hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大学生の真正な自己表現と機能的な対人調整をめざす社会情動的学習プログラムの開発

本研究は、学生が自らの文化的習慣を自覚化しつつ真正な自己表現と機能的な対人調整をめざす、多文化共生時代にふさわしい創造的コミュニケーションの教育方法の開発を目的としている。研究開発は、情動調整を含む身体コミュニケーション、言語コミュニケーション、メディアコミュニケーション、異文化コミュニケーション、の4領域に分けて進めてきた。今年度は、まず身体コミュニケーション領域において、居場所研究等をもとにアートを介した体験学習の意義を検討した。今日の学生には敏速かつ有用な、高度に機能的な言語コミュニケーション力が要求される一方、各々の生の段階やペースに応じたより原初的な関わりの場(=居場所)が徐々に失われ、対人関係のあり方が大きくバランスを失している。その適正化の一つの手立てとして、近年注目されているArts-Based Educational Researchを参考に、ムーブメントや演劇等によるアート体験を位置づけた。言語コミュニケーション領域においても、アートの素養のない学生でも参加できるアート・ワークショップやアール・ブリュット活動の実践研究によって、アートやケアと大学教育・社会教育における表現行為との結びつきを検討した。異文化コミュニケーションの領域においては、これまでに引き続き、演劇手法(ロールプレイ・ソシオドラマ)を使った新たなコミュニケーション教育を大学教育および看護教育等で実践的に検討した。最後にメディアコミュニケーションの領域においては、学内で教員が評価する通常の文脈ではなく学外の依頼者の目に曝されながらのものづくり学習において、対人葛藤を学生がサポートし合って解決していく傾向が観察され、結果としての「コミュニケーション教育」が成り立つような授業デザイン原理の整理と活動過程のドキュメンテーションによる評価方法の検討を行った。これらは4領域全体に通じる指針となった。今日、大学教育においてコミュニケーション力の向上が強く求められている。しかし、学生の対人関係文化を了解した上で、自他ともにケアできる真正な自己表現と機能的な対人調整をめざすコミュニケーション教育の試みはほとんど見られない。規範的なコミュニケーション技能の訓練ではなく、学生が日常の文化的習慣を自覚化しつつ自他ともにケアできる批判的・創造的なコミュニケーション様式を探ることは、多文化共生が必須の前提となっている現代社会において不可欠な学習活動である。そこで本研究は、社会情動的学習(SEL)の枠組を踏まえて、1学生の対人関係文化の分析から教材化のシーズとなる事例を収集する、2国内外のSEL事例の展望をもとに参考事例の訪問調査を行う、3以上の成果を用いてワークショップ型のパイロット授業および正課内授業での実践研究を行う、4学生向けワークブックと教員用マニュアルを制作する、の4つの内容に取り組み、多文化共生時代にふさわしい新たなコミュニケーション教育の方法を開発することを目的とする。平成27年度は、学生の対人関係文化の把握と国内のSEL実践事例の調査を開始した。学生の対人関係文化に関しては、メディア文化論や身体心理学等の各領域での知見を整理する一方、学生自身の視点からコミュニケーション葛藤を理解するために、自己表現のプロセスやライティング作品などを読み解く作業を行った。並行して、マインドフルネスやラボラトリー・メソッドなど、国内のSEL実践事例から本研究のテーマに関連したものに焦点を当て、授業内学習活動としての可能性を検討した。これらの成果の一部は、平成28年3月に行われた第22回京都大学大学教育研究フォーラムの参加者企画セッションにて報告した。当初予定されていた学生のフォーカスグループの組織が遅れているため。本研究は、学生の対人関係文化の分析と社会情動的学習(SEL)の枠組を踏まえて、多文化共生時代にふさわしい新たなコミュニケーション教育の方法を開発することを目的としている。第2年度である今年度は、おもにパイロット授業の試行と学生の対人関係文化の質的検討に取り組み、併せて国内外のSEL実践事例の情報収集を継続した。パイロット授業については、まず身体コミュニケーションの領域においてLMS上での授業外学習を並行させたワークショップ型授業を行い、身体アウェアネスがマインドフルネスを高めることを確認した。また異文化コミュニケーション領域において、様々な学部及び留学生に対してコミュニケーションの基礎のワークショップを実施してその成果を総括するとともに、ドラマ手法を使った留学生交流教育を地域にて開発している。さらにメディアコミュニケーション領域において、ゼミ活動の一環として県内中小企業のプロモーションビデオ制作の総括を行い、参加学生がアポ取り、取材、撮影、編集した作品の修正のやりとりを通して「社会人基礎力」「コミュニケーション力」「交渉力」「問題解決力」などを向上させたことを確認した。一方、コミュニケーション教育でグループワークを多用する授業では、公的自己意識の高い学生の場合、汎用技能の伸長が妨げられることを見出した。学生の対人関係文化の質的検討については、まず、大学初年次に書いたパーソナル・ライティングの作品(自己省察的なエッセー)を社会人になった元学生(当事者)に読み直してもらい、当時の対人関係観を振り返ってもらうライフストーリーインタビューを実施した。また、オンラインコミュニケーションに関するインタビュー調査を女子学生グループに実施し、学生たちがSNSごとの特性や使用可能性をよく理解し、他者との円滑なコミュニケーションを図るために多様な工夫を行っていることを見出した。海外のSEL事例の調査が不十分なため。研究開発は、情動調整を含む身体コミュニケーション、言語コミュニケーション、メディアコミュニケーション、異文化コミュニケーション、の4領域に分けて進めている。今年度は、まず身体コミュニケーション領域において、社会情動的学習の概念間の関係を吟味するとともにENSEC(欧州社会情動能力ネットワーク)の訪問調査や英国ハイベリー・カレッジの担当者への調査などを行い、日本の大学教育への示唆を整理した。

言語コミュニケーション領域では、一般社会で効果的とされるコミュニケーションスキルを身につけるようなコミュニケーション教育ではなく、学生自らが自己を見つめ、それらを他者と交換する(=自己表現する)ことで他者との了解をとる、そのような自己表現教育としてのパーソナル・ライティングの教育的意義を質的に明らかにした。メディアコミュニケーション領域では、学生のオンラインと対面でのコミュニケーションの関係や、BBSでのディスカッションの巧拙とSNSでの経験との関連などについて示唆を得た。また、14年次の各学年での少人数基礎演習において、スマートフォンを用いた新しいコミュニケーションの様式に関するヒアリング調査などから、対人関係をスムーズに行うための新しい技法や相互配慮の方法について明らかにした。最後に、異文化コミュニケーション領域において、日本人と留学生の初年次共修科目でコミュニケーション基礎のワークショップをデザインし、その実践研究を行なった。また、ドラマ手法(ロールプレイ・ソシオドラマ)を使った新たなコミュニケーション教育を試行したほか、地域で共生する外国人と日本人双方に役立つ日本語コミュニケーション教育手法を開発している。学生の対人関係文化を検討するためのフォーカスグループが計画通りに進展していないことや、学習評価において評価ルーブリックを教員と学生で共同で作成する作業など、学生の直接的な経験を踏まえた研究開発が不十分であるため。本研究は、学生が自らの文化的習慣を自覚化しつつ真正な自己表現と機能的な対人調整をめざす、多文化共生時代にふさわしい創造的コミュニケーションの教育方法の開発を目的としている。研究開発は、情動調整を含む身体コミュニケーション、言語コミュニケーション、メディアコミュニケーション、異文化コミュニケーション、の4領域に分けて進めてきた。今年度は、まず身体コミュニケーション領域において、居場所研究等をもとにアートを介した体験学習の意義を検討した。今日の学生には敏速かつ有用な、高度に機能的な言語コミュニケーション力が要求される一方、各々の生の段階やペースに応じたより原初的な関わりの場(=居場所)が徐々に失われ、対人関係のあり方が大きくバランスを失している。その適正化の一つの手立てとして、近年注目されているArts-Based Educational Researchを参考に、ムーブメントや演劇等によるアート体験を位置づけた。
インターネットにおける市民的公共圏の形成をめぐる社会学的研究

インターネットを基盤とした(市民的)公共圏の形成の可能性という問題自体をまず理論的に精緻化したかたちで設定しなおし、ついでその展開可能性の発現とみなされうるような具体的事例の検討をおこなった。ハーバーマスの公共圏概念は、空間性(コミュニケーション的行為によって再生産される社会空間の構築)と自己言及性(言論による批判の回路を公共圏自身にも向けることによる自己反省性)を本質とする。インターネットは理論的には、公共圏のこの二つの特性(空間性と自己言及性)を実現するうえで適した環境ではある。しかし現実にはインターネットは、一方では既存の社会関係にとらわれない自律的なネットワーク形成を可能にするが、他方では匿名性に基づく逸脱やミクロな権力追及を増殖させるというアンビヴァレントな志向性をもつ。従って、インターネット空間全体が一般的に、市民的公共圏の形成の基盤となるとは必ずしもいえない。経験的事例の検討は、インターネットを基盤として形成される公共圏をミクロ/マクロの二つのレベルに分けてモデル化したうえでおこなった。ミクロな公共圏とは、個人が主要な参加者となり参加者自身のアイデンティティ形成の場となるような社会空間であり、マクロな公共圏とは、市民運動などの形態で組織化された参加者が中心となり政治システムへの批判や政策提言を中心的役割とする社会空間である。日米におけるいくつかの事例を検討した結果、インターネット空間における公共圏の形成の芽は、ミクロなレベルではかなり一般的にみられた。しかしながら、マクロな公共圏は、米国においてはすでにその具体例がみられるのに対し、日本における具体例はいまだ見出し難かった。現在の「情報化」をめぐる議論の整理をおこないつつ、情報ネットワーク社会への社会学的視座の方向性を見いだすことを、本年度の研究の目的とした。それは同時に、社会学の理論的パースペクティブのなかに〈仮想社会〉をいかに位置づけるかという問題へのひとつの解答の可能性を示すことでもあった。まず研究の前提として、内外の経験的研究を参照しながらいわゆる〈仮想社会〉のりアリティの特質を明らかにしたのち、〈仮想社会〉への社会学アプローチを、モダン・アプローチとポストモダン・アプローチと呼ばれる二つの基本的アプローチに分類・整理し、両者の基本的な論点、とりわけ公共圏の問題をめぐる対立点に重点を置きながら検討した。以上の検討を踏まえた結果、次のような暫定的結論を得た。コンピュータ・ネットワークは「本質的にカスタマイズ可能なメディア」であり、そこでのリアリティの構成が〈現実社会〉とかかわりあう方向に向かうか、それともより〈仮想〉性を強める方向に向かうかは、決してア・プリオリに規定することはできない。それゆえ、情報ネットワーク社会への社会学的視座は、〈仮想社会〉と〈現実社会〉との二項対立を前提とするのではなく、むしろ両者の相互浸透を捉えうる方向に設定されなければならない。〈仮想社会〉の〈現実社会)への浸透が〈現実社会〉のリアリティをより多元的なものへと拡張していく様相を明らかにすると同時に、〈現実社会〉の倫理的・政治的あるいは経済的な要求が〈仮想社会〉にいかに浸透し〈仮想社会〉を変容させていくかを追究していくことが必要になる。コンピュータ・ネットワークを媒介とした公共圏の再建の可能性という問題も、まさにそうしたリアリティのせめぎあいの場のなかにこそ、解答を見いださなければならない。インターネットは理論的には、公共圏のこの二つの特性(空間性と自己言及性)を実現するうえで適した環境ではあるが、現実にはそれは、一方では既存の社会関係にとらわれない自律的なネットワーク形成を可能にするが、他方では匿名性に基づく逸脱やミクロな権力追及を増殖させるというアンビヴァレントな志向性をもつ。

従って、インターネット空間全体が一般的に、市民的公共圏の形成の基盤となるとは必ずしもいえない。経験的事例の検討は、インターネットを基盤として形成される公共圏をミクロ/マクロの二つのレベルに分けてモデル化したうえでおこなった。ミクロな公共圏とは、個人が主要な参加者となり参加者自身のアイデンティティ形成の場となるような社会空間であり、マクロな公共圏とは、市民運動などの形態で組織化された参加者が中心となり政治システムへの批判や政策提言を中心的役割とする社会空間である。日米におけるいくつかの事例を検討した結果、インターネット空間における公共圏の形成の芽は、ミクロなレベルではかなり一般的にみられた。しかしながら、マクロな公共圏は、米国においてはすでにその具体例がみられるのに対し、日本における具体例はいまだ見出し難かった。
炭酸ガスの水素化反応による低級アルコール合成用触媒の設計

一酸化炭素の水素化反応によりC_2C_4アルコール(低級アルコール)類を合成するIr-Mo系触媒を炭酸ガスの水素化反応に用いて低級アルコールの合成を試みた。Ir単独およびMo単独触媒では低級アルコールの生成は認められなかったが、両者を共存させたIr-Mo系触媒では低級アルコールの生成が認められた。Ir-Mo系触媒は金属の担持順序を変化させると炭酸ガスの転化率は変化するが低級アルコール選択率はほとんど変化しなかった。また、Ir単独触媒とMo単独触媒を物理的に混合した触媒を用いて炭酸ガスの水素化反応を行ったところ、Ir-Mo系触媒に比べその選択率は低かったものの低級アルコールの生成が認められた。Ir単独触媒,Mo単独触媒,およびIr-Mo系触媒の水素還元後の各成分の存在状態を調べるためX線回折測定を行ったところ、Irはいずれの場合でも金属の状態であったが、MoについてはMo単独では金属にまで還元されずMoO_2であったがIrが共存したIr-Mo系触媒では担持順序によらずMoは金属にまで還元されていることがわかった。Ir単独触媒およびMo単独触媒を物理的に混合した触媒においてもMoが金属にまで還元されていることがわかった。このことから、Moの還元はIr金属上に吸着した活性な水素原子がスピルオーバーにより供給されたために起こったものと考えられる。さらに、Mo/Ir原子比を変化させるとその比が約0.3で炭酸ガスの転化率は最大となったが、低級アルコールの選択率はMo/Ir原子比によらずほぼ一定の値となった。これらの全ての反応結果はIr-Mo系触媒による一酸化炭素の水素化反応の結果と類似しており、炭酸ガスの水素化反応と一酸化炭素の水素化反応の活性種が同一であることが推察される。
虚血機序に基づく内耳障害の治療戦略ーナノカプセル型人工酸素運搬体の検討

突発性難聴の新規治療法を探索する目的で、ナノカプセル型人工酸素運搬体(LEH)による虚血性内耳障害の防御効果を実験動物で検討した。その結果、高酸素親和性LEH、低酸素親和性LEH、赤血球、生食の順で、ABR閾値上昇や内有毛細胞脱落が軽減された。LEHは直径約0.2μmの顆粒状に精製されており、赤血球が到達できない末梢にまで酸素を供給できることから、高気圧酸素療法に置き換わる治療薬になりうる。平成22年度の研究では、一過性内耳虚血の動物モデル(スナネズミ)を使用して、ナノカプセル型人工酸素運搬体(LEH:liposome enveloped hemoglobin)の内耳障害防御効果を検討した。15分間の虚血負荷30分前に、2ml/kgの高酸素親和性LEH(high affinity LEH, h-LEH)、あるいは低酸素親和性LEH(low affinity LEH, 1-LEH)、同種赤血球、生理食塩水を動物に静注し、ABR閾値(聴力)や内耳への影響を探索した。一過性虚血による内耳障害は1日目が最高であり、4日目、7日目と徐々に軽減した。生理的には障害は高音域ほど高度であり、32kHz,16kHz,8kHzでのABR閾値は高く、これに相応して、組織学的にも基底回転での有毛細胞の脱落(外有毛細胞よりも内有毛細胞の脱落が主)が高度であった。一方、内耳防御効果はh-LEHが最高であり、ついで1-LEH、同種赤血球、生食の順であった。すなわち虚血前にh-LEHを投与すれば、虚血によって惹起される内耳障害はかなりの程度まで軽減されることが分かった。平成23年度の研究では虚血後にこれらの薬剤を投与し、その効果を確かめる予定である。これまで我々は突発性難聴の鍵は虚血障害の防護・再生にあると考え、一貫してこの課題の研究を進めてきた。今回の末梢細胞にまで酸素を運搬・供給するというという斬新な発想は、これまでの虚血障害プロセス遮断に主眼を置いた研究とは視点が異なり、不足する酸素を積極的に供給して治癒促進をはかるというもので突発性難聴の治療戦略構築におけるブレークスルーとなりうる。突発性難聴の治療として古くより高気圧酸素療法が行われてきたが、効果は認められるものの大規模な装置と人手を要するため、次第に行われなくなってきている。本邦で開発されたナノカプセル型人工酸素運搬体であるLEH (liposome enveloped hemoglobin)はヘモグロビンをリポゾーム膜内に封入したもので、直径約0.2μmと微細な顆粒状に精製されており、赤血球(直径約7pm)が到達できない末梢にまで酸素が供給できることから、高気圧酸素療法以上の効果が期待できる。今回の研究では、一過性内耳虚血の動物モデルを用いてLEHによる内耳障害防御効果を検討した。実験動物にはスナネズミを使用した。虚血/再還流の負荷後、直ちに、(1)高酸素親和性LEH(h-LEH),(2)低酸素親和性LEH(l-LEH),(3)洗浄同種赤血球(Washed RBC),(4)生理食塩水(vehicle)のいずれかを2ml/kg、静注した。一週後にABRを測定、その後、堵殺して蝸牛を摘出、標本を作製した。その結果、虚血前のABR閾値を0dBとすると、一週後の難聴のレベルは(4)>(3)>(2)>(1)の順で大きく、具体的には最も障害がでやすい32kHzでのABR閾値は、生理食塩水で34.2±7.4dB、赤血球で26.7±8.2dB、l-LEHで16.0±7.6dB、h-LEHで8.0±8.2dBであった(各群ともn=6)。また組織学的にも内有毛細胞の脱落割合は(4)<(3)<(2)<(1)の順で少なく、h-LEHやl-LEHを投与した動物では内耳障害が有意に防御された。以上の結果から、高酸素親和性LEHは突発性難聴の有望な治療薬となりうると結論した。1.研究の目的:一過性内耳虚血を惹起した動物モデルを用いて、ナノカプセル型人工酸素運搬体LEHの酸素親和性と障害防御効果を検証し、その臨床応用の可能性を明らかにする。2.研究成果:虚血前のABR閾値を0として、h-LEH, l-LEH,同種赤血球、生食群における一過性虚血後1、4、7日目のABR閾値の変化を図3に示す。

8, 16,32kHzのすべての周波数において赤血球群のABR閾値は生食群との比較で差は見られなかったが、h-LEHやl-LEH投与群では閾値上昇は有意に抑制された。h-LEHとl-LEHとの比較では、前者の方が後者よりもABR閾値上昇を抑制する効果は大きかった。組織学的変化の指標には一過性内耳虚血で典型的に見られる内有毛細胞の脱落率を用いた。虚血7日後におけるh-LEH、l-LEH、同種赤血球、生食群の代表例の内耳所見を図4に示す。生食群と赤血球群では内有毛細胞の核消失や聴毛の脱落が散見された。これに比べ、h-LEHやl-LEH投与群では内有毛細胞の脱落は少なかった。内有毛細胞の脱落率を計測したところ、赤血球群は15.0+2.2%、生食群は14.5+2.5%であった。一方、h-LEHやl-LEHを投与した郡では脱落率は極めて少なく、h-LEH群で3.7+1.2%、l-LEH群では6.5+1.2%であった。このように両者を比較すると、h-LEH群の方が有意に脱落抑制効果は強力であった。以上の結果から、一過性内耳虚血による障害はh-LEH、l-LEH、同種赤血球、生食の順で軽微であり、LEH,とりわけh-LEHは有力な突発性難聴の治療薬になりうる可能性が示された。なお、h-LEH、l-LEHの投与によると思われる副作用は認められなかった。本研究は初年度は虚血前投与を検討したが、二年目の今年は虚血後投与を行って効果を検討した。その結果、虚血前投与の方は効果が高かったが、臨床的には虚血後投与の効果の方が重要である。24年度が最終年度であるため、記入しない。来年度はこれまでの研究結果を踏まえ、虚血後投与の時期を、虚血直後だけでなく、虚血1日後、三日後、7日後と広げ、この治療のtherapeutic time windowを検討する予定である。
尾根に配置された保護樹帯は斜面の人工林の表土を保護するか？

尾根に配置されている保護樹帯から供給される広葉樹リターによる林床被覆(地表面の被覆)が、表土の雨滴侵食をどの程度からの保護できるかを実験的に評価した。斜面傾斜の異なる二つのヒノキ林で林床被覆率、林内雨量、リターフォール量、表面流侵食量および雨滴侵食量を平成24年5月から平成26年3月までの23か月間観測した。その結果、保護樹帯の効果は急傾斜地で1015mまでの範囲にあり、距離が近いほど、広葉樹リターフォール量が多くなり、急斜面では広葉樹リターフォール量が林床被覆率を支配することにより、保護樹帯近辺での表土侵食の軽減効果を規定していることが明らかとなった。平成25年度の成果:既往試験地のモニタリングを継続することにより、リター供給・被覆、土砂移動の季節変動に関するデータを集積し、尾根の保護樹帯からのリター供給の表土保全効果を定量的に明らか異にした。研究期間全体を通した成果:尾根に配置されている保護樹帯から供給される広葉樹リターによる林床被覆(地表面の被覆)が、表土の雨滴侵食をどの程度からの保護できるかを実験的に評価した。(1)斜面傾斜の異なる二つのヒノキ林に調査地を設定し、各林分の尾根に配置された保護樹帯(広葉樹林)との林縁から5mおきに、4列のプロットを5個ずつ設置した。それぞれのプロットで、林床被覆率、林内雨量、リターフォール量、表面流侵食量および雨滴侵食量を平成24年5月から平成26年3月までの23か月間観測した。その結果、1保護樹帯から10mまでの範囲で広葉樹リターフォール量および林床被覆率が下方斜面より高く、この傾向が急斜面で明瞭であること、2急斜面では、保護樹帯から10mまでの範囲で土砂移動が著しく抑制されること、3下層植生および林内雨量には、保護樹帯からの距離に伴う変化がほとんど見られないこと、を認めた。これらのデータを用いて、保護樹帯による下方斜面の表土保護効果を一般化線形回帰モデルによって分析したところ、保護樹帯からの距離が近いほど、広葉樹リターフォール量が多くなり、急斜面では広葉樹リターフォール量が林床被覆率を支配することにより、保護樹帯近辺での表土侵食の軽減効果を規定していることが明らかとなった。(2)さらに、より広範な立地条件で保護樹帯の機能を評価するために、保護樹帯からの距離と林床被覆率および表土侵食状況の多地点調査を行った。その結果、急斜面のヒノキ林においては保護樹帯から10-15mの範囲で林床被覆率が高く保たれており、その結果、表土の侵食が抑制されていることを確認した。宮崎大学農学部附属フィールド科学教育センター田野フィールドにおいて、斜面傾斜の異なる二つのヒノキ林に調査地を設定した。各林分の尾根に配置された保護樹帯(広葉樹林)との林縁から5mおきに、4列のプロットを5個ずつ設置した。それぞれのプロットに、林床被覆の観測を行う1m×1mのコドラート、簡易林内雨量計、落葉落枝を補足するリタートラップ、土砂および落葉落枝の地表での移動を補足する土砂受け箱、および雨滴侵食により飛散する土砂を補足するスプラッシュカップをそれぞれ1個ずつ設置し、平成24年5月から平成25年3月までの11か月間観測を行った。緩傾斜地では、裸地比率は5-20%の範囲にあり、林縁からの距離に対応じた裸地比率の違いは見られなかった。また、距離に依存せず広葉樹リターによる被覆率が60-70%程度であった。これに対して、急傾斜地では、保護樹帯林縁から15mの範囲までに、距離に応じて広葉樹リターによる被覆率が減少し、裸地比率が増加する傾向が見られた。急傾斜地ではリターフォールも林縁から15m以内で多い傾向が見られ、保護樹帯からのリター供給が林縁から15mまでの範囲で林床被覆に貢献していることが明らかとなった。地表のリター移動量は、林床被覆率が高くなると減少する傾向にあり、また林縁から20mまでの範囲で距離に応じて増加することが明らかとなった。以上の結果から、緩傾斜地では保護樹帯の効果は少ないものの、侵食のポテンシャルの高い急傾斜地では、保護樹帯林縁から15m20mの範囲まで、広葉樹リター供給による表土保全効果がある可能性が示された。また、城山国有林における既往の間伐試験地のモニタリングにより、広葉樹リターとヒノキリターでリター供給の季節変動と林床のリター被覆との関係性に違いがあることを見出した。本研究の最終達成目的のうち、

(1)広葉樹林パッチから隣接人工林へのリターフォール量に及ぼす斜面傾斜の影響、および(2)林床のリターの二次移動に及ぼす斜面傾斜(促進要因)および隣接人工林の下層植生(抑制要因)の影響については、1年目の結果で概ね作業仮説が検証できた。また、(3)供給・二次移動リターによって形成される林床被覆が雨滴侵食の発生及ぼす影響についても、林床被覆全体と土砂移動との関係を定量化することができた。林床被覆形成における保護樹帯由来リターとヒノキ林下層広葉樹由来リターの分離評価が今後の課題であるが、この点は平成25年度の調査で達成可能と考えられる。宮崎大学田野フィールドおよび城山国有林の試験地モニタリングを継続することにより、リター供給・被覆、土砂移動の季節変動に関するデータを集積し、平成24年度に検証結果を、年変動を考慮したさらに確度の高いものにする。また、城山国有林ではヒノキ林内の広葉樹リター供給源である下層広葉樹の多寡に着目した多地点調査を行い、保護樹帯の表土保全機能の貢献度とヒノキ林の下層植生構造との関係を解明する。調査旅費:600千円(宮崎ー熊本20人日)学会発表旅費:400千円(英国6人日、東京3人日)調査用消耗品:100千円(シードトラップ、土砂受け箱補習資材等)
遷移金属酸化物の物質設計の理論

遷移金属酸化物では強い電子間相互作用のため,電子の持つ内部自由度,スピン・電荷・軌道,がいったん分離しそれぞれ独立な自由度として振る舞い,特徴的な競合を示す.その結果,各自由度で対称性の破れが起こり,多彩な量子状態(相)が出現する.そのため,遷移金属酸化物の物質設計を行うためには個々の自由度の秩序及び素励起をとらえるための観測理論を構築することが第一歩である.本研究では,先ず始めにスピンと電荷の自由度の素励起であるスピンとホロンの観測の可能性を考察し,一次元銅酸化物において角度分解光電子分光によりそれらをとらえることに成功した.これはスタンフォード大学及び東京大学の実験グループと共同で行われたものである.また,軌道の秩序をとらえるために共鳴X線散乱の理論を発展させた.さらに軌道が与える素励起でめるオービドンの観測のためにラマン散乱により初めてオービドンの検出に成功した.軌道が伝導性(電荷)及び磁性(スピン)の性質を支配することも明らかにした.La_<0.88>Sr_<0.12>MnO_3は高温(145K<T<171K,Tは温度)では金属状態で弱い強磁性を示すが,低温(T<145K)で強磁性絶縁体になる.この2種類の強磁性の出現と金属・絶縁体転移は軌道によることを明らかにした.すなわち,高温では軌道の自由度のエントロピーの効果で軌道が揺らいで金属状態を安定化させる.ところが温度が低下するとエネルギーを下げるために軌道秩序が出現し,それと同時にスピン間の超交換相互作用が強磁性を強めることになる.この軌道の秩序については共鳴X線散乱実験が上記の理論を用いて解析された.以上のように,本研究により電子の持つ内部自由度であるスピン・電荷・軌道が等価に扱えるようになり,遷移金属酸化物の物質設計のための基礎が確立した.遷移金属酸化物では強い電子間相互作用のため,電子の持つ内部自由度,スピン・電荷・軌道,がいったん分離しそれぞれ独立な自由度として振る舞い,特徴的な競合を示す.その結果,各自由度で対称性の破れが起こり,多彩な量子状態(相)が出現する.そのため,遷移金属酸化物の物質設計を行うためには個々の自由度の秩序及び素励起をとらえるための観測理論を構築することが第一歩である.本研究では,先ず始めにスピンと電荷の自由度の素励起であるスピンとホロンの観測の可能性を考察し,一次元銅酸化物において角度分解光電子分光によりそれらをとらえることに成功した.これはスタンフォード大学及び東京大学の実験グループと共同で行われたものである.また,軌道の秩序をとらえるために共鳴X線散乱の理論を発展させた.さらに軌道が与える素励起でめるオービドンの観測のためにラマン散乱により初めてオービドンの検出に成功した.軌道が伝導性(電荷)及び磁性(スピン)の性質を支配することも明らかにした.La_<0.88>Sr_<0.12>MnO_3は高温(145K<T<171K,Tは温度)では金属状態で弱い強磁性を示すが,低温(T<145K)で強磁性絶縁体になる.この2種類の強磁性の出現と金属・絶縁体転移は軌道によることを明らかにした.すなわち,高温では軌道の自由度のエントロピーの効果で軌道が揺らいで金属状態を安定化させる.ところが温度が低下するとエネルギーを下げるために軌道秩序が出現し,それと同時にスピン間の超交換相互作用が強磁性を強めることになる.この軌道の秩序については共鳴X線散乱実験が上記の理論を用いて解析された.以上のように,本研究により電子の持つ内部自由度であるスピン・電荷・軌道が等価に扱えるようになり,遷移金属酸化物の物質設計のための基礎が確立した.A_<1-X>BMnO_3(A=La,Pr,...,B=Sr,Ca,)で表されるペロフスカイト型Mn酸化物及びその同族物質は、キャリアー濃度xを変化させることにより、A型(層状)反強磁性絶縁相、強磁性金属相、A型反強磁性金属相等の多彩な磁気構造が実現する。これらMn酸化物の電子物性を支配するのはMnイオンにおける3d軌道の電子である。5つの3d軌道は周囲の酸素イオンによる結晶場のため2重縮退したe_g軌道と3重縮退したt_<2g>軌道に分裂し、強いフント結合のためにMn^<3+>の電子配置は(t_<2g>)^3(e_g)^1となる。このためe_g軌道の電子は2つの軌道のどちらに入るかという軌道の自由度を持つ。この軌道の自由度と電荷並びにスピンの自由度との協力や競争によりMn酸化物の電子の物性が支配されていると考えられ、これを電荷・スピン・軌道複合物性と呼ぶ。本研究の目的はMn酸化物で見られる特異な現象を電荷・スピン・軌道複合物性という立場から理解することである。本年度は特に以下の2点を取り上げた。(1)3次元ペロフスカイト型Mn酸化物における多彩な磁気構造と軌道構造との関係、及び(2)その発展として後述の層状Mn酸化物における特異な圧力効果。上記のことを理論的に解析するためにその低エネルギー励起を記述する有効ハミルトニアンを導出した。有効ハミルトニアンに対して平均場近似を適用することで、3次元Mn酸化物の磁気構造と軌道構造を調べた。

そして、軌道の自由度が存在することにより、系がキャリアー濃度の多い領域と少ない領域とに分かれる相分離現象を起こすことを見出した。次に上記の研究を発展させることで、層状Mn酸化物La_<2-2X>Sr_<1+2×>Mn_2O_7(x=0.3)における特異な圧力効果を解析した。この物質に静水圧を印加することで、低温における3次元的な金属状態の出現が抑制されることが実験により報告されている。この現象は圧力により軌道配列が変化することによる現象であることを見出した。すなわち、圧力により強磁性がd(x^2-y^2)軌道配列を伴ったA型(層状)反強磁性相に置き代わる。このような軌道配列では電子のc軌道方向への飛び移りが禁止されるために、系の伝導や磁性は2次元的となる。この解析結果から、実験により得られている圧力印加による磁性と伝導の次元性の変化は、軌道構造の変化に起因するものと解釈できる。ペロブスカイト型Mn酸化物La_<1-x>Sr_xMnO_3はxを変化させることにより、多彩な磁気的電気的性質を示す。x=0では層状反強磁性絶縁体であるが、xを変化させることによりキャリアが導入され、x>0.15で強磁性金属になる。このような物性を支配する機構に次の二つが考えられる。Mnイオンの3d軌道は結晶場のために二重縮退したe_g軌道と三重縮退したt_<2g>軌道に分裂し、強いフント結合のためにMn^<3+>イオンの電子配置は(t_<2g>)^3(e_g)^1となる。そのためeg軌道の電子は二つの軌道のどちらに入るかという軌道の自由度が存在する。絶縁体状態のLaMnO_3ではこの軌道が秩序状態を作ることによりスピンを強磁性的に揃えようとする。その結果、t_<2g>軌道のスピン間の相互作用との競合が起こり層状反強磁性状態が得られる。一方、キャリアが十分ドープされたLa_<1-x>Sr_xMnO_3(x>0.15)ではキャリアのスピンがMnイオンに局在したt_<2g>電子のスピンを揃えるため強磁性金属状態が得られる。このような二つの機構はLa_<1-x>Sr_xMnO_3では0.1<X<0.15の領域において競合しており磁気的電気的に複雑な状態が予想されていた。我々はこの領域において、高温では金属強磁性が安定であり、低温で強磁性絶縁体が安定であること、及びその間で一次の相転移が起こることを理論的に明らかにした。すなわち高温では軌道の自由度のエントロピーの効果で軌道の無秩序状態が実現しており、そのために金属強磁性が安定になっている。ところが温度が低下するとエネルギーを下げるために軌道の秩序状態が出現する。それと同時にスピン間の超交換相互作用が現われて強磁性が強くなる。この状態では軌道の秩序がキャリアの伝導を抑えるように働くため、絶縁体となる。最近、東北大学理学部及び金研の実験グループはKEKの実験グループと共同でLa_<1-x>Sr_xMnO_3(x=0.12)を詳細に調べ、温度を低下させることにより強磁性金属から強磁性絶縁体への一次転移を発見した。また、この一次転移に伴って軌道の秩序が出現することも異常X線散乱実験により確認した。層状ペロフスカイト型マンガン酸化物A_<2-2x>B_<1+2x>Mn_2O_7(A:希土類イオン、B:アルカリ土類イオン)においては、立方ペロフスカイト型マンガン酸化物A_<1-x>B_xMnO_3と同様に巨大磁気抵抗(CMR)効果や多彩な磁気構造が報告されており、それらの起源に関して現在まで多くの研究がなされている。
音響性聴覚障害におけるアポトーシス発現機序の解明とその抑制に関する研究

感音難聴の動物モデルとしてモルモットの音響外傷を作成し、聴覚障害の程度と内耳に生じるアポトーシス発現、転写因子活性の相関を検討している。聴覚障害の程度は、ABRによる閾値測定の結果を負荷前後で経時的に比較した。現在、パラフィン包埋した内耳組織切片をTUNNEL染色し、アポトーシス発現の局在を検討し、また転写因子AP-1の構成蛋白であるFra-2、c-Junなどの抗体を用いて免疫染色を行っている。今後、摘出した側頭骨から蝸牛感覚上皮(有毛細胞など)、蝸牛外側壁(血管条、ラセン靭帯など)、蝸牛軸(ラセン神経節、蝸牛神経など)などに分けて組織を採取し、それぞれのDNAを調整してアガロースゲル電気泳動法を用いてDNA断片化を検出するほか、Fra-2、c-Junなどの半定量的なウエスタンブロッティングを行う。さらに、音響負荷レベルや負荷時間の相違とアポトーシス発現や転写因子活性の程度を比較検討したり、また負荷からの時間経過に従ってアポトーシス発現や転写因子活性がどう変化していくかを検討していく。また、音響負荷に先だって、アポトーシス阻害剤を外リンパ灌流法を用いて蝸牛内に局所投与し、音響外傷に対する予防効果とアポトーシス抑制効果の関係を分析していく予定である。
抗酸化活性測定システムの開発とその高感度化

本研究は、電気化学的手法によりスクリーン印刷で作製したカーボンインク電極上に活性酸素(O_2^-)を発生させ、不均化反応によって変換された過酸化水素を500μmオーダーの微小距離に対向する同様の電極で高効率に検出する方法を利用して、現場レベルでの抗酸化活性測定を可能にするディスポーザブル型の「抗酸化活性測定システムの開発とその高感度化」である。この方法は、酵素や特別な試薬を用いない簡便迅速な抗酸化活性測定方法である。これは、μmオーダーの微小距離に一組の電極を配置し、一方の電極上で電気化学的にO_2^-を発生させる。発生したO_2^-は不均化反応により過酸化水素を生成し、拡散によって微小距離にある他方の電極上に到達し、酸化されて応答電流が発生する。ここに抗酸化性物質が存在すると、O_2^-を捕捉し、O_2^-の定常的拡散が抑制され、不均化反応によって発生する過酸化水素量が減少する。この減少する過酸化水素量を検出することにより、その物質が有する抗酸化活性を測定する。本研究では、この測定システムを構築して、特性評価・最適条件の検討を行なった。また、カテキン標準液、緑茶、紅茶、ワインあるいは各種野菜の抗酸化活性を測定し、従来法であるDPPH法と比較検討した結果、両者に良好な相関関係が認められた。本システムが酵素や特別な試薬を用いない簡便迅速な抗酸化活性測定法として有望であり、この結果は、これまで分光光度計、ESR、CL-HPLCなど高額な測定機器を駆使して、実験室レベルで行ってきた分析が現場レベルで実現できることを示唆している。本研究は、電気化学的手法を使ってスクリーン印刷電極上に活性酸素(0_2^-)を発生させ不均化反応によって変換された過酸化水素(H_2O_2)をμmオーダーの微小距離に対向する電極で高効率に検出する方法を利用して、現場レベルでの抗酸化活性測定を可能にする「抗酸化活性測定システムの開発とその高感度化」である。20年度は、抗酸化活性測定用使い捨て電極の作製、電極特性評価、測定機本体の小型化およびカテキン等標準抗酸化性物質による特性評価を行った。抗酸化活性測定用使い捨て電極の作製および電極特性評価では、これまでの研究成果をもとにポリエチレンテレフタレートフィルム上にスクリーン印刷技術を用いてカーボンインクで電極を作製し、電極表面を電気化学的に活性化することで、電極感度の上昇が認められた。また、対向させる電極間距離、および0_2^-発生電極およびH_20_2測定電極の印加電圧の検討を行い、使い捨て型システムの基本構造を決定した。測定器本体の小型化では研究協力者の(株)東科精機(臼田誠)の研究協力を受け、測定器本体の電気回路設計を行い、B5サイズの試作器を製作した。カテキン等標準抗酸化性物質による特性評価では、各種濃度のカテキン水溶液および緑茶・紅茶等の飲料を用いて、従来法であるDPPH法と比較検討を行い、良好な相関性を得ることができた。また、アルコール飲料である赤、白ワインの抗酸化活性を測定したところ、アルコールが電極応答における妨害物質となるものの白ワインに比較して赤ワインの抗酸化活性が高く、アルコール飲料でも本方法で計測できることが明らかとなった。食品成分等の抗酸化活性を測定する方法には、DPPH法やESR法があるが、特殊な試薬や酵素あるいは高額な測定機器が必要であった。本研究は、電気化学手法を使って現場レベルで抗酸化活性測定を可能にする分析手法の開発である。その測定原理は、電極(活性酸素発生極)に負の電圧を印加し表面上に活性酸素を発生させる。この活性酸素は、不安定で、付近化反応によって直ちに過般化水素に変換される。

一方、その電極の近接する対向面(500μm)にこの過酸化水素を測定する電極(過酸化水素測定極)を配置し、正の電圧を印加する。ここに抗酸化性物質が存在すると活性酸素が補足され過酸化水素生成量が減少し、過酸化水素測定極の応答電流値が減少する。この減少量から抗酸化活性を測定する。負の電圧を印加し活性酸素を発生させる活性酸素発生極では、過酸化水素も同時に発生しており、活性酸素発生量の定量化は難しい。21年度は、本測定システムの定量的解析の一環として、活性酸素の発生を明らかにするため、Cytochrome cの酸化還元反応を用いて電極上で発生する活性酸素について解析した。電極上に負の電圧を印加するとCytochrome cの550nmでの吸光度が増加し、還元型Cytochrome cの存在が認められた。この結果は、活性酸素が電極表面上で発生していることを示しており、本測定システムが有効に動作していることが明らかとなった。一方、カテキン標準水溶液を用いて、本測定システムの解析・評価をする際、ロッド型市販電極では、抗酸化活性計測の前後で過酸化水素測定極の電極応答が僅かに低下していることが明らかとなった。詳細な解析の結果、電極上に正の電圧を印加することでカテキンが電極表面に吸着し、これにより過酸化水素の応答電流が低下していた。本測定システムは、最終的にスクリーン印刷電極を使用し、電極は使い捨て型となるため、吸着による応答電流低下は大きな問題とはならない。しかし、測定時にポリフェノール類が電極に吸着し、測定値に影響することは明らかであり、今後、過酸化水素測定極の電極表面を高分子膜等で被覆し、吸着による応答電流低下を防ぐ予定である。本研究は、電気化学手法を使って現場レベルで抗酸化活性測定を可能にする分析手法の開発である。電極を500μmの距離で対向させ、一方の電極では、負の電圧を印加し活性酸素(O_2^-)を発生させる。このO_2^-は不均化反応によって過酸化水素(H_2O_2)を生成する。この生成するH_2O_2量は、O_2^-量に比例する。ここに抗酸化性物質が存在するとO_2^-が消去され、H_2O_2が減少する。この減少量を微小距離に対向させた、もう一方の電極で検出して抗酸化活性を推定する。これまでの研究からカテキン類が、H_2O_2検出用電極に吸着し、繰り返しの測定において感度が僅かに低下するという現象が明らかとなっている。そこで、電極表面上の吸着を防止する目的でナフィオン等の高分子を電極上に固定化し、その効果を検討した。この結果、ナフィオン被服電極では、均一な皮膜形成が難しく再現性の低下あるいは応答感度の低下が認められた。一方、電極に白金、金電極を用いる場合には、電極表面のアルミナ研磨が有効であった。電極にスクリーン印刷電極を使用する場合には、使い捨てとなるため、繰り返し測定による吸着は考慮する必要がない。また、本年度は本課題の最終年度となるため多くの試料を用いて、DPPH法との相関を明らかにした。使用した試料は紫蘇、生姜、ナス等9点の野菜試料を用いた。DPPH法の試料抽出がエタノールであるのに対し、本方法は水抽出であるため、抗酸化性物質が水溶性である場合にはDPPH法と良好な相関を示した。
ERストレス応答性ERGA-SNAREのAD蛋白分解とオートファジーにおける役割

アルツハイマー病(AD)関連蛋白質の細胞内輸送やプロセシングを調節するSyx5を含むER-Golgi SNAREに着目し、神経細胞のERストレス誘導性オートファジーにおけるSyx5の機能とbAPPプロセシングへの効果を検討した。ERストレス負荷に伴うbAPPプロセシングの阻害は、Syx5発現抑制により回復でき、ERストレス誘導性オートファジー活性化とSyx5発現量の間には正の相関があり、Syx5発現上昇はオートファジーフラックスの後期プロセスに重要であった。よってSyx5は後期のERストレス誘導性オートファジー経路に関与し、同経路とAD関連蛋白質分解系を仲介する役割があることが示唆された。神経変性疾患の中でも特に遅発性のアルツハイマー病(AD)の発症機構や進行を調節しうる有力な分子標的の候補の一つとして、我々はAD関連蛋白質の細胞内輸送やプロセッシングを調節することを示したSyx5 (シンタキシン5)を含むER/GA-SNARE (小胞体/ゴルジ-スネア)に注目している。ER/GA-SNAREがERストレス誘導性オートファジー経路に関与し、その経路とAD関連蛋白質分解系を仲介する役割があるという仮説を検証することを目的としている。今年度はERストレス応答性ER/GA-SNAREの発現制御機構に焦点を当てて以下の解析を行った。ER/GA-SNAREの中でもまず最初に、Syx5遺伝子発現調節機構の解析を行った。ヒトSyx5ゲノム中のプロモーター領域を単離し、当該遺伝子中のERストレス誘導性転写因子が結合するコンセンサス配列を含むSyx5遺伝子の下流にルシフェラーゼ遺伝子を組み込んだプラスミドを作製した。それを発現させた細胞を用いたレポーターアッセイを行いまず定常状態でプロモーター活性を有することを確認した。次に、種々のERストレスを負荷した状態において転写活性が上昇するかを検討した。その結果、単離したプロモーター領域はそれらERストレスに応答して遺伝子の発現を上昇させることがわかった。プロモーター領域中のコンセンサス配列がその上昇に実際に寄与しているかを探るために、同配列を欠失・変異を導入したベクターを調製してレポーターアッセイを用いて調べた。結果、同配列を欠失または変異させると転写活性の上昇が消失した。神経細胞における蛋白質輸送システムを調節するSyx5が、ERストレス誘発によりその発現が上昇するシグナリングメカニズムの初期のステップの詳細を明らかにした。今後その上流の制御因子を同定することによりシグナル伝達経路を明確にした上で以降の計画としてER/GA-SNAREのERストレス誘導性オートファジー経路への関与ならびにAD蛋白質分解系への関与を検討する。今年度はERストレス応答性ER/GA-SNAREの発現制御機構とAD関連蛋白質分解系の中でもERストレスに応答したSyx5の&#61538;APPプロセッシングへの影響に焦点を当てて解析を行った。また今年度は、株化細胞だけでなく初代培養した神経細胞を用いてERストレスに応答してER/GA-SNAREの発現上昇が起こるかを検証した。ラット海馬由来の培養ニューロンにおいても様々なERストレスに応答したER/GA-SNAREの発現上昇が見られた。転写レベルにおける調節を検討したところ、ニューロンにおいてもストレス誘発に伴う転写活性の上昇がER/GA-SNARE蛋白の新規合成を促進していることがわかった。また、株化細胞ならびに初代培養細胞においてAD関連蛋白質分解がERストレスに応答してどのように変化するか検証した。結果、ERストレス負荷により&#61538;APPプロセッシングが阻害されることを見出した。またそれは、Syx5蛋白質を発現抑制させることにより回復することを明らかにしたので報告した(Suga et al., Exp Cell Res. 2015)。今後さらにERと異なる細胞内コンパートメントであるゴルジ体に由来したストレスに対しても上記の効果を検討することも視野に入れ、以降の計画としてER/GA-SNAREのERストレス誘導性オートファジー経路への関与ならびにAD蛋白質分解系への関与を検討する。神経変性疾患の中でも特に遅発性のアルツハイマー病(AD)の発症機構や進行を調節しうる新たな分子標的の候補の一つとして、我々はAD関連蛋白質の細胞内輸送やプロセシングを調節することを示したSyx5 (シンタキシン5)を含むER/GA-SNARE (小胞体/ゴルジ-スネア)に注目して研究を行った。神経芽細胞腫由来の株化培養細胞ならびにラット海馬由来の初代培養海馬神経細胞にERストレス負荷を行うと、Syx5アイソフォームを含めた一部のER/GA-SNAREの新規蛋白合成が誘導され、それは転写レベルの上昇に起因することを見出した。同時に、ERストレス負荷は内在性のbAPPプロセッシングを阻害すること、それはSyx5蛋白質を発現抑制させることにより回復できることを明らかにした。さらにそれらER/GA-SNAREの発現量の増大は調べた他のSyxでは見られない特有なものであった。

またアポトーシスを直接誘導することやERストレス誘導性の細胞死が実行されるとSyx5は積極的に活性型Caspase3により分解されること、ERストレスによるSyx5発現誘導を抑制すると神経細胞の脆弱性が増すことも示した。ERストレス誘導性オートファジーの活性化とSyx5の発現量との間には正の相関があり、Syx5の発現上昇はオートファジーフラックスの後期プロセスにおいて重要であることを見出した。細胞はストレスに対抗して全般的な翻訳抑制を行う一方、ごく一部の蛋白質のみが増加する。その数少ない蛋白質の1つがERストレスとオートファジーのクロストークに関わるERストレス応答因子Syx5であることがわかった。これら当該課題研究により得られた一連の結果より、ER/GA-SNAREの中でも特にSyx5が後期のERストレス誘導性オートファジー経路に関与し、同経路とAD関連蛋白質分解系を仲介する役割があることを明らかにできた。アルツハイマー病(AD)関連蛋白質の細胞内輸送やプロセシングを調節するSyx5を含むER-Golgi SNAREに着目し、神経細胞のERストレス誘導性オートファジーにおけるSyx5の機能とbAPPプロセシングへの効果を検討した。ERストレス負荷に伴うbAPPプロセシングの阻害は、Syx5発現抑制により回復でき、ERストレス誘導性オートファジー活性化とSyx5発現量の間には正の相関があり、Syx5発現上昇はオートファジーフラックスの後期プロセスに重要であった。よってSyx5は後期のERストレス誘導性オートファジー経路に関与し、同経路とAD関連蛋白質分解系を仲介する役割があることが示唆された。現段階においてまずはマウス由来株化細胞におけるERストレス応答性ER/GA-SNAREの発現制御機構とAD関連蛋白質分解系への関与を示したので報告した(Suga et al., Exp Cell Res. 2015)。現在は他のヒト由来細胞においてゲルシフトアッセイ(EMSA)、クロマチン沈降法(ChIP assay)を用いてERストレスに応答したSyx5発現調節に関わるシグナルカスケードを同定しているところである。また、初代神経培養細胞を用いた系においてAD関連蛋白質分解がERストレスに応答してどのように変化するか検証しており、ERストレス負荷により&#61538;APPプロセッシングが阻害されることを見出している。さらにERストレス負荷またはアポトーシス誘導時に同時にSyx5蛋白質の発現抑制させる操作を行うことにより培養神経細胞が脆弱になることも見出しており、当初予想していた結果ではあるが生存維持機構へのSyx5蛋白質の関与も示唆できた。また、オートファジー誘導時のER/GA-SNAREをライブイメージングを用いてその過程のダイナミクスを可視化する系の立ち上げも完了し、加えてFRETの手法やCaspase3活性化のリアルタイムイメージングの系を用いたシングルセルレベルでの細胞死検出実験系についても既に報告した(Neurosci. Lett. 2013、Exp Cell Res. 2015)。それにより今年度後半で遂行予定の実験もあわせて準備が整ってきた。
微小振動入力法による局所心筋エラスタンスの実時間測定

1)小型加振器の改良:初年度に作成した小型加振器(最大振幅±1mm,連続最大50g重)を用いて,心筋の局所エラスタンスの測定を行った。その結果,犬摘出交叉灌流心を用いて心臓を等容収縮させた条件下では,加えた振動の振幅が平均2.02.5mmで,局所心筋が発生する力は2030g重程度であり,50g重までのセンサーで測定可能であった。しかし,麻酔開胸犬を用い心臓を駆出させた条件下では,心室全体の動きによって加振器に加わる力が,200g重以上に達し,測定できないことがあった。2)二波長同時入力によるリアルタイム計測の可能性:犬摘出交叉灌流心を用いた等容収縮下での実験結果から,70Hzと125Hzの二波長同時入力において,心室への押しつけを約10g重以下にした場合,二つの周波数帯域のオーバーラップがほとんどなく,二つの信号を分離することが容易であった。しかし,同じ条件下で陽性変力作用を有する薬剤を投与した場合,心臓収縮による加振器への押し付けが強くなり、測定できないことがあった。3)二波長同時入力の時,各周波数の振幅を単一周波数の場合と同じ振幅とした場合、リニアモーターからの熱発生が大きく,そのためにシステムが停止することがあった。4)今後の課題:(1)加振器の力センサーの飽和を防止するため,測定された力を用いたフィードバックシステムを開発中である。(2)熱発生を最小限に押さえるために、加振器の構造的改良を行う。具体的には、リニアモーターを強制冷却するようなシステムの付加を検討中である。1)小型加振器の開発:本研究課題の目的である,臨床応用可能な小型加振器の開発に今年度は重点を置いた。現段階での加振器のスペックであるが,変位制御が可能で,本体部の長さが85mm,直径が25mmの手持ちが可能なサイズまで小型化をはかることができた。また,本機の計測部についてであるが,最大振幅±1mmで約100Hzまでの周波数特性をもち,力計測も瞬間最大200g重(連続最大50g重)まで測定可能であり,本研究に用いる微小振動としては十分なスペックに至ることができた。今後は,微小変位をより精密に測定するため,先端部に加速度計を装着することにより,変位の測定精度を上げることができるか検討を加える予定である。2)二波長同時入力時の力-変位関係からも,検出された二つの周波数成分にオーバーラップが無ければ,心筋局所エラスタンスが測定可能であることが,動物実験から明らかになった。今後,同時に加える二波長の適切な周波数を明らかにする予定である。3)シミュレーションデータ,および一部動物実験のデータを用いて,リアルタイム計測が可能な局所心筋エラスタンス測定のアルゴリズムの開発を行った。今のところ,いかなる条件(種々の収縮性や後負荷)下でも,実時間で正確に局所心筋エラスタンスが求められるところにまではいたっていないが,二波長微小振動同時入力を行って,計測された変位と力を二種類のデジタルフィルターを適切に組み合わせることで,実時間測定が実用可能であることがわかった。平成12年度は,種々の条件下でも分離可能なデジタルフィルターの開発を行う予定である。