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学士力の基盤としての数学的能力の評価と育成

研究に着手後9か月で国際研究集会を行い,当初の研究目標である学士力の基盤となる数学教育を,モデリングを軸にしたリテラシー教育として行うことの可否・可能性を議論した。結論は,解釈の多義性があるので「高水準の数学的リテラシー」とすること,モデリングではなく概念理解の困難を緩和する方向で近年の数学教育は発展してきたこと,しかしいくつかの留意事項を踏まえれば十分な可能性があるということであった。そこで「高水準の数学的リテラシー」とはコンピテンスであると定式化し,教育デザイン作成に際して価値,態度,文脈を意識する必要を明らかにした。微分積分,線形代数,統計等の諸科目で教材作成・科目開発を実践的に行った。主要な研究成果は2014年1月10日・11日に国際研究集会「高水準の数学的リテラシー教育と高大の接続・移行」を開催したことである。この会では水町が大学入学者の現状についての報告と問題提起を行い,海外の著名な数学教育学者2名,国内の代表的な数学教育学者2名と統計学研究者1名がそれぞれの立場から意見を述べた。また,分担研究者4名を含む13名の国内研究者が,教育実例の報告や提案を行った。他に3件のポスター発表で教材の提案を行った。予稿集を基に報告集の出版を準備している。内容的には,数学的リテラシーとは高い水準の内容も含むことをOECDの定義や報告に基づいて明らかにした上,世界共通に抱える大学新入生の教育移行への対応を念頭に「実データに基づく統計教育」や各種実例教育報告による教育の進め方の交流,教養・専門基礎教育など教育改革に関する諸提案,「数学活用力の評価」に関する議論など,多方面から数学的リテラシー教育について議論を行った。結果として,数学リテラシー教育の概念枠組みの明確化が大きな意義を持つ研究課題であること,研究には多様な教育実践をさらに進め方法に関する様々な問題を解明しつつ行う必要があることが明らかになった。なお,当初の目指した数学的モデリングを数学教育に関する多面的なニーズに応えて発展整理したものが大学水準の数学的リテラシー教育である。なお,2013年に3件の学会発表を行ない研究集会の準備とし,2014年3月に京都大学の大学教育研究フォーラムでワークショップを行って教育実践の方向性を探求した。他の研究成果として,企業が求める数学教育についてアンケート調査を行った。2000社以上を対象としたが回答は87社にとどまった。しかし,営業や経営の深い文脈における数量化の能力が求められているなど,分析のための貴重な資料となっている。この件では1件の学会発表を行った。25年度に行った国際研究集会の総括から既存の方針を変更し,まず数学的リテラシー教育の概念枠組みを入念に作り,これに準拠した教材開発,教育実践,学習成果の評価を行なうことにした。これに伴い大規模アセスメントは中止した。概念枠組は,PISAの定義等も参照し,以下の通りとした。1文脈,知識,能力,態度,価値を教育の要素として定め,これらの間に緊密な関係が成り立つよう教材を作成する。2学生の既有知識で理解できる問いを中心に授業を設計し,反転学習やアクティブ・ラーニングも適宜組み入れて,知識の獲得と定着,能力の育成,態度の向上,価値の実感と内面化に結びつくようにする。3能力・態度・価値からなる抽象性の高いルーブリックを作成し,これを参照して実際の授業用に5要素全てを持つルーブリックを個別に作成し学習成果の評価を行う。以上により,認知的要素と非認知的要素を文脈に応じて動員し問題を解決する能力,いわゆるコンピテンシーの形成を目指すことが大学水準の数学的リテラシーの教育ということになる。1,2について初歩的な教材作成と授業実践を行った。科目は微分積分学と数理工統合科目,線形代数,社会・人間に関わる数学活動を題材とする科目等である。これにより,向かう方向の適切さを確認している。3については抽象的ルーブリックを作成し27年度の教育実践で使用できるようにした。1,2の細目に触れる。知識についてはArtigueのいうエピステモロジーを生かして構成する。価値については,既存研究を反映した6項目の価値を同定した。学習態度,特に自発的・自律的な態度の形成を促すものとして,同じく人間学理論特にプラクセオロジーの考え方を採用し,学生にとって理解が容易で主体的な参加を可能にし,しかも数学的概念への洞察が得られるタスクを用意する。作成中の教材ではこれらを反映させている。前年に引き続き教材作成と授業実践を行いつつ,3年間の研究のまとめとして概念的な整理を行った。その要点は以下の3項目である。1高水準の数学的リテラシーとは認知的能力と非認知的能力を結び付けて問題解決を図るコンピテンスであり,職業的及び市民的な実践活動の中でその能力を生かせるようにすることが大切である。2価値意識や態度の育成が重要であるが,数学の価値はすべて「真理性」につながる。実用性・有用性を重視した教育の中で,いかに「真理性」を尊重する態度を身に着けさせるかは,リテラシー育成上ゆるがせにできない。3重要な数学的概念を理解させることは,実用性の保証の為にも「真理性」を尊重する価値意識の涵養にも大切である。その為には,教育の前提として数学的知識についてのエピステモロジー分析はじめ深い検討と準備が必要である。以上は今年度発表の諸論文の他,近々公表予定の成果報告にも詳述される。

教材作成・授業実践では,理工系の専門基礎教育,特に微分積分,線形代数等について前年までの成果を引き継ぎ研究を進展させた。また文系の数学教育について,統計教育の教材作成・学習支援と一体になった教育方法を提示した。さらに文系での数学教育を行うための教育デザインについても,整理を行なった。これらは今年度発表の諸論文に述べられている。他方,評価手法の開発については課題が残り,学生の主体性・能動性に依拠する教育方法や学生の状況を常時把握する手法についての研究成果は部分的なものに留まっている。今後の最重要な研究課題は,さらに多様な科目・多様な学生達に対する様々な教育実践上の工夫を行い目指す教育の実現を図ること,及び評価手法の開発・実践である。これまでの研究成果である理念的な枠組みを生かして教育実践を深める一方,理念的枠組みの充実・修正を図る必要もある。なお,国際交流により本研究の真価を問う予定である。研究に着手後9か月で国際研究集会を行い,当初の研究目標である学士力の基盤となる数学教育を,モデリングを軸にしたリテラシー教育として行うことの可否・可能性を議論した。結論は,解釈の多義性があるので「高水準の数学的リテラシー」とすること,モデリングではなく概念理解の困難を緩和する方向で近年の数学教育は発展してきたこと,しかしいくつかの留意事項を踏まえれば十分な可能性があるということであった。そこで「高水準の数学的リテラシー」とはコンピテンスであると定式化し,教育デザイン作成に際して価値,態度,文脈を意識する必要を明らかにした。微分積分,線形代数,統計等の諸科目で教材作成・科目開発を実践的に行った。方針を変更し大規模アセスメントを中止したので,全体としてはやや遅れている面がある。しかし,実際には,昨年行った方針転換により,質的に高い教育研究に取り組んでいる。第1に,25年度に国際研究集会を開催して,国際的な視野で問題を眺めることが出来た。第2に,数学的リテラシーという国際的に標準の枠組みで実践的な教育研究を行い,著名な数学教育研究者の助言と支持を得ている。さらに,「大学水準でのリテラシー」という新概念について,枠組みの構成とそれに依拠した教材の作成・実施・評価を進めることができるようになった。新しい理論的枠組みによる大学教育研究に着手している。とりわけ,エピステモロジーやプラクセオロジーに注目した教育実践を,線形代数や微分積分学のコースで,しかも新しいテーマ(知識内容)で取り組んでおり,成果が期待できる。第3に,反転学習,アクティブ・ラーニング,グループ学習といった要素を取り入れており,大学における数学教育の広範な領域で,中教審答申にもある「質的転換」に同期する研究開発となっている。第4に,抽象的ルーブリックと実践ルーブリックの2重作成による評価システムは,AAC&UのVALUE RUBLICの方式に通じるものがあり,国内に於いて高い普遍性を持つ評価システムの先駆けとなる可能性がある。第5に,初めに取り組んだ,現実的な文脈をもつ大学数学教育の教材つくりについては,九州大学マス・フォア・インダストリ研究所の協力を得て,粘菌モデルの数理,実データによる統計教育の2テーマについて既に成果を挙げている。
近年のオホーツク海の海氷量の激減の原因の解明、及び大気大循環の変動との関連

オホーツク海の海氷の変動を、複数の人工衛星のリモートセンシングを用いたデータ解析、及び大気大循環の客観解析データにより調査した結果、次にあげる結果が見いだされた。1)1989年を境にオホーツク海の南部の海氷が激減し、現在も寡少状態が継続している。2)この年を境に70年代中盤以降強まっていたアリューシャン低気圧が再び弱まっている。また、北極を中心とする極渦が強まっている。オホーツク海ばかりではなく半球規模で気候がこの年を境にジャンプしていることもわかった。3)オホーツク海の海氷の変動はアリューシャン低気圧の勢力の強さに大きく依存している。従って、アリューシャン低気圧の長期変動が、最近のオホーツク海の海氷の変動の一つの原因として考えられる。3)オホーツク海の海水温も1989年を境に高温化している。4)中高緯度の大気海洋は、熱帯のエルニーニョの変動の影響を受けて変動していると言われてきたが、本研究によると、近年の大気系の大きな変動は、エルニーニョとは無関係であることが示唆された。5)これらをまとめると、北半球規模で、大気海氷海洋結合系が1989年を境に大きくその状態を変えていることが示唆された。今後、オホーツク海、及びベーリング海の海氷の変動と大気海氷海洋との相互作用を大気大循環モデル、海氷海洋モデルを用いて、お互いがどのような関係にあるをを調べて行き、アリューシャン低気圧に代表される、太平洋規模の気候ジャンプが起こる原因を調べて行く予定である。現在すでに、海氷海洋モデルによる大気変動に対する応答実験を開始している。
レーザー加工による超極細繊維を用いた新しい医療材料の開発

われわれは炭酸ガスレーザーを用いることによって連続的に極細繊維を作成できることを報告してきた。このレーザー極細化では、繊維を巻き取らずにエアジェットでネット上に極細繊維を補修した後、フリース形成することで、レーザー極細化繊維の均一な不織布が得られる。今回、炭酸ガスレーザー極細化法による、PET繊維の不織布を用いてマウスの線維芽細胞による細胞培養の足場としての有用性を検討した。平成17年度に行った、3種類の径の繊維(5μm,15μm,28μm)で作製したシートへの線維芽細胞の接着性の検討によって、繊維径と細胞の接着性の関係は繊維径が小さいものほど大きくなる傾向が見られることが判明した。その結果に基づいて、平成18年度には以下の実験を行った。「方法」線維芽細胞を使用してきたが、より人工血管が生体に近い状態にするためヒト大伏在静脈由来の平滑筋細胞を使用し、前述の極細繊維で作成したシートに対して付着試験を行った。「結果」ヒト大伏在静脈由来の平滑筋細胞はこのシートに付着するが、シートの上に単層構造を形成するだけであった。一方メビオールジェルを用いて平滑筋細胞を培養すると細胞はジェル内に侵入し3次元培養が可能となることが確認できた。「考察」炭酸ガスレーザーで作成した極細繊維によるシート上でヒトの細胞培養は可能である。現在このシートとジェルを組み合わせた構造を作成し、この中で細胞の3次元培養が可能か否かを検討中である。.@発表1)岸真帆美、榊原賢士、窪田建司、進藤俊哉、岩崎甫、鈴木章泰。極細繊維の不織布化。第55回高分子学会(2006年5月)2)榊原賢士、進藤俊哉、窪田健司、岩崎甫、松本雅彦。炭酸ガスレーザー極細化法によるポリエチレンテレフタレート極細繊維に対する細胞付着性の検討。第44回日本人工臓器学会(2006年10月)当大学工学部が開発したレーザー加工法を利用し極細ポリエステル繊維を作成した。この繊維は、現在臨牀で用いられている人工血管の繊維と比較しより細胞のサイズに近い。まず、in vitroの実験としてこの繊維をシート状にし、細胞の付着試験をおこなった。用いる細胞の種類は、われわれがすでに培養で経験のあるヒト繊維芽細胞を使用した。6-wellまたは、24-wellの底に、われわれが作成したシートを固定し、そこで、静置培養をおこなった。付着の検討には、走査型電子顕微鏡により状態観察、または、ランダムに視野選択し、その細胞数を測定した。10%FBS下で付着の程度を比較すると、最低48時間の培養で細胞が繊維によく付着していた。続いて、より効率よく、細胞を繊維に付着させるため、細胞外マトリックスのひとつであるフィブロネクチンを培養前にコーティングすると、明らかに、付着細胞が増加した。10%FBSのみのコントロール群と比較すると、細胞同士がより接しており、完全に繊維を覆っていた。次に、3種類の繊維径からなる繊維シートを作成し、細胞の付着を検討した。それぞれ、十分に細胞が接着することが確認できた。そして、フィブロネクチンを使用するとより、付着細胞数が増加した。このことは、従来より細径の繊維を利用しても、作成したシート内部まで、細胞が入り込み、生体への移植後、従来のものと比較しより適合し、炎症反応を抑えることができると予測される。今後の方針として、より人工血管内皮として優れていると考えている大伏在静脈、および幹細胞を利用を考えている。極細繊維の不織布化。
膵癌幹細胞を標的とした新たなイオン・水輸送阻害併用低浸透圧細胞破壊療法の開発

本研究では、「膵癌幹細胞では細胞容量調節に関わるイオン輸送体・水輸送体が高発現しており、イオン・水輸送阻害併用の低浸透圧細胞破壊療法への治療感受性が高い」という実験仮説の検証を試みた。我々はすでに膵癌細胞株(非幹細胞)において、低浸透圧刺激による細胞破壊効果ならびにクロライドイオン輸送阻害併用によるRVD(調節性容積減少)抑制を介した殺細胞増強効果を確認していた。平成30年度、まず初めに膵癌細胞株(PK59)からALDH1(アセトアルデヒド分解酵素1)活性の高い細胞を分離して癌幹細胞株を培養することに成功し、同細胞集団が化学療法耐性(5-FU)を有することを確認した。続いて、樹立したPK59癌幹細胞株とPK59癌細胞株よりtotal RNAを抽出し、遺伝子発現プロファイルの差異をマイクロアレイ法により網羅的に解析したところ、膵癌幹細胞株では非癌幹細胞に比し特定のVRAC(容積感受性陰イオンチャネル)発現が亢進していることを確認した。一方、非癌幹細胞ではあるものの食道癌・胃癌細胞株では一部のVRAC発現が亢進しており、これらの癌細胞株におけるVRAC発現をsiRNAにより下方制御することで、低浸透圧刺激による細胞破壊効果が増強されることを確認した。以上の結果から、非癌幹細胞に比しVRAC発現の高い膵癌幹細胞においては、クロライドイオン輸送阻害併用あるいはsiRNAによるVRAC発現下方制御により低浸透圧細胞破壊効果が増強する可能性が高く、今後のin vitroおよびin vivo実験で明らかにしていく予定である。
減数分裂休止因子の構造とその遺伝子について

1.ペプチド性の減数分裂休止因子の分離と精製卵丘細胞をもつ卵母細胞を卵胞膜細胞層と顆粒膜細胞層に接着させて培養すると卵胞膜細胞では影響はみられず,顆粒膜細胞に減数分裂再開始抑制作用が認められた.本年度において顆粒膜細胞から分子量6000ほどのペプチド性の抑制因子を大量に分離し,約3500倍にまで精製するのに成功した.2.ペプチド性の減数分裂休止因子の作用機序本因子の作用機序に関し仮説を国際誌(International Revieu of(ytology)に発表した.すなわち顆粒膜細胞は抑制因子を産生し,抑制因子は顆粒膜細胞表層に配置される.抑制因子の作用は卵丘細胞を通して顆粒膜細胞と卵母細胞とが接着することにより発現している.ゴナドトロピンの作用により卵丘細胞間に酸性ムコ多糖,特にヘパリン様因子が蓄積するとヘパリン様因子によって抑制因子の作用が中和され,卵母細胞は抑制因子の作用から解放され減数分裂を再開始する.3.減数分裂休止におけるcAMPの役割細胞内の調節因子としてcAMPは重要な働きをしているが,減数分裂再開始に先だち,卵母細胞内cAMPレベルの低下を観察した.またcAMPの誘導体を与えたり, cAMPの産生分解酵素の活性を調節することにより減数分裂の再開始が抑制されることを明らかにした.4.減数分裂休止に関与するcAMP増強因子卵胞液を低濃度のcAMPとともに培養液に加え,卵母細胞を培養すると顕著な減数分裂再開始抑制作用を示す.本年度において本因子の分離,精製を行ないその構造を検討し,サイクリックアデノシンピロリン酸に加え,ヒポキサンチンも当該因子の1つであることを明らかにした.1.ペプチド性の減数分裂休止因子の分離と精製卵丘細胞をもつ卵母細胞を卵胞膜細胞層と顆粒膜細胞層に接着させて培養すると卵胞膜細胞では影響はみられず,顆粒膜細胞に減数分裂再開始抑制作用が認められた.本年度において顆粒膜細胞から分子量6000ほどのペプチド性の抑制因子を大量に分離し,約3500倍にまで精製するのに成功した.2.ペプチド性の減数分裂休止因子の作用機序本因子の作用機序に関し仮説を国際誌(International Revieu of(ytology)に発表した.すなわち顆粒膜細胞は抑制因子を産生し,抑制因子は顆粒膜細胞表層に配置される.抑制因子の作用は卵丘細胞を通して顆粒膜細胞と卵母細胞とが接着することにより発現している.ゴナドトロピンの作用により卵丘細胞間に酸性ムコ多糖,特にヘパリン様因子が蓄積するとヘパリン様因子によって抑制因子の作用が中和され,卵母細胞は抑制因子の作用から解放され減数分裂を再開始する.3.減数分裂休止におけるcAMPの役割細胞内の調節因子としてcAMPは重要な働きをしているが,減数分裂再開始に先だち,卵母細胞内cAMPレベルの低下を観察した.またcAMPの誘導体を与えたり, cAMPの産生分解酵素の活性を調節することにより減数分裂の再開始が抑制されることを明らかにした.4.減数分裂休止に関与するcAMP増強因子卵胞液を低濃度のcAMPとともに培養液に加え,卵母細胞を培養すると顕著な減数分裂再開始抑制作用を示す.本年度において本因子の分離,精製を行ないその構造を検討し,サイクリックアデノシンピロリン酸に加え,ヒポキサンチンも当該因子の1つであることを明らかにした.
がん細胞接着システムの制御機構

竹市は,細胞接着分子カドヘリン分子群のcDNAを分離し,カドヘリンが膜タンパク質であること,また,類似の構造を持った遺伝子ファミリーを形成するものであることを明らかにした.さらに,カドヘリンcDNAをカドヘリン活性を持たないL細胞に導入し発現させることにより, L細胞がカドヘリン活性を獲得し強く集合するようになることを発見した.月田は,細胞結合装置の一つ接着帯について,ほぼ純粋と思われる分画を得ることに成功した.さらに,この分画から,細胞膜裏打ち構造だけを特異的に抽出することにも成功し,その構成成分として10種類のポリペプチドを同定した.広川は,急速凍結ディープエッチ電子顕微鏡法により細胞骨格の分子構築を研究し, MAP1, MAP2およびTauについて微小管形成における構造上の役割を明らかにした.また,ビオチン化チュブリンを培養神経細胞へ微量注入し,微小管形成における細胞内動態を明らかにした.谷口は,マウスB16黒色腫におけるAXアクチンの減少と転移との相関を明らかにした.つぎに,このアクチンのcDNAをクローニングすることにより, βーアクチンとは独立の遺伝子であることを示唆した.また, vーfos遺伝子を3Y1細胞で強制的に発現させると,転移能が増大することを明らかにした.関口は,フィブロネクチンのアイソフォームの発現が,細胞のがん化の際にどのような修飾を受けるかを調べ,ある肝がん細胞では特定のアイソフォームのフィブロネクチンmRNAが異常に多いことを明らかにした.江口は,色素細胞がレンズ細胞に分化転換する系において,ギャップ結合による細胞間連絡が完全に失われること,また,分化転換によって,ギャップ結合タンパく質の分子種の転換が起こることを明らかにした.さらに,色素細胞からのレンズ再生に相関して発現が変化する細胞表層分子を,モノクローナル抗体の作出を通じ発見した.竹市は,細胞接着分子カドヘリン分子群のcDNAを分離し,カドヘリンが膜タンパク質であること,また,類似の構造を持った遺伝子ファミリーを形成するものであることを明らかにした.さらに,カドヘリンcDNAをカドヘリン活性を持たないL細胞に導入し発現させることにより, L細胞がカドヘリン活性を獲得し強く集合するようになることを発見した.月田は,細胞結合装置の一つ接着帯について,ほぼ純粋と思われる分画を得ることに成功した.さらに,この分画から,細胞膜裏打ち構造だけを特異的に抽出することにも成功し,その構成成分として10種類のポリペプチドを同定した.広川は,急速凍結ディープエッチ電子顕微鏡法により細胞骨格の分子構築を研究し, MAP1, MAP2およびTauについて微小管形成における構造上の役割を明らかにした.また,ビオチン化チュブリンを培養神経細胞へ微量注入し,微小管形成における細胞内動態を明らかにした.谷口は,マウスB16黒色腫におけるAXアクチンの減少と転移との相関を明らかにした.つぎに,このアクチンのcDNAをクローニングすることにより, βーアクチンとは独立の遺伝子であることを示唆した.また, vーfos遺伝子を3Y1細胞で強制的に発現させると,転移能が増大することを明らかにした.関口は,フィブロネクチンのアイソフォームの発現が,細胞のがん化の際にどのような修飾を受けるかを調べ,ある肝がん細胞では特定のアイソフォームのフィブロネクチンmRNAが異常に多いことを明らかにした.江口は,色素細胞がレンズ細胞に分化転換する系において,ギャップ結合による細胞間連絡が完全に失われること,また,分化転換によって,ギャップ結合タンパく質の分子種の転換が起こることを明らかにした.さらに,色素細胞からのレンズ再生に相関して発現が変化する細胞表層分子を,モノクローナル抗体の作出を通じ発見した.
非共溶性混合媒体の核沸騰による飛躍的冷却性能向上への挑戦

優れた冷却性能が期待できる非共溶性混合媒体による沸騰冷却について実験を行った。プール沸騰では、低沸点媒体の高い蒸気圧によって高サブクール度が自立的に付与される高沸点媒体が伝熱面に接触する場合、限界熱流束の増大が確認され、さらに低沸点媒体からの発生気泡の効果による伝熱面温度の低下を確認した。円管内強制流動沸騰では、管軸方向の流体温度分布を推算して局所熱伝達係数を評価し、流量比、熱流束の影響を調べた。矩形狭あい流路強制流動沸騰実験では、間隙幅2, 1, 0.5mmで実験を行った。低沸点媒体の沸騰が高沸点媒体の強制対流あるいは強制流動沸騰熱伝達に対して劣化もしくは劣化を促進する場合が見られた。平成27年度に実施した本研究に関する実験は大きく分けて3つより構成されている。非共溶性混合媒体(FC72/Water)を用いた「プール沸騰実験」,「円管流路による強制流動沸騰実験」,「狭隘流路を用いた強制流動沸騰実験」である。1プール沸騰の実験において、サブクール沸騰が実現していることを確認した。非共溶性混合媒体の沸騰では高沸点低密度媒体にかかるサブクール度が大きいほど限界熱流束は大きくなる。一方で実際の冷却を考えた時に重要となる伝熱面温度は、非共用性混合媒体のそれは各成分媒体単成分の間の値となり、高沸点低密度媒体にかかるサブクール度が大きい場合においても伝熱面温度が非常に高くなる。そこで低沸点高密度媒体に対しても高いサブクール度となるような非共溶性混合媒体の組み合わせを見出して、その欠点である限界熱流束の低下を抑えることを考案した。2加熱区間に円管流路を用いた実験では、内径7mmの管内に非共溶性混合媒体混合を流し実験を行った。それぞれの流量割合と混合媒体の全流量を最適化することにより、含まれる媒体が単成分の場合と比較して熱伝達特性に優れた熱流束領域が存在することが明らかとなった。3優れた熱伝達性能を持つとされる狭隘流路を用いた実験では、プール沸騰および円管と同様に、Water単成分と比較して伝熱促進効果が観察された。低熱流束条件では、FC72の流量割合が大きいほど良好な熱伝達特性を示すことを確認した。一方、高熱流束域ではFC72の沸騰による急激な気泡成長に起因する流動不安定や、伝熱面上のWater液膜がFC72蒸気相からせん断力を受けることで発生する液膜破断により伝熱劣化が生じることが判明した。1プール沸騰の実験において、低沸点媒体の液位が非常に小さい場合、限界熱流束は各成分単成分の場合に比べて非常に高くなるが、伝熱面上2mm、20mm、80mmの液体温度を計測したところ、伝熱面から離れるほど液体温度は高くなり、発生した気泡の凝縮による潜熱の放出が確認できた。Hansenの溶解度パラメータを用いて低沸点媒体FC72に対して比較的高いサブクール度がかかる非共溶性混合媒体の組み合わせであるFC72/ethanol、FC72/methanolについて実験を行ったところ、FC72/methanolは比較的良好な熱伝達特性を有することが判明した。2円管流路における実験では、非共溶性混合媒体としてFC72/Waterを使用した。全流量が大きい条件(0.71.0L/min)において、低沸点媒体の沸騰が激しくなると、混合媒体特有の沸騰現象が生じることが明らかとなった。この場合にはポンプによる流動安定性が失われることから、高流量時のデータ数は多く取得することができなかった。しかし、低流量の条件(0.30.6 L/min)では再現性がある多くのデータを取得することができた。プール沸騰における実験結果との比較も行い、低沸点媒体の流量割合が小さい時に、混合媒体が良好な熱伝達特性を示すことが判明した。沸騰時の流動状態を高速度カメラで観察した。これにより、熱伝達特性が良好な条件と劣化している条件での流動形態および界面挙動に大きな差があることが分かった。3狭隘流路を用いた実験では、全流量0.4L/min、0.5L/minそれぞれにおいてFC72とWaterの流量割合を変化させ、熱伝達データを取得した。狭隘流路特有の現象である扁平気泡の急激な生成とそれに付随する流動不安定を高速度カメラで撮影し、高熱流束域で液膜破断によって伝熱劣化が生じるメカニズムを観察することに成功した。1プール核沸騰実験では,高いサブクール度が自立的に付随する高沸点媒体が伝熱面に接触する場合,気泡成長が抑制される.このため高沸点媒体単成分と比較して限界熱流束が増大する.さらに低沸点媒体気泡の発生によって伝熱面表面温度が低下し,実質的な伝熱促進効果が得られる.高沸点媒体の気泡の凝縮により潜熱を放出するので,熱流束の増加とともに液体温度が平衡温度よりも大きくなる傾向あり,冷却手段として適用する場合には最適な液温設定に注意を要する.2円管内強制流動沸騰の実験ではFC72/Waterへの伝熱形態が最大の関心事であり,熱伝達係数の評価に必要な管軸方向の流体温度分布の推算方法を見出した.熱流束の上昇に伴って,低沸点媒体の沸騰とともに液体単相流状態の高沸点媒体の温度が上昇し,高熱流では高沸点媒体も沸騰を開始する一方で,低沸点媒体は蒸気のみとなる.

全伝熱量中,FC72への伝熱量の割合を加熱テストセクションの出口温度から逆算して,流量比と熱流束値との関係を明らかにした.3平行平板間加熱狭隘流路の間隙幅を前年度の2mmに加え,1mm,0.5mmに変化させてFC72/Waterを用いて実験を行った.間隙幅が2mmの場合には中熱流束域で,waterの強制対流熱伝達がFC72の沸騰により促進されるが,高熱流束ではwaterの沸騰開始によりボイドが過剰となり,waterの強制流動沸騰熱伝達よりも劣化する傾向が生じた.間隙幅を小さくすると,water単成分の強制流動沸騰での伝熱劣化が顕著となるが,非共溶性混合媒体ではFC72の沸騰気泡によりさらに劣化が助長される.狭隘流路内では低沸点媒体の沸騰が必ずしも高沸点媒体の強制対流あるいは強制流動沸騰熱伝達に対して促進とはならず,かえって劣化もしくは劣化を促進する場合があることを明らかにした.優れた冷却性能が期待できる非共溶性混合媒体による沸騰冷却について実験を行った。プール沸騰では、低沸点媒体の高い蒸気圧によって高サブクール度が自立的に付与される高沸点媒体が伝熱面に接触する場合、限界熱流束の増大が確認され、さらに低沸点媒体からの発生気泡の効果による伝熱面温度の低下を確認した。円管内強制流動沸騰では、管軸方向の流体温度分布を推算して局所熱伝達係数を評価し、流量比、熱流束の影響を調べた。矩形狭あい流路強制流動沸騰実験では、間隙幅2, 1, 0.5mmで実験を行った。低沸点媒体の沸騰が高沸点媒体の強制対流あるいは強制流動沸騰熱伝達に対して劣化もしくは劣化を促進する場合が見られた。1プール沸騰実験において、FC72/ethanol、FC72/methanol以外の非共溶性混合媒体の組み合わせを見出して実験を行う。特に実際の冷却機器を想定した場合、発熱面が垂直壁であるものも想定される。この場合両方の媒体を伝熱面に接触させる事が可能であり、これまでは低沸点媒体をFC72として高沸点媒体の飽和温度が低いものを調査したが、FC72のかわりに蒸気圧が高く密度が低い低沸点媒体を見出し、高沸点媒体が下になる混合媒体の組み合わせも考えられる。この組み合わせの混合媒体では上部の低沸点媒体が沸騰の主媒体となり、単成分媒体と比べて低沸点媒体にサブクール度がかかるためにより良好な熱伝達特性が得られると考えられる。2円管流路における実験では、熱伝達特性の向上に対してどの物性の寄与が大きいのかを明らかにするため、沸点と密度の値の差が近い媒体を混合させ試験媒体として実験を行う。沸騰時の流動形態の細分化および、いくつかの混合媒体に対して、伝熱面温度が上昇してから低沸点媒体が沸騰するまでの状況について調べる。高流量時の試験データを正確に取得するため、実験装置に用いるポンプの性能を見直し、実験装置の配管等も含めた改良を行う。3現在、狭隘流路では間隙幅を2mmに設定して実験を行っている。間隙幅の大きさは気泡の扁平度合や沸騰時の流動様相に影響を与えるパラメータであるが、非共溶性混合媒体を用いた強制流動沸騰においてより最適な流路形状を見出すため、この値を変化させて新たな実験を行う予定である。また、新たな流量範囲で実験を行い、熱伝達挙動および流動様式の更なる知見を得る。伝熱工学交付申請時の使用内訳額で、物品費1,150,000円、旅費200,000円のうち使用額は無く、他費目とあわせて1,364,000円の残額が生じている。これは、プール、円管および狭隘流路を用いた全ての実験において、非共
山谷地区路上生活者の保健行動と健康観に関する研究

昨年度収集したデータをもとに隅田川路上生活者の精神的健康状態にどのような要素が大きく影響しているか分析を行った。路上歴やテラス歴とGHQの相関を調べたが相開は見られなかった。唯一自覚症状の数とGHQ得点には相関が見られた(ピアソンの相関係数:0.38、P:0.01)。年齢とGHQ得点には統計的に有意な相関は認められなかったが(ピアソンの相関係数:-0.218、P:0.063)、就労が困難な56歳を境に高齢者群ではGHQ得点は有意に低く、高齢路上生活者の精神的健康状態は比較的安定していることが明らかになった。また、ギャンブルを楽しむ人は神経症的傾向が少ないのではないかという仮説のもとに2つのグループのGHQ得点をT検定した結果、ギャンブルを楽しむ人とそうでない人のGHQ得点には有意差はなかった。健康とはどんな状態かという問に、約30%の人は仕事ができる状態や動けるときに動ける身体の状態と答えている。7%の人は、これからの健康について「どうせ死ぬので好き放題して死んだほうが得」と答えた。しかし実際には、生活は堅実でGHQ得点が高い値を示しているとはいえず、健康に対する認識と身体的・精神的健康との関係については更なる調査が必要である。隅田川路上生活者の生活の特徴として、全ての人が一日の中でも移動しなくてもいい小屋を持っていること、84%の人は煮炊きができる簡単な自炊道具を備えていること、また82%の人は、金額はわずかでも現金収入があることなどが明らかになった。1.国内外の文献検討の結果わが国のホームレスに関する研究は始まったばかりで実態調査が数件あるのみである。アメリカでは、ホームレスの生きられた体験というテーマで現象学的研究方法を用いた報告がされ拒絶、不確かさ、社会的孤立という3つの概念が抽出されている。文化・宗教・社会的背景が異なる日本の路上生活者にその概念が応用できるかについては、わが国でも路上生活者の体験の意味を問うような研究が検討されねばならないだろう。2.地区踏査の結果食生活について:山谷には18のボランティア団体が活動しており、それぞれの趣旨のもとに炊き出しを実施している。したがって路上生活者は、毎日どこかで食事をとることはできている。食事の摂取量・回数ではなく栄養バランスの質の問題が残る。自炊の場合は、インスタントラーメンが多く経済的余裕がある時は卵・野菜を追加している。路上生活者にとって自立とは:墨田川テラスのブルーシート小屋生活者にとっては「行政の援助を受けず生活していることが自立であり、今の生活に満足している」という声があった。「一月4,0005,000円で誰にも気兼ねなく生活できるのは最高」と言い、墨田川テラスで堂々と生活できるようになるための認識の変化には数年かかるという。3.健康観・保健行動に関する面接ガイドの作成について文献・地区踏査・聴き取りの結果より、保健行動の実態を明確にするためのガイドラインを作成した。路上生活者の健康観については、今回はGHQを使うこととした。次年度はこれらの面接ガイドを用いて半構成的面接を実施する予定である。アンケート作成のためのフィールド観察と面接調査2001年1月から6月まで隅田川河川敷での生活の様子を観察し、2名の方に聞き取り調査を行った。本調査:2001年7月から12月まで調査対象者:隅田川河川敷で簡単なブルーシート小屋を作り生活している男女調査内容:身体的健康状態、GHQ、保健行動、健康観、個人特性などデータ収集方法:隅田川白髭橋から吾妻橋の区間のうち台東区側で生活している人を個別に訪問し、その場でアンケート用紙を用いて面接調査を行った。結果(1)面接対象者:93名(総対象者数の60%)、男性:87名、女性:6名(2)平均面接時間:68分(15-480)(3)平均年齢:56.5歳(SD:7.82)男性のみ:56.6歳、女性のみ:54歳(4)出身地(男性):東北(22%)、東京(20%)、関東(17%)、九州(13%)、北海道(12%)(5)平均路上歴:66.7ヶ月(総数)、30.7ヶ月(女性のみ)(6)隅田川河川敷での平均生活歴:39.1ヶ月(総数)、29ヶ月(女性のみ)(7)現金収入:80%に収入あり(n=71)(8)飲酒率:70.6%(n=92)(9)喫煙率:84.5%(n=71)(10)精神的健康状態:GHQ総得点平均は7.75(5点以下は健康状態)6点以上(何らかの問題ありと認められる)の者:64%各要素である身体的症状、不安と睡眠、社会的活動障害、うつ傾向はいずれも軽度の症状を示した。

年齢とGHQ得点には統計的に有意な相関は認められなかったが(ピアソンの相関係数:-0.218、P:0.063)、就労が困難な56歳を境に高齢者群ではGHQ得点は有意に低く、高齢路上生活者の精神的健康状態は比較的安定していることが明らかになった。また、ギャンブルを楽しむ人は神経症的傾向が少ないのではないかという仮説のもとに2つのグループのGHQ得点をT検定した結果、ギャンブルを楽しむ人とそうでない人のGHQ得点には有意差はなかった。健康とはどんな状態かという問に、約30%の人は仕事ができる状態や動けるときに動ける身体の状態と答えている。7%の人は、これからの健康について「どうせ死ぬので好き放題して死んだほうが得」と答えた。しかし実際には、生活は堅実でGHQ得点が高い値を示しているとはいえず、健康に対する認識と身体的・精神的健康との関係については更なる調査が必要である。隅田川路上生活者の生活の特徴として、全ての人が一日の中でも移動しなくてもいい小屋を持っていること、84%の人は煮炊きができる簡単な自炊道具を備えていること、また82%の人は、金額はわずかでも現金収入があることなどが明らかになった。
優先度を考慮した将来型配電系統の自律分散型電圧分布制御方式

研究代表者は先行研究において,大量の分散電源を含む配電系統で問題となる電圧変動を,分散電源群のインバータ制御により適正化する自律分散的な手法を開発してきた。本研究課題では,制御システムを仮想的に多重化することで,インバータの空き容量を有効に活用する手法を実現した。また高圧および低圧の配電系統から構成される階層型配電系統モデルを用い,高低圧双方が協調的に動作することで,電圧維持と共に配電損失を低減できる手法を検討した。エネルギー・環境問題の解決に向けて,太陽光発電をはじめとする様々な分散型電源の導入が推進されている。大量の分散型電源を含む配電系統では,電力潮流の複雑化に伴い,電圧分布の管理が非常に重要な課題となる。この問題の解決策として,研究代表者はこれまでに,系統連系インバータの無効電力制御機能を活用した「自律分散型電圧分布制御方式」を提案してきた。既開発の方式ではインバータ容量に空きがない場合が対象であり,無効電力制御時に有効電力の出力抑制を伴うものと想定していた。しかし空き容量がある場合には有効電力の出力抑制を回避できるため,これを適切に活用することで,配電系統全体のエネルギー効率の改善が期待される。そこで平成21年度の研究では,空き容量を有するインバータの無効電力制御を優先的に活用できる自律分散型の制御論理の構築を行った。具体的な検討は,静特性(制御の定常解)と動特性の両面に分けて実施した。まず静特性としては,各インバータの空き容量のみが連系する「仮想系統」を構築し,同系統における協調制御が高速に機能することで,空き容量が優先的に活用される方式を提案した。動特性の検討としては,PIDをベースとした制御論理に非線形制御を追加し,定常解の良好さを維持しながら,適切な過渡応答および周波数応答を実現する制御系設計手法を提案した。提案した制御論理は,それぞれC言語およびMatlab/Simulinkによる数値計算により妥当性を検討し,良好な結果が得られた。本研究の成果により,自然エネルギーを中核とした分散型電源の大量導入が推進され,エネルギー・環境問題の解決に寄与できるものと考えられる。大量の分散型電源を含む配電系統では,逆潮流の発生に伴い,電圧分布の管理が非常に重要な課題となる。この解決策として,本研究課題では分散型電源の無効電力制御を活用することで,電圧分布を適正化する制御技術の検討を行った。特に,大量の分散型電源を集中的に管理することは多くの技術的課題を伴うため実現は難しいとの立場から,自律分散型制御技術の適用を目指してきた。平成21年度の研究においては,インバータの空き容量を有効に活用することで,有効電力の出力抑制を極力回避しながら電圧維持を実現する自律分散型制御手法を開発した。これに対して平成22年度は,主に以下の3点の検討を実施した。(1)電圧を維持した上で配電損失を低減できる自律分散型制御手法の検討電圧維持のために配電線に大きな無効電力潮流が流れると,電流の増加に伴い配電損失が増大する問題が生じる。そこで配電系統の上流側(配電用変電所に近い側)に位置する分散型電源群が無効電力を注入する制御を行うことで無効電力潮流を減少させ,配電損失を低減する手法を開発した。(2)階層型電圧維持制御手法の開発配電系統は主に高圧系統と低圧系統から構成されるため,これを考慮した階層型の配電系統モデルで適用できる電圧維持制御手法の開発を行った。具体的には,高圧系統における制御目標値は最適化技術により導出し,これを各低圧系統の分散型電源群が自律分散的に実現を目指す。(3)インバータの空き容量を活用した電圧維持制御行動に対するインセンティブ制度の検討無効電力制御を実施した需要家には有効電力出力抑制が生じる可能性があるため,需要家には積極的に電圧維持制御に協力する誘因が存在しない。そこで本研究では,インバータの空き容量の存在を考慮した上で,電圧維持制御への各需要家の貢献度を適切に評価し,報奨金を付与する制度を検討した。
リハビリ訓練効果と経時的血漿中タンパク成分の動向との関係

脳卒中患者に対するリハビリ訓練の評価を臨床検査所見や生化学的な面から検証した報告は少ない。その様な背景の中、二つの視点から検討を行った。まず、"リハビリには筋力増強が伴う"という視点から、筋肥大に関係するサイトカインにターゲットを絞り、肝細胞増殖因子(HGF)、血管内皮増殖因子(VEGF)、インスリン様成長因子-I(IGF-I)等を対象とした検討を行った。入退院時の患者血清中に含まれる各種サイトカイン量をELISA法により定量し、ADLとの相関を評価した結果、HGFとADLにある種の関連性の存在が示唆された。(本内容は、学会誌「臨床病理」に投稿中である。)次に、"血清中の全タンパク質を対象にすれば全く新規な知見が得られるかもしれない"という視点から、二次元電気泳動法による網羅的な検討を行った。その結果、入院時と退院時で幾つかのタンパク質に変動があること、また、患者間においてもタンパク質構成が一部異なることが示唆された。差異の見られたタンパク質については質量分析装置による同定を行い、既に何点かが同定されている。未だ約120スポットについては解析を終えておらず、順じ同定を進めている段階である。検討を進めるにあたり、「検体を如何に増やしていくのか」という課題は残るものの、今回構築した試験系、及び結果は、リハビリ効果を評価するマーカータンパク質を見つけ得る可能性を十分に有していると思われる(『リハビリテーション患者などに利用可能な血清中微量タンパク成分検索を目的とした二次元電気泳動およびキャピラリー電気泳動の技術的応用』生物試料分析科学会誌29(4)379-388、2006)。本報告はリハビリを生化学的に評価した数少ない例であるが、得られた知見は臨床現場に大きく影響を与える可能性が伺われる。本内容が、"生化学的手法が臨床に有意義に働く"という事例を示した良い例として評価され、当該分野の発展の一助となることを期待する。申請者らは、リハビリテーション(以下、リハと略す)患者に有用な指標を微量採血により得ることを最終目的としている。脳血管障害からの回復過程、特に運動麻痺との関連や、廃用症候群に至った障害高齢者の筋力などとの関連に着目し、入院直後および退院直前の血清蛋白成分の同定を行う研究計画を立てた。17年度は、1)脳血管障害による片麻痺患者において麻痺の回復程度およびADL評価法FIMを用いた層別化により採血計画を立てた。2)採血された血漿蛋白成分を用い、特異的抗体を使ったELISA法、2D-PAGE、キャピラリー電気泳動を行いサイトカイン、微量蛋白の存在有無を観察した。3)2D-PAGEでは、タンパクマップから得られたスポットをMALDI-TOF/MSによりペプチド解析を行った。またN末端アミノ酸シークエンスを進め構造アミノ酸配列の解析を行った。4)ELISA法による血清の分析として、蛋白同化ホルモン投与リハ訓練者の血清、非リハ訓練患者の血清を用いて血管増殖因子、インスリン様成長因子などを測定した。その結果1)2D-PAGEやキャピラリー電気泳動(CE)において、より多くの微量タンパクスポットを得るために、AlbuminおよびIgGを除去処理した血清試料を用いることが有用であった。2)SYPRO Ruby染色を行うことで、検出感度が増し、タンパクスポットの観察においてパソコンで画像を色調補正し重ねる方法を確立した。3)CEによる血清タンパク分画法は、微量検体量(10nL)で、従来のセルロース・アセテート膜よりも多くの分画情報が得られた。4)サイトカインの測定において、VEGF、IGFなどに他科患者と差が認められた。5)切出したタンパクスポットの質量分析やアミノ酸解析の結果に、特異的な成分は今回見いだされなかった。以上の試験結果をまとめ、さらに疾患と相関する特定蛋白成分を見つけ出す。さらに廃用指標など臨床的効果判定手段に結びつけたい(これらは17年度において学会発表を行い、現在論文作成中である)脳卒中患者に対するリハビリ訓練の評価を臨床検査所見や生化学的な面から検証した報告は少ない。検討を進めるにあたり、「検体を如何に増やしていくのか」という課題は残るものの、今回構築した試験系、及び結果は、リハビリ効果を評価するマーカータンパク質を見つけ得る可能性を十分に有していると思われる(『リハビリテーション患者などに利用可能な血清中微量タンパク成分検索を目的とした二次元電気泳動およびキャピラリー電気泳動の技術的応用』

生物試料分析科学会誌29(4)379-388、2006)。本報告はリハビリを生化学的に評価した数少ない例であるが、得られた知見は臨床現場に大きく影響を与える可能性が伺われる。本内容が、"生化学的手法が臨床に有意義に働く"という事例を示した良い例として評価され、当該分野の発展の一助となることを期待する。
隣接基関与を利用した中員環形成反応の立体制御と生理活性物質合成への応用

本研究では大・中員環を有する生理活性テルペノイドに頻繁に出現するグリコールあるいは水酸基の立体化学を,環形成と同時に制御する方法論の開発を検討した。特に,環形成反応にはジアルデヒド前駆体の低原子価チタンによる分子内ピナコールカップリング反応を用い,その際反応部位に近接する水酸基の有無が生成するグリコールの立体化学に及ぼす影響を解明することと,そこで得られた知見を生理活性テルペノイド合成に応用することを目的とした。まず,ドラベラン型ジテルペノイドであるクラビュジオール(1)を標的化合物として設定し,反応部位に近接する水酸基の保護基の有無が及ぼす影響について調査した。1は10,18位に水酸基を有するが,このうち10位水酸基が環形成時に生成し,18位水酸基はその際隣接基として立体化学制御に関与してくると考えられる。後者をメトキシメチル基で保護した前駆体を環化すると,9α,10α型のジオールが得られた。実際,9位水酸基を還元除去することで10-エピクラビュジオールの全合成を達成した。一方,18位水酸基の保護基をはずして環化すると立体選択性は逆転し,9α,10β型ジオールを主生成物として与えた。隣接水酸基の関与が環形成時の立体化学を制御し得ることが明らかである。次いで,フシコクシン型ジテルペノイドであるコチレノール誘導体合成に本手法を適用することを試みた。本骨格をピナコール型環化反応を用いて構築すると非天然型の8α,9β型トランスグリコールが得られるが,15位に水酸基を導入することでその選択性の逆転が達成できると期待されたからである。しかし,環化前駆体において15位水酸基が9位アルデヒドと堅固なヘミアセタールを形成し,環化反応自身が進行しにくいことが明らかとなった。今後水酸基の位置を19位に移すことでこの問題を克服すべく検討を重ねる予定である。
腺様嚢胞癌細胞に対する新規抗癌ウイルス製剤テロメライシンの効果の検討

本研究では、腺様嚢胞細胞癌に対してテロメラーゼ作動性の癌特異的ウィルス製剤(テロメライシン)を用いた新たな治療戦略の早期開発を目指した。その結果、腺様嚢胞癌細胞株において、CARおよびhTERTの発現を認めた。また、両細胞間での効果に差があるものの、テロメライシン感染により明らかな抗腫瘍効果を認めた。さらに、両細胞株にGFP作動型テロメライシンを感染させたところ、経時的にGFPの発現の増強を認めた。in vivoにおいては、コントロール群と比較したところ、腫瘍の抑制効果を認めた。本研究では、テロメラーゼ作動性の癌特異的ウィルス製剤(テロメライシン&テロメスキャン)の腺様嚢胞癌に対する効果の基礎研究に基づいて、ウィルスによる癌細胞融解だけでなく、生存した癌細胞に対しても口腔癌の増殖、浸潤転移を制御させる臨床応用を目指した新たな治療戦略の早期開発を目指したものである。平成25年度は生体レベル(in vivo)でのウイルス製剤の機能解析を中心に行った。その結果、in vivoにおいて腫瘍径は35日目に明らかな有意差を認めた。また、Telomescan局注より7日後に背部腫瘍組織にGFPの発現を確認できた。前年度のin vitroの基礎的解析と今年度のin vivoによる解析より、腺様嚢胞癌に対し、TelomelysinならびにTelomescanは効果が期待される標的疾患であり、想定される分子機構を明らかにすることにより、新たな治療戦略、また診断用薬剤となる可能性が示唆された。これらの結果は国内外の学会にて報告し、Oncology Reportに投稿、受理された。Oncol Rep. 2013Dec;30(6):2659-64本研究では、腺様嚢胞細胞癌に対してテロメラーゼ作動性の癌特異的ウィルス製剤(テロメライシン)を用いた新たな治療戦略の早期開発を目指した。テロメラーゼは、癌細胞特異的に発現していることが知られており、癌治療の標的として最も注目されている分子の一つである。口腔癌においても82%以上にテロメラーゼが発現しており、テロメラーゼ構成成分であるhTERT( human telomerase reverse transcriptase)をプロモーターとしたウィルス製剤の有効性が期待される。一方、腺様嚢胞癌は化学療法、放射線療法の感受性が低く、有効な治療法がない。そこで本研究では、テロメラーゼ作動性の癌特異的ウィルス製剤(テロメライシン&テロメスキャン)の腺様嚢胞癌に対する効果の基礎研究に基づいて、ウィルスによる癌細胞融解だけでなく、生存した癌細胞に対しても口腔癌の増殖、浸潤転移を制御させる臨床応用を目指した新たな治療戦略の早期開発を行った。平成24年度は、細胞レベルでのウイルス製剤の機能解析を主に行った。その結果、腺様嚢胞癌細胞にウイルスの受容体であるCAR、核内にウイルスの複製に必要なhTERTの存在を明らかにした。また、実際に感染させることにより、腺様嚢胞癌細胞に抗腫瘍効果をもたらし、そのメカニズムとして細胞内でのウイルスの増殖が明らかになった。この結果を元に本ウイルスのin vivoでの効果について腫瘍移植モデルにおける腫瘍増殖抑制効果およびリンパ節転移への影響について解析中である。また、テロメスキャンを用いて、容量依存性のGFP発現と細胞障害活性出現の時間的経過を観察している。平成24年度は細胞レベルの実験を予定しており、おおむね予定通りの結果を得ることが出来たため。次年度は動物実験および細胞レベルでの可視化の可能性を検討する予定であり、既に準備を開始している。次年度は腺様嚢胞癌細胞の同所性移植モデルにおける腫瘍塊の増殖抑制効果およびリンパ節転移への影響について解析する。そのため、細胞レベルより結果が出るのに時間がかかるため、より計画的に実験を計画する必要があると考える。ヌードマウスおよび研究に使用する試薬などの消耗品を購入予定である。
遺伝子組み換えウナギ生殖腺刺激ホルモンの産生とその卵成長における機能解析

脳下垂体で産生、分泌される生殖腺刺激ホルモン(GTH)は、脊椎動物を通して配偶子形成の制御に中心的な役割を果たす重要な因子である。そのため、GTHの詳細な作用機構の解析は、より効率的な魚類の種苗生産技術を確立する上で非常に重要である。また、他の脊椎動物同様、魚類では2種のGTH(FSHおよびLH)が存在するが、両GTHの異なる特異的役割に関しては殆ど不明なのが現状である。そこで今年度は先ず、昨年度ショウジョウバエS2細胞を用いて作製したニホンウナギ組換えFSHおよびLHを用いて、その卵巣における性ステロイドホルモン産生への影響を生体外培養系により調べた。その結果、卵黄蓄積前の前卵黄形成期の卵巣では、両GTHによる有為なステロイドホルモン産生への影響は認められなかったものの、卵黄形成期の卵巣ではFSHによって有意に卵黄形成を誘起する雌性ホルモン(エストラジオール-17β)の産生が高まった。一方、成熟期の卵巣では高濃度のLHにより黄体ホルモンの一種である卵成熟誘起ステロイド(17α,20β-ジヒロドキシ-4-プレグネン-3-オン)の産生が活性化された。また同様に、ステロイドホルモン産生を担う各種ステロイド合成酵素遺伝子の発現に及ぼすFSHおよびLHの影響を調べたところ、各GTHがそれぞれ異なる様式で卵巣の発達段階依存的に各種酵素の発現を調節していることが明らかとなった。以上の結果、FSHは卵黄形成にLHは卵母細胞の成熟に性ステロイドホルモンの産生を介して関与していること、またこの性ステロイドホルモン産生の調節の少なくとも一部は、ステロイド合成酵素の遺伝子レベルでの発現調節を介していることが示唆された。脳下垂体で産生、分泌される生殖腺刺激ホルモン(GTH)は、脊椎動物を通して卵形成の制御に中心的な役割を果たす重要な因子である。他の脊椎動物同様、魚類では2種のGTH(FSHおよびLH)の存在が明らかになっている。しかし、多くの魚種ではGTHの精製を行なうに十分畳の生物試料を得ることが困難なため、両GTHの異なる特異的役割に関しては殆ど不明である。そこで先ず、ショウジョウバエS2細胞による組み換えタンパク合成系を用いてニホンウナギ組み換えFSHおよびLHの大量合成を行なった。ウナギGTHのヘテロ2量体を構成するサブユニット、すなわち共通のαサブユニットおよびホルモンに特異的なβサブユニット(FSHβあるいはLHβ)を高レベルで同時に発現する恒常発現株を作製し、大量培養を行なった。得られた組み換えFSHおよびLHはimmobilized metal affinity chromatographyおよびゲル濾過により精製した後、SDS-PAGEおよびウェスタンブロットにより解析した。その結果、FSHおよびLHは、ともに95%以上の純度を示し、それぞれに対応するサブユニットに対する特異抗体を用いたウェスタンブロットで陽性反応を示した。また、その産生量は、培養液1リットルあたりFSHで5-6mg、LHで2-3mgであった。更に、それぞれのGTHに対する受容体(FSH受容体およびLH受容体)をコードするcDNAを単離、レポーターアッセイ系を構築し、組み換えGTHがそれぞれの受容体を介して細胞内のシグナル伝達を惹き起こすか否かを検討した。その結果、FSH受容体はFSHおよび高濃度のLHにより、LH受容体はLHによってのみ活性化され細胞内シグナル伝達が誘導された。このことから、得られた組み換えGTHが生物活性を有すことが明らかとなった。また、そのホルモン活性をサケ脳下垂体抽出物と比較したところ50-100倍の高い比活性を示した。
成人の必須アミノ酸必要量

成人の必須アミノ酸必要量について、最も包括的且つ最新のものは、FAO/WHO/UNUが1985年に報告した値である。それによれば、成人の必要量は総必須アミノ酸の12.7%である。この成人の値は、乳幼児の1/4、学童の1/2に過ぎず、低く見積もられ過ぎていると考えられる。そこで、健康な男子大学生を被験者とし、主に窒素出納法により、必須アミノ酸必要量を蛋白質摂取量との関係で追究した。蛋白質摂取量(Nx6.25)を0.5、0.75および1.0g/kg/dayの3レベルとし、それぞれの蛋白質レベルにおいて、必須アミノ酸/総アミノ酸の比率(EAA/TAA比)を20%、30%および40%に変化させた。3日間の標準食期の後、11日間からなるアミノ酸食期を3期設け、EAA/TAA比の異なる3つのアミノ酸食を被験者毎に無作為の順に与えた。このような実験単位の食事実験を、3つの蛋白質摂取レベルについてそれぞれ行った。その結果、いずれの蛋白質摂取レベルにおいても、EAA/TAA比を30%から20%に下げると窒素出納は悪化した。1.0g/kgの蛋白質レベルでは、30%から40%に上げると、窒素出納はさらに改善される傾向が認められた。20%EAA/TAA比では、0.75および1.0g/kgの蛋白質摂取レベルにおいても、なお窒素出納が負を示す者が見られた。これらの結果は、蛋白質摂取レベルにかかわらず、20%EAA/TAAでは必須アミノ酸摂取量を満たしていないことを示している。血漿遊離アミノ酸について見ると、40%EAA/TAA比では血漿EAA/TAA比は標準食期と差はなかったが、30%に下げると血漿の比も低下し、20%ではさらに低値となった。以上の結果よりわれわれは、1985年のFAO/WHO/UNU報告は成人の必須アミノ酸必要量を低く見積り過ぎていると結論した。