hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
言語の文脈情報処理の研究

本研究の目的は,文脈情報処理のために必要な知識構造と処理機構を明らかにすることである.このため次のような視点から基礎的研究を行なった.1.人間は与えられた言語表現を内部でいったんメンタルイメージになおしてから推論を行なっているのではないかという作業仮説に基づいて,空間的シーンに関する文章の深い理解を行なうシステムの設計を行い,システムの一部を試作した.また,統語,意味,文脈のレベルの異なる情報を統合して自然言語理解の計算モデルを実現するための基礎的考察とシステムの試作を行なった. (堂下修司)2.生成と理解の両側面から,文脈処理の計算モデルの研究を行なった.生成からは,文章全体の論旨展開の構造を表示する伝達目的構造(CGS)と呼ぶ構造を設定し,文章の修辞的構造(RST)がどの様に選択されるかの計算機モデルを作成した.理解の側面からは,新聞社説を対象にして,修辞的構造と相補的な関係を持つ話題推移の構造を表層の言語表現から抽出するアルゴリズムを作成し,計算機実験によって有効性を確認した. (辻井潤一)3.指示的な名詞句の取り扱いの問題に取り組んだ.方法としては,モンタギュー文法的な「内包オブジェクト」と「外延オブジェクト」という概念を「名詞句の意味表現」「指示対象」として導入した.また,「指示対象」の範囲を狭めるために,「ユーザモデル」「文脈」「センター」などの指示対象の集合を定義し,対話の流れにしたがって,これらの集合の要素が追加・削除されるモデルを考案し,システムを一部試作した. (米澤明憲)4.対話における知識の導入の方法と導入された知識の管理方法に関して,日本語はどの様な性質をしているかを韓国語・英語との比較によって明らかにした. (田窪行則)本研究の目的は,文脈情報処理のために必要な知識構造と処理機構を明らかにすることである.このため次のような視点から基礎的研究を行なった.1.人間は与えられた言語表現を内部でいったんメンタルイメージになおしてから推論を行なっているのではないかという作業仮説に基づいて,空間的シーンに関する文章の深い理解を行なうシステムの設計を行い,システムの一部を試作した.また,統語,意味,文脈のレベルの異なる情報を統合して自然言語理解の計算モデルを実現するための基礎的考察とシステムの試作を行なった. (堂下修司)2.生成と理解の両側面から,文脈処理の計算モデルの研究を行なった.生成からは,文章全体の論旨展開の構造を表示する伝達目的構造(CGS)と呼ぶ構造を設定し,文章の修辞的構造(RST)がどの様に選択されるかの計算機モデルを作成した.理解の側面からは,新聞社説を対象にして,修辞的構造と相補的な関係を持つ話題推移の構造を表層の言語表現から抽出するアルゴリズムを作成し,計算機実験によって有効性を確認した. (辻井潤一)3.指示的な名詞句の取り扱いの問題に取り組んだ.方法としては,モンタギュー文法的な「内包オブジェクト」と「外延オブジェクト」という概念を「名詞句の意味表現」「指示対象」として導入した.また,「指示対象」の範囲を狭めるために,「ユーザモデル」「文脈」「センター」などの指示対象の集合を定義し,対話の流れにしたがって,これらの集合の要素が追加・削除されるモデルを考案し,システムを一部試作した. (米澤明憲)4.対話における知識の導入の方法と導入された知識の管理方法に関して,日本語はどの様な性質をしているかを韓国語・英語との比較によって明らかにした. (田窪行則)
RNAポリメラーゼ改変による微生物潜在機能の発現と転写機構の総括的解明

微生物における潜在機能を活性化するための技術開発と理論構築を目的として研究を展開し、結果としてRNAポリメラーゼの改変とリボゾームの改変が有効であることを見い出した。特にRNAポリメラーゼの改変は「休眠遺伝子」の活性化においても有効で、本技術は新物質の探索にひとつの有効な手法となるものと思われる。休眠遺伝子の発現原理についても明らかにした。放線菌S.coelicolorを用いた研究から、巨大マルチマーを形成するEshA蛋白質の機能が細胞内ppGppの微調整にある事を証明した。すなわち、EshAコード遺伝子を破壊すると細胞内ppGppは二次代謝誘発に必要なppGppの閾値に達することができず、そのため抗生物質生産能を失うことを解明した。また、このEshA蛋白質はcAMP結合ドメインをもっており、実際cAMPと結合しうる事をBiacoreを用いて生化学的に立証した。eshA遺伝子はクロモゾームの先端近くにあり、菌を高温で育成させると高率に脱落して抗生物質生産能を失うことから、二次代謝の遺伝的不安定性の原因になるものと結論した。更に、シグマ因子HrdBに特定の変異を有する変異株は抗生物質生産能を失っているが、この株にrif変異(RNAポリメラーゼの変異)を導入すると抗生物質生産能は完全に回復することを見い出した。高度好熱菌Thermus thermophilusについては、本菌がE.coli、枯草菌と同様にアミノ酸欠乏に呼応したppGpp生成能を有すること、ならびに本菌の転写系はppGppに極めて敏感であることをリボゾームRNA遺伝子(23Saと23Sb)と精製RNAポリメラーゼを用いたインビトロ転写実験により明らかにした。更に、精製リボゾームを用いた実験からアミノ酸欠乏によるppGpp生成はリボゾーム依存性であることを、relA変異株(ppGpp合成酵素を欠損)とrelC変異株(リボゾーム蛋白質L11に変異)を用いて実証した。枯草菌においては、本菌の生産する抗生物質NTDが、自身のグルコース取り込みに関与するglcC遺伝子の発現を活性化することを見い出した。これは抗生物質の生産菌自身における生理的意義を暗示するものとして極めて重要である。過去2年間において、以下の重要な知見を得る事ができ、大半を既に論文発表した。1.ビアコアを用いたRNAポリメラーゼと特定遺伝子のプロモーター領域(約20bp)の親和力測定法を確立し、これにより放線菌の潜在能力発現型の変異RNAポリメラーゼは、特定遺伝子プロモーター領域への親和力が約2倍に増大している事を見い出した。すなわち、変異型RNAポリメラーゼは転写の初発段階で機能していると結論した。rRNA遺伝子のプロモーターに関してみれば、ppGppはこの親和力を低下させており、これがppGppによる緊縮制御(RNA合成抑制に関して)の真因であると結論した。2.放線菌の巨大蛋白質EshAは、細胞内のppGppレベルを微調整することにより、二次代謝を制御していること、ならびにEshAの活性化にはcAMPが必須である事を明らかにし、ppGppとcAMPという2つの低分子制御物質の連関に成功した。3.枯草菌の抗生物質ネオトレハロサジアミン(NTD)の生合成は自身のオートレギュレーション(活性化)を受けるという非常に珍しいケースであるが、NTDの本菌における生理的意義がグルコースの細胞内取り込みの調節にある事を明らかにした。抗生物質の生産菌自身における生理的意義を分子生物学レベルで明らかにした最初のものとなった。4.高温菌Thermus thermophilusのppGppによる緊縮制御のメカニズムを詳細に検討し、その結果、本菌のppGppによるrRNA遺伝子の発現抑制は、ppGppのRNAポリメラーゼへの結合阻害が主原因ではなく、むしろppGppのIMPデヒドロゲナーゼ活性阻害による細胞内GTPレベルの低下が主たる原因である事を明らかにした。これは細胞内GTPレベルの遺伝子発現における重要性を示す重大な知見となった。5.放線菌の潜在能力はリボゾーム蛋白質S12の特定変異により著しく活性化されるが、原因として、70S粒子の安定化とリボゾームリサイクリング因子(RRF)の過剰発現の2点にある事を明らかにした。平成19年度は以下の成果が得られ、一部は既に論文発表した。1.潜在機能を発現させるrsmG変異株を枯草菌で取得し、RsmG蛋白質が16S rRNAのG535をメチル化する酵素である事を明らかにした。2.薬剤耐性選抜法を更に拡大させ、放線菌S.coelicolorに8つの異なったリボゾーム変異を導入する事により、抗生物質アクチノロージンの生産力が野生株の180倍に増強される事を明らかにした。3.自然界ではバクテリアにおいても2つのタイプのRNAポリメラーゼを有するものが存在する事を示し、そのうち変異型とされるRNAポリメラーゼはその遺伝子を他菌に導入すると潜在機能が著しく活性化される事を見い出した。

4.希土類元素の一種スカンジウムは、培地に微量添加すると放線菌の抗生物質生産能を著しく活性化すること、ならびにこの活性化は二次代謝の誘発の増強にある事を明らかにした。1.放線菌各種を用いて、低レベル(rsmG)および高レベル(rpsL)ストレプトマイシン耐性変異を付与することにより、抗生物質生産性が相乗的に増大することを示した。2.放線菌S.coelicolorにおいて、K88E rpsL変異と共存することにより抗生物質アクチノロージンの生産力を飛躍的に上昇させる変異(GI92 rpsL)を見い出した。その機作は、生育後期における蛋白質合成の活性化にあることも明らかにした。3.枯草菌のカスガマイシン耐性変異の多くはksgA遺伝子に生じている事を明らかにし、しかもひとたびksgA変異を獲得すると、更なる高レベルの耐性変異を異常に高い頻度(10^<-6>)で獲得することを明らかにした。この変異はspeD遺伝子に生じたものであることも、マイクロアレー変異探索法を用いて明らかにした。4.枯草菌の低レベルフシジン酸耐性のひとつにmdtRP変異があることを明らかにした。かつ、耐性獲得に到るそのメカニズムも明らかにした。
サブミリ波帯ジャイロトロン出力の高クォリティビームへの変換と散乱計測への応用

1.ジャイロトロンの高周波数化及び発振の安定化17T超伝導マグネットを用いたジャイロトロン(GYROTRON FU IV)を開発し,最高周波数838GHzまでの発振を達成できた。この成功によって,テラヘルツ帯の光源の実現も見通せる段階に到達できた。また,強力なサブミリ波光源としての実用化を進めてきたGYTROTRON FU IIにおいて,0.6秒間にわたる安定した出力(周波数354GHz,出力110W)を得ることができた。パルス間における出力変動は,8%以下であり,光源として充分な特性を備えている。2.高クォリティビームを生成する伝送系の開発高強度サブミリ波高クォリティビームをプラズマ散乱計測に用いれば,計測の性能を総合的に向上できる。このようなビームは,強力なサブミリ波光源としてのジャイロトロン出力を高クォリティビーム(直線偏光,高い収束性)に変換することによって得られる。ビームの質の向上に重点を置いたミラー伝送系を設計・製作した。回折理論による計算を行い、良好なビームが得られることを確認することができた。この伝送系では,仮に不要モードが含まれていたとしても,このような電磁波は,位相の不整合のため,系外に逃げだし,伝搬する電磁波の純度を向上することができる。設計した伝送系が良好であるかを調べるためには,実際にビーム強度分布を測定することが必要であるので,そのための測定装置を製作した。ガウシアンビームに対して測定を行い,この装置の有効性を確認することができた。3.サブミリ波ジャイロトロンを光源とするプラズマ散乱計測サブミリ波ジャイロトロン(GYROTRON FU II)を光源とするプラズマ散乱計測をCHS装置で行い,低周波密度揺動の情報を得ることができた。このとき,反射計との同時計測を試み,両者の計測において低周波密度揺動の振る舞いは,よく似た傾向を示していることを確認できた。ジャイロトロンの高周波数化及び発振の安定化17T超伝導磁石を用いたサブミリ波ジャイロトロンを2次高調波で動作させることにより最高周波数849GHzの発振(出力50W)を得ており,光源としてよく利用されるHCNレーザーの発振周波数に迫るところまできた。このジャイロトロンでは,発振モードを切り替えることにより,発振周波数を159GHzから849GHzまでほぼ連続的に変化できることが分かった。高クォリティビームを生成する伝送系の開発モードの純度を高くし,生成ビームの空間的収束性を向上させるため,ミラー系による伝送系を設計した。-40dB以上の強度を持つサイドローブを伴わない,良質のビームが生成されることが回析理論を用いた数値計算結果によって示された。この伝送系は,目的のモードに対してのみ選択的にビームエネルギーを伝送する(目的モードに対するエネルギー伝達率:83%,不要モードに対するエネルギー伝達率:数%)ことができる。このことは,モードの純度の向上と強力なビームの生成を可能にする。この伝送系によって良質のビームが得られることを確認するため,3次元的な可動機構を持ったビーム強度分布測定装置を製作した。この装置では,空間座標と電磁波強度の情報は,コンピューターに取込み,データー解析できる構成となっている。高クォリティビームを用いたプラズマ散乱計測核融合科学研究所にあるCHSプラズマ発生装置においてICRF加熱プラズマでのプラズマ散乱計測を行っている。現在はまだ,円形導波管を用いた伝送系によるシステムを使用している。得られた低周波密度揺動の結果は,反射計の結果とよく一致するものであり,今後詳細なデーターを積み重ねて,有効な加熱の実現にとって有用な情報を得て行く予定である。

1.ジャイロトロンの高周波化及び発振の安定化17T超伝導マグネットを用いたジャイロトロン(GYROTRONFUIV)を開発し,最高周波数838GHzまでの発振を達成できた。この成功によって,テラヘルツ帯の光源の実現も見通せる段階に到達できた。また,強力なサブミリ波光源としての実用化を進めてきたGYTROTRONFUIIにおいて,0.6秒間にわたる安定した出力(周波数354GHz,出力110W)を得ることができた。パルス間における出力変動は,8%以下であり,光源として充分な特性を備えている。2.高クォリティリビームを生成する伝送系の開発高強度サブミリ波高クォリティビームをプラズマ散乱計測に用いれば,計測の性能を総合的に向上できる。このようなビームは,強力なサブミリ波光源としてのジャイロトロン出力を高クォリティビーム(直線偏光,高い収束性)に変換することによって得られる。ビームの質の向上に重点を置いたミラー伝送系を設計・製作した。回折理論による計算を行い,良好なビームが得られることを確認することができた。この伝送系では,仮に不要モードが含まれていたとしても,このような電磁波は,位相の不整合のため,系外に逃げだし,伝搬する電磁波の純度を向上することができる。設計した伝送系が良好であるかを調べるためには,実際にビーム強度分布を測定することが必要であるので,そのための測定装置を製作した。ガウシアンビームに対して測定を行い,この装置の有効性を確認することができた。3.サブミリ波ジャイロトロンを光源とするプラズマ散乱計測サブミリ波ジャイロトロン(GYROTRONFUII)を光源とするプラズマ散乱計測をCHS装置で行い,低周波密度揺動の情報を得ることができた。このとき,反射計との同時計測を試み,両者の計測において低周波密度揺動の振る舞いは,よく似た傾向を示していることを確認できた。
少子化社会における学校での新課題「異校種間交流」の教育効果を探る

本研究では、異校種間の子どもの交流が子どもたちにもたらす教育的効果を、横断的および縦断的研究手法を用いて、多角的な視点から検証した。初年度(H14年度)は、小学生(555名)、中学生(526名)、高校生(883名)を対象として横断的調査を進めた。異校種交流とあわせて日常的な異年齢交流についても尋ね、両者の違いについても検討した。その結果、異校種交流であれ異年齢交流であれ、異年齢の他者とかかわることは子どもたちにポジティブな効果をもたらすことが明らかになった。ただしその効果はそれぞれ特徴的であり、例えば、小学生の場合、異校種交流を行っている子どもの方が、年下に対する態度(評価・感情・意欲)および年上に対する態度(感情)が肯定的であること、および自身の自己充足的達成動機および抑制的規範意識が高いことが示された。また、日常的に異年齢の子どもと交流がある子どもの方が、年下に対する態度(意欲)が肯定的で、中学生に対する印象のうちの活動性に対する評価が高いこと、そして、年下および年上に対する社会的スキルも高いことが示された。2年目(H15年度)は、幼稚園児と小学生との年間を通しての継続的な交流活動(ペアを組んでの年4回の活動)に焦点をあて、その教育効果について検証を行った。小学生・園児ともに毎回、校種を越えた交流に非常に肯定的態をもつことが明らかになった(肯定的回答の割合90%弱95%前後)。また毎回活動後の園児保護者の気づき・感想からも、園児が小学生との交流を毎回楽しみにし、普段以上に園での様子を話すことが示された。こうした交流に対する肯定的な評価は園児の小学生に対するイメージにも反映されて、活動後は活動前より肯定的イメージが各指標とも10ポイント程度上昇し90ポイント強となった。異校種交流活動では、子どもたちが他者を意識し行動するために、様々な効果を生む契機となることが教員インタビューからも示された。最終年度(H16年度)は、昨年度、1年間にわたって小学生との交流活動を経験した園児が小学校に入学後、どのような環境適応を示すかに焦点をあて、その検討を行った。交流経験の有無によって、入学時の適応状態に違いが見られるかどうか検討を行った結果、児童自身には顕著な違いは見られなかったが、その保護者においては児童の学校適応に交流が有用であったとする結果が示された。本研究では、小学生・中学生・高校生を対象に、日常の異年齢の子どもとの交流や学校主体で進められる異校種間での子ども同士の交流が、子どもの対人態度、達成動機、規範意識、社会的スキル等にどのような効果をもたらすのか検討を行った。【方法】調査対象者小学5,6年生555名(小学生データの一部、中学生および高校生データについては、現在コーディング中であるために、今回の報告書ではその分析結果がまとめられていない)調査内容1)日常的な異年齢交流の実態(放課後・休日における遊び相手)2)学校における異校種交流の実態(内容・相手・回数等)3)年下・年上・同学年の相手に対する行動(頻度)および態度(評価・感情・意欲)4)中学生および高校生に対する対人印象

5)思いやり(情緒的共感性)6)自己充足的達成動機7)自尊感情8)規範意識9)年下・年上・同学年の相手に対する社会的スキル、等調査時期2003年2月および3月調査方法学級単位での集団調査法(一部、質問紙を持ち帰っての留置法)【結果及び考察】異校種交流を行っている子どもの方が、年下に対する態度(評価・感情・意欲)および年上に対する態度(感情)が肯定的であること、および自身の自己充足的達成動機および抑制的規範意識が高いことが示された。また、日常的に異年齢の子どもと交流がある子どもの方が、年下に対する態度(意欲)が肯定的で、中学生に対する印象のうちの活動性に対する評価が高いこと、そして、年下および年上に対する社会的スキルも高いことが示された。日常的な遊びを通しての異年齢他者とのかかわりと、学校での異校種交流による異年齢他者とのかかわりでは、子どもたちにもたらされる影響が異なることが示されたことは、非常に興味深い結果である。現在、異校種交流の効果については、どのような相手とのどのような交流がこうした指標に影響を及ぼすのかさらに分析を進めているところである。本年度は、対象校を絞り、小学生と幼稚園児の年間を通じての交流活動を継時的に追跡し、昨年度と同様に異校種交流活動が子どもの対人態度、環境移行、達成動機、規範意識、社会的スキル等に及ぼす効果について検討を行った。【方法】調査対象者H大学附属の小学校4年生76名・担任教員2名、同附属の幼稚園児63名・その保護者63名・担任教員2名調査内容と調査方法年間を通じて4回の交流活動が実施されたが、小学生に対しては(1)4回の交流活動前後での上記指標等の変化、(2)各回の活動後の振り返り(自由記述)と交流に対する態度(感情面・意欲面)を測定した。また、幼稚園児については保護者を通じて、(1)4回の交流前後での小学生に対する印象の変化、(2)各回の活動後の交流に対する態度(感情面・意欲面)を測定した。また、幼稚園の保護者からは、(1)すべての交流後に交流が環境移行に及ぼす影響、(2)各回終了後の子どもに対する気づきや感想(自由記述)を測定した。さらに、各担任教員からは交流活動のねらい、成果、課題等をインタビューした。調査時期2003年5月から2004年3月【結果】調査日程上、小学生の(1)データなど分析できていないが、主な結果は以下のとおりである。小学生・園児ともに毎回、校種を越えた交流に非常に肯定的態度をもつことが明らかになった(肯定的回答の割合90%弱95%前後)。また毎回活動後の園児保護者の気づき・感想からも、園児が小学生との交流を毎回楽しみにし、普段以上に園での様子を話すことが示された。こうした交流に対する肯定的な評価は園児の小学生に対するイメージにも反映されて、活動後は活動前より肯定的イメージが各指標とも10ポイント程度上昇し90ポイント強となった。小学校入学という環境移行に際しても、今回の交流活動が役立つとする園児保護者の意見が多かった。異校種交流活動では、子どもたちが他者を意識し行動するために、様々な効果を生む契機となることが教員インタビューからも示された。本年度は、小学生と幼稚園児の年間を通じての交流活動の結果、そうした交流活動を経験した園児が小学校に入学後、どのような環境適応を示すかに焦点をあて、その検討を行った。
マイクロデバイスを利用した革新的培養系 kidney on chip の作成

マイクロデバイスを利用し、従来の培養系に欠如していた濾過流および原尿の尿流による物理的刺激を取り入れ、生体内の環境を正確に再現した腎臓の細胞の革新的培養系kidney-on-chipを構築した。方法として、紫外線硬化性樹脂などを流路パターン状に直接描画し、紫外線を照射して硬化させた鋳型を用いてポリジメチルシロキサン性のマイクロデバイスに細胞外基質でコートした多孔質膜を組み合わせてコンパートメント構造を構築し、そこに細胞を培養する高次podocyte培養系および尿細管細胞培養系を樹立した。腎臓病の病態解明と治療法開発が進まないのは、適切な培養系が欠如し臓器におけるin vivoの病態が再現できないためである。本研究では、マイクロデバイスを利用し、従来の培養系に欠如していた濾過流および原尿の尿流による物理的刺激を取り入れ、生体内の環境を正確に反映した腎臓の細胞の革新的培養系kidney-on-chipを構築している。紫外線硬化性樹脂などを流路パターン状に直接描画し、紫外線を照射して硬化させた鋳型を用いてポリジメチルシロキサン性のマイクロデバイスに細胞外基質でコートした多孔質膜を組み合わせてコンパートメント構造を構築し、そこに細胞を培養する高次podocyte培養系および尿細管細胞培養系の条件検討を行っている。物理的刺激としては、基底膜側のチャネルに接続したチューブから培養液を注入し、濾過流による圧負荷をかけている。圧負荷をかけた場合に培養細胞が多孔質膜から剥離しないよう、物理的刺激のかけ方(定流、定圧など)、多孔質膜の種類、コートする細胞外基質の種類、培養細胞の種類および培養条件などを検討し、培養系の最適化に努めている。更に、刺激をかけた場合の細胞の反応をみるためのスクリーニング系の確立のために、マイクロデバイスで培養した培養細胞の固定方法の検討や免疫蛍光染色や電子顕微鏡による観察の予備検討を行っている。本研究の成果は非常に注目されており、本年4月14日に行われる第114回日本内科学会総会においてシンポジウム医工学連携による内科学の発展が企画され、最初の演者として分担研究者の藤井が本研究班を代表して「Organ-on-a-Chip:マイクロ流体アプローチが招く新展開」の招待講演を行うこととなっている。当初予想していたよりも、マイクロデバイスに培養した細胞が簡単に剥離するため、培養条件の最適化に時間がかかっているが、物理的刺激のかけ方、多孔質膜の種類、コートする細胞外基質の種類、培養細胞の種類および培養条件などを検討することで、徐々に適切な培養が可能となってきている。腎臓の病態解明と治療法開発が進まないのは、適切な培養系が欠如し臓器におけるin vivoの病態が再現できないためである。本研究では、マイクロデバイスを利用し、従来の培養系に欠如していた濾過流および原尿の尿流による物理的刺激を取り入れ、生体内の環境を正確に再現した腎臓の細胞の革新的培養系kidney-on-chipを構築することを目的とした。紫外線硬化性樹脂などを流路パターン状に直接描画し、紫外線を照射して硬化させた鋳型を用いてポリジメチルシロキサン性のマイクロデバイスに細胞外基質でコートした多孔質膜を組み合わせてコンパートメント構造を構築し、そこに細胞を培養する高次podocyte培養系および尿細管細胞培養系の条件検討を行った。物理的刺激としては、基底膜側のチャネルに接続したチューブから培養液を注入し、濾過流による圧負荷をかけた。圧負荷をかけた場合に培養細胞が多孔質膜から剥離しないよう、物理的刺激のかけ方(定流、定圧など)、多孔質膜の種類、コートする細胞外基質の種類、培養細胞の種類および培養条件などを検討し、培養系の最適化に努めた。培養細胞については、様々な不死化した培養細胞株、primary cultureに加え、iPSを用いた分化系を習得して検討した。更に、刺激をかけた場合の細胞の反応をみるためのスクリーニング系の確立のために、マイクロデバイスで培養した培養細胞の固定方法の検討や免疫蛍光浅色や電子顕微鏡による観察について検討した。更に培養条件を最適化し、確立した条件において刺激を加え、並行して準備していたスクリーニング系により物理的刺激のpodocyteおよび尿細管細胞に対する影響を確認し、kidney-on-chipの確立を進める。腎臓内科学
オンデマンド型高粘度機能性液体塗布システムの開発

本年度は,「ゲル材(固体)を用いた液体射出システムの開発」に主に取り組んだ.これは,ジェット速度の制御難を招く,液中の発泡現象(キャビテーション)の制御に重要な役割を担う.本研究では,液体容器の内部に,多数の気泡をあらかじめ封入したゲル材(PVAゲル)を充填する.この液体容器に急加速(打撃)を与えることで液体ジェットを生成した.液体ジェットの速度を,高速度カメラを用いて調査した結果,ジェット速度はゲル内に予め封入した気泡によって制御可能であることを示した.さらに,ジェット速度制御メカニズムの解明のため,ゲル・液中を伝播する圧力波を考慮した物理モデルを提案した.モデルの妥当性検証のため,ハイドロフォンを用いて液中の圧力を計測した.得られた圧力の時間応答は,モデルの傾向とおおよそ一致することを示した.さらに2年目の研究計画である,「高粘度液滴量の制御」に関する実験を行なった.1年目で完成した高粘度液体射出手法を用いて,液体の粘度,ノズルの内径および液滴の射出速度をそれぞれ変化させた実験を行なった.その結果,条件により液滴が一滴として射出される場合と,液糸として飛翔する場合,の二つの挙動が確認された.液滴量の制御を考えると,一滴のみの射出が理想的であるため,一滴として射出される条件を調査した.その結果,一滴射出の条件は,オーネゾルゲ数(粘性力,慣性力,表面張力の比)とレイノルズ数(慣性力と粘性力の比)の二つの無次元数により記述可能であることを示した.3年目の計画である「非ニュートン液体射出メカニズムの解明」に関して,実際に非ニュートン液体を用いた射出実験を行なった.その結果,時間経過による液体ジェットの速度および形状が,ニュートン流体と大きく異なることを示した.本年度は,「ゲル材の(固体)を用いた液体射出システムの開発」について大きな進捗が得られた.ゲル材の導入することで,液体ジェットの射出速度の制御の達成した.この成果は,これまでの液体ジェット技術で問題である,液中の発泡現象(キャビテーション)によるジェット射出速度の不安定化に対するブレイクスルーとなる.本研究成果は,国内学会誌(前嶋,大貫ら,日本画像学会誌,2019)および国際会議(Onuki et al., 71st APS Division of Fluid Dynamics, 2018, Atlanta, USA)で発表した.さらに,ジェットの制御性に加え,ゲル材により液中のキャビテーションを抑制できることを示した.これは,気泡核などの除去が困難となる高粘度液体や非ニュートン性液体を用いたジェット速度の制御への大きな貢献が期待できる.さらに2年目の課題である「高粘度液滴量の制御」に関して,液滴が一滴として射出される条件の解明に成功した.これにより,塗布精度の大きな障害となるサテライト滴の防止が達成される.したがって,高粘度液滴のオンデマンド印刷に大きく前進したことになる.次年度では,一滴として射出される条件の範囲内でパラメータスタディを行い,液滴量の変化を調査する.3年目の課題である「非ニュートン液体射出メカニズムの解明」に関しては,実際に非ニュートン性液体を用いた実験に着手できた.その結果により,非ニュートン性液体ジェットの挙動がニュートン性液体のそれと大きく異なることを示した.さらに,本課題に関して,海外の研究者(Franck Quero准教授,University of Chile,Chile)との共同体制の構築にした.現在もQuero准教授とは,友好な関係を気づいており,次年度の研究成果により国際共著論文の執筆が見込まれる.次年度ではまず,「ゲル材(固体)を用いた液体射出システムの開発」について,追加の実験および数値計算を行い,国際会議論文に執筆する予定である.次年度の前半には,「高粘度液滴量の制御」について集中的に取り組む予定である.平成31年6月27日からの約一ヶ月間,スペインのUniversidad de SevillaからJose Manuel Gordillo教授が本学に滞在する.申請者は,平成29年度にUniversidad de Sevillaに滞在し,高粘度液滴制御技術の学んだ.Gordillo教授の滞在期間に,高粘度液滴量制御に関する議論を密に行い,国際共著論文の執筆を目指す.さらにGordillo教授の滞在期間に,液滴の衝突・塗布挙動に関する実験を行う.これらの知見は,本研究課題の到達点である,オンデマンド塗布技術の開発に極めて重要となる.液滴を小さくした場合に起こる液体の飛び散り(スプラッシュ挙動)に関する調査を行い,液滴サイズがスプラッシュ挙動に与える影響を明らかにする.この知見を国際共著論文として執筆する予定である.3年目の課題である「非ニュートン液体射出メカニズムの解明」について,ピンチオフ挙動調査の際に,非ニュートン流体も使う予定である.また,本研究グループのAndres Franco Gomez博士と議論を行う.Andres Franco Gomez博士は非ニュートン性液体に関する知見を豊富に有している.さらにQuero准教授の協力を得て,非ニュートン性液体に関する理解を深める.Franco Gomez博士とQuero准教授の持つ非ニュートン流体に関する知識と申請者の持つ液体ジェット射出理論を組み合わせることで,非ニュートン液体ジェットの射出メカニズムの完成を目指す.本知見は,国際学会誌に投稿する予定である.本年度は年次計画に移行する前段階として,まず高粘度液体ジェット射出メカニズムの解明に取り組んだ.これは,「オンデマンド型高粘度機能性液体塗布システムの開発」の遂行の基盤となる研究であるため,早急な研究遂行が求められていた.射出メカニズム解明のため,液体ジェットの射出全体の過程を異なるタイムスケールで起こる,1)液体の急加速過程,

2)液体ジェット射出過程,に分けて調査した.全過程の中でも非常に短い期間で起こる1)液体の急加速過程に関しては数値計算を行い,粘性の影響は小さく無視できることを示した.一方,2)液体ジェット射出過程では,高速度撮影による実験および数値計算を行い,粘性はジェットの射出速度を低下させる働きがあることを発見した.この作用を詳しく調査するために,液体ジェット射出時の粘性境界層に着目した.その結果,境界層の発達が液体ジェットの射出を妨げることを発見し,境界層の厚さを考慮することで粘性の影響を統一的に記述できることを示した.また1年目の研究計画である,「ゲル材(固体)を用いた射出システムの開発」についても実験を行った.容器内にゲル材(PVAゲル)を充填し,ゲル層上部に液体(シリコーンオイル)を充填する.この容器を床と衝突させ,生成される液体ジェットの挙動を観察した.その結果,ゲル内に封入した気泡の量によって液体ジェット速度を制御できることを示した.ジェット速度の制御は,射出される液滴量の制御に直接関わる重要な項目である.このメカニズム解明のため,ゲル内の圧力変化に着目した.偏光情報を記録することで応力を計測できるカメラ(偏光カメラ)を用いて,打撃付与時の応力変化を調査した.その結果,気泡を含むことでゲル内の応力伝播速度(音速)が液体の10分の1程度まで低下することがわかった.このゲル材の音速と液体の音速の差が液体ジェット成長に影響することを示唆した.本年度では,本研究の基盤となる高粘度液体ジェット射出メカニズムを解明できた点が大きな進捗である.これまでの液体ジェットに関する研究のほとんどは低粘度を扱ったものがほとんどであり,高粘度液体を扱うこと自体挑戦的な課題であった.申請者は,この高粘度液体を扱った課題に先駆的に取り組み,これまでの研究では無視されていた粘性境界層の発達を,液体ジェットの生成と関連づけることで高粘度液体ジェット射出メカニズムを解明した.この成果は,国際学会誌(Onuki et al., Phys. Rev. Appl., 2018)やプレスリリース(備考欄参照)として発表され,産学での注目を集めている.また高粘度液体ジェットの射出原理は,今後の研究計画である,「高粘度液滴量の制御」や「非ニュートン流体を用いた液滴射出・機能性液滴塗布」の研究計画遂行への大きな貢献が期待できる.また当初の研究計画である,「ゲル材(固体)を用いた射出システムの開発」については,ゲル材による液体ジェット速度の制御性を示せた.本研究で取り扱う液体ジェットは,液中に内包する気泡の運動により,液体ジェット速度の制御性が著しく失われることが報告されていた.また,液中のマイクロ・ナノスケールの気泡量・運動を制御するのは困難であった.本研究では,射出装置内にゲル材を入れることで簡易的にジェット速度を制御できる.またゲル材を入れることで,液中の確率的な気泡の運動を抑制できることを発見した.またジェット速度を制御できる理由は,ゲル材と液体との音速の違いが起因することを示唆した.
ホットスポット酸素センサの高速応答化のための酸化物イオン拡散の新規解析法の開発

エネルギー・環境問題への懸念や安全・安心・快適な生活への要求から、酸素センサの活躍の場が広がっている。本申請者らが見出したホットスポット現象を利用した酸素センサは、電解液を使用せず、材料の温度制御も不要であり、金や白金の電極も不要である。また、応答性において更なる特性の向上が期待できるため、高い汎用性と信頼性を併せ持つセンサとなり得る。そこで、本研究では、ホットスポット酸素センサの高速応答化を目指して、1.材料中での酸素の拡散挙動の解析、2.材料中の酸素の拡散速度を向上させる組成・微細構造の設計、3.所望の微細構造を実現する合成法の開発を行った。既存の酸素センサは、現在の多様なニーズに対応できなくなっている。本申請者らが見出したホットスポット現象を利用した酸素センサ(ホットスポット酸素センサ)は、高い汎用性と信頼性を併せ持つ。また、応答性において更なる特性の向上が期待できるため、広範囲の分野における多種多様な利用が期待できる。そこで、本研究では、ホットスポット酸素センサの高速応答化を目指して、I.材料中での酸化物イオンの拡散挙動の新規解析法の確立、II.材料中の酸化物イオンの拡散速度を向上させる組成・微細構造の設計、III.所望の微細構造を実現する新規合成法の開発を行った。前年度までの研究から、本センサの応答時間は、雰囲気の酸素濃度が減少した場合には線材の内部から表面に(酸素濃度が増加した場合には表面から内部に)酸化物イオンが拡散する時間に相当すること、線材の相対密度が低い程、拡散速度が向上することがわかった。しかし、相対密度が低い程、線材の機械的強度が低くなるために、実用的な酸素センサーとして使用出来ないことが問題であった。そこで、本年度は、機械的強度が高く、酸素の拡散速度が高い線材の作製を目的として、造孔剤として炭素粉末を用いて従来よりも高温で焼成した線材の評価を行った。その結果、実用に供し得る高い機械的強度と酸素応答特性を有するセラミック線材を得る事に成功した。そこで、本研究では、ホットスポット酸素センサの高速応答化を目指して、I.材料中での酸化物イオンの拡散挙動の新規解析法の確立、II.材料中の酸化物イオンの拡散速度を向上させる組成・微細構造の設計、III.所望の微細構造を実現する新規合成法の開発を目的として、以下の研究を行った。平成24年度は、I.酸化物イオンの拡散挙動の新規解析法の確立に向けて、高周波数( 3 GHz)領域で現われる表皮効果を利用したインピーダンス解析を検討した。また、II.材料中の酸化物イオンの拡散速度を向上させる微細構造の設計、III.所望の微細構造を実現する新規合成法の開発に向けて、芯を有する線材や造孔剤としてゼラチンやグラファイトを用いて作製した線材の微細構造がホットスポット酸素センサの特性に与える影響について検討した。本センサの応答時間は、雰囲気の酸素濃度が減少した場合には、線材の内部から表面に(酸素濃度が増加した場合には、表面から内部に)酸化物イオンが拡散する時間に相当することから、線材の断面構造・微細構造(粒径、気孔)と酸素の拡散係数(固相拡散、気相拡散)やセンサ特性との間の関係について重要な知見を得ることができた。本研究課題では、I.材料中での酸化物イオンの拡散挙動の新規解析法の確立、II.材料中の酸化物イオンの拡散速度を向上させる組成・微細構造の設計、III.所望の微細構造を実現する新規合成法の開発の3項目を目的としている。解析、設計、合成のそれぞれについて、当初の計画に沿って、おおむね順調に進展している。平成24年度に引き続き、I.表皮効果を用いた高周波インピーダンス解析、II.微細構造の設計とそれを実現する為に必要となる、III.合成法の開発を行う。高周波インピーダンス解析から得られる酸化物イオンの動的挙動の知見を基に、適切な組成・微細構造を設計する。物質の拡散は、固相、粒界、表面、気相の順番で早くなることから、これらの特性を考慮した設計を行う。材料の合成については、化学的手法と機械的手法の両面からのアプローチを検討する。造孔材として用いる材料の種類と混合量、成形工程、焼成温度と時間を変化させ、これらの作製プロセスと組成・微細構造との関係についても評価する。

高周波領域でのインピーダンス解析のために、高周波発信器用部品の購入を計画している。また、材料の合成や測定に必要な消耗品費、国内および国際学会発表のための旅費、その他、論文投稿費用について支出を予定している。
関節炎・関節症の関節破壊と修復-マトリックス高分子からの検討-

慢性関節リウマチ(RA)では,その病変の場は,滑膜にあり,自己免疫機序による滑膜炎,その増殖によるパンヌス形成,それらによる関節軟骨破壊がみられる。一方,変形性関節症(OA)では,関節軟骨の変性を基盤にした軟骨破壊,その破壊産物による二次的滑膜炎が病変の主体をなす。いずれも関節軟骨のマトリックス成分の破壊がみられ,その結果として,関節腔内に遊出される破壊産物による関節炎の恒久化を考慮しなければならない。(BMP)存在下の未態間葉系細胞の軟骨細胞への単層培養系にみる細胞分化実験は,OA関節軟骨が,荷重部などほとんどの関節軟骨が消失し,周囲又は軟骨下骨組織からの線維芽細胞で被ふくされ,それが軟骨細胞に分化する臨床例のモデルとも考えられ,種々薬剤のOA関節症の修復に対する影響として検討した。RA滑膜,ならびにコラーゲン誘導関節炎マウス血清でコラーゲン分解酵素ペプチターゼの上昇,RA関節液でスロトメリシンの上昇またその抑制因子であるTIMPの上昇など明らかになった。ヒアルロン酸がエアーポーチ関節症モデルで軟骨変性の防止さらに抗炎症に働くことが証明された。関節液コンドロカルシンの測定から,この値がOAに特徴的に上昇しRAとの鑑別に有用であることがわかった。インドメタシン,ジクロフェナックいずれも常用量では,細胞接着,軟骨細胞の分化などには全く影響しなかった。しかしジクロフェナック1×10^<-4>Mでは細胞接着,プロテオグリカン合成阻害もみられた。薬物治療の基礎として抗生物質含有ハイドロオキシアパタイトを作成,抗生物質のコントロールreleaseが可能となった。いずれも関節軟骨のマトリックス成分の破壊がみられ,その結果として,関節腔内に遊出される破壊産物による関節炎の恒久化も考慮しなければならないし,また,この破壊産物は,疾患の早期診断にも利用されはじめた。RA滑膜,ならびにコラーゲン誘導関節炎マウス血清でコラーゲン分解酵素ペプチターゼの上昇,RA関節液でTIMPの上昇などで明らかになった。ヒアルロン酸がエアーポーチ関節症モデルで軟骨変性の防止さらには抗炎症に働くことが証明された。関節液コンドロカルシンの測定から,OAに特徴的に上昇しRAとの鑑別に有用である可能性があった。ビタミンC欠乏ラット,軟骨マトリックス欠損マウスの病態が明らかになり,これらが関節症の特種病態として有用であることがわかった。こうした破壊産物は、疾患の病態を反映し早期診断にも利用されはじめた。

ビタミンC欠乏ラット,軟骨マトリックス欠損マウスの病態が明らかになり,これらが関節症の特種病態として有用であることがわかった。RAあるいはOA軟骨の破壊後の修復には周囲間葉系細胞の軟骨細胞への分化がみられる。滑膜細胞が骨形成因子存在下に軟骨細胞へと分化するin vitroの系は,破壊関節軟骨の修復状況をみるよい実験系であることがわかった。薬物治療の基礎として抗生物質含有ハイドロオキシアパタイトを作成,抗生物質のコントロールreleaseが可能となった。
ケニアにおける学校教育と職業選択―中等教育拡大の影響―

1・2年目の調査研究より、学校が普及する過程および教育の質を改善する過程に、各学校に在籍する生徒が、学力および経済力に基づいて淘汰されていることが明らかとなった。学校の無計画な増設は、現状のケニアの教育制度においては学校間競争を招き、ひいては新たな不公正を生みだしている状況にあった。このため、3年目にあたる本年度は、そもそもいかなるプロセスで中等教育が普及するのか、その動態を明らかにすることを目的とした。分析では、ケニア独立以降に興隆した「ハランベー」という学校設立運動にヒントを得ながら、現代の文脈における学校設立を検討している。なおハランベーでは、地域住民に参加の義務があったが、富裕度によって貢献すべき金額などには多寡があったという特徴が挙げられる。前年度23月に実施した中等学校5校におけるフィールドワークに基づく事例分析の結果、以下の点が明らかとなった。まず、学校設立へ寄与する「地域」とは、生徒の保護者や特定の年長者のことを指し、地域住民一般を意味するわけではなくなっていた。学校設立の主導者は、初等学校の校長や地方行政職員などの公務員であり、その動機は、昇給や地域における名誉など私的に得られうる利益にも基づいていた。ハランベー集会は実施されていたが、そこにおける保護者の拠出額は、その富裕度に応じず同一であった。一方、ハランベーで集金された金額の大部分は、地方政治家によるものであり、彼らの拠出額にはそれぞれ多寡がみられた。学校は、地域住民よりもむしろ、そのような地方政治家および保護者からお金を得る手段としてハランベーを企画していたといえる。以上より、学校設立の起点は、地域の特定の有力者を中心とする地域資源の有無に委ねられ、特定の立場にある地域住民が、彼らの利益や責任を契機とし設立を支えていることが明らかとなった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、ケニアの中等教育を対象とした事例分析を用いて、中等教育の拡充過程期における公教育の公平性を考察することを目的としている。2016年度の研究活動では、中等教育の量的拡大のために乱立している学校種である低学費の通学制公立校に着目し、1学校レベルで教育の質を改善する意図と様相を明らかにし、2学校の教育の質改善の取り組みが生徒の学習にもたらしている影響を考察することに焦点を当てた。現地調査は、2016年8月11月にかけてのべ3か月、ケニア西部の農村地域で実施した。参与観察とインタビューによって、質的改善に意欲的に取り組むA校の現状と生徒への影響を把捉し、周辺6校の学校関係者から基礎情報を収集した。調査の結果、教育の質的改善の過程で、在籍生徒が流動的に転校と中途退学を行なっていることが明らかとなった。主な対象としたA校は、2014年に近隣で最も低学費だったが、質的改善の取り組みに伴って支出が増加し、2016年に学費を大幅に増額した。その結果、転校や退学を余儀なくされた生徒が急増し、多くは近隣に新設された低学費の下位校へ転校している。学校側は、学力向上に重点を置いている一方で、生徒側は、学校間を学力に限らず、学費やインプットの教育の質、学校の風格など多様な基準で序列づけていた。質的改善は市場原理のもとで実施されており、学校側はその存続のために、生徒の意向や期待に関わらず、学力向上を目指して学費の増額を用いていた。このため、脆弱な生徒ほど転校を余儀なくされ、質的改善の恩恵を受けることができない。質的改善をめぐる生徒と学校の戦略や動態は多様であり、学校間の平等性を達成するために質的改善は必要であるものの、これによって生徒個人に教育資源が公平に分配されているわけではない。このため、目指すべき平等が誰のための平等なのかを吟味し、質的改善の議論を展開する必要がある。本研究では、研究計画の立案→現地調査の実施→学会や研究会での報告→投稿論文の作成、を基本的なサイクルとしている。2016年度は、前年にケニアで中等教育修了試験の流出問題やカンニング問題があったことを受けて、学校外部者が校内に参与することは極めて困難な状況にあった。しかし、このような環境においても、これまで培ってきた学校長や教員・生徒らとの信頼関係によって、学校外をはじめとするその他の環境で調査を実施することができた。さらには、学校外に積極的に赴いたことによって、転校や中等退学を繰り返し実施している学齢期前後の若者に多数出会い、かれらの視点を新たに研究に取り入れる必要に気づかされた。これにより、今後の研究の方向性がより明確となった。また、3か月の現地調査に加えて、国内外での研究報告の機会を多数持った。国内学会等での報告は5件(アフリカ教育研究フォーラム、日本比較教育学会、国際開発学会、アジア教育研究会、国際ボランティア学会)であり、国外学会等での報告は2件(国際教育研究フォーラム、The Comparative and International Education Society)であった。これらの機会を活用し、国内外の研究者からの批判やコメントを経て、研究内容に改善をくわえた。これらは、投稿論文としてまとめ、『国際教育協力論集』と『比較教育学研究』へ投稿し、査読を経て採択された。2015年をひとつの節目とする開発目標において、中等教育は、提供されるべき教育段階として明確に位置づけられるようになった。

ケニアは、アフリカのなかでも学校教育の拡充が最も進んでいる国のひとつであり、中等教育総就学率では66.7%に達している。公立中等学校には、学力による序列があり、より上位の学校へ就学するには、より高額の学費の支払いが求めらる。先行研究では、学校序列がもたらす不平等の問題を、学校選択に影響を及ぼす個人の経済力や試験学力など、教育需要側に解消の糸口を求めてきた。そのような議論では、教育の質が低いことの問題点や要因は検討されてきたが、なぜ教育の質が向上するのか、という視点から不平等が生成される構造はあまり問われてこなかった。そこで、2017年度研究の目的は、ケニア農村部における学校の自律的な経営戦略に着目し、教育の質の差異が生成される構造を明らかにすることで、中等教育を取り巻く不平等の問題を検討することとした。分析では、学校の発展に影響を及ぼすコミュニティに焦点を当てた。ケニアでは、中等教育の拡充初期から現在にかけてコミュニティが主要な役割を果たしており、その内実は、地理的コミュニティ(=学校周辺の住民)と、教育的コミュニティ(=学校運営理事会、生徒やその保護者)に大別できる。本研究では、2種のコミュニティの性質の違いに着目しながら、各学校の経営に際するコミュニティの影響を考察した。2017年8月には、ケニアにおいて5年に1度の大統領選挙等が実施されたが、選挙不正や再選挙の実施などにより、8月年末にかけて国内では混乱が起こった。しかし、これらの選挙情勢を鑑みて、2017年45月、2018年23月にフィールドワークを実施したことにより、順調に研究を進めることができた。研究成果の公表に関しては、アフリカ教育研究フォーラム(4月・10月)、日本比較教育学会(6月)、アジア教育研究会(3月)など、2016年度以前より参加している各種学会・研究会だけではなく、日本アフリカ学会(5月)、International Education Development Forumと、2つの学会に新しく参加し、これまでとは異なる知見からの意見も受けながら研究を進めた。これらの学会等の機会を活用しながら、2016年811月および2017年45月のフィールドワークから得られたデータの分析と考察を深め、国際開発学会の『国際開発研究』、国際ボランティア学会の『ボランティア学研究』に投稿し、査読を経て掲載されるに至った。1・2年目の調査研究より、学校が普及する過程および教育の質を改善する過程に、各学校に在籍する生徒が、学力および経済力に基づいて淘汰されていることが明らかとなった。学校の無計画な増設は、現状のケニアの教育制度においては学校間競争を招き、ひいては新たな不公正を生みだしている状況にあった。このため、3年目にあたる本年度は、そもそもいかなるプロセスで中等教育が普及するのか、その動態を明らかにすることを目的とした。分析では、ケニア独立以降に興隆した「ハランベー」という学校設立運動にヒントを得ながら、現代の文脈における学校設立を検討している。なおハランベーでは、地域住民に参加の義務があったが、富裕度によって貢献すべき金額などには多寡があったという特徴が挙げられる。前年度23月に実施した中等学校5校におけるフィールドワークに基づく事例分析の結果、以下の点が明らかとなった。まず、学校設立へ寄与する「地域」とは、生徒の保護者や特定の年長者のことを指し、地域住民一般を意味するわけではなくなっていた。
エリスロポイエチンによる COPD 再生治療

COPDモデルラビットの作製をエラスターゼの経気道吸入にて行った。エラスターゼ投与4週間後の病理学的検討でヒトCOPD類似の肺の気腫性変化を認めた。一方、COPDに対する治療として抗酸化作用を有し、PD4阻害作用のある、Tetomilast投与を経口にて施行した。4週間後の評価にて肺気腫様変化への進展が抑制された。また、血清学および組織評価にて酸化ストレスの抑制を認め、呼吸機能の悪化の進行の抑制も認めた。エリスロポイエチンによるCOPDモデルマウスを用いて、COPDに対する肺組織修復における再生治療の有効性の検討性を検討する研究を行った。C57BL/6マウスにブタ膵エラスターゼをマイクロスプレーヤーを用いた経鼻的な投与によりCOPDモデルマウスを作成した。Sham群(生食投与群)、PPE(エラスターゼ投与群)、低容量のエリスロポイエチン投与群(lowEPO群)、高容量のエリスロポエチン投与群(highEPO群)を作成した。COPDマウスはPPE投与3日後、7日後、28日後に肺胞洗浄を施行後(BAL),Sacrificeにてsham群との比較評価を行った。7日目以降のCOPDマウスはsham群のマウスに比較して、肺包壁の拡張、肺胞壁の破壊の所見を認め、評価項目である、Destroyed IndexおよびMean Liner Interceptの増加を認めた。またCOPDに対するエリスロポイエチンの有効性の評価を行うためにCOPDマウスをPPE投与24時間後投与群および、PPE投与28日後投与群に分けてlowおよびhigh投与量のエリスロポエチンの投与を行い、COPDマウスに対するエリスロポイエチン投与の予防的および治療的な有効性の検討を行った。また、別の実験系としてCOPD様肺病変を来す、遺伝子改変老化モデルマウス(klothoマウス)に対してもエリスロポエチン投与による有効性の検討を行った。現在、研究は進行中で未だ有効性は明確ではないが、今後、sham群とPPE群、lowEPO群、highEPO群における、肺組織のHE染色、呼吸機能の評価、HRCT検査を行い、EPOの有効性が確認された場合、免疫組織染色、蛍光組織染色、DNA蛋白等の抽出を行い、有効なメカニズムの解析を行う予定である。エリスロポイエチンによるCOPDモデルマウスを用いて、COPDに対する肺組織修復における再生治療の有効生を検討する研究を行った。現在、研究は進行中でエリスロポイエチンによるCOPDモデルマウスに対する未だ明確な有効性のデーターではないが、今後、sham群とPPE群、lowEPO群、highEPO群における、肺組織のHE染色、呼吸機能の評価、HRCT検査を行い、EPOの有効性が確認された場合、免疫組織染色、蛍光組織染色、DNA蛋白等の抽出を行い、有効なメカニズムの解析を行う予定である。COPDモデルラビットをエラスターゼ吸入にて作成を行った。結果ヒトCOPD類似の肺の肺気腫様の変化を認めた。治療として抗酸化作用を有するPD4阻害作用のあるTetomilast投与を経口にて施行した。酸化ストレスの抑制呼吸機能の悪化の抑制も認めた。COPDモデルマウスの作製に成功した。エリスロポエチンの効果は現在、画像、BAL病理学的に検討中である。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究結果の再現性の確認、有効性のメカニズムの解明を行う。