hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腸管上皮幹細胞における加齢に伴うエピゲノム変化に着目した老化の分子機構の解明

本研究では、オルガノイド培養技術によりマウス腸管上皮幹細胞を培養・維持し、網羅的な遺伝子発現やエピゲノム変化などを検討することで老化の分子機構の解明を試みた。若いオルガノイドが旺盛な増殖能を示すのに対し、老化したオルガノイドでは増殖能および組織形成能が低下していた。また、幹細胞マーカーでありWntシグナル経路の受容体であるLgr5が老化に伴いヒストンH3リジン27トリメチル化により抑制されていることを示した。以上の結果より、老化したマウスの腸管上皮由来オルガノイドでは、幹細胞の増殖能や組織構築能力が低下しており、これらの一連の変化はエピゲノム変化が重要な役割を果たしていることが示唆された。オルガノイド培養法はEGFやR-spondin 1などの幹細胞維持に必須な因子を含む無血清培地で3次元培養を行うことで、Lgr5陽性の幹細胞を含む組織構造体(オルガノイド)をin vitroで培養・維持する画期的な技術であり、生体内の細胞と極めて類似性の高いin vitroでの研究を可能にした。本研究では、このオルガノイド培養技術により、若い幹細胞と老化した幹細胞を培養・維持し、網羅的な遺伝子発現やエピゲノム変化などを検討することでステムセルエイジングの解明を試みた。カロリー制限によってニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD)依存性のヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)であるサーチュインが活性化し、哺乳類の寿命が延長することが報告されている。サーチュインがNAD依存性であることや、NADが加齢とともに体内で減少することから、NADの前駆体であるニコチンアミドモノヌクレオチド(NMN)の投与によりNAD濃度を体内で上昇させることが寿命の延長につながると考えられている。4週齢および54週齢のC57BL/6マウスの腸管上皮からオルガノイドを樹立した。4週齢のマウス腸管上皮由来のオルガノイドは幹細胞が存在する突起状の陰窩コンパートメントが認められるのに対し、54週齢のマウス由来のオルガノイドにおいては、陰窩コンパートメントが認められず、徐々に細胞増殖が減退していく様子が観察された。さらにNAD前駆体を投与すると、Lgr5の上昇と共に幹細胞の増殖能回復が認められた。また、これらの一連の変化はエピゲノム変化が重要な役割を果たしていると考えられた。若い幹細胞においてはエピゲノム状態はほぼ均一に保たれているが、加齢に伴い自己複製を繰り返すことでエピゲノム変化が蓄積し、最終的には幹細胞の枯渇に伴う組織の機能不全や増殖異常につながると考えられた。研究実績の概要にも示した通り、これまでの研究により、若齢および老齢マウスの腸管上皮よりオルガノイドを樹立することに成功し、形態や増殖能を検討したところ、老齢マウスの腸管上皮より樹立したオルガノイドにおいてその増殖能が低下していることが明らかになった。さらに、NADの前駆体であるニコチンアミドを投与したところ、新たな幹細胞のマーカーであるLgr5の上昇と共に増殖活性が上昇することが確認された。以上から、本研究はおおむね順調に進展していると思われる。オルガノイド培養法は、Lgr5陽性の幹細胞を含む組織構造体(オルガノイド)をin vitroで培養・維持する画期的な技術であり、生体内の細胞と極めて類似性の高いin vitroでの研究を可能にした。本研究では、このオルガノイド培養技術により、腸管上皮由来の若い幹細胞と老化した幹細胞を培養・維持し、網羅的な遺伝子発現やエピゲノム変化などを検討することでステムセルエイジングの解明を試みた。若齢マウスと比較して、老齢マウスでは、腸管上皮オルガノイド樹立の成功率が有意に低下しており、老齢腸管上皮由来オルガノイドでは、腸管陰窩構造の形成能力が低下していた。マイクロアレイにより網羅的な遺伝子発現解析を行ったところ、幹細胞マーカーであるLgr5の発現が老齢腸管上皮由来オルガノイドで有意に低下していた。また、p16やp21などの老化関連遺伝子の発現が老齢腸管上皮由来オルガノイドにおいて有意に上昇していた。次に、加齢に伴うエピゲノム変化について解析を行ったところ、p21のプロモーター領域のDNAメチル化レベルが老齢腸管上皮由来オルガノイドにおいて有意に低下していた。また、Lgr5のプロモーター領域における遺伝子発現抑制系のヒストン修飾であるヒストンH3リジン27トリメチル化(H3K27me3)が老齢腸管上皮由来オルガノイドにおいて有意に亢進していた。以上の結果より、老化したマウスの腸管上皮由来オルガノイドでは、組織構築能力が低下しており、幹細胞の増殖能も低下していることが示唆された。これらの一連の変化はDNAメチル化やヒストン修飾などのエピゲノム変化が重要な役割を果たしていると考えられた。若い幹細胞においてはエピゲノム状態はほぼ均一に保たれているが、加齢に伴い自己複製を繰り返すことでエピゲノム変化が蓄積し、最終的には幹細胞の枯渇に伴う組織の機能不全や増殖異常につながることが考えられた。

また、幹細胞マーカーでありWntシグナル経路の受容体であるLgr5が老化に伴いヒストンH3リジン27トリメチル化により抑制されていることを示した。以上の結果より、老化したマウスの腸管上皮由来オルガノイドでは、幹細胞の増殖能や組織構築能力が低下しており、これらの一連の変化はエピゲノム変化が重要な役割を果たしていることが示唆された。今後は以下の研究を予定している。【エピゲノム変化および遺伝子発現変化の網羅的解析】樹立したオルガノイドにおけるDNAメチル化やヒストン修飾などのエピゲノムの変化をバイサルファイト変換後およびクロマチン免疫沈降(ChIP)後のDNAを用いて次世代シーケンス解析を行うことで網羅的に探索する。また、マイクロRNAなどのnon-coding RNAを含む全遺伝子の発現変化をマイクロアレイによって網羅的に解析する。さらにその下流のタンパクレベルでの発現を二次元電気泳動および質量分析法によるプロテオーム解析によって行う。【加齢制御遺伝子の探索とアンチエイジング医療への応用】腸管上皮幹細胞におけるオミクスデータを用いてシステム生物学的解析を行い、加齢に伴う老化の過程で重要な役割を果たす遺伝子を探索する。また、特定された加齢制御遺伝子は、エピジェネティクス機構によってその発現が制御されていることが予想される。エピジェネティクス変化は基本的に可逆的であるため、樹立したオルガノイドにDNAメチル化阻害薬やヒストン脱アセチル化酵素阻害薬などの薬剤を添加することで、エピジェネティクス変化を人為的に制御することが可能かを検討する。加齢に関する重要な遺伝子の発現を制御できることが可能になれば、エピジェネティック治療がアンチエイジングを介してがんをはじめとする疾患の新たな予防戦略となることが期待される。消化器病学これまでの研究において、マウス腸管上皮からオルガノイドを樹立したが、培養に用いるマトリゲルおよび増殖因子が当初予定していたよりも少量で済んだため、次年度使用額が生じた。今後、樹立したオルガノイドにおけるDNAメチル化やヒストン修飾などのエピゲノムの変化やマイクロRNAを含む全遺伝子の発現変化などの網羅的解析やDNAメチル化阻害薬やヒストン脱アセチル化酵素阻害薬などの投与実験を行う予定である。これらの研究を遂行するために、多くの試薬や消耗品等を購入しなければならないため、次年度使用学はその費用として使用する予定である。
神経回路の動的変化を司るシナプスオーガナイザー複合体のスクラップ＆ビルド調節原理

ニューレキシン(Nrxn)と2A型受容体チロシン脱リン酸化酵素(LAR, PTPσ, PTPδ)は主要なシナプス前部オーガナイザーであり、シナプス後膜上のシナプス後部オーガナイザーとの間に特定の組み合わせでシナプスオーガナイザーコア複合体を形成することによってシナプスの分化誘導およびシナプス特性の決定を担う。本研究では、これらのシナプスオーガナイザーのコア複合体に働きかけて、複合体のスクラップ&ビルド調節を担うスクラップ因子およびビルド因子を探索、同定する。また、スクラップ因子およびビルド因子の機能解析を通して、シナプスオーガナイザー複合体のスクラップ&ビルド調節機構を明らかにする。
MRIを用いたマンガン標識移植細胞追跡による脳塞栓治療効果評価法の確立

磁気共鳴画像(MRI)を用いて、マンガン標識単核球の移植後の動態を追跡し、同時に脳虚血の治療効果を判定する方法の確立を目指した。脳移植した標識細胞は、MRIで追跡すると、22時間後には、対照群では同心円状に広がるが、脳虚血群では虚血部方向への広がりが早かった。移植後に、脳虚血群では、血圧が移植後2週間に比べ3週間で有意に上昇し、対照群レベルとなった。移植細胞の種類の選定や移植条件の検討、治療効果の判定に有用と期待された。脳虚血疾患は、命に関わることや脳機能障害が残るなど、重篤な疾患である。さらに、運動麻痺に対する効果的な治療は未開発である。将来、脳に神経細胞移植が行われることを見越して、移植細胞の動態を追跡し、同時に脳虚血の病態変化も評価を試みた。良好なMRI造影剤であり細胞内に取り込まれて一定期間保持されるというMn2+の性質に注目し、末梢血単核球をマンガン造影剤で標識し、MRIを用い経時的に体外画像評価した。中大脳動脈を塞栓子で虚血・再灌流した脳虚血モデルラットに、定位脳手術装置を用い、穿頭孔を作製し26G穿刺針から標識単核球2μLを線条体部に注射した。小動物用1.5-T MRIとsolenoid MRIコイルを用い、持続吸入麻酔下に撮像を行った。2D Spin echo(SE)法によるT1強調画像にて冠状断面と水平断面を得た。移植直後、12時間後、22時間後に撮像した。また、移植直前に2D multi slice(MS)法によるT2強調画像にて冠状断面を得た。移植直後は投与部に集簇している標識細胞を経時的に観察すると、対照群では同心円状に広がるが、脳虚血群では脳虚血部方向への広がりが早かった。移植後の生理機能を評価すると、脳虚血群では、平均血圧が移植後2週間に比べ3週間で有意に上昇し、対照群レベルとなった。移植29日後に脳を摘出し、HE, KB, CD31, TUNEL, TN-Cにて評価した。末梢血単核球にマンガン標識し経時的にMRIで撮像することにより、脳病変においても移植細胞の動態評価が可能であった。使用したマンガンの投与量では、有害事象はみられなかった。微量で行えるマンガン標識は、動物実験のみならず、安全性を確立した後には臨床にも有用と期待された。
金属-セラミック接合境界における界面破壊の素過程

99.8%アルミナ単結晶及び多結晶と99.95%ニオブ単結晶及び多結晶の固相接合実験を行い、まず接合条件を明かにした。この結果従来の報告では1700°C、真空度【10^(-5)】Torrで接合が可能であるが、これに対し、真空度の向上により1500°C以下の温度で接合が可能であることが分り、これが酸素分圧とニオブのアルミニウム、酸素の固溶度の関係から説明できることを明らかにした。さらに、単結晶アルミナ-多結晶ニオブの接合実験からは、接合はまず結晶粒内で始まり、結晶粒界では未接合部が残ること、また、接合の進行と共に、ニオブの再結晶が進行し、これに伴う結晶粒界の移動によって、未接合部が減少していくという接合界面形成の過程が明らかとなった。この接合界面の破壊は、この粒界上の未接合部を起点として生じ、接合強度の比較的低い【(ITOO)_(Al_2O_3)】面では界面破壊が、接合強度の比較的高い【(0001)_(Al_2O_3)】面についてはサファイアのへき開が観察された。界面破壊エネルギーは、接合体から四点曲げ試験片を切り出し、切欠及びノッチをダイヤモンドソーで界面領域に入れて曲げ負荷をかけ、界面破壊を生じるときの荷重から算出した。この値は、単結晶同志の組合せと、多結晶同志の組合せの中間的な値を示し、また、破壊の向きに殆ど依存しないことが明らかとなった。この傾向は、単結晶同志の接合においても同様に見られ、界面破壊に伴う塑性変形が接合強度の結晶方位に及ぼす影響は少ないことを示している。電子顕微鏡においても、き裂の進展による定常的な転位の形成は認めがたく、むしろ界面の幾可学的な不均一性が局所的な転位の集中の原因となっていると考えられた。ただし、これにも結晶異方性の効果がみられるため、き裂モデルの異方性材料への拡張を行ない、界面き裂先端の応力場が接合界面での結晶方位に依存することを、解析的に明らかにすることができた。
バウムテスト輸入時の問題点とコッホの思想の再評価

本研究の目的は次の4点である。(1)バウムテストの創始者であるKarl Kochの基本姿勢をドイツ語原著に基づいて明らかにする。(2)『英訳版』とその本訳である『邦訳版』の問題点を明らかにする。(3)我が国へのバウムテストの導入過程を検討する。(4)バウムテストを臨床的に発展させるために事例研究のスタイルについて検討する。結果の概要は次の通りである。(1)コッホはバウムテストを心理診断の補助手段として位置づけようとしていたが、意味論的分析をという手法を用いて、コッホが意図していた「心理診断」を明らかにした。その結果、コッホは判別診断を最終目標としていたのではなく、それも組み込んだ形での総合診断、バウムと描き手とを重ねる形での見立てを目指していたことが明確になった。(2)コッホが示している事例解釈の部分を、ドイツ語原著、英訳版、邦訳版を対比させながら翻訳の問題点を明らかにした。コッホはバウムのイメージを持ち続ける中で開けてくる直感を大切にする、優れた描写はそのまま解釈になる、バウムのイメージを各種の指標を使いながら外からみると同時に、イメージの中に入り込んで内側から見る、被験者への責任感、といった基本姿勢が理解されていないために、邦訳版ではそこで示されている解釈が読者には理解できないものになってしまったと思われた。(3)バウムテストの導入過程については、文献的検討により、邦訳者はコッホの原著の中でも主として発達診断的側面と空間象徴に基づく解釈仮説を盛んに紹介していたが、上記のようなコッホの基本姿勢が紹介されないため、これらの指標や仮説が一人歩きしていることが懸念された。(4)臨床的発展のためにバウムテストの事例研究を行うことが不可欠であるが、そのスタイルについては、従来の全経過を検討するようなスタイルだけでなく、ワンセッションにフォーカスを当てた事例研究が必要だと思われた。本年度は、コッホの原著『バウムテスト第三版』の翻訳を終え、翻訳資料をもとに京都で3回、富山で6回の研究会を行った。京都の研究会においては、これまでわが国にほとんど紹介されていなかったコッホの基本姿勢が明らかとなった。すなわち、バウムのイメージを持ち続ける中で開けてくる直感を重視するという描かれた素材への基本姿勢や、優れた描写はそのまま解釈になるという解釈の基本姿勢がそうである。富山の研究会においては、コッホがバウムテストを行っていた目的が集中的に議論され、コッホが判別診断(統合失調症であるかないか、神経症であるかないか、など判別によって診断をある程度明確にしていくような姿勢)を必ずしも目指していなかったという点が明確になった。これらの議論の中で、判別診断と総合診断という二つの診断のあり方が浮上し、コッホが目指していたのは総合診断であり、判別診断は総合診断に組み込まれる形でそれが何らかの意味を持つ時にだけ触れるという位置づけであった。コッホは判別診断を否定しているわけではないが、その危険性も十分に自覚していて、かなり慎重な姿勢をとっていることが明らかとなった。これらの成果は「コッホにとっての心理診断」(学園の臨床研究第5号、印刷中)という論文にまとめられた。さらに「国際心身会議in富山」(平成18年3月23日24日)を開催した。ここで斎藤が事例を発表し、内外の研究者による討論がなされた。ここでは世界樹の伐採というテーマが治療的に大きな意味を持っていたことが明らかとなった。

バウムが単なる検査としてではなく、治療としても大きな意味を持つ可能性が示唆された。また同会議において、岸本は「身体疾患患者のバウムと夢」というタイトルで演題発表を行い、非言語的な交流のあり方、無意識的身体心像などについて議論がなされた。本年度は、昨年度に仕上げたコッホの原著『バウムテスト第三版』の翻訳資料をもとに、京都、東京、天理などで研究会を重ねた。今年度は、まず、コッホの事例解釈について、ドイツ語初版・第三版、英語版、邦訳版を比較対照しながら英語版と邦訳版の問題点を明らかにすると同時に、コッホの事例解釈の基本姿勢を検討した。そこで明らかになったのは、優れた描写はそのまま優れた解釈につながるという姿勢をベースにおいて、バウムのイメージを持ち続ける中で絵を丁寧に言葉にしていくという作業を重ねることを重視していること、また、その際に、多数例を対象とする発達研究の統計的な所見も参考にしているが、これらの所見を臨床例に外挿する際には、発達的観点、精神分析的観点(神経症的退行))、分析心理学的観点(創造的退行)といった幅広い観点からの検討を強調していることであった。また、わが国にバウムテストが導入された当初の文献や邦訳版を俯瞰すると、これら三つの視点のうちの発達的観点が強調され、種々の指標が強調される傾向があることが明らかとなった。また、臨床事例の検討も始めたが、コッホの姿勢を基本に置くと、心理アセスメントと治療的関与の壁が薄くなり、アセスメントそのものに治療的な効果を期待できるのではないかという感触も得ているので、この点は今後さらに検討を重ねていきたい。なお、これらの成果の一部は日本心理臨床学会(岸本寛史(2006)"Der Baumtest"(K.Koch)においてKochがめざしたもの.第25回日本心理臨床学会.2006.9.17.)、日本臨床心理身体運動学会(岸本寛史(2006)バウムテスト.第9回日本史臨床心理身体運動学会.2006.12.3.)において発表した。
微生物によるひび割れ治癒機能を付与したローカーボン性能を有するPCグラウトの開発

PCグラウトはコンクリート道路橋で用いられる重要な建設材料であるが、製造時に多量のCO2を排出する。また、収縮に伴うひび割れの修復は多量のエネルギーを要する大規模なものとなり、必然的に多量のCO2を排出する。PCグラウトはコンクリート内部に存在する構造だからである。本研究では従来の「レオロジー性能・力学性能」に加え、(1)新たに「ローカーボン性能」および「収縮性能、耐久性能」等の指標を取り入れた配合条件の最適化と練混ぜシステムを確立し、PCグラウトの高性能化を図る(材料工学的アプローチ)。(2)PCグラウト特有の環境下で生存する微生物を創出し、その微生物から分泌される高強度の接着タンパク質形成を利用したひび割れ部への自己治癒機能の検証を行い、PCグラウトの長寿命化を目指す(生物工学的アプローチ)。これら2つの側面からのアプローチを達成することにより、本研究目的である「ローカーボン性能を有するPCグラウトの開発」を実現する。平成30年度は、材料工学的アプローチとして尿素およびフライアッシュならびに高炉スラグ微粉末の3つの混和材料を組み合わせたPCグラウトの配合条件がPCグラウトの「レオロジー性能」、「温度特性」、「強度特性」に及ぼす影響を明らかにするための実験を行い、各種データを取得した。これらデータはサステイナビリティの観点から整理を行うが、その分析は次年度の課題である。一方、生物工学的アプローチとしてPCグラウトに微生物を混合した際の、レオロジー、圧縮強度などの材料特性に対する影響を評価した。結合材に対して0.5%以内のドライイースト(イースト菌)添加量であれば、PCグラウト特性に及ぼす影響は小さいことが明らかとなった。また、破砕したPCグラウトを顕微鏡で観察したところ、高アルカリおよび高温の環境下となるPCグラウト中でもイースト菌の一部は生存していることが示唆された。当初の計画通り、材料工学的アプローチとしては、PCグラウトの最適配合を明らかにするための各種データを取得できている。一方、生物工学的アプローチとしては、大腸菌細胞を宿主としてムラサキイガイ由来の接着タンパク質の発現・精製に成功するとともに、PCグラウト特有の高アルカリ・高温環境下においてもイースト菌の一部が生存している可能性を見出し、技術的な問題点を着実に抽出することができている。以上のことから、おおむね順調に進展していると判断している。材料工学的アプローチとしては、平成30年度に取得した各種データをサステイナビリティの観点から評価する。具体的には、尿素およびフライアッシュならびに高炉スラグ微粉末の3つの混和材料を組み合わせたPCグラウトの配合条件がPCグラウトの「レオロジー性能」、「強度特性」や「ローカーボン性能」、「コストパフォーマンス」に及ぼす影響をサステイナビリティの観点から分析し、最適配合を明らかにする。さらに、上記3つの混和材料利用に伴うPCグラウト温度低下による周囲コンクリートへの応力低減効果をFEM温度応力解析にて明らかにし、各種混和材料を用いたPCグラウトの優位性を示す。一方、生物工学的アプローチでは、PCグラウト中におけるイースト菌の生存状態について、硬化したPCグラウトからイースト菌を分離し、定量的に生存率を評価する方法を確立する。また、上記の材料の最適配合条件において、ドライイーストに含まれる乳化剤が強度に与える影響を明らかにする。さらに、接着タンパク質を活性化する酵素(チロシナーゼ)の発現を実現し、PCグラウト片に対する接着性試験を行う。最終的にPCグラウト内で生存可能な微生物に接着物質を分泌する能力を付与し、自己治癒機能を持つPCグラウトの試作品の完成を目指す。また収縮に伴うひび割れの修復は、多量のエネルギーを要する大規模なものとなり、必然的に多量のCO2を排出する。平成29年度は、材料工学的アプローチとして、(a)練混ぜ水の容積に対する尿素の置換率、(b)セメントの質量に対するフライアッシュおよび高炉スラグ微粉末の置換率をパラメータとして検討し、サステイナビリティの観点から評価を行い、それら混和材料を置換したPCグラウトの各種性能を明らかにした。練混ぜ手法に関しては、静置時間を設けた練混ぜ方法がレオロジー性能に及ぼす影響について検討し、その結果を分析中である。一方、生物工学的アプローチとしてひび割れ部を閉塞させる高強度の接着タンパク質の開発に関しては、大腸菌細胞を宿主としてムラサキイガイ由来の接着タンパク質の発現・精製に成功している。高強度の接着性には接着タンパク質を活性化する酵素(Ralstonia solanacearum由来チロシナーゼ)が必要であり、現在、チロシナーゼの遺伝子構築・発現条件の検討中である。当初の計画通り、材料工学的アプローチとしてはPCグラウトの最適配合設計および練混ぜ手法の検討を実施し混和材料の特性を明らかにしたこと、およびPCグラウト撹拌中に撹拌羽根の回転数を01000rpmの範囲で制御することが可能な回転速度制御装置を試作した。

一方、生物工学的アプローチとしては、大腸菌細胞を宿主としてムラサキイガイ由来の接着タンパク質の発現・精製に成功するとともに、技術的な問題点を抽出することができている。以上のことから、おおむね順調に進展していると判断している。PCグラウトはコンクリート道路橋で用いられる重要な建設材料であるが、製造時に多量のCO2を排出する。また、収縮に伴うひび割れの修復は多量のエネルギーを要する大規模なものとなり、必然的に多量のCO2を排出する。PCグラウトはコンクリート内部に存在する構造だからである。本研究では従来の「レオロジー性能・力学性能」に加え、(1)新たに「ローカーボン性能」および「収縮性能、耐久性能」等の指標を取り入れた配合条件の最適化と練混ぜシステムを確立し、PCグラウトの高性能化を図る(材料工学的アプローチ)。(2)PCグラウト特有の環境下で生存する微生物を創出し、その微生物から分泌される高強度の接着タンパク質形成を利用したひび割れ部への自己治癒機能の検証を行い、PCグラウトの長寿命化を目指す(生物工学的アプローチ)。これら2つの側面からのアプローチを達成することにより、本研究目的である「ローカーボン性能を有するPCグラウトの開発」を実現する。平成30年度は、材料工学的アプローチとして尿素およびフライアッシュならびに高炉スラグ微粉末の3つの混和材料を組み合わせたPCグラウトの配合条件がPCグラウトの「レオロジー性能」、「温度特性」、「強度特性」に及ぼす影響を明らかにするための実験を行い、各種データを取得した。これらデータはサステイナビリティの観点から整理を行うが、その分析は次年度の課題である。一方、生物工学的アプローチとしてPCグラウトに微生物を混合した際の、レオロジー、圧縮強度などの材料特性に対する影響を評価した。結合材に対して0.5%以内のドライイースト(イースト菌)添加量であれば、PCグラウト特性に及ぼす影響は小さいことが明らかとなった。また、破砕したPCグラウトを顕微鏡で観察したところ、高アルカリおよび高温の環境下となるPCグラウト中でもイースト菌の一部は生存していることが示唆された。当初の計画通り、材料工学的アプローチとしては、PCグラウトの最適配合を明らかにするための各種データを取得できている。一方、生物工学的アプローチとしては、大腸菌細胞を宿主としてムラサキイガイ由来の接着タンパク質の発現・精製に成功するとともに、PCグラウト特有の高アルカリ・高温環境下においてもイースト菌の一部が生存している可能性を見出し、技術的な問題点を着実に抽出することができている。
機能性含窒素化合物の創製とキラルオルガノキャタリストへの応用

1)実用的な触媒的不斉マイケル反応の開発申請者らはすでにD_2対称型新規キラル4級アンモニウム塩を創製し、シッフ塩基の触媒的不斉マイケル反応において最高91%eeを達成している。またα位置換型シッフ塩基を用いても、不斉4級炭素ができることを見いだしている。いずれの生成物も汎用性の高い含窒素化合物であり、天然物合成への応用を検討中である。高いエナンチオ選択性の達成には、触媒芳香環上に電子吸引基が必須であることが分かった。この知見に立脚して、触媒構造の対称性を崩した種々のキラル4級塩を合成して反応を精査したところ、D2対称性は必ずしも必要としない事がわかった。現在、触媒構造の最適化を検討している。2)ジアジアルドール反応を用いる複素環合成反応性官能基であるジアゾ基の特性を活用してシンノリン、アミノインドリンの効率合成法を確立した。本方法論は多置換型の上記複素環合成にも有用であり、機能性素子の迅速合成として期待できる。1)実用的な触媒的不斉マイケル反応の開発申請者らはすでにD_2対称型新規キラル4級アンモニウム塩を創製し、触媒的不斉マイケル反応で高いエナンチオ選択性が発現されることを報告している。触媒構造を種々変換し、その効果を精査したところ、芳香環に電子吸引基の存在が必須であることが分かった。特に2-CF_3基を有するキラル相間移動触媒を用いた場合には、最高で91% eeを達成することができた。さらに本反応系の拡張として、α位置換型のシッフ塩基を基質に用いたところ、速やかに反応が進行し目的とする不斉4級炭素の構築にも成功した。得られた生成物は効率良くキラルピロリドン誘導体に変換できることから、本反応系は含窒素複素環の合成へも展開できる。現在、天然物合成への応用も検討中である。マイケルアクセプター側を修飾しても反応は速やかに進行し、良好な不斉収率で目的物を与えることを見い出した。2)ジアジエステルを用いる触媒的不斉Aldol-type反応の開発反応性官能基であるジアゾ基の特性を活用してエナンチオ選択的な炭素-炭素結合生成反応の開発を検討したところ、キラル4級アンモニウム塩存在下、最高80% eeを達成した。得られた化合物は生物活性化合物の重要ユニットであるβ-アミノアルコールやβ-ヒドロキシ-α-アミノ酸誘導体へ効率良く変換できることも見い出した。
捕食圧がサバンナヒヒの生活史に及ぼす影響

本研究の目的は、「野生アヌビスヒヒの、捕食された割合と捕食犠牲個体の性・年齢クラスを明らかにし、捕食がヒヒの生活史や社会構造に及ぼす影響を明らかにする」ことである。平成29年度は7月末まで、昨年度から継続してフィールド研究を実施し、ヒヒの生活史関連データ(出産、移入、消失、死亡、捕食等)を記録した。フィールド調査の期間中に消失した個体はあったものの、直接的な捕食事例は観察されなかった。調査集団への新しいオスの移入があり、オス間に闘争が観察された。オス間闘争によって、関与した個体はしばしばケガを負った。これらのケガが重篤になれば捕食者に対して脆弱になると考えられた。そこで、闘争によって負ったケガの大きさと、そのケガがヒヒの健康状態にどれぐらいのネガティブ・インパクトがあるかを評価するため、ケガの大きさの変化を測定することとした。野外調査では直接ケガの大きさを測定することが困難なことから、写真を撮影し、その画像データを基にケガの大きさを測定することとした。これまで野生の霊長類を対象としたケガの治癒速度を報告する研究はほとんどないことから、このデータは動物医療等の関連分野においても重要な基礎情報となると考えられる。また、7月末にGPSを装着していた個体からGPS機の取り外しをおこなった。GPSは霊長類の移動研究において非常に有用な技術であることが明らかになった。一方、安全な機器装着/脱着方法の開発や、個体の健康状況等への負担についてデータの蓄積が必要であることが明らかとなった。平成29年度の8月まで調査を実施することを予定していたが、ケニアの大統領選挙に伴う治安悪化が生じたため、調査を7月で終了した。調査期間は短くなったが、8月から創傷治癒に関するデータについての分析を開始した。平成30年4月からは収集したデータを引き続き分析し、データが不足している場合には8月に短期調査を実施することで対応する。6月には日本霊長類学会、8月には国際霊長類学会において成果を報告する予定である。本研究の目的は、「野生アヌビスヒヒの、捕食された割合と捕食の犠牲個体の性・年齢クラスを明らかにし、捕食がヒヒの生活史や社会構造に及ぼす影響を明らかにする」ことである。平成28年度は、8月に科研費研究員を雇用した。8月後半から、研究代表者と研究員はケニア・ライキピア地域でアヌビスヒヒの観察を開始した。調査期間中、生活史関連データ(出産、移入、消失、死亡、捕食等)を記録した。移出したオスが近隣の新たな集団に入ったことから、近隣集団が同定できるようになったため、隣接集団とのエンカウンターの情報も追加記録することにした。研究分担者の野外調査により、平成28年度は2か所で2頭のヒヒの骨を新しく発見した。これらの個体の性別・年齢は形態的、遺伝的な情報により平成29年に明らかにしていくこととした。観察例数はまだ少ないが、捕食の犠牲個体が特定の性別・年齢に偏っている傾向が推測された。また、代表者は当初予定していなかった研究専念期間を大学から得たため、1ー2月に研究協力者のいるUC Davisに滞在し、ヒヒとヒョウのGPSの位置データに基づいた、ヒョウの対ヒヒ捕食の傾向を分析した。この結果は、ヒョウの側の捕食戦略として、ヒョウはヒヒ集団が休んでいる夜間の時間帯に接近していたことを明らかにした。しかし、必ずしもヒョウの接近がヒヒを捕食するに至っていないことも明らかになった。この結果は、平成29年度の国際学会に発表予定であるとともに、国際誌に投稿した。研究代表者は当初予定していなかった短期研究専念期間を10月より受けることになり、海外研究協力者のもとで集中してデータ分析をする機会を得た。直接結果を討議することができ、予想していた以上に早く論文執筆が進展し、平成28年度内に1本目の論文投稿を完了することができた。

平成29年度の8月まで調査を実施することを予定していたが、ケニアの大統領選挙に伴う治安悪化が生じたため、調査を7月で終了した。調査期間は短くなったが、8月から創傷治癒に関するデータについての分析を開始した。平成29年度の8月まで1年間の野外調査を実施し、9月から収集したデータの分析を実施する。研究変更を伴う問題として、ケニアの政治情勢によっては野外調査を短縮する可能性がある。8月初めにケニアでは大統領選挙があり、一部地域で短期的な治安悪化が予想される。また、平成28年度10月からケニア北部中部域を中心とした地域で大干ばつがあり、これまでに治安悪化が報じられている。すでに8か月データ収集が終了しているので、野外調査が短縮されても問題はないことが予想されるが、サンプルサイズが少ない場合には治安が安定した後短期調査を実施することで対応する。平成30年4月からは収集したデータを引き続き分析し、データが不足している場合には8月に短期調査を実施することで対応する。6月には日本霊長類学会、8月には国際霊長類学会において成果を報告する予定である。
室温可視発光薄膜のp、n制御評価法の研究

設備備品として購入したデジタルケルビンプローブを用いて、超高真空中で作製した試料の仕事関数測定を行うシステムを確立した。このシステムはあくまでも比較参照のための仕事関数既知試料の測定により作製試料の仕事関数を求めることができる間接方法であるため、計測時には常に参照試料の測定が必要になる欠点があり、同時に対応できる表面電荷量変化が少ないという問題点が存在することがわかった。不純物ドープCdWO4(010)単結晶の測定では、試料表面の電荷分布に不純物イオンが大きな影響を与えることからプローブと試料表面間距離、発振周波数同期条件が異なり、ドープイオンの種類にかかわらず想定外に大きい仕事関数値が実験的に求められてしまう。このシステムでの報告例は少なく、仕事関数測定に使用できる系、できない系を見極める必要があることがわかった。また、このシステムではプローブの表面積が大きいことから試料表面の均一性が問題点として残る。本システムを用いて、超高真空系内で作製したSi、アルカリ金属、酸素複合系試料の仕事関数測定を行うことができ、化合物の表面被覆率を制御することで従来報告された0.8eVより小さな0.7eVの値を実験的に得ることができた。この系では微粒子が均一に分散されていることが電子顕微鏡写真より明らかとなった。現在、冷電子放出材としての機能を探っている。次に、パルスレーザー堆積法で作製した不純物ドープCdWO4薄膜の発光強度増加に関する結果を学術誌に報告した。同方法で作製されるSi微粒子の終端化に及ぼすレーザーフルエンス(単位面積あたりのレーザー強度)の影響を検討し学術誌に報告した。ゼオライト細孔内に作製したSi微粒子の室温可視発光の時間分解測定を行い、ゼオライトとSi微粒子間のエネルギー移動について検討した結果を報告した。ゼオライトのバンドギャップを始めて実験的に求めた。これらの系での仕事関数測定により、半導体のp型n型を判別できることになる。設備備品として購入したデジタルケルビンプローブの動作確認を大気中、超高真空中で行った。ブロープ先端のステンレス表面の状態、プローブと試料表面間距離、発振周波数同期条件が、試料の仕事関数測定に影響を与えることがわかった。特にプローブと試料表面間距離をリニアモーションで制御する現在のシステムでは、装置付属ソフトによる距離制御を信ずる他ない。超高真空系の真空紫外分光法(UPS)を用いて求められた試料のCut Off値との比較から仕事関数の絶対値評価を行うことで、信頼性を得られることがわかった。現在、個々の試料の仕事関数の増減は容易に判別できるが、本システムのみにより仕事関数の絶対値を求めるにはいたっておらず、比較参照のため仕事関数既知試料の測定がまだ必要である。また、表面電荷量変化が少ないという問題点が残っている。個々の装置間でのばらつきがあるようで、販売元と解決策を探っている。本システムを用いて、超高真空系内で作製した冷電子放出材表面の仕事関数測定を行っている。この系では大気中のAFM測定によっても仕事関数が減少することを報告している。真空中での測定による真の仕事関数変化を追及する。次に、パルスレーザー堆積法で作製した薄膜の時間分解PL測定結果を学術誌に報告した。あわせて単結晶における結果を報告し、発光サイトに及ぼす不純物イオンの結晶格子に及ぼす効果を考察した。得られた結果はバンドギャップ内のエネルギー準位が深く影響を及ぼすことを示唆し、これらの試料において仕事関数測定を行うことで更なる知見が得られることになる。

ゼオライト細孔内に作製したSi微粒子作製プロセス解析の結果を学術誌に報告した。ゼオライト自身の仕事関数も未知で、ゼオライト骨格と内部の微粒子とのエネルギー移行プロセス解析に仕事関数測定は役立つはずである。設備備品として購入したデジタルケルビンプローブを用いて、超高真空中で作製した試料の仕事関数測定を行うシステムを確立した。このシステムはあくまでも比較参照のための仕事関数既知試料の測定により作製試料の仕事関数を求めることができる間接方法であるため、計測時には常に参照試料の測定が必要になる欠点があり、同時に対応できる表面電荷量変化が少ないという問題点が存在することがわかった。不純物ドープCdWO4(010)単結晶の測定では、試料表面の電荷分布に不純物イオンが大きな影響を与えることからプローブと試料表面間距離、発振周波数同期条件が異なり、ドープイオンの種類にかかわらず想定外に大きい仕事関数値が実験的に求められてしまう。このシステムでの報告例は少なく、仕事関数測定に使用できる系、できない系を見極める必要があることがわかった。また、このシステムではプローブの表面積が大きいことから試料表面の均一性が問題点として残る。本システムを用いて、超高真空系内で作製したSi、アルカリ金属、酸素複合系試料の仕事関数測定を行うことができ、化合物の表面被覆率を制御することで従来報告された0.8eVより小さな0.7eVを値の実験的に得ることができた。この系では微粒子が均一に分散されていることが電子顕微鏡写真により明らかとなった。現在、冷電子放出材としての機能を探っている。次に、パルスレーザー堆積法で作製した不純物ドープCdWO4薄膜の発光強度増加に関する結果を学術誌に報告した。同方法で作製されるSi微粒子の終端化に及ぼすレーザーフルエンス(単位面積あたりのレーザー強度)の影響を検討し学術誌に報告した。ゼオライト細孔内に作成したSi微粒子の室温可視発光の時間分解測定を行い、ゼオライトとSi微粒子間のエネルギー移動について検討した結果を報告した。ゼオライトのバンドギャップを始めて実験的に求めた。これらの系での仕事関数測定により、半導体のp型n型を判別できることになり、実験計画中である。
転移因子から構成されるテロメアの形成及び維持機構の解明

ショウジョウバエのテロメア形成・維持機構を分子レベルで解明するために、まず、テロメア構成転位因子TARTがコードするタンパク質に対するモノクローナル抗体の作製に取り組んだ。TARTがコードするRTタンパク質は、エンドヌクレアーゼ領域及び逆転写酵素領域をもつ。両領域のリコンビナントタンパク質をそれぞれ大腸菌で発現し、精製を試みたが、逆転写酵素領域のリコンビナントタンパク質は精製時に分解してしまい、精製には至らなかった。エンドヌクレアーゼ領域は精製することが出来たため、これを用いてマウスを免疫した。免疫後、血清を採取してウエスタンブロッティング法により解析を行ったところ、エンドヌクレアーゼ領域に対する血清は抗原に反応性を示したが、ショウジョウバエ内在性タンパク質を検出するまでには至らなかった。免疫沈降法においても検出されなかった。同時に、テロメア特異的転位因子HetやTARTがコードするGAGのリコンビナントタンパク質、あるいはTARTの合成ペプチドを抗原としてモノクローナル抗体作製に取り組んだが、やはり内在性タンパク質を検出することはできなかった。次にCRISPR/Cas9システムを応用したテロメア領域の濃縮法の確立に取り組んだ。ショウジョウバエ卵巣由来の体細胞株Ovarian somatic cell(OSC)において、DNA切断活性を失った改変型CRISPR/Cas9をテロメアDNA配列に特異的に結合させ、免疫沈降によってテロメアDNA配列の濃縮を行った。免疫沈降物からDNAを回収しqPCRを行ったところ、目的のDNA配列の濃縮が確認できた。一方、このDNA配列に結合するタンパク質を電気泳動し銀染色を行ったが、Cas9以外のタンパク質を検出することができなかった。濃縮産物の濃度をさらに高くする必要があることが判明した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
発生工学的手法を用いたケモカインによる造血分化決定機構の解析

我々はケモカインが担う遊走能以外の機能、特に、造血幹細胞の分化、増殖課程における役割について注目し、KOマウスを用いた個体レベルでの解析を計画した。ケモカインの中には発生段階で重要な働きをするものもあり、全身性あるいは初期発生段階からその遺伝子を欠損させることは致死的である場合があるので、我々はCre/1oxPシステムを導入し、部位特異的・時期特異的に遺伝子を欠損指せる方法を試みることにした。既にloxP配列に挿まれたCXCR4遺伝子をノックインしたマウスを作製するとともに、CD34プロモーター(熊本大・須田博士より供与)の制御下でCreリコンビナーゼを発現するTgマウスを作製した。このほか、Mx-Cre-TgマウスをRajewskyより、1ck-Cre-Tgマウスを竹田博士(大阪大)より、CD19-Cre-Tgマウスを北村博士(東京理科大)より分与して頂いた。現在、これらのマウスの掛け合わせを進めており、CD34-Cre-Tgマウスと掛け合わせた結果では、骨髄細胞、リンパ節細胞等でCreリコンビナーゼ依存的にCXCR4遺伝子が欠損することを確認した。また、この掛け合わせの場合、CXCR4ホモ欠損マウスが生まれてこないことがわかり、CD34分子を発現する細胞でCXCR4が胎児期に重要な役割を果たしていることが示唆された。さらに、Mx-Cre-Tgマウスとの掛け合わせの場合polyI・polyC投与による発現誘導により、骨髄細胞でほぼ完全にCXCR4を欠損させることができた。FACScanを用いた解析の結果、胸線細胞の中でもCD4+/CD8+細胞群の減少が確認され、詳細な減少機構について解析中である。Mx-Cre-Tgマウスの場合polyI polyC投与によって誘導されるIFN-α/βが細胞増殖を抑制している可能性が考えられるので、外部からの刺激なしで胸線細胞特異的にCXCR4の欠損が可能である1ck-Cre-Tgマウスを用いて同様の解析を行う予定である。CXCR4ノックインマウスとCre-Tgマウスの掛け合わせでは、CD34マウスとの掛け合わせ以外はいずれも、子孫マウスは正常に成長し、生殖能力にも異常は認められていない。
再生治療に用いる幹細胞動員基材の開発

本研究の目的は細胞の体内動員を促すための足場の設計である。そのために足場の孔構造、表面性状、力学特性などが細胞の増殖分化に与える影響について調べる。さらに、足場に細胞接着因子や細胞増殖因子を組み込み、細胞の増殖分化に与える相乗効果を評価する。加えて、足場を動物体内に埋入後、体内での細胞の挙動を調べる。体内での細胞増殖因子および細胞動員因子徐放用のハイドロゲルを作製した。ハイドロゲルから因子を徐放化することで体内での細胞の増殖および動員を促すことができた。次に、細胞動員因子と細胞増殖因子とを同時に徐放化できるハイドロゲルを調製した。このハイドロゲルをラット骨欠損部に埋入したところ、2種類の因子を徐放化することによって細胞増殖因子のみの徐放群に比べて、動員される細胞数が有意に増え、また動員の増殖分化が促され、骨再生修復の増強が認められた。動員細胞を炎症細胞であるマクロファージを考え、マクロファージの体内動員を促す細胞動員因子と骨再生を促す幹細胞の増殖を促す細胞増殖因子を同時徐放化することで骨再生の有意な増強が認められた。炎症細胞の動員が骨再生に影響するという新しい知見が得られた。26年度が最終年度であるため、記入しない。細胞接着因子や細胞増殖因子を組み込み、細胞の増殖分化に与える相乗効果を評価する。本研究は、孔サイズの異なるポリビニルアルコール(PVA)スポンジをマウス背部皮下に埋入、スポンジ内に侵入する細胞の数と種類について調べたところ、孔サイズが侵入細胞数に影響を与えることがわかった。次に、体内での細胞増殖因子および細胞動員因子の活性を高めるための因子徐放用のハイドロゲルを作製した。このハイドロゲルをラット骨欠損部に埋入したところ、細胞増殖因子のみの徐放群に比べて、有意に動員細胞数が増え、その増殖が促され、骨再生修復が認められた。細胞動員因子の徐放化が可能となり、それと細胞増殖因子との徐放化を組み合わせることで、再生修復の促進が見られた。これは当初の計画には記載されていなかった研究成果であり、本研究は計画以上に進展していると考えられる。当初の計画通り、これまでに得られた細胞増殖因子や細胞動員因子の徐放化システムと足場を組み合わせることにより、生体組織の再生修復が促進できる再生医療システムを創製していく予定である。研究計画の変更あるいは研究を遂行する上での問題点はない。
ゲスト分子の高秩序配向性フィルム作製を目指した立体規則性ポリマーの特性解明

シンジオタクチックポリスチレンは、ゲスト分子と結晶化し、結果的に、フィルム内にゲスト分子を三次元的に規則正しく配列させられる可能性があるが、ゲスト分子には制約があり、その制約限界が不明であった。本研究は、ゲル化を利用してゲスト分子の制限条件を見出したのが最大の成果で、機能性のある有機金属錯体をゲスト分子として導入する下地をつくり、更に、仮に分率が低くても、ゲスト分子の配向情報を偏光蛍光で確定する方法を確立した。本年度は特に3つの大きな成果を得た。(1)シンジオタクチックポリスチレン(SPS)と溶媒との相互作用を明確にしていくために、アルキル鎖の長さの異なるn-アルキルベンゼンを溶媒とするSPSの溶液化を行い、ゲル化の有無・SEMによる組織観察・DSCによる相図作成・WAXSとSAXS測定を行った。プロピル鎖まではSPSはファイバー状のゲルを作製するが、アルキル鎖が長くなるにつれて組織も球晶型やラメラ型となり、凝集したSPSポリマー鎖間の自由体積に溶媒が入り込んでポリマー・溶媒分子化合物を形成できるかどうかがゲル形成の大きな要因であることを突きとめた。(2)SPSクロロホルムゲル中に、1,4-dimethylnaphthalene(14DMNP)・1,5-dimethylnaphthalene(15DMNP)を一定量加え、SPS濃度を変化させたときの蛍光異方性比の変化を調べ、これらの分子がSPSポリマー鎖間にどのように固定されるかを調べ、(1)と同様にSPS鎖間の自由体積情報を得るとともに、ゲル中の14DMNPや15DMNPの存在様式が、そのままSPSとの共結晶(インターカレート型(SPS/14DMNP)、包接型(SPS/15DMNP))フィルムに反映していることを発見した。この事実は、SPS鎖間の自由体積は大きな要因だが、そのサイズだけがゲスト分子の導入を決定するのではなく、ゲスト分子同士の相互作用が共結晶の構造に影響することを示している。(3)インターカレート型SPS/14DMNP共結晶がフィルム全体に高次に配向したフィルムについて、14DMNP偏光蛍光強度のフィルムセット角度分布を測定する方法でゲスト分子14DMNPが共結晶中でどのような立体的な配置を取っているかを決定した。インターカレート型SPS/14DMNP共結晶のゲスト分子の配置まで確定したのはこの研究が初めてである。本年度の成果は大きく4つにまとめられる。(1)溶媒によって、シンジオタクチックポリスチレン(SPS)とフィブリル状組織を形成しゲルとなる場合とラメラ構造や球晶構造をとる場合があることに関して、昨年度の、アルキル鎖の長さの異なるn-アルキルベンゼン以外に様々な溶媒を試すことで、溶媒分子の溶解度パラメータと分子サイズで分類化することに成功した。SPSと溶解度パラメータの差が小さく、分子サイズが小さい溶媒はSPS鎖をδ包接型結晶と類似の構造にすることができ、ポリマー溶媒分子化合物も生成でき、ゲル組織となる。溶解度パラメータの差が±1.2以内の溶媒で、サイズの大きな分子は、SPS鎖を2_1ヘリックスにするものの、鎖間の自由体積に溶媒は留まれず、結果的に空隙のないγ型結晶となり球晶を示す。分子サイズが大きかったり溶解度パラメータ差が大きかったりする溶媒は、SPSと相互作用できずtranszigzag型のβ型結晶となる。(2)側鎖がさらに嵩高い、シンジオタクチックポリスチレン誘導体で(1)を補足する結果が得られたことから、空隙をもつ結晶形成の要因を分子サイズと相溶性で結論づけることができた。(3)現在我々グループだけのオリジナルである偏光蛍光強度角度分布(PFR)法とWAXDデータを比較することでpoly(ethylene terephthalate)やpoly(butylene terephthalate)の延伸・アニールによる低温結晶化過程を調べ、フィルム全体に高次に蛍光性基が配向したフィルムの評価法を確実にした。(4)PFR法を駆使して、WAXD・IRと比較しながら、ホットプレス作製SPSフィルムと、ゲルから作製したSPSフィルムについて、延伸と気体および溶液処理して共結晶が生成する初期過程を追跡し、SPS包接型結晶の配向性と結晶化過程を明らかにすることができた。(1)溶媒によって、シンジオタクチックポリスチレン(SPS)とフィブリル状組織を形成しゲルとなる場合とラメラ構造や球晶構造をとる場合があることに関して、様々な溶媒を試すことで、溶媒分子の溶解度パラメータと分子サイズで分類化することに成功した。SPSと溶解度パラメータの差が小さく、分子サイズが160Å^3より小さい溶媒はSPS鎖をδ包接型結晶と類似の構造にすることができ、ポリマー溶媒分子化合物も生成でき、ゲル組織となる。(2)金属錯体を形成する窒素や酸素を含む複素環化合物がSPSとゲルを形成することがわかったので、これらをゲスト分子とする共結晶の形成に目処をつけることができた。

(3)現在我々グループだけのオリジナルである偏光蛍光強度角度分布(PFR)法とWAXSデータを比較することでpoly (ethylene terephthalate) (PET)やpoly (butylene terephthalate)の延伸・アニールによる低温結晶化過程を調べ、フィルム全体に高次に蛍光性基が配向したフィルムの評価法を確実にし、さらにPETの結晶化過程を明らかにした。(4)RPFR法を駆使して、SAXS・WAXS・IRと比較しながら、ホットプレス作製SPSフィルムと、ゲルから作製したSPSフィルムについて、延伸と気体および溶液処理をして共結晶が生成する初期過程を追跡し、SPS包接型結晶の配向性と結晶化過程を完全に明らかにすることができた。さらに包接型共結晶が可能なサイズの上限を示すことに成功した。
文化適応型認知行動療法とプログラム採用型認知行動療法の比較検討

今日まで,海外で開発された心理療法を輸入すべきか,わが国独自の心理療法を開発すべきかという議論に対する実証的データは得られてこなかった。本研究では,認知行動療法の傘下に属する二つのプログラム,すなわち,国際的に知名度のあるプログラムと,我が国で開発されたプログラムを比較することを目的としている。本研究の成果は,心理療法の文化的適応と普遍的作用機序に関する実証的証拠として世界的に発信されることが期待される。
光感受性ナノキャリアを用いた脳腫瘍のウイルス療法

isher rat-9L gliosarcomaの系による脳腫瘍モデルを作製し、腫瘍融解ウイルスを封入したICG-Liposomeと近赤外線照射による治療を行い、脳腫瘍に高濃度でウイルスを分布させることで得られる治療効果と安全性を確認する。摘出脳における病理組織学的検索、免疫担当細胞の浸潤量やマイクログリアの活性化に関する免疫組織化学などにより確認する。安全性の確認には、1長期間にわたる実験動物の行動・神経症状の観察、2MRIによる神経変性・壊死および脳浮腫の有無の確認、3脳を含めた種々の臓器の病理組織検査等を行う。
算数・数学教育における観察・実験的アプローチにもとづく教材の開発

本研究では、算数・数学教育における実験・観察的なアプローチをもとづいた教材を開発した。数学における実験・観察を行う強力な道具として、コンピュータ・グラフ電卓などのテクノロジーを利用して、児童・生徒に数学を観察したり、実験したりすることで学習を進める教材を開発した。また、図形ソフトウエアを利用した教材における生徒の証明活動についても、実験的な研究を進めた。成果としては、次のものがある。1)清水監訳、「グラフ電卓で探る数学の世界」、現代数学社、19972)共編著、「テクノロジーを活用した新しい数学教育-実験・観察アプローチを取り入れた数学授業の改善-」、明治図書、1997本研究では、算数・数学教育における実験・観察的なアプローチをもとづいた教材を開発した。1)清水監訳、「グラフ電卓で探る数学の世界」、現代数学社、19972)共編著、「テクノロジーを活用した新しい数学教育-実験・観察アプローチを取り入れた数学授業の改善-」、明治図書、1997下記に述べた研究の進展から、本年度の研究では次のことが明らかになった。1)テクノロジーを数学教育において用いた教材の収集ならびに翻訳、検討を行った結果、技能の習得や知識の獲得に焦点を当てるのではなく、その多くが数学における「観察・実験」を取り入れたアプローチを取っていること。2)収集ならびに検討された教材は、日本においても利用可能な教材が見いだせること。3)実際にテクノロジーを利用した教材を授業の場で、これまで検討してみた結果から、いままでは取り上げられなかった「新しい問題」、例えば、「宝探しの問題(Gamov)や「Varignon問題(Collete)」に生徒が取り組めるようになることが見いだされた。今年度は、次のことを行う予定であった。1)米国におけるテクノロジーを利用した教材の翻訳と、その日本数の学科での利用可能性の検討〔特に、Kellyの教材については翻訳と検討の修了後、現代数学社より刊行予定〕2)テクノロジーを利用した教材を、ソフトやグラフ電卓を購入して、それらを授業の場で実際に検討する。1)に関しては、現在のところ、教材の翻訳を研究協力者とともに、グラフ電卓関係の教材に関してはその作業をほぼ完成している。また、Cabri-Geometry関係については、研究分担者とともに、現在、教材集を作成中である。2)に関しては、現在のところ収集が困難なため検討の多くはこれから行う予定である。、本年度は次の研究を行った。1)米国におけるテクノロジーを利用した教材の翻訳と、その日本の数学科での利用可能性の検討2)翻訳検討された教材のなかで、日本においても利用可能な教材の抽出を行った。3)テクノロジーを使用した図形の問題解決における証明の機能について検討を行った。1)米国におけるテクノロジーを利用した教材の翻訳と、その日本の数学科での利用可能性の検討の継続2)テクノロジーを利用した教材を、ソフトやグラフ電卓を購入して、それらを授業の場で実際に検討する。3)コンピュータ環境における図形の問題解決での証明の機能についての実験的検討を行う。1)清水監訳、「グラフ電卓で探る数学の世界」、現代数学社、19972)共編著、「テクノロジーを活用した新しい数学教育-実験・観察アプローチを取り入れた数学授業の改善-」、明治図書、1997