hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
省エネ脱臭堆肥化畜舎―草地土壌生態系による家畜糞尿活用システムの開発

具体的には、1)省エネ脱臭堆肥化畜舎および草地土壌生態系による脱臭および堆肥化効果、2)堆肥散布草地の牧草の量および質、採食した家畜の増体量との関係、3)堆肥散布牧草地の土壌の物理・化学・生物的性質および土壌溶液のイオン組成、以上の3項目からこのシステムの有効性を考察する。今年度は、1)省エネ脱臭堆肥化畜舎および草地土壌生態系による脱臭システムの設計、2)草地試験区の設定、3)堆肥散布前の土壌および土壌水分の調査および分析を行った。とくに、1)の畜舎システムは堆肥化、脱臭を省エネで行うために極めて重要であるため、二三の堆肥化プラントや牧場の視察討論会を行い、各研究者および牧場の作業員の意見を調整し、畜舎、堆肥化プラント、堆肥舎および土壌脱臭装置をコンパクトにまとめた肥育肉牛の畜舎システムを設計した。また、太陽光および風力の両者を併用したハイブリッド発電システムも併用し、省エネの可能性を検討する。2)および3)については今後の堆肥散布により変化する土壌・水分環境の散布前のデータとして、土壌の物理、化学、生物、鉱物および土壌水分の諸性質を春から秋にかけて適時、試料採取し、分析した。本研究は畜舎および堆肥盤等の畜産施設から発生する臭気、糞尿等を、太陽エネルギーを用いた省エネ脱臭堆肥化畜舎および草地土壌生態系を用いて肥料成分として有効に利用し、周辺の社会および自然生態系と調和した「臭くない、水を汚さない畜産」を低コストで実現しようとするものである。1)太陽・風力ハイブリッド発電量は畜舎システムの運転に必要な電力の15%であった。2)牛舎内のアンモニアガス濃度は処理前の1ppmから2時間の密閉処理によって7ppmまで上昇したが、土壌脱臭装置上のそれは1pm以下であった。3)牛舎内の糞尿清掃はパイプラインコンベアの使用による省力化の効果が認められた。4)23頭の肉牛用に試作した堆肥化装置に投入する糞尿はおがくず等により60%程度に調整したときが熟成しやすかった。5)堆肥散布前の表層土壌の理化学性は一般的な黒ボク土の特性を示した。その微生物活性の発現には有機物の添加履歴が影響することがモデル実験から推察された。6)試験圃場の土壌水分のアンモニアおよび硝酸濃度の測定から、大気由来のアンモニアが土壌の硝酸化成菌を活性化して有機態窒素を無機化し、土壌を酸性化するメカニズムを推察した。1.本研究は畜舎および堆肥盤等の畜産施設から発生する臭気、糞尿等を、太陽エネルギーを用いた省エネ脱臭堆肥化畜舎および草地土壌生態系を用いて肥料成分として有効に利用し、周辺の社会および自然生態系と調和した「臭くない、水を汚さない畜産」を低コストで実現しようとするものである。2.平成13年度の成果の概要は以下のとおりである。1)太陽・風力ハイブリッド発電量は畜舎システムの運転に必要な電力の平均15%で、風力の割合は約30%であった。2)牛舎内のアンモニアガス濃度は密閉処理前には1ppm前後であったが、密閉後は場所によっては19ppmにまで上昇した。3)牛舎内外の臭気発生源から採取した空気中には酪酸等の臭気成分が認められたが、土壌脱臭槽上のものは他の地点と組成が異なっていた。このことから、土壌中で吸着・分解される臭気成分には特異性があると推察した。4)土壌脱臭槽中の空気の通過に伴うガス吸着の基礎的な問題を検討するために、砂および黒ボク土壌を用いた非定常透気モデル試験を開始した。5)牛床や水飲み場等は、当初3頭の肥育牛に対して設計したが、牛の増体量が大きく2頭程度での飼育が適切と考えられた。6)堆肥化装置により製造された堆肥を散布した草地の牧草生育、土壌の諸性質の変化について検討する圃場試験を開始した。
CSアンプラグドのアルゴリズム学習法を支援する自作教材の改良

本研究は、コンピュータサイエンスアンプラグド学習法(以下、CSアンプラグドと記す)について、学習効果の向上と学習対象の拡大を目的に、学習法の改良を試みたものである。csアンプラグドはデータに見立てたカード教具などを動かしながらコンピュータの仕組みを体験的に学ぶ学習法である。ACM(米国計算機学会)のモデルカリキュラムの中でも推奨された優れた学習法である。しかし、CSアンプラグドは「高等学校の授業」や「視覚障害者の授業」のために開発された学習法ではないため、これらの授業で使うためには学習者の年齢や身体性などの特性に配慮が必要となる。そこで、どのような工夫を施すことが有効となるかを、「高等学校の授業」については内容理解の面から、「視覚障害者の授業」については実現性の面から調査した。まず、「高等学校の授業」については、カードを使うオリジナルのCSアンプラグドを発展させた上で、本研究で開発したソフトウェア教具を組み合わせた授業をすることによって、コンピュータの計算原理を教える授業に効果があることを明らかにした。その論文は学術的価値を認められ、日本情報科教育学会(JAEIS)論文誌にジャーナル論文として採録された。また、「視覚障害者の授業」については、通常は視覚情報を用いて行うアルゴリズムの学習法を、教具に工夫を持たせることで視覚に頼らず聴覚と触覚だけで実行できる環境を開発した。この環境を用いて、評価実験を行ったところ、重度の視覚障害があっても、CSアンプラグドのアルゴリズム学習が可能であることを明らかにした。この研究内容は、情報処理学会(IPSJ)のCEI21研究会(コンピュータと教育研究会)で口頭発表し、他の参加者から教具の改善点等についての多くの意見やアドバイスをもらった。今後は、本研究を通して得た知見をいかし、携帯端末の利用やAR(拡張現実)など新たな技術の利用も視野に入れながら、授業法と教具の開発・改善を行っていきたいと考えている。
マツESTデータベースを利用したSNP探索とSNPマーカーの開発

平成17年度でデータベース上に登録されている遺伝子の塩基配列を明らかにし、SNPマーカーを開発することが可能となった。さらに、マツノザイセンチュウ接種後に応答する遺伝子群を単離する技術を確立し、SNPマーカー開発へとつなげることが出来れば、連鎖地図をベースとする分子遺伝学と遺伝子単離を基盤とする分子生物学的アプローチの両面について融合を図ることが出来るため、今後のマツノザイセンチュウ抵抗性分子育種に大きく貢献できると考えられる。そこで、平成18年度は実際にマツノザイセンチュウを接種し、応答する遺伝子群の単離を試みた。接種から同一日数経過した非抵抗性の接種個体と非接種個体間の形成層部位から構築したライブラリーに基づいて差分的に発現する遺伝子を約500単離した結果、接種した個体では、感染特異的蛋白質(PRタンパク質)であり、PR-5に分類されるThaumatin-like proteinを含む2つの遺伝子が極めて有意に発現していることが明らかとなった。このThaumatin-like proteinは、マツノザイセンチュウに対する生体防御関連遺伝子群の一つである可能性が高い。残るAntimicrobial peptideについても抗菌等に反応することが既知の遺伝子データベースから明らかとなっている。一方で、ファイトアレキシンに関連する遺伝子群やペルオキシダーゼ等のこれまでマツノザイセンチュウ抵抗性と何らかの関係があると考えられてきた遺伝子はほとんど単離されなかった。これら単離した遺伝子の情報に基づいて遺伝子マーカーを設計し、SNPマーカー開発の候補遺伝子群をスクリーニングした。アカマツ連鎖地図作成には、マツノザイセンチュウ抵抗性品種熊山25号および佐賀関132号の人工交配家系を利用しており、本研究ではこれら親個体に加え、アカマツ・クロマツ共に3個体を加えた計8個体をSNP探索に利用した。SNP探索には、テーダマツのESTのうち、プライマーを含めて報告されている117ESTを対象とした。すでに、アカマツでは72プライマーでPCR増幅可能であることが明らかとなっていたが、今回、クロマツを加えた結果、両樹種で良好に増幅したESTは60であり、これら60ESTについて前述したアカマツおよびクロマツ計8個体で塩基配列を決定した。その結果、40ESTでSNPが検出され、計207SNPが検出された。このほか、連鎖地図に位置付ける上で有効と考えられるindelとSSRについても計22が検出された。次に、連鎖地図上に位置付ける効率を評価するため、7ESTについて熊山25号と佐賀関132号の人工交配家系を利用してSNP解析を行った結果、現在4ESTが連鎖地図に座乗した。これら一連の結果、他樹種で構築されたデータベースを利用することにより、現在作成しているアカマツ・クロマツ連鎖地図にESTを座乗させることが可能であることが明らかとなった。また、検出されたSNPをアカマツとクロマツ間で比較した結果、樹種間の明確な差異はなく、むしろSNPの保有頻度に相違がある可能性が示唆された。本研究は、QTL解析によってマツノザイセンチュウ抵抗性に関与する領域の検出を行うことが最終目的であり、ランダムにテーダマツからESTをスクリーニングすることは連鎖地図の密度を高くする以外に必ずしも有効ではない可能性も考えられる。そこで、マツノザイセンチュウを人工的に接種した接ぎ木クローンの形成層部位を対象としたcDNAライブラリー作成についても着手した。前年度までに、テーダマツのESTデータベースを利用して、SNPマーカーを開発し、連鎖地図上へ位置づける手法開発を行った。今年度は、データベースに頼るのではなく、実際のマツノザイセンチュウを接種したクロマツから遺伝子を単離し、これら単離遺伝子群を基にSNPマーカーの開発を行った。そのため、クロマツ抵抗性個体と非抵抗性個体の接ぎ木クローン個体を作出し、これらにマツノザイセンチュウを接種あるいは非接種に区分し、差分的に発現する遺伝子群を明らかに出来るcDNAサブトラクションライブラリーを構築した。

接種から同一日数経過した非抵抗性の接種個体と非接種個体間の形成層部位から構築したライブラリーに基づいて差分的に発現する遺伝子を約500単離した結果、接種した個体では、感染特異的蛋白質であり、PR-5に分類されるThaumatin-like proteinを含む3つの遺伝子が有意に発現していることが明らかとなった。このThaumatin-like proteinはヨーロッパアカマツやモンチコラゴヨウにおいても病害虫侵入後に発現する遺伝子の一つとして既に報告されており、マツノザイセンチュウに対する生体防御関連遺伝子群の一つである可能性が高い。残る2つの遺伝子についても抗菌等に反応することが既知の遺伝子データベースから明らかとなっている。これら生体防御に関連すると考えられる遺伝子群に加え、恒常的に発現すると考えられる遺伝子群を含めた15SNPマーカーを開発し、そのうち、4マーカーについて、マツノザイセンチュウ抵抗性個体群に適用したところ2マーカーで多型が認められたことから、これら遺伝子群を連鎖地図上に位置づけることが可能となった。今後は、単離した遺伝子群のイントロン等より進化速度が速いと考えられる領域をゲノムから明らかにし、より効率的にマーカー化できる手法の開発が必須である。
哺乳類減数分裂におけるコヒーシンとコンデンシンの役割

哺乳類の減数分裂における染色体の動きを制御する分子メカニズムを明らかにすることを目的として研究を行った。マウス卵母細胞およびマウス初期胚において、コンデンシンIとIIと呼ばれる2種類のタンパク質複合体が染色体の凝縮と分離に関与することを初めて示した。また、染色体の接着に必要なコヒーシンと呼ばれるタンパク質複合体には、減数分裂時に特殊なサブユニットRAD21LとREC8が発現することが知られているが、両方のタンパク質の染色体上の詳細な局在位置を明らかにした。本申請課題の目的は、哺乳類の減数分裂過程における染色体の動態を制御する分子メカニズムを理解することである。特に、コヒーシンやコンデンシンと呼ばれる、染色体の高次構造を制御するタンパク質複合体に着目し、減数分裂に特徴的な相同染色体の対合・組換えや二価染色体の構築にこれらの分子がどのように関与するかを明らかにすることを目標としている。本年度は、各種のコンデンシン抗体を卵母細胞にインジェクションすることにより、コンデンシンの機能を撹乱した。その結果、コンデンシンIとIIはともに、二価染色体の正常な構築や姉妹キネトコアの同一方向性の確立に必須であることが明らかとなった。この成果は、Mol Biol Cell誌[vol 22(18)]に掲載され、その号の表紙にも採用された。今後はさらに、コンデンシンの減数分裂の前期における役割や、コンデンシンIとIIの機能差を明らかにするために、コンディショナルノックアウトマウスを利用して、生体内機能の解析を行う予定である。またコンデンシンの解析と平行して、減数分裂特におけるコヒーシンの解析を行っている。現在、3D-SIMシステムを用いて、体細胞分裂型コヒーシンサブユニットRAD21の減数分裂期パラログであるREC8とRAD21Lのシナプトネマ構造上のより詳細な位置関係を調べている。また、これらコヒーシンサブユニットのゲノムワイドな局在位置を、ChIP-Sequence法により、解析中である。さらに、コヒーシンサブユニットRAD21Lのノックアウトマウスを用いて、減数分裂における生体内機能の解析を行っている。減数分裂は有性生殖を行う生物にとって配偶子形成のために非常に重要な過程であり,その過程における染色体の分離異常は不妊や先天性疾患の一因となる。本申請課題の目的は,コヒーシンやコンデンシンと呼ばれる染色体の高次構造を制御するタンパク質複合体に着目し,哺乳類の減数分裂過程および初期胚発生過程における染色体の動態を制御する分子メカニズムを理解することである。本年度は, 3D-SIMと呼ばれる次世代光学顕微鏡システムを用いて,2つの減数分裂特異的サブユニットRAD21LとREC8のシナプトネマ複合体上の詳細な局在位置を調べた。その結果,対合状態の2本の軸構造(axial elements)のより内側に両者は局在するが,RAD21Lがより内側に局在する傾向が見られた。また,組換え中間体であるMSH4とのシグナルのオーバーラップ率は,RAD21Lの方がREC8よりも高かった。このような局在の違いはRAD21LとREC8がそれぞれ独自の機能を持つことを示唆しており,RAD21Lが組換えにより深く関与することを暗示している。これとは別に,コンデンシンIとコンデンシンIIの共通のサブユニットであるSMC2のノックアウトマウスを用いて,初期胚発生過程におけるコンデンシンの機能解析も行った。Smc2遺伝子ホモ欠損マウスは生まれてこないため,初期胚発生過程を調べた結果,胚盤胞期のKO胚において様々な染色体態異常(個別化異常,凝縮不全,分離異常)を示す分裂期細胞の割合が高かった。これらの結果から,哺乳類の初期胚発生過程において,コンデンシンは染色体の正常な形成と分離に必須であることが示唆された。減数分裂は有性生殖を行う生物にとって配偶子形成のために非常に重要な過程であり,その過程におけう染色体の分離異常は不妊や先天性疾患の一因となる。本申請課題の目的は,哺乳類の減数分裂過程における染色体の動態を制御する分子メカニズムを理解することである。特に,コヒーシンやコンデンシンと呼ばれる染色体の高次構造を制御するタンパク質複合体に着目し,減数分裂に特徴的な相同染色体の対合・組換えや二価染色体の構築にこれらの分子がどのように関与するかを明らかにすることを目標としている。これまでの結果から,減数分裂期コヒーシンサブユニットのRAD21LとREC8は相同染色体の対合・組換えの場となるシナプトネマ複合体上で,お互いに排他的に局在することが示唆されている。本年度は,次世代光学顕微鏡システム3D-SIMを用いて,シナプトネマ複合体におけるRAD21LとREC8の位置関係を調べた。その結果,対合状態の相同染色体において,RAD21LとREC8は必ずしも鏡像の局在を示さなかった。

このことは,RAD21LあるいはREC8を含むコヒーシンの位置は染色体全体に渡って固定的に決まっているわけではないことを意味する。また,これまでの成果から,コンデンシンIとコンデンシンIIと呼ばれる2つのコンデンシンが哺乳類の減数分裂における染色体の構築や分離に機能することが示されているが,2つのコンデンシンの機能差や減数分裂前期における役割についてはわかっていない。それらを明らかにするため,コンデンシンIとIIに共通のサブユニット,コンデンシンIあるいはIIに特異的なサブユニットのコンディショナルノックアウトマウスを利用した生体内機能解析を開始した。発生工学研究代表者の所属研究機関に変更があったので、研究環境の整備や動物実験および遺伝子組換え実験の計画書の承認などに時間を要したため。25年度が最終年度であるため、記入しない。研究代表者の所属研究機関において,動物実験施設の改修工事のため,動物の飼育・繁殖に約1年間に渡って制限があったため。今後、コンデンシンIとIIの減数分裂における生体内機能をより詳細に調べるために、生殖細胞特異的にコンディショナルにコンデンシンサブユニットをコードする遺伝子をノックアウトできるマウスを用いて解析を行う。また、RAD21Lのノックアウトマウスを用いて、その生体内機能、特に相同染色体の対合・組換えにおける役割を明らかにする。さらに、3D-SIMによるコヒーシンのシナプトネマ構造における局在を決定するとともに、ChIP-seq法により、3種類のコヒーシンのゲノムワイドな局在位置を決定する。今後,すでに搬入済みの生殖細胞特異的にコンディショナルにコンデンシンサブユニットをコードする遺伝子をノックアウトできるマウスを用いて解析を行う。また,3D-SIMによるコヒーシンのシナプトネマ構造における局在を決定するとともに,シナプトネマ複合体の構成分子やコヒーシンと結合する未知のタンパク質の同定を行う。
経済改革後のインドにおける都市労働市場変容の新局面

本研究の目的は、1990年代に経済改革がはじまって以降のインド労働市場の変化を明らかにし、その背景を考察することであった。とくに、労働改革の焦点として論争のつづいてきた労働市場の柔軟化や、また労働市場の「二極化」をキーワードに、インドにおける「雇用なき成長」の実態に注目した。具体的な研究課題は以下の4点であった。第1は、マクロデータを整理して、都市労働市場の変化と現状を明らかにすること、第2は、経済グローバル化のなかでの労働政策・制度の変化を整理することであった。第3は、フィールド調査に基づき、都市労働市場の変化を労働者側の視点から捉え直すこと、つまり労働者の社会・経済変動を個々人の労働史の変化や世代間変化から明らかにすることである。第4に、インドの労働問題を総合的かつ多面的に理解するため文献サーベイを広く行うことである。こうして、「雇用なき成長」の実態、労働政策・制度の変化、都市労働市場における雇用流動化の現実、つまり出口だけで入口のない雇用流動化や、労働市場における選別のメカニズムなどが明らかにできたと考えている。とくに本研究期間には、1991年と98年に調査してきた(もと)工場労働者について3度目の調査を実施し、インドでも恐らく類例のない長期にわたる都市労働者のパネル調査が実現できたこと、同時にその子世代の調査を行うことで、都市労働者の労働と生活における世代変動について考察を加えられたことは、本研究のとりわけ大きな意義と言えよう。インドの経済発展と貧困問題について考え理解する上で、雇用・労働問題に関するこのマクロ、ミクロ両面での研究が役立つことを期待している。なお、拡大する中間層の核となってきた「エリート労働者」の雇用・労働調査とその拡大可能性に関する研究は今後の課題としたい。本年度、グジャラート州で実施する労働調査の準備作業を中心に進めた。その具体的内容は大略次の3点である。1インドの労働・雇用に関する既存研究のサーベイと文献研究:この研究成果は次ページ記載の書評と文献レビューとしてまとめた。とくに後者では、この数年間に発表された関連文献を幅広く整理し、インドの雇用・労働問題の変化と現況を多面的に示した。取り上げたテーマは5点である。(1)「労働市場の変容」では総論的文献を中心に経済改革以降の労働市場の変化・趨勢を整理した。そして各論として、(2)「IT産業と雇用」で飛び地的な労働市場の実態を確認し、(3)「インフォーマル・セクター(IS)の労働者」でその増減に関する議論などを紹介した。また(4)「帰路に立つ労働運動」では自由化以降の労働運動の劣勢・後退に関する議論を再考。その上で(5)において、(1)(4)の議論のポイントを調査地グジャラート州の事例研究に基づき再考した。つまり、同州は経済成長と同時に所得貧困の削減を実現してきた一方、雇用問題の悪化が指摘されているが、この矛盾は、ISの労働条件の向上や女性の労働力化などによって説明できるのか、また、大量失業を生んできたアフマダーバードを抱えるグジャラート州を「労使協調」的な州と位置づけることは妥当かといった点で、これらの論点は本年度調査を踏まえて改めて取り上げ解明する。2調査予定地での調査準備作業:本年度調査のための調査員の手配、調査地の具体的な選定のための各地工業地帯の視察、協力要請工場に目処をつけるための関係機関訪問(商工会議所、各地の工業協会など)を行い、またアフマダーバードとデリーにおいて、平成19年度調査(予定)のための事前作業として、IT関連企業5社を訪問した。3現地でのマクロ・データと関連文献の収集:デリーとアフマダーバードで関連文献と統計資料を探索し収集した。研究計画に沿い、フィールド調査の実施、データ入力・分析、論文執筆を行った。

調査の目的は、インド労働市場の柔軟化の実態を労働者調査によって明らかにすることであった。調査方法は次のとおりである。調査対象はアフマダーバードで1991年と98年に調査した(1)(もと)工場労働者と、(2)その子弟(男性の場合は勤労者、女性の場合は勤労者または既婚者)、また実施時期・期間は、8月から9月初頭にかけての約40日間であった。(1)(2)用に2種類の調査票をグジャラート語で準備し、戸別訪問により面接調査を行った。現地採用の調査員数名と研究代表者とで手分けし、約240件のインタビューを実施した。多雨による道路・住居の冠水、伝染性の病気の大流行など、調査環境は極めて厳しいものであったが、予定していた調査は基本的に完了することができた。調査データの入力についてもほぼ終了した。上記(1)のデータのみ分析が一応終了し、中間報告書(英文)の執筆を進めた。工場の閉鎖・人員整理により多くの労働者が下向移動し、安定雇用への再就職が極めて困難なこと、さらなる貧困化リスクへの家族レベルでの対応等、さまざまな実態が明らかになった。本論文は、何らかの形で早いうちに公表したいと考えている。また19年度には、アフマダーバードの新興工業地域で改めて工場労働者調査を実施する予定であり、上記調査と並行してその準備作業も進めた。調査アシスタントの確保等は進んでいるが、調査協力工場の確定は難航している。同作業は、資料収集のため19年3月に現地を訪問した折りにも続行して行った。平成19年度は次の研究を実施した。1インドでの現場視察・聞き取り調査の実施、2インド関連資料・文献の収集、3調査データのコンピュータ入力とその分析、4最終報告書の執筆。上記1と2の関連では、19年8月と20年3月にデリー、アフマダーバード、コルカタの3都市を訪ね、次のとおり現地調査を実施した。(1)労働市場制度を支える機関(複数の職業紹介所、職業訓練所)の視察と聞き取り調査、(2)スラム工業地区の視察、(3)インフォーマル・セクター事業所の集合地区における労働実態の視察と聞き取り調査、(4)前年度実施した(元)工場労働者子弟に関する補足調査(調査地の主要産業の一つで、多くの子弟が就業していたダイヤモンドの工場の視察、補足的な聞き取り調査)、(5)伝統的産業であるジュートの大規模工場の視察、(6)新興の躍進産業であるIT関連サービスの事業所視察、(7)経済特区の視察、等である。これらの現地視察と聞き取り調査は、インドの労働市場と労働環境の変化を総合的かつ多面的に理解・把握し、また前年度行ったミクロな現地実態調査の結果を分析する上で、きわめて有益であった。また、視察と聞き取り調査の合間を縫って文献収集(マクロデータ、書籍など)も精力的に行った。上記3のデータ入力・解析の基本的作業は終了しており、現在、4の最終報告書の執筆を進めている。今回の調査では、労働調査に協力してくれる企業の新規開拓が容易でないことを痛感した。
非侵襲的糖化終末産物計測による糖尿病合併症に対するリスク評価法の開発

水晶体の糖化終末産物advanced glycation end products (AGEs)を、特異的な波長の蛍光強度から測定するClear Pathと呼ばれる機械で測定した。これは従来のように皮膚組織を採取して生化学的に計測する方法と比較すると、極めて非侵襲的な糖化終末産物計測方法で有り、簡単に多人数の糖尿病患者で施行できる。同じく皮膚の蛍光波長を測定して計測するAGE readerと呼ばれる機械が広く使われているが、皮膚のメラニン色素が多い患者では計測できないことが多く、所謂日焼けをすると、データにばらつきが出るなどの欠点がある。水晶体でのClear Pathによる計測は適用できる患者が多い信頼性の高い測定方法である。信州大学の眼科外来を受診する糖尿病患者および糖尿病網膜症を有する糖尿病患者56人において、糖化終末産物量を計測して、糖尿病網膜症の重症度との相関を検討した。重症度としては、眼底所見のみで分類可能である国際分類の、網膜症無し、非増殖糖尿病網膜症(軽症、中等症、重症の三段階に分ける)、増殖糖尿病網膜症の大きく6段階に分けた。本研究期間では、症例の蓄積により、一定の傾向があることは示唆されたが、糖尿病網膜症の病期進行と水晶体の糖化終末産物濃度の相関は証明できていない。原因としてはおそらく、それぞれの病期の患者数が少ないことが原因であると考えている。今後更に、症例数を増やし、観察期間を延長して、それぞれの症例の糖化終末産物蓄積の増加と、糖尿病網膜症の進行の相関を検討していく。最終的には糖化終末産物の蓄積が、糖尿病合併症に対するリスクを評価法となりうることを証明することを目標として、今後も研究を続けていく予定である。水晶体中の糖化終末産物advanced glycation endproducts (AGEs)含有量を間接的に計測できる、自発蛍光値(Lens AF)をClearPath DS-120を用いて測定した。対象は糖尿病群48例と年齢をマッチさせた非糖尿病群30例であった。水晶体の自発蛍光値と糖尿病の有無の関連をまず検討した。これは、内科医がいない状況での、人間ドックなどでの糖尿病のスクリーニングを、採血結果が出る前にある程度の判定を可能にすることを目指す。この検査は採血が必要ないので、簡便に多数の被験者に施行可能である。これが高値であれば、内科受診をすすめる根拠となる。さらに糖尿病網膜症の病期(重症度)について関連を検討した。Lens AFは糖尿病群が非糖尿病群に比し有意に高かった(p<0.0001)。これは、このスクリーニング検査で糖尿病網膜症の有無をある程度判定できる可能性を示す。さらに国際重症度分類とLens AFの関係を統計学的に解析すると、Lens AFは非糖尿病群と比べ網膜症なし、軽度非増殖糖尿病網膜症では有意差は認めないが、中等度非増殖糖尿病網膜症、重症非増殖糖尿病網膜症、増殖糖尿病網膜症では有意に糖尿病なし群よりも高かった。(それぞれp>0.9999、=0.4090、=0.0295、<0.0001、<0.0001)。以上より水晶体内の糖化終末産物AGEs含有量を反映する水晶体の自発蛍光値は、糖尿病の有無と網膜症の重症度を評価する際に有効であることが示唆された。本方法は、非侵襲的で、時間を要さない検査である。将来的にはスクリーニング機器の一つとして使用できるデーターを揃える、第一歩となった研究と考えている。本内容については2016年5月にシアトルで行われた米国眼科学会年次総会で報告した。現在までに、水晶体中の糖化終末産物を糖尿病患者で計測して、これが糖尿病網膜症の有無と相関があること、更には至急治療を要する増殖糖尿病網膜症を始めとして糖尿病網膜症の進行程度とある程度相関すること、が症例数が少ないが統計学的有意差を持って明らかとなりつつある。しかもこの操作は患者の目に弱い光を当てるだけで可能であり、数秒で非侵襲的に行うことができる。現在糖尿病網膜症のスクリーニングには、眼底写真をとり後日眼科医の判定が必要だが、瞬時により確実に糖尿病網膜症の存在のリスクを判定できる。また糖尿病の診断ための採血のように時間をとらず即時に判定ができる。これらのことから、症例を増やして精度を上げれば、非侵襲的糖尿病網膜症のスクリーニング法として確立できる可能性がある。研究実績の概要に記載した内容を以下の2箇所で報告した。2016年8月に熊本県で開催された、第12回レドックス・ライフイノベーションシンポジウムにおいて、眼科領域における終末糖化産物含有量を反映する自発蛍光値の検討というタイトルで、招待講演を行った。糖尿病黄斑浮腫(DME)は網膜血管透過性亢進等によって引き起こされ、就労年齢層における社会的失明の原因として問題となる難治性の疾患である。抗血管内皮増殖因子(VEGF)薬の登場で従来治療困難であった黄斑浮腫による社会的失明や、治療抵抗性の増殖糖尿病網膜症でも治療可能となり、従来失明原因の1位であった糖尿病網膜症も、失明原因の3位となっている。治療前に治療効果を予見できる因子の検討は非常に重要である。

我々は終末糖化産物(AGEs)の網膜への蓄積がVEGFの過剰産生とDMEに関連することを示した(Murata T, Diabetologia 40:764-769, 1997)。また、近年皮膚のAGEs蓄積との関連が報告された皮膚自発蛍光値が、糖尿病網膜症の病期と相関することを明らかにした(J Diabetes Complication Sep-Oct;28(5):729-34 2014)。本研究の目的は皮膚よりも更に網膜に近い、眼球内の組織である水晶体で糖化終末産物の蓄積量を測定可能としたClear Pathという測定機器を使って、以下の2点を検討することである。1)水晶体のAGE量と糖尿病網膜症の病期の相関があるか否か2)水晶体のAGE量と抗VEGF薬のDME治療効果との関連1)に関しては水晶体のAGE量と糖尿病網膜症の病期とに相関がある結果が得られた。2)に関しては、現在まで信州大学眼科外来を受診し、ranibizumabを用いて治療を行った糖尿病網膜症患者41名において、糖尿病黄斑浮腫を治療するのに必要だった抗VEGF薬の投与本数と、水晶体のAGE量の相関を検討した。現在までに、両者に統計学的に有意な相関が得られていない。引き続き症例数を増やして、統計学的に有意な結果が得られないか検討を進めている。本研究では水晶体の糖化終末産物advanced glycation endproducts(AGE)と糖尿病網膜症の病期に相関があることが統計学的有意差を持って示された。この結果は、第12回レドックス・ライフイノベーションシンポジウムでは、共同研究者の平野隆雄が、「眼科領域における終末糖化産物含有量を反映する自発蛍光値の検討」のタイトルで特別講演をおこなっている。さらにARVO 2016でもAssociation of diabetic retinopathy severitywith lens fluorescence ratio reflecting advanced glycation end product level報告している。この結果は、眼科医不在の環境下でも、ClearPathで水晶体のAGE量を測定すれば、糖尿病網膜症の有無、さらには病期が推定できることを示す。遠隔地にある眼科専門医に、その患者を受診させるべきか否かを判定する根拠となりうる。この結果は、上記の他に、第120回日本眼科学会などにおいて、糖尿病網膜症の新たな客観的指標の可能性について学会報告をおこなっている。今後論文を作成し広く発表していく予定である。また、本研究においては現在眼内の糖化終末産物とvascular endothelial growth factor(VEGF)の発現量の関係を調べているが、そのなかで行った血清VEGF濃度を、糖尿病網膜症および糖尿病黄斑浮腫患者で測定し、その病的な異議を解析した研究は2017年のRETINAに報告した。今後、最後に残っている検討項目である、水晶体AGE量と治療に必要な抗VEGF薬量との相関を証明するべく、研究を継続していく予定である。水晶体の糖化終末産物advanced glycation end products (AGEs)を、特異的な波長の蛍光強度から測定するClear Pathと呼ばれる機械で測定した。これは従来のように皮膚組織を採取して生化学的に計測する方法と比較すると、極めて非侵襲的な糖化終末産物計測方法で有り、簡単に多人数の糖尿病患者で施行できる。
科学的探究能力育成のための小学校版PISA型課題の開発とその生かし方に関する研究

PISA型課題の開発と分析科学的探究能力を育成するためにPISA型読解力に着目して研究を進めた。まず、PISA型読解力を評価するための課題開発を行い、分析を行った結果、次のようなデータが得られた。( )内は課題に対する正答率である。1.テキストを理解し評価する力【(1)目的に応じて理解し、解釈する能力(14.5%)、(2)評価しながら読む能力(10.9%)、(3)課題に即応した読む能力(65.5%)】2.テキストに基づいて自分の考えを書く力【(1)テキストを利用して自分の考えを表現する能力(52.7%)、(2)日常的・実用的な言語活動に生かす能力(40.0%)】3.様々な文章や資料を読む機会や、自分の意見を述べたり書いたりする力【(1)多様なテキストに対応した読む能力(38.2%)、(2)自分の感じたことや考えたことを簡潔に表現する能力(58.2%)】PISA型課題分析結果を生かした授業設計次に子どものPISA型読解力を育てるための授業デザインに取り組んだ。PISA型課題において正答率の低い箇所を授業の重点目標として授業デザイン(全10時間)を行った。今回は、「(1)目的に応じて理解し、解釈する能力」を育成するための授業をデザインした。さらに重点目標を細分化し、ルーブリックを作成し、それを生かして個に応じた指導を展開した。この結果、授業を行う前のプレテストでは、正答率が14.5%であったのに対し、授業後のポストテストでは、正答率52.7%になった。このように、今回作成したようなPISA型課題が開発され、PISA型読解力を授業の重点目標とした指導が行われるようになれば、子どもの科学的探究能力を確実に育成することが期待できる。
高齢者インフルエンザ感染予防における歯肉塗布ワクチンジェルの開発

歯肉溝(GC)では、加齢とともに歯周病原菌と菌が産生する我々に有害な代謝産物の増加および体内への侵入が見られる。そこで、この現象を模倣することにより、GCを潜在的予防接種ルートとして利用するのではないか、と仮定した。研究の結果、以下の状況を確立することができた:歯肉溝から侵入する成分量は、若年ラットとよりも老年ラットの方が高かった;キサンタン・ジェルに封入する最適成分濃度は100μg /mLであった;そして、キサンタン・ジェルに封入した成分は、その抗原エピトープを露出していた。ワクチン
日本伝統の折り紙技術と板金技術の融合による3Dメタクラフトの教育効果に関する研究

複雑な板金展開図は日本伝統の折り紙技術と相通ずるところがある。金属薄板のシートにFiberLaser加工機によるパルスピアシング(等間隔の穴)を入れ、その折り線に沿って折っていく。3D立体アートによるメタクラフトの創作環境を提供して、学生の創造性の助長や板金技術に興味を持たせる。本研究は、1.実験環境の準備、2.折り曲げ条件の特定、3.ピアシング条件の設定、4.メタクラフト製作、の計画で行った。1.実験環境の準備金属薄板はレーザのアシストガスによる材料のあおりが影響して機械停止の原因となる。このため、金属薄板を下部から平面的に吸引密着する構造のハニカムテーブルを取付ける。2.折り曲げ条件の特定折り曲げ加工性試験:銅Cu_厚さ(0.1, 0.3, 0.5)mm、アルミAl_厚さ(0.1, 0.4, 0.5)mm、ステンレスSUS_厚さ(0.1, 0.3, 0.5)mmの試験材3種類×厚さ3種類の計9種類で比較実験を行った。折り曲げ性、しわ発生、戻り性(粘り・脆さ)、疲労破壊の4項目で感性値による5段階総合評価から、銅Cu_t0.1mmを採用する。3.ピアシングの条件設定:折り線部分に、レーザパルス発振によるピアシングを行い、金属の折り曲げを容易にする最適な条件を特定する。4.メタクラフトの製作FiberLaser専用CAMにより、ピアシングの施した板金展開図を作成、良く知られている3Dサンプル実例を製作した。板金折鶴、宇宙展開構造物{ミウラ折り、円筒状展開構造、蛇腹構造、イカロスの帆}、吉村パターン(ダイヤモンドパターン)、剛体折り、ねじり折りなど、多数製作した。この製作過程で金属の折り紙は、紙と折り線、折り方に工夫が必要になることも理解でき、日本伝統の折り紙技術の金属薄板への応用(メタクラフト)は、複雑な板金展開図のアイデアを創造し、感性を育む技術教育の効果に期待できる。
バナッハ空間の幾何学の作用素論的研究とその応用

1.(1)一連の高次元Clarkson型不等式をRademacher type,cotypeで特徴づけた。また,一般Clarkson不等式とランダムClarkson不等式の関係を考察し,これらがLebesgue-Bochner空間で同値であることを示した。2.(1)James定数,正規構造係数とvon Neumann-Jordan定数(NJ定数)との関係を明らかにした。とくに"NJ定数<5/4"から一様正規構造,不動点定理を導いた。また,双対空間のJames定数に関するGao-Lauの問い(1991,Studia Math.)に解答を与えた。(2)2次元Lorentz空間d(w,q)のNJ定数及びJames定数を決定した。3.(1)C^2上のabsolute normのNJ定数を決定,評価した。また,これらのノルムはl_1-,l_∞-ノルム以外すべてuniformly non-squareであることを示した。(3)C^n上のabsolute normを用いてバナッハ空間の直和にノルムを入れ,l_p直和の概念を拡張した。この直和に対して狭義凸性,一様凸性を特徴づけた。1.(1)一連の高次元Clarkson型不等式をtype,cotypeで特徴づけ,M,Milmanの考察(1984)に,より一般的な枠組みで解答を与えた。またルベーグ・ボホナ-空間L_r(X)において,一般Clarkson不等式とランダムClarkson不等式が同値であることを示した。2.(1)James定数,正規構造係数とvon Neumann-Jordan定数との関係を明らかにし,それらを例証する具体例を豊富に与えた。特にNJ定数の条件から不動点定理を導き,多くのバナッハ空間でGao-Lauの結果(1991,Studia Math.)より広いことを示した。また彼らの問いに解答を与えた。(2)2次元Lorentz空間d(w,q)のNJ定数を決定,またJames定数を評価した。(3)C^2上のabsolute normはl_p型でない例を豊富に与える。それらのNJ定数を決定あるいは評価した。またl_1-,l_∞-ノルム以外すべてのabsolute normはuniformly non-squareであることを示した。1.C^2におけるabsolute normと[0,1]上の凸関数との1対1対応関係をC^n上に拡張し,狭義凸なabsolute normを特徴づけた。また,C^n上のabsolute normを用いてバナッハ空間の直和にノルムを入れl_p直和の概念を拡張した。このような直和に対して狭義凸性,一様凸性を特徴づけ,l_p直和に関する著名な結果を拡張した。
中世都市・鎌倉における寺院跡・墳墓及び仏教遺物の総合的研究

中世都市の展開を知る上で重要な、寺院跡及び墳墓を総合的に調査するため、昨年度は鎌倉、京都・奈良を中心に寺院、発掘現場、および墳墓を調査したが、今年度はその時代的・地域的特徴と変化を確認するために、周辺地域である足利の鑁阿寺・樺崎寺の発掘現場、さらに海上交通にともなう中世都市の発展と寺院の展開を調査するため、四国及び九州地方へも赴いた。また、他に分担者が継続的な鎌倉の調査も行った。さらに、博物館での調査及び図書館や各寺院で収集した文献資料に基づき、それぞれの問題点に沿って比較検討を行い、次のような成果を上げることができた。1,阿波城満寺さらに薩摩坊津・博多誓願寺に見られる、中世における海上交通と中世都市の形成、およびそれに付帯する寺院の展開を確認することができた。2,栃木足利の樺崎寺跡の発掘現場の研修などにより、当時の浄土式庭園を有した寺院、鎌倉の永福寺跡、金沢称名寺、さらに昨年調査した円城寺と平等院の発掘状況などとの比較検討を行い、当時の浄土式庭園の特徴を考察することができた。3,看病用心鈔の継続的研究において、臨終作法とその思想の特質を明らかにすることができた。4,宝篋印塔の地域的な展開を考察しその差違を明らかにすることにより、形状は箱根を境にして東西に分かれること、その建立場所は西大寺忍性の布教の展開と密接に関係することなどが判明した。研究実施計画に基づいて、鎌倉における寺院跡・墳墓を中心に、3回は代表者を交えて遊行寺、寿福寺と西方寺跡、更に市内の発掘現場2ケ所などを訪れて調査した。他に分担者が各自再三訪れ調査し、地図に記載したり、文献資料と連動させて現地を調査した。また、鎌倉と関係の深い中世都市の寺院として、京都では建仁寺、高台寺の道元茶毘塚、知恩院の白毫寺跡、東福寺など、奈良では元興寺、薬師寺、不退寺、額安寺、竹林寺、西大寺、般若寺など、宇治では、平等院の発掘現場、興聖寺などを調査し、叡尊、忍性、栄西、道元など当時の仏教的な意義を調査した。さらに、博物館、図書館や寺院などで入手した文献資料との比較研究を行い、次のような成果を挙げた。1、鎌倉の聖福寺跡、西方寺跡、永安寺跡、太平寺跡などは以前に示された資料と現場や背景が異なり、蓮華寺のように石碑が何回も移転していた寺院跡もあった。その多くは都市開発に伴うものであった。2、西大寺、般若寺と極楽寺の関係から叡尊、忍性の医の倫理観や救済思想が鎌倉の梶原性全の医療観や庶民の生活にも影響を与えていることも判明した。3、奈良、京都地方における五輪塔、十三重塔および清涼寺式釈迦如来像、文殊騎獅像、聖徳太子像を中心に西大寺派展開の実情を探ることができた。4、西大寺と額安寺の五輪塔群を初めとする京都・奈良の五輪塔と鎌倉西方寺跡・金沢称名寺の五輪塔群は東国の五輪塔の様式と比較研究する必要がある。なお、翌年度は本年度に調査した寺院跡・墳墓の詳細な地図を基に総合的、継続的に開基、開山、廃寺年なども発展的に調査したい。中世都市鎌倉の展開を知る上で重要な、寺院跡及び墳墓を総合的に調査するため、周辺地域である足利の鑁阿寺・樺崎寺の発掘現場を訪ね、その時代的・地域的特徴と変化の比較検討を行った。さらには、海上交通にともなう中世都市の発展と寺院の展開を調査するため、四国及び九州地方の中世の港と寺院跡への赴いた。また、分担者が継続的な鎌倉のやぐら・墓塔の調査も行った。さらに、博物館での調査及び図書館や各寺院で収集した文献資料に基づき、それぞれの問題点に沿って研究会を開催し比較検討を行い、次のような成果を上げることができた。1,阿波城満寺

さらに薩摩坊津・博多誓願寺に見られる、中世における海上交通と中世都市の形成、およびそれに付帯する寺院の展開を確認することができた。2,栃木足利の樺崎寺跡の発掘現場の研修などにより、当時の浄土式庭園を有した寺院、鎌倉の永福寺跡、金沢称名寺、さらに昨年調査した円城寺と平等院の発掘状況などとの比較検討を行い、当時の浄土式庭園の特徴を考察することができた。3,良忠上人の看病用心鈔の継続的研究において、臨終作法とその思想の特質を明らかにした。4,宝篋印塔の地域的な展開を考察しその差違を明らかにすることにより、形状は箱根を境にして東西に分かれること、その建立地は西大寺忍性の布教の展開と密接に関係すること等が判明した。
脳波を用いたニューロフィードバックによりエラー行動を予防する手法の開発

ブレイン・マシン・インターフェイス(BMI)を用いてエラー行動を予知し、注意を促す刺激を事前に提示することができれば、ヒューマンエラーに起因する様々な事故を防ぐことができる。しかし、注意を促す刺激に反応してエラー行動を起こさないようにするためには、エラー行動にどのくらい先行して注意を促す刺激を提示する必要があるかが分かっていなかった。そこで本研究では申請者が発見したエラー行動に関与する脳活動を検出する手法(Ora et al., 2015, Scientific Reports)を活用することによって、エラー行動を事前に予知し、エラー行動を予防する手法を開発する。これによって、認知神経科学の分野では実行制御系についての知見、さらにはヒューマンエラーに起因する深刻な事故を未然に防止する技術への展開が期待される。本年度は、エラー行動およびその予防手法を多角的に評価するため、ヘッドマウントディスプレイを使用したバーチャルリアリティを使用した行動タスクの開発に向けた検討を行った。その結果、複数モーダルの感覚を一定の方法で提示することで、仮想現実世界に対して臨場感を感じることが示唆され、行動タスクの開発に必要な知見が得られた。また、次年度以降で計画されている行動タスクの拡張等に寄与することが期待される。今後これらの知見をもとにエラー行動を引き起こし、脳活動等からエラーを予防する手法の開発を行っていく。バーチャルリアリティを使用した行動実験の手法の検討に進捗が見られるも、その評価に時間がかかっており、予防手法の開発及び評価に遅れが見られるため。エラー行動およびその予防手法を多角的に評価するため、ヘッドマウントディスプレイを使用したバーチャルリアリティを使用した行動タスクの開発に向けた検討を行った結果、行動タスクの開発に必要な知見が得られた。次年度以降では、予防手法の開発及び評価を行うとともに、対象となる行動タスクの拡張等を行い、エラーを予防する手法の開発を行っていく。行動タスクの開発に時間を要し、実験回数が少なくなったため、次年度では翌年度分として請求した助成金と合わせて被験者謝金等に使用する計画である。
利息の体系的理論づけに関する研究

3年間の研究期間において、「利息とは何か」という一般的検討に加え、民事・商事の利率のあり方、法定利息・運用利益の相違、中間利息控除のあり方を個別的に検討し、それぞれの利息、及び「利息的なもの」を特徴づけた。また、利息法制の将来展望を検討し、改正のあり方を示した。そして、それぞれの研究成果を、計6本の論文として発表した。平成18年度は、研究計画に従い、研究の開始年度として、「利息とは何か」を検討するための日・英米・独におけるこのテーマに関連する文献の収集をすすめるとともに、まず、総論的研究として、さしあたり現時点でわが国において参照可能な文献を用い、「利息とは何か」の検討をすすめた。また、これとの関連において、平成18年の貸金業法制の改正に伴う問題点を検討した。この研究の成果は、「『利息』とは何かに関する序論的研究としての覚書-消費者信用における利息の制限との関連で-」クレジット研究38号(平成19年)として発表した。この論文では、「利息とは何か」という観点から、利息制限に内在する問題を指摘している。他方、各論的研究として、不法行為に基づく損害賠償請求訴訟における将来の逸失利益の中間利息控除の割合について、アメリカ・ジョージア州における議論を参考に検討をすすめた。この研究の成果は、「将来の逸失利益の算定における中間利息控除の割合一固定法定利率を採用するアメリカ・ジョージア州における議論を参考として-」金沢法学49巻2号(平成19年)として発表した。この論文では、先に、平成17年6.月14日の最高裁判決の判例解説(金沢法学48巻2号(平成18年)掲載)において主張した結論、すなわち、中間利息控除の割合を民事法定利率年5%とする最高裁判例に反対する主張に、さらなる論拠を付け加えている。なお、不当利得返還請求の際に付される法定利息について、以前にウェブ上に発表した論文「制限超過利息(過払金)返還請求権に付される利息の法定利率」を転載する際、執筆当時は参照できなかったけれども、本研究をすすめる過程で気づいた重要文献につき加筆を行った。この論文は、金沢法学49巻2号(平成19年)に掲載されている。本年度は,まず,平成18年度から継続している民事、商事法定利率の適用問題から,過払金返還請求の際の悪意の受益者の付すべき利息,及び遅延損害金の法定利率のあり方について,従来の裁判例をほぼ網羅的に収集して検討した。この検討では,この法定利息,及び遅延損害金に,商事法定利率年6分が適用されるとする下級審裁判例も多数紹介し,この法定利息に民事法定利率年5分が適用されるとする最高裁判決の考え方に反対する根拠としている。この検討結果は,クレジット研究40号に発表した。さらに,「裏の意味での利息」に関する研究として,期限の利益の放棄の際の未経過利息のあり方について検討し,従来の議論を不十分とする結論を得た。この論文では,従来の期限の利益の放棄に関する民法136条2項の議論が一回的・単発的取引を念頭に置いたものであり,近時問題が生じている消費者信用取引をはじめとする業務的・継続的取引には,直ちには妥当しないことを指摘し,このような取引に適合する法理として,取引の業務性・継続性に合致した別の法理を構築する必要性を提言している。この検討結果は,金沢法学50巻2号に発表した。なお,これらに加え,金銭の不当利得の返還義務の範囲について,運用利益と法定利息の観点から検討し,さらに,民法の改正課題として,法定利率のあり方(変動制),利息債権のあり方(単利・複利)について立法提言としての検討を行った。これらは,すでに発表原稿として脱稿し,印刷のため原稿を送付済みであり,平成20年度中に印刷される予定である。平成20年度は、平成18年度、19年度の研究成果を受け、平成19年度に発表した期限の利益の放棄に関する論文(「前稿」という)の不明確な点を補うため、その補論となる論稿を発表した。この論文では、前稿で強調しきれなかった反対説の不都合に焦点を当てた。また、研究課題の関連・展開課題として、民法改正の議論に伴う、利息法制の見直し、将来展望を検討し、法定利率のあり方について、民事・商事とも、変動制を採用すべきこと、利息については、経済の実態に合わせ、重利(複利)を基本とすべきこと、現行民法の立法時に明確に念頭に置かれなかった事例に関して、期限の利益の放棄に関する法制を整備すべきことを提言した。これらを含め、平成20年度が、本研究の3ヵ年の研究期間の最終年度にあたることから、本研究の研究成果として従来発表してきた論稿をまとめる作業を行った。この際には、本研究の研究期間以前に本研究のテーマに関連して発表した論稿、本研究期間中に本研究のテーマに関連して発表した論稿をあわせまとめた。これを科学研究費報告書として1冊に印刷・製本した。以上により、「研究の目的」に記載した究極の研究目的である「利息とは何か」の一端を明らかにすることができたと考える。
前立腺がん再燃を方向づける細胞極性制御分子のプロテオミクス解析と

前立腺がんの再燃機序を解明するため、細胞の極性に重要であるaPKCλ/ιに注目し、その発現と意義について検討を行った。その結果、前立腺がん組織ではaPKCλ/ιが高発現していること、aPKCλ/ιが高発現した前立腺がんでは早期に生化学的再発を起こしていることが明らかとなった。更に、aPKCλ/ιはIL-6の発現量を増加させ、前立腺がんを増殖させていることを明らかとした。アンドロゲン非依存性ヒト前立腺細胞株(PC-3, DU145)よりタンパク分画を抽出し,抗aPKC抗体などを用い,ウエスタン法にてそれぞれ細胞極性に関わる機能タンパク質を解析した。また,それぞれにつき2次元電気泳動法を行い,分析した。さらに,手術や生検より得たヒト前立腺がん組織及びヒト前立腺がん再燃組織をaPKCλ, PAR-3などの極性関連分子の発現の解析をウエスタンブロット法によるタンパク解析と組織染色により分析した。その結果,aPKCλの発現は前立腺がんの病態と深く関わること及び予後とも関わることが明らかとなった。前立腺癌細胞株(PC-3, DU145)はaPKC λの発言が高く,これを用いて,aPKC λなどの極性関連分子のsiRNAをNucleofectorを用いて細胞内に強制的に導入し,遺伝子発現量の抑制を行い,各細胞における形態の変化や増殖能への影響について検討を行った。その結果,aPKC λの発現を抑制すると前立腺がん細胞の増殖が抑制されること、また、これには前立腺がん細胞より分泌されるサイトカインや増殖因子が関わることが明らかとなった。現在,この機序について詳しい分析を続けている。細胞の上下左右の方向性と他細胞との相互関係を調節する一連の既知の細胞極性制御分子や未知の極性関連分子に注目し,前立腺がん細胞や前立腺がん組織でプロテオミクス解析と局在分析を行い,前立腺がんの進行のターニングポイントとなる分子異常とその病態との関係の解明を試みた。極性関連タンパクや細胞骨格関連タンパクなどの抗体を用いて,前立腺がん細胞と細胞が作る組織様構造を染色し,細胞増殖の様子やin vitro 3Dでの細胞相互の関係構築過程を調べた。また,極性制御分子の膜・細胞質での局在とその異常を解析した。手術や生検より得たヒト前立腺がん組織及びヒト前立腺がん再燃組織を用いて,aPKCλ,IL-6抗体の発現の解析及び前立腺がんで細胞極性に関わることが予想される他の分子の発現を解析した。その結果,aPKCλの発現を制限すると前立腺がん細胞の増殖が抑制されること,また,これには前立腺がん細胞よりオートクラインに分泌されるサイトカイン,特にIL-6が関わることが明らかとなった。さらに,IL-6の受容体が治療標的となりうるかどうかを特異抗体を用いて検討中である。更に,aPKCλ及びIL-6に対する特異抗体による組織免疫染色を前立腺がん組織検体に対して行い、各分子の発現量と臨床像との関連性について検討した。その結果、前立腺がん組織ではaPKCλとIL-6の発現に強い相関性が認められた。aPKCλ及びIL-6の両分子の発現が高い検体では,生化学的再発に至るまでの期間が有意に短いことを明らかとし,aPKCλ-IL-6の経路が前立腺がんの進展に重要な役割を担っていること,更に診断マーカーや治療標的となりうることを明らかとした。前立腺がんの発生や進展機構の解明のために、細胞の上下左右を決定し、維持する極性関連分子の役割について、プロテオミクス解析により解明を試みた。細胞極性を維持するために重要な分子であるaPKCの機能について、正常前立腺細胞に対して活性型のaPKCや不活性型のaPKCを発現するプラスミドベクターを遺伝子導入し、aPKC遺伝子が安定発現している細胞株を作製した。得られた細胞株を用いて、その増殖能やがん化への関与について検討した。また、その細胞株よりタンパクを抽出し、リン酸化ペプチドを特異的に検出するプロテオミクス解析を行うことにより、活性型aPKCが発現している場合や不活性型aPKCが発現している場合に変動しているタンパクのリン酸化状態について検討した。細胞の増殖能の変化について検討した結果、正常前立腺細胞株に活性型のaPKCを発現させることにより、コントロールの細胞株と比較して増殖能が高くなった。一方で、不活性型のaPKCを発現させた細胞株では増殖能がコントロールと比較して低くなった。プロテオミクス解析からは多くのタンパクの発現変動及びリン酸化状態の変化が明らかとなった。特に、がんの発生や進展に関与する可能性を持つタンパク群のリン酸化状態の変動を認めた。