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産科施設で活用するために開発した助産診断名と診断指標の信頼性・妥当性の検討

1平成30年度は、28年度に妊娠期及び産褥期の診断名と診断指標について全国の助産外来担当助産師を対象に診断指標の臨床での使用状況について調査しており、そのデータの入力と分析を行った。妊娠期の健康生活診断の類型、診断名、診断指標、産褥期の健康生活診断類型、診断名、診断指標のそれぞれについて、よく使用されているものを抽出し、因子分析を行い、新しく診断類型、診断名、診断指標を作成した。これらは既にマタニティ診断として公表しているものであるので、新しい診断名と診断指標について、助産師の有志に意見を聞きながら、今後、公表して改定を進めていくことにしたい。2日本助産診断実践学会の設立の準備を行い、平成30年4月に設立総会を実施し、9月8日に第1回学術集会を東京で開催した。この学術集会は、医師と助産師が共通言語として妊産婦を診ていく視点となる診断名の開発をめざしている。現在のマタニティ診断では、妊産婦に異常がみられるときに、「要精査」と診断して、医師の診療を乞うようにしているが、要精査の内容に関する診断名は開発していない。そこで、研究の一環として「要精査」の精査内容の表現についても検討を進めている。3産後1月から4月の産後ケアの対象となる母子を診る視点が「産褥期」の診断名ではカバーできない現状がある。「産後期」を1か月4か月と定義して、その間に母子を観察する視点としての助産診断名の開発を進めている。産後の母子の特徴を整理し、そこから母親の状態、児の状態、育児環境と3つの類型を作成してそれに応じた診断名と診断指標を検討している。この診断名の開発には産後ケアを実際に実施している施設の助産師や産科医にも協力してもらい情報を収集している。当初は3年の計画であったが、2年目に宮崎県立看護大学に移動し、職場環境及び第36回日本思春期学会(宮崎市シーガイア)を開催したことなどから、殆ど研究に取り組むことができなかった。3年目に調査データの処理を行い、新しい診断名と診断指標を作成したが、診断名・診断指標の信頼性・妥当性の検討が十分にできなかった。そこで、補助事業期間を延長することとした。今後は、新しい診断名と診断指標について助産師や産科医師を対象に妥当性の検討をする予定である。9月に開催予定の日本助産診断実践学会時に公表して意見を頂くと同時に全国の院内助産・助産外来を実施している施設の助産師に対する郵送調査を行う。また、産褥期の延長である産後ケア時(産後1月4月)に使用できる「産後期」の診断名の開発も行う。作成できた診断名と診断指標はNANDA-Iに報告し、英文として公表する。それを妊産婦の継続的な支援システムが構築されているニュージランドの助産師にヒヤリングを行い、わが国で開発した助産診断名が国際的に活用できるかどうかについて検討する。28年度は、妊娠期・及び産褥期の診断名と診断指標を元に調査表(それぞれにA4で4頁)を作成した。作成した調査表を尺度開発の学識経験者の意見を元に修正して内容の妥当性を確保した。研究協力者は全国の産科を標榜している施設のなかで助産外来・院内助産を実施している施設をホームページから選択して、合計140施設に対して、その代表者(施設長)あてに調査への協力を依頼した。協力できると返信のあった施設は10施設で、その施設に勤務している5年目以上の助産師に調査への協力依頼をした。妊娠期の調査に93名、産褥期の調査に103名の回答が得られた。現在、これらの調査票を整理して記述統計を終えたところである。また、マタニティ診断に関する理解を広め、活用に関する疑義に応える場として、2月に医学書院において学術セミナーを開催した。日本各地から、主に助産教育や母性看護学教育に携わっている助産師が60名参加した。研究者は「暗黙知を言語化する」というテーマで講演を行った。今後は妊娠期、産褥期のそれぞれの診断名に添って診断指標を検討し、調査結果を因子分析することで、必要な診断指標を特定し指標一つ一つの重みを検討していく予定である。当初は妊娠期のみを実施する予定であったが、調査協力者の関係で、併せて産褥期についても調査することにしたので、効率よく調査票をあつめることができた。因子分析は29年度に妊娠期と産褥期をまとめて行い、検討することにした。妊娠期及び産褥期の助産診断名と診断指標の臨床での活用を調査した。その調査結果をエクセルに入力して、どの程度活用されているのかについて、検討した。その結果、知識レベルの指標は臨床では活用されにくいことが分かった。それぞれの信頼性・妥当性をみるために、SPSSのソフトを購入し、因子分析をかけていく予定であったが、ソフトの購入が遅れたことにより分析するにはいたらなかった。同時に実際の助産外来での妊婦健診場面での助産師の診断に関する能力を評価するための、ルーブリック評価について勉強会を企画し、臨床の助産師たちと、質の高い妊婦健診の在り方について検討している。

医学書院より「マタニティ診断ガイドブック」「実践マタニティ診断」の2冊のテキストを発行しているが、この中の診断名・診断指標の改定にあたり、助産診断と連動させて検討していくために、現在の「助産診断・実践研究会」を発展的に解散して、日本助産診断実践学会として新にスタートすることになり、そのための準備委員会を11月3月まで毎月開催した。会則を作成し、30年度に学会としてスタートする予定である。そのため、本研究の主目的である診断名・診断指標の信頼性・妥当性の検討は、30年度に持ち越すことにした。29年度は助産診断学会の設立のために時間を要し、研究データの処理に向き合う時間がとれなかった。データ処理するためのSPSSを購入する時期が遅れてしまったことと、データ処理を担当する予定の分担研究者が多忙のため、対応できなかった。1平成30年度は、28年度に妊娠期及び産褥期の診断名と診断指標について全国の助産外来担当助産師を対象に診断指標の臨床での使用状況について調査しており、そのデータの入力と分析を行った。妊娠期の健康生活診断の類型、診断名、診断指標、産褥期の健康生活診断類型、診断名、診断指標のそれぞれについて、よく使用されているものを抽出し、因子分析を行い、新しく診断類型、診断名、診断指標を作成した。これらは既にマタニティ診断として公表しているものであるので、新しい診断名と診断指標について、助産師の有志に意見を聞きながら、今後、公表して改定を進めていくことにしたい。2日本助産診断実践学会の設立の準備を行い、平成30年4月に設立総会を実施し、9月8日に第1回学術集会を東京で開催した。この学術集会は、医師と助産師が共通言語として妊産婦を診ていく視点となる診断名の開発をめざしている。現在のマタニティ診断では、妊産婦に異常がみられるときに、「要精査」と診断して、医師の診療を乞うようにしているが、要精査の内容に関する診断名は開発していない。そこで、研究の一環として「要精査」の精査内容の表現についても検討を進めている。3産後1月から4月の産後ケアの対象となる母子を診る視点が「産褥期」の診断名ではカバーできない現状がある。「産後期」を1か月4か月と定義して、その間に母子を観察する視点としての助産診断名の開発を進めている。産後の母子の特徴を整理し、そこから母親の状態、児の状態、育児環境と3つの類型を作成してそれに応じた診断名と診断指標を検討している。この診断名の開発には産後ケアを実際に実施している施設の助産師や産科医にも協力してもらい情報を収集している。当初は3年の計画であったが、2年目に宮崎県立看護大学に移動し、職場環境及び第36回日本思春期学会(宮崎市シーガイア)を開催したことなどから、殆ど研究に取り組むことができなかった。3年目に調査データの処理を行い、新しい診断名と診断指標を作成したが、診断名・診断指標の信頼性・妥当性の検討が十分にできなかった。そこで、補助事業期間を延長することとした。今年度に因子分析を行って診断指標の有用性が確認できたら、診断名と診断指標について、全体を修正する。現在のマタニティ診断ガイドブックで示しているものについて、これらの結果から加筆修正していく。また、電子カルテ化に向けても見直した診断指標で作成していく。30年度は確実にデータ分析を行い、診断指標の精選をおこなう。そのために、データ処理に協力いただける統計学者に研究協力を依頼し、確実に実施する。また、妊婦健診での実際の使用ができるように、電子化についても検討する。今後は、新しい診断名と診断指標について助産師や産科医師を対象に妥当性の検討をする予定である。9月に開催予定の日本助産診断実践学会時に公表して意見を頂くと同時に全国の院内助産・助産外来を実施している施設の助産師に対する郵送調査を行う。
刑の個別化の要請の下における刑の免除の総合的研究

従来の調査により得られた資料及びそれに加えた分析に基づいて、日本における刑の免除制度の課題を析出し、考察を施した。刑の免除の選択に裁判官(裁判員裁判の場合、裁判員も含む)の裁量の余地がある場合、免除を基礎づける事実、量刑上の考慮事由を総合的に判断して免除の可否が決せられる。例えば、過剰防衛における刑の減免の選択では、正当防衛が可能な状況、防衛行為が過剰に至った過程等の具体的事実が衡量の要素に含まれる。また、必要的減軽、裁量的免除を効果とする中止未遂の場合、減軽か免除かが択一的であり、このように、裁判官の裁量範囲が部分的に限定されている場合には、中止未遂の要件を基礎づける事実、量刑事由に加え、実際に生じた被害の程度等が重視され、免除の判断が厳格化すると推察される。これに対し、免除の効果は規定されているものの、免除となり得る事例は起訴の段階で選別される場合(それを立法の段階で明らかにしていた例として、自動車の運転により非とを死傷させる行為等の処罰に関する法律上の免除の規定である)、検察官の起訴裁量が決定的な機能を果たしている。この局面においては、再犯の防止を含む、処罰の必要性に関する判断が手続の早い段階に前倒しされていると言える。(実)刑の必要性に関する判断が所定の手続を伴う司法判断であるべきだとすれば、前者の判断が優先されることとなるが、他方、被告人の手続負担の緩和や司法のコストの削減の観点から後者が優れていることとなる。最終年度は、上記の二律背反を克服し得る、再犯の防止にとどまらない刑罰のあり方について、検討を加え、その成果を学会の場で報告した。本研究課題に関して、平成28年度は、当初の計画に従い、刑の免除の判断基準を考量する資料として、適用実態を調査すると共に、刑の免除を法理論的に解析し、免除を基礎づける一般的要素、個別的要素を分析する作業に着手した。刑の免除の適用実態を裁判例から明らかにすることには事例の少なさによる限界があり、量的分析が一定程度可能な領域について統計資料から実態を解析しようとする計画を当初たてていたが、注目すべき理由を挙げて刑の免除を適用した判例に接したことから、むしろこの判例をめぐる関連資料の収集、分析に主に力を入れるよう一部計画を変更して、理論的分析に傾注することとした。また、刑の免除に関する規定の変遷に特徴がある、日本刑法の母法たるドイツ刑法を対象とした調査を行うため、ドイツのマックスプランク外国・国際刑法研究所において、資料収集を行った。同所には、ドイツ国内のみならず、ヨーロッパを始めアジア法に至るまで刑事立法、司法に関する文献が収蔵されており、この文献収集により、特に1909年ドイツ刑法予備草案が刑の免除を特に軽微な場合に限定していたにもかかわらず、1966年代案、続く69年の第一次刑法改正においてはこれが変更され、包括的な規定が完成するまでの経緯を明らかにし得る資料を入手した。さらに、この機会をとらえて現地の研究者と交流し、刑の免除をはじめ、近年特に議論がかまびすしい日独刑罰論をめぐる状況の変遷に関して意見交換を行った。本研究課題は、刑罰目的に合致し、個々の犯罪者に則した刑罰制度の構想という観点から、刑の免除について、比較法的手法により、その運用実態、運用基準等に関し、理論的実践的考察を行うことにより、刑の免除の刑事政策的意義、及び、刑の免除において必要な代替措置を含む実体法的な制度構築の方向づけを行うことを目的としている。このうち運用実態の調査については、特に日本において適用事例が少なく、またそれに応じた先行研究も十分なされてこない状況において、準備作業に多くの時間を割く必要があった。そこで、平成28年度は、統計的処理がある程度可能な一定の数値の蓄積がある自動車運転過失事例を素材として研究実施計画をたてていたところ、事故による(軽度)傷害を認めた上で、傷害の軽さや、被告が裁判への対応を長期間強いられたことを踏まえ、刑の免除を相当と判断した貴重な事例(横浜地判平成28・4・12判時2310号147頁)に接したため、関連資料の収集解析を行った。本事例は、被告人が普通乗用自動車を運転中、左折進行する際に被害者の運転する自転車を衝突させ転倒させて傷害を負わせたとして起訴されたものであるが、行為それ自体の当罰性、要罰性のみならず訴訟手続の進行過程での負担を考慮した点で実体法のみならず、手続法の観点からも刑の免除が考慮されていることを論じる素材となり得る点で注目すべきものである。自動車運転過失において、不起訴になったのではなく、刑の免除の判決が下された本事例を素材として、ある程度検討を進めることができた。当初計画した法曹実務家を対象とする聴取の実施には至らなかった点で計画どおり進捗しなかった面があるものの、理論的整備を進めることができたと言える。また、比較法的考察の基盤となる主要な立法史、理論史的研究の素材となる資料を現地で収集することができた点にも収穫があった。前年度の調査により得られた資料に基づいて、刑の免除の適用実態に関し、整理、分析を進めた。日本では、刑の免除が裁判上認められることは稀である。

そこでまず、日本の刑法各則に規定される免除を類型ごとに整理し、刑の免除の効果が必要的なものとして規定される場合、裁量的なものにとどまる場合、さらにその下位区分として、刑の減軽と選択的に規定される場合とに分類したうえで、先行研究による比較考察の結果等をも踏まえて、日本法上の刑の免除の適否の基準に検討を加えた。また、免除の判断に際して、情状によるべきことが明定される場合、如何なる情状が実際には考慮されているかについて、事例類型ごとに整理した。具体的事例の検討として、自動車を運転して左折する際に自転車と衝突し、その運転者に傷害を負わせた事案について、検察官において、関係証拠をより慎重に検討していれば、起訴されなかった可能性が否定できないことや、長期間にわたって応訴を強いられた訴訟経過等を考慮し、刑を免除した事例をとりあげて、免除が認められる一般的要件と比較して、自動車の運転により人を死傷させる行為等の処罰に関する法律上の免除規定の適用範囲について、実体法、訴訟法の両面から分析を加え、判例評論の形で発表、公刊した(立命館法学374号307頁以下)。以上の研究と並行して、事実上の刑罰回避の観点から実務において検討の必要性が指摘されている、ダイヴァージョン等の刑罰代替的な措置、制度について考察した。特に福祉的支援を要する者への刑事司法制度のあり方、就中、既存の刑罰制度およびその運用における課題を析出した。上記の考察を通して、当初課題として設定していた、自由刑に代替する非拘禁的措置や社会内処遇と刑の免除制度との関連の実体法的側面からの解明のみならず、被告人の手続負担、およびその軽減の観点から刑の免除の機能を新たに検討する必要性が判明した。刑の免除の諸類型およびその適否判断の基準に関する文献資料に基づく調査は計画通り進捗しており、刑罰目的との整合性、刑罰代替措置、社会内処遇との関連についても、ほぼ計画にそって考察を進めている。特に、判例を素材とした事例研究として、日本法上の刑の免除の類型ごとの整理を行い、他に選択し得る法効果との関連性に考察を加えることができた。しかしその経緯において、被告人の手続負担を刑の免除の可否において考慮すべきか、特に不当な負担を軽減する機能を刑の免除に認めるべきかという新たな課題が生じ、その検討を行う必要がある。実体法的側面からの刑の免除制度の意義の解明のみならず、合意制度等との関連で手続法的側面からも検討を加える必要があるが、この点については前年度の調査により得られた資料の理論的分析もなお途上であり、比較法的考察も所期の計画通り進捗しているとは言えない。従来の調査により得られた資料及びそれに加えた分析に基づいて、日本における刑の免除制度の課題を析出し、考察を施した。刑の免除の選択に裁判官(裁判員裁判の場合、裁判員も含む)の裁量の余地がある場合、免除を基礎づける事実、量刑上の考慮事由を総合的に判断して免除の可否が決せられる。例えば、過剰防衛における刑の減免の選択では、正当防衛が可能な状況、防衛行為が過剰に至った過程等の具体的事実が衡量の要素に含まれる。また、必要的減軽、裁量的免除を効果とする中止未遂の場合、減軽か免除かが択一的であり、このように、裁判官の裁量範囲が部分的に限定されている場合には、中止未遂の要件を基礎づける事実、量刑事由に加え、実際に生じた被害の程度等が重視され、免除の判断が厳格化すると推察される。これに対し、免除の効果は規定されているものの、免除となり得る事例は起訴の段階で選別される場合(それを立法の段階で明らかにしていた例として、自動車の運転により非とを死傷させる行為等の処罰に関する法律上の免除の規定である)、検察官の起訴裁量が決定的な機能を果たしている。この局面においては、再犯の防止を含む、処罰の必要性に関する判断が手続の早い段階に前倒しされていると言える。
核細胞質間シャトル機構を標的とした小細胞肺癌の治療開発

核細胞質間をシャトルするp27のT198とT157のリン酸化は浸潤に関わる。小細胞肺癌の細胞株のウェスタンブロットでp27のS10とT198及びT157のリン酸化は相関していたが、切除標本30例染色では3部位ともリン酸化p27は高発現であった。線維芽細胞とSCLC細胞株でVP-16やAmrubicineとLeptomycin BあるいはSiRNAによるCRM1阻害の併用効果は相加的であった。トポイソメラーゼIIと核内移行に関わるRanBP2の発現と抗がん剤の感受性との間に相関はなかった。小細胞肺癌に対する抗がん剤のキードラッグのエトポシドや塩酸アムルビシンの標的分子であるトポイソメラーゼII alphaは核細胞質間シャトル移行し核外輸送担体CRM1が関与する(Turner JG,et al.J Cell Science 117,3061-3071,2004)。また、小細胞肺癌において腫瘍抑制遺伝子であるp27は発現亢進しており、その意義と分子機序は明確にはなっていない。また、細胞質内p27蛋白の高発現は、CDK阻害機能の消失と浸潤性や転移能の関与する(Besson A,et al.Nature Rev Cancer 4,948-955,2004)と考えられているが明らかではない。今回、細胞株におけるエトポシドや塩酸アムルビシンの抗腫瘍効果とトポイソメラーゼIIの核細胞質間シャトル移行と機能発現に関与するRanBP2の発現との間あるいは2つの抗がん剤の標的分子であるトポイソメラーゼIIの間には相関のないことを明らかに論文化した。また、p27Skp2(2つのアイソフォームを含む)CRM1の3分子の遺伝子発現間に関連のあることがわかり、されにSkp2の高発現のある細胞株でのp27の遺伝子発現の消失が一部の小細胞株で認められ、Skp2の阻害により細胞死が誘導されている。今後、その機序について検討予定である。小細胞肺癌における細胞質内のp27発現の意義については注意深く検討中である。小細胞肺癌に対する抗がん剤のキードラッグのエトポシドや塩酸アムルビシンの標的分子であるトポイソメラーゼII alphaは核細胞質間シャトル移行し核外輸送担体CRM1が関与する(Turner JG, et al. J Cell Science 117,3061-3071,2004)。また、細胞質内p27蛋白の高発現は、CDK阻害機能の消失と浸潤性や転移能の関与する(Besson A, et al. Nature Rev Cancer 4,948-955,2004)と考えられているが明らかではない。腫瘍抑制遺伝子であるp27は核内で、ユビキチンリガーゼSkp2の経路にて分解され、一部の小細胞肺癌株ではSkp2が高発現している。核内から細胞質への移動にはp27S10のリン酸化が比較的重要であり、細胞質内ではリン酸化p27のp27T198とp27T157が浸潤性や転移能に関与すると考えられている。細胞質内ではユビキチンリガーゼKPC1の経路にて分解される。今回、小細胞肺癌株においてその発現量に差が認められている。Leptomycin Bとエトポシドあるいは塩酸アムルビシンの細胞増殖抑制効果に関しては、増強効果は認められなかった。小細胞肺癌における細胞質内のリン酸化p27発現の意義については注意深く検討中である。小細胞肺癌に対する抗がん剤のキードラッグのエトポシドや塩酸アムルビシンの標的分子であるトポイソメラーゼII alphaは核細胞質問シャトル移行し核外輸送担体CRM1が関与する(Turner JG ,et al.J Cell Science 117,3061-3071,2004)。

細胞質内ではユビキチンリガーゼKPC1の経路にて分解される。小細胞肺癌5株において、p27の発現はSkp2の高発現のACC-LC-172を除いて4株が高発現であった。S10のリン酸化はACC-LC-49と172が低発現であった。S10リン酸化と相関してp27のp27T198とp27T157のリン酸化が認められた。切除小細胞肺癌症例における再発や遠隔転移と細胞質内リン酸化p27蛋白の高発現との関連をみるため、当院での切除された30症例の小細胞肺癌での検討を行った。しかしながら、すべての検体で、p27S10とT157のリン酸化の強い発現を認め、細胞質内リン酸化p27発現の臨床的意義については現時点では明らかではない。また、浸潤性や転移能との関連も明らかな相関を示すことはできなかった。
特性コ-シ-問題とその応用

複素領域でのコ-シ-問題に於て、もし初期データが特異性を有するなら、その特異台から出る全ての特性曲面に特異性が伝播するか否かを考察した。一般には否定的である。例えば、偏微分作用素が重複度一定の特性集合を持つ時、1つの特性曲面上にのみ特異性が伝播し得ることが既に知られている。本研究に於て、我々は原点で互に2次のオーダーで接する特性曲線を有する2階の偏微分作用素を考え、係数に関するある一般的な条件の下で、特異性が初期データによらず必ず両方の特性曲線に伝播するという定理を得た。これは実領域における特異性の分岐に対応する結果である。証明の方法は次の通りである。まず解の解析接続点という概念を導入する。次に、解が一方の特性曲線上に解析接続点を有するならば、原点を除きその特性曲線上に特異性は存在しないことを示す。次に残った特性曲線に平行な特性曲線を初期曲線とする特性コ-シ-問題を考える。我々はこのコ-シ-問題が1個の正則なコ-シ-データを与えると唯一つの正則解を持つことを示し、更に初期曲線族に関して一様な解の存在域の評価を与える。その結果、原点も解の解析接続点となり、更に残された特性曲線全てが解析接続点になることが従う。これは初期データが原点に特異性を有することに矛盾する。我々は上記に於て仮定した一般的条件を満さない場合についても研究を行なった。そして、新らしい判定条件を与え、その条件を満すなら同様の結果が成立すること、およびその条件を満さないなら、一方の特性曲線上にのみ特異性が伝播する解が存在する例も示した。
エクソソーム含有テロメアRNA定量系による血液中がんバイオマーカー測定法の開発

初年度では、各腫瘍由来細胞株を用いて、安定したアッセイ系の確立、エクソソームTERRA診断に適した癌の種類の選別を行なった。がんの種類によってTERRAの発現パターンは様々であったが、得られたCt値の結果からも安定した検出が可能であることが示された。よって、本年度は上記の解析系を用いて、学内の倫理委員会の承認を得てバイオバンク内で保有している骨髄異形成症候群(MDS)および多発性骨髄腫(MM)患者の臨床サンプルを用いて血漿中エクソソームTERRAの発現について検証した。血液内科学分野スタッフの協力を得てバイオバンクに保存してあるMDS患者およびMM患者由来の血漿サンプルに加え、新規症例についても血漿を回収した。体液診断としての対照は健康者血液の血漿を用いた。健常者25名におけるエクソソームTERRAの発現量を1として、MDS患者22名(low risk患者:6名、high risk患者:8名、post AML/MDS患者:8名)の血漿中エクソソームTERRAの発現量を比較したところ、low risk患者(p=0.007)、high risk患者(p=0.003)、postAML/MDS患者(p<0.0001)ともに有意に発現が上昇していた。特にpost AML/MDS患者では平均値にして30倍に著増していることが明らかとなった。また、MMの前がん病態とされるMGUS患者11名およびMM患者36名での比較では、MM患者血清中のエクソソームTERRAが健常者と比較して顕著に上昇していた(p=0.0015)。一方で、MGUS患者では健常者と有意な差は見られなかった。以上のことより、MDS患者およびMM患者においては血漿中エクソソームTERRAを定量してバイオマーカーにできることが示唆された。今後は、固形腫瘍における本法の体液診断としての実用化の可能性についても考慮していく。初年度(H29年度)では、新規TERRA定量系の確立を目標とした。各種がん細胞株のCell-free分画のエクソソームから抽出したRNAを材料としてリアルタイムPCRを用いてTERRAの定量を実施し、細胞内でのTERRAの発現を反映しているかどうか、正常細胞における発現とどのように異なるかを検証した。白血病細胞株(U937, HL-60, K562)、悪性リンパ腫細胞株(SUDHL4, Raji)、多発性骨髄腫細胞株(RPMI8226, KMS-11)、肺癌細胞株(SCT-1, RERF-LC-AI)、卵巣癌細胞株(Kuramochi)などの細胞株を用いて解析を進めた。また、対照としては健康人由来の骨髄間質細胞(LONZA社より購入し現在保有しているもの)、EBV transformed B cell lineを用いた。各細胞株の培養上清よりExoQuick(System Biosciences)を用いてエクソソーム分画を分離した。TERRA-PCRではサブテロメア領域をターゲットとしたプライマーを用いて、定量リアルタイムPCRを行った。細胞内TERRAはβ-actinで、エクソソーム内TERRAはスパイクコントロールとして用いたmiR-159aでノーマライズを行った。がんの種類によってTERRAの発現パターンは様々であったが、例えば白血病病由来細胞株では、細胞内TERRAは低発現なのに対し、エクソソーム内TERRAは高発現していた。正常細胞(骨髄間質細胞、EBV transformed B cell line)と比較して、多発性骨髄腫由来細胞株では細胞内TERRAもエクソソーム内TERRAも高発現であり、得られたCt値の結果からも安定した検出が可能であることが示された。よって、次年度は上記の解析系を用いて、学内の倫理委員会の承認を得てバイオバンク内で保有している多発性骨髄腫患者血清を用いて検証する予定である。これまでに、当研究室では臨床サンプルを含む様々なマテリアルを用いてエクソソームの回収からエクソソーム内のmiRNAを含む核酸の定量解析を行ってきており、その経験とノウハウの蓄積により安定したエクソソーム内TERRAの発現系の構築へと応用することができたと考えられる。また、エクソソーム研究が注目され、エクソソーム抽出キットやエクソソーム内RNAの抽出キットが開発および市販され始めたことも関係していると思われる。

特にpost AML/MDS患者では平均値にして30倍に著増していることが明らかとなった。また、MMの前がん病態とされるMGUS患者11名およびMM患者36名での比較では、MM患者血清中のエクソソームTERRAが健常者と比較して顕著に上昇していた(p=0.0015)。一方で、MGUS患者では健常者と有意な差は見られなかった。以上のことより、MDS患者およびMM患者においては血漿中エクソソームTERRAを定量してバイオマーカーにできることが示唆された。今後は、固形腫瘍における本法の体液診断としての実用化の可能性についても考慮していく。本研究を遂行する上での課題はエクソソームの量、抽出されたエクソソームの中に含まれるlncRNAの量、TERRAの量とそれを用いたPCRの効率と考えられる。またmiRNAと同様に細胞内のTERRAとエクソソーム内のTERRAの発現量に解離が見られたり、TERRAの機能もがんの種類によって異なる。したがって、株細胞の検討から臨床サンプルを用いた検証への移行に際して、必要に応じてリファレンスの変更など定量系の軌道修正を行う。初年度に得られた結果から、多発性骨髄腫株(RPMI8226, KMS-11)ではエクソソーム内TERRAの安定した発現が確認できることから、最終年度(平成30年度)はすでに学内の倫理委員会の承認を得てバイオバンク内で保有している多発性骨髄腫患者血清を用いて検証する。さらに、多発性骨髄腫の病型間の差、MGUSとの差、治療反応性などについて検討する。本研究では、多発性骨髄腫を対象として患者試料での検証を行うが、本法の臨床応用の可能性がある癌種の候補については初年度以降も検討課題とし、固形腫瘍における本法の体液診断としての実用化の可能性についても考察する。また、株細胞での検討が困難である骨髄異形成症候群に関しても臨床サンプルを用いて検討する。(理由)研究成果について投稿し、投稿に関する費用に充当する予定であったが、年度内(H29年度)に採択されなかったため、差額が生じた。(使用計画)投稿中の論文の英文校正、投稿費用に使用する予定である。
機能性芳香環錯体の集積によるナノキラリティーの構築

本研究ではフタロシアニン系色素のキラルな集合体の構築とその解析に関する研究を行うと共に集積体の原料となる種々の新規錯体の合成を行いその性質を調べた。天然由来キラル分子プロシアニジンとフタロシアニン錯体との複合体に関する研究を行った。これまで研究した全てのプロシアニジンはフタロシアニン錯体とキラルな複合体を形成することが明らかとなった。これら複合体はフタロシアニンの吸収の領域に強い円二色性(CD)シグナルを示した。CDシグナルの強度や符号はプロシアニジンのカテキン・エピカテキンの数やその立体構造を反映することが見出された。縮合型ニッケルポルフィリン2量体のキラル構造を時間依存密度汎関数(TDDFT)法を用いて決定した。側鎖に光学活性炭素を有するアルコキシ基を導入したケイ素フタロシアニンμ-oxo体オリゴマーについて、三量体まで調整した。CDスペクトル測定の結果、R体とS体は鏡像関係にある正負反対符号のCDシグナルを生じ、らせんの向きが逆であることが判明した。らせん方向についてはTDDFT法を用いて計算を行った。フタロシアニン、ナフタロシアニン色素を用いた光学活性な2層及び3層の希土類錯体の構築を試み、右巻きらせん、左巻きらせんの化合物を得ることに成功したが、その光学分割までには到らなかった。スクリュー型テトラアザポルフィリン3量体の構築を試み、目的物の構成ユニットとなるキラルなトリス(フェナントロリン)ルテニウム錯体とアミノ基を持つ低対称性テトラアザボルフィリンを合成することができた。1.計画書に記載したスクリュー型テトラアザポルフィリン3量体錯体は、目的物の構成ユニットとなるキラルなトリス(フェナントロリン)ルテニウム錯体とアミノ基を持つ低対称性テトラアザポルフィリンを合成することができた。プロペラ型フタロシアニン5量体に関しては、フタロシアニンを連結するキラルなユニットを合成するために、原料となるテトラヒドロキシビフェニルとジヒドロキシフタロニトリルを合成した。2.計画書に記載したクロリンに類似したスペクトル特性を持つテトラアザポルフィリン2量体、オリゴマーの構築に関しては、原料となるピリジル基を2つまたは4つ有するテトラアザポルフィリン(C_<2v>,D_<2h>タイプ)の合成に成功した。この構成ユニットとキラルビナフチル基を持つパラジウム錯体を混合させたところ、約730nmの近赤外領域に強い励起子型円二色性(CD)シグナルが観測され、テトラアザポルフィリン色素の励起状態が非局在化していることが証明された。3.研究計画調書で計画した以外にもナノスケールのキラリティーを有する錯体分子の構築又は解析を行った。天然由来キラル分子であるプロシアニジン(カテキン・エピカテキンを1ユニットとするオリゴマー)にオキソチタニウムフタロシアニン錯体を配位させて、フタロシアニン錯体が4つ配位した複合体(分子量約4300,推定長さ約3ナノメートル)を構築することに成功した。得られた複合体はフタロシアニンの吸収の領域(約700nm)に強いCDシグナルを示しフタロシアニンどうしが秩序あるキラルな配置をとることが証明された。また、既知化合物ではあるが、長さが約2ナノメールある縮合型ニッケルポルフィリン2量体のキラル構造を時間依存密度半関数(TDDFT)法を用いて決定した。17年度の研究を継続し、フタロシアニン系色素のキラルな集合体の構築とその解析に関する研究を行うと共に集積体の原料となる種々の新規錯体の合成を行いその性質を調べた。これまで得られた結果は雑誌論文として報告した。研究結果の詳細について以下に示す。17年度から研究を開始した天然由来キラル分子プロシアニジンと

フタロシアニン錯体との複合体に関する研究を引き続き行った。プロシアニジンはカテキン・エピカテキンを1ユニットとするオリゴマーであり様々な種類が存在する。これまで研究した全てのプロシアニジンはフタロシアニン錯体とキラルな複合体を形成することが明らかとなった。これら複合体は全てフタロシアニンの吸収の領域に強い円二色性(CD)シグナルを示した。CDシグナルの強度や符号はプロシアニジンのカテキン・エピカテキンの数やその立体構造を反映することが見出された。新規なナノスケールのキラルな色素集合体として、側鎖に光学活性炭素を有するアルコキシ基を導入したケイ素フタロシアニンμ-oxo体オリゴマーについて、三量体まで調製した。CDスペクトル測定の結果、R体とS体は鏡像関係にある正負反対符号のCDシグナルを生じ、らせんの向きが逆であることが判明した。スペクトルだけではらせん方向の判定は難しく、現在密度汎関数法(DFT)を用いてらせん構造について検討した。フタロシアニン、ナフタロシアニン色素を用いた光学活性な2層及び3層の希土類錯体の構築を試み、右巻きらせん、左巻きらせんの化合物を得ることには成功したが、その光学分割までには到らなかった。
Er添加ガーネット結晶薄膜を用いた広帯域高効率集積型光増幅器および回路の研究

Er添加ガーネット結晶薄膜を用いた小型の広帯域高効率集積型増幅器および回路に関して検討を行い、次の成果が得られた。1.RFスパッタリング装置を使用してYAG基板上にEr添加およびEr-Yb共添加ガーネット結晶薄膜を作製した素子とGGG基板上にEr : YIG薄膜を作製した素子に対して、それぞれ組成及び結晶性の評価を行い、従来のEr添加YGG結晶薄膜と比較検討することで最適な材料構成を決定した。また結晶の成長制御・品質に優れている液相成長装置を用いて、Ce、Bi添加YIG結晶薄膜を作製し、結晶薄膜の作製条件の検討、最適化を行った。2.Er添加ガーネット結晶薄膜の吸収・蛍光スペクトルを測定し、最適な励起波長および信号波長を決定した。さらに、最適信号波長での導波路損失の測定を1.55μm帯波長可変レーザ光源を使用して行い、最適信号波長における光吸収損失を測定した。3.定常状態における静的増幅特性の理論解析を行った。Er-Yb共添加した場合、Erの単独添加にくらべ、単位長さあたりで高い増幅利得を示し、素子の小型化が望めることがわかった。またYbイオンの濃度により増幅利得の導波路長依存性が変化することがわかり、Ybイオン添加濃度の最適化を行った。4.Er-Yb共添加ガーネット結晶薄膜を用いた導波型光増幅器における励起光と信号光の静的伝搬特性について検討を行った。利得・雑音特性の添加イオン密度や伝搬距離への依存性についても検討を行った。さらに高精度レーザ描画装置を用いて導波路の三次元化を行い、増幅利得および増幅効率の向上が望める。5.利得スペクトルと導波路の分散特性を考慮し、超短光パルスの増幅として、希土類イオンに対し時間依存する3準位系及び4準位系レート方程式を用いて過渡応答特性の数値解析を行った。ErおよびEr-Yb添加増幅素子について比較検討した結果、増幅されたパルスの出力波形は非線形を示すことがわかった。ナノ、ピコ秒オーダの光パルスにおける動的増幅特性の理論解析結果をもとに、フェムト秒オーダの光パルスにおける動的増幅特性の解析を行い、超高速光通信信号の増幅および高速演算処理を可能とする光情報処理機器(超高速・超並列コンピュータ)の実現性について調査検討を行った。増幅特性の向上、高効率化、広帯域化、小型化について、今後さらに検討する必要があるが、この成果をもとに、さらに内容のある研究開発展開が可能となった。(1)RFスパッタリング装置を用いた結晶薄膜導波路の作製条件の最適化RFすっぱリング装置を使用してEr添加ガーネット結晶薄膜をGGG基板上に作製した。また、その結晶薄膜の作製条件の検討・最適化を行った。さらに作製した薄膜の結晶性・組成・屈折率・表面の滑らかさ・光伝搬損失について従来のEr添加YGG結晶薄膜と比較検討することで最適な材料構成を決定した。

さらに、Er:YIG/GGG薄膜を作製し組成及び結晶性の評価を行った。(2)液相成長装置を用いた結晶薄膜導波路の作製条件の最適化希土類イオン添加ガーネット結晶薄膜のさらなる良質化を図るため、薄膜結晶の成長制御・品質に優れている液相成長装置の温度制御、廃棄ガス処理などの運転準備を行った。今後、実際に液相成長装置を用いてEr添加ガーネット結晶薄膜を作製し、最適作製条件を検討する。(3)最適な励起波長及び信号波長の決定RFスパッタリング装置で作製したErガーネット結晶薄膜の吸収・蛍光スペクトルを測定し、最適な励起波長および信号波長を決定した。今後、液相成長装置で作製したEr添加ガーネット結晶薄膜についても同様測定し、RFスパッタリング装置による結晶薄膜の吸収・蛍光スペクトル形状について比較検討する。(4)光増幅利得率の数値計算による光情報処理機器の実現性の検討利得スペクトルと導波路の分散特性を考慮し超短パルスによる統計的な解析を行い、増幅特性についての基礎的検討を行った。導波路に対する電磁界理論および光増幅の量子理論を合わせた方法を用いて光増幅器の基礎的検討を行った。超短パルスの増幅として、希土類イオンに対し時間依存する3準位系及び4準位系レート方程式を用いて過渡応答特性の数値解析を行った。(5)より高効率高利得な光増幅の実現のための検討RFスパッタリング装置を用いて作製したEr:YGG/YAG結晶薄膜の光学および分光特性を利用して導波型光増幅器における励起光と信号光の静的伝搬特性について検討を行った。各エネルギー準位のイオン密度の伝搬距離への依存性についても検討を行った。また、増幅素子を通信や信号処理システムで用いる場合に重要なパラメータであるASEパワーは励起パワーに反比例し、導波路長1cm、励起パワー30mWのとき前方向へのASEパワーは1bBであることを明らかにした。今後、1.55μm帯における光増幅率の測定を二次元導波路の状態で行い、光増幅が可能であることを確認する。(1)RFスパッタリング装置を用いた結晶薄膜導波路の作製条件の最適化RFスパッタリング装置を使用してEr添加及びEr-Yb共添加ガーネット結晶薄膜をYAG基板上に作製した。さらに、Er : YIG/GGG薄膜を作製し組成及び結晶性の評価を行った。作製した薄膜の結晶性・組成・屈折率・表面の滑らかさ・光伝搬損失について従来のEr添加YGG結晶薄膜と比較検討することで最適な材料構成を決定した。(2)液相成長装置を用いた結晶薄膜導波路の作製条件の最適化希土類イオン添加ガーネット結晶薄膜のさらなる良質化を図るため、薄膜結晶の成長制御・品質に優れている液相成長装置の温度制御、排気ガス処理などの運転準備を行い、実際に液相成長装置を用いてCe、Bi添加YIG結晶薄膜を作製した。更に、結晶薄膜の作製条件の検討・最適化を行い作製した薄膜の結晶性・組成・表面の滑らかさについて検討を行なった。今後、液相成長装置を用いてEr添加ガーネット結晶薄膜を作成し同様な検討を行なう。(3)最適な励起波長及び信号波長の決定RFスパッタリング装置で作製したEr添加及びEr-Yb共添加ガーネット結晶薄膜の吸収・蛍光スペクトルを測定し、最適な励起波長および信号波長を決定した。
現代中等教育におけるフレネ教育の研究

フレネ教育実験プログラムのCLEF10周年記念行事が、2018年5月にラ・シオタ市のジャン・ジョレス中学校を会場に開催された。2013年から継続的に訪問調査をし研究交流をしてきた我々研究グループは、CLEFの試みについて日本の研究者の立場から記念シンポジウムにおいてコメントをするように予め求められていたため、コメントを準備して参加した。シンポジウムほか記念行事においては、フランス国内の研究者やCLEFの教員、生徒、卒業生、保護者などの発表をとおして、フランスの中等教育の現状分析と課題についての情報や知見を得ることができた。また、同じ2018年5月に、マルセイユのロンシャン中学校で始まったフレネ教育(CCEF)を視察できた。CCEFは、CLEFに6年間参加していた地歴の教員が、2017年9月にマルセイユのロンシャン中学校に戻り、フレネ教育を実践したい教員を集めて、フレネ教育のクラス設置を実現して始めたものである。そのスタートから2年目の状況を訪問調査で参観した。ロンシャン中学でのフレネクラス(CCEF)はどのようにして実現したのか、その背景にあるフランスの教育改革や管理職の判断等、フレネクラスの生徒はどのように振り分けたのか等について、管理職や教員から直接話を聞くことができた。また、保護者と生徒に集まってもらい、フレネ教育をどのように受け止めているかインタビューすることができた。帰国後に、訪問調査を振り返り、地歴を中心に授業を記録したビデオを見ながら分析するための討議をおこなってきた。そうしたなかで、公立中学校に実験的に設置されている点では共通だとしても、CLEFとCCEFにはいくつかの重要な違いがあることもわかってきたため、2019年5月に、CLEFとCCEFの実践校を訪問し必要な情報を得てくる予定である。フレネ教育の中等教育での実験的教育プログラムが、ラ・シオタのCLEFだけでなく、マルセイユのCCEFでも行われていることがわかり、新たな進展を見ることができている。同じフレネ教育の中等教育での展開ではあるが、クラスの生徒を選抜するCLEFに対して、生徒や保護者の意思にかかわらずランダムに生徒をフレネクラスに振り分けるCCEFなどの違いもあり、フレネ教育の柔軟性など研究のまとめに向けて、新たな視点も得られている。2019年4月29日ー30日にCLEF、5月2日ー3日にCCEFの授業参観および教員とのディスカッションを予定している。また5月1日には、CLEFの卒業生家族を訪問してインタビューを行い、5月4日にはフレネ教育の研修を参観することにしている。同じように公立中学校に設置されたフレネクラスでもCLEFとCCEFにはいくつかの違いがある。何がどのように違っているのか、その理由は何かを明らかにするための情報を得てくることにしている。これをもって現地調査は終え、研究のまとめと報告のための論文を執筆し、検討を重ねていく予定である。

同じように公立中学校に設置されたフレネクラスでもCLEFとCCEFにはいくつかの違いがある。何がどのように違っているのか、その理由は何かを明らかにするための情報を得てくることにしている。これをもって現地調査は終え、研究のまとめと報告のための論文を執筆し、検討を重ねていく予定である。2018年5月の海外調査に、研究協力者の2名(高校教員)が勤務の関係で参加できなかったため、旅費が残った。また、2019年4月末から5月初めに彼らも含めた追加の調査の見通しができた。それらの旅費や謝金等に支出するために、2018年度の支出を抑え、繰り越した。
組み合せ表現論と環論的超幾何関数論

多変数超幾何微分方程式系の現代版としては,グラスマン多様体の概念の拡張であるコンパクトエルミート対称空間である上のある種の同変D加群や,そのアフィン版であるA超幾何系が代表的である.青本和彦氏やGelfand学派によって,ここ十数年のうちに,この分野は大きく成長したように見える.コンパクトな対称空間上の理論は大域的な見地とルート系などのリ-理論との関連で興味深く,齋藤睦氏や谷崎俊之氏によって進展がある.代表者は,まず,一般のA超幾何系の正則性を同変D加群の理論を応用して証明した(引用文献).さらに具体的な研究を行うべく,A超幾何系の環論的構成と,トーリック多様体との類似によって,系を定義するユークリッド空間内の凸多面体の幾何学的性質との関係を調べた.さらに詳しく言えば,系の階数(局所独立解の個数)が,適当な条件の下で,この多面体の体積と等しいということは以前から分かっていたが,我々が得た正則性の結果を始めとする観察によって,系の特異点の近辺での解の様子や,その精密化である偏屈層の不変量と多面体の面,辺,稜等の繋がり具合についての関連が分かってきた.他に分担者である吉田,永田による可換環特に単純拡大の研究と,栗林によるループ空間のコホモロジー環についての結果がある.多変数超幾何微分方程式系の現代版としては,グラスマン多様体の概念の拡張であるコンパクトエルミート対称空間である上のある種の同変D加群や,そのアフィン版であるA超幾何系が代表的である.青本和彦氏やGelfand学派によって,ここ十数年のうちに,この分野は大きく成長したように見える.コンパクトな対称空間上の理論は大域的な見地とルート系などのリ-理論との関連で興味深く,齋藤睦氏や谷崎俊之氏によって進展がある.代表者は,まず,一般のA超幾何系の正則性を同変D加群の理論を応用して証明した(引用文献).さらに具体的な研究を行うべく,A超幾何系の環論的構成と,トーリック多様体との類似によって,系を定義するユークリッド空間内の凸多面体の幾何学的性質との関係を調べた.さらに詳しく言えば,系の階数(局所独立解の個数)が,適当な条件の下で,この多面体の体積と等しいということは以前から分かっていたが,我々が得た正則性の結果を始めとする観察によって,系の特異点の近辺での解の様子や,その精密化である偏屈層の不変量と多面体の面,辺,稜等の繋がり具合についての関連が分かってきた.他に分担者である吉田,永田による可換環特に単純拡大の研究と,栗林によるループ空間のコホモロジー環についての結果がある.
DLC膜の表面エネルギーが潤滑油形成能に及ぼす影響とそのトライボロジー特性の把握

潤滑しゅう動条件下において,しゅう動表面と潤滑剤の「相性」はその摩擦特性に極めて大きな影響を及ぼす。ここで言う「相性」とは,表面の濡れ性,潤滑剤の表面吸着性等を指す。しゅう動面の表面エネルギーを変化させることにより潤滑特性の向上が見込めるため,表面と潤滑剤の相性に関する研究は数多く為されている。また,境界流体潤滑条件下での摩擦特性に関与するだけでなく,近年,流体潤滑条件下において潤滑剤と表面の間に速度差(すなわち,固体表面における流体のスリップ)が観察されるなど,表面近傍での潤滑剤の挙動はトライボ特性の把握に極めて重要である。しかしながら,物質/潤滑剤界面の状態を微視的に観察した研究はその重要性に反して極めて少なく,中でも,固体表面を潤滑剤に浸漬した状態で直接観察を行った例は見当たらない。そこで本研究では,中性子反射率法を用い,物質/潤滑剤界面の構造解析を行うこととした。対象として,表面エネルギーの異なるDLC膜を用意し,中性子反射率法を用いて水およびイソプロパノールとの界面の構造解析を行ったところ,以下の結論が得られた。(1)DLC膜表面に形成されたO_2プラズマ処理層の厚みは15nmであった。(2)DLC膜/水界面の構造解析により,親水DLC膜表面では水は15nmの深さまで浸透しており,撥水DLC表面では3nmの厚みの「低密度水層」を形成していることが分かった。(3)DLC膜/イソプロパノール界面の構造解析により,親水および標準DLC膜に対してイソプロパノールは約10nmの深さまで浸透していることが分かった。(4)液体が浸透している界面の摩擦係数は低く,液体が低密度層を形成している界面の摩擦係数は高かった。これより,潤滑下での摩擦特性は,物質/潤滑剤の界面構造に敏感に影響を受けることが示唆された。潤滑しゅう動条件下において,しゅう動表面と潤滑油の「相性」はその摩擦特性に極めて大きな影響を及ぼす。ここで言う「相性」とは,表面の濡れ性,潤滑油の表面吸着性等を指す。しゅう動面の表面エネルギーを変化させることにより潤滑特性の向上が見込めるため,表面と潤滑油の相性に関する研究は数多く成されている。また,境界流休潤滑条件下での摩擦特性に関与するだけでなく,近年,流体潤滑条件下において潤滑油と表面の間に速度差けなわち,固体表面における流体のスリップ)が観察されるなど,表面近傍での潤滑油の挙動はトライボ特性の把握に極めて重要である。しかしながら,最表面近傍での潤滑油の状態を微視的に観察した研究はその重要性に反して極めて少なく,中でも,固体表面を潤滑油に浸漬した状態で直接観察を行った例は見当たらない。そこで本研究では,中性子反射率法を用い,物質最表面近傍における潤滑油の濃度測定を行うものとする。本年度は,異なる表面エネルギーを有する3種類のDLC膜と水を対象とし,DLC膜を水中に浸漬させた状態で,その最表面近傍に存在する水の濃度測定を試みることとした。中性子反射率計には,日本原子力研究開発機構設置のMINEを用いた。各DLC膜試料の大気中/水中での中性子反射率プロファイルを得,それらを解析することにより,以下の結果を得ることができた。(1)親水DLC膜表面に形成されたO_2プラズマ処理層の厚みは約15nmである。(2)親水DLC膜中に浸透した水層の厚みは約6nmである。(3)撥水DLC表面に存在する「低濃度水層」の厚みは約2nmであり,その密度は約1/2である。

ここで言う「相性」とは,表面の濡れ性,潤滑剤の表面吸着性等を指す。しゅう動面の表面エネルギーを変化させることにより潤滑特性の向上が見込めるため,表面と潤滑剤の相性に関する研究は数多く為されている。また,境界流体潤滑条件下での摩擦特性に関与するだけでなく,近年,流体潤滑条件下において潤滑剤と表面の間に速度差(すなわち,固体表面における流体のスリップ)が観察されるなど,表面近傍での潤滑剤の挙動はトライボ特性の把握に極めて重要である。しかしながら,物質/潤滑剤界面の状態を微視的に観察した研究はその重要性に反して極めて少なく,中でも,固体表面を潤滑剤に浸漬した状態で直接観察を行った例は見当たらない。そこで本研究では,中性子反射率法を用い,物質/潤滑剤界面の構造解析を行うこととした。対象として,表面土ネルギーの異なるDLC膜を用意し,中性子反射率法を用いて水およびイソプロパノールとの界面の構造解析を行ったところ,以下の結論が得られた。(1)DLC膜表面に形成されたO_2プラズマ処理層の厚みは15mmであった。(2)DLC膜/水界面の構造解析により,親水DLC膜表面では水は15nmの深さまで浸透しており,接水DLC表面では3nmの厚みの「低密度水層」を形成していることが分かった。(3)DLC膜/イソプロパノール界面の構造解析により,親水および標準DLC膜に対してイソプロパノールは約10mmの深さまで浸透していることが分かった。(4)液体が浸透している界面の摩擦係数は低く,液体が低密度層を形成している界面の摩擦係数は高かった。これより,潤滑下での摩擦特性は,物質/潤滑剤の界面構造に敏感に影響を受けることが示唆された。
哺乳類神経細胞に秘められた低温応答メカニズムの解明

膜貫通型タンパク質SIRPα(Signal regulatory protein α)は神経細胞に強く発現するシグナル分子であるが、その機能は十分に明らかとなっていない。これまでに、低温ストレスを受けた神経細胞において、SIRPαの細胞内領域がチロシンリン酸化されて活性化することを明らかとしている。本研究では、このシグナルの低温への応答メカニズムや生理機能の解析により、哺乳類神経細胞がもつ低温応答反応の分子メカニズムとその生理的意義を明らかにする。これまでに、初代培養神経細胞以外のモデル系として、SIRPαを内在性に発現する株化ミクログリア細胞でも神経細胞同様に低温誘導性にSIRPαチロシンリン酸化が誘導されることを明らかとした。このモデル細胞および初代培養神経細胞を用いた解析では、低温刺激以外に細胞外クロライドの除去によってもSIRPαの活性化(チロシンリン酸化)が誘導され、さらに、低温刺激と細胞外クロライド除去刺激のいずれの場合も、複数のクロライドチャネル阻害剤がSIRPαリン酸化を抑制した。この効果を示す阻害剤の種類にもとづき、神経細胞の容積調節性クロライドチャネルの機能が低温誘導性SIRPαリン酸化に必要である可能性が考えられた。またクロライドATPaseの阻害剤も低温誘導性のSIRPαリン酸化増強を阻害することも見出しており、クロライドチャネル以外にクロライドポンプの機能の関与の可能性も考えられた。低温応答性SIRPαシグナルが関与する神経細胞機能について、クロライドチャネルが関わる細胞体積変化の調節や低温が示す酸誘導性神経細胞死抑制作用との関連について検討したが、少なくとも神経細胞において、低温が示す酸誘導性神経細胞死抑制作用とSIRPαシグナルは関連しないことがわかった。株化細胞を用いた低温によるSIRPαチロシンリン酸化のモデル系を確立することができた。また、低温刺激以外に細胞外クロライド除去刺激がSIRPαリン酸化を誘導することを手掛かりに、阻害剤による解析の結果から、細胞容積調節性クロライドチャネルの機能が低温誘導性SIRPαリン酸化に必要である可能性を見出した。さらに、クロライドチャネル以外にクロライドATPaseの働きが必要である可能性も示された。機能面については、低温誘導性SIRPαリン酸化が関与する可能性のある細胞機能を示すことはできなかったが、低温による酸誘導性細胞死の抑制については、神経細胞においてSIRPαシグナルが直接関与する可能性が低いと予測されることから、結果的に別の細胞機能の検討へと検討の方向性を絞り込んでいる。以上の成果より、全体として計画はおおむね順調に進展していると評価した。低温による神経細胞内クロライド濃度の変化の有無について検討を行う。SIRPαの近傍分子を同定し、それらの機能を手がかりに、クロライドダイナミクスと低温応答反応のつながりを予測する。また、クロライドチャネルやクロライドATPaseあるいはそれらに関連分子がSIRPα複合体に含まれる可能性を踏まえて重点的に解析する。クロライドATPase阻害剤の効果がSH基の修飾作用である可能性があるので、SH基修飾剤を用いてこの点を検討する。SH基の修飾が標的となっていた場合にはこれを手掛かりに阻害剤の標的分子の同定を進める。機能面では前年度から継続して低温と細胞容積変化の関連について解析を行う。また、報告されている低温による神経活動性の増強とSIRPαリン酸化の関連についても解析を行う。行動解析テストにより、低温が脳機能に与える作用とSIRPα欠損の影響を動物個体で解析する。