hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
成層圏における大気イオン移動度スペクトル観測の基礎研究

対流圏大気イオンの移動度スペクトル測定のためにわれわれが開発したドリフトチューブ型大気イオン移動度計をもとに、成層圏における大気イオン移動度スペクトル測定の問題点およびその解決方法について検討、実験を行った。成層圏では気球に搭載しての測定になるが、その際問題になる振動によるノイズについてはイオン電流を検出するコレクター電極とドリフトリングおよびスペ-サなど装置全体との固定を強化することにより、大幅に低減できることがわかった。さらに、信号の積算によるランダムノイズの低減方法を組み合わせて測定することにより、電力線の50/60Hzのノイズが小さい成層圏では対流圏よりもS/N比の高い測定が可能であることがわかった。また、測定の自動化を実現するためにパソコンを利用した自動測定システムの試作を行った。このシステムはパソコンと、高圧電源を制御するためのD/A変換ボードおよび測定のタイミングと測定信号の取り込を行なうデジタル出力付きのA/D変換ボードから構成した。自動測定プログラムはC言語で作成した。これによりワンボードマイコンを利用した自動測定システムの構築に向けての見通しを付けることができた。よりダイナミックレンジの広い測定を目指すには、電流アンプの制御がさらに必要であることが判明した。今後は、感度の一層の向上を図るために電子増倍管を利用した検出器の実験を行なう予定である。
強擬凸領域とその境界上の幾何解析

多変数複素解析における基本的な問題として,「二つの複素領域はいつ双正則同値か」という正則同値問題が挙げられる.この問題に対する有力なアプローチの一つとして,領域の境界がもつCR多様体の構造を調べるというものがある.特にCR多様体の不変量の構成やその性質の解明が正則同値問題の解決に結びつくと考えられる.本研究の目的は,強擬凸という複素解析的な凸性をもつCR多様体の不変量を,偏微分方程式という解析的な手法を用いて調べることである.多変数複素解析における基本的な問題として,「二つの複素領域はいつ双正則同値か」という正則同値問題が挙げられる.この問題に対する有力なアプローチの一つとして,領域の境界がもつCR多様体の構造を調べるというものがある.特にCR多様体の不変量の構成やその性質の解明が正則同値問題の解決に結びつくと考えられる.本研究の目的は,強擬凸という複素解析的な凸性をもつCR多様体の不変量を,偏微分方程式という解析的な手法を用いて調べることである.
Cybernetic orthosisの開発とニューロ・リハビリテーション

筋電比例式機能的電気刺激装置を小型化し内蔵した前腕スリーブを開発した。内側にはメッシュ素材の布を装着し、表面電極の固定位置を可変式とし、金属不織布で覆うことでノイズ除去を行う工夫がしてある。装着の困難さを解決するため、スリーブを装着してから開窓式の表面電極の固定部分を装着する二段階装着方式とし、表面電極が常に一定の位置に固定される。若干の動作不安定性があるが、携帯性に優れる点は被験者に好評であり、日常生活における長時間使用によって障害側運動野の脳血流が賦活されることで片麻痺の改善が期待されると思われる。パラメーター記憶機能を付加された新しい小型携帯型の筋電比例式機能的電気刺激装置(パワーアシストタイプ)を、イクシスリサーチ社に開発、製作を契約書をかわし依頼した。プロトタイプの製作からイクシスリサーチ社と意見交換を行い、かなり大きめの試作器をまず作製し、動作確認を健常者と、脳卒中患者4名に行い、パラメーターの設定範囲(筋電感度と電気刺激強度)を決定した。得られたパラメーターの設定条件をもとに筋電比例式機能的電気刺激装置の基盤の小型化に取り組み、本年度終盤には大きさ4×7cm、厚さ1cmの小型携帯型基盤が完成した。次に、前腕部にフィッティングのよいアーマー(レオタードの素材で作製)のデザインを考案し、小型携帯型基盤と表面電極を装着できるように作製した。特にアーマーの内側にはメッシュ素材の布を装着し、reusableな表面電極の固定位置を変えられるようにしてある。拇指球部分と肘関節周囲をメルクマールとして、アーマーが常に一定の位置に装着され、表面電極が常に一定の位置に固定されて、標的筋肉のモーターポイントに接触するように作製されている。電気刺激装置のチャンネル1は、同一の電極で筋電信号記録と電気刺激を兼用するチャンネルである。記録電極は1チャンネルであるが、電気刺激は2チャンネル以上の同時刺激が可能となるように設定する。筋電信号記録はノイズや電気刺激自体の影響を受けず、筋肉からの筋電信号のみをピックアップできるように回路が設定され、筋電信号をピックアップする感度と電気刺激強度は自由に可変設定可能である。健常人3例で新型機能的電気刺激装置スプリントの安全性、動作機能の確認を行った。小型携帯型の筋電比例式機能的電気刺激装置(パワーアシストタイプ)を、イクシスリサーチ社に製作を契約書をかわし依頼した。プロトタイプの製作からイクシスリサーチ社と意見交換を行い、大きさ4×7cm、厚さ1cmの小型携帯型基盤が完成し、前腕部にフィッティングのよいスリーブ(レオタードの素材で作製)のデザインを考案し、小型携帯型基盤と表面電極を装着できるように作製した。特にスリーブの内側にはメッシュ素材の布を装着し、表面電極の固定位置を変えられるようにしてある。昨年度の試作品で問題であった装着の困難さを解決するため、スリーブを装着してから開窓式の表面電極の固定部分を装着する二段階装着方式とし、表面電極が常に一定の位置に固定されて標的筋肉のモーターポイントに接触するように作製されている。いまだ若干の動作不安定性があり、電気刺激回路の設定変更を考慮する必要性が考慮された。小型携帯型の筋電比例式機能的電気刺激装置(パワーアシストタイプ)を、イクシスリサーチ社に製作依頼し意見交換を行ったうえで完成した小型携帯型基盤(大きさ4×7cm、厚さ1cm)を、前腕部にフィッティングのよいスリーブ(レオタードの素材で作製)に内蔵したものを実際に脳卒中患者に適応してみた。スリーブの内側にはメッシュ素材の布を装着し、表面電極の固定位置を変えられるようにしてあり、さらに電極を金属不織布で覆うことでノイズ除去を行う工夫がほどこされている。装着の困難さを解決するため、スリーブを装着してから開窓式の表面電極の固定部分を装着する二段階装着方式とし、表面電極が常に一定の位置に固定されて標的筋肉のモーターポイントに接触するように作製されている。若干の動作不安定性があり、電気刺激回路の設定変更も考慮する必要性が感じられたが、携帯性に優れる点は被験者に好評であった。また、被験者の前腕部サイズに合わせたオーダーメイドスリーブを作成しないと、表面電極の密着性が不十分となるフィッティングの問題が再確認された。

さらに肩拳上用の電気刺激用肩スリーブを数種類作成したが、装着の簡便性に問題が残り、今後の課題である。近赤外光脳機能装置によって脳機能を評価したところ、筋電比例式機能的電気刺激により障害側運動野の脳血流が賦活される傾向が認められた。筋電比例式機能的電気刺激装置内蔵スリーブを装着し、日常生活における長時間使用によって、障害側運動野の脳血流が賦活されることで片麻痺の改善が期待されると思われる。
多細胞体制の形成機構・生体因子による制御

生体因子による多細胞体制の形成の制御の問題は、最終的には一個体オーダーで種々の要因が複雑に組み合わさり、微妙に調整されている機構を明らかにすることであるべきであるが、国の内外におけるこの方面の研究のレベルはまだそれと取り組める程には至っていない。従ってこの三年の目的は各班員が最も得意とする部分の研究においた。その結果三年間にはかなり大きな進歩がみられた。本年度については、小沢は、細胞に鉄を与えるトランスフェリンの筋細胞の成長促進作用は、鉄が最終的にはRNAポリメラーゼに必要とされることを示した。これは生体因子の生理作用を分子レベルで明確にした数少い例である。松田は、骨格筋に由来する成長因子の研究を行い、FGF様因子がトランスフェリンと共存することを示しその生物学的な動向を探った。長浜はサケ科の魚の生殖巣に於けるステロイドホルモンの生成機序を研究し、精巣へゴナドトロピンが作用した場合、体細胞と生殖細胞とが関与する二細胞型モデルを提唱した。長井は、H-Y抗原に対する力価の高いモノクロナル抗体を作ろうと努めた。林はフィブロネクチン、ラミニンおよびビトロネクチンの研究を行って来たが、ラミニンの抗血清を作り細胞移動との関係を調べた。小幡は、脳に新しい蛋白を発見し、その発生における時間経過を調べた。神野は、心臓形成の初期に現われるペースメーカーが発生と共に安定化する現象を研究しそれに関与する要因を調べた。増田はモヤシマメ芽生えにおけるジベレリンの熱ショック蛋白の生成に対する効果を調べた。桜井は植物の成長過程を決定している細胞壁の構築パターンの解析を行った。勝見は、ジベレリンの矮性トウモロコシの微小管配向への作用を調べた。今関は、オーキシンで調節され、エチレン合成に関与するACC合成酵素の精製を行った。
ウシの血中脂肪酸濃度と卵子品質・胚発生の関連性と繁殖性に及ぼす影響について

ホルスタイン種経産牛30頭(健常牛10頭,炎症性疾患牛11頭,代謝性疾患牛9頭)の血清脂肪酸濃度を測定した.脂質抽出(Bligh法)および薄層クロマトグラフィーで処理を行い,脂質をステロールエステル(SE),トリグリセリド(TG),遊離脂肪酸(FA),リン脂質(PL)に分離し,ガスクロマトグラフィーにより脂肪酸濃度を測定した.炎症性疾患牛ではFAのC16:0濃度が減少し,代謝性疾患牛ではPLの不飽和脂肪酸濃度が上昇することが示唆された.牛胚の輝度について定量的測定を検討し,採胚成績との関連性について調査した.黒毛和種牛46頭ならびにホルスタイン種牛8頭に対して過剰排卵処置を施し採胚を行った.また,採胚日に尾動静脈より採血し,採胚成績を記録し,胚のデジタル画像を撮影した.黒毛和種牛はホルスタイン種牛に比べて胚の輝度が有意に高かった.黒毛和種牛における胚の輝度は季節間(夏>秋>冬)で有意差が見られた.胚の輝度を定量的に測定することにより,客観的に評価することが可能であった.バイパス多価不飽和脂肪酸(PUFA)投与が,経腟採卵により採取した牛卵子の脂肪酸濃度ならびに輝度に与える影響について調査した.ホルスタイン種牛6頭にPUFAとしてトマリノール(日清丸紅飼料(株))を与え,非投与日から約1週間おきに経腟採卵(OPU)を行った.卵子の輝度ならびに脂肪酸濃度は,0週目から4週目に至るまで有意な変化は認められなかった.一方で,血漿脂肪酸濃度はPL分画にてオレイン酸とリノール酸,SE分画にてリノール酸およびTG分画にてオレイン酸の濃度の上昇が確認された.血漿脂肪酸濃度がPUFAの投与によって上昇したのに対し,卵子脂肪酸は同様の動きを示さなかった.今年度は,脂肪酸の測定系を安定化する目的で,サンプルが集まるまでの間,ホルスタイン種経産牛30頭の血清脂肪酸濃度を測定した。30頭の内訳は,健常牛10頭,炎症性疾患牛11頭,代謝性疾患牛9頭で,その血清は,脂質抽出(Bligh法)および薄層クロマトグラフィーで処理を行い,脂質をステロールエステル(SE),トリグリセリド(TG),遊離脂肪酸(FA),リン脂質(PL)に分離した。そして,ガスクロマトグラフィーにより脂肪酸濃度を測定した。炎症性疾患牛の脂肪酸濃度では,PLのC17:0における高値,FA分画のC16:0における低値がみられた。SEのC18:1(c-11)における高値,FAのC15:0,C16:0,C18:1(c-9),C20:0,C22:0,C24:0,PLのC12:0,C16:0,C22:0,C20:5(n-3)における低値がみられた。代謝性疾患牛の脂肪酸濃度では,SEのC18:2(c9,c12),PLの総不飽和脂肪酸における高値,FAのC12:0における低値がみられた。これらの結果から,炎症性疾患牛ではFAのC16:0濃度が特異的に減少する可能性が示唆された。代謝性疾患牛ではPLの不飽和脂肪酸濃度が上昇することが示唆された。疾患との詳細な関連性はさらに検討する必要である。また,過剰排卵処置を施した黒毛和種牛60頭から採胚を実施した。胚の品質を記録し,Photoshopの輝度ヒストグラム簡易測定法によって,個々の胚の輝度を測定した。ウシの血液を取り,血清分離し血液生化学測定,残りの血清の脂肪酸測定を現在行っており,採胚成績の関係ならびに胚の輝度との関係のデータ解析を行っている。年度当初に以前の研究室の測定系を現在の研究室でも実施できる体制を整えたが,脂肪酸の測定系を安定させるために時間を要した。また,昨年度途中で,同じ研究室の教員が他大学に移籍したことにより,授業等のエフォートが上昇したため,研究に割く時間がほとんどなくなった。それらの理由により,若干計画が遅れている。今年度は,ウシ胚の輝度について定量的測定を検討し,血液生化学値ならびに採胚成績との関連性について調査した.ウシ胚の品質は鏡検により形態学的に評価されており,胚の輝度は胚品質の項目に含まれず客観的な評価はされていない.しかし,個体間で胚の輝度に差が認められ,輝度の高い胚は高品質であることが経験的に知られている.黒毛和種牛46頭ならびにホルスタイン種牛8頭に対して過剰排卵処置を施し採胚を行った.また,採胚日に尾動静脈より採血し血液生化学検査を実施した.採胚成績(回収総数,正常胚数,正常胚率)を記録し,検卵時に胚のデジタル画像を撮影した.Adobe Photoshopを用いて,輝度ヒストグラム簡易測定法によって個々の胚の輝度を測定し,品種間の比較を行った.

さらに黒毛和種牛の胚の輝度については,胚の品質,採取季節ならびに発育ステージ間(収縮桑実胚胚盤胞)における比較を行った.黒毛和種牛はホルスタイン種牛に比べて胚の輝度が有意に高かった.黒毛和種牛における胚の輝度は季節間で有意差が見られ(夏>秋>冬),胚の品質ならびに発育ステージ間では差は見られなかった.相関分析では回収総数と総蛋白で有意な正の相関が,回収総数とトリグリセリドならびに正常胚率と尿素窒素には有意な負の相関がみられた.胚の輝度と血液生化学値の間には相関性は認められなかった.採胚成績と血液生化学値に弱い相関性があり,血液生化学性状は採胚成績に影響を与えている可能性が認められた.Photoshopを用いた輝度ヒストグラム簡易測定法によって,胚の輝度を定量的に測定することにより,個体,品種ならびに季節間の差を客観的に評価することが可能であった.また,血清の脂肪酸測定は完了しており,今現在,採胚成績の関係ならびに胚の輝度との関係のデータを解析中である。現在の研究室内で,脂肪酸を測定できる体制は出来ている。学部学生の卒業研究も兼ねて実施しており,ほぼ,昨年度は順調に採材,測定ならびに解析を行うことができたが,初年度の遅れの影響は残っている。平成28年度実施予定の「周産期経産乳牛におけるバイパス脂肪酸投与が卵子品質・胚発生能力に与える影響」については,周産期牛の確保が困難であったため,経産乳牛を学内で飼養しサンプリングを行った。今現在もサンプリングを継続中である。今年度は,バイパス多価不飽和脂肪酸(PUFA)投与が経腟採卵により採取したウシ卵子の脂肪酸濃度ならびに輝度に与える影響について調査した.ウシにおいて,バイパスPUFAの投与による繁殖機能や体外発生胚への影響は過去に多く報告されているが,卵子自体の脂肪酸測定は行われていない.本研究では生体から採取した卵子の脂肪酸および輝度測定を行った.ホルスタイン種牛6頭にバイパスPUFAとしてトマリノール(日清丸紅飼料(株))を与え,非投与日(対照群)から約1週間おきに経腟採卵(OPU)を行った.卵子のデジタル画像を記録し,Adobe Photoshop CS5.1を用いた輝度ヒストグラム簡易測定法にて,個々の卵子の輝度を測定した.輝度測定後の卵子と血漿から脂肪酸抽出を行った.卵子輝度は対照群にあたる0週目から4週目に至るまで有意な変化は認められなかった.卵子脂肪酸濃度は,遊離脂肪酸(FA),リン脂質(PL),ステロールエステル(SE)およびトリグリセリド(TG)分画全てにおいて経時的な変化は認められず,全期間において飽和脂肪酸であるパルミチン酸とステアリン酸が高値を示した.一方で,血漿脂肪酸濃度はPL分画にてオレイン酸とリノール酸,SE分画にてリノール酸およびTG分画にてオレイン酸の濃度の上昇が確認された.血漿脂肪酸濃度がバイパスPUFAの投与によって上昇したのに対し,卵子脂肪酸は同様の傾向を示さなかった.ウシの生体内では,過剰な脂肪酸は卵子に蓄積されないように調整されている可能性が考えられる.現在では卵子のランク分類は卵丘細胞の状態により判断されている.輝度測定は卵細胞質の状態のみに特化していることから単独で品質判断に用いるには適さないが,卵細胞質の客観的指標の一つとして他の分類方法と組み合わせられる可能性が示唆された.現在の研究室内で脂肪酸を測定できる体制は出来ている。学部学生の卒業研究も兼ねて実施しており,昨年度は順調に採材,測定ならびに解析を行うことができたが,初年度の遅れの影響は残っている。繁殖障害牛におけるバイパス脂肪酸投与が卵子品質・胚発生能力に与える影響については,時間的に不足し実施することが困難であった。ホルスタイン種経産牛30頭(健常牛10頭,炎症性疾患牛11頭,代謝性疾患牛9頭)の血清脂肪酸濃度を測定した.脂質抽出(Bligh法)および薄層クロマトグラフィーで処理を行い,脂質をステロールエステル(SE),トリグリセリド(TG),遊離脂肪酸(FA),リン脂質(PL)に分離し,ガスクロマトグラフィーにより脂肪酸濃度を測定した.炎症性疾患牛ではFAのC16:0濃度が減少し,代謝性疾患牛ではPLの不飽和脂肪酸濃度が上昇することが示唆された.牛胚の輝度について定量的測定を検討し,採胚成績との関連性について調査した.黒毛和種牛46頭ならびにホルスタイン種牛8頭に対して過剰排卵処置を施し採胚を行った.
ポリアミン輸送系の分子解剖とその遺伝子発現調節

1.プトレスシン取り込み系の基質結合蛋白質(PotF)のプトレスシン結合部位をX線結晶構造解析及びsite-directed mutagenesisにより作製した変異PotFの活性測定より決定した。その結果、2分子のAsp、1分子のGlu、2分子のTrp、2分子のTyr及び1分子のSerがプトレスシンの結合に関与していることが明らかとなった。中でも、Glu185、Trp244、Asp247及びAsp278が重要で、Asp247がプトレスシン特異的な認識に関与していた。2.酵母のポリアミン輸送欠損株を用いて、ポリアミン輸送蛋白質遺伝子のクローニングを試みた。その結果、TP01(Transporter for polyamines1)遺伝子のクローニングに成功した。この遺伝子は12膜貫通領域を有する液胞膜上の蛋白質をコードし、この蛋白質は基質としてポリアミンのみを認識した。3.スペルミジン優先輸送系は基質結合蛋白質(PotD)、2種の膜貫通蛋白質(PotBとPotC)、及び膜表在性ATPase(PotA)より成り、その遺伝子はオペロンを形成している。このオペロンの遺伝子発現はPotDとスペルミジンにより負の調節を受けること、PotDのプロモーター上の結合部位及びプロモーター領域への結合に関与するPotD上のアミノ酸残基を同定した。4.プトレスシン・オルニチンアンチポータ(PotE)のトポロジーを、アルカリフォスファターゼとβ-ガラクトシダーゼとの融合蛋白質を作製して決定した。また、細胞質側に存在するGlu77、Glu207、Glu433が触媒部位を形成することを明らかにした。更に、PotEは膜電位依存性の取り込み活性を有することを証明した。1.大腸菌のプトレスシン排出系蛋白質PotEはプトレスシンの取り込みと排出の両活性を有する。排出はプトレスシン・オルニチンアンチポ-タ活性によりエネルギー非依存的に行われ、取り込みは膜電位依存性であった。PotEとalkaline phophatase及びβ-galactosidaseとの様々なfusion proteinを作製した結果、PotEは12個の膜貫通部位を持ち、N未満及びC未満が細胞質側に存在するトポロジーを有していた。PotE中の16個の酸性アミノ酸残基を変異した変異PotEを作製し、両活性を測定した結果、Glu207が取り込みと排出に必須であり、Glu77とGlu433も両活性に関与していた。PotE蛋白質はプトレスシン排出及び取り込み活性を持ち、細胞質側にその活性中心を有することが明らかとなった。2.スペルミジン優先取り込み系(potABCD operon)の発現は基質結合蛋白質であるPotDとスペルミジンにより転写レベルで阻害された。従ってPotDはbifunctional proteinとして機能している。このPotDの結合部位をgel shift assayにより調べたところ、mRNAの開始コドンの240塩基上流付近と100塩基下流付近の2ヵ所存在していた。細胞内ポリアミンが上昇すると、PotD蛋白質は細胞内に留まり、potABCD operonの発現を負に調節することが示唆された。3.プトレスシン取り込み系を構成する基質結合蛋白質PotFの構造とプトレスシン結合部位を、X線結晶構造解析及び、1アミノ酸残基置換変異PotFを作製することにより明らかにした。基質プトレスシンの結合にはNドメインのTrp37、Ser38、Asp39、Tyr40、Ser85、Ser87、CドメインのGlu185、Trp244、Asp247、及びリンカー領域のPhe276、Asp278が関与していた。

その結果、TPO1(Transporter for polyamines 1)遺伝子のクローニングに成功した。この遺伝子は12膜貫通領域を有する液胞膜上の蛋白質をコードし、この蛋白質は基質としてポリアミンのみを認識した。3.スペルミジン優先輸送系は基質結合蛋白質(potD)、2種の膜貫通蛋白質(PotBとpotC)、及び膜表在性ATPase(PotA)より成り、その遺伝子はオペロンを形成している。このオペロンの遺伝子発現はPotDとスペルミジンにより負の調節を受けること、PotDのプロモーター上の結合部位及びプロモーター領域への結合に関与するPotD上のアミノ酸残基を同定した。
ことばの学習のメカニズムに関する研究

本研究は、3歳児と5歳児が、新奇な事物が新奇なアクションに含まれるシーンを指して発せられた新奇な語をどのように理解するのかを明らかにすることを目的とした実験を行った。まず、ある人物が新奇な事物とともに特定のアクションをしているシーンをビデオ画像で提示する。その際、名詞条件では「ほらネケよ」のように新奇語が名詞として発話され、動詞条件では「ほらネケってるよ」のように動詞として発話される。次に2つのビデオ画像が選択刺激として二つのモニターに同時に提示される。一つのシーン(Action Same)は標準刺激とアクションが同じだが事物が異なる。もう一つのシーン(Object Same)では、事物は標準刺激で用いられたものと同じだが、アクションは異なる。どちらのシーンも行為の主体は標準刺激と同じ人物である。テスト刺激の提示中、動詞条件では「ネケっているのはどっち?」、名詞条件では「ネケはどっちにある?」、とそれぞれ尋ねた。結果はことばの学習の初期には、子供は動詞の意味は事物と独立ではなく特定の事物と一体になったものとして理解しているという仮説を支持するものであった。5歳児は、動詞条件はAction Same、名詞条件ではObject Sameをそれぞれ非常に高い割合で選び、名詞は事物、動詞は事物とは独立のアクションにマップすることを理解していた。それに対し、3歳児は名詞条件ではObject Sameを高い割合で選んだが、動詞条件ではランダム反応を示し、名詞がアクションに関係なく事物を支持することは理解しているが、動詞の意味はまだ事物と切り離されておらず、今回用いた刺激のように事物が別のものに代わってしまうとうまくアクションに意味をマッピングできないことが示された。
機能的真皮の基礎となるコラーゲンの幾何学構造と変形機構の解明

皮膚の柔軟性のおかげで、ヒトは自由に関節を動かすことができる。皮膚は表皮と真皮で構成され、真皮では無数のコラーゲン線維や弾性線維が複雑にからみあっている。線維性臓器の柔軟性は個々の線維の変形と線維が集合して作る大きな構造の変形の両方から生まれる。これまで個々の線維の変形を観察した研究はなく、コラーゲンと弾性線維がどのように相互作用するかは不明である。またコラーゲン線維網の構造に規則性があるのかどうかの結論はでていない。本研究ではこれらの課題を解決するため新しい顕微鏡観察法を開発する。
高齢者ケアスタッフのための多様な健康生成論的プログラム開発・評価および活用の検証

平成30年度は、平成29年度に引き続き、介護施設リーダー職員が健康生成的な職場づくりプログラムを認知症介護対応型グループホーム職員と介護療養型病床群の介護と看護のリーダー職員に実施した。研究の運営方法は、介護施設職員の参加型によるため、認知症グループホーム職員と介護療養型病床群の職員のそれぞれのニーズに応じた内容に沿うように行った。しかし、研究の介入期間は、何れも毎月1回の1時間半2時間半程度であった。本研究による健康生成的職場づくりプログラムは、参加者参加型により、その対象施設により、内容は均質化には至ってはいないが、プログラムのプロセスに関しては、そのプロトコールの概要が見出すことができてきた。また、平成28年度から、取り組んでいる健康生成的協同学習プログラム(SOC向上を支援するグループ学習プログラム)の前後比較評価については、論文としてまとめ上げることができた。そのため、日本社会医学に英文にて投稿するまでにいたることができ、現在は、査読結果を待っている段階である。本プログラムの結果の公表については、平成30年度には、地域ケアリング(北隆館)から、介護人材の研修会の資料として活用したいと依頼を受け、2018年4月には、「健康生成論を基盤とした介護施設職員のための人材育成プログラムの開発過程とプロセス評価」として掲載済み、2019年3月には、「介護職場の健康生成的な人材育成および職場づくりに向けた実践活動の一例」として、本研究内容の途中経過を公表するに至っている。当初、予定していた介護施設職員のための健康生成的協同学習プログラム(SOC向上のためのグループ学習)に関しては、プロセス評価論文はすでに認知症ケア学会に掲載されたが、そのプログラムの前後比較による有効性の評価に関する英語での論文投稿にいたることができた。さらには、平成29年度から介護職員のみでなく、介護職場環境へのアプローチする健康生成的職場づくりプログラムにまで、発展させることができている。また、認知症ケア学会への論文投稿から、派生し、「地域ケアリング」という比較的介護現場の管理職の方々が、購読されている専門誌に掲載できた。さらには、三重県内の社会福祉法人から、健康職場づくりのプログラムに関するご依頼をいただくなど、研究から実践応用への展開が始まろうとしている。平成31年度は、本研究の最終年として、まずは、健康生成的協同学習プログラム(SOC向上のためのグループ学習)の前後比較の有効性に関する論文を英文にて、掲載させ、結果の公表を行っていくことにある。さらには、本研究にはあらたに発展した健康生成的職場づくりプログラムに関して、その介入のプロセスおよび、その介入による有効性の評価に関して明らかにしていくことである。また、その掲載論文を基盤として、広く一般に本プログラムを公表していくために、ホームページを作成することである。1)プログラムの基盤となる文献の検討:平成28年度は、高齢者ケアスタッフのための多様な健康生成論的プログラムの開発のために、プログラム内容の基盤となる健康生成論、社会的学習理論、協同学習理論などの基盤となる理論の整理を行った。平行してプログラム評価理論やそのデータ分析方法などの検討を行った。2)開発したプログラムの内容:作成されたプログラムは、メンタルヘルスガイドラインを参考にし、プログラムの説明と参加者間で相互に行うリラクゼーション法とテーマに基づいた協同学習(以下、いきいきケアトレーニング)を2種類組みあわせで実施する1回90分のプログラムを基本とした。いきいきケアトレーニングは、多忙な施設環境に合わせ、1シートを30分程度で実施できる介護職員が職場の課題に合わせて選択できるようにようにデザインした。学習テーマは、1介護職員間の人間関係での葛藤、2認知症ケアでの葛藤、3不適切ケアでのジレンマ、4身体拘束でのジレンマ、5非常時の対応でのジレンマ、6介護事故での葛藤、7ユニットケアでの葛藤の7つの学習テーマから選択できるようにした。3)プログラムの総括的評価:開発したプログラムを4か所の特別養護老人ホームのケアスタッフに実施した。2か所の施設では、3回介入の前後比較の調査を実施できた。しかし、2か所の施設では、大雪などの影響を受け、実施できなかった。4)ホームページの開設の検討:開発したプログラムの内容をホームページに公表する計画の会議を2回実施した。本年度、健康生成論、社会的学習理論、協同学習理論などの理論を基盤とするプログラムとして開発できたことは今後、プログラムの妥当性を評価していくために重要であったと考える。また、総括的評価に関しても、2施設20事例のデータを収集でき、次年度にさらに確実な調査へ繋がると考えられる。1)プログラムの開発:プログラムは理論基盤も整え、プログラムの開発過程とプログラムのプロセス評価に関する論文を作成し、現在投稿するまでに至り、ほほ完成できた。2)プログラムの総括的評価:プログラムの総括的評価は、2施設に関しては、3回介入調査ができたものの、評価するには、十分な調査とは言えないため、平成29年度に追加で2施設の総括的調査を行うことで、総括的評価も実施できると考える。3)ホームページの開設:ホームページの開設は、プログラム開発過程と理論基盤や具体的な内容に関する論文掲載がされた段階で、ホームページの公表を行っていけるように準備中である。平成29年度は、介護施設リーダー職員が健康生成的な職場環境をめざして試行した、アクションリサーチによる教育プログラムを評価・検証した。研究参加者は、特別養護老人ホームリーダー職員20名であった。研究期間は、平成29年7月から平成30年1月であった。研究の運営方法は、1特別養護老人ホーム施設長と協同的にプログラムの目的・目標を立案2リーダー職員とのコア体制づくり3介護現場(メンバー)への介入準備4介護現場でのニーズ把握4リーダー職員が健康職場づくりに向けたアセスメント(アンケートのまとめ)

5健康職場づくりにむけた立案および計画発表会の実施を実施した。アクションリサーチにより開発を行った健康生成的職場づくりプログラムの介入効果について検討するため、介入群1(グループ学習と職場づくり)35名、介入群2(グループ学習のみ)33名、待機群38名について、群間の比較検討と介入群の前後比較検討を行った。調査対象は、特別養護老人ホームのリーダー職員、認知症対応型グループホーム職員のユニットリーダー職員、療養型病床病院のリーダー職員とした。すべて、対象施設内で行った。調査期間は、平成29年7月平成30年5月の期間で、各施設1か月に1回のペースで6回介入(6か月間)を行った。調査内容は、SOCの介入前後の変化とその要因(精神健康、PPC、職場風土、アサーション行動)について、群間比較を行うために、自記式質問紙調査を行った。結果は、まだ未集計で今後分析を行う予定である。当初、予定していた健康生成的プログラムに関して、介護施設職員のSOC向上を支援するグループ学習プログラムを平成28年度に開発と評価を行ったが、さらに、健康生成的職場づくりプログラムに発展させることができた。職場内の人材育成を行うための教材開発および進行方法と内容を明らかにするのみでなく、さらに、そのグループ学習を活かしつつ、リーダー職員が健康生成的アプローチを活用して職場改善計画(業務内容および職場人間関係)作成する内容に発展させることができた。また、そのプログラムを活用して、介護福祉士のファーストステップ(管理者養成研修会)(平成29年11月実施)やプリセプター研修会(平成30年2月実施)や認知症介護管理者研修会(平成30年2月実施)の講義内容として活用するまでに至ることができた。ホームページでの公表は遅れているものの、本研究成果を介護福祉士の人材育成のためのプログラムに応用できたことは一定の成果を得たと考える。併せて、本プログラムの開発過程およびプロセス評価に関して、日本認知症ケア学会誌(平成29年10月)での掲載されたことや地域ケアリング(平成30年4月)に掲載され、公表することが研究期間内で実現でき、当初の計画よりも進展することができたと思われる。平成30年度は、平成29年度に引き続き、介護施設リーダー職員が健康生成的な職場づくりプログラムを認知症介護対応型グループホーム職員と介護療養型病床群の介護と看護のリーダー職員に実施した。研究の運営方法は、介護施設職員の参加型によるため、認知症グループホーム職員と介護療養型病床群の職員のそれぞれのニーズに応じた内容に沿うように行った。しかし、研究の介入期間は、何れも毎月1回の1時間半2時間半程度であった。
グリーン溶媒から創製される高性能繊維の強度発現機構解明とさらなる性能向上

引張強度が2GPa以上の高強度ポリアクリロニトリル繊維を、リサイクル性に優れるイオン液体である1-ブチル-3メチルイミダゾリウムクロリドを溶媒として湿式紡糸・二次延伸より作製した。高分子量樹脂と紡糸・延伸条件の最適化により平均強度が2.3GPaの高強度繊維の作製に成功した。二次延伸倍率増加に伴う分子配向度の増大によって引張試験時の応力が大きくなるにも関わらず、初期弾性率や破断伸度に大きな変化は見られなかった。特に破断伸度は、どの延伸倍率でも約12%の一定値を示した。この伸度は高強度繊維としては非常に大きく、極めて高タフネスな繊維であることを意味し、他の高強度繊維にはない特徴である。繊維の高強度・高弾性率化は、省資源・省エネルギーと材料の信頼性向上をもたらしサステナビリティ社会・安全安心社会の構築に貢献する重要な研究課題である。申請者は、高性能炭素繊維の前駆体であるポリアクリロニトリル(PAN)をイオン液体(IL)に溶解し、ゲル形成を実現する条件での湿式紡糸・乾熱延伸を行うことで極めて高強度なPAN繊維が得られる画期的な製造法を見いだした。本研究では、この検討結果に基づいて得られる高性能PAN繊維の強度発現機構を解明するとともに、更なる高強度化につながる要因を明らかにし、強度2 GPaを超える高強度PAN繊維を作製することを目的として検討を行った。湿式紡糸により作製したAs-spun繊維について小角X線散乱測定より構造を調べた結果、従来溶媒(DMSO)では多数のミクロボイドが形成していることが確認されたが、ILである1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムクロリド(BmimCl)を溶媒として紡糸した場合はミクロボイド形成は顕著に抑えられていた。ILを使用すると、高強度化の阻害要因であるボイド形成が大幅に抑制できたため、高強度化につながったと考えられた。2GPaを目標とした高強度繊維化は、分子量数十万の高分子量試料を原料とし、種々の条件で作製した紡糸繊維を二次延伸することによって検討した。その結果、PAN濃度約10wt%の溶液を使用することで目標を達成できた。得られた繊維の微細構造を調べたところ、結晶配向度は約0.97に達し、分子鎖の配向性は極めて高いことが明らかとなった。また延伸倍率が増加しても破断伸度が低下しないことが分かった。一般的には高配向・高強度高分子材料は、延伸倍率・配向度の増加に反比例し破断伸度が低下するが、本検討の試料は、高強度であるのに破断伸度が低下しない、すなわち高タフネス繊維であるという極めて有用性の高い結果であることが判明した。申請書に記載の初年度の目標はほぼ達成できた。特に引張強度は目標値2GPaに達したので、今後はさらなる高強度化を目指して検討を進めていく。繊維の高強度・高弾性率化は、省資源・省エネルギーと材料の信頼性向上をもたらしサステナビリティ社会・安心安全社会の構築に貢献する重要な研究課題である。平成27年度に引き続き、高性能炭素繊維の前駆体であるポリアクリロニトリル(PAN)を汎用的なイオン液体である1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムクロリド(BmimCl)を溶媒として湿式紡糸・二次加熱延伸することでPAN繊維の高強度・高弾性率化を目指した。具体的には、より分子量の大きなアクリロニトリル単独重合体を作製し、強度分子量の相関を調べた。その結果、屈曲性ポリマーで一般的に知られているように両者には高い相関が見られた。特に粘度平均分子量148万のポリマーでは、引張強度として最大値2.35GPa、最大平均値2.2GPaの高強度繊維が得られた。一方、弾性率は最大27GPa程度に留まり、顕著な分子量依存性は見られなかった。原因は、結晶弾性率が低いらせん型結晶構造を反映しているためと考えられた。以上の力学物性の結果より、当初目標として定めた高強度化は達成できた。炭素繊維化についても検討を行った。アクリロニトリル単独重合体より低温で穏やかに環化反応を促進させる作用を持つアクリル酸を3wt%共重合したポリマーを用いてPAN繊維を作製した。予想に反し、単独重合体と比較して二次延伸性は明らかに低下し、引張強度は1GPaに満たず、高強度繊維を得ることはできなかった。BmimClのイミダゾリウムイオンがカルボキシ基とイオン結合しバルキーな側鎖として作用したため、配向を阻害したためと結論づけた。イミダゾリウムイオンと結合しない環化促進コモノマーを選択し、炭素繊維化を進めていく予定である。交付申請書に記載の2年目の目標はほぼ達成できた。特に当初目的であるアクリル繊維の高強度化は目標値に達した。耐疲労性試験については、交付申請書記載の内容から若干遅れているが、設備は整ったので検討を進める。炭素繊維前駆体のポリアクリロニトリル(PAN)を代表的なイオン液体である1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムクロリドを溶媒とし溶液紡糸・二次加熱延伸することでPAN繊維の高強度化を検討した。具体的には分子量約100万の樹脂から作製したゲル繊維を200°Cで二次延伸することで、引張強度として平均値2.31GPa、最大値2.53GPaの高強度繊維を得た。

この値は従来報告された学術論文中で最も高く、ここに本課題で掲げた大きな目標を達成した。一方で高強度化に伴ってPAN繊維の力学挙動の特異性も明らかになった。繊維強度は延伸倍率および結晶配向度の増加に伴って向上したが、弾性率は延伸倍率に大きく依存せず凡そ2527GPaに留まった。また破断伸度はいずれの延伸倍率でも約12%の一定値であった。以上より本PAN繊維は、2GPaを大幅に超える高強度を持ちながらも比較的低弾性率で高伸度の“高タフネス繊維"であった。繊維のタフネスは132 MJ m-3に達し、ナイロン繊維(80 MJ m-3)をはるかに凌ぎ、絹やクモ糸と同程度であった。本繊維は10%を超える破断伸度を有することから軟らかいポリマーをマトリックスとするしなやかな高強度FRPへの展開が期待される。高強度PAN繊維の欠点であるフィブリル化の起こりやすさについては、若干のコモノマーを導入することで大幅に改善できた。すなわちコモノマーの存在により分子間凝集力を幾分低下させることで、紡糸時の凝固様式においてゲル化の優先度が増した結果、緻密度が高くなりボイド形成が抑えられフィブリル化を大幅に低減できた。耐久性の観点より有意義な結果である。炭素繊維化に関して、アクリロニトリル単独重合体よりなる高強度PANを用いて炭素繊維化の検討を行った。炭素化工程における加熱時の張力制御が実験的に難しかったことから、2GPa程度の強度にとどまった。引張強度が2GPa以上の高強度ポリアクリロニトリル繊維を、リサイクル性に優れるイオン液体である1-ブチル-3メチルイミダゾリウムクロリドを溶媒として湿式紡糸・二次延伸より作製した。高分子量樹脂と紡糸・延伸条件の最適化により平均強度が2.3GPaの高強度繊維の作製に成功した。二次延伸倍率増加に伴う分子配向度の増大によって引張試験時の応力が大きくなるにも関わらず、初期弾性率や破断伸度に大きな変化は見られなかった。特に破断伸度は、どの延伸倍率でも約12%の一定値を示した。この伸度は高強度繊維としては非常に大きく、極めて高タフネスな繊維であることを意味し、他の高強度繊維にはない特徴である。当初予定していた通り、以下の三点について検討を進めていく。1繊維の延伸と力学物性・構造評価:種々の条件で紡糸・延伸した繊維について力学物性および小角X線散乱、広角X線回折、偏光顕微鏡等の各測定を行う。延伸前の構造との比較により、強度向上に関わる構造パラメーターを明らかにしていく。小角X線散乱測定を担当する綿岡は、H28年4月H29年3月までオーストリアへ留学しているが、留学前に実験データを留学直前に録りためており、留学先で順次解析し申請者へフィードバックしていく予定であるので特に問題ない。2延伸繊維の引張強度以外の多面的な特性評価:一般的なPAN繊維の大きな欠点として、曲げや摩擦などの力学的負荷により微細繊維状に裂けるフィブリル化がある。フィブリル化は、紡糸時に形成されるマクロボイドを起点とし延伸時にボイドが細長く成長することでより顕著になり、結果的に強度低下や耐疲労性低下につながる大きな問題となる。BmimClから作製されたAs-spun繊維は透明性が高く光学顕微鏡レベルで観察されるマクロボイドは観察されず、延伸繊維も透明性を維持したままであった。この事実から、本課題の試料は従来繊維と比較して耐フィブリル性に高い耐疲労性を持つことが期待される。
脱髄疾患発証におけるオリゴデンドロサイトの細胞死の分子機構

in vitroの実験においてオリゴデンドロサイト(OLG)がDeath FactorやIFN-γにさらされたときにcaspaseが活性化され、その活性化がOLGの細胞死に必須であることを明らかにした。さらに、Cre/loxP systemを用いることによってOLGでのみcaspase阻害遺伝子を発現するトランスジェニックマウスを作製し、多発性硬化症(MS)のモデルである実験的アレルギー性脳脊髄炎(EAE)刺激におけるcaspaseのOLG細胞死への関与を検討した。その結果、OLGでのcaspase活性阻害によってEAEで見られるOLG細胞死が抑制され、病態が改善されることが明らかになった。EAEを誘発したマウスにおいて、caspaseの発現を免疫組織学的に検討した結果、ICEとcaspase-11の高い発現が脊髄の病変部位に集積した浸潤細胞とその周辺のOLGで観察された。caspase-11欠損マウスから得られたOLGはTNF-αや抗Fas抗体による細胞死に抵抗性を示し、caspase-3の活性化も抑制されていた。これらの実験結果は、caspase-3の活性化機構に関してcaspase-11からの経路がOLG細胞死に重要であることを示している。caspase-11欠損マウスをEAE感受性系統(C57BL/6)に戻し交配し、EAE刺激への感受性を検討した。その結果、caspase-11欠損マウスはEAE刺激に対して耐性を示すことが明らかになった。caspase-11はEAE時に脊髄の浸潤細胞にも発現がみられ、炎症性サイトカインの産生に関与することが予想された。EAEでは脊髄にてIL-1β,IFN-γの産生が上昇するが、caspase-11欠損マウスではそれらのサイトカイン産生が激減していた。これらの結果はcaspase-11はサイトカイン産生を通して細胞非自立的にもOLG傷害に関与することを示唆している。これらの研究によりcaspase-11をターゲットにしたMS/EAEの治療法の開発が意義のあるものとして考えられた。
「交替居住する孫」から見た世代間支援：現代社会における祖父母・孫関係に関する研究

現代社会における祖父母・孫関係は、所与の親密な関係としてではなく、状況に応じ、双方の意志や選好によって築かれる関係として把握される必要がある。応募者は、孫の親の離婚や再婚に際して祖父母世代が「多世代の紐帯としての働き」を主体的・選好的に成していることを明らかにしてきたが、孫世代の主体性・選好性については未解明のままである。本研究では、日本とスウェーデンにおいて「交替居住を経験した孫世代」対象の調査を行ない、孫世代が世代間支援をめぐる祖父母・孫関係をいかに主体的・選好的に築こうとしてきたのか、を明らかにする。本研究は、子どもへの社会的支援の充実、交替居住や共同親権の議論の深化に貢献する。
デジタル化映像技術を利用した咀嚼能率の診査法に関する基礎的研究

咀嚼機能を客観的に評価することは,機能の実態を把握するうえで,また歯科治療による機能回復の程度を知るために極めて重要である.その評価方法として古くから篩分法をはじめとする様々な手法が用いられているが,臨床現場で広く応用されるには至っていないのが現状である.一方,最近のコンピューターの進歩は著しく,デジタル映像によるさまざまな測定が,現実に利用可能なレベルに成って来た.本研究は,咀嚼後の被験食品の粉砕片をデジタル映像より測定することで,咀嚼能率の簡便な診査法を開発することを目的としたものである。まず,本システムの基本的な測定能力の検討を行うために,画像解析ソフトウェアNIH Imageを利用して,デジタルカメラで採得した画像を測定した。長径が10から0.5mm程度の円,正方形など各種形態の画像をデジタルカメラで撮影した後,コンピューターに取り込み,画像処理ソフトウェアPhotoshopにてフィルタ処理やイメージ処理を施した後,TIFFフォーマットで保存した。取り込んだ画像をNIH Imageソフトウェアを用いて各画像の面積および長径,短径を測定後,Excelを用いて統計処理をした。その結果,測定面積の誤差はすべての形態の平均で,約7%であった。続いてピーナッツ3gを習慣咀嚼側にて20回咀嚼してもらい,採取した試料をシャーレに採取し,本システムを使用して,デジタル画像から試料の面積を測定した.また,同じ試料を篩分法にてその容積を測定した.本システムから得た試料面積と,篩分法にて測定した試料容積を比較検討したところ,その分布は同様な傾向を示し,本システムによる咀嚼能率の診査は十分可能であることが示唆された.咀嚼機能を客観的に評価することは,機能の実態を把握するうえで,また歯科治療による機能回復の程度を知るために極めて重要である.その評価方法として古くから篩分法をはじめとする様々な手法が用いられているが,臨床現場で広く応用されるには至っていないのが現状である.一方,最近のコンピューターの進歩は著しく,デジタル映像によるさまざまな測定が,現実に利用可能なレベルに至っている.本研究は,咀嚼後の被験食品の粉砕片をデジタル映像より測定することで,咀嚼能率の簡便な診査法を開発することを目的としたものである。まず,本システムの基本的な測定能力の検討を行うために,画像解析ソフトウェアNIH Imageを利用してデジタルカメラで採得した画像を測定した。その結果,測定面積の誤差はすべての形態の平均で,約7%であり,最も測定結果の悪かった0.5mm×0.5mmの正方形画像においても,その測定面積の誤差は約15%であった。以上のことから本システムによる咀嚼能率の診査は十分可能であることが示唆された。続いてピーナッツ3gを習慣咀嚼側にて20回咀嚼してもらい,採取した試料をシャーレに採取し,本システムを使用して,デジタル画像から試料の面積を測定した.また,同じ試料を篩分法にてその容積を測定した.本システムから得た試料面積と,篩分法にて測定した試料容積を比較検討したところ,その分布は同様な傾向を示し,本システムによる咀嚼能率の診査は十分可能であることが示唆された.
アトピー性皮膚炎における皮膚タイトジャンクションバリア破綻の病的意義の解明

角質バリア障害がアトピー性皮膚炎を始めとする様々なアレルギー疾患の発症要因となることが示されている。一方、表皮には角質バリアの内側にタイトジャンクション(TJ)バリアが存在する。今回我々は、TJバリアの破綻が皮膚炎を誘導し得るのかについて、TJバリア構成蛋白Cldn1のタモキシフェン誘導性表皮特異的コンディショナルノックアウトマウスを作成し、解析した。本マウスではタモキシフェン投与後8日で表皮TJバリア破綻が誘導された。一方、角質バリアの破綻と経皮的水分蒸散の増加、および皮膚炎の表現型が、投与後18日目において観察された。以上の結果はプライマリなTJバリア破綻が皮膚炎を誘導し得ることを示した。皮膚は、表皮最表層の角質バリアと、内側のタイトジャンクション(TJ)バリアの二重のバリアにより守られる。先天的な角質バリア不全は、外来抗原の経皮侵入・経皮感作を増加させ、アトピー性皮膚炎を引き起こす。一旦皮膚炎が起こると、炎症がTJバリアを障害することで角質形成異常が引き起こされ、結果ますます経皮抗原侵入が加速するという悪循環が起こることが予想される。本研究では表皮TJバリア破綻を人為的に誘導した時に経皮感作は亢進するのか、皮膚炎は誘導されるのか、角質バリアは障害されるのか、について検討している。本年度は、皮膚表皮のタイトジャンクションバリアを成体マウスで破綻させるために、タモキシフェン誘導性皮膚特異的クローディン1ノックアウトマウスの作成を行った。K5プロモータ下でcreを発現するマウスまたはK14プロモータ下でcreERTを発現するマウスと、クローディン1floxマウスを掛け合わせて、K5cre (+/-), Cldn1 (flox/flox)[Cldn1cKO]マウス、およびK14creERT (+/-), Cldn1 (flox/flox)[Cldn1 inducible cKO]マウスを作成した。表皮特異的に発生時よりCldn1をノックアウトしたマウスは、生後すぐより経皮的水分蒸散の上昇を示し、生後24時間以内に死亡した。これは、conventionalなCldn1 KOマウスのフェノタイプと酷似しており、Cldn1 KOマウスの死因は、肝臓・胆嚢の障害によるものではなく、皮膚のバリア機能低下に伴う皮膚からの水分蒸散過剰によるものと考えられた。1.皮膚炎を出発点とした場合のTJバリア機能異常の解析皮膚炎により表皮TJバリア機能はどのような修飾を受けるのか、炎症を起点とした時の皮膚バリア変化を特にTJバリアに着目して解析した。具体的には、フィラグリン欠損マウス・野生型マウスへの反復抗原塗布モデルを用いて、炎症により誘導される皮膚TJバリア機能変化を、低分子プローブ、高分子プローブそれぞれを用いて解析した。その結果、フィラグリン変異のみではTJバリア機能は変化しないが、一旦皮膚炎を発症させると、TJバリアが分子サイズ特異的に破綻することを見出した。2.TJバリア破綻を出発点とする表現型の解析タモキシフェン誘導性に表皮特異的にCLDN1を欠損させ、皮膚TJが低分子に対するバリア機能を失った時に起こる変化を、角層形成・経皮感作・表皮ランゲルハンス細胞挙動変化などから多面的に解析した。生体でのトレーサー浸透実験では、TAM投与後4日目より表皮TJの漏洩が局所的に始まり、8日目には表皮全体でTJが漏洩した。TJの漏洩は分子サイズ選択性で、500Da以下のトレーサーは漏れたが、30kDa以上のトレーサーは漏れなかった。一方、10日目より経皮水分蒸散量(TEWL)が上昇し始め、18日目には紅斑や鱗屑を伴う皮膚炎の表現型が現れ、TEWL上昇はピークに達した。単離した角層シートを通過する水分蒸散をex vivoで定量したところ、8日目では変化なく、18日目では上昇していた。以上より本マウスでは、角質バリア異常とそれに伴うTEWLの上昇が、TJバリアの漏洩により二次的に引き起こされたと考えられた。細胞生物学、皮膚科学1表皮特異的タモキシフェン誘導性CLDN1欠損マウスの作成新生児期の水分喪失や肝障害による影響を取り除き、皮膚におけるCLDN1欠損の影響、表皮TJ障害の病態を精査するために、表皮特異的タモキシフェン誘導性CLDN1欠損マウスを作成した。まず、CLDN1-floxマウス(我々が作成済)とK5-creマウスを掛け合わせて、生下時より皮膚特異的にCLDN1を欠損させたマウスを作成し、CLDN1-floxアレルがcre発現によりconditionalにノックアウトされることを確認した。

本マウスでは肝臓のCLDN-1はKOされなかったが、表皮ではCLDN-1がKOされており、我々が作成したCLDN-1 floxにおいてcre依存的に組織特異的にCLDN-1をKOできることを確認した。次にCLDN1-floxマウスとK14-creERTマウス(Jackson Labより購入)を掛け合わせてK14-creERT・CLDN1(flox/flox)マウスを得て、本マウスが成長してから全身性もしくは皮膚の一部にタモキシフェンを加えることでCLDN1欠損を表皮特異的に誘導した。現在、このマウスの表現型の解析を進めており、順調に研究は進展している。2表皮TJバリアの分子選択性の検討と皮膚炎により誘導される表皮TJバリア障害の解析Nc/Ngaマウスを用いた皮膚炎モデル、フィラグリン欠損マウス・野生型マウスへの反復抗原塗布モデル、様々な炎症性皮膚疾患患者からのバイオプシーサンプルを用いて、炎症により誘導される皮膚TJバリア機能変化を、低分子プローブ、高分子プローブそれぞれを用いて解析した。フィラグリン欠損マウスでは、明らかなバリア異常は観察されなかった。一方、皮膚炎モデルにおいて、低分子に対するバリア機能が選択的に失われることを明らかにしており、順調に研究は進展している。表皮特異的タモキシフェン誘導性CLDN1欠損マウスの解析表皮特異的タモキシフェン誘導性CLDN1欠損マウスを得ることができたので、本マウスのフェノタイプ解析を進める。TJバリア異常を起点としたときに起こる皮膚変化を解析することにより、TJバリア異常から角質形成異常⇒経皮的抗原侵入増加⇒さらなる炎症⇒TJバリア破壊という悪循環が、アトピー性皮膚炎を悪化させる可能性について、本マウスを用いて検討を進める。新しいin vitroでの表皮TJ機能測定方法の開発本研究を発展させるためには、角化重層上皮において、角質バリアとTJバリアを別々に機能評価する手法の確立が必須であり、生細胞を取り除いた角層シートを用いた水分蒸散バリア機能評価方法、3次元培養した表皮シートにおけるTJバリア単独の機能評価方法の開発を行う。コンディショナルKOマウスが順調に得られたため、マウス飼育費、ジェノタイピング費用などの関連費用を節約することができた。次年度は、コンディショナルKOマウスの表現型解析のためにマウス飼育費、解析費用に十分な資金が必要であり、本年度節約できた予算を次年度のマウス表現型解析のために使用する。