hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
解ける量子力学模型と新しい直交多項式

添字の多添字直交多項式が満たす変数依存な再帰関係式に加えて,双直交性を議論する際に重要となる定数係数の再帰関係式を昨年度得て投稿していたが(雑誌論文2),編集者とやり取りをし論文を改善して,掲載となった。この定数係数の再帰関係式は,Mが小さい場合には証明を与える事が出来たが,一般の場合には予想であった。ラゲールとヤコビの場合に,多添字直交多項式が満たす微分方程式の解の構造を精査する事により,定数係数の再帰関係式に証明を与える事が出来た。また,双直交性について詳しく調べた(雑誌論文3)。実数シフトの離散量子力学の解ける模型は以前の論文で調べたが,q-Meixner,q-Charlier多項式の双対多項式が現れる系は直交性が破綻していた。また,直交関係がJackson積分を用いて表されるbig q-Jacobi多項式等については量子力学的定式化が出来ていなかった。両者は深く関係しており,2成分系の量子力学を用いる事により,この2つの問題を上手く解決する事が出来た。big q-Jacobi多項式等を用いた可解な出生死亡過程も構成した。これらの結果は4月に入ってpreprint arXivに載せた。本研究の目的遂行のためには多添字直交多項式そのものが持つ性質について明らかにしておく事が重要である。ラゲール,ヤコビ,ウィルソン,アスキー・ウィルソンの場合について,M-添字の多添字直交多項式が満たす変数依存な再帰関係式に加えて,双直交性を議論する際に重要となる定数係数の再帰関係式を与えた論文を改善し雑誌に掲載された。その後,ラゲール及びヤコビの多添字直交多項式に対しては証明を与える事が出来た。虚数シフトの離散量子力学系に対して無反射ポテンシャルを系統的に得る方法を与え,無反射ソリトンポテンシャルの離散量子力学版に対して反射・透過係数を与えた論文を改善し雑誌に掲載された。実数シフトの離散量子力学の解ける模型のうち,q-Meixner多項式等の双対多項式が現れる系と直交関係がJackson積分を用いて表されるbig q-Jacobi多項式等については未解決であったが,2成分系の量子力学を用いる事で解決出来た。この結果をまとめた論文は4月に入って完成した。多添字直交多項式が現れる量子力学系において一般化された閉関係式が成り立つ事が予想されていたが,その本質的な部分を解決する事が出来たので,現在論文にまとめる作業を進めている。定数係数の再帰関係式の証明は昨年度の研究結果を進めたものである。実数シフトの離散量子力学で直交関係がJackson積分で表されるbig q-Jacobi多項式等の量子力学的定式化は8年程前からの懸案事項であったがようやく解決した。これを足掛かりにして多添字big q-Jacobi多項式の構成が期待出来る。一般化された閉関係式は研究計画で述べてあったが,論文にまとめられる状況になってきた。これらの事から((1)と(2)の中間位であるが)(2)という評価をした。2階の微分方程式(差分方程式)を満たす通常の直交多項式は数学者により分類されており,アスキースキームと呼ばれている。次数に欠落があるにも拘わらず完全系をなし,2階の微分方程式(差分方程式)を満たす新しいタイプの直交多項式が2008年の発見以降精力的に研究されている。数学者のアプローチとは異なり,報告者達は量子力学的定式化を用いて解ける量子力学模型の研究を通して,この新しいタイプの直交多項式を調べている点が特徴であり,発展の原動力となっている。
ウズラsilver変異を用いた網膜再生機構の研究

鳥類における網膜再生研究のモデルシステムとなる、ウズラsilver変異における色素上皮細胞の分化状態の解析と、変異の原因遺伝子の探索を行い、以下のような結果を得た。1.silver変異体では、すでに報告されているとうり、5日目胚から色素上皮層の一部が厚くなり、神経網膜層に変わる。神経網膜層に変化しない部分の色素上皮層は野性型と比較して著しく色素化が悪いが、電顕観察したところ、色素顆粒の数が著しく少なく、顆粒自体の発達も不完全であることがわかった。このことから、silver変異が色素合成酵素の変異ではないことが予想された。2.silver変異体の色素上皮細胞について、色素上皮細胞の分化マーカーであるMMP115,tyrosinase,TRP-1,pP344についてその発現をノーザンブロット解析したところ、いずれも野生型と同じ分子量の転写産物が検出されたが、その量は若干少なかった。3.マウスmicrophthalmia変異の原因遺伝子であり、色素上皮細胞の分化を制御することが示唆されるmi遺伝子のウズラホモログについて、野生型とsilverとでその発現を比較したところ、silver変異の色素上皮細胞では、野生型と同じ分子量の産物が転写されるが発現量が多いことがわかった。4.サザンブロットにより、silver変異とmi遺伝子との関係を解析した結果、野生型で検出される約4.0kbのHind3断片が、silver変異では約4.5kbに変化することが明らかとなった。5.silver変異体の色素上皮細胞からmi遺伝子のcDNAを単離し、そのシーケンスを野生型と比較したところ、silver変異体では、miタンパク質の塩基性領域にあるヒスチヂンがアルギニンに変化し、さらにC端近くの77アミノ酸が欠損していることが明らかとなった。以上のことから、silver変異では、色素上皮細胞の分化を支配すると考えられるmi遺伝子に変異が生じることにより、眼杯外層が色素上皮ではなく内層と同様に神経網膜へと分化したものと推定できる。
デスモグレイン4の皮膚組織における超微細局在の解明

近年、ヒトのカドヘリンのデスモグレイン4(Dsg4)をコードする遺伝子が確認され、遺伝性の脱毛症であるlocalized autosomal recessive hypotrichosisにおいて、この遺伝子の変異が報告されているが、マウスの遺伝性発毛異常であるlanceolate hair (lah)mouseにおいても、Dsg4をコードする遺伝子に変異があることが確認されている。毛包形成におけるDsg4の役割を検討するために、Dsg4ノックアウト(Dsg4-/-)マウスの表現型を解析した。走査電顕によって、休止期毛の不規則な径、形状、脆弱さ、及び、毛の先端の槍状構造が確認され、病理組織学的には表皮の肥厚、顆粒層の肥厚と共に、毛包の峡部、漏斗部、脂腺の発達、毛幹の正常な形態の喪失、内毛根鞘や毛皮質の異常なケラチン化、がみられた。lanceolate hairの由来は、ケラチン化した毛球部が、毛幹の成長に伴って、毛の遠位端に押し上げられることによる。抗Dsg4ポリクローナル抗体を作成し、作成された抗体を用いて、正常ヒト皮膚を基質とした蛍光抗体間接法によるDsg4の光顕的局在の解析、及び、正常ヒト皮膚を基質とした後包埋免疫電顕法による正常ヒト皮膚におけるDsg4の電顕的局在部位、分布を解明することを目的として、ペプチド抗体の作成、Dsg4-/-マウスへのDsg4免疫を試みたが、満足な結果には至っていない。Dsg4-/-マウスの休止期毛に対して透過型電顕によって微細構造の解析を行っているが、今後、hair germからhair pegを経て成熟毛包へと分化する、胎生期の各過程の毛包組織を透過型電顕によって解析することで、毛器官の構造上の異常と、毛包の増殖と分化の調節異常との関わりについて検討することをめざしている。近年、ヒトの遺伝性の脱毛症であるlocalized autosomalrecessivehypotrichosisとマウスの遺伝性発毛異常であるlanceolate hair(1ah)mouseの解析の過程で、カドヘリンファミリーに属する新規の蛋白が同定され、デスモグレイン4(Dsg4)と命名されたが、1ah mouseにおいて、Dsg4をコードする遺伝子に変異があることが確認された。我々はまず、Dsg4ノックアウト(Dsg4-/-)マウスの表現型を解析することによって、毛包形成におけるDsg4の役割を検討する。Dsg4-/-マウスはひげを欠き、出生後非常に短い毛で覆われるも、数ヶ月以内で脱毛するという症状を示す。走査電顕で観察したところ、毛の不規則な径、形状、脆弱さ、及び、毛の先端の槍状構造が確認された。病理組織学的には表皮の肥厚、顆粒層の肥厚と共に、毛包の峡部、漏斗部、脂腺の発達、毛幹の正常な形態の喪失、内毛根鞘や毛皮質の異常なケラチン化、がみられた。毛球部のケラチン化した槍状構造物は、毛幹の成長に伴って、毛の遠位端に押し上げられる。現在、透過型電顕にてその微細構造を解析することで、毛器官の構造上の異常と、毛包の増殖と分化の調節異常との関わりについて検討中である。更に、今後、抗Dsg4ポリクローナル抗体を作成し、得られた抗体を用いて、正常ヒト皮膚を基質とした蛍光抗体間接法にてDsg4の光顕的局在の解析を行い、また、抗Dsg4ポリクローナル抗体を用いて正常ヒト皮膚を基質とした後包埋免疫電顕法を施行することによって、正常ヒト皮膚におけるDsg4の電顕的局在部位、分布を解明していく予定である。いくつかのペプチド抗体作成を試みたが、反応性のあるものが得られていない。また、Dsg4-/-マウスにDsg4免疫を試みているが、満足な結果は得られていない状況である。Dsg4-/-

マウスの休止期毛に対して透過型電顕によって微細構造の解析を行っているが、今後、hair germからhair pegを経て成熟毛包へと分化する、胎生期の各過程の毛包組織を透過型電顕によって解析することで、毛器官の構造上の異常と、毛包の増殖と分化の調節異常との関わりについて検討することをめざしている。
西南日本外帯に分布するオフィオライトとその形成メカニズム

本研究のために購入した理学電機工業K.K.の全自動蛍光X線分析装置(System 3080E)を使用することにより、下記の研究成果が得られた。1.チャートの分析:(1)本分析機器を用いて、Si【O_2】を90wt.%以上含有する特殊な岩石の分析法を開発した。(2)その実例・応用として、四国中西部秩父累帯南帯の斗賀野層群中のチャート及びその関連岩(61サンプル)について、11の主要元素と9の微量元素の分析を行い、下部層は遠洋性環境下で、上部層は上方へ向かうにつれて次第に陸源性物質の関与が及ぶ海洋環境下で生成されたことが明らかになってきた。2.四万十帯の玄武岩質岩石の分析:化学組成的には大半のものが、海洋底玄武岩(MORB)に類似しているが、同一メランジェ帯内でごく接近した岩体に明らかにアルカリ玄武岩質岩石が含まれていることが明らかになった。このことは四万十帯の付加帯形成メカニズムが極めて複雑であったことを物語っているといえる。3.黒瀬川構造帯の蛇紋岩の分析:紀伊半島東部のオフィオライトメランジェ帯中の蛇紋岩の地球化学的研究から、本岩がかんらん岩として形成された後、一度蛇紋岩化(約300°C)し、その後温度上昇(約400°500°C)が起こり、再び蛇紋岩メランジェ形成に伴う蛇紋岩化・ブロック化が起こったことが解明された。4.愛知県の吉城山"みかぶオフィオライト"の研究:多くの剪断帯によりブロック化し、藍閃石土ローソン石の高圧低温変成岩と角閃岩等の低圧高温変成岩が混在していることが判明した。5.神居古潭オフィオライト帯中の塩基性岩類の分析:本オフィオライト中のブロック状塩基性岩類を蛍光X線分析により、微量元素を用いて源岩分類した。その結果、(1)カルクアルカリ岩系の岩石、(2)ソレアイト岩系の岩石、(3)アルカリ岩系の岩石が混在していることが推測され、その形成メカニズムが極めて複雑である可能性が強くなった。
各種第1群抗不整脈剤と心筋Na⌒チャンネルの結合解離動態とその意義について

1.Modulated receptor仮説(Hille 1977;Hondeghem,Katzung 1977)にもとづいて心筋【Na^+】チャンネルと抗不整脈薬の結合・解離に関するモデルを設定した。次いでモルモット心室筋を用いて、膜電位固定法と活動電位記録を組合せた実験により、キニジンとリドカインの活性,不活性,静止の各状態の【Na^+】チャンネルに対する結合・解離定数を求めた。これらの数値を用いて、活動電位最大立ち上り速度(Vmax)の使用依存性抑制(use-dependent block,UDB)に関するコンピューターシミュレーションを行い、モデルの妥当性を確かめた。2.モルモット心室筋に対して、各種第I群抗不整脈剤存在下で、静止電位から0mVへ矩形波状の膜電位固定(clamp pulse)を行い、clamp pulse後の活動電位Vmaxの変化から、各薬剤と【Na^+】チャンネルの結合が活性または不活性、いずれの状態で生ずるかを検討した。その結果、キニジンとジソピラミドは活性化チャンネルブロックが主体であるのに対し、リドカイン,メキシレチン,トカイナイド,アプリンジンは不活性化チャンネルブロックが主体であることが判明した。後者の薬剤は活動電位持続時間が長い程、【Na^+】チャンネル抑制が強いことが示唆された。3.心筋【Na^+】チャンネル抑制に関するアプリンジンとリドカインの相互作用を検討した。モルモット心室筋に対してアプリンジン存在下でリドカインを追加投与するとVmaxのUDBが減弱し、0.51.0Hzの定常状態におけるVmaxが増大した。この機序として、両薬剤が心筋【Na^+】チャンネルの共通の受容体部位に対して競合的に作用し、受容体からの薬物解離の遅いアプリンジン結合チャンネルの一部が薬物解離の速いリドカイン結合チャンネルで置き換えられることが示唆された。
重症心身障害児における睡眠障害と自律神経活動評価に関する研究

重症心身障害児(以下重障児)の睡眠習慣と夜間睡眠時の自律神経活動の特徴を調べたるために、特別支援学校に通学する大島分類1の重障児17名(平均11.6±3.0歳)および健常児15名(平均11.2±3.7歳)を対象に、Actiwatch2を対象の非利き腕に、帰宅後から翌日の登校前まで3日間装着し、入眠・覚醒時刻、入眠潜時、睡眠時間、夜間覚醒時間を算出した。また、自律神経活動の測定はActiHR4を用い、対象児の胸部に3日間夜の20時から翌朝8時まで装着し、心拍変動を記録した。Actiwatch2から得られた入眠・覚醒時刻を基に、その間のlow frequency (LF)、high frequency (HF)、LF/HFを算出した。睡眠習慣は健常児と重障児で差は見られなかったが、夜間睡眠時のLF/HFは重障児が健常児より有意に高くなっていた。重障児では中枢神経系の障害から、夜間睡眠中も交感神経活動が亢進する可能性が示唆された。【目的】重症心身障害児(以下重障児)の睡眠習慣と夜間睡眠時の自律神経活動の特徴を調べた。【方法】特別支援学校に通学する大島分類1の重障児17名(平均11.6±3.0歳)およびの健常児15名(平均11.2±3.7歳)を対象とした。Actiwatch2を対象の非利き腕に、帰宅後から翌日の登校前まで3日間装着し、入眠・覚醒時刻、入眠潜時、睡眠時間、夜間覚醒時間を算出した。自律神経活動の測定はActiHR4を用い、対象児の胸部に3日間夜の20時から翌朝8時まで装着し、心拍変動を記録した。【結果】睡眠習慣は健常児と重障児で差は見られなかったが、夜間睡眠時のLF/HFは重障児が健常児より有意に高くなっていた。【結論】重障児では中枢神経系の障害から、夜間睡眠中も交感神経活動が亢進する可能性が示唆された。本研究の目的は、6-12歳の重症心身障害児(重症児)を対象にActiwatch2とActiHR4を組み合わせることで、重症児の夜間睡眠状況と自律神経活動を同時に、且つ客観的に測定し、重症児の睡眠障害の実態と夜間の自律神経活動を生理学的に評価することである。平成23年度は、Actiwatch2、ActiHR4、解析ソフト、解析用PCを購入し、使用方法の確認と測定手技の標準化を図った。また、依頼書、同意書、睡眠日誌、質問紙の作成を行いながら協力施設と連絡を取り、研究準備を進めた。平成24年度は、神戸大学大学院保健学研究科の倫理委員会にて研究実施に対する承認を得た後、神戸市及び明石市の小学校、特別支援学校、医療福祉センターに通学する健常児、重症児を対象にデータ収集を開始する予定である。日中の活動や夜間のケア実施等の睡眠環境と合わせて検討することで、重症児の睡眠状況に対する在宅看護計画の評価も行うことが可能であり、重症児の睡眠の質を高め、家族の介護負担を軽減するための個別的な支援計画の立案にもつながる。同時に、睡眠障害と自律神経活動の関連性を調べることで、臨床現場で直面する重症児の突然死の病態生理の解明につながると考えている。研究費が執行可能となった8月から順次測定機器を購入し、測定方法の確認と手技の標準化を行った。その作業のなかで明らかになった効率的な測定方法に合わせて手順書、調査用紙を作成した。また、明石市及び神戸市の特別支援学校及び医療福祉センターと連絡調整を行っており、神戸大学大学院保健学研究科の倫理審査承認後、早々にデータ収集に取りかかる予定である。研究計画に基づき、協力施設でのデータ収集を進め、解析を行う。分析の際には医療的ケアの実施状況、睡眠環境、睡眠日誌の記述、個人因子を含めて統計的に検討する。また、効率的に研究調査を行うため、Actiwatch2本体及びActiHR4本体を数台追加購入する予定である。Actiwatch2本体及びActiHR4本体を数台購入する予定。また、国内及び国外の専門学会での成果発表を予定しており、その経費に充てる予定である。
チェルノブイリ原発事故の小児腫瘍免疫監視機構および造血能に及ぼす影響

チェルノブイリ原発事故後、ベラル-シ共和国の小児に甲状腺癌が高率に発生していることが報告されたが、細胞障害性T細胞、NK細胞活性などの腫瘍免疫能や造血能を調査した報告はない。そこで、われわれは^<137>Cs高汚染地域であるベラル-シ共和国ゴメリ州チェチェルスク地区の小児と非汚染地域であるボブルイスク市の小児について、それぞれの保健局、病院と連携して血液免疫学的検査、造血能および体内被曝量の測定を行い、これらの異常と放射線被曝との関連などを検討した。^<137>Cs高汚染地域に住む小児は白血球数、Hb値、血小板数、血液像には異常はなく、生化学所見も正常範囲内にあった。CD2、CD3、CD4、CD16陽性細胞の百分率は日本の同年齢の小児と同等あるいは高値を示した。一方、CD8、CD56陽性細胞の百分率およびCD4/CD8比は同等であった。また、免疫グロブリン、補体やPHA、ConAによるリンパ球幼若化反応も正常であった。K562細胞を標的細胞としてNK細胞活性を比較すると非汚染地域に住む小児は日本の小児とほぼ同等であったのに対して、高汚染地域に住む小児の約30%に機能異常(亢進あるいは低値)が認められた。しかし、^<137>Cs体内被曝量とNK細胞活性あるいはNK細胞数との間には相関は認められなかった。以上から、放射能汚染地域に住む小児には腫瘍免疫能特にNK細胞活性の異常がみられることが判明した。現在、放射能汚染地域に住む小児は行政上できるだけ食物により汚染されないように配慮されていることからNK細胞活性の異常が放射能被曝によるものなのかを明らかにするには成人を対象とする検討が必要である。多発性甲状腺腫の精査のため1992年6月に来日した1015才の小児10名に血液学的検査を行ったところ、末梢血所見や液性免疫、T細胞機能の異常はみられなかったが、4名に明らかなNK細胞活性の低下が認められ、一部の小児は易感染性を示した。平成6年度^<137>Cs高汚染地域(チェチェルスク地区)に住む小児34名と非汚染地域(ボブルイスク市)に住む小児30名のNK細胞活性を比較した。非汚染地域に住む小児30名のうち、29名のNK細胞活性は正常対照との間で差を認めず、1名のみ高値を示した。一方、高汚染地域に住む小児では、4名(11.8%)が正常対照平均の-2SD以下を示し、6名(17.6%)が+2SD以上であった。また、非汚染地域に住む小児において、NK細胞数の多い例でNK細胞活性も高く、両者の間に相関関係がみられたのに対して、高汚染地域に住む小児では相関を認めなかった。以上の研究により、^<137>Cs高汚染地域に住む小児のNK細胞活性は、非汚染地域に住む小児に比べ明らかな異常を示すことが判明した。しかし、NK細胞活性の異常が放射性核種による影響であるか否かは検討した例数も少ないことから結論を出すには不十分であった。このため、平成7年度の研究ではさらに例数を増やして血液免疫学的検査や造血能の検討を行い、疫学的調査も継続して行う予定である。

そこで、われわれは^<137>Cs高汚染地域であるベラル-シ共和国ゴメリ州チェチェルスク地区の小児と非汚染地域であるボブルイスク市の小児について、それぞれの保健局、病院と連携して血液免疫学的検査、造血能および体内被曝量の測定を行い、これらの異常と放射線被曝との関連などを検討した。^<137>Cs高汚染地域に住む小児は白血球数、Hb値、血小板数、血液像には異常はなく、生化学所見も正常範囲内であった。CD2、CD3、CD4、CD16陽性細胞の百分率は日本の同年齢の小児と同等あるいは高値を示した。一方、CD8、CD56陽性細胞の百分率およびCD4/CD8比は同等であった。また、免疫グロブリン、補体やPHA、ConAによるリンパ球幼若化反応も正常であった。K562細胞を標的細胞としてNK細胞活性を比較すると非汚染地域に住む小児は日本の小児とほぼ同等であったのに対して、高汚染地域に住む小児の約30%に機能異常(亢進あるいは低値)が認められた。しかし、^<137>Cs体内被曝量とNK細胞活性あるいはNK細胞数との間には相関は認められなかった。以上から、放射能汚染地域に住む小児には腫瘍免疫能、特にNK細胞活性の異常がみられることが判明した。現在、放射能汚染地域に住む小児は行政上できるだけ食物により汚染されないように配慮されていることからNK細胞活性の異常が放射能被曝によるものなのかを明らかにするには成人を対象とする検討が必要である。
アジア太平洋地域における英語教育の地位の変遷に関する研究

1.研究方法の概要この研究では対象国としてマレーシアとオーストラリアを取り上げた。マレーシアについては、第2次大戦後から現在までの主要言語政策の根拠となったバーンズ、フェン・ウー、ラザクおよびラーマン・タリブの各委員会報告書、さらにこれらの報告書の内容を具体化した教育法規集等を収集し分析した。オーストラリアについては、連邦教育省、移民・民族問題省等および各州政府刊行の移民・異文化に関する資料を収集し分析した。2.得られた知見等の大要マレーシアでは、馬・中・印の複数民族を背景として、独立後国民統合とナショナリズムの高揚の観点から、旧宗主国の言語である英語が公用語から排除されただけでなく、1970年以降教授用語からも年次進行で漸次排除され、1980年代半ばには初等教育から高等教育まで、すべて国語(マレーシア語)で行われている。本研究では、英語の地位の変遷を教授用語および各種の試験制度について跡づけた。オーストラリアでは、建国以来200年にわたる英国系オーストラリア人による英国遵奉主義にもとづく単一言語主義が、戦後の非英国系労働移民(民族系オーストラリア人)の増加によって修正を迫られ、現在連邦・各州政府はオーストラリアを多文化国家として自己認識するに至っている。教育内容面では、民族系オーストラリア人に対して「第二言語としての英語」、民族語教育、異文化教育がカリキュラムに導入された。3.今後の研究への展望マレーシアについては、国語の普及と比例するかのように青少年の英語力の低下が指摘される。ナショナリズムとの相剋を克服してどのような英語教育振興策がとられるか、オーストラリアについては、州別にみた民族集団に対する英語教育の帰すうに注目したい。
小学校教師の職能発達メカニズムに関する調査研究-個人生活史における「自己概念」の形成過程の分析を中心にして-

小学校教師の職業的能力の発達(以下、「職能発達」と省称)メカニズムの解明を企図して3種類の調査を実施した結果、次の知見を得た。1.小学校教師の自己概念(解放性、努力主義、自信、達成動機)の肯定度と、他者評価による当該教師の職能水準との間にやや高めの相関性があり(相関係数0.673)、本研究の仮説が既に検証された。2.第1次(自己概念)調査の結果に基づいて実施した「個人生活史に関する面接調査」(対象61人)の結果、以下の知見が得られた。(1)大学(教員要請過程)在学中の学習・生活態度が、教職入職後の執務態度にも既に引き継がれており、とくに研究的活動への意欲や実績と深く関連している。(2)自己概念の肯定度が高く、他者評価による職能水準の高い教師は、準拠する明確な教師モデルを身近にもち、実際にも積極的に接触し、指導助言を受ける機会を多くもっている。(3)自己概念の肯定度が高くないにも拘わらず、他者評価による職能水準が高い教師が2割弱あったが、この教師群は自己のペースで地道で切実な執務態度を保持しており、やはり職能発達を遂げつつある教師群と受け止め得る。(4)家事・育児負担の過重など家庭生活の条件の厳しい30歳代女性教師の大半が、潜在的には職能発達の可能性をもちながら、日常的には職能発達のための時間や条件に恵まれていない。3.本研究全体を通じて、教師の職能という課題自体の複数性も手伝って、定量的な調査手法(質問紙法)の限界を改めて確認せざるをえなかった。今後、定量的な調査手法の妥当性を吟味しいっそう洗練するとともに、調査対象を中学・高校教師に拡大するなどして、本研究をさらに拡充・発展させたいと考える。
CD40及びCD23欠損マウスを用いたB細胞分化・腫瘍化の解析

CD40及びCD23はいずれも正常B細胞分化・増殖、B細胞の形質転換と密接な関係を持つ可能性が示唆されている。昨年度の本研究でCD40欠損及び、CD23欠損マウスを作成しこれらの分子の液性免疫における役割を明らかにした。本年度は、CD40、CD23の液性免疫における機能を更に詳細に検討した。さらに細胞性免疫や、腫瘍ウイルス感染におけるこれら分子の役割を明らかにすることを目的に、変異マウスにL.majorやMMTVを感染させその免疫反応を解析した。この結果CD40を欠損したマウスでは、機能的なヘルパーT細胞が出来ないことを明らかにするとともに、欠損マウスを免疫する際、可溶性CD40投与し活性化T細胞上のCD40リガンドを架橋することで胚中心形成をレスキュウ出来ることを示した。これらの事実は、CD40を介するシグナルに加えCD40リガンド(CD40L)から活性化T細胞への逆行性シグナルが存在し、これが胚中心形成において役割を果している可能性を示している。細胞性免疫におけるCD40の役割を解析するためLeishmaniamajor感染実験を行い、CD40がTh1/Th2T細胞の分化を決定する制御分子の一つであることが明らかにした。マウス乳腺腫ウイルス(MMTV)の感染成立には、CD40シグナルを介したB細胞の増殖が必要であること、CD40非存在下ではMMTVによるスーパー抗原反応性T細胞の脱落が起こらないことを示した。CD23分子を欠損したマウスを用いて、CD23がIgE産生に対して抑制的な制御に関ることを示した。
食品の味の向上に寄与する匂い物質の探索とその作用機序の解析

食品の風味を増強し嗜好性を高める効果を持つ匂い物質を探索した。風味増強のために使われる香辛料のにおい成分やかつお節とコンブを使う合わせだしにおけるコンブのにおい成分に着目した。コブミカン葉を加えたチキンスープではコブミカンの加熱生成香気成分が風味増強に大きく関与することが示され、またバジルの香りには、トマトスープの風味に影響する成分が存在することを確認した。合わせだしでは、味成分のうまみ相乗効果だけでなくコンブの香りも風味増強に関与することが分かった。味と匂いはいずれも化学物質の受容体への刺激によって感じる化学感覚である。したがって、ヒトが感じる「味」は、味とにおいの刺激が相互作用し、統合された結果であると推測される。しかし、味とにおいの相互作用については解明されていない部分が多い。本研究では、野菜類、ハーブや香辛料、コンブ類などさまざまな食品を対象に、呈味に影響を与え、全体として風味を向上させるにおい成分をスクリーニングした。10数種のスパイスより水蒸気蒸留法により香気成分を分離する一方、鶏がらを使ったチキンブロスを調製し、食塩濃度を0.3%に調整した。チキンブロスをコントロールとし、各スパイスから調製した香気成分を含む水蒸気蒸留物を加えた液の風味を官能評価により評価し、比較した。その結果、香気成分を加えることにより、広がり、深み、調和、持続性などの評価用語で表されるこくみが増し、風味が増強されると評価されたスパイスが数種類あった。現在、各スパイスの香気成分を詳細に検討し、香気に寄与する重要香気を選び出すとともに、購入した、キャピラリ-GC分取装置を用い、香気成分を分画し、こくみを増強する成分の検索を行っている。スイートバジルに味を増強する成分が存在する可能性が認められ、分角を進めさらに検討を進めている状況である。また、昆布だしについては、まずにおい成分の精査から始めた。昆布の種類により、だし汁の香気特性がかなり異なることがわかった。このことより、香気の違いを調べると同時に、鰹節だし汁の風味との相互作用についても、コンブの種類が影響するかどうか、化学分析と官能評価の両面から検討している。現在、野菜も含め複数の試料にしぼり、味に寄与する香気成分の検索を進めている。匂いと味は食べ物の嗜好性を決める最も重要な因子であり、いずれも化学物質の刺激による感覚であることより、相互作用によりいわゆる味が形成される。本研究では、匂い刺激による味の増強作用の存在を仮定し、化学的な検証を行うことを目的とする。具体的には、1)スープを作る際の香辛料の風味増強効果、2)鰹節と昆布を使う合わせだしにおけるコンブの香りの出し風味への影響、3)嫌いな人が多い野菜の一つであるニンジンの匂いの味への影響の3点に焦点を当て以下の研究を行った。1)バジル香気のトマトスープ風味増強効果を調べた。バジルの香気成分を抽出後、キャピラーGCにより、成分を分画し、増強効果のあった2画分について官能評価を行った結果、一方はトマトの風味に、もう一方はチキンブロス風味に影響を与えることが示され、成分によって作用が異なることが分かった。成分分析をした結果、トマトに影響する成分はシネオールであると構造解析した。現在作用について詳細を検討中である。もう一方は複数の成分が含まれ、微量成分も含め多数の成分が影響している可能性が示された。現在、単一成分に分画する方法を検討中で、各成分について相互作用も含め検討の予定である。2)合わせだしについては、味成分であるイノシン酸とグルタミン酸の相乗効果がよく知られているが、本研究ではかつおだしに、コンブだしの味成分を含まない揮発性成分(匂い成分)のみを添加して味への影響を官能評価で調べた。その結果、かつおだしの生臭い、スモーク臭がコンブの香りにより抑制され、だし風味の広がりやこくが増強されることが明らかとなった。寄与する香気成分の特定を試みたが、合わせだしの揮発成分のみを効率よく分離することができず、現在検討中である。3)ニンジンについてはまず、特徴香気成分を分析中で、生ニンジンについては解析し、学会で発表したが、加熱して食することが多いため。加熱香気について現在研究中である。ヒトは食べ物を口に入れて咀嚼している間、においと味を区別することなく渾然一体のものとして感じているが、味物質とにおい物質は相互に作用し、いわゆる食品の「味」を形成し、それが食品のおいしさに影響する。今年度は、香辛料香気成分のチキンブロスやトマトスープの風味増強効果およびコンブ香気のかつおだし汁の風味増強効果に焦点を絞り、官能評価及び成分の化学的分析から検討した。乾燥スイートバジルの香り成分を分離し、バジル香気に寄与する主要成分を調べた結果、主として3成分が重要であることが示された。

それぞれについてチキンブロスの風味増強効果について官能評価で調べた結果、量的にも主要成分であるシネオールにチキンブロス、トマトジュース、トマトスープいずれにおいても風味増強効果が認められた。シネオールは香辛料に比較的広く分布する香気成分であることより、バジルに限らず香辛料の風味増強効果の一端を担う可能性があり興味深い。また、バジルの他香気成分にもチキンブロス風味増強効果が認められたが、詳細は現在検討中である。また、コンブ香気のかつおだし汁の風味増強効果については、かっおだし、コンブだしの香味成分が両者ともに複雑なため、有意差のある一定の傾向が得られなかった。そこでまず、かつおだし汁のモデル溶液を作製することとし、その組成を決定した。また、だし汁の呈味変化はスープに比べ微妙でパネルによる差が大きいことが判明したことより、パネルの呈味識別訓練法を検討した。モデル溶液を用い、かつおだし汁の"こく"や基本味に対するコンブ香気成分の影響について引き続き検討の予定である。
脳クレアチン欠乏症候群の病態解明に対する研究

クレアチントランスポーター欠損症は、脳内のクレアチン欠乏により、知的障害を主症状として、てんかん、自閉症、言語障害を特徴とする疾患である.本研究においては、その病態解明が本研究の目標である.今年度においては、患者レジストリーの確立、基礎研究推進のための患者由来線維芽細胞およびiPS細胞樹立によるバイオリソースの整備、高速クロマトグラフィーによるクレアチン代謝産物の解析方法の開発、および、患者由来線維芽細胞を用いたクレアチントランスポーターの輸送能解析を行った。患者細胞におけると変異トランスポーターの細胞内局在異常によるトランスポーター能の低下が示された。脳クレアチン欠乏症候群は脳内のクレアチン欠乏により知的障害を主症状として、てんかん、自閉症、言語障害を特徴とする疾患であり、3疾患から構成されている.本研究においては、クレアチントランスポーター欠損症の病態解明が本研究の目標である.1.クレアチントランスポーター欠損症患者検体(皮膚線維芽細胞)を用いた病態解析患者の尿、血清、髄液におけるクレアチンを測定し、腎臓におけるクレアチン再吸収機能を測定することにより、神経細胞におけるクレアチン取り込み能を推定する方法を確立するため、データを収集している.2.クレアチントランスポーター欠損症患者由来iPS細胞を用いた解析iPS細胞から分化させた神経細胞を用いて、シナプス構造などの微細構造異常の有無、神経細胞におけるクレアチントランスポーターの輸送動態解析し、有効薬剤のスクリーニングにより形態異常あるいは機能を改善する薬剤の検出を行う。また、血液脳関門と神経細胞に共通に発現するトランスポーターを利用した新規クレアチン誘導体を作成し、その輸送および機能評価を行う。3.LCMSを用いた病態解析方法の開発患者の診断や病態把握のためには、生体試料(尿、血清、髄液)を用いたグアニジノ化合物(クレアチン、クレアチニン、グアニジノ酢酸)の分析が重要である.HPLC-UV検出器では、尿中のクレアチン/クレアチニン比は感度良く測定できるが、グアニジノ酢酸は正常2-3倍以下の検出が難しい。一般にUV装置で検出可能な濃度はμMレベルであるのに対し、質量分析装置(MS)ではnMレベルの検出が可能である。本研究では、HPLCにMSをつなげたLCMSを用いて、グアニジノ酢酸の検出系を確立する。脳クレアチン欠乏症候群は、脳内のクレアチン欠乏により、知的障害を主症状として、てんかん、自閉症、言語障害を特徴とする疾患である.特に本研究においては、クレアチントランスポーター欠損症の病態解明が本研究の目標である.1.クレアチントランスポーター欠損症患者検体(皮膚線維芽細胞)を用いた病態解析患者の尿、血清、髄液におけるクレアチンを測定し、腎臓におけるクレアチン再吸収機能を測定することにより、神経細胞におけるクレアチン取り込み能を推定する方法の確立することを目的としている.今年度は、In vitroクレアチントランスポーター発現系及びラット腎臓組織を用いて、クレアチントランスポーターのタンパク質の絶対定量系を構築、単分子輸送活性の評価系を確立した。また、患者由来皮膚繊維芽細胞の細胞膜におけるクレアチントランスポーター発現量を質量分析による用いた定量プロテオミクスを用いて解析し、患者由来皮膚繊維芽細胞では野生型と同程度のクレアチントランスポータータンパク質が発現していたがクレアチン輸送活性が低下していることが示された。2.クレアチントランスポーター欠損症患者由来iPS細胞を用いた解析患者由来iPS細胞から分化させた神経細胞を用いて、クレアチントランスポーターの輸送動態解析し、有効薬剤のスクリーニングにより形態異常あるいは機能を改善する薬剤の検出を行うことを目的としている.今年度は患者由来のiPS細胞の樹立は成功した.3.LCMSを用いた病態解析方法の開発患者の診断や病態把握のためには、生体試料(尿、血清、髄液)を用いたグアニジノ化合物(クレアチン、クレアチニン、グアニジノ酢酸)の分析が重要である.今年度は、本研究では、HPLCにMSをつなげたLCMSを用いて、グアニジノ酢酸の検出系をするためのカラムの選定、溶離液条件検討を行った。1.クレアチントランスポーター欠損症患者検体(皮膚線維芽細胞)を用いた病態解析(おおむね順調に進展している)本年度は、In vitroクレアチントランスポーター発現系及びラット腎臓組織を用いて、クレアチントランスポーターのタンパク質の絶対定量系を構築、単分子輸送活性の評価系を確立した。また、患者由来皮膚繊維芽細胞の細胞膜におけるクレアチントランスポーター発現量を質量分析による用いた定量プロテオミクスを用いて解析し、患者由来皮膚繊維芽細胞では野生型と同程度のクレアチントランスポータータンパク質が発現していたが、クレアチン輸送活性が低下していることが示された。2.クレアチントランスポーター欠損症患者由来iPS細胞を用いた解析(やや遅れている)患者由来iPS細胞から分化させた神経細胞におけるクレアチントランスポーターの輸送動態解析し、有効薬剤のスクリーニングにより形態異常あるいは機能を改善する薬剤の検出を行う予定である.今年度、患者由来iPS細胞の樹立は成功している.倫理委員会の承認を待ち、研究を継続する予定である.3.LCMSを用いた病態解析方法の開発(おおむね順調に進展している)今年度は、HPLCにMSをつなげたLCMSを用いて、グアニジノ酢酸の検出系をするためのカラムの選定、溶離液条件検討を行った。脳クレアチン欠乏症候群は神経細胞のクレアチンが欠乏することにより発症し、アルギニン・グリシンアミジノ基転移酵素(AGAT)欠損症、グアニジノ酢酸メチル基転移酵素(GAMT)欠損症、クレアチントランスポーター(SLC6A8)欠損症の3疾患からなる。知的障害を主症状とし、てんかん、自閉症、言語障害を特徴とする。

本症候群の特記すべきことは、脳クレアチンを回復させることが治療につながる点であり、AGAT欠損症やGAMT欠損症に対するクレアチン投与の有効性は既に明らかにされている。SLC6A8欠損症は、クレアチンを神経細胞に取り込む輸送体(トランスポーター)の異常であり、クレアチンの投与は有効ではない。本研究の目的は治療法のないSLC6A8欠損症の治療法探索のための患者由来細胞を用いた病態解明である。1.SLC6A8欠損症の患者由来の皮膚線維芽細胞を用いた病態解析;SLC6A8遺伝子のあるミスセンス変異により、異常タンパクによるクレアチン輸送能の低下が予想されていたが、変異タンパクがゴルジ体における糖鎖修飾に影響を与え、変異タンパクのゴルジ体から細胞膜への輸送異常が起こり、クレアチン輸送能の低下をきたすことが示され、今まで知られていない本疾患における病態が明らかになった。本研究により、患者の持つ個々の変異による病態が異なるため、オーダーメイドの治療薬の開発の重要性を明らかにすることができた。将来、本研究を発展させ、細胞内の異常局在を正常化させる治療薬探索が期待される。2.SLC6A8欠損症の患者由来の皮膚線維芽細胞からiPS細胞を作成し、神経細胞へ分化を試みたが、本研究期間中の完成には至らなかった。3.SLC6A8遺伝子の様々な変異を持つ細胞を用いて本研究を発展させるため、疾患の周知や患者レジストリーなどの基盤整備を行った。クレアチントランスポーター欠損症は、脳内のクレアチン欠乏により、知的障害を主症状として、てんかん、自閉症、言語障害を特徴とする疾患である.本研究においては、その病態解明が本研究の目標である.今年度においては、患者レジストリーの確立、基礎研究推進のための患者由来線維芽細胞およびiPS細胞樹立によるバイオリソースの整備、高速クロマトグラフィーによるクレアチン代謝産物の解析方法の開発、および、患者由来線維芽細胞を用いたクレアチントランスポーターの輸送能解析を行った。患者細胞におけると変異トランスポーターの細胞内局在異常によるトランスポーター能の低下が示された。1.クレアチントランスポーター欠損症患者検体(皮膚線維芽細胞)を用いた病態解析患者の尿、血清、髄液におけるクレアチンを測定し、腎臓におけるクレアチン再吸収機能を測定することにより、神経細胞におけるクレアチン取り込み能を推定する方法を確立するため、データを収集している.既に測定済みの尿中クレアチン値を参考に、クレアチン再吸収機能とクレアチントランスポーターの輸送活性を推定するためのデータを蓄積しつつある.2.クレアチントランスポーター欠損症患者
持続可能社会に向けた外来生物の教材開発

小学校から高等学校の検定教科書(生活科,理科)において外来生物の記載について確認したところ,小学校生活科と小学校理科では外来生物の説明についてはなかったが,生き物を放置しない等の外来生物の予防に関する記載はあった。中学校理科と高等学校生物基礎・生物の教科書には外来生物についての説明や探求学習の題材などとして取り上げられていた。併せて,学習指導要領とその解説を俯瞰すると,小学校生活科・理科では,外来生物の取り扱いについて記載はなかった。他方,中学校理科では,学習指導要領・解説の両者において,外来生物を扱うとあった。高等学校理科では,学習指導要領での記載はなかったが,解説には外来生物を扱うとされていた。小学校2校で在来のメダカと外来のグッピーを教材とした授業を行なった。その結果,生き物の放逐が悪影響を与えることを理解した。グッピーという具体例から,生き物の放逐の悪影響の一般論について言及することができた学校がある一方,教材であるメダカとグッピーの具体例の枠内のコメントにとどまった学校もあった。今後,児童が具体物から一般論へ移行できなかった原因や授業方法の検討が必要である。同じ学校の同学年,外来生物の授業をした学級とそうでない学級の中学生に,「外来生物を悪者と思いますか」という質問に対し,「そう思う」「そう思わない」「どちらとも言えない」の3択で回答してもらった。外来生物の授業学級では,「そう思わない」が一番多かったが,選択肢に有意差はなかった。他方,非授業学級では,「どちらとも言えない」が「そう思う」「そう思わない」より有意に多かった。また,その理由の半数は外来生物の知識が少なく,判断できないとの旨の回答であった。これらのことから,外来生物を教材とした授業で,生徒は外来生物についての知識を持ち,この知識を活用し,設問に回答している。沖縄島や西表島での生物調査から学校で使用可能な外来生物の教材は作成できた。作成した教材を小学校・中学校で実際に試験運用し,開発した教材が児童生徒に与える影響をみ取ることができた。特に中学生では持続可能社会の概念の一部の形成につながったと考える。校種を超えた試行実践は計画予定より早い。教科書・学習指導要領・学習指導要領解説を検討することにより,日本の公教育において,外来生物がどのように扱われているか把握できた。これにより,具体的な授業実践のみでなく,学習者の発達段階に応じた公教育における外来生物の扱いの広い枠での検討が可能になっった。海外との比較も検討中である。授業実践の充実と開発した教材に対する児童生徒の変容のデータ収集をメインとする。その前に,教材の充実を図るために,外来生物対策を担っている行政(沖縄県)と民間団体への聞き取り調査を行う。授業実践では,児童生徒の到達目標を明確にし,それが達成できたかどうかのエビデンスを採る。昨年度の成果発表は紙面発表(論文)より,学会での口頭発表が多かった。今年度は,紙面発表の方を多く行う。多くの文献によると,沖縄県では多様な経緯で外来生物が移入されてきた。特筆すべきのは,学校教員が持ち込んだ教材(オオヒキガエル)が離島の外来生物となり,被害を与えたことであった。野外調査では,多種の外来生物が確認できた。近年,外来生物としてペットの拡散が目立っており,特に淡水域ではそれが顕著に表れていた。また,沖縄県北部地域では,ノイヌノネコが多く見られ,フィールド調査中に,捕食のためヤンバルクイナを追いかけるノネコに遭遇した。沖縄県立総合教育センターの長期研修生の生物教育の研究報告書179点を精査すると,外来生物が登場したのは2点のみであった。この2点も外来生物をメインとして扱った研究ではない。教員の外来生物に対する意識の低さが垣間見られた。メダカとカダヤシを15匹ずつ水槽内で混合飼育した結果,メダカは4か月で絶滅した。この実験では,メダカのひれがかじられる等のカダヤシの攻撃性の高さが確認できた。西表島では,島民が環境省の自然保護官と協力し,外来生物の駆除に努めていた。その成果として,カエル類の早期駆除に成功していた。他方,フィールドでは外来植物が確認された。外来生物を教材とした理科授業を中学校で行うと,生徒は生徒なりの外来生物対策を提案した。この提案は個人でできることと社会でできること多様であった。しかし,経費的に実現が厳しい提案もあった。中学生は外来生物の命も大切にしており,外来生物を倫理的に扱う必要性も出た。西表島調査では環境省自然保護官事務所で現状の聞き取りと野外調査におけるルートセンサス法で外来生物調査を実施した。室内におけるカダヤシとメダカの混合飼育実験も環境省への申請通りに終了した。他方,爬虫類の混合飼育実験も計画していたが,飼育施設が大学の規定基準を満たしていないため,実施できなかった。未実施の部分は先の魚類の実験データで補い,教材を作成する。また,沖縄県の外来生物の歴史的調査も現段階ではある程度進んでいる。しかし,この調査が外来生物の移入経緯などの把握を全て網羅しているか疑問の余地があり,今後も文献調査を続ける。他方,年度計画より進んでいる部分もある。沖縄県の教員がこれまで授業で外来生物をどの様に扱ってきたかということ。まだ,これまでの成果を踏まえ,中学校で外来生物を教材とした理科授業を施行した。

小学校から高等学校の検定教科書(生活科,理科)において外来生物の記載について確認したところ,小学校生活科と小学校理科では外来生物の説明についてはなかったが,生き物を放置しない等の外来生物の予防に関する記載はあった。中学校理科と高等学校生物基礎・生物の教科書には外来生物についての説明や探求学習の題材などとして取り上げられていた。併せて,学習指導要領とその解説を俯瞰すると,小学校生活科・理科では,外来生物の取り扱いについて記載はなかった。他方,中学校理科では,学習指導要領・解説の両者において,外来生物を扱うとあった。高等学校理科では,学習指導要領での記載はなかったが,解説には外来生物を扱うとされていた。小学校2校で在来のメダカと外来のグッピーを教材とした授業を行なった。その結果,生き物の放逐が悪影響を与えることを理解した。グッピーという具体例から,生き物の放逐の悪影響の一般論について言及することができた学校がある一方,教材であるメダカとグッピーの具体例の枠内のコメントにとどまった学校もあった。今後,児童が具体物から一般論へ移行できなかった原因や授業方法の検討が必要である。同じ学校の同学年,外来生物の授業をした学級とそうでない学級の中学生に,「外来生物を悪者と思いますか」という質問に対し,「そう思う」「そう思わない」「どちらとも言えない」の3択で回答してもらった。外来生物の授業学級では,「そう思わない」が一番多かったが,選択肢に有意差はなかった。他方,非授業学級では,「どちらとも言えない」が「そう思う」「そう思わない」より有意に多かった。また,その理由の半数は外来生物の知識が少なく,判断できないとの旨の回答であった。これらのことから,外来生物を教材とした授業で,生徒は外来生物についての知識を持ち,この知識を活用し,設問に回答している。沖縄島や西表島での生物調査から学校で使用可能な外来生物の教材は作成できた。作成した教材を小学校・中学校で実際に試験運用し,開発した教材が児童生徒に与える影響をみ取ることができた。特に中学生では持続可能社会の概念の一部の形成につながったと考える。校種を超えた試行実践は計画予定より早い。教科書・学習指導要領・学習指導要領解説を検討することにより,日本の公教育において,外来生物がどのように扱われているか把握できた。これにより,具体的な授業実践のみでなく,学習者の発達段階に応じた公教育における外来生物の扱いの広い枠での検討が可能になっった。海外との比較も検討中である。当初計画の通り,沖縄島北部地域での外来生物の調査を行う。そこでは,外来生物と在来生物の種間競争を記録する。さらに,この地域のノイヌとノネコの被害を重点的に行う。その理由は外来生物と化したペットは教材として有効と判断するからである。また,西表島では外来生物対策の継続調査と在来生物の確認調査を行なう。視点を変えて,外来生物の農作物への被害も教材のために調査する。農作物へ多大なる被害を与える昆虫類をここではターゲットとする。沖縄県農業研究センターでの取材から外来の昆虫類の教材化を目指す。日本の公教育で外来生物がどのように扱われているかを調査するため
小腸上皮の時期的・部位的分化機構の解明

小腸吸収上皮細胞は均質な細胞集団として捉えられがちであるが、私たちはこれまでに齧歯類を用いて、乳飲期と成熟期では異なる形態を示すことを報告している。そこで、時期・部位特異的吸収上皮細胞について形態学的解析を行い、その特徴が顕著な時期及び部位毎に小腸上皮における遺伝子発現を網羅的に解析した。また、小腸上皮から幹細胞を含む陰窩を単離、器官培養した結果、単離後の幹細胞から生じる細胞は本来の時期や部位の特徴を示すことが明らかになった。本研究計画では小腸吸収上皮細胞の形態学的特徴を部位的・時期的に詳細に解析すると共に、マイクロアレイを用いた遺伝子発現の解析を行い、部位的・時期的構造および機能の特徴に関連する遺伝子を明らかにすることで、吸収上皮細胞という名前で一括りにされている細胞集団の多様性と動態を解明し、食物アレルギーの発症機序の解明および、予防に役立てることを目的としている。平成25年度は、新生仔期、乳飲期、離乳期、成熟期のWistar系ラットを用い、幽門から回盲部を採取して、以下の検索を行った。1三次元的検索;走査型電子顕微鏡による小腸粘膜表面の形態、特に、絨毛および吸収上皮細胞の微絨毛の形態を観察した。2組織学的検索;パラフィン切片を作製し、種々の染色を行って、小腸の組織学的構築を観察した。3超微形態学的検索;透過型電子顕微鏡を用いて、小腸吸収上皮細胞、特にエンドサイトーシスやトランスサイトーシスに関与する膜系について観察した。4細胞化学的検索;高分子分子のトレーサー(HRP)を用いて、透過型電子顕微鏡により細胞頂部からのエンドサイトーシス機構、トランスサイトーシス機構の有無や発達の程度について、細胞化学的に検索した。14の結果、各時期において、上部小腸ではトランスサイトーシスに関与する膜系、下部小腸ではエンドサイトーシスに関与する膜系が発達した。成熟期では、上部小腸のトランスサイトーシス、下部小腸のエンドサイトーシスはそれぞれ基底側部細胞膜領域においてのみ生じた。しかし、新生仔期、乳飲期では、基底側部細胞膜領域だけでなく、頂部細胞膜領域からのトランスサイトーシスまたは、エンドサイトーシスが生じた。これらのことから、乳飲期である生後7日齢から14日齢の空腸(トライツの靭帯に相当する部位より遠位)および回腸(回盲部より近位)の吸収上皮細胞において、それぞれ発達した膜系構造が見られることが分かった。本研究計画では、小腸吸収上皮細胞の形態学的特徴を部位的・時期的に詳細に解析すると共に、マイクロアレイを用いた遺伝子発現の解析を行い、部位的・時期的構造及び機能の特徴に関連する遺伝子を明らかにすることで、吸収上皮細胞という名前で一括りにされている細胞集団の多様性と動態を解明し、食物アレルギーの発症機序の解明および予防に役立てることを目的としている。今年度は小腸粘膜よりRNAを採取し、発現している遺伝子についてマイクロアレイ解析を行い、得られた結果をもとに、ウエスタンブロット解析、免疫組織化学を行う予定であった。しかし、小腸粘膜サンプルでは上皮以外に、粘膜固有層や粘膜筋板の上皮細胞以外の細胞や細胞間質も多く含まれ、得られた結果が必ずしも上皮細胞、特に絨毛部の上皮細胞を反映しているとは言い難い。そこで、2013年度に公開されたPrimary mouse small intestinal epithelialcell cultures. (Sato T and Clevers H. Methods Mol Biol. 945: 319-28, 2013)に基づき、絨毛上皮、陰窩上皮を単離し、また、オルガノイドを作製することを試み、単離および作製することができた。この方法を用いて、成熟マウスの空腸と回腸からそれぞれオルガノイドを作製し、形態学的に検索を行った結果、空腸由来の陰窩から作られたオルガノイドは空腸吸収上皮細胞の性質(基底側部細胞膜領域からのトランスサイトーシス機構)をもち、また、回腸由来の陰窩から作られたオルガノイドは回腸吸収上皮細胞の性質(基底側部細胞膜からのエンドサイトーシス機構)を持つことが明らかになった。本研究計画では、小腸吸収上皮細胞の形態学的特徴を部位的・時期的に詳細に解析すると共に、マイクロアレイを用いた遺伝子発現解析を行い、部位的・時期的構造及び機能の特徴に関連する遺伝子を明らかにすることで、吸収上皮細胞という名前で一括りにされている細胞集団の多様性と動態を解明し、食物アレルギー発症機序の解明および予防に役立てることを目的としている。今年度は、部位別、時期別に採取した絨毛上皮についてマイクロアレイ解析を行った。その結果、時期および部位によって、絨毛上皮に発現している遺伝子に差異が認められた。また、Satoらの方法(Methods Mol. Biol. 945: 319-28, 2013)を参考にし、昨年度確立できたオルガノイド作製法を用いて、乳飲期マウスの小腸を空腸と回腸に分け、それぞれから陰窩を単離してオルガノイドを作製した。乳飲期の空腸および回腸から作製したオルガノイドの吸収上皮細胞は、相当する時期及び部位のマウス吸収上皮細胞とほぼ同様の形態を示した。単離や培養については同一条件で行ったにもかかわらず、成熟期マウス小腸由来のオルガノイド吸収上皮細胞とは異なる形態を示したことから、幹細胞自身が時期および部位の情報を有する可能性が考えられた。