hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳みを抱える青少年を対象とした自然体験プログラムの心理臨床学的効果に関する研究

本研究課題は、悩みを抱える青少年(不登校児、発達障害児、非行・問題行動等)を対象に自然体験プログラムを実施し、心理臨床学的効果を検討することが目的であった。心理臨床学的な効果は、主に個性記述的な事例研究と質問紙法による研究から明らかにされた。事例研究では、悩みを抱える青少年における自然体験プログラムは、クライエントそれぞれの固有な心理社会的、あるいは身体的発達に肯定的な意味があることが明らかになった。心理社会的な面では、関係性改善に意味がみいだされた。自己と世界との関係性、母子の関係性、あるいは、自己関係性改善の事例が認められた。また、身体的発達では、体力的向上や技能向上の自己認知がクライェント自身の全般的な自尊感情に影響を及ぼす事例が確認された。これら事例からクライエントそれぞれが固有な心理的課題に取り組むことが示され、自然体験プログラムには、体験過程の中でクライエント本来の個性に従って成長してゆく個性化過程としての意味が認められた。質問紙法における調査では、自然体験プログラム直後では、自己意識が向上したが、1ヶ月後にはプログラム直前の水準に戻ることが明らかになった。自己意識の下位概念である達成動機、努力主義、自信と自己受容についても概ね同様な変化を示した。他者のまなざしは、逆にキャンプ前、直後に比較して低下していた。いずれもプログラムの短期的、肯定的な影響が認められた。このような変化から自然体験プログラムによってクライエントの自己意識が質的に変化することが推測された。また、本研究の結果では、先行研究との違いが認められ本プログラム固有の効果要因の存在が示唆された。本年度は、「悩みのある青少年に対する自然体験プログラムの心理臨床学的効果」を検討する一環として事例研究を行った。本事例研究では、長期キャンプ・プログラム(20泊21日)に参加した場面緘黙のある不登校児の経過について面接法と描画法から検討した。事例対象となった場面緘黙のある不登校児は、発達上の障害がある生徒であった。また、長期キャンプ・プログラムは、MTB、登山、ロッククライミング、沢登り、カヌーなどの冒険的な活動を含む20泊21日であった。プログラムの効果として以下のことが明らかとなった。1)一般的に発達上遅れのある子どもは、対人関係形成に不得手であり社会的技能の未熟さが指摘されている。プログラムは、全般的には効果的であったが、社会的技能習得に有効的な体験と有効的でない体験があることがわかった。発達上の障害のある生徒には、どのような活動を体験することが安全で効果的であるか充分に検討する必要があることが示唆された。2)風景構成法(描画法)では、キャンプ・プログラムの効果として、初回の描画に比較して2回目、3回日と、杜会的な繋がりを示す表現が増加した。2回目以降、「家の窓」「田んぼの中のあぜ道」など、社会との繋がりを象徴する表現が増えた。3回目では、道と川の構図も変容した。しかしながら一方で、3枚の描画の全体的な構成は、大きく変化したとは言えなかった。発達上の未熟な部分(中核部)は変化し難いが、社会的技能習得といった部分(表層部)においては、変化することが明らかとなった。また、3回の風景構成法において「生き物」は全く描くことができなかったことは、興味深い結果であった。本年度は、「悩みのある青少年に対する自然体験プログラムの心理臨床学的効果」を明らかにする一環としてキャンプのプログラムに参加する少年達の「関係性」に及ぼす影響について検討した。キャンプ・プログラムは、自然環境における生活体験や冒険的な体験活動が特色であり、メインキャンプ(19日)、ポストキャンプI(4日)、ポストキャンプII(3日)から構成されていた。本研究における資料は、少年達への半構造化面接法、観察法、描画法から収集され、個々の事例について関係性という視点から考察された。

その結果、キャンプに参加した少年達の事例の中には、「自分と他者との関係」、あるいは「自分の心と身体の関係」において問題があると思われる事例があった。まず、自分と他者との関係に問題が生じている事例では、思春期の自立過程において生じてきた問題として捉えられ、その状態像として対人的な不安、緊張などが顕著であった。また、自分の心と身体の関係に問題があると思われた事例では、虐待をうけた経験があり、基本的信頼感(basic trust)の根づきの弱さと自我の脆弱性がその特徴として明らかにされ、解離や不適切な感情のコントロールがその状態像として顕著であった。キャンプの経過やメインキャンプ後の調査から、前者では、キャンプおける同世代の仲間集団との関わりから関係構築がなされ対人的な不安、緊張の軽減が認められた。さらにこの事例では、関係性を土台として意欲的な行動が観察され社会性が改善された。後者では、キャンプ・カウンセラーやスタッフの愛着形成的関わりから深い感情の交流が有効的であった。また、冒険的なプログラムでは、克服的な体験と活動のふりかえり(内省)によって、適切な感情や気持ちの振り返りがなされ精神的安定が認められた。描画法である風景構成法においても、描画の質的な変容が認められ、個々の事例における関係性の改善が明らかにされた。本年度は、「悩みのある青少年に対する自然体験プログラムの心理臨床学的効果」を明らかにする一環としてキャンプのプログラムに参加する少年達の「内的成長」に及ぼす影響について検討した。キャンプ・プログラムは、自然環境における生活体験や冒険的な体験活動が特色であり、メインキャンプ(17日)、ポストキャンプ(2日)から構成されていた。本研究における分析資料は、少年達への半構造化面接法、観察法、描画法、箱庭法から収集され、個々の事例についてキャンプ中の内的体験について考察された。その結果、キャンプに参加した少年達の内的成長には、自分と他者(仲間、スタッフ)等の人間関係における体験、あるいは自分と自然環境との体験が大きく影響していることが明らかになった。不登校児や発達障害児においては、自他境界が未分化のままで発達が遅れている者がおり、キャンプでは、プログラムを通して、自他の境界を明確に形成する内的成長がなされる事例があった。また、キャンプ中の自然環境は、時として超自我的な体験、あるいはスピリチュアルなヌミノースなものとして体験されることがあった。特に、感情や行動面において問題がある少年の事例では、自然は、自分自身では、制御できないものとして体験され、自己の感情あるいは行動のコントロールを成長させる契機となっていることが明らかになった。また、不安や対人的な緊張が強い少年の事例においては、山などの自然が自身の内的な安定(護り)となるような機能を果たしていたと思われる。本年度は、4年間にわたって実践してきた悩みを抱える青少年(以下クライエント)を対象にした自然体験プログラムの効果について総括した。質的アプローチ(事例研究)では、自然体験プログラムの意味について検討した。また、量的アプローチ(調査研究)では、プログラムの自己意識に及ぼす影響について検討した。
癌抑制遺伝子PTENのT細胞シグナル伝達における役割の解析

1)研究目的:癌抑制遺伝子PTEN欠損マウスは胎生早期に死亡するため、リンパ組織など各種臓器でのPTENの役割は依然不明である。ヘテロ変異マウスは主にlymphoid hyperplasiaを呈し、うち少数はT-リンパ腫で死亡する。さらに最近へテロ変異マウスは自己抗体を産生し、自己免疫疾患を呈することが報告された(Cristofano et al.Science 1999)。そこで、我々はCre-loxPシステムを用いてT細胞特異的PTEN欠損マウスを作成した。これを用いてPTEN分子のT細胞における役割、またPTEN変異による自己免疫疾患発生の機構を明らかにすることを目的とする。2)結果T細胞特異的PTEN欠損マウスは17週までにCD4リンパ腫で死亡する。癌化する前のマウスは活性化されたCD4^+細胞やB細胞が増加し、T細胞は自己反応性で、IgG1の高い産生や自己抗体の産生をみた。また下細胞は強い増殖能を呈し、Th1/Th2サイトカインの高い産生能、アポトーシス抵抗性をみた。自己免疫疾患発症の原因としては、胸腺での負の選択の異常、また末梢での寛容の異常があることを見い出した。また胸腺細胞はCD4へlineage commitmentしていた。生化学的にはPKB/Akt、Bcl-X_L、ERKの活性化をみ、PKB/Aktがこれらの自己免疫疾患発症および発癌に、またERKの活性化がCD4へのlineage commitmentや発癌に関与していることが類推された。またB細胞の増加や、IgG1の高い産生はTh2サイトカインの高い産生がその原因と思われた。このようにPTENはT細胞のホメオスタシスや自己寛容の大切な制御分子であることが明らかとなった。
援助行動の神経メカニズムへの複合的アプローチ

本研究の目的は,研究代表者の研究室で開発した実験パラダイムを使用し,ラットを対象として,援助行動に関連する神経メカニズムを明らかにすることである.本年度は,嫌悪的状況下に置かれた他個体に対する援助行動を示しているラットの神経活動について,ニューロンの活性化のマーカーであるc-fos遺伝子発現の免疫組織化学的染色を用いて検討した.ラットを,援助行動の獲得前期群,獲得後期群,統制群の3グループに振り分けた.獲得前期群と獲得後期群のラットについては,それぞれ,援助行動が2回出現するまで,90秒以内の援助行動が3回連続で出現するまで援助行動課題を実施した.統制群のラットには課題を課さなかった.援助行動に関連したc-fos発現を免疫組織化学的染色によって調べた結果,獲得後期において,前部帯状皮質のニューロンが活性化していたことが分かった.並行して検討した島皮質や扁桃体には,そのような活性化ニューロンの違いは認められなかった.このことは,前部帯状皮質が援助行動の獲得に関与する可能性を示唆している.また,c-fos発現の見られた前部帯状皮質ニューロンのうち,オキシトシン受容体を有しているニューロンの割合を検討したが,獲得前期群,獲得後期群,統制群の間で統計的な違いは認められなかった.この点については,今後他の部位についても検討し,より詳細を明らかにしていきたいと考えている.前年度に引き続き実施した,DREADDシステムを利用したニューロン活性化の実験については,前年度と同様に,前部帯状皮質を実験的に活性化させることによって,援助行動の獲得が阻害されるという結果を得た.こちらについても,詳細なメカニズムの解明については今後の課題だと考えている.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は,研究代表者の研究室で開発した実験パラダイムを使用し,ラットを対象として,援助行動に関連する神経メカニズムを明らかにすることである.本年度は,嫌悪的状況下に置かれた他個体に対する援助行動を示しているラットの前部帯状皮質の神経活動,およびオキシトシン作用の操作が与える影響について検討した.具体的には,DREADDシステムを用いて,前部帯状皮質のニューロンを実験的に活性化させることによって,援助行動の獲得・表出にどのような影響が見られるのかについて検討した.アデノ随伴ウイルスベクターによって,ヒト・ムスカリン性アセチルコリン受容体M3(hM3Dq)を前部帯状皮質ニューロンに発現させたラットに対して,クロザピンNオキシドを腹腔内投与することによって前部帯状皮質ニューロンを興奮させる処置を行った.その結果,援助行動の学習を阻害する傾向が認められた.また,課題の実施前に,前部帯状皮質にオキシトシン受容体のアンタゴニストを投与することによって,援助行動にどのような影響がみられるかについて検討した.その結果,前部帯状皮質のオキシトシンの作用を阻害することで,援助行動の学習が阻害される傾向が認められた.しかし,いずれの実験についてもまだ事例数が少ないため,今後もデータを増やしていく必要があると考えている.さらに並行して,援助行動の獲得前,獲得中,獲得後のように,ぞれぞれの学習段階に応じて脳切片を作製し,ニューロンの活性化のマーカーであるc-fos遺伝子発現を免疫組織化学的染色を用いて検討した.これについては,現在データ分析中である.研究計画の初年度は,研究代表者の研究室で開発した実験パラダイムを使用し,援助行動の獲得に関わる神経メカニズムについて,特に神経活動の操作と脳内物質の操作の影響を調べることを予定していた.まだデータ数は少なく,今後もデータを収集していく必要はあるが,おおむね当初の計画通りに進展していると考えている.本研究の目的は,研究代表者の研究室で開発した実験パラダイムを使用し,ラットを対象として,援助行動に関連する神経メカニズムを明らかにすることである.本年度は,嫌悪的状況下に置かれた他個体に対する援助行動を示しているラットの神経活動について,ニューロンの活性化のマーカーであるc-fos遺伝子発現の免疫組織化学的染色を用いて検討した.ラットを,援助行動の獲得前期群,獲得後期群,統制群の3グループに振り分けた.獲得前期群と獲得後期群のラットについては,それぞれ,援助行動が2回出現するまで,90秒以内の援助行動が3回連続で出現するまで援助行動課題を実施した.統制群のラットには課題を課さなかった.援助行動に関連したc-fos発現を免疫組織化学的染色によって調べた結果,獲得後期において,前部帯状皮質のニューロンが活性化していたことが分かった.並行して検討した島皮質や扁桃体には,そのような活性化ニューロンの違いは認められなかった.このことは,前部帯状皮質が援助行動の獲得に関与する可能性を示唆している.また,c-fos発現の見られた前部帯状皮質ニューロンのうち,オキシトシン受容体を有しているニューロンの割合を検討したが,獲得前期群,獲得後期群,統制群の間で統計的な違いは認められなかった.この点については,今後他の部位についても検討し,より詳細を明らかにしていきたいと考えている.前年度に引き続き実施した,DREADDシステムを利用したニューロン活性化の実験については,前年度と同様に,前部帯状皮質を実験的に活性化させることによって,援助行動の獲得が阻害されるという結果を得た.こちらについても,詳細なメカニズムの解明については今後の課題だと考えている.今後も引き続き,データの収集を継続していく予定である.

具体的には,c-fos等の神経活動のマーカーを使用して神経活動性の測定し,援助行動の獲得や表出に関連する脳の領域を特定する.そして,DREADDシステムを使用して神経活動を操作し,そのことによって援助行動がどのように影響されるのかについて検討する.並行して,オキシトシンアンタゴニストを投与することによって援助行動がどのように影響されるのかについて検討する.本年度は,前部帯状皮質を標的としたが,可能であれば,その他の脳領域についても,同様の実験手法を用いて検討していきたいと考えている.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
多関節動力学モデルに基づくヒト静的立位姿勢制御に関する検討

本研究は、ヒト静的立位時における身体セグメント間の力学的相互作用について検討することを目的とした。この目的を達成するため、足関節および股関節トルクが両関節まわりに生成する角加速度を、"induced acceleration analysis"と呼ばれる方法を用いて定量した。結果、それぞれの関節まわりの運動は、当該関節のトルクおよび隣り合う関節のトルクの双方により、同程度加速されていることが明らかとなった。本研究の結果は、静的立位時における足-股関節間には、顕著な慣性カップリングが存在することを示すものである。こうした状況下において姿勢の安定性を保証するためには、高次のニューラル処理(小脳を含む)が必要であると考えられる。ヒトの姿勢制御則について検討した先行研究の大半は、静的立位時の身体を、足関節を唯一の回転中心とした倒立単振子としてモデル化している。一方、最新の研究報告によると、静的立位時には、足関節のみならず、股関節まわりにも顕著な関節運動が生じており、股関節まわりの運動が姿勢の制御において重要な役割を担っていることが示唆されている(Sasagawa et al.2009 Neurosci Lett)。本研究では、静的立位時において股関節まわりに運動が生じる機序について、力学的な観点から明らかにすることを目的とした。被験者は、60秒間の静的立位姿勢保持を、開眼および閉眼条件で各々5試行おこない、その間の足関節および膝関節まわりの関節運動を、3次元モーションキャプチャ装置を用いて測定した。足関節および股関節まわりの関節運動の大きさを比較したところ、角度変位では、後者は前者の1.5倍程度であり、角加速度では、後者は前者の2.5倍程度であった。一方、逆動力学計算により両関節まわりのトルクを算出したところ、足関節では平均30Nm程度の底屈トルクが発揮されていたのに対し、股関節におけるそれは、5Nm程度(屈曲もしくは伸展方向)であった。次に、induced acceleration analysisを用いて、股関節まわりにおける角加速度の生成に対する、足関節および股関節トルクの貢献度について検討したところ、前者の貢献度は後者のそれに対し1.6倍程度であることが明らかになった。すなわち、静的立位時における股関節まわりの運動は、股関節トルク以上に、足関節トルクの影響を強く反映しているといえる。本研究では、ヒト静的立位時における股関節運動が生じる力学的メカニズムについて検討した。まず、ヒトの立位姿勢を、体幹・下肢の2セグメントからなる剛体リンクとしてモデル化し、2重倒立振子の運動方程式を導出した。静的立位時における股関節・足関節まわりのキネマティックデータを、3次元モーションキャプチャ装置を用いて測定し、上記運動方程式から両関節まわりの関節トルク各成分(筋トルク・重力トルク・角速度依存トルク)を算出した。次に、股関節および足関節まわりの関節トルク各成分が、股関節まわりに生じさせる角加速度を計算した。結果、両関節の筋トルク・重力トルクはともに、絶対値が同程度で、逆向きの股関節角加速度を生じさせていた。一方、両関節の角速度依存トルクが股関節まわりに生じさせる角加速度は、極めて小さかった。両関節まわりにおける正味のトルク(筋トルク・重力トルク・角速度依存トルクの総和)が、股関節まわりに生じさせる角加速度を計算したところ、両者ともに同程度の(振幅の)角加速度を生じさせていることが明らかとなった。一方、両関節まわりにおける正味のトルクは、足関節まわりについても、同程度の(振幅の)角加速度を生じさせていた。本研究の結果は、ヒト静的立位時の足関節-股節間には、慣性結合を介した運動の相互作用が存在することを定量的に示すものであり、各関節まわりの運動を制御する際に、上位中枢の関与が必要であることを示唆するものといえる。
流体混合器とバブル噴流式気泡ポンプを用いた環境改善と海底資源の採掘

申請者発明の流体混合器は太陽電池などの低出力電源でマイクロバブルやミスト(微細液滴)等を作成可能である.この混合器を使って,環境改善に関する酸素と二酸化炭素マイクロバブルの水への溶解試験,ミストによる有毒ガスの吸着試験,及び海底資源の採掘に関わる気泡ポンプの試験,という三種類の試験を行った.これらの成果は社会貢献のため国際学術誌に6編掲載されるなどして公開された.本研究は次の三つの研究からなるので,それぞれについて研究実績の概要を示す.1.酸素,CO2マイクロバブルの水への溶解:佐田富らの流体混合装置を用いて空気中の酸素と二酸化炭素を溶解する試験を行った.前者は低酸素状態の水および海水に酸素を供給して水質を浄化すことを目的としており,国土交通省緑川ダムの低層水と熊本県水産研究センターの稚海老養殖池の浄化に成功した.後者は化石燃料の燃焼に伴って発生するCO2の水中への固定を目的としており,通常気泡よりも海水への溶解特性に優れることが明らかとなった.成果は論文と国内学会で発表した.2.ミストによる有害ガスの吸着試験:佐田富らの二流体式流体混合装置とそれを線状噴霧が可能であるように設計変更した装置の試験を行い,前者が所要動力あたりの噴霧流量が多く優れていることを明らかにした.さらに,佐田富らの二流体式と一般的な一流体式ノズルの性能比較を行い,前者は後者よりも所要動力は大となるものの発生したミストによるCO2の吸着量は約2倍高いことを明らかにした.成果は論文と国際学会で発表した.3.掘削兼用気泡ポンプ:直径50 mmのライザーを持つ装置においてメタンハイドレート模擬のプラスチック粒子と川砂を堆積物とする試験を行い,プラスチック粒子/川砂の揚固比率を高くする運転条件を明らかにした.さらに,南鳥島周辺深海底からのレアアースを含む泥の採掘を目指した模擬試験と数値シミュレーションを開始した.この場合,空気を深海底まで導くことは困難であるので,ライザーの途中から入れる方式を採用し,その空気の導入位置がポンプ性能に及ぼす影響を明らかにした.前半の試験の成果は国内外の学会で発表し,後半の試験等の成果は9月にオーストリアで行われる輸送特性に関する国際会議で発表予定である.本研究は次の三つからなるので,それぞれについて研究実績の概要を示す.1.酸素,CO2マイクロバブルの水への溶解:佐田富らの流体混合装置を用いて二酸化炭素を水道水と人工海水に溶解する試験を行った.この研究は化石燃料の燃焼に伴って発生するCO2の水中への固定を目的としており,水道水中よりも人工海水中のほうが気泡は微細となり,溶解特性も優れることが明らかとなった.成果は国内学会で発表した.2.ミストによる有害ガスの吸着試験:佐田富らの二流体式流体混合装置と市販のガーデニング用の一流体旋回式噴霧ノズルおよびドライミスト用二流体式噴霧ノズルの性能試験を行った.佐田富らの装置は,噴霧に必要な動力は他の二種類よりも大きいものの,発生したミストによるCO2の吸着量は他の二種類による場合よりも3割以上多いことを明らかにした.これは,一流体旋回式噴霧ノズルでは粒径が80 &#61549;mを超えるミストのCO2雰囲気中の滞留時間が短いこと,およびドライミスト用二流体式噴霧ノズルでは20 &#61549;m未満のミストが蒸発気化することによりCO2を吸着できないことが原因であることが明らかとなった.この成果は国内学会で発表するとともに2016年7月にスペインで行われる熱流体系の国際会議で発表の予定である.3.掘削兼用気泡ポンプ:南鳥島周辺深海底からのレアアースを含む泥の採掘を目指して直径50 mmのライザーを持つ装置による模擬試験を行った.この場合,空気を深海底まで導くことは困難であるので,ライザーの途中から入れる方式を採用し,その空気の導入位置がポンプ性能に及ぼす影響を明らかにした.昨年度からの改良点はライザー下部のスカートの形状と水ジェット発生ノズルの位置の変更であり,これによって昨年までのものより低動力で揚固・揚水が可能となった.この成果は国内の学会で発表した.研究発表欄に記載のように,雑誌査読付論文4件(うち3件は昨年度の研究成果)と学会発表5件の研究成果を得ている.三つの研究内容のうち,「1.酸素,CO2マイクロバブルの水への溶解」のうちCO2マイクロバブルの水への溶解については発表が少しだけ遅れているが,「2.ミストによる有害ガスの吸着試験」については当初の計画以上に進展しており,「3.掘削兼用気泡ポンプ」についても順調に成果が出ているため,「(1)順調に進展している.」を選んだ.本研究は次の三つからなるので,それぞれについて研究実績の概要を示す.(1)酸素,二酸化炭素マイクロバブルの水への溶解:化石燃料の燃焼に伴って発生する二酸化炭素の水中への固定を目的として,佐田富らの流体混合装置を用いて二酸化炭素を水道水と人工海水に溶解する試験を行った.水道水中よりも人工海水中のほうが気泡は微細となり,溶解特性も優れることが明らかとなった.成果は国内学会で発表した.(2)ミストによる有害ガスの吸着試験:佐田富らの二流体式流体混合装置と市販の2種類の一流体式噴霧ノズルおよびドライミスト用二流体式噴霧ノズルの性能試験を行った.佐田富らの装置は,噴霧に必要な動力は市販のものよりも大きいものの,発生したミストによる二酸化炭素の吸着量は他よりも2-3割以上多いことを明らかにした.

これは,一流体旋回式噴霧ノズルではミストの大気中の滞留時間が短い80 μmを超える粒径のミストが存在すること,およびドライミスト用二流体式噴霧ノズルでは20 μm未満のミストが蒸発気化することにより二酸化炭素を吸着できないことが原因であることが明らかとなった.この成果は国内学会,およびスペインのコスタデルソルで行われた熱流体系の国際会議で発表したのち査読付きの国際学術雑誌に掲載された.(3)掘削兼用気泡ポンプ:南鳥島周辺深海底からのレアアースを含む泥の採掘を目指して直径50 mmのライザーを持つ装置による模擬試験を行った.この場合,空気を深海底まで導くことは困難であるので,ライザーの途中から入れる方式を採用し,その空気の導入位置がポンプ性能に及ぼす影響を実験及び解析モデルにより明らかにした.この成果は国内学会,および米国のホノルルで行われた輸送現象に関する国際会議で発表した.申請者発明の流体混合器は太陽電池などの低出力電源でマイクロバブルやミスト(微細液滴)等を作成可能である.この混合器を使って,環境改善に関する酸素と二酸化炭素マイクロバブルの水への溶解試験,ミストによる有毒ガスの吸着試験,及び海底資源の採掘に関わる気泡ポンプの試験,という三種類の試験を行った.これらの成果は社会貢献のため国際学術誌に6編掲載されるなどして公開された.研究発表欄に記載のように,雑誌査読付論文3件と学会発表3件(うち1件は招待講演)の研究成果を得ている.三つの研究内容のうち,「2.ミストによる有害ガスの吸着試験」については当初の計画以上に進展しているが,「1.酸素,CO2マイクロバブルの水への溶解」と「3.掘削兼用気泡ポンプ」の成果については発表が少しだけ遅れているため,「(2)おおむね順調に進展している.」を選んだ.「1.酸素,CO2マイクロバブルの水への溶解」については,酸素マイクロバブルに関する研究は論文発表まで終わったので,CO2マイクロバブルに関する試験を引き続いて行い,CO2の淡水および海水への溶解特性に及ぼす液温等の諸パラメータの影響を予測しうるモデルの開発および論文発表を行いたい.「2.ミストによる有害ガスの吸着試験」については,2015年度の成果を2016年7月に行われる国際会議で発表すると共に,市販の他の機種との性能比較を継続して行いエネルギー消費が少ない機種の選定を行って学会発表したい.「3.掘削兼用気泡ポンプ」については2015年度の実験結果を表しうるように性能予測モデルを改良し,海底資源をより効率良く揚固できるようなシステムを開発するための数値シミュレーション試験を行って学会発表したい.流体工学「1.酸素,CO2マイクロバブルの水への溶解」については,2014年度の酸素マイクロバブルに関する研究成果を早期に纏めて学会および論文発表を行うと共に,CO2マイクロバブルに関する試験を引き続いて行い,CO2の淡水および海水への溶解への液温等の諸パラメータの影響を予測しうるモデルの開発を行いたい.「2.ミストによる有害ガスの吸着試験」については,2014年度の成果を2015年4月に行われる国際会議で発表すると共に,現行の装置よりもエネルギー消費が少ない新装置の開発を目指す.
脊椎動物ゲノムにおけるパラロガス領域の起源

本研究では,1)MHCパラロガス・グループに属する新規遺伝子群を体系的に同定すること,2)系統発生的にMHCパラロガス領域を形成した重複の直前に位置すると考えられる無顎類(メクラウナギ)のゲノムに存在するMHCパラロガス領域数を同定することを目的とした.1.MHCパラロガス・グループに属するヒト遺伝子群の同定これまでに,約20の遺伝子群が,HLAとそのパラロガスな領域(ヒト染色体9q33-q34,19p13.1-13.3,1q21-q25/p11-p32領域)にコピーをもつことを示してきた.今回,新たにデータベースを検索することにより,1)HLA領域に存在する全遺伝子の約34分の1に相当する37個の遺伝子が9q33-q34,19p13.1-13.3,1q21-q25/p11-p32領域のいずれかにパラロガスなコピーをもっていること,2)MHC領域内にはコピーをもたないが,9q33-q34,19p13.1-13.3,1q21-q25/p11-p32領域間でパラロガスなコピーを共有する遺伝子群が少なくとも50個存在することがあきらかになった.以上から,ほぼ90に近い多種多様な遺伝子族がMHCパラロガス群に属することが判明した.2.メクラウナギのゲノムに存在するMHCパラロガス領域数の同定MHCパラロガス・グループのメンバーであるPBX遺伝子をメクラウナギからクローニングした.ヒトでは,3個のPBX遺伝子(PBX1,PBX2,PBX3)が存在するが,メクラウナギには2個のPBX遺伝子が存在するとの予備的なデータを得た.現在,MHCパラロガス・グループに属するRXR遺伝子,RING3遺伝子をメクラウナギからクローニング中である.これらのデータが得られた段階で,メクラウナギのゲノムに存在するMHCとパラロガスな領域の数を推定することができると期待している.本研究では,1)MHCパラロガス・グループに属する新規遺伝子群を体系的に同定すること,2)系統発生的にMHCパラロガス領域を形成した重複の直前に位置すると考えられる無顎類(メクラウナギ)のゲノムに存在するMHCパラロガス領域数を同定することを目的とした.1.MHCパラロガス・グループに属するヒト遺伝子群の同定これまでに,約20の遺伝子群が,HLAとそのパラロガスな領域(ヒト染色体9q33-q34,19p13.1-13.3,1q21-q25/p11-p32領域)にコピーをもつことを示してきた.今回,新たにデータベースを検索することにより,1)HLA領域に存在する全遺伝子の約34分の1に相当する37個の遺伝子が9q33-q34,19p13.1-13.3,1q21-q25/p11-p32領域のいずれかにパラロガスなコピーをもっていること,2)MHC領域内にはコピーをもたないが,9q33-q34,19p13.1-13.3,1q21-q25/p11-p32領域間でパラロガスなコピーを共有する遺伝子群が少なくとも50個存在することがあきらかになった.以上から,ほぼ90に近い多種多様な遺伝子族がMHCパラロガス群に属することが判明した.2.メクラウナギのゲノムに存在するMHCパラロガス領域数の同定MHCパラロガス・グループのメンバーであるPBX遺伝子をメクラウナギからクローニングした.ヒトでは,3個のPBX遺伝子(PBX1,PBX2,PBX3)が存在するが,メクラウナギには2個のPBX遺伝子が存在するとの予備的なデータを得た.現在,MHCパラロガス・グループに属するRXR遺伝子,RING3遺伝子をメクラウナギからクローニング中である.これらのデータが得られた段階で,メクラウナギのゲノムに存在するMHCとパラロガスな領域の数を推定することができると期待している.
電気学的手法による高機能磁性薄膜材料の創製

本研究は、電気化学的手法を用いて機能性薄膜材料を創製する際の基礎的材料設計指針を得ることを目的とし、代表的電気化学成膜法である無電解めっき法による高機能磁性薄膜を中心に研究を行うものである。本年度は、まず前年度に開発した無電解CoNiP垂直磁気記録媒体の機能特性と微細構造の相関性について詳細な検討を行った。この膜はc軸が基板面に対し垂直配向したhcp構造をとる結果垂直異方性が発現することが確認されているが、平均膜組成はNiリッチであり、CoNiバルク合金の平衡状態においてはfcc構造のみが安定な領域である。そこで、熱処理法およびスピンエコー^<59>Co-NMR法により検討を行った結果、この膜は成膜時において組成不均一であり、特にCoリッチな成分が存在することにより高Hcなどの特性が発現していることが明かとなった。次にこのようなCoリッチ成分の膜中での存在状態を確認するため選択化学エッチング法を用いた解析を行い、Coリッチな強磁性微粒子が非磁性領域に分散偏析した微細構造をとる結果、超高分解能・超高密度記録に適した機能特性が発現いていることが明かとなった。続いて前年度に開発いた無電解CoB軟磁性薄膜について、更なる特性向上という観点から種々の検討を試みたが、特に成膜後の磁場中然処理が有効であることが明かとなった。成膜後に2k0e程度の外部磁界を印加しながら真空中にて30min程度熱処理することにより異方性磁界Hkが減少すると共に、透磁率μの上昇が見られた。μ上昇は処理温度により異なるが、150^゚C熱処理において最大値(2000以上)が得られた。
ビタミン代謝の個人差と遺伝子多型

若年女性に所要量相当の葉酸を負荷し,葉酸栄養状態に及ぼす効果を葉酸代謝関連の遺伝子多型、すなわちメチレンテトラヒドロ葉酸還元酵素(MTHFR) C677T、A1298C、メチオニン合成酵素(MS) A2756Gおよび還元葉酸輸送体RFC-1G80A多型ごとに検討した。女子大生(21-29歳)100名を対象に,総合ビタミン剤にて葉酸200μg(所要量相当)および400μgを途中4週間のwashout期間をおき、それぞれ4週間連続で服用させた。期間中、3日間秤量記録法による食事調査を計4回行った。葉酸負荷前後に空腹時採血を行い,血清葉酸値、血清tHcy値を測定した。また,MTHFR C677T、A1298C、MS A2756G、RFC-1 G80A一塩基多型をPCR-RFLP法にて調べた。食事調査より算出した葉酸摂取量は,期間を通じて310±124μg/日であり、主要供給源は野菜、緑茶やパン類であった。血清葉酸濃度は葉酸負荷前19.6±10.2nmol/l(8.7±4.5ng/ml)であったが,200μg負荷後、400μg負荷後はそれぞれ40.0%、73.2%上昇した。血清tHcy濃度は負荷前10.0±2.4μmol/lであり、200μg負荷後は9.4±2.3μmol/l、400μg負荷後は7.6±1.5μmol/lと有意に低下した。MTHFRC677T多型間において葉酸負荷前の葉酸値はTT型でCC型より低値(p<0.05)であり、血清tHcy濃度はTT型でCC型より高値(p<0.05)を示したが、葉酸負荷後多型間における差はなくなった。他の3つの多型はいずれも、血清葉酸値、血清tHcy値に大きな影響を与えなかった。したがって良好な葉酸栄養状態であるためには、遺伝子多型による差を考慮し、少なくとも400μg/日以上の葉酸摂取が必要であると考えられる。【目的】我が国の葉酸所要量は欧米の文献を参照して定められており、人種差や個人差、生活習慣等を勘案した日本人の葉酸栄養状態に関する報告は少ない。我々は、これまでに女子大学生を対象に葉酸摂取量および血清葉酸値、総ホモシステイン(tHcy)値を調べ、更にメチレンテトラヒドロ葉酸還元酵素(MTHFR)遺伝子多型(C677T)が葉酸栄養状態に影響することを確認した。すなわち、葉酸を所要量200μg以上摂取していても、TT型をもつ者は血清葉酸値が低く、血清tHcy値は高値を示した。そこで、低濃度の葉酸を負荷し、葉酸栄養状態に及ぼす効果を葉酸代謝関連酵素の多型MTHFRC677T、A1298C、メチオニン合成酵素A2756G、還元葉酸輸送体RFC-1 G80A)ごとに検討した。【方法】女子大生103名に葉酸200μgを総合ビタミン剤にて4週間連続で服用させ、更に4週間後、葉酸400μgを同様に服用させた。期間中は通常の食事を摂るよう指示し、服用直前と終了前の3日間、それぞれ食事調査を行った。服用前と最終日の翌朝、空腹時採血を行い、血清葉酸をケミルミACS-葉酸Hで、血清tHcyをHPLCで測定した。また、全血からDNAを抽出し、先述の遺伝子多型をPCR-RFLP法にて調べた。【結果】血清葉酸濃度は葉酸服用前7.9±3.0ng/ml、200μg服用後は10.7±4.6ng/mlとなり、基準値3.6ng/ml未満者は飲用前に1名のみであった。遺伝子型別では、CC型(22名)は148%、CT型(28名)は147%、TT型(13名)は156%増加となり、TT型では服用後の変化率がやや高かったが、他の型と比べて低値を示した。血清tHcyは、CC型で32%、CT型で35%減少したが、TT型は22%に過ぎなかった。すなわちTT型においては、葉酸を現行の所要量より多めに摂る必要があると考えられた。

血清葉酸濃度は葉酸負荷前19.6±10.2nmol/l(8.7±4.5ng/ml)であったが,200μg負荷後、400μg負荷後はそれぞれ40.0%、73.2%上昇した。血清tHcy濃度は負荷前10.0±2.4μmol/lであり、200μg負荷後は9.4±2.3μmol/l、400μg負荷後は7.6±1.5μmol/lと有意に低下した。MTHFRC677T多型間において葉酸負荷前の葉酸値はTT型でCC型より低値(p<0.05)であり、血清tHcy濃度はTT型でCC型より高値(p<0.05)を示したが、葉酸負荷後多型間における差はなくなった。他の3つの多型はいずれも、血清葉酸値、血清tHcy値に大きな影響を与えなかった。したがって良好な葉酸栄養状態であるためには、遺伝子多型による差を考慮し、少なくとも400μg/日以上の葉酸摂取が必要であると考えられる。
肺循環の除外が全身循環に及ぼす影響に関する研究

肺循環を除外することの影響を覚醒下の慢性動物実験で解析することに成功した。即ち、肺循環の除外の影響を見るために、両心バイパスの左心送血側に人工肺を組込んだモデルと、静-動脈バイパス初年度は100%静-動脈バイパスを比較しした慢性動脈実験を中心に検討を行った。モデルを用いて検討したところ、血行動態や循環調節ホルモンに大きな変化が見られることが解った。そこで2年度は、まず拍動型補助人工心臓による両心バイパスを作製し、術後2週間の時点で、常温、覚醒下に補助人工心臓と人工肺を用いて静動脈バイパスに切り替え、肺血流量を段階的に減少させることで、より定量的な評価を行った。その結果、肺動脈血流量の減少に比例して平均大動脈圧は、肺動脈血流量100%時の111【plus-minus】12mmHgから、0%時の62【plus-minus】6mmHgに有意に低下し、体血管抵抗も1089【plus-minus】95dynes・sec・cm-5から650【plus-minus】150dynes・sec・cm-5に有意に減少した。血中プロスタグランジンE2濃度は肺血流量の減少に比例して2.1【plus-minus】1.6pg/dlから12.5【plus-minus】2.1pg/dlに増加し、レニン活性およびアンギオテンシンI、II濃度も、同様に段階的な増加を示した。一方、血中エピネフリンおよびノルエピネフリン濃度は、肺動脈血流量が10%の条件までは著変を認めなかったが、肺動脈血流の完全遮断にて、エピネフリンでは60【plus-minus】28pg/dlから442【plus-minus】285pg/dlに、また、ノルエピネフリンでは307【plus-minus】194pg/dlから628【plus-minus】519pg/dlへと著しい増加を示した。静動脈バイパスによる心肺補助施行時には、肺血流の減少に比例した血行動態上の変化を招来することが示された。また、血管作動性物質の血中濃度も著明に変化し、さらにそれらの変化の肺循環を除外することの影響を覚醒下の慢性動物実験で解析することに成功した。また、血管作動性物質の血中濃度も著明に変化し、さらにそれらの変化の体内に自然肺を残したままではあるが、肺循環を除外することの影響を覚醒下の慢性動物実験で解析することに成功した。即ち、肺循環の除外の影響を見るために、両心バイパスの左心送血側に人工肺を組込んだモデルと、静-動脈バイパスを比較した慢性動物実験を中心に検討を行った。具体的には、慢性動物実験で覚醒下に100%静-動脈バイパスを施行し、その生体に及ぼす影響について、体重28-36kgの成山羊4頭を用いて実験を行った。平均大動脈圧は両心バイパス時117±27mmHgに対して、両心バイパスに人工肺を組込んだ場合、105±25mmHg、100%静-動脈バイパス時には、79±10mmHgと、100%静-動脈バイパス施行下で有意に低下した。血管作動性ホルモンに関しては、両心バイパスに人工肺を組込んだ場合には両心バイパス時と比べて大きな変化を認めなかったが、100%静-動脈バイパス時には種々の測定因子に変動が観察された。

とくにその代謝過程における自然肺の役割が極めて大きいProstaglandin E2とNorepinephrineでは、それぞれ両心バイパス時2.3±2.1と426±536pg/ml、両心バイパスに人工肺の組込時3.3±4.4と352±222pg/mlであったのに対し、100%静-動脈バイパス時には10.9±8.8と1815±538pg/mlと、共に著明な上昇を認めた。以上より以下のことが明らかとなった。両心バイパスに人工肺を組込んだ場合には、血行動態、血管作動性ホルモン濃度に大きな変化を認めなかった。2.100%静-動脈バイパス時およびNE濃度の著明な上昇を認めた。3.静-動脈バイパス時や膜型肺による呼吸補助の際には自然肺循環を部分的に維持することが重要であると考えられた。平均体重49kgの成山羊3頭を用い、まず拍動型補助人工心臓による両心バイパスを作製し、術後2週間の時点で、常温、覚醒下に補助人工心臓と人工肺を用いて静動脈バイパスに切り替えた。肺動脈を絞扼して、肺動脈血流量の全灌流量に対する割合を100%から50、25、10、0%に変化させ、それぞれ2時間の灌流を行った。その結果、肺動脈血流量の減少に比例して平均大動脈圧は、肺動脈血流量100%時の111±12mmHgから、0%時の62±6mmHgに有意に低下し、体血管抵抗も1089±95dynes・sec・cm-5から650±150dynes・sec・cm-5に有意に減少した。血中プロスタグランジンE2濃度は肺血流量の減少に比例して2.1±1.6pg/dlから12.5±2.1pg/dlに増加し、レニン活性およびアンギオテンシンI、II濃度も、同様に段階的な増加を示した。一方、血中エピネフリンおよびノルエピネフリン濃度は、肺動脈血流量が10%の条件までは著変を認めなかったが、肺動脈血流の完全遮断にて、エピネフリンでは60±28pg/dlから442±285pg/dlに、また、ノルエピネフリンでは307±194pg/dlから628±519pg/dlへと著しい増加を示した。静動脈バイパスによる心肺補助施行時には、肺血流の減少に比例した血行動態上の変化を招来することが示された。また、血管作動性物質の血中濃度も著明に変化し、さらにそれらの変化の様式が一様ではないことが明らかになった。
MEMS多軸力センサを用いた生物の運動計測

生物が運動する際の周囲の環境から受ける力を、センサ素子にピエゾ抵抗を利用したMEMS力センサを用いて計測・評価する研究を行った。計測対象として、サイズが異なる人間、昆虫、細胞を計測することで包括的に実験を行った。それぞれの計測対象に合わせて、センサの形状やサイズ、計測可能な力レンジを設計・試作した。試作したセンサを用いて運動時の力計測を行い、それぞれの対象において、サイズに依存した特徴的な力を明らかにした。本研究課題では、MEMSセンサグルー、細胞グループ、昆虫羽ばたき飛翔グループ、人間歩行グループの4グループが共同して研究を行った。MEMSグループでは、SIMS分析によって、熱拡散でドープしたシリコン側壁の不純物濃度を計測した。また、イオン注入の飛程シミュレーションを行ない、シリコン側壁へのピエゾ抵抗層形成条件を求めた。これらの結果を用いることで、実際にデバイスを設計する際の感度計算の指標を得た。細胞グループでは、試作した平面型多軸力センサの表面を細胞接着性タンパク質でコートし、細胞の接着度を向上させた。また、確実にセンサ部位に細胞を接着させるために、微小流路を利用して細胞を播種し、細胞の接着範囲を制御した。微分干渉顕微鏡を用い、蛍光染色した細胞を観察しながら力学的信号を計測できることを確認した。昆虫羽ばたき飛翔グループでは、プローブ型3軸力センサを用いてショウジョウバエの羽ばたき運動時に発生する力を計測し、力センサの信号と同期して、ハエの側面から高速度カメラで撮影した。それぞれの計測では羽ばたき周波数より十分に高いサンプリングレートで計測した。計測した結果から、羽ばたき運動に合わせて自重と等しいオーダの力が発生していることを確認した。人間歩行グループでは、シリコーンゴムに埋め込んだ平面型3軸力センサを左右の靴のインソールに各8個ずつ配置し、アンプで増幅したセンサ出力を無線シリアル通信で計測できるシステムを構築した。試作したシステムを用いて歩行中の足裏に作用する3軸力分布データの計測を行ない、定性的なレベルでのデータの妥当性を確認した。本研究課題では、MEMSセンサグループ、細胞グループ、昆虫羽ばたき飛翔グループ、人間歩行グループの4グループが共同して研究を行った。MEMSセンサグループでは、細胞グループ用の平面型多軸力センサとして、ピラー構造を有するマイクロオーダサイズのセンサの試作を手掛けた。またプローブ力センサにおいて、xyz方向の力及びプローブ周りめトルクを計測可能な4軸力センサを試作した。これらの試作した力センサの力分解特性を評価するため、条件数に基づいたセンサの力分解特性の評価方法を取り入れ、分解特性の定量的な評価を行った。細胞グループでは、センサ上面が細胞接着基板面と同平面上にあるマイクロピラー型センサを用いて、同センサで実際に細胞が酵素処理により基板から剥離する際の3軸方向の力が計測できることを確認した。また、カンチレバー型センサをアレイ化して細胞の力計測を行い、定量的な力評価を行うためのシステムを構築した。昆虫羽ばたき飛翔グループでは、プローブ型4軸力センサを用いて、ショウジョウバエの羽ばたき運動時に発生する力計測を行った。計測した結果から、重力方向の1羽ばたき周期の力の平均値を求めると、体重と同程度の力が発生しており、整合性の有る結果となった。一方で、水平前後方向では重力方向以上の力が発生していることが分かった。また回避行動を誘起するための視覚刺激を与えると、翼の打ち下ろし始めにおいて、回転運動を行うモーメントが発生することが確認された。人間歩行グループでは、弾性体に埋め込んだ平面型多軸力センサを左右の靴のインソール内に合わせて16箇所配置し、3軸力分布データを無線でリアルタイムに送信できるワイヤレスかつウェアラブルな計測システムの構築を行なった。この計測システムを用いて、これまでに水平歩行・階段昇降・傾斜路歩行のデータを取得した。また、計測システムから得られる足裏3軸力分布のデータと、フォースプレートから得られる床反力のデータとの比較検証を行なった。MEMSセンサグループでは、人間グループと共同してMEMSセンサを無線回路へ接続して用いることができるよう、Bluetoothでの無線計測を進めた。またセンサをアレイ化する際に増大する配線の問題を解決するべく、センサ素子の立体配線および省配線化の検討を行った。さらに当初計画に追加して、細胞の力をより正確に計測するため、疎水性膜による細胞接着位置の制御方法を細胞グループと共同して確立した。細胞グループでは、作製した平面型多軸力センサでヒト由来骨肉腫由来細胞(U2OS細胞)を薬剤処理した際の力変化を3軸で計測を行った。計測した結果から、細胞が核方向に力を発揮していることが示唆された。また、ウシ由来平滑筋細胞をカセンサで計測した結果、細胞が剥がれる際に発生した力変化(数nN)の計測を実現した。さらに、カセンサを微小流路底面に組み込み、細胞が流路内を流れる際の圧力変化を直接計測する方法を確立した。昆虫羽ばたき飛翔グループでは、引き続き、プローブ型4軸力センサを用いて、ショウジョウバエの力計測を行った。羽ばたき始めにおいては定常的な羽ばたき運動に比べ、羽ばたき周波数が高く、前後および上下方向の力の変動が大きいことが分かった。また前後方向に対して二峰性が大きく生じることが分かった。さらにフォースプレート型カセンサを用い、ショウジョウバエの離陸時においては脚力が運動に対して支配的であることを明らかにした。

人間歩行グループでは、傾斜角が歩行に与える影響と、水平歩行時の歩行速度による影響についてデータの蓄積を進めると共に、実験環境を一般的なフィールドに拡張し、様々な路面状況での計測を行なった。また、追加交付により下肢・足位置姿勢トラッキングシステムを導入し、下肢・足の位置や姿勢を数値データとして直接的に取得し、計測データの精度向上に取り組んだ。当初目標としていた項目に対して、問題なく研究を進められているので、順調に進展していると判断した。本研究課題では、MEMSセンサグループ、細胞グループ、昆虫羽ばたき飛翔グループ、人間歩行グループの4グループが共同して研究を行った。MEMSグループは、人・昆虫・細胞という異なるスケールの生物が生じる力を計測するため、生物のスケールと力の大きさ、その生物が動作する領域に対応したMEMS力センサの設計方法の確立し、センサを実現した。平成28年度には、各計測で得られたデータに対して、統計的に解析し力の特徴を評価した。細胞グループは、細胞培養条件下において安定した力計測が可能なセットアップを構築し、センサ上に培養した細胞の運動時の力を計測・解析した。平成28年度は、細胞の接着領域を制御し、作製した領域に沿って運動する細胞の力計測を行った。さらに、iPS細胞由来心筋細胞をセンサ上で培養し、拍動の力を計測・解析した。昆虫羽ばたき飛翔グループでは、プローブ型4軸力センサを用いて、ショウジョウバエの羽ばたき運動時の力計測・解析を行った。平成28年度は、羽ばたき始めから定常運動に遷移するまでに複数のモードがあることを明らかにした。さらにフォースプレート型力センサを用い、ショウジョウバエの離着陸時の脚に加わる力を評価した。人間歩行グループでは、足裏の3軸力分布データを無線でリアルタイムに送信できるウェアラブルな計測システムを構築し、路面傾斜や歩行速度を定量的に変化させながらデータの取得と解析を行なった。最終年度となる平成28年度は重心位置による歩行への影響を検証した。フォースプレートから得られる床反力や、モーションキャプチャから得られる下肢や足の位置・姿勢データと組み合わせて、計測データの精度向上にも取り組んだ。生物が運動する際の周囲の環境から受ける力を、センサ素子にピエゾ抵抗を利用したMEMS力センサを用いて計測・評価する研究を行った。計測対象として、サイズが異なる人間、昆虫、細胞を計測することで包括的に実験を行った。それぞれの計測対象に合わせて、センサの形状やサイズ、計測可能な力レンジを設計・試作した。試作したセンサを用いて運動時の力計測を行い、それぞれの対象において、サイズに依存した特徴的な力を明らかにした。MEMSセンサグループでは、アレイ化により得られた巨大なデータを統計的に解析する方法について検討を進める。細胞グループでは、多軸力センサ
新規ヌクレオシド系制ガン剤と放射線照射併用によるアポトーシス細胞死増感作用

ガン細胞特異的にRNA合成阻害起こすことで細胞死を起こすようにデザインされた新規ヌクレオシド系抗がん剤エチニルシチジン(ECyd)が放射線増感作用のメカニズムを調べる目的で本研究は行われた。細胞はp53野生型のヒト胃腺ガン細胞由来MKN-45細胞ならびにp53変異型のチャイニーズハムスター肺線維芽細胞由来V79細胞を用いて検討した。両細胞とも放射線照射単独ではアポトーシスを引き起こさないが、ECydをそれ単独では細胞毒性を示さない濃度のECyd存在下で照射するとアポトーシスを効率よく誘導できることが明らかとなった。このアポトーシス誘導はカスパーゼ阻害剤Z-VAD-FMKならびにキモトリプシン様セリンプロテアーゼ阻害剤TPCKで有意に阻害された。また、細胞周期との関連をフローサイトメトリー法で解析したところ、放射線照射のみではG2期停止が両細胞で起きるのに対して、ECyd存在下ではこのG2期停止機構が破壊され、G2期からアポトーシスが誘引されていることが明らかとなった。以上の結果は細胞のp53のステータスに関わらず、ECydは放射線によるアポトーシスによる細胞死を増感し、そのメカニズムとしてG2期停止の解除によってカスパーゼならびにキモトリプシン様プロテアーゼが関与していることが示された。また、メカニズムとしてどのようにネクローシス様細胞死をアポトーシスによる細胞死に変換するにはG2期のアポトーシス抑制機構の解除が重要性を明らかにすることの重要性を示唆している。ECydがRNA合成阻害を目指してデザインされているので、今後、細胞周期に関する装置で、G2期に新規に合成される必要性のあるCDC2やサイクリンBなどの挙動を調べ、G2期にリンクし、誘導・活性化される未知のアポトーシス抑制因子の同定とそれに対するECyd/放射線による応答を調べることが重要となるであろう。
代償請求権と諸制度の関連と展開

研究代表者は,平成30年度に科研費補助金(研究成果公開費)を受けて『代償請求権と履行不能』を刊行し,平成29年改正民法によって新設された,民法412条の2第1項の履行不能と民法422条の2の代償請求権という二つの規定を論じた。同書は,代償請求権に関するわが国で初の単行書である。同書においては,代償請求権に関する基礎研究を網羅的に行い,他制度との関係についても填補賠償請求権との関係を重点的に扱った。今回の研究では,その他の制度,具体的には,民法総則,債権各則,および相続との関係について,平成31年以降の国内外の研究動向も踏まえ,研究を発展させるものである。
角膜内皮創傷治癒促進に関する研究

1,器官培養液中に増殖因子と角膜内皮伸展の関係について知る目的で各増殖因子を添加した場合の角膜内皮細胞に対する影響を検討した。体重約2.5kgの日本白色家兎から採取した角膜ブロック(4x4mm)の角膜内皮をカバーグラスで半分の面積切除し創傷を作成した。その角膜ブロックを24穴の組織培養皿に入れて、外因性TGFβならびにコントロールを添加したTCM-199(阪大微研)で24時間、37°Cで器官培養した。培養後角膜ブロックを同様に染色を行った。光学顕微鏡下で写真撮影を行い、角膜内皮伸展距離を測定し、その平均値を1ブロックでの伸展距離とし統計処理を行い、比較検討した。さらに、増殖因子の細胞内シグナル伝達を知る目的でP38ELISA Kitを用いて同様に器官培養実験を行った。2,上記と同様に体重約2.5kgの日本白色家兎から採取した角膜ブロック(4x4mm)の角膜内皮をカバーグラスで半分の面積切除し創傷を作成した。その角膜ブロックを24穴の組織培養皿に入れて、外因性ヒアルロン酸ナトリウムならびに4-methylumbelliferoneを添加したTCM-199(阪大微研)で37°Cで器官培養した後、024時間後それぞれの時間経過における角膜内皮細胞のアポトーシスの有無をTUNNEL法にて検討した。方法1、器官培養液中に外因性ヒアルロン酸ナトリウムを添加した場合の角膜内皮細胞に対する影響を検討した。その角膜ブロックを24穴の組織培養皿に入れ、外因性ヒアルロン酸ナトリウムを添加したTCM-199(阪大微研)で24時間、37°Cで器官培養した。培養後角膜ブロックを0.25%トリパンブルー溶液により90秒間染色後、生理食塩水により洗浄、さらに0.2%アリザリンレッドS溶液にて150秒間染色を行った。2、上記と同様に器官培養液中に内因性ヒアルロン酸ナトリウムを抑制する目的で4-methylumbelliferone添加した場合の角膜上皮細胞に対する影響を検討した。その角膜ブロックを24穴の組織培養皿に入れて、外因性ヒアルロン酸ナトリウムならびに4-methylumbelliferoneを添加したTCM-199(阪大微研)で24時間、37°Cで器官培養した。結果角膜内皮細胞の伸展は外因性ヒアルロン酸ナトリウム添加により促進することが分かった。さらに、器官培養液中に内因性ヒアルロン酸ナトリウムを抑制する目的で4-methylumbelliferone添加した場合の角膜内皮細胞伸展は、抑制された。この抑制効果はヒアルロン酸ナトリウムを添加することにより回復した。以上の結果より、角膜内皮細胞伸展には内因性ヒアルロン酸ナトリウムが重要な役割を担うことが分かった。