hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
天然有機化合物の生体内生成機構および類似の合成反応の研究

ー2ーシクロヘキセノンの1'2'2'3'位にアルキル基あるいはオキシ置換基をもつ基貭について,環化反応の立体選択性を検討し,環状テルペンの合成に関し重要な知見を得た(野老山).(4)フラン環を有する〓状テルペノイドポリオレフィンの水銀トリフラート・アミン錯体による環化において,基貭,反応条件の選択により生成物を制御することを検討し,これを用いて甘味配糖体のアグリコン(±)ーバイユノールを合成した(林).1.生体内生成機構の研究(1)ゲラニル、ネリル、リナリルの各ピロリン酸エステルにMg^<++>が配位する過程を^1H、^<13>Cおよび^<31>P-NMRを用いて調べた。その結果、鎖状アリル2リン酸類にMg^<++>が1:1でキレート配位することにより、対応するアリルカチオンが生起し易くなることが明らかになった(菅)。(2)昨年、ジャガイモのフィトアレキシン生成の直接の引金物質が過酸化水素であることを提案したが、今回、カタラーゼ処理によりフィトアレキシン生成量が1/41/16に減少したことより、先の提案を更に裏付けることができた。一方、過酸化水素処理によって増大したジャガイモフィトアレキシンの内因性エリシターを初めて確認することに成功し現在、その純化を検討している(村井)。2.生体内反応類似の手法による合成研究(1)光学活性ゲニピンを原料に、ゲンチオピクロシドアグリコンをはじめ、多くのセコイリドイド類の合成を達成した(磯江)。(2)フグ毒テトロドトキシンの全合成を目的として炭素骨格および水酸基の立体特異的構築法はほぼ確立したが、三級炭素への窒素原子の導入は困難であり、その新しい手法を開発中である(後藤)。(3)側鎖置換2-(6′-シリル-4′-ヘキセニル)-2-シクロヘキセノン類の環化の立体選択性を分子力場計算により考察し、これを海産テルペン類の合成に利用するため(R)-シトロネロールの変換を検討した(野老山)。(4)ゲルマクレン形前駆体から種々のヒドロアズレン形セスキテルペン類への生体内変換過程の一つに、ブルボナン形三環性中間体に含まれる四員環の位置選択的開裂を想定し、これを利用して稀なヒドロアズレン骨格をもつ熱帯アジア産魚毒植物成分アファナモールの合成を計画、まずモデル化合物について変換の可能性を確かめた(林)。天然産イリドイドモノテルペンの一種ゲニピンを原料として、興味ある生理活性を示す多官能性イリドイド、プルメリシンやセコイリドイド、ゲンチオピクロシドなどの合成をおこなった(磯江)。皮膚刺戟性があり、発癌プロモ-タ-として注目されているテレオキシジン類の全合成をおこなってきたが、本年度は、インド-ル環に直接置換基を導入する新しい方法でインドラクVの全合成をおこなった(後藤)。環状モノテルペノイドが生合成される際のゲラニルニリン酸の環化過程において、マグネシウム(II)イオンが重要な役割を担っていることを明らかにすると共に、この過程でアリルカチオンが発生していることを^<13>C-NMR法により観測することに成功した(菅)。2-(6'-シリル-4'-ヘキセニル)-3'4'-ジメチル-2-シクロヘキセノンの2'位に、かさ高い置換基(たとえばシリル或はアルコキシカルボニル基)をもつ基質の立体選択的環化による、8,9-ジメチル基をもつクレロダン骨格の合成を検討した(野老山)。センダン料植物のセスキテルペンアルコ-ル、アファナモ-ルのヒドロアズレン骨格は、ゲルマクラン形10員環前駆体から、ブルボナン形の中間体を経て生合成されるとの仮説に基き、適当な酸素官能基をもつブルボナン誘導体を分子内光環化により合成し、そのシクロブタン環部の選択的開裂によるアファナモ-ルAの合成を検討した(林)。植物組織の過酸化水素処理によるファトアレキシン生成の誘導は、はじめジャガイモ塊茎組織で見出したが、サツマイモ、インゲン、サトウダイコンでも同様に見出されることがわかった。
アルコール濫用による細胞・組織防御システムの破綻機構

1.アルコールの細胞内情報伝達系について、今までNF-kappaBを中心とする生体防御系に着目して解析を行ってきた。その中で、IAPの誘導とAktの活性化が明らかになった。またIRF3の活性化も認められ、新たな作用点の可能性が示唆された。2.非アルコール性肝障害マウスモデルにおいて、アルコールを投与すると急性投与に認められる炎症系の活性化が認められず、生体防御因子の一つであるNF-κB活性が抑制していることが示され、防御システムが破綻していることが明らかとなり、また不飽和脂肪酸が炎症の惹起に関与していることを明らかにした。3.アルコール性突然死ラットモデルを確立した。このモデルはLPS投与の後アルコールを投与するモデルである。LPSによって活性化することが知られているtoll-like receptor 4系の自然免疫系シグナルが関与すると思われたが、当初の予想に反し、自然免疫系のシグナルは関与していないことが判明した。現在はあるタンパクに着目して解析を続行している。4.脳挫傷モデルを作成して、アルコールの及ぼす影響について解析したところ、アルコール投与は脳挫傷後の脳浮腫を悪化することが明らかになった。その機序について、免疫系のシグナルを解したが、特に活性化しているサイトカインや転写制御因子はなく、むしろ生体防御系の転写制御因子の活性が低下することが判明した。それに伴って浮腫の悪化が認められることから、アルコールは生体防御系を低下させることによって予後不良となることが示された。また、脳挫傷後3時間で抗酸化剤を投与することで死亡率や脳浮腫を軽減させることを示し、今後の治療への応用が期待される。5.アルコール等特発性大腿骨頭壊死モデルを世界で初めて確立した。この大腿骨頭壊死にTLR4シグナリングが関与していることを初めて明らかにし、治療を含めた今後の展開が期待される。1.アルコール摂取時の生体防御機構について、NF-κBが活性化しアポトーシス阻害タンパクIAPやGADD45βが誘導されること、Aktが活性化しストレス応答性プロテインカイネースJNK活性化を抑制することを明らかにした(投稿中)。2.アルコール濃度が高くなる、あるいは酵素飽和した状態になるとAktの抑制系が働かず、JNKの著明な活性化が生じることを証明した(FEBS Letters)。3.非アルコール性肝障害マウスモデルにおいて、ラード油摂取では、炎症性サイトカインの上昇があるものの、組織学的に炎症所見は認められず、また脂肪性肝障害において需要な働きをしているといわれているSREBP-1Cの発現が抑制されることを初めて見いだした(投稿中)。4.上記モデルにおいて、アルコールを投与すると急性投与に認められる炎症系の活性化が認められず、生体防御因子の一つであるNF-κB活性が抑制していることが示され、防御システムが破綻していることが明らかとなった(投稿中)。5.上記モデルにおいて、脂肪酸の種類を変えると不飽和脂肪酸を多く含むほど炎症所見が認められることを見いだした(投稿中)6.廃用性筋萎縮モデルを作成し、肝障害との関わりを検討したが、著明な炎症所見は見いだせず、むしろ、その後のアルコール投与がNF-kBの活性化をもたらし炎症を促進することが判明した(投稿中)7.特発性大腿骨頭壊死には、飲酒やステロイド療法が因子として上げられているが、ラットにおいて世界ではじめて非外傷性大腿骨頭壊死モデルを確立した(投稿中)。8.アルコール性突然死ラットモデルを確立した(投稿中)。

その中で、IAPの誘導とAktの活性化が明らかになった。またIRF3の活性化も認められ、新たな作用点の可能性が示唆された。2.アルコール性突然死ラットモデルを確立した。このモデルはLPS投与の後アルコールを投与するモデルである。LPSによって活性化することが知られているtoll-likereceptor 4系の自然免疫系シグナルが関与すると思われたが、当初の予想に反し、自然免疫系のシグナルは関与していないことが判明した。現在はあるタンパクに着目して解析を続行している。3.脳挫傷モデルを作成して、アルコールの及ぼす影響について解析したところ、アルコール投与は脳挫傷後の脳浮腫を悪化することが明らかになった。その機序について、免疫系のシグナルを解析したが、特に活性化しているサイトカインや転写制御因子はなく、むしろ生体防御系の転写制御因子の活性が低下することが判明した。それに伴って浮腫の悪化が認められることから、アルコールは生体防御系を低下させることによって予後不良となることが示された。また、脳挫傷後3時間で抗酸化剤を投与することで死亡率や脳浮腫を軽減させることを示し、今後の治療への応用が期待される。
自閉症スペクトラム学生の適応支援に向けた総合的評価法と支援プログラムの開発

本研究は、近年増加している自閉症スペクトラム特性を持つ大学生の不適応や二次障害を予防するための、支援の基本となる総合評価法と支援プログラムの開発を目的としている。総合評価法の開発については、過去に受診・来談した自閉症スペクトラム特性をもつ大学生について、精神症状の有無、学生生活における具体的場面の適応状況、行動上の問題、これまでまたは現在受けている社会的支援などを調査し、それをもとに適応評価尺度開発のための評価項目の抽出を行った。評価項目抽出後、自閉症スペクトラムの診療や研究に携わっている臨床医5名により、抽出した評価項目について評価を行い、点数化し得点の高い項目を確定した。評価項目は、1)修学上の問題、2)対人関係の問題、3)課外活動等、4)日常生活、5)精神症状、6)行動上の問題、7)社会支援、8)ストレス対処能力、9)衝動性の大項目からなる。精神症状、行動上の問題、衝動性に関しては、重症度評価を加えた。支援プログラムの開発については、不適応予防のためのスキルトトレーニングの開発に着手した。具体的には、コミュニケーションにおける困難場面の設定と評価,具体的なコミュニケーションスキルトレーニング,問題解決技法を用いた現実問題への取り組み、感情のコントロールのためのスキルトレーニング、介入後のセルフトレーニングで構成される。プログラムの実施にあたり、円滑にすすめるための具体的な方法(テキストや図表など)を作成している。総合的評価法とスキルトレーニングを含めた支援プログラムを作成したが、具体的な実施にあたり、デモンストレーションを行い、修正する必要がある。受診・来談した自閉症スペクトラム特性を持つ大学生に対して,スキルトレーニングを試用し,その効果について総合評価法等により前後の評価を行う予定である。本研究は、近年増加している自閉症スペクトラム特性を持つ大学生の不適応や虹障害を予防するための、支援の基本となる総合評価法と支援プログラムの開発を目的としている。支援プログラムの開発については、不適応予防のためのスキルトレーニングの開発に向けて準備をすすめている。具体的には、コミュニケーションのスキルトレーニング、困難場面の想定(問題予測のトレーニング)と問題解決技法、感情のコントロールのためのスキルトレーニング、介入後のセルフトレーニングで構成される。プログラムの実施にあたり、円滑にすすめるための具体的な方法(テキストや図表など)について検討した。総合的評価法を作成したが、臨床的応用はこれからの予定である。スキルトレーニングの概要は作成したが、具体的な実施にあたり、デモンストレーションを行い、修正する必要がある。受診・来談した自閉症スペクトラム特性をもつ大学生に対して、スキルトレーニングを試用していくと同時に、評価法により前後で評価を行う予定である。グループ形式のトレーニングで計画したが、最初は個別に試用し、修正の必要性を検討した後に、グループでの試用を予定している。支援プログラムの実施が始まっていないため、それにかかる謝金が発生していなかった。今年度より実施予定である。支援プログラムの実施が始まっていないため,それにかかる謝金が発生していなかった。今年度実施予定である。
乳牛のグレリン分泌を促進する脂肪酸の探索

グレリンは、成長ホルモン分泌促進作用を有することから、泌乳牛においては増乳効果が期待できる。泌乳牛において血漿グレリン濃度は、脂肪酸の摂取によって高まることを明らかにしてきた。しかしながら、乳牛が摂取する飼料に含まれる脂肪酸は複数種の脂肪酸によって構成されており、どの脂肪酸がグレリン分泌促進作用を有するかは明らかでない。本研究では乳牛に様々な油脂サプリメントを給与したところ、C8:0などの中鎖脂肪酸が血漿グレリン濃度を増加させることを明らかにした。また、十二指腸内へ単体脂肪酸注入を行って吸収部位への直接刺激によるグレリン分泌応答を検討したが、明瞭な反応は見られなかった。本研究では、グレリン分泌刺激因子としての脂肪酸の新たな機能性を見出し、内分泌の賦活化を介した反芻家畜、特にエネルギー要求量の高い乳牛への新たな油脂給与技術の開発に貢献することを目的とする。申請者は、中長鎖脂肪酸摂取がグレリン分泌を刺激し、長鎖脂肪酸の効果は脂質代謝調節作用のああるアミノ酸であるメチオニンによって増幅されることを明らかにした(Fukumori et al., Domest. Anim. Endocrinol. 2012, 2013)。さらに、長鎖脂肪酸とメチオニンの併給は泌乳牛の乳生産を低下させることなくインスリン感受性を高めることを明らかにした(Fukumori et al., J. Anim. Sci. Accepted)。このように反芻家畜への脂肪酸給与は内分泌機能変化を介して生産性向上に寄与する可能性があるが、個々の脂肪酸レベルでの反応やメチオニンの交互作用を明らかにしていない。このため本研究では、個々の脂肪酸に対するグレリンの分泌応答性を明らかにすることを目的に、ヒツジの十二指腸内に脂肪酸注入を行う予定である。現在は、動物実験、解析を行っている段階である。コリデール系雑種ヒツジを用いて各種単体脂肪酸の消化管への直接刺激が血漿グレリンや摂食抑制作用やインスリン分泌促進作用を有するグルカゴン様ペプチド-1(GLP-1)の血漿濃度の変化を解析し、これら消化管ホルモン分泌に影響を及ぼす脂肪酸の選抜を行った。本試験では、脂肪酸の吸収部位であり、種々の脂肪酸レセプターが発現する小腸に直接的な刺激を行うために、供試ヒツジに十二指腸カニューレを装着した。各種単体脂肪酸をミセル化した乳化液を作製し、泌乳牛への脂肪酸給与レベルと同等となるように1日かけて乳化液を連続注入した。注入前後において、経時的に採血を行い、血漿消化管ホルモンおよび代謝産物濃度の測定を行った。その結果、血漿グレリン濃度の増加に対して経口摂取で効果があった中鎖脂肪酸や長鎖脂肪酸は、有意な増加を引き起こさなかった。グレリンは、栄養摂取状況に応じて主に第四胃で産生、分泌されるが、その分泌メカニズムは明らかにされていない。グレリン産生細胞の胃内分布から、吸収栄養素が血液内を循環することによって、グレリン分泌は変動することが考えられているため、本試験では、吸収部位である小腸への注入を行った。本試験で、脂肪酸注入に伴うグレリン分泌の変動が見られなかったことから、注入部位の検討ならびに長期的な注入の検討を行っていく必要がある。脂肪酸注入に伴い血漿グレリン濃度の変化は見られなかったが血漿GLP-1濃度は、長鎖不飽和脂肪酸注入時に増加することを明らかにした。所属機関の変更により、研究の実施体制を整えるために時間を要した。また、脂肪酸の投与方法として、静脈内投与と比較してより本来の飼料摂取状態に近い形で試験を行うため、当初の予定を変更し、十二指腸内注入に変更した。このため、ヒツジの十二指腸内にカニューレを装着し実験を実施している状況である。家畜栄養生理学現在、十二指腸カニューレ装着ヒツジ4頭を用いて各種脂肪酸の十二指腸内注入がグレリンをはじめとする消化管ペプチドや代謝ホルモン分泌に及ぼす影響について動物実験、分析およびデータ解析を行っている。結果の一部としては、消化管ペプチドであるGLP-1分泌は多価不飽和脂肪酸の注入によって促進されることが傾向として見出された。脂肪酸とGLP-1分泌との関連性については、培養細胞などを用いた研究において報告例があるが、反芻家畜のin vivoにおける報告はない。このような新規性が高い結果をさらに詳細に解析することを検討している。グレリン分泌については現在、分析および解析を行っているところである。
Ｎ－ａｃｅｔｙｌｃｙｓｔｅｉｎｅの精神病発症予防効果の検討

統合失調症の発症危険状態(ARMS)に対して、グルタチオンの前駆体N-acetylcysteineを併用し、精神病発症予防効果、認知機能障害や機能的能力に対する効果を検討した。その結果、N-acetylcysteineはARMSに対して安全に使用でき、臨床症状、認知機能、機能的能力などへの改善効果を有する可能性が示唆された。限定的な結果ではあるが、我々の知る限りARMSの臨床症状と機能的能力に対するN-acetylcysteineの効果を検討した初めての報告である。本研究は、統合失調症の発症危険状態(At Risk Mental State: ARMS)に対するN-acetylcysteine(NAC)の精神病発症予防効果を、前向き縦断的研究により明らかにすることを目的としている。本年度は、ARMS症例のエントリーを進め,24週の試験を完了した症例や、4症例のケースシリーズ報告を日本臨床精神神経薬理学会や統合失調症学会で報告した。NAC (2000mg/日)をオープンラベルで12週間投与した症例に対し,臨床評価を試験開始時,12週後と24週後に実施した。評価項目は前駆症状評価スケール(SOPS),統合失調症認知機能簡易評価尺度(BACS),統合失調症認知評価尺度(SCoRS),UCSD日常生活技能簡易評価尺度(UPSA-B),統合失調症の生活の質評価尺度(SQLS)および核磁気共鳴スペクトロスコピー(MRS)を実施した。本研究は聖マリアンナ医科大学生命倫理委員会の承認を得て,対象者から文書同意を取得した。【結果と考察】12週までの評価を完遂した4症例のSOPS総得点は,試験開始時43±13点から33.8±12.1点に改善した。BACS総得点のz-scoreは-0.58±1.17から-0.10±1.18に改善した。また,SCoRS得点は5.0±2.8点から3.3±1.5点に改善したが,UPSA-B得点は同様であった。SQLS得点は心理社会関係と動機と活力得点に改善を認めた。MRSでは,背外側前頭前皮質のNアセチルアスパラギン酸/クレアチン比は,ARMSの基準を満たさなくなった(改善した)症例の方がより高かった。以上より,NACはARMSの臨床症状,認知機能,機能的能力や主観的評価への改善効果を有する可能性がある。今後も症例数を増やし、通常治療群との比較や脳器質的進行性変化に対する詳細な検討が必要である。聖マリアンナ医科大学神経精神科・統合失調症治療センターのARMS症例に対する特殊外来において、治療選択肢の一つとしてNAC臨床試験を実施している。平成24年度は、聖マリアンナ医科大学生命倫理委員会の承認を得るため、試験デザインの改訂(2アームに減らす等)が必要であり、7月付で承認を得ることができた。研究開始の準備をしながら症例のリクルートを行っていたが、想定していたよりも症例数が少なく進捗が思わしくなかった。そのため、近隣の学校やクリニックに、疑わしい症例がいた場合は紹介いただけるよう連携をお願いし、再度プロトコールを改訂した。また、慢性期統合失調症患者との比較を目的に、慢性期症例のNAC臨床試験を並行して開始し、倫理委員会の承認を得た。したがって、実質冬にかけてNAC臨床試験の体制が整った状況であった。本年度はARMS疑いの初診患者のうち、実際にエントリー基準を満たす5例に対して臨床試験の説明を行い、同意取得2名、少なくとも2回の臨床評価を実施した症例が1名に留まっている。また、慢性期症例は同意取得3名であった。NAC(2000mg/日)をオープンラベルで12週間投与した症例に対し,臨床評価を試験開始時,12週後と24週後に実施した。24週までの評価を完遂した5症例のSOPS総得点は39.6±13.6点から21.4±23.7点に改善した(P=0.08)。試験中重篤な有害事象なく,4症例はARMSの基準を満たさなくなった。BACS総得点のz-scoreは-0.44±1.06から0.19±0.79と有意に改善した(P=0.043)。また,SCoRS得点は5.20±2.49から3.80±2.17と有意に改善した(P=0.038)。UPSA-B得点およびSQLSの心理社会関係得点および動機と活力得点も有意ではないが改善を認めた。今後も症例数を増やし,通常治療との比較やMRSの結果の詳細な検討が必要である。主要評価項目は,前駆症状評価スケール(SOPS)得点の変化および精神病への移行の有無とした。

副次的評価項目は,統合失調症認知機能簡易評価尺度(BACS)の各下位項目得点,統合失調症認知評価尺度(SCoRS),UCSD日常生活技能簡易評価尺度(UPSA-B),統合失調症の生活の質評価尺度(SQLS)および核磁気共鳴スペクトロスコピー(MRS)を実施した。本研究は聖マリアンナ医科大学生命倫理委員間の承認を得て,対象者から文書同意を取得した。24週までの評価を完遂した5症例のSOPS総得点は,39.6±13.6点から21.4±23.7点に改善した(p=0.08)。試験中重篤な有害事象はなく,4症例はARMSの基準を満たさなくなった。BACS総得点のz-scoreは-0.44±1.06から0.19±0.79と有意に改善した(p=0.043)。また,SCoRS得点は,5.20±2.49から3.80±2.17と有意に改善した(p=0.038)。UPSA-B得点およびSQLSの心理社会関係得点および動機と活力得点も改善を認めたが,有意差は得られなかった。以上より,NACはARMSの臨床症状,認知機能,機能的能力や主観的評価への改善効果を有する可能性がある。我々の知る限りでは,ARMSにおけるNACの有用性を示唆した初めての報告と思われる。今後も症例数を増やし,通常治療との比較やMRSの結果の詳細な検討が必要である。統合失調症の発症危険状態(ARMS)に対して、グルタチオンの前駆体N-acetylcysteineを併用し、精神病発症予防効果、認知機能障害や機能的能力に対する効果を検討した。その結果、N-acetylcysteineはARMSに対して安全に使用でき、臨床症状、認知機能、機能的能力などへの改善効果を有する可能性が示唆された。限定的な結果ではあるが、我々の知る限りARMSの臨床症状と機能的能力に対するN-acetylcysteineの効果を検討した初めての報告である。平成26年度は,当初想定していた症例数よりも少ない状況に変わりなく,対外的なアナウンスも行ってきたが,試験エントリーが進まなかった。臨床精神薬理平成27年度は,まずケースシリーズ報告の結果を投稿中であり,誌上発表する予定である。症例数の急激な増加(通常治療含む)は厳しい可能性あるが,徐々に有意義な結果が得られているため,症例総数を下方修正するなども考慮し,着実に症例数を増やしていく。また,本研究のMRSの結果の一部を用い,慢性期統合失調症や健常群との比較を行い,ARMSの脳器質的進行性変化に対してNACが影響を及ぼすのかどうかを明らかにしたいと考えている。平成25年度は、エントリー基準を満たす“純粋な"ARMS症例が6例参加し、試験完了できた。しかし、当初想定していた症例数よりも少ない状況であり、引き続き外来受診の母数を増やすべく、近隣の高校大学やメンタルクリニックへのアナウンスや、講演等で当院の特殊外来や臨床試験のアナウンスをすることを心がけた。平成24年度は、臨床試験開始までの下地を整備するのに想定以上の時間を要した。また、予定していたよりも受診するARMS症例数が少なく、初診患者のなかでもエントリー基準を満たす“純粋な"症例は更に少なかった。症例のエントリーが想定していたよりも少なく経過していることが主な理由として考えられる。平成26年度は、地域新聞等でのアナウンスも予定しており、引き続き症例母数の増加とエントリーに努める。半年間の長期試験であるため、脱落する症例が多い可能性を憂慮していたが、現在のところ脱落例はいない。
超音波共鳴法による圧電性酸化物の弾性・圧電定数精密計測

本研究課題は、超音波共鳴法を用いて圧電性酸化物を中心とした固体材料の弾性定数、圧電定数およびそれらの温度依存性を精密計測するとともに、群論と格子力学に基づいた理論解析を通して、材料特性改善のための設計指針を見出すことを目的とした。主要な研究成果としては、機能性酸化物C12A7、α鉄単結晶、およびバルク金属ガラスに対する研究成果の論文発表が挙げられる。固体材料の弾性定数と圧電定数は、材料のあらゆる力学的な特性・機能と相関を持ち、一度計測されれば恒久的に値が修正されることのない基礎物性値である。将来、MEMSデバイスやマイクロマシンといった超微小デバイスを精密に設計・制作するためには、これらの材料定数を精密に計測することが必要不可欠となるが、従来の計測法では原理的問題のため、計測結果は深刻なバラツキを示し、上記の超微小デバイスを精密設計する上で大きな障害となっている。そこで本研究では、共鳴超音波スペクトロスコピー法(RUS法)と呼ばれる計測手法を駆使することにより、様々な先端圧電性材料の弾性・圧電定数を精密計測するとともに、得られた計測結果を理論解析することにより、実験・理論の両側面から上記固体の基礎的な力学特性を明らかにすることを目的としている。今年度は、主に機能性酸化物C12A7, α-サファイア、リチウムタンタレイト、リチウムナイオベイト、ランガサイトの弾性・圧電定数計測を行った。これらの物質に対しては、いずれも当初の予定通り良好な計測結果が得られ、その一部は、現在投稿論文として取りまとめ中である。また、本計測法を基にして、バルク金属ガラスに対する弾性定数計測、および高圧環境下での剛性率計測といった応用研究も行った。これらの成果がもととなって、研究代表者は本年度、日本金属学会の研究奨励賞を受賞し、また今年の1月にチリ・サンチアゴで開催された超音波に関する国際会議(ICU2009)において招待講演を行った。今年度は英国・オックスフォード大学・数理研究所に長期滞在し、主に研究の理論解析に関する事項を推進した。今年度の主要な成果としては、機能性酸化物C12A7、α鉄単結晶、およびバルク金属ガラスに対する研究成果の論文発表が挙げられる。また、他の圧電性酸化物材料(α-サファイア、リチウムタンタレイト、リチウムナイオベイト、ランガサイト)に対する研究成果は投稿論文として現在取りまとめ中である。以上の研究成果から、当該研究課題における2年間の研究予定はほぼ全て履行できたと言うことができる。これらの研究成果に加えて、超音波共鳴法の計測精度改善を目指し、従来の超音波共鳴法の基礎理論に関する再検討を行った。その結果、Ritz法を用いた従来の数値解析法は、変分問題の境界条件に関して理論的な欠陥を抱えていることを見出した。この欠陥は超音波共鳴法の計測精度を低減させている可能性が高いため、現在はその修正のための基礎理論の再構成を進めている。この研究は当初の研究予定を超えるものだが、「超音波共鳴法を用いた材料特性評価」という本研究趣旨から見れば極めて自然な延長であり、超音波共鳴法そのものの根幹に関わる重要な研究課題でもある。基礎理論の修正は現在も進行中ではあるが、本研究を通してこの重要な研究課題を見出すことができ、その着手に至ることができたこともまた当該研究の大きな成果の一つとして位置付けたい。
ゴールドストーンモード存在下での散逸構造形成

対称性の自発的破れや保存則により、空間一様な中立モードを持つ系は遍在する。このような南部・ゴールドストーンモード存在下での散逸構造形成過程を考究して、普遍的な数理構造を探求した。具体的には次の三つを行った。1 Nikolaevskii方程式系:自律振動系が空間周期定常パターンを形成するとき、超臨界に時空カオス状態に至る場合がある。現象の普遍性が窺えるが、特性には未知の部分が多い。そこで、この現象を呈するおそらくミニマルなモデルである方程式系を解析した。特に、カオス状態の長時間振る舞いに着目し、相関時間やダイナミックエクスポーネント、各種統計量の、波数やシステムサイズへの依存性を考究した。これは岡村誠氏との協働による。分担金の支出はない。2電気化学振動子系:周期外力への振動子の同期現象は、分野横断的に重要な研究対象である。外力と振動子がn:1の割合で同期する場合、nの増加とともに同期領域が単調に狭くなる系が多い。今回、これが非単調依存する実験系を、位相縮約により解析し、履歴現象を含めた定性的性質を理論的に解釈した。これは中田聡氏らとの協働研究である。分担金の支出はない。3自己駆動型結合振動子系:振動子が実空間に散在し、振動子間相互作用によって、振動子の位相と位置が変化する一つの標準形モデルを解析した。このモデルは少数パラメータの変化で多様なパターンを形成する。その形成機序を解明することは、多分野における自己組織化現象解明に新しい視点を提供できると確信する。報告者のもとの修士である飯田一輝氏らとの協働により、専ら膜'状パターンの形成機序を、二体系の性質を用いて解析した。分担金の支出はない。分担金の支出はない。
数値流体計算を用いた波動場における沈降性浮遊粒子と密度流の相互干渉に関する研究

平成13年度は本研究助成における最終年度に当たる.昨年度は河口付近の密度流現象(塩水くさびの遡上)と河川流との相互作用を調べることに着目して研究を行なった.今年度は、この結果を受けてより広範囲の土砂輸送問題に取り組んだ。河川から流出した土砂の輸送を支配する要因は海岸の波動とそれに起因する海浜流である。最終年度である今年度は、海岸過程による土砂輸送およびそれによる地形変化について数値シミュレーションによって検討を行った。数値シミュレーションのプログラムとしては、1)ブシネスク方程式系による波動計算、2)それを時間積分することによる海浜流、3)海浜流にともなう浮遊砂、掃流砂と地形変化である。計算に用いた入射波の条件はより現実的な状況を再現させるため、多方向不規則波とした。これは計算境界上の各格子点での入射波としての強制水位の信号を方向スペクトルの形状を使い、各成分を波の位相を考慮しながら決定するというものである。このようにして作成された信号をもとに上記のプログラムを実行することによって多方向不規則波の数値実験が可能となった。計算対象の海岸構造物は、1)一様海岸、2)離岸堤、3)潜堤の3つであり、基礎的な計算の経過を見るために行う。さらに新潟西海岸を例とした実地形を用いた計算も実施した。計算に先立ち、新潟西海岸の詳細なDEMを作成する必要があるが、これは地図情報からスキャナを用いて取り込み作成するシステムを確立した。数値計算の結果、多方向不規則波の遡上・伝播が問題なく計算され、砕波やそれに伴う波高減衰、構造物の形状に依存した海浜流やそれに伴う浮遊砂、掃流砂の挙動と地形変化を計算することができた。これらの成果は、今後、国内外の研究発表会での公表を行っている。平成12年度は本研究助成における初年度に当たる.今年度は河口付近の密度流現象(塩水くさびの遡上)と河川流との相互作用を調べることに着目して研究を行なった.沈降性浮遊粒子としては河川における土砂を対象とした.河口付近では河川流とそれに逆らって遡上する塩水くさびとの間に強力な乱流混合状態が形成され、それに伴って河川の濁度がピーク(Turbidity Maxima)をとることが知られている.この現象は実際の河川における計測においても報告されており、そのメカニズムや動態を把握することが河川管理のみならず環境因子の輸送現象を理解する上でも重要となっている.本研究では、流体数値シミュレーションの技法を用い,河川流、浮遊物質の輸送、密度場の輸送を単一の数値モデルとして取り込み、すべてを連立させて場の発展計算を行った。この数値モデルでは、(1)上流から輸送される土砂の沈降と塩水くさびの遡上との相互作用、(2)河床に堆積している沈降性物質が塩水くさび先端の強い乱流混合によって再浮遊(resuspension)する素過程の2つについて計算をおこなった。前者においては河川によって輸送される沈降性物質が塩水くさびに衝突し、河床に堆積した沈降性物質が再浮遊する動態を明らかにすることができた。後者では塩水くさび先端から発生した上向き物質フラックスによる浮遊土砂の発生と輸送の素過程が明らかとなった.また、そのフラックスによる塩水くさび先端でのTurbidity Maximaの発生過程の動態を明らかにすることができた。従来の研究では河床底面の形状は波状の凹凸ができることが報告されている。本研究において底面でのせん断応力、底面での浮遊物質のフラックス、底面での浮遊物質量の時空間分布を調べた結果、波状の分布形を持つことが示された.このことから、このような地形形状の特性は密度フロントの強い乱流混合によるものであることが明らかとなった。また本研究より、密度界面の変動やせん断不安定の構造なども明らかとなり、本計算法が高い汎用性と信頼性を有していることが明らかとなった。これらの成果は、国内外の研究発表会での公表を行っている。

数値計算の結果、多方向不規則波の遡上・伝播が問題なく計算され、砕波やそれに伴う波高減衰、構造物の形状に依存した海浜流やそれに伴う浮遊砂、掃流砂の挙動と地形変化を計算することができた。これらの成果は、今後、国内外の研究発表会での公表を行っている。
実験動物による肺の病変分布の不均一性の機序についての検討

本研究により以下の成果を得た。HRCTにおいては小葉間隔壁、気管支血管周囲の肥厚像やスリガラス陰影が認められた。HRCTにおける小葉間隔壁、気管支血管周囲の肥厚は、病理学的には小葉間隔壁や気管支血管周囲間質の浮腫や細胞の浸潤による変化によるものであり、スリガラス陰影は肺胞隔壁の細胞浸潤・浮腫や含気を保ちながら散在する肺胞腔内への侵出物であることが判明した。HRCTにおけるスリガラス陰影の分布は、小葉間隔壁を境界として濃度上昇の程度が異なり、DADの病変の程度は二次小葉単位で異なっていた。二次小葉へ分布する気道は細気管支であるため、DADの細気管支病変の強弱が、肺胞レベルでの病変の程度に関係する可能性が示唆された。HRCTではスリガラス陰影に接して一見正常に見える部分があったが、病理学的にはそれらの領域がDADの早期病変である侵出期となっている領域があることが明らかとなった。現在は我々は、高分解能CTでは一見正常に見える部分であるが、病理学的には早期のDADである領域をfractional-Brownian motion modelによるFractal解析を用いて検討することにより、客観的な定量評価が可能か否かを検討中である。
意識障害のある患者の意志表示と看護者の捉え

本研究は、意識障害のある患者の意思表示に焦点を当て、患者はどのように意思表示しているのか、そして、看護者はそれをどのように捉え、ケアしているのかについて明らかにすることを目的としている。対象者は同意の得られた看護師11名で、脳神経外科病棟に勤務し、意識障害のある患者の看護を実践していることを条件とし、半構成的面接法による質的研究を行った。対象者の平均年齡は30.1歳、脳神経外科領域での平均経験年数は6.5年であった。その結果、看護者は患者の状態や反応、様子等のあらゆる面を、患者の意思の表出として捉え、その意を汲み取ろうと努力しながらケアに当たっていることが明らかになり、その<意識障害のある患者の意思表示とその捉え>として、【患者はなんらかの意思表示をしている】【患者にとって不快な出来事をつかむ】【患者の戸惑いを理解する】【患者と喜びを共有している】【患者は意思疎通を図り、理解しあえる人である】の5つのカテゴリーが抽出された。中でも、【患者はなんらかの意思表示をしている】は、意識障害のある患者と関わっていく上での前提となるものでもあった。そして、意識障害のある患者へのケアは、日常生活動作獲得、意識レベル向上、全身状態の管理、事故予防、家族と共に取り組むといった活動を通して、刺激に答える力を引き出すことから、その人らしい生活を送る力を再び獲得することへと目指す方向のある関わりであることが明らかになった。また、患者の意思表示を捉える際に看護者が重視しており、ケアの選択や実施にも影響する<患者の意思を尊重したケアの拠りどころ>として、【患者と話す】【刺激と反応の関連を確かめる】【患者像を広げる】【家族の視点に学ぶ】【時間をかける】【自身の生活経験とつなげる】【臨床経験を掘り起こす】【こだわりを持つ】【捕われない】【価値観への問いかけ】の10カテゴリーが抽出された。この<患者の意思を尊重したケアの拠りどころ>では、経験豊かな看護者ほど、多くのカテゴリーを重視し、実践している傾向が見られた。今年度は既存の文献の検討を行い研究の枠組みを作成した上で、主に脳外科領域での看護経験年数5年以上の看護者を対象として研究を行った。意識障害のある患者の意志表示に焦点を当てた文献検討の結果、「看護者の患者の意思表示の捉え」を構造化し、概念枠組みを構築した。看護者は患者の表情、全身状態、発声、言葉、四肢の動き、目の動きとい<患者の様子・反応>を患者からの意思の表出として見ており、そこより患者の体験を読み取っている。そして、ケアや刺激と患者の反応との関連を、反応の有無、種類や対象、明確さや大きさ、速さ、スムーズさ、豊かさ、再現性、合目的性の程度という視点から<選択の条件>として活用している。この<患者の様子・反応><選択の条件>の2つの要素をつなぐものとして、看護者がその人の意思を尊重したケアの上で大切にしている患者像や患者自身の選択、積極性、意欲、自発性といったものが<その人の意思を尊重したケアの拠りどころ>として位置付けられた。このように看護者は患者の様子、反応を見て、その人がどのような意思を示し、また、示そうとしているのかについての看護者の判断である<意思表示の捉え>に基づいてケアを提供している。そして、そのケアは患者の刺激に応える力を引き出すことから、その人らしい生活を送る力を再び獲得することへと目指す方向性があるものであると考えられた。この枠組みに基づいて作成した半構成的インタビューガイドに基づき、脳外科病棟で勤務している看護者(脳外科領域の看護経験年数513年)より研究協力の承諾を得て、現在インダビューによるデータ収集とデータ分析を平行して行っている。今後は、対象者に脳外科領域での経験年数が5年以下の看護者も含め、看護者の経験年数の差も考慮して、意識障害のある患者の意志表示の捉えと、看護者のケアを明らかにし、結果をまとめていきたい。

そして、意識障害のある患者へのケアは、日常生活動作獲得、意識レベル向上、全身状態の管理、事故予防、家族と共に取り組むといった活動を通して、刺激に答える力を引き出すことから、その人らしい生活を送る力を再び獲得することへと目指す方向のある関わりであることが明らかになった。また、患者の意思表示を捉える際に看護者が重視しており、ケアの選択や実施にも影響する<患者の意思を尊重したケアの拠りどころ>として、【患者と話す】【刺激と反応の関連を確かめる】【患者像を広げる】【家族の視点に学ぶ】【時間をかける】【自身の生活経験とつなげる】【臨床経験を掘り起こす】【こだわりを持つ】【捕われない】【価値観への問いかけ】の10カテゴリーが抽出された。この<患者の意思を尊重したケアの拠りどころ>では、経験豊かな看護者ほど、多くのカテゴリーを重視し、実践している傾向が見られた。
「逆戻り」型高大連携の研究

【研究目的】(1)高大連携と呼ばれる取り組みについて、「高等学校の持つ(とりわけ基礎的な指導における)教育資源を大学生に提供する」ケースについて「逆戻り型」と名づけ、その実施状況を明らかにする。(2)「科学リテラシーの低下」に対して、既存の学習指導要領に示された理数教育ではなく、大学入学後の初年次教育ないし教養教育によるアプローチを検討する。【研究方法】(A)大東文化大学と吹上秋桜高校、(B)鳥取大学と鳥取県教育委員会、の2ケースを対象とした。(A)大学側担当者(教員・職員)および高校側担当者(教員)への取材を行ったほか、実際の取り組みに参加し、大学生への聞きこみおよびアンケート調査を行った。(B)大学側責任者(教員)および担当者(教員・職員)への取材を行ったほか、内部的な資料や授業アンケート結果についての提供を受けた。(その他)関連セミナー等に参加し、関係者から各大学等における取り組みについての示唆を得た。【研究成果】大学側・高校側・受講生の3者ともが「逆戻り型」の取り組みを好意的に捉え、成果に期待していることが各取材から明らかにされた。特に、大学にとっては技術的・時間的困難となっていた補習授業が高校教員によって実施されることに、教員・学生ともに大きなメリットを感じていた。ただし、各取り組みとも現在ではその意義が認められ毎年の実施が行われているが、特に立ち上げにあたってはコーディネーターとなる人物に依存する要素が大きいことが課題である。今回の鳥取県のように県教委が組織としてコーディネーターの役割を担うことは有効な課題解決法であるといえる。【今後の課題】「逆戻り型」の実践は各取り組みがワンオフなものとして完結しており、一般的な認知は勿論、各担当者も自校以外の実践を認知しておらず、それらが悪循環に陥っている。よって、27年度以降、本研究成果について学会誌への寄稿を行い、事例の紹介・周知を行いたい。
中国殷周王朝における馬匹生産体制の動物考古学的研究

本研究は、中国殷周王朝における馬匹生産体制について、遺跡出土馬骨の動物考古学的分析から明らかにするものである。古典籍や秦律には、古代中国における馬匹生産体制の技術が記されており、年間を通じてさまざまな行事が執り行われているが、その詳細については、あまりよくわかっていない。そこで、動物考古学、同位体化学(炭素・酸素・ストロンチウム)と歴史学から、馬匹生産体制を検討した。その結果、年齢や性別によって多様な飼養管理が執り行われていたことが明らかとなるともに、西周から漢王朝における形成過程の様相を捉えることが出来た。動物考古学的研究を基軸として、殷周王朝における馬の飼養管理と利用の体系化をめざす本研究の初年度は、これまで進めてきた殷王朝関連遺跡出土馬骨の分析成果の公開と、西周王朝の畿内における馬匹生産体制の基礎的データ集積にむけ、各研究機関との打合せ、実地調査および分析研究をおこなった。主な成果は下記の3項目である。(1)河南省安陽市殷墟遺跡出土馬骨の分析報告公開にむけての打合わせと資料の再調査。(2)陝西省西安市少陵原遺跡、同省淳化県棗樹溝脳遺跡出土馬骨の調査分析の実施。(3)古典籍や出土文字資料にみられる馬匹生産にかんする記述と、実地調査で得られた結果との検討。(1)については、所蔵機関である中国社会科学院考古研究所の同意を得たことから、中国の学術雑誌への投稿にむけ準備を進めている。殷墟遺跡の馬のデータは、中国における家畜馬出現期の資料として基礎となる。(2)については、少陵原遺跡の調査により、これまでほとんど報告のなかった、西周王朝における幼馬とメスの老齢馬を発見した。そして、炭素同位体比の食性分析により、幼馬がC3植物、メスの老齢馬はC4植物を摂取していることが明らかとなり、西周王朝における馬飼養管理の新知見を得た。また、棗樹溝脳遺跡についても幼馬を確認し、少陵原遺跡の馬と合わせ、西周王朝における飼養管理を検証する基礎データを得ることができた。(3)については、古典籍や出土文字資料にみられる馬飼養管理の内容を精査するとともに、実地調査と理化学分析の結果を総合的に検証することで、すでに西周王朝の段階で馬の飼養管理体制が確立しはじめていたと強く想定されるに至った。本年度も、殷周王朝関連遺跡より出土した馬骨の実地調査をおこない、形態学的データの集積に努めるとともに、馬銜(ハミ)の痕跡といった、使役にともなう形態変異部の特定を目指した。また、古典籍や出土文字資料にみられる、馬匹生産関連の記述の整理をすすめながら、人為的な飼養管理の実態解明にむけて、同位体分析を利用した新たな分析手法の確立を試みた。実地調査では、陝西省考古研究院の協力のもと、少陵原西周墓地遺跡(西周)、空港緑地新城祭祀坑(戦国)、景帝陽陵陪葬墓車馬坑(前漢)の3遺跡から出土した馬骨の分析を実施した。少陵原西周墓地遺跡の資料はすでに分析をすすめていたが、再観察したところ、新たにストレスマーカーの指標である「柵癖」と考えられる痕跡を確認した。すでに、前回の分析で飼養管理されていた可能性が想定されていたため、柵癖の痕跡はそれを補強するものとなった。このほか、試験的に実施した骨コラーゲンの炭素同位体比による食性分析から、自然放牧では摂取することがない、粟や黍といったC4植物を大量に給餌されていた値を示す個体が確認でき、人為的な飼養管理が強く想定されていた。しかし、骨コラーゲンの分析では、生存期間において摂取した食物の平均値を知ることしかできないため、いつから、どのようにC4植物を摂取していたかを議論することは難しかった。そこで、形成時期と萌出時期について先行研究のある馬歯のエナメル質に注目し、新たな分析手法の確立を模索し、歯エナメル質のハイドロキシアパタイトの炭素同位体比を分析することで、成長過程における給餌実態の復元を試みた。そうしたところ、出生時の0歳から成獣となる4歳までの期間における食性変動を捉えることができ、古典籍、出土文字資料によって断片的にしか窺い知ることができなかった、中国古代王朝による馬の飼養管理実態をより詳細に描き出せることが明らかとなった。本年度は、陝西省考古研究院の協力のもと、豊鎬遺跡(西周時代)と寨頭河遺跡(戦国時代)の2遺跡から出土した馬の実地調査をおこない、形態学的データの充実に努めたほか、湖北省文物考古研究所が発掘調査している、棗陽郭家廟墓地(春秋時代)出土馬のデータ収集をおこなった。豊鎬遺跡は西周王朝の中心地のひとつと考えられており、昨年度分析をすすめた少陵原西周墓地遺跡の分析結果と合わせ、西周王朝における馬匹生産の実態をより詳細に議論することができるようになった。また、寨頭河遺跡は戦国時代の長城地帯に位置する遊牧民の墓地遺跡である。すでに戦国秦国の馬については閻家寨(空港緑地)祭祀坑で分析を進めており、当時の秦国と遊牧民における馬の飼養管理および利用形態の比較が可能となった。また、棗陽郭家廟墓地(春秋時代)は曽国に関連する遺跡である。これにより、時代と地域が広がり、ようやく歴史学的な解釈ができる基盤ができた。

さらに、昨年度新たに確立した分析手法の向上に努めるとともに、「秦律」を中心とした馬匹生産にかんする記述の整理を進めた。本年度も引き続き基礎データの集積に努めるとともに、新たに確立した分析手法をもとに、各時代ごとの遺跡資料の分析をすすめ、その結果が古典籍や出土文字資料にみられる内容と照合できたことは、大きな収穫であった。こうした成果は、国内外の学会で発表し、高い評価をいただいている。また、新たに公開をはじめたデータベースも高い反響を得ている。このことから、本研究は、おおむね順調に進展していると判断した。最終年度も継続的に実地調査をおこない、西周王朝の中心地とされる周原遺跡姚家墓地より出土した馬骨調査を中心にデータの集積に努めた。このほか、秦律にみられる馬匹生産にかんする記述の整理を重点的におこない、動物考古学的分析結果と対照させた。実地調査では、これまで実施した少陵原西周墓地と豊鎬遺跡に加え、周原遺跡の資料が加わったことで、西周王朝における馬匹生産体制の実態をより詳細に議論できる素地が出来あがった。そして、戦国時代の秦国王陵祭祀馬坑、前漢景帝陽陵陪葬坑出土馬の分析成果とあわせることで、西周時代から前漢時代にいたる馬匹生産体制の形成過程を通時的に議論でき、また他地域と比較検討できる基盤が整った。『雲夢睡虎地秦簡』を中心とした秦律の整理では、馬匹生産にかかわる具体的な様相が把握できた。例えば「秦律雜抄」には、馬が馬籍簿で厳格に管理され、良馬としての条件が規定されている。この規定は『岳麓秦簡』にも確認され、漢律にも受け継がれている。秦始皇帝陵兵馬俑坑の軍馬俑の体高はこの規定と一致している。しかし、実際に同時期に出土した馬骨の動物考古学の成果では、体高は115154cmの範囲であり、規定よりも低い小型馬も利用されていた実態が明らかとなった。また「田律」や「倉律」には、馬を飼養する芻秣を徴収する規定や使役馬への給餌規定が厳格に定められ、労役が激しい伝馬といった使役馬には栄養価の高い禾の給餌が認められており、同位体分析結果に表れたC4植物の摂取率が極端に高い個体は、この伝馬であった可能性が想定された。このほか、奈良文化財研究所との共同で公開している、動物骨の三次元計測データベース「3D Bone Atlas Database」における馬のデータを刷新した。これにより、実地調査に標本や骨格図譜を持ち込むことなく、遺跡から出土するほとんどの馬骨の同定作業が可能となった。本研究は、中国殷周王朝における馬匹生産体制について、遺跡出土馬骨の動物考古学的分析から明らかにするものである。古典籍や秦律には、古代中国における馬匹生産体制の技術が記されており、年間を通じてさまざまな行事が執り行われているが、その詳細については、あまりよくわかっていない。そこで、動物考古学、同位体化学(炭素・酸素・ストロンチウム)と歴史学から、馬匹生産体制を検討した。その結果、年齢や性別によって多様な飼養管理が執り行われていたことが明らかとなるともに、西周から漢王朝における形成過程の様相を捉えることが出来た。本年度は、引き続き基礎データの集積に努めるとともに、新たな分析方法を確立し、西周王朝から戦国時代の秦国における馬匹生産体制の様相を明らかにすることができ、それが漢王朝において確立したことを確認できた意義は大きい。こうした新知見については、国内外の学術雑誌や学会にて発表し、高い評価を受けることができた。このことから、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。
破骨細胞における新規小胞輸送遺伝子群の同定とその機能

本研究では、マクロファージから破骨細胞への分化過程において、mRNAレベルが発現上昇する遺伝子の1つとしてRab27Aを同定し、破骨細胞におけるLROs形成とその他の機能に関する解析を行った。DNAマイクロアレー解析を行い、破骨細胞分化過程で発現レベルが上昇する遺伝子としてRab27A遺伝子を同定した。RANKL刺激して破骨細胞分化を誘導すると、Rab27AをノックダウンしたRAW-D細胞ではコントロールに比べ、細胞の多核化と巨大化を示した。同様に、Rab27A遺伝子変異を持つAshenマウス由来のマクロファージを培養すると、多核化と巨大化が観察された。破骨細胞のマーカー遺伝子の発現レベルを比較すると、野生型に比べてAshen破骨細胞では種々のそれが有意に上昇していた。Ashen破骨細胞が多核化と巨大化される分子メカニズムとして、同細胞では受容体の輸送異常とその下流シグナルの増強が観察された。Ashen破骨細胞では、M-CSFとRANKL刺激に対して、Erk、p38、Aktのリン酸化レベルが上昇した。さらに、FACS解析により、M-CSFの受容体であるc-fmsの細胞膜の発現レベルがAshen破骨細胞では高くなることが分かった。またRANKLの受容体であるRANKは受容体のダウンレギュレーションが異常になっており、細胞内に長く留まっていた。Ashen破骨細胞では、細胞内で形成されるLROsの輸送が異常になっていた。野生型とAshen破骨細胞を比較すると、Ashen破骨細胞では、骨吸収に重要なactin ringの形成が異常になっており、リソソームタンパク質であるLAMP2、あるいはカテプシンKの局在が異常になっていた。またashen破骨細胞では、種々のリソソームタンパク質の量が異常になっていることや、骨吸収能が有意に低下していることが分かった。26年度が最終年度であるため、記入しない。破骨細胞は極性をもち、且つリソソームシステムを細胞外に放出するユニークな細胞である。破骨細胞における小胞輸送を制御する遺伝子群の網羅的解析を試み、Rab27A遺伝子を同定した。この遺伝子に関して、RAW-D細胞を用いてRab27AのsiRNAを用いたノックダウン実験或いは、Over Expressionの実験系を用いて分子メカニズムを解析する。またRab27A遺伝子変異マウスを用いて、個体レベルでの骨代謝の異常を解析する。既に、Rab27Aをノックダウンすると、破骨細胞は細胞同士の融合が活発になっており、巨大化・多核化することが分かている。本年度は、Rab27A遺伝子変異マウスによる細胞レベルでの解析を詳細に行った。野生型細胞とRab27A遺伝子変異マウス(Ashenマウス)の骨髄細胞を用いて、なぜRab27A遺伝子変異では破骨細胞が巨大化・多核化するのかの解析を行った。結果として、マクロファージから破骨細胞へ分化を制御するシグナルの増大や細胞表面における受容体レベルがAshenマウス由来の細胞で増加していることが認められた。またエンドソーム・リソソーム系のタンパク質に関しても、野生型とAshenマウス由来の細胞では、大きく変化しているタンパク質が認められた。従って、Ashenマウス由来の細胞では、エンドソーム・リソソーム系や細胞表面へタンパク質の輸送機構の異常により、細胞表面の受容体の量が変化し、そのために破骨細胞への分化シグナルが増幅するために、Rab27A遺伝子変異では破骨細胞が巨大化・多核化すると予想される。今後はさらにエンドソーム・リソソーム系の形態異常に関して解析を行う予定である。

26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画では、2年目までに細胞レベルでの解析をほぼ終わらせる予定であった。実験もほぼ予定通り解析が行われた。残りの1年で個体レベルでの解析を行う予定である。Rab27A遺伝子変異マウスによる個体レベルでの解析を詳細に行う予定である。つまり大腿骨などの骨量、骨密度などの骨代謝に関して正常マウスとRab27A遺伝子変異マウスを比較する予定である。必要であれば炎症を惹起し、炎症性骨代謝異常が起こるのかどうか検討を行う。
未経験の運動課題練習中において学習者のどのような活動が学習を促進・阻害するのか

運動課題において、できないことができるようになる過程で、学習者自身のどのような認知活動と身体動作が学習を促進あるいは阻害するのだろうか?本研究の目的は、新しい情報通信技術(ICT)システムの開発・活用により、初学者の練習中における、運動課題の継続時間・回数などのパフォーマンス、視線・腕の振りなどの身体動作と、思考・感覚など口述された心身の認知内容とを時系列的に詳細に記録し、システムの支援による内省と質的分析により、その学習過程における学習の促進要因と阻害要因とを明らかにすることである。本研究の学術的独自性としては、新しいICTシステムを開発・活用することで、パフォーマンス、認知活動、身体動作という3要素の相互作用を詳細に分析可能とすることと、学習の促進と阻害という観点から、認知活動と身体動作とパフォーマンスが互いにどのように影響を与えるのかを明らかにする点である。今年度は、条件に合うアイトラッキングカメラが購入できなかったため、研究のデザインを見直し、対象をジャグリングからeスポーツへと変更するとともに、まずは学習促進・阻害の調査の前に、練習活動のうち、特に口述された認知内容をテキスト化し、練習活動の映像と結びつけることを焦点においた。具体的な研究成果としては、練習中の発話を音声認識技術によりリアルタイムでテキスト化し、録画映像と結びつけて振り返りに活用するシステムを開発した。このシステムにより、行為の中の省察を促すとともに、練習行為と行為の中の省察自体を、のちに行為についての省察により振り返ることが可能となった。成果の発表として、査読付き論文誌1件、国際会議発表3件、国内会議発表1件を行なった。条件を満たすアイトラッキングカメラの購入ができなかったため、研究のデザインを変更した。変更した新たな研究デザインの元で今年度分の進捗の遅れを取り戻す。具体的には例えば、計画では一人ずつ行なう予定であったデータ収集を、複数人で並行して行なうなど。研究遂行の条件に合うアイトラッキングカメラが購入できなかったため。研究のデータ収集を2名ずつ同時に進められるように、パソコンと計測装置の購入に充てる計画である。