hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
全ゲノム解析で明らかにする、日本固有カンキツと海外由来カンキツの交雑過程

数々の方法を検討した結果、後者の方法の開発には成功した。得られたDNAを全ゲノムリシーケンシングに供したところ、配列データが得られることがわかったので、この問題は解決した。つまり、今後の研究の妨げになる問題は解決し、今後の研究発展のための道筋ができた。佐賀大学は、先端基盤研究共用促進事業(新たな共用システム導入支援プログラム)に採択された。これの立ち上げに私が深く関わり、そのために時間を費やしてしまい、研究時間の確保が難しかった。「我が国の興味深いカンキツ」を全ゲノムリシーケンシングし、得られたデータをバイオインフォマティクス解析する。精製したDNAを研究受託機関に送り、受託機関から全ゲノムリシーケンシングのデータの提供を受ける。1サンプルあたり12Gb以上(ゲノムサイズの30倍以上)の配列を得る。比較対照については、我々や他の研究グループが既にデータ取得したものを主に用いる。具体的には、タチバナ・シークヮーサー・コウライタチバナの解読を行う。本土のタチバナおよびシークヮーサーは無性生殖するが、原木が異なるいくつかの系統に分かれるので、各々の系統から一点を解読する。有性生殖する沖縄のタチバナは数点を解読する。計10点程となる。また、我々が発見した、日本固有カンキツと海外由来カンキツの交雑の結果で生まれた栽培種についても、計10点程を解読する。一般的なバイオインフォマティクス解析(遺伝的類縁関係、admixture解析など)を行い、これらの過去の歴史を調べる。特に、日本固有カンキツのどの系統から、どこのDNA領域が、国内栽培種に移入したかを調査することが重要である。栽培種は人により選抜されたはずなので、遺伝子移入に何らかの傾向がある可能性が高いからだ。この情報は、我が国のカンキツの利用に活かすことができる。また、九州、特に島嶼部には、特産化できる可能性がある栽培種があり、これらも日本固有カンキツとの交雑可能性がある。また、タチバナ自生地の群内遺伝的構造など、日本国内のカンキツの未調査の問題がある。そこで、九州の在来カンキツ産地や宮崎のタチバナ自生地について現地調査を行い、部分ゲノム解読法RAD-Seqに供し、更に詳細に解析すべき対象を見つける。RAD-Seqの結果、更に詳細に解析すべきとしたもの計10点程を全ゲノムリシーケンシング解読およびバイオインフォマティクス解析に供する。次年度の研究を行うための実験準備は終わっているので、次年度は着実に使用できる。
不活性X染色体の複製時期を支配する因子

不活性X染色体の複製時期に関する一種の変異とも云うべき早期複製型X染色体を保持するMTLB3細胞株を用いたこれまでの成果(Yoshida et al.,1993)を公表できたことが本年度最大の収穫であった。以下に、その内容を要約する。1)MTLB3の早期複製型X染色体は複製時期以外の性質からは晩期複製型不活性X染色体と区別できない。2)MTLB3と他の培養細胞を融合するとB3由来の早期複製型不活性X染色体は晩期複製型へと速やかに変化する。3)このような変化を引き起こす活性はヒトから有袋類までの細胞に、雌雄や由来組織の違いに関わりなく存在していた。4)したがって、X染色体の晩期複製はtrans acting factor(s)によって積極的に維持されており、このfactorが欠乏しているMTLB3では不活性X染色体は早期に複製する。5)このfactorは、S期には活性を持つがG2期には急速に活性を失う。以上の結果から、晩期複製が転写抑制を引き起こすという従来のモデルは否定され、染色体の複製を晩期に調節する機構の存在が新たに示唆された。その後の解析から、このfactorがヒストンH4のアセチル化の有無を目印として、動原体の反復配列を含む不活性な染色体領域の複製時期を調節している可能性が示されつつある。現在、factorをコードしている遺伝子を染色体上にマッピングする目的で微小核融合を行っているが、予備実験の過程で、マウスEC細胞にヒト不活性X染色体を導入した細胞株などを多数得ることに成功した。これらの細胞株は、不活性X染色体の再活性化と細胞分化の関連や間期での異常凝縮などについても重要な知見を与えてくれるであろう。
分子空孔を立体保護場として活用した新規キノイド化合物の創製

本研究では、独自に開発した架橋カリックス[6]アレーン骨格の立体保護効果を活用して、高反応性キノイド化合物を安定に合成・単離するとともに、その構造・性質を解明することを目的として検討を行った。まず、カリックスアレーンの空孔内というミクロ環境が、酸化還元活性なユニットに対して及ぼす効果を調べるために、cone配座に固定されたカリックス[6]アレーンをp-ベンゾキノンユニットで架橋した分子を合成した。各種アミン類との反応について検討したところ、キノン部位への電子移動に比べて付加反応が起こりにくくなっていることが示された。次に、高反応性キノイド化合物として、N-無置換キノンイミンの安定化について検討した。前駆体としてp-アジドフェノールユニット架橋体を合成し、塩基存在下で熱分解を行ったところ、対応するキノンイミン架橋体が良好な収率で生成した。このキノンイミンは、空気や水に対して安定な結晶として単離することができた。また、N-無置換キノンイミンとしては初めてX線結晶構造解析を行うことに成功し、イミン部位が架橋カリックス[6]アレーン骨格により効果的に保護されていることを明らかにした。サイクリックボルタンメトリーを測定し、対応するベンゾキノン誘導体が1電子ずつ2段階の還元を受けるのに対して、キノンイミンは1段階で2電子還元を受けることを明らかにした。また、チオキノンの安定化について検討した。前駆体としてp-(メチルチオ)フェノールユニット架橋体を合成し、塩化鉄(III)で酸化したところ、チオキノンは得られなかったが興味深い転位生成物が得られた。キノイド化合物は、有機反応および生体反応において重要な役割を果たしており、多くの研究が行われてきた。しかし、キノンイミンやチオキノンなど反応性が高いキノイド化合物については、共鳴効果などにより熱力学的に安定化された例は多くあるものの、そのような電子的摂動を加えることなく速度論的に安定化することは困難であった。本研究では、独自に開発したbowl型分子空孔の立体保護効果を活用して、高反応性キノイド化合物を安定に合成・単離するとともに、その構造・性質を解明することを目的として検討を行った。bowl型骨格としては、キノイド化合物の酸化や加水分解を防ぐために、立体保護効果が非常に高い架橋カリックス[6]アレーン骨格を用いることとした。前駆体としてp-アジドフェノールユニット架橋体を合成し、塩基存在下で熱分解を行ったところ、対応するキノンイミン架橋体を良好な収率で得ることができた。このキノンイミンは結晶状態および溶液中いずれにおいても高い熱安定性を示し、また空気や水に対しても安定であった。これは、cone型に固定された架橋カリックス[6]アレーン骨格が、イミン部位を効果的に保護しているためと考えられる。このキノンイミンに対して各種アミン類を反応させたところ、還元体であるp-アミノフェノールを主生成物として与え、キノンの場合と同様に電子移動が起こりやすいことが示唆された。しかし、キノンイミンやチオキノンなど反応性が高いキノイド化合物については、共鳴効果など電子的摂動を加えることにより安定化された例は多くあるものの、速度論的な安定化は困難であった。

本研究では、独自に開発した架橋カリックス[6]アレーン骨格の立体保護効果を活用して、このようなキノイド化合物を安定に合成・単離するとともに、その構造・性質を解明することを目的として検討を行った。高反応性キノイド化合物として、まずN-無置換キノンイミンの安定化について検討した。前駆体としてp-アジドフェノールユニット架橋体を合成し、塩基存在下で熱分解を行ったところ、対応するキノンイミン架橋体が良好な収率で生成した。このキノンイミンは、空気や水に対して安定な結晶として単離することができた。また、N-無置換キノンイミンとしては初めてX線結晶構造解析を行うことに成功し、イミン部位が架橋カリックス[6]アレーン骨格により効果的に保護されていることを明らかにした。サイクリックボルタンメトリーを測定したところ、対応するベンゾキノン誘導体が1電子ずつ2段階の還元を受けるのに対して、キノンイミンは1段階で2電子還元を受けることが明らかになった。次に、チオキノンの安定化について検討した。前駆体としてp-(メチルチオ)フェノールユニット架橋体を合成し、塩化鉄(III)で酸化したところ、予想したチオキノンではなく、メチルチオ基がメタ位に転位した生成物が得られた。そこで、別経路としてp-ヒドロキシスルフェン酸の脱水により合成することとし、前駆体となるp-ブロモフェニルt-ブチルスルフィド架橋体の合成を行った。
中山間地域の傾斜放牧地における黒毛和種繁殖雌牛の栄養生理動態の解明

目的と方法中山間地域の耕作放棄地,放棄林地および牧野を黒毛和種繁殖雌牛の放牧飼養により積極的に活用することを目的に,これらの土地の草資源と想定される野草の(1)反璃胃および消化管内での消化特性(2)野草地植生の季節変化とそこでの放牧牛の栄養利用変化を検討した。結果と考察(1)野草(ネザサ)と牧草(イタリアンライグラス)の反芻胃内分解率を比較した結果,乾物,繊維(NDF)および粗蛋白質のいずれにおいても野草の分解率が牧草よりも低かった。消化管内の通過速度も野草が牧草に比べ遅い傾向にあった。これらの結果は野草の採食量および消化率を,牧草よりも低下させうる要因と考えられた。(2)野草地(ネザサ主体)の現存草量は春に多く秋に少なかった。植生中の出現植物種数と各植物種の現存割合は春から夏の変化が夏から秋の変化より大きかった。牛の採食植物種とその喫食割合も春から夏の変化が夏から秋の変化より大きかった。採食植物の栄養価は植生全体の栄養価よりどの季節でも高かった。このため草量が十分な場合では,牛はエネルギーおよび蛋白質の要求を十分に満たせた。しかし,草量が少ない場合では蛋白質の要求量は満たせるが,エネルギー摂取量は不足した。これらの結果から,野草地で牛の放牧飼養をする場合には,エネルギー摂取量の不足に注意を払うべきことが明らかとなった。まとめ以上の結果から,反芻胃および消化管内での野草の分解率と通過速度は牧草よりも低く,野草は動物にとって利用性が低いことが明らかとなった。しかし,牛は野草地植生から比較的栄養価の高い植物を選んで採食していることが示唆され,こうした対応により草量が十分な場合には,その栄養要求を満たせることが示された。一方,草量が少ない場合にはエネルギー摂取量の不足が第一に懸念されるため,野草地で放牧飼養する場合には,エネルギー飼料の補助的な給与を検討する必要性が示唆された。目的と方法:中山間地域で黒毛和種繁殖雌牛を放牧飼養する場合,公共牧場などの牧草放牧地と林地や牧野などの野草地が想定される。そこで本研究では,ネザサ優占野草放牧地およびイタリアンライグラス放牧地に黒毛和種繁殖牛6頭を1日8時間放牧し,採食量および消化率を5月(春)から7月(夏)にかけて各草地で2回ずつ測定した。これらの結果をもとに両草地での養分摂取量の違いとその充足率を比較検討した。結果:1.草成分:野草は牧草に比べ,乾物率およびNDF含量が高かった。CP含量は野草と牧草で差がなかったが,SIPとDIP含量は牧草で高く,ADIPとUIP含量は野草で高かった。2.採食量および消化率:野草放牧地での乾物,CPおよびDIP摂取量はいずれも牧草放牧地に比べ少なかった。また,野草放牧地での乾物,CPおよびNDF消化率はいずれも牧草放牧地に比べ低かった。3.血液成分:グルコース濃度およびNEFA濃度は両放牧地において差がなかった。BUN濃度は野草放牧地に比べ牧草放牧地において高く,とくに夏の放牧では正常値の上限(20mg/dL)を超えていた。4.栄養充足率:牧草放牧地でのエネルギーおよびCP摂取量は,日本飼養標準肉用牛(2000)から求めた繁殖牛の要求量を上回っていた。一方,野草地での夏の放牧では,エネルギー摂取量の不足が認められた。また両草地での放牧はともにNRC飼養標準肉用牛(2000)から求めた代謝蛋白質要求量を満たしていたが,牧草地の夏の放牧ではエネルギー摂取量に対してDIPの摂取量が過剰であった。まとめ:野草放牧地は牧草放牧地に比べ草のNDF含量が高く,採食量が少なくなる可能性が示唆された。一方,牧草放牧地ではエネルギー摂取量に比べDIP摂取量が多くなり,ルーメン内への窒素供給が過剰になるため,血中の尿素態窒素濃度を高め,繁殖成績を低下させる可能性が示唆された。

このため草量が十分な場合では,牛はエネルギーおよび蛋白質の要求を十分に満たせた。しかし,草量が少ない場合では蛋白質の要求量は満たせるが,エネルギー摂取量は不足した。これらの結果から,野草地で牛の放牧飼養をする場合には,エネルギー摂取量の不足に注意を払うべきことが明らかとなった。まとめ以上の結果から,反芻胃および消化管内での野草の分解率と通過速度は牧草よりも低く,野草は動物にとって利用性が低いことが明らかとなった。しかし,牛は野草地植生から比較的栄養価の高い植物を選んで採食していることが示唆され,こうした対応により草量が十分な場合には,その栄養要求を満たせることが示された。一方,草量が少ない場合にはエネルギー摂取量の不足が第一に懸念されるため,野草地で放牧飼養する場合には,エネルギー飼料の補助的な給与を検討する必要性が示唆された。
在宅ケアに従事する看護職の「生活」の概念の明確化

本研究は、在宅ケアに関わる看護職が援助の際に療養者と家族が望む生活と医療をどう捉え統合し援助の方向性を決定、支援するか訪問看護ステーションと高齢者デイサービスの看護職と福祉職の面接調査から明らかにした。看護職・福祉職が捉える生活は、食事、入浴、睡眠、外出の日々の営みであり社会的交流や役割遂行も含み、基盤に本人の希望が存在する。そして、福祉職は本人の機能低下や要介護状態により失う役割、社会参加等、家族が介護により失う様々な権利の擁護の視点で、看護職は予測を含めて病気や障害、老化に伴う健康状態の変化による安全・安楽な生活への影響、健康状態の生活への影響へ医療の視点から支援していた。介護保険等の充実により、病気や障害を持ちながらも在宅での療養生活が可能となった。在宅ケアに関わる看護師は、療養者と家族の生活を支える医療の専門家である。療養生活は「生活」と「医療」が時に対立、「医療」の視点がその人らしい生活を脅かし、ないがしろにすることは療養者の命を脅かす。看護職は、時に相反する視点を統合して援助の方向性を決定する。本研究は、在宅ケアに関わる看護職が援助を行う際に「生活」と「医療」の視点をどのようにとらえ、その視点をどのように統合して援助の方向性を決定、療養者と家族を支援するかを、居宅サービスである訪問看護ステーションと高齢者デイサービスで勤務する看護師に面接調査を行うことで明らかにする。また、看護の比較として生活の視点で援助を行う他職種として高齢者デイサービスの生活相談員を対象とした「生活」の視点に関する面接調査を同時に行うことで看護の特徴をより明らかすることを目的とする。平成25年度の計画は、在宅ケアにかかわる看護職が捉える「生活」と「医療」の視点、その視点の統合の構造を明らかにするために以下のことを実施予定であった。1関連領域の文献の再検索を行い最新の文献を含めて在宅ケアに関わる看護職の「生活」「医療」に含まれる概念を再検討、2文献から明らかになった「生活」「医療」の概念を参考に「生活」「医療」の視点とその統合を明らかにする半構成的質問紙を作成、3作成した質問紙を使用して予備調査を実施、予備調査結果を分析、43調査結果の妥当性を高めるため調査対象者に質問紙調査を実施、514の結果を踏まえ半構成的質問紙の修正である。本研究は、在宅ケアに関わる看護職が援助を行う際に「生活」と「医療」の視点をどのように捉え、どのように統合して援助の方向性の決定、療養者と家族を支援するかを居宅サービスである訪問看護ステーションと高齢者デイサービスで勤務する看護師に面接調査を行うことで明らかにする。平成26年度の研究実施予定は、前年度申請した予備調査の倫理審査終了後に速やかに実施し、分析を進めるとともに、本調査の倫理審査書類準備及び申請を速やかに行い本調査を実施することであった。本調査は、予備調査結果を踏まえ訪問看護ステーションの看護師、高齢者デイサービスの看護師および生活相談員の各5名程度を対象に、利用者と家族のケアを行う上でどのような視点や内容で「生活」と「医療」を捉え、どのように視点を統合するのかを半構成的質問紙の面接調査で明らかにする。分析は、面接内容の逐語録作成、逐語録の内容から「生活」と「医療」の内容を抽出、カテゴリー化を行う。カテゴリー間の関係性を文脈等から検討、カテゴリー同士のグループ化を行いカテゴリー間の関係性を検討、生活と医療の視点の統合の構造化を図る。分析は分担研究者にスーパーバイズを受ける。また、予備・本調査の結果はまとまり次第順次に学会発表等を行う予定であった。介護保険等の充実により、病気や障害を持ちながら在宅での療養生活を送ることが可能となった。在宅ケアに関わる看護師は、療養者と家族の生活を支える医療の専門家であるが、療養者と家族が望むその人らしい「生活」と「医療」の視点は時に対立する。「医療」の視点がその人らしい生活、療養者のQOLを脅かすことになる。本研究は、在宅ケアに関わる看護職がその援助の際に療養者と家族が望む「生活」と「医療」の視点をどのように捉え、それをどのように統合して援助の方向性を決定、療養者と家族を支援するかを居宅サービスである訪問看護ステーションと高齢者デイサービスで勤務する看護師に面接調査を行うことで明らかにすることを目的とする。さらに、看護職の比較として生活の視点で援助を行う他職種として高齢者デイサービスの生活相談員等の福祉職を対象とした「生活」の視点に関する面接調査を看護師と同様の内容で同時に行い比較検討することで看護の特徴をより明らかする。本研究では、平成25年度に「生活」「医療」に関する文献検討、予備調査に使用する半構成的質問紙を作成。

平成26年度に作成した半構成的質問紙により在宅ケアに関わる看護職(訪問看護ステーション勤務の看護師および高齢者デイサービスに関わる看護師)と福祉職(高齢者デイサービスに関わる生活相談員)の各1名に予備調査(調査方法や内容への意見を含む)を実施した。予備調査の結果より、調査方法や内容を修正、本調査の半構成的質問紙の修正を計画、所属施設の研究倫理審査を受け審査書類を修正していたが、平成27年4月に研究代表者が所属機関を移動、研究時間の確保に限界があり、研究全体の進行が計画より大幅に遅れたため、研究期間延長となった。平成28年度に所属機関の倫理審査申請、審査後に本調査実施、研究成果の発表等を行う予定である。平成27年4月に研究代表者が所属機関を移動、担当授業や学生対応等が増加したため、研究時間の確保に限界があった。よって、研究全体の進行が計画より大幅に遅れるに至った。平成28年度には、平成27年度に実施予定であった予備調査分析、本調査、本調査結果分析、投稿論文作成、学術集会発表準備、研究報告書の作成を行う予定である。介護保険等の充実により病気や障害を持ち在宅療養生活が可能となり、在宅ケアに関わる看護師は療養者と家族の生活を医療の側面から支える専門家である。本研究は、在宅ケアに関わる看護職が援助の際に療養者と家族が望む「生活」と「医療」の視点をどのように捉え、統合し、援助の方向性を決定、療養者と家族を支援するかを居宅サービスである訪問看護ステーションと高齢者デイサービス勤務の看護師、および、生活の視点で援助を行う高齢者デイサービスの生活相談員等の福祉職を対象とした「生活」の視点に関する面接調査を行い明らかすることを目的とした。平成28年度は、予備調査の結果を踏まえ訪問看護ステーション看護師5名、高齢者デイサービスに関わる看護師および福祉職の各3名を対象に「生活」と「医療」をどのように捉えているか半構成的質問紙による面接調査を予定、実際は、訪問看護ステーション看護師1名、高齢者デイサービスに関わる看護師3名および福祉職の2名に面接調査を行った。面接内容の逐語録より、福祉職、看護職が共に支援する方々は、病気や障害、老化にともない介護を必要としていた。そして、福祉職と看護職の支援の目的は、その方々と家族が住み慣れた場所で安全に健康に暮らし続けることであり、それが生活を捉える視点であった。福祉職は、療養者の要介護状態による役割、社会参加や機能低下等による権利喪失、家族の介護負担等による権利喪失への権利擁護の視点で支援を行い。看護職は病気や障害、老化に伴う健康状態の変化による安全・安楽な生活への影響、健康状態の視点から支援していた。加えて、単独の専門職により住み慣れたところで安全に健康に暮らし続けることを支えることは困難であり、それぞれが役割を踏まえた上で、連携・協働を行っている特徴が明らかとなった。今後、訪問看護ステーション看護師への面接調査を追加、分析を深め、論文投稿等を行う予定である。本研究は、在宅ケアに関わる看護職が援助の際に療養者と家族が望む生活と医療をどう捉え統合し援助の方向性を決定、支援するか訪問看護ステーションと高齢者デイサービスの看護職と福祉職の面接調査から明らかにした。看護職・福祉職が捉える生活は、食事、入浴、睡眠、外出の日々の営みであり社会的交流や役割遂行も含み、基盤に本人の希望が存在する。
レーザー補助広角3次元アトムプローブの開発と実デバイスの3次元原子レベル解析

物質中の数百ナノメートル立方に存在する原子の種類と位置を3次元で視覚化できる分析法3次元アトムプローブ(3DAP)顕微鏡を従来の問題点を解決することによって確立した。この方法を用いて、単体金属試料や炭素系材料などを分析し、レーザーイオン化機構に関する新たな知見を得るとともに、実デバイスの3次元原子レベル解析への基礎を築いた。電子デバイスは高度情報化社会を根底で支えているきわめて重要なハードウェアであり、その集積化は目覚しい速さで進んでいる。現在デバイスを構成する材料の加工寸法はすでにμmを下回っており、その製造・評価を支える微小部分析技術としてこれまで用いられてきたマイクロビーム分析法はその限界的性能を要求されている。2010年代にはひとつのFETが数10nmの大きさにまで微細化されると予想され、電気的特性を支配するドーパントの位置や濃度を特定する3次元原子レベル解析手法の開発が急務である。本研究は、原子1個1個の検出、その原子の種類の同定、その原子が試料の中で占めていた3次元原子位置の特定が可能な3次元アトムプローブ(3DAP)法について、適用可能な試料の材質と形状・大きさの制約を克服することにより、今後10年以内に電子デバイスの特定微小部位の解析に必要となる定量的3次元元素イメージングを実現しようとするものである。この目的のためにはいくつかの問題点を解決する必要がある。主な問題点は、3DAPは金属または導電性の高い針状試料に対してのみ適用可能であること、分析可能範囲が極端に狭いこと、試料破壊が頻発すること、金属以外の試料からは多原子クラスターイオンが発生することである。また、デバイス中の狙った特定部位の分析を目的とするため、試料形状が針状に限られるアトムプローブに適した試料作成法の開発が必要である。本研究では、上記した従来の問題を解決し、電子デバイス分析のための3DAPを開発する。平成18年度は5カ年計画の初年度として、以下の研究を行った。1.レーザー補助直接投影型3DAP装置の設計・試作必要となる真空容器と排気系の設計を行った。特に、試料交換後の排気速度と測定室の到達真空度と到達真空度を適切に維持するため、真空槽は3室構成とし、測定室と第2交換室の排気はバルブを通さないでターボ分子ポンプを容器に直付けする構造とした。この設計に基づき製作した装置では、試料交換後数分で目的真空度を実現することができた。2.レーザー補助電界イオン化機構の解明酸化物に担持した有機分子から生成した電界蒸発イオンの質量分布パターンを詳細に検討することにより、電界蒸発イオン化に伴う開裂反応に関する多くの知見を得ることができた。3.微小引出し電極の最適化微小引出し電極及び試料、周辺部品の形状について、イオン光学的シミュレーションを行うことで総合的最適形状を探索した。電界蒸発イオン化に必要な電界強度を実現しつつ総印加電圧を低く抑えること、試料先端の電界強度を十分に維持しつつ試料先端から根元に至る各部分にかかる電界応力を低く抑えることなどを目標に各種パラメータを調整した結果、最適な試料先端円錐角、試料-微小引出し電極距離、微小引出し電極開口径、電極先端曲率を求めることができた。この結果得られた最適引出し電極形状について、材質・加工方法を検討し、機械的プレス加工と収束イオンビームを用いた微細加工を併用することで実際に微小引出し電極を試作した。4.3次元原子配列再構築アルゴリズムの開発電界蒸発シミュレーションにより発生させたデータを用い、3次元原子配列再構築アルゴリズムを検討した。特に、確率的検出欠損とクラスターイオン発生への対処法として、非検出原子位置の推定法を開発した。5年計画の第2年次として、以下の各項目について研究を行った。1.FIB加工による実デバイスからのサンプリング方法の検討:収束イオンビーム(FIB)加工によるアトムプローブ試料の作製法として広く用いられている円形ビーム走査法の問題点を解決するために、新たにサンプリング後で加工前の棒状試料の斜め後ろからビームを照射し、試料を回転させながら針状試料に加工する方法を提案し、その実施方法を開発した。2.レーザー補助電界蒸発機構の棟討:レーザー補助電界蒸発を行って得られる質量スペクトルについて過去の報告と比較した結果、フェムト秒レーザーをトリガーとした場合においても熱効果が存在することを示唆する結果が得られた。一方、試料軸とレーザー偏光面を平行にした場合と垂直にした場合で得られるスペクトルが明らかに異なることより、フェムト秒レーザーによる電界変調が電界蒸発に大きな寄与を持つことも明らかとなった。3.3次元原子配列再構築アルゴリズムの開発:施策装置から得られたデータをもとに3次元原子配列を再構築するプログラムを作成した。その際、検出位置に依存した飛行距離の補正、検出器のアライメントのわずかなずれの補正が重要であることが明らかとなった。4.微小引出し電極の最適化:FIB装置を用いて精密な形状制御をした微小電極を作成し、安定した特性の電界蒸発を実現することができた。

5年計画の第3年次として、以下の各項目について研究を行った。1.レーザー補助直接投影型3DAP装置の設計・製作:研究当初計画したフェムト秒レーザーをトリガーとしたレーザー補助直接投影型3DAP装置を作製し、当初予定した性能で3DAP測定が実現できるようになった。また、試料冷却のため液体窒素冷却機構を設計・作製し、3DAP装置に導入した。2.微小引出電極の最適化:微小引出電極及び試料と電極の位置関係を最適化し、微小引出電極の採用によって試料への印加電圧が3分の1程度に抑えられることを確認した。3.アトムプローブにおけるレーザーイオン化機構の解明:電界蒸発電圧のレーザー強度及びレーザー偏光方向依存性を金属試料に対して測定し、フェムト秒レーザーをトリガーとした電界蒸発がレーザーの電界変調だけでは説明できないことを明らかにした。4.3次元原子配列再構築アルゴリズムの開発:既存の3次元原子配列再構築アルゴリズムを用いて昨年度作製した再構築プログラムにおいて、データ処理能力向上、検出イオンの元素同定高精度化、アルゴリズムの高精度化を行った。また、試料先端形状を把握するため、電界イオン顕微鏡(FIM)の作製を行った。5.FIB加工による実デバイスからのサンプリング方法の確立:昨年度考案した試料を回転させながら試料斜め後ろ方向からFIBを照射する試料先端加工方法をFIB加工装置に実装した。この加工法と従来の加工法を用いて試料を作製し3DAP測定を行った結果、本研究で開発した加工法が試料先端部へのイオン打ち込みを低減し、かつ測定時の試料破壊抑制に有効であることを確認した。5年計画の第4年次として、以下の各項目について研究を行った。測定精度及び効率向上のため、ヘリウム冷凍機、電界イオン顕微鏡、試料微動装置の設計・作製を行い、3DAP装置に導入した。2.微小引出電極の最適化:最適化された微小引出電極及び試料と電極の位置関係をもとに、操作性の高い新しい試料・電極一体型試料台の開発・作製を行った。3.アトムプローブにおけるレーザーイオン化機構の解明:電界蒸発電圧のレーザー強度及びレーザー波長依存性を光吸収率の異なる金属試料に対して測定し、レーザーをトリガーとした電界蒸発が熱によって生じている可能性が高いことを明らかにした。4.3次元原子配列再構築アルゴリズムの開発:透過型電子顕微鏡及び電界イオン顕微鏡によって試料形状を測定し、再構築プログラムを用いてタングステン試料の3次元原子配列再構築を行い、検出器の限界である検出効率約50%を達成した。5.FIB加工による実デバイスからのサンプリング方法の確立:昨年度FIB加工装置に実装した試料を回転させながら試料斜め後ろ方向からFIBを照射する試料先端加工方法の再評価を行った。また、サンプリングした試料を土台となるタングステン針に接着させるデポジションガスの検討を行い、白金を含むガスの有効性を確かめた。
多世代共住とジェンダーからみた小規模地域分散型高齢者居住施設に関する研究

一般にグループハウスあるいはグループリビングなどと呼称され、「施設ケア」と「在宅ケア」の両者の特長を兼ねた今後の有望な高齢者居住施設と目される「小規模地域分散型高齢者居住施設」を対象に、その存在意義を明らかにすると共に今後の施設計画の手がかりを得るため、その全国的な設置実態を把握し、また代表的な施設事例を対象に、入居者間の接触・交流をはじめとする生活の様相を明らかにした。考察にあたっては、今後、情緒的ケアの側面から高齢者居住施設のあり方を模索する上で重要な要件となる「多世代共住」と「ジェンダー」の視点を重視した。結果は以下のとおりである。小規模地域分散型高齢者居住施設は、この10年未満の間に急速かつ全国的に設置されるようになったが、施設の規模、施設内容・設備、提供サービスおよび入居費用等は多種多様であり、入居者中の男女比率も多様であること、男女比率により施設内の生活の様相がことなることが明らかになっだ。高齢者のほかに、2030歳代の4名の単身女性および核家族一世帯が共住する施設を対象とする居住調査を通して、多世代共住の効果が認められる反面、生活上の軋轢も認められ、共住には超えなければならない問題点も少なくないこと、女性高齢者における交流が活発である反面、男性高齢者において施設内の交流が低調で、施設への順応性の乏しさおよび共同生活への不適応現象が認められた。施設内共用空間における行動特性には、(1)女性の行動における集団化傾向と男性の行動における個人化傾向、(2)女性の行動領域と男性の行動領域の相対的な分離傾向、(3)女性における面的行動傾向と男性における点的行動傾向、(4)男性における女性集団への間接的接触指向など、顕著な男女差が存在することを解明し、今後の共用空間を計画する上での示唆を得た一般にグループハウスあるいはグループリビングなどと呼称され、「施設ケア」と「在宅ケア」の両者の特長を兼ねた今後の有望な高齢者居住施設と目される「小規模地域分散型高齢者居住施設」を対象に、その存在意義を明らかにすると共に今後の施設計画の手がかりを得るため、その全国的な設置実態を把握し、また代表的な施設事例を対象に、入居者間の接触・交流をはじめとする生活の様相を明らかにした。施設内共用空間における行動特性には、(1)女性の行動における集団化傾向と男性の行動における個人化傾向、(2)女性の行動領域と男性の行動領域の相対的な分離傾向、(3)女性における面的行動傾向と男性における点的行動傾向、(4)男性における女性集団への間接的接触指向など、顕著な男女差が存在することを解明し、今後の共用空間を計画する上での示唆を得た在宅に近い高齢者のケア施設と想定されている「小規模地域分散型高齢者居住施設」の設置動向と生活概況を把握するため、全国1,842箇所の市町村および230箇所の該当施設を対象とする郵送アンケートを行い、分析に有効な78箇所のデータが得られた。ジェンダーの視点から該当施設の施設特性および生活特性を把握するため、男女の混住度により、全施設を「男多数型(女性入居者の比率が040%)」、「男女同数型(4160%)」、「女性多数型(6199%)」、「全員女性型(100%)」の4つに類型化した。分析より得られた各類型の特徴は以下の通りである。「男性多数型」は9室以下の小規模施設が多く、概ね入居費用は安価で、施設グレードも低い。入居者間の生活上の交流や相互支援は不活発で、家族の来訪も低調で、全体として受ける印象は明るくない。「男女同数型」は、施設規模および入居費用は大小に二分化されるが、施設グレードは比較的高い。入居者間の交流や相互支援は活発であるが、男女差が認められる。「女性多数型」は、多数室型の施設が多い。施設グレードは多様である。施設介護の設置率が高い。単独入居以外に夫婦や親子で入居する事例も少なくなく、全体として多様性が顕著である。入居者間の交流も活発ではあるが、男女差が著しく、男女間のトラブルも他類型に比較して多い。トラブルの原因は、男性における共同生活意識の希薄さにある。「全員女性型」は、小規模施設が多いものの、その施設・設備のグレードは高く、入居費用も比較的高めである。

その多くが、共同生活に対する確固たる方針を有する個人経営者(全て女性)により設立され、入居者も、そのような方針に魅力を感じて遠方からも応募し、入居後も積極的な共同生活が展開されているものが多い。小規模地域分散型高齢者居住施設において男女混住の度合いが進行することに伴い,生活上の男女差や男女間のトラブルが発生する傾向が高まり,特に,家事的能力や協調性に乏しい男性高齢者において共同生活不順応傾向や孤立化現象が顕在化している。本研究は,このような状況を踏まえ,小規模地域分散型高齢者居住施設における行動特性の男女差を明らかにすることを目的とし,尼崎市,久留米市,愛知県長久手町にそれぞれ設置された3施設を対象として,それぞれ数日間にわたり,入居者の全生活について追跡観察調査を実施した。調査から得られた男女の行動特性は次のとおりである。共用空間への来室頻度および滞在時間は,女性に比較して男性が少なく,かつ短い。共用空間での生活行為において,女性は食事はもとより多彩なレクリエーション行為を,しかも集団で行う傾向が強いのに対し,男性は行為の実施率が低く,かつ個人的な行為が多い。他の入居者との会話において,女性は極めて活発であり,相手は同性が大半である。男性は他人との接触が少なく会話の量も少ない。会話の相手は殆ど女性であり,男性同士の会話は皆無に等しい。空間的行動パターンについては,次の傾向がみられる。共用空間内において主として女性が行動するエリアと男性が行動するエリアが緩やかながら分離されている。女性はエリア内を面的に広く利用する傾向があるが,男性は特定の場所をスポット的に利用する傾向がみられる男性の入居者は,女性の集団に対し,その輪の中に直接参加しようとはしないものの,集団の周辺に位置し,間接的な参加を指向する傾向がみられる。以上の調査結果より,の行動特性を次のようにまとめることができる。(1)女性の行動における集団化傾向と男性の行動における個人化傾向,(2)女性における面的行動傾向と男性における点的行動傾向,(3)女性の行動領域と男性の行動領域の相対的な分離傾向,(4)男性における女性集団への間接的接触指向。
地域包括支援センター専門職の協働推進に向けた保健師活動モデルの開発

地域包括支援センターにおける保健師活動モデル構築への示唆を得ることを目的とした。関東・東海圏の保健師13人へのインタビューを行った後、全国の保健師・主任介護支援専門員・社会福祉士を対象に横断的質問紙調査を実施した。調査票は3179人に送付し、721人から回答を得た(回収率22.6%)。「地域高齢者への相談支援」「介護予防ケアマネジメント」「地域住民が主体的に活動する地域組織の育成」「地域住民を対象とした介護予防事業」「地域の保健医療福祉専門職・機関のネットワーク構築」に関連する31項目が挙げられた。保健師と他の専門職との認識の差がある活動がみられ、有機的な活動への課題の検討が必要である。本研究は、地域包括支援センター(以下支援センター)における保健師の活動実態と保健師の役割に対する認識を保健師支援センターの他職種に調査し、地域包括ケアシステムの構築を推進するための保健師活動モデルを構築することを目的としている。初年度である平成27年度は、支援センターの保健師の活動実態と役割に対する認識と課題を明らかにすることを目的とした。最近の書籍や先行文献の検討を行って作成したインタビューガイドを作成した後、関東・東海圏にある3職種がそろっている委託型、直営型の支援センターで、2年以上継続して働いている保健師(看護師のみの者は除いた)13名にインタビューを実施した。支援センターの保健師が行っている活動実態と認識、他職種との連携について分析を行った。受け持ち地域の情報収集、地域住民に向けた包括の活動の周知、地域組織の育成とネットワークづくり、健康教育の企画運営、介護予防ケアマネジメント、相談に対するケースマネジメント、運営母体の業務を、地域住民が自主的に活動できるような支援、予防的な視点でのかかわり、地域のインフォーマルな資源の活用を検討、地域に出て地域を把握することが大切という意識をもって活動しており、支援センターの保健師は、管轄地域全体を対象とし、地域に出向き、介護予防のための能動的かかわりや地域住民と協働し、組織化する役割を果たそうとしていることが示唆された。これらの分析結果の一部は、2016年度に学会等で発表する準備をしている。更に、インタビューの分析および文献検討より、保健師が認識する活動の重要度と他職種の認識に差を検討する必要性が示唆され、支援センターの保健師に加え、社会福祉士および主任介護支援専門員の保健師活動に対する認識を明らかにするための質問紙調査の内容を検討している。インタビュー調査の対象者を選定し、調査協力依頼をすすめているが、用件を満たす対象者が想定以上に少なく、また、対象者の時間確保が困難等の理由により協力が得にくく、対象者の確保に時間を要したため、引き続き分析を進めていく必要がある。本研究は、地域包括支援センター(以下支援センター)における保健師の活動実態と認識を保健師と支援センター内の他職種の視点から明らかにし、保健師活動モデルを構築することを目的としている。平成28年度は、まず平成27年度に実施したインタビュー調査のデータを支援センターの保健師が行なっている活動と抱える課題について分析し、その結果を元に質問紙の内容や調査方法を検討した。その後、支援センターの保健師・社会福祉士・主任支援専門員を対象とした質問紙調査を実施した。人口規模、施設数、運営形態、運営体制で層化抽出し、各職種約1000、計3197施設(1施設1職種1人)へ郵送にて調査を依頼した。回答は、保健師248人、社会福祉士218人、主任介護支援専門員721人(回収率22.6%)から得た。その結果から、支援センターの保健師活動として重要と考えられている活動内容を検討した。保健師業務に関連する地域高齢者への相談支援業務(電話相談、窓口相談)、地域住民主体の地域組織育成に関する項目で重要性の認識に保健師と社会福祉士・主任介護支援専門員間で有意な差がみられたが、社会福祉士と主任介護支援専門員との間の有意差はほとんどみられなかった。介護予防ケアマネジメントに関する業務では保健師と他職種間での重要性の認識に有意な差はなかった。実施状況はほとんどの項目で保健師より他職種の方がよく実施できていると認識が高かった。職種間の認識の差の背景と認識の差が保健師活動に及ぼす影響を検討していく必要がある。インタビュー調査については、引き続き分析をすすめ、追加のインタビューも実施する。分析結果を元に全国の支援センターを対象に質問紙調査を実施し、保健師活動について社会福祉士、主任介護支援専門員の視点からも分析し、活動モデル構築のための示唆を得る。28年度が最終年度であるため、記入しない。地域看護学28年度が最終年度であるため、記入しない。
第14族有機金属不飽和化合物の創製、構造と反応制御

ケイ素、ゲルマニウムなどの高周期14族元素の2重結合化学種(ジシレンおよびジゲルメン)は一般には不安定活性種であるが、近年、立体的に嵩高い置換基を導入することによって単離同定されるようになった。しかし、合成的制約のために、その置換基の種類は限られている。本研究では、電子的立体的に独特の置換基効果の期待されるトリアルキルシリル基で完全置換したジシレンおよびジゲルメンの合成、単離とその物性と反応性を明らかにすることを目的として研究を行った。本年度は特に種々のテトラキス(トリアルキルシリル)ジシレンおよびジゲルメン[(R_3Si)_2M=M(R_3Si)_2](1__M=Si,2__M=Ge;a__R_3Si=i-Pr_2MeSi,b__R_3Si=t-BuMe_2Si,c__R_3Si=i-Pr_3Si)の反応挙動を中心に研究した。1__および2__はアルカリ金属還元によって、対応するラジカルアニオンおよびジアニオンを生成した。これらの溶液中の構造をESRおよびNMRによって明らかにした。1__は水と付加体を形成するなどジシレンの通常の反応性も有しているが、トリアルキルシリル置換体特有の反応性も示した。すなわち、1__および2__は四塩化炭素と容易に反応して対応する1,2-ジクロロ付加体を収率よく生成した。また、クロロホルムとの反応では1-クロロ-2-ジクロロメチル付加体を高収率で与えた。1-ブテンのような末端オレフィンとはエン反応生成物を生成した。これらは1__および2__がビラジカルとして反応していることを示唆している。またジシレン1__はメチルリチウムと反応して付加体を生成することが分かった。ケイ素-ケイ素およびゲルマニウム-ゲルマニウム2重結合の新しい反応様式である。
発がんにおける酸素ラジカルの関与

われわれはこれまでに放射線や酸素ラジカルを生成する化学発がん物質によってDNA中のグアニン塩基が修飾され、8ーヒドロキシグアニン(8ーOHーGuaが生成することを発見した。しかも8ーOHーGuaはin vivoでも生成すること、又それがDNA複製時に読み間違いを起こすことから8ーOHーGuaの生成が発がんや変異と関連があることが示唆された。又昨年は大腸菌から8ーOHーGuaに特異的に作用する酵素、エンドヌクレア-ゼを発見した。本年度はこの大腸菌の8ーOHーGua特異エンドヌクレア-ゼによる反応を詳しく解析し、まずDNAから8ーOHーGuaが遊離し、次いで生成したAP部位の3'側および5'側でDNA鎖が切断されること、すなわち本酵素はグリコシラ-ゼ活性とAPエンドヌクレア-ゼ活性の両方を保持していることを明きらかにした。又本酵素は実は以前に同定されていた開環グアニン(Fapy)グリコシラ-ゼと同一のものであることがわかった。さらに類似の酵素がヒト、ラット、マウスなどの種々の臓器(肝、腎、脳)に広く存在することを発見した。一方、in vivoの実験においては、ラット胃発がんにおける食塩のプロモ-タ-活性は食塩が脂質過酸化を介して胃粘膜上皮細胞に対して作用するのではないかという知見を得た。ハイドロキノン、カフェイン酸などのフエノ-ル系酸化防止剤は、ラット雄の腎がん発生を促進することが示された。さらに肝発がんを示すルテオスカイリンは、ラットに投与すると、まず過酸化脂質を増大させ、次いでDNA中の8ーOHーGuaが増大することが明きらかとなった。最近、in vitro、in vivoの系で8ーOHーGuaはG→Tトランスバ-ジョンを特異的に誘発すること、又MutMはFPG遺伝子と同一であることが、国外の研究者によって報告され、8ーOHーGuaの発がん、変異における重要性がますます認識されてきたことをつけ加わえたい。
次世代三次元組織培養を実現する細胞ファイバ工学の創成

本研究では、申請者らが考案した「細胞ファイバ技術」に関して3つの大きな目的がある。一つ目の「細胞ファイバの汎用的製造技術の構築」について、平成29年度は光造形法で一体成形したファイバ作製用デバイスの小型化と大量生産を達成した。また、様々な種類の鎖状ファイバの作製条件を明らかにした。大型三次元組織の構築については、3Dプリンタの要領による直線状ファイバの積層からなるメッシュ状構造体の構築に成功した。さらに、組み立てられた大型組織へ正電荷を持つナノ粒子を添加することで、細胞ファイバ同士を接着させて、強固な結合を有する構造体を組み立て可能なことを明らかにした。二つ目の「細胞ファイバの培養環境の最適化」については、これまでに作製した細胞ファイバの培養条件を20項目以上にわたり、50件以上の調査を行って、データベースを作成した。培養環境を最適化することで、iPS細胞を効率よく増殖させることが可能であることを見出し、国際誌であるScientific Reports誌に発表した。三つ目の「細胞ファイバの応用展開」について、ヒト骨格筋細胞を用いて作製した細胞ファイバが、二次元培養と比較して効率的に骨格筋線維を形成して筋収縮することを認め、骨格筋組織の成熟・再生機構を解析する有用なツールであることを示した。また、ヒトiPS細胞由来肝細胞ファイバにおいても、二次元培養と比較して高い肝細胞特性を有することを認めた。臓器チップへの応用を目的としたヒトiPS細胞由来神経幹細胞ファイバについては、網羅的解析による組織特性の精査に取り組んだ。最後に、細胞治療への応用については、ヒトiPS細胞由来膵β細胞ファイバを糖尿病モデルマウスへ移植したが、移植に伴う異物反応が惹起されることが示唆されたため、新規材料と形状による異物反応を軽減する細胞ファイバの作製に取り組んでいる。平成29年度中に、「細胞ファイバの汎用的製造技術の構築」のうち、細胞ファイバのプリンティングによる大型三次元組織の構築に関して、当初の計画以上に大きく研究が進展した。細胞ファイバは、機械的強度を持つアルギン酸ゲルから成るシェルと細胞培養用の細胞外マトリクス構成タンパクから成るコアの同時2層で構成されている。このシェルが自身の強度にて細胞の拡張を抑えることで、コアの細胞を長期間、安定して培養することができ、様々な分野への応用可能性がもたらされると想定していた。これに加えて、正の電荷を有するナノ粒子を細胞ファイバ表面に塗布することにより、シェルを接着層として複数本の細胞ファイバを組み合わせることができることを見出した。これにより、複数種類の細胞が各々の細胞ファイバに入った細胞ファイバの束や積層構造といった三次元構造を手動やバイオプリンタにて簡単に作製することに成功した。この方法を用いることで、平成30年度以降の研究では、当初計画していたよりも多数の細胞ファイバからなる複雑な大型三次元組織や、複数種類の細胞ファイバからなるヘテロな大型組織の構築が可能になると考えており、予定以上の成果が見込まれる。「細胞ファイバの汎用的製造技術の構築」について、平成29年度に大量生産を実現した一体型ファイバ作製用デバイスを用いて、平成30年度以降は多層ファイバなどより複雑な構成のファイバの作製に取り組む。また、バイオプリンタの技術と正の電荷を有するナノ粒子を活用することで、異なる細胞を含む複数種類の細胞ファイバからなるヘテロな大型組織の構築に取り組む。「細胞ファイバの培養環境の最適化」については、平成29年度に作成した基礎的なデータベースに新たにデータを追加していくとともに、ファイバ作製時の細胞密度やコアのヤング率などに、細胞種ごとの最適値があるかどうかを解析していく。「細胞ファイバの応用展開」については、基礎生物学研究への応用を想定していたヒトiPS細胞由来肝細胞ファイバが高い肝細胞機能を有することが明らかになったため、平成30年度以降は臓器チップや移植グラフトへの応用可能性を検証していく。また、ヒトiPS細胞由来神経幹細胞ファイバや脂肪細胞ファイバを用いた臓器チップの開発に取り組む。細胞治療への応用については、細胞ファイバの形状や大きさ、シェルを構成するゲル素材を変化させることで、ドナーの免疫拒絶反応やiPS細胞由来細胞の移植後の腫瘍発生リスクを低減可能な、安全で移植効率の高いファイバ材料の開発に取り組む。一つ目の「細胞ファイバの汎用的製造技術の構築」について、平成28年度は細胞ファイバの作製と操作に関する新規技術を開発した。具体的には、光造形法による一体形成の流路を達成して流路の再現性向上に成功した。また、ファイバ作製時の流速や硬化溶液の組成を変化させることで、螺旋状、鎖状、数珠状といった形状の異なるファイバを作製可能であることを実証した。さらに、螺旋状ファイバを積み上げることで複雑な立体構造の構築に成功し、その成果を国際誌であるSensors and Actuators B: Chemical誌に発表した。二つ目の「細胞ファイバの培養条件の最適化」については、細胞種ごとにファイバ化と培養の最適条件を示した「細胞ファイバデータベース」の作成を目指し、平成28年度は特に神経細胞ファイバと肝細胞ファイバの作製・培養条件を確立することに成功した。三つ目の「細胞ファイバ技術の応用展開」について、平成28年度は、構築した骨格筋三次元組織内の分化制御因子や構造タンパク質を蛍光標識して観察することで、組織成熟化評価が可能であることを明らかにし、基礎生物学ツールとしての有用性を確かめた。

また、ヒトiPS細胞由来心筋細胞ファイバが種々の薬剤に応答して収縮力や収縮頻度が変化することを確認し、薬剤評価システムとして利用できることを示した。疾患モデルの構築に向けては、ヒトiPS細胞由来神経幹細胞のファイバ作製条件の最適化を行い、髄鞘様構造の形成が誘導されることを認めた。これは、細胞ファイバ技術が既存の培養方法よりも神経細胞の分化・成熟を促進することを示唆する結果である。最後に、細胞移植治療への応用展開を図るため、I型糖尿病治療を想定した膵β細胞ファイバの作製条件について明らかにした。平成28年度中に、特に「細胞ファイバの汎用的製造技術の構築」に関して、当初の計画以上に大きく研究が進展した。まず、ファイバ作製時の流速や硬化溶液の組成を変化させることで、螺旋状、鎖状、数珠状と種々の形状のファイバを作製可能であることを実証した。特に、螺旋状ファイバについてはシェルのアルギン酸に含まれるクエン酸量や硬化溶液中のポリエチレングリコール量を最適化することで、直径の異なる2種類の螺旋状ファイバを作製可能であることを示した。さらに、これらの螺旋状ファイバを、ノズルから吐き出した後、約1cm積み上げることに成功し、国際誌であるSensors and Actuators B: Chemical誌に発表した。この技術は、当初、平成29年度以降に計画していた3Dプリンタによる細胞ファイバを「巻く・束ねる」技術に発展可能であるため、当初の予定を前倒しして、平成28年度から3Dプリンタを用いた細胞ファイバのプリンティングや積層化についても検討を開始した。高精度なプリンティングおよび積層化による立体構造構築を実現するために、200nmの移動制御が可能である精密ステージを購入し、細胞を含まないゲルファイバによる積層化実験をすでに開始している。平成29年度以降の研究では、細胞ファイバを用いて、細胞へのダメージを最小限に抑えた状態でのプリンティングによる積層化可能な条件の検討、さらにそのように構築される三次元組織の長期培養法を確立することで、細胞ファイバ技術による大型組織の構築を達成する。本研究では、申請者らが考案した「細胞ファイバ技術」に関して3つの大きな目的がある。一つ目の「細胞ファイバの汎用的製造技術の構築」について、平成29年度は光造形法で一体成形したファイバ作製用デバイスの小型化と大量生産を達成した。また、様々な種類の鎖状ファイバの作製条件を明らかにした。大型三次元組織の構築については、3Dプリンタの要領による直線状ファイバの積層からなるメッシュ状構造体の構築に成功した。さらに、組み立てられた大型組織へ正電荷を持つナノ粒子を添加することで、細胞ファイバ同士を接着させて、強固な結合を有する構造体を組み立て可能なことを明らかにした。二つ目の「細胞ファイバの培養環境の最適化」については、これまでに作製した細胞ファイバの培養条件を20項目以上にわたり、50件以上の調査を行って、データベースを作成した。培養環境を最適化することで、iPS細胞を効率よく増殖させることが可能であることを見出し、国際誌であるScientific Reports誌に発表した。
冠攣縮の病因解明:変異型eNOS遺伝子(-786C)の転写を抑制するRPAの意義

1.eNOS遺伝子の-786C変異とRPA1の発現がeNOS遺伝子発現に及ぼす影響の検討RPA1(replication protein A1)はこれまで遺伝子の修復に関与する核蛋白質であると考えられていた。ウエスタン・ブロット法で検討したところ、臍帯静脈、大動脈、冠動脈それぞれ由来のヒト血管内皮細胞にてRPA1の蛋白発現が確認され、内皮型一酸化窒素合成酵素遺伝子(eNOS)遺伝子の野生型及び変異型プロモーターを繋いだルシフェレースレポーター遺伝子をトランスフェクションし、転写活性を比較したところ野生型プロモーターに比べ変異型プロモーターはその転写活性は約20%の低下を認めた。2.生体組織におけるRPA1の発現と-786C変異がeNOS遺伝子発現に及ぼす影響の検討ヒトの生体組織においてRPA1が血管組織に発現し、-786C変異がeNOS遺伝子の遺伝子発現に影響を与えているかを、血管組織が豊富なヒト胎盤組織を用いて検討した。ウエスタン・ブロット法にて胎盤組織にRPA1が存在することが確認され、遺伝子型を確定した胎盤組織において-786変異を有する胎盤組織では、野生型ホモに比べeNOS遺伝子の発現が減少していることがRNase protection法にて確認された。また、eNOS蛋白質の産生物質であるNOの血清レベルをNOxを測定することで検討したところ-786変異を有するヒトは野生型ホモに比べ、そのNOxレベルが有意に低値であり、-786変異を有するヒトにeNOS蛋白の量的あるいは機能的低下が存在することが予想された。現在さらに、eNOS遺伝子の-786変異と動脈硬化性疾患及び、糖尿病やその血管合併症の成因との関連を検討している。1.RPA1によるeNOS遺伝子の転写抑制機構の解明ヒト臍帯静脈血管内皮細胞に、内皮型一酸化窒素合成酵素遺伝子(eNOS)遺伝子の野生型及び変異型プロモーターを繋いだルシフェレースレポーター遺伝子をトランスフェクションし、転写活性を比較したところ野生型プロモーターに比べ変異型プロモーターはその転写活性は約20%の低下を認めた。さらにreplication protein A1 (RPA1)の発現ベクターを共発現させたところ、eNOS遺伝子の変異型プロモーターの転写活性はさらに低下した。RPA1のアンチセンスによりRPA1の発現を抑えたところeNOS遺伝子の変異型プロモーターと野生型プロモーターの転写活性の差は消失した。これらのことからRPA1が変異型eNOS遺伝子の転写活性を抑えることが明かとなった。また、変異部位を3回くり返し配列をSV40のプロモーターに繋いだ遺伝子の転写活性はSV40の転写活性を約50%低下させた。これより、このRPA1による遺伝子発現抑制作用はeNOS以外の遺伝子の転写活性にも作用することが示唆された。2.欠失蛋白を用いたRPA1の機能解析RPA1はこれまで、DNAの複製及び修復に関与するタンパク質としてssDNA結合部位、RPA2やp53との結合部位などが明らかにされているが、double strand DNA (dsDNA)との結合、転写抑制活性については未だ明らかではない。そこで、RPA1 cDNAより作製したリコンビナントRPA1を用いてeNOS遺伝子の変異配列をプローブにしたゲルシフトアッセイを行い、結合して移動度の異なるシフトバンドを認めた。またそのシフトバンドはRPA1に対する特異抗体により結合が阻害され消失した。このことからRPA1が変異配列に結合することが明かとなった。現在、RPA1部分欠失蛋白を用いてその結合部位を同定中である。