hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中国における都市の生成―良渚遺跡群の学際的総合研究―

9月の調査は、研究代表者・研究分担者・連携研究者・研究協力者の計10名が延べ15日間にわたり訪中し、中国側共同研究者と合流のうえ現地調査を実施した。調査の主体を占めるのは良渚遺跡群であるが、関連遺跡出土品の調査なども併せて行った。良渚遺跡群に関する調査の具体的内容は、各種人工遺物の観察・実測・写真撮影、土壌サンプリングと花粉・珪藻・プラントオパール分析、土器付着炭化物・出土炭化種子等の放射性炭素年代測定、木器・木製品の樹種同定が主要なものであり、前年度とほぼ同様の内容であった。莫角山遺跡周辺における何ヵ所かのトレンチ発掘により、莫角山本体の築造過程に関して、その年代を含め、より詳細な情報が得られつつある。また、莫角山の築造に際しては、その近くにまで「運河」を通し、資材の運搬を行っていたらしいことも判明した。現地調査とは別に、日本国内においてCORONA衛星をはじめとする各種衛星画像を用いて良渚囲壁周辺の3Dデータの作成を行った。莫角山とそれを囲む囲壁をリアルに可視化する作業を進めているが、入手しうる標高データに精疎の差があり、微地形を完全に復元するまでには至っていない。5カ年の研究期間も残り1年を残すだけとなったことを受け、研究全体のとりまとめと報告書作成の準備に着手する必要が生じた。そこで、12月には2名、3月には3名の中国側研究協力者を日本へ招聘し、研究代表者・研究分担者らとともに、これまでの研究成果の総括と報告書の内容に関する検討を実施した。海外調査としては、4度にわたり延べ12名が訪中し、計4週間を実地調査に費やした。調査の主体を占めるのは良渚遺跡群であるが、併せて関連遺跡の踏査等をも実施した。具体的には、各種出土遺物の観察・実測・写真撮影、土壌試料の花粉・珪藻・プラントオパール分析、土器付着炭化物等の放射性炭素年代測定、木器・木製品の樹種同定などからなる。また、日本国内においては衛星画像解析を行った。これら一連の調査・分析から得られた主な成果は以下の通りである。莫角山土台東麓断ち割りトレンチの発掘調査と並行して、莫角山土台のほぼ中央部においてもトレンチ調査を行い、土台の構築法や所属年代に関するデータを収集した。また、土台内外において約40か所のボーリング調査を行い、地下の堆積状況から原地形を復元する作業を開始した。また、昨年度に美人地地点より出土した木板等の木製部材について、樹種同定のためのサンプリングを行った。囲壁集落環濠内出土品や莫角山土台東麓トレンチ出土品を試料(主に土器付着炭化物、短年生植物種子)とする放射性炭素年代測定を継続して実施したが、その結果は、囲壁集落ならびに莫角山土台の構築年代が良渚文化後期に下るものであるという従前の結果を補強するものとなっている。塘山土塁とそれに接続する土塁・ダム群の存在が徐々に明らかになってきた。これは中国水利史上の画期的な発見であると言える。本年度については現地表面での踏査と衛星画像の解析を中心に行い、今後は精密な測量調査と部分的な試掘調査を実施する予定である。12月には中国人研究協力者3名を日本へ招聘し、日本側メンバーとともに金沢市において研究成果報告会を開催するとともに、これまでの研究成果の確認と今後の研究計画の策定とを行った。今年度は最終年度に当たるため、これまでの調査成果の確認と補足ならびに研究全体のとりまとめを主な活動内容とした。海外調査は5月と9月の2回に分けて実施した。研究代表者・研究分担者・連携研究者・研究協力者の計6名が延べ21日間にわたり訪中し、中国側研究協力者とともに現地調査を実施した。
大学大衆化状況における大学卒業者職業キャリアの変容に関する日独比較研究

大学大衆化は先進諸国にみられる共通の現象であるが、これに起因する重要な問題の一つとして、大学卒業者の職業キャリアに対する影響が挙げられる。とくに大学教育が特定の専門職に就くための準備教育として中心的機能を果たしてきたドイツでは、専門分野を介して大学教育と職業とが結びつく伝統的な関係が残る一方で、両者の需給関係が齟齬を来し、その結果、大学卒業者の就職難、あるいは失業問題が生じていると考えられる。統計資料によれば、本来、大学教育を前提としないような、より価値の低い職務に就いている新規大卒者の比率は、1984年には11.7%であったものの1993年には19.9%、つまり5人に1人の割合に達していた。しかしながら、こうした数値は大学卒業者へのアンケート調査を基礎としているため、ドイツの企業が実際、大卒者にどのような能力を期待し、いかなる基準・方法で採用を行なっているかについては、不明瞭な点が多い。そこで、1997年11月にマンハイム近郊の大規模企業6社を訪れ、人事担当者に面接調査を実施したところ、独語文献に現われていない幾つかの事実が明らかになった。とくに重要だと思われる知見は、以下の3点にまとめられる。1.大規模企業の場合、大卒ホワイトカラーは定年まで同一企業に勤続するケースが多く、管理職はほとんど内部から登用されている。2.大学の拡大にかかわらず、ドイツの大企業は新規大卒者をあくまで幹部候補生とみなし、それにふさわしい人物の採用をめざしている(採用手段として、“Assecement Center"を活用している企業が多い)。3.企業が大卒者に求める第一の能力とは、大学での専門分野に関する専門知識である。しかし、産業構造の変化、国際競争の激化などドイツ経済を取り巻く情勢が厳しさを増すなかで、決断力、社会的能力など幅広い能力(Schlusselqualifikation)が求められるようになっている。
ヒスタミンによるミクログリア機能制御と神経保護作用について

ミクログリア(MG)は脳の免疫細胞として機能している。うつ病やアルツハイマー病などの神経疾患では異常に活性化したMGが認められ、MG機能制御がこれら神経疾患の治療につながると期待されている。これまでの研究により、ヒスタミン3型受容体(H3R)を介してMG機能が制御されていることをin vitroの系において見出した。本研究では、H3Rを介した生体内MGの機能制御や病態との関連について検討する。本年度は、H3Rを介したMG機能制御についてin vivoの系にて検討を行うとともに、MG特異的H3R欠損マウス(H3RCKO)の樹立を試みた。まず、マウスにグラム陰性菌由来内毒素(LPS)を腹腔内投与し、脳内MGの炎症性サイトカイン産生を誘導させ、それに対するH3Rアゴニストまたはアンタゴニストの作用を検討した。結果、H3Rアゴニストは、生体内MGの炎症性サイトカイン産生をさらに増加させたのに対し、アンタゴニストはその産生を抑制した。この結果と、MGの異常活性化抑制が神経保護につながるという既報から、H3RアンタゴニストのMG機能抑制作用に注目し研究を進めた。MGの貪食能への影響について検討した結果、LPSにより亢進したMGによる蛍光ビーズの貪食が、H3Rアンタゴニスト投与により抑制された。また、うつ病モデルを用いた検討では、H3Rアンタゴニスト投与により、うつ様行動が改善されただけでなく、MGによるうつ病関連サイトカインの産生も抑制された。Cre loxPシステムを用いたH3RCKOの作製では、MG特異的Cre発現マウスの精子を購入し、個体を復元したが、そのマウスにCre遺伝子の発現が認められなかった。今後は、MG特異的H3R欠損マウスを用いて、MGにおけるH3Rの役割やH3Rアンタゴニストの作用の詳細について検討する必要がある。29年度が最終年度であるため、記入しない。アレルギーや胃酸分泌に関わるヒスタミンは、脳内では神経伝達物質として機能し、睡眠覚醒や情動行動といった様々な脳機能を調節している。脳内ヒスタミン機能の調節異常が様々な精神神経疾患と関連があることから、脳内ヒスタミン受容体を標的とした創薬研究も盛んにおこなわれている。しかしながら、脳内ヒスタミン研究は、盲目的に神経細胞を標的に行われてきた。本研究では、脳内ヒスタミンの作用標的として脳の免疫細胞ミクログリアに焦点を当て、ヒスタミン受容体を介したミクログリア機能制御と病態との関連について検討をおこなう。これまでの研究により、マウス初代培養細胞の系において、ミクログリアにはヒスタミン3型受容体(H3R)が発現しており、このH3Rを介し、ミクログリアの重要な機能である遊走能、貪食能、サイトカイン分泌能が制御されることを明らかにした。今年度は、これまでの研究の発展として、ex vivoやin vivoの系にてミクログリア機能におけるH3Rの役割について検討をおこなった。さらに、病態モデルを用いた実験として、うつ病モデルマウス用い、H3Rを介したミクログリア機能制御の重要性について検討をおこなった。H3R作動薬により、急性海馬スライスにおけるミクログリアの遊走能と貪食能が抑制された。また、in vivoにおいてもビーズの貪食が抑制された。さらに、LPS誘導性うつ病モデルに対しH3R作動薬を投与したところ、うつ様行動は優位に抑制され、うつ病関連サイトカインの発現が低下し、サイトカインの供給源であるミクログリアによるサイトカインの産生も抑制されることが明らかとなった。今後は、神経変性疾患モデルを用い、ミクログリアに発現するH3Rの重要性を確立するとともに、脳内ヒスタミンの神経保護作用についてミクログリアの側面から検討していく予定である。今年度は、培養細胞系の実験の発展として、ex vivoとin vivoの系において、ミクログリア機能におけるヒスタミン3型受容体(H3R)の重要性を明らかにすることができた。更に、病態モデル用いた実験では、H3Rがミクログリア機能制御に関与し、うつ病モデルマウスの病態に影響を与えることを示すことができたた。よって、おおむね順調に進展していると考えられる。

MGの貪食能への影響について検討した結果、LPSにより亢進したMGによる蛍光ビーズの貪食が、H3Rアンタゴニスト投与により抑制された。また、うつ病モデルを用いた検討では、H3Rアンタゴニスト投与により、うつ様行動が改善されただけでなく、MGによるうつ病関連サイトカインの産生も抑制された。Cre loxPシステムを用いたH3RCKOの作製では、MG特異的Cre発現マウスの精子を購入し、個体を復元したが、そのマウスにCre遺伝子の発現が認められなかった。今後は、MG特異的H3R欠損マウスを用いて、MGにおけるH3Rの役割やH3Rアンタゴニストの作用の詳細について検討する必要がある。今後は、神経変性疾患などの病態モデルを作製し、ミクログリアに発現するヒスタミン3型受容体の重要性を検討していく。また、病態モデルにおいて、ヒスタミンによる神経保護作用をミクログリアの側面から検討していく予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。
超磁歪アクチュエ-タのAC特性評価に関する研究

本研究によって発明されたTb_<0,3>Dy_<0,7>Fe_<1,8>Mn_<0,2>Co_<0,2>と米国海軍地球表面兵器センタが発明したTb_<0,3>Dy_<0,7>Fe_<1,9>とのAC特性の比較検討がなされた。磁歪量(飽和値)λsは,ほぼ同等,エネルギ密度も1500025000J/m^3で前者が若干低値であるが大差ではない。本発明の長所は,引張強度が約10Kgf/mm^2,圧縮強度が70Kgf/mm^2,そして防錆性が高いことが明らかとなった。次に本開発材を用いてAC特性評価を実施し,以下のような結論を得た。用いた超磁歪材料は米国海軍のTDF多結晶,TDF結晶制御,FEREDYNーAB(スェ-デン,ウプサラ大学)と比較検討している。1.Tb_<0.3>Dy_<0.7>Fe_<1.8>Mn_<0.2>Co_<0.2>超磁歪材料は,米海軍及びウプサラ大学の材料と同様に,バイアス磁界H(KG)の適当な領域で最大値をとることが明らかとなった。2.欧米の発明超磁歪材料に対して,約20%程度大きな△E効果が得られた。この結果は,海洋探査用ソナ-等の地球表面監視用超音波デバイスに使用でき,大幅性能向上が見込まれる。3.本発明の超磁歪材料は,予荷重(圧縮)応力α=1.02.5Kgf/mm^2で,α=0の時の歪みε_0に対して,歪み比ε/ε_0は2.02.5となり,ウプサラ大学のε/ε_0=1,3,米海軍ε/ε_0=1,7を上廻った。つまり本超磁歪材料は極めて大きなJump効果を持つことが明らかとなった。現在運輸省で進められている海面500Kmごとにカバ-するトモグフィ-開発(現在250Kmが限界)に寄与できると考えられる。4.本材料による超磁歪アクチュエ-タによる微小位置決め装置を開発した結果,0、01°CまでJoule熱を制御できる強制冷却システムを装備して,分解能5nmの位置決めができた。5.プライザッハ制御の導入により,ヒステリシスを大幅に取り除いた。
Ni基超合金の超塑性変形に関する研究

Ni基超合金の一つであるIN100の粉末をHIPにより固化成形した材料を用いて、asHIPの状態で10501100°Cの温度域において圧縮試験を行い、超塑性変形特性と変形中に生じる組織変化について研究した。その結果、次のことが明らかになった。HIPにより固化成形したIN100材は押出し、焼なまし等の処理を行わなくても、asHIPの状態で超塑性変形が可能であり、歪速度感受性指数mも1075°Cにおいて10^<-3>S^<-1>の歪速度域で最大値0.6を示す。また超塑性変形を示す歪速度域も温度上昇とともに広くなり、1100°では10^<-4>10^<-2>S^<-1>の歪速度範囲でm>0.4となる。また同時に温度上昇により変形応力は著しく低下し、良好な超塑性加工が期待できる。超塑性変形中に生じる組織変化をSEMにより観察した結果、高歪速度域において動的再結晶により結晶粒が微細化し、平均2μmになるとともに、asHIP状態において結晶粒径の不揃いや粒界での不純物(主として酸化物)が均一に分散する。またこのような変形中の動的再結晶により、変形時の応力ーひずみ曲線も加工軟化を示す。低歪速度域では結晶粒は変形中に粒成長により粗大化し、最大平均粒径は5μm程度になる。また粒成長にともない、変形応力は増加し、応力ーひずみ曲線は加工硬化型になる。超塑性変形において歪速度の粒径依存性を測定した結果、粒径の2乗に逆比例することが明らかとなった。IN100合金の超塑性変形機構については変形の活性化エネルギーが350kJ/molとなり、格子拡散の活性化エネルギーに近い値であることより、格子拡散で支配される粒界すべりによる機構が考えられる。
血中プロスタサイクリン安定化因子のモノクローナル抗体による酵素免疫定量法の開発

急性心筋梗塞、不安定狭心症に対する冠動脈造影法の進歩から心筋梗塞急性期の病態が明らかになってきた。冠動脈内血栓形成と冠動脈攣縮が本症発症の2大要因であることが明らかになってきた。プロスタサイクリンは血管壁で産生される生理活性物質であり不安定であるが強力な抗血小板凝集作用と抗収縮作用を有している。この不安定なプロスタサイクリンを安定化する物質として我々は血清中の分子量3万の蛋白質を見出した。そしてこの因子はアミノ酸配列を決定したところHigh Density Lipoprot ein(HDL)の表面蛋白であるApolipoprotein A-I(Apo A-I)であることが明らかになった。このことから従来抗縮状硬化作用があるといわれてきたHDL、Apo A-Iの作用機序の1つがPG J_2(プロスタサイクリン)の安定化である事が明らかになった。そして本研究において我々はApo A-Iに対するモノクローナル抗体を開発することに成功した。これを用いて心筋梗塞の発症機序について検討した。健常人10例、狭心症11例、不安定狭心症10例、心筋梗塞11例の4群で検討した。心筋梗塞な発症から3、4±1.5時間の急性期、77±14時間の悪急性期に検討した。狭心症においてはPGI_2安定化因子活性とApo A-I値は共に正常値にくらべて低かった。最も因子活性の低かったのは不安定狭心症と急性期心筋梗塞であった。これには血中のApo A-I値の低下と共にApo A-IIが増加し、HDL表面でApo A-Iを追い出すためと考えられた。以上の事から本研究においてApo A-I、PGI_2安定化因子のモノクローナル抗体が開発されて心筋梗塞の発症機序の一端が明らかになった。本年度はこのモノクローナル抗体を用いた酵素免疫定量法を用いて心筋梗塞、冠動脈内四柱症の発生機序について検討した。対象は健常人10例、狭心症11例、不安定狭心症10例、心筋梗塞11例の4群である。心筋梗塞は発症から3.4±1.5時間の急性期、77±14時間の悪急性期に検討した。狭心症においてはPGI_2安定化因子活性とApo AI値は共に低値であった。PGI_2安定化因子活性は不安定狭心症と急性心筋梗塞の急性期において最も低値を示した。これは血中のApo AI値の低下とHDL表面のApo AIがApo AIIによりdisplaceされる結果と考えられた。事実in vitroでApo A-IIによりHDL表面のApo AIはApo IIによりdisplaceされPGI_2安定化因子の活性は低下した。結論としてHDL表面のApo AI、Apo AIIは以下の2つの方法で血清中のPGI_2の安定化を制御していることが判った。一つは血清中Apo AIレベルの低下が原因でありもう一つはHDL表面のApo AIがApo AIIによりdisplaceされる結果であることが判った。下の制御機構は粥状硬化の発生と冠動脈における血柱形成機構に重要な関連を持つと考えられた。
看護職が受ける精神病患者による暴力的行為に関する研究

精神科看護師が入院患者から受ける暴力的行為の実態と看護師の態度を明らかにすることを目的に本研究を行った。具体的な研究手法としては、1平成14年度に精神科看護師18名に暴力の体験に関する面接調査を行い、質問紙作成に役立て、平成15年度に国内8つの精神科病院の看護師(准看護師も含む)629人を対象に本調査を行った。データの分析にはSPSS ver11.0を用い、連続的変数にはMann-Whitney U検定、名義尺度にはχ二乗検定を行った。回答のあった377人(有効回答率60%)のうち、実に50.7%が身体的暴力(平手で叩く、蹴る、げん骨で殴る等)を、68.4%が言語的暴力(罵声、非言語的威嚇等)を、32.4%が性的暴力(わいせつな発言、体を触る等)を過去1年以内に受けており、暴力は頻度の高い問題であることがわかった。若い看護師や女性看護師がより暴力の被害に遭っており、新人教育に暴力関連の教育プログラムを取り入れる必要が考えられた。勤務部署別の分析では、患者属性の違いによって発生する暴力の特徴が明らかになった。暴力被害にあった群のほうが、仕事に満足しておらず、また今後も勤務することに積極的ではない態度を示しており、暴力被害が看護師の職務満足や職務継続意志を損なうものであることが明らかになった。暴力に関連する看護師の認識として、6つの因子が抽出され、暴力体験との関連がもっとも強く示された因子は、組織的サポートであった。暴力を体験していた群は職場のサポート体制についての評価が低く、暴力問題に対する組織的取り組みが重要であることが示唆された。重要視していたサポート内容は、患者への関わりについてのアドバイス、被害の話を聞いてくれる人、看護者の権利擁護のための法的な相談や情報の入手などであり、これらの対策の有効性を今後検証していくことが課題として見出された。精神科看護師が入院患者から受ける暴力的行為の実態と影響を明らかにすることを目的に本研究を行っている。全国的調査の質問紙作成のために、A精神科病院に勤務する看護師18名に暴力の経験に関する半構造的面接を今年は行った。結果および考察(1)暴力の内容「身体的暴力-拳骨で殴る、平手で殴る、蹴る等」、「言語的暴力-脅迫、誹謗・中傷等」、「性的暴力-抱きつく、胸・尻を触る等」があった。(2)看護師への影響暴力は、「切創、腫れ等の傷」「身体の緊張感」といった身体的影響や「自己嫌悪、ケアへの自信喪失、患者への恐怖・怒り」等の心理的影響を看護師に与えていた。「噛まれる」ことによる感染症罹患の可能性もあった。(3)看護師の対処患者への怒りの感情を他者に表出している看護師がいる一方で、周囲に話したがらない者もいた。これは周囲を心配させたくない、暴力の出来事を想起することにより自身に生じる混乱や苦痛を避けたいからであった。暴力を受けた看護師は、出来事そのものを拒絶したり、合理化しようとすると指摘されているが(Lanza1983)、本研究においても同様の傾向が明らかになった。看護師は、受傷しても周囲に勧められないと受診や労災申請を行わず、これも大げさにしたくないという心理的抑制が働いた結果といえよう。看護師は、暴力の被害者としての感情と専門家としてのあるべき姿の間で揺れ動いていた。(4)サポートの内容周囲のサポートによって助けられたと感じていた看護師もいたが、安易な励ましが逆に当該看護師を傷つけている場合もあった。暴力被害の看護師への対応として、感情を表出させ受けとめることが必要だといわれているが、今回の結果では「あえて暴力のことにふれずに、見守る」という周囲のサポートが行われている実態があった。今回の調査により、看護師の暴力被害の実態と影響が明らかになったので、今後は対象を拡大して調査する。

暴力に関連する看護師の認識として、6つの因子が抽出され、暴力体験との関連がもっとも強く示された因子は、組織的サポートであった。暴力を体験していた群は職場のサポート体制についての評価が低く、暴力問題に対する組織的取り組みが重要であることが示唆された。重要視していたサポート内容は、患者への関わりについてのアドバイス、被害の話を聞いてくれる人、看護者の権利擁護のための法的な相談や情報の入手などであり、これらの対策の有効性を今後検証していくことが課題として見出された。
患者および医療者からの評価に基づいた治療・検査場面における看護行為の検証

治療や検査場面における看護行為の実態を明らかにし、その看護行為に対する患者および医療者評価との関連を検証し、より適切な看護実践の提言を行うことが目的である。そこで、臨床看護師を対象とした非参加型観察法にて、治療や検査場面における看護行為を質的方法により分析・抽出し、第三者による評価と看護行為の種類や行為数との関連を、統計学的手法により検証した。結果、「共にいる」「共働する」「情報を提供する」の看護行為を行う者の方が、看護行為に対する評価は高いという関連が認められる傾向にあった。今後は対象数を増やして再解析を行うことで、研究成果の一般化に至る余地がある。意識下で侵襲的な治療や検査を受ける患者の不安や苦痛に対し、看護師が行うべき看護行為は検証されておらず、患者が受ける看護の質が確保されていない可能性がある。そのため本研究では、治療や検査場面における看護行為の実態を明らかにし、その看護行為に対する患者および医療者評価との関連を検証し、より適切な看護実践の提言を行うことを目的として実施計画を立案した。具体的な活動実績としては、研究協力者のスーパーバイズを受けながら具体的かつ実現可能性を考慮した研究計画書を立案した。その後、東北大学大学院医学系研究科倫理委員会における審査の申請手続きを行った。合わせて、データ収集の協力を得るために、各病院の看護部に研究計画の進捗状況についてさらに、研究対象者に対しデータ収集の協力を得るための同意を得ることに尽力し、実際のプレテストを試行した後にデータ収集を遂行した。現状としては、対象者の研究協力を得ることに時間を費やした。一般化できる対象者数を満たすまで、データ収集を継続する必要がある。また、臨床現場でのデータ収集において、看護師側または患者側の受け入れの問題で進捗に滞りがみられた場合は、対象を患者からシミュレーターに置換えた際の看護場面を対象とする必要があることが示唆された。プレテストで既存のデータについて分析を試み、信頼性や妥当性の検証を行った。データ分析はデータ収集と合わせて研究代表者が行っており、かなりの時間が分析に費やされている(1症例5分程度につき最低1時間が必要である)。来年度は、データ収集ならびに分析時間の確保が課題である。意識下で侵襲的な治療や検査を受ける患者の不安や苦痛に対し、看護師が行うべき看護行為は検証されておらず、患者が受ける看護行為の質が担保されていない可能性がある。具体的な活動実績としては、研究協力者のスーパーバイズを受けながら具体的かつ実現可能性を考慮した研究計画書の作成ならびに修正を引き続き行い、データ収集施設における倫理委員会の申請手続きを進捗させた。また、データ収集の協力を得るために、各病院の看護部に研究計画について説明をし、さらに、研究対象者似たいしデータ収集の協力を得るため同意を得られるよう尽力した。また、プレテストを施行した結果、データ収集方法について修正が必要となることが明らかとなったため、再度研究計画を練り直した。さらに、患者からの協力が難しい処置については、シミュレータを患者とみたてた看護師の対応により、評価を行うことが有用であると考えられた。プレテストでは、既存のデータについて分析を行い、分析方法の信頼性ならびに妥当性について検証を継続しておこなった。データ収集と合わせ、データ分析にもかなりの時間が必要であるため、来年度もデータ収集ならびに分析時間の確保が課題である。意識下で真宗的な治療や検査を受ける患者の不安や苦痛に対する、看護師の看護行為について検証されておらず、患者が受ける看護行為の質が担保されていない可能性がある。そのため本研究では、治療や検査場面における看護行為の実態を明らかにし、その看護行為に対する患者および医療者評価との関連を検証し、より適切な看護実践の提言を行うことを目的として計画を実施している。新たなデータ収集施設の交渉を進め、該当する倫理委員会の申請手続きの確認を行った。また、複数施設の看護部に研究計画について説明をし、さらに研究対象者に対するデータ収集の協力を得るための同意が得られるよう尽力した。また、看護行為を分析するツールであるICNPのアップデートに対応するため、このツールを用いた既存の研究成果について幅広く検討する機会を設けた。データ収集と合わせ、データ分析の時間を確保する必要があり、来年度もそれらを滞りなく行うことが大きな課題である。主任研究者の異動により、教育活動へのエフォート率が高まったため。

そのため本研究では、治療や検査場面における看護行為の実態を明らかにし、その看護行為に対する患者および医療者評価との関連を検証し、より適切な看護実践の提言を行うことを目的として実施計画を立案した。最終年度は、データ分析を行い、得られた結果を元に考察を行った。研究計画、およびデータ収集など、実現可能性を踏まえた研究活動に専念できた。研究活動場所が異動となったことより、データ収集施設の倫理委員会から、引き続き審査を受ける。データ収集、および分析方法については計画書通り進めることで問題ないと思われる。次年度も、研究活動に専念する時間を確保し、研究を推進させる。研究活動場所が異動となったことより、データ収集施設の倫理委員会から審査を受ける。データ収集、データ分析の方法は研究計画書通りで問題ないと思われるため、研究活動に専念する時間の確保を行い、研究を推進させる。研究計画、HP作成、およびデータ収集など、実現可能性を踏まえたシステム作りに専念できたため。スーパーバイズを受ける専門領域の先生に、研究指導の謝礼として支払う予定であった。しかしながら、今年度は会議を開催しなかったため。スーパーバイズを受ける専門領域の先生に研究指導の謝礼として支払う予定であった。しかしながら、今年度はスーパーバイズ会議を開催しなかったため。次年次以降、スーパーバイズを受ける際の研究指導の謝礼として支払う予定である。また、データ収集ならびに分析時において、研究指導ならびに研究協力者への謝礼として予算を活用する。研究計画通りで問題ないと思われるため、今後はデータ収集活動の本格化をめざす。今後は、データ収集ならびに分析時において、研究指導ならびに研究協力者への謝礼として予算を活用する。看護職に対し、研究成果ならびに研究方法の情報提供を行い、幅広い意見を拝受するためにホームページの作成を行った。国民に対し、研究成果ならびに研究方法の情報提供を行い、幅広い意見を拝受するためにホームページの作成を行った。初年度、スーパーバイズを受ける先生およびデータ収集協力者に謝礼を渡す予定であったが、打合せ会議を設けずともよくなり、またデータ収集もこれから本格的に行う予定となったため。今後は、データ収集ならびに分析時において、研究指導ならびに研究協力者へ謝礼として予算を活用する。
母系遺伝形式をとる感情障害の分子遺伝学的解析

今回の研究では母系遺伝する感情障害、特にミトコンドリア遺伝子(mtDNA)の関与についての検討を行った。当大学病院受診中で感情障害と診断された患者について家系分析、合併症の検索を中心に調査をおこなったところ、うつ状態を呈し受診した23才の患者で患者本人に軽度の聴力低下、心伝導障害および耐糖能異常を認め、家族歴では母方に糖尿病を認めたことからmtDNA異常を疑い、患者白血球よりDNAを抽出し、tRNA^<Leu(UUR)>領域をPCR法にて増幅しシークエンスをおこなったところ、3243番にA→Gの変異を認めた。さらに、母親にも同様の検索をおこなったところ、やはり同じ変異を有していた。神経放射線的な解析をおこなったところ、患者では頭部MRIで異常信号を認めなかったがSPECTで、後頭葉および基底核を中心とした局所的な脳血流の低下を認めた。母親の検索では異常を認めていない。患者の治療としてはcoenzyme Q_<10>およびidebenone投与をおこなったところ、脳血流および臨床症状の改善を認めた。今回の研究では、1家系のみの報告なので確定的なことは言えないが、mtDNAを呈する患者では脳血流の低下を示す症例があることから、mtDNA異常に伴う脳血流の低下がうつ状態の症状形成に関与していることが示唆された。また、ミトコンドリア症では、臓器別のmtDNA異常の割合が症状と関与していると考えられていることから、本症例では、母親と患者の間では中枢神経内でのmtDNA異常の割合が異なっていることが症状発現と関連していることも推定された。
メチル水銀の脳内への取り込み及び神経毒性発現におけるグルタチオンの役割

本研究者らによって、既に腎臓中へのメチル水銀の取り込み機構における重要性が示されたグルタチオン(GSH)及びその代謝酵素であるgamma-グルタミルトランスペプチダ-デ(gamma-GTP)が、メチル水銀の標的組織である脳内への取り込み及び神経毒性発現において果たす役割を明らかにする目的でマウスを用いて以下の実験を行った。1.メチル水銀の脳内への取り込みにおけるGSH及びgamma-GTPの役割を明らかにする目的で、メチル水銀を尾静脈内投与し、その後の脳中への水銀の蓄積に及ぼすGSHの同時投与、GSH枯渇化剤又はgamma-GTP阻害剤前投与の効果を検討した。その結果、メチル水銀の脳内への蓄積量は、これら化合物の投与による著しい影響を受けなかった。今回の実験条件下では、脳中へ蓄積するメチル水銀の量が極めて低かったため、今後、メチル水銀の投与条件の検討、および生理的レベルのgamma-GTP活性を維持した脳毛細血管内皮細胞を用いた検討が必要である。2.組織中GSHの枯渇化剤であるブチオニンスルフォキシミン(BSO)の前投与が後肢麻痺を指標としたメチル水銀の神経毒性発現に及ぼす影響を調べる目的で、先ず、メチル水銀投与によって神経毒性を発現させるための至適投与条件を検討した。その結果、メチル水銀の単回投与によっては神経毒性の発現は認められなかったが、メチル水銀25mumol/kg/day、又は、28mumol/kg/dayの投与量で1日1回、連日2週間皮下投与することによって、いずれの場合も初回投与10日以降にはじめて後肢麻痺を示すマウスが認められ、それぞれ初回投与14日後に20%、又は、60%のマウスに神経毒性の発現が認められることが判明した。そこで、このような条件でメチル水銀を投与し、BSO前投与の影響を検討した結果、メチル水銀による神経毒性の発現に先立って、メチル水銀の致死毒性がBSO前投与によって増強されることが明らかになり、そのために神経毒性発現においてはGSHの効果を評価することが出来なかった。しかし、今回の実験において、メチル水銀の致死毒性のみならず腎毒性の発現もBSO前投与によって増強されることが判明し、これらメチル水銀による毒性の防御因子としてのGSHの重要性が示された。
成人英語学習者における目標到達支援プログラムの構築に関する研究

文部科学省の「英語の使える日本人」構想など、学校教育機関における英語教育への期待は依然にも増して高く、児童、生徒、学生など青少年の英語学習者を対象とした研究も盛んに行なわれてきた。しかし、一方で、「学校」を卒業した成人の英語学習者についての研究は少ない。英語が生涯学習としても定着し、グローバル化が進むなかで、成人の英語学習の現状と、そこから見える課題をまとめることが、本年度の研究のひとつの目標であった。成人英語学習をとりまく現状として、(1)日本人の英語観、(2)企業における英語政策、(3)商業化、IT化された英語学習、の3点が大きな特徴としてあげられる。日本人の英語観については、多くの言説がある。そのほとんどが、否定的なもので、日本人のメンタリティや歴史観に関連したものであることがわかった。企業において、TOEICのスコアを昇進や昇格の条件にしたり、スコアの伸長に報奨金を出したりと、TOEICを使った「アメとムチ」の英語政策を行なっている。成人の英語学習は、市中の英会話学校や書籍など商業化されており、また、近年のIT化は学習手段の多様化をもたらした。上記の現状を肯定的に考慮し、成人英語学習の課題をまとめた。すなわち(1)学習ニーズの多様化、高度化、顕在化への対応、(2)学習環境の整備、(3)学習支援者の創出である。成人英語学習者の今日的ニーズを把握し、それに対して、適切な学習環境を提供し、おとなの学びを支える成人英語教育者の育成が必要とされるだろう。本研究の展開としては、日本語、他外国語を含めての言語政策のなかで、成人の英語学習はどうあるべきかという議論を行なっていきたい。文部科学省の「英語の使える日本人」など、「学校」における英語教育への期待は依然として高く、少年の英語学習者を対象とした研究も盛んに行われてきた。一方で「学校」を卒業した後、英語学習を再開する成人も数多く存在するなかで、成人英語学習者に対しての研究は少なく、公的な支援はほとんど行われていないのが現状である。そのような状況のなかで、成人英語学習者の特徴を考慮に入れ、効率的かつ効果的に英語学習を行えるような支援プログラムを構築する必要があるのではないか。本年度(平成15年度)の研究目的は、日本における成人英語学習者への支援プログラムの構築のために、成人英語学習者(本研究では20歳以上の有職者)についての基礎的データを収集することであった。そのために、(1)成人英語学習者をとりまく社会的環境、(2)成人英語学習者の実態、の2点に焦点をあてリサーチを行った。(1)については雇用者が被雇用者に対して、月給・昇進などへ一定のTOEICスコアを要求するなど、高い英語適用力を期待する割合が高くなっていることがわかった。また、被雇用者も、雇用形態・職業意識・ライフスタイルの変化などに敏感に反応し、英語を重要なスキルと考える傾向が強い。(2)に関しては、成人英語学習者のケーススタディを行い、英語学習歴を評細に分析し、成人が英語学習を再開あるいは継続する要因を考察した。英語学習を再開する要因としては現在志向的(現在の業務上の必要性)、将来志向的(キャリアアップ、転職、定年退職後)、知的趣味、刺激志向的なものがあると分類できた。成人の学習再開、継続が3つの要因のひとつに起因していると言うよりも、複数の要因が関係していると考えることができた。どの要因が成人の英語学習再開や継続により影響力をもたらすかは、今後の課題としたい。
「個の尊重」の教育原理-エマソン教育思想の現代的意義-

本研究には2つの目的があった。1つは、「個の尊重」の教育思想を最も初期に唱えながら、教育学的にも哲学的にも、これまでその重要性があまり注目されてこなかったエマソンの思想を、現代に蘇らせしかも現代教育哲学の原理として鍛え直すことにある。2つは、その上で、未だその内実が明らかにされず、哲学的にも教育(学)的にもその意味において一般的合意に達していない「個の尊重」の教育原理を明らかにすることである。1つめに関して、報告者は、あまりにロマン主義・形而上学的こ過ぎるとしてかえりみられてこなかったエマソンの超越主義を、エマソンから多大な影響を受けたニーチェの思想によって克服し、さらにエマソンの現象学的先駆性に着目することで、彼の認識論を現象学によって基礎づけた。これによってエマソンの思想が現代思想の先駆けであったことを明らかにするとともに、彼の唱えた「個の尊重」の教育原理を、哲学的に基礎づける視座を提示した。すなわち、2つめの目的を、報告者は、「個の尊重」とはあくまでも「個」が認識の最終基盤であるという点、および、「個」は条件が整えば共通了解を志向する可能性をもっている点を明らかにすることによって基礎づけた。申請者は続いて、そうは言っても「個」とはかかわりのない一般知識の獲得もまた重要であるという考えとの対立を解消するため、この対立を解消ずることを試みたデューイの思想に着目した。その過程で、デューイの教育哲学がいまだ不徹底であることを明らかにし、これをまずは現象学的に再構築することで上記問題を解消した。最終的には、申請者は上記研究過程において、教育(学)の根本問題が相対主義、理想・当為主義、規範主義の3つの思想的立場の対立にあることを見出し、これを現象学=構造構成主義によって解消するという成果を得た。今後あらゆる教育問題を解明していくための基本的視座を提示した重要性をもつといえる。
長寿遺伝子を標的とした新規成人T細胞白血病治療法の開発

成人T細胞白血病(ATL)は、化学療法等の治療法の進歩に関わらず平均生存期間は10.9ヶ月と予後不良であり、白血病による死亡者数の約14%にのぼる。NAD+依存性ヒストン脱アセチル化酵素であるSIRT1は、細胞内エネルギー代謝センサーとして生命機能に関与する。本研究ではATLにおけるSIRT1機能を解析し、そのATL治療応用への可能性を検討した。急性型ATL患者におけるSIRT1の発現は増加しており、SIRT1阻害剤であるSirtinolは、急性型ATL患者細胞の細胞生存率を有意に低下させ、アポトーシスを誘導した。SIRT1のノックダウンによりHTLV-1感染細胞株であるMT-2細胞では、Caspase-3の活性化及びアポトーシス陽性細胞の検出が確認された。以上の結果より、SIRT1阻害剤によるATL治療法の可能性に関する研究基盤が確立できた。がん細胞へのエネルギーの供給には、脂肪酸代謝が重要な役割を果たしており、NAD^+依存性ヒストン脱アセチル化酵素であるSIRT1は、細胞内エネルギー代謝センサーとして脂肪酸酸化を促し生命機能に関与する。急性型ATL患者におけるSIRT1の発現は増加しており、既存のSIRT1阻害剤であるSirtinolは、急性型ATL患者細胞の細胞生存率を有意に低下させた。また、SirtinolはATL関連細胞株のアポトーシスを誘導した。その際、NF-κB活性の低下及び核内SIRT1の発現の減少が認められた。更に、NAD^+添加によるSIRT1の活性化がSirtinolのアポトーシス誘導作用を増強した。そのアポトーシス誘導作用は、caspase-3,8,9の活性化を介していたが、SIRT1及びp53の発現に変化は認められなかった。以上の結果より、ATL関連細胞においてSIRT1活性化因子及びその阻害剤が、それぞれ異なる経路でアポトーシスを誘導し、その作用はp53非依存的であることが示唆された。本研究により、SIRT1の活性化剤と阻害剤の相乗効果による効率的なATL治療法の可能性に関する研究基盤が確立できた。SIRT1のノックダウンによりHTLV-1感染細胞株であるMT-2細胞では、Caspase-3やPARPの活性化及びアポトーシス陽性細胞の検出が確認されたが、非HTLV-1感染細胞株のJurkat細胞においては、アポトーシスが認められなかった。一方、SIRT1活性化剤であるSRT1720処理によっても白血病細胞株の細胞生存率は濃度依存的に抑制され、アポトーシス細胞の割合は増加した。以上の結果より、ATL関連細胞においてSIRT1活性化因子及びその阻害剤が、それぞれ異なる経路でアポトーシスを誘導することが示唆された。
ヒドロゲナーゼと光合成の融合によるエネルギー変換サイクルの創成

本年度の主な研究実績は、(a)「燃料電池と太陽電池を融合する同一分子触媒の開発」、(b)「水素と一酸化炭素を燃料とする燃料電池の開発」、(c)「ヒドロゲナーゼの結晶構造解析による酸素耐性メカニズムの解明」、(d)「ニッケル・鉄ヒドロゲナーゼモデル触媒による水素と酸素の活性化メカニズムの解明」であり、論文(aとbは表紙に採択)とプレスリリース(a、b、c)にて成果を発信した。特に(a)の業績により、本特別推進の研究課題「ヒドロゲナーゼと光合成の融合によるエネルギー変換サイクルの創成」を達成し、本年度中に最終目標に到達した。以下に、(a)(d)の成果についての具体的な内容を記述する。・研究テーマ(a) :ヒドロゲナーゼは水素から電子を取り出す酵素であり、光化学系IIは光エネルギーを利用して水から電子を取り出す酵素である。すなわち、ヒドロゲナーゼと光化学系IIは、それぞれ燃料電池と太陽電池のアノード触媒と同様の機能を有している。これらの酵素を範とし、人工的に分子レベルで酵素機能を再現することで、燃料電池と太陽電池を融合する同一分子触媒の開発に成功した。このように水素と水を両方酸化できる同一分子触媒はこれまでになく、エネルギー研究の分野において格段の発展と波及効果をもたらすことが期待できる。本成果は、プレスリリース(平成29年6月5日「燃料電池と太陽電池を融合する同一分子触媒の開発」)にて公表し、EurekAlert!AAASや日経新聞で取り上げられた。・研究テーマ(b) :燃料電池の電極触媒である白金は、水素に含まれる極微量の一酸化炭素による被毒で触媒活性が著しく低下するため、水素と一酸化炭素の両方を酸化できる電極触媒の開発が必要とされている。本研究では、水素酸化酵素(ヒドロゲナーゼ)と一酸化炭素酸化酵素(一酸化炭素デヒドロゲナーゼ)の共通する活性中心構造を分子レベルで再現することで、これらの酵素の機能を融合した新しい分子触媒を開発した。この分子触媒を用いることにより、水素と一酸化炭素が50対50の比率の燃料でも燃料電池が駆動することを見出した。本成果は、プレスリリース(平成29年6月7日「水素と一酸化炭素を燃料とする燃料電池の開発」)にて公表し、EurekAlert!AAAS、AZoCleantech、DWV-Mitteilungen、西日本テレビ、朝日新聞、中日新聞、日経新聞、産経新聞、西日本新聞で取り上げられた(Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 9723、表紙に採択、Hot Paperに選出)。・研究テーマ(c) :ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド還元型ヒドロゲナーゼの酸素耐性メカニズムの解明は、生物化学、生物無機化学、触媒化学の分野において非常に重要な研究課題である。これまで本タイプのヒドロゲナーゼの酸素耐性メカニズは明らかとなっておらず、本研究による構造学的アプローチによって初めて明らかになった。本成果は、プレスリリース(平成29年9月1日「NAD+還元[NiFe]ヒドロゲナーゼのレドックススイッチ機構の構造基盤の解明」)にて公表し、日経新聞で取り上げられた(Science 2017, 537, 928)。・研究テーマ(d) :酸素耐性ニッケル・鉄ヒドロゲナーゼは水素の酸化と酸素の還元の両方を触媒する酵素である。しかし、そのスイッチングのメカニズムは未だに明らかになっていない。本研究では、ニッケル・鉄ヒドロゲナーゼのモデル錯体を用いて、熱力学的且つ速度論的研究によりスイッチングメカニズムを解明した。本成果は、水素と酸素の活性化触媒の分子設計指針となりうる重要な知見である。以下に記載するこれまでの研究成果を鑑みると、現在までの進捗状況は「当初の計画以上に進展している」と言える。特に、本特別推進の研究課題「ヒドロゲナーゼと光合成の融合によるエネルギー変換サイクルの創成」を最終年度の前年(今年度)までに達成することができたことが大きな理由である。・平成26年度の主な成果は、酵素燃料電池の開発である。本成果は、Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 8895(表紙に採択)とプレスリリース(平成26年6月4日「燃料電池の白金電極を超える水素酵素「S-77」電極の開発に成功(白金の637倍の活性)」)によって公表した(NHK、RKB毎日放送、讀賣新聞、西日本新聞、日経新聞、毎日新聞、産経新聞、日刊工業新聞にて報道)。また、本酵素燃料電池について、JST newsの特集記事にて紹介された(2014年9月号、「天然酵素をまねて人工酵素を開発:自然界の力で優れた燃料電池の実用化を目指す」)。・平成27年度の主な成果は、鉄に酸素が結合した世界初の鉄・酸素錯体の合成である。本成果は、Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 724(表紙に採択)とプレスリリース(平成27年10月29日「非貴金属分子触媒で水素の活性化に続く「酸素の活性化」に成功-白金フリー燃料電池の開発に応用-」)によって発表した(NHK、テレビ西日本、FBS福岡放送、朝日新聞、日経新聞で報道された)。・平成28-29年度の主な成果は、「燃料電池と太陽電池を融合する同一分子触媒の開発」と「水素と一酸化炭素を燃料とする燃料電池の開発」である。特に前者の成果は、本特別推進の研究課題「ヒドロゲナーゼと光合成の融合によるエネルギー変換サイクルの創成」の達成を意味している。

本成果を、ChemCatChem 2017, 9, 4024(表紙に採択)とプレスリリース(平成29年6月5日「燃料電池と太陽電池を融合する同一分子触媒の開発」)によって発表した(EurekAlert!AAASで取り上げられ、日経新聞で報道された)。さらに後者の成果は、Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 9723(表紙に採択、Hot Paperに選出)とプレスリリース(平成29年6月7日「水素と一酸化炭素を燃料とする燃料電池の開発」)によって発表した(EurekAlert!AAAS、AZoCleantech、DWV-Mitteilungenで取り上げられ、西日本テレビ、朝日新聞、中日新聞、日経新聞、産経新聞、西日本新聞で報道された)。これらの成果について、文部科学省において、世界トップレベル研究拠点プログラム10周年記念講演会「日本の科学の未来に向けて」で、「エネルギー問題に貢献する科学」という表題で講演した。以上の研究成果は、小江(研究代表者、研究の総括)、日比野教授(研究分担者、電気化学測定)、庄村准教授(酵素の結晶化)、松本准教授(研究分担者、電極触媒調整)との密接な連携により達成されたものであり、現在までの研究は非常に順調に進展している。最終年度は、(i)「水中・常温・常圧で触媒的に水素を酸化するニッケル・鉄錯体の開発」と(ii)「過酸化水素を触媒的に酸化する分子触媒の開発」を推進する。以下にその詳細について記述する。・研究テーマ(i) :これまでニッケル・鉄錯体を用いて水素を活性化した例は報告されているが、水中・常温・常圧で水素を触媒的に酸化した例は報告されていない。本研究では、水中・常温・常圧で水素を触媒的に酸化する初めての水溶性ニッケル・鉄触媒の開発を行う。本研究は、「(戦略1)空配位座」、「(戦略2)シグマ・パイ相互作用」、「(戦略3)ルイス塩基・酸」に基づいて推進する。(戦略1)空配位座は、水素が鉄中心に接近するための必要条件であり、(戦略2)シグマ・パイ相互作用は、水素が鉄中心に相互作用するための配位子設計における必要条件であり、(戦略3)ルイス塩基・酸は、鉄中心に捉えた水素をヘテロリティックに開裂するためのプロトン・ヒドリド受容体の必要条件である。これらの必要条件(1)(3)を満足し、水素を活性化する十分条件を満たす水溶性ニッケル・鉄錯体を現在合成中である。本研究で得られる成果は、ニッケル・鉄ヒドロゲナーゼの最終モデル化合物の合成であり、本研究分野のブレークスルーとなりうる。・研究テーマ(ii) :過酸化水素は燃料電池のカソードにおいて有害な副生成物であり、過酸化水素から変換したオキシルラジカル種が電極触媒やアイオノマーを分解するため、過酸化水素の有効な除去方法の探索は重大な研究課題とされている。酸素耐性ニッケル・鉄ヒドロゲナーゼは、酸素存在下では酸素を水に4電子還元することが報告されており、その4電子還元の過程で過酸化水素が副生することが知られている。本酵素は生成した過酸化水素を分解する機能を持つことが最近明らかとなったが、その分解メカニズムは全く不明である。本研究では、酸素耐性ニッケル・鉄ヒドロゲナーゼをモデルとし、過酸化水素を触媒的に分解する触媒の開発を目指す。本研究で得られた成果は、酵素の反応
インスリンシグナル伝達における解糖系酵素ＧＡＰＤＨのニトロ化修飾の役割

解糖系酵素であるGAPDHは、心筋由来H9c2細胞株においてインスリン刺激依存的なリン酸化やニトロ化に伴いその酵素活性が亢進するが、本研究において糖尿病発症ラットではGAPDHのニトロ化、リン酸化の亢進がされずシグナル伝達が破綻している可能性が示唆された。またニトロ化修飾を受けるGAPDHのTrp残基をPheに置換した変異体を用いた実験において、インスリン刺激後のGAPDHのリン酸化の亢進が見られなかった。細胞内シグナル伝達への関与に不明な点が多いタンパク質のニトロ化修飾が、本研究の知見により、シグナル伝達の制御に本質的な役割を果たしている可能性が示唆された。血糖値制御システムの破綻による糖尿病の発症が、脳卒中や心臓病などの病態を誘発する主要因の一つであり、血糖値調節機構を解明することが非常に重要だと考えられる。これまで、ラットの心筋組織においては血糖値上昇時に、またラット心筋由来のH9c2細胞株においてはインスリン刺激時に、リン酸化Aktと解糖系酵素GAPDHが会合し、GAPDH自身もリン酸化を受けることを見出した。さらにH9c2細胞株においては、インスリン刺激に伴い、GAPDHはリン酸化に先んじて細胞骨格に寄与するアクチンと会合することを明らかにしてきた。本研究では心筋組織で、インスリンシグナルにおけるGAPDHのトリプトファン残基のニトロ化修飾について検討することを目的とした。2型糖尿病ラット(OLETF)およびコントロールラット(LETO)を用いてグルコース溶液を腹腔内に投与し血糖値を変動させ、直ちにラット心筋の細胞溶解液を調製後、抗ニトロトリプトファン抗体によるウエスタンブロット法によってGAPDHのニトロ化修飾の差異を検討したところ、血糖値上昇時、LETOと比較してOLETFにおけるGAPDHのトリプトファン残基のニトロ化レベルが減少していた。これまでタンパク質中のトリプトファン残基に生じるニトロ化修飾は疾患に伴う酸化ストレス亢進下で産生されると考えられ、タンパク質機能を傷害することで病態形成に関与している可能性が示唆されていたが、今回の知見によって、トリプトファン残基のニトロ化修飾が心筋組織においてインスリンシグナル伝達に関与していることが明らかとなった。GAPDHのリン酸化やニトロ化といった多彩な翻訳後修飾の詳しい機構の検討により高次のシグナル伝達の仕組みが明らかになることが期待され、またGAPDHのさらなる機能解明は糖尿病やそれに伴う心疾患に対する治療開発に結びつくと考えられる。新知見も得られているので、おおむね順調に進展していると思われる。これまで、我々は解糖系酵素GAPDHを介した新規インスリンシグナルネットワークを発見し、2型糖尿病モデルラットを用いてGAPDHのニトロ化修飾の観点からインスリンシグナル伝達の詳細を検討してきた結果、GAPDHのトリプトファン残基のニトロ化修飾が心筋組織におけるインスリンシグナル伝達に深く関与していることを見出してきた。本年度の研究ではラット心筋細胞由来の細胞株(H9c2)に対してインスリン刺激を行った後、ニトロ化修飾を受けるGAPDHのトリプトファン部位を質量分析法によって決定し、決定したトリプトファン残基をフェニルアラニンに置換したGAPDH変異体発現解析系を構築した。これまでタンパク質中のトリプトファン残基に生じるニトロ化修飾は疾患に伴う酸化ストレス亢進下で産生されると考えられ、タンパク質機能を傷害することで病態形成に関与している可能性が示唆されていたが、我々の研究結果からトリプトファンのニトロ化修飾が心筋組織におけるインスリンシグナル伝達に関与しており、本年度の研究によって構築したGAPDH変異体発現解析系を用いることにより、インスリンシグナルにおけるGAPDHのニトロ化・脱ニトロ化に関与する分子を探索することが可能となる。本研究によるGAPDHの多彩な翻訳後修飾の詳しい機構の検討で高次のシグナル伝達の仕組みが明らかになることが期待され、またGAPDHのさらなる機能解明は糖尿病やそれに伴う心疾患に対する治療開発に結びつくと考えられる。解糖系酵素GAPDHは解糖系/糖新生に関わる酸化還元酵素として知られているが、近年、細胞死の誘導、あるいは細胞骨格への作用といった解糖系以外の働きも担っていることが明らかになってきており、これらはGAPDHの翻訳後修飾によって調節されていると考えられている。これまで、我々は、ラット心筋細胞由来のH9c2細胞株において、インスリン刺激依存的に引き起こされるGAPDHのリン酸化やニトロ化といった翻訳後修飾に伴い、GAPDHの酵素活性が亢進することを明らかにしてきた。本年度の研究では、ニトロ化修飾を受けるGAPDHのトリプトファン部位をフェニルアラニンに置換したH9c2細胞株の変異体細胞株を用いてインスリン刺激を行ない、その結果GAPDHのリン酸化およびその酵素活性の亢進が抑制される知見を得た。このことから、心筋細胞のインスリンシグナルにおいてはGAPDHのトリプトファンのニトロ化修飾が引き金となり、GAPDHのリン酸化が亢進し、酵素活性が上昇することが明らかとなった。現在まで、タンパク質のニトロ化修飾は、疾患などに伴う酸化ストレス条件下で、生体内に発生する活性窒素種などによって引き起こされ、タンパク質の機能障害をもたらすと考えられてきたが、細胞内シグナル伝達への関与については不明な点が多く、本研究の知見により、タンパク質のニトロ化修飾が、細胞内シグナル伝達ネットワークの制御に本質的な役割を果たしている可能性が示唆された。

今まで明らかにされていないニトロ化修飾の細胞内シグナル伝達への関与の詳しい検討が、時空間的にダイナミックな高次のシグナル伝達の仕組みを解明する足がかりとなり得る。またGAPDHは、その機能が多岐にわたっており、この分子のさらなる機能解明は糖尿病やそれに伴う心疾患に対する治療開発に結びつくことが期待される。解糖系酵素であるGAPDHは、心筋由来H9c2細胞株においてインスリン刺激依存的なリン酸化やニトロ化に伴いその酵素活性が亢進するが、本研究において糖尿病発症ラットではGAPDHのニトロ化、リン酸化の亢進がされずシグナル伝達が破綻している可能性が示唆された。またニトロ化修飾を受けるGAPDHのTrp残基をPheに置換した変異体を用いた実験において、インスリン刺激後のGAPDHのリン酸化の亢進が見られなかった。細胞内シグナル伝達への関与に不明な点が多いタンパク質のニトロ化修飾が、本研究の知見により、シグナル伝達の制御に本質的な役割を果たしている可能性が示唆された。ラット心筋由来のH9c2細胞株を用いて、GAPDH変異体発現解析系を構築し、ニトロ化・脱ニトロ化に関与する分子の探索を行い、タンパク質のニトロ化・脱ニトロ化機構の解明を目指す。H9c2細胞株および平成28年度に樹立したGAPDH変異体細胞株にインスリンで刺激を行い、野生型GAPDHあるいは変異型GAPDHと結合する分子を比較検討し、野生型GAPDHにのみ会合する分子をプロテオーム解析により同定する。ニトロトリプトファンを含む領域に特異的に会合する分子が同定されれば、トリプトファン残基のニトロ化修飾のインスリンシグナルにおける意義を解明できるだけでなく、タンパク質におけるニトロ化・脱ニトロ化の機構を明らかにするための足がかりとなる。生化学