hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
学際的な議論教育からのトゥールミンモデルの再検討と、新たな議論モデルの効果測定

これまで、議論教育や非形式論理でよく使われてきているトゥールミンの議論モデル(Toulmin's Model of Argument)と、クリティカルシンキングの教科書で用いられる論証図の教育効果を、それぞれのモデルを用いた授業前後の批判的・論理的思考力テストの評価によって明らかにした。また、トゥールミンモデルは、(1)あらゆる議論を記述するモデルというよりも、規範的なモデルとして捉えることが適していること、(2)動的な議論の流れを追うには改良が必要であること、を明らかにした。本研究「学際的な議論教育からのトゥールミンモデルの再検討と、新たな議論モデルの効果測定」は、従来の議論教育において自明視されてきたトゥールミンの議論モデル(Toulmin 1958, TMAと略称)が、果たして現実の議論を分析する上で有効な分析ツールとなっているのかを、議論教育に携わる学際的なメンバー(科学哲学や倫理学のみならず、政治学、情報学、教育学、心理学、コミュニケーション学など)によって再検討するのが狙いである。2013年度においては、3回の研究会を行い、次年度からのTMAによる議論教育の効果測定のための前準備、および関連文献の消化を行った。それにより、(1)TMAが、議論教育および初年次教育などの教科書において多用されていること、(2)しかし、実際の生の議論を分析すると様々な困難が生じること(dataの定義が分かりづらい、warrant, backing, rebuttal,とくにqualifierを探すのが難しい等)、(3)TMAの出自となっていた1958年の本よりも後の、1984年のIntroduction to Reasoning (2nd ed.)では、TMAが一部改訂され、体系的な非形式論理の教育が構想されていること、などを確認することができた。また、2014年および2015年における、TMAと新しい議論モデル(C-Rモデル)との比較測定の準備作業として、批判的・論理的思考力テストを、研究代表者の論理学講義で行い、予備データを取得した。今年度は、(1)トゥールミンモデルについての先行研究の調査と並行して、(2)伝統的なトゥールミンモデルに代わる議論モデルの改良、研究代表者の勤務校授業(「論理学」)での試行、授業プレ/ポストの批判的・論理的思考力の心理学的測定、(3)研究成果に基づく学会発表ないし研究会発表、という作業を行った。(1)については、研究会のメンバーでArguing on Toulmin Model(2010)という、トゥールミンモデルについての包括的な研究書を分担担当して研究し、伝統的トゥールミンモデルの利点や欠点と思われる点についての把握に努めた。その結果、オリジナルなトゥールミンモデルに代わる改良を加えていくことについて、学術的ないし実践的な必要性ないし意義があることを再確認するに至った。(2)については、伝統的トゥールミンモデルに基づく非形式論理学の教科書であるIntroduction to Reasoning(1984)に依拠した授業を行い、伝統的モデルによって学生の批判的・論理的思考力が、授業前/後でどの点においてどれくらい伸びるのかを解析するための、基礎データを集めているところである。これは、研究計画に沿った実施である。(3)については、国際学会での口頭発表1本、研究会での招待発表2本の、合計3本の発表を行い成果の公表を行いつつ、質疑応答における反応を手掛かりに次年度への研究を続けていく予定である。今年度(2015年度)では、(1)トゥールミンモデルの適用可能性についての、クリティカルシンキングの教科書を用いた実際的分析、(2)昨年と引き続き、研究代表者の勤務校授業を通じた、主張-根拠モデル(論証図)の授業前/後の教育効果測定、(3)トゥールミンモデルが実際の議論にどれくらい当てはまるか、についての定量的な分析、という3つの作業を行った。(1)については、研究グループ全員によって『科学技術をよく考えるークリティカルシンキング練習帳』第1章の文章を、主張-根拠モデルに即して分析し、議論の優劣を判定することに役立つのかを検証した。その結果、議論の優劣は論証図による分析以前のフレーミングや前提価値の選択によるところが大きいこと、そもそも、同じ文章でも論者によって違う分析結果になることが往々にしてあること、を確認するに至った。(2)については、前期後期の2回分の論理学講義を通じて、主張-根拠モデルを用いて教育した場合の、学部生の批判的・論理的思考力の変化を測定するためのデータ集めを継続した。(3)については、論争をテーマとしたライトノベルに現れる生の議論を対象に、トゥールミンモデルで分析を行った。結果、「主張」は容易に見抜くことができるものの、何が「データ」にあたるのかは解釈を要するケースが多いこと、「ワラント」に至っては全く明示的なサインがなく、「バッキング」「リバッタル」「限定詞」も殆ど書かれていないことを確認した。つまり、トゥールミンモデルを生の議論にそのまま当てはめることは困難である、という結果であった。

研究計画書での2年次計画にほぼ沿った形での研究が遂行できており、順調に進展していると言える。哲学3年次の研究において必要となってくるのは、以下の3点であると考えている。(1)伝統的トゥールミンモデルに代わる新しい議論モデルの構築・教育効果の測定。トゥールミンモデルの研究書や、他の非形式論理における議論モデルを手掛かりとしながら、研究申請書においても言及したC-Rモデル(主張-根拠モデル)と、それを入れ子状に展開した対話的議論モデルが有望だと考えており、このモデルの表現力や汎用性などを、実際の生の議論を使いながら検討していく予定である。また、このC-Rモデルが果たして教育効果上において有効なモデルであるのかどうかを、授業前/後の心理学測定により実証的に明らかにしていきたい。(2)これまで2年間で5回の打ち合わせ研究会を行ってきた。哲学系の研究者のみならず、政治学、教育心理学、コミュニケーション学、産学連携といった様々な立場からのトゥールミンモデルの検討を行ってきたが、そこでの議論や成果を形あるもの(レポートのようなもの)にまとめていく必要がある。(3)トゥールミンモデルについての理論的・実践的研究をふまえ、伝統的モデルと新しいモデルとの比較検討についての考察を、3年次には論文としてまとめ、関連学会の専門誌へと投稿することが必要である。2013年度の計画は、トゥールミンモデル(TMA)による議論教育の実情を把握するためのサーヴェイ、および批判的思考力テストの予備施行であったが、共に概ね計画通り進行している。学際的なメンバーによるTMAの集中的検討、という当初の目的からしても、3回の研究会をすでに行って自由な意見交換を行っているので、順調に進展していると言ってよいと思われる。次年度の打ち合わせ研究会での旅費に若干回すため。今後の2014年度、2015年度で必要となるのは、(1)批判的思考力テストに関連する、心理学テストの知見をメンバーで共有すること、(2)トゥールミンモデル(TMA)よりも汎用的で初学者にも分かりやすい議論モデルを考案すること、(3)TMAと新しい議論モデルによる教育効果を、比較測定によって明らかにすること、である。この研究計画に沿って、研究代表者の論理学講義において批判的思考力テストを行い、エビデンスベースな仕方で、新しい議論モデルの有効性を示していきたい。3年次での打ち合わせ研究会の旅費に充てる予定である。3年次の平成27年度の助成金は、打ち合わせ研究会の旅費、データ入力補助のための謝金、書籍費などに充てる予定である。当該年次において、研究遂行が十分にできたため。次年度の研究にかかる費用に上乗せして使用する予定である。
ヒートポンプの高温・高性能化のための冷凍サイクルシミュレータの開発

ヒートポンプの高温化、高能率化を目指して、種々の制約条件から実用化は困難と考えられている従来の単一冷媒の代わりに、二種類の冷媒を混合してえられる非共沸混合冷媒を適用することを考える。その特徴を生かすためには十分広い伝熱面積を有する向流型熱交換器を用いることが必要であるので、実用化のためにはコストの点で熱交換器の最適化が重要な課題となる。そこで、蒸発器,凝縮器の伝熱面積の最適化、混合する冷媒の種類と混合比の選択、適正な冷凍回路の選定等のために冷凍サイクルシミュレータを開発することを目的とする。(1)ハードウェアの情報、熱伝達の情報、環境情報、基本仕様を入力することにより、冷凍サイクルの動作点を決定し、性能を予測する冷凍サイクルシミュレータを開発した。(2)非共沸混合冷媒を用いた冷凍機においては、熱交換器における熱伝達率が単一冷媒のそれより低下することが知られているので、その程度を定量的に評価するために、凝縮、蒸発熱伝達率について混合することによる低下機構を適切な形でモデル化し、それらは実験結果とよく一致することを示した。(3)高温用ヒートポンプ試験装置を設計製作した。熱交換器は向流式二重管で、伝熱面積を自由に変更できるような形式であり、柔軟に試験条件を設定できる。試験結果をもとに、シミュレータの問題点の摘出、改善を行なった。(4)R12、R22の単一冷媒、及びR22-R114系の混合冷媒についてヒートポンプの実験とシミュレーションを行い、混合冷媒の成績係数が単一冷媒のときよりも改善される条件は、熱源水の温度変化が大きい場合に限られ、それには十分広い伝熱面積が必要となることが明らかになった。計算の範囲内では、成績係数が最も改善される組成は、10%R22-90%R114の付近であった。ヒートポンプの高温化、高効率化を目指して、種々の制約条件から実用化は困難と考えられている従来の単一冷媒の代わりに、二種類の冷媒を混合してえられる非共沸混合冷媒を適用することを考える。そこで、蒸発器、凝縮器の伝熱面積の最適化、混合する冷媒の種類と混合比の選択、適正な冷凍回路の選定等のために冷凍サイクルシミュレータを開発することを目的とする。(1)ハードウエアの情報、熱伝達の情報、環境情報、基本仕様を入力することにより、冷凍サイクルの動作点を決定し、性能を予測する冷凍サイクルシミュレータを開発した。熱交換器は向流式二重管で、伝熱面積を自由に変更できるような形式である。(4)R12、R22の単一冷媒、及びR22ーR114系の混合冷媒についてヒートポンプの実験とシミュレーションを行い、混合冷媒の成績係数が単一冷媒のときよりも改善される条件は、熱源水の温度変化が大きい場合に限られ、それには十分広い伝熱面積が必要となることが明らかになった。
歴史物語の享受と継承の研究―古代・中世・近世歴史物語全作品の文学史的再編成

歴史物語の主要作品を『栄花物語』や四鏡とする通識に根拠はないので,「物語体で表現される通史的歴史叙述」と広義に捉え直し,主題・構想・歴史観・継承関係・享受史に留意して次のように4分類し,歴史物語全史を再編成した。1世継三作(王朝歴史物語):『栄花物語』『大鏡』『今鏡』,〔散逸『弥世継』〕→2中世歴史物語1:『水鏡』『秋津島物語』『六代勝事記』『五代帝王物語』,類縁作品『無名草子』『唐鏡』など,〔散逸推定『続代系記』〕→3中世歴史物語2:『梅松論』『保暦間記』『神明鏡』『神皇正統録』,類縁作品『源威集』。→4増鏡系歴史物語:『増鏡』『池の藻屑』『月のゆくへ』,〔散逸推定『弥増鏡』『続増鏡』〕3年計画の第2年目として,前年度に得られた成果を基にして,歴史物語諸作品の享受と伝流の実態,各作品間の関係性についての追究を中心に研究を進めた。主な成果は,以下の5点である。1全歴史物語を,以下のようにに6分類した。1文芸的歴史物語(「世継三作」=『栄花物語』『大鏡』『今鏡』),2教訓的歴史物語(「中世歴史物語1」=『水鏡』『秋津島物語』『六代勝事記』『五代帝王物語』),3客観的歴史物語(「中世歴史物語2」=『増鏡』『梅松論』『保暦間記』『神皇正統録』),4復古的歴史物語(「近世歴史物語」「『増鏡』系歴史物語」=『池の藻屑』『月のゆくへ』),5変型歴史物語(「源氏系歴史物語」=『神明鏡』『源威集』),6擬似的歴史物語(『唐鏡』『無名草子』『宝物集』『愚管抄』『神皇正統記』等)。2近世歴史物語を歴史物語史に位置づけた。特に,『池の藻屑』『月のゆくへ』の歴史物語としての条件を抽出した。3『神明鏡』や『源威集』を源氏の系譜を基幹とする歴史物語の亜種と見なし、中世歴史物語群から分離した。4中世歴史物語の掉尾を飾る『梅松論』に注目して,歴史物語各作品の享受層の変動とそれに基づく作品本文の変化を確認した。5前年度に示した歴史物語史の展開を以下のように修正した。/(1)王朝的(本格的)歴史物語の時代第一期。『栄花物語正編』/(2)王朝的(本格的)歴史物語の時代第二期。『大鏡』『今鏡』『栄花物語続編』/(3)中世歴史物語の時代第一期。『水鏡』『秋津島物語』『六代勝事記』『五代帝王物語』など。/(4)中世後期歴史物語の時代第二期。『梅松論』『保暦間記』『神皇正統録』など。『神明鏡』『源威集』はこの時期の亜種。/(5)近世歴史物語の時代。『池の藻屑』『月のゆくへ』など。本年度は,初年度中心に行った歴史物語史の時期区分,第2年度の歴史物語諸作品の共時的分類を踏まえ,歴史物語の根幹を貫流する「世継」(皇位継承史構想)を重視して,以下のように全歴史物語の流れを整序した。(1)「世継三作」:王朝的歴史物語。規範的,本格的,文芸的性格。『栄花物語』正編・続編,『大鏡』,『今鏡』から成り,それぞれが独自の歴史世界を確保しつつ,三者が相互補完しつつ一つの「世継物語」を形成して後続作品の規範となる。詳細・高雅な傾向がある。(2)「中世歴史物語」:教訓的,啓蒙的,実用的性格。『水鏡』,『秋津島物語』,『六代勝事記』,『五代帝王物語』,『梅松論』,『神明鏡』,『保暦間記』,『神皇正統録』など。漢文訓読文を基調とし,簡略・平易なところに特徴がある。なお,この中に「源家の歴史物語」(『神明鏡』,『梅松論』下巻,『源威集』など),「周縁歴史物語」(『唐鏡』『愚管抄』『神皇正統記』『無名草子』)という亜種が含まれる。「中世王朝物語」が前代の王朝物語と連続するところに意味をもつのに反して,「中世歴史物語」は先行の王朝的「世継三作」と断絶する。(3)「増鏡系歴史物語」:復古的,擬古的,折衷的性格。『増鏡』,『池の藻屑』,『月のゆくへ』,散逸『弥増鏡』など。(1)と(2)を質的に統合する根拠となる。関連して,個別の作品研究として,歴史物語史の掉尾『池の藻屑』の基幹構想について探究した。また,付随して歴史物語研究史を整備した。1世継三作(王朝歴史物語):

『栄花物語』『大鏡』『今鏡』,〔散逸『弥世継』〕→2中世歴史物語1:『水鏡』『秋津島物語』『六代勝事記』『五代帝王物語』,類縁作品『無名草子』『唐鏡』など,〔散逸推定『続代系記』〕→3中世歴史物語2:『梅松論』『保暦間記』『神明鏡』『神皇正統録』,類縁作品『源威集』。→4増鏡系歴史物語:『増鏡』『池の藻屑』『月のゆくへ』,〔散逸推定『弥増鏡』『続増鏡』〕3年計画の第1年目として,先行研究整序,個別作品研究を中心とし,次年度以降の研究の基盤を整えた。同時に,歴史物語史全体の俯瞰を試みた。主な成果は次の5点にまとめられる。1全歴史物語研究史を,前史(前近代),黎明期,確立期,発展期,分散期に,試行的に5区分した。2近世歴史物語の歴史物語としての性格を明らかにした。特に,荒木田麗女の『月のゆくへ』の枠物語構造,政権争奪構図,皇位継承過程などに注目し,歴史物語史に組み入れられることを確認した。3散佚した歴史物語『弥世継』の実体と享受史を解明し,中世前期から近世後期までの歴史物語受容の一端を明らかにした。4中世歴史物語の掉尾を飾る『梅松論』に注目して,歴史物語各作品の享受層の変動とそれに基づく作品本文の変化を確認した。5歴史物語史の展開を4区分した。:(1)王朝的(本格的)歴史物語の時代。『栄花物語』『大鏡』『今鏡』3作品(「世継三作」と仮称)の時代。詳細,高度,情趣的な長編作品が著作され,王朝貴族を中心に文学的に享受された。『栄花物語』の続編や『大鏡』の「後日物語」もここに属する。(2)中世前期歴史物語の時代。『水鏡』『秋津島物語』『六代勝事記』『五代帝王物語』などの簡略,平易,知性的な短編作品が成立し,公家とその周辺の階層によって教訓的に享受された。『無名草子』『愚管抄』『唐鏡』などの関連作品もある。(3)中世後期歴史物語の時代。『梅松論』『保暦間記』『神明鏡』などの簡略,平明,多彩な作品が成立し,享受者層がさらに広がった。『神皇正統記』も成立した。また,『増鏡』によって歴史物語諸作品が系列化され,擬古的歴史物語の源流となった。(4)近世歴史物語の時代。『増鏡』の歴史物語観に依拠して,(1)表面的連続的歴史物語享受の流れと,(2)『増鏡』を内実的に承継する『池の藻屑』『月のゆくへ』とに分岐した。当初の主要計画5点のうち,4点は計画どおりに達成され、派生的に計画しなかった成果も残せたが、不十分な点があることにより,総合的に「2おおむね順調に進展している」と判断した。計画どおりと言えるのは,(1)全歴史物語の連鎖関係を解明する・(2)各歴史物語の基幹構想を明らかにする・(4)『月のゆくへ』等の文学史的意義を明らかにする,(5)『神明鏡』の変容過程を探究する,(3)周辺作品の歴史物語的構想を探究する点は不十分となっている。なお、不十分となった一因は、(5)により『神明鏡』『源威集』を新たな一群として独立して捉えるようになったため、周辺作品との境界について再考しなければならなくなったことである。当初の計画7項目のうち,4項目は計画どおり(または計画以上)に達成されたが,3項目については不十分な点があるので,総合的に「(2)おおむね順調に進展している」と判断した。計画どおり(または計画以上)と言えるのは,(1)歴史物語の本質を考察する・(2)歴史物語研究史を整序する・(5)『月のゆくへ』の基本的性格を考察する・(7)研究方針を検証する,であり,不十分な点があるのは,(3)各歴史物語の本文研究を行う・(4)『梅松論』を中心とする架橋を析出する・(6)時代背景について考察する,である。ただし,(4)については,研究開始段階で相当な程度に考察していたので,さらなる進展の余地が少なかったためである。(6)はこれのみでまとまった成果はないが,他の項目の中で達成された面がある。一方,(5)については予定以上の成果を学術論文の形で公表している。また,当初計画になかった『弥世継』について(1)に関連して考察し,成果を公表した点も計画以上の成果と言える。
子どもの社会概念発達に対する社会科授業の有効性の実証的研究

本研究は、現行の社会科学習が子どもの社会概念(経済概念)の発達に寄与しているかどうかを実証的に明らかにすることを目的としている。特に、小学校第3学年の単元「商店街」は、子どもの日常的な経済活動を取り上げる単元であり、学習前後の子どもの経済概念の変容を見るのに好都合である。それで、本研究では、この単元の学習前の子どもと、学習後の子どもの経済取り引きに関する概念を調査し、その変容を分析し、社会科学習の効果を明らかにしようとした。概要は以下の通り。1)日常生活における子どもの経済システム理解の発達についての先行研究を分析し、研究指針を確認した。その結果、経済学概念教授の立場が易から難へという単純な発達観を持っているのに対し、子どもは日常生活の中で多様な経済理解を示し、独自の発達を遂げていくことが明らかになり、日常的文脈の中で経済現象を問うことによって、より確かな子どもの経済概念の発達状況を明らかにできるという研究指針が得られた。2)調査内容の決定と調査問題の作成。調査内容は、(1)経済活動に関する事実的知識、(2)それぞれの人々の経済活動を関係付けている経済システムに関する構造的知識、(3)経済活動の背後にある経済原理である概念的知識の3層の知識である。調査問題の作成に当たっては、それらを、子どもの具体的文脈における意思決定として表現できるように配慮した。3)調査の実施と結果の分析。長崎県内の公立小学校4校の第25学年児童を対象に調査を実施した。調査時期が実際の学習時期に一致しなかったため、直接「商店街」学習前後のデータは得られなかったが、各学年の変容の分析によって所期の目的は達せられる。現在、結果を分析中である。概要は以下の通り。
転移性脳腫瘍に対する放射線有効例のバイオマーカーの同定

1転移性脳腫瘍に対する有力な治療法や予後因子を明らかにするために、多施設共同研究体制とデータベースを構築した。2初発乳癌の原発・脳転移巣ついて、バイオマーカー変化を検討した。約12%のHER-2(+)例ではtrastuzumab投与が行われておらず、薬物療法が有効であった可能性が示唆された。3転移性脳腫瘍についてMGMTプロモーター領域のメチル化が10%以下で認められ、一部の症例でテモゾロミドが有効である可能性が示唆された。4転移性脳腫瘍の予後因子を検討し、手術によりKPSが改善する見込みの低い例、全身療法の予定がない例は生存期間が短く、手術適応は慎重に検討する必要があると考えられた。今年度の実績は以下のとおりである。1「多施設共同研究による本邦における転移性脳腫瘍のデータベース作成を開始」これまでの転移性脳腫瘍の診断・治療は癌腫によらず、「転移性脳腫瘍」と一括されて行われてきたが、癌腫によって治療方針を決めることにより予後が改善する可能性がある。転移性脳腫瘍に対する有力な治療方法の検討やバイオマーカーを含む予後因子を明らかにするために、多数の治療実績のある、国立がん研究センター・静岡県立がんセンター・大阪府立成人病センターなど10施設における共同研究体を組織した。大学医療情報ネットワーク(UMIN/INDICE)のシステムを用いてデータ登録を行い、各施設の転移性脳腫瘍の臨床・病理・画像・遺伝子発現情報などを集積している。癌腫毎のガイドライン作成の手がかりとなることを期待する。2「国立がん研究センターにおける転移性脳腫瘍に対する手術の適応と役割について再検討」転移性脳腫瘍の予後因子・手術適応と役割について、2000年1月より当院で転移性脳腫瘍を切除した264症例を対象として検討した。全症例の生存期間中央値(MST)は12.4か月、手術関連死(30日以内)は1.5%、永続的神経症状悪化は4.2%だった。手術によりKPSが改善する見込みの低い例、全身療法の予定がない例は生存期間が短く、手術適応は慎重に検討する必要がある。術前・術後のKPS不良(70未満)、術後の全身療法がなされていないこと、頭蓋外病巣の制御がされていないことが、早期死亡に関わる因子だった。手術によりKPSが改善する見込みの低い例、全身療法の予定がない例は生存期間が短く、手術適応は慎重に検討する必要があると考えられた。3「肺小細胞癌を対象とした遺伝子解析」肺小細胞癌による転移性脳腫瘍に特徴的な遺伝子発現を探索するために、原発巣、脳転移巣、他臓器転移巣の遺伝子発現解析を開始した。【目的】乳癌は化学療法剤や分子標的薬などの進歩により予後が改善したものの、脳転移は化学療法への抵抗性を示し、依然として予後不良である。本研究では、初発乳癌で経過中に脳転移をきたした症例に対し、臨床像、原発巣と転移巣のホルモンレセプターとHER-2の発現の変化と予後との相関を検討し、分子生物学的な観点から乳癌の治療上の問題点を明らかにした。【結果】初発乳癌の女性59例男性3例で初発時年齢中央値45.5歳、脳転移時年齢中央値51.0歳であった。初回脳転移までの期間中央値4.0年、2回目の脳転移再発までの期間中央値0.6年であった。脳転移後のMST 1.1年であった。ER,PR,HER-2の変化は17人(29.3%)で認められた。原発巣でHER-2(-)症例のうち11.8%が脳転移巣でHER-2(+)に変化していた。脳転移巣でHER-2(+)であり、脳転移後にもtrastuzumabを投与されていた症例では経過中に癌性髄膜炎を認めず、HER-2(+)でtrastuzumabを投与されなかった症例とHER-2(-)症例と比較し、脳転移後の生存期間が有意に長かった(p=0.0005)。【結論】原発巣、脳転移巣でER,PR,HER-2の変化は17人(29.3%)で認められ、脳転移巣でHER-2(+)症例で脳転移後もtrastuzumabを投与することで予後が良く、脳転移巣でのHER-2の発現の再評価が有用であることが示唆された。1「多施設共同研究による転移性脳腫瘍のデータベース」を構築した。転移性脳腫瘍に対する有力な治療方法やバイオマーカーを含む予後因子を明らかにするために、国立がん研究センター・静岡県立がんセンター・大阪府立成人病センターなど転移性脳腫瘍の多いがん拠点病院による共同研究体を組織した。

大学医療情報ネットワーク(UMIN/INDICE)のシステムを用いてデータ登録を行い、各施設の転移性脳腫瘍の臨床・病理・画像・遺伝子発現情報などを集積している。がん性髄膜炎・子宮癌や肝臓がんからの脳転移の予後因子解析など、本研究によらず継続的な研究が可能となった。今後癌腫毎のガイドライン作成の手がかりとなることを期待する。2初発乳癌の原発・脳転移巣ついて、ER,PR,HER-2の変化を検討し、約30%で発現が異なることが明らかとなった。原発巣でHER-2(-)症例のうち12%が脳転移巣でHER-2(+)に変化し、これらの症例ではtrastuzumab投与が行われておらず、trastuzumabをあらたに投与できる症例があることがわかった。Trastuzumab投与例では経過中に癌性髄膜炎を認めず、また脳転移巣でもtrastuzumab投与例では予後良好であることが明らかとなった。3原発性脳腫瘍で最も多い膠芽腫の標準治療薬はテモゾロミドであり、その効果予測因子としてMGMTプロモーターのメチル化がある。転移性脳腫瘍に対してもテモゾロミドが有効な例があることが報告されており、肺腺癌・肺扁平上皮癌・乳癌・大腸癌などの脳転移60例についてMGMTプロモーター領域のメチル化を検討した。しかしながらMGMTプロモーターメチル化を示した症例はいずれも10%以下であり、テモゾロミド単独での治療は十分とは言えないが、メチル化の強い例もあるため、一部の症例ではテモゾロミドが有効である可能性が示唆された。悪性脳腫瘍国立がん研究センター・静岡県立がんセンター・大阪府立成人病センター・新潟県立がんセンターなど稀少がん例も十分な統計解析可能な症例数が集積できるように、10施設による共同研究隊を組織したことにより大規模な質の高い研究を行うことができると考えられる。共通の研究計画書を作成し、各施設の倫理審査委員会の承認もえている。サンプルも含め、今後オンライン登録により、転移性脳腫瘍に対して診断・治療を行った症例の臨床情報や病理組織などの試料を収集してデータベースを作成して、当院に組織サンプルとも集めて治療成績や予後因子を検討する。乳癌の原発巣と転移巣でHER2 statusが陰性から陽性と診断される症例が11.8%で認められるにも関わらず、脳転移診断後もtrastuzumab(ハーセプチン)が投与されていないという治療の問題点を明らかにすることができた。さらに、転移性脳腫瘍患者で全脳照射を行い、さらにハーセプチンが投与されている患者では、癌性髄膜炎の発症が見られないことを明らかにすることができた。これまでハーセプチンは脳転移には無効と考えられてきたが、過去の論文も検討し、脳血流関門(Blood Brain Barrier)が放射線治療により一時的に破綻して薬剤が脳内に到達することが示唆された。本成果をもとに、これまで全く治療の方法が無かった、乳癌・癌性髄膜炎に対して、ハーセプチンと放射線併用による臨床試験を準備している。【臓器別の転移性脳腫瘍に特徴的な臨床経過・遺伝子発現解析の実施】様々な癌の脳転移を一括して予後を解析するこれまでの方法から、多施設の転移性脳腫瘍のデータを収集して、癌腫毎の解析を行う予定である。【放射線治療の感受性に関する遺伝子発現解析の実施】現在進行中の転移性脳腫瘍に特徴的な遺伝子解析・放射線治療の感受性に関する遺伝子解析等について、当院だけでなく他施設から組織サンプルを集めて解析をすすめていく。
直線状の極細金ナノワイヤーの合成・分離法とその配列・配線技術の開発

本研究では、新規に開発した末端にアミノ基を持つ両親媒性化合物(C18AA)の選択的な吸着能およびソフトテンプレート能を利用して、極細金ナノワイヤーとデンドリマー状金ナノワイヤーを合成した。シード成長法をデンドリマー状ワイヤーを用いて確立し、その方法を極細金ナノワイヤーに適用して新規形態のニューロン状ナノワイヤーも合成も行った。また、C18AAの特性を活かした金ナノ粒子の可逆的な相間移動法、表面の結晶構造の違いによる分離法、および金ナノワイヤーの分離法も確立した。この分離技術はナノマテリアルの触媒分野に有用な技術である。さらに、新た開発したC18AAによるナノマテリアルのシード成長法はナノマテリアルの形態制御だけでなく、任意の場所からのナノ結晶を成長させるナノ配線技術への発展が大いに期待される。近年、ナノ結晶の形態制御にゲルをテンプレートとして用いる方法が注目され、盛んに研究が行われている。これまで、オクタデシル基を鎖長にもつアミドアミン誘導体(C18AA)のトルエンゲル中に塩化金酸を抽出した後、55°Cで還元剤を添加すると、直径約2nm、長さ数μmの金ナノワイヤーが合成できることを報告してきた。しかし、ワイヤーが得られる温度領域は約50°C70°Cに限られ、常温での合成は困難であった。そこで本年度は、C18AAと鎖長が異なる誘導体を合成し、金ナノワイヤーの低温合成について検討した。C18AAの誘導体は、長鎖がドデシル基(C12AA)、テトラデシル基(C14AA)およびヘキサデシル基(C16AA)のものを合成した。金ワイヤーの合成は、加熱溶解した各活性剤のトルエンゲル(2.0wt%,10g)にHAuCl_4を加えて撹拌し、油溶性の還元剤であるLiEt_3BHを100μl添加して行った。Cl2Cl6AAから合成したナノワイヤーの直径は約2nm、長さは数ミクロンであり、Cl8AAのものとほぼ同じであったことから、ワイヤーの直径および長さはアミドアミン誘導体の鎖長には依存しないことが明らかとなった。さらに、鎖長によって、ワイヤー合成の最適温度が変化し、室温合成にも成功した。これは、鎖長が短くなるとゲル化温度が低下し、ワイヤー合成の最適温度が下がるためと考えられる。また、ゲルが少し融けた状態であればナノワイヤーと粒子が生成するが、完全にゲル状態では網目状のワイヤーが生成することも明らかとなった。近年、ナノ結晶の形態制御にゲルをテンプレートに用いる方法が注目され、現在盛んに研究が行われている。昨年の成果として、長鎖アミドアミン誘導体(CnAA)の鎖長を変えると、極細金ナノワイヤーの生成温度が制御でき、室温でも合成できることを明らかとした。本年は、副生成物の金ナノ粒子と金ナノワイヤーの分離法について検討した。まず、側面に(100)結晶面を持つ金ナノワイヤーの分離精製条件を検討する前に、モデルシステムとして金ナノ粒子の結晶面による分離条件について検討した。金ナノ粒子が分散した水溶液とC18AAのクロロホルム溶液の2相系に1M NaOHを加えると、C18AAが金ナノ粒子に疎水基を外側に向けて吸着するために、金ナノ粒子は水相からクロロホルム相へと移動した。次に、1M HClを加えると、末端アミンがプロトン化したC18AAが金表面でbilayer構造を形成するために、金ナノ粒子は再び水相へと移動した。pHを繰り返し変化させることによって金ナノ粒子を可逆的に水相-クロロホルム相間で移動させることに成功した。また、クロロホルム相から水相に移動する粒子としない粒子が存在することがわかった。高分解能TEM、XRD測定の結果、水相に移動する粒子は(111)面が少なく、一方、移動しない粒子は(111)面が多いことがわかった。このことは、相間移動を利用することにより(111)面が多い粒子と少ない粒子を分離できることを示している。そこで、(111)面が少ない金ナノワイヤーと(111)面が副生成物の金ナノ粒子の分離を試みた。その結果、金ナノワイヤーを合成したトルエン溶液にC18AA水を加えて相間移動を行ったところ、トルエン相には金ナノ粒子のみが存在し、金ナノワイヤーだけを水相に分離することに成功した。

これまでに、長鎖アミドアミン誘導体(CnAA)の鎖長を変えると、極細金ナノワイヤーの生成温度が制御でき、室温でも合成できることや副生物の金ナノ粒子の除去法(すなわち、金ナノワイヤーの精製法)を明らかとした。本年は、金ナノワイヤーの形態制御と配線技術について検討した。これまで、直線状の極細金ナノワイヤーの合成には成功しているが、基板への配線部分はデンドリマー状の方が有利と考えられる。そこでデンドリマー状の作製について検討したところ、C18AAの水溶液中で塩化金酸を還元するとサイズが100-200nmの2次元デンドリマー状ナノワイヤーが生成することがわかった。さらに、得られたデンドリマー状ナノワイヤーをシードとして用い水溶液中で2段階成長させると、直径が400-700nmの2次元のデンドリマー状ナノワイヤーが得られることもわかった。すなわち、ナノワイヤーをシードとして用いることにより、よりサイズの大きなナノワイヤーの合成が可能であることを示した。さらに、この手法を極細金ナノワイヤーに適用して、直線状の極細金ナノワイヤーの両端部の(111)面から、新たなデンドリマー状ナノワイヤーを成長させることにも成功した。このことは、本手法が複雑な構造のナノマテリアルを合成する際に非常に有効な技術であることを示している。さらに、ナノワイヤーをナノ配線等へ応用する場合には任意の場所から成長させる技術が必要となるが、本研究で開発した(111)面から金ナノワイヤーを成長させる技術は、新規なナノ配線技術に発展すると考えられる。
アトピー性皮膚炎における細胞接着分子の病態形成への役割

1.組織学的検討(1)正常ヒト皮膚(2)アトピー皮膚炎病変皮膚急性病変部ではICAM-1の発現増強とE-selectinとVCAM-1の発現誘導が認められた。慢性病変部ではICAM-1とE-selectinの持続的発現が認められた。急性,慢性病変部ともに浸潤細胞の多くはCD3,CD4,CD45RO陽性のhelper-inducer/memory T細胞であった。その細胞数は急性,慢性病変部ともに,E-selectinの発現強度と顕著な正の相関を認めた。血清中のsoluble ICAM-1量は健常人に比してアトピー性皮膚炎患者で有意に上昇していた。また,soluble ICAM-1量はアトピー性皮膚炎の軽快とともに有意に減少していた。以上の結果から,アトピー性皮膚炎の病態形成における細胞接着分子の重要性が示唆された。今後は精製soluble ICAM-1を用いて,アトピー性皮膚炎患者皮疹部より樹立したT細胞クローンへの走化性を検討したい。
放射光ビームラインにおける光位置モニタのパルス・モード計測

放射光施設の挿入光源ビームラインにおいて、ストリップライン型光電面を用いた検出素子の技術を応用した光ビーム位置のパルス・モード計測を実現するために、検出素子の高周波特性とともに、耐熱性を高めた光位置モニタを開発した。ダイヤモンド薄膜をヒートシンクに用いた独自の検出器を新しく考案し、試験機の設計・製作を行った。本試験機を偏向電磁石ビームラインの基幹チャンネル部に設置し、光位置モニタとしての総合的な動作試験を実施した結果、パルス長が目標値の半値全幅で1ns以下の単極性パルス信号として観測できることを明らかにした。1.検出素子の基本構造設計検出素子の高周波特性を最も高めるためには、高周波伝送線路として良く知られるマイクロストリップライン表面の線条導体をそのまま放射光ビームの受光面とする構造が最適である。しかしながら、大型放射光施設SPring-8の標準的な挿入光源の発生する放射光ビームの最大出力は約10kWに及ぶため、基本構造を高周波特性と耐熱性の観点から検討した結果、線条導体の先端に受光部として耐熱性の優れたダイヤモンドを母材とした小型薄板(膜厚0.3mm)を放射光と平行に配置させた構造を採用することとした。光電子放出面とするためにダイヤモンド母材の表面には金属蒸着を施す。この構造を採用することで、検出素子の受光面積が小さくなり、耐熱性を大幅に高めることが可能となった。また、受光部小型薄板による浮遊容量を計算した結果、優れた高周波特性が期待できることが分かった。そして、検出素子に電気的に接続するためのマイクロストリップラインの材質や構造設計を行なった。2.熱除去の方法受光部に用いられるダイヤモンド小型薄板の使用温度を低く抑えるためには冷却ホルダとの熱接触をとる箇所(冷却部)の熱伝達を高める必要がある。したがって、受光部は小型とする一方で、冷却部の面積を大きく確保して除熱の効率化を図ることとした。検出素子の取り付け方法として、熱接触を重視したろう付けによる構造と素子の着脱を可能とするためのバネ性のクランプの構造を検討した。冷却ホルダ自体は、従来のように水冷を採用している。放射光ビーム位置のパルス・モード計測を目指した本モニタの検出素子は、放射光の受光面をストリップライン型に成形することで高周波特性を格段に向上させることが出来る。挿入光源用ビームラインで本モニタを使用するためには耐熱性を向上させることが必要である。これを実現するために、受光部を小型化し発熱を抑えるとともに、ダイヤモンド基板をヒートシンクに採用した構造を考案した。ダイヤモンド基板と水冷ブロックの熱伝達係数を最大にするためには、ロウ付けが最適である。水冷ブロックの材質の候補である熱膨張係数の低いタングステンとダイヤモンド基板とのロウ付けを試みたが、熱膨張係数の違いに起因するクラックが発生し破損する確率が高いことが分かった。また、ロウ付け用真空チャンバーの真空度の低さに起因する黒色の汚れの付着があり、電気的絶縁性の悪化も確認された。このため、ロウ付けによる接合による手法は不適合と判断した。次に、ダイヤモンドと水冷ブロック(銅)の熱伝達係数を高くするために、インジウム箔(融点156°C)、及び、錫(融点228°)箔を間にはさむ方法を検討した。加熱試験を大気中で実施し、それぞれの箔と銅との接着性(濡れ性)を評価した。接着性についてはインジウム箔が僅かに優れているに過ぎなかったが、真空ベーキングの加熱温度(約180°C)が融点を超えている点でインジウム箔が適していると判断した。水冷ブロックと一体化した検出素子ホルダーを実際の装置に近い形で試作し、インジウム箔の挿入が熱伝達の向上に効果があることを確認した。マイクロストリップライン構造の検出素子を直接受光面とする構造の耐熱性について検討した結果、ダイヤモンド基板をヒートシンクに用いる手法へと大幅に設計変更した。そのため、初年度に予定した検出器の製作、及び、その評価試験は遅れることとなり、ダイヤモンド基板と水冷ブロックとの熱接触等の耐熱性能にかかわる個別要素の評価試験についても遅れることとなった。放射光施設の放射光ビームラインにおいて、光ビーム位置のパルス・モード計測を実現するために、前年度までに、ダイヤモンド薄膜をヒートシンクに用いた検出素子を考案し、試作機の設計・製作や伝熱特性の評価を実施した。今年度は、検出素子の耐熱ホルダー、出力パルスの特性を変化させることのできる光電子収集電極、マイクロストリップライン構造を有するパルス信号伝送ライン等の光位置モニタを構成する各要素を設計・製作し、有限要素法による伝熱特性の評価や、オフラインでの時間領域反射率測定等による高周波特性の評価試験を実施した。更に、偏向電磁石ビームラインの基幹チャンネル部に設置し、光位置モニとしての総合的な動作試験を実施した。その結果、期待通りのパルス長(半値全幅で1ns以下)の単極性パルス信号の観測に成功した。以下に他の性能評価結果について、研究実施計画で示した項目にそって記載する。(1)放射光照射時の真空度の変化に問題はなかった。(2)温度上昇等による素子に損傷の影響は見られなかった。(3)パルス信号のS/N比については、まだ十分な値が得られておらず、改良の必要がある。(4)放射光強度と信号出力の線形性は約0.2%が得られ当初の予想以上に良好であった。(5)位置感度特性は従来型の光位置モニタと同等であり、任意パルスの位置測定を確認した。(6)パルス・タイミングの計測を確認した。(7)長期間の安定性についても問題はなかった。

本研究において、新しいアイデアに基づいたパルス・モード計測型光位置モニタの基本的な機能を初めて実証することができた。これにより、放射光加速器の電子ビームのパルス毎の安定化が促進され、時分割計測の更なる高精度化等に寄与することができる。放射光施設の挿入光源ビームラインにおいて、ストリップライン型光電面を用いた検出素子の技術を応用した光ビーム位置のパルス・モード計測を実現するために、検出素子の高周波特性とともに、耐熱性を高めた光位置モニタを開発した。ダイヤモンド薄膜をヒートシンクに用いた独自の検出器を新しく考案し、試験機の設計・製作を行った。本試験機を偏向電磁石ビームラインの基幹チャンネル部に設置し、光位置モニタとしての総合的な動作試験を実施した結果、パルス長が目標値の半値全幅で1ns以下の単極性パルス信号として観測できることを明らかにした。当初、挿入光源ビームラインにおいてもマイクロストリップラインの表面の線条導体を放射光ビームの受光面とすることが可能と考えていた。しかしながら、詳細設計を進めていく中で、偏向電磁石ビームラインで使用可能なモニタとして考案した構造の延長として改良するだけでは、高出力の挿入光源ビームラインでは耐熱性を十分に確保することは難しいことが判明した。それを克服するために、高周波特性と熱特性の双方で十分な性能を得られる構造設計に時間をかけることとなった。そのため、初年度に予定した検出素子の製作及びその評価試験を次年度に持ち越すことになった。今後は、ダイヤモンド基板を取り付けた検出素子ホルダーを真空下で加熱試験を行ない、より実機に近い条件での耐熱性の評価を行なう。そして、実機型のダイヤモンド・ヒートシンクを用いた検出素子を用いて、放射光位置モニタとしての高周波特性等の評価試験を実施する。放射光計測、真空工学初年度実施できなかった検出素子の製作及びその評価試験を実施し、更にその検出素子を組み込んだ実際のビームラインで使用できるモニタの製作を進める。ダイヤモンド小型薄板を受光部に用いるが、除熱のための熱伝達を高めた取り付け手法が要点となる。それに対応するために、熱接触面の評価実験を加熱用の電子ビーム照射装置等を用いて行なう。当該助成金の大半は、ストリップライン型検出器の設計・製作で使用することを予定していたが、初年度において、検討の結果、検出器の構造を根本から見直す必要が生じ、ダイヤモンド基板をヒートシンクに用いる方法に変更した。そこで、当該年度において、受光面となる電極を配したダイヤモンド・シートシンクの構造を確定し、年度内に製作を完了させることを目標としていた。しかしながら、受注業者における製作工程において、複数のトラブルが発生し納品が年度をまたぐ状況となった。当該助成金は、ストリップライン型検出器を購入することを予定していた。この検出器は、偏向電磁石ビームライン用として既に開発をしていたマイクロストリップラインの表面の線条導体を受光面とする基本構造として熱伝達係数を向上させる改良を施すものであった。しかしながら、この構造を単に採用するのでは、高出力の挿入光源ビームラインにおいては耐熱性を十分に確保することは難しいことが判明した。
海底電磁気測定装置の開発・製作と海陸境界域の3次元電磁気構造の解明

本研究の目的は単一の装置で磁場3成分、電場水平2成分の変動を測定する海底電磁気測定装置を開発・製作し、海陸境界域の電磁気構造を明らかにするために役立たせようとするものであった。1981年以来行ってきた海底電磁気観測の経験から、日本周辺の複雑な電磁気構造を明らかにするには、このような装置が必須であるという認識からであった。昭和62年度および63年度の研究により、ほぼ予定通りの装置「海底電位磁力計」を完成することができた。この装置の開発・製作の過程で、磁場観測、電場観測において、今までの海底磁力計及び海底電位差計に比較して、測定精度、安定性、信頼性等の改善も達成されたと考えられる。本装置の製作に当っては、比較的海底観測に経験の少ない研究者にも使えること、敷設のための船上での作業が複雑でなく、投入のための準備作業量が多くないこと、等を考慮した。これらは海底電磁気観測を活発に推進するために重要な要素であり、この目的はほぼ達成されたと考えている。本装置による海底観測は1988年7月11月の期間、北アメリカ大陸のおよそ300km西に位置するフアンデフカ海嶺の南端周辺で行った。この観測は1986年に行われたフアンデフカ海洋プレート全域での国際共同観測(EMSLAB計画)の後を受け、海嶺近傍での精密電磁気観測により海洋プレートの生成過程を明らかにしようとするものである。この目的のためには今回製作した装置は特に有効であろうと考えられる。海洋境界域の電磁気構造に関しては、現在までに行われた海底電磁気観測の結果を解析し、プレート沈み込みに伴う電磁気構造、緑辺海である日本海特に大和海盆の電磁気構造を明らかにした。昭和62年度には海底電磁気観測装置としては磁力計部分の製作が完了してる。昭和63年度には電位差計部分を製作し、装置全体を完成させた。電位差計として特に考慮した点は、電極、電極支持棒、測定回路部である。電極に関しては今までの研究から鋸・塩化銀電極が海水中での観測に最も適当であることが分っている。本研究では電極の外形の形状を工夫し、また電極から耐圧容器までのケーブルの配置、耐圧容器のコネクター等を、海底での環境で十分信頼性の高いものとした。電極支持棒に関しては長さは各2m以上必要であり、耐圧容器が球状であるために、装置全体の操作性を損なわないように耐圧容器に取り付ける点で考慮を必要とした。測定回路部に関しては電流消費量を大きくしないで測定精度及び測定安定性をあげることに苦労した。信号増巾器は当初電流消費量を少なくするために測定時のみ数秒程度通電する予定であったが、それでは安定な計測が行えないので結局は常時通電とした。電位差計部が完成した段階で全体を組み上げ、東京大学八ケ岳地磁気観測所での観測・記録テスト・晴海埠頭での切り離しテスト等を行なった後、海底での観測を行なった。海底観測は海外学術調査として1988年7月から11月の期間、北アメリカ大陸のおよそ300Km西に位置するフアンデフカ海嶺の南端周辺で行った。測定装置の海底への敷設は東京大学海洋研究所所属の白鳳丸、回収はカナダ船パリゾー号で行なった、この観測では今回製作した装置以外にも、現在我々が保有する海底磁力計3台、海底電位差計1台を使用した、またこの観測はカナダ及びオーストラリアの研究者も参加して国際共同研究として行なった。観測に使用した装置は全て回収され、回収後日本に送られたが、1989年2月中旬に研究所に届けられた。観測結果の解析は今後行う予定である。
虚血性損傷脳における遺伝子治療を用いた神経細胞新生促進手段の開発

虚血性損傷脳における効果的な神経細胞新生促進を得るための非侵襲的な遺伝子治療の開発を試みた。遺伝子治療の標的として正常脳にはみられないが、虚血組織に顕著に出現するマクロファージを脳梗塞に対する遺伝子治療のターゲットとした。まず培養マクロファージ細胞(J774.1 cells)に各種のリポソームと哺乳類発現ベクター(pIRES-EGFPベクター)を混和したのち遺伝子導入を行い、翌日にEGFP陽性細胞数で遺伝子導入効率を算出したところ、リポソームとしてリポフェクチンを使用した場合に最も遺伝子導入効率が高かった。In vivoの実験系としてラット中大脳動脈永久閉塞モデルを用いて脳梗塞を作成し、発症後経時的な虚血組織、梗塞組織への炎症細胞マクロファージの集積程度を評価したところ、虚血1日後よりマクロファージの梗塞組織への顕著な浸潤が見られ、虚血7日ごろまで持続して観察された。次に虚血発症1,4,7日目に大腿静脈より3.2μgのpIRES-EGFPベクターとリポフェクチンを混和して静脈内投与し、2日目に脳組織切片を作成し,EGFP陽性細胞を算出したところ、虚血4日目をピークとしたEGFP陽性細胞の脳内浸潤が観察された。従って以後の実験では中大脳動脈閉塞4日目に遺伝子導入を行うこととした。遺伝子導入用のベクターとしては、マウス塩基性線維芽細胞増殖因子(FGF-2)CDNAをpIRES-EGFPベクターにサブクローニングしたもの(pIRES-FGF2-EGFP)を用いた。ラット中大脳動脈閉塞4日目にpIRES-FGF2-EGFPを大腿静脈より投与し、2日目に脳組織切片を観察するとEGFP陽性細胞にFGF-2の発現が観察された。中大脳動脈閉塞7日目に、虚血側側脳室下帯における神経幹細胞または神経前駆細胞の増殖はpIRES-FGF2-EGFP投与群でコントロールベクター投与群に比べて有意に増加していた。本研究成果は、脳梗塞亜急性期に脳へ集積するマクロファージを標的とした非侵襲的な新しい遺伝子治療法の開発につながるものと考えられた。ラット中大脳動脈モデルを用いて血管閉塞1-7日目にかけて、哺乳類発現ベクター(pIRESベクター)に挿入されたコントロールDNA(Green Fluoresence Protein:GFP;pIRES-EGFP)を各種のリポゾーム(Lipofectin,DOTAP,Fugene6)と混合した後、尾静脈より静脈内投与した。ベクター投与2日後に、脳切片を作成し、脳梗塞領域でのGFPの発現を蛍光顕微鏡で観察したところ、正常ラット脳ではGFPの発現はほとんど見られないが、1-7日目にかけて4日目をピークとしたGFP陽性細胞の顕著な増加が観察された。GFP陽性細胞の種類を同定するため、神経細胞、アストロサイト、マクロファージの細胞マーカーに対する抗体を用いた免疫蛍光染色を行ったところ、GFP陽性細胞の大部分はマクロファージであった。次に、この遺伝子導入手段を用いて脳梗塞後に見られる神経前駆細胞の増殖を亢進することができるかどうか検討した。神経幹細胞の増殖因子としてよく知られているFibroblast growthfactor-2(FGF-2)の遺伝子導入を試みた。マウスFGF-2cDNAをpIRES-EGFPプラスミドに挿入し、pIRES-EGFP-FGF-2ベクターを作成した。

前述の実験でEGFPの発現が最大であった中大脳動脈閉塞4日目に、pIRES-EGFP-FGF-2ベクターを静脈内投与した。翌日に増殖細胞を標識するためBrdUを腹腔内投与して、翌日(ベクター投与2日後)に動物を灌流固定し、側脳室下帯(SVZ)でのBrdU陽性細胞数を算出した。虚血側半球SVZでは、正常動物、反対側SVZに比較して有意ではないが増加する傾向があった。コントロールベクターであるpIRES-EGFPの静脈内投与は、BrdU陽性細胞数を増加させなかったが、pIRES-EGFP-FGF-2ベクターを導入したところ、虚血側SVZにおけるBrdU陽性細胞数が有意に増加した。本研究成果より、ラット中大脳動脈永久閉塞モデルにおいて、静脈内投与による脳梗塞領域への遺伝子導入手段の開発が可能であると考えられた。虚血性損傷脳における効果的な神経細胞新生促進を得るための非侵襲的な遺伝子治療の開発を試みた。遺伝子治療の標的として正常脳にはみられないが、虚血組織に顕著に出現するマクロファージを脳梗塞に対する遺伝子治療のターゲットとした。まず培養マクロファージ細胞(J774.1 cells)に各種のリポソームと哺乳類発現ベクター(pIRES-EGFPベクター)を混和したのち遺伝子導入を行い、翌日にEGFP陽性細胞数で遺伝子導入効率を算出したところ、リポソームとしてリポフェクチンを使用した場合に最も遺伝子導入効率が高かった。In vivoの実験系としてラット中大脳動脈永久閉塞モデルを用いて脳梗塞を作成し、発症後経時的な虚血組織、梗塞組織への炎症細胞マクロファージの集積程度を評価したところ、虚血1日後よりマクロファージの梗塞組織への顕著な浸潤が見られ、虚血7日ごろまで持続して観察された。次に虚血発症1,4,7日目に大腿静脈より3.2μgのpIRES-EGFPベクターとリポフェクチンを混和して静脈内投与し、2日目に脳組織切片を作成し,EGFP陽性細胞を算出したところ、虚血4日目をピークとしたEGFP陽性細胞の脳内浸潤が観察された。従って以後の実験では中大脳動脈閉塞4日目に遺伝子導入を行うこととした。遺伝子導入用のベクターとしては、マウス塩基性線維芽細胞増殖因子(FGF-2)cDNAをpIRES-EGFPベクターにサブクローニングしたもの(pIRES-FGF2-EGFP)を用いた。ラット中大脳動脈閉塞4日目にpIRES-FGF2-EGFPを大腿静脈より投与し、2日目に脳組織切片を観察するとEGFP陽性細胞にFGF-2の発現が観察された。中大脳動脈閉塞7日目に、虚血側側脳室下帯における神経幹細胞または神経前駆細胞の増殖はpIRES-FGF2-EGFP投与群でコントロールベクター投与群に比べて有意に増加していた。本研究成果は、脳梗塞亜急性期に脳へ集積するマクロファージを標的とした非侵襲的な新しい遺伝子治療法の開発につながるものと考えられた。