hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
イオンの理解増進のためのマイクロスケール実験とICT活用

生徒の理科における粒子概念の育成とイオンの理解増進を図るための工夫とマイクロスケール合成実験とICTを活用した日本とイギリスの教育比較を行うことを全体の目的とした。本研究では,イオンの移動と生成観察を目的として,中高校生の理科・化学理解増進とマイクロスケール化学実験の必要性を明らかにすることにある。さらに、大学入学における記述式問題が生徒のイオン理解増進のために役立っているかどうかの検証も行った。またケイ素化応物の合成やマイクロスケール実験の結果をもとにどのようにすれば生徒の粒子概念の育成が図られるかについて検討した。本研究の特徴としては,ケイ素化合物の合成実験をマイクロスケール化するにより効率よく合成できることやスモールスケールセルを用いることによって,新しい化合物やイオンが発生している現象を少人数で観察できるようになった点にある。実験観察を通して,現象を説明するために生徒自身が様々なモデルを思考し,それを生徒どうしで表現しあうという学びの活動をよりしやすくするためにはどうすればよいのか、イギリスの大学入試問題を取り上げ、日本とイギリスの生徒の理解がどのように違うのか詳細な検討を行った。実験とモデル化を併用することを通して,マクロとミクロの視点を常に行き来するような授業の流れをつくることが必要であることが明らかとなった。学習効果の評価を行うために、生徒及び教師の興味・関心がどこにあるのかをイギリスの高校の化学の試験問題と比較してイオンなどの粒子の理解増進においてどこに問題点があるのか明らかにした。中高校生のイオンの理解増進のためのマイクロスケール実験とICT教材のタンデム活用を試みた。本研究では,有色銅イオンの移動の観察を目的として,中学・高校の理科または化学実験用のマイクロスケール理科・化学実験装置を開発することを目的としている。また、ICTを活用する生徒のイオン理解増進のためのFLASH化学教材開発を目指している。今年度は、マイクロスケール実験の結果をもとに、ICT教材をタンデム活用することで、生徒の粒子概念の育成を目指す。27年度はまず、イオンの理解増進のためのマイクロスケール実験とICT教材のタンデム活用におけるイオンの連想移動観察を可能とするマイクロスケール実験装置の開発を行った。(1)研究代表者・中林は電気泳動装置におけるイオンの連続移動観察が容易になるための装置面からの改良研究を行った。単位反応場当たりの効率を上げるための,原料・組成・電源の検討を行い,教材作製面から改良を行った。(2)研究分担者・湯地は装置の発電効率の向上のための電気的特性面から検討を行った。生徒が不得意としている電流とその利用に関する単元において,電解相から学べる電流の発生原理や電解質溶液の役割について教材作製の立場から改良を行った。(3)研究分担者・有井は生徒及び教師の興味・関心がどこにあるのかをアンケートを実施して明らかにし、問題点の明確化を行った。実験で得られた結果をもとに,さらに生徒がイオンの粒子概念を実感をもって捉えるために,粒子モデルを用いた学びあいによる思考・表現活動を取り入れ,理解を深めるプロセス開発を行った。本研究では,有色銅イオンの移動の観察を目的として,寒天法を用い装置をマイクロスケール化した。本装置の特徴は,寒天そのものを硫酸銅(II)水溶液の支持体として用い,陰極相,支持体相,陽極相の3相構造にしたことにある。生徒実験をマイクロスケール化するにより電極間の距離が短くなり,低電圧で短時間にイオンの移動の観察が可能となった。また,9マスセルを用いることによって,生徒がイオンの移動実験を少人数で観察できるようになる。生徒は実験観察を通して,現象を説明するために生徒自身が様々なモデルを思考し,それを生徒どうしで表現しあうという学びの活動をよりしやすくするために市販のWiiリモコンを活用する生徒のイオン理解増進のためのFLASH化学教材開発を行う。実験とモデル化を併用することを通して,マクロとミクロの視点を常に行き来するような授業の流れをつくることが可能となる。本研究で開発したイオンの観察実験の教材や,その現象を説明するためのICT機器を活用した教材は有用であると考える。中高校生のイオンの理解増進のためのマイクロスケール実験とICT教材のタンデム活用を行う。本研究では,有色銅イオンの移動の観察を目的として,中学・高校の理科または化学実験用のマイクロスケール理科・化学実験装置を開発している。またリモコンを活用する生徒のイオン理解増進のためのFLASH化学教材開発を実施している。最終的に、マイクロスケール実験の結果をもとに、ICT教材をタンデム活用することで、生徒の粒子概念の育成を目指す。中学校理科の学習指導要領において,イオン概念の形成を図ることをねらいとした単元として「化学変化とイオン」が設けられた。これは化学変化についての観察・実験を通して,水溶液の電気伝導性や中和反応について理解させるとともに,これらの事物・現象をイオンのモデルと関連づける見方や考え方を養うことを目的にしている。また,本単元は高等学校の化学の基礎となる単元でもあり,中学校で形成された粒子概念をもとに化学変化とイオンに関わる事象を微視的に考察させることで,イオン概念の形成を中高一貫して形成することをねらいとしている。本研究では,有色銅イオンの移動の観察を目的として,寒天法を用い,これまでの寒天法の欠点を補う目的で装置をマイクロスケール化する。装置の特徴は,寒天そのものを硫酸銅(II)水溶液の支持体として用い,陰極相,支持体相,陽極相の3相構造にしたことにある。

また,9マスセルを用いることによって,生徒がイオンの移動実験を少人数で観察できるようになる。マイクロスケール実験教材⇔ICT教材とのタンデム化の学習効果を評価している。タンデム教材の学習効果の評価と授業実践を行うために、宮崎大学教育文化学部附属中学校で出前授業を実施し、生徒及び教師の興味・関心がどこにあるのかをアンケートを実施して明らかにし、問題点の明確化を行った。本実験の授業風景を撮影しその映像を分析し、評価を行った。中高校生のイオンの理解増進のためのマイクロスケール実験とICT教材のタンデム活用を行うことを全体の目的とした。本研究では,有色銅イオンの移動の観察を目的として,中学・高校の理科または化学実験用のマイクロスケール理科・化学実験装置を開発することにある。ICTを活用する生徒のイオン理解増進のための化学教材開発を行った。最終的には、マイクロスケール実験の結果をもとに、ICT教材をタンデム活用することで、生徒の粒子概念の育成を目指した。本研究では,有色銅イオンの移動の観察を目的として,寒天法を用い装置をマイクロスケール化した。本装置の特徴は,寒天そのものを硫酸銅(II)水溶液の支持体として用い,陰極相,支持体相,陽極相の3相構造にしたことにある。生徒実験をマイクロスケール化するにより電極間の距離が短くなり,低電圧で短時間にイオンの移動の観察が可能となった。また,9マスセルを用いることによって,生徒がイオンの移動実験を少人数で観察できるようになった。生徒は実験観察を通して,現象を説明するために生徒自身が様々なモデルを思考し,それを生徒どうしで表現しあうという学びの活動をよりしやすくするために化学教材開発を行った。実験とモデル化を併用することを通して,マクロとミクロの視点を常に行き来するような授業の流れをつくることが可能となった。最終年度ではタンデム教材の学習効果の評価と授業実践を行うために、宮崎市内の中学校等で,出前授業を実施し、生徒及び教師の興味・関心がどこにあるのかをアンケートを実施して明らかにし、問題点の明確化を行った。平成29年度は得られた結果を学会ならびに学術雑誌に公表する予定であったが、実績をさらに重ねるために期間延長を行った。これまでの研究を論文誌やテキストにすることができ成果を得ている。また、今後学会発表等で成果を公表する予定である。生徒の理科における粒子概念の育成とイオンの理解増進を図るための工夫とマイクロスケール合成実験とICTを活用した日本とイギリスの教育比較を行うことを全体の目的とした。本研究では,イオンの移動と生成観察を目的として,中高校生の理科・化学理解増進とマイクロスケール化学実験の必要性を明らかにすることにある。さらに、大学入学における記述式問題が生徒のイオン理解増進のために役立っているかどうかの検証も行った。またケイ素化応物の合成やマイクロスケール実験の結果をもとにどのようにすれば生徒の粒子概念の育成が図られるかについて検討した。
教科書の編纂・発行等教科書制度の変遷に関する調査研究

本研究では義務教育段階の教科書を対象に、主に従来の教科書史研究では課題とされていなかった分野について調査分析を行い、以下の新たな知見等を得た。1)戦前戦後の算数(数学)・理科教科書編著者について、その属性・経歴等について調査・分析した。戦後の小「算数」・中「数学」についてみると、教員養成大学の数学教育学者・旧帝国大学の数学者が多く、これらは全国的に分布している。小・中教論は東京地区が圧倒的に多い。2)戦後国語教科書の「さし絵画家」の主流は、昭和36年以前では洋画家であったが、以後童画家となり、漫画家も登場する。昭和46年よりイラストレーターが起用され、拡大の傾向が見られる。3)教科書発刊数は、明治検定小学校算術218種類、国定教科書及び国定期における文部省著作教科書(児童用)692冊、戦後検定中学校数学855種類であることが明らかになった。4)明治検定後期の府県採定教科書について、その書名・発行者等及び採択府県数を明らかにした。また昭和35年以降の小中学校教科書発行者について採択年毎に、合計と種目別の採択部数、占有率等を上位5位乃至10位を明らかにした。昭和35年以降の小学校合計採択率1位は東書が不動で、中学校は44年まで開隆堂か教出、47年以降は東書である。その他、5)明治以降の教科書に係る著作権並びに教科書の判型、教科書体、価格の変遷、6)各府県における国定教科書の使用開始時期、国定第3期修身・読本期「部分修正」の際の文部省における修正手続、修正の要因とその実態、7)戦後教科書の発行者数並びに合併、版権譲渡等の実態、8)文部省編纂の地域版教科書の編纂意図とその内容構成、外国居住区で編纂・使用された教科書、9)高等小学校英語教科書、理科同一教材の変遷等について明らかにした。また別冊「教科書変遷研究資料」として『教科書関係法令目録』等、5冊を刊行した。なお、購入した教科書・資料等は、すべて教科書研究センター附属教科書図書館で受入れ、整理の上、研究分担者等の閲覧に供している。本研究は、平成7年度から平成8年度までの2か年計画で進めているものであり、本年度は本研究の第1年次である。明治以降からの教科書編纂・発行等教科書制度に関し、得られた研究成果は多岐にわたるが、ここではその一部を示す。1)教科書価格について、明治前期では同一教科書でも地域や年代により2倍を越える差があるものがある。また明治前期や明治検定の初期では価格表示を欠くもの、朱肉捺印のものが多く、容易に「価格」変更の可能な自由価格制であった。2)国定制度直前の府県採択検定教科書について全国忝皆調査をした結果、採定府県数が最も多いものは、「尋常小学修身訓」甲種、乙種(金港堂)、「尋常小学国語読本」(金港堂)、「小学算術」(集英堂)である。03)明治37年度から国定教科書の使用が実施されたが、同年全教科使用の府県は半数以下と少ない。全府県が国定教科書を使用したのは明治39年度からである。4)戦後の教科書発行者について、合併、版権譲渡などの動向を調査し、教科書発行者の変遷の全貌が明らかになった。5)戦後の小・中学校の教科書は、変形判を含む多様な判型であったが、昭和36年度を境に種目ごとに判型が統一され、平成4年度の小学校用では国語・算数の中・高学年を除いてすべてB5判と大型化している。6)昭和36年度以降、小学校国語教科書の府県別採択一位発行者の占有率は逐次上昇し、平成4年度では100%が13県、90%99%が11府県に及ぶ。小・中教諭は東京地区が圧倒的に多い。昭和46年よりイラストレータが起用され、拡大の傾向が見られる。

その他、5)明治以降の教科書に係る著作権並びに教科書の判型、教科書体、価格の変遷、6)各府県における国定教科書の使用開始時期、国定第3期修身・読本教科書「部分修正」の際の文部省における修正手続、修正の要因とその実態、7)戦後教科書の発行者数並びに合併、版権譲渡等の実態、8)文部省編纂の地域版教科書の編纂意図とその内容構成、外国居住区で編纂・使用された教科書、9)高等小学校英語教科書、理科同一教材の変遷等について明らかにした。また別冊「教科書変遷研究資料」として『教科書関係法令目録』等、5冊を刊行した。なお、購入した教科書・資料等は、すべて教科書研究センター附属教科書図書館で受入れ、整理の上、研究分担者等の閲覧に供している。本研究では義務教育段階の教科書を対象に、主に従来の教科書史研究では課題とされていなかった分野について調査分析を行い、以下の新たな知見等を得た。1)戦前戦後の算数(数学)・理科教科書編著者について、その属性・経歴等について調査・分析した。戦後の小「算数」・中「数学」についてみると、教員養成大学の数学教育学者・旧帝国大学の数学者が多く、これらは全国的に分布している。小・中教論は東京地区が圧倒的に多い。2)戦後国語教科書の「さし絵画家」の主流は、昭和36年以前では洋画家であったが、以後童画家となり、漫画家も登場する。昭和46年よりイラストレーターが起用され、拡大の傾向が見られる。3)教科書発刊数は、明治検定小学校算術218種類、国定教科書及び国定期における文部省著作教科書(児童用)692冊、戦後検定中学校数学855種類であることが明らかになった。4)明治検定後期の府県採定教科書について、その書名・発行者等及び採択府県数を明らかにした。また昭和35年以降の小中学校教科書発行者について採択年毎に、合計と種目別の採択部数、占有率等を上位5位乃至10位を明らかにした。昭和35年以降の小学校合計採択率1位は東書が不動で、中学校は44年まで開隆堂か教出、47年以降は東書である。その他、5)明治以降の教科書に係る著作権並びに教科書の判型、教科書体、価格の変遷、6)各府県における国定教科書の使用開始時期、国定第3期修身・読本期「部分修正」の際の文部省における修正手続、修正の要因とその実態、7)戦後教科書の発行者数並びに合併、版権譲渡等の実態、8)文部省編纂の地域版教科書の編纂意図とその内容構成、外国居住区で編纂・使用された教科書、9)高等小学校英語教科書、理科同一教材の変遷等について明らかにした。
抗gp70自己抗体による組織傷害の発生機構

1.抗gp70抗体移入による糸球体腎炎の発症機構:MRL/Iprマウス由来で、同系正常マウスまたはSCIDマウスへのハイブリドーマ細胞移入により糸球体病変を誘発する抗gp70単クローン抗体を、精製IgG分子としてNZWまたはC57BL/6マウスに移入した。血清gp70値の高いNZWマウスで腎病変の発生を認めたが、C57BL/6マウスでは有意な腎病変は生じなかった。従って、病変発生はgp70-抗gp70免疫複合体の形成を介するものと考えられる。2.組織傷害性抗gp70抗体の認識エピトープ存在部位の絞り込み:レトロウイルスenv遺伝子間のキメラ発現系を用い、腎炎原性抗gp70抗体の反応エピトープの存在部位を限定した。病原性抗gp70抗体の大半は、異種指向性ウイルスgp70分子N-末側に抗原エピトープを持つ。3.内在性レトロウイルスenv遺伝子産物上のヘルパーT細胞認識抗原エピトープの構造解析:既に我々が同定した外来性フレンド白血病ウイルスgp70分子上のヘルパーT細胞認識抗原エピトープ構造を、内在性レトロウイルスenv遺伝子産物の対応部分と比較した。内在性ウイルス由来ペプチドはフレンドウイルス由来抗原ペプチドと12アミノ酸残基中5残基が異なっているが、うち3残基フレンドウイルスと同じものに置換するとT細胞によって確認されるようになった。4.血小板表面への内在性レトロウイルスenv遺伝子産物の発現:抗gp70自己抗体産生ハイブリドーマ細胞の同系正常マウスへの移入による血小板減少性紫班病の発症機構を明らかにするため、MRL/1prマウスと対照の正常マウスから血小板を分離し、内在性レトロウイルスenv遺伝子産物の発現を調べた。殆どのマウスの系統で幾つか異なる種類の内在性レトロウイルスenv遺伝子産物が血小板に発現すること、病原性抗gp70抗体がMRL/1prマウス血小板と直接結合することが明らかとなった。1)血清gp70発現量の遺伝的に異なるマウス系統間での、精製抗gp70抗体移入による腎病変誘発能の比較:同系正常(BALB/c×MRL-+/+)F_1マウスへのハイブリドーマ細胞移入により重篤な腎病変を誘発する、MRL/Mp-lpr/lprマウス由来単クローン性抗gp70自己抗体IgG3分子を、Protein Aカラムを用いて精製し、血清中の肝由来gp70の発現量が遺伝的に異なる二つの系統のマウスに静注移入した。血清gp70高発現系としてはNZWマウスを、また低発現系としてはC57BL/6マウスを用いた。精製した腎病変誘発性クローン37C4.1のIgG3分子約1mgを一回静注したNZWマウスでは、静注後4日目をピークとして、組織形態学的にメサンジウム領域の明らかな拡大を伴う糸球体病変が誘発されたが、C57BL/6マウスでは、有意な腎糸球体の形態学的変化は認めなかった。2)正常及び腎炎好発マウス腎糸球体に於ける内在性レトロウイルスgp70の発現巣状糸球体硬化性腎炎好発系FGSマウス、及び各系統の正常マウスの腎凍結切片を用い、ビオチン標識した多数のエピトープ特異性の異なる抗内在性レトロウイルスgp70モノクローナル抗体を使ってgp70分子の発現を免疫組織学的に検出した。

その結果、FGSマウスの腎糸球体メサンジウム細胞に内在性同種指向性ウイルスgp70分子の発現を、また、正常C57BL/6マウス糸球体メサンジウム細胞に多指向性(polytropic)ウイルスgp70の発現を認めた。3)抗gp70抗体産生ハイブリドーマの移入による血小板減少症の誘発腎病変を誘発するものとは別の抗gp70自己抗体産生ハイブリドーマクローンの中に、同系正常マウスへの移入により、血小板のみを特異的に減少させられるものが見出された。これらハイブリドーマ細胞の培養上清には、正常マウス血小板を凝集させる作用が見られ、移入マウス各組織の電子顕微鏡観察で、血管内と脾における血小板の凝集像が認められた。1.組織傷害性抗gp70抗体の認識エピトープ存在部位の絞り込み異種指向性及び多指向性内在性レトロウイルスenv遺伝子間のキメラを発現する実験系を用い、MRL/lprマウスから樹立した腎炎原性抗gp70抗体の反応抗原エピトープの存在部位を限定した。病原性抗gp70抗体の大半は、異種指向性ウイルスgp70分子N-末側に反応抗原エピトープを持つことが明らかになった。2.内在性レトロウイルスenv遺伝子産物上のヘルパーT細胞認識抗原エピトープの構造解析既に我々が同定した外来性フレンド白血病ウイルスgp70分子上のヘルパーT細胞認識抗原エピトープ構造を、内在性レトロウイルスenv遺伝子産物の対応部分と比較し、後者のアミノ酸配列を前者のものと順次置換して、どのアミノ酸がT細胞による認識に必要かを調べた。内在性レトロウイルス由来ペプチドはフレンドウイルス由来抗原ペプチドと12アミノ酸残基中5残基が異なっているが、そのうち3残基をフレンドウイルスと同じものに置換するとT細胞によって認識されるようになった。3.血小板表面への内在性レトロウイルスenv遺伝子産物の発現抗gp70自己抗体産生ハイ・ブリド-マ細胞の同系正常マウスへの移入による血小板減少性紫斑病の発症機構を明らかにするために、MRL/lprマウスと対照の正常マウスから血小板を分離し、内在性レトロウイルスenv遺伝子産物の発現を調べた。その結果、殆どのマウスの系統で幾つかの異なる種類の内在性レトロウイルスenv遺伝子産物が血小板に発現すること、我々の樹立した病原性抗gp70抗体がMRL/lprマウス血小板と直接結合すること、血小板に発現するgp70分子はリンパ球に発現するものと分子量を異にすることが明らかとなった。
共役リノール酸の栄養生理機能に関する研究

共役リノール酸(CLA)は乳製品や反芻動物の肉に存在するリノール酸の位置・幾何異性体である。CLAは抗肥満、抗動脈硬化及び抗癌などの健康改善作用を持つことが最近の動物実験及びヒトを用いた研究において報告されている。しかし、各CLA異性体の生理機能の違いが体脂肪量や脂質代謝に及ぼす影響については知られていない。本研究では、肥満モデル動物OLETFラットを用いて、主要CLAである9cis,11trans-CLA(9c,11t-CLA)と10trans,12cis-CLA(10t,12c-CLA)の脂質代謝に及ぼす影響と体脂肪低下作用のメカニズムについて検討した。まず、CLA混合物の影響について検討した結果、CLAは高脂血症を改善し、内臓脂肪の蓄積を抑制することが認められた。その機序としては筋肉、白色脂肪組織、褐色脂肪組織及び肝臓での脂肪酸β酸化の亢進及びエネルギー産生増加が関与していることが認められた。次に、9c,11t-CLA食または10t,12c-CLA食をOLETFラットに2週間与えたところ、対照食(リノール酸)に比べて、10t,12c-CLA食のみが内臓脂肪重量、血清及び肝臓トリグリセリド濃度を有意に低下させることを認めた。10t,12c-CLAの作用メカニズムとしては、肝臓の脂肪酸合成の抑制および脂肪酸のβ酸化の亢進が示された。デルタ9不飽和化酵素の阻害も脂肪酸組成および酵素レベルで明らかにした。また、これらの作用は遺伝子発現レベルでも認めた。したがって、遺伝子発現が酵素活性を制御している可能性が示された。さらに、CLAによって、脂質代謝酵素遺伝子発現に関係する核内調節因子SREBP1cmRNA発現量も制御されることを明らかにした。さらに、9c,11t-CLA及び10t,12c-CLAのエネルギー代謝に及ぼす影響を呼吸測定法で検討した結果、10t,12c-CLAは短期間投与でエネルギー産生を増加させることを示した。また、血圧上昇の抑制作用を持つことも見出された。本研究において、CLAが示す抗高脂血症および抗肥満作用は10t,12c-CLA異性体の作用によるものであることを示し、高血圧症の予防改善作用をもつことをはじめて明らかにした。タマネギ、ニンニクなどAllium属植物に存在する含硫化合物の肝臓脂質およびリポタンパク質代謝に及ぼす影響について詳細な検討を行った。実験方法は、単離した含硫化合物を用いて、動物飼育実験およびヒト肝臓モデル細胞での脂質代謝変動を、脂質の定量、脂質代謝酵素および肝臓のミクロソームトリグリセリド転移酵素(MTP)への影響を調べた。培養実験ではアポB分泌、脂質分泌および放射性酢酸やグリセロールからの脂質への取り込みと分泌を測定した。その結果、含硫化合物のなかで比較的高含量を占める環状含硫化合物シクロアリインの食餌への添加が、ラット血清脂質濃度を減少させることを見出した。血清脂質のなかでトリグリセリド濃度の減少が顕著であった。シクロアリイン食はラット肝臓脂質濃度およびトリグリセリド合成酵素及び脂肪酸合成酵素に全く影響しないことも明らかにした。

その機序として、肝臓でのミクロソームトリグリセリド転移酵素(MTP)の活性阻害が見出された。また、メチオニン及びシステイン関連化合物のアポリポタンパク質B100含有リポタンパク質(VLDL)の分泌への影響をヒト肝臓モデル細胞HepG2系で検討し、S-propyl-cysteineなど数種の含硫化合物が肝細胞の脂質合成に影響することなく、アポB100とトリグリセリド分泌を阻害することを見出した。したがって、本実験から、タマネギ、ニンニクなどAllium属植物に存在する含硫化合物はユニークな機序を介して血清脂質濃度の上昇を阻害していることが示唆された。本研究で含硫化合物と脂質代謝への影響とMTPの重要性が明らかになった。共役リノール酸(CLA)は乳製品や反芻動物の肉に存在するリノール酸の位置・幾何異性体である。CLAは抗肥満、抗動脈硬化及び抗癌などの健康改善作用を持つことが最近の動物実験及びヒトを用いた研究において報告されている。しかし、各CLA異性体の生理機能の違いが体脂肪量や脂質代謝に及ぼす影響については知られていない。本研究では、肥満モデル動物OLETFラットを用いて、主要CLAである9cis,11trans-CLA(9c,11t-CLA)と10trans,12cis_CLA(10t,12c-CLA)の脂質代謝に及ぼす影響と体脂肪低下作用のメカニズムについて検討した。まず、CLA混合物の影響について検討した結果、CLAは高脂血症を改善し、内臓脂肪の蓄積を抑制することが認められた。その機序としては筋肉、白色脂肪組織、褐色脂肪組織及び肝臓での脂肪酸β酸化の元進及びエネルギー産生増加が関与していることが認められた。次に、9c,11t-CLA食または10t,12c-CLA食をOLETFラットに2週間与えたところ、対照食(リノール酸)に比べて、10t,12c-CLA食のみが内臓脂肪重量、血清及び肝臓トリグリセリド濃度を有意に低下させることを認めた。10t,12c-CLAの作用メカニズムとしては、肝臓の脂肪酸合成の抑制および脂肪酸のβ酸化の亢進が示された。デルタ9不飽和化酵素の阻害も脂肪酸組成および酵素レベルで明らかにした。また、これらの作用は遺伝子発現レベルでも認めた。したがって、遺伝子発現が酵素活性を制御している可能性が示された。さらに、CLAによって、脂質代謝酵素遺伝子発現に関係する核内調節因子SREBP1cmRNA発現量も制御されることを明らかにした。さらに、9c,11t-CLA及び10t,12c-CLAのエネルギー代謝に及ぼす影響を呼吸測定法で検討した結果、10t,12c-CLAは短期間投与でエネルギー産生を増加させることを示した。本研究において、CLAが示す抗高脂血症および抗肥満作用は10t,12c-CLA異性体の作用によるものであることを明らかにした。
キチン・キトサンの創傷治癒機構における補体の役割

キチン及びキトサンの補体活性効果をヒト血清を用いて検討した。解析法法は一元放射状免疫拡散法によった。その結果これらの物質は副経路を介した補体の活性を発現することを明らかにした。したがってキチン・キトサンを体内に投与すると、体液中の補体と反応しC3およびC5が活性化を引き起こす。その結果C3はC3aとC3bに分解し、C5はC5aとC5bに分解する。これらの成分の内C3bとC5bはオプソニンとして作用し、細菌の標識化がおこり効率よく生体の遊走細胞によって捕食され、殺滅される。またC3aとC5aはアナフィラトキシンとして生体を活性化させるとともに、多形核白血球の強力な遊走因子であり、効率よく投与部位に遊走細胞を集合させる働きをする。かくして感染を受けた生体組織はこのメカニズムで清浄化されることになる。このことがキチン・キトサンの創傷治癒促進効果の発端であり、現在まで不明であったメカニズムの1部を明らかにすることができた。
短時間降雨強度の変化傾向と都市雨水排除システム計画における可能な対策に関する研究

近年、都市域では、いわゆる集中豪雨による局地的な都市型水害が頻発し、住民の財産・生活、都市活動に甚大な被害または影響を与えただけでなく、地下商店街などに水が溢れ、人的被害も発生している。問題の主な原因として、集中豪雨の多発(短時間降雨強度の増加)と都市雨水排除システム整備の遅れが挙げられている。本研究は、短時間降雨量の長期観測データを用いて短時間降雨強度の変化傾向およびその地域分布を明らかにしたうえで、その変化に対応すべく、都市雨水排除システムの計画において有効な対策を選択する方法論の形成をめざしたものである。平成14年度では、降雨データの収集整理、降雨量変化傾向を表す一般指標のトレンド分析および確率降雨強度曲線を作成する一連の方法の開発を行った。日本の一部の観測所については年有降雨時間、降雨回数、降雨強度の分布において有意な変化傾向が確認された。平成15年度では、初年度に開発した分析手法を用いて、継続時間別降雨強度の変化傾向を特定し、あわせてその空間的分布特性の解明を行った。その結果、継続時間20分前後の降雨強度が多くの都市で顕著に変動したこと、その変化傾向の空間的分布には明確な分布パターンが見られず、むしろ総降雨量と僅かな相関関係を見せていることなどが明らかになった。最終年度では、短時間降雨強度の増加傾向が認められた地域を対象に、代表的な都市排水区モデルを設定して、シミュレーションにより、主な都市ですでに作成されている将来計画による対応可能性について確認した結果、将来計画だけで充分対応しきれない都市の存在が明らかとなった。それらの都市について地域特性に応じた対策メニューを作成し、その効果、実施可能性(課題)等について検討を加え、一般的な対策評価手法について提案を行った。本年度は、降雨データの収集整理、降雨量変化傾向を表す一般指標のトレンド分析および確率降雨強度曲線を、作成する一連の方法の開発を行った。その内容は次のようである。1.データの収集整理:降雨データとしては、短時間降雨特性が最も正確に反映でき、現在入手できる最も短い観測時間間隔である10分間降雨量データを日本、中国及び米国の12ケ所の雨量観測所について、約40年(観測所によっては38年から45年まで)にわたって収集整理した。2.雨量変化傾向を表す一般指標のトレン:年有降雨時間、年総降雨量、降雨回数、降雨継続時間・連続降雨量の頻度分布、降雨強度の頻度分布について、長期的な変化傾向の分析を行った。データの入手が予定より少し遅れたこともあって、全観測所について分析はまだ完了していないが、日本の一部の観測所については年有降雨時間・降雨回数・降雨強度の分布において有意な変化傾向が見られた。3.確率降雨強度曲線作成方法の開発:次年度以降に予定される継続時間別降雨量の変動傾向を解析するために必要な一連の分析手段を準備できた。従来からの研究過程で開発した分析手法では、降雨量の確率分布として、極値分布と指数正規分布の二つを試みたが、今回の研究では、対象雨量観測所が海外のものも含まれて大幅に増え、気象条件、降雨成因が多様に渡ることから、上記二つに加えて、より多くの確率分布関数形を考えられるようになり、そのための追加/修正作業を行った。以上のように、基礎降雨データが整備され、降雨量の長期的な一般変動特性も明らかとなり、さらに、次年度以降に予定される更なる解析に必要な分析手段も整ったことになる。平成14年度では、当初の予定通り、基礎降雨データが整備され、降雨量の長期的な一般変動特性も明らかにすることができ、さらに、短時間降雨変動特性に関する更なる解析に必要な分析手段も整った。平成15年度では、初年度に開発した分析手法を用いて、継続時間別降雨強度の変化傾向を特定し、あわせてその空間的分布特性も明らかにするに重点が置かれた。

具体的な内容は次のようである。(1)継続時間別降雨量の確率分布関数の同定:都市雨水排除システム計画の基準となる継続時間別(短時間)降雨量の毎年最大値の確率分布を特定し、確率分布形(確率分布関数)の(移動)変化傾向を明らかにした。その際、検討対象とする継続時間は10分、15分20分、25分、30分、60分、90分、120分、720分、1440分の10ケースときめ細かく設定した。(2)継続時間別降雨強度の変化傾向の分析:上記により同定した確率分布関数を用いて継続時間別確率降雨量を算定して確率降雨強度曲線を作成し、短時間確率降雨強度の変化傾向を明らかにした。(3)短時間降雨強度変化傾向の空間分布の分析:前項により明らかにされた各観測所における短時間降雨強度の変化傾向をもとに、変化傾向の空間的分布特性の分析を試みた。上記分析の結果から、継続時間20分前後の降雨強度が多くの都市で顕著に変動したこと、その変化傾向の空間的分布には明確な分布パターンが見られず、むしろ総降雨量と僅かな相関関係を見せていることなどが明らかになった。以上のように、短時間降雨の変動特性もある程度明らかにすることが出来たので、これで、次年度に予定している都市排水システム計画における対策の検討が可能となった。近年、都市域では、いわゆる集中豪雨による局地的な都市型水害が頻発し、住民の財産・生活、都市活動に甚大な被害または影響を与えただけでなく、地下商店街などに水が溢れ、人的被害も発生している。問題の主な原因として、集中豪雨の多発(短時間降雨強度の増加)と都市雨水排除システム整備の遅れが挙げられている。本研究は、短時間降雨量の長期観測データを用いて短時間降雨強度の変化傾向およびその地域分布を明らかにしたうえで、その変化に対応すべく、都市雨水排除システムの計画において有効な対策を選択する方法論の形成をめざしたものである。平成14年度では、降雨データの収集整理、降雨量変化傾向を表す一般指標のトレンド分析および確率降雨強度曲線を作成する一連の方法の開発を行った。日本の一部の観測所については年有降雨時間、降雨回数、降雨強度の分布において有意な変化傾向が確認された。平成15年度では、初年度に開発した分析手法を用いて、継続時間別降雨強度の変化傾向を特定し、あわせてその空間的分布特性の解明を行った。その結果、継続時間20分前後の降雨強度が多くの都市で顕著に変動したこと、その変化傾向の空間的分布には明確な分布パターンが見られず、むしろ総降雨量と僅かな相関関係を見せていることなどが明らかになった。最終年度では、短時間降雨強度の増加傾向が認められた地域を対象に、代表的な都市排水区モデルを設定して、シミュレーションにより、主な都市ですでに作成されている将来計画による対応可能性について確認した結果、将来計画だけで充分対応しきれない都市の存在が明らかとなった。それらの都市について地域特性に応じた対策メニューを作成し、その効果、実施可能性(課題)等について検討を加え、一般的な対策評価手法について提案を行った。
人眼および緑内障動物モデル眼における点眼薬の後眼部移行と薬理作用発現条件の検討

(1)エンドセリン又はフェニレフリンによる網膜血管収縮に対する各種抗緑内障点眼薬の拮抗作用・家兎にエンドセリンを硝子体内に注射し、眼底写真上で網膜血管径の変化を経時的に測定した。そして、それに対する点眼による拮抗作用の有無をラタノプロスト、トラボプラスト、ウノプロストンなどのプロスタグランジン系抗緑内障点眼薬について検討した結果、点眼後に各薬剤が網膜あるいは視神経まで薬理学的作用を発現するに足る濃度で浸透することをことを確認し、各薬剤の網膜血管などへの作用について定量的な検討を行った。(2)フェニレフリン点眼の人眼後眼部血流への影響・5%塩酸フェニレフリン点眼後のヒト視神経乳頭の血流の経時的変化をcolor Doppler法を用いて検討したところ、眼圧は有意に減少したが、視神経乳頭に有意は変化は認めず、臨床上、眼内手術前などに頻用されている5%塩酸フェニレフリン点眼が視神経乳頭血流低下など望ましくない作用を持たないことが示唆された。(3)高眼圧動物モデルの作成及び高眼圧モデル眼における視神経乳頭の自動調節能と点眼薬による後眼部血流への影響・カニクイザルに対し線維柱帯光凝固を施行し、眼圧を数ヶ月間にわたり約30-40mmHgに持続的に上昇させる高眼圧モデルを作成した。このモデル眼で急速な眼圧下降を行うと、直後から約1分後までに視神経乳頭のレーザースペックル法による血流速度は前値に比べ約40-60%の増加を示し、その後の数分間で前値比約20-30%増加のレベルに復帰した。現在開発中のものを含めた抗緑内障点眼薬(ラタノプロスト、トラボプロスト、タフルプロスト)の点眼後に、高眼圧モデル眼とコントロール眼の視神経乳頭血流はいずれも増加したが、薬剤によって反応性が異なる傾向にあった。そして、それに対する点眼による拮抗作用の有無をラタノプロスト、トラボプラスト、ウノプロストンなどのプロスタグランジン系抗緑内障点眼薬について検討した結果、点眼後に各薬剤が網膜あるいは視神経まで薬理学的作用を発現するに足る濃度で浸透することを確かめた。今後、猿眼に対して同様の実験を行うとともに、検討薬剤を追加する予定である。(3)高眼圧動物モデルの作成及び高眼圧モデル眼における視神経乳頭の自動調節能と点眼薬による後眼部血流への影響カニクイザルに対し線維柱帯光凝固を施行し、眼圧を数ヶ月間にわたり約30-40mmHgに持続的に上昇させる高眼圧モデルを作成した。

このモデル眼で急速な眼圧下降を行うと、直後から約1分後までに視神経乳頭のレーザースペックル法による血流速度は前値に比べ約40-60%の増加を示し、その後の数分間で前値比約20-30%増加のレベルに復帰した。現在開発中のものを含めた抗緑内障点眼薬(ラタノプロスト、トラボプロスト、タフルプロスト)の点眼後に、高眼圧モデル眼とコントロール眼の視神経乳頭血流はいずれも増加したが、薬剤によって反応性が異なる傾向にあった。今後相違の詳細を解明するための追加実験を予定している。(1)エンドセリン又はフェニレフリンによる網膜血管収縮に対する各種抗緑内障点眼薬の拮抗作用・家兎にエンドセリンを硝子体内に注射し、眼底写真上で網膜血管径の変化を経時的に測定した。そして、それに対する点眼による拮抗作用の有無をラタノプロスト、トラボプラスト、ウノプロストンなどのプロスタグランジン系抗緑内障点眼薬について検討した結果、点眼後に各薬剤が網膜あるいは視神経まで薬理学的作用を発現するに足る濃度で浸透することをことを確認し、各薬剤の網膜血管などへの作用について定量的な検討を行った。(2)フェニレフリン点眼の人眼後眼部血流への影響・5%塩酸フェニレフリン点眼後のヒト視神経乳頭の血流の経時的変化をcolor Doppler法を用いて検討したところ、眼圧は有意に減少したが、視神経乳頭に有意は変化は認めず、臨床上、眼内手術前などに頻用されている5%塩酸フェニレフリン点眼が視神経乳頭血流低下など望ましくない作用を持たないことが示唆された。(3)高眼圧動物モデルの作成及び高眼圧モデル眼における視神経乳頭の自動調節能と点眼薬による後眼部血流への影響・カニクイザルに対し線維柱帯光凝固を施行し、眼圧を数ヶ月間にわたり約30-40mmHgに持続的に上昇させる高眼圧モデルを作成した。
フィラーの粒度分布を考慮したマイクロ波応用コンポジットレジンに関する研究

マイクロ波照射コンポジットレジンの開発として,Post-cureの影響についてベースモノマー並びにフィラー添加の観点から検討を行った。その結果,Post-cureとしてマイクロ波照射を施行した重合体は,光照射だけの時より安定した内部構造を示した。マイクロ波3分間照射の重合体の活性化エネルギーが最大値を示したが,C=Cの反応率は,マイクロ波照射時間が長くなるにつれて良好となった。Bis-GMA並びにTEGDMAは,分子量69と113の部分が不安定であり,分解・気化が起こり得る最初の部分であることが確認された。マイクロ波照射により重合体の機械的性質は向上し,3分間照射が最大値を示したが3分間以上の照射では低分子量のポリマーへと構造変化を起こしたものと推察された。フィラー添加の影響は,先ず,フィラーの性質として粒度分布並びに比表面積の測定を行った。本研究に使用した3種類の高純度球状合成シリカフィラーは,平均粒径を中心とした正規分布を示したフィラーを添加した場合,機械的性質が最も大きな値を示したことから,偏りのない粒度分布を有するフィラー添加が有効であることが示唆された。また,電子顕微鏡観察により,ベースモノマーとフィラーが連結している部分と切断された部分が認められた。したがって,マイクロ波重合型コンポジットレジンには,フィラーの表面処理剤の開発が必要であると示唆された。多官能モノマーの重合方法の改善を目的として,直接マイクロ波を重合に応用してきた。しかしながら,重合時の微小な気泡の混入が認められたため機械的性質の向上が期待通りではなかった。そこで本研究では,直接マイクロ波を照射するよりも気泡の混入が少ないと考えられる後重合にマイクロ波を応用し検討を行った。ベースモノマーは,Bis-GMA/TEGDMAを重量比で6 : 4に調整し,重合開始剤としてカンファーキノンとジメチルパラトルイジンをベースモノマーに対して0.5wt%添加した。重合は,40秒間光照射した後,マイクロ波を1分から5分照射した。対照は40秒間光照射したものとした。硬度測定の結果,マイクロ波照射した重合体は,上面並びに下面で硬度に有意差は認められなくなった。また,照射時間が34分で硬度は最大値を示した。熱分析の結果,DTA・TG曲線において,約200°C前後の吸熱反応に着目すると,吸熱反応が起きた時点から質量の減少が認められ,未反応モノマーの蒸発ではないかと考えられた。また,反応熱を測定すると34分の重合体が最小値を示し,未反応モノマー量が少なくなったのではないかと考えられた。これらのことより,後集合にマイクロ波を応用すると未反応モノマーの重合により架橋密度が大きくなるものと推察された。フィラーの粒度分布がマイクロ波重合型コンポジットレジンの諸性質に及ぼす影響について検討を行った。本研究に使用したフィラーは,3種類の高純度球状合成シリカ(TATUMORI社製Adma Fine)でγ-MPTSを使用して表面処理を行った。ベースモノマーは,Bis-GMAとTEGDMAを使用した。重合方法は,ベースモノマーをテフロン型に填入し,上面並びに下面にカバーグラスを介在させ,上面から光照射器(3M社製Curing Light XL3000)を使用して40秒間照射を行ない,さらに,家庭用電子レンジ(SANYO社製,EM-107S型)を使用して2450MHzのマイクロ波を3分間照射しpost-cureを行なった。フィラー添加に当たり,フィラーの粒度分布並びにフィラー比表面積測定を行った。機械的性質として圧縮試験間接引張り試験を行った。また,SEM観察によりフィラーとベースモノマーの結合状態を観察した。その結果,本研究で使用したフィラーは,平均粒径0.45μm,粒度分布0.1μm1.3μm,比表面積150,396cm^2/cm^3,平均粒径0.94μm粒度分布0.1μm10.0μm

比表面積78,914cm^2/cm^3,平均粒径1.46μm,粒度分布0.1μm10.0μm比表面積53,214cm^2/cm^3であった。機械的性質は,平均粒径0.94μm粒度分布0.1μm10.0μmのフィラーが最も高い値を示し,ハイブリッドと同じ状態でフィラー添加されていた。SEM観察において,各試料とも比較的大きなフィラーを中心として,そのフィラーとフィラーの間隙に小さなフィラーが混在しているのが認められた。そして,各試料においてフィラーとベースレジンがアメーバー状に連結している部分とフィラーにベースレジンが付着して孤立している部分が認められた。このことより,フィラーの表面処理剤の開発が必要であることが示唆された。
近代手書き資料としての漱石自筆原稿の文字論的分析とその発展的研究

(1)漱石自筆資料の閲覧、収集江戸東京博物館所蔵『道草』書き潰し原稿の転写、熊本漱石記念館所蔵『道草』書き潰し原稿の転写。(2)漱石活字本についての専門的知識の教授小田切靖明氏を招聘し、漱石初版本についての専門的知識の講義を受ける。(3)漱石手書き行為の分析とデータ化『道草』最終原稿と書き潰し原稿の比較データの作成と分析。(4)研究成果の報告論文佐藤栄作2007a「『道草』書き潰し原稿と最終原稿の比較-ルビ、漢字字種、類似する語-」(『愛媛国文と教育』39号)渥見秀夫2007「再読する漱石-自筆原稿での『坊っちやん』再読-」(『愛媛国文と教育』39号)佐藤栄作2007b「誤字を考える-漱石の書いた誤字から-」(『山手国文論攷』28号印刷中)佐藤栄作2007c「「『道草』の書き潰し原稿と最終原稿の文字・表記」(『国語文字史の研究10』未刊)研究報告書佐藤栄作2007d「近代手書き資料としての漱石自筆原稿の文字論的分析とその発展的研究」(1201頁)(5)その他(研究成果の社会への還元)・愛媛大学教育学部国語国文学会において、『坊っちやん』100年記念シンポジウムを開催。渥見、佐藤は、それぞれ近代文学、日本語学の立場から、自筆原稿に基づき、教材としての『坊っちやん』について発表。・佐藤は、新居浜市市民大学講座(2006年6月)、愛媛県生涯学習講座(2006年10月)において「『道草』の反故を読む」を講演。・佐藤は、松山坊っちゃん会第158回例会(2006年4月)で「「坊っちやん」冒頭部の文字・表記」を講演。・佐藤は、松山坊っちゃん会会報(2006年4月,11月)に「『坊っちやん』原稿を読む」を連載。(1)漱石自筆資料の閲覧、収集『それから』複製の入手。天理図書館所蔵『三四郎』『硝子戸の中』自筆原稿の複写入手、同図書館所蔵『道草』書きつぶし原稿の複写入手。近代文学館所蔵『漾虚集』校正刷(自筆書き入れ有り)の閲覧と転写。(2)漱石手書き行為の分析とデータ化『坊っちやん』自筆原稿の文字・表記情報入りデータ(検索可能テキスト)の作成、『心』自筆原稿(複製)、『道草』自筆原稿(複製)の分析。(3)研究成果発表・9月11日、表記研究会(堺市大阪府立大学)での発表。発表題目「漱石自筆原稿の文字-『坊っちやん』と『心』-」。・9月30日、「国語辞書と出典本文のゆれ-『坊っちやん』の場合-」(「早稲田日本語研究」14)。・3月19日、『坊っちやん』100年記念シンポの開催と研究発表。題目は「文字・表記資料としての『坊っちやん』自筆原稿の意義」。・その他、講演「漱石の書簡と日本語」(9月18日愛媛県生涯学習センター、10,月2日愛媛県歴史文化博物館)、講演「100年目に読み直す『坊っちやん』(10月28日、30日、11月5日、愛媛大学ほか)、講演「自筆原稿でたどる漱石の作品」(2月18日、松山市男女共同参画推進センター)。「漢字と仮名-表記原理としての文字認識」(『文字表記を学ぶ人へ』世界思想社)を執筆・入稿したが未刊。

・佐藤は、新居浜市市民大学講座(2006年6月)、愛媛県生涯学習講座(2006年10月)において「『道草』の反故を読む」を講演。・佐藤は、松山坊っちゃん会第158回例会(2006年4月)で「「坊っちやん」冒頭部の文字・表記」を講演。・佐藤は、松山坊っちゃん会会報(2006年4月,11月)に「『坊っちやん』原稿を読む」を連載。
高機能を付与した人工酵素の構築と分子内電子移動過程の解明

新規な光増感剤と電子伝達体とを結合し、光励起分子内電子移動が容易に進行する錯体の合成を行なった。この錯体は1分子で光増感剤と電子伝達体との両方の機能を持つことを明らかにした。ビオローゲン結合型ポルフィリンの構造と機能との関係を調べるために一連の化合物を合成し、この化合物の蛍光強度、蛍光寿命、T-T吸収の減衰とメチレン鎖長との関係を調べ、特にポルフィリンの光励起一重項状態を経由したメチルビオローゲンへの電子移動過程に焦点をあてて実験を行った。ビオローゲン結合型ポルフィリンの蛍光強度は、ビオローゲンの結合していないポルフィリンの蛍光強度と比べて小さく、メチレン鎖長が短くなるほど小さくなることがわかった。すなわち、メチレン鎖長が短くなるほどビオローゲンによる蛍光の消光がよく起こっていることを示している。ビオローゲン結合型ポルフィリンではいずれのメチレン鎖長の場合にも蛍光の減衰は2成分であった。長寿命の蛍光を示す成分はビオローゲンの結合していないポルフィリンの寿命とほぼ同一であるが、短寿命成分はメチレン鎖長に大きく依存していることがわかった。これらのビオローゲン結合型ポルフィリンには2種類のコンフォーメーションがあり、短寿命成分は分子内電子移動が可能なコンフォーメーション(コンプレックスコンフォーマ-)に起因していると思われる。ビオローゲン結合型亜鉛ポルフィリンではT-T吸収の減衰に対応して還元型ビオローゲンの生成も観測される。さらに生成した亜鉛ポルフィリンカチオンと還元型ビオローゲンとの反応(逆反応)過程を測定した。その結果、還元型ビオローゲンの寿命は約1μsと長寿命であることがわかった。
神経回路形成の分子情報伝達システム

私たちは神経回路形成を制御する反発因子セマフォリンのシグナル伝達機構に関与するCRAM(CRMP-5)の機能を中心に解析を行ってきた。このCRAM結合蛋白質の一つとしてGTPase蛋白質CRAG(CRAM-Associated GTPase)を同定した。CRAGはRas相同性のGTPase活性配列とN末端側にQ-rich領域、そしてC末端側に核移行シグナル配列を有し、主に神経組織に発現する。CRAGはセマフォリンや紫外線などの活性酸素種(ROS)を発生するストレス刺激により活性化して速やかに核移行し、ユビキチンを伴う核内封入体を形成する。また、CRAGはPMLと相互作用してPML bodyのドーナッツ様形態変化を誘導した。このCRAGの核内封入体がポリグルタミン病の病理所見に認められる核内封入体と類似性を示したことより、マシャドジャゼフ病患者脳におけるCRAGの局在を調べた結果、患者脳に特異的なCRAGの核内封入体が検出された。そこで、CRAGとPolyQの核移行との関連性について詳細に検討した結果、CRAGがPolyQと特異的に結合して核移行し、PolyQとPML bodyとの共局在およびPolyQの消失を誘導した。PolyQの消失はユビキチン-プロテアソーム系による分解であることが示唆される。CRAGはPolyQの細胞毒性を抑制する役割が推測される。CRAGがPolyQ核移行因子および消去因子であり、ポリグルタミン病の発症を負に制御する役割をもっていると考えられる。CRAGの発見はストレス応答、とくにROSを介するシグナル伝達において核ドメインの動態制御という新しい概念を提起するものである。
腹膜播種制御への細胞生物学的アプローチ:癌と間質反応を抑制するサイトカイン遺伝子の腹腔中皮細胞への導入

本研究は、癌の胸腹膜播種を制御するための、生物学的治療法の開発を目指すものである。平成11年度の研究成果の概要は以下の如くである。1)Interferon-γ(IFN-γ)遺伝子の培養中皮細胞および癌細胞への導入IFN-γcDNAを組み込んだプラスミドをlipofection法により、中皮細胞および癌細胞に遺伝子導入し、mRNAの発現を確認した。培養中皮細胞にはIFN-γmRNAは通常は発現していないことは昨年度の実験で確かめている。また遺伝子導入中皮細胞の培養上清にIFN-γ蛋白が産生されていることも明かとなった。2)遺伝子導入後の中皮細胞のviability遺伝子導入後、癌細胞の多くは生存するが、中皮細胞は死滅細胞が増えてくることが分かった。これは遺伝子導入による細胞傷害に加えて、lipofection法の条件設定を改良すべきと考えられた。現在アデノウィルスのIFN-γ遺伝子ベクターを検討している。3)外科手術後の胸腹腔内滲出液の浸潤増強活性の解析臨床で胸腹膜播種制御を考えると、外科侵襲の腹膜播種に及ぼす影響が重要である。このため、肺切除術後の胸腔滲出液を採取し、高濃度のHGF(hepatocyte growth factor)が検出されること、滲出液中に癌の浸潤増強活性が存在すること、その活性にHGFが関与していることを見つけた(BrJCancer81:721,1999)。本研究は、in vitroで同定された癌間質反応抑制サイトカインを、分離した腹膜中皮細胞に遺伝子導入し、これを体腔内に移入することにより、癌の腹膜播種を制御するという、新しい生物学的治療法を目指すものである。今年度の研究成果の概要は以下の如くである。2.中皮細胞の機能解析とサイトカイン遺伝子導入:1)中皮細胞のサイトカイン発現プロファイル:手術時に採取した大網より中皮細胞を分離培養し、各種サイトカインmRNAの発現をRT-PCR法により解析した。その結果、IL-6,IL-8 mRNAは培養中皮細胞に発現していたが、IFN-γmRNAの発現はみられなかった。従って、非刺戟下の中皮細胞ではIFN-γは産生されていないことが分かった。2)癌細胞の接着、浸潤に対するmesothelial barrier functionの解析:ヒト大網より分離した中皮細胞を培養し、24ウェルプレートとフィルターカップを用いたin vitroの腹膜播種、浸潤モデルを作成した。KATO-3胃癌細胞とのcocultureでは、中皮細胞層が存在すると、胃癌細胞の接着、中皮層を越えた浸潤が有意に抑制されることが分かった。これにより、癌細胞に対するmesothelial barrier functionの意義が明らかとなった。3)中皮細胞へのサイトカイン遺伝子導入:培養中皮細胞にIFN-γプラスミドをlopofectin法により遺伝子導入した。RT-PCR法により、IFN-γmRNAの発現が確認された。現在、ELISAによりIFN-γの産生量を測定中である。