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誤概念を保有する教員養成系大学生と共にデザインする電気学習に関する理科授業

本研究では、学習者に強固に残る電流や電圧等に関する誤概念を調査して学習者がつまずく箇所とその理由を探り、その結果を活用しながら、誤概念を保有する教員養成系学部生と共に学習者の電流や電圧概念の理解を促す教材を開発し指導方略を検討する。研究を進めるために、(1)小中高の電磁気単元学習内容のつながりの把握、(2)電気回路における学習者の素朴概念に関する先行研究の把握、(3)電気回路における学習者の素朴概念調査の実施、(4)学習者の特性に関する調査の実施、(5)小中高の教科書掲載の代表的な実験および教材の把握、(6)学習者の電流電圧概念の理解を促す教材開発および指導方略の検討、(7)各学校種での授業実践と分析評価を行う。初年度である平成29年度は、(1)、(2)、(3)、および(4)の予備調査をした。(3)は、電気回路に関して学習者に強固に残る誤概念は何かを把握するために、電池の直列つなぎ・並列つなぎ、単純回路・直列回路・並列回路の電流・電圧・抵抗、オームの法則に関して学習者の素朴概念の詳細を調査した(教員養成系学部生113名、理系学部生70名、文系学部生32名、高校生290名、中学生170名、小学生85名)。単純集計結果から、小学生では様々な素朴概念が存在するが、学校種が上がるにつれてその種類が減少するものの大学生になっても強固に残る誤概念が複数存在することが分かった。また、(4)の予備調査(教員養成系学部生97名)結果を踏まえ、学習者の特性に関する質問項目を決定した。平成30年度は、教員養成系学部生252名を対象に(3)と(4)の本調査をし、加えて(5)を行った。結果、電流・電圧に関する理解度は、高校での物理履修状況と受験状況に依存し、学習観(特に「失敗に対する柔軟性」)とメタ認知に関連することが示唆された。平成30年度は、教員養成系学部生252名を対象として電気回路に関する素朴概念の質問紙調査(21問)および学習者の特性に関する調査(学習観24項目、学習方略8項目、メタ認知10項目、電気学習の学習方略8項目、電気学習のメタ認知10項目)を実施した。電気回路に関する問題の理解度(得点率)は、11.7問正解(55.7%)であった。また、高校での物理履修状況および受験状況別での平均点と得点率は、未履修・未受験(9.4問正解、44.8%)、物理基礎履修・未受験(12問正解、57.1%)、物理基礎履修・センター試験受験(9.7問正解、46.2%)、物理基礎&物理履修・センター試験受験(12.7問正解、60.5%)、物理基礎&物理履修・2次試験受験(14.7問正解、70.0%)となり、電流・電圧に関する理解度は高校での物理履修状況と受験状況に依存した。また、学習者の特性に関する調査結果より、電気回路に関する理解度は、学習観、学習方略およびメタ認知と関連することがわかった。特に、学習観の「失敗に対する柔軟性」「思考過程の重視」、学習方略の「意味理解志向」が高い学習者ほど電気回路に関する理解度が高いことが示唆された。また、小中高の電磁気単元の学習内容のつながりを理解し指導上の留意点等を把握するために教科書掲載の代表的な実験やものづくりを調べ、実際に器具類を購入して試した。電気回路に関する素朴概念調査結果(H21H30年実施、教員養成系学部生1354名対象)は、日本物理学会において発表した。“豆電球や電熱線等の負荷では電流が消費される"、“乾電池を負荷につなぐと乾電池からいつでも同じ量の電流が流れ出す"という考えは強固に残り、大学生になっても科学概念に転換していない状況があること、また、電圧(電位差)を理解していない、電源電圧がどこにかかるのかを考えない学生が多いこと等を報告した。平成31年度は、平成29、30年度の電気回路に関する理解度と素朴概念および学習者の特性に関する調査結果の分析を進める。加えて、誤概念を持ち電気学習に苦手意識を持っている教員養成学部生にインタビュー調査を行う。また、引き続き、小中高の電磁気単元の学習内容のつながりを理解し指導上の留意点等を把握する目的で、教科書掲載の代表的な実験やものづくりを実際に試す。この際、海外の教科書も参考にしていきたい。加えて、児童生徒の理科嫌いの一因となる電気学習の授業改善に向けた具体的な方略や学習者の理解を促す教材や実験を教員養成系学部生と検討し、授業実践を目指したい。本研究では、苦手意識を持つ児童生徒が比較的多いとされる電気学習の授業改善と物理分野の指導に強い教員の育成を目指す目的で、電気回路に関して未だに誤概念を保有している教員養成系学部学生の意見を積極的に取り入れながら電気学習の理科授業をデザインすることを検討する。具体的には、学習者に強固に残る電気回路に関する素朴概念を調査して学習者がつまずく箇所とその理由を探り、その結果を活用しながら、自分自身も誤概念を保有し電気学習でつまずいてしまう児童生徒の考えや気持ちもわかる教員養成系学部学生と共に、学習者の電流・電圧等の理解を促す教材を開発し指導方略を検討していく。

初年度である平成29年度は、電気回路に関して学習者に強固に残る誤概念は何かを把握するために、電池の直列つなぎ・並列つなぎ、単純回路・直列回路・並列回路の電流・電圧・抵抗、オームの法則に関して学習者が保有する誤概念の詳細を調査した(教員養成系学部学生113名、理系学部学生70名、文系学部学生32名、高校生290名、中学生170名、小学生85名)。単純集計の結果から、小学生では様々な素朴概念が存在するが、学年が上がるにつれてその種類が減少するものの大学生になっても強固に残る誤概念が複数存在することが分かった。また、学習指導要領解説・教科書等を通して小中高の電磁気単元の学習内容のつながりを把握し、教科書に載っている代表的な実験および各単元学習で活用できる定性実験やものづくりについて調査した。加えて、学習者の電気学習の理解度や素朴概念に関する先行研究の文献調査を行った。平成29年度は、学習指導要領解説・教科書等を通して小中高の電磁気単元の学習内容のつながりを理解するだけでなく、各単元の指導上の留意点等を具体的に把握するために教科書に載っている代表的な実験や各単元で活用できる定性実験やものづくりを調べ、実際に試してみる予定であったが、調査に時間を要し実施できなかった。また、電気回路に関しての学習者の理解度や素朴概念に関する質問紙調査を行う際、合わせて学習者の学習観・学習方略・メタ認知等についても調査する予定であったが、質問項目を絞り切れず実施を見送った。ただ、教員養成系学部学生を対象として予備調査を実施したので、その結果を踏まえて質問項目を決定し、平成30年度に改めて調査を行いたい。本研究では、学習者に強固に残る電流や電圧等に関する誤概念を調査して学習者がつまずく箇所とその理由を探り、その結果を活用しながら、誤概念を保有する教員養成系学部生と共に学習者の電流や電圧概念の理解を促す教材を開発し指導方略を検討する。研究を進めるために、(1)小中高の電磁気単元学習内容のつながりの把握、(2)電気回路における学習者の素朴概念に関する先行研究の把握、(3)電気回路における学習者の素朴概念調査の実施、(4)学習者の特性に関する調査の実施、(5)小中高の教科書掲載の代表的な実験および教材の把握、(6)学習者の電流電圧概念の理解を促す教材開発および指導方略の検討、(7)各学校種での授業実践と分析評価を行う。初年度である平成29年度は、(1)、(2)、(3)、および(4)の予備調査をした。(3)は、電気回路に関して学習者に強固に残る誤概念は何かを把握するために、電池の直列つなぎ・並列つなぎ、単純回路・直列回路・並列回路の電流・電圧・抵抗、オームの法則に関して学習者の素朴概念の詳細を調査した(教員養成系学部生113名、理系学部生70名、文系学部生32名、高校生290名、中学生170名、小学生85名)。単純集計結果から、小学生では様々な素朴概念が存在するが、学校種が上がるにつれてその種類が減少するものの大学生になっても強固に残る誤概念が複数存在することが分かった。また、(4)の予備調査(教員養成系学部生97名)結果を踏まえ、学習者の特性に関する質問項目を決定した。平成30年度は、教員養成系学部生252名を対象に(3)と(4)の本調査をし、加えて(5)を行った。結果、電流・電圧に関する理解度は、高校での物理履修状況と受験状況に依存し、学習観(特に「失敗に対する柔軟性」)とメタ認知に関連することが示唆された。平成30年度は、教員養成系学部生252名を対象として電気回路に関する素朴概念の質問紙調査(21問)および学習者の特性に関する調査(学習観24項目、学習方略8項目、メタ認知10項目、電気学習の学習方略8項目、電気学習のメタ認知10項目)を実施した。電気回路に関する問題の理解度(得点率)は、11.7問正解(55.7%)であった。
明治日本に将来されたロシア・イコンの研究

日本に将来されたロシア・イコンの性格を考えるのに、ロシアから見て日本とパラレルであるアラスカにおけるロシア・イコンの状況を調査したところ、シトカ、ジュノー、コディアク、アンカレッジのみであるが、共通のイコンはわずかに4点(版画が3点、油彩画が1点)、つまり殆ど皆無であることが明らかとなった。つまりロシアから送られてきたイコンは、ロシアから世界各地の正教会に十把一絡げに送られたものではなく、当該地にどのイコンを送るかは、その地の正教会を援助するロシア側のパトロンの意向と、そのパトロンの周辺のイコン工房の制作状況が反映されていることが見通されることになった。しかし、そのなかで重要な発見があった。シトカのインノケンティ主教館において、日本のイコン画家山下りんが1891年に日本滞在中のロシア皇太子ニコライに献呈した『復活』のイコンの原画が発見されたのである。原画の制作は1876年。描いた画家はおそらくアラスカ最初のイコン画家ヴァシリー・クリューコフ(1810頃生、1880年頃、もしくは1830年頃歿)。ただしクリューコフは1830年までにペテルブルグで死んだとの記録もあり、精査を必要とするが、日本のニコライ大主教が育てた山下りん(1857-1939年)、アラスカのインノケンティ主教が育てたヴァシリー・クリューコフという、いずれも現地のイコン画家を育てるという伝道方針の結果であることがわかり、日本のロシア・イコン研究に全く新しい視点が導入されることになった。また東北地方の調査により、同一のイコン工房(場所、実体などは、なお不明)から送られてきたキリストと聖母のイコンを技法的に考察することによって、従来山下りんに帰属されてきた白河正教会のキリストと聖母の2点のイコンについて新知見が得られた。また科学分析のデータを初めて取ることができた。また山下りんが学んだ工部美術学校についても比較教育史の面から新しい考察を加えた。研究分担者(協力者)の田中智恵子、および加藤百合とともに、9月末にアラスカのシトカとジュノーのロシア・イコンの調査を行った。シトカは1800年以来、ロシアのアラスカ進出の拠点であり、1841年にはアラスカ伝道者として著名なインノケンティ・ヴェニアミノフがアラスカで最初の主教として着任した場所である。わが国のイコンと関連あるイコンは、シトカで3点発見した。シトカの聖ミハイル聖堂(1848年成聖)には、ラファエロの『変容』の上半分をイコンとして流用している例があり、これはわが国では愛知県の半田の正教会に見られるものである。またシトカの主教館付属礼拝堂(1843年成聖)では、石巻と盛岡にあるのと同じ石版画の『受胎告知』があった(25.0×20.8cm)。その銘文はロシア文であるが、同じ図柄で銘文のみ日本文に代えられたのが白河の正教会にある。また主教館のインノケンティの寝室の壁面には、わが国のイコン画家山下りんがしばしば描いた『復活』のイコンの原画となった版画が掛けられていた(55×39cm)。この原画を描いた画家は「V.クリューコフ」と推測されるのであるが、インノケンティがその腕前に驚嘆しているイコン画家にワシリー・クリューコフという画家がいたことがわかった。ワシリー・クリューコフはロシア人とアレウト人とのクレオールである。アレウト諸島のウナラスカ島にはワシリー・クリューコフが描いたイコンが現存するという。

10月には、同じく田中智恵子、および加藤百合とともに、サンクト・ペテルブルグ、モスクワ、パレフを訪問し調査を行った。パレフでは聖十字架挙栄聖堂に、ドイツのユリウス・シュノル(Julius Schnorr von Carolsfeld)が描いた聖書挿絵中の『昇天』がイコンに流用されている例を発見した。シュノルの聖書挿絵のイコンへの転用は、わが国のイコンにも例が多いところである。また肖像画、歴史画も描いたイコン画家パーヴェル・コリンの父のディミトリー・コリンが1874年にラファエロの宗教画を模写していることを発見した。明治日本に将来されたロシア・イコンの研究をするに当たって、まずアラスカとの比較研究が実りあるものだろうと考え、2001年秋にシトカとジュノーの教会に残るイコンを調査した。その際、シトカの主教館に、山下りんが1891年に制作した復活のイコンの源泉である版画が掲げられていることを発見した。その版画は1876年の制作であり、1889年に教会によって検閲されてシドルスキーによって出版されている。画家は、おそらくロシア人とアレウト人のあいだのクレオールであるワシリー・クリューコフであろうと推定する。ワシリー・クリューコフと山下りんという互いに歴史的意味を説明しあう画家たちであることに気付いたので、それを受けて、2003年3月にクリューコフについての調査をアンカレッジとコディアクにおいて行った。ところが、リディア・ブラック女史(フェアバンクス大学名誉教授)は、最近の調査によって、クリューコフは1820年代末にペテルブルグの美術アカデミーに入学するが、まもなく病死したという文献を発見され、近々著書のなかで発表されるという。しかしピアス氏は、1990年発行のその著書において、クリューコフは1850年に再婚しており、つまり1850年までは存命と記している。両者の判断の根拠は何であろうか?筆者は、1828年のクリューコフのプリミティヴ様式と、1876年のクリューコフのドレやシュノルの聖書挿絵と並ぶ、ロシアで著名な聖書挿絵のアカデミックな様式の分裂は、その間にペテルブルグの美術アカデミーでの学習体験を通過していることで説明可能であると考える。日本のイコン画家である山下りんがプリミティヴ様式から逃れていることは、イコンを描く前にイタリアのフォンタネージに学んでいることから説明できる。研究分担者の田中智恵子は、さらに気仙沼、十文字の教会にあるロシア・イコンについてさらに調査を進めた。ジヴァン・ラゾヴィチ氏とオレグ・タラソフ氏を招聘し、「もの」の意識を否定するイコン論とロシア・アヴァンギャルドとの共通点について、日本の物質観と比較し、共同研究を行った。
化石DNAの遺伝子情報にもとづく新生代哺乳類の分子系統学的研究

近蹄類テチテリアに属する長鼻目ゾウ亜科の3種(アフリカゾウ,アジアゾウ及び化石種のケナガマンモス),海牛目の3種(ニシインドヨウマナティー,ジュゴン,絶滅種のステラーカイギュ-)のミトコンドリアDNAチトクロームb遺伝子1005塩基対の配列決定を行ない,塩基配列データに基づいて,系統関係の解析を行った結果,テチテリア内の系統においては,分岐の早い順に長鼻類と海牛目の分岐,海牛目のカイギュ-科とジュゴン科の分岐,ジュゴン科内でジュゴンとステラーカイギュ-につながる系統の分岐,長鼻類の中でアフリカ象の系統とアジアゾウとケナガマンモスの共通の祖先の分岐,そして最後にアジアゾウとケナガマンモスの系統の分岐が示された.ゾウ科ゾウ亜科の系統関係においては,ケナガマンモスとアジアゾウは姉妹群を形成し最も近縁であることが今回の研究で明確になり,長らく論争のあったゾウ亜科内の系統問題は決着をみた.次に,ウシの家畜化が始まる以前のイングランドの上部更新統産の化石ウシBos taurus longifronsのミトコンドリアDNAのD-loop領域約0.7kbpの塩基配列を決定し,家畜品種の塩基配列のデータを加え,系統樹を作製し家畜ウシの起源に関する考察を行った.その結果,本化石亜種はヨーロッパ系品種のクラスターに含まれ,インド系品種との間には大きな分子距離を得た.この事実は,家畜化以前に,ヨーロッパ系品種とインド系品種との間にすでに大きな塩基配列の違いが存在していたことを示し,それらが独立に家畜化されたとする家畜ウシの二地域起源説が支持された.近蹄類テチテリアに属する長鼻目ゾウ亜科の3種(アフリカゾウ,アジアゾウ及び化石種のケナガマンモス),海牛目の3種(ニシインドヨウマナティー,ジュゴン,絶滅種のステラーカイギュ-)のミトコンドリアDNAチトクロームb遺伝子1005塩基対の配列決定を行ない,塩基配列データに基づいて,系統関係の解析を行った結果,テチテリア内の系統においては,分岐の早い順に長鼻類と海牛目の分岐,海牛目のカイギュ-科とジュゴン科の分岐,ジュゴン科内でジュゴンとステラーカイギュ-につながる系統の分岐,長鼻類の中でアフリカ象の系統とアジアゾウとケナガマンモスの共通の祖先の分岐,そして最後にアジアゾウとケナガマンモスの系統の分岐が示された.ゾウ科ゾウ亜科の系統関係においては,ケナガマンモスとアジアゾウは姉妹群を形成し最も近縁であることが今回の研究で明確になり,長らく論争のあったゾウ亜科内の系統問題は決着をみた.次に,ウシの家畜化が始まる以前のイングランドの上部更新統産の化石ウシBos taurus longifronsのミトコンドリアDNAのD-loop領域約0.7kbpの塩基配列を決定し,家畜品種の塩基配列のデータを加え,系統樹を作製し家畜ウシの起源に関する考察を行った.その結果,本化石亜種はヨーロッパ系品種のクラスターに含まれ,インド系品種との間には大きな分子距離を得た.この事実は,家畜化以前に,ヨーロッパ系品種とインド系品種との間にすでに大きな塩基配列の違いが存在していたことを示し,それらが独立に家畜化されたとする家畜ウシの二地域起源説が支持された.
赤血球の微小循環動態におけるサポニンのアンチエイジング機構の研究

生体にとって必要な酸素を末梢組織の隅々に運搬する赤血球の流れやすさは骨髄で作り出されてから酸化ストレスが原因で徐々に悪くなる。古来、生薬として用いられて来た紅蔘から抽出したサポニン分画には赤血球膜タンパク質の酸化傷害を抑制し、赤血球の流れやすさの悪化を妨げることが分かった。特に有効なサポニン分画成分は赤血球の膜タンパク質のグルコースの代謝に関わる赤血球の酸化抑制機構に働くことが示唆され。アンチエイジング薬の開発に大きく役立つと考えられた。酸化ストレスを加えた赤血球の流動挙動特性の低下を血液粘度と赤血球変形能で調べる。同時に赤血球膜への傷害を膜脂質および膜タンパク質の酸化度により調べる。サポニンが酸化ストレスに対しての保護効果を赤血球の流動挙動障害および膜傷害の程度により評価し、その保護機構を解明する。さらには、サポニンの分画のうちの有効成分を同定する。健康ヒト成人より採取した赤血球を洗浄後、鉄アスコルビン酸法で処理し、ヘマトクリットを調整して粘度、赤血球変形能を計測。また、赤血球膜過酸化脂質、膜タンパク質を調べた。赤血球に酸化ストレスを加えると、赤血球変形能が低下し、血液粘度が増加した。また、赤血球膜タンパク質中のSH基は減少した。サポニンおよび、その成分Rg2分画およびRh1分画は赤血球変形能低下、粘度増加とSH基減少を抑制した。また、膜タンパク質のBand3および、Band4.2のSH基の減少を抑制した。一方、酸化ストレスによる膜過酸化脂質の増加に対してはサポニンによる保護効果はなかった。赤血球の流動挙動変化に赤血球膜タンパク質の傷害が大きく影響すること、サポニンは酸化ストレスによる傷害を抑制することが明白となった。これにより、赤血球の老化に対する抗老化:アンチエイジングの一つの予防法として、また高血圧、糖尿病、動脈硬化などの生活習慣病の循環障害を起こす合併症の治療薬開発の確立に大きく貢献できる考える。健康ヒト成人より採取した赤血球を洗浄後、鉄アスコルビン酸法で処理した後、洗浄し、種々濃度のグルコースおよびサポニン分画の存在下で処理した赤血球をヘマトクリットを調整して粘度、赤血球変形能を計測。酸化処理後、粘度増加、膜タンパク質SH基減少していた赤血球を回復処理をするとサポニン存在下でのみ酸化ストレスによる機能障害に回復傾向を認めた。サポニンは酸化ストレスによる傷害を抑制するだけでなく、起きた傷害に機能を回復する効果があることが明白となった。これにより、その機構を解明することはエイジングによる機能障害に対する一つの回復の手段の可能性を示すと考えられた。赤血球のエイジングを促進し、機能障害を強調する目的で酸化ストレスを加えた赤血球の流動挙動特性の低下を血液粘度と赤血球変形能で調べる。酸化処理後、粘度増加、膜タンパク質SH基減少していた赤血球をグルコース存在下で回復処理をすると膜タンパク質SH基は回復傾向を示したが血液粘度は減少しなかった。しかし、グルコースとサポニン存在下で処理すると膜タンパク質SH基の回復のみならず粘度の減少を認めた。一方で、グルコース非存在下でサポニンのみの条件ではタンパク質SH基および粘度の回復は認められなかった。サポニンは酸化ストレスによる傷害を抑制するだけでなく、起きた傷害に機能を回復する効果が明らかになった。その機構はサポニンの有効成分の単純な酸化還元反応ではなく、グルコースを利用する赤血球内代謝に関わっていることが示された。この保護機構はを解明することはエイジングによる機能障害に対する一つの回復の手段の可能性を示すと考えられた。
小児血液腫瘍性疾患に対する抗腫瘍効果のみを増強した新たな造血幹細胞移植療法の開発

Cytokine-induced killer(CIK)細胞は、同種骨髄移植モデルにおいて優れた抗腫瘍効果を示し、かつ重篤な急性移植片対宿主病(GVHD)を発症しない。しかしながら慢性GVHDを発症する場合がある。慢性炎症に関与するIL-17を欠損させた骨髄細胞を用いた場合、慢性GVHDが減弱した。IL-17を制御することで慢性GVHDを抑制し、抗腫瘍効果を維持した骨髄移植が可能かもしれない。本年度は、まず骨髄移植モデルマウスの担癌モデルを作製するためにマウスリンパ腫・白血病細胞株であるBCL1ならびにA20細胞株にGFP遺伝子を導入した。その結果、骨髄移植による抗腫瘍効果がマウスを殺傷することなくリアルタイムでイメージング化に成功した。次にIL-17ノックアウトマウスから抗腫瘍効果の担い手と考えているCytokine induced killer(CIK)細胞を大量培養しIL-17ノックアウト状態に関係なくこの細胞群が試験管内で野生型のCIK細胞と同様の性質を有することを確認した。また本年度の予定としてあった慢性GVHDの進行にIL-17が関与しているかどうかを検討した。野生型マウスを用いて慢性GVHDを発症させた群は、IL-17ノックアウトで発症を試みた群と比べGVHDの程度が増悪していた。また組織学的にも特に皮膚では表皮、真皮の肥厚に加えて肥満細胞の増加が認められた。特に脱顆粒を起こした肥満細胞(すなわち活性化肥満細胞を意味する)が増多しており慢性GVHDの皮膚病変の形成を強く示唆する所見であった。それ故、肥満細胞ノックアウトマウスを入手することとし研究を発展させる予定である。この点についての詳細さ解析は来年度に行う予定である。以上、今年度の結果からはIL-17を制御することにより骨髄移植における慢性GVHDの発症を制御できる可能性が示唆されCIK細胞を用いれば抗腫瘍効果も増強できると考えられた。本年度は、IL-17がGVHDの病態にどのように関与しているかを検討した,,IL-17ノックアウトマウス骨髄を用いて骨髄移植を行うと野生型マウスから骨髄移植を行う場合と比べGVHD、特に慢性のGVHDが発症しにくいことが判明した。昨年、報告したがこの慢性皮膚病変(表皮、真皮の肥厚、肥満細胞の増多)からIL-17と肥満細胞との関連が推定された。本年度は、肥満細胞ノックアウトマウスを入手し、肥満細胞とGVHDの関連性もあわせて検討した。野生型ホストマウスに肥満細胞ノックアウトマウスから骨髄を輸注しGVHDの発現を野生型骨髄輸注マウスと比較したが、1回目の実験では明らかな両群間での差は認められなかった。現在、ホスト側を肥満細胞ノックアウトマウスにして実験を行っている、。その場合、GVHDが増悪するという結果が得られ、この場合は炎症を抑制する方向に働くと推定された。肥満細胞についての役割については不明な点が多く、現在肥満細胞を大量培養に着手し、その役割を同定する必要がある。また興味深い現象としてIL-17ノックアウトマウスをホスト側に設定すると急性GVHDが増悪することが判明した。以上から、IL-17に関しては急性GVHDを抑制する方向に、慢性GVHDに関しては増悪方向に働くサイトカインであることが判明し、今後のIL-17を利川した(抗IL-17抗体など)臨床に応用する際にも注意すべき点として各種学会で発表した。本年度は、昨年度に引き続きIL-17がGVHDの病態にどのように関与しているかを検討した。IL-17ノックアウトマウス骨髄を用いて骨髄移植を行うと野生型マウスから骨髄移植を行う場合と比べGVHD、特に慢性のGVHDが発症しにくいことが判明した。この慢性皮膚病変(表皮、真皮の肥厚、肥満細胞の増多)からIL-17と肥満細胞との関連が推定された。現在、細胞欠損マウスと培養肥満細胞を輸注した群を比較検討している。一方、急性GVHDに関しては、IL-17欠損マウスをホストとした場合、GVHDが発症することが判明した。興味深い現象としてIL-17ノックアウトマウスをホスト側に設定すると急性GVHDが増悪することが判明した。本年度は、この病態解析に主眼をおいたが、病理学的には通常のGVHDの皮膚組織像に加えてマクロファージが増多していた。In vivoでのマクロファージの除去を行い、最終的にIL-17とマクロファージとの関連を証明中である。IL-17に関しては急性GVHDを抑制する方向に、慢性GVHDに関しては増悪方向に働くサイトカインであることが判明した。またCytokine induced killer細胞(CIK)に関しては、同種骨髄移植モデルに輸注しても急性GVHDが増悪しないが、それはCIK細胞によりGVHDのinitiatorとなる宿主側の樹状細胞が攻撃されることが関与していると判明した。
ダイニン外腕の結合位置決定機構の研究

鞭毛・繊毛は基底小体から伸長した微小管骨格によって構成され、その内部構造、「軸糸」は進化的によく保存されている。運動性繊毛・鞭毛では、9組の周辺微小管に軸糸ダイニンが規則正しく結合している。これらのダイニンが隣接する周辺微小管と滑りを起こし、屈曲波を生みだす。さらに、軸糸ダイニンが周辺微小管上の特定の位置に一定の間隔で結合していることで、屈曲波は鞭毛・繊毛の基部から先端へと伝播していく。このうち鞭毛打出力の約7割を生み出しているダイニン外腕は24 nm間隔で周辺微小管に結合しているが、その周期性が構築される仕組みは今まで明らかになっていなかった。本研究によって、外腕ダイニンの微小管結合に必須なドッキング複合体ODA-DCの大きさ自体が24 nmであり、ODA-DCが微小管上に協同的に結合していくことが明らかになった。これによって、ダイニン外腕の24 nm周期の配置は、大きさが24 nmのODA-DCが協調的に周辺微小管上に結合していくことでその基礎が作られることが明らかになった。この成果はProc. Natl. Acad. Sci. USA誌にて発表された(発表論文欄参照)。また東京大学・東京工業大学による共同プレスリリースも行われ、2014年7月18日発行の科学新聞一面に掲載された。さらに、ODA-DCと相互作用していると考えられる蛋白質p60について、京都大学との共同研究によって完全欠失突然変異株を単離した。この株は野生株と比べて鞭毛打頻度と遊泳速度が有意に低下しており、その表現型は外腕ダイニン異常株oda11に酷似している。これらのことから、機能未知の新規軸糸蛋白質p60は外腕ダイニンの配置やregulationに作用している可能性が示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。鞭毛・繊毛の内部構造である軸糸は96nmを1ユニットとする周期的な構造を持つ。この周期的構造は原生生物から高等生物に至るまで広く保存されており、鞭毛・繊毛運動に重要な意義を持つと考えられる。しかしその緻密な周期性がどのように構築されるかはよくわかっていなかった。鞭毛・繊毛運動の屈曲波は、軸糸周辺微小管上に整列した軸糸ダイニンが隣接する周辺微小管上を滑ることで生みだされる。本研究のターゲットであるダイニン外腕は、周辺微小管上の特定の結合位置に24nm間隔で配置しているが、その周期性がどのように作られるかは明らかになっていなかった。昨年度実施した研究によって、外腕ダイニンの微小管結合に必須なドッキング複合体ODA-DCの大きさ自体が24nmであり、ODA-DCが微小管上に協同的に結合していくことが明らかになった。これによって、ダイニン外腕の24nm周期の配置は、大きさが24nmのODA-DCが協調的に周辺微小管上に結合していくことでその基礎が作られることが示唆された。これは、鞭毛・繊毛構造における周期性構築の仕組みにせまる初めての発見である。また、鞭毛・繊毛のみならず、アクチンや微小管上における周期的構造がどのように構築されるかといった、他の細胞生物学的問題に与える影響も大きいと考えられる。残る課題としては、ダイニン外腕の周辺微小管表面における結合位置がどのように決定されるかについてである。その結合位置を決定する因子の候補としていくつかの軸糸タンパク質をすでに同定していたが、京都大学の福澤研との共同研究により、ついにそのひとつであるFAP45の変異株を同定した。今後変異株の解析を行い、FAP45タンパク質がODA・DCの結合位置決定にどのように寄与しているかを調べていく。

この株は野生株と比べて鞭毛打頻度と遊泳速度が有意に低下しており、その表現型は外腕ダイニン異常株oda11に酷似している。これらのことから、機能未知の新規軸糸蛋白質p60は外腕ダイニンの配置やregulationに作用している可能性が示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。外腕ダイニンの24nm周期がODA-DCによって構築されるモデルを提唱し、それを裏付けるデータが多数得られた(現在PNAS誌に投稿中)。また、これまでにODA-DCの軸糸上での結合位置を決定する因子の候補としてFAP45を同定したが、京都大学福澤研究室との共同研究によって、その変異株を単離することができた。得られたFAP45変異株を用いてその局在や機能を解析し、FAP45タンパク質がODA-DCの結合位置決定にどのように寄与しているかを調べる。またFAP45とinvivoで結合するタンパク質として同定したFAP52、FAP144、FAP67についても、福澤研との共同研究により変異株を探索する。それぞれのタンパク質に特異的な抗体はすでに作成してあるので、変異株が単離でき次第その機能解析を進める。
新たな生化学的手法を用いた周極域土壌有機物の蓄積・消失プロセスの解明

今年度は、昨年度土壌生化学及び海洋物質動態の研究分野から導入した溶存態有機物のキャラクタリゼーション法を、さらに様々な極域生態系土壌に適用した。特に、今後起こりうる環境変動である地球温暖化が土壌の分解および可給態養分の増大をもたらすと考えられ、その影響として、養分添加が溶存態有機物のキャラクターや動態に与える影響について、極域ツンドラの長期養分施肥サイトを利用して調査を行った。その結果、土壌溶液中濃度は、無機態窒素添加区においては減少し、無機態リン添加区においてはやや増加し、両方添加した区においてはその中間ほどの値を示した。このことは、養分添加により微生物活性の増加に伴って溶存態有機物量が減少するとされるこれまでの知見と異なる、新しいものであった。こうした量的な違いはみられたものの、溶存態有機物のキャラクタリゼーションの結果では、対照区、窒素添加区、リン添加区、窒素・リン添加区のいずれにおいても、分子量分画に基づく溶存物質の質的変化はみられなかった。また、土壌から抽出可能な無機態リン濃度がリン添加区及び窒素及びリン添加区において高い値を示し、さらに抽出可能な溶存態有機物量もリン添加区において高くなっていた。これらのことから、リン施肥による無機態リンの増加が溶存態有機物の溶脱を引き起こしたと考えられた。これまでの研究からも、リンは土壌中の溶存態有機物よりも吸着力が高く、溶存態有機物を脱着させうるとの示唆はされてきていた。本研究結果は、今後の環境変動により生じる養分状態の変化が、溶存態有機物の、量的な動態変化に影響する可能性を特に強く示唆するものであった。本年度は、土壌有機物の生物化学的キャラクタライゼーション手法の確立を行った。また、特に検出の難しい、中性糖やアミノ糖の分析に力を入れることとした。分析用の土壌試料は、北方生態系を代表する北方林地帯にある、アラスカ大学フェアバンクス校が所有するPokerFlat試験林のトウヒ北方林や長期生態系研究サイトのボナンザ・クリークなどから採取した。Poker Flat周辺では森林火災区から土壌表層の土壌有機物および土壌溶液を採取すると同時に、対照区からもこれらを採取した。土壌有機物のキャラクタリゼーション手法の検討においては、まず東京大学海洋研究所生元素動態研究室の小川浩史助教授から、海洋有機物に適用されている加水分解性生体分子分析法を、中性糖、アミノ糖それぞれの生体分子群について直接指導を受けた。そして、その手法を土壌用に改良するため、神戸大学農学部土壌学研究室の阿江教治教授に土壌金属の専門の立場から土壌有機物抽出時の金属除去法や生体分子精製法を協力して検討を重ねた。糖分析のため、酪農学園大学所有の高性能液体クロマトグラフィー(HPLC)と電気化学検出器(ECD)により中性糖、アミノ糖が微量でも検出できるよう調整を行った。さらに、3次元電気泳動法による土壌由来溶存態有機物の分析手法についても検討を行った。そして、上記のサイトから採取した土壌有機物をこの手法で分析し、周極域土壌中の中性糖構成が植物由来のものと微生物由来のものをともに多く含んでいることが明らかとなった。
睡眠時無呼吸症候群の呼吸異常における硫化水素・セロトニンの関与に関する研究

閉塞性睡眠時無呼吸症候群(OAS)は,睡眠時(無意識下)に舌根沈下などにより,気道が閉塞され,間歇的に呼吸停止または低呼吸が生じるため,低酸素状態が繰り返される病態である.しかし,これまで用いられてきたOAS病態解析のための動物モデルは,いずれも`意識下'かつ間歇的に“低酸素に暴露する"という点で,実際のOASの状態とは異なる.本研究は`無意識下'かつ間歇的に“室内気で気道を閉塞させる"ことで,OASの臨床病態を再現する動物モデル(無意識下間歇的気道閉塞モデル)の作製を目的としたものである.呼吸数に影響を及ぼさない量の麻酔を施し,睡眠(無意識)状態としたマウスに対して,前年度は間歇的(10秒間隔)に,口腔・鼻腔の閉塞を繰り返す群(Group A)と無酸素(窒素100%)を吸入させる群(Group B)を作製し,呼吸数を計測した.今年度は、間歇的に閉塞する時間および呼吸する時間をそれぞれ,10秒,20秒,30秒間隔にし,呼吸数の違いを計測した.10秒群では,呼吸停止しなかったのに対し,20秒群では,平均636秒,30秒群では,平均550秒にて呼吸停止に至った.1サイクル内での開放・閉塞の時間の割合はすべての群において1:1にもかかわらず,呼吸停止までの時間が異なることは,閉塞の回数ではなくて,1回あたりの閉塞時間が呼吸停止に影響することが本研究にて,明らかになった.C57BL/6マウスに対して、1日4時間の低酸素曝露(7%酸素、93%窒素)を行った。曝露後24時間後に、低酸素耐性を確認するために5%酸素に設定したチャンバー内へマウスを入れ、観察を行った。それぞれ、通常酸素曝露(21%酸素、79%窒素)を行った群をコントロールとした。コントロール群では、全て死亡した。一方で、低酸素曝露群では、徐々に生存率が高くなり(生存率;0日低酸素曝露群0%、1日低酸素曝露群0%、2日低酸素曝露群50%、3日低酸素曝露群83%)、4日曝露した群では、100%の生存率を確認できた。さらに4日低酸素曝露群の脳における硫化水素産生及び代謝の関与を検証するため、生体内での硫化水素産生関連タンパクである2 cystathionine b-synthase (CBS), cystathionine c-lyase (CSE), 3-mercaptopyruvate sulfurtransferase (3MST)の発現解析を行った。その結果、CBS及びCSEの発現はコントロール群と4日低酸素曝露群にて有意な差がなかったが、3MSTの発現が、4日低酸素曝露群で有意に上昇することがわかった。現在、硫化水素代謝関連タンパクの発現解析を行っている。また、短時間での低酸素曝露における影響を確認するため、東京医科大学法医学講座、吉田謙一主任教授及び前田秀将助教の指導のもと、間歇的低酸素モデル装置の立ち上げを行っている。新たに窒素発生装置を導入し、ラットモデルにおいては、90秒ごとに、マウスにおいては30秒ごとに酸素正常状態と低酸素状態を繰り返すことが可能となった。今後、間歇的低酸素の影響を検証するためのモデル開発を行う予定である。平成28年度予算のほとんどを間歇的低酸素システムに不可欠な窒素発生装置の購入にあてた。これにより、ラット及びマウス両種において間歇的低酸素曝露を行うことが可能となった。平成29年度予算にて、間歇的低酸素曝露後のラット及びマウスの脳の変化を組織学的、分子生物学的に解析することを検討している。一方で、平成28年度途中にて申請者が東京医科大学から愛知医科大学へ所属が変更となった。間歇的低酸素システムを移動することは不可能であり、今後の実験の進め方を検討している。閉塞性睡眠時無呼吸症候群(OSAS)は、睡眠時(無意識下)に舌根沈下などにより、気道が閉塞され、間歇的に呼吸停止または低呼吸が生じるため、低酸素状態が繰り返される病態である。しかし、これまで用いられてきたOSAS病態解析のための動物モデルは,いずれも`意識下'かつ間歇的に“低酸素に暴露する"という点で、実際のOSASの状態とは異なる。本研究は`無意識下'かつ間歇的に“室内気で気道を閉塞させる"ことで、OSASの臨床病態を再現する動物モデル(無意識下間歇的気道閉塞モデル)の作製を行なった。対象はC57/BL6マウスを使用した。麻酔により無意識とする一方で、呼吸抑制が少ない条件(1分当たり80120回)で実験を行うために、麻酔薬の濃度を決める実験を行なった。その結果、ペントバルビツール系麻酔薬を体重(g)あたり、0.648mgを腹腔内注射し、呼吸を確認の上、実験を行うこととした。実験は、閉塞群と無酸素吸入群を作成し、比較検討した。閉塞群は,10秒間隔で気道の閉塞を、無酸素吸入群では無酸素吸入を繰り返しました。コントロール群は麻酔をかけたのみとした。結果は、閉塞群では、呼吸数の有意な経時的変化はみられなかったが、無酸素吸入群では有意な呼吸低下後、呼吸停止となった。本実験により、気道閉塞と無酸素吸入は異なるモデルであることが示唆された。

無意識下間歇的気道閉塞モデルは、OSASの病態解明の新たな動物モデルとして有用であると考えられ、来年度以降の詳しい解析に期待がもてる。睡眠時無呼吸症候群は、大きく中枢性と閉塞性に分類される。睡眠時無呼吸症候群の症例の多くが、舌根沈下などにより気道が閉塞され、間歇的に呼吸停止または低呼吸が生じる病態である。これまで、睡眠時無呼吸症候群のモデルとして、`意識下'かつ間歇的に“低酸素に暴露する"モデルにて解析を行ってきた。申請者は、既存のモデルが、睡眠時無呼吸症候群の病態を表現しているのかに疑問をもった。そこで、本年度は、新たなモデル作りに挑戦した。既存のモデルとの違いを明確できた点で、大きく進捗したと言える。閉塞性睡眠時無呼吸症候群(OAS)は,睡眠時(無意識下)に舌根沈下などにより,気道が閉塞され,間歇的に呼吸停止または低呼吸が生じるため,低酸素状態が繰り返される病態である.しかし,これまで用いられてきたOAS病態解析のための動物モデルは,いずれも`意識下'かつ間歇的に“低酸素に暴露する"という点で,実際のOASの状態とは異なる.本研究は`無意識下'かつ間歇的に“室内気で気道を閉塞させる"ことで,OASの臨床病態を再現する動物モデル(無意識下間歇的気道閉塞モデル)の作製を目的としたものである.呼吸数に影響を及ぼさない量の麻酔を施し,睡眠(無意識)状態としたマウスに対して,前年度は間歇的(10秒間隔)に,口腔・鼻腔の閉塞を繰り返す群(Group A)と無酸素(窒素100%)を吸入させる群(Group B)を作製し,呼吸数を計測した.今年度は、間歇的に閉塞する時間および呼吸する時間をそれぞれ,10秒,20秒,30秒間隔にし,呼吸数の違いを計測した.10秒群では,呼吸停止しなかったのに対し,20秒群では,平均636秒,30秒群では,平均550秒にて呼吸停止に至った.1サイクル内での開放・閉塞の時間の割合はすべての群において1:1にもかかわらず,呼吸停止までの時間が異なることは,閉塞の回数ではなくて,1回あたりの閉塞時間が呼吸停止に影響することが本研究にて,明らかになった.間歇的低酸素曝露の影響を確認するため、低酸素の影響を強く受けると予想される脳を中心として解析を行う予定としている。一方で、これまで用いてきた間歇的低酸素システムが容易に使用できなくなったため、新たな間歇的低酸素モデルの作成を検討している。2018年度に、既存のモデルと表現系が異なる、新たな閉塞性睡眠時無呼吸症候群のモデルを確立した。今後は、このモデルを用いて、解析を進めていく予定にしている。2017年度にモデルマウスを立ち上げ、その解析を2018年度に行う計画にしたため、それに伴い、消耗品の購入を2018年度に行うこととした。
運動療法を併用した慢性疲労症候群の集学的治療法の確立

名古屋大学医学部附属病院総合診療科(以下、本施設)に通院している慢性疲労症候群の患者で、本施設でこれまで実施してきた漢方治療・心理療法を行っても十分な治療効果が得られなかった患者を対象に、筋の異常緊張に着目したフィジカルアセスメントとストレッチやセルフマッサージ等の指導を加えた運動療法の治療効果を評価する臨床研究である。平成30年度も介入対象となる症例の集積と運動療法の導入が活動の中心となった。本研究の評価項目の1つとして固有感覚(位置覚)の測定を行っている。角度計を用いて位置覚を厳密に測定すると、慢性疲労症候群患者では健常者や他疾患の患者と比較して位置覚に異常を認めることがわかった。今後、慢性疲労を訴える慢性疲労症候群以外の患者群でも測定することで、この異常が慢性疲労症候群に特有の所見か否かを確認していく予定である。平成31年度においても運動療法の効果について情報を集積するとともに解析をしていく予定である。固有感覚障害についても、慢性疲労症候群の診断に寄与する客観的指標となり得るか評価を進めていく。本研究の対象となり得る慢性疲労症候群患者が少なく十分な症例が集積できていない。ストレッチやセルフマッサージ等の指導を加えた運動療法の導入症例を増やすとともに、臨床的な効果の解析を進めていく。平成29年度は介入対象となる症例の集積と運動療法の導入が活動の中心となった。慢性疲労症候群モデルラットを用いた基礎的研究において、ヒラメ筋(抗重力筋)の過剰な筋緊張亢進が固有感覚神経の異常興奮を引き起こし、脊髄ミクログリア活性化を惹起させることが知られている。本研究における運動療法導入前のフィジカルアセスメントにおいて、慢性疲労症候群の患者で固有感覚障害が存在する可能性が示唆された。現在のところ慢性疲労症候群は主として患者の申告に基づいて診断されており、日常診療で測定可能な客観的診断指標は知られていない。我々が行っている固有感覚の測定は、測定は外来診察室で数分内に実施可能であり、慢性疲労症候群の診断において日常診療で用いることが出来る客観的指標の1つとなる可能性がある。次年度においては、運動療法の効果を解析していく予定である。また、固有感覚については慢性疲労症候群患者でのデータを更に集積するとともに、健常人・他疾患でのデータも収集し、測定法を確立するとともに評価方法の標準化を目指していきたい。十分な症例数が現時点で集積できていない。また、固有感覚障害について測定法と評価法の開発を進めていく。当初予定していた、調査研究のための海外出張が取りやめとなったため次年度使用額が発生した。今年度、解析者の人件費および研究者の出張費として使用する予定である。調査研究のための出張に要した出張費が予想以上に低く抑えることができたため、次年度使用額が発生した。
表皮細胞内遊離カルシウムの変動とそれにひき続く細胞反応の研究

表皮角化細胞は外界から様々な情報を受容し、細胞内に伝達し増殖分化、機能している。ホルモン、神経伝達物質、サイトカイン等は各々に特異的な受容体と結合して細胞内で情報は増幅変換され、細胞反応を起こす。phosphophatidylinositol代謝回転に引き続くprotein kinase Cの活性化と細胞内遊離カルシウムの上昇、adenylate cyclaserespnse系は角化細胞の増殖文化に関与する情報伝達系と考えられている。bradykinin,thrombin,substance P,beta-adrenarin,adenosine,histamineが角化細胞内遊離カルシウムの上昇をきたすことをみいだした。角化細胞のinositol 1,4,5-trisphosphate産生に伴ない、またadenylate cyclase活性化により細胞内遊離カルシウムが上昇することが示され、カルシウムがsecond messengerとして重要であり、かつ、細胞内遊離カルシウム変動をきたす機構が単一でないことが示唆された。細胞対応としては、角化細胞の膜骨格蛋白(spectrin,-β-fodrin,4.1 proteinな)の存在が確かめられ、4.1 proteinは培養表皮角化細胞において、培地カルシウム濃度を変動させると、分布変化がおこり、細胞接着に関与することが推測された。またdihydrorhodamine 123を用い、角化細胞が産生するperoxideを直接測定する方法を見いだした。この方法によりTPA刺激によるperoxideの産生、分裂増殖に対するperoxideの影響を調べていきたい。細胞内遊離カルシウム変動の意義を明らかにするためには、情報としてはどういうagonistsが、膜情報伝達系は何を、細胞反応はなにか明らかにする必要があり、角化細胞情報伝達系の機構、各々の情報伝達系間のクロストークについても検索する必要がある。さらには乾癬などの皮膚疾患における細胞情報伝達系の異常を明らかにし、治療薬(ステロイド、retinoid,vitaminD3、PUVA等)による角化細胞伝達系の変動を検索し、治療に役立てたい。1.培養人表皮角化細胞の細胞内遊離カルシウム(Ca^<2+>)濃度の変動をFura2ーAMを用いた蛍光比画像顕微鏡法により提えた。3.表皮細胞内Ca^<2+>は表皮細胞のadenylate cyclaseを活性化する他の薬剤,ヒスタミン,アデノシン,フォルスコリンにより一過性に上昇した(Yasui et al JDSCEI,1990)。4.以上から,表皮細胞はadenylate cyclaseーサイクリックAMP系の活性化により,細胞内Ca^<2+>が上昇する機構のあることが明らかになった。この上昇は,細胞内貯蔵部位からの放出であった。5.人表皮片において細胞内Ca^<2+>蛍光比画像顕微鏡法によりの変動がとらえられた。adenylate cyclaseを活性化する薬剤で同様に細胞内Ca^<2+>は一過性に上昇した(Osawa et al Arch Dermotal Res inpress)。疾患皮慮生検組織を用いて細胞内Ca^<2+>変動が病態により変化するか検索することが可能であろうと考えられる。6.リポコルチンエは人表皮有棘層に存在することが、免疫組織学的に明らかになった。mRNAについてin situ hybridization法を用いて検索を行っている。7.赤血球には膜骨格蛋白質が存在し,細胞の形態,変形能を保つのに重要であることが知られている。その機能にはカルシウム,カルモジュリンが重要であることも知られている。ウサギに免疫し得られた抗体を用い,人表皮にスペクトリン,βー

フォドリン,4.1蛋白質の存在することを免疫組織学的,immunoblotにより確かめた(Shimizu et al Arch Dermatol Res,1990,Histochemistry in press)。機能とCa^<2+>の関係を検索している。1.人純粋表皮片を用いて,Furaー2を指示薬とした蛍光比画像顕微鏡法により、個々の細胞の細胞内遊離カルシウムの変動をとらえた。Bーアドレナリン,アデノシン,フォルスコリンにより細胞内遊離カルシウムは一過性に上昇した(Osawa et al Arch DermatolRes1991)。培養表皮細胞より,in vivoに近い条件での表皮細胞内遊離カルシウムの変動がとらえられ,種々の疾患における表皮細胞での反応性の検討が可能となった。2.表皮細胞膜phospholipaseCを活性化し,inositol trisphosphateを産生させる物質が表皮細胞内遊離カルシウムを一過性に上昇させることが確められた(安居ら第296回日本皮膚科学会北海道地方会)。すなわち,トロンビンブラジキニンが細胞遊離カルシウムを上昇させた。TPAは影響を与えなかった。3.乾癬の病態形成との関係が注目されているサブスタンスPは,豚表皮細胞においてinositol trisphosphate,細胞内遊離カルシウムの上昇をひきおこし,protein kinaseCの可溶性分画から不溶性分画への移動をもたらした。βーresponse等のadenylate cyclase反応前に対してはサブスタンスPは影響を与えなかった(Koizumi et al J Invest Dermatol1992,submi Hed)4.表皮細胞が紫外線照射によりH_2O_2を産生することを直接確めた。表皮角化細胞は外界から様々な情報を受容し、細胞内に伝達し増殖分化、機能している。ホルモン、神経伝達物質、サイトカイン等は各々に特異的な受容体と結合して細胞内で情報は増幅変換され、細胞反応を起こす。phosphophatidylinositol代謝回転に引き続くprotein kinase Cの活性化と細胞内遊離カルシウムの上昇、adenylate cyclaserespnse系は角化細胞の増殖分化に関与する情報伝達系と考えられている。bradykinin,thrombin,substance P,beta-adrenarin,adenosine,histamineが角化細胞内遊離カルシウムの上昇をきたすことをみいだした。