hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
丘陵地森林の放射性物質の流出・循環の景観生態学的分析と里山の生態的再生の検討

福島第一原発事故による放射性Cs汚染に対する除染作業による里山森林生態系の反応を3年間継続測定した。137Csの初期沈着量は500kBq/m2だった。137Csの林冠から林床への供給は、2013年7kBq/m2だったのが2014年4.4kBq/m2に減少したが、2015年には4.7 kBq/m2に増加した。これは137Cs動態が平衡状態に移行しつつあることを示す。林床の137Cs蓄積量は有機物層除去で79%、リター除去で43%減少した。林冠から林床への137Cs供給はそれぞれ38%と33%減少した。処理効果は見られたが、有機物層下層の除去は可給態Csの減少にあまり貢献しなかったと考えられる。里山の環境回復を目指して、川俣町山木屋地区にて農家と共同で、2011年より景観レベルの放射性環境動態を調べてきた。その結果、放射線量は全体に減少していたが、大部分は物理的減衰に従っており、放射性物質の異所的移動は顕著でなかった。森林における土層深層への放射性Csの浸透は、事故当初の地表のリター被覆状況によって主に異なっていたが、A0層が発達した落葉広葉樹林では2013年でも6割以上A0層に残存していたのに対し、伐開地や林内放牧地等の攪乱地では48割A層に浸透していた。2013年には、A0層除去処理や木質チップ敷き均し処理等の環境回復試験を丘陵地斜面に広がる落葉広葉樹林(全1500m2)で行い、放射性Csの循環量・流出量の測定を始めた。L層除去処理では1アールあたり400kgの除去に1人日、A0層全層含む厳密除去処理では同じく1200kgの除去に3.5人日の作業を要した。L層除去によって林床の放射能は25割、空間線量率は12割減少するとともに、樹体内や林内雨の放射性Cs濃度の低下も見られた。A0層厳密除去処理によって、林床の放射能は9割近く、空間線量率は5割減少したが、土砂流出が大幅に増大した。A0層全除去区の土砂流出は著しく増え,林床処理後約5ヶ月間の137Cs流出率は1.67%となった。L層・F層除去区の同流出率は0.530.62%で,対照区の0.09%より大きかった。林床処理を行った区から流出した137Csの96%以上はリターと土砂でありこれらは試験区末端に設けた柵によって堰き止められた。堰き止められずに森林外へ流出した137Csのうち植物に吸収されやすい溶存態の濃度は対照区で9.5Bq/Lであるのに対し,L層・F層除去区で3.66.5Bq/L , A0層全除去区で2.1Bq/Lと低減した。福島県川俣町の里山二次林斜面に昨年設置した林床有機物層除去処理試験区にて、放射性Csの森林生態系循環と森林外流出に及ぼす影響を2年間モニタリングした。林地のCs量に対し、浸食や地表流による林外への流出率は対照区で0.06%と小さかったのに対し、林内雨・リターフォール等よりなる林地還元率は0.9%と10倍以上だった。林床処理区の2年目の林地還元量は対照区の6888%だった。林床処理後のリターと土砂の流出に伴うCs流出の増加は1年目で大きく2年目に低下した。林床処理区の2年目の流出量は対照区の80%390%と浸食防止措置の有無によって大きく異なった。林床処理区の地表流中の溶存態Cs濃度は対照区の3655%で、有機物層の有無が影響していた。対照区のコナラ・ミズナラとアカマツの幹木部の面移行係数は、それぞれ0.00128m2/kgと0.000153m2/kgで前者のCsの吸収が顕著だった。林床処理区の2年目の幹木部Cs濃度は対照区の6366%だった。葉と幹木部の放射能には強い相関関係があり、Csが樹液流動を通して主に運搬されていることを示唆した。土壌中の放射性Csの存在形態を逐次抽出法を用いて調査した。水溶性画分は有機物層でわずかにあるものの、鉱質土層ではほとんど存在しなかった。易分解性有機物結合態やイオン交換態が有機物層で3%、鉱質土層表層で2%しかなく、植物に吸収されやすい形態のCsの割合が少なかった。林床処理区の2年目のそれらの量は有機物層で対照区の1358%、鉱質土層で1756%と処理の程度に応じて削減されていた。林床へのチップ敷き均し試験の結果、チップ材によるCs吸収量は敷きならし後5ヶ月間までに増加し、その後あまり増えなかった。敷きならし後1年間にチップ材に吸収されたCs量は、チップ材敷きならし時に土壌全体に含まれていた量の45 %に相当した。福島県川俣町の農地に接する落葉広葉樹林において、137Csのストックとフラックスを2013年から継続測定した。林床有機物層除去処理区も設け、生態系の反応について調べた。

以下の数値はすべて2011年3月15日基準で半減期補正した。試験地にはトータル500kBq/m2の137Csが存在し、そのうち6%のみが地上部の樹体に担われているが、94%は地表の有機物層および土壌層に集積していた。林内雨と樹幹流中の137Csは、2014年1.2kBq/m2だったのが2015年は0.8kBq/m2に減少したが、リターフォール中の137Csは、2014年3.2 kBq/m2だったのが2015年は3.8kBq/m2に増加した。系外への137Cs流出量は2013年から2015年にかけていずれも0.3kBq/m2前後で大きな変化はなかった。熊手による有機物層部分除去区の林床137Cs集積量は対照区の55%だったが、リターフォール137Cs量は83%、林内雨137Cs量は約70%だった。137Csのコナラ幹辺材への固定量は肥大成長量が大きい個体ほど大きく、肥大成長量が大きい個体では、対照区0.40.7Bq/cm3に対して有機物層除去処理区の幹辺材固定量は0.10.5Bq/cm3に減少した。有機物層除去により林木吸収量が減り、林地供給量が減少したと考えられる。林地への木質チップ材施用が土壌中の放射性セシウム移行に与える効果を明らかにするため、平成25年から試験を継続した。チップ材敷き均し後1年間にチップ材に吸収されたrCs量はチップ材敷き均し時に下層のFH層や鉱質土層に含まれていたrCs量の45%に相当した。2年後のコナラの葉のrCs濃度は、チップ材を敷き均した区で47kBq/kg、敷き均していない区で0.73.5kBq/kgとチップ材敷き均しによって樹木への吸収が促進されたと考えられる。福島第一原発事故による放射性Cs汚染に対する除染作業による里山森林生態系の反応を3年間継続測定した。137Csの初期沈着量は500kBq/m2だった。137Csの林冠から林床への供給は、2013年7kBq/m2だったのが2014年4.4kBq/m2に減少したが、2015年には4.7 kBq/m2に増加した。これは137Cs動態が平衡状態に移行しつつあることを示す。林床の137Cs蓄積量は有機物層除去で79%、リター除去で43%減少した。林冠から林床への137Cs供給はそれぞれ38%と33%減少した。処理効果は見られたが、有機物層下層の除去は可給態Csの減少にあまり貢献しなかったと考えられる。目的に掲げた里山生態系の放射性セシウム動態の全容の解明がほぼ把握でき、予定していた試験の結果も得られたため。実績概要には書ききれていないが、山菜等の汚染状況把握についてもデータの蓄積が進み、復興目的のムラサキの栽培実験も成功した。27年度が最終年度であるため、記入しない。再生生態学平成27年度は事業最終年度のため、必要な計測を継続して残った課題事項を解決するとともに、全体のとりまとめを行う。具体的には、里山景観の放射性セシウム動態に関する数理モデルを作成し、森林処理の効果も含めて、将来の分布予測を行う。山菜汚染状況調査を進め、地域の放射能リスクマップを作成する。計画していた事項はすべて実行され、植物への放射性セシウムの移行や森林生態系循環量の見積もりなどで、当初予定していた以上に早く成果が得られたため。原則として、当初の計画調書通り研究を進める。一方で、避難区域の解除が進み、住民の生活復帰が現実的な課題となりつつあるため、その際に必要な林産物の汚染状況の評価についても研究対象とする。
積層結合型磁気渦を用いたスピントルク発振素子の高性能化

大幅な低消費電力化を実現する高周波発振器として磁気を用いたスピントルク発振器が注目されている。スピントルク発振器は非常に小さく、高い周波数を発振できる一方、熱安定性の向上が実用化へ向けての一つの課題となっている。本研究では温度変化に対しても安定して動作する発振器実現のため、磁気の特殊な構造である磁気渦構造および層間交換結合を採用することを提案し、熱安定性の向上を示した。また、これまでにない簡便な方法で温度に対する安定性を評価する、新しい手法を開発した。スピントルクオシレータは低消費電力で小型、かつGHz超の高い周波数で発振を実現するため、近年注目を集めている新規磁性デバイスの一つである。その実現には熱擾乱耐性およびQ値のさらなる向上が必要である。本研究では磁気渦構造に申請者が有する層間交換結合技術を応用し、微細化においても最高レベルの熱安定性および高性能なマイクロ波発振特性を有する微小スピンオシレータ素子を開発することを目的とする。磁気渦構造は一般に熱安定性が高いと考えられているが、その熱安定性を評価する方法は確立されていない。磁性体の熱安定性は磁気モーメントがどれだけ反転しやすいのかで評価される。従来の手法は主に2つ。1つは磁気モーメントが失われる時間を測定する方法。もう一つは反転する確率を測定する方法である。いずれの方法も磁気モーメントの反転を観測する必要があるが、磁気渦構造の場合、磁気渦コアの磁気モーメントの向きを判定するのは簡単ではないため、磁気渦構造の熱安定性を評価する手法として用いることはできない。そこで本研究では磁気渦コアの共鳴周波数からポテンシャル構造を決定する手法を提案し、その原理実証を行った。さらに実際に磁気渦発振素子を作製し、磁気渦の発振によるスペクトルの観測にも成功した。得られたスペクトルは従来のスピントルクオシレータのものと比較してQ値が高いことを実験的に示した。本研究では共鳴周波数を得るために従来のスピントルクダイオードとは異なる、ネットワーク・アナライザを用いた新規測定手法を開発しており、これにより高い感度を実現している。本手法を用いれば、円形、三角形などの磁気渦素子に限らず、どのような形状、どのような構造の磁気渦素子においても、そのポテンシャル形状を読み取ることが可能であり、今後予定している層間交換結合膜においても十分応用できるものである。本研究は、高いQ値と優れた熱安定性を有する超低消費電力なナノスピントルク発信器の開発を目的として行った。より具体的には、円盤状強磁性体において安定化する磁気渦構造の優れた磁気共鳴特性に申請者のシーズ技術である層間交換結合を用いた熱安定性の増大技術を組み合わせ、高性能なスピンオシレーターを実現することをねらいとした。磁気渦構造は、高いQ値の安定した発振を可能にし、層間交換結合膜に形成される磁気渦では、熱安定性が飛躍的に向上し、発振周波数の増大をも可能とする。本研究により実現されるスピンオシレータは、3次元実装における無線通信素子としても利用可能なだけでなく、万能なマイクロ波素子として、様々なナノエレクトロニクスデバイスの高性能化に貢献することが可能である。本研究はおおまかに特殊な磁区構造である磁気渦構造および層間交換結合の2つのキーテクノロジーで構成される。今年度は安定した磁区構造を形成し、発振素子作成、および発振機能発現に成功した。作成した磁気渦素子の発振部はPy/Cu/Pyの三層構造で構成され、膜面垂直方向にバイアス電流を流すことにより、スピンの励起、発振を実現した。発振によって得られる交流信号はバイアスティーを介して取り出し、スペクトルアナライザを用いて発振スペクトルを観測した。得られた発振スペクトルは面内に印加された外部磁界および電流に依存して、スペクトル形状、発振周波数を変化させ、バイアス電流の増加に伴い周波数が増加する、磁気渦特有の周波数の電流依存性を示した。得られた周波数は最大で3GHzと高い周波数を実現し、また線幅⊿fはおよそ3MHzと非常に急峻なスペクトルを得ることに成功した。本結果は磁気渦の有する高い熱安定性およい高いQ値を実験的に示すものである。本研究の目的は磁気渦構造と層間結合の2つのキーテクノロジーを組み合わせて、高い熱安定性、高いQ値を有するスピントルク発振素子を実現することである。本年度はすでに磁気渦構造を利用した高い周波数、高いQ値を有するスピントルク発振素子を作成し、実証することに成功している。そのため現在までの達成度を「当初の計画以上に進展している」とした。本研究達成に向けた大きな課題は2つ、1つは層間交換結合を有する磁気渦構造の形成、もう一つは磁気渦の発振の実現である。研究実績の概要にあるように、本年度は発振部がPy/Cu/Pyで構成される磁気渦素子を作成し、バイアス電流を印加することで、磁気渦の発振素子実現を達成している。

今後の研究の推進方策として、磁気渦が層間交換結合した素子を発振部とする素子を作成し、発振スペクトルのさらなる高周波化、高い熱安定性を実現する。より具体的には従来のPyCuPyのCuをRuに置き換え層間結合強度の増大を検証し、さらにPyRuPyRuPyの5層構造にすることにより、層間結合膜を有し、磁気渦構造を有する発振素子を実現する。今年度に計上した高周波信号増幅器は得られる発振スペクトルが小さいことを予測したものであったが使用したスペクトルアナライザの高機能性および得られた発振スペクトルが予想以上に大きかったため、現在のところ必要性に迫られていない。代わりに、当初の予定よりRuなどの材料消耗が急激になること、それに伴い基板消費量の増大が予想されるため、研究費目をこちらを重点においた内容になると思われる。
神経変性疾患におけるDNA修復能の検討と修復促進による治療基盤の確立

若年性劣性遺伝性パーキンソン病(ARJP)における異常遺伝子培養線維芽細胞ではDNA損傷の蓄積があり、正常Parkin遺伝子導入によって培養細胞生存率が向上することが判明した。Parkinがcyclin Eを基質とすることを証明し、患者細胞ではcyclin Eの細胞内含量の上昇によって、細胞周期の制御に変調をきたし、異常中心体を持つ細胞頻度が増加した。これから、患者細胞の発がんリスクも上昇する可能性を示唆した。治療戦略のひとつとして、アンチセンス法によってARJP細胞の生存率を向上することができた。さらに、遺伝性小脳失調症(SCA14)において、ProteinkinaseCγが常染色体遺伝子小脳失調症の原因遺伝子アプラタキシンのリン酸化を亢進させ、核内欠乏をきたすことを証明した。本研究の目的は、遺伝子異常が確認されている種々の神経変性疾患、特にParkin関連パーキンソン病、SOD1関連筋萎縮性側索硬化症、アプラタキシン関連小脳失調症(EAOH)、ポリグルタミン病である常染色体優性小脳失調症Dentatorubropallidoluysian atrophy (DRPLA)に共通するDNA修復異常の有無について検討し、その関与がある場合には、治療に応用する事である。本年度はGFP融合DNA修復蛋白のクローニングおよび、DNA修復をリアルタイムで定量することを検討した。ligase III,FEN1,PCNA,XRCC4,ligase IVの特異的配列を持つプライマーを作製し、HeLa細胞あるいはヒト神経芽細胞腫SK-N-MC細胞よりRNAを抽出後逆転写し、fidelityの高いポリメラーゼによりPCR増幅、その断片をpEGFP-N1,-C1、dsRed2またはdsRed-monomer-N1,-C1およびtagのないpcDNA3ベクターに挿入し、全長cDNAをクローン化した。クローン化されたcDNAも同様にdsRed系やpcDNA3に挿入した。また、配列をシークエンスにより確認した。本研究の目的は、遺伝子異常が確認されている種々の神経変性疾患、特にParkin関連パーキンソン病、SOD1関連筋萎縮性側索硬化症、小脳失調症、ポリグルタミン病に共通するDNA修復異常の有無について検討し、その関与がある場合には、治療に応用する事である。これまでに、Parkin遺伝子のエキソン4欠失ホモ接合体であるautosomal recessive juvenile Parkinsonism(ARJP)兄妹例から得た皮膚線維芽細胞の比較解析によって、軽症例(妹)細胞においてはスプライシングの過程でエキソン3がさらに失われ翻訳フレームが修正されることが判明した。その結果、産生される変異Parkin蛋白(PaDel3, 4)が、本来は細胞質蛋白であるにもかかわらず、ユビキチンリガーゼ活性を保持したまま核内へ移行することを確認した。酸化的ストレス存在下の患者細胞において、PaDel3, 4は核内でサイクリンEのユビキチン化と分解を促進し、細胞周期の進行を遅らせ、DNAを修復して細胞死を抑制することを証明した。一方、重症例(兄)細胞では、Parkin蛋白欠落のためサイクリンE等が過剰発現し、DNA修復を低下させ細胞死を増強することが判明した。今年度はこの知見が酸化的DNA損傷のもう一つの修復機構であるヌクレオチド除去修復にも有効であるか検討した。モデルDNA損傷として紫外線誘発の2種類のピリミジン2量体型損傷を採用し、照射後24時間の修復動態を調べた結果、正常細胞および2種類の患者細胞間で有意な差異がなかった。また、紫外線による細胞死についても3種類の細胞間で差異がなかった。それ故、Parkin蛋白欠損細胞における酸化的ストレス高感受性はヌクレオチド除去修復機構によるDNA修復低下とは関係しないことが明らかになった。次に、細胞周期制御に異常を持つ患者細胞が酸化的ストレス処理後にゲノム不安定性を示すかについて、中心体の数的・形態的異常を基準に検討した。その結果、正常細胞<軽症例細胞<重症例細胞の順に異常中心体をもつ細胞頻度が増加した。この結果は、ARJP患者は神経変性に加え発がんリスクも上昇している可能性を示唆する。
DNA配列特異的ミスマッチ認識能を有する人工マルチ亜鉛フィンガー蛋白質のデザイン

研究計画に沿いぐ亜鉛フィンガー蛋白質のドメイン間をつなぐリンカー配列におけるDNA結合への寄与に関する研究を進めてきた。典型的な亜鉛フィンガー蛋白質ではアミノ酸配列TGEKPが高度に保存されている。いくつもの亜鉛フィンガードメインを含む天然のマルチ亜鉛フィンガー蛋白質においては、このTGEKPリンカーの保存度があまり高くない。従って、長鎖DNA配列の認識において重要となるマルチ亜鉛フィンガー蛋白質の創製においてTGEKPリンカーを用いることが有効な手段となりうるかを明らかにする必要がある。そこでTGEKPリンカーで各ドメインをつないだ15亜鉛フィンガー蛋白質を新規に作製しそのDNA結合を検討した。結果として、15亜鉛フィンガー蛋白質は15個すべてのフィンガーを用いてDNAの主溝にはまり込み約50塩基対の配列に結合することが明らかになった。このことは長鎖DNA認識を行う蛋白質の創製に有用な情報を提供すると考えられる。また、認識ドメインとリンカー配列の関係を明らかにするために通常3塩基を認識するフィンガードメインを2塩基のみ認識するタイプに変換した亜鉛フィンガー蛋白質をデザインし、そのDNA結合を検討した。亜鉛フィンガードメインの認識ヘリックスの-1番のアミノ酸をアラニンに置換した場合に2塩基による認識が可能であることが示された。この場合、隣接する亜鉛フィンガードメインの距離的関係を最適に保つためにリンカー配列の長さ、種類を検討する必要がある。典型的なTGEKPリンカーを伸長した場合を検討したが、結合親和性の低下がみられ、この場合においてはリンカー配列の伸長は有効な手段ではないことが示された。2塩基認識ドメインを含む亜鉛フィンガー蛋白質におけるリンカー配列が最適化されれば亜鉛フィンガーによるDNA認識パターンの拡張も期待され、今後の検討が必要であると考えられる。研究計画に沿い、亜鉛フィンガー蛋白質のドメイン間をつなぐリンカー配列におけるDNA結合への寄与に関する研究を進めている。亜鉛フィンガー蛋白質は転写因子複合体におけるDNA結合ドメインとしての役割をもっており主にDNA結合蛋白質としての機能が近年明らかとされてきている。DNAの主溝にはまり込む亜鉛フィンガー蛋白質の結合様式において典型的なリンカー配列であるTGEKPというアミノ酸配列は重要な役割を果たしている。一方でTFIIIAと呼ばれる9つのフィンガードメインをもつ亜鉛フィンガー蛋白質は特徴的なリンカー配列を有しており、そのDNA結合様式も典型的な亜鉛フィンガーのものとは異なる。これまでの研究においてSp1型亜鉛フィンガードメインを3つ連結した9フィンガー蛋白質Sp1ZF9にTFIIIA型のリンカー配列を導入することによってDNA結合様式が変わることが明らかとなっており、今年度の研究においてはTFIIIA型リンカー配列のSp1ZF9への導入位置によるDNA結合様式への影響を検討した。分子生物学的手法を用いた検討の結果、TFIIIA型リンカーをSp1ZF9のN末端、C末端に導入した場合のいずれにおいても基質DNAでの認識部位に変化は見られなかった。しかし、TFIIIA型リンカーを導入した部分の亜鉛フィンガードメインはDNA結合に関与しなくなることを合わせた考察より2つの9フィンガー蛋白質はそれぞれTFIIIA型リンカー配列を導入した部分とは離れた位置のフィンガードメインを用いてDNA結合を行うことが予想された。今回の研究により得られた結果は、異なるリンカー配列導入という新たな亜鉛フィンガー蛋白質のデザインでの今後の研究の展開において基となる情報を提供するものである。研究計画に沿い,亜鉛フィンガータンパク質のドメイン間をつなぐリンカー配列におけるDNA結合への寄与に関する研究を進めている。亜鉛フィンガータンパク質のDNA結合は連続したDNA配列に対する配列特異的な認識に重点をおかれて研究が進んできた。ファージディスプレイ法を中心とした研究により任意のDNA配列を認識する亜鉛フィンガータンパク質の創製が可能となってきている。亜鉛フィンガータンパク質は亜鉛イオンを配位してββα構造にフォールドした亜鉛フィンガードメインによって構成され、αヘリックスがDNA認識に重要な役割を果たしている。各亜鉛フィンガードメインはアミノ酸5残基からなるリンカー配列で連結されている。筆者らはこれまでにリンカー配列がDNA結合において大きく影響することを明らかにした。今年度の研究においてはリンカー配列を延長することで不連続な認識配列に対して特異的に結合する新規亜鉛フィンガータンパク質の創製を試みた。Sp1亜鉛フィンガータンパク質はGC配列を特異的に認識し、結合することが知られている。亜鉛フィンガードメインは1ドメイン当たり3塩基のDNA配列を認識することができ、Sp1の3フィンガータンパク質は9塩基を認識する。Sp1のGC認識配列中にAT塩基対を導入することで不連続な認識配列とした。リンカー配列の延長にはフレキシブルなアミノ酸配列であるGly-Gly-Serを基にした配列を2-4残基挿入した。リンカー配列を延長したSp1亜鉛フィンガータンパク質は認識配列に導入したAT塩基対が延長したリンカーの位置と一致する配列を特異的に認識することがゲルシフト法によって明らかになった。また、その特異性はBIACOREを用いたSurface Plasmon Resonanceによっても示された。フットプリント法では延長したリンカー配列がAT塩基対の部分に位置している可能性が示された。今回の研究によって得られた結果は人工亜鉛フィンガータンパク質の認識コードの拡張に新たな可能性を提供するものである。

従って、長鎖DNA配列の認識において重要となるマルチ亜鉛フィンガー蛋白質の創製においてTGEKPリンカーを用いることが有効な手段となりうるかを明らかにする必要がある。そこでTGEKPリンカーで各ドメインをつないだ15亜鉛フィンガー蛋白質を新規に作製しそのDNA結合を検討した。結果として、15亜鉛フィンガー蛋白質は15個すべてのフィンガーを用いてDNAの主溝にはまり込み約50塩基対の配列に結合することが明らかになった。このことは長鎖DNA認識を行う蛋白質の創製に有用な情報を提供すると考えられる。また、認識ドメインとリンカー配列の関係を明らかにするために通常3塩基を認識するフィンガードメインを2塩基のみ認識するタイプに変換した亜鉛フィンガー蛋白質をデザインし、そのDNA結合を検討した。亜鉛フィンガードメインの認識ヘリックスの-1番のアミノ酸をアラニンに置換した場合に2塩基による認識が可能であることが示された。この場合、隣接する亜鉛フィンガードメインの距離的関係を最適に保つためにリンカー配列の長さ、種類を検討する必要がある。典型的なTGEKPリンカーを伸長した場合を検討したが、結合親和性の低下がみられ、この場合においてはリンカー配列の伸長は有効な手段ではないことが示された。2塩基認識ドメインを含む亜鉛フィンガー蛋白質におけるリンカー配列が最適化されれば亜鉛フィンガーによるDNA認識パターンの拡張も期待され、今後の検討が必要であると考えられる。
Src関連がん原遺伝子産物の活性制御におけるチロシンキナーゼCskの役割

Src関連チロシンキナーゼは、情報伝達系でトランスデューサーとして機能すると考えられているが、その本来の存在意義は未だに明らかでない。一方でSrcキナーゼは特定のチロシン残基のリン酸化、脱リン酸化によって活性調節されることが知られ、情報伝達のスイッチオン、オフに関わっていると考えられている。我々は、主にオフを司る特異的なチロシンキナーゼCskを発見し、その機能解析を進めてきた。最近では、相同組換え法によってCskを欠損したマウスの作製に成功し、CskがSrc型キナーゼの必須の制御因子であることを証明した。本研究では、Csk欠損マウスより細胞を株化し、個体で見られた異常(胎児の発達不全、細胞死などの)の分子レベルでの解析を行った。Csk欠損のみでは細胞を不死化出来なかったので、がん抑制遺伝子p53を欠損したマウスと交配して、Csk-p53欠損マウス胚より細胞株を樹立した。Csk欠損細胞では、Src型キナーゼの著しい活性化がみられ、それに伴って以下のような形質が観察された。1)細胞内蛋白質のチロシンリン酸化レベルの亢進が認められ、特にコルタクチン、パキシリン等の細胞骨格系と関連した蛋白質のリン酸化が顕著であった。2)アクチンストレスファイバーの形成が不全であり、細胞外基質との接着が弱い傾向を示した。3)増殖に対して接着阻害効果が見られるが、Csk発現細胞に比べてかなり高密度に増殖した。4)しかし、ソフトアガー中で有意なコロニー形成能は示さなった。これらの形質は、細胞が部分的ではあるが形質転換していることを示していた。また、Csk欠損によりSrcの発現の著しいダウンレギュレーションが見られ、完全な形質転換が抑制されている原因の一つと考えられた。現在、これら細胞で得られた情報の生体レベルでの確認を進めている。
シヌクレイノパチーにおける消化管病理のスペクトラム：中枢病変との相関を解析

シヌクレイノパチーである多系統萎縮症(MSA)の腸管ニューロンの病理変化を検討するため、MSA3例の剖検標本を用い、小腸の4 μm厚のスライスにおける核小体を有する腸管ニューロンにおいて、胞体面積と核の断面積を画像解析ソフト(cellSens ver. 1.6)にて解析した。MSAにおける筋層間神経叢の腸管ニューロンの計測結果は、胞体面積が115.9±4.8 μm2、核面積が50.0±1.6 μm2であり、これらは年齢を合わせたコントロールと比して明らかに小さかった(P<0.0001)。粘膜下神経叢では有意な差は見られなかった。MSAの筋層間神経叢の腸管ニューロンは萎縮している可能性がある。背景:昨年度は、消化管運動を調節するホルモンとして知られているグレリンの分泌機能が、シヌクレイノパチー(多系統萎縮症)症例では障害されることを見出し報告した(J Neurol 2013 Aug;260(8):2073-7)。この研究成果は、消化管からのグレリン分泌に関与する自律神経あるいは腸管神経の障害を示唆する点で重要である。この結果を受けて、グレリンの作用と拮抗するホルモンであるレプチンの分泌に病的な変化が及んでいるかを検討する必要性が生じる。末梢脂肪組織より分泌されるレプチンは、視床下部に作用して食欲を抑制し、また、交感神経を刺激し血圧を上昇させ、エネルギー消費増大をもたらす。レプチンの機能不全は、起立性低血圧の要因になり得るとされている。レプチンは、多系統萎縮症の自律神経症状の中核である起立性低血圧の発症に関与するか、を検討する必要がある。方法:多系統萎縮症30例、疾患コントロールとして進行性核上性麻痺と大脳皮質基底核変性症を合わせて24例、コントロール24例において、早朝空腹時の血清レプチンをRIA法にて定量し、体格指数(BMI)との相関を検定した。MSAでは、血清レプチン値と起立後血圧の収縮期低下幅ならびに拡張期低下幅との相関を検定した。結果:MSAでの血清レプチン値は5.6±0.7 ng/mlであり、疾患コントロール(4.6±1.2 ng/ml)ならびにコントロール群(6.0±1.1 ng/ml)と比較して有意差は無かった。多系統萎縮症の血清レプチン値とBMIは明らかに相関した(r=0.44, P=0.01)。多系統萎縮症における血清レプチン値と起立後血圧の収縮期低下幅(P=0.7)ならびに拡張期低下幅(P=0.8)との相関はなかった。結論:今回の検討では、多系統萎縮症患者においてレプチン分泌低下は見られなかった。レプチン分泌とBMIとの相関も保たれていた。多系統萎縮症の起立性低血圧におけるレプチン分泌の関与は否定的であった。目的:シヌクレイノパチーにおける消化器症状とグレリン分泌異常との関連を検討する。方法:多系統萎縮症(MSA)30例、疾患コントロールとして進行性核上性麻痺(PSP)/大脳皮質基底核変性症(CBD)24例、正常コントロール24例における消化器症状の定量的評価と血漿グレリン定量を行った。血漿アクティブグレリンとデスアシルグレリンは、早朝空腹時の血漿を用いてELISAにて定量し、アクティブグレリン/総グレリン比を評価した。自覚的な消化器症状の程度は、7項目の症状を点数化するSCOPA-AUT消化器領域の質問票を用いて評価した。結果:MSAのアクティブグレリン/総グレリン比は、PSP/CBDならびに正常コントロールに比して明らかに低下していた。MSAのSCOPA-AUT消化器領域のスコアは、PSP/CBDならびにコントロールよりも明らかに高値であり、MSAの自覚的消化器症状は他のグループより重症であった。MSAではアクティブグレリン/総グレリン比とSCOPA-AUT消化器領域のスコアとに明らかな逆相関が見られ、アクティブグレリン/総グレリン比が低いほど消化器症状が重症である傾向が見られたが、他のグループではそのような相関関係は見られなかった.結論:MSAの消化器症状にはアクティブグレリン/総グレリン比の低下が関与するものと考えられた。今後は、MSAのグレリン分泌異常のメカニズムに関連する自律神経系の病理変化、あるいは消化管神経叢における病理変化を明らかにする必要がある。現在、MSAの消化管神経叢における神経細胞萎縮を証明するため、画像解析ソフトを用いた神経細胞計測のための予備実験を進めている。

多系統萎縮症(MSA)の消化管神経叢におけるシヌクレイノパチー病理を検索するため、MSA3例(剖検例)の食道、胃、十二指腸、小腸、大腸の剖検標本を用いてリン酸化アルファシヌクレイン染色を行ったが、陽性を示す構造物は発見できなかった。また、腸管ニューロンの脱落・減少の検討を試みたが、壁内に網状に存在する消化管神経叢のニューロン数を連続切片で評価することは困難であった。次に、腸管ニューロンの萎縮を検討するため、同じくMSA3例の剖検標本を用い、小腸の4 μm厚のスライスにペリフェリン免疫染色を施し、核小体を有する腸管ニューロンにおいてペリフェリン陽性の胞体面積と核の断面積を画像解析ソフト(cellSens Ver. 1.6)にて解析した。疾患コントロールとして年齢を合わせた筋萎縮性側索硬化症(ALS)2例と中枢神経疾患を有しないコントロール3例を用いた。計測し得た筋層間神経叢の腸管ニューロン数は、MSA3例で149個、ALS2例で77個、コントロール3例で131個であった。MSAにおける筋層間神経叢の腸管ニューロンの計測結果は、胞体面積が115.9±4.8 μm2、核面積が50.0±1.6 μm2であり、ALSの胞体面積の263.6±13.6 μm2 (P<0.0001)と核面積の70.3±3.5 μm2 (P<0.0001)、ならびにコントロールの胞体面積の255.7±10.6 μm2 (P<0.0001)と核面積の76.3±2.6 μm2 (P<0.0001)と比して明らかに小さい結果となった(データの表示は平均値±標準誤差)。粘膜下神経叢の腸管ニューロンついても同様の検討を行ったが、これについてはMSAとALSならびにコントロールとの間で有意な差は見られなかった。これらの結果から、MSAの消化管神経叢ではシヌクレイノパチー病理は明らかではなかったものの、腸管ニューロンは筋層間神経叢において萎縮を示している可能性が提起された。この結果は、MSAの消化管機能障害に関与する病態の一端を示しているものと考えられる。医歯学系これまでは、シヌクレイノパチーの腸管神経機能に影響する因子として、グレリン分泌異常の存在を見出しました。さらに平成25年度は、エネルギー代謝に重要な役割を演ずるレプチンが血圧維持に関与することに着目し、シヌクレイノパチー症例の血圧異常とレプチン分泌との関連を検討し、陰性所見ではありますが有用な知見を得ました(論文作成中)。このように現在まで、本研究プロジェクトでは新しい知見の集積ができており、研究はおおむね順調に進展していると考えます。シヌクレイノパチーにおける消化器症状の病態に、グレリン分泌異常が関与することを明らかにし、この研究成果は論文にて公表予定である。また、シヌクレイノパチーの消化管病理に関する予備実験も順調に進んでいる。現在、シヌクレイノパチー症例での腸管神経病理の検討を進めています。これまで、パーキンソン病の腸管神経ではレビー小体病理の存在が知られていますが、現在進めている多系統萎縮症の腸管神経では、特異的な病理学的マーカーを見出すことができておりません。そのため、定量的あるいは半定量的病理検索にて、多系統萎縮症の腸管神経の病変を明らかにする必要性を考えます。しかし一般的に腸管神経においては、病理変化の定量的評価は極めて困難であります。今後は、新たなアイデアと手法で、腸管神経の病変を明らかにする必要があると考えております。シヌクレイノパチーにおける消化器症状の臨床的解析としては、パーキンソン病でのSCOPA-AUT消化器領域の評価と血漿グレリン定量をさらに進める。
胎児におけるレーザー照射後の創傷治癒過程の解析

妊娠14日のSlc:ICRマウスを開腹,子宮切開し,胎児の鼻・上口唇を子宮外に露出させ,この部分にアルゴン・レーザーを2ワット,1秒で,1ないし3回照射した。その後胎児を子宮内に完納し,子宮を縫合,閉腹した。術後胎児を経時的に回収し,照射野の創傷治癒過程を組織学的に観察した。1回照射では真皮深層にまで傷害が及んだ。白血球,リンパ球の炎症性細胞の出現は見られず,赤血球を貧食する多数のマクロファージを認めるのみであった。創面は壊死組織で覆われ,毛細血管の新生はほとんどなく,肉芽組織の形成も見られず,創は正常の組織構築を有する表皮と真皮の再生により治癒し,瘢痕は認められなかった。ヒアルロン酸は受傷後より出現し,創治癒までの全経過を通じ,また,閉創後も豊富に存在した。コラーゲンは,線維芽細胞の遊走が見られた時期にのみ一致して比較的多量に認められた以外,全経過を通じて疎であった。3回照射では真皮下部の軟骨組織にまで傷害が及んだ。組織学的特徴は1回照射とほぼ同様であったが,創は再生組織ではなく,瘢痕により充填された。出生後の創傷は,好中球の浸潤などの急性炎症を伴い,創は血管新生を伴う肉芽組織で充填され,コラーゲンが過剰沈着した瘢痕により修復される。本研究での所見は,この出生後の創傷治癒とは著しく異なる。これは胎児における,線維芽細胞やマクロファージなどの細胞自体の機能,TGF-betaなどのサイトカイン・増殖因子の動態,ならびにヒアルロン酸やコラーゲンなどの細胞外基質のturnoverとorganization,加えて,それら3者間における相互作用の特異性に基づくものと考えられる。本研究により,胎児外科において,レーザーメスが創傷治癒の点から有力な武器となり得ることが分かった。つた,胎児の無瘢痕性治癒の機序の解明がケロイドの根本的な治療薬の開発につながるものと確信する。妊娠14日のScl:ICRマウスをネンブタール腹腔内麻酔下に開腹、手術用顕微鏡下に子宮を切開し、胎仔の鼻・上口唇に、アルゴン・レーザーを2ワット、1秒で3回照射した。漏出した羊水の代わりに温めた乳酸リンゲル液を注入した後、子宮を手術用顕微鏡下に10-0ナイロン糸で縫合、閉腹した。術後1、2、4日で胎児を回収し、創部を肉眼的、組織学的に検索した。術後1日:周囲に出血斑を伴う広範な組織障害が肉眼的に観察された。組織学的には、著しい壊死、出血が認められた。炎症性細胞浸潤はリンパ球様の単核細胞を主体としていた。術後2日:肉眼的には創部の範囲は縮小していた。組織学的には、壊死組織の上を再生表皮が伸張している像が観察された。炎症性細胞浸潤は減少しており、線維芽細胞様の間葉細胞の増生と毛細血管の新生が認められた。術後4日:肉眼的には創部はわずかな変形を残し、完全に治癒していた。組織学的には、表皮形成は完了しており、真皮構築は比較的良好であった。レーザー照射後の組織

障害が広くかつ深かったにもかかわらず、再生された表皮と真皮は比較的良好な構築を示していた。また、炎症性細胞浸潤がリンパ球様の単核細胞を主体としていること、再生表皮が壊死組織の下ではなく上を伸張すること等、胎児に特異的と思われる特徴的な所見を見い出すことができた。今後、さらに長期の観察を行い、また、細胞外基質等についても検索を進めたい。妊娠14日のSlc:ICRマウスをネンブタール腹腔内麻酔下に開腹し,子宮壁を切開し,羊膜・絨毛膜に小切開を加え,胎児の鼻・上口唇の一部を子宮外に露出させた。この部分にアルゴン・レーザーを2ワット,1秒で3回照射した。この胎児の鼻・上口唇部分を子宮内に完納し,漏出した羊水の代わりに温めた乳酸化リンゲル液を注入した後,穿破した羊膜・絨毛膜は開放のままとし,子宮壁を10-0ナイロン糸で縫合,次いで閉腹した。術後,胎児を経時的に回収し,レーザー照射野の創傷治癒過程を肉眼的,組織学的,組織化学的に観察した。著しい壊死・出血,リンパ球様の単核細胞を主体とする著明な炎症性細胞浸潤,壊死組織の上を伸張する再生上皮,線維芽細胞様の間葉細胞の増生と毛細血管の新生という,レーザー照射後の開放創における創傷治癒過程での一連の特徴的な事象が観察され,切除開放創における創傷治癒過程とは異なることが判明した。また,特に胎児皮膚の細胞外基質としてヒアルロン酸が多く認められることが分かった。今後もさらに,細胞外基質の動態を中心に検索を進めるつもりである。妊娠14日のSIc:ICRマウスをネンブタール腹腔内麻酔下に開腹,子宮壁を切開し,羊膜・絨毛膜に小切開を加え,胎児の鼻・上口唇の一部を子宮外に露出させた。この部分にアルゴン・レーザーを2ワット,1秒で1回照射した。この胎児の鼻・上口唇部分を子宮内に完納し,漏出した羊水の代わりに温めた乳酸化リンゲル液を注入した後,穿破した羊膜・絨毛膜は開放のままとし、子宮壁を10-0ナイロン糸で縫合,次いで閉腹した。前回までの2ワット,1秒,3回照射の場合とは異なり,今回の2ワット,1秒,1回照射では、炎症生細胞浸潤がほとんど認められず、上皮化、組織再生も速かった。ただ、上皮化が完了してもなお、真皮には依然、出血した胞体を有する細胞や血球の凝集した血管が認められた。しかしがら、全観察期間にわたり,真皮は線維芽細胞などの細胞成分が比較的疎で,ヒアルロン酸に富んでおり,これが胎児組織が瘢痕を残さずに,正常な組織として再生される要因の一つと推察された。
可動型のフレームワークを有する多孔性配位錯体の選択吸着機構の解明とモデル化

Metal-organic frameworks (MOF)と呼ばれる柔らかな構造を持つ多孔性結晶への、混合ガス吸着挙動の解析を行った。レイヤーが積層した構造のMOFを単純化したシミュレーションモデルを作成し、Grand canonical Monte Carlo法による吸着シミュレーションおよび自由エネルギー解析を行うことで、分子直径や分子間力の異なる二種類の分子を同時に吸着した際の、レイヤー間隔の変化とそれぞれの分子の吸着量の評価を行った。その結果、結晶の構造変形を伴う吸着において、分子AとBの内の片方を高効率に濃縮できる条件を見出すことができた。本年度は研究のための主要なツールの準備の完了と、多成分系シミュレーションの基礎データとなる、単成分ガスの吸着のシミュレーションおよび実験を行った。シミュレーションに必要となる大型計算機の、仕様の吟味、購入および設置を行い、必要な環境を整えた。また、多成分系シミュレーションを行うのに必要な、多成分混合系での圧力-化学ポテンシャルの相関を得るため、バルク気相で混合ガスのビリアル計算および各成分についてWidomのテストパーティクル法による化学ポテンシャル計算が可能なNVT-MCプログラムを作成・実行した。また、多成分系シミュレーションの基礎データとなる単成分系でのシミュレーションを実施し、その自由エネルギー解析を行うことでゲート吸着が発現する事を確認した。シミュレーション結果との比較を行う実験系として、可動型MOFの一種であるELM-11と窒素およびCO2ガスを選定し、単成分吸着試験を実施した。その結果、窒素は全く吸着せず、CO2ではゲート吸着を示すことを確認した。可動型MOFへの混合ガス吸着のシミュレーションを行った。まず、可動型MOFのシミュレーションのため、レイヤー積層構造を単純な平板とピラーのみでシンプルに表現した構造モデルを作成し、レイヤー間隔を固定した上でGrand canonical Monte Carlo法による混合吸着シミュレーションを行った。吸着分子には、アルゴンの相互作用パラメータを基準値とし、その分子径または相互作用パラメータを適当な係数をかけることで変化させた仮想粒子を用いた。これは、特定の分子の吸着挙動を計算するのではなく、分子径や分子間力などの因子を独立に制御し、これらの因子に対して分子吸着挙動と可動型MOFの構造転移挙動がどのように変化するかを検討するためである。例えば「転移前のレイヤー間隔>分子A直径>分子B直径」のサイズ順と、分子AおよびBに等価な相互作用パラメータを与えた場合、低圧領域ではレイヤー間隔が狭いために分子AおよびBの両方が吸着しないが、ある圧力を境として自由エネルギーを最小とする構造が転移し、レイヤー間隔が分子Aの直径にほぼ等しく、分子Aのみを選択的に吸着した構造Xが発現した。しかし、さらに圧力を挙げていくとレイヤー間隔がさらに開いた構造Yが最安定となり、分子AおよびBの両方が吸着した。A/Bの分離係数は構造Xでは極めて高かったものの、構造Yでは既存の分離材でも容易に達成可能な値しか得られなかった。このことから、可動型MOFでガス分離を行う際には、優れた性能を示す条件に制約があり、これを適切に選定することが重要なことが確認された。26年度は可動型の多孔性配位錯体への多成分ガスの吸着シミュレーションと、その実験的検討に一部着手の予定であった。このうち実験については当初の予定通り、測定を実施できているが、シミュレーションについては、大型計算機の設置が26年12月までずれ込んだため、計画していたすべてのシミュレーションを実施するには至らなかった。27年度が最終年度であるため、記入しない。化学工学本年度は、計算環境は既に整っているため、昨年度の遅れを取り戻しつつ、シミュレーションを進めていく予定である。特に、モデリングの前段階となる多成分ガスの分離メカニズムの把握に向けて、早急に検討を進め、学会発表へとつなげていくことを予定している。
精子先体特異分子の受精過程における挙動と機能解析

1.先体分子の挙動解析:ハムスターの体外受精実験系に蛍光標識法や金コロイド免疫電顕法を応用して調べた結果、MC41は先体反応前の精子先体外膜直下の先体マトリックス皮質領域に限局して存在した。媒精510分後の精子・卵子試料では、MC41が先体反応後のハイブリット小胞遺残体(先体マトリックスを主構成要素とする先体遺残体acrosomal ghost)と隣接した卵子透明帯表面、および両者の接触部に局在することを証明した。2.先体分子の役割解析:MC41抗体存在下で体外受精実験を行った結果、媒精510分後、透明帯に接着した精子数は対照群に比べ有意差を認めなかった。しかしその後、接着した精子にピペッティングによる物理的操作を加えると、透明帯に結合した精子数はMC41抗体存在下で激減、結合の維持が阻害された。以上の結果から、先体特異分子MC41は先体内部マトリックスに区画化されて存在し、先体反応後の遺残体を介して、精子・卵子透明帯結合の維持に深く関与していると考えられた。なお、MC41抗体を卵管内に微小注入して体内受精実験を試みた結果、顕著な受精阻害効果は認められなかった。3.MC41抗原分子の同定:マウスおよびラットの精巣上体尾部精子におけるMC41抗原をTriton X-100とSDSで抽出した。精製した抗原を二次元電気泳動で展開して分離した結果、Silver染色によりウエスタンブロット陽性スポットに一致する抗原スポットを検出できた。抗原の等電点は極めて酸性側にありpI3付近であった。しかし、CBB染色では明瞭なスポットを確認できなかった。そのため、今回は質量分析装置を用いてMC41抗原分子のアミノ酸配列を決定するには至らなかった。今後、量の問題(実質的な量と検出技術両面の問題)を解決すれば所期の目的を達成できると考えている。精子頭部に位置する先体内部タンパク質が受精の場でどのように振る舞って機能を発揮するのか、その局在(挙動)と役割を明らかにすることが本研究の目的である。そのために、先体マトリックス特異蛋白分子MC41に対するモノクローナル抗体と体外および体内受精実験系とを用いて主に形態学的解析を行った。(1)先体分子の挙動解析:ハムスターの体外受精実験系に蛍光標識法や金コロイド免疫電顕法を応用して調べた結果、MC41は先体反応前の精子先体外膜直下の先体マトリックス皮質領域に限局して存在した。媒精510分後の精子・卵子試料では、MC41が先体反応後のハイブリット小胞遺残体(先体マトリックスを主構成要素とする先体遺残体acrosomal ghost)と隣接した卵子透明帯表面、および両者の接触部に局在することを電顕レベルで証明した。(2)先体分子の役割解析:MC41抗体存在下で体外受精実験を行った結果、媒精510分後、透明帯に接着した精子数は対照群に比べ有意差を認めなかった。(論文準備中)

なお、MC41抗体を卵管内に微小注入して体内受精実験を試みた結果、顕著な受精阻害効果は認められなかった。本研究の主目的は、精子先体内部に存在するタンパク質(分子)が受精の過程でどのような役割を果たしているのか、先体特異分子に対するモノクローナル抗体を用いて細胞・分子レベルで明らかにすることである。今年度は以下の研究を行い、新たな知見等を得た。1.先体分子MC41の局在(挙動解析)に関する追加実験:前年度の成果から生じた問題点を解決するための追加実験を行った。前年度と同様に、免疫電顕法を用いて解析した結果、MC41は先体反応前の精子先体外膜直下の先体マトリックス皮質領域に局在した。さらに、MC41は先体反応後のハイブリット小胞遺残体(先体マトリックスを主構成要素とする先体遺残体acrosomal ghost)と隣接した卵子透明帯表面、および両者の接触部に局在した。なお、精子先体マトリックスのうち、電子密度の高い腹側領域(M2)ではMC41の局在を認めなかった。2.MC41抗原分子の同定:マウスおよびラットの精巣上体尾部精子におけるMC41抗原をTriton X-100とSDSで抽出した。精製した抗原を二次元電気泳動で展開して分離した結果、Silver染色によりウエスタンブロット陽性スポットに一致する抗原スポットを検出できた。抗原の等電点は極めて酸性側にありpI3付近であった。しかし、CBB染色では明瞭なスポットを確認できなかった。そのため、今回は質量分析装置を用いてMC41抗原分子のアミノ酸配列を決定するには至らなかった。今後、量の問題(実質的な量と検出技術両面の問題)を解決すれば所期の目的を達成できると考えている。
ゲーミフィケーションに基づく，家庭学習用協働型論証ゲームの開発

本研究は,家庭での中学生による論証の学習を改善・充実するために,ゲーミフィケーションの視点から,開発済みの論証学習支援システムをもとに,論証学習ゲームを製作した。次に,論証学習ゲームを家庭学習用協働型論証ゲームとして再構成することに関する可能性と限界を特定し,HTML5により動作するコンテンツの再制作及び,家庭学習で生徒達が主体的に取り組めるようにするために,フローチャート証明を利用して,よりシンプルなゲームを試作した。中学校段階で論証学習が意図されている国は増加しているが,論証の学習状況の改善は国内外で重要な課題である。この課題を解決するためには,学校での授業に加え,家庭学習の充実が欠かせない。そこで,本研究は,家庭での中学生による論証の学習を改善・充実するために,ゲーミフィケーションの視点に基づき,開発済みの論証学習支援システムを用いて,協働型論証学習ゲームを開発することを目的とする。この目的を達成するために,本年度は次の実績を得た。【ゲームの基本設計を決定する】市場にあるゲームについて情報を収集し,中学生にとって身近で興味のもてる基本設計としてRPGもしくはシューティングを採用することにした。【論証学習としてのコースウェアを作成する】既に開発済みの論証学習コンテンツについて問題文及び画面構成を改善し,中学生にとって適切な論証学習となるように,改善されたコンテンツの難易度に応じた配列を決定した。また,学習上必要となるコンテンツを既に作成済みのコンテンツに加えて作成した。【コンテンツの解答をレベルに応じ得点化する】各コンテンツでの学習問題に応じ解答レベルを定め,解答レベルに応じ,獲得できるアイテムとポイント数を定めた。【Webにおける協働型学習の技術的な検討】Web上で複数の生徒がコンテンツの解決に同一の画面上で取り組めるようにするために,コンテンツ制作のプログラマーと検討し,技術的に可能であるという見通しを得ることができた。この目的を達成するために,本年度は,論証ゲームの試作,試作版の改善点の特定,論証学習ゲーム英語版の検討について,次の実績を得た。【論証学習ゲームの試作】昨年度決定したゲームの基本設計とコースウェアに基づいて,論証学習ゲームを製作した。製作にあたっては,所属機関内に開発チームを構成しWebコンテンツ業者とともに開発を進めた。【試作版の改善点の特定】製作されたゲームについてタブレットでの試用とによるゲームの開宴点を特定した。その結果,コンテンツの難易度に基づく再編成,報酬システムの改善が必要であることが判明した。また,Flashで動作するゲームの普及が期待できないことからHTML5やUnityで動作するゲームの開発を今後進めていくことが決まった。【論証学習ゲーム英語版の検討】海外の教育研究においてゲームによる学習が国際的に進展していることを受け,論証学習ゲームの英語版を作成する必要があることが確認され,その方法について検討した。平成27年度の研究実施計画として予定していた以下の事項を達成できたため,上記のように判断した。ー論証ゲームの試作と試用中学校段階で論証学習が意図されている国は増加しているが,論証の学習状況の改善は国内外で重要な課題である。この目的を達成するために,本年度は,論証学習ゲーム日本語版の完成,論証ゲームの試作,論証学習ゲーム英語版への翻訳,協働型学習ゲームとしての再制作について,次の実績を得た。【論証学習ゲーム日本語版の完成】前年度特定された改善点に基づいて,論証学習ゲームの日本語版を完成し,インターネット上で公開するとともに,本ゲームに関する情報サイトを設けた。【論証学習ゲーム英語版への翻訳】論証学習ゲーム日本語版を英語版に翻訳し,インターネット上で公開するとともに,本ゲームに関する情報サイトを設けた。【協働型学習ゲームとしての有効性と限界の特定】開発・公開された論証学習ゲームについて,2・3人の生徒による協働的な学習が実現可能であることが確認された。一方,家庭学習を想定した場合,インターネット上での協働的な学習を実現することが必要であり,それには,同時間における学習ゲームの実行に関して困難が見いだされた。そこで,インターネット上で協働的な学習が実現されるよう学習コンテンツの改良を試みた。

平成26年度の研究実施計画として予定していた以下の事項を達成できたため,上記のように判断した。ーゲームのストーリーを設定するーコンテンツの解答をレベルに応じ得点化する【論証学習ゲーム日本語版の完成】今年度特定された改善点に基づいて論証学習ゲームの日本語版を完成する。【論証学習ゲーム英語版への翻訳】完成版を英語版に翻訳する。【協働のための方策の考案】論証学習ゲームをネット上で友人と協働するための技術的な方策を考案する。【協働型ゲームとしての再制作】考案された方策に基づいて論証学習ゲームを協働型として再制作する。数学【シューティング型論証ゲームのコンテンツ作成】ゲームの基本設計のうち,シューティング型を採用した場合の論証学習コンテンツを試作する。【RPG型論証ゲームのコンテンツ作成】ゲームの基本設計のうち,RPG型を採用した場合の論証学習コンテンツを試作する。論証ゲームが試作段階であるため,予定していた製作費を当該年度に支出する必要がなくなったため。当初計画より安価で研究遂行ができたため,次年度使用額が生じた。H28年度請求額と合わせて,論証学習新ゲームの製作費として使用する。27年度請求額は当初の計画通り執行し,26年度未使用額は学習ゲーム等の改良のための経費に充当する。
アクチビン/フォリスタチンの動脈硬化進展にかかる機序に関する研究

動脈硬化の発症、進展に対するアクチビン、フォリスタチンの作用を検討し、以下のような知見を得た。1.マクロファージ(Mφ)の泡沫化に及ぼすアクチビン、フォリスタチンの作用(1)アクチビン-Aは^<125>I-Ac-LDLのTHP-1 Mφへの細胞内取り込み、分解を濃度依存的に抑制した。この作用はフォリスタチンの同時添加により消失した。フォリスタチンは^<125>I-Ac-LDLの細胞内取り込み、分解を濃度依存的に促進した。(2)アクチビン-Aは^<125>I-Ac-LDLの細胞への結合、細胞表面のスカベンジャー受容体(SR)の発現(ノーザンブロット解析)を抑制し、フォリスタチンは^<125>I-Ac-LDLの結合、SRの発現を増加させた。(3)細胞内コレステロールエステル(CE)量はアクチビンの添加により減少し、フォリスタチンの添加により増加した。(4)Oil Red O染色による細胞の泡沫化に対して、アクチビン-Aは抑制、フォリスタチンは促進した。以上、アクチビン-AはSRの発現を抑制することで、変性LDLの細胞への結合、取り込み、分解を抑制し、その結果細胞のCEの蓄積、泡沫化を抑えると考えられる。一方、フォリスタチンはTHP-1 Mφの産生するアクチビン-Aの作用をブロックすることによって、細胞の泡沫化を促進すると考えられる。2.血管平滑筋におけるアクチビンの発現(1)培養ウサギ平滑筋細胞(RSMC)の培養上清中に、アクチビン-Aの生物活性が認められた。(2)RSMCにおいてアクチビン-A mRNAの発現が認められた。(3)ヒト冠動脈(剖検標本)において、アクチビン-Aは中膜及び新生内膜に発現しており、その分布は平滑筋、Mφの分布と一致していた。以上、ヒト冠動脈硬化巣にアクチビン-Aが発現しており、中膜、新生内膜の平滑筋、およびMφがその由来と考えられる。