hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
全ファイバ型フェムト秒パルスレーザーの産業応用に資する高エネルギー化と髙安定化

ファイバ内を伝搬するパルスのエネルギーを高めるたの研究を進めている。これらは何れも光パルスを複数のファイバに分割し、エネルギーを低下させた状態において増幅を行い、位相を揃えて単一のファイバあるいは空間に合波することで最終的な高エネルギー化を目指している。平成30年度は、主に二つの開発を行った。(1)ファイバレーザーの空間結合。(2)各ファイバの位相制御の自動化。これらの2点を進めた。(1)ファイバレーザーの空間結合:一般的に行われているコヒーレント共振器結合光学系は、分岐デバイスを通じて枝分かれしたファイバの先端に高反射率なミラーを取り付け、単一のファイバに合波されている端部に低反射なミラーを取り付け、これらミラーの間の枝分かれしたファイバに増幅用光ファイバを挿入することで、単一のファイバから合波された出力を得る構成を取る。しかしながらこの方法ではファイバを構成するガラスの非線形限界を超えることはできないので、高反射側と低反射側を入れ替え、分岐したファイバ端から位相の揃った光を空間に取り出して、空間で合波するシステムの開発を行い空間分布の評価を行った。現段階では7つのコアを直径90μmの狭い領域に配したマルチコアファイバを利用し、複雑な制御を行うこと無く空間光の位相を揃えることが可能であると確認できた。最終的には偏波面の制御も必要となる。(2)位相制御の自動化:ファイバから得られた光出力の非合波ポートの出力をモニタとすることにより、出力を損なうこと無く出力の逆関数に相当する信号を取り出し、これを基に出力状態を一定に保つために必要なファイバ長の制御、すなわち位相制御を行うための制御システムを試作した。その他の項目として、パルスのエネルギー制御のために、フェムト秒からピコ秒領域において連続したパルス幅可変が可能なファイバレーザーの開発にも着手した。ファイバの非線形性を応用することにより、全ファイバ型の極めて短い時間のパルスを発生させることが可能となっている。例えば、100フェムト秒の時間幅を持つパルスは、光の速度で30μmしか進むことができない時間幅に相当する。ファイバを利用することにより、同様の性能を有する空間光型のレーザーと比較して取り扱いが容易となったが、ファイバ内で光の通るコアの断面積が狭いため、ファイバを伝搬するパルスのエネルギーを高められず、加工などに適さないという課題があった。最も重要な課題は、全ファイバ型で光波の位相を30nm程度の分解能で制御する技術の開発である。ファイバを用いた光の位相制御に関する他の研究ではピエゾ素子を用いてファイバを伸縮させる技術を用いるが、電気的な制御に高い電圧を用いること、ファイバに張力を印加するためにファイバの疲労破壊に起因する破断が発生し、ファイバレーザー装置に用いると火災などの原因となり危険であることなどからレーザー用光学系には不適切である。これらを解決するために、ファイバのガラスに直接金属を被覆し、これに電流を流すことによってファイバの温度を制御する技術を開発し、平成30年度は自動制御に必要となる制御の要素技術を開発した。次に、ファイバの空間出力を空間光学系で合波可能とするために、7つのコアから位相の揃った光を出力する技術の開発を行った。この技術は、上記の位相制御すら行っておらず、ほぼ自動的に位相の一致した光波を取り出すことに成功した。光のパルス幅を広げると単一パルスのエネルギーを高めることが可能であるが、フェムト秒領域では光学系により決定されるパルス幅から変更することが困難であった。この問題を可決するために、二つの共振器をコヒーレント共振器結合することによりパルス幅を最大で1ピコ秒程度まで可変可能な光学系を開発した。ファイバを用いた高エネルギーパルスの発生装置の開発を継続的に進める。単一のパルスを、ファイバを分割することにより低エネルギーで増幅し、各パルスの位相を揃えることによって単一のファイバあるいは空間に合波可能とすることで、最終的なパルスの高エネルギー化を目標としている。位相制御技術に関しては、現在進めている石英ガラスに金属を被覆したファイバに電流を流して30nm程度の分解能でファイバを伸縮させる技術をほぼ確立しているが、他の方法として液晶を利用した技術の開発を進める。ネマチック液晶を利用し、これを透過するパルス光に位相の変化を生じさせる事を想定しているが、ネマチック液晶の実効的な屈折率を制御する過程において光波の偏波面が変化してしまうため、これまで進めてきた光学系では光波の合波ができない。偏波面を自動的に補償可能とする技術の開発も同時に進める。スケーリングの実証を進める。複数の増幅用光ファイバを用いて増幅した短パルスを合波することにより、例えば2分割後に増幅して合波した場合には、光部品の挿入損失などを補償した上で二倍の出力を得られることが目標である。パルスエネルギーを高めるために可能な範囲で多くの増幅用光ファイバを用いれば良いが、予算の都合などにより、最大で4本の光増幅用ファイバを用いて合波を行い、パルスエネルギーを高めるスケーリングの検証を行う。この検証を完了できれば、ファイバレーザーの特徴を利用し、ファイバの本数を増やすことによるエネルギー増加が実現可能であることを示せる。また、研究成果の報告のために、国内のレーザー学会、電気学会などでの報告と共に、海外において、例えばミュンヘンで開催されるレーザーと光エレクトロニクスの国際会議であるCLEO-Europe、また、米国で開催されるレーザーの開発と加工を含めた応用分野の国際会議であるICALEOなどでの発表も計画する。

ファイバレーザーの登場により、ビーム品質を低下させずに高出力かつ高効率なレーザーを得ることが可能になっている。しかしながら、従来技術では連続波あるいは比較的長いパルスの高出力化が中心であった。ファイバレーザーは、パルス幅が100フェムト秒に近い極めて短いパルスを適切な設計と調整技術があれば、比較的簡単な構成で発生させることが可能である。しかしながら、波長分散の制御な並びに横モードの制限が必要であるため、伝搬可能な断面積が制限されてしまい、単一パルスあたりの出力ならびにエネルギーを高めることができない。これらの問題点を解決すべく、複数のファイバレーザーから得られるフェムト秒パルスレーザー出力を、一体化することにより高出力化を図ることを目的として研究を進めている。しかしながら、光は波であるため、複数のレーザーから得られる出力パルスの性質が同じで有り、なおかつ位相と偏波面(電界の振動方向)が揃っている必要がある。これらに類することは他の研究期間でも実施されていたが、生産ラインに導入することが困難なデバイスを用いている。また、偏波面が不安定となるため、フェムト秒パルスレーザーの高出力化には適さない。低価格で安定な光学系を得ることを目標として複数の方法で光波の位相面を高精度に制御する技術を開発している。また、当初は困難と考えていた、ファイバ中の位相ならびに偏波面の不安定性の解消にも目処が立っており、今後は位相面の制御技術の開発を進めると共に、空間合波に必要となる出射光学系の施策部品も第一次の試作間完了しており、本研究課題の重要な技術課題の基礎的な検討と部品性能の最適化なども進めていく方針である。これらの合波技術の開発と同時に、従来は高価であったフェムト秒パルスレーザー発振器のロバスト性の向上や低価格化にも取り組んでおり、トータルで実用的な研究開発となることを目標としている。本計画では、フェムト秒パルスファイバレーザーから発振されたパルス光を複数のファイバに分割し、低出力化した後に個別に増幅することで全体のエネルギーを増加させた後に、光波の位相面と偏波面を一致させて合波することで単一パルスに復元し、最終的にパルスエネルギーの高いフェムト秒レーザーを得ることを目標にしている。三年間の計画の中で、平成29年度は発振器のパルスエネルギーの増加と位相の安定化、位相検出と制御方法の開発を進めている。本計画を進めるために不可欠である、ファイバ中の光波の安定性に関しては検証が完了している。空気や実験台を伝わる音波の影響を、細くて長い導波路である光ファイバ中を伝搬する光波が受けることにより、高い周波数で位相や偏波が変動することを懸念していたが、これまでのところ環境から音波などの振動をほとんど受けないことがわかった。しかしながら、主に温度変化に起因するファイバの実効屈折率と複屈折率の低速な変化が観測されており、偏波面と位相が低速で変化していることがわかった。これらの成果から、ファイバの位相と偏波の制御と安定化には、秒単位の低速な制御で対応可能であることを明らかにした。パルスエネルギーの増加には、コアの屈折率を下げてファイバ中を伝搬するパルスの断面積の拡大によりレーザーの輝度(断面積あたりのパワー)を低下させる設計を行い、基本的な実験を完了している。
トライボシステムによる塑性加工品表面の鏡面化に関する研究

塑性加における工具ー潤滑油ー材料の一つの系の中でのトライボシステムの解明を行い,その中で塑性加工特有の潤滑メカニズムであるマイクロ塑性流体潤滑を利用して鏡面に近い製品を加工するための塑性加工を明らかにすることを目的とし,低炭素鋼板,アルミニウム板の引抜き加工及びしでき加工での材料表面凹凸の変形過程の追跡を行い,次の結果を得た。(1)鏡面に近い表面を塑性加工により制御するための工具一潤滑油ー材料系のシステムとしては,工具を鏡面にし,羽料表面に管理された凹部を持ち,潤滑油は適当な粘度があれば良いことがわかった。(2)管理された材料表面の形状の最適値を得るためのマイクロ塑性流体潤滑の定量的な計算を行った。その結果から,最適条件にかなり近い表面を持った材料表面として現在手に入るものとしてレ-ザミラ-鋼板を取り上げた。(3)レ-ザミラ-鋼板を用い引抜き加工を行い,接触界面においてマイクロ塑性流体潤滑が生じていることを直接観察より確認し,その際の凹部にトラップされた潤滑油の挙動について,加工速度,圧下率を変化させた加工後の材料表面の形状変化を表面粗士計により測定した。その結果より,凹部の変化は圧下率に大きく依存するものの圧下率を大きくしても凹部が消滅し得ないことが推測する結果となった。(4)引抜き加工よりも大きな圧下が可能な加工を行い,凹部の形状変化を調べたところ,圧下率が50%を越えるところで凹部が急激に変化(縮少)し,消滅しうる可能性のあることがわかった。以上の結果より,塑性加工により鏡面加工が可能となるトライボ条件の決定が可能となった。
免疫異常に基づく難治性口腔疾患の分子遺伝学的解析

口腔領域に発症する自己免疫疾患(シェーグレン症候群、ペーチェット病、天疱瘡など)の多くは原因が不明であり、病因論に基づいた根本的治療法は確立されていない。シェーグレン症候群はドライアイ、ドライマウスを主徴とし、涙腺・唾液腺を標的臓器として発症する原因不明の自己免疫疾患とされ、関節リウマチ、SLE、間質性腎炎、間質性肺炎など多彩な全身症状を併発することが知られている。現在これらの難治性疾患の特異的診断法および治療法は確立されておらず、臨床・病理を含めた総合的な取り組みが必要とされている。本研究はシェーグレン症候群の特異的病因抗原成立の分子メカニズムを解明し、本症例の検体組織および末梢血を用いて免疫異常と病態形成との関連性について検討することを目的とする。現在までそのための材料収集とRNAの調整や組織ホモジネートの調整を実施し、アポトーシス関連タンパク、細胞増殖関連タンパクの発現をウエスタンブロット法および免疫組織化学的解析を行い、細胞周期関連タンパクの一部に患者サンプルにおいて対照と比較して強発現していることを確認した。
高強度THzパルスを用いた非平衡BCS状態のコヒーレント制御

高強度モノサイクルテラヘルツパルスによる超伝導状態の非断熱的励起という手法を初めて実現し、素粒子物理のヒッグス粒子に対応した超伝導秩序パラメーターの振動現象、いわゆるヒッグスモードを観測することに成功した。またギャップ周波数以下の狭帯域高強度テラヘルツ波を用いることで秩序パラメーターをテラヘルツパルスの2倍の周波数で強制振動させることに成功し、さらにこの駆動周波数とヒッグスモードの周波数が一致した時に共鳴が生じて巨大な第三高調波が発生することを発見した。これは線形応答では光と相互作用しないヒッグスモードを非線形応答領域で共鳴させることに成功した例として大きな注目を集めた。自発的に対称性が破れた系では、オーダーパラメーターの振幅の揺らぎに相当する集団励起モード、いわゆるヒッグスモードが存在する。しかしその検出はこれまで特殊な系に限られており、特に純粋なs波BCS状態におけるヒッグスモードの観測は報告されていない。我々はs波BCS状態におけるヒッグスモードを観測し、さらにオーダーパラメーターを光によって自在に制御する技術へと発展させることを目指して研究を行った。BCS状態に対して非断熱的に励起を行った場合、つまりオーダーパラメーターの逆数で特徴づけられる応答時間よりも速く瞬時的な摂動を与えた場合にヒッグスモードが誘起されることが理論的に予測されている。我々はこの手法に着目し、s波金属超伝導体Nb1-xTixNに対してTHzポンプ-THzプローブ分光測定を行った。超伝導ギャップエネルギーと同程度の周波数である高強度モノサイクルTHzパルスを用いることで、格子系を加熱することなく瞬時に非平衡BCS状態を実現することができる。さらにその超高速ダイナミクスをTHz帯光学伝導度を通してもう1つのプローブTHzパルスによって検出することが可能である。ポンプパルス幅1.5psよりも長い応答時間を持つ試料を用いて非断熱的励起の条件を満たすことで、励起直後から約10psの間、透過プローブ電場に明瞭な減衰振動が現れることが分かった。この振動の周波数はポンプ強度の増加に対して著しく減少し、励起後の非平衡準安定状態におけるオーダーパラメーターの値と一致した。この振る舞いは理論的に予測されるヒッグスモードと極めてよく一致する。また2次元時間領域THz分光によって光学伝導度スペクトルの時間発展を調べることで、オーダーパラメーター振動をスペクトル領域でも確認することができた。当初研究の目的に掲げたのは以下の2点である。1非平衡超伝導状態の超高速ダイナミクスを調べることでオーダーパラメーター振動(ヒッグスモード)を観測し、その性質を明らかにする2マクロな量子凝縮状態である超伝導を光によってコヒーレント制御する技術へと深化させるこのうち項目1については平成25年度中に達成した。高強度モノサイクルテラヘルツパルスを用いた2次元時間領域テラヘルツ分光測定系を構築し、超伝導状態に対する「非断熱的励起」という状況を初めて実現したことで、オーダーパラメーターの自由振動としてヒッグスモードを観測することに成功した。最終年度(平成26年度)は項目2の達成を目指して、非線形応答領域における光と超伝導状態の相互作用に注目し、オーダーパラメーターを外場によってコヒーレントに制御することを目的に研究を進めた。超伝導ギャップ以下の周波数の狭帯域高強度テラヘルツ波を生成し超伝導状態に照射することで、入射したテラヘルツ波の2倍の周波数でオーダーパラメーターの強制振動が生じ、誘起される非線形電流によって第三高調波が発生することを見出した。また微視的理論に基づいて非線形応答領域まで考慮することで、ベクトルポテンシャルの偶数次の項によってオーダーパラメーターをコヒーレントに駆動させることができることを示した。さらにテラヘルツ波の2倍の周波数がヒッグスモードの周波数と一致した時に、共鳴が生じて振動が著しく増強することを実験により示した。これは線形応答では光と相互作用しないヒッグスモードを、高強度テラヘルツ波による非線形応答を利用することで初めて外場によって共鳴させることに成功した例として高く評価され、光で超伝導状態を制御する技術に向けた新たな道筋を示す結果となった。光物性高強度テラヘルツパルスを用いたテラヘルツポンプ-テラヘルツプローブ分光測定を駆使して、研究の目的として掲げた「オーダーパラメーターの振動の観測」について世界で初めて成功した。時間分解測定によってヒッグスモードの超高速ダイナミクスを観測し、さらに2次元時間領域分光によってスペクトル領域においてもその振る舞いを明らかにしたことで、このオーダーパラメーター振動の詳細な性質を調べる手法を確立することができた。またこの振動現象が自発的対称性の破れに伴って生じる集団励起モードの1つとして現在様々な系で大きく注目されているヒッグスモードに相当することから、非平衡BCS状態としての性質に留まらず、より普遍的な量子多体系の物理の新しい進展として精力的にアピールし、国内外から大きな注目を集めるに至っている。

今後は、当初の研究目的として掲げたもう1つの大きな目的である「光による量子相のコヒーレント制御」という点に着目して研究を進める。BCS状態におけるオーダーパラメーター振動、つまりヒッグスモードは、それ自体は分極を伴わないため、線形応答の範囲では電磁場と直接結合しない。これが従来の手法ではヒッグスモードが観測されなかった大きな理由である。我々はテラヘルツパルスを用いた非断熱的励起によってこの問題を乗り越え、オーダーパラメーター振動を誘起することに成功した。さらにこれをダブルパルス励起へと拡張することで振動を制御できるかという点は非常に興味深い。また、非線形応答領域においてこの集団励起モードと光がどのように相互作用するかは自明ではない。今後は高強度テラヘルツパルス技術を駆使して、テラヘルツ帯における光と物質の非線形な相互作用に着目し、ヒッグスモードをテラヘルツ電場によってコヒーレントに制御することを目指して研究を推進する。
分化条件下でES細胞の静止状態を維持する転写・代謝クロストーク

ES/iPS細胞の臨床応用における問題点の一つとして、in vitro分化誘導系において、分化誘導後も未分化細胞が残存することが挙げられる。この残存する未分化細胞は移植後にがん化することが懸念されるため、これらの細胞を除去する様々な方法が報告されている。しかし、これらの方法の多くは、未分化ES細胞と分化細胞の細胞特性の違いに着目しており、残存する未分化細胞そのものの特性については検討がなされてこなかった。我々は、SFEBq法を用いて、マウスES細胞を95%以上の高効率で神経分化させるin vitro分化誘導系においても、未分化細胞が残存することを観察した。また、この残存未分化細胞は、多能性を維持したまま細胞周期を停止した静止状態となっていることを見出した。この静止状態は可逆的であり、血清培地に戻すと増殖・分化能を回復した。DNAマイクロアレイ解析により遺伝子発現プロファイルをES細胞と比較したところ、この静止多能性細胞では、発生関わる転写因子や脂質代謝制御因子が顕著に発現増加していることが分かった。これらの転写因子のうちFoxO3の発現上昇をqPCRと細胞染色で確認した。更に、shRNAと阻害剤を用いた検討により、FoxO3は静止多能性細胞の多能性維持に必要であることが分かった。これらの結果は、残存する未分化細胞を除去する方法として、FoxO3や静止状態制御機構をターゲットとしたアプローチの可能性を提示している。以上の結果を、論文投稿した。27年度が最終年度であるため、記入しない。ES細胞をin vitroで目的の細胞に分化させる手法については、これまで多くの研究がなされ、より効率良く分化させる実験系の確立が模索されてきた。しかしどの分化誘導系でも一部の細胞が未分化状態で残るため、移植後にがん化することが懸念され、臨床応用を考える上で大きな課題となっている。我々は、Oct4-GFPレポーターES細胞を95%以上の高効率で神経細胞に分化させる系を用いて解析した結果、ごく一部の細胞はOct4の発現を維持し、三胚葉分化能を持った未分化状態を保ち続けることが観察された。また、この細胞を単離し分化培地で再度培養すると、増殖能を顕著に低下させた状態で多能性を維持することが分かった。また、マイクロアレイとqPCR解析により、ES細胞と遺伝子発現プロファイルを比較したところ、転写因子FoxO3aが顕著に増加するしていることが分かった。FoxO3aをshRNAでノックダウンすると未分化性の維持が低下する結果が得られている。また、糖代謝系の遺伝子発現が低下し、脂肪酸代謝関連遺伝子の発現上昇が認められた。現在、FoxO3aの発現制御と代謝との関連について解析を進めている。分化条件下で未分化性を維持するのに必要な転写因子の候補を特定することが出来た。研究の第一目標は到達したといえる。FoxO3aの発現調節には、プロモーター領域のメチル化とアセチル化が大きく影響する。このエピジェネ制御を担う酵素は、NADやヒドロキシ酪酸などの代謝産物をコファクターとすることから、代謝経路の変換がFoxO3aの発現を変化させる可能性が高い。今後は、糖代謝から脂肪酸代謝への変換がFoxO3aの発現変化を誘導する可能性とその作用機序の解明を目指す。
学校経営へのTQMの導入による教師間の同僚性の向上に関する実証的研究

本研究は、(1)学校経営へのTQMの導入により教師間の同僚性が向上するか、(2)TQMのどの要素がその向上に効果をもたらすかを実証的に明らかにすることを目的として実施し、つぎの2つの結果および1つの原則を得た。(1)学校経営にTQMを導入するという学校経営プログラムの実施により教師間のチームワークは向上する。(2)改善活動のうちのどの項目がチームワーク向上に効果をもたらすかを本研究から特定することは困難であった。【原則】参加意識がチームワークを向上させる。平成22年度は、教師間の同僚性に関する予備調査(アンケート)とTQMの要素を取り入れた学校経営プログラムの開発を行った。予備調査では、「看護職版チームワーク測定尺度」〔TMN〕(三沢他2009)の考え方を採用し、TMN因子に基づいて学校現場を想定して教師間の同僚性に関する質問項目を設定した。さらに、実践後のアンケートでは、学校経営改善のための活動を細分化し、それぞれの活動内容がチームワーク向上に効果があったかどうかをたずねた。学校経営プログラムは、1)校内に教師によるプロジェクトチーム(以下「PT」)を設置し、PTで学校改善ための活動方法について議論を行い、2)PTで決定した活動方法を学校全体で実行する、との内容で構成されるものであり、同プログラムを高校で実践した。予備調査の結果は以下のとおり。・実践前後で教師間のチームワークが向上したかどうかについては、いくつかの項目で有意な数値上昇を確認することができた。・学校経営改善の活動が教師間のチームワーク向上に効果があったとの有意な結果を出すにはいたらなかった。PTメンバーだけを見れば、いくつかの活動がチームワーク向上に効果があったと考えているとの有意な結果が出た。しかしながら、PTメンバー以外の教師の場合、学校経営改善の活動がチームワーク向上に効果があったと考えているとの有意な結果が表れなかった。PTメンバーとPTメンバー以外で効果に対する意識の差が生まれたのは、PTで議論した活動の趣旨が校内全体に十分に伝わらなかったことが理由ではないかと考える。平成23年度においては、PTメンバーとPTメンバー以外の意識の差を埋めるための工夫を加える必要がある。2年目となる23年度は、前年度に開発した学校経営プログラムの実施と教師対象のアンケート調査を行った。学校経営プログラムについては、22年度に実施した内容を基本的には維持しつつ、より効果的な経営改善を行うために修正を加えた。22年度の課題として、校内プロジェクトチーム(以下「PT」)に参加した教師と参加しなかった教師との間で経営改善に対する意識の差が生じたことがあげられる。この意識の差を埋めるため、PTに参加しない教師からも経営改善に対する意見を提出してもらい、その意見をPTの議論に反映させるなどの工夫を行った。教師対象のアンケートでは、22年度の予備調査の結果を踏まえ、質問内容は基本的に予備調査の質問内容と同じとした。予備調査で採用した教師間の同僚性に関する測定尺度を生かしつつ、同僚性向上の要因を明らかにできるよう、学校での経営改善の内容に応じて若干の修正を加えた。研究の進行にあたっては、研究代表者及び研究分担者による会議を適宜開催し、研究計画の立案並びに学校経営プログラムの内容の検討、アンケート調査の質問項目の検討、調査結果の分析等を行った。実践地域は、22年度に引き続き福岡県とし、同県立高校(2校)で実践を行った。教師対象のアンケート調査の結果概要は以下のとおり。・学校によって差はあるものの、"経営改善のための活動が教師間のチームワーク向上に効果があった"と教師が判断しているとの有意な結果を確認した。・22年度の課題であった、PTに参加した教師とPTに参加しなかった教師との意識の差を縮小することができた。経営改善に対する教師の意識が向上していることは、管理職等に対するヒアリングでも確認することができた。最終年度となる平成24年度は、これまでに開発した学校経営プログラムの実施と教師対象のアンケート調査、および研究のまとめを行った。学校経営プログラムについては、基本的には23年度の内容を維持して実施した。校内プロジェクトチーム(以下「PT」)に参加した教師と参加しなかった教師との間の意識の差を埋めるための工夫も23年度と同様とした。教師対象のアンケートについても、23年度の質問項目を維持しつつ、学校での経営改善の内容に応じて若干の修正を加えた。また24年度においては、改善活動のどの項目が教師間のチームワークにもっとも効果があったかをたずねる質問項目を追加した。実践地域は、23年度に引き続き福岡県とし、同県立高校(1校)で実践を行った。・改善活動の各項目が教師間のチームワーク向上に効果があったかどうかについては、すべての項目について効果ありと考えているとの有意な結果を確認した。PTメンバーの教師とPTメンバー以外の教師とで分けた場合も、両者ともすべての項目について教師間のチームワーク向上に効果ありと考えているとの有意な結果を確認した。

・改善活動のどの項目がチームワーク向上にもっとも効果があったかについては、今回の実践に特有の事情が影響した可能性もあることから、項目の特定は難しかった。3年間の研究を通じ、つぎの2つの結果および1つの原則が明らかになった。(1)学校経営にTQMを導入するという学校経営プログラムの実施により教師間のチームワークは向上。(2)改善活動のうちのどの項目がチームワーク向上に効果をもたらすかを本研究から特定することは困難であった。【原則】「参加意識がチームワークを向上させる」23年度に実施した教師に対するアンケート調査では、経営改善のための活動が教師間のチームワーク向上に効果があったと教師が判断しているとの有意な結果を確認できたため。本年度は、学校経営改善のためのどの活動が教師間のチームワーク向上により効果があるのか、それぞれの活動の効果の違いを明らかにする。このため、経営改善のための学校経営プログラムについてさらに工夫を加える。教師対象のアンケート調査の質問内容については、アンケート調査の継続性を勘案しつつ、必要に応じて見直しを行う。実践地域・実践校は、23年度に引き続き、福岡県立高校(1校)とする。本年度は3年計画の最終年度であるため、これまでの研究成果のまとめを行う。各学校・地域の参考に供するため、研究成果を広く公表する。
スラストすべり軸受における乱流潤滑膜の動的特性

1.変動荷重を受けるスラストすべり軸受の乱流油膜圧力の測定内半径25mm、外半径50mm、開き角度60°の扇形パッドを有するスラスト軸受を最小すきまh.=7μm、最小すきまと最大すきまh_1との比h_1/h.=2.4に設定し、回転軸に振幅4μm、周波数0-1kHzの変動を与え、パッド平均半径(r_a)位置における最大レイノルズ数4000(r_aωh_1/γ=4000、r_aωh./v=2000、ω:軸の角速度、v:潤滑油の動粘性係数)まで作動させ、パッド上の圧力分布を測定した。その結果、(1)軸が変動する場合には、レイノルズ数が高いほど、従来の準静的な計算結果によって予測される値より圧力の変動幅が大きくなる傾向があること、したがって、(3)軸受隙間が広い領域ほど、圧力の変動幅が大きくなること、しかしながら、この変動幅の増減は比較的小さく、従来の定常状態における解析手法を、準静的に拡張することによって、近似的に変動圧力を求めても、大きな差異は生じないものと考えられること、などが明らかになった。2.油膜圧力の計算乱流流れにおける見かけの粘性係数が、仮に、油膜に与えられるエネルギに比例するとして、見かけの粘性係数を修正し、変動圧力の計算を行ったが、軸の変動によって油膜に与えられるエネルギは、壁摩擦によって与えられるエネルギにくらべて小さく、前項の準静的な取扱によって、変動圧力が計算できることが明らかになった。しかしながら、以上は、レイノルズ数が4000までの結果であり、また、計算には、乱流の乱れの振動数と軸の振動数との共振が考慮されていない。この点について、さらに検討する必要があるものと考える。
過冷却凝固により形成したアルミニウム系準結晶について

1984年にシエヒトマンらによってAl-Mn合金においてアイコサイドラル相(準結晶)が発現されて以来,準結晶は種々の系において発現されるようになった.たとえばAl-(Cr, V, Ru, Mo, W)などである.ほとんどの場合急冷凝固により作成されている.急冷凝固は液体を過冷却させて凝固させるためのひとつの方法であり, Al-Mn系の単ロール急冷凝固においては8.822at%Mnの組成範囲において準結晶を作成できることを明らかにした.Al-6.2at%を急冷凝固した試料の連続加熱時においては,過飽和固溶体のα相からの析出により形成された準結晶が593Kで観察され,透過電子顕微鏡およびX線回折により確認された.準結晶の形態と成長特性について電子線回折により調べたところ, 20個の3回対称軸方向に優先成長することが明らかになった.急速凝固したAl-Mg系において準結晶に似た結晶が見つかった.これらの結晶は結晶学的には構造解明されていないが,しかし,準結晶と極めて類似した構造を有していることが明らかになった.1984年にシエヒトマンらによってAl-Mn合金においてアイコサイドラル相(準結晶)が発現されて以来,準結晶は種々の系において発現されるようになった.たとえばAl-(Cr, V, Ru, Mo, W)などである.ほとんどの場合急冷凝固により作成されている.急冷凝固は液体を過冷却させて凝固させるためのひとつの方法であり, Al-Mn系の単ロール急冷凝固においては8.822at%Mnの組成範囲において準結晶を作成できることを明らかにした.Al-6.2at%を急冷凝固した試料の連続加熱時においては,過飽和固溶体のα相からの析出により形成された準結晶が593Kで観察され,透過電子顕微鏡およびX線回折により確認された.準結晶の形態と成長特性について電子線回折により調べたところ, 20個の3回対称軸方向に優先成長することが明らかになった.急速凝固したAl-Mg系において準結晶に似た結晶が見つかった.これらの結晶は結晶学的には構造解明されていないが,しかし,準結晶と極めて類似した構造を有していることが明らかになった.アルミニウム合金、特に本年度はAl-Mn,Al-Cr,Al-Mn-Cr-Si系について研究をおこなった。Al-Mn系では22at%Mn組成の準結晶が存在するが、単ロール法による急冷凝固においては6at%から22at%Mn組成範囲で準結晶の形成が確認された。示差熱分析(DTA)や示差走査熱分析(DSC)による急冷凝固相の急速加熱や凝固時の熱分析により、この系では平衡状態図よりも数十度近い温度に準結晶の準安定平衡が存在することがわかった。予想以上に少ない過冷却度で準結晶の形成が可能であることが実験的に確かめられたわけであるが、この結果は従来、過冷却度を考慮することなく急冷凝固法により作成しえていた報告に対する裏付けとなるものである。形成された準結晶の結晶成長特性については透過型電子顕微鏡による組織観察および電子線回折による方位解析により、20面体構造を基本ユニットとして規則性をもって成長していることを明らかにした。凝固時の準結晶の形成にとどまらず、過飽和固溶体からの析出時にもその形成が可能であることの実例を示し論文として発表した。しかし、準結晶の構造についてはまだ解明されているとはいえない。そこで、結晶解析をしやすくするために巨大準結晶の作成を試みた。Al-Mn,Al-Cr系ではせいぜい10μm直径の大きさしかえられていなかったが、Al-Cr-Mn-Si系において直径40μm以上の大きさにまで粗大化させることに成功した。今後この巨大準結晶を使って構造に関する情報を得る予定である。
デジタル時代における次世代へのフランス文学とその研究の継承法について

現在日本国内のみならず世界各国でも深刻化している若年層の古典文学離れを防ぎ、次の世代への文学研究の継承を促すため、その方法論確立の第一歩として、研究者が専門としてきた19世紀フランス詩人ボードレールの研究を中心に、漫画『惡の華』におけるフランス文学の影響に関する分析と、フランス語とフランス詩の学習WEBサイトの構築とを行った。特に後者に関しては、フランス詩を通してフランス語を学ぶWEBサイト「poefra(ぽえふら)」として、今日における日本の若者がフランス語の学習を入り口として、フランス文学の豊かな世界に触れるための新たな道筋のあり方を具体的に提示することが出来た。平成26年度の研究実施計画の一つに挙げていた、ボードレールとその現代における漫画・アニメなどのサブカルチャーにおける受容に関しては、平成26年12月28日に開催した「ボードレール研究会」において「押見修造作『惡の華』に見る現代における記号としてのボードレール受容」と題した発表を行い、ボードレール研究者や他分野の研究者との間で、現代におけるフランス文学受容のあり方について議論を行った。また、ボードレールに関するデータベース整備としては、昨今急速に進んでいる日本国内における学術論文の網羅的データベース化と検索システムの利便化を鑑みて、今回の3年間の研究では、ボードレールの著作の中でも重要性が高い『1859年のサロン評』に的を絞り、このテキストの和訳のインターネットでの無料一般公開と、それに関する資料の整備を目標として作業を行っている。また、フランス文学をコンテンツとしたWEBアプリ制作も、上記の研究活動と並行して進めている。平成27年度においては、フランス文学研究促進のためのオープンデータ整備の一環として、フランス詩人ボードレールの美術批評「1859年のサロン」の翻訳・注釈作成と、そのWEB公開の準備作業とを行った。若年層にも親しみやすいよう、WordPressを用いて研究代表者自身がWEBページを作成し、下記のurlにて試験的に公開を始めている。http://www.litterature.jp/baudelaire/critique/salon1859/また、学習WEBサイト開発の基礎研究論文として「フランス語単語練習WEBページ「フラ単」を用いた授業運営について」を発表した。現代日本サブカルチャーとボードレールの関わりについては、計画していたように、アメリカ合衆国ヴァンダービルト大学にて開催された日本におけるボードレール受容を主題とした国際学会において、「The Flowers of Evil (Aku no Hana, 2009-2014), The Japanese Manga by Shuzo OSHIMI」と題した研究発表を行った。この内容は論文として、同大学において発行されている研究誌「AmeriQuests」に投稿済みであり、2016年4月現在、査読中である。上記のようなデジタルコンテンツとフランス文学との関わりについて、先駆的な試みを行いつつも、フランス文学に関する基礎研究も並行して行っており、平成27年度においては、ボードレール研究に関して「ボードレールとパスカルー信仰と想像力に関して」という論文を発表している。研究計画において挙げた3つの分野である、ボードレール研究情報データベース開発、フランス詩を用いたフランス語学習アプリ開発、現代日本サブカルチャーにおけるボードレール受容研究のうち、3つともがほぼ予定していた進度で進んでいるため、平成27年度終了時における進捗状況は「おおむね順調に進展している」と判断される。本研究の最終年度にあたる平成28年度においては、研究期間の3年間において取り組んできた研究を統括し、社会に向けて広く発信するための活動を中心に取り組んだ。まず、研究計画においてあげていた3点の内、「現代日本サブカルチャーにおけるボードレール受容研究」に関しては、国際誌「AmeriQuests」(http://www.ameriquests.org)において投稿論文が掲載された。また、残りの2点である「ボードレール研究情報データベース開発」と「フランス詩を用いたフランス語学習アプリ開発」に関しては、当初は別々のWEBサイト構築を計画していたものの、開発を続ける中で、特に「次世代への継承」という観点から見て、専門家を対象とした前者と、若い学習者を対象とした後者とを一体化させたWEBサイトを開発することでより大きな効果を挙げることが出来ると判断するに至った。そこで、学習アプリ「ぽえふら」の位置付けに軌道修正を行い、詩を中心としたフランス文学のデータベースとしての役割を持たせることにした。これにより、高校生や大学生がフランス語やフランスの詩に対する興味を入り口として、広大なフランス文学研究の世界にも触れることが出来るような流れを設計した。「ぽえふら」は以下のアドレスにおいて公開している。(http://www.litterature.jp/poefra/)また、そのような活動の成果を様々な研究者と共有するために、2016年12月28日には、シンポジウム「フランス文学を次世代にいかに伝えるべきか」を開催し、主にフランス文学研究者を中心として20名の参加者を得て、活発な意見交換を行った。

本研究は、交付申請書にも記載したように「データベースの構築」「フランス詩を題材としたフランス語学習アプリの制作」「漫画『惡の華』におけるボードレール受容の研究を中心とした現代メディアとフランス文学のあり方に関する研究」という異なる3点を同時進行することで、多角的に、次世代に向けたフランス文学とその研究の継承法を検討するものである。この内、データベースの構築に関しては、ボードレールに関する網羅的・大規模なものではなく、『1859年のサロン』という作品に限定することに方針を変更した。その際、参考文献のみならず、その全文の和訳を作成しインターネット上で一般公開することで、ボードレールの専門家以外にも広くその作品に触れる機会を提供できると考えられる。そのため、方針の変更はあるが、デジタル時代における次世代へのフランス文学の継承法という本研究の全体としての目的には相応しいものであり、研究の進度にも問題はないと思われる。残りの2点についてはおおむね順調に予定通り作業が進んでいる。研究計画において挙げた3つの分野の内現代日本サブカルチャーにおけるボードレール受容研究については、国際学会での発表と、国際誌への投稿を終え、予定していた研究内容に達している。3年目にあたる平成28年度においては、残りのボードレール研究情報データベース開発、フランス詩を用いたフランス語学習アプリ開発の2点に集中して研究活動を行う予定である。ヨーロッパ文学平成27年度には、アメリカ合衆国ヴァンダービルト大学でのボードレール国際コロックでの研究発表を予定している。データベース作成、アプリ作成については引き続き作業を継続する。研究補助のために学生研究支援員を雇用することを計画していたが、当該学生のスケジュール上の都合や、雇用のための事務手続きの遅れのために、予定していた時間数の雇用を行うことが出来なかった。平成28年度においては、前年度に使用できなかった分も含めて、研究補助のための支援員の雇用数を増やし、よりいっそうの研究内容の充実を図る。
運動強度差がインスリン抵抗性と異所性脂肪に及ぼす影響についての検証

【背景】糖尿病の治療の一つに運動療法がある。低強度運動は、骨格筋細胞内脂質を減少させインスリン抵抗性を改善する一方で、持久的な中高強度の運動は、骨格筋細胞内脂質を増加させながらも、インスリン感受性を良好に保つという、運動強度により相反的な生理学的反応が生じる可能性が示されている。なぜこのような相反的な現象が生じるのかはまだ明らかではない。【目的】エネルギー消費量を同等にしたとき強度の異なる運動が与える影響を明らかにする。【方法】被験者を低強度と高強度運動群にランダムに分け、消費エネルギーを同一となるよう運動を5日間連続実施した。運動期間の前後でインスリン感受性や1H-MRS法による骨格筋細胞内脂質蓄積量を測定し、その他に採血や外側広筋よりの筋生検を行い、液体クロマトグラフィー質量分析で脂質組成を検討した。【結果】骨格筋細胞内脂質量は高強度運動群において運動終了後に有意に上昇した一方で低強度運動群において変化は認めなかった。インスリン感受性は両群共に介入前に比較して改善した。運動前後で血液中の脂質組成変化について、Phosphatidylinositol (PI)で高強度運動群では変著変はなかったが、低強度運動群で有意な減少を認めた。Diacylglycerol(DAG)は総DAG量で低強度運動分では著変がなかったが、高強度運動群では減少を認めた。DAGの組成は低強度運動群で運動前後において著変なかったが、高強度運動群では16:0/18:1DAGでは有意に減少し、18:0/18:1DAGでは有意に増加した。骨格筋細胞内脂質分析で、Phosphatidylcholines (PC),phosphatidylethanolamine (PE),Phosphatidic Acid (PA)については低強度で、PIについては高強度で運動前後の蓄積量に差を認めた。2019年秋の体力医学会学会もしくは日本肥満学会で中間解析を発表予定としている。得られたサンプルを用い、骨格筋RNAを抽出しマイクロアレイなどのプロテオソーム解析などにより、評価項目と関連性のある候補遺伝子について検討などをすすめていく。また分散解析などの統計的検証を加えていき、評価項目と運動強度との交互作用や主効果判定も検討していく。
GLP-1受容体を標的とする抗体イメージングによる膵β細胞療法の開発

本研究では、膵β細胞特異的分子であるグルカゴン様ペプチド1(GLPー1)受容体(以下GLPー1R)を特異的に認識する抗体を用いて膵島を非侵襲的に定量することを目的としている。昨年度は、複数のGLPー1受容体の断片をウサギに感作させることで候補となるポリクローナルGLPー1R抗体を含む血漿を2種類の個体から得た。得られた抗体の受容体特異性の評価を試みたが、評価に用いたGLPー1R欠損マウスが受容体の一部をtruncateさせたものであることが分かったため、作製したGLPー1R抗体候補の受容体への選択特異性を評価することは困難であった。今年度は、昨年度確立した99mTcでの標識方法とは別の放射性同位元素を用いた抗体標識方法の条件検討を行った。また、GLPー1Rへの選択特異性を評価するため、すでに有しているGLPー1プローブとの競合実験により試みる予定であったが、退職により中断した。本研究では、膵島β細胞特異的分子であるグルカゴン様ペプチド1 (以下GLP-1)受容体(以下GLP-1R)に対する特異的抗体を標識して膵β細胞量を体外から非侵襲的に定量することを目指している。平成25年度は、複数のGLP-1ペプチド断端をウサギに感作させる方法で、GLP-1R抗体を委託合成した。その結果、2つの個体より抗体を含む血漿を分離することができた。それらを用いて、種々の条件でマウス膵臓切片を免疫染色したところ膵島が明瞭に染色されることが分かった。そこで、GLP-1R特異的かどうかを明らかにするために、GLP-1R欠損マウスより膵臓切片を作成し検討した。しかしながら、GLP-1R欠損マウスの膵島でも染色されることが判明した。非特異的結合かどうかの判断について、GLP-1R欠損マウスの由来をもとの論文で確認したところ、同マウスではC端の一部分がtruncateしたペプチドとして合成されている可能性が高いと考えられ、また、今回の抗体はtrancate部内の断片で感作して得られた者であった。従って、今回の結果は我々の抗体がGLP-1R欠損マウスの残存ペプチドの一部を認識している結果である可能性も否定できないものであり、従って、受容体選択性の評価が困難と考えた。当初予定では、期待される結果が得られた感作動物を用いてモノクローナル抗体作製に移行し、プローブ用抗体の精製までを行う予定であったが、受容体選択性を確定できなかったため、精製を一旦延期した。また、精製ができていないため、プローブの基本性能の評価も行っていない。なお、抗体の標識法については並行して開発をすすめ、99mTcで簡便に標識できる系を確立した。モノクローナル抗体さえ得らればすぐに標識できる条件検討をすすめている。また、腎排泄性に関する検討や、抗体の毒性を考慮した抗体の抗原認識部位を保持したままの小断片化についての検討は、まだモノクロなール抗体が得られていないため検討はしていない。得られた複数の抗体の中から、膵島が染色されることは確認したが、GLP-1受容体選択性の確認が、本来可能と考えていたGLP-1受容体欠損マウスでは限界があることが判明して、精製を中断した。ただし、新たな評価方法を構築中であり、平成26年度早々には、研究を次の段階に進められる目処が立ったため、区分は「やや遅れている」とした。今後の予定は、1GLP-1R選択性の確認・モノクローナル抗体の精製と標識→2基本性能評価→3基礎評価→4動物実験とすすめる。1得られた抗体のGLP-1R選択性の評価は、すでに有して得るGLP-1プローブとの競合を、in vitroと免疫染色で確認する。GLP-1R選択性が確認できたら、即モノクロナル抗体の作成と精製を行い、RI標識する。2RI標識抗体プローブの基本性能評価は、GLP-1RのリガンドであるExendin(9-39)の非標識体とRI標識したExendin(9-39)を用い、競合阻害反応をみることでGLP-1R選択性と結合定数を算出して評価する。3基礎評価は、RI標識した抗体プローブを正常マウスに尾静注によって投与後、経時的に血液、臓器を摘出し各臓器への集積量を経時的に計測する。

生体内における膵β細胞結合特性はMIP-GFPマウス(インスリンプロモータ下にGFPを発現する遺伝子改変マウス)を用いて評価する。具体的には、MIP-GFPマウスにプローブ化合物を尾静注後膵臓を摘出し切片化する。イメージアナライザーを用いて、GFP蛍光像と同時にRI標識プローブの場合はautoradiography(ARG)において両シグナルが一致するかどうか検証する。4動物実験は、定量性と有効性の評価を行う。定量性は、膵島移植モデルを用いる。有効性の評価は糖尿病動物モデルを用いる。具体的には、経時的に機能評価と膵β細胞量測定を行い、その際、プローブによる測定値だけでなく膵臓を摘出して病理標本を作製し、従来の免疫組織化学的評価も行う。マウスを用いるかラットを用いるかは、合成可能なプローブの量と必要投与量の関係、撮像にどちらが最適化を検証の後に決定する。以上の解析により、耐糖能の程度と膵β細胞量の相関関係についての検証を行う。
リボザイムライブラリーを用いた細胞癌化に関わる新規分子標的の探索と細胞内機能解析

リボザイムは、配列特異的にRNAを切断することが可能な酵素であり、癌やウイルス疾患の原因遺伝子を標的とした遺伝子治療剤としての可能性が期待されている。本研究では、基質認識部位をランダマイズしたリボザイムライブラリーを用いた新規機能遺伝子探索法(ジーンディスカバリーシステム)を開発し、それを用いて新たな癌標的分子を同定することを目的としている。今年度は、リボザイムライブラリーを用いたジーンディスカバリーシステムを用いて癌転移・浸潤に関わる機能遺伝子の探索を培養細胞レベルとマウスの個体レベルで試みた。癌の浸潤のモデル系であるゲルインベージョンアッセイ法を用いて機能遺伝子探索も行った結果、GemGTPaseやPEBP2などの浸潤能を抑制可能な機能遺伝子を同定することに成功した。また転移能を持たないメラノーマ細胞にリボザイムリブラリーを導入した後にマウスの尾部に注入して、肺への黒色腫の形成能をもとに機能遺伝子の探索をおこなったところ、リボザイムリブラリーに起因する多くの黒色腫を持つマウスが多数得られ、STIM1やpolg2などの標的遺伝子を同定することに成功した。これらの結果は、リボザイムライブラリーを用いた機能遺伝子探索法が個体レベルでも機能していることを示している。またこれらの同定された遺伝子は、癌の転移を抑制する機能を有する可能性が考えられ新しい癌分子標的となりうることも考えられる。また乳癌細胞で過剰発現しているCyclin D1とHst1を標的としたマキシザイムを構築して各種組織の癌細胞や正常細胞への影響を検討した結果、マキシザイムは乳癌細胞において高い特異性と癌遺伝子の発現抑制を示すことがわかった。このことから正常細胞には副作用を及ぼさない特異性の高いマキシザイムは、将来的な各組織の癌分子標的治療への応用に期待できると思われる。リボザイムは、特異的にRNAを切断することが可能なので癌など疾患の原因遺伝子を標的とした遺伝子治療剤としての可能性が期待されている。しかし細胞内で効率に機能するリボザイムを構築するのは、なかなか容易なことではない。特に標的mRNAがリボザイムのアクセスしにくい複雑な高次構造(固いステム構造など)を形成している場合には、ほとんど抑制効果が期待できない。そこで本研究では、標的RNAの高次構造を巻き戻す活性を有するRNAヘリカーゼとリボザイムとをハイブリッド化することに成功した。次にこのリボザイムを用いて有用な遺伝子を機能の面から探索できる方法(ジーンディスカバリーシステム)を開発することを検討した。具体的には、リボザイムの標的認識部位をランダマイズしたリボザイムライブラリーを細胞内で機能させ、ある着目した細胞の表現型(癌化やアポトーシスなど)を示した細胞を回収して、その細胞で発現しているリポザイムの標的認識配列を解析すると、その着目した表現型とリボザイムに切断された遺伝子との関係を知ることが可能であると考えられる。そこでこのライブラリーをプラスミドで大腸癌細胞(SW48)に導入して、CDK阻害因子p16の発現を指標にスクリーニングすることを試みた。一般的に野生型のSW48ではp16の発現は検出されないが、ライブラリーを導入したことによりp16を高発現している細胞株を分離することに成功した。これらの細胞中に存在するリボザイムの標的認識部位の配列を解析したところ、遺伝子の発現抑制に関わるHDAC1やMeCP2などが同定された。また5つの新規遺伝子の同定にも成功した。この同定された遺伝子を標的としたリポザイムをそれぞれ再び細胞に導入して、実際に標的遺伝子の発現を抑制しているかを検討したところ、mRNAとタンパク質レベルで標的遺伝子の発現抑制が確認された。またそれぞれの細胞株でp16の高発現も確認されたことから、これらの遺伝子は、確かにp16の発現抑制に関与していることが確認できた。すなわちこのジーンデイスカバリーシステムが、実際に機能していることが明らかとなった。現在、このシステムで同定された遺伝子が、細胞の癌化と関連性があるかを検討している。本研究において基質認識部位をランダマイズしたハイブリッド型リボザイムライブラリーを用いた新規機能遺伝子探索法(ジーンディスカバリーシステム)を開発し、それを用いて新たな癌標的分子を同定することを目的としている。本研究では、ハイブリッド型リボザイムライブラリーを用いて癌抑制遺伝子p16の発現を指標にスクリーニングをおこない、細胞癌化に関わる可能性があるHDAC1やDNAのメチル化に関わるMeCP2などが同定することに成功した。またリボザイムライブラリーを用いたジーンディスカバリーシステムのさらなる可能性を検討するために癌転移に関わる機能遺伝子の探索を試みた。このスクリーニングの原理としては、転移能の高いヒトHT1080細胞にリボザイムライブラリーを導入し、転移能の擬似的実験系であるケモタキシスアッセイにより表現型の変化した細胞の検出、選別及び回収を行った。これらの細胞からリボザイム発現プラスミドを単離し、回収されたプラスミド中のリボザイムのシーケンス確認行った。その結果、細胞運動、転移に関与することが示唆されているROCK1遺伝子を標的とするリボザイムをはじめ多数の標的因子が同定され、新規機能遺伝子についても多数同定することに成功した。また、ROCK1を標的としたリボザイムは、RT-PCRの結果から確かにROCK1の発現を抑制した。それに伴い、ケモタキシスアッセイの結果から細胞運動も抑制することが確認された。

現在、ROCK1について細胞運動・転移メカニズムの一端を解明すべく、詳細な解析を続けている。以上の結果から、リボザイムリブラリーを用いたジーンディスカバリーシステムは、癌治療の標的分子の探索に有益な手法になることが期待できると考えられる。リボザイムは、配列特異的にRNAを切断することが可能な酵素であり、癌やウイルス疾患の原因遺伝子を標的とした遺伝子治療剤としての可能性が期待されている。本研究では、基質認識部位をランダマイズしたハイブリッド型リボザイムライブラリーを用いた新規機能遺伝子探索法(ジーンディスカバリーシステム)を開発し、それを用いて新たな癌標的分子を同定することを目的としている。はじめにリボザイムライブラリーを用いたジーンディスカバリーシステムを用いて癌転移に関わる機能遺伝子の探索を試みた。その結果、細胞運動、転移に関与することが示唆されているROCK1遺伝子を標的とするリボザイムをはじめ多数の標的因子を同定し、新規機能遺伝子についても多数同定することに成功した。また、ROCK1を標的としたリボザイムは、RT-PCRの結果から確かにROCK1の発現を抑制した。それに伴い、ケモタキシスアッセイの結果から細胞運動も抑制することが確認された。さらにROCK1にはROCK2という配列や機能が類似している因子が同定されている。今回RT-PCRの結果からROCK1を標的としたリボザイムは、ROCK2の発現には影響を与えていないことがわかった。すなわち、リボザイムによる細胞の表現型に対する影響はROCK1のみの発現抑制に起因していると考えられ、ROCK1の細胞運動に対する機能の一部を解明することに成功した。さらに癌分子標的に対する特異性を考慮した遺伝子治療剤の開発を行うためにマキザイムとtRNA-shRNA発現ベクターの検討を行った。tRNA-shRNA発現ベクターは、細胞内で効率よくRNAiを誘発することが知られている。癌分子標的としては、急性前骨髄生白血病の原因遺伝子であるPML-RARαに着目した。PML-RARα遺伝子のジャンクション部位を標的としたマキザイムとtRNA-shRNA発現ベクターを構築してPML-RARα発現細胞に導入したところ、にマキザイムとtRNA-shRNAはPML-RARα遺伝子の発現を強く抑制した。また内在性のPMLやRARαの発現には影響は見られなかったことから、PML-RARαに特異的なマキザイムとtRNA-shRNAを構築することに成功した。本研究では、基質認識部位をランダマイズしたリボザイムライブラリーを用いた新規機能遺伝子探索法(ジーンディスカバリーシステム)を開発し、それを用いて新たな癌標的分子を同定することを目的としている。今年度は、リボザイムライブラリーを用いたジーンディスカバリーシステムを用いて癌転移・浸潤に関わる機能遺伝子の探索を培養細胞レベルとマウスの個体レベルで試みた。