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在欧日本古典籍に関する日仏伊共同学術調査

所蔵日本書籍及び関連資料目録は、東洋美術館側の要請により、共に調査を行ったヴェネチア大学専任講師のラウラ・モレッティ氏がイタリア語訳をし、東洋美術館に利用されることとなっている。また、ナポリ国立図書館及びナポリ東洋大学所蔵日本書籍調査の打ち合わせのために、ナポリ東洋大学非常勤講師のロベルタ・ストリッポリ氏が、7月25日8月7日まで来日した。ナポリ国立図書館所蔵日本書籍調査を、9月6日10日まで行い、合計74点の日本書籍の書誌調査を行った。ナポリ東洋大学蔵日本書籍は近代以降のものであることが、予備調査の結果判明した。ナポリ東洋大学の日本文学研究者との意見交換を行った。キオッソーネ東洋美術館の調査は、美術館工事で調整がつけられず、今年度調査は見送ることとした。2.フランス昨年度に引き続き、7月5日7月23日、1月17日1月22日の日程で、パリ東洋語図書館に所蔵される、1945年以前に日本において刊行された文献の調査を行った。調査した文献は457点であり、この中には志賀直哉旧蔵の『病牀録』(国木田独歩著)など、日仏文化交流を考察する上で貴重な文献が多数含まれる。パリ東洋語図書館の網羅的な調査はこれをもってほぼ終了したので、これまで収集したデータを点検・整理しつつ、図書目録の作成・刊行に向けた作業を開始した。また、この調査・研究によってはじめて明らかとなる東洋語図書館所蔵日本文献の全貌とその意義について、フランスを中心としたヨーロッパの日本学研究者にひろく知らしめるため、パリにおいてシンポジウムを開催する協議を、東洋語図書館およびコレージュ・ド・フランス日本学高等研究所との間で開始した。1.フランス目録刊行のための確認作業を、パリ東洋語図書館において7月に行い、その後、目録の編集作業を、谷川・齋藤・久保木を中心に行った。明治末年までに日本において筆写・印刷又は発行された図書・パンフレット・一枚摺など1691点を収めた『パリ東洋語図書館蔵日本書籍目録-1912年以前-』を2006年3月に国文学研究資料館より刊行した。2.イタリアイタリア調査は、館内者1名、館外者1名、現地研究協力者1名で行った。ナポリ国立図書館ルッケージ・パッリ文庫(2005年9月4日12日)は第2回目の調査であり、細目カード30点、補助カード6点及び前年度調査の疑問点などを再調査した。ナポリ国立図書館の調査は今年度をもって終了とする。キオッソーネ東洋美術館(2006年3月7日15日)では、目録作成のために既調査本の再調査を合計228点行った。再調査は、調査カードに基づいて目録に必要な事項をエクセル形式にデジタル化して打ち出したものと、既調査カードコピーを持参し、全ての書誌事項に関して確認すると共に、書誌的に重要な箇所のデジタル写真撮影も行った。キオッソーネ東洋美術館の目録作成は、その資料的価値からかなり注目を集める可能性があり、数回の再調査を行い、調査内容を深める必要がある。来年度で、この確認作業も終了する予定である。1.フランス本研究課題の成果を総括し、それをフランスを中心とした日本学研究者に広く知らせるため、2月16日にパリのコレージュ・ド・フランスにおいて、国文学研究資料館とコレージュ・ド・フランス日本学高等研究所との共催で、公開シンポジウムを行った。
近赤外蛍光を利用し、生体分子を選択的に促える新規光診断法の開発

動的な生体状態をリアルタイムに観察することは診断技術の基盤となる。ヘムやメラニン、水などの生体物質の吸収が比較的少ないため、組織透過性のよい近赤外光により励起可能で蛍光を発する、生体分子プローブを分子設計して化学合成し、全く新しい光診断法を開発することを目的に研究を進めてきた。本研究で開発された近赤外蛍光色素により、体表面付近のみならず、より深部へ到達する励起光が利用できるため、非侵襲的に生物体内の測定が可能になると予想できる。これまでに開発した近赤外一酸化窒素(NO)蛍光プローブdiaminocyanineをラットの摘出腎臓に適用し、アセチルコリン投与時に蛍光強度上昇するデータを得た。また、病態モデルマウスとして、endotoxin shockにより肝NO合成酵素を誘導した敗血症モデルマウスにプローブを静注し、実体蛍光顕微鏡で個体全体を観察したところ、明確な蛍光強度上昇が観察できなかったため、プローブのデザインの見直しが必要であることが分かった。蛍光色素を化学発がんモデルラットに経口投与し、蛍光内視鏡観察を行った。その結果、シアニン色素などカチオン系色素で病変モデル部位が染色されやすい傾向があることを見出した。さらにNO以外の生体物質として、近年注目されている亜鉛イオンをターゲットとしたプローブ開発に取り組んだ。トリカルボシアニンのメチン鎖に電子供与性もしくは電子吸引性基を導入することで波長が変化するという現象に注目し、メチン鎖に金属キレーターであるdipicolylethylenediamineを導入し、金属をキレートすることにより波長が変化するdipicolylcyanine(DIPCY)を合成した。DIPCYは亜鉛イオン添加時に約45mmの極大吸収波長の変化を起こすことが明らかとなり、励起波長変化型プローブとして機能することが分かった。
人工股関節の長寿命化を目的とした非球面化骨頭の創生

非球面軸受により潤滑状態を改善するには最初に接触応力を評価する必要がある.そこでコンフォーマル接触状態にある硬い円筒と柔らかい凹面との接触圧力の計算に,組合わせ厚肉円筒の弾性理論を応用して接触範囲と接触応力を求める理論式を導出した.式の有効性を評価するため,式から求めた値とFEMによる値を比較して非常によく一致することを確認した.非球面に至る前段階の実験として,接触応力を滑り方向に対し異方性を持たせてPin-on-Plate往復動滑り試験を行い,滑り方向に対して潤滑液を保持するような接触応力状態では摩擦係数の著しい減少を確認した.乾燥状態では摩擦係数に異方性は認められなかった.接触応力状態を,潤滑液が保持されるように創生することで,人工関節の潤滑状態は改善できると考えられる.そこで転がり軸受のコロを利用した円筒面に潤滑液を保持するためのリセスを研磨加工により形成して振子試験を行った.その結果,摩擦係数はリセスを形成した方が僅かに減少したものの,pin-on-Plate試験ほどの効果は認められなかった.Pin-on-Plate試験と振子試験の接触応力には15倍程度の違いがあり,振子試験では構造上接触応力を大きくできない.そのためリセスに潤滑液が十分保持できなかったことが摩擦係数の減少が小さかった原因と考えられる.股関節内の接触応力とともに,多方向滑りを定量的に評価する手法の確立も大変重要である.今年度はSaikkoらによるオイラー角を使った滑り線軌跡の計算法の問題点を明らかにした.関節角度成分から角速度ベクトルと滑り線軌跡を求める計算法を示した.臨床的関節角度成分から角速度ベクトルや滑り線軌跡を求める問題点も明らかにした.非球面軸受により潤滑状態を改善するには最初に接触応力を評価する必要がある.そこでコンフォーマル接触状態にある硬い円筒と柔らかい凹面との接触圧力の計算に,組合わせ厚肉円筒の弾性理論を応用して接触範囲と接触応力を求める理論式を導出した.式の有効性を評価するため,式から求めた値とFEMによる値を比較して非常によく一致することを確認した.非球面に至る前段階の実験として,接触応力を滑り方向に対し異方性を持たせてPin-on-Plate往復動滑り試験を行い,滑り方向に対して潤滑液を保持するような接触応力状態では摩擦係数の著しい減少を確認した.乾燥状態では摩擦係数に異方性は認められなかった.接触応力状態を,潤滑液が保持されるように創生することで,人工関節の潤滑状態は改善できると考えられる.そこで転がり軸受のコロを利用した円筒面に潤滑液を保持するためのリセスを研磨加工により形成して振子試験を行った.その結果,摩擦係数はリセスを形成した方が僅かに減少したものの,pin-on-Plate試験ほどの効果は認められなかった.Pin-on-Plate試験と振子試験の接触応力には15倍程度の違いがあり,振子試験では構造上接触応力を大きくできない.そのためリセスに潤滑液が十分保持できなかったことが摩擦係数の減少が小さかった原因と考えられる.股関節内の接触応力とともに,多方向滑りを定量的に評価する手法の確立も大変重要である.今年度はSaikkoらによるオイラー角を使った滑り線軌跡の計算法の問題点を明らかにした.関節角度成分から角速度ベクトルと滑り線軌跡を求める計算法を示した.臨床的関節角度成分から角速度ベクトルや滑り線軌跡を求める問題点も明らかにした.球面軸受である股関節の骨頭とカップ間の接触圧力を,転がり軸受の荷重分布を求める手法に類似した方法を適用することで計算した.導出した軸受方程式による解析結果と有限要素法による数値結果を比較して,軸受方程式でも実用的精度で計算できることを確認した.提案した方法は球面軸受だけでなくジャーナル軸受にも応用可能であることも示した.CoCrMo平板対超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)ピンの往復動滑り摩擦実験から,ピンの滑り方向入口側の接触圧力は低く,出口側の接触圧力を高くすれば摩擦係数は小さく,逆に滑り方向入口側の接触圧力を高く,出口側の接触圧力を低くすれば摩擦係数の大きくなることを実験的に確認した.このことを人工関節の設計に利用して,接触圧力分布を現状の対称形から非対称にすることで荷重負荷過程の摩擦係数を小さくすれば,人工関節の摩耗寿命を延ばせる可能性のあることを示唆した.サファイアガラス平板に対しUHMWPE円板を揺動させて,滑り摩擦による接触域内の温度上昇値を赤外線放射温度計により直接測定して最大で10°C程度温度上昇することを確認した.実験結果を説明するための数学モデルも考察した.球面軸受の摩擦による接触面温度を論文からの実験値と,Kennedyによる簡略計算法で求めた結果とを比較した.摩擦エネルギーのほとんどが骨頭側に流入することを示し,簡略計算の精度を左右するのは,ステムへの熱流出をモデル化するために骨頭内に仮想的に設けた温度一定の空洞の大きさであり,CoCrMo骨頭では,空洞の大きさは骨頭径の約半分程度にすれば接触面温度が精度良く得られることを示した.厚肉球殻の理論を拡張して適用することで,球面軸受である股関節の骨頭とカップ間の接触圧力を求める軸受方程式を導出し,さらに接触圧力が球面上に分布する球面軸受での摩擦係数と摩擦トルクの関係式を導出した.CoCrMo

平板対超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)ピンの往復動滑り摩擦実験から,摩擦係数はピン端面である摩擦面のエメリーペーパーによる表面仕上げ方向と,滑り速度方向のなす角度に強く影響されることを実験的に明らかにした.両者が平行の場合,すなわち滑り速度方向と表面仕上げ方向の交角が0の場合に,摩擦係数は最大になり,交角の増加とともに摩擦係数は非線形に減少して,滑り速度方向と表面仕上げ方向が直交する場合に摩擦係数は最小となる.最大値と最小値の比はほぼ2となった.摩擦係数が小さい値を示す範囲は,交角が直交する状態から±40°と比較的広いため,この現象を利用すると人工関節の潤滑状態を改善できる可能性がある.以上の実験結果をまとめると,UHMWPEとメタルとの摩擦係数は,接触圧力の大きさ,滑り速度方向に対する接触圧力分布の形状,滑り速度方向と摩擦面の仕上げ方向とがなす角の影響が複合的に影響していることが明らかになった.その中で最後のファクターである,ポリエチレンの表面形状については現在の人工関節には改良の余地が十分あると考えられる.事実オイルシールではリップに微細な模様を付与することで潤滑状態と密封性を両立させており,多方向滑り状態にある人工関節にも類似の技術を応用できる余地は十分あると思われる.非球面軸受により潤滑状態を改善するには最初に接触応力を評価する必要がある.そこでコンフォーマル接触状態にある硬い円筒と柔らかい凹面との接触圧力の計算に,組合わせ厚肉円筒の弾性理論を応用して接触範囲と接触応力を求める理論式を導出した.式の有効性を評価するため,式から求めた値とFEMによる値を比較して非常によく一致することを確認した.非球面に至る前段階の実験として,接触応力を滑り方向に対し異方性を持たせてPin-on-Plate往復動滑り試験を行い,滑り方向に対して潤滑液を保持するような接触応力状態では摩擦係数の著しい減少を確認した.乾燥状態では摩擦係数に異方性は認められなかった.接触応力状態を,潤滑液が保持されるように創生することで,人工関節の潤滑状態は改善できると考えられる.そこで転がり軸受のコロを利用した円筒面に潤滑液を保持するためのリセスを研磨加工により形成して振子試験を行った.その結果,摩擦係数はリセスを形成した方が僅かに減少したものの,Pin-on-Plate試験ほどの効果は認められなかった.Pin-on-Plate試験と振子試験の接触応力には15倍程度の違いがあり,振子試験では構造上接触応力を大きくできない.そのためリセスに潤滑液が十分保持できなかったことが摩擦係数の減少が小さかった原因と考えられる.股関節内の接触応力とともに,多方向滑りを定量的に評価する手法の確立も大変重要である.今年度はSaikkoらによるオイラー角を使った滑り線軌跡の計算法の問題点を明らかにした.関節角度成分から角速度ベクトルと滑り線軌跡を求める計算法を示した.臨床的関節角度成分から角速度ベクトルや滑り線軌跡を求める問題点も明らかにした.
肢体不自由を有する生徒に対して文字入力作業の効率化を目指した授業実践

上肢障害を有する生徒は,通常の生徒と比較して,学校生活の様々な場面で多くの時間を要する。PCなどの情報機器を使う場合も例外ではなく,通常の機器や設定では文字入力やポインタの操作に,通常の生徒と比べて多くの時間が必要であり,そのための身体的疲労も多くなる。高等部の必修教科である情報の授業において,上肢障害により文字入力やポインタの操作が難しい生徒達にとって,通常学校の情報の授業をそのまま展開したのでは学習内容を終えることができない。そのために本研究では,文字入力に着目した。本研究では,音声入力およびタッチスクリーンによる文字入力についてキーボードのタイピングと比較し,入力および授業での実用性について,主にVRTおよび聞き取りによって検証した。はじめにタッチスクリーンにおいては,タッチスクリーンの入力方法および文字変換の習熟により,徐々に入力速度は向上するであろうが,入力速度に明確な差をあげることはできなかった。ただしPCの起動時間や利用の手軽さという点を活用することで,時間短縮を図ることは可能である。次に音声入力においては,音声を発してPCに読み取らせる時間は,キーボードと比較して,あきらかに短いものとなった。ただし誤変換されることが多く,それらの修正時間を含めると,時間の差についてはあまりなくなってしまった。また全体の指導の場では,他生徒の物音なども拾ってしまい,それがノイズとなってさらなる誤変換につながることもあった。それぞれの入力方法について,その活用方法によって時間短縮を図ることは可能であることが分かった。また音声入力については,音声入力ソフトの向上やボイスレコーダーや指向性マイクの機器の活用などによって,入力速度の向上をはかることができると考えられる。
微生物の生産する新規なヒダントイナ-ゼを用いる光学活性アミノ酸類の生産

(1)ATP依存性ヒダントイナ-ゼ:土壌分離菌Pseudomonas putidaの生産するヒダントイン類に特異的なアミドヒドロラ-ゼを結晶状に単離し,本酵素がアミド結合の加水分解にATP,Mg^<2+>,K^+を要求すること,反応生成物としてNーカルバモイルーLーアミノ酸,NH_3,CO_2,ADP,Piを与える新規な反応を触媒する酵素であることを証明した。また,反応の機構についても検討し,基質のリン酸化反応を中間反応として反応が進行することを推定した。本酵素の利用法についても検討し,本酵素を著量含有する菌体を用いると,各種のLーアミノ酸のNーカルバモイル誘導体が容易に合成できること,及び本酵素は血清または尿中のクレアチニンの定量用酵素としても有用であることを示した。(2)Nーカルバモイルアミノ酸アミドヒドロラ-ゼ:ヒダントイナ-ゼ反応の生成物であるNーカルバモイルアミノ酸を脱カルバモイル化し,光学活性アミノ酸へと導く反応についても検討し,従来知られていなかったNーカルバモイルーDーPーヒドロキシフェニルグリシンに特異的に作用するアミドヒドロラ-ゼを土壌分離細菌から精製・単離し,その諸性質を明らかにした。本酵素は,高い耐熱性を示すことが特徴的であり,DーPーヒドロキシフェニルグリシンをはじめ,各種の芳香族Dーアミノ酸の生産に有用な酵素と考えられる。(3)光学活性アミン類の生産:Pseudomonas putida Scー2の生産する新規なアリルアシルアミダ-ゼを発見し,その諸性質を明らかにした.本酵素は,各種の芳香族アミン類の光学分割に有用であることを示した.(4)(1),(2)に生代内代謝上関連があると考えられるヌクレオシドの酸化酵素を見い出した.本酵素を精製単離し,その諸性質を明らかにした.(1)ATP依存性ヒダントイナ-ゼ:土壌分離菌Pseudomonas putidaの生産するヒダントイン類に特異的なアミドヒドロラ-ゼを結晶状に単離し,本酵素がアミド結合の加水分解にATP,Mg^<2+>,K^+を要求すること,反応生成物としてNーカルバモイルーLーアミノ酸,NH_3,CO_2,ADP,Piを与える新規な反応を触媒する酵素であることを証明した。(3)光学活性アミン類の生産:Pseudomonas putida Scー2の生産する新規なアリルアシルアミダ-ゼを発見し,その諸性質を明らかにした.本酵素は,各種の芳香族アミン類の光学分割に有用であることを示した.(4)(1),(2)に生代内代謝上関連があると考えられるヌクレオシドの酸化酵素を見い出した.本酵素を精製単離し,その諸性質を明らかにした.(1)ATP依存性ヒダントイナ-ゼの利用:土壌より分離したNーメチルヒダントイン資化性細菌Pseudomonas putida77の生産する新規なヒダントイナ-ゼを発見した。本酵素を均一に精製し、L体基質のみを特異的に加水分解すること、加水分解反応にはATPからADPへの加水分解反応が共役することおよびMg^<2+>が本反応に必須であることを明らかにした。(2)環状ラクタム水解酵素:Pseudomonas属細菌を中心にδーバレロラクタムを資化分解する細菌を多数分離した。分離菌の多くはδーバレロラクタム加水分解酵素を誘導的に生産することを発見した。本酵素はδーバレロラクタム以外に,ヒダントイン類にもよく作用した。この反応では,D体ヒダントイン類のみが基質となること,反応はATP,Mg^<2+>に依存しないことを認めた。本酵素は、これまでに我々が報告してきたDーヒダントイナ-ゼ(ジヒドロピリミジナ-ゼ)とは異っており,新しい不斉水解反応の触媒として利用できる。(3)Lーヒダントイナ-ゼ:Arthrobacter属細菌がATP,Mg^<2+>非依存性のヒダントイン水解酵素を生産することを認めた。上記の3つの酵素反応について,酵素の生産条件,酵素の精製・単離,諸性質の解明,各種光学活性アミノ酸合成への利用のための諸条件について検討を加え,これらの酵素が立体選択的加水分解反応の解媒として有効であることを認めた。(1)ATP依存性ヒダントイナ-ゼ:

土壌分離菌Pseudomonas putidaの生産するヒダントイン類に特異的なアミドヒドロラ-ゼを結晶状に単離し,本酵素がアミド結合の加水分解にATP,Mg^<2+>,K^+を要求すること,反応生成物としてNーカルバモイルーLーアミノ酸,NH_3,CO_2,ADP,Piを与える新規な反応を触媒する酵素であることを証明した。また,反応の機構についても検討し,基質のリン酸化反応を中間反応として反応が進行することを推定した。本酵素の利用法についても検討し,本酵素を著量含有する菌体を用いると,各種のLーアミノ酸のNーカルバモイル誘導体が容易に合成できること,及び本酵素は血清または尿中のクレアチニンの定量用酵素としても有用であることを示した。(2)Nーカルバモイルアミノ酸アミドヒドロラ-ゼ:ヒダントイナ-ゼ反応の生成物であるNーカルバモイルアミノ酸を脱カルバモイル化し,光学活性アミノ酸へと導く反応についても検討し,従来知られていなかったNーカルバモイルーDーPーヒドロキシフェニルグリシンに特異的に作用するアミドヒドロラ-ゼを土壌分離細菌から精製・単離し,その諸性質を明らかにした。本酵素は,高い耐熱性を示すことが特徴的であり,DーPーヒドロキシフェニルグリシンをはじめ,各種の芳香族Dーアミノ酸の生産に有用な酵素と考えられる。(3) (1),(2)に生代内代謝上関連があると考えられるヌクレオシドの酸化酵素を見い出した。本酵素を精製単離し,その諸性質を明らかにした。(4)光学活性アミン類の生産:Pseudomonas putida Scー2之生産する新規なアリルアシルアミダ-ゼを発見し,その諸性質を明らかにした。本酵素は,各種の芳香族アミン類の光学分割に有用であることを示した。
イネの青色光応答性改変による開花期制御基盤の構築

作物の開花期(イネにおける出穂期)は、品種の地域適応性として重要な栽培期間や収量性と密接な関係にある。本研究では、イネにおける青色光制御系が開花(出穂)期を大幅に改変することが可能かを検証する。具体的には、青色光依存的なEhd1転写制御系を明らかにし、青色光感受性を増強させることにより日長に依らない早生化が可能かを検証する。さらに、青色光応答性の品種間差を解析し、光誘導的な出穂促進に関わる遺伝子の同定する。これにより、イネ出穂期の微細制御に関する品種改良に関する基礎知見や新規な育種素材の評価系の構築が期待される。
若手教員の初年度授業力充実をめざす教員養成教育についての研究～実技教科を中心に

本研究では,授業力を「子供に学力をつけるために教師に求められる力」と規定し,教員養成教育の段階での学びがどのように生かされているか,若手教員を対象にして授業分析及び聞き取り調査を行ってきた。平成29年度の分析結果を踏まえて,平成30年度は特に一部の実技教科の必修科目において模擬授業の際に,「発話チェックカード」を用いて,教師役の発話を確認させることにし,板書やICT機器の活用と発話を結びつけた指導の妥当性について確認できるようにした。一方で,導入部における「指示」に分類した発話の出現率が非常に高く,授業の展開部においても,導入部の「指示」が徹底していない課題を踏まえて,特に「実技教科における導入部の教員の発話の質と量が,展開部における児童の活動を支えている」と仮説を立て,若手教員の1年次の実技教科授業のビデオ記録を基に質的データ分析ソフトを用いて分析した。その結果,「導入部充実型」と「導入部簡略型」に分類され,たとえ導入部の発話が簡略化されていたとしても,展開部において,評価観点に関わる「指示」や「質問」等の発話を行うことで,児童の活動を促し,「同意」の発話で評価が行われる場合があることなどが分かった。また,図画工作科においては,「導入部充実型」の授業を前提として行うことが必要であることが確認できた。そこで,今後も教員養成の段階における導入部で有効な発話をすることができるように,講義内において,模擬授業等を行いながら,発話を意識した指導していくべきだという結論を導いた。平成30年度は、特に前研究で収集したデータを含めて採用1年次の若手教員の導入時の発話の有効性について,質的データ分析ソフトを活用して分析を行った。そこでは授業の評価目標の観点(評価規準)に関わる内容をどのように導入部で指導し,展開部で定着させているのかについて,それぞれの発話で分類可能なものを教科ごとに分類していき,「指示」等の発話の分類と合わせて二重にコーディングをした。本研究では導入部の発話が複数の評価の観点を含む場合が多い授業を「導入部充実型」,評価の観点が少ない場合がある授業を「導入部簡略型」と規定して,展開部において,導入部の発話の定着がいかに図られているのかについて検討した。その結果,「導入部充実型」の授業に分類した授業においては,いずれも,導入部での「指示」が多いが,展開部では「同意」に分類される発話が多いことが分かった。また,「導入部簡略型」授業に分類した授業は,いずれも,導入部の発話が展開部に比べて少なく,展開部における評価観点に関わる発話が多くなっていた。しかし,展開部において,その都度,評価観点に関わる内容の「指示」等の発話を行った場合は,その観点に結びつく「同意」の発話を行おうとしていることも確認できた。今回の研究で特に導入部と展開部の発話に着目して,発話の種類のみならず,現行の学習指導要領に基づく評価観点をクロスさせて分類して分析を行ったことで,導入部では「指示」や「示範」の発話の質が問われていることが分かった。よって,導入部の教員の発話の質と量は,実技教科において,展開部の児童の活動に少なからずの影響を及ぼしていることが分かり,大学における教員養成教育の充実に向けての課題が明確になり,模擬授業を重視した講義内容の見直しが可能になった。前回の研究の成果を得て, 2017年度から前期に筆者の担当する講義「図画工作科教育論」において,学生による模擬授業を全14回取り組ませてきた。さらに2018年度からは,模擬授業の後の振り返りの際に「発話チェックカード」を使用させて,授業者の発話を意識させている。約30分の模擬授業であるが,学生はこのカードがあることで,自分たちの発話について振り返りながら,展開部における児童役の学生の学びにどのように影響を与えているのか確認する作業も行い,現在,そのデータを収集して分析も行っている。一方,単に教員の発話の質と量のみで授業力が問われるとは考えられず,前回の研究で課題となっていた「学習環境の構成」については,今回の分析においてもその要素として設定することができなかった。若手教員がICT機器を使用しながら発話を行うことで,児童の展開部での活動に生かされるような事例もあった。また,導入部におけるパフォーマンスに注目して授業力の向上について研究する初任教員の教授成果について確認する研究も存在する。今後もあくまでも発話を中心に,授業ビデオ記録を基に,学習環境をいかに構成しパフォーマンスを行いながら授業を構成していくかについても,分析していく必要も出てくる。今回の分析では9人を対象としたが,今後,前回の対象者4人分のデータの再分析も含めてより多くの研究対象者に実施することで,より信頼性の高い分析結果を得たいと考えている。前研究から引き継いだ本研究の最終的な目標は,1年次の若手教員でも,授業力が発揮できるように教員養成教育をいかに行うべきかについて,また,新学習指導要領を踏まえ新しい評価の観点にも対応した講義シラバスの改善も含めて見直していくことである。そのために,今回の研究で明らかになった「導入部簡略型」の授業における発話の重要性についても,講義において意識して指導を行っていきたい。本研究では,授業力を「子供に学力をつけるために教師に求められる力」と規定し,教員養成教育の段階での学びがどのように生かされているか,採用されて3年次までの若手教員を対象にして以下の調査を行った。

1若手教員の実技教科の授業の動画撮影を行い,事後共に動画分析の結果について確認しながら,教科観・授業構成力・教師の技能・授業準備・指導技術・他教科の指導と重複する指導法について,教員養成段階での既習事項との比較を行った。2聞き取り調査の録音記録をテキスト化しテキストマイニングソフトを通してキーワードを抽出しながら,若手教員がどのような視点で授業を作り上げていくのか,関心の高い内容を焦点化した。3質的データ分析ソフト(MAXQDA)に若手教員の授業動画記録のデータ,発話記録・聞き取り調査のテキストでータをインポートし,コーディングしながら再分析を行って実態を整理した上で,教員養成教育で求められる要素を抽出した。その結果,若手教員の実技教科における授業力向上をめざすための課題は以下のようになった。1導入部に「指示」に分類した発話の出現率が非常に高く,授業の展開部においても,導入部の「指示」が徹底していないことから,指導事項が児童に伝わらない場面が多く見られた。2環境構成に関する板書やICT機器の活用について,教師の発話と連動していない場面が見られ児童に活動内容を十分に理解させることができないことがあった。3展開部において「同意」に当たる発話が少なく,子供の活動のよさを認めていきながら,一人一人の抱える問題に応じた指導ができないことがあった。そこで,平成30年度の一部の実技教科の必修科目において模擬授業の際に,「発話チェックカード」を用いて,教師役の発話を確認させることにし,板書やICT機器の活用と発話を結びつけた指導の妥当性について確認できるようにした。9月までには、1年次の質的データ分析を終了させ、以下のように10月以降、授業ビデオ撮影及び聞き取り調査を実施し、新たなデータ加えて、分析の精度をより高めていく予定である。1平成29年度と同じ手法で,1年目に指導していない実技教科も含めて記録及びデータ分析をし,聞き取り調査を行う。22年目の研究成果をもとに申請者の担当している講義シラバスの内容の見直しを行い,他の実技教科担当教員に情報を提供する。平成31年度学部3年対象前期講義「図画工作科教育論」および学部2年対象後期講義「図画工作」の中に改善点を盛り込んでいく。また,体育科,家庭科,音楽科担当の教員にシラバス改善の資料を提供する。3研究成果を所属学会で発表する。本研究では,授業力を「子供に学力をつけるために教師に求められる力」と規定し,教員養成教育の段階での学びがどのように生かされているか,若手教員を対象にして授業分析及び聞き取り調査を行ってきた。平成29年度の分析結果を踏まえて,平成30年度は特に一部の実技教科の必修科目において模擬授業の際に,「発話チェックカード」を用いて,教師役の発話を確認させることにし,板書やICT機器の活用と発話を結びつけた指導の妥当性について確認できるようにした。一方で,導入部における「指示」に分類した発話の出現率が非常に高く,授業の展開部においても,導入部の「指示」が徹底していない課題を踏まえて,特に「実技教科における導入部の教員の発話の質と量が,展開部における児童の活動を支えている」と仮説を立て,若手教員の1年次の実技教科授業のビデオ記録を基に質的データ分析ソフトを用いて分析した。
マンガンアート錯体および関連有機金属化合物を用いる新反応の展開

本研究課題で今年度得られた成果を以下に示す.ヨウ化ビニルあるいはアセチレンから生じるビニルラジカルが,分子間での立体選択的炭素-炭素結合生成に有効であることが明らかとなった.また,イオン的反応として知られていたアリルメタル化反応がラジカル機構でも進行することを示し,精密有機合成におけるラジカル反応の適用範囲をいっそう広げることができた.また,有機マンガンアート錯体の生成とその反応挙動はこれまで殆ど知られておらず,その詳細を明らかにすることにより,今後有機合成上重要な有機金属試剤となり得ることを明らかにした.α-位に還元され得る酸素官能基を有するケトンに対して有機マンガンアート化合物を反応することにより,マンガンエノラートが直接的に得られることを見つけた.得られたエノラートに対してアルデヒドを作用させることにより,アルドール誘導体が高収率で得られた.また,生成したマンガンエノラートは種々の求電子剤と反応して対応する置換生成物を高収率で与えた.さらに,有機マンガンアート化合物はアリルブロミド,プロパルギルブロミドとの反応により,還元的メタル化を起し,対応するアリルマンガンアート反応剤,および,プロパルギルマンガンアート反応剤を高収率で与えることを見付けた.この際,有機マンガンアート化合物の有機リガンドとして,テトラブチルマンガナ-ト錯体が好都合であった.本研究課題で今年度得られた成果を以下に示す.ヨウ化ビニルあるいはアセチレンから生じるビニルラジカルが,分子間での立体選択的炭素-炭素結合生成に有効であることが明らかとなった.また,イオン的反応として知られていたアリルメタル化反応がラジカル機構でも進行することを示し,精密有機合成におけるラジカル反応の適用範囲をいっそう広げることができた.また,有機マンガンアート錯体の生成とその反応挙動はこれまで殆ど知られておらず,その詳細を明らかにすることにより,今後有機合成上重要な有機金属試剤となり得ることを明らかにした.α-位に還元され得る酸素官能基を有するケトンに対して有機マンガンアート化合物を反応することにより,マンガンエノラートが直接的に得られることを見つけた.得られたエノラートに対してアルデヒドを作用させることにより,アルドール誘導体が高収率で得られた.また,生成したマンガンエノラートは種々の求電子剤と反応して対応する置換生成物を高収率で与えた.さらに,有機マンガンアート化合物はアリルブロミド,プロパルギルブロミドとの反応により,還元的メタル化を起し,対応するアリルマンガンアート反応剤,および,プロパルギルマンガンアート反応剤を高収率で与えることを見付けた.この際,有機マンガンアート化合物の有機リガンドとして,テトラブチルマンガナ-ト錯体が好都合であった.
多環系を基盤とする新規有機工業材料の開発

本研究は多環系誘導体の合成と性質の検討により新規有機工業材料開発への寄与を目的としている。研究成果の概要を以下に要約した。1.代表者らの開発した多脂環系骨格にN原子を導入する方法によりアダマンタンから合成できるイミン,4-アザホモアダマント-4-エンは種々の含窒素複素多環系化合物の合成素子として有用であることをニトロン体の合成と応用によっても示した。また、環化付加反応や活性種の反応によってその他の多環系誘導体も合成した。2.活性分子種による多環骨格合成・変換法として、アザイリド,イミノホスホランのAza-Wittig反応により含窒素多環系合成を中心に検討し、多環系生理活性物質,ルテカルピン、トリプタンスリンの短段階合成法、縮合キナゾリノン合成とその還元的環拡大法を開発した。3.2,3′-N-架橋シクロヌクレオシドを合成しそのピペリジン糖ヌクレオシド骨格への変換法を開発した。また2,2-アンヒドロチミン誘導体を合成しその求核試薬との反応性を検討しこれらが生理活性的に重要な置換アラビノシル誘導体の有用合成中間体となることを示した。4.機能性有機材料の開発に重要な含フッ素基導入法を検討しβ-トリフルオロメチル-Δα′β-エノン類の合成法を開発した。これらは含フッ素基含有合成素子として有用である。また5-トリフルオロアセチル-4-ホモアダマンタノンを合成しピラゾールピリミジンジアゼピンなどの5-7員環ホモアダマンタノ[4,5]縮合型含窒素複素環の合成法を開発した。5.上記で合成した多環系化合物の一部について物性,生理活性を検討した。縮合型ピラゾール誘導体の粉末法でのSHG,THGは尿素値より小であった。縮合型キナゾリノンの中にはNGF活性化作用、ホモアダマンタノ[4,5]縮合型複素環の中にはある種の殺菌活性が見いだされたが抗変異原性は陰性であった。その他の物性・生理活性評価については今後の課題である。本研究では各種多環系骨格誘導体の合成と諸性質の検討をおこなうことによってファインケミカル原料などの新規有機工業材料としての開発の基礎を確立することを目的としている。この可能性を追求するために本年度の研究実施計画にそって検討した結果を以下項目別に要約した。1.すでに代表者らに脂環系骨格に窒素原子を導入する方法を開発しアダマンタンから4ーアザホモアダマンタンなどの合成に成功しているが今回さらにビシクロ系アジドの分子内1,3ー双極性環状付加反応による5ーアザプロトアダマントー4ーエン骨格の合成に成功した。これらは含窒素多環系誘導体合成の有用な中間原料となることが期待できる。また4ーホモアダマンタノンの官能基化として5ーアシル化を検討し、高収率でβージケトン誘導体の合成に成功している。これらも新規金属キレ-ト剤や複素環誘導体合成の中間体として期待できる。2.シリコン反応剤による活性化共役エノン系を合成しその環状付加反応性を検討した。その結果これらは環状ジエン系とルイス酸触媒存在下[4+3]環状付加体を与えることを見いだした。この方法は官能基化ビシクロ[3.2.1]ー系骨格合成法として有用である。3.Ru(II)

触媒によるβートルフルオロメチルエノン系の合成法を開発した。これらは種々の環系合成に使用でき含フッ素誘導体の合成素材としての活用が期待できる。4.多環系として2,3'ーNー架橋シクロヌクレオシドを合成したそのピペリジン糖格への変換に成功した。これらは理頼活性的に橋興味がある。本研究では多環系骨格誘導体の合成設計と諸性質の解明を行って新規ファインケミカル原料などの新規有機工業材料としての開発の基礎を確立する事を目的として本年度の研究実施計画にそって検討を進めた。これらの結果を以下項目別に要約した。1.4-アザホモアダマント-4-エンはアダマンタンから高収率で合成でき、新規ファインケミカル材料としての可能性追求するため本年度はこのニトロン体の合成に成功しその環化付加反応性を中心に検討した結果、興味ある位置選択性やピロ-ル類への熱転位性を見い出した。2.キナゾリノンの新規合成法により薬理活性のあるアルカロイド,ルテカルピン,トリプタンスリンなどの短段階合成法を開発した。多環骨格変換法として環縮合キナゾリノンの環元的環拡大を開発しこの方法を発展させテトラベンゾ-1,5,9,13-テトラアザヘキサデカンなどの配位機能性大環状複素環の合成に成功した。3.安価に入手できるジデヒドロ体より2,2'-アンヒドロ-1-(3'-デオキシ-3'-ヨ-ド-5'-0-トリチル-β-D-アラビノフラノシル)チミンを合成しN_3 ^-,OMe^-,C1^-などとの反応性を検討した結果この化合物は3'置換アラビノシル誘導体の有用合成中間体となることが判明した。4.昨年度開発したβ-CF_3エノン系とミュンキノンとの1,3-双極性環化付加反応により機能性複素環,β-CF_3置換ピロ-ルの合成ル-トを開発した。5.上記により合成できた化合物の一部については生理活性テストを検討中であるが、NGF作用増強効果.殺虫活性,殺菌活性など興味ある性質を示すものが見い出されている。本研究では各種多環系骨格誘導体の合成と諸性質の検討をおこなってファインケミカル原料などの新規有機工業材料としての開発の基礎を確立することを目的としている。本年度検討した結果を以下に要約した。1.2,4-アダマンタノ-16-クラウン-5、-19-クラウン-6などの合成には成功したが、これらのカチオン補足機能は大きくなかった。このことは剛直な脂環系に結合したクラウンエーテル類の安定コンフォメーションが錯体形成に不利なためと推定されるので高機能化にはさらなる分子設計が必要である。2.多環系ケトン類の官能基化法の一つとしてテトラシクロウンデカンジオンとホモアダマンタノンのアシル化を検討した。前者ではモノおよびジアロイル後者ではトリフルオロアセチル化などに成功した。得られた1,3-ジケトン系は各種錯体形成や複素環合成素子として有用である。その実例として後者を用いたホモアダマンタノ[4,5]縮合型含窒素複素環の合成法を開発した。3.活性分子種による骨格合成・変換法の開発として、橋頭位隣接カルベノイドの環拡大反応で高ひずみ3-ホモアダマンテンが生成でき4-位の置換基によって反応性はことなるが合成中間体として有用性が期待できることが判明した。4.シクロムクレオシド特に2,2-アンヒドロチミン誘導体を合成しその反応性を検討した。その結果これらが生理活性的に重要な置換アラビノシル誘導体の有用な合成中間体となることが判明した。5.上記により合成した多環系化合物の一部について物性,生理活性を検討した。
鉄系メタルコンポジットバルク鉄心材料とギャップレスリアクトル・トランスの研究開発

SiC/GaNパワーデバイス高周波DC-DCコンバータのボトルネック課題である高周波鉄心材料の低損失化・高耐熱化の実現を目的に、鉄系メタルコンポジットバルク鉄心の研究開発とMHzスイッチングDC-DCコンバータへの実装試験を行った。熱酸化膜付き2.6μmサイズFe系アモルファス磁性粉末/エポキシコンポジット鉄心はベンチマークであるNi-Znフェライトの1/3以下のMHz鉄損を有し、定格出力120WのGaNパワーデバイスMHzスイッチングLLC共振絶縁型DC-DCコンバータへの実装試験によって97%以上のトランス効率と鉄心の単位体積当たりの伝送電力90 W/cm3を実現できることが示された。本研究は超高周波電力変換用鉄系メタルコンポジット鉄心材料とリアクトル・トランスの開発によって高効率と小型軽量を両立するSiC/GaNパワーエレクトロニクスの実現を目的に実施するものである。平成27年度の研究成果は以下のとおりである。1.カルボニル鉄粉/エポキシコンポジット鉄心の体積抵抗率の増大を目的に、TEOS加水分解による鉄粉表面へのシリカ皮膜形成法を確立するとともに、間接材料を必要としない大気中熱酸化による高抵抗皮膜形成にも成功した。200°C-6時間熱処理鉄粉コンポジット鉄心は未処理粉を用いた場合に比べて体積抵抗率が1500倍の100Ω・mまで高くなることを明らかにした。また、カルボニル鉄粉の低保磁力に寄与するナノ結晶構造が240°Cの大気中熱酸化においても安定的に維持され、コンポジット鉄心用鉄粉として優れた熱安定性を有することを明らかにした。熱酸化処理カルボニル鉄粉/エポキシコンポジット鉄心リアクトルのMHz帯のQ値は200以上の高い値を示し、未処理鉄粉を用いた場合の2倍以上、ベンチマークであるフェライト鉄心リアクトルに対しても4倍以上の高いQ値を示すことを明らかにした。2.熱酸化処理鉄粉/エポキシコンポジット鉄心を用いた巻線内蔵表面実装型リアクトルを5V入力-1V出力GaNパワーデバイス1MHzスイッチングDC-DCコンバータに適用した結果、110Aの負荷電流で9192%の主回路効率と1V・10A(10 W)出力で5.0W/ccの主回路体積電力密度を達成した。さらに、トロイダル鉄心トランスを48V入力ー24V出力GaNパワーデバイスMHzスイッチングLLC共振DC-DCコンバータに適用した結果、15Aの負荷電流で9193%の主回路効率と24V・5A(120 W)出力で5.3 W/ccの主回路体積電力密度を達成した。鉄系メタルコンポジット鉄心材料において、鉄粉最密充填時の課題であった体積抵抗率の低下を抑制する鉄粉表面への高抵抗皮膜形成技術を確立し、MHz帯損失の劇的な低減に成功した。また、試作したギャップレスリアクトル/トランスをGaNパワーデバイスを用いたMHzスイッチングDC-DCコンバータに適用し、高抵抗皮膜処理による鉄心の体積抵抗率向上が電力変換効率の向上に結びつくという結果を得た。250°Cの高温耐熱性を有する樹脂材料の開発に目途をつけ、高温動作SiC/GaNパワーデバイスにリアクトル/トランスを接近して高密度実装することを想定した鉄心材料の耐熱性向上に目途をつけた。小型軽量と高効率を両立するSiC/GaNパワーデバイスMHzスイッチングDC-DCコンバータを実現する基盤技術として、MHz帯低損失と200°C耐熱の鉄系メタルコンポジットバルク鉄心ギャップレスリアクトル・トランスを研究開発する。平成28年度の研究成果は以下のとおりである。Fe系アモルファス粉末の粒径サイズの選択によりエポキシとのコンポジット鉄心の比透磁率を10から20を超える範囲で調整できることを示した。また、Fe系アモルファス粉末の大気中熱酸化によってSiO2リッチなガラス皮膜層を表面に形成することでコンポジット鉄心の体積抵抗率を0.11MΩ・mにまで高抵抗化でき、前年度の成果にあげた熱酸化カルボニル鉄粉コンポジット鉄心に対して1000倍以上の高抵抗率化を達成した。さらに、酸性溶液反応による表面改質によってFe系アモルファス粉末表面のSiO2単相化に成功するとともに、酸性溶液反応後の希弗酸処理によりアトマイズ法では実現困難なサブμm微細Fe系アモルファス粉末を得る方法を確立した。Fe系アモルファスコンポジット鉄心はベンチマークであるNi-Znフェライトの1/6以下という低鉄損特性を示し、ガラス転移点200°Cの耐熱エポキシ樹脂を用いることで室温から200°Cにおいて鉄心特性が一定であることを確認した。Fe系アモルファスコンポジット鉄心表面実装型リアクトルを5V入力-1V・30A出力GaNパワーデバイスMHzスイッチングDC-DCコンバータに適用し、最高効率93%、30W出力時の主回路体積電力密度7.3W/ccを達成した。Fe系アモルファスコンポジット鉄心リーケージトランスを48V入力ー24V・5A出力GaNパワーデバイスMHzスイッチングLLC共振型DC-DCコンバータに適用し、最高効率93%、120W出力時の主回路体積電力密度6.6W/ccを達成した。鉄系メタルコンポジット

鉄心材料において、出発材料であるFe-Si-B-Cr-C系アモルファス磁性粉は大気中熱酸化や溶液反応による粉末表面改質によって絶縁性の高抵抗皮膜を形成できることを明らかにし、0.11MΩ・mオーダーの高い体積抵抗率を有するコンポジット鉄心材料を実現できた。これにより、平成28年度研究成果に掲げたカルボニル鉄粉/エポキシコンポジット鉄心よりもさらに高周波低損失を実現し、MHz帯鉄心のベンチマークであるNi-Znフェライトの1/6以下のMHz帯損失を達成した。GaNパワーデバイスを用いたMHzスイッチングDC-DCコンバータへの適用試験によってこれらの有用性を実証した。小型軽量と高効率を両立するSiC/GaNパワーデバイスMHzスイッチングDC-DCコンバータを実現する際のボトルネック課題である高周波電力用鉄心材料の基盤技術として、MHz帯低損失と200°C耐熱を両立する鉄系メタルコンポジットバルク鉄心ギャップレスリアクトル・トランスを研究開発した。最終年度である平成29年度は、鉄系メタルコンポジットバルク鉄心をSiC/GaNパワーデバイスDC-DCコンバータに実装し、ベンチマークであるフェライト鉄心に対する優位性を実証した。主要な研究成果は以下のとおりである。(1)平成28年度に試作開発した48V入力ー24V・5A出力GaNパワーデバイスLLC共振型DC-DCコンバータに対し、コンバータ主回路の損失分析を行った結果、Fe系アモルファスコンポジット鉄心リーケージトランスのMHz帯電力効率は97%を越え、鉄心の単位体積あたりの電力密度は約90W/cm3に達することを明らかにした。これらの結果から、MHz帯ベンチマーク鉄心材料であるNi-Znフェライトに対して明確な優位性を実証した。(2)Fe系アモルファスコンポジット鉄心リアクトルを200V入力ー380V・1 kW出力の二相インターリーブ臨界モード制御SiCパワーデバイス昇圧チョッパDC-DCコンバータに実装した結果、ベンチマーク鉄心材料であるMn-Znフェライトリアクトルを実装した場合に対して軽負荷から定格負荷の広い負荷範囲で高い電力効率が得られ、定格1kW出力時に97.3%の電力効率を達成した。最近になって、10MHzを超える超高周波スイッチング電源に関する報告が相次いでいるが、ほとんどの場合、100°Cを超える温度で熱暴走する重大な問題を抱えているNi-Znフェライトをリアクトルやトランスに利用している。10MHzを超える高い周波数でフェライトを代替する新規磁心材料が切望されるようになっており、本研究課題による基盤技術をもとに、今後も次世代超高周波磁心材料の研究開発を継続的に進めていく予定である。SiC/GaNパワーデバイス高周波DC-DCコンバータのボトルネック課題である高周波鉄心材料の低損失化・高耐熱化の実現を目的に、鉄系メタルコンポジットバルク鉄心の研究開発とMHzスイッチングDC-DCコンバータへの実装試験を行った。熱酸化膜付き2.6μmサイズFe系アモルファス磁性粉末/エポキシコンポジット鉄心はベンチマークであるNi-Znフェライトの1/3以下のMHz鉄損を有し、定格出力120WのGaNパワーデバイスMHzスイッチングLLC共振絶縁型DC-DCコンバータへの実装試験によって97%以上のトランス効率と鉄心の単位体積当たりの伝送電力90 W/cm3を実現できることが示された。
腎臓リハビリテーションの新たな展開：多発性嚢胞腎への運動療法の有効性の検証

いくつかの腎疾患動物モデルにおいて、長期的運動の腎保護効果が近年明らかになってきたが、本研究では、多発性嚢胞腎モデルのPCKラットを用いて長期的運動の効果を検討した。6週齢の雄PCKラットを非運動群と運動群に分け、運動群にはトレッドミル走行運動を12週間実施した。長期的運動は、尿蛋白、血清クレアチニンを低下させ、組織学的には、糸球体硬化や上皮障害のみならず、腎嚢胞形成や腎線維化も軽減した。また、長期的運動は、合併する肝嚢胞形成や肝線維化も軽減した。以上の結果から、PCKラットにおいて、長期的運動は糸球体障害、腎および肝嚢胞形成や線維化の進行を抑制することが明らかになった。多発性嚢胞腎(polycystic kidney disease; PKD)は、遺伝子変異により腎嚢胞が進行性に発生・増大し、それに伴い腎機能も低下して末期腎不全に至る疾患である。いくつかの腎疾患動物モデルにおいて、長期的運動(Ex)が腎保護効果を有するとの報告がなされているが、PKD動物モデルにおいて、低強度・短時間・低頻度のExは腎機能に影響しないとの先行研究はあるが、Exが腎保護効果を有するとの報告はない。そこで、今年度、自然発症PKDモデルのPCKラットを用いて長期的運動の腎への影響について検討した。6週齢の雄性PCKラットを非運動(Sed)群とEx群の2群に分け、Ex群には中強度のトレッドミル運動(速度20m/分,60分間/日,週5日)を8週間実施した。各群ともに2週間毎に体重測定ならびに24時間蓄尿を行い、運動プロトコール終了後の14週齢で断頭採血を行った。Sed群に比べEx群では体重が10週齢より有意に低下したが、両群間で腎重量ならびに血圧に差はなかった.Sed群に比べEx群では,血中尿素窒素(18.1±0.3 vs.16.4±0.4 mg/dl, P=0.013)と血漿クレアチニン(0.35±0.0 vs.0.32±0.0 mg/dl, P=0.01)が有意に低下し、尿蛋白排泄量(192.4±31.2 vs.71.1±5.8 mg/day, P=0.02)も12週齢より有意に低下した。以上の結果から、PCKラットにおいて、中強度の長期的運動は降圧とは無関係に腎保護効果を有することが明らかになった。PCKラット(多発性嚢胞腎モデルラット)に対する中強度の運動実験・評価を終了し、現在同ラットに対する高強度運動の腎臓への効果について検討・実験中である。多発性嚢胞腎(polycystic kidney disease: PKD)は、遺伝子変異により腎嚢胞が進行性に発生・増大し、それに伴い腎機能も低下して末期腎不全に至る疾患である。いくつかの腎疾患動物モデルにおいて、長期的運動が腎保護効果を有するとの報告がなされているが、PKD動物モデルにおいて、低強度・短時間・低頻度Ex長期的運動は腎機能に影響しないとの先行研究はあるが、長期的運動が腎保護効果を有するとの報告はない。そこで、自然発症PKDモデルのPCKラットを用いて長期的運動の腎への影響について検討した。6週齢の雄性PCKラットを非運動(Sed)群とEx群の2群に分け、Ex群には高強度のトレッドミル運動(28m/分、60分、5回/週)を8週間実施した。各群ともに2週間毎に体重測定及び24時間蓄尿を行い、運動プロトコール終了後の14週齢で断頭採血を行った。Sed群に比べてEx群では体重が10週齢より有意に低下したが、両群間で腎重量並びに血圧に差はなかった。Sed群に比べ、Ex群では尿蛋白排泄量は有意に低下し(685±98 vs. 252±58 mg/日, P<0.01)、血中尿素窒素が有意に低下したが(18.1±0.3 vs. 15.9±0.6 mg/dl, P<0.05)、血漿クレアチニンは有意な変化はなかった(0.34±0.0 vs. 0.34±0.0 mg/dl)。以上の結果から、PCKラットにおいて、高強度の長期的運動は降圧や血清クレアチン値とは無関係に蛋白尿軽減効果を有することが明らかになった。本研究の結果から、これまで明らかにした5/6腎摘除腎不全、糖尿病性腎症、高血圧性腎障害モデルラットにおける長期的運動の腎保護効果の研究を新たな疾患領域で発展させると共に、PKD同様な病態を呈するPCKラットの嚢胞増大や腎不全進展への長期的運動の効果を検討することで、PKD、ひいては保存期CKD患者への運動療法の有効性・安全性が示唆される。PCKラット(多発性嚢胞腎モデルラット)に対する昨年度の中強度の8週間の運動に続き、今年度は高強度の8週間の運動の腎臓への効果について検討できた。いくつかの腎疾患動物モデルにおいて、長期的運動の腎保護効果が近年明らかになってきたが、PKD動物モデルへの有効性は不明である。そこで、自然発症PKDモデルのPCKラットを用いて長期的運動の効果を検討した。

6週齢の雄性Sprague-Dawley (SD)ラットを対照群とし、PCKラットを非運動群と運動群に分け、運動群にはトレッドミル運動を12週間実施した。介入前後で運動負荷試験を行い、血液、腎臓、肝臓を介入後採取した。嚢胞面積を算出、腎cAMPを測定、各種蛋白発現をWestern blot法と免疫染色法により検討した。SDラットに比較して,PCKラットの総走行距離とPeak VO2は、介入前後で共に著明に低下していたが,長期的運動により増加した.長期的運動は、尿蛋白(1.4±0.1 vs. 0.5±0.1 g/day)、血清クレアチニン(0.35±0.02 vs. 0.30±0.01 mg/dL)、嚢胞面積(30.2±3.4 vs.17.3±1.3%)を低下させ、糸球体硬化や上皮障害を抑制した。また、長期的運動は、腎cAMP、Ki67発現細胞数、TGF-βを低下させた。また、長期的運動は、肝重量(6.01±0.9 vs. 4.67±0.3%体重比)、嚢胞面積(8.8±1.9 vs. 14.5±1.7%)、肝線維化(11.1±1.4 vs. 6.3±0.7%)も有意に減少させた。以上の結果から、運動耐容能が低下しているPCKラットにおいて、長期的運動は腎および肝嚢胞形成、糸球体障害を抑制し、その機序には腎cAMP、TGF-β、嚢胞上皮やその周囲の細胞増殖の低下が関与することが示唆された。いくつかの腎疾患動物モデルにおいて、長期的運動の腎保護効果が近年明らかになってきたが、本研究では、多発性嚢胞腎モデルのPCKラットを用いて長期的運動の効果を検討した。6週齢の雄PCKラットを非運動群と運動群に分け、運動群にはトレッドミル走行運動を12週間実施した。長期的運動は、尿蛋白、血清クレアチニンを低下させ、組織学的には、糸球体硬化や上皮障害のみならず、腎嚢胞形成や腎線維化も軽減した。また、長期的運動は、合併する肝嚢胞形成や肝線維化も軽減した。以上の結果から、PCKラットにおいて、長期的運動は糸球体障害、腎および肝嚢胞形成や線維化の進行を抑制することが明らかになった。現在実験中であるPCKラット(多発性嚢胞腎モデルラット)に対する高強度運動実験を終了後、嚢胞増大抑制効果があると報告されているTRPV4アゴニストと運動を併用し、嚢胞抑制効果が増強するか否かの検討を行う予定である。PCKラットに対する腎保護効果が中等度の運動により高強度の運動でより効果的であることから、来年度は12週間の運動介入の効果について検討を行う予定である。リハビリテーション医学次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことにより発生した未使用額である。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことにより発生した未使用額である。平成28年度請求額とあわせ、PCKラットにおける長期的運動の有効性の機序の解明に使用する予定である。平成29年度請求額と合わせ、PCKラットにおける長期的運動の有効性の機序の解明に使用する予定である。