hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
CMB小型衛星実験に向けた基礎データの収集:銀河面からの偏光ミリ波の高感度観測

本研究は、将来の小型衛星を用いた宇宙背景放射(CMB)偏光観測に向けて、観測機器(偏光計)の較正の際に参照源として用いる天体/銀河の偏光特性のデータを従来より遙かに高感度で取得する事を目的とする。衛星実験では、重量、サイズ等の制限から人工の機器や較正源を搭載するのが難しいため、これらの参照源のデータは貴重であり、広く次世代の衛星実験に採用されると期待できる。本年度は、昨年度に引き続き観測機器の精密較正のための基準偏光源の開発を行った。一つは、ガン発振器を用いた較正源である。ガン発振器から発射されるミリ波はほぼ100%直線偏光しており、発射口である導波管の方向を重力に対して精度よく抑えておくことで、偏光角に対する基準波となる。開発後実験室にて基本特性及び較正に関する系統誤差を評価し、十分な性能を有している事を確認した。現在POLARBEAR実験サイトにて、実際の検出器を用いて最終的なチェックを行っている所である。すでにPOLARBEAR受信機(150GHz帯)を用いて、天体(Tar-A等)や銀河面のデータは収集済みであり、チェックが終わり次第較正データを天体/銀河面のデータに適応して結果を出す予定である。また、昨年度開発した機械式冷凍機と黒体源を組み合わせた基準偏光源に関しては、原理検証を終え、POLARBEAR実験のアップグレード計画であるPOLARBEAR-II実験で使用する受信機の性能評価に使用する予定である(基準偏光源の詳細は研究発表・雑誌論文2参照)。これらの成果は国内及び国際学会やウェブ等で報告している。衛星実験では、重量、サイズ等の制限から人工の機器較正源を搭載するのが難しいため、これらの参照源のデータは貴重であり、広く次世代の衛星実験に採用されると期待できる。本年度は、観測機器の精密較正のための基準偏光源の開発を行った。一つは、エコソーブと呼ばれる黒体輻射源を冷却して10K程度(実際の観測環境を模擬)の黒体輻射を発生し、それを金属板で反射させる事でCMBを模擬した偏光波を発生させる物である。2つめは、光学実験で用いるワイヤーグリッド(偏光子)のワイヤー間隔を観測する光の波長よりも十分広くしてわざと偏光効率を落とし、CMBを模擬した偏光波を発生させる物である。これらの較正源を用いる事で、天体等の参照源を用いずに、観測機器を従来よりも精度良く較正できると期待できる。来年度は、これらの較正源を稼働中の地上実験(当初はQUIET実験を予定していたが、QUIET-Iが終了してしまったためPOLARBEARを予定)に導入し、較正した機器を用いて、天体/銀河面の偏光特性を精度良く決定する。またQUIETのデータ解析(この場合は、天体を用いて機器を較正した後、銀河面の偏光特性を決める事になる)を継続して行う。また、国際学会等での報告やウェブ等での情報発信を継続して行う。
神経細胞におけるアミロイド前駆体蛋白の代謝とその調節ー軸索内輸送を用いた研究

脳内における老人斑形成には、アミロイド前駆体蛋白(APP)から、実際の沈着物であるβ蛋白に至る細胞内代謝過程が重要なカギを握ると考えられている。本研究では、軸索内輸送系と細胞分画法を併用して、細胞体、軸索、神経終末部などの各部位における神経細胞特有のAPP代謝経路とその調節機構を解明することを目的とし、本年度は、各部位におけるAPPおよびその断片の検索と同定、ならびに実験的輸送阻害の作成に関する検討を行い、以下の結果を得た。1.ラット脳から細胞分画法により、ミエリン、シナプトソーム、リソソームなど各種の膜分画を得、各々に存在するAPPとその断片を検索した。β蛋白を含むと考えられるC末端側断片は高密度の膜分画ほど多く、特にリソソームに多量に含まれていた。リソソームにはまた、固有の6K断片が検出された。この6K断片は、単離リソソームを加温すると増加することから、リソソームにおける蛋白分解の結果、生じるものと考えられる。2.ラット脊髄前角細胞ー坐骨神経運動繊維の系を用いて、β、β'-イミノジプロピオニトリル(IDPN)による軸索内輸送阻害と異常蓄積発生の時間経過を検討した。その結果、本来ニューロフィラメント(NF)蛋白のリン酸化が進行する近位部軸索において、IDPN投与後12時間1日で一過性にリン酸化が低下することが、輸送阻害と密接に関連することを見出した。また、IDPN中毒神経では、NF蛋白だけでなく、軸索特有の安定重合型微小管の輸送も阻害されており、老化神経に酷似した状況を呈することから、このような実験的輸送阻害系が、今後、細胞骨格の変性に伴うAPP輸送および代謝の変化を検討する上で有効な実験系となることが確認された。
動脈硬化病変に生じる不安定プラークの検出に有用な核医学イメージング剤に関する検討

最近、内臓脂肪の蓄積、高血圧、高血糖、高脂血症を特徴とする『メタボリックシンドローム』が、心筋梗塞や脳梗塞といった動脈硬化性疾患の発症要因となるマルチプルリスクファクター症候群として提唱され、適切な対策が求められている。この動脈硬化病変に生じる不安定プラークは、プラークの破綻、血栓形成、血管内腔の狭窄・閉塞という一連の病態を引き起こし、動脈硬化性疾患発症の原因となる。本研究では不安定プラークの検出に有用な、核医学イメージング剤に関する検討を行うものである。これまでに我々は、[^<18>F]フルオロデオキシグルコース([^<18>F]FDG)が不安定プラークに浸潤するマクロファージの数に応じて集積することを報告してきた。そこで本年度は不安定プラークにおけるマクロファージの成熟段階に応じて[^<18>F]FDGの集積量が変化するかより詳細な検討を行った。すなわち、泡沫化する前のマクロファージとacLDLを添加することにより泡沫化させたマクロファージを培養し、それぞれへの[^<18>F]FDGの取り込み量を検討した。この結果、泡沫化12,24,48時間後すべてにおいて、泡沫化による影響は認められなかった。なお、マクロファージはacLDL添加後48時間で成熟した泡沫細胞となる。本検討結果は、[^<18>F]FDGでは不安定プラークの詳細な進展過程を追跡できないことを示すものであり、不安定プラークの進展過程で変化するマクロファージ表面抗原などを認識するような、新たなイメージング剤開発の必要性が示唆された。
GO期特異的変異株を相補するcDNAのクローニング

哺乳類細胞の細胞周期温度感受性変異株のうち、ユニークなGO期特異的表現型を持つ3株について、変異機能を相補するcDNAクローニングのための条件設定を行い、設定された実験条件を用いてcDNAクローニングを実施した。具体的には、正常細胞より発現cDNAライブラリーを調製し、これを変異細胞に導入する際に、導入条件を種々検討し、最適条件を決めた。導入された細胞から、野生型表現形に復帰した細胞のみをクローニングする最適条件を種々検討し、実用的な条件を設定した。復帰細胞から、導入したcDNA配列をPCR法で回収する条件を種々検討した。実際に、それぞれの変異株から複数の復帰細胞が回収され、それぞれの細胞からcDNAが回収された。回収されたcDNAを発現ベクターにつないで、もとの変異株に導入し、変異を相補する生物活性の有無を確認した。現在までのところでは、生物活性のあるcDNAは回収されていないが、回収され得る頻度を原理的に考慮すると、回収された復帰株とcDNAの数がまだ不十分と考えられ、この条件で実験を継続することによって、目的とするcDNAクローンを回収できるものと期待する。
既存低強度コンクリート柱梁接合部の構造性能評価と補修効果の検証

本研究では,既存低強度コンクリート建物の耐震性能評価手法を確立するために,実大スケールの試験体による構造実験を実施し,低強度コンクリート柱梁接合部の耐震性能および抵抗機構を検討し,エポキシ樹脂注入による補修効果を検証した。その結果,丸鋼を用いた低強度コンクリート柱梁接合部の破壊形式は,梁主筋の抜け出し後の梁端コンクリートの圧壊または接合部せん断破壊になることを示し,コンクリート強度および梁せいと柱せいの比が破壊形式を決定する主要な構造因子であることを明らかにした。エポキシ樹脂補修による耐力の上昇は確認されたが,補修による初期剛性および靭性の改善はほとんど見込めないことを明らかにした。本研究は,既存低強度コンクリート建物の耐震性能評価手法の確立および耐震診断・改修の基準や指針の作成を目指し,低強度コンクリート柱梁接合部の耐震性能および抵抗機構について構造実験を通じて解明することを目的としている。本年度は,旧耐震基準で設計された既存低層RC造建物を想定した,実大規模の低強度コンクリート柱梁接合部の構造実験を2つのシリーズで実施した。シリーズIの試験体は,梁および柱の反曲点間距離を共通とし,変動因子を加力履歴,梁および柱の主筋量,梁せいと柱せいの比,梁幅,コンクリート強度とした十字形柱梁接合部7体である。シリーズIIの試験体は,梁断面260×480mm,柱断面400×400mmとし,変動因子を接合部形状,主筋種類,軸力比とした十字形およびト形柱梁接合部5体である。シリーズIの結果として,梁せいと柱せい比が1.0以下の試験体は梁主筋の抜け出し後の梁端コンクリートの圧壊で最終破壊に至り,梁せいと柱せい比が1.3の試験体は接合部せん断破壊で最終破壊に至ることが把握された。接合部の損傷程度は,梁の断面寸法による影響が最も大きく,その他の変動因子による影響は小さかった。最大耐力は,加力履歴および主筋量による影響は比較的小さく,梁の断面寸法およびコンクリート強度による影響を大きく受けることが明らかにされた。シリーズIIでは,丸鋼の試験体は梁主筋の抜け出し後の梁端コンクリートの圧壊に至り,異形鉄筋の試験体は接合部せん断破壊に至った。異形鉄筋の試験体の最大耐力は,日本建築学会の終局強度型指針式で評価可能だったが,丸鋼の試験体の最大耐力は,既往の評価式では危険側の評価で精度良く評価できなかった。また,ポストピーク挙動は,いずれの試験体も層間変形角の増大に伴って緩やかに荷重低下し,逆S字型の履歴性状が顕著で等価粘性減衰定数の小さい復元力特性になることが確認された。本研究は,既存低強度コンクリート建物の耐震性能評価手法の確立を目指し,低強度コンクリート柱梁接合部の耐震性能および抵抗機構について構造実験を通じて解明するとともに,耐震補強により継続使用可能な低強度コンクリートの適用限界を明らかにすることを目的としている。平成26年度は,旧耐震基準で設計された既存低強度コンクリート柱梁接合部の接合部せん断強度の評価,多数回繰返し載荷の影響,エポキシ樹脂補修効果を検討するために,接合部アスペクト比,軸力比,コンクリート強度,加力履歴,接合部形状,補修の有無を変動因子とした計12体の構造実験を実施した。また,低強度コンクリートの圧縮特性および付着特性における繰り返し荷重の影響を明らかにするために,多数回繰返し載荷による中心圧縮試験および付着試験を行った。柱梁接合部の実験結果により,接合部アスペクト比の増大に伴って接合部せん断強度が上昇すること,接合部せん断強度には軸力の影響がほとんどないこと,コンクリート強度が増大すると梁曲げ降伏が先行するがスリップ型の復元力特性が卓越すること,多数回繰返し載荷の影響はポストピーク挙動において顕著になること,エポキシ樹脂補修により部材耐力が約1.5倍に上昇すること,エポキシ樹脂補修による剛性および靭性の改善はほとんど見込めないことを明らかにし,既存建物の性能評価および補修・補強において工学的に意義のある知見を得た。また,中心圧縮試験および付着試験の実験結果により,多数回繰返し載荷時の応力とひずみ(すべり)の関係を把握し,定ひずみ・定すべり繰返し載荷時の上界応力の推移,漸増ひずみ繰返し載荷における残留ひずみの増加率,定荷重繰返し載荷時の上界ひずみの推移について,既往の普通強度コンクリートに対するモデルと比較検討することで,低強度コンクリートにおける繰返し荷重の影響を明らかにした。本研究は,既存低強度コンクリート建物の耐震性能評価手法の確立を目指し,低強度コンクリート柱梁接合部の耐震性能について構造実験を通じて解明するとともに,耐震改修のために継続使用可能な低強度コンクリートの適用限界を明らかにすることを目的としている。平成27年度は,1970年前後に建設され腰壁・垂れ壁を有する既存低強度コンクリート建物を想定し,腰壁・垂れ壁による周辺部材への相互作用や丸鋼主筋の付着劣化による抵抗機構の影響を把握するために,腰壁・垂れ壁の有無を変動因子とした柱梁接合部(十字形,ト形)の構造実験を行った。実験結果により,腰壁・垂れ壁を有する柱梁接合部では接合部の変形が抑制され,壁端部の圧壊が先行して最大耐力に達するが,最終的には接合部のひび割れ損傷が拡大して接合部せん断破壊に至ることを明らかにした。歪分布の検討により,梁主筋および壁筋ともに降伏は見られず,付着劣化に伴う鉄筋の抜出しが確認された。

最大耐力については,腰壁を有する場合では約1.5倍に,腰壁・垂れ壁を有する場合は約2倍に増大し,腰壁・垂れ壁を有する試験体の最大荷重は,日本建築学会の終局強度型指針による耐震壁のせん断強度計算値と良好に対応することを示した。腰壁・垂れ壁を有する試験体では,履歴吸収エネルギーおよび等価粘性減衰定数も増大することが確認されたが,大変形時には急激に耐力低下を起こすため,腰壁・垂れ壁の耐震性能に対する効果は限定的であることを明らかにした。本研究では,既存低強度コンクリート建物の耐震性能評価手法を確立するために,実大スケールの試験体による構造実験を実施し,低強度コンクリート柱梁接合部の耐震性能および抵抗機構を検討し,エポキシ樹脂注入による補修効果を検証した。その結果,丸鋼を用いた低強度コンクリート柱梁接合部の破壊形式は,梁主筋の抜け出し後の梁端コンクリートの圧壊または接合部せん断破壊になることを示し,コンクリート強度および梁せいと柱せいの比が破壊形式を決定する主要な構造因子であることを明らかにした。エポキシ樹脂補修による耐力の上昇は確認されたが,補修による初期剛性および靭性の改善はほとんど見込めないことを明らかにした。本研究は,低強度コンクリート柱梁接合部の構造性能を実験的検討に明らかにし,破壊性状,履歴特性,部材耐力,靭性能,多数回繰返し作用の影響,腰壁・垂れ壁の影響,エポキシ樹脂注入の補修効果を,付着特性と破壊メカニズムに立脚した力学的考察を通じて性能評価することを目的としている。本年度までに,1970年以前の設計基準に準じた実大規模の低強度コンクリート柱梁接合部の加力実験,損傷した低強度コンクリート柱梁接合部のエポキシ樹脂補修効果の検証実験,繰返し載荷による圧縮試験および付着試験を実施し,柱梁接合部の終局強度,履歴特性,靭性能,多数回繰返し載荷の影響,エポキシ樹脂注入の補修効果について解明しており,計画していた目標をおおむね達成した。これらの研究成果については,平成25年度日本建築学会大会(北海道),平成26年度日本建築学会大会(近畿),コンクリート工学会年次大会2014(高松)で発表を行い,関連研究者との議論を交わすとともに社会に情報発信した。ただし,抵抗機構に基づく低強度コンクリート柱梁接合部の終局強度および靱性の性能評価については,十分な検討が進んでおらず,応力伝達機構のモデル化および算定式の構築は来年度の課題とする。建築構造本研究は,低強度コンクリート柱梁接合部の構造性能を実験的アプローチにより明らかにし,付着特性と応力伝達機構に基づいて性能評価することを目的としており,本年度までに実大規模の構造実験を通じて,低強度コンクリート柱梁接合部の破壊性状,履歴特性,部材耐力,靭性能,接合部アスペクト比の影響,軸力の影響,多数回繰返し作用の影響,エポキシ樹脂注入の補修効果を明らかにした。今後は,繰返し作用下の低強度コンクリートの圧縮特性および付着特性のモデル化,多数回繰返し作用を考慮した抵抗機構に基づく低強度コンクリート柱梁接合部の終局強度算定式の構築および復元力特性のモデル化を行うとともに,腰壁・垂れ壁の接合部せん断強度に及ぼす影響についても解明する。多数回繰返し作用を考慮した抵抗機構に基づく柱梁接合部の終局強度および復元力特性の評価については,接合部内のストラットの圧縮特性に繰返し荷重下の低強度コンクリート圧縮特性を適用させ,モールの応力円の理論,有効圧縮強度,柱・梁部材の拘束効果,接合部アスペクト比によるストラット角度を勘案して接合部せん断強度算定式および復元力特性モデルを構築する。
微生物の生産するアルベカシン耐性克服活性物質の探索

アルベカシンは代表的な薬剤耐性菌であるMRSAの治療薬の1つである。そのアルベカシンに耐性なMRSAの出現は大きな問題である。この耐性菌はアルベカシンをリン酸化やアセチル化する二機能酵素という修飾酵素を持つため、耐性になっている。本研究ではMRSAのアルベカシン耐性を克服するアラノロシンや新規物質ビバーラクトンを見いだし、それらが二機能酵素を阻害することを明らかにした。これらの物質をアルベカシンと併用することで耐性MRSAの生育を阻止できる。最近問題になっているアルベカシン耐性MRSAの耐性化にはアミノグリコシド修飾酵素が関与しているため、その阻害剤が得られればアルベカシン耐性は克服できると考えられる。そこでアルベカシンと共存しているときにMRSAの阻止円径が大きくなる物質のスクリーニング系を構築し、アルベカシン耐性克服物質を1万以上の微生物培養液よりスクリーニングした。その結果、糸状菌Penicilliumsp.FKI-4572株よりペニシリン酸、Penicillium sp. FKI-4685株よりゲオジン、Penicillium citrinum FKI-4815株よりシトリニン、未同定糸状菌FKI-4853株よりメチレノラクトシンを単離、同定した。いずれもアルベカシンの抗MRSA活性を28倍増強した。さらに糸状菌Penicillium sp. FKI-4429株より4種の新規物質を単離し、いずれも2-(2,3-ジヒドロキシ-4,6-ジメチルドデシル)グルタル酸がさまざまな形に環化した構造であることを決定した。そのうち最も活性の強い(E)-3-(5-ヒドロキシ-6-((E)-4-メチル-2-デセン-2-イル)-2-オキソ-5,6-ジヒドロ-2H-ピラン-3-イル)-2-プロペン酸は、16μg/ml(この濃度ではMRSAに対する抗菌活性を示さない)をアルベカシンと併用することで、アルベカシン耐性MRSAに対するアルベカシンのMICを32倍増強する優れたアルベカシン耐性克服活性を示した。今後その作用機構や動物実験における治療効果を検討していく予定である。近年問題になっているアルベカシン耐性MRSAはアミノグリコシド修飾酵素が耐性化に関与しているため、その阻害剤が得られれば耐性が克服できると考えられる。そこでアルベカシンと共存しているときにMRSAの阻止円径が大きくなる物質のスクリーニング系を利用して、アルベカシン耐性克服物質のスクリーニングを微生物培養液より行った。前年度は糸状菌Penicilliumsp.FKI-4429の生産する新規物質biverlactones A-Dの単離を報告したが、今年度は新たに糸状菌Simplicillium sp.FKI-5985の培養液中より逆相シリカゲルカラムクロマトグラフィーやHPLCを用いて精製を行い、新規物質aogacillins A&Bを単離することができた。Aogacillin類はNMRなど各種機器分析を行った結果、エキソメチレンの結合したスピロ-δ-ラクトン-5-シクロヘキサン骨格を有するユニークな構造であることが決定できた。またaogacillin AとBはいずれも0.5μg/ml(この濃度ではMRSAに対する抗菌活性を示さない)をアルベカシンと併用することで、アルベカシン耐性MRSAに対するアルベカシンのMICを32倍増強する優れたアルベカシン耐性克服活性を示した。次年度は、biverlactone類およびaogacillin類の作用機構や動物実験における治療効果の検討を中心に、研究を進める予定である。そこでアルベカシンと共存しているときにMRSAの阻止円径が大きくなるアッセイ系を利用して、アルベカシン耐性克服物質のスクリーニングを微生物培養液より行った。また初年度に報告した糸状菌Penicilliumsp.FKI-4429の生産する新規物質biverlactones A-Dはについては、その作用機構を解明し動物実験を行うため、大量培養、大量取得を行った。作用機構に関してはアルベカシン耐性MRSAのアミノグリコシド修飾酵素(二機能酵素)であるAAC(6')/APH(2")を大腸菌でクローニングして発現させた。それを用いてbiverlactone Aの二機能酵素阻害活性を調べたところ、薬剤耐性への関与がより強いと考えられているリン酸化活性のみを約30μg/mlで50%阻害した。量の確保はできたので今後動物実験を進めていく。また新たなスクリーニングにより既知物質ではあるがtrichosetin、griseophenone C、aranorosin、aranorosinol Aにアルベカシン耐性克服活性を見いだした。

そのうち糸状菌Gymnasella sp.FKI-6588の生産するaranorosinは、0.5μg/ml(この濃度ではMRSAに対する抗菌活性を示さない)をアルベカシンと併用することで、アルベカシン耐性MRSAに対するアルベカシンのMICを64倍増強する優れたアルベカシン耐性克服活性を示した。さらにaranorosinは、二機能酵素のリン酸化活性のみを約3μg/mlで50%阻害した。
小児・大人との混合病棟における看護師の実状と専門性の検討

本研究は、小児と大人との混合病棟(以下、混合病棟)における看護師の実状と専門性を明らかにすることを目的としている。平成19年度は、平成17年度の調査継続として全国200以上で混合病棟を有していると思われる病院に質問紙を送付した。その結果、352施設中150施設より返答(回収率42.6%)があった。回答のあった150施設中94施設(62.7%)は混合病棟を有していた。22施設(14.7%)は子どもだけが入院できる小児病棟を有していたが、34設(22.7%)は小児病棟も混合病棟も有していなかった。平成1719年度の質問紙調査と看護師によるインタビューの結果より下記のことが明らかになった。病院開設時より混合病棟であった施設は108施設(71.5%)であり、小児病棟に成人患者が入院している混合病棟は15施設(9.9%)、成人病棟に小児患者が入院している混合病棟は19施設(12.6%)であった。混合病には、小児科医不足や入院する小児患者数の減少により小児患者だけで一病棟確保できず混合病棟になった施設がある。そこに勤務する看護師にとって、子どもの体重や年齢にあわせた薬液量や点滴量の調整など小児看護特有の技術習得の難しさや、育児経験の少ない両親の戸惑いに合わせたコミュニケーションのとり方、乳幼児期の子どもとのコミュニケーションの困難さが明らかになった。しかし、混合病棟で勤務している看護師は、子どもと大人を同時に看護することについて、小児看護の経験のある看護師からケアや接し方を学んだり、研修会に参加したりして積極的に実践に活かせるようにしていた。そして、現在の子どもを取り巻く環境を考慮すると混合病棟として子どもも大人も同時にケアをすることに今後取り組んでいかなくてはならない課題だと前向きに感じていたことが明らかになった。平成17年度は、混合病棟の実状を明らかにするため質問紙による実態調査を行った。今年度は調査第一段階として、全国の200床以上で混合病棟を有している病院に電話にて看護部長に研究の主旨を説明した。調査に協力の許可が得られた病院に質問紙を送付した結果、108施設中57施設より返答(回収率52.8%)があった。回答の得られた病院の総病床数は251床552床(平均355床)の総合病院であった。小児が入院している病棟は、病院開設時より小児と大人との混合病棟である場合が75%、小児病棟であったところに成人患者が入院している場合12.5%、成人病等であったところに小児患者が入院している場合12.5%であった。混合病棟における小児病床数は約14.7床、成人病床数は約31.8床であった。入院している小児の主な疾患は気管支炎や喘息が91.2%、肺炎56.1%、胃腸炎66.7%であり、在院日数は約5.8日であった。混合病棟における科については、内科68%、産婦人科42%、整形外科35%、耳鼻咽喉科25%であった。看護師については、総臨床経験年数は平均12年であり、そのうち小児看護の臨床経験年数は平均3.8年であった。混合病棟配属になる前まで小児看護の経験がない看護師が約13.7名に対し、小児看護の経験がある看護師は1.8名であった。看護体制については、小児と成人を受け持つチームが分かれている約33%、チームは分けていない約44%であった。しかしチームを分けていなくても混合病棟においては小児を優先的に考え、成人患者の病床数を調製していた。以上のことより、小児患者は成人患者と一緒の病棟にいる割合が多く、看護師は小児看護の経験をした人が少なく、また小児看護の臨床経験も約4年以内であることが明らかになった。引き続き質問紙配布施設を増やし混合病棟の実状を把握していく。平成17年度に実施した質問紙による調査結果に基づき、平成18年度は広島県内の総合病院の混合病棟に勤務している看護師5名にインタビューを実施した。実施に際し、病院の看護部長、混合病棟看護師長に本研究の主旨を説明し同意を得た。インタビューの参加者には、インタビュー前に研究の説明を口頭と文書にて行い、同意書に記入してもらった。結果、成人看護から小児看護に勤務移動となりケアを実施することについて「ケアに時間がかかる」「ケアが大変」など思っており、それがケアを実施するうえでストレスと感じていた。混合病棟については、子どもの入院が少ないので小児単科の病棟は無理であり、混合病棟であることは「仕方がないこと」だと思っている。そこでの看護については、混合病棟の看護師は「小児看護をしていると自分では思えない」「専門性を発揮するところがない」「(大人と子どもそれぞれの看護の)必要性をあまり感じない」などであった。しかし、看護師は「大人と子どもが一緒の病棟にいることを意識して看護はしていない」と述べているが、「(短期入院であっても)子どもの成長発達への援助」「付き添い者である母親への援助」など子どもの状態に合わせた看護を実施しており「(大人と子どもを区別するのではなく)病状にあわせた看護をしている」と述べていた。

これらより、混合病棟に勤務している看護師は、「小児看護」を意識しながらケアをしていないと言っているが、実際には、小児看護の特性を踏まえながらケアをしていることが明らかになった。しかし、インタビュー数が少なく、混合病棟における問題点や小児看護の専門性を明らかにするには内容が不十分なため、今年度も引き続き看護師へのインタビューを実施する。本研究は、小児と大人との混合病棟(以下、混合病棟)における看護師の実状と専門性を明らかにすることを目的としている。平成19年度は、平成17年度の調査継続として全国200以上で混合病棟を有していると思われる病院に質問紙を送付した。その結果、352施設中150施設より返答(回収率42.6%)があった。回答のあった150施設中94施設(62.7%)は混合病棟を有していた。22施設(14.7%)は子どもだけが入院できる小児病棟を有していたが、34設(22.7%)は小児病棟も混合病棟も有していなかった。平成1719年度の質問紙調査と看護師によるインタビューの結果より下記のことが明らかになった。病院開設時より混合病棟であった施設は108施設(71.5%)であり、小児病棟に成人患者が入院している混合病棟は15施設(9.9%)、成人病棟に小児患者が入院している混合病棟は19施設(12.6%)であった。混合病には、小児科医不足や入院する小児患者数の減少により小児患者だけで一病棟確保できず混合病棟になった施設がある。そこに勤務する看護師にとって、子どもの体重や年齢にあわせた薬液量や点滴量の調整など小児看護特有の技術習得の難しさや、育児経験の少ない両親の戸惑いに合わせたコミュニケーションのとり方、乳幼児期の子どもとのコミュニケーションの困難さが明らかになった。しかし、混合病棟で勤務している看護師は、子どもと大人を同時に看護することについて、小児看護の経験のある看護師からケアや接し方を学んだり、研修会に参加したりして積極的に実践に活かせるようにしていた。そして、現在の子どもを取り巻く環境を考慮すると混合病棟として子どもも大人も同時にケアをすることに今後取り組んでいかなくてはならない課題だと前向きに感じていたことが明らかになった。
硬Ｘ線偏光気球観測による非熱的放射機構と構造の解明

宇宙において高エネルギーに加速された荷電粒子による非熱的X線放射を決定付けるため、20-60 keVの硬X線領域での撮像偏光気球観測X-Calibarを米国と共同で実施した。名大は硬X線望遠鏡と昼間星カメラを、NASAがゴンドラ、ワシントン大学が偏光検出器を準備した。2013年は気象条件が揃わず延期したが、2014年9月に9時間半のフライトを実施した。星カメラは正常に作動したが結果的にPOINTING観測はできなかった。検出器はX線背景放射を観測し、荷電粒子起因のノイズの排除によりほぼ予想通りの硬X線係数が観測された。この実績に基づき、2016年の打ち上げ、衛星ミッション提案も計画されている。本プログラムの最大の目的である、気球の飛翔実験について、これまで米国NASAのJack Tueller博士と共に実施を目指して来た。しかし、体調を崩していたTueller氏は2013年2月に他界された。これを引き継ぐNASAのT. Okajima博士と検討の結果、ワシントン大学のHenric Krawczynski博士と共に2013年9月にニューメキシコ州Ft. Sumner基地からの飛翔を行うことに決めた。これに従い、2013年度の実験計画として、2013年7月から気球組み込み、インターフェースチェック後、基地へ発送。8月後半から基地で最終組み上げ、フライトオペレーションに入り、9月中旬の打ち上げを目指すことにした。日本側では硬X線望遠鏡と昼間星カメラの準備を担当しており、この開発を進めた。前年度から製作して来た星カメラと気球本体のデータ処理系との電気的インターフェースの確立が今年度の一つの課題であった。この擦り合わせのために幅良統をNASAゴダード研究所へ今年度派遣して、協議を行った。通信のフォーマットの決定、タイミングの情報等を調整の上寸7月にカメラ本体を持ち込むごとにした。また、光学系を含む機械的インターフェースの取り方についても協議をした。硬X線望遠鏡については、組み上がった望遠鏡の調整を終え、Spring-8での較正試験を実施する計画を立てている。最終的には望遠鏡光軸に合わせた参照反射キューブを設置し、これを気球全体の姿勢計とアラインメントを取る。そのためのシステムの整備を行った。2013年度秋の打ち上げ実験が決まったので、そのためのNASA研究所での準備実験、打ち上げ場での実験のための体制を協議した。2013年9月に気球実験を実施する計画で準備を進めた。(1)搭載機器の準備:X線望遠鏡は以前の観測で使用したものの性能を確認(光軸合わせ用反射鏡再測定)して米国NASA GOddard研究所へ出荷した。姿勢決定用の昼間星カメラを完成させ、駆動回路とともに与圧容器に納め、熱試験の上、同研究所へ出荷した。(2)搭載機器の組み上げ試験:Goddard研究所ではまず星カメラと気球本体とのインターフェースを確立した。気球側からの電力供給と画像取得コマンドの送信を確認し、カメラの動作、撮影した画像の送出を行った。X線望遠鏡と与圧容器に入った星カメラを気球鏡筒に取り付け、機械インターフェースを確認した。(3)打上げ運用準備:NASAの気球打ち上げ場のあるFt. Sumnerに機器を移動して、飛翔用の荷姿に組み上げ、動作試験を実施した。X線望遠鏡は光軸合わせを行って鏡筒に取り付けた。星カメラはシステムとして実際の星野を観測し信号の送受信、データ取得を確認した。(4)飛翔プランの検討:飛翔可能期間の終了までに、十分な観測時間が取れる気流の条件(気流が西風から東風に変わる「凪」)の予想を聞いた。気球全システムの稼働確認の進展状況と合わせ、アメリカ側の責任者が今シーズンの飛翔断念を決断したため、撤収を決定した。本計画では硬X線望遠鏡は名大、偏光検出器はワシントン大、気球ゴンドラ+姿勢系はNASAゴダード研究所が担当している。当グループでは25年度までに最も時間のかかる硬X線望遠鏡を完成させた。加えて姿勢決定系として昼間カメラを製作した。これらを2013年8月9月の気球打ち上げ基地の現地において気球ゴンドラ、鏡筒に組み込み相互のアラインメトを取った。具体的には、スターカメラをシム等は介さずにベースプレートに直接固定、望遠鏡光軸とスターカメラ視線方向の相対位置測定を望遠鏡ルックアップカメラを用いて調査、望遠鏡ルックアップカメラとスターカメラで同時に星空を撮影することで望遠鏡/スターカメラの相対方向を決定、GPS等で求めた粗い姿勢を用いて詳細姿勢決定、気球CPUに返答する一連のプロセスの確認、星見で得たデータから3方向のカメラの相対方向を計算等を実施した。フライトレディーになった後、2014年9月24日にFt Samnerから気球の飛翔を行った。朝打ち上げ、日没前に気球を切り離し、パラシュートで軟着陸させ回収を行った。観測運用は姿勢系確認の後、予定の観測を実施することにした。姿勢系データ、観測データの解析を現在進めており、2015年度中にその結果をまとめることにしている。着地後は現地に赴き、望遠鏡を回収することができた。2015年度は回収した硬X線望遠鏡、昼間星カメラの性能確認、観測データの解析、そしてこれに続く将来計画の検討を主な研究テーマとした。まず昼間星カメラについては担当者(幅)が米国NASA/GSFCに出かけ、回収されたカメラと1m長のバッフルの外見、動作状況を調査し、今後も使用可能であることを確認した。硬X線望遠鏡は松本がGSFCに出かけ再使用可能な状態であることを確認した。

また取得したデータの一部を解析し、飛翔中の機器動作を日米双方で確認している。また観測結果とそのサイエンス、今後の計画についての議論を行うため、松本をNASA/GSFCと、シカゴにおける米国天文学会HEAD(High Energy Astrophysics Division)会議に派遣した。星カメラの確認のためにNASA/GSFCと共にモンタナの研究者と関連サイエンスを議論するために幅を米国へ派遣した。この間、機器を日本とNASA/GSFCで輸送し、最適な機関で調査、再整備を行っている。現在、2016年度の飛翔実験の可能性を検討している。宇宙において高エネルギーに加速された荷電粒子による非熱的X線放射を決定付けるため、20-60 keVの硬X線領域での撮像偏光気球観測X-Calibarを米国と共同で実施した。名大は硬X線望遠鏡と昼間星カメラを、NASAがゴンドラ、ワシントン大学が偏光検出器を準備した。2013年は気象条件が揃わず延期したが、2014年9月に9時間半のフライトを実施した。星カメラは正常に作動したが結果的にPOINTING観測はできなかった。検出器はX線背景放射を観測し、荷電粒子起因のノイズの排除によりほぼ予想通りの硬X線係数が観測された。この実績に基づき、2016年の打ち上げ、衛星ミッション提案も計画されている。本研究計画では、気球による硬X線撮像偏光観測を目指している。25年度までに名大の担当部分である硬X線望遠鏡と昼間星カメラを完成させた。26年度はそれらの特性測定を行った後、NASAゴダード研究所へ持ち込み、気球に搭載した。更に気球打上げ基地では光学軸合わせを行いフライトレディにし、当初の計画どおり9月24日のフライトに至った。気球実験においてはすべての機器が揃い、打ち上げに到達すると言う今年度の目標を達成したことは、「おおむね順調に進展している」と評価して良いと考える。27年度が最終年度であるため、記入しない。X線天文学このフライトで得られたデータを解析し、基本的な機器の動作確認を行う。今回のフライトでは、星カメラのデータが不調であったが、これが光学系、構造系、信号系のいずれに問題があったかを明確にする必要がある。同時にカメラ以外の姿勢検出系のデータを解析し、大まかな姿勢を決定し、それらの相関から概略の姿勢の履歴を求める。次に姿勢制御系への伝達、フィードバックの確認を行う。一方、硬X線望遠鏡については無事に回収されており、フライト最後の着地時点での衝撃による結像性能への影響を調べる。またフライト中、および地上で回収までの間の表面汚染の有無を確認する。残念ながら、27年度には気球飛翔計画の実行は困難だと思われるが、上記のデータ解析、機器の性能再測定などにより、本研究計画に続く今後の気球観測計画に、回収した硬X線望遠鏡の再使用、昼間カメラの改良、姿勢検出系、姿勢駆動系などの再構築に向けて、本研究の成果を引き継ぐ上で重要だと考えている。最終的にはこれを論文などの報告書としてまとめて行く。
諸言語の音韻構造と音韻理論に関する総合的研究

本研究は、音韻理論に関する理論的な研究と、日本語(のいろいろな方言)、英語、中国語、フランス語、古典ギリシャ語などをはじめとする様々な言語の音韻現象に関する記述的な研究である。これまでの研究の成果は、国際会議LP2002、フランスのトゥールーズで開かれた音韻論の国際会議、中国で開かれた国際会議などにおいて、既に一部が発表されている。(1)最適性理論(OT)と音韻論・音声学の関係を巡って音韻理論の理論的整備を図り、音韻現象と音声現象について検討し、音節の理論に関しても国際学会において成果の一端を報告した。(2)日本語の2方言(東京方言と鹿児島方言)のアクセントを中心に研究を行い、東京方言については「2モーラ+2モーラ」以下の長さを持つ複合名詞のアクセントの実態を統計的に明らかにした。鹿児島方言については現地アクセント調査により、二重母音と連母音の境界及び音節方言の時間制御の実態を分析した。(3)特に、語アクセント位置を決定する際に何が基準となるかについて考察し、古典ギリシャ語のアクセントおよび英語の頭文字語のアクセントに関して新しい分析を提案した。(4)音韻論と他部門とのインターフェイスの研究のうち、詩の構造を中心に研究を行い、(1)古ノルド語の頭韻詩エッダの構造、(2)現代英語の歌の歌詞の構造について論じた。(5)14世紀の韻書『中原音韻』の音韻システムの特徴を考察し、中国の北方方言の関係を解明し、いくつかの新しい知見を得た。(6)英語の音節構造、特に語中の音連鎖の規則性に関して、新しい知見を得た。また、最適性理論の制約の分類整理も行った。(7)フランス語について、鼻母音の分節音表示を統率音韻論に基づいて設定し、リエゾンや女性形形成における口母音化を最適性理論の枠組みで説明し、潜在的子音の表示に関して、最適性理論において語彙層を分離することによって、いくつかの現象が説明できることを明らかにした。主な成果は次の通り。(1)日本語の連濁を中心に、いくつかの言語の有声化と無声化の仕組みについて考究し、いくつかの新しい知見を得た。その成果の一端を国内外の学会で発表した(原口)。(2)日本語のモーラリズム構造が崩れる現象を音声学、音韻論、音声知覚、視覚的音声知覚の4つの観点から分析し、その要因を考察した(窪薗)。(3)最適性理論の観点から,日本語アクセントにおける平板化のメカニズムを解明し,また可能なゆれと不可能なゆれを予測するモデルを構築した。その成果の一端は国内外の学会で発表した(田中)。(4)東京方言に見られるInitial Loweringが随意的となる環境について、合成音声を用いた知覚実験を行い、東京方言の二重母音に関する知見を深めることができた(横谷)。(5)音韻論と他の部門とのインターフェイスについて、主に、古英詩と近代英詩を題材にして研究し、新しい知見を得、学会などで発表した(岡崎)。(6)14世紀の韻書『中原音韻』の音韻システムの特徴を考究上、現代中国の北方方言の関係を解明し、いくつかの新しい知見を得た。その成果の一端を国内外で発表した(劉)。(7)日本語の2モーラ切り取り語は強弱型アクセントをとるが,この要素を複合化した形式は平板型アクセントをとる。両者の関係を支配している制約は何かということを学会で発表し,その一部を論文にまとめた(田端)。

(8)統率音韻論の枠組みに基づき,フランス語とイタリア語の音節構造の比較を行い,母音の出現と削除に関する現象を中心に,パラメータ設定による一般化を行った(中本)。主な成果は次の通り.(1)日本語の有声化を中心に,いくつかの言語の有声化と無声化の仕組みについて考究し,いくつかの新しい知早を得.その成果の一端を国内外の学会で発表した(原口).(2)二重母音の有標性、借用語における挿入母音とアクセントの関係、複合語における語順と音韻構造の関係、以上3点について日本語の音韻構造を分析した(窪薗).(3)最適性理論の観点から,日本語アクセントにおける平板化のメカニズムを解明し,また可能なゆれと不可能なゆれを予測するモデルを構築し、その成果の一端は国内外の学会で発表した(田中).(4)アメリカ英語における/n/の後の/t/の削除の環境を調べた結果、この現象が英語における音韻語という範疇の想定を更に支持することが明らかになった(横谷).(5)初期近代英詩を主たる資料として、音韻論と統語論の接点について研究し、成果を論文にまとめ、全体像を日本英語学会で口頭発表した(岡崎).(6)「新発現の『老乞大』の語尾"了也"」において17年前に提唱した説を証明した。また、広東語の歴史に新説を提唱し、学会から特別講演を要請された(劉).(7)統率音韻論の枠組みに基づき,フランス語とイタリア語の音節構造の比較を行い,母音の出現と削除に関する現象を中心に,パラメータ設定による一般化を行った。(中本).昨年度に引き続き理論的研究と実証的研究を行い、かなりの成果を上げ、その一端を、国際学会LP2002で発表した。(1)特に有声化の現象に関して、(a)無声化、(b)有声化、(c)有声無声入れ替え(voicing exchange)の特徴を明らかにした(原口)。(2)日本語の2方言(東京方言と鹿児島方言)のアクセントを中心に研究を進め、東京方言では、語のモーラ数や音節構造によって複数のアクセント型が生じることを明らかにした。鹿児島方言についてもアクセント型と音節構造の対応関係を検討した(窪薗)。(3)音韻論と他の部門とのインターフェイスの研究をひきつづいて行い、多くの論争があった現代英語のto-縮約について、「文法化という意味的プロセスに基づく音韻現象である」という結論を導きだした(岡崎)。(4)フランス語については、リエゾンや女性形形成における口母音化を最適性理論の枠組みで説明するとともに、女性形の派生や同形語における品詞によるリエゾンの有無が、最適性理論において語彙層を分離することによって説明できることを明らかにした(中本)。(5)日本語アクセントに関する語種ごとの事例を観察し、それを制約に基づく文法理論(最適性理論)の枠組みから、基本的なパターンはもとより可能なゆれと不可能なゆれを捉える文法モデルを構築し、このモデルが実際の通時変化や言語習得とどのように関連するかの原理的説明を試みた(田中)。(6)英語のイントネーションに関する研究も行った(松井)。本年度は、本研究の最終年度である。これまでの研究の成果のとりまとめを行いつつ、国際会議などにおいて、成果の一端を発表した(原口・窪薗・田端・劉など)。本研究は、国際的スタンダードで行われた研究であり、4年間で国際会議での成果発表が数多くなされた。(1)最適性理論(OT)と音韻論・音声学の関係を巡って音韻理論の理論的整備を図り、音韻現象と音声現象について検討し、国際学会において成果の一端を報告した。(原口)。
FEMシミュレーションによる日本人大腿骨の疾患及び年齢に伴う応力形態に関する研究

近年高齢化に伴って大腿骨近位部骨折が増加している。これら高齢者骨疾患の発生機序においては、骨質低下による骨脆弱化と皮質骨菲薄化による髄腔拡大化が骨力学強度低下の大きな要因とされているが、骨密度や骨形状の変化が大腿骨の生理学的荷重伝達に与える影響は未だ不明瞭である。この発生機序を定量的に評価するためには、患者別骨密度を考慮した骨強度解析が必要である。本研究では骨量ファントムを併用して撮影されるCT像から患者別骨密度反映モデルを作成し、それを有限要素解析にて使用することで患者別の大腿骨荷重伝達と骨力学強度を測定し、骨密度や骨形状が大腿骨荷重伝達に及ぼす影響を定量的に評価することが目的である。更に本研究は日本人骨形態の特徴を考慮したアジア人向け人工股関節の開発にフィードバックされる。骨塩定量ファントムを用いて下記疾患群の腰から足底部までのCT断層像をスライス間隔0.5mmにて取得し、CT取得目標症例数は各疾患(A変形性股関節症、B変形性膝関節症、C大腿骨頭壊死症、D大腿骨近位部骨折)で15症例であり、合計60症例の撮影を行った。取得された60症例のCT断層像に対して、骨形状と髄腔内の基礎パラメータを計測し、各疾患別に骨形状を定量化した。加えて、性別や年齢による違いを分析した。大腿骨弯曲が大腿骨近位部へ解剖学的な位置変化を来していることが判明した。以上のような、形態に関わるこれまでの結果については、日本人の大腿骨の形状の特徴として、近々、学会で発表する予定である。骨密度を反映させた大腿骨の三次元有限要素モデルを構築する。骨頭に対して歩行時の荷重条件にて荷重負荷を行い、大腿骨の応力分布と骨強度との関係を明らかにするとともに、疾患別に差異を医学的視点、工学的視点から評価する。特に、大腿骨弯曲の違いによる大腿骨近位部へ応力変化をシミュレーションによる計測を行い、大腿骨近位部骨折のメカニズムの一端を研究する。更に大腿骨弯曲の違いによる大腿骨遠位膝関節面の応力の違いについても調査する予定である。患者別骨密度を忠実に再現した大腿骨の有限要素モデルを利用して、骨密度低下や皮質菲薄化が大腿骨の生理的荷重伝達に与える影響と高齢者特有の骨疾患別でそれの特徴を明らかにするため、骨塩定量ファントム付CTによって得られる患者個別の三次元骨密度分布を反映させた有限要素骨モデルを作成し、歩行状態を模擬した荷重条件と境界条件を与える。その後有限要素解析を行い、股関節臼蓋側から大腿骨骨頭方向に発生する関節反力荷重によって生じる大腿骨への荷重伝達と応力分布を計算する。大分大学医学部及びJCHO湯布院病院倫理委員会での承認を得た。大分大学医学部付属病院及び参加施設であるJCHO湯布院病院において、A変形性股関節症、B変形性膝関節症、C大腿骨頭壊死症、D大腿骨近位部骨折症例各15症例、合計60例を対象とした。術前1週時に骨塩定量ファントムB-MAS200(Kyoto Kagaku, Japan)を骨盤位置に設置し、骨盤から足底部までの範囲をCT撮影する.CT撮影条件はスライス間隔0.5mm、画像マトリクスサイズ512×512pixelsとした。骨密度を反映した大腿骨の三次元有限要素モデルを作成するため、本研究において、これの作成には三次元画像再構築ソフトMimics(Materialise,Belgium)を用いた。ソフト上にてCT画像輝度から画像ヒストグラムが計算され、骨と軟部組織を自動分割することができる機能があり、平成29年度は骨データ作成時の閾値設定のための定義を決定し、計算されるヒストグラムから本CT撮影条件に適した画像処理の最適閾値を明らかにした。その後、その閾値を用いて骨形状の抽出を、同ソフト内で大腿骨の三次元骨モデルを再構築した。しかし、まだ上記の目標症例数には達していない。症例のエントリーが予定よりもまだ少ないが、わずかであるため、順調と思われる。解析にも予想以上に時間を要している。

加えて、性別や年齢による違いを分析した。大腿骨弯曲が大腿骨近位部へ解剖学的な位置変化を来していることが判明した。以上のような、形態に関わるこれまでの結果については、日本人の大腿骨の形状の特徴として、近々、学会で発表する予定である。引き続き、症例のエントリーを進め、大腿骨三次元モデルに対してABAQUS(Simulia,USA)を用いてメッシュ分割を行い有限要素モデルを作成し、この骨密度を反映した有限要素モデルに対して歩行時の荷重条件をHellerの方法(Heller MO,2005)を用いて、患者の体重値から設定を行い、非線形有限要素解析を行う。解析には有限要素法解析ソフトウェアABAQUS(Simulia,USA)を用いて行い、荷重負荷によって生じる大腿骨の応力分布を段階的ステップ設定で計算しすることでまずは年代別の荷重伝達様式を独立2群間の検定により比較検討する。骨密度を反映させた大腿骨の三次元有限要素モデルを構築する。骨頭に対して歩行時の荷重条件にて荷重負荷を行い、大腿骨の応力分布と骨強度との関係を明らかにするとともに、疾患別に差異を医学的視点、工学的視点から評価する。特に、大腿骨弯曲の違いによる大腿骨近位部へ応力変化をシミュレーションによる計測を行い、大腿骨近位部骨折のメカニズムの一端を研究する。更に大腿骨弯曲の違いによる大腿骨遠位膝関節面の応力の違いについても調査する予定である。[次年度使用が生じた理由と使用計画]申請時点では至適抗体濃度の同定に濃度依存性試験、時間依存性試験に多くの試薬を使用する予定であったが予備実験の段階で適正試薬濃度が判明したため結果として予算が余る事になった。また動物実験に関しても同様で報告できるデータが比較的早期に取得できたため申請時の予算と解離が生じた。[使用計画]予定していた動物モデルの数を増やすことでデータの信用性を高めるとともに再現性の得られるデータを得るための手法に改良を重ねていく。
医学科初年次から医師まで学習者に応じた心臓聴診トレーニング・プログラムの開発

心臓病診察シミュレータを活用し、心臓聴診法の異なる学習レベルにある学習者(医学科1年次学生、4年次学生および循環器を専門としない医師)のそれぞれに最も適した心臓聴診トレーニング・プログラムを開発する。我々が開発したトレーニング・プログラムを受講した学習者は、1年次学生27名、4年次学生973名、循環器を専門としない医師13名に達しており、全員に2つの異なる聴診テストを実施している。1回目はII音、過剰心音、心雑音の何れに属する音かを知らせて心音を聴かせ、2回目は何れに属する音かを知らせずに聴かせている。これらの結果を活用し、学習者グループのそれぞれに最も適したトレーニング・プログラムを開発する。
増殖生存シグナルと細胞分裂シグナルのクロストーク

本研究課題では、増殖生存シグナルと細胞分裂シグナルのクロストークについて主に以下の2点について明らかにした。1)増殖生存シグナルの中核経路の一つであるPI3キナーゼ-Akt/PKBキナーゼが、細胞分裂期(M期)においてPlk1(Polo-like kinase 1)をリン酸化し酵素活性を制御することで、適切な染色体分配を制御していることを明らかにした。2)一次繊毛と呼ばれる細胞内オルガネラの形成機構を、ユビキチンE3リガーゼCRL3-KCTD17が制御することを示した。その分子機構として中心体タンパク質トリコプレインの安定化と、M期キナーゼAurora Aの活性制御を提示した。細胞分裂期(M期)の中核的キナーゼであるPlk1は、分裂期の進行に伴い、細胞内局在やキナーゼ活性を変化させることで、分裂期への進入、中心体の成熟・分離過程、染色体の整列・分配など多岐にわたる分裂期イベントを制御する。我々は、Plk1の新規リン酸化部位であるセリン99(Ser-99)を同定し、このリン酸化が増殖生存シグナルであるPIK-Akt経路の下流にあることを見出した。また、このリン酸化がPlk1とアダプタータンパク質14-3-3γの結合を引き起こすことも見出している。本研究では、このリン酸化の生理定義を明らかにするため、内在性Plk1のRNAi干渉法と外来性Plk1変異体の誘導発現を組み合わせることによってSer-99が分裂期進行に果たす役割を検討した。その結果、以下のことが明らかとなった。1)セリン99をアラニンに置換した変異体(S99A)は、キナーゼ活性が著しく減衰していたが弱いキナーゼ活性を保持していた。一方、細胞内局在には影響はみられなかった。2)S99Aを発現する細胞は、分裂期への進入や中心体の成熟・分離は正常に行われたが、染色体の整列・分配が障害された。3)キナーゼ活性を完全に失った変異体(K82RもしくはT210A)を発現する細胞では、Plk1が制御する分裂期イベントの全てが障害された。以上の結果より、分裂期への進入や中心体の成熟・分離はPlk1の活性が部分的にあれば達成され得るが、正常に染色体が整列・分配されるためには、Plk1のセリン99がリン酸化されて完全に活性化する必要があることが明らかとなった。現在、抗腫瘍薬としてPlk1阻害剤が期待されているが、我々の結果は阻害剤によってPlk1活性を完全に抑制しなくとも十分な抗腫瘍効果をもたらすことを示唆する。本研究課題では、増殖生存シグナルと細胞分裂期シグナル(M期シグナル)のクロストークを分子レベルで明らかにし、癌の悪性化に果たす役割を明らかすることを目的としている。一次繊毛は、増殖生存シグナルのセンサーとして機能することが知られている細胞内オルガネラである。申請者らの研究グループはこれまでに、トリコプレインと呼ばれる中心体分子がM期キナーゼAurora-Aを活性化し、Aurora-A活性依存的に一次繊毛の形成を抑制することを報告してきた。しかし、一次繊毛が形成される際に、トリコプレイン-Aurora-Aによる抑制機構がどのように解除されるかは不明であった。申請者らは、一次繊毛が形成されるためにはトリコプレインがユビキチン・プロテアソーム系によってタンパク質分解されることが必要不可欠であることを突き止めた。さらに、プロテインアレイとsiRNAを用いた網羅的スクリーニングにより、トリコプレインをユビキチン化する酵素(E3リガーゼ)としてCRL3-KCTD17複合体を同定した。CRL-KCTD17を機能欠失させた細胞では、トリコプレインの分解およびAurora-Aの不活性化がおこらないため一次繊毛の形成が著しく抑制されることを突き止めた。本研究では、一次繊毛の形成にユビキチン・プロテアソーム系が関与することを初めて明らかにし、その分子メカニズムとしてKCTD17-トリコプレイン-Aurora-Aシグナルによる制御を見出した。多くの癌細胞では一次繊毛の形成不全が報告されており、本研究成果との関連をしらべる必要がある。本研究課題では、増殖生存シグナルと細胞分裂シグナルのクロストークを分子レベルで明らかにし、癌の悪性化における役割を明らかにすることを目的としている。一次繊毛(一次シリア)は、細胞外からの刺激を感知し、増殖生存シグナルのプラットフォームとして細胞増殖を制御する細胞内オルガネラである。申請者らの研究グループはこれまでに、一次繊毛の形成抑制因子としてトリコプレイン(Trichoplein)を同定し、一次繊毛が形成される際には、トリコプレインがユビキチン・プロテアソーム依存的にタンパク質分解されることを報告してきた。さらに、トリコプレインのユビキチン化E3リガーゼとしてCRL3-KCTD17を同定した。今回新たに、一次繊毛の抑制因子としてNdel1(Nuclear distribution element-like 1)を発見することに成功した。さらに、その分子機構としてNdel1が、CRL3-KCTD17によるトリコプレインの分解を阻害していることを見出した。Ndel1低形質マウス腎臓でもシリア異常が認められ、Ndel1のシリア抑制機能が生理的にも重要であることが明らかとなった。