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タブラチュア譜の記譜法が楽器演奏における認知過程に及ぼす影響に関する研究

1年目においては,実験システムを構築,実験課題・条件を立案し,実験を開始したが,2年目においては,予備実験の結果を踏まえて,実験課題など,実験計画について再検討してたうえで,本実験を開始し,3年目の平成29年度では,それらの実験を継続し,実験データについての解析を行った.具体的には,リュートおよびギター奏者の竹内太郎氏の協力のもと,歴史的文献に基づいてリュートやギターの記譜法の変化を調査し,それぞれの時代において楽譜がどのように読み取られ演奏されたかについて,その意味を認知的観点から検討した.また,前年度に引き続き,ギターを対象とし,五線譜とタブラチュア譜について,記憶実験を実施した.そして,そうした結果に基づいて,いくつかの研究会において研究報告を行った.それらの研究会での講演発表の際の質疑応答,他の研究者とのディスカッションを踏まえて,追加の実験を行い,解析を行うことが必要不可欠であることも分かった.その他,いくつかの関連する学会に参加するとともに,数多くの文献・資料を参照することで,研究に必要な知見を幅広く学び取る努力をした.ギターを演奏する被験者を確保することの難しさは当初から想定されていたことであり,また,視線データの解析には予想外に時間がかかることも分かったが,研究を遂行するうえでの大きな支障とはなっていない.しかしながら,研究遂行の過程において,追加の実験を行い,解析を行うことにより,より精緻な研究成果が得られると判断して,期間延長の申請を行った.本研究では,被験者実験を実施し,演奏データと視線データを評価,分析すると同時に,瞳孔径などを生理指標として認知的負荷を測定することで,五線譜とタブラチュア譜の記譜法の違いが,演奏時の認知的負荷や処理資源の配分に与える影響を考察し,演奏における認知過程を明らかにすることを目的としている.そして,本研究は,被験者実験のための実験システムを構築,実験課題・条件を立案し,実際に実験を遂行し,そのデータを解析し,結果を考察するという流れで実施してきた.1年目においては,実験システムを構築,実験課題・条件を立案し,実験を開始したが,2年目においては,予備実験の結果を踏まえて,実験課題など,実験計画について再検討してたうえで,本実験を開始した.3年目においては,それらの実験を継続し,実験データについての解析を行ったが,それまでの学会での講演発表の際の質疑応答,他の研究者とのディスカッションを踏まえて,追加の実験を行い,解析を行うことにより,より精緻な研究成果が得られると判断して,期間延長の申請を行った.延長期間である平成30年度においては,リュートおよびギター奏者の小出智子氏の協力のもと,追加実験を実施し,データ解析をするとともに,これまでの実験データの演奏に対する評価も行い,考察に反映させた.
新規レチノイドによる急性前骨髄球性白血病細胞分化のエピジェネティクス機構の解明

最近、エピジェネティクス機構がオールトランス型レチノイン酸(ATRA)による急性前骨髄球性白血病(APL)細胞分化に関与していることが判明した。今回、新規レチノイド化合物Am80が白血病細胞分化におけるエピジェネティクス機構への関与を検討した。その結果、Am80は、RARの転写活性をエピジェネティクスに関与する転写因子であるMLL5 (mixed lineage leukemia 5、short form)の存在下で増強することが判明した。新規レチノイドの分化機構の解明には、さらなる検討が必要と思われる。急性前骨髄球性白血病(acute promyelocytic leukemia; APL)に対するall-trans retinoic acid (ATRA)療法は、APLの染色体15;17転座に伴うPML/RAR融合遺伝子を標的とした分子標的療法である。APLの治療はATRAによる分化誘導療法であり、ATRAと化学療法の併用により高い寛解率(88-95%)と長期生存が得られるようになった。しかし、ATRA耐性細胞の出現が、分化誘導療法の大きな壁となっている。近年、難治性APLに対応するために、新規化合物の創薬が報告されている。またATRAの分化誘導療法において、細胞分化のエピジェネティクス機構が解明されつつある。本研究では、新規レチノイドにおいて、APL細胞およびATRA耐性APL細胞分化のエピジェネティクス機構への影響を検討する。現在の進行状況は、下記の通りである。1)APL細胞において、レチノイドにより誘導される標的遺伝子群の解析2)レチノイドが変異RAR/PML融合タンパク質とMLL5の相互作用に及ぼす影響急性前骨髄球性白血病(APL)に対するall-trans retinoic acid (ATRA)療法は、PML/RAR融合遺伝子を標的とした分子標的療法であるが、ATRA耐性細胞の出現が、分化誘導療法の大きな壁となっている。近年、難治性APLに対応するために新規化合物の創薬が報告されている。1)APL細胞において、レチノイドにより誘導される標的遺伝子群の解析レチノイド化合物をAPL細胞に添加し、RNAを抽出、マイクロアレイを実施した。転写因子(CEBPε)、免疫タンパク質(leukocyte immunoglobulin-like receptor, B4)などの発現上昇を認めた。CEBPεの発現上昇は,実際のAPL治療中の患者白血球においてもタンパクレベルで確認した。2)レチノイドが変異RAR/PML融合タンパク質とMLL5の相互作用に及ぼす影響レチノイド化合物の存在下で、MLL5およびRAR/PML融合タンパク質の転写活性への影響および両タンパク質の相互作用を検討する。PCR法にて、EF6-FlagMLL5 (full, 1858aa)を鋳型にして、MLL5遺伝子(short, 609aa)を増幅し、pCMV-HA、CMVーMycおよびpcDNAベクター(Kozakサイト入)に組み込み、それぞれの塩基配列およびタンパク質発現(Western blot)を確認した。さらにレポーター(tkTRE-Luc;RAREを含む)を用いて、RAR/RXRおよびMLL5の転写活性をルシフェラーゼ法にて確認した。その結果、濃度依存的な活性の上昇傾向を認めた。その原因として、薬物代謝の亢進、MDR遺伝子の出現、PML/RAR融合遺伝子の変異などが考えられる。その結果、抗菌ペプチド(defensin)の発現が上昇した。2)レチノイドがRAR/PML融合タンパク質とMLL5の相互作用に及ぼす影響レチノイド化合物の存在下で、MLL5およびRAR/PML融合タンパク質の転写活性への影響および両蛋白の相互作用を検討する。現在、発現ベクターを構築している。PCR法にて、MLL5遺伝子を増幅し、CMVベクターに組み込む。

また、蛍光標識をするために、PML/RAR-CFPベクター、MLL5-YFPベクターを同様に構築している。急性前骨髄球性白血病(acute promyelocytic leukemia; APL)に対するall-trans retinoic acid (ATRA)療法は、PML/RAR融合遺伝子を標的とした分子誘導療法である。ATRAと化学療法の併用により高い寛解率と長期生存が得られるようになった。しかし、ATRA耐性細胞は分化誘導療法の障壁である。近年、難治性APLに対応するために、新規化合物の創薬が報告されている。また、細胞分化のエピジェネティクス機構が解明されつつある。本研究では、新規レチノイドにおいて、APL細胞およびATRA耐性APL細胞分化のエピジェネティクス機構への影響を検討する。この時に、転写因子MLL-5が関与していることが報告された。そこで、我々は、新規レチノイド化合物がATRA耐性細胞においても同様の機構により分化が進むか否かを検討した。現在の進行状況は、次の通りである。1)APL細胞において、レチノイドにより誘導される標的遺伝子群の解析を行い、転写因子(CEBPε)を見いだした。2)RAR/PML融合タンパク質とMLL5の相互作用を検討した。RAR/RXRおよび転写因子MLL5の転写活性をルシフェラーゼ法(レポーター:tkTRE-Luc)にて確認したところ、濃度依存的に転写活性の上昇を認めた。さらにこの活性は転写共役因子SRC-1の添加によって、わずからながら増強した。リガンドとして新規レチノイド化合物(Am80)を使用した。以上からRAR/RXRとMLL-5の相互作用にSRC-1も関与し、さらに新規レチノイドによる細胞分化も同様の機構が存在する可能性が示唆された。小児血液腫瘍学「レチノイドが変異RAR/PML融合タンパク質とMLL5の相互作用に及ぼす影響」の実験において、変異RAR/PML融合タンパク質発現ベクターの構築に時間がかかってしまった。また、「レチノイド添加によるヒストン蛋白メチル化の影響」において、発現タンパク質の構築に時間がかかってしまった。そのため、メチル化実験は、次年度に行う予定である。「レチノイドが変異RAR/PML融合タンパク質とMLL5の相互作用に及ぼす影響」の実験において、変異RAR/PML融合タンパク質発現ベクターの構築に時間がかかってしまった。MLL5発現ベクターの確認を行う際に、タンパク質発現の実験方法および転写活性(ルシフェラーゼ法)の条件設定に時間がかかってしまった。「レチノイド添加によるヒストン蛋白メチル化の影響」における、メチル化実験は次年度に行う予定である。「レチノイドにより誘導される標的遺伝子群の解析」において、細胞の準備に少し時間がかかった。
パイルド・ラフト基礎の水平抵抗および耐震性能に関する研究

1)地震荷重を受けた場合のパイルド・ラフト基礎および群杭の変形,破壊メカニズムを詳細に検討し,荷重伝達機構を明らかにする,2)パイルド・ラフト基礎の変形解析手法を開発する,ことを3年の研究期間の主な研究目的として研究を実施した。1)に関しては,乾燥砂地盤における模型パイルド・ラフトの鉛直および水平方向の1g場での静的載荷実験を行った。さらに,50gの遠心場で,単杭,ラフトのみ,パイルド・ラフトの静的鉛直・水平載荷実験,および振動実験を行った。遠心実験では,杭頭とラフトの結合条件を完全固定(剛)とヒンジ条件の2種類に設定した。これらの実験から得られた重要な点は,以下のとおりである。1.パイルド・ラフトの鉛直および水平抵抗は,ラフトと(群)杭の抵抗力を単に足し合わせたものよりも,大きくなる。2.バイルド・ラフトの水平抵抗は,杭数を多くすれば単に増加するものではなく,ラフトと杭の鉛直荷重分担に大きく左右される。3.ラフトから地盤に伝達される応力増加のため杭周囲の地盤の剛性,強度が増加することによって,杭の鉛直および水平抵抗力が増加する。4.杭頭条件が剛でヒンジであっても,鉛直荷重のみを受ける場合のパイルド・ラフトの挙動には,大きな差は生じない。5.水平載荷を受ける場合,杭頭ヒンジでは,水平変位が大きくなるが,杭に発止する曲げモーメント,せん断力,ラフトの傾きは,杭頭剛に比べて小さくなる。6.実設計において重要となる使用性限外荷重内では,杭頭剛および杭頭ヒンジであっても,水平外力の大部分をラフト底面の摩擦力で受け持っており,ラフト底面の滑動が生じるまでは,ラフトに水平変位抑制効果が大きく期待できる。7.振動実験(地震実験)における上部構造物の質量と加速度の積を水平外力として評価すれば,地震時のパイルド・ラフトの水平荷重水平変位関係は,静的水平載荷試験結果とほぼ対応する。2)に関しては,ラフトを薄板要素,杭を梁要素,地盤をラフトおよび杭の節点に連結したばねで表現する三次元簡易解析プログラムPRABを開発した。PRABは,有限深さ地盤,多層地盤における水平,鉛直,モーメント荷重を受けるパイルド・ラフトおよび群杭基礎の変形,荷重分担,部材力の計算を高精度かつ短時間で計算できる。平成12年度は,1)地震荷重を受けた場合のパイルド・ラフト基礎および群杭の変形,破壊メカニズムを詳細に検討し,荷重伝達機構を明らかにする.2)パイルド・ラフト基礎の変形解析手法を開発する.3)地震荷重が作用する場合のパイルド・ラフト基礎の設計体系を検討する,ことを主な研究目的として研究を実施した。1)に関しては,遠心載荷装置および室内模型装置を用いて,各種基礎の鉛直および水平載荷実験を行った。これらの実験では,杭長,杭中心間隔,杭本数,杭傾斜角度をパラメーターとして,基礎の各要素(ラフト,単杭)を含め,40余ケースの載荷実験を行った。

遠心実験では,地震時を想定した振動実験も実施した。これらの実験から得られた重要な点は,以下のとおりである。1.斜杭を用いたパイルド・ラフト基礎の水平変位抑制効果がもっと高い。2.ラフト下の杭の鉛直支持力および水平支持力は,ラフトの存在による地盤の拘束圧の増加によって,単杭の場合に比べて,大きくなる。3.実設計において重要となる使用性限界荷重内では,水平外力の大部分をラフト底面の摩擦力で受け持っており,ラフト底面の滑動が生じるまでは,ラフトに水平変位抑制効果が大きく期待できる。4.振動実験(地震実験)における上部構造物の質量と加速度の積を水平外力として評価すれば,地震時のパイルド・ラフトの水平荷重水平変位関係は,静的水平載荷試験結果とほぼ対応する。これらの結果は,目的3)である今後のパイルド・ラフト基礎の設計法の確立に,大きく貢献する貴重なものである。パイルド・ラフト基礎の解析手法としては,ラフトを薄板要素,杭を梁要素,地盤をラフトおよび杭の節点に連結したばねで表現した三次元簡易解析法プログラムPRABを完成した。これに加え,パイルド・ラフト基礎の変形解析が容易な三次元FEMプログラムの開発にも着手している。平成13年度は,平成12年度に引続き,1)地震荷重を受けた場合のパイルド・ラフト基礎および群杭の変形,破壊メカニズムを詳細に検討し,荷重伝達機構を明らかにする.2)パイルド・ラフト基礎の変形解析手法を開発する,ことを主な研究目的として研究を実施した。1)に関しては,平成12年度の実験結果を踏まえ,室内模型装置を用いて,パイルド・ラフト基礎の鉛直および水平載荷の追加実験を行った。遠心実験では,平成12年度は,杭頭の固定条件が自由(モーメントが0)な条件での水平載荷実験,振動実験であったが,平成13年度は,杭頭の固定条件が剛となる条件での実験を実施した。1.ラフト下の杭の鉛直支持力および水平支持力は,ラフトの存在による地盤の拘束圧の増加によって,単杭の場合に比べて,大きくなる。2.実設計において重要となる使用性限界荷重内では,水平外力の大部分をラフト底面の摩擦力で受け持っており,ラフト底面の滑動が生じるまでは,ラフトに水平変位抑制効果が大きく期待できる。3.振動実験(地震実験)における上部構造物の質量と加速度の積を水平外力として評価すれば,地震時のパイルド・ラフトの水平荷重(8160)16水平変位関係は,静的水平載荷試験結果とほぼ対応する。これらの結果をさらに検証するため,平成13年度は,振動台を用いた模型パイルド・ラフトおよび群杭基礎の振動実験に着手した。これら実験より,ラフト底面の水平抵抗力に加え,ラフトによるロッキング変形の抑制効果が大きいこと,さらにこの効果によって,杭に生じる曲げモーメントが著しく軽減されることが明らかになった。解析手法としては,ラフトを薄板要素,杭を梁要素,地盤をラフトおよび杭の節点に連結したばねで表現した三次元簡易解析法プログラムPRABを拡張した。これに加え,パイルド・ラフト基礎の変形解析が容易な三次元FEMプログラムの開発を進めている。平成14年度は,平成12,13年度に引続き,1)地震荷重を受けた場合のパイルド・ラフト基礎および群杭の変形,破壊メカニズムを詳細に検討し,荷重伝達機構を明らかにする,2)パイルド・ラフト基礎の変形解析手法を開発する,ことを主な研究目的として研究を実施した。1)に関しては,これまでの実験結果を踏まえ,室内模型装置を用いて,パイルド・ラフト基礎の鉛直および水平載荷の追加実験を行った。
熱帯薬用植物成分を医薬品として開発するための基礎的研究

昭和56年に千葉大学アジア学術調査委員会がタイ・チュラロンコン大学と共に、タイ国の熱帯薬用植物の共同調査を行った.これを契機にチュラロンコン大学薬学部と千葉大学薬学部の一部研究室間で共同研究が続けられて来た.この様な交流実績を基礎に、平成2年には両学部間で学術交流協定が締結された.タイ国は熱帯地域に位置し、豊富な動植物資源を持つ国土である.多くの薬用植物を産し、伝統的民間薬として現在でも広く利用されている.熱帯薬用植物の豊富な知識経験を持つタイ国研究者と高度の薬学研究技術・経験を持つ我国研究者の協力により、優れた新医薬品およびその素材の発見が期待出来る.本協力研究は上記の長年の実績を基礎に、新医薬品およびその素材開発の総合的な促進を目的として開始された.また、主目的の一つは、我国の高レベルの薬学研究経験と技術のタイ国研究者への移植と定着である.研究分野で見れば、薬用植物成分を主軸として、その調査と分析、化学構造決定、天然物質の化学的合成、抗微生物作用、生体内薬理効果と毒性評価、製剤化、等を含む.以下、研究年度に従って概要を記載する.1.平成3年度:研究者3名をタイ国へ811日間派遣した.チュラロンコン大学およびチェンマイ大学研究者の協力を得て、チェンマイ市を拠点に薬用植物の豊富な地域として知られるタイ北部山岳地帯の薬用植物自生状況をそれぞれの専門別に調査した.特に神経性作用を持つ植物成分調査では今後の研究対象となる試料を発見した.チュラロンコン大学では、薬用植物成分の抽出、単離、化学構造決定法、薬効評価法、等について講演と実地指導を行った.チュラロンコン大学薬学部より3名の研究者を約10日間受け入れた.各招へい者はその専門分野により、薬化学、薬品化学(薬理学)および製剤工学の各研究室で研究討議と最新の実験手技と機器利用法の習得、等を行い、さらにセミナーを開催した.これらの受入れは、有用成分の単離と構造決定、薬理作用と毒性評価、有用成分の製剤化、の医薬品開発の基本的ステップに従って企画された.2.平成4年度:研究者3名を約7日間派遣した.それぞれ製剤工学、薬理学、化学療法剤学(抗菌性医薬品)を専門分野とする.製剤工学技術はタイ国産医薬品の有効な利用技術として日本側の協力が特に要望されているものであり、主に薬用植物成分の製剤技術の講演と実地指導が行われた.前年度と同様に、チェンマイ市を拠点に北部山岳地帯で抗菌・抗癌性を持つ植物成分、薬理活性をもつアルカロイドの探索を行った.また、チュラロンコン大学ではこれらの有用成分のスクリーニング法、薬理効果測定法等の講演と実地指導を行った.チュラロンコン大学薬学部から3名の研究者を約10日間受け入れた.内2名は製剤学研究者であり、製剤材料の物理化学的性質の機器分析法と破傷風トキソイドの製剤化、について共同実験を行った.他1名は新アルカロイドの構造決定の共同実験を薬化学研究室で行った.招へい者はいずれも研究セミナーを開催した.3.平成5年度:研究者3名を約8日間派遣した.ヒト生体レベルでの薬用植物成分の安全性評価分野に主力を置き、毒性薬理学、生理学、化学療法剤学(抗菌剤)の各分野研究者である.チュラロンコン大学にて、専門別に生体レベルでの生理活性評価、毒性評価等の講演を行い、評価法の実地指導を行った.更に、前年度と同様にタイ北部山岳地帯で新規薬用植物成分の検索を行った.チュラロンコン大学側からは生薬学、微生物学、薬理学の研究者3名を11日間受け入れた.それぞれの対応研究室で研究討議と実験技術の研修を含む共同実験を行った.招へい者は研究セミナーにより、チュラロンコン大学側の研究成果の報告を行った.以上の協力研究により、新医薬品素材についての幾つかの萌芽的研究が進行し、それらの一部は既に研究論文として公表された.この総合的協力研究で培われた日本・タイ両国薬学研究者の相互理解と知識・経験の交流成果は、今後の協力研究で新医薬品を生み出す基礎を固めたものと考える.昭和56年に千葉大学アジア学術調査委員会がタイ・チュラロンコン大学と共に、タイ国の熱帯薬用植物の共同調査を行った.これを契機にチュラロンコン大学薬学部と千葉大学薬学部の一部研究室間で共同研究が続けられて来た.この様な交流実績を基礎に、平成2年には両学部間で学術交流協定が締結された.タイ国は熱帯地域に位置し、豊富な動植物資源を持つ国土である.多くの薬用植物を産し、伝統的民間薬として現在でも広く利用されている.熱帯薬用植物の豊富な知識経験を持つタイ国研究者と高度の薬学研究技術・経験を持つ我国研究者の協力により、優れた新医薬品およびその素材の発見が期待出来る.本協力研究は上記の長年の実績を基礎に、新医薬品およびその素材開発の総合的な促進を目的として開始された.また、主目的の一つは、我国の高レベルの薬学研究経験と技術のタイ国研究者への移植と定着である.研究分野で見れば、薬用植物成分を主軸として、その調査と分析、化学構造決定、天然物質の化学的合成、抗微生物作用、生体内薬理効果と毒性評価、製剤化、等を含む.以下、研究年度に従って概要を記載する.1.平成3年度:研究者3名をタイ国へ811日間派遣した.チュラロンコン大学およびチェンマイ大学研究者の協力を得て、チェンマイ市を拠点に薬用植物の豊富な地域として知られるタイ北部山岳地帯の薬用植物自生状況をそれぞれの専門別に調査した.

特に神経性作用を持つ植物成分調査では今後の研究対象となる試料を発見した.チュラロンコン大学では、薬用植物成分の抽出、単離、化学構造決定法、薬効評価法、等について講演と実地指導を行った.チュラロンコン大学薬学部より3名の研究者を約10日間受け入れた.各招へい者はその専門分野により、薬化学、薬品化学(薬理学)および製剤工学の各研究室で研究討議と最新の実験手技と機器利用法の習得、等を行い、さらにセミナーを開催した.これらの受入れは、有用成分の単離と構造決定、薬理作用と毒性評価、有用成分の製剤化、の医薬品開発の基本的ステップに従って企画された.2.平成4年度:研究者3名を約7日間派遣した.それぞれ製剤工学、薬理学、化学療法剤学(抗菌性医薬品)を専門分野とする.製剤工学技術はタイ国産医薬品の有効な利用技術として日本側の協力が特に要望されているものであり、主に薬用植物成分の製剤技術の講演と実地指導が行われた.前年度と同様に、チェンマイ市を拠点に北部山岳地帯で抗菌・抗癌性を持つ植物成分、薬理活性をもつアルカロイドの探索を行った.また、チュラロンコン大学ではこれらの有用成分のスクリーニング法、薬理効果測定法等の講演と実地指導を行った.チュラロンコン大学薬学部から3名の研究者を約10日間受け入れた.内2名は製剤学研究者であり、製剤材料の物理化学的性質の機器分析法と破傷風トキソイドの製剤化、について共同実験を行った.他1名は新アルカロイドの構造決定の共同実験を薬化学研究室で行った.招へい者はいずれも研究セミナーを開催した.3.平成5年度:研究者3名を約8日間派遣した.ヒト生体レベルでの薬用植物成分の安全性評価分野に主力を置き、毒性薬理学、生理学、化学療法剤学(抗菌剤)の各分野研究者である.チュラロンコン大学にて、専門別に生体レベルでの生理活性評価、毒性評価等の講演を行い、評価法の実地指導を行った.更に、前年度と同様にタイ北部山岳地帯で新規薬用植物成分の検索を行った.チュラロンコン大学側からは生薬学、微生物学、薬理学の研究者3名を11日間受け入れた.それぞれの対応研究室で研究討議と実験技術の研修を含む共同実験を行った.招へい者は研究セミナーにより、チュラロンコン大学側の研究成果の報告を行った.以上の協力研究により、新医薬品素材についての幾つかの萌芽的研究が進行し、それらの一部は既に研究論文として公表された.この総合的協力研究で培われた日本・タイ両国薬学研究者の相互理解と知識・経験の交流成果は、今後の協力研究で新医薬品を生み出す基礎を固めたものと考える.平成3年度の国際学術交流(大学間協力研究)科研費により、相手側のタイ国チュラロンコン大学薬学部より3名の研究者を受け入れ、一方、当事者である千葉大学薬学部よりは3名の研究者を派遣した。タイ側研究者らは薬化学、薬品化学(薬理学)並びに製剤工学研究室において広範囲な領域にわたり研究と実験を行ったが、これは、薬用植物から有効成分を取り出し、その化学構造の研究を行い、更に単離した有効成分の生理活性を評価し、最後に、これらの有効成分を製剤化し、例えば、その錠剤中での化学変化を調査するという一連の研究方法の基礎実験を行うことを目的としたものである。それぞれの研究者の滞在期間は約10日間ずつと実際には短期間であり、3名の研究者間の関連性には充分な整合性はないが、個々の研究者の受け入れ研究室での実験と研究調査は充分その実状を掌握出来たものと理解している。
細胞死と分化のシグナル伝達における熱ショック応答システムの役割

細胞の増殖や分化にともなって熱ショック応答が引き起こされる現象は以前から知られている。私たちは、これまでに細胞の増殖や分化を制御するがん関連遺伝子が熱ショック転写因子の活性を制御することを示してきた。本研究では、がん抑制遺伝子WT1と熱ショック応答のシグナルのリンクの生物学的意義について明らかにするために、HSF1欠損マウスの腎臓発生の解析を行った。6週令のマウスの腎臓は外見上肉眼的には大きな変化はない。しかしながら組織学的解析から、近位、遠位ともに尿細管の上皮細胞の扁平化にともなう内腔の拡張、ボウマンの袋の細胞の扁平化、そしてたこ足細胞(糸球体上皮細胞)の扁平化の異常を認めた。免疫染色により、野生型マウスのたこ足細胞でEsp90の発現が著明に高く、HSF1-/-マウスではその発現が激減していることが明らかになった。Hsp90の発現低下は、たこ足細胞だけでなく異常の見られたボウマンの袋や近位尿細管の上皮細胞でも低下していた。WT1の発現については、発生過程でE14.5程度で糸球体になる領域で発現が始まり、成体ではたこ足細胞に限局した発現を示す。従って、たこ足細胞の異常はWT1機能の異常と良く一致する。それ以外に尿細管などの異常については、WT1の機能異常で説明するのは難しいと考えられた。発生過程を追ってみると、生後10日までは異常は明らかではないが、20日では糸球体がわずかに小さいことがわかった。それ以降、生後4週目でたこ足細胞、ボウマンの袋、そして尿細管の扁平化がみられる。組織学的に糸球体に異常が見られる時期に一致して、野生型マウスではHsp90の高発現が見られるようになるが、HSF1-/-マウスではHsp90発現の増加はみとめられない。この結果は、HSF1を介した熱ショック蛋白質の発現と糸球体形態異常が時期的に一致していることを示している。
一文読みの開発と読解力向上効果の検証に関する研究

本研究は国語科「読むこと」の学習において、一文の意味を考えるという解釈法と小集団討議という学習活動とを用いた一文読みと名付ける指導法を開発し、その読解力向上効果について検証するものである。話者の判断の表れる言葉に着目することで登場人物の言動の意味を理解する解釈の方法の有効性を調査したところ、中学2年生において7割の学習者が十分満足できる到達度に至っており、適切な学習内容であることがわかった。また、「タオル」「高瀬舟」「こころ」「オツベルと象」などを教材として授業について検討したところ、学習者自らが思考力を働かせて考えを組み立てていくことによって主体的で深い学びが実現することが明らかになった。平成27年度は一文読みの方法の開発と読解力向上効果を検討した。まず話者の判断の表れる言葉に着目することで登場人物の言動の意味を理解する方法について、文学の授業の学習指導目標として妥当であるかどうかを検討した。教科書を検討したところ小学校2年生、4年生、中学校1年生など多くの学年・教材で登場人物の気持ちを理解する目標が立てられていた。「タオル」を教材とした話者の判断の表れた言葉に着目して登場人物の気持ちを理解する授業を中学校2年生に行った記録を分析した。登場人物の気持ちを実感的に理解できることが分かった。7割の学習者が十分満足できる到達度に至っており、中学校2年生の学習指導目標として適切であることが分かった。次に中学校3年生を対象とした「高瀬舟」の実験授業を行い、学習者が分析・解釈の主体となる授業のモデルの構築を行った。ラファエルの提案するヴィゴツキースペースを参考としながら、教室の各場面において学習者が慣習的知識を適用・変形・公表・慣習化していく螺旋的循環の様相を記述した。本研究の目的は、国語科「読むこと」の学習において、一文の意味を考えるという解釈法と小集団討議という学習活動とを用いた一文読みと名付ける指導法を開発し、その読解力向上効果について検証するものである。計画では、平成27年度は1一文を読む解釈法の開発、2小集団による読書プログラムの検討、3読解力向上効果の検証を行う予定であった。本年度は、13は計画通りの進捗であり、2についても文献の収集は進んでいる。また本年度の研究成果を論文として公表することも行った。平成28年度は小集団による読書プログラムの検討を行うとともに、読解力向上効果の検証を行った。まず「花はどこへいった」を対象として、文学作品が教科書に掲載される時、すでに特定のメッセージが付与されてしまうという文学教材の特質を明らかにした。国語教科書批判を検討することで、作品の表現を見ることなく作者の思想によって作品の意味が特定される状況について考察した。特定の解釈を教える文学教材の授業が、教師の意図しないところで「惚れさせる国語教育」(時枝誠記)となっている可能性を明らかにした。そして間テクスト性概念や表現分析を行うことで、こうしたあり方を越える方法を検討した。次に前年度に引き続き「高瀬舟」の教材解釈についての文献調査を行った。「高瀬舟」における教室の中の〈作家/作者〉は、教科書教材として学習者に学習対象として登場する時にすでに「中学校の段階で森鴎外の作品を読んでほしい」というメッセージと共に提示されていることが分かった。その上で「高瀬舟」の特徴を生かした学習指導目標を検討するために、どのように読むことができるのかを考察した。そして一人の読者として喜助の二つの語りを「わが身の上に引き比べて」〈読む〉学習の可能性を検討した。さらに小学校教材「ごんぎつね」を対象に、ラファエルの提案するヴィゴツキースペースを手がかりとして、教室で用いられる慣習的知識の具体を検討した。設定、人物、プロット、表現、語りといった観点から「ごんぎつね」の教材分析を行うことで、教室の場面において現れる慣習的知識の様相を記述した。計画では、平成28年度は1一文を読む解釈法の開発、2小集団による読書プラグラムの検討、3読解力向上効果の検証を行う予定であった。本年度は、12は計画通りの進捗であり、3についても授業実践は進んでいる。平成29年度は、小集団による読書プログラムの検討を行うと共に読解力向上効果の検証を行い、成果の公表を行った。まず小集団による読書プログラムによって育まれる学力について、コンピテンシーの観点から検討を行った。国際的な新しい学力観を調査すると共に、日本の教育行政におけるコンピテンシー概念の検討の経過を調査した。その上で新しい学習指導要領における学力が読書プログラムにおいてどのように育まれるかについて考察した。次に本学附属学校において実践された高等学校の「こころ」(夏目漱石)および中学校の「オツベルと象」(宮沢賢治)を教材とした授業における読解力向上効果の検証を行った。いずれも学習者の主体的な活動を軸とした授業であり、ポートフォリオや学力テストの結果を基に考察した。読むことの授業では解釈を導くだけでなく、その「わけ」が重視される。教師に導かれるだけでなく、学習者自らが思考力を働かせて考えを組み立てていくことによって、主体的で深い学びが実現することが明らかになった。そして研究の成果を全国大学国語教育学会においてシンポジウムとして口頭発表した。その内容をまとめ雑誌『国語科教育』に発表した。

また京都教育大学国文学会の『国文学会誌』においても研究成果を発表した。今後の研究の課題として、文学の読書の学習における「公共性」を教室でどのように実現するのかという問題が見えてきた。I(わたし)とYOU(あなた)とで完結しやすい教室の学習において、THEY(この場にはいない他者)となる存在をどのように学習者と出会わせていくのか。コンピテンシーが内包する社会性の部分を切り離してしまうと従来の習得と活用のモデルに収束してしまうことから、特に読むことの私的な領域に近い文学の授業でどのような形が考えられるのか検討していく必要があることがわかった。本研究は国語科「読むこと」の学習において、一文の意味を考えるという解釈法と小集団討議という学習活動とを用いた一文読みと名付ける指導法を開発し、その読解力向上効果について検証するものである。話者の判断の表れる言葉に着目することで登場人物の言動の意味を理解する解釈の方法の有効性を調査したところ、中学2年生において7割の学習者が十分満足できる到達度に至っており、適切な学習内容であることがわかった。また、「タオル」「高瀬舟」「こころ」「オツベルと象」などを教材として授業について検討したところ、学習者自らが思考力を働かせて考えを組み立てていくことによって主体的で深い学びが実現することが明らかになった。平成28年度は2年目であり、引き続き研究計画に沿って進めていく。前年度に引き続き、実践・研究論文を検討することで小集団による読書プログラムの意義と課題について解明していく。平成29年度は3年目であり、最終年度である。引き続き研究計画に沿って進めていく。前年度に引き続き、実践・研究論文を検討することで小集団による読書プログラムの意義と課題について解明していくとともに読解力向上効果について検証していく。国語教育学ビデオカメラの価格が当初計画よりも安く購入できたため。書籍の購入予定が変更となり当初計画よりも安く購入できたため。繰り越し金については、文献購入費用や文献複写費用といった資料収集のために用いる。繰越金については、文献購入費用や文献複写費用といった資料収集のために用いる。
社会基盤構造物の高密度計測を可能とするモニタリングノードの開発

本研究では,定量的かつ客観的で効率的な維持管理手法を創出するために,社会基盤構造物の高密度計測を可能とするモニタリングノードの開発を目的とした.測量用トータルステーションとレーザードップラー速度計を組み合わせたシステムを実橋梁のモニタリングに対して適用し,遠隔的かつ自動連続的な多点モニタリングが実現できることを確認した.また,MEMS要素技術を利用したモニタリングノードを開発し,従来の計測システムと置換可能であることを確認した.本研究では,定量的かつ客観的で効率的な維持管理手法を創出するために,社会基盤構造物の高密度計測を可能とするモニタリングノードの開発を目的とした.測量用トータルステーションとレーザードップラー速度計を組み合わせたシステムを実橋梁のモニタリングに対して適用し,遠隔的かつ自動連続的な多点モニタリングが実現できることを確認した.また,MEMS要素技術を利用したモニタリングノードを開発し,従来の計測システムと置換可能であることを確認した.本研究は,社会基盤構造物に対する定量的かつ効率的な維持管理手法の創出を目指し,高密度計測を可能とするモニタリーングノードの開発を目的としている.以下に,各研究項目の本年度の実績について説明する.(1)レーザードップラー速度計を利用したモニタリングノード(株)計測リサーチコンサルタントと共同で,遠隔かつ自動連続に振動モニタリングを可能とするシステムの開発を進めている.本年度は,レーザーの計測距離と精度に関する検証実験,計測データから動特性量を自動抽出する解析システムのプロトタイプ開発を行った.また,適用試験として,広島市の大芝大橋にて一昼夜の連続運転を実施した.(2) MEMS要素技術を利用したモニタリングノードMEMS技術の発展により,その要素技術の高性能化,低価格化が急速に進んでいる.そこで,本項目では,これらMEMS要素技術を利用して,安価なセンサノードを開発することを目的とする.これまでに, MEMS三軸加速度計の三成分にタイムスタンプを付与して,メモリカードにデータを100Hzでロギングするセンサノードのプロトタイプ開発を進めてきた.本年度は,マイコン制御プログラムの改良,ノイズ除去のためのアナログ回路の見直し, ADC・加速度センサの換装,各モジュールの部分的な基板化を行った.また,実橋梁の振動モニタリングへ試験適用し,動作性の確認ならびに問題点の抽出を行った.本研究は,社会基盤構造物に対する定量的かつ効率的な維持管理手法の創出を目指し,空間的に高密度計測を可能とするモニタリングノードの開発を目的とした.以下に,本年度の実績について説明する.レーザーを利用したモニタリングノードにより,市が管理する斜張橋のケーブル張力計測を実施した.張力計測は,ケーブル全48本に対して,固有振動数を用いる振動法により実施した.計測に要した時間は約3時間であり,従来の張力計測と比較して,作業が大幅に迅速化されることを確認した.同定されたケーブルの固有振動数に経年変化は確認されなかったものの,今後とも,経時的なモニタリングを実施して,ケーブル張力を管理する予定である.MEMS要素技術を利用して従来の計測システムよりも安価なセンサノードを開発することを目的とした研究では,デジタル・アナログ回路の分離ならびに16ビットADCの使用,200Hzのオーバーサンプリングとソフトウェアでの平均化を実施するなど,プロトタイプの計測精度の改善を進めた.本プロトタイプを既設橋梁の振動計測に対して適用したところ,車両走行時の振動では検証用の高精度センサと同程度の計測結果が得られ,また,±1gal以下の常時微動成分を計測可能であることを確認した.
アデノウィルス群の発がん遺伝子の多様性と他の遺伝子との協調性

トリアデノウイルスの発がん遺伝子領域を取り込んでいても細胞は必ずしもトランスフォームせず、細胞がトランスフォームするためには、ウイルスの発がん遺伝子が、充分、形質発現しうるような存在様式をとる必要があることを示す結果がえられた。ヒトアデノウイルス12型のE1遺伝子群、DNA領域の種々のinframe変異株が分離され、これを用いた解析的研究から、このDNA領域の細胞がん化に果す役割を、より詳細に分りつつある。たとえばEIA遺伝子によって作られる蛋白のN末端側の約4分の1が細胞のがん化には必須であることが明らかとなった。EIA遺伝子から転写されるmRNAのうち13SのRNAのみを作るウイルスや12SRNAのみを作るウイルスの分離にも成功したので、これらを用いることによって、今後、より詳細な解明が期待しうる。ヒトアデノウイルス12型でトランスフォームしたマウス細胞株間で主要移植抗原【I】型の発現量と腫瘍原性の強さに逆相関を示す結果がえられた。しかし、いずれの細胞株においてもEI遺伝子が同等に発現しており、一部の報告にあるようなEIA遺伝子発現が主要移植抗原の発現を阻止することを示すような結果はえられなかった。EIA遺伝子の発現によって活性化されたり、阻止されたりする細胞遺伝子のmRNAに対するcDNAクローンの分離も少数ながら成功しているので今後の進展が期待しうる。EI遺伝子領域の転写調節に関して、転写終結を決定するシグナルが存在することを示す成績がえられた。また、転写促進に関与する細胞側因子がウイルスDNAのプロモーター領域の上流に特異的に結合することを示す成績がえられた。細胞の完全および不完全トランスフォーメーションに必要なトリやイヌアデノウイルスのDNA領域が明らかとなった。
超音波触覚心臓カテーテルによる心筋粘弾性リアルタイム計測に関する研究

硬さ(粘弾性)の計測は従来ヒトの圧覚センサを用いて行われているが、機械装置による定量的評価法は様々試みられてきたか、今回、新しい原理に基づく超音波装置を開発し、それを生体組織に応用した。すなわち、カテーテル様の本センサは200kHzの超音波を発振する直径12mm、長さ40mmの円筒形の圧電セラミックスPZT(ジルコン酸チタン鉛)とPZT振動検出素子が内蔵されている。検出素子からの出力信号を増幅して振動子の入力端子に強制帰還させて、振動子の共振周波数で発信する発信回路系としたものである。シリコーン含有量の異なる各種シリコーンゴム薄膜を用いて信号出力特性を検討した。さらにイヌを用いてin vivoで骨格筋、腎臓、脾臓、肝臓を計測した。その結果、シリコーンゴム板ではシリコーン含量が少ない柔らかいものほど周波数シフト(Δf)が負に増大する傾向を示し、その値はセンサ先端にかかる負加圧に依存した。イヌ組織の場合、骨格筋>腎臓>脾臓>肝臓の順に柔らかくなった。拍動するイヌ心臓内に経心房性にカテーテルを挿入し心室内壁にセンサを接触させると、収縮期に高いピークを示す信号が計測できたが、センサに加わる壁運動によるカテーテル先端のセンサへの迫圧と心筋自体の粘弾性変化分を信号から分離できなかったため、心筋固有の粘弾性の経時特性を定量できなかった。経動脈性に本カテーテルを挿入するとイヌ心室内壁から信号が得られたが、収縮期の心室壁運動によるセンサへの圧迫の影響と心筋自体の粘弾性変化とを分離できなかった。生体の物性のなかで硬さ(粘弾性)の評価は極めて重要であるが、これまでのところ生体組織や臓器の硬さは主に触診によって主観的、経験的また定性的に評価されてきた。この硬さを定量化するために開発された超音波触覚センサをマイクロ化し、これを先端に取り付けた超音波触覚心臓カテーテルを開発した。また、共振周波数の変化で拍動心の心筋粘弾性をリアルタイムに計測し、視覚化するシステムを開発した。本カテーテルならびに本システムの臨床応用を目指して、基礎的実験および麻酔下で雑種成犬を用いた動物実験を行った。センサ値を心電図、大動脈圧、左室内圧など他の生体情報とともCRTモニタ上に表示し、デジタル信号としてコンピュータの記憶媒体に記録した。その結果、センサ値は心周期に対応して変化する傾向が見られ、左室圧に対応して上昇し、そのピークは左室圧のピークの近傍にあり、心筋粘弾性と左室圧の関連が示唆された。一方、本センサーと左室内壁との接触圧や接触形態などがセンサー値に影響を及ぼしていることが考えられたので、今後、カテーテルに工夫を加えるなどの必要がある。本法は心臓カテーテル検査の一つとして、粘弾性の見地から心機能を評価する新しい方法と思われた。われわれはマイクロマシン化した超音波触覚センサをカテーテル先端にマウントしてそれをイヌ心臓内腔に経血管的に挿入し、心室壁に押し当てて、心拍動時の粘弾性の経時的変化(Δf)をリアルタイムに測定記録するシステムの開発を最終目的としている。現状ではデータ取得システムは完成したが、接触圧の影響が大きかった。今年度は超音波触覚センサカテーテルの接触圧の影響を検討することを目標とした。シリコーン含量を40%90%の段階的に調整した直径65mm、厚さ5mmの円盤状シリコーンゴムを試料とした。センサカテーテルに鉛の薄片を巻き付けて、シリコーン円盤ともに電子天秤にのせて、接触荷重を5gから段階的に100gまで変化させた。

接触荷重ごとの波数シフト(Δf)値を計測しところ、本センサで大きな接触荷重をかけると軽い荷重時の柔軟性の順番が異なったので、本研究において対象とする柔らかい生体組織や臓器は今回検討したシリコーンゴムよりも柔らかいと考えられることからセンサの接触荷重5gが適当と判断した。イヌを用いて全身麻酔下に筋肉(薄筋、soleus mascle)、腎臓、肝臓、脾臓を露出し、5g荷重で測定したところ、筋肉>腎臓>肝臓>脾臓の順に周波数シフトが減少するのが観察された。すなわち、その順で柔らかいのが定量的に記述できることがわかった。硬さ(粘弾性)の計測は従来ヒトの圧覚センサを用いて行われているが、機械装置による定量的評価法は様々試みられてきたが、今回、新しい原理に基づく超音波装置を開発し、それを生体組織に応用した。すなわち、カテーテル様の本センサは200kHzの超音波を発振する直径12mm、長さ40mmの円筒形の圧電セラミックスPZT(ジルコン酸チタン鉛)とPZT振動検出素子が内蔵されている。検出素子からの出力信号を増幅して振動子の入力端子に強制帰還させて、振動子の共振周波数で発信する発信回路系としたものである。シリコーン含有量の異なる各種シリコーンゴム薄膜を用いて信号出力特性を検討した。さらにイヌを用いてin vivoで骨格筋、一腎臓、脾臓、肝臓を計測した。その結果、シリコーンゴム板ではシリコーン含量が少ない柔らかいものほど周波数シフト(Δf)が負に増大する傾向を示し、その値はセンサ先端にかかる負加圧に依存した。イヌ組織の場合、骨格筋>腎臓>脾臓>肝臓の順に柔らかくなった。拍動するイヌ心臓内に経心房性にカテーテルを挿入し心室内壁にセンサを接触させると、収縮期に高いピークを示す信号が計測できたが、センサに加わる壁運動によるカテーテル先端のセンサへの迫圧と心筋自体の粘弾性変化分を信号から分離できなかったため、心筋固有の粘弾性の経時特性を定量できなかった。経動脈性に本カテーテルを挿入するとイヌ心室内壁から信号が得られたが、収縮期の心室壁運動によるセンサへの圧迫の影響と心筋自体の粘弾性変化とを分離できなかった。
ジーンターゲッティング法による肝細胞増殖因子遺伝子機能の個体レベルでの解析

肝細胞増殖因子(Hepatocyte Growth Factor,HGF)は、初代培養肝細胞の増殖を促進する活性をもつ蛋白性因子であり、Scatter Factor(SF)と同一の分子である。インビトロにおいては肝細胞以外の多様な細胞系に対して多様な活性をもつことが明かにされているが、現在までその生体内における生理機能に関して明確な結論は得られていない。本研究ではジーンターゲティング法を用いてHGF/SF遺伝子を欠損するマウスを作成することにより、個体レベルにおけるその機能を解析することを目的とした。まず胚性幹細胞(ES細胞)と同じ129系マウスのゲノムライブラリーよりHGF/SF遺伝子をスクリーニングし、その第5エクソンをneo遺伝子と置き換えることでその活性を失わせる型のベクターを作成した。なおこのベクターには、相同組変え細胞を選別する際にFIAUを用いてネガティブ選択を行うためのHSV-tk遺伝子を連結した。エレクトロポレーション法によりこのベクターをES細胞に導入し、ゲノム上にある本来の遺伝子と変異遺伝子の間で相同組変えをおこした細胞をPCR、サザン法を用いて選別を行った。約700個のG418FIAU耐性クローンを解析した結果、7個の相同組変えクローンが得られた。それらの変異ES細胞をC57BLマウス胚盤胞に注入し、生まれたキメラマウスをC57BLマウスと交配した。その結果3個の独立したクローン由来のキメラマウスよりアグ-チ色のF1マウスが生まれ、それぞれの約半数が変異遺伝子を持っていることがPCR法により確認できた。HGF/SF遺伝子欠損マウスを作成するためそれらのヘテロ変異F1マウスどうしを交配したが、現在までホモ欠損マウスは生まれてこないことより、HGF/SF欠損マウスは胎生期致死であることが予想される。その詳しい時期、および原因については現在解析中である。
エネルギ-代謝からみたマウスの一日の行動に対する食事と運動の影響

当初の研究計画にほぼ従って研究を実施してきたが,実験動物を測定の容易さが原因でマウスからラットに変更した.なお,マウスについては今後徐々に調べていく予定である.今年度に得られた結果は次のようである.1.動物を入れたケ-ジの出入口のO_2,CO_2を質量分析計を用いた呼気ガス分析計で分析し,Luskらの式を用いて,一日のエネルギ-代謝量を算出したコンピュ-タ-に記録した.今回,一度に,4ライン(従来は,2ライン)を測定出来るように改良した.2.記録したデ-タより,一日の消費エネルギ-量,基礎代謝量,安静時代謝量,活動量,安静時間,活動負担度,行動力,行動変化量,情動性(いずれも,体重補正ありとなし)を算出するプログラムを自作した.3.エネルギ-代謝量の測定と行動解析以外に,体重は必ず測定し,その他,必要に応じて,摂食量,便量,運動量,臓器重量,血中成分,体成分などを測定ないし分析した.4.食事条件としては,自由食,80%制限食,66%制限食,60%制限食,絶食とし,絶食の除いて,毎日同量食べる群(規則食)と2日サイクルで量を変化させた群(不規則食)を設定した.その結果,80%と66%食では,ラットは,摂食量に応じて体重を落としたが,行動解析や成分の結果を総合して考えると,質的な適応が見事に成立しており,その様相を詳細に調べることが出来た.これらの制限下では,不規則食の影響は,3040日で消失していた.それに対して,60%食では適応成立せず,体重は辛うじて維持していたが,その他の指標値はコントロ-ル(自由食)とは明白に異なった.これらの結果から,66%付近に適応限界があり,それ以下の制限食では慎重な配慮が必要であると判断した.現在,絶食下でのBMRの低下の様相を詳細に検討中であり,更に,食事の質の影響についても引き続き検討する予定である.5.運動条件については,トレッドミルの購入が遅れたため,安静群のみの実験しか行えなかったが,年度末にミルを購入出来たので今後,運動と行動の関連を調べる予定である.6.その他,週齢差と性差については,約1年にわたり,雄と雌の行動変化を追跡し比較を行うと共に,標準的な行動値を得た.今後は,肥満群の行動の特徴をつかみたいと思っている.当初の研究計画にほぼ従って研究を実施してきたが,実験動物を測定の容易さが原因でマウスからラットに変更した.なお,マウスについては今後徐々に調べていく予定である.今年度に得られた結果は次のようである.1.動物を入れたケ-ジの出入口のO_2,CO_2を質量分析計を用いた呼気ガス分析計で分析し,Luskらの式を用いて,一日のエネルギ-代謝量を算出したコンピュ-タ-に記録した.今回,一度に,4ライン(従来は,2ライン)を測定出来るように改良した.2.記録したデ-タより,一日の消費エネルギ-量,基礎代謝量,安静時代謝量,活動量,安静時間,活動負担度,行動力,行動変化量,情動性(いずれも,体重補正ありとなし)を算出するプログラムを自作した.3.エネルギ-代謝量の測定と行動解析以外に,体重は必ず測定し,その他,必要に応じて,摂食量,便量,運動量,臓器重量,血中成分,体成分などを測定ないし分析した.4.食事条件としては,自由食,80%制限食,66%制限食,60%制限食,絶食とし,絶食の除いて,毎日同量食べる群(規則食)と2日サイクルで量を変化させた群(不規則食)を設定した.その結果,80%と66%食では,ラットは,摂食量に応じて体重を落としたが,行動解析や成分の結果を総合して考えると,質的な適応が見事に成立しており,その様相を詳細に調べることが出来た.これらの制限下では,不規則食の影響は,3040日で消失していた.それに対して,60%食では適応成立せず,体重は辛うじて維持していたが,その他の指標値はコントロ-ル(自由食)とは明白に異なった.これらの結果から,66%付近に適応限界があり,それ以下の制限食では慎重な配慮が必要であると判断した.現在,絶食下でのBMRの低下の様相を詳細に検討中であり,更に,食事の質の影響についても引き続き検討する予定である.5.運動条件については,トレッドミルの購入が遅れたため,安静群のみの実験しか行えなかったが,年度末にミルを購入出来たので今後,運動と行動の関連を調べる予定である.6.その他,週齢差と性差については,約1年にわたり,雄と雌の行動変化を追跡し比較を行うと共に,標準的な行動値を得た.今後は,肥満群の行動の特徴をつかみたいと思っている.
骨の特異力学機能に学ぶ応力応答性自己強化金属製インプラントの開発原理

研究代表者らにより開発された弾性率自己調整金属では、変形誘起相変態により弾性率と強度が上昇する。この機能を利用することにより、外部からの力学的負荷に応答して自己強化する金属製インプラント開発の試みを開始した。本研究では、応用先の一つとして脊椎固定器具を想定し、同器具において重要な曲げ変形に対する応答について調査した。その結果、曲げ変形の内側と外側の両部位において、変形誘起ω相の形成が認められた。繰り返し曲げ変形が加わる脊椎固定器具の耐久性試験においても、表面にフレッティング疲労対策を施すことにより、弾性率自己調整金属本来の優れた疲労特性が発揮されることが明らかとなった。重度の脊椎疾患に用いられる金属製脊椎固定器具には、患者側と医師側とで異なる弾性率特性が要求される。そこで、これまでに、それらを両立させた金属製脊椎固定器具の開発を目指して、変形誘起相変態の利用により、変形部のみ弾性率が上昇し、非変形部は低弾性率を示す金属(弾性率自己調整金属)を開発した。本研究では、この弾性率自己調整金属の金属製脊椎固定器具への応用について検討している。弾性率自己調整金属では、変形誘起ω相変態を利用するため、製造プロセスにおいて、高温相であるβ相を凍結するための溶体化急冷処理が必須となる。そこで、今年度は、最適な製造プロセスの指針を得ることを目的として、代表的な弾性率自己調整金属であるTi-12Cr合金を用いて、微細組織および力学的特性に及ぼす溶体化急冷処理条件の影響について検討した。1003K、1173K、1313Kおよび1383Kの種々の温度で3.6ks保持後水冷の溶体化急冷処理を施したTi-12Cr合金はいずれも等軸粒を呈し、その結晶粒直径は溶体化急冷処理温度が高くなるほど増大した。溶体化急冷処理後および圧下率10%の冷間圧延後のTi-12Cr合金の微細組織を観察した結果、いずれの温度で溶体化急冷処理を施したTi-12Cr合金においても、変形誘起ω相変態が認められた。さらに、弾性率を測定した結果、変形誘起ω相変態に伴う弾性率の上昇も認められた。ただし、冷間圧延による弾性率上昇量には、結晶粒直径依存性は認められなかった。引張特性を評価した結果、溶体化急冷処理後のTi-12Cr合金では、結晶粒直径の違いによる強度の変化はほとんど認められなかったが、結晶粒直径の増大により延性は劇的に低下した。以上より、Ti-12Cr合金では、変形による弾性率上昇量、強度および延性のうち、延性に最も強い結晶粒直径依存性が認められ、延性の低下を防ぐためには、溶体化急冷処理温度を低く設定し、結晶粒直径を小さくすることが有効であることが明らかとなった。重度の脊椎疾患には金属製脊椎固定器具が用いられる。研究代表者らは、このような金属製脊椎固定器具には患者側と医師側とで異なる弾性率特性が望まれていることを見出し、それらを両立させるため、変形誘起相変態の利用により、変形部のみ弾性率が上昇し、非変形部は低弾性率を示す金属(弾性率自己調整金属)を開発した。この場合、耐久性は実用化のための最も重要な特性といえる。そこで、本年度は、代表的な弾性率自己調整金属であるTi-12Cr合金を用いて、その疲労特性と疲労試験中の微細組織変化について調査した。その結果、溶体化急冷処理を施したTi-12Cr合金は、溶体化状態のβ型チタン合金としては極めて良好な疲労特性を有することが明らかとなった。透過電子顕微鏡観察の結果、溶体化急冷処理後のTi-12Cr合金はほぼβ単相からなるが、疲労試験後にはω相の形成が認められた。このω相は疲労試験中に形成したと考えられることから、Ti-12Cr合金の良好な疲労特性との関連が示唆される。脊椎固定器具に用いられる材料の特性として、患者側と医師側とで望まれる弾性率が異なり、患者に対しては骨類似の低弾性率、医師に対しては手術時の操作性が高まる高弾性率が求められる。このような弾性率に対する要求を両立させるため、変形誘起相変態を利用し、変形部のみ弾性率が上昇し、非変形部は低弾性率を示す金属(弾性率自己調整金属)を開発した。昨年度までに、代表的な弾性率自己調整金属であるTi-12Cr合金が、溶体化状態のβ型チタン合金としては極めて良好な疲労特性を示し、それが疲労試験中に形成されるω相によってもたらされる可能性があることを見出した。そこで、本年度は、実際にTi-12Cr合金を用いて脊椎固定器具を試作し、その耐久性評価を開始した。その結果、Ti-12Cr合金製脊椎固定器具の耐久性は、変形誘起相変態が生じない他のβ型チタン合金製脊椎固定器具に比べれば良好であったが、従来から実機に利用されているα+β型チタン合金製脊椎固定器具に比べて劣る結果となった。耐久性試験では、いずれの合金製脊椎固定器具においても、ほとんどの場合、スクリューとロッドの締結部で破壊することから、部品間の接触が耐久性に強く影響を及ぼしていると考えられる。そこで、Ti-12Cr合金製脊椎固定器具の表面改質処理についての検討を開始した。