hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多次元核磁気共鳴法によるメタローム解析を基盤とするイネの代謝解析研究

本申請課題では、安定同位体標識と多次元核磁気共鳴(NMR)法を我が国の基幹作物であるイネのメタボローム解析に展開し、未同定代謝物のアノテーション(NMRシグナルに対し、化合物情報を付加すること)の情報を増加させることを目的とした。そのためには、イネを^<13> Cで高度に標識し、検出感度を上げ必要がある。そこでイネへの^<13> CO_2の投与条件を改良し、75%という高標識率を達成し、葉に含まれる水溶性代謝物135種類、メタノール可溶性代謝物として164種類の候補代謝物をリストアップした。1)イネの^<13>CO_2標識条件の検討多次元NMR法による代謝物のアノテーションを行なうに当たり、イネを^<13>Cで高度に標識する必要がある。イネ(Oryza sativa L., cultivar Nipponbare)野生株を^<13>CO_2下で培養し、3D HCCH-COSY等の多次元パルスシーケンスを用いて未同定ピークの部分構造を得るためには、標識率をさらに上げる必要がある事が分かっている。そこで平成22年度に生育条件を再検討したところ、これまで行ってきた、混合ガス(窒素:酸素=4:1,^<13>CO_2 350ppm)を密閉式アクリルチャンバーに導入する方法は、コストの面からもイネの生育および標識率の向上の点からも不適当である事が分かった。そこで、密閉式アクリルチャンバーの改良を行い、^<13>CO_2濃度を必要に応じて制御すると同時に、コストを約三分の一に抑える事が可能になった。また、このシステムにより換気回数を増やす事が可能になったため、生育の向上とそれに伴う標識率の向上が期待できる。2)未同定ピークのアノテーション代謝物ピークに対し化学的情報を付加する事を「アノテーション」と呼び、一般的には各種スペクトルデータやクロマトグラフィーを標準化合物と比較する事によって行なわれる。現状のメタボローム解析における一番の問題点は未同定ピークの多さである。標準品が入手困難な場合でも、核磁気共鳴(NMR)法により部分構造情報を付加する事ができれば、代謝ネットワークを解明する手がかりを与える事ができる。平成22年度は、イネ種子の非標識サンプルについて、^1H-^<13>CHSQCスペクトルにおいて強度の強いピークを中心としてメタノールバッファー抽出物の解析を試み、^1H-TOCSY、HMBCなどの相関シグナルをもとに推定した部分構造から、脂質系および芳香族系の標準化合物のケミカルシフトを収集した。メタボローム解析において、代謝物ピークに対し化学的情報を付加することは「アノテーション」と呼ばれ、一般的には各種スペクトルデータやクロマトグラフィーを標準化合物と比較する事によって行なわれる。現状のメタボローム解析における問題点はスペクトル上の未同定ピークの多さであり、本課題では、我が国の基幹作物であるイネについて、より多くの代謝物ピークのアノテーションを行うことを目的としている。多次元NMR法により代謝物のアノテーションを行なうためには、イネを^<13>Cで高度に標識し、検出感度を上げ必要がある。そこで本年度は、平成23度に確立した栽培条件を用いてイネ(日本晴)の^<13>C標識を行った。標識二酸化炭素(^<13>C:^<12>C=80:20)を発芽から30日以上の長期間にわたって投与し、^1H-NMRスペクトルによりスクロースの^<13>C標識率を調べたところ、75%という高標識率を達成できたことが分かった。葉の水抽出物の^1H-^<13>CHSQCスペクトルにおいて、非標識試料では約30シグナルしか検出できないのに対し、標識試料では10倍以上の約450シグナルを検出することに成功した。標準化学シフトデータベースとの照合により、水溶性代謝物として糖類、アミノ酸、有機酸など135の候補代謝物をリストアップすることに成功した。また、標識体のメタノール抽出物についても同様に^1H-^<13>C HSQCスペクトルで解析し、約577シグナルを検出し、糖類やアミノ酸に加えてリン脂質、フェノール系代謝物など、合わせて164の候補代謝物をリストアップすることに成功した。現在は、リストアップした候補代謝物について、3次元HCCH-COSYスペクトルによる解析を行っている。
次世代ガン治療用炭素線ドライバーの実証

次世代ガン治療用炭素線ドライバーの実証のためには完全電離炭素イオンを生成するイオン源が不可欠である。このため、レーザーアブレーションイオン源の開発を行った。Nd-YAGレーザー光をグラファイト標的に照射し、発生する価数1から6までのイオンを生成し、それを分離することによって6価のイオンを取り出す装置の開発に成功した。このイオン源は200 kVの高圧プラットホーム内にマウントされ、下流に位置する低エネルギービームトランスポートライン、デジタル加速器リングに伝送され、誘導加速をされるシナリオに沿って、完全電離炭素イオンを受け入れ、加速するシナリオの実証のために、重イオン加速の実証試験がなされた。課題1デジタル加速器のイオンビーム加速地震災害の後、漸く復旧した6月より、イオンビームのデジタル加速器への入射、閉じ込め、加速が開始された。入射器を使用しない誘導加速シンクロトロンとして世界に唯一の加速器で、100マイクロアンペアーのHe1+イオンをバリアー電圧で閉じ込め、別の誘導パルス電圧で誘導加速することに成功した。課題2レーザーアブレーションイオン源の整備完全電離炭素線を生成するに十分はなNd-Yagレーザーを入手し、その動作試験を開始した。実際の標的にレーザーを照射し、照射予備実験を開始した。一方、レーザー照射チャンバーの製作を行った。又、生成したレーザープラズマをガイドするガイドシステムについてソレノイド磁石タイプとリングタイプ永久磁石のガイドシステムの二つを詳細に磁場、熱解析を実施した。●2011International Accelerator Conference、その他の国際会議にてデジタル加速器におけるビームコミッショニングの現状について報告した。嘗て存在しなかった円形重イオン加速器の実証は大きな関心を持って迎えられた。●2011,8/12-13 KEKにおいて開催されたデジタル加速器の応用に関するワークショップにおいて、炭素線加速に向けた加速器のアップグレード、レーザーイオン源の開発の現状が紹介された。当初、この研究は完全電離炭素イオンの生成とそれをデジタル加速器で加速することを目標とした。完全電離炭素線を生成するレーザーアブレーションイオン源が平成24年度に完成し、平成25年度に理研BNL分室で本格的稼働試験を行った。本予算にて購入したエネルギー時間密度が大きい新規の短パルスNd-Yagレーザーと既存の長パルスレーザーをグラファイト標的に照射し、アブレーションプラズマ生成の詳細実験とその解析を行った。期待通り、前者では高速でエネルギー幅の大きな炭素イオンを得ることは出来た。デジタル加速器への入射イオンビームのパルス幅の観点では望ましかったが、完全電離炭素イオンのビーム強度が十分では無かった。一方、長パルスレーザーにより生成された完全電離炭素イオンのパルス長は短かかったが、それ以外のビームの量・質ともに次世代がん治療用の駆動加速器の実証試験の使用に耐えると云う結論に至った。但し、レーザー標的の真空中の機械的移動機構の内、垂直方向移動に関して、ステッピングモーターの駆動に課題を残した。近日中に真空仕様の他モーターへの置き換えを必要とする。一方、炭素線の加速器としてのデジタル加速器の調整運転は、全電離イオンを含む、重イオンの加速に関し、低エネルギービームトランスポートライン、誘導加速シンクロトロン部での調整運転と、デジタル制御による誘導加速手法の研究が、他プロジェクトとの試験研究と共に実施された。以上の成果は論文、国内外の研究集会で発表された。又、基盤研究に参加した東工大と東京都市大の大学院生5人はそれぞれの研究を修士論文として纏め、修士の学位を取得した。基盤研究期間内にレーザーアブレーションイオン源を組み込んでの加速実証までには至らなかったが、平成26年度には、BNLよりKEKにイオン源を移設し、放射線施設検査等を経た上で、この加速実証試験が予定されている。研究は大まかにレーザーアブレーションイオン源と次世代炭素線ドライバー(デジタル加速器)の開発研究の二つに分類できる。レーザーアブレーションイオン源:(1)前年度購入したイオン生成用レーザーの調整試験を行い動作の確認を実施した。(2)レーザー照射チャンバーの製作を続行し、完成させた。特に、照射標的の移動駆構の計算機制御システムを完成させた。(3)真空排気テスト後、レーザーと組み合わせるために、理化学研究所BNL加速器センターに移送し、レーザー照射、イオン取り出し実験を開始した。(4)レーザーアブレーションイオンビームガイド用として提案されていたソレノイドガイド、交番永久磁石ガイドシステムの両方の実験検証をスモールスケールで東工大堀岡研究室、長谷川研究室との連携で実施し、後者の解は無い事を確認した。炭素線ドライバー:(1)重イオンの加速のためのビームコミッショニングを実施した。(2)最終段階までの加速に試験レベルながら成功した。(3)ビーム寿命の真空度依存性など多くの重要な基礎データが取得てきた。完全電離イオンの入射試験を実施した。加速に必要な調整要素を確認した。

昨年地震の影響で、加速器本体以外にも空調・冷却水系のシステムの不具合が発生していたので、これらの修復に手間取った。25年度が最終年度であるため、記入しない。自主開発のレーザーアブレーションイオン源の照射ボックスに内蔵させるxーy移動標的駆動機構の制御システムにエレクトロニクス上の不具合があり、3回交換して漸く満足ゆくものになったが、時間を大幅にロスしてしまった。炭素線ドライバーでの完全電離イオンの加速実証に手間取った。既存電子共鳴サイクロトロンイオン源で生成する完全電離イオン強度が低く、得られるビーム信号を使ったデジタル加速器入射後の加速器パラメーターの調整に手間どった。上記インフラの復旧整備は済んだので、当初の計画を進めていく。He1+イオンの取り出し後、He2+イオンの加速をおこなう。秋にレーザーアブレーションイオン源の導入と炭素イオンの取り出し・伝搬試験を実施。レーザーアブレーションイオン源:今年度、レーザー照射実験が終わり次第、日本にレーザーアブレーションイオン源一式を持ち帰り、デジタル加速器システムの最上流部の高圧ターミナルに組み込み、イオンビームガイド、取り出し、入射実験を実施する。炭素線駆動加速器:夏のシャットダウン中に(1)真空度を改善する目的でアウトガス要因になる大型真空容器を小型真空容器に一部置き換える。(2)加速ビームの取り出し効率を上げるために、この期間に取り出しキッカー位置を動かし、且つキッカー電源の増強を図る。(3)秋に完全電離イオンの加速実証を試みる。レーザーイオン源の準備を待ち、炭素6+の加速実証を図る。、
シンクロアクチュエーションによる高感度時間分解燃焼過渡成分検出法の開発

内燃機関実験装置において高速開閉バルブによるガスサンプリングを行い,クランク角度の関数として成分分析を行う手法を開発した.差動排気系を用いて試料ガスを蓄積することなく質量分析計により直接検出することにより,過酸化水素の様な不安定で蒸気圧も低くこれまで観測されていない化学種が対象となった.本手法により,炭化水素燃料の二段階圧縮着火における一段目冷炎での部分燃料消費と中間生成物の生成,二段目熱炎での完全燃焼の過程が確認できた.ノルマルヘプタンの着火性を低下させる効果としてイソオクタンとトルエンとの相違を見出し,OHを再生する連鎖反応機構上の特性値の違いから説明できた.25年度は、改造サンプリング機構の製作調整と並行して既存装置での圧縮着火反応のデータ取得と解析作業を行った。予混合圧縮着火時の冷炎-熱炎二段階着火過程における冷炎での反応進行度と冷炎-熱炎間に存在する中間生成物の測定結果が得られている。燃料系としてPRF、すなわちノルマルヘプタン/イソオクタン混合燃料と、NTFと称するノルマルヘプタン/トルエン混合燃料との二種類を用い、それぞれの混合比と空気比を変えて冷炎燃料消費と生成物収率の関係を調べた。高オクタン成分であるイソオクタン又はトルエンの率を高めることで冷炎熱発生量の低下、元燃料消費率の低下がみられるが、PRFでは混合率の全域で連続的な変化であるのに対し、NTFではトルエン率が60%までは変化が緩いが、60%から急速に変化して80%で反応性を失う。全ての燃料系に共通してホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、蟻酸、メタノール、エチレンが検出され、PRFにおいてイソオクタン由来の中間生成物としてイソブテンが、NTFではトルエン由来のものとしてベンズアルデヒドが検出された。約700Kで始まる低温酸化反応による燃料消費と発熱が縮退、すなわち一時停止する機構として、低当量比で温度上昇が小さい条件では燃料減少およびアルデヒドの様な反応抑制生成物の蓄積により縮退に至り、当量比が変化しても燃料消費率が一定であるが、高当量比で到達温度が850Kを越すようになると、負温度特性による縮退となり当量比を増すと燃料消費率は低下する。内燃機関実験装置において高速開閉バルブによるガスサンプリングを行い,クランク角度の関数として成分分析を行う手法を開発した.差動排気系を用いて試料ガスを蓄積することなく質量分析計により直接検出することにより,過酸化水素の様な不安定で蒸気圧も低くこれまで観測されていない化学種が対象となった.本手法により,炭化水素燃料の二段階圧縮着火における一段目冷炎での部分燃料消費と中間生成物の生成,二段目熱炎での完全燃焼の過程が確認できた.ノルマルヘプタンの着火性を低下させる効果としてイソオクタンとトルエンとの相違を見出し,OHを再生する連鎖反応機構上の特性値の違いから説明できた.24年度は、改造設計の再検討と並行して既存装置での残件データ取得と解析作業を行った。燃料系としてPRF、すなわちノルマルヘプタン/イソオクタン混合燃料と、NTFと称するノルマルヘプタン/トルエン混合燃料との二種類を用い、それぞれの混合比を変えることで着火特性を変えて冷炎燃料消費と生成物収率の関係を調べた。両燃料系に共通の傾向として、高オクタン成分であるイソオクタン又はトルエンの率を高めることで冷炎熱発生量の低下、元燃料消費率の低下がみられるが、PRFでは混合率の全域で変化が直線的であるのに対し、NTFではトルエン0-60%の間では直線的でPRFよりも変化が緩いが、60%以上で急速に変化して80%で着火しなくなる。冷炎反応はOHラジカルを連鎖担体として、元燃料炭化水素がOHと反応してラジカル化、その後一連の反応を経てOHラジカルを再生する過程であり、OH再生係数が1以上であることにより連鎖反応が開始するが、燃料消費とアルデヒドによるOH消費によって1を割り込む条件で冷炎反応が停止する。PRFの場合イソオクタンはノルマルプロパンと同程度の割合で消費する。イソオクタンはノルマルヘプタンよりも小さいながら1を超えるOH再生率を持つので、イソオクタン率100%近くでも自着火可能であり、混合率変化に対する特性変化は一貫して連続的である。ところがトルエンはOHとの反応係数が小さいことで消費率も小さく、60%程度まではヘプタンの着火特性に与える影響は比較的小さい。だがトルエン自身のOH再生係数がほぼ0であるため、70%程度を超えると当初から冷炎の連鎖反応が生じない条件に移行する。以上の両燃料系の特性際に対しその理由を明らかにしたのは本研究の成果である。26年度においては,サンプリングバルブとそのアダプターにおけるガス流出経路の改善を行い,懸案となっていた過酸化水素に対して検出感度が得られたことを確認した.質量数34で検出される過酸化水素のイオン信号には,質量数18の同位体を一つ含む酸素分子の信号が重畳し,その寄与を差し引く信号処理が必要である.

そのためには質量数32の酸素分子の信号を同時に得ておき,また酸素分子についての質量数32と34の信号強度比は校正しておく手法を確立した.二つの燃料系,PRF(ノルマルヘプタン/イソオクタン混合)とNTF(ノルマルヘプタン/トルエン混合)において冷炎-熱炎二段階着火の中間生成物の検出と着火反応機構の検討を行った.元燃料成分の検出としては,ノルマルヘプタンとトルエンはそれぞれの質量数である100と92で検出されるが,イソオクタンはその質量114では検出されず,フラグメントである質量数99で観測することで良好な感度が得られる.冷炎における燃料消費率とホルムアルデヒド生成率を燃料組成を変えて調べた.着火性の高いノルマルヘプタンに,着火性の低いイソオクタン又はトルエンを加えて行くことで冷炎燃料消費が減少するが,PRFではイソオクタン含量の全域において直線的な変化であるのに,NTFではトルエン60%までは変化が少なく,80%にかけて急速に減少して全く燃料消費しない状態に至る.この差異は冷炎におけるOHを担体とする連鎖反応機構から解釈でき,イソオクタンはOHとの反応速度定数がノルマルヘプタンと同程度でOH再生係数も0でないが,トルエンはOHとの反応速度定数が小さく,OH再生係数がほぼ0であることによっている.熱工学高速に開閉する電磁バルブをエンジンヘッドに備え、定常的に排気する差動排気系を通して高真空の分析チャンバーで成分分析を行うサンプリング装置に関して、試作装置は所定の性能に達せず、調整、改造の検討の後再設計・再製作の途上にある。不良の状況は、初期には部品寸法の不具合によるパルプ開閉不良、後にはバルブ開閉しガス導入による中間真空室の圧力上昇はあるものの高真空室の質量分析器において所定の信号が得られないものであった。この原因は流路設計に不適な部分があるためと判定し、設計からやり直しているものである。但しこの作業過程で得られた知見によって、既存のサンプリング機構にも改善の余地を見出し、永年の仕様によって消耗が進んだこともあり、こちらもサンプリングヘッドの再製作を行っている。高速に開閉するサンプリングバルブをエンジンヘッドに備え、定常的に排気する差動排気系を通して高真空の分析チャンバーで成分分析を行う既存装置に対して、差動二段目にシャッターを組み込んでサンプリングバルブとシンクロ動作するように改造することで検出精度、特に不安定な過渡成分に対する感度向上を狙うのが本研究の主目的であるが、24年度研究を開始する直前に既存装置が不調となり、従来技術でも測定不能となった。その原因追求と修理のため24年度の大半を費やしたためやや遅れている状況となっている。不調の原因の一つは長年使用によるパルスバルブの開閉不良であり、用いていたバルブ製品が製造中止となっていたことから、新タイプのバルブを選定し、寸法形状が前と異なることからエンジンヘッドに取り付けるためのパーツを新設計・製作して対応した。もう一つは高真空の質量分析チャンバー内の汚染と分析菅、すなわちイオン検出する二次電子増倍管の寿命により感度低下したものであり、洗浄と部品交換で対応した。部分酸化した炭化水素成分を、質量分析器にとっては大量に与えられることにより、通常の質量分析器よりも劣化が速いものと考えられる。再設計・再製作した機構を組み立て、試験運転、機構の調整と最適サンプリングの条件設定を行う。差動排気系における各段の真空度について最高検出感度を得る最適化、バルブとシャッターのタイミング調整において実効時間分解能を高める最適化を行う。所定の性能を確認した後、過酸化水素H2O2の高感度検出に注力する。これまでの予備検討から、質量数34の過酸化水素の信号には本来質量数32である酸素分子の同位体成分が同質量で重なることが判っており、この不要信号成分の除去処理が必要である。
脳梗塞における神経細胞死誘導機構の解明と急性期血液診断法の開発

本研究では、Transmembrane Protein 95の生理的機能および中枢神経障害との因果関係を明らかにすることにより、脳梗塞における神経細胞死機序の一端をin vitroおよびin vivo両レベルで解明するため、この液性因子に対する定量的な検出法を樹立することにより、急性期脳梗塞に対する臨床応用可能なレベルの新たな血液診断法を開発することを目指し、検討を行った。この定量的検出法構築の最終段階まではきており、今後の追加検討によりこれが可能となることが期待できる。脳卒中医療の向上を図るためには、特に脳卒中発症予測や早期発症診断を可能とする診断技術の向上が必要である。しかしながら、未だ脳卒中の急性期血液診断を可能とする決定的なバイオマーカーは見いだされていない。脳梗塞の発症に伴い血中に増加する中枢神経障害に特異的な液性因子を網羅的に探索する中で、神経細胞死と関連しうる機能未知の候補蛋白質(TMEM95)を見いだした。そこで本研究は、当該分子における生理的機能および中枢神経障害との因果関係を追求することによって、脳梗塞における神経細胞死機序の一端を解明することを目的としている。それにより、脳梗塞の新たな治療法を開発する上での手がかりを得ると共に、この機能未知分子に対する定量的な検出法を樹立することにより、病態生理学的根拠に基づいた急性期脳梗塞に対する新たな血液診断法を開発することを目指している。本年度には、研究計画に則り、1.低酸素刺激による神経培養細胞におけるTMEM95の発現の解析、2.機能未知蛋白質であるTMEM95が血中に放出されるメカニズムの解析、3. TMEM95で誘導される神経細胞における細胞死の新たな分子メカニズムの解析、4. TMEM95の脳組織での発現と局在の検証を行ってきた。その結果、培養細胞(ヒト神経芽細胞腫由来のSH-SY5Y培養細胞およびマウス神経芽細胞腫由来のNeuro2A培養細胞)を用いて、正常および1%低酸素刺激下でのTMEM95の細胞内の局在を経時的に検討したところ、非低酸素刺激下では核内にTMEM95の陽性所見を認めていたが、1%低酸素刺激下で8時間以上培養した細胞では、細胞質内に顆粒状凝集体を認めた。各種神経疾患の剖検脳における免疫組織化学的に検討を行い、神経細胞細胞質に陽性顆粒状構造物を認め、脳梗塞急性期症例ではpenumbracore領域に多く検出されることを発見した。そのうち、1、4については結果を得つつあるところであり、2、3については実験を始めている。従って、当初の予定通り研究は概ね進められている。脳卒中医療向上のため、脳卒中発症予測や早期発症診断を可能とする診断技術向上が必要である。脳梗塞発症に伴い血中に増加する中枢神経障害特異的な液性因子の網羅的探索により、神経細胞死と関連しうる機能未知の候補蛋白質(TMEM95)を見いだした。そこで本研究は、当該分子における生理的機能および中枢神経障害との因果関係を追求し、脳梗塞における神経細胞死機序の一端を解明することを目的としている。それにより、脳梗塞の新たな治療法を開発する上での手がかりを得ると共に、この機能未知分子に対する定量的な検出法を樹立し、病態生理学的根拠に基づく急性期脳梗塞に対する新たな血液診断法開発を目指している。昨年度は、研究計画に則り、1.低酸素刺激による神経培養細胞におけるTMEM95の発現の解析、2.機能未知蛋白質であるTMEM95が血中に放出されるメカニズムの解析、3. TMEM95で誘導される神経細胞における細胞死の新たな分子メカニズムの解析、4. TMEM95の脳組織での発現と局在の検証を行った。剖検脳の免疫組織化学的検討を行い、脳梗塞急性期症例ではpenumbracore領域に神経細胞細胞質に陽性顆粒状構造物が多く検出された。また、培養細胞(ヒト神経芽細胞腫由来のSH-SY5Y培養細胞およびマウス神経芽細胞腫由来のNeuro2A培養細胞)を用いたTMEM95の細胞内局在の経時的検討を行った結果、昨年度は、非低酸素刺激下で核内に陽性所見を認め、1%低酸素刺激下で8時間以上培養した細胞では、細胞質内に顆粒状凝集体を認めた。本年度は、新たな抗体で同様の検討を行い、正常環境下で細胞質内に陽性所見、1%低酸素刺激下で細胞質内に顆粒状凝集体を認めた。また、6.血中の機能未知蛋白質であるTMEM95が急性期脳梗塞のバイオマーカーになりうる可能性の検証のために必要な抗体を作成中である。昨年度には、研究計画に則り、1.低酸素刺激による神経培養細胞におけるTMEM95の発現の解析、2.機能未知蛋白質であるTMEM95が血中に放出されるメカニズムの解析、3. TMEM95で誘導される神経細胞における細胞死の新たな分子メカニズムの解析、4. TMEM95の脳組織での発現と局在の検証を行ってきた。そのうち、1,4については結果を得つつあるところであり、2,3については実験を始めていたところであったが、従来使用してきた抗体の信頼性が低いことが判明した。

そのため、新たに作成した抗体を用いて、同様の検討を行ったところ、前述のように昨年度とは異なる結果を認めた。そこで、新たに作成した抗体の信頼性の検証を行っている。従って、当初の予定通り研究は概ね進められている。培養細胞(ヒト神経芽細胞腫由来のSH-SY5Y培養細胞およびマウス神経芽細胞腫由来のNeuro2A培養細胞)を用いて、正常および1%低酸素刺激下でのTMEM95の細胞内の局在を経時的に検討したところ、正常環境下で細胞質内に陽性所見、1%低酸素刺激下で細胞質内に顆粒状凝集体を認めた。各種神経疾患の剖検脳における免疫組織化学的に検討を行い、神経細胞細胞質に陽性顆粒状構造物を認め、脳梗塞急性期症例ではpenumbracore領域に多く検出されることを発見した。剖検脳の免疫組織化学的検討を行い、脳梗塞急性期症例ではpenumbracore領域に神経細胞細胞質に陽性顆粒状構造物が多く検出された。また、血中の機能未知蛋白質であるTMEM95が急性期脳梗塞のバイオマーカーになりうる可能性の検証のために、ELISA実験系の立ち上げる予備実験を行っている。ELISA実験系の立ち上げるためには抗体は2種類が必要となるため、改めて、3種類の抗体を作成した。現在この新たな抗体の抗原に対する特異性の検討を継続して行っており、capture抗体とdetection抗体として有効な抗体の選定を行っている。本研究では、上記のように当該候補分子における生理的機能および中枢神経障害との因果関係を明らかにすることにより、脳梗塞における神経細胞死機序の一端をin vitroおよびin vivo両レベルで解明するため、この液性因子に対する定量的な検出法を樹立することにより、急性期脳梗塞に対する臨床応用可能なレベルの新たな血液診断法を開発することを目指し、検討を行った。この定量的検出法構築の最終段階まではきており、今後の追加検討によりこれが可能となることが期待できる。本研究では、Transmembrane Protein 95の生理的機能および中枢神経障害との因果関係を明らかにすることにより、脳梗塞における神経細胞死機序の一端をin vitroおよびin vivo両レベルで解明するため、この液性因子に対する定量的な検出法を樹立することにより、急性期脳梗塞に対する臨床応用可能なレベルの新たな血液診断法を開発することを目指し、検討を行った。当初の計画通り、1.低酸素刺激による神経培養細胞におけるTMEM95の発現の解析、2.機能未知蛋白質であるTMEM95が血中に放出されるメカニズムの解析、3. TMEM95で誘導される神経細胞における細胞死の新たな分子メカニズムの解析、4. TMEM95の脳組織での発現と局在の検証を進めるとともに、本年度以降に予定していた6.血中の機能未知蛋白質であるTMEM95が急性期脳梗塞のバイオマーカーになりうる可能性の検証、7. TMEM95を分子標的とした急性期脳梗塞治療法の開発のための予備検討に向けて順次実験を始める。特に6については、ELISAの系を構築する必要があり、そのために必要な抗体の取得とその信頼性の検証を中心に進める。
帰国後のお雇い教師H.ダイアー研究　－教育文化還元活動と日本支援活動を中心に－

ダイアーは帰国後,日本での体験にもとづいて,1日英交流の推進,2日本研究,3グラスゴウ技術教育改革を推し進めた。具体的には,1グラスゴウ大学日本語資格試験の導入,工部大学校お雇い造船学教師P.A.ヒルハウスの推薦,日本政府の帝国財務及工業通信員として日本財政経済の紹介にあたった。2母国英国と比較して日本研究を深め,日本から学んだ教訓を英国社会改革に役立てようとした。とくに日本の成長における教育の役割を重要視した。3グラスゴウ・西部スコットランド技術カレッジの創設(1886年)のさい,工部大学校における実践(教育課程,実験室教育,サンドイッチ方式など)を移し入れたようとした。お雇いスコットランド人教師ヘンリー・ダイアー(Henry Dyer)の帰国後の諸活動のうち,「お雇い教師の推薦と紹介を介した日本教育の支援活動」をめぐって考察した。具体的には,(1)日清戦争後に造船・造艦技術の自立および海運業・造船業の育成の必要性のなか,明治30年5月に始まった東京帝国大学工科大学のお雇い造船学教師の選考,(2)英国のグリニッジ海軍大学校造船学科を卒業し造船所での実地経験のある適任者の確保が難しいと判明した後,選考基準を変更してグラスゴウ在住のH.ダイアーに候補者推薦を依頼し,ダイアーよりP.A.ヒルハウスが推薦され,選任・着任に至るまでの経緯と事情,(3)ヒルハウスの経歴(グラスゴウ大学卒業後9年間,造船会社で船舶の製図・製造に従事),ならびに東京帝国大学工科大学における教育活動(とくに「造船意匠及製図」の担当による商船設計製図教育)について,それぞれ調査・分析をした。(4)ヒルハウスの生涯,とくに明治34年7月にお雇い解除になって以降の経歴(グラスゴウ大学第4代造船学教授など),ならびに(5)日本との関係と交流の推進(昭和4年東京で開かれた万国工業会議への出席と論文発表,グラスゴウ大学へ『日露戦争絵聚』と題する錦絵画帖の寄贈)についても,考察した。本研究を通して,お雇い教師は母国に帰ってからも日本と関係を保ち続け日本教育へ支援をなしたという,お雇い教師のあらたな局面を解明した。お雇い教師は任務が終了すれば帰国する一時的な教育文化伝来者であるという特質に着目し,日本における期待された活動についてだけでなく帰国後における生涯と活動についても解明することは,お雇い教師の歴史像の再構成あるいは精緻化に資すると考えられる。お雇いスコットランド人教師ヘンリー・ダイアー(Henry Dyer)の帰国後の諸活動のうち,主に「お雇い教師としての日本体験・日本観察をもとにした日本研究」をめぐって考察を深め,その内容,特色,背景について明らかにした。具体的には,1,日本研究の内容は,日本の経済社会,工業教育,商業教育,修身教育という個別主題についての研究だけでなく,『大日本』『世界政治のなかの日本』という総合的な日本研究もまとめあげた。とくに後者は「日本の歴史や現状や課題を実証性の高い研究として集大成した」と評されている。2,日本研究は,日英関係の進展,国際情勢の変化のなか進められた。20世紀の初頭,日本は世界が驚くほどの成長をとげ国際社会の一員として台頭したのに対して,かつて繁栄していた英国は陰りがみえ内政改革が求められていた。しかも「ロシアの膨張政策」という国際情勢の変化により,英国における日本への関心は一段と高まった。そのようななか,ダイアーは,明治35(1902)年3月に明治政府の帝国財務及工業通信員に推挙されたことで明治政府が提供する日本関係資料を自在に活用し,日本研究を精力的に推し進めた。3,その日本研究では,母国英国との比較という方法が駆使された。当時内政改革が求められていた英国において,ダイアーは日本をモデルとして位置づけ,日本興隆の原動力の分析などをとおして低迷する英国社会への教訓を指し示そうとした。「彼の日本研究は,世界に日本の存在を知らせただけでなく,日本からの教訓という形で低迷するイギリスに対して刺激剤となった」。本研究を通して,お雇い教師は任務を終了して帰国してからも日本と関係を保ち続け,日本への支援を成したことを解明した。帰国後の生涯や活動の諸相を解明することは,お雇い教師の歴史像の再構成あるいは精緻化に資するであろうと考えられる。第二年度にあたる本年度は,第二の分析事項である「グラスゴウにおける教育改革」をめぐって考察する予定であった。しかし,分析素材等の都合から計画を修正し,第三の分析事項「お雇い教師としての日本体験・日本観察をもとにした日本研究」について考察した。本主題はかつて『英学史研究』第41号(2018)等に発表したことがあるが,「Meiji-era Educational Advisor Henry Dyer's Studies of Japan: His Work and its Special Characteristics」としてまとめ直し,『愛知大学教職課程研究年報』第5号(愛知大学教職課程センター)に投稿し掲載された。ほかに,帰国後のH.ダイアーの活動いかんという本研究課題にかかわる近年の研究動向を調べ,あらたな研究項目と研究視点を探求するため,「英国におけるヘンリー・ダイアー研究」と題する研究を企画し関西教育学会で発表した。同発表は『関西教育学会紀要』第40号(2016)に投稿中である。お雇いスコットランド人教師ヘンリー・ダイアーは,任務を終了し帰国してから,日本での体験と見聞にもとづいて日英交流の推進,日本研究,グラスゴウにおける技術教育改革を推し進めた。このうち、今年度は、日本研究,グラスゴウにおける技術教育改革について考察した。

日本研究では,『大日本』『世界政治のなかの日本』等にみられるように,母国英国との比較研究にもとづいて日本をモデル国と位置づけ,日本から学んだ教訓を沈滞している英国の改革に役立てようとした。とくに日本の成長における教育の役割を重要視し,日本の経験は「英国への教訓となる」と説いた。グラスゴウの技術教育改革は,講演および論説を通した言論活動,ならびに技術カレッジの統合・再編への参画を通して進められた。言論活動では,工部大学校における実践の成果とヨーロッパ大陸の実状についての視察・研究の成果とを参考にした。実践活動では,グラスゴウ・西部スコットランド技術カレッジが1886年に再編されたさい,工部大学校の学科課程や授業科目の移植,工学実験室の整備など実験室教育の重視,学理と実地を統合するサンドイッチ方式の導入,昼間部の学生向けに資格証明書を授与する制度の新設などに尽力し実現した。いずれも「日本での教育体験の成果を導入した」ものであった。ダイアーは工学教育の近代化のために英国から招かれたのだが,帰国後は日本での体験と見聞にもとずいて改革を提言するとともに,日本をモデルにした改革を先導した。このような日本からの「還元」あるいは「持ち帰り」という側面について分析を深めることは,お雇い教師の歴史像の精緻化ないし再構成につながると考えられる。ダイアーは帰国後,日本での体験にもとづいて,1日英交流の推進,2日本研究,3グラスゴウ技術教育改革を推し進めた。具体的には,1グラスゴウ大学日本語資格試験の導入,工部大学校お雇い造船学教師P.A.ヒルハウスの推薦,日本政府の帝国財務及工業通信員として日本財政経済の紹介にあたった。2母国英国と比較して日本研究を深め,日本から学んだ教訓を英国社会改革に役立てようとした。とくに日本の成長における教育の役割を重要視した。3グラスゴウ・西部スコットランド技術カレッジの創設(1886年)のさい,工部大学校における実践(教育課程,実験室教育,サンドイッチ方式など)を移し入れたようとした。研究計画の初年度であるため,内外の先行研究を整理し批判的に検討するとともに,本研究第一の分析事項として予定した日本教育の振興・支援活動について分析した。具体的には,(1) H.ダイアーによる東京帝国大学工科大学お雇い造船学教師P.A.ヒルハウスの推薦,(2)グリニッジ海軍大学校造船学科卒業生に代わりグラスゴウ大学卒業生ヒルハウスが選出され任命された事情と経緯,(3)ヒルハウスの経歴と東京帝国大学工科大学における教育活動の実際,(4)ヒルハウスの生涯,とくにお雇い解除(明治34年7月)後の経歴ならびに日本との関係と交流の諸相について,考察した。研究成果は,日本英学史学会関西支部大会で発表するとともに,「お雇い教師P.A.ヒルハウスー帰国後のH.ダイアーによる推薦ー」と題する論文にまとめ,同支部の紀要『関西英学史研究』に投稿した。査読のうえ採択され,同紀要第8号に掲載された。本年度は,本研究最後の分析事項である「グラスゴウにおける教育改革」について考察する予定である。とりわけ,グラスゴウ技術教育改革の一環としてダイアーが理事の一人として先導した,
免疫グロブリンの構造構築原理と機能設計

本研究においては、NMRを用いて、免疫グロブリンの認識部位の構築原理を解明し、これによって、抗原結合部位の示す生物活性をコントロ-ルするための一般原理を確立することを目指して研究を行い、以下のような成果を得た。1)安定同位体で選択的に標識したアミノ酸を抗体分子に効率よく取込ませるため、無血清条件下で抗体産生細胞を培養するためのシステムを確立し、2)^2Hおよび^<13>Cで選択的に標識抗体を調製し、選択的NMRプロ-ブを用いる高次構造解析を行った。抗原結合部位は、H鎖のV_H、L鎖のV_Lの2個のドメインによって構成されている。V_H、V_Lに続くC領域が、抗原結合部位の構築にどのような役割を果たしているかを解析することは、抗体分子工学の今後の発展にとって必須である。これまでの研究によって、生体防御システムの中核をなす抗体分子について、タンパク質の高次構造の視点に立って解析するための戦略を確立し得たと考えている。今後は、抗体による特異的認識応答機能の解析をさらに進め、異なる機能を有する複数のドメインが集って、どのようにして最適の生物活性発現を行っているかについて研究し、単に酵素反応にとどまらず、多様な化学反応の場として抗原結合部位を、謂わば「保護的環境」として広く用いるための基礎的研究を発展させ、これをもとに抗体の分子設計を目指したい。1.無血清培地におけるハイブリドーマの培養により、選択的重水素ラベルモノクローナル抗体を生産するプロトコールを確立した。2.ダンシル、17ーαーOHープレグネノロン、アセチルコリン、リゾチーム、SSIに対するモノクローナル抗体の重水素ラベルを続々と完了し、^1HNMRによる研究を開始した。3.^<13>Cラベルモノクローナル抗体の作製を開始した。すでにメチオニンー1ー^<13>Cラベル抗ダンシルモノクローナル抗体については、ダブルラベル法によりシグナル帰属を行いつつある。この研究は、主鎖についての直接的知見を与えるものであり、今後大々的に発展させたいと考えている。4.抗原抗体反応はきわめて多様である。種々の大きさの抗原を用いて抗体との反応様式を解析した。その結果ハプテンが単に、硬い構造の抗原結合部位に吸込まれて、運動性を失う場合のほか、ハプテンとの結合によって、抗原結合部位のflexibilityが顕著に変化する場合があること、タンパク質抗原であるリゾチームは、抗原結合部位にゆるくふたをしているなど、抗原結合の多様性が次第に明らかになりつつある。平成元年度は、主として、^<13>CNMRを用いるための方法論の開発を行った。^<13>Cは天然存在比が低い(1.1%)ため、本来は極めて微弱なシクナルしか与えないが、このことを逆用すれば、特定アミノ酸の特定位置を選択的に^<13>Cで標識することによって、着目する部位に関する情報のみを抽出することが可能となる。カルボニル炭素を^<13>Cで標識した抗体を調製し、NMRの測定を行った結果、抗体分子の「全てのMet残基」の主鎖カルボニル基に由来する^<13>CNMRシグナルの観測に成功した。さらに、二重標識法を適用し、これらのシグナルの位置特異的帰属が可能となった。L鎖(V_L、C_L)、V_Hを共有し、残りのC領域(サブクラス)が異なるマウス抗ダンシルスイッチバリアント抗体:IgG1、IgG2a、IgG2a(S)、IgG2bを用いて解析を進めた結果。V_H、V_Lに続くC領域が、抗原結合部位の構築にどのような役割を果たしているかが明らかになりつつある。今後は、抗体による特異的認識応答機能の解析をさらに進め、異なる機能を有する複数のドメインが集って、どのようにして最適の生物活性発現を行っているかについて解析し、抗原結合部位を、単に酵素反応にとどまらず、多数な化学反応の場として謂わば「保護的環境」として広く用いるための基礎的研究を発展させたい。
くらしと仕事に関するパネル分析

本研究は、大規模パネル調査である「くらしと仕事に関するパネル調査」(LOSEF)の第4回調査を実施し、「くらしと仕事」に関するパネル分析を行い、その結果に基づいて社会的厚生の向上につながる効果的な政策提言を行うことを目的としている。2年目に当たる2018年度においては、上記LOSEF第4回調査を12月に実施した。現在、過去3回分の調査から得られたデータと連結し、パネル・データ・ベースを構築する態勢を整えつつある。また、第3回までのデータに基づいて行ったパネル分析の結果を論文・学会等で積極的に行った。妊娠知識が出産に対する主観的期待に与える影響に関する研究などが、最近の代表例である。こうした作業と同時並行する形で、各種パネルデータを用いた実証分析も推進した。代表的な研究成果例としては、次の3つが挙げられる。第1は、健康面だけに注目した場合、高齢者の就業率を潜在的にどこまで引き上げられるかを示す、"health capacity to work"の水準とその時系列的な変化に関する研究である。第2は、教育と健康格差との関係に関するパネル分析である。学歴による健康格差の存在はよく知られているが、加齢によってその格差が拡大するかどうかについては議論が分かれる。本研究では、教育による健康格差の拡大傾向を確認するとともに,その傾向を媒介する要因として社会参加活動や余暇時間での運動が重要であることを指摘した。第3に、社会活動への参加が、生活習慣病の発症リスクをどこまで抑えられるか、また発症後の心理的適応(adaptation)をどこまで加速するかを検証した。その他にも、多くの研究成果を学術論文や学会報告、単行本の形で発表した。2018年12月に実施したLOSEF第4回調査は、有効回答数4128件,回収率90.5%というかなり良好な収集結果となった。また、刊行した査読付き英文論文は9本であり、そのうち、インパクト・ファクター3以上が1本、2台が4本あった。さらに、学会発表が21件、うち国際学会が14件に上り、研究成果の社会的な発信が極めて積極的に行われた。また、health capacityに関する研究は、政府の未来投資会議(2018年10月22日)でも紹介され、政府内の政策論議にも一定の影響を及ぼしたと考えられる。最終年度に当たる本年度においては、昨年度に実施したLOSEF第4回調査のデータ・クリーニングを行ったうえで、過去3回分の調査から得られたデータと連結し、パネル・データ・ベースを構築する。そして、本研究の重要な目的である、出産・子育ての行動分析、社会経済的地位の親子間継承、主観的厚生の変動要因、就業行動の動学的メカニズム、貧困リスクの発生要因、引退・介護のライフスタイル・健康への影響等に関するパネル分析を本格的に展開する。実証分析に当たっては、LOSEFのほか、別途、目的外利用申請によって入手する「中高年者縦断調査」や「国民生活基礎調査」等の個票を活用し、上記のテーマに基づく実証分析を同時並行して進める。本年度は最終年度なので、研究成果をメンバー間でこれまで以上に共有するとともに、査読論文や学会報告、あるいは政府の審議会・研究会等での紹介を通じて社会に向けて積極的に発信することに努める。本研究は、大規模パネル調査である「くらしと仕事に関するパネル調査」(LOSEF)の第4回調査を実施し、「くらしと仕事」に関するパネル分析を行い、その結果に基づいて社会的厚生の向上につながる効果的な政策提言を行うことを目的とする。初年度である平成29年度においては、全体の研究方針を固めたうえで、過去3回のLOSEFの調査結果や関連するパネル調査を解析し、論文執筆・投稿、研究会の開催を進めてきた。具体的には,当初の研究目的に沿って、出産・子育ての行動分析、主観的厚生の変動要因、就業行動の動学的メカニズム、貧困リスクの発生要因、引退・介護のライフスタイル・健康への影響等に関する実証分析を進めてきた。そのうち、論文の形として刊行するに至った代表的な研究成果としては、1LOSEFに基づく、母乳による子育てと親の就業行動との関連性に関する分析、2「中高年者縦断調査」に基づく、引退と健康・健康行動との関係や、親の介護が介護者の就業行動やメンタルヘルスに及ぼす影響に関する分析、3「労働者コホート調査」(J-HOPE)に基づく、ワーク・ライフ・バランスと雇用者のメンタルヘルスとの関係に関する分析、などが挙げられる。こうした研究成果の一部は各種国際会議のほか、国立大学附置研究所・センター長会議第三部会シンポジウム(2017年10月)でも報告された。さらに、LOSEFに関しては、平成29年2月から、同調査のデータベース提供を一橋大学経済研究所のウェブサイトから順次進めている。LOSEFや「中高年者縦断調査」などその他の各種パネルデータを用いて、内外の学術雑誌に11本の査読付き論文を刊行することができた。そのうち、インパクト・ファクターが3を超えるものが1本、2台のものが5本あり、国際的に一定の評価を得られている。そのほか、国際学会等でも研究成果を積極的に報告することができた。さらに、以上の研究から得られた知見は、平成30年度に実施予定のLOSEF第4回調査の質問項目の見直しや分析課題の設定にも重要な示唆を与えるものと思われる。

2年目に当たる2018年度においては、上記LOSEF第4回調査を12月に実施した。現在、過去3回分の調査から得られたデータと連結し、パネル・データ・ベースを構築する態勢を整えつつある。また、第3回までのデータに基づいて行ったパネル分析の結果を論文・学会等で積極的に行った。妊娠知識が出産に対する主観的期待に与える影響に関する研究などが、最近の代表例である。こうした作業と同時並行する形で、各種パネルデータを用いた実証分析も推進した。代表的な研究成果例としては、次の3つが挙げられる。第1は、健康面だけに注目した場合、高齢者の就業率を潜在的にどこまで引き上げられるかを示す、"health capacity to work"の水準とその時系列的な変化に関する研究である。第2は、教育と健康格差との関係に関するパネル分析である。学歴による健康格差の存在はよく知られているが、加齢によってその格差が拡大するかどうかについては議論が分かれる。本研究では、教育による健康格差の拡大傾向を確認するとともに,その傾向を媒介する要因として社会参加活動や余暇時間での運動が重要であることを指摘した。第3に、社会活動への参加が、生活習慣病の発症リスクをどこまで抑えられるか、また発症後の心理的適応(adaptation)をどこまで加速するかを検証した。その他にも、多くの研究成果を学術論文や学会報告、単行本の形で発表した。2018年12月に実施したLOSEF第4回調査は、有効回答数4128件,回収率90.5%というかなり良好な収集結果となった。また、刊行した査読付き英文論文は9本であり、そのうち、インパクト・ファクター3以上が1本、2台が4本あった。さらに、学会発表が21件、うち国際学会が14件に上り、研究成果の社会的な発信が極めて積極的に行われた。また、health capacityに関する研究は、政府の未来投資会議(2018年10月22日)でも紹介され、政府内の政策論議にも一定の影響を及ぼしたと考えられる。第2年度の平成30年度においては、LOSEF第4回調査を実施する。調査に当たっては、過去3回の調査結果を用いた研究の経験を踏まえ、メンバーの意見を踏まえて質問項目の見直しを行う。調査は、調査会社に委託する形で実施する。研究内容としては、平成29年度に引き続き,1出産・子育て行動2引退・介護のライフスタイル・健康への影響3貧困リスクの動学分析に関する研究を進める。さらに、4社会経済的地位の親子間継承5主観的厚生の変動要因6就業行動の動学的メカニズム7生活保護受給世帯と非受給(一般)低所得世帯の比較、という新たな研究テーマについても取り組む。最終年度に当たる本年度においては、昨年度に実施したLOSEF第4回調査のデータ・クリーニングを行ったうえで、過去3回分の調査から得られたデータと連結し、パネル・データ・ベースを構築する。
コンピューター支援による英米文学教育方法改善のための研究

コンピューター機材を利用した英語教育を展開するために、英詩理解を促す設問形式を考案しながら次の角度から考案を深めた。1.どのような質問形式が相応しいかを検討するために、設問形式の内容をPersonal-response QuestionとReader-response Questionとに分けて考察した。2.次に文学テキストを読み終えた後で、学生自身に設問を考案する作業を課してみた。以上の研究は『英詩理解のための設問形式に関する研究』としてまとめられた。上記の研究の成果を踏まえ、設問のついた英詩作品をホームページに収録し、広く一般に公開している。(http://www.s01.ipcs.shizuoka.ac.jp/ekmhaya参照)。このファイルは情報教育センター演習室で、一般学生が受信して授業の一貫として利用することができる。これに対して、各方面から詩を読んだ感想がe-mailで返送されてきており、設問作成改善の資料として役に立っている。たとえば、回答の中の、マライア・キャリーの「ヒ-ロ-」を取り上げてほしいという声を受けて設問を作成してみた。その回答の中には、「勇気づけられた」とか、「なやみを乗り越えられる自信がわいてきた」といった感想が少なからず見受けられた。設問形式の講読法は、通常の授業形態では聞くことができない学生の生の声をフィードバックすることが可能であり、学生との間にインターアクティヴな関係が生まれて、授業に生気を与えることができる。
ダウン症児・者のワーキングメモリと言語機能の関連性に関する研究

本研究の目的は、ダウン症児・者のワーキングメモリはどのような特徴があり、また言語活動にどのような影響を及ぼすのかについて明らかにすることであった。ワーキングメモリの指標として、ワーキングメモリの貯蔵的側面に焦点をあてた非単語復唱課題、言語活動の指標として、理解語彙課題と物語産出課題を実施した。物語産出課題においては、接頭詞、接尾詞、活用形についた付属語も形態素とし、総発話数、延べ語(総形態素)数、異なり語数、延べ語数における異なり語数の比率(異なり語比率)、MLU(平均発話長)を算出した。また、品詞毎に頻度を算出した。変数間の相関係数を算出したところ、MLUと相関関係にあったのは、理解語彙、MA、記憶(非単語)、延べ語数、異なり語数、異なり語比率であった。次に、対象者をMLUに基づき、平均値よりも長い者を「長群(N=9名)」、短い者「短群(N=7名)」にわけ、総発話数、延べ語数、異なり語数、異なり語比率、品詞の種類を比較した。その結果、延べ語数、異なり語数、異なり語比率に1%水準で有意差が認められた。総発話数は差が認められなかった。また、品詞の種類においては、助詞、動詞、副詞、名詞において、1%水準で有意差が認められた。これらの結果より、ダウン症児・者の物語産出課題における発話のMLUは、理解語彙力や精神年齢、非単語の記憶と関連性があることが示された。MLUが長い者は、短い者と発話数は同水準であるものの、延べ語数、異なり語数が短い者よりも多く、品詞においては助詞、動詞、副詞、名詞を多く使用していることが認められた。本研究の目的は、ダウン症児・者のワーキングメモリはどのような特徴があり、また言語活動にどのような影響を及ぼすのかについて明らかにすることである。そのための課題として、1)ダウン症児・者のワーキングメモリは、健常者やダウン症候群以外の知的障害者と比較して、どのような特徴をもつのか、2)ワーキングメモリ成績の高い者と低い者では、言語処理にどのような違いがあるのか、3)ダウン症児・者のワーキングメモリは、言語能力とどのような関係があるのか、の3つの課題を設定した。平成17年度は、(1)ダウン症児・者のワーキングメモリの研究動向についての基礎的研究として、関連文献・資料の収集・分析、記憶研究者、ダウン症研究者のうちあわせ、(2)実験課題の作成(課題の作成,予備調査の実施)、(3)実験課題の信頼性・妥当性の検討(健常者の対象に実施)を計画した。それらの研究結果、ダウン症児・者のワーキングメモリに関する実験課題が作成され、信頼性・妥当性の検討が行われた。今後も引き続き検討し、より信頼性・妥当性の高める必要性があげられた。また、関連文献・資料の収集・分析から得られた知見の一部を、雑誌論文「乳幼児精神発達質問紙を用いたダヴン症乳幼児の発達的特徴に関する検討-クラスター分析による類型化-(菅野和恵,学校教育論集,28巻,印刷中,2006)」に活用した。
細胞内移行シグナルを有する新規遺伝子キャリヤー高分子の開発

H9年度の研究において遺伝子導入用キャリヤー分子の生体内分解性の重要性が示唆された。そこで、本年度はポリペプチドによる遺伝子導入実験を行った。その結果、ポリアルギニンなどの強解離カチオン残基とするポリペプチド分子の有用性が明らかとなった。一方、弱解離基しか有さないポリリジンは遺伝子発現を誘導しなかったため、リジン残基のアミノ基を四級化した新規ポリペプチド(PLL3)を合成したが、得られた四級化ポリリジンも全く遺伝子発現を誘導できなかった。しかしながら、リジンとセリンのランダム共重合体であるポリリジン-セリンのリジン残基を四級化したPLS3は高い遺伝子導入能を有した。このことは、遺伝子導入キャリヤーとして、強解離基のみではなく、非電荷親水性基(PLS3の場合には水酸基)が必須であることを示す直接的証拠となる。さらに、本研究では独自に分子設計したビニル主鎖型カチオン性ポリマーによる遺伝子導入能を詳細に検討した結果、カチオン基密度の重要性をも突き止めた。これらの事実に従って、当初の計画である{(AG)mPRNG}n繰り返しポリペプチドの分子設計方針を改め、さらにカチオン基密度の高い{(AG)mRPRSR}nのコンストラクションを行った。このように、本年度に得られた結果の高い汎用性と有用性により、さらに発現効率の高い分子設計が可能となった。遺伝子導入キャリヤ-に要求される機能性は、従来のドラッグキャリヤ-に比較して極めて厳密である。ドラッグキャリヤ-に要求される、細胞・組織との相互作用や、体内動態の制御、あるいは、時間制御的な薬物の放出などに加えて、細胞内に導入された後の核への集積、さらに、最大の問題としては、転写・翻訳に関わるタンパク因子に正しく認識される状況に遺伝子を保つ機能が要求される。これまでの多くの研究では、蛍光顕微鏡などを用いて細胞内に導入した遺伝子の分布のみを追跡してきたが、実際には、導入遺伝子の一過性発現さえも得られない可能性が極めて高い。本研究では、水溶性高分子キャリヤ-を用いた場合に、その親水性とカチオン性のバランスにより遺伝子発現頻度が大きく左右される事が明らかとなり、その発現効率は95%から0%まで変化した。この結果に基づき、最適化された官能基組成を有するカチオンポリマーを調整した。ポリマーとしてはポリペプチドを選び、その配列、並びに、分子量が完全に規制されたものを得るために大腸菌による人工ペプチド発現システムを用いた。即ち{(AG)_mPRNG)}_n配列をコードする合成オリゴヌクレオチドを作成し、大腸筋内発現ベクターに組み込むことで、大腸菌に目的とするポリペプチドを合成させる。現在、これらのシーケンス解析が終了し発現ベクターの調整を行っている。
卵胞発育を自在に制御し卵巣組織培養と卵巣保護に応用する研究

近年、悪性腫瘍治療後の妊孕性温存の問題が注目され、女性においてはGnRHアゴニストによる卵巣保護効果は不確実であり、凍結卵巣自家移植には卵巣内の悪性腫瘍細胞の再移入リスクがある。ゴナドトロピン依存性獲得前の初期卵胞発育制御機構については未だ不明な点も多く臨床応用に至っていない。本研究の目的は、卵巣組織培養の連続観察系と不死化ヒト顆粒膜細胞を用いたin vitroの実験系により初期卵胞発育促進・抑制因子を同定し、それら因子や阻害剤を組み合わせ、促進効果の応用として卵巣組織培養における原始卵胞から成熟卵を産生し、抑制効果の応用として卵胞発育抑制による抗がん剤からの卵巣保護法を開発することである。