hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
HREELS-STMによる表面局所構造の電子状態の研究

(a)表面局所構造の電子状態を研究する手段として高分解能電子エネルギー損失分光法(HREELS)と走査トンネル顕微鏡(STM)との複合測定装置(HREELS-STM)を開発してきた。さらに、その有効性を検証するために、光電子分光法(PES)による電子状態の測定も行い、HREELS-STMの測定結果と比較した。この複合測定装置を用いることによって、(1)C_<60>分子とシリコン表面の相互作用、(2)C_<60>、C_<70>分子を前駆体とした炭化ケイ素(SiC)薄膜の形成過程、(3)Ag(110)表面の(-Cu-O-)一次元鎖と(Cu)_6クラスターの形成過程、(4)Si(111)7x7表面の酸素分子の反応過程を明らかにした。特に、C_<60>の吸着したSi(111)-(7x7)、Si(100)-(2x1)表面では、HREELSによる測定の結果、Si(111)-(7x7)表面に0.25原子層吸着した場合、C_<60>は、Si(111)-(7x7)表面では強い化学結合(イオン結合)を形成すること、さらに、シリコン表面からC_<60>への電荷移動量が(3±1)個であることを明らかにした。それ以上の吸着ではファンデン・ワールスカによる物理吸着を示す。一方、Si(100)-(2x1)表面では、どの吸着量でも物理吸着である。STM観察もこれらの結果を支持する。光電子分光法による荷電子帯スペクトルには、両表面とも0.25原子層吸着した場合、2.4eVに結合軌道が観測された。さらに吸着量を増すと、結合軌道は消失する。この振る舞いは、Si(111)-(7x7)表面のHREELS測定と一致するが、Si(100)-(2x1)表面の測定結果とは異なる。カーボン1s内殻準位、シリコン2p内殻準位の測定とあわせて議論した。(a)C_<60>のSi(111)-(7x7)、Si(100)-(2x1)表面での結合状態・反応性・初期吸着過程を統一的に理解するために、高分解能電子エネルギー損失分光法(HREELS)と走査トンネル顕微鏡(STM)との複合測定装置(HREELS-STM)を用い、振動モードの測定およびそれに対応する吸着構造の観察を行った。さらに、孤立したC_<60>分子と吸着したC_<60>分子の振動モードのエネルギー変化から、Si表面からC_<60>への電荷移動量を評価した。HREELSによる測定の結果、Si(111)-(7x7)表面に0.25原子層吸着した場合、孤立分子で66meVと179meVにある赤外活性なモードが、それぞれ、62meVと172meVにシフトした。一方、Si(100)-(2x1)表面では、ピークエネルギーのシフトは、観測されなかった。この結果は、C_<60>は、Si(111)-(7x7)表面では強い化学結合を形成する。しかし、Si(100)-(2x1)表面では、弱い化学結合または、ファンデン・ワールス力による物理吸着であることを示す。この結果をSi表面の電子状態の違いとして解析した。

つまり、Si(111)-(7x7)表面は金属的であり、C_<60>の最低非占有軌道(LUMO)と(7x7)表面のフェルミ準位が一致し電荷移動を起こす。一方、(2x1)表面は、半導体的であり真空準位が同じになるように吸着する。そこでは、弱い結合しか起こらない。STM観察もこれらの結果を支持する。(b)上記の系にカリウム原子およびセシウム原子を共吸着し、厚膜で超伝導状態を示す状態と1原子層以下の吸着構造・振動状態・電子状態を比較測定し、バルクと性質と表面上の局所構造の電子状態を比較し協力現象への知見を得るために、申請のイオンポンプ、ターボポンプ、マニュピレータを購入し、超高真空槽を立ち上げた。(a)昨年度に引き続き、C60のSi(111)-(7x7)、Si(100)-(2x1)表面での結合状態・反応性・初期吸着過程を統一的に理解するために、高分解能電子エネルギー損失分光法(HREELS)と走査トンネル顕微鏡(STM)との複合測定装置(HREELS-STM)を用い、振動モードの測定およびそれに対応する吸着構造の観察を行った。STMによるいくつかの報告が既にあるが、それに我々のSTM観察を加えてHREELSの測定結果と総合して考えると次の結論が得られた。(1)Si(111)7X7表面では、0.25分子層以下の被覆率において、強い化学吸着を行う。電荷移動のモデルで解析するとC60は1分子あたり(3±1)個の電子をダングリング・ボンドから供給されている。(2)1分子層の被覆率において、約23%のC60は強い相互作用(化学吸着)を示す。そのC60分子間をファン・デル・ワールスカで物理吸着したC60が規則配列する。これが、STMで観測される局所的な規則配列構造に対応するものと考えられる。(3)Si(100)2x1表面では、C60は主にファン・デル・ワールスカにより吸着する。ここでは、実験結果の解析に電荷移動のモデルを用いた。次の課題として、(1)電子状態(LUMO)の観察、(2)化学吸着における波動関数の重なり、つまり、共有結合性の理解がある。(b)上記、次の課題を解明するために、高エネルギー加速器研究機構フォトンファクトリー施設を用いて、上記吸着系の光電子スペクトルを測定した。その結果、荷電子帯スペクトル0.24eVにC60とSi(111)7x7表面の結合軌道を観測することができた。現在、分子軌道法を用いて結合軌道の詳細を解析中である。(c)さらに、上記系を加熱することにより、良質のシリコン・カ-バイド(SiC)膜が形成されることが明らかになった。(a)平成8年度より表面局所構造の電子状態を研究する手段として高分解能電子エネルギー損失分光法(HREELS)と走査トンネル顕微鏡(STM)との複合測定装置(HREELS-STM)を開発してきた。最終年度である平成10年度は、その有効性を検証するために、光電子分光法(PES)による電子状態の測定も行い、HREELS-STMの測定結果と比較した。実際の系として、過去2年間行ったC60の吸着したSi(111)-(7x7)、Si(100)-(2x1)表面を選んだ。HREELSによる測定の結果、Si(111)-(7x7)表面に0.25原子層吸着した場合、C60は、Si(111)-(7x7)表面では強い化学結合(イオン結合)を形成すること、さらに、シリコン表面からC60への電荷移動量が(3±1)個であることが明らかになった。それ以上の吸着ではファンデン・ワールスカによる物理吸着を示す。一方、Si(100)-(2xl)表面では、どの吸着量でも物理吸着である。光電子分光法による荷電子帯スペクトルには、両表面とも0.25原子層吸着した場合、2.4eVに結合軌道が観測された。
in situ電気化学マイクロバランス法による薄膜内電子・イオン移動反応の解析

本研究は,高分子薄膜内のレドックスサイトの酸化・還元反応に伴う電解質イオンや溶媒分子の移動の結果生じる薄膜の質量変化を水晶発振子の振動数変化として,電気化学測定と同時に,in situ測定する“in situ電気化学マイクロバランス法"を確立し,様々な薄膜マトリックスの電子・イオン移動反応の解析に適用することを目的として行なわれ,下記の成果を得た。1.高分子錯体薄膜系....水溶液および非水溶液中でのオスミウム錯体ポリマ-膜([Os(bpy)_2(PVP)Cl]Cl,bpy:2,2'ービピリジン,PVP:ポリ(4ービニルピリジン))のOs^<II>【tautomer】Os^<III>の酸化還元反応においては,少量の溶媒分子を伴ってClO_4^ーイオンが出入りすること,また重水の場合には期待されるような同位体効果が明らかにされた。ポリビニルフェロセン膜の酸化に伴って陰イオン(12ケの溶媒分子を伴って)が取り込まれ,他方還元反応では取り込まれた陰イオンが膜マトリックス放出されることが定量的に明らかにされた。陰イオンに対するこのような選択的イオン透過能はドナン電位の測定からも確証された。2.水素吸蔵金属膜系....パラジウム薄膜電極での軽水(重水)の電解とともに進行する水素(重水素)の電極への吸蔵・拡散のメカニズムの解明に本方法が極めて有効であり,これらのダイナミクスが解明された。3.電解重合薄膜系....レドックス活性な電解重校薄膜(ポリアニリン,ポリピロ-ル,ポリピロロピロ-ル誘導体など)の電荷移動反応(電子,イオンおよび溶媒移動を含む)の分子論的イナミクスの解明に本方法が極めて有用であることが明らかにされた。また,界面活性剤であるドデシル硫酸ナトリウムをド-パントとするポリピロ-ル膜の酸化・還元反応においては,陰陽両イオンのド-ピング・脱ド-ピング反応が起こることが明らかにされた。本研究は,高分子薄膜内のレドックスサイトの酸化・還元反応に伴う電解質イオンや溶媒分子の移動の結果生じる薄膜の質量変化を水晶発振子の振動数変化として,電気化学測定と同時に,in situ測定する“in situ電気化学マイクロバランス法"を確立し,様々な薄膜マトリックスの電子・イオン移動反応の解析に適用することを目的として行なわれ,これまでの研究成果の要約は次の通りである。1.ポリビニルフェロセン薄膜の酸化還元反応の場合,酸化に伴って膜内に生成する正電荷(フェリシニウムイオン)を電気的に補償するために膜内へ陰イオン(ClO^ー_4)が取り込まれ,他方還元反応では取り込まれたClO^ー_4が膜マトリックスから放出されること,しかも溶媒分子を伴わないでClO^ー_4だけが膜に出入りしていることが明らかになった。2.オスミウム錯体ポリマ-(IOs(bpy)_2(PVP)Cl]Cl,bpy:2,2'ービピリジン,PVP:ポリー4ービニルピリジン)はアセトニトリル溶液中(電解質:過塩素酸テリラブチルアンモニウム)で可逆な酸化還元応答を与える。O^<II>_s【tautomer】O^<III>_sの酸化還元反応において,わずかな溶媒分子を伴ってClO^ー_4が出入りしていることがわかった。

また,0.1M Pートルエンスルホン酸ナトリウム水溶液の場合には,O^<II>_SとO^<III>_Sの状態でポリマ-の膨潤状態やモルフオロジ-に著しい変化が生じることが示唆された。溶媒として重水を用いることにより,期待されるような同位体効果が得られた。3.水素吸蔵金属(Pd,Tiなど)での軽水(あるいは重水)の電解とともに進行する水素(重水素)電極への吸蔵・拡散のメカニズムの解明に本方法が極めて有効であり,これらのダイナミクスが明らかにされた。4.電気化学的に活性な導電性薄膜(電解重合ポリアニリン,ポリ(oーフェニレンジアミン)など)の電荷移動反応の解明に本方法は有用であることが明らかになった。本研究は、高分子薄膜内のレドックスサイトの酸化・還元反応に伴う電解質イオンや溶媒分子の移動の結果生じる薄膜の質量変化を水晶発振子の振動数変化として、電気化学測定と同時に、in situ測定する“in situ電気化学マイクロバランス法"を確立し、様々な薄膜マトリックスの電子・イオン移動反応の解析に適用することを目的として行なわれ、本年度の研究成果の要約は次の通りである。1.過塩素酸ナトリウム水溶液及び過塩素酸リチウムアヤトニトリル溶液中でのポリビニルフェロヤン(PVF)薄膜の酸化・還元反応においては、酸化に伴って膜内に生成する正電荷(フェリシニウムイオン)を電気的に補償するために膜内へ陰イオン(ClO_4^ー)が取り込まれ(ド-ピング反応)、他方還元反応では取り込まれたClO_4^ーが膜マトリックスから放出されること(脱ド-ピング反応)、しかも溶媒分子(12ケ)を伴ってClO_4^ーが出入りしていることが定量的に明らかにされた。PVF膜はClO_4^ーイオンに対して理想的な選択透過能を有することが、ドナン電子の測定からも確証された。2.界面活性剤であるドデシル硫酸ナトリウムをド-パントとする電解重合ポリピロ-ル膜の酸化・還元反応においては、従来知られている陰イオンの交換のみならず、陽イオンの交換も起こること、しかも短い測定時間ではNa^+のド-ピング・脱ド-ピング反応が起こり、長い測定時間ではNa^+イオンとドデシル硫酸イオンの両方のド-ピング・脱ド-ピング反応が起こることが明らかにされた。3.過塩素酸ナトリウムアセトニトリル溶液中での1,3,4ートリメチルー1,4ージヒドロピロロ[3,2ー6]ピロ-ル及びアニリンの電解重合膜の酸化・還元反応では、溶媒分子を伴わないClO_4^ーイオンのド-ピング・脱ド-ピング反応が起こることが定量的に明らかにされた。
培養前駆脂肪細胞の培養工程における遺伝子発現推移解析に基づく輸送・移植製剤の確立

申請者らは前駆脂肪細胞にex vivoで治療用遺伝子を導入し、それを患者に移植することによる治療用タンパクの体内における持続発現と血中への分泌を可能とする独自の治療研究を進め、再生医療等安全性確保法の下、希少疾患である家族性LCAT欠損症を対象とした第一種再生医療臨床研究を実施中である。この治療技術は他の遺伝子を用いることで数多くの難病に苦しむ患者に応用可能な汎用性の高いものであるが、他の疾患への応用展開には移植用細胞の輸送や移植に関するさらなる技術革新が必須である。本研究では、移植用細胞の特性維持を可能とする保存・運搬さらには移植用の細胞懸濁用カクテルの技術基盤を確立することを目的とする。H29年度の検討結果、溶液A(既報に基づきさらに改良されており、その組成は非開示)が現状使用している細胞懸濁液であるリンゲル-HSAに比べて有意にバイアビリティを向上させることが確認できていた。H30年度は、既報の情報の範囲で、これに含まれている物質が、ccdPAのバイアビリティにどのような影響を与えるのか、また、溶液Aはかなり複雑な組成であることから、溶液Aと同等の性能を有するシンプルな細胞懸濁液の確立について追加検討を進めた。最終的な出荷の段階では細胞の濃度はかなり濃くなることから、複数のドナー由来のccdPAについて検討するとともに、出荷時の細胞濃度での検討も行った。その結果、リンゲル-HSAに緩衝能と医薬品原体(M)を追加するのみで、溶液Aと同等の細胞生存効果が確認された。HSAについてもヒト血液由来の製剤ではなく、組換え型HSAの方が優れていることが明らかとなった。このシンプルな組成と溶液Aとで細胞濃度を比較した場合においてもバイアビリティは同等であった。最終年度は、マウス移植実験を中心として組成の至適化を図る予定である。本研究を開始する前の段階で、培養フラスコに接着している細胞のバイアビリティを低温で長時間維持することが可能である溶液が他の細胞系で報告されていた。その溶液について、その改良型(溶液A)を入手し、前駆脂肪細胞懸濁液に適応が可能かどうかを検討したところ、40時間の4°C保存後も80%程度のバイアビリティを維持できることが確認され、これまで用いていたリンゲル-HSAよりも4°C保存でのバイアビリティが明瞭に向上した。その組成は複雑であることから、よりシンプルな組成を目指した検討をH30年度に実施した。その結果、独自の、かつシンプルな組成の細胞懸濁液が確立された。これらの検討結果から、このシンプルな組成の細胞懸濁液と溶液Aを比較検討しながら最終年度の検討をすすめることとした。計画立案当初はPRP成分の検討をマウス移植実験で検討する予定であったが、千葉大学の既報論文での成果も含めてFGFの添加について今後の検討課題と考えている。これらの状況を踏まえて添加物質MのccdPAに対する影響の検討及びマウス移植実験に移行できる状態にあると考えている。現時点で溶液Aと同等のシンプルな組成の細胞懸濁液が確立されている。従って最終的な組成の至適化をマウス移植実験の過程で行うことで本研究の主要目的は達成できるものと考えている。今後の移植実験では全ての導入遺伝子で実施することは考えておらず、種々の測定系が確立されているLCAT遺伝子及び血液凝固第8因子(FVIII)を主な導入遺伝子として用いた実験を進める。溶液Aについては海外の臨床試験で被験者に投与されている実績があることから、私たちの遺伝子導入脂肪細胞の臨床応用においても適応が期待できる。候補物質Mは臨床で経口投与されている医薬品であるが、本治療法が適応となる皮下注射では適応はない。今後は移植効率に関する検討をマウス移植実験により評価していく予定であるが、それと並行し今後の臨床適応に向けて、その基礎となるマウス投与実験DATAを取得する方針である。申請者らは前駆脂肪細胞にex vivoで治療用遺伝子を導入し、それを患者に移植することで治療用タンパクの体内における持続発現と血中への分泌を原理とした独自の治療研究を進め、再生医療等安全性確保法の下、希少疾患である家族性LCAT欠損症を対象とした第一種再生医療臨床研究を実施中である。H29年度は4°Cでヒト前駆脂肪細胞を懸濁状態で少なくとも48時間以上、バイアビリティの低下を最小限にできる細胞懸濁液の基本組成の探索を行った。既報から種々の作用を有する試薬の組み合わせ検討をリンゲル-HSAを基本組成として行ったが、有意にバイアビリティを向上させる試薬は見つからなかった。一方、フラスコに接着状態の細胞のバイアビリティを低温で維持できる溶液に関する既報に基づき、その溶液(メーカーより購入の溶液A、既報に基づきさらに改良されており、その組成は非開示)を検討したところ、リンゲル-HSAに比べて明らかにバイアビリティが向上した。また、溶液Aに加えることでさらにバイアビリティを向上できる候補物質を見出した。H30年度以降は溶液Aを基本組成とした研究を進める予定である。成熟脂肪細胞由来のccdPAとStromal vascular fraction由来のASCで調製時に発現が有意に異なる脂肪分化関連遺伝子を複数同定した。

この結果については新たな脂肪組織を入手し、精査するとともに、培養工程における発現推移を確認することにより、マーカー遺伝子となりうるかどうかを検討する。本研究を開始する前の段階で、培養フラスコに接着している細胞のバイアビリティを低温で長時間維持することが可能である溶液が他の細胞系で報告されていた。その溶液について、その改良型(溶液A)を入手し、前駆脂肪細胞懸濁液に適応が可能かどうかを検討したところ、40時間の4°C保存後も80%程度のバイアビリティを維持できることが確認され、これまで用いていたリンゲル-HSAよりも4°C保存でのバイアビリティが明瞭に向上した。リンゲル液への各種試薬(主に低分子化合物)の個別の添加ではバイアビリティの維持効果は十分ではなかった。これらの検討結果から、リンゲル液とは異なる基本組成となるが、溶液Aを基本カクテルとした検討をすすめることとした。計画立案当初はPRP成分の検討をマウス移植実験で検討する予定であったが、基本組成の変更があったため、そちらの検討が進められなかった。しかしながらその後、基本組成に加えることが可能な候補物質が早期に見出されたことから、マウスでの移植実験に移行できる状態にあると考えている。また、導入遺伝子としてLCAT、血液凝固第8因子(FVIII)、ネプリライシン(NEP)を予定していたが、別の研究において有力なシーズであることか確認された脳由来神経成長因子(BDNF)を加えて研究を進めることとした。申請者らは前駆脂肪細胞にex vivoで治療用遺伝子を導入し、それを患者に移植することによる治療用タンパクの体内における持続発現と血中への分泌を可能とする独自の治療研究を進め、再生医療等安全性確保法の下、希少疾患である家族性LCAT欠損症を対象とした第一種再生医療臨床研究を実施中である。この治療技術は他の遺伝子を用いることで数多くの難病に苦しむ患者に応用可能な汎用性の高いものであるが、他の疾患への応用展開には移植用細胞の輸送や移植に関するさらなる技術革新が必須である。本研究では、移植用細胞の特性維持を可能とする保存・運搬さらには移植用の細胞懸濁用カクテルの技術基盤を確立することを目的とする。H29年度の検討結果、溶液A(既報に基づきさらに改良されており、その組成は非開示)が現状使用している細胞懸濁液であるリンゲル-HSAに比べて有意にバイアビリティを向上させることが確認できていた。H30年度は、既報の情報の範囲で、これに含まれている物質が、ccdPAのバイアビリティにどのような影響を与えるのか、また、溶液Aはかなり複雑な組成であることから、溶液Aと同等の性能を有するシンプルな細胞懸濁液の確立について追加検討を進めた。最終的な出荷の段階では細胞の濃度はかなり濃くなることから、複数のドナー由来のccdPAについて検討するとともに、出荷時の細胞濃度での検討も行った。その結果、リンゲル-HSAに緩衝能と医薬品原体(M)を追加するのみで、溶液Aと同等の細胞生存効果が確認された。HSAについてもヒト血液由来の製剤ではなく、組換え型HSAの方が優れていることが明らかとなった。このシンプルな組成と溶液Aとで細胞濃度を比較した場合においてもバイアビリティは同等であった。
"パタニティ・ブルー"の発生メカニズムとその防止対策

本研究は,パタニティ・ブルーとよばれる子どもの誕生から3か月位までの間にみられる,父親の役割をめぐる心理的動揺や葛藤による心身の症状を指す現象についての研究である。1987年にプルーエットがはじめて指摘した現象であるが,今日,子育てにおける父親の役割や父親になることの意義等に関する内外の研究が隆盛であるにもかかわらず,その発生のメカニズムの解明と防止策については,全くといってよいほど触れられていない。本研究は,少子化の問題や核家族に関する研究の蓄積が従来とくらべ顕著になっているが,父親と子ども,さらには父親と子育てという社会的,今日的課題を深める上で,父親の心理社会的対応をより細かく実現するためにも,これまで注目されなかった課題を取りあげることによって,父親研究をより推進する役割をになうことになる。本年度は,これまでのパタニティ・ブルーの特徴をチェックする質問項目の選定とその関連研究を,再度洗い直しをして,本研究の意義を確認する作業を実施した。チェック・リスト等は近々,学会や研究紀要等で発表する予定である。なお,わが国における最近10年間の父親研究のレビューを行うことによって,父親研究のもつ一つの盲点を指摘した。掲載論文は鳴門教育大学研究紀要(教育科学編)の第15巻である。1987年にPruettが子どもの誕生から3か月位までの間におこる父親の役割をめぐる心理的動揺やフラストレーション等の心身の症状を、paternity blueとよび、その心理・社会的研究の重要性を喚起した。本研究は1)父親を家族システムの視点から,家族の中に子どもが誕生することにより父親はどのような期待や喜び、父親として夫として適応する過程にとまどう心理的な揺らぎの実態等を解明すること、2)子どもの誕生後の父親の抑欝感情のメカニズムを解明すること、の2点を主な対象に研究し、3)その防止のための対策プログラムを開発することを目的とする。本年度は父親に関する内外の先行研究を収集し、その文献学的研究を実施した。その結果、paternity blueに関する研究はほとんど見付けることができず、益々、研究の意義を実感した。そこでわれわれは父親に実施するための予備的質問項目の作成にとりかかり、現在、第一次予備調査を行なったところである。結果の分析をすすめているが、一部回答しずらい箇所等がわかり、その修正作業を行なっている。この作業後に第二次予備調査を実施し、その後本格的な質問紙調査を開始する予定である。その他、出産予定前の妊婦およびその夫、ならびに誕生直後の新生児をもつ父親と母親の数組みの夫婦に面接を実施して、育児上の悩みや葛藤等についての諸問題を把握した。以上の予備的調査とその試料を収集したので、次年度へむけての研究体制が整ったことになる。本研究は、子どもの誕生初期にみられる“パタニティ・ブルー"と呼ばれる父親の役割をめぐる心理的動揺に関する現象をいい、これまで本邦においては全くといってよいほどの未解明の研究分野である。われわれは昨年度の研究に引き続き、今年度も先ず隣接する分野での内外の関連研究の文献収集とその考察を行った。その結果、直接関連する研究資料は極めて少なく、僅かに外国研究論文の中に、“パタニティ・ブルー"あるいは父親の軽い抑うつ症状を取り扱った文献を収集するにとどまった。そこで父親研究の新しい側面からの研究を開発し、質的な展開をはかる上でも、また父子関係の心理・社会的研究の充実をはかる上でも、誕生から生後3か月位までの子どもをもつ父親の心理的動揺や父親としての役割をめぐってのフラストレーション等の心身の症状を調査する必要が生起する。今年度は上記の子どもをもつ父親10人を対象に、個別面接調査を実施した。これは次年度に本格的な質問紙調査を実施する上で、これまでの文献的研究視点から、ないしは関連する調査研究からの質問項目の参照による調査項目の作成とあわせて、極めて有効な資料となった。さらに今年度は上記10人の父親の配偶者にも個別面接を行い、本調査の実施にあたって側面的ではあるが貴重な意見等の資料を収集することができた。以上の調査資料を活用して、次年度の研究実施とその総括を行う予定である。
ラット蝸牛における水チャネル(AQP1,AQP2,AQP3,AQP4)の解析

1.蝸牛組織からのRNAの抽出微小な蝸牛組織からRNAを抽出するのは非常に困難であった。そのため実体顕微鏡下に蝸牛の骨壁を除去し、軟部組織を採取した。今回の検討では、80匹のラットの蝸牛組織から採取された全RNA量は130.7μgであった。2.水チャネルのAQP1,AQP2,AQP3,AQP4,AQP5のRNAレベルでの発現3.免疫組織化学的検討ラット蝸牛凍結切片において家兎抗ラットAQPl、2、3、4抗体(ケミコンインターナショナル社)AQP5抗体(新潟大学医学部附属腎研究施設構造病理学分野より供与)を一次抗体に、二次抗体にはFITC標識羊抗家兎IgG(Organon Teknika, West Chester, PA, USA)を用い蛍光抗体法間接法によって観察した。蝸牛ではAQPlは蝸牛外側壁のラセン靭帯の外側部とラセン唇上部(supra limbal region)に強く染色された。また鼓室階、前庭階の表面に線状に染色された。また蝸牛軸では比較的径の細い管腔構造に選択的に染色された。また正円窓膜にも強く染色された。蝸牛組織でAQP25は染色されなかった。陽性対照に用いた腎では、AQPlは近位尿細管の管控膜と側底膜に、AQP2は集合管の管腔膜に、AQP3は集合管の側底膜に、AQP4は集合管の側底膜に染色された。RT-PCRと免疫組織化学的検討の結果の不一致の原因は蝸牛組織が微量であるため良質なRNAが採取されないためではないかと思われた。そのため実験顕微鏡下に蝸牛の骨壁を除去し、軟部組織をリザーバー機能のある吸引器を用いて採取した。今回の検討では、10匹のラットから採取されたtotalRNA量は、5回採取し、最小11.3mugから最大39.2mug(平均21mug)と非常に微量であった。2.水チャネルのAQP1,AQP2,AQP3,AQP4のRNAレベルでの発現1.蝸牛組織からのRNAの抽出微小な蝸牛組織からRNAを抽出するのは非常に困難であった。
湿原移動ロボットのための二重螺旋推進機構の開発

湿原保全のために行われるフィールド調査には大変な労力と時間を要する.我々は,湿原特有の丈長植物の密生地を湿地に埋没することなく,草をなぎ倒さずに進める機構として,二重螺旋移動機構を提案している.これは螺旋形状のパイプを回転させると,密生した植物の間を縫うように進めることを原理としている.本研究課題ではその実現のために,螺旋パイプ外周を保持して回転させる装置を開発し,モーションキャプチャシステムによる動作解析の結果,安定な回転が実現できていることを示した.さらに,シミュレーション環境の構築,1/2モデルの設計製作に着手し,ロボットの実現に取り組んだ.湿原保全のためのフィールド調査は人手で行われており,大変な労力と時間を要する.我々は,湿原特有の丈長植物の密生地を,湿地に埋没することなく,草をなぎ倒さずに進める機構として,二重螺旋推進機構を提案している.この機構の実現には螺旋パイプの外周を保持しながら回転させる仕組みが必要である.昨年度の研究では,試作した螺旋パイプ回転装置によって螺旋パイプを回転し,この運動をモーションキャプチャーシステムにより計測した.その際,螺旋パイプの特定の場所にマーカーを3つ工夫して取り付けることで,螺旋パイプの位置と姿勢を計測する手法を確立した.解析の結果,試作装置により安定した回転の実現が確認できていることを示せた.この研究成果を論文にまとめ,学術雑誌に投稿中である.螺旋を安定に回転できる装置の開発に目処が立ったため,研究計画を前倒しし,螺旋パイプ回転装置を搭載するための移動ロボット本体の開発に着手した.このロボットは4脚を有し,螺旋パイプを足場として安定な静歩行を行う.螺旋パイプの形状を利用し,脚を持ち上げることなく,遊脚相をつくれるという特徴を持つ.このロボットの運動学モデルを構築し,脚の移動範囲や荷台部分の運動について解析的に考察をした.さらに,3次元動力学シミュレータにロボットを構成し,歩行シミュレーションを行った.また,歩行時に脚にかかるトルクや力を計測し,ロボットの設計仕様を設定した.このような考察を元に実験的にロボットの動作を検証するための実験機を設計,製作した.ロボット全体の開発には相当の費用がかかるため,1/2モデルを設計し,動作確認を行う.今年度は,荷台と脚を動かす機構までを製作した.湿原保全のために行われるフィールド調査には大変な労力と時間を要する.我々は,湿原特有の丈長植物の密生地を湿地に埋没することなく,草をなぎ倒さずに進める機構として,二重螺旋移動機構を提案している.これは螺旋形状のパイプを回転させると,密生した植物の間を縫うように進めることを原理としている.本研究課題ではその実現のために,螺旋パイプ外周を保持して回転させる装置を開発し,モーションキャプチャシステムによる動作解析の結果,安定な回転が実現できていることを示した.さらに,シミュレーション環境の構築,1/2モデルの設計製作に着手し,ロボットの実現に取り組んだ.湿原保全のためのフィールド調査は人手で行われており,大変な労力と時間を要する.我々は,湿原特有の丈長植物の密生地を,湿地に埋没することなく,草をなぎ倒さずに進める機構として,二重螺旋推進機構を提案している.この機構の実現には螺旋パイプの外周を保持しながら回転させる仕組みが必要であるが,回転中の螺旋パイプの姿勢変動や動力伝達におけるすべりなどの課題があった.本研究では,これらの課題を解決するための回転機構の研究開発が目的である.今年度は,前年度に試作した既存の螺旋パイプ回転装置による実験結果の解析を行った.この装置は螺旋パイプの外周を近接した3点でグリップし,そのうち1点を駆動輪として螺旋に回転トルクを与えている.螺旋パイプの片側を持ち上げたとき,螺旋パイプの他端は地面に接する構成(構成A),回転装置と同構造の支持装置とにより螺旋パイプを持ち上げ,地面に接すること無く回転する構成(構成B)について,運動学モデルを構築した.当初は構成A,Bについて,力学シミュレーションソフトウエアを使用して解析する予定であったが,実システムにおける考察を優先し,モーションキャプチャーシステムを用いて螺旋パイプの運動を計測することにした.モーションキャプチャは光を反射する球形のマーカーを複数のカメラで撮影し,その三次元的な位置を瞬時に計算する装置である.螺旋パイプの特定の場所にマーカーを3つ工夫して取り付けることで,螺旋パイプの位置と姿勢を計測する手法を確立した.室内実験での結果,構成が簡単で軽量である構成Aは,地面との接触状態により,螺旋パイプ姿勢が変動したが,回転自体は可能であった.構成Bは構成Aに比べて姿勢変動は少ないが,螺旋の形状誤差に起因する姿勢の傾きが生じることがわかった.以上により螺旋パイプの姿勢維持機構とアクチュエータの動力伝達機構の動的な配置について知見が得られた.湿原保全のためのフィールド調査は人手で行われており,大変な労力と時間を要する.我々は,湿原特有の丈長植物の密生地を,湿地に埋没することなく,草をなぎ倒さずに進める機構として,二重螺旋推進機構を提案している.これは螺旋形状のパイプを回転させると,密生した植物の間を縫うように進めることを原理としている.この機構の実現には螺旋パイプの外周を保持しながら回転させる仕組みが必要であるが,回転中の螺旋パイプの姿勢変動や動力伝達におけるすべりなどの課題があった.本研究では,これらの課題を解決するための回転機構の研究開発が目的である.昨年度までに,螺旋パイプの外周を近接した3点でグリップし,そのうち1点を駆動輪として螺旋パイプに回転トルクを与える構造の回転装置を開発した.

さらに,回転時の螺旋パイプの動きをモーションキャプチャ装置により計測し,運動学モデルを構築してこれを適用することで,螺旋パイプの姿勢解析を行った.これにより,開発した回転装置は螺旋パイプの姿勢変動をおさえ,すべりのない動力伝達が可能であることを定量的に示した.また,屋外環境での動作試験を行い,屋内と同等の動作が行えることを確認した.最終年度は,以上の結果を学術論文にまとめて成果発表を行った.さらに,研究開発を次のステップに進めた.二重螺旋推進機構では,回転させる螺旋パイプ(A)と対になり,装置全体を支える螺旋パイプ(B)も必要となる.螺旋パイプ(A)を回転して進めた後,装置全体は螺旋パイプ(B)から螺旋パイプ(A)に移乗する.この移乗動作を行う機構の設計にも着手し,動力学シミュレーションにより,この動作の実現を確認した.以上をまとめると,本研究課題は当初の目標を達成し,二重螺旋推進機構の実現に向けた成果が得られた.ロボット工学螺旋パイプの回転装置については,モーションキャプチャーシステムを用いた実験的な解析によって,安定な回転が実現できている事を実験的に示すことができた.これにより,研究目的を達成できた.それに加え,回転装置を搭載するためのロボット本体の設計,動力学モデルの構築,動作シミュレーションを行い,さらに実験のための1/2モデルの設計製作に取り組んだ.研究の達成度としては,当初の計画よりも進んだ内容に着手できたといえる.しかしながら,昨年度の報告書の「今後の研究の推進方策」の項目に記載した,1/2モデルの動作には至っておらず,おおむね順調であるという評価に至った.螺旋パイプの回転装置について運動学モデルを構築し,これに基づき解析を行ったので,この点については目標を達成できた.当初の計画では,構築したモデルをもとに,力学シミュレーションソフトウエアを使用して解析する予定であったが,実システムにおける考察を優先し,モーションキャプチャーシステムを用いた実験的な解析に切り替えた.この点は当初計画とは異なるが,研究の方向性は同じであり,さらに,実際の螺旋パイプの運動を計測して解析することで新たな知見を得ることができた.よって研究の達成度としては,概ね目標通りといえる.螺旋パイプ回転装置における動力伝達機構の動的な配置に関する考察については,モーションキャプチャを用いた解析手法の構築に時間が取られてしまったため,実施できていない.しかしながら,これとは別なアプローチとして実施した,持ち上げ機構を用いた螺旋パイプの移動については研究成果があり,持ち上げ機構の配置と回転能力に関する知見を得た.平成25年度は,室内に湿原移動ロボットの1/2実験モデルと模擬環境の構築を目指したが,ロボットの設計や動作解析に時間を割いたため,実験モデルの動作には至っていない.そこで,平成26年度は,引き続き1/2モデルのロボットの製作に取り組む.まず,脚を動かす部分のモータ制御を確立する.次に,1/2モデルに搭載する脚部分を設計製作する.その上で,逆運動学モデルにもとづき,脚先端を螺旋パイプの任意の場所に位置決めできるようにする.
嗅上皮付き単離脳を用いたニオイ情報処理の研究

嗅上皮や嗅球におけるニオイ情報処理の仕組みはかなり明らかにされてきたが、嗅上皮や嗅球以後の処理、すなわち嗅覚中枢である梨状皮質やさらに上位の中枢脳領域で嗅覚情報処理がどのようになされているのかについては不明の点が多く、重要な研究領域として残されている。我々はこの問題に取り組むため、新しい実験系、すなわち嗅上皮付きのモルモット単離脳標本を開発した。梨状皮質や海馬周辺皮質など嗅覚情報処理に重要な脳部位は脳底に配位するため、神経活動記録を難しくしていた。新開発の標本では脳表面が全て露出しており、さらにin vitroチェンバー内で任意の配向で脳標本を固定できるため、腹側の脳領域も直視下で取り扱え、種々の神経活動計測手法を容易にアクセスすることができる。また、心拍や呼吸に由来する運動性ノイズの影響を受けることもない。本研究ではまず、a)この新しい実験系を確立し、b)それを用いて嗅上皮から嗅球を介して梨状皮質に伝えられる嗅覚情報、すなわちニオイの種類や濃度の情報が梨状皮質内ではどのように表現されるのか、c)またその情報がさらに上位中枢である海馬周辺皮質(嗅周囲皮質と嗅内皮質)や海馬などにどのように伝達され情報処理が進行するのか、を明らかにすることが研究の目的である。本研究により、嗅上皮付きモルモット単離脳標本の嗅上皮、嗅球、梨状皮質、嗅内皮質、海馬からニオイ刺激時に細胞外電場電位記録と単一ニューロン記録の両方で嗅覚応答が記録できた。また、ニオイ刺激時の梨状皮質の複雑な電気的応答の解析に成功した。本研究ではまず、a)この新しい実験系を確立し、b)それを用いて嗅上皮から嗅球を介して梨状皮質に伝えられる嗅覚情報、すなわちニオイの種類や濃度の情報が梨状皮質内ではどのように表現されるのか、c)またその情報がさらに上位中枢である海馬周辺皮質(嗅周囲皮質と嗅内皮質)や海馬などにどのように伝達され情報処理が進行するのか、を明らかにする。18年度は新しい実験系の確立と、それを用いた梨状皮質におけるニオイ情報表現の研究に中心を置いて研究を進めた。その結果、嗅上皮付きモルモット単離脳標本の嗅上皮、嗅球、梨状皮質、嗅内皮質、海馬からニオイ刺激時に細胞外電場電位記録と単一ニューロン記録の両方で嗅覚応答が記録できた。
「学び続ける教員」を支えるアクティブ・ラーニング型教員研修プログラムの開発

本研究の目的は、アクティブ・ラーニング(Active Learning、以下AL)型教員研修プログラムの開発を通して、専門職としての教職の高度化に貢献することである。3年次となる本年度は、これまでの国内外の教員研修の成果と課題を踏まえ、AL型教員研修プログラムを開発し、それらを附属校、連携協力校や大学院授業において試行することによって、開発したプログラムの有効性を検証する計画であった。まず、AL型教員研修プログラムの開発にあたっては、昨年から継続して「学び続ける教員」を育成する要件について検討した。質問紙調査の分析より、学び続けることを阻害する主な要因として「業務過多」が浮かび上がり、事例分析から、業務改善を図るマネジメント力の向上をはじめとする力量形成のために、それを支える研修の重要性を認識、理想の教師像の追究、協働や同僚性を基軸とする組織文化の醸成が重要であることが明らかとなった。続いて、AL型教員研修としてのスクールリーダー教育プログラムの開発のために、広島大学教職大学院「学校マネジメントコース」を先行事例として取り上げ、アクション・リサーチを中核とするスクールリーダー教育の在り方について検討した。この他に、教員研修における企画・運営力の向上を目指した教師教育者育成プログラムモデルを大学院授業科目において試行し、受講者の教員研修の企画・運営力の向上について検討した。開発したAL型教員研修の効果を検証するための調査項目や評価尺度に関しては、成人学習や人材育成に関する先行研究の知見を整理し、AL型教員研修プログラムの開発に必要な要素(1教員研修プログラムに求められる内容、2「学び続ける教員」として身につけるべき資質能力等)を把握するためのアンケートを開発した。さらに,そのアンケートを用いて検証する教員研修における教師の学びのモデルを構築した。AL型教員研修プログラムの開発に必要な要素(1教員研修プログラムに求められる内容、2「学び続ける教員」として身につけるべき資質能力等)のアンケートを作成することはできたが、実施には至っていない。平成31年度では年度当初においてアンケートを実施し、プログラムの効果を検証するための調査項目や評価尺度の検討を行った上で、改めてAL型教員研修プログラムを附属校、連携協力校や大学院授業において試行し、その有効性を検証する計画である。平成31年度は、以下のような体制で訪問調査を行い、これまでの国内外の教員研修の成果と課題を踏まえ、AL型教員研修プログラムの開発を行うとともに、AL型教員研修プログラムに必要な要素(1教員研修プログラムに求められる内容、2「学び続ける教員」として身につけるべき資質能力等)のアンケート調査を分析し、調査項目や評価尺度の検討を行う。また、それらを附属校、連携協力校や大学院授業において試行することによって、プログラムの有効性を検証する。これらの得られた知見を次年度のプログラム改善につなげる。【プログラムの効果検証に関する調査】H30年度までの成果として、AL型教員研修プログラムに必要な要素(1教員研修プログラムに求められる内容、2「学び続ける教員」として身につけるべき資質能力等)のアンケートを作成した。そのアンケート調査を実施・分析し、開発したプログラムの効果を検証するための調査項目や評価尺度を明らかにする。【学校マネジメントに関する研修のプログラム開発】H30年度までの研究成果に基づいて、教員研修改革の動向を踏まえたAL型教員研修プログラムの開発を行うとともに、その効果検証のために作成したアンケートを実施・分析し、プログラムの有効性を検討する。また,日本教育大学協会および日本教職大学院協会の研究集会等にも参加し、資料・情報を収集する。【教科指導に関する研修のプログラム開発】H30年度までの研究から得た知見を踏まえて、これまでの教員研修に関する先行研究を参考にしながら、教科指導に関わるAL型教員研修プログラムの開発を行うとともに、その効果検証のために作成したアンケートを実施・分析し、プログラムの有効性を検討する。また、日本教育大学協会および日本教職大学院協会の研究集会等にも参加し、資料・情報を収集する。初年次である平成28年度には、2つの研究課題に取り組んだ。1点目はアクティブ・ラーニング型教員研修プログラム(以下AL型教員研修プログラム)の理論的基盤の構築である。2点目はAL型教員研修プログラムの開発である。1点目の理論構築では、文献調査および国内外への現地訪問調査、質問紙によるニーズ調査で研究を進めた。第一に、文献調査によって、社会人である教員を対象とした人材育成の場における学びの姿としての「アクティブ・ラーニング」の定義を試み、教員研修プログラムのモデル構築に向けた示唆を得た。国内訪問調査では、各地の教育委員会および大学に訪問し、教員研修改革の動向を探るための情報を得た。海外訪問調査では、オーストラリアのメルボルン大学評価プログラムセンター(The Centre for Program Evaluation)内に2015年に新設された国際教師教育効果研究拠点(iTEERH)を訪問し、iTEERHの開発した教員評価指標、フォローアップ型教員研修プログラム等について示唆を得た。ニーズ調査では、研修権を有する教育委員会を対象としてAL型教員研修プログラムに必要な要素に関する質問紙調査を実施し、53の調査票を回収した(回収率46.4%)。現在、集計等を行っている。2点目のプログラム開発では、これまでの研究成果を発展させ、広島県立教育センターでの初任者研修において、大学教員と指導主事のチーム・ティーチング形式による初任者教員の授業力向上に資するプログラムに取り組み、AL型教員研修プログラムのモデル構築に向けた示唆を得た。また、大学院研修として、教職大学院における授業を分析することや学校マネジメントの力量を形成するアクティブ・ラーニングの在り方について検討することを通じて、「学び続ける教員」の基礎構築の支援となり得るプログラムにおいて重要な要素を抽出することができた。理論構築に関しては、AL型教員研修プログラム開発に必要不可欠な、教員研修におけるアクティブ・ラーニングの定義付けを行うことができ、初年度として当初の予定通り進捗している。

また、プログラム評価および教員研修に関する研究を国際的に展開するiTEERHへの訪問・研究会議が実現したことで、プログラム開発の土台となる資料・情報を収集することができた。またこの訪問により、国際共同研究に着手する素地もつくることができ、当初の予定を上回る成果を得ている。国内訪問調査およびニーズ調査では、全国の教員研修プログラムの動向とその課題を分析するに足るデータを収集することができており、当初の予定通り進んでいる。加えて、初任者研修を対象とした研修プログラムの継続的な実施や教職大学院での取り組みの成果検証を実施することで、AL型教員研修プログラムのモデル構築に向けた基礎を固めることができ、当初の予定に先んじてプログラム開発研究に着手することができている。本研究の目的は、アクティブ・ラーニング(Active Learning、以下AL)型教員研修プログラムの開発を通して、専門職としての教職の高度化に貢献することである。2年次となる本年度は、昨年度実施した国外の国内の教員を対象としたニーズ調査を行うとともに、AL型教員研修の理論的基礎を構築することを目的とした。この目的のために、国内における主体的・協働的な学びの要素を含んだ教員研修の実態把握を行った。その結果、多くの教育委員会等で教員研修が行われているなかで、教員研修の指導者(指導主事等)に対する研修の実施がおよそ半数にとどまっていることが明らかとなった。ここから、教員研修の指導者(指導主事等)を対象としたAL型教員研修プログラムを開発する必要性が明らかになった。次に、「学び続ける教員」の育成を阻害する要因とその背景を検討するために行ったアンケート調査では、管理職との関係、同僚との関係、子どもとの関係など8つのカテゴリーに分類し分析した結果、業務過多の問題について最も多くの人が阻害要因として捉えていたことが明らかとなった。また、事例の検討から、管理職の感情的、対話的、寛容的なマネジメント能力が「学び続ける教育」を育成するための重要な視点であることが示唆された。ここから、マネジメント層を対象としたAL型教員研修プログラムを開発する必要性が明らかになった。さらに、学校マネジメントの力量形成に関わっては、AL型教員研修としてのスクールリーダー教育プログラムの開発のために、広島大学教職大学院「学校マネジメントコース」を先行事例として取り上げ、アクション・リサーチを中核とするスクールリーダー教育の在り方について検討した。AL型教員研修プログラムの開発に向けて、国内調査により主体的・協働的な学びの要素を含んだ教員研修の実施状況や問題点などについて実態を把握することができた。
船体上下固有振動数算定法の精密化に関する研究

本研究は、船体上下振動を対象とし、船底構造及び船体上部構造と船体主構造との連成振動特性を明らかにして、船体上下固有振動数算定法の精密化を試みたものである。船底構造との連成振動特性については、まず船底構造単独の振動特性を調べるための模型実験を行った。模型は、アクリル樹脂を用い、船側外板,横隔壁及び船底外板で囲まれた1区画相当の船倉単体模型を製作し、これを板ばねに取付けて1自由度系を作り、空中及び水中での振動実験結果の比較により、船底構造に対する付加水質量を求めるとともに、船底構造の上下振動特性を明らかにした。次に、アクリル樹脂製の箱形模型船の水中上下振動実験を実施し、さきに求めた船底構造の振動特性を考慮して連成振動解析を行い、上下固有振動数の理論値が実験値とよい一致を示すことを確認した。上部構造との連成振動特性については、箱形船体模型を用いて上下振動実験を実施し、理論的考察を行った。模型は、アクリル樹脂を用い、箱形等断面主構造に箱形等断面上部構造を取付けたものを製作し、空中振動実験によって共振振動数(連成固有振動数)を求めた。一方、模型船体を主構造と上部構造より成る二層梁とみなして伝達マトリックス法を用いた理論解析を行い、固有振動数の理論値と実験値がよく一致することを確認した。上部構造を持つ船体の連成振動特性としては次のことが明らかになった。上部構造と主構造の長さの比l/Lが大きくなると連成固有振動数が増大するが、増加の仕方は単調ではなく、増減の波をくり返しながらl/Lとともに増加する。上部構造と主構造の断面二次モーメントの比【I_2】/【I_1】及び断面積の比【A_2】/【A_1】の変化が固有振動数に及ぼす影響は小さく、また上部構造と主構造の結合ばね定数の変化が固有振動数に及ぼす影響も小さい。
マイトマイシンCの新規放射線還元型プロドラッグの生物効果

当研究は、腫瘍中の低酸素細胞に特異的に作用する新しい作用機序の薬剤として、低酸素条件下の放射線照射によって活性化されるmitomycin C(MMC)のプロドラッグを開発し、基礎的に評価することを目的とした。MMCのプロドラッグの開発と並行して、5-FUと5-fluoro-2'-deoxyuridine(FdUrd)の放射線活性型プロドラッグの検討を行ったが、これらのプロドラッグがin vivoにおいても有効に活性化されることが判明した。しかし、in vivoの実験を追加した結果、臨床応用のためにはさらに強力な抗癌剤のプロドラッグ化が望ましいと考えられた。続いて5-FUやFdUrdよりも濃度基準ではるかに強力な抗癌剤であるMMCに対して、このプロドラッグ活性化機序を応用することを考え、MMCのN末端にアセトンを付けた化合物の合成を、香港科技大学の協力のもとに京都大学工学研究科において行った。合成した化合物はNMRスペクトロスコピーによって純度を確認した。予備的実験においては、このMMCのプロドラッグは照射を行わなくても低酸素状態にすることによって、分解することが判明した。これはMMCが生体内還元によって効果を発揮することと関係があると考えられた。有酸素および低酸素状態におけるこの化合物そのものの毒性(殺細胞効果)と、それぞれの状態でこの化合物に照射を行った場合の効果について検討したが、低酸素状態での特異的な放射線増強効果は認められず、担癌マウスを用いての実験は断念した。今後はMMC以外の化合物についても、このプロドラッグの概念の応用を検討すべきと考えられた。MMCのプロドラッグの開発に先立って、以前に開発していた5-FUと5-fluoro-2'-deoxyuridine(FdUrd)の放射線活性型プロドラッグの検討を行った。その結果、これらのプロドラュグがin vivoにおいても有効に活性化されることが判明したが、臨床応用のためにはさらに強力な抗癌剤のプロドラッグ化が望ましいと考えられた。そこでこのプロドラッグ活性化機序を、5-FUやFdUrdよりも濃度基準ではるかに強力な抗癌剤であるMMCにも応用することを考え、MMCのN末端にアセトンを付けた化合物の合成を、京都大学工学研究科において行った。生物系での詳細な評価は平成15年度になるが、予備的実験では、このMMCのプロドラッグは、照射を行わなくても低酸素状態にすることによって、分解することが判明した。今後は有酸素および低酸素状態におけるこの化合物そのものの毒性(殺細胞効果)と、それぞれの状態でこの化合物に照射を行った場合の効果について検討し、さらには担癌マウスを用いて、放射線との併用における抗腫瘍効果を検討する予定である。当研究は、腫瘍中の低酸素細胞に特異的に作用する新しい作用機序の薬剤として、低酸素条件下の放射線照射によって活性化されるmitomycin C(MMC)のプロドラッグを基礎的に評価することを目的とした。まず、より合成が容易である5-fluoro-2'-deoxyuridine(FdUrd)の放射線活性型プロドラッグを開発・合成し、in vitroおよびin vivoの実験腫瘍系における詳細な検討を行った。その結果、FdUrdのプロドラッグがin vitroのみならずin vivoにおいても有効に活性化されることが判明したが、臨床応用のためにはさらに強力な抗癌剤のプロドラッグ化が望ましいと考えられた。したがってFdUrdよりも濃度基準ではるかに強力な抗癌剤であるMMCの放射線活性型プロドラッグを合成し、生物効果を系統的に評価する研究を計画した。

本年度はまずMMCプロドラッグの合成を完了し、培養細胞を用いたin vitroの実験から始めた。MMC自身は10マイクロモルにおいても相当な細胞毒性を発揮するが、当該プロドラッグは40、100、250マイクロモルの濃度においても細胞毒性は認められず、プロドラッグ化による毒性の低減が示唆された。低酸素状態における放射線照射との併用については、検討を始めたばかりであり、次年度も引き続き検討を加えていく予定である。またそれに続いて実験腫瘍を用いた効果と毒性の検討を行う。当研究は、腫瘍中の低酸素細胞に特異的に作用する新しい作用機序の薬剤として、低酸素条件下の放射線照射によって活性化されるmitomycinC (MMC)のプロドラッグを開発し、基礎的に評価することを目的とした。MMCのプロドラッグの開発と並行して、5-FUと5-fluoro-2'-deoxyuridine (FdUrd)の放射線活性型プロドラッグの検討を行ったが、これらのプロドラッグがin vivoにおいても有効に活性化されることが判明した。しかし、in vivoの実験を追加した結果、臨床応用のためにはさらに強力な抗癌剤のプロドラッグ化が望ましいと考えられた。続いて5-FUやFdUrdよりも濃度基準ではるかに強力な抗癌剤であるMMCに対して、このプロドラッグ活性化機序を応用することを考え、MMCのN末端にアセトンを付けた化合物の合成を、香港科技大学の協力のもとに京都大学工学研究科において行った。合成した化合物はNMRスペクトロスコピーによって純度を確認した。予備的実験においては、このMMCのプロドラッグは照射を行わなくても低酸素状態にすることによって、分解することが判明した。これはMMCが生体内還元によって効果を発揮することと関係があると考えられた。有酸素および低酸素状態におけるこの化合物そのものの毒性(殺細胞効果)と、それぞれの状態でこの化合物に照射を行った場合の効果について検討したが、低酸素状態での特異的な放射線増強効果は認められず、担癌マウスを用いての実験は断念した。今後はMMC以外の化合物についても、このプロドラッグの概念の応用を検討すべきと考えられた。
ゴルバチョフのコメコン政策と冷戦の終焉

本研究の目的は、ゴルバチョフによるコメコン改革の試みとそれに対する東欧諸国の反応を分析することで、1980年代後半のコメコン改革が社会主義圏の解体ならびに冷戦の終焉過程に与えた影響を実証的に解明することにある。これまで研究者の関心は、ソ連・東欧の二国間関係やソ連一国と発展途上国との関係の解明に集中してきた。そのため、従来の研究では、ゴルバチョフの対外経済政策およびソ連・東欧経済関係におけるコメコンの重要性が見落とされていた。そこで、本研究では、ゴルバチョフのコメコン改革の試みとそれに対する東欧諸国の反応を実証的に解明することで、ソ連・東欧圏の解体に至るプロセスを新しい視点から検討する。
収縮後期僧帽弁逸脱に及ぼす弁形成術の効果：一次性弁輪拡大による二次性逸脱の可能性

収縮後期MVPを対象として、1:断層心エコー法を用いて収縮早期および収縮後期の弁尖閉鎖位置(弁輪に対する弁尖の高さ)を測定し、収縮後期MVP(MVの異常上方移動)を定量する。2:断層心エコー法の組織追跡法を用いて収縮期間中の弁輪・弁下部PM基部・先端の移動を測定し、PM動態および収縮も定量する。3:1および2が弁輪形成(縮小)を含む僧帽弁形成術後にどのように変化するか検討する。