hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非線形偏微分方程式の幾何と解析

当研究では準線形-階偏微分方程式の解曲面の特異点や空間次元-次元の場合のHamilton-Jacobi型方程式の粘性解のgenericな分岐の分類と言う当初の目的のうち低次元の場合をほぼ達成した。また単独保存則の方程式のエントロピー解の衝撃波の分岐を記述するための準備として幾何学的枠組みを構成し多価解の局所的分類を行った。また、粘性解の理論を、非局所的効果を含む退化方物型方程式(2階)に、空間-変数の場合であるが、粘性解の理論を拡張することに成功した。この理論はファッセト面を持つ結晶成長問題の記述に重要である。またリーマン幾何的な見地から可積分測地流を持つリーマン多様体の構造を詳細に調べ多くの新しい例をあたえた。さらに、3次元空間における回転対称領域の場合に、ギンツブルグランダウ方程式の安定解の存在を示し特異摂動領域において単独半線形放物型方程式の定常解の不安定多様体および局所不変集合の特徴付けを行った。一方、シンプレクテイック多様体へのコランク1以下のアイソトロピック写像の空間に対するトム・マザ-型の横断性定理を証明し、ある種の加群を用いて、アイソトロピック写像のシンプレクチック安定性とラグランジュ安定性のマザ-型およびア-ノルド型特徴付けを与えた。位相幾何的な成果としては、超楕円写像類群の有限体上のコホモロジーを計算する新しい初等的な道具を開発した。これらの成果は幾何学と解析学が有機的に関係しあう境界領域に関する成果であり、今後具体的にそれらの関係を通し方程式に応用していく事が望まれる。当研究課題の基礎的部分の開発を目指した平成8年度における研究目的はほぼ予定どうり達成された.さらに、副産物として様々な新事実も発見され予想以上の成果があった.以下、具体的に記す.石川剛郎はシンプレクテイック多様体へのコランク1以下のアイソトロピック写像の空間に対するトム・マザ-型の横断性定理の証明に成功した.この結果は偏微分方程式の解に現れる特異点を研究するための基本的道具となる.神保秀一はギンツブルグ・ランダウ方程式の解の安定性について決定的な進展をえた.儀我美一は曲率に依存して変化する曲面の形状の解析的研究の基本的枠組みを開発した.小澤徹は非線形シュレデインガー方程式の解の解析的性質について本質的性質を導き出した.清原一吉は測地線が積分可能になるような多様体の二つの重要な族について研究し、それらの大域的特徴付けに成功した.中井功は完全積分可能一階偏微分方程式の普遍変形理論の構成とそれに付随して現れる織り目構造の関係について新しい知見をえた.神田雄高はルジャンドル組み紐にかんする、ベネカンの不変量についての新しい性質を証明した.泉屋周一は空間一次元のハミルトン・ヤコビ方程式の幾何学的解と粘性解の特異点の関係について研究し、その特異点の分岐から粘性解の衝撃波の分岐を構成し、新しい、分岐現象を発見した.これらの研究は当研究課題の基礎的部分の構成であり、これらの成果から平成9年度はさらに様々な応用も含めて、発展的研究を継続する予定である.当研究では準線形一階偏微分方程式の解曲面の特異点や空間次元一次元の場合のHamilton-Jaobi型方程式の粘性解のgenericな分岐の分類と言う当初の目的のうち低次元の場合をほぼ達成した.また単独保存則の方程式のエントロピー解の衝撃波の分岐を記述するための準備として幾何学的枠組みを構成し多価解の局所的分類を行った。また、粘性解の理論を、非局所的効果を含む退化方物型方程式(2階)に、空間一変数の場合であるが、粘性解の理論を拡張する事に成功した.この理論はファッセト面を持つ結晶成長問題の記述に重要である.またリーマン幾何的な見地から可積分測地流を持つリーマン多様体の構造を詳細に調べ多くの新しい例をあたえた.

さらに、3次元空間における回転対称領域の場合に,ギンツブルクランダウ方程式の安定解の存在を示し特異摂動領域において単独半線形放物型方程式の定常解の不安定多様体および局所不変集合の特徴付けを行った.一方、シンプレクティック多様体へのコランク1以下のアイソトロピック写像の空間に対するトム・マザ-型の横断性定理を証明し、ある種の加群を用いて、アイソトロピック写像のシンプレクチック安定性とラグランジュ安定性のマザ-型およびア-ノルド型特徴付けを与えた.位相幾何的な成果としては、超楕円写像類群の有限体上のコホモロジーを計算する新しい初等的な道具を開発した。これらの成果は幾何学と解析学が有機的に関係しあう境界領域に関する成果であり、今後具体的にそれらの関係を通し方程式に応用していく事が望まれる.
骨形成因子複合化吸収性オンプラントの開発と矯正歯科治療への応用

骨形成因子複合化吸収性オンプラントの開発と矯正歯科治療への応用を研究目的として、インプラント材の選定と複合化のみならず、移植部位の骨形成を試み、さらに人におけるインプラント植立システムを構築した。これらの成果によって、生体為害性の少ない矯正用インプラントシステムの構築の可能性が示唆された。本研究の目的として、BMP(骨形成因子)を生体吸収性移植材料からなるオンプラント、インプラントの植立体表面に複合化することにより,歯科矯正治療専用の新しいオンプラント、インプラントの開発を目的とした。また、矯正歯科臨床において、植立技術のみならず、矯正歯科治療のフォースシステムを含めた矯正治療への応用方法を確立することも本研究の目的とした。これら一連の研究により、骨表面の自由な部位に短期間で強固な骨性結合が得られ、また、植立後直ちに矯正歯科治療の固定源として応用可能であり、矯正歯科治療後は生体内で吸収され、撤去手術の必要がない新しい矯正用インプラントが開発されることになる。これによって、患者への侵襲がきわめて軽度な歯科矯正治療専用の新しいオンプラント、インプラントを用いた矯正歯科治療システムの構築が可能となる。本年度の研究報告として、骨内で吸収されるマテリアルの検索を行った。現在までのところ生体内吸収性高分子のうち、分子量200,000のポリ乳酸が経時的生体内強度の点から最も有効であることが示唆された。また、オンプラントの形状を研究するために、ボタン型チタンオンプラントを用い、ウサギ大腿骨骨膜下へ埋入し、その骨との結合力を測定した。その結果、ボタン型チタンオンプラントは埋入あと1ケ月で矯正力に耐えうる十分な機械的強度を獲得していた。BMPについては豚および牛由来の粗精製の活性試験を行っている。さらに臨床応用を前提とした固定源としての応用技術である人への応用のための植立部位の検索をコーンビームCTを用いて行っている。また、安全で確実なオンプラント、インプラント植立のための植立手技の確立を行った。これらの実績をふまえ、次年度にはポリ乳酸を用いたボタン型オンプラントの開発とBMPとの複合化を目標とし、また、生体における最適な植立部位の確立ならびに矯正治療への応用時のフォースシステムの確立を、臨床応用を前提に行っていく予定である。昨年度までの研究結果として、骨内で吸収されるマテリアルの検索を行ってきたところ、より早期にオンプラントマテリアルと骨との勘合、接触が必要であるということが示唆された。そこで早期骨形成のための表面処理(ハイドロキシアパタイト,アルファTCP等のコーティング)についての検索を行った。現在までのところアルファTCPをコーティングしたオンプラントが最も短時間で旺盛な骨伝導能を示しており、吸収性オンプラントの表面コーティング材として最も有効であることが示唆された。また、オンプラントを骨表面に設置するためには、その前提として十分な骨の存在、修復がされている必要がある。そこで我々は骨修復材の検討を行った。矯正治療の際抜歯される歯を脱灰した脱灰歯牙基質(DDM)に注目し、骨補填材として有用か検討した。ウサギ膝関節頭部に形成した欠損に埋入し、その骨、軟骨修復能を測定した。その結果、DDMはきわめて十分な骨軟骨再生能力を有しており、オンプラント前処置の骨生成、骨修復に有用であることが示唆された。さらに臨床応用を前提とした固定源としての応用技術である人への応用のための植立部位の検索をコーンビームCTを用いて行った。これらの結果より、人上顎骨において、正中口蓋縫合部で上顎第一大臼歯と第二第臼歯間が最も骨のボリュームがあり、オンプラント、インプラントの設置に有効であることが示唆された。BMP(骨形成因子)を生体吸収性移植材料からなるオンプラント、インプラントの植立体表面に複合化することにより、矯正歯科治療のための新しいオンプラント、インプラントの開発を目的とした。加えて、オンプラントを骨表面に設置するためには、その前提として十分な骨の存在、修復がされている必要がある。そこで矯正治療の際抜歯される歯を脱灰した脱灰歯牙基質(DDM)に注目し、骨補填材として有用か検討することも本研究の目的とした。本年度の研究成果としてオンプラントマテリアルと骨との早期結合力を得るためにオンプラントマテリアルの表面にハイドロキシアパタイト,アルファTCPのコーティングを行い、ウサギ大腿骨上に設置し、その経時的骨結合強さと表面性状の変化の検討を進めた。その結果、アルファTCPが最も早期に強力な新生骨との結合を示し、オンプラント設置後のメッシュ部分に形成される新生骨形成量も大きい値を示した。この結果をもとに現在BMPとの複合化について検討を進めている。この結果は、2009年度のDental Materials Journal誌に掲載された。

また、オンプラント、インプラントを設置する部位の骨を形成しておくための新生骨形成を検討し、矯正治療の際抜歯される歯を脱灰した脱灰歯牙基質(DDM)の移植実験をおこなった。その結果、DDMは優れた骨修復促進作用を有し、オンプラント、インプラント植立前処置のための骨修復材としてきわめて有用であることが示唆された。本研究は2009年度Calcif Tissue Int誌に掲載された。さらに、抜歯窩の骨吸収を抑制することも植立部位確保のため必要であり、抜歯窩におけるビスフォスフォネート投与の骨吸収に及ぼす影響も検討した。その結果、ビスファスフォネートは、抜歯窩の骨修復の初期は抑制することが明らかとなった。この結果は、2009年度J Bone Miner Metab誌に掲載された。
タンキラーゼ特異的ポリADPリボシル化を標的としたがん治療戦略の最適化

タンキラーゼは、テロメアの伸長やWntシグナル伝達、細胞運動・浸潤といった様々ながん形質を支えるポリ(ADP-リボシル)化酵素である。我々が創製したタンキラーゼ阻害剤は、大腸がん細胞のWntシグナルを遮断し、マウス移植腫瘍の増殖を抑制する。本研究は、タンキラーゼ阻害剤の制がん効果を最大化する患者層別法もしくは併用療法を非臨床レベルで考案することを目的とする。具体的には、阻害剤の効果予測バイオマーカー、がん幹細胞に対する効果、合成致死因子、併用療法に適した薬剤を明らかにする。これらの少なくともいずれかを完遂することで、タンキラーゼ阻害剤の臨床開発の成功確率が向上すると期待される。
食品アレルゲンの経口寛容誘導活性に及ぼすポリエチレングリコール修飾の効果

【目的】食品アレルギーの対策を講じる上で、アレルゲンに対する免疫応答の効果的な抑制法の開発は意義深い。アレルゲンの化学修飾や経口投与(経口寛容)はその候補となるものであるが、両者を積極的に組み合わせて検討した例はない。本研究では主要な牛乳アレルゲンであるα_<s1>カゼイン(α_<s1>-CN)およびβ-ラクトグロブリン(β-Lg)を例に取り、ポリエチレングリコール(PEG)修飾アレルゲンを経口投与した場合、どのような免疫抑制現象が認められるのか検討した。【方法】α_<s1>-CNおよびβ-Lgをトリアジン環を介してPEG(平均分子量10,000)にて完全に修飾した。このPEG修飾あるいはnativeなアレルゲンを1群4匹のC3H/Heマウスに1回当たり0.110mgの投与量で2、3日毎に計4回非経口的(腸腔内)あるいは経口的に投与した。これらのマウスをさらにアジュバントと共にnativeなアレルゲンにて2回腹腔内免疫し、その際に誘起される特異抗体応答を酵素免疫測定法により評価した。【結果】PEG修飾α_<s1>-CNおよびβ-Lgをあらかじめマウスに非経口的に投与した場合、対照群(生理食塩水投与群)と比較して、血清中の特異抗体産生量の有意な減少が認められ、牛乳アレルゲンをPEG修飾することにより免疫寛容誘導能を付加させることができた。さらにnativeなα_<s1>-CNおよびβ-Lgをあらかじめ経口投与することにより、特異抗体産生量がその投与量に応じて有意に低下することが観察され、牛乳アレルゲンに特異的な経口寛容が誘導されることが確認され。これらの結果より類推される予想に反して、PEG修飾α_<s1>-CNおよびβ-Lgを経口投与した場合、特異抗体応答の抑制は全く認められなかった。すなわち牛乳アレルゲンの化学修飾ならびに経口投与による免疫抑制効果は容易に加算される性質のものではないことが示されたが、食品アレルギーの予防・治療法を開発するに当たり、この理由を解明することが重要となると考えられる。
マルチマイクロプローブ電極による網膜電位図の局所空間分布特性の解析

網膜電位図(ERG)の観測波形と応答部位の関連を明らかにすることは、網膜の時空間処理機能の解明や臨床でのERG検査への応用において重要な課題の1つである。本研究では、ERGの応答発生メカニズムに対して、多入力多出力による局所ERG計測実験系に関する基礎的な研究を行った。また、局所ERGを特徴付ける神経機構の解明のために、網膜神経回路の数理モデル化に関する研究を実施した。1)多入力多出力によるERGの空間分布特性の計測新たな実験系として、i)試作・開発されているマルチマイクロプローブを実装したマルチ電極アレイ(MEA)による局所ERGの計測系(多出力系)とii)液晶プロジェクションによる多入力高頻度刺激に対する網膜応答の計測実験系(多入力系)を構築した。前者により結晶成長技術により試作された新しいタイプのMEAで局所ERGを計測可能であることを示した。また後者より、電極位置ごとにERGの局所空間分布特性が推定できることが確認された。以上の実験系を組み合わせることで多入カー多出力の実験系によりより広範囲で微小な領域での網膜神経メカニズムの解析が可能になった。2)網膜神経回路のモデル化に関する研究網膜局所回路の神経機構に関する数理モデルによるアプローチのために、既に構築してきた網膜双極細胞数理モデルを用いた詳細な解析や、神経回路ネットワークモデル構築のためのシナプス伝達に関する研究を進めた。すなわち、双極細胞モデルに新たな知見を組み込んでいくと同時に、そのモデルからイオンコンダクタンスを実験中に推定する手法によって双極細胞のカリウムイオン電流の細胞種による相異の解析を進めた。また、双極細胞シナプスの情報伝達物質放出機構について、数理モデルを構築し光応答に関与する細胞内機構に関して解析した。本研究では、ERGの応答発生メカニズムに対して、結晶成長技術により作成されたマルチマイクロプローブ電極による局所ERGの直接計測と、数理モデルを使用した生理工学的アプローチにより、その生成に関わる網膜神経回路機構を解析する。本年度は、マルチマイクロプローブ電極の特徴を活かした、より微小な空間における局所ERGの計測実験系を確立した。また、局所ERGを特徴付ける神経メカニズムへの数理モデルによるアプローチのため、モデルパラメータ推定手法に関する研究を進めた。1)マイクロプローブ電極によるERGの空間分布特性の計測これまでに試作・開発されてきたマルチマイクロプローブ電極を用いたコイERGの空間分布特性を計測する実験系の構築を進めた。すなわち、多入力高頻度刺激など2次元的な刺激を提示するための輝度補正用機器、制御用のPCなどを新たに導入し、既存の網膜光応答計測実験系を変更して、局所ERG計測実験系を構築した。これにより、網膜を使った空間的マルチ入力-マルチ出力の実験にて網膜の空間情報処理メカニズムに関するデータを収集すると同時に、開発が進められているマルチマイクロプローブ電極の改良のための基礎的データを収集した。2)神経細胞パラレルコンダクタンスモデルのパラメータ推定既に構築してきた網膜双極細胞のパラレルコンダクタンスモデルを基に、そのイオンコンダクタンスを実験中に推定する手法を開発した。本手法を用いて薬物潅流時におけるイオンコンダクタンス値変化を推定したところ、その薬物によって阻害されるイオンチャネルのコンダクタンス値が低下することを検出できた。本手法を用いることで多くのサブタイプからなる網膜細胞のイオンコンダクタンスレベルでの詳細な解析が可能になるものと期待できる。本年度は、多入力多出力による局所ERG計測実験系に関する基礎的な研究を行った。

また、局所ERGを特徴付ける神経機構についての解析のために、網膜神経回路の数理モデル化に関する研究を進めた。1)多入力多出力によるERGの空間分布特性の計測本研究では多数の部位を局所的にランダム刺激して得られる多局所ERGとマルチ電極アレイ(MEA)を組み合わせた多入力多出力の実験システムの構築を目指し、位置の異なる複数の銀塩化銀電極を用いてコイ網膜ERGの多点同時計測から多局所ERGを算出した。実験の結果、電極位置に依存した多局所ERGの空間分布特性が確認され、本手法によって局所空問分布を計測可能であることが示された。研究開発が進められているマイクロプローブ電極を実装したMEAと組み合わせることで、広範囲でより微小な領域の神経回路に関する解析が可能になる。また最近試作された長さの異なるマイクロプローブを実装したMEAを用いることで、様々な網膜層の局所ERGを計測できれば、3次元局所ERGからその成分を分離できる可能性もまた期待できる。2)網膜神経回路のモデル化に関する研究網膜局所回路の神経機構に関する数理モデルによるアプローチのために、既に構築してきた網膜双極細胞数理モデルの詳細な解析や、神経回路ネットワークモデル構築のためのシナプス伝達に関する研究を進めた。すなわち、双極細胞パラレルコンダクタンスモデルを基に、そのイオンコンダクタンスを実験中に推定する手法から双極細胞のカリウムイオン電流の細胞種による相異の解析を進めた。また、双極細胞シナプスの情報伝達物質放出機構について、数理モデルを構築し光応答に関与する細胞内機構に関して解析した。
妊娠初期に診断された妊娠糖尿病に対する治療介入の有効性の検証

妊娠糖尿病(GDM)は世界的には妊娠中期以降に診断されるが,日本では治療介入によるメリットが証明されていないにも関わらず妊娠初期から妊娠糖尿病を診断し治療している.本研究では,妊娠初期にGDMと診断された妊婦に対し,妊娠初期には治療介入は行わずに妊娠24-28週で再度妊娠糖尿病の診断のための検査を行い,そこでGDMの診断基準を満たした妊婦のみに治療介入を行い,従来の治療を受けた妊婦と比較し妊娠分娩転帰にどう変化があるかを検討することで,妊娠初期からの治療介入の有効性を検証する.妊娠糖尿病(GDM)は世界的には妊娠中期以降に診断されるが,日本では治療介入によるメリットが証明されていないにも関わらず妊娠初期から妊娠糖尿病を診断し治療している.本研究では,妊娠初期にGDMと診断された妊婦に対し,妊娠初期には治療介入は行わずに妊娠24-28週で再度妊娠糖尿病の診断のための検査を行い,そこでGDMの診断基準を満たした妊婦のみに治療介入を行い,従来の治療を受けた妊婦と比較し妊娠分娩転帰にどう変化があるかを検討することで,妊娠初期からの治療介入の有効性を検証する.
教師の専門性の向上に資するリフレクションを用いた教師教育モデルの開発

本研究では、教員養成課程の学生や現職教師が、自身の教育実践における経験をリフレクションすることによって気づいた実践的な知を、従来の理論枠組みに布置していくことによって学びを深めていくリアリスティックアプローチの仕組みを教師教育に導入することで、教師の専門性を向上させることを目指した。オランダやドイツでの実施状況を調査した成果を元に教師教育の場に様々な形で導入を試みたが、とりわけ養成課程における効果を質的・量的に分析した結果、学生の学びに向かう姿勢が向上していることが明らかとなった。また、リフレクションという営みの原理的検討を行い、教育に携わるものにとってのリフレクションの必要性を明らかにした。1年目にあたる2015年度は、4月25日、6月2日、8月2日、12月19日、1月26日に大阪樟蔭女子大学において科研メンバーの研究会を実施した。これらの研究会および頻回の打ち合わせの結果を受けて、大阪樟蔭女子大学においてリアリスティック・アプローチの観点に基づく授業実践(幼稚園実習(事前事後指導)・教職実践演習・保育指導法(環境)など)を実施した。さらに、大阪樟蔭女子大学附属幼稚園の初任から中堅までの教員対象の研修会を5月23日、7月25日に実施するとともに、学生時代にリアリスティック・アプローチにおける授業を受講した卒業生が現職段階でその効果をどのように実感しているかを調査した。また、沖縄県のゆうわ保育園、神奈川県のきらり保育園の園内研修への参加、卒業生に向けての現職研修(10月24日および11月29日)を行った。11月には3名がオランダのユトレヒトにおいてKorthagen博士からリアリスティック・アプローチの研修を受講した。これらの実績を受けて、大阪樟蔭女子大学の学内において7月30日にFD研修会を、2月10日に学内研究報告会を実施し多数の参加者を得た。また、日本教師教育学会第25回大会でのラウンドテーブル、自由研究発表を行った。研究論文としては、大阪樟蔭女子大学研究紀要(計2本)、青山スタンダード論集において研究成果を発表した。大阪樟蔭女子大学での授業実践に加え、国内の保育園、幼稚園の研修などにも参加してリアリスティック・アプローチに基づく現職研修を行うことができた。この点において当初の計画よりさらに進んでいると捉えることが可能である。また、オランダユトレヒトで行われた研修に研究代表者および分担者2名が参加し、研鑽を積むことができた他、授業実践の成果とその原理的検討に関して代表者および分担者が共同で口頭発表、論文の執筆を行い、国内外に向けて発信することができた。ただし、プログラムの効果の検証は次年度以降に回すことになったため、(1)当初の計画以上に進展しているとはしなかった。平成28年度は、以下の研究を実施した。1リアリスティックアプローチを用いた教職実践演習の授業開発とその成果の検証:昨年度の実践に加え、今年度は4年間の学びの履歴と卒業後の学びへの展望を表す「学びの樹」を開発した。一連の授業実践の内容について本研究メンバー全員で日本教師教育学会ラウンドテーブル「リアリスティックアプローチを用いた教員養成の実践ー教職実践演習を中心に」を開催し、その内容を踏まえて大阪樟蔭女子大学紀要論文を執筆発表した。また、授業の成果を学生の事前事後の評価アンケートとして検証し、学会誌への投稿を行っている。2実習指導や就職活動支援などの個別的な指導場面でのリアリスティックアプローチの援用とその成果の検討:主に中山が行っている個別指導におけるリアリスティックアプローチの援用のあり方について検討し、日本保育者養成教育学会において発表を行った。3他大学、教育機関へのリアリスティックアプローチを用いたリフレクションの手法の紹介と実践:京都教育大学のメンター養成プロジェクト、立命館宇治高校の3年次授業において導入するリフレクションワークを開発し、研修、授業を実施した。4保護者理解を促す授業の開発とその成果の検証:リアリスティックアプローチと現象学の手法を合わせて、学生の保護者理解を促す授業を行い、その成果を記述分析の形で実施した。5教育的タクトの養成に関する原理的な研究:教育的タクトの養成について、ドイツ教育学や日本の古典的な教育哲学研究から示唆を得、マックス・ヴァン=マーネンの提唱する現象学的方法とリアリスティックアプローチとの融合によって教育的タクトの養成の方途が見出されるとする原理的な研究を行った。研究成果については日本教師教育学会で発表し、今後学会誌に投稿していく。8月には村井と坂田がオランダの小学校教育と現職研修の調査を行った。当初の予定に応じて研究が進捗していると言える。具体的には、リフレクションを用いた教師教育を「教職実践演習」や「教職論」、「教育原論」などの教職課程の授業で実施できるようワークを開発し、実践した。また、とりわけ「教職実践演習」、「乳幼児と教育学」(専門科目)における授業の成果を検証するために、質的並びに量的な分析を行い、論文にまとめ、学会での発表や投稿、紀要論文の執筆を行っている。研究メンバーが所属する大学に止まらず、他大学や他機関からの要請に応じて、それぞれの教員養成課程、現職研修、高校の授業などでリアリスティックアプローチを用いた授業、研修を行い、一定の評価を得ている。また、オランダの小学校教育と現職研修の状況を調査し、リフレクションの動向を知ることができた。ただし、当初、研究メンバーがそれぞれ海外におけるリフレクションおよびリアリスティックアプローチの動向を調査する予定であったが、諸事情により全員が海外調査を行うには至っていない。リフレクションにおける知の生成の原理的探究については、教育的タクトの養成という視点から明らかにする方向で研究を継続している。

ハビトゥスや日本における型の研究については次年度に持ち越すことになった。研究代表者の所属先である京都女子大学の授業、また専任、非常勤として研究メンバーが携わっている大阪樟蔭女子大学の教職実践演習で系統的に実践、検証を行った。養成課程におけるリアリスティックアプローチの導入の実際と意義については大阪樟蔭女子大学研究紀要に論文を発表した。また教職実践演習に関しては授業の開始時と終了時に実施したアンケート調査の分析をし、京都女子大学発達教育学部紀要に論文を掲載した。さらに、実習のリフレクションの質的分析を行い、現在査読論文を投稿中である。学びの樹などのツールを用いた授業実践の成果については保育者養成教育学会において発表した。現職教員、保育者への研修にも着手した。全国の保育所の主任研修や乳児保育担当者研修においてリフレクションをはじめとするリアリスティック・アプローチの手法を用いて研修を実施したほか、甲府市のかほる保育園、佐渡市の羽茂こども園において園内研修を実施した。同2園で継続的な保育のリフレクションの取り組みを実施することになり、その効果を定量的、質的に分析することになっている。養成校及び保育園での取り組みの内容と成果については平成30年5月13日に日本保育学会で自主シンポジウムを実施し、発表討議を行う。研究代表者の村井は、教師教育、保育者養成におけるリフレクションの意義について原理的な研究を続けており、最終年度にあたる平成29年は7月にポーランドで開催されたIHSRCにおいて教師教育者と実習生の関係の現象学的分析についての発表を行った。また、平成30年5月20日には全国私立大学教職課程協会第38回研究大会においてリフレクションの時間性について発表を行う。本研究の成果に関しては、「教師の専門性の向上に資するリフレクションを用いた教師教育モデルの開発」研究成果報告書を平成30年3月付で作成した。本研究では、教員養成課程の学生や現職教師が、自身の教育実践における経験をリフレクションすることによって気づいた実践的な知を、従来の理論枠組みに布置していくことによって学びを深めていくリアリスティックアプローチの仕組みを教師教育に導入することで、教師の専門性を向上させることを目指した。オランダやドイツでの実施状況を調査した成果を元に教師教育の場に様々な形で導入を試みたが、とりわけ養成課程における効果を質的・量的に分析した結果、学生の学びに向かう姿勢が向上していることが明らかとなった。また、リフレクションという営みの原理的検討を行い、教育に携わるものにとってのリフレクションの必要性を明らかにした。今後は、大阪樟蔭女子大学において引き続き研究分担者がそれぞれリアリスティック・アプローチを取り入れた授業を行う他、研究代表者が移籍した京都女子大学、分担者の坂田が移籍した帝京大学などにおいても授業実践を行っていく。また、授業実践の効果を質的、量的な手法を用いて検証するための計画を練り、エビデンスを明らかにしていく予定である。
バレット食道と食道腺癌に対する新規マイクロRNA治療の開発

食道腺がんの発生母地であるバレット食道では腸上皮化生を誘導するホメオボックス転写因子CDX2が強発現する点で正常の食道扁平上皮と異なるとされている。昨年度は、胆汁酸がCDX2蛋白のプロテアソーム分解を促進すること、およびその系に胆汁酸受容体FXRの活性化とmiR-221/222発現上昇が寄与することを、CDX2を強制発現させた食道扁平上皮細胞HET1Aを用いて示した。本年度は、miR-221/222が食道腺がんの治療標的となりうるか更なる検討を行った。またヒト食道腺がんの切除検体を用いて食道腺がんにおけるmiR-221/222の発現変化を検討した。ヒト食道腺がん細胞株OE33ではFXRアゴニスト(GW4064)への曝露によりmiR-221/222の発現量が上昇した。OE33にanti-miR-221/222inhibitorを導入すると、CDX2蛋白量が増加した。免疫不全マウス(NOGマウス)皮下に移植したOE33腫瘍塊に対し、anti-miR-221/222inhibitorを7日間連続投与すると、コントロールと比較して有意に腫瘍増大が抑制された。さらに11例の患者検体(pT1b-SM2:1例、pT1b-SM3:3例、pT2-MP:2例、pT3-Ad:5例)を用いての検討を行った。miR-221/222の発現量はバレット食道部に比して食道腺がん部で有意に高く、また食道腺がん部の発現量は深達度の進行に伴って増加した。CDX2はdysplasiaを伴わないバレット食道では共発現を認めたが、low-grade dysplasia,high-grade dysplasia,adenocarcinomaと進行するに従って共に染色性が低下した。これは食道腺がんの発生過程で、胆汁酸がmiR-221/222発現上昇を介してCDX2蛋白分解に促進的に作用することを示しており、anti-miR-221/222 inhibitorは食道腺がん内でCDX2発現を回復させ、いわばバレット食道へ再分化させることによって腫瘍増殖抑制に寄与し、食道腺がんの新たな分子標的になりうると考えられた。ヒト食道扁平上皮細胞HET1AにCDX2発現ベクターを導入した細胞(HET1A+Cdx2)を作製したところ、CDX2の導入によって細胞増殖が抑制されており、食道腺がんにおいてはCDX2が分解されることで細胞増殖が亢進していることが予想された。HET1A+Cdx2に対し、胆汁酸を曝露すると細胞増殖は有意に促進され、p27^<KiP1>発現低下を伴ってCDX2蛋白量が減少した。核内胆汁酸受容体であるFXRのアゴニスト刺激でも同様の現象が認められた。胆汁酸によるCDX2蛋白の減少はproteasome阻害薬により遮断され、胆汁酸はHET1A+Cdx2においてCDX2のproteasome分解を促進することがわかった。さらにp27^<KiP1>の翻訳を抑制することでoncomiRとして機能することが知られているmiR-221/222に注目した。HET1A+Cdx2ではコール酸ないしFXRアゴニスト曝露によりmiR-221/222発現は上昇した。またpre-miR-221/222 Precursorを細胞内導入することでFXR刺激をせずともp27^<KiP1>の発現低下とともにCDX2蛋白分解が促進され、一方anti-miR-221/222inhibitorを導入するとコール酸曝露下でもCDX2分解が誘導されなかった。よって胆汁酸はFXR活性化とmiR-221/222発現亢進を介して、食道細胞におけるCDX2蛋白分解を促進させると同時に細胞増殖を亢進させることがわかった。これは胆汁酸が、CDX2の機能を抑制、すなわち細胞の分化段階を未分化な形質へとシフトさせる作用を有していることを示唆しており、この機序がバレット食道の悪性転化に関与すると考えられた。免疫不全マウス(NOGマウス)

皮下に移植したOE33腫瘍塊に対し、anti-miR-221/222inhibitorを7日間連続投与すると、コントロールと比較して有意に腫瘍増大が抑制された。さらに11例の患者検体(pT1b-SM2:1例、pT1b-SM3:3例、pT2-MP:2例、pT3-Ad:5例)を用いての検討を行った。miR-221/222の発現量はバレット食道部に比して食道腺がん部で有意に高く、また食道腺がん部の発現量は深達度の進行に伴って増加した。CDX2はdysplasiaを伴わないバレット食道では共発現を認めたが、low-grade dysplasia,high-grade dysplasia,adenocarcinomaと進行するに従って共に染色性が低下した。これは食道腺がんの発生過程で、胆汁酸がmiR-221/222発現上昇を介してCDX2蛋白分解に促進的に作用することを示しており、anti-miR-221/222 inhibitorは食道腺がん内でCDX2発現を回復させ、いわばバレット食道へ再分化させることによって腫瘍増殖抑制に寄与し、食道腺がんの新たな分子標的になりうると考えられた。当初より注目していたみR-221/222がCDX2を発現する食道上皮(バレット食道食道腺がん)の分化度を制御していることを示す新知見が得られ、食道腺がんの新規治療標的となる分子を同定し得た点で、研究の目的に合致した成果が着実に得られている。食道腺がん細胞株OE33において、FXRアゴニストがmiR-221/222発現を増加させるか否かを検討する。またOE33におけるanti-miR-221/222 inhibitorによる抗腫瘍効果をin vitroで検討する。さらにOE33の腫瘍細胞塊をNOGマウス(NOD/Shi-scid,IL-2RγKOマウス)の背部皮下に移植した系でもanti-miR-221/222 inhibitorによる抗腫瘍効果を検討する。またバレット食道および食道腺がんのヒト検体におけるmiR-221/222,p27^<KiP1>,CDX2発現の相関についても検討する。
学際的海洋教育の体系化研究

海洋問題を総合的に俯瞰し、その解決能力を備えた人材が求められている。しかし現状は、大学ごと或いは専門領域ごとの認識共有はあるとしても、全体を貫く体系は不在である。そこで本研究では対象となる海洋問題を列挙し、個々の問題のなかの学問的つながりを明示し、大学のシラバス案を作成した。併せてアナロジーとして諸外国の事例や、小中高等学校と連携を調べたうえで、海洋問題と解決策の類型を一般化した。当初計画では、H23年度に1)今日の海洋問題の整理、2)分野横断的内容と連関性の把握を予定し、H24年度には3)現場体験の有効性に関する検討および4)検討結果の公開、に取り組む予定だった。しかしH23の積み残しがあったため、H24年度は2),3)および4)に取り組んだ。2)の分野横断的内容と連関性に関しては、次のa),b), c)の観点から調査した。a)国内の学際的教育・研究の取り組み方調査、b)諸外国の取り組み調査で、およびc)学際的教育の延長上にある産業界のニーズを検討することである。a)においては、全国で水産・海洋系の学部・学科をもつ31大学を対象に大学が公表した教育目的を整理・分析したところ、95%の大学が横断的教育に取り組んでいた。しかし、認証評価機関に横断的教育が評価されていた大学は83%で、評価される側とする側に差のあることが分かった。b)については、Southampton大学を訪問し、英国における伝統的教育体系と学際的教育の関係を調査した。調査の中でEUで実施されているSOCRATES、Marie Curie、SETなどのプロジェクトの情報提供を受けた。またH23に調査した台湾の大学の領域横断的海洋教育に、カナダと豪州の教育動向加えて比較検討した。c)は、学際教育の有効性の把握を産業とのつながりの観点で調査することとした。しかし海洋産業自体が十分に定義されておらず、統計状の課題に直面したので、H24は学際的海洋教育を受けた人材が活躍できる産業の範囲を国際標準産業分類(ISIC)および日本標準産業分類を基礎にして整理した。3)の現場体験の有効性の研究については、東京大学と米国大学の共同セミナーを通じて、異なる文化と言語の学生と現地調査・議論させることで現場体験の有効性を検討した。4)については、公表およびそのための準備を整えている。海洋問題の解決のために、専門分野を越えた総合的な俯瞰力をもち、問題解決能力を備えた人材が求められている。しかし大学ではそのような専門家の養成が始まったばかりで、大学や専門領域の壁を貫く体系的理解は不十分である。そこで本研究では大学における学際的海洋教育の推進に必要な項目として、海洋問題(教育題材)の列挙、題材ごとの関連性の明示(教育内容)および解決策の類型(一般化)のまとめ、を選定し、海洋教育の取り扱い方を体系的に整理することにした。併せて、アナロジーとして諸外国の事例や小中高等学校と連携を調べ、その有効性の検討を試みた。実際に教育題材の列挙では、関連資料を用いて約1000件の海洋問題を洗い出し、それらを海洋基本法の理念に合わせて、再整理した。これまで、水産や海運など、個々の問題を列挙・整理する試みはあったものの、学際的海洋教育のためのる問題を全体的に扱う例はなく、本研究はその先鞭を果たしたといえる。続いて、問題を分野横断的・統合的に取り組む姿勢を醸成するため、代表的な問題の解決策を連関図によって明示した。ここでは同じ問題についても、複数の教員の視点で複数の連関図を作成し、海洋問題の多様さを強調した。さらに人と海のかかわりを柱にして、海洋問題のパターンの類型化を通じて、前述した1000課題を14の類型にまとめることができた。いずれについても、前例がないので新たな視点の提供という意味で意義深いと考える。さらにアナロジーとして、諸外国における教育推進の方向性と比較し、本研究の独自性を確認するとともに、共通性の存在を確認した。これらの研究に基づき、最終年度には8件の論文発表および3件の学会口頭発表を行い、、研究内容の周知に努めた。論文発表のうち3件はHPにおける発表であるのは、膨大な量の生データを広く公開することができるからである。生データの公開も本研究の大きな成果と考えられる。本研究の当初研究計画では、平成23年度には1)今日の海洋問題整理、2)分野横断的内容と連関性の整理を予定した。今日の海洋問題とは、国連海洋法条約の発効により海洋の新しい秩序が生み出した課題を意味するものである。すなわち、従来型の整理では解決し得ない領域横断的な課題と言い換えられる。本年度はこの今日的課題を、より具体的に示すため、官公庁等で発行する白書や業界団体の発行する資料および学術論文をもとに海洋問題をリストアップし、それらを従来型と今日型に区分し、さらに分野横断的視点から整理を試みた。

この作業を通じて、概ね7系統の問題に集約されることが分かった(但し、今後の微修正の可能性は残る)。これらは広報資料として印刷配布している。他方、分野横断的内容の連関性については、前述のようにリストアップされた海洋問題のそれぞれのつながりについて連関図を作成しながら検討した。現在約20ケースの海洋問題を関連付けて図示している。しかしながら個々の問題の関連性については、主観的な判断が伴うものである。そこで客観性を保証するため、他分野の有識者のコメントを求めるとともに、海外動向調査を行い、本研究の位置付けを確認することとした。海外動向は、既存の文献による調査、直接資料を取り寄せた大学のシラバス分析および訪問・面談による調査を行った。直接資料を取り寄せたのはロードアイランド大学(米国)、訪問したのは中華民国の中山大学、国立海洋大学、台湾師範大学、海洋技術大学、国立体育大学とした。資料や面談結果については現在解析中である。概要と一部重複するが、平成23年度に1)今日の海洋問題の整理、2)分野横断的内容と連関性の把握を予定し、平成24年度には3)現場体験の有効性に関する検討、および4)検討結果の公開、に取り組む予定だった。しかし昨年度に積み残しがあったため、本年度は、2)、3)および4)に取り組んだ。2)については、概ね終了したが、b)諸外国の取り組み調査に関する現地確認作業を残している。またc)産業界のニーズに関しては区分した段階に留まっており、本年度は産業界のニーズを調査する予定であることから概ね80%の進捗である。3)については引き続きサマーセミナーに参画しつつ、学生アンケートなどを実施し、現場体験の有効性に関するデータを蓄積させる必要がある。まだ他にも考えうる調査対象があるので、達成状況としては60%である。4)については、査読論文2編、査読なし論文2編、調査研究データのHP公開(東京大学のHPを利用する)、学会発表2件を予定している。多くは原稿が仕上がっているので、達成率としては70%である。また現在出版社との打ち合わせを通じて出版の機会を伺っている。交付申請書に記した本年度の目標の一つ1)今日の海洋問題の整理、については概ね作業を終了することができた。ただし、全体の作業を終えた時点で、各分野の整合をとるうえで微調整が必要である。2)分野横断的問題の連関生の把握、については現在作業中であるが、当初の想定よりも多項目にわたることが判明し、50%の進捗にとどまっている。一方で広報資料の制作については、次年度分を前倒しにして終了させた。個々の研究課題については当初計画と比して著しい遅れはなく、ある程度計画通りと考えている。しかしながら、個々の調査を総合的にまとめる段になると、研究を進めるうちに新しい事実やより効果的な方策が出てきたため、統合化の方法の再検討を予定している。統合化に関しては、外国の事例を参照、東京大学のHPを用いてデータ公開、有識者との面談などを通じて、様々な分野の意見を吸収しながら検討していきたい。本年度に積み残した、分野横断的問題の連関生の把握、について引き続き作業を進めることとし、本年度前半に終了させたい。交付申請書に記した本年度予定研究である、現場体験の有効性に関する検討、および検討結果の検証については、当初計画通り終了させることとしたい。
物理的に設計可能な蛋白質フォールド空間の解明：理論と実験的検証

本研究は、「タンパク質の天然構造として存在することができる条件」を明らかにする事を目指すものである。これを理解するための戦略として具体的には、例題として4本βストランドからなるフォールドを対象にし、以下の二つの課題に取り組む。(1)物理的に設計可能なフォールドの条件を、データベース解析、シミュレーション、および理論を用いて明らかにする。(2)本研究で提案する設計可能なフォールドの条件の妥当性を批判的に検証するために、設計可能と予測されたフォールドの中で、データベースに未だ存在しないフォールドをもつタンパク質を合理設計し、実際に合成し構造決定まで行う。
赤外自由電子レーザーを用いる同位体分離法

赤外自由電子レーザーを用いた同位体分離は本レーザーの特徴を生かした優れた応用例の一つである。研究分担者の所属するグループでは同体分離を初めとする気相中での赤外レーザーによる多光子解離の機構の解明とその応用分野の開拓を目指して研究を進めている。平成14年度その応用例として異性体分子の赤外自由電レーザーによる分離を試みた。1,3-及び1,4-B is (Trifluoromethyl)benzene分子の混合物中においてどちらか一方の分子のみを選択的に多光子解離して別の物質へと変化させることにより互いに似通った物性を有する分子を分離することに成功した。しかしながら、その反応機構の解明や高選択的に分離が行われる条件についてはまだ詳しく調べられていなかった。平成15年度は引き続き異性体分離のテーマに注力した。まず、異性体分離を行う際の自由電子レーザー光の波長依存性について調べそれぞれ、異なるレーザー照射波長において解離選択性の最大値を持つことがわかった。また、レーザー照射強度依存性及び照射される異生体分子混合物の圧力依存性などを調べ、1,3-異性体が1,4-異性体よりも高レーザー強度、高圧力条件下でも選択的解離が行えることを明らかにした。さらに、各異性体の解離機構についても実験的なアプローチで解明を進め、-CF2及び-CF3が分子より脱離する過程が同程度の割合で進んでいることがわかった。特に-CF2が脱離する過程はC-F-Cという3中心遷移状態を経由した反応であり基礎科学としても興味深いものであると言える。これらの研究を通じて、赤外自由電子レーザーを用いた異性体分離が非常に高選択的な分離手法であり、医薬品を初めとする高付加価値でかつ分離が不可欠な用途に対して有効な手法となりうることを示せたと考える。今後を本技術を広く知ってもらいニーズとのマッチングをとることが重要であると考える。赤外自由電子レーザーは高強度・波長可変という特徴を有する光源である。この特徴を生かした応用のひとつとして同位体分離がある。現在、研究分担者の所属するグループでは平成13年度に作業物質PhSiF_3に自由電子レーザー光を照射することでSi同位体が効率よく分離できることを確認した。平成14年度は研究分担者が中心となって、平成13年度に発見したSi同位体分離用作業物質PhSiF_3のFELによる解離機構の解明のための実験および同様の赤外多光子解離を利用した異性体の分離に関する研究を行った。まず、作業物質PhSiF_3のFELによる解離機構の解明においては解析することにより解離生成物をその蒸気圧特性の違いを利用して、液体窒素トラップ等で分離し、四十極質量分析器及びFT-IR分光光度計で分析することにより当初、C-SiF_3結合の解離による反応のみが起こっていると考えていたものが実際にはフェニル基からの水素の脱離反応等も絡んだより複雑なものであることが明らかになった。また、同様の赤外多光子解離の原理に基づき1,3-及び1,4-Bis(Trifluoromethyl)Benzeneの一方を選択的に多光子解離し、分離する実験に成功した。解離生成物としては気相中にC_2F_6及びC_2F_4が生成されていることが明らかとなった。また、各異性体の解離速度の波長依存性は大きく異なっており、パラ異性体は波長依存性が鈍く、解離速度が低く、メタ異性体は波長依存性が顕著で解離速度は速いという興味深い結果も得られている。これらの結果は各異性体の分子構造の違いやそれに伴う極性の違いなどに起因しているものと想像されるが、これら機構の解析は今後の課題である。平成15年度はさらに分子の赤外レーザによる異性化反応等の実験を行うとともに、これまでに行ってきた実験から得られた結果を解析することで中赤外レーザによる特有の化学反応の誘起及びその利用の可能性について調べていく計画である。

これらの研究を通じて、赤外自由電子レーザーを用いた異性体分離が非常に高選択的な分離手法であり、医薬品を初めとする高付加価値でかつ分離が不可欠な用途に対して有効な手法となりうることを示せたと考える。今後を本技術を広く知ってもらいニーズとのマッチングをとることが重要であると考える。
数理モデルと機械学習を組み合わせたスモールデータ処理基盤技術の構築

本研究では,多数の学習サンプルを得ることが困難な生命系現象を対象に,少数の未整理かつ分散の大きいデータから適切な学習サンプルを構築する手法,および少ない学習サンプルでも過学習を起こさず汎化能力の高い学習アルゴリズムを確立することを目的とする.具体的には,研究代表者が関与したたんぱく質発現量からの食品機能性(複数のがん抑制活性)推定を題材に,生命活動を反映した数理モデルにより生成した学習サンプルと,ベクトルの要素を波のサンプル点と見做した距離関数を導入した拡張重み更新型自己組織化マップを併用することで,高精度かつ汎化能力の高い学習モデルの確立を目指す.本研究では,多数の学習サンプルを得ることが困難な生命系現象を対象に,少数の未整理かつ分散の大きいデータから適切な学習サンプルを構築する手法,および少ない学習サンプルでも過学習を起こさず汎化能力の高い学習アルゴリズムを確立することを目的とする.具体的には,研究代表者が関与したたんぱく質発現量からの食品機能性(複数のがん抑制活性)推定を題材に,生命活動を反映した数理モデルにより生成した学習サンプルと,ベクトルの要素を波のサンプル点と見做した距離関数を導入した拡張重み更新型自己組織化マップを併用することで,高精度かつ汎化能力の高い学習モデルの確立を目指す.
セリウム化合物の高濃度近藤状態,及び重い電子状態における電子密度分布の研究

本研究は、科学技術庁無機材研所に設置してある極端波長フォトン発生装置と4軸回折計システムを使用して単結晶X線回析実験を行い、多くの構造因子を測定し、通常の構造解析やマキシマムエントロピー法によりCe化合物の4f電子の局在性・非局在性を評価することである。そこで、シリコン(Si)、ダイヤモンド(C)及びゲルマニウム(Ge)について短波長X線高分解能電子密度分布の解析を行い、sp^3共有結合の殻の違いによる変化の詳細を明らかにすると共に、これにより、システムが正しいとの評価を下せた。また、4f電子を1個含むCeB_6と含まないLaB_6及び、4f電子の半閉殻を持つGdB_6について、温室にて、高分解能電子密度分布の解析を行い、4f電子数に伴う変化を定性的に示すことができた。解析に対して最も影響が大きいB-B間の共有結合の電子密度分布が、含まれるランタノイド原紙によらずほぼ同じであること、4f電子を含まないLaB_6によりランタノイド原紙の非調和熱振動の見積もり、4f電子の数の増加によるランタノイド収縮の電子密度分布における影響の見積もり、ランタノイド原子のイオン性の評価などを行い、Ce原子に伴う4f電子密度分布を合成した。
ガンクリオシドによるシナプス伝達機能の調節

コリン作動性節前神経末端が交感性節後ニューロンと、シナプス結合している上頚交感神経節(SCG)を、成熟白鼠より摘出して生理溶液中で好気的にincubateしながら、脱分極性神経伝達物質(ACh;0.1mM)を作用させると、神経節のCa^<2+>依存性変指標酵素のトランスグルタミナーゼ(TG)活性は、急速(数分以内)に著明(数倍)に増強した。一方、過分極を生じさせる交感性伝達物質(NE;0.05mM)の添加により、SCG内TG活性は逆に急速かつ有意に抑制された。そこでこれら神経伝達物質によるシナプス刺激がSCG内のTG酵素の活性化あるいは抑制化をひきおこす細胞レベルでの局在を深るため、節前神経切断術(denervation)または節後神経軸索切断術(axotomy)を実施して、1週間経過後にそれぞれ節前神経変性または節後ニューロン脱落と周囲のグリア細胞の反応性増殖をひきおこした標本を作製して、各標本で種々の刺激に対するTG活性化の変動を検討した。(1)Denervation後のSCGでは、ACh添加によりTG活性は増大するが、NE刺激により酵素活性は減少した。組織化学的検索でシナプス部に濃縮して存在するガングリオシド(GM1)は、合成シアル酸コレステロール(SC)と同様に、非手術SOG内TG活性を短時間以内に著明に増強することを昨年度報告した。節前神経末端が消失しているdenervated SCGにGM1やSCを作用させても、SCG内TG活性には全く変動が認められなかった。(2)axotomy後のSCGではやはり非手術標本により程度は少ないが、神経伝達物質添加により神経節内TG活性は全く変化しなかった。しかしGM1やSCは脱分極剤と同様にSCG内TG活性を増強させた。これらの実験成績から、神経伝達物質は節後ニューロン膜のreceptorに作用して急速にTG活性の変動を生じさせるのに反して、ガングリオシドのシアル酵残基はむしろ節前神経末端に作用し、それらのTG活性を増強する結果、伝達物質放出を調節してシナプス伝達機能を修飾していると考えられた。
亜鉛フィンガー融合型組換え酵素による革新的な野生型遺伝子ノックアウト法の開発研究

テロメアは細胞増殖に伴い短縮され細胞分裂ができなくなる。しかしがん細胞はテロメラーゼの活性化してテロメアを維持している。テロメラーゼ活性はhTERT promoterの発現と相関していることからhTERT promoter領域を標的としたZFNによる反応を試みた。hTERT promoterのがん細胞における転写活性を測定した。Firenyluciferase reporter plasmidの上流にクローニングしたhTERT promoterを挿入した。Transfection後48時間の細胞からluciferaseの発光強度を測定したところhTERT promoterの長さの差異が転写活性に影響を及ぼした。hTERT core promoterの上流、下流を標的とした5-fingerを有するZFN遺伝子を作製し、Us7,Us8ペアおよびDs7,Ds8ペアともにin vitroにおける切断を確認した。さらに細胞内における切断反応の評価を行った。HEK293細胞内にreporter plasmidおよびZFN expression plasmidを導入し、reporter plasmidの切断によるluciferase発光強度を比較した。標的配列を含むhTERT promoterを有するpGL3 vectorおよび標的配列を含まないCMV promoterを有するpcDNAvectorの二種類のZFN expression plasmidsを用いた。二種類を比較することでZFN expression plasmid中の標的配列の有無によるdonor plasmidの切断効率と発現効率の相関を検討した。細胞内におけるreporter plasmidの切断反応の評価ではCMV promoterを有するZFN expression plasmidを導入した場合の方がhTERT promoterをZFN expression plasmidを導入した場合よりも切断効率が高いことが明らかとなった。またHEK293細胞へZFN expression plasmidをエレクトロポレーションにより導入し、ゲノム上での切断反応を行ったところ、目的のゲノム上で切断が起こったことをsurveyor nuclease assayおよびシークエンス解析により確認した。hTERT promoterによるがん細胞特異的なZFNの発現および自己切断における発現制御が可能となれば治療に向けた利用が期待される。ジンクフィンガー(zinc finger;ZF)は約30アミノ酸が亜鉛イオンを配位してββα構造を形成する。αヘリックスの-1,3,6番目のアミノ酸残基の側鎖がDNA3塩基に結合することから、ZFを組み合わせることで標的DNA配列の特異的な認識が可能になる。この特徴を利用しZFをDNA切断酵素FokIのDNA結合ドメインとした人工DNA切断酵素のジンクフィンガーヌクレアーゼ(zinc finger nuclease;ZFN)の創製が可能である。本研究ではZFNをがん細胞特異的に作用させ、がん細胞の増殖に関わる遺伝子のノックダウンシステムの構築を目的とした。現在のがん研究においては分子レベルでの治療法を視野に入れた研究が行われている。その標的分子機構の一つとしてがん細胞染色体末端のテロメアにおけるテロメラーゼの発現上昇が挙げられる。がん細胞中でのテロメラーゼ活性の低下は、がん細胞の増殖を抑制する可能性がある。テロメラーゼは染色体3'末端にTTAGGG配列を付加させる酵素であり、主に触媒サブユニットhTERTと鋳型となるRNAサブユニットから構成される。がん細胞内では(1)hTERTプロモーターの活性化(2)hTERT遺伝子の発現(3)テロメラーゼ活性化という経路が成立している。そこでがん細胞特異的なタンパク質発現システムとしてテロメラーゼの利用を思い立った。hTERTプロモーターはがん細胞特異的に活性化しているため、hTERTプロモーターの下流にZFNを発現させることができる。発現したZFNはゲノム上のhTERTプロモーター領域2ヶ所で切断反応を起こし、hTERTプロモーターを除去することでがん細胞特異的な増殖抑制を目指す。標的配列に結合するZFを構築した後にFokIを融合させたZFNの切断活性を試験管内で解析した。活性をもつZFNペアを見出したので、現在は細胞内での切断反応を評価している。hTERT promoterによるがん細胞