hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リアルタイムイメージングによる植物のリンシグナル応答機構の解明

本年度は、まず、解析対象のリン応答遺伝子(BT1、BT2遺伝子)についてプロモーターGUSラインの観察を進めた。栽培時のリン濃度が高い場合にGUS染色が根全体とくに維管束領域に強くみられ、BT遺伝子のプロモーター領域がリン環境に応答していることを確認した。さらに、GUSの観察からBTの発現部位は、環境中のリン量の違いによって異なることが分かった。特に低リン環境下では、側根周囲の一細胞特異的に遺伝子発現局在が見られたことは予想外の結果であった。今後、この特異的な一細胞に注目して解析を進めていきたいと考えている。また、昨年度に引き続きbt変異体株の表現系の観察を行った。野生型株と変異体株の間でリン酸濃度(ng / Fresh weight (mg))としての違いがみられないことを確認した。しかし、地上部あたりのリン量を比較するとbt変異体株の方が常に大きく、このことから変異体株のバイオマス量が大きいことが予想された。そのため、地上部の新鮮重を比較したところBTの発現量がこう発現するリン酸条件下において、有意差が見られる結果となった。側根の基部での特異的な発現が見られたことから、根の形態についても今後観察を進めていきたい。本年度期間のうち9ヶ月間は海外渡航制度を利用してフランス原子力・新エネルギー庁にて研究を進めた。フランス滞在先での研究成果も論文として投稿するのに足る結果が得られている。また、本年度に行ったリン誘導性のプロモーターBT:GUSラインの観察では、予想外の結果ではあるが側根周囲の一細胞特異的な発現パターンも見られ、今後、さらに発展した研究成果が得られるものと期待している。リン誘導性のプロモーターBT:GUSラインの観察では、予想外の結果ではあるが側根周囲の一細胞特異的な発現パターンが見られた。特定の細胞の解析からBT遺伝子の機能についてさらに発展した研究成果が得られるものと期待している。そのため、側根周辺の細胞をマイクロダイセクションにより切り出し、次世代シークエンサーにより解析する事、また、リンに応答する遺伝子である事からこの時のリンの局在に相関があるのかどうかミクロイメージングにより解析する予定である。
東南アジアの経済危機と所得分配・貧困に関する研究

本研究の目的は、1997年7月にタイ・バーツの変動制への移行によって始まったアジア経済危機が、東南アジア諸国の所得分配と貧困に及ぼした影響を明らかにするとともに、経済危機のような急激な変化が所得分配や貧困に及ぼす影響を素早く知るための統計調査のあり方や、所得分配の変化を推計する方法について検討することにあった。経済危機が始まったタイについては、1986年以降、2年ごとにSocio-Economic Surveyが行われ、タイが80年代後半に高度成長軌道に乗り、90年代前半にバブル化し、やがてそれが崩壊する98年までの期間に所得分配がどのように変化し、それがマクロ経済の変化によってどのように説明できるかを検討した。しかし、99年に緊急に行われた調査は、危機後に都市から地方への移動によって急激な構造変動が生じていることを示しており、この点について地域間格差の観点から分析を行った。タイの他、フィリピン、インドネシア、マレーシア、シンガポール、ラオスについて経済危機の影響を適確に捉えるような統計調査のあり方についても同様の分析を行った。インドネシアやタイのようにIMFの支援を受け入れた国々については統計データの迅速な公開が求められており、統計データは比較的入手が容易である。しかし、マレーシアについては、所得分配に関する統計データは国内の民族間の対立に配慮してほとんど公開されていない。そこで本研究では、少ない情報から所得分布を推計するという手法を試みた。本研究では、時間的な制約から暫定的な統計データを用いて分析を行ってきた。今後、最終的な続計は新しいデータが出てきたとき、本研究の結果を再検討していく予定である。1.経済危機と所得分配に関する文献サーベイを行うと同時に、所得分布統計・貧困統計・雇用統計を収集し、現状を分析した。その結果、タイでは経済の回復とともに雇用情勢に改善の兆しが見られることが明らかとなった。所得分配に関しては平等化したことを示す結果と不平等化したことを示す両方の結果が得られた。なぜこのような結果になるのかについては今後の課題である。タイの貧困問題については、経済危機の影響がそれほど大きくはならなかったことを所得分布形から説明した。また、タイの頻繁な労働移動はショックを緩和する役割を果たすことを示した。この点は、アマルティア・センの言う潜在能力と自由に焦点を当てた不平等の分析が有効であることを示唆している。フィリピンについては貧困世帯をモニターするシステムが整ってきている一方で、相互の整合性を欠き、時系列分析を行えないというようなことも起ってきている。マレーシアの所得分配については、限られた既存のデータをもとに所得分布の推計を行った。池本による既存の推計に比べて良好な結果が得られた。ただし、マレーシアについては最近のデータはさらに限られた情報しか公表されておらず、その推計は今後の課題である。2.フィリピン・タイで現地調査を行い、本研究のこれまでの成果を発表し、意見交換を行った。各国の統計局では、統計に対するニーズの増大に対し、いかに対応するかに追われている。日本の経験を紹介するとともに、アドホックな調査を繰り返すのではなく継続性のある統計調査を充実するよう提言を行った。また、それぞれの統計局が発表している統計書に含まれる問題点を指摘し、改善策を提示した。3.国内では、99年11月5・6日に北九州市で開かれた東アジア経済学会などの合同学会で寺崎がタイ・フィリピンの所得分布と貧困の現状について発表を行った。

経済危機が始まったタイについては、1986年以降、2年ごとにSocio-Economic Surveyが行われ、タイが80年代後半に高度成長軌道に乗り、90年代前半にバブル化し、やがてそれが崩壊する98年までの期間に所得分配がどのように変化し、それがマクロ経済の変化によってどのように説明できるかを検討した。しかし、99年に緊急に行われた調査は、危機後に都市から地方への移動によって急激な構造変動が生じていることを示しており、この点について地域間格差の観点から分析を行った。タイの他、フィリピン、インドネシア、マレーシア、シンガポール、ラオスについて経済危機の影響を適確に捉えるような統計調査のあり方についても同様の分析を行った。インドネシアやタイのようにIMFの支援を受け入れた国々については統計データの迅速な公開が求められており、統計データは比較的入手が容易である。しかし、マレーシアについては、所得分配に関する統計データは国内の民族間の対立に配慮してほとんど公開されていない。そこで本研究では、少ない情報から所得分布を推計するという手法を試みた。本研究では、時間的な制約から暫定的な統計データを用いて分析を行ってきた。今後、最終的な統計は新しいデータが出てきたとき、本研究の結果を再検討していく予定である。
脳損傷時における脂質代謝酵素の発現解析

ジアシルグリセロールキナーゼ(DGK)は細胞内情報伝達系の制御因子であり、脳内ニューロンに広く発現する。脳が損傷を受けると、壊死領域の瘢痕化等によるリモデリングがなされ、損傷の限局化や神経再生の足場が形成される。本研究では、凍結脳損傷モデルにおけるゼータ型DGK(DGKζ)の発現局在を解析した結果、正常ではニューロンに限局するDGKζが脳内の貪食細胞であるミクログリアに発現することを見出した。これらの結果より、DGKζは損傷を受けた脳の修復機構に関与する可能性が示唆された。ジアシルグリセロールキナーゼ(DGK)はプロテインキナーゼC(PKC)の生理的活性化因子であるDGのリン酸化酵素であり、DGの代謝を介してPKC活性を制御すると考えられている。我々はこれまでに、正常ではニューロンに発現するDGKzetaがラット脳虚血モデルの梗塞壊死領域においては貪食細胞に発現することを見出した。脳損傷後に形成される瘢痕組織にはミクログリア/マクロファージ、アストロサイト、新生血管など多様な細胞が含まれ、その相互作用によって組織の修復が行われる。本研究ではこの領域のグリア細胞におけるDGKzetaの発現を検討した。液体窒素で冷却した鉛をラット脳に押し当てることにより大脳皮質に瘢痕組織の形成を誘導した。DGKzeta抗体による免疫染色の結果、虚血モデルの梗塞壊死領域と同様、瘢痕領域にも免疫陽性細胞が検出され、この細胞はミクログリア/マクロファージのマーカーであるIbal抗体と共陽性を示した。この細胞はさらに、活性化型食食細胞のマーカーである抗ED1抗体にも陽性反応を示すことから、瘢痕領域のDGKz陽性細胞は活性化型の細胞であることが明らかとなった。また、非活性化型ミクログリアにはDGKzeta免疫陽性反応は認められなかった。以上の結果から、瘢痕組織においてDGKzetaは活性化型ミクログリア/マクロファージ系細胞に発現誘導されることが示唆された。今後、DGKzeta陽性反応を示す貪食細胞の由来及び、DGKzetaを介する情報伝達経路を検討する予定である。DGKζ抗体による免疫染色の結果、虚血モデルの梗塞壊死領域と同様、瘢痕領域にも免疫陽性細胞が検出され、この細胞はミクログリア/マクロファージのマーカーであるIbal抗体と共陽性を示した。この細胞はさらに、活性化型貪食細胞のマーカーである抗ED1抗体にも陽性反応を示すことから、瘢痕領域のDGKζ陽性細胞は活性化型の細胞であることが明らかとなった。また、非活性化型ミクログリアにはDGKζ免疫陽性反応は認められなかった。一方、DGにより活性化されるcPKC(PKCα,-βII,-γ)の発現様式を免疫組織化学的に解析した結果、瘢痕組織にはPKCα陽性細胞のみが検出された。この細胞はミクグリア/マクロファージのマーカー抗体とは反応せず、GFAP抗体と共陽性反応を示すことから、アストロサイトであると考えられた。我々はこれまでに、正常ではニューロンに発現するDGKζがラット脳虚血モデルの梗塞壊死領域においては貪食細胞に発現することを見出した。本研究ではこの領域のグリア細胞におけるDGKζの発現を検討した。液体窒素による凍結損傷を誘導したラット脳を用いて、大脳皮質に形成された瘢痕組織における免疫組織化学法を施行した。DGKζ抗体による免疫染色の結果、虚血モデルの梗塞壊死領域と同様に瘢痕領域にも免疫陽性細胞が検出された。この細胞はIba1抗体陽性反応を呈することから、ミクログリア/マクロファージであることが明らかとなった。

この細胞はさらに、活性化型貪食細胞のマーカーである抗ED1抗体にも陽性反応を示すことから、瘢癒痕領域のDGKζ陽性細胞は活性化型の細胞であることが示唆された。この時、DGKζ免疫反応は核内ではなく細胞質に認められることから、活性化型ミクログリアにおいては、虚血ストレス下における神経細胞と同じDGKζの局在を示すことが明らかとなった。今後は、DGKζ-KOマウスにおけるミクログリアの応答を検討する予定である。
朝鮮近世の交通に関する歴史地理学的研究

研究代表者の研究関心は近世朝鮮における交通、即ち人と物の動きにある。交通のあり方を探るためには交通路そのものについて知る必要がある。しかし学界は未だ朝鮮近世史資料にみえる地名の現地比定を学術的水準で行い得るだけの歴史地図を持っていない。本研究では朝鮮歴史地理研究の基礎的作業として、関連資料の所蔵・刊行状況について調査した。また既刊史資料にみえる朝鮮近世の地名を収集し、その現地比定を行った上で当時の交通路の復元作業を進めつつ、その交通路を利用した人と物の動きについて考察した。1.朝鮮近世の歴史地理関連資料の調査およびその分析国内外で刊行された朝鮮歴史地理関連の資料調査、国内各地の資料所蔵機関が所蔵する朝鮮歴史地理関連資料の予備調査を行つた。既刊資料にあらわれる朝鮮近世の地名を収集し、その現地比定を行ったうえで水陸交通路の復元を試みるとともに、「前近代朝鮮地名データベース」を作成を部分的に進めた。その成果の一部は論文「朝鮮近世の海路」として『朝鮮学報』第199・200輯合併号(2006年7月)に発表した。同論文は、1819世紀の朝鮮半島全域にわたる海路を記した申景濬『道路攷』を中心に、同時期の史料上にあらわれる地名の現地否定を可能な限り行った後、当時の沿海航路を地図上に復元したものである。2.近世朝鮮における交通史、流通史に関する研究上記1.と並行して、税穀・賑恤穀等、王朝政府主導による穀物の全国的流通体系について研究を進めた。その成果の一部は、論文「一八世紀朝鮮における対済州賑恤穀の輸送実態」として『天理大学学報』第214輯(2007年2月)に発表した。同論文は、毎年数千数万石もの賑恤穀が陸地(半島本土)から輸送された18世紀の済州地域に対象を絞り、大規模な賑恤穀輸送がどのように行われていたのかを事例分析を通して明らかにしようとしたものである。なお、18世紀当時の朝鮮人の海上活動、移動範囲とルートを調査する中で、18世紀半ばに海難事故に遭い、当時の奄美諸島徳之島に漂着した朝鮮人の記録を発見し、これをもとに「一七三九年朝鮮漂着民が見た琉球-天理大学付属天理図書館所蔵『増補耽羅志』の漂流関係記録をめぐって-」を『南島史学』第68号(2006年10月)に発表した。1.朝鮮近世の歴史地理関連既刊資料の分析と資料調査植民地時代の日本(朝鮮総督府)による調査報告を含め、国内外で刊行された朝鮮歴史地理関連の資料の収集を進めた。特にソウル大学校奎章閣発行の近世朝鮮で作成された地方地図『朝鮮後期地方地図』と朝鮮総督府陸地測量部作製の5万分の1地形図および韓国国立地理院発行の5万分の1地形図を地域別に対比分析する作業を開始した。また、国内各地の資料所蔵機関の発行目録等をもとに関連資料所蔵状況を調査し、朝鮮近世地理資料データベースの作成を開始した。2.朝鮮地名データベースの作成朝鮮近世地理資料の中でも史料的価値の高い申景濬『道路攷』および『増補文献備考』輿地考にあらわれる地名を収集し、その現地比定を行いつつ、前年度より継続している「前近代朝鮮地名データベース」の作成作業を行った。3.歴史地図の作成2の作業がある程度進行した地域について、歴史地図作製の準備作業として100万分の1縮尺地図を一部作製した。4.近世朝鮮における交通史、流通史に関する研究上記13と並行して、税穀・賑恤穀等、王朝政府主導による穀物の全国的流通体系について研究を進めた。全98冊のうち第55冊までの翻刻本刊行が韓国国史編纂委員会で進んでいる『典客司日記』(ソウル大学校奎章閣所蔵:奎13052)に見える朝鮮漂着船の記録を収集し、当時の海上交通路とその交通路を利用した人々の位相と彼らの海上活動の分析を進めた。特に『海東地図』(ソウル大学校奎章閣)、李燦編『韓国の古地図』(汎友社)など既刊の古地図集所載の近世地図と現行5万分の1地形図との対比分析作業を進めた。また、国内各地の資料所蔵機関の発行目録等をもとに関連資料所蔵状況を調査し、朝鮮近世地理資料データベースの作成を進めた。2.朝鮮地名データベースの作成朝鮮近世地理資料の中でも史料的価値の高い申

景濬『道路攷』および『増補文献備考』輿地考にあらわれる地名、さらには一部地域の邑誌を収集し、その現地比定を行いつつ、「前近代朝鮮地名データベース」を作成作業を継続して行った。3.近世朝鮮における交通史、流通史に関する研究上記12と並行して、船舶を利用したヒトとモノの移動について研究を進めた。近年韓国で刊行された『耽羅文献録』所載の朝鮮漂着船の記録を収集し、当時の海上交通路とその交通路を利用した人々の位相と彼らの海上活動の分析を進めた。
実海域での船体傾斜及び人為的ミスが冷凍・冷蔵コンテナ貨物の熱的損傷に与える影響

近年、冷凍機の性能及び振動に対する安定性が向上し、海上輸送中においても機器故障によるコンテナ貨物の損傷件数は船会社にて荷役作業時のコンテナをより丁寧に取り扱う等にて減少傾向にある。一方、初歩的な保守や整備の不良、人為的な管理ミスによる貨物の損傷事故については未だ改善が見られない。本研究では、船の揺れや傾斜及び人為的なミスにて発生する冷凍・冷蔵コンテナでのドレンの排出不良、空気の流入・流出による貨物損傷に注目し、コンテナ内における様々な現象のメカニズムの解明及び品質管理の向上を達成する。
大島紬, 久米島紬等, 伝統工芸染料樹種の細菌由来癌腫(こぶ)病の病原と生態

シャリンバイ癌腫病菌の生理・生化学的性質及び宿主特異性,病原性等の生態を調査し,その分類学的所属を決定した.以下,結果の摘要を記した.1.本菌は,蛍光色素産生群Pseudomonas属植物病原細菌の類別によると, LELLIOTTらのIb群に属する.しかし, sucroseの利用性が陰性であり, P.viridiflavaに類似するが,本菌は馬鈴薯軟腐試験,ゼラチン液化,エスクリンの加水分解等は陰性であり,明らかに異なる.一方, sucroseの利用性が陰性と報告された,病原型pv.vibruniも存在する.よって本菌は, P.syringaeに所属させるべきである.2.P.syringaeに所属する各病原型のうち,木本に癌腫を形成するものとして, PV.savastanoi, pV.eriobotryae及びpv.myricaeの報告がみられる.これら3菌種と本菌との細菌学的性質を比較したところ,僅かに数種で差違が認められた.この中,硫化水素,オキシダーゼの活性,インドールの産生等は,各病原型間あるいは,菌株間によって差違があることまた, P.syringaeの各病原型について,栄養学的,生化学的調査を実施したが,相互に75%以上の性質で一致しているとの報告もある.以上の結果は,本菌が他の病原型といくつかの性質で区別されるものの,別種とすべきほどの違いではないことを示している.3.本菌は, 44科105種の木本に接種したが,シャリンバイ以外に病原性を示す植物はなかった.すなはち,本菌は,宿主範囲においても既知のP.syringaeの各病原型とは明瞭に区別され,宿主特異性が認められた.シャリンバイ癌腫病菌の生理・生化学的性質及び宿主特異性,病原性等の生態を調査し,その分類学的所属を決定した.以下,結果の摘要を記した.1.本菌は,蛍光色素産生群Pseudomonas属植物病原細菌の類別によると, LELLIOTTらのIb群に属する.しかし, sucroseの利用性が陰性であり, P.viridiflavaに類似するが,本菌は馬鈴薯軟腐試験,ゼラチン液化,エスクリンの加水分解等は陰性であり,明らかに異なる.一方, sucroseの利用性が陰性と報告された,病原型pv.vibruniも存在する.よって本菌は, P.syringaeに所属させるべきである.2.P.syringaeに所属する各病原型のうち,木本に癌腫を形成するものとして, PV.savastanoi, pV.eriobotryae及びpv.myricaeの報告がみられる.これら3菌種と本菌との細菌学的性質を比較したところ,僅かに数種で差違が認められた.この中,硫化水素,オキシダーゼの活性,インドールの産生等は,各病原型間あるいは,菌株間によって差違があることまた, P.syringaeの各病原型について,栄養学的,生化学的調査を実施したが,相互に75%以上の性質で一致しているとの報告もある.以上の結果は,本菌が他の病原型といくつかの性質で区別されるものの,別種とすべきほどの違いではないことを示している.3.本菌は, 44科105種の木本に接種したが,シャリンバイ以外に病原性を示す植物はなかった.すなはち,本菌は,宿主範囲においても既知のP.syringaeの各病原型とは明瞭に区別され,宿主特異性が認められた.大島紬・久米島紬等の伝統織物の代表的な工芸染料樹種であるシャリンバイの細菌由来癌腫(こぶ)病の資料を、沖縄(本島,石垣,久米島等),鹿児島(佐多岬,屋久島,奄美本島,徳之島等)の両県内から採取し、これらを分離源として合計10種のこぶ病菌を確保し、各種テストに供した。1.PDA BPAおよびYPAの各培地別の平面,斜面,高層およびペプトン水のシャリンバイこぶ病原細菌の各性状を検査した。2.本病原細菌は、PHBを蓄積せず、15本の極鞭毛を有するグラム陰性の好気性桿菌で、糖を酸化的に分解し、培地上で自色集落を形成した。蛍光色素産生は陰性、レバンの生成,オキシダーゼの活性,馬鈴薯軟腐テストおよびアルギニンの加水分解はいずれも陰性、タバコ過敏感反応は陽性であった。これらの性状から本菌はPseudomonas属の1種であることが判明した。3.本菌をセンダン,ヤマモモ,カクレミノ,ウラジロエノキ,ナカハラクロキ,ヒメユズリハ等の野外でこぶ症状が見受けられる樹種を含む40科85種の木本に接種した。モクマオウに一時的に見掛上のこぶを形成させるが、やがて脱落または収縮することおよび同一の病徴のこぶは野外で観察されないこと等から、本菌はシャリンバイのみに病原性を有すると考察された。4.本菌の濃厚懸濁液を若い新梢部に、無傷および有傷の噴霧,塗付の各接種を数回試みたが、常に有傷接種の場合だけにこぶ病の発生が認められたことから、本菌は傷疾寄生菌であることを知り得た。5.本病の発生は、樹令を問わず1年生から老令木にかけて発生また、実生、萌芽に関係なく見受けられた。こぶ被害木について、こぶの形成位置,方位,地上高,大きさ,形成数等を調べた。
肺移植免疫寛容の導入を目指す前臨床研究

肺移植前臨床研究モデルとしてのミニブタを用いた実験において、急性拒絶モデルで、術前に採取したレシピエントリンパ球からCD4^+CD25^+Cellsを分離、これをドナーアロ抗原で刺激してCD4^+CD25^+FoxP3^+Regulatory T Cellsを作成培養、肺移植術後10日目にレシピエントに経静脈的注入することで、移植肺グラフトの生存期間が延長を示した。肺移植前臨床研究モデルとしてのミニブタを用いた肺移植実験において、急性拒絶モデル(左肺移植・術後タクロリムス7日間の短期間投与)で、術前に採取したレシピエントリンパ球からCD4^+CD25^+Cellsを分離、これをドナーアロ抗原で刺激してCD4^+CD25^+FoxP3^+Regulatory T Cellsを作成培養、肺移植術後10日目にレシピエントに経静脈的注入することで、移植肺グラフトの生存期間が延長するか検討した。その結果、ドナー抗原で刺激されたレシピエントCD4^+CD256+FoxP3^+Regulatory T Cells注入(Adoptive Transfer)群のグラフト生存期間は51±13日で、非注入群の15±1日に比べ、肺グラフトの生存期間を有意に延長することが示された。急性拒絶モデルにて得られた上記結果は、本研究の目的であるミニブタ肺移植における免疫寛容の導入に非常に重要な知見であり、この手法を今後慢性拒絶モデルに用いることで、免疫寛容が導入できるか検討するために重要な結果と考えられる。肺移植前臨床研究モデルとしてのミニブタ肺移植実験において、急性拒絶モデル(左肺移植・術後タクロリムス7日間の短期間投与)で、術前に採取したレシピエントリンパ球からCD4^+CD25^+Cellsを分離、これをドナーアロ抗原で刺激してCD4^+CD25^+FoxP3^+Regulatory T Cellsを作成培養、肺移植術後10日目にレシピエントに経静脈的注入することで、移植肺グラフトの生存期間が延長するか検討した。その結果、ドナー抗原で刺激されたレシピエントCD4^+CD25^+FoxP3^+Regulatory T Cells注入(Adoptive Transfer : AI)群のグラフト生存期間は51±13日で、非注入群の15±1日に比べ、肺グラフトの生存期間を有意に延長することが示され、AT群でのグラフト内FoxP3発現が有意に増加していた。さらに、100日以上の長期生存を示したAT群レシピエントのグラフト肺はほとんどリンパ球浸潤のない病理組織像であり、急性拒絶モデルにて得られた上記結果は、本研究の目的であるミニブタ肺移植における免疫寛容の導入に非常に重要な知見であり、本手法を今後慢性拒絶モデルに用いることで、免疫寛容が導入できるか検討するために重要な結果と考えられる。なお、上記結果を2010年10月に日本移植学会総会(京都)、2010年5月にAmerican Transplant Congress(米国移植学会・米国サンディエゴ)などにて学会発表を行った。その結果、ドナー抗原で刺激されたレシピエントCD4^+CD25^+FoxP3^+Regulatory T Cells注入(Adoptive Transfer:AT)群のグラフト生存期間は51±13日で、非注入群の15±1日に比べ、肺グラフトの生存期間を有意に延長することが示され、AT群でのグラフト内FoxP3発現が有意に増加していた。上記結果を前年度までに国内外の学会で発表し(前年度までの実績報告書のとおり)、結果をさらに解析して論文投稿準備中である。
画像解析によるモードIIき裂の不安定成長の実験的検証と数値解析手法の確立

圧縮荷重下でのき裂進展メカニズムを明らかにする目的で,一軸圧縮荷重下での2次元き裂進展実験,圧縮荷重下での3次元内部き裂進展実験及び数値解析を行った.一軸圧縮荷重下でのき裂進展実験では,超高速ビデオカメラと光弾性手法を組み合わせてき裂の進展状況と応力分布の変化を高い時間分解能で画像計測した.その結果,き裂の進展挙動には供試体中を伝播する応力波が大きな影響を与えている可能性が示された.また,3次元内部き裂進展実験に高時間分解能な画像計測を適用することにより,3次元き裂の進展過程を可視化することができた.PDS-FEMを用いた3次元内部き裂の進展解析は,実験結果と定性的には良好な一致を見せた.圧縮荷重下でのき裂進展メカニズムを明らかにする目的で,一軸圧縮荷重下での2次元き裂進展実験,圧縮荷重下での3次元内部き裂進展実験及び数値解析を行った.一軸圧縮荷重下でのき裂進展実験では,超高速ビデオカメラと光弾性手法を組み合わせてき裂の進展状況と応力分布の変化を高い時間分解能で画像計測した.その結果,き裂の進展挙動には供試体中を伝播する応力波が大きな影響を与えている可能性が示された.また,3次元内部き裂進展実験に高時間分解能な画像計測を適用することにより,3次元き裂の進展過程を可視化することができた.PDS-FEMを用いた3次元内部き裂の進展解析は,実験結果と定性的には良好な一致を見せた.本年度実施した内容は,供試体の製作と,き裂の成長開始と超局速ビテオカメラの撮影タイミングの同期を図る同期装置の開発の2点である.供試体の製作として,エポキシ樹脂を用いて50mm×50mm×1mmの正方形供試体を作成した.厚さ0.05mmのシリコンラバーを45度の角度で供試体中央部に挿入することにより,初期き裂を含む正方形供試体の作成に成功した.シリコンラバーの厚さや表面の粗度を変化させることにより,初期欠陥形状や初期き裂表面の摩擦係数を変化させることが可能である.シリコンラバーの弾性係数はエポキシ樹脂と比較してオーダーが2つ小さく,挿入された初期欠陥はボイドと見なすことが可能である.本研究で対象とするエポキシ樹脂中のき裂の成長速度は毎秒数百メートル程度である.き裂の成長過程をmmオーダーで画像計測するためには,毎秒100万枚程度の撮影速度を用いて対象を撮影する必要がある.本研究で使用する超高速ビデオカメラの記録可能な画像枚数は103枚であるため,この撮影速度を使用した場合の記録可能時間は103μ秒に留まる.限られた記録可能時間内にき裂の成長開始から停止までを記録するためには,き裂の成長開始とカメラの撮影タイミングをμ秒単位で同期させる必要がある。これに加えて,本研究では光弾性実験装置を用いて供試体中の応力場の変化を画像計測するため,透過光を用いた計測を阻害しない同期装置を作成する必要がある.そこで本研究では透明導電性塗料を用いた遮断トリガーを作成した.作成されたトリガーは作動時間が50μ秒程度でき裂の成長開始を検出することに成功した本年度実施した研究内容は,一軸圧縮荷重下で成長を開始するき裂の不安定成長過程とき裂周辺部の応力場の画像計測である.本研究ではエポキシ樹脂を用いて50mm×50mm×10mmの矩形供試体を作成し,一軸圧縮試験を行った.矩形供試体中央部には初期き裂として圧縮方向に対して45度の角度をもつように,厚さ0.05mm,1mm,2mmのシリコンゴムを挿入している.き裂周辺の応力場は光弾性実験装置を用いて可視化され,き裂の成長状況とき裂の成長に伴う応力場の変化は毎秒100万枚撮影可能な超高速ビデオカメラを用いて画像計測される.超高速ビデオカメラの撮影タイミングとき裂の成長開始のタイミングは,本研究で開発された同期装置を用いて同期された.この同期装置は,供試体の初期き裂周辺に塗布された導電性塗料のき裂の成長による切断を検出し,超高速ビデオカメラに撮影停止信号を送出するよう設計されているこの実験装置により,一軸圧縮荷重下で不安定成長を開始するき裂の成長過程と成長き裂周辺部の応力場の画像計測に成功した.本年度の実験により,初期き裂の両端からき裂が同時に成長を開始することはなく,初期き裂の一端からき裂の成長が開始した後にもう一方の端部からき裂の成長が始まることが分かった.このき裂の成長開始の時間ずれは,き裂長さをせん断波が伝播する時間とほぼ一致しており,従って最初のき裂の成長に伴って解放されるせん断波が,もう一端からのき裂の成長を促していることが分かった.また,初期き裂の厚さによりき裂の成長方向が異なるが,これは供試体中の応力場が影響を与えていることが判明した.また,圧縮荷重下でのき裂の成長を再現するための数値解析手法について,文献調査を開始した.本年度は実験と解析の双方を行った.各々の実施状況は以下の通りである.[実験の実施状況]昨年度までの課題であった初期

き裂の厚さ,形状等を安定させ実験の精度を向上させるため,本年度は厚さ0.05mmのシリコーンゴムを初期き裂として導入して供試体を作成する手法を確立した.またき裂進展の開始と超高速ビデオカメラの撮影タイミングの同期精度の向上を図るため,本年度はレーザー光を予めき裂の予想進展経路上に照射し,進展したき裂面による光路の遮断を検出する同期装置を新たに開発した.本年度はこれらの供試体と同期装置を用いて圧縮荷重下でのき裂進展現象の画像計測を行った.実験の結果,き裂は初期き裂両端部から進展を開始しが,初期き裂両端からの進展開始時刻のずれは厚さ0.5mmの空隙を初期き裂として導入したケースと比較して2,3倍程度大きくなることが明らかとなった.空隙を初期き裂として導入したケースでは,一方のき裂進展開始に伴って解放される応力波の伝播が,他方のき裂進展開始に大きな影響を与えることが明らかとなったが,初期き裂厚さを薄くした場合には,異なるき裂進展メカニズムが存在する可能性が示された.[解析の実施状況]本年度はPDS-FEMを用いてき裂の進展解析を行った.PDS-FEMは不連続な基底関数を用いて空間を離散化する数値解析手法である.基底解析の不連続面に沿ってき裂の進展を再現することが可能であるため,メッシュの再構成や特殊なペナルティ関数を導入することなしにき裂の進展解析を行うことができる計算手法であり,動的な問題への拡張も容易である.本年度はき裂面の摩擦を再現するモデルを導入し,静的な光弾性実験により得られた干渉縞パターンを数値解析を用いて再現することに成功した.また動的な問題に拡張した解析手法を3次元内部き裂の進展解析に適用して実験結果と比較した.両者は定性的に良好な一致を見せた.本年度の研究では,解析と実験の双方を行った.各々の実施状況は以下の通りである:[実験の実施状況]本年度は熱可塑性をもつ材料であるパラフィンワックスを用いて20mm×10mm×0.2mmの薄板を作成した.供試体型枠中央部に載荷軸と45度の角度をもつように薄板を固定し.型枠にエポキシ樹脂を流し込む.樹脂硬化後に加熱処理によってパラフィンワックスを除去することにより,中央部にき裂をもつ50mm×50mm×10mmの矩形供試体を作成した.作成された供試体を用い一軸圧縮試験を行った.供試体中の応力場は光弾性実験装置を用いて供試体中の応力場を干渉縞として可視化され,き裂の進展状況とそれに伴う応力分布の変化を超高速ビデオカメラを用いて画像計測した.その結果,き裂の進展は初期き裂の方端から発生し,両端から同時にき裂の成長が開始する例は観測されなかった.先行き裂の進展開始に伴って解放される応力が応力波として供試体内部を伝播するが,伝播した応力波が供試体表面で反射し,初期き裂のもう一方の端部に到達する.この応力波により,もう一方の端部からもき裂の進展が開始することが確認された.衝撃破壊試験等でみられるように,供試体中を伝播する応力波がき裂の進展挙動に大きな影響を与えることは知られているが,本年度の研究により複数のき裂が成長する状況ではき裂の進展により解放される応力波が他のき裂の進展挙動に影響を与えていることが確認された.[解析の実施状況]本研究では2次元解析にはX-FEM,三次元解析にはPDS-FEMを用いて解析を行う予定である.本年度は先ず予備実験として,厚さ0.05mmのき裂をもつ供試体の圧縮試験を行い,内部の応力状況を干渉縞として可視化した.実験結果と解析結果の比較から,圧縮荷重下でのき裂周りの応力分布を再現できる解析手法の構築を試みた.研究の目的を達成するために不可欠な,き裂の不安定成長を実験的に検証するための実験手法の開発に成功している。また数値解析手法の文献調査にも着手しており,おおむね順調に進展しているといえる.25年度が最終年度であるため、記入しない。本課題を達成するための実験的課題として,(1)中心部に亀裂をもつ矩形供試体の作成(2)き裂の進展状況と進展に伴う応力場の変化を可視化し,記録する実験装置の2点が必要である.
自律性を育成する道徳教育―「議論する道徳科」と社会統合の視点

当初計画していた小学校での協働研究は小学校の事情と私の個人的事情により実施することができなくなった。そのため議論する道徳科授業の基礎となる理論研究を行った。明治の教育制度において西欧近代思想に基づく道徳理念が輸入されたものの、そこには我が国の歴史的独自性がある。国家主導による近代化推進を目的として道徳教育を国民統一の手段に用いたこと、近世以降の伝統的共同体規範が政治、経済、家庭や地域社会といった領域において今なお機能していることなどから「議論する道徳授業」の社会的基盤は乏しい。「議論する道徳科授業」の推進が、経済のグローバリズム、産業資本主義から認知資本主義への変化といった世界情勢に対応可能な人材育成を目的とした国家的要請であることは否定できない。その結果認知能力の高い一部の児童生徒のみ活躍し、家庭文化の階層間格差を反映して今まで以上に道徳授業への忌避感が増大する危険性がある。その一方で非認知能力としての道徳性が学力達成とライフコースの格差是正をもたらす可能性もある。就学前から高等学校までの道徳性発達を系統的、計画的に指導することによって教育の機会均等を下支えすることが可能である。それは国家と家庭教育の独自性に整合性をもたらす教育政策であり、個の自律性と多文化を前提とした社会統合を可能にするものである。その意味で「議論する道徳科授業」を実施することそのものが、社会的連帯を拡大し続けるための政治実践である。今後の課題は「議論する道徳科授業」について教育内容と方法を具体的に研究開発することにある。公立の義務教育段階の小・中学校は広く地域の児童生徒を対象としており、多様な家庭文化を背景に教育が実施される。異なることを承認可能とする個の自律性を育成し、集団の共通性を新たに編み直す道徳教育を実践するための絶好の場であると考える。約50名の協力研究員(教員)による月1回の定例研究会を実施し、「自律的な学習者」を育成する実践的指導力について、理論と指導技術の研修をおこなった。道徳教育に限定した研究会でないことが、かえって学校の教育活動全体でおこなうとされる道徳教育の条件に適うと考えている。「自律的な学習者(autonomous learner)」という語について、本研究では政治哲学および経済学をふくむ幅広い観点からの概念規定を前提としている。定例研究会では政治・経済領域にかかわる社会状況を説明し、学校教育を歴史状況に位置づけ、学校という枠組みを超えた観点から「自律性」を育成する教育活動について議論することをめざした。並行して、小学校3校、中学校3校の教員研修を通して「自律性」の発達プロセス、教科における自律性を育成する教育方法、「議論する道徳」のためのコミュニケーション能力、実際の道徳授業を通した議論の方法などについて、参与観察による準備的な研究を実施した。小学校3校(A小、B小、C小とする)については、A小、B小の2校が恵まれた家庭の多い校区、C小が困難な状況の家庭の割合が多い校区である。A小、B小ともに低・中・高学年で1回ずつ算数の研究授業を実施した。C小では1年生を担任している新任教諭の教育実践に1年間通して授業参観および指導助言をおこない、本研究のテーマに即して成果の検証をおこなった。中学校3校(D中、E中、F中とする)については、D中、E中の2校が恵まれた家庭の多い校区、F中が他の2校と比較して困難な状況の家庭の割合が多い校区である。各校における研究授業の実施回数は、D中が理科と数学で2回、E中が社会と総合的な学習の時間で2回、F中が国語と道徳の2回であった。校区性や教科の特徴を超えて、小集団における議論を通した学びの成立という観点から事前、事後の指導助言をおこなった。研究は概ね順調に計画どおりに進んでいる。研究開始初年度の平成28年度は大きく2つの研究を計画していた。一つは、協力研究者(小・中・高等学校教員)によるアクション・リサーチ実施に向けたスキルの研修、他の一つは、「自律的学習者の育成」と「考え、議論する道徳授業」に関するフィールド・ワークを通したデータ収集である。前者については、毎月1回の定例研究会を通して、思考技術ツールに関する理論研修(マインド・マップ、タイム・マネジメント等)とワークショップ、授業力についての理論研修(授業のバックワード・デザイン等)とワークショップ等を実施した。協力研究者は初年度から自分の教育活動にこれらのスキルを活用して研究の試行段階に入っている。後者については、計画立案時よりも多くの研究協力校を確保でき、発達年齢の異なる児童生徒を対象にできるようになるとともに、複数教科で道徳性の発達と指導についての研究が可能となった。予測されたことではあるが、校区の違いによる環境要因が道徳性の指導に大きく影響することが、具体的事例とともに明らかになってきている。以上の実践研究を支える理論研究として、日本社会の分析に関する文献およびコミュニケーションに関する哲学や社会学の文献について整理した。現在の日本社会の経済的側面が大人と子どもの道徳性に与える影響を知ることは学校教育の方向性を定める上で非常に重要である。同時に、コミュニケーションの原理的論考であるデイヴィドソンの三角測量概念を研究し、社会の変化に左右されない倫理的能力を育成する道徳授業の可能性についても探り始めているところである。

国家主導による近代化推進を目的として道徳教育を国民統一の手段に用いたこと、近世以降の伝統的共同体規範が政治、経済、家庭や地域社会といった領域において今なお機能していることなどから「議論する道徳授業」の社会的基盤は乏しい。「議論する道徳科授業」の推進が、経済のグローバリズム、産業資本主義から認知資本主義への変化といった世界情勢に対応可能な人材育成を目的とした国家的要請であることは否定できない。その結果認知能力の高い一部の児童生徒のみ活躍し、家庭文化の階層間格差を反映して今まで以上に道徳授業への忌避感が増大する危険性がある。その一方で非認知能力としての道徳性が学力達成とライフコースの格差是正をもたらす可能性もある。就学前から高等学校までの道徳性発達を系統的、計画的に指導することによって教育の機会均等を下支えすることが可能である。それは国家と家庭教育の独自性に整合性をもたらす教育政策であり、個の自律性と多文化を前提とした社会統合を可能にするものである。その意味で「議論する道徳科授業」を実施することそのものが、社会的連帯を拡大し続けるための政治実践である。今後の課題は「議論する道徳科授業」について教育内容と方法を具体的に研究開発することにある。公立の義務教育段階の小・中学校は広く地域の児童生徒を対象としており、多様な家庭文化を背景に教育が実施される。異なることを承認可能とする個の自律性を育成し、集団の共通性を新たに編み直す道徳教育を実践するための絶好の場であると考える。2年目研究を推進するにあたり、研究対象をC小学校の3年生児童を中心に据えて参与観察を継続的に実施することを開始した。C小学校は教員、校長(以下P教員、Q校長とする)ともに本研究への協力に非常に積極的であり、授業参観や教員との面談について機会が多くとれる条件にある。昨年度、P教員は新任教員として1年生を担当し、全ての授業において低学年では道徳性の育成に結び付く教育活動であることが明らかになっている。今年度の担当学年は3年生であり、低学年での道徳性育成の違いと指導技術等の課題について、自律的学習者の育成という観点から研究を実施したい。Q校長は教育目標の見直しという観点から学校経営を行っており、それはP教員の授業を通した道徳性に関する教育活動に影響を与えている。P教員を中心とした研究であった昨年度から、今年度はQ校長の学校経営への指導助言を通して、ミクロ(授業)とマクロ(学校経営)をつなぐ領域において2年目研究を実施することを構想している。大学研究者と小・中学校教員との共同研究が成功するには、その研究内容が教員の日常の活動における切実な問題と関連していることが重要である。本研究が、大学研究者から現場教員に「研究テーマをおろす」という方法を採らない理由がここにある。実践研究の主体は協力者としての小・中学校教員(管理職を含む)である。教員を共同研究者としての努力へと向かわせるものは何かと考えるとき、教員が解決を願う現実的な教育課題にとって、本研究が役立つに違いないという理解と納得が不可欠である。
呼吸中枢ニューロンのリズム形成機序と神経伝達物質に関する研究

呼吸リズム形成の最も重要なステップと考えられる吸息から呼息への切り替え(吸息オフスイッチ:IOS)に焦点を絞り、NMDA受容体伝達機構との関係、迷走神経(VM)あるいは上喉頭神経(SLM)求心性刺激及び橋N.parabrachialismedialis (NPBM)刺激による誘発性IOSの伝達経路と関与する伝達物質について検討した.迷走神経性入力を遮断した動物にNMDAアンタゴニストのdizocilpineを静注すると、IOSが遅延した特異な持続性吸息(apneusis)となる.延髄腹側呼吸群(VRG)ニューロンにおいては、活動電位発射が著しく減少し、呼吸周期に同期して発現する興奮性及び制御性シナプス後電位(EPSPs,IPSPs)が共に抑制された.この時、抹梢神経求心刺激を加えると、吸息が中断して呼息に切り替わり、これに伴ってVRGニューロン及び出力系の喉頭運動ニューロンにそれぞれ特異なパターンとタイミングでEPSPsとIPSPsが出現する。これら誘発性EPSPsはAMPA作動性であり、IPSPsはGABA-A作動性であることが明らかになった.また、dizocilpineの静脈内投与により、NPBM刺激のIOS誘発閾値は上昇するが迷走神経刺激のIOS誘発閾値は低下した.これらの成績から、自発性と誘発性のIOSの発現機序および関与するニューロンが異なること、NMDA伝達機構は橋を経由するIOS発現回路に関与することが示唆された.呼吸リズム形成の最も重要なステップと考えられる吸息から呼息への切り替え(吸息オフスイッチ:IOS)に焦点を絞り、NMDA受容体伝達機構との関係、迷走神経(VM)あるいは上喉頭神経(SLM)求心性刺激及び橋N.parabrachialismedialis (NPBM)刺激による誘発性IOSの伝達経路と関与する伝達物質について検討した.迷走神経性入力を遮断した動物にNMDAアンタゴニストのdizocilpineを静注すると、IOSが遅延した特異な持続性吸息(apneusis)となる.延髄腹側呼吸群(VRG)ニューロンにおいては、活動電位発射が著しく減少し、呼吸周期に同期して発現する興奮性及び制御性シナプス後電位(EPSPs,IPSPs)が共に抑制された.この時、抹梢神経求心刺激を加えると、吸息が中断して呼息に切り替わり、これに伴ってVRGニューロン及び出力系の喉頭運動ニューロンにそれぞれ特異なパターンとタイミングでEPSPsとIPSPsが出現する。これら誘発性EPSPsはAMPA作動性であり、IPSPsはGABA-A作動性であることが明らかになった.また、dizocilpineの静脈内投与により、NPBM刺激のIOS誘発閾値は上昇するが迷走神経刺激のIOS誘発閾値は低下した.これらの成績から、自発性と誘発性のIOSの発現機序および関与するニューロンが異なること、NMDA伝達機構は橋を経由するIOS発現回路に関与することが示唆された.迷走神経性入力を遮断したネコに、興奮性アミノ酸受容体サブタイプの一つであるNMDA-受容体のアンタゴニスト(dizocilpine,ketamine)を静脈内に投与すると、呼吸中枢活動の周期が変化して吸息性放電が著しく延長した持続性吸息(apneusis)となる。この現象は、呼吸リズム形成機構における吸息から呼息への切り替え(吸息オフ・スイッチ;IOS)が遅延したためであり、このプロセスにNMDA-受容体が関与していることを示している。呼吸中枢神経回路においてIOSに関連する二つのタイプのニューロン、呼吸性ニューロンと漸減型呼息性ニューロン、の細胞内電位および入力抵抗測定の結果、NMDA-受容体遮断によるapneusisでは、両タイプのニューロンともに活動相(脱分極)ならびに非活動相(過分極)電位の振幅が減少し、入力抵抗が著明に増加することが判明した。この事実から、NMDA-受容体はこれらのニューロンの活動期と非活動期のいずれにも関与しており、前者は記録ニューロンに対する直接作用であり後者は前シナプス性抑制性介在ニューロンを介する間接作用によるものと考えられた。一方、apneusisはGABA-B受容体アンタゴニスト(baclofen)の静脈内投与でも発現することから、IOSにはGABA-B受容体を介する伝達機構も関与する可能性が高い。本年度は、baclofenについても、呼吸中枢ニューロンに直接適用して、シナプス後膜に対して抑制作用を示すことを明らかにした。さらに、NMDA-受容体チャンネルを活性化する脱分極性電位の発生機序の一つとして、high-voltage-activated calcium-currentsの存在を強く示唆する成績を得た。これまでの研究により、呼吸中枢における呼吸リズム形成過程の鍵となる吸息から呼息への切り替え(吸息オフ・スイッチ;IOS)のプロセスに、NMDA-受容体およびGABA-B受容体が関与していることが明らかになってきた。本年度は、呼吸中枢神経回路においてIOSに関連する二つのタイプのニューロン、すなわち吸息性ニューロンと漸減型呼息性ニューロン、の細胞内電位を記録しつつ迷走神経および上喉頭神経求心線維の電気刺激によりIOSを誘発し、両タイプの呼吸性ニューロンに誘発される興奮性および抑制性シナプス後電位(EPSP,IPSP)に関する電気生理学的および薬理学的研究を行った。呼吸中枢の総合出力である横隔神経の呼吸性活動を指標にして検討したところ、IOSの誘発閾値が吸息位相の初期・中期・後期で異なっており、またIOSには可逆的なプロセスと非可逆的なプロセスのあることが明らかとなった。

吸息性ニューロンにおいては、可逆性IOSに対応して長潜時のIPSP(集合性IPSP_s)が記録され、非可逆性IOSに対応して長潜時のIPSP波に続いて呼息第1相に相当する深い過分極電位(post-inspiratory hyperpolarization)が記録された。一方、呼息性ニューロンにおいては、可逆性および非可逆性IOSに対応して長潜時EPSP波および呼息第1相性脱分極(post-inspiratory depolarization)が記録された。さらに、呼息性ニューロンに誘発されるIPSP_sにはGABA-A受容体が関与しており、呼息性ニューロンのEPSP_sにはAMPA受容体が関与している可能性の高いことが示唆された。次年度は、IOSに関連する誘発性シナプス後電位の伝達経路および関与する伝達物質についてさらに研究を進める予定である。呼吸リズム形成の最も重要なステップと考えられる吸息から呼息への切り替え(吸息オフスイッチ:IOS)に焦点を絞り、NMDA受容体伝達機構との関係、迷走神経(VM)あるいは上喉頭神経(SLN)求心性刺激及び橋N.parabrachialismedialis(NPBM)刺激による誘発性IOSの伝達経路と関与する伝達物質について検討した.迷走神経性入力を遮断した動物にNMDAアンタゴニストのdizocilpineを静注すると、IOSが遅延した特異な持続性吸息(apneusis)となる.延髄腹側呼吸群(VRG)ニューロンにおいては、活動電位発射が著しく減少し、呼吸周期に同期して発現する興奮性及び抑制性シナプス後電位(EPSPs,IPSPs)が共に抑制された.この時、末梢神経求心刺激を加えると、吸息が中断して呼息に切り替わり、これに伴ってVRGニューロン及び出力系の喉頭運動ニューロンにそれぞれ特異なパターンとタイミングでEPSPsとIPSPsが出現する.これら誘発性EPSPsはAMPA作動性であり、IPSPsはGABA-A作動性であることが明らかになった.また、dizocilpineの静脈内投与により、NPBM刺激のIOS誘発閾値は上昇するが迷走神経刺激のIOS誘発閾値は低下した.これらの成績から、自発性と誘発性のIOSの発現機序および関与するニューロンが異なること、NMDA伝達機構は橋を経由するIOS発現回路に関与することが示唆された.
透明化技術を用いた肝臓内部可視化による移植後膵島の研究

不安定な1型糖尿病の治療法として近年日本でも膵島移植が注目されている。膵島移植は門脈を介した移植のため、膵臓移植と比べて非常に侵襲性の低い細胞移植療法であり、欧米ではすでに標準的な治療法となっている国もある。一方で、膵島移植の課題の一つに門脈注入後の低い膵島の生着率があり、その原因・メカニズムの解明が必要であるが、門脈注入後は移植された膵島を直接観察できなくなることが大きな障害になっている。そこで、近年大きな発展を遂げている臓器の透明化技術に着目し、センチメートル単位で観察可能なシートレーザー蛍光顕微鏡と併せて用いることで、マウス肝臓内部を可視化し、マクロ視野および微細構造の双方で3次元構造を保ったままで詳細な観察が可能になった。本研究では移植後膵島を3次元的に観察し、膵島の全体分布、生着、炎症、血管新生、免疫反応、膵島数の増減を経時的に検証を行う予定である。平成30年度においては、本研究の基礎的な手技でもある「マウス膵島の単離法」について更に改良が加えられ、一度に単離できる膵島数を大きく増加させることができるようになった。また、本年度は「PFAによる固定」と「TriotnX-100による組織の透過」を調節することで「肝臓の透明化と移植したGFP膵島の観察」を安定的に実現することが可能となった。加えて、かねてより課題とされていた「透明化臓器の免疫蛍光染色」に関しても染色法を確立し、強い再現性を得ることができるようになった。平成29年度はまず本研究の基礎的な手技でもある「マウス膵島の単離法」と「単離した膵島の移植法」に関してプロトコルの見直しを行い、手技の均一化とその再現性を高めることを目標として研究を行っていたが、どちらの課題においても進捗が見られ、概ね目標を達成できたため。具体的な方法としては、経門脈的に移植された膵島の挙動や変化を時間軸を追って観察するため、移植後急性期長期にわたってGFP膵島移植マウスを作成し、経時的にサクリファイスしたGFP膵島移植マウスより肝臓を採取する。採取した肝臓は内部を3次元的に観察するため肝臓全体を透明化し、ライトシートレーザー蛍光顕微鏡を用いて、肝臓内のGFP膵島の分布と移植後の膵島およびその周辺領域の経時的な変化を観察することを考えている。不安定な1型糖尿病の治療法として、近年日本でも膵島移植が注目されている。一方で、膵島移植の課題の一つに門脈注入後の低い膵島の生着率があり、その原因・メカニズムの解明が必要であるが、門脈注入後は、移植された膵島を直接観察できなくなることが大きな障害になっている。平成29年度はまず本研究の基礎的な手技でもある「マウス膵島の単離法」と「単離した膵島の移植法」のに関してプロトコルの見直しを行い、手技の均一化とその再現性を高めることを目標として研究を行っていた。「マウス膵島の単離法」については、本年度で大きく改善された。そのポイントとしては胆管へのカニュレーションの際に、カニューレーションチューブを予め伸ばして細くしておくことによって性差・個体差による胆管の広狭に対応できるようになった。これにより胆管へのカニュレーションの成功率が格段に上昇し、安定した膵島の採取が可能となった。「単離した膵島の移植法」については、移植部位を“門脈"からその下流あたる“上結腸静脈"に変更することで、移植後のマウスの致死が大幅に改善された。現在、実際にGFP標識されたマウス膵島を移植したマウスの肝臓を透明化し、マクロ視野での全体的な膵島分布の検証を始めている。

本研究では移植後膵島を3次元的に観察し、膵島の全体分布、生着、炎症、血管新生、免疫反応、膵島数の増減を経時的に検証を行う予定である。平成30年度においては、本研究の基礎的な手技でもある「マウス膵島の単離法」について更に改良が加えられ、一度に単離できる膵島数を大きく増加させることができるようになった。また、本年度は「PFAによる固定」と「TriotnX-100による組織の透過」を調節することで「肝臓の透明化と移植したGFP膵島の観察」を安定的に実現することが可能となった。加えて、かねてより課題とされていた「透明化臓器の免疫蛍光染色」に関しても染色法を確立し、強い再現性を得ることができるようになった。平成29年度はまず本研究の基礎的な手技でもある「マウス膵島の単離法」と「単離した膵島の移植法」に関してプロトコルの見直しを行い、手技の均一化とその再現性を高めることを目標として研究を行っていたが、どちらの課題においても進捗が見られ、概ね目標を達成できたため。研究の進捗は概ね予定通りであるため、平成30年度の研究は研究計画通り、主にマクロ視野での全体的な膵島分布と、移植後の膵島の経時的な変化を検証する予定である。具体的な方法としては、経門脈的に移植された膵島の挙動や変化を時間軸を追って観察するため、移植後急性期長期にわたってGFP膵島移植マウスを作成し、経時的にサクリファイスしたGFP膵島移植マウスより肝臓を採取する。採取した肝臓は内部を3次元的に観察するため肝臓全体を透明化し、ライトシートレーザー蛍光顕微鏡を用いて、肝臓内のGFP膵島の分布と移植後の膵島およびその周辺領域の経時的な変化を観察することを考えている。主な物品費の利用として実験動物であるヌードマウスを考えていたが、当該年度はあまり必要としなかったため。本年はマウスを用いた実験が大幅に増えることが予想されるので、生じた分の次年度使用額を含めた物品費の使用が見込まれる。平成30年度は、国際学会への参加を見送ったため旅費による研究費の使用が予定していた分よりも少なかったため。