hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
軽度発達障害患児の同胞と母親の看護支援に関する研究

母親の看護治療面接中に聴取した母親の言動を逐語録として蓄積し,母親の抑うつに関連する要因の暫定的質的内容分析を行った。その結果,軽度発達障害患児の療育に関して,(1)患児および患児同胞と同じ幼稚園,保育所,学校に通う子どもの母親(時に職員)による母親の養育(しつけ)に対する厳しい批判,(2)患児の父親の療育への協力不足が患児の母親の抑うつを助長していると考えられた。また,保護者自身(特に母親)がかつて軽度発達障害であったと考えられる事例が多数存在しており,母親自身が子ども時代に十分な養育経験を得ておらず,養育態度が世代間伝播している事例多く見受けられた。母親の抑うつにはこれらの背景も複雑に絡んでいることが明確になりつつある。また,学童においては学校と意見が衝突する事例がおり,この背景に保護者の偏ったこだわりなどの軽度発達障害の残渣的症状が潜んでおり,抑うつと同時に強迫的な性格傾向がある可能性が見えてきた。一方で教員の障害に関する理解不足,誤解,指導スキルの不足が示唆された。1.軽度発達障害をもつこどもの父親の気分の状態と養育態度に関する調査方法:外来通院している就学前の3から6歳の軽度発達障害をもつこどもの父親と母親,保育園,幼稚園に通う3から6歳のこどもの父親と母親を対象とした質問紙調査を行って統計的に検討した。結果:気分の状態については患児群の父親において「元気さ,躍動感ないし活力」の低下がみられた。ただしその気分の状態の理由として,こどもに関する記述は少なく,仕事や自分の体調に関する記述であった。養育態度については患児群の父親に特徴的な結果は見られなかったが,父親全体と母親全体を比較したところ「非難」について差が見られた。患児群と対照群の母親の比較では「心配」の態度を対照群の母親が持っていた。患児群の母親の「不満」の態度に問題性がある場合が多いことがわかった。2.軽度発達障害をもつ子どもの同胞の心理社会的問題と母親の養育態度の関連方法:医療機関および小学校で,兄または姉が軽度発達障害をもつ小学生の母親と兄または姉がいる小学生の母親に対し, TK式診断的新親子関係検査(親用)に基づいた質問紙, Pediatric Symptom Checklist日本語版に基づいた質問紙,家族構成などを問う質問紙の3種類に回答してもらい,その結果を統計的に検討した。以下,医療機関での対象者をケース群,小学校での対象者をコントロール群とした。結果:ケース群とコントロール群の比較では,母親の養育態度「不一致」の項目でコントロール群において望ましくない結果となった。また子どもの心理社会的問題「年相応のふるまいである」の項目でケース群において望ましくない結果となった。その他の項目ではケース群とコントロール群で有意差はみられなかった。コントロール群内の比較では,子どもの心理社会的問題の項目で望ましくない結果の場合,望ましい結果に比べて母親の養育態度「不満」「非難」「厳格」「干渉」「心配」「不一致」の項目が高い結果となった。
動脈硬化発生・進展における血管内皮細胞機構に関する分子病理学的研究

主な本年度実績の概要は以下の通りである。1.新規ベクターである組み換え型SeVベクターの生物学的特性について以下の検討を行った。1)血管壁、肝、網膜、気道のin vivo、一部のexvivoにおける導入効率、導入遺伝子の発現効率の検討:これら臓器の血管内皮細胞、外膜線維芽細胞を中心とした間葉系細胞、また気道上皮細胞への導入、発現効率がとりわけ良好であり、アデノベクターによる発現効率と遜色なく、またin vivo導入時の催炎効果は極めて軽微であった。2)各種培養細胞を用いて導入要件の検討、3)in vivo導入時の発現持続時間とその規定因子の解析ならびに催炎因子の解析とその制御法の開発を行った。2.動脈壁リモデリングにおける血管内皮細胞の機能の解析の為に、とくにVEGFトランスジェニック家兎の確立、また遺伝子導入法によるNOSのPTCA後再狭窄モデルにおけるin vivo解析と動脈硬化病変のTGFβ発現と活動性動脈硬化の病理学的示標の検討を進めている。
ダウン症のある女子の母親が行う初経教育の構築

ダウン症候群のある女子の母親20人のインタビュー結果から初経教育プログラムを作成・実施・評価を明らかにすることを目的とした。初経教育プログラムは、子どもの理解に合わせたナプキン交換の説明、日常生活での人付き合いのルール、社会性が低いために起こる問題への予防方法、周囲への理解と協力の要請であった。評価は、6の大カテゴリー、16のカテゴリーが抽出された。ダウン症候群のある女子が対象となる特別支援学校では性教育プログラムが明確化されておらず積極的な看護職の参加もみられていない。知的障害児は成長・発達、障害の程度に個人差が大きく、性教育は子どもの持つ理解度の程度や行動の特徴をふまえた上での個別の対応が必要である。これらを考えると性教育の受け手である知的障害児を良く理解し、コミュニケーションをとりながら適切な性教育の具体的内容を指導できるのは母親であると考える。現状において障害児の母親は性教育の必要性を認識しているが、性教育に必要な内容や方法を理解していない。母親は自ら性教育について学ぶ意欲はあるが学習できる機会がないため、母親の初経教育方法の習得は急務の課題である。母親に初経教育の内容や方法を提供し支援することは、知的障害のある女子の性教育の充実につながり生活の質の向上に貢献しうるものと考える。母親が子どもに初経教育をすることは養育の一部であり重要であるが、知的障害のある女子の母親は養育に自信をなくしており、家庭での初経教育の内容及び方法の提示のみではなく母親が初経教育への自己効力感を高められるアプローチをすることが必要である。性教育の中でも思春期における初経教育は、看護職の中でも子どもの成長・発達・疾患についての知識があり、知的障害のある女子と母親をサポートできる小児看護に携わる者の重要な役割と考える。よって、母親が初経教育プログラムにおいて自己効力感が高められることを明らかにすることは知的障害のある女子の性教育を支援するための示唆になりうると考える。本研究は、ダウン症候群のある女子に母親が行う初経教育の構築を目的としている。平成27年度の目的のダウン症候群のある女子の母親で、すでに初経教育を行った母親とこれから初経教育を行う母親のインタビュー結果から初経教育プログラムを作成・実施・評価し初経教育プログラムの修正内容を明らかにすることであった。進行状況としては、初経教育プログラムを作成後、ダウン症候群のある女子に母親10名程度の参加の基、現在実施の途中である。初経プログラムは、セッションとセッションから2か月後のワークショップとそれから2か月後の個人面談により構成されている。現在は、セッションが終了し、近日中に2か月後のワークショップを実施する予定である。現状において障害児の母親は性教育の必要性を認識しているが、母親は性教育に必要な内容や方法を理解していない。母親は自ら性教育について学ぼうとする意欲はあるが、学校では希望に対応しておらず、それについて学習できる機会がない為、母親の初経教育方法の習得は急務の課題である。母親が子どもに初経教育をすることは養育の一部であり重要であるが、知的障害のある女子の母親は養育への自信を失っており、家庭での初経教育の内容及び方法の提示のみではなく母親が初経教育への自己効力感を高められるアプローチが必要である。平成28年度の目的は平成27年度にダウン症候群のある女子の母親から得られたデータから初経教育プログラムを作成・実施・評価し修正する。そして、修正版の初経教育プログラムの有効性を明らかにすることであった。すでに平成27年度分に遅れがあり、平成28年度は、初経教育プログラムの実施から始めたため全体的に遅れている。現在の進行状況としては、初経教育プログラムの評価から修正版の初経プログラムを検討中である。

母親は自ら性教育について学ぶ意欲はあるが学習できる機会がないため、母親の初経教育方法の習得は急務の課題である。母親に初経教育の内容や方法を提供し支援することは、知的障害のある女子の性教育の充実につながり生活の質の向上に貢献しうるものと考える。母親が子どもに初経教育をすることは養育の一部であり重要であるが、知的障害のある女子の母親は養育に自信をなくしており、家庭での初経教育の内容及び方法の提示のみではなく母親が初経教育への自己効力感を高められるアプローチをすることが必要である。性教育の中でも思春期における初経教育は、看護職の中でも子どもの成長・発達・疾患についての知識があり、知的障害のある女子と母親をサポートできる小児看護に携わる者の重要な役割と考える。よって、母親が初経教育プログラムにおいて自己効力感が高められることを明らかにすることは知的障害のある女子の性教育を支援するための示唆になりうると考える。ダウン症候群のある女子の母親20人のインタビュー結果から初経教育プログラムを作成・実施・評価を明らかにすることを目的とした。初経教育プログラムは、子どもの理解に合わせたナプキン交換の説明、日常生活での人付き合いのルール、社会性が低いために起こる問題への予防方法、周囲への理解と協力の要請であった。評価は、6の大カテゴリー、16のカテゴリーが抽出された。実施内容に遅れはあるが、計画通りに平成27年度終了予定の内容は実施していく。さらに平成28年度では、再構成した初経教育プログラムを実施・評価した後、初経教育プログラムの修正を行いその有効性を明らかにする。実施内容に遅れはあるが、計画通りに平成28年度終了予定の内容は実施していく。さらに平成29年度では修正版の初経教育プログラムの検討を行いその有効性を明らかにしていく。看護発注していた消耗品の納期に遅れが生じたため予定より全体的に遅れているため、予定していた学会発表や論文投稿ができなかったため理由欄に記載の消耗品の購入理由欄に記載の学会発表や論文投稿で使用予定
過眠症における脳内覚醒維持機構を検証するための動物モデルを用いた基礎的研究

本研究では、脳内覚醒維持機構について,オレキシン-ヒスタミン(HA)調節系をモデルとして検証した.脳波、筋電図用電極および第三脳室内連続注入用カニューレを慢性的に装着した雄ラットを用いた。オレキシンA 5nmolを脳室内投与し覚醒させた際の大脳皮質のヒスタミシは24.1%の有意な増加であった。イヌ・ナルコレプシーでは、皮質や視床においてHA含有量が減少しており、イヌ・ナルコレプシーの原因がOX_2R遺伝子の欠損であることや,正常ラットではHA神経の起始核であるTMでほとんどがOX_2Rを発現していることから,オレキシンの作用にHA調節機構の関与が示唆された.そこで,H1受容体アンタゴニスト(pyrilamine)とオレキシンの組み合わせ投与実験を試みた。オレキシン1nmolを明期投与すると顕著な覚醒作用を示すが,その30分前からpyrilamineを投与しておくと用量依存的にオレキシンの覚醒効果は減弱された。いっぽう,ヒスタミン合成酵素の特異的阻害薬で睡眠誘発効果があるα-fluoromethylhistidine(α-FMH)の腹空内投与で神経由来のヒスタミンを枯渇させておいて、オレキシシB(5nmol/50ul)を明期にかけてラット脳室内連続投与すると,オレキシンBの覚醒作用が約26%減少した。α-FMH存在下ではオレキシンによる覚醒時間の増加は53.2%にとどまり,α-FMHによりHA合成が特異的に阻害されたためHA調節系を介するオレキシンの覚醒作用が減弱されたものと解釈している.これらの新知見はオレキシンの覚醒作用発現HAが強く関与することを示唆している.本研究において,脳内覚醒維持機構の一つとしてオレキシン-ヒスタミン調節系が重要な機能を有していることを明らかにした.本研究では、脳内覚醒維持機構について,オレキシン-ヒスタミン(HA)調節系をモデルとして検証した.脳波、筋電図用電極および第三脳室内連続注入用カニューレを慢性的に装着した雄ラットを用いた。α-FMH存在下ではオレキシンによる覚醒時間の増加は53.2%にとどまり,α-FMHによりHA合成が特異的に阻害されたためHA調節系を介するオレキシンの覚醒作用が減弱されたものと解釈している.これらの新知見はオレキシンの覚醒作用発現HAが強く関与することを示唆している.本研究において,脳内覚醒維持機構の一つとしてオレキシン-ヒスタミン調節系が重要な機能を有していることを明らかにした.本研究では、ヒスタミン調節系に着目し,ヒスタミン-オレキシン系をモデルとして脳内覚醒維持機構について検証した。脳波、筋電図用電極および第三脳室内連続注入用カニューレを慢性的に装着した雄ラットを用いた。オレキシンA5nmolを10ulの生理食塩液に溶かし、夜行性ラットの睡眠期(環境の明期)に第三脳室内に持続投与し覚醒作用を確認した後、断頭により大脳皮質、小脳、視床下部、橋、海馬を速やかに取り出し,各脳組織に含まれるヒスタミンおよびアミン類を測定した。オレキシンを投与すると大脳皮質のヒスタミンは24.1%の有意な増加であった。つまり,オレキシンが脳内ヒスタミンを増加させ覚醒反応を引き起こす可能性を示している。そこで,H1受容体アンタゴニスト(pyrilamine)とオレキシンの組み合わせ投与実験を試みた。オレキシンは1nmolを明期に投与すると顕著な覚醒作用を示すが,その30分前からPyrilamineを投与しておくと用量依存的にオレキシンの覚醒効果は減弱された。いっぽう,ヒスタミン合成酵素の特異的阻害薬であるα-fluoromethylhistidineの腹空内投与で神経由来のヒスタミンを枯渇させておいて、オレキシンB(5nmol/50ul)を明期にかけてラット脳室内連続投与すると,オレキシンBの覚醒作用が約26%減少した。したがって,これらの新しい知見はオレキシンの覚醒作用発現にヒスタミンが強く関与することを示唆している。今年度はヒスタミンの受容体機構や合成機構を背景とした動物モデルを用いてオレキシンによる脳内覚醒維持機構を検証し,オレキシンの覚醒作用発現にヒスタミンが重要な機能を有していることを明らかにした。本研究では、脳内覚醒維持機構について,オレキシンーヒスタミン(HA)調節系をモデルとして検証した.

脳波、筋電図用電極および第三脳室内連続注入用カニューレを慢性的に装着した雄ラットを用いた。本研究の発端となったイヌ・ナルコレプシーでは,皮質や視床においてHA含有量が減少しており,イヌ・ナルコレプシーの原因遺伝子がOX_2Rであることや,正常ラットではHA神経の起始核であるTMでほとんどがOX_2Rを発現していることから,オレキシンの作用機構としてHA調節機構の関与が示唆された.ラット視床下部におけるHAの遊離量は明期に低下し活動期の暗期で上昇するが,HAの合成酵素阻害剤のα-fluoromethylhystidine(FMH)のラット腹腔内投与では睡眠誘発効果がある.そこで,前もってα-FMH (100mg/kg)を暗期の04:00にラット腹腔内に投与しておき,その後オレキシンB(10nmol/50μl)を明期にかけて5時間(ll:00-16:00)ラット第三脳室内に連続注入すると,オレキシンBによって引き起こされる覚醒作用が抑制された.オレキシンのみ投与では対象と比較して覚醒時間は99.4%の増加を示すが,α-FMH存在下ではオレキシンによる覚醒時間の増加は53.2%にとどまり,α-FMHによりHA合成が特異的に阻害されたためHA調節系を介するオレキシンの覚醒作用が減弱されたものと解釈できる.オレキシンの覚醒作用の背景にあるノンレム睡眠の抑制作用はα-FMHの前処置により減弱されるが,レム睡眠はα-FMH存在下であってもほとんど影響を受けないことから,HA系はほとんどレム睡眠そのものの調節には関与していないことが示唆される.したがって,これらの新しい知見はオレキシンの覚醒作用発現にH4が強く関与することを示唆している.本研究において,脳内覚醒維持機構の一つとしてオレキシン-ヒスタミン調節系が重要な機能を有していることを明らかにした.
土壌生態系におけるアニオン型重金属の挙動とその環境への影響

1)アニオン型重金属の土壌中における行動:アニオン型重金属のうち環境中に放出される量がもっとも多く、かつ有機物の分解に影響を与えるとともに自らは還元をうけ、植物や微生物への影響も変化するクロム酸をとりあげ、両者の関係についてしらべた。すなわち分解性(還元能力)をことにする有機物のモデルとしてグルコース,デンプン,セルロースを用い、有機物分解の指標として土壌呼吸を測定したところ、クロム酸によって土壌呼吸は一たん抑制されたのち回復に向うが、そのはやさはグルコース添加の場合がもっとも早く、ついでデンプン,セルロースの順であった。またクロム酸の還元による消失もグルコースでもっとも早く、デンプン,セルロースの順で、クロム酸の消失と土壌呼吸の回復とは時期的にほぼ一致した。2)アニオン型重金属の土壌微生物活性ならびにフロラにおよぼす影響:アゾトバクター(有用),フザリウム(有害)両微生物に対する抑制効果をみたところ、モリブデン酸,バナジン酸がもっとも弱く、クロム酸がもっとも強かった。ところがタングステン酸はアゾトバクターの生育にはほとんど影響しないのに対して、フザリウムの場合は濃度の増加に比例して生育を著しく抑制した。また土壌微生物相に対する影響をみたところ、モリブデン酸,タングステン酸,バナジン酸では大きな変化はなかったが、クロム酸の場合は細菌数の減少によるB/F値の低下,放線菌の著しい減少がみられた。3)アニオン型重金属の植物による呼収と生育への影響:これまで知見のなかったタングステン酸の呼収様式について検討し、植物はモリブデン酸とタングステン酸を区別せずに吸収することを明らかにした。また水稲の種子根伸長阻害を指標にして重金属アニオンの毒性を比較した。その結果栄養塩の有無で傾向は異なるが、栄養塩の共存下ではクロム酸>バナジン酸≒タングステン酸>モリブデン酸の順であった。
高分子電界質の単分子膜への吸着過程に関する研究

本研究の目的は,水面上に展開された単分子膜と,電界質ポリマ-とのイオンコンプレックスが,水面上で実際どのように形成されるのかを知ることである。このために,減衰全反射(ATR)法を用いて,吸着されたポリマ-の厚さを,その場で,すなわち単分子膜が水面上にある状態で測定した。1.単分子膜にATRのプリズムの底面を上から押し付ける構造を用い、フィッティングにより0.01゚程度の分解能を得ることができた。2.上記のプリズムに下から単分子膜を接触させるような,上下方向可動の水槽を作成した。3.屈折率の大きいSFSー1ガラスプリズムを用いて,電界質ポリマ-PSSK(potasium polyー(Stylenesulfonate))と単分子膜DOAB(dioctadecylーdimethylーammoniumーbromide)の組合せで実験を行った。以下、得られた知見を列挙する。1.吸着は2段階で生じる。第一段階では、ほぼ単層膜に相当する平滑な層が急速に(分の程度)吸着され、準定常状態になる。第二段階では、この上に徐々に(時間の程度)不均一な厚い層が堆積する。2.第一段階での膜厚は重合度によらないが、第二段階の生じる速度は重合度が大きいほど速く、また膜厚は重合度とともにゆるやかに増大する(n=3500で16A^^・、n=42000で33A^^・)。3.吸着量は直接溶液に接している単分子膜のみならず、単分子膜とガラスプリズム間に挿入させたLB膜の影響も受ける。4.非アニオン性の単分子膜(ステアリン酸)には全く吸着が起こらない。以上を総合すると、電界質ポリマ-の吸着は比較的短い時間では、電荷中性条件によって完全に支配されており、従来推測されてきた、単分子膜・ポリイオンコンプレックスの平板的な1:1構造が水面上でもできていることが確かめられた。さらに、界面における電界の影響が単分子膜程度の距離を越えて及ぶことが示唆されているので、反射分光法によって、プリズムを用いないで吸着単分子層を検出する試みが現在進行中である。本研究の目的は、水面上に展開された単分子膜と、水溶性ポリマ-とのイオンコンプレックスが、水面上で実際どのように形成されるのかを知ることである。この目的のために、減衰全反射(ATR)法を用いて、吸着されたポリマ-の厚さを、その場で、すなわち単分子膜が水面上にある状態で測定した。1.単分子膜にATRのプリズムの底面を上から押し付ける構造を用いた。このため、光学系が鉛直面内を回転走査する複雑なものとなり、まずこの部分の設計・製作を行い、測定に必要な0.05°程度の再現性を得ることができた。2.上記のプリズムに下から単分子膜を接触させるような、上下方向可動の水槽を作製した。水溶性ポリマ-が下部水相中に注入されると、基準となる水の表面張力も変化するので、表面圧測定に普通用いられているウイルヘルミ-法のかわりに、ラングミュア法を採用した。

3.まず、空気中でBK-7ガラスプリズムとLB膜との組合せによって、装置の精度を確認し、デ-タフィッティングのプログラムの開発を行った。4.プリズムをより屈折率の大きいSFS-1ガラスにかえて、目的の実験を行った。まだ予備実験の段階であるが、すでに以下のような興味ある知見が得られている。(1)吸着が始まるポリマ-の濃度は分子量が小さいものほど高い。(2)分子量が小さいものでは、0.0010.01mMの間でほぼ吸着が完了し、これ以上高濃度でも変化が無いのに対し、高分子量のものは引続き吸着が起こり、しかもその吸着膜厚はかなり不均一である。また、分子量が小さいものでも、その厚さは35Aもある。単分子膜・ポリイオンコンプレックスでは、LB膜状態での研究から、平板的な1:1構造が水面上でも出来ていると予想されていたが、この結果はこの予想とは全く反するものとなっている。次年度では測定をより定量化するとともに、蛍光法も併用して密度分布についての知見を得るように努める。本研究の目的は,水面上に展開された単分子膜と,電界質ポリマ-とのイオンコンプレックスが,水面上で実際どのように形成されるのかを知ることである。このために,減衰全反射(ATR)法を用いて,吸着されたポリマ-の厚さを,その場で,すなわち単分子膜が水面上にある状態で測定した。1.単分子膜にATRのプリズムの底面を上から押し付ける構造を用い、フィッティングにより0.01°程度の分解能を得ることができた。2.上記のプリズムに下から単分子膜を接触させるような,上下方向可動の水槽を作製した。3.屈折率の大きいSFSー1ガラスプリズムを用いて,電界質ポリマ-PSSK(potasium polyー(stylenesulfonate))と単分子膜DOAB(dioctadecylーdimethylーammoniumーbromide)の組合せで実験を行った。以下、得られた知見を列挙する。1.吸着は2段階で生じる。第一段階では、ほぼ単層膜に相当する平滑な層が急速に(分の程度)吸着され、準定常状態になる。第二段階では、この上に徐々に(時間の程度)不均一な厚い層が堆積する。2.第一段階での膜厚は重合度によらないが、第二段階の生じる速度は重合度が大きいほど速く、また膜厚は重合度とともにゆるやかに増大する(n=3500で16A^^°、n=42000で33A^^°)。3.吸着量は直接溶液に接している単分子膜のみならず、単分子膜とガラスプリズム間に挿入されたLB膜の影響も受ける。4.非アニオン性の単分子膜(ステアリン酸)には全く吸着が起こらない。以上を総合すると、電界質ポリマ-の吸着は比較的短い時間では、電荷中性条件によって完全に支配されており、従来推測されてきた、単分子膜・ポリイオンコンプレックスの平板的な1:1構造が水面上でもできていることが確かめられた。さらに、界面における電界の影響が単分子膜程度の距離を越えて及ぶことが示唆されているので、反射分光法によって、プリズムを用いないで吸着単分子層を検出する試みが現在進行中である。
培養骨芽細胞による骨形成の超微細構造学的・細胞化学的研究

骨芽細胞は骨基質の形成や石灰化に直接関与するだけなく、生体内Caの恒常性にも重要な役割を果たしている。この骨芽細胞の機能をよりよく理解するため、骨芽細胞の培養法の確立を試み、更にそれを利用して骨形成過程での骨芽細胞の動態を超微細構造学的に明らかにすることを目的とした。生後1-2日令のラット頭蓋骨からコラゲナーゼのSequential digestionにより、bone cellsを分離し、modified BGJmedium中にて培養を行った。培養開始後、5日には細胞は丸みを帯び、confluentに達し、一部は重層になっていた。電顕的には良く発達したゴルジ体,やや拡張した粗面小胞体,ミトコンドリアなどを有していた。またグリコーゲンを多量に含有する細胞もあり、前骨芽細胞を含むと思われるが、それらの大部分は主として骨芽細胞であると考えられ、これを利用し石灰化機構,電解質輸送機構と関連の深い細胞内Ca超微構造的局在、ALPase,Ca-ATPase等の酵素活性局在について検討を行った。異なるCa濃度で培養後、K-pyroantimonate法により観察、対照群と比較した。K-pyroantimonateによる不溶性沈澱物は主としてミトコンドリア,細胞内小胞,形質膜に沿って認められ、細胞外基質からCaを取り除いた培養系ではこれらの細胞内局在の減少が観察された。この方法は骨芽細胞によるCaの調節機構を検索する上で重要なものと考える。ALPase,Ca-ATPaseは両酵素共に極めて強い活性が形質膜に沿っており、ゴルジ体,小胞構造にも観察され、in vivoの骨芽細胞と酷似した性質を示した。又、骨の非コラーゲン性タンパクについてはその抽出、単クロナール抗体の作製を試みた。抽出には4M guanidine,0.5M EDTAを用いた。BALB/cマウスで、通法に従いミエローマ株細胞とのhybridizationを行い、ELISA法により抗体形成を調べているが、その確認は得られていず、抗原の精製法,投与方法等を現在検討中である。
バイオ・ベンチャー企業の創業及び創業支援に関する日米比較

「バイオ・ベンチャー企業の創業及び創業支援に関する日米比較」という課題における今年度の研究実績としては、7月の米国における東・西海岸の大学及びバイオ・ベンチャー企業の調査、国内のバイオ・ベンチャー企業、さらに同様の問題意識に基づく拡張した地域として、英国及びドイツのバイオ・ベンチャー企業、バイオに特化したベンチャー・キャピタル、TLO、サイエンス・パーク等を調査した。また、関連する活動として、7・8月にドイツのTechnical University of Hamburg-Harburgから文部科学省平成13年度若手外国人研究者短期研究プログラムに基づき博士課程院生のChristian Muller氏を日独バイオ産業比較の研究を目的に所属機関で指導し、愛知県の(財)科学技術交流財団における平成13-14年度の「バイオ・ベンチャー創業におけるビジネス・モデルの財務的評価に関する研究会」を計5回主催した。平成13年度内の国内の調査対象としては、生理活性物質を独自方法で開発する中堅企業、老化の遺伝的研究をするベンチャー企業、DNA自動抽出機を開発するベンチャー企業、ゲノム解析ベンチャー企業、エフェクター細胞ベンチャー企業、特許ヴァリュエーションを行う米国ベンチャー企業の日本支社、DNAからたんぱく質を高純度で合成する大学発ベンチャー企業など18社について聞き取り調査をした。米国での調査では、7月に東海岸ではMillpore社、Princeton大TLO、Curis社、Harvard大TLO(非医学系)、Double Twist社、Quantum Dot社、Yale大TLO、西海岸ではUC BerkeleyのTLO、MitoKor社、Arena社の聞き取り調査をした。バイオ・ベンチャーの日米比較に関する実態調査を、バイオ・スタートアップ企業、TLO、ベンチャー・キャピタル等を対象に事例研究として着手し、中間報告を学会にて行なった。1.主要実態調査(1)米国バイオの中でも最もホットなゲノムを中心に脳を含めた領域のスタートアップ企業として、ボストンのVariagenics、メアリーランドのCelera Genomics、ソルトレイクのArcaris及びNPS Pharmaceuticals、そして南サンフランシスコのAxys等を訪問した。TLO関係では、MIT、ユタ大学、スタンフォード大学、そしてUCバークレイ校を訪問した。また、コンサルティング企業として、Russell Welshを訪問した。さらに、バイオ関連ベンチャー・キャピタルの専門で家あるハーバード大学のJ.Lerner準教授にも会った。(2)国内国内のゲノム及び遺伝子治療関連企業として、スタートアップ企業8社、大企業中央研究所1箇所を、TLO関連として、筑波リエゾン研究所、筑波TARAセンター、筑波研究コンソーシアム、慶応義塾大学知的資産センター、早稲田大学学外連携推進室、東京工業大学理工学振興会を、ゲノム研究機関として、理化学研究所ライフサイエンスセンターの筑波研究センターと同ジーンバンク室を、脳研究センターとして滋賀医科大学分子神経科学研究センターを、さらに、ベンチャー・キャピタルとして2社を各々訪問あるいは面会調査した。2.中間主要報告OA学会第39回全国大会では、音の認識に関する脳研究の例を、日本中小企業学会第19回全国大会では、再生医学での創業の例を、研究・技術計画学会第14回年次学術大会では、ゲノムに関するVariagenicsの事例を、日本ベンチャー学会第2回全国大会では、Celera Genomicsにおける立ち上がり状況を各々報告した。本研究の目的は、米国の1980年Bahy-Dole Actと日本の1998年大学等技術移転促進法との各枠組みの中で、バイオ・ベンチャーを対象とし、大学等から民間への技術移転の有効性に関する実証比較を行なうことである。実態調査としては、海外では、6月には、学内ベンチャー企業家のソウル大学金善榮・准教授、韓国LG Chemで生命科学担当の朴淳宰・副社長、7月には、カナダのバイオ・ベンチャーReplicorのJ.-M.Juteau社長、McGillUniv.TLOのM.D.Stern博士、米国のHarvard Medical SchoolTLOのJ.Labovitz博士、UCSDTLOのL.M.Brand博士、Salk Inst.TLOのT.E.Jurgensen博士、バイオ・ベンチャーSangamo BioSciencesのP.Bluford副社長に面会した。国内では、バイオ企業6社及び特許関連企業1社の実態調査を行なった。
日本古代食料品貢進制度の研究

本年度は,若狭・志摩両地方のフィールドワークを通じて,古代における食料品貢進の実態的考察を深めることがてきた点が、成果として特筆される。若狭・志摩両国は一般にいわゆる御食国の代表と目され、同様な取り扱いを受けることが多いが、漁業国であることは共通するものの、実態的にはかなりの差異があることを見逃せない。阿川流域の平野部を中心に4・5世紀以来の古墳文化の発展に根ざした展開をみせる若狭に対して,志摩では前中期の古墳はみられず後期古墳の展開も狭小な沿岸部に限られている。更に若狭では5世紀代の膳部山古墳群と膳氏との国連や数ヶ所のミヤケ比定地の存在、古代寺院や式内社の多さなど畿内地域との古くからの交流を物語る要素が目立つのに比して,一方の志摩では伊勢神宮別宮伊雑宮の存在の他にはあまり際立つものはない。中央との関係において単独で重きを占める若狭に対して、志摩は伊勢・三河湾周辺地城との一体的閏係の中で独自の役割を負っていたと解されるのであり,両地城に対して一様に御食国との評価を与えることには問題が多い。律令制下の食料品貢進の実態でも両者は根本的に類型を異にする。若狭では河川水系毎に律令制的収取への編成が進み,調の絹や庸の米など稲作農業経営に対応した収取方式を軸に,農閑期には大量の力役労働を投入した調塩生産が行われた.また若狭の貢は遠敷郡〓郷というごく限定された地域からのものであった。一方志摩ては純粋な漁民支配を軸に収取体制が布かれた感が強く,郡・郷・里制などの機能もかなり普通とは異なっていた可能性がある。平城宮・京出土の志摩の調荷札にみられる特徴(1年を通じた貢進)は他の調荷札にはみられないものであり,むしろ参河国播豆郡諸島の費貢進の在り方に近いものてあった。若狭・志摩の調査・研究成果を生かして,今後大化前代の食料品貢進制度の復元や古代漁業国の類型的考察を進めていきたい.現在「若狭と志摩御食国と古代国家」「日本古代の食料品貢進制度」と題した2論文の作成を同時進行中である。本年度は、文献・資料収集につとめるとともに、奈良国立文化財研究所に二度出張し、「二条大路木簡」中の食料品荷札の調査を行い、一定の成果を得た。また現在、荷札の焼付写真を整理中であり、今後詳細な観察・分析によって、論をより具体的に展開していけるものと思う。荷札の作成手続きおよび徴税過程については今泉隆雄(1978)の先駆的な研究以来諸氏の論があるが、実態はかなり複雑かつ多様であり、単純な類型で律することはできない。また、郡より下級の段階(郷・里)の果たす機能がたいへん大きいことも、再確認された。従来多くの研究者が抱いてきた“郡(司)万能主義"では地方支配の実態は全く解明できないことを痛感している。国-郡-郷(里)という各級機関のそれぞれの具体的機能の解明と相互連関、地方支配の構造的解明にむけて、じっくりと作業・考察をすすめていきたい。
偽性副甲状腺機能低下症のエピゲノム解析

偽性副甲状腺機能低下症はPTH抵抗性の低カルシウム血症を呈する疾患群である。しかし原因遺伝子が所謂インプリング遺伝子であるためにアリル特異的な病型を呈し低カルシウム血症を呈さない偽性偽性副甲状腺機能低下症という病態も存在することが本症の理解を複雑にしている。本症の原因遺伝子はGNASであり、更にその上流域を含めたGNAS complex領域まで含めた広範な領域にgeneticあるいはepigeneticな異常によって本症が発症することが近年明らかになってきたが臨床病型、genotype, epigenotypeの関連についてはまだ未解決の問題が残されており本研究によってその分類が整理された。偽性副甲状腺機能低下症は従来オルブライト徴候(低身長、円形顔貌、中手骨の短縮等)の有無によって臨床的にIa型とIb型に分類されていた。一方本症における分子遺伝学的解析が可能となりいわゆる分子診断が可能となった。当初の解析ではIa型にはGNAS遺伝子の構造異常を認めIb型にはメチル化異常を認めることが報告され、臨床診断と分子診断に創刊があるように思われた。しかし解析症例が増えてくると上記の臨床診断ー分子診断に不一致を認める症例が報告されるようになった。本研究では日本における偽性副甲状腺機能低下症症例を集積し臨床診断と分子診断の比較を行った。明らかにオルブライト徴候を呈するPHPIa/PPHP患者5例中3例においてGNAS遺伝子PCRダイレクトシークエンス法にて遺伝子変異を認めたが2例においては変異を認めなかった。変異を認めなかった2例のうち1例にMLPA法にてSTX16領域の欠失を認め残り1例においてはMS-MLPA法にてGNAS-DMR(メチル化可変領域)のメチル化異常(エピ変異)を認めた。常染色体優性PHPIb14例において12例にSTX16領域の欠失変異をMLPA法にて認めた。しかし1家系2例においてこの領域の欠失は認めず部分的なエピ変異のみを認めた。解析したPHP 25症例の全てで上記の解析で何らかの異常を検出することが可能であった。特にMS-MLPA法はゲノムコピー数異常とメチル化解析が同時に解析可能であり本症の診断に有用であった。またPHPの臨床病型とgenotype, epigenoyupeには一定の相関が認められるものの完全には一致せずオルブライト徴候を規定する他の因子が関与していることが示唆された。偽性副甲状腺機能低下症(PHP)は希な疾患であり本邦における推定患者数は430人程度と推定されている。またPHPは臨床的にPHPIA, PHPIB, PPHP(偽性PHP)に分類されているがその分子遺伝学的との齟齬が指摘されておりしばしば臨床現場での混乱をひきおこす。本研究では本邦のPHP患者の約8%にあたる35症例の解析を元にしてその分子基盤の解析を臨床病型との関連を明らかにした。分子遺伝学的解析として1GNASのPCR-direct sequencing法による塩基配列解析。2MS-MLPA法によるGNAS complexのゲノムコピー数異常およびメチル化解析。を行った。得られたデータから全ての症例において、1GNASの塩基変異、2GNAS complexのゲノムコピー数異常、3GNAS complexのメチル化可変領域のメチル化異常、のいずれかに分類された。オルブライト徴候を認めるPHPIA/PPHPにおいては2/3の症例でGNASの塩基変異が認められた。一方PHPIbにおいてGNASの塩基変異を認める例は1例も認めなかった。更に常染色体優性PHPIbにおいてはSTX16領域の部分欠失とAB領域の脱メチル化を、また孤発性PHPIbにおいてはゲノム異常は認めずメチル化異常のみを認めた。上記の結果よりPHPの分子遺伝学的分類が可能であり、従来の臨床病型との関連が明らかになった。内分泌学症例集積が想定通りに順調であり順調に成果を上げている。これまで順調に進行している。今後も当初の予定通りに研究を遂行し成果をあげる。初年度の物品費を少し余裕を持って予算計上していたため上記の次年度使用額は発生した。今年度の物品費等で使用予定である。
グリースに対するビンガム粘弾性流体潤滑の研究

1.グリースのレオロジ特性を解明するために、グリースの降伏応力よりも大きな一定応力を付加しながら振動応力を与えることができる2重円筒方式のレオメータを開発し試作した。この一定応力を変化させ、加振振動波形と応答振動波を同時に計測し、振幅比および位相遅れを実験的に求めた。一方、グリースはビンガムと粘弾性の両特性を持つことから、降伏応力を意味するスライダと各2個のダッシュポットおよびばねを有するビンガム4要素粘弾性モデルによって、前述のレオメータの流動を解析した。これらの解析式に前述の実験結果を代入することによって、グリーロのレオロジ特性を実験的に解明する方法を確立した。実験結果から、グリースはビンガム特性とせん軸応力に対する非線形粘弾性特性を有することが明らかになった。2.このビンガム非線形4要素粘弾性レオロジ方程式、力のつり合い条件式および連続の条件式を用いて、潤滑理論を展開し、潤滑方程式をより一般的に誘導した。この方程式は、潤滑膜に発生する応力が降伏応力以下か以上すなわちコアの生成状態によって異なり、潤滑面間にコアが付着する場合、コアが浮いて流れる場合、コアが発生しない場合に対して、それぞれ解析方法を確立した。特にコアが発生しない場合すなわち降伏応力を持たない非線形粘弾性流体をも本研究が適用できることを解明した。3.潤滑剤としてビンガム粘弾性流体を用いた軸受性能を明らかにするために、軸受試験機を試作した。まず、降伏応力を有さない粘弾性潤滑剤を用いて、粘弾性効果によって発生圧力にはスクイズ作用に対する位相遅れ減少が現れることを解明した。次に、グリースを用いて、降伏応力すなわちビンガム特性のために圧力急変現象が発生することが明らかになった。前述の理論解析はこれらの実験現象をよく説明できることを解明した。1.グリースのレオロジ特性を実験的に解明するために,グリースの降伏応力よりも大きな一定応力を付加しながら振動応力を与えることができる2重円筒方式のレオメータを開発し試作した.この一定応力を変化させ, 2チャンネル非接触変位計によって加振振動と応答振動の波形を同時に測定し,コンピュータによる波形分析からグリースのレオロジ特性を求める計測システムを作成した.その実験結果から,グリースはビンガム特性と粘弾性特性の両挙動を示し,降伏応力と各2個のダッシュポットおよびばねを有するビンガム4要素粘弾性モデルによって良く表現できることを解明した.また,その粘性係数および弾性係数のせん斬応力に対する非線形特性を考慮したレオロジ方程式を誘導した.2.このビンガム非線形4要素粘弾性レオロジ方程式,力のつり合い条件式および連続の条件式を用いて,流体潤滑理論を展開し,グリースに対する潤滑方程式を誘導した.潤滑膜に発生する応力が降伏応力以下の時はグリースはコアを形成して流動することから,潤滑面間にコアが浮いて流れる場合や全面に付着する場合あるいは片方の潤滑面にのみコアが付着する場合などに対して,適用する潤滑方程式が異なることを明らかにした.また,非線形微分方程式であることから,大型電子計算機による初期値境界値問題としての数値解析の取扱いを確立した.3.グリースのビンガム粘弾性挙動が軸受性能に及ぼす影響を解明するために,スクイズ軸受試験機を製作し,潤滑面間のグリースの流れを画像撮影装置および画像記録装置によって求める計測システムを試作した. 4.次年度において,グリースを使用したスクイズ軸受の諸性能の理論と実験の詳細な比較対比を行い,その検討結果を中心にして本研究の一連の成果を学会で発表する予定である.1.前年度の研究によって誘導された潤滑方程式を解析した。グリース膜に発生するせん断応力が降伏応力以下と以上の場合、すなわちコアが形成されるか否かによって、潤滑方程式が異なる。

そこで、この潤滑方程式をスクイズ軸受内のグリースに適用して、膜内にコアが浮いて流れる場合、2つのすべり面のいずれか一方の面または両方の面にコアが付着する場合、コアが形成されない場合などに分けて取扱う解析を確立した。また、粘弾性効果によって時間依存性すなわち記憶現象があることから、時間に関しては高次差分法を、場所に関しては数値積分法を導入することによって、きわめて複雑な非線形性を有する初期値境界値問題の数値解析法を確立した。その結果、スクイズ軸受として本研究で取り上げた2平行円板の片方の円板が正弦波振動する軸受では、コアは円板の中心で両円板に付着し、他ではコアが浮いて流れることが明らかになった。また、この種の潤滑剤を用いたスクイズ軸受では、ビンガム挙動のために圧力が急変し、また粘弾性効果のためにスクイズ作用に対して発生圧力の位相遅れ現象があることを解明した。2.前年度に製作した軸受性能試験機によって、軸受すきま内のグリース膜の厚さおよび圧力分布を測定し、またコアの形状を透明樹脂製の円板を介して撮影処理した。その結果、圧力はスクイズ作用に対して位相遅れ現象が見られ、また理論解析結果ほど顕著ではないが圧力が急変することがわかった。複雑なレオロジ的性質を有するグリースの挙動を簡単なビンガム粘弾性流体と見なすことによって、理論は実験現象を説明できることが明らかになったので、この最終成果も学会などで発表する予定である。
シナプスの可塑性

カルシウムイオンがシナプスの機能的修飾の引金になることはよく知られている。ニューロン活動に伴って細胞内に流入したカルシウムイオンの作用点の1つであるカルモデュリンに依存性の蛋白キナーゼIIのγ亜型について全アミノ酸配列の決定に成功した(藤沢)。交感神経節におけるシナプス伝達の長期増強が、終末内のカルシウムイオン濃度の定常的上昇によると推定される(久場)。シナプス終末において小脳とアクチン間を連結するシナプシンIはカルモデュリン依存性キナーゼIIにより切り離され、シナプス伝達の可塑性が生ずる(祖父江)。NMDA受容体の高カルシウム透過性を証明することによって、海馬体の長期増強発生におけるNMDA受容体の重要性を確かめた(小沢)。苔状線維シナプスの長期増強に素量解析を適用して、長期増強がシナプスボタンからの伝達物質放出促進によることを示した(山本)。苔状線維シナプスの長期増強が百日咳毒素により遮断することから、代謝向性クルタミン酸受容体がこの長期増強誘発の引金になると推定した(杉山)。運動神経線維の伝導を遮断した場合にみられる線維終末の発芽と伝達物質放出促進の関係を時間をおって調べた結果、両者は相互に独立の過程であることが証明された(久野)。脳損傷時にみられる神経線維の異所性支配は、幼若期に存在する線維の発芽によるとの仮説を補強する実験結果を得た(村上)。末梢神経切断後Iaシナプス伝達の増強している時期に後根電位の減弱することが見出された(宮田)。視索前部の腹側前脳周囲核はふつう雄よりも雌の方が大きいが、新生期の雌ラットに対するアンドロゲン投与により、雄ラットの核と同程度まで縮小する(新井)。これは同核におけるピクノシス期の延長に起因する。ホヤ胚において細胞が卵型から神経型に分化するにつれて、Naチャネルの不活性化は遅くなる。この差は1個の遷移速度定数の変化によって説明される(高橋)。
救急医療高度化のための多元生体情報伝送システムの開発

救急医療の高度化をめざし、救急車から救急病院の医師へ患者の生体情報を伝送するシステムに関し、開発研究を行った。研究経過および成果は以下のとおりである。1.通常は音声を伝送する既存の通信回線(自動車電話回線、救急無線回線)を用いて、カラー画像を含む多種類の生体情報を伝送する際の技術的問題点を明確化するとともに、それぞれの解決法を開発した。2.救急車に搭載される移動局、移動体通信回線および救急病院内の固定局よりなる実験システムを開発した。3.救急車を模擬した車両に本システムの移動局を設置し、走行しながら伝送実験を行った。その結果、通常の走行条件では実用上問題のない性能が得られることを確認した。4.地形・高層ビル群・天候などの影響を確かめるために、考え得る種々の悪条件下で伝送実験を繰り返した。その結果、伝送信号の品質は劣化するものの、救急医療の必要には十分に応えうる信号伝送が行えることを確かめた。5.地上の移動体通信回線を衛星回線に置換し、通信衛星を用いた広域救急医療への展開の可能性を調べた。その結果、伝搬遅延に伴う誤りの制御の困難さを解決することにより、本手法の利用が可能なことを明らかにした。衛星回線を介した伝送実験により、この可能性を確認した。6.札幌市消防局で実働中の救急車に本システムを搭載し、救急走行における有用性の実証試験を行った。その結果、救急医より十分実用に供するものであるという評価を得た。近年,わが国の救急救命率の低さが指摘され,救急現場および搬送途中の医療の充実が強く望まれている.傷病者の状態を早期の段階で医師に伝え,その指示を仰ぐ必要性が認識されながら,現在のところそれを実現する手段は実用化されていない.本研究は,この要請に応えるため,バイオテレメトリ手法と情報処理および情報通信技術を総合することにより,実際的な小容量無線回線を用いて,カラー画像とともに傷病者のバイタルサイン(心電図,血圧など)を,高度な信頼性を保ちながらリアルタイム伝送する実用的な方法を開発することを目的とする.本年度は下記のように,主として情報圧縮・多重化方式の開発,システム各部の設計・製作を行った。1.生体信号を無拘束的に計測し,間接散乱光通信により無線装置入力部に供給する光モレメトリ装置を考案・試作した.2.多チャネルの生体信号を多重化する方法として,スペクトル拡散法の導入を考え,その可能性について基礎的検討を行った.基本回路を設計試作し,間接散乱光による伝送実験を行った.3.実用性の高い方式として,既存の音声チャネル内で音声と生体信号をアナログ多重化する方法を考案した.基本回路を設計試作し,音声伝送に障害を及ぼさず同時に生体信号を伝送できることを実験的に検証した.4.汎用性の高い方式として,音声チャネルで使用可能なディジタル多重化方式を考案し,基本回路を設計試作した.3チャネル心電図や,心電図と血中酸素飽和度波形の同時伝送を行い,その有用性を検証した.5.情報伝送の実時間性を確保しつつ電磁干渉やノイズの影響を抑える誤り制御方式を設計した.データ伝送実験により,その性能を評価した.救急医療の高度化をめざし、救急車から救急病院の医師へ患者の生体情報を伝送するシステムに関し、開発研究を行った。1.通常は音声を伝送する既存の通信回線(自動車電話回線、救急無線回線)を用いて、カラー画像を含む多種類の生体情報を伝送する際の技術的間題点を明確化するとともに、それぞれの解決法を開発した。

その結果、伝送信号の品質は劣化するものの、救急医療の必要には十分に応えうる信号伝送が行えることを確かめた。5.地上の移動体通信回線を衛星回線に置換し、通信衛星を用いた広域救急医療への展開の可能性を調べた。その結果、伝搬遅延に伴う誤り制御の困難さを解決することにより、本手法の利用が可能なことを明らかにした。衛星回線を介した伝送実験により、この可能性を確認した。6.札幌市消防局で実働中の救急車に本システムを搭載し、救急走行における有用性の実証試験を行った。その結果、救急医より十分実用に供するものであるという評価を得た。
肢芽をモデルとした細胞集団から形態形成をつなぐロジックの解明

発生生物学の究極の課題の一つは何故私たちの体がこのような形をしているのか、というマクロな形作りのメカニズムを解明することである。近年の顕微鏡技術の進展により、1細胞レベルで組織の一部の細胞挙動を長期間追跡することが可能になって来た。しかしながら器官全体の形を理解する方法は未だにない。この原因は多くの脊椎動物の器官がそうであるように細胞数が多い事と、組織に厚みがあるからである。これまでの研究では上皮組織などの細胞が単層構造である組織の一部の形の変化が研究されて来た。今後は本研究領域であるミクロな細胞レベルからどのようにしてマクロな形態が構築されて行くのかを解析する新たな方法論の開発が必要である。そこで本研究では、組織レベルから器官全体(数百万細胞からなる巨大な器官)の形を理解するための新しい解析量を提案した。具体的な方法として、まずあえて1細胞レベルの細胞の挙動の計測を無視し、数十個単位の組織を多点でラベルした。その後、単位時間当たりのラベルされた組織間の形の変形と細胞増殖率を計算した。その結果を元に次に、“変形の異方性"という組織がどれだけ単位時間当たりに偏った変形をするのかという量を計算した。この特徴量は、どのようにして器官全体のうちの各組織がバイアスして変形しているのかが分かるので、器官全体の形が出来上がる仕組みを定量的に、さらには視覚的に理解する事ができる。これは例えて言うと、これまでの木を見て森を見ず、という解析から森全体の形を見てから木を見ようというアイディアである。このように本研究の結果から、組織から器官全体の形を議論出来る新しい方法論を構築することが出来た。本解析方法は、今後再生医療の現場などで、どのようにして再生臓器を正確に試験管内で構築して行くのかを考える時の基礎データとなることが期待される。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、グローバルな細胞集団のふるまいと器官形成の間をつなぐロジックを解明する為に、細胞集団が受け取るシグナルの細胞内応答をluciferase(ルシフェラーゼ)の発光を用いたin vivoイメージングシステムを用いて組織レベルで解析することにより、時空間的な細胞群の生化学的応答能から生物のかたち(器官)作りのシステムを個体レベルで定量的に理解することをねらいとしている。具体的には肢芽の細胞群全体が分泌因子などの生化学的なシグナルをどれだけ受け取っているのか、という細胞の化学履歴を発光顕微鏡を用いてphoton/second(単位時間当たりに受け取る光子の量)という物理量で計測する方法を確立することを目標にしている。そして得られた化学履歴のシグナルがどのような形態変化に結びついていくのかを調べる為に、肢芽の形の動的な変化をDiI/DiOの蛍光ラベルと数学的手法を用いたシミュレーションから明らかにすることを考えている。23年度では形態変化の解析が終わり、解析結果から組織の成長率と組織変形の異方性の2つの特徴量を定量的に得ることに成功した。これによりシミュレーション結果から、形態変化には細胞増殖を含めた組織の成長を見るのではなく、組織の変形パターンを定量的に解析することで形の出来方が理解出来ることが判明した。この結論はこれまで細胞レベルの解析だけでは理解出来なかった組織全体のグローバルな形を理解するために必須の解析すべき特徴量を初めて示すことができたと言える。これらの結果は現在論文を書き終わり、投稿前の段階にある。また発光シグナルの解析では、実施計画に従って、FGFとレチノイン酸のシグナルを定量化する実験系を構築した。次年度はこれらの解析を直接肢芽で行って行く予定である。

本解析方法は、今後再生医療の現場などで、どのようにして再生臓器を正確に試験管内で構築して行くのかを考える時の基礎データとなることが期待される。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度に得られたデータを用いて現在論文を書き終わっており、投稿手前の状態であるため。計画の80%をすでに終え、残り20%の予定について現在予備データを得ている。現在FGFシグナルとレチノイン酸シグナルを直接発光顕微鏡を用いて定量出来る実験系を組み上げており、本年度ではこのデータを取得する。得られたデータから形態変化とシグナルの量にどのような関係があるのかを数学的手法を用いて解析する。