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音楽の協同性に着目した幼小接続の音楽活動プログラムの実証的研究

本研究では音楽の協同性に着目した、幼小接続の音楽活動プログラムの創出を目的とした。1音楽による人間教育の系譜をもつ諸外国の実践・研究資料を収集し、2幼小接続期の音楽教育理念,音楽指導の特徴,4か国のナショナル・カリキュラムの共通点・相違点を明らかにした。3ベテランの保育者の中に経験的に構築されたわらべうたのカリキュラムや教授法を明らかにし、4保育者,小学校教師,養成校の音楽教員を対象とした講習会を実施し、発達の見方,発達に適った教材と指導法の共有を図った。5この知見を活かし、わらべうたを中心とした総合的な「表現」活動と,ピアノ演奏の「鑑賞」活動から成る音楽プログラムを創出した。本研究の目的は、音楽のコミュニケーション力に着目した、幼小接続の音楽活動プログラムを創出することである。本年度は音楽活動プログラムの開発のための基礎研究として、諸外国の音楽教育の調査および資料収集を行った。その目的は、諸外国では音楽教育における幼小接続がどのように、どの程度、図られているのかを知ることである。調査と資料収集の柱は、1就学前教育(幼稚園・保育園)の音楽指導と小学校低学年の音楽授業の参観と指導者へのインタビュー、2就学前教育・初等教育の教員養成に携わる音楽教育担当教員へのインタビュー、3現地の音楽教科書や指導書、教材集や音楽教育関係図書、視聴覚資料の収集、であった。8月3月にかけて、アメリカ、ハンガリー、フィンランド、ドイツ、トルコ、ポーランドを訪問した。ハンガリーには9月に3日間、研究代表者と研究分担者全員が訪問した。5歳児は義務教育であり、幼児教育の現場は「幼小接続」への高い意識を持っていた。音楽教育の教育内容が系統的で、「音楽教育における幼小接続」が理念・カリキュラムのレベルでは実現されている。音楽教育は音楽的能力および人格形成の諸側面の発達に寄与するという理念が実践に実現された具体例から本研究課題への大きな示唆を得た。フィンランドへは9月と3月に3日間ずつ訪問したが、幼小接続期の音楽教育の全体像を得るには未だ情報が不足している。だが、エスポー音楽学校が乳幼児対象の「音楽プレイスクール」を、市内の22保育園で実践するシステムとその実践内容から示唆を引き出せそうである。ドイツでは、ノルトライン・ヴェストファーレン州ノイス市の音楽学校が市内全小学校で展開している「全ての子どもが自分の声で」プロジェクトの実施状況を視察した。人間形成におよぼす音楽の教育力への強い信念に基づくシステムとその実践内容から示唆を引き出すのは2年次の課題である。今年度は「音楽の協同性に着目した音楽活動プログラム」の開発を進めるために、前年度に得た海外の研究資料を分析し、幼小接続期の音楽教育の理念、音楽指導の特徴等について分析し、日本保育学会、日本音楽表現学会で発表するほか、研究紀要への執筆を行った。今年度は、海外の音楽指導の背景や意義を検証するために、ナショナル・カリキュラムの比較研究と、発達心理学的観点からの事例分析を行った。研究協力者とともに、ハンガリー、フィンランド、ドイツ、アメリカ合衆国のナショナル・カリキュラムの国際比較に取り組み、研究資料の収集のために、8月にブダペストとヘルシンキを訪問し、小学校、教員養成大学、音楽学校の音楽教員へのインタビュー、教員養成大学付属小学校で授業参観等を行い、9月にアメリカ合衆国ノースカロライナ大学で開催された全米音楽教師教育会議に出席した。4か国のナショナル・カリキュラムの音楽教育の理念、共通点・相違点を明らかにした研究成果を日本音楽教育学会で発表した。これと並行して、前年度に収集したハンガリーの幼児の音楽指導を詳細に分析し、わらべうた遊びが幼小接続期の音楽活動プログラムとして、幼児の「学習者」としての基盤を育てる遊びであることを明らかにした。また、日本で幼稚園・保育所で長くわらべうた保育に取り組んできた研究協力者を得て、わらべうた遊びが音楽の協同性を有する「幼児の発達特性にかなった音楽体験」であることを明らかにした。その成果を日本乳幼児教育学会で発表し、さらに3年次の「わらべうた講習会」事業へと繋げた。さらに、2016年3月にリトアニアで開催されたEAS(ヨーロッパ音楽高等教育機関連盟学会)に参加し、ヨーロッパ全体の音楽教育の研究動向について情報収集を行った。本研究の遂行のための5つのプロセスの内、第一の「音楽するという行為についての哲学的探求により音楽の教育的価値を明らかにする」については、ニューヨーク大学教授のDavid Elliottの著作Music Mattersの訳出を行っているとともに、それに基づく実践の効果を諸外国の優れた実践の分析によって明らかにしている。第二の「幼児・児童の発達特性からみた音楽体験の固有性」については、ハンガリーの幼児の音楽指導の詳細な分析をとおして明らかになったが、児童については今後に持ち越された。第三の「音楽による人間教育の系譜をもつ諸外国の実践・研究を収集し、知見を得る」については、ハンガリー音楽教育研究会、日本保育学会、日本音楽表現学会での口頭発表、日本音楽教育学会における共同企画と発表、各学会誌への報告、大学紀要への執筆により成果を発表した。第四の「日本の子どもの伝承遊びに内在する教育的機能と音楽構造を明らかにする」については、日本乳幼児教育学会における自主シンポジウムの企画と発表により成果を発表することができた。音楽活動プログラムの開発・実践・検証は最終年度に持越し、今年度はそのための地歩を得るための研究を進めた。本研究の目的は、音楽の協同性に着目した、幼小接続の音楽活動プログラムを創出することである。

海外で得た情報をもとに、ハンガリー、フィンランド、ドイツにおける幼小接続期の音楽教育諸実践を分析すると、集団での歌遊びや音楽による身体表現遊びの活動形態を中心とし、歌唱・動き・言葉・楽器を組み合わせ、子どもたちの能動的参加を促す音楽的な働きかけによって幼小接続期の発達段階に適った、継続的で積極的な音楽教育が意図されていることがわかった(学会で報告)。幼小接続の推進の度合いは、ナショナル・カリキュラムのありように関わるため、アメリカを加えた4か国の共通点・相違点を分析し、音楽教育による人間形成の理念等、我が国への示唆を得た(学会で報告)。最終年度は、幼小接続の音楽教育の研究実践を具体的に進めた。一つは「わらべうた講習会」の実施である(保育者対象にのべ5回、養成校教員対象に学会でワークショップを1回)。講習会総集編の記録を120分の映像にまとめた。もう一つはこれに並行して、協同性、幼小接続、子どもの発達に焦点を当てた、幼児と小学校低学年児童を対象とする音楽活動プログラムの実践である。3,4,5歳児を対象に9か月間、わらべうたを中心とする表現活動と鑑賞活動を、小学校1,2年生を対象に延べ8回、わらべうたによる音楽授業(2回は箏の鑑賞に繋ぐ研究実践)を実践した。3年間の共同研究の結果、幼小接続期の音楽教育の重要性が明らかになった(10月時点でのまとめを学会で報告)。その実現のために、発達に適った教材と教授法の系統を実現可能な方法で具体的に提示すること、現場の保育者、小学校教員がその意義を認識し、保育・授業で実践できる力量を形成することが不可欠である。その推進が今後の課題である。なお、3か年に公刊した研究報告等、学会等での口頭発表とその抜粋資料をまとめた冊子(202ページ)を作成した。本研究では音楽の協同性に着目した、幼小接続の音楽活動プログラムの創出を目的とした。1音楽による人間教育の系譜をもつ諸外国の実践・研究資料を収集し、2幼小接続期の音楽教育理念,音楽指導の特徴,4か国のナショナル・カリキュラムの共通点・相違点を明らかにした。3ベテランの保育者の中に経験的に構築されたわらべうたのカリキュラムや教授法を明らかにし、4保育者,小学校教師,養成校の音楽教員を対象とした講習会を実施し、発達の見方,発達に適った教材と指導法の共有を図った。5この知見を活かし、わらべうたを中心とした総合的な「表現」活動と,ピアノ演奏の「鑑賞」活動から成る音楽プログラムを創出した。海外視察を予定していたフィンランド、ハンガリー、ドイツの3か国について、計画通り実施することができた。当初の予定になかったトルコ、ポーランドへの訪問が折よく叶い、我が国にほとんど紹介されていない国々の音楽教育制度や実際の状況を知ることができた。このように意欲的に海外視察を行ったことによって相当量の研究データを得ることができた。年度末の3月27日には第1年次研究報告会を実施し、1年間に把握できた範囲での各国の概要および特色ある実践の映像を成果発表として報告することができた。
新しく発見した前シナプス蛋白質の神経伝達物質分泌と可塑性における生理作用

我々は、マウス脳特異的に発現する遺伝子を探査する過程で、前シナプスに発現する新しい蛋白質921-L、921-Sを発見した。今まで見つかっている前シナプス蛋白質の大半は神経伝達物質放出に関与していることが明らかにされてきた。そこで、新しく発見した前シナプス蛋白質921-L、921-Sの機能を調べるために、(1)ラット副腎髄質腫瘍細胞PC12(神経伝達物質放出の研究によく用いられる)及びマウス脳シナプトゾームを用いた実験を計画した。現在、三菱生命科学研究所(プロジェクト4)と共同でシステム開発中であり、今後結果が出るものと思われる。またこの実験に追加してフランスC.N.R.S.(Centre National de laRechercheScientifique)研究所と共同研究し、アメフラシの神経伝達物質に及ぼすリコンビナント921-L及び921-Lに対するモノクローナル抗体の影響を検討したところ、921-L蛋白質は神経伝達において重要な役割を果たしていることが判明した(投稿準備中)。次にマウスの個体レベルにおいて921蛋白質はどのように機能しているか検討するため、(2)921-L欠損(ノックアウト)マウスの作成に取り組んだ。921-L遺伝子部位をNeo遺伝子で置換したES細胞を用いて、多くのキメラマウスを得た。現在、heteroマウスも生まれており、今後、形態的手法、電気生理学的手法等により、921-L蛋白質の機能を解明できるものと思われる。
筋力発揮直後の微小な力制御における補正的筋制御

我々は、最大筋力の25ー100%の力で5秒間の筋収縮を行うと、その直後に脊髄固有反射経路内に短期間の促通効果が起こることを示唆し、この現象を短期可塑性と呼んだ(J.of Physiol,1987)。1988年、SUZUKi等はヒトの上腕二頭筋から単一運動単位と表面筋電図を記録し、2%MVCの等尺性筋収縮を維持した状態から50%MVCを5秒間行い、さらにその直後にもう一度2%MVCを行うと、それまで活動していなかった運動単位が動員すること、また表面筋電図の活動が増大することを報告した(Med.Sci.in Sports & Exer.)。ところが、このような主動筋の筋収縮後の活動の増大は、2%MVCの力を維持するために協同筋、拮抗筋のどこかで補正的な活動をしていることが考えられることから今回の実験に至った。よって今回の目的としては上腕・前腕からの筋電図を記録し、筋収縮後の微小な力制御において補正的な筋活動がみられるか否かを検索することとした。その結果、主動筋である上腕二頭筋では前回の報告と同様殆どの例で活動の増大がみられた。腕橈骨筋、尺側手根屈筋、長掌筋の筋活動はその殆どは増大したが、腕橈骨筋のなかには活動が減少するものもあることがわかった。また橈側手根伸筋、尺側手根伸筋、総指伸筋、そして上腕三頭筋の筋活動はその多くが増大した。一般的には同時に屈筋と伸筋の双方の活動が増大し、その結果2%MVCの力を維持していることがわかった。さらに、このときの力曲線の周波数成分を振幅スペクトラムでみると1.5Hz以下の成分が増大していることがわかった。つまり、増大した力の動揺は多分屈筋と伸筋のあいだでのお互いの張力の拮抗によって起こる結果であろうと結論した。
量子情報処理への応用を目指した半導体レーザ励起集積非線形光学デバイスの研究

量子情報処理用の集積非線形光学デバイスの研究に取り組み、(1)光損傷耐性MgO :LiNbO_3分極反転構造の紫外光照射電圧印加による形成や結晶接合埋込み導波路形成などの新作製技術開発、(2)単一光子検出用波長変換デバイスの高効率化(30%)、(3)初の導波型直交偏波光子対発生デバイスの実現、(4)小型高効率な直交偏波および平行偏波の量子エンタングル光子対発生デバイスの提案・作製と機能実証などの成果を得た。本年度は擬似位相整合(QPM)非線形光学導波路を用いた光子対発生デバイスの理論解析と設計・試作、および集積半導体レーザの作製技術確立に重点を置いて研究し、以下の成果を得た。1.相関光子対発生デバイスの特性予測と設計法確立のため、ユニタリ変換に基づく多モードモデルの詳細な量子論的特性解析を行い、各種光子対ビームの量子状態の完全な記述を初めて明らかにし、多くの設計・特性予測データを得た。2.光通信波長(1.5μm)帯用導波型平行偏波光子対発生デバイスを設計・作製・評価した。理論予測に近い位相整合波長特性、波長帯域が得られ、光子一致検出実験により光子対の量子相関を実証できた。3.これまで実現例のなかった直交偏波光子対発生デバイスを設計・作製した。Ti拡散LiNbO_3導波路を採用して非線形光学テンソル成分d_<15>利用Type II QPMによる同デバイスを作製し、波長可変半導体レーザで励起して特性測定を行い、理論予測とよく一致する位相整合波長特性、波長帯域幅、発生効率を得た。また光子一致検出実験で光子対の時間相関を調べ、量子相関を実証できた。4.導波路QPMデバイスの高効率化と光損傷耐性改善のため、MgO添加LiNbO_3結晶におけるQPM構造形成技術を検討した。本グループが見出した新方法である周期的紫外光照射電圧印加法の改善を行った。また絶縁膜装荷加熱電圧印加による新たな形成法を見出した。5.InGaAs曲線DBRレーザを量子機能実現の観点から改善し、20mAの低閾値、74%の微分量子効率、250mWの最高出力、50dBのサイドモード抑圧比などの高性能を達成した。本年度は、基本的な擬似位相整合(QPM)導波路非線形光学(NLO)デバイスと励起用集積半導体レーザの作製・性能改善と基本的量子光学機能の確認に重点を置いて研究し、以下の成果を得た。1.各種の相関光子対発生デバイスの特性予測と設計法確立のため、ユニタリ変換に基づく多モードモデルによる量子論的解析を拡張し、出力量子状態に与える損失の影響を初めて明らかにするとともに、多くの設計データや特性予測データを得た。2.プロトン交換LiNbO_3結晶導波路を用いた単一光子検出用和周波発生型波長変換デバイスを作製し、半導体レーザ励起動作で基礎特性を評価し、23%の変換効率などの基礎的成果を得た。3.単一光子発生デバイスや量子エンタングル光子発生デバイスの中心要素となるTi拡散LiNbO_3導波路QPM-NLO光子対発生デバイスの設計作製を行った。4.上記デバイスを用いて半導体レーザ励起動作で光子同時計測の実験および光子強度干渉の実験を行い、偏波エンタングル光子対発生の機能を実証した。5.光損傷耐性のあるNLOデバイスの実現のため、MgOドープLiNbO_3結晶におけるQPM用周期分極反転構造形成について検討した。本グループが見出した周期的紫外光照射電圧印加法や絶縁膜装荷電圧印加法を改善し、一様で良質な周期分極反転構造を形成できる条件を見出した。6.曲線グレーティングDBRレーザの性能改善のため、選択的量子井戸無秩序化によるキャリア閉込め改善と受動導波路損失低減を検討した。また非線形光学デバイス励起用光源への応用を目指しての設計を進めた。本年度は基本的な擬似位相整合(QPM)導波路非線形光学(NLO)デそバイスの作製・性能改善と基本的量子光学機能の実験的検証に重点を置いて研究し、以下の成果を得た。l.光損傷耐性と安定度が高い導波型量子光学機能非線形光学デバイス作製のためのMgO添加LiNbO_3結晶における擬似位相整合構造の作製技術を確立するため、結晶加熱電圧印加法および紫外レーザ光照射電圧印加法の検討を続け、条件最適化に関する知見を得た。2.平行偏波および直交偏波の光子対発生デバイスおよび量子エンタングル光子対発生デバイスを設計・作製した。これらのデバイスを半導体レーザで励起して出力光子の相関や光子干渉を測定し、偏波エンタングル状態発生などの量子光学機能を実証した。さらに新たな量子エンタングル光子対発生デバイスの構成を提案して、その作製を行った。

3.波長変換単一光子検出のための和周波発生型光子波長変換デバイスの特性改善のため、プロトン交換・逆交換法による光導波路埋め込みを行い、量子効率を30%まで改善した。また同じ目的で結晶直接接合技術を用いた埋込み導波路作製の検討を行い、モード対称性に優れた埋込み導波路形成の可能性を見出した。4.励起用半導体レーザとして、AlGaAs量子井戸一次結合DBRレーザを設計し、量子井戸選択的無秩序化技術を活用して作製し、出力100mW以上の良好な発振特性を得た。また非線形導波路と半導体レーザの高効率結合について検討を行った。本年度は、非線形光学量子機能デバイスの機能拡張と集積化に重点を置いて研究し、以下の成果を得た。1.高光損傷耐性デバイス実現のためのMgO : LiNbO_3結晶擬似位相整合(QPM)構造形成のため、液体電極を用いた電圧印加法の検討を行い条件最適化の知見を得た。結晶直接接合埋込み導波路を用いてQPMデバイスを試作し波長変換機能を観測した。また新たな高効率デバイス実現のためプロトン交換増速エッチングによる強閉込めリッジ導波路の形成について検討し、その可能性を確認した。2.平行偏波光子対発生デバイスと偏波変換用波長板を集積した量子エンタングル光子対発生デバイスを設計・作製した。半導体レーザで励起して出力光子の時間相関やスペクトル、光子干渉および偏光相関を測定し、理論予測に近い量子光学機能を実証した。3.新規なデバイスとして、QPM条件の異なる2区間を縦続接続した2種類(2周期型および部分クラッド型)の2波長量子エンタングル光子対発生デバイスの構成を提案し、設計を行った。部分クラッド型デバイスを作製し、実験で基本機能を確認した。4.伝令付単一光子列発生のための非縮退光子対発生デバイスを設計・試作して特性評価し、光通信波長155μm帯光子と伝令信号への光電変換に適した0.8μm帯光子の発生と量子相関を確認した。5.非線形光学量子機能デバイスの励起用半導体レーザとしてのAIGaAsおよびAIGaInP量子井戸DBRレーザの特性改善を行い、それぞれ110mW、30mWのCW単一モード出力を得た。また導波型非線形光学デバイスへの高効率結合のための傾斜導波路モードサイズ変換器の設計作製を行い、基礎実験結果を得た。
心筋イオンチャネルの蛋白リン酸化による修飾機序;機能-構造相関に関する研究

シカゴ大学Fozzard教授との共同研究においては、主にNaチャネルの分子生物学と電気生理学的方法を組み合わせたチャネル機能部位とチャネル孔の性質についての検討を進め方、チャネル・クローンの取り扱いなどについて研究指導と技術供与を受けた。また、注入したメッセンジャーの発現状況のチェック、リン酸化の確認方法などを習得した。これらの共同研究により、現在教室で進行中のCaチャネル遺伝子と交感神経α受容体のメッセンジャーとの共発現によるチャネル-受容体の機能協関の研究の進行に大いに寄与した。これによりα受容体刺激がPKC活性化を介してL型Caチャネルを活性化する細胞内機序の解明が進みつつある。さらに、ATP感受性KチャネルやHERG Kチャネルのクローンの供与を受け、これらの発現電流の実験に着手することが可能となった。特にHERG Kチャネルについては、そのチロシンリン酸化による機能修飾に新たな知見を得つつある。また、その変異が遺伝性QT延長症候群の一要因とされているので、本邦の症例に認められた変異を作製して、発現電流異常についての検討を行っている。エモリ-大学Hartzell教授との共同研究においては、CaチャネルやCa活性化Clチャネルについてのリン酸化やフォスファターゼによる機能調節についての研究及び技術指導を受け、また共同実験を行いながら検討を進めた。その結果、細胞内Ca活性化Clチャネルの調節としてNa-Ca交換機構の逆回転が大きな要因となっており、その際細胞内Naレベルに依存することを明らかにすることが出来た。この実験においては細胞内灌流法による知見の習得が大きく貢献した。小胞体にあるCa放出チャネル(リヤノジン受容体)のチャネル機能の測定や同じ膜に存在しリン酸化によって調節されるClチャネルの研究を行う上で、小胞体膜標本の作製が極めて不安定で困難であった。本共同研究により、標本の作製法などについて大きな改善が得られ、実験の成功率が格段に上昇した。今後の研究に大いに寄与することが考えられる。また、電気的実験においても、多種類のフォスファターゼの特長と欠点を知ることが出来、さらに細胞内灌流法の習得などリン酸化は大いに得られた。フォザード教授は来日期間中の研究打ち合わせにおいて、現在シカゴ大学で行っているNaチャネルのコンピュータ・グラフィックスを駆使した構造解析から得られたチェネル孔の性状,及び想定されるリン酸化部位についての情報を提示した。今後の研究の方向について多くの示唆を与えた。我々の行っているCaチャネルのリン酸化による機能修飾に関する検討では、α受容体刺激がCaチャネルのゲート機構を活性化することを固有の心筋細胞で見出し、リン酸化による機能修飾の多様性を明らかにした。さらに、これをCaチャネル・クローンとα受容体のmRNAを共発現させた細胞系においてもこれを再現し得た。Ca活性化Clチャネルの細胞内制御機構についてはまだ不明な点が多い。まず、細胞内Caによる活性化機序や細胞外pHの効果を検討し発表した。さらに、特にcGMPによる制御の可能性について川野がエモリ-大学ハ-ツエル教授の研究室において共同研究を行い、cGMPがこのチャネルを修飾することを見出した。今後その詳しい機序、リン酸化との関連を検討する予定である。平岡はシカゴ大学において、Naチャネルのリン酸化による機能修飾について研究打ち合わせと技術指導を受け、さらにATP感受性KチャネルやHERG Kチャネルの分子生物学的な技術供与を受け、帰国後直ちにそれらの研究に従事し、HERG Kチャネルのリン酸化による機能修飾やその変異チャネルについての知見を得つつある。平野は同じくシカゴ大学において、Caチャネルの発現系とそのリン酸化による調節に関する共同研究と技術供与を受けた。

その成果により、現在クローン化したCaチャネルと交感神経α受容体との共発現による機能協関を検討しているが、両者の発現効率の向上とその識別法について見るべき成果が得られた。川野はエモリ-大学において、小胞体Ca放出チャネルの蛋白精製について技術習得を行い、帰国後においてはその収集に格段の進歩がみられ、良好で再現性のある標本と結果を得られるようになった。H.C.Harzell教授が来日、L型Caチャネルのリン酸化とフォスファターゼによる機能調節についての研究指導・セミナーを行い、また新しいCa流入のチャネルについての知見を紹介し、有意義な意見交換となった。
青少年における食生活の現状評価と効果的食育のモデル化

本年度は、1)初年度に実施した食物摂取状況調査および食行動に関する食育アンケートの解析、および2)食育実践プログラムを用いた食育の介入研究を実施した。食物摂取状況調査・食物摂取頻度調査は、都内在住の女子中高生250名(12-13歳)を対象として実施した。2日間の食事摂取量調査から求めた摂取エネルギー(Kcal)およびBMIを結果変数とした。食行動は自記式アンケート調査票により把握し、両者の関連を回帰分析により検討した。BMIの平均値は19.0±2.9SD、摂取エネルギー量は1641Kcalであった。多くの女子学生の間でBMIが低いにもかかわらず、自己を太っていると思う者が多いことが特徴的であった。また、この傾向は都内の女子学生で特に多かった。以上の分析結果より、食教育での重要課題と考えられる項目を選定し、食育実践プログラムを作成し、無作為化割付による食育介入研究を実施した。すなわち、女子中学生を対象として、新食育群(介入群)と(非介入群)との2群への並行群間無作為化割付に基づく新食育の評価を行う介入研究で、主要評価指標は、研究開始6ヶ月後のエネルギー摂取量の開始時からの差である。対象者数は有意水準両側5%、検出力80%として標本の大きさを算定し、両群で240名とした。介入研究は予定通りに終了しており、最終評価については今後、順次まとめて報告していく予定である。青少年における健全な食習慣の形成は今や国民的課題である。正確度が高く、簡便な食生活・食事調査による食事摂取状況の把握と、その問題点を的確に捉えた科学的根拠に基づく、発達段階に応じた食育の推進が希求される。本研究は食育における最重要課題を明らかにし、FFQW76(食物摂取頻度調査票FFQW65の再考版)の青少年を対象とした妥当性と再現性の検討し、青少年の効果的食育法(新食育法)の策定、及び介入研究に基づく新食育法の効果の評価を目的とする。研究デザインは、青少年とその保護者(主として母親)を対象として、FFQW78を利用した新食育法(介入)と従来法に基づく教育(非介入)を行うという、2種類の食育法の評価を、クラスター割付による無作為化比較試験に基づいて、新食育法の評価を行う介入研究である。調査内容は、ベースライン調査において、健康調査、食育調査票、FFQW76である。本年は、FFQW76の妥当性と再現性(1ヶ月間隔)の検討、および食育調査票(生活習慣、食意識・食環境・食行動に関する75項目)を作成した。現在、本研究調査に同意を得た女子中学生1年262名、同母親234名、同女子高校1年145名、同母親75名、女子大学1年120名、同母親43名のFFQW76の2回の調査および2日間の食事摂取量調査、食育調査を終了し、データ入力およびデータクリーニングを行い、結果の解析に取り掛かったところである。食育調査結果の概要として、女子中高生の食生活・生活習慣の問題点として、3食を規則正しく食べていない(50%)、食事の栄養バランスを考えていない(43%)、摂っている食事量が適正かどうかわからない(40%)などが挙げられた。今後、調査結果を分析し、効果的食育法の策定、介入研究により新食育法効果の評価を行う予定である。

研究デザインは、青少年とその保護者(主として母親)を対象として、FFQW78を利用した新食育法(介入)と従来法に基づく教育(非介入)を行うという、2種類の食育法の評価を、クラスター割付による無作為化比較試験に基づいて、新食育法の評価を行う介入研究である。調査内容は、ベースライン調査において、健康調査、食育調査票、FFQW76である。本年は、FFQW76の妥当性と再現性(1ヶ月間隔)の検討、および食育調査票(生活習慣、食意識・食環境・食行動に関する75項目)を作成した。現在、本研究調査に同意を得た女子中学生1年262名、同母親234名、同女子高校1年145名、同母親75名、女子大学1年120名、同母親43名のFFQW76の2回の調査および2日間の食事摂取量調査、食育調査を終了し、データ入力およびデータクリーニングを行い、結果の解析に取り掛かったところである。食育調査結果の概要として、女子中高生の食生活・生活習慣の問題点として、3食を規則正しく食べていない(50%)、食事の栄養バランスを考えていない(43%)、摂っている食事量が適正かどうかわからない(40%)などが挙げられた。今後、調査結果を分析し、効果的食育法の策定、介入研究により新食育法効果の評価を行う予定である。
疼痛研究のための摘出脊髄ー皮膚標本の開発と非麻薬性鎮痛薬の探索

生後13令のラットから、脊髄に伏在神経を介して後肢皮膚の一部がつながった標本を作製した。脊髄と皮膚を別々の灌流槽に固定し、人工脳脊髄液で灌流した。運動ニュ-ロンに発生する電位変化をL3前根から吸引電極を介して細胞外記録した。カプサイシン、ブラジキニン、マスタ-ドオイル、ヒスタミンおよびセロトニンなどの発痛物質を皮膚の灌流系に短時間注入すると、前根から20100秒間持続する脱分極性の電位変化が記録された。カプサイシン誘発電位はモルヒネ、エンケファリン、ダイノルフィン、P物質拮抗薬(スパンタイド)、ムシモ-ル、THIP、ジアゼパム、クロニジンの脊髄椎側適用により抑制された。エンケファリンの抑制作用は洗滌後速やかに消失したが、モルヒネおよびダイノルフィンの作用は洗滌後3060分持続した。これらのオピオイドの作用はナロキソン適用により消失した。スパンタイドの抑制作用は洗滌後4060分後に消失した。一方、ムシモ-ル、THIPの抑制作用はビキュキュリンにより、ディアゼパム、クロニジンの作用はそれぞれフルマゼニル、イダゾキサンにより拮抗された。このカプサイシン誘発電位はカルチトニン遺伝子関連ペプチドあるいはビキュキュリンの脊髄側適用により、またプロスタグランジンE_1、E_2、I_2、セロトニン、ノルアドレナリンおよびP物質の皮膚側適用により著しく増大した。以上の結果から第一にカプサイシン誘発電位は侵害反射の一種で、この電位の発生にP物質やNKAが関与していることが示唆される。第二にスパンタイドの作用はナロキソンで拮抗されないことから、タキキニン拮抗薬系の中からでてくる鎮痛薬は非麻薬性の可能性が強いと思われる。第三にムシモ-ル、THIP、ジアゼパムなどのGABA系薬物、クロニジンなどのα_2アゴニストなどの関連物質からも非麻薬性鎮痛薬が開発される可能性が考えられる。
専門医の非記号系知識を獲得する自律学習成長型医用画像診断システムに関する研究

専門医の長年の臨床経験を踏襲し,使っていくうちに賢くなる学習成長型システムの構築を目指し,本研究では以下の技術を開発した.(1)システムの持つ固有の特性に適応した処理を行う学習型信号処理の開発医用画像診断システムの持つ固有の特性に適応した画像処理を行うための学習型画像処理を開発し,実際のシステムにおいてその有効性を評価した.実際に計測したシステムの特性を学習用信号に反映させ,医用画像診断システムに適応する学習型画像処理を実現した.開発した学習型画像処理では,従来の非学習型画像処理に比べ,処理後の画像の診断関心領域が見易く,診断情報の豊かな画像が得られることを,臨床専門医の評価により明らかにし,学習型信号処理の有効性を示した.(2)学習機構への入力情報を自動的に選択する手法の開発学習型システムに搭載されるニュ-ラルネットなどの学習機構への入力情報を,自動的に選択する手法を開発した.開発した手法を画像処理フィルタの獲得問題へ適用し,手法の有効性を検証した.検証の結果,入力情報を自動的かつ合理的に選択できることを示した.従来手法との比較により,提案手法が,選択された入力情報の合理性の観点で優れ,更に,選択により構築された学習型システムの性能においても優れることを示した.(3)専門医の非記号系知識を獲得する学習型診断支援システムの開発従来の処理で実現が困難であった非記号系知識を獲得する処理システムを開発した.専門医による臓器の輪郭抽出は,非記号系知識を含む処理である.この処理過程は,専門医自身が明示できない処理であるため,記号に基づく従来の処理では行うことができなかった.本研究では,これを学習により獲得するアプローチをとり,大変良好な結果を得た.専門医のたどった輪郭とよく一致する輪郭を,自動的かつ安定に抽出することが可能な学習型医用画像診断支援システムとしてまとめた.専門医の長年の臨床経験を踏襲し,使っていくうちに賢くなる学習成長型システムの構築を目指し,本年度は以下の要素技術を開発した.(1)システムの持つ固有の特性に適応した処理を行う学習型信号処理の開発医用画像診断システムの持つ固有の特性に適応した画像処理を行うための学習型画像処理を開発し,実際のシステムにおいてその有効性を評価した.まず,実際の医用画像診断システムをシステム工学的なアプローチによりモデル化し,複数のサブシステムから成るモデルとして表現し,各サブシステムの特性を実際に計測した.それらの特性を学習用信号に反映させ,医用画像診断システムに適応する学習型画像処理を実現した.開発した学習型画像処理では,従来の非学習型画像処理に比べ,処理後の画像の診断関心領域が見易く,診断情報の豊かな画像が得られることを,臨床専門医の評価により明らかにし,学習型信号処理の有効性を示した.(2)学習機構への入力情報を自動的に選択する手法の開発学習型システムに搭載されるニューラルネットなどの学習機構への入力情報を,自動的に選択する手法を開発した.開発した手法を画像処理フィルタの獲得問題へ適用し,手法の有効性を検証した.検証の結果,入力情報を自動的かつ合理的に選択できることを示した.従来の手法との比較により,提案手法が,選択された入力情報の合理性の観点で優れており,更に,選択により構築された学習型システムの性能においても優れていることを示した.専門医の長年の臨床経験を踏襲し,使っていくうちに賢くなる学習成長型システムの構築を目指し,本研究では以下の技術を開発した.(1)システムの持つ固有の特性に適応した処理を行う学習型信号処理の開発医用画像診断システムの持つ固有の特性に適応した画像処理を行うための学習型画像処理を開発し,実際のシステムにおいてその有効性を評価した.実際に計測したシステムの特性を学習用信号に反映させ,医用画像診断システムに適応する学習型画像処理を実現した.開発した学習型画像処理では,従来の非学習型画像処理に比べ,処理後の画像の診断関心領域が見易く,診断情報の豊かな画像が得られることを,臨床専門医の評価により明らかにし,学習型信号処理の有効性を示した.(2)学習機構への入力情報を自動的に選択する手法の開発学習型システムに搭載されるニュ-ラルネットなどの学習機構への入力情報を,自動的に選択する手法を開発した.開発した手法を画像処理フィルタの獲得問題へ適用し,手法の有効性を検証した.検証の結果,入力情報を自動的かつ合理的に選択できることを示した.従来手法との比較により,提案手法が,選択された入力情報の合理性の観点で優れ,更に,選択により構築された学習型システムの性能においても優れることを示した.(3)専門医の非記号系知識を獲得する学習型診断支援システムの開発従来の処理で実現が困難であった非記号系知識を獲得する処理システムを開発した.専門医による臓器の輪郭抽出は,非記号系知識を含む処理である.この処理過程は,専門医自身が明示できない処理であるため,記号に基づく従来の処理では行うことができなかった.本研究では,これを学習により獲得するアプローチをとり,大変良好な結果を得た.専門医のたどった輪郭とよく一致する輪郭を,自動的かつ安定に抽出することが可能な学習型医用画像診断支援システムとしてまとめた.
幕末知識人における歴史意識と政治思想

本年度は当初の予定のとおり、幕末知識人とりわけ動乱期にあってなお広義の文筆活動に自己の領分を見出した知識層ーいわゆる「文士」ーの思想と実践の検討をおこなった。またその際、同じく予定どおり、広瀬旭荘と梁川星巌のふたりに焦点をあてて、前者については全集所収の『日間瑣事備忘』の分析および書簡史料についての調査を、後者については基本史料と目される『註解梁川星巌全集』全五巻(梁川星巌全集刊行会、一九五六一九五八年)の校訂や資料収集の精度を検討するところから、研究に着手した。ちなみに、あわせて、旭荘および星巌の周辺に位置する文士たち(小野湖山や河野鉄兜、柴秋村など)の関連文献も調査し一部に講究を加えている。また以上に加えて、本年度は、「武士と学問」をテーマとする学会シンポジウムでの報告の機会を得たことから、従来の予定をすこしはずれ、近世政治思想史における「武士と学問」をめぐる問題について、本研究がいかなる寄与をなしうるかを検討し、発表した。具体的には、体制イデオロギー論が失効してのち、<学問と遊藝>や<武士と官僚制>といった観点から議論されてきた同問題について、「名」という観点から、新たな議論が提示できるのではないかという仮説である。この仮説の検討は、文壇という戦場の覇者をもって自ら任じた広瀬旭荘や、学文をとおした「名」の獲得を嫌忌した活動家たちーいわゆる「志士」ーの思想と実践とを考えていくうえでも、示唆に富むものとなった。ただし、途中で翌年度の研究員辞退がきまったことを受け、計画には大きな修正が迫られた。予定していたいくつかの史料調査をとりやめ、本来は来年度以降の検討対象に属するテクストの蒐集に資金を費やし、分析をあとまわしにした。とはいえ、その成果もあって研究の基盤整備を十分進めることができたといえる。それらを活用し、今後も研究を勧めていく予定である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
わが国の国際教育協力の理念及び政策の歴史的系譜に関する研究

わが国において、開発途上国の教育分野向けの国際協力への関心と議論が大きな高まりをみせるのは、1990年代半ば以降最近のことである。しかし、歴史的に見るなら、わが国の国際教育協力事業は、1954年以来半世紀におよぶ歴史と経験を有している。この間、国際教育協力をめぐる議論と政策は時代ともにかなりの変遷をとげてきた。本研究では、わが国における国際教育協力事業の軌跡をたどりながら、その理念と政策の歴史的系譜を明らかにした。本研究は、わが国の開発途上国向け国際教育協力の理念及び政策の歴史を振り返りながら、わが国の国際教育協力の将来像を明らかにすることを目的とする。本年度は、主として、国際教育協力への取組みの草創期にあたる1950年代半ばから1970年代初頭までの時期に焦点をあて、関連資料・情報を体系的に収集、整理、分析する作業を行った。具体的には、文部科学省図書室、国立教育政策研究所図書館、JICA研究所図書館等において、関連する文献資料の検索、収集を行った。また、文部省OB数人にインタビュー調査を行った。このような調査の結果、わが国の国際教育協力は、ユネスコの主導した1960年代のアジア地域での初等教育普及計画(カラチ・プラン)への支援に関連して、かなりの熱意と意欲を持って取組まれた時期があったことが判明した。また、外務省サイドでも、わが国に対する「エコノミック・アニマル論」批判や、経済協力政策への批判(わが国の輸出振興や市場確保に直結した円借款事業の優位)を意識して、ソフトな教育分野への援助を主張しはじめるのも、この時期からであることが明らかとなった。教育援助の理念・方針をめぐっては、相手国のナショナリズムを刺激し、反発をまねく恐れのある初等教育分野に対しては、教育援助は、きわめて慎重な配慮を必要とするとの主張があり、その是非をめぐって議論が展開された。こうした歴史的経緯は、当該分野の政策担当者、研究者、協力事業実施機関関係者にも、ほとんど知られていなかった事実であり、わが国国際教育協力の歴史的ルーツの全体像を明らかにしたという意味で、意義のあるものと考えられる。第一年次に、主として、1960年代以降のわが国の国際教育協力への取り組みの歴史的ルーツをリビューしたのに続いて、本年度は、1990年に開催された「万人のための教育世界会議」以降再び本格化するわが国の国際教育協力事業について、文部科学省の推進してきた関連政策の立案過程と各種の国際教育協力の支援事業について、全体像を整理する活動を行った。とりわけ、文部科学省が地方教育委員会や国際協力機構(JICA)との連携の下に推進してきた、青年海外協力隊「現職教員特別参加制度」による現場教員の開発途上国への派遣事業について焦点をあて、制度発足の経緯、制度設計、制度運用状況、帰国教員の社会貢献活動等について調査する活動を行った。また、開発途上国側における教育開発、教育改革の現状と動向をさぐるために、主として、ラテンアメリカ地域の教育状況、とりわけ教育の質の向上を目指す教育政策の動向について分析を行なった。いずれも、わが国の国際教育協力事業の現状を整理し、またその将来像とより良い戦略を構想するための基礎となる資料を作成するものであり、意義あるものであると考える。最終年次の本年度は、文部科学省が直接的にかかわる個別的なプログラムとして注目される、外国人教員研修留学生制度による途上国からの現職教員の大学院受け入れプログラムについての分析と評価、および、青年海外協力隊「現職教員特別参加制度」による現職教員の海外派遣事業について、その実績の評価を試みた。さらに、三年間の研究成果を取りまとめて、最終的な研究成果報告書『わが国の国際教育協力の理念及び政策の歴史的系譜に関する研究』(冊子)を作成する活動を行った。報告書は、第一部〈論考〉(第一第五章)と第二部〈資料編〉から構成される。第一章は、戦後復興、経済成長、開発途上国への援助事業の開始を背景に、1960年代のアジア地域での初等教育普及計画「カラチ・プラン」への支援を柱に、わが国が手さぐりで教育援助への関心と関与を深めて行く過程を記述した。第二章は、文部省内に設置された「アジア教育協力研究協議会」での活動と議論を経ながら、国家としての教育協力事業の基本方針と政策の策定を模索するプロセスを分析した。第三章は、1990年以降の文部(文部科学)省における国際教育協力への関心の復活と取り組みの強化の過程を、数次にわたる国際教育協力懇談会の各報告書の内容分析、政策立案と新規事業への取り組みについて記述した。第四章と第五章は、それぞれ、外国人教員研修留学生制度、および、青年海外協力隊「現職教員特別参加制度」について記述した。第二部は、資料編であり、わが国の国際教育協力政策にかかわる主要政策文書合計14点を集録した。とりわけ、1970年代以前の資料に関しては、従来ほとんど紹介されたことのないものであり、わが国における国際教育協力論議のルーツを知る上で貴重な歴史的文献であると考えられる。
モチーフ・ライティングの導入による新たなダンス教育法の開発

近年モチーフ・ノーテーション(Motif Notation)、もしくは「ダンスの言語(ランゲージ・オヴ・ダンス;Language of Dance :通称LOD)」と呼ばれる舞踊記譜法モチーフ記号を用いたダンス教育法が欧米のダンスの教育現場で注目を集めている。LODは、音楽における楽譜のように、人間の身体運動の最も根幹的な要素を動詞(主要な動作)・副詞(動作の質)・名詞(身体部位)等に分類し、「身体言語」として記号で体系化したものである。本研究では、日本のダンス教育現場におけるLODアプローチの導入の可能性を検討すべく、大学生を対象としたLODを用いた実験的な創作ダンスの授業を行った。学習者の内省をもとにLODの有益な点と検討すべき課題を抽出し、今後のプログラムの開発の基礎的資料を得ることにした。その結果、LODによる創作ダンスのしやすさと楽しさに関する質問に対して受講者の肯定的評価が高いことが明らかとなった。その主な理由として、(1)動きの発想を豊かにする、(2)動きへの意識を高める、(3)記録により動きの記憶を強める、(4)記録により他者とのコミュニケーションを容易にうる、(5)個々人の動きを引き出す等の具体的な内容が導かれた。本研究では、イギリスを中心に欧米で着目されつつあるダンス教育ツール、「モチーフ・ライティング」に着目し、日本の「創作ダンス」の教育現場への導入の可能性を検討する。本年度取り組んだ研究作業は主に三つある。第一に、「モチーフ・ライティング」の理論的研究を行うために、現在入手できる文献に加え、海外での文献資料収集を行った。文献の資料収集は、主に欧米の「モチーフ・ライティング」の研究拠点であるイギリスのラバンセンター図書館で行った。またラバンセンターで開催された、イギリスのダンス教師を対象とする「モチーフ・ライティング」集中講義にて配布されたテキスト資料も活用した。「モチーフ・ライティング」の理論的研究として、文献資料の他、「モチーフ・ライティング」の指導者への聞き書きや、講習会で議論された様々な論点なども参照した。第二に、「モチーフ・ライティング」への理解を深め、また次年度以降に実践的に「モチーフ・ライティング」を活用するために、「モチーフ・ライティング」の正式テキストである、A.H.ゲスト博士執筆のYour Move : A New Approach to the Study of Movement and Dance (1983)の日本語訳の作業に着手した。このテキストは基礎となる初級(第一部:第1章から第11章)と上級(第二部:第12章から第22章)に分かれているが、対象をあくまで初級に限定した。第三に、実践研究の予備実験として、「モチーフ・ライティング」を用いたダンス教育の教案を作成し、実際の授業で検証を試みた。予備授業は1授業90分、第1回から第5回までの連続で行い、「モチーフ・ライティング」のいくつかの初歩的要素を学んだ後、それらを活かしてグループ創作をするという構成をとった。これらの授業はVTR撮影を行い、授業にアンケート調査を実施した。第一に、H17年度にイギリスで収集した「モチーフ・ライティング」に関する文献を元に、指導現場における実勢例の報告の分析を行い、ダンス教育法としての萌芽的段階にある現状と課題、及びその可能性について考察を行った。その研究成果はダンスの特集号となった2008年『体育科教育』3月号に一部掲載した。第三に、H17年度に行った、「モチーフ・ライティング」を用いたダンス教育の予備的授業研究を踏まえて、新たに教案を作成し直七、実際の授業での検証を試みた。1授業90分、第1回から第13回までの授業の中で、「モチーフ・ライティング」のいくつかの初歩的要素を学んだ後、それらを活かしてグループ創作をするという構成をとった。この実験授業を、2007年4月から2008年3月までの期間のうち、異なる学生を対象に3回試みた。現在このデータの分析を進めている。

本研究では、イギリスを中心に欧米で着目されつつあるダンス教育ツール、「モチーフ・ライティング」に着目し、日本の「創作ダンス」の教育現場への導入の可能性を検討したものである。本年度取り組んだ研究作業は主に二つある。第一に、平成17年度の予備授業、平成19年度(平成18年度は育児のため研究の中断を申請)に行った第1回目の実験授業を踏まえて、その内容を再考し、第二回目の実験授業を本年度後期に行った。第二回目の実験授業では、主に授業の導入となるウォーミング・アップを改良し、授業の最初と最後にアンケート調査を試みた。予備授業、第一回目の実験授業の分析結果は、「LODを用いた創作ダンス指導の実践と課題-大学生を対象として-」お茶の水女子大学『人文科学研究』2009年にて発表した。第二回目の授業結果の分析は現在引き続き進めている。第二に、「モチーフ・ノーテーション」の導入にあたり、言語翻訳の問題が生じるため、訳語の問題等日本の状況に即した課題を検討しながら、「モチーフ・ライティング」の正式テキスト、A.H.Guest/Tina Curran共著のYour Move : A New Approach to the Study of Movement and Dance second edition(2008)(1983年初版の改訂版)の日本語訳に引き続き取組む。これは、平成17年度から継続している作業であるが、昨年改訂版が出版されたことに伴い、数々の変更があり一部作業が中断していた。改訂版の出版が当初の予定より大幅に遅れたために、日本語訳の作業も遅れてしまったが、全体の素訳を済ませることができた。
腸上皮化生・胃がんへの進展におけるヘリコバクタ感染とTPR-MET再構成の関連

近年,胃がん発症の強いリスクファクターとしてHelicobacter pylori(H.pylori)感染が指摘されている。本研究班では胃がん組織におけるH.polori感染の有無とTPR(translocating promoter region)-MET oncogenic rearrengeinentとの関連を検討した。分化型胃がん組織ではがん部からのH.pyloriの検出率は培養法では20%と低率だが,H.pyloriウレアーゼ遺伝子alphaサブユニットを標的とするPCR法では約70%であり,周辺非がん部と同等であった。H.pyloriの有無は,がん部,非がん部では対応しており,がん部においてはH.pyloriが微量のために培養法では検出率が低いと指定された。がん部,非がん部の各々からRNAを抽出し,RT-PCR法によってTPR-MET再構成mRNAを検出したが,がん部,非がん部のいずれにおいても再構成はほとんど認められなかった。しかし,METを検出するRT-PCR法では,がん部,非がん部のいずれにおいても,とくにH.pylori陽性組織において,その発現が増強しており,H.pylori感染とMET発現増強の関連が推測された。METのリガンドであるHGE(hepatocyte growth factor)が胃粘膜上皮再生過程に関与していることが報告されており,したがって,H.pylori感染はHGF-HGF受容体(MET)系を介して胃粘膜上皮の増殖,再生に関連して,発がんのリスクを亢進させている可能性が推測される。今後,さらにH.pylori,感染胃粘膜のMETのisoform,機能と細胞内情報感染胃粘膜のHGF産生,等の解析が必要と考えられる。
血液中の微量な腫瘍細胞を捕捉するマイクロチップの高性能化に関する研究

血中の微量な腫瘍細胞(CTC)を捕捉できる新たなポリマー製マイクロ流体チップを開発した。チップ表面を機能化することで、腫瘍細胞捕捉率が90%を超える性能を得ることができた。チップのコストや生産性は実用的であり、既に民間会社において従来チップの1/10以下の価格で販売開始した。大学病院にて臨床サンプルによる試験を実施し、CTCの捕捉を確認した。樹脂製マイクロ流体チップの作製方法を検討し、幅19mm、深さ100μmの流路に多数のマイクロポスト(高さ及び直径が共に100μmの円柱)を配置した構造(先行文献Nature450(2007)1235のチップと同様)を有するスライドガラス大のチップを、1サイクルが数分程度で安価に製作できるようにした。樹脂素材にはエポキシ基を有するモノマーを配合し、後にチップ表面に抗体固定できるよう反応サイトを設けた。さらにチップホルダを開発し(特許出願済)、ポンプ、サンプル揺動機、蛍光位相差顕微鏡、カメラシステムなどを組み合わせ、チップにサンプルを送液して細胞の捕捉・同定ができるチップシステムを開発した。チップに抗体固定するために、表面のエポキシ基にポリアクリル酸を反応させグラフトした。さらにこのグラフトポリマーにIgG抗体を結合したのちにEpCAM抗体を作用させて、チップ表面にポリマーを介して癌細胞捕捉用の抗体を固定化した。上記チップおよびチップシステムにより癌細胞捕捉試験を行った。食道癌の細胞株(KYSE220)を用い、サンプルとして濃度40万個/mlの細胞懸濁液を用意し、流量1ml/hで約1.5ml送液した後のチップを観察した。その結果、マイクロポスト表面には捕捉された多数の細胞が認められ、一方、EpCAMを作用させていないチップでは細胞が見られなかった。さらに抗体を表面に直接固定する場合との比較についても検討し、ポリマーを介した固定の方が細胞捕捉効率が良い結果を得ている。チップの血液に対する適合性を評価するために、健常者の血液を用いた送液試験を行った。これまでの結果では、チップ素材には血液成分の付着は少ないが、チップ構造により付着物が蓄積してしまう場合があるので、現在、血液の抗凝固処理やマイクロ構造の面から改良している。平成22年度に開発した血中の浮遊腫瘍細胞を捕捉できるマイクロチップの課題である、全血を流した際の詰まり発生を、遠心分離した全血の単核球比重成分(腫瘍細胞が存在)をサンプルとすることで解消した(別途、全血を流す場合には新たなフィルタチップを開発することでも詰まりを解消できた)。チップの細胞捕捉性能を定量的に評価するため、癌細胞株を使用した細胞捕捉率の計測方法を確立した。細胞株懸濁液の濃度が異なる以下の2つのケースで計測方法を検討した。(1)高濃度(数万数十万個/ml)の場合:顕微鏡視野のビデオ映像からそこに流入する細胞数と流出する細胞数を求めた。これらの数値から視野領域の捕捉率を求め、さらにチップ全体の捕捉率を計算して求める方法を確立した。(2)低濃度(数十数百個/ml)の場合:チップ全体の流入細胞数と捕捉細胞数から捕捉率を求めた。蛍光標識細胞を使用し、流入細胞数はチップ入口のビデオ映像でカウントして求め、捕捉細胞数はチップ全体のイメージを作成してカウントした。方法1により、表面が異なるチップの細胞捕撫率を求めた。細胞捕捉分子である抗体が表面に(a)2次元的に存在する場合と(b)3次元的に存在する場合(グラフトポリマーを介して表面に結合)について複数回捕捉率を求めたところ、(a)では何れもほぼ100%であったのに対し、(b)では098%と安定しなかった(媒体はPBS)。(a)の場合について、方法2で患者さんサンプルに近い濃度で捕捉率を求めたところ、95%(媒体はPBS)および85%(媒体は上記血液分画成分)となり、方法1による結果とほぼ一致すること、および本研究のチップが十分に高い腫瘍細胞捕捉能を有することを確認した。以上をもとに(a)の表面のチップを使用して、富山大医学部にて患者さんサンプルを使用した捕捉試験を開始し、捕捉された細胞を病理学的に同定する方法を検討している。本研究で開発したマイクロ流体デバイスであるポリマー製CTCチップ(血中循環腫瘍細胞捕捉チップ)は、表面特性をコントロールすることなどにより、細胞懸濁液中の癌細胞を選択的に効率良く捕捉できることが分かっている。このチップは癌細胞表面のEpCAM(上皮細胞接着分子)をターゲットとして捕捉するが、CTCにおけるEpCAM量は癌の分類などにより変化し、また個人でも分布があることが分かっている。従ってCTCチップ性能を評価する上では、EpCAM量の異なる癌細胞や異なる種類の癌について、捕捉効率を確認することが必須となる。そこで本検討では、EpCAM量が異なる食道癌細胞株および乳癌細胞株を用いて捕捉試験を行い、ポリマー製CTCチップの捕捉効率を測定した。これまでに使用してきた食道癌細胞株(KYSE220)に加え、下記癌細胞株を使用して捕捉試験を行い、下記の捕捉率を得た。

これらの結果より、本研究で検討した範囲ではポリマー製CTCチップは極めて良好な捕捉性能を示すことが分かった。またこれらの捕捉率データは文献値と比較すると同等かまたは高く(例えばSKBR3について約70%の報告がある)、本研究のCTCチップが優れた性能を有することが分かった。この結果をもとに、富山大学医学部第2外科において臨床サンプルを使用したCTC捕捉試験を実施した。血液サンプルでは同定手法の課題があり未だCTC捕捉の確認に至っていないが、乳癌、胆嚢癌の胸水、腹水サンプルにおいては癌細胞の捕捉を確認している。検討に必要なチップシステムや捕捉結果を定量化する手法を確立し、チップ表面特性の検討から高い腫瘍細胞捕捉能を有するマイクロチップを開発した。さらにそのチップを用いて、臨床現場において患者さんのサンプルを使用した捕捉試験を開始しており、このようなマイクロチップの実現にかなり近づきつつある。24年度が最終年度であるため、記入しない。チップ表面特性面からの細胞捕捉性能向上については、系統的なデータを取ったり新たな表面を取り入れたりする部分に課題が残されているので、臨床テストと並行しながら検討する。