hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
公教育におけるインクルージョン実践の多層性―障害児の学級参画を起点として

本年度も引き続き、全盲児が在籍する公立小学校の学級でのフィールドワークを継続している。障害児と健常児との同一学級処遇を志向する教師の包摂志向的な実践の分析を行ってきた。とりわけ、今年度の調査では、通常学級における加配教員のあり方にフォーカスを当て、検討した。加配教員の配置は教育における合理的配慮のあり方としてその必要性は指摘されてきたものの、その実践的な機能についてはこれまでほとんど研究されてはこなかった。今回は二つの小学校でのフィールドワークに基づきこの点を考察してきた。今回の調査から明確になったのは、加配教員の参加の形式次第で、教室における障害児のメンバーシップは曖昧かつ不安定なものとなり、学級へのその帰属も限定的なものとなりかねないということであった。すなわち、加配教員が障害児のみに強く志向し、自らの役割を障害児のケアに限定していく状況、言い換えるなら、障害児と加配教員とが一つのユニットとして通常学級へと組み込まれていくような上京が障害児の包摂を不確実なものとしていたことが明らかとなった。今回はこのユニット化を積極的に推し進める加配教員の論理の解明にも取り組んだ。生活場面と授業場面、双方に目配りしつつ、"障害児への謝罪とお礼の慣習化"や"加配と担任との役割分担"といった具体的実践がどのような論理のもとで組織されていたのかを近畿地方のΒ市の小学校に勤務する加配教員へのインタビューに基づき明らかにした。こうした作業を踏まえ、さらに、インクルーシブ教育の先進都市である近畿地方のα市の小学校でのフィールドワークから、障害児と加配とのユニット化の現象を回避し、障害児へと学級のメンバーシップを配分していく教師たちの実践についての分析を行った。そこから、加配と担任との連携の形式、担任や加配と障害児童を含めたクラス全体との関係を相互反英的に構築していくことの重要性を提起した。本年度も昨年度から引き続き、全盲児が在籍する公立小学校の学級でのフィールドワークを継続している。通常のクラスルームにおいて、障害児を巻き込みながら展開する日常的な相互作用や援助実践の過程や特徴を詳細かつ厳密に解明することを目的としている。そのため、障害学や教育社会学など関連諸領域の文献をレビューし、障害者に関わる教育現場の内実をとらえようとする経験的・帰納的研究の知見を精査してきた。それを踏まえた上で、実際の調査によって得られたデータを素材としながら、障害児と健常児との同一学級処遇を志向する教師の包摂志向的な実践の分析を行ってきた。加えて、障害児の在籍する通常学級での教育実践に関する歴史資料の収集や教師へのライフストーリーインタビューなどの調査も順調に進めることができている。具体的には、これまでに公刊された視覚障害者の普通学校就学体験記や教師による教育実践記録の収集をほぼ終えることができた。また、障害児の普通学校就学に向けた運動に関与してきた諸団体の機関誌等、障害児のインクルーシブ教育に関連する各種資料を収集することができている。そのほか、視覚障害児の保護者や視覚障害当事者、学校教員などからなる当事者団体からの照会を通じて、かつての普通学校で視覚障害児を指導した経験をもつ教員や、普通学校での被教育体験を有する成人視覚障害者へのインタビューも適宜実施している。現在、これらについての分析とそれに基づく学会報告ならびに論文作成の準備を行っているところである。こうした調査・研究により、障害児の就学に当たって以前に何がどのように問題とされ、いかにそれらが乗り越えられてきたのかが明らかになることだろう。その成果を前提とすることで、時間的に先行する実践との比較により、現在の障害児の在籍する公立学校での実践の特徴や課題も明らかにすることができるだろう。今後の研究においては、小学校でのフィールドワークを継続することにより、障害児を支援する仕組みを構築していく人々の実践を学校組織やそれを取り巻く社会環境との関連の中で分析する。その際、障害児を取り巻くそれぞれのアクターが日々のコミュニケーションを通じて、他のアクターとの間にネットワークを形成していく点に着目する。学校内組織における相互作用についての研究においては、職員会議や個別の支援計画のためのケース会議での相互作用、そこで作成される文書記録にアプローチすることで、障害児に対する教師の認識枠組みや処遇の在り方などを明らかにし、スクールカウンセラーやスクールソーシャルワーカーなど他専門職との分業関係を含め、校内の障害児支援の仕組みの構築や運用の仕方を解明していく。職員会議やケース会議での音声データならびにケース記録のテキストデータはすでにある程度収集し得ているので、今後は引き続き上記内容の調査を実施しつつ入手できたデータの分析を随時進めていく。加えて、学校組織と外部アクターとの関係についての調査である。教材作成に関わる点訳ボランティアとの打ち合わせ場面や通級指導場面への参与観察により、あるいは保護者との間で交わされる連絡帳のドキュメント分析などにより、支援を組織化し、障害児の学校生活への参加を十全に保障するに当たって、外部アクターがどのような役割を果たしているのかについて検討する。全盲児の在籍する小学校に点訳教材を供給している点訳サークルのいくつかにインタビュー調査を打診し了承を得ることができている。現時点では3か所のサークルへの調査を行う予定である。また、連絡帳についてもそのコピーを二組入手出来ているので、今後これらの分析に取り掛かる。以上の分析から、外部アクターとのネゴシエーションを通して、障害児の教育支援に必要となる外部資源を調達する学校組織の方略が明らかとなる。今年度から研究計画に記した調査を本格的に始動させている。

公立小学校におけるフィールドワークとしては、1年を通して中豊島小学校を週に一度、佐井寺小学校、狭山市立東小学校を月に一度のペースで訪問し、参与観察を実施してきた。またこれらの小学校に全盲の子弟を通わせている保護者、ならびに当該児童に巡回指導を提供している視覚支援学校の担当者へのインタビューを行ってきた。さらに、1980年代に普通学校で全盲児を指導した経験をもつ3名の元教員へのライフヒストリー・インタビューも実施することができた。これらの作業と並行して、公立学校での視覚障害児の学習保障を求めて活動する市民グループの例会にも定期的に参加し、ヒアリング調査などを実施してきた。加えて、障害児教育のアドバイザーとして豊中市立第18中学校にコミットする機会を得たので、校長の了承に基づき、本研究計画に資するよう、定期的に訪問し、全盲児の在籍する学級での授業観察ならびに当該生徒に関わる教師たちへのインタビューを実施してきた。これらの調査については、「関西インクルーシブ教育研究会」および受け入れ研究室での報告を通じてアウトプットへと結実している。以上の調査によって得られた各種データに基づく学会報告を第68回関西社会学会や第90回日本社会学会大会、第69回日本教育社会学会大会において行ってきた。加えて、これらの報告は論文として『龍谷教職ジャーナル』や『フォーラム現代社会学』、『金城学院大学論集』に投稿してきた。公立小学校におけるフィールドワークとしては、1年を通して豊中市立中豊島小学校を週に一度のペースで訪問し参与観察を行ってきた。加えて、大阪府下のいくつかの小学校を断続的に訪問しヒアリング調査などを行ってきた。とくに、全盲児の在籍するクラスを担任する教師ならびに当該の児童に加配教員としてかかわってきた教師たちについては、随時聞き取り調査を行い、そのトランスクリプトの作成を進めてきた。なお、上記調査から得られた知見については以下のアウトプットへと結実させてきた。■学会発表佐藤貴宣,2017,「障害児教育の社会学的分析におけるディスアビリティ概念の位置と機能」[2017年度第68回大会シンポジウム]第68回関西社会学会, 2017念5月28日(於神戸学院大学・ポートアイランドキャンパス):原田琢也・濱元伸彦・髙橋眞琴・佐藤貴宣,2017,「ロンドン・ニューアム区のインクルーシブ教育実践に関する教育ー個のニーズへの対応と集団への包摂」第69回日本教育社会学会大会, 2017念10月21日(於一橋大学):佐藤貴宣,2017,「生活指導と支援ネットワークの自己産出ー「お礼」と「謝罪」をめぐる社会化実践から」第90回日本社会学会大会, 2017年11月4日(於東京大学)■学会誌等への発表佐藤貴宣,201803,「小学校における支援の組織化と教師のワークー全盲児童の学級参画を中心に」『龍谷教職ジャーナル』5: 1-17.:佐藤貴宣,201806,「インクルーシヴ教育体制に関する社会学的探究ー全盲児の学級参画とメンバーシップの配分実践」『フォーラム現代社会学』第17号掲載決定(査読有).:原田琢也・中村好孝・高橋眞琴・佐藤貴宣・堀家由妃
分子軌道法による原子炉用ジルコニウム合金の耐食機能設計

現在の主要な発電用原子炉において、その炉心部分にはジルコニウム合金が使われている。このジルコニウム合金の表面には、局部腐食(いわゆるノジュラー腐食)が起こり問題となっている。さらに、ウラン資源の有効利用を目的として進められている核燃料の高燃焼度化の要請とあいまって、腐食ジルコニウム合金の開発が強く望まれている。本研究はこのような背景のもとに計画されたものであり、分子軌道法による電子状態の計算とX線光電子分光(XPS)などの実験を併用して、高耐食ジルコニウム合金の設計と開発の指針を得ることを目標にしている。ジルコニウム合金の表面にできる腐食生成物であるZrO_2(ジルコニア)については、これまでいろいろな方法で調べられてきたが、XPSによる表面皮膜の解析は新しく、その化学成分や電子状態について興味ある情報を得ることができた。例えば、XPSスペクトルは耐食性の良い合金と悪い合金とでは違っていることがわかった。合金元素の周期表の位置に従って耐食性が変わることも明らかになった。さらに、ジルコニウア皮膜自体、決して均一なものではなく、膜厚方向に合金元素の濃度勾配があることもわかった。また、DV-Xα分子軌道計算からによるジルコニウムおよびジルコニア中の合金元素の振舞いを明らかにした。そして電子論に基づくジルコニウム合金の腐食メカニズムを初めて提案した。本研究を通し、ジルコニウムの腐食を新しい視点から捉えることができた。その結果、新しい高耐食性ジルコニウム合金を開発するときに有用な指針が得られた。さらに、ウラン資源の有効利用を目的として進められている核燃料の高燃焼度化の要請とあいまって、耐食ジルコニウム合金の開発が強く望まれている。本研究の第1の目的は、ジルコニウム合金の均一および局部腐食(ノジュラー腐食)のメカニズムを解明し、腐食機能設計のための指針を得ることである。このため、表面腐食皮膜の、化学成分および電子状態について、詳しく調べる。併せて、各種合金元素を含む皮膜のジルコニアの電子構造の計算を分子軌道法(DV-Xαクラスター法)を用いて行う。第2の目的と、この成果を基に、現用のジルカロイ合金よりも耐食性の優れた新しいジルコニウム合金の設計を行い、上記の社会的要請に応えようとするものである。初年度である平成7年度においては、第1の目的に沿って研究を行い、以下の成果を得た。1.ジルコニウム中の合金元素(3d,4d遷移金属とSn,Si,Al)の電子構造を、DV-Xαクラスタ法によって行い、各合金元素の特徴を結合次数を使って表した。2元系合金(Zr-X,X=Sn,Fe,Cr,Ni)および実用ジルカロイ-2およびジルカロイ-4を用いて、520°C,10.3MPaの腐食条件下でオートクレーブ腐食試験を行った。そして均一腐食およびノジュラー腐食の発生と合金元素との間の関係を明らかにした。3.XPSにより上記試料の腐食表面層の解析を行った。合金元素の分布状態に注目して調べた結果、例えばFeはかなり分布状態が不均一であることがわかった。現在の主要な商用原子力発電炉として、沸騰水型原子炉がある。この炉心に使用されているジルコニウム合金(例:ジルカロイ系合金)の表面には、均一腐食のみならず、局部腐食(いわゆるノジュラー腐食)が起こり、白色膿包状の酸化物が形成される。これは剥離しやすいため、冷却水の汚染と制御棒の駆動に支障を与える恐れがある。さらに、ウラン資源の有効利用を目的として進められている核燃料の高燃焼度化(長寿命化)の要請とあいまって、その対策が強く望まれている。

本研究の目的は、腐食のメカニズムを解明し、将来の耐食機能設計を行う上での重要な指針を得ることにある。このため、昨年度に引き続き、表面腐食皮膜の化学成分および電子状態をx線光電子分光法(XPS)を用いて調べた。また、その電子構造の計算を分子軌道法(DV-Xαクラスター法)を用いて行った。その結果、以下の成果を得た。1.各種2元素合金(Zr-X,X:3d遷移金属およびSn)および実用ジルカロイ合金の表面に生成するジルコニア皮膜のXPSスペクトルは、耐食性の良い合金と悪い合金とでは違っており、合金元素により皮膜の性質が異なることが明らかになった。2.合金元素の周期表の位置に従って耐食性が規則的に変化した。3.上記1、2の結果は、ジルコニア皮膜の電子状態が合金の腐食特性に関係していることを示唆している。そこで、DV-Xα分子軌道計算を行い、ジルコニア中の合金元素の化学結合状態を明らかにした。4.これら実験結果および計算結果を総合して、電子論に基づくジルコニウム合金の腐食機構のモデルを提案した。
長期使用可能な新しい膜型人工肺の研究開発

呼吸不全や心不全の治療手段として体外式膜型人工肺(ECMO)や経皮的心肺補助装置(PCPS)といった装置が実用化され、多くの患者の救命に役立っている。近年では2週間から1か月程度の使用も可能な人工肺も開発や鳥インフルエンザなどの急性呼吸不全に対してもECMO療法が使用され臨床での活躍の幅も広くなる一方、更なる治療向上のためにも長期使用可能な人工肺の開発は急務である。特に人工肺の問題は保険収載が6時間での仕様であり、それ以上の使用を行うには医師の裁量によるところが大きいことにあるが、手技や技術、人工肺の種類とその管理方法で長期使用期間については大きく変化する。本研究は次世代のECMO用人工肺開発のための基礎研究である。本研究では既存の人工肺で用いられているような複合膜・非対称膜のような素材ではなくシリコーンを用いた人工肺の作成を行った。
大規模構造物の地震応答再現のためのネットワーク利用ハイブリッド型解析-実験システムの開発

本研究の主な目的は,大規模で複雑な構造物の地震応答を精度良くシミュレートするための,新しいハイブリッド解析・実験システムを開発することである。システムの主な特徴は,インターネットによる大規模実験装置と高精度解析システムの結合である。本年度は,以下のとおり,研究計画での目的を達成することができた。(1)ハイブリッド解析・実験アルゴリズムの開発:昨年度開発した「ツインモデル」と「ピアツーピア(P2P)モデル」の2つのモデル及び,「修正オペレータ分解法」,「準ニュートン法」の有効性を,種々の分散解析実験で確認した。(2)実用的インターネット通信環境の構築:昨年度開発したソケット通信を用いてデータ交換を行う手法について,複数の大学及びキャンパスにわたる分散計算環境を構築して,種々の数値実験で有効性を確認した。(3)物理実験への適用:上記の方法を,主構造と塔屋を持つ大規模建築構造物のハイブリッド解析・実験に適用した。主構造と塔屋は有限要素プログラムで解析し,それらの接続部分に対して物理実験を行うことにより,手法の有効性を示した。(4)上記の研究の拡張として,動的地震力の作用をうける建築骨組の塑性エネルギー吸収量を最大化するような剛性分布をタブー探索法などの発見的手法で求めるためのアルゴリズムを開発した。また,繰返し静的載荷時の吸収エネルギーを最大化するようなフランジ形状を,数理計画法及び擬似焼きなまし法で最適化し,ハイブリッド解析・実験システムとの統合による,大規模複雑構造脚の最適化の可能性について検討した。これまで開発されている並列分散解析法では,ほとんど全てにおいて,独自に開発されたプログラムを用いている。しかし,並列分散処理の普及のためには,ABACUSやANSYSなどの汎用解析プログラムの利用が必要不可欠である。そこで,本年度は,以下の研究目的を達成して,次年度以降で用いる解析ツールの構築のための準備を行った。1.大規模構造物を部分構造物に分割し,各部分構造物を汎用解析プログラムで解析して,それらの結果を統合して解析を進めるための並列処理アルゴリズムを開発した。2.解析結果を統合するためのコーディネイタープログラムに用いる準ニュートン法のアルゴリズムの収束性について,静的線形解析と静的非線形解析を対象として検討した。3.動的解析に対しては,陰解法に基づき,静的解析の剛性行列を修正した行列を繰返し解くことにより,非線形弾性材料の場合でも,十分な収束性を有することを示した。また,本アルゴリズムを,実験と解析とのハイブリッドシステムに拡張するため,繰返し計算を必要としない手法について検討した。4.解析プログラムと最適化プログラムを結合し,数理計画法によって動的応答制約の下で骨組を最適化することが可能であることを示した。システムの主な特徴は,インターネットによる大規模実験装置と高度解析システムの結合である。(1)ハイブリッド解析・実験アルゴリズムの開発:「ツインモデル」と「ピアツーピア(P2P)モデル」の2つのモデルを開発した。また,これらのモデルによる解析を実行するため,主に大規模協調システムに対して,「修正オペレータ分解法」を開発した。(2)実用的インターネット通信環境の構築:インターネットを通じてデータ交換を行うため2つの方法を提案した。まず,MS-Windowsの基本機能であるTerminal Serverを用いてファイルとフォルダを共有する方法を開発した。次に,低レベルのプロトコルであるソケット通信を用いてデータ交換を行う環境を構築した。これらの環境の有効性について,種々の実験で確認した。(4)上記の研究の拡張として,建築骨組の剛性分布や梁フランジ形状を,数理計画法及び擬似焼きなまし法で最適化し,ハイブリッド解析・実験システムとの統合による,大規模複雑構造物の最適化の可能性について検討した。

また,繰返し静的載荷時の吸収エネルギーを最大化するようなフランジ形状を,数理計画法及び擬似焼きなまし法で最適化し,ハイブリッド解析・実験システムとの統合による,大規模複雑構造脚の最適化の可能性について検討した。
味細胞における肥満抑制物質レプチンによる甘味応答抑制の分子機構に関する研究

肥満遺伝子産物のレプチンは、視床下部に働いて、摂食を抑制しエネルギー消費を促すことが知られている。この中枢作用に加え、末梢味覚系においても調節作用を発揮することを我々は見出した。即ち、正常マウスでは、血漿レプチン濃度の上昇により甘味刺激に対する味神経応答が選択的に抑制されること、さらに、レプチンが味細胞のK^+チャネルを活性化することを明らかにした。しかし、この作用を受ける味細胞が甘味刺激に対し応答しなければ、甘味応答の選択的調節にはつながらない。そこで本研究では、レプチンに応答する味細胞が、甘味刺激のサッカリンにも応答するか否かをパッチクランプ法により検討した。その結果、レプチン存在下でK^+コンダクタンス増大を示した味細胞のほとんど全てが、サッカリンに対し逆にK^+コンダクタンスの減少を生じた。この応答を膜電位で見ると、同一味細胞において、サッカリンの脱分極に対し、レプチンは過分極を生じる結果となり、甘味刺激による脱分極がレプチン存在下では減弱されることが判明した。正常なレプチン受容体を欠く遺伝的糖尿病マウスでは、高濃度のレプチン投与によっても、味神経甘味応答の抑制や味細胞のK^+コンダクタンス増大が認められず、味細胞でのレプチンによる抑制性調節が機能しないため、より高い甘味応答性を示すものと考えられた。上記の作用がレプチン受容体を介することを検証するため、抗体染色法およびin situ hybridizationを用いて受容体の検出を行った結果、味蕾内の部の細胞は、レプチン受容体、特に細胞内情報伝達に不可欠なlong-formのレプチン受容体を発現していることが証明された。甘味受容体候補の一つT1R3も味蕾内に検出されたが、レプチン受容体との共発現について今後検討が必要である。また、レプチン結合からK^+チャネル活性化に至るまでの細胞内情報伝達系についてさらに検討する予定である。レプチンは肥満の病因遺伝子(ob-gene)にコードされる蛋白質で、全身の脂肪細胞から血液中に分泌されて視床下部に作用し、強力な摂食抑制作用を発揮する。末梢器官でも、肺、腎臓、膵臓、骨格筋などでレプチン受容体が見出されているが、感覚器でのレプチン受容体の存在は全く知られていなかった。糖尿病モデルdbマウスは正常マウスに比べて甘味に対しより高い感受性を示すことが以前より知られていたが、dbマウスはレプチン受容体に変異を持ち、レプチン受容後の細胞内情報伝達が行われないことが明らかにされるに至って、レプチンと味覚との関連性がクローズアップされた。そこで、レプチンが正常非肥満マウスの味覚応答に影響を及ぼすか否かについて検討した。まず、血漿レプチン濃度を上昇させたときの味神経応答の変化を調べた結果、甘味に対する味神経応答のみが選択的に抑制された。このことは、レプチンが甘味応答性味細胞に選択的に作用する可能性を示唆する。次いで、レプチンが味細胞の電気的活動にどのような影響を与えるかについてwhole-cellパッチクランプ法等を用いて検索した。その結果、レプチンは約16%の味細胞においてK^+チャネルを活性化し、静止膜電位を過分極させることが判明した。一方、dbマウスではこのレプチンの作用は全く観察されなかった。レプチンによってK^+コンダクタンスの増大が起こる味細胞が、実際に甘味刺激に対し応答するか否かをサッカリン刺激を用いて検討した。

その結果、レプチンによってK^+コンダクタンス増大を生じた味細胞のほとんど全てが、サッカリンに対してK^+コンダクタンスの減少を誘発した。この応答を膜電位変化でみると、サッカリンが脱分極を生じるのに対し、レプチンは逆に過分極を生じ、サッカリンによる脱分極を減弱させる作用を示した。以上の結果から、正常マウスではレプチン受容体を有する味細胞は甘味刺激に応答し、レプチンの血中濃度が高まると、甘味刺激に対する脱分極応答が減弱されることが判明した。一方、dbマウス味細胞では、正常なレプチン受容体欠損のため甘味応答の抑制性調節が働かないと推測された。肥満遺伝子産物のレプチンは、視床下部に働いて、摂食を抑制しエネルギー消費を促すことが知られている。この中枢作用に加え、末梢味覚系においても調節作用を発揮することを我々は見出した。即ち、正常マウスでは、血漿レプチン濃度の上昇により甘味刺激に対する味神経応答が選択的に抑制されること、さらに、レプチンが味細胞のK^+チャネルを活性化することを明らかにした。しかし、この作用を受ける味細胞が甘味刺激に対し応答しなければ、甘味応答の選択的調節にはつながらない。そこで本研究では、レプチンに応答する味細胞が、甘味刺激のサッカリンにも応答するか否かをパッチクランプ法により検討した。その結果、レプチン存在下でK^+コンダクタンス増大を示した味細胞のほとんど全てが、サッカリンに対し逆にK^+コンダクタンスの減少を生じた。この応答を膜電位で見ると、同一味細胞において、サッカリンの脱分極に対し、レプチンは過分極を生じる結果となり、甘味刺激による脱分極がレプチン存在下では減弱されることが判明した。正常なレプチン受容体を欠く遺伝的糖尿病マウスでは、高濃度のレプチン投与によっても、味神経甘味応答の抑制や味細胞のK^+コンダクタンス増大が認められず、味細胞でのレプチンによる抑制性調節が機能しないため、より高い甘味応答性を示すものと考えられた。上記の作用がレプチン受容体を介することを検証するため、抗体染色法およびin situ hybridizationを用いて受容体の検出を行った結果、味蕾内の一部の細胞は、レプチン受容体、特に細胞内情報伝達に不可欠なlong-formのレプチン受容体を発現していることが証明された。甘味受容体候補の一つT1R3も味蕾内に検出されたが、レプチン受容体との共発現について今後検討が必要である。また、レプチン結合からK^+チャネル活性化に至るまでの細胞内情報伝達系についてさらに検討する予定である。
枯草菌における分泌タンパク質の品質管理システムの解析

枯草菌および類縁菌は非常に高いタンパク質分泌能を持ち、αーアミラーゼやプロテアーゼの生産菌として産業的にの利用されてきた。しかし遺伝子工学技術の確立している枯草菌を宿主に異種生物由来のタンパク質、ことにヒト由来のタンパク質を分泌生産させると大部分が分解され、培地中に蓄積させることは非常に困難である。さらにヒト・タンパク質と枯草菌α-アミラーゼとの融合体を分泌生産させた場合でも、ヒト・タンパク質部,分のみが分解される。これらのことは枯草菌内におけるタンパク質の品質管理機能が非常に強く、合成された異種タンパク質は異常タンパク質として認識され、分解されると予想される。そこで枯草菌のシャペロン系、プロテアーゼ系遺伝子の破壊株を用いてタンパク質の品質管理システムを解する。枯草菌α-アミラーゼとヒトB型肝炎表面抗原preS2領域との融合タンパク質を指標としてpreS2部分のみを分解するためにはどのような遺伝子が係わっているかをDNA microarray法によって解析した。PreS2の導入によって特異的に現れる分子シャペロンはClpC, CtsR, YvtBであること、また細胞膜に存在すると予想されるプロテアーゼとしてはまだ機能が明らかではないYcdDであることが示された。今後これらの遺伝子の破壊株を作成し、枯草菌における分泌タンパク質の品質管理機構の解析をさらに進めたいと考えている。
mRNAの翻訳制御を司る凝集体・ストレスグラニュールの形態形成機構

細胞は熱、ウイルス感染、栄養分の欠乏といった様々なストレスにさらされるとほとんどのタンパク質合成を停止させ、ストレスに対抗する。このときmRNA-タンパク質凝集体・ストレスグラニュールが細胞内に形成され、ストレス依存的な翻訳制御に関わる構造体として近年注目を集めている。コンポーネントとしては、mRNA、RNA結合タンパク質群(TIA-1,PABPなど)、eIF2を除く翻訳開始因子群が知られている。リボゾーム構成因子がすべてそろっていないことから、ストレスグラニュールは翻訳が不活化されたmRNAを一時的に収納する凝集体であると考えられている。本申請研究では、mRNAの翻訳制御を司るmRNA凝集体・ストレスグラニュールの形態形成機構を明らかにするために、ストレスグラニュールに局在することが知られているTIA-1をベイトとした酵母ツーハイブリッド法を行い、ストレスグラニュール構成因子を探索した。その結果、約10個のTIA1結合候補蛋白質を同定した。そのうちの一つPCBP2(poly-C binding protein2)は、ストレスグラニュールとmRNA分解の場であると考えられているP-body両方に局在した。ストレスグラニュールへの局在にはRNA結合ドメインのKH1、P-bodyへの局在にはKH2/3が必要であることを示し、これらの結果をRNAに発表した。コンポーネントとしては、mRNA、RNA結合タンパク質群(TIA-1, PABPなど)、eIE2を除く翻訳開始因子群が知られている。本申請研究では、mRNAの翻訳制御を司るmRNA凝集体・ストレスグラニュールの形態形成機構を明らかにするために、ストレスグラニュールに局在することが知られているTIA-1をベイトとした酵母ツーハイブウッド法を行い、ストレスグラニュール構成因子を探索した。そのうちの一つCUGBPはmRNA結合蛋白質で、mRNAのスプライシング、翻訳開始、mRNA分解といったmRNAにまつわる様々な過程に関与することが知られている。CUGBPはストレスグラニュールのみならずmRNA分解の場と考えられているP-bodyにも局在し、ダイナミックにこれらの構造体内外を移動していることをFRAP(fluorescence recovery after photobleaching)法により明らかにした。さらにこの蛋白質が持つ2つのRNA結合ドメインをつなぐリンカー領域が、両構造体への移行に必要であることがわかった。これらの結果をまとめ、Experimental Cell Researchに発表した。
ナノカーボン複合自立膜を用いた外場励起浮揚バルーンの創製

安心安全保証社会実現に向けた屋内用小型浮揚監視システムを構築するため,無音・無風・長時間浮揚可能・各種センサー搭載可能な浮揚体を,ナノカーボン複合自立膜を用いて創製することが本研究の目的である.申請者が新規提案する浮揚体は,厚さ約十μmのナノカーボン複合自立膜をバルーン状構造に成形したもので,本構造への電磁波照射によりバルーン内空間温度を上昇させ,バルーン内外の気体の密度差を駆動力に浮揚させることができる.長時間かつ高高度にバルーンを浮揚させるためには,バルーン内空間温度の長時間保持が必要とされるため,バルーンを構成する自立膜に対し3つの機能(気密性・断熱性・電磁波吸収特性)を付与することが要求される.本研究は,上記の機能が付与された新規自立膜を作製し,各物性値が精緻に制御された自立膜を用いて浮揚体を創製し,長時間・高高度の浮揚を目指している.平成30年度は,当初の計画通り,昇温されたバルーン内空気の温度を長時間保持するための気密層形成技術の構築と,平成31年度実施予定であった断熱層形成技術の構築に関する研究の一部を先行して実施した.独自技術を用い,低ガス透過性と高断熱性をあわせもつ高密度セルロースナノファイバー(CNF)フィルムを創製し,本フィルムをバルーン用フィルムの骨格に用いた.その結果,CNFを用いないバルーンと比較して,3倍以上もの滞空時間を示すことを実験的に明らかにした.並行して,有限要素法による輻射伝熱シミュレーションを行い,CNFフィルムの有用性を定量的に評価することができた.概要に述べたように,平成30年度は,当初の計画通り,昇温されたバルーン内空気の温度を長時間保持するための気密層形成技術の構築と,平成31年度実施予定であった断熱層形成技術の構築に関する研究の一部を先行して実施し,一定の成果を得ることができた.これは,独自技術を用い低ガス透過性と高断熱性をあわせもつ高密度セルロースナノファイバー(CNF)フィルムを新たに創製できたこと,そして,それをバルーンに適用したことのに起因する.また,このような計画以上の進展は,予算の前倒し申請により達成できたといえる.平成30年度に引き続き,計画通り,バルーン素材に断熱材であるBNNT低密度膜を形成する.孤立BNNTの熱伝導率は高いという計算結果が報告されているが,実験的には熱伝導率は理論値ほど高くなく,BNNT凝集体を低密度化・欠陥導入することで熱抵抗を増加させると,むしろ,断熱材として利用できると考えられる.さらに,CNT-CNT界面の微細構造制御により,導電性を向上させ電磁波吸収特性を改善する.以上のような浮揚に適した自立膜の作製を行い,高高度・長時間浮揚可能な最適条件を探索する.安心安全保証社会実現に向けた屋内用小型浮揚監視システムを構築するため,無音・無風・長時間浮揚可能・各種センサー搭載可能な浮揚体を,ナノカーボン複合自立膜を用いて創製することが本研究の目的である.申請者が新規提案する浮揚体は,厚さ約十μmのナノカーボン複合自立膜をバルーン状構造に成形したもので,本構造への電磁波照射によりバルーン内空間温度を上昇させ,バルーン内外の気体の密度差を駆動力に浮揚させることができる.長時間かつ高高度にバルーンを浮揚させるためには,バルーン内空間温度の長時間保持が必要とされるため,バルーンを構成する自立膜に対し3つの機能(気密性・断熱性・電磁波吸収特性)を付与することが要求される.本研究は,上記の機能が付与された新規自立膜を作製し,各物性値が精緻に制御された自立膜を用いて浮揚体を創製し,長時間・高高度の浮揚を目指している.平成30年度は,当初の計画通り,昇温されたバルーン内空気の温度を長時間保持するための気密層形成技術の構築と,平成31年度実施予定であった断熱層形成技術の構築に関する研究の一部を先行して実施した.独自技術を用い,低ガス透過性と高断熱性をあわせもつ高密度セルロースナノファイバー(CNF)フィルムを創製し,本フィルムをバルーン用フィルムの骨格に用いた.その結果,CNFを用いないバルーンと比較して,3倍以上もの滞空時間を示すことを実験的に明らかにした.並行して,有限要素法による輻射伝熱シミュレーションを行い,CNFフィルムの有用性を定量的に評価することができた.概要に述べたように,平成30年度は,当初の計画通り,昇温されたバルーン内空気の温度を長時間保持するための気密層形成技術の構築と,平成31年度実施予定であった断熱層形成技術の構築に関する研究の一部を先行して実施し,一定の成果を得ることができた.これは,独自技術を用い低ガス透過性と高断熱性をあわせもつ高密度セルロースナノファイバー(CNF)フィルムを新たに創製できたこと,そして,それをバルーンに適用したことのに起因する.また,このような計画以上の進展は,予算の前倒し申請により達成できたといえる.平成30年度に引き続き,計画通り,バルーン素材に断熱材であるBNNT低密度膜を形成する.孤立BNNTの熱伝導率は高いという計算結果が報告されているが,実験的には熱伝導率は理論値ほど高くなく,BNNT凝集体を低密度化・欠陥導入することで熱抵抗を増加させると,むしろ,断熱材として利用できると考えられる.さらに,CNT-CNT界面の微細構造制御により,導電性を向上させ電磁波吸収特性を改善する.以上のような浮揚に適した自立膜の作製を行い,高高度・長時間浮揚可能な最適条件を探索する.研究推進上必要に応じて研究費を執行したため当初の見込額と執行額が異なったが,研究計画に変更はなく,前年度の研究費も含め当初の予定通り計画を進めていく.
超高齢者の術後早期離床プログラムの開発

高齢者のどのような状態が離床のタイミングとして適切なのか明らかでなく、安全安楽な離床を行うための科学的根拠を持ち合わせていない。加齢により、交感神経活動の上昇、副交感神経活動の低下が認められ、高齢者のこれら自律神経活動や圧反射受容器の減弱が、高率に発症する体位変換時の血圧低下、不整脈、眩暈などの原因と考えられるが、実情はよくわかっていない。本研究は高齢者の安全で安楽な早期離床を目指し、その基礎的知見を見出すことを目的とした。仰臥位から左右側臥位への体位変換時の、循環動態、自律神経活動を評価した。性別に関わらず、左側臥時に心拍数が減少し、高齢男性は右側臥位で、交感神経活動の増加が減弱した。日本は世界に例のない速度で超高齢化社会へと向かっており、近年手術を受ける後期高齢者、とくに超高齢者と呼ばれる85歳以上の対象者が増加している。年齢に関わらず、術後の早期離床の効果は検証されている。全身麻酔後の術後患者の安全な早期離床には、意識レベルの改善と循環動態の安定が判断指標となる。意識レベルは呼名反応、従名動作により評価できるが、循環動態の評価は困難な場合が多く、心拍数や血圧などが安定しており意識レベル改善が確認できた患者に突然の心房細動、徐脈による血圧低下、眩暈などが出現する場合がある。本研究は、全身麻酔を受けたとくにリスクの高い85歳以上の超高齢者の離床に焦点を当て、全身麻酔が術後の自律神経活動に与える影響と循環動態を明らかにし、より安全な早期離床の評価指標を見出すを目的とした。平成27年度は、情報収集および測定準備のため本研究分野の現状、課題等をタイムリーに把握するため、文献検索、資料収集を行い、当該分野の学会、特に高齢者の周手術期を対象とする学会に参加することを予定した。ネット検索および文献検索を行うことにより、当該分野の研究の動向を知ることができた。また、研究の協力病棟との打ち合わせを行い、高齢者の術後離床時に見受けられる心房細動、不整脈、血圧低下など不利益な症状出現頻度、出現時間、場面など医療記録より収集し現状を把握している。また、高齢者のコントロールとして健康成人の生理学的な循環反応把握のため、仰臥位から、側臥位、さらに端座位時への体位変換を行い心電図、心拍変動解析を行っている。平成27年度は、測定準備、文献検索等は当初の予定通り、特に問題なく経過している。当初予定していた4月の国際学会参加が日程調整がつかず見送り、5月開催の別の国際学会参加に切り替えた。本研究は、若年者に比べリスクの高い高齢者の離床に焦点を当て、最終的には術後の麻酔が自律神経活動と循環動態に与える影響を明らかにし、対象者の回復程度に応じた安全で、安楽な離床のための評価指標を得ることが目的である。術後「状態が安定している」と判断されると、ベッド上での体位変換に始まり、起座位、立位、歩行と速やかな早期離床が行われるが、若年者に比べ、呼吸、循環動態が変動しやすい高齢者の体位変換を含めた離床時のアセスメントは極めて重要である。そこで、われわれは、呼吸、循環器疾患の明らかな既往がなく、自律神経活動に影響を及ぼす可能性のある薬剤を服用していない高齢者を対象に、心電図から心拍変動解析を行い、ベッド上での体位変換時の循環動態と自律神経活動を評価した。対象は平均年齢73歳の高齢女性27名と平均年齢76歳の18名の男性高齢者である。仰臥位での安静後、無作為に10分間の左右側臥位を行い、体位変換における循環動態と自律神経活動を測定した。性別に関わらず、仰臥位から左側臥位で心拍数の減少を認めた。自律神経活動は、男性高齢者のみに右側臥位時の交感神経活動が低値を示し、女性高齢者には左右側臥位に有意な変化は認められなかった。これらの結果は、男性高齢者は右側臥位時、交感神経活動が増加することを弱める働きがあることを示すものかもしれない。これまで、高齢者が夜間睡眠時に右側臥位を取る時間が長い、あるいはうっ血性心不全患者がベッド上で右測臥位の割合が高いとの報告があり、われわれの結果はこれらの結果を支持できる可能性があり、高齢者の体位変換の選択に重要な示唆を与えるものと考えられる。平成28年度は、平成27年度研究成果の公表と修正平成27年度の研究成果について国内外の学会で発表を行う。学会等の議論をもとに、必要に応じて測定、評価に関する修正を行う。修正に基づき適宜、研究計画の見直しを行う。

対象患者の選定を行い、情報を収集する。情報と患者のデータ測定は、平成27年度の対象者の状況を参考に、症例数の追加、修正を行い研究の信頼性を上げる。最終的に対象患者は20名を予定している。評価:結果分析から、明らかに自律神経活動のバランスの悪い高齢者に対しては、主治医、研究協力者と連携し、離床の時期を配慮できる体制を整え、協力施設内で効果を確認したいと考えている。研究成果の公表は、国内外の学会で発表するとともに論文を作成の準備を行う。基礎看護学、環境生理学当該分野の研究に関する情報収集のため、国外の学会への参加を予定していたが、日程調整がつかず参加を諦めざるをえなかった。そのために必要としていた旅費、抄録の英文校閲に費用を捻出する必要がなく、さらに測定機器が一部のメインテナンスで済み次年度に繰越金が出た。昨年度参加できなかった国際学会に5月に昨年度の研究成果を公表の予定であり、さらに7月に英国の学会に参加し、新たな課題を見出すための情報の収集を行う。そのために必要な英文校閲、さらに昨年度行わなかった測定機器のメインテナンスを行うことを予定しており、当初の予算を必要としている。また、これまでの研究成果を論文にすることを準備しており、そのための費用も必要である。
細胞外マトリックス制御による骨軟部肉腫の分子標的治療薬増感法の開発

ヒアルロン酸(HA)は悪性腫瘍の成長、運動、浸潤において重要な役割を果たす。今回我々はMPNSTにおけるHA発現の予後への影響を調査した。多変量解析において腫瘍の大きさは全生存期間に影響し、HA発現と腫瘍の大きさは無病生存期間の予後因子であった。さらに、HA合成阻害剤の肉腫細胞株に対するHA発現、細胞外マトリクス、in vitroとin vivoにおける腫瘍原性への影響を調査した。MUは腫瘍増殖、運動、浸潤を抑え、同種移植モデルにおいて腫瘍成長を抑制し、組織におけるHA発現を減少させた。これらの結果は骨軟部肉腫におけるHAターゲット治療の分子標的薬増感作用の可能性を示唆するものであった。骨軟部肉腫の細胞外マトリックス・細胞膜上受容体・細胞内シグナル伝達のネットワーク抑制の作用を明らかにするために、骨由来の肉腫であるラット軟骨肉腫細胞セルラインおよび軟部由来の肉腫であるヒトのMPNSTのセルラインを用いた実験を行った。ヒアルロン酸合成阻害薬の4-Methylumbelliferone(MU)はそれぞれのセルラインのマトリックス形成、細胞増殖を抑え、浸潤能も抑制した。これらの結果はヒアルロン酸合成阻害によるマトリックス抑制自体に抗腫瘍効果があることを示している。また、一方、In vitroとマウス肺癌骨転移のin vivoモデルを用い、MUがヒアルロン酸合成を抑制することにより、in vitroや骨転移モデルにおいてゾレドロン酸の腫瘍成長抑制を補助することを明らかにした(Futamura, Urakawa et al, Clin Exp Metastasis 2013)。これらの成果は、MUなどによるマトリックス阻害が、放射線、抗がん剤、分子標的薬などの増感薬となる可能性を示唆するものであった。今後は、特に分子標的薬とヒアルロン酸との腫瘍抑制効果に焦点をあて、in vitroやマウス・ラットによる動物実験を進める。分子標的薬使用による細胞内シグナルの変化における細胞外マトリックスの影響についても解明を行う。具体的には分子標的薬に骨軟部肉腫の細胞外マトリックス・細胞膜上受容体・細胞内シグナル伝達のネットワークに影響する薬物(4-MU、ヒアルロン酸オリゴ糖など)を加えた場合の細胞内のシグナル変化についてmRNAや蛋白レベルでの解析を行う。本研究の目的である骨軟部肉腫の細胞外マトリックス・細胞膜上受容体・細胞内シグナル伝達のネットワーク抑制の作用を明らかにするために、骨由来の肉腫であるラット軟骨肉腫細胞セルラインおよび軟部由来の肉腫であるヒトのMPNSTのセルラインを用いた実験を行った。ヒアルロン酸合成阻害薬の4-Methylumbelliferone(MU)はそれぞれのセルラインのマトリックス形成、細胞増殖を抑え、浸潤能なども抑制した。また、一方、In vitroとマウス肺癌骨転移のin vivoモデルを用い、放射線による腫瘍細胞の細胞周期障害からの回復を、MUがヒアルロン酸合成を抑制することにより、骨転移モデルの腫瘍成長を抑制することを明らかにした(Futamura, Urakawa et al, 2013アメリカ整形外科学会)。これらの成果は、MUなどによるマトリクス阻害が、放射線、抗がん剤、分子標的薬などの増感薬となる可能性を示唆するものであり、今後、分子標的薬を使用した実験を行う予定である。特に分子標的薬の至適濃度設定に焦点をあて、マウス・ラットによる動物実験を進める。分子標的薬使用による細胞内シグナルの変化における細胞外マトリックスの影響の解明についても同時にin vitroで実験を行う。整形外科学骨軟部肉腫の細胞外マトリックス・細胞膜上受容体・細胞内シグナル伝達のネットワークを明らかにするために、ラット軟骨肉腫やヒトの軟部肉腫のセルラインを用いた実験を行っている。Vitroの実験においてヒアルロン酸合成阻害薬の4-MUはラット軟骨肉腫株の腫瘍増殖を抑え、運動能、浸潤能を抑制した。同様の実験結果がMPNSTの細胞株でもみられた。本実験の結果について今後、学会および論文で発表を行うための準備を行っている。In vitroとマウス肺癌骨転移のin vivoモデルを用い、放射線による腫瘍細胞の細胞周期障害からの回復を、MUがヒアルロン酸合成を抑制することにより、骨転移モデルの腫瘍成長を抑制することを明らかにした(Futamura, Urakawa et al, 2013アメリカ整形外科学会)。

これまでの、基礎実験の結果を踏まえて、骨軟部肉腫の細胞外マトリックス・細胞膜上受容体・細胞内シグナル伝達をターゲットとした抗がん剤感受性の新規増感法を確立するために、分子標的薬の実験を継続する。特にマウス・ラットに使用する濃度とヒトに使用する濃度で整合性がとれるよう実験を進め分子標的薬とヒアルロン酸との腫瘍抑制効果に焦点をあて、in vitroやマウス・ラットによる動物実験を進める。骨軟部肉腫の細胞外マトリックス・細胞膜上受容体・細胞内シグナル伝達のネットワークに影響する薬物(4-MU、ヒアルロン酸オリゴ糖など)による、分子標的薬による細胞内のシグナル変化への役割を解明するためにvitroでの実験を行う。細胞内のシグナル変化をmRNAや蛋白レベルでの解析を行う。1.細胞外マトリックス・細胞膜上受容体・細胞内シグナル伝達ネットワークと分子標的薬の投与との関係の解明これまでの、基礎実験の結果を踏まえて、骨軟部肉腫の細胞外マトリックス・細胞膜上受容体・細胞内シグナル伝達をターゲットとした抗がん剤感受性の新規増感法を確立するために、分子標的薬を使用した実験を行う予定である。特に分子標的薬の至適濃度設定に焦点をあて、マウス・ラットに使用する濃度とヒトに使用する濃度で整合性がとれるよう実験を進める。2.分子標的薬使用による細胞内シグナルの変化における細胞外マトリックスの影響の解明骨軟部肉腫の細胞外マトリックス・細胞膜上受容体・細胞内シグナル伝達のネットワークに影響する薬物(4-MU、ヒアルロン酸オリゴ糖など)による、分子標的薬による細胞内のシグナル変化への役割を解明するためにvitroでの実験を行う。各セルラインについて2013年度に、real time PCRの分析を行い、その結果を基にWestern blotを行うとともに学会および論文発表する予定であったが、いくつかのセルラインでreal time PCRの増幅がうまくいかず実験が遅れている。今後の使用計画として、1)マウスまたはラットの腫瘍移植モデルを用い、細胞外マトリックス・細胞膜上受容体・細胞内シグナル伝達のネットワークに影響する薬物(4-MU、ヒアルロン酸オリゴ糖など)により分子標的薬により増感作用が見られるかを解析するため、薬剤の費用、免疫染色の抗体等購入費用に研究費を使用する。2) vitroでの分子標的薬の細胞内シグナル変化をmRNAレベルで解析するためプライマーおよびreal time PCRの試薬およびWestern blotのための抗体および試薬に対して研究費を使用する。3)研究結果の発表に関連する学会および論文校正費用、また研究に関連する書籍購入費用に研究費を使用する。1.マウスまたはラットの腫瘍移植モデルを作成し、細胞外マトリックス・細胞膜上受容体・細胞内シグナル伝達のネットワークに影響する薬物(4-MU、ヒアルロン酸オリゴ糖など)により分子標的薬により増感作用が見られるかを解析するため、実験動物、飼育材料の購入費用、薬剤の費用、免疫染色の抗体等購入費用に研究費を使用する。2.Vitroでの分子標的薬の細胞内
NCマウスに発症するアトピー性皮膚炎の病態解析とその修復に関する研究

本研究は,NCマウスに自然発症するアトピー性皮膚炎の発症メカニズムを解析し,さらにその修復を目指すもので,本年度はコンベンショナルNCマウスに認められる高IgE血症の誘導メカニズムの解明,特に,リンパ球ならびにマスト細胞の関与の解析,さらにIgE血症および皮膚炎発症の遺伝解析を主たる研究目標とした。1) B細胞がIgEを産生するにはB細胞上のCD40とT細胞膜上に発現するCD40リガンド(CD40L)との結合,さらにIL-4の共刺激が必要である。様々な濃度のIL-4および可溶化rCD40Lを添加したところ,NCマウスB細胞のIgE産生は濃度依存的に上昇したが,BALB/cマウスに比べ,両因子に対する感受性が極めて高いことが明らかとなった。この結果は共通のシグナル伝達物質であるJAK3のリン酸化にも反映し,さらにアトピー性皮膚炎患者の末梢血より採取したB細胞においても同様の結果が得られた。すなわち,高IgE血症の原因の一つとして,B細胞のIL-4およびCD40Lに対する高感受性が推測された。2)抗原-IgE抗体のマスト細胞への結合は,起炎物質および炎性サイトカインの放出を引き起こすので,皮膚炎の病態発現におけるIgEの関与を調べるため,FcRγノックアウトNCマウスの作出を試みた。現在,9世代までのバッククロスで得られたマウスについて,皮膚炎の発現および血漿IgE濃度を測定したところ,皮膚炎病態およびIgEの濃度上昇は対照NCマウスより軽度であった。従って,皮膚炎の発現にはIgEおよびマスト細胞は必須ではないが,その増悪化に強く関与するものと推測された。またIgE産生も抑制されたことから,マスト細胞の活性化によるIgE産生の促進機構の存在が示唆された。3) BALB/cマウスとの交配によって遺伝解析を行ったところ,F1には皮膚炎および高IgE血症が認められなかった。続いて,F1とNCマウスとの交配によって,皮膚炎発症の有無は1:1,IgE濃度の高低は1:3に分離した。従って,皮膚炎は一個(derm),また高IgE産生は2個の常染色体劣性遺伝子(ieh1,ieh2)によって発現誘導されるものと推測された。
非線形振動と波動の数値解析的研究

非線形振動と波動に現われる概周期現象の数値解析を次の3点に絞って研究した。1.概周期現象の数値解析のための基礎理論の確立,2.概周期解の安定性,3.常微分方程式の数値解法.先ず第1の基礎理論としては、ウラベの定理を一般化した。即ち、準周期関数の性質を研究するために、故ウラベ教授は、擬周期関数の概念を導入し、この概念を経由して、解の存在と誤差評価を与える定理をつくり証明したが、我々は、命題「準周期関数例の一様極限もまた準周期関数となる」を発見し、これを用いることによってウラベの定理の証明がより簡潔になることを示した。さらに一般化されたExponential Dichotomyの概念を導入することによって、非線形性の強弱に無関係に我々の定理が成立し、応用範囲が広いことがわかった。第2の概周期解の安定性については、非線形微分方程式の解に関する第1変分方程式の解のLjapunov数が重要な役割を演じることが数値計算によって判明した。この数値結果を手がかりに、概周期解のModuleの数理と安定性の研究を発展させる予定である。
ポリマー多重加工オンコリティックアデノウイルスによる卵巣癌特異的遺伝子治療法開発

オンコリティックウイルスAdE3-midkineは陰性荷電であるため(1元)、これに対し陽性荷電のポリエチレンイミン(PEI)(2元)さらには腫瘍特異的なCD44を受容体とする陰性荷電のコンドロイチン硫酸を加工(3元)し、これらをさらに多重加工することにより抗体存在下においてその抗腫瘍効果を検討した。9元目以降で抗腫瘍効果は増大し、13元目で最大となった。B6C3F1マウスと同種由来の卵巣癌細胞株OVHMを用いたsyngeneic mouse modelにおける抗腫瘍効果を検討したところ、腹腔内腫瘍モデルにおいて60%、皮下腫瘍モデルにおいて90%の完全腫瘍退縮が得られた。オンコリティックウイルスは陰性荷電(ポリアニオン)であるため、これを被覆加工する陽性荷電のポリエチレンイミン(PEI)を用い、陰性荷電物質については腫瘍にその受容体のCD44が多量発現するコンドロイチン硫酸を用いた。加工に際しては、その荷電状態をζ電位測定(ゼータサイザーナノ、Malvern)により検討した。1x10e10PFUのオンコリティックウイルスAdE3-midkine(1元)にPEI(2元)さらにコンドロイチン硫酸(3元)加工し、以後、同様に多重加工した。2 x 10e10 pfuのアデノウイルスを5%グルコースで希釈し140マイクロリットルとし、さらに、PEIを5% Glucoseで溶解し、5mg/mlを20マイクロリットル(PEI:100マイクログラム)加え、さらにコンドロイチン硫酸を5% Glucoseで溶解し、5 mg/mlを40マイクロリットル(コンドロイチン硫酸:200マイクログラム)加え、以後同様にそれぞれを交互に加えた。陽性荷電のPEIを加えた後の荷電の実測値は、20mV30mVであり、陰性荷電のコンドロイチン硫酸を加工した後の荷電の実測値はー20ー40mVであった。PEIが最外層である場合は、陽性荷電となるため、赤血球を凝集し、コンドロイチン硫酸が最外層である場合は、陰性荷電となるため、赤血球の凝集は来さなかった。このため、最外層を陰性荷電のコンドロイチン硫酸とした。抗体存在下でアデノウイルスーLacZを用いた発現実験をすると、抗体存在下でもポリマー加工で遺伝子発現が認められた。抗アデノウイルス抗体存在下で抗腫瘍効果を検討すると、9元目以降において抗腫瘍効果の増大が認められた。オンコリティックアデノウイルスは、アデノウイルスE1Aプロモーター領域に腫瘍特異的プロモーターであるmidkineプロモーターを導入したAdE3-midkineを用いた。オンコリティックウイルスは陰性荷電であるため(1元)、これに対し陽性荷電のポリエチレンイミン(polyethylenimine、PEI)(2元)さらには腫瘍特異的なCD44を受容体とする陰性荷電のコンドロイチン硫酸を加工(3元)し、これらをさらに多重加工することにより抗体存在下においてその抗腫瘍効果を検討した。9元目以降で抗腫瘍効果は増大し、13元目で最大となり、それ以降の加工においては抗腫瘍効果の増加は認められなかった。また、走査電子顕微鏡的検討により、静置による多重加工により凝集していることが明らかとなったため、ミキサーを用いてミキシングしながら、また、PEIおよびコンドロイチン硫酸の反応量、反応時間、ミキシングの強度を検討して、多重加工の方法を比較検討した。ミキサーを用いて10分間の反応時間で、PEIおよびコンドロイチン硫酸を少量ずつ加えることにより、凝集を防ぐことができ、立体的に多重加工できることが明らかとなった。B6C3F1マウスと同種由来の卵巣癌細胞株OVHMを用いた免疫機能が正常なsyngeneic mouse modelを用いたin vivoにおける抗腫瘍効果を検討したところ、腹腔内腫瘍モデルにおいて60%、皮下腫瘍モデルにおいて90%の完全腫瘍退縮が得られ、ヒト臨床試験開始可能な良好な成績が得られた。オンコリティックウイルスは陰性荷電(ポリアニオン)であるため、これを被覆加工する陽性荷電(ポリカチオン)について検討を行った。陽性荷電のリポソーム、キトサン、ポリエチレンイミン(PEI)を比較検討すると、生体由来物質のキトサンはロット毎の荷電にばらつきがあり、荷電の強度も弱いことがわかった。リポソームとPEIを比べるとリポソームは2週間以上の4°Cの保存で劣化し、不安定であることが明らかとなった。PEIは3社の中で最も安定した陽性荷電を有し、再現性も高かったが、毒性も強かった。このため、必要最少量のPEIを用いることとした。