hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中学校における教育実習の多様性と教員としての資質能力形成に果たす影響に関する研究

本研究の目的は、従来ブラックボックス化されていた教育実習について、一般大学学部の教職課程の学生が中学校で実施するそれに焦点をあて、教育実習中のいかなる要因が教員としての資質能力の形成、あるいはその阻害に影響を与えるのかを明らかにすることにある。要因として、学校の雰囲気や教育実習中に関わる他者(指導教員、指導教員以外の教員、他の教育実習生、生徒)との関係性に注目している。平成30年度は、以下の2点を行った。1点目は、教育実習の観察である(平成28年度からの継続)。対象は、公立中学校(1校)。教育実習の実態をとらえるために、2つの視点で観察を行った。1つ目は、教育実習の実施状況である。授業実習やHRでの取組、さらには休憩時間、放課後の活動について情報を収集した。2つ目は、実習中の他者との関わりである。指導教員、指導教員以外の教員、生徒、他の実習生とどのように関わっているかを観察した。他の実習生との関わりは前年度の教育実習観察で確認できなかったため(実習生が一名だったため)、特に注目した。2点目は、質問紙の作成と調査、分析である。教育実習の観察で得た知見をもとに、教育実習の内容・実態(実習校の属性・実習に関する活動内容・授業実習の実施状況・SHR・LHRの実施状況・指導教員の属性・授業実習以外の取組・教育実習に向けた準備状況)、教育実習の効果(授業に関する能力、社会人として必要な能力、教員として必要な能力がどの程度身についたか)、教育実習校の様子・関わる他者(教育実習校の教員の様子・他の実習生、指導教員、指導教員以外の教員、児童生徒との関係)、学校体験活動について尋ねる質問紙を作成した。調査では全国の29大学学部の協力を得た。調査の結果、一般大学学部の教職課程の学生が実施する教育実習の実態の多様性と教育実習を通して身につける能力(教育実習の効果)のばらつきを明らかにした。平成28年度は、教育実習の実態を確認するために以下の2点を行った。第1は、教育実習の観察である。1点目は、教育実習の実施状況である。実習校における教育実習生の受け入れ状況や指導体制、授業実習の実施状況、ホームルーム・学級活動への参加状況等について情報を収集した。2点目は、教育実習生と他者との関わりである。具体的には教育実習生が、日常の中で指導教員、指導教員以外の教員、他の教育実習生、生徒といかに関わり、どのような活動や話をしているかを終日観察した。以上の観察を公立中学校及び、教員養成系大学学部の附属中学校で行った。教員養成系大学学部の附属中学校で行ったのは、公立中学校の教育実習を相対的に検討する視点を得るためである。第2は、インタビュー調査である。インタビューは、教育実習観察を行った公立中学校の教育実習生及び指導教員と教育実習受け入れ・運営に責任をもつ教員を対象に行った。この調査により、教育実習の観察によって得た情報の補完及び新しい情報の収集を行った。さらに、上記のようにして確認・収集した内容をもとにした質問紙調査の作成及び実施に向けた準備を進めた。教育実習の観察及びインタビュー調査から、実習生と実習中に関わる他者との関係性について知見を得た。具体的には、指導教員からは、授業に関することのみならず生徒指導に関することや教師としての心構え、指導教員の教職への思いを伝えられていることを明らかにした。さらに、指導教員以外の教員からも指導を受けていることを確認し、そのかかわりは、在学中の関係性や実習教科、実習生の居場所、授業実習の参観が関係している。教育実習観察及びインタビュー調査ののち、得られた知見をもとにして学校を対象とした質問紙調査を実施する計画であった。しかし予定通りに教育実習参観の機会が得られなかったことや教育実習時期に変更があったことにより質問紙票の作成に必要な知見を十分に得られず計画通りに遂行することが困難となった。上記の通り、進捗状況としては研究計画に照らしてやや遅れているが、これらは引き続き調査を行う中で解消することが可能であると考えられる。特に、学校の雰囲気や教育実習中に関わる他者(指導教員、指導教員以外の教員、他の教育実習生、生徒)との関係性に注目している。平成29年度は、教育実習の観察を行った(平成28年度からの継続)。対象は、私立中高一貫校(1校)である。実習校における教育実習生の受け入れ状況や指導体制、授業実習の実施状況、ホームルーム活動への参加状況等について情報を収集した。

具体的には教育実習生が、日常の中で指導教員、指導教員以外の教員、生徒といかに関わり、どのような活動や話をしているかを終日観察した(同校の実習生は1名だったため、他の教育実習生との関わりは観察できなかった)。なお指導教員以外の教員との関わりについて、平成28年度実施の教育実習参観で、多くの指導教員以外の教員が実習生と関わっており、その関わりは在学中の関係性や実習教科、実習生の控え場所、授業実習の参観が関係していることを確認している。この知見をもとに、今回の教育実習参観では、特に実習生の控え場所と指導教員及び指導教員以外の教員の関わりの関係性に着目した観察を行った。平成29年度は、平成28年度の公立中学校及び附属中学校に加えて私立中高一貫校での実習を観察する機会を得たことで、実習校のタイプによる多様性を確認することができた。平成29年度は、5月から6月にかけて実施される教育実習の観察及び実習生・教育実習担当者等に対するインタビュー調査を複数回実施して情報を収集し、その知見をもとにした学校及び教育実習生を対象とした質問紙調査を作成・実施する計画であった。しかし、実習観察等を計画通りに進めることが出来なかったために、質問紙調査実施に至らなかった。現在は、公立中学校及び私立中高一貫校における追加の教育実習観察(6月)及び実習生・教育実習担当者などに対するインタビュー調査を計画している状況である。また並行してアンケート調査の作成に取り組み、実施に向け協力者との調整を進めている。本研究の目的は、従来ブラックボックス化されていた教育実習について、一般大学学部の教職課程の学生が中学校で実施するそれに焦点をあて、教育実習中のいかなる要因が教員としての資質能力の形成、あるいはその阻害に影響を与えるのかを明らかにすることにある。要因として、学校の雰囲気や教育実習中に関わる他者(指導教員、指導教員以外の教員、他の教育実習生、生徒)との関係性に注目している。平成30年度は、以下の2点を行った。1点目は、教育実習の観察である(平成28年度からの継続)。対象は、公立中学校(1校)。教育実習の実態をとらえるために、2つの視点で観察を行った。1つ目は、教育実習の実施状況である。授業実習やHRでの取組、さらには休憩時間、放課後の活動について情報を収集した。2つ目は、実習中の他者との関わりである。指導教員、指導教員以外の教員、生徒、他の実習生とどのように関わっているかを観察した。他の実習生との関わりは前年度の教育実習観察で確認できなかったため(実習生が一名だったため)、特に注目した。2点目は、質問紙の作成と調査、分析である。教育実習の観察で得た知見をもとに、教育実習の内容・実態(実習校の属性・実習に関する活動内容・授業実習の実施状況・SHR・LHRの実施状況・指導教員の属性・授業実習以外の取組・教育実習に向けた準備状況)、教育実習の効果(授業に関する能力、社会人として必要な能力、教員として必要な能力がどの程度身についたか)、教育実習校の様子・関わる他者(教育実習校の教員の様子・他の実習生、指導教員、指導教員以外の教員、児童生徒との関係)、学校体験活動について尋ねる質問紙を作成した。調査では全国の29大学学部の協力を得た。調査の結果、一般大学学部の教職課程の学生が実施する教育実習の実態の多様性と教育実習を通して身につける能力(教育実習の効果)のばらつきを明らかにした。
遺伝子移入骨髄幹細胞とコンドロイチナーゼABCを利用した脊髄再生

コンドロイチナーゼABCの脊髄損傷後の運動、知覚機能不全の改善作用につき明らかにすることを目的として研究を行った。脊髄損傷後における、脊髄再生において、コンドロイチナーゼABC0.05U/200Lが運動機能回復に置いて至適投与量であった。またこの酵素は脊髄損傷後に発症する痛みにも効果を認める事ができた。現在椎間板ヘルニアにたいしての臨床応用が可能となってきており、脊髄損傷患者にいち早く臨床応用可能と考えている。【目的】コンドロイチナーゼABCの脊髄損傷後の運動、知覚機能不全の改善作用につき明らかにすること【方法】S.Dラットの脊髄損傷モデルを作製。クモ膜下にコンドロイチナーゼABC(0.05U/200μL)を充填した浸透圧ポンプ(Alzet osmotic pump)を使用し損傷直後から、14日間髄腔内に持続投与した。【結果】<後肢運動神経機能評価(BBBテスト)>コンドロイチナーゼABC投与群(以下ABC群)において、生理食塩液投与群に比して有意な後肢運動神経機能の回復を認めた。0.05U/200μLより少量あるいは増量し投与したが、0.05U/200μLが運動機能回復に置いて至適投与量であった。<後肢運動神経機能評価(グリッドテスト)>3分間歩行させ、グリッドを下肢でグリップできた割合を%グリップ値とした。ABC群の%グリップ値は、生理食塩液投与群の%グリップ値に比して高値を示し、これらの投与群において後肢運動神経機能の回復が認められた。これらは上記BBBテストの結果を支持する結果であった。<後肢運動神経機能評価(フットプリントテスト)>ABC群の歩幅は、生理食塩液投与群の歩幅に比して広く、これらの投与群において後肢運動神経機能の回復が認められた。<知覚神経機能評価(熱刺激に対する作用:テイルフリックテスト)ラットの尻尾を55°Cの湯浴に浸し、尻尾を揺らすまでの時間(反応時間)を計測した。生理食塩液投与群では、損傷前に比して、損傷後、経日的に反応時間が短縮していき、熱刺激に対して過敏反応を示した。一方、ABC群では、損傷早期には生理食塩液投与群と同様の傾向を示したが、損傷3週後から5週後以降からは徐々に、熱刺激に対する過敏反応は改善し、損傷8週後には、損傷前とほぼ同程度の反応時間となり、知覚神経機能の回復が認められた。方法はS.Dラットの脊髄損傷モデルを作製しクモ膜下にコンドロイチナーゼABC (0.05U/200μL)を充填した浸透圧ポンプ(Alzet osmotic pump)を使用し損傷直後から、14日間髄腔内に持続投与した。その結果、コンドロイチナーゼABC投与群(以下ABC群)において、生理食塩液投与群に比して有意な後肢運動神経機能の回復を認めた。また0.05U/200μLが運動機能回復に置いて至適投与量であることも判明した。また、3分間歩行させ、グリッドを下肢でグリップできた割合を%グリップ値とした。さらにABC群の歩幅は、生理食塩液投与群の歩幅に比して広く、これらの投与群において後肢運動神経機能の回復が認められた。さらに感覚神経障害にたいする改善度をみるために、ラットの尻尾を55度の湯浴に浸し、尻尾を揺らすまでの時間(反応時間)を計測した。現在椎間板ヘルニアにたいしての臨床応用が可能となってきており、脊髄損傷患者にいち早く臨床応用可能と考えた。
多層膜回折格子によるX線分光法の研究

超高真空電子ビーム蒸着装置でpt/c多層膜(2d=80A,N=20及び2d=100A,N=10)をフロートガラスとラミナー型回折格子(刻線数1200/mm,溝の深さ100A,1200/mm,200A及び500/mm,400A)に成膜し、そのX線光学特性を特性X線及び分子科学研究所UVSORの単色化されたシンクロトロン放射光を用いて評価した。成膜の際に、基板の温度を常温と液体窒素で冷却した場合について比較検討した。フロートガラスでは液体窒素で冷却した方が高いX線反射率が得られるの対し、回折格子では常温にした場合に優れた性能が得られる。原子間力顕微鏡(AFM)でそれらの表面の粗さを観察したところ、回折格子の形状は多層膜を成膜しても保たれているが、その表面は明らかに粗くなっていた。これは表面が平坦であるか、複雑な構造を持っているかで多層膜にかかる内部応力が大きく変わるものとして解釈することが出来る。また、基板との密着性を改善するために挿入したCrの厚さが反射率に大きな影響を与えることが明らかになった。界面の平滑化のためのイオンビームの照射はそれほど効果的ではなかった。シンクロトロン放射光による測定では、X線のエネルギーを1.2keV,1.7kev,2.0keV,2.8keVに固定し、入射角を変化させて0次光、+/-1及び2次光の回折効率と反射率を求めた。その結果を計算値と比較したところ、最大の反射率を得るためには、回折格子の溝の深さと入射X線のエネルギーの間には一定の関係があることが明らかになった。これは今後の多層膜回折格子の開発に大きな指針を与えるものである。現有の超高真空電子ビーム蒸着装置に新規購入したイオン銃を装着し、フロートガラス、超精密研磨ガラス等の基板上に重元素(Pt,Rh,Cr)と軽元素(C)を交互に周期的に積層することによって多層膜反射鏡を製作している。その際、高い反射率を得るために、イオン銃で蒸着面を平滑化し、界面の粗さを極力小さくすることを試みているが、まだ、十分な効果は得られていない。また、基板と多層膜の密着性を良くするために、その間にbaffer layerとしてCrを挿入したところ、その厚さが50A程度が最適であり、それ以上にすると反射率が減少することが明らかになった。これは界面構造の形成過程の問題であり、実験によってその解明を試みている。これまでにPt/C(2d=80A,N=20及び2d=100A,N=10)を成膜した多層膜反射鏡とラミナー型回折格子(刻線数500,1000本/mm)を製作した。そのX線光学特性(反射率、波長分解能)を、特性X線(Cu-Kα(8.04keV),Al-Kα(1.49keV),C-Kα(0.28keV)を光源とする反射率測定装置によって評価した。その結果、Cu-Kαで反射率20%、波長分解能140以上が得られた。これは十分実用化できる性能であり、宇宙観測あるいはプラズマ診断のための分光器の設計を進めている。また、ラミナー型回折格子に多層膜を成膜したときの表面構造を調べるために、STMによる測定も行なっている。イオン銃による平滑化の最適条件は、まだ、十分に詰められていないので、引続き来年度も実験を進め、一層の性能向上をはかる。

超高真空電子ビーム蒸着装置でPt/C多層膜(2d=80A,N=20及び2d=100A,N=10)をラミナー型回折格子(刻線数1200/mm,溝の深さ100A,1200/mm,200A及び500/mm,400A)に成膜し、そのX線光学特性を特性X線及び分子科学研究所UVSORの単色化されたシンクロトロン放射光を用いて評価した。フロートガラスと回折格子に同種の多層膜を同時に成膜し、その際、基板の温度を常温と液体窒素で冷却した場合について比較検討した。フロートガラスでは液体窒素で冷却した方が高いX線反射率が得られるのに対し、回折格子では常温にした場合に優れた性能が得られる。この相反する事実を明らかにするために、原子間力顕微鏡(AFM)で表面の粗さを観察した。その結果、回折格子の形状は多層膜を成膜しても保たれているが、その表面は明らかに粗くなっていた。これは表面が平坦であるか、複雑な構造を持っているかで多層膜にかかる内部応力が大きく変わるものとして解釈することができる。シンクロトロン放射光による測定では、X線のエネルギーを1.2keV,1.7keV,2.0keV,2.8keVに固定し、入射角を変化させて0次光、+/-1及び2次光の回折効率と反射率を求めた。その結果を計算値と比較したところ、最大の反射率を得るためには、回折格子の溝の深さと入射X線のエネルギーの間には一定の関係があることが明らかになった。これは今後の多層膜回折格子の開発に大きな指針を与えるものである。次への発展を目指して、現在、100-300Aの波長域での直入射型多層膜回折格子の開発を進めている。
日本下のプレート沈み込みとマントルウェッジの温度場・水輸送・異方性のダイナミクス

1.海洋プレートの沈み込みに伴う高解像度3次元温度分布の推定(吉岡)Hi-netの地殻熱流量データ、ヒートプローブ、ボアホールの地殻熱流量データ(Tanaka et al., 2004;Yamano, 2004)を拘束条件として、海溝・トラフ軸から背弧までのプレートの沈み込みに伴う温度分布を高解像度で推定した。この目的のため、Manea氏らが開発した、モデル領域を数十の小領域に分割し、各小領域を各CPUに割り当てて並列計算を行う領域分割法の手法を本計算コードに導入し、10km程度の空間分解能の計算を可能にした。沈み込む海洋プレートの年齢、沈み込み速度、プレートの3次元形状を与え、プレートが沈み込んでからの経過時間・熱拡散率の空間分布・ポテンシャル温度・プレート境界での間隙水圧比・蛇紋岩化に伴うマントルウェッジとスラブ間の粘性デカップリングカップリングの遷移域の深さなどの不確定要素に対してグリッドサーチを行い、各パラメターが取りうる値を絞り込んだ。2.マントルウェッジ・スラブの地震波不均質構造の解明(中島)マントルウェッジの不均質構造の解明を目的に、東北地方南部から中部日本にかけての領域で深さ約300kmまでの3次元P波減衰構造の推定を行った。その結果、深さ200km以浅には大規模な地震波高減衰域が存在し、それは地震波低速度異常とよく対応することがわかった。一方で、太平洋スラブ直上からマントルウェッジに伸びる高減衰領域は地震波速度では顕著な低速度を示さないことが明らかになった。また、東北地方下の二重深発地震面下面で発生する地震について、スラブ内を波線が伝播する方位とプレート表面とのなす角で分類し、下面に沿う地震波異方性の予備解析を行った。波線数が少ないため、さらなる解析が必要である。1.海洋プレートの沈み込みに伴う高解像度3次元温度分布の推定(吉岡)豊富な地殻熱流量データを収集、コンパイルし、その空間的特徴を明らかにすることができたことに加え、共同研究者のManea氏が1か月間、神戸に滞在し、短期間とはいえ、密な共同研究を実施し、プログラムの移植を行えたことと、その後、吉岡が短期間、メキシコに渡航する機会を得て、移植したプログラム上の問題点を解決できたことが研究を進めることに大いに役立った。2.マントルウェッジ・スラブの地震波不均質構造の解明(中島)良質で多量の地震波形が必要であるため、これまでその解析が難しかった3次元地震波減衰構造の推定を着実に進めることができている。そこでは、特に深い地震のP波到着時刻の読み取りを丹念に行うことで、より充実したデータセットの作成を試みると同時に、深い地震にも適用できるよう解析手法を改良した。引き続き解析を行い、従来にない分解能で地震波減衰構造を推定することで、マントルウェッジでの対流に影響を与えるスラブ起源流体の分布に制約を与えることができると期待される。なお、対流の方向を反映する地震波異方性構造についてはまだ系統的な調査は進めることができていないが、解析のためのデータ収集と解析プログラムの開発はすでに終えている。今後は地震波減衰構造において異常の大きい領域を通過する波線を優先的に解析することで、不均質構造とマントル対流の関係を明らかにすることができると考えられる。1.海洋プレートの沈み込みに伴う高解像度の3次元温度構造オリビンに対して、高温高圧実験で得られている温度・圧力・周波数・結晶サイズに依存するFaul and Jackson (2005)の式を用い、得られた3次元温度構造をS波減衰構造に変換する。得られた減衰構造の計算値とトモグラフィによる観測値との差から、温度構造以外の物質に起因する減衰異常を3地域で抽出し、物質異常とその地域性の原因を解明する。また、関東地方下には、フィリピン海・太平洋の両プレートが沈み込んでいるが、同地方の低地殻熱流量から、同地方下では著しい低温場が実現されていることが予想され、数値シミュレーション結果とトモグラフィ・微小地震の分布を比較し、3次元的な温度場と地震学的微細構造について議論する。2.海洋プレートの沈み込みに伴う海洋性地殻からの脱水とその後の水のゆくえ昨年度までに作成したデータセットを用いて中部日本の地震波減衰構造を推定することで、フィリピン海プレートと太平洋プレートとの2つのプレートの沈み込みによって生じるマントルウェッジの構造不均質と火山へのマグマ供給系を明らかにする予定である。また、富士山と箱根は距離が近いにもかかわらず、噴火様式は大きく異なることが知られている。噴火様式の違いは深部のマグマ供給系の違いと関係する可能性があるため、両火山の地震は不均質構造およびマントル対流パターンの変化に注目した特化した解析も行う。最終的には、本計画で得られた結果を統合して定量的解釈を行うことで、プレート沈み込みに起因する含水鉱物の脱水位置、マントルウェッジの対流方向、マグマ生成領域とその上昇経路などの理解を深めていく予定である。水はスラブ上面に沿って深部へと持ち込まれ、東北日本下では深さ150200kmで再び脱水を起こすとの説がある。このような仮説を検証するため、Ohmori(2009)の含水MORBの相図を、3次元熱対流海洋プレート沈み込みモデルに取り込み、相転移に伴う脱水量の計算を行う。

主に海洋性地殻からの脱水過程を研究対象とするが、スラブマントルもハルツバージャイトの相図(Hacker et al.,2003)を用いてモデル化する。次に、2相流理論を取り入れたコード開発を行う。水の3次元的な移動経路を追跡するため、CIP法による移流方程式ソルバーを導入する。深さ410800kmでのオリビンの相転移の相図とCIP法を用いた2相流理論に基づく深部層構造スラブの数値モデルの手法(Yoshioka et al., 2008;橋本・吉岡・中久喜, 2008)を、それぞれ本研究における浅部の含水鉱物の相図と水の移流に適用する。また、Manea氏らが開発したトレーサーを本計算コードに導入し、流跡線の計算を可能にすることで、他の物質の移動も追跡する。また、粘性率の温度・圧力・応力・歪速度依存性が水の循環やマントルウェッジ内の流れに及ぼす影響も評価する。地震波形のP波、S波の読み取りを継続して行う。また、活動的な火山が多い中部日本において構造推定の予備解析を行う。その際、地震波形の振幅特性・周波数依存を丹念に精査し、高品質のデータのみ解析に使用する。一方、地震波速度・減衰構造とは独立な情報を得るために、スラブの上部境界近傍で発生している地震の解析を行う。地震は水の分布を示すひとつのサインであり、その時空間変化は水の移動の情報も含んでいる。スラブ表面近傍の地震について地震波形を用いた高精度震源決定を行うことで、スラブからの水の上昇経路に制約を与えることができると期待される。上記のように研究はおおむね順調に進んでおり、これは計画的に研究を進めてきたことによる。西南日本で明らかにしたプレート境界からの水漏れと深部低周波地震の発生域との空間的な関係は、スラブから上盤プレートへの水の供給に関して制約を与える重要な成果である。上盤プレートの構造不均質を高精度でマッピングすることで、将来的には上盤プレートの透水係数の空間変化をマントルウェッジ対流の数値シミュレーションに取り入れることができるかもしれない。東北地方の地震波解析については、データの収集および波形の読み取り作業を進めている。Ohmori (2009)の含水MORBの相図を、3次元熱対流海洋プレート沈み込みモデルに取り込み、相転移に伴う脱水量の計算を行った。主に海洋性地殻からの脱水過程を研究対象とし、スラブとマントルウェッジもハルツバージャイトの相図(Hacker, 2003)を用いてモデル化した。両相図にはソリダスも示されており、メルト生成条件として用い、メルトと水の分布も区別した。また、2相流理論を取り入れたコード開発を行った。水の3次元的な移動経路を追跡するため、CIP法による移流方程式ソルバーを導入した。また、研究協力者のManea氏らが開発したトレーサーを本計算コードに導入し、流跡線の計算を可能にすることで、他の物質の移動も追跡した。また、粘性率の温度・圧力・応力・歪速度依存性が水の循環やマントルウェッジ内の流れに及ぼす影響も評価した。今年度は中部日本に沈み込むフィリピン海スラブで孤立して発生する地震の解析を行った。その結果、地震活動は深さ方向に約50 kmの幅を持っており、多くはスラブ内で発生しているものの、一部の地震はマントルウェッジでも発生していることが明らかになった。この地震活動の周囲約50 km以内のスラブおよびマントルウェッジでは地震が発生していない。
濃厚ポリマーブラシ固定化による無機ナノ粒子集積構造の制御

Ba-Ti酸化物として二チタン酸バリウム(BaTi2O5; BT2)を対象とし、BT2粒子の表面にポリメタクリル酸メチル(PMMA)ブラシを固定化したハイブリッド粒子を合成した。さらに合成したPMMA修飾BT2粒子(BT2-PMMA)を、PMMAと相溶性が良く優れた誘電特性を持つポリフッ化ビニリデン(PVDF)中に分散させることで薄膜化に向けた検討を行った。BT2は金属イオン混合溶液をアルカリ溶液中に滴下し沈殿物(前駆体)を生成させ、得られた前駆体を空気中で5時間焼成することで得た。焼成して得たBT2粒子は、凝集を砕細するために、あらかじめホモジナイザー処理を行った。合成粒子をPVDF-DMF溶液と混合したところ、PMMA-BT2粒子のみチンダル現象を確認した。したがって、BT2粒子表面へのポリマーブラシ修飾は、誘電性高分子中での分散性向上に有用であることがわかった。薄膜化に必要なPMMA修飾粒子の設計指針が明確になり、本研究課題の目標達成に向けた道筋が見えている。また、本研究課題に関する内容での講演依頼や、研究協力者である学生の受賞など、内外で成果が認められつつある。PVDF/DMF溶液へ表面修飾を施していないBT2粒子、およびPMMA-BT2粒子を10wt%混合して複合膜を作製したところ、BT2混合PVDF膜では膜表面に多くのクラックやボイドが確認されたが、BT2-PMMA混合PVDF膜ではほとんどクラックは観察されず良質な複合膜となった。これは、ポリマーブラシ鎖とPVDFが絡み合い構造を形成することで、DMFが揮発しPVDFが固化する際に生じる応力が緩和され、クラックの発生を防いだと考えられる。しかしながら、BT2-PMMA混合PVDF膜ではBT2粒子の凝集が生じており、今後、PMMA鎖長やブラシ密度に関する検討を進める。
水中で水素発生と窒素還元を共役させる水溶性ジヒドリド硫化物クラスター触媒の開発

窒素分子と水素分子からアンモニアを高温・高圧で合成するハーバー・ボッシュ法が1913年に工業的に開始されてから、アンモニア合成法は様々な開発・改良が行われてきたが、約一世紀を経た現在においても依然として高温・高圧の条件が必要とされている。一方、自然界におけるアンモニア合成は、ニトロゲナーゼにより、窒素分子をアンモニアに常温・常圧下で変換する。これまでの研究でニトロゲナーゼの触媒活性部位は多核ジヒドリド硫化物構造を持つことがわかっている。しかし、その詳細な反応メカニズムは未だ解明されていない。ニトロゲナーゼによる窒素固定反応は、常に水素発生を伴う。これまでにも多くの窒素錯体の還元が試みられてきたが、天然のニトロゲナーゼのように水素発生と共役させた例はない。申請者は水素発生と窒素還元の共役がアンモニア合成の鍵であると考えている。本研究の目的は、窒素固定化酵素の活性部位を模倣した「水溶性ジヒドリド硫化物錯体」を独自のアイデアに基づいて設計・合成し、水素発生と窒素還元が共役する触媒反応系の開発である。水素分子の活性化を考えたとき、水素分子をヘテロリティックに活性化し、ヒドリドイオンを取り出す反応と、水素分子からヒドリドイオンを経由して、2電子取り出す反応に分類できる。単核錯体を用いて水素分子をヘテロリティックに切断しヒドリド錯体の生成を行った例は、高温・高圧、常温・常圧に関わらず多数報告されている。しかし、硫黄架橋の複核錯体を用いて水素の活性化を行った例は非常に少ない。本研究では、水溶性Ni-Ruアクア錯体を用いて、水中・常温・常圧で水素分子をヘテロリティックに活性化し、水溶性モノヒドリド錯体の単離・中性子構造解析に成功した。本研究成果は、当研究分野のブレイクスルーであり、Scienceに発表した(Science 2007,316,585-587)。一方・自然界におけるアンモニア合成は、ニトロゲナーゼにより、窒素分子をアンモニアに常温・常圧下で変換する。これまでの研究でニトロゲナーゼの触媒活性部位は対称中心を持たないダブルキュバン骨格を有する硫化物クラスター構造であることがわかっている。これまでにも多くの窒素硫化物クラスターの単離・還元が試みられてきたが、ニトロゲナーゼのように水素発生と共役させた例はない。本研究の目的は、窒素固定化酵素の活性部位を模倣した「対称中心を持たないダブルキュバン骨格」を持つ「水溶性ジヒドリド硫化物クラスター」を独自のアイデアに基づいて設計・合成し、水素発生と窒素還元が共役する触媒反応系を開発することである。ニトロゲナーゼの触媒活性部位の対称中心を持たないダブルキュバン型硫化物クラスター構造は、窒素を捕らえ活性化するのに不可欠な構造単位であると考えられる。平成17年度は、そのような対称中心を持たないオープンタイプのダブルキュバン型硫化物クラスターの合成を行った。使用する金属は、生体が使用しているモリブデンと鉄以外にも、いろいろな種類の遷移金属(ルテニウムや銅)を使用して合成を行った。

ルテニウムと銅を用いた理由は、ルテニウムは鉄と同じ8族元素であり、銅は生体における酸素分子の活性化において、鉄と同様に深く関与しているからである。その結果、「対称中心を持たないオープンタイプのダブルキュバン型硫化物クラスター」の合成に成功した。本研究の目的は、酵素の活性中心を模倣した「水溶性ヒドリド硫化物錯体」を独自のアイデアに基づいて設計・合成し、水素発生と窒素還元が共役する触媒反応系を開発することである。自然界におけるアンモニア合成は、ニトロゲナーゼにより、窒素分子をアンモニアに常温・常圧下で変換する。ニトロゲナーゼの触媒活性部位は対称中心を持たないダブルキュバン骨格を有する硫化物クラスター構造である。ニトロゲナーゼによる窒素固定反応は、常に水素発生を伴う。一方、自然界で水素を活性化する酵素であるヒドロゲナーゼは大きく2種類に分類できる。活性中心にニッケル(Ni)イオンと鉄(Fe)イオンを含む[NiFe]ヒドロゲナーゼと、2つのFeイオンを含む[FeFe]ヒドロゲナーゼである。1995年にFontecilla-Camps(フランス)らによって、[NiFe]ヒドロゲナーゼ(D.gigas)の結晶構造が明らかにされた。その活性中心の構造はシステイン由来の2つのイオウ(S)配位子と、1つの謎の配位子(X)がニッケルと鉄を架橋していることが示された。しかし、謎のX配位子は水素を活性化する前は水(H_2O)又は水に由来したイオン(OH^-またはO_2^-)であり、水素を活性化した後は、ヒドリドイオン(H^-)になると推測されたが、その詳細は今日まで不明であり、ヒドロゲナーゼによる水素活性化の作動原理は謎に包まれていた。本研究では、鉄の代わりに同族元素であるルテニウム(Ru)を用い、X配位子として水を有する[NiRu]アクア錯体を合成した。そして、その[NiRu]アクア錯体と水素を水中・常温・常圧で反応させ、ヒドロゲナーゼの活性化状態のモデルとなる、x配位子にヒドリドイオンを有する[NiRu]ヒドリド錯体の合成に初めて成功した。
植物ホルモンを利用した直播栽培イネの成長過程と収量形成要因に関する作物学的研究

水稲の不耕起直播栽培は最も理想的な省力,低コスト栽培技術の一つである.本研究では種々の植物ホルモンが不耕起直播栽培イネの苗立ち率及びその後の生育・収量に及ぼす影響を主に圃場試験で検討した.水稲品種「こころまち」を供試した.咋年の試験で,高出芽・苗立ち率の確保に有望であったアブシジン酸(ABA),エチレン(ET),ジベレリン(GA)の3種の植物ホルモンについて,圃場試験を行った.その結果,対照区で苗立ち率は57.0%であったが,GA単独処理で62.0%,ABAとETの併用処理で65.4%,ETとGAの併用処理で72.7%となり,前年度と同様に対照区に比べて有意に増加した,今年度は,さらに苗立ち以後の生育についても検討した.その結果,ETとGAの併用処理では,苗立ち率の生育促進効果が反映して,草丈,茎数ともに他の処理区を上回った.最高分げつ期付近では各処理区の間に有意差は認められなかった.最高分げつ期以後の生育も各区の間で有意差が認められなかった.最終的な収量は対照区508.5kg/10a,GA単独処理で498.3kg/10a,ABAとETの併用処理で482.9kg/10a,ETとGAの併用処理で519.4kg/10aでETとGAの併用処理で収量が増加する傾向にあった.今年度は昨年度と同様に,ETとGAの併用処理で苗立ち率の促進効果が認められたが,5月以後の天候が比較的良好であったことから,その後の生育と収量には有意差が認められなかった.しかし,東北地方は,播種以後の天候が不安定であることが多く,今年度のように初期生育が良好な年においては苗立ち率の促進効果がマスクされてしまう可能性がある.したがって,植物ホルモンの効果は初期生育期に種々の天候が不良の年にその効果が発揮されるものと推察された.この点に関しては,検討すべき今後の課題であると考えられる.水稲の不耕起直播栽培は最も理想的な省力,低コスト栽培技術の一つである.本研究では種々の植物ホルモンが不耕起直播栽培イネの苗立ち率及び各器官の伸張に及ぼす影響を室内試験及び圃場試験で検討した.水稲品種「こころまち」を供試した.まず,室内試験で,アブシジン酸(ABA),エチレン(ET),ジベレリン(GA)が高出芽・苗立ち率の確保に有望であることを認めた.続いてこの3種の植物ホルモンについて,圃場試験を行った結果,対照区で苗立ち率は51.0%であったが,GA単独処理で63.7%,ABAとETの併用処理で63.7%,ETとGAの併用処理で70.7%と対照区に比べて有意に増加した.また,草丈に対する影響を見たところ,ET単独処理を除いて増加し,特に,ABAとET併用処理で65.4mm,ETとGAの併用処理で62.2mmとなり対照区(51.8mm)に比べて有意に増加した.次に,各器官の伸長量に及ぼす影響を見たところ,鞘葉は植物ホルモンにより伸長量が増加する傾向が認められ,第1葉,第2葉では植物ホルモンの併用処理によって単独処理よりも長さが増加する傾向にあった.また,第2葉鞘についても同様に植物ホルモンの単独処理よりも併用処理によって伸長がより促進され,特に,ABAとETの併用処理で29.6mmとなり対照区(24.3mm)に比べて有意に増加した(これらの結果は日本作物学会第206回講演会で発表した).このように,本年度では植物ホルモン処理により,不耕起直播栽培イネの苗立ち率が増加しさらに各器官の伸長の促進効果が認められた.さらに,その効果は植物ホルモンの単独処理に比べて併用処理のほうがより顕著であった.次年度では、この作用機作についての基礎検討と共に植物ホルモンの処理がその後のイネの生育及び収量性について精査する予定である.水稲の不耕起直播栽培は最も理想的な省力,低コスト栽培技術の一つである.本研究では種々の植物ホルモンが不耕起直播栽培イネの苗立ち率及びその後の生育・収量に及ぼす影響を主に圃場試験で検討した.水稲品種「こころまち」を供試した.咋年の試験で,高出芽・苗立ち率の確保に有望であったアブシジン酸(ABA),エチレン(ET),ジベレリン(GA)の3種の植物ホルモンについて,圃場試験を行った.その結果,対照区で苗立ち率は57.0%であったが,GA単独処理で62.0%,ABAとETの併用処理で65.4%,ETとGAの併用処理で72.7%となり,前年度と同様に対照区に比べて有意に増加した,今年度は,さらに苗立ち以後の生育についても検討した.その結果,ETとGAの併用処理では,苗立ち率の生育促進効果が反映して,草丈,茎数ともに他の処理区を上回った.最高分げつ期付近では各処理区の間に有意差は認められなかった.最高分げつ期以後の生育も各区の間で有意差が認められなかった.最終的な収量は対照区508.5kg/10a,GA単独処理で498.3kg/10a,

ABAとETの併用処理で482.9kg/10a,ETとGAの併用処理で519.4kg/10aでETとGAの併用処理で収量が増加する傾向にあった.今年度は昨年度と同様に,ETとGAの併用処理で苗立ち率の促進効果が認められたが,5月以後の天候が比較的良好であったことから,その後の生育と収量には有意差が認められなかった.しかし,東北地方は,播種以後の天候が不安定であることが多く,今年度のように初期生育が良好な年においては苗立ち率の促進効果がマスクされてしまう可能性がある.したがって,植物ホルモンの効果は初期生育期に種々の天候が不良の年にその効果が発揮されるものと推察された.この点に関しては,検討すべき今後の課題であると考えられる.
脂肪組織の褐色化と肥満の遺伝素因のゲノム・エピゲノム連関

白色脂肪組織は寒冷や薬物刺激により、熱産生でエネルギーを消費するUCP1を発現する褐色脂肪化を起こす。褐色化は抗肥満の治療戦略の一つとして注目されるが、褐色化のしやすさや肥満しにくさは、遺伝素因の影響が存在することが知られる。本研究では、褐色化のポテンシャルや肥満しにくさが異なるマウス近交系において、交感神経刺激による白色脂肪の褐色化、および皮下脂肪由来の初代培養脂肪細胞の褐色化について、遺伝子転写、エピゲノム解析を施行し、ゲノム多型情報と統合的に解析した。マウス近交系A/JとC57BL6/Jにおいて、β3アドレナリン刺激により、皮下および精巣上体白色脂肪組織において、褐色脂肪特異的遺伝子の転写が誘導され、皮下脂肪組織においては免疫組織化学染色によりUCP1を有する褐色脂肪様の細胞の出現を認め、白色脂肪細胞の褐色化がC57BL6/Jと比較してA/Jマウスで生じやすいことを確認した。これらの実験において褐色脂肪組織、皮下白色脂肪組織、精巣上体白色脂肪組織に対してFAIRE-qPCRおよび、mRNAのRT-PCRを施行し、種特異的な褐色脂肪特異的遺伝子の転写プログラムの変化、および種特異的なオープンクロマチン領域の候補領域で確認した。次世代シークエンサーによるシークエンシングを施行し、次年度にゲノムワイドな解析を進める。初代培養による単離脂肪細胞の実験系についても、実験手法を確立し、FAIREやChIPの解析を現在行った。研究計画に従い、順調に研究を進められている。研究計画に従い進行しており、立案された計画を遂行する。糖尿病・代謝内科学
脊髄傷害初期段階における微少形態学的及びモニターとしての電気生理学的検査の評価

本研究では,個々の動物の精髄循環血流量を3つの異る時点で計測し,牽引による影響を調べ得たところに意義がある.この方法としてスペクトルの異る3種の放射性同位元素Ce, Cr, Sr,をラベルした15μmのmicrosphereを左心室を介し数10万個注入した.注入した時点は牽引前,牽引中,牽引解除後の3回である.牽引中の脊髄傷害は下行性伝導性脊髄誘発電位を連続的に記録し,第1電位の振幅の低下と潜時の延長をもって障害ありと判定した.振幅と潜時の変化程度により次の4群に分類し,それぞれに対応する脊髄血流量を算出した.第1群:潜時の遅延のみで未だ振幅の変化がないもの,第2群:振幅の低下が20%までのもの,第3群:振幅の低下が20%から50%未満,第4群:振幅の低下が50%以上のものである.結果を要約すると第1群に与えたごく軽度の牽引では脊髄血流量が脊髄全体で増加していたことから静脈の潅流障害が最も考え易い.牽引の程度を徐々に強めていくと当然のことながら血流量は低下していく.第2群の程度の牽引では第1群に近い循環動態を示す動物と,逆に牽引の応力が最もかかる部分の血流量が減少する2つのタイプに分れた.いづれも牽引力解除により血流量は元に戻るか増加した.第3群では,牽引部の血流低下が明瞭になってきたが,それ以外の部分では血流が増加した.牽引解除により牽引部の血流が著しく増加した.さらに牽引を強くした第4群では,脊髄全体の血流量が減少し,特に牽引応力の最もかかる部分では牽引解除しても血流の回復を認めなかった.第4群でみられた点は,きわめて重要である.すなわち,脊髄誘発電位が50%以下になると脊髄循環のauto regulation機構が破壊され,しかも不可逆性であることである.言い換えると,発生した脊髄障害が回復可能かどうかの分岐点は脊髄誘発電位の電位変化の観察により予測できるといえる.本研究では,個々の動物の精髄循環血流量を3つの異る時点で計測し,牽引による影響を調べ得たところに意義がある.この方法としてスペクトルの異る3種の放射性同位元素Ce, Cr, Sr,をラベルした15μmのmicrosphereを左心室を介し数10万個注入した.注入した時点は牽引前,牽引中,牽引解除後の3回である.牽引中の脊髄傷害は下行性伝導性脊髄誘発電位を連続的に記録し,第1電位の振幅の低下と潜時の延長をもって障害ありと判定した.振幅と潜時の変化程度により次の4群に分類し,それぞれに対応する脊髄血流量を算出した.第1群:潜時の遅延のみで未だ振幅の変化がないもの,第2群:振幅の低下が20%までのもの,第3群:振幅の低下が20%から50%未満,第4群:振幅の低下が50%以上のものである.結果を要約すると第1群に与えたごく軽度の牽引では脊髄血流量が脊髄全体で増加していたことから静脈の潅流障害が最も考え易い.牽引の程度を徐々に強めていくと当然のことながら血流量は低下していく.第2群の程度の牽引では第1群に近い循環動態を示す動物と,逆に牽引の応力が最もかかる部分の血流量が減少する2つのタイプに分れた.いづれも牽引力解除により血流量は元に戻るか増加した.第3群では,牽引部の血流低下が明瞭になってきたが,それ以外の部分では血流が増加した.牽引解除により牽引部の血流が著しく増加した.さらに牽引を強くした第4群では,脊髄全体の血流量が減少し,特に牽引応力の最もかかる部分では牽引解除しても血流の回復を認めなかった.第4群でみられた点は,きわめて重要である.すなわち,脊髄誘発電位が50%以下になると脊髄循環のauto regulation機構が破壊され,しかも不可逆性であることである.言い換えると,発生した脊髄障害が回復可能かどうかの分岐点は脊髄誘発電位の電位変化の観察により予測できるといえる.〈日的〉脊髄機能障害には物理的及び化学的因子が関与するが何れも脊髄内循環と密接な関係があると推察される。本実験の目的は、牽引による脊髄の急性障害と脊髄血流量との関連を明確にすることである。〈方法〉成猫14頭を用いた。同一個体の牽引前、牽引中、牽引解除後の3時点で異なるアイソトープ(Cr,St,Ce)でラベリングしたマイクロスフェアーを各々左心室より注入しT8-L6の各髄節ごとに脊髄血流量を測定した。脊髄誘発電位は、刺激電極を上位胸椎、記録電極を第4腰椎のそれぞれ硬膜外腔背側正中部に設置し、0.1ms,10mA,10ppsで刺激し30回の平均加算回数で記録した。牽引は、第1/2腰椎椎間板レベルで椎体を介して行い、牽引量は下行性脊髄誘発電位の第1電位の振幅により標準化して次の4群に分類した。第1群:潜時の延長のみで振幅に変化のないもの(3頭)、第2群:振幅低下20%以下のもの(6頭)、第3群:振幅低下20%50%のもの(3頭)、第4群:振幅低下50%以上のもの(2頭)である。〈結果〉

下行性脊髄誘発電位は、牽引量の増大に伴い第1電位は当初潜時の遅延のみで振幅は不変であるが、次第に振幅は低下した。振幅低下が50%未満では牽引解除により電位は回復してくるが、50%以上になると不可逆的であった。一方、第1電位と脊髄血流量との関係では、当初被検髄節全体に増加するが(第1群)、第1電位の振幅が低下する頃より牽引部頭側を中心に減少した(第2群)。第1電位の振幅低下が20%から50%未満では牽引部を中心とした脊髄血流量の低下が増強したが、牽引解除により牽引前より血流量は上昇した(第3群)。しかし第1電位の振幅低下が50%以上になると被検髄節全体の血流低下がみられ、牽引解除後も牽引部頭側では低下したままであった(第4群)。
細胞複製の分子遺伝学的展開

重点領域研究「細胞複製の分子遺伝学的展開」昭和63ー平成元年、3年間の研究成果をとりまとめ、英文の単行本として出版することを目的に以下の事業を行った。1。編集会議。上記重点領域の5つの班の代表者に各班の最も成果を挙げた研究者を加え約10名の編集委員による会議を開き基本方針を検討した。その結果、1)優れた成果を修めた研究グル-プの3年間の研究を中心とした、世界に通用する総説集とすること、2)この分野の急速な発展を記録するための分子遺伝学的情報集を班員自身の手で作成しグロッサリ-として添付すること、3)外国の一流出版社の協力を得ることを決定した。以上の方針に沿って、1)染色体複製と分配、2)細胞分裂と細胞周期、3)細胞成長と遺伝子発現、4)グロッサリ-:細胞成長と分裂に関与する遺伝子と蛋白、の4章立てとし、各々の執筆者を決定した。また日本学会出版センタ-とSpringerーVerlag社の共同出版とすることが出来た。2。編集活動と成果。国立遺伝学研究所、石浜明教授を編集長として15グル-プに原稿を依頼し、主として石浜教授と吉川が査読を重ね、学会出版センタ-の協力を得て編集に当たった。その結果当初の予定を約30頁越えた266頁に達する図書を作成することが出来た。各々の論文は期待どうり、研究者の優れた実績を中心とした最新でかつ将来を展望した総説となっている。この分野はわが国の研究者の層が厚く、高い評価を受けているため世界の研究者の注目を受けることが期待される。また研究者の協力によって初めて日本人研究者の自力で遺伝子と蛋白のグロッサリ-を作成できたこともこの出版の特筆すべき成果である。1。編集会議。2。編集活動と成果。
アコースティックインテンシティによる木工機械の騒音源の解析

本研究は先ず,現有設備の2チャンネルFFTスペクトルアナライザおよびパーソナルコンピュータと今回の科学研究補助金により購入したアコースティックインテンシティ計測システムを用いてアコースティックインテンシティ測定システムを完成させることから始まった.すなわち2つのマイクロホンが計測した音圧を精密騒音計を介して2チャンネルFFTスペクトルアナライザに入力し, 2つの信号のクロススペクトル虚数部をGPIBインターフェイスを介してパーソナルコンピュータにデータ転送し,演算するようにした.次いで,新しく完成されたアコースティックインテンシティ装置を用い,ある程度,明らかにされてきた丸のこ空転時の金属音のきっかけとなる空気力学的騒音源の同定にとりかかった.空気力学的騒音源に的を絞るため,ダンピングディスクを丸のこに貼付し,丸のこ身の振動を抑制した.丸のこ径305mm,厚さ2mm,歯数80の丸のこを3600rpmで運転し,歯先周縁部において詳細なデータを得るために測定間隔5mmという細かさで,回転方向,直径方向,丸のこ面に垂直方向と3方向について行なった.その結果,音源は歯先先端から歯底附近の間に存在し,また垂直方向には丸のこ台金を中心に両側に約1520mmの幅を持って存在し,リング状であること,また,音源の周波数分布はリング状騒音源が丸のこ周速とほぼ等しい速さで回転している動的音源のためドップラー効果により存在することなどかなりのところまで裏付けすることができた.しかし,装置完成に手間どり切削時の騒音を測定するまでには到らなかった.切削時の騒音については継続して行う.本研究は先ず,現有設備の2チャンネルFFTスペクトルアナライザおよびパーソナルコンピュータと今回の科学研究補助金により購入したアコースティックインテンシティ計測システムを用いてアコースティックインテンシティ測定システムを完成させることから始まった.すなわち2つのマイクロホンが計測した音圧を精密騒音計を介して2チャンネルFFTスペクトルアナライザに入力し, 2つの信号のクロススペクトル虚数部をGPIBインターフェイスを介してパーソナルコンピュータにデータ転送し,演算するようにした.次いで,新しく完成されたアコースティックインテンシティ装置を用い,ある程度,明らかにされてきた丸のこ空転時の金属音のきっかけとなる空気力学的騒音源の同定にとりかかった.空気力学的騒音源に的を絞るため,ダンピングディスクを丸のこに貼付し,丸のこ身の振動を抑制した.丸のこ径305mm,厚さ2mm,歯数80の丸のこを3600rpmで運転し,歯先周縁部において詳細なデータを得るために測定間隔5mmという細かさで,回転方向,直径方向,丸のこ面に垂直方向と3方向について行なった.その結果,音源は歯先先端から歯底附近の間に存在し,また垂直方向には丸のこ台金を中心に両側に約1520mmの幅を持って存在し,リング状であること,また,音源の周波数分布はリング状騒音源が丸のこ周速とほぼ等しい速さで回転している動的音源のためドップラー効果により存在することなどかなりのところまで裏付けすることができた.しかし,装置完成に手間どり切削時の騒音を測定するまでには到らなかった.切削時の騒音については継続して行う.
Dehydroepiandrosteroneの生理作用の解明

我々は、以前、副腎アンドロゲンのDehydroepiandrosterone (DHEA)が、肝臓糖新生系酵素glucose-6-phosphatase (G6Pase)を抑制し、肝糖放出を減少させることを報告した。その後、我々は、肝臓インスリンシグナル伝達系について検討を行い、肝臓PI3キナーゼp85αの役割について報告した。今回、DHEA、及びDHEAの次の代謝物であるAndrostenedione(A)の肝臓と筋肉におけるインスリンシグナル伝達を評価した。最初に、8週齢雄のC57BL6(B6)マウス、Insulin receptorsubstrate (IRS)-1欠損マウス、IRS-2欠損マウスを2群に分け、Control群:高脂肪食のみ、DHEA群:0.2%DHEA含有高脂肪食をそれぞれ4週間投与した。次に、同B6マウスを2群に分け、Control群:高脂肪食のみ、A群:0.2% A含有高脂肪食をそれぞれ4週間投与した。そして、それぞれの肝臓・筋肉のAktリン酸化、筋肉のPKCζリン酸化を定量した。B6、IRS-1欠損、IRS-2欠損マウスにおいて、DHEAにより肝臓のAktリン酸化は亢進した。B6マウスではAにより肝臓Aktリン酸化は亢進しなった。B6マウスにおいて、DHEAによる筋肉Aktのリン酸化は亢進せず、PKCζリン酸化は亢進傾向にあるものの有意差を認めなかった。IRS-1欠損、IRS-2欠損マウスにおいて、DHEAによる筋肉Akt、PKCζのリン酸化は亢進しなかったが、B6マウスにおいてAによる筋肉Akt、PKCζのリン酸化は亢進した。DHEAは肝臓のインスリン感受性を亢進させ、これには少なくともIRS-1またはIRS-2のどちらかが存在すればよいことが示された。また、Aが筋肉のインスリン感受性を亢進させている可能性がある。肝臓におけるDHEAのインスリン感受性亢進作用を明らかにし、おおむね順調に進展している。Dehydroepiandrosterone (DHEA)とその硫酸抱合体であるDHEA-Sの生理作用の解明のために以下の2つの検討を行った。1DHEA/DHEA-Sは思春期に分泌量が増加し、以後加齢とともに分泌量が低下するホルモンである。本検討では早老マウスであるklothoマウスにDHEAを投与し、DHEAに延命効果があるか否か検討した。5週齢のklothoマウス6匹を普通食群(n=3)と0.2%DHEA含有食群(n=3)に分け、カプラン・マイヤー法による生存分析を行った。普通食群とDHEA食群の生存率に有意差を認めなかった。2我々は、以前、db/dbマウスの初代培養肝細胞においてDHEAとDHEA-S添加にて糖新生が抑制されることを報告した(Life Sci, 2004)。SakaiとOhsawaらはDHEA、DHEA-Sともdb/dbマウスの空腹時血糖値を改善させることを報告した(AINO JOURNAL, 2009)。DHEAまたはDHEA-Sのどちらかが血糖降下作用が強いか検討するため、今回db/dbマウスに、普通食、0.4%DHEA含有食、0.4%DHEA-S含有食、0.4%アンドロステンジオン食、0.4%テストステロン食を3週間投与した。その結果、随時血糖値は、普通食群(741mg/dL)に比し、DHEA食群(534mg/dL)、DHEA-S食群(445mg/dL)と有意に低下した。インスリン低血糖試験では、インスリン投与前血糖値に対する投与後の血糖値の比にて検討したが、各群間で有意差を認めなかった。肝重量は、普通食群に比し、DHEA食群とDHEA-S食群で増加し、さらに、DHEA-S食群は、DHEA食群より有意に大きかった。脂肪重量は、各群間で有意差を認めなかった。Klothoマウスを用いた予備的検討を行ったが、DHEAには同マウスでの延命効果を認めなかった。高脂肪食負荷マウスにおいてDHEAの肝臓Aktリン酸化亢進作用が認められたことから、今後、初代培養肝細胞を用いてDHEAの抗糖尿病作用をさらに検討していく。また、KlothoマウスにDHEAを投与し、寿命延長効果が認められるかの検討も行う。DHEAの生理作用の解明のため、DHEA、DHEA-S、アンドロステンジオン、テストステロン投与db/dbマウスの肝臓インスリン情報伝達系を評価する。また、初代培養肝細胞においてDHEA、アンドロステンジオン添加に加え、DHEA-S添加によるインスリン感受性を評価する。本研究計画は平成28年度から平成30年度の3ヶ年計画であり、次年度(2年目)も引き続き研究を行うため。研究実施計画に基づき、DHEAの生理作用の解明に必要な研究資源を購入する。