hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
関節炎におけるT細胞分化可塑性の意義の解明と治療法の開発

本研究によりT細胞-滑膜線維芽細胞-RANKLが関節炎の骨破壊の主軸の一つとなることが示された。今後のさらなる分子機構の解明はRAの骨破壊のメカニズムの理解と治療法の開発に貢献するものと考えられる。申請書に記載した関節炎誘導性T細胞を用いたマイクロアレイ解析が順調に進行し、候補遺伝子のクローニングの開始とスクリーニングの実験系の確立を行うことができたため、一定の研究成果を上げられたと考えられる。今後は、複数の候補遺伝子の遺伝子欠損マウスの作成を継続して行うとともに、遺伝子欠損マウスから単離したT細胞を用いて分化可塑性を評価するとともに様々な自己免疫疾患を誘導することで生体内での評価を行う予定である。免疫学29年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、確立したスクリーニング系を用いてTh17/TregバランスやT細胞の分化可塑性を制御しうる因子をスクリーニングし、得られた因子に対して遺伝子欠損マウスや抗体の作成に着手する。申請者が本年度途中に産休を取得し研究が一時中断となったため。29年度が最終年度であるため、記入しない。予定していたプロジェクトの打ち合わせが次年度に延期となったため。遺伝子欠損マウスの作成と解析を継続して行う予定である。プロジェクトの打ち合わせにかかる交通費や実験のための消耗品の購入などに使用する予定である。
マルチプレイ型人工学級ゲームシステムの開発

本研究では,学級いじめ問題の解決のために,人工学級ゲームを提案した.複数のプレイヤがプレイする(マルチプレイ型)と,23時間を要しプレイヤが飽きるようになる.一方で,一人のプレイヤがプレイする(シングルプレイ型)と他者がすべてエージェントのために本気でプレイしないという問題があった.この問題を解決するため,他者の半分はプレイヤであると騙し,シングルプレイ型ゲームで実験を行った.その結果,実験参加者は本当に他者がプレイヤであると騙された.特に排除行動を仕返して来たり,包摂拒否したり,合理的でない行動を採る者を他のプレイヤだと認識した.複数のプレイヤがマルチプレイ型ゲームに参加するため,サーバマシンの上でJavaScriptとNode.jsを用いてプログラミングを行った.最初に活動者が選択され,続いて活動者の好みに合わせて対象者を選択し,活動者から対象者へは,同調,包摂,卓越,排除の4種のいずれかの行動がなされる.この相互作用の結果,各プレイヤが所持する「価値」の内容が変更され,似た価値を所持するプレイヤ同士が友人となり,他者と価値を共有できないプレイヤが潜在的いじめ被害者となる.人間プレイヤが参加するので,人工学級のインタフェース画面の設計を行った.当初はフリー素材を用いていたが,個性を出すためにアバターや趣味画面,背景の教室画面のデザインを行った.行動を起こしたことがプレイヤにフィードバックされるよう,各種行動の後に動画アニメを挿入した.ゲームそれ自体は完成の域に達したと考える.研究室内のLANにおいて,試験的に10人のプレイヤが人工学級ゲームをプレイすることに成功した.ゲーム中,特に不具合は発見されなかった.続いて,学外からサーバにアクセスして人工学級ゲームをプレイした.ところが,特定のプレイヤのインタフェース画面がフリーズし,その影響が全プレイヤに波及して,ゲームをやり直すことが2度発生した.現状ではフリーズの原因が明らかではない.LANではそのようなバグが発生しなかったことから,ポートを経由したインターネットプログラミングが原因と考えられる.また,プレイヤとエージェントからなる人工学級ゲームも作成し,エージェントには頻度依存行動や行動連鎖(行動反射)をプログラムした.プレイヤは選択に時間を要するが,エージェントの行動は瞬息のため,どのアバターがプレイヤでどのアバターがエージェントなのか一目瞭然であった.この問題を解決するためにエージェントの行動を遅らせる必要がある.平成27年度はサーバ上で人工学級ゲームをプログラムする計画だったので,おおむね順調に進展している.本研究の目的は,学校いじめ問題に関して,工学的アプローチから解決を目指すものである.具体的には,コンピュータの中に,自律的に行動を起こす生徒エージェント(プログラム)を複数設計し,それらの相互作用から学級全体での様子を観察し,もしもいじめに似た現象が観察されるなら,それを制御するためのパラメータを導き出すことである.この目的を実現するために,実際の人間がどのような行動をするかを計測しなければならない.そこで,人間がプレイヤとして人工学級の生徒エージェントと相互作用可能な人工学級ゲームを開発している.これまでの問題は2点あり,1)学外ネットワークとつなぐときにプログラムがフリーズすることがあった,2)プレイヤとエージェントでは行動を起こす際の意思決定に時間差が有り過ぎた,であった.ひとつめの問題は,学内ネットワークでゲームを実施することによって解決した.もうひとつはゲームのルール自体の変更によって解決を図ることにした.これまでは,活動者を選ぶ→対象者を選ぶ→活動者が対象者に相互作用する,をワンセットとして,これが繰り返されていた.プレイヤとエージェントで大きく異なるのは,3番目の相互作用に要する時間であった.そこで新しいルールでは,プレイヤが好きなときに活動者になることができて,対象者を選ぶことができるようにすることとした.あるエージェントが既に対象者に選ばれていると,そのエージェントを対象者に選ぶことはできないため,プログラムの中にフラグを立てる必要がある(割り込み処理).エージェントもプレイヤの平均に合わせて活動者になるタイミングを決定する.こうして,ゲーム全体のプレイ時間も短縮でき,実験の際に,実験参加者が飽きることのない時間でデータを得ることが可能となる.現在,ルール変更のためのプログラミングを行っている.具体的には,人工学級ゲームのインタフェース上に「活動者志願ボタン」を設置し,プレイヤAがこのボタンを押すと,Aにおいて活動者フラグが立つ.このとき,他のプレイヤはAを対象者として選択できないようにする(選択すると「現在Aは活動者になっています」を表示する).Aが対象者Bを選んだときも,Bは他のプレイヤから選ばれないようにする(選択すると「現在Bは対象者に選ばれています」を表示する).ただし,あるプレイヤが既に対象者として選ばれているにもかかわらず,同時に対象者として選ばれるバグが時折発生し,現在,そのプログラムバグを修正中である.同時にエージェントシミュレーションも並列して実施している.具体的には,活動者の選択,対象者の選択,活動者から対象者への相互作用の3つである.活動者の選択では,各エージェントに自己主張力属性を持たせ,その数値に依存して活動者になりやすいエージェントを設定した.対象者の選択では,一度選択された者が再び選択されやすくする優先的選択を採用した.優先的選択の程度は,各エージェントによってランダムに異なるよう設定した.活動者から対象者への相互作用では,同調行動,包摂行動,卓越行動,排除行動の4つの行動が,行動連鎖,行動反射,行動模倣,付和雷同の4つの発動ルールに従って起こり得るため,全部で16通りの可能性が考えられる.現在,総当たりで調査中である.

学校のいじめは解決すべき問題であるが,いじめの原因が加害者と被害者のどちらにあるかは状況依存であり客観的に決定できない.そこで,当事者がいじめに巻き込まれないために学級内でどう振る舞えばよいか,その指針を与える必要がある.本研究では生徒エージェントから構成される人工学級モデルに,ヒトがプレイヤとして参加し,友人関係を構築する人工学級ゲームを提案た.ただしプレイヤが複数存在するときには,プレイヤとエージェントの行動を決定するまでの時間が異なり過ぎるため,プレイヤ数の増加に伴い,ゲームプレイ時間が増大する問題があった.そこで本研究では,被験者となるプレイヤは一人だけだが,残りのうち,半分はエージェントで半分は他のプレイヤである,と被験者に嘘をついて,人工学級ゲームをプレイしてもらうこととした.大学3年生5名に被験者になってもらった.実験の目的を明確には提示せず,被験者には日常の学校生活を思い出してもらいながらプレイしてもらった.被験者は自分の都合に合わせて,他者と友人関係を結んでもらった.ここで友人関係とは,ゲーム内に設定した価値に対して,他者と同じ価値を見出すことにより結ばれる関係である.ゲーム終了後,被験者は,相手人工学級の中の誰がエージェントで誰が他のプレイヤであったかを言い当てるよう指示された.その結果,排除行動を行ったエージェントや,受けた行動をそのまま仕返したエージェントが,偶然にも他のプレイヤであると判断された.また,プレイヤ以外の全員がエージェントでありプレイヤを騙さないという先行実験と比べ,プレイヤの排除行動が増加した.相互作用の相手がヒトかもしれないという環境では,排除行動は増加することが示唆された.本研究では,学級いじめ問題の解決のために,人工学級ゲームを提案した.複数のプレイヤがプレイする(マルチプレイ型)と,23時間を要しプレイヤが飽きるようになる.一方で,一人のプレイヤがプレイする(シングルプレイ型)と他者がすべてエージェントのために本気でプレイしないという問題があった.この問題を解決するため,他者の半分はプレイヤであると騙し,シングルプレイ型ゲームで実験を行った.その結果,実験参加者は本当に他者がプレイヤであると騙された.特に排除行動を仕返して来たり,包摂拒否したり,合理的でない行動を採る者を他のプレイヤだと認識した.新潟大学の倫理規定に基づき,大学生被験者に対して実験の主旨を詳しく理解して頂いたうえで人工学級ゲームをプレイしてもらう.実験参加者の行動は匿名で記録され,その統計情報が生徒エージェントの行動性能をプログラムするために利用される.まずは,生徒エージェントは使わず,人間プレイヤ(以下,単にプレイヤ)のみでゲームを進める.シングルプレイヤ型人工学級ゲームでは,プレイヤの相互作用相手選択においてスケールフリー構造が示された(プレイヤ以外のエージェントはランダムに行動).ランダムに行動しない複数のプレイヤが参加するマルチプレイ型人工学級ゲームでも同様の現象が観察されるか否かを確認する.
植物の食害応答を制御する糖エリシターの受容機構の解明

植物ー昆虫間相互作用の分子メカニズムの解明は、次世代の農作物生産体系を確立する上で非常に重要な研究課題である。本研究では、植物の防御応答を誘導する、害虫唾液成分(エリシター)の受容体タンパク質の同定を試みた。ダイズ受容体候補遺伝子(HERK:16クローン)を恒常的に発現させた遺伝子組換えシロイヌナズナを作出した。これらの組換え株および野生株の葉に、機械傷とハスモンヨトウ幼虫唾液を処理し、食害誘導性防御遺伝子であるPDF1.2の発現レベルを定量したところ、5組換え株において野生株より高い発現量が認められた。今後、HERKの分子機能を紐解き、当該遺伝子を利用した生産システムの開発基盤を構築する。「植物ー昆虫間相互作用の分子メカニズム」の解明は、植物自身がもつ対植食者防御戦略を積極的に活用する技術のシーズとなり、次世代のダイズ生産体系を確立する上で非常に重要な研究課題である。本研究では、害虫が分泌して植物の防御応答を誘導する糖エリシター化合物と結合する植物受容体タンパク質の同定を目指している。本年度は、ヨトウガ幼虫の唾液成分(糖エリシター)と受容体タンパク質(LysM型receptor-like kinase:RLK)の相互作用をモニターするためにin vivoとin vitro系統の解析を実施した。第一に、受容体とオリゴ糖エリシターの分子間相互作用を定量的に解析するために、シロイヌナズナのキチン受容体(AtCERK1)とキチンの結合実験を「BIACOREシステム」を用いて執り行い、本システムの確立に成功した。第二に、AtCERK1の相同性の高いダイズRLK遺伝子(16クローン)を恒常的に発現させた遺伝子組換えシロイヌナズナを作出し、植物個体のヨトウガ幼虫の唾液成分に対する応答能力を評価するための準備を進めている。これらのin vitroとin vivo解析から、害虫防除に資する植物ー昆虫相互作用メカニズムを紐解く。本研究では、害虫が分泌して植物の防御応答を誘導するエリシター化合物と結合する植物受容体タンパク質の同定を目指している。本年度は、共同研究者であるMaffei教授によってヨトウガ幼虫から単離された唾液エリシター「beta-galactofuranose polysaccharide」をリガンドとする受容体タンパク質を同定するための基盤研究を行った。NBRPミヤコグサ・ダイズ中核機関(LegumeBase)よりダイズ完全長cDNAを入手し、病原菌エリシターをリガンドとして受容するLysM型receptor-like kinase (RLK)の相同性遺伝子(24クローン)のタンパク質を無細胞タンパク質合成系を用いて合成した。受容体タンパク質とGST+FLAGタグとの融合タンパク質を発現させることで、受容体とオリゴ糖リガンドの分子間相互作用実験「BIACOREシステム」に適した合成受容体タンパク質を得ることが出来た。これらの合成タンパク質と精製オリゴ糖エリシターを用いた解析を実施し、害虫防除に資する植物ー昆虫相互作用メカニズムを解明する。「植物ー昆虫間相互作用」の分子メカニズムの解明は、植物自身がもつ対植食者防御戦略を積極的に活用する技術のシーズとなり、次世代の農作物生産体系を確立する上で非常に重要な研究課題である。本研究では、植物の防御応答を誘導する、害虫唾液成分に含まれるエリシターの受容体タンパク質(LysM型receptor-like kinase)の同定を試みた。先行研究により、ヨトウガ幼虫の唾液に含まれるオリゴ糖エリシターは植物の防御応答を誘導することが明らかにされている。そこで、病原真菌(カビ)由来のエリシターとして様々な植物の免疫機構の誘導に関わるキチンの受容体タンパク質(CERK1)に注目し、シロイヌナズナCERK1遺伝子に相同的なダイズ受容体遺伝子(GmCLK:16クローン)を選抜し、それらを恒常的に発現させた遺伝子組換えシロイヌナズナを作出した。これらの組換え株および野生株の葉に、機械傷とハスモンヨトウ(Spodoptera litura)幼虫唾液を処理し、食害誘導性防御遺伝子であるPDF1.2の発現レベルを定量したところ、5組換え株において、野生株より高い発現量が認められた。現在、これらの組換え株の活性酸素(H2O2)生産および、傷害ホルモンであるジャスモン酸生産に及ぼす影響についての解析を進めている。さらに、ダイズ培養細胞を用いたアッセイおよびBiacoreシステムを用いた分子間相互作用実験における解析結果を統合することで、植物のエリシター受容分子機構を紐解く。

植物分子生物学BIACOREシステムを用いた解析が予想以上に高額であったため、同システムを用いた解析は現在のところAtCERK1とキチンの相互作用に焦点をあてたモデル実験に留めている。したがって、RLKを恒常的に発現させた遺伝子組換えシロイヌナズナを用いた解析からRLK候補を選抜し、それらのRLKのBIACORE解析を実施する計画に変更した(平成26年度実施予定)。共同研究によって実施されているbeta-galactofuranose polysaccharideの精製が計画よりも遅れたため、ヨトウガ幼虫の吐き戻し液をリガンドとして用いた予備実験しか達成出来なかったため。RLKを恒常的に発現させた遺伝子組換えシロイヌナズナのT2ホモラインを取得し、ヨトウガ幼虫の唾液成分および食害に対する防御応答能力(防御遺伝子の活性化、細胞膜電位の変化など)を評価する。野生株と比べ防御能力が高い組換え植物の導入RLKを対象に、BIACOREシステムを用いて、唾液成分との結合実験を実施する。24年度に安定的に合成することに成功したRLKタンパク質と精製オリゴ糖エリシターを用いた分子間相互作用解析を実施し、受容体タンパク質候補を選抜する。また、遺伝子発現解析の実施および組換え植物を作出することで、受容体候補の植物個体における機能を明らかにする。BIACOREシステムを用いた解析を一部取りやめたため、消耗品費としての使用が特に必要で無くなったため。BIACOREシステムを用いた解析、組換え植物の解析のための消耗品費、BioDrop超微量分光高度計の購入のための備品費に使用する予定である。次年度は研究費の主にリアルタイムPCRを新規購入と消耗品費に使用する予定である。
終端型時空特異点の分類による宇宙検閲仮説の研究

本研究課題で平成11年度より平成14年度までの間に行われた研究成果の概要は次の通りである.1.Tolman-Bondi解の摂動(中尾):圧力ゼロ物質の球対称重力崩壊により生じる裸の特異点の安定性,物理効果を見るために,その摂動の振る舞いを調べ,重力波摂動に伴うエネルギー輻射束がCauchyホライズンで発散するが,古典論の適用範囲内では総放出エネルギーはPlanckエネルギー程度にとどまることを示した.2.冨松佐藤解の時空構造(小玉):非球対称重力崩壊により発生する時空特異点の構造を探るために,裸の特異点を含む最も代表的な定常軸対称真空解であるWeyl解および冨松佐藤解の構造を詳しく調べ,それらがこれまで知られていなかった豊かな構造を持つことを示した.3.コンパクトBinachiモデルの分類(小玉):空間的にコンパクトでかつ局所的に一様な宇宙モデルの位相構造を含めた完全な分類(ただし双曲型を除く)を,真空系および理想流体型について完成させた.その結果として,空間のThurston型がH^2xRおよびSL_2Rのモデルが最大の力学自由度をもつことを示した.4.ブレインワールドモデルの摂動(小玉):ブレインワールドモデルを含む,部分的な空間的対称性を持つ背景時空の摂動に対するゲージ不変な定式化を世界で初めて完成させ,ブレインワールドモデルにおける構造形成研究の基礎を与えた.また,それに基づいてHorava-Wittenモデルの宇宙論的解の不安定性を指摘した.5.高次元時空における特異点とブラックホール(小玉,中尾):静的球対称高次元時空内のブレインの可能な配位をすべて決定し,その結果に基づいてそのような高次元時空内では正則なブラックホールを含むブレインが存在しないことを示した.さらに,Einstein方程式を満たす静的な高次元時空内で真空ブレインの剛性を示した.また,高次元重力理論における初期値を数値的に構成することにより,フープ予想が高次元で成立しないことを示した.本研究課題で平成11年度より平成14年度までの間に行われた研究成果の概要は次の通りである.1.Tolman-Bondi解の摂動(中尾):圧力ゼロ物質の球対称重力崩壊により生じる裸の特異点の安定性,物理効果を見るために,その摂動の振る舞いを調べ,重力波摂動に伴うエネルギー輻射束がCauchyホライズンで発散するが,古典論の適用範囲内では総放出エネルギーはPlanckエネルギー程度にとどまることを示した.2.冨松佐藤解の時空構造(小玉):非球対称重力崩壊により発生する時空特異点の構造を探るために,裸の特異点を含む最も代表的な定常軸対称真空解であるWeyl解および冨松佐藤解の構造を詳しく調べ,それらがこれまで知られていなかった豊かな構造を持つことを示した.3.コンパクトBinachiモデルの分類(小玉):空間的にコンパクトでかつ局所的に一様な宇宙モデルの位相構造を含めた完全な分類(ただし双曲型を除く)を,真空系および理想流体型について完成させた.その結果として,空間のThurston型がH^2xRおよびSL_2Rのモデルが最大の力学自由度をもつことを示した.4.ブレインワールドモデルの摂動(小玉):ブレインワールドモデルを含む,部分的な空間的対称性を持つ背景時空の摂動に対するゲージ不変な定式化を世界で初めて完成させ,ブレインワールドモデルにおける構造形成研究の基礎を与えた.また,それに基づいてHorava-Wittenモデルの宇宙論的解の不安定性を指摘した.5.高次元時空における特異点とブラックホール(小玉,中尾):静的球対称高次元時空内のブレインの可能な配位をすべて決定し,その結果に基づいてそのような高次元時空内では正則なブラックホールを含むブレインが存在しないことを示した.さらに,Einstein方程式を満たす静的な高次元時空内で真空ブレインの剛性を示した.また,高次元重力理論における初期値を数値的に構成することにより,フープ予想が高次元で成立しないことを示した.本年度は,研究計画に従って,まず球対称系の解析を行った.具体的な研究の内容および成果は次の通りである.i)昨年,質量ゼロのスカラ場と重力場からなる球対称系について宇宙検閲仮が成り立つことがChristodoulouにより証明された.小玉は,特性初期値問題の有効性を調べるためにこの証明を詳細に検討し,この証明において解のなめらかさのクラスを有界変動関数に広げることが本質的であること,およびこのクラスでは証明が不完全であることを明らかにした.ii)小玉は,Tolman-Bondiモデルを特性初期値問題の視点から解析し,中心に現れるフォーカス型の特異点と同様,殻交差型特異点も普遍的な分数べき型のスケール不変な構造を持つことを見いだした.現在,このような特異点の構造が一般の球対称系でも現れるかどうか,またそのメカニズムは何かを解析中である.iii)中尾は原田知広,井口英雄と協力して,Tolman-Bondi時空のフォーカス型中心特異点の摂動に対する安定性を調べ,特異点によって生じるCauchyホライズンが奇パリティの摂動に対しては安定であるが,偶パリティの摂動はCauchyホライズン上で発散することを示した.これは,対称性を持たない系で宇宙検閲仮説が成り立つことを示唆する興味深い結果である.本年度は,小玉がブレインワールドモデルを,また,中尾が球対称な裸の特異点の物理的影響を中心として研究を行った.具体的な内容と成果は次の通りである.

(1)ブレインを境界とする一般の高次元宇宙モデルにおいて,低次元の対称性をもつ背景解からの摂動に対するゲージ不変な定式化を完成させ,ブレインの摂動の振る舞いを決定するには,高次元における波動方程式に対する境界値問題を解くことが必要であることを明らかにした.この成果は,Phys.Rev.D誌に掲載された.(2)M理論から導かれたブレインワールドモデルであるHorava-Wittenモデルに対して,その宇宙論的な解のテンソル摂動の振る舞いとその反作用を(1)で得られた定式化と2次摂動論を用いて調べ,それらの解が反作用に対して不安定であることを示した.この成果は,Phys.Rev.D誌に掲載予定である.(3)球対称ダスト重力崩壊で生み出される裸の特異点の物理的効果を見るために,幾何光学近似を用いて量子スカラ場に対するエネルギー運動量テンソルの真空期待値の振る舞いを調べ,裸の特異点から無限遠に放出される量子エネルギー束は,特異点発生時間を時間の原点とするとき時間のべきに逆比例して限りなく増大することを示した.この結果は,Phys.Rev.D誌の2編の論文として発表した.(4)球対称ダスト重力崩壊で生み出される裸の特異点から放出される重力波のエネルギーをニュートン近似における4重極公式を用いて計算し,相対論的な摂動論による計算と一致することを示した.この成果については,現在論文を投稿中である.本年度は、小玉が局所一様系の力学構造および高次元時空へのブレイン埋め込み問題の研究を、また、中尾がブレインワールドモデルにおけるフープ予想の研究をおこなった。具体的な内容と成果は次の通りである。1.局所一様系:局所的に一様でコンパクトな空間をもつ宇宙モデル(コンパクトBianchiモデル)の研究は、最近、宇宙背景輻射の非等方性の観測により空間のトポロジーに関する情報が得られる可能性が指摘され、注目されている。本研究では、数年前に小玉により提案された定式化を用いて、流体を含むコンパクトBianchiモデルの初期値空間の構造をすべての可能なトポロジーに対して完全に決定した。特に、Bianchi III型およびVIII型に対応するモデルは空間の位相が複雑につれ限りなく力学自由度が増大し、インフレーションモデルのもとでは、宇宙のトポロジーとして最も実現される可能性の高いものであることを指摘した。この成果は、Classical and Quantum Gravity誌、Int. J. Mod. Phys.誌およびProgress of Theoretical Physics誌に掲載された。2.ブレイン埋め込み:現在、高次元宇宙モデルの有力候補として、ブレインワールドモデルが精力的に研究されている。このモデルに関して現在最も注目されている問題は、ブラックホール解の存在と構造である。この問題に対する一つのアプローチとして、静的ブラックホール解を含む球対称静的な高次元時空(バルク)の境界となりうる真空ブレインの構造を組織的に調べた。その結果、ブレインは必ず高い空間的対称性をもち、しかも決してブラックホール的な構造を持つことはないことを示した。現在この成果を発表するための論文を作成中である。3.高次元フープ予想:Randall-Sundrum型のブレイン
ロボット製作・ロボコンの児童・生徒に及ぼす教育的効果について

小中学生の幾つかのロボット製作・ロボコン活動を調査して、以下のことが明らかになった。・ロボット製作・ロボコン活動には、発想力を向上させる効果が認められた・チューターの子どもへの係わり方が良い場合、または、グループ内やグループ間のコミュニケーション促進の支援をした場合には、コミュニケーションが高いレベルで持続する。・ロボット製作・ロボコン活動では、中学生は小学生に比べて、意識、態度、操作能力等で明らかに勝っていることが認められる。・幾つかのロボット教室での参加者の意識や行動には違いは見られないので、教室の運営・指導の影響はほとんどないと考えられる。経験が多いことが小学生のロボット製作・ロボコン活動を良くする傾向が見られる。また、経験の多いチューターの指導は良い傾向にある。・マインドストームを用いた授業は、製作品の構想を考える授業に比べて、生徒の「探求心」や「工夫力」等の意識が向上する効果がある。ものづくり系ロボット教材を用いた授業は構想の授業と同程度の効果があると考えられる。・パス解析の結果、子どものロボット製作・ロボコン活動には、チューターの指導法が大きく影響し、さらに、チューターの指導法には、「子どもの養育に対する責任感」「チューターの経験値」「ロボット製作の理解度」が影響することが分かった。1.ロボット製作・ロボコンが小中学生に与える影響の内、この研究に先行した研究から、創造的(思い付き易さなど)能力の育成に効果があることが認められた。この研究では、先行研究の内容を継続するとともに、コミュニケーション能力などの対人関係に与える影響について検討した。2.長期間にわたるロボット製作での調査:400人程度の中学生が参加するロボコンについて、申し込み時、試走時(相談日)、ロボコン予選修了時、大会数ヶ月後に質問紙法による悉皆調査を、先行研究から継続しておこなった。参加者の興味関心、意欲等の面でロボコンに参加しない中学生のそれよりも有意に高いこと、予選通過者の興味関心、意欲等は不通過者のそれに比べて、試走時あたりから高いことが認められた。3.短期イベント型ロボコンでの調査:小中学生が参加する短期イベント型ロボット製作・ロボコンを開催した。イベントの開始時、製作段階の途中、ロボコン直前及び終了時に、調査紙を用いて、こどものコミュニケーション能力などの対人関係の意識について調査した。同時に、こどもの活動の様子を観察した。その結果、ロボット製作・ロボコンがイベントの進行に伴ってこの意識が向上する場合と低下する場合があること、この違いはこどものグループに入るチュータの活動内容によって比較的大きな影響があることが認められた。4.小学校の総合的な学習の時間における調査:公立小学校で78名の生徒を対象に、ロボット製作・ロボコンを行い、その間の小学生の意識の変容を調査した。意欲、興味関心とともに他生徒との協調・協力の意識が明らかに向上すること、授業でのつまずきによって興味関心は低下するが、それを克服することにより改善することも認められた。今年度、ロボット製作・ロボコンが小学生に与える教育的効果について、指導・運営方法から検討した。A:小学生1名で行う場合(小学生20名に対し指導者1名と、チュータ1名)、B:小学生23名のグループに大学生1又は2名のチュータが加わって行う場合、C:親子で行う場合(指導するチュータ有り)について、小学生の活動を調査した。ルーブリックを用いた観察の結果から、上記3タイプの指導・運営方法間には、「児童の主体性」に明確な差は認められなかった。また、事前事後の自己評価アンケートからも、「興味・関心」、「知識・理解」、「創意・工夫」、「メタ認知・計画性」に明確な差は認められなかった。しかし、「意欲」に関しては、Aの場合は他の場合に比べて低く、その原因として、ロボコンにおける完走率の低さの影響が窺えた。ロボコン終了後の作文の評価得点(ルーブリックを用いた5段階評価)からも、Aの場合とBの場合とでは、5観点には得点に明らかな差異はないが、コミュニケーションに関しては、Bの場合に高いことが認められた。Bの場合の調査からは、チュータのロボコン理解度テストの成績が上がるにつれて、「チューターの子どもに対する指導法」、「子どもとの関わり方」の評価得点が上がる傾向が見られた。しかし、逆にチューターの指導法の評価が高いグループほど、ロボコンでの順位が低くなる傾向が見られた。

また、グループの中にリーダー的な子どもがおり、その子を中心とし効果的な活動を行えたグループほど競技結果が良くなる傾向が見られた。Cの場合の調査からは、子どもに対し放任的な関わり方をする保護者よりも、統制的な関わり方をする保護者が多く見られた。さらに、放任的な関わり方をした保護者の子どもは、統制的な関わり方をした保護者の子どもよりも、子どもの積極性や問題解決的行動の評価が高くなる傾向が見られた。研究課題について、最終年度てあることを考慮して、以下の内容を明らかにした。1.ロボット製作活動に及ぼす「経験」の影響:小学生自身がいろいろな経験を積んでいるほど、ロボット製作における「意欲」、「態度」、「創意工夫」、「技能」の観察評価点は高いことが認められた。しかし、グループ活動の観察評価点とは関連が薄かった。チューターについては経験が多いほどロボットを指導する観察評価点は高いことが認められた。2.ロボット製作活動に及ぼす指導・運営の影響:本年度は4タイプの指導・運営方法について比較検討した。志願して参加する3タイプのロボット製作活動では、指導・運営方法の違いがあっても、参加者の意欲、興味関心に差はない。学校の授業のように全員参加する場合には、初期には志願形式に比べ、意欲、興味関心は低いが、終期には差はなくなることが分かった。3.ロボット製作活動における小学生と中学生の違い:これまでの結果を小・中学生で比較したところ、ロボット製作によって両者とも発想力は向上するが、中学生の伸びが大きい。製作の経過にともなって、小学生の主体性や責任感はやや低下し、中学生は一旦は低下するが持ち直す傾向にあるので、小学生の指導の改善が必要と思われた。4.ロボット製作活動のモデル化:小学生のグループでロボット製作活動する場合について、子どもの経験の程度、チューターの指導力等を独立変数にし、小学生のグループ活動の観測値を従属変数にするパス解析をおこなった。その結果、小学生の活動にはチューターの指導力が大きく影響し、子ども自身の経験は小さいこと、チューターの指導力はその経験や子どもに対する意識の高さが関連することが明らかになった。
中国の魏晋南北朝・隋唐時代における教育の実態、およびその国家・社会との関係

「梁元帝『金楼子』について」と題した論文が『九州大学東洋史論集』34号に掲載された。その内容は以下の通りである。『金楼子』とは、南朝文化の極盛期を生きた梁武帝の第七子、元帝蕭繹の著作である。本書を、元帝のパーソナリティーについての考察が中心である先行研究の観点とは別の角度からみるとき、家訓書としての面を持っていることがわかる。ゆえに、当時の皇帝が教育観を著したものとして、特に戒子篇に注目して考察を行った。戒子篇の考察を通して、本書が家訓書としてとらえられること、また魏晋南朝時代の家訓類を多く引用することによって、それらの中に点在していた教育思想をまとめる役割を果たしたこと、『顔氏家訓』への大きな影響をみることができることを指摘した。以上のことから、本書は、中国における「家訓書の原型」であるととらえることができると結論づけた。『宋斉時代の皇子教育について』と題した論文を投稿予定である。宋斉時代においては、悪童天子が続出し、皇子教育の失敗が顕著であることの背景を探るため、宋斉時代の皇子教育の実態について考察を加えた。その考察を通して、当該時代においては、皇子が軍事力を有して出鎮するという体制により、皇帝にとって皇子は教育対象ではなく、監視対象であったため、皇帝は皇子教育に消極的であり、改善を試みても、監視対象であるという大前提は変化せず、皇子教育の実態を大きく変化させることはできなかったことを指摘し、悪童天子の続出という教育の失敗は、当該時代の社会背景と密接に結びついていることを明らかにした。また魏晋南北朝史研究会に参加し、当該時代ついての研究動向に関する理解を深めた。平成16年12月12日に行われた九州史学会において以下のような研究発表を行った。南朝の文化を担った士人について、先行研究では従来九品官人法や貴族制との関わりについて述べられることが多く、教育についての専論は極めて少ない。しかし、当該時代の士人が行動規範を錬成したと考えられる教育の実態を考察することで、当該時代の国家と社会に対する理解を深める助けとなると考えられる。そのような観点から、家庭における教育内容や教育形態などの形式的要素の考察とあわせで学問的教育のみならず、精神的・道徳的教育の指針を示したと思われる家訓類の検討を行った。その結果、皇子教育の成否は、直接皇子に教育を施す傅育の官よりも、父親である皇帝の皇子教育への関心に影響を受けたこと、一般士大夫の家庭においては、五、六歳から学問教育を開始し、その担い手は、主に父親であったが、父親不在の場合、母親や叔父などが担い手となる場合があったことなどを明らかにした。また、家訓類の検討においては、『顔氏家訓』のみならず、質、量ともに十分に家訓の体裁をそなえているもののあまり取り上げられなかった顔延之「庭誥」を中心とした家訓類や、あまり例のない、皇室における家訓として梁元帝『金楼子』を取り上げ、当該時代の家訓に、家族の和を重視する、交友関係の質を重視する、寡欲であることを重視するなどの共通認識が表れていることを指摘した。また。中世史フォーラムや東洋史研究会などの学会に参加し、特に中世史フォーラムにおいては、魏晋南北朝時代の教育においても、大きな影響を及ぼした九品官人法についての知見を広めた。「梁元帝『金楼子』について」と題した論文を執筆、完成させた。表題に掲げた『金楼子』とは、南朝文化の極盛期を生きた梁武帝の第七子、元帝蕭繹の著作である。本書は、すぐれた才能を持ちながら、梁末の動乱の中で、悲運の死を遂げた元帝が、「一家の言」を記した書物として注目され、いくつかの先行研究が存在しているが、それらのほとんどが、自序篇、立言篇に基づく元帝のパーソナリティーについての考察が中心である。しかし、こうした観点とは別の角度からみるとき、本書は、これまでの研究が指摘する相貌とは別の一面を持っていることがわかる。それは本書が家訓書という面を持っていることである。ゆえに、本稿では当時の皇帝自らが子弟の教育についての思想を著したものとして、特に戒子篇に注目して考察を行った。まず、本書が家訓書としてとらえられることを具体的に指摘し、一方、戒子篇の記述については、他書からの引用が大部分を占めてはいるが、その引用された文章は、元帝の思想が色濃く反映されたものであると考えられることを明らかにした。さらに本書は、魏晋南朝時代の家訓類を多く引用することによって、それらの中に点在していた教育思想をまとめる役割を果たしたこと、また、本書は中国の家訓書として、最も著名かつ詳細である『顔氏家訓』と形式が類似し、内容面においても、君子としてのあり方や、学問に対する姿勢等の点で共通の認識がみられ、顔之推が元帝の学問に共感をいだいていたことなどから、その『顔氏家訓』への大きな影響をみることができることを指摘した。本論文は、平成十八年四月に刊行される、九州大学東洋史論集第三十四号に掲載されることが決定している。

「梁元帝『金楼子』について」と題した論文が『九州大学東洋史論集』34号に掲載された。その内容は以下の通りである。『金楼子』とは、南朝文化の極盛期を生きた梁武帝の第七子、元帝蕭繹の著作である。本書を、元帝のパーソナリティーについての考察が中心である先行研究の観点とは別の角度からみるとき、家訓書としての面を持っていることがわかる。ゆえに、当時の皇帝が教育観を著したものとして、特に戒子篇に注目して考察を行った。戒子篇の考察を通して、本書が家訓書としてとらえられること、また魏晋南朝時代の家訓類を多く引用することによって、それらの中に点在していた教育思想をまとめる役割を果たしたこと、『顔氏家訓』への大きな影響をみることができることを指摘した。以上のことから、本書は、中国における「家訓書の原型」であるととらえることができると結論づけた。『宋斉時代の皇子教育について』と題した論文を投稿予定である。宋斉時代においては、悪童天子が続出し、皇子教育の失敗が顕著であることの背景を探るため、宋斉時代の皇子教育の実態について考察を加えた。その考察を通して、当該時代においては、皇子が軍事力を有して出鎮するという体制により、皇帝にとって皇子は教育対象ではなく、監視対象であったため、皇帝は皇子教育に消極的であり、改善を試みても、監視対象であるという大前提は変化せず、皇子教育の実態を大きく変化させることはできなかったことを指摘し、悪童天子の続出という教育の失敗は、当該時代の社会背景と密接に結びついていることを明らかにした。また魏晋南北朝史研究会に参加し、当該時代ついての研究動向に関する理解を深めた。
レーザ分光による再突入飛翔体まわりの非平衡流の実験的研究

再突入飛翔体,将来型宇宙輸送システムなどの遭遇する飛行環境の正確な熱空気力学的予測は,飛翔体システムの設計指針を与える観点から非常に重要な課題である.これらの飛翔体まわりは,化学的に非平衡な高エンタルピ流れである.本研究の目的は非平衡高エンタルピ気流の励起・緩和に関する様々な量子力学的非平衡モデルを,近年急速に発達してきたレーザ技術を用いて実験的に検証評価し,非平衡気体物理学の分野で用いられる様々なモデルを批判/支持すべき実験的証拠を与える点で,広く一般に高温気体力学の学術基礎に貢献しようとするである.当該研究代表者らは宇宙科学研究所の再突入飛行環境模擬装置の発生する高エンタルピー気流をもちいて,非平衡高温気体力学に関する実験を続けている.今年度は,この高エンタルピー気流中に存在するNOの非平衡温度をレーザ誘起蛍光法によって取得し,NO振動緩和率が酸素や窒素分子のそれに比較して2桁以上小さい値を有することを突き止めた.この結果を用いた非平衡流れ場解析数値コードを修正し,飛行環境の正確な予測が可能になると期待される.尚,この実験によって確立されたレーザによる非平衡温度計測技術は,実際の再突入カプセル搭載レーザ再突入飛行環境計測実験のスキームとして採用され,システム設計が進行中である.また,飛翔体の耐熱シールドであるアブレーション生成物の数密度,非平衡温度計測をを行うため励起スキームの確立,励起波長の同定を行い,アブレータ表面損耗の支配的メカニズムである酸化/昇華の定量的把握が可能になった.再突入飛翔体,将来型宇宙輸送システムなどの遭遇する飛行環境の正確な熱空気力学的予測は,飛翔体システムの設計指針を与える観点から非常に重要な課題である.これらの飛翔体まわりは,化学的に非平衡な高エンタルピ流れである.本研究の目的は非平衡高エンタルピ気流の励起・緩和に関する様々な量子力学的非平衡モデルを,近年急速に発達してきたレーザ技術を用いて実験的に検証評価し,非平衡気体物理学の分野で用いられる様々なモデルを批判/支持すべき実験的証拠を与える点で,広く一般に高温気体力学の学術基礎に貢献しようとするである.当該研究代表者らは宇宙科学研究所の再突入飛行環境模擬装置の発生する高エンタルピー気流をもちいて,非平衡高温気体力学に関する実験を続けている.今年度は,この高エンタルピー気流中に存在するNOの非平衡温度をレーザ誘起蛍光法によって取得し,NO振動緩和率が酸素や窒素分子のそれに比較して2桁以上小さい値を有することを突き止めた.この結果を用いた非平衡流れ場解析数値コードを修正し,飛行環境の正確な予測が可能になると期待される.尚,この実験によって確立されたレーザによる非平衡温度計測技術は,実際の再突入カプセル搭載レーザ再突入飛行環境計測実験のスキームとして採用され,システム設計が進行中である.また,飛翔体の耐熱シールドであるアブレーション生成物の数密度,非平衡温度計測をを行うため励起スキームの確立,励起波長の同定を行い,アブレータ表面損耗の支配的メカニズムである酸化/昇華の定量的把握が可能になった.
心冷却の心臓ポンプ機能に及ぼす効果に対する実験的研究-in situ heartに対する検討-

研究目的:摘出心において心冷却は心収縮力を増強する効果があるとされている。しかし、in situ heartにおける心冷却の効果については明らかではない。我々はin situ heartにおいても心冷却による心収縮力を増強効果を認めるかどうか、負荷条件に左右されない心収縮指標であるEmaxを用いて、検討した。実験方法:雑種成犬(体重11kg23kg、5頭)を用い、塩酸ケタミン、ペントバルビタール麻酔下に人工呼吸を行い、胸骨正中切開にて心臓を露出した。左室心尖部からカテーテルトランスデュサー、コンダクタンスカテーテルを左室内に留置し、左室圧、左室容積を求め、シグマ5システムを用い、心室圧容積図を描き、Emaxを算出した。下大静脈を遮断することにより圧容積図を変化させ、Emaxを測定した。心電図、動脈圧、血液温、左室心筋温をモニターし、。表面冷却を行い、心筋温を38°C31°Cまで変化させ、各温度でのEmaxを比較、検討した。統計処理:Emaxは最小二乗法により求め、常温群(38°C36°C)、軽度低温群(35°C33°C)、低温群(32°C31°C)の3群に分け、各群におけるEmaxの比較はpaired T検定を用い、P<0.05を有意とした。実験結果:Emaxは常温群19.7±11.9mmHg/ml-100g、軽度低温群22.1±17.0mmHg/ml-100g、低温群29.0±13.7mmHg/ml-100gであり、常温群と軽度低温群には有意なEmaxの変化は認めなかったが、低温群は常温群に対し、有意にEmaxの上昇を認めた。結論:今回の我々の実験ではin situ heartにおいて、32°C31°Cの心冷却は、心筋収縮力を増強させることが示唆された。しかし、in situ heartにおいては反射、末梢血管抵抗などが存在し、またEmaxのnonlinearityの問題など、今後さらに詳細に検討を要すると思われる。
茎頂分裂組織における細胞層間コミュニケーションの分子的実態解明

被子植物の茎頂分裂組織は、構造的には外衣ー内体説に基づいた細胞層構造をもち、時空間的に機能が制御された細胞集団からなる細胞機能ドメインから構成されている。本研究課題では、細胞層間、細胞機能ドメイン間のコミュニケーションに注目し、その分子的理解を進めることによって、植物における茎頂分裂組織の役割についての理解を深化させることを目指した。なかでも、細胞層構造の確立・維持に必須な制御因子であるPDF2ならびにATML1の機能制御に注目した。脂質によるSTARTドメインを介した機能制御が、PDF2ならびにATML1遺伝子のL1層特異的な機能に重要であることを本研究課題では見出した。被子植物の茎頂分裂組織は、外衣ー内体説に基づいた細胞層構造をもつ。外衣の細胞は、垂層分裂のみを繰り返すことによって細胞の混雑を防ぎ、各層のアイデンティティーを維持している。茎頂分裂組織でおこる複雑な発生プロセスを正しく実行するためには、厳密な層構造の構築・維持が必要不可欠である。本研究課題では、茎頂分裂組織の細胞層構造に着目し、層構造の構築・維持に関わる分子基盤ならびに、リガンド-受容体を介した細胞層間コミュニケーションの実体を明らかにし、発生プロセスにおける層構造の役割について理解を深化させることを目指す。研究項目1:L1層ならびにL2層特異的遺伝子群の単離と機能解析、については、平成26年度は各細胞層特異的に発現する遺伝子群の単離に向けて、形質転換シロイヌナズナの作出に多くの時間を費やした。最終的には、GFP蛍光タンパク質の観察によって目的とする細胞における外来遺伝子の発現が確認できたことから、次年度以降の研究の基盤整備が完了した。研究項目2:L1層細胞の分化・隣接細胞とのコミュニケーションに関わる受容体様キナーゼのリガンド候補探索、については、候補因子スクリーニングに向けてのベクターの整備並びに改良版BiFC法のin vivoパイロット実験が順調に進捗した。よって、候補因子の探索の後に迅速に相互作用の検討を開始することが大いに期待できる。全体を通して、研究は概ね順調に進捗していることから、引き続き当初計画に則り研究を実施していく。被子植物の茎頂分裂組織は、構造的には外衣ー内体説に基づいた細胞層構造をもち、時空間的に機能制御された細胞集団である機能ドメインから構成されている。本研究課題では、細胞層間、機能ドメイン間のコミュニケーションに注目し、コミュニケーションの分子的実体を明らかにすることによって、植物発生プロセスにおける茎頂分裂組織の役割について理解を深化させることを目指している。平成28年度は、細胞層構造の構築に必須な制御因子であるPDF2ならびにATML1の機能制御に注目した。両者がもつSTART-domainを介した脂質による機能制御が、PDF2ならびにATML1遺伝子のL1層特異的な機能に重要であることを見出した。一方で、L2層特異的なプロモーター(CLV1)の単離には問題が発生しており、各細胞層特異的な遺伝子の同定に向けて、INTACT法の実施に関する見直しを行っている。また、分子的コミュニケーションの実体解明に向けて本研究課題で新規に取り組む改良型BiFC法は、茎頂部における花成シグナル(フロリゲン)の受容ドメインの探索において強力な研究ツールとなりうることが明らかになった。フロリゲンとその受容体の結合によって生じる蛍光が茎頂分裂組織の特定の細胞集団で観察されることを発見した。最終年度に向けて、こうした新たな視点からも茎頂分裂組織における細胞層間、機能ドメイン間のコミュニケーションの実体理解に取り組んでいく。INTACT法の見直しを行っているが、層構造構築の鍵因子の機能制御に関して新規の知見が得られている.また、改良型BiFC法は当初の想定よりも検出感度が良く良好な結果が得られている。平成28年度は、シロイヌナズナ茎頂分裂組織における細胞層構造の構築に必須な鍵因子であるPDF2ならびにATML1の機能制御に注目した。その結果、これら鍵因子の機能制御には、脂質の結合が重要な役割を果たしていることが明らかになった。また、鍵因子とその相互作用因子間のタンパク質間相互作用においても、脂質が重要なはたらきを果たしている可能性が強く示唆されている。現在、鍵因子と相互作用因子の間のタンパク質間相互作用に関して、BiFC (Bimolecular fluorescence complementation)法を利用した時空間的な解析を行なっている。また、鍵因子と相互作用する脂質種の同定に向けた新たな取り組みを開始している。こうした新しい視点から茎頂分裂組織における細胞層間、機能ドメイン間のコミュニケーションの実体理解に取り組むことによって、植物発生プロセスにおける新たな制御機構、ロジックを提供することが可能になると考えている。層構造構築の鍵となる制御因子の機能制御に新たな制御階層を見出した。若干の変更はあるものの、興味深い成果が得られている。シロイヌナズナの茎頂分裂組織は、最外層からL1層、L2層の二層の細胞層からなる外衣と、L3と呼ばれる内体から構成されている。外衣の細胞は、垂層分裂のみを繰り返し、各細胞層のアイデンティティーを維持している。

また、茎頂分裂組織の細胞は独自のアイデンティティーを獲得・維持する一方で、隣接する細胞との間で細胞間コミュニケーション・発生情報の伝達を行っている。PDF2と、そのパラログであるATML1は、L1層特異的に発現するCLASS IV HD-Zip転写因子であり、両者はL1層特異的遺伝子群の転写を制御する原表皮/表皮細胞分化のマスターレギュレーターである。PDF2/ATML1は、生体脂質と結合するタンパク質機能ドメインであるSTARTドメインをもっている。本研究では、PDF2/ATML1タンパク質がもつSTARTドメインに注目し、PDF2/ATML1が、ユニークな脂質との結合を介してL1層細胞とL1層以外の細胞において異なる機能制御を受ける可能性を分子遺伝学的手法によって明らかにすることを目指した。一連の結果から、PDF2/ATML1タンパク質へのSTARTドメインを介した脂質種の結合は、PDF2/ATML1の二量体化に必須であり、二量体化によって安定化したPDF2/ATML1がオートレギュレーションを介してPDF2/ATML1自らの転写を活性化していることが強く示唆された。PDF2/ATML1と結合する脂質種をもたないL1層以外の細胞においては、上記制御機構が不安定化し、オートレギュレーションが停止した結果、表皮細胞としてのアイデンティティーが喪失すると考えられる。被子植物の茎頂分裂組織は、構造的には外衣ー内体説に基づいた細胞層構造をもち、時空間的に機能が制御された細胞集団からなる細胞機能ドメインから構成されている。本研究課題では、細胞層間、細胞機能ドメイン間のコミュニケーションに注目し、その分子的理解を進めることによって、植物における茎頂分裂組織の役割についての理解を深化させることを目指した。なかでも、細胞層構造の確立・維持に必須な制御因子であるPDF2ならびにATML1の機能制御に注目した。脂質によるSTARTドメインを介した機能制御が、PDF2ならびにATML1遺伝子のL1層特異的な機能に重要であることを本研究課題では見出した。比較的時間が必要である形質転換シロイヌナズナの作出も順調に進んでおり、おおむね順調に進展している。最終年度は、細胞層構築の鍵因子の機能制御機構に重点を置き解析を行っていく。また、改良型BiFC法を用いた茎頂分裂組織における機能ドメインの理解にも注目していく。論文として成果を公表することに最大限努力する。植物分子遺伝学当初計画に則り、研究を進めていく計画である。若干の次年度使用額が発生しているが、研究は順調に進捗しており、当初計画に比べ大きな差異は生じていない。平成27年度は当初予定に比べて学会発表が少なかったことから、最終年度に向けて改善に努める。被子植物の茎頂分裂組織におけるL1細胞とL2細胞の細胞層間コミュニケーションにおいて、特定の脂質種が重要である新規知見を発見した。そのため、結論を明確にするための、より詳細な実験の実施が必要となったため。
成人スチル病の高フェリチン血症に関する研究:産生機序および病態への関与

成人スチル病の著明な高フェリチン血症は膠原病・リウマチ性疾患のなかで特異性が高くその診断的意義や疾患活動性をみる指標として注目されている。しかしどのようにして高フェリチン血症が出現するのか、また出現した著増血清フェリチンが何か本症の病態形成に関与するのか明らかでないため本研究をおこない以下の知見を得た。1)著増血清フェリチンのイソフェリチンは塩基性フェリチンであり、フェリチンサブユニットはGサブユニットは極めて少なくLサブユニットが主体であった。この結果は本症の血清フェリチンが肝臓または脾臓由来フェリチンに近い性状であることを示している。2)健常人の血清フェリチンはGサブユニットが主体であるが、本症では血清フェリチンが正常となってもGサブユニットは極めて少ないことより、フェリチン分子への糖付加機構の異常が根本的に存在する可能性がある。3)血清フェリチンの鉄含有率(鉄/フェリチン蛋白量)は35%で健常人とほぼ同程度であり、肝・脾フェリチンの1/51/10であった。4)血清サイトカインレベルを検討した。IL-1β,IL-6,TNFα,IL-8といったサイトカインは活動期のレベルは非活動期と比べて有意に高値であったがIFN-γは有意差を認めなかった。近年種々の細胞株を使ってIL-1やTNFがこれら細胞内フェリチン産生を亢進させるとの報告があり本症でみられる高フェリチン血症にこれらサイトカインの関与が考えられる。5)著増血清フェリチンが本症の病態に積極的に関与する可能性を考えるとき、以下のシナリオが書けるかもしれない。即ち、活性化好中球やマクロファージからのO_2によって血清フェリチンから鉄(Fe^<2+>)が放出され、この鉄が触媒となってO_2とH_2O_2から最も組織破壊性の強いOHが生成され、本症の強い炎症に関与する可能性である。今回予備的実験ではあったが試験管内でOHの生成が検出された。今後更に研究を進展させる予定である。本年度の研究によって以下の知見が得られた。1.成人スチル病患者の血清フェリチンのうち糖結合フェリチンと糖非結合フェリチンの割合はCon-A Sepharoseを用いて再度解析したところ血清フェリチンが500800mg/dl程度の場合は糖結合フェリチンの割合が高かったが1500ng/ml以上の例で圧倒的に糖非結合フェリチンの割合が高かった。2.クロマトフォーカシングによる等電点の検討では多くの例でpI5.1-5.6であったが糖結合フェリチンはpI4.9-5.5でありpI5.0以下の酸性フェリチンの存在を認めた。3.Western blotによるフェリチンサブユニットの解析では糖結合フェリチンの割合の高い検体では19KのLサブユニットと23KのGサブユニットを認めた。一方糖非結合フェリチンの高い例はLサブユニットのみを認めた。4.成人スチル病患者の血清サイトカインレベルをELISA法にて測定した。IL-1beta、TNF-alpha、IL-8といった炎症性サイトカインはいずれも活動期は非活動期に比べて有意に高値であった(それぞれp<0.01)5.フェリチン分子内の鉄を測定したところ、フェリチン重量当たりの鉄含有量は活動期成人スチル病患者では、非活動期患者に比して低下していた。