機能性材料として注目を浴びている。層状化合物は限られた二次元層空間を持つ構造材料であることから、層間に触媒機能を植えつけることが出来れば新しいタイプの分子形状選択性をもつ機能材料を創成ことになる。リン酸ジルコニウム(ZrP)も層状化合物の一種であり、イオン交換やインターカレーションによって層間距離や触媒活性種をコントロールすることが可能である。初年度より層間距離の異なる三種のZrPを主に合成し、その合成法の確立と構造解析を行った。結晶構造の解析は熱分析、XRDによって行うと共に、^<31>P-MASNMRによってZr層面の上下に位置するリン四面体の電子状態を詳細に検討した。固体酸触媒として高活性を示すZrP結晶は合成後特定の温度で加熱処理することが得られる。この時層間のP-OH基の一部が縮合脱水してP-O-P結合となり、リン原子の電子密度がP-O-P結合に集中し、その結果として残存するP-OH基のプロトン化の能力が高まったと考えられ、高活性触媒を設計する重要な知見が得られた。しかし高活性触媒の層間距離は8.6Aと狭く、かさ高い反応基質の反応場とするのは困難である。そこでZrP層間にかさ高さの異なるホスホン酸有機誘導体を植え付け、層間距離を増大させることを試みた。有機誘導体としてはメチル、フェニル、ドデシルホスホン酸などを導入し、最大35A^^0まで層間距離を増大させた。この様な複合化した層間距離の大きなZrP結晶は新規な触媒材料、あるいはイオン交換体としての応用が期待できる。合成した複合ZrP結晶を触媒として有機酸のエステル化あるいはエステルの加水分解反応に用いたところ、複合化ZrPはZrP単独より触媒活性が高く、かつ加熱活性化処理を必要とせず、層間距離の増大によって反応場が増大したことが解った。今後P-OHの変りにP-CH_2SO_3H基を導入することを試みて行く予定である。層状化合物が近年新しい機能性材料として活発に研究されている.結晶性層状化合物は規則正しい分子配列を持ち,層間に限られた空間を持つ構造材料であることから興味が持たれ,分子形状選択性を持つ新しいイオン交換体あるいは触媒材料として期待されている.リン酸ジルコニウム(ZrP)も層状化合物の一種であり,イオン交換やインターカレーションによって層間隔や触媒活性種をコントロールすることが可能である. 62年度は主に層間距離の異なるZrpを高純度で合成し,その合成法の確立と構造解析を行った.合成出来たZrPはε-ZrP(0.56nm), α-ZrP(0.76nm)およびγ-ZrP(1.22nm)など層間隔の異なる3種のZrPを再現性よく合成する方法が確立出来, XRDや1Rから得られた知見の他^<31>P-MARNMRでリン原子の囲りの環境の解析を行い重要な知見を得ることが出来た.合成したZrPを用いてアルケン,シクロプロパンの異性化,メタノールからメチルアミンの合成など典型的な固体酸触媒反応を行ったところ,触媒を500°C前後で加熱前処理すると前述の全ての反応で高活性を示した.反応機構を詳細に調べた結果,反応に寄与する活性点はリン酸基のもつプロトンであり,高活性を示す触媒は低活性の触媒と比較してNMRのケミカルシフト値が高磁場側で観測されることを見い出した.このことはリン原子囲りの電子密度が加熱処理によって高まりプロトン化の能力が飛躍的に高まったことを示しており,活高性な触媒を設計する方法論が確立できた.特にγ-ZrPを500°Cで加熱処理すると層間隔は8.6〓と短くなるが2/3のPOH基が層間でP-O-P結合に変化し, 700°Cまで安定に存在することから, P-O-P結合がピラーの役割をはたしていて,新規な触媒材料としての応用が今後期待できる. 63年度はZrPのインターカレーション能を主に調べ,無機合成だけでは困難なさらに層間距離の大きな化合物を合成することを目的とする.近年、規則性のある分子配列をもま結晶性層状化合物が新しい機能性材料として注目を浴びている。

そこでZrP層間にかさ高さの異なるホスホン酸有機誘導体を植え付け、層間距離を増大させることを試みた。有機誘導体としてはメチル、フェニル、ドデシルホスホン酸などを導入し、最大35A^^0まで層間距離を増大させた。この様な複合化した層間距離の大きなZrP結晶は新規な触媒材料、あるいはイオン交換体としての応用が期待できる。合成した複合ZrP結晶を触媒として有機酸のエステル化あるいはエステルの加水分解反応に用いたところ、複合化ZrPはZrP単独より触媒活性が高く、かつ加熱活性化処理を必要とせず、層間距離の増大によって反応場が増大したことが解った。今後P-OHの変りにP-CH_2SO_3H基を導入することを試みて行く予定である。62年度は主にリン酸ジルコニウムの合成法の確立とその構造解析、触媒反応としてシクロプロパンの開環異性化、ブテン類の異性化反応を中心に固体酸触媒の活性点構造について考察を行った。特に各処理温度における結晶の^<31>PーMASNMRより、固体酸触媒として高活性を示すリン酸ジルコニウムは500°C前後で加熱処理した結晶に限られ、層間のPーoH基の一部が加熱により縮合脱水しPーoーP結合に変化し、リン原子囲りの電子密度が飛躍的に高まっていることが解った。その結果として表面に残存するPーoH基のプロトン酸としての能力が高まり、固体酸触媒としての能力が高いことを報告した。63年度は加熱処理をせずに固体酸触媒としての応用を中心に研究を進めた。その理由は縮合脱水を受けるとリン酸ジルコニウムの層間距離が狭くなり、反応基質が層間に充分に入り得ないためである。その対索として層間にかさ間い基を導入し、活性点と共存状態におくことを試みた。具体的にはリン酸ジルコニウムの層間にかさ高さの異なるホスホン酸有機誘導体を植え付け層間距離を増大させることを試みた。ホスホン酸有機誘導体としてはメチル、フェニル、ドデシル、ドコシルホスホン酸の合成を試み、ジルコニウムとの層状化合物を合成し、最大35〓まで層間距離を増大させることに成功した。合成したリン酸ジルコニウムとホスホン酸有機誘導体との複合化物は良好な結晶性を保ち、有機酸のエステル化反応やエステルの加水分解反応にリン酸ジルコニウム単独の場合よりも高活性を示し、新規な触媒材料あるいはイオン交換体としての応用が期待できる。現在、複合化物の詳細な構造解析を^<31>PーMASNMR、^3CーMASNMRで行って、より精密な分子設計の指針を得ようと試みている。
看護ニーズに対応した実践コミュニティ併設型医療英語教育ハイブリッドモデルの開発

本研究は、医療現場で通用する実践的英語学習指導を求めるニーズに応えるべく、ウェブ・対面相補型「実践コミュニティ」における知識探求型学習活動と対面授業における知識活用型学習とを相補的に併合した「医療英語教育ハイブリッドモデル」を開発し、看護系学部・学科学生の英語力向上に資することを目指し、医療現場での外国人患者に対応できる実践的英語力を持った人材育成に資することを主目的とする実践的研究である。研究2年となった本年度は、研究代表者や分担者等による現地調査や国内外での学術論文執筆や研究発表を通じて、本研究の中間報告をおこなった。まず代表者の山下は、8月上旬に文京学院大学で開催された外国語教育メディア学会、9月中旬にポルトガルのエヴォラ大学で開催されたEuroCALL2013で、モバイル機器とソーシャルメディアを組み合わせた遠隔地間学習における学生間のインターラクションの可能性に関する研究発表を行った。さらに8月下旬には、フィンランドのLaurea University of Applied ScienceのSuzanna Kievela先生を訪問し、Second lifeを活用した同大と代表者本務校の学生間におけるバーチャル看護英語学習の可能性について検討を行った。また、本研究の成果を盛り込んだ看護英語学習テキストを企画・執筆し、センゲージラーニングから10月に出版するに至った。分担者の佐藤は、外国語学習におけるモバイル利用の意義や実践コミュニティ(community of practice)構築とその環境下における協働活動の学習効果に関する論文や研究発表を積極的に行った。また、外国語教育メディア学会ではモバイルラーニングとソーシャルメディアのを組み合わせた外国語学習の基礎と実践にかんするワークショップを担当した。いま一人の分担者である横島は、本研究に協力してくれた外国人看護師との連携に従事し、研究の円滑な進行に貢献した。また自らも日本看護協会などにおいて、看護師養成や看護トレーニングに関する研究発表を行い、本研究の成果の一端を世に問うた。研究初年度となる平成24年度は、主にウェブコミュニティ形成と、それが単なる道具目的的情報交換を主目的とした、「興味関心のコミュニティ」(Commuity of Interest: CoI)の形成を目指した。本研究代表者の山下と分担者の佐藤は、山下の本務機関である順天堂大学に設置されているムードルサイトードル上に、本研究用サイトを新たに設け34人の学生全員の登録を済ませ、学生がムードルのインターフェイスに慣れるよう、コア部分(授業)で扱った既習事項の練習問題や課題を配信し、生徒からのアクセスが正確に行われているかを確認した。その後、学生(34名)を5グループに分割し、各グループにをリーダーを配置し、電子掲示板モジュールを活用した探求型学習を開始したところ、学生間での双方向の情報交換が多く行われ、CoIが形成された。研究最終年度となる本年度は、研究成果の発表に精力を注いだ。研究代表者の山下は、昨年度までの研究で構築したハイブリッドモデル実行に当たり、授業リフレクション等を実施しながら、教師の発話時間の配分に留意しつつ、学生の積極的参加を促す授業運営方法をも試した。さらに教材内容に対応した「タスク必須言語(task-essential language)」に焦点を当てた収束型タスク活動中心の授業展開を導入し、学生間における意味交渉を多く生み出すよう配慮した。e-learning。また、昨年度の医療英語のテキスト作成に引き続き、異文化理解を促進する総合英語学習テキストの編集・執筆に取り組み2015年に南雲堂から『Global Business Trends』を出版するに至った。さらに並行して、オランダのGroningen大学を会場に開催されたEuroCALL 2014において本研究の成果の一端を発表した。また、研究分担者の佐藤も精力的に論文執筆と研究発表に取り組み、2014年8月にかオーストラリアで開催された第17回世界応用言語学学会(AILA)で「Mobile-based learning at Community of Practice: theory and practice to enhanceEnglish language learning」と題した研究発表を行い、また国内では2015年3月に早稲田大学を会場に開催された言語教育エキスポ2015にて「モバイルを利用した外国語教育:日常生活が学習空間に変わる」と題する研究発表を敢行し、本研究の成果を世に問うた。英語教育学本年度は、moodleを活用した実践コミュニティの形成とその環境下における看護英語の協働学習の実現に向けて腐心した。本学部の学生対象に簡易調査を行ったところ、スマートフォンの普及率が約95%となっており、PCによるメッセージの送付はほとんどなくなりつつあり、コミュニティ参加学生は、もっぱらスマートフォンを用いてメッセージの送付を行った。そのため短いメッセージ交換を数回にわたり繰り返しながら、話題の核心に迫ってゆく形のインタラクションが目立った。これまで主流であったパソコンでのeラーニングと隣接領域にありながらも、eラーニングの知見とは異なる知識やノウハウ、文化的背景を有することが明確になってきている様子が見て取れた。また、フィンランドのLaurea University of Applied Scienceでは、Second Life上に病院を構築し、同大の看護学課程に在籍する学生は、そこで患者とのやり取りを通じコミュニケーション能力を向上させている実態が、視察を通じて明らかとなった。テキスト、音声いずれの方法によっても、意見のやり取りが可能であった。

Moodle上に実践コミュニティを構築しようとする試みよりも、むしろこのバーチャル病院こそが実践コミュニティの代替的役割を果たしており、シュミレーションを通じてよりリアルなコミュニケーションが行われているような印象を得た。これを本研究の進むべき方向性のヒントとして、今後の研究をさらに推進してゆきたい。今年度の当初目的であった、「興味関心のコミュニティ」の形成は達成した。しかし、研究計画書提出時にはスマートフォンの急速な普及が予測できず、しかも、このような携帯端末を英語学習に応用することを想定していなかった。ところが実際に研究を開始してみると、携帯端末からのアクセスが予想外に頻繁に行われ、PCからのアクセスは補足的になってしまった。そこで、モバイルラーニングの研究調査を急遽追加し、その特徴を捉え、その実態の即応した新たな課題開発やその配信についても思索を巡らしてゆくこととする。また、コミュニティ活性化のために、Ustreamなどの動画共有サービスを活用した研究も補足的にではあるが推進してゆくことも必要となろう。本年度は、研究最終年度となるため、医療英語教育ハイブリッドモデル構築を目標に研究を推進してゆきたい。また、Moodleに加えSecond lifeをプラットフォームとした、研究を展開してゆきたいと考えている。具体的には、現在の研究方針に加えLaurea University of AppliedScienceの教員と連携して、同大学がSecond life上に構築している病院プログラムに本学部の学生のうち一定の条件を満たした者の参加を許可してもらい、そこに患者あるいは看護師として加わることで英語力の向上を目指そうと考えている。いわば、バーチャルインターンシップのような形になるが、医療英語学習の一つの有力な方策となる可能性を秘めていると思われる。研究代表者の山下は、研究成果を昨年度と同様に、EuroCALLとAsiaCALLにて発表し、その成否を広く世に問うてゆきたいと考えている。すでにこれら二つの学会には研究発表のproposalを提出し、発表許可を得ている。分担者の佐藤は、今年度に引き続き、モバイル機器とソーシャルメディアを組み合わせた学習環境の構築とその効果の検証を、さらに推進してゆく予定である。今一人の分担者の横島は、看護基礎教育における医療英語の役割を明確化し、新人看護師研修に英語学習を組み入れてゆくための土台づくりを推進してゆく予定である。平成24年度の基礎研究を受け、ウェブコミュニティ上に蓄積されたインタラクションの構造化内容分析(structuring content analysis)を進め、参加学生からできるだけ多くの意見を引き出すためのテーマ設定やリーダーの役割を模索する。
ペプシノゲン遺伝子多型と胃癌との関連

I対象と方法対象者はこ健康診査を受診した282名のうちDNA抽出用としての血液検体が有用であった者221名(男95名、女126名)である。PGC遺伝子多型はPCR法により観察された。さらに、胃癌患者20名を加えた。II結果と考察PCRで増幅されたPGC遺伝子領域は約300から約500塩基対の6種類の対立遺伝子として観察された。対立遺伝子の頻度は対立遺伝子1から対立遺伝子6までそれぞれ0.077、0.036、0.328、0.240、0.009、0.310であった。PGC遺伝子多型と血清PGI値および血清PGII値の関連については、PGC遺伝子多型は6種類の対立遺伝子からなるが、対立遺伝子6は約300塩基対と最も短く、他の対立遺伝子に比べて100から200塩基対の違いがあることからこの対立遺伝子に注目し、対立遺伝子6のホモ接合体とその他の遺伝子型の2群間で、血清ペプシノゲン値が中央値より高い値(または低い値)を示す割合に違いがあるかを調べるた。なお、血清ペプシノゲン値の中央値を年齢階級別に設定し、年齢の影響を取り除いた。血清PGI値においては対立遺伝子6のホモ接合体を有する群とその他の遺伝子型を有する群間に有意差を認めなかったが、血清PGII値においてはオッズ比が2.468で、95%信頼区間は1.044-5.832となり、対立遺伝子6のホモ接合体を有する群がその他の遺伝子型を有する群に比べて血清PGII値が高値である割合が有意に高かった。さらに、PGI/PGII比についても、オッズ比は3.178(95%CI:1.198-8.430)となり、対立遺伝子6のホモ接合体の群がその他の遺伝子型の群に比べて3.0以下となる割合が有意に高かった。胃癌患者20名についてPCG遺伝子の対立遺伝子頻度に偏りは見られなかった。本研究で注目した対立遺伝子6は他の対立遺伝子に比べて短く、そのイントロン領域も短くなることになり、そのことが転写さらに発現に影響しているのかもしれないし、この遺伝子多型が発現の調整をつかさどる他の領域や遺伝子と連鎖している可能性もある。一方で、この遺伝子多型が胃癌発症と何らかの関連を有していることも考えられるが、本研究でも胃癌患者においてPGC遺伝子多型の頻度が特異的であるとの知見は得られていない。
外来化学療法後の末梢神経障害による患者の症状体験と生活への影響

本研究は、化学療法による末梢神経障害を抱える外来患者の症状体験やそれによるセルフケア能力への影響、生活への影響を詳細に把握し、構造化することによって、アセスメントツール開発の基礎資料とすることを目的とする。具体的な研究計画は、1)外来化学療法を受け、末梢神経障害のある患者への半構成的面接、2)末梢神経障害患者のアセスメントシートの作成、3)外来化学療法を受ける末梢神経障害のある患者に対する臨床看護師によるアセスメントシートの活用と評価である。現在までに、オキサリプラチンを使用している大腸がん患者7名とパクリタキセルを使用している卵巣がん患者1名に半構成的面接を行った。分析の結果、オキサリプラチンを使用している患者の体験として、357コード、39サブカテゴリーから8カテゴリーを抽出した。カテゴリーは、<種々様々なしびれの出現><冷感接触による衝撃的なしびれ><しびれの誘因の回避や防護する生活><いつの間にか軽減した冷感接触によるしびれ><なかなか消えないしびれ><微細な動作に不便が生じる指先のしびれ><対症療法は効かないという自覚><しびれを感じながらも普段通りの生活を継続>であった。対象は慢性のしびれの持続によって微細な作業に不便と不快感を感じていることが明らかになあった。患者の状況を理解し、セルフケアを支援していく必要があると示唆を得た。アセスメントシートについては、文献検討および分析結果から、既存のアセスメント尺度を活用しつつ、自由記載項目も含めて作成した。看護学部開設4年目で、本務の講義、演習、実習、卒業研究の指導、国家試験対策などに時間を要し、研究を進める時間的余裕がなかった。その結果、対象施設の開拓に取り組むことができかった。1.対象施設の開拓:すでにデータ収集を行った施設は、対象となる末梢神経障害のある患者があまり多くないため、さらに1施設を追加したいと考えている。早急に検討し、依頼していく。2.大学および施設への研究倫理申請3.臨床看護師に依頼し、アセスメントシートを活用してもらう。その際、診療録から既往症、現病歴、治療についての記録も依頼する。4.データ分析:症状および生活体験については数量化する。記述データについては、テキストマイニングを用いて、カテゴリー化し、出現の頻度を集計する。分析結果に基づいて、研究目的に沿って全体に評価する。本研究は、化学療法による末梢神経障害を抱える外来患者の症状体験やそれによる生活への影響を詳細に把握し、構造化することで、アセスメントツール開発の基礎資料とすることを目的する。28年度は、外来で化学療法を受け、末梢神経障害を有する患者を対象に半構成的面接を行った。研究対象については、疾患や治療の特性により生活への影響に相違があると考え、外来で、大腸がんによりオキサリプラチンを使用している患者、卵巣がんによりパクリタキセルを使用している患者に絞って面接を行うことにした。面接の内容は、1病状の受け止め、2症状に伴う生活への影響、3自身の対処方法である。面接は、患者の負担への考慮およびデータの信頼性の確保のため、2回行った。末梢神経障害の状態については、手、足、その他(口唇など)のしびれの性状毎に、その程度をNRSを用いて確認した。また、手足の触覚の程度をモノフィラメントを使用して測定した。さらに、診療録より既往症、現病歴、治療(レジメン、副作用症状に対する支持療法)、有害事象共通用語規準v4.0日本語訳JCOG版(CTCAEv4.0)、performance status(PS)を把握した。総合病院の外来化学療法室にて面接を行い、現段階で6名の面接を実施することができた。内訳は、大腸がん5名、卵巣がん1名、男女比は4:2である。ほとんどの患者は、症状がありながらも自分なりに工夫して生活しており、生活に支障を感じるほどではなかった。また、症状が出現してくると薬剤が変更になるため、強い症状を感じていないことがわかった。現在データ収集途中であり、疾病や性別に偏りがあることも結果に影響していると考えている。倫理申請を実施するまでに時間を要し、12月よりデータ収集を始めた。対象となる末梢神経障害のある患者がいなかったり、患者の状態の悪化により予定していた治療が延期になったり、外来にて治療が終了した時間にインタビューを依頼しているため業務の都合で日程調整が不可能であったりしたという理由で、データ収集が遅れている。また、当初対象者10名程度からデータを収集する予定にしていたが、末梢神経障害の程度に個人差が大きく、追加してデータを収集する必要性があると考えている。対象患者が少ないことについては、対象施設の変更および追加も検討していく必要があると考えている。具体的な研究計画は、1)外来化学療法を受け、末梢神経障害のある患者への構成的および半構成的面接、2)末梢神経障害患者の暫定的アセスメントシートの作成、3)外来化学療法を受ける末梢神経障害患者に対する臨床看護師による暫定的アセスメントシートの活用と評価である。現在までに半構成的面接が終了し、アセスメントシートの作成中である。半構成的面接については、オキサリプラチンを使用している大腸がん患者7名とパクリタキセルを使用している卵巣がん患者1名からインタビューを行った。

質的分析の結果、357コード、39サブカテゴリーから8カテゴリーを抽出した。カテゴリーは〈種々様々なしびれの出現〉〈冷感接触による衝撃的なしびれ〉〈しびれの誘因の回避や防護する生活〉〈いつの間にか軽減した冷感接触によるしびれ〉〈なかなか消えないしびれ〉〈微細な動作に不便が生じる指先のしびれ〉〈対症療法は効かないという自覚〉〈しびれを感じながらも普段通りの生活を継続〉であった。対象は慢性のしびれの持続によって微細な作業に不便と不快感を感じていることが明らかになった。患者の状況を理解し、セルフケアを支援していく必要があると示唆を得た。アセスメントシートについては、文献検討および分析結果から項目を抽出したところである。今後、アセスメントシートの活用に関する大学および施設への倫理委員会への申請、施設への研究依頼を行い、データを収集していく予定である。看護学部開設3年目であり、成人看護学領域の演習・実習計画の立案、準備、実習調整などに時間を要し、研究を行う時間的余裕がなかった。その結果、データ分析に時間を要し、アセスメントシートの作成が遅れた。アセスメントシートの活用に関する倫理委員会への申請も未提出である。対象施設への依頼も含めて、早急に実施する予定である。本研究は、化学療法による末梢神経障害を抱える外来患者の症状体験やそれによるセルフケア能力への影響、生活への影響を詳細に把握し、構造化することによって、アセスメントツール開発の基礎資料とすることを目的とする。具体的な研究計画は、1)外来化学療法を受け、末梢神経障害のある患者への半構成的面接、2)末梢神経障害患者のアセスメントシートの作成、3)外来化学療法を受ける末梢神経障害のある患者に対する臨床看護師によるアセスメントシートの活用と評価である。現在までに、オキサリプラチンを使用している大腸がん患者7名とパクリタキセルを使用している卵巣がん患者1名に半構成的面接を行った。分析の結果、オキサリプラチンを使用している患者の体験として、357コード、39サブカテゴリーから8カテゴリーを抽出した。カテゴリーは、<種々様々なしびれの出現><冷感接触による衝撃的なしびれ><しびれの誘因の回避や防護する生活><いつの間にか軽減した冷感接触によるしびれ><なかなか消えないしびれ><微細な動作に不便が生じる指先のしびれ><対症療法は効かないという自覚><しびれを感じながらも普段通りの生活を継続>であった。対象は慢性のしびれの持続によって微細な作業に不便と不快感を感じていることが明らかになあった。アセスメントシートについては、文献検討および分析結果から、既存のアセスメント尺度を活用しつつ、自由記載項目も含めて作成した。看護学部開設4年目で、本務の講義、演習、実習、卒業研究の指導、国家試験対策などに時間を要し、研究を進める時間的余裕がなかった。
シロイヌナズナATHB5遺伝子が関与する師部の物質輸送因子の単離・解析

1.ジーンチップを利用した網羅的解析ZeHB3の遺伝子発現をデキサメタゾンにより誘導出来る形質転換体を利用し、ジーンチップ解析を行った。その結果、4倍以上に遺伝子発現が上昇した遺伝子が241個、1/4以下に減少した遺伝子が1488個見いだされた。遺伝子発現が上昇した遺伝子のうち、チャンネルやトランスポーターと予想される遺伝子が17個見いだされた。今後、これらの遺伝子群が師部の機能にどのように関わっているのかを検討したいと考えている。一方、これまでに、SUC2とKUP1遺伝子の発現がZeHB3により上昇することが分かっている。そこで、それらの遺伝子ファミリーがどのような発現変動を示しているかを検討した。その結果、sucrosetransporterのうち、SUC2だけでなくSUC5の遺伝子発現も有意に上昇することが明らかとなった。また、KUP1ファミリー遺伝子群に関しては、明らかな発現上昇が観察されたのはKUP1のみで、KUP8-KUP12の遺伝子発現は、逆に約半分に減少することが明らかとなった。2.AtHB遣伝子群の発現制御機構HD-Zip遺伝子群においては、そのファミリー遺伝子群全体が、自身の発現によりフィードバック調節されることを以前報告した(Sawa, et. al.,2002 Plant J.32,1011-)。そこで、HD-Zipクラス1に属するZeHB3遺伝子によるクラス1遺伝子群の発現変動を、ジーンチップデーターより抽出した。その結果、AtHB52の発現が顕著に抑制され、AtHB6の遺伝子発現も有意に減少した。一方で、クラス1サブファミリー全体の遺伝子発現変動が同調しているわけではなく、ZeHB3遺伝子による複雑な遺伝子発現調節機構の存在が明らかになってきた。ヒャクニチソウの篩部で特異的に発現するHD-Zip class I遺伝子ZeHB3をデキサメタゾンで発現誘導するシロイヌナズナ形質転換体を用いた解析を行った。これまで、播種後3日目の幼植物体における篩部マーカー遺伝子AHA3::GUSを用いた観察において、ZeHB3の過剰発現誘導時にも篩部パターンに異常が見られないことから、ZeHB3の篩部形成への関与は小さいと考えられた。今回、木部と篩部のパターン形成に関するAPL遺伝子のプロモーターGUSラインの観察によっても同様の結果が得られ、このことが支持された。一方で、播種後10日付近まで観察を続けたところ、胚軸の道管の減少と形成された道管の形態異常が観察された。このことから、ZeHB3がシロイヌナズナ実生の胚軸において道管の形成を抑制し、また、正常な道管形成を阻害する効果を持つことが示された。このとき、篩部マーカー遺伝子のGUS染色パターンには不連続性が見られなかったことから、ZeHB3は篩部の形態異常は引き起こしていないことが予想された。胚軸切片の観察によって道管の減少が確認されるとともに、道管形成の位置関係から後生木部道管の形成が阻害されていることが示唆された。一方で、篩部マーカーAHA3::GUSとAPL::GUSの発現パターンの拡大が観察され、ZeHB3がこれらの遺伝子の発現も制御する可能性が示唆された。これまで明らかにしてきた篩部機能遺伝子の発現パターンの変化とは異なっていたことから、ZeHB3がそれぞれ異なる制御を行っている可能性がある。ZeHB3の過剰発現誘導時の実生致死性を抑圧するEMS種子を選抜した。今回、独立した4ラインを得ることができたため、マッピングを開始した。
周術期使用薬剤と心筋プレコンディショニングの相互作用に関する検討

ラットin vivo心筋虚血再灌流モデルを用いて行った実験によって各群間で梗塞サイズを比較した。両側大腿動脈の5分間閉塞および5分再灌流のセットを5回繰り返したところ、その後に続く心筋虚血再灌流障害の軽減を認めた。それと併用して静脈麻酔薬であるプロポフォールを投与したところ保護作用は減弱した。一方で下肢虚血によるリモートプレコンディショニングの効果と吸入麻酔薬による刺激は相加作用を持つことが示唆された。心筋虚血再灌流障害に対する虚血性および薬理学的刺激によるプレコンディショニング作用は動物実験において強力な心筋保護作用が示されているが、実際の臨床現場での応用時には他の投与薬剤の影響を受ける可能性がある。活性酸素種はプレコンディショニングにおける重要な細胞内メディエータとして知られているが、抗酸化作用を持つ麻酔薬等はその保護作用に影響を与える可能性がある。そこで今回我々は抗酸化作用をもつ薬剤として広く知られているプロポフォールが、下肢の一過性虚血によってもたらされるリモートプレコンディショニング作用に与える影響について検討した。まず、雄性ウィスターラットを用いた心筋虚血再灌流モデル(左前下行枝の30分虚血および120分再灌流)を用いて、コントロール群(虚血再灌流のみ)に対するリモートプレコンディショニングの心筋保護効果について検討した。リモートプレコンディショニングはラットの両大腿動脈を皮膚切開の上露出させ、5分間の虚血+5分間の再灌流を5回繰り返して行ったところ、コントロール群と比較して有意な心筋梗塞面積の縮小効果が得られた。そこでリモートプレコンディショニング中に鎮静量のプロポフォールの持続投与、または抗酸化剤である2-mercaptopropionyl glycineの先行投与を行ったところリモートプレコンディショニングによる保護作用は消失した。今後はプロポフォールの対象群として吸入麻酔薬であるセボフルランがリモートプレコンディショニングに与える影響について検討し、データ整理の上学会発表ならびに論文作成を予定している。心筋虚血再灌流障害に対する虚血性および薬理学的刺激によるプレコンディショニング作用は動物実験において強力な心筋保護作用が示きれているが、実際の臨床現場での応用時には他の投与薬剤の影響を受ける可能性がある。臨床において今日繁用されている麻酔薬としては静脈麻酔薬であるプロポフォールおよび各種ハロゲン化吸入麻酔薬があげられるがこれらの薬剤とプレコンディショニング刺激との相互作用はいまだに明らかにされていない。そこで今回我々はプロポフォールおよび吸入麻酔薬の一種であるセボフルランが、下肢の一過性虚血によってもたらされるリモートプレコンディショニング作用に与える影響について検討した。そこでリモートプレコンディショニング中に鎮静量のプロポフォールの持続投与したところリモートプレコンディショニングによる保護作用は消失した。一方リモートプレコンディショニング中に吸入麻酔薬を併用したところ両者のもつ心筋保護刺激が相加的に働く可能性が示唆された。以上の結果について今後国内学会および海外の学会において発表を予定している。
マイクロスケール実験を用いた教材開発と授業実践による理科教育実験の体系化と普及

化学実験の新しい取り組みであるマイクロスケール実験を理科教育の現場に導入し普及させる事をねらいとして実施した。本研究は、小・中・高校で扱う化学分野の実験のマイクロスケール化により、教員研修・再教育を含めた理科教員の養成も視野にいれた化学実験の実践的な改善を主眼として、環境問題だけでなく、児童・生徒にとっても問題解決能力を培う実験のシステムを開発すること、さらに学校現場における普及に向けて取り組んだ。以上の成果を単行本「環境にやさしい理科実験ーマイクロスケール実験」(オーム社)としてまとめ、また学術論文、学会発表、さらに「ひらめきときめきサイエンス」(3回)による成果の公表、社会還元を行った。本年度は、課題の趣旨である「マイクロスケール実験の普及」のため、対外的な活動に重点をおいた。研究実績は主に1)論文、2)著書、3)学会発表、4)授業実践,5)その他からなる。1)「パックテスト容器を用いたマイクロスケール実験による電池・電気分解の教材開発と授業実践ー考える力の育成を図る実験活動を目指してー」;佐藤美子;芝原寛泰、Vol.53, No.1 pp.61-67、理科教育学研究、2012 ; 2)「基礎化学(ドリルと演習)」川村康文、芝原寛泰ら、pp.131、電気書院3)日本理科教育学会、全国大会4件、近畿支部大会6件の発表4)京都府立桃山高校にて2回、授業実践をおこなった。京都府立山城高校、京都府立東宇治高校にて各1回の授業実践を行った。5)その他として、SSH指定高校においてマイクロスケール実験の指導にあたった(京都府立嵯峨野高校および桃山高校)。大阪府枚方市小学校理科研究会の招きでマイクロスケール実験の特別講演を行った。各種教員研修会(計3回)においてもマイクロスケール実験の普及に努めた。実績のうち、論文「パックテスト容器を用いたマイクロスケール実験による電池・電気分解の教材開発と授業実践」は、「考えさせる授業」の展開につながり、今後の研究の方向性にとっておおきな布石となった。また、K.Kナリカ(教材会社)との協同研究で、昨年と同様に開発した教材実験のうち、反応速度、アンモニアの噴水実験に関するマイクロスケール実験の商品化が実現した。マイクロスケール実験に使用する多種の器具も、少量で購入しやすくするなど、学校現場への普及を目的のひとつとする本研究にとっては大きな前進となった。また、科研費の研究成果の公表として、「ひらめき☆ときめきサイエンス」を実施。近隣の中学生12名を対象に、マイクロスケール実験の体験講座を行った。研究実績は主に1)論文、2)著書、3)学会発表、4)授業実践からなる。1)・高等学校化学における二酸化窒素を用いた化学平衡の移動実験ーマイクロスケール実験による教材開発及び授業実践ー,中野源大;芝原寛泰,理科教育学研究,第54巻,第3号, 2014年・マイクロスケール実験による自作簡易吸光光度計を用いた比色測定ー二酸化窒素を用いた化学平衡の移動実験ー,中野源大;芝原寛泰,フォーラム理科教育,第15号, 2014年; 2)「すぐに役立つ研究授業のための学習指導案のつくり方ー中学校理科編」芝原寛泰;佐藤美子、内山裕行pp.271、オーム社、3)日本理科教育学会全国大会5件、近畿支部大会5件の発表4)京都府立桃山高校にて2回、本学附属高校にて2回の授業実践をおこなった。実績のうち、2)の単行本(オーム社刊)の一部には教材研究の成果として、指導案も含めまとめている。この発刊を機に、多くの研究者、学校関係者との連携がすすんだ。また、K.Kナリカ(教材会社)との協同研究で、開発した教材実験の実用化と販売についても推進した。マイクロスケール実験に使用する多種の器具も、少量で購入しやすくするなど、研究目的である学校現場への普及にとっては大きな前進となった。科研費の研究成果の公表として「ひらめき☆ときめきサイエンス」を実施。近隣の中・高校生22名を対象に、マイクロスケール実験の体験講座を行った。H25年度は、研究期間の最終年度として、開発した教材実験の整理と公表に重点をおいた。特に高校化学を対象としたマイクロスケール実験の教材化ついては、多くの単元をカバーすることができるようになった。3年間における研究成果は、学会発表30件以上、論文5編以上、著書3編として公表した。また3年間連続して、「ひらめきよきめきサイエンス」を実施し、中高生を対象にした、研究成果の社会還元も行った。実績は主に1)論文、2)著書、3)学会発表、4)授業実践からなる。1)中学理科におけるマイクロスケール実験ー「イオンの学習」に向けた電気分解・電池の実験ー、佐藤美子;芝原寛泰、中学理科通信春号、p.6-9、教育出版、2012および考える力の育成を目指す実験活動ー中学校理科における個別実験を含む授業展開ー、佐藤美子;

芝原寛泰、京都教育大学教育実践研究紀要第12号、p79-85、2012 ; 2)「マイクロスケール実験ー環境にやさしい理科実験」芝原寛泰;佐藤美子、pp.131、オーム社、3)日本理科教育学会、全国大会2件、近畿支部大会3件の発表4)京都府立桃山高校にて2回、授業実践をおこなった。実績のうち、単行本「マイクロスケール実験ー環境にやさしい理科実験」は、一連のマイクロスケール実験による教材研究の集大成である。この発刊を機に、多くの研究者、学校関係者との連携がすすみ、今後の研究の発展にとっておおきな布石となった。また、K.Kナリカ(教材会社)との協同研究で、開発した教材実験のうち、塩化銅水溶液の電気分解、金属イオンの沈殿反応などについて実用化した。マイクロスケール実験に使用する多種の器具も、少量で購入しやすくするなど、学校現場への普及を目的のひとつとする本研究にとっては大きな前進となった。科研費の研究成果の公表として、「ひらめき☆ときめきサイエンス」を実施。近隣の高校生24名を対象に、マイクロスケール実験の体験講座を行った。H24年度は教材開発と並行して、授業実践も積極的に行い、開発した教材の有効性を検証した。高校化学の分野では、「酸化還元滴定」、「浸透圧の性質」、「燃料電池」、中学校理科分野では「イオンの移動実験」、「銅の酸化還元実験」、「アンモニアの噴水」を新たにとりあげた。昨年から取り組んでいる高校化学の「化学平衡の移動」、「化学反応に伴う吸熱発熱反応」、「銅アンモニアレーヨンの合成」についても継続して改良を行った。概要でも述べたが、公立学校において授業実践を行った。その結果、問題点も抽出することができたが、実用化に向けて大きく前進した。目下、研究成果をまとめ論文による公表の準備を行っている。H23年度においては、以上より概ね目標には達したと言える。しかし、小学校理科を対象とした教材開発は昨年と同様、新しい教材開発には至らなかった。しかし以前に開発した「ものの溶け方」、「水溶液のなかまわけ」の実験テーマについて3回の授業実践を行うことができ、定番の実験となったことは一つの成果であった。本研究の目的である「マイクロスケール実験の体系化」、「マイクロスケール実験の普及」「教員志望学生に対する実験紹介」「現職教員への実地指導」に関しては、一定の進展がみられた。2年前に発刊した単行本「マイクロスケール実験ー環境にやさしい理科実験」により、小学校から高校に至る、一連のマイクロスケール実験を事例的にまとめ、体系化をはかった。またこれを用いた研修を実施でき、学校現場への普及についても、一定の前進がみられた。また、教材会社(ナリカK.K)との協同開発による教材化も継続的に取り組むことができ、いくつかの教材を商品化することができた。H23年度は主に教材開発を中心に、一部並行して授業実践も行った。高校化学の分野では、「電気メッキ」、「化学平衡の移動」、「化学反応に伴う吸熱発熱反応」、「銅アンモニアレーヨンの合成」をテーマとした、マイクロスケール実験による教材開発を行った。一部(電気メッキ)は授業実践も行った。
生体埋込MEMS実現に向けた液中疲労試験と無限寿命ステンレスシリコンへの挑戦

MEMS技術を利用した医療用マイクロマシン等においては、特に生体内での使用を考慮した場合、水中を含む湿潤環境における長期信頼性の評価と向上が大きな問題となる。本研究ではMEMS構造に多用されるシリコンを対象にこれら水中および湿潤環境での強度試験および疲労試験を行い、水分の存在下における強度設計手法と、生体内の環境においても強度や疲労寿命の低下を抑制する方法論の確立とを目指した。液中疲労試験装置を開発し、これを用いて水溶液中におけるシリコンの機械特性を調査するとともに、シリコン内部の結晶欠陥をEBIC(電子線誘起電流)によって観察し、疲労過程における損傷の蓄積と環境との関係を調査した。一方、表面に吸着された水分子から解離した水素が内部に侵入し、機械特性の劣化を引起す可能性が見出されたため、その影響の一端を明らかにする実験をも実施した。さらにこれらを総合して、異なる環境に対する疲労寿命予測モデルの検討を行った。微小電子機械システム(MEMS)を利用した医療マイクロマシンは、人体への負担が少ない低侵襲検査治療法として、今後の発展が期待されている。MEMS構造体には代表的な半導体材料であるシリコンが用いられるが、生体埋込型MEMSの実用化に不可欠である生体内環境下における機械的特性、耐久性や疲労特性に関する評価例は未だ数少ない。本研究では、生体内での使用で避けられない水中を含む湿潤環境での強度試験および疲労試験を行い、水分の存在下における強度設計手法と、生体内の環境においても強度や疲労寿命の低下を抑制する方法論の確立とを目指した。本年度は、開発した液中疲労試験装置を用いてシリコンの機械特性の調査を行い、疲労寿命予測モデルの検討、および表面に吸着された水分子から解離してシリコン内部に侵入し劣化を引き起こすと予測される、水素が及ぼす機械特性への影響の評価を行った。本年度の成果は以下の通りである。1)液中疲労試験装置を用いて不活性ガス(窒素)および水中の異なる環境下で温度を変化させた際のシリコン単結晶薄膜の引張試験を実施し、各環境下における強度分布の変化を解析した。2)湿潤環境下におけるシリコンの疲労現象について、応力腐食割れと転位移動に基づく異なる疲労寿命予測モデルの定式化を試みた。これらのモデルを異なる温度と周波数における疲労試験結果に適用して考察し、水分子の存在がシリコンの転位移動に要する活性化エネルギを低下させている可能性を示唆する結果を得た。3)これまでに表面の水分子からシリコン結晶内部へ水素が供給されることが知られていたため、水中での特性劣化の基本的な機構を調査すべく、高温水中に置いたシリコンの基本的な機械特性について、ナノインデンテーションにより詳細な評価を行った。これより、水素がシリコンの塑性変形を促進する効果を引き起こす可能性を示唆する結果を得た。微小電子機械システム(MEMS)を利用した医療マイクロマシンは、人体への負担が少ない低侵襲検査治療法として、今後大きな発展が期待されている。MEMS構造体には代表的な半導体材料であるシリコンが用いられるが、生体埋込型MEMSの実用化に不可欠である生体内腐食環境下における機械的特性、耐久性や疲労特性に関する評価例は未だ数少ない。そこで、本研究は生体内を模擬した生理食塩水中での強度試験および疲労試験を行い、生体埋込MEMSの強度設計法の確立と、生体内の環境に適応した強度や疲労寿命の低下のない「ステンレスシリコン」の実現を目的とする。初年度は液中疲労試験装置の開発と水溶液中のシリコンの機械特性を調査した。さらにシリコン内部の結晶欠陥やき裂をEBIC(電子線誘起電流)で観察し、疲労過程における転位の増加と環境との関係を評価した。本年度の成果を以下に示す。1.荷重負荷機構としてピエゾ素子アクチュエータとロードセルを、水溶液の温度制御としてヒータと温調器を組み合わせた液中疲労試験装置を設計・試作した。試作した装置を用いて純水中で静的強度試験を実施し、強度のばらつきを解析した。取得した実験結果を3種類の異なる環境下(窒素・高湿度・高温)の結果と比較し、水環境は窒素環境に比べて静的強度が20%程度低下することを見出した。2.環境制御型SEMチャンバ内で疲労試験かつEBCI観察を実施するため、微小曲げ試験片とESEM用疲労試験装置を用いてpn接合を設けた試料表面のエッチング面に対して圧縮曲げ疲労試験を実施した。サイクル数の増加に伴い成長する局所的なコントラストの変化を観察し、本変化が表面の酸化膜やき裂の成長によるものではなくシリコン内部に存在する欠陥の成長によるものであることが分かった。当初計画通り、水溶液環境に対応した疲労試験装置を構築し、微小試験片を製作した。

これらを用いて純水中の強度評価を行った。ただし、試験片製作の条件出しや試験装置の改良・微調整に時間を要し、生体内を疑似した生理食塩水中の実験までは着手できなかった。これに対して、次年度計画予定のEBICを用いたシリコンの内部欠陥の挙動観察を一部先取りして実施し、繰返し応力による欠陥成長の可視化の成功など、一定の研究成果を得た。試験片と水中疲労試験装置の開発を踏まえて、次年度は生理食塩水や高温水、フッ化水素などの異なる水溶液や環境条件下における耐久性や疲労特性のデータ取得のための実験を実施する。なお、上記達成度の項で述べたとおり、昨年度に基本的な動作調整で手間取った水中試験に関しては、必要な機器を全て調達・装備するに至らなかったため経費を繰り越しており、調整終了の後は速やかにこれらを手当てする。またシリコンの加工面に生じた欠陥のEBICによる挙動観察を継続し、XPSや透過電子顕微鏡等の分析装置をも併用してメカノケミカル反応解明に向けた調査を行う。具体的にはEBIC観察を駆使して、加工によって生じた損傷あるいは疲労によって集積した転位等の欠陥を探し出し、そのポイントに対して各種分析法を適用する。さらに欠陥周辺の元素分布およびその結合状態を評価し、水中の塩分濃度あるいは溶存酸素濃度が疲労過程に与える影響、またp型とn型における電気的性質の差異による効果についても検討する。これらの観察を通して欠陥周辺で起こる物理化学的現象と欠陥の動きの関連を捉え、水中での疲労損傷の蓄積機構を解明し、それらの知見に基づいてステンレスシリコンの試作を行い、水中での強度試験と疲労試験を経てその効果の検証をすることを目指す。液中疲労試験装置の製作に必要な機器一式は計画初年度にほぼ導入済みあり、次年度は十分な量の試験片の確保および改良再製作のための材料費(単結晶・多結晶シリコンウエハ)、外注加工におけるプロセス費(pn接合形成のためのイオンインプランテーションやDRIE加工)、実験データの解析・分析における外注費用(XPSや透過電子顕微鏡)等の実験消耗品が主な経費となる。
新規の血管病原因因子としてのスフィンゴ脂質の役割

スフィンゴ脂質の一つであるスフィンゴシルホスホリルコリン(SPC)が血管平滑筋収縮に与える効果を調べるために、細胞質Ca^<2+>濃度([Ca^<2+>]_i)と張力の同時測定及びスキンド法を用いた実験を行った。SPCは、ブタ冠動脈平滑筋において、濃度依存性(1-50μM)に収縮を引き起こすと共に[Ca^<2+>]_iをわずかに増加させ、張力/[Ca^<2+>]_i比を著しく増加させた。この結果から、SPCによって血管平滑筋収縮のCa^<2+>感受性が増加することが示された。α-トキシンを用いてスキンド処理した血管条片(1kDa以下の分子が細胞膜を通過する)において、SPCは、[Ca^<2+>]_i一定条件下(pCa6.3)およびGTP非存在下で収縮を引き起こした。この収縮は、Ca^<2+>感受性が増加したことを示す。これに対し、G-蛋白とカップルした受容体のアゴニストであるヒスタミンは、収縮を引き起こすためにGTPの存在が必要であった。したがって、SPCによるCa^<2+>感受性増加には、G蛋白に依存しない経路が関与していると思われた。Rho-kinaseのブロッカーであるY27632(10μM)は、Ca^<2+>にょって引き起こされる収縮に影響を与えずに、SPCによるCa^<2+>感受性増加を完全に抑制した。β-エスシンを用いてスキンド処理した血管条片(150kDa以下の分子が細胞膜を通過するので、l50kDa以上であるRho-kinaseは細胞内に保持される)においてもα-トキシン処理筋と同様の結果が得られた。トライトンX-100でスキンド処理した血管条片(Rho-kinaseが細胞外へ漏出する)においては、SPCによるCa^<2+>感受性増加はみられなかった。これらの結果から、SPCは、おそらくRho-kinaseを介して、血管平滑筋収縮のCa^<2+>感受性を増加させるものと考えられた。
ミトコンドリアはX線とドセタキセル耐性に関与しているか;ワールブルグ効果への挑戦

X線に抵抗性を示すがん細胞のモデルとして、標準的放射線療法である2Gy/日のX線を照射し続けても増殖する臨床的放射線耐性(CRR)細胞を樹立した。複数の抗がん剤への感受性を解析すると、CRR細胞は微小管脱重合阻害剤であるドセタキセル(DTX)に交叉耐性を示した。ミトコンドリア(mt)からの活性酸素種(ROS)を解析すると、親株ではX線照射及びDTX処理後に検出されたが、CRR細胞では検出されなかった。mtDNA欠失ρ0細胞を樹立し、X線照射及びDTX処理後のmtROSを解析すると、CRR細胞同様に検出されなかった。以上から、mtROSがDTX抵抗性に関与しているのではないかと考えられる。標準的放射線療法である2Gy/dayのX線を30日以上照射し続けても増殖する臨床的放射線耐性(clinically relevant radioresistant; CRR)細胞を複数の細胞株から樹立することに成功した。作用機序の異なる様々な抗がん剤に対する感受性をHigh Density Survival (HDS) assay及びWater Soluble Tetrazolium salts (WST) assayで解析した結果、樹立した全てのCRR細胞は微小管を標的とする抗がん剤ドセタキセル(docetaxel; DTX)に耐性を示すことが分かった。また、親株ではX線照射又はDTX処理により、ミトコンドリア(mt)からのROSが検出されるものの、CRR細胞では検出されないことが分かった。このことから、CRR細胞のDTX耐性にはmtが関与しているのではないかと考え解析を進めた。平成25年度においては、臭化エチジウム処理により複数の細胞株からmtDNA欠失(ρ0)細胞の樹立を試み、HeLa細胞及びSAS細胞からρ0細胞の樹立に成功した。ρ0細胞のmt膜電位を解析すると、親株に比べて低下しており、CRR細胞でも同様の傾向が見られた。HeLa-ρ0及びSAS-ρ0細胞のX線感受性及びDTX感受性をHDS assayで解析すると、親株に比べて耐性であることが分かった。また、X線照射やDTX処理したρ0細胞のmtからROSが産生されないことも明らかにした。以上の結果から、mtがX線やDTX感受性に関与していることが強く示唆された。ヒト舌がん由来SAS及びヒト子宮頚部がん由来HeLa細胞から、ミトコンドリア(mitochondria; mt)DNAが欠失しており電子伝達系の機能が低下しているρ0細胞の樹立に成功した。MitoSOX Red染色により10GyのX線を照射した親株からはmt由来の活性酸素種(reactive oxygen species; ROS)が検出されたのに対して、ρ0細胞及び臨床的放射線耐性(clinically relevant radioresistant; CRR)細胞からはほとんど検出されなかった。一方、Mitotracker green染色から親株、CRR細胞及びρ0細胞間で、細胞内mt量に大きな違いは見られなかった。JC-1染色から、CRR細胞及びρ0細胞では親株に比べてmtの膜電位の低下がみられた。このことから、CRR細胞の電子伝達系はρ0細胞と同様に機能低下していることが示唆された。CRR細胞及びρ0細胞は、親株に比べてX線単回照射に抵抗性を示した。CRR細胞は、標準的分割放射線療法である2Gy/日のX線に耐性を示すが、親株及びρ0細胞は耐性を示さず、30日以内に全滅した。2Gy/日のX線を照射して、DNA二本鎖切断のマーカーであるγH2AXに陽性を示す細胞数を解析すると、CRR細胞では増加しないのに対して親株及びρ0細胞では総照射線量に応じて増加することが分かった。以上の結果から、mtはX線単回照射におけるX線抵抗性に関与しているものの、分割照射への抵抗性には関与していないのではないかということが示唆された。また、CRR細胞のドセタキセル抵抗性にmtが関与していることが明らかになっている。がんの標準的放射線療法である2Gy/日のX線に抵抗性を示す臨床的放射線耐性(clinically relevant radioresistant; CRR)細胞を樹立した。作用機序の異なる複数の抗がん剤への感受性を解析すると、CRR細胞は微小管を標的とするドセタキセル(docetaxel; DTX)に抵抗性を示すことが分かった。DTX抵抗性には、薬剤排出ポンプやβチューブリンの過剰発現が知られている。しかし、CRR細胞でのDTX抵抗性への関与は否定された。X線照射後、親株ではミトコンドリア(mitochondria; mt)に由来する活性酸素種(reactive oxygen species; ROS)の発生がみられるもののCRR細胞では見られないことが分かった。DTX処理によるmtROSの発生を調べると、親株では検出されたのに対して、CRR細胞では検出されなかった。このことから、mtROSがDTX抵抗性に関与しているのではないかと推測して、ラジカルスカベンジャーを用いた解析を行った。親株にジメチルスルホキシド処理してDTXへの感受性を解析すると、親株はDTXに抵抗性を示すことが分かった。以上から、mtROSがDTX感受性に関与しているという新規のメカニズムを明らかにした。mtDNAの欠失によりmtが機能不全であるρ0細胞を樹立して、X線及びDTXへの感受性を解析した。X線照射及びDTX処理後、mtROSの発生を調べると、ρ0細胞では検出されなかった。次に、ρ0細胞のX線単回照射及びDTX感受性を解析すると、ともに抵抗性を示した。

しかし、ρ0細胞は2Gy/日のX線分割照射には抵抗性を示さなかった。以上から、mtROSはX線単回照射及びDTX抵抗性には関与しているが、X線分割照射抵抗性には関与しておらず、X線分割照射抵抗性には新たなメカニズムの関与が示唆された。X線に抵抗性を示すがん細胞のモデルとして、標準的放射線療法である2Gy/日のX線を照射し続けても増殖する臨床的放射線耐性(CRR)細胞を樹立した。複数の抗がん剤への感受性を解析すると、CRR細胞は微小管脱重合阻害剤であるドセタキセル(DTX)に交叉耐性を示した。ミトコンドリア(mt)からの活性酸素種(ROS)を解析すると、親株ではX線照射及びDTX処理後に検出されたが、CRR細胞では検出されなかった。mtDNA欠失ρ0細胞を樹立し、X線照射及びDTX処理後のmtROSを解析すると、CRR細胞同様に検出されなかった。以上から、mtROSがDTX抵抗性に関与しているのではないかと考えられる。ρ0細胞の樹立に成功しており、ミトコンドリア電子伝達系はX線単回照射における抵抗性に関与しているものの、分割照射における抵抗性には関与していないのではないかということが分かったため。放射線基礎医学X線及びドセタキセル(DTX)への抵抗性には、ミトコンドリア由来の活性酸素種(reactive oxygen species; ROS)が関与していることが推察された。個々のROSに特異的なscavengerを用いて、どのROSがX線及びDTX抵抗性に関与しているのかを明らかにする。また、メタボローム解析結果から臨床的放射線耐性細胞特異的な代謝経路の存在を明らかにする。平成25年度において、ρ0細胞の樹立に成功しており、ρ0細胞がX線及びドセタキセルに耐性を示すことを明らかにしたため。ミトコンドリア電子伝達系の個々の複合体を阻害剤を用いて阻害して、X線耐性及びドセタキセル耐性に関与していると考えられる複合体を特定する。また、メタボローム解析を行い、放射線耐性細胞の代謝系を解析する。