hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ホスホジエステラーゼに着目した精神疾患の病態解明および治療法開発

DISC1遺伝子改変マウスに隔離飼育によるストレスを加え、脳内での細胞内シグナルの変化を検討した結果、側坐核と線条体において隔離飼育前後のPDEの機能に変化がみられることが明らかとなり、海馬歯状回においても同様の変化がある可能性が示唆された。また、C57/BL6マウスを用いた慢性拘束ストレスモデルにおいて、フルオキセチン単独投与では、軽度ストレス負荷マウスでのみうつ様行動を抑制し、ドーパミンD1受容体アゴニストの併用で、重度ストレス負荷マウスでのうつ様行動の抑制を示したことから、抗うつ薬の慢性投与により惹起される歯状回のD1受容体シグナルの増強が、抗うつ作用に関与すると考えられる。DISC1 (Disrupted-In-Schizophrenia 1)遺伝子の異常は、統合失調症やうつ病等の精神疾患に共通するリスク因子であることを示唆する知見が集積してきている。我々は、これまでにDISC1遺伝子改変マウス脳内で、ドーパミンD1受容体の下流に位置する細胞内cAMP/PKAシグナルを中心とした異常を見いだしており、このシグナルを種々の精神疾患の新たな治療ターゲットとした研究を行っている。そこで本研究では、DISC1遺伝子の異常と精神疾患との関連性を精査するとともに、うつ病モデルである慢性拘束ストレス付加マウスを併せて用い、細胞内cAMP/PKAシグナル制御に重要なcAMP分解酵素ホスホジエステラーゼ(PDE)に着目し、ドーパミンD1受容体/cAMP/PKAシグナル修飾を介した新たな精神疾患治療薬の開発基盤となる研究を行う。平成26年度は、精神疾患モデルマウスの作成および行動解析を行うために必要な、DISC1遺伝子改変マウスの繁殖を行った。次に、DISC1遺伝子改変マウスおよびその野生型マウスを、生後5週齢から集団飼育群と隔離飼育によるストレスを加えた群に分けて3週間飼育し、精神疾患との関連の大きい各脳部位(大脳皮質、側坐核、海馬・歯状回、線条体)における細胞内シグナルの変化を検討したところ、側坐核と線条体において隔離飼育ストレス前後のPDEの機能に変化がみられることが明らかとなった。また、行動薬理学的な抗うつ効果の評価については、実験条件によっては正確な結果が得られないという報告があることから、C57/BL6を用いて慢性拘束ストレスモデルの条件検討を行い、最適なプロトコールを確立した。そこで本研究では、DISC1遺伝子の異常と精神疾患との関連性を精査するとともに、うつ病モデルである慢性拘束ストレス付加マウスを併せて用い、細胞内cAMP/PKAシグナル制御に重要なcAMP分解酵素ホスホジエステラーゼ(PDE)に着目し、ドーパミンD1受容体/cAMP/PKAシグナル修飾を介した新たな精神疾患治療薬の開発基盤となる研究を行った。DISC1遺伝子改変マウスおよびその野生型マウスを、生後5週齢から集団飼育群と隔離飼育によるストレスを加えた群に分けて3週間飼育し、精神疾患との関連の大きい各脳部位(大脳皮質、側坐核、海馬歯状回、線条体)における細胞内シグナルの変化を検討したところ、側坐核と線条体において隔離飼育ストレス前後のPDEの機能に変化がみられることが明らかとなった。また、海馬歯状回においても同様の変化がある可能性が示唆された。また、C57/BL6マウスへの抗うつ薬の慢性投与により、海馬歯状回におけるD1受容体シグナルが増強することを明らかとした。さらに、行動薬理学的な抗うつ効果の評価を行った結果、C57/BL6マウスを用いた慢性拘束ストレスモデルにおいて、フルオキセチン単独投与群は、軽度ストレス負荷マウスではうつ様行動を抑制したが、重度ストレス負荷マウスではうつ様行動の抑制効果は得られなかった。しかしながら、フルオキセチンとドーパミンD1受容体アゴニストの併用投与群は、重度ストレス負荷マウスにおいてうつ様行動の抑制を示したことから、抗うつ薬の慢性投与により惹起される海馬歯状回のドーパミンD1受容体シグナルの増強が、抗うつ作用に関与すると考えられる。平成26年度の研究計画における、精神疾患モデルマウスの作成において、DISC1遺伝子改変(変異型DISC1過剰発現)マウスの繁殖がうまくいかず、当初の予定よりも進度が遅くなってしまった。『生化学的解析による病態メカニズムおよび治療メカニズムの特定』に関しては、おおむね良好である。中枢神経薬理平成26年度から引き続き、「精神疾患モデルマウスの作成および行動解析」および「生化学的解析による病態メカニズムおよび治療メカニズムの特定」を行う。また、これまでに得られた結果をもとに、各種PDEサブタイプの阻害薬による治療効果を評価することにより、鬱病や統合失調症等の治療に有効性の高いPDEサブタイプの検討を行う。
ー結晶性関節炎における自然緩解現象の解明ー

(方法)放射性同位元素(Ca^<45>)を用いてピロリン酸カルシウム結晶(CPPD^<45>)を作成し,ラットの背部に作成した疑似関節腔(air pouch)にこのCPPD^<45>を注入した.経時的(0,2,6,12,24,48,120,168時間後)にこの関節腔より関節液と滑膜を採取して、関節液中に残っているCPPD^<45>、滑膜に取り込まれたCPPD^<45>の量を液体シンチレーションカウンターで計測した。関節液中の白血球数とプロスタグランジン(PG E_2)の値と関節液中に残存する結晶量、滑膜内に取り込まれた結晶量を比較し、結晶による炎症の活性化や自然消退に伴う結晶の動態について以下の結果を得た。(結果)1.関節液中のCPPD^<45>は注入後2時間で総注入量のの34.5%,6時間で20.7%,12時間で11.0%,24時間で1.9%,48時間以後はいずれも0.5%と著明に低下していた。2.この結果は、ピロリン酸カルシウム結晶の疑似関節腔(air pouch)内投与により白血球数やプロスタグランジン(PG E_2)の値が6時間から12時間の間でピークを示し、以後24時間、48時間と有意に低下(p<0.01)し炎症の自然緩解に至る過程と密接に相関していると思われた。すなわち、炎症の起炎物質が炎症の場から除去される機構が炎症の自然緩解という過程において極めて主要な役割を担っていることを示すものと思われた。3.滑膜に取り込まれたCPPD^<45>は,CPPD^<45>注入2時間後では4.9%,6時間では65.6%,12時間後では47.0%,24時間後では28.7%,48時間以後はいずれも30%前後の値を示した。4.6時間後の滑膜と24時間後の滑膜を組織学的に検索すると,CPPD^<45>は6時間後では滑膜表面に付着しているものの滑膜組織内には取り込まれておらず、24時間ではCPPD^<45>と白血球を主体とする炎症細胞が滑膜組織内に取り込まれていた.(結論)起炎物質(CPPD^<45>)および炎症細胞を炎症の場から除去する滑膜の機構が炎症の自然寛解に関与すると推察された。1)放射性同位元素(Ca^<45>)を用いてピロリン酸カルシウム結晶(CPPD^<45>)を作成することに成功した。

2)ラットの背部に作成した疑似関節腔(air pouch )にこのCPPD^<45>を注入し、経時的(0,2,6,12,24,48,l20,168時間後)にこの関節腔より関節液を取り出し、かつこの滑膜を摘出して組織を完全溶解し、関節液中に残っているCPPD^<45>、滑膜に取り込まれたCPPD^<45>の量を液体シンチレーションカウンターで計測した。3)それぞれの関節液上清中のプロスタグランジン(PGE_2)、白血球数、βーグルクロニダーゼの値と関節液中に残存する結晶量、滑膜内に取り込まれた結晶量を比較し、結晶による炎症の活性化や自然消退に伴う結晶の動態について以下の結果を得た。4)関節液中のCPPD^<45>は注入後2時間で総注入量のの34.5%,6時間で20.7%,12時間で11.0%,24時間で1.9%,48時間以後はいずれも0.5%と著明に低下していた。この結果は、ピロリン酸カルシウム結晶によってもたらされた炎症によりプロスタグランジン(PGE_2)、白血球数、βーグルクロニダーゼの値が6時間から12時間の間でピークを示し、以後24時間、48時間と有意に低下(p<0.01)を示し炎症の自然緩解に至る過程と密接に相関していると思われた。すなわち、炎症の起炎物質が炎症の場から除去される機構が炎症の自然緩解という過程において極めて主要な役割を担っていることを示すものと思われた。5)一方、滑膜に取り込まれたCPPD^<45>をみるとCPPD^<45>注入2時間後では4.9%,6時間では65.6%,12時間後では47.0%,24時間後では28.7%,48時間以後はいずれも30%前後の値を示していた。6時間後の滑膜と24時間後の滑膜を組織学的に検索すると、CPPD^<45>は6時間後では滑膜表面に付着しているものの滑膜組織内には取り込まれておらず、この段階ではCPPD^<45>の滑膜細胞表面への接着によるサイトカイン(白血球走化因子)を放出する過程と推測された。24時間ではCPPD^<45>と白血球を主体とする炎症絹胞が滑膜組織内に取り込まれており、起炎物質(CPPD^<45>)および炎症細胞を炎症の場から除去することにより炎症を緩解させるという滑膜の役割を示すもの思われた。(方法)放射性同位元素(Ca^<45>)を用いてピロリン酸カルシウム結晶(CPPD^<4 5>)を作成し,ラットの背部に作成した疑似関節腔(air pouch)にこのCPPD^<4 5>を注入した.経時的(o,2,6,12,24,48,120,168時間後)にこの関節腔より関節液と滑膜を採取して、関節液中に残っているCPPD^<4 5>、滑膜に取り込まれたCPPD^<4 5>の量を液体シンチレーションカウンターで計測した。関節液中の白血球数とプロスタグランジン(PG E_2)の値と関節液中に残存する結晶量、滑膜内に取り込まれた結晶量を比較し、結晶による炎症の活性化や自然消退に伴う結晶の動態について以下の結果を得た。(結果)1.関節液中のCPPD^<4 5>は注入後2時間で総注入量のの34.5%,6時間で20.7%,12時間で11.0%,24時間で1.9%,48時間以後はいずれも0.5%と著明に低下していた。2.この結果は、ピロリン酸カルシウム結晶の疑似関節腔(air pouch)内投与により白血球数やプロスタグランジン(PG E_2)の値が6時間から12時間の間でピークを示し、以後24時間、48時間と有意に低下(p<0.01)し炎症の自然緩解に至る過程と密接に相関していると思われた。3.滑膜に取り込まれたCPPD^<4 5>は,CPPD^<4 5>注入2時間後では4.9%,6時間では65.6%,12時間後では47.0%,24時間後では28.7%,48時間以後はいずれも30%前後の値を示した。4.6時間後の滑膜と24時間後の滑膜を組織学的に検索すると,CPPD^<4 5>は6時間後では滑膜表面に付着しているものの滑膜組織内には取り込まれておらず、24時間ではCPPD^<4 5>と白血球を主体とする炎症細胞が滑膜組織内に取り込まれていた. (結論)起炎物質(CPPD^<4 5>)および炎症細胞を炎症の場から除去する滑膜の機構が炎症の自然寛解に関与すると推察された。
健康生成論を応用した青壮年期女性の生活クローンモデル及び健康支援アプリ開発

高齢者人口に占める女性の割合がますます増加傾向にある現在、如何に女性の健康寿命を延ばすかは保健医療政策上の重要な課題である。本研究は、病気につながる危険因子に焦点をあててそれを排除しようとする発想ではなく、なぜ人々は健康でいられるのかという健康因子に焦点を当てた健康生成論を応用し、デザインした。研究は、(I)3050歳代の女性を対象にし、個別な身体の不調と生活実態の関係性を捉える個人生活クローンモデルを開発する、(II)生活の変動による不調が起こった時、健康リフレクションを支援するアプリを開発する、の2段階で構成する。
有機半導体に分散した半導体ナノ粒子の電子準位決定法の開発

半導体ナノ粒子は、特異な光学的・電子的性質をもつことから、オプトエレクトロニクスへの応用が期待される。そのためには、正確な電子準位の測定が不可欠である。本研究では、検出深さが大きく、試料帯電に強い光電子収量分光法に注目した。装置の設計・製作を行い、保護基オレイルアミンとするCdSナノ粒子の薄膜について適用した。その結果、通常の光電子分光法では測定困難であったイオン化エネルギーが再現性良く測定できることを明らかにした。本研究では、有機半導体中に分散したナノ粒子の電子準位を決定する新しい実験手法を開発する。これまで電子準位決定に広く使われている光電子分光法は、ナノ粒子の保護基や有機半導体からの信号や、ナノ粒子の帯電により、ナノ粒子からの信号を検出するのが困難であった。本研究では、試料帯電の影響を受けにくく、検出深さの大きな光電子収量法に着目し、ナノ粒子からの弱い信号を選択的に検出する特別な工夫をすることで、ナノ粒子の電子準位を決定する。これまでに、ナノ粒子測定のための光電子収量分光装置の設計・製作を行ない、エネルギー可変単色光源を完成させた。その後、高真空に排気できる試料槽を取り付け、光電子による試料電流の測定を試みてきた。ノイズが多く、満足な測定ができていない。原因としては、簡易的に作成した試料ホルダーの保持が不適当であり、また絶縁も不十分であること考えられる。そこで、位置を精密に微調整できるセミマニピュレーターを入手し、これが取り付けられるように真空槽の改造を行っている。これに合わせて、真空準位や仕事関数が決定できるように、阻止電場型光電子分光装置やケルビンプローブなどが取り付けられるように、装置の拡張を行っている。このような装置の開発と並行して、酸化チタンのナノ粒子の低エネルギー逆光電子分光の測定を試みている。この結果、測定中に電子線照射により準位が変化することがわかってきた。すなわち、電子の授受により、ナノ粒子の準位が影響を受けることを示している。変化を詳しく調べると、真空準位は大きく変化するのに対し、フェルミ準位を基準とした伝導準位はほとんど変化しない。このような結果を、本研究で開発を進めている光電子収量分光と関連させ、ナノ粒子の電子準位を決定する際の問題点を検討中である。電子準位決定のもっとも有力な実験法である光電子分光法は、検出深さが1ナノメートル程度と小さいため、ナノ粒子の保護基や有機半導体からの信号に妨害されやすく、また試料帯電の影響を受けやすいため、ナノ粒子からの信号を検出するのが困難であった。本研究では、試料帯電の影響を受けにくく、検出深さの大きな光電子収量法に着目した。この測定手法に、ナノ粒子からの弱い信号を選択的に検出する特別な工夫をすることで、ナノ粒子の電子準位を決定する。平成24年度は、ナノ粒子測定のための光電子収量分光装置の設計・製作を行った。この装置は、重水素ランプで発生した真空紫外光を回折格子で単色化し、試料表面に集光する。試料表面から放出された電子を正電圧を印加した電極で集め、光の波長の関数として光電流を測定する。真空紫外光は大気中の酸素によって吸収されるため、分光器と集光装置内部は窒素置換し、試料槽は高真空に排気できるように設計した。まず、真空紫外光源の性能を確かめるため、真空紫外光をサリチル酸ナトリウム膜で可視光に変換してホトマルで検出した。この結果、400ー120 nmの波長領域で減衰なく試料に到達することを確認した。一方、試料測定のための真空槽は、試料表面の汚染を防ぐためオイルフリーの高真空にした。現在、試料の移送機構、電極の製作を進めている。本研究は、有機半導体中に分散したナノ粒子の電子準位を決定する新しい実験手法の開発とこの装置を用いたナノ粒子のイオン化エネルギー測定を目的とする。これまでに、ナノ粒子測定のための光電子収量分光装置の設計・製作を行ってきた。重水素ランプで発生した真空紫外光を回折格子で単色化し、試料表面に集光する。真空紫外光は大気中の酸素によって吸収されるため、分光器と集光装置内部は窒素置換し、試料槽は高真空に排気できるように設計し、サリチル酸ナトリウム膜を用いて真空紫外光の強度を確認した。さらに、試料の移送機構、電極の製作を進めた。現在、信号強度を増やし、測定に耐える信号ノイズ比が得られるように装置の調整を進めている。

本研究は、有機半導体中に分散したナノ粒子の電子準位を決定する新しい実験手法の開発とこの装置を用いたナノ粒子のイオン化エネルギー測定を目的とした。電子準位決定のもっとも有力な実験法である光電子分光法は、検出深さが1ナノメートル程度と小さいため、ナノ粒子の保護基や有機半導体からの信号に妨害されやすく、また試料帯電の影響を受けやすいため、ナノ粒子からの信号を検出するのが困難である。本研究では、試料帯電の影響を受けにくく、検出深さの大きな光電子収量法に着目した。本研究のナノ粒子測定のための光電子収量分光装置では、重水素ランプで発生した真空紫外光を回折格子で単色化し、試料表面に集光する。試料表面から放出された光電子を正電圧を印加した電極で集め、チャンネルトロンで検出する。光の波長の関数として全光電子の収量を測定し光電子収量分光スペクトルをえる。スペクトルの立ち上がりがイオン化エネルギーに対応する。この測定手法を、オレイルアミンを保護基とするナノ粒子CdSの薄膜に適用した。薄膜は、透明導電性ガラス(FTO)上にディップコート法、ドロップキャスト法により調製した。測定の結果、紫外光電子分光では試料帯電のため再現性のあるスペクトルが得られなかったのに対し、本研究の手法ではスペクトルの立ち上がりからイオン化エネルギーを決定することができ、当初の目的を達成した。エネルギー準位接続を議論するためには、イオン化エネルギーに加えて試料の仕事関数を決定する必要がある。試料帯電の影響を受けにくい測定法として、ケルビンプローブ法の適用を検討している。半導体ナノ粒子は、特異な光学的・電子的性質をもつことから、オプトエレクトロニクスへの応用が期待される。そのためには、正確な電子準位の測定が不可欠である。本研究では、検出深さが大きく、試料帯電に強い光電子収量分光法に注目した。装置の設計・製作を行い、保護基オレイルアミンとするCdSナノ粒子の薄膜について適用した。その結果、通常の光電子分光法では測定困難であったイオン化エネルギーが再現性良く測定できることを明らかにした。限られた予算で装置の製作をするため、既存の真空装置や真空部品、電子部品を最大限に活用した。この結果、細かなトラブルが発生したこと、信号強度が十分得られなかったことなどが装置の完成が遅れた主な原因である。それに加えて、研究代表者が平成27年度4月に異動したため、実験装置の運搬のため停止・解体する必要があったことも、予定より遅れた原因である。物理化学最終年度であるから、ナノ粒子の測定を進める。光電子収量分光法だけでなく、紫外光電子分光法、低エネルギー紫外光電子分光法などの他の測定手法も適用し、検出深さや試料帯電の問題を検討する。これらにより、ナノ粒子のイオン化エネルギーを決定する方法の確立を目指す。当初の予定では、平成25年度中に光電子収量分光装置を完成させる予定であった。しかし、測定には成功していない。設計の大きな見直しを行い、装置の完成に向けて製作を進めている。一方、酸化チタンナノ粒子の低エネルギー逆光電子分光測定を進め、ナノ粒子測定の課題が明らかになってきた。この結果は、今後の本研究の目標達成に大きく役に立つ。当初の予定では、平成24年度中に光電子収量分光装置を完成させる予定であった。この装置は、真空紫外単色光源と真空装置、信号検出部分からなる。
選択的アルファ線照射による脳血管形成術後の再狭窄予防に関する基礎的研究

【背景および目的】動脈硬化による脳血管狭窄は、脳梗塞の原因として重要である。本疾患に対する血管内カテーテルによる血管形成術が施行されるようになったが、治療後数ヶ月で生じる再狭窄に対する治療法の確立が求められている。本研究の目的は、ホウ素の同位体と熱中性子の両者の捕獲反応によって生じる、きわめて飛程距離の短いアルファ線を利用した新しい再狭窄予防法の開発である。【研究実績】再狭窄の主体は新生内膜増殖とされており、実験ではラットの血管内皮損傷後におこる新生内膜増殖モデルを作成し、中性子線照射による内膜増殖抑制効果について評価と新たにリポソームを用いたターゲッティングのための基礎実験を行った。1. SLXリポソームによる新生内膜増殖のターゲッティングまず血管内膜損傷モデルの内膜損傷部位にEセレクチンの発現が見られることを明らかにした。次にSLXリポソームによるホウ素デリバリーシステムの確立を目指した基礎的検討を行った。蛍光マーカーとしてリポソーム内にドキソルビシンを包含したものを作成し、血管損傷モデルに投与して増殖内膜部への薬剤集積を確認した。今後ホウ素化合物の包埋を試みる予定である。2.血管損傷モデル動物における中性子照射実験とガンマ線照射の比較H18年度に行った照射実験の結果をもとに、血管内皮損傷ラット作成後48時間後にBSH100mg/kgを静脈内投与し、1時間後に中性子線を頸動脈に照射し、ガンマ線照射群と効果を比較した。中性子照射群では新生内膜増殖が見られず、血管狭窄が抑制された。ガンマ線での新生内膜増殖が5Gy以上でみられ、中性子照射に伴う二次ガンマ線が2Gy以下であることから、血管狭窄抑制は主として中性子捕捉反応による高LET粒子線によってもたらされていると考えられた。【背景および目的】動脈硬化による脳血管狭搾は、脳梗塞の原因として重要で、その治療は脳梗塞の予防に効果的である。これらに対するカテーテルを用いた血管内治療では頭蓋内血管、頸部頸動脈に対する血管形成術が施行されるようになったが、治療後数ヶ月で生じる再狭窄という現象が問題となっている。【方法】まず正常ラットにホウ素化合物であるBSH(100mg/kg)またはボロノフェニィルアラニンBPA(250mg/kg)を静脈内投与し、1,2,3時間後の大動脈、大静脈をふくむ主要臓器のホウ素濃度について、ICP-MAS法により測定を行った。次に、ラット腹部大動脈に切開を加えバルンカテーテルを挿入、Inflation and rotationの手技を加え血管狭窄モデルを作成し、ホウ素化合物BSHおよびBPAの狭窄部組織への移行、血管内径、外径、内膜肥厚、平滑筋等につき定量的に評価を行った。【結果】BSH投与後血中ホウ素濃度は急速に低下し、これに伴い動脈、静脈組織濃度も低下したが、同じ時間での濃度は動脈で最も高く、ついで血液、静脈の順であった。これに対しBPAでは血液と比して動脈、静脈でホウ素濃度が高く、組織内濃度のピーク値は1時間で観察された。【考察】再狭窄に対してα線治療を行う場合、周囲正常血管への中性子照射による影響が問題となる。本研究結果からBPAを用いた場合のホウ素濃度の血液/動脈比は2時間が最も高く、中性子照射による血管組織障害が生じやすい。狭窄部組織のホウ素絶対濃度、病巣周囲組織、血管組織ホウ素濃度のより詳細な検討により、ホウ素化合物の至適投与量、照射タイミング、照射時間のを決定することでα線による狭窄部治療が実現しうるものと考えられた。本疾患に対する血管内カテーテルによる血管形成術が施行されるようになったが、治療後数ケ月で生じる再狭窄に対する治療法の確立が求められている。【研究実績】再狭窄の主体は新生内膜増殖とされており、実験ではラットの血管内皮損傷後におこる新生内膜増殖モデルを作成し、中性子線照射による内膜増殖抑制効果について評価を行った。1.血管内膜損傷部位への各種化合物取り込み評価の基礎実験バルーン血管拡張による血管内皮損傷を行ったラット頸動脈に対し、ホウ素化合物(BPA, BSH)を投与し、損傷血管および周囲正常組織への取り込みを計測した。BSHでは周囲の静脈組織や対側正常動脈と比較し損傷動脈組織内ホウ素濃度が高く、投与後1時間でピーク値となることがわかった。一方BPAの組織内ホウ素濃度は損傷動脈組織内よりも対側正常動脈の方が高い値となった。これらの結果から、血管内皮損傷部位へのターゲッティングにはBSHがより適していることが示唆された。2.血管損傷モデル動物における照射実験血管内皮損傷ラット日本原子力研究所実験炉において、中性子線を頸動脈内皮損傷部位に照射した。投与薬物はBSH, BPAを用い、投与量、時間については取り込み評価の基礎実験結果により決定した。

照射量については、基礎実験としてガンマ線照射による内膜増殖抑制効果の評価を行い、その結果をもとに照射計画を作成した。また、中性子線照射専用のラット固定器を新たに作成した。今回6匹のラットに対し照射を行い、効果判定を行う14日後まで生存したのは1匹のみとなったが、このラットの新生内膜増殖は抑制されていた。今後の課題としては照射中の固定器内環境管理、至適照射線量の検討、血管内皮損傷部位へのターゲッティングに適する新たなホウ素化合物(ホウ素ポルフィリン、新規化合物)の検討が挙げられる。3.ホウ素化合物の開発増殖型血管平滑筋の培養細胞を用いて、ホウ素ポルフィリンの血管組織取り込み能について、新生内膜増殖時に活発となる増殖型血管平滑筋細胞への親和性を平滑筋細胞内ホウ素ポルフィリン蛍光で確認した。今後血管内皮損傷ラットを用いぐターゲッティング薬物としての有効性を検証する。【背景および目的】動脈硬化による脳血管狭窄は、脳梗塞の原因として重要である。本疾患に対する血管内カテーテルによる血管形成術が施行されるようになったが、治療後数ヶ月で生じる再狭窄に対する治療法の確立が求められている。本研究の目的は、ホウ素の同位体と熱中性子の両者の捕獲反応によって生じる、きわめて飛程距離の短いアルファ線を利用した新しい再狭窄予防法の開発である。【研究実績】再狭窄の主体は新生内膜増殖とされており、実験ではラットの血管内皮損傷後におこる新生内膜増殖モデルを作成し、中性子線照射による内膜増殖抑制効果について評価と新たにリポソームを用いたターゲッティングのための基礎実験を行った。1. SLXリポソームによる新生内膜増殖のターゲッティングまず血管内膜損傷モデルの内膜損傷部位にEセレクチンの発現が見られることを明らかにした。次にSLXリポソームによるホウ素デリバリーシステムの確立を目指した基礎的検討を行った。蛍光マーカーとしてリポソーム内にドキソルビシンを包含したものを作成し、血管損傷モデルに投与して増殖内膜部への薬剤集積を確認した。今後ホウ素化合物の包埋を試みる予定である。2.血管損傷モデル動物における中性子照射実験とガンマ線照射の比較H18年度に行った照射実験の結果をもとに、血管内皮損傷ラット作成後48時間後にBSH100mg/kgを静脈内投与し、1時間後に中性子線を頸動脈に照射し、ガンマ線照射群と効果を比較した。中性子照射群では新生内膜増殖が見られず、血管狭窄が抑制された。ガンマ線での新生内膜増殖が5Gy以上でみられ、中性子照射に伴う二次ガンマ線が2Gy以下であることから、血管狭窄抑制は主として中性子捕捉反応による高LET粒子線によってもたらされていると考えられた。
体系的ゲノムワイド解析にもとづく舌下免疫療法の有効性診断法の開発

舌下免疫療法の普及を妨げている問題の一つとして治療効果予測が難しいことがあげられている。精度の高いバイオマーカーが同定できれば治療前に予測が可能になり、治療適応の判断が容易になることが考えられる。舌下免疫療法治療前後で、著効群無効群の遺伝子発現を評価すると、著効群では苦味受容体の発現が高いことが示された。苦味物質が苦味受容体を介して舌下免疫療法の治療効果に影響を与えている可能性が考えられた。スギ花粉特異的IgE陽性のスギ花粉症患者約200名を対象とし、スギ花粉舌下液を用いたSLITを2年計画で開始した。治療実施前(実施済み)、中および後に数回採血し、血清、血球および遺伝子(RNAおよびDNA)を採取する予定である。2年間の治療終了後に、臨床症状やQOLスコアにもとづいて有効性を評価し、極めて有効性の高い患者約30人(著効群)と全く症状改善がみられない(または増悪した)患者約30人(無効群)を抽出する。治療開始前の患者血液の一部から密度勾配遠心法により単核球画分を分離後、細胞表面マーカーであるCD3, CD4, CD8, CD14, CD16, CD19, CD25, CD123, CD11c, BDCA-1,およびBDCA-4等に対する蛍光標識抗体で染色し、セルソーティングシステム付きフローサイトメーター(FACSAria、BDバイオサイエンス社)を用いてT細胞、B細胞、骨髄系樹状細胞、形質細胞様樹状細胞、好塩基球および好酸球などの存在比率を確認すると共に、それらの細胞を分取してRNA保存液中で保存する。この作業を全ての患者について実施し、治療終了後の比較解析に供する。患者血液からゲノムDNAを抽出しゲノムワイド遺伝子多型解析に供する。特に、発現遺伝子や蛋白量との相関性が高いといわれるCNVについて、Human HapMap DNA NA19000 (Japanese,Male)コントロールDNAを対照としたHuman CNVマイクロアレイ(Agilent社)による解析を行う。これを著効群および無効群患者について実施し、治療効果予測アルゴリズムの作成および血清パラメーターおよび発現遺伝子との統合解析に供する。舌下免疫療法は計画通り実施できており、2年間の治療有効性によって著効群・無効群の抽出を行う計画である。2群間の比較を行うことによって治療有効性を判断できる指標を探索する。治療終了後に、臨床症状やQOLスコアにもとづいて有効性を評価し、極めて有効性の高い患者約30人(著効群)と全く症状改善がみられない(または増悪した)患者約30人(無効群)を抽出した。治療前、中、後に採血した血清中の各種サイトカインレベルにつき、マルチサイトカイン測定システム(Bio-Plex Suspension Array System、Bio-rad社)により網羅的に測定した。SLIT終了後における有効性評価と血清パラメーターを対象としで開発したAdaBoost法に基づいた手法を適用し、有効/無効を判定するアルゴリズムを作成する。特に本研究では、患者にSLITを実施する前に効果予測が可能になることを目標とするため、治療前のデータのみを用いてどの程度の精度で著効/無効が予測できるか明らかにする。次年度は患者血液からゲノムDNAを抽出しゲノムワイド遺伝子多型解析を行う。最終的に、遺伝子多型→発現遺伝子→血清パラメーターの連動性を加味した統合的な解析や、各パラメーター相互の関連性に着目した系統的クラスター解析を行うことによって、遺伝学的根拠に立脚したより信頼性の高い選抜マーカーセットを決定する。SLIT終了後における有効性評価と血清パラメーター(各種サイトカインなど)を対象としてAdaBoost法に基づいて、有効/無効を判定するアルゴリズムを作成する。これらの点において、著効群、無効群の診断をより客観的に行えるように修正を加えている。その結果、予測アルゴリズムが他の母集団にも適応可能になると考えられる。アレルギー性鼻炎・花粉症に治療においてアレルゲン免疫療法は根治療法として位置づけられている。近年安全性が高く簡便な方法として舌下免疫療法が実用化されたが、普及を妨げている問題点の一つとして治療効果予測が難しいことがあげられている。精度の高い指標が同定できれば導入前に予測が可能になり、治療適応の判断が容易になることが考えられる。これまでに先行研究としてスギ花粉症舌下免疫療法の治療効果を予測するバイオマーカーの検索を行ってきた。そこで得られた結果(一次集団)を検証するためにスギ花粉舌下免疫療法治療開始前のスギ花粉症患者17名および健常コントロール5名を対象として二次集団での検証を行った。被験者からインフォームドコンセントに基づいて血液を採取しCD4+T細胞を分離した。

このCD4+T細胞と先のバイオマーカー候補である苦味受容体のアゴニスト数種をin vitroで共培養し、活性化T細胞に与える影響を定量RT- PCR法および細胞増殖試験などを用いて検討した。バイオマーカーと関連する苦味受容体のファミリー分子数種の発現を調べたところ、花粉症患者T細胞における苦味受容体の発現は健常コントロールに比較して有意に低かった(p<0.01)。また、この苦味受容体のアゴニストは濃度依存的に花粉症患者CD4+T細胞の増殖を抑制した。以上のことより苦味受容体を介したシグナルは舌下免疫療法の治療効果に及ぼすCD4+T細胞の活性化抑制に影響を与える可能性が示唆された。現在、舌下免疫療法による経時的に苦味受容体発現量の変化と作用メカニズムとの関連性を解析している。舌下免疫療法の普及を妨げている問題の一つとして治療効果予測が難しいことがあげられている。精度の高いバイオマーカーが同定できれば治療前に予測が可能になり、治療適応の判断が容易になることが考えられる。舌下免疫療法治療前後で、著効群無効群の遺伝子発現を評価すると、著効群では苦味受容体の発現が高いことが示された。苦味物質が苦味受容体を介して舌下免疫療法の治療効果に影響を与えている可能性が考えられた。治療前、中、後に採血した血清中の各種サイトカインレベルにつき、マルチサイトカイン測定システム(Bio-Plex Suspension Array System、Bio-rad社)により網羅的に測定する。また分取した各種白血球における発現遺伝子について、Human Gene 1.0ST Array(Affymetrix社)を用いてマイクロアレイ解析を実施する。SLIT終了後における有効性評価と血清パラメーターおよび発現遺伝子を対象としで開発したAdaBoost法に基づいた手法を適用し、有効/無効を判定するアルゴリズムを作成する。特に本研究では、患者にSLITを実施する前に効果予測が可能になることを目標とするため、治療前のデータのみを用いてどの程度の精度で著効/無効が予測できるか明らかにする。またその際、遺伝子多型→発現遺伝子→血清パラメーターの連動性を加味した統合的な解析や、各パラメーター相互の関連性に着目した系統的クラスター解析を行うことによって、遺伝学的根拠に立脚したより信頼性の高い選抜マーカーセットを決定する。ゲノムDNAを抽出しゲノムワイド遺伝子多型解析を行う。これらを著効群および無効群患者について実施し、治療効果予測アルゴリズムの作成および血清パラメーターおよび発現遺伝子との統合解析に供する。最終的に、遺伝子多型→発現遺伝子→血清パラメーターの連動性を加味した統合的な解析や、各パラメーター相互の関連性に着目した系統的クラスター解析を行うことによって、遺伝学的根拠に立脚したより信頼性の高い選抜マーカーセットを決定する。アレルギー性鼻炎・花粉症初年度は治療開始年であり、治療中、治療後のサンプルを集積している途中である。解析の準備段階であるために次年度使用額が生じた。参加予定の学会に行かなかったため研究は概ね順調に進んでおり、次年度には集積できたデータを解析するために使用する計画である。ゲノム解析をする為コンピュータを購入する予定である。
イオン-原子衝突系の原子過程に及ぼす共鳴核反応の影響

本研究では、複合核共鳴反応の時間スケールが原子過程と、両程度になると、両過程の干渉が起こる可能性が生じることに注目し、この共鳴状態を経由する散乱荷電粒子の電荷分布を調べることで、イオン-原子衝突系の原子過程に及ぼす共鳴核反応の影響を明らかにするための実験をおこなった。実験は、京大理学部8MVタンデムバンデグラフ加速器を用いて行った。複合核反応として、炭素による陽子の弾性散乱にみられる複合核^<13>Nの5/2+共鳴状態を利用した。散乱陽子の電荷分布測定に先立ち、注目する共鳴状態に対する微分断面積の励起関数を調べた。散乱角度は後方135度に選び、標的として炭素箔2ug/cm^2を用いた。入射陽子エネルギー4.78-4.84MeVの範囲で共鳴の励起断面積を測定し、共鳴ピークエネルギー4.805MeVで、半値幅9.9keVのブライト-ウィグナー型の共鳴が観測できた。この共鳴状態を経由する場合としない場合として、共鳴励起関数の共鳴ピークに対応する入射エネルギー(4.805MeV)と、共鳴ピークを外れる入射エネルギー(4.82MeV)について散乱陽子の電荷測定を行った。この電荷分布の測定については、静電偏向を利用した分析装置を使用し、検出器には半導体位置検出器(PSD)を用いた。散乱陽子の共鳴ピークエネルギーでの電荷フラクション(+1価の散乱陽子に対する1電子捕獲したものの割合)は4±2×10^<-4>であり、共鳴ピークを外れるエネルギーでの電荷フラクションは8±4×10^<-4>であった。励起関数と電荷フラクションとの相関の可能性を示す結果となったが、本結果だけではデータ不足で詳細な論議は出来ない。データの統計精度を上げ、かつ複数のデータ点で信頼性の高い実験データを蓄積するために、引き続き実験を行なう予定である。
幼児の食事場面における生活文化の共有過程に関する実証的研究

本研究は,3歳6歳までの幼児の幼稚園での食事場面を縦断的に観察し,幼児の生活文化の共有過程とそれに対する保育者のかかわりについて明らかにすることを目的とする。研究の結果,年少時の幼児の食事は,保育者から助けを受けつつ,「食」中心の時間から文化的な時間へと変化することが推察された。年中時では,発話内容が食べることから,食べること以外を含むものへと変化することが示された。年長時には,食べることに関する多様な話題を共有し合い,「食」をポジティブに評価する会話が多くなされることが示唆された。一方保育者は,幼児の発達に伴い,幼児への発話が減少し,食事場面が幼児中心に展開することが示唆された。本研究は、幼児の生活文化の共有過程を幼稚園における食事場面の観察により明らかにするとともに、共有過程における保育者の果たす役割について検討することを目的とする。具体的には、3歳6歳までの幼児を対象に、集団保育の場における食事場面を横断的・縦断的に観察し、1.各年齢の幼児が表出する生活文化を明らかにするとともに、年齢間の発達的変化を横断的に捉える、2.幼児による生活文化の共有過程について、3年間にわたる縦断的観察から明らかにする、3.上記の食事場面において、幼児の生活文化共有に対する保育者の関わりについて、幼児の生活文化の共有過程との関連を明らかにする。本年度の研究については、以下の通り、実施された。研究対象は、幼稚園に在籍する年少(34歳)・年中(45歳)・年長児(56歳)と保育者である。平成26年4月に予備的観察を行うとともに、その後月に2回(弁当1回、給食1回)を原則として、観察を行った。観察回数は、年少児クラスが19回(平成26年5月から平成27年3月)、年中児及び年長児クラスがそれぞれ13回(平成26年5月から12月)であった。観察にあたっては、記録にはDVカメラ(映像:クラス全体を捉える。各クラス2台)及びICレコーダー(音声:各グループに1台ずつ)を使用した。さらに観察時のクラスの様子をフィールドノーツとして記録した。上記の映像及び音声データから、対象児及び保育者の発話・行為の文字化を行った。取得データの増加に伴い、当初予定よりも文字化作業に遅れが生じ、数量的分析を行うことが難しい状況であった。しかし、毎回の観察及び文字化されたデータから、各年齢児の食事場面における会話には大きな違いがみられ、年少児よりも年長児において、食事場面における会話が量的にも質的にも豊かになっていくことが示唆された。本研究は、集団保育の場における食事場面の観察を通して幼児の生活文化の共有過程を明らかにするとともに、その共有過程における保育者の果たす役割について検討することを目的とする。具体的には、3歳6歳までの幼児を対象とし、幼稚園における食事場面を横断的・縦断的に観察し、1.各年齢の幼児が表出する生活文化を明らかにするとともに、年齢間の発達的変化を横断的に捉える、2.幼児による生活文化の共有過程について、3年間にわたる縦断的観察から明らかにする、3.上記の食事場面において、幼児の生活文化共有に対する保育者のかかわりについて、幼児の生活文化の共有過程との関連を明らかにする。本年度の研究については、以下のとおり実施された。研究対象は前年度(平成26年度)において年少(34歳)であった幼児を引き続き観察対象とし、その幼児の年中時の1年間の食事場面を保育者をも含めて観察する。観察は原則として月に2回(弁当・給食各1回ずつ)とし、1年間での観察回数は、夏休み期間中である8月を除き、計22回であった。観察にあたっては、食事中のクラスの様子を捉えるためにDVカメラ2台、幼児及び保育者の発話を記録するためにテーブルごとに1台ずつICレコーダーを用いた。さらに、観察時のクラスの様子をフィールドノーツとして記録した。上記のような方法で得られたデータを基に、対象児及び保育者の発話・行為を文字化した。対象児の発達に伴い、会話が豊かになったため、当初予定よりも文字化作業に遅れが生じており、数量的な分析を十分に行うに至っていない。しかし、これまでの観察から、幼児の発話内容は量・質ともに変化がみられることが示唆された。研究対象児が、当初予定よりも増加したこと、対象児の発達に伴い、会話が豊かになり、文字化に多大な時間がかかることから、数量的な分析を十分に行うに至っていない。しかしこの遅れは、今後の研究機関で十分に修正可能であると考える。研究対象は前年度(平成26年度)において年少(34歳)であった幼児を引き続き観察対象とし、その幼児の年長時の1年間の食事場面を保育者をも含めて観察する。

観察は原則として月に2回(弁当・給食各1回ずつ)とし、1年間での観察回数は、夏休み期間中である8月を除き、計22回であった。観察にあたっては、食事中のクラスの様子を捉えるためにDVカメラ2台、幼児及び保育者の発話を記録するためにテーブルごとに1台ずつICレコーダーを用いた。さらに、観察時のクラスの様子をフィールドノーツとして記録した。上記のような方法で得られたデータを基に、対象児及び保育者の発話・行為を文字化した。データの文字化については、28年度のデータのおよそ7割程度は終了している。現在、学会発表、論文投稿に向けて、データの詳細な分析を行っているところである。当初予定していた通り、3年間にわたるデータの収集が完了した。音声データの文字化作業をわずかに残しているものの、分析作業と並行して行うことが可能である。本研究は,集団保育の場における食事場面の観察を通して,幼児の生活文化の共有過程を明らかにするとともに,その共有過程における保育者の果たす役割について検討することを目的とする。具体的には,3歳6歳までの幼児を対象とし,幼稚園における食事場面を横断的・縦断的に観察し,1.各年齢の幼児が表出する生活文化を明らかにするとともに,年齢間の発達的変化を横断的に捉える,2.幼児による生活文化の共有過程について,3年間にわたる縦断的観察から明らかにする,3.上記の食事場面において,幼児の生活文化共有に対する保育者のかかわりについて,幼児の生活文化の共有過程との関連を明らかにする。本年度の研究については,以下のとおり実施された。1.これまで得られたデータを基に,年少時・年中時・年長時の幼児とクラスの担任保育者との食事場面の発話の分析を行った。2.上記の研究成果について,日本家政学会,ARAHE,日本発達心理学会において,研究発表を行った。本年度の研究結果として,以下の点が明らかになった。年少時の幼児は当初,保育者からの助けを受け,とにかく食べることに集中した昼食時間を過ごしているものの,発達に伴い,食べることに加え,食材に関心を向け,昼食前後の遊びに言及するなどの発話内容の変化がみられた。このことから,食事時間が食べるだけではない,文化的な時間へと変化していることが推察された。年中時の発話内容では,食べることに関するものから,食べること以外を含むものへと変化することが示された。そして年長時に至っては,互いの名前を呼び合い,食材について言及しながら,食べることに関する話題を共有し合っている様子がうかがえた。さらに,「食べる」ことをポジティブに評価する会話が多くなされていることが示唆された。一方保育者の発話の割合は,幼児の発達に伴い,幼児の発話に比して減少する傾向にあることが明らかになった。本研究は,3歳6歳までの幼児の幼稚園での食事場面を縦断的に観察し,幼児の生活文化の共有過程とそれに対する保育者のかかわりについて明らかにすることを目的とする。研究の結果,年少時の幼児の食事は,保育者から助けを受けつつ,「食」中心の時間から文化的な時間へと変化することが推察された。年中時では,発話内容が食べることから,食べること以外を含むものへと変化することが示された。年長時には,食べることに関する多様な話題を共有し合い,「食」をポジティブに評価する会話が多くなされることが示唆された。一方保育者は,幼児の発達に伴い,幼児への発話が減少し,食事場面が幼児中心に展開することが示唆された。
「化学基礎・化学」教科書の新記載・発展的内容の理解と指導を支援する教材の開発

「化学基礎・化学」新教科書に登場した新記載や発展的内容について,「有機化学」・「無機化学」・「化学反応と熱・光」を中心に,科学的探究力と思考力の育成を意図した化学実験教材を開発するとともに,日常生活や社会との関連を想起させる学習活動へと展開できる学習モデルを検討した。有機化合物の構造・反応・性質,物質の定量,生体関連化合物の機能と反応,発光性有機色素の構造ー物性相関,熱化学教材,無機化合物の組成決定など,多様な視点からの実験教材を開発した。そして,そのいくつかに対しては教育実践を行い,教材としての実用性を検証した。「化学反応と熱・光」など「化学基礎・化学」新教科書に登場した新しい事項や発展的内容について、科学的探究力と思考力の育成を意図した化学実験教材を開発することを研究の目的とし、網本が[A]光化学・有機化学、古賀が[B]熱化学・無機化学を主に担当しながら、具体的な教材開発を進めた。[A]光化学・有機化学(1)固体状態で光変色や発光を示す有機色素を探索し、その構造と物性の相関を明らかにした。また、3-ヒドロキシフラボン類に種々の置換基を導入することで、青色から黄・緑・橙色までの発光の多色性が実現できた。(2)色材として利用される銅フタロシアニンの分析および合成に関する教材実験と学習プログラムを開発し、化学と教育誌に論文掲載した。(3)定性および定量実験を踏まえたヒドロキシ酸の識別実験を開発し、高等学校での授業実践を踏まえて実験教材の有用性を議論した。また、リンゴ酸の脱水によるフマル酸の生成とマレイン酸の水和によるリンゴ酸の生成を生徒実験として行う方法を確立した。(4)その他、グルコースメーターの教材利用やビウレット反応を銅の定量に展開した教材実験について、学会発表を行った。[B]熱化学・無機化学(1)炭酸カルシウム関連化合物の結晶生長と相転移に関する基礎研究を展開した。(2)弱酸の中和熱や過酸化水素の分解反応、固体反応に関する熱化学実験教材、過炭酸ナトリウムの組成を多角的視点から生徒自らが決定できる探究的実験教材、空気亜鉛電池を簡易な酸素検出器として用いる教具を開発し、J. Chem. Educ.に論文を多数公表した。(3)その他、二酸化炭素吸蔵系、フェントン反応、熱暴走反応等に関する教材実験について、学会発表を行った。「化学基礎・化学」における学習内容に基づきながら、科学的探究力と思考力の育成を意図した化学実験教材を開発することが本研究課題の目的である。前年度では新教科書で単元として登場した「化学反応と熱・光」を中心に教材開発を推進したが、本年度はこの単元にかかわらず広く「化学基礎・化学」新教科書における発展的内容の学習を支援する教材開発を積極的に推進した。本年度の主要な研究成果は以下の通りである。(1)定性および定量実験の結果を踏まえて生徒自らがヒドロキシ酸4種をそれぞれ識別できる実験教材と学習活動を開発し、高等学校での授業実践を踏まえて実験教材の有用性を議論した。本成果は「科学教育研究」誌に論文として採録された。(2)GSC(グリーン・サステイナブル・ケミストリー)とESD(社会の持続的発展のための教育)を架橋した化学学習プログラムとして、環境負荷の低い酸素や有機還元剤による芳香族化合物の酸化還元反応を素材とした教材実験を確立し、理科・科学教育の関連学会で公表した。(3)人工甘味料であるアスパルテームをアミノ酸やペプチドの性質を学習する素材と捉え、金属錯体形成によってアスパルテームを定量する教材実験を新規に開発し、理科・科学教育の関連学会で公表した。(4)教材として取り扱いやすい固体状態でよく光る有機色素を探索する過程で、一般に吸収色素としてふるまうカルコン類を過酸化水素処理するだけで発光性色素となることを新たに見いだし、その分子構造と発光特性を明らかにした。(5)無機物質や有機高分子の熱化学挙動に関する基礎研究および無機物質・熱化学を素材とする化学実験教材の開発を、研究分担者(古賀)が精力的に推進した。「化学基礎・化学」の学習内容に基づいて科学的探究力と思考力を育成する化学実験教材を開発することが本研究課題の目的である。最終年度となる平成27年度の主要な研究成果について、研究代表者(網本)の実績を(1)-(4)に、研究分担者(古賀)の実績を(5)に、それぞれ記す。(1)アルコールの脱離反応で生じるアルケンを付加反応の素材として用いることで、脱離反応と付加反応を一連の実験活動の中で取り扱うとともに、付加生成物の位置選択性を探究させる実験教材を開発した。(2)平成26年度までに開発した「ヒドロキシ酸の識別に関する実験教材」を探究活動に取り入れ、化学実験中でメタ認知を活性化させる実践的研究を共同研究者の木下らと実施した。(3)天然高分子であるセルロースは硫酸やセルラーゼによって加水分解されるが、信頼性ある教材実験は確立されていなかった。複数のセルラーゼを用いる酵素加水分解によってセルロースがグルコースまで高効率に分解できる手法を見いだし、その実験教材としての方法を確立させた。(4)現行教科書で新しく記載された「光化学・発光」に関する実験教材が求められている現状を踏まえ、その開発のための素材を継続的に探査している。その過程で、ニンヒドリン類縁化合物であるイサチンから誘導される有機色素が結晶状態で異なる色調や発光現象を示すこと、特定の陰イオンをセンシングできることを新たに発見した。

また、高等学校化学「有機化学」で学習するケトーエノール互変異性が結晶中に固定されているビスジメドン結晶を見いだし、その構造を明らかにした。(5)高等学校化学「化学反応と熱」・「無機化学」に関する教材開発・素材研究・学習プログラム開発無機物質・熱化学を素材とする化学実験教材の開発を研究分担者(古賀)が精力的に推進し、その成果をJ. Chem. Educ.ならびに国際学会で数多く発信した。「化学基礎・化学」新教科書に登場した新記載や発展的内容について,「有機化学」・「無機化学」・「化学反応と熱・光」を中心に,科学的探究力と思考力の育成を意図した化学実験教材を開発するとともに,日常生活や社会との関連を想起させる学習活動へと展開できる学習モデルを検討した。有機化合物の構造・反応・性質,物質の定量,生体関連化合物の機能と反応,発光性有機色素の構造ー物性相関,熱化学教材,無機化合物の組成決定など,多様な視点からの実験教材を開発した。そして,そのいくつかに対しては教育実践を行い,教材としての実用性を検証した。本年度において、研究代表者(網本)は化学教材開発に関する著書(共著)1編、論文1報、学会発表6件を行うことができた。なお、本年度公表されたヒドロキシ酸の識別に関する論文は前年度に開発された化学教材の成果が結実したものである。本年度学会発表された成果が来年度以降論文として順次掲載されることを期待している。一方で、今年度の研究計画に挙げていた「化学反応と熱・光」の学習を支援する化学センサの教材利用について、本研究課題の支援によって装置等は措置できたものの、環境整備に手間取り、成果までには思ったように到達できなかった。この点については次年度の課題として継続することにしている。「光・熱・エネルギー・物質」の関連性を元にして自然科学の広い領域に関わる教材・学習活動の開発に向けて、発光や吸収など光に関わる諸現象の教材素材となりうる有機化合物の基礎研究についても推進している。研究代表者(網本)は学会発表4件(うち招待講演1件)の成果公表を行った。特に、わずか1段階の物質変換で吸収色素が発光色素となる有機色素の発見は基礎理学的にも興味深く、色素の多彩な機能に触れる化学実験素材としての可能性を現在検討中である。研究分担者(古賀)は、化学教材開発に関する著書(共著)1編、学会発表5件、無機物質の基礎研究については論文6報、学会発表18件(うち招待講演3件)の成果公表を行った。古賀は本年度熱測定学会の学会賞を受賞している。化学教育・有機化学・光化学平成25ー26年度の2年間で、「光化学・熱化学」および「有機化学・無機化学」に関する化学教材や学習活動例を相当数開発することができた。研究最終年度となる平成27年度は、これまでの成果を論文誌に掲載することに注力する。また、「光・熱・エネルギー・物質」の相関性を取り扱う教材実験・学習活動の開発に向け、光・熱感応性化合物の性質検討も進める。さらに、これまで継続的に検討してきたものの、センサ開発など検討すべき点が今なお残されているために開発中途となっているいくつかの教材研究について、それら問題点を解決して関連学会における成果公表にこぎつけたい。具体的には以下の(1)-(3)の事項について、研究を推進する。
細胞間情報伝達におけるアラキドン酸カスケードの役割の正当な評価

細胞間の情報伝達系におけるアラキドン酸カスケード、とりわけロイコトリエン関連物質の役割を正当に評価し、その可能性と限界を明らかにするのが本研究の目的である。本年度は以下の様な実績をあげた。1.ロイコトリエンC4合成酵素の精製と抗体作製。ロイコトリエンC4は細胞内カルシウムの上昇や、平滑筋収縮作用を持っているが、その生合成系は明らかになっていない。我々はモルモット肺に最も活性が強い事を見出し、このミクロソーム画分より界面活性剤を用い酵素を可溶化し、さらに種々のカラムクロマトグラフィーにて部分精製した。酵素は極めて不安定なため完全精製には成功していないが、従来、この反応を触媒する。と考えられて来たグルタチオンS転移酵素と分離され、極めて特異的な酵素である事が明らかとなった。現在、本酵素の単クローン抗体を作製しており、これを用いた免疫組織学的研究や遺伝子クローニングの準備を進めている。2.ロイコトリエンA4水解酵素cDNAの発現と抗体作製。既にクローニングが終了した同酵素cDNAを大腸菌内で活性を有した形で発現させ、酵素の大量入手が可能となった。この酵素(融合蛋白)を用いてポリクローン抗体を作製し、さらに免疫親和性カラムを作製した。精製された抗体を用い、1組織学的手法で酵素の局在の解明、2免疫沈降法による酵素量の変動測定を行い、刺激に応じた本物質の合成調節を分子レベルで明かにする予定である。3.細胞膜ロイコトリエン受容体の単離同定。分子レベルでのロイコトリエンの機能解明を目的に、細胞膜受容体の単離とポストレセプターの反応を解析している。本項目は、研究の端緒についたばかりであり、次年度以降が期待されている。