hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高輝度放射光(SPring-8)を用いた実験的脳動脈瘤及び脳新生血管の動態解析

【目的】ラット中大脳動脈永久閉塞モデル(Tamuraの方法)、くも膜下出血後血管攣縮モデル、両側総頚動脈結紮モデルを作成し、SPring8医学イメージングビームライン(BL20B)を用いて脳血管撮影を行い検討した。【方法】実験動物にS-Dラットを使用した。撮影時は人工換気下に血圧、体温、血液ガスをモニターして行った。CO_2負荷はPaCO_2を110120mmHgに上昇させた。中大脳動脈永久閉塞モデルでは閉塞直後、24時間後、48時間後、72時間後の各群(n=5)で右外頚動脈がらPE50を挿入して撮影を行い、さらにCO_2負荷を行い、再度撮影を行った。くも膜下出血モデルは自己血を大槽内に0.3ml注入を2日行い、Day7に同様の方法で撮影を行った(n=13)。さらにCO_2荷後の撮影も行った。両側総頚動脈結紮モデルでは術後1ヶ月経過したもので右総頚動脈中枢側にPE50を挿入して逆行性に椎骨動脈撮影を行った(n=12)。また、両側総頚動脈結紮直後の画像をコントロールとして撮影した(n=3)。【結果】中大脳動脈永久閉塞モデルでは閉塞部の確認が可能であった。また、外頚動脈からの側副血行も一部で確認された。CO_2負荷では閉塞直後、72時間後群では主幹動脈の拡張を認めたが、24時間後、48時間後群では主幹動脈の収縮を認めた。くも膜下出血モデルでは脳底動脈で血管の収縮を認めた。CO_2負荷では脳底動脈では拡張はみられなかったが、後大脳動脈、前大脳動脈、内頚動脈で拡張を認めた。両側総頚動脈結紮モデルでは、結紮直後では、テント上の血流は確認できなかったが、慢性期では拡張した後交通動脈を介して前大脳動脈、中大脳動脈が末梢まで十分観察された。【目的】第三世代高輝度放射光施設であるSPring-8を用いて、ラット脳血管撮影を行った。【方法】SPring-8医学イメージングビームラインで、成ラットを用い、人工換気下、体血圧、直腸温、動脈血ガスをモニター下、血管撮影を行なった。右外頚動脈にPE50tubeでカニュレーションを行い、造影剤を0.2ml逆行性に右内頚動脈に注入、連続画像をサブトラクションで得た。高血圧自然発症ラットおよびコントロールラットそれぞれn=6で、瀉血を行い全身体血圧の低下が脳細動脈に及ぼす自動調節脳の差異を比較、また、二酸化炭素ガス負荷による血管拡張能を正常ラットで計測した。【結果】撮影範囲8mm×3mmでICA分岐部、中大脳動脈、前大脳動脈、およびそれらの分岐細動脈が観察できた。空間分解能はおよそ50um、時間分解能は0.5secであった。コントロールラットに比べて高血圧自然発症ラットでは、血管径が有意に低下していた。また、脳主幹動脈のみならず、細動脈でも血管拡張能の低下が観察された。二酸化炭素ガス負荷では、主幹動脈で早期に、細動脈では遅れて血管拡張が確認された。【総括】これまでの血管撮影では確認できなかった、脳細動脈の生理的変化が良好な時間分解能を持って、始めて観察できた。これらの観察は、従来の脳表血管の拡張能とは異なり、臨床的意義の高い脳底部の脳血管の生理学的変化を捉えたものであり、今後疾患モデル動物を用いた解析が期待される。【目的】高輝度放射光施設Super Photonring 8 (以下SPring-8)を利用した脳血管撮影を行うことにより、従来観察が困難であった径100um以下の細動脈を同一ラットで描出することが可能となった。今回(A)自家血大槽二回注入脳血管萎縮モデルを作成し、Day7で脳血管萎縮の程度とCO2の反応性を評価,(B)一側中大脳動脈閉塞モデルラットにおいて、急性期に側副血行の再生について画像評価した。【方法】(A)S-Drat(250g-350)を用い、麻酔下にて大腿静脈より採取した自己血を大槽より0.3ml二回注入した。Day7にSPring-8にて脳血管撮影を行った。右外頚動脈にPE-50カテーテルを留置し、内頚動脈系、脳底動脈系の連続脳中管撮影を行った。血管萎縮確認後、CO2負荷を行ってPaCO2を110-120mmHgに上昇させ、再度両血管の造影を行った。(B)田村の原法を用いてMCA閉塞ラットを作成した。【結果】(A)脳底動脈における萎縮は正常に比べて82%狭窄しており、また、内頚動脈系では有意な萎縮は認められなかった。CO2負荷に対すする拡張性は、後大脳動脈で123%,前大脳動脈・内頚動脈で117%、と明らかに拡張したのに対して、中大脳動脈・脳底動脈では拡張性は失われていた。主幹動脈の拡張以外にCO2負荷前には描出されなかった細動脈が描出される例も認められた。(B)MCA閉塞ラットでは閉塞部位より心臓側で閉塞前には通常認められない皮質動脈の拡張描出が認められた。この新生血管のCO2に対する反応は一定していなかった。【結論】

SPring8を用いることにより同一小動物での反復した脳血管撮影が可能となり、萎縮血管の部位、程度によるCO2反応性の相違や、血管閉塞後の新生血管がラットモデルで確認された。【目的】ラット中大脳動脈永久閉塞モデル(Tamuraの方法)、くも膜下出血後血管攣縮モデル、両側総頚動脈結紮モデルを作成し、SPring8医学イメージングビームライン(BL20B)を用いて脳血管撮影を行い検討した。【方法】実験動物にS-Dラットを使用した。撮影時は人工換気下に血圧、体温、血液ガスをモニターして行った。CO_2負荷はPaCO_2を110120mmHgに上昇させた。中大脳動脈永久閉塞モデルでは閉塞直後、24時間後、48時間後、72時間後の各群(n=5)で右外頚動脈がらPE50を挿入して撮影を行い、さらにCO_2負荷を行い、再度撮影を行った。くも膜下出血モデルは自己血を大槽内に0.3ml注入を2日行い、Day7に同様の方法で撮影を行った(n=13)。さらにCO_2荷後の撮影も行った。両側総頚動脈結紮モデルでは術後1ヶ月経過したもので右総頚動脈中枢側にPE50を挿入して逆行性に椎骨動脈撮影を行った(n=12)。また、両側総頚動脈結紮直後の画像をコントロールとして撮影した(n=3)。【結果】中大脳動脈永久閉塞モデルでは閉塞部の確認が可能であった。また、外頚動脈からの側副血行も一部で確認された。CO_2負荷では閉塞直後、72時間後群では主幹動脈の拡張を認めたが、24時間後、48時間後群では主幹動脈の収縮を認めた。くも膜下出血モデルでは脳底動脈で血管の収縮を認めた。CO_2負荷では脳底動脈では拡張はみられなかったが、後大脳動脈、前大脳動脈、内頚動脈で拡張を認めた。両側総頚動脈結紮モデルでは、結紮直後では、テント上の血流は確認できなかったが、慢性期では拡張した後交通動脈を介して前大脳動脈、中大脳動脈が末梢まで十分観察された。
触媒的不斉酸化型エノラートカップリング反応の開発研究

分子状酸素を用いた酸化反応を選択的に進行させるためには、一電子移動により生じるラジカル種の反応性をいかに制御することが鍵を握る。昨年度の知見に基づき、本年度はオレフィンを有するヒドラゾンを基質としてデザインし、酸化的環化反応の開発に焦点を当てた。ヒドラゾンは結合解離エネルギーが比較的小さく、遷移金属触媒に配位することが可能であり、一電子移動を駆動力とする酸化反応を開発するための優れたモデル基質である。第一に、エタノール溶媒中、銅触媒を用いた場合、酸化的環化反応が進行し分子状酸素がケトンとして基質に取り込まれたヒドラジン化合物が極めて高い選択性で得られることを見出した。得られるヒドラジンはビルディングブロックとして重要なヘテロ環であり、側鎖にケトンを有するヒドラジンを合成するために極めて有用な方法論である。また本反応は様々な置換基を有する基質に対しても適用することが可能であった。第二に、反応溶媒を変えることで得られる生成物の選択性が劇的に変化することを見出した。特に、銅触媒存在下、HFIP (hexafluoroisopropanol)を反応溶媒として用いた場合には、基質のオレフィン部分が切断され無置換の対応するヒドラゾンが定量的に生成することが分かった。本研究一部の成果については、日本化学会第96春季年会(2016)において口頭発表を行った。27年度が最終年度であるため、記入しない。本申請課題では、分子の複雑性を効率的に増幅させるための触媒反応の開発を目指している。具体的には、環境にやさしい酸化剤として分子状酸素に着目し、基質の酸化段階を上げながら第2の基質と反応させ、骨格構築を行いうるような、新しい酸化的炭素-炭素結合形成反応の開発に取り組んでいる。一般に遷移金属触媒存在下、酸素を酸化剤として用いる条件下では、スーパーオキシドが生じるために、反応系が複雑になることが問題となる。この問題を克服しうる全く新しい反応を開発すべく、本年度は、遷移金属触媒存在下、様々な反応基質や反応条件の検討を行った。当初、1電子酸化還元能が期待されるコバルト触媒などを中心に、いくつかのカルボニル化合物の酸化反応を検討したが、多くの場合、望まない分解反応などが進行するか、複雑な混合物を与え、生成物の単離構造決定さえも困難を極めた。そこで遷移金属触媒ならびに反応基質について系統的な検討を行った結果、イミノエステルと電子豊富なオレフィンを基質として用いた場合、酸素原子の導入と炭素-炭素結合形成反応を伴うたいへんユニークな酸化的環化反応が進行することを見出した。生成物の構造ならびに立体化学は、X線結晶解析を行って決定し、生成物の化学的な変換反応も検討した。本反応においてもいくつかの副生成物が生成し、収率はまだ中程度に留まっているものの、得られた生成物は高いジアステレオ選択性を示した事から、その生成機構に興味が持たれる。従来法とは異なる酸化的環化反応を見出すことができたため。あたらしい酸化的環化反応を見出すことができたのは大きな前進である。しかしながら、その生成物の収率は中程度であり、改善の余地が残されている。今後は、反応機構解析を行いその考察を基盤とした反応条件(金属、配位子、溶媒、温度及び添加剤等)の徹底的な精査を行う予定である。
末梢血中リンパ球を用いた抗癌剤の治療効果予測システムの開発

1.フッ化ピリミジン系抗がん剤の治療効果、副作用に関連することが判明した遺伝子群に関して、Focused DNAアレイ(FDA)を作製した。作成したアレイは特異性の高いcDNAのスポッテイング濃度を調整して感度を上昇させガラス上にスポットできるcDNAは52種類まで可能であった。2.実際のリンパ球から抽出したRNAを用いて、フッ化ピリミジン系抗癌剤治療を行った胃癌症例を対象に検討したところ、リンパ球中のPathway解析による遺伝子発現変化が明らかとなった。特に、これらの遺伝子のうちERCC 6,BUB3の重要性が既報のデータベースを用いた検討により明らかであった。3.しかしながら、リンパ球中のmRNAレベルでの発現をreal-time RT-PCR法でValidationしたところ治療前後のmRNAの差は有意はなかった。4.この原因としてはFocused DNAアレイの特異性と感度が未だ不十分と思われ、今後の検討が必要である。研究計画に従い、消化器癌に対するフッ化ピリミジン系抗癌剤が終了した患者のリンパ球からRNA抽出、cDNA作製を行った上で、(2).Validation:絞り込まれた遺伝子群のRNA発現をRT-PCRにより確認することにより、治療効果に関連する遺伝子12個、副作用に関連する遺伝子29個を決定した。特に、これらの遺伝子のうちERCC6、BUB3の重要性が既報のデータベースを用いた検討により明らかであった。
時間認識における「基本単位」　-認知心理・神経生理・臨床的手法による総合的研究-

ある一定の間隔(ISI)で鳴る音にあわせてキーボードをタッピングする課題(同期タッピング課題)を用いて、脊髄小脳変性症患者(純粋小脳型の臨床症状を示すSCA6、SCA31の患者)、および多系統萎縮症(MSA)患者における時間情報処理を検討し、パーキンソン病(PD)の課題遂行能力と比較した。PD患者においてはタッピングのタイミングが音に対して少し早くなる傾向が見られた(negative asynchrony)のに対し、SCD患者ではnegative asynchronyを認めず、音のタイミングを中心にボタン押しのタイミングがばらつく所見を認めた。さらに小脳・大脳基底核双方の機能異常を併せ持つMSA患者では大脳基底核の障害を呈するPD群、純粋小脳型の臨床症状を示すSCD群の両方の異常の特徴が認められ、最も高度の異常を示した。ISIが2-3秒以上になるといずれの群でも、ボタン押しは音のタイミングより遅れるようになった。同期タッピング課題の遂行に大脳皮質がどのように関与するかについて検討するため、タッピング課題施行中の正常人において、様々なタイミングで経頭蓋磁気刺激を行い、タッピングの遂行能力がどのように変化するかを検討した。同時にタッピング課題中の手指の動きを動作解析システムにより記録し、その変化についても検討した。刺激強度は運動野における閾値の強度より20%上の強度とし、タッピングの予想されるタイミングの400ms前から400ms後の様々なタイミングで各大脳皮質領域上で刺激を加えた。運動直前のタイミングで運動野など一部の皮質領域を刺激することにより、タッピングのタイミングが磁気刺激をした場合に、しなかった場合と比較して早くなる現象を認めた。この知見は時間的な引き込み現象の神経生理学的な基盤について示唆を与えると思われる。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では時間処理能力の異常を神経疾患、特に大脳基底核の機能異常を認めるパーキンソン病(PD)、小脳機能の異常を認める脊髄小脳変性症患者において、1異なる長さの音(S1,S2)を2つ聞かせ、その後にどちらの音が長いか判断させる課題(時間認知課題)、2ある長さの音を聞かせた後、同じ長さの時間を再生させる(同じ時間だけボタンを押す)課題(時間再生課題)、3ある一定の間隔(ISI)で鳴る音にあわせてPCのキーボードをタッピングさせる課題(同期タッピング課題)の三つを行った。同期タッピング課題では短いISIでは音に合わせてタッピングするのは容易だが、ISIがのびると(1-2秒以上)音に合わせてボタン押しができなくなる(この境界となるISIを時間的統合の限界とよぶ)。正常者14名、PD患者16名で時間的統合の限界を検討したところ、PDと健常者では有意に差がないが、PDの軽症群(UPDRS-III 15以下)では健常群に比べて限界値は延長していた。他方、中等症以上の群(UPDRS-III 16以上)では短縮する傾向があった。時間認知課題ではPD患者はS1の長さを健常者に比較して長く評価する傾向があった。時間的再生課題では、PD患者は提示された4秒以下の時間の長さを実際より長く評価する傾向があったが、4秒以上の時間の再生では健常者との差はなかった。小脳疾患患者では時間的統合の限界は小脳症状の程度に関係なく、正常人と比較し有意に短かった。25例の脊髄小脳変性症の患者群で同期タッピング課題を行ったところ、多系統萎縮症群では時間的統合の能力が他の脊髄小脳変性症病型(脊髄小脳変性症6型、31型、マシャド・ジョセフ病)の群に比べて低下していた。以上から小脳疾患、大脳基底核疾患とも時間的統合の限界が異常となること、小脳、大脳基底核の障害の程度により時間的統合の限界が影響されることがわかった。パーキンソン病をはじめとする大脳基底核疾患や脊髄小脳変性症など小脳機能障害のみられる神経疾患において、時間的情報処理の異常を調べることによって、大脳基底核、小脳が時間的情報処理、とりわけ時間的統合の限界にどのように関わるかを調べることができた。現在、健常者において時間的情報処理にかかわる神経構造を検討するため、脳波/脳磁図(EEG/MEG)、磁気刺激を用いた検討を行うための基本的なセットアップを行っている段階である。

同時にタッピング課題中の手指の動きを動作解析システムにより記録し、その変化についても検討した。刺激強度は運動野における閾値の強度より20%上の強度とし、タッピングの予想されるタイミングの400ms前から400ms後の様々なタイミングで各大脳皮質領域上で刺激を加えた。運動直前のタイミングで運動野など一部の皮質領域を刺激することにより、タッピングのタイミングが磁気刺激をした場合に、しなかった場合と比較して早くなる現象を認めた。この知見は時間的な引き込み現象の神経生理学的な基盤について示唆を与えると思われる。健常者において、以下の二つの方法により時間的情報処理、とりわけ時間的統合にかかわる神経構造について検討する。1各課題を施行中の脳活動を脳波/脳磁図(EEG/MEG)で検討し、どの脳領域が時間的情報処理課題の遂行、とりわけ時間的統合の情報処理に関わるかを明らかにする。2被験者が時間的情報処理に関わる課題を行っているさまざまなタイミングで、大脳皮質の各部位を磁気刺激した場合に、課題遂行能力にどのような影響が出るかを調べることにより、各領域がどのような役割を果たしているかを調べる。29年度が最終年度であるため、記入しない。
鶏の幼雛期に出現する糸状バクテリアの生理学的意義の究明とその発育促進効果の応用

本科学研究費補助金の研究課題は、ブロイラ-腸管上皮細胞における微細構造の生後変化について白色レグホン種と比較することであり、更にその発育過程において、最も顕著な差異として発生する糸状バクテリアの生理学的な意義と鶏の発育に及ぼす影響を検討することであった。ブロイラ-は孵化当日から成熟した上皮細胞を有し、いずれの日齢においても白色レグホンより活発な機能を有しており、10日齢付近で最高の機能亢進を示した。次に、鶏の発育初期に発生する糸状バクテリアの生理学的意義について検討した。まず、給与飼料条件により糸状バクテリアの発生に差がみられるか否かを検討するために、ブロイラ-用初期飼料、採卵鶏用大雛飼料、高蛋白質・低カロリ-飼料および低蛋白質・高カロリ-飼料を給与した結果、20日齢ブロイラ-においても最も顕著な糸状バクテリアの出現が認められ、白色レグホンでも増体重の顕著な個体では、小数の糸状バクテリアが認められたが、飼料間における顕著な差異は認められなかった。しかしながら、以前の電子顕微鏡学的観察において示唆された糸状バクテリアと上皮細胞間の物質交換の可能性については、今回の抗体価検索により生理学的に立証された。すなわち、糸状バクテリアだけを腸内細菌分離用DHL寒天培地で細菌培養し、鶏血清との抗原・抗体反応を検索した結果、白い凝集反応が確認され、明らかに糸状バクテリアの細胞質の一部が鶏の腸管上皮細胞に移行していることが実証されたものと確信する。幼雛の発育促進効果があるか否かについては、ブロイラ-専用種にこのバクテリアが多く発生し、白色レグホンでも増体重の多い個体に出現する傾向があり、また、感染による病的疾病が認められないことから、少なくとも鶏の発育阻害を誘起する菌ではないものと思われる。現在、抗体価出現時期の確認や発育促進効果等の栄養生理学的な面への影響について検討中である。
粘膜・骨再生法による、新しい口蓋瘻孔閉鎖の試み

本研究の目的は、ハイドロゲルシート上で骨芽細胞あるいは上反細胞を分化培養し、そのシートを用いて口蓋瘻孔を閉鎖する新しい手法を開発することである。口腔粘膜細胞および顎骨骨膜細胞を採取する方法は確立されており、我々の今までの研究成果からも明らかである(Kuroda, et al.J Pharmacological Sciences.108(1):18-31,2008)。そこで、シート上における細胞培養および細胞分化を確立させるため、動物実験において採取が容易である骨髄細胞を用いた培養実験を行った。ラットの骨髄より得た骨髄細胞をハイドロゲルシート上に播種し骨芽細胞分化培地を用いて培養を行ったところ、生化学的および分子細胞学的解析から骨芽細胞への分化が有意に促進されたことが明らかとなった。また、ラット頭蓋骨に人為的に作製した骨欠損をハイドロゲルシート単体で覆ったところ、骨再生が促進されたことが、放射線学的、組織学的、分子細胞学的に明らかとなった。その際、ハイドロゲルシート内側面には再生骨が、外側面においては頭蓋粘膜が経時的に再生し、8週後ではハイドロゲルシートが吸収された。口蓋瘻孔に対しては上皮および骨の組織再生法の確立が、他の機能を犠牲にしない飛躍的な機能回復をもたらすと期待できる。本研究では、コンスタントに作製できる口蓋瘻孔モデルの確立には及ばなかったものの、ハイドロゲルシートによる骨再生および粘膜再生の促進が観察された。また、自己再生が困難な大きな欠損組織の再生における可能性が示唆された。今後はこれらの結果を参考に研究を進めて行く。本研究の目的は、ハイドロゲルシート上で骨芽細胞あるいは上皮細胞を分化培養し、そのシートを用いて口蓋瘻孔を閉鎖する新しい手法を開発することである。平成20年度ではシート上での細胞培養に着手した。口腔粘膜細胞および顎骨骨膜細胞を採取する方法は確立されており、我々の今までの研究成果からも明らかである(Kuroda, et al. J Pharmacological Sciences. 108(1) : 18-31, 2008)。また、予備実験として、ラット頭蓋骨に人為的に作製した骨欠損をハイドロゲルシート単体で覆ったところ、放置された欠損あるいはコラーゲンシート単体で覆った場合と比較して骨再生が促進されたことが、軟X線像およびμCT解析にて明らかとなった。現在、上皮細胞のシート上での培養に着手している。口蓋瘻孔においては上皮および骨の組織再生法の確立が、他の機能を犠牲にすることのない飛躍的な機能回復をもたらすと期待できる。本年度の実験は、シート上の培養によって細胞分化を確立することであった。このような細胞培養による手法は、口蓋瘻孔のような自己再生が困難な大きな欠損組織を再生する場合に有効な手段である。そして本年度の結果を参考に来年度以降の動物実験の詳細を決めていく。平成20年度までにシート上に骨髄細胞が培養され、増殖することが確認された。そこで平成21年度では骨芽細胞分化、上皮細胞分化を試みた。口腔粘膜細胞および顎骨骨膜細胞を採取する方法は確立されており、我々の今までの研究成果からも明らかである(Kuroda, et al.J Pharmacological Sciences.108 (1) : 18-31, 2008 ; Kuroda, et al.Journal of Biomaterials Applications.Jan.2010.)。ラット頭蓋骨に人為的に作製した骨欠損をハイドロゲルシート単体で覆ったところ、放置された欠損あるいはコラーゲンシート単体で覆った場合と比較して骨再生が促進され、上皮の治癒が促進されたことが、軟X線像、μCT解析および組織切片によって明らかとなった。平成21年度の実験は、シート上の培養によって細胞分化を確立することであった。これらの結果を踏まえ、平成22年度の動物実験を進める。

口腔粘膜細胞および顎骨骨膜細胞を採取する方法は確立されており、我々の今までの研究成果からも明らかである(Kuroda, et al.J Pharmacological Sciences.108(1):18-31,2008)。そこで、シート上における細胞培養および細胞分化を確立させるため、動物実験において採取が容易である骨髄細胞を用いた培養実験を行った。ラットの骨髄より得た骨髄細胞をハイドロゲルシート上に播種し骨芽細胞分化培地を用いて培養を行ったところ、生化学的および分子細胞学的解析から骨芽細胞への分化が有意に促進されたことが明らかとなった。また、ラット頭蓋骨に人為的に作製した骨欠損をハイドロゲルシート単体で覆ったところ、骨再生が促進されたことが、放射線学的、組織学的、分子細胞学的に明らかとなった。その際、ハイドロゲルシート内側面には再生骨が、外側面においては頭蓋粘膜が経時的に再生し、8週後ではハイドロゲルシートが吸収された。口蓋瘻孔に対しては上皮および骨の組織再生法の確立が、他の機能を犠牲にしない飛躍的な機能回復をもたらすと期待できる。本研究では、コンスタントに作製できる口蓋瘻孔モデルの確立には及ばなかったものの、ハイドロゲルシートによる骨再生および粘膜再生の促進が観察された。また、自己再生が困難な大きな欠損組織の再生における可能性が示唆された。今後はこれらの結果を参考に研究を進めて行く。
異所性妊娠モデル動物を用いた新規分子標的治療法の開発

異所性妊娠の薬物療法としてメトトレキセート(methotrexate, MTX)が広く用いられてきた。しかし、より効果が高く副作用の少ない薬物療法の開発が期待されている。本研究では、DNA microarrayを行って絨毛発育に重要な細胞内シグナルを探索し、絨毛組織検査および異所性妊娠モデル動物を用いてその異所性妊娠の薬物療法の分子標的としての有用性を検討した。その結果、3つの細胞内シグナルが同定できた。異所性妊娠は子宮外で絨毛細胞が増殖することで発症する。その薬物療法としてメトトレキセートが用いられているが、進行例には効果が低く、様々な副作用を生じる。本研究は、絨毛細胞の発育に重要な細胞シグナルを標的とし、我々が確立したモデル動物を用いて異所性妊娠の新たな薬物療法の開発を行うことが目的である。絨毛細胞の発育に重要な細胞シグナル(リガンド/受容体)の候補の網羅的同定を昨年度行い、本年度の研究計画では、1.候補因子による絨毛発育制御機構の解明とシグナル抑制方法の探索、2.異所性妊娠モデル動物用いたシグナル抑制効果の判定を予定していた。最終候補因子の1つであるbrain-derived neurotrophic factor (BDNF)とその受容体であるTrkBを同定した。正常および異所性妊娠において、BDNFは分化した細胞であるsyncytiotrophoblastおよびextravillous trophobblastで産生され、TrkB受容体はcytotrophoblastおよびextravillous trophobblastに発現していた。絨毛の組織培養系において、TrkBシグナルの抑制はcytotrophoblastの分化と増殖を抑制した。さらに、SCIDマウスの腎被膜下にヒト絨毛組織を移植して作成した異所性妊娠モデルマウスにおいて、TrkBシグナルの抑制はcytotrophoblastの分化と増殖を抑制することで、移植絨毛の発育を抑制した。TrkB抑制剤の効果は既存の異所性妊娠の薬物療法であるメソトレキセートより有効であった。本年度の研究計画では1.絨毛細胞の発育に重要な細胞シグナル(リガンド/受容体)の候補の網羅的同定、2.絨毛組織におけるリガンド/受容体の局在の解明。3.候補因子による絨毛発育制御機構の解明とシグナル抑制方法の探索を予定していた。絨毛細胞発育に重要なリガンド/受容体は、他の組織・臓器に比べ絨毛組織での発現が高いものが候補となると考え、DNAマイクロアレイによる比較解析を行うことで候補因子を探索した。データ解析には申請者らが開発し、インターネット上で公開しているツールを用いて(http://bdi.stanford.edu/EDI/init/init_A.asp)、絨毛細胞発育に重要なリガンド/受容体の候補を同定した。次に、異所性絨毛組織の細胞増殖に関与するcytotrophoblastとextravillous trophoblastに候補の受容体が局在しているかを確認した。これらの候補因子に対して申請者が確立した絨毛組織培養を用いた一次スクリーニングを行い、さらに候補を絞り込んだ。最終候補の一つとしてbrain-derived neurotrophic factor (BDNF)とその受容体であるTrkBを同定した。BDNFはsyncytiotrophoblastおよびextravillous trophoblastで産生され、TrkBはcytotrophoblastとextravillous trophoblastに発現している。現在この機能解析を進めている。本研究は、絨毛細胞の発育に重要な細胞シグナルを標的とし、我々が確立したモデル動物を用いて異所性妊娠の新たな薬物療法の開発を行い事が目的である。初年度には、絨毛発育に重要な細胞内シグナル(リガンド/受容体)の候補について、他の組織・臓器に比べ絨毛組織での発現が高いものをDNAマイクロアレイによる比較解析により探索した。本年度は、これまで網羅的探索により抽出した最終候補因子について、昨年度に機能解析を完了したBDNF/TrkBシグナル以外のものの解析を行った。絨毛の組織培養系を用いて最終候補因子の絨毛発育制御機構の解明を行い、最終的にはさらに2つの新規シグナルを見出した。それぞれの細胞内シグナルを抑制する方法の探索を行って、特異的抑制剤、中和抗体、siRNAによるシグナル抑制を用いて絨毛発育が抑制されることを確認した。絨毛を重症免疫不全マウスの腎皮膜下に移植した異所性妊娠モデルマウスを用いて、これらのシグナル抑制が移植した絨毛の発育を抑制するかについて検討した。

その結果、モデルマウスにおいてもこれらのシグナルの特異的抑制剤は絨毛発育を抑制したが、その有効性は既存の薬剤であるメトトレキセートよりも劣った。TrkB抑制剤はメトトレキセートよりも強い抑制効果を示したことから、分子標的治療としての有用性が明らかとなった。産婦人科本研究では、絨毛細胞の発育に重要な細胞シグナル(リガンド/受容体)の候補の網羅的同定を行い、最終稿補因子の機能的解析により、絨毛細胞の発育に重要な細胞シグナルを標的とし、我々が確立したモデル動物を用いて異所性妊娠の新たな薬物療法の開発を行う予定であった。本年度の研究結果から、BDNF/TrkBシグナルの抑制が新たな薬物療法となりうることを示したが、他の最終稿補因子の解析はまだ終了していない。本年度に予定していた研究計画のうち、1.絨毛細胞の発育に重要な細胞シグナル(リガンド/受容体)の候補の網羅的同定は既に終了しており、絨毛組織におけるリガンド/受容体の局在を手がかりに候補となる因子を絞り込むことができた。絨毛組織培養を用いた一次スクリーニングによりさらに候補因子を絞り込み、現在は候補因子による絨毛発育制御機構の解明とシグナル抑制方法の探索を行っている。残りの最終稿補因子の解析のため、科学研究費助成事業の延長を申請し受理された。来年度に残りの最終稿補因子の解析を進める予定である。研究計画に従い、本年度は絨毛組織における受容体の局在を手がかりに更に絞り込んだ候補に対して絨毛発育制御機構を解明し、その細胞シグナルを抑制する方法を探索する。また、異所性妊娠モデル動物を用いて、生体内での最終候補の細胞シグナル抑制効果と副作用発生の有無を評価する予定である。本年度は、絨毛発育に重要な細胞シグナルの候補に対して、絨毛発育制御機構の解明とその細胞内シグナル抑制方法の探索、異所性妊娠モデル動物を用いた生体内での効果を評価する予定であった。候補因子の探索で予想以上に多数の候補が同定され、試験に使用するヒト絨毛細胞が不足している。各候補を個々に解析するよりサンプルを揃えた状態での解析が時間と研究費を節約できるため、現在細胞の収集中であり、未使用額が生じた。必要な細胞が揃い次第、同一の系で包括的に全ての候補因子に対して、絨毛発育制御機構の解明とその細胞内シグナル抑制方法の探索を行う。その結果得られる最終候補因子に対して、モデル動物を用いた生体内での効果の評価を行う。研究費使用の大部分を占める候補因子による絨毛発育制御機構の解明とシグナル抑制方法の探索がやや遅れているため、本年度の研究費を次年度に繰り越し、次年度の予算と合算して使用する予定である。
空間フィルタ流速計の高度化と気泡乱流の３次元・マルチスケール分析

気泡流における乱流モデルの高精度化は種々の機器等の設計・開発の効率化・低コスト化を図る上で喫緊の課題となっているが,そのためには気泡を含む流れ場における乱れの特性の詳細な理解が不可欠である.本研究では,著者らが開発した高精度流速計測手法である時空間フィルタ流速計を高度化・機能化し,複雑流動を高精度・高時間・高空間分解能で速度計測できる手法に発展させることにより,従来手法では分析困難であった気泡を含む流れ場内の乱流特性を詳細に調査し,気泡が液相乱れに及ぼす影響に関する知見を得るとともに既存の乱流モデルの気泡流への適用性を調べた.発電プラント,ボイラ等の沸騰を伴うエネルギプラント,気泡塔などの化学プラント,マイクロバブルによる水環境改善など多く工業機器・システムにおいて気泡を含む流れがその効率,性能と強く関係している.このため,気泡を含む流れ場における乱れの特性の詳細な理解が求められているが,既存計測手法のみでは,その把握が容易ではない.本研究では,申請者らが開発した高精度流速計測手法である空間フィルタ流速計を高度化・高機能化し,複雑流動を多次元かつ幅広いスケールで高精度・高時間・高空間分解能で速度計測できる手法に発展させるとともに,本手法を用いて気泡を含む流れ場内の乱流特性を詳細に調査し,気泡が液相乱れに及ぼす影響を理解するとともに気泡乱流モデルを開発することを目的としている.平成25年度は、計測手法である空間フィルタ流速計(SFV)の高度化と気泡乱流における乱流特性を調べるとともに、気泡流における基礎知見を得るため液適内外流れも測定した.1SFVの高度化に関しては,既存のSFVの高精度化と高解像度かを実現するとともに,分子タグ法と融合し,分子タグSFVを開発した.これにより,幅広いスケールでの乱流スペクトル測定が可能となった.さらに,分子タグSFVを応用し速度・速度勾配同時計測手法も開発した.2気泡乱流実験に関しては,気泡乱流の実験データを取得するための実験装置を製作するとともに,基本的な時間平均速度分布,気泡分布,乱流統計量を取得した.また,比較的大きいスケールの乱流特性を調べた.3液滴内外速度測定に関しては,高分解能化したSFVを用いることにより,界面近傍までの速度計測が可能となり,液滴内外の界面での速度勾配を精密に測定できることを示した.これにより,界面における剪断応力分布を良好に評価でき,内外剪断応力分布の差から界面活性剤の界面への吸着に伴うマランゴニ力を評価できる可能性があることを示した.発電プラント,ボイラ等の沸騰を伴うエネルギプラント,気泡塔などの化学プラント,マイクロバブルによる水環境改善など多くの工業機器・システムにおいて気泡を含む流れがその効率,性能と強く関係している.このため,気泡を含む流れ場における乱れの特性の詳細な理解が求められているが,既存計測手法のみでは,その把握が容易ではない.本研究では,申請者らが開発した高精度流速計測手法である空間フィルタ流速計を高度化・高機能化し,複雑流動を多次元かつ幅広いスケールで高精度・高時間・高空間分解能で速度計測できる手法に発展させるとともに,本手法を用いて気泡を含む流れ場内の乱流特性を詳細に調査し,気泡が液相乱れに及ぼす影響を理解するとともに気泡乱流モデルを開発することを目的としている.平成26年度は,計測手法の高度化を行うとともに気泡乱流実験データを取得した.また,数値予測に必要な基本数値計算コードを作成した.1.計測手法の高度化に関しては,フォトブリーチングブ分子タグ法における速度勾配評価方法を見直し,4つのタグの速度と位置から速度勾配を算出することにより測定精度を向上した.また,時空間フィルタ流速計(SFV)を境界適合測定領域に拡張し,界面・壁面近傍速度測定精度を向上した.さらに.SFVに基づく3D3C計測のためのプログラムを作成した.2.気泡乱流実験に関しては,昨年に引き続き気泡乱流の実験データを拡充するとともに.測定した速度および速度勾配から液相の乱れエネルギ収支を評価した.3.気泡乱流モデルの開発に関しては,基本数値計算コードを作成するとともに,前述の気泡乱流における乱れエネルギ収支実験結果に基づき既存の気泡擬似乱れの生成率モデルを評価した.発電プラント,ボイラ等の沸騰を伴うエネルギプラント,気泡塔などの化学プラント,マイクロバブルによる水環境改善など多くの工業機器・システムにおいて,その効率,性能は気泡を含む乱流の特性と強く関係している.このため,気泡を含む流れ場における乱れの特性の詳細な理解が求められているが,既存計測手法のみではその把握が容易ではない.本研究では,申請者らが開発した高精度流速計測手法である時空間フィルタ流速計を高度化・高機能化し,複雑流動を多次元かつ幅広いスケールで高精度,高時間・空間分解能で速度計測できる手法に発展させる.また,本手法を用いて気泡を含む流れ場内の乱れの特性を詳細に調査し,気泡が液相乱れに及ぼす影響を理解するとともに気泡乱流モデルを開発することを目的とした.前年度までに開発した計測手法を用い,本年度は,以下の項目に関して研究を進めた.1.気泡乱流実験:昨年度までに開発した計測手法を矩形ダクト内気泡乱流に適用し、乱流構造に及ぼす気泡の影響を調べた.2.分散相近傍の流動と界面境界条件の関係を調べるために,時空間フィルタ流速計を界面近傍速度計測に適合するよう改良するとともに,界面近傍速度を詳細に分析した.

3.数値予測モデルの検討:取得した実験データに基づいて既存の気泡乱流モデルの各項を評価するとともに,予測精度の向上手法を検討した.4.3年間の結果をまとめ総括するとともに,研究成果を公表した.気泡流における乱流モデルの高精度化は種々の機器等の設計・開発の効率化・低コスト化を図る上で喫緊の課題となっているが,そのためには気泡を含む流れ場における乱れの特性の詳細な理解が不可欠である.本研究では,著者らが開発した高精度流速計測手法である時空間フィルタ流速計を高度化・機能化し,複雑流動を高精度・高時間・高空間分解能で速度計測できる手法に発展させることにより,従来手法では分析困難であった気泡を含む流れ場内の乱流特性を詳細に調査し,気泡が液相乱れに及ぼす影響に関する知見を得るとともに既存の乱流モデルの気泡流への適用性を調べた.申請当初,2年目に計画していた1SFVの高度化、2気泡乱流実験の実施,3数値予測モデルの検討のいずれの項目に関しても,概ね予定通りの進捗状況にあり,順調に成果が得られている.具体的には,1SFVの高度化においては,当初計画通り3D3C計測に必要なプログラムを作成するのみならず,当初計画には無かった分子タグ法の計測精度向上および境界適合計測領域を用いたSFVの発案・開発も行なっており,当初計画以上に成果が得られている.2気泡乱流実験の実施に関しては,気泡乱流実験データの取得を継続的に実施しており,概ね当初計画に沿うものと判断している.3数値予測モデルの検討に関しても,当初予定にあった基本数値計算コード作成を完了し,既存気泡擬似乱れ生成モデルの検討を行い,問題点も抽出している.以上のように,本研究は概ね当初計画通り順調に進展していると判断できる.27年度が最終年度であるため、記入しない。混相流工学次年度以降も当初計画に沿って計測手法の高度化と気泡乱流の実験的分析及び高精度数値予測を目指した気泡乱流モデルの検討を継続して進めていく.特に,本年度は実験データの拡充とその分析および乱流モデルの検討を中心に研究を推進していく.初年度計画していた、空間フィルタ流速計の高度化、気泡乱流実験装置の製作ならびに気泡乱流場における時間平均速度、乱流強度分布を測定した。さらに、分子タグSFVを発展させ、速度および速度勾配の同時計測手法を開発するとともに、鉛直ダクト内単相流および気泡流における乱れエネルギ収支を測定し、その特性を明らかにした。また、液滴内外流動をSFVで測定し、界面活性剤の分散相内外の速度分布に及ぼす影響も示した。以上のように、本年度の成果は、当初計画をほぼ全て完了しており、それ以外の成果も得られいることから、概ね順調に進展したものと評価した。27年度が最終年度であるため、記入しない。次年度以降も当初計画に沿って、SFVの高度化、気泡乱流の実験的分析ならびに数値計算手法開発と乱流モデルの検討に関して研究を進展させる。本年度の研究より、SFVでは当初計画以上に微弱な乱流分析が可能な可能性を見いだせたが、極めて微弱な変動速度の検出には、更なる速度計測の高精度化が望まれる。次年度は、速度評価制度の更なる向上も試み、より詳細な乱流分析を目指す予定である。実験装置の改良に際し、現行装置で確認しておくべき事項が残存したため、装置設計時期を遅らせたため、予算執行も次年度にずれ込んだ。現行装置での確認事項確認後、実験装置改良部品を設計し、予算を執行する。
GMS画像を利用した教材の開発

この研究では静止衛星「ひまわり」(GMS)の画像の教材化を目的とし、GMS画像のdatabaseの構築とその有効利用のためのsoftwareの開発を主眼とした。databaseとしては1日1枚9時の画像を1992年8月1日から1993年7月31日までの1年間のdataを収集し、天気現象の理解だけではなく、季節変化などの目的にも利用できるように配慮した。なお、天気現象がすぐ分かるように検索画面も作成し、一見で目的の画像が検索できるように工夫した。softwareは、従来から開発してきた解析programを統合し、完成させた。この解析programでは、1)画像検索2)ノーマル画像表示3)16色画像表示4)立体画像表示5)短冊状切り出し表示6)重ね合わせ表示7)動画表示8)画像ロード機能9)画像セ-ブの9つの機能が含まれており、menu画面からreturn keyによって処理を選択し、目的の画像処理ができるようにした。なお、これらの開発とともにinternetによる画像dataの収集や画像ファイル変換、NOAA画像の解析programなどの開発も行った。NOAA画像では詳細な分解能を活用した地域教材としての衛星画像の利用方法に道を開き、また、Wisconsin Univ.の静止衛生全球合成画像では大気大循環を一見できる全球動画画像の開発まで研究を進めることができた。これらを利用した授業実践は2例で、十分に活用効果が実証されてはいないが、その美しい魅力的な画像には全ての生徒が興味を示し、教育効果は十分あると判断された。今年度はGMS画像のデータベース化とそのデータベースを有効に活用できる教材作成用画像処理ソフトの統合化、さらに動画作成をスムースにするための画像変換の方法などの開発を行った。データベースの作成については1992年9月1日から1993年8月31日までの1年間、1日1枚9時の赤外画像を基本に365枚の画像を24枚のフロッピーディスクに収め、1年間のGMS画像を容易に見られるようにした。また、どのような画像が、いつの時期に見られるかを検索できるように2枚のフロッピーディスクに検索画像を作成した。教材作成用画像処理ソフトの開発は、上記のデータベースを用いて、雲の構造が認識できる立体表示や擾乱移動の認識ができる東西、南北短冊形表示、熱帯低気圧等の移動経路や移動速度を認識するための重ね合わせ表示、動画表示、気候解析の為の平均図表示を統合化し、さらに、これらの画像を保存、出力するための処理を加えてほぼ終了した。また、データベースの他機種での利用方法、他のソフトでの利用などを検討し、この為の画像変換についても可能にした。なお、これらの成果は1993年10月日本気象学会や福島大学教育実践センター紀要NO.24にて公表した。現在このソフト使用のマニュアルと解説書を作成しており、来年度はデータベースと合わせて教育実践に活用してもらう計画でいる。こうした実践や研究会を通して、再度教材作成用画像処理ソフトの修正を行い、可能であれば、気象教材として画像処理ソフト、データベース、解説書、マニュアルを一体化して普及したいと考えている。最終年度はGMSの画像1年分をdatabaseとして完成させ、検索のための画像もdatabaseに含めた。そしてこのdatabaseを有効に利用できるsoftwareとして、従来から開発してきた解析programを統合し、完成させた。この解析programでは1)画像検索2)ノーマル画像表示3)16色画像表示4)立体画像表示5)短冊状切り出し表示6)重ね合わせ表示7)動画表示8)画像ロード機能9)画像セ-ブの9つの機能が含まれており、menu画面からreturn keyによって処理を選択するか、表示画像の日時などを入力することによって目的の画像処理ができるようになっており、誰にでも手軽に利用できるGMS画像の教材化については一応完成した。なお、2校で利用実践をしたが、小学校5年生でも容易に利用できることが実証された。

また、こうした画像databaseと解析softwareの開発の成果を情報処理教育研究集会や日本雪氷学会等で公表した。しかし、授業実践では解析に時間がかかり、今後さらにprogram言語の変更を含めて検討する必要がでてきた。なお、今年度はinternetによる画像dataの収集や画像ファイル変換、NOAA画像の解析programなどの開発も行い、総合的にsatellite dataの教材化について研究、開発を行った。その一部は福島大学教育実践研究紀要No.27,情報処理教育研究集会講演論文集No.7に掲載した。
ファミリーソーシャルワークにおける「子育て生活スキル伝承型」支援モデルの研究

家事や養育能力の低さと対人関係の築きにくさが相まって、育児不安や精神不調に陥る養育者の危機状況がある。自己肯定感の低下が社会関係を取り結ぶことを困難にし、孤立をまねき虐待のリスクを高める。本研究はファミリーソーシャルワークの視座に立ち、子育て生活に必要な家事・養育・対人関係に関するスキルの伝承によって、養育者の自己肯定感を回復させる「子育て生活スキル伝承型」支援モデルを提案することを目的とする。具体的には、疑似家族的な共同生活において生活・職業・対人関係のスキルを習得させる技能伝承システムを検討し、母子支援を行うフォーカスグループにおいて援用を試み、支援モデルを提案する。
血小板産生および巨核球分化におけるBACH1転写因子の機能解析

【研究の目的】ダウン症の新生児の約一割に、類白血病状態(TMD)を示す例が認められる。TMDの一部は4年以内に急性巨核球性白血病(AMKL)を発症する。BACH1遺伝子は、21番染色体上のダウン症関連領域に座位する。本研究の目的は三つある。第一に、トランスジェニック・マウスにおいて転写因子BACH1の過剰発現が引き起こす、血小板産生抑制のメカニズムを明らかにすること。第二に、BACH1過剰発現により標的遺伝子を明らかにすること。第三に、ダウン症患者にみられるTMDとAMKLの発症における、BACH1の関わりについて検索することである。【結果】トランスジェニック・マウスの巨核球を透過型電子顕微鏡で観察したところ、デマルケイション膜およびα顆粒の形成が著しく抑制され、ミトコンドリアの空胞化、核におけるヘテロクロマチン領域の減少が観察された。巨核球系への造血前駆細胞の増殖能をみる目的でCFU-Megアッセイを行ったが、野生型との間にコロニー形成の大きな差はみとめられなかった。これらの結果は巨核球系細胞の最終分化および成熟段階が障害を受けていることを示唆するものである。胎生13.5日の肝臓細胞をトロンボポエチン存在下で培養することによって得られた巨核球を用いて、遺伝子の発現を解析した。この解析によって、β1-tubulin, Thromboxane A synthaseの発現が抑制されていることが示された。また、TXAS遺伝子の発現調節領域にBACH1が結合していることが染色体免疫沈降法にて確認された。これらの結果は、BACH1がp45 NF-E2と拮抗的に作用することにより、巨核球の分化・成熟を抑制している可能性を示唆している。現在、白血病細胞株におけるBACH1の機能を明らかにするためにBACH1遺伝子を導入し、過剰発現株の作製に成功した。【研究の目的】ダウン症の新生児においては類白血病状態(TAM)を示す例が認められ、その一部が急性巨核球性白血病(AMKL)を発症する。BACH1遺伝子は、21番染色体上に座位し、この因子がTMD、AMKL関与しているの可能性を検索する。本研究の目的は、1.転写因子BACH1の過剰発現が引き起こす、血小板産生抑制のメカニズムを明らかにすること。2.BACH1過剰発現細胞を用いて、標的遺伝子を明らかにすること。3.ダウン症患者にみられるTAMとAMKLの発症における、BACH1の関わりについて検索することである。【結果】1.BACH1・トランスジェニック(Tg)・マウスの病理組織解析赤芽球、巨核球特異的にBACH1.を発現するTgマウスを作製した。抹消血液では、血小板減少が認められたが、貧血は認められなかった。骨髄では著明な線維化がみられた。脾臓においては、巨核球の周りに線維化が認められた。肝臓において、赤芽球島が認められたが、線維化は認められなかった。(1)Tgマウスの巨核球を分離し、透過型電子顕微鏡で観察したところ、デマルケイション膜およびα顆粒の形成が著しく抑制されていた。また、ミトコンドリアの空胞化、核におけるヘテロクロマチン領域の減少が観察された。これらは分化・成熟障害を示唆するものと考えられた。

(2)胎生13.5日の肝臓細胞をトロンボポエチン存在下で培養することにより、巨核球をin vitroで増幅することが可能になった。この分画を用いて遺伝子の発現を解析した。その結果、β1-tubulin, Thromboxane A synthaseの発現が抑制されていることが示された。これらは、p45 NF-E2の標的遺伝子であり、BACH1がp45 NF-E2と拮抗的に作用することにより、巨核球の分化・成熟を抑制している可能性が示唆された。【研究の目的】ダウン症の約一割に、新生児期に類白血病状態(TMD)を示す例が認められる。多くのTMDは無治療で寛解に至るが、一部は4年以内に急性巨核球性白血病(AMKL)を発症する。BACH1遺伝子は、21番染色体上に座位するが、この因子がTMD,AMKLの発症に関与している可能性を検索する。本研究の目的は、1.転写因子BACH1の過剰発現が引き起こす、血小板産生抑制のメカニズムを明らかにすること。2.BACH1過剰発現細胞を用いて、標的遺伝子を明らかにすること。3.ダウン症患者にみられるTAMとAMKLの発症における、BACH1の関わりについて検索することである。【結果】(1)Tgマウスの巨核球を透過型電子顕微鏡で観察したところ、デマルケイション膜およびα顆粒の形成が著しく抑制されていた。また、ミトコンドリアの空胞化、核におけるヘテロクロマチン領域の減少が観察された。(2)巨核球系への造血前駆細胞の増殖能をみる目的でCFU-Megアッセイを行ったがコロニー形成に大きな差はみとめられなかった。(1),(2)の結果は巨核球系細胞の最終分化および成熟段階が障害を受けていることを示唆するものである。(3)胎生13.5日の肝臓細胞をトロンボポエチン存在下で培養した、遺伝子の発現を解析した。その結果、β1-tubulin,Thromboxane A synthaseの発現が抑制されていることが示された。また、TXAS遺伝子の発現調節領域にBACH1が結合していることが染色体免疫沈降法にて確認された。BACH1がp45 NF-E2と拮抗的に作用することにより、巨核球の分化・成熟を抑制している可能性を示唆している。(4)白血病細胞株におけるBACH1の機能を明らかにするために遺伝子を導入して過剰発現株の作製に成功した。
チャンキング理論を用いたCALLシステムによる科学技術英語教育方法の構築と実践

平成29年度までにチャンキング理論を用いたCALLシステムの試作を行った。このシステムは、英文の読解学習を補助するシステムであり、学習者が入力した任意の英文テキストをチャンク(単語を意味ごとに分割したかたまり)ごとに表示しながら理解する英文読解を支援するものである。チャンクの表示法として、強調表示の対象となるチャンクをキー押下に応じて前後に移動する連続的なチャンク表示方法、および、スタイラス等を用いて学習者が指定した個所を強調表示する非連続的なチャンク方法の二種類を提供している。今年度の研究では、学習者がスタイラスで指示した、注視している箇所以外のテキストを表示する際、スタイラスからの画面上の距離に反比例した明瞭度にする機能の向上に取り組んだ。具体的には、表示精度の向上を目指し、学習者にできるだけ違和感のない表示方法となるようにシステムのチューニングを行った。病気による長期の病休のため、十分な研究時間を確保することが出来なかったため。平成31年度は、昨年度の研究計画のうち、未達に終わった項目について研究を推進する。すなわち、(1)現在は、英文をチャンクに分割する際に先行研究で開発された音声チャンク分割用のツールを用いてるが、よりチャンキングの精度を上げるため、本研究で考案中のアルゴリズムをシステムに実装することを目指す。(2)スタイラス等による非連続な指定に対応したチャンク表示機能について、学習者のチャンク横断履歴を保存し、学習動線の分析に適用できる機能の実装を目指す。(1)チャンキングアルゴリズムの開発については、研究計画当初は既存プログラムのTreeTaggerによる出力を加工し、テキスト読解に適したチャンキング粒度にする予定であったが、TreeTaggerのソースコードが公開されていないため、加工が困難であることが判明した。そこで、階層型の隠れマルコフモデルに基づく先行研究について調査し、これを改良することにより本研究のチャンキングに適用できそうであるという見通しを得たが、具体的なアルゴリズム作成にまでは至らなかった。(2)非連続的なチャンク横断に対応する学習動線の計測については、HTML5技術を用いたWebブラウザーのフロントエンドプログラムをプロトタイプ作成した。このプログラムは、学習者の視野中心部にあるテキストは明瞭に、その周辺部分にあるテキストは不明瞭に認識されるという視覚上の特性を模倣し、学習者がスタイラス(ポインティングデバイス)によってポイントした箇所のテキストのみを明瞭に表示し、その周辺部を不明瞭に表示する機能を提供するものである。これにより、学習者の非連続なテキスト読解に対応した学習動線を計測するための基盤が整った。また、学習者がスタイラスを用いずテキストを読解する際の視線の動きと、スタイラスによってテキストを指定する際のスタイラスの動きに相関関係があるという仮説を検証するため、視線計測システムを構築した。このシステムはGazeParser(愛媛大学の十河研究室)を用い、学習者の瞳孔の動きをカメラで計測し、学習者の視線を推定するものである。チャンキングアルゴリズムの開発について、研究計画時はTreeTaggerの出力結果を加工する方法を検討していたが、TreeTaggerのソースコードが公開されていないため実際には加工が困難であり、隠れマルコフモデル等の他の手法を再検討する必要があったため、研究実施計画の「チャンキングアルゴリズムの開発」について進捗が遅れた。チャンキングアルゴリズムの開発と並行し、チャンキング理論を用いたCALLシステムの機能追加に着手し、(1)テキスト読解時の非連続的なチャンク横断機能の追加および(2)学習者による任意のテキストの登録機能の追加を行った。(1)非連続的なチャンク横断機能の追加:平成28年度までのCALLシステムの開発では、学習者がテキストを読解する際のチャンク表示機能はすべて読解対象のチャンクをカーソルで前後に移動させながら強調表示して読解を進めるものであり、表示方法としてア)テキストを常にすべて表示する、イ)読解中のチャンク以前のテキストをすべて表示する、ウ)読解中のチャンクのみを表示するの3種類の方法を提供していた。平成29年度には、スタイラスによってポイントしたチャンクを強調表示し、その周辺部分のテキストをチャンクからの画面上の距離に反比例した明瞭度で表示する機能を追加した。学習動線の記録および表示精度の向上については次年度以降の課題である。(2)テキストの登録機能の追加:学習者が入力したテキストをチャンキング処理し、データベースに登録する機能、および登録されたテキストを表示して読解学習を行う機能を追加した。これにより、専門分野の記事やニュース等、学習者の興味に応じたテキストを用いた学習が可能となる。登録時にテキストの難易度(文法の難易度および語彙の難易度)を計測し、語数と共に保存するため、多読等の英語の自学への活用が可能となると考えられる。病気による休職により、十分な研究時間を確保することができなかった。