hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コレラ菌由来ナトリウム輸送性ＮＡＤＨ－キノン酸化還元酵素の生物有機化学的研究

その結果、Na+-NQRを構成する6個のサブユニットのうち、NqrAサブユニットが特異的に標識され、"solvent-accessible cavity"と呼ばれる洞窟様の空間を構成するLeu32-Met39あるいはPhe131-Lys138の領域にユビキノン結合部位が存在することが明らかになった。一方、Na+-NQRの阻害剤としては、オーラシン類縁体のHQNOが報告されているが、その阻害活性はμMオーダーとさほど強くない。そこで、所属研究室が保有するオーラシン類のライブラリーについてスクリーニングを進め、HQNOの1000倍の阻害活性を示す化合物オーラシンD-42 (AD-42)を見出した。次に、AD-42を鋳型としてキノロン骨格、あるいは側鎖末端に光反応性基(アジド基)を導入した[125I]PAD-1と[125I]PAD-2をそれぞれ合成し、コレラ菌Na+-NQRに対する光親和性標識実験を行った。その結果、[125I]PAD-1と[125I]PAD-2は、NqrBサブユニットのN末端領域のArg43-Lys54とTrp23-Gly89をそれぞれ特異的に標識した。2014年に報告されたコレラ菌Na+-NQRの結晶構造に基づくと、ユビキノン結合部位とキノンへの電子供与体であるリボフラビンの距離は約40Åも離れており、両サブユニットの大きな構造変化を前提としない限り、RBFとユビキノンの間で電子伝達は起こり得ない。阻害剤の結合部位は、NqrAを細胞膜に固定しているNqrBのN末端領域にあったことから、阻害剤はユビキノンに対して拮抗的に作用するのではなく、N末端領域の予想される構造変化を“くさび"としてはたらいて阻害していることが示唆された。キノンとオーラシンのカルボニル炭素を13C標識したプローブ分子を合成する。続いて、各プローブでNa+-NQRを再構成し、それぞれのカルボニル基に由来する伸縮振動を酸化還元誘導FTIR分光法により帰属し、13C標識カルボニル基と近傍アミノ酸残基との水素結合を精査する。また13C標識キノンで再構成されたNa+-NQRについては、水素結合によるセミキノンラジカルのスピン密度の変化をEPR分光法により検出する。さらに28年度の標識実験で、各プローブの結合親和性が著しく低下した変異酵素を選抜し、FTIRやEPR解析を実施し、キノン環とアミノ酸残基との相互作用を分子レベルで総合的に明らかにする予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。
消化器がん個性診断法の開発

Cyclase-associated protein (CAP) 2が、肝細胞がんの多段階発がん過程の早期がんの段階から悪性化に伴って発現亢進することを見出した。同ホモログCAP1が膵がんで高率に過剰発現していること、細胞運動・浸潤に関わり予後不良因子となることを示した。免疫不全マウスにてヒト膵がん神経浸潤モデルを作成し、高神経浸潤群と低浸潤群間の遺伝子発現プロファイルを比較し、CD74が神経浸潤に関与することを初めて示した。プロテオーム解析ならびに機能解析から、Synuclein-γが膵がん神経浸潤ならびに転移に関与すること、独立した予後不良因子であることを見出した。浸潤性膵管がん(以後膵がん)は、予後不良な悪性腫瘍であるが、その悪性度を規定すると考えられる神経(周囲)浸潤モデルを作成して、神経浸潤機構の解明と新しい診断法の開発を行った。後腹膜神経組織を皮下に移植し、同部に7種類の膵がん細胞株を移植して、神経浸潤モデル作成を行った。ヒト-神経浸潤モデルでは、7種類の膵がん細胞株のうち4種類でヒト移植神経への臨床例と同様な神経浸潤を認め、細胞株でも神経浸潤する性質が保たれていることが確認された。しかし、このモデルでは定量的な評価が困難であったため、マウス-神経浸潤モデルで定量的な評価を行った。2種類の膵がん細胞株はそれぞれ11例中6例、13例中9例にマウスの皮下神経に神経浸潤が見られた。しかし3種類の膵がん細胞株では神経浸潤は見られなかった。次に両群間の発現プロファイル解析を行い高神経浸潤株で高発現している37個の遺伝子と低発現している12個の遺伝子を特定した。そのうち腫瘍-神経の相互作用から膜蛋白と思われるInvariant Chain(CD74)について検討した。Real-Time RT-PCRでは有意差をもって高神経浸潤群でCD74は高発現していた。Western Blot法、免疫細胞染色法でも同様の結果であり、CD74は細胞質だけでなく細胞膜にも発現が見られた。膵がん切除標本での免疫組織学的解析では、標本上のリンパ球を陽性コントロールとし、10%以上のがん細胞で陽性に認められた場合にCD74陽性とした。正常の膵管上皮細胞では発現は見られなかった。高神経浸潤症例では低分化の腫瘍細胞でも高発現が見られ、また神経浸潤している腫瘍細胞も高発現していた。各臨床病理学的因子を検討すると、神経浸潤に有意差をもって相関した(P<0.008)。以上、ヒト膵がん細胞株を用いてはじめて膵がん神経浸潤モデルが作製できた。今後CD74の神経浸潤への機能的関与を明らかにしていくと共に、このモデルを用いることで、神経浸潤機構の一層の解明が進むものと期待される。肝多段階発がんモデルに相当する7症例の結節内結節型の症例のDNAマイクロアレイ解析を行い、早期肝細胞がんで過剰発現する遺伝子としてリストアップされたCyclase-associated protein2(CAP2)の解析を行った。定量RTPCRにてがんの進行に伴い発現の上昇を認めた。さらに特異的ポリクローナル抗体を作成し、蛋白発現解析を行った結果、肝細胞がん細胞株と肝細胞がん組織に明瞭な発現を認め、一方、非腫瘍部にはわずかな発現のみであった。肝細胞がん72例(早期型:29,結節内結節型:10,進行がん:33)、腺腫様過形成7例、および背景肝組織の免疫組織化学的検討では、非腫瘍部、腺腫様過形成ではほとんど発現は認められずがんの進行に伴い強い陽性所見を認め、CAP2は肝細胞がん多段階発がんに関連;した分子であることが明らかとなった。さらに、CAP2に対する免疫沈降にてCAP2とアクチンが相互作用すること、siRNAにて発現を抑制すると増殖が抑えられることが示された。ヒト膵がん細胞株を用いた神経浸潤モデルを17年度に開発し、高神経浸潤群と低浸潤群の比較をDNAマイクロアレイにて行い、CD74が膵がんの神経浸潤に関わる分子であることを示した。同じ系を対象にプロテオーム解析を行い、分子Xが高神経浸潤群に高発現することを見出した。多数の臨床例を用いた解析にて、分子Xの高発現は、神経浸潤・リンパ節転移と有意に相関し、有意な予後不良因子となることを示した。現在これら分子の発現を抑える系を作成しており、その機能的関与につき解析を行っている。膵癌は未だに早期診断が困難であり、また早期から高い浸潤性を示す。障癌同所移植腫瘍のDNAマイクロアレイ解析から、CAP 1の高率な過剰発現と細胞運動能・浸潤性への関与を始めて見出し報告したが、その臨床的な意義を解析した。

検討した73例の全てで陽性を示したが、各症例において正常膵管よりも強いCAPl染色性を示すがん細胞の割合は平均で78.5%であり、陽性率75%を境にCAPl高発現群と低発現群とに分類した。CAP1高発現はリンパ節転移(P=0.015)および神経周囲浸潤(P=0.005)さらには5年生存率(P = 0.021, log-rank test)との間に有意な相関関係が見られた。これらのことから、CAP1の過剰発現は、膵癌の浸潤・転移能と予後不良に関連すると考えられた(論文投稿中)。さらに膵がんの病理学的特性のひとつで、再発・疼痛の原因としても重要な神経(周囲)浸潤を再現可能な神経浸潤モデルを17年度に開発し、その機序の解明を目指している。高神経浸潤群と低浸潤群の比較をDNAマイクロアレイにて行い、CD74が縁がんの神経浸潤に関わる分子であることを18年度に報告した。同じ系を対象にプロテオーム解析を行い、両解析で共通にリストアップされたSNCGがmRNAならびにタンパクレベルで高神経浸潤群に高発現することを見出した。多数の臨床例を用いた解析にて、同分子の高発現は、神経浸潤・リンパ節転移と有意に相関し、有意な予後不良因子となることを示した。現在これら分子の発現を抑える系を作成しており、その機能的関与につき解析を行っている(論文投稿準備中)。以上の成果は、in vitroモデルの有用性を示すものであるが、一方で、in vitroで再現可能なアッセイ系は未だ確立されていない。膵がんの進展様式のひとつである神経周囲浸潤(perineural invasion, PNI)は高率に局所再発を引き起こす予後不良因子とされるがその機序は未だ不明である。これまで本研究にて我々はマウスを用いたPNIモデルを作成し,ヒト膵がん株を高PNI群と低PNI群に分類し得た。そこで、LC-MSIMSによるproteomics解析およびtranscriptomics解析で高PNI群と低PNI群を比較すると、synuclein-Yのみがいずれの解析においても高発現していた。Synuclein-Y発現の臨床病理学的意義を調べるため,当科で1995-2004年に切除を行った浸潤性膵管がん62例をretrospectiveに解析した。62例のうち38例(61%)がsynuclein-Y陽性、22例(39%)が陰性であった。またStage I症例の33%にsynuclein-yの発現を認めた。カイ2乗検定ではPNI、腫瘍径≧20mm、リンパ節転移陽性、UICCステージ≧IIB、血管侵襲がsynuclein-Y発現と有意に相関した(P<0.05)。Cox比例ハザードモデルを用いた多変量解析ではsynuclein-Y過剰発現のみが生存期間の独立した予後不良因子(ハザード比3.4「95%信頼区間1.51-7.51」, P=0.003)であった。無再発生存期間についてはsynuclein-Y陽性、リンパ節転移陽性、UICCステージ≧IIB、リンパ管/血管侵襲、神経周囲浸潤が単変量解析で有意に予後不良であり、多変量解析ではsynuclein-Y発現が最も強く無再発生存期間の短縮に独立して寄与していた(ハザード比2.8[95%信頼区間1.26-6.02], P=0.011)。またマウスPNIモデルおよびマウス膵同所移植モデルを用いてshort hairpin RNAによるsynuclein-Yのknockdownの影響を調べた。
高強度レーザーによる量子干渉効果を利用した非反転分布希ガス真空紫外レーザー

本研究では、小型放電励起装置を用いて希ガス原子(Kr)を励起し、レーザー発振を実現することに世界で初めて成功した。放電プラズマの制御と光共振器の品質向上が小型の放電励起装置ではこれまで報告がなかった真空紫外レーザーを実現した大きな要因であると考えている。量子干渉効果を利用するための希ガスに放電エネルギーを加えて希ガスの励起状態を生成した。昨年までの研究ではパルス無声放電励起方式を用いていたが、電流密度、入力パワー密度を桁違いに増加させるためにはこの方法では限界があることがわかった。そこで従来放電レーザーに用いられている紫外光予備電離を用いる容量移行型放電方式に変更した。この放電励起方式では無声放電の場合と大きく異なり、高気圧(10気圧程度)の希ガスで安定なグロー放電を実現することは非常に困難であった。しかしながら、放電励起回路の最適化、放電電極形状の最適化、さらにはガス中の不純物を抑制するための真空排気技術の向上により、クリプトン10気圧まで安定なグロー放電を達成することに成功した。このときの入力電力は20MW/cc程度であり、レーザー発振がすでに実現している電子ビーム励起方式のそれと比べて同程度の値を達成することができた。ここまでの研究結果をもとに放電励起装置に光共振器を構成した。予想される発振波長148nm付近で反射率が85%という国内で得られる最も品質の高い共振器鏡を用いて、真空紫外光の発光スペクトルを測定したところ、自然放出光のスペクトル幅が13nm程度あったものが、レーザー発振に伴いスペクトル幅は測定器の検出限界の0.4nmまで狭帯域化された。このことで世界で初めての放電励起希ガスエキシマレーザーの実現が裏付けられた。また出力エネルギーは0.15mJであり、小信号利得係数は1.1%/cmと見積もられた。高出力レーザーにより誘起される量子干渉効果を利用する真空紫外レーザーの実現に向けて、初期条件として与えられる希ガスプラズマ内の情報が必要となる。これまで横方向放電型無声放電励起方式を用いてクリプトンを励起することにより、真空紫外域での中心波長147nm、ピーク出力1.5kWのクリプトンエキシマの生成に成功している。ここで得られたクリプトンエキシマ発光の諸特性から放電管内の励起種の種々のキネティクスの解析を行っている。本研究では横方向放電型の無声放電励起により得られた解析結果から、これとは放電形状が異なる同軸型のキャピラー放電管を用いた無声放電励起方式を提案し、これによる希ガス放電内の諸特性について新しい知見を得た。同軸放電型無声放電励起方式を用いて中心波長147nm、ピーク発光強度52mWのクリプトンエキシマ発光を得た。この発光強度から得られる一重項状態のクリプトンエキシマ密度は4.3×10^<-3>となった。この値は予想に反して横方向型の無声放電励起方式と比べて1行程度少ない値となった。しかしながら、発光強度のスケーリングのために励起長を2倍にしたところ、発光強度は単純な励起長の増大を上回る2.4倍となった。横方向放電励起では励起長を2倍にしても発光強度の増加は観測できなかったことから、放電内のエキシマ生成、過失過程が両者の間では大きく異なるものを考えている。特に光吸収によるエキシマ分子の過失過程が重要となる。
日本と中国の「基礎教育」に関する比較研究

中国では近年の改革開放政策の進展に伴い、教育に対する取り組みも大きな変革期を迎え、「基礎教育」の充実と改革が積極的に進められてきた。その結果、農村部においても「基礎教育」は、教師の資質・教育環境などの面において充実をみ、父母の教育熱も加わって、上級学校を目指す「応試教育」(受験教育)へと急速に傾斜しつつある。都市部には私学的性格の強い、応試教育専門の「貴族学校」も生まれた。こうした傾向は人々の農村から都市への流入という社会現象と重なって、農村の知識人層の都市流出という事態を生み、また一方、経済的あるいは能力的に「応試教育」を受けられない学生たちの学習意欲の減退やそれにともなう諸問題も生じている。こうした農村部における新たな問題点を解決し、教育の多様化、地域密着型の教育の普及、ないし学生の個性重視を目指して、近年提唱されたのが、「素質教育」である。「素質教育」には2つの面がある。1つは中央志向・都市志向の「応試教育」とは別の、地域の特性に応じた教育を目指すということ。すなわちその地域の要求に即した人材養成を目指し、地域の発展に寄与することを模索する教育。もう1つは個人の特性・能力に応じた個性教育をめざすということ。こうした「素質教育」が中央からの指示もあって、全国的に積極的に進められ、大きな成果をあげている。この研究では中国におけるこうした動向を、都市部および農村部で具体的に調査し、家庭における教育意識のアンケート調査や、各地域独特のカリキュラム・教材の調査・収集、あるいは個別の授業の録画・記録などを通じて、現代中国の教育の現状と、教育をめぐる諸問題を解決するための模索のあとを明らかにすることができた。それは日本が現在抱えている教育をめぐる深刻な諸問題を解決する上でも、具体的な示唆を与えるものといえる。また中国側にとっても日本の教育の現状理解が今後の教育改革に資するところ大きいものがあった。(日本側)・東北師範大学国家基礎教育実験センター及び同附属実験校を訪れ、中国の基礎教育の改革の試みを視察調査し、学校制度やカリキュラムの改革、施設の充実などについて新たな知見と情報を得た。・長春市の第一外国語中学で外国語教育や国際教育の充実と改革の試みを見ることができた。・吉林省楡樹市を訪れ、中国農村部の幼稚園小中学校の教育改革の試みを、都市部の長春市内の幼稚園小中学校と比較しつつ視察調査した。楡樹市秀水鎮第二中学の李元昌先生の作文教育、八号鎮中心小学の芸術活動を中心とした課外教育など、地域の生活に根差した教育の新たな試みを具体的に見ることができた。・長春市・楡樹市内の小中学校において、都市部・農村部の小中学生及びその両親を対象に家庭教育に関するアンケートを実施し、都市部と農村部の教育に関する意識を比較するとともに、過去の調査との比較も行い、近年の中国における急速な社会変動と教育に関する意識の変化との関連について、詳細かつ具体的な調査結果を得た。これらの成果は報告書『中国の教育と社会』第6号に掲載した。(中国側)・宮城教育大学附属幼稚園小中学校養護学校を視察調査し、授業や施設を見学すると同時に、教科書等の資料や教材を収集した。・宮城県亘理郡山元町を訪れ、教育委員会及び山下第二小学校・坂元中学校を視察調査した。また山元町内7校の教頭会議に出席し、教育改革や教育が抱える諸問題について、具体的に事例を挙げながら懇談や質疑応答をした。

・仙台市科学館・東北大学理学部自然史標本館・山元町歴史民俗史料館・国立科学博物館その他の市民に公開された科学教育施設について集中的に見学調査した。(日本側)・東北師範大学国家基礎教育実験センター及び同附属実験校を訪れ、中国の基礎教育の改革の試みを視察調査し、学校制度やカリキュラムの改革、施設の充実などの進捗状況と今後の課題を知ることができた。・吉林省東豊県を訪れ、地域における都市部の重点中学(第二中学)と農村部の実験中学(猴石中学)それぞれの地域に根差した教育改革の試みを、授業やカリキュラム・教材などを通じて明らかにすることができた。・哈爾浜市第六中学・南馬路小学で音楽や体育の授業の新しい試みについて具体的に視察調査することができた。伝統的な武術を体育の授業に生かす工夫や、選曲に工夫を凝らした音楽の授業の中に、地域の特性と伝統を生かし、生徒の興味と積極的な参加を促す意欲的な試みをうかがうことができた。・東北師範大学で3名それぞれの専門分野に関する研究報告をし、中国側研究者及び学生たちと討論した。・上海体育学院で日本の体育教育に関する研究報告をした。・報告書『中国の教育と社会』第7号を発行した。(中国側)・宮城教育大学附属幼稚園小中学校養護学校を視察調査し、授業や施設を見学すると同時に、教科書等の資料や教材を収集した。・宮城県塩竃市を訪れ、教育委員会及び塩竃一中・二小を視察調査した。・宮城県教育委員会を訪問し、教育行政に関する説明を受けると同時に、教育をめぐる諸問題に就いて具体的な例をあげながら質疑応答した。・研究報告会を学校教育・数学教育・体育教育の3つの分科会に分けて実施し、日本との共通性や相違点について具体的に質疑応答した。・日本の教育改革の現状を宮城教育大学教官2名による中教審答申等の解説を通じて具体的に知り、中国の教育改革の試みとの接点と相違点をめぐって討論した。中国では近年の改革開放政策の進展に伴い、教育に対する取り組みも大きな変革期を迎え、「基礎教育」の充実と改革が積極的に進められてきた。その結果、農村部においても「基礎教育」は、教師の資質・教育環境などの面において充実をみ、父母の教育熱も加わって、上級学校を目指す「応試教育」(受験教育)へと急速に傾斜しつつある。都市部には私学的性格の強い、応試教育専門の「貴族学校」も生まれた。こうした傾向は人々の農村から都市への流入という社会現象と重なって、農村の知識人層の都市流出という事態を生み、また一方、経済的あるいは能力的に「応試教育」を受けられない学生たちの学習意欲の減退やそれにともなう諸問題も生じている。こうした農村部における新たな問題点を解決し、教育の多様化、地域密着型の教育の普及、ないし学生の個性重視を目指して、近年提唱されたのが、「素質教育」である。「素質教育」には2つの面がある。1つは中央志向・都市志向の「応試教育」とは別の、地域の特性に応じた教育を目指すということ。すなわちその地域の要求に即した人材養成を目指し、地域の発展に寄与することを模索する教育。もう1つは個人の特性・能力に応じた個性教育をめざすということ。こうした「素質教育」が中央からの指示もあって、全国的に積極的に進められ、大きな成果をあげている。
ピエゾ電気により骨形成を促すバイオマテリアルの設計

本研究では、高い延伸性を示すポリマーに圧電性セラミック粒子を分散し、ピェソ電気を発生させることにより骨形成を促す、新しいバイオマテリアルの設計指針を提案することを目的とした。穏やかな生分解性を示すポリヒドロキシアルカノエート(PHA)にニオブ酸ナトリウムカリウム(NKN)結晶粒子を複合し、通常の生活内での運動により生体内に埋入した材料に応力がかかることで帯電し骨形成を促すしくみを構築することとした。エレクトロスピニング法を用いてNKN/PHA複合不織布を作製したところ、厚さ方向の荷重に対して、フィルムよりも高い圧電性を示した。不織布の方が柔軟であるため、より大きく変位したことが考えられる。また、均一にNKN粒子が分散した構造より、表面に多く存在した構造とする方が、より高い値が得られることがわかった。そこで、摩擦帯電(TC)法を用いて静電的にPHA繊維表面にNKNを付着させ、さらにポリマーの軟化が始まる温度付近で熱処理することで、表面にNKN粒子の一部が埋め込まれた状態を作ることに成功した。NKN粒子添加量や熱処理温度を変化させることで、NKN粒子固定量や合着面積が変化し、圧電性が変化した。さらに、NKN/PHA不織布とPHA不織布をホットプレスにより積層化し、その機械的引張特性や圧電性を評価したところ、単層のNKN/PHA不織布と比較して、機械的性質、圧電性とも大幅に向上した。不織布中の繊維同士を適所で合着させることで、機械的特性や圧電性を向上させることができた。圧電定数d33 0.6 pC/N、静電容量40 pF、比誘電率1.45、誘電損失3.1%であった。2 Hzの振動で発生電圧160 mVが得られた。これはPLLAの約23倍であり、圧電性による骨形成促進が十分に期待される。本研究では、高い延伸性を示すポリマーに圧電性セラミック粒子を分散し、ピエゾ電気を発生させることにより骨形成を促す、新しいバイオマテリアルの設計指針を提案することを目的とする。穏やかな生分解性を示すポリヒドロキシアルカノエートにニオブ酸ナトリウムカリウム(NKN)結晶粒子を複合し、通常の生活内での運動により生体内に埋入した材料に応力がかかることで帯電し骨形成を促すしくみを構築する。ポリマーとして高延伸性のP(3HB-co-4HB)を選択して圧電性NKN粒子を埋め込んだ複合体を作製する。NKNは通常の焼結法により作製したが、スプレードライ法を組み込むことで比較的凝集の少ない粒子(13μm)を得ることができた。次に、組成の異なるP(3HB-co-4HB)単体の機械的、熱的、電気的特性を評価したところ、P(3HB-co-4HB)は共重合された4HB含有率によってその機械的、熱的特性および誘電率が変化した。P(3HB-co-4HB)は絶縁体であることがわかった。圧電性はPLLAと比較して非常に小さく、単体での使用による骨再生促進は困難であることが示唆された。さらに、NKNをP(3HB-co-4HB)と複合化し、その延伸性および圧電性を評価した。NKN/P(3HB-co-4HB)複合フィルムは、厚さ方向の荷重に対して、7 vol %以上のNKNを添加することでPLLAよりも優れた圧電性を示した。一方、長辺方向の荷重に対しては7 vol %のNKNにてPLLAと同程度であり、11 vol %添加することでPLLAの約20倍の値が得られた。また11 vol %のNKNを添加した試料において、破断伸びは約700 %を維持していたことより、この試料は延伸性および圧電性に優れた試料であることが示唆された。圧電性無機粒子NKNの作製方法の検討、マトリックスとするポリマーの物性把握と選定、さらにその複合化方法の検討と、多大な課題があったため検討に時間を要し、やや過大な計画設定としたこともあるが、当初予定していた細胞培養試験による評価までに至らなかった。ただし、おおむねの作製手法は把握できたと考えており、次年度以降については順調に進捗できると考えている。本研究では、高い延伸性を示すポリマーに圧電性セラミック粒子を分散し、ピェソ電気を発生させることにより骨形成を促す、新しいバイオマテリアルの設計指針を提案することを目的とする。ポリマーとして高延伸性のP(3HB-co-4HB)にNKN粒子を埋め込んだ複合体を作製する。本年度は、繊維状に加工する方法を中心に検討した。エレクトロスピニング法を用いてNKN/P(3HB-co-4HB)複合不織布を作製した。その圧電性をフィルム試料と比較し、効果的に圧電性を発現するための最適構造を検討した。厚さ方向の荷重に対して、不織布ではフィルムよりも高い圧電性を示した。不織布試料は表面および繊維内部に均一にNKN粒子が分散しており、一方でフィルム試料はNKN粒子が底面側の表面に多く存在した構造となっていたため、より高い値が得られた。

不織布の長辺方向の荷重に対する発電量は、フィルムと比較して非常に低い値を示した。不織布は気孔率が高く、フィルムと比較して実質試料体積が小さいこと、および不織布のゆるみによって繊維が伸縮しなかった可能性が考えられた。また、不織布においては振動方向に配向した繊維のみが伸縮し、圧電性に寄与したことが予想される。その他の繊維は伸縮せずに振動方向に配向するのみであり、圧電性に寄与しなかったことで発電量はフィルムと比較して小さい値になったと考えられる。繊維のクロスリンク点を増加させるなど、より荷重の加わりやすい構造とすることで圧電性が向上すると考えられた。圧電性無機粒子NKNをPHAに複合し、さらにエレクトロスピニングにより不織布化する条件の設定に時間を要し、当初予定していた細胞培養試験による評価までに至らなかった。ただし、おおむねの作製手法は把握できたと考えており、次年度(最終年度)については遅れを挽回できると考えている。本研究では、高い延伸性を示すポリマーに圧電性セラミック粒子を分散し、ピェソ電気を発生させることにより骨形成を促す、新しいバイオマテリアルの設計指針を提案することを目的とした。穏やかな生分解性を示すポリヒドロキシアルカノエート(PHA)にニオブ酸ナトリウムカリウム(NKN)結晶粒子を複合し、通常の生活内での運動により生体内に埋入した材料に応力がかかることで帯電し骨形成を促すしくみを構築することとした。エレクトロスピニング法を用いてNKN/PHA複合不織布を作製したところ、厚さ方向の荷重に対して、フィルムよりも高い圧電性を示した。不織布の方が柔軟であるため、より大きく変位したことが考えられる。また、均一にNKN粒子が分散した構造より、表面に多く存在した構造とする方が、より高い値が得られることがわかった。そこで、摩擦帯電(TC)法を用いて静電的にPHA繊維表面にNKNを付着させ、さらにポリマーの軟化が始まる温度付近で熱処理することで、表面にNKN粒子の一部が埋め込まれた状態を作ることに成功した。NKN粒子添加量や熱処理温度を変化させることで、NKN粒子固定量や合着面積が変化し、圧電性が変化した。さらに、NKN/PHA不織布とPHA不織布をホットプレスにより積層化し、その機械的引張特性や圧電性を評価したところ、単層のNKN/PHA不織布と比較して、機械的性質、圧電性とも大幅に向上した。不織布中の繊維同士を適所で合着させることで、機械的特性や圧電性を向上させることができた。圧電定数d33 0.6 pC/N、静電容量40 pF、比誘電率1.45、誘電損失3.1%であった。2 Hzの振動で発生電圧160 mVが得られた。これはPLLAの約23倍であり、圧電性による骨形成促進が十分に期待される。28年度に計画していた細胞培養試験を実施する。マウス骨芽細胞様細胞を用いて、上記複合体への初期接着性、増殖性、分化能について観察する。この際、試料はフィルムキャスト法により得た試料について分極を施し、これに引張応力を加えたものと加えていないものを比較することとする。好適な性質を示す複合体について、生体内環境に近い擬似体液やトリス緩衝液中での変化を調べる。実際の使用においては患部に巻き付けるなどの施術がとられることが想定されることから、繊維状に加工することを試みる。その繊維状複合材料の圧電性を評価する。また、力のかけ方による帯電量の変化をとらえるよう実験を工夫する。本年度に見つかった新たな課題は、いかに繊維表面に多量のNKNを配置することができるかという点であった。
未分化外胚葉から神経堤細胞への分化制御の分子発生学的解析

神経堤細胞は末梢神経系をはじめとする多く種類の細胞する能力をもった細胞であり、初期発生過程で神経板(中枢神経系原基)と皮膚原基の中間から発生する。我々はこの発生過程で「神経堤という領域性を決定する因子」としての転写因子FoxD3の役割をアフリカツメガエルの系を用いて明らかにした。FoxD3はWinged-helix型の転写因子で、上述のChordinとFGFで誘導されるcDNAの系統的スクリーニングで単離された。神経堤発生の極めて初期から神経堤特異的に発現していることが明らかとなった。未分化外胚葉(アニマル・キャップ)細胞にFoxD3を強制発現することで神経堤細胞マーカーSlug, Twistなどが誘導された。ドミナント・ネガティブFoxD3による機能阻害実験では、神経堤細胞の分化が強く抑えられた。このことはFoxD3が神経堤細胞分化決定のマスター遺伝子の一つであることを示している。カエルで単離した神経堤細胞の決定因子FoxD3について、マウス・ニワトリ胚のホモローグの単離と発現分布解析を詳細に行った。結果、FoxD3は哺乳類、鳥類においても極めて早い段階から予定神経堤細胞領域に発現し、Slugの発現より早くから出てきていることが明らかとなった。FoxD3の発現調節を詳細に検討するため、マウスES細胞から神経堤細胞への試験管内分化系を確立を試み成功した。現在、これを用いた詳細な遺伝子相互作用を解析中である。神経堤細胞は神経板(背側外胚葉)と表皮(腹側外胚葉)の境界から発生し、末梢神経系、内分泌細胞、頭部間葉系組織、血管系、色素細胞を始め多彩な組織形成に関与するユニークな細胞群である。神経堤細胞の未分化外胚葉細胞からの初期分化はオーガナイザーからのシグナルによって直接または間接的に制御されていると考えられるものの、その分子機序は未だ多くが不明である。神経堤細胞は原索動物から脊椎動物が進化する際に生み出された細胞クラスであり、その運命決定機構の解明は系統発生・個体発生の観点からも重要である。本研究では神経誘導現象と神経堤細胞の分化決定の関連を分子レベルで明らかにし、アフリカツメガエルの系で未分化外胚葉から神経堤細胞への運命を決定する位置情報を解明することを目的とする。そのため、研究代表者が最近単離した神経堤細胞特異的転写因子FoxD3(Winged-helix型転写因子)の役割を分子レベルで解析する。FoxD3は非常に初期の予定神経堤領域に発現し、その発現はSlugに近似する。FoxD3は、初期胚やアニマル・キャップに強制発現させると神経堤細胞分化を単独で誘導する。FoxD3の機能阻害実験で胚での神経堤分化を抑制することが判明した。神経誘導因子の下流因子の一つであるZic-r1(転写因子)も強制発現で神経堤細胞を分化誘導するが、この誘導にFoxD3の活性は必須である。FoxD3は最上流で神経堤分化を制御する因子であることから、その発現制御の分子機構を明らかにするためにプロモーター解析を検討している。

そのため、研究代表者が最近単離した神経堤細胞特異的転写因子FoxD3(Winged-helix型転写因子)は非常に初期の予定神経堤領域に発現し、最上流で神経堤分化を制御する因子であることが判明した。その発現制御の分子機構を明らかにするためにプロモーター単離を試み、上流9Kb,下流6Kbのゲノム領域を探索した。アフリカツメガエルのトランスジェニック実験ではこの領域に神経全体の発現制御領域は含まれるものの神経堤細胞特異的な発現にはさらに広い範囲の制御領域が必要であることがわかり、現在探索中である。一方、FoxD3を制御する候補として、Chd, Wnt, Zic, Pax3があることを明らかにしたので、これらによる転写制御カスケードを解析している。
階層間協調設計による無線センサネットワークのための省電力通信プロトコルの開発

無線センサネットワークは、センシング機能を有する小型ノードを無線通信によりマルチホップ接続した無線センサネットワークであり、センサから得られる実世界情報を収集し、アクチュエータを介して実世界へ関与するための基盤システムとして期待されている。本研究では、無線センサネットワークのための低消費電力通信プロトコルの開発をおこない、プロトタイプにおいて消費電力を81%削減した。無線センサネットワークのアプリケーションとしては、河川氾濫や森林火災の監視、圃場における作物の育成状態や環境モニタリング、ビルオートメーションなど幅広く考えられている。本申請では、センサノード専用システムLSIの開発を始めるにあたり、超低消費電力センサノードに適した通信プロトコルとして、メディアアクセス制御、経路制御を開発することを目的としており、本年度は、方式検討、シミュレーションによる評価をおこない、LSI開発のための基礎検討をおこなう。センサネットワーク用通信プロトコルとして、メディアアクセス制御、経路制御の方式検討ならびに、シミュレーション評価をおこなった。まず、RF回路の基本設計をおこない、回路シミュレーションにより消費電力を見積もった。メディアアクセス制御方式としては、外部同期信号による同期周期起動型メディアアクセス制御の基礎検討をおこない、シミュレーション評価によって有効性を確認した。外部信号としては、長波標準電波時刻同期を想定し、時刻同期に必要な消費電力を考慮しておこなった。また、本方式のLSI実装にむけて、マイコン設計をおこなった。経路制御方式については、センサノードの製造ばらつきを考慮した方式、ならびに定期情報収集型スケジューリング方式の基礎検討をおこない、シミュレーションによってその有効性を確認した。これらの成果は、国際会議、学術論文、国内研究会で広く公表し、また特許申請もおこなった。今年度は,無線センサネットワークノード用LSI開発を始めるにあたり,消費電力を削減するためのプロトコル提案とシミュレーションによる性能評価をおこない,また一部はプロトタイプとしてハードウェア実装をおこなった.また,LSI実装のためのRAM,マイクロプロセッサ,RF回路,ベースバンドプロセッサの開発を平行しておこなった.本申請で主眼とするプロトコル開発としては,まず,低消費電力電波時計LSIを活用することで消費電力を削減できる同期型メディアアクセス制御(I-MAC:Isochronous-Medium Access Control)を提案し,そのプロトタイプ実装をおこなった.また,I-MACの利用を前提として,起動周期の異なるマルチパス経路制御方式を提案し,その有効性を検証した.無線機はデータ送受信をおこなっていない場合でもデータ送受信をおこなっている場合と比べて無視できないほど電力を消費する.この点に着目し,定期収集型センサネットワークのための送信タイミングをスケジューリングする方式を提案し,その有効性を示した.無線センサネットワークのための経路制御では経路発見のためにフラッディング方式をベースとしたブロードキャストプロトコルが利用される場合が多い.従来方式に比べて,発見される経路のホップ数を増やすことなく無駄なパケット再送信を防ぐことが可能なブロードキャストプロトコルを提案し,その有効性を示した.経路制御におけるデータ集約に適したハードウェア構成として,分割RAM構成を提案し,その有効性を示した.今年度は,1チップセンサノードのためのRAM,マイクロプロセッサ,RF回路,ベースバンドプロセッサのLSI開発をおこなった.低消費電力電波時計LSIを活用することで消費電力を削減できる同期型メディアアクセス制御(I-MAC:Isochronous-Medium Access Control)を実装した.その他,本年度は成果発表に注力した.発表においては,従来方式に比べて,発見される経路のホップ数を増やすことなく無駄なパケット再送信を防ぐことが可能なブロードキャストプロトコルを提案し,その有効性を示した.また,経路制御におけるデータ集約に適したハードウェア構成として,分割RAM構成を提案し,その有効性を示した.分割RAM構成としては,等分割構成と等比分割構成を検討し,等比分割構成が消費電力の点で優れ,また分割数は8程度でよいことを明らかにした.
金属複合プラスチックからの有機原料と金属の同時回収プロセスの開発

今年度は、ポリエチレンテレフイタレート(PET)のベンゼン化の際に用いる酸化カルシウム(CaO)に主眼を置き、テレフタル酸のベンゼン化に及ぼすCaOの性能の影響を検討した。テレフタル酸のベンゼン化に及ぼすCaOの性能を評価するため、炭酸カルシウム(CaCO3)からCaOを調製する際の焼成温度を900 °C、990 °C、1050 °C、1110 °C、および1170 °Cとし、得られたCaOのBET比表面積、細孔容積分布、および指示薬法による表面塩基度を測定した。焼成温度の増加に伴い、CaOの焼結が進行することが確認され、それらのBET比表面積、細孔容積は温度増加と共に減少した。指示薬法による表面塩基度測定を実施した結果、焼成温度900 °CのCaOが強い表面塩基度を示した。これらのCaOを、固定床反応装置に供給するテレフタル酸に対してモル比120となるよう充填し、反応温度700 °Cでテレフタル酸のベンゼン化試験を実施した。その結果、ベンゼン収率は僅かにではあるが、焼成温度の増加に伴い増加する傾向を示した。また、活性の高いCaOであるほど、ベンゼンのプロトンを引き抜き、生成したベンゼン同士の二次反応によるビフェニルの生成量が増加した。一方、焼成温度900 °C以上のCaOを用いた場合、CaOと反応せずに充填層を通過したテレフタル酸が確認された。以上より、テレフタル酸とCaOが効率よく反応するためにはある程度の活性が必要であると同時に、活性の高すぎるCaOは生成したベンゼン同士の二次反応を促進するため、ベンゼン収率が低下する可能性が示唆された。しかし、いずれのCaOを用いた場合でもベンゼン収率・純度に大きな差異は確認されず、PETのベンゼン化に適用可能なCaOの性能は幅広いことが明らかとなった。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、金属含有PETから金属と有機原料を効果的に回収するため、(1)PETおよび金属複合PETの熱分解および加水分解の速度論的検討、(2)金属複合PETに含まれる金属が加水分解に及ぼす触媒作用の検討および、(3)金属複合PETからベンゼンと金属の回収実験、を実施した。(1)においては、PETを水蒸気雰囲気下で加水分解する際に、熱分解および加水分解の2つの反応が同時に進行することが予想されていたため、^<18>O同位体標識水を用いた解析手法を提案・実施した。本手法は水蒸気雰囲気下における加水分解と熱分解の反応割合を算出する新しいアプローチであり、Chemistry Lettersに発表されている(S.Kumagai etal, Chem Lett.,42,212-214.)。(2)、(3)については、熱重量質量分析装置(TG)および固定床反応装置を用いた回収試験により検討を行った。金属含有PETとして、PETボトル、X線フィルム、磁気テープおよびプリペイドカードを採用した。原料回収試験により、X線フィルムからは94%以上の金属銀、磁気テープからは96%以上のγ-F_e2O_3、ブリペイドカードからは96%以上のγ-Fe_2O_3、87%以上のアナターゼ型TiO_2およびほぼ全量のAl_2O_3が炭素残渣と供に残留・回収できることが明らかとなった。また、金属含有PETのPET分からベンゼンを回収するために酸化カルシウム(CaO)の添加効果も同時に検討した。その結果、いずれの試料へもCaOが触媒として効果的に働き、CaO未添加時のベンゼン収率が全ての試料に対し平均0.9%であったのに対し、CaOを添加することにより平均33.8%まで向上した。また、得られた液体生成物のベンゼン純度も平均15%から77%まで向上した。昨年度に引き続き、PETの水蒸気分解における熱分解と加水分解の影響をより詳細に検討するため、PETと同じポリエステルであり主鎖構造の異なるポリブチレンテレフタレート(PBT)およびポリエチレンナフタレート(PEN)について、^<18>O同位体標識水を用いた熱分解と加水分解の識別手法(Kumagaietal., et al., Chem. Lett., 42, 212, (2013))を適用し、水蒸気分解における分子構造の違いについて検討した。その結果、アルキル鎖の長いPBTはPETに比べ低い温度で水蒸気分解する上、アルキル鎖が長いため、熱分解で生成したビニル基末端のアルキル基が更に加水分解可能である事から、加水分解割合が高い事が明らかとなった。また、いずれの樹脂においても、分解に伴い加水分解割合が増加する傾向が確認された。続いて、ポリエチレンテレフタレート(PET)からのベンゼン回収に関する検討を行った。金属含有PETと水酸化カルシウム(Ca(OH)_2)(水酸化カルシウムが脱水する際に生成する水蒸気を加水分解に利用)を混合した際の、ベンゼン生成に及ぼす含有金属の影響を調査した。その結果、昨年度の報告と同様に、触媒を混合した場合においても、含有金属のベンゼン回収に及ぼすネガティブな影響が無い事を明らかにした。また、金属水酸化物として、Mg(OH)_2、Ba(OH)_2およびAl(OH)_3を触媒として使用し、ベンゼン収率・純度に対する評価を行った。

その結果、A1(OH)_3についてはほとんどベンゼン生成に寄与せず、それ以外のアルカリ土類金属の場合、塩基性度の序列に従いベンゼン収率・純度が向上する事が明らかとなった。今年度は、ポリエチレンテレフイタレート(PET)のベンゼン化の際に用いる酸化カルシウム(CaO)に主眼を置き、テレフタル酸のベンゼン化に及ぼすCaOの性能の影響を検討した。テレフタル酸のベンゼン化に及ぼすCaOの性能を評価するため、炭酸カルシウム(CaCO3)からCaOを調製する際の焼成温度を900 °C、990 °C、1050 °C、1110 °C、および1170 °Cとし、得られたCaOのBET比表面積、細孔容積分布、および指示薬法による表面塩基度を測定した。焼成温度の増加に伴い、CaOの焼結が進行することが確認され、それらのBET比表面積、細孔容積は温度増加と共に減少した。指示薬法による表面塩基度測定を実施した結果、焼成温度900 °CのCaOが強い表面塩基度を示した。これらのCaOを、固定床反応装置に供給するテレフタル酸に対してモル比120となるよう充填し、反応温度700 °Cでテレフタル酸のベンゼン化試験を実施した。その結果、ベンゼン収率は僅かにではあるが、焼成温度の増加に伴い増加する傾向を示した。また、活性の高いCaOであるほど、ベンゼンのプロトンを引き抜き、生成したベンゼン同士の二次反応によるビフェニルの生成量が増加した。一方、焼成温度900 °C以上のCaOを用いた場合、CaOと反応せずに充填層を通過したテレフタル酸が確認された。以上より、テレフタル酸とCaOが効率よく反応するためにはある程度の活性が必要であると同時に、活性の高すぎるCaOは生成したベンゼン同士の二次反応を促進するため、ベンゼン収率が低下する可能性が示唆された。しかし、いずれのCaOを用いた場合でもベンゼン収率・純度に大きな差異は確認されず、PETのベンゼン化に適用可能なCaOの性能は幅広いことが明らかとなった。26年度が最終年度であるため、記入しない。まず、水蒸気雰囲気下において熱分解と加水分解が同時に起こることを明らかにし、その割合も定量的に算出することに成功した。速度論的な解析までは現段階では踏み込めていないが、おおむね成果が表れている。含有金属の触媒作用については、原料回収にほとんど影響が無い事を明らかにし、金属回収率は予想通り良好だった。これらの点については順調である。しかし、ベンゼン収率は更に向上できることが予想される。以上より、予想通り進展した結果の割合が大きいため、おおむね順調であるといえる。金属回収およびPETからのテレフタル酸生成に重要な水蒸気分解についてさらに研究が進み、水蒸気分解のメカニズムが前年度以上に明らかになった。また、金属含有PETからベンゼンを回収する際に、Ca(OH)_2と混合して熱分解しても、含有金属の触媒作用がほとんど影響無い事を確認した。当初目的としていたポリカーポネートに関する解析まで達成できなかったが、前年度の成果からさらに進展があったと考えられる。引き続き、速度論的な解析を行う必要がある。熱重量分析装置を用いて、複数の分解条件で測定することにより、速度論的パラメーターを求められると思われる。また、ベンゼン収率を向上するためには、水蒸気と試料の接触効率を向上する必要がある。従って、ベンゼン収率を向上するためには装置の改良が必要になると思われる。
地方都市商店街の現代的状況に関する民俗学的研究

本研究は、地方都市商店街の現代的状況を民俗学的視点から明らかにすることを目標とし、千葉県香取市および福岡県柳川市のふたつの商店街において調査を実施した。その結果以下のことが明らかになった。(1)実際には昭和初期に誕生したものであるとはいえ、すでに世代交代を経験した当事者たちにとって、商店街は「伝統」とみなされていること。(2)商店街は当事者のみならず、外部アクターによって資源化されており、小売店を辞めたあとも自宅として商店街に住み続ける住民の存在は「シャッター商店街」言説のなかで不可視化されていること。千葉県香取市佐原における商工業の現状について、聞き書きと参与観察を中心とした現地調査をおこなった(11月と2月の計2回)。特に商店経営者の地域振興への対応と連帯のありかたについて、商工業関連の団体(各種組合等)および香取市商工観光課の取り組みを中心に調査を実施した。特に、「ふるさとフェスタさわら」「商工業振興祭」での参与観察を行い、商店街活性化への取り組みについて明らかにした。その結果として、佐原の小売業における「新しい」商売の導入は、大胆な業種転換の形で行われるのではなく、従来の業種の範囲内で行われる傾向が強いことが判明した。(1)地域内の同業他社が減少し、転業のメリットが少なくなったこと、(2)各業種の専門化やシステム化に伴い、転業のためのコストが高くなったことなどが理由として考えられる。それは当事者たちにとってはネガティブに語られる要素である反面、「老舗の力」をアピールするためのメリットともなっている。事前調査では、佐原においては業種の転換が頻繁に生じていたことが明らかになっているが、現状は以上の通り、大規模な業種転換は少なくなっている。このような変化がいつ生じたのか、そしてそれはどのような社会的状況と関連しているのかという問題が新たな課題として生じた。福岡県柳川市の商店街については、現地での調査の代わりに、商工業者の地域を越えたつながりである観光業の全国組織に参加するインフォーマントに同行し、東京で開催されたある会合についての調査を行った。まず、店の挫折と再起に関する調査を実施した。商店街における経営の失敗は、2000年代以降の現代的状況においては、見逃すことができない頻度で発生している。このような状況について具体的な事例を分析し、店の人々と伝統の関係が揺らぎ、ほころんでいく仕組みを明らかにした。次に、商店街に参与する多様なアクターに関する調査を実施した。人々と伝統の関係に変化が生じているもうひとつの要因として、商店街に参与する多様なアクターの活動について調査した。研究のフィールドである2地点(千葉県香取市佐原・福岡県柳川市柳川)においては近年、町並みの保存・活用や観光を軸として、NPO法人をはじめとする非営利組織が林立している。それらの組織は伝統を「保存・活用」することを目的としながら、人々と伝統の関係に変化を与えている。コンサルタントや都市計画の研究者がすでに参与しているフィールドであることもふまえ、それらが参入することによってもたらされつつある影響について調査した。柳川においてはよりインフォーマルな組織の調査も行った。祭礼に参加する商店街の店主たちの友人関係から発展したA会という組織がある。元は祭礼の活性化に特化した会だったが、活動内容の拡大にともない、商慣習を含む商店街の伝統にも大きな変化を与えつつあることが明らかになった。以上のような調査と並行して、文献研究を行った。商店街が学際的な研究対象である一方で、民俗学では研究蓄積が極めて乏しい対象であることから、社会学、歴史学、経営学におけるエスノグラフィーなど、多分野にわたる文献研究を行い、本研究の基礎研究として位置づけた。9月以降の研究実施となったが、2回の現地調査を実施することができ、データも十分に得ることができたため。特に商工業振興祭での調査において参与観察をおこなうことができたことは、本研究課題にとって重要な進展であった。事前調査にもとづく予想とは異なるデータも得ているが、それを翌年度の研究に組み込むことで、更なる研究の発展が期待できる。27年度が最終年度であるため、記入しない。民俗学佐原の商工業について、業種転換が現在でも多いことを念頭に研究計画を作成したが、近年急激に業種転換が行われなくなっていることが判明した。この変化は多くの外在的要因に基づいていると考えられるため、より巨視的な視点で地域の変化を理解していくことが必要になる。
技術科におけるシステム思考の導入・活用による思考力等の育成に関する研究

本研究の目的は、主として中学校技術・家庭科技術分野の「C生物育成に関する技術」という学習内容にシステム思考を導入することにより、生徒の思考力・表現力・判断力等を育成することである。この目的に基づき、システム思考氷山モデルカードの導入方法や各種教材、カリキュラム等の検討を行い、今後の授業活用上の検討事項を明らかにすることとした。研究方法としては、これまでのシステム思考教材そのものやその導入方法を生徒がより主体的かつ対話的に活用できる方法に改め、授業実践を行い、その際の事前・事後調査により生徒の思考力等の変化を捉え、検討を行う方法をとることとした。研究成果としては、思考力等が反映される生徒の「技術を適切に評価し活用する能力」について、A判定に相当する「側面や立場からトレードオフや最適解に関する記述がある」生徒は、事前は18名であったが、事後では82名と64名増加した。また、C判定に相当する回答(無回答含む)は、事前84名が、事後42名と42名減少した。これらのことから、システム思考を導入した本実践によって、生徒らはカードを単独でヒントとしたり、教師のカードの使用順序を組み込んだワークシート等に取り組んだりして、生徒自らの思考の視野を広げ深めることができたと考えられる。検討事項としては、第1にトレードオフの概念や最適解等の理解のために、カードの概念をより理解しやすくする例示方法や教具、指導方法等を新たに開発することである。第2に、本実践は2年生から3年生と2つの学年での実施となった。これまでの研究成果や本実践の成果を基に、カードの理解や定着について、1年時にどのような指導法が適切で効果的かを検証し、3年間を見通した系統的、効果的なカリキュラム開発を行うことである。
腫瘍血管作動物員の併用による抗癌剤効果増強のメカニズムの解析

固形腫瘍内の血管が一定周期で閉塞する事によって生ずる急性低酸素細胞分画の存在は、癌化学療法に際し、その効果を不十分なものとする原因の一つであると考えられている。本研究では、この急性低酸素分画を解消するニコチンアミドをはじめとする細胞毒性の低い腫瘍血管作動物質を、抗癌剤の生化学的な効果を修飾する薬剤として用い、抗腫瘍効果への寄与を明らかにする。本テーマが平成5年度に採択された事によって行なわれたin vivoレベルを主体とする実験の結果から、マウスに移植されたSCCVII腫瘍において、ニコチンアミドによる前処理がシスプラチンの腫瘍内への取込みを昴進させる事によって、腫瘍細胞の生残率を著しく低下せしめる事が明らかとなった。そこで平成6年度における本研究班の主要な目的は、上記の結果を細胞レベルおよびDNA分子等の生体高分子レベルでも確かめ、薬剤-薬剤間の相互作用の機構を明らかにする事につとめると共に、固形腫瘍に対して最も効果的な腫瘍血管作動性物質と抗癌剤との組合せ様式の決定を目指すことに置かれた。この目的を達成するための重要な手段として、我々の研究グループによって合成される^<195m>Pt-標識各種白金化合物があり、これら制癌剤と各種生理活性物質の併用による相乗作用を細胞および動物固体レベルで明らかにすることが具体的な研究テーマとして考えられた。研究途上にあって、予期せぬ人員の交替等もあり、初期の目的を完遂することは出来なかったが、カルボプラチンや254-S等の新規白金制癌剤の標識化やこれらを用いた培養細胞レベルでの作用機構に関しては、予想以上に研究も進展し、後述の如く、多大の成果を挙げることが出来たと考える。さらにまた、本研究の遂行において根幹とるなるべき固形腫瘍内静止期細胞に対する放射線作用やサイトカラシン-B,BUdR等による協調作用等の基礎に関するデータも蓄積する事が出来た。SCCVIIおよびEMT6/KU腫瘍が移植されたマウスに、あらかじめ放射線治療の際に問題とされる急性低酸素細胞分画を解消する事で知られ、且つ、毒性も少ない腫瘍血管作動性物質の一つであるニコチンアミドを投与し、固形腫瘍内に存在する静止期細胞(Q細胞)分画の反応を選択的且つ、定量的に明らかにするために我々が既に確立した手法によって、腫瘍内のQ細胞と全腫瘍細胞の細胞生存率を求めた。その結果、両腫瘍系において、Q細胞の生存率は全腫瘍細胞のそれに較べて著しく高く、更にQ細胞と全腫瘍細胞の生存率はニコチンアミドの前処理によって減少し、特に、急性低酸素細胞分画を比較的多く含むとされるSCCVII腫瘍の全腫瘍細胞の生存率は著しく減少した。またニコチンアミド処理による^<195m>Pt-標識シスプラチンの腫瘍内全腫瘍細胞への取込量の変化についても検討した。この場合もやはり、ニコチンアミド処理によって両腫瘍系ともシスプラチン取込量が増加する事が明らかとなった。以上より、SVCCII腫瘍の様な急性低酸素細胞分画の比較的多いとされる腫瘍に対しては、ニコチンアミドの前処理はシスプラチンを用いる化学療法に際しても有効であると考えられた。以上の結果をふまえ、今後はニコチンアミドと共に作用させた際の細胞レベルおよびDNA等の生体高分子レベルでのシスプラチン濃度の変化を定量的に調べ、抗腫瘍効果との関係を解析し、固形腫瘍内(in vivo)において抗腫瘍細胞効果からみた最も効果的な腫瘍血管作動物質と抗癌剤との組み合わせ様式の決定を目指す予定である。

本テーマが平成5年度に採択された事によって行なわれたin vivoレベルを主体とする実験の結果から、マウスに移植されたSCCVII腫瘍において、ニコチンアミドによる前処理がシスプラチンの腫瘍内への取込みを昂進させる事によって、腫瘍細胞の生残率を著しく低下せしめる事が明らかとなった。そこで平成6年度における本研究班の主要な目的は、上記の結果を細胞レベルおよびDNA分子等の生体高分子レベルでも確かめ、薬剤-薬剤間の相互作用の機構を明らかにする事につとめると共に、固形腫瘍に対して最も効果的な腫瘍血管作動性物質と抗癌剤との組合せ様式の決定を目指す事に置かれた。この目的を達成するための重要な手段として、我々の研究グループによって合成される^<195m>Pt-標識各種白金化合物があり、これら制癌剤と各種生理活性物質の併用による相乗作用を細胞および動物固体レベルで明らかにすることが具体的な研究テーマとして考えられた。そこで本年度は各種^<195m>Pt標識白金化合物の合成にも重点の一つを置き、カルボプラチンや254-S等の新規白金制癌剤の標識化に成功した。また、これらを用いた培養細胞レベルでの作用機構に関する研究でも予想以上に成果を挙げることができた。さらにまた、本研究の遂行において根幹ともなるべき固形腫瘍内静止期細胞に対する放射線作用やサイトカラシン-B,BUdR等による協調作用等の基礎に関するデータも蓄積させる事が出来た。