hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
数理モデルに基づく人工呼吸監視制御の新しい展開

本研究では,ファジィロジックによる肺エラスタンス表現を用い,そのエラスタンスを含んだ非線形2階微分方程式で呼吸のダイナミックスをモデリングし,呼吸の観測データからモデルのパラメータを推定することによって各患者の呼吸特性を推定し,その推定結果を用いて人工呼吸の気圧上限値などの換気条件を決めるアプローチを提案している.昨年度の研究においては,エラスタンスのファジィモデルを持つ呼吸システムの実行実時間性を考慮し,効率の良いメンバーシップ関数のプリセットと繰り返し更新の方法を開発し,その有用性を過去の呼吸データを用いて検証した.概ね計画通り研究が進んでいる.工学今までの研究を踏まえ,ノイズの含む観測データに基づく適応型オンライン推定法を開発し,さらに,非線形性をもつ呼吸リズムの表現方法や推定方法を課題として研究を進めたい.昨年度の研究において,肺エラスタンスのヒステリシス表現可能なファジィモデルとパラメータ推定法を開発し,その有用性を臨床実験データに基づくMATLAB数値実験の検証を行い,交付申請書に記載の研究計画通り研究を進めている.購入予定であった設備が他の部門から借用可能になったため購入を見合わせた.今までの研究を踏まえ,今後は臨床の実環境を念頭に,測定データのオンライン前処理,呼吸周期の再現不完全性への対処法,病状の変化にも対応する適応型オンラインパラメータ推定法を開発し,同時に,非線形性を持つ呼吸システムの時間特性の表現方法とその特徴の抽出法を課題として研究を進め,新しい方法論とその検証を行いたい.同じ分野で活躍している海外の研究者を呼び寄せ,特別講演と研究交流を行いたく,その旅費等の費用に当てる予定である.本年の購入予定であったA/D変換ボードと端子台に,一時的に代用可能なものがあったので購入を見合わせたためである.次年度では代用のものが使えなくるため,新出製品等を精査の上,MATLABのハードウェアサーポートなど勘案して,今年度に購入予定である.
極浅Pn接合形成とドーパント濃度分布のモデリング

本研究では,ウエーファ全体を一遍にしかも極めて浅いpn接合を形成する新しいド-ピング技術の開発とドーパント濃度分布のモデリングを目的として研究を行なった。具体的には,超高真空中でのドーパント源の堆積と急速加熱による浅いpn接合形成を試みた。超高真空プロセスにおいては,シリコン表面の清浄化技術が重要であり,まず各種の基板洗浄処理法に対してRHEEDおよびSIMSを用いて表面状態,汚染状態を評価した。この結果,硫酸系処理による保護酸化膜の形成と真空中加熱による酸化膜除去の組み合わせが有効であることを見いだした。続いて,本ド-ピング技術の詳細な調査とドーパント分布のモデリングを行なった。熱分解により堆積させたボロン元素単体薄膜を拡散源とし,瞬間熱拡散法により各種条件によるシリコンへのボロン拡散特性を詳細に調べた。シリコン表面の清浄,拡散源の堆積,拡散プロセスは,超高真空チャンバー内において連続的に行なった。900C、20秒の瞬間熱拡散において、B薄膜の堆積時間を6sから1800sまで変化させることにより、シート抵抗を2×10^7から5×10^3Ω/□の広範囲で変化させることができた。この際,表面濃度を10^<18>から2×10^<20>cm^<-3>まで,接合の深さを20から40nmと精細に制御することができた。続いて点欠陥に基づいたドーパント濃度分布の計算機によるモデリングを行なった。シリコン中のドーパントは,ドーパント単独ではなく,ドーパント一点欠陥(空格子点)複合体を形成して拡散すると言うモデルに基づき,計算機によりその濃度分布を求めた。ドナ不純物である燐に対して,濃度分布に見られるキンクやテイル等の特徴をモデル化することができた。今後は,酸化増速拡散現象などを説明するために空格子点だけでなく,格子間原子も考慮する必要があると思われる。本年度は、超高真空中でのドーパント源の堆積とシリコンへのドーパント拡散の基礎的実験を行い、以下の知見が得られた。超高真空プロセルではシリコン表面の清浄化が重要であり、はじめにこれに関する調査を行った。各種の基板洗浄処理を施した後、超高真空中チャンバー内で加熱処理を行い、シリコン表面の結晶性をRHEEDにより調べた。さらに引き続きエピ成長を行い、基板内の不純物をSIMSにより調べた結果、硫酸系処理が重金属および酸素、炭素等の除去に有効であることを見いだした。次にボロンのドーパント源としてジボランガス(B_2H_6)をチャンバーへ導入し、熱分解によりシリコン表面にボロン膜を堆積させた。続いて基板を急速に短時間加熱させ、シリコンへのボロンの拡散を行なった。ジボランガスの導入時間および急速加熱時間をパラメータとして、ボロン濃度分布をSIMSにより評価した。その結果、ボロンの表面濃度として約1x10^<20>cm^<-3>、接合の深さ約30nmと言う高濃度かつ極めて浅いpn接合の形成を実現することができた。将来のULSIでは、50nm以下の接合形成が要求されており、この条件はクリアできている。さらに、電極を形成し、ダイオードを作成してその電流-電圧特性を評価した。整流特性はえられたが、逆方向電流が大きく、これは、表面に残留するボロンによるものと考えられ、この除去処理が今後の課題であると思われる。

平成6年度では,シリコン表面の清浄化方法を確立し,またドーパントの堆積と急速加熱による浅いpn接合形成を試みた。平成7年度は,この結果を基に本ド-ピング技術の詳細な調査とドーパント分布のモデリングを行なった。はじめに熱分解により堆積させたボロン元素単体薄膜を拡散源とし,瞬間熱拡散法により各種条件によるシリコンへのボロン拡散特性を詳細に調べた。シリコン表面の清浄,拡散源の堆積,拡散プロセスは,超高真空チャンバー内において連続的に行なった。900°C、20秒の瞬間熱拡散において、B薄膜の堆積時間を6sから1800sまで変化させることにより、シート抵抗を2×10^7から5×10^3Ωcm/口の広範囲で変化させることができた。この際,表面濃度を10^<18>から2×10^<20>cm^<-3>まで,接合の深さを20から40nmと精細に制御することができた。続いて点欠陥に基づいたドーパント濃度分布の計算機によるモデリングを行なった。シリコン中のドーパントは,ドーパント単独ではなく,ドーパント-点欠陥(空格子点)複合体を形成して拡散すると言うモデルに基づき,計算機によりその濃度分布を求めた。ドナ不純物である燐に対して,濃度分布に見られるキンクやテイル等の特徴をモデル化することができた。今後は,酸化増速拡散現象などを説明するために空格子点だけでなく,格子間原子も考慮する必要があると思われる。
若手・中堅層の転職と採用に関する実証的研究

若手・中堅層は、他の年齢層と比べると転職が多い。その年齢層の転職の実態はどのようなもので、どうすればその成果が高められるだろうか。そのことを明らかにするために、転職者を採用する側である企業と、実際に転職をした若年・中堅層に対する質問紙調査を実施し、それを分析した。その結果、転職先となる企業に関する情報提供を改善することや、当人の職業能力を明示する仕組みを工夫することが必要であることがわかった。本研究が採択されたのは、平成20年10月であったので、通常より遅れてのスタートとなったが、ほぼ計画どおり研究を進めることができた。まず、主要な関連文献のサーベイを行なった後、企業を対象とした採用についてのアンケート調査「企業の人材採用の動向に関する調査」の調査票を作成した。作成にあたっては、中途採用を新卒者採用と比較できるようにするという特徴を持たせるようにした。次に、この調査票を、当初の予定どおり、21年2月に、上場企業、未上場企業、および外資系企業から抽出した5,000社を対象に送付した。20年9月に発生した金融危機以降、企業の人材採用意欲が急速に悪化する中での実施となったためか、調査票の回収はかつて経験したことのないほど低調であった。そこで急遽、回答を促す督促状等を調査対象に発送し、事態の改善を図った。その結果、有効回収数は475件(回収率で9.5%)まで上昇したものの、それ以上にはならなかった。当初目標とした水準には至らなかったものの、調査の実施時期を考慮すれば、本研究のような学術的・自主的な調査の回収率としては、やむを得ない水準であり、満足すべき結果と考えている。なお、回収率は期待を下回ったものの、回数件数は分析を進めるのに充分な数を確保しているので、今後の研究の進展を危惧する必要は全く無い。また、回収した調査票のデータ入力を回収と同時並行で進めた結果、年度内に完了することができた。今後は、入力データの論理チェック等が行い、データ分析を進めていく予定である。今年度はまず、昨年度(21年2月)実施した企業に対する採用についての郵送によるアンケート調査「企業の人材採用の動向に関する調査(有効回収数:475件)」の集計作業を進め、その結果をインターネット上に公表した。また、解説を付した「資料」を作成し大学紀要に掲載すると共に、論文を1篇作成し公表した。これらにより、調査結果のスピーディーな公表が図れた。なおこの調査は、中途採用を新卒者採用と比較しながら企業の実態を問うたものであったので、リーマンショック以降急激に景気が悪化する中での採用動向の変化に、結果としていち早く迫ることができた。これと並行して、文献研究およびインタビュー調査を実施し知見を広めた。インタビュー調査では、上記のアンケート調査回答企業を訪問し、企業に、採用に至る背景や採用活動の実務的な展開状況とそれに対する評価を尋ね、同時にその企業に近年採用された中途採用者に、これまで職業キャリアや前職退職の経緯、現職就職の経緯等を尋ねた。これらの知見をもとに、転職者に対するアンケート調査票を作成した。そしてそれを用いて、21年12月初旬にインターネットによるアンケート調査を実施した。実際の調査は、調査モニターを確保している調査会社に委託し、そのモニターのうち「最近5年以内に現職に転職してきた正社員で、現在40歳未満の大卒者」という条件に合う人を対象とした。調査では1,000人からの回答を目標としたが、短期間で1,162人からの有効回答を得た。本研究は、若年・中堅層の転職と中途採用の動向とその実情を、企業と個人の両面から明らかにすることを意図したものである。そのための、2つの調査データが昨年までの研究活動を通じて獲得できたので、今年度は、これらを詳細に分析し課題を達成していく。本研究は、若年・中堅層人材の転職と中途採用について、その動向と実情を、企業と個人の両面から明らかにすることを意図したものである。そのために、企業に対する採用活動に関する質問紙調査(アンケート調査)を一昨年度(21年2月)に実施し、既にその結果を、昨年度3人(永野・木谷・牛尾)の共同論稿として大学紀要において公表した。今年度は、昨年度(21年12月)に実施したもう1つの質問紙調査である若手・中堅層の転職者に対するインターネットを用いた調査(名称:若手・中堅人材の転職行動に関する調査、対象:最近5年以内に現職に転職してきた現在40歳未満の大卒の正社員)の集計作業を進め、その結果に解説を付した3人の共同論稿を、昨年度と同様に大学の紀要で公表した。これらの活動により、リーマンショック以降急激に景気が悪化する中での企業の採用動向の変化と、若年・中堅層の転職行動の変化にいち早く迫ることができた。これらと並行して、文献研究および、企業と個人に対するインタビュー調査を実施し知見を拡げた。そのような知見をもとに、上記2つのアンケート調査のより深い分析も進めた。その1つの成果が、牛尾(2011)である。

この論文では、女性の転職者に着目し、その成功の条件を探索している。女性の転職というと、派遣やパートに代表される非正社員への移動が多くその分析が多いが、女性の正社員への移動に焦点をあてた分析である。これから増加が予想される移動パターンの成功要因や課題を整理した、示唆に富む研究成果である。また、22年6月開催予定の労働政策研究会議(日本労使関係研究協会)の総括テーマ・パネルディスカッションに、永野がパネリストとして参加し、「企業の採用行動とその変化」について、本研究の成果を報告することになっている。
金属イオン保持による新規な層間空間の構築と金属錯体のインターカレーション

V_2O_5、VOPO_4あるいはZr(HPO_4)_2の層間にいくつかの金属錯体を挿入し、その錯体分子の配向ならびにホスト格子との相互作用を検討した。ピリジン環を含む窒素三座配位子を有するPd(II)錯体[{C_5H_4NCH_2NH(CH_2)_2NMe_2}PdI]^+(A)、ピリジン環とともにフェニル基を有して窒素および炭素原子で金属と結合し、さらにジエチルジチオカーバメートを有するAu(III)錯体[(C_5H_4NNHC_6H_4)Au(S_2CNEt_2)]^+(B)および窒素四座配位子であるcyclamを有する錯体[{-NH(CH_2)_2NH(CH_2)_3-}_2M]^<2+>(M=Cu(II)、Ni(II)(CおよびD)を用いて、V_2O_5(H_2O)_<0.5>[A]_<0.18>、V_2O_5(H_2O)_<1.3>[B]_<0.04>、V_2O_5(H_2O)_<0.5>-[C]_<0.15>、V_2O_5(H_2O)_<0.5>[D]_<0.14>の層間化合物を得た。粉末X線回折から決定した層間距離は12.314.3Aであり、錯体イオンはホスト層にほぼ平行に配向している。一方、Zr(HPO_4)_2(H_2O)_<0.5>[C]_<0.4>が得られ、その層間距離は16.7Aであり、ゲスト分子はホスト格子層に対して傾斜して配列している。V_2O_5層間化合物では、V(IV)イオンによる強いブロードなESRシグナルがg=1.97に見られるが、V_2O_5-[C]層間化合物ではg=2.03にシグナルが観測され、格子-ゲスト間電子的相互作用を示す。Zr(HPO_4)_2-[C]層間化合物では、錯体C自体と同様にg=2.06にシグナルが現れ、対照的である。層状構造をもつ物質の層間空間に分子やイオンを挿入(インターカレーション)した層間化合物において、挿入されたゲスト分子やイオンに新しい物性や反応性を期待することができる。本研究では、VOPO_4あるいはV_2O_5の層状空間に、酸化電位の低い金属錯体あるいは酸化されやすい対イオンをもつ金属錯体を挿入することにより、ゲスト錯体分子の特異な物性、機能あるいは反応性を探索することを目指した。まず、多硫黄ジチオレート配位子であるC_3S_5^<2->やC_8H_4S_8^<2->(L)をもつ金属錯体のうち、低い酸化電位を有する[(C_5H_5)CoL]および[C_5Me_5)

CoL]を選び、エタノール中に懸濁したVOPO_4・2H_2Oまたはゲル-V_2O_5・1.6H_2Oと反応させて層間化合物を得ようとしたが、錯体の溶解度が極めて悪く、まだ層間化合物の合成に至っていない。一方、ピリジルおよびイミン窒素をもち、さらにジメチルアミノアルキル基を有する配位子C_5H_4N-CH=N(CH_2)_nNMe_3^+I^-(n=2および3)を選び、その金属錯体を合成し、インターカレーションを検討した。この配位子は、酸化されやすいI^-イオンを対イオンに有するので、V_2O_5・1.6H_2Oとの反応により、層間に配位子のカチオン部分が挿入した(V_2O_5あたり0.15分子)層間化合物を得ることができた。さらに、ピリジルおよびイミン窒素でパラジウム(II)あるいは白金(II)イオンにキレート配位させた錯体の挿入を行っている。また、C_5H_4N-CH=N(CH_2)_2NMe_2とPd(C_6H_5CN)_2I_2の反応から、この配位子が三座配位した[Pd{C_5H_4N-CH=N(CH_2)_2NMe_2}I]^+I^-を得ることができ、この錯体インターカレーションを検討している。なお、この配位構造は、[Pd{C_5H_4N-CH=N(CH_2)_2NMe_2}I][Pd_2I_6]のX線結晶解析によって明らかにしている。無機層状化合物の層間に分子やイオンを取り込んだ層間化合物(インターカレーション化合物)では、層間空間におけるゲスト分子の配向が特徴的で、新しい物性が期待できる。本研究では、V_2O_5、VOPO_4あるいはZr(HPO_4)_2の層間にいくつかの金属錯体を挿入し、その錯体分子の配向ならびにホスト格子との相互作用を検討した。ピリジン環を含む窒素三座配位子を有するパラジウム(II)錯体[{C_5H_4NCH_2NH(CH_2)_2-NMe_2}PdI]^+(A)、ピリジン環とともにフェニル基を有して窒素および炭素原子で金属と結合し、さらにジエチルジチオカーバメートを有する金(III)錯体[(C_5H_4NNHC_6H_4)Au-(S_2CNEt_2)]^+(B)および窒素四座配位子であるcyclamを有する銅(II)およびニッケル(II)錯体[{-NH(CH_2)_2NH(CH_2)_3-}_2M]^<2+>(M=Cu(II)、Ni(II)(CおよびD)を用いて、上記のホスト分子とエタノール中で反応させて層間化合物を得た。V_2O_5については、V_2O_5・-(H_2O)_<0.5>・[A]_<0.18>、V_2O_5・(H_2O)_<1.3>・[B]_<0.04>、V_2O_5・(H_2O)_<0.5>・[C]_<0.15>、V_2O_5・(H_2O)_<0.5>・[D]_<0.14>の組成の化合物が得られた。粉末X線回折によって決定された層間距離は12.314.3Åであり、錯体分子イオンはその錯体面をホスト層にほぼ平行に配向していると考えられる。一方、Zr(HPO_4)_2・(H_2O)_<0.5>・[C]_<0.4>が得られ、その層間距離は16.7Åであり、ゲスト分子は錯体面をホスト格子層に対して傾斜して配列している。V_2O_5層間化合物の生成においては、V(IV)イオンによる強いブロードなESRシグナルがg=1.97に見られるが、[C]を含んだV_2O_5層間化合物ではg=2.03にシグナルが観測され、格子-ゲスト間電子的相互作用を示している。Cを含むZr(HPO_4)_2層間化合物では、錯体C自体と同様にg=2.06にシグナルが現れ、対照的である。
力学系の不変集合のマルチフラクタル解析

これまでマルチフラクタルとしての性質が厳密に調べられてきた測度は,多くの場合,準乗法的性質を持ち,その特異性スペクトルは全ての領域で自由エネルギーのルジャンドル変換と一致する(マルチフラクタル公式が成立する).準乗法的性質を持たない既約なソフィック測度に対して,特異性スペクトルの最大値を与える特異性の値よりも小さい領域で,マルチフラクタル公式が成立することを示し,また他の領域でマルチフラクタル公式が成立しない例を構成した.ソフィック測度のマルチフラクタル公式を使って,高次元の部分自己相似集合および2次元の部分自己アファイン集合の次元スペクトルの性質を調べ,次元スペクトルの最大値を与える次元よりも大きい次元の領域で,その自由エネルギーのルジャンドル変換と一致することを示し,また,部分自己アファイン集合のハウスドルフ次元と次元スペクトルとの関係を明らかにした.また,自己アファインコサイクルに対して,Mandelbrot-van Ness変換によりその性質を連続的に変化させることが出来ることを示した.自己アファインコサイクルのこれまでの構成法では,可算個の次数のスケーリングしかとりえず,その結果ヘルダー指数,ボックス次元なども可算個に限られる.MandelbrotとVan Ncssは時間的な相関のないブラウン運動に対して時間的な相関を積分で与える変換を考え,非整数ブラウン運動を構成した.Mandelbrotとvan Nessの変換を自己アファインコサイクルに適用し,その結果がまた自己アファインコサイクルとなることを示した.これにより,0と1との間の任意の次数のスケーリングをもつ自己アファインコサイクルを構成することができる.また,このようにして構成した自己アファインコサイクルのヘルダー指数,ボックス次元,パワースペクトルなどを調べた.マルチフラクタルの研究は,これまで等角的な写像の不変集合上の不変測度で準乗法的性質をもつものに対して行われてきた.準乗法的性質を持つ測度では,G.Brownらの結果により,測度の特異性スペクトルは定義されるすべての領域で自由エネルギーのルジャンドル変換と一致することが知られており,上に凸となる.方向によって拡大率の違う写像の組の不変集合として,部分自己アファイン集合がある.部分自己アファイン集合上の自然な測度を射影すると,有限個の非負行列によって構成されるソフィック測度となる.非負行列の積で正行列と同様な性質を持つものがあることを使い,特異性スペクトルの最大値を与える特異性の値よりも小さい領域で,既約な遷移行列を持つソフィック測度の特異性スペクトルが自由エネルギーのルジャンドル変換と一致することを示した.特異性スペクトルの最大値を与える特異性の値より大きい特異性の領域で,特異性スペクトルが自由エネルギーのルジャンドル変換と一致しない例を構成した.これは,これまでマルチフラクタルの研究の対象となってきた測度とは大きく異なる特徴である.部分自己アファイン集合の断面の次元が射影した測度の特異性に線型に対応していることを用いて,断面の次元の分布を特徴づける次元スペクトルの性質を調べることができる.次元スペクトルは,その最大値を与える次元よりも大きい次元の領域で,その自由エネルギーのルジャンドル変換と一致することがわかる.またこのことから,部分自己アファイン集合のハウスドルフ次元が断面の次元と次元スペクトルとの和の最大値と一致することを示した.これらの成果をもとに,今後高次元の部分自己アファイン集合の性質,および,部分自己アファイン集合上のソフィック測度のマルチフラクタル的性質について調べたい.これまでマルチフラクタルとしての性質が厳密に調べられてきた測度は,多くの場合,準乗法的性質を持ち,その特異性スペクトルは全ての領域で自由エネルギーのルジャンドル変換と一致する(マルチフラクタル公式が成立する).準乗法的性質を持たない既約なソフィック測度に対して,特異性スペクトルの最大値を与える特異性の値よりも小さい領域で,マルチフラクタル公式が成立することを示し,また他の領域でマルチフラクタル公式が成立しない例を構成した.ソフィック測度のマルチフラクタル公式を使って,高次元の部分自己相似集合および2次元の部分自己アファイン集合の次元スペクトルの性質を調べ,次元スペクトルの最大値を与える次元よりも大きい次元の領域で,その自由エネルギーのルジャンドル変換と一致することを示し,また,部分自己アファイン集合のハウスドルフ次元と次元スペクトルとの関係を明らかにした.また,自己アファインコサイクルに対して,Mandelbrot-van Ness変換によりその性質を連続的に変化させることが出来ることを示した.自己アファインコサイクルのこれまでの構成法では,可算個の次数のスケーリングしかとりえず,その結果ヘルダー指数,ボックス次元なども可算個に限られる.MandelbrotとVan Ncssは時間的な相関のないブラウン運動に対して時間的な相関を積分で与える変換を考え,非整数ブラウン運動を構成した.Mandelbrotとvan Nessの変換を自己アファインコサイクルに適用し,その結果がまた自己アファインコサイクルとなることを示した.これにより,0と1との間の任意の次数のスケーリングをもつ自己アファインコサイクルを構成することができる.また,このようにして構成した自己アファインコサイクルのヘルダー指数,ボックス次元,パワースペクトルなどを調べた.
糖尿病の奇形発生におけるアポトーシスの誘導機構と分子メカニズムの解明

糖尿病母体からの新生児は奇形の発生が高く、その発生を抑制することが近年重要な課題となっている。器管の形成過程において、アポトーシスが重要な役割を演じることが知られている。近年アポトーシスを促進、抑制的に働く癌遺伝子が発見されてきたが、Baxはアポトーシスを誘導し、Bcl-2は抑制的に働くとされる。糖尿病における奇形の発生とアポトーシスの関与およびBax,Bcl-2の発現を検討した。本年度は正常の器官形成期のembryoについて検討した。(主な器官形成期に相当する)妊娠第9,10,11日のrat embryoを取り出し、1)embryoからtotal RNAを抽出し、real time quantitative-PCR法によりBaxとBcl-2のmRNAを定量した。2)アポトーシスの検出はTerminal deoxynucleotidyl transferaseを作用させ、peroxidase標識抗biotion抗体を用いて免疫組織学的に検出した。3)Bax,Bcl-2の発現はBax,Bcl-2抗体を用い、免疫組織学的に検出した。妊娠第9-11日のembryoにおいて、Bax,Bcl-2のmRNAの発現がみられた。BaxのmRNAは妊娠第9-11日の間でほとんど変わらなかった。一方、Bcl-2のmRNAの発現は、妊娠第9日でもっとも低く、embryoの成長につれて増加した。その結果、Bax/Bcl-2の比は、妊娠第9日embryoにおいてもっとも高く、embryoが成長するにつれて低下した。アポトーシスは妊娠第9日の原始腸管、心臓形成域に強く生じていた。原始心臓が分化するにつれてBcl-2の発現が増加し、Baxの強い発現が見られるにもかかわらず,アポトーシスはほとんど見られなかった。前腸、中腸、後腸へと原始腸管が分化・発達している時も同様の所見がみられた。妊娠第10,11日目、器官が形成されるにつれて、アポトーシスは神経管、体節、眼胞、咽頭弓に認められた。それに一致してBaxの発現が認められた。しかしBaxとBcl-2が同時に強く発現している領域には、アポトーシスはほとんど認められなかった。
耳毒性薬剤による内耳遺伝子変化とその治療

マウス半規管にゲンタマイシンを投与することで聴性脳幹反応(ABR)にて聴力閾値上昇を確認、またSurface preparationにて蝸牛有毛細胞消失を確認した。モルモットを用い騒音暴露前にアミトリプチリンを腹腔内に投与した。またコントロールとして生食を投与した。騒音暴露1週間後にABRを測定(4,8,16kHz)し騒音暴露後を比較したところコントロール群に比ベアミトリプリチン投与群で有意に閾値上昇を抑制する結果となった。また外有毛細胞の消失率はアミトリプチリン投与群にて有意に低下していた。よってアミトリプチリンが騒音暴露に対して保護効果を有することが示唆された。またWestern blot法を用いてアミトリプチリン投与後に蝸牛におけるGDNF発現が経時的に見られることが示唆された。騒音暴露後にも同様にGDNF発現を測定し経時的に発現変化が見られ、アミトリプチリンは内耳において内因性にGDNF発現を促進させ、結果内耳保護効果が得られた可能性が示唆された。DNAマイクロアレイ法により若年モデルマウスと加齢モデルマウスの蝸牛神経核及び下丘における遺伝子発現の違いを比較した。若年モデル群に比して老年モデル群において発現強度の減少を認めた数種の遺伝子を認めた。その中でGlutamate receptor ionotropic NMDA zetalについてはin situ hybridizationを行い下丘において老年生モデルにおいて発現低下していることが示唆された。
mRNAイメージングによる白血病治療後の微少残存病変生細胞の同定法と網羅的な特性解析

特定の白血病細胞の分画の検出と分離を施行するため,細胞内のmRNAの染色を試みた。QUAL/FRET(quenched autoligating/fluorescence resonance energy transfer)法を改良し,蛍光probeの導入技術や反応時間の調整など多方面の改良を施行した。培養細胞では,生細胞率の低下を最小限に,probe導入率60%を可能とした。白血病患者由来検体を使用し,標的分子(RNA)をwt-1とし,白血病細胞の同定と分離を生細胞の状態で行うことを試みた。作成されたprobeの細胞膜の透過性を一時的に高めるためStreptlysin O(SLO)を使用した。SLOの至適濃度の決定に関しては細胞や試薬の状態などによる再現性の低下を防止するため,probe導入前にSLOの処理濃度の最適化実験を行い,flow cytometryにて検討した。培養細胞においてSLOの添加により細胞内のPIの蛍光は一様に増加した。FITC-dextranの取り込みはSLOの濃度の増加とともに増加した。しかし正常のリンパ球に関してはFITC-dextranの細胞内への取り込みはされにくく,改善の余地が認められた。またリンパ球自身にも個体差も認められた。今後はPIに染色されず,かつFITC-Dextranの取り込み量が最大となる条件設定をして,FRET probeの導入を行う予定である。
融雪洪水の熱収支的予測法に関する研究

1.融雪量の実測と熱収支法に基づく予測の比較年間降水量2500ミリメートルにも達する豪雪地域の岩手県沢内村と湯田町を含む583平方キロメートルを試験地に選び、放射収支量、風速、気温、湿度を実測し熱収支法で融雪量を求めた。これと毎日の融雪量の実測値を比較したところ、両者の傾向はよく合っているが、予測値のほうが15%程度小さいことが分った。更に、流域全域の融雪量の5日間ごとの計算と実測も比較したところ、その傾向はかなり良く一致した。2.融雪量予測法が全国各地に利用できる方法の開発融雪条件では積雪面温度を零度と仮定して熱収支式を解く簡易法と、積雪面温度を仮定せず雪層内の融雪と再凍結も同時に解く精密法の2つを開発した。さらに森林のモデル化を行った。宮城県川渡において精密法による融雪量と積雪面温度の予測値と実測値を比較したところ、ほぼ満足できる結果を得た。3.融雪に関する諸量のパラメータ化(1)積雪面の運動量、顕熱、水蒸気輸送のバルク係数について実測と理論的考察からパラメータ化した。(2)雪面の赤外放射に対する射出率を実測した。(3)現実地表面の粗度を評価する方法を開発した。(4)森林など植物群落の空気力学的特性量をパラメータ化した。(5)地吹雪が発生する臨界風速をパラメータ化した。(6)山間部の局地風を統計的経験的に表現する方法を開発した。
複数言語背景の子どもの日本語支援を支えるネットワーキングに関する実践的研究

これまでに実施した複数言語背景の子どもの状況および支援に関する調査の分析を進め、順次、学会・研究会等で発表を行ない、フィードバックを得た。学齢期の子どもについては、十分な支援体制が得られないケースが非常に多いことが根本的な問題であり、教育支援体制整備がまず基本として進められなければならないことがほとんどの地域における課題として出てきている。支援体制がある程度できている地域について見ると、支援を行う人や場、機関等がそれぞれに固定的に関わる体制となっているところが多い。それぞれの分担の範囲で進められ、横のつながりが乏しい体制では問題が発生しやすく、解決の方策がとりにくいことも見えてきた。子どもを取り巻く多様な立場、専門性、関係性等の人や組織のつながりの有用性が認められた。また、当事者である親に対する支援が見られたところでは、家庭における子どもの支援がよりよく機能することも認められた。本研究の研究の一環として立ち上げた「子どもの日本語教育研究会」も軌道に乗り、2018年度末までに、研究大会を4回、研究会を3回、ワークショップを3回開催し、この領域の研究者、実践者、当事者等の研究・実践の発表・共有の場として認知され、連携の模索も少しずつ進んでいる。連携を活用しこれまでの調査対象と異なる状況の対象や環境についてのデータ収集も逐次進めた。また、学校教員、日本語教師、地域の支援者、行政関係者等に対する研修や研究会等の講師をつとめるなど、実践現場への還元とともに子どもたちの支援に関わる人たちのネットワーク構築に資する活動を国内外において多数行った。これらにより、実践関する調査協力者も得やすくなってきている。本科研のプロジェクトとして立ち上げた「子どもの日本語教育研究会」は、計画通り1年に3回の開催で実施してきている。ワークショップ、研究会、大会、という3種類の異なる方法や内容、主たる参加者層を想定したそれぞれの特徴を持持った、複数言語文化の子どもの教育に関する実践・研究の発表と共有の場として実施してきている。研究会に対する認知も広がり、開催地域の特性を勘案したテーマ立てによる企画をしてきた。例えば、甲府会場でのワークショップは学校教員、あるいは地域の支援者主たる参加者として想定し、地域ごとの支援体制の状況や、連携の工夫などをそれぞれの地域特性を踏まえて理解し、自分の現場との比較や応用などを考えるための事例の共有を意識した意見や情報の交換を進める機会となっていることが、会場での様子やアンケートから確認することができた。研究会が単なる成果発表に終わらず、極めて多様性の大きい各実践の環境を踏まえつつ、発表を発表者および参加者の対話的問題解決につなげていく1歩となりつつある。ネットワーキング、発展型支援体制という本研究のキーワードでもある重要項目ついての成果が少しずつ見えてきている。調査研究について、データ分析を順次進め、得られた学術的知見については、学会・研究会での発表を重ね、フィードバックを得ている。また学校教員や地域の支援者、当事者である親を対象とした10数件の研修を本科研メンバーが講師として担当し、教育実践の領域への還元とそこからのフィードバックを得ている。これまでの家庭を中心とした子どもと親を中心として行った調査について、必要に応じて補完調査を行いつつ、分析を進める。加えて、家庭をとりまく環境として、学校や地域等の支援制度や体制の整備状況の把握を行う。特に、子どもを支えている「親」がどのような支援の方向にとどまらず、支援する者に対する支援について着目して研究を進める。支援者の孤立は大きな問題であり、子どもをとりまく環境の全体を見渡し、支援する立場の者(あるいは組織)に対する支援を射程に入れて見て行く。全体が手探り状態である複数言語の子どもの支援について、十分な知見や知識を持ち得ていない支援者のエンパワーという観点から検討を行っていく。それにより、子どもの「ことば」や「学力」に集中した、一つの観点・ルートでの支援ではなく、子どもに関わる多様な立場の人や組織の緩やかで可変的な連携による支援の意義を考えていく。個別の調査のほか、研究会での多くの研究・実践事例を収集し、また参加者によびかけて体制整備や連携を推進する要因を考えて行く。研究初年度である28年度は、国内・海外における調査地、調査対象機関・組織の選定のための情報収集を行い、調査可能な状況となったところから、順次調査を開始した。国内については、埼玉県さいたま市、横浜市、川崎市、静岡県、長野市、熊本市について、子どもの日本語教育に関する地域全体の状況の把握と、課題となっていること、現在の取り組み等についての状況を,研修会等の機会をとらえて聞き取りを行った。海外については、カナダの日系人が多数居住しているブリティッシュコロンビア州のグラッドストーン市、リッチモンド市の2市において日本語背景の子育てに関する概況を調査した。さらに日本語学校等の協力を得て、子育て中の親(主に母親)を対象にアンケート調査およびインタビュー調査を実施した。カナダにおけるインタビュー調査の分析をもとに、子育てネットワーキングにおける活動形態に関する研究発表を行った。また、次年度に予定していたタイ調査に関して、バンコク市で現地の研究会に講師として参加できる機会が確保でき、前倒しでタイの概況についての情報を得ると共に、研修後に参加者に対して調査協力の募集を行い、協力者を確保するなど、次年度の調査研究の足場作り、予備的調査を行うなど、海外調査について計画を変更し、進めた。研究会(子どもの日本語教育研究会)を立ちあげ、8月に横浜市でワークショップ、12月に京都市で研究会、3月に東京で研究大会を行い、複数言語背景の子どもに関わる研究者、教師、支援者、行政担当者等、関係者による研究の発表と情報交換・共有を促進すると共に、課題の所在を探った。

国内においては、調査地確定の前段階としての情報収集と聞き取りに留まったが、海外に関してはカナダでの調査を実施し、分析を進めて発表する段階まで進められ、またタイでの調査の体勢が整えられるなど、当初の予定より大きく前進した。国内では、墨田区、横浜市、さいたま市、川口市について、地域全体の子どもの支援状況の把握と課題等の調査を行うとともに学校での日本語指導の状況について、現状と課題の把握を進め、日本語指導にあたる教員の役割等について検討した。本研究組織を中核として立ち上げた「子どもの日本語教育研究会」では、学校教育における日本語教育とキャリア形成をテーマとした第2回ワークショップ(8月、名古屋国際センター、参加者約140名)、第2回研究会(12月、東北大学、参加者約200名)、第3回大会(聖心女子大学、参加者220名)を開催した。本研究による成果について4件の発表(ポスター発表1件、パネル発表3件)を行った。そのほか多数の研究者、学校教員、学習支援者、学生、行政関係者等による多くの発表があり、多様な教育実践と研究の動向等について、情報収集を行った。海外では、前年度実施したカナダ調査の分析を進め、第38回異文化間教育学会(東北大学)で発表を行った。5月6月にタイ国バンコク市、シラチャー市で親を対象に23件の聞き取り調査を行った。2018年3月にはバンコク市で補完調査を行うとともに、国際交流基金バンコクセンターでの「タイ国日本語教育研究会」、JMHERAT主催の「タイにおける母語・継承語としての日本語教育研究会」において、現地の研究・教育活動の現状把握、インターナショナルスクールの実地調査等により、データ分析のための現地状況の把握と、当事者に対する本研究の知見を踏まえたフィードバックを行った。9月に韓国ソウル市、大田市、儒城市で親への聞き取り調査を行い、各調査地域間の差異を検討するデータを得た。国内においては、情報収集と聞き取り、また前年度に得た知見を学会・研究会・ワークショップ等多様な場でポスター発表等を行い、関係者への還元と新たな課題や今後の研究についてのフィードバックを得る機会を得ることができた。海外に関してはカナダ調査については昨年度に続き、異なる観点からの分析による研究成果を発表できた。タイでは、昨年度末の準備的に調査を始めた聞き取り調査を、30名を超える多くの協力者を得て、予想以上の数のデータを得ることができた。一方、比較対象として韓国での調査も実施することができたが、データの分析は十分進められておらず、次年度への持ち越しとなった。これまでに実施した複数言語背景の子どもの状況および支援に関する調査の分析を進め、順次、学会・研究会等で発表を行ない、フィードバックを得た。学齢期の子どもについては、十分な支援体制が得られないケースが非常に多いことが根本的な問題であり、教育支援体制整備がまず基本として進められなければならないことがほとんどの地域における課題として出てきている。
腸管上皮幹細胞3次元培養技術を利用した管腔形成機構解析

吸収、消化、内分泌、免疫調節など多彩な機能をつかさどる消化管では、管腔側を覆う上皮組織がこれらの主要な役割を果たしている。しかしながら、上皮細胞集団が管腔構造を形成し、これを維持する機構には不明の点が多い。本研究では、独自に開発した消化管上皮の体外培養技術、あるいはこれを生体へ移植する技術を組合せて利用し、小腸および大腸における上皮組織が管腔構造を構築するしくみを解明すること、そして小腸と大腸上皮がそれぞれ部位別に有する調節機構の異同を明らかにすることを目的とした。本年度は、腸上皮細胞が実際の生体組織においては非上皮細胞と協調し組織構築を担うことに着目した研究で成果をあげることができた。すなわち、これら異種細胞が物理的および機能的にいかなる相互作用を有するかを解析する目的での研究をおこなった。その結果、マウス小腸より単離し培養した上皮細胞と小腸上皮組織内に存在する特殊なリンパ球集団である上皮間リンパ球(Intraepithelial lymphocytes: IELs)の2者を共培養しうる新規技術の開発に成功した。さらにこの技術を利用し、これら細胞の相互作用の時間空間的変化をリアルタイムイメージングで解析する手法を開発した。その結果、上皮の基底膜側やラテラル側を移動するIELの動態を明らかにすることができた。新しいこの体外共培養技術を応用することにより、非上皮細胞が上皮細胞の機能や増殖・分化過程にいかに作用し、また逆に上皮細胞が非上皮細胞にいかなる影響を及ぼすかを明らかにできることが期待される。27年度が最終年度であるため、記入しない。吸収、消化、内分泌、免疫調節など多彩な消化管機能には、内側を覆う上皮組織が主要な役割を果たすが、上皮細胞集団が管腔構造を形成し維持する機構には不明の点が多い。本研究では、近年大きく進んだ消化管上皮体外培養技術を利用し、特に小腸および大腸上皮に着目することで、1)小腸・大腸上皮がもつ部位特異的な管腔形成機構の解明、2)上皮が管腔構造を構築する初期段階における調節機構の解明、および3)管腔構造形成に関わる細胞内物質輸送機構の解析、を推進している。平成26年度には特に小腸・大腸上皮が部位特異的分化プログラムを維持する機構の解明に関し大きな進展があった。海外のグループと共同し、胎生期発生過程における腸管上皮を培養・移植すると大腸に生着することを確認した。しかもこの際、胎生期小腸より単離し移植した上皮が、生着後に一部大腸上皮形質を獲得することを見いだした。次に、成体由来の小腸上皮を異所性に大腸に移植する実験にも成功した。得られた異所性小腸移植片の組織学的・分子生物学的解析の結果、成体小腸幹細胞が大腸組織内で上皮組織を再生することがわかった。また移植後4週あるいは4ヶ月の時点においても、小腸移植片が小腸型吸収上皮細胞、パネート細胞など小腸に固有の分化細胞を維持し続けることも示された。このことは、マイクロアレイを用いた移植片上皮での発現遺伝子解析の結果でも支持された。さらに移植片上皮組織は、形態的にも小腸に特有な絨毛-陰窩構造を形成することも見いだした。これらの知見は、胎生期小腸上皮細胞を移植した際に見られる上皮可塑性を示すデータとは明らかに異なるものであり、したがって、成体における上皮境界形成に非上皮組織からの誘導シグナルは不要であり、小腸および大腸の固有の上皮形質や機能は上皮内因性にプログラムされる可能性を示す重要なものと考えた。腸管上皮研究に焦点を絞った本研究では本年度も一定の成果が得られた。1)小腸・大腸上皮の部位特異的管腔形成機構の解明では、成体小腸幹細胞がもつ固有性の維持機構について解析した。

すなわち、申請者独自の腸上皮移植実験システムを応用し、培養小腸上皮細胞を異所性に大腸に移植し、その挙動を観察することに成功した。このために、遠位大腸に限局した新規の粘膜傷害モデルを作成し、これに培養細胞を生着させる条件を見いだした。得られた異所性小腸移植片の解析の結果、成体由来の培養小腸幹細胞が移植後長期経過後においても、小腸型吸収上皮細胞、パネート細胞など小腸に固有の分化細胞を維持し続けることを明らかにした。さらに移植片上皮組織は、形態的にも小腸に特有な絨毛-陰窩構造を形成することも見いだした。これらの知見は、成体における小腸上皮の固有性維持には非上皮組織からの誘導シグナルは不要であり、小腸上皮内因性の機構が重要であることを示すものと考えた。2)小腸・大腸上皮の管腔構造形成初期段階の解明では、単一の腸管上皮幹細胞が分裂・分化を経て複数の細胞集団となり、特有の3次元構造を構築し始める初期相を解析することを目指した。完全な単一細胞が数日の経過を経て複雑な管腔構造を形成する過程をリアルタイム観察するライブイメージング実験系はすでに構築した。これを利用し、本過程に関わる分子の発現や機能の解析を継続している。3)管腔構造形成に関わる細胞内物質輸送機構の解析においては、3次元培養技術で嚢胞状構造として維持される腸管上皮細胞では、例えばp-glycoproteinなどのトランスポータの分子発現が生理的環境と同様に維持され、基底側から管腔側への分子輸送機構を保持していることをすでに確認した。嚢胞状構造の内容物の網羅的な解析で管腔内外の環境差を明らかにするプロジェクトを現在継続中である。27年度が最終年度であるため、記入しない。1)小腸・大腸上皮の部位特異性維持機構の解析1a)部位特異性規定分子群の同定。1b)小腸・大腸上皮細胞間の分化転換誘導の試み。海外のグループと共同し、胎生期小腸上皮を大腸に移植すると生着後一部大腸上皮形質を獲得することを見いだした(Cell Stem Cell 2013)。さらに成体由来の小腸上皮も大腸移植が可能で、この場合は小腸形質を維持することを見いだした(Genes Dev 2014)。今後は、培養小腸上皮細胞を異所性に移植した移植片上皮部をLaser Captured Microdissectionで単離し解析した発現遺伝子群の詳細な解析をおこなうことで、小腸上皮がその固有性を維持する機構を検討する。これら成果は小腸・大腸上皮間の人為的分化転換(トランスディフェレンシエーション)誘導に重要な知見を提供するものと考える。2)腸上皮管腔構造形成初期機構の解明2a)単一の腸管上皮幹細胞が管腔構造を構築する初期相の可視化。2b)培養腸管上皮幹細胞が管腔を形成する際の分子挙動の解析。ここでは、単一の腸管上皮幹細胞が分裂・分化を経て複数の細胞集団となり、特有の管腔構造を構築し始める初期相を可視化する実験系を発展させ、複雑な3次元構造の形成過程を経時観察ができる空間・時間解像度を得る技術を確立する。3)管腔構造形成に関わる細胞内物質輸送機構の解析3a)培養腸管上皮細胞が管腔側へ分泌・排出する物質群の網羅的同定。3b)正常腸管上皮が有する細胞内物質輸送機能・分泌機能解析。
従来法で清掃困難な構造内でのLAI活性化洗浄液の挙動解明と新規洗浄法の開発

根管逸脱、側枝、イスムスを有した根管に対するLAI根管洗浄の評価のため、まずLAIの光子誘導励起光音響流を粒子画像流速解析する。また、LAIについては根尖孔外に生じる圧力や、光子誘導励起光音響流の流速強度分布、速度また複雑な根管における洗浄効率や、側枝への洗浄圧や側枝外への圧力を測定し、その機序を解明する。さらにそれぞれ根管逸脱部の位置、イスムス、フィンの位置を変化させた条件で、根尖孔外に生じる圧力、蒸気泡挙動、洗浄効率、殺菌効果を総合的に測定する。
ISDNと市販パソコンを利用したCT/MRIの遠隔画像診断の実用性の検討

目的:安価で簡易な遠隔画像診断の方法を検討すること方法:佐賀医科大学放射線科医学教室内の市販パソコンと協力施設のパソコンを公衆回線であるISDNにて結び、以下の実験を行った。初年度はISDNを通してファイルのやり取りが可能かどうかと、軽度の圧縮にて画像診断が可能かどうかの実証実験を行った。協力施設で撮影された頭部MRI画像30例の画像データをもとサイズの0.75倍の圧縮をかけたのち協力施設側で保存。佐賀医科大学側よりダイアルアップでISDNを介して協力施設パソコンと接続、画像の取得を行った。次年度は画像の圧縮度をあげもとのサイズの0.3倍まで圧縮して調査した。他院施設のMRIはDICOMでの出力ができないため、スキャナーでスキャンする手間が必要であったので画像データは佐賀医科大学附属病院の患者およびボランティアを撮影し得られたDICOMデータ(15例:頭部および脊椎)を用いた。DICOMデータは市販ソフトによりパソコン上でJPEG形式に変換され0.3倍程度に圧縮された。これを協力施設間とISDNで結んだパソコン同士で転送を行いその時間を記録した。またハードコピーで指摘されている病変が0.3倍まで圧縮した画像で診断可能かどうかを検討した。結果:低圧縮率での1例あたりの平均転送時間は30分22秒。この場合元画像にて指摘されている病変すべてが検出された。高圧縮率での1例あたりの平均転送時間は7分15秒であった。臨床上問題となる病変はほとんど診断可能であったが、微小な病変は診断困難だった。考察:ISDNの転送速度からは日常臨床では高圧縮率のデータを用いるしかないこと、頭部MRIに限れば高圧縮率のデータでも診断に差し支えないことが判明した。高圧縮率では細かい病変は見落とされたことから腹部領域では高圧縮率のデータではあまり有用でない可能が高い。すでにISDNは時代遅れとなり、ADSLなどの広域周波数の通信が普及しており、今後はこれらを用いた画像転送の有用性の検討が必要である。佐賀医科大学放射線医学教室内の市販パソコンと協力施設の市販パソコンを公衆回線であるISDNにて結び、以下の実証実験を行った。方法:協力施設にて撮影された頭部MRI画像データ30例分を同施設内の市販パソコンに取り込み元の75%に圧縮し保存(取り込む画像はイメージャーに出力されたもの。ファイル形式はJPEG)。佐賀医科大学よりダイアルアップでパソコン間を接続。佐賀医科大学側パソコンの操作にて画像データを取得。画像診断を行ったのち報告書を作成し報告書のファイルを佐賀医科大学側操作にて協力施設のパソコン内に転送した。病変の部位・数・性状を記録し、後に協力施設に出向きフィルムに出力された画像との対比を行った.結果:1例あたりの平均転送時間は3分22秒。全症例において病変部位、数、性状について一致を見た。考察:画像圧縮の程度が低く、転送に時間がかかったが、一致率は良好であった。実証実験が成功したので今後、圧縮率を上げていき、転送時間の短縮と画像診断能のがどこで折り合うかを調査する予定である。初年度に引き続いて、佐賀医科大学放射線科医学教室内の市販パソコンと協力施設のパソコンを公衆回線であるISDNにて結び、以下の実験を行った。初年度はISDNを通してファイルのやり取りが可能かどうかと、軽度の圧縮にて画像診断が可能かどうかの実証実験を行ったが、本年度は、画像の圧縮度を上げてもとのサイズの0.3倍まで圧縮して調査した。

他院施設のMRIはDICOMでの出力ができないため、スキャナーでスキャンする手間が必要であったので、本年度より画像データは佐賀医科大学附属病院の患者およびボランティアを撮影し得られたDICOMデータ(15例:頭部および脊椎)を用いた。DICOMデータは市販ソフトによりパソコン上でJPEG形式に変換され0.3倍程度に圧縮された。これを協力施設間とISDNで結んだパソコン同士で転送実験を行いその時間を記録した。またハードコピーで指摘されている病変が0.3倍まで圧縮した画像で診断可能かどうかを検討した。結果:高圧縮率での1例あたりの平均転送時間は7分15秒であった。臨床上問題となる病変はほとんど診断可能であったが、微小な病変は診断困難だった。
生理活性脂質リゾホスファチジン酸による血管形成制御機構の解析

本研究では、リゾリン脂質メディエーターであるリゾホスファチジン酸(LPA)とLPA産生酵素であるオートタキシン(ATX)の血管形成における機能を明らかにすることを目的とした。血管形成の解析に適したモデル生物であるゼブラフィッシュの遺伝子改変動物を作製し表現型の解析をしたほか、ATX阻害剤を用いてゼブラフィッシュ個体、内皮細胞におけるATX-LPAシグナルの機能を解析した。TALENにより作製したデータベース上に唯一存在したatx(atxa)の欠損ゼブラフィッシュを解析し、その過程でatxa以外にATX分子が存在することが示唆された。アミノ酸相同性に基づいたBLAST searchを行い、ゼブラフィッシュにおける第2のATX遺伝子であるatxbを新たに同定した。CRISPR/Cas9を用いてatxb欠損ゼブラフィッシュを作製し、その表現型解析を行った結果、atxb欠損フィッシュにおいて尾部血管叢(caudal vein plexus)と呼ばれる血管において、入り組んだ細い血管を作ることができずに、太い一本の血管となる様子が観察された。また、総主静脈(common cardinal vein)と呼ばれる一層のシート状の細胞が新たな血管を形成する過程において、細胞間に間隙が空く様子が観察された。ヒト初代培養内皮細胞(HUVEC)を用いて管腔形成アッセイによる解析をした結果、ATX阻害剤の存在下では細長い管腔構造が形成されずに、多数の細胞が集合した太い管状構造が形成された。ATX阻害剤を長時間処理すると細胞間接着分子VE-cadherinの染色像の幅が広くなり、ATXは細胞間接着の制御を行っていることが示唆された。以上の結果から、ATX-LPAシグナルはVE-cadherinの制御により細胞同士の力学的な情報伝達などを介して血管の形態形成過程に寄与していることが想定された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。リゾリン脂質メディエーターであるリゾホスファチジン酸(LPA)は生体内で多彩な生理活性を示す。その産生酵素であるオートタキシン(ATX)遺伝子を欠損したマウスは血管形成異常を示し、胎生致死となることから、ATX-LPAシグナルが血管形成に必須であることが明らかである。本年度は、詳細な血管形成過程の解析に有用なゼブラフィッシュ個体を用いてATX-LPAシグナルの血管形成過程への寄与を明らかにすることを目的に、CRISPR/Cas9システムを用いてLPA受容体、産生酵素オートタキシン、下流シグナル分子、制御対象の機能分子を欠損した個体の作成・解析を行なった。作製したATX欠損フィッシュの発生期の血管解析を行い、体節血管、眼血管、頭部血管など全身の血管を観察したが、予想外にも血管異常を見出すことができなかった。そこで、生体試料由来のATXの酵素活性を測定するため、ATX欠損フィッシュの血液中のlysoPLD活性を測定すると、lysoPLD活性が認められ、この活性はATX阻害剤でほぼ完全に阻害されたことから、ゼブラフィッシュにはATX遺伝子が重複して存在している可能性が示唆された。そこで、配列の相同性からATXと類似した機能分子をBLASTを用いたデータベース検索により探索し、ゲノム上の部分配列から新たにATXと類似した遺伝子を単離することに成功した。同定した遺伝子は、タンパク質相同性、基質特異性などからATXの相同分子であると判断しATXbと命名した。また、ゼブラフィッシュ血漿中のlysoPLD活性の解析から、ゼブラフィッシュ血中には微量のLPAしか検出されないが、血漿の加温によりATX依存的に多量のLPAが産生されることがわかり、このLPAには不飽和脂肪酸が多く含まれ、ゼブラフィッシュ血中に豊富に存在するリゾホスファチジルコリンの不飽和脂肪酸に由来することが示唆された。発生期の血管形成過程の解析において、マウスでは胎生であることによる解析のしづらさなどから血管形成過程のイメージングは困難である。そこで、発生期の血管形成過程の解析が容易であり、ゲノム編集も容易で、ライブイメージングが可能であるゼブラフィッシュを用いた解析を目指した。現在、解析対象となる8遺伝子に関して、欠損ゼブラフィッシュの作製を進めているところであり、次年度において解析が可能となる予定である。また、研究代表者はゲノムの未知領域から重複したATX遺伝子であるATXbを同定し、既存のATXa遺伝子よりも高活性のタンパク質をコードしていることを明らかにした。この遺伝子の同定は、後の解析結果の正しい理解に必須であったものと考えている。さらに、ゼブラフィッシュにおいてリゾリン脂質メディエーターの解析を行うにあたり、血中リゾリン脂質組成の検討を行い、ゼブラフィッシュ血中には不飽和脂肪酸を含むリゾリン脂質であるリゾホスファチジルコリンが豊富に存在することを明らかにした。また、LPAは血液を加温することにより劇的に増加し、リゾホスファチジルコリンに由来すると思われる不飽和脂肪酸を含むLPAが産生されていた。この活性はマウスやヒト血漿のものより高いことがわかり、魚類においてもATX-LPAシステムが重要な位置を占めていることが想像された。今後、これらの知見を拡張していくことで、不飽和度の異なるリゾリン脂質の意義の解明につながることが期待される。以上のように、研究対象遺伝子の重複という予想外の面もあったものの研究の進展に不可欠な進歩があったことから当初の計画以上に進展していると捉えている。本研究の目的は、リゾリン脂質メディエーターであるリゾホスファチジン酸(LPA)の血管形成における機能を明らかにすることである。