hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プレート境界における断層すべり後の固着回復過程の解明

本研究は、地殻変動データから地震発生サイクル中のプレート境界面のすべり時間変化の詳細を解明することを目的とする。当初の研究計画では、プレート間固着の回復過程を推定し、地震発生後に再び応力蓄積が始まる過程の解明を目的としていた。しかし、昨年3月に発生した東北地方太平洋沖地震により、解析を行う予定であった過去の地震の余効変動の追跡が困難となり、研究計画の見直しが必要になった。検討の結果、地震発生サイクルを通した地殻変動の全容を捉えることが重要だという考えに至り、地震発生前のプレート境界面のすべり時間変化に注目し研究を進めようと考えた。これは地震発生サイクル中のプレート間固着の時間変化を推定し、地震発生に向かう応力蓄積過程を解明するという当初の目的に含まれるものである。当該年度は、GPS観測により捉えられた近年の地殻変動と地質学的に推定される長期的な地殻変動の不一致、及び鮎川検潮所における過去100年あまりの潮位観測記録から、地震直前の非定常的な変動、特に前駆すべり発生の可能性について検証した。プレート境界面に沿って深度方向に固着領域とすべり過剰領域を設定し、半無限弾性媒質中の断層モデルを用いてプレート間の固着による地殻変動とすべり過剰による地殻変動の重ね合わせとして、観測される地殻変動が再現可能かどうか、固着領域とすべり過剰領域の深さ分布を変えながら試行錯誤的に調査した。その結果、観測される上下変動速度については再現できる可能性が見えたが、その際の水平変動速度のパターンは説明ができなかった。当該年度は、これまで問題とされてきた東北地方の上下地殻変動について再現可能なモデルの提案を目的として取り組んできたが、これまでの取り組みから、現段階では前駆すべりの発生が原因である可能性を示唆する結果は得られなかった。当該年度は、解析に使用するGPS観測によって得られた地殻変動データを整理し、時系列に含まれるアンテナ交換や観測点保守作業による人為的なステップの除去などのデータセットの作成を行った。また、対象地域のプレート間固着の時空間変化の概要を把握するために、2年毎の平均的地殻変動速度を計算し、それぞれの期間のプレート間固着分布を静的弾性ブロック断層モデルによって推定し、その結果を比較した。(日本地球惑星科学連合2011年大会で発表。)当初の研究計画では、プレート間固着の回復過程を推定し、地震発生後に再び応力蓄積が始まる過程の解明を目的としていた。しかし、昨年3月に発生した東北地方太平洋沖地震により、解析を行う予定であった過去の地震の余効変動の追跡が困難となり研究計画の見直しが必要になった。これは、地震発生サイクル中のプレート間固着の時間変化を推定し、地震発生に向かう応力蓄積過程を解明するという当初の目的に含まれるものである。近年のGPSで観測された地殻変動が、地震直前の非定常的な変動を捉えていたと考えれば、これまで議論されてきた近年の地殻変動と長期的な地殻変動パターンの不一致の問題についても整合的な解釈ができる見通しが立ってきた。今後は、潮位記録や水準測量記録などの100年程度のより長期間の測量データとの比較を行い、地震前のプレート境界のすべり分布の時空間変化を推定し、そのすべり分布の変化がどのように地震発生へと発展していったかを解明する。昨年発生した東北日本太平洋沖地震の影響により解析に用いる予定であったデータが取れず、研究計画の見直しが必要となった事、及び私の体調面の問題により、現段階では当初の研究計画に比べ遅れている。

研究内容に修正が必要となったが、現在は当初の目的に沿った新たな研究の見通しはついてきた。(その研究方針については「12.今後の研究推進方策」に記述。)東北日本太平洋沖地震の発生により当初の研究計画の修正が必要となった。今後は、本研究課題である地震発生サイクル中でのプレート間固着の時間変化の観点から、今回の地震の発生以前のデータに注目してプレート間固着の時空間変化を再考する。近年のGPS観測によって得られた東北地方の地殻変動パターンは、地震発生サイクル中の応力蓄積時の定常的変動を示していると考えられてきた。しかし、今回の地震の発生により、それは巨大地震発生直前の非定常的な変動を含んでいた可能性が出てきた。そこで今後は、地質調査による長期的変動の記録や、過去100年の潮位記録、水準測量観測の記録などと近年のGPS観測による変動データを比較し、地震発生前の非定常的変動という観点からプレート間固着の時空間分布の運動学的モデルを推定する。
学校用サイコロジカルファーストエイドの日本語版作成と普及のための研究

本研究では、サイコロジカルファーストエイド学校版(PFA-S)のマニュアルを日本語に翻訳し一般公開するとともに、マニュアルに基づく教職員の1日研修会を8回実施した(計185名参加)。研修の効果を判定するため、研究参加者を介入群と待機群にランダム割付し、自記式質問表でこころのケア提供の主観的自信及びPFA-Sマニュアルに示された8つの活動コンポーネントの過去1週間の行動頻度を測定した。結果、介入群は待機群に比べて有意に主観的自信が高く、行動頻度が多かった。今後は、PFA-Sマニュアルに基づくこころのケアが提供できる教職員を更に養成していくために継続して研修会を開催していく予定である。本研究の目的は、災害、事故、事件等のトラウマ体験を有する子どもとその教師や保護者を対象に、主に学校で実施可能なこころのケア手法である“サイコロジカルファーストエイド学校版(PFA-S)"の日本語版を開発普及することである。平成27年度は、英語通訳の経験のある臨床心理士や学校危機を専門とする専門家などの協力のもと、PFA-Sマニュアルの日本語版草稿を完成させた。PFA-Sを構成するコンポーネントには、トラウマの心理教育、問題解決法、対人関係の調整、ストレスマネイジメントが含まれているため、研究代表者は関連する学会や研究会に参加して、それぞれの技法を効率良く普及していく方法について学び、また当該分野の専門家と意見を交換した。このようなプロセスを通して、PFA-S普及のための研修プログラム案を作成した。平成28年1月には、PFA-Sマニュアル日本語版の草稿、研修プログラム案に基づき兵庫県内の教職員数名を対象に、半日研修を実施した。この研修内容は、参加者の同意を得た上でビデオ撮影し研修プログラム案の改善に役立てた。平成28年4月にも熊本で大きな地震が発生したように、日本では自然災害から目を背けて暮らすことはできない。地震をはじめとしたトラウマ体験は、子どもたちのこころに大きな影響を与えるが、これに対処するためには平時からの備えが最も重要である。我々が開発中のPFA-S日本語版は、トラウマ体験によるストレスス反応にいかに対処すべきかの必要十分な指針を示している。平成28から29年度は、PFA-Sマニュアルの日本語訳を推敲しより理解しやすいものにしていくとともに、広く普及のための研修を実施していく予定である。研究計画通りPFA-Sのマニュアルの日本語版が完成しつつある。今年度のPFA-Sの開発者らの日本への招聘はスケジュールの調整上困難であったが、研究代表者が関連する学会や研修会に参加して必要な知識の充填と、当該分野の専門家との意見交換を実施することができた。平成28年度には、PFA-Sマニュアル日本語版の草稿を完成させた。また、PFA-Sマニュアルと米国のウェブ講義を参考にして、教職員を対象とした子どものこころのケア1日研修案を作成した。具体的な内容としては、「子どもとの関係の築き方」「安全の確保」「安定化法(グラウンディングなど)」「子どもの心理状態のアセスメント」「問題解決技法」「心理教育」「リラクゼーション法」などである。このマニュアルと研修案に基づいて、平成29年1月に少人数制のパイロット研修を実施し、参加者より意見を幅広く聴取した。パイロット研修で得られた意見を講義内容に反映しつつ、最終的な講義案を確定させた。平成29年3月に合計4回、教職員のための子どものこころのケア1日研修を実施し、合計約60名強の参加者をえた。参加者はランダムに、事前アンケート群と事後アンケート群に振り分けられており、今後は2群での研修効果の評価を行う予定である。研究への目標参加者数の約半分が、教育研修に参加済みである。平成29年度の夏休み期間を利用して、残り半分を集中的に募集する予定であり、順調にデータが集まっている。本研究の目的は、災害等でストレスを受けた子どものこころをケアするための基本的対応法を示したサイコロジカルファーストエイド学校版(PFA-S)を日本語に翻訳し、普及啓発することであった。H29年度は、PFA-Sのマニュアルの校正とレイアウトを行い、当センターホームページ上で一般に公開した。また、PFA-Sマニュアルに基づく教職員を対象とした1日研修会を4回実施し、合計108名がこの研修に参加した。H28年度の1日研修参加者を加えると全体で185名の参加者を得た。この1日研修の効果を判定するために、研究参加者をランダムに2群(介入群、待機群)に振り分けた。介入群は平均年齢43歳で女性87%、待機群は平均年齢42歳で女性86%であった。研修効果の判定項目は、こころのケア提供の主観的自信及びPFA-Sマニュアルに示された8つの活動コンポーネントの過去1週間の行動頻度(共に0-4の5段階リッカートスケール)とした。結果、介入群が待機群に比べて有意に主観的自信が高まり(1.9 vs 1.4, p=0.001)、行動頻度が増加した(2.2 vs 1.4, p<0.001)。学校は子どもが多くの時間を過ごす場所であり、教職員は子どものこころの健康を守るゲートキーパーとなりうる。本研究結果からは、たとえ1日という短い研修でも教職員の心のケアに対する自信を高め、こころのケアの視点から子どもへよりより対応を増やしていけることが明らかになった。

今後は、PFA-Sマニュアルに基づくこころのケアが提供できる教職員を更に養成していくために継続して研修会を開催していく予定である。本研究では、サイコロジカルファーストエイド学校版(PFA-S)のマニュアルを日本語に翻訳し一般公開するとともに、マニュアルに基づく教職員の1日研修会を8回実施した(計185名参加)。研修の効果を判定するため、研究参加者を介入群と待機群にランダム割付し、自記式質問表でこころのケア提供の主観的自信及びPFA-Sマニュアルに示された8つの活動コンポーネントの過去1週間の行動頻度を測定した。結果、介入群は待機群に比べて有意に主観的自信が高く、行動頻度が多かった。平成27年度の開発したPFA-Sマニュアル日本語版及び研修案に基づき、普及のための研修を実施していく予定である。研修前後で、子どものこころのケアに関する主観的態度、自己効力感、実際の行動等を、質問紙を用いてチェックすることで、研修効果を評価していく。また、研修受講者からもフィードバックを得て、PFA-Sマニュアル日本語版及び研修案の最終版を完成させる。平成29年度は、引き続き教育研修を企画、開催し、参加者を幅広く募る予定である。また、目標参加者数をクリアした後は、事前、事後アンケートのデータを解析し、教育研修プログラムの効果を分析する。その結果は、学会や論文として公表していく予定である。さらに、教職員のみならず子どものこころのケアに携わる様々な職種に対象者を広げてPFA-Sを普及していく予定である。文具等の小額の物品を今年度使用しなかったために残額が生じた。雑費等で小額の残金が生じた。当初の計画通りの平成28年度予算に加えて、平成27年度の残額は研修会の資料、文具等に使用予定である。次年度の研修資料作成日に当てる。
機械的刺激伝達系における低分子量GTP結合タンパク質の役割に関する研究

機械的刺激は骨の恒常性の維持にとって不可欠な因子であり、骨形成に到る機械的刺激のシグナル伝達経路を解明することは重要な課題である。本研究では、機械的刺激のシグナル伝達機構における低分子量GTP結合タンパク質、特に細胞形態を制御しているとされるRhoの役割について薬理学的手法を用いて検討した。1.微小負荷試験機の作製と評価系の確立改良型微小負荷試験機を作製し、最大の骨形成反応を生じる負荷条件を見出した。2.微小負荷試験機を用いた器官レベルでの薬理学的研究骨形成に到る機械的刺激のシグナル伝達経路において、Rho familyに属する低分子量GTP結合タンパク質が負の制御因子として関与している可能性が示唆された。3.周期的伸展刺激装置を用いた細胞レベルでの薬理学的研究Rho familyに属する低分子量GTP結合タンパク質は、骨芽細胞によるNO産生に関与している可能性が示唆された。しかし、本刺激のシグナル伝達系における役割については、さらなる検討が必要である。4.今後の研究の展開機械的刺激のシグナル伝達経路においてRhoが関与している可能性が示唆されたが、その役割は未だ不明な点が多く、他の低分子量GTP結合タンパク質の役割についてはほとんどわかっていない。これらを解明するためには、今後薬理学的手法に加えて分子生物学的手法を用いた研究を進めることが必要と思われる。目的:機械的刺激は骨の恒常性の維持にとって不可欠な因子であり、骨形成に到る機械的刺激のシグナル伝達経路を解明することは重要な課題である。本研究の目的は、機械的刺激のシグナル伝達機構における低分子量GTP結合タンパク質、特に細胞形態を制御しているとされるRhoやRacの役割について検討することである。本年度は、小動物の肢骨にミリニュートン単位の負荷とミクロン単位のひずみを任意の頻度で周期的に与えることができる微小負荷試験機を用い、低分子量GTP結合タンパク質に特異的な阻害剤が機械的刺激による骨形成反応に及ぼす影響を調べた。方法:生後78日齢のマウスより脛骨を摘出し、20mM HEPES DMEMを満たしたシリンダー内で、100mM,1000με,1Hzの条件の機械的刺激を10分間負荷した。負荷した骨はその後、15%馬血清を含むDMEM中で46時間培養した。骨形成活性は、培養最後の2時間における^3H-thymidineと^14C-prolineの取り込み量で評価した。阻害剤として、Rho familyに特異的なinhibitorであるClostridium defficile toxin B(4ng/ml)を用いた。結果:Toxin Bは、機械的刺激を負荷した骨による^3H-thymidineと^14C-prolineの取り込みを増加させた。機械的刺激を負荷しない場合、toxin Bはこれらの取り込みに影響を与えなかった。結論:骨形成に到る機械的刺激のシグナル伝達経路において、Rho familyに属する低分子量GTP結合タンパク質が関与している可能性が示唆された。本研究の目的は、機械的刺激のシグナル伝達機構における低分子量GTP結合タンパク質、特に細胞形態を制御しているとされるRhoやRacの役割について明らかにすることである。本年度は、前年度に使用した微小負荷試験機の改良型の作製に取り組むとともに、周期的伸展刺激装置を用いた細胞レベルでの実験の条件設定を行つた。1.改良型微小負荷試験機の作製従来型では負荷を与えた骨の変形に対応するためにマニュアルで過重を調整していたが、新型には自動的に過重を調整する機能を追加した。この結果、骨が変形しても一定の負荷を与えることができるようになった。2.周期的伸展刺激装置を用いた実験骨芽細胞としてヒト骨芽細胞様細胞株MG-63を用い、フレクサーセルユニットにより周期的伸展力を負荷した。フレクサーセルユニットを用いて細胞に伸展力を加える場合、ウェルの部位により条件が異なるため、細胞を全面に播種してしまうと結果の解釈が困難となる。

そこで、細胞をスポット状に撒くことにし、その条件出しを行った。細胞の反応は、細胞形態の変化とNO産生量により評価した。その結果、すべての条件において、負荷をかけた細胞のNO産生量はコントロールのそれよりも増加していた。全面に撒いたものよりも、スポット状に撒いたものの方がNO産生量が多かった。スポット状に撒いたものの中では8カ所よりも4カ所の方が負荷の効果が顕著であった。以上の結果から、今後の実験では細胞を4カ所にスポット状に播種することにした。目的:機械的刺激は骨の恒常性の維持にとって不可欠な因子であり、骨形成に到る機械的刺激のシグナル伝達経路を解明することは重要な課題である。本研究の目的は、機械的刺激のシグナル伝達機構における低分子量GTP結合タンパク質、特に細胞形態を制御しているとされるRhoやRacの役割について検討することである。本年度は周期的伸展刺激装置を用いた細胞レベルでの実験を行い、低分子量GTP結合タンパク質に特異的な阻害剤が機械的刺激を受けた骨芽細胞の反応に及ぼす影響を調べた。方法:骨芽細胞としてマウス骨芽細胞様細胞株MC3T3-E1を用い、フレクサーセルユニットにより1秒間15%伸展刺激を加え、1秒間休止させる条件の周期的伸展力を48時間負荷した。細胞の反応は細胞形態の変化と一酸化窒素(NO)産生量により評価した。前者は細胞骨格を構成するアクチンの蛍光染色を施して観察し、後者は培養液中に放出された硝酸と亜硝酸の濃度をHPLCグリース法により測定した。阻害剤として、Rhofamilyに特異的なinhibitorであるClostridium defficiletoxinB(4ng/ml)を用いた。結果:伸展刺激により細胞のアクチン線維の走向が変化した。Toxin Bはアクチン線維の脱重合を起こし、細胞は機械的刺激の有無に関わらずその形態を維持できなかった。細胞のNO産生量は、48時間の伸展刺激により約2倍に増加した。Toxin Bは機械的刺激の有無に関わらず細胞のNO産生量を増加させた。結論:Rho familyに属する低分子量GTP結合タンパク質は、骨芽細胞によるNO産生に関与している可能性が示唆された。しかし、機械的刺激のシグナル伝達系における役割については、今後さらなる検討が必要である。
イヌおよびネコカリシウイルスの病原性のウィルス学・分子生物学的解析

平成7年度研究計画のうち、以下の点についての一応の結論と途中経過を述べる。1)イヌカリシウイルス(CaCV)とネコカリシウイルス(FCV)に対するポリクローナル抗体を用いた抗原解析:相互の抗原性に共通点は見いだされなかった。2)モノクローナル抗体(mAb)によるCaCV構造ポリペプチドの解析、増殖様相の分析:これまで3種類のミエローマ細胞を用いてmAbの作出を試みたが成功しなかった。しかし、昨秋に帯広畜産大学より分与を受けたP3U1細胞を用いた結果、19クローンの作出に成功し、現在当面の実験に使用すべく6クローンを選択・定性している。いずれもウイルス中和活性を有している。近日中に標記の実験が開始可能で、成果は来る秋のウイルス学会ないし獣医学会で公表できるものと考える。3)FCVに見られる生物型、即ち、呼吸器型FCVと消化器型FCVの分子レベルでの解析をカプシド遺伝子可変領域を遺伝子増幅法にて増幅後、制限酵素による切断パターンの違い(RFLP)の検討を開始した。増幅用プライマーには独自に開発したものと、東京大学の研究者より分与されたものの2種類を用いて行っている。現時点では有意と考えられるRFLP所見は得られていないが、いましばらく継続検討する予定である。4)本年度計画書3)と4)については現在、実験方法立案中である。
Ca2+信号伝達が関与する酵母の細胞増殖に関する研究

カルシウムイオン(Ca2+)は、真核生物におけるシグナルメディエーターとして、広範な細胞機能の調節に関わっている。私は、単細胞真核生物である酵母を真核生物のモデル系として酵母Ca2+情報伝達経路が関わる生理機能の解明を行った。その結果、酵母Ca2+情報伝達経路は、細胞周期制御因子を転写レベル、翻訳後就職レベル、あるいはたんぱく分解によりそれぞれ制御することがわかった。さらにCa2+は生存・老化制御に重要な機能を持つことがわかった。Pkc1新規機能の解析:pkc1変異を抑圧する多コピーサプレッサー遺伝子の取得と解析:scz6/pkc1変異は、プロテインキナーゼC(Pkc1p)における変異であった。出芽酵母Pkc1pは、Mpk1p MAPキナーゼカスケードの活性化を通し、細胞壁合成活i生化に必要なことが良く知られる。これ以外にも増殖に必須な機能をもつことが示唆されていたが、その実体は殆ど明らかでなかった。今回、scz6変異株を用いた解析から、この変異株ではMpk1p MAPキナーゼカスケードの活性化は正常であったが、G1期サイクリンCln1p/2pのタンパク質発現維持に欠損を持ち、その結果、Fアクチンの芽への局在化維持が出来ないことを発見した。そこで、scz6変異株が温度感受性を示すことを利用し、遺伝子量増加により増殖回復する多コピーサプレッサー遺伝子の取得を行った。その結果、PKC1の他にYAK1など、cAMP経路を阻害する因子が取得された。このことから、Aキナーゼ経路とCキナーゼによる増殖に対して拮抗制御が作動していることを見出したので、この機構を解析中である。Ca^<2+>シグナルによる増殖制御解析:scz5およびscz18変異による遺伝子発現とCa^<2+>シグナルの関係:Ca^<2+>シグナルによる増殖制御の制御系を明らかにすべく、本経路に欠損の生じた変異株を取得し、解析を行った。scz5変異の原因遺伝子は、RNAポリメーラーゼIIのポロ酵素の遺伝子SSN2、scz18変異の原因遺伝子は、テロメア末端付近の遺伝子の転写を抑制するSIR3であった。解析の結果、Ssn2は、SWE1およびSLN2のベイサルレベルでの転写に重要であることがわかった。さらに、SIR3は、Swe1ではなくCln2の発現に重要であった。(1)scz6変異株によるPkc1新規機能の解析:scz6変異は、プロテインキナーゼC PKC1の変異であった(以後pkc1-834変異と呼ぶ)。酵母Pkc1は必須遺伝子で、Mpk1の上流で機能し、細胞壁構築および細胞極性の確立に重要な役割を持つ。興味深いことに、pkc1-834変異は、細胞壁構築は正常で、細胞極性成長におけるPkc1機能の特異な変異アレルで、G1サイクリンCln2活性に欠損を有することが予想された。pkc1の新規機能を探るために、pkc1-834変異株の高温における増殖遅延を回復させる多コピーサプレサーを多数取得した。そのうちの一つプロテインキナーゼYak1に注目した。Yak1はPKA(cAMP)経路を阻害することが既に報告されていた。そこで、Pkc1とPKA経路によるCln2制御に注目した。まず、pkc1-834変異株におけるCln2活性を調べた。その結果、pkc1-834変異株におけるCln2活性は低いことが分かった。さらに、pkc1-834変異株にYak1を高発現するとCln2活性の上昇が確認された。Yak1の効果はPKAを介すると予想されたので、次に、PKAとCln2活性との関連を調べた。その結果、PKA経路はCln2活性を負に制御することが分かった。以上のことからCln2活性制御に関してPkc1は正にPKAは負にそれぞれ制御する、増殖に対する新規拮抗制御が明らかになった。(2)scz5およびscz18変異による遺伝子発現とCa^<2+>シグナルの関係:scz5変異の原因遺伝子は、RNAポリメーラーゼIIのポロ酵素の遺伝子SSN2、scz18変異の原因遺伝子は、テロメア末端付近の遺伝子の転写を抑制するSIR3であった。SSN2,SIR3ともに細胞周期進行に重要な遺伝子の転写に関与することが示唆され、現在詳細に解析中である。今年度は、Ca^<2+>耐性を示したscz5, scz13, scz14に注目して解析を行った。scz13変異の原因遺伝子は、ERの内膜に局在するα-1, 2マンノース付加酵素の遺伝子ALG9であった。膜タンパク質のグリコシレーション不全により、Ca^<2+>シグナル伝達が阻害されると予想され、細胞膜周辺のシグナル上流伝達機構の解明の手がかりが得られた。実際、alg9破壊株を作製し、表現型を調べたところ、Ca^<2+>

シグナルによる異常極性成長が抑圧された。さらに他のERの内膜に局在するalg破壊株も同様の表現型が得られた。興味深いことに、alg9株の温度感受性表現型は、PKC1またはRHO2の高発現により抑圧されたことから、遺伝学的関連性が示唆された。さらに糖鎖不全によりG1サイクリンの転写量の発現低下が観察されこのことが、Ca^<2+>耐性化の一要因であることが示唆された。また極性成長に関わる因子の一つSpa2がCa^<2+>による極性成長に重要な機能を持つことが示唆された。scz5変異の原因遺伝子は、RNAポリメーラーゼIIのホロ酵素の遺伝子SSN2、scz18変異の原因遺伝子は、テロメア末端付近の遺伝子の転写を抑制するSIR3であった。それぞれのタンパク質にHA等のタグを付与し、Ca^<2+>シグナルによりどのような影響(タンパク質の量の変化・翻訳後修飾・局在の変化など)を調べた結果、Ssn2, Sir3共にCa^<2+>により分解を受けた。さらに、Ssn2はA-キナーゼによるリン酸化を受け、SWE1, CLN2の転写に関わることを見出した。Sir3もCLN2の発現に関わることを見出した。これら結果は、Ca^<2+>シグナルが関与する細胞周期・極性成長にこれらが遺伝子発現に重要な役割を担うことが示唆された。
情報能力の達成目標の策定と構成主義学習観に基づく情報教育プログラムの開発

1.平成8年度には、小・中・高校を見通して育成したい情報能力の達成目標として,情報知識・情報概念,情報メディア操作技術,情報態度・習慣の3領域からなる段階的・系統的具体的情報活動目標(試案)を作成した。平成9年度には、それを改善するために,新潟県・東京都・神奈川県・長野県・栃木県の現職教員を対象として,この試案に対する意見を収集する調査を行い,それを基にして各学校種ごとの情報能力の段階的・系統的情報活動目標を確定した。2.確定した情報能力の段階的・系統的情報活動目標に基づき,小学校における情報教育に焦点をあて,構成主義学習観に立ち,情報への欲求の醸成,情報の探索・収集・選択・加工処理・創造生成・蓄積・発表・伝達・交流までの一連の情報活動を盛り込んだ情報教育プログラムを実験的に試行した。(1)体験活動を盛り込んだ情報活動を中核にすえた情報教育プログラムを作成し、2年生活科における平成8年度1年間の長期単元において試行した結果、学習者の情報に対する前向きな態度が形成され,また,情報メディア活用技能が向上した。(2)平成8年度に、4年社会科「水と人々のかかわり」を題材として、体験的な情報探索活動に基づく、情報の受け手を意識したマルチメディア表現活動を岐阜県A小学校36名に行わせた。情報に対する意欲調査,内発的動機づけ,イメージマップテスト、メディアに対する先有知覚調査を行い,合わせて児童の制作した作品を評価した。その結果、マルチメディア作品の情報表現力・情報伝達力が向上し、学習内容の構造的把握が促進され、さらに体験的活動及びマルチメディア活用に対する意識が向上した。また、情報の受け手を意識しながらの内省的な学習が成立していることが判明した。(3)平成9年度に、地域に焦点を当てた体験的情報探索活動を基盤として、小学校4年社会科「いろいろな地域の人々のくらし」の単元において,地域調べを中心とした体験的な情報探索活動に基づく,情報の受け手を意識したマルチメディア表現活動,インターネットやFAX等を用いた情報交流活動,並びに,衛星通信を用いた交流学習を取り入れ,新潟県T小学校4年生17名,岐阜県O小学校4年生24名,香川県S小学校4年生36名を対象として実験的に試行した。その結果,情報の収集,表現,伝達交流,再表現行動に積極性がみられ,また,レベルの高いプレゼンテーションとコミュニケーションの出現がみられた。今回の開発試行により,小学校における情報教育プログラムの指針をしめすことができたと考える。1.これまでの調査結果及び先行研究の分析整理を行い、小学校、中学校、高等学校を見通して育成したい情報能力の達成目標の枠組みとして、情報知識・情報概念、情報メディア操作技術、情報態度・習慣の3領域を設定し、それぞれについて、各学校種における段階的・系統的具体的内容(試案)を策定した。2.構成主義学習観に立ち、地域に焦点を当てた体験的情報探索活動を基盤とし、情報への欲求の醸成、情報の探索・収集・選択・加工処理・創造生成・蓄積・発表・伝達・交流までの一連の情報活動を盛り込んだ情報能力の育成プログラムを開発し、実験的に試行した。

(1)体験活動を盛り込んだ情報活動を中核にすえた小学校における情報教育プログラム(試案)を作成し、2年生生活科における1年間の長期単元において試行した結果、学習者の情報に対する前向きな態度が形成され,また,情報メディア活用技能が向上した。(2)小学校4年生を対象として、体験的な情報探索活動に基づく、情報の受け手を意識したマルチメディア表現活動を行わせた。そして、学習の事前と事後において,情報に対する意欲調査,内発的動機づけ,イメージマップテスト、メディアに対する先有知覚調査を行い,合わせて児童の制作した作品を評価した。その結果、マルチメディア作品の情報表現力・情報伝達力が向上し、学習内容の構造的把握が促進され、さらに体験的活動及びマルチメディア活動に対する意識が向上した。また、情報の受け手を意識しながらの内省的な学習が成立していることが判明した。1.小学校,中学校,高等学校を見通して育成したい情報能力の達成目標として,既に作成した情報知識・情報概念,情報メディア操作技術,情報態度・習慣の3領域からなる段階的・系統的具体的情報活動目標(試案)を改善するために,新潟県・東京都・神奈川県・長野県・栃木県の現職教員を対象として,この試案に対する意見を収集する調査を行い,それを基にして,小学校低学年,小学校高学年,中学校,高等学校までを見通した各学校種ごとの情報能力の段階的・系統的情報活動目標を確定した。2.上記の小学校低学年,小学校高学年,中学校,高等学校までを見通した各学校種ごとの情報能力の段階的・系統的情報活動目標と,各教科の目標・内容との関連を検討し,一覧表に整理した。3.確定した小学校低学年,小学校高学年,中学校,高等学校までを見通した各学校種ごとの情報能力の段階的・系統的情報活動目標に基づき,小学校における情報教育に焦点をあて,構成主義学習観に立ち,情報への欲求の醸成,情報の探索・収集・選択・加工処理・創造生成・蓄積・発表・伝達・交流までの一連の情報活動を盛り込んだ情報教育プログラムを実験的に試行した。これは,地域に焦点を当てた体験的情報探索活動を基盤として,小学校4年生社会科「いろいろな地域の人々のくらし」の単元を対象としたものである。このプログラムでは,地域調べを中心とした体験的な情報探索活動に基づく,情報の受け手を意識したマルチメディア表現活動,インターネットやFAX等を用いた情報交流活動,並びに,SCS(衛星通信)を用いた交流学習を取り入れており,新潟県T小学校4年生17名,岐阜県O小学校4年生24名,香川県S小学校4年生36名を対象として実験的に試行した。その結果,情報の収集,表現,伝達交流,再表現行動に積極性がみられ,また,レベルの高いプレゼンテーションとコミュニケーションの出現がみられたことから,今回の開発試行により,小学校における情報教育プログラムの指針をしめすことができたのではないかと考える。
単層ナノチューブ集合体の光物性

まず,孤立ナノチューブとバンドルを形成した場合の電子状態,振動状態の違いを調べるために,精製やドーピングをうまく利用して,バンドルサイズの異なる試料を準備し,共鳴ラマン散乱を測定した.その結果,数十nmの太いバンドルを形成することにより,Breathingモードの振動数が5%程度高波数側へシフトすることがわかった.一方,多層ナノチューブの結果を見ると,さらに高波数側へシフトしていることがわかり,層間の相互作用が大きくなるにつれ,シフト量が増していくことがわかった.電子状態については,顕著な変化が見られないが,1次元ファンホーベ特異点に起因する状態密度ピーク間の遷移がブロードニングを示し,若干の低エネルギー側へのシフトが確認された.典型的な分子性固体の特徴であると言える.Pristine試料は,孤立チューブとバンドルの混合物であるため,これらの複合効果として,励起波長を変えるとbreathing modeが一見シフトしていくように見える.これは実際に試料に含まれるよりも多くの種類のナノチューブが存在するように見せることになる.つまり,実際には,それほど多くの種類のナノチューブがラマンで観測されているわけではないことがわかった.ドーピング効果の一環として,ナノチューブへのフラーレンドーピングを行った.ナノチューブの直径を1.37nmに調整することにより,非常に高い収率でフラーレンが内包されることを見出した.理論計算によれば,フラーレンとナノチューブ間で軌道の混成やLUMOレベルの大きなシフトも期待されることから,高収率試料は炭素の新しい固体相と考えられる.電子顕微鏡観察,X線回折,ラマン散乱から,我々の試料のフラーレン充填率は6070%であることがわかった.C60はナノチューブ内部で,ダイマーを形成しており,光照射やカリウムドープによりたやすく1次元ポリマーを形成することがわかった.まず,孤立ナノチューブとバンドルを形成した場合の電子状態,振動状態の違いを調べるために,精製やドーピングをうまく利用して,バンドルサイズの異なる試料を準備し,共鳴ラマン散乱を測定した.その結果,数十nmの太いバンドルを形成することにより,Breathingモードの振動数が5%程度高波数側へシフトすることがわかった.一方,多層ナノチューブの結果を見ると,さらに高波数側へシフトしていることがわかり,層間の相互作用が大きくなるにつれ,シフト量が増していくことがわかった.電子状態については,顕著な変化が見られないが,1次元ファンホーベ特異点に起因する状態密度ピーク間の遷移がブロードニングを示し,若干の低エネルギー側へのシフトが確認された.典型的な分子性固体の特徴であると言える.Pristine試料は,孤立チューブとバンドルの混合物であるため,これらの複合効果として,励起波長を変えるとbreathing modeが一見シフトしていくように見える.これは実際に試料に含まれるよりも多くの種類のナノチューブが存在するように見せることになる.つまり,実際には,それほど多くの種類のナノチューブがラマンで観測されているわけではないことがわかった.ドーピング効果の一環として,ナノチューブへのフラーレンドーピングを行った.ナノチューブの直径を1.37nmに調整することにより,非常に高い収率でフラーレンが内包されることを見出した.理論計算によれば,フラーレンとナノチューブ間で軌道の混成やLUMOレベルの大きなシフトも期待されることから,高収率試料は炭素の新しい固体相と考えられる.電子顕微鏡観察,X線回折,ラマン散乱から,我々の試料のフラーレン充填率は6070%であることがわかった.C60はナノチューブ内部で,ダイマーを形成しており,光照射やカリウムドープによりたやすく1次元ポリマーを形成することがわかった.単層カーボンナノチューブ(SWNT)が集合し,固体相を構築した場合,1次元的な構造から三次元的な構造への拡張に伴う物性の変化を観測することが期待できる.実験的に実際に得られるSWNT試料はSWNTが集合して束を形成したものであるが,孤立チューブも含んでいる.そこで,この混合物試料から,孤立チューブ,束それぞれを選択的に測定し,その物性の違いを調べた.SWNT試料に臭素をドープしてその後真空排気すると,束の中だけに臭素が残り,孤立SWNTからは臭素がとれてしまう.臭素が残った束の内部では臭素への電子移動に伴うフェミルエネルギーの降下により,主な光学許容遷移が消失し,近赤外における共鳴ラマンが観測されなくなる.一方,臭素のはがされた孤立SWNTでは通常の共鳴ラマンが観測される.この性質を利用して,孤立SWNTのみ共鳴ラマン散乱を選択的に測定することに成功した.その結果,金属相が共鳴する波長においてもFano型のline shapeが観測されなくなり,Fanoの干渉効果は金属SWNTが「束」になっている場合にだけ現れるものであることがわかった.これは,Fano型スペクトルに現れる低振動数モードが,チューブ間の相互作用と大きく関わっていることを示している.一方,試料を精製し純度を90%以上に上げると,溶媒残留下では自発的に非常に太い束が形成されていることがわかった.この精製試料のラマン散乱を測定すると,Breathing modeと呼ばれる低波数の振動モードの振動数が大きく高波数側へシフトすることがわかった.これらの結果を統合し,未精製の試料を,束と孤立SWNTの混合物として解析することにより,未精製の試料に見られる複雑な共鳴効果を説明することが可能となった.

この結果はSWNT間のファンデルワールス相互作用に関する理論的計算の結果と矛盾が無い.本年度は,1.高純度ナノチューブの大量合成法の開発,2.フラーレンを内包したナノチューブの作製と光物性測定を行った.1.高純度ナノチューブの大量合成法の開発レーザー蒸発法では,精密な直径制御が可能であり,非常に優れたナノチューブ生成法であるが,残念ながら生成量が極めて少ないことが問題である.そこで,レーザー蒸発法により,大量にナノチューブを合成する手法を開発した.レーザー蒸発法では,単純にスケールアップすると,生成条件が変化してしまうため,収率が思うように上がらないが,触媒濃度,ガス圧,ガス流速,レーザー光強度をそれぞれ最適化することにより,収率をそれほど下げずに,収量を5mg/hから60mg/hと1桁以上アップすることに成功した.2.フラーレンを内包したナノチューブの作製と光物性カーボンナノチューブの内部には空間があり,そこにフラーレンをはじめとする各種分子や結晶を挿入することが可能である.我々は,内包分子のサイズに合わせて,直径を制御したナノチューブを準備し,それを高純度に精製した.この高純度ナノチューブとフラーレンを用いて,フラーレンを内包したナノチューブ試料を作製した.この試料の共鳴ラマン散乱,光吸収スペクトル,高分解能電子顕微鏡観察,電子線回折の結果から,ナノチューブ内部のフラーレンの状態について調べた.その結果,C60の場合は,内部で自発的にダイマーを形成していることがわかり,これは室温でレーザー光を照射することにより,たやすく1次元ポリマー化することがわかった.一方,C70の場合は,ダイマー化やポリマー化は起こらず,その代わり,ナノチューブ内で短軸方向をチューブ軸にそろえて並ぶ配置をとりやすいことがわかった.これらの異常な振る舞いは,フラーレン内包によるポテンシャルエネルギーの利得が生み出すナノチューブ内部の高圧状態により説明可能である.
イネアントシアニン着色に関する制御遺伝子群の解析と分子育種

これまでに申請者らは、イネアントシアニン着色に関するPlw遺伝子を持つ同質遺伝子系統より2つのcDNA(OSB1,OSB2)を単離している。これらのcDNAは、bHLHドメインをもったc-myc型の転写因子をコードしており、トウモロコシのR及びB遺伝子とも相同性が高い。13年度はまずゲノミック配列のクローニングによりそのゲノム構造を明らかにした。その結果、OSB1遺伝子の下流にはOSB2の一部と全く同じ配列が存在することが明らかになり、Plw遺伝子座はこれらの遺伝子によるコンプレックスを形成していることが示唆された。次に、両遺伝子をC及びA遺伝子を持つイネ系統に導入したトランスジェニックイネを作成して調べたところ、アントシアニンによる着色が生じることが明らかとなり、両遺伝子がアントシアニンの組織特異的な蓄積に関与することを明らかにした。14年度は、特に、得られたトランスジェニック植物で、種子組織で着色が見られるかどうかを確認したところ、頴花の外頴及び内頴、ふ先、には着色があり、さらに種皮及び果皮にも着色が見られたが、胚乳及び胚には着色が見られなかった。これらの原因は不明であるが、胚乳でアントシアニンを発現するには、組織特異性の高いプロモータなどを用いる必要性が考えられた。さらに、Pl遺伝子以外にもイネのアントシアニン着色に関係する遺伝子として知られている、A及びC遺伝子を同定することも試みた。A遺伝子はトウモロコシとのシンテニーからはDER遺伝子に相当すると考えられるので、ムラサキイネから単離したDFR遺伝子をOSB1,OSB2と共にCのみを持つイネ系統に我々が開発したトランジェントアッセイで糊粉層に導入したところ、アントシアニンの着色が生じた。この結果、A遺伝子はDFRをコードする可能性が強く示唆された。これまでの研究から、Plw遺伝子を台中65号に導入した同質遺伝子系統より2つのcDNA(OSB1,OSB2)を単離している。特異的プローブの作成とRFLPによる遺伝解析から、両遺伝子がPlと連鎖していることがわかっているので、今年度はまずクローニングによりそのゲノム構造を明らかにした。OSB1遺伝子の下流にはOSB2の一部と全く同じ配列が存在することが明らかになり、Plw遺伝子座はこれらの遺伝子によるコンプレックスを形成していることが示唆された。OSB1及びOSB2が実際にアントシアニンを誘導するかどうかを調べるため、吸水した糊粉層に遺伝子導入してアントシアニン生合成系を誘導するトランジェントアッセイ系をこれまでに確立している。これらを用いた実験から、トウモロコシのCl遺伝子とOSB1,OSB2どちらか一方の遺伝子を同時に導入した場合にアントシアニンスポットが観察されることがわかった。今年度はさらに、これらの遺伝子を導入した形質転換イネを作出してアントシアニン蓄積について解析を行った。台中65号にC及びA遺伝子を持つ系統にOSB1かOSB2のどちらか一方あるいは両方を同時に導入した植物を作成した結果、どの場合にもアントシアニン着色が確認された。しかし、OSB1のみを導入した場合その発現は葉鞘など一部の組織に限られたのに対し、OSB2のみ、あるいは両方を導入した植物では、ほぼ全身に着色が見られ、OSB1,OSB2のアントシアニン誘導にはかなり異なっていた。次年度以降に、種子組織における着色について詳しく調べる予定である。本研究では、イネにおけるアントシアニン着色を制御する遺伝子を単離してそれらの構造を解析し、さらにこれらの着色を制御することで分子育種に応用することを目的に実験を行った。

これまでに、イネのアントシアニン着色系統が有する制御遺伝子Purole leafについて、アリルの異なる3つの遺伝子座を解析し、OSB1,OSB2の2つの遺伝子を含むコンプレックスを形成することを明らかにした。アントシアニン着色に関する遺伝子A及びCを共に持つイネ系統(台中65号由来の同質系統)にOSB2を導入したトランスジェニックイネでは、葉に顕著な着色が観察されることを昨年度確認した。今年度は種子組織における着色を確認したところ、親系統で見られるふ先の着色以外にも頴花の外頴および内頴も着色し、さらに種皮、果皮、及び糊粉層で強くアントシアニンを蓄積した。これまでに糊粉層でアントシァニンを蓄積するイネの報告はなく、OSB2の導入により初めて糊粉層での着色に成功したが、胚及び胚乳では着色が見られないことから、用いたプロモーターなどに組織特異性を考慮すべきであると考え、これらは実用化へ向けた今後の課題とされた。実際にイネにアントシアニン着色を誘導するには、OSB2などの制御遺伝子のみならず、A及びC遺伝子など他の遺伝子も導入する必要がある。本研究ではPurple leaf以外にもA遺伝子座に関する構造解析の研究をすすめた。トウモロコシとイネゲノムのシンテニーから、イネのA遺伝子座はトウモロコシのDFR遺伝子座である可能性が高く、A遺伝子座の各アリルについてDFR遺伝子の変異と遺伝解析を行った。その結果、A遺伝子はDFRをコードすることが明らかとなった。
臨床応用を目指した低侵襲小児心機能モニターの開発

研究成果の概要(和文):心電図の高周波数電位解析による、小児開心術後の非侵襲的心機能モニターの開発に関わる臨床研究を行った。心停止を伴う小児開心術後症例において、高周波数電位の推移を測定したところ、大動脈遮断解除後の心拍再開に伴い、高周波数電位が経時的に回復する現象を確認した。本研究の結果、高周波数電位の経時的な回復過程は、心機能の回復過程および術中心筋障害の程度と密接に相関していることが判明した。小児開心術後の心電図高周波数電位解析は、開心術後のリアルタイム低侵襲心機能モニターとして応用できる可能性が示唆された。小児開心術目的で当院に入院した小児先天性心疾患患者を対象として、術中および術後の心電図計測と解析を行った。研究実施前に、当院倫理委員会に本研究計画を提出して本臨床研究を実施する承認を得た。本研究に関して、心電図を用いた観察研究ではあるが、臨床応用前の未承認機器を使用しているため研究実施前に専門委員会を発足させて研究内容の妥当性および必要症例数を検討する必要が生じた。参考となる先行研究データが無いため、少数例で先行研究を行い心電図高周波電位(RMS電位)が小児開心術後の心機能と一致して変化することを立証する必要があるという結論に達した。当初の研究計画を変更して、現在小児開心術10症例を対象に開心術周術期のRMS電位と心筋障害の指標となるbiomarker値を(CK-MB)計測して、RMS電位とbiomarker値を対比させることにより、周術期心筋障害の指標としてRMS電位が有用であることを立証する先行研究を行っている。使用機器は当初の計画通りDataWave社製SciWorks USB-16および解析ソフトウエア使用した。小児開心術後症例において心電図波形の収集およびRMS電位解析を行い、リアルタイムにRMS電位が表示・記録されることが確認できた。しかしながら、当初の予想に反して研究参加条件に合致する症例が少なく、また参加条件に合致しても研究参加への同意が得られない症例が認められたため、当初の事業期間では十分な症例の蓄積および解析が行えなかった。当初の事業期間を1年延長する申請を行い平成25年3月に延長が申請された。現在、更なる症例の蓄積を行っている状況である。心電図の高周波数QRS成分のroot meansquare電位(RMS電位)解析による、小児開心術後の非侵襲的心機能モニターの開発を目的とした臨床研究を行った。研究期間中14症例で測定を実施、平均月齢は20.5ヶ月、平均体重は7.5kgであった。対象疾患は、心室中隔欠損症が7例、心房中隔欠損症とファロー四徴症が各2例、両大血管右室起始症、房室中隔欠損症と単心室症が各1例であった。術後完全房室ブロックに対して心室ペーシングを行った1例を除き、13例でRMS電位計測を行った。執刀前のRMS電位を基準値として、大動脈遮断解除後の電位を%RMS電位と算出して比較検討した。%RMS電位は、大動脈遮断解除後、心拍再開1分で基準値の22.4±12.4%まで低下した後に経時的に上昇、心拍再開後9時間で99.6±32.2%と術前値まで回復した。RMS電位の推移は、術中虚血時間や大動脈遮断解除後の心筋障害の指標としてのCK-MB値と連動して変化する傾向を認めた。また、心拍再開後24時間の%RMS電位は79.3±28.7%と9時間時の電位と比較して有意に低下しており、このような変化は、心拍再開後の虚血再灌流障害の影響を観察している可能性がある。本研究の結果、高周波数電位の経時的な推移は、心機能の回復および心筋障害の指標として利用できる可能性があり、小児開心術後の低侵襲心機能モニターとしての応用が示唆された。今後、さらなる症例の蓄積が必要と考えられる。RMS電位計測の問題点として、計測時の筋電図や医療機器が原因の高周波数ノイズやペースメーカー等の影響を受けやすく、計測値の解析に支障を来した。良好な電位波形を得るためのシステム開発が今後の課題と考えられる。小児開心術目的で筑波大学附属病院に入院した患者を対象として心電図計測を行うため、筑波大学附属病院倫理委員会に本研究計画を提出、筑波大学附属病院において本臨床研究を実施する承認を得た。この際、倫理委員会より臨床応用前の未承認機器を使用した研究に該当する可能性を指摘され、筑波大学附属病院臨床研究・推進支援センターの指導の下、本研究に関する専門委員会を発足させて研究内容の妥当性および必要症例数を詳細に検討する必要が生じた。

当初の計画では小児先天性心疾患20症例および非開心術10症例を対象に計測を行う予定であったが、専門委員会で検討した結果、必要症例数を検討する際に参考となる先行研究データが無いため、まず心電図高周波電位(RMS電位)が小児開心術後の心機能と一致して変化することを立証する必要があるという結論に達した。そこで研究計画を変更して、まず小児開心術10症例を対象に開心術周術期のRMS電位と心筋障害の指標となるbiomarker値を(CK-MB)計測して、RMS電位とbiomarker値を対比させることにより、周術期心筋障害の指標としてRMS電位が有用であることを立証する先行研究を行う方針とした。また使用機器の選定を行い、当初の計画通りDataWave社製SciWorks USB-16および解析ソフトウエアを発注した。当機器を使用して健常成人において心電図計測を行い、心電図波形の収集およびRMS電位解析を行い、リアルタイムにRMS電位が表示・記録されることを確認した。当初の研究計画を変更して、小児開心術10症例を対象に開心術周術期のRMS電位と心筋障害の指標となるbiomarker値を(CK-MB)計測して、周術期心筋障害の指標としてRMS電位が有用であることを立証する先行研究を行っている。当初の予想に反して研究参加条件に合致する症例が少なく症例の蓄積に難渋した。また参加条件に合致した症例であっても。本研究参加への同意が得られず、やむを得ず計測を中止せざるを得ない症例が認められた。当初の事業期間では十分な症例の蓄積および解析が行えない判断、当初の事業期間を1年延長する申請を行い平成25年3月に延長が申請された。現在、更なる症例の蓄積を行っている状況である。当初の計画では、小児開心術20症例および非開心術10症例を対象に研究を行う予定であったが、未承認の計測機器を使用して心電図計測を行う臨床研究のため、研究内容の妥当性および必要症例数の検討に時間を要した。最終的に筑波大学附属病院倫理委員会において臨床研究実施の承認を得ることができた。小児開心術10症例を対象として先行研究を行い、RMS電位と心筋障害のbiomarkerであるCK-MB値を対比させてRMS電位が術後心筋障害を反映している指標であることを立証する。その計測値を元にRMS電位と心筋障害のbiomarker,、周術期血行動態指標を対比させることにより、RMS電位がリアルタイムで小児開心術後の心機能を反映させていることを立証する事を目標とする。これら計測結果に基づき、最終的には臨床応用可能なソフトウエアの開発を目指す。また研究成果を学会発表、論文投稿等で公表する。RMS電位が術後心筋障害を反映している指標であることを検証するためのデータが必要であるとの結論に達した。小児開心術10症例を対象として先行研究を行う。RMS電位と心筋障害のbiomarkerであるCK-MB値を対比させてRMS電位が術後心筋障害を反映している指標であることを立証する。その後、必要症例数を検討して、再度筑波大学附属病院倫理委員会に本研究申請を行う。RMS電位と心筋障害のbiomarker、周術期血行動態指標を対比させることにより、RMS電位がリアルタイムで小児開心術後の心機能を反映させていることを立証する。これら計測結果に基づき、臨床応用可能なソフトウエアの開発に必要な指標を決定する。これら決定事項に基づき、ソフトウエアの開発を目指す。最終的に作成したソフトウエアを用いて小児開心術患者の計測を行う。
2-アラキドノイルグリセロール : 新しい内在性カンナビノイド受容体アゴニスト

今回の研究により以下の点を明らかにした。1.多数の2-アラキドノイルグリセロールアナログを調製し、構造活性相関を詳しく調べた。その結果、カンナビノイドCBl受容体は2-アラキドノイルグリセロールの構造を厳密に認識していることが明らかとなった。カンナビノイドCBl受容体の本来の生理的なリガンドは2-アラキドノイルグリセロールである可能性が高いと考えられる。一方、Δ9-テトラヒドロカンナビノールにも2-アラキドノイルグリセロールと同様の活性があること、ただしΔ9-テトラヒドロカンナビノールにはpartial agonistとしての活性しかないことがわかった。Δ9-テトラヒドロカンナビノールのもつ精神神経作用の多くは、本来のリガンドである2-アラキドノイルグリセロールの作用を撹乱したためであるという可能性がある。2. 2-アラキドノイルグリセロールを蛍光誘導体にし,HPLCを用いて定量する方法を確立した。また、この方法を用いてラットの各臓器に含まれる2-アラキドノイルグリセロールを初めとするモノグリセリドの分析を行った。その結果、脳以外にも肺、腎など様々な臓器に2-アラキドノイルグリセロールが含まれていることが明らかとなった。3.トロンビンなどで刺激した血管内皮細胞が2-アラキドノイルグリセロールを生成すること、血管平滑筋細胞にカンナビノイドCB1受容体が発現していることなどが明らかとなった。これらの事実は2-アラキドノイルグリセロールが神経系だけでなく血管系においても何らかの重要な役割を演じているという可能性を示すものである。今年度の研先により以下の点を明らかにした。1.NG108-15細胞の細胞内カルシウムイオン濃度に及ぼす影響を指標にして2-アラキドノイルグリセロールの構造活性相関を詳しく調べ、2-アラキドノイルグリセロールの構造がカンナビノイドCB1受容体によって厳密に認識されていることを明らかにした。また、Δ9-テトラヒドロカンナビノールにも2-アラキドノイルグリセロールと同様の活性があること、ただしΔ9-テトラヒドロカンナビノールにはpartial agonistとしての活性しかないことなども明らかにした。このことから、Δ9-テトラヒドロカンナビノールのもつ精神神経作用の多くは、本来のリガンドである2-アラキドノイルグリセロールの作用を撹乱したためであるという可能性が浮上してきた。2.2-アラキドノイルグリセロールを蛍光誘導体にし、HPLCを用いて定量する方法を確立した。3.この方法を用いてラットの各臓器に含まれる2-アラキドノイルグリセロールを初めとするモノグリセリドの分析を行った。2-アラキドノイルグリセロールは中枢神経系だけでなく、他の系においても何らかの役割を担っているメディエーターである可能性がある。4.NG108-15細胞を用いて、2-アラキドノイルグリセロールが脱分極に伴う細胞内カルシウムイオンの上昇を抑制することを見い出した。2-アラキドノイルグリセロールには、活性化した神経細胞の興奮を静めるという役割のある可能性がある。今年度の研究により以下の点を明らかにした。1. 30種類を超える多数の2-アラキドノイルグリセロールアナログを調製し、構造活性相関を詳しく調べた。2-アラキドノイルグリセロールのエーテル型アナログにもやや弱いながら活性のあること、1-アラキドノイルグリセロールや3-アラキドノイルグリセロールの活性は2-アラキドノイルグリセロールのそれよりはかなり弱いこと、アラキドン酸だけでなくエイコサペンタエン酸(20:5(n-3))を含む