hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
足場タンパク質JSAPによる細胞のがん化と細胞分裂制御機構

正確な細胞分裂制御は、細胞のがん化や悪性化を防ぐ観点からも、極めて重要な機能であるが、未だ不明な点が多い。本研究では、近年、様々ながん細胞において高発現していることが知られ、細胞内輸送制御因子でもある足場タンパク質JSAPの機能解析を通じ、細胞分裂制御機構の解明を試みた。その結果、HeLa細胞において、JSAPの高発現は、多核化などの核形態異常、細胞分裂期における中心体数の異常や多極紡錘体を引き起こし、それらはモータータンパク質であるキネシンとの結合を通して引き起こされたことから、細胞分裂制御機構において、JSAPは細胞内輸送制御を介して重要な役割を持つことを明らかにした。本年度は、JSAP発現増加細胞における核形態異常の誘発が、どのようなメカニズムで起こるかについて検討を行うため、JSAPの変異体発現ベクターを用いて解析を行った。さらに、核形態異常を誘発する原因として知られる、細胞周期のM期における中心体の複製や成熟異常の可能性について検討を行うため、免疫細胞化学染色により解析を行った。JSAPはモータータンパク質であるキネシンと結合し、細胞内輸送制御因子としての役割が知られていることから、キネシンとの結合ドメインを欠損した変異型JSAPを発現するJSAP_⊿KBD発現ベクターをHeLa細胞に遺伝子導入を行った。その結果、野生型JSAPで多数認められた多核化などの核形態異常を持つ細胞がほとんど認められなかった。また、中心体のマーカータンパク質として知られるγ-チューブリン抗体を用いて免疫細胞化学染色を行ったところ、野生型JSAPを遺伝子導入したHeLa細胞では、細胞周期のM期において、1つの細胞に本来2つである中心体が、3つ以上ある細胞が多数観察された。しかしながら、JSAP_⊿KBD発現ベクターではその様な現象は認められなかった。以上の結果より、JSAP発現増加による核形態異常の誘発は、M期における中心体数の異常による娘細胞への染色体分配異常によって引き起こされている可能性が示唆された。また、これらの現象はキネシン結合ドメインを欠損したJSAPでは観察されないことから、キネシンを介した細胞内輸送機構の異常が原因と考えられる。これらのことから、JSAPによる細胞のがん化と細胞分裂制御機構に着目した解析を行うことは、未だ不明な点が多い、がん細胞における染色体不安定性の獲得メカニズムの解明に大きく貢献すると考えられ、非常に意義あるものである。本年度の研究成果により、研究の目的であったJSAP発現増加による核形態異常の惹起が、キネシンのアダプター分子としての機能依存的であることを明らかにし、さらにM期において中心体の形成異常が起こることを明らかにしたことから、おおむね順調に進展していると考えられる。本年度は、JSAP発現亢進細胞における核形態異常、および中心体数の異常が、どのようなメカニズムで起こるかについて検討を行った。昨年度の実験結果において、モータータンパク質であるキネシン重鎖との結合ドメイン(KBD)を欠損したJSAP_ΔKBD発現ベクターをHeLa細胞へ遺伝子導入を行っても、野生型JSAPで認められる核の形態異常がほとんど認められなかったことから、本年度は、KBDだけを発現するベクターを、同様にHeLa細胞へ遺伝子導入を行った。その結果、核形態異常を持つ細胞はほとんど認められなかった。一方で、細胞質分裂に重要な因子でもある低分子量Gタンパク質ARF6と結合することが知られている、JSAPのロイシンジッパードメイン(LZ)を変異させたJSAP_LZ発現ベクターをHeLa細胞に遺伝子を行った。その結果、野生型JSAPで認められたのと同様、核形態異常を持つ細胞が多数観察された。以上の結果より、JSAP発現亢進による核形態異常は、キネシンを介した何らかの分子の細胞内輸送の破綻が原因と考えられ、またARF6非依存的であることが示唆された。さらに、JSAP発現亢進で認められる中心体数増加の原因について検討を行うため、中心体形成の核となる中心小体を、マーカータンパク質であるセントリン抗体を用いて免疫細胞化学染色を行った。その結果、本来1つの中心体に2つあるはずの中心小体が、1つ、または3つ以上あるものが観察されことから、JSAPの発現亢進により認められる中心体数の増加は、中心小体の複製異常、および中心小体同士の結合破綻によってもたらされる可能性が示唆された。これらのことから、JSAPによる細胞内輸送制御の観点から細胞のがん化と細胞分裂制御機構の解析を行うことは、がん細胞での染色体不安定性に関する研究の発展に大きく貢献すると考えられ、非常に意義あるものである。今後は、JSAP発現増加によるキネシンとの相互作用を介した細胞の性質異常の誘発が、どのような分子を標的としたものなのかを検討する。さらに、同定した標的分子の機能にどのような影響を与えるかについて、特に細胞内局在性に着目し、検討を行っていく。28年度が最終年度であるため、記入しない。
火山噴煙を3次元で再現する専用システムの構築

火山噴煙現象の理解、再現を目的に,火山噴煙の3次元数値プログラムの作成と可視化研究をすすめた。数値プログラムに関しては地球シミュレータ規模の大型計算機に実装できる高精度かつ高速の流体数値モデルを作成した。モデルの正当性を検証するために実験的によく調べられている単純な乱流ジェットのシミュレーションを行い,実験と整合的な乱流混合効率を再現することができた。さらに噴煙現象に適用し,ピナツボ1991年噴火を想定した数値シミュレーションを行った。その結果,衛星写真から得られた(1)噴煙最高高度と(2)水平に広がる傘型噴煙の半径拡大率,火山堆積物分布から見積もられる(3)傘型噴煙への体積流量,といった観測データを定量的に正しく再現することができた。これにより,実際の観測データと定量的に比較可能な3次元噴煙モデルを世界で初めて作成することができた。さらに,3次元計算で得られた観測量と噴出条件の関係を用い,傘型噴煙半径が衛星等で測定できれば噴火の条件をPCレベルの計算機で見積もれる簡易な手法を提案した。地形や噴火強度の時間変化の効果などをさらに導入することで,日本でも数年置きに起こるような小規模な噴火への適用が可能となるため,今後のモデル開発にも発展性がある。また,昨年度導入したワークステーションと可視化ソフトを用い,数百GBに及ぶ大規模シミュレーション結果の可視化を試み,噴煙などの乱流ジェット・プルームに特徴的な細かな渦から構成される表面構造を可視化することができた。これにより,よりリアリティをもって視覚に訴える火山防災システム等の構築につながる。火山噴煙現象の理解・再現を目的に,実際の火山噴煙に適用可能な数値プログラムの作成と専用計算機の構築をすすめた.数値プログラムに関しては,乱流ジェットの高分解能計算を行うことで,その混合効率がレイノルズ数に依存しないというこれまでの室内実験研究で得られた性質を再現することができた.これにより,現モデルにおいて乱流混合を再現するために必要な最大メッシュサイズを見積もることができた.さらに,プログラムの効率化・高速化によって地球シミュレータ等の大型計算機において大規模数値シミュレーションを実行でき,水平方向140kmまで拡大する傘型噴煙を再現することができた.噴煙シミュレーションの結果は従来の1次元モデルと比較し,風の影響が小さくなるようなピナツボ規模の大きな噴火では,傘型噴煙の高さや水平方向の拡大速度が1次元モデルの予想とほぼ一致したことを確認した.専用計算機の構築に関しては,新たにワークステーションを導入し,予備的な噴煙シミュレーション可視化に成功した.地球シミュレータなどの大型計算機で行う火山噴煙の数値シミュレーションデータは数GBから数百GBにも及び,データの縮小を行っても一般的なパーソナルコンピュータで可視化を行うことは難しい.そこで,計算演算装置を4つ備えたワークステーションに比較的計算負荷の小さな可視化ソフトを導入して,数値計算で得られた火山噴煙の断面図,もしくは3次元立体図の可視化を行うことができた.火山噴煙現象の理解、再現を目的に,火山噴煙の3次元数値プログラムの作成と可視化研究をすすめた。
電気インピーダンスによる再生軟骨の新しい定量的診断手法の開発

平成18年度では,軟骨組織の電気インピーダンスを測定するために,二電極法による電気インピーダンス測定装置を設計・作製した.測定に使用する電極の材料の検討を行い,イオンの溶出が少ない白金電極を測定に用いた.また,軟骨組織の厚さは個体によって異なっているうえ,押し付け力により容易に変形するため,電極間距離を高精度に調整できる試験機を作製した.製作した試験片を用いての軟骨組織の測定には,軟骨の疾患モデルとして酵素モデルを用いた.酵素モデルは,特定の細胞外基質成分を酵素処理により分解するものであり,任意に軟骨組織の内部組織を変化させることができる.酵素処理を施した軟骨組織の電気インピーダンス測定,力学試験,および流動電位の測定を行い,特に軟骨組織内部の水分状態に着目し関節軟骨の電気インピーダンスと力学特性との関係を調べた.軟骨組織のインピーダンスは基質分解に伴い低下し,また分解する基質成分により異なる低下傾向を示した.また酵素処理により軟骨の剛性が低下しており,電気インピーダンスの低下は剛性低下と相関を示した.力学試験,流動電位の測定においても,分解する基質成分により結果に違いが見られた.その結果,電気インピーダンスが含水率や内部水の流動性といった関節軟骨内部の水分状態による力学特性の変化を反映することが示唆された.得られた結果をもとに,第17回バイオフロンティア講演会(平成18年11月),第28回日本バイオマテリアル学会大会(平成18年11月)および第19回バイオエンジニアリング講演会(平成19年1月)において研究発表を行った,現在,日本臨床バイオメカニクス学会に論文を投稿中である.また,平成19年4月に第46回日本生体医工学会大会で研究発表を行う予定である.平成18年度では,軟骨組織の電気インピーダンスを測定するために,二電極法による電気インピーダンス測定装置を設計・作製した.測定に使用する電極の材料の検討を行い,イオンの溶出が少ない白金電極を測定に用いた.また,軟骨組織の厚さは個体によって異なっているうえ,押し付け力により容易に変形するため,電極間距離を高精度に調整できる試験機を作製した.製作した試験片を用いての軟骨組織の測定には,軟骨の疾患モデルとして酵素モデルを用いた.酵素モデルは,特定の細胞外基質成分を酵素処理により分解するものであり,任意に軟骨組織の内部組織を変化させることができる.酵素処理を施した軟骨組織の電気インピーダンス測定,力学試験,および流動電位の測定を行い,特に軟骨組織内部の水分状態に着目し関節軟骨の電気インピーダンスと力学特性との関係を調べた.軟骨組織のインピーダンスは基質分解に伴い低下し,また分解する基質成分により異なる低下傾向を示した.また酵素処理により軟骨の剛性が低下しており,電気インピーダンスの低下は剛性低下と相関を示した.力学試験,流動電位の測定においても,分解する基質成分により結果に違いが見られた.その結果,電気インピーダンスが含水率や内部水の流動性といった関節軟骨内部の水分状態による力学特性の変化を反映することが示唆された.得られた結果をもとに,第17回バイオフロンティア講演会(平成18年11月),第28回日本バイオマテリアル学会大会(平成18年11月)および第19回バイオエンジニアリング講演会(平成19年1月)において研究発表を行った,現在,日本臨床バイオメカニクス学会に論文を投稿中である.また,平成19年4月に第46回日本生体医工学会大会で研究発表を行う予定である.
波動現象とプラズマ現象の偏微分方程式による解析

本研究では、自然現象を記述する非線形偏微分方程式の数学方面からの解析を行った。特に、物理学における波動現象を記述する非線形波動方程式に関する研究とプラズマ現象を記述するブラソフ方程式に関する研究を中心に行った。期間内における主な成果としては、全ての次元におけるコーシー問題に対する摩擦波動方程式のp=1を含んだL^p decay問題の解決が挙げられる。偶数次元と奇数次元ではその解の解表示が違うことから、それぞれの次元について別々に研究を進めてきた。偶数次元についてはすでに海外の有力な雑誌に掲載されていて、研究発表欄に記載している。また、これらの一連の研究で得られた結果を対応する半線形方程式に適応する研究を現在も進めているところである。一方、研究成果の発表をするため米国フロリダで行われた数学国際会議「Fourth World Congress of Nonlinear Analysts WCNA-2004」に出席した。そして、この研究集会で発行されるProceedingsに研究発表した内容が記載されることになった。国内では、京都大学数理解析研究所で行われた短期共同研究「非線形波動および分散型方程式に関する研究」に参加し、研究発表および研究討議を行った。そして、この研究集会で発行される冊子にも研究成果が掲載されることになった。また、伝統のある九州大学で行われた研究集会「第22回九州における偏微分方程式研究集会」に講演者として依頼があり、研究成果の発表を行うことができた。これらの研究成果の発表を通して多くの研究者と研究討議をすることができ、さらなる問題解決への糸口や新しい発想を得ることができた。本研究では,自然現象を記述する非線形偏微分方程式の解析を行った.特に,物理学における波動現象を記述する非線形波動方程式に関する研究とプラズマ現象を記述するブラソフ方程式に関する研究を中心に行った.期間内では,非線形摩擦波動方程式の時間大域解の存在と一意性及び漸近挙動に関するいくつかの新しい結果を得ることができた.その中の一つは有力な海外の雑誌に掲載されることになっていて,雑誌論文の項目に記載している.具体的な内容は,臨界指数に関連した非線形項をもつ方程式の時間大域解の存在である.それはエネルギークラスと可積分クラスであるような,十分弱い条件下における初期値から得られた新しい結果である.これまでは,エネルギークラスの初期値ではあってもその台がコンパクトである場合にしか結果が得られておらず,その点においてもこの分野の研究を大いに進展させることができた.また,解の漸近挙動に関しても,エネルギークラスだけではなく可積分クラスのノルムに関するdecay rateの正確な値を与えることができた.このことについてもこの分野における研究を進展させることができたといえる.今回得られた結果は空間三次元までしか有効でないので,さらに,多次元に対しても何がしかの新しい結果を得るべく,現在も研究を続けている.この補助金の継続期間内にはさらなる成果が期待できると考えている.本研究では、自然現象を記述する非線形偏微分方程式の解析を行った。期間内では、全空間における線形の摩擦波動方程式の解のL^1ノルムに関する評価式とその導関数のL^1ノルムに関する減衰評価式を与えることに成功し、海外の有力な雑誌に論文が掲載されることとなった。また、外部領域での線形の摩擦波動方程式の解のL^2ノルムとL^1ノルムに関する評価式の導出にも成功し、これを利用することで、3次元までの半線形項を持つ摩擦波動方程式の時間に関する大域解の存在定理を証明することができた。これはFujita臨界指数に関する重要な結果である。この結果に関しても海外の有力な雑誌に論文が掲載されることとなった。本研究で行った研究成果を論文としてまとめただけではなく、日本数学会における一般講演をはじめとする研究発表を行った。今回得られた研究結果をさらに発展するために現在も研究を続けている。この補助金の継続期間内にはさらなる研究成果が期待できると考えている。
m型チオレドキシンによる光化学系Iサイクリック電子伝達の制御機構解明

植物は葉の葉緑体で光合成反応をおこなうことによって太陽の光エネルギーを生命が利用可能な化学エネルギーに変換している。植物は効率的に光合成をおこなうために様々な制御システムを備えている。本研究はその制御システムの一端を担うチオレドキシンに注目している。チオレドキシンとはあらゆる生物に普遍的に存在し、酵素などの働きを調節しているタンパク質である。植物が光合成を効率的におこなう上で、チオレドキシンがどのような役割を持つのかを分子レベルで明らかにすることが本研究の目的である。チオレドキシンによる光合成の制御メカニズムが明らかになれば、植物の光合成の能力およびストレス耐性能力を改善できる可能性がある。
都市環境防災のための高解像度気象情報予測プラットフォームの構築

本研究では、健康・安全かつ環境負荷の小さい都市空間の形成を目的として、マルチスケール・マルチフィジックスな高解像度気象情報予測プラットフォームの構築を行った。研究期間にわたる成果は下記の通りである。1GISを活用した都市パラメータの整備。2大気観測による風速プロファイルのモデル設定。3LES(Large Eddy Simulation)様々な温度成層下の乱流統計量のデータベースの作成。4LESにおける流入境界の作成。5領域気象において、都市汚染物の拡散性状を評価と集中豪雨発生のメカニズムの解明。6気候変動および都市温暖化を考慮した気象データの作成。7高密度市街地の大気環境の移動計測の確立。近年の集中豪雨や局所的な大気汚染など、都市環境や災害の問題に対処するためには、10kmオーダーの解像度で予測する既存の気象情報予測ツールでは不十分である。そこで、本研究では、健康・安全かつ環境負荷の小さい都市空間の形成を目的として、マクロな気象情報からミクロな気象情報をダウンサイズする手法の開発、あるいはミクロ解析の結果からマクロな解析モデルの予測精度向上を図り、大気汚染や雲形成などを含めたマルチスケール・マルチフィジックスな高解像度気象情報予測プラットフォームの構築を行う。特に、本年度は主に下記の課題に関して取り組んだ。1都市大気環境の実態状況を把握し、またメソ気象解析モデルの各物理パラメータの同定用データとするため、ドップラーライダーシステムによる都市上空風速の計測を行った。地表から高度500 mまでの各高さにおける風速データを収集し、その鉛直プロファイルから、都市が及ぼす上空風への抵抗度を表す粗度長などを算出した。2LESを用いて気象情報をダウンサイズする際には、解析の流入境界における時系列的に変動する風速データを与えなくてはならない。大気境界層を模擬した流れを対象とした解析を実施し、物理的および統計的に適切な流入変動風の作成手法に関して検討を行った。3全球スケールの気象から都市スケールへの気象へのダウンサイズに関する検討を行った。大気循環モデルの結果を入力値とした領域気象モデルの解析を実施し、観測値との比較から予測精度検証を行った。本研究では、健康・安全かつ環境負荷の小さい都市空間の形成を目的として、マクロな気象情報からミクロな気象情報をダウンサイズする手法の開発、あるいはミクロ解析の結果からマクロな解析モデルの予測精度向上を図り、大気汚染や雲形成などを含めたマルチスケール・マルチフィジックスな高解像度気象情報予測プラットフォームの構築を行う。特に、当該年度は主に下記の課題に取り組んだ。1長期気象観測による風速鉛直プロファイルの特性分析:ドップラーライダーシステムにより、都市上空風の風速分布特性を高い空間解像度で長期にわたって継続的に計測し、都市内気流特性の解析における流入境界のモデル化精度への影響因子を明らかにした。2Large Eddy Simulation (LES)による都市キャニオン内流れ場の構造分析:高密度市街地を想定した都市キャノピーを対象としたLESデータベースを作成し、これを用いてRANSモデルの予測精度評価、運動量の乱流フラックスであるレイノルズストレスの物理機構、モデル化について検討を行った。3LESにおける流入変動風作成手法の開発:人工的に生成される流入変動風は目標とする乱流統計量を精度良く再現できる一方、解析領域流入直後に無視し得ない非物理的な乱れの減衰が生じる。そのような非物理的な乱れの減衰は、生成される流入変動風が流体の支配方程式を満足していないことによるところが大きい。そこで、連続式を満足する改良型流入変動風作成手法を開発した。特に、本年度は主に下記の課題に取り組んだ。1都市上空風の風速分布を継続的に計測し、基礎データを蓄積するとともに、都市内気流特性の解析における接近流のモデル化精度へ大気の条件が与える影響を明らかにした。2境界層風洞を用い、市街地空間における流れ場の可視化および乱流計測を実施した。熱線風速計に加え、Particle Image Velocimetryを用いて面的な流れ場の計測を行い、都市境界層における運動量の輸送過程に関して詳細な乱流統計量を収集した。3高密度市街地空間を対象としたLarge-Eddy Simulation (LES)による乱流統計量のデータベースを作成した。これを用いて運動量の乱流フラックスであるレイノルズストレスの物理機構、モデル化について検討を行った。4LESの流入条件として適切な流入変動風を与えなければならないが、人工的に生成される流入変動風は目標とする乱流統計量を精度良く再現できる一方、解析領域流入直後に無視し得ない非物理的な乱れの減衰が生じる。そこで、統計量だけでなく瞬時的な物理制約式も満たす改良型流入変動風作成手法を開発し、その妥当性評価を行った。5気候変動を考慮した建築熱負荷計算のため、全球気候モデルによって予測された気象データの領域気象モデルを活用した力学的ダウンスケーリングによって、気候変動と都市気候の局所性を考慮した将来の気象データを作成した。また、その気象データを用いて、建物熱負荷の気候変動による将来変化を検討した。観測や実験、数値解析によって計画している基礎データの収集が進んでいる。また、気象予測プラットフォームの要素技術の開発を進めるとともに、その応用解析にも着手している。

本研究では、健康・安全かつ環境負荷の小さい都市空間の形成を目的として、マクロな気象情報からミクロな気象情報をダウンサイズする手法の開発、あるいはミクロ解析の結果からマクロな解析モデルの予測精度向上を図り、大気汚染や雲形成などを含めたマルチスケール・マルチフィジックスな高解像度気象情報予測プラットフォームの構築を行う。特に、本年度は主に下記の課題に取り組んだ。1大気観測を継続し、様々な条件のもとでの屋外環境実態に関するデータのさらなる蓄積を行うことで、統計的有意性を増し、信頼性の高いデータベースの構築を行った。2東京大学生産技術研究所保有の温度成層境界層風洞を用い、市街地空間における流れ場の可視化および乱流計測を実施した。熱線風速計に加え、Particle Image Velocimetryを用いて面的な流れ場の計測を行い、都市境界層における運動量の輸送過程に関して詳細な乱流統計量を収集した。3高密度市街地空間を対象としたLarge-Eddy Simulation (LES)による乱流統計量のデータベースを作成した。これを用いて運動量の乱流フラックスであるレイノルズストレスおよび熱の乱流フラックスの物理機構、モデル化について検討を行った。4粗視化された乱流統計量からLESにおける流入境界を作成する方法について検討を行った。5気候変動および都市温暖化を考慮した建築熱負荷計算のため、全球気候モデルによって予測された気象データの領域気象モデルを活用した力学的ダウンスケーリングによって、気候変動と都市気候の局所性を考慮した将来の気象データを作成した。また、その気象データを用いて、建物熱負荷の将来変化を検討した。観測や実験、数値解析によって計画している基礎データの収集が進んでいる。また、気象予測プラットフォームの要素技術の開発を進めるとともに、その応用解析にも着手している。本研究では、健康・安全かつ環境負荷の小さい都市空間の形成を目的として、マクロな気象情報をダウンサイズする手法の開発、あるいはミクロ解析の結果からマクロな解析モデルの予測精度の向上を図り、大気汚染や雲形成などを含めたマルチスケール・マルチフィジックスな高解像度気象情報予測プラットフォームの構築を行う。本年度は主に下記の課題に取り組んだ。1大気観測を継続し、様々な条件のもとで風速・風向データを蓄積し、都市の安全性にとって重要となる建物の耐風設計に必要な風速プロファイルのモデル設定を行った。2高密度市街地を対象としたLES(Large Eddy Simulation)による、様々な温度成層下の乱流統計量のデータベースを作成した。
トリアージエビデンスによる学校救急処置教育・研修プログラムの構築

現職研修プログラムは,観察,事例展開の2段階で演習を実施し,その後の助言が救急処置における実践力と自信の獲得に重要であった。現職研修プログラムは,個の実践力を中心とした内容が基本であった。つぎに,養成教育の教職演習で,学生の経験や模擬事例を用いて,エマルゴトレーニングシステムを用いた演習を実施した。その結果,自己の経験の客観的評価が可能となった。模擬事例による重症例の実践が可能であることなど疑似体験が実践力に影響し,校内連携の視点までもつことができた。以上から,現職,養成教育において,それぞれのニーズに即した判断と対応力の獲得につながるプログラムを構築でき,本研究の成果を得ることができた。平成24年度に実施した養護教諭の行う救急処置における判断と対応の根拠に基づいた重症度・緊急度の優先度をふまえたフィジカルアセスメント実践の方法のフォーマットを用いて、現職研修プログラムを実施した。その結果、観察の方法と観察機器を用いた研修、養護教諭が行う観察内容の意義への理解等に関する到達度・満足度は高かった。しかし、演習に関しては、異常所見を提示する実践モデル模型や映像がなく、実際に観察結果の絞り込みができるかの自信にはつながらなかった。この課題をふまえて、平成26年度の養成教育の展開方法を考察する。現職研修における観察では、問診による絞り込みが重要となる。本年度は、養護教諭の行う問診の特徴を質的研究により調査し、その分析を進め、学校保健研究に投稿中である。養護教諭の行う救急処置における判断と対応の根拠を明らかにする目的として,重症度・緊急度をふまえた優先度を見極めること,必要なフィジカルアセスメントの内容を挙げること,養護教諭が行うべき評価(養護診断)が救急搬送,医療機関受診,保健室経過観察,帰宅・教室復帰という対応につながるような視点で学校事故の判例,文献,スポーツ振興センターデータを分析した。さらに,確定診断名とその転機,あわせて見逃してはならない児童生徒の状態の分析も実施した。その結果を用いて,まず「四肢外傷」と「頭部打撲」について,フィジカルアセスメント項目を決定し,現職研修プログラムのフォーマット(案)を作成した。本年度は,この2つの外傷のフィジカルアセスメント項目の感度・特異度のチェックと,養護実践における活用にむけて検証を実施した。まず,「四肢外傷」では,36校の保健室で試用し,153事例の所見を分析した。組織損傷を伴う四肢外傷では,疼痛,腫脹,圧痛,自動運動制限などの所見が多く観察されたが,受傷部位や確定診断により違いがみられた。従って,頻度の高い手指部や足関節部などにみられる特徴的な所見を念頭において,フィジカルアセスメントを実施する必要があることを明らかとなり,正確な手技が求められその特徴を把握できるようにすることが重要であった。「頭部打撲」では,判例をもちいて確定診断名とその状態を質的に分析した。その結果,頭部では,受傷機転を明らかにすることで高エネルギー外傷の判断が求められることが明らかとなり,症状がなくとも,頭部にかかった外力の判断が必要であった。さらに、頭部は多発外傷を念頭におき,特に,頸部損傷の合併に注意する必要があり,追加するべき項目を明らかにした。平成25年度に作成した現職研修プログラムの到達度・満足度調査をもとに,研修プログラムの洗練化を実施した。その結果,観察を実施する,事例展開の2段階演習を実施した後,指導者による再度の展開と場面の説明,手技や判断へのコメント等の評価を実践と連動させることで,自己評価が高くなる傾向にあった。さらに,複数回のプログラムによる実践力の定着化,事例検討会などによる判断力とその場で実施可能な対応力を向上できるための参加者の特性にあわせて多様なプログラムの準備が必要といえた。つぎに,現職研修プログラムをもとに,養成教育における教授内容を洗練化し教職実践演習を実施した。養護実習や教職実践インターンシップにおける学生の経験や模擬事例を用いて,その内容別にエマルゴトレーニングシステムを用いた判断と対応の根拠の説明と演習を実施した。その結果,養護実習やインターンシップにおける経験の客観視が可能となること,模擬事例による重症例の実践が可能であることなど疑似体験が可能となったことや,自分のすべきことが明確になることで救急処置の校内連携の視点をもつことができる判断と対応力の獲得につながるプログラムを構築でき,本研究の成果を得ることができた。救急医学計画通りに進行している計画通りに進行している計画に沿って、遂行する計画に沿って,遂行する現職養護教諭への救急処置体制に関する調査研修プログラム(試用)の実施における調査
遷移金属によるカーボンアロイ正極触媒活性化メカニズムの解明

炭素系酸素還元機能材料、特に窒素ドープされた炭素系材料における遷移金属の影響を調べるために、モデル系試料を適用して試料の活性化が望める条件を突き止めると共に、その条件下での遷移金属による活性化機構に関する知見を得る。窒素機能性化合物の電気特性、物性評価を通じて、新たな機能材料を探索することを目的として、研究を実行してきた。具体的には、合成プロセスとして、光学リソグラフィーおよび金属スパッタをもちいて、通電特性を持つ窒化物上に電極を作製し、端子型電気化学測定でその電気特性を評価した。表面の物理的な特性については、走査型電子顕微鏡(SEM)、原子間力顕微鏡(AFM)等を用いてナノメートルレベルで測定してきた。その結果、一定の成果を出すことに成功した。今後は、これらの知見を用いて、実試料への活性化機構適用を試みる。モデル系試料において活性化が確認されたプロセスを実試料に適用し、得られた触媒を、電気化学測定により、酸素還元活性を評価する。活性に顕著な変化が見られる触媒については、モデル系試料と同様に電子顕微鏡、放射光解析などにより遷移金属の影響を注意深く観察し、試料合成へフィードバックする。また現状得られている機能性材料のさらなる高活性化を目指す。有望な触媒については、電気化学測定だけでなく、装置を作製して実際の作動状態でサイクル試験を実施し、実用化に耐えうる耐久性を有しているか確認する。サイクル後の放射光解析も同様に行い、試験などから得られた結果と総括して論文にまとめる。
固体酸触媒上の水素スピルオーバー現象の解明

固体酸触媒上の酸点は炭化水素の異性化反応、水素化分解反応、不均化反応などの触媒反応の活性点となるが、これらの触媒反応の問題点は酸点上に重合して生成した重質な炭化水素種が吸着し、被毒により活性劣化を引き起こすことである。これに対して、この活性劣化を抑制する手法として、直接担持、または物理混合により固体酸触媒に金属活性点を導入する方法がある。これらの活性劣化は、貴金属の導入と同時に、炭化水素と共に水素を共存させることにより劇的に抑制されること及び活性促進が報告されてきた。この水素共存効果について、貴金属表面上で解離した原子状水素が担体表面へスピルオーバーし、表面拡散により固体酸触媒上の酸点に到達し、ブレンステッド酸点の再生と反応中間体であるカルベニウムイオンへのハイドライドの供給という役割をスピルオーバー水素が担う反応機構モデルを提唱してきた。そこで、酸点上にプローブ分子としてピリジンを吸着させ、水素流通下での挙動をFTIRを用いて観察した。物理混合触媒と直接担持触媒を比較検討したところ、ルイス酸点上に吸着したピリジンの脱離が水素により促進されることを見出した。ピリジンの吸着量、すなわち被覆率を変化させた実験も行い、ブレンステッド酸点への吸着が飽和したときには、金属表面上でのピリジンの水素化も進行することがわかった。さまざまな条件での観察から、スピルオーバー水素種として、ハイドライドが生成していることが強く示唆された。本研究においては、水素のスピルオーバー種について拡散の速度(金属-担体界面、担体表面、担体-固体酸等)、その活性化エネルギー、濃度、化学状態(電荷、原子状or分子状)に関する知見を得ることを目的とする。貴金属担持シリカ触媒(Pt/SiO_2及びPd/SiO_2)とゼオライト(HZSM-5,USY,H-Mordenite)からハイブリッド型を調製し、FTIR分光法により酸点上に吸着したピリジンの挙動に対する水素のスピルオーバー効果を検討した。この研究により、水素のスピルオーバー現象により、ルイス酸点上のピリジンの脱離が大きく促進されることがわかった。このことは、スピルオーバー水素種が酸点と相互作用していることを強く示唆しており、その水素種としてはルイス塩基性をもったハイドライド種が予想される。この研究は、実際の反応においては、水素の共存効果により水素異性化反応などにおいて水素のスピルオーバー現象が酸点への炭素析出などを抑制することとよく対応しているように思われ、本現象の理解に大きく貢献したと思われる。さらに、重水素とプロトンの交換反応速度とルイス酸点上のピリジンの移動速度を比較した結果前者が後者に比べて速いことから、スピルオーバー種としてのプロトンとの反応がルイス酸点との反応より起こりやすいことがわかった。これについては、現在さらに検討中である。そこで本研究においては、水素のスピルオーバ一種について拡散の速度(金属-担体界面、担体表面、担体-固体酸等)、その活性化エネルギー、濃度、化学状態(電荷、原子状or分子状)に関する知見を得ることを目的とする。手法としては、プローブ反応を利用したFTIR分光法を用い、スピルオーバー水素の動的挙動の観察を行ったところ、ルイス酸点上に吸着したピリジンが、スピルオーバー水素の生成に伴い、ブレンステッド酸点に移動する挙動を見いだした。これは、スピルオーバー水素種として、ハイドライドの存在を強く示唆するものである。この結果から、触媒反応中のスピルオーバー水素種の機能として、塩基性物質による被毒的な吸着を抑制する可能性があることを示している。さらに、ゼオライト触媒で問題となっている酸点へのコーク吸着の前駆体となる物質の影響を低減することができることがわかってきた。

これらの活性劣化は、貴金属の導入と同時に、炭化水素と共に水素を共存させることにより劇的に抑制されること及び活性促進が報告されてきた。この水素共存効果について、貴金属表面上で解離した原子状水素が担体表面へスピルオーバーし、表面拡散により固体酸触媒上の酸点に到達し、ブレンステッド酸点の再生と反応中間体であるカルベニウムイオンへのハイドライドの供給という役割をスピルオーバー水素が担う反応機構モデルを提唱してきた。そこで、酸点上にプローブ分子としてピリジンを吸着させ、水素流通下での挙動をFTIRを用いて観察した。物理混合触媒と直接担持触媒を比較検討したところ、ルイス酸点上に吸着したピリジンの脱離が水素により促進されることを見出した。ピリジンの吸着量、すなわち被覆率を変化させた実験も行い、ブレンステッド酸点への吸着が飽和したときには、金属表面上でのピリジンの水素化も進行することがわかった。さまざまな条件での観察から、スピルオーバー水素種として、ハイドライドが生成していることが強く示唆された。
診療科別調査によるC. difficile関連下痢症発症予測の可能性検証

【研究の背景・目的】本研究では、当院における診療科毎のClostridium difficile(CD)関連下痢症(CDAD)発症リスクおよび抗菌薬使用状況をレトロスペクティブに調査・解析することで、診療科別のCDAD発症リスクを局所的な抗菌薬使用サーベイランス結果に基づき予測することが可能かを検証することを目的とする。【研究方法】1. CDAD発症率の調査方法: CDADの定義は、過去の文献を参考に1入院後少なくとも48時間が経過、2toxinAもしくはBが陽性、31日3回以上の頻度での水様便や軟便、の全てを満たす症例とした。診療科毎のCDAD発症率は、発症患者が入院している診療科の延入院日数を基に、月毎あるいは年毎に算出した。なお、調査期間はデータが得られた2013年度から2015年度とした。2.抗菌薬使用サーベイランス方法:3.データの統計的解析:上述の手順で算出した診療科毎のサーベイランス指標と診療科毎のCDAD発症率の相関性を解析した。【研究成果】各診療科のCDAD発症率を比較した結果、一部の診療科に偏ってCDAD発症率が高い傾向にあった。CDAD発症率が高かった上位3診療科の年毎のAUD、DOT、mDOT、ADDを算出し、CDAD発症率との相関性について解析した結果、一部の診療科でAUD及びDOTとCDAD発症率は正の相関を示し、ADDとCDAD発症率は負の相関を示した。本検討結果から、診療科別の局所的抗菌薬使用サーベイランスはCDADの発症を予測できる可能性が示唆された。
摘出歯髄を用いた硬組織形成機構の解明

歯髄の潜在的硬組織形成能を検討する目的で,GFP発現ラット切歯歯髄を野生型ラット皮下へ他家移植し,移植後の硬組織形成を免疫組織化学的に観察した。移植7日後,多くの細胞を含有した石灰化硬組織が歯髄辺縁部に形成され,14日後には歯髄のほぼ全域に石灰化が進行した。この新生硬組織はオステオカルシン,オステオポンチンおよび骨シアロタンパクの免疫局在を示したが,象牙質シアロタンパクの局在は認められなかったため,骨に類似した特性を有していた。また,この硬組織表面に配列する細胞はGFPの陽性反応を示したことから,歯髄細胞は象牙質が含有するBMP等の成長因子が無くとも独自の誘導能で硬組織を形成し,骨に類似した硬組織を形成することが明らかとなった。次に,周囲に既存の象牙質が存在する条件下における歯髄の硬組織形成能を検討した。GFPラット臼歯を野生型ラット抜歯窩へ再植すると,14日後以降,歯髄腔内に象牙質シアロタンパク陽性または陰性の象牙質様または骨様の硬組織が形成された。またGFPは,象牙質様組織表面の全ての細胞で陽性反応を示したが,骨様組織表面では陽性細胞と陰性細胞が混在していた。以上の結果より,歯髄の周囲に象牙質が存在する環境下では,歯髄細胞は象牙質または骨に類似した2種の硬組織を形成することが明らかとなった。さらに,歯髄組織は,外部から進入した間葉細胞を骨芽細胞様細胞へと分化誘導することが明らかとなった。本研究より,歯髄細胞は象牙芽細胞のみならず骨芽細胞へと分化する能力を持つことが明らかとなった。従って,歯髄組織は硬組織誘導活性を持つ細胞および物質を有する組織として,再生工学における応用が期待される。歯の硬組織の影響を受けない条件下における歯髄の硬組織形成能と石灰化機構を明らかにする目的で、歯髄皮下移植後の硬組織形成を免疫組織化学的並びに微細構造学的に検討した。greenfluorescent protein (GFP)-transgenicラット(6週齢,Lewis)の下顎切歯固有歯髄を歯牙から剥脱し、ただちにwild typeラットの頭部皮下に他家移植した。移植3、7、14日後に移植片を周囲組織とともに取り出し固定、脱灰後にパラフィンに包埋し、組織学的観察並びに免疫組織化学的手法にて、オステオカルシン(OCN)、オステオポンチン(OPN)、骨シアロタンパク(BSP)、象牙質シアロタンパク(DSP)、GFPの局在を観察した。また、非脱灰試料を樹脂包埋し、透過型電子顕微鏡を用い石灰化過程について検討した。移植3日後、典型的な象牙芽細胞は消失したが、歯髄全体に強い変性は見られなかった。7日後、歯髄組織辺縁より内側に向かって細胞を封入した小腔構造を有する硬組織が形成され、この硬組織表面には卵円形の細胞の配列が観察された。14日以降、硬組織形成はさらに進み、歯髄全体に石灰化が認められた。免疫局在は、OCN、OPN及びBSPは新生硬組織基質全体で陽性反応を示したが、DSPは陰性だった。GFPは、硬組織基質内に封入された細胞および基質表面に配列する細胞で陽性を示した。また、この石灰化は、移植歯髄辺縁部に存在する細胞の細胞内にアパタイト結晶が出現することから開始するものと考えられた。以上の結果から、歯髄細胞は元来存在する硬組織が周囲に存在しなくとも固有の誘導能で硬組織を形成し、その新生硬組織は骨に類似した特性を持つことが明らかとなった。
分子認識能を有する共役高分子ナノ粒子・ナノファイバーに関する研究

π電子を高分子鎖上に持つ共役高分子は、光・電子・磁気機能を持つことから多くの研究が行われている。共役高分子の精密な分子設計および重合により、様々な共役高分子が合成され有機光・電子デバイスへの展開が図られている。本研究は、共役高分子間の相互作用の精密な制御および外部環境変化に伴う共役高分子間の凝集状態の変化による新規な刺激応答性共役高分子ソフトマテリアルの構築を目的として研究を行った。スルホン酸基・カルボン酸基・四級アンモニウム基などの親水性側鎖を導入することによる水溶性共役高分子が合成され、水中および膜中での発光特性および伝導性について検討が行われている。そこで、共役高分子間の相互作用を制御することを目的とし、親水性側鎖を持つ新規な共役高分子を合成した。次に、同様な共役高分子骨格を用いた共役高分子ゲルの調製と機能について検討を行った。共役高分子ゲルは、共役高分子鎖間を橋架けすることによって調製される。共役高分子ゲルにpH・光照射・温度変化・電場印可・化学物質の添加による刺激応答性を共役高分子ゲルに付与することができれば、感知・認識・運動などの機能を持つソフトマテリアルとなる。側鎖のデザインによる刺激応答性共役高分子ゲルの調製について検討を行った。今回スルホン酸基、カルボン酸基、水酸基を持つ3種類の共役高分子ゲルを合成することに成功した。これらのゲルは水中において主鎖高分子に由来する強い発光を示すことを確認できた。どのタイプのゲルも球状で大きさの平均が訳1μm程度であることが確認できた。スルホン酸基を持つゲルは温度に、カルボン酸基を持つゲルはpHに、水酸基を持づゲルは溶媒の変化に応答しゲルの体積、蛍光スペクトル等が変化することを観察することができた。このようなゲルは刺激応答性のソフトマテリアルとして期待できる。
転造と超音波振動押出しによる焼結合金歯車高強度化のための複合加工システムの開発

本研究の目的は、乗用車トランスミッション用歯車の加工コストを大幅に低減するために、歯車の仕上げ転造法と超音波振動押出し加工法とを組み合わせ、高強度で高精度な鉄系焼結合金歯車(以後P/M歯車と呼ぶ)を高能率に生産できる複合加工システムを開発することである。研究成果の概要は以下の通りである。1)超音波振動押出しは焼結材表面層の緻密化に劇的な効果は及ぼさず、仕上げ転造のみで十分な緻密化と高精度化を達成できる。2)軸交差式転造盤によるP/MローラとP/M歯車の転造実験を行い、各種加工パラメータと転造特性の関係を定量化した結果、加工面垂直方向の実転造量を0.15mm以上に設定すれば、目標とする表面層の高密度化を達成でき、面圧疲労強度も2倍程度に上昇した。3)標準ホブと修整P/M歯車を組み合わせた転造実験では、歯車のピッチ点近傍の中凸量を工具の歯面垂直方向押込み量と同程度にすることにより平坦な転造歯形が得られた。4)ねじ状工具によるP/M歯車の仕上げ転造プロセスを歯形解析するための三次元弾塑性有限要素モデルを開発した。それにより最適化された修整歯形をもつねじ状工具により転造実験を行った結果、工具押込み量によらず目標精度のP/M歯車を転造できた。5)軸交差式転造盤の素材送り速度と工具押込み量の設定を数値制御化した結果、P/M歯車の高精度なクラウニング加工が可能になった。6)2ダイスプランジ式転造盤によるP/MローラおよびP/M歯車の転造実験を行い、基本的な転造特性を調査した。その結果、ローラおよび歯車のいずれの加工においても素材表面層は軸交差転造の場合と同程度もしくはそれ以上によく緻密化されることが分かった。7)二次元の弾塑性有限要素法によりP/M歯車の2ダイスプランジ式転造プロセスにおける数値歯形解析を行い、実験をよく再現する結果が得られた。本研究では,乗用車トランスミッション用歯車の加工コストを大幅に低減するために,小型歯車の仕上げ加工用に開発実用化したねじ状工具による歯車仕上げ転造法と,超音波振動押出し加工法を組み合わせ,高強度で高精度な鉄系焼結合金歯車を高能率に生産できる複合加工システムを開発することを目的にしている.本年度の具体的研究実績は以下の通りである.1.既に開発している転造盤を用いて焼結合金ローラおよび歯車の転造実験を行い,各種加工パラメータと転造特性の関係を定量化した結果,加工面垂直方向の実転造量を150μm以上に設定することにより,目標とする焼結材表面層の高密度化を達成でき,また二円筒面圧強度評価運転試験の結果から,仕上げ転造することにより面圧疲労強度が2倍以上増加することが分かった.2.標準ホブおよび3種類の修整ホブにより歯切りした焼結合金素材歯車を,標準ねじ状工具および6種類の修整ねじ状工具で仕上げ転造し,比較評価した結果,最も修整量の大きいホブにより歯切りした素材歯車を標準ねじ状工具で転造した場合に極めて理想的な転造歯形が得られた.3.修整ねじ状工具歯形の最適化を図るために,有限要素法を用いた数値シミュレーションとニューラルネットワークを組み合わせた歯形解析を行い,理想的な修整ねじ状工具歯形を推論できる初歩的なデータベースシステムを構築できた.4.超音波振動

押出し加工装置を試作開発し,これを用いて円柱状の焼結体プリフォームの押出し加工実験を行った結果,超音波振動は素材表面粗さの改善には寄与するが,表面層の高密度化にはあまり効果がないことが分かった.本研究では,乗用車トランスミッション用歯車の加工コストを大幅に低減するために,小型歯車の仕上げ加工用に開発実用化したねじ状工具による歯車仕上げ転造法と,超音波振動押出し加工法を組み合わせ,高強度で高精度な鉄系焼結合金歯車を高能率に生産できる複合加工システムを開発することを目的にしている.本年度の具体的研究実績は以下の通りである.1.焼結合金歯車の歯すじ方向のフレキシブルなクラウニング成形を可能とするために,これまで使用してきたねじ式転造盤の素材送り機構にXYテーブルと2台のサーボモータを組み込み,加工中の素材の送り速度と工具への押込み量の設定を電子制御により逐次行えるようにした.これにより乗用車トランスミッション用歯車には必須とされるモジュールの10%を越える大きさのクラウニングを付与でき,かつそれが任意断面の転造歯形にほとんど影響を与えないことを実証した.2.クラウニング加工制御の最適化を図るために,実験とニューラルネットワークを組み合わせた歯形解析を行い,転造後の理想的なクラウニング形状を得るための制御パターンを推論できるシステムを開発した.3.標準ホブにより歯切りした焼結合金素材歯車を,これまでの実験結果を元に設計した5種類の修整ねじ状工具により仕上げ転造し,転造歯形について比較検討を行った.その結果,ホブの切り込み量とねじ状工具のピッチ点付近の修整中凹量の組み合わせを最適化することにより,目標とした歯形精度の転造歯形が得られる,修整工具による転造歯形は工具押込み量の変化に対して鈍感である,転造歯形は焼結材の転造前空孔率などの材料特性にほとんど影響されないことなどが実験的に確かめられた.本研究では,乗用車トランスミッション用歯車の加工コストを大幅に低減するために,小型歯車の仕上げ加工用に開発実用化したねじ状工具による歯車仕上げ転造法と,超音波振動押出し加工法を組み合わせ,高強度で高精度な鉄系焼結合金歯車を高能率に生産できる複合加工システムを開発することを目的にしている.本年度は昨年度に引き続きねじ状工具を用いる軸交差式転造装置の改造と,鉄系焼結合金歯車の転造加工性実験を行った.具体的研究実績は以下の通りである.1.昨年度は焼結合金歯車の歯すじ方向のフレキシブルなクラウニング成形を可能とするために,ねじ式転造盤の素材送り機構にXYテーブルと2台のサーボモータを組み込み,加工中の素材の送り速度と工具への押込み量の設定を電子制御により逐次行えるようにした.本年度はこの機構にさらにフィードバック制御機能を組み込み,工具押込み量の指令値と実際のテーブル移動量に誤差がある場合,それを自動補正することができるようにした.これにより昨年問題となった転造率の減少等の問題が解決され,より高精度なクラウニング加工が可能となった.2.本年度の新たな試みとして,加工中のねじ状工具の回転角速度と素材歯車のそれを同期させ,強制駆動による転造加工も行えるよう,装置駆動部の改造を行った.その結果,平歯車を転造した場合には,転造後の歯形精度がより改善され,特に修整ねじ状工具による転造では,問題となっていたピッチ点付近の中凹歯形が完全に解消された.ただ,問題として,はすば歯車の転造では特に加工開始端において歯形が悪化するという問題があり,これは現時点では強制駆動方式による転造でも解決できなかった.今後さらなる対策を施し,一年後のシステムの完成を目指す予定である.
ヒト先天性側弯症の原因遺伝子の同定と発症機序の解析

先天性側弯では椎骨形成異常や脊椎分節異常がみられるが、病因は不明である。動物モデルを用い、病巣部位における遺伝子発現解析を行うことで、疾患関連遺伝子の同定を本研究の目的とした。DNAマイクロアレイから、神経成長因子受容体遺伝子(Trk)群およびレチノイン酸代謝関連遺伝子群が特に強く発症に関わると考えられた。Trkについては、リアルタイムPCRによりモデルラットで発現低下していることを確認し、さらにタンパクレベルにおいても有意に発現低下していたことから疾患に大いに関与している可能性を裏付けた。さらに、レチノイン酸代謝関連遺伝子群においても、モデルラットで発現が低下していることを確認できた。遺疾患原因遺伝子の特定のため、まず脊椎骨において異常な形態を呈する部位での遺伝子発現解析からアプローチを行うことにした。遺伝子発現解析に際して、性別、年齢、病変部位などの条件を揃えて正常との比較を行う必要がある。ヒトでは疾患背景のバラつきが大きいため、研究の初期段階として疾患モデルラットを用いて系統的に解析している。先天性脊柱側弯症のモデルラットとして、Ishibashi ratが知られている。京都大学大学院医学研究科附属動物実験施設より同ラットの提供を受けた。Ishibashi ratはヒトの先天性側弯と非常に類似した形態を示し、我々は既に、病変部位では胎生期より一次骨化中心の癒合がみられること、Hox遺伝子群の発現低下がみられることなどを先行研究として報告している。今回の研究では、第一段階として幼若期同ラットの病変好発部位において、DNAマイクロアレイ法により網羅的遺伝子発現解析を行った。RNAの収量などを予備実験にて確認し、生後4日齢の雄ラットを用いることにした。また過去の報告より、第3腰椎から第5腰椎にかけての部位に特に奇形が集中するとのことから、同部位を一塊として解析することにした。Gene ontology解析やPathway解析にて発症への関与が疑われる遺伝子を抽出した。発現の変動の大きい遺伝子および原因遺伝子の候補となり得る遺伝子に対しては、リアルタイムPCRによる解析を行った。リアルタイムPCRでは概ねマイクロアレイと合致する結果となっており、現在のところ、神経成長因子受容体遺伝子であるTrkB,TrkCや骨基質の主要な構成成分であるCol1の有意な発現低下がみられている。またPathway解析ではレチノール代謝に関わる遺伝子群の発現低下が特に顕著であり、中でもRbp1,Adh1,Aldh1a2,RaraについてはリアルタイムPCRによる検証も完了した。病巣部位における遺伝子発現解析を行うことで、疾患関連遺伝子の同定を本研究の目的とした。ヒトにおける先天性側弯症は症例数そのものが少ないことに加え、その中でも手術などの侵襲的処置が施行される例は限られている。研究に十分な数の試料をヒトから収集する作業を継続しつつ、先行研究から先天性側弯の優れた動物モデルと報告されているIshibashi ratsを用いて、動物実験により疾患関連遺伝子の詳細な解析を行ってきた。性別や年齢などの条件を統一させて疾患群と正常群の比較を行うことで、異常な形態に特に関与する遺伝子を同定することができた。DNAマイクロアレイを用いたスクリーニングから、神経成長因子受容体遺伝子(Trk)群およびレチノイン酸代謝関連遺伝子群が特に強く発症に関わると考え、リアルタイムPCRやウエスタンブロット、免疫染色などによる多方面からの解析を行った。さらに、レチノイン酸代謝関連遺伝子群においても、モデルラットで発現が低下していることをリアルタイムPCRにて確認できた。また、脊椎の免疫染色にてTrk発現細胞を調べたところ、モデルラットでは肥大軟骨細胞周囲にて陽性細胞数が有意に少ないことがわかった。Trkの全身における動態を調べるため、代表的な腹腔内臓器である肝臓での遺伝子発現をリアルタイムPCRにより調査し、疾患群と正常群の間で有意な差がないとの結果を得た。すなわちモデルラットの疾患発症は全身的な遺伝子発現異常ではなく病変部位に局在的な遺伝子発現異常が関与していることが示唆された。脊椎脊髄外科DNAマイクロアレイ法にて変動を認めた遺伝子数が多く、病因への関与の強さを遺伝子毎に検討する作業に時間がかかっている。動物実験に留まっている段階である。病因の検索のため、動物実験にて遺伝子転写翻訳過程と情報伝達機構の詳細な解析を継続する。リアルタイムPCRおよびウエスタンブロッティングによる解析をさらに進めていく。またin situ hybridizationなどにより遺伝子発現の差異を可視化することで奇形脊椎の発生メカニズムの解明につながると考えている。またレチノイン酸パスウェイの異常に焦点をあて、治療的反応の検証を行う。動物実験にて遺伝子を絞り込み、ヒトでの解析に発展させていく。適当に購入できる物品が見当たらず、19,851円が残存した。

病因の検索のため、動物実験にて遺伝子転写翻訳過程と情報伝達機構の詳細な解析を継続する。具体的には、リアルタイムPCRおよびウエスタンブロッティングによる解析をさらに進めていく。