hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
RNA修飾異常に起因する疾患の探索と分子機構の解明

糖尿病と難聴を併発する14709変異を持つMIDD (matemally inherited diabetes and deafhess)において、変異tRNA^<Glu>のwobble位の5-タウリノメチル2-チオウリジン(rm^5s^2U)が欠損していることを見出している。in vitroの解析でこの変異tRNAは修飾が欠損することで、アスパラギン酸のコドンであるGACを誤翻訳することを明らかにしている。この疾患の発症機構を明らかにするため、外来細胞由来の核と患者由来のmtDNAを融合させた人工融合細胞(サイブリド)を用いてmtDNA変異単独のミトコンドリア機能におよぼす影響を解析した。T14709C変異が100%存在する変異型細胞は、野生型細胞に比べ、ミトコンドリアタンパク質合成速度およびミトコンドリアタンパク質の定常状態量に変化は見られなかったが、変異型細胞は酸素消費速度が低下しており、ミトコンドリアの機能低下が観測された。また、マイクロアレイによるmRNA発現プロファイル解析の結果、変異型細胞では抗酸化酵素であるペルオキシレドキシン2およびその還元酵素であるチオレドキシン、グルタレドキシンのmRNA量が上昇していることがわかり、酸化ストレスに暴露されていることも明らかになった。これらの結果により、T14709C変異はミトコンドリアタンパク質の量的な低下ではなく何らかの質的な異常によって、ミトコンドリアの機能異常を引き起こすことが示唆された。この結果は、変異tRNAが誤翻訳するという結果と矛盾しない。すでに我々は、ヒトミトコンドリアの2チオウリジン合成酵素MTU1を同定し報告しているが、アラブイスラエル系の難聴患者にこの遺伝子の変異が見つかった。患者由来の細胞を用いて、ミトコンドリアtRNA中の2チオウリジンの含量を調べたところ、顕著に低下していることが判明した。この結果は、RNA修飾の減少がミトコンドリア機能異常を引き起こし、疾患の要因となっていることを示唆している。糖尿病と難聴を併発する14709変異を持つMIDD(maternally inherited diabetes and deafness)において、変異tRNA^<Glu>のwobble位のτm^5s^2Uが欠損していることを見出している。この変異tRNAは修飾を欠損することで、対応する2つのコドンであるGAA/GAGは問題なく翻訳できるのに対し、隣のアスパラギン酸のコドンであるGACを誤翻訳してしまうという現象が観測された。この現象はミトコンドリア翻訳系の精度を著しく低下させるものであり、呼吸鎖活性の低下の要因になっていると考えられる。さらに、5549変異を有する痴呆及び舞踏病の患者でtRNA^<Trp>のwobble位のτm^5Uが欠損していることを見出した。In vitroのリボソーム結合実験において、この変異tRNAがシステインのコドンを誤認識する結果が得られたことから5549変異によって引き起こされるコドン解読異常がミトコンドリアの機能異常をもたらすと考えられる。また、メバロン酸血症では、メバロン酸キナーゼの変異によってコレステロールやユビキノンの生合成が欠損することで生じる先天性代謝異常症である。ところが、患者の血中コレステロール値は正常であるとの報告があることから、メバロン酸経路の遮断によって生じる複合的な要因によって発症すると考えられる。患者由来の繊維芽細胞からRNAを抽出し、RNA修飾を解析したところ、tRNAの37位に存在するi^6A(N6-isopentenyladenosine)とms^2i^6A(2-methylthio-N6-isopentenyladenosine)の含量が優位に減少していることが判明した。この修飾の生合成には、メバロン酸経路で合成されるイソペンテニルピロリン酸が直接の基質として使用されることが知られていることから、メバロン酸経路の遮断によって生じたRNA修飾欠損であると考えられる。これらの修飾はtRNAのコドン解読能や翻訳フレームの維持に必要であることから、代謝異常から生じたRNA修飾異常が疾患の一要因のなっている可能性を強く示唆するものである。

すでに我々は、ヒトミトコンドリアの2チオウリジン合成酵素MTU1を同定し報告しているが、アラブイスラエル系の難聴患者にこの遺伝子の変異が見つかった。患者由来の細胞を用いて、ミトコンドリアtRNA中の2チオウリジンの含量を調べたところ、顕著に低下していることが判明した。この結果は、RNA修飾の減少がミトコンドリア機能異常を引き起こし、疾患の要因となっていることを示唆している。
ギリシア哲学における存在と知識の相互連関に関する基礎的研究

本研究の課題は、古代ギリシア哲学における存在概念を、知識を巡る問題との相互関係を視野に含めつつ総合的な観点から探究し、存在の問題と知識の問題との密接な相互連関を浮かび上がらせることにあった。この目的を達成するため、平成10年度においては、各研究分担者は、本研究のテーマに沿った視点から研究成果を整理し直し不足点を補う作業を行なった。すなわち、(1)田中伸司は、ソクラテスにおける知と存在の問題をプラトンの初期対話篇の思想を中心にまとめた。また、ソクラテス的な立場と『国家』篇を中心とするプラトン中期思想の立場を比較し、その継承と発展を姿を明確にする作業をおこなった。(2)中澤は、プラトンにおける存在の問題を中・後期対話篇を中心に考察した。特に『パイドン』と『国家』におけるイデア論と知識の問題、『テアイテトス』『ソピステス』における存在の問題等、プラトン哲学における存在概念と知識の連関について考察した。(3)千葉はアリストテレスの存在概念について考察を進めた。(4)花井は、プラトン・アリストテレスにおける存在と知識の問題を包括的な視点からまとめ、その意味を考察した。(5)田中亨英は、存在と知識の連関を、ソクラテス以前の哲学者、プラトン、アリストテレスについて広い視野から考察した。平成11年度前半においては、各研究者はそれぞれの研究テーマを継続的に研究し、後半においては、それぞれの個別的研究を総合し、研究目的である古代ギリシア哲学における存在と知識の相互連関をめぐる統一的視点を提示する作業を進めた。そのために、研究会を随時開き、各研究分担者の個別的研究の成果を報告・検討することにより、より総合的な視点から相互批判をおこなった。以上の成果をもとに、各研究分担者は自らの研究の不足点を補い、研究を完成させた。本研究の課題は、古代ギリシア哲学における存在概念を、知識を巡る問題との相互依存関係を視野に含めつつ、総合的な観点から探究し、存在の問題と知識の問題との密接な相互連関を浮かび上がらせることにあるが、初年度である本年度は、この目的を達成するための基礎的作業をおこなった。各研究分担者は、それぞれ、本研究のテーマに沿った視点から自分の研究成果を整理し直し、不足点を補う作業に取り組んだ。具体的には、(1)田中伸司は、ソクラテスにおける知と存在の問題を、プラトンの初期対話篇の思想を中心にまとめた。(3)千葉は、アリストテレスの存在概念についてさらに考察を進めた。特に、中世哲学におけるギリシア哲学の受容と消化という視点から、トマス・アクイナスのアリストテレス理解に関する基礎的な分析をおこなった。(5)田中亨英は、存在と知識の連関を、ソクラテス以前の哲学者(特にパルメニデス)、プラトン、アリストテレスについて広い視野から考察した。特に、プラトンの『メノン』とアリストテレスの『分析論後書』における探究論の構造に関してその共通点を指摘し、この問題に関する新しい視点を提示した。

本研究の課題は、古代ギリシア哲学における存在概念を、知識を巡る問題との相互依存関係を視野に含めつつ、総合的な観点から探究し、存在の問題と知識の問題との密接な相互連関を浮かび上がらせることにあるが、二年目である本年度は、前年度の基礎的研究を引き続き継続すると共に、その成果をもとにして、各分野の研究相互の関係を明らかにし、統一的視点を得るための総合的研究を行なった。研究期間の前半においては、各研究者は、それぞれの役割分担に従い研究を継続した。具体的には、(1)田中伸司は、ソクラテスにおける知と存在の問題を、プラトンの初期対話篇の思想を中心にまとめるとともに、ソクラテス的な立場と『国家』篇を中心とするプラトン中期思想の立場を比較検討した。(2)中澤は、プラトンにおける存在の問題を中・後期対話篇を中心に考察した。(3)千葉は、アリストテレスの存在概念について考察を進めた。(4)花井は、プラトン・アリストテレスにおける存在と知識の問題を包括的な視点からまとめた。(5)田中亨英は、存在と知識の連関を、ソクラテス以前の哲学者、プラトン、アリストテレスについて広い視野から考察した。研究期間の後半においては、上記の個別的研究を総合し、研究目的である古代ギリシア哲学における存在と知識の相互連関をめぐる統一的視点を提示する作業を進めた。そのために、研究会を随時開き、各研究分担者の個別的研究の成果を報告・検討することにより、より総合的な視点から相互批判をおこなった。そして、その成果をもとに、各研究分担者は自らの研究の不足点を補い、研究を完成させた。
骨芽細胞組み込み型人工骨による顎堤再建へのＧＢＲ法の応用

本研究では、ラット頭頂骨骨膜下に、HAPブロック上で骨髄幹細胞を培養した培養人工骨を移植したものと、さらにこれに骨誘導再生(GBR)法を応用したものを、HAPブロック単体の場合と比較し、その効果を検討した。その結果、培養人工骨を埋入することによって、より多くの骨形成が観察され、さらにGBR法を応用することで、骨形成量の増加傾向が認められ、骨形成期間の短期化が可能になることが示された。培養人工骨の作製:1)骨髄幹細胞の骨芽細胞への誘導基礎実験として、Maniatopoulosらの方法に準じて、ラットの大腿骨より骨髄幹細胞を採取し、初代培養を行った。付着した細胞を回収した後、1、2、3、4週間培養し、アルカリフォスファターゼ(ALP)活性、DNA量、Ca(カルシウム)量を測定し、骨形成が順調に行われていることを確認した。培養人工骨作製として、骨髄幹細胞を多孔質HAP気孔内で培養し、デキサメサゾンで誘導することにより、骨髄幹細胞から骨芽細胞へ分化させていくのだが、途中段階である。また、骨誘導再生(Guided bone regeneration: GBR)法は、細胞の通過を遮る構造を有する生体内吸収性あるいは非吸収性の膜を利用して、必要とする骨組織が形成されるための空隙を確保するとともに、周囲からの結合組織の侵入を遮断し、骨芽細胞を膜と既存骨で形成される空隙内へ効果的に誘導することによって、骨形成を促す方法である。しかし、GBR膜による外部からの完全な細胞成分の遮断を行うと、スペース内に骨芽細胞を誘導できないことが推察されるため、ブロック上で骨髄幹細胞を培養し、骨芽細胞へ誘導した培養人工骨を用いる。この培養人工骨を用いることにより、膜によって完全に外部から遮断され、細胞成分が存在しない状況下においても十分な骨形成が可能となることが期待される。埋入材料:直径5mm、厚さ2mm、気孔率50%、1,200°Cで焼成した多孔質HAPを埋入材料として用い、これを被覆してGBR用膜として使えるよう、吸収性膜であるポリ乳酸(PLA)膜(シート)を賦形した。GBR用膜として骨組織が形成されるための空隙を確保するとともに、周囲からの結合組織の侵入を遮断するため、PLA膜は熱成形する必要がある。基礎実験として、Maniatopoulosらの方法に準じて、ラットの大腿骨より骨髄幹細胞を採取し、初代培養を行った。1、2、3、4週間培養し、アルカリフォスファターゼ(ALP)活性、DNA量、Ca(カルシウム)量を測定し、骨形成が順調に行われていることを確認した。次に、ラットの骨髄幹細胞を多孔質HAP気孔内で培養し、培養人工骨作製した。2週間、4週間培養して作製した培養人工骨を、ラットの背部に埋入し、2週間後、埋入部位である軟組織を摘出した後、ALP活性、Oc(オステオカルシン)を測定した。その結果、2週にかけては骨髄芽細胞が増加し、その後4週にかけて骨細胞が増加する傾向が認められた。病理組織学的には、2週培養、4週培養ともに、骨再生は、HAP表面に認められるが、内部には認められず、十分な個体数ではなかったが、骨量は2週の方が多い傾向にあった。これは、数を増やして検索する必要がある。また、骨誘導再生(GBR)法は、細胞の通過を遮る構造を有する生体内吸収性あるいは非吸収性膜を利用して、骨組織が形成されるための空隙を確保するとともに、周囲からの結合組織の侵入を遮断し、骨芽細胞を膜と既存骨で形成される空隙内へ効果的に誘導することによって、骨形成を促す方法である。GBR膜により外部からの完全な細胞成分の遮断を行うが、培養人工骨を用いることで、細胞成分が存在しない状況下においても十分な骨形成が可能となることが期待される。今回、GBR法として生体内吸収性膜であるポリ乳酸(PLA)膜を利用する予定であり、予備実験においても、PLA膜が生体内で大きな炎症反応を示さないことは病理組織学的にも確認したが、本実験に対する膜の提供を受けられなかったため、実際、人体に使用されている生体内非吸収性膜であるe-PTFE膜を使用した。2週培養人工骨をラット頭蓋骨上に埋入し、2週間後、8週間後に摘出した。培養人工骨の作製:1)骨髄幹細胞の骨芽細胞への誘導Maniatopoulosらの方法に準じて、ラット大腿骨を摘出し、大腿骨断端より注射針にて骨髄幹細胞を採取し、初代培養を行う。多孔質アパタイトブロック(HAP)気孔内で培養し、デキサメサゾンで誘導することにより、骨髄幹細胞から骨芽細胞へ分化させる。以上、培養人工骨作製予備実験中である。

また、骨誘導再生(Guided bone regeneration: GBR)法は、細胞の通過を遮る構造を有する生体内吸収性あるいは非吸収性の膜を利用して、必要とする骨組織が形成されるための空隙を確保するとともに、周囲からの結合組織の侵入を遮断し、骨芽細胞を膜と既存骨で形成される空隙内へ効果的に誘導することによって、骨形成を促す方法であるが、GBR膜による外部からの完全な細胞成分の遮断を行うと、スペース内に骨芽細胞を誘導できないことが推察されるため、ブロック上で骨髄幹細胞を培養し、骨芽細胞へ誘導した培養人工骨を用いる。この培養人工骨を用いることにより、膜によって完全に外部から遮断され、細胞成分が存在しない状況下においても十分な骨形成が可能となることが期待される。埋入材料:直径5mm、厚さ2mm、気孔率50%、1,200°Cで焼成した多孔質HAPを埋入材料として用い、これを被覆してGBR用膜として使えるよう、吸収性膜であるポリ乳酸(PLA)膜(シート)を賦形した。GBR用膜として骨組織が形成されるための空隙を確保するとともに、周囲からの結合組織の侵入を遮断するため、PLA膜は熱成形する必要がある。本研究では、まずラット大腿骨より骨髄幹細胞を採取し、初代培養を行った。1、2、3、4週間培養した予備実験でアルカリフォスファターゼ(ALP)活性、DNA量、Ca(カルシウム)量測定において、骨形成が認められることを確認した上で、ラット骨髄幹細胞を多孔質HAP気孔内で培養し、培養人工骨を作製した。2週間、4週間培養して作製した培養人工骨をラット背部に埋入し、2週間後、埋入部位である軟組織を摘出し、ALP活性、Oc(オステオカルシン)を測定した。その結果、2週後には骨芽細胞が増加し、その後4週にかけて骨細胞が増加する傾向が認められた。病理組織学的には、2週培養、4週培養ともに、骨再生は、HAP表面には認められるが内部には認められず、骨量は2週培養の方が多い傾向にあった。本実験で予定していた生体内吸収性膜のポリ乳酸(PLA)膜は、予備実験において、生体内で明確な炎症反応を示さないことは病理組織学的にも確認したが、滅菌や十分な成形が難しかったため、生体内非吸収性膜のe-PTFE膜を使用した。2週培養人工骨のブロックをラット頭蓋骨上に埋入し、2週間後、8週間後に摘出した。その結果、2週間後では、新生骨は母床骨側に認められるが、培養人工骨のみではブロック表面にも新生骨が認められるものもあった。また、培養人工骨に膜を併用したものでは、新生骨がブロック中央部に認められるものもあったが、培養人工骨のみと比較して、ブロック上部に認められる新生骨量は少なかった。8週間後では、HAPと培養人工骨とを比較すると、膜の有無に関わらず、培養人工骨を用いた場合の方が新生骨量は多く認められた。また、培養人工骨では、新生骨はブロック中央部にもよくできていた。以上より、培養人工骨による骨再生に骨誘導再生(GBR)法を応用することにより、短期間で多量の骨形成が可能であることが示された。医歯薬学H24年度の計画では、培養人工骨を作製し、これを用いて動物実験を行う予定だったが、まだ、培養人工骨作製、GBR用膜の賦形の途中段階である。したがって、評価は遅れている。理由は、培養実験に手間取ったためである。教室、実験室の引っ越しのため、継続して実験が行えなかったこと、GBR膜の確保に時間を費やしたため。H23年度の計画では、培養人工骨を作製し、これを用いて動物実験を行う予定だったが、まだ、GBR用膜の賦形、培養人工骨作製の準備段階である。理由は、研究交付金の決定が遅れたため、実験計画の組み直しなどを考え、研究に着手するのが遅れたため。
統計的パターン認識による個別化教育の評価と内視鏡教育への適用

本研究では,統計的パターン認識の可視化手法により,内視鏡教育における学習者の誤り傾向を分析する.学習者を多次元ベクトルとして捉え,その学習者をSammon法により可視化する.見ることができない多次元空間上の学習者を2次元空間上に可視化することにより,人間の直感を活用した誤り傾向の解析が可能となる.医学生の学習履歴データを用いた実験から解答の誤りが類似した集団を捉えることができ,誤り傾向の類似性に着目した指導が期待される.本研究では,統計的パターン認識の可視化手法により,内視鏡教育における学習者の誤り傾向を分析する.学習者を多次元ベクトルとして捉え,その学習者をSammon法により可視化する.見ることができない多次元空間上の学習者を2次元空間上に可視化することにより,人間の直感を活用した誤り傾向の解析が可能となる.医学生の学習履歴データを用いた実験から解答の誤りが類似した集団を捉えることができ,誤り傾向の類似性に着目した指導が期待される.まず,教育評価方法であるが,医学教育の中でも内視鏡などの画像診断教育では,一定水準以上の臨床診断・推論能力を習得することを目的とする学習者個々の評価が重要であり,それを踏まえた個別化教育が必要とされる.そこで内視鏡教育における個別化教育に適した教育評価方法を考案した.学習者を「多次元ベクトル」として捉え,その学習者を統計的パターン認識により「可視化」する方法である.分析過程中に可視化により人間の直観を取り入れた対話型解析を行っていることも特徴である.模擬データを用いて実験を行った結果,解答が類似したいくつかの集団の傾向を捉えることができた.本教材を学習した医学生の学習履歴データの一部を用いて予備的実験を行った結果,模擬データを用いた実験と同様に,解答が類似した,すなわち解答の誤り方が類似したいくつかの集団を捉えることができた.これにより,これらの類似集団に対する個別化教育が期待できる.次に,実装環境であるが,本教材を安全で使いやすい最適な学習環境で利用するためには,LMS (Learning Management System)サーバに関するセキュリティ強化の度合いを適度に保たなければならない.本年度は,事前準備として基礎的なデータを取得するために,LMSサーバのパフォーマンスを測定した.JMeterというツールを用いて,同時アクセスを仮想的に実現し,負荷テストを行った.スループットと応答時間の測定結果から,現在の環境で学習できる同時利用者数の見通しを得ることができた.まず,昨年度に考案した「統計的パターン認識の可視化を用いた自己点検可能な解析方法」により,内視鏡教育における学習者の誤り恒向を分析した.このアプローチは,まず(1)学習者を2次元に可視化する.次に(2)可視化結果を人間の目で見て判断して学習者の類似集団を決め,その妥当性を検証する.(1)と(2)を繰り返し行う対話型解析のアプローチをとることで,可視化結果の妥当性を検証できる.さらに,その分野の専門家の経験を分析途中に耽り入れて,より適切な分析結果に導くことができる.今回,内視鏡教育における学習者を多次元ベクトルとして捉え,その学習者を非線形変換のSammon法を用いて可視化した結果,誤解答が類似した4つの集団を捉えることができ,その妥当性を検証した.今後,誤り傾向の類似性に着目した指導が期待される.次に,内視鏡教育のためのシミュレーション型教材をサーバ上に実装し,その実用化に向けた3つの課題について実験を行った.(1)動画像教材を学習する際のネットワークの帯域保証の問題については,下りの帯域が小さいとレスポンスタイムが大幅に遅くなる可能性があることがわかった.(2)セキュア化による利便性低下の問題については,サーバのセキュリティ対策(暗号化)による利便性低下はほとんどないと考えられるが,指紋認証装置の導入については,操作性に問題が指摘され,利便性が低下する可能性が高い.(3)同時アクセス数の増加によるサーバ負荷め問題については,負荷ツールを用いた同時アクセスによる負荷実験を行い,同時利用者数の目安を得ることができた,また動画像教材を学習する際に負荷が大きいことがわかった,これらの実験から,動画像を使ったシミュレーション型教材の安定的な学習環境を整備するための有用な知見を得ることができた.
経験的学習ツールとしてのロボット

目的本研究では、ロボットを用いた教育プログラムの開発とその効果評価を目的とするが、ロボットは非常に新奇なものであるため、学習者は、既存の教材とは全く異なった反応をする可能性がある。平成17年度まで行なってきた、ロボットに特徴的なコミュニケーション様式の検討を目的とした実験研究の結果、ロボットの特徴による影響とともに、ユーザーの個人差が効果に大きく影響することが示唆された。具体的には、同じ機能のロボットであっても、ユーザーのパーソナリティやロボットに対する期待・態度などの個人差により、コミュニケーションの質や量、印象形成や評価が異なってくる。そこで本年度では、ユーザーの属性や個人差によるコミュニケーション様式の差異に焦点を当て詳細な分析を行なうとともに、どのような属性の学習者にはどのようなタイプのロボットが効果的か、適正処遇交互作用に踏み込んだ議論を行なうことを目的とした。結果小型ロボットを用い、ロボットと人間の相互作用場面を録画した刺激映像を作成した。さらに、被験者にこの刺激映像を提示し、感情状態の変化や感情移入の程度などを測定した。その結果、映像での刺激提示では、感情の変化や感情移入が困難であることが明らかとなり、実物のロボットを刺激として提示することの必要性が示唆された。現在、実物のロボットを刺激提示するために、遠隔操作による実験を進めている。本研究では、ロボットを用いた教育プログラムの開発との効果評価を目的とするが、ロボットは非常に新奇なものであるため、学習者は、既存の教材とは全く異なった反応をする可能性がある。そこで平成16年度では、このようなロボットに特徴的なコミュニケーション様式についての情報収集を目的とした実験研究を行なった。具体的には、大学生被験者を実験群と統制群に分け、実群には3週間にわたり小型ロボットを貸し出し、自宅においてロボットと触れ合う機会を与えた。統制群にはこのような機会は与えなかった。ロボット貸し出しの事前事後に、ロボットに対する知覚と自己効力感などの成熟変数を測定し、それらの変化を検討した。方法被験者大学生20名測定内容ロボットイメージ尺度(鈴木他,2002):AIBO、人間、動物、機械、無機物の5つのイメージ対象を提示し、10対のイメージ形容詞について両極の6件法で尋ねた。一般的効力感(Schwarzer, et al., 1997):「全く当てはまらない」から「非常に当てはまる」の7件法で尋ねた。結果と考察ロボットイメージ尺度について、イメージ対象(AIBOvsその他)×条件を独立変数、事後テスト得点を従属変数、事前テスト得点を共変量とする共分散分析を行なった結果、「心が通じる」に関して交互作用に有意傾向がみられた(F(1,9)=3.69,p<.087)。自己効力感に関して、条件を独立変数、事後テスト得点を従属変数、事前テスト得点を共変量とする共分散分析を行なった結果、実験群が統制群よりも有意に効力感が高まることが示された(F(1,18)=4.55,p<.047)。来年度以降は、被験者数を増やし、また、インタビューデータの詳細な分析を行なっていく予定である。本研究では、ロボットを用いた教育プログラムの開発とその効果評価を目的とするが、ロボットは非常に新奇なものであるため、学習者は、既存の教材とは全く異なった反応をする可能性がある。そこで平成17年度では、このようなロボットに特徴的なコミュニケーション様式についての情報収集を目的とした実験研究を行なった。具体的には、出力チャネル条件を5水準(言語のみ・言語+LED・動作+効果音・言語+LED+動作+効果音・ボディタッチ)、相互作用性条件を2水準(有・無)とする、5×2の10種類のロボットを作成し、ロボットの特徴により、心理変数や行動変数、好悪評価がどのように異なるかを検討した。本研究では、幅広い年齢層・属性の被験者を集めるために、愛・地球博での現場実験を行なった。さらに、測定内容についても、心理変数だけでなく、相互作用場面の行動分析も取り入れ、詳細な分析を行なった。方法被験者:愛・地球博内「ロボットステーションロボットふれあいルーム」への来場者643名(男性265名、女性378名)。年齢範囲は1075歳。手続き:被験者に、ロボットとの接触の機会を与え、その間の行動を測定・コード化した。接触終了後に、質問紙への回答を求めた。結果出力チャネルと相互作用性の有無を独立変数、行動・心理変数のそれぞれを従属変数、年齢・性別を共変量とする共分散分析を行った。主要な結果は、以下のとおりであった。出力チャネルの効果については、言語的コミュニケーションのほうが相互作用を行う時間が長いこと、ロボットの出力チャネルが多いと、接触による相互作用が少なくなること、どのチャネルを使って相互作用するかは、ロボットの出力チャネルの影響が強いことなどが示された。相互作用性の効果については、相互作用できるほうが、相互作用の量や心理変数の多くはポジティブであるが、最終的な評価にはそれほど大きな影響を与えないことなどが示された。

具体的には、同じ機能のロボットであっても、ユーザーのパーソナリティやロボットに対する期待・態度などの個人差により、コミュニケーションの質や量、印象形成や評価が異なってくる。そこで本年度では、ユーザーの属性や個人差によるコミュニケーション様式の差異に焦点を当て詳細な分析を行なうとともに、どのような属性の学習者にはどのようなタイプのロボットが効果的か、適正処遇交互作用に踏み込んだ議論を行なうことを目的とした。結果小型ロボットを用い、ロボットと人間の相互作用場面を録画した刺激映像を作成した。さらに、被験者にこの刺激映像を提示し、感情状態の変化や感情移入の程度などを測定した。その結果、映像での刺激提示では、感情の変化や感情移入が困難であることが明らかとなり、実物のロボットを刺激として提示することの必要性が示唆された。現在、実物のロボットを刺激提示するために、遠隔操作による実験を進めている。
英語開講講座支援のための教材と指導モデル開発

本研究は、英語による一般及び専門科目(English Medium Instruction,以下EMI)の現状把握と課題の明確化及び、その解決策を動機づけの視点から探った。まず、EMIの現状把握と課題を予備調査(調査協力者44名)と、本調査(調査協力者220名)の2段階によって明らかにした上で、その結果を踏まえて解決策を探った。予備調査と本調査の結果から、英語教育学的な指導方法が効果的であると考えられたため、英語の授業で学びを促進するために効果的と考えられている指導方法をEMIに取り入れた。そして、その効果を学習者の理解度、自主勉強時間や成績及び学習者心理など様々な要因から検証した。26年度はa.文献研究、b.データ分析、c.教員向けワークショップを行う予定であった。a.文献研究は予定通り、各自行った。また、各自出席した学会で得た情報や資料を共有した。b.データ収集及び分析については、予定通り、2014年度秋学期に立命館アジア太平洋大学で研究分担者が担当している英語開講講座(以下EMI)で日本人学生を対象にデータ収集を行った。このデータについては現在研究代表者が分析中である。同様の質問紙を使用して、2012年度にもデータを収集しており、この分析済みのデータと比較分析する予定である。比較分析する目的としては、2012年度と2014年度では教育実践に変更を加えており、その効果の有無を明らかにするためである。2012年度に行った研究代表者及び研究分担者による言語サポートは学期後半のみ行い、ワークシート及び言語教員による直接指導を授業時間内に行った。2014年度は1学期間通してワークシートを使用し、自主学習の教材開発を行った。ただし、言語サポートは教室外のみに限定し、授業時間内は指導はあくまで科目担当教員のみが行った。また、EMIの現状把握を目的としたデータ収集においては、立命館アジア太平洋大学を主な収集先として、2015年春学期現在もデータを収集中である。c.教員向けワークショップは2014年度秋学期に開催する予定であったが、天候不順により、開催場所であった立命館アジア太平洋大学が臨時休校となり、2015年度春学期に延期された。a)先行研究の体系化:文献研究を進めている。アジア諸国における共通の問題点や現場の混乱が明らかになってきた。(多くの教育機関は英語開講講座の効果を証明する実証研究を待たずして、英語開講科目の導入を決めたこと、その効果は疑問視されていることなど)b)縦断的取り組み, c)複数の教育機関:日本における信頼性のある実証研究が明らかにならなかったため、現状把握を行い、効果を検証する方法から探っている。27年度には、立命館アジア太平洋大学(APU)にて、26年度に行った予備調査をもとに、EMIの動機付けに関係していると考えられる要因について質問紙を実施した。同大学に所属する7名のEMI担当教員から協力を得て、EMI履修学生約220名から回答を得た。その結果、EMIでは、英語学習動機付けが科目学習動機付けよりも影響を与えていること、英語学習動機付けの中でも、「第二言語話者としてのなりたい自分」を明確に持っている学生ほど、EMIに対する動機付けが高いことがわかった。d)新しい教育手法の提案:28年度の後半を目指して新たに2名のEMI担当教員から調査協力を得て、準備を行っている。以下2つの理由において、指導方法の使用・データ収集が遅れたため、研究計画と比較すると調査がやや遅れている。1)当初、指導モデルや教材開発の効果を検証する予定であったAPUと宮崎国際大学の科目において、データ収集が困難であることが明らかになったため、新たな調査協力者及びデータ収集先を見つける必要があった。宮崎国際大学とAPUではクラスの規模、研究環境などが大きく異なるため、この2つの大学において同様の指導方法を試用し、データ収集することが困難であることがわかった。加えて、データを収集する予定であったEMI講座の履修者が極めて少なく、特に量的データを収集することが不可能であった。今後も研究を継続していくため、APU及び同志社大学に所属する2名のEMI担当教員にコンタクトを試み、彼らから調査協力の承諾を得ることができた。今後は新たに加わった2名が担当する英語開講科目を中心に指導方法の提案と効果検証を行い、遅れを取り戻したいと考えている。2)文献研究の結果、参考となる信頼性の高い実証研究が見つからなかった。そのため、現状把握を行い、どのように英語開講講座において効果を検証するのかを決める必要があった。当初の予定には含まれていなかったが、現状の正確な理解は指導方法の提案やその効果検証に不可欠であるため、予定していた研究内容に加えて実施した。現段階では、27年度に行う予定であった指導モデルの開発・使用・効果検証のためのデータ収集を28年度に行う予定である。プロジェクト最終年度は、a.過去2年間の研究成果の論文及び口頭発表、b.過去2年間研究結果を踏まえた教育介入の実施及びその効果測定, c.教員向けワークショップの4点を中心に行った。b.過去2年間研究結果を踏まえた教育介入の実施及びその効果測定:教育介入はこれまでと同様、立命館アジア太平洋大学(APU)で行った。研究分担者である、井口氏の授業で2回の介入を行い、それぞれ、質問紙、インタビュー、reflection sheetやonlinelearning systemなどを活用し、様々な形で学習サポート及び、学習効果を学習者心理の側面から測定した。

しかし、日本人学生の履修者数が予想をはるかに下回り、各介入150-200名中、日本人学生は50-30名程度しか履修しておらず、量的データの収集は困難を極めた。そのため、研究方法を変更し質的研究により介入研究で何が学生に起こっていたのかを明らかにすることとした。c.教員向けワークショップ:b.の暫定の研究結果と介入の経験を共有する教員向けワークショップを2017年3月に同志社大学にて開催した。今までに行ったEMIについての現状及び指導方法の共有、今後の方向性などを話し合った。本研究は、英語による一般及び専門科目(English Medium Instruction,以下EMI)の現状把握と課題の明確化及び、その解決策を動機づけの視点から探った。まず、EMIの現状把握と課題を予備調査(調査協力者44名)と、本調査(調査協力者220名)の2段階によって明らかにした上で、その結果を踏まえて解決策を探った。予備調査と本調査の結果から、英語教育学的な指導方法が効果的であると考えられたため、英語の授業で学びを促進するために効果的と考えられている指導方法をEMIに取り入れた。そして、その効果を学習者の理解度、自主勉強時間や成績及び学習者心理など様々な要因から検証した。本研究の目的は、1.英語開講講座(以下EMI)における英語を母語としない学習者の自律学習を促し、科目理解度を深めるための教授方法を研究し、教授ツールを開発すること、2.異なる高等教育機関で開発した教授ツールの実践、効果の分析を行い、より普遍的に活かせる教授方法や教材の開発を目指し、その発信を3.教員向けワークショップの実施やコーパスの公開によって行うことであった。平成26年度は、まず現状を把握し問題を明確に理解するため、EMIを担当している立命館アジア太平洋大学の教員に対してインタビューをおこなった。さらに、EMIで学習者を対象にしたサーベイをとインタビューを実施し、EMIにおける学習者心理を明らかにしようとした。平成27年度はこれらのサーベイとインタビューをもとに改良作成したサーベイを利用し、立命館アジア太平洋大学で量的及び質的データを収集中である。そして、今年度秋学期にはこれらのデータをもとに研究分担者が担当する予定のEMIにおいて、教授方法の提案や教授ツールを活用した授業実践を試み、その効果を学習者心理の視点より明らかにする予定である。また、同志社大学においても、授業視察やEMI担当教員とのミーティングを開始しており、より多角的なデータから授業実践や教材が開発できるよう準備を進めている。教員向けワークショップは平成27年度07月及び秋学期に立命館アジア太平洋大学で行う予定である。28年度は、27年度に実施した調査の論文及び口頭発表と調査結果をもとに提案する英語開講講座における指導方法の提案を中心に行う予定である。論文発表は26年度に行った予備調査について、口頭発表については、予備調査及び27年度に行った本調査について行う。英語開講講座における指導方法については、28年度秋学期に実施するため、新たに調査協力を依頼したEMI担当教員とすでに打ち合わせを始めている。また、データ収集についてもすでに説明を行い、了承を得ており、調査実施は問題ないと考えている。
並行処理プログラムを対象としたテストケース生成技法の確立

本研究では、並行処理プログラムのためのテストケース生成技法の有効性の検証、および、テストケースを自動的に生成するツールの開発を行なう。昨年度までに、並行処理プログラムのための新たなテスト基準である、相互作用列テスト基準(Interaction Sequences Testing Criteria(ISTC_k))を提案し、既に提案済みの並行処理プログラムの動作を把握するためのモデルである、事象相互作用グラフを用いて、このモデル上で、相互作用列テスト基準を満足するテストケースを生成するためのアルゴリズムを考案した。今年度は、このアルゴリズムを実装することにより、テストケース自動生成システムを開発し、生成システムおよび生成技法の評価を行なう予定であった。ここで、提案した相互作用列テスト基準では、相互作用列の長さに関する変数kを導入しており、このkの値を大きくすれば、より詳細なテストが行なえる反面、テストに必要な時間が増大するという特徴がある。すなわち、被テストプログラムの実行の振舞いや特徴とテストに費やせるコストとを考慮して、この変数kの値を決定しなければならない。また、kの値を大きくすればテストは詳細に行なうことになるが、具体的にどのような誤りが発見できるのかについては、検討していなかった。そこで今年度において、テストケース自動生成システムの開発を進めるよりも先に、相互作用列テスト基準における変数kの値について、定性的な評価を行なうことが重要と考えるに至った。以上で述べた、相互作用列テスト基準における変数kの値に対しての特徴とその考察に関して、情報処理学会全国大会で発表する予定である。今年度は、テストケースの作成について基礎的研究を行なった。具体的には、テスト基準とテストケース作成の関係付けに関して、以下のことを行なった。1.本研究の特色の一つとして、テストケースを生成する前に、テストの終了条件であるテスト基準を明確に設定する。このためテスト基準を変更すると、生成しなければならないテストケースも変わる。そこで、さまざまなテスト基準を用いた場合に、発見できる被テストプログラム中の誤りと、テストケース生成の複雑さとについてそれぞれ調査し、テスト基準とテストケースの関係を明らかにした。2.上記の調査結果に基づいて、並行処理プログラム内の相互作用に着目し、それらを順序列として捉えることにより、並行処理プログラムのための新たなテスト基準である、相互作用列テスト基準(Interaction Sequences Testing Crieteria(ISTC))を提案した。また併せて、この相互作用列テスト基準と発見できるプログラム中の誤りとについて、関係を明らかにした。3.既に提案している並行処理プログラムの動作を把握するためのモデルである、事象相互作用グラフを用いて、このモデル上で、提案した相互作用列テスト基準を満足するテストケースを生成するためのアルゴリズムを考案した。また併せて、この生成アルゴリズムの複雑さを明らかにした。4.上記の2.3.について、APSEC'99で発表した。
新規メソポーラスシリカのケージ構造と蛋白質

本研究では、高酸性下でのテンプレートとすべく、マイクロウェーブと高分子表面活性剤を使用した水熱合成条件で、異なる孔径を持ついくつかのメソポーラスシリカ材料を合成した。これらの材料の、比表面積、細孔容積、孔径などを含む構造特性を、最新の機器により測定した。材料の孔径は非常に大きく、吸着に適していた。金属原子を、触媒の酸性あるいはアルカリ性サイトの数の増大のために導入した。これらは、触媒機能を促進した。これら触媒が様々な有機変態に非常に高い活性度を示すことが見出され、本研究の結果から様々な薬剤の合成が可能となった。たんぱく質等電位点(pI)でのたんぱく質吸着分析に対して、メソポーラス材料の有する円筒状細孔構造に基づく幾何学的細孔充填(細孔充填の幾何学的?)モデルが提案された。3種類の球状たんぱく、リソチーム、ミオグロビンそして、ウシ血清アルブミンをモデルたんぱくとして用い、化学的異性、メソポーラスシリカ、メソポーラスカーボンへの吸着の研究を行った。最大孔径のメソポーラスシリカ及びメソポーラスカーボンを使用する事により、その等電位点での多量のリゾチームの吸着が観測された。本研究では、非常に高濃度の酸性雰囲気下でもちいるテンプレート(型材料)とすべく、マイクロウェーブ(極超短波)を利用しかつ高分子である表面活性剤を使用して、水熱合成条件下で、異なる孔径を持ついくつかのメソポーラスシリカ材料を合成した。合成したこれらの材料に関して、比表面積、細孔容積、孔径などを含む材料の構造的特性を、最新の機器を利用して測定をおこなった。その結果、これらの材料がもつ孔径は非常に大きく、吸着用の材料に非常に適していることが明らかになった。さらに、金属原子を、触媒の酸性あるいはアルカリ性の活性サイトの数を増大する目的として導入した。その結果、この材料の触媒機能を促進できた。本研究で合成した触媒が様々な有機変態に非常に高い活性度を示すことが見出され、本研究の結果から様々な薬剤を合成することが可能となった。たんぱく質等の等電位点(pI)におけるたんぱく質の吸着分析に対して、メソポーラス材料の有する円筒状細孔構造に基づく、細孔充填の幾何学的なモデルを提案することができた。三種類の球状たんぱく、リソチーム、ミオグロビンそして、ウシの血清アルブミンをモデルたんぱくに選んで、化学的異性および、メソポーラスシリカとメソポーラスカーボンへの吸着の研究を行った。最大孔径を持つメソポーラスシリカならびにメソポーラスカーボンを使用する事によって、その等電位点(pI)において、きわめて多量のリゾチームが吸着することが観測された。本研究では、過去7ヶ月にわたり、シリカナノクープからナノポーラスカーボン材料の合成を行い、以下のような結果を得た。材料の合成にあたっては、まず最初に、マイクロ波装置を用いたプロセスにより、メソポーラスシリカナノクープ材料を製造してきた。得られた材料は、大表面積でかつ細孔容積も大きく、よく配列したメソポーラス構造をもっていた。このとき、界面活性剤の性質を変更することによって、シリカナノクープの構造を容易にコントロールすることが可能であった。実際に使用した界面活性剤は、プルロニックP123およびF127(両者とも市販の界面活性剤)である。さらに、高温の熱水法によって大きい気孔径のメソポーラスシリカが得られた。プルロニックP123を界面活性剤として、また、n-ブタノールを共通溶媒として用い、反応温度を調節することで、容易にシリカの気孔径を調整できることが明らかとなった。次に、上記の気孔径の異なるメソポーラスシリカ材料をテンプレートとして利用し、ショ糖を炭素源としてメソポーラスカーボンナノクープの製造にあたった。こうしてできた材料の構造およびテクスチャの特性について、様々な高性能な測定機器を用いて分析を行った。その結果、気孔体積が1gあたり2,9cm^3(3.9cm^3/g)という非常に大きい、配列の整った3次元ポーラス構造をもつ材料ができていることが示された。さらに、3次元構造をもつシリカテンプレートの気孔径を調節することで、材料の気孔径が容易に調整された。本研究はまだ初期段階にあるため、研究内容を論文に投稿していない。次年度から論文発表等を行う。

本研究では、非常に高濃度の酸性雰囲気下でもちいるテンプレート(型材料)とすべく、マイクロウェーブ(極超短波)を利用しかつ高分子である表面活性剤を使用して、水熱合成条件下で、異なる孔径を持ついくつかのメソポーラスシリカ材料を合成した。合成したこれらの材料に関して、比表面積、細孔容積、孔径などを含む材料の構造的特性を、最新の機器を利用して測定をおこなった。その結果、これらの材料がもつ孔径は非常に大きく、吸着用の材料に非常に適していることが明らかになった。さらに、金属原子を、触媒の酸性あるいはアルカリ性の活性サイトの数を増大する目的として導入した。その結果、この材料の触媒機能を促進できた。本研究で合成した触媒が様々な有機変態に非常に高い活性度を示すことが見出され、本研究の結果から様々な薬剤を合成することが可能となった。たんぱく質等の等電位点(pI)におけるたんぱく質の吸着分析に対して、メソポーラス材料の有する円筒状細孔構造に基づく、細孔充填の幾何学的なモデルを提案することができた。三種類の球状たんぱく、リソチーム、ミオグロビンそして、ウシの血清アルブミンをモデルたんぱくに選んで、化学的異性および、メソポーラスシリカとメソポーラスカーボンへの吸着の研究を行った。最大孔径を持つメソポーラスシリカならびにメソポーラスカーボンを使用する事によって、その等電位点(pI)において、きわめて多量のリゾチームが吸着することが観測された。
中国株価のマクロ経済・金融政策との関係及び国際株式市場との連関に関する実証研究

本研究の目的は、整合性のあるマクロ・データベースを構築した上で、中国の株価とマクロ経済の関係について分析し、金融政策が株価に影響を及ぼす伝播経路を明らかにし、さらに、グローバル化時代における中国と外国との株式市場間の連動性を考察することである。世界金融危機が中国のマクロ経済に及ぼした影響も探り、株式市場の構造変化の可能性を検証する。今年度ではデータベースの構築を完成させ、本格的な実証分析に入った。具体的には、構築されたデータベースを利用して、マクロ経済変数、株価と金融変数間のグレンジャー因果性テスト、VAR分析などを行い、マクロ経済の構造変化を検証している。また、中国のマクロ経済と金融についてさらに考察するため、データベースを利用して中国の金融成長と経済発展について分析している。さらに、グローバル化した中国経済の側面を考察するため、EGARCHモデルなどを利用し、中国と日米を始めとした諸外国との株式市場間の連動性を考察している。今年度では、中国経済の現状、いままでの金融政策及び中国語による研究成果などを調べるため、中国に資料収集に行った。中国国家図書館のデータベースなども利用し、中国の株式市場、マクロ経済、金融政策などについて調べた。また、研究成果を国際学会Asia-Pacific Economic AssociationとAmerican Economic Associationで発表し、参加者から有益なコメントをいただいた。さらに、現在、世界1位と2位の経済大国の間で生じている経済摩擦についても研究会で報告した。具体的には、貿易摩擦の背景、具体的な内容と摩擦発生後の中国株式市場の反応、及び中国のマクロ経済の現状、今後の展望などについて報告した。予定通り、データベースの構築をおおむね完了し、構築されたデータベースを利用して、中国の株式市場とマクロ経済の関係、中国の株価の国際連関について実証分析を行っている。前年度に続き、いままでの実証分析を続けて行う。具体的には、構築されたデータベースを利用して、マクロ経済変数、株価と金融変数間のグレンジャー因果性テスト、VAR分析などを行い、マクロ経済の構造変化を検証する。分析結果に基づき、マクロ経済と株式市場の関係について総合的に分析し、有効な金融政策を考察する予定である。また、グローバル化した中国経済の側面をさらに考察するため、EGARCHモデルなどを利用し、中国・日本・アメリカ・ドイツなどの株式市場間の連動性も続けて分析する。現在、米中貿易摩擦が発生している。米中貿易摩擦は中国とアメリカの経済だけでなく、世界経済全般に様々な影響を与えている。米中貿易摩擦が中国の株式市場、世界株価の連関に与える影響についても分析する予定である。2017年度ではデータベースを構築し、遂行可能な範囲での予備的実証分析を行った。本研究の分析に必要なデータは、中国の株式市場が成立した1990年からの年次・四半期・月次・日次(株価指数のみ)のものである。これらの大部分のデータは、いままでの研究の蓄積により、既に入手済みであるが、未入手のデータについては、2017年8月に直接に中国に出向き、収集した。1990年から現在までの株式市場の関連データ、金融変数、マクロ経済変数、具体的には、株価指数、上場銘柄数、株式時価総額、M0、M1、M2、金利の指標、1年物の預金金利と貸出金利、コールレート、公定歩合、消費、投資、政府支出、純輸出(輸出-輸入)、物価などの今までの未入手データと最新データ、および「中国統計年鑑1980年」以降の省別最新データなどを収集した。さらに、中国国家図書館にあるデータベースを利用し、「中国期刊全文数据庫」、「中国権威経済論文庫」などにある研究の参考になる論文、新聞記事などを調べた。データを収集した後、データベースを構築し、基本的なデータ分析を行った。予定通り、データの収集、データベースの構築と予備的実証分析をすることができた。

具体的には、貿易摩擦の背景、具体的な内容と摩擦発生後の中国株式市場の反応、及び中国のマクロ経済の現状、今後の展望などについて報告した。予定通り、データベースの構築をおおむね完了し、構築されたデータベースを利用して、中国の株式市場とマクロ経済の関係、中国の株価の国際連関について実証分析を行っている。2018年度はデータベースの構築を完成させ、本格的な実証分析に入る。具体的には、構築されたデータベースを利用して、マクロ経済変数、株価と金融変数間のグレンジャー因果性テスト、VAR分析などを行い、マクロ経済の構造変化を検証する。分析結果に基づき、マクロ経済と株式市場の関係について総合的に考察し、有効な金融政策を考える。さらに、VARモデル、EGARCHモデルなどを利用し、中国と日米を始めとした諸外国との株式市場間の連動性を考察する。データベースの構築から、実証分析まで、幾多の困難・試行錯誤が予想され、専門家の協力やアシスタントが必要になると思われる。前年度に続き、いままでの実証分析を続けて行う。分析結果に基づき、マクロ経済と株式市場の関係について総合的に分析し、有効な金融政策を考察する予定である。また、グローバル化した中国経済の側面をさらに考察するため、EGARCHモデルなどを利用し、中国・日本・アメリカ・ドイツなどの株式市場間の連動性も続けて分析する。現在、米中貿易摩擦が発生している。米中貿易摩擦は中国とアメリカの経済だけでなく、世界経済全般に様々な影響を与えている。米中貿易摩擦が中国の株式市場、世界株価の連関に与える影響についても分析する予定である。研究は予定通り進んでいるが、2017年度は基本的なデータ分析だけを行ったため、本格的な実証分析が行われる次年度に統計計算ソフトのバージョンアップをすることにした。2018年8月のロサンゼルス学会出張は本学の学会出張旅費と併用したため、一部の旅費が本学の学会出張旅費から支給された。今年度も旅費に使用する予定である。
慢性炎症による腸管発癌のドライバー遺伝子の同定

腸管の炎症発癌におけるドライバー遺伝子の同定を目的に,マウスの腸管上皮組織を3次元培養下で再構築し,どの遺伝子変化が炎症性の発癌と結び付くのかを検討した.炎症の誘発には生体外異物を用いた.K-ras遺伝子変異を有するマウスから得た腸管組織を慢性炎症下に置くとdormant腫瘍を形成した.p53遺伝子ホモ欠損マウスから得た腸管組織を慢性炎症下に置くと致死増殖した.しかし,急性炎症下では致死増殖腫瘍は観察されなかった.また,p53遺伝子ヘテロ欠損マウスの腸管組織も観察されなかった.以上より,慢性炎症による腸管発癌において,p53遺伝子変異が極めて重要な役割を担うことを見いだした.炎症が大腸発癌のリスクファクターといわれて久しい.しかしながら,多段階発癌に占めるどの遺伝子変化が炎症性の発癌と結び付くのかに関しては未だに不明である.そこで本研究の目的は,どのような遺伝子変化を伴う際に炎症発癌に至るのか,すなわち腸管炎症発癌におけるdriver遺伝子を決定し,これまでに提唱されていない炎症性発癌の新たな分子機構を示すことにある.平成26年度に実施した研究は,当初計画に従いマウスより剥離した腸管上皮組織を3次元の培養条件下に置き,この中で組織を再構成・再構築させる実験を行った.既報の手技や実験方法に従い,マウスから腸上皮細胞を腺管単位で剥離し,その後に酵素処理を施すことで単離した腺管を培養維持できる実験系を再現することができた.樹立維持される細胞塊に対してAPC遺伝子などの癌抑制遺伝子をshRNA等によりレンチウィルスを介した発現抑制実験を施行した.その結果,APC遺伝子の発現を抑制すると腺管組織構築が薄く一層に膨潤する形態変化を認めた.次いで,以降の発癌実験に使用することを目論み,発癌する組織が移植細胞起源であることを示すために,GFPトランスジェニックマウスから得た組織を用いて培養化を試みたところ,同様に腸管上皮の培養樹立が可能であることを確認した.さらに,既に入舎済みのK-rasコドン12遺伝子をコンディショナルに活性化させることのできる遺伝子改変ノックインマウスの腸管を用いた培養化を施行した.こちらもほぼ同様に組織を構築できることを確認した.今後は目的の遺伝子発現の制御が起きていることを早急に確認し,27年度の計画研究に移行する.大腸発癌のリスクファクターとして炎症の存在が示されて久しい.本研究は,腸管炎症発癌におけるdriver遺伝子を決定し,炎症性発癌の新たな分子機構を示すことにある.昨年度はマウスより剥離した腸管上皮組織を再構成させる培養実験を再現した.今年度は,その細胞に対して癌抑制遺伝子等の発現ノックダウン実験を施行した.また,K-rasコドン12遺伝子をコンディショナルに活性化できるノックインマウスや,p53遺伝子のホモおよびヘテロノックアウトマウスを用いた実験を実施した.これらの遺伝子発現改変の細胞株やマウス由来の腸管から細胞を得た.これらの細胞はいずれもヌードマウス皮下に移入した異物誘発炎症の環境下に置いた.異物は,生体吸収性のために急性炎症のみを誘発するゼラチンスポンジと,急性炎症から慢性炎症へと移行するプラスチックプレートを用いた.その結果,癌抑制遺伝子の抑制や変異K-ras遺伝子活性化した腸管上皮細胞をスポンジあるいはプレートとともに移植しても,平均2 mm径に達するdormant腫瘍を形成するのみであり,いずれも致死増殖する腫瘍は観察されなかった.しかし,p53遺伝子ホモ欠損マウスから得た腸管のうち大腸上皮細胞をプレートとともに移入した場合にのみ,移植後90日を経過後より致死増殖した.腫瘍は組織学的に線維肉腫であり,p53遺伝子ホモ欠損であった.腫瘍の出現は,p53遺伝子ホモ欠損の小腸上皮細胞を用いた場合や,これをスポンジとともに移入しても観察されなかった.また,p53遺伝子のヘテロ欠損マウスから得た小腸あるいは大腸上皮細胞をいずれの異物と移入しても致死増殖する腫瘍は出現しなかった.以上より,プレート移入により誘発される炎症は,p53遺伝子ホモ欠損の大腸細胞を癌化させることを見出した.この炎症発癌にはp53遺伝子変異が極めて重要な役割を担うことを見出した.平成27年度の研究実施計画に則った計画実験を遂行し,当該研究の最大の関心であった炎症発癌に関わるドライバー遺伝子の候補に辿り着いた.しかしながら,当初の予想とは異なり,出現した腫瘍が線維肉腫であったことから,偶発的に紛れて採取した線維芽細胞の癌化,もしくは上皮間葉分化転換(Epithelial-Mesenchymal Transition,EMT)を起こした可能性が考えられる.現在これらの可能性を検討している.来年度の開始とともに本年度得ることのできた癌細胞株を用いて当初計画を遂行する状況にある.腸管の炎症発癌におけるドライバー遺伝子の同定を目的に,マウスの腸管上皮組織を3次元培養下で再構築し,多段階発癌過程のどの遺伝子変化が炎症性の発癌と結び付くのかを検討した.炎症の誘発には生体外異物を用いた.現在までのところ,K-ras遺伝子変異を有するマウスから得た腸管組織を雌のヌードマウスに生じさせた慢性炎症下に置くと触知可能なdormant腫瘍を形成した.しかし,p53遺伝子ホモ欠損マウスから得た腸管組織を慢性炎症下に置くと,移植90日以降より致死増殖した.増殖腫瘍は移植した腸管組織に由来することは,組織を得た雄マウスに由来するY染色体を指標として検証した.同様の腸管組織を急性炎症下に置いても致死増殖する腫瘍は観察されなかった.