hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
患者由来ｉＰＳ細胞を用いた糖尿病の遺伝・病態解明と再生治療

ミトコンドリア遺伝子異常を有する糖尿病患者からiPS細胞を樹立した。樹立したiPS細胞においては変異の消失と増加が認められ、各クローンは継代培養や分化においても一定の変異比率を維持した。変異を消失したミトコンドリアiPS細胞を用いれば自家移植による治療が可能である。また同一ゲノムを有しながら大幅に変異比率が異なるiPS細胞クローンが得られることから、ミトコンドリア機能の病態生理学的意義をヒト細胞において検討することで新たな治療法の開発に結び付く可能性を見出すことができた。ミトコンドリア遺伝子異常症(A3243G)の患者から樹立したiPS細胞では、変異比率が検出感度以下となるクローンと変異比率が高いクローンとが得られた。この変異比率の異なるiPS細胞クローンの存在が、元の樹立前の線維芽細胞において、変異比率が検出感度以下である細胞と変異比率が高い細胞とがモザイク状に存在していたためであるのかを検討する為に、患者由来線維芽細胞を限界希釈によりクローニングを行い変異比率を検討した。その結果、線維芽細胞においては長期培養により変異が蓄積されていくことがわかったが、変異を認めないような線維芽細胞クローンをえることはなかった。そのため、iPS細胞における変異比率の消失は少なくともiPS細胞初期化過程におけるミトコンドリア遺伝子の複製や増幅に関連した現象であると推定された。受精卵において一定量存在する変異が発生分化過程を経た体細胞において、モザイクとなることはあっても消失する可能性は低いと考察され、妥当な知見と考えられた。次に、変異比率がiPS細胞の樹立過程からの継代において大幅に変化する可能性について、各iPS細胞クローンを継代培養して変異比率を観察することにより検討した。その結果、変異の消失したクローンにおいては変異が復活することはなく、変異が多いクローンにおいても変異比率が減少したり増加することはなく一定の変異比率を維持することが観察された。更に、変異比率がiPS細胞の分化において変化するかを検討した。iPS細胞をbFGF無添加の浮遊培養により胚様体とした後に変異比率を検討した。様々な原因の糖尿病患者(ミトコンドリア糖尿病患者2名、1型糖尿病患者2名、インスリン分泌低下2型糖尿病患者1名)から疾患特異的iPS細胞を樹立することに成功した。ミトコンドリア糖尿病では、個々の細胞において、正常なミトコンドリアゲノ(3243A)と異常なミトコンドリアゲノム(3243G)を種々の割合で保有しており、一定の変異遺伝子比率がある閾値を超えると障害が生じると考えられている。患者血液・線維芽細胞・樹立したiPSクローンにおける変異率を検討したところ、血液細胞、線維芽細胞における変異比率は約20%であるのに対し、樹立したiPS細胞においては変異比率が検出感度以下となるクローンと変異比率が高いクローンとが得られ、変異比率の2極分化が生じていた。患者由来線維芽細胞の検討から初期化に関連した現象と考えられた。各iPS細胞クローンを継代培養した結果、変異の消失したクローンにおいては変異が復活することはなく、変異が多いクローンにおいても変異比率が減少したり増加することはなく一定の変異比率を維持することが観察された。また、変異比率がiPS細胞からの分化において変化するかを胚様体形成法により検討した。以上の知見から、変異を消失したミトコンドリアiPS細胞を用いればリスクを伴う遺伝子改変を行わずに自家移植による治療が可能であること、また同一ゲノムを有しながら大幅に変異比率が異なるミトコンドリアiPS細胞を分化させた場合、各組織におけるミトコンドリア機能の病態生理学的意義をヒト細胞において検討することで新たな治療法の開発に結び付く可能性を見出すことができた。ミトコンドリア糖尿病患者2名、1型糖尿病患者2名、インスリン分泌低下2型糖尿病患者1名から疾患特異的iPS細胞の樹立を試みた。腹部皮膚由来の線維芽細胞にOCT4, SOX2, KLF4, c-MYCを発現する4種類のレトロウイルスベクターを感染させ、ヒトES細胞様コロニーをピックアップし患者一人当たりから412クローンを得た。AlP活性と未分化マーカー(SSEA3, SSEA4, TRA1-60, TRA1-80, NANOG)の発現を確認した。浮遊培養にて胚様体を形成後、接着培養した細胞において、内胚葉(FOXA2),中胚葉(αSMA),外胚葉(β3-tubulin)陽性となる細胞の存在を確認しvitroにおける多分化能を確認した。

また、SCIDマウスへの移植により形成される奇形腫においても内胚葉(腸管),中胚葉(軟骨),外胚葉(色素上皮・神経管)等の形成を確認しvivoにおける多分化能も確認できた。継代は80継代以上可能であった。以上より、種々の糖尿病患者から代謝状態に関わらずiPS細胞の樹立が可能であることを示すことが出来た。ミトコンドリア糖尿病では、個々の細胞において、正常なミトコンドリアゲノム(3243A)と異常なミトコンドリアゲノム(3243G)を種々の割合で保有しており(ヘテロプラスミー)、一定の閾値を超えると障害が生じると考えられている。そこで、患者血液・線維芽細胞・樹立したiPSクローン(Mt-iPS)における変異率をInvader法により検討したところ、患者2人とも血液細胞、線維芽細胞における変異率は約20%であるのに対し、樹立したiPS細胞においては変異の消失したクローンと変異の増加したクローンとに分かれていた。ミトコンドリア遺伝子異常症患者から作成したiPS細胞において認められた変異比率の変化について、メカニズムの一端を明らかにした。また、変異が消失したiPS細胞クローンにおいては長期培養や分化により変異が復活しないことを確認できたため、遺伝子改変技術を用いない自家移植へむけた基礎的検討が出来た。更に、変異の多いiPS細胞クローンにおいては長期培養や分化により変異が変化しないことを確認でき、ミトコンドリア遺伝子異常症における病態生理を安定して検討することが可能な細胞系であることを示すことが出来た。ミトコンドリア遺伝子異常症では、罹患した母親の重症度や変異率と子供の発病・重症度・変異率とは無関係であり、予測不可能である。しかし、世代を経る際に変異率が急激に変化する現象(急調分離:rapid segregation)が知られている。今回、同様の現象がiPS細胞でも認められたことは興味深く、ミトコンドリア遺伝子異常症の遺伝機構解明に役立つものと考えている。また同一の核ゲノムを持ちながら、ミトコンドリア機能が異常な細胞と正常な細胞が得られることを示しており、これらのiPS細胞を罹患組織へ分化させれば、病態解析や創薬スクリーニングに利用できる可能性を示唆している。また、ミトコンドリア遺伝子異常症を、遺伝子組換えという潜在的に危険な操作を用いずに正常に戻した自己の細胞により細胞移植治療を行うことが出来る可能性を示唆しておりミトコンドリア異常症への再生医療の重要な一歩であると考えている。1未分化状態・分化細胞におけるミトコンドリア機能の解析:変異消失iPSクローンと変異増大iPSクローンの未分化状態あるいは心筋、神経、膵β細胞、代謝関連臓器へ分化させた状態における分化能、細胞機能、ATP産生能、β酸化、ラジカル産生について比較する。2体細胞におけるミトコンドリア遺伝子変異率変化の検討:神経や膵β細胞では加齢と共にミトコンドリア遺伝子変異が蓄積するとの報告もある。各種臓器へ分化させる過程や分化後経過時間におけるヘテロプラスミーを定量し、変異の蓄積過程を追跡する。
レバーアーム構造をもたない褐藻類ミオシン様タンパク質の機能解析

有用大型褐藻類であるマコンブからcDNAクローニング法により得られた634アミノ酸から構成されるミオシン様タンパク質(以下LjMLPと称する)の昆虫細胞発現系を構築し、その機能について調べた。その結果、LjMLPはマコンブカルモジュリンと共発現した場合には、アクチン非存在下、25°Cでは0.26 1/secのMg-ATPase活性を示し、その活性はアクチンにより増大し、40μMアクチン存在下では0.68 1/secで最大となった。さらに、invitro motility assayにより、LjMLPは0.03μm/secの速度でアクチンの滑り運動を示した。また、LjMLP遺伝子の構造解析によりLjMLPの翻訳領域は3つのイントロンで分断された4つのイントロンから構成されることが分かった。様々な時期に採取した藻体における発現パターンについてRT-PCR法で調べた結果、LjMLPは採取時期に依存せずに藻体内で発現していることが示唆された。申請者らが見出した他種ミオシンのモーター領域と高い相同性を示す634アミノ酸から成るマコンブ・ミオシン様タンパク質(GenBank accession number AB299379、SjMLPと称する)の昆虫細胞発現系の構築を行った。C末端にHis-tagまたはGFPおよびHis-tagをもつ各組換えSjMLP(それぞれSjMLP-HisおよびSjMLP-GFP-Hisと称する)を発現し、目的タンパク質の精製を試みた。いずれの組換えタンパク質も発現量の約50%が可溶化していたが、SjMLP-HisはNi担体に吸着しなかった。これは、SjMLPのC末端部分の構造がHis-tagの立体構造に影響を及ぼしたためと推定された。一方、SjMLP-GFP-HisはNi担体に吸着し、1Lの培養液から約0.02mg得られた。精製SjMLP-GFP-Hisは、F-アクチンとATP非存在下で結合し、2mM Mg-ATPにより解離した。また、Mg-ATPaseを測定した結果、アクチン非存在下では0.12 l/secであったが、0.1mg/mlアクチンを含む溶液中では、その活性は約1.3倍に上昇した。また、SjMLPの構造遺伝子を解析するために、SjMLP・cDNAの5'および3'側非翻訳領域に相当するプライマーを用いてゲノミックPCRを行った。その結果、約7kbpのDNAが増幅され、塩基配列解析によりSjMLPの翻訳領域は3個のイントロンで分断された4個のエキソンから構成されていることが分かった。この結果は、SjMLPは真核生物由来であることを示していたが、他種の筋肉および非筋肉ミオシンの相当領域の遺伝子構造と比較するとイントロンの挿入位置が異なっており、その数も他種の場合と比べて半分以下であった。これらの違いは、二次共生により誕生したとされる褐藻類の独特な進化と密接に関連していると考えられた。マコンブのミオシン様タンパク質(LjMLP)は他種ミオシンのモーター部位に相当する配列をもつがLoop-2以降に相当する配列をもたず、軽鎖を結合しないと推定されたため、当初は組換えLjMLPを単独で発現し、機能の解析を試みた。得られた組換えLjMLPはアクチン結合能を示すもののアクチン活性化Mg-ATPase活性を示さず、ATP存在下でもアクチンから解離しなかった。しかしながら、一般に細胞性ミオシンの軽鎖として知られているカルモジュリン(CaM)をコードするcDNAをマコンブから新規にクローニングし、それを利用して組換えLjMLPとCaMとの共発現を行い得たLjMLPのMg-ATPaseは20μMアクチンの存在下で約1.8倍に活性化(0.86 1/sec/head)された。さらに、in vitro motility assayによりLjMLPは約25nm/secの速度でアクチンを移動し、その方向性は二重蛍光ラベルしたアクチンを用いて+方向に移動すると決定された。このようにLjMLPの機能発現にはCaMが必要であり、その結合部位はユニークな28アミノ酸からなるC末端部分と推定された。

また、LjMLPの発現パターンを解析するために、函館沿岸で2009年1月から8月にかけて採取したマコンブから組換えセルラーゼ、同アルギン酸リアーゼ、および同プロテナーゼKの各精製酵素を混合使用して高品質のプロトプラストを得る方法を確立し、そこからcDNAを合成した。RT-PCRによれば、LjMLPをコードするcDNAは採取時期や藻体の部位によらず常時発現していることが示唆された。以上の結果から、典型的なレバーアーム構造をもたないと一次構造から予測されたLjMLPは、マコンブのユビキタスなタンパク質であり、ミオシンとしての基本機能をもつことが生化学的に明らかになった。
持続可能な地域づくりに資する再生可能エネルギー事業の総合評価手法の開発

まず、持続可能な地域づくりに資する環境経済政策の先進的取組事例を訪問・調査し、その成功要因や課題などに関する知見を整理した。訪問先は、1)福島県南相馬市、2)岩手県葛巻町、3)NPO法人くまもと温暖化対策センター(熊本県熊本市)、4)特定非営利法人九州バイオマスフォーラム(熊本県阿蘇市)、5)西湯浦牧場・狩尾牧場・跡ケ瀬牧場(熊本県阿蘇市)、6)ぎふ・森林起点型地域社会システム研究会(岐阜県高山市)、7)OECD本部(フランス・パリ市)、8)Urban Ecology Agency of Barcelona(スペイン・バルセロナ市)、9)スペイン・グラノリェース市、10)デンマーク・コペンハーゲン市、11)デンマーク・ロラン島、の11箇所である。次に、再生可能エネルギー事業の経済面・社会面・環境面での政策評価に関する方法論として、1)産業連関分析に基づく経済面での政策評価に関する方法論<担当:石川良文>、2)応用一般均衡分析に基づく経済面での政策評価に関する方法論<担当:森杉雅史>、3)コンジョイント分析に基づく社会面での政策評価に関する方法論<担当:鶴見哲也>、4)仮想市場評価法に基づく環境面での政策評価に関する方法論<担当:森龍太、大野栄治>、5)階層分析法に基づく地域政策の統合評価に関する方法論<担当:大野栄治>を検討した。3)と4)については、方法論の検討を踏まえてインターネット利用のアンケート調査を実施した。調査の題目は「自然エネルギーと生活の質に関する調査」である。調査は平成31年12月26日に発注、調査結果は平成31年2月6日に納品された。早速、回答データの共分散構造分析を実施し、太陽光パネル設置、社会貢献意識、幸福度などの要素間の統計的関係性を示した。まず、国内6箇所・国外5箇所における持続可能な地域づくりに資する環境経済政策の先進的取組事例を訪問・調査し、そこから得られる知見を整理した。例えば、スペイン・グラノリェース市におけるCaseus Afinadors(太陽光発電による電力を活用したチーズ工場)の取組は、単なる再生可能エネルギーの活用にとどまらず、チーズの生産・品質管理・流通の仕組みを大きく改革したものであった。他所においても、単なる化石エネルギーから再生可能エネルギーへの転換にとどまらず、産業構造のイノベーションと地域社会の新たな価値創造を図り、行政の支援(補助金)、地域住民の支援(協働)、消費者の支援(購買)を上手く引き出していることが分かった。次に、再生可能エネルギー事業の経済面・社会面・環境面での政策評価に関する方法論を検討した。1)産業連関分析に基づく経済面での政策評価に関する方法論については、再生可能エネルギー事業による経済効果の波及構造を把握・整理するべく地域内及び地域間産業連関表を整備した上で方法論を検討した。2)応用一般均衡分析に基づく経済面での政策評価に関する方法論については、再生可能エネルギー事業導入による帰着ベース経済効果の導出する方法論を検討した。3)コンジョイント分析に基づく社会面での政策評価に関する方法論の構築については、再生可能エネルギー事業の社会面での効果を整理した上で方法論を検討した。4)仮想市場評価法に基づく環境面での政策評価に関する方法論については、再生可能エネルギー事業の環境面での効果を整理した上で方法論を検討した。5)階層分析法に基づく地域政策の統合評価に関する方法論については、持続可能な地域づくりを目指す環境経済政策の効果が多様であることを踏まえた上で方法論を検討した。まず、(1)持続可能な地域づくりに資する環境経済政策の先進的取組事例から得られる知見の整理については、引き続き国内外の訪問・調査を実施する。その際、化石エネルギーから再生可能エネルギーへの転換に伴い、どのように産業構造のイノベーションと地域社会の新たな価値創造が図られているのか、どのように行政の支援(補助金)、地域住民の支援(協働)、消費者の支援(購買)が引き出されているのかを詳しく調査する。次に、(2)再生可能エネルギー事業の経済面・社会面・環境面での政策評価に関する方法論の構築については、1)産業連関分析に基づく経済面での政策評価、2)応用一般均衡分析に基づく経済面での政策評価、3)コンジョイント分析に基づく社会面での政策評価、4)仮想市場評価法に基づく環境面での政策評価、5)階層分析法に基づく地域政策の統合評価、それぞれの政策シミュレーションの実施までを目標に推進する。3)と4)については、昨年度に実施したアンケート調査の回答データを用いて、評価モデルの推定から詳細な分析まで進める。5)については、階層分析法の理論と応用に関する多数の業績をもつ杉浦伸氏(名城大学准教授)を研究協力者として迎えて方法論を構築するとともに、その方法論を踏まえてインターネット利用のアンケート調査を実施する。さらに、(3)持続可能な地域づくりに資する環境経済政策の在り方と目指すべき方向性の明確化については、(1)の訪問に併せて調査を実施するとともに、(2)で構築した政策評価に関する方法論やこれらを用いて実施した総合評価を通じて、温暖化対策と地域活性化が両立するような地域政策の立案や意思決定に関する知見や課題などを整理する。訪問先は、1)福島県南相馬市、

2)岩手県葛巻町、3)NPO法人くまもと温暖化対策センター(熊本県熊本市)、4)特定非営利法人九州バイオマスフォーラム(熊本県阿蘇市)、5)西湯浦牧場・狩尾牧場・跡ケ瀬牧場(熊本県阿蘇市)、6)ぎふ・森林起点型地域社会システム研究会(岐阜県高山市)、7)OECD本部(フランス・パリ市)、8)Urban Ecology Agency of Barcelona(スペイン・バルセロナ市)、9)スペイン・グラノリェース市、10)デンマーク・コペンハーゲン市、11)デンマーク・ロラン島、の11箇所である。次に、再生可能エネルギー事業の経済面・社会面・環境面での政策評価に関する方法論として、1)産業連関分析に基づく経済面での政策評価に関する方法論<担当:石川良文>、2)応用一般均衡分析に基づく経済面での政策評価に関する方法論<担当:森杉雅史>、3)コンジョイント分析に基づく社会面での政策評価に関する方法論<担当:鶴見哲也>、4)仮想市場評価法に基づく環境面での政策評価に関する方法論<担当:森龍太、大野栄治>、5)階層分析法に基づく地域政策の統合評価に関する方法論<担当:大野栄治>を検討した。3)と4)については、方法論の検討を踏まえてインターネット利用のアンケート調査を実施した。調査の題目は「自然エネルギーと生活の質に関する調査」である。調査は平成31年12月26日に発注、調査結果は平成31年2月6日に納品された。早速、回答データの共分散構造分析を実施し、太陽光パネル設置、社会貢献意識、幸福度などの要素間の統計的関係性を示した。まず、国内6箇所・国外5箇所における持続可能な地域づくりに資する環境経済政策の先進的取組事例を訪問・調査し、そこから得られる知見を整理した。例えば、スペイン・グラノリェース市におけるCaseus Afinadors(太陽光発電による電力を活用したチーズ工場)の取組は、単なる再生可能エネルギーの活用にとどまらず、チーズの生産・品質管理・流通の仕組みを大きく改革したものであった。他所においても、単なる化石エネルギーから再生可能エネルギーへの転換にとどまらず、産業構造のイノベーションと地域社会の新たな価値創造を図り、行政の支援(補助金)、地域住民の支援(協働)、消費者の支援(購買)を上手く引き出していることが分かった。次に、再生可能エネルギー事業の経済面・社会面・環境面での政策評価に関する方法論を検討した。1)産業連関分析に基づく経済面での政策評価に関する方法論については、再生可能エネルギー事業による経済効果の波及構造を把握・整理するべく地域内及び地域間産業連関表を整備した上で方法論を検討した。2)応用一般均衡分析に基づく経済面での政策評価に関する方法論については、再生可能エネルギー事業導入による帰着ベース経済効果の導出する方法論を検討した。3)コンジョイント分析に基づく社会面での政策評価に関する方法論の構築については、再生可能エネルギー事業の社会面での効果を整理した上で方法論を検討した。4)仮想市場評価法に基づく環境面での政策評価に関する方法論については、再生可能エネルギー事業の環境面での効果を整理した上で方法論を検討した。
顔カラムの中のサブストラクチャーの解明

サル視覚連合野TEにおいて、カラムやカラム内(サブストラクチャ)での顔の表現の様式を解明するために、露出したTE野から光学測定と細胞外電気活動の高密度記録を行った。まず顔に反応するカラム領域の同定を試みた結果、(1)顔に対してよく反応する部位(カラムに相当する)が複数あって、それらの反応部位はTEの一部に集まっていることを見出した(この集まりを顔ドメインと呼ぶ)。カラムが顔を表現する一つの単位になっていて、その上に機能ドメインが、その下にサブストラクチャーがあることから、「顔」が階層的な機能構造によって表現されていると考察した。(2)様々な顔を含む視覚応答から、顔ドメインの中のそれぞれカラムが表現している図形特徴を抽出する計算アルゴリズムを開発して、顔ドメインの中のそれぞれのカラムは顔の異なる特徴、例えば、顔のパーツの特徴や顔のパーツの空間的な配置を表す図形特徴など、を表現することを明らかにした。(3)さらに、このような階層構造と顔の弁別能力の間の関係を明らかにするために、「サルの顔とヒトの顔」と「顔と顔以外の物体像」の2つの課題に対して、クラスター解析を行い、異なる階層の表現が異なる弁別に利用されること、すなわち、サルとヒトの顔の弁別にはカラム構造を、顔と顔以外の弁別にはドメイン構造を利用することを、明らかにした。(4)光学計測法を用いることにより、顔ドメインの中の一部のカラムについて、顔の向きに関して連続的にマップされることを示唆する結果を見出し、この領域の細胞活動の多点同時記録を行った。1.多チャンネル電気信号増幅器のセットアップ本研究では、多電極アレイによって捕捉した多数の神経細胞から電気的な活動を同時に計測する。それに用いる多チャンネル電気信号増幅器を操作するためのソフトウェアの開発と装置の調整を行なった。2.電極アレイの性能評価とセットアップ計測には、NeuroNexus社のa8x8-5mm200-200-413を多電極アレイとして用いる計画である。妥当性と性能評価を行い、電極のホルダー等必要な部品を特注するなど、運用に必要な準備を行なった。3.予備実験一頭の動物について予備的な実験並びにデータの収集を行なった。まず、光学的な計測法により、露出した下側頭葉視覚連合野の顔選択的なカラム領域を同定した。次に、規則的な間隔に並べられた多電極アレイを、カラム内と周辺の領域から記録した。現在、その結果について解析を行っている。
学習者特性適応型スクリプトを活用した協調学習支援システムの構築と評価

近年、コンピュータ支援協調学習(CSCL)の研究分野において、グループ編成・グループ内のメンバーの役割・学習活動の流れ・手順などをシナリオ化した、協調スクリプトの研究が注目されている。本研究では、この協調スクリプトを活用した協調学習システムを構築し、相互教授法をデザイン指針とする「相互問題作成協調スクリプト」をシステムに実装し、大規模教室で実施・評価を行った。評価結果からは、問題の相互レビューや共同での問題作成を通して、学習課題への理解が促されたと多くの学習者が感じている点、チャットでの議論の質が共同で作成される問題の質に関与している点などが明らかになった。近年、コンピューターが学習者や各グループの協調学習を支援する、コンピューター支援協調学習の研究分野において、グループ編成・グループ内のメンバーの役割・学習活動の流れ・手順などをシナリオ化した、協調スクリプトの研究が注目されている。協調スクリプトは、学習者自身にゆだねられた自発的活動のみでは、しばしば支障をきたす可能性のある協調学習のプロセスの強力な外的支援として、その有効性を報告している研究が多い。しかし、学習活動をスクリプトによって画一的にシナリオ化してしまうことで、自然な学習活動がしばしば阻害されてしまう傾向があるとの指摘がある。本研究では、その問題点を緩和するため、学習者の特性や学習状況に適応して協調スクリプトの調整を可変的に行うことのできる学習者特性適応型のCSCLシステムを設計し、その機能の一部を実装し、評価実験を行う。平成24年度は、23年度に構築したシステムから全面的な見直しを行い、新たな開発環境で新システムを構築し、大学内の授業でシステムの動作およびシステム上で実行される相互教授法に依拠した相互問題作成協調スクリプトの効果の検証を行った。新システムでは、1.各発言者が発言するに際して、その属性を自ら定義付けを行うインターフェースを新たに実装し、2.グループの自動形成のアルゴリズムを見直すとともに、学習者特性から要素を選びパラメーターを自由に設定することで,成績や性が平均的または偏ったグループを編成する機能を付加した。本システムを論理学の初歩を扱う大学の講義で実施し、システムの新機能を中心に検証を行った。グループは3人で構成し、グループ数は84となった。実験結果として、システムの動作については、概ね意図した通りグループの編成が行われたことを確認できた。また、発言や提出課題の分析から、協調プロセスが活性化するグループの特徴をいくつか抽出することができた。本研究では、対面学習が不可能な状況において、オンライン上で多数の少人数グループを構成し協調学習を可能とするCSCLシステムを開発し、相互教授法に基づく問題作成協調スクリプトを実装した。特に平成25年度は、システムのインターフェース面での改良を推進した。主だった改良点として、発言者が自身の発言の属性を選択する際の選択肢の見直し、グループ内で議論の際に共有できる共有テキストボードの実装などを行った。平成23年度から25年度の3年間にわたって、大学の授業の一部として300人規模の大規模クラスで継続的に実験を行い、システムの機能面では、グループの自動生成と協調スクリプトを実行可能であることを示すことができた。また、実験結果から得られた知見は以下のとおりである。(1)学習者は協調スクリプトによる共同作業を有効だと感じており、実際に多くのグループでチャットによる議論が高い質を伴ったまま活性化していた、(2)多くのグループは、提出した個人課題をオンライン上の議論により改良しており、質の高い議論を行ったグループの提出課題の採点結果は高い、(3)議論の活性化は、グループ内のリーダ的役割を担う学習者の学力に関係する可能性が示唆されるが、グループの構成によっては必ずしも高い方が良いとは言えない。まず、(1)、(2)より、本研究の協調学習のデザインはおおむね妥当であったことが示唆される結果となった。また、(3)から、リーダ的役割を担える最適な学習者を学習者特性から判別し、各グループに配置することが重要だと考えられる。しかし、リーダとなるべき学習者の特性は事前テストの成績など学力からのみ推測できるものではない。そのため、事前アンケートや行動ログからリーダ的資質を持つ学習者を判別する方法を見出すことが今後必要であると考えられる。

本研究では、その問題点を緩和するため、学習者の特性や学習状況に適応して協調スクリプトの調整を可変的に行うことのできる学習者特性適応型のCSCLシステムを設計し、その機能の一部を実装し、評価実験を行う。平成23年度は、相互教授法にならい相互問題作成協調スクリプトの運用のためのシステムを構築した。開発システムでは以下のような機能を実装した。(1)学習者の属性からデータベースとして抽出された学習者モデルに基いたグループ編成機能。(2)学習者の問題の投稿・閲覧機能、学習者間の問題評価機能、インタラクションのためのリアルタイムチャット機能、オンラインテスト機能などの遠隔学習支援機能。(3)協調スクリプトにおける、「作成者」、「解答者」、「採点者」といった役割を協調学習プロセスの各フェーズでメンバーに配分するタスク配分機能。評価実験として、本システムを論理学の初歩を扱う大学の講義で実施した。グループは3人で構成し、グループ数は116となった。実験結果として、システムの動作については、概ね意図した通り諸機能は稼働していることが確認できた。また、利用者アンケートでは、システムを使った問題相互評価やチャットなどのグループワークが高評価であることが明らかとなった。申請書において記された平成24年度の達成目標は、1.システムの実装、2.システムの試験的運用と評価であった。1については、昨年度の研究成果に基づいて、あらたに高度化された機能を実装した協調学習支援システムを構築し、多様なスクリプトの実践可能となる汎用性を持たせることができた。また、習熟度や協調学習における各学習者の好みの役割(リーダー、観察者、質問者など)の諸特性を考慮したグループ編成の自動化についても実装に成功したといえる。2については、平成25年の1月に大規模教室において、実験を実施した。システムの動作については、いくつかの問題もあったが、400人を超える大規模クラスにおいても、おおむね支障なく機能することを確認することができた。また、学習者の発言ログや提出物の取得についてもすべてをサーバに保存することができた。学習効果の検証については、まだ発言ログの解析への明確な方法は確立していないものの、提出物とグループの特性との比較から、協調プロセスが活性化する傾向のあるグループの構成にいくつかの特徴を見出すことができたので、来年度以降の研究において参考にしていきたい。申請書において、平成23年度のために設定した研究目標は、(1)先行研究の調査と分析、(2)スクリプトの設計、(3)学習者特性適応型のシステムの実装であった。目標の(1)については、平成23年8月まで、研究組織のメンバーおよび大学院生で定期的な報告会を行い、主要な研究の要旨を作成し、研究現状の掌握を行うことができた。(2)については、(1)の調査に基づいて、デザイン原則としてSWISHモデル(Split Where Interaction Should Happen)と呼ばれるデザイン原則を採用し、具体的には相互教授法を参照しつつ、学習者間で与えられた課題の問題をそれぞれが作成、相互解答、相互評価をおこなうスクリプトを設計した。
ＤＮＡ核内立体構造の推定とその生物学的機能の解析

今年度は解析的に算出した理論の確認のために、Synthetic Dataを生成するアルゴリズムの開発とその実装を行いました。DNAを粗視化して、簡単のためその粒子間の距離を一定とし、その粒子間にバネが張っていると仮定して3次元バネモデルでエネルギーが極小になるような構造を生成するという手段を取りました。そのバネは、DNAの部分領域が漸近することを表すと同時にバネ係数を操作することにより、DNA核内構造のゆらぎを表現するためのモデル化です。次にこのシミュレーションで求められた曲線の3次元構造から実際のMulti-Cのデータを再現するようなプログラムの作成を行いました。以前に解析的に計算した確率モデルに従い、生成された構造においてDNAの部分領域が漸近していることをコンタクト情報の密度として表現しました。これらのデータに基づいてMCMCによる3次元構造の確率分布を計算するプログラムにかけました。しかし、以前構築した確率モデルは正しくはあったのですが、実際にそれを実行する上での遷移方法では詳細釣り合いの原理を担保できていないことが発覚しました。また、MCMCによって計算された確率を実際の構造と対応させて、分析可能な統計値を得るために複数の状態を重ねあわせた累積確率分布を計算しなければならなくなりました。それらを実現するための新たな方法論の開発に行き詰まり、研究が停止してしまいました。詳細釣り合いを満たすように現在の状態から過去の状態に等確率で戻る構造変化を確率モデルから生成する方法では計算量が爆発し現実的な手法としては言えない状態で、モデルを粗視化して累積確率分布を得る試みも、柔軟な構造類似度解析をすることでMCMCから算出されたそれぞれの構造をクラスタリングしてそれぞれの代表点に確率を集約するという方向性で進めようとしましたが、それもやはり膨大な計算量故に現実化することはできませんでした。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。平成25年度より前頭葉てんかんの治療を行っており、昨年度は大学に行くことができないほど病状が悪くなっておりました。てんかん特有の意識消失や、強烈な頭痛、虚脱、傾眠などの副作用に悩まされ、研究に集中して取り組むことがとても難しい状況でした。治療のために脳神経外科で薬の種類や量の調整を行いながら、精神科に通って生活習慣の改善などを行い、少しでも早く薬に身体を慣らすように努力していました。まだ通院中ではありますが、ようやく体に合った薬が見つかり、現在通常通り研究を進められています。3次元構造の推定方法としては、現在、決定論的に高速に計算する方法(Multi-dimensional Scaling)が提案されていますが、確率的にどの構造がどの程度の確率で存在できるのか、そしてその構造がどの程度安定なのかを計算するアルゴリズムの設計と実装はまだ重要な問題となっています。DNAの核内における接触情報を、DNAの各々の位置が接触する確率に変換し、そこからDNAが取る形の確率分布を求めるアルゴリズムを開発していますが、現状ではあまりの計算量の大きさに難航しています。そこで、半正定値計画問題など、より小さい計算量の問題に落としこむ必要があると考えています。計算量のためにモデルの精密さを犠牲にし過ぎてしまうことがないように、Free Energy Principleを用いてモデルの正確さを定量化しつつ、DNA核内構造の流動性を定量的かつ現実的に計算する方法を模索しています。まず、DNA核内構造の決定を行うため、Hi-Cという実験法や核内の性質を反映したモデル化の理論構築を行いました。これは、任意のDNAの接触点の距離が正規分布に従うことを仮定し、確率を用いてDNA核内構造のダイナミクスを捉えることができるという今までにないものです。そして、これを実現するためのプログラムを実装しました。

また、この手法の検証及びDNA核内構造の類似性を測定するための理論とその実装も行いました。しかし、去年の年次計画では、これらの精度検証と実データへの適用を行う予定でしたが、これが未完となっております。現状、精度の検証を行うためのシンセティックデータの生成と精度を評価するプログラムの実装を行っており、遅れを取り戻せると考えています。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。昨年度と同様に、DNA核内構造の確率をふまえた推定アルゴリズムの開発を行っていきます。現在の方法だけでは、確率の要素を取り込めていても計算量があまりにも大きすぎるため、巨大なDNAを扱うには不十分です。そこで、半正定値問題などの最適化問題への変換を中心に様々な最適化法に基づいた理論を作り、DNA核内構造のゆらぎを捉えることができる方法論の構築を目指します。
近世後期から明治初期にかけての手習塾絵画資料のデータベース化と分析研究

江戸時代後期から明治初期にかけての手習塾絵画資料から、成績による座席分け、袴の着用、正座での手習いといった門人のようすが見いだせた。このことから、手習塾は手習いの教場であると同時に、身分制社会における人間交際の規範を体得する場として認識されていたと考えられる。本研究の目的は、近世後期から明治初期の手習塾のようすを描いた絵画資料を分析し、手習塾について環境・人(師弟間および子ども間)・モノの観点から分析することである。2007度の目標は、手習塾に関するかい絵画資料(刊行資料および一次資料)を収集することに置いていた。国会図書館、都立中央図書館、玉川大学教育博物館、広島県三次市立図書館、広島県山県郡井上家(江戸期に手習塾を経営)などにおいて資料調査をおこなった。刊行資料としては、主として『往来物大系』『絵画集成近世子どもの世界』『江戸時代女性生活絵画大事典』『稀覯本往来物集成』『近世育児書集成』などを閲覧し、約100点の図を収集した。一次資料としては、往来物や黄表紙の挿絵を中心として約50点の図を収集した。収集した各図について、学びの内容・場所・室内外に描かれたモノ・人数・師匠の服装や持ち物・学習者の服装や姿勢・師弟の位置関係どの観点からの分析も開始した。教場に集まった多人数の子どもたちが異なる手本を学んでいたことや、素読をする師弟が正装して書物に臨んでいたことが読みとれた。また、手習塾で小謡の指南がなされていたことは従来ほとんどかえりみられることがなかったが、井上家の日記や絵画資料あるいは往来物テキストから、その重視性や意義について再評価すべきである。こうした点に注意しながら、一次資料の収集と収集資料の分析を2008年度も継続しておこなう予定である。また、これらの成果の一端として、『孝経童子訓』の「手習の図」を使い、「庶民教育の普及」と題して広島県立て歴史博物館において講演をおこなった。本研究の目的は、近世後期から明治初期の手習塾のようすを描いた絵画資料を分析し、手習塾について環境・人(師弟間および学習者間)・モノの観点から分析することを通して、江戸時代の文字学びの特徴を明らかにすることにある。そのなかで本年度は資料を継続して収集すること、収集した資料をデータベース化すること、資料の個別分析をおこなうことを目的にしていた。こまで手習い読書学習の場面の絵画資料を、刊行されている絵画資料集成(近世育児書集成・稀覯往来物集成・江戸時代女性文庫・近世子どもの世界・往来物大系)と、黄表紙の挿絵などに使用された未刊行のものをあわせて150点ほど収集してきたが、本年度はその漏れを補うべく、調査をおこない、ほぼ収集し終えた。そこで、収集した絵画資料について個別に以下の項目ごとにデータ化した。学習内容の分類、学習場所、学習場の内外に描がれた物、師匠・学習者め人数、学習者の学習別の人数内訳、師匠の服装・位置・姿勢・身分、師匠のまわりに置かれた物や師匠が持っている物、学習者の髪型・服装・姿勢、学習者のまわりに置かれた物や学習者が持っている物、師匠と学習者の位置関係、学習者同士の位置関係。分析の結果、学習者の机の配置のしかたに時代や塾の規模による差異が見られること、手習塾の描き方に一定の型があることなどが明らかになってきたが、詳細な検証は次年度におこなう予定である。本年度は最終年度として、これまでに収集した絵画資料の分析をおこなった。その結果、以下のような結論を導き出した。手習塾場面を歴史資料として使用するには、絵画の性格を把握した上で、その文脈のなかで読み解くことが重要である。師匠主体の絵画構成や座席順位、門人の容儀や姿勢、小謡指南の図から、手習塾は手習いの教場であると同時に、身分制社会における人間交際の規範を体得する場として認識されていたと考えられる。手習塾の、子どもやその親のニーズに対応し、模倣と習熟を基本とした、学習者主体の個別学習形態には比較的良い評価が与えられてきた。近代学校での画一的一斉教授と対照的な手習塾にこそ本来的な教育の姿を見出そうとする見方もある。しかし、手習塾における師匠主体の個別学習は差別的な形式ともいえる。手習塾で子どもたちは時空間を共有しながらも、目線は常に机の上の紙に注がれており、相互の学び合いなどは期待できない。身分制社会の枠内での学習形態であったといえる。また、研究内容および、収集した絵馬や黄表紙に掲載された手習塾絵画資料の写真を豊富に載せた報告書を公表した。
らせんや分子不斉を不斉源とする新規液晶性高分子の合成

立体規則性ポリマーを合成することを目的として、分子不斉を有する化合物や不斉ケイ素原子を有する化合物を合成し、それらを重合して得られたポリマーの構造について検討するとともに、ポリマーのもつ物性を構造と相関させて検討している。光学活性なアリルメチルフェニルシランを、自己ヒドロシリル化反応により重付加した結果、得られたポリマーはモノマーの光学純度を反映し、アイソタクチクリッチであることを^1HNMRスペクトルより明らかにした。(Macromolecules 31(2)551(1998),submitted to J.Org Chem.)このポリマーの熱的性質について示差走査熱量測定(DSC)により評価したところ、ラセミ体のアリルメチルフェニルシランから重合したポリマーに比べ、ガラス転移温度が約10°C高くなっていることを見いだした。(Submitted to J.Org.Chem.)一方、光学活性なスピランジカルボン酸誘導体を合成することにも成功し、剛直なジアミン誘導体との重縮合について検討した。その結果、得られるポリマーは、モノマーよりもはるかに高い旋光度を有することがわかった。(Polym.Bull.to besubmitted)立体規則性ポリマーを合成することを目的として、分子不斉を有する化合物や不斉ケイ素原子を有する化合物を合成し、それらを重合して得られたポリマーの構造について検討するとともに、ポリマーのもつ物性を構造と相関させて検討している。(Polym.Bull.to be submitted)
小中学生の運動器障害に対する運動器検診の構築と予防の取り組み

小学生の運動器検診が開始されて以来,小学生の運動器機能障害,体の固さなどが多く示された.我々が実施した小学校において、有効な児童データは1548名中1487名を集計し解析した.全児童において所見率が特に高かった項目は,前屈制限12.8%,扁平足10.4%,足関節可動域制限4.9%, X脚3.6%,疼痛4.5%であった.男子では,女子と比較して特に前屈制限18.5%,扁平足11.2%,足関節可動域制限6.2%,疼痛5.5%が高い所見率を示した.また,女子では,男子と比較して外反肘5.6%, X脚4.1%が高い所見率を示した.そのうち,前屈制限,足関節可動域,外反肘,疼痛の有無にて男女間の有意差があった.学年別では,前屈および扁平足は4年生,足関節可動域は6年生で最も高い所見率が示された.なお,前屈制限では学年間で所見率に有意差があり, 4年生に特に高く, 1年生に特に低いことが認められた.また,足関節可動域制限では,学年間で所見率に有意差があり, 1年生に特に低いと示された.さらに,学年ごとに男女で比較すると,前屈制限は,全ての学年で男子に所見率が高かった.このように,全学年対象に大規模に検診を実施し,学年別や男女別に詳細に検討した報告は少なく,本研究は,小学生の運動器検診の結果から運動器所見の実態を把握し,小学生における運動器の特性に関する基礎的結果を得ることができた.つくば市と常陸大宮市において『つくば式: T-CLOSS』として問診票を活用した全市一斉検診を実施することができた。つくば市においては、小学校37校13,235人、中学校16校6,421人にたして問診票による運動器検診が実施された。結果:問診票からの結果では、側弯傾向5.7%、前屈不可25.0%、しゃがみこみ不可6.5%、下肢アラインメント異常9.9%、扁平足8.4%が確認できた。しかし、実際に直接検診を行った結果と比較すると、必ずしも整合性が得られていなかった。また、家族、学校教諭からも問診票に対する不具合(内容が難しい、煩雑など)の意見をアンケート形式で確認しており、問診内容の改善が必要であると考えられた。上記の結果通り、運動器機能障害(体が固い、バランスが悪いなど)が多く認められたため、これらの問題に対して、小中学校へのトレーナーの介入を実施し、児童の運動器機能回復に取り組む必要があると思われた。この1年間を通し、学校側との連携が図れ、平成29年度に向けた、健診体制、運動器予防プログラムの介入など着々と進んでいる。ひきつづき25,000人の問診票を用いた一斉運動器検診、および、健康手帳を用いた運動器検診介入、そして運動器障害予防プログラムとして運動介入が実施される。本年度は、多くの学校において、運動器の大切さ、検診の意義などについて、指導する機会に恵まれた。また、学校、教諭、家族にも講演をする機会があり、啓蒙活動も進んだものと思われる。平成28年度一斉に25,000人規模の調査を行い、さらに、健康手帳を用いた検診に対して、診察を行ったため、診察にかかわる人的余裕が少なく、また、データ整理に多大の時間と人数を要してしまったため、目標とする運動器介入まで一部分しか進まなかった。つくば市と常陸大宮市において『つくば式: T-CLOSS』として問診票を活用した全市一斉検診を実施している。2016年度の問診票からの結果では、側弯傾向5.7%、前屈不可25.0%、しゃがみこみ不可6.5%、下肢アラインメント異常9.9%、扁平足8.4%が確認できた。これらの結果を基に2017年度は2つのことを実践してきた。一つは、新しい問診票『つくば式: T-CLOSS』の改訂である。問診による家族や子供に対するより分かりやすい説明方法を実施し、分かりやすい内容とした。昨年度、本年度と少しずつ修正しており、修正の結果と実際の検診の整合性を図る必要がある。次の一つは、運動器機能障害(体が固い、バランスが悪いなど)が多いことに対する介入である。小中学校へのトレーナーによる指導を実施し、児童の運動器機能回復に取り組んでいる。2017年度は、小学校3学校、中学校1学校に対して介入試験を行っており、本年の秋まで実施した結果をまとめることができる。2018年度も、ひきつづき25,000人の問診票を用いた一斉運動器検診、および、健康手帳を用いた運動器検診介入、そして運動器障害予防プログラムとして運動介入を予定してこの研究を通して、多くの学校において、運動器の大切さ、検診の意義などについて、指導する機会をつくり啓蒙活動も進めて行きたい。平成30年度で3年目(終了)の年度となる。運動器検診、つくば市、常陸大宮市において、全小中学生を対象としたマークシートを用いた検診が実施されている。平成30年度秋までに3年間の結果が出そろい、総数は25000人×3年分となる。

さらにこの2つの市においては、モデル校を対象とした、対面式直接診察も実施している。その総数も2つの市において各年5000人近くであり、貴重なデータを積み重ねている、また、つくば市内モデル校においては、トレーナーによるストレッチ教室や、養護教諭とともに運動器に対するフォローを行っている。おおかたの目標としている事業に関しては、順調に進んでいると思われる。小学生の運動器検診が開始されて以来,小学生の運動器機能障害,体の固さなどが多く示された.我々が実施した小学校において、有効な児童データは1548名中1487名を集計し解析した.全児童において所見率が特に高かった項目は,前屈制限12.8%,扁平足10.4%,足関節可動域制限4.9%, X脚3.6%,疼痛4.5%であった.男子では,女子と比較して特に前屈制限18.5%,扁平足11.2%,足関節可動域制限6.2%,疼痛5.5%が高い所見率を示した.また,女子では,男子と比較して外反肘5.6%, X脚4.1%が高い所見率を示した.そのうち,前屈制限,足関節可動域,外反肘,疼痛の有無にて男女間の有意差があった.学年別では,前屈および扁平足は4年生,足関節可動域は6年生で最も高い所見率が示された.なお,前屈制限では学年間で所見率に有意差があり, 4年生に特に高く, 1年生に特に低いことが認められた.また,足関節可動域制限では,学年間で所見率に有意差があり, 1年生に特に低いと示された.さらに,学年ごとに男女で比較すると,前屈制限は,全ての学年で男子に所見率が高かった.このように,全学年対象に大規模に検診を実施し,学年別や男女別に詳細に検討した報告は少なく,本研究は,小学生の運動器検診の結果から運動器所見の実態を把握し,小学生における運動器の特性に関する基礎的結果を得ることができた.平成28年度まで多く実施できなかった運動介入が開始される。市内4校において、年間通じて100回近くの運動介入を予定しており、それを少なくとも1年半は継続して実施し、介入による検証を行う予定となっている。学校側とは具体的な日程等も確認できている。また本大学の倫理委員会にも申請しており実施を行うことができる。健康手帳を用いた運動器検診は引き続き行う予定となっており、問診票との整合性、合理的な検診体制を推進することができる。平成30年度で3年目(終了)の年度となる。今までの年度において、茨城県内の2つに市において、1年に25000人近くの検診を実施している。診察だけでなく、身体測定なども追加で実施し、平成30年度の秋までには通算で相当なデータを蓄積することができることになる。これらのデータを解析してくことが、平成30年度の大きな研究内容となる。さらに、平成29年、28年度のデータを基に運動器機能改善のための、ストレッチ教室や、スクールトレーナーとしての活動を進めており、順調に介入も行われている。検診結果とともに、介入の結果についても、結果のデータがそろい次第、解析を行っていかなければならないが、予定通り進んでいるため平成30年度において十分な研究結果が出せるものと思われる。平成28年度中に実施する予定であったストレッチ教室(運動指導)に関して、運動器検診の解析作業が不十分であったため開始できなかった。計画が不十分であった(人員の確保、運動内容の確立、学校が年度単位で動いていたため途中からの実施がなかなか困難であったことなど)。ことから、目標とする運動器介入まで一部分しか進まなかった。平成30年度が最終年度になり、平成29年度までは検診の充実、介入、データ収集などを中心に研究を実施していた。
リビングドナ-を用いる部分肝移植の実験的研究

平成3年度は部分肝移植において,グラフトとして用いる必要最低限の肝容量の決定ならびに潅流障害の検討に主眼点がおかれた。この問題は,部分肝移植が成人・小児間では安全に行われているが,成人・成人間の場合にも応用可能か否かに大きな示唆を与えるものである。これまでのイヌを用いた成績では,肝左外側葉および左外側葉(肝容量として45%をグラフトとした場合,潅流実験および移植実験でも長期生存し得ることが確認されている。そこで左外側葉(30%)のみを残存させた潅流実験および生存実験を試み,以下の成績を得た。1)左外側葉のみを残存させた70%肝切除群では10頭全例生存した。2)1)の肝切除後潅流負荷を加えた群では15頭中9頭が長期生存したが,4頭が肝不全で3週間以内に死亡したことから,肝容量のcritical volumeは潅流肝で30%と考えられた。3)潅流障害についてみると,潅流群9頭中8頭で術後7日から14日目にGOT,GPTの悪化が認められ,臨床上拒絶反応との鑑別が必要であると思われた。他の肝機能には著変は認められなかった。4)組織学的検査では,術後2週間目で潅流障害を反映する類洞の破壊や中心静脈周囲の壊死および細胞浸潤が認められたが,4週間目には改善していた。以上の実験と併行してイヌを用いた実験肝硬変作成も行った。方法として99.5%エタノ-ルを胆嚢管より注入,全胆管上皮をアルコ-ル固定した。その結果,経時的肝生検により胆管周囲の線維化,グリソン鞘周囲の慢性炎症さらには門脈ー門脈架橋形成,偽胆管様構造の増生と偽小葉化など肝硬変の組織像が観察された。簡便な方法による実験的肝硬変犬の作成は,今後部分肝移植実験に極めて利用価値が高いと思われた。尚,豚は入手方法や価格の面より問題があり少数例のみ使用した。(1)犬を用いた前年度までの成績では、ドナ-20頭中3週間以上生存例は13頭であり、その後の技術の改良によりその安全性は確立されたと考えられる。一方、レシピエント20頭中1週間以上生存例は9頭であり、最長生存は10日であった。その原因としてはシクスポリンの過剰投与による易感染性や肝毒性に起因するものと考えられた。そこでシクロスポリン代謝を単開腹群、70%肝切群、70%肝切+灌流負荷群について検討した所、1mg/Kg/dayの投与での各群のシクロスポリン血中トラフレベルは、それぞれ平均149.3ng/ml、176.1ng/ml、215.7ng/mlであり、肝容量が減少するにつれて有意に高値を示した。一方、systemic clearanceを術後1週目および4週目に検討した所、単開腹群および70%肝切群では変化は認められなかったが、70%肝切+灌流負荷群では有意の低下がみられた。また病理組織学的検索においても、単開腹群には著変を認めなかったが、70%肝切群、70%肝切+灌流負荷群の順で肝細胞の球形肥大や淡明化の程度が強かった。

以上の結果より、30%部分肝移植では、ドナ-およびレシピエントが同体重の場合、シクロスポリン投与量は全肝移植の5mg/Kg/dayでは過量投与であり、1mg/Kg/dayでほぼ十分である。(2)平成元年12月よりブタを用いた生体部分肝移植を開始した。これは当初の予定より4ヵ月早く、その理由として早急に臨床応用を望む社会的要請が高まったためである。体重30Kg前後のブタを雌雄の別なく使用して、移植片は肝左葉とした(移植片としては外側葉のみで十分であるが、肝左葉の法が臨床応用に近いため)。これまで計20頭について実験を行ったが、最近になり良好な移植片採取が可能となった。(3)実験肝硬変および急性肝不全犬の作成については当初の予定を少し変更せざるを得なかった。即ち、ブタでの移植技術の向上を第一優先としたため、本実験は最終年度に行うことにした。(1)犬を用いた前年度までの成績では、ドナ-25頭中3週間以上生存例は18頭であり、その後の技術の改良によりその安全性は確立されたと考えられる。一方、レシピエント25頭中1週間以上生存例は12頭であり、最長生存は10日であった。その原因としてはシクスポリンの過剰投与による易感染性や肝毒性に起因するものと考えられた。そこでシクロスポリン代謝を単開腹群、70%肝切群、70%肝切+潅流負荷群について検討した所、1mg/Kg/dayの投与での各群のシクロスポリン血中トラフレベルは、それぞれ平均144.6ng/ml、180.1ng/ml、220.7ng/mlであり、肝容量が減少するにつれて有意に高値を示した。一方、systemic clearanceを術後1週目および4週目に検討した所、単開腹群および70%肝切群では変化は認められなかったが、70%肝切+潅流負荷群では有意の低下がみられた。また病理組織学的検索においても、単開腹群には著変を認めなかったが、70%肝切群、70%肝切+潅流負荷群の順で肝細胞の球形肥大や淡明化の程度が強かった。(2)また、70%肝切+潅流群において術後約1週間目においてGOT、GPTの上昇、これと併行してシクロスポリン血中濃度の上昇が認められた。これまで移植後、約1週間目において発症する肝機能障害は早期の拒絶反応に起因するものと考えられてきた。しかし、我々の実験結果からは、この現象は潅流肝においても発生することから、拒絶反応以外の要因も関与することが示唆された。以上の事実は術後の免疫抑制療法に何らかの改善の必要性のあることを物語っている。(3)平成2年度では更に拒絶反応の機構を解明する目的から、胆管上皮細胞、血管内皮細胞、肝細胞の抗原性について検討するため、各々の細胞を培養することを試みている。平成3年度は部分肝移植において,グラフトとして用いる必要最低限の肝容量の決定ならびに潅流障害の検討に主眼点がおかれた。この問題は,部分肝移植が成人・小児間では安全に行われているが,成人・成人間の場合にも応用可能が否かに大きな示唆を与えるものである。これまでのイヌを用いた成績では,肝左外側葉および左外側葉(肝容量として45%)をグラフトとした場合,潅流実験および移植実験でも長期生存し得ることが確認されている。そこで左外側葉(30%)のみを残存させた潅流実験および生存実験を試み,以下の成績を得た。1)左外側葉のみを残存させた70%肝切除群では10頭全例生存した。2)1)の肝切除後潅流負荷を加えた群では15頭中9頭が長期生存したが,4頭が肝不全で3週間以内に死亡したことから,肝容量のcritical volumeは潅流肝で30%と考えられた。