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考古学発掘資料による建物の復原方法に関する基盤的研究

特に昨年度の成果を受けて再度訪れた惣利遺跡では時間をとって実際の発掘部材の詳細な検討を現場担当者らと行い、実際の建物の復原案を考えた。また京都においては、中世末から近世初頭の近畿地方の町家に問題を絞って、京都、大坂、堺、兵庫の実際の発掘成果を実際の発掘担当者にも研究会に参加していただいて比較検討を行い、近世町家の成立過程の実体をあきらかにすつとともに、問題点について議論を行った。さらに、最終年度に向けて、今回の3年間の研究の基本的な問題として縄文・弥生時代の発掘部材による建物復原方法の考察、そして中世から近世の転換期の町家建築の実体をあきらかにすることが重要であるという認識のもと、周辺のテーマも含めて研究参加者各自の研究成果をまとめるべく準備作業を行った。各地の都市およびその周辺部の開発にともなう発掘によって確認された縄文・弥生時代から中世・近世にいたるまでの発掘遺構に含まれる多彩な建物跡を、建築史研究者と考古学研究者が実際に現場に出向き、共同で建物復原方法を検討し今後の研究の基礎資料とすることが基本的な目的である。本年度は、出雲大社発掘現場(島根県)、十三湊遺跡(青森県)、豊後府内遺跡(大分県)、沖縄本島首里・浦添・名護・今帰仁(沖縄県)などの遺跡を訪れ、現場担当者との討論を行った。また、最終年度ということで草戸千軒遺跡で知られる広島県立歴史博物館で総括的な研究会を開き、博物館収蔵の発掘建築部材の検討を行い、また報告と討論による建物復原の研究成果全体のとりまとめと、今後の研究の展望を議論した。さらに、京都の古代学協会でも研究会を開き、もう一つの主要なテーマとして設定していた中世から近世にかけての町家建物変遷過程についての研究のまとめが行われた。これらの研究会における報告や討論の内容は最終的な研究成果報告書に収載される。
現代日本の庁舎建築における環境性能目標及び環境配慮手法

現在、日本では各自治体の庁舎の建替えが相次いでいる。これらの建替えに際しては、地域の特性を踏まえた上で、施設の利便性、防災性に加えて環境性能を高めることが求められている。そこで本研究では、異なる地域の複数の新庁舎建築を対象とし、自治体策定の設計計画、設計者選定のプロポーザルコンペにおける提案書、そして竣工した新庁舎建築の環境性能を比較検討することにより、「自治体側の求める環境性能」、「設計者が提案した環境性能、及び性能を達成するための手法の傾向」、そして「それらの目標の環境性能や計画段階での手法と竣工後の建物における実際の性能や実際に用いられた手法との差異や手法の効果」を明らかにする。
戦後初期の子ども・青少年を取り巻く諸問題とその取り組みに関する教育史研究

本研究では次のことが明らかとなった。(1)1946年に開始した神戸市の「方面教育」は、青少年の「不良化」防止を機に誕生した学校教師を中心とする校外教育であり、1950年代には長期欠席生徒の「救済」や安全教育へと活動領域を拡げていった。60年度からは、とくに被差別部落の子どもの長期欠席問題に対応するため、訪問教師制度が新たにスタートした。(2)千葉県の沿岸漁業地域では、1950年代に子どもの長期欠席問題が深刻化した。主に中学校において長欠対策教員や補導学級が設けられ、長期欠席生徒の家庭訪問や学習指導などが行われた。本研究は、戦後初期の子どもや青少年を取り巻く社会・生活・文化とのかかわりにおいて生起していた諸問題の歴史を、主として教育関係者の取り組みに着目して明らかにすることを目的とする。2013年度は、都市の事例として、敗戦まもない1946年5月にスタートした神戸市における校外教育、すなわち「方面教育」の誕生の背景や機構の整備過程について調査した。まず、神戸市立中央図書館において、神戸市方面教育協議会や神戸市教育委員会が発行した方面教育関係資料や、1950年代の方面教育の取り組みが叙述されている学校沿革史などを調査・収集した。また、方面教育と関連して、長欠・不就学問題などを扱った訪問教師制度(訪問教育)についても調査を進め、文献収集のほか、訪問教師の経験者に聞き取りを行った。次に、神戸市総合教育センターにおける資料調査を実施、神戸市立中央図書館に所蔵されていなかった、方面教育の実践集録や訪問教育に関する雑誌など、稀少な諸資料を閲覧・収集することができた。以上の神戸市方面教育にかかわる資料調査により、第一に、戦前における神戸保導聯盟の活動との関連の有無や、敗戦直後から1950年代にかけての方面教育の活動展開の模様が浮かび上がってきた。第二に、方面教育の展開を追うことで、神戸市の訪問教師制度の成り立ちについても示唆を得ることができた。前者に関しては、研究論文として脱稿済みである。後者に関しては、次年度以降も継続して調査を進める予定である。本研究は、戦後初期の子どもや青少年を取り巻く社会・生活・文化とのかかわりにおいて生起していた諸問題の歴史を、主として教育関係者の取り組みに着目して、総体的に明らかにすることを課題とする。2014年度は、前年度に引き続き、戦後の神戸市における校外教育、すなわち「方面教育」の取り組みと、訪問教師制度について、学校所蔵資料の調査や関係者への聞き取りを中心に研究調査を進めた。本年度は、神戸市の公立中学校3校と公立小学校1校の学校文書調査を行い、方面教育および訪問教師関係の所蔵資料を閲覧・収集した。また、1960年代における訪問教師の経験者に質問紙調査や聞き取りを行い、私蔵の関係資料を閲覧する機会を得た。さらに訪問教師制度に関連して、神戸市の「同和教育」資料についても、神戸市立中央図書館における蔵書や『神戸新聞』マイクロフィルムの調査により、入手することができた。以上の研究調査により、方面教育活動における長期欠席問題への対応や交通安全指導の背景と様相を捉えることが可能となった。とくに、神戸市における長期欠席問題と被差別部落問題の関係に踏み込むことで、学校における差別と疎外の問題を浮かび上がらせるとともに、方面教育から訪問教師制度への展開過程の中に、そうした既存の学校や教師の価値観を相対化し、変えうる契機があったことを明らかにした。前年度から本年度にかけての研究成果は、神戸史学会機関誌に研究論文として公表した。また、本年度の主な研究成果は、教育史学会第58回大会(2014年10月)において発表した。本研究は、戦後初期の子どもや青少年を取り巻く社会・生活・文化とのかかわりにおいて生起していた諸問題の歴史を、主として教育関係者の取り組みに着目して明らかにすることを課題とする。2015年度は、1950年代の千葉県銚子市および九十九里浜の漁業地域における子どもたちの労働と生活、長期欠席問題などの教育問題とその取り組みについて研究調査を進めた。第一に、公共図書館や文書館において資料収集を行った。千葉県立中央図書館では、県史および市町村史、教育委員会による長期欠席児童生徒調査統計、教職員組合関係資料、漁業関係資料などを調査・収集した。千葉県文書館では、県史収集複製資料の中から九十九里浜沿岸の漁村における労働・生活状況と米軍基地問題に関する関係資料を閲覧・収集した。銚子市公正図書館では、銚子市の歴史や市教育委員会の予算に関する資料を収集した。第二に、学校文書調査および卒業生への聞き取りを行った。漁村の子どもたちの長期欠席対策をテーマとしたドキュメンタリー映画の舞台となった、銚子市の公立中学校を訪問し、1950年代の長期欠席生徒の補導学級の設置にかかわる所蔵資料を閲覧した。また、当該学校の紹介により、同時代に補導学級の存在とそこに通っていた同級生を知る卒業生に、当時の話を伺った。以上の調査により、銚子市の漁業地域における子どもの長期欠席問題と補導学級の取り組みに関する基本資料が得られるとともに、銚子市とはまた異なる、基地問題をめぐる九十九里浜沿岸の漁村が抱える教育問題の様相を捉えることが可能となった。1950年代の漁村の子どもを取り巻く長期欠席問題をはじめとした教育問題の背景にある、政治的・経済的・社会的要因をある程度、把握することができた。学校所蔵資料の調査は当初予定していたほどには進まなかったが、予定していた学校への訪問や関係者への聞き取りなど、年度計画はほぼ予定どおり実施されている。

本研究は、戦後初期の子どもや青少年を取り巻く社会・生活・文化とのかかわりにおいて生起していた諸問題の歴史を、主として教育関係者の取り組みに着目して明らかにすることを課題とする。最終年度の2016年度は、1950年代から60年代にかけての千葉県銚子・九十九里浜沿岸の漁業地域における子どもの長期欠席問題や基地問題に関する資料収集・調査を行った。第一に、1950年代の漁村の子どもたちの長期欠席対策をテーマとしたドキュメンタリー映画の舞台となった、銚子市の公立中学校の卒業生のもとを再訪し、補完的な聞き取りを行うとともに、学校在籍当時の関連写真のコピーの提供を受けた。第二に、上述のドキュメンタリー映画の製作会社を訪問し、当該映画に関する所蔵資料数点と、映画撮影時のスチール写真などを入手した。その際、研究発表等における写真や画像使用時の注意事項や申し合わせを行った。関連して、当該映画のプロデューサーの自叙伝的著作の内容もあわせて検討した。第三に、銚子市および旭市において関連資料の調査収集を行った。まず、銚子市公正図書館および旭市役所において広報バックナンバーを閲覧し、1950年代から60年代までの子どもの長期欠席問題に関する記事等を調査した。次に、千葉県議会図書室所蔵の議事録を閲覧し、千葉県議会における長期欠席問題、基地問題、漁業問題に関する質疑応答の記録を調査した。第四に、旭市の公立中学校1校の所蔵資料調査を実施した。学校沿革誌をはじめ、1950年代から60年代にかけての当該学校の「長欠対策」関連資料のコピーを入手した。以上の研究調査により、1950年代の漁村の中学校における補導学級の研究に関する映像・写真資料の活用について実現の見通しが立った。また、千葉県の長期欠席に対する施策の経緯をより詳細に明らかにすることができた。本研究の成果は、いずれ共著として発表予定である。本研究では次のことが明らかとなった。(1)1946年に開始した神戸市の「方面教育」は、青少年の「不良化」防止を機に誕生した学校教師を中心とする校外教育であり、1950年代には長期欠席生徒の「救済」や安全教育へと活動領域を拡げていった。60年度からは、とくに被差別部落の子どもの長期欠席問題に対応するため、訪問教師制度が新たにスタートした。(2)千葉県の沿岸漁業地域では、1950年代に子どもの長期欠席問題が深刻化した。主に中学校において長欠対策教員や補導学級が設けられ、長期欠席生徒の家庭訪問や学習指導などが行われた。学校所蔵資料調査、関係者への聞き取りなど、年度計画は予定どおり実施されたため。当初計画どおりに課題を遂行する。千葉県銚子市と九十九里浜沿岸の漁業地域の子どもを取り巻く教育問題とその取り組みに焦点を当てて、引き続き調査を進める。近現代日本教育史当初計画どおりに課題を推進し、次年度は1950年代の銚子市の九十九里浜地域における子どもたちを取り巻く教育と労働・生活の実態、学校における長期欠席問題への取り組みに焦点を当てて調査を進める。2013年度に予定していた、都市に生きる子どもたちにとっての校外教育の新たな登場と戦前の取り組みとの連続・非連続について、神戸市の方面教育を事例に検討し、研究論文にまとめることができた。
バロクリニックトルクを用いた不均一燃焼場の急速混合に関する研究

本年度は昨年度に続いて,噴流火炎において火炎により生じた密度変化と乱流との相互作用によるバロクリニック渦生成過程を明らかにするために,円形ノズル上に形成される水素噴流火炎を対象として,渦粘性型乱流モデルと火炎面モデルに基づくラージエディシミュレーションを実施した.これにより,速度および各種スカラー量分布の時間変化を計算した.その結果,乱れの生成が主に燃料流内で起こることなどを明らかにした.さらに,火炎帯近傍の燃料流側に互いに反転する渦対が生じれば,これによって周囲空気が噴流内部に引き込まれ,火炎面は湾曲し,正負の渦度の極値とほぼ同じ位置に,それらと同符号のバロクリニックトルクによる渦生成速度の極値が存在していることから,火炎との相互作用によって渦対がさらに強められて,燃料-空気の混合が進行することを明らかにした.さらに,周囲流体と噴出流体の密度が異なる非定常噴流について,その空気導入過程と乱流混合機構を検討した.まず,ラージエディシミュレーションを用いて噴流密度を変化させた非定常噴流の発達過程を計算した.その結果,噴流流体の密度が小さくなっても先端到達距離はほとんど変化しないが,エントレイン空気量が減少することが明らかになった.また,噴流内部の噴出流体濃度の確率密度の変化より,密度の小さい流体を噴出すると乱流混合が抑制されることがわかった.一方,エンジンシリンダ内を模擬した高圧容器中に水素,天然ガス等の燃料を噴出した際の空気導入過程を実験的に明らかにするために,噴流によって周囲流体に誘引される流動を粒子画像流速測定法により計測した.これにより,非定常噴流における空気導入はおもに先端に生じた大規模渦によるものであり,噴流密度が小さければ,この大規模渦の発達が抑制されるために空気導入量が減少することを明らかにした.本年度はまず,噴流火炎において,火炎により生じた密度変化と乱流との相互作用によるバロクリニック渦生成過程を明らかにするために,円形ノズル上に形成される水素噴流火炎を対象として,渦粘性型乱流モデルと火炎面モデルに基づくラージエディーシミュレーションを実施した.これにより,速度および各種スカラー量分布の時間変化を計算した.さらに、同一の条件における水素噴流火炎内流動および温度分布をLDVおよび熱電対により計測し、計算結果と比較することによりその妥当性について検討した.また,数値解析結果に基づいて乱れ生成速度を求めることにより,密度加重レイノルズ応力がせん断層の燃料流側で最大となり,その結果,乱れの生成が主に燃料流内で起こることなどを明らかにした.さらに,火炎帯近傍の燃料流側に互いに反転する渦対が生じれば,これによって周囲空気が噴流内部に引き込まれ,火炎面は湾曲し,正負の渦度の極値とほぼ同じ位置に,それらと同符号のバロクリニックトルクによる渦生成速度の極値が存在していることから,火炎との相互作用によって渦対がさらに強められて,燃料-空気の混合が進行することを明らかにした.本年度は昨年度に続いて,噴流火炎において火炎により生じた密度変化と乱流との相互作用によるバロクリニック渦生成過程を明らかにするために,円形ノズル上に形成される水素噴流火炎を対象として,渦粘性型乱流モデルと火炎面モデルに基づくラージエディシミュレーションを実施した.これにより,速度および各種スカラー量分布の時間変化を計算した.その結果,乱れの生成が主に燃料流内で起こることなどを明らかにした.さらに,火炎帯近傍の燃料流側に互いに反転する渦対が生じれば,これによって周囲空気が噴流内部に引き込まれ,火炎面は湾曲し,正負の渦度の極値とほぼ同じ位置に,それらと同符号のバロクリニックトルクによる渦生成速度の極値が存在していることから,火炎との相互作用によって渦対がさらに強められて,燃料-空気の混合が進行することを明らかにした.さらに,周囲流体と噴出流体の密度が異なる非定常噴流について,その空気導入過程と乱流混合機構を検討した.まず,ラージエディシミュレーションを用いて噴流密度を変化させた非定常噴流の発達過程を計算した.その結果,噴流流体の密度が小さくなっても先端到達距離はほとんど変化しないが,エントレイン空気量が減少することが明らかになった.また,噴流内部の噴出流体濃度の確率密度の変化より,密度の小さい流体を噴出すると乱流混合が抑制されることがわかった.一方,エンジンシリンダ内を模擬した高圧容器中に水素,天然ガス等の燃料を噴出した際の空気導入過程を実験的に明らかにするために,噴流によって周囲流体に誘引される流動を粒子画像流速測定法により計測した.これにより,非定常噴流における空気導入はおもに先端に生じた大規模渦によるものであり,噴流密度が小さければ,この大規模渦の発達が抑制されるために空気導入量が減少することを明らかにした.
インフラマソーム形成におけるＮＬＲＰ３リン酸化修飾の生理的意義の解明

LPS刺激マウス骨髄マクロファージのNLRP3を免疫沈降法により回収し、質量分析によりNLRP3のリン酸化部位の同定を試みた。しかし全長のNLRP3アミノ酸配列をカバーすることは予想以上に困難であった。一方、昨年度作製したBTK-KO THP-1細胞クローンではNLRP3インフラマソームの活性化が低下していることが確認できた。一方、本研究と並行してLPS刺激マウス骨髄マクロファージ中のNLRP3の結合因子を免疫沈降と質量分析により複数同定した。その中でもF-actin調節因子gelsolinに着目して研究を進めた。Gelsolin遺伝子(Gsn)欠損J774-1細胞(マウスマクロファージ株)クローンではnigericin刺激により過剰のcaspase-1の活性化とpyroptosisの誘導が認められた。即ち、gelsolinはNLRP3インフラマソームの形成抑制因子であることが示唆された。加えて、Gsn欠損J774-1細胞ではcaspase-3の活性化も亢進していた。つまりgelsolinはマクロファージの2種類のプログラム細胞死apoptosisとpyroptosisを制御し、炎症環境下でのマクロファージ死を抑制していると考えられる。その生理的意義を明らかにするため、CRISPR/Cas9システムを用いてGsn-floxedマウスの作製に着手した。現在PCRスクリーニングにより子マウス中にGsn-floxed founderマウスが存在するか確認している。当初の目的であるNLRP3リン酸化修飾については技術的な改善が必要であるが、その一方で、LPS刺激マクロファージ中のNLRP3と相互作用する細胞内分子を複数同定した。中でもgelsolinがNLRP3インフラマソームの形成抑制因子であることを見出し、炎症環境下でのマクロファージの生存を促しているというユニークな機能を発揮している可能性を見出した。更に、その生体内での生理的意義の解明に向けて、遺伝子改変マウスの作製に着手できたため。先ず、gelsolinのNLRP3インフラマソーム形成抑制の分子機序を解明する。特にNLRP3インフラマソーム形成の場であるミトコンドリアとの関連に焦点を当てる。具体的にはNLRP3インフラマソーム活性化の際にgelsolinが結合するミトコンドリア膜上の分子を同定し、その後同定された分子の欠損J774-1細胞クローンを作製する。その後インフラマソームの活性誘導に対するプログラム細胞死を評価する。上記と並行して、Gsn-floxed founderマウスよりマクロファージ特異的Gsn欠損マウスを作製し、炎症モデル(敗血症、痛風、接触性皮膚炎)実験を施行する。野生型及びNLRP3欠損マウスと比較する。一方、腫瘍浸潤マクロファージに対する機能を解明するために、担がんマウスの作製も行う。NLRP3インフラマソーム活性化の細胞内制御因子の同定を目指して、低分子阻害剤スクリーニングを行うことにより、非受容体型チロシンリン酸化酵素であるBruton'sチロシンキナーゼ(BTK)がNLRP3インフラマソームの活性に必須の分子であることを見出した。更にマウス脳梗塞モデルに対して、慢性リンパ性白血病治療薬であるBTK阻害剤イブルチニブを投与したところ、虚血周囲部のカスパーゼ1の活性化が抑制され有意な神経学的所見の回復を認めた(伊藤らNature Communication 2015)。本研究ではBTKはNLRP3をリン酸化することでインフラマソームの活性を制御しているとの仮説の下に研究を進めた。先ず、CRISPR/Cas9システムを用いてBTK-KO THP-1細胞クローンを作成した。この細胞クローンではNLRP3インフラマソームの活性化が低下していることが確認された。更にPhos-tag Western blotによりBTKの発現消失によりNLRP3のリン酸化が低下することを見出した。そこで私達はLPS刺激マウス骨髄マクロファージのNLRP3を免疫沈降法により回収し、質量分析によりNLRP3のリン酸化部位の同定を試みた。しかし全長のNLRP3アミノ酸配列をカバーすることは予想以上に困難であり、今後はTHP-1細胞株からのNLRP3の回収を試みる予定である。一方、本研究と並行して質量分析により3種類のNLRP3結合因子を同定した。いずれもインフラマソームとの関連は報告されていないため、CRISPR/Cas9システムによりこれらの個々の因子の欠損マウスマクロファージクローン(J774-1細胞)を作成した。非常に興味深いことに、これらの因子にはNLRP3インフラマソームの活性の促進あるいは抑制因子が含まれていることが明らかになった。当初の目的であるNLRP3リン酸化修飾については技術的な改善が必要であるが、対象細胞をマウス骨髄マクロファージからヒト単球細胞株THP-1に変更する等、既に方法の改善に着手している。THP-1細胞でも骨髄マクロファージと同様にシグナル1によりNLRP3がリン酸化されることをPhos tag Western blotで確認できた。また抗NLRP3単クローン抗体のクローンを変更することにより免疫沈降の効率を改善できることが明らかとなった。一方で、NLRP3と相互作用する細胞内分子を探索することにより、これまでに知られていないユニークなNLRP3インフラマソームの形成制御因子を複数同定しつつある。これまでの検討で、これらの因子はNLRP3インフラマソーム活性誘導時のNLRP

3の核周辺部への移行に関与することが明らかになりつつある。これらはNLRP3インフラマソームの形成において新たな概念につながる可能性がある。これらの状況を総合的に判断し(2)と判断した。LPS刺激マウス骨髄マクロファージのNLRP3を免疫沈降法により回収し、質量分析によりNLRP3のリン酸化部位の同定を試みた。しかし全長のNLRP3アミノ酸配列をカバーすることは予想以上に困難であった。一方、昨年度作製したBTK-KO THP-1細胞クローンではNLRP3インフラマソームの活性化が低下していることが確認できた。一方、本研究と並行してLPS刺激マウス骨髄マクロファージ中のNLRP3の結合因子を免疫沈降と質量分析により複数同定した。その中でもF-actin調節因子gelsolinに着目して研究を進めた。Gelsolin遺伝子(Gsn)欠損J774-1細胞(マウスマクロファージ株)クローンではnigericin刺激により過剰のcaspase-1の活性化とpyroptosisの誘導が認められた。即ち、gelsolinはNLRP3インフラマソームの形成抑制因子であることが示唆された。加えて、Gsn欠損J774-1細胞ではcaspase-3の活性化も亢進していた。つまりgelsolinはマクロファージの2種類のプログラム細胞死apoptosisとpyroptosisを制御し、炎症環境下でのマクロファージ死を抑制していると考えられる。その生理的意義を明らかにするため、CRISPR/Cas9システムを用いてGsn-floxedマウスの作製に着手した。現在PCRスクリーニングにより子マウス中にGsn-floxed founderマウスが存在するか確認している。当初の目的であるNLRP3リン酸化修飾については技術的な改善が必要であるが、その一方で、LPS刺激マクロファージ中のNLRP3と相互作用する細胞内分子を複数同定した。中でもgelsolinがNLRP3インフラマソームの形成抑制因子であることを見出し、炎症環境下でのマクロファージの生存を促しているというユニークな機能を発揮している可能性を見出した。更に、その生体内での生理的意義の解明に向けて、遺伝子改変マウスの作製に着手できたため。先ず、NLRP3リン酸化の同定はTHP-1細胞株により大量のNLRP3を準備し、再度質量分析を試みる。その際コントロールとしてBTK-KO THP-1細胞クローン由来のNLRP3を分析する。一方、3種類のNLRP3結合因子に対しては既に個々の因子欠損J774-1細胞クローンは樹立が終了している。今後はこれらの因子がNLRP
GeSiSn/GeSn量子井戸を用いた高周波発振素子の開発

情報量の増大や無線通信における周波数ひっ迫問題において、ミリ波帯(30-300 GHz)の高い周波数の利用が求められている。本研究計画では、低コストなIV族系ミリ波デバイスの開発を目指し、IV族半導体GeSiSnによる格子定数整合系ヘテロ接合を用いた低欠陥で高性能な共鳴トンネルダイオード(RTD)の開発を試み、高速無線通信やミリ波センサなど今後需要の高まるミリ波通信の発展に貢献する。
コケイン症候群B群で見られる早期老化症状発症システムの解析

同一遺伝子であるCSB遺伝子の突然変異が原因となっているにも関わらず、紫外線高感受性症候群(UVsS)では日光高感受性のみを示し、B群コケイン症候群(CS-B)ではそれに加えて重篤な神経変性、運動失調、成長阻害、早老症が見られる。その原因を突止めるためUVsSとCS-B患者細胞の違いを詳細に調べた結果、(1)ヒトCSB遺伝子上のイントロン5にトランスポゾンPGBD3が挿入されていること、(2)正常細胞のCSB遺伝子座位からは、正常CSBに加え、PGBD3がエキソンとして認識されて、CSBのN端とPGBD3とが融合した形のキメラタンパク質(キメラCSB)、の2種の遺伝子産物が発現していること、(3)全てのCS-B患者ではエキソン6以降に突然変異を有しているために、正常CSBは発現しないが、キメラCSBは安定に発現していること、(4)UVsSではPGBD3より上流のエキソン2でストップコドンとなっているために正常CSBおよびキメラCSBの両方が発現していないこと、(5)正常CSBおよびキメラCSBは共に、DNAトポイソメラーゼIを含む核小体に存在するタンパク質群とほぼ同一の複合体を形成していること、の5点を明らかにした。このことから、CS-B患者で見られる神経変性や運動失調等の重篤な臨床症状は、DNAトポイソメラーゼI複合体を介する何らかの機構が原因でとなって発症するのではないかという可能性を指摘した。CSBノックアウトマウス(Csb-KO)のヘテロ遺伝子型マウスと、ヒトCSBキメラタンパク質トランスジェニックマウスとの交配により、最終的にヒトCSBキメラタンパク質を発現し、且つ、CSB遺伝子型が完全にノックアウトとなったマウスを得た。このマウスはヒトCS-B患者の遺伝子型となるので、このマウスがどのような表現型を示すかを観察した。ヒトCS-B患者では、著しい成長阻害、神経細胞の脱ミエリン化、小脳の萎縮などの症状が見られるが、作製したマウスでは著しい成長阻害などの顕著な変化は見られなかった。解剖学的な点から、今後より詳細に解析を行う必要がある。一方、マウスCSBタンパク質とヒトCSBタンパク質ではタンパク質N末端の相同性が低いために、導入したヒトCSBキメラタンパク質がマウス細胞内ではヒト細胞とは異なる挙動を示し、そのために著しい成長阻害等が見られない可能性があるので、マウスCSBタンパク質N末端を保持する変異型マウスCSBタンパク質発現トランスジェニックマウスの作製を開始した。チミングリコールを1つだけ持つレポーターコンストラクトを用いて、各細胞間のチミングリコール修復活性を測定した結果、正常、UVsSおよびCS-B患者細胞間での有意な差は見られなかった。このことから、CS-B患者における早老症の主たる原因が酸化的DNA損傷修復異常によるものではないと考えた。UVsS細胞核抽出液を用いたRNA polymerase II in vitro転写活性を測定した結果、精製したヒトCSBタンパク質を加えた場合では転写促進活性が見られ、キメラタンパク質を加えた場合では転写抑制活性が見られた。今後更に詳細な解析を必要とするが、転写異常がCS-B患者における早老症の主たる原因として指摘できると考えた。
低質な水に対する高線量紫外線消毒法に関する研究

4W低圧紫外線ランプ(アーク長10cm)と40W中圧紫外線ランプ(アーク長4cm)の両者を用い、水の紫外線処理に関して複合的に検討を行った。両紫外線ランプの大きさはほぼ同じであるため、石英ガラス製の二重円筒型紫外線照射装置(外径5cm、被照射試料120mL)を作成し、循環式あるいは一過式の流水系で流動条件を揃えた紫外線処理を行った。殺菌紫外線と呼ばれる254mmを中心波長とする紫外線強度計による紫外線線量率は、中圧が低圧の2倍程度であった。中圧ランプが、光化学反応に有効な紫外線だけでなく、可視光も放射しているためと考えられる。細菌ウイルス(大腸菌ファージQβ)の不活性化によって被照射液中の紫外線線量率を測定したところ滞留時間6秒で低圧、中圧ともほぼ同じ不活化率(2.81og)で、7500μW/cm2という数値が得られた。また、有機物への影響を調べるために、254nmの吸収が大きい二種の有機物、すなわち、生物分解性の低いフミン酸と生物分解性の高い酵母抽出物の溶液の照射を行った。両ランプを用いて実験を行った照射時間の範囲(条件により20分12時間)では、試料の吸光度は変化せず、試料が紫外線のエネルギーを吸収しているにもかかわらず、分散等の反応が進行しにくいことが明らかになった。また、紫外線照射を受けた有機物がラジカルを生じ、細菌の増殖を阻害するという報告例があるが、そのような効果も認められず、残効性の存在を示すことはできなかった。以上の結果より、中圧ランプの電力消費量が低圧の10倍程度であるにもかかわらず、水の消毒を目的とする紫外線照射においては同等の不活化率しか得られないため、消費電力当たりの消毒処理において低圧ランプの方が有利であること、低圧、中圧両ランプとも消毒と比べて数千倍の紫外線を照射しても有機物分解はあまり期待できないことが明らかになった。有機物分解が無ければ副生成物を考慮する必要が無いため、塩素よりも安全性の高い消毒法として確立する価値があることが明らかになった。
炎症性腸疾患に対して腸管保護作用を有するプロバイオティクス由来の新規物質の探索

Lipocalin2(LCN2)は腸管上皮や好中球から分泌される蛋白であり,細菌が分泌する金属キレート分子Siderophoreと結合し,細菌の鉄獲得を阻害する。その際形成されるSiderophore-LCN2複合体は,菌による免疫阻害作用や過度の炎症から細胞を保護することが知られている.しかし,LCN2と結合する菌由来siderophoreは数種類しか同定されておらず,腸管上皮におけるSiderophore-LCN2複合体の認識機構や作用機序は不明である.本研究では,ヒトに対して安全なプロバイオティクスから,LCN2と結合し抗炎症作用を発揮する結合物質を同定し,その作用機序を解明する.これによりプロバイオティクス由来物質とヒト由来LCN2による複合体形成を介した新しいhost-microbe interactionの学術分野が創造されるとともに,この複合体を用いた新規腸炎治療薬開発の基盤的成果を得ることを目的として研究を推進している.これまでに、His-tag標識リコンビナントLCN2を用いて腸管保護作用を有する乳酸菌株であるL.brevisを同定し、L. brevisが分泌するSiderophore類との相互作用を解析している。当初の予定通りに腸管保護作用を持つ乳酸菌株L. brevisの培養上清を回収した。この培養上清にLCN2リコンビナントタンパクを添加し、免疫沈降法により培養液からのLCN2結合物質の抽出実験を行った。現在、抽出したLCN2結合物質をHPLCによりスペクトラム解析を行っている。現在、それぞれの分離フラクション中に存在する分子について腸管保護作用が発揮されるかを検討しているところである。腸管保護作用を発揮するプロバイオティクス株の探索は継続して推進する。強い腸管保護作用が認められたプロバイオティクスの培養液にLCN2リコンビナントタンパクを添加し、免疫沈降法によりLCN相互作用分子を探索する。それぞれのHPLC分離フラクション中に存在するLCN2結合分子の腸管保護作用や抗炎症作用を検討していく。トランスクリプトーム解析やプロテオーム解析を行い、LCN2結合分子の腸管保護メカニズム解析を推進する。
酸素フリーな金属窒化物の反応性スパッタ製膜過程の理解と電気物性への酸素混入の効果

25W/cm^<2>の放電電力のもと, 0.050.10nm/sの堆積速度で窒化チタン薄膜が得られるような反応性スパッタの環境で,膜への酸素混入の機構を探った。この条件では,酸素分圧が1×10^<-5> Pa以下では膜にOの混入は見られない。1×10^<-4> Paを超えるとOが検出されるようになるが,放電電力をあげることでTi原子のスパッタ放出が増え,そのゲッタリング効果によって雰囲気の残留酸素は減り,薄膜の純度が上がる。ここで,放電をパルス化させると,低めの放電電力でより純度の高い膜が得られることがわかった。しかし,電力を高めるにつれ,製膜速度の伸びは緩やかとなり,大電力では直流スパッタの効率と同程度になった。窒化チタン薄膜を反応性スパッタリングで堆積させる過程で,真空環境における残留酸素および水分が不純物として混入する程度を,超高真空スパッタ装置(P<5×10^<-7>Pa,S(TMP)=70L/s)に意図的に汚染性ガスを導入することにより測定した。まず,製膜容器に一定の酸素を,背景として導入できるように改造し,10^<-6>10^<-4>Paの圧力を安定に実現することができるようになった。膜中の酸素の混入量はXPSによって評価した。N_2(純度6.5N)およびAr(純度6N)の環境で,堆積速度0.020.10nm/sの製膜を行った場合,530eV付近の01s信号は検出感度以下であった。ここで,超高真空環境に意図的背景として,10^<-5>から10^<-3>PaのO_2あるいはH_2Oを導入した。3×10^<-5>Paでわずかに01s信号が観測されるようになり,1×10^<-4>Paでは組成として数%にまで達した。また,同じスパッタ装置において,電源電力を5080Wと変えると同時に,電源を高周波(RF)と直流(DC)に替えて,プラズマ環境の効果を比較した。同じ電力で行っても,DC電源では1.62.0倍の堆積速度が得られた。これらの事実から,反応性ガスが容器壁で固定(ゲッタ)されることによる希薄化の効果と基板表面における金属原子とのフラックス比の反応速度への影響とを分離して議論することが可能となった。また,堆積した薄膜の構造をAFMおよびSEM観察を行った結果,窒化物製膜においては,基板面での物質のフラックス比だけでなく,プラズマからのエネルギー流束も大きく影響することが分かった。Ti材のターゲットから反応性スパッタリングでTiNを製膜する場合,P(N_2)=1Paに対しP(O_2)1×10^<-4>Pa程度を含む圧力環境では,TiN膜中に10%を超す0が取り込まれる。平成22年度の実験では,放電にパルス電源を用いると高密度なプラズマが形成させるので,窒素分子の励起・解離が促され,Tiとの反応が確実に進行して,0の混入が抑制されると予想した。そこで,同じ環境条件のもと,パルス放電とDC放電とで膜の組成を比較した。超高真空環境からN_2ガスを10sccm,約3.0Paの分圧環境を作り,反応性スパッタを行った。ターゲット-基板間距離を40mm,電力50WのDCとパルス放電とを比較すると,P(O_2)3×10^<-3>Paでは,DC製膜・パルス製膜ともに原子比で50%を超える酸素混入が発生したが,R(O_2)1×10^<-3>Paにおいては,パルス放電によるTiN膜の不純物量は,DCスパッタに比べて半分以下の15%にまで下がった。高密度のプラズマは,窒素の反応性が高める効果がある。一方,環境からの0混入の抑制は,ターゲット-基板間距離を短くすること,放電電力を高めること,のいずれによっても改善するものと期待できるが,実際に比較してみたところ,放電電力を高めた方が不純物減少の効果が大きかった。Ti原子の気化量が増えるとそれだけゲッタリング効果が促されて,製膜環境の酸素分圧が減ったものと考えられる。DCスパッタに比べ,パルススパッタの方が,同じ電力供給でTi気化量を稼げるので,パルススパッタ法がTiN膜の不純物抑制に効果があることがわかった。

平成22年度の成果として,環境分圧P(N2)=3.0Pa,P(O_2)=1.0×10^<-3>Paの反応性スパッタによるTiN製膜実験において,パルススパッタ技術の適用によって,対DCスパッタで半分以下,15at.%-Oとなるまでに酸素混入を抑制できることが判明した。この直接の原因は,パルス法では電力あたりのTi原子のスパッタ効率が高かったことにある。平成23年度はパルススパッタにおける放電(電力)の消費状況ををμs単位で観察し,繰り返し周波数やデューティ比を最適化することにした。周波数は200Hz,800Hz,duty比は540%,また平均電力として,45120Wを設定した。本研究で用いたパルス電源は,on時において瞬間電力が一定になるように制御される一方で,off時においても放電を維持するために-300Vをかけてある。全体での消費電力にはoff時の消費電力も積算した。一方DC電源では50,70,100Wなどを用いた。これらの放電条件のもとで,50mmの距離に設置された水晶振動子による成膜速度の測定を行った。DCスパッタでは電力の約1.5乗に比例して成膜速度は増えたのに対し,パルス法では低電力領域ではDCスパッタよりも成膜速度が大きかったが,電力の増加とともにDC法の製膜速度に近づき,100W付近では同程度となった。これはプラズマ形成に消費された電力がスパッタに有効に寄与しないまま消滅していく割合が大きくなったためである。これらの結果として,電力あたりのスパッタ粒子生成効率を電力印加方法で議論するより,その素過程であるプラズマ生成,ターゲット材料のスパッタ収率の入射粒子のエネルギー依存性,プラズマ電位などの情報が総合的に影響することがわかった。同時に,それらのいくつかを計測することに成功し,また,省電力化の工夫が結果的に酸素混入率を抑制できることが分かった。
地域産業に貢献する実践力を育成する継続可能な工学教育フレームワークの提案

本研究では,地域の産業の発展に貢献する実践力ある情報系技術人材を育成するために,次の研究プロセスを遂行する.1経験豊かな技術者を対象に,中長期的に発揮すべき汎用的技術力目標のサーベイを行う2地域で活躍する企業や技術者に対し,短期的視点での専門能力のサーベイを行う.31および2の結果に基づいて,工学部の演習科目を対象に授業実践を行い,ルーブリックに基づいた客観的な評価を行う.4実践結果について,前述の技術者からフィードバックを得ることにより,授業改善を行う.このような継続的に実施可能な教育フレームワークを確立することで,社会的要請に対応した実践力を育成する工学教育環境を実現する.本研究では,地域の産業の発展に貢献する実践力ある情報系技術人材を育成するために,次の研究プロセスを遂行する.1経験豊かな技術者を対象に,中長期的に発揮すべき汎用的技術力目標のサーベイを行う2地域で活躍する企業や技術者に対し,短期的視点での専門能力のサーベイを行う.31および2の結果に基づいて,工学部の演習科目を対象に授業実践を行い,ルーブリックに基づいた客観的な評価を行う.4実践結果について,前述の技術者からフィードバックを得ることにより,授業改善を行う.このような継続的に実施可能な教育フレームワークを確立することで,社会的要請に対応した実践力を育成する工学教育環境を実現する.
医療従事者を対象とした、さまざまなシミュレーション教育プログラムについての研究

熊本大学医学部附属病院でシミュレーション教育センターを立ち上げつつある。本研究では、これまでの研究結果をふまえた上で、当院の現状や問題点に即したシミュレーション教育プログラムを開発し、実際にシミュレーションセンターを運営する中で教育プログラムの開催を行った。具体的な活動の中で、問題点の整理を行い、教育方法の確立を試みた。院内委員会で、さまざまな分野の医療従事者を対象とした25種のシミュレーション教育プログラムを作成した。この一年間に計152回の教育プログラムが開催され、延べ1870人の参加者があった。特に開催された回数が多かったのは、看護師教育関連プログラム(47回)であり、参加者は延べ119人だった。また、心肺蘇生関連プログラムについては、13回の開催に対して、延べ442人の参加者があった。プログラムの内容に関しては、多くは、教育目標、必要物品、講習会での時間配分といった最低限の内容であった。教育者用の指導マニュアル、あるいは指導する側の人用のマニュアル・ガイドライン等の作成を含め、プログラムの充実、発展は今後の課題と思われた。各プログラム参加者の、参加直後の感想については、非常に満足度が高いことが明らかになっている。しかしながら、これが実際の診療現場でどのように役立つのか、あるいは教育効果が持続するのかどうかは不明である。今後は、実行された教育プログラムの有効性について、より客観的な評価の試みを継続して行うことが必要であろう。また、教育プログラムの中身そのものだけではなく、シミュレーション教育センターを運営する上では、機材や部屋のスケジュール調整を含め、円滑に教育プログラムが実行されるための支援は、重要な問題であることが明らかとなった。シミュレーション教育の成功のためには、教育プログラムの継続的な開発、開催はもとより、組織をあげた継続的な支援が必要であると思われた。本年度は、さまざまなシミュレーション教育プログラムを作成するにあたって、以下の事項について検討を行った。1.シミュレーション教育プログラムの開発については、(1)どの分野のシミュレーションプログラムを作るか、(2)当該シュミレーションプログラムの概要(目標)、特徴・内容(どのような技能を習得できるか)、(3)受講対象は誰か(医師、研修医、看護師、コメディカル、学生など、必要に応じた受講対象者毎のプログラムを作成する)、(4)当該シミュレーションプログラムで使用する物品は何か、などが、検討すべきポイントとして挙げられた。2.いくつかの教材(シナリオ等を含む)の作成、評価項目の作成を行った。(1)教育目標のテーマ毎に、選ばれた問題点を整理し、教育の方略として使用するシミュレーター等を選定した上で、教育プログラムを作成した。(2)教育者用のプログラム、すなわち指導する側の人用のマニュアル(ガイドライン)を作成した。これは複数の指導者が、統一した内容で教育を行う必要があるために、プログラムを実行する上で重要と思われる項目、内容などについて検討し、まとめた。3.これらの作業を進めるにあたっては、院内ワーキンググループを立ち上げ、各分野の専門家、職種の方たちに協力を依頼した。4.準備を進める中で、教育プログラムを作成する中での問題点だけでなく、運用面においても、さまざまな問題点が予想されたため、それらに対する対応についても検討を行った。例えば、使用する物品を準備する際の具体的な手順や、物品の管理.(セキュリティー)等も問題となった。
医療観察法に基づく地域処遇者の訪問看護に携わる看護師への支援方策の構築

本研究の目的は、医療観察法訪問看護に携わる看護師が抱く困難の実態を調査し、地域処遇対象者へ看護を行う看護師への支援方策を構築することである。1地域処遇対象者への訪問看護経験のある看護師を対象とし、看護師が抱く困難の内容を明らかにした。2精神科訪問看護の専門知識を有する看護師を対象とし、地域処遇対象者への訪問看護における態度を明らかにした。12の結果から、専門知識を有する看護師の態度は看護師が地域処遇対象者への看護を行う際の基本的な考え・行動となり、看護師の困難を克服する支援としての基礎資料となり得ると考えられた。本研究は、医療観察法に基づく地域処遇の訪問看護に携わる看護師が抱える困難な課題を明らかにし、訪問看護師への支援方策を構築することを目的としている。今年度は、訪問看護師が医療観察法に基づく地域処遇対象者への訪問看護や訪問看護に関連する業務において経験した困難な体験の内容を明らかにするために以下のように研究を進めた。本研究を遂行するために、研究者が所属する研究機関の倫理審査委員会により審査を受け承認を得た。研究対象者となる訪問看護師の選定を行い、訪問看護師の所属する施設への研究協力の依頼を行った。順次、研究協力の承諾を得ることができた訪問看護師に、インタビューガイドを用いて、半構造化面接法により、困難な体験を語ってもらった。研究対象者は、精神科に特化した訪問看護ステーションや精神科病院に併設する訪問看護部門に所属している看護師であった。現在、16名の訪問看護師に対して、研究協力を承諾していただき、インタビューが終了している。インタビューにより得られたデータは逐語録を作成し、訪問看護師が困難に感じたことについて語られた内容を文脈として抽出し、コード化を行っており、データの分析途中である。研究計画の予定では、平成28年度中に訪問看護師インタビューを実施し、インタビューにより得られたデータの分析を行う計画としている。現在、計画予定人数に近い訪問看護師の方々から研究協力を得てインタビューを終了しており、データ分析も実施していることから、おおむね計画予定通りと判断した。研究の第1段階として、訪問看護師が医療観察法に基づく地域処遇対象者への訪問看護や訪問看護に関連する業務において経験した困難な体験の内容を明らかにするために、医療観察法地域処遇対象者への訪問看護の経験のある看護師にインタビューを行った。初年度に研究対象者から行ったインタビューの数では、計画予定の人数に達していなかった。今年度は新たに研究対象者の候補となる看護師に研究協力を求めた。研究の協力に同意していただいた看護師は、研究計画における対象者の選定条件を満たした看護師であり、その看護師からインタビューを実施することができ、予定の研究対象者数をほぼ満たすことができた。また、インタビューを実施した全ての研究対象者からは、医療観察法地域処遇対象者との関わりで体験した困難や対象者の社会復帰を目指すこと・再他害行為を起こさないための支援の難しさを感じたこと、対象者の家族との関わりで感じた困難、再他害行為や対象者への恐怖心、看護師以外の多職種と協働して支援をしていくことの難しさなどが、インタビューによりデータとして得ることができた。インタビューにより得られたデータを逐語録にして、質的研究の手法を用いて分析を行っているところである。まず、インタビューによって得られたデータから逐語録を作成し、その逐語録から訪問看護師が困難に感じたことについて語られた内容を文脈として抽出した。そして、それをコード化し、コード化したものをカテゴリー化している段階であり、訪問看護師の体験する困難の外観をまとめているところであるが、大きく「対象者支援の困難」、「家族関係への支援の困難」、「多職種連携支援の困難」、「業務管理の困難」といった主な内容が明らかになった。前年度に予定研究対象者数を満たすことができなかったため、今年度も引き続き研究対象者からのデータ収集を行うことから始また。研究対象となる候補者の選定に時間が要したこと、研究協力を得られた訪問看護師と研究者との日程調整が進まず、インタビューの実施が予定通り進まなかったため、得られたデータの分析に取り掛かることが遅れたからである。平成29年度は地域処遇対象者への訪問看護に携わる看護師が抱く困難について、訪問看護師へのインタビューにより得られたデータの分析を完成させた。困難の内容は、医療観察法の目的達成のための看護実践に関する「対象者の観察・評価の困難」「再他害行為防止に向けた関わりの困難」「社会復帰支援の困難」、処遇制度に伴う「処遇制度の規則による支援提供の困難」「多職種連携の困難」、訪問看護運営に関する「業務管理上の困難」が明らかになり、地域処遇対象者への訪問看護における課題と考えられた。これらの課題がある中で、訪問看護師に対する支援方策を構築するために、まず、医療観察法地域処遇対象者への訪問看護における看護実践における課題に焦点を当てた。精神科訪問看護の専門的知識を有する看護師に、地域処遇対象者への訪問看護に対する態度をインタビューにより調査し、データを分析した。その結果、「病気は生活により影響される考えを基本とする」「自己決定を促す」「生活上の課題を課す」「自己の状態を自覚してもらう」「状態変化の特徴を対象者と共有する」「固有の言動を支援計画に反映させる」が明らかになった。

これらの結果は、地域処遇対象者への訪問看護における看護の基本的な考え方として示唆された。そして、訪問看護師への支援方策の基礎資料として示唆を得ることができた。また、処遇制度に伴って生じた課題、訪問看護運営に関する課題は、文献をもとに支援方策となる基礎資料を考案した。これらの支援方策の基礎資料を合わせて、医療観察法地域処遇対象者への訪問看護に携わる看護師への支援方策のための基礎資料とした。本研究の目的は、医療観察法訪問看護に携わる看護師が抱く困難の実態を調査し、地域処遇対象者へ看護を行う看護師への支援方策を構築することである。1地域処遇対象者への訪問看護経験のある看護師を対象とし、看護師が抱く困難の内容を明らかにした。2精神科訪問看護の専門知識を有する看護師を対象とし、地域処遇対象者への訪問看護における態度を明らかにした。12の結果から、専門知識を有する看護師の態度は看護師が地域処遇対象者への看護を行う際の基本的な考え・行動となり、看護師の困難を克服する支援としての基礎資料となり得ると考えられた。今後の予定として、あと数名の訪問看護師にインタビューを実施することと、得られたデータから逐語録を作成すること、そして、データ分析を完成させる予定である。現状は、医療観察法地域処遇対象者への訪問看護を行う看護師が体験した困難について、看護師にインタビューを行い、データ分析を行っているところである。今年度は、データ分析を完成させ、看護師が体験した困難と訪問看護における課題の外観をまとめ、まとめた内容をもとに、看護師への支援方策を作成する。精神看護学インタビュー予定をしていた研究対象者数に若干名満たなかったことから、インタビューにかかる旅費、インタビューにより得られたデータのテープ起こしにかかる費用として、次年度使用額として生じた。医療観察法に携わる訪問看護師への支援方策資料作成予定であったが、研究計画の遅れのため、支援方策資料作成を遂行することができなかった。そのため、資料作成に当たり、医療観察法地域処遇対象者に携わっている訪問看護師との意見交換のためにかかる旅費や謝礼、データ収集・保存にかかる費用として、次年度使用額として差額が生じた。研究対象者へのインタビューをあと数名行う予定であることから、研究協力依頼やインタビューを実施するために使用する旅費とインタビューにより得られたデータのテープ起こしのために使用する。医療観察法に携わる訪問看護師への支援方策資料作成のために、資料作成に当たり、医療観察法地域処遇対象者に携わっている訪問看護師との意見交換のためにかかる旅費や謝礼、データ収集・保存にかかる費用に使用する予定である。
細胞分化の決定過定における遺伝子調節機構

本国際共同研究にあっては、研究計画を実施する上でより研究環境の整った岡崎国立共同研究機構・基礎生物学研究所を主たる研究の場とし、相手方研究者を可能な限り頻度高く招へいして、実質的な共同研究活動を展開した。本研究では、多分化能を有する未分化細胞の分化の方向性がいかなる遺伝子機序によって制御されているかを明らかにするための基礎を確立しようとした。この目的を達成するために、脊椎動物の色素上皮細胞のレンズ細胞への分化転換系と哺乳動物の中枢神経の発生系を主要な研究対象とし、平成3、4両年度内に大略以下のような成果を蓄積することができた。○ニワトリ胚色素上皮細胞について、その分化状態の維持あるいはレンズ細胞への分化転換の調節に関与すると想定される2種の遺伝子、pP344遺伝子とpP64遺伝子を單離同定し、それぞれのcDNAの構造を決定すると共に、塩基配列を詳細に解析することによって、pP344遺伝子は蛋白質分解酵素阻害活性をもつ蛋白質をコードし、pP64遺伝子はTGF_β-結合蛋白質をコードすると推定することができた。また、pP64遺伝子はalternative splicingによって5.0kbmRNAと6.0kbmRNAとの2種のmRNAを産生することを明らかにした。一方、○免疫担当細胞の分化過程で知られているような遺伝子の再構成が、哺乳類の中枢神経系の発生過程でもおこっていることを想定させる事実を、マウスについて示した。以上のような成果を踏え、平成5年度では、研究代表者の総括の下に、各分担研究者が常に有機的協力関係を維持しつつ、研究計画に則して共同研究及び共同調査を鋭意展開し、下記の成果を納めることができた。1.色素上皮細胞の分化転換の制御にかかわる遺伝子色素上皮細胞は特定の条件下で多能的脱分化状態を経てレンズ細胞に分化転換する。pP344遺伝子は網膜色素上皮細胞に特異的な遺伝子であり、その産物はpP344cDNAの塩基配列から推定されたごとく、蛋白質分解酵素阻害活性を有する蛋白質であることが、ニワトリ胚色素上皮細胞を用いての解析により明らかとなった。次に、この遺伝子は上記脱分化状態では不活性化されており、その状態からの再分化に際して改めて活性化され、その産物は生体内では、細胞外基質の蛋白質分解酵素による分解を抑制することによって、色素上皮細胞の分化状態及び機能発現の維持に深く関与していることが示唆された。さらに、pP344遺伝子は、網膜色素上皮と発生起源の同一な虹彩及び毛様体色素上皮では全く発現されておらず、従来知られていない網膜色素上皮細胞に特異的な遺伝子であることも明らかとなった。一方、pP64遺伝子は前述のごとく5.0kbmRNAと6.0kbmRNAとの2種の転写産物を産生する。分化し安定化した色素上皮細胞は前者を主要産物とし後者をも産生するが、多能的脱分化細胞及びレンズ細胞は5.0kbmRNAを産生せず、6.0kbmRNAのみを産生する。また、両mRNAの最終産物は共にTGF_β-結合蛋白質であるが、5.0kbmRNAの産物は細胞外に分泌され、6.0kbmRNAの産物は細胞外基質と結合する。さらに、色素上皮細胞、多能的脱分化細胞及びレンズ細胞は、それぞれTGF_βを産生する。このように、pP64遺伝子の2種類の最終産物は、それぞれにTGF_βの機能を修飾することによって、色素上皮細胞及び同細胞由来の多能的脱分化細胞の分化状態の制御に深く関与していることが明らかにされた。2.中枢神経系の発生における遺伝子再構成の可能性についての検討免疫系で見られた遺伝子再構成が神経系でも認められるかどうかについて、マウスを用い特に類似した遺伝子を多数含む多重遺伝子系に焦点を紋り、検討をおこなってきた。その結果、少くとも脳領域の発生過程で、DNA組み換えや遺伝子変換がおこっている可能性を実験的に示唆することができた。また、嗅覚系について同様な検討を進め、においの分子の識別を担う受容体の遺伝子をクローン化し、それらが数百の遺伝子からなる多重遺伝子系を構成していることを明らかにしつつある。これらの成果はいずれも、細胞の分化決定の遺伝子的機構を解明する上で、非常に貴重な基礎的知見と位置付けることができ、本国際共同研究の所期の目的はほゞ達成されたと考える。○ニワトリ胚色素上皮細胞について、その分化状態の維持あるいはレンズ細胞への分化転換の調節に関与すると想定される2種の遺伝子、pP344遺伝子とpP64