hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規アンジオテンシン受容体ワクチンの開発とその応用性の検討

この条件で、AT1-PspAを、雄SHRに4-8週齢にかけて計5回(週1回)経鼻免疫したところ、降圧効果が確認された。今後、降圧の機序を確認する予定である。高血圧に対して少ない服薬回数で長期の降圧効果が得られる治療法の開発を目的とし、ワクチンに着目した。従来の皮下注射型ワクチンでは注射部位での疼痛や皮膚副作用が懸念されるため、粘膜を介した非注射型高血圧ワクチンの開発を試みた。経口ワクチン開発では、ワクチン抗原としてアンジオテンシンII受容体(AT1)-コレラ毒素Bサブユニットのキメラ蛋白を発現するような遺伝子組み換えイネを作成したが、AT1に対する免疫原性は得られなかった。経鼻ワクチン開発では、AT1-肺炎球菌表面抗原を抗原蛋白として作成し、アジュバント,ナノゲル技術を利用して、ラットに経鼻免疫したところ、降圧効果が認められた。当初の計画では、平成26年度において、ワクチンの高血圧に対する効果を評価する予定であった。経口ワクチンに関しては、遺伝的にhomogenousとなるまで、4-5世代継代しなければならず、1世代あたりに数カ月の時間を要するため(イネを収穫し、得られたコメを発芽させイネとなるまで育てる)、効果を検討する実験を行うまでに時間がかかった。また、経鼻ワクチンに関しては、免疫原性を有するキメラ蛋白の作成に時間を要している。高血圧経口型AT1ワクチンにおいては、現在、皮下注射によりラットでの免疫原性(抗体価が誘導されるか)と降圧効果を確認している最中である。効果が得られれば、実際に経口投与を行い、最適となる条件(投与回数、間隔、投与量など)を検討したい。経鼻型AT1においては、新たに精製したキメラ蛋白を、皮下注射にてまずはラットでの免疫原性(抗体価が誘導されるか)と降圧効果を確認する予定である。経口型ワクチンと同様に経鼻ワクチンも効果が得られれば、経鼻投与での最適となる条件を検討したい。平成25年度の計画では、目的とするワクチンの作成が主体であり、「研究実績の概要」に記載したように、経口ワクチンは予定通りに進んでいる。一方、経鼻ワクチンに関しては、当初の計画通りにワクチンの抗原蛋白の作成を試みたものの、抗原性が得られず、さらに追加で新規の抗原蛋白(HBsとのキメラ蛋白)の合成を試みたが、発現量がわずかであり、ワクチンとして精製するには十分量が得られなかった。未使用額の発生は、効率的な物品調達を行った結果であり、翌年度の消耗品購入に充てる予定である。経口AT1ワクチンに関しては、homogeneousとなるように継代を進めた上で、得られた抗原蛋白の免疫原性や、実際の降圧効果を確認していく(平成26年度)。経鼻AT1ワクチンに関しては、新たなキメラ蛋白を大腸菌を用いて作成した上で、経口ワクチンと同様に効果を評価していく(平成26年度)。当初予定していたワクチンの効果を検討する実験がやや遅れているため、26年度の研究費に未使用が生じたが、27年度に行う予定の研究計画と併せて実施する予定である。当初予定していた経鼻ワクチン実験において、抗原蛋白の発現量がわずかであり、その後の解析の実施が遅れたため、25年度の研究費に未使用が生じたが、26年度に行う予定の研究計画とあわせて実施する。
成人病危険因子重積下の心臓疾患増悪要因の解明

1)急性心筋梗塞の発症状況の地域における把握と危険因子の解析山形県(人口124万)全体における急性心筋梗塞の発症状況を調査した。発症に関わる要因とその地域差を検討し地域内における偏りがあることが明らかになった。発症に日内変動があり、年齢によってその様相が異なる事を見出した。又、急性期治療の有用性を見出した。2)動脈硬化の危険因子としての高脂血症、糖尿病高トリグリセリド血症が動脈硬化の進展に関与しているかを明らかにする為、WHHL家兎から系統として分離した高トリグリセリド血症家兎(TGH)と250mg/dl以下を示す低トリグリセリド血症(TGL)家兎を対比した。TGH、TGL共に遺伝素因としての高コレステロール血症を共通に持っていることを、LDL受容体遺伝子の解析から明らかにした。粥状硬化の広がりを大動脈と冠動脈について調べた。大動脈弓部はTGHにおいて4ヶ月齢のみ粥腫の広がりはTGLより高度であった。冠動脈についてはTGHとTGLの間に有意差を認めなかった。従って、粥腫形成に及ぼす高トリグリセリド血症の影響は高コレステロール血症ほど強くないことがわかった。TGHの耐糖能はTGLより低下しており、糖尿病のモデルとしての可能性を秘めている事がわかった。3)食後高脂血症家兎の分離絶食時の血清脂質は正常範囲であっても高トリグリセリド血症を示す家兎を遺伝的に純系として分離することが出来た(国内と米国に特許申請)。リポ蛋白代謝がヒトに類似し動脈硬化を作製し易い家兎を用いて、危険因子と心臓病に関する基礎的検討を行った。成人病の危険因子には遺伝要因と環境要因とがあるが、遺伝要因の影響を明らかにするために家族性高コレステロール血症と成因を同じくするWHHL(Watanabe heritable hyperlipidemic rabbit)の選抜育種の過程で純系として確立した高トリグリセライド血症家兎(TGH)、低トリグリセライド血症家兎(TGL)と、対照として雑種の日本白色家兎(JW)を用いた。本年度は、1)遺伝的に純系のモデルの病因を明らかにする。Differential displayによる候補遺伝子の探索精度と効率を高めるために紫外可分光解析システムと自動DNAシーケンシングシステムを設備として購入し、肝臓の遺伝子発現の比較を始めた。2)心臓疾患として心筋虚血・梗塞と動静脈短絡による心肥大・拡大を検討した。前者については、高脂血症や動脈硬化を伴うと梗塞が拡大するのか、その機序は何かを検討中である。後者について頚動・静脈短絡作製後慢性期に観察される血管と心臓のリモデリング(拡大と肥大)に高脂血症やインスリン抵抗性がどのように影響するか検討中である。in vivoの病態生理を正確に把握するために高周波の超音波プローブを、病理組織学的変化の評価に落射蛍光顕微鏡を設備した。1)急性心筋梗塞の発症状況の地域における把握山形県(人口124万)全体における急性心筋梗塞の発症状況を調査し、発症に関わる要因とその地域差を検討し、地域内における偏りがあることが明らかになった。又急性期診療の有用性についても見出した。2)動脈硬化の危険因子としての高脂血症高トリグリセリド血症が動脈硬化の進展に関与しているかを明らかにする為、WHHL家兎から系統として分離した高トリグリセリド血症家兎(TGH)と250mg/dl以下を示す低トリグリセリド血症家兎を対比した。TGH、TGL共に高コレステロール血症を共通に持っている。大動脈弓部はTGHにおいて4カ月齢のみ粥腫の広がりはTGLより高度であった。従って、粥腫形成に及ぼす高トリグリセリド血症の影響は高コレステロールほど強くないことがわかった。3)食後高脂血症家兎の分離絶食時の血清脂質は正常範囲であっても高トリグリセリド血症を示す家兎を遺伝的に純型として分離することが出来た(特許出願中)。

1.遺伝性高脂血症モデル高中性脂肪血症の確立と動脈硬化発生・進展との関連4ヶ月、8ヶ月、12ヶ月齢のTGHとWHHL(Watanabe高脂血症家兎)について動脈硬化の広がりの程度を冠動脈と大動脈について比較研究した。各月齢間で大動脈や冠動脈のプラーク面積、プラークの厚さ、マクロファージと平滑筋細胞の内膜への浸潤面積比に有意差を認めなかった。従ってプラーク面積の一義的規定因子は血清コレステロールであり、中性脂肪のレベルはプラーク組成に有意の影響は見出せなかった。不思議なこととして、大動脈の部位別比較を行ったところ、TGH群では大動脈弓のプラーク面積が有意に広くこの傾向は4、8、12ヶ月例で差を認めなかった。又、F2世代とTGH純系第8世代を対比しても同様であった。TGHとWHHLの肝臓からRNAを抽出しdifferential displayを行い、遺伝子発現の差異を検討したところ、5本のバンドがTGHに強く発現していた。プラスミドに挿入して検討し、39個のクローンを得た。ホモロジーサーチを行い17種は既知であることが明らかになった。これらはanti oxidant系の酵素群であった。病理組織所見の結果とdifferential displayの成績は中性脂肪が高いことによって動脈硬化の抑制に働く酵素群が活性化した事を示唆する。血清コレステロールレベルは同一であっても、動脈硬化の程度に個体差が生じる要因と推定される。2.地域疫学調査山形県全県における急性心筋梗塞と突然死の発症登録を実施し、経年データの集積と解析を行なった。発症の時間帯に日内変動を認め午前中(10から11時)に最大となった。日内変動は高齢者程顕著であった。再灌流療法は急性期死亡率の改善に寄与した。
超急性期脳梗塞の早期CTサインの検出支援システムの開発

本研究の目的は,CT画像における急性期脳梗塞の早期CTサインの検出のためのコンピュータ支援診断システムを開発することである.このため,虚血領域の強調・検出・視覚化の3つの方法を開発した.臨床画像にこれらの手法を適用した結果,臨床的有用性が認められた.このシステムの完成は,超急性期脳梗塞の低吸収域検出能力の更なる向上につながると考える.本研究が,急性期脳梗塞診療における患者予後向上の一助になることを期待する.本研究の目的は,CT画像における急性期脳梗塞の早期CTサインの検出のためのコンピュータ支援診断システムを開発することである.このため,虚血領域の強調・検出・視覚化の3つの方法を開発した.臨床画像にこれらの手法を適用した結果,臨床的有用性が認められた.このシステムの完成は,超急性期脳梗塞の低吸収域検出能力の更なる向上につながると考える.本研究が,急性期脳梗塞診療における患者予後向上の一助になることを期待する.単純CTは,未だに急性期脳梗塞の診断に最もよく用いられている検査である.単純CTは,汎用性と迅速性に優れているため,救急施設では第一選択の画像検査として用いられている.また,過去十年間,血栓溶解療法の普及に伴い,単純CTにおける急性期脳梗塞の早期虚血サインが大きく注目されてきた.早期虚血サインは,発症早期に淡い脳実質の低吸収域として現れ,血栓溶解療法の適用の判断に用いられる.しかし,わずかなCT値の変化として現れる低吸収域を検出することは困難であり,医師の読影経験と知識がその検出に影響すると言われている.したがって,急性期脳梗塞の診断では,CT画像における早期虚血サインの検出精度の向上が望まれている.早期虚血サインの検出精度を向上させる方法として,画像処理による早期虚血サインの描出能の改善が挙げられる.いままで我々は,ノイズ低減フィルタを開発し,CT画像に適用した結果,早期虚血サインの描出能を改善できる可能性を示した.本研究では,単純CT画像における急性期脳梗塞のコンピュータ支援診断(CAD)システムの開発を目的として,虚血による低吸収域の存在の有無を判定し,低吸収域の存在する位置を粗領域としてCT画像上で検出する一手法を提案した.異常26例,正常30例に本手法を適用し,しきい値を感度が最も高くなるように設定したとき,感度は約92%,1画像あたりの偽陽性数は0.16個となった.今後,パラメータの最適化などをさらに検討し,実用的なCADシステムの構築を目指す.単純CTは,汎用性と迅速性に優れているため,救急施設では第一選択の画像検査として用いられている.また,過去十年間,血栓溶解療法の普及に伴い,単純CTにおける急性期脳梗塞の早期虚血サインが大きく注目されてきた.早期虚血サインは,発症早期に淡い脳実質の低吸収域として現れ,血栓溶解療法の適用の判断に用いられる.しかし,わずかなCT値の変化として現れる低吸収域を検出することは困難であり,医師の読影経験と知識がその検出に影響すると言われている.したがって,急性期脳梗塞の診断では,CT画像における早期虚血サインの検出精度の向上が望まれている.早期虚血サインの検出精度を向上させる方法として,画像処理による早期虚血サインの描出能の改善が挙げられる.いままで我々は,ノイズ低減フィルタを開発し,CT画像に適用した結果,早期虚血サインの描出能を改善できる可能性を示した.本研究では,Z-score法を提案しCADシステムの検出能力の向上を図る.正常データベースとして,脳梗塞の認められない正常な30例の脳CT画像を用いた.本研究では,16例の低吸収域を含む患者を用いて視覚評価を行った.視覚評価の結果,本手法による低吸収域の検出感度は79.4%で,そのときの偽陽性は一画像あたり0.56個であった.実験の結果は,画像統計解析を用いた本手法が,急性期脳梗塞の低吸収域の描出を改善することができることを示唆した.本研究の目的は,単純CT画像における急性期脳梗塞の脳実質低吸収域の検出のためのコンピュータ支援診断(CAD)システムを開発することである.急性期脳梗塞の画像診断では,虚血領域の有無とその範囲を同定することが重要である.多くの施設では救急時の第一選択として単純CTが用いられているが,急性期脳梗塞に対する低い検出率,虚血範囲判定の精度の低さが問題となっている.この問題の解決のため,虚血領域の強調・検出・視覚化の3つの方法について提案し,その有用性を評価した.初めに,低吸収域を強調することを目的としたノイズ低減フィルタを提案した.シミュレーション実験により既存の14種類のノイズ低減フィルタと性能比較を行った結果,提案手法は,急性期脳梗塞の低吸収域の描出に関して最も高い性能を有することがわかった.さらに,臨床画像を用いた観察者実験の結果,提案手法は,検出感度を69%から89%に有意に向上させることができた.次に,低吸収域の自動検出を目的として,左右脳実質のヒストグラム解析に基づく低吸収域の検出方法を提案した.臨床画像に本手法を適用した結果,検出感度は約92%,1画像あたりの偽陽性数は約0.16個であった.最後に低吸収域の視覚化を目的とした画像統計解析に基づくZスコアマッピング法を提案した.臨床画像に適用した結果,低吸収領域と正常領域の間でZスコア値に統計的有意差が認められた.臨床上の観察者実験の結果,低吸収領域の範囲定量化の正確さは82.6%から86.6%に向上した.
初等アセンブラプログラミングを対象とした事例に基づくアドバイス支援システム

本研究では,アドバイスを与える際,最初から詳細な助言を与えるのではなく,最初は簡単なヒントを提示し,徐々にアドバイスを詳しくして行くべきであると考え,段階的にアドバイスを提示するアドバイス提示モデルを提案した.実装したシステムにおいては,原則として学生が同じプログラムに対してアドバイスを要求するごとにアドバイスを詳しくするが,次のレベルのアドバイスを提示するまでに時間制限を付ける形とした.また,事例に基づくアドバイス文生成法を2つ提案した.過去のアドバイス事例との類似性に基づいてアドバイスを行う方法であり,「類似性に基づく方法」と呼ぶ.アドバイス事例はアドバイス対象となるプログラムとそのプログラムに対して提示したアドバイス文の組で構成する.2つめは,正しく動作するプログラムとの差異を解析してアドバイス文を生成する方法であり,「差異に基づく方法」と呼ぶ.正しく動作するプログラムは,我々が既に実現したプログラム評価支援システムの評価事例ベースに含まれるものが利用可能である.以上で述べた手法を用いて,CASLIIプログラミングを対象としたアドバイスシステムを開発した.本システムを実際の授業で活用した結果,学生からのアドバイス要求に対してアドバイスを提示できた割合は平均で約60%であった.提示されたアドバイス文の有用性については,「役に立ったこともあった」と回答した学生がほとんどで,「多くが役に立った」と回答した学生は20%程度であった.「類似性に基づく方法」ではあらかじめアドバイス事例を作成しておく必要があるが,「差異に基づく方法」では教員が行う評価プロセスで自動的に獲得した評価事例を用いるため,「差異に基づく方法」が特に有用であることが明らかになった.アドバイス文の品質を高めることが今後の課題となる.本研究では,アドバイスを与える際,最初から詳細な助言を与えるのではなく,最初は簡単なヒントを提示し,徐々にアドバイスを詳しくして行くべきであると考え,段階的にアドバイスを提示するアドバイス提示モデルを提案した.実装したシステムにおいては,原則として学生が同じプログラムに対してアドバイスを要求するごとにアドバイスを詳しくするが,次のレベルのアドバイスを提示するまでに時間制限を付ける形とした.また,事例に基づくアドバイス文生成法を2つ提案した.過去のアドバイス事例との類似性に基づいてアドバイスを行う方法であり,「類似性に基づく方法」と呼ぶ.アドバイス事例はアドバイス対象となるプログラムとそのプログラムに対して提示したアドバイス文の組で構成する.2つめは,正しく動作するプログラムとの差異を解析してアドバイス文を生成する方法であり,「差異に基づく方法」と呼ぶ.正しく動作するプログラムは,我々が既に実現したプログラム評価支援システムの評価事例ベースに含まれるものが利用可能である.以上で述べた手法を用いて,CASLIIプログラミングを対象としたアドバイスシステムを開発した.本システムを実際の授業で活用した結果,学生からのアドバイス要求に対してアドバイスを提示できた割合は平均で約60%であった.提示されたアドバイス文の有用性については,「役に立ったこともあった」と回答した学生がほとんどで,「多くが役に立った」と回答した学生は20%程度であった.「類似性に基づく方法」ではあらかじめアドバイス事例を作成しておく必要があるが,「差異に基づく方法」では教員が行う評価プロセスで自動的に獲得した評価事例を用いるため,「差異に基づく方法」が特に有用であることが明らかになった.アドバイス文の品質を高めることが今後の課題となる.最初に,動作の正しいプログラムとの差異を同定することによって,その差異に基づいてアドパイス文を生成する方法について検討を行った.動作の正しいプログラムは評価支援システムのための評価事例ベースに蓄積されているので,それらが利用可能である.すなわち,評価事例ベースから,アドバイス対象となるプログラムに最も類似するプログラムを含む事例を検索し,検索された事例との差異が「採用条件」を満たせばニアミスと判断し,その差異を解析してアドバイス文を生成する.初等アセンブラプログラミングにおけるプログラム間の差異として,正しく動作する方のプログラムを基準とすると,(a)誤命令,(b)命令の不足,(c)過剰な命令,(d)順序の違い,(e)ラペル位置の違いの5種類の差異を扱うものとし,差異の種類に応じたアドパイス文を生成する.このような手法によるアドパイス文生成実験システムをサーバコンピュータに実装し,昨年度に提出されたプログラムを用いて実験を行った.その結果,1度の課題提出で構築された評価事例ベースを用いることで,ニアミスプログラムへのアドバイスの約半分程度を差異に基づくアドバイス支援システムがカバーできる可能性が示唆された.この場合,実用的なアドバイスが生成される割合は75%から60%である.上で述べた手法とアドバイス事例との類似性に基づいてアドバイス文を生成する手法の2つの手法を採用して,学生のプログラムに対するアドバイスシステムの基本部分をサーバコンピュータ上に実装した.学生がクライアントパソコン上で,プログラムをセットして「アドバイス要求ボタン」をクリックすることで,プログラムがサーバに送られて,サーバでそれに対するアドバイス文を生成してクライアントに送り,アドバイス文が表示される仕組みである.実際の授業で試用して本システムの枠組みが適切に動作することまでを確認した.本研究では,アドバイスを与える際,最初から詳細な助言を与えるのではなく,最初は簡単なヒントを提示し,徐々にアドバイスを詳しくして行くべきであると考え,段階的にアドバイスを提示するアドバイス提示モデルを提案した.実装したシステムにおいては,原則として学生が同じプログラムに対してアドバイスを要求するごとにアドバイスを詳しくするが,次のレベルのアドバイスを提示するまでに時間制限を付ける形とした.また,事例に基づくアドバイス文生成法を2つ提案した.過去のアドバイス事例との類似性に基づいてアドバイスを行う方法であり,「類似性に基づく方法」と呼ぶ.アドバイス事例はアドバイス対象となるプログラムとそのプログラムに対して提示したアドバイス文の組で構成する.

2つめは,正しく動作するプログラムとの差異を解析してアドバイス文を生成する方法であり,「差異に基づく方法」と呼ぶ.正しく動作するプログラムは,我々が既に実現したプログラム評価支援システムの評価事例ベースに含まれるものが利用可能である.以上で述べた手法を用いて,CASL IIプログラミングを対象としたアドバイスシステムを開発した.本システムは平成14年度に大枠を実装し,実際の授業で適切に機能することを確認した.平成15年度は,前年度実装したシステムの細かな不具合を改善し,提示されたアドバイスについて学生からフィードバックを収集するための機能を付加した.実際の授業で活用した結果,学生からのアドバイス要求に対してアドバイスを提示できた割合は平均で約60%であった.提示されたアドバイス文の有用性については,「役に立ったこともあった」と回答した学生がほとんどで,「多くが役に立った」と回答した学生は20%程度であった.アドバイス文の品質を高めることが今後の課題となる.
国際人を目指す小学校社会科教育の実証研究－米日韓の授業観察・比較を通して

本研究の目的は、米日韓の小学校社会科授業を観察し、国際人の育成を求めている現在の社会科教育が、子どもの見方や考え方に与える影響を明らかにし、改善案を提案することである。研究初期に行った調査は、有りのままの社会科授業から得られる示唆を議論することによって研究改善の手がかりを探ることに集中したので“国際人の素養"がどのように解釈され、授業が行われているのかを知ることには限界があった。それ故、2015年の夏・冬休みの特別授業を研究対象にした際には、社会科授業における諸要素(カリキュラム・資料・コミュニケーション類型など)の差が子どもの見方や考え方に与える影響を明らかにすることに集中した。その内容を研究会で議論する度に、多様な関心・意見から研究改善の手がかりを得ることもできた。もちろん、授業は`状況'なので厳密なInput・Outputを表すことは難しいが、質的研究方法を通して、国際人の育成を求めている現在の社会科教育はカリキュラム(指導要領)をベースに行う授業コミュニケーションの差によって子どもの見方や考え方に影響を与えていることをある程度、明らかにすることができた。その研究結果を基に多角的な授業改善案を提案する研究がこれからの課題として求められており、現在はそれに取り込んでいる。また、本研究の主なテーマである`国際人を目指す小学校社会科教育'と2015年に採択されたユネスコの新しい教育アジェンダ(GCED:グローバル市民性教育)は深く関係している。そのため、多様な分野の研究者が集まってGCEDを議論する場になった「2015世界教育フォーラム」関係のセミナーなどへ参加し、日常の授業を通してグローバル市民の見方・考え方を身に付けるため必要な改善に対して意見交換を行うと共に、新しい教育アデンダに関する実証研究として本研究の特徴を広報するためアウトリーチ活動に集中した。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、米・日・韓の小学校における社会科授業を観察し、国際人の育成を求めている現在の社会科教育が、子どもの見方や考え方に与える影響を明らかにし、諸要素を基に改善案を提案することが目的である。そのため、2014年には韓日小学校の社会科授業を観察し、子どもたちの学習状況及び結果の比較を基に現在の社会科教育が子どもの見方や考え方に与える影響を明らかにしようとした。両国のカリキュラムにおいて6年社会科の後期(日本の場合は3学期)に扱われている同主題(国際理解単元)の授業を小学校4か所(韓国のヨンワル小学校、ゲサン小学校と日本の広島大学付属小学校、明郷小学校)で観察し、質的研究方法(子どもと教師のインタビュー、VTRで授業録画、ワークシートの比較分析)を活用して学習の影響や結果を解釈した。観察対象の授業はその流れによって、子どもたちが`世界に関して考える'授業と`世界に関する情報を知る'授業に分けることができる。そして、子どもの見方・考え方は世界に関して悩んで考える授業の過程を通して変わり始まることが見つけられた。その一部をまとめたのが『広島大学教育学紀要』に乗せている「子どもの思考変容に基づく社会科授業コミュニケーションの類型研究」の論文である。この論文では、子どもの見方・考え方が成長できる社会科授業の特徴を考察し、授業過程のコミュニケーション構造を基に社会科教育の改善を述べた。また、多様なセミナ・Colloquiumに参加し、日韓の社会科授業の現状や示唆を議論することによって研究改善の方向へつながる多様な手がかりを見つけることもできた。しかし、小学校4ヶ所だけでは、研究を進むことに限界があるため、韓国の小学校3か所(ドンシン初等学校・花倉初等学校・山北初等学校)で授業観察の交渉を行い、今年夏・冬休みの実施される特別授業を研究対象にする許可をもらっている。

本研究は、現在の韓日米における社会科授業を通して子どもが獲得している見方や考え方の実態を収集し、質的研究方法を通じて比較することでその諸要素を解明しようとしている。国際化やグローバル化など国際理解教育のスローガンの基に、時代の変化に対応する市民を育てる教育の必要性を述べた研究は多い。とは言うものの、各国の自然・文化・社会制度の面では様々な比較が成されてきたが、授業のような教育の具体的な状況に関する比較研究は極めて少ない。2014年度、本研究で分析した授業は各国の教育実態にもっとも密着しているデータなので、韓日における社会科教育の現状に関する理解を深くして、より望ましい改善案を提案することができた。研究方法の側面では、SECIプロセス(野中郁次郎、1995)を応用して各国の小学校社会科授業をCase Studyとして分析・解釈した。このツールは企業経営におけるアイデア開発のため利用されたもので、会話(聞き合い・話し合い)を通じて人々の考えが変化する過程を観察・分析することができるものである。このようなSECIプロセスの特徴を用いて`授業状況'を読み取り、質的な分析を行う方法として活用するのは、韓日教科教育研究分野の中で本研究が最初である。なお、去年の研究対象である4か所の小学校に加えて、既に授業観察の許可をもらっている3か所の小学校まで広げてデータを分析する過程を通じて、新しい研究方法としての整合性・普遍性が確保できると考えられる。このような点で見ると、今後の授業研究分野において質的研究方法として多様に活用されることが期待できる。27年度が最終年度であるため、記入しない。2014年、ユネスコの教育アゼンダとしてESD(持続可能な教育)が終わってGCED(グロバール市民性教育)へ変化することが決まった。新しいアゼンダとして`GCED'が採択された直後、現状況を把握してその方向性を探るためのセミナ・研究会が次々開かれている。ユネスコが主張しているGCEDは、本研究の主なテーマである`国際人を目指す小学校社会科教育'と深く関係している。けれども、この新しいアゼンダはスローガンとしての概念的なフレームワークが述べられている段階で、具体的な実践研究・実証研究などはなされていない(これは、2015年03月06日ニューヨーク国連本部で開かれた「2015世界教育フォラムの説明会及びグロバール市民教育セミナ」でも同じ)。そのため、名古屋(11月04日17日)で開かれたユネスコ世界会議(ESDの成果共有及び2014年以後の教育アゼンダを議論)の後から、新しい教育アゼンダに関する実証研究として本研究の特徴を広報するためアウトリーチ活動に集中してきた。さらに、2015年5月に韓国の仁川で開かれる「2015世界教育フォラム」は`GCED'を幅広く・深く議論する場になる。そのような議論の先端には`ユネスコアジア太平洋国際理解教育院'が位置し、国際会議・学術大会・シムポジウムなどを開催している。
熱力学的観点から探るイオン液体の動的性質の制御

本研究では,R=ブチル基(bmim)のbis(trifluoromethylsulfonyl)imide(Tf2N)塩である[bmim][Tf2N],およびR=ヘキシル基の塩[hmim][Tf_2N]について精密熱容量測定を行い,ガラス転移現象,多形,結晶の融解挙動を観測した.[bmim][Tf_2N]では,ガラス転移温度は182Kであった.また,融点は270.40Kであり,融点直下では複雑な融解前駆現象が観測された.また,融解エンタルピーは24.OkJmor^<-1>であり,融解エントロピーは88.9JK^<-1>mor^<-1>であった.[hmim][Tf2Nについては,ガラス転移温度は183Kであり,結晶化の方法によって幾つかの多形が出現する現象が見出された.最安定相(1相)の融点は272.05Kであり,融解工ンタルピーは27.9 kJ mol^<-1>,融解エントロピーは102.4JK^<-1>mol^<-1>であった.両者を比較すると,[bmim][Tf2N]の融解エントロピーは約20%も大きいにもかかわらず,融点は1.65K(0.6%)しか増加していない.分子量の増加による凝集エネルギーの増加分と融解エントロピーの増加分が相殺して転移温度がほとんど変化しなかったものと考えられる.一方,両化合物とも固相中でガラス転移に類似な熱異常が観測されており,これらの化合物においては,分子内自由度が大きいことに起因した複雑な結晶多形現象やその凍結現象が共通して現れることが明らかになった.イオン液体の低融点の起源を明らかにするには,イオン液体の構造やダイナミックス,固相での結晶構造などとともに,熱力学的観点からの理解が重要である.そこで本研究では,極低温から液相に至る広い温度範囲での熱容量を測定し,イオン性液体における融解現象を熱力学的観点から系統的に解明することを目的とした.また結晶およびイオン液体状態での分子運動状態を調べるために分子動力学計算を行い,微視的状態をも明らかにすることを目指した.特に,1-R-3-methylimidazolium(R=アルキル基)の塩について,アルキル基およびハロゲンを変化させたときの格子振動の変化,エントロピー,エンタルピー差,融解挙動を調べており,本年度はR=ブチル基(bmim)のbis(trifluoromethylsulfonyl)imide(Tf_2N)塩である[bmim][Tf_2N]について精密熱容量測定を行い,R=ヘキシル基の[hmim][Tf_2N]との比較を行った.[bmim][Tf_2N]の液相は210K付近までは比較的安定に過冷却し,また,すみやかに冷却した場合は容易にガラス化した.ガラス転移温度は182Kであり,結晶の融解は270.4Kに観測された.融点直下では複雑な融解前駆現象が観測され,過冷却液体状態から結晶化させた場合と,その結晶を昇温して試料の一部分を融解させた後に冷却して結晶化させた場合には熱容量に差があることを見出した.融解エンタルピーは24kJ mol^<-1>であり,融解エントロピーは88JK^<-1>mol^<-1>であった.一方,結晶において60Kおよび75K付近に新たに熱異常が観測された.これらの熱異常ではガラス転移に特徴的な緩和現象が観測されたことから,結晶相において何らかの不規則性が存在し,それが温度の低下により凍結してガラス状態となることが考えられる.本研究では,R=ブチル基(bmim)のbis(trifluoromethylsulfonyl)imide(Tf2N)塩である[bmim][Tf2N],およびR=ヘキシル基の塩[hmim][Tf_2N]について精密熱容量測定を行い,ガラス転移現象,多形,結晶の融解挙動を観測した.[bmim][Tf_2N]では,ガラス転移温度は182Kであった.また,融点は270.40Kであり,融点直下では複雑な融解前駆現象が観測された.また,融解エンタルピーは24.OkJmor^<-1>であり,融解エントロピーは88.9JK^<-1>mor^<-1>であった.[hmim][Tf2Nについては,ガラス転移温度は183Kであり,結晶化の方法によって幾つかの多形が出現する現象が見出された.最安定相(1相)の融点は272.05Kであり,融解工ンタルピーは27.9 kJ mol^<-1>,融解エントロピーは102.4JK^<-1>mol^<-1>であった.両者を比較すると,[bmim][Tf2N]の融解エントロピーは約20%も大きいにもかかわらず,融点は1.65K(0.6%)しか増加していない.分子量の増加による凝集エネルギーの増加分と融解エントロピーの増加分が相殺して転移温度がほとんど変化しなかったものと考えられる.

一方,両化合物とも固相中でガラス転移に類似な熱異常が観測されており,これらの化合物においては,分子内自由度が大きいことに起因した複雑な結晶多形現象やその凍結現象が共通して現れることが明らかになった.
中世日本における衣服の装飾性に関する史的研究

本研究では、比較的遺品に恵まれた絵画資料(絵巻・肖像画・屏風等)を援用して鎌倉時代初期から桃山時代末期までの“描かれた服飾"を収集・抽出・分類し、実物資料との比較を行いながら、衣服の文様および意匠の変遷を考察した。その結果、平安時代までに確立された色彩を中核とする高度な装飾の体系から、近世の町人階級を主たる受容層として展開した文様中心主義の装飾体系へ移行する過程において、武家服飾がきわめて大きな役割を果たしたことを確認した。すなわち、武家服飾においては、下位の服飾が上位の服飾にとってかわる「形式昇格」とよばれる変化が著しく、公家の服飾からお仕着せの狩衣から、水干、直垂へと、行動に適した武家独自の服飾をその中心に据えるべく変遷していった。直垂は、室町期の中心的服飾として隆盛したが、その内部に形式昇格を生じ、大紋、素襖を生じせしめ、ついには肩衣袴の形式に至る。このような形式昇格の過程で、衣服は前代の装飾様式を継承し、しかるべき地位を得る。と同時に、中心的服飾としての格式を確立するために長大化の道を辿る。その結果、実用性との不均衡を生じ、次第に非実用的な衣服となって、次ぎなる形式昇格の契機となる。以上のような、武家服飾を中心に展開した形式昇格の特質を考察した結果、近世の小袖における文様主導の意匠様式が登場する理由について新しい解釈を提示するに至った。小袖は衣服としてもっとも下着に近い存在であり、衣服のヒエラルヒ-の最下位にあったため、これ以上の形式昇格は起こり得なかった。しかし、一度、服飾の中心に進出した以上、その格式を維持するための装置が不可欠であった。そこで、文様によって衣服の格式を維持する様式が生じ、近世を通じて原則的に不変であった小袖のうえに文様中心主義ともいうべき装飾様式が展開されたのである。
ジーンサイレンシングを応用した発症抑制系による花の葉化誘導メカニズムの解明

植物病原細菌ファイトプラズマは様々な植物に感染し、世界中の農業生産に深刻な被害をもたらす。ファイトプラズマのもつ葉化誘導因子ファイロジェンは花を葉へと変化させる葉化を引き起こす。葉化はファイトプラズマの感染環において重要、かつ葉化した植物は育種素材として価値が高い。従って、花の葉化誘導メカニズムの解明はファイトプラズマに対する新規防除戦略及び病原体フリーな新規園芸品種創出への基盤構築になることが期待される。しかし、葉化植物は正常な生殖器官を形成できず不稔となるため、葉化に関わる植物因子の探索は困難である。そこで、ウイルスベクターを用いた任意の遺伝子発現抑制法であるウイルス誘導ジーンサイレンシング(VIGS)によって、葉化植物においてファイロジェンの発現を一過的に抑制し、稔性を回復させることで、順遺伝学的スクリーニングによる葉化に関わる植物因子の探索が可能となると考えた。本研究では、モデル植物であるシロイヌナズナでファイロジェンを発現させたのち、VIGS法を用いてファイロジェンの発現を抑制し、稔性を回復させる。次に、葉化誘導に必須な植物因子群を特定し、その作用機構を調べることで葉化誘導の分子機構を解明する。これまでに、ファイロジェンの機能はモデル植物であるシロイヌナズナだけで解析されていたが、葉化はファイトプラズマが感染したあらゆる植物で観察される。本研究では、葉化植物にウイルスベクターを効率的に接種することが重要であるため、本年度ではその検討を行った。この過程において、様々な植物に感染するウイルスベクターを用い、様々な植物でファイロジェンを発現させることで、ファイロジェンが様々な植物に葉化を誘導することを明らかにした。様々な植物に感染するウイルスベクターを用い、様々な植物でファイロジェンを発現させることで、ファイロジェンはシロイヌナズナだけでなく、様々な植物に葉化を誘導することを明らかにした。この成果により、ファイロジェンによる葉化誘導の分子機構の解明に寄与する知見が得られたことから、一定の進捗があったと考えられる。作出したウイルスベクターを用いて、葉化植物においてファイロジェンの発現を一過的に抑制し、稔性を回復させることで、葉化に関わる植物因子群の探索の基盤構築を目指す。また、植物間で保存された因子に着目し、葉化誘導の分子機構についてさらなる解析を進める。
中性子検出用リチウムアルミネート結晶シンチレータの開発

本研究では、セキュリティ機器や資源探査時の検層装置に組み込まれている中性子検出器の高まる需要と従来技術の3ヘリウム代替材料の課題を考慮して、新しい中性子検出用の6リチウム含有型シンチレータ結晶の探索を行っている。本研究で特に着目したのが、リチウム元素を含有し、バックグラウンド源となるガンマ線に対して低感度であることが期待されるリチウムアルミネー・トLiAlO_2結晶である。当該年度においては、μ-PD法により希土類元素や遷移金属元素などを単一もしくは複数微量添加した際の基礎的な光学及びシンチレーション特性を系統的に調査した。粉末X線回折評価より、作製されたサンプルはすべて単相であり、不純物相などは確認されなかった。また、へき開性や潮解性も見られなかった。光学特性評価においては、80%以上の高い透明性を確認し、また、発光特性においては遷移金属元素であるTiやCu、Mnを添加したサンプルにおいて光励起及び放射線励起時に強い発光を示していた。一方で、希土類元素を添加したサンプルにおいては発光が見られないことから、イオン半径の大きな違いにより、希土類元素が結晶中に固溶出来なかったことが推測される。上記遷移金属元素を添加したサンプルについて、中性子照射時の波高値スペクトル測定により発光量を見積もった結果、TiやCuを添加したサンプルは、サンゴバン社製のリチウムガラスシンチレータを上回る性能を示していた。具体的には、リチウムガラスシンチレータが約6000 photons/neutronであるのに対して、当該シンチレータは7000-10000 photons/neutronと非常に高い発光量を示していた。これまでリチウムを含有した酸化物シンチレータは数多く検討されてきたが、当該シンチレータのように優れた性能を示すものは報告されていないことから、新しい中性子シンチレータ材料の開発におけるデザインルールに貢献できることが期待される。今回報告したシンチレータは発光中心である遷移金属元素の濃度やホスト結晶組成の最適化を行っていない早い段階で、市販品であるリチウムガラスシンチレータを上回る性能が確認されており、さらなる性能向上が期待できるため。更なる性能向上のために、発光中心元素濃度及びホスト結晶組成の最適化を検討する。また、ガンマ線に対する感度の評価やデバイス応用を想定した大口径化の可能性を模索する。
脊髄シナプスレベルにおけるヒスタミンの鎮痛発現機序に関する研究

ヒスタミン(HA)と選択的H2受容体アゴニストはH1KOマウスの新線状態ニューロンに内向き電流を発生させた。HAと選択的H1受容体アゴニストはH2KOマウスニューロンで内向き電流を発生した。H1とH2のダブルKOマウスのニューロンではHA、H1やH2受容体アゴニストは共に無効であった。この内向き電流はKチャネルの抑制によってもたらされた。以上のことから、HAのH1とH2受容体は中枢におけるHAの興奮惹起作用に関与することを明らかにした。生後23週齢のマウスおよびラットの脊髄背側交連核(SDCN)ニューロン領域を含む脊髄のスライス標本を作用し以下の実験に供した。1.シナプス・ブートン標本を用いた研究シナプス前神経終末やシナプス後膜側ニューロンへのヒスタミン(HA)の作用機序をより性格に解明するために、脊髄スライス標本のSDCN領域より機械的処理のみでSDCNニューロンを単離した。本単離SDCNニューロンには生理的機能を良好に維持したグルタミン酸(Glu),グリシン(Gly)やγ-アミノ酪酸(GABA)作動性神経終末部が多数付着しており、自発性のmEPSCやmIPSCを、またそれらの神経終末部の一つに選択的に電気刺激を与えるフォーカル刺激によって、単一シナプスレベルで誘発されるeEPSCやeIPSCを記録できる。今回はGlyおよびGABAで惹起されるmIPSCとeIPSCへのHAの修飾作用をみた。その結果HAはGlyやGABAの自発的遊離で惹起されるmIPSCの頻度には全く影響を与えず、軽度にmIPSC電流の振幅を増加した。本結果は酵素処理で単離した神経終末部が付着していないニューロンへのGly投与で発生するスナプス下膜での応答がHAで増加されるのと同じであった。2.シナプス・ブートン標本を用いた研究機械的処理のみで神経終末部が付着する単一にニューロン(シナプス・ブートン標本)を用いて、GlyやGABA作働性の単一神経終末部のフォーカル刺激で発生するeIPSCの発生頻度、電流振幅の大きさはHで全く影響されなかった。以上の1と2の結果より、HAはGlyやGABA作働性のシナプス前神経終末部には作用せず、シナプス下膜レベルにおいてのみGlyやGABA応答を促進的に修飾するものと結論できた。なお、HAのH_1,H_2受容体の選択的アゴニストやアンタゴニストが如何なる細胞内機序でシナプス下膜のHA応用を修飾するのかをHAノックアウトマウスを用いて現在検討中である。本年度はヒスタミン(HA)受容体ノックアウト(KO)マウスを用いた実験を行った。HA受容体のサブタイプであるH_1とH_2受容体のそれぞれ又は両者をノックアウト,したマウスから線条体ニューロンを単離し、H_1,H_2受容体の選択的アゴニストやアンタゴニストの効果を調べた。1.HAは正常ラットのK^<+>コンダクタンスを抑制することよって興奮を惹起するが、HAとH_2受容体のアゴニストであるdimapritはH_1-KOマウスのニューロンに、膜電位固定下、興奮性内向き電発生した。他方、HAとH_1受容体のアゴニストであるHTMTもH_2-KOマウスのニューロンに内向き電流を発生した。H_1とH_2ダブルKOマウスではH_1とH_2受容体のアゴニストは無効であった。2.HAで発生する内向き電流はH_1アンタゴニスト(mepyramine)とH_2アンタゴニスト(tiotidineとranitidine)に感受性を有する2電流成分からなり、H_l受容体応答の閾値はH_2受容体のそれよりも約130倍低かった。3.H_1,H_2受容体はいずれもK^<+>コンダクタンスを抑制して、興奮性の内向き電流を発生した。4.以上の結果は本年5月末までに投稿する。ラット脊髄の背側交連核(SDCN)ニューロン群は腎臓、大腸、子宮、膀胱からの痛覚情報の求心性上行路に位置し、痛覚を上位中枢へ中継する。本ニューロンには脊髄後角第2層に存在する求心性の感覚中継ニューロンと同様に、知覚神経からの興奮性グルタミン酸作働性入力を受ける。また近傍の介在ニューロン群を介してグルタミン酸作働性の興奮性入力やGABAやグリシンの抑制性入力を受取る。本年度はこのSDCNニューロンに投射するグリシン作働性神経終末部からのグリシンの自発性ならびに活動電位依存性遊離に対してヒスタミン(HA)受容体のサブタイプH_1, H_2とH_3がいかなる修飾作用を有するかを明らかにするために、これら3種のHA受容体サブタイプの選択的アゴニストを用いて実験を行った。〈結果〉1.自発性のグリシンの抑制性

シナプス後電流(sIPSC)は代謝型H_1とH_2受容体の選択的刺激によって、その頻度が増加した。すなわちグリシン神経終末部にこれら両受容体があってグリシンの遊離を増加させる。2. H_3受容体の選択的活性化によってもグリシンの遊離頻度は増加した。〈結論〉以上のことから、HAは脊髄レベルでの上行性痛覚の伝導を抑制する働きがある。すなわちセロトニン(5-HT)やノルアドレナリン(NA)と同様に、HAは生体において鎮痛作用を促進する物質の一つといえる。
電話による日本語リスニング・スピーキング自動試験の運用性・信頼性・妥当性の検証

教育の高度化ならびに留学・就業に際しての必要性から日本語スピーキング試験を求める機運が高まっている。OrdinateCorporationは音声認識技術とテスト理論を活用して外国語のスピーキングとリスニングの技能を自動的に測定するシステムを開発・運用している。本研究計画の主な目的は日本語自動試験開発に必要な音声データ収集に協力しつつ、運用性・信頼性・妥当性などを検証するためのデータを収集することにある。今年度の研究活動は母語話者ならびに非母語学習者からのデータ収集が中心となった。母語話者については、大学生1500名程度にデータ収集用の試験用紙を配布し、300名程度について音声データの収録と受験者情報の提供を受けた。社会人については、内田洋行教育システム事業部の協力を受け500名程度から音声データ・受験者情報の収集を行っている。非母語学習者については、国内国外の大学・外国語学校・個人などの協力を受け、3000名程度にデータ収集用の試験用紙を配布したが、音声データならびに受験者情報の収集について期待したほど進められなかった。Ordinate Corporationの自動試験システムは音声認識システムをベースとすることから固定電話での受験を推奨している。音声認識エンジンならびに採点システム開発のためのデータ収集についても固定電話からの受験が求められるが、留学生が固定電話を使用する環境にないことからデータ収集が進まず、このため採点システムの構築が進められず、このためさらに大規模なデータ収集が進めにくいという悪循環に陥ってしまった。受験が固定電話に限定されることが自動試験の運用性にも大きな影響を与えることから、具体的な対応策について日本国内の大手通信会社も交えてOrdinate Corporationと協議を進めている。本研究の主目的は、音声認識技術を活用した日本語スピーキング・リスニング自動試験について、運用性・信頼性・妥当性などを検証することである。日本語のリスニング・スピーキング試験は、教育・学習を客観的なデータから高度化する観点からも、留学・就業など実務上の必要からも求められているが、評価の客観性・統一性・信頼性を確保するためには高度な訓練を受けた試験官を継続的に再訓練する必要があり、短期間に大規模に実施することが困難であるなどの運用上の課題もあった。Ordinate Corporationでは、音声認識技術とテスト理論を活用して、電話を通してシステムと音声で応答することで外国語のスピーキングとリスニングの技能を自動的に測定するシステムを開発・運用している。本研究計画においては、別途同社と協力して作成した日本語スピーキング・リスニング試験の構成と設問項目の事前検討を行い、日本語母語話者ならびに日本語学習者の音声データ収集に協力し、システムの稼動に必要なデータ収集を進めると同時に、運用性・信頼性・妥当性などを検証するためのデータを収集することにある。今年度の研究においては、設問形式と設問項目について日本語のスピーキング・リスニングの試験として適切なものであるかどうか、テストに使用する音声について、いわゆる「標準語」の話者に限定すべきか、さまざまな「方言」の話者を含めるべきか、試験の目的をどう設定するかとの関係で検討した。言語テストの回答に対する統計的な処理には社会的なコンセンサスが成立しているとみなすことができるが、アンケート調査にあたって、対象者の人権・個人情報保護について十分配慮しつつ同意・協力を得るためのデータ収集方法について検討した。今年度後半には、音声データ収集のためのシステム構築が完了し、来年度の本格的なデータ収集のための予備的なデータ収集を行うことができた。
フェオダリア類の鉛直・水平分布様式と多様性の解明

本研究では水産学的・海洋学的に重要であるが情報が乏しいフェオダリア類(単細胞動物プランクトン)に注目し、本グループの分布と多様性の解明を目的として研究を進めている。分布の解明に必要な試料を入手するため、前年度に引き続きフィールド調査を行った。7月には千葉県勝浦沖(黒潮流域)にて、11月には北太平洋にてプランクトン採集を行った。10月には、北海道大学水産学部に滞在し、北太平洋広域から得られたプランクトン試料を顕微鏡観察し、データを蓄積した。さらに、中央水産研究所から拝借した試料を分析し、フェオダリア類の北太平洋・フィリピン海における分布を一部明らかにした。以上の分布に関する研究成果は、国内学会・国際学会にて発表した。フェオダリア類の多様性を解明するために、DNA分析を精力的に行い、これまで別の科とされていたものが実は同じグループであり、従来の科が生活史の異なるステージである事を明らかにした。この成果は国内学会にて公表した(現在、論文を執筆中)。また、愛媛大学、甲南大学および海洋研究開発機構と共同で、フェオダリア類各種の形態的な特徴を解明に取り組んだ。収束イオンビーム加工とEDS分析およびマイクロX線CTなどの最新手法を用いて、各種の骨格構造を精査した。結果として、フェオダリア類と近縁なグループ(放散虫など)とでは骨格の微細構造が大きく異なる事、その違いは生態的な戦略の違いに由来する事などを明らかにし、成果を学術雑誌にて報告した。以上の研究成果とこれまでの研究は日本プランクトン学会で高く評価され、日本プランクトン学会奨励賞を受賞した。分布の解明については定期的なフィールド調査を行っており、必要な試料はほぼすべて入手できており、顕微鏡観察も半分ほどが完了している。また、多様性の解明については、形態的多様性の解明(論文化済み)、系統関係の解明(学会発表済み)などの成果が得られた。そのため、本研究は現在まで順調に進展していると言える。最終年度は国内でのみフィールド調査を行う予定であり、神奈川県沖(5月)、北海道沖(7月)が決まっている。北海道大学水産科学院に滞在し、過去の航海で北極海から得られたプランクトン試料を顕微鏡観察し(6月, 11月)、これまでに得られたデータと合わせて、分布に関する論文を執筆する。また、水中撮影装置の画像データを用いた論文を執筆する。次世代シークエンサーによる環境DNA分析とフェオダリア類各種のDNA分析に関する成果をまとめ、多様性と系統関係に関する論文を執筆する。研究成果は3つの国内学会(プランクトン学会、海洋学会および原生生物学会)、1つの国際学会(国際原生生物学会)にて公表する予定である。
骨再生のための新規多糖機能性細胞足場のデザインと創製

炎症性サイトカインであるIL-6の生物活性を調節するトリプトリドを、疎水化ゼラチンを用いて水可溶化させることにより、トリプトリドを内包したミセルを作製することができた。得られたトリプトリド内包ミセルをゼラチンと混合して架橋することにより、トリプトリド含有ゼラチンハイドロゲルを作製することができた。得られたハイドロゲルからのトリプ・トリドのin vitroにおける徐放性を調べたところ、ゼラチンハイドロゲルの分解とともにトリプトリドが徐放化されることがわかった。次に、トリプトリドをマクロファージ細胞株J774.1あるいは骨芽細胞株MC3T3-E1の培養系へ添加したところ、定量的PCRにより、炎症性サイトカインであるIL-6ならびにIL-10の遺伝子発現が抑制されることがわかった。さらに、トリプトリドと骨形成因子(BMP-2)とを含浸したゼラチンハイドロゲルを作製し、ラットの骨欠損部へ埋入したところ、トリプトリドを徐放化することにより、IL-6、TNF-α,IL-10などの炎症性サイトカインの遺伝子発現を抑制できることがわかった。さらに、再生骨に対して、骨分化マーカーの定量PCRならびにX線断層撮影牽行ったところ、トリプトリドとBMP-2を組み合わせることにより、BHP-2単独と比較して、骨形成を増強できることがわかった。以上の結果は、トリプトリドを徐放化することにより局所での炎症反応を抑制し、より骨再生に適した細胞周辺環境をin vivoで誘導できることを示唆している。当該年度の研究目的は、効率よく骨再生を誘導するために、再生に必要な構造を与え、再生過程を模擬する新規の多機能性足場材料作製を作製することである。架橋密度を変化させることにより、種々の安定性のゼラチンハイドロゲル多孔質材およびゼラチンハイドロゲル粒子を作製した。架橋密度は架橋剤であるグルタルアルデヒドの添加量により制御した。続いて骨再生を正に制御する増殖因子である骨形成タンパク質bone morphogenetic protein(BMP)-2と、骨形成に寄与する細胞を骨再生部位に動員することで骨再生へ寄与する可能性が示唆されているケモカインの一種であるCXC chemokine ligand(CXCL)12とを様々な濃度で、単独あるいは組み合わせてゼラチンハイドロゲル多孔質材あるいは粒子に含浸させた新規のバイオマテリアルを作製した。続いてラット骨欠損モデルを作製し、得られた種々のバイオマテリアルを欠損部へ移植して経時的に実験動物用マイクロCTスキャナを用いて骨再生の程度を評価した。その結果、BMP-2とCXCL12とを含むゼラチンハイドロゲル多孔質材が骨再生を促進することが示唆された。得られた研究成果は、従来より報告されていた以上の骨再生誘導能をもつ新規のバイオマテリアル作製の可能性を示唆したものであり、加齢などによる難治性の骨欠損を再生させる新たな治療法を提案しうる点で意義深く、重要である。当該年度の研究目的は、効率よく骨再生を誘導するために、昨年度に開発した新規の多機能性足場材料を最適化することである。架橋密度を変化させることにより、生体吸収性の異なるゼラチンハイドロゲル多孔質足場材料およびゼラチンハイドロゲル粒子を作製した。骨再生を正に制御する増殖因子である骨形成タンパク質bone morphogenetic protein (BMP)-2と、炎症性サイトカインであるIL-6の生物活性を調節するトリプトリドなどの数種類の薬物とを、単独あるいは組み合わせてゼラチンハイドロゲル多孔質足場材料あるいは粒子に含浸させた新規のバイオマテリアルを作製した。得られた種々のバイオマテリアルをマウス背部皮下へ埋入することにより、生体内における薬物の徐放性を評価した。続いて週齢の異なるラットの尺骨に対して骨欠損モデルを作製し、種々のバイオマテリアルを欠損部へ移植して経時的に実験動物用マイクロCTスキャナを用いて骨再生の程度を評価した。その結果、従来の方法では弱い骨再生しか得られない加齢ラットの骨欠損部においても、BMP-2とIL-6の生物活性を調節する薬物とを含むゼラチンハイドロゲル多孔質足場材料が骨再生を促進することが示唆された。得られた研究成果は、従来から報告されていた加齢などによる骨欠損の治癒不全に対して、新たな治療法を提案しうる点で意義深く、重要である。

さらに、再生骨に対して、骨分化マーカーの定量PCRならびにX線断層撮影牽行ったところ、トリプトリドとBMP-2を組み合わせることにより、BHP-2単独と比較して、骨形成を増強できることがわかった。以上の結果は、トリプトリドを徐放化することにより局所での炎症反応を抑制し、より骨再生に適した細胞周辺環境をin vivoで誘導できることを示唆している。