hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高等植物における物質集積機能とその発現の分子機構

本研究は、植物細胞による代謝産物の集積過程を研究対象として、シンク器官細胞における特定物質の大量集積機構と、シンク・ソ-ス両機能の相互転換・可変性の機構を分子的基礎の上に解析することを主要な目的としている。本総括班は、本重点領域研究の2年度に当り、計画班の研究ならびに公募研究の推進企画を正しく把握し、研究目的達成のために適宜助言、指導を与え、さらに、計画班間ならびに班員の連絡を緊密にして、研究成果の相乗効果が得られる研究体制・環境を整えることを目的とする。本年度は、総括班主催で三つの小研究領域班合同の研究成果発表会を開催した。2年度のあたるため、多くの研究成果がすでに報告され、本重点領域研究がきわめて円滑に進展していることを確認した。参加研究者間の緊密な連絡を保つためのニュ-スの発行を行った。最終年度は、トッピクス的な小論文の掲載を企画する。本研究の目的に沿ったシンポジウム企画開催した。物質集積の分子機構に関するテ-マについて発表討論が活発に行われた。本重点領域研究の中間時点にあたり、若手研究者の啓蒙を行うため、物質集積関連にきわめて重要なワ-クショップ実施、多くの若手研究者の討論参加を得た。総括班は以上の業務から得られる計画研究全般の進展状況と研究成果の評価にもとずいて班構成の検討を厳しく行い、よりよく研究が実施されるように班構成の変更を実施した。また、研究代表者および成果評価委員は、年度末に各計画研究班員および公募研究採択者の研究成果を評価し、最終年度の研究目的達成に努めた。今後シンク機能発現と物質大量集積の分子機能解明という目的達成に努力すると共に、シンク・ソ-ス両機能の相互転換の分子機構の解析も達成できるよう各小研究領域班の交流に務め、効率よく研究が遂行され、本重点領域研究の目的が達成できるよう努力する。
フォトアフィニティーラベリング法を用いた天然物ＯＳＷ－１結合タンパク質の同定

【背景・目的】抗癌活性天然物OSW-1は、癌細胞選択的かつ強力な抗癌活性を有する。本研究では、OSW-1のフォトアフィニティープローブを合成し、OSW-1に直接結合し、抗癌活性に関わるタンパク質を探索し同定することを目的とした。これにより、OSW-1の分子レベルでの作用機構を解明することができると期待された。また、OSW-1結合タンパク質を標的とした創薬への応用も期待できた。【結果】まず、球根試料よりOSW-1を単離した。合成条件を最適化し、OSW-1に光反応基および検出基を導入したOSW-1フォトアフィニティープローブを、2工程収率61%と比較的良好な収率で合成することを達成した。合成したプローブはOSW-1の強力な抗癌活性を保持した。次に、合成したプローブがOSW-1結合タンパク質を検出可能なプローブであることを、モデル結合タンパク質BSAを用いて示した。本研究成果を、Asian journal of organic chemistry誌に速報論文として発表した。さらに、簡便にOSW-1結合タンパク質を探索・同定可能なOSW-1ビオチンフォトアフィニティープローブを合成した。合成したビオチンフォトアフィニティープローブは抗癌活性を保持し、既知のOSW-1結合タンパク質であるOSBPを捕捉可能であることを確かめた。今後、癌細胞溶解液及び生細胞中において、本プローブを用いてフォトアフィニティーラベリングを行い、MS解析によりOSW-1結合タンパク質の探索及び同定を行う予定である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
炭酸ガス、一酸化炭素の高効率・選択的還元電極(ad-atom法による合金、半導体電極触媒の設計)

申請者らは先に、炭酸ガスを高効率で電解還元する目的で、電極表面構造を原子レベルで制御した新しい電極触媒の設計概念を提案した。本年度は、CuやAgをベースにした種々の組成の合金電極を電析法により調製し、CO_2を飽和した0.05M KHCO_3水溶液中で定電位電解を行い、反応選択性、可逆性及び反応性を調べた。(1)銅系合金の電解還元特性に及ぼす微結晶相の影響Cu-Sn合金電極では、全体の組成がほぼ同じでも電析浴の種類によって大きく特性が異なった。ピロリン酸浴から電析したCu(57)Sn(43)合金を用いると可逆電位付近からギ酸が主に生成するのに対し、シアン化物浴から電析したほぼ同じ組成の合金では、ずっと大きな過電圧を要してCOが主に生成した。電極の薄膜X線回折から、両方の電極には異なった結晶構造を持つ微細粒子が存在していることが明らかになった。そこで、合金表面の結晶相と電極特性の関係を系統的に調べた。その結果、金属間化合物Cu_<5.6>SnがCOの選択的・可逆的生成に最も有効な結晶相であり、反応性も高いことを明らかにすることができた。一方、Cu-Zn合金系では、CuにZnを添加してゆくと、CO、ギ酸ともに生成開始電位は負側にシフトし、反応の可逆性は単味のCuよりも悪くなった。しかし、CO生成の選択性と反応性は顕著に向上し、Znが58atom%で電流効率は80%に、部分電流密度は単味のCuよりも約1桁も大きい1mA/cm^2に達した。この大きな過電圧下でのみCO生成に非常に高い選択性と反応性を有する結晶相は金属間化合物Cu_5Zn_8であることがわかった。(2)銀系合金の電解還元特性に及ぼす微結晶相の影響Ag-Sb合金では、AgにSbをわずか7atom%加えるだけで、COへの選択性が急激に増大しかつ可逆性も著しく向上した。この組成では、Sb原子がAg結晶格子中に置換固溶しており、COに最高の活性を示したAg(93)Sb(7)の原子の配位について考えてみると、Sb原子のまわりにAg原子が12配位した状態に相当する。Sb添加によるAgの電子状態の変化がCO_2かその還元中間体の吸着性に影響をおよぼし、COを選択的かつ可逆的に生成するようになったものと考えられる。
がん細胞、免疫細胞の血管外浸潤に際して観察される内皮細胞間隙列の分子機序の解析

本研究では、ヒトプレBリンパ腫Nalm-6とマウス培養血管内皮細胞株KOP2.16を用いたin vitroモデル浸潤実験系を定量化し、がん細胞の血管外浸潤に関与する細胞内情報伝達経路の同定、さらには情報伝達に関与する接着分子を同定することを試み、以下のような成果を得た。(1)細胞内情報伝達系を阻害する種々の薬剤の、Nalm-6の血管外浸潤に与える影響を検討した結果、Nalm-6側をミオシン軽鎖キナーゼ/PI3キナーゼの阻害剤であるwortmannin、低分子量Gタンパク質阻害剤であるrho、3量体Gタンパク質阻害剤であるPTX、チロシンキナーゼ阻害剤であるherbimycin Aで処理した場合にNalm-6の血管外浸潤が高率に抑制されることを明らかにした。(2)血管内皮細胞側を種々の阻害剤で処理した場合、wortmanninでNalm-6の血管外浸潤が阻害されることを示し、がん細胞の血管外浸潤にはがん細胞の運動性のみならず、血管内皮細胞側の細胞骨格も重要であること、血管内皮細胞はがん細胞からシグナルを受け取ることによって積極的にがん細胞の血管外浸潤を調節していることを示唆した。(3)Nalm-6のKOP2.16細胞への接着は上記阻害剤ではいずれも阻害されないことを示し、細胞接着と浸潤は異なる情報伝達系で調節されていることを示唆した。(4)Nalm-6のKOP2.16細胞下面へのもぐり込みが、α4、α5、β1インテグリンそれぞれに対する抗体で阻害されることを示し、インテグリンVLA-4およびVLA-5がもぐり込みを司る接着分子であることを明らかにした。もぐり込みの抑制が認められた阻害剤および抗体について、実際にin vivoで転移抑制効果があるかどうか、現在検討中である。
木材および木質材料の破壊過程と破面形態の研究

木材および木質材料のフラクトグラフィの研究は林産学のさまざまな分野すなわち、木材構造、木材力学、木構造、木材乾燥、切削加工、曲げ木加工,接着,保存,パルプ・紙の製造などの研究に関連して行われている。この総合研究では、これら多分野の研究者が研究会を持ち、研究の現状と当面の問題を討議し、それぞれの課題を選んで研究を行い、その成果をとりまとめた。1)破壊の基本型:木材の破壊には分離する破壊(引張破壊,割裂など)と変形・屈曲する破壊(圧縮破壊)がある。前者には壁内破壊と壁切断破壊の2基本型があり、後者には、しわ、スリッププレイン、もめ、のように発達段階がある。それぞれの破壊形態の典型的な例をとりまとめ、説明がなされた。破壊形態の分類と用語についても検討し、とりまとめた。2)破壊形態の多様性:針葉樹材では早材と晩材の力学的挙動の相違が破壊形態に著しく影響する。広葉樹材では構成要素の種類による相違が重要である。一方、破壊時における木材の水分含有率と材温度の影響も顕著である。3)曲げ疲労破壊:練り返し曲げの荷重方法(振動の両振りと片振り)により破壊形態は異なる。4)木材の接着層の破壊:木材-接着樹脂の結合部の破壊は接着樹脂の種類により影響を受ける。5)腐朽の影響:木材細胞壁が腐朽菌に侵害されると破壊形態は著しく変化する。褐色腐朽と白色腐朽により破断面の構造が異なる。6)破面観察法:SEMによる観察が広く行われているが、切片のTEM観察も重要であり、また、破壊過程の観察、立体的・定量的観察も重要で、今後さらに研究を進める必要がある。7)木材および木質材料の破壊および破壊形態に関連する用語をとりまとめた。
超楕円曲線を用いた公開鍵暗号システムの開発研究

最終年度である今年度は、研究成果の論文発表、およびプロジェクトの反省・今後の課題を検討した。今回の研究でも試みたものに楕円曲線群と超楕円曲線のヤコビ多様体群との間に写像を構成することで、両者の安全性の相対比較を行うことがあった。この方向では大きな進展があった。Harleyらが、当初超楕円曲線(のヤコビ群)の位数計算に提案したアルゴリズムが、超楕円暗号の高速化に応用可能であり、注意深く解析すると楕円暗号よりも高速化が期待できるというものである。すでに、理論的計算効率では、このHarleyの超楕円アルゴリズム(の改良)が楕円暗号よりも高速である、という報告もある。今後は、従来の楕円暗号の拡張を越えた超楕円固有の暗号理論が期待される。とくに、今回の研究では、実用性を考慮した展開研究という位置づけで行ったが、再び基礎理論の確立を主眼においた研究に戻る必要性がある。これら、超楕円曲線暗号理論をはじめとする最近の研究動向を、邦訳書付録や数学雑誌に発表し、この方面の研究の啓蒙につくした。本年度は,超楕円曲線を用いた公開鍵暗号システムの設計を行ない,ソフトウエア上での実装とハードウエア・シミュレーションによる性能を評価した.・標数2の拡大体F_<2^n>と、素体F_p上の超楕円暗号を設定し、その性能を32ビットCPUであるペンティアムと64ビットCPUであるアルファ上で実装した。・種数の低い(2あるいは3)超楕円暗号の性能をハードウエア・シミュレーションより評価した.RSA暗号系や楕円曲線暗号系は,一般に演算に大きな整数を扱うため,いわゆる多倍長演算が必要である.一方超楕円曲線暗号系の場合,F_q上定義されたヤコビ多様体のF_q有理点の位数はO(q^gとなるため,同じ位数の場合gが大きいほどF_qは小さくできると予想した.群演算の演算要素は有限体上の演算であるから,群演算量においてgの大きさと有限体の大きさはトレードオフの関係にある.本研究により超楕円曲線暗号系は,gをある程度大きくすることにより多倍長演算の要らない暗号系を構成し,高速化が可能であることが検証できた。また、超楕円曲線の中の特殊な曲線族に対して、自己同型写像を利用した高速演算アルゴリズムを提案した。本年度は楕円・超楕円曲線を用いた公開鍵暗号システムの高速処理アルゴリズムの設計を行ない,ソフトウエア上での実装評価を行なった。・モンゴメリー型という楕円曲線が暗号的に優れた性質をもつことを明らかにした。・繰り返し二倍算をもちいない高速スカラー倍算公式を導出し、その効果をソフトウエア上で検証した。・標数2の拡大体F_<2^n>と、素体F_p上の超楕円暗号を設計し、その性能を32ビットCPUであるペンティアムと64ビットCPUであるアルフア上で実装した。・与えられた位数をもつ楕円曲線を構成する計算複雑性を解析した。これらの成果により、楕円曲線暗号が高速実装であり、時間測定攻撃に対して高い安全性を有することが確認できた。
マウス遺伝子発現の光によるin vivoリアルタイム計測技術に関する研究

ポストゲノム研究として,遺伝子機能やタンパク機能の生きた状態(in vivo)での解析が強く求められている。生物発光酵素や蛍光タンパクの遺伝子をレポーター遺伝子として組み込んだ,トランスジェニックマウスによる遺伝子発現の分析法が広く普及してきたが,その測定対象は組織切片や,細胞,あるいは開腹臓器やその表層に限られており,生体組織深部を対象とした計測はこれまでの技術では不可能である。われわれは,生きたままの生体を対象として生体に侵襲を与えることなく,その内部の遺伝子発現の動態を経皮的に観測する画像計測技術の研究開発を行ってきた。生体内の蛍光タンパクや蛍光マーカーを外から検出するための要素技術として,第1に生体組織の光散乱による空間分解能の劣化に対する改善と,第2に背景光雑音の原因となる生体組織自家蛍光の効果的な分離法に関する検討を行いそれらの技術の統合化,システム化研究を行った。第1の課題に対しては,コヒーレント検出イメージング法による直進散乱光成分の選択的検出法を適用し,散乱体中における高分解画像検出法を検討した。第2の課題に対しては,ターゲット蛍光物質と自家蛍光の蛍光寿命の差を利用した蛍光時間分解画像計測法,およびターゲット蛍光物質と自家蛍光のスペクトルパターンのちがいを利用した分光画像計測法の2つの手法について検討をそれぞれ行った。まずこれらの実験に先だって,蛍光物質がゲル散乱体中に局在する生体模擬試料を作製するとともに,要素技術開発のための生体光特性分光データの収集,取得を行った。これに基づき,コヒーレント検出画像化法,蛍光寿命画像計測法,分光画像計測法の各要素技術の開発をおこない,その有効性を確認した。評価実験では,蛍光寿命の長い半導体ナノクリスタル(量子ドット)をターゲット蛍光体として用い,時間分解蛍光画像計測法による評価,およびターゲット蛍光物質と自家蛍光のスペクトルパターンの相違を利用した分光画像計測法による評価を行った。実際の生体試料を用いて検討した結果,深さ20mmを超える厚さの筋肉組織下の蛍光物質の画像化が可能であるとの結論を得た。これらの技術は,遺伝子発現計測を目的とした生体組織内部における蛍光物質分布の非侵襲定量計測のための重要な要素技術となり得ることを確認した。ポストゲノム研究としての遺伝子機能やタンパク機能の,生きた状態(in vivo)での解析が強く求められており,生物発光酵素や蛍光タンパク遺伝子をレポーター遺伝子として組み込んだ,トランスジェニックマウスによる遺伝子発現の分析法が広く普及してきている。しかしその対象は組織切片や,細胞,あるいは開腹臓器などであり,生体組織深部を対象とした計測は従来技術では不可能である。われわれは,生きたままの生体を対象として,生体に侵襲を与えることなく,その内部における遺伝子発現の動態を経皮的蛍光観測により行う技術の研究開発を行っている。本年度においては,蛍光レポーター遺伝子を生体外において画像検出するための基礎技術の開発を行った。蛍光画像計測を行う上で解決すべき課題は,第1に生体組織における光散乱による空間分解能の劣化に対する改善であり,第2に背景雑音の原因となる組織由来自家蛍光の効果的分離である。第2の課題に対しては,ターゲット蛍光物質と自家蛍光の蛍光寿命の差を利用した蛍光時間分解画像計測法,およびターゲット蛍光物質と自家蛍光のスペクトルパターンのちがいを利用した分光画像計測法の2つの手法についてその有効性の検討をそれぞれ行った。

これらの実験に先だって,ゼラチンゲルおよび散乱媒質としてイントラリピッドを用いて,蛍光物質がゲル散乱体中に局在するファントム試料を試作した。試作したファントムを用いて各種実験を行った結果,コヒーレント検出イメージング法が蛍光物質分布計測において有効であることを確認した。また画像分光によるスペクトルパターン分析法についても原理実証実験を行い,従来法と比較して有効であることを確認した。さらに,蛍光寿命の長い半導体ナノクリスタル(量子ドット)をターゲット蛍光体として用い,時間分解蛍光画像計測法を検討するため,時間相関単一光電子計数法による蛍光寿命分析システムを組み上げ,各種ナノクリスタルの蛍光寿命の測定を行った。来年度は,マウス,ラットを用いて実際の生体組織内において局在する蛍光体を非侵襲定量計測するための技術の開発を継続して行う予定である。ポストゲノム研究として,遺伝子機能やタンパク機能の生きた状態(in vivo)での解析が強く求められている。生物発光酵素や蛍光タンパクの遺伝子をレポーター遺伝子として組み込んだ,トランスジェニックマウスによる遺伝子発現の分析法が広く普及してきたが,その測定対象は組織切片や,細胞,あるいは開腹臓器やその表層に限られており,生体組織深部を対象とした計測はこれまでの技術では不可能である。われわれは,生きたままの生体を対象として生体に侵襲を与えることなく,その内部の遺伝子発現の動態を経皮的に観測する画像計測技術の研究開発を行ってきた。生体内の蛍光タンパクや蛍光マーカーを外から検出するための要素技術として,第1に生体組織の光散乱による空間分解能の劣化に対する改善と,第2に背景光雑音の原因となる生体組織自家蛍光の効果的な分離法に関する検討を行った。第1の課題に対しては,超音波-光相互作用を利用した内部蛍光の選択的検出法を開発し,これによる散乱体中における高分解画像検出法の検討を行った。その結果光散乱ゼラチンゲル中に蛍光物質が局在するファントム試料を用い,光散乱下において集束超音波の音場を2次元走査することにより,蛍光物質分布の画像計測が音場焦点サイズの解像度で検出可能であることを確認した。また第2の課題に対しては,ターゲット蛍光物質と自家蛍光のスペクトルパターンの相違を利用した分光画像計測法について検討を行った。昨年度試作した時間分解蛍光検出装置を用い,2次元画像の各ピクセルにおける蛍光スペクトルパターン分析法を開発し,実際の生体試料を用いて検討した結果,深さ20mmを超える厚さの筋肉組織下の蛍光物質の画像化が可能であるとの結論を得た。これらの技術は,遺伝子発現計測を目的とした生体組織内部における蛍光物質分布の非侵襲定量計測のための重要な要素技術となり得ることを確認した。
マウス子宮内膜において着床胚により誘導される遺伝子群の解析

近年、体外受精-胚移植法による不妊症の治療において顕微受精の導入により受精率が著しく向上した一方で,母体子宮へ移植した胚が着床しない、いわゆる着床不全症例に対する治療の必要性が注目されている。胚の着床には胚の成熟と共に母体側子宮内膜の適切な分化が必要であり、この子宮内膜の分化における母体卵巣に由来する内分泌因子の重要性が従来より知られている。しかしながら先に述べた着床不全症例では母体卵巣ステロイドホルモン値や子宮内膜の形態に異常を認めないことも多く、実際の着床現象では胚由来の因子が子宮内膜の分化に関与している可能性が考えられる。そこで本研究ではこの問題を解決する糸口を発見することを目的として、マウス胚移植実験系を用いて、cDNAサブトラクション法を施行することにより、着床胚により子宮内膜において発現が誘導される遺伝子群を同定することを試みた。胚移植・着床が可能な偽妊娠4日目に胚を移植しその24時間後に摘出した子宮(着床成立群)、偽妊娠5日目に摘出した子宮(対照群)それぞれからcDNAを作成し、これら両群cDNAに対してcDNAサブトラクション法を行い着床成立群特異的な遺伝子群の濃縮したcDNAライブラリーを作成した。得られたcDNAライブラリーのスクリーニングを行った結果、着床成立群において発現が亢進しているcDNA Cloneを6種類獲得した。塩基配列解析の結果、これらの遺伝子の一つClone12が9kDのCa結合蛋白であるCalbindinと同一であることが判明した。In situ hybridizationの結果、Calbindinは妊娠4日目前後のマウス子宮内膜上皮細胞に強く発現し、その発現がプロゲステロンにより誘導されることを卵巣摘出後マウスに対する卵巣ステロイドホルモン投与により確認した。更にプロゲステロンにより子宮内膜上皮に誘導されたCalbindinの発現は胚の存在によっても制御されている可能性が卵巣ステロイドホルモンを補充した卵巣摘出後マウスに対する胚移植実験により示された。残りのcDNA Cloneには、着床期子宮内膜における発現が既に知られているインスリン成長因子結合蛋白の他、子宮内膜における発現が知られていない既知の遺伝子が含まれており、これらの発現部位などを現在検討中である。以上、本研究により胚と子宮内膜の相互作用の結果成立する着床現象への関与が示唆される複数の遺伝子情報が得られた。今後その情報を元に着床現象の新たな知見を得ることができるものと思われる。近年、体外受精-胚移植法による不妊症の治療において顕微受精の導入により受精率が著しく向上した一方で、母体子宮へ移植した胚が着床しない、いわゆる着床不全症例に対する治療の必要性がクローズアップされてきている。

そこで本研究ではこの問題を解決する糸口を発見することを目的として、マウス胚移植実験系を用いて、cDNAサブトラクション法を施行することにより、着床胚により子宮内膜において発現が誘導される遺伝子群を同定することを試みた。胚移植・着床が可能な偽妊娠4日目に胚を移植しその24時間後に摘出した子宮(着床成立群)、偽妊娠5日目に摘出した子宮(対照群)それぞれからcDNAを作成し、これら両群cDNAに対してcDNAサブトラクション法を行い着床成立群特異的な遺伝子群の濃縮したcDNAライブラリーを作成した。得られたcDNAライブラリーのスクリーニングを行った結果、着床成立群において発現が亢進しているcDNA Cloneを6種類獲得した。塩基配列解析の結果、これらの遺伝子の一つClone12が9kDのCa結合蛋白であることが判明した。In situ hybridizationの結果、Clone12は妊娠4日目前後のマウス子宮内膜上皮細胞に強く発現し、その発現が卵巣ステロイドホルモンの影響を受けていることを卵巣摘出後マウスに対する卵巣ステロイドホルモン投与により確認した。更に胚の存在によってもClone12の発現が制御されている可能性が卵巣ステロイドホルモンを補充した卵巣摘出後マウスに対する胚移植実験により示された。残りのcDNA Cloneには、着床期子宮内膜における発現が既に知られているインスリン成長因子結合蛋白の他、子宮内膜における発現が知られていない既知の遺伝子が含まれており、これらの発現部位などを現在検討中である。以上、本研究により胚と子宮内膜の相互作用の結果成立する着床現象への関与が示唆される複数の遺伝子情報が得られた。今後その情報を元に着床現象の新たな知見を得ることができるものと思われる。近年、体外受精-胚移植法による不妊症の治療において顕微受精の導入により受精率が著しく向上した一方で、母体子宮へ移植した胚が着床しない、いわゆる着床不全症例に対する治療の必要性が注目されている。胚の着床には胚の成熟と共に母体側子宮内膜の適切な分化が必要であり、この子宮内膜の分化における母体卵巣に由来する内分泌因子の重要性が従来より知られている。しかしながら先に述べた着床不全症例では母体卵巣ステロイドホルモン値や子宮内膜の形態に異常を認めないことも多く、実際の着床現象では胚由来の因子が子宮内膜の分化に関与している可能性が考えられる。
「校長の専門職基準」を踏まえたスクールリーダー教育の可能性

本研究は、日本教育経営学会が2009年に作成した「校長の専門職基準」を踏まえて、新たなスクールリーダー教育の可能性を探ることを目的とした研究であった。その結果、以下のような成果が得られた。1欧米における校長の資格・養成プログラムにおける「コンピテンシー」の位置づけと専門職基準の国際的動向を明らかにした。2教育委員会や校長会との連携により、校長の専門職基準に基づいた管理職研修プログラムを作成し、実際に実施した。3管理職養成方法として欧米で注目されている「ケースメソッド」用テキストを独自に作成した。4スクールリーダー養成における教職大学院の課題と期待される力量を明らかにした。1.「校長の専門職基準」を基にした校長の能力研究とその育成プログラム及び教育方法の開発については、まず、1『校長の専門職基準準拠ケースメソッド事例集』を中間報告書として作成した。管理職が出会うさまざまな事例を専門職基準と対応させながらオリジナルに開発した。これによって、校長に求められる能力を具体的に示すと同時に、その開発のために使用できる教材としてまとめた。2管理職養成において注目されているアクションリサーチに関する研究を二つの教職大学院及び一つの一般大学院において実施した。3今後の教職大学院において実施すべき「学校経営コースカリキュラム」(文科省委託事業成果)の分析、および、教育委員会が実施している民間人校長のための研修プログラムの分析を行い、その前提となっている「校長の能力」に関して検討を行った。4愛媛県が作成した「スクールリーダーシップ基準」に関する調査研究を行い、その前提となっている「校長の能力」に関する検討を行った。5「校長の能力」に関する理論的研究の一つとして、「ネットワーク」という視点から見た校長の能力について検討した。2.諸外国における校長の専門職基準と大学院における養成・研修プログラムの調査に関しては、第一年目は、米国のウィスコンシン州の訪問調査を実施した。ウィスコンシン州の専門職基準と養成・研修プログラムの関連性について、また、近年のプログラムの新しい特色について貴重な成果を得ることができた。1.「校長の専門職基準」を基にした「校長の能力」研究については、「コンピテンシー」概念を中心にした校長養成の実際を、二人のメンバーがイギリスの調査から明らかにした。また、特に、スクールリーダーのデータ活用力の重要さに鑑み、データを活用した学校改善事例を分析することにより、その構成要素の抽出を試みた。さらに、アメリカにおける校長の専門職基準が2104年に改訂されたことから、新しい基準を分析し、校長の能力のとらえ方の新しい枠組みについて明らかにした。2.「校長の専門職基準」を基にした「校長育成プログラム及び教育方法の開発」については、まず、著書『次世代スクールリーダーたのめのケースメソッド入門』(花書院)を出版した(2014年8月)。これは、校長の専門職基準に準拠した、校長養成のための新しい教育方法のために開発されたものである。さらに、スクールリーダー養成の新しい方法としての「アクションリサーチ」について、教職大学院を対象とした調査から分析した。さらに、我が国の都道府県の教育センターにおける研修体系の分析を行うことにより、教職キャリアにおける行政研修の役割と課題を明らかにした。以上の内容については、中間報告書『校長の専門職基準を踏まえたスクールリーダー教育の可能性研究成果中間報告書』にまとめた。さらに、2014年6月の日本教育経営学会大会において、フォーラムを実施し、アメリカ、イギリス、中国、韓国における学校管理職養成と専門職基準について報告と議論を行なった。1.研究成果:12015年6月に日本教育経営学会大会(東京大学)において、「管理職養成における「校長の専門職基準」活用の方途」と題するフォーラムを開催した。22015年6月に『次世代スクールリーダーのための「校長の専門職基準」』(全245頁、花書房)を出版した。32016年3月には、最終報告書『「校長の専門職基準」を踏まえたスクールリーダー教育の可能性』をとりまとめた。2.研究成果の内容:1コンピテンスに基づく管理職養成の基準に関して、英国の事例を研究し、その仕組み、および、問題点と課題を明らかにした。2熊本市教育センター及び小・中校長会との連携により「校長の専門職基準」活用の取り組みを行い、基準に基づいたミドルリーダー研修プログラムを作成し、実施した。3大学院における学校管理職養成の理論と実践の課題について検討を行った。特に、管理職養成において教職大学院に期待される役割について検討を行い、「理論と実践の往還」の四つのモデルを示しながら、それとの関わりで、校長の専門職基準の活用の仕方について検討した。4管理職の力量開発における校長会、教育センター、大学の公開講座等の役割と課題について検討を行った。特に、全国の教育センターで行われている管理職研修カリキュラム内容の実態はブラックボックスと言え、その解明が必要とされていた。&#10116;校長の力量形成環境の整備に関して、校長人事、女性登用作、民間人校長施策等についての詳細な研究を行った。6校長によるミドルリーダーの力量形成に関する事例研究を行った。

4スクールリーダー養成における教職大学院の課題と期待される力量を明らかにした。研究目的に示した二つの調査について、第一に、「校長の専門職基準」を基にした「校長の能力」研究に関しては、「コンピテンシー」概念とそれに基づく養成のあり方について、イギリスを例として分析を進めることができた。また、ケースメソッド関する著書を出版し、専門職基準にもどついて校長に求められる具体的な能力の事例を示した。さらに、アクションリサーチやデータ活用能力の研究を通して、スクールリーダーの具体的能力を分析し、教育センターの研修体系の分析を通して行政研修の課題を明らかにした。第二に、諸外国の専門職基準や養成・研修研究に関しては、イギリス、スコットランド、アメリカの研究を行った。イギリスとスコットランドについては、上記に示したコンピテンシー概念とそれに基づく養成フログラムを明らかにした。また、アメリカについては、ISLICの専門職基準が2014年に改訂されたことから、その内容と背景を明らかにした。また、2014年6月の日本教育経営学会大会で、米・英・中・韓4か国の学校管理職養成と専門職基準についてのフォーラムを実施した。27年度が最終年度であるため、記入しない。教育経営学本研究の3年目として予定しているのは、第一に、6月に日本教育経営学会において、校長の専門職基準の在り方と今後の課題についてのシンポジウムを開催することである。第二に、これまでの本科研の一部をまとめた著書『校長の専門職基準の課題』を出版する予定である。第三に、今年度中ごろに全体会を開き、最終年度の研究計画の方法と確認を、年度末に3年間の研究の総括を行う予定である。研究目的に示した二つの調査について、第一に、「校長の専門職基準」を基にした「校長の能力」研究に関しては、多様なアプローチから「校長の能力」の枠組み作りのための検討を行うことができた。たとえば、近年注目されている新しい養成方法である「ケースメソッド」の事例集を作成し、校長に求められる具体的な能力を示した。また、「アクションリサーチ」に関する研究を三つの大学院において実施し、同様に、校長や指導主事に求められる能力とその育成方法に関して貴重な成果を得ることができた。さらに、教育委員会が作成したリーダーシップ基準や新しい教職大学院に求められる学校経営コースカリキュラムの分析等を通じて、「校長の能力」の枠組みを検討することができた。第二に、諸外国調査に関しても、米国ウィスコンシン州への訪問調査を実施することができた。以上により、研究は、おおむね順調に進展している。
ARおよびVR技術を活用した覗いて学べるオシロスコープ教材の開発

[研究目的]本研究では,ウェアラブルデバイスを装着し,オシロスコープの操作方法や動作原理を体感しながら理解できる教材の開発を目標とする.[教材の特徴]1両手が空いているため、実際にオシロスコープの操作をしながらリアルタイムに説明を見ることができる.2ウェアラブルデバイスを用いて,ディスプレイを右眼用と左眼用に分けることにより立体視が可能になり,三次元的な臨場感を感じることができる.3操作方法を提示する際は, AR技術を用いて,仮想的なボタンに加え,具体的な操作方法をアニメーションすることにより,より直感的に理解することができる.4動作原理を提示する際は, VR技術を用いて,オシロスコープ内部に入って見ているような感覚で,電極板にかけられた電圧により,電子の進行方向が変わっていく様子見ることができる.[教材に使用した機器]操作方法を提示する際は外界の様子をカメラを通して見るのではなく,直接目視できるようにする必要があるため半透明のゴーグルを使用した.スマートフォンなどを用いてカメラを通した画像をディスプレイに表示させると,処理に時間がかかるため,使用者が実際に行っている動作に比べてディスプレイに表示されている使用者の動作が遅れてしまい,オシロスコープの操作が難しくなるためである.一方動作原理を提示する際は外界の様子を取得しないようにするため,半透明のゴーグルではなくスマートフォンを使用する.その際ヘッドセットを使用してスマートフォンを頭部に固定する必要があり,ディスプレイをタッチして操作することができなくなるため,小型の無線コントローラを使用し操作を行えるようにした.[今後の展望]授業で学生に使用してもらいながら教材の改良を行い,本教材の効果について確認を行なう予定である.[研究目的]本研究では,ウェアラブルデバイスを装着し,オシロスコープの操作方法や動作原理を体感しながら理解できる教材の開発を目標とする.[教材の特徴]1両手が空いているため、実際にオシロスコープの操作をしながらリアルタイムに説明を見ることができる.2ウェアラブルデバイスを用いて,ディスプレイを右眼用と左眼用に分けることにより立体視が可能になり,三次元的な臨場感を感じることができる.3操作方法を提示する際は, AR技術を用いて,仮想的なボタンに加え,具体的な操作方法をアニメーションすることにより,より直感的に理解することができる.4動作原理を提示する際は, VR技術を用いて,オシロスコープ内部に入って見ているような感覚で,電極板にかけられた電圧により,電子の進行方向が変わっていく様子見ることができる.[教材に使用した機器]操作方法を提示する際は外界の様子をカメラを通して見るのではなく,直接目視できるようにする必要があるため半透明のゴーグルを使用した.スマートフォンなどを用いてカメラを通した画像をディスプレイに表示させると,処理に時間がかかるため,使用者が実際に行っている動作に比べてディスプレイに表示されている使用者の動作が遅れてしまい,オシロスコープの操作が難しくなるためである.一方動作原理を提示する際は外界の様子を取得しないようにするため,半透明のゴーグルではなくスマートフォンを使用する.その際ヘッドセットを使用してスマートフォンを頭部に固定する必要があり,ディスプレイをタッチして操作することができなくなるため,小型の無線コントローラを使用し操作を行えるようにした.[今後の展望]授業で学生に使用してもらいながら教材の改良を行い,本教材の効果について確認を行なう予定である.
ドラッグ・リポジショニングによるフックス角膜変性症治療薬の開発

本研究では当研究室で樹立したフックス角膜内皮変性症(FCD)の患者由来疾患特異的ヒトiPS細胞を用いて角膜内皮細胞保護作用のある新規因子・薬剤の検索を行うことである。すでに疾患iPS細胞から角膜内皮細胞への分化誘導は成功しており、FCDの病態に小胞体ストレスと内皮間葉系移行(EMT)が関与していることを報告した。本申請では、誘導角膜内皮細胞を用いて小胞体ストレスを中心とした疾患進行のメカニズムをさらに解析し、病態が異なる本邦型FCDと欧米型FCDの違いを検証する。最終的には、低分子化合物ライブラリのアッセイ系を用いて、ドラグリポジショニングによるFCD新規予防薬、治療薬を開発する予定である本研究では当研究室で樹立したフックス角膜内皮変性症(FCD)の患者由来疾患特異的ヒトiPS細胞を用いて角膜内皮細胞保護作用のある新規因子・薬剤の検索を行うことである。最終的には、低分子化合物ライブラリのアッセイ系を用いて、ドラグリポジショニングによるFCD新規予防薬、治療薬を開発する予定である
培養骨膜細胞が再生骨にもたらす骨代謝促進の３Ｄ－ＣＴ精密画像解析による質的検出

【目的】培養自家骨膜細胞(CAPC)の歯槽骨再生効果を精密3D-CTで解析した。【方法】CAPC+骨細片+PRPによる上顎洞底挙上(SL)を23症例に実施した。CAPCは下顎骨の骨膜小片を10% FBS加M199で6週間培養・製造した。骨細片+PRPによるSLの16症例を対照とした。術前、術後4か月および1年の3D-CTデータを軟組織、海綿骨、皮質骨のCT値域で解析した。【結果】CAPCはSL後4か月から1年で海綿骨域の増加と皮質骨域の減少をもたらした。CAPCは移植床の骨の崩壊を抑制することが示された。【結論】CAPCが骨形成と骨吸収を賦活し、同時に移植床骨の維持に作用することを示した。【患者の登録と再生医療の実施】顎口腔疾患によって生じた歯槽・顎骨欠損を有する延べ8名を登録し、培養自家骨膜細胞を用いた上顎洞挙上術を実施した。【骨膜組織採取と培養】それらの患者の下顎大臼歯部の骨膜組織5×10mm程度を10%ウシ胎児血清、抗生物質、アスコルビン酸を含むMedium199にて6週間培養し、シャーレ上に形成される培養骨膜細胞シートを製造した。【培養自家骨膜細胞を用いた上顎洞底挙上術】手術室で培養自家骨膜細胞と多血小板血漿(PRP)および自家骨細片を混合したものを移植材とする上顎洞底挙上術を平成26年度期間中に6名実施した(2名は年度内は培養中まで)。埋入に際しては骨形成の状態の観察とともにインプラントの初期埋入トルクの計測と記録を行った。【症状の観察と記録】培養自家骨膜による上顎洞底挙上術を実施した患者について、術後4か月、12か月にCT撮影を実施して、臨床症状の経過と共にデータの収集を継続している。同様のことを通常の上顎洞底挙上術を行ったコントロール群においても行った。【精密3D-CT画像解析】過去8年間に実施した上顎洞挙上術での培養自家骨膜細胞移植のDual Energy CT画像データを画像解析プログラム(リアリア)に適用し、顔面頭蓋骨内の基準点をもとに、経時的に移植骨から再生骨の形態およびCT値の詳細な変化を追跡比較し、体積ならびに再生骨の代謝状況を分析した。この経時的・精密重ねあわせによる形態・CT値比較によって再生骨の骨形成と骨吸収の様相を精密に分析した。【骨膜組織採取と培養】それらの患者の下顎大臼歯部の骨膜組織5×10mm程度を10%ウシ胎児血清、抗生物質、アスコルビン酸を含むMedium199にて6週間培養し、シャーレ上に培養骨膜細胞シートを製造した。【培養自家骨膜細胞を用いた上顎洞底挙上術】手術室で培養自家骨膜細胞と多血小板血漿(PRP)および自家骨細片を混合したものを移植材とする上顎洞底挙上術を平成27年度期間中に4名実施した。埋入に際してはインプラントの初期埋入トルクの計測と記録を行った。【症状の観察と記録】培養自家骨膜による上顎洞底挙上術を実施した患者について、術後4か月、12か月のCT撮影を実施して、データの収集を継続している。同様のことを標準の上顎洞底挙上術を行った対照群においても行った。【精密3D-CT画像解析】上顎洞挙上術での培養自家骨膜細胞移植のCT画像データを画像解析プログラムに適用し、顔面頭蓋骨内の基準点をもとに、経時的に再生骨の領域とCT値の詳細な変化を追跡比較し、再生骨の代謝状況を分析した。この経時的・精密重ねあわせによるCT値比較によって再生骨の骨形成と骨吸収の様相を精密に分析した。培養自家骨膜投与群および非投与群のいずれでも、術後3年を経過した症例について、協力の同意を得つつ順次CT画像取得を行った。【培養骨膜の臨床施用の長期経過観察のデータ蓄積】3年以上経過症例についてはこれまで10例程度のデータ集積を行った。それらの結果では、培養骨膜投与症例の増生骨が正常骨と同等のCT値層別の比率の構成を示しているのに対し、対象とした標準治療の自家骨移植群では皮質骨レベルのCT値領域と軟組織領域の割合が高いことが示され、3年経過後も正常な骨に移行していないことが示された。これらはインプラント安定性の計測値においても培養骨膜投与群が有意に高い安定性を示し、画像データの解析結果を裏付ける結果となった。培養骨膜を投与した症例数はこれまでの研究機関を通じて9症例であり、それらの症例について再生医療の実施とデータの収集を予定に沿って行っている。過去のデータについても3年および8年に達するものから順次CTデータおよび計測的インプラント安定度等の臨床データを蓄積しており、データの形成は順調に進んでいる。症例数の限界から新たに無作為割り付けによる比較試験が難しい状態にあり、コントロール症例については過去の症例の中から適合する症例を選択してあてている。これらの方策によって概ね目的を達成できるレベルと判断している。【骨膜組織採取と培養】それらの患者の下顎大臼歯部の骨膜組織5×10mm程度を10%ウシ胎児血清、抗生物質、アスコルビン酸を含むMe dium199にて6週間培養し、シャーレ上に培養骨膜細胞シートを製造した。

【培養自家骨膜細胞を用いた上顎洞底挙上術】手術室で培養自家骨膜細胞と多血小板血漿(PRP)および自家骨細片を混合したものを移植材とする上顎洞底挙上術を平成28年度期間中に8名実施した。埋入に際してはインプラントの初期埋入トルクの計測と記録を行った。【症状の観察と記録】培養自家骨膜による上顎洞底挙上術を実施した患者について、術後4か月、12か月のCT撮影を実施して、データの収集を継続している。【精密3D-CT画像解析】上顎洞挙上術での培養自家骨膜細胞移植のCT画像データを画像解析プログラムに適用し、顔面頭蓋骨内の基準点をもとに、経時的に再生骨の領域とCT値の詳細な変化を追跡比較し、再生骨の代謝状況を分析した。この経時的・精密重ねあわせによるCT値比較によって再生骨の骨形成と骨吸収の様相を精密に分析した。培養自家骨膜投与群および非投与群のいずれでも、術後3年を経過した症例について、協力の同意を得つつ順次CT画像取得を行った。【培養骨膜の臨床施用の長期経過観察のデータ蓄積】3年以上経過症例については継続してデータ集積を行っている。これまでの結果では、培養骨膜投与症例の増生骨が正常骨と同等のCT値構成を示すのに対し、自家骨移植による増生骨が正常では診られない皮質骨レベルと軟組織レベルのCT値領域の高比率を示し、3年経過後でも正常骨が再生していないことが示された。本年度はさらに再生骨のCT値分布ヒストグラムを移植床(骨)側と被覆粘膜側の再生骨領域間で比較して、培養骨膜細胞の骨組織再生効果を分析することを開始した。【目的】培養自家骨膜細胞(CAPC)の歯槽骨再生効果を精密3D-CTで解析した。【方法】CAPC+骨細片+PRPによる上顎洞底挙上(SL)を23症例に実施した。CAPCは下顎骨の骨膜小片を10% FBS加M199で6週間培養・製造した。骨細片+PRPによるSLの16症例を対照とした。術前、術後4か月および1年の3D-CTデータを軟組織、海綿骨、皮質骨のCT値域で解析した。【結果】CAPCはSL後4か月から1年で海綿骨域の増加と皮質骨域の減少をもたらした。CAPCは移植床の骨の崩壊を抑制することが示された。【結論】CAPCが骨形成と骨吸収を賦活し、同時に移植床骨の維持に作用することを示した。登録した症例数は8症例であり、それらの症例について再生医療の実施とデータの収集を予定に沿って行っている。過去のデータについて可能な範囲で症例を収集してデータの分析を実施している。ただし、症例数の限界から無作為割り付けによる比較試験が難しい状態にあり、コントロール症例については過去の症例の中から適当なものを選択してあてている。概ね目的を達成できるレベルと判断した。引き続き多様な歯槽骨顎骨欠損を有する患者を臨床試験にエントリーする。新たな症例の登録がH27年度で減じてしまったのは、再生医療新法への移行のため特定認定再生医療等委員会と厚労省届け出、さらに施設内での自費診療項目としての申請に半年近く再生医療の実施を差し止めたためであり、次年度ではこれを解消できると考えている。現在、3年予後観察を終えた症例について国際専門学術誌への投稿を準備している。本年度中は継続して、長期の症例経過観察を行う。将来的に10年予後に達する対象患者グループを形成する基盤環境を構築する。再生医療
AP-PCR-SSCPを用いた病態特異的な遺伝子多型の網羅的探索法の確立と応用

1)長寿者とそれ以外のDNAを混合したDNAプールを作成する。100歳以上の百寿者1グループ(9人)、90歳3グループ(8本ずつ)、60歳1グループ(10人)から抽出したgenomic DNAをプールした。2)13種類のプライマーでAP-PCR (arbitrary primed PCR)を施行した.アガロースゲルで増幅産物を確認後、10%PAG、15°C、3.5時間のSSCP泳動を行った.銀染色による可視化で、表現型によって移動度の異なるバンド、濃さが変化しているバンドを切り出し、再PCRの後、TAクローニングを行い、ベクタープライマーで塩基配列を決定した。3)BLAST検索により得られた塩基配列から該当する遺伝子を同定した。4)遺伝子特異プライマーを用いて各表現型の個体それぞれをPCR-SSCP法で解析し、表現型と遺伝型との関連性について検証した。また、塩基配列決定によりSNPを同定した。その結果判明したSNPのうち、高齢者に高頻度に見いだされたSNPを1つ同定した。高齢者の例数も少なかったことから、医学部学生をコントロールとして分析し、SNPの頻度を比較したところ、Homosapiens 3 BAC RP11-61K12 (AC130566)の8768C>G polymorphismが見いだされた.この方法の考え方は、絨毯爆撃的にSNPを検出してから意味付けするのではなく、まとまったポピュレーションを説明できるSNPを探していこうというものである。方法として用いたAP-PCR-SSCPは、網羅的な遺伝子増幅プラスSSCPによる一本鎖としての分離と定量性である。今後、本法をさらにブラッシュアップして、プロテオミクス解析で用いられている2次元電気泳動と蛍光標識プライマーによる遺伝子増幅を組み合わせると、より詳細な解析が可能と考える.現在の疾患と一塩基多型(single nucleotide polymorphism;SNP)の意義付けは、まず絨毯爆撃的に塩基配列決定によって見いだされ、それらと表現型との関係を疫学的に調査するものである。すなわち、遺伝型から表現型へと解析が進められてきた。しかし、SNPの検出だけでも膨大な作業であるが、その後の疫学的な意味づけはさらに大変な作業である。そこで、SNPから表現型へ進むのではなく、特定の表現型を説明できる遺伝型を探索するという逆のプロセス、つまり、特定の表現型に共通して有意に多い遺伝型はないだろうかと探索する手法を考案した。1)長寿者とそれ以外のDNAを混合したDNAプールを作成(10本ずつ)し、AP-PCRで増幅した産物をSSCPにて展開し、表現型によって移動度の異なるバンド、濃さが変化しているバンドを切り出し、塩基配列を決定する。ここで、PCR産物をSSCPで展開することによって得られるそれぞれのバンドの濃さは、元のDNAの割合を反映することを確認した。2)得られた塩基配列からBLASTにより該当する遺伝子を同定し個々の検体に戻り、その遺伝子特異プライマーを用いて、遺伝型を検査した。その結果、数個の遺伝子多型を検出しており、100歳以上の長寿者に有意に多く存在するSNPも見いだすことができた。この方法をさらにブラッシュアップして、種々の病態に共通して高頻度に認められる遺伝子多型を探索し、遺伝子多型を利用した予防医学・予知医学への応用を試みていく。今後、本法をさらにブラッシュアップして、プロテオミクス解析で用いられている2次元電気泳動と蛍光標識プライマーによる遺伝子増幅を組み合わせると、より詳細な解析が可能と考える.
フタホシコオロギにおける脂質代謝に調節される栄養分選好性行動の分子機構の解明

本研究は、フタホシコロギGryllus bimaculatusの内分泌系および脂質代謝系が栄養分選好性行動に与える影響を明らかにすることを目的とする。前年度までに、昆虫の神経ペプチドであるAdipokinetic hormone (AKH)が飽和および不飽和脂肪酸に対する栄養分選好性行動を調節することを明らかにした。また、AKH受容体をRNA干渉法でノックダウンすると、脂肪体の脂質代謝系が転写レベルで顕著に変動した。そこで、本年度は、脂質成分に対する選好性の分子メカニズムを明らかにすることを目指した。実際には、脂質代謝酵素および転写調節因子群をノックダウンし、行動観察をもとに選好性行動に関わる因子をスクリーニングした。その結果、これらの因子をノックダウンした複数の個体で、脂質成分に対する選好性が顕著に惹起された。すなわち、脂肪体での脂質代謝系の変動は、栄養分選好性行動に影響することを見出した。また、フタホシコオロギの脂肪体のRNA-sequencingデータベースを構築し、脂肪体で発現する神経ペプチド受容体を探索した。その結果、AKH受容体以外にも、short neuropeptide F、Diuretic hormoneなどの複数の神経ペプチドに対する受容体の発現が認められた。これは、脂肪体の脂質代謝系が複数の神経ペプチドにより調節されることを示唆する結果となる。今後は、これらの神経ペプチドが脂質代謝系や脂質成分に対する選好性行動に与える影響を明らかにする必要がある。また、選好性行動を調節する脂質代謝系が、どのような刺激や環境に応答し調節されるのかを検討する。本年度は、栄養分選好性行動を調節する遺伝子をスクリーニングした。その結果、脂質代謝系に関わる複数の遺伝子が脂質選好性に影響することがわかった。しかしながら、当初の予定であった、末梢組織から分泌され、神経系に作用することで選好性行動を惹起するような因子は同定できていない。また、複数の神経ペプチド受容体が脂肪体に発現することを明らかにしたものの、内分泌系と栄養分選好性の関連は十分に解析できていない。したがって、一定の成果は得られたものの、当初の予定よりはやや遅れていると判断した。脂質選好性を調節する代謝関連遺伝子が、どのように制御されているのかを明らかにする。具体的には、絶食などの栄養欠乏状態での代謝関連遺伝子の発現量を解析する。特に、脂質欠乏などの栄養分の偏りに対する応答を解析する。また、脂肪体で発現する受容体に対する神経ペプチドを合成・投与することで、脂質代謝系および脂質選好性に与える影響を明らかにする。
希土類元素添加半導体の新展開:秩序制御による新しいスピン物性の発現

本研究では、「デバイスの性能向上をめざした半導体スピントロニクス材料の追究」という観点から「希土類元素添加半導体」を新しい希薄磁性半導体として捕らえ、希土類元素に起因するスピン物性を解明/制御することにターゲットを定める。具体的には、『原子レベルでの結晶成長・不純物添加技術(有機金属気相エピタキシャル(OMVPE)法)』、『ミクロ構造の直接的評価技術(シンクロトロン放射光を用いた蛍光EXAFS法やX線CTR散乱法)』、『各種スピン物性の評価技術(PL法、ESR法、SQUID法)』の有機的結合を基盤として、[1]Er添加GaAsに発現する新奇なスピン物性を、局在スピンを構成する4f電子と遍歴キャリアとの交換相互作用という観点から解明すること、[2]また、その知見を基にして、GaAs中にErを原子のレベルで精密配置する,不純物添加や外部刺激を用いて遍歴キャリアの種類と量を操作することにより、交換相互作用を人為的に設計・制御し、新しいスピン物性を効果的に発現させること、を目指す。今年度はpn制御を施した、有機金属気相エピタキシャル(OMVPE)成長Er添加GaAsのスピン物性を系統的に調べた。その結果、(1)Er,Zn,O共添加GaAsにおいて、抵抗異常が生じる30K近傍以下の温度領域で、わずかに正の磁化挙動が発現すること、(2)また、その試料においてのみ、Erに起因する電子スピン共鳴(ESR)信号が観測されること、(3)一方、遍歴キャリアの供給を意図したSやZn添加によりEr原子周辺局所構造が大きく影響を受けることを見出した。
腸管粘膜免疫制御の特殊機構解明を慢性大腸炎および食物アレルギー抑制戦略への応用

本研究は我々の研究組織が独自に見いだした腸管粘膜局所におけるIL-7/IL-7レセプターを介した免疫調節機構の考え方を導入し、未だ解明されていない腸粘膜上皮細胞の由来、粘膜局所リンパ球の増殖・分化機構、上皮細胞と粘膜リンパ球の相互作用等、生体防御機構としてのヒト腸管粘膜免疫を明らかとし、その結果腸管免疫機構の特殊性を利用した新規治療法の開発まで視野に入れた萌芽的研究である。過去の研究とは全く出発点を変え、腸管免疫機構の破綻により発症すると考えられる慢性大腸炎、骨髄移植後移植片対宿主反応等における病態解明及び免疫異常の追究を行い、逆に正常の腸管免疫組織の発生・分化、免疫制御機構を追究する新しい試みを行なった。本年度の研究では、1)男性ドナーより骨髄移植を受けた女性レシピエントの大腸内視鏡下腸管上皮生検組織を用いて、性染色体Yがレシピエントの腸管上皮細胞に検出されることを示し、ヒト骨髄由来細胞が腸管上皮細胞に分化することおよび急激な上皮傷害を起こした腸管上皮の再生過程をrescueする役割を果たしている可能性を世界で初めて明らかとした、2)IL-7レセプター陽性の活性化粘膜内T細胞を標的とし、より効率的に除去するために植物毒素サポリンを結合させた抗IL-7抗体を開発し、IL-7トランスジェニックマウス、TCRαノックアウトマウスにおける慢性大腸炎に対する治療効果を明らかとした、という大きな研究の進展があった。IL-7/IL-7レセプターに関する独自の視点を集合させる次年度以降の研究により、ヒト最大かつ最先端に位置する免疫組織である腸管粘膜免疫機構において、新しい免疫組織の発見、免疫統御分子機構の存在が明らかになるばかりでなく、腸管粘膜免疫制御機構の特殊性を利用した新しい慢性大腸炎・食物アレルギーに対する抑制戦略、再生医療が実用化されると考えている。本年度の研究では、1)男性ドナーより骨髄移植を受けた女性レシピエントの大腸内視鏡下腸管上皮生検組織を用いて、性染色体Yがレシピエントの腸管上皮細胞に検出されることを示し、ヒト腸粘膜上皮細胞または腸管上皮幹細胞が骨髄細胞由来であることを世界で初めて明らかとした、2)IL-7レセプター陽性の活性化粘膜内T細胞を標的とし、より効率的に除去するためにジフテリア毒素を結合させたIL-7(DAB389IL-7)を開発し、IL-7トランスジェニックマウス、TCRaノックアウトマウスにおける慢性大腸炎に対する治療効果を明らかとした、3)IL-7レセプター発現を追究しヒト型クリプトパッチを同定した、という大きな研究の進展があった。IL-7/IL-