hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
難治性創傷治療におけるナノテクノロジーを活用した次世代生体材料の実用化

治癒が困難な難治性創傷のマネージメントにおいて、再生医療の成果が期待されている。再生医療の3大要素は細胞、シグナル分子、scaffoldと言われる。その中でscaffoldは細胞が増殖・進展する足場となる生体材料(バイオマテリアル)であり、優れた生体適合性・分解性、変形能、細胞接着性が求められる。これを実現する技術の一つが微細構造を創生するナノテクノロジーである。本研究ではナノテクノロジーを活用した高性能scaffoldに抗菌性や酸素供給能を付加した次世代生体材料の実用化を目指し、これまでにin vivoにおける生体材料の機能比較を行った。成長因子製剤、scaffold、酸素補充療法、抗菌剤は現在の創傷治療において強力なツールだが、その実施にはそれぞれのプロダクトを各臨床家の手間で別々に適用する必要があり煩雑である。本研究ではこれらの機能をall in oneに統合した次世代生体材料の開発を目指す。酸素供給機能、抗菌作用については光を照射することにより触媒作用を示す光触媒(酸化チタン)を利用する。酸化チタンに光があたると価電子帯の電子が伝導帯に励起され強い酸化還元作用を示す。その結果水から酸素を発生させることができる。またフリーラジカルも出現し抗菌作用を呈する。この性質は有機化合物や細菌などの有害物質を除去できる環境浄化材料として工業的に利用されている。この研究では光照射条件やスカベンジャーを検討して生体に対して至適に酸素供給・抗菌作用を発揮できる条件を探る。臨床業務が多忙のため若干の遅れが生じる臨床、研究の時間配分を調整する。研究協力者への依頼も検討する。本研究ではナノテクノロジーを活用した高性能scaffoldに抗菌性や酸素供給能を付加した次世代生体材料の実用化を目指す。これまでにin vivoにおける生体材料の機能比較を行った臨床業務とのバランスで遅れが生じる治癒が困難な難治性創傷のマネージメントにおいて、再生医療の成果が期待されている。臨床業務が多忙のため若干の遅れが生じる臨床、研究の時間配分を見直す。研究協力者も検討する。臨床、研究の時間配分を調整する。理由は臨床とのバランスで研究進行に送れが生じているため使用計画として、動物実験はほぼ終了しているので、より実用化に向けた試薬、医療機器その他消耗品を購入して研究を推進する研究対象となっている技術と競合する製品が承認され、研究計画を変更したため。
新経済圏の誕生と日本企業の経営戦略

本年度の研究実績の概要は以下のとおりである。1環太平洋圏(日本を中心として)平成2年度の環太平洋地域の最主要洋路は、日米構造協議であった。EC圏については、平田所員が積極的に取組み論文"EC統合と日欧米企業の対応"を発表した。3ソ連・東欧圏ここでは、伊丹・今井両所員が実際にポ-ランドへ赴き現地調査をするとともに、論文"私有化と競争""ポ-ランドの市場経済化"を発表した。また、チェコスロヴァキアについてはコ-ネル大学のウラジミ-ル・プ-チック准教授を招へいし、研究会を開催した。4アジア圏アジア圏では、米倉所員がマレ-シアを中心に現地進出企業の調査を開始したが、具体的成果は来年度になろう。
東アジアにおける大気越境化学物質の動態および生物影響に関する国際的調査

東アジアにおける越境大気汚染の現状を明らかにする目的で、韓国(済州島)および日本(長崎、沖縄)において周年的に大気を捕集し、PAHs類の微量分析および生物影響を調べた。その結果、冬期に捕集されるサンプルに強い毒性が認められ、またそれら冬期のサンプル中のPAHs濃度が高いことが明らかにされた。これら冬期に捕集された大気は、主に中国東北部に由来することが後方流跡線解析から明らかとなり、高い毒性は越境大気の影響によるものと示唆された。しかし、これら毒性に対するPAHsの寄与率は高々10%であり、他の毒性物質の探索が今後の課題となった。東アジア、主に中国大陸で発生し越境して近隣諸国にもたらされる化学物質による大気汚染は深刻化していると考えられるが、その詳細な因果関係については現在も明らかにされていない。本研究では、大陸間越境化学物質の動態および生物影響調査を国際的研究協力体制のもと実施した。具体的には、1)捕集した大気に含まれる有害有機化合物の定性おなび定量分析、2)捕集大気からの抽出成分を用いた生物影響評価試験、3)気団の起源推定の大きな3項目から構築され、多角的な視点からの解析を実施した。2009年度は、長崎の西彼杵半島県民の森、韓国の済洲島ハンナラ山、沖縄本島北部森林公園においてハイボリュームエアサンプラーにより大気をフィルター捕集した。フィルターから溶媒により回収された大気抽出液を用いて、サルモネラ菌を用いた遺伝子毒性評価試験(umu試験)、ミジンコ遊泳阻害試験、線虫を用いた急性・経代毒性試験、土壌微生物活性試験および昆虫行動影響試験をそれぞれ実施した。その結果、各試験結果に多少のバラツキは認められるものの、何れの試験においても捕集大気中に含まれる物質が有意な変化を引き起こすことが明らかとなった。これら変化は、比較対照として用いた市販のディーゼル排気粒子抽出物の試験においても認められたことから、主に化石燃料の燃焼成分がその原因物質の一つであると推定された。また、化石燃料の燃焼によって発生する多環芳香族炭化水素類(PAHs)を用いてumu試験により遺伝子毒性を調べたところ、特定のPAH種に強い効果が認められたことから、PAHsがその原因物質の一つであると示唆された。さらに、大気の後方流跡線解析および元素分析により、捕集された大気は主に中国東北部で発生し、人為起源の物質を多く含むことが裏付けられた。今後、これら生物影響の季節変化を明らかにするとともに、大気粗抽出物を画分化し、各生物影響を誘導する毒性の本質を明らかにしたい。具体的には、1)捕集した大気に含まれる有害有機化台物の定性および定量分析、2)捕集大気からの抽出成分を用いた生物影響評価試験、3)気団の起源推定の大きな3項目から構築され、多角的な視点からの解析を実施した。2009年度に引き続き2010年度においても、長崎の西彼杵半島県民の森、韓国の済洲島ハンナラ山、沖縄本島北部森林公園においてハイボリュームエアサンプラーにより大気をフィルター捕集した。大気中に含まれる化学物質の成分分析、遺伝子毒性評価試験およびミジンコ遊泳阻害試験の結果から、冬期に捕集されるサンプルに比較的強い毒性が認められ、またそれら冬期のサンプル中の多環芳香族炭化水素類(PAHs)の濃度が有意に高いことが明らかにされた。さらに、これら冬期に捕集された大気は、主に中国東北部で発生し、偏西風により長崎にもたらされたことが示唆された。上記の結果から、特に冬期に中国東北部で発生したPAHsが偏西風により長崎に比較的高濃度で到達していること、またこれら物質が生物の遺伝子損傷および運動阻害を引き起こす可能性が示唆された。具体的には、1)捕集した大気に含まれる有害有機化合物の定性および定量分析、2)捕集大気からの抽出成分を用いた生物影響評価試験、3)気団の起源推定の大きな3項目から構築され、多角的な視点からの解析を実施した。

前年度の引き続き2011年度においても、長崎の西彼杵半島県民の森、韓国の済洲島ハンナラ山、沖縄本島北部森林公園においてハイボリュームエアサンプラーにより大気をフィルター捕集した。フィルターから溶媒により回収された大気抽出液を用いて、サルモネラ菌を用いた遺伝子毒性評価試験(umu試験)、ミジンコ遊泳阻害試験土壌微生物活性試験および昆虫行動影響試験をそれぞれ実施した。大気中に含まれる化学物質の成分分析、遺伝子毒性評価試験およびミジンコ遊泳阻害試験の結果から、冬期に捕集されるサンプルに比較的強い毒性が認められ、またそれら冬期のサンプル中の多環芳香族炭化水素類(PAHs)の濃度が有意に高いことが明らかにされた。さらに、これら冬期に捕集された大気は、主に中国東北部で発生し、季節風により長崎にもたらされたことが示唆された。上記の結果から、特に冬期に中国東北部で発生したPAHsが偏西風により長崎に比較的高濃度で到達していること、またこれら物質が生物の遺伝子損傷および運動阻害を引き起こす可能性が示唆された。しかしながら、遺伝子毒性およびミジンコに対する急性毒性に占める分析対象となったPAHsの寄与率は高々10%程度でしかなく、残りの90%の毒性を及ぼす化学物質については未知であり、今後の研究課題となった。
生体計測と自動化に関する研究

本研究内容は、物性測定を主とする生体計測系と計測の自動化分野から解明する。対象物は主として農産物を扱うが、学問としての生体計測学の体系化を図りながら、未解決や成果の不十分な分野に重点を置いている。具体的には、農産物について物性面から非破壊品質検査方法の分類に準拠して、手法別に事例を提示するとともに体系的な構成とする。次いで機器の自動化は現状とその実態を明らかにするほか、これらの見直しと改良をはかり、精度の向上図る。得られた研究成果は次のようである。1)先駆的な農産物性研究第15集の執筆経験を生かした生体計測学を総括し、体系化のための分類法を提示した。分類の基準的方法は、物理的計測法を基本に品質評価を組み合わせた方法である。2)体系化に当たっての留意点は、◇計測法による計測域の限界についての検討、◇計測法の違いによる物性値精度と誤差問題、◇検出センサによる相関性と精度の明確化、◇新計測法開発に伴う技術の新展開と効果を考察した。3)品質評価研究は、既往の検査基準にしたがった外観評価を分光比と透過率による選別法を精度よく自動的に仕分けることに成功した。次いで米粒中に混入する石・ガラス類の検出には、近赤外線分光法を活用することにより成功に導いた。また穀粒の品質評価は、3軸寸法に支配されることからCCDカメラにより形状を捕らえ、画像分析装置で解析し精度よく評価できる方法を確立した。4)乾燥物性研究は、水分の増減に伴う品質保持と貯蔵性との課題を捕らえようとするものである。馬鈴薯の表皮水分を低下することによると剥離力の増大を可能にすること、温州みかんの予措乾燥に伴なってう貯蔵性を高めること、濡れ渋柿脱渋時の黒班点発生は事前の乾燥により防止できることなどの解明した。これらについていずれも計測法の具体化を明らかにすることが出来た。1.生体計測の体系化既往の研究成果を整理して体系的な分類と内容の構成並びに問題点について明らかにすることができた。この内容を踏まえて補充すべき物性値解明につき研究を開始している。今年度に得られた成果は次のようである。2.光学的方法(1)農産物の形状分析-CCDカメラの活用した3軸寸法が同時測定できる形状分析装置を試作し,国内外産米の籾・玄米・精米の調製加工工程の変化状態を測定した。解析の結果,この操作に伴う品質劣化と歩留まり向上の手法に役立つことを明らかにした。(2)近赤外分光法の活用-外国産米はアミローズ成分が多く管能食味(日本人対象)と食味計の相関が不明確であり,補正値により修正できる方法を検討中である。3.力学的方法(1)球根類の表皮水分と剥離計測-球根類の表皮水分は機械選別時に皮部の剥離との相関が高い。表皮水分測定は木材水分計を応用的に活用することにより解決し,剥離力は3方支持装置とレオメータを組合わせる事により測定できることを解明した。これにより基準測定器の設計の見通しを得た。(2)パ-ボイルドライスの加工特性-文献調査と簡単な実験によりこの分野に関し本格的研究に着手する見通しが得られた。吸水と蒸熱操作に伴う物性値変化をレオメータの活用により挫折硬度測定法・荷重/変位量・砕米率・緩和弾性率で捕らえ,品質を評価する方法である。4.自動化研究物性値測定のための剥離力

測定器・レオメータによる品質評価法は,未だ手動部門を残しているので,この自動化を何処まで図るべきか検討中である。1)生体測定の体系化-最近の研究成果を包含して体系的な分類を行い,内容の充実を行った。今年度に得られた成果は次のようである。2)玉葱の首締め特性-収穫玉葱の茎切断部は,水分蒸散が著しいので,乾燥による首締め収縮操作を必要とする。温湿度条件を組合わせた実験を行い,収縮の状況を明らかにした。これにより最適乾燥法の選択に役立てた。3)渋柿の脱渋機構-脱渋はCO_2ガス処理前後の温度とその保持時間,ガス濃度とその保持時間及び収穫後の貯留日数が大きく影響するので,最適条件を把握すべく生体計測の面から検討した。脱渋前処理は温湿度環境,結露防止,温度むらの面から,ガス封入はガス組成と処理時間から,脱渋後行程は開封後の保温時間などから考察した。これらの諸条件の適当な組み合わせにより品質保持と能率面から最適値が存在することを明らかにした。4)精米加工における食味保持-精米時は米温の上昇を伴うがそのまま放置すると温度下降に時間を要し,食味低下となる。精米後の温度と保持時間が著しく影響するので,種々の条件下で貯蔵実験を行った結果,精米直後に25°C以下になるよう冷却することが必要である。この食味計測には粘り,硬さによりバランス度で判断する。5)形状分析と硬さ測定一昨年度試作した形状分析装置に硬さ計測部を設け,水分との相関性を解明しつつある。特に精度上の課題を検討している。本研究内容は、物性測定を主とする生体計測系と計測の自動化分野から解明する。対象物は主として農産物を扱うが、学問としての生体計測学の体系化を図りながら、未解決や成果の不十分な分野に重点を置いている。具体的には、農産物について物性面から非破壊品質検査方法の分類に準拠して、手法別に事例を提示するとともに体系的な構成とする。次いで機器の自動化は現状とその実態を明らかにするほか、これらの見直しと改良をはかり、精度の向上図る。得られた研究成果は次のようである。1)先駆的な農産物性研究第15集の執筆経験を生かした生体計測学を総括し、体系化のための分類法を提示した。分類の基準的方法は、物理的計測法を基本に品質評価を組み合わせた方法である。2)体系化に当たっての留意点は、◇計測法による測定域の限界についての検討、◇計測法の違いによる物性植精度と誤差問題、◇検出センサによる相関性と精度の明確化、◇新計測法開発に伴う技術の新展開と効果を考察した。3)品質評価研究は、既往の検査基準にしたがった外観評価を分光比と透過率による選別法を精度よく自動的に仕分けることに成功した。次いで米粒中に混入する石・ガラス類の検出には、近赤外線分光法を活用することにより成功に導いた。また穀粒の品質評価は、3軸寸法に支配されることからCCDカメラにより形状を捕らえ、画像分析装置で解析し精度よく評価できる方法を確立した。4)乾燥物性研究は、水分の増減に伴う品質保持と貯蔵性との課題を捕らえようとするものである。馬鈴薯の表皮水分を低下することによると剥離力の増大を可能にすること、温州みかんの予措乾燥に伴なってう貯蔵性を高めること、濡れ渋柿脱渋時の黒斑点発生は事前の乾燥により防止できることなどの解明した。これらについていずれも計測法の具体化を明らかにすることが出来た。
テーラリング手法を基盤としたリメディアル教育支援システムの開発

本研究では,テーラリング手法を用いた初年次教育における学生の学習意欲維持と促進を支援する学習システムの開発を行った。テーラリング手法とは,個人個人にあわせたメッセージを発信し,対象者の行動変容を促す手法で,主に米国の健康教育分野において積極的に利用されている。本研究では,サーバ-クライアントによるシステムの開発を行い,学生によるシステムの評価を実施した。本年度は,テーラリング手法に関する分析・理解と,リメディアル教育段階における対象学生の特徴把握に関する調査を実施し,システム開発の基礎データを収集した。また,それらのデータをもとにシステム設計の検討を行った。本年度,本学総合管理学部において,推薦ならびに自己推薦入学試験合格者を対象とした入学前教育を実施した。実施手法としては,プレースメントテストとe-Learningを併用した学習プログラムを提供した。一方すべての入試形態の学生を対象に入学後のプレースメントテストを実施し,先のプレースメントテストの結果と比較検討を行いながら,学習者の特徴把握を実施した。その際,個人のデータに基づいて個人に最適のフィードバックを返すことができるようにするには,できるだけ多くのバリエーションが必要であるので,すべての一年生を対象としたアンケート調査ならびにインタビューを中心とした質的手法を用いた調査も実施した。この結果,初年次学生の学習態度ならびに生活習慣等に関する基礎的なデータを習得することができた。また,それぞれの結果から,学生の傾向をうかがい知ることができた。先のテーラリング手法に関する調査結果ならびに学習者の特徴把握に関する調査結果をもとに,学習支援システムの設計を検討した。その際,システムの汎用性を前提にした要求定義を行い,柔軟性を持ったデータベース設計を行った。また,システムの形成的評価を実施する際の評価項目について,海外の文献をもとに検討を行った。本年度は,前年度に引き続き学習者のデータを収集するとともに,蓄積されたデータを分析・考察し,システム開発に活用した。特に,データベース構築段階で,得られたデータを整理し,テーラリング手法を最適なモデルとしてシステム上に実現した。その際,主要な理論を組み合わせて作られたI-Change modelを適用し,WEBベースのシステムとして開発した。また,テーラリング手法を基盤とした各種システム開発の指標となるよう,開発のポイントを整理し,設計をはじめとした開発プロセスの取りまとめをおこなった。また,下記項目について目標を設定し実施した。各項目について,開発・評価・改善のプロセスを実施し,取り組みの推進ならびにシステムの改善を行っている。(1)リメディアル教育の継続入学前教育ならびに初年次教育を継続的に実施し,学習者の特徴に関するデータの蓄積を行った。(2)テーラリング手法導入に関する評価と改善前年度に作成したテーラリングシステムを,本学学生を対象に試行的に利用し,初年次学年におけるテーラリング手法の影響ならびにその結果を評価した。その結果を受け,リメディアル教育におけるテーラリング手法の効果的な運用を目指し改善を実施した。(3)システムの形成的評価ならびに改善・開発推進上記(2)と並行して,システムのテストを実施し,その結果について評価を行った。評価をもとに,システムの改善ならびにさらなる開発の推進を行った。システム開発ならびに各種調査の結果を総括し,リメディアル教育をはじめとした高等教育展開時におけるテーラリング手法の位置づけおよび有用性の検証を行った。以下に,本研究の学術的な特色・独創的な点及び予想される結果と意義を列挙する。(1)リメディアル教育におけるテーラリング手法の活用:これまで,リメディアル教育の実施においては,学習者に対する学力向上を目的とした学習支援が活動の中心に位置している。今後,テーラリング手法を基盤とした学習支援システムを活用することで,学習者の動機や適性を把握することができ,学習者の学習意欲向上や,さらにきめ細かな学習支援を行って行くことが可能となる。(2)テーラリング手法を基盤とした学習支援システムの開発:今後,我が国において研究ならびに普及が進むと見込まれるテーラリング手法を基盤とした学習支援システムの開発について,設計モデルと開発プロセスを示すことができる。(3)教育および学習活動におけるテーラリング手法の普及:行動学理論を基礎としたテーラリング手法は,米国において様々な研究・開発が進められているが,我が国における研究は未だその途上である。本研究では,このテーラリング手法を高等教育,特に多くの高等教育機関から望まれているリメディアル教育に活用することで,本手法の研究推進に先鞭を着け,普及を図って行くことが可能となる。交付申請時の目標と照らし合わせて,ほぼ予定どおりの開発ならびに評価についての結果が得られた。さらに,評価をもとにした改善も順調に椎移している。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後の研究の推進については,システム開発ならびに各種調査の結果を総括し,リメディアル教育をはじめとした高等教育展開時におけるテーラリング手法の位置づけおよび有用性を明らかにすることを目的とする。また,各関係学会等においてその成果を報告し,本取り組みの目指す初年次教育へのテーラリング手法の導入を広く情報発信していく予定である。
分子ゲルネットワークをテンプレートとするナノメッシュの創製と機能化

自己組織性分子から形成される繊維状会合体(分子ゲル)が一次元方向に成長し,相互に融合することでネットワーク構造を形成する。分子ゲルが形成するネットワークは,分子間相互作用による一次元的な配向会合体により形成されており,いわゆる高分子ゲルとは異なる興味深い構造や機能を発現する。本研究では,水中や有機溶媒中で分子ゲルを形成するグルタミド脂質を用い,分子ゲルネットワークをテンプレートとするナノメッシュの作製および分子センサーや分子認識素子,光電変換デバイスへの応用を目指した分子ゲル界面の機能化に関する基礎的研究を行った自己組織性分子から形成される繊維状会合体(分子ゲル)が一次元方向に成長し,相互に融合することでネットワーク構造を形成する。本研究では,水中や有機溶媒中で分子ゲルを形成するグルタミド脂質を用い,分子ゲルネットワークをテンプレートとするナノメッシュの作製および分子センサーや分子認識素子,光電変換デバイスへの応用を目指した分子ゲル界面の機能化に関する基礎的研究を行った本研究では、二鎖型グルタミド誘導脂質から形成される分子ゲルネットワークをテンプレートに用い、無機および金属のナノメッシュを作製するとともに、ナノメッシュを用いた高感度センサー、精密分子分離材の開発を目的とした基礎研究を行なう。分子ゲルのネットワーク構造は分子の化学構造や濃度、温度などの外部環境により変化することを利用してナノメッシュの構造を制御するとともに、配向構造を界面に精密に転写することで、特異的な界面機能の創出を目指す。今年度は、種々のグルタミド脂質の合成および会合体の構造や機能の評価を中心に行った。以下に研究の概要を示す。1.アルキル鎖長の異なる二鎖型グルタミド誘導脂質:アルキル鎖長の異なる二鎖型グルタミド脂質を合成し、電子顕微鏡およびUV-vis,CDスペクトルにより評価した。その結果、脂質の鎖長は会合形態や配向構造に著しい影響を及ぼすことが確認された。2.アルコキシシリル基を導入したグルタミド脂質:脂質頭部に((EtO)_3Si)を導入した脂質を合成した。脂質は種々の有機溶媒中でゲルを形成し、さらに縮合反応によるポリマー化後にもゲル構造を維持することが確認された。ポリマー化後のゲルは物理的強度が向上するとともに、ゲルーゾル相転移が消失し、高温でもゲルの構造を維持することが確認された。また、ポリマー化後もネットワーク構造が維持されることを確認した。3.ポリマー-脂質複合体による分子機能の転写:イオン性を有するグルタミド脂質および相補的カウンターパートを有するポリマーの合成を行った。これらの複合体を形成させ、脂質分子会合体の機能のポリマーへの転写を試みる。本研究では、二鎖型グルタミド誘導脂質から形成される分子ゲルネットワークをテンプレートに用い、無機および金属のナノメッシュを作製するとともに、ナノメッシュを用いた高感度センサー、精密分子分離材の開発を目的とした基礎研究を行なう。今年度は、グルタミド脂質から形成されるネットワーク構造の安定化および安定化後の構造,機能の評価を行った。1.アルコキシシリル基を導入したグルタミド脂質:脂質頭部に((EtO)_3Si)を導入したグルタミド脂質から形成される分子ゲル(ナノメッシュ)はポリマー化反応により,熱安定性が著しく向上することが確認された。また,ポリマー化によりゲルの物理的強度,熱的安定性は向上した。さらに,脂質分子のキラル配向構造がポリマー化後にも維持されることが確認された。2.ポリマー-脂質複合体による分子機能の転写:イオン性を有するグルタミド脂質とカウンターパートを有するポリマーとの複合体について評価を行った。その結果,グルタミド脂質から形成される分子ゲル(ナノメッシュ)はポリマーと複合体を形成し,そのキラリティがポリマーに転写されることが確認された。さらに,得られた複合体からキャストフィルムを作製することで,転写キラリティが安定化されることが確認できた。今後,分子ゲルのナノメッシュ構造を利用した複合体を利用した機能性材料への展開について検討する。本研究では,分子ゲルネットワークをテンプレートとしたナノメッシュ構造体の作製およびその機能化に関する研究を行ってきた。最終年度の本年は,ネットワーク構造の精密評価を行うとともに,分子ゲルの機能化による新しい材料創出への可能性を検討した。具体的には,分子ゲル中に重合性モノマーを溶解させ,これを重合させることでテンプレートポリマー体の作製を試みた。また,アゾベンゼン,チオフェン,ポルフィリンなどの光機能性部位を直接導入することで分子ゲルの機能化およびホストーゲストを利用した機能誘起について検討を行った。1.熱分析,Si NMR,円偏光スペクトル,電子顕微鏡観察により分子ゲルの配向構造およびその安定性に関する詳細な評価を行った。2.チューブ状会合体を形成する分子ゲル内に重合性モノマーを溶解させ,その後光重合によりポリマー化した。洗浄による分子ゲルの除去を繰り返した結果,ナノサイズ(30-40nm)のチューブ状ポリマーを得ることに成功した。3.ポルフィリン,チオフェンなどの光機能性を有する部位を直接導入した分子を新たに合成した。多くの分子は分子ゲルを形成し,配向構造に基づく吸収スペクトル,蛍光スペクトルの長波長シフトあるいは短波長シフトが観察された。

同様な吸収波長のシフトは,ホストーゲストを利用した場合のゲスト分子のスペクトルにも観察されることを確認した。ポルフィリン系の分子ゲルでは,ゲスト分子に対する著しいスペクトル変化が見られたことから,分子センサーとして利用できる可能性が示唆された。
遺伝子発現定量による双極性障害の検査法の開発

双極性障害モデルマウスと患者死後脳で遺伝子発現解析を行い、共通の変化を示す遺伝子を同定した。これらを含む候補遺伝子17個をリンパ芽球様細胞で測定したところ、感度76%、特異度85%で患者群と健常群の判別が可能であった。独立サンプルにこの判別関数を適用したところ、感度41%、特異度81%で判別される傾向(p=0.05)が見られた。この結果は、双極性障害における遺伝子発現診断法の有用性を示唆する。双極性障害は、社会的影響の大きな疾患であるが、その研究は著しく遅れており、未だ精神疾患の特異的検査法は存在しない。1)双極性うつ病の鑑別(素因マーカー)、2)治療効果予測(薬物反応性マーカー)、3)再燃可能性の予測(うつ状態マーカー)が存在すれば、気分障害の臨床は大きく進歩するであろう。我々は、多くの網羅的遺伝子発現解析研究を通して、これらの素因/薬物反応性マーカー候補を得てきた。また、我々は周期的にうつ状態を呈する双極性障害モデルマウスを開発した。本研究の目的は、これまでに見出した遺伝子発現量、小胞体ストレス反応などの候補マーカーの有用性について検討すると共に、モデルマウスを用いて、新たなマーカー候補を同定し、その妥当性を臨床サンプルで確認することである。双極性障害患者および健常者の末梢血液より採血した血液を用いて、EBウイルスにより株化したリンパ芽球を、条件を一定にするため、一定回数の凍結保存を行った後、ストックより起こし直し、FBSおよびペニシリン、ストレプトマイシンを含有するRPMI1640培地にて、1週間以上培養した。培養終了後、細胞を回収し、回収した細胞について、順次RNAを抽出し、逆転写を行ってcDNAを作成し、ABI-9700HTを用いて、RT-PCR法により候補遺伝子の発現量を測定した。まずは、GAPDHを対照遺伝子として、小胞体ストレス関連遺伝子群の測定を開始し、全ての細胞の培養を終了し、各遺伝子の発現量の測定を開始した。また、我々の作成した神経特異的変異型POLGトランスジェニックマウスを用いて、双極性障害関連遺伝子発現マーカーを探索する目的で、これらのトランスジェニックマウスおよび野生型マウスを断頭後、大脳皮質および海馬を摘出し、RNAを抽出した。逆転写後、蛍光標識cRNAを作成し、GeneChip(マウス430 2.0アレイ)を用いて遺伝子発現解析を行った。これらのデーターを解析し、トランスジェニックマウスにおいて発現量が変化する遺伝子を同定した。多くの遺伝子が変動していたため、双極性障害患者の死後脳解析で変動してい動していた遺伝子と共通な遺伝子に着目することで、双極性障害との関連が考えられる遺伝子を選び出した。これらの遺伝子についても、今後RT-PCR法を用いて、患者リンパ芽球における遺伝子発現定量を行う予定である。対象は、DSM-IV診断基準により診断された、双極性障害患者(双極I型障害43名および双極II型障害患者16名)、および健常者(59名)である。これらの被験者の末梢血液より採血を行い、リンパ球を分離後、EBウイルスを用いて、リンパ球を株化した。株化したリンパ芽球は、いったん凍結した。これらの細胞を、2本のフラスコに分けて、独立に再培養した後、これらの細胞を回収し、RNAを抽出した。得られたRNAより、逆転写を行ってcDNAを作成した。ABI-9700HTおよび今回新たに設計し、測定の妥当性について検討を行ったTaqManプローブを用いて、RT-PCR法により、GAPDHを対照遺伝子として、候補遺伝子の発現量を測定した。結果は、2本のフラスコの平均により求めた。その結果、双極I型障害において、スプライス型XBP1、未スプライス型XBP1、および総XBP1のmRNA量が有意に低下していた。小胞体シャペロン遺伝子である、GRP78、CHOP、GRP94、およびCALRについては、有意な変化は見られなかった。一方、神経特異的変異型POLGトランスジェニックマウスにおいて発現量が変化していた遺伝子の中から、双極性障害患者の死後脳解析で変動していた遺伝子と共通な遺伝子に着目することにより、双極性障害のマーカーとなる可能性が考えられる遺伝子を選び出したところ、シクロフィリンDの低下が両者に共通に見出された。これらのことから、培養リンパ芽球におけるXBP1の低下が、双極I型障害のバイオマーカーとなる可能性が考えられた。また、シクロフィリンDの変化がモデルマウスと患者死後脳で共通に見られたことから、今後更に検討を進める予定である。末梢血液における遺伝子発現定量を用いた双極性障害の診断法を開発するため、気分障害モデルマウスであるWfs1ノックアウトマウスの海馬における遺伝子発現解析を行った。12週齢および30週齢のWfs

1ノックアウトマウスおよび同腹野生型マウスの海馬においてDNAマイクロアレイ解析を行い、共通に低下している遺伝子を探索したところ、Cdc42ep5およびRnd1という、Rho GTPaseに関係し、樹状突起の発達に関係する2つの遺伝子が見られた。また、うつ病患者死後脳における遺伝子発現解析を行った。その結果、99の遺伝子の発現変化が見られ、FGFR1、NCAM1、CAMK2Aなどが変化していた。また、CADおよびATP1A3は、うつ病、双極性障害あるいは統合失調症の患者のうち、自殺の有無と関連して変化が見られる遺伝子にも含まれていた。従って、これらの遺伝子は、うつ状態のマーカーとなる可能性が考えられた。また、双極性障害患者の培養リンパ芽球において、小胞体ストレス関連遺伝子(XBP1、GRP78、GRP94、CHOP、CALR)の遺伝子発現解析を行った。その結果、小胞体ストレスに対する反応に、両群で差異が見られ、XBP1(totalおよびスプライス型)およびGRP94の反応が低下していた。これらが診断マーカーとなる可能性が示唆された。双極性障害は、社会的影響の大きな疾患であるが、その研究は著しく遅れており、未だ精神疾患の特異的検査法は存在しない。1)双極性うつ病の鑑別(素因マーカー)、2)治療効果予測(薬物反応性マーカー)、3)再燃可能性の予測(うつ状態マーカー)が存在すれば、気分障害の臨床は大きく進歩すると考えられる。我々はこれまで、多くの網羅的遺伝子発現解析研究を通して、これらの素因/薬物反応性マーカー候補を得てきた。また、我々は周期的にうつ状態を呈する双極性障害モデルマウスを開発した。本研究の目的は、これまでに見出した遺伝子発現量、小胞体ストレス反応などの候補マーカーの有用性について検討すると共に、モデルマウスを用いて、新たなマーカー候補を同定し、その妥当性を臨床サンプルで確認することである。これまでに、双極性障害患者および対照群のリンパ芽球サンプルの収集を進め、これらのサンプルを用いて、候補となる遺伝子の発現量をTaqManプローブおよびSYBR GREEN法を用いた定量的リアルタイムPCR法により、リアルタイムPCR定量装置ABI-9700HT(Applied Biosystem社)を用いて測定した。比較する対照遺伝子としては、β-actinおよびGAPDHの二つを用いた。測定した遺伝子は、小胞体ストレス関連およびミトコンドリア関連遺伝子である。これらのデータについて現在解析を進めている。一方、躁うつ病モデルマウスにおいて、海馬および大脳皮質においてDNAマイクロアレイを用いて行った遺伝子発現解析の結果、発現量変化を示した遺伝子の中から、患者死後脳においても同じ変化を示す遺伝子を同定した。
ヒートポンプ省エネルギー技術の寒冷地への導入効果に関する研究

本研究課題では、寒冷地の気象条件が住宅用ヒートポンプ設備のエネルギー消費効率に与える影響について実証試験を行った。実験の結果、低温多湿時の除霜によるエネルギー損失は510%程度生じており、特に外気温度-5°C+5°Cの範囲かつ高湿度状態で著しいことが明らかとなった。この結果から、各地の気候における上記条件の出現頻度から、ヒートポンプ効率の低下を予測することを可能とした。平成19年度は本研究初年度にあたり、ヒートポンプ給湯機の運転効率実証実験にむけ実験計画の確定、実証実験フィールドの選定、実証実験システムの開発、実証実験計測システムの開発と設置、試験運転の開始を行った。まず実験計画としては、次世代省エネルギー区分II地域相当の寒冷地での実証を目指し、気象条件などの調査から富山県南砺市の実験フィールドを選定した。ヒートポンプの省エネルギー技術の検証として、家庭用のCO2ヒートポンプ給湯機を選定し、寒冷地におけるエネルギー効率の計測および気候条件、特に低温じの湿度影響を求めるべく、「自立循環型住宅の開発」に使用された給湯パターンでの実証実験を計画した。本年度は、実験準備として、給湯器の設置、自動給湯システム・プログラムの作成、計測システムの整備、データ回収ネットワークシステムの構築を行つた。実証実験に向けた実験機器の設置および計測システムの設置は、平成19年12月に完成し、平成20年1月より試験運転、自動給湯システム、プログラム、計測システムの調整及び修正を行った。平成20年度は、ヒートポンプ給湯機の運転効率実証実験、データ収集、タンク設置状況による効率の変化計測が主の研究課題であった。運転効率実証実験では、20年度前半において、「自立循環型住宅の開発」における給湯パターン(修正M1モード)を利用することにより、平均的な住宅の出湯量、出湯パターンをシミュレートし、ヒートポンプ給湯機における学習効果を1週間単位の熱量で再現した。給湯出湯の再現には、USB接続で給湯水栓の開閉制御を行った。開閉制御プログラムはMicrosoft VisualBASIC6.0で製作されており、実験の再現性を確保した。タンク効率の計測に伴う給湯貯湯タンクの移設では、屋外設置の給湯タンクを室内に設置することで、冬期の寒冷環境、積雪環境による放熱の低減を目的としている。タンクの移設にあたっては、タンクとヒートポンプ間の距離を変えないように、室内の設置箇所工事、屋外との接続工事を行った。平成20年度に収集された実験データより、気候条件、給湯パターン、特に低温高湿時の除霜運転に関わるエネルギー量の関係を求めた。またこの結果の一部について、日本建築学会への投稿を行った。平成21年度は、20年度に続いた実測データの収集と、データ解析、北陸地域における給湯機器代替時の省エネルギー効果検証が研究課題であった。運転効率実証実験では、20年度から続いた実測結果より、北陸寒冷地における除霜運転に関わるエネルギー消費およびヒートポンプ給湯機のエネルギー効率と気象との関係性の解析を行った。解析の結果、除霜によるエネルギー消費の増大は気温0°C±5度程度で最も発生し、これは北陸地域の冬期の出現気候にきわめて近く、本研究の主目的であった北陸の機構化におけるヒートポンプのエネルギー効率の効果予測に重要な意味を持つ。またこの結果から、気候区分が同等な太平洋側の地域との効率の差を気象データから検証した結果、510%程度の効率低下が明らかとなった。また、これらヒートポンプ省エネルギー機器の導入によるエネルギー消費量削減効果については、既存の住宅の設備状況との比較を行う必要があり、富山県における住宅設備に関するアンケート調査を実施した。住宅設備のストック調査の結果、北陸地域における給湯、空調、調理機器の製品年代および年代ごとのエネルギー効率、住宅内でのエネルギー需要から、現存する省エネルギー機器導入時の削減効果を求め、気候および使用状況、エネルギー種別ごとの代替案と削減効果を示し、今後の住宅における省エネルギー化に資する資料として、日本建築学会大会学術講演会への投稿を行った。(平成22年9月発表予定)
グラスマン多様体上での構成可能関数のラドン変換の反転公式と像の決定に関する研究

本研究はD加群の解層,更には一般の構成可能層の指数を表す構成可能函数の代数的な積分変換(ラドン変換)についてその像の特徴付けを行うものである.これまで研究では,組み合わせ論的な観点からの研究を行い,グラスマン多様体のシューベルト胞体の特性函数の変換像をヤング図形を用いて表記する結果を得ていた.また昨年度は超局所解析的な考察を行い,実射影空間とその双対空間の間の構成可能函数の積分変換の像の特徴付けを行った.即ち,複素の場合エルンストレムによってすでに得られていた結果の簡潔な証明を与えるとともに,実の場合にこの結果を拡張した.具体的には,実射影空間上滑らかな多様体の特性函数のラドン変換の超局所的な像(特性サイクル)が代数幾何で古典的に知られている双対多様体の次元や主曲率を用いて記述できることを明らかにした.この場合ラドン変換像とは元の多様体の超平面切断の幾何学的オイラー数を表すが,この結果によりラドン変換像の値の変化を双対多様体の幾何特に特異点の様子によって完全に決定できる.本年度はこの結果を実射影空間から実グラスマン多様体への構成可能関数の積分変換に対する結果に拡張した.この場合,双対多様体の拡張版であるk-双対多様体の次元や主曲率を用いて結果を記述できることを明らかにした.またそのために,k-双対多様体の微分幾何学的な性質をいくつか調べた.本研究はD加群の解層,更には一般の構成可能層の指数を表す構成可能函数の代数的な積分変換(ラドン変換)についてその像の特徴付けを行うものである.これまで組み合わせ論的な観点からの研究を行い,グラスマン多様体のシューベルト胞体の特性函数の変換像をヤング図形を用いて表記する結果を得ていたが,本年度は超局所解析的な考察を行い次の結果を得た.1,射影空間とその双対空間の間の構成可能函数の積分変換の像の特徴付け:複素の場合エルンストレムによってすでに得られていた結果の簡潔な証明を与えるとともに,実の場合にこの結果を拡張した.具体的には,実射影空間上滑らかな多様体の特性函数のラドン変換の超局所的な像(特性サイクル)が代数幾何で古典的に知られている双対多様体の次元や曲率を用いて記述できることを明らかにした.この場合ラドン変換像とは元の多様体の超平面切断の幾何学的オイラー数を表すが,この結果によりラドン変換像の値の変化を双対多様体の幾何特に特異点の様子によって完全に決定できる.2,双対多様体の次数を求める公式: 1の複素代数幾何への応用として,超局所解析的考察と構成可能函数の理論を用いることで従来の結果の拡張を得た.またこの考察を双対多様体のグラスマン多様体への一般化であるk-双対多様体へ拡張し,その次数を求める公式を得た.更にはこれらの公式の具体的な表記についても研究を行った.まずチャーン・マザー類を用いた表記を得,ドリーニ・カッツにより得られていた結果を特異代数多様体に拡張した.更にそれらを具体的に計算するアルゴリズムを見出し,いくつかの具体的な場合について計算を行い,元の多様体の次数とミルナー数などの幾何学的不変量を用いた最も具体的な表記が得られることを明らかにした.本研究はD加群の解層,更には一般の構成可能層の指数を表す構成可能函数の代数的な積分変換(ラドン変換)についてその像の特徴付けを行うものである.これまで研究では,組み合わせ論的な観点からの研究を行い,グラスマン多様体のシューベルト胞体の特性函数の変換像をヤング図形を用いて表記する結果を得ていた.また昨年度は超局所解析的な考察を行い,実射影空間とその双対空間の間の構成可能函数の積分変換の像の特徴付けを行った.即ち,複素の場合エルンストレムによってすでに得られていた結果の簡潔な証明を与えるとともに,実の場合にこの結果を拡張した.具体的には,実射影空間上滑らかな多様体の特性函数のラドン変換の超局所的な像(特性サイクル)が代数幾何で古典的に知られている双対多様体の次元や主曲率を用いて記述できることを明らかにした.この場合ラドン変換像とは元の多様体の超平面切断の幾何学的オイラー数を表すが,この結果によりラドン変換像の値の変化を双対多様体の幾何特に特異点の様子によって完全に決定できる.本年度はこの結果を実射影空間から実グラスマン多様体への構成可能関数の積分変換に対する結果に拡張した.この場合,双対多様体の拡張版であるk-双対多様体の次元や主曲率を用いて結果を記述できることを明らかにした.またそのために,k-双対多様体の微分幾何学的な性質をいくつか調べた.
上皮成長因子(EGF)受容体シグナル伝達経路を分子標的とする卵巣癌化学療法の開発

ヌードマウスにシスプラチン(CDDP)耐性株であるCaov-3細胞を接種し、その後CDDPとgefitinib(イレッサ)を単独または併用投与する実験において、2剤の併用投与により、1)腹水量、腹腔内腫瘍重量が各薬剤の単独投与に比べて減少し、2)CDDPにより誘導される腫瘍細胞におけるEGFR,ERK,Aktのリン酸化がイレッサの併用により抑制され、3)単独投与に比較し、腫瘍細胞のアポトーシスを増加させたことについてはすでに明らかにしてきた。今年度は当初の計画に加えて、イレッサがCDDPによるDNA損傷からの修復を遅らせる効果があるという報告(Clin Cancer Res 2004)をもとに、この点についてもin vitroにおいて実験を進め、以下の結果を得た。DNAの修復酵素であるDNA-PKの発現を免疫蛍光染色法で検討したところ、CDDP耐性の卵巣癌細胞では、CDDPによりDNA-PKの発現が誘導され、イレッサを併用することにより、その効果が抑制された。イレッサはCDDPが誘導するDNA損傷からの修復を遅延することでもCDDPの抗腫瘍効果を増強することが示唆された。さらに今年度は当初の計画通り、臨床検体を用いた検討を行った。学内の倫理委員会の承認を得た後、卵巣癌患者に十分なinformed consentをとって、(1)抗癌剤投与による腫瘍細胞におけるERK,Aktの発現変化、(2)抗癌剤投与前後のアポトーシスを定量化して、抗癌剤の効果を検討した。抗癌剤投与により、(1)ERKは有意にリン酸化が促進されたが、Aktの活性化には一定の傾向を認めなかった。(2)アポトーシスのマーカーであるカスパーゼ3およびPARPの発現が有意に増加した。これより、臨床検体における抗癌剤の効果には、ERK経路の活性化が関与していることが示唆された。今後、その詳細な機序を検討していく予定である。我々は、gefitinib(イレッサ)は、シスプラチン(CDDP)と併用されると、CDDPが誘導するPI3K/AktやERK経路の活性化によるanti-apoptoticな作用を解除することによって、CDDPの抗腫瘍効果を増強することをin vitroで明らかとしてきた。今年度は当初の計画通り、in vivoにおけるイレッサのCDDP耐性卵巣癌に対する効果について検討した。ヌードマウスにCDDP耐性株であるCaov-3を接種し、その後CDDPとイレッサを単独または併用投与した。その結果、イレッサ(50μg/kg)とCDDP(5mg/kg)の併用投与により、1)腹水量、腹腔内腫瘍重量が各薬剤の単独投与に比べて有意に(p<0.01)減少した。2)CDDPにより誘導される腫瘍細胞におけるEGFR, ERK, Aktのリン酸化がイレッサの併用により抑制された。3)単独投与に比較し、有意に(p<0.01)腫瘍細胞のアポトーシスを増加させた。これらの結果から、イレッサは、in vivoでもCDDP耐性卵巣癌において、CDDPの抗腫瘍効果を増強させることが示唆された。また、今年度は当初の計画に加えて、イレッサがCDDPによるDNA損傷からの修復を遅らせる効果があるという報告があるので(Clin Cancer Res 2004)、この点についても実験を進め、以下の結果が得られた。CDDPにより誘導されるDNA損傷はイレッサを併用することで、1)DNA repair assayにおいて修復が遅延し、2)DNAの修復酵素であるDNA-PKのmRNAレベルでの発現を抑制した。

これらの結果から、イレッサはCDDPが誘導するDNA損傷からの修復を遅延することでもCDDPの抗腫瘍効果を増強することが示唆された。今後は更なる検討を、臨床検体を用いて行う予定である。ヌードマウスにシスプラチン(CDDP)耐性株であるCaov-3細胞を接種し、その後CDDPとgefitinib(イレッサ)を単独または併用投与する実験において、2剤の併用投与により、1)腹水量、腹腔内腫瘍重量が各薬剤の単独投与に比べて減少し、2)CDDPにより誘導される腫瘍細胞におけるEGFR,ERK,Aktのリン酸化がイレッサの併用により抑制され、3)単独投与に比較し、腫瘍細胞のアポトーシスを増加させたことについてはすでに明らかにしてきた。今年度は当初の計画に加えて、イレッサがCDDPによるDNA損傷からの修復を遅らせる効果があるという報告(Clin Cancer Res 2004)をもとに、この点についてもin vitroにおいて実験を進め、以下の結果を得た。DNAの修復酵素であるDNA-PKの発現を免疫蛍光染色法で検討したところ、CDDP耐性の卵巣癌細胞では、CDDPによりDNA-PKの発現が誘導され、イレッサを併用することにより、その効果が抑制された。イレッサはCDDPが誘導するDNA損傷からの修復を遅延することでもCDDPの抗腫瘍効果を増強することが示唆された。さらに今年度は当初の計画通り、臨床検体を用いた検討を行った。学内の倫理委員会の承認を得た後、卵巣癌患者に十分なinformed consentをとって、(1)抗癌剤投与による腫瘍細胞におけるERK,Aktの発現変化、(2)抗癌剤投与前後のアポトーシスを定量化して、抗癌剤の効果を検討した。抗癌剤投与により、(1)ERKは有意にリン酸化が促進されたが、Aktの活性化には一定の傾向を認めなかった。(2)アポトーシスのマーカーであるカスパーゼ3およびPARPの発現が有意に増加した。これより、臨床検体における抗癌剤の効果には、ERK経路の活性化が関与していることが示唆された。今後、その詳細な機序を検討していく予定である。
骨格筋の形態形成と維持における小胞輸送関連蛋白質VAMP5の機能解析

骨格筋細胞は、多核の長大な細胞である。この細胞の形態形成や維持に関わる小胞輸送システムを解析する。骨格筋細胞に発現する、小胞輸送関連蛋白質のひとつに着目し、ノックアウトマウスを作出した。遺伝子を欠損したヘテロ接合体やホモ接合体は、死産が多く見られた。骨格筋では、明確な形態異常は見つからなかったが、肺を観察したところ、完全な無気肺もあれば、一部領域が無気肺で、死亡している例が見つかった。さらに、脳では、脳室の閉鎖や拡張といった形態異常が見つかった。通常の解剖作業では見つけにくい形態異常が見つかった。ノックアウトした分子が骨格筋以外の組織で形態形成に関わることを示唆した。細胞内のオルガネラが正常に形成、維持されるためには、小胞による輸送・膜融合が正確に行われる必要がある。この輸送・膜融合のしくみは様々なタンパク質複合体のはたらきによって制御されている。本研究では、小胞輸送において膜融合過程を制御するタンパク質に関して、生体内での機能を解析することを計画した。平成25年度は、着目した小胞輸送関連蛋白質のノックアウトマウスの作製を行った。着目したタンパク質は、神経系には発現しないことから、ノックアウトマウスが胎生致死になる可能性は低いと考え、まず、全身性にノックアウトすることを考えた。国際プロジェクト(International Knockout Mouse Consortium)より、相同組換えをおこしたES細胞クローンを入手した。このES細胞は、目的遺伝子のすべてのエクソンを含む約11 kbpの領域を欠損する。ES細胞を、4クローンを入手し、胚盤胞にインジェクションし、キメラマウスを作出した。キメラマウスは、様々な寄与率(3090%以上)で、19個体得られた。キメラマウスと野生型マウスの交配をおこない、1個体のキメラマウスから、新生仔を得て、ジェノタイプした結果、ヘテロ接合体マウスが出生したことが分かった。現在、ヘテロ接合体同士の交配を進めている。今後、ヘテロ接合体の個体数を増やす。野生型とヘテロまたはノックアウトマウスの出生数をメンデル比と比較したり、体重に関して成長曲線をつくり、発達の程度を評価する。成熟した骨格筋細胞・組織を解析するには、個体モデルが必要である。骨格筋細胞に発現する、小胞輸送関連蛋白質のひとつに着目し、ノックアウトマウスの作出を計画した。平成25年度にキメラマウス作出と、ヘテロ接合体の作出に成功し、その続きとして、平成26年度では、ヘテロ接合体同士の交配をすすめ、73匹のマウス仔を得た。ジェノタイピングの結果、野生型:ヘテロ接合体:ノックアウトマウスの比は、おおよそ10:13:1であった。メンデル比(1:2:1)とは大きく異なり、ノックアウトマウスの出生数が少なくなっていた。また死産も多く見られた。出生日の体重を比較したところ、野生型、ヘテロ接合体、ノックアウトマウスの順に、少なくなった。これらより、着目した分子は、個体発生で何らかの役割をもっていると考えられる。生きた個体として出生していることから、発生初期に致死になるのではなく、発生後期、出生前後に影響していることも考えられる。死産の仔に関して、多くの場合、肉眼レベルでは異常が認められないが、まれに頭部の前後軸が短い個体が見つかる。骨格筋組織は、切片にして、HE染色を施し、細胞レベルでの形態観察を行ったが、特に異常は見つからなかった。ただし、体重の減少があることから、組織全体の形成不全が考えられる。今後の研究では、各種組織の細胞・分子レベルの解析や、発生後期も含めた組織レベル、個体レベルの解析へと展開する。個体全体を観察する方法として、立体情報を得る装置を開発し、2015年3月に日本解剖学会総会で学会発表を行った。成熟した骨格筋細胞・組織を解析するためには、現在のところ、個体モデルが必要である。これまでに、キメラマウス作出と、ヘテロ接合体の作出に成功し(平成25年度)、ヘテロ接合体同士の交配から、73匹のマウス仔を得た(平成26年度)。遺伝子型は、野生型:ヘテロ接合体:ホモ接合体の比が、10:13:1であり、メンデル比(1:2:1)から大きく外れた結果になった。また死産が多く、胎生期には発達しているが、出生前後で死亡することが考えられた。平成27年度では、死因の究明を行った。骨格筋組織では肉眼レベルでの形成異常は認められなかった。出生時に呼吸をはじめない個体や、不規則呼吸がみられたことから、肺の切片を作成し、観察したところ、完全な無気肺もあれば、一部領域が無気肺で、死亡している例が見つかった。肺以外でも、全身をくまなく形態形成の成否を観察できるように、ブロックフェースイメージング装置の新規開発をすすめている。マウス個体をまるごと3Dデータとし、パソコン上で解剖できる手法である。現在、装置は試作の段階であるが、脳室の閉鎖や拡張といった、通常の解剖作業では見つけにくい形態異常が見つかった。

今後は、呼吸器系、神経系以外での形態異常についても明らかにしていく。また、装置をハイスループットにするための改良に取り組み、形態異常の程度や頻度を明らかにする予定である。骨格筋細胞は、多核の長大な細胞である。この細胞の形態形成や維持に関わる小胞輸送システムを解析する。骨格筋細胞に発現する、小胞輸送関連蛋白質のひとつに着目し、ノックアウトマウスを作出した。遺伝子を欠損したヘテロ接合体やホモ接合体は、死産が多く見られた。骨格筋では、明確な形態異常は見つからなかったが、肺を観察したところ、完全な無気肺もあれば、一部領域が無気肺で、死亡している例が見つかった。さらに、脳では、脳室の閉鎖や拡張といった形態異常が見つかった。通常の解剖作業では見つけにくい形態異常が見つかった。ノックアウトした分子が骨格筋以外の組織で形態形成に関わることを示唆した。ヘテロ接合子同士の交配が順調に進んだ。ノックアウトマウスの出生数が少ないことがわかり、また、今後の方針を決めるだけの個体数・体重・形態データが得られた。ただし、個体数が少ないことで、個体の運動能といった機能解析を勧めるには、十分な数のノックアウトマウスは得られそうにない。野生型とヘテロ接合体で解析を勧める。骨格筋の細胞生物学当初、予定していた形態解析・機能解析は、ノックアウトマウスの個体数が少ないため、野生型、ヘテロ接合体を用いて、推進する。個体数が少ないことや、死産が多いことに対しては、発生後期の形態解析を追加して行う。ノックアウトマウスを作出することが出来た。インジェクションしたES細胞が生殖器系に分化するか否かは、作出時に困難が予想されるステップである。このステップをクリアすることができたため、順調に伸展していると考える。次年度以降、交配を進め、個体数を増やす。野生型マウスと、ヘテロまたはホモ接合体をもちいて、予定した形態解析、機能解析を推進することが出来る。試薬を購入する予定だったが、足りないので翌年に持ち越した。これまでに、ヘテロ接合体を作出できた。出生率について、統計的に評価するため、ヘテロ接合子同士の交配を進め、十分な個体数を得る。野生型、ヘテロ接合体、ホモ接合体の出生数をメンデル比と比較する。もしホモ接合体(ノックアウトマウス)が、胎生致死や発達不良であれば、新生仔や胎生期にさかのぼり、ジェノタイプを行う。また、体重を経時的に測定し、成長曲線をつくり、野生型、ヘテロ接合子、ホモ接合体の間で、発達の程度を比較する。次に、当初の予定通り、骨格筋組織をはじめ、各種組織を採取し、形態形成にどのような表現形がみられるか、細胞レベル、分子レベルで明らかにしていく。翌年に、試薬を購入する計画である。研究室のホームページで、学会発表を報告した。試薬を購入したかったが、残金では足りなかった。次年度に、試薬を購入する。