hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
降水によるエアロゾル発生現象：大気-森林相互作用の新展開

従来顧みられなかった降水によるエアロゾル発生現象に着目し,里山や都市近郊にて総合観測を実施し,その発生や拡散の実態把握と発生物質の性状解明を狙っている。特に森林生態系由来エアロゾルの評価を目指し研究を進めた。・アクセスが容易で,バイオエアロゾル発生源の真菌類観察データのある筑波実験植物園にて観測を実施した。フィルター試料からDNA抽出を行った。また,同時期の植物園内で,きのこ発生状況を調査しDNA抽出も行った。子実体は乾燥し,標本として菌類標本庫に保管した。・初夏季,秋季に植物園にて,現場サンプリング,粒子蛍光観測装置,緩和渦集積法によるフラックス観測,ゾンデやヘリコプターを用いた上空までの観測による集中観測を実施した。集中観測時には周辺の基礎気象データを収集した。秋季観測では,担子菌きのこ子実体からの胞子放出現象の野外観測映像を初めて得た。大気エアロゾルの遺伝子配列(16S rRNA,ITS領域)から,氷核活性微生物の同種が,乾燥地や都市部に比べ,森林地帯で頻繁に検出された。・蛍光ライダーを335nmレーザー,25cm径望遠鏡などを基本構成として開発し,生葉クロロフィルやスギ花粉などの日中観測により,動作特性を確認した。観測結果との照合のため,30種類以上のエアロゾル候補物質のEEM特性を計測し,データベース化した。都市上空のライダーと成分組成の同時観測を実施し,強い蛍光が観測された日にCaSO4等,蛍光性の人為起源粒子が多く観測された。・浪江町と植物園で夫々,燃焼または,胞子由来の有機マーカーのレボグルコサン,糖アルコールを観測した。植物園では,雨天時にCs濃度が高く,マンニトールが類似挙動を示した。レボグルコサンは晴天時に高く,アラビトールは晴天・雨天時で差はない。浪江町では晴天時にCs濃度が高く,レボグルコサンが類似挙動を示したが,雨天時には検出されなかった。・集中観測が春季と秋季に実施でき、バイオエアロゾルデータの蓄積が進んでいる。特にバイオエアロゾルのうち真菌類とバクテリアについて、それぞれ、科博と金沢大で分析が進んでいるのは大きな成果である。・蛍光ライダーの開発が順調に進捗している。・緩和渦集積法の装置開発・組み立てが順調に推移し、フラックス観測を実現できた。・野外での担子菌きのこ子実体からの胞子放出の撮像が実現できた。・有機物トレーサーと放射性Csトレーサーとの時間変動の比較が実現できた。・バイオエアロゾルの種同定だけではなく,量的な評価,すなわちフラックスの解明,加えて放出メカニズムの解明を目指して推進を図りたい。・降水時の胞子発生の映像の撮影に臨みたい。・また,降水による発生に担子菌類だけではなく,子嚢菌類が寄与している可能性が出て来ており,現状のグループ外の専門家を招くことも検討する。本研究では、我が国では従来全く顧みられなかった降水によるエアロゾル発生現象に着目し、典型的な里山や都市近郊にて総合的な観測を実施することで、その発生や拡散の実態把握と発生する物質の性状解明をねらっている。特に森林生態系由来エアロゾルのインパクト評価を目指して、下記のように研究を進めた。・アクセスの容易かつ、バイオエアロゾル発生源の一つ真菌類の観察データのある国立科学博物館筑波実験植物園において様々なサンプラーと気象観測機器を設置し、予備的な観測を開始した。バイオエアロゾルを捕集したフィルターからDNAを抽出し、微生物の群集構造を解析した。また、比較のため、同時期の植物園内で、きのこ発生状況を調査し、子実体およびそれらからのDNA抽出を行った。子実体は乾燥し、証拠標本として同博物館植物研究部の菌類標本庫に保管した。・大気粒子に含まれる遺伝子配列(16S rRNA遺伝子、ITS領域)から、氷核活性を有すると考えられる微生物が、乾燥地や都市部に比べ、森林地帯で頻繁に検出された。・蛍光ライダーを335nmレーザー、25cm径望遠鏡、多波長分光計検出器、パルスジェネレータを基本構成として開発し、生葉クロロフィルやスギ花粉などの日中観測により、その動作特性を確認した。ライダー観測結果照合のために、計30種類以上のエアロゾル候補物質のEEM特性を計測し、蛍光データベースを作成した。西日本都市上空のライダーと直接サンプリングによる組成の同時観測を実施した。強い蛍光が観測された日に、硫酸カルシウム等、蛍光性のある人為起源粒子が多く観測されたことが分かった。・バイオエアロゾルと関連し、森林火災に伴う有機物と放射性Cs放出を調べるため、大気エアロゾル中レボグルコサン濃度を測定した。2017年春季の浪江町森林火災でレボグルコサン濃度の著しい増加がみられたが、放射性Csには増加は認められなかった。実績概要に述べたように、バイオエアロゾルの現場観測、バイオエアロゾル種同定、蛍光ライダー開発と観測、トレーサー観測について着実に成果が上がっており、おおむね順調に進展したと判断している。

子実体は乾燥し,標本として菌類標本庫に保管した。・初夏季,秋季に植物園にて,現場サンプリング,粒子蛍光観測装置,緩和渦集積法によるフラックス観測,ゾンデやヘリコプターを用いた上空までの観測による集中観測を実施した。集中観測時には周辺の基礎気象データを収集した。秋季観測では,担子菌きのこ子実体からの胞子放出現象の野外観測映像を初めて得た。大気エアロゾルの遺伝子配列(16S rRNA,ITS領域)から,氷核活性微生物の同種が,乾燥地や都市部に比べ,森林地帯で頻繁に検出された。・蛍光ライダーを335nmレーザー,25cm径望遠鏡などを基本構成として開発し,生葉クロロフィルやスギ花粉などの日中観測により,動作特性を確認した。観測結果との照合のため,30種類以上のエアロゾル候補物質のEEM特性を計測し,データベース化した。都市上空のライダーと成分組成の同時観測を実施し,強い蛍光が観測された日にCaSO4等,蛍光性の人為起源粒子が多く観測された。・浪江町と植物園で夫々,燃焼または,胞子由来の有機マーカーのレボグルコサン,糖アルコールを観測した。植物園では,雨天時にCs濃度が高く,マンニトールが類似挙動を示した。レボグルコサンは晴天時に高く,アラビトールは晴天・雨天時で差はない。浪江町では晴天時にCs濃度が高く,レボグルコサンが類似挙動を示したが,雨天時には検出されなかった。・集中観測が春季と秋季に実施でき、バイオエアロゾルデータの蓄積が進んでいる。特にバイオエアロゾルのうち真菌類とバクテリアについて、それぞれ、科博と金沢大で分析が進んでいるのは大きな成果である。・蛍光ライダーの開発が順調に進捗している。・緩和渦集積法の装置開発・組み立てが順調に推移し、フラックス観測を実現できた。・野外での担子菌きのこ子実体からの胞子放出の撮像が実現できた。・有機物トレーサーと放射性Csトレーサーとの時間変動の比較が実現できた。下記の事項について検討し、研究の進捗を図る。・バイオエアロゾルの種同定(群集構造解析)だけではなく、量的な評価、すなわちフラックスの解明、加えて放出メカニズムの解明を目指して推進を図りたい。・また、降水による発生に担子菌類だけではなく、子嚢菌類が寄与している可能性が出て来ており、現状のグループ外の専門家を招くことも検討する。・担子菌等きのこ子実体から胞子放出現象の野外観測映像はまだない。そのため、どのように映像化するかについても検討を行う。・バイオエアロゾルの種同定だけではなく,量的な評価,すなわちフラックスの解明,加えて放出メカニズムの解明を目指して推進を図りたい。・降水時の胞子発生の映像の撮影に臨みたい。・また,降水による発生に担子菌類だけではなく,子嚢菌類が寄与している可能性が出て来ており,現状のグループ外の専門家を招くことも検討する。
プレッシャー下の運動パフォーマンス－「あがり」のみを前提としないモデルの構築－

本研究の目的は、「パフォーマンスの悪化」のみを前提とせずに、心理的プレッシャーが運動パフォーマンスに影響を及ぼす過程に関する要因ならびに要因間の関係を明らかにすることである。先行研究では、パフォーマンスが悪化する「あがり」の解明やその対策に焦点が当てられてきた。しかしながら、競技現場ではプレッシャー下で期待以上の結果が得られることなどもあるため、パフォーマンス悪化のみを前提としない総合的な理解が必要である。その実現のために、本研究ではプレッシャーによりパフォーマンスが維持される場合や向上する場合についても説明できるモデルを質問紙調査と多変量解析によって作成することをねらいとしている。
物性調整された検査食を用いた嚥下動態解析

物性を厳密に規格化した嚥下造影検査食の嚥下パターンには一定の傾向があるものの、「どのような所見によって」,「どのような食品」の経口摂取が困難となるのかを明らかにすること出来なかった。しかし、嚥下造影検査の定量解析で得られたデータを嚥下モニターに反映し、精度向上のアルゴリズムを開発した。嚥下モニターを用い、慢性閉塞性肺疾患(COPD)患者における嚥下と呼吸の整合性を検証するための観察研究を行った。ゼリー嚥下時に吸息が発生する頻度が高い患者群は急性増悪しやすい(Nagami et al 2017)ことを明らかにした。嚥下しやすいとされる食品の嚥下前後の吸息頻度がCOPD増悪と関連することを示した。嚥下障害患者が嚥下しやすい食品と嚥下が難しい食品があるのは、食品の特性に応じて嚥下動態が変化するためであると考え、物性が異なる検査食の嚥下動態の解析を開始した。ゼリーやペーストと比較して液体のLEDT(喉頭挙上遅延時間)が延長していれば喉頭挙上期型誤嚥、喉頭侵入のリスクがあることを報告した。ゼリーとペースト、またはゼリーと液体でPRDに相違を認めた場合、嚥下食としてゼリーを選択するのが安全であることが示唆された。当初の計画通りに嚥下動態解析を行った。しかし、解析データには自由嚥下、命令嚥下、咀嚼嚥下、液体嚥下が混在し、「テーラーメード嚥下調整食」の嚥下動態の解明に至っていない。嚥下造影検査を用いた定量解析に取り組み、食品別の嚥下動態を一つのシークエンスとして比較した。物性を厳密に規格化した嚥下造影検査食の嚥下パターンには一定の傾向があるものの、「いつ」、「どのような所見によって」、「どのような食品」の経口摂取が困難となるのかを明らかにすること出来なかった。この検証では、個別性の高い嚥下調整食の提供にはつながらなかった。その結果、ゼリーとペーストの嚥下時に吸息が発生する頻度が高い患者群は急性増悪しやすい(Nagami et al 2017)ことを明らかにした。慢性閉塞性肺疾患(COPD)患者に複数の食品を提供し、嚥下しやすいとされる食品の嚥下前後の吸息頻度がCOPD増悪と関連することを示した。嚥下活動の長時間無拘束モニタリング装置(特許5353479号嚥下活動モニタリングシステム、生体情報記録装置および嚥下活動モニタリングプログラム)を併用し、嚥下呼吸、吸息相で起こる嚥下の割合、嚥下後吸息相が再開するまでの潜時の情報を追加する。引き続き「テーラーメード嚥下調整食」の探索を進める。摂食嚥下障害出張経費、物品購入の必要性がなくなったため国際学会等の参加、論文出版の費用として使用する
植物の遠縁交雑後の世代で進むエピジェネティックな遺伝子発現変化

遺伝的に遠い両親間の交雑後代では、通常のメンデル遺伝では説明できないような、エピジェネティックな遺伝子発現変動が生じると考えられている。本研究ではミヤコグサの遠縁交雑集団において、両親と比較して発現変動した転写産物を複数同定した。またその一つであるレトロトランスポゾンについて、エピジェネティックマークの1つであるDNAメチル化の変動を解析した。本研究では、マメ科モデル植物ミヤコグサの種間交雑組換え近交系(RI)2集団を材料として、遠縁交雑により生じるエピジェネティックな遺伝子発現変化を明らかにする事を目的としている。その為に、RI集団の親3系統と、RI集団後代から見出した、内在性レトロトランスポゾンLORE1aが活性化されていた4個体(以降RI個体)で、トランスクリプトーム解析を行った。今年度は昨年度に続き花と葉のRNAseqを行い、昨年度分と合わせ、花と葉それぞれ3回ずつの反復を持つRNAseqデータセットを得た。RI集団の親3系統のうち、ミヤコグサの塩基配列情報は利用可能であるのに対し、その交雑相手であるLotus filicaulisとL. burttiiの配列情報は無い。そこで、(1)解析した各植物ごとに、全RNAseqリードを用いてde novoアセンブルを行い、(2)得たコンティグに対しリードをマッピングし、各コンティグにマップされるリード数を求め、(3)相同性検索により各コンティグと遺伝子との対応付けを行い、遺伝子あたりのリード数、つまり遺伝子発現量に換算する方法をとった。各植物から2億強のペアエンドリードを得、これらをde novoアセンブルし、約20万のコンティグを得た。これらのコンティグは約3万の遺伝子に対応していた。統計的解析によりRI個体の間で共通に転写変動した遺伝子を選抜したところ、その中にはLORE1とその他トランスポゾン様配列が含まれていた。本研究の手法は、塩基配列情報が無い植物のトランスクリプトーム解析に有効であると考えられる一方、遺伝子発現量の違いを大きくするバイアスがかかりやすい事が分かったので、今後方法論のさらなる検討を行う。また、発現変動が明らかになった遺伝子のエピジェネティックマーク等の解析を進める。本研究では、遠縁交雑により遺伝的に離れたゲノムが接合することによって、どのようなエピジェネティックな遺伝子発現変化が生じるのかを明らかにするために、マメ科モデル植物ミヤコグサの種間交雑組換え近交系(RI)集団において生じる遺伝子発現変化の同定と、その発生様式の解析をおこなっている。今年度は、RI集団の中から選抜した、ミヤコグサ内在のレトロトランスポゾンLORE1がエピジェネティックに活性化されている4系統と、RI集団の親3系統(ミヤコグサLotus japonicus Gifu accession、近縁種L. burttii、L. filicaulis)の、計7系統の花から、転写の方向性を反映したRNAseqライブラリーを作製し、これをillumina HiSeq1000により解析した。ミヤコグサゲノムは解析され、塩基配列情報が利用可能であるが、本研究に利用している近縁種のゲノム情報はない。リファレンスゲノムが無い植物種のRNAseqの効率的な解析方法を見出す事が本研究の技術的な課題の一つであり、現在、検討を行っている。トランスポゾン(TE)はエピジェネティックな抑制を受けている事が多い。逆に、RI系統においてTEの転写レベルの上昇が観察された場合は、そのTEに対するエピジェネティックな抑制が不全化した可能性を考えることができる。RI系統において転写上昇したTEを見出すため、ミヤコグサゲノムから抽出したTE様配列に対してマップされたRNAseqのリード数を、ハウスキーピング遺伝子に由来するリード数で標準化し、7系統間で比較した。その結果、RI系統において、親系統よりもリード数が増加しているTE様配列が複数見出された。以上から、解析したRI系統において、LORE1を含め複数のTEの活性化が生じている可能性が示唆された。本年度の研究により、予定通りRNAseqを行いデータを得ることができ、RI系統の花でLORE1を含め複数のTEが活性化されている可能性が示唆された。これによって、遠縁交雑により引き起こされる遺伝子発現プロファイルの変動という、研究構想時に想定した現象が、解析に用いている植物材料で実際に生じていることを、部分的ではあるが確認できた。転写の方向性を反映したRNAseqのライブラリー作製の方法については、既成のキットではカバーされていない部分があり、条件検討が必要であったが、初年度の研究によりそれを終え、安定したプロトコルを確立するに至った。以上のように、現状は、次年度以降の研究の方向性を決定する上で重要な知見を得て、また技術的な課題の一つを克服した状態であると言え、研究はおおむね順調に進展していると判断している。次年度以降に取り組む課題として、まず、発現変動していたTEや遺伝子のエピジェネティックマーク等の解析が挙げられる。まずは今年度に同定した転写上昇TE様配列に関して、この解析を開始する。次に、当初計画に挙げていたように、葉のトランスクリプトーム解析を行う予定である。これは、遠縁交雑による遺伝子発現プロファイルの変化様式が、花と葉という器官間で異なるか検証する為に計画したものである。

ただし、「次年度の研究費の使用計画」で述べるように、RNAseqの反復実験が必要になる場合は、葉のデータ取得時のランと同時に花のRNAseqのデータの再取得を行う。もう一つの課題は、リファレンスゲノム情報がない近縁種のRNAseqのデータの取り扱い方法の確定である。本年度に行った検討から、近縁種由来のRNAseqリードをミヤコグサゲノムにマッピングすることにより、種間で塩基配列が高く保存されているオーソローガスな遺伝子の解析は充分可能である事が分かった。しかしこの方法では、近縁種特異的な遺伝子や、種間で多型レベルが大きな遺伝子に関する正確な情報が得られない。それらの情報を得る為には、RNAseqのリードのde novoアセンブリをできるだけ良い精度で行う事が要求される。高精度のde novoアセンブリが可能となるよう、適切なソフトの選択と条件設定を行う。次年度の研究費の大きな割合を占めるものとして、葉のトランスクリプトーム解析がある。しかし、本年度に行った花のトランスクリプトームから得た予備的な知見から、RI系統で発現変動している遺伝子の数が予想よりも多く、そのため発現変動した遺伝子の個別解析に加え、トランスクリプトーム全体としての統計的解析が必要となる可能性が考えられた。その場合、実験誤差の検定を行うため、花と葉それぞれについてRNAseqのデータ取得を複数回行う必要が生じる。それに対応するためには、一度のシークエンサーのランで異なるバーコード配列を付加した複数のRNAseqのライブラリーをランするなどの方法をとり、予算内で必要なデータが得られるように工夫する。その他、実験試薬と植物育成にもちいる資材、国内外旅費、成果発表の為の論文投稿料・英文校閲の費用などに研究予算を利用する予定である。
幹細胞移植による神経再生時における神経移動とシグナル機構の解明

神経再生の難しい神経組織損傷に対して、細胞移植により補う再生医療が期待されている。これまでに片マヒ、脊髄損傷、認知症モデルマウスに対してヒトiPS細胞由来神経細胞移植を検討しており、今回は大脳皮質損傷による運動機能障害モデルマウスに対して幹細胞由来神経細胞移植実験を行う上で、移植する部位及び細胞形態の検討、回復に関与する因子の探索を行った。移植細胞の遊走による神経再生を解析するため、脳損傷モデルとして運動野を凍結損傷させて1週間後の片マヒモデルマウスを用い、運動機能の評価系として、Rota-rod法、Beam walking試験を行い、下肢運動機能を測定することが判定しやすいことがわかった。移植細胞としてはヒトiPS細胞から神経分化させた神経幹・前駆細胞を移植させる場合、マウス由来神経幹・前駆細胞及び遺伝子欠損マウス由来の神経幹・前駆細胞を移植検討した。また、新しい治療アプローチとしての移植細胞形態、移植場所の検討として高次構造を供給できる神経細胞シートを作製し、移植効果の比較を行った。移植1週後から4週後にかけてコントロール群(PBS投与)に対して、ヒトiPS由来神経細胞移植群は体重荷歩行の有意な回復が見られた。また、移植後の時間経過における細胞状態を調べるため、移植後経時的に解剖し、作製したマウス脳の凍結切片に対して免疫組織学的解析を行ったところ、移植部位とは異なる損傷皮質部位にヒトiPS由来神経細胞が運動神経に分化し定着している事が確認された。損傷領域に発現する有効因子SDF1,リーリンを同定し、リン酸化によるDab1活性化が損傷脳移植細胞によって増加することを見いだした。Reelinシグナル系路が遮断されたDab1変異マウス(Yotari)の細胞を用いて移植実験を行った結果、野生型細胞移植に比べて運動機能回復が劣ることを見出した。運動野を凍結損傷させて1週間後の片マヒモデルマウスの損傷部位直下の線条体部に、あらかじめ培養、分化誘導しておいたヒトiPS由来神経前駆細胞を移植した。運動機能の評価系として、Rota-rod法、Beam walking試験を行った結果、移植1週後から4週後にかけてコントロール群(PBS投与)に対して、移植群は体重荷歩行の有意な回復が見られた。このことは、移植部位の線条体領域から損傷部位へ移動することを示唆している。さらに損傷領域に発現する有効因子SDF1,リーリンを同定し、リーリン受容体下流に位置する細胞内蛋白Dab1が移植細胞周辺に発現し、リン酸化によるDab1活性化が損傷脳移植細胞によって増加することを見いだした。現在、Reelinシグナル系路が遮断されたDab1変異マウス(Yotari)の細胞を用いて移植実験を行い、移植細胞による回復への関与にReelinシグナル系路が与える影響について検討している。移植実験及び因子の同定が予定通り進んだため。難治性神経疾患に対し、失われた神経を細胞移植により補う再生医療試験が報告され、神経細胞移植が有効であることが示唆されている。神経細胞移植での治療効果を上げるためには、広範囲に渡る損傷部位に対して、移植した細胞が定着し、元のような複雑な高次構造、神経系ネットワークを適切に再構築することが必要と考えられる。そこで、申請者が検討してきた幹細胞由来神経細胞移植実験において移植した細胞が神経損傷部位を再生する際の高次構造形成メカニズムについて解析し、新規再生治療法開発のための基盤となる実験を行うことを目的とした。同定因子の発現制御による活性化機構の解明神経細胞移植による神経障害の回復についての解析は、その分子メカニズムを解析することが,将来的な治療応用に役立つ。まず、hiPS細胞培養方法と分化誘導法としてはこれまでに報告した方法を基本に浮遊培養による胚様細胞塊から分化誘導する方法を用い、神経損傷モデルマウスの運動機能解析としては、これまでに申請者が使用した凍結損傷による出血性片マヒモデルマウスを用いた。運動機能の評価系としてRota-rod法、Beam walking試験を行った。現在、リーリン受容体下流に位置する細胞内蛋白Dab1が移植細胞周辺に発現し、リン酸化によるDab1活性化が損傷脳移植細胞によって増加することは見いだしている。リーリンの下流シグナルを欠失した細胞を用いて移植実験を行い、リーリンシグナルが移植後の回復に重要であることを見出した。さらに相補する発現ベクターを作成した。今後は発現ベクターを用い、リーリンの下流に複数存在するシグナルの再生に関わる経路の制御様式について解析を進めている。昨年度において主に作業している動物実験室の空調不良による閉鎖及び改修が行われ、動物の全廃棄、再導入をしたため、一部動物実験が遅れてしまった。これまでに片マヒ、脊髄損傷、認知症モデルマウスに対してヒトiPS細胞

由来神経細胞移植を検討しており、今回は大脳皮質損傷による運動機能障害モデルマウスに対して幹細胞由来神経細胞移植実験を行う上で、移植する部位及び細胞形態の検討、回復に関与する因子の探索を行った。移植細胞の遊走による神経再生を解析するため、脳損傷モデルとして運動野を凍結損傷させて1週間後の片マヒモデルマウスを用い、運動機能の評価系として、Rota-rod法、Beam walking試験を行い、下肢運動機能を測定することが判定しやすいことがわかった。移植細胞としてはヒトiPS細胞から神経分化させた神経幹・前駆細胞を移植させる場合、マウス由来神経幹・前駆細胞及び遺伝子欠損マウス由来の神経幹・前駆細胞を移植検討した。また、新しい治療アプローチとしての移植細胞形態、移植場所の検討として高次構造を供給できる神経細胞シートを作製し、移植効果の比較を行った。移植1週後から4週後にかけてコントロール群(PBS投与)に対して、ヒトiPS由来神経細胞移植群は体重荷歩行の有意な回復が見られた。また、移植後の時間経過における細胞状態を調べるため、移植後経時的に解剖し、作製したマウス脳の凍結切片に対して免疫組織学的解析を行ったところ、移植部位とは異なる損傷皮質部位にヒトiPS由来神経細胞が運動神経に分化し定着している事が確認された。損傷領域に発現する有効因子SDF1,リーリンを同定し、リン酸化によるDab1活性化が損傷脳移植細胞によって増加することを見いだした。Reelinシグナル系路が遮断されたDab1変異マウス(Yotari)の細胞を用いて移植実験を行った結果、野生型細胞移植に比べて運動機能回復が劣ることを見出した。神経細胞移植による神経障害の回復についての解析は、その分子メカニズムを解析することが,将来的な治療応用に役立つ。現在、見出したリーリン、SDF1の下流に複数存在するシグナルの再生に関わる経路の制御様式について解析を進める。さらに、神経細胞分化過程、成体マウス脳スライスもしくは神経細胞初代培養系を用い、着目遺伝子の発現制御(発現もしくは発現抑制ベクターの構築及び過剰発現、抑制体の作製、リーリン発現増加させる薬剤オランザピンや、減少させるハロペリドール、DNAメチル化阻害剤の継続的投与、リーリン発現量を調整した移植による影響)を行い、その機能を判定する。具体的評価法として関連遺伝子変異マウスから作製したニューロスフィアを用いた移植による移動神経細胞の移動時の形態変化がどのように変わるか(たとえば、先導突起を伸ばして細胞体の移動が見られるのか、軸索中のゴルジ体の形成と移行による極性変化が見られるのか、シナプス前部、後部機能タンパクの神経活動依存的集積が見られるのか)、マウス個体への伝達物質阻害、促進薬剤投与により、その回復効果が変化するか、について解析する。細胞レベルではRNA干渉法により発現制御した細胞、もしくは遺伝子改変マウスから作成した神経細胞もしくは脳組織のスライス培養により、遊走する細胞の平均移動速度と割合を測定し、各因子による影響を数値化して評価する。
コンターライト堆積相のモデル化

斜面から海底扇状地、ならびに深海平坦面で形成された砂質堆積物は、従来、乱泥流によって深海域に運搬され堆積したタ-ビダイトとして一括して扱われる場合が多かった.このように従来タ-ビダイトとして解釈されてきた砂質堆積物の中に、底層流によってタ-ビダイトが侵食、再移動、再堆積を受けて形成されたと考えられる堆積物(砂質コンターライト)が広く認められるようになってきた.タ-ビダイトとそれにともなって発達する砂質コンターライトで構成される堆積物(タ-ビダイト-コンターライト連続体;以下ではTCCとよぶ)を中心に、タ-ビダイトと砂質コンターライトの相違点について従来のモデルとの比較検討を行い、TCCの特徴とその形成要因について考察した.主な結果は以下のとおりである.タ-ビダイトの砂組成と比較した場合、砂質コンターライトの砂組成に大きな違いは認められない.従来、砂質コンターライトの特徴として、ラミナに沿った重鉱物の能集があげられているが、今回の検討では、このような特徴は認められなかった.むしろ、TCCでの砂質コンターライトの砂組成は、これにともなうタ-ビダイトの砂組成の変化に対応する.例えば、高海水準期のタ-ビダイトは低海水準期や海進期のタ-ビダイトよりも石英粒子の相対的含有量の多い砂組成で特著づけられるが、TCCでは砂質コンターライトにも同様な傾向が認められる.TCCの露頭スケールならびに露頭間での対比に基づいて、砂質コンターライトの内部構造の時空変化を検討した.一般にTCCの特徴の時空変化には規則性が認められない.すなわち、砂質コンンターライトの古流向やTCCのタイプが斜面から海底扇状地、さらに深海平坦面にかけて規則的な変化を示さず、底層流の強さや方向が空間的に不連続に変化していたことが明らかである.これは黒潮や湾流などの西岸境界流にともなう深海の流れの特徴と類似している.斜面から海底扇状地、ならびに深海平坦面で形成された砂質堆積物は、従来、乱泥流によって深海域に運搬され堆積したタ-ビダイトとして一括して扱われる場合が多かった.このように従来タ-ビダイトとして解釈されてきた砂質堆積物の中に、底層流によってタ-ビダイトが侵食、再移動、再堆積を受けて形成されたと考えられる堆積物(砂質コンターライト)が広く認められるようになってきた.タ-ビダイトとそれにともなって発達する砂質コンターライトで構成される堆積物(タ-ビダイト-コンターライト連続体;以下ではTCCとよぶ)を中心に、タ-ビダイトと砂質コンターライトの相違点について従来のモデルとの比較検討を行い、TCCの特徴とその形成要因について考察した.主な結果は以下のとおりである.タ-ビダイトの砂組成と比較した場合、砂質コンターライトの砂組成に大きな違いは認められない.従来、砂質コンターライトの特徴として、ラミナに沿った重鉱物の能集があげられているが、今回の検討では、このような特徴は認められなかった.むしろ、TCCでの砂質コンターライトの砂組成は、これにともなうタ-ビダイトの砂組成の変化に対応する.例えば、高海水準期のタ-ビダイトは低海水準期や海進期のタ-ビダイトよりも石英粒子の相対的含有量の多い砂組成で特著づけられるが、TCCでは砂質コンターライトにも同様な傾向が認められる.TCCの露頭スケールならびに露頭間での対比に基づいて、砂質コンターライトの内部構造の時空変化を検討した.一般にTCCの特徴の時空変化には規則性が認められない.すなわち、砂質コンンターライトの古流向やTCCのタイプが斜面から海底扇状地、さらに深海平坦面にかけて規則的な変化を示さず、底層流の強さや方向が空間的に不連続に変化していたことが明らかである.これは黒潮や湾流などの西岸境界流にともなう深海の流れの特徴と類似している.今年度は房総半島の鮮新統ならびに更新統の斜面堆積物、海底扇状地堆積物、ならびに深海平坦面堆積物の野外調査と採取試料の粒度分析ならびに砂岩組成の検討を行った。今年度の目的はこれらの野外調査ならびに採取試料の室内分析の結果に基づいて、コンターライト(特に砂質コンターライト)堆積相の基本的モデル化を行うことであった。今年度の研究によって、砂質コンターライトには以下の特徴が認められた。(1)極細粒砂極粗粒シルトを主体とする。(2)カレントリップルラミナが最も一般的に認められる堆積構造であり、マッドドレープをともなうことが多い、(3)また、内部侵食面が存在し、侵食面上にはマッドドレープが存在する、(4)これらの特徴は砂質コンターライトが掃流と浮流の繰り返しにともなって形成されたことを示す。(5)堆積構造の重なり様式にはタ-ビダイトのような規則的な変化は認められない、(6)上下に重なる堆積構造からは90°以上異なる古流向が認められる場合がある、(7)生物擾乱の程度はタ-ビダイトと比較して、従来考えられていたほど著しくはない、(8)タ-ビダイトにともなう砂質コンターライトの時空分布には規則的な変化が認められない、(9)砂質コンターライトの方がこれにともなうタ-

ビダイトに比べ淘汰が良い、(10)しかし、砂質コンターライトの淘汰度(σI)は0.5以上の場合が一般的で、従来考えられていたほど良くはない、(11)砂岩組成にはタ-ビダイトと大きな違いは認められない、(12)タ-ビダイトの砂岩組成と同様、高海水準期の砂質コンターライトの砂岩組成は低海水準期や海進期のものに比べ石英粒子に富む傾向を示す。斜面から海底扇状地、ならびに深海平坦面で形成された砂質堆積物は、従来、乱泥流によって深海域に運搬され堆積したタ-ビダイトとして一括して扱われる場合が多かった.このように従来タ-ビダイトとして解釈されてきた砂質堆積物の中に、底層流によってタ-ビダイトが侵食、再移動、再堆積を受けて形成されたと考えられる堆積物(砂質コンターライト)が広く認められるようになってきた.今年度はタ-ビダイトとそれにともなって発達する砂質コンターライトで構成される堆積物(タ-ビダイト-コンターライト連続体;以下ではTCCとよぶ)を中心に、タ-ビダイトと砂質コンターライトの相違点について従来の研究との比較検討を研究を行った.主な結果は以下のとおりである。タ-ビダイトの砂組成と比較した場合、砂質コンターライトの砂組成に大きな違いは認められない.従来、砂質コンターライトの特徴として、ラミナに沿った重鉱物の能集があげられているが、今回の検討では、このような特徴は認められなかった.むしろ、TCCでの砂質コンターライトの砂組成は、これにともなうタ-ビダイトの砂組成の変化に対応する.例えば、高海水準期のタ-ビダイトは低海水準期や海進期のタ-ビダイトよりも石英粒子の相対的含有量の多い砂組成で特著づけられるが、TCCでは砂質コンターライトにも同様な傾向が認められる.TCCの露頭スケールならびに露頭間での対比に基づいて、砂質コンターライトの内部構造の時空変化を検討した.一般にstarved rippleを示す砂質コンターライトはもとのタ-ビダイトの層厚が5cm以下の場合に特徴の形成されており、側方ではより厚いタ-ビダイトに漸移的あるいはシャープな基底面で重なるカレントリップルラミナを特徴とする砂質コンターライトに変化する場合が多い.また、TCCの特徴の時空変化には規則性が認められない.
MRIおよび光イメージングを用いたマウスリンパ系の解析

本研究の目的はマウスのリンパ系のMRIおよび光イメージングによる解析であるが、平成23年度は平成22年度にて行われた各モダリティにおける基礎的検討をもとに応用検討を行った。リンパ系には系統内および系統間で個体差が想定され、個体差が腫瘍実験に影響する可能性がある。マウスの系統内および系統間におけるリンパ路についてMRIおよび光イメージングを用いて検討した。ミセル型MR造影剤であるgadofluorine Mと近赤外量子ドットの混合物をマウスの右後足皮下に投与して、MRIおよび蛍光イメrジングによりリンパ節の描出について検討を行った。Sacrificeののち、摘出したリンパ節を蛍光イメージングにてex vivoで観察した。いずれもマウスにおいても膝窩リンパ節および仙骨リンパ節の描出がMRIおよび蛍光イメージングにて観察された。BALB/cAJclでは、表在リンパ路である鼠径リンパ節、腋窩リンパ節の描出の頻度は低かったが、C57BL/6Jではこれら表在リンパ節の描出の頻度が高く、リンパ路の描出において系統差がみられた。腸骨リンパ節、腎周囲リンパ節等の深部リンパ節の描出については明瞭な系統差は観察されなかった。BALB/cAJcl-nu/nuおよびC.B-17/lcr-scid/scidJc1ではBALB/cAJclと類似した傾向がみられた。光イメージングでは深部リンパ節の描出がMRIよりも低かったが、マウス腹部をアクリル板で圧迫することにより深部リンパ節の描出を得ることが可能であった。Ex vivoにおける観察により、摘出したリンパ節がin vivoでの観察に一致することを確認した。MRIおよびin vivoの蛍光イメージングにおいて腎門部レベル正中に観察された構造についてはexvivoでは同定ができず、リンパ節以外の構造であると考えられた。本研究の目的はマウスのリンパ系のMRIおよび光イメージングによる解析であるが、平成22年度は基礎的な検討を行った。MRIを用いたリンパ管造影において細胞外液性造影剤であるGd-DTPAと肝特翼性造影剤であるGd-EOB-DTPAの比較を行った。マウス右後脚にそれぞれの造影剤を投与してMRIで撮影を行った。造影剤の投与量はマウス1個体あたり0.1、0.5もしくは2.0μmolとした。いずれの造影剤においても投与後に速やかなリンパ節の描出がえられ、引き続き造影剤はリンパ節から洗い出された。リンパ節の描出は造影剤間において有意差はなかった。造影剤投与量が最小の0.1μmolでもリンパ節は描出され、投与量が増加するとリンパ節の描出がより明瞭になった。リンパ節間を連結するリンパ管は造影剤投与量が最小の0.1μmolで淡く描出され、投与量が増加するとより明瞭に描出された。マウスの静脈は造影剤投与鼠が0.1μmolでは描出されず、2.0μmolにおいて明瞭に描出された。同一マウスにおいて左右の後脚もしくは尾基部に造影剤を投与することにより、それぞれの投与部位からのリンパ路の検討が行えた。マウス右後脚にGadofluorine Mと最子ドットの混和液を投与し、同一固体におけるMRIと光イメージングによるリンパ節解析を行った。それぞれのモダリティにおいてリンパ節の描出がえられたが、MRIに比較して光イメージングではよりimaging time windowが広く、MRIではリンパ節とリンパ管の区別が困難であった場合も光イメージングではリンパ節を選択的に描出することが行えた。
脳腫瘍における分子標的薬感受性のメカニズム解析

神経膠芽腫において、悪性度を規定しているのは浸潤性にある。我々は、GEP100がEGFRと結合し、乳癌細胞の浸潤能を獲得させ、GEP100はVEGFRとも結合し、血管新生でも重要な役割を果たすことを明らかにしてきた。近年、神経膠芽腫においても分子標的薬剤が臨床応用され始めている。神経膠芽腫細胞株のEGFR、VEGFR、GEP100の分子の状態を評価した結果、これら細胞株では、浸潤性と概ね相関したGEP100の蛋白発現量が観察された。臨床検体でもGEP100の発現はRTKの発現と一致する傾向であった。神経膠芽腫においてもGEP100は、分子標的薬の感受性に対する指標となる可能性が示唆された。現在、臨床に利用されている分子標的薬剤の細胞内への影響を解析する為、代表的な悪性脳腫瘍である神経膠芽腫細胞株(CCF-STTG1、IN351、T98G、U251、U373、U87など)のEGFR、VEGFR、GEP100などの分子の状態を評価した。各種細胞株のcell lysateを作成し、各々の蛋白質の発現量を評価したところ、これら細胞株では、matrigel invasion assayでの浸潤性と概ね相関したGEP100の蛋白発現量が観察された。siRNAを用いてGEP100の蛋白質発現を抑制することで、神経膠芽腫細胞株の浸潤能を抑制する知見を得ていたが、本年度行った詳細な評価の結果、GEP100の機能として、細胞の生存能力、細胞運動能には変化を与えないことが確認された。その他、条件検討を行っていた臨床検体の免疫染色では、神経膠芽腫にGEP100の発現も確認されており、これらの結果から、神経膠芽腫においてGEP100は、悪性度獲得に寄与する周囲組織への浸潤性に特化した機能を有することが示唆された。また、動物生体内での機能評価の為、マウスの定位脳座標装置を用いた神経膠芽腫細胞株のヌードマウスの非機能脳皮質に移植するモデルマウス作成を開始し、移植が可能であることを確認した。次年度、これら分子と、臨床経過(生存期間)との相関について検討するなど、適したバイオマーカーとなり得るかを評価するために、検討を重ねる予定である。まずは、代表的な悪性脳腫瘍である神経膠芽腫細胞株(CCF-STTG1、IN351、T98G、U251、U373など)のEGFR、VEGFR、GEP100などの分子の状態を評価する為、各種細胞株のcell lysateを作成した。これらをWestern Blottingを用いて、タンパクの発現量を評価した。これら細胞株の浸潤能を評価するため、matrigelを用いたinvasion assayを行ったところ、浸潤能の高い細胞株はGEP100の蛋白発現量が高い傾向が得られた。この結果から、神経膠芽腫細胞株においても、GEP100は浸潤能獲得の重要な局面を担う可能性が高いと考えられ、現在Receptor Tyrosine Kinaseが正常発現か過剰発現か、変異体か否かを評価を行っている。また、より最適なバイオマーヵーを得ることは、感受性の高い患者を選択や、至摘投与量の設定に寄与すると考えられる。GEP100、Arf6を用いて臨床検体での遺伝子発現パターンを評価する為、臨床検体のDNAの抽出を行った。今後、これらのDNAを用いて、定量性PCRなどを使用し解析する準備を進めている。さらに、病理標本の免疫染色で、GEP100や各種Receptor Tyrosine Kinaseの蛋白質レベルでの発現の解析を行い、臨床経過(生存期間)との相関についても検討することで適したバイオマーカーとなり得るかを評価するために、免疫染色の条件検討を施行している。臨床に利用されている分子標的薬剤が細胞内シグナルへ及ぼす影響を解析する為、代表的な悪性脳腫瘍である神経膠芽腫細胞株(CCF-STTG1、IN351、T98G、U251、U373、U87など)のEGFR、VEGFR、GEP100などの分子の状態を評価した。siRNAを用いてGEP100の蛋白質発現を抑制することで、神経膠芽腫細胞株の浸潤能を抑制する知見を得ていたが、詳細な評価の結果、GEP100の機能として、細胞の生存能力、細胞運動能には変化を与えないことが確認された。

また、動物生体内での機能評価の為、マウスの定位脳座標装置を用いた神経膠芽腫細胞株のヌードマウスの非機能脳皮質に移植するモデルマウス作成を開始し、移植が可能であることを確認した。その他、条件検討を行っていた臨床検体の免疫染色では、神経膠芽腫にGEP100の発現も確認された。腫瘍組織内の低酸素環境、血管新生、免疫細胞の集積、ストローマ細胞の活性化などといいた微小環境の変化による浸潤形質の誘導といった多様性もあることから、腫瘍の部位によっても、各分子の発現様式は多岐に及ぶと考えられる。GEP100とRTKの発現部位が相関する傾向が観察され、神経膠芽腫においてGEP100は、分子標的薬の感受性に対するより有効なバイオマーカーとなる可能性が示唆された。今後、知見を深める為、臨床経過(生存期間)との相関について多変量解析等を用いて検討するなど、より詳細な評価が必要である。医歯薬学これまでの結果から、浸潤能の高い神経膠芽腫細胞株ではGEP100の蛋白発現量が高い傾向が得られ、臨床検体でもGEP100の発現が観察されており、報告してきた乳癌のみならず、神経膠芽腫においても、GEP100は浸潤能獲得の重要な局面を担う可能性が高いと考えられ、付申請書の研究の目的2に挙げた、分子標的薬の感受性に対するより有効なバイオマーカーとなる可能性が示唆された。また、生体内での評価のための、移植モデルマウス作成も進行しており、これらの実験系を用いた、現在使用されている分子標的薬剤耐性に寄与するcascadeとGEP100の関連についての解析の準備が整いつつある。神経膠芽腫細胞株(CCF-STTG1、IN351、T98G、U251、U373など)のcell lysateを作成し、これらをWestern Blottingを用いて評価した結果、浸潤能の高い細胞株はGEP100の蛋白発現量が高い傾向が得られた。この結果から、神経膠芽腫細胞株においても、GEP100は浸潤能獲得の重要な局面を担う可能性が高いと考えられ、付申請書の研究の目的2に挙げた、分子標的薬の感受性に対するより有効なバイオマーカーとなる可能性が考えられる。この結果をもとに、Receptor Tyrosine Kinaseが正常発現か過剰発現か、変異体か否かを評価を進行中であり、GEP100のshRNAを導入し発現を抑制したクローニング株を作成準備中である。より具体的にGEP100が、適したバイオマーカーとなり得るかの知見を得るために、多変量解析等を用いて臨床経過(生存期間)との相関についても検討する予定である。また、腫瘍組織内の低酸素環境、血管新生、免疫細胞の集積、ストローマ細胞の活性化などといいた微小環境の変化による浸潤形質の誘導といった多様性もあることから、腫瘍の部位によっても、各分子の発現様式は多岐に及ぶと考えられる。これらの詳細な評価のため、Lasser Microdissection法等を用いて、前年度までに得られた結果をもとに、分子標的薬剤のターゲットとなるReceptor Tyrosine KinaseとGEP100の発現分布の相関についても検討する予定である。前年度の、免疫染色の条件検討結果をもとに、蛋白質レベルでの発現の解析も行なう。これらの詳細な評価のため、Lasser Microdissection法を用いて、各々の部位でのGEP100、Arf6の発現様式の検討を行う。該当なし
近代日本中等教員養成に果たした私学の役割に関する歴史的研究

1無試験検定制度に係わる基本資料の収集。(1)国立公文書が所蔵する無試験検定の許認可に関する簿冊のマイクロフィルム化。(2)教育関係雑誌(『教育持時論』『教育学術界』『教育界』『帝国教育』『学校教育』など)に掲載されている無試験検定制度関係記事。(3)国立国会図書館が所蔵する『受験と学生』のマイクロフィルム化。(4)戦前無試験検定の許可学校であった学校の学校史。2研究分担者がそれぞれ手分けして、戦前無試験検定許可学校であった大学の調査を行った。扱った学科目は、英語・国語・漢文・修身・家事及裁縫・体操・地理である。3研究活動の学会報告として、日本教育学会第60回大会(於:横浜国立大学、2001年8月28日)と同第61回大会において研究発表を行った。4研究活動の集約と情報交換のために全体の研究会を合計8回行った。その他個別の研究会を数回行った。5『官報』の記事を整理、許可学校と指定学校の一覧を作成した。1研究の基礎的データとして、無試験検定許可学校の名称・許可年月日・許可された学科目について『官報』より抽出し、整理を行った。調査はまだ緒についたばかりであるが、日本体育大学、東洋大学、武蔵野女子大学等には許可申請に関する原資料が残されていることが判明した。3無試験検定許可学校やそこで学ぶ学生たちが受験生に対してどのような進学情報を提供していたのかについて知るために、国立国会図書館が所蔵する『受験と学生』誌のマイクロフィルム化を進めた。ただ予算の関係で作業は次年度以降も継続される。また『受験と学生』誌の複写が終了した後には『受験界』『受験旬報』のマイクロフィルム化をはかる予定である。4代表者が所蔵する教育関係雑誌(『教育時論』『教育学術界』『教育界』『帝国教育』等)に掲載されている無試験検定許可学校関係記事の収集を行った。この作業も次年度へ継続される。5直接的に許認可の手続きを行ったのは各道府県であったので、今年度は東京都に限定し公文書館の調査を行った。その結果すでに大学側に資料が残っていない場合や資料の閲覧を拒否された場合に、公文書館の所蔵資料の側からアプローチすることが出来ることが分かった。今後他の府県でも同様の調査を行う予定である。6その他本研究に関する文献の収集を行った。1本年度は昨年度に引き続き、以下のような無試験検定制度に係わる基本資料の収集に力点を置いて活動を行った。(1)国立公文書が所蔵する無試験検定の許認可に関する簿冊のマイクロフィルム化を行った。(2)代表者が所蔵する教育関係雑誌(『教育時論』『教育学術界』『教育界』『帝国教育』『学校教育』等)に掲載されている無試験検定制度関係記事の収集を行った。(3)昨年度作成したマイクロフィルム版『受験と学生』の閲覧を開始し、無試験検定制度関係の記事、とりわけ無試験検定の許可学校の紹介や学生たちの声に注意を払って作業を行った。(4)研究分担者がそれぞれ手分けして、戦前無試験検定許可学校であった大学の調査を行った。2研究活動の集約と情報交換のために研究会を2回行った。年度当初3回の開催を予定していたが、先に記した1の(1)の作業にかなりの金額を使用したため1回減らした。なお研究会において、本課題について深く研究している豊田徳子氏(東洋大学)から専門的知識の提供を受けたが、きわめて有益であった。3昨年度収集・整理を行った『官報』の記事を使用し、戦前期の教員検定制度史の執筆作業に入った。以前代表者が作成した「戦前日本における中等教員検定制度史」(『大阪教育大学紀要』第IV部門第37巻第2号所収)の全面改訂版である。1本年度は、昨年度まで行ってきた無試験検定制度に係わる基本資料の収集の上に立ち、研究分担者が各々分担された資料の本格的な読解に入った。以下はその作業の具体的な内容である。(1)国立公文書が所蔵する無試験検定の許認可に関する簿冊(本科研によりマイクロフイルム化したもの)の読解。

(2)代表者が所蔵する教育関係雑誌(『教育時論』『教育学術界』『教育界』『帝国教育』『学校教育』等)に掲載されている無試験検定制度関係記事の読解。(3)初年度に作成したマイクロフイルム版『受験と学生』の中から抽出した無試験検定制度関係の記事、とりわけ無試験検定の許可学校の紹介や学生たちの声の読解。2研究分担者がそれぞれ手分けして、戦前無試験検定許可学校であった大学の調査を行った。とりわけ、立命館大学の大学史編集室に有力な資料が丁寧に保管されていることが判明した。3研究活動の中間報告として、日本教育学会第60回大会(於:横浜国立大学、2001年8月28日)において、「近代日本中等教員養成に果たした私学の役割に関する歴史的研究-家事・裁縫・体操を中心に」と題して行った。4研究活動の集約と情報交換のために全体の研究会を2回行った。年度当初3回の開催を予定していたが、先に記した学会発表の打ち合わせを優先したため1回減らした。5初年度から収集・整理を行っていた『官報』の記事を使用し、戦前期の教員検定制度史の執筆作業を行った。昨年度から執筆に入ったものであるが、完成まで今しぱらく時問がかかる予定である。なお、これは最終報告書の総論にあたるものである。1本年度は、昨年度まで行ってきた無試験検定制度に係わる基本資料の収集の上に立ち、研究分担者が各々分担された資料の本格的な読解に入った。以下はその作業の具体的な内容である。(1)国立公文書が所蔵する言試験検定の許認可に関する簿冊(本科研によりマイクロフィルム化したもの)の読解。(3)初年度に作成したマイクロフィルム版『受験と学生』の中から抽出した無試験検定制度関係の記事、とりわけ無試験検定の許可学校の紹介や学生たちの声の読解。とりわけ立命館大学の大学史編集室に有力な資料が丁寧に保管されていることが判明した。3研究活動の報告として、日本教育学会第61回大会(於:福岡教育大学)において、船寄、石村、菅原、榊原、岩田、西山が研究発表を行った。4研究活動の集約と情報交換のために全体の研究会を3回行った。5研究メンバー全員が最終報告書に執筆を行った。
競技的要素を取り入れた国際交流型工学教育ネットワーク構築に関する調査研究

1.遠隔制御による教材用移動体(ロボット)システムの製作昨年度は,競技的要素を含んだ技術教育教材のデモシステムを1セット製作し,それを用いてネットワーク回線速度や使い勝手など運用準備のための試験を行った.本年度は昨年のデモシステムを改良して,実際に競技が実施できるように移動体(ロボット)を1台追加して2台とした.同時に,制御のための操作画面も改良して,主催者・競技者A,競技者Bと独立した操作できるようにした.これにより対戦競技の運用を可能とした.2.遠隔制御による教材用移動体(ロボット)システムを用いた試運用の実施製作したシステムで小学校・中学校・高専において実際に運用した.小学校は,金沢市の三馬小学校と鳳珠郡の柳田小学校との間で対戦ゲームを支障なく実践した.中学校は,金沢市の付属中学校とシンガポール日本人学校で行ったが,中学校のフィルターソフトの関係で実践はできなかった.高専は,本校とシンガポール理工学院との間で実践した.海外の場合は,回線速度による影響が競技に支障をきたすため,事前に十分な練習が必要である.3.工学教育教材への展開の検討遠隔制御による教材用移動体システムの運用の結果を参考にして,迷路探査競技としてプログラムを競うものにする要素を検討した.本年度の実施目標は,学生がWebを利用して遠隔地にいる人(外国人を含む)と「遠隔制御による動くシステム」を使って競技ができるシステムの試作と試運用である.1.競技を含んだ競技実験システムの試作本年度は,競技的要素を含んだ技術教育教材の試作を中心に行った.試作システムは,ネットワークを介して競技者が自らのパソコンから遠隔地にあるロボット(移動体)を制御するものである.試作ロボットには,Webカメラが搭載されており,更にロボットの全体の動きを監視できるように固定カメラを設置した.現在,ロボット1台を製作し,運用するシステムを完成した.競技者は,本校に設置してあるサーバーにアクセスすることでロボットを移動させることができる.もちろんこのシステムは世界のどこからでもアクセスすることが可能で,このシステムを用いて外国人との交流もできる.2.試作システム検証のための提携校への調査試作システムを検証するためには,実際に現地に出向き一対一で協議することが必要である.本研究が対象としている地域は環太平洋であり,本年度は,アジア地区としてシンガポール理工学院とオセアニア地区としてモナッシュ大学を訪問調査した.シンガポール理工学院では,シンガポール理工学院の学生に試作システムを実際に試してもらい,操作性およびネットワークスピードを体験してもらった.また,モナッシュ大学でも同様の実験を実施した.この2箇所の実験結果から技術的な問題点・組織システム・人的な要素など国際的な競技を実施するための課題を見出した.また,ネットワーク環境は,各組織で異なるため,回線速度等に違いが生じるので,ネットワークの回線速度を考慮した競技を実施する必要があることが判った.1.遠隔制御による教材用移動体(ロボット)システムの製作昨年度は,競技的要素を含んだ技術教育教材のデモシステムを1セット製作し,それを用いてネットワーク回線速度や使い勝手など運用準備のための試験を行った.本年度は昨年のデモシステムを改良して,実際に競技が実施できるように移動体(ロボット)を1台追加して2台とした.同時に,制御のための操作画面も改良して,主催者・競技者A,競技者Bと独立した操作できるようにした.これにより対戦競技の運用を可能とした.2.遠隔制御による教材用移動体(ロボット)システムを用いた試運用の実施製作したシステムで小学校・中学校・高専において実際に運用した.小学校は,金沢市の三馬小学校と鳳珠郡の柳田小学校との間で対戦ゲームを支障なく実践した.中学校は,金沢市の付属中学校とシンガポール日本人学校で行ったが,中学校のフィルターソフトの関係で実践はできなかった.高専は,本校とシンガポール理工学院との間で実践した.海外の場合は,回線速度による影響が競技に支障をきたすため,事前に十分な練習が必要である.3.工学教育教材への展開の検討遠隔制御による教材用移動体システムの運用の結果を参考にして,迷路探査競技としてプログラムを競うものにする要素を検討した.
転写因子Cbfa1を中心とした硬組織形成過程に関わる遺伝子群の解明

骨芽細胞分化に必須の転写因子Cbfa1の発現は骨芽細胞のみならず軟骨細胞でも認められ、軟骨細胞でも成熟とともに発現は強くなり、静止軟骨細胞、増殖軟骨細胞で弱く、肥大軟骨細胞で強く発現していた。Cbfa1ノックアウトマウスは骨芽細胞を完全に欠損するとともに軟骨細胞分化も阻害されていた。軟骨細胞は骨端から骨幹部に向かって静止軟骨細胞、増殖軟骨細胞、肥大軟骨細胞へと成熟していくが、Cbfa1ノックアウトマウスではほとんどの部位で増殖軟骨細胞で成熟が止まっていた。また、Cbfa1ノックアウトマウスの下腿、前腕の一部に限定して見られた石灰化肥大軟骨細胞に、本来発現すべきオステオポンチン、骨シアロ蛋白、コラゲナーゼ3の発現を認めなかった。このことはCbfa1がこれらの発現を直接調節し、軟骨への血管および骨芽細胞、破骨細胞の侵入に対し重要な働きを有していることを示唆している。実際in vitroにおいてCbfa1がコラゲナーゼ3を直接転写調節していることを証明した。インスリン存在下で軟骨細胞に分化成熟するATDC5細胞にCbfa1に対するアンチセンスオリゴヌクレオチドを作用させ、軟骨細胞の成熟が著明に抑制されることを示した。さらにCbfa1をニワトリの胸骨より得た軟骨細胞にレトロウィルスを用いて強制発現させ、その分化を著明に促進させることができた。すなわちCbfa1は軟骨細胞の重要な分化促進因子であることを明らかにできた。