hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
学習意欲を高める方策と学習成果を高める方策を統合的に設計するＩＤツールの作成

本研究の成果である授業改善支援のためのWebツールの設計・検証の作業は、2018年度(※当初の科研費研究最終年度)に完了しており、これに関する研究成果を「学習意欲と学習成果の改善方策を統合的に策定するためのWeb支援ツールの開発」と題してとりまとめた(関西国際大学教育総合研究叢書第11号・2018年5月発刊)が、この際に得られた結果にもとづき、2019年度は、Webツールをより活用しやすいものにするための改修を行った。改修のポイントとして、授業改善のための方策を検討する教員が、(1)心理的負担を感じることを軽減する、(2)操作上の負担を軽減する、ことにより、授業改善計画立案までの導線を簡潔にした。(1)では、授業改善方策検討までを独力での作業とし、それ以降の具体的な授業改善計画ではインストラクショナルデザイン(ID)専門家が支援につくことを明示した。(2)では、授業改善方策のヒント項目数が多いことによる負荷を軽減するため、各画面における作業インストラクションを簡易かつ具体的な記述とした。また、一旦選択した方策群からの絞り込みのための判断基準(重要度・喫緊度)を簡素化することで、取捨選択判断が簡便になるようにした。これらの改修により、本ツール利用教員は、さらに自律的・能動的に授業改善方策の検討を進めることができ、計画立案が実施しやすくなるものと考えられる。なお、本年度は、改修したWebツールを活用した、次の研究展開について検討した。つまり、大学教員がIDに基づいて授業設計の改善を行う場合に障壁となるものを明らかにするための研究である。ここでは、本ツールを活用した教員の中で何が起きているのかを調査して知見を得ることを試みる。この新たな研究は、平成30年度採択の科研費研究(基盤研究C:18K02844)の中で、本研究の成果を継承する形で引き続き取り組んでいくものである。平成27年度は、「学習意欲のためのデザイン」と「学習正解のためのデザイン」を統合するための予備調査と、これを支援するデザイン統合ツール(統合支援ツール)の設計を並行して実施した。予備調査は、大学における正課の授業科目において授業改善を試みるという場面を用意し、試作した統合支援ツールに基づき、科目担当の大学教員とインストラクショナルデザイン(ID)研究者が対話する形で授業改善を検討、設計、実施し、評価していく手順を取った。このことにより、IDに基づくデザイン統合支援ツールを運用するに当たって、ツールを利用する教員がどのような障壁に当たり、実践においてどのような課題を抱えるかを推察できた。IDを授業改善に適用する際、IDを熟知していない教員においては、特に、学習成果と学習意欲を統合して捉えようとする本研究の場合、自分自身で諸モデルの主旨を理解することが負担となり、障壁となるため、チェック方式を取り入れて、分析や設計の手順を導くなど、導線を設計に導入する必要がある。ただし、設計上の工夫のために制約過多となった場合、授業改善検討の自由度を奪い、これが障壁となる可能性がある。このため、授業改善における大学教員の動機づけという観点に留意しておく必要がある、と確認された。他方、別の科目にて、学習者にARCSーV動機づけモデルを適用して意欲の変化を測る、学習意欲に関する方策実践の試行も行い、実践上の課題を確認した。また、IDを活用した授業設計の先行研究に関して、課題分析やシラバス作成の観点で調査、考察を行い、日本教育工学会全国大会等で発表した。上述の予備調査に関する実施報告は平成28年度の研究会にて発表予定である。平成27年度は、実践での調査を通して、統合支援ツールの利用対象となる大学教員のユーザビリティを高める追加改善を施し、ツールの有効性向上を図れた点が意義がある。予備調査の結果により、ツールの設計に改善が必要となったため、開発(Web版作成)やその形成的評価の手順が先送りになっている。ただし、設計そのものは他の媒体(MSーWordや紙媒体)でも進められており、計画の調整で補正できる範囲内と考える。平成28年度は、学習意欲のためのデザイン」と「学習正解のためのデザイン」を統合することを支援するデザイン統合ツール(ID統合ツール)の設計を改善した。そこでは、本ツール活用を促進するための検討として行った、大学教員がインストラクショナルデザインの知見を活用した授業設計を実施できるようになるための要件と、それを学ぶための手順を明らかにする作業の成果を反映した。科目担当の大学教員とともに、授業改善の検討、設計、実施、評価を行ったID統合ツール設計のための予備調査について研究会で発表を行い、他の研究者の意見を聴取した。他方、複数のID研究者との共同作業により、大学教員がインストラクショナルデザインの知見を活用した授業設計を実施できるようになるための要件を明らかにしたコンピテンシーリストを作成し、それらのコンピテンシーを習得するための学習項目、学習内容、評価方法を取りまとめ、LMS(Learning Management System)とeポートフォリオに実装する作業を行った。この過程で取りまとめた「授業設計を学ぶ手順」により、IDを習熟することなく活用できることを目指すID統合ツールの設計においても、「ゴールの明確化」と「実施方策の評価設計」作業は自律的に実施できるよう設計に盛り込むべきであるという結論を得た。これらに関する研究成果は、日本教育工学会全国大会等で発表した。平成28年度は、現場教員との共同作業から得られた成果、ID研究者との共同研究から得られた成果をID統合ツールの設計に反映することができ、ツールの質を高めることができた点で意義がある。

ID統合ツールの設計についてはほぼ完成しており、開発段階に入っている。ただし、予算の関係から、オープンソースのLMSを活用するなどの工夫が必要となっており、そのための調整をおこなったうえで実装を実現する予定である。現在、調整を進めており、全体計画の中で納められる見込みである。授業改善を主旨として、「学習意欲」のための方策デザインと「学習成果」のための方策デザインを統合的に立案できるWebベースのツールを開発し、インストラクショナルデザインに習熟していない大学教員によるツール試行を行い、その結果にもとづいて、その有効性について検証した。結論として、授業設計を見直す機会を提供できること、改善案を立案する支援となることが確認できた点が本報告の最重要点である。本来、混同されることの多い「学習意欲」「学修成果」についてそれぞれ別個に改善方策を検討し、最終的には実践可能な内容・量にまで落とし込むことが支援できたことを示すことができた。しかし一方で、利用者(大学教員)がインストラクショナルデザインを学ぶことなく、独立独歩でその知見を活用できるようにするためには、開発したツールのさらなる改良と、最低限の支援の必要性があることが示唆された。研究の成果は、「学習意欲と学習成果の改善方策を統合的に策定するためのWeb支援ツールの開発」と題して関西国際大学教育総合研究叢書第11号に掲載(2018年6月出版予定)される。このことにより、研究の目的である、「近年、大学生等の学習者に求められている「主体的に考える力」を身に付けるために推奨される「能動的学修」を促進することを主旨として、教員が学習者を的確に指導するための方策を、学習意欲と学習成果を区別しつつ、かつ統合的に導き出すことを支援するツールを開発・作成・提案すること」に沿った進捗があったといえる。研究実施計画では、平成29年度においては、ツールの検証と検証結果にもとづく考察、ツールの公開を予定していた。これらの作業は実施できたが、上述のとおり、さらなる検証の必要性があると判断したため、研究計画の1年延長を申請し、承諾された次第である。研究計画に挙げていた事項を実施し、その成果を論文にまとめたが、その結果、さらなる検証が必要と判断し、1年間の延長を申請し、承諾されている。本研究の成果である授業改善支援のためのWebツールの設計・検証の作業は、2018年度(※当初の科研費研究最終年度)に完了しており、これに関する研究成果を「学習意欲と学習成果の改善方策を統合的に策定するためのWeb支援ツールの開発」と題してとりまとめた(関西国際大学教育総合研究叢書第11号・2018年5月発刊)が、この際に得られた結果にもとづき、2019年度は、Webツールをより活用しやすいものにするための改修を行った。改修のポイントとして、授業改善のための方策を検討する教員が、(1)心理的負担を感じることを軽減する、(2)操作上の負担を軽減する、ことにより、授業改善計画立案までの導線を簡潔にした。(1)では、授業改善方策検討までを独力での作業とし、それ以降の具体的な授業改善計画ではインストラクショナルデザイン(ID)専門家が支援につくことを明示した。
QCD有効模型に基づいたバリオン励起の研究

本研究では、有効理論を用いた励起バリオンの現象の解析を通して、ハドロン物理の力学機構を明らかにすることを目指した。昨年度の研究をさらに発展させることができた.1質量スペクトル軽い香りのSU(3)バリオンの質量スペクトルのなかに非常に単純な規則性が潜んでいることを明らかにし、それがバリオンの変形という性質によってよく説明できることを示した。現在観測されている励起バリオンの大部分の質量が,唯一のパラメータで再現できたことは注目すべき点である。さらに現在未確認の励起状態の存在を予言することができた。2電磁遷移励起バリオンの構造をより詳細に見るために電磁遷林について調べた。多重極展開による一般公式を導き、さまざまな遷移過程を調べた。結果として、現存するデータの精度が不十分なこと、また理論の不定性などから確定的な結論を得るには至らなかった。一方でRoper励起の解析によって従来の非相対論的な手法の限界を示し、今後より慎重に研究を進めることの重要性を明らかにした。3バリオンのカイラル対称性カイラル対の観点から正・負パリティーバリオンの性質を見直し、2種類のカイラル表現の可能性を明らかにした。拡張された線形シグマ模型を構成し,異なったカイラル表現の現象論的な帰結について調べた。さらに実験的に可能な方法をいくつか提案し、将来の発展の足がかりとした。以上の研究全体を通して、理論的な理解とともに実験の可能性を重視した。そのために、国内外の研究集会において成果を発表するとともに,理論・実験研究者と専門知識の交換を行った。本研究の目的は、有効模型を用いたバリオンの励起状態の研究によって,QCDの非摂動効果の性質を調べることである.そのために,バリオンの空間的な構造,およびカイラル対称性の発現の様子の2つの観点に基づいた研究を行った.1変形核子模型によるバリオン励起の研究クォークの閉じ込めの力学を簡便に扱うために,非相対論的なクォーク模型を採用し,バリオンの変形について調べた.まず,SU(3)バリオン励起の質量を調べ,そこに変形による回転バンドが現れていることを示唆した.さらに電磁崩壊の行列要素の計算を定式化し,簡単な場合について数値計算を行った.この研究の成果は,国際会議QUELEN'97(大阪大学),国際会議APCTP workshop(ソウル大学),日本物理学会1997年秋の分科会における講演で口頭発表し,前者2つの報告は会議録に掲載予定.2バリオンのカイラル対称性2点相関関数を用い,バリオンのカイラル対称性について調べた.負パリティーバリオンとπメソンとの結合に低エネルギー定理を見いだした.バリオンの場を群論的に分類し,負パリティーバリオンの擬ベクトル定数の重要性を指摘した.さらに,正負パリティーのバリオンを含む有効模型として線形シグマ模型を構築し,バリオンの性質における,カイラル対称性とその自発的破れの現れ方を具体的に調べた.この結果は,前出の2つの国際会議における会議録,Physical Review Letters,および,Physical review D(予定)に掲載された.本研究では、有効理論を用いた励起バリオンの現象の解析を通して、ハドロン物理の力学機構を明らかにすることを目指した。
水素マイクロバブルのダイナミクスが触媒反応に及ぼす影響の解明

白金担持酸化チタン触媒を用いたアンモニアボラン水溶液からの水素発生反応において、触媒表面の濡れ性と水素泡の離脱挙動、触媒活性の関係について調査を行った。空気中における水滴の接触角(θ)と水中における気泡の接触角(φ)は理想的にはφ=180°-θとなる。しかし、平板状のモデル触媒を種々のアルキルリン酸で表面修飾し接触角を空気中・水中の両方で計ったところ、θの値が大きく変化した一方でφはθに依らず150-160°程度となり、この関係は成立しないことが分かった。この理由として、触媒表面に存在する水分子の層が気体と固体表面の直接的な接触を妨げていることが考えられた。一方で、触媒反応による水素発生においては疎水的な触媒表面で水素泡が基板に付着したまま半球状に大きく成長する様子が観察された。これらの実験から、水中の触媒表面に気泡を接触させる通常の接触角測定の条件と、触媒表面から気泡が発生する触媒反応の条件ではφの値が著しく異なることが明らかになった。疎水的な表面ほど水素の発生は遅くなる傾向がみられ、この原因としては発生した水素泡が触媒表面に付着することで反応サイトを覆ってしまうことが原因と考えられた。また、溶液を攪拌した際には水流によって触媒表面の水素泡が取り除かれるため、触媒活性の差は小さくなった。ここまでの検討から、触媒反応の際の水素泡の表面からの離脱しやすさは水中における気泡の接触角からは判断できないという知見が得られた。気泡の離脱しやすさの指標としては基板を傾けて気泡が動き出す角度、及び動的な接触角が有効である可能性があり、現在はこの関係を調査中である。今後はこれらの角度と触媒反応における水素泡の挙動との関係をまとめ、論文等の形で発表する予定である。・触媒調整及び親水性の評価触媒の調整条件を検討し、水素発生に高い活性を示す白金担持酸化チタン膜を石英基板上に作製することに成功した。塩化白金酸と犠牲剤を用いた通常の光電着の条件では白金の担持量が少なく十分な活性が出なかったが、塩化白金酸に対して4等量の水酸化ナトリウムを加え1日攪拌したのちに光電着を行うことによって酸化チタン膜状に白金が高密度に析出した。このように作製した平板状触媒(25×50 mm)で25 mMアンモニアボランの分解反応を行ったところ、初期速度34cm3/minで水素発生を行うことに成功した。作製した触媒について水の接触角の評価を行ったところ、紫外線照射前の水の接触角は83度、照射後は10度であった。一方、水中での泡の接触角に関しては、親水化前後で156度、160度とあまり大きな変化は見られなかった。・撮影条件の検討水素泡の撮影について、各種撮影条件の検討を行った。作製した触媒から生じる水素泡は小さなもので50マイクロメートルほどであり、これを鮮明に撮影するための撮影条件と光学系について最適化を行った。テレセントリックレンズとTVレンズの組み合わせでマイクロバブルを撮影するのに十分な倍率が得られたので、続いてシャッタースピードと撮影間隔について検討を行い、シャッタースピード1/1000秒以下で上昇する水素泡の画像を鮮明に撮影することに成功した。また、泡を撮影しやすくするための治具の検討・製作を合わせて行った。平成29年度は触媒調整及び実験系の構築に多くの時間を割いた。白金の担持法についての検討を進めることができた一方で、作製した白金担持触媒の表面を疎水化する方法については現在も検討を継続している。研究計画では疎水的な表面を実現するためにシランカップリング剤での表面修飾を行う予定であったが、シランカップリング剤同士でも重合反応が起こるため、反応条件によっては白金微粒子上にも単分子膜が形成してしまう恐れがある。そこで、現在は水分の存在下でも重合せず塩基性基板上に単分子膜を形成する性質を持つホスホン酸の各種誘導体の利用を試みている。これにより白金粒子表面を修飾剤が覆うことなく担体表面を疎水化できるものと考えている。濡れ性のコントロールという点では研究計画から遅れが生じているが、より再現性よく、かつ触媒自体の活性に影響の少ない形で表面修飾が行えるよう実験条件の検討を行っている。実験系の構築に関してはほぼ予定通り進行している。水素発生及びマイクロバブル撮影について共同研究者と打ち合わせと試行実験を繰り返しレンズ等の選定と、撮影に必要な治具の設計・製作を行った。撮影時のシャッタースピードは短いほど残像の少ない鮮明な画像が撮れるがその一方で画面が暗くなる。高輝度照明を用いて試行実験を重ね、鮮明なバブルの鮮明な画像が撮れる条件を見いだした。共同研究を行っている東京工業大学でバブルの撮影に成功した他、山梨大学でもカメラ・レンズ・照明器具などを揃えバブル撮影をするための装置を導入した。

この理由として、触媒表面に存在する水分子の層が気体と固体表面の直接的な接触を妨げていることが考えられた。一方で、触媒反応による水素発生においては疎水的な触媒表面で水素泡が基板に付着したまま半球状に大きく成長する様子が観察された。これらの実験から、水中の触媒表面に気泡を接触させる通常の接触角測定の条件と、触媒表面から気泡が発生する触媒反応の条件ではφの値が著しく異なることが明らかになった。疎水的な表面ほど水素の発生は遅くなる傾向がみられ、この原因としては発生した水素泡が触媒表面に付着することで反応サイトを覆ってしまうことが原因と考えられた。また、溶液を攪拌した際には水流によって触媒表面の水素泡が取り除かれるため、触媒活性の差は小さくなった。ここまでの検討から、触媒反応の際の水素泡の表面からの離脱しやすさは水中における気泡の接触角からは判断できないという知見が得られた。気泡の離脱しやすさの指標としては基板を傾けて気泡が動き出す角度、及び動的な接触角が有効である可能性があり、現在はこの関係を調査中である。今後はこれらの角度と触媒反応における水素泡の挙動との関係をまとめ、論文等の形で発表する予定である。29年度に引き続いて、ホスホン酸誘導体を用いて平板状触媒の修飾を行う。ホスホン酸誘導体は金属酸化物表面のOH基と反応し表面に単分子膜を作る性質があるため、末端がアルキル鎖のものを用いることで触媒表面の疎水化が可能である。UV-オゾン処理により表面有機物の除去を行ったPt担持または非担持のTiO2膜をホスホン酸誘導体のエタノール溶液に浸漬することで触媒表面に単分子膜を形成させる。鎖長や官能基の異なる誘導体を使用して修飾を行い、その濡れ性を接触角計で評価する。また基板全体を液中に浸漬させ、水中での空気泡の接触角についても調査する。表面修飾によって疎水化した触媒及び光照射によって親水化した触媒を用いて水素の発生実験を行い泡のサイズ及び水素の発生量と表面濡れ性の関係についての調査を行う。触媒表面の濡れ性は水素泡の離脱挙動に影響すると考えられることから、同一条件でアンモニアボランの分解実験を行い水素発生の様子をハイスピードカメラで撮影し画像解析より水素泡の径や水素の発生から離脱までの泡の挙動がどのように表面濡れ性を反映するかを調べ、気体発生反応に有利な触媒表面についての考察を行う。平板状の触媒を使った検討の後、より触媒表面と水素との接触時間の長くなるカラム系で同様に触媒表面の濡れ性と水素泡の挙動についての調査を行う。具体的にはガラスビーズに触媒を担持したものを充填したカラムを作製し、これにアンモニアボラン水溶液を通して水素発生を行う。この系では触媒表面で発生した水素泡が付着と離脱を繰り返してカラムを抜けていくので、平板の系よりも表面の特性が活性に大きく影響する可能性がある。
くも膜下出血後の脳血管攣縮に対する予防薬・治療薬の可能性

β-アドレナリン受容体アゴニストによる摘出ウサギ脳底動脈に対する弛緩作用を検討した。その結果,KClで収縮させた脳底動脈に対し,リトドリン塩酸塩を含むβ-アドレナリン受容体アゴニストは用量依存的に血管を弛緩させた。ウサギ,イヌ及びヒトの脳底動脈におけるβ-アドレナリン受容体mRNAの発現について検討したところ,β1及びβ2-アドレナリン受容体mRNAの発現を認めた。そこで,イヌを用いてくも膜下出血後の脳血管攣縮モデルを作製し,リトドリン塩酸塩の治療効果の検討を行った。しかしながら,リトドリン塩酸塩の脳血管攣縮改善効果は認められなかった。現在,くも膜下出血後の脳血管攣縮の予防及び治療として,いくつかの薬剤や治療法が臨床で用いられ一定の効果が得られているが,未だ,脳血管攣縮発症の完全予防には至っておらず,現在なお,くも膜下出血の急性期を脱した患者の約15%に脳血管攣縮による脳梗塞が発現するといわれており,新たな予防薬及び治療薬の開発が望まれている。そこで,くも膜下出血後の脳血管攣縮に対する新たな予防・治療薬として,平滑筋抑制作用をもつ薬剤の血管拡張作用について検討を実施した。まず,ヒト脳血管平滑筋細胞のtotal RNAを用いてreal-time PCRにて,β1,β2及びβ3-アドレナリン受容体サブタイプの発現量について検討を行った。その結果,ヒト脳血管平滑筋細胞には各種β-アドレナリン受容体のmRNAが発現しており,その発現量は,β2>β1>β3の順であった。次に,雄性NZWウサギ(体重2.44.0 kg)より摘出した脳底動脈から3mmのリング標本を作製し,10mLのオルガンバス内に0.5gの負荷をかけて懸垂し, KCl 120mMの添加による収縮に対する各種薬剤の影響を評価した。また,同時に総頸動脈及び腹部大動脈も摘出し,3x20mmのらせん標本を作製して,同様の評価を実施した。その結果,β-アドレナリン受容体アゴニストであるクレンブテロール塩酸塩は濃度依存的にKClによる脳底動脈の収縮を弛緩させた。一方,現在,くも膜下出血後の脳血管攣縮改善薬として臨床で使用されているファスジル塩酸塩も同様に濃度依存的に収縮を弛緩させた。また,総頸動脈及び腹部大動脈に対しても,脳底動脈同様の弛緩作用が認められたものの,その作用は,脳底動脈に比し弱いものであった。以上の結果より,β-アドレナリン受容体アゴニストによる,くも膜下出血後の脳血管攣縮の予防・治療薬の可能性が示唆された。近年,くも膜下出血後の脳血管攣縮に対する治療薬として,エンドセリンA受容体アンタゴニストであるクラゾセンタンが期待され開発されていたが,臨床試験の結果有効性が検証できず開発中止となり,この領域で開発されている薬剤は開発初期段階の数化合物のみとなった。そこで,平滑筋弛緩作用をもつβ-アドレナリン受容体アゴニストの予防・治療薬としての可能性について検討を実施した。本年度は,昨年度の継続として雄性NZWウサギより摘出した脳底動脈からリング標本を作製してオルガンバス内に懸垂し,KClの添加による収縮に対する各種β-アドレナリン受容体アゴニストの影響について評価した。その結果,選択的β1-アドレナリン受容体アゴニストのドブタミン塩酸塩で用量依存的にKClによる収縮を弛緩させた。一方,選択的β2-アドレナリン受容体アゴニストのプロカテロール塩酸塩及びβ3-アドレナリン受容体アゴニストのCL316243では,弛緩作用はほとんど認められず,ウサギ脳底動脈の拡張にはβ1-アドレナリン受容体が主に関与していることが示唆された。さらに,動物を用いた脳血管攣縮モデルでの評価を実施するに当たり,ウサギ,イヌ及びヒト脳底動脈におけるβ1,β2及びβ3-アドレナリン受容体mRNAの発現量についてreal-time PCRを用いて検討した結果,ウサギ,イヌ,ヒトともにβ1及β2-アドレナリン受容体mRNAの発現が認められた。一方,β3-アドレナリン受容体mRNAの発現はほとんど認められなかった。以上の結果から,イヌあるいはウサギの脳血管攣縮モデルを用いたβ-アドレナリン受容体アゴニストの評価は,ヒトでの評価に反映できるものと考えられた。ウサギ脳血管攣縮モデルの作製及びモデルの妥当性評価に時間がかかったため,他の動物種でのモデル検討が若干遅れている。くも膜下出血後の脳血管攣縮の予防及び治療として,いくつかの薬剤や治療法が臨床で用いられているが,未だ脳血管攣縮発症の完全予防には至っておらず,新たな予防薬及び治療薬の開発が望まれている。ウサギより摘出した脳底動脈からリング標本を作製し,KClの添加による収縮に対する各種β-アドレナリン受容体アゴニストの影響について評価した。その結果,リトドリン塩酸塩及びクレンブテロール塩酸塩で用量依存的にKClによる収縮を弛緩させた。また,選択的β1-アドレナリン受容体アゴニストのドブタミン塩酸塩で用量依存的にKClによる収縮を弛緩させた。

一方,選択的β2-アドレナリン受容体アゴニストのプロカテロール塩酸塩及びβ3-アドレナリン受容体アゴニストのCL316243では,弛緩作用はほとんど認められず,ウサギ脳底動脈の拡張にはβ1-アドレナリン受容体が主に関与していることが示唆された。さらに,動物を用いた脳血管攣縮モデルでの評価を実施するに当たり,ウサギ,イヌ及びヒト脳底動脈におけるβ1,β2及びβ3-アドレナリン受容体mRNAの発現量についてreal-time PCRを用いて検討した結果,ウサギ,イヌ,ヒトともにβ1及β2-アドレナリン受容体mRNAの発現が認められた。そこで,ビーグル犬を用いて,自家血を2回大槽内に注入することにより遅発性脳血管攣縮モデルを作製した。2回目の自家血注入4日後にX線造影にて遅発性脳血管攣縮が生じていることを確認した後,リトドリン塩酸塩を3μg/kg/minで60分間大腿静脈から持続投与した。投与開始後15,30,45,60,90及び120分に脳底動脈をX線造影し血管攣縮に対する作用を評価したが,血管攣縮に対する改善効果は認められなかった。β-アドレナリン受容体アゴニストによる摘出ウサギ脳底動脈に対する弛緩作用を検討した。その結果,KClで収縮させた脳底動脈に対し,リトドリン塩酸塩を含むβ-アドレナリン受容体アゴニストは用量依存的に血管を弛緩させた。ウサギ,イヌ及びヒトの脳底動脈におけるβ-アドレナリン受容体mRNAの発現について検討したところ,β1及びβ2-アドレナリン受容体mRNAの発現を認めた。そこで,イヌを用いてくも膜下出血後の脳血管攣縮モデルを作製し,リトドリン塩酸塩の治療効果の検討を行った。しかしながら,リトドリン塩酸塩の脳血管攣縮改善効果は認められなかった。当初計画していたヒト脳血管を用いたマイクロアレイ解析については未着手であるが,平成27年度に計画していたウサギ摘出脳底動脈の実験について一部実施し,有用な知見が得られてきたため。ウサギ脳血管攣縮モデルでは,脳底動脈が細く造影が不鮮明のため薬剤の効果についての評価に課題がでてきたため,ウサギより大型のイヌを中心に脳血管攣縮モデルの作製を検討し,β-アドレナリン受容体アゴニストの脳血管攣縮に対する治療・予防効果の可能性について評価する。脳神経外科学次年度は,ウサギ脳底動脈での各種β-アドレナリン受容体mRNAの発現量の測定及びウサギでの脳血管攣縮モデルの作製について検討を行う。ウサギ脳血管攣縮モデルが作製できた場合,動物モデルに対するβ-受容体アゴニストの効果について検討を行う。なお,ウサギでの評価が困難な場合には,他の動物種でのモデル作製の可能性について検討を行い,各種β-受容体アゴニストの脳血管攣縮に対する治療・予防効果の検討を実施する。平成27年度に実施予定であった外部委託研究機関でのウサギを用いた検討試験が,基礎評価の検討において評価困難であることが判明し年度内に実施できなかったため,未使用額が生じた。平成26年度に購入予定していた物品を予定より安価で購入できたため,276,144円の未使用額が生じた。前年度繰越金を含む平成28年度の研究費は物品費(動物費,物品等),旅費及び実験外部委託費に使用する予定である。前年度繰越金を含む平成27年度の研究費は,物品費(動物費,試薬費等),旅費及び実験外部委託費に使用する予定である。
物体・素材認知機構の立体覚の観点からの解明と認知症早期診断技術への展開

立体覚とは,ものを手にした際に対象の質感・形態,用途や名称などの統覚を意味している広義の触覚である。立体覚失認は,基本的感覚(圧覚,素材感など)に障害がないにも拘わらず手の中に与えられた物体が解らない病態である。当初,立体覚失認は,頭頂葉損傷と結びつけられて研究されたが,頭頂葉に器質的損傷のない認知症患者にも立体覚失認がみられる事,そして認知症患者では記憶と学習が損なわれることから,立体覚では学習と記憶が重要であることが示唆された。しかし,その様態は未解明で,立体覚失認のタイプを識別することや,その予兆が発見できないことが問題となっている。本研究は,触覚による素材と形態認知,及び素材の記憶と立体感記憶が統覚として立体覚を成立させるメカニズムを解明し,その成果を認知症早期発見技術の開発に展開する。本年度では,本研究の全体目標達成に向けて,以下の2項目を実施した。1.触覚による質感認知実験刺激として,異なる形状の3次元物体表面に異なる粗さの凹凸ドットパターンを加工し,物体形状と表面テクスチャー同時に感じるものを作成した。2.機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を用いて,健常者に視覚キュー刺激に応じて,触っている刺激の形状或いは表面テクスチャーを選択的評価する時の脳活動を計測し,触覚による対象質感識別の脳内処理メカニズムを検討した。これらの研究実施により,次年度の研究実施に必要な実験刺激および基礎データが揃っている。また,2のfMRI実験を実施すると同時に,安静時fMRIデータとDTIデータも取得したため,今後の全脳処理ネットワーク検討に必要なデータも揃っている。今年度では,独自で触覚による質感認知実験刺激を製作して,触覚による対象形態と表面テクスチャー認知の脳内処理メカニズムを検討することが目標である。ヒトは対象を把持することにより対象全体の三次元形状情報が得られる。また,皮膚表面と対象と接触して撫でることで対象の表面テクスチャー情報が得られる。ヒトは,この二種類の感覚情報を脳内で融合して,対象質感を認識していると考えられる。一方で,対象の三次元形状と表面テクスチャー情報は,それぞれ独立して処理するではなく,両者が相互作用して脳内で対象の全体像を形成している。本研究では,この点に着目して,異なる形状の3次元物体表面に異なる粗さの凹凸ドットパターンを加工することにより,物体形状と表面テクスチャー同時に感じるものを実験刺激として作成し,fMRI実験を実施した。その結果,触覚による対象形状と表面テクスチャー識別の脳内処理ネットワークの違いが検討でき,おおよそ予定している成果が得られた。現在,これらの成果を中心とした論文原稿が完成し,関係学術論文誌へ投稿した。以上の進行状況と研究成果を総合的に判断し,本研究課題は概ね順調に進展していると評価した。今年度は,本研究計画の最終年度であり,以下の3項目を実施する予定である。1.安静時fMRIデータとDTIデータの解析と触覚による対象質感認知メカニズムの検討。前年度のfMRI実験を実施すると同時に,安静時fMRIデータとDTIデータも取得した。今年度は,まずそれらのデータ解析を進め,触覚による対象質感認知メカニズムを検討する。2.超高磁場機能的磁気共鳴画像法(7T-fMRI)を用いてヒトの体性感覚野の機能的役割の検討。本年度から最新鋭の7T-fMRIが使用可能な段階になり,触覚による対象識別する際の体性感覚野の機能的役割がより詳細に検討できるため,追加で実験を実施する予定である。3.触覚認知能力検査方法の提案と認知症早期発見への展開。代表者らは,これまでの研究で開発した触覚認知機能検査装置を元に,本研究で得られた最新知見を適用して新たの触覚認知能力検査方法を提案する。さらに,軽度認知症患者及び認知症患者を対象に検証実験を実施する予定である。

また,2のfMRI実験を実施すると同時に,安静時fMRIデータとDTIデータも取得したため,今後の全脳処理ネットワーク検討に必要なデータも揃っている。今年度では,独自で触覚による質感認知実験刺激を製作して,触覚による対象形態と表面テクスチャー認知の脳内処理メカニズムを検討することが目標である。ヒトは対象を把持することにより対象全体の三次元形状情報が得られる。また,皮膚表面と対象と接触して撫でることで対象の表面テクスチャー情報が得られる。ヒトは,この二種類の感覚情報を脳内で融合して,対象質感を認識していると考えられる。一方で,対象の三次元形状と表面テクスチャー情報は,それぞれ独立して処理するではなく,両者が相互作用して脳内で対象の全体像を形成している。本研究では,この点に着目して,異なる形状の3次元物体表面に異なる粗さの凹凸ドットパターンを加工することにより,物体形状と表面テクスチャー同時に感じるものを実験刺激として作成し,fMRI実験を実施した。その結果,触覚による対象形状と表面テクスチャー識別の脳内処理ネットワークの違いが検討でき,おおよそ予定している成果が得られた。現在,これらの成果を中心とした論文原稿が完成し,関係学術論文誌へ投稿した。以上の進行状況と研究成果を総合的に判断し,本研究課題は概ね順調に進展していると評価した。今年度は,本研究計画の最終年度であり,以下の3項目を実施する予定である。1.安静時fMRIデータとDTIデータの解析と触覚による対象質感認知メカニズムの検討。前年度のfMRI実験を実施すると同時に,安静時fMRIデータとDTIデータも取得した。今年度は,まずそれらのデータ解析を進め,触覚による対象質感認知メカニズムを検討する。2.超高磁場機能的磁気共鳴画像法(7T-fMRI)を用いてヒトの体性感覚野の機能的役割の検討。本年度から最新鋭の7T-fMRIが使用可能な段階になり,触覚による対象識別する際の体性感覚野の機能的役割がより詳細に検討できるため,追加で実験を実施する予定である。3.触覚認知能力検査方法の提案と認知症早期発見への展開。代表者らは,これまでの研究で開発した触覚認知機能検査装置を元に,本研究で得られた最新知見を適用して新たの触覚認知能力検査方法を提案する。さらに,軽度認知症患者及び認知症患者を対象に検証実験を実施する予定である。
各種平滑筋細胞におけるCaチャネル活性調節機構の多様性とそのメカニズム

本研究の目的は平滑筋Ca電流の制御機構の多様性の解析である。ノルエピネフリン(NE)により精管平滑筋のCa電流が2つの機序(細胞内Ca依存性および非依存性のCaチャネル抑制)で抑制されることを以前に明らかにしている。本研究で尿管平滑筋細胞においてはNEによるCa依存性のCa電流抑制が小さく、しかも非依存性の抑制機構は見られないことがわかった。逆にCaチャネルを介するBa電流はNEによってむしろ増大された。この増大にプロテインキナーゼCの活性化が関与している可能性を検討したが、はっきりした結論が得られなかった。またこの2つの平滑筋における違いが、精管平滑筋でNEにCa非依存的に遊離されたアラキドン酸がCaチャネル活性を低下させる可能性を検討した。確かにアラキドン酸によるCa電流の減少は大きかったが、NEによるCa非依存性のCa電流減少にそれがかかわっているかは結論付けられなかった。アラキドン酸によるCa電流減少にはシクロオキシゲナーゼやリポキシゲナーゼによる代謝産物は関与していない。スーパーオキシドデスムターゼにより減少が一部抑制されたので、スーパーオキシドアニオンの産生が一部関与している可能性が示唆された。さらに精管、尿管の両平滑筋細胞においてNEはCa電流の制御よりも強力にCa依存性K電流を抑制することで活動電位の持続幅を増大させ、収縮を増強することが明らかとなった。また細胞内Ca貯蔵部位のCaが遊離により減少するとCaチャネルの活性が増大する可能性について検討した。筋小胞体のC-pumpを選択的に抑制するシクロピアゾン酸により、平滑筋細胞の興奮性は増大し活動電位の発射が容易となる事がわかった。しかしその原因の第一番目のものとしてはCa依存性K電流の抑制があげられることがわかった。Caチャネル活性が貯蔵部位のCa減少によって増大することを支持する直接の証拠は得られなかったが、その可能性が充分考えられる事がわかった。生理活性物質のある1種類のタイプの受容体刺激によって生じるCaチャネル活性の修飾が、異なる臓器の平滑筋細胞で違うという現象がしばしば報告されている。本研究の目的は、平滑筋細胞Caチャネル活性の制御機構の多様性の原因を解明し、系統的な理解を試みることである。考え得る原因の内で可能性が高いものの一つとして、単一の受容体刺激によって生じる細胞内情報伝達系が複数存在し、Caチャネル制御に対しそれぞれの系の寄与が平滑筋細胞の種類によって異なることが挙げられる。細胞内Ca上昇によるチャネル不活性化を取り除いた状態で、α1アドレナリン受容体刺激により動脈平滑筋においてはプロテインキナーゼCの活性化を介してL型Caチャネルが賦活化される事が示されているが、精管平滑筋では抑制だけが観察される。この抑制はGTP結合蛋白を介する。α1アドレナリン受容体刺激はフォスフォリパーゼCと同時にA2も活性化し、アラキドン酸を遊離される事が知られているので、精管では遊離されたアラキドン酸及びその代謝物がCaチャネル活性の抑制に関与している可能性が考えられる。確かにアラキドン酸により精管Ca電流は抑制を受けたが、GTP結合蛋白の関与の可能性は少ない事がわかった。またアラキドン酸の作用はスーパーオキシドジスムターゼ、インドメタシン、NDGAで影響を受けなかったので、脂質膜に入り膜流動性を変化させる事によっている可能性が示唆された。

ノルアドレナリンのCa電流抑制作用はフォスフォリパーゼA2の抑制薬キナクリン等で影響を受けないので、アラキドン酸産生を介している可能性は低いと考えられる。尚、細胞内Ca貯蔵部位からのCa遊離を抑制する目的で小胞体Ca-ATPase(Caポンプ)抑制薬のシクロピアゾン酸を使用したところ、Ca遊離で活性化されるCa依存性K電流をかなり選択的に抑制し、平滑筋細胞の興奮性を上昇させることが明らかとなった。非常に有効な薬理学的ツールとして利用できる事がわかった。平滑筋細胞内Ca貯蔵部位と細胞膜興奮性の関連について小胞体Ca-pumpの特異的な抑制薬であるシクロピアゾン酸(CPA)を用いて検討した。平成4年度に膀胱及び回腸平滑筋の単離細胞においてCPAにより細胞内貯蔵Caを枯渇させると脱分極で惹起されるCa依存性K電流が抑制されることを明らかにした。平成5年度では、回腸縦走筋条片標本にガラス微小電極を刺入し、自発性の活動電位発射に対するCPAの作用を検討した。単離細胞でCa依存性K電流を抑制する濃度においてCPAは、活動電位の過分極性後電位を減少させ活動電位の発射頻度を上昇させた。さらにFura-2AMを同組織条片に負荷し、細胞内Ca濃度変化と張力を同時測定したところ、細胞内free Caの貯蔵部位への取り込速度が減少していた。すなわち平滑筋細胞内Ca貯蔵部位はCa取り込及び遊離の量と速度の変化によりCa依存性膜電流の活性を制御し、その結果、間接的にではあるが、極めて強力に膜興奮性を制御していることを明らかにした。これらの研究と同時に、CPAにより細胞内貯蔵部位のCaが枯渇している状態で、電位依存性Caチャネルの活性が上昇する可能性も検討した。因果関係の直接的な証拠は得られなかったものの、枯渇状態ではCaチャネル活性が上昇する方向にある事は確かである。またモルモット尿管平滑筋細胞の電位依存性Caチャネル電流に対するノルアドレナリン(NE)の作用を検討した。キャリアーイオンがCaの場合、NEによりCa電流は抑制されたが、Baの場合はむしろ若干増強された。さらに細胞内にEGTAを加える実験などにより、NEは細胞内Ca濃度を上昇させることによりCaチャネルを抑制する(CaによるCaチャネルの不活性化)一方で、NE刺激で活性化された細胞内情報伝達系はCaチャネル活性を一部上昇させることがわかった。細胞膜の興奮性を総合的に考えると、NEはCa電流よりもCa依存性K電流をより強く抑制するため興奮性は増大し、活動電位の幅は延長されることが明らかとなった。
生徒減少期の高校教育機会の提供構造―政策動向と需要側の意識・行動の総合的解明

本研究は、設置主体(公立/私立)からみた高校教育機会の提供構造が、生徒が減少していく中、それぞれの地域においていかに変化し、どのような帰結を生んでいるのかについて明らかにすることを目的とした。生徒減少期の量的変動は公私で異なる。統廃合によって公立高校で規模の縮小と学校数が減少する一方で私立高校では規模のみ縮小していることを把握した上で、教育委員会に対する調査を行った。入学者数の公私間での調整はほぼすべての都道府県に設置されている公私立高等学校協議会にて行われてきたが、その機能に変化が生じつつあることを示した。本研究は、高校教育の機会に注目し、各地域において教育機会の提供構造がいかに変化し、どのような帰結を生んでいるのかを明らかにすることを目的としている。社会的不平等の所在やその是正のための方策を考える上で、教育機会がどのように提供されているかを把握することは、重要な問題である。少子化が進行している現在、この問題は、これまでの教育拡大期の増え続ける教育需要にいかに応えていくかという問題とは異なる次元の問題として立ち現われつつある。義務教育である小中学校段階については、すでに研究の蓄積がなされつつあるものの、高校教育段階については、ジャーナリスティックな視点からの報告を除いてほとんど手がつけられていない。高校進学率が97%を超えている日本において、高校教育は実質的な「ナショナル・ミニマム」としての性格を持っている。しかし、生徒数が減少している中で、地域の教育機会の提供構造がどのように変化しているかは明らかにされているとはいえない。本研究では、教育機会の提供側と需要側に双方に注目し、以下の2つの方向からアプローチする。(1)1990年代半ば以降現在までを対象とし、官庁統計データと政策資料を収集して、各都道府県の動向を把握する。(2)(1)の検討結果を踏まえ、教育の需要側である保護者と高校生に対し、高校選択時の行動や教育費に関する質問紙調査を行う。初年度にあたる本年度は、(1)のアプローチから研究を行った。具体的には、1990年代半ば以降の文部科学省「学校基本調査」の各都道府県別高校数や高校生数のデータを入手入力し、分析を行なった。本研究は高校教育の機会に注目し、生徒数が減少していく中、それぞれの地域において教育機会の提供構造がいかに変化し、どのような帰結を生んでいるのかを明らかにすることを目的としている。義務教育段階と異なる高校教育機会の特徴の一つは、その少なからぬ部分が私立高校によって担われていることである。もちろんここには大きな地域差があるものの、量的拡大が生じた1960から70年代に各都道府県の公私分担のあり方の原型が形成された。少子化が進行している現在、高等学校の生徒数は全国的に見ればピーク時の6割にまで減少している。したがって、教育拡大期の増え続ける教育需要にいかに応えていくかとは異なる次元の問題として高校教育機会の問題が立ち現われていると考えられる。生徒減少期の高校教育機会にどのような変化が生じているのか。本年度は昨年度に引き続き(1)「学校基本調査」から得られるデータの分析を行い、加えて政策を把握するため(2)各都道府県の高校教育政策資料の収集と教育委員会に対するアンケート調査を実施した。(1)では1988年と2013年のデータを比較して検討を行った。その結果、概して生徒数の減少に伴い公立高校数は減少する傾向にあるが、私立高校数には変化がないかむしろ微増している都道府県が多いこと。公立高校数の減少は生徒数の減少との相関はあるが、すべての都道府県で同じように減っているわけではなく、生徒数減に比して大きく学校数を減少させるところもあれば、ほぼ変化がないところもあること。公立高校数と私立高校数の変化はトレードオフの関係にはないことが判明した。(2)について、教育委員会に公私立高等学校協議会とコース制について尋ね、ほとんどの都道府県に公私協議会が存在していること、定員調整方法は比率基準が多いものの、半数では比率基準でも人数基準でもない方法を取っていることが明らかになった。本研究は、生徒数の減少によって地域(具体的には都道府県)の高校教育がいかなる影響を受け、教育機会の提供構造にどのような帰結を生じつつあるのかを明らかにすることを目的としている。都道府県によって大きな違いはあるものの、全国値で見れば、約3割の生徒は私立高校に在籍しており、現状、高校教育機会の少なからぬ部分は私立高校によって担われている。この点が教育機会の大半が公立学校によって提供されている義務教育段階と高校の大きく異なる点である。したがって、少子化による生徒数の減少のインパクトをどう受け止めるのかにも義務教育段階とは異なり、公立高校と私立高校の分担をどうしていくのかという視点が求められることとなる。昨年度実施した教育委員会対象の調査結果から、これまで公私立高等学校協議会が各都道府県の公私分担の決定において実質的な役割を果たしてきたこと、しかし、少子化が進行する現在、地域によってはその機能に変化が生じている可能性が示唆された。本年度はこのアンケートの結果の分析を深め、少子化のインパクトがそれぞれの地域の公私分担にどのような影響を及ぼしうるのかについて整理することを試みた。そして、その途中経過を国際シンポジウムや学会にて発表し、有益なコメントを得ることができた。各地域状況について更なる検討を加えるため、各都道府県の教育委員会や私学協会などの関係各所へのインタビュー調査を行うことを予定していたが、それは叶わなかった。

生徒減少期の高校教育機会の変容を明らかにすべく教育委員会調査を行った結果、各都道府県の高校教育機会の公私分担に大きな影響を与えてきた公私立高等学校協議会の存在が浮上した。平成27年度は、インタビュー調査を含めて重点的にこの公私協議会を中心とした政策面の検討を行うことを予定していた。しかし、先行研究や資料の不足に加え、他の業務が多忙化したこと、またインタビュー先の選定に苦慮したこともあり、計画に遅れが生ずることとなった。本研究は、生徒数の減少によって地域(具体的には都道府県)の高校教育がいかなる影響を受け、教育機会の提供構造にどのような帰結を生じつつあるのかを明らかにすることを目的としている。都道府県によって大きな違いはあるものの、全国値で見れば、約3割の生徒は私立高校に在籍しており、高校教育機会の少なからぬ部分は私立高校によって担われている。この点は、教育機会の大半が公立学校によって提供されている義務教育段階と高校の大きく異なる点である。したがって義務教育段階とは異なり、少子化による生徒数の減少のインパクトをどう受け止めるのか、公立高校と私立高校の分担をどうしていくのかという視点が求められる。平成28年度は、これまでの知見を総括し、学会報告や論文の執筆、刊行を行った。5月には台湾の中正大學にて開催されたThe 22nd Taiwan Forum on Sociology of Educationにて報告を行い、日本と同じく少子化が進行しつつある台湾の状況との比較、考察を行った。ここでの議論を発展させて論文(「生徒減少期の高校教育機会」『教育社会学研究』第99集)を執筆した。論文では、教育機会の担い手としての私立学校の特質について理論的整理を行い、私立学校が教育の質の多様性を担保する存在であることを論じた。その上で、生徒減少が進行する中、各都道府県で公私立学校高等学校協議会の機能に変容が生じつつあることを示した。この公私協議会の機能変容は、公私の役割分担のあり方、私立学校が担うべき役割とは何かについての再考を促していること、量的縮小を進行と教育の多様性の担保をどう両立させていくかが問われていることを考察した。また、本研究課題の成果を含む書籍を2017年に出版予定である。本研究は、設置主体(公立/私立)からみた高校教育機会の提供構造が、生徒が減少していく中、それぞれの地域においていかに変化し、どのような帰結を生んでいるのかについて明らかにすることを目的とした。生徒減少期の量的変動は公私で異なる。統廃合によって公立高校で規模の縮小と学校数が減少する一方で私立高校では規模のみ縮小していることを把握した上で、教育委員会に対する調査を行った。入学者数の公私間での調整はほぼすべての都道府県に設置されている公私立高等学校協議会にて行われてきたが、その機能に変化が生じつつあることを示した。当初計画では、平成26年度は教育の需要側に焦点をあて、質問紙調査を実施することを予定していた。しかし、各都道府県の量的側面からみた高校教育機会の公私分担の変容とその規定要因を検討し、高校教育政策面(再編計画)資料を収集する中で、公私分担に大きく影響している公私立高等学校協議会の存在が浮上してきた。
イソプレノイド修飾蛋白質の生合成系の解明

イソプレノイド修飾タンパク質生合成での脂質前駆体合成を司るファルネシル二リン酸合成酵素(FPP合成酵素)とゲラニルゲラニル二リン酸合成酵素(GGPP合成酵素)の精製法をウシの大脳を原料に確立することができた。ブチルトヨパールを用いる疎水クロマトグラフィーによって、大脳の粗抽出液のFPP合成酵素とGGPP合成酵素を相互に分離した後、前者は、ゲラニルメチルホスホノホスフェートをリガンドに用いるアフィニティークロマトグラフィーと更にMonoQを用いるイオン変換クロマトグラフィーによって、また後者はファルネシルメチルホスホノホスフェート用いるアフィニティークロマトグラフィーと更にMonoQを用いるイオン交換クロマトグラフィーによってそれぞれ単一に精製された。FPP合成酵素とGGPP合成酵素の比活性はそれぞれ1,070nmol/min/mgと294nmol/min/mgであった。この比活性の値は、高等生物臓器(ウシの大脳)に発現している二種のプレニルトランスフェラーゼを比較した初めてのものである。これら単一に精製されたFPP合成酵素とGGPP合成酵素の抗体をモルモットで作成した。これらの二つの抗体はそれぞれの抗原のみを認識した。抗FPP合成酵素抗体を用いてのウシの肝臓と大脳それぞれの粗酵素のウエスタンブロット分析では、どちらの臓器にも共通にみられる約40kDaポリペプチドを検出したが、大脳では約140kDaのポリペプチドも検出された。一方、抗GGPP合成酵素抗体を用いる同様のウエスタンブロット分析では、肝臓と大脳において約170kDaのポリペプチドが検出された。これらの結果はこの二つの酵素の細胞内での新奇な存在形態を示唆する。ウシ大脳から精製したゲラニルゲラニル二リン酸合成酵素のN末端アミノ酸配列分析の結果、N末端はブロックされていることがわかった。そこで精製酵素をプロテアーゼ(リジルアミノペプチターゼ)で消化し、遊離する部分ペプチドのアミノ酸配列を分析した。最も信頼できる配列として、#4のKHLSKと#14のQETVQの部分アミノ酸配列が同定された。#4ではセンスプライマーとしてAAA (G) CAT (C)CTIT (A) C (G)AA、アンチセンスプライマーとしてT (C)TTIG (C)A (T)IAGA (G)TGT (C) TTを、また#14ではセンスプライマーとしてCAA (G)ACIGTA (G, C, G)TG、アンチセンスプライマーとしてT (C)TGT (C, G, A)ACIGTT (C)TCT (C) TGを合成した。次にウシ大脳を材料にmRNAを調整し、合成したプライマーを用いて、RT-PCR法により増幅されるPCR産物を種々の条件で検討した。しかし、全く増幅される産物が検出できなかった。RT-PCR法でのmRNAの不安定性を解消するために、次に市販のウシ大脳のcDNAを鋳型に用いることにした。その結果#14のセンスプライマーと#4のアンチセンスプライマーとの間で増幅される約700merのDNAバンドをアガロース電気泳動法によって再現的に検出することができた。現在このDNAをpT7blueTベクターにライゲーションし、大腸菌において増幅することを行っている。以上当該年度において設備備品DNAサーマルサイクラ-を駆使できたことにより、ウシ大脳GGPP合成酵素のクローニングへの道が開かれたと思われる。ブチルトヨパールを用いる疎水クロマトグラフィーによって、大脳の粗抽出液のFPP合成酵素とGGPP

合成酵素を相互に分離した後、前者は、ゲラニルメチルホスホノホスフェートをリガンドに用いるアフィニティークロマトグラフィーと更にMonoQを用いるイオン交換クロマトグラフィーによって、また後者はファルネシルメチルホスホノホスフェート用いるアフィニティークロマトグラフィーと更にMonoQを用いるイオン交換クロマトグラフィーによってそれぞれ単一に精製された。FPP合成酵素とGGPP合成酵素の比活性はそれぞれ1,070nmol/min/mgと294nmol/min/mgであった。この比活性の値は、高等生物臓器(ウシの大脳)に発現している二種のプレニルトランスフェラーゼを比較した初めてのものである。これら単一に精製されたFPP合成酵素とGGPP合成酵素の抗体をモルモットで作成した。これらの二つの抗体はそれぞれの抗原のみを認識した。抗FPP合成酵素抗体を用いてのウシの肝臓と大脳それぞれの粗酵素のウエスタンブロッド分析では、どちらの臓器にも共通にみられる約40kDaのポリペプチドを検出したが、大脳では約140kDaのポリペプチドも検出された。一方、抗GGPP合成酵素抗体を用いる同様のウエスタンブロッド分析では、肝臓と大脳において約170kDaのポリペプチドが検出された。これらの結果はこの二つの酵素の細胞内での新奇な存在形態を示唆する。
接着分子カドヘリンを介した内皮細胞間接着の制御機構

マウスの内皮細胞株KOPを培養し、種々の抗体で間接蛍光抗体染色を行なった。その結果、特にαカテニンの抗体で細胞間の接着部位が明瞭に染色された。また、この細胞のシートにマウスの脾細胞を接触させてから同様の染色を行うと、細胞間の接着がジッパーが開くような様式で開裂する様子を見ることができた。以上のことは、αカテニンが内皮細胞のカドヘリン分子にも結合して機能していることを示唆しており、また、この抗体が内皮細胞間の接着の様子をみるプローブとしても優れているこを示している。そこで、このαカテニンの機能を探る研究を行った。αカテニンは、種々のタイプのカドヘリン分子の細胞質領域に強く結合している蛋白質で、カドヘリンの接着機能に必須の蛋白質であることが知られている。我々は、昨年この蛋白質のcDNAをクローニングすることに初めて成功し、ビンキュリンと呼ばれる細胞膜裏打ち蛋白質に相同性があることが分かった。また、このcDNAを用いて大腸菌にリコビナント蛋白質を作らせて、それを抗原として広く種を越えてαカテニンを認識するモノクローナル抗体を得ることに成功した。この抗体を用いてヒトの癌細胞の細胞株を調べると、PC-9と呼ばれるヒト肺癌細胞株ではαカテニンの発現が見られないことが分かった。この細胞はカドヘリン分子を正常に発現しているにもかかわらず、細胞間接着能がほとんどないことが知られていた細胞である。このことから、αカテニンの発現が、カドヘリンの接着機能にとって必須であることが証明された。αカテニンとともにカドヘリンに結合していると考えられているβカテニンの機能についても詳細に解析を行いつつある。