hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人工軟骨候補材料の蛋白質境界膜による低摩耗化のメカニズムの解明と潤滑液の最適設計

前年度までの研究により蛋白質が摩擦面に吸着することで摩耗を低減させることが明らかとなった.ハイドロゲルの摩耗は潤滑液に含まれる蛋白質の種類・添加量・添加比に依存した.蛋白質として生体関節液に含まれるアルブミン及びγ-グロブリンを使用したが,それぞれ摩擦摩耗に対する役割が異なると思われた.蛋白質の吸着挙動は分子量・親疎水基の割合・電荷の状態等に影響されると思われる.蛋白質の立体構造は上記の蛋白質の特性に影響されるため,総合的に吸着に対する蛋白質の挙動の差異を調べることができる.本年度は蛋白質の立体構造に着目し,その影響について調査した.蛋白質の立体構造を知るために円二色性分散計を用いた。それぞれの蛋白質の円二色性を測定することで立体構造がどのようになっているかを把握することができる.その結果,アルブミンはαヘリックス構造を,γ-グロブリンはβシート構造をそれぞれ多く有することが明らかとなった.さらにそれぞれの立体構造の摩擦摩耗への影響を調べるため,往復動摩擦試験を行った.その結果、αヘリックス構造はβシート構造に比べ吸着力が弱く,せん断を受けると表面から脱落しやすいことが明らかとなった.前年度までの研究からアルブミンとγ-グロブリンが層状に吸着した境界膜において摩耗低減効果がみられたことから,吸着力の弱いαヘリックス構造を多く有するアルブミンと強固な吸着力を持つγ-グロブリンがそれぞれ摩擦低減、摩耗低減効果を有すると思われる.また,加熱により立体構造を変化させるとアルブミンでは摩擦が低減することが観察された.加熱によりαヘリックス構造が失われランダムコイルとなり吸着力が増加したために境界潤滑膜としての機能が向上したと思われる.人工軟骨候補材料のpoly(vinyl alcohol)hydrogel(PVAハイドロゲル)-ガラス平板を摩擦させることにより,表面上に吸着した蛋白質膜を蛍光染色を通して観察を行った.潤滑液に生体関節液に含まれるアルブミンとγ-グロブリンを種々の条件で添加し,それぞれの摩擦摩耗に対する役割について調査を行った.アルブミンはγ-グロブリンと比較し吸着力が弱いため,低せん断層を形成することで低摩擦を,γ-グロブリンは摩擦面材料に強固に吸着するため摩耗保護の機能を持つと考えられた.低摩耗を示した蛋白質総濃度2.1wt%アルブミン/γ-グロブリン比(AG比)2/1の潤滑液条件では,潤滑液に含まれる蛋白質であるアルブミンとγ-グロブリンは摩擦面表面上で交互に層状構造を形成し,それぞれが機能的に作用することで低摩擦と低摩耗を両立させていることが明らかとなった.この機能的な蛋白質潤滑膜を摩擦面上に形成させることによりPVAハイドロゲルの低摩耗化が実現可能である.また,摩耗が観察されたAG比1/1の潤滑液条件ではそれぞれの蛋白質は層状構造を成すものの摩耗保護の機能をもつγ-グロブリンの吸着量が吸着膜下層においてAG比2/1よりも少なく,アルブミンの濃度がAG比2/1よりも小さいためアルブミンによる低せん断層も薄いことが観察された.このために摩耗が進行したと考えられた.さらに,蛋白質を添加することにより摩耗が増加する条件(蛋白質総濃度2.8wt%,AG比1/1)では吸着蛋白質は層状構造を形成せず,明確にアルブミンとγ-グロブリンが相分離した状態で吸着していた.このためアルブミンによる低せん断層もγ-グロブリンによる摩耗保護層も機能することなく逆に凝着による摩耗が進行したと思われた.前年度までの研究により蛋白質が摩擦面に吸着することで摩耗を低減させることが明らかとなった.ハイドロゲルの摩耗は潤滑液に含まれる蛋白質の種類・添加量・添加比に依存した.蛋白質として生体関節液に含まれるアルブミン及びγ-グロブリンを使用したが,それぞれ摩擦摩耗に対する役割が異なると思われた.蛋白質の吸着挙動は分子量・親疎水基の割合・電荷の状態等に影響されると思われる.蛋白質の立体構造は上記の蛋白質の特性に影響されるため,総合的に吸着に対する蛋白質の挙動の差異を調べることができる.本年度は蛋白質の立体構造に着目し,その影響について調査した.蛋白質の立体構造を知るために円二色性分散計を用いた。それぞれの蛋白質の円二色性を測定することで立体構造がどのようになっているかを把握することができる.その結果,アルブミンはαヘリックス構造を,γ-グロブリンはβシート構造をそれぞれ多く有することが明らかとなった.さらにそれぞれの立体構造の摩擦摩耗への影響を調べるため,往復動摩擦試験を行った.その結果、αヘリックス構造はβシート構造に比べ吸着力が弱く,せん断を受けると表面から脱落しやすいことが明らかとなった.前年度までの研究からアルブミンとγ-グロブリンが層状に吸着した境界膜において摩耗低減効果がみられたことから,吸着力の弱いαヘリックス構造を多く有するアルブミンと強固な吸着力を持つγ-グロブリンがそれぞれ摩擦低減、摩耗低減効果を有すると思われる.また,加熱により立体構造を変化させるとアルブミンでは摩擦が低減することが観察された.加熱によりαヘリックス構造が失われランダムコイルとなり吸着力が増加したために境界潤滑膜としての機能が向上したと思われる.
Cyclic strain負荷時におけるcaveolinの役割

[目的]cyclic strainは細胞内情報伝達に関与する酵素活性を上昇させることが報告されている。caveolinは細胞内情報伝達に重要な役割を果たしていると報告されている。しかし、cyclic strain下でのcaveolin活性の報告はない。本実験の目的は牛大動脈内皮細胞(BAEC)にcyclic strainを負荷した時にcaveolinがチロシンリン酸化されるか或いは活性化されるかを検討し、さらにSrcと結合したcaveolinの蛋白濃度変化を検討することである。またcaveolin活性阻害物質であるfilipinがcyclic strain下におけるBAECの増殖を抑制するかを検討することである。[方法]1.BAECに1分間60サイクルで150mmHgの陰圧をかけcyclic strainを2,5,10,30分、4時間負荷した。2.filipin0.2μg/mlを加えたBAECとそうでないBAECにcyclic strain負荷を1,3,5日間かけ2群間の細胞数を比較した。cyclic strain負荷をかけたBAECから蛋白を抽出した。蛋白を電気泳動にかけた後、Western blot法によりcaveolin蛋白濃度を比較検討した。同様の蛋白を抗caveolin抗体で免疫沈降した後、Western blot法によりcaveolinのチロシンリン酸化能を比較検討した。同様の蛋白を抗caveolin抗体で免疫沈降した後、抗Src抗体でWestern blot法を行った。[結果]cyclic strain負荷においてコントロールを含めて負荷時間に拘わらずcaveolinの蛋白濃度は一定であり、caveolinのチロシンリン酸化は認められなかった。Src抗体と結合したcaveolinの蛋白濃度は検体により濃度が濃く出る時間帯が異なり、測定時間における有意差を見いだし得なかった。filipinはBAECの増殖を抑制しなかった。[まとめ]cyclic strainによって引き起こされるBAECの変化にcaveolinは関与していないと思われる。{方法}1.ウシ大動脈内皮細胞(BAEC)に1分間60サイクルで150mmHgの陰圧をかけCyclic strainを2、5、10、30分、4時間負荷した。負荷をかけたBAECから蛋白を抽出した。蛋白を電気泳動にかけた後、Western blot法により抗カベオリン抗体を用いてカベオリン蛋白濃度を測定した。同様の蛋白を抗カベオリン抗体で免疫沈降した後、Western blot法によりチロシンリン酸化抗体を用いて、カベオリンのチロシンリン酸化を検討した。カベオリンのチロシンリン酸化のpositive controlとしてpervanadateをBAECに負荷したものを用いた。2.Filipin 0.2μg/mlを加えたBAECとそうでないBAECにCyclic strain負荷を1、3、5日間かけ2群間の細胞数を比較した。{結果}2.Cyclic strain負荷においてカベオリンのチロシンリン酸化は認められなかった。pervanadate負荷ではカベオリンのチロシンリン酸化が認められた。3.FilipinはBAECの増殖を抑制しなかった。
マラリア原虫の病原性(エスケープ)に係わる分子シャペロンHSP90の機能

複雑な生活史を持ち、多様な抗原変異により、宿主免疫系からエスケープするとされているマラリア原虫においては、肝細胞内型のschizontやmerozoiteでは、原虫自体にHSP70が発現されることが知られている。しかし、このHSPがマラリア原虫のエスケープの手段として貢献しているか否かについては明らかではない。本研究では、マウスマラリア原虫Plasmodium berghei、P.yoeliiの強毒、弱毒株を用いて原虫HSP90の病原性への関与を検討した。ついでマラリアHSP90をクローニングし、さらにHSP90の結合蛋白の同定を行うこと等により、強毒株原虫のエスケープに係わるHSP90の発現機序および機能を探った。今年度の成果は以下のごとくである。1.免疫系の正常なC57BL/6マウスやBALB/cマウスは、マラリア原虫の弱毒株に感染した場合に一時的にparasitemiaが出現するが感染後3週間頃までに完治する。一方強毒株感染では3週間以内に全て感染死する。2.弱毒株が感染したC57BL/6マウスやBALB/cマウス赤血球から回収した原虫はHSP90の発現は弱いが、強毒株の感染後回収した原虫にはHSP90の非常に強い発現が見られる。3.ところが強毒株でもSCIDマウスに感染させた後回収した原虫ではHSP90の発現は完全に消失する。4.C57BL/6マウスからαβ型T細胞、ことにCD4^+T細胞を除去後に強毒株を感染させた場合にも回収原虫からHSP90は消失する。5.P.yoelii強毒株のHSP90cDNAは、721個のアミノ酸をコードしていた。6.推察されるアミノ酸配列は、P.falciparumのHSP90と最も高い相同性(86%)を示した。またヒト、マウスのHSP90とは、ともに63%の相同性を示した。7.強毒、弱毒株間には3カ所のsilent mutatinが存在していた。8.残念ながらHSP90の結合蛋白の同定はまだ進行中である。
視床下部弓状核ニューロンのDNAメチル化を介した摂食・代謝調節と肥満

近年、肥満は世界的に増加しており、環境要因の関与が疑われている。DNAメチル化修飾は環境要因により変化し、遺伝子発現に影響することから、生体内の環境応答機構である。視床下部弓状核は、食欲やエネルギー代謝調節に重要な領域であり、また、全身のエネルギー情報が集約する領域でもある。そこで、視床下部弓状核の摂食代謝調節ニューロンにおけるDNAメチル化が、摂食行動やエネルギー代謝に如何なる役割を果たしているか明らかにすることを目的とした。視床下部弓状核の主要な摂食代謝調節ニューロンであるNPY/AgRPニューロンにおける、de novoDNAメチル化酵素、Dnmt3aの役割を検討した。AgRP-IRES-CreマウスとDnmt3a floxマウスを交配し、AgRPニューロン特異的Dnmt3a欠損マウスを作製した。普通食条件下において、オスのAgRPニューロン特異的Dnmt3a欠損マウス(Dnmt3alox/lox/AgRP-IRES-Creマウス)はコントロールマウス(Dnmt3alox/loxマウス)と比較して、いくつかの週齢において有意に体重が増加していたが、メスでは体重の違いは見られなかった。高脂肪高ショ糖食条件下においても同様にオスで体重増加の傾向があった。普通食条件下における酸素消費量は、有意な違いは見られなかった。行動量を測定したところ、AgRPニューロン特異的Dnmt3a欠損マウスにおいて暗期前半の行動量の有意な増加が観察された。視床下部弓状核におけるRNAの発現を定量PCRにより測定したところ、AgRPニューロン特異的Dnmt3a欠損マウスにおいてNPYの発現が有意に低下していた。NPY/AgRPニューロンは、食事予期行動に重要な役割を果たしていることが報告されている。本研究におけるAgRPニューロン特異的Dnmt3a欠損マウスの行動量の変化は、摂食行動を含む行動パターンの変化によって引き起こされている可能性がある。26年度が最終年度であるため、記入しない。近年、肥満は世界的に増加しており、環境因子が関与していると考えられている。DNAメチル化は後天的な遺伝子調節機構であり、環境因子による肥満発症の分子機構を担っている可能性がある。DNAメチル化のパターンは一般的に発生期や発達期などのより若い時期に活発に作られることが知られている。一方で視床下部摂食代謝中枢におけるDNAメチル化修飾がどの時期に作られ、そして、如何なる生理的役割を持つかは明らかではない。そこで現在、DNAメチル化に関係する酵素や分子の視床下部摂食代謝中枢における発現を週齢ごとに調べている。以下、現在までの結果である。免疫組織化学による検討により、de novo DNAメチル化酵素であるDNMT3aの視床下部における発現は、生後1週齢のマウスにおいては、広範囲に豊富に観察された。一方で23週齢のマウスにおいては、DNMT3aの発現は視床下部では弓状核を中心とした領域に限局して強い発現が観察された。さらに脱メチル化に関与する5-ハイドロキシメチルシトシンやTET1、TET2についても免疫組織化学を用いて検討したところ、成体マウスの視床下部弓状核において、これらが豊富に存在することが明らかになった。これらのことから視床下部弓状核においてDNAメチル化の修飾が23週齢においても活発に作られている可能性が考えられる。また、成体マウスの視床下部弓状核において5-ハイドロキシメチルシトシンやTET1、TET2が豊富に発現していることから、メチル化修飾パターンの変化が生体においても弓状核では起こっている可能性がある。これらの可能性を証明するために、さらなる検討が必要である。

NPY/AgRPニューロンは、食事予期行動に重要な役割を果たしていることが報告されている。本研究におけるAgRPニューロン特異的Dnmt3a欠損マウスの行動量の変化は、摂食行動を含む行動パターンの変化によって引き起こされている可能性がある。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究の目的を達成するための実験が、おおむね順調に進展している。研究の目的を達成するために、現在得られた結果から示唆された可能性を、よりはっきりと証明したい。
膵癌の治療標的としての転写制御因子ＮＡＣ１とその下流遺伝子群の基盤研究

NAC1は、卵巣がんで高発現しているタンパク質として申請者らが同定し、腫瘍再発や腫瘍悪性度に関与していることを報告してきた。本研究により、がんの中でも極めて悪性度の高い膵がん細胞株において、1)NAC1のC末端に存在するBEN領域がDNAと直接結合する能力を有し、2)特定のDNA配列を認識し、3)細胞内において350-450kDaの複合体として転写制御因子複合体として核内に存在していることを明らかにした。今後さらに研究を進め、膵がんの細胞浸潤能を制御するNAC1の下流遺伝子群を同定解析し、治療標的への応用を目指す。膵癌は生物学的悪性度の高い疾患で、発見時の切除率は低く、切除後の再発率も高い。このため、外科的治療だけでは十分な治療成績が望めず、抗腫瘍薬による治療は重要な位置を占める。新規抗腫瘍薬により治療成績は向上したが、他の癌種と比べ依然治療成績が悪く予後不良である。近年、分子標的薬が脚光を浴び様々な癌種で有用性が認められているが、膵癌においては未だ十分な効果が得られていない。膵癌治療において、新しい治療標的の発見を視野に入れた、分子生物学的に腫瘍特性を解析した研究は非常に重要であり、かつ切望されている。申請者は、予備実験として膵癌切除標本を用いて癌関連転写制御因子NAC1の発現と臨床病理学的検討を行った。申請者らがこれまで研究してきた卵巣癌などの報告とは異なり、NAC1低発現群において静脈侵襲度やリンパ節転移率が高く、無病生存期間および全生存期間がともに不良であった。さらに、膵癌細胞株においてNAC1の発現を抑制したところ細胞浸潤能が有意に亢進した。本年度の研究実績は、1)各種変異体を用いてNAC-1のDNA結合能はBTB領域ではなくBEN領域に依存することを確認した。2)大腸菌で発現精製したNAC1と二本鎖オリゴDNAを用いて、NAC1のDNA結合配列を同定した。3)siRNAを用いたNAC-1ノックダウン細胞によるマイクロアレイ解析により、下流候補遺伝子群を同定した。現在、論文を作成中である。膵がんは生物学的悪性度の高い疾患で、発見時の切除率は低く、切除後の再発率も高い。そのため、新しい治療標的の発見を視野に入れた、分子生物学的に腫瘍特性を解析した研究は非常に重要であり、かつ切望されている。申請者がこれまで研究してきた卵巣がんなどの結果とは異なり、正常膵組織の膵管上皮にNAC1の発現は認められ、がん部のNAC1低発現群において静脈侵襲度やリンパ節転移率が高く、無病生存期間および全生存期間がともに不良であった。さらに、膵がん細胞株MIA PaCa-2およびPANC-1においてNAC1の発現を抑制したところ浸潤能が有意に亢進した。NAC1が転写制御因子であることを考えると、がん種間において下流遺伝子が異なっており、膵がんにおいてNAC1は下流遺伝子を制御して細胞浸潤能に関与していると考えられた。本研究により、1. NAC1のC末端に存在するBEN領域が、DNAと直接結合する能力を有することを明らかにした。2.二本鎖ランダムオリゴDNAおよびPCRスクリーニングによりDNA認識配列を同定した。3. NAC-1は細胞内において350-450kDaの複合体として転写制御因子複合体として核内に存在していることを明らかにした。4. siRNAノックダウン細胞株を用いたマイクロアレイ解析を行い比較解析により同定し、さらにそのプロモータ領域に1で同定したNAC1の認識配列を有する候補下流遺伝子について、実際クロマチン免疫沈降法によりNAC1とDNAとの結合を確認した。候補遺伝子のsiRNAを行いマトリジェルを用いた細胞浸潤能への影響を検討したが、細胞浸潤能を制御するNAC1の真の下流遺伝子は現在まだ同定できていない。26年度が最終年度であるため、記入しない。腫瘍医学26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度予定していた下記の研究計画は滞りなく遂行したため。1)NAC1の下流遺伝子群の網羅的解析2)膵局所浸潤および肝転移モデル系を用いた解析3)NAC1の下流遺伝子群のうち細胞浸潤能を制御する遺伝子群の同定本研究の成果として、論文を発表する。膵癌の細胞浸潤能を制御するNAC1の下流遺伝子群を同定解析し、治療標的への応用を目指す。
地球規模の二酸化炭素循環システムにおける地球深部物質の役割

本研究は,地球上の二酸化炭素循環を理解するために,地球深部起源岩石中に炭酸塩鉱物などの形で固定される二酸化炭素成分とそれをモニターするために二酸化炭素成分と同時に固定される元素を明らかにすることを目的に行なわれた.まず,(1)海洋底に直接露出している地球深部起源岩石,(2)糸魚川-青海地域の変成岩,(3)構造運動によって地球深部岩石が露出した北海道幌満かんらん岩体に対して特に検討した.元素モニターを行なうために,炭酸塩鉱物や通常の造岩鉱物中の微量元素成分を金沢大学設置のLA-ICPMSを用いて測定する方法の開発を行なった.そして,これらの方法を利用して,測定を行なった.1のサンプルに関しては,光学顕微鏡観察,電子顕微鏡観察により,炭酸塩鉱物の産状,種類によって2ステージある事を明らかにし,それぞれの微量元素の特徴としては,Sr, Uに関して大きなシンクとなる可能性があるが,その他の元素についてはほとんど含まれていない事を明らかにした(投稿準備中).また,ある種の岩石の微量元素パターンに特殊な特徴があることを指摘し,その特徴はこの岩石が流体の影響を受けているためであることを指摘した(文献1,Nakamura et al.,2007)2のサンプルに関しては,炭素を多く含む試料を含めて,構成鉱物の微量元素の特徴を明らかにし,これまで知られていない特殊な化学的特徴を持つ流体が関与していること,その発生メカニズムについて議論した(文献3,Morishita et al.,2007,Island Arc).3のサンプルに関しては,二酸化炭素ではないが,ほとんど微量元素を含まない流体が付加したことを明らかにした(文献2,Morishita et al.,2007,Lithos).本年度は,地球規模の二酸化炭素循環における地球深部物質の役割を明らかにするため,まず,次の2点について特に研究を行った.(1)分析手法の開発.(2)天然の岩石からのデータ抽出.(1)分析手法の開発金沢大学に設置してある電子線マイクロプローブアナライザー(EPMA)とLaser-ablation ICP-MS装置を用いて,微小領域から炭酸塩鉱物の主要元素/微量元素を測定するルーチンの構築と,そのデータの確度と精密度に関して検討した.特に微量元素測定においては,標準物質の既知のデータと比較中であり,現在開発中の測定方法が確立されれば,これまでの同様の種類の測定方法よりも圧倒的に,少量かつ短時間で測定が可能となる.(2)天然の岩石からのデータの抽出特に天然試料として,南西インド洋で採取された地球深部物質であるカンラン岩中の炭酸塩鉱物に着目して,その産状,鉱物種,化学組成的特徴を明らかにした.その結果,炭酸塩鉱物の産状は基本的に脈状であり,その鉱物種としては主にアラゴナイトとカルサイトであることがわかった.また,アラゴナイトタイプがカルサイトタイプより常に先に形成されており,この違いは,地球深部物質の変質程度/条件の違いによるものであるという知見を得た.特に,カンラン岩中のカンラン石の変質過程と炭酸塩鉱物の形成は密接に伴っており,カンラン岩と海水の反応によって,周囲の海水の化学的特徴が変化することと温度効果により,アラゴナイトの次にカルサイトタイプが形成されることが説明できることを示した.また,これ以外の天然試料として,日本の数カ所の地球深部物質が露出している地点において予備的な野外調査を行った.本研究は,地球上の二酸化炭素循環を理解するために,地球深部起源岩石中に炭酸塩鉱物などの形で固定される二酸化炭素成分とそれをモニターするために二酸化炭素成分と同時に固定される元素を明らかにすることを目的に行なわれた.まず,(1)海洋底に直接露出している地球深部起源岩石,(2)糸魚川-青海地域の変成岩,(3)構造運動によって地球深部岩石が露出した北海道幌満かんらん岩体に対して特に検討した.元素モニターを行なうために,炭酸塩鉱物や通常の造岩鉱物中の微量元素成分を金沢大学設置のLA-ICPMSを用いて測定する方法の開発を行なった.そして,これらの方法を利用して,測定を行なった.1のサンプルに関しては,光学顕微鏡観察,電子顕微鏡観察により,炭酸塩鉱物の産状,種類によって2ステージある事を明らかにし,それぞれの微量元素の特徴としては,Sr, Uに関して大きなシンクとなる可能性があるが,その他の元素についてはほとんど含まれていない事を明らかにした(投稿準備中).また,ある種の岩石の微量元素パターンに特殊な特徴があることを指摘し,その特徴はこの岩石が流体の影響を受けているためであることを指摘した(文献1,Nakamura et al.,2007)2のサンプルに関しては,炭素を多く含む試料を含めて,構成鉱物の微量元素の特徴を明らかにし,これまで知られていない特殊な化学的特徴を持つ流体が関与していること,その発生メカニズムについて議論した(文献3,Morishita et al.,2007,Island Arc).3のサンプルに関しては,二酸化炭素ではないが,ほとんど微量元素を含まない流体が付加したことを明らかにした(文献2,Morishita et al.,2007,Lithos).
物性制御を目指した負イオンビーム技術の確立

1.半導体プロセス用大電流負イオン源と中電流負イオン注入装置の開発:半導体への負イオン注入に必要な硼素、燐、珪素、炭素など種々の負イオンを連続して数mA得供給できるRFプラズマスパッタ型負重イオン源(RFNIS)を開発した。また、小型の負イオン源を搭載した最大加速電圧140kVの中電流負イオン注入装置を開発した。本装置はクリーンブ-ズを有しており、実プロセスと同じ清浄な条件で負イオン注入が可能である。2.負イオン注入に伴う帯電現象の解明:負イオン注入時の絶縁電極の帯電は数Vであることを理論的に解明し、これを二次電子放出比とエネルギー分布測定から証明した。また、絶縁物の表面帯電電位の計測法として二次電子エネルギー分析による方法を考案し、これで半導体製造に用いられる絶縁物の負イオン注入による帯電電位は負の10V程度で有ることが判明した。更に、絶縁物の帯電機構として電気二重層モデルを提案した。3.負イオン注入デバイスの評価:ゲート酸化膜の劣化試験用デバイスに負イオン注入を行って評価して、負イオン注入が実際の半導体製造や次世代ULSI製造工程に利用できることを証明し、実用化の見通しを得た。4.極低エネルギー負イオンビーム蒸着の研究:大電流負イオンビーム減速蒸着装置を製作した。極低エネルギーにおけるビームのエネルギー幅は10eVと小さく、30eV程度に減速してもエネルギー制御性が有ることが判明した。更に、炭素負イオンを50eV400eVの極低エネルギーで蒸着し、その評価を行った。特性測定の結果、蒸着したカーボン膜は非晶質ダイヤモンドライクカーボン薄膜であることが判った。5.粉末への無飛散イオン注入法の開発:微粒子粉末へのイオン注入での粒子飛散問題に関して、飛散機構を理論的に解明し、理論や実験から負イオンによる無飛散イオン注入法を開発し、実用化の見通しを得た。1)半導体プロセス用大電流負重イオン源の開発:本研究者らは、これまでに開発したスパッタリングによる二次負イオン生成を動作原理としたてRFプラズマスパッタ型負重イオン源を改良して、半導体プロセスで必要とされる各種元素(ボロン、リン、シリコン、ヒソなど)を連続でmA級供給できる負イオン源を開発した。本負イオン源で達成された最大引出し負イオン電流は、炭素負イオンとしてC^-が1.6mA、C_2^-が2.3mA、シリコン負イオンではSi^-が3.8mA、ボロン負イオンでB_2^-が1.0mAである。また、スパッタ電圧の増加により得られる負イオン電流が増大できることが判明し、更なる負イオン電流の増加が期待される。2)負イオンビーム輸送系の開発:負イオンは余剰電子を0.52eV程度の電子親和力という極めて弱い力で原子に付着させている。従って、ガス粒子との衝突により比較的容易に中性化すると考えられている。本研究担当者らは、各種負イオンビーム(C,B,Si,Cuの負イオン)の各種ガス粒子中での電子離脱断面積を測定し、負イオンエネルギーや負イオン種、ガス粒子種に対する依存性を調べた。その結果、一電子離脱断面積は負イオンビームエネルギーが1040keV程度で最大を示し、その値は10^<-16>cm^2台であることが明かとなった。また、更なる負イオンエネルギーの増加では、減少すると考えられ、従って、100keV負イオン注入装置での数mの距離の負イオンビーム輸送系は残留ガス粒子圧力が10^<-4>Pa程度に維持することが必要であることが判明した。

これらの結果を基に設計された負イオンビーム輸送系を購入して、開発した負イオン源と組み合わせて「負イオン注入装置」を構成した。本年度は、6インチシリコン基板が搭載できる負イオンビーム処理装置を購入し、実際に各種の試料に負イオン注入を行って、当初計画した研究を遂行することができた。その概要を以下に記す。1.負イオンチャージアップ現象の理論解析と計算機シミュレーション孤立電極へ負イオン注入した時のチャージアップは、二次電子のエネルギー分布と二次電子放出比により決定されることを理論的解析により明らかにした。また、二次電子放出比やエネルギー分布を実際に測定して、この理論解析が正しいことを実験的に証明した。更に、導体と絶縁物におる微細周期構造への負イオン注入時の帯電状態を計算機シミュレーションした結果、導体部と絶縁部の帯電は互いに緩和し合うことが判明した。2.負イオンチャージアップ電位計測法の研究と表面電位測定負イオン注入中に放出される二次電子のエネルギー分析より、絶縁物の負イオンチャージアップ電位計測法を開発した。これにより、ゲート酸化膜に用いられる二酸化シリコン膜、半導体プロセスに利用されるホトレジスト膜、液晶用TFTの基板となる石英硝子や無アルカリガラスの負イオン注入時の表面電位は負の数Vと極めて小さいことが明らかにした。また、その帯電機構モデルとして、電気2重層モデルを提案した。3.負イオン注入したデバイスの評価6インチシリコン基板上に形成した微小なゲート酸化膜(20nm)の帯電劣化試験用デバイス(TEG)に負イオン注入を行った。そして、デバイスの性能を評価した結果、アンテナ比が10^4以下では100%、また、10^5でも97.7%のゲート酸化膜が負イオン注入後も正常であることが明らかとなった。これらにより、負イオン注入法の実用化の見通しが得られた。負イオンと正イオンの違いが顕著に現れる極低エネルギー領域での負イオンビーム蒸着や中エネルギーでの絶縁物への負イオン注入の負イオンビーム物性制御技術の確立を目指して研究を行い、以下の成果を得た。1.大電流極低エネルギー負イオンビーム蒸着系の開発と極低エネルギー負イオンビームのエネルギー幅測定現有する荷電粒子軌道計算機コードを用いて、大電流負イオンビームの減速電極系を設計と製作を行った。また、スパッタ型負イオン源の負イオンビームのエネルギー分析を行い、極低エネルギーにおけるビームのエネルギー幅を測定・評価した。その結果、本減速蒸着系での負イオンビームは、炭素負イオンビームで13.5eVから銅負イオンビームの9eVと極めて小さく、30eV程度の減速でもエネルギー制御性が有ることが判明した。2.極低エネルギー負イオンと固体との相互作用の研究炭素負イオンビームを50eV400eVの極低エネルギーで蒸着してカーボン薄膜を作製し評価した。カーボン膜の硬度は195Hvと下地基板(115Hv)より硬度が上昇した。また、X線回析測定から膜質は非晶質でありこと、XPS分析によるClsスペクトルから成膜したカーボン膜の炭素原子の結合状態はダイヤモンドのsp3構造と極めて近いこと、そして、膜の炭素原子密度はダイヤモンドとグラファイトの中間にあることなどから、作製した極低エネルギー炭素負イオンビーム蒸着膜は非晶質ダイヤモンドライクカーボン薄膜であることが判った。3.粉末への負イオン注入による無飛散イオン注入法の開発
大腸菌感染防御におけるIL-17産生γδT細胞の役割と増殖機構の解明

1.γδT細胞のIL-17産生分子機構の解析IL-17産生γδT細胞のサイトカイン産生能について調べた結果、IL-17産生γδT細胞はTh17細胞同様IFN-γおよびIL-4産生γδT細胞とは異なる独立したサブセットであると考えられた。IL-17産生γδT細胞の表面マーカーを網羅的に調べた結果、末梢における特異的マーカーとしてCD25を発現していることを見いだした。IL-17産生γδT細胞は胎生期にIL-17産生能を獲得しその後末梢でCD25を発現すること、そしてそこからのシグナルにより維持されていることが明らかとなった。IL-17産生γδT細胞の機能分化に関わる分子を解析するために、まずTh17細胞分化に重要な2つの転写因子RORγtとstat3の欠損マウスを用いて解析を行った。その結果、γδT細胞においてもRORγtはIL-17産生γδT細胞機能分化に必須であった。またstat3はTh17細胞同様γδT細胞からのIL-23誘導性IL-17産生に重要であることがわかった。IL-17産生γδT細胞分化に関わる新規分子を探索するため、IL-17産生能を有するγδT細胞を不死化した細胞株を樹立しmicroarray解析を行った。その結果IL-17産生γδT細胞特異的候補分子を同定し、現在その分子の詳細な解析を進めている。2.γδT細胞の機能と抗原認識機構の解析蛍光色素CFSEを用いたin vivoでの常在性γδT細胞追跡実験の結果、大腸菌感染後期に増殖するγδT細胞は腹腔内に常在するγδT細胞と同じrepertoireであることがわかった。γδT細胞の抗原認識機構を解析するため、腹腔内常在性γδT細胞の不死化細胞株樹立を試み成功した。現在この不死化細胞株を用いて認識抗原のスクリーニングを行っている。
リスク行動の2重プロセスモデルの理論的一般化とその変容過程の応用研究

本年度の研究業績は以下の通りである。1.リスク行動の受容と回避の2重プロセスモデル前年度までのリスク行動の2重プロセスモデルの研究成果を査読論文としてまとめた。環境リスク行動に関する成果は、Journal of Environmental Psychologyに採択され、災害リスク行動に関する成果は、社会心理学研究に採択された。2.行動変容のための実験研究従来型の行動変容の研究手法では、リスク回避を動機づけるシングルプロセスのみを前提としており、リスク回避と許容の心理的葛藤を仮定した2重プロセスによる検討が不十分であった。そこで、2重プロセスの心理要因を応用した行動変容実験を実施した。その結果、リスク行動に関連した社会的イメージにアプローチすることで、リスクを許容する心理プロセスの影響力を抑制し、リスクを回避しようとする心理プロセスの影響力を相対的に強化することに成功した。これらの研究成果の一部は、2006年7月に開催された国際応用心理学会(26thICAP)で発表された。3.リスク行動の2重プロセスの国際比較研究リスクを回避しようとする『目標志向型決定』とリスクを許容する『状況依存型決定』の2つの意思決定の心理プロセスおける、個人主義と集団主義の社会・文化的文脈特性に応じた違いを解明するため、個人主義の文化特性が強いオランダと、集団主義の文化特性が強い日本の2国間の国際比較研究を実施した。その結果、リスク行動の心理プロセスを規定する主要な要因である態度や規範感の影響プロセスに違いがあることが示唆された。これらの研究成果の一部は、日本社会心理学会第47回大会、日本心理学会第70回大会、第33回消費者行動研究コンファレンスにて発表された。1.リスク行動の2重プロセスの発展リスクを回避する目標指向型決定と、リスク行動を受容する状況受容型決定の2重プロセスを仮定し、モデルの一般化について検討を行った。環境リスク関連行動と災害リスク関連行動を対象に研究を行い、その成果は、国際的学会誌と国内の学会誌に投稿し審査中である。さらに、研究を進展させ、状況受容型決定と目標指向型決定を左右する要因として、行動コントロール認知があることを明らかにした。この研究成果は、ドイツ環境心理学会にて発表された。2.モデルの一般化に向けた国際比較研究共同研究先との協議により、日本とヨーロッパの制度的な違いによる影響を最小限に抑え、文化的文脈の違いをより反映する行動として、食品摂取行動を対象に調査を行うことを決定し、質問項目を選定するため、予備調査を実施した。現在、調査結果をまとめ、Psychology & Health等の国際的学会誌に発表するための論文を執筆中である。さらに、本調査の質問紙の作成と調査時期の調整に着手している。3.行動変容のための応用研究まず、環境リスク関連行動を対象に、否定的なイメージ喚起によるリスク行動変容のメカニズムを検討する実験を行った。その結果、イメージの喚起は、状況受容型決定を抑制する影響が確認され、状況受容型決定にアプローチする手法として有効であることを示唆した。この研究成果は、2006年の国際応用心理学会で発表することが受理された。また、研究成果を、環境教育学会誌に投稿する予定である。次に、災害リスク関連行動を対象に、リスク回避行動を促進に有効的なリスク認知の形成を目的としたアクション・リサーチを実施した。その結果、災害リスク認知を、自然現象の脅威の大きさと、社会的要因に起因する脆弱性の大きさの関連性から判断するコミュニケーションにより、具体的な被害評価に基づくリスク認知を一般住民に形成することができ、実践的応用の観点からも有効性が確認された。
グリア幹細胞由来因子を用いた生殖臓器の組織再構築誘導の試み

本研究では神経組織の再構築に関与するグリア幹細胞の生殖器官の再構築に対する促進効果の有無を検討した。その結果、h-TERT導入したヒト子宮内膜上皮細胞株の培養系で、グリア幹細胞の存在下にヒト子宮内膜上皮細胞間隙の接着および立体構造の再構築が促進されることが発見された。これらの知見はグリア幹細胞由来因子が生殖医療において新たな誘導因子として利用できる可能性を支持するものである。研究分担者の西尾は神経細胞の支持細胞であり同じく神経上皮由来であるグリア細胞の幹細胞に着目し、これを脱分化誘導して脊髄の切断部に移植した結果、従来では困難と考えられていた切断された脊髄軸索の早期の再生を実現した。神経組織は3次元立体構造を作りながらニューロンネットワークを構築している点で、2次元平面構造を構築する通常の上皮組織に比して大きく進化しており、ゆえに神経組織の再構築に関与するグリア幹細胞の機能は注目こ値する。そこで本研究は、生殖臓器の組織再構築機構を顆粒膜細胞、子宮内膜上皮細胞、栄養膜細胞などの上皮細胞の再生・分化の制御という視点からとらえ直し、グリア幹細胞の生殖器官の再構築に対する促進効果の有無をスクリーニングして、グリア幹細胞由来因子が生殖医療において新たな誘導因子として利用できるかどうかについて検討することを目的として計画された。本研究に挙げたスクリーニング実験を施行した結果、金沢大学の京先生から提供を受けたh-TERT導入したヒト子宮内膜上皮細胞株とEGFP-transgenicラットから採取したグリア幹細胞を共培養して、子宮内膜上皮細胞間の相互応答に対する作用を検討した実験系で、グリア幹細胞の存在下にヒト子宮内膜上皮細胞間隙の接着および立体構造の再構築が促進されることが発見された。これらの知見は本研究で作業仮説となっていたグリア幹細胞由来因子が生殖医療において新たな誘導因子として利用できる可能性を支持するものであり、今後の研究の発展が期待できると評価される。
ツキノワグマによるクマ棚形成を介した間接効果とハビタット創出

クマ棚の分布は尾根に集中した。クマ棚形成に伴って形成された小規模林冠ギャップの面積は、尾根において年間1haあたり141.3m2にも達し、この面積は調査地区の尾根に創出した倒木ギャップ面積の約6.6倍であった。林冠層における開空率および液果植物の結実率は閉鎖林冠下より小規模林冠ギャップ下のほうが高い値を示した。センサーカメラによる観察から、鳥類および哺乳類がクマ棚を採餌、貯食、休憩、繁殖の場所として利用していることが明らかになった。本研究は、クマ棚の形成に伴う林冠ギャップの創出が下層の林内植物の繁殖(開花・結実)や更新(実生発生)に及ぼす影響(「ツキノワグマと林内植物の間接効果」研究)と、クマ棚の形成が小型動物のハビタット創出に与える効果(「エコシステム・エンジニア」研究)を分析することを目的とする。21年度は本研究の基礎固めとなるクマ棚の実態と形成要因に関する基礎研究を進展させたとともに、22年度以降のフロンティア研究に関するさまざまな調査方法を試行し、本格化する調査の準備を整えた。基礎研究では、過去5年以内にクマ棚が形成された樹木を対象に、クマ棚が分布する地形(沢・尾根・斜面)、クマに選択された樹木の種類・胸高直径、周辺に分布する樹木の個体数・種類数を調査し、クマの樹木に対する選好性を分析した結果、尾根地形の林内に優占し、かつ幹直径が太いミズナラ・コナラなどの樹木にクマ棚が形成されやすいことが明らかになった。また、樹木1個体あたりのクマ棚の個数、折られた枝のサイズ(枝元直径・長さ・幅)を計測し、クマ棚の形成により創出された小規模林冠ギャップの規模を樹木の種類で比較した結果、樹木の種類によって違いがみられることも明らかになった。これらの研究は今後のクマ棚研究を進めるうえで重要な基礎情報を与えるものであり、クマを介した小規模林冠ギャップの形成に関する新たな知見は森林動態の研究に貢献するものである。フロンティア研究では調査方法がまだ確立されていないため、クマ棚下の階層別の光環境の調査、林内植物の開花・結実・生長の調査、および樹上のクマ棚や林床・小川に落下した枝の束の微細環境における哺乳類と鳥類の調査(センサーカメラ)を試行した。22年以降実施するクマ棚下での実生調査に先立って、対象とする樹木の発芽条件を把握するために、樹上から採取した種子を対象にインキュベーターによる発芽実験を試行した。本研究は、クマ棚の形成に伴う林冠ギャップの創出が下層の林内植物の繁殖や更新に及ぼす影響(「ツキノワグマと林内植物の間接効果」研究)と、クマ棚の形成が小型動物のハビタット創出に与える効果(「エコシステム・エンジニア」研究)を分析することを目的とする。生態学的なクマ棚研究の新領域を開拓し、森林生態学の分野に新たな視点と分析軸を提供する。22年度は21年度に引き続き、本研究の基礎固めとなる「クマ棚の実態と形成要因」に関する「基礎研究」を長期モニタリング・サイト(約3km2)で実施し、創出された小規模林冠ギャップの面積と空間分布を詳細に把握した。具体的には、過去4年間に樹上でクマが折った枝の直径カテゴリ(小:d≦1.5cm、中:1.5≦d≦3cm、大:d>3cm)の観察と落下した枝の長さ・幅・厚さ・直径の計測から小規模林冠ギャップ面積を推定した。樹木1個体当たりのギャップ面積は樹種間に有意な違いは認められなかったが、個体間のばらつきは大きかった(平均:5.6m2、最大:30.8m2、最小:0.2m2)。林冠ギャップの積算面積は1ha当たり平均234.2m2(最大:408.2m2、最小:44.1m2)と推定され、これは1個体の平均樹冠面積(57.Om2)の4.1倍(最大:7.2倍、最小:0.8倍)に相当した。林冠ギャップは林冠の各階層に形成されたが、上層中層に集中した。モニタリング・プロット(20m×50m×13個)に出現する樹木(DBH>15cm)を対象に、林冠ギャップを有する樹木の分布様式を求めた結果、5m10mの規模で集中分布を示した。2122年度で「基礎研究」を精力的に実施し、「フロンティア研究」に関する新しい仮説を生み出すことができた。22年度は「フロンティア研究」に関する調査手法を試行・開発し、23年度以降に本格化する長期モニタリングの実施体制を整えることができた。本研究は、クマ棚の形成に伴う林冠ギャップの創出が下層の林内植物の繁殖や更新に及ぼす影響(ツキノワグマと林内植物の間接効果研究)と、クマ棚の形成が小型動物のハビタット創出に与える効果(エコシステム・エンジニア研究)を分析することを目的とする。

23年度は22年度に引き続き、本研究の基礎固めとなる「クマ棚の実態と形成要因」に関する「基礎研究」を長期モニタリング・プロット(20m×50m×18個)で実施し、6年間に創出された小規模林冠ギャップの面積と空間分布の特徴を明らかにするとともに、その成果を投稿論文(英文)にまとめた。プロット内に出現する胸高直径15cm以上の樹木に対して、一年間のフェノロジー(展葉期、開花期、結実期、落葉期)、果実の成長(サイズと色)、およびクマの木登り行動を詳細に調査し、クマが樹上資源を利用する季節パタンを明らかにした。これらのクマの基礎生態に関する研究成果は、今後のクマ棚研究の発展にとって有益な情報となった。また、林冠部における小規模林冠ギャップの形成がその下の液果植物の結実促進に与える効果を2年半の野外調査によって検証し、その成果を投稿論文(英文)にまとめた。「ツキノワグマと林内植物の間接効果研究」および「エコシステム・エンジニア研究」からなる「フロンティア研究」については、調査手法の開発を精力的に実施した。例えば、照度センサを利用してクマが作った小規模林冠ギャップ下の光環境を階層別に長期モニタリングする方法を開発した。また、樹上のクマ棚を二次利用する哺乳類・鳥類をモニターする自動センサーカメラの設置手法と運用方法をほぼ確立した。さらには「フロンティア研究」に関わる新しい仮説を生み出せた。したがって、24年度以降に本格化する長期モニタリングの実施基盤を十分整備できた。本研究は、クマ棚の形成に伴う林冠ギャップの創出が下層の林内植物の繁殖や更新に及ぼす影響(ツキノワグマと林内植物の間接効果研究)と、クマ棚の形成が小型動物のハビタット創出に与える効果(エコシステム・エンジニア研究)を分析することを目的とする。生態学的なクマ棚研究の新領域を開拓し、森林生態学の分野に新たな視点と分析軸を提供する。24年度は23年度に引き続き、本研究の基礎固めとなる「クマ棚の実態と形成要因」に関する「基礎研究」を長期モニタリング・プロット(20m×50m×18個)で実施し、7年間に創出された小規模林冠ギャップの面積と空間分布の特徴を明らかにした。「ツキノワグマと林内植物の間接効果研究」および「エコシステム・エンジニア研究」からなる「フロンティア研究」については、23年度までに開発した調査手法を用いて長期的なモニタリング調査を開始した。前者の研究では、小規模林冠ギャップの修復(閉鎖)の速度を評価するために、照度センサを小規模林冠ギャップがあるミズナラ個体の下の各階層(0.5m・2m・5m・樹冠下・樹冠中・樹冠上)に設置し、20分間に一度の計測の長期モニタリング調査を開始した。後者の研究では、自動センサーカメラを樹上に設置し、クマ棚を二次利用する哺乳類・鳥類の長期モニタリング調査を開始した。その結果、テン・ムササビ・リス・ヤマネ・ヒメネズミなどの哺乳類、カケス・アカゲラ・シジュウカラなど鳥類を撮影することができた。これらの動物がクマ棚を利用していることが明らかになったが、今後は利用目的を解明する必要がある。「ツキノワグマと林内植物の間接効果研究」と同様に、林業被害の一つである「クマ剥ぎ」によっても樹木を枯らし林冠ギャップが創出されることがある。これに関する新しい仮説「クマ剥ぎが光環境を改善し、林床植物の種多様性を向上させる」を検証し、支持する結果を得た。本研究の基礎固めとなる「クマ棚の実態と形成要因」に関する「基礎研究」は、当初の計画以上に進展し、本格的な「フロンティア研究」が実施できる基盤を十分に整備できた。
地域農業を支えるCPSの実証研究：高精度収穫量予測手法の確立

農作物の収穫に深刻な影響を与える災害被害への一対策として、地域農業へCPS(Cyber Physical System)を構築・活用する。まず、これまで検討例が少ないイチゴ(一シーズンに複数回収穫される作物)に着目し、地域就農者が運営するハウス施設内に、LPWA無線ネットワークを構築(汎用電子部品のみで開発したセンサ端末を配置)する。次に、クラウドに収集された環境、施設、栽培に関するデータ群に対して、短期変動を考慮した収穫モデルとノンパラメトリック回帰を施し高精度な収穫量予測手法を確立する。さらに、得られた予測精度の情報学・農学的解析を行い、イチゴ栽培に関する新たな知見を得ることを目指す。
腸管運動をコントロールする壁内刺激伝導系を構成する細胞の形態学的解析

消化管運動のコントロール機構解明のため、主として、免疫組織化学的手法にてマウス、ラット、モルモット、イヌの小腸および大腸について、消化管壁に見られる細胞群の免疫組織細胞学的および形態学的解析を行い、特にペースメーカと考えられる細胞に発現されるギャップ結合構成蛋白であるコネキシン(Cx)の免疫化学的特性との関連において検討した。いずれの動物においても、腸管のペースメーカ領域の一つである小腸の深部筋神経叢(DMP)に、透過型電子顕微鏡観察によりギャップ結合を豊富に持つ細胞が認められた。また、免疫組織細胞化学的観察では、同領域にCx43の発現が認められ、モルモット以外の動物ではCx45も認められた。マウス、モルモットのDMPにおいてc-kit receptor tyrosine kinase分子に対する抗体に陽性の細胞はCx43を発現する細胞に一致することが示され、さらに、マウスではCx45を発現する細胞と、c-Kit陽性細胞が完全に一致することが示された。以上より、c-kit陽性の腸管運動のペースメーカー細胞はCx45を特異的に発現していることが示され、心臓のペースメーカ細胞にCx45が発現されていることとあわせるとCx45の刺激伝導系における機能的重要性が強く示唆された。次に、c-kit遺伝子の細胞内ドメインであるtyrosine kinaseをコードする部位の変異によりc-Kitの活性を欠くことの知られているW-mutantマウスでは、筋間神経叢の抗c-Kit抗体陽性細胞は消失するものの、DMPにおいてCx45を発現する部位に抗c-Kit抗体陽性反応が観察された。したがって、DMPに見られる抗c-Kit抗体陽性細胞の発現するコネキシン45ギャップ結合はc-Kit分子のtyrosine kinase活性とは直接の関係のない可能性が示唆された。
学習ログと脳活動分析に基づく効果的な学習フィードバック方法の開発

本研究の目的は,学生の学習行動の履歴である学習ログの分析結果に基づき効果的なフィードバック方法を開発し,その学習に対する効果を行動データと脳活動測定とによって検証することにある。この目的を達成するために,本年度は以下を実施した。1.学習に対するフィードバックや介入を効果的にするには,目標となる具体的な「優れたパフォーマンス(good performance)」と自身の現在の状態との差を明確に示す必要がある。そのため,まず,本研究では,「優れたパフォーマンス」である高成績者の効果的な学習方法を明らかにすることとした。具体的には,e-bookの閲覧ログを中心とする学習ログの分析によって,授業外での予習・復習における高成績者のe-bookおよびそのページを参照するタイミングや頻度を分析したうえで,どのようにページ間やe-book間の概念をつなぎ,理解を深めていくのかを検討した。本成果は,国際誌に投稿予定である。2.現在の大学における情報通信技術(ICT: Information and Communication Technology)教育において,重要な地位を占めるMOOC(Massive Open Online Course)講座を受講した際の学習を想定し,その基礎となる「動画を観察しながら理解する状態」と「理解内容を伝える状態」の行動データおよび脳活動データを測定する実験を実施した。具体的には,大学生30名を実験参加者として,「動画の観察」と「動画観察で理解した内容を伝達すること」を求め,その際の脳活動データをNIRS(近赤外分光法: Near-Infrared Spectroscopy)を利用して計測した。本成果は,国際会議および国際誌に投稿予定である。本研究において,当初計画していた「学習ログを利用した高成績者の学習パターンの分析」と「学習時における基礎的な行動データと脳活動データの取得」を実施したため,おおむね順調に進展しているといえる。今後は,今年度の成果である「学習ログを利用した高成績者の学習パターン」から,具体的にどのような学習フィードバックが可能であるかを検討する段階に移行する。また,これと並行して,今年度の実験結果に基づき,より実際の授業・学習時に近い行動データと脳活動データを取得し,効果的な学習と授業改善に向けた足掛かりとする。当予算以外の予算により予定していた学会参加が可能であった。また,当初予定していたNIRS装置とは異なる装置のレンタルによる実験実施が可能であり,予定していた予算をしようしなかった。これらの理由により,次年度使用額が生じた。次年度使用額を利用することで,すでに得た実験データの当初の予定よりも詳細な分析と,更なる追加実験が可能となったため,これらを実施する予定である。
気管支肺胞洗浄液中シアリダーゼ活性測定の臨床的有用性の評価

本研究は、奨励研究24931010「質量分析による高感度酵素活性測定法の開発」の課題の中で気管支肺胞洗浄液(BAL)中のシアリダーゼ活性の臨床的有用性について研究を行った。シアリダーゼ活性は4-メチルウンベリフェリルノイラミン酸を4-メチルウンベリフェロン(4MU)とシアル酸に分解させる方法を利用した。特発性聞質性肺炎(IPF)13例、インフルエンザ+急性呼吸窮迫症候群(ARDS)3例、ニューモシスチス肺炎+ARDS11例、サルコイドーシス10例のBAL中シアリダーゼ活性を測定したところ、インフルエンザウイルス性肺炎+ARDSで110.2±69.6U/L、ニューモシスチス肺炎+ARDSで14.6±27.3U/L、IPFで152.2±4L3U/L、サルコイドーシスで8.9±14.7U/Lであった。ニューモシスチス肺炎+ARDSとサルコイドーシスでは、活性が見られない検体が多かったことからシアリダーゼを産生する細胞が活性化されていないと考えた。IPFでもシアリダーゼ活性が低い検体と高い検体があり、KL-6やLDとも相関していなかった。インフルエンザウイルス性肺炎+ARDSではシアリダーゼ活性とKL-6濃度及びLD活性で相関が見られた。これらの知見からシアリダーゼ活性は、II型肺胞上皮細胞に増生に伴って増加するのではなく、マクロファージなどの線維化を誘導する細胞に由来している可能性がある。今後、シアリダーゼを産生する細胞の特定やシアリダーゼのアイソザイムを調べていく予定である。