hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
24時間型社会に危惧される疾病に対する食事性フラボノイドの予防的機能に関する研究

または明暗シフト条件下(週単位で2日毎に明暗を逆転)で5週または8週間飼育し、1IVISによる肺、リンパ節等における腫瘍転移のイメージング解析、2IHCによる腫瘍内リンパ管の解析、3腫瘍組織中のノルアドレナリンと亜鉛濃度の測定、4腫瘍組織における転移関連遺伝子の発現解析等について検討した。その結果、明暗シフト条件下では、肺およびリンパ節への転移が増加し、血中および腫瘍内の亜鉛濃度が増加した。また、血管・リンパ管内皮および転移関連遺伝子の発現も変化が見られたことから、明暗シフトによる生体リズムの撹乱がリンパ管を介したリンパ行性転移を促進する可能性が示唆された。ApoE欠損自然発症高脂血症マウス(5週齢)を通常明暗サイクル条件下と明暗シフト条件下で1ヶ月飼育し、大動脈弓部を摘出し、動脈硬化巣をナイルレッド染色により可視化した。両条件下で動脈硬化巣の発生率に差は見られなかった。明暗シフト条件下でのフラボノイド投与による乳がん転移抑制効果については、現在、検討中である。24時間型社会の到来により、働き盛りの世代に乳がんや心血管系疾患が増加することが危惧されている。本研究では、これら疾患の増加機序の解明や予防を目的としてマウスを用いて検討し、暗期の光曝露が心臓の血液線溶系および凝固系に影響を与えること、二交代制シフトをモデルとした明暗シフト条件下では、生体リズムが撹乱され、時計遺伝子の発現や血中生化学指標など多様な因子に影響を与えること、動脈硬化の発症・進展には影響がなかったものの、乳がん細胞のリンパ行性転移を促進すること、さらに、食事性フラボノイドであるケルセチンが乳がん転移プロセスにおいて予防効果を示す可能性を明らかにした。乳がん細胞の移植試験として、マウスの乳がん細胞をマウスに移植する同種移植系とヒト乳がん細胞を免疫不全マウスに移植する異種移植系の二つの試験系を確立し、光環境ストレスの影響を検討し、さらに、心臓や血管への影響を検討する。また、光環境ストレスによるPAI-1の遺伝子発現に及ぼすケルセチンの投与効果について検討する。マウス乳がん細胞移植試験をさらに進めるとともに、ヒト乳がん細胞を免疫不全マウスに移植する試験、アポE欠損マウスを用いた動脈硬化の進展に対する明暗シフトの影響に関する試験も進める。その際、心臓や血管、動脈硬化巣、転移した腫瘍における関連の種々の遺伝子の発現等について検討する。また、血管内皮細胞にアドレナリンやノルアドレナリンを一定時間作用させ、細胞および培養液上清を採取し、PAI-1の発現を遺伝子発現およびウェスタンブロットにより、また、細胞からのPAI-1、t-PAの分泌をELISAキットにより検討する。これらの実験系においてケルセチン抱合体の影響を検討する。29年度が最終年度であるため、記入しない。生体機能学、食品機能学29年度が最終年度であるため、記入しない。
膀胱癌におけるエピゲノムを介した増殖機構の解明と新規阻害剤による治療法の開発

本研究では、膀胱癌細胞株を用いて新規ヒストン脱メチル化酵素LSD1の新規阻害剤であるNCL1の抗腫瘍効果を検討し、NCL1が効率よく膀胱癌の増殖を抑制し、ヒストンのリジン残基のメチル化を促進することを見い出した。また、NCL1の投与によりオートファジーが誘導され、オートファジー阻害剤の投与によりNCL1の抗腫瘍効果が増強されることが示された。そして、ヒト臨床検体やデータベースをもちいて、LSD1の発現と予後との関連について検討した。そして、膀胱癌皮下移植モデルや、膀胱発がんモデルの作成を行い、NCL1の投与プロトコールについて検討した。膀胱癌細胞株BC31、RT4、T24、5637を用いて、NCL1を投与し、WSTアッセイで生存細胞数を評価したところ、いずれの細胞株においても濃度依存的な細胞数の抑制を認めた。ウェスタンブロットではアポトーシスの誘導が確認された。また、臨床検体におけるLSD1発現の意義の検討のため、名古屋市立大学病院で膀胱全摘除術もしくは経尿道的膀胱腫瘍切除術を施行した169例の免疫染色を行い予後との相関を解析した。免疫染色はLSD1の他に、細胞増殖マーカーであるKi67、膀胱癌の悪性度の指標となるp53、腫瘍血管を評価するCD31を評価項目とした。Keyence画像解析ソフトを用いて各免疫染色を定量化して評価した。LSD1とKi67、p53、CD31、のPearsonの相関係数はそれぞれr=0.26、0.10、-0.08であり強い相関を認める項目はなかった。また予後については、LSD1の免疫染色スコアを中央値で2群に分け、Kaplan-Meire法で算出し、Log-rank testで検討した。Overall survival、Cancer specific survival、progression-free survivalにおいて2群間に有意差を認めなかった(p=0.70、0.61、0.94)。以上よりヒト検体におけるLSD1の免疫染色は本研究の範囲内では明らかな予後マーカーとはなり得なかった。今後は、膀胱癌細胞株におけるNCL1の細胞増殖抑制効果のメカニズムのさらに詳細な検討、ならびに膀胱癌モデルラットおよび膀胱癌モデルマウスにおけるNCL1の抗腫瘍効果および有害事象、効果のメカニズムの検証を行う。また、臨床検体におけるLSD1ほかの発現の意義の検討としては、病理学的深達度毎での検討などさらに詳細な検討を予定している。昨年度は、NCL1が膀胱癌各細胞株に対していずれも濃度依存的な抗腫瘍効果を発揮し、治療薬としての可能性を持つことが示された。さらに、そのメカニズムの一つとしてアポトーシスの誘導が関与していることが示された。これらの実験を通じて適切な投与濃度など実験手法の確立も進展したため、引き続きフローサイトメトリー等でさらに詳細な解析を行うことが可能と考える。また、動物モデル実験の準備として、ヌードマウスを用いた皮下移植モデルの予備実験を施行した。各種細胞株を用いて、皮下移植モデルの作成の検討を行い、BC31が安定した造腫瘍性を示すことが確認できた。平成29年度に予定している皮下移植モデルを用いた実験においてはBC31皮下移植モデルを用いて実験を行う予定である。さらに、上記の実験と並行で、当初は平成29年後に予定した臨床検体の集積および臨床データの蓄積を前倒しで行った。LSD1と予後との関係、あるいは他の蛋白との関連については予測した結果と異なっていたが、深達度などとの関連や、平成29年度の実験結果により得られると期待される関連因子について、引き続き解析を行っていく予定である。膀胱癌細胞株を用いて、LSD1阻害剤としてNCL1およびNCD38を投与し、WSTアッセイで生存細胞数を評価したところ、いずれの細胞株においても濃度依存的な細胞数の抑制を認めた。また、オートファジー阻害剤としてはクロロキンを用いて同様にWSTアッセイを行ったところ、濃度依存的な抗腫瘍効果を認めた。さらに、LSD1阻害剤とクロロキンの併用効果について、WSTアッセイを用いてCombination index法で検討したところ、相加的、一部相乗的な抗腫瘍効果が得られることが確認された。ウェスタンブロットではアポトーシスの誘導とオートファジーの誘導が確認されたが、細胞周期関連蛋白の発現変化は明らかではなかった。また、公共データベースThe Cancer Genome Atlasを用いて、膀胱癌症例におけるLSD1のRNA発現量ならびに予後を検討した。膀胱癌組織では、正常膀胱組織よりもLSD1の発現が有意に高かった。これは予想された結果と一致していた。しかし、膀胱癌症例の中では、LSD1高発現の症例は予後が良いという結果を得、これは予想した結果と相反していた。そこで臨床検体におけるLSD1発現の意義の検討のため、名古屋市立大学病院で膀胱全摘除術もしくは経尿道的膀胱腫瘍切除術を施行した臨床検体の免疫染色を行い予後との相関を解析したが、LSD1の発現と予後との明らかな関連を認めなかった。さらに進達度や組織学的異型度とLSD1の相関を追加解析したが、有意なものはなかった。動物モデルにおける効果の検討はやや遅れているが、動物モデルの作成は本研究期間内に確立し、またLSD1阻害剤とオートファジー阻害剤の投与のプレリミナリー実験を行い、継続投与が行える投与量や投与間隔を決定することができた。これらの成果を生かし、平成30年度においても、引き続き動物モデルを用いた研究を行っていく予定である。

本研究では、膀胱癌細胞株を用いて新規ヒストン脱メチル化酵素LSD1の新規阻害剤であるNCL1の抗腫瘍効果を検討し、NCL1が効率よく膀胱癌の増殖を抑制し、ヒストンのリジン残基のメチル化を促進することを見い出した。また、NCL1の投与によりオートファジーが誘導され、オートファジー阻害剤の投与によりNCL1の抗腫瘍効果が増強されることが示された。そして、ヒト臨床検体やデータベースをもちいて、LSD1の発現と予後との関連について検討した。そして、膀胱癌皮下移植モデルや、膀胱発がんモデルの作成を行い、NCL1の投与プロトコールについて検討した。In vitro実験としては、細胞株を用いて引き続きオートファジー関連蛋白のウェスタンブロットやフローサイトメトリーを行い、NCL1による増殖抑制のメカニズムのさらに詳細な解析を行う。また、動物モデルの実験におけるマイクロアレイ解析の結果などから、変化が認められた遺伝子領域のメチル化状態の変化についてChIPアッセイを用いて解析する。さらに、NCL1とオートファジー阻害剤の併用効果について、WSTアッセイ、ウェスタンブロット、フローサイトメトリーにより検討する。これらにより膀胱癌で、LSD1の抑制およびオートファジー制御によって生じる細胞増殖抑制のメカニズムを明らかにする。発がんモデルにおける検討としては、6週齢雄ラットに化学発がん物質であるBBN (N-butyl-(-4-hydrobutyl) nitrosamine)、PEITC (Phenyl isothiocyanate)を投与し、hyperplasia、dysplasia、CIS、carcinomaと多段階発がんをきたすモデルラットを作成する。各段階における、LSD1と膀胱癌の増殖能のマーカーとなるKi67、FGRの発現変化を検討し、LSD1が膀胱癌の進展においてどのように関わっているかを明らかにする。また、皮下移植モデルを用いた検討としては、BC31の造腫瘍性や浸潤能に着目し、BC31をヌードマウスへ皮下移植する。そしてNCL1を腹腔内投与し、抗腫瘍効果を諸臓器における副作用を病理学的に検討する。さらに効果のあった個体となかった個体の血液サンプルでcDNAマイクロアレイを行い、発現差のある遺伝子を網羅的に検索する。臨床検体におけるLSD1ほかの発現の意義の検討としては、病理学的深達度毎での検討などさらに詳細な検討を予定している。医学
在宅重症心身障害児の地域育児支援プログラムの開発

本研究の目的は、当事者がもつ育児の心理的支えという概念を中心として、専門職・非専門職による地域育児支援プログラムを作成することである。今年度は、以下の内容について研究を進めた。1プログラム支援評価ツールの作成について:本プログラムの評価として、当事者へのインタビューによる質的調査より項目を生成し「重度障害児・者の親のレジリエンス尺度」を作成し、信頼性と妥当性の検証を行った。評価視点は7因子あり「子どもに対する理解と気づき」「子ども自身からのエンパワメント」「専門職の活用」「子ども以外の興味関心」「感情調整」「子どもと家族の生活の安定」「援助要請」であった。レジリエンス及びQOL関連要因の検討を進めており、結果を踏まえて専門職・非専門職支援との強化が必要な点を検討し、プログラムに反映させていく計画である。2地域育児支援プログラムについて:当事者2事例、専門職、非専門職にヒアリングを行い内容の検討を行った。現場での課題を検討しながら進めている。特に、地域特性による支援サービスの相違、子どもと親の発達段階等の対象特性、子どもや当事者同士のつながりの場の3点について課題が明らかとなっため、当事者主体となるような、協働・連携を考慮した内容に修正を行っている。さらに、専門職支援の展開が幅広く実施できるよう、検討を重ねている。2019年度は、最終年度となるため、「専門職教育支援プログラム」と「非専門職地域パートナープログラム」の内容を検討しプログラム展開を行う予定である。当初の予定通り、プログラム評価ツールの作成を行い、「専門職教育支援プログラム」と「非専門職地域パートナープログラム」の内容を検討している。今年度は、その実施と成果を検討していく。2019年度で本研究期間が終了予定である。現在の進行計画は概ね順調にきており、調査終了後、結果を検討し、専門職・非専門職支援プログラムについて提言する予定である。また、継続的に実施を検討しており、内容をデータ化し、今後も活用できる方向で検討をしていく予定である。本研究の目的は、在宅で暮らす重度障害児の育児支援プログラムの開発を行うことである。本年は、母親の育児の支え尺度についてこれまでの研究から導き出された概念枠組みのプロトタイプについて検証を行うことが目的であった。これは、プログラム介入前後の障害児家族の生活へもたらした影響を比較検討するための評価ツールとして使用する。これらの内容について育児支援専門職へヒアリングを行った結果、近年の障害児支援制度への移行後の障害児通所支援・入所支援の利用者の増加や、子ども・子育て支援制度の施行、地域包括ケア事業など制度面での新たな動きに対応した内容となるよう、一部の構成概念を検証する必要性が明らかになった。これにより、サービスシステム、地域社会の要素を加え、再度プロトタイプを検討している。また、今後のプログラムでは、専門職支援及び非専門職支援のプログラム内容を展開するため、特に家族支援として最も重要なレスパイト施設の看護職9名にインタビューを追加で実施した。こどもと家族のQOLを考慮した育児支援内容については、以下の内容が明らかになった。母親の育児の尊重、こどもの安全の保証、母親との信頼関係形成のためのコミュニケーション、家族のQOL向上のための関わり、という時間と関係の相互作用のなかで変化するプロセスが存在していた。一方、家族と看護職の協働関係形成を阻害する要因として、チームアプローチの困難、苦手意識や価値観の相違、が存在するため、本結果を支援プログラムに反映させるべく分析を進めている段階である。平成27年度に計画していた調査については、母親の育児の支え測定ツールを、我が国の法改正及びサービスの地域差、地域社会の特性に応じて調査可能なように検討を進めている。次年度には調査実施の準備が整っている。また、平成28年度に計画していた育児支援専門員へのヒアリングを本年前倒しして実施しており、この点は順調に進行している。本研究の目的は、在宅で暮らす重症心身障害児の育児支援プログラムの開発を行うことである。当該年度において産前産後及び育児休業を取得した(平成28年2月平成29年3月)ため、一時的に研究を中断しているが、今までに収集していたインタビューデータを分析したところ、母親の育児負担を軽減すると同時に、母親の内面的支えを理解し支援することの重要性が明らかとなった。子どもの身体状態の安定、成長を支える機会の提供と環境調整、さらなるインテグレーションの促進が、母親自身のレジリエンスを高める可能性が示唆された。平成28年2月から平成29年3月末まで、産前産後休暇及び育児休暇を取得しており、その期間研究が中断した為。本年は、これまでの研究から導き出された概念枠組みのプロトタイプについて検証を行った後、障がい児者の親の状況を把握し、必要な支援を多職種で共有するためのレジリエンス尺度開発に取り組んだ。これは、プログラム介入前後の障害児家族の生活へもたらす影響を比較検討するための評価ツールとして使用する。先行研究の質的データと既存文献から「レジリエンス」に関する内容を演繹的に抽出し、親のレジリエンスの枠組みと設問を作成した。尺度項目を精選し、37項目からなる尺度原案を作成した。調査は、無記名自記式質問票を用いて行った。対象者は、関東甲信越地域に住む小学生以上の在宅障がい児者の親477名で、郵送法にて229部(回収率48.0%)が回収された。

そのうち重度障がい児・者の親のレジリエンス尺度のすべての項目に回答した193名のデータを分析の対象とした。その結果、[理解と気づき][子ども自身からのエンパワーメント][専門職の活用][子ども以外の興味関心][感情調整][子どもと家族の生活の安定][援助要請]の7因子28項目からなる、重度障がい児・者の親のレジリエンス尺度を開発した。また、本尺度は信頼性および妥当性を有していることが示された。次年度以降のプログラム評価に用いるための準備を進めている。また、モデル事例2例、NICU1施設の管理者および退院支援担当者、認定看護師からのヒアリングを実施した。この内容を受け、一昨年度実施したレスパイト施設の看護職への質的調査内容を反映しながら、次年度のプログラムへの展開を進めている。当初目標としていた【目的1】重度障がい児を育てる親の育児支援評価尺度の作成を終え、本研究のプログラム評価ツールとして信頼性妥当性を検証することができた。また、【目的2】でのプログラム立案においては、モデル事例と専門職からのヒアリングを終え、プログラムの具体的内容の検討を進めている。プログラム実施のため、研究分担者として障がい児領域の専門看護師が本研究プログラムに新たに加わり、今後実践的内容を検討していく準備が整った。本研究の目的は、当事者がもつ育児の心理的支えという概念を中心として、専門職・非専門職による地域育児支援プログラムを作成することである。今年度は、以下の内容について研究を進めた。1プログラム支援評価ツールの作成について:本プログラムの評価として、当事者へのインタビューによる質的調査より項目を生成し「重度障害児・者の親のレジリエンス尺度」を作成し、信頼性と妥当性の検証を行った。評価視点は7因子あり「子どもに対する理解と気づき」「子ども自身からのエンパワメント」「専門職の活用」「子ども以外の興味関心」「感情調整」「子どもと家族の生活の安定」「援助要請」であった。レジリエンス及びQOL関連要因の検討を進めており、結果を踏まえて専門職・非専門職支援との強化が必要な点を検討し、プログラムに反映させていく計画である。2地域育児支援プログラムについて:当事者2事例、専門職、非専門職にヒアリングを行い内容の検討を行った。現場での課題を検討しながら進めている。特に、地域特性による支援サービスの相違、子どもと親の発達段階等の対象特性、子どもや当事者同士のつながりの場の3点について課題が明らかとなっため、当事者主体となるような、協働・連携を考慮した内容に修正を行っている。さらに、専門職支援の展開が幅広く実施できるよう、検討を重ねている。2019年度は、最終年度となるため、「専門職教育支援プログラム」と「非専門職地域パートナープログラム」の内容を検討しプログラム展開を行う予定である。当初の予定通り、プログラム評価ツールの作成を行い、「専門職教育支援プログラム」と「非専門職地域パートナープログラム」の内容を検討している。今年度は、その実施と成果を検討していく。
反応活性な多核金属錯体の設計合成と機能創成

(1)リン酸トリエステル加水分解酵素類似機能(2)リン酸ジエステル加水分解酵素類似機能(1)リン酸トリエステル加水分解酵素類似機能(2)リン酸ジエステル加水分解酵素類似機能(2)二つのフェノール性酸素を橋架け基としてN(amine)_2O_2及びN(imine)_2O_2金属結合サイトを有する大環状コンパートメント配位子を用いて、段階的鋳型反応を用いて、配位位置異性の関係にあるCu(II)M(II)及びM(II)Cu(II)(M=Co, Ni, Zn)錯体を合成した。これら錯体は分光学的、磁気的性質並びに電気化学的性質において異なり、溶液内でも安定で異性化しない。また電極上でも安定でCu(I)M(II), Cu(I)M(I), M(II)Cu(I), M(I)Cu(I)等の異常原子価錯体をバルク中に生成することを確かめた。更にはM(II)Ni(II)(M=Co, Ni, Cu, Zn)錯体を合成して電子構造を明かにした。大環状コンパートメント配位子のイミン結合部位に酸化還元活性な1,8-ナフタレン環を組み込むことによって、M(II)Cu(II)に配位子の酸化還元が連動した多電子レドックス系が創出された。(3)ポリピリジン型二核化コンパートメント配位子の二核鉄(II)錯体がμ-1,2-ペルオキソ錯体を生成することを確認した。(2)ウレアーゼの機能発現を研究する目的で、'エンドオフ'タイプの二核化コンパートメント配位子を用いてμ-ヒドロキソ架橋二核ニッケル(II)錯体を合成し、尿素との反応で二つの尿素付加錯体を単離してその構造を決定した。二核ニッケル(II)錯体の尿素付加物としては三例目である.この場合には隣接ニッケルは平面構造で尿素の橋架けに与れないために、尿素→NCO^-の化学変換が進行しないことが示された。(3)非対称型二核化配位子を用いてM(II)Co(II)(Sc_O=1/2)(M=Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn)ヘテロ二核錯体を合成して、構造、電子構造および性質を研究した.(1)リン酸トリエステル加水分解酵素類似機能(2)リン酸ジエステル加水分解酵素類似機能
脳内ステルス刺激による脳活動制御

本研究の目的は,ラットを動物モデルにして,(1)脳に直接電気刺激を与えたときに,意識にはのぼらない刺激(脳内ステルス刺激)のパラメータを明らかにし,(2)この脳内ステルス刺激により脳活動を調整したり知覚を操作したりする技術の基盤を築く.初年度に,トレーニング無しに簡便に電気刺激で生じた知覚を確かめる手法として,プレパルス抑制(prepulse inhibition;PPI)を確立した.PPIでは,驚愕反射が起きる程度大きい刺激の前に弱い感覚刺激が先行すると,驚愕反射が抑制される.しかし,PPIが意識にのぼる知覚の証拠であることは示されていなかった.本年度は,動物のプレパルス抑制と聴知覚との関係性を,オペラント学習を利用した聴力推定の実験系を新たに構築することで初めて明らかにした.音響曝露(10 kHz)による音響外傷・難聴モデルを作成し,音響曝露前後のプレパルス抑制を計測した.その結果,プレパルス抑制でも,オペラント学習でも,動物に32 kHz付近に難聴の傾向を確認した.また,ラット頭部に固定具および聴覚野硬膜上に16チャンネルμECoG電極アレイを埋め込み,覚醒・麻酔下で脳活動の慢性計測できる実験系を構築した.閾値付近の音提示に対して,知覚を報告した試行と知覚を報告しなかった試行を比較したところ,中潜時反応には有意な差異を認めなかったが,その後に現れるP3波およびLate slowwaveは知覚を報告した試行でのみ確認できた.これらの実験結果から,本研究では,ラットを対象として,意識と相関する神経活動を探索できる実験系を構築でできた.本研究の目的は,ラットの脳に直接電気刺激を与えたときに,意識にはのぼらない刺激(脳内ステルス刺激)のパラメータを明らかにすることだった.当初の研究計画通り,主な検証は行動実験で進めていたが,これまでに得られた行動実験の結果を正確に解釈し,実験目的をより精緻に達成するためには,電気刺激で賦活された神経活動を計測する生理実験が追加で必要と判断するに至った.電気刺激で直接賦活された聴覚野の神経活動を計測するために,これまでに取り組んできた電気計測に加えて,光学計測も検討する.本研究の目的は,ラットを動物モデルにして,(1)脳に直接電気刺激を与えたときに,意識にはのぼらない刺激(脳内ステルス刺激)のパラメータを明らかにし,(2)この脳内ステルス刺激により脳活動を調整したり知覚を操作したりする技術の基盤を築く.ラットに電気刺激の知覚を報告させるトレーニングは実験遂行上の大きな負担となるため,トレーニング無しに簡便に電気刺激で生じた知覚を確かめる手法として,本年度は,プレパルス抑制(prepulse inhibition; PPI)を試みた.PPIでは,驚愕反射が起きる程度大きい刺激の前に弱い感覚刺激が先行すると,驚愕反射が抑制される.驚愕反射は,反射経路に加えて,前脳を介した経路でも調整される.したがって,聴覚以外の感覚や電気刺激で生じさせた知覚もPPIを調整できる可能性がある.また,これらの知覚は,前脳を介しているため,意識に上っている可能性が高い.これらの仮説のもとに,本年度は,PPIを正確に計測できる実験系を確立し,ラットに対して先行刺激として電気刺激を与え,PPIから電気刺激による知覚の有無を確かめられることを示した.さらに刺激パラメータとして皮質電気刺激の周波数を変化させ,知覚を生成できる刺激のパラメータを調べた.ラットの聴覚野に電気刺激を印加することで,PPIを誘導できた.また,雑音環境下では,聴覚野への電気刺激はPPIを誘導できなかった.したがって,聴覚野への電気刺激は,聴知覚としてPPIを誘導できたと考える.電気刺激によるPPIは,光刺激によるPPIと同様に,音刺激によるPPIより小さかった.この原因として,意識的な知覚を解する経路は,反射経路よりも,PPIへの影響を及ぼしにくいことや,電気刺激や光刺激による知覚の時間精度が低いことが考えられる.初年度は,予定通り,電気刺激による知覚の有無をラットで調べられるようになった.従来のように,ラットに長期にわたるトレーニングを施さなくてもよいので,重要な成果であると考えている.本研究の目的は,ラットを動物モデルにして,(1)脳に直接電気刺激を与えたときに,意識にはのぼらない刺激(脳内ステルス刺激)のパラメータを明らかにし,(2)この脳内ステルス刺激により脳活動を調整したり知覚を操作したりする技術の基盤を築く.初年度に,トレーニング無しに簡便に電気刺激で生じた知覚を確かめる手法として,プレパルス抑制(prepulse inhibition;PPI)を確立した.PPIでは,驚愕反射が起きる程度大きい刺激の前に弱い感覚刺激が先行すると,驚愕反射が抑制される.しかし,PPIが意識にのぼる知覚の証拠であることは示されていなかった.本年度は,動物のプレパルス抑制と聴知覚との関係性を,オペラント学習を利用した聴力推定の実験系を新たに構築することで初めて明らかにした.音響曝露(10 kHz)による音響外傷・難聴モデルを作成し,音響曝露前後のプレパルス抑制を計測した.その結果,プレパルス抑制でも,オペラント学習でも,動物に32 kHz付近に難聴の傾向を確認した.また,ラット頭部に固定具および聴覚野硬膜上に16チャンネルμECoG電極アレイを埋め込み,覚醒・麻酔下で脳活動の慢性計測できる実験系を構築した.閾値付近の音提示に対して,知覚を報告した試行と知覚を報告しなかった試行を比較したところ,中潜時反応には有意な差異を認めなかったが,その後に現れるP3波およびLate slowwaveは知覚を報告した試行でのみ確認できた.

これらの実験結果から,本研究では,ラットを対象として,意識と相関する神経活動を探索できる実験系を構築でできた.本研究の目的は,ラットの脳に直接電気刺激を与えたときに,意識にはのぼらない刺激(脳内ステルス刺激)のパラメータを明らかにすることだった.当初の研究計画通り,主な検証は行動実験で進めていたが,これまでに得られた行動実験の結果を正確に解釈し,実験目的をより精緻に達成するためには,電気刺激で賦活された神経活動を計測する生理実験が追加で必要と判断するに至った.初年度に確立した手法を発展させれば,予定通り,知覚にのぼりやすい刺激とのぼりにくい刺激の違いを明らかにできると考える.電気刺激で直接賦活された聴覚野の神経活動を計測するために,これまでに取り組んできた電気計測に加えて,光学計測も検討する.電気刺激で生成された知覚を動物実験で確認する手法について,いくつかの可能性を予備実験で検証していたため,実験装置の設計に遅れが生じた.初年度の予備検討で,手法が確立できたので,当該予算は,次年度に予定通り実験装置の製作に用いる.本研究の目的は,ラットの脳に直接電気刺激を与えたときに,意識にはのぼらない刺激(脳内ステルス刺激)のパラメータを明らかにすることだった.当初の研究計画通り,主な検証は行動実験で進めていたが,これまでに得られた行動実験の結果を正確に解釈し,実験目的をより精緻に達成するための追加実験が必要であると判断し,次年度使用額が生じた。次年度は,更に,電気刺激で賦活された神経活動を計測する生理実験を行うこととする.
Acid shock(急激なpH低下)に対する歯垢細菌の応答の生化学的機構

歯表面の歯垢細菌は糖代謝によて酸を産生し、歯表面のpHをわずか数分で中性から4程度の酸性に激変させ、歯質の脱灰(=ウ蝕)を引き起こす。低pH環境はウ蝕というHost側への作用だけではなく、歯垢細菌自身にも影響を与え、歯垢細菌の酸性環境への適応や歯垢細菌叢の変化をもたらす。そこで本研究では、代表的な歯垢細菌Streptococcus mutansとStreptococcus sanguisを“急激なpH低下(pH7→4)"に曝し、そのまま60分間低pHの状態におき、その時の細菌の変化を調べた。以上のことから、“急激なpH低下"に続く60分間の低pH環境によってS. sanguisの糖代謝能および増殖能は傷害され、この時GK、PFK、GPDH、Enolaseという糖代謝系酵素の失活を伴うことが明らかになった。この菌を再び生育に適した環境に戻すと酵素活性が回復したことから、この酸傷害は可逆的であり、酸傷害により失活した酵素を再活性化するシステムの存在が示唆され、S. sanguisはpHが中性と酸性の間を変動する歯垢環境にうまく適応していることが考えられた。一方、S.mutansは酸傷害を回避し、糖代謝能と増殖能を維持したことから、ウ蝕病巣内など常に低pHが持続しやすい環境にも適応できることが考えられた。
多民族を対象とした相関解析によるベーチェット病関連遺伝子の同定および病態の解明

日本人ベーチェット病患者を対象としたゲノムワイド関連解析(GWAS)を実行した。GWASより得られた結果をもとに、海外の人種(トルコ人、韓国人)集団を用いて追認試験(再現性の検討)を実行した結果、人種を超えてベーチェット病の発症リスクと有意に相関を示す新規感受性遺伝子(IL23R-IL12RB2およびIL10)を同定した。さらに、GWASデータの再検証を行った結果、ベーチェット病の発症に関与を示す遺伝子を新たに複数同定した。ベーチェット病は全身の諸臓器に急性の炎症を繰り返す原因不明の難治性炎症性疾患であり、口腔内アフタ性潰瘍、眼症状、皮膚症状、外陰部潰瘍の4症状を主症状とする。青壮年期に多く発症し、長期間にわたって再発と寛解を繰り返すため、本病により重度の視力障害を来す患者は少なくない。近年、本病に対して有効な治療法(抗TNF抗体療法)が確立されてきたが、本剤に不応答性の患者も少なからず存在し、今なお失明率の高い疾患である。本研究では、多民族のベーチェット病患者を対象として遺伝子解析を行い、全ゲノム上に散在する本病の疾患感受性遺伝子をすべて同定する。さらに同定した遺伝子の機能解析および過剰発現トランスジェニックマウスやノックアウトマウスの作製を行い、本病発症のメカニズムを解明していく。日本人ベーチェット病を対象としたゲノムワイドな相関解析により、ベーチェット病の疾患感受性候補を複数に絞り込んでおり、平成22年度はそれら疾患感受性候補領域を対象に多民族のベーチェット病患者を用いて再現性の検討を行った。さらに、それらの遺伝子情報をもとに、遺伝子の機能解析および過剰発現トランスジェニックマウスやノックアウトマウスの作製を開始した。本研究の成果は、ベーチェット病発症のメカニズム解明の一助になるとともに、正確な疾患自身の診断、予後の予測、および疾患発症のリスク(相対危険率)の予測を可能とする迅速遺伝子診断キットの作製に繋がる。さらに、疾患に関わる蛋白を標的としたゲノム創薬開発の道を開くと考えられる。日本人ベーチェット病を対象としたゲノムワイド関連解析(genome-wide asociation study:GWAS)を平成22年度までに完了しており、ベーチェット病の疾患感受性遺伝子としてIL23R-IL12RB2およびIL10を同定している。平成23年度は得られているGWASデータの再検証を行い、ベーチェット病の発症に関与する遺伝子のさらなる同定を試みた。その結果、IL23R-IL12RB2およびIL10の他に、ベーチェット病に相関する可能性を示唆する遺伝子を複数同定した。また、平成23年度はGWASより得られた遺伝子情報をもとに、トランスジェニック(Tg)マウスやノックアウト(KO)マウスの作製を行った。日本人ベーチェット病を対象としたゲノムワイド関連解析(GWAS)をすでに完了しており、ベーチェット病患者のゲノム全域にわたる遺伝子変異情報を取得している。平成23年度までに、ベーチェット病の新規感受絵師遺伝子として、IL23R-IL12RB2およびIL10を同定している。平成24年度は得られているGWASデータの再検証を行い、ベーチェット病の発症に関与する遺伝子のさらなる同定を行った。

その結果、ベーチェット病の新規の疾患感受性遺伝子を複数同定した。平成24年度は、平成23年度に引き続き、GWASより得られた遺伝子情報をもとに、トランスジェニックマウスやノックアウトマウスの作製を行った。本研究の成果は、ベーチェット病発症のメカニズム解明の一助になるとともに、正確な疾患自身の診断、予後の予測、および疾患発症のリスク(相対危険率)の予測を可能とする迅速遺伝子診断キットの作製に繋がる。さらに、疾患に関わる蛋白を標的としたゲノム創薬開発の道を開くと考えられる。現在までに、GWASで得られた結果の再現性の検討および候補遺伝子領域の詳細な解析を完了し、ベーチェット病の疾患感受性遺伝子を同定している。また、疾患感受性遺伝子を対象とした遺伝子発現解析を完了しているとともに、ベーチェット病動物モデル(Tgマウス、KOマウス)の構築も既に着手している。したがって、本研究は当初の研究計画のとおり、順調に進展しているといえる。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度に引き続き、GWASデータの再検証を行い、ベーチェット病の発症に関与する遺伝子のさらなる同定を試みる。海外の研究機関と協力を得ることで、ベーチェット病遺伝子の効率的な同定が可能となると考えられる。また、平成23年度に引き続き、TgマウスおよびKOマウスの作製を行う。作製されたTgおよびK0マウスを観察し、ベーチェット病発症の有無を解析することで、ベーチェット病発症機構の解明を行う。
新しい学力観に基づく算数・数学学習の評価に関する基礎的研究

新しい学力観は、その名の示すとおり、ひとつの見方・考え方であり、教育界におけるその語の使用頻度ほどには、概念や性格が明確に規定されているわけではない。しかしながら、ますます加速する時代の変化や社会の要求を認識し、そのテンポや規模に見合う対応が求められていることだけは事実であろう。われわれはいま学力に対する新しい価値を創造していかなければならない段階にいるといえよう。こうした流れの中で、平成4年度から改訂された新学習指導要録では注目すべき措置がなされた。すなわち、「関心・意欲・態度」という見えざる学力の重視が示唆され、「知識・技能」といった見える学力からみえざる学力への移行に本腰が入れられるようになってきた。これを受けて、筆者らは、当初、「関心・意欲・態度」に関わる評価の方法と評価尺度の開発を目標としていた。しかし、こうした議論の精緻化がともすれば数学教育の磁場から大きく外れて、数学教育の思想的背景をもちえないというジレンマに陥ることになった。すんわち、「関心・意欲・態度」といったものを抽象的・形式的に規定しても、算数・数学学習に固有な認識の育成に深く関連した「関心・意欲・態度」の明確化には到達しえないということである。そこで、具体的な教材や問題に即して、ここでこういう認識の変容がみられるのが健全な数学的関心であり、態度であると、具体的に押さえることが有益であると考えるに至った。そのため、本年度は、「関心・意欲・態度」を数学的に育成する場として「課題学習」を据え、さらに優れて数学的な考え方である「一般化」を目標とすることで、「関心・意欲・態度」の数学認識に深く関わる部分を具体的な教材に基づき考察した。新しい学力観(The New View of Learning Ability)は、その名の示すとおり、ひとつの見方・考え方であり、教育界におけるその語の流通や使用頻度ほどには、概念や性格が明確に規定されているわけではない。そのためまず「新しい学力」を特徴づけ、規定するための理論的な考察から入ることが妥当と考えた。また新しい学力観を実践に移す場を課題学習と考え、課題学習の理論的考察、具体的教材の吟味、目標の検討を、現職中学校教師と連携をとりながらおこなった。実際に課題学習を企画・実践し、生徒の「関心・意欲・態度」の変容を、一般化という優れて数学的な視座から、記録考察し、そのささやかな成果を、広島大学学校教育学会の研究紀要に「新しい学力観に基づく数学指導の課題-課題学習における一般化の研究-」と題して投稿した。当初の予定では、「関心・意欲・態度」に関わる評価の方法と評価尺度の開発を本年度の目標としていたが、こうした議論の精緻化はともすれば数学教育の磁場から外れて、教科教育の背景を持ちえないというジレンマに陥る。そのため今日数学教育界で鋭意考察されている、メタ認知という角度から包括的に「関心・意欲・態度」を捉え直し、これを分析的な視点としながら、数学的な「関心・意欲・態度」の育成を課題学習で考えた。課題学習の理論的背景には、オーストラリアの数学教育研究者Dorflerの一般化の研究を据えることにした。以上の研究・考察の成果は、平成7年7月に第3回全国数学教育学会「課題学習の課題あるいは教材としての数学のorientedness」、同年8月に第19回日本科学教育学会「メタ認知は教授-学習の成因か成果か」、同年11月に第28回日本数学教育学会論文発表会「一般化の学習に関するメタ認知概念の拡張に関する考察」、平成8年1月に第4回全国数学教育学会「数学教育におけるメタ認知研究の課題と展望」として、それぞれ発表している。

算数・数学科におけえる新学力観の実践的課題を2つに絞れば、一つは情意的目標の転移に関わる理論の構築であり、他の一つは「関心・意欲・態度」を正しく学力の中に位置づけ、これらを評価する課題を開発することである。この2つを本研究の目的とする。新しい学力観は、その名の示すとおり、ひとつの見方・考え方であり、概念や性格が明確に規定されているわけではない。そのためまず「新しい学力」を特徴づけ、規定するための理論的な考察から入ることが妥当と考えた。また新しい学力観を実践に移す場を課題学習と考え、課題学習の理論的考察、具体的教材の吟味、目標の検討を、現職中学校教師と連携をとりながらおこなった。実際に課題学習を企画・実践し、生徒の「関心・意欲・態度」の変容を、一般化という優れて数学的な視座から、記録考察し、そのささやかな成果を、以下の題目で学会発表した。1.『図形指導における記号の対象化の考察』(全国数学教育学会第5回研究発表会、1996年6月23日、広島市)2.『一般化の過程における「記号の対象化」に関する考察-代数教材と図形教材の比較-』(日本数学教育学会第29回数学教育論文発表会、1996年11月2・3・4日、つくば市)当初の予定では、「関心・意欲・態度」に関わる評価方法の開発を本年度の目標としていたが、こうした議論の精致化がともすれば数学教育の磁場から大きく外れて、教科教育の背景を持ちえないというジレンマに陥ることになった。そのため「関心・意欲・態度」を数学的に育成する場として課題学習を捉え、更に一般化を目標とすることで、「関心・意欲・態度」の性格が数学的になることを、Dorflerの研究に基づきながら考察した。新しい学力観は、その名の示すとおり、ひとつの見方・考え方であり、教育界におけるその語の使用頻度ほどには、概念や性格が明確に規定されているわけではない。しかしながら、ますます加速する時代の変化や社会の要求を認識し、そのテンポや規模に見合う対応が求められていることだけはじじつであろう。われわれはいま学力に対する新しい価値を創造していかなければらなない段階にいるといえよう。こうした流れの中で、平成4年度から改訂された新学習指導要録では注目すべき措置がなされた。すなわち、「関心・意欲・態度」という見えざる学力の重視が示唆され、「知識・技能」といった見える学力からみえざる学力への移行に本腰が入れられるようになってきた。これを受けて、筆者らは、当初、「関心・意欲・態度」に関わる評価の方法と評価尺度の開発を目標としていた。しかし、こうした議論の精緻化がともすれば数学教育の磁場から大きく外れて、数学教育の思想的背景をもちえないというジレンマに陥ることになった。すなわち、「関心・意欲・態度」といったものを抽象的・形式的に規定しても、算数・数学学習に固有な認識の育成に深く関連した「関心・・意欲・態度」の明確化に到達しえないということである。そこで、具体形な教材や問題に即して、ここでこういう認識の変容がみられるのが健全な数学的関心であり、態度であると、具体的に抑えることが有益でると考えるに至った。そのため、本年度は、「関心・意欲・態度」を数学的に育成する場トシテ「課題学習」を据え、さらに優れて数学的な考え方である「一般化」を目標とすることで、「関心・意欲・態度」の数学認識に深く関わる部分を具体的な教材に基づき考察した。また、最終年度にあたりこれまでの成果を研究成果報告書にまとめた。
神経栄養因子BDNFの、脊髄神経節より脊髄後索に入る突起における作用

<目的>神経栄養因子の一つBDNF(brain-derived neurotrophic factor)は、脊髄後角、後根神経節(以下DRG)細胞に局在し、重要な生理的機能を果たしていると考えられるが、後索、後索核における動向についての報告は極めて少ない。ここでは、同部において果たしてBDNFが何らかの関与を行っているかどうかについて、成熟ならびに胎生期幼弱ラットの脊髄を用いて免疫組織化学的に検討を行った。<材料と方法>(1)成熟ラット第26腰髄において、後根切除を行い8日後に4%パラフォルムアルデヒドないしZamboni液にて灌流固定、脊髄及び後索核を資料とした。(2)新生ラットおよび胎生期ラットを用い、同様の固定液を用い浸漬固定し、観察用試料とした。各試料より凍結切片を作成し抗BDNF抗体を反応後、タイラマイド増感法を用いて検出した。<所見>(1)成熟ラット(無処置)では、脊髄後角・リサウェル束・後根及び後索核の神経線維とDRG細胞にBDNF陽性所見を、又、後索にも微弱ながら陽性線維を認める。後根切除を行ったものでは、同側の脊髄後角並びに後根で反応が消失、薄束核の一部で対側に比し減弱ないし消失する。(2)胎生期新生ラット群においては、(1)胎生14日目までは脊髄後角、後索、後索核領域に特徴的なBDNF陽性所見はない、(2)胎生18日目に到り、DRG細胞、後根とリサウェル束、後角の神経線維に強い陽性像を、かつ、後索核中に反応陽性線維像を明らかに認める、(3)出生0日以降、同様の所見があるが、急速に成熟ラットにみられる所見に近似した分布パターンに移行していく。<考察>BDNFはラット脊髄後索線維の伸張に大きく関わっている可能性が示唆されること、並びに、成熟ラットにおいても微弱ながら後根から後索を通って後索核に到る線維に分布していることが確認された。また、そのBDNFはDRG細胞が供給源となり、順行性に軸索中を運ばれるものと考えられる。脊髄神経節(DRG)細胞の中枢側突起は後根より脊髄内(終帯)へ進入した後、後角に入るものと後索に入るものに大きく分かれる。後索に入ったものはそのまま上行して延髄に至り後索核に終末するが、この神経路に神経栄養因子(特にBDNF)は如何なる関わり方をしているであろうかとの問いが、本研究の主題である。平成13年度に於いて、我々は、成熟雄性ラットを用いて、i)無処置群、ii)片側坐骨神経切断群の2群につき、脊髄の後角、後索、延髄の後索核とその近傍の組織切片を作成し、各種抗BDNF抗体による免疫組織化学反応を行った。尚、ii)群動物の場合、片側坐骨神経切断後1週間経過して該組織の摘出を行った。これまでの観察の結果、1)無処理群ラットでは、後索核群においてBDNF免疫陽性(BDNF-IR)神経線維はわずかしか観察されない。2)坐骨神経切断後のラット後索核(同側)では、特に薄束核において、BDNF-IR神経線維が無処置群に比し顕著に増加している。3)坐骨神経切断後のラット後索核(対側)では、2)項に示すような特徴はみられない。また、2)3)いずれの場合でも、楔状束核における変化は乏しい。4)孤束核、三叉神経脊髄路核、外側網様核には、著明なBDNF-IR線維が存在する。という結果であった。現在、上記の所見のもつ意味を検討しており、今後に坐骨神経以外の末梢神経切断実験及び幼弱動物における観察などを計画中である。(2)胎生期新生ラット群においては、(1)胎生14日目までは脊髄後角、後索、後索核領域に特徴的なBDNF陽性所見はない、(2)胎生18日目に到り、DRG細胞、後根とリサウェル束、後角の神経線維に強い陽性像を、かつ、後索核中に反応陽性線維像を明らかに認める、

(3)出生0日以降、同様の所見があるが、急速に成熟ラットにみられる所見に近似した分布パターンに移行していく。<考察>BDNFはラット脊髄後索線維の伸張に大きく関わっている可能性が示唆されること、並びに、成熟ラットにおいても微弱ながら後根から後索を通って後索核に到る線維に分布していることが確認された。また、そのBDNFはDRG細胞が供給源となり、順行性に軸索中を運ばれるものと考えられる。
プロテインキナーゼCファミリーの細胞内局在化及び活性化を行う蛋白質の検索と解析

ラット脳由来cDNAから酵母Two-Hybrid法により、プロテインキナーゼC(PKC)の制御領域に結合する蛋白質として5種類の蛋白質を得たが、その中にZnフィンガーの一種であるLIMドメインを含む蛋白質(ENH)が含まれていた。ENHのN末端側には、細胞膜局在化を行うPDZドメインを有し、C末端側には3コピーのLIMドメインを有していた。PKCと結合する部位は、欠失変異体を用いる解析から、LIMドメインの少なくとも一つが必要であることが判明した。また、他のLIMドメインを含む蛋白質も同様に、それらのLIMドメインを介してPKCのサブタイプ特異的に結合できることが判明した。LIMドメインを含む蛋白質群は動物の胚発生の直後に一過性に発現し、四肢発生の過程で重要な役割を演じている蛋白質であることが判明している。しかしながら、その過程におけるLIMドメインの役割は、蛋白質間相互作用に関与していると推察されていただけで、実際にどの様な役割を演じているのかは分かっていなかった。今回、LIMドメインがPKCと一般的に結合できることを明らかにしたことで、今後LIM蛋白質の機能の解明に新たな展開が期待できるようになった。
水平地動を受ける水の入った円筒タンクにおける非線形振動応答に関する研究

水の入った円筒シェルの水平振動応答に線形理論からは予測できない応答が発生する現象が生起する。この現象の発生するメカニズムを解明するために理論・実験両面から検討を行ってきた。今年度も新たな供試体を作成し、分数調波振動が分岐する振動数領域、および発生する振動の大きさに及ぼす外力加速度の大きさを検討した。また、今までの研究成果を取りまとめる検討を行った。各供試体の応答からその都度固有振動数を特定して来た。しかしながら、発生する現象を総合的に検討すると、固有振動数の特定が適切ではなかったと判断されるケースが生じた。初期不整が存在しない円筒ならば、各周方向展開次数に対応する固有振動数は連成しないのであるが、フィルムを丸めて作成する円筒シェルにおいて初期不整は必ず存在する。このため、固有振動数に対応するモード間に連成が生じて、特定しにくいケースが発生する。二つ以上の振動モードが重なっている応答も生じている。データを洗い直して、各供試体の応答に発生した振動モード、特に分数調波振動の不安定領域の大きさを検討した。この振動の不安定領域には、いくつかの振動モードに対応する固有振動数と外力振動数が密接に関係していることが明らかになった。周方向展開次数N=4,5,6の振動モードに対応する固有振動数の2倍の外力振動数近傍において、この振動モードを有する1/2倍の分数調波振動が生起する。これが最も生起しやすい不安定領域である。これに周方向展開次数N=1の主共振領域が関係する不安定領域も存在する。また、周方向展開次数N=4の振動モードに対応する固有振動数の3倍の外力振動数近傍にも不安定領域が出現する。これらが相互に連成する不安定領域がある。関係する振動モードが多くなるほど出現する機会は少なくなる傾向がある。円筒シェルのタンクに供試体に水を入れ、水平地動を作用させると線形振動理論からは予測できない非線形応答が観測される。激しい応答に成長する非線形振動応答も存在することが報告されている。厚さ0.51mmの塩化ビニルフィルムを用いて、直径84.5mm、高さ200mmの円筒シェルタンク(頂部に厚さ8mmのアクリル板のフタを有する)を作成し、水平振動台に設置した。正弦波の地動加速度、振動数、および水高をパラメータとして変化させた強制振動実験を行い、応答曲線を観測した。水平振動の変位は非接触型の変位計を用いて観測した。円筒の中央部に貼付されたひずみゲージで観測された16個のひずみ応答のフーリエ・スペクトルを分析し、円筒シェルの振動モード毎の応答曲線を算出した。この曲線からタンクの各周方向展開次数n(n=1,,,6)に対応する固有振動数を特定した。また、ある加速度以上の地動のもとで激しい分数調波振動が観測される外力振動数と振動モードの関係を検討した。その結果、水高に依存してタンクの固有振動数が変化し、応答曲線も変化するものの、ある振動モードの1/2倍の分数調波の応答が分岐して生起する外力振動数とこの振動モードの固有振動数に密接な関係が認められることを見いだした。実験に用いたタンクでは周方向展開次数nが4、5、および6をとる振動モードの1/2倍の分数調波の応答を観測した。1/3倍の分数調波振動の生起の要因、周方向展開次数1の水平振動の高次振動モードが分数調波振動の生起に及ぼす影響も検討中である。

円筒シェルのタンクに供試体に水を入れ、水平地動を作用させると線形振動理論からは予測できない非線形応答が観測される。激しい応答に成長する非線形振動応答も存在することが報告されている。厚さ0.51mmの塩化ビニルフィルムを用いて、直径84.5mm、高さ200mmの円筒シェルタンク(頂部に厚さ8mmのアクリル板のフタを有する)を作成し、水平振動台に設置した。正弦波の地動加速度、振動数、および水高をパラメータとして変化させた強制振動実験を行い、応答曲線を観測した。水平振動の変位は非接触型の変位計を用いた。円筒の中央部に貼付されたひずみゲージで観測された16個のひずみ応答のフーリエ・スペクトルを分析し、円筒シェルの振動モード毎の応答曲線を算出した。この曲線からタンクの各周方向展開次数n(n=1,・・・,6)に対応する固有振動数を特定した。また、ある加速度以上の地動のもとで激しい分数調波振動が観測される外力振動数と振動モードの関係を検討した。水高に依存したタンクの応答曲線の測定、固有振動数の算定を行った。また、ある地動加速度より大きな加速度のもとである振動モードの1/2倍の分数調波の応答が分岐して生起する現象、生起する振動モードの固有振動数と外力振動数の関係を検討した。実験に用いたタンクでは周方向展開次数nが4、5、および6をとる振動モードの1/2倍の分数調波の応答を観測した。1/3倍の分数調波振動の生起の要因、周方向展開次数1の水平振動の高次振動モードが分数調波振動の生起に及ぼす影響も引き続き検討中である。円筒シェルのタンク模型に水を入れ、水平地動を作用させると、線形振動理論からは予測できないさまざまな非線形振動応答が観測される。公称厚さ0.51mmの塩化ビニルフィルムを利用して、直径約84.5mm、高さ200mmの円筒シェルタンク(頂部に厚さ8mmのアクリル板のフタを有する)を作成し、正弦波の外力のもとで、外力加速度を変化させて水平実験を繰り返した。円筒シェルの3個所の変位は非接触変位計、円筒シェルの周方向の変位モードはこの方向に貼付した16枚のひずみゲージを利用して測定した。高速フーリエ変換を利用して、応答の周期成分を分析した。特に激しい振動としてある振動数領域において出現する1/3倍、および1/2倍の分数調波振動の発生メカニズムを解明する検討を加えた。すなわち、外力加速度をパラメータとして、発生する分数調波振動と周方向振動モード、振動モードの固有振動数との関係を分析した。周方向展開次数N=4,5,6の振動モードに対応する固有振動数の2倍の外力振動数近傍において、1/2倍の分数調波振動が生起すること、およびこれにN=1の2番目に小さい固有振動数が絡むと、1/2倍の分数調波振動と1/3倍の分数調波振動が連成し、複数の周方向展開次数N(>4)を有する振動モードが混じる分数調波振動が起こることを明らかにした。また、これらの応答における水の量の変化させ、固有振動数の変化に対応して、分数調波振動の不安定領域も移動することを明らかにした。
破骨細胞分化が見えるトランスジェニックメダカを基盤とした器官形成メカニズムの解明

申請者らはメダカを用いてトランスジェニックラインを作製し、破骨細胞を生きた状態で追跡する系を確立した。今回、その利点を活かし、in vivoにおける破骨細胞分化についての解析を進めた。NFATc1は破骨細胞の分化に必須の転写因子として知られているが、そのin vivoでの役割はまだ明らかとなっていない。我々はメダカNFATc1について調べ、TILLING法を用いてノックアウトメダカの作製を検討した。数千クローンから解析した結果、第2エキソンでナンセンス変異を生じるラインを得ることに成功した。この変異体ではDNA結合ドメインを完全に欠失しており、転写因子としての機能を完全に失っていると考えられる。またメダカにおいてNFATc1遺伝子が二つ存在することが明らかとなり、その遺伝子の使い分けを調べながら、in vivoにおける作用を明らかにすることを目指す。破骨細胞分化に関与する遺伝子の変異体作製を行った。TILLING法による解析では必ずしも変異体が得られるわけではないが、我々は2系統のNFATc1変異体(終始コドンがそれぞれ異なる)を得ることに成功した。さらにバッククロス6回を終了しており、これから表現型を調べることが出来、新しい機能が明らかになることを期待している。その一方、NFATc1が転写因子であるため、その発現を追うことは容易ではなく、それはこれからの課題である。NFATc1の内在性の発現を追跡する。NFATc1を特異的に発現するトランスジェニックラインを作製し、どの破骨細胞で機能しているのかを調べる。これまでに作製できた変異体の表現型を明らかにする。