hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
IRが支援する大学マネジメント・モデル・EMの現状と社会的課題

本研究は、EMやIRの先進事例を調査することで、IRが意思決定上どのようにEMを支援するのかを明らかにするものである(目的1)。また、関連して、日本でも導入された個人IDを、教育の成果のアカウンタビリティーに利活用する在り方を研究し、将来的な日本での仕組み作りに寄与することを目的としている(目的2)。目的1について、第3期大学機関別認証評価の重要指標である「内部質保証」「学習成果の可視化」に関連し、教育効果の測定へのIRの役割を調査した。米国では、政策的には費用対効果の概念が強く、大学に説明責任を強く求められる。そのため、専門性を活かした就業や年収は重要な指標となるが、調査した大学では、同じ専門であれば文系であっても博士>修士>学士の順に年収が高い。大学教育の成果は概ねこのことで証明出来ているため、各大学では「卒業率」が最大の指標となり、それを支える「学生満足度」、その背景となる学生の成長と教育的な経験との関連、加えて、「奨学金」の配分や学生ローンの返済等の分析がIRの重要な責務となっている。卒業率を向上させるために、中退リスクを機械学習で算出するEBA等のシステムも急速に導入される状況にある。目的2については、米国、台湾、スウェーデン、ルーマニアにおいて、個人IDの制度と利活用の概況を調査した。国によりプライバシーの考え方が異なるが、概ね情報の統合は日本よりも進んでいる。ただし、IRでの利活用は、欧州では、大学の主目的は研究成果の公表であり、年収の上昇は社会での訓練と転職が要因であるという考え方や、国外での就職が多く個人IDでは追跡調査ができない等が要因で、あまり行われていない。台湾では、国の教育部による個々の大学への卒業生調査が厳しく実施されているため、個人IDを利用する必要がない。大学教育に期待される役割と説明責任のあり方によって、制度が異なることが看取された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、エンロールメント・マネジメント(EM)やインスティテューショナル・リサーチ(IR)の先進事例を持つ大学を対象とするヒアリング調査により、IRが意思決定の上でどのようにEMを支援するのかを体系的に明らかにするものである(目的1)。また、関連して、日本でも近年導入された個人識別番号が、IRをアカウンタビリティーに用いる際の利活用の方法を調査し、今後の日本での仕組み作りに対し基礎的な知見を与えることを目的とする(目的2)。目的1については、米国大学やコンサルタント等を中心に調査を実施した。米国の大学は常にアカウンタビリティーの強い要望を受けており、IR組織の拡充が求められている。要望にはアドホックなものと認証評価のように定期的なものの両者があるが、両者の増加のため、戦略的な意思決定に寄与する分析に時間を割けなくなりつつある課題がある。その解消策としてICTによるIRの自動化が進められており、BIソフトを活用し、定期レポートの共有を自動化することで対応を図っている。ただし、システム維持のための人的、経済的なコストの増大という新たな課題を生んでいる。米国ではアカウンタビリティーや認証評価等の制度を厳格に実施することで、大学の意思決定の質を高度化している現状が理解された。目的2については、諸国の個人識別番号の制度と大学のIR等に利活用されている概況の調査を行った。今年度は世界最先端の電子政府を持つエストニアや隣国のラトビア、日本の近隣国であるアジア諸国、既に個人識別番号をIRに利活用している米国を対象に調査した。個人識別番号の仕組みには諸制度があり、電子化により高度なプラットフォームを構築している北欧であるが、大学での利活用はあまりなされていない現状が理解された。一方で、米国では大学が利活用しているケースと州政府が大学評価において利活用しているケースの両者が認められた。研究目的1に関し、インタビュー調査が順調に進んでいる。年度当初計画の調査対象先とは異なる対象を選定している場合もあるが、これは先方の都合と調査者側の効率的な旅程が合致しない場合に起こっている。しかしながら、これまで現地で築いたコネクションにより、調査目的に合致した代替訪問調査先を比較的容易に紹介いただける状況にあり、調査実施上の問題とはなっていない。また、米国大学の場合、現地機関が訪問調査の受け入れに慣れており、アポイントメントが取れれば、こちらの質問内容に対し的確な回答が得られるため、必要な情報が効率的に問題なく得られる状況にある。目的2に関しては、まずは、諸国の個人識別番号の制度の俯瞰的な知見を得るため、大学関係者だけのインタビューではなく、一般的な企業や市民を調査し、個人識別番号への一般的な認識や利用され方等も調査するため、大学関係者を対象とする調査との2段構えで調査実施している。一般市民を対象とする場合、被調査者の属性によって、個人識別番号の利活用の度合い等、個人識別番号との関係性が異なるため、被調査者の選定にやや困難がある国もある。これについては、できる限りすでにウエブサイト等で公表されている制度の情報を得ることで、効率的な被調査者の選定につなげられつつあり、本研究の大きな障壁にはなっていない。また、一般的な企業、市民を調査することにより、当初想定しなかった大学のIRへの期待や要望等も聞くことができ、アカウンタビリティーへの認識等のIRを含めた大学マネジメントを取り巻く環境に関し、多面的な視点での知見へとつながっている。

今後は、目的1、目的2ともに、特に2については、調査対象とする国を広げることと、一方で、一度調査した国については調査対象者を広げ、さらに知見を深めることが必要となっているが、限られた研究費の効率的な活用のためには、両者のバランスが重要となる。本研究は、EMやIRの先進事例を持つ大学等を調査することによって、IRが意思決定上どのようにEMを支援するのかを明らかにするものである(目的1)。関連して、日本でも導入された個人識別番号を、教育の成果のアカウンタビリティーに利活用する在り方を研究し、今後の日本での仕組み作りに基礎的な知見を与えることを目的としている(目的2)。目的1については米国等を中心に調査を行った。2018年度からの第3期大学機関別認証評価の重要指標である「内部質保証」「学習成果の可視化」についても調査を実施した。米国大学のIR部署はアカウンタビリティー対応に大きな時間を割いている状況にあり、求められるデータは「卒業率」「専門性を活かした就職」「年収」等であり、費用対効果を示すことを強く求められる。政策上では、「モビリティー」(社会階層の移動)、すなわち、「first-generation」が親の世代の社会階層から上位に移動できたかどうかが、最も重要なテーマである。「学習成果の可視化」については、Association of American Colleges & UniversitiesなどがVALUE Rubrics等で分野横断的な汎用能力を測定する試みを始めているが、まだ、政策に影響を与えるまでの状況には至っていない。いずれにしても、米国ではデータ分析を重視しており、加えて、ベンチマーク・データやパブリック・データが日本より充実している。目的2については、諸国の個人IDの制度とそのIRへの利活用の概況を調査した。今年度は、米国の他、個人ID案がプライバシー保護を重視して廃案になった豪州で、個人IDを用いた大学アカウンタビリティーへの所感について調査した。予想通りネガティブな反応が多い一方で、大学教育の成果を卒業後の年収で測ることにはポジティブな意見が聞かれ、極めて興味深かった。研究目的1については、インタビュー調査が順調に進んでいる。年度当初計画の調査対象とは異なる対象を調査した場合もあるが、これは、調査を進行する中で、より効果的な調査対象先について、有用な情報が得られたことが理由である。日本の大学のIRの中心的なテーマやデータは、高等教育政策の影響を受けることもあり、IRの最新の状況を調査するためには、フレキシブルな対応が必要であるが、これまで現地で築いたコネクションにより、調査目的により合致した訪問調査情報を得られる状況にあるため、当初計画よりも調査の内容は充実していると言える。目的2については、まずは、米国のソーシャル・セキュリティ・ナンバーの活用のされ方の詳細を調査し、一方で、個人IDの他の目的への利用に対しネガティブな反応の内容を知るために豪州の教育関係者を調査した。大学関係者だけのインタビューではなく、一般的な企業や市民も調査し、個人IDへの一般的な認識や考え方、利用され方、制度化を進める上で障壁となる感情等も聞いた。個人IDへの考え方は、センシティブな部分も含むため、事前に可能な限り公表されている制度の情報を得ることで、効率的な調査を心掛けた。
音響光学効果を用いた光CT実現のための基礎研究

近年,体内臓器の形態・機能情報をイメージングできる光を用いた生体断層イメージング(光CT)の実現に向けて様々な試みが成されている.光CTの実現において最大の問題は,生体組織による強い光散乱の影響により生体内での光路を特定できないことである.この問題に対し,本研究では新たな光による生体計測法として,音響光学効果を利用することで生体中に入射光軸に沿った光路(導波路)を作り出し,能動的に直進光を導くことを目指して基礎的検討を行った.以下に得られた知見を述べる.1.散乱媒質中における光子の挙動を実測とモンテカルロシミュレーションの双方により解析.(1)散乱光成分中には入射光軸付近を伝搬する成分(近軸散乱光)が存在する.(2)この成分を取得することで十分な検出強度で空間分解能の高い計測が可能である.(3)散乱体の光学的濃度(OD:optical density)が7以下では,出射角の違いに基づいて受光信号中から近軸散乱光を分離検出することが可能である.2.超音波照射による散乱媒質の屈折率変化ならびに照射光の変調特性を計測,解析.(1)低散乱(OD=3)ではあるが散乱媒質中においても超音波照射による屈折率変化が計測可能である.(2)散乱係数の増加にともない,超音波照射による変調光の検出強度は指数関数的に低下する.3.超音波の音響エネルギーにより散乱媒質中の微小散乱粒子が局在化し計測に影響を与える可能性を時間分解法により評価.(1)低散乱ではあるが,超音波照射時と無照射時において時間分解波形に明確な差違はなく,局在化による計測への影響は認められなかった.以上,本研究の結果は音響光学効果の利用により従来の光CT計測法を変えることなく適用限界を広げる可能性を示す基礎データとなるものである.本研究は新たな光生体計測法として,音響光学効果を利用することで生体中に入射光軸に沿った光路(導波路)を作り出し,能動的に直進光を導くことを目指したものである.これは体内臓器の機能情報を分光学的手法により断層イメージングすることを目標とする,光CT研究の一環として行っている.これまで光CTの実現には,生体組織の持つ強い光散乱性により測定対象中の光路を特定できないことに起因する,検出光量や空間分解能の低下等が問題となってきた.これに対し本手法を適用することで,既存の検出器による検出限界および空間分解能の向上が期待できる.本研究では,まず散乱媒質中での光路確保の可能性を示すためにモンテカルロシミュレーションによる光子の挙動解析を行った.また散乱体試料を対象として実測を行い,超音波照射による散乱体の屈折率変化を計測した.その結果,以下のことが明らかとなった.1.散乱光成分中には入射光軸付近を伝搬する成分(近軸散乱光)が存在すること.2.この成分を取得することで十分な検出強度で空間分解能の高い計測が可能であること.3.低散乱ではあるが散乱媒質中でも超音波照射による屈折率変化が計測可能であること.これらの点を踏まえて,今後は高濃度散乱体試料中での光路確保の可能性を追求する.これは超音波の強度や振動子の配置等の最適化により,前述の近軸散乱光を効果的に取得することを目指すものである.また従来の光CT技術に本手法を組み合わせ,断層像の取得を試みる.以上の研究により,光CT技術の発展とその実用化に寄与したい.近年,体内臓器の形態・機能情報をイメージングできる光を用いた生体断層イメージング(光CT)の実現に向けて様々な試みが成されている.光CTの実現において最大の問題は,生体組織による強い光散乱の影響により生体内での光路を特定できないことである.この問題に対し,本研究では新たな光による生体計測法として,音響光学効果を利用することで生体中に入射光軸に沿った光路(導波路)を作り出し,能動的に直進光を導くことを目指して基礎的検討を行った.以下に得られた知見を述べる.1.散乱媒質中における光子の挙動を実測とモンテカルロシミュレーションの双方により解析.(1)散乱光成分中には入射光軸付近を伝搬する成分(近軸散乱光)が存在する.(2)この成分を取得することで十分な検出強度で空間分解能の高い計測が可能である.(3)散乱体の光学的濃度(OD:optical density)が7以下では,出射角の違いに基づいて受光信号中から近軸散乱光を分離検出することが可能である.2.超音波照射による散乱媒質の屈折率変化ならびに照射光の変調特性を計測,解析.(1)低散乱(OD=3)ではあるが散乱媒質中においても超音波照射による屈折率変化が計測可能である.(2)散乱係数の増加にともない,超音波照射による変調光の検出強度は指数関数的に低下する.3.超音波の音響エネルギーにより散乱媒質中の微小散乱粒子が局在化し計測に影響を与える可能性を時間分解法により評価.(1)低散乱ではあるが,超音波照射時と無照射時において時間分解波形に明確な差違はなく,局在化による計測への影響は認められなかった.以上,本研究の結果は音響光学効果の利用により従来の光CT計測法を変えることなく適用限界を広げる可能性を示す基礎データとなるものである.
地中断層の微細構造と地震の動的破壊に関する研究

断層を貫くボーリングコアに含まれていた微細な断層構造を解析し、地中に発達する小さな断層の3次元モデルを構築した。得られた断層構造は、スケールは異なるものの、2008年に中国で発生した四川地震の断層構造と類似していたため、地中断層モデルの3次元構造から得られた知見を利用して、四川地震の断層破壊プロセスの解析を行った。その結果、地震後に確認された2つの平行した断層は、地震時に同時にすべったことがわかった。地震破壊がどのように成長し、どのように伝播し、どのように停止するのかは、断層の形状、断層に働く応力場、それに、断層面の性質で規定される。現実の微細な断層構造を測定する事がきわめて困難である事から、地震の動的破壊の研究に、断層の微細構造のデータはあまり用いられてこなかった。一方、断層の地質学的調査から、巨大地震であってもたかだか幅1センチ以内の非常に狭い厚さの領域において断層破壊が生じている事が明らかになっており、巨大地震の破壊過程の物理を考える際、マクロなスケールのみに基づいた議論では、幅1センチの内部で生じている現象を見落とす可能性がある。本研究は、断層の微細構造が、地震の動的破壊伝播にどのような影響を及ぼすかを調べることを主目的とする。断層のミクロな構造が、マクロな地震破壊伝播にどのような影響を及ぼすかを、実際に存在する断層構造を用いて数値シミュレーション手法によって調べる。実際に存在する断層を考慮した破壊を計算機上で再現する事により、これまでの単純な断層構造に基づいた地震破壊モデルを、より現実的なモデルへと高度化する事ができる。断層の微細構造(ミクロな構造)が、断層破壊(マクロな破壊)にどのような影響を及ぼすかを調べ、断層破壊のミクロな側面とマクロな側面がどのように結びついているかを理解することを目指す。本研究では、1)工業用CTスキャナを利用して、より詳細な断層の3次元構造を求める。2)推定した断層構造をもとに断層の動的破壊伝播モデルを構築する。さらに、3)構築した断層破壊伝播モデルをもとに、断層の微細構造が破壊の進展にどのような影響を及ぼしているのかを調べ、実際の大地震との関係を調査する。断層を貫くように掘削して得られているコアサンプルのCTイメージを取得し、得られた画像を3次元画像解析を行うことにより、3次元の詳細な断層構造モデルを作成した。断層形状データの取得にあたっては、CTスキャンのbitmapデータから、断層をトレースすることによりvectorデータに変換し、数値計算が可能なモデルの構築をおこなった。地震の際の断層破壊において、複雑な3次元断層構造が破壊過程に大きな影響を及ぼすことが知られており、来年度以降、本年度作成した3次元断層形状モデルを用いて、地震の動的破壊のシミュレーションを行い、断層構造が断層破壊に及ぼす影響を調べていく予定である。断層コアのCT解析から得られた3次元断層構造から、特徴的な構造をとりだし、その構造を単純化したモデルに対して3次元動的破壊伝播の計算を行った。その結果、コア内に存在する断層に沿った破壊を進行させるためには、そこに働いている局所的な3次元応力場が重要である事がわかった。そこで、数値シミュレーション手法を用いて、そこに働いていた応力場が推定できないかどうか、試行錯誤的に調べた。さらに、数値実験により、コア内に見られる断層構造のうち、地震時に破壊が進展していった断層面とその破壊の進展によって2次的に形成された断層面が共存している構造である事がわかった。また、この一連の仕事と平行して、"Fault-Zone Properties and Earthquake Rupture Dynamics"というタイトルの本の編集執筆を行った。昨年度まで行った微細な断層構造の研究を応用するために、2008年5月に中国四川省で発生したWenchuang地震の初期発生モデルの構築を行った。本地震は、四川盆地の西端を南西から北東に約300km破壊が主に逆断層すべりとして伝播した地震である。しかしながら、発震点付近においては、地震直後の地質学的調査により、逆断層がほぼ平行に2枚走っており、それらをつなぐ共役断層が存在することがわかっている。このような断層形状は、跡津川断層コアに見られたミクロな構造と酷似している。そこで、まず、複雑形状の断層モデルを構築し、その断層モデルをもとに、すべり時空間関数を仮定して断層近傍における地震動を計算し、観測された強震記録との比較を行った。まず、InSARによる解析や現地における構造地質学的調査によって得られているWenchuan地震の複雑形状の断層モデルを構築した。断層形状に関する詳細なデータが得られなかったため、比較的単純なモデルを構築し、おおまかな断層運動を確定することを目的とし、2枚の逆断層とそこをつなぐ1枚の共役断層を用いて断層モデルを構築した。その断層モデルをもとに、すべり時空間関数及び破戒伝播速度を仮定して断層近傍における地震動を離散化波数法によって計算した。実際に観測された強震記録との比較を行い、あらからの破壊伝播の様子を得た。

推定されたすべりモデルにおいては、2枚の平行した断層が多少の時間ずれは存在するものの、ほぼ同時に破壊伝播する必要があり、動力学的破壊シミュレーションにおいて、大きな制約条件を科することがわかった。通常、並行断層の場合、一方の断層の破壊がはじまると、他方の断層はすべりが抑制される応力場が形成されるが、この地震の場合は、2面の断層が同時に破壊している必要がある。この現象は、横ずれ断層には見られない逆断層特有の性質かもしれない。微細な断層構造の研究結果を応用するため、2008年5月に中国四川省で発生したWenchuang地震の初期発生の動的破壊モデルの構築を行った。本地震は、四川盆地の西端を南西から北東に約300km破壊が主に逆断層すべりとして伝播した地震である。しかしながら、発震点付近においては、地震直後の地質学的調査により、逆断層がほぼ平行に2枚走っており、それらをつなぐ共役断層が存在することがわかっている。このような断層形状は、跡津川断層コアに見られたミクロな構造と酷似している。運動学的なモデルを用いての観測された断層近傍に置ける地震は計データの解析から、推定されたすべりモデルにおいては、2枚の平行した断層が多少の時間ずれは存在するものの、ほぼ同時に破壊伝播する必要があることがわかった。通常、並行断層の場合、一方の断層破壊がはじまると、他方の断層はすべりが抑制される応力場が形成されるが、この地震の場合は、2面の断層が同時に破壊している必要がある。そこで、動力学的モデルを用いて再現を試みた。一様な応力場を与えた場合、高角の断層よりも低角の断層の方が摩擦係数が大きければ、上記の2枚の断層が同時に伝播していく状況を再現することができた。これは、高角な逆断層によっては十分、蓄積されたひずみが解消されないものの、摩擦係数の大きい低角な逆断層をその後に破壊させることにより、高角な逆断層で解消されなかったひずみを低角な逆断層により解消できるというメカニズムによるものである。このような断層破壊パターンが普遍的に存在するのかどうか、今後調査していきたい。
全身的持久性運動が高次精神機能に及ぼす影響について

本研究は、注意や識別、判断といった認知過程が、全身持久性運動中にいかなる変化を生じるのか検討することを目的とした。認知過程の生理的指標として、選択反応課題により脳波から誘発される自象関連電位P-300を用いた。その課題は、目標刺激(20%)と非標的刺激(80%)からなり、目標刺激に対しKey-press反応を行うもので、安静時と自転車運動時、回復期にわたり行われた。被験者は健常な1718才の女性で、脳波は両耳朶連結を不関電極としてCzより導出した。解析はoff-lineでおこない、目標刺激を基準に46回の加算平均をした自象関連電位P-300成分の濳時と振幅を測定した。その結果、安静時に比較し、運動負荷中そして負荷の増加に伴い、P-300の振幅は小さくなり、潜時および反応時間も遅延した。回復期では、P-300の潜時および振幅は時間経過に伴い安静時の値に回復してゆき、ほとんどの被験者で10分以上の時間をそれに要していた。自転車運動中、P-300の潜時が反応時間の変動に伴う変化を示したことから、P-300の潜時及び振幅の変化はdistractionの影響が考えられた。しかし、回復期の反応時間が安定していることから、P-300振幅の変化は代謝性の影響も受けていることが示唆された。中枢の興奮性の変化のメカニズムについては、呼吸との関連性を示唆する報告もあり、distractionと代謝、呼吸との関連から検討した。また、P-300波形は単一の試行にも出現していることが実験の経過の中でわかり、現在、単一試行のP-300波形を測定し、その課題遂行中の変化や運動負荷に伴う変化、選択反応課題の刺激の呈示パターンとの関連について詳細に検討中である。
レーザースペックル法をモダリティとした光重合型レジンの重合収縮挙動観察

微小領域における試片の変位測定が可能であるレーザースペックル干渉法に着目し,光重合型レジンの重合硬化の過程における重合収縮挙動について本法を用いて検討した。その結果,供試したフィラー含有量や圧流度などの異なる試作コンポジットレジンにおいて,光線照射初期における重合収縮挙動は,照射開始とともに急激に低下して再び上昇する傾向を示したが,その変化は,供試した試作コンポジットレジン間では明らかな違いは認められなかった。光重合型レジンは,その重合硬化に伴って体積を変化させる重合収縮という現象を生じる。重合収縮の発生は,修復物と窩壁との間にギャップを形成し,歯髄刺激あるいは二次う蝕の原因となるところから,その重合挙動に関しては検討が続けられているものの,不明な点が多いのが現状である。そこで試作レジンを用いて,光線照射初期における重合挙動について,レーザースペックル干渉法および重合体積収縮率によって検討した。試作レジン(松風)としては,圧流度が40.0mm(SP-1),27.5mm(SP-2)および16,5mm(SP-3)の3種類を用いた。照射器としてはOptilux501(sds Kerr)を,その光強度が100あるいは600mW/cm^2になるように調整し,30秒間照射した。体積重合収縮率の測定は,精製水を満たしたディラトメーター内にレジンペーストを静置し,照射に伴って生じる体積変化をCCDカメラにて照射開始から180秒後までガラス管内の精製水の目盛り移動量(mm)を連続撮影し,その移動量から体積収縮率として算出した。スペックルパターンの測定は,レジンペースト表面から得られたスペックルパターンを照射開始から120秒後まで連続して記録した。供試試作レジンの重合収縮率は,いずれの試作レジンにおいても,照射開始から照射終了時まで急激な収縮を示し,それ以降はなだらかな一定の曲線となる傾向を示した。照射開始から180秒後における重合収縮率は,試作レジンによって違いが認められたものの,いずれの試作レジンにおいても光強度が100mW/cm^2の条件と比較して600mW/cm^2では有意に高い値を示した。また,スペックルパターンの相関は,いずれの試作レジンにおいても,照射開始とともに急激に低下し,その変化は,供試試作レジン間では明らかな違いは認められなかった。重合収縮の発生は,修復物と窩壁との間にギャップを形成し,歯髄刺激あるいは二次齲蝕の原因となるところから,その重合挙動に関しては検討が続けられている。一方,その光重合型レジンの硬化に使用される照射器は,ハロゲンを光源とした照射器に加え,青色LEDを光源とした照射器,さらに青色LEDに加えて低波長域の光線を照射する照射器なども市販されている。また,長波長域の光線は,その硬化深さ,深部の重合率などが高くなる可能性が報告されている。そこで,これら波長分布および光強度の異なる光線の照射初期における重合挙動について,レーザースペックル干渉法を用いて検討した。光重合型レジンの重合収縮挙動を計測する装置としては,スペックライザST-I(東洋精機製作所)を改良したものを用いた。本装置は,半導体レーザー照射装置,CCDカメラおよびスペックルパターン解析装置から構成されている。実験条件としては,分光波長分布を470nm以外に長波長域側の515nm,短波長域側の400nmに変更した2条件を設定した。分光波長分布および光強度に関しては,波長別エネルギー分析装置(Li-1800,Li Cor)を用いて測定を行った。その結果,スペックルパターンの相関は,いずれの波長においても光線照射開始とともに急激に低下して再び上昇したが,その変化は,波長間では明らかな違いは認められなかった。また,470nmと比較して長波長域側の515nm,短波長域側の400nmともに一致度の回復に時間がかかる傾向が認められた。これは光重合型レジンの重合開始剤であるカンファーキノンの吸収光域は390510nmであるが,そのピークが470nm付近であるためと考えられた。重合収縮の発生は,修復物と窩壁との間にギャップを形成し,歯髄刺激あるいは二次う蝕の原因となるところから,その重合挙動に関しては検討が続けられている。そこでフィラー含有量の異なる試作レジンを用いて,光線照射初期における重合挙動について,レーザースペックル干渉法およびフィールドエミッション型走査電子顕微鏡(FE-SEM)観察を行うことによって検討した。試作レジン(松風)としては,フィラー含有量が55.6wt%(SP-1),76.6wt%(SP-2)および80.0wt%(SP-3)の3種類を用いた。

照射器としてはOptilux501を,その光強度が100あるいは600mW/cm2になるように調整し,30秒間照射した。試作レジンのフィラー形状を観察するために,通法に従いその硬化試片を研磨,アルゴンイオンエッチングを行い,次いで金蒸着を施し,FE-SEM観察を行った。スペックルパターンの測定は,レジンペースト表面から得られたスペックルパターンを照射開始から120秒後まで連続して記録した。試作レジンのFE-SEM観察像は,SP-1では粒径13μmの不定形フィラーの間隙を1μm以下のフィラーが埋めるように充填されていた。SP-3はSP-1と同様なフィラーが充填されていたが,その充填率はSP-1に比較して多く観察された。SP-2においては,粒径5および1μmの不定形フィラーの間隙を,1μm以下のフィラーが埋めるような像を呈していた。材料間でスペックルパターンの変化を比較すると,SP-1でその移動量が大きいものの,フィラー含有量に関わらずそのパターンに差は認められなかった。これは,光重合型レジンの重合硬化反応の進行には,フィラー含有量による影響は少なく,重合開始剤系の影響の方が大きいことを示すものと考えられた。
微生物の硫黄代謝解明と含硫アミノ酸生産への応用

システイン(シスチン)の微生物による生産について検討し、大腸菌を用いた分子生物学的な手法によって、初めてその生産の実績を示した結果の報告である。1)大腸菌の野生株ではシステインの生合成は合成酵素、セリンアセチルトランスフェラーゼ(以下SAT)のフィードバック阻害で制御されていることが知られていたので、SATタンパク質の256番目のMetを他のアミノ酸残基で置換した変異型のSAT遺伝子をタンパク質工学的に作成し、システインの分解活性を低下させた大腸菌変異株に導入し、約1.0g/lのシステインを生産することを示した。2)次に、SATの任意の位置に変異を導入した変異型のSAT遺伝子をerror prone PCRで合成し、これらを上記の大腸菌に導入することによって、約1.2g/lのシステインを生産することを示した。3)さらにシロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)にはシステインによるフィードバック阻害のないSATが存在するので、この遺伝子を大腸菌で発現させることによって約2.0g/lのシステインを生産することを示した。4)もう一つの含硫アミノ酸であるメチオニン生産菌を取得し、この生産のメカニズムが調節タンパク質MetJの54番目のSerがAsnに置換され、この結果酵素合成の脱抑制となっていることを明らかにした。5)システインの分解活性がトリプトファナーゼとシスタチオニン-β-リアーゼで行われていることを明らかにし、これらの遺伝子を破壊することによって、システインの生産が向上することを示した。大腸菌のシステイン(以下Cys)要求株の復帰変異株について以下の事実が知られている。a)この株は微量のCysを分泌する、b)この株のCysの生合成に関わる酵素、セリンアセチルトランスフェラーゼ(以下SAT)は親株のものに比べてCysによるフィードバック阻害が弱化している、c)この株のSAT蛋白質の256番目のMet残基がIle残基に置換されている。これらの事実から、Cysの生産には大腸菌のSATが重要な役割を果たしていると考え、以下のような実験を行なって調べたところ、初めて有意な量のCysの生産を示すことが出来た。すなわち、1.変異型SAT遺伝子の合成とクローニングSATをコードする遺伝子を合成し、256番目のMet残基を他の19種のアミノ酸残基で置換し、また、256から273番目のC-末端の配列を決失させた変異型DNAをPCR法で合成し、これらをAmp耐性マーカーを持つプラスミド、pBluescriptI ISK+にクロニングし、次にこれらをCys要求株JM39に導入し、Amp^rとCys^+を指標として形質転換株を得た。2.形質転換株のSAT活性とCys生産これらの形質転換株は多くはCysによるフィードバック阻害が弱化したSATをもち、また、これらの株はグルコース3%等を含む培地で、30°C,72時間の培養で100-200mg/lのCys+シスチンを蓄積した。3.Cys生産の改良の試み宿主のJM39株はCysを分解する能力があることが分かったので、Cysを唯一のN源として生育できない変異株(JM39-8)をニトロソグアニジン処理によって誘導し、この株を宿主として、上の変異型プラスミドを導入して形質転換株を得た。これらの株ではCysの生産が向上することを示した。1.システイン生産以下の方法でE.coliのシステイン生産株の造成に初めて成功した。1)主株の造成システインを要求しかつ、システインの分解能を低下させた変異株をニトロソグアニジン処理で造成した。2)変異型セリンアセチルトランスフェラーゼ(以下SAT)遺伝子の合成とクローニングSATはシステインによるフィードバック阻害を受ける。この阻害を受けない変異型のSATの遺伝子を、次のa)、b)の方法でおこなった。a)野生型SATの256番目のMetを他の19種のアミノ酸残基で置換した遺伝子をPCRで合成し、プラスミドpBluescriptIISK+にクローニングした。

b) SAT遺伝子をprobeにerror-prone PCR法によって、ランダムに変異を導入してスクリーニングし、新たに7種の部位の異なる変異型SAT遺伝子を得た。3) a)、b)で得たプラスミドを1)で得た宿主株に導入して形質転換株を得た。形質転換株をグルコース3%等を含む培地で72時間培養し、a)からは約1.2g/l、b)からは約1.5g/lのシステイン生産を得た。また、これらの形質転換株ではSATのフィードバック阻害が野生株に比べて低下していることを示した。2.メチオニン生産のメカニズムE.coliのメチオニンアナログ耐性株からメチオニンを1.0g/l生産する変異株を得た。この変異株ではメチオニン合成を調節するタンパク質、MetJ、の54番目のアミノ酸が野生株のSerからAsnに変化していることを明らかにした。今後はさらにシステイン、メチオニンの合成調節の解明を進め、生産の向上を目指す。1,大腸菌のシステイン分解酵素の同定システイン生産性の更なる向上のため、昨年度造成したシステイン分解低下大腸菌JM39-8株の解析を行った。(1)大腸菌においてシステイン分解に関与する主な酵素2つを同定し、1つはシスタチオニンβリアーゼ、もう1つはトリプトファナーゼであることを示した。(2)トリプトファナーゼがシステインによって誘導されることをはじめて明らかにした。(3)JM39-8株は、トリプトファナーゼの活性が低下した株であることを明らかにした。(4)トリプトファナーゼ欠損株はJM39-8株と同等程度のシステイン生産性を示した。以上の結果から、システインの分解にトリプトファナーゼが寄与していると考えられた。2,メチオニン生産性の改善アンチセンスDNA法を用いてスレオニン生合成経路のhomoserine kinaseの発現量低下を試みた。Homeserine kinaseをコードする遺伝子ThrBのアンチセンスDNAをもつプラスミドを構築し、昨年度造成したメチオニン生産大腸菌に導入した。その結果メチオニンの生産量は増加しなかったが、生産速度が速くなる傾向が認められた。我々は、L-システイン(Cys)によるフィードバック阻害感受性が低下したセリンアセチルトランスフェラーゼ(SAT)遺伝子を導入した大腸菌で、Cysの過剰生産に初めて成功したが、同時に宿主菌のCys分解活性が生産性に影響を及ぼすことも見いだした。本年度は、Cys分解系を抑制する方法として、大腸菌およびコリネ型細菌のCys分解酵素を同定し、その遺伝子破壊株を用いてCysの生産を試みた。一般にCysは、システインデスルフヒドラーゼ(CD)によってピルビン酸、硫化水素、アンモニアへ分解される。そこで、大腸菌およびコリネ型細菌(Brevibacterium flavum)野生株の菌体破砕液から各種クロマトグラフィーによって、CD活性を示す酵素を精製した。基質特異性、反応後の生成物分析、アミノ末端や内部ペプチド配列などの結果から、CD酵素として、大腸菌ではtnaA産物のトリプトファナーゼ(TNase)とmetC産物のシスタチオニン-β-リアーゼを同定した。また、コリネ型細菌ではaecD遺伝子産物(シスタチオニン-β-リアーゼ)がCD活性酵素として同定できた。
頭蓋内硬膜動静脈瘻の血管新生因子に関する多角的検討

1.硬膜動静脈瘻症例の血漿における血管新生因子の測定硬膜動静脈瘻9症例の末梢血液,静脈洞血液サンプルにおいて各種血管新生因子(VEGF, bFGF, PDGF-AB, PDGF-BB)の血漿濃度をELISA法により測定した.VEGF, bFGFについては高濃度を示した症例はなかった.PDGF-ABは4例が,PDGF-BBは6例が高濃度を示した.2.人正常硬膜静脈洞標本における血管新生因子レセプターの免疫組織染色人硬膜静脈洞標本(死体標本)の上矢状静脈洞部,横・S状静脈洞,静脈洞交会部において,それぞれの切片を作成したが,標本の細胞構造の破壊が高度であったため,各種血管新生因子の染色は不能であった.3.硬膜動静脈瘻症例における血管新生因子レセプターの免疫組織染色硬膜内の動脈ではtie-2,PDGF-α,VEGF, VEGFR-3(Flt-4)が陽性であった.硬膜静脈洞の内皮ではすべての因子がどちらかの症例で陽性であったが,中でもTie-2,PDGFR-α,VEGF, VEGFR-3はすべての症例で陽性に染色された.脳組織の小動静脈ではこれらの血管新生因子はそれも陽性には染色されなかった.4.硬膜動静脈瘻症例における抗クラミジア抗体の血清/免疫組織学的検出硬膜動静脈瘻7症例の血清抗クラミジア抗体(IgG/A)を測定した結果,4例でいずれかの抗体価が高値であった.この陽性率はコントロール群と差がなかった.切除標本1例についてELISA法による免疫染色を行ったが,クラミジアは陰性であった.1.硬膜動静脈瘻症例の血漿における血管新生因子の測定硬膜動静脈瘻9症例の末梢血液,静脈洞血液サンプルにおいて各種血管新生因子(VEGF, bFGF, PDGF-AB, PDGF-BB)の血漿濃度をELISA法により測定した.VEGF, bFGFについては高濃度を示した症例はなかった.PDGF-ABは4例が,PDGF-BBは6例が高濃度を示した.2.人正常硬膜静脈洞標本における血管新生因子レセプターの免疫組織染色人硬膜静脈洞標本(死体標本)の上矢状静脈洞部,横・S状静脈洞,静脈洞交会部において,それぞれの切片を作成したが,標本の細胞構造の破壊が高度であったため,各種血管新生因子の染色は不能であった.3.硬膜動静脈瘻症例における血管新生因子レセプターの免疫組織染色硬膜内の動脈ではtie-2,PDGF-α,VEGF, VEGFR-3(Flt-4)が陽性であった.硬膜静脈洞の内皮ではすべての因子がどちらかの症例で陽性であったが,中でもTie-2,PDGFR-α,VEGF, VEGFR-3はすべての症例で陽性に染色された.脳組織の小動静脈ではこれらの血管新生因子はそれも陽性には染色されなかった.4.硬膜動静脈瘻症例における抗クラミジア抗体の血清/免疫組織学的検出硬膜動静脈瘻7症例の血清抗クラミジア抗体(IgG/A)を測定した結果,4例でいずれかの抗体価が高値であった.この陽性率はコントロール群と差がなかった.切除標本1例についてELISA法による免疫染色を行ったが,クラミジアは陰性であった.1.血漿における血管新生因子の測定横・S状静脈洞硬膜動静脈瘻の2症例,および上矢状静脈洞硬膜動静脈瘻の1症例から血漿を採取し,そこに含まれる血管上皮増殖因子(VEGF),塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF),血小板由来増殖因子(PDGF)の濃度をELISA法により測定中である。2.人正常硬膜静脈洞標本における血管新生因子レセプターの免疫組織染色(1)献体解剖により得た正常・人硬膜静脈洞標本(死体標本)を,上矢状静脈洞部,横・S状静脈洞,静脈洞交会部においてそれぞれの切片を作成した。各切片位において静脈洞内の肉眼的組織所見を観察することにより,人正常硬膜の構造的variationを評価,確認している。(2)同様の標本につき静脈洞周辺,硬膜動脈周辺の連続組織切片を作成し,まずHE染色による組織所見を観察,さらに各種血管新生因子レセプター(VEGFのレセプターであるVEGFR-1/Flt-1, VEGFR-2/Flk-1,およびVEGFR-3/Flt-4, bFGFのレセプターであるFGFR-1, FGFR-2,およびFGFR-4, PDGFのレセプターであるPDGFR,アンギオポェチンのレセプターであるTie-2)につき,それぞれの特異抗体を用いたABC法により免疫組織染色を行い,人正常硬膜における血管新生因子の発現について観察を続けている3.硬膜動静脈瘻症例における血管新生因子レセプターの免疫組織染色上矢状静脈洞硬膜動静脈瘻の病理標本(罹患静脈洞)を採取し,連続切片のHE染色,各種血管新生因子レセプター(VEGFR-1/Flt-1, VEGFR-2/Flk-1, FGFR-1, FGFR-2, FGFR-4, PDGFR, Tie-2)の免疫染色を行い,罹患静脈洞周辺の硬膜組織における血管新生因子の発現について観察を続けている。1.硬膜動静脈瘻症例の血漿における血管新生因子の測定硬膜動静脈瘻10症例(横・S状

静脈洞,上矢状静脈洞,頭蓋頚椎移行部)の末梢血液,静脈洞血液サンプル(16検体)において各種血管新生因子(VEGF, bFGF, PDGF-AB, PDGF-BB)の濃度をELISA法により測定した。VEGF, bFGFについては高濃度を示した検体はなかった。PDGF-ABは4検体が,PDGF-BBは7検体が高濃度を示した。2.人正常硬膜静脈洞標本における血管新生因子レセプターの免疫組織染色正常・人硬膜静脈洞標本(死体標本)の上矢状静脈洞部,横・S状静脈洞,静脈洞交会部において,それぞれの切片を作成した。各切片において静脈洞内の肉眼的組織所見を観察することにより,人正常硬膜の構造的variationを評価,確認した。同様の標本における組織所見の検索については,標本の細胞構造の破壊が高度であったため,各種血管新生因子の染色は不能であった。3.硬膜動静脈瘻症例における血管新生因子レセプターの免疫組織染色上矢状静脈洞部,前頭蓋底部,上矢状静脈洞部に発生した硬膜動静脈瘻の病理標本(罹患静脈洞)につき,それぞれ連続切片のHE染色,各種血管新生因子レセプター(VEGFR-13,FGFR-12,FGFR-4,PDGFR, Tie-2)の免疫染色を行った。VEGFR-1,3は硬膜内の毛細血管内皮に,VEGFR-2は静脈洞内皮に陽性。bFGFR-1は静脈洞内皮,硬膜内の毛細血管内皮のいずれも,またbFGFR-2は静脈洞内皮に陽性。PDGFR-A, Bはいずれも硬膜内の毛細血管内皮に陽性。Tie2は静脈洞内皮に陽性であった。4.硬膜動静脈瘻症例における抗クラミジア抗体の血清学的検出硬膜動静脈瘻8症例(横・S状静脈洞,海綿静脈洞)における血清中の抗クラミジア抗体(IgG, IgA)を測定した結果,8検体中4検体が陽性を示した。この陽性率はコントロール群(健常人100例)と差がなかった。
骨転移患者に対する疼痛緩和を目的とした移動・移乗方法の探索

人力による移乗介助(以下、人力移乗)と、リフトを使用した移乗介助(以下、リフト移乗)を比較し、骨腫瘍患者に対する疼痛緩和を目的とした移乗方法の検討を行った。健常者を対象に検証した結果、移乗時の接触面にかかる圧力は、リフト移乗では被介助者の身体に集中的に圧がかからないことが示された。また、リフト移乗では、生理学的指標の変化も少なく、穏やかな動きにより被介助者の身体が徐々に変化に適応することが考えれられた。骨腫瘍のある患者を対象とした結果、リフト移乗では、移乗中の患者の表情を観察する、コミュニケーションをとる、疼痛部を支えながらの移乗が可能となり、疼痛を増強させない移乗につながると考えられる。【目的】骨腫瘍のある患者を対象に,普段行っている移乗と床走行式リフトを用いた移乗での,疼痛に関する比較検討を行った。【方法】1.対象者:骨・軟部腫瘍のある患者2名,転移性骨腫瘍のある患者2名。2.調査項目:1身体特性:身長,体重,診断名,疼痛部位,普段の移乗の様子。2移乗に要する時間:ベッド上仰臥位の患者に触れてから車いすに座るまでの時間を計測した。それぞれの移乗後に3痛みの評価:Visual Analogue Scale (VAS)を行い,4リフト移乗後の感想,を尋ねた。4.分析方法:移乗後の感想は,KJ法を用い,類似性によりグループを作り,意味内容を表現したラベル名を付けた。【結果】1.所要時間:普段の移乗での平均時間は4分50秒±3分09秒,リフト移乗での平均時間は6分35秒±1分40秒であった。リフト移乗時,対象者A,Bは膝を屈曲させないようスリングシートの下から下肢を支えた。対象者C,Dは胸椎に腫瘍があるため,胸椎をねじらないよう介助を行った。対象者Dのみ,普段の移乗に比較しリフト移乗で所要時間が短くなった。2.痛みの評価:対象者ACでは,移乗時の疼痛の変化は見られず,増強もなかった。対象者Dのみリフト移乗の方が疼痛は少ないと評価された。3.感想: [痛みを伴わない][安心感がある][イメージと違った][時間がかかる][場所をとる]というラベル名に分類された。【考察】リフト移乗は,スリングシートで体を包み込み移乗することにより痛みを伴わず,安心感が得られたと考えられる。また,リフトが患者の体を支えるため,下肢の脱力や麻痺のため転倒の可能性がある患者にとって,安全,安楽な移乗方法となり得る。普段の移乗が全介助である対象者にとって,リフト移乗は所要時間も短く,疼痛軽減の可能な移乗となることが分かったように,リフト移乗の適応を明らかにする必要がある。【目的】疼痛緩和を目的とした移動・移乗方法の探索のため、健常者を対象に、床走行式リフトを用いた移乗援助と、従来の人力による方法での移乗援助による、被介助者への身体的・心理的負担について検討した。【方法】測定項目は、1介助に要する時間:患者に触れてから車いすに座るまでの時間、2圧:人力移乗では、腋窩部、膝窩部、リフト移乗では、肩甲骨部、大腿部および膝窩部、3脈拍・血圧:A&D社製携帯型自動血圧心拍計TMー2425を用いて計測、4主観的評価:不安感、安定感、安全感、不快感、緊張感の5項目に関して、010までの11段階尺度を用いた。【結果】1.所要時間:リフト移乗での平均時間は3分31秒±32秒、人力移乗の平均時間は35秒±8秒であった。2.圧:被介助者の膝窩にかかる平均圧力は、リフト移乗は24.7±13.0 mmHg、人力移乗は116.8±26.7 mmHgであった。リフト移乗では、被介助者の身体の局所に集中的な圧がかからないことが示された。人力移乗時に介助者が保持する部位に疼痛や皮膚障害を抱える対象者にとって、リフト移乗は有用な方法であると考えられる。3.脈拍・血圧:脈拍においては、リフト移乗の移乗動作中は安静時に比べ、有意に低下していた(p<0.05)。リフトを用いることで、被介助者の急激な体勢の変化を避けることが可能となり、穏やかな動きは被介助者の身体が徐々に変化に適応できるという身体的負荷軽減につながると考えられる。

4.主観的評価:各介助の1回目と2回目を比較したところ、2回目の方が、リフト移乗では「安心」「優しい」「リラックスできる」の項目において、人力移乗では、「安心」「優しい」の項目で、有意に高値となった。被介助者はリフト移乗の経験回数を重ねることにより、“慣れ"を生じ、不安感が軽減している。リフト移乗について、身近な物と感じられるよう広めていく必要がある。本研究は、従来の人力による移乗介助方法(以下、人力移乗)と、持ち上げないリフトを使用した移乗介助方法(以下、リフト移乗)とを比較し、骨腫瘍患者に対する疼痛緩和を目的とした移乗方法の検討を行った。まず、健常者を対象に検証した結果、移乗に要する時間は、リフト移乗では人力移乗での約6倍の時間を要した。移乗時に接触面にかかる圧力は、リフト移乗では人力移乗に比べて被介助者の身体の局所に集中的な圧がかからないことが示された。また、リフト移乗では人力移乗に比べて移乗に伴う被介助者の生理学的指標(血圧・脈拍)の変化は少ないことがわかった。リフトを用いることで、被介助者の急激な体勢変化を避けることが可能となり、穏やかな動きにより被介助者の身体が徐々に変化に適応することが考えれられた。次に、骨腫瘍のある患者を対象として検証した結果では、リフト移乗は人力移乗に比べて痛みを増強させることはなかった。スリングシートで体を包み込み移乗することにより、安心感を得られていた。また、骨腫瘍のため、下肢の脱力や麻痺による転倒の可能性がある患者にとって、安全な移乗となり得ることがわかった。人力の移乗では、移乗そのものに介助者の力が必要となるが、リフト移乗では、移乗中の患者の表情を観察する、コミュニケーションをとる、疼痛部を支えながら移乗することがが可能となり、疼痛軽減につながると考えられる。今後、リフト移乗に適応する対象者を明らかにすることや、介助者のリフト操作技術の向上が実用性を高めるための課題として挙げられる。医歯薬学当初の計画通り,平成24年度の結果をもとに,平成25年度では,移乗時に疼痛軽減を必要としている骨腫瘍のある患者を対象に,普段の移乗の方法と,リフトでの移乗を比較することができた。リフトでの移乗により,スリングシートで体を包み込み移乗することにより痛みを伴わず,安心感が得られたと考えられる。また,リフトが患者の体を支えるため,下肢の脱力や麻痺のため転倒の可能性がある患者にとって,安全,安楽な移乗方法となり得る。さらに,普段の移乗では,移乗そのものに看護師の力が必要となるが,リフト移乗では,移乗中の患者の表情を観察する,コミュニケーションをとる,疼痛部を支えながらの移乗が可能であり,疼痛軽減に繋がると考えられる。介助者のリフト介助技術を向上させることにより,作業時間を短縮できると先行研究であるように,介助者の技術を向上させることが今後の課題である。そして,普段の移乗が全介助である対象者にとって,リフト移乗は所要時間も短く,疼痛軽減の可能な移乗となることが分かったように,リフト移乗の適応を明らかにする必要がある。また,今後,対象者数を増やし,介助者にとって安全,安楽な介助法であることを立証していくことが課題である。当初の計画通り、車いす移乗に関して、これまでの人力による移乗介助と、リフト使用による移乗介助の比較検討を行うことができた。測定項目1体圧測定、2自律神経活動、3主観的評価を行い、検討することができた。本年度の計画の段階で、体圧測定、ズレ測定を、骨転移の多い胸椎、骨盤、大腿骨、上腕骨、肋骨と上げていた。しかし、プレ実験にて人力移乗、リフト移乗を行ったところ、今回の方法で強い圧力がかかる部位は、人力では膝窩部、腋窩部、リフト移乗では膝窩部、大腿部、肩甲骨部であることが判明した。よって、測定部位、測定内容を一部変更し行った。
プロテオミクスを用いた配偶子形成過程における分子基盤の解析

生殖腺における配偶子の形成過程には著しい性差が存在する。我々は、性特異的な配偶子形成分子機構の解析の一環として、発生段階的発現動態が性差により異なる新規生殖細胞特異的タンパク質TEX101を同定し、多角的にこれまで解析を進めてきた。本分子は、ヒトを含めた哺乳動物に広く存在し、マウスを用いた研究では、胎生期の前精原細胞と卵原細胞に発現が共通して認められるが、卵原細胞では出生後その発現は消失する。一方、精原細胞では思春期の減数分裂開始直後にその発現は一時消失するが、精母細胞以降の精細胞に再び強い発現が認められるようになる。更に、成熟精巣ではTEX101遺伝子が異なる3種類のプロモーターにより発現制御され、転写レベルでの雌雄性差が存在することをこれまで明らかにした。このような発現動態を示す本分子は、雌雄生殖細胞のマーカー分子として注目され、その一次構造が既知タンパク質と全く相同性を示さないことから、配偶子形成過程において本分子特有のユニークな生理活性を有することが強く推測された。本研究ではTEX101分子の発現性差に着目し、本分子の機能解析を通じて配偶子形成過程の分子機構について、プロテオミクス的手法を用いたTEX101の共役分子の同定を試み、以下の研究結果を得た2)Cellubrevinが精巣内においてTEX101を細胞膜へ輸送する特異的分子としての可能性を示した。TEX1O1は精巣内では少なくとも一部はGPI-アンカー型タンパク質として発現しており、またその立体構造からウロキナーゼ型プラスミノーゲンアクチベーター受容体スーパーファミリーに属すことが明らかになり、同じタイプの分子ly6kとの共役が精巣内での配偶子形成過程に機能的関与している可能性を示した。研究代表者らは、不妊医療をより科学的な裏付けに基づき安全かつ効率的に遂行することを最終目的として、これまで受精・着床の分子機構の解析を行ってきた。それらの研究過程で、発生段階的発現動態が性差により異なる新規生殖細胞特異的タンパク質TEX101を発見し、多角的に解析を進めている。TEX101分子は雌雄生殖細胞の細胞膜に極めて多く発現するが、その一次構造は既知タンパク質と全く相同性を示さないことから、本分子特有のユニークな生理活性を有していることが強く推察される。しかし、既知分子との低相同性は本分子の一次構造を基にした機能予測が困難であることを示唆している。通常、タンパク質が生体内でその機能的役割を果たすためには、その分子単独で機能を発現するのではなく、その細胞に発現する「プロテオームの密接な相互作用ネットワーク」が必要である。近年、核酸・タンパク質データベースの整備と質量分析計の飛躍的な技術向上により、高感度かつ高精度のタンパク質同定が可能となっておりTEX101分子の機能を明らかにするためには、本分子と相互作用するタンパク質を同定することが極めて有効なアプローチの一つとして考えられる。本研究ではこれらをふまえ、TEX101特異抗体を用いた免疫沈降法とLC-mass spectrometryを用いてTEX101の共役分子の同定を試み、これまで以下のことを明らかにした。2)Cellubrevin(VAMP3)が精巣内においてTEX101を細胞膜へ輸送する特異的分子としての可能性を超高分解能蛍光顕微鏡法を用いて示した。性腺における配偶子の形成過程には著しい性差が存在する。

本分子は、ヒトを含めた哺乳動物に広く存在し、マウスを用いた研究では、胎生期の前精原細胞と卵原細胞に発現が共通して認められるが、卵原細胞では出生後その発現は消失する。一方、精原細胞では思春期の減数分裂開始直後にその発現は一時消失するが、精母細胞以降の精細胞に再び強い発現が認められるようになる。更に、成熟精巣ではTEX101遺伝子が異なる3種類のプロモーターにより発現制御され、転写レベルでの雌雄性差が存在することをこれまで明らかにした。このような発現動態を示す本分子は、雌雄生殖細胞のマーカー分子として注目され、その一次構造が既知タンパク質と全く相同性を示さないことから、配偶子形成過程において本分子特有のユニークな生理活性を有することが強く推測された。本研究ではTEX101分子の発現性差に着目し、本分子の機能解析を通じて配偶子形成過程の分子機構について、プロテオミクス的手法を用いたTEX101の共役分子の同定を試み、以下の研究結果を得た1)TEX101の精巣内共役分子候補としてcellubrevin,annexinA2,ly6kを同定した。2)Cellubrevinが精巣内においてTEX101を細胞膜へ輸送する特異的分子としての可能性を示した.TEX101は精巣内では少なくとも一部はGPI-アンカー型タンパク質として発現しており、またその立体構造からウロキナーゼ型プラスミノーゲンアクチベーター受容体スーパーファミリーに属すことが明らかになり、同じタイプの分子ly6kとの共役が精巣内での配偶子形成過程に機能的関与している可能性を示した。