hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
角膜上皮構造の再生におけるカルシウム動態を介した細胞内情報伝達

・本申請者の作成した生理的形態を維持した角膜上皮標本の局所刺激マイクロケラトームを用いて作成した標本を灌流水槽に移し替え,周囲をバッファーで灌流し,カルシウム感受性色素(Fura2、Indo1、Fluo-4)を標本に負荷した。灌流液中にSubstance Pなど神経自由終末から漏出する伝達物質を局所的に与え,細胞内カルシウムイオンの動態を蛍光顕微測光システムで観察したところ、個々の細胞はそれぞれ細胞内カルシウムイオン濃度が上昇したが、上皮内のどのレベルでの反応であるかは明らかにならなかった。リアルタイム高速共焦点レーザー顕微鏡での観察においては、角膜上皮内の細胞の同定は可能であったが、細胞内カルシウム濃度の変動を捕らえ切れなかった。現在、細胞内カルシウム濃度が角膜上皮内のどのレベルで反応を生じているかをより精密に測定観察できるよう、更なる標本の改良を行っている。・細胞内カルシウムイオンの伝達方向の検討ならびにその生理的作用の検討家兎角膜を四象限に分け,それぞれ0,90,180,270度の位置に対応する上皮細胞標本を作製し,それぞれの標本の間で細胞内カルシウムイオンの動態に差があるか検討した。それぞれの象限での標本間に現在のところ、明らかな有意差を認めていないが、ある象限の標本においては、異なったパターンの反応を示すものがあり、今後の更なる検討を要すると考えられた。平成16年度本申請者の作成した生理的形態を維持した角膜上皮標本の改良・今回入手したマイクロケラトームを用いて,角膜軸部まで連続した標本を作製するにあたり,カルシウム感受性色素を負荷できる小さな標本は作製できたが,目標とした角膜輪部まで連続性を持った角膜標本がまだ完成されていない。原因として,家兎の角膜形状が今回入手したマイクロケラトームのサクションリングと微妙に合わないため,角膜輪部まで連続した標本を切断しきれないことが考えられる。そのため家兎の角膜形状に合わせたサクションリングを現在改造中である。・カルシウム感受性色素(Fura2,Indo1)の標本への負荷に関し,これまで行っていた色素濃度では今回より作成した酵素を用いず,ケラトームにて作成する連続組織標本上り細胞12層のみし力演荷できない。この状態で行った実験によれば隣り合った細胞間において細胞内カルシウムイオン濃度の同期した変動が確認されたが,これまでに報告してきた実験結果とおなじことであった。今回の研究においてはより深層の細胞層に対し感受性色素を負荷する必要があるため,現在,色素濃度を含めた新しい負荷方法を検討中である。・試薬の局所的に投与に関しては局所刺激装置(マイクロインジェクター)を用いて行うが,この装置に関して問題はなく,かなり微細な局所刺激が可能であった。
細胞極性と細胞間透過性を決定する接着分子オクルディンの構造と機能

マウスES細胞においてオクルディン遺伝子をダブルノックアウトしたところ、意外なことにオクルィンのないES細胞からよく発達したTJを持つ上皮細胞が分化した。このことはオクルディン外にTJを構成する膜蛋白質が存在することを決定的に意味していた。そこで、TJが濃縮してるジャンクションの分画から、ソニケーションおよびそれにづづく蔗糖密度勾配遠心の過程においオクルディンと挙動をともにする膜蛋白質を同定するという方向で解析を進めた。その結果、分子量22kDの膜蛋白質が候補にあがり、そのバンドを電気泳動ゲルから切り出して部分アミノ酸配列を決定した。その結果得られたアミノ酸配列からESTデータベースを検索したところ、マウスのESTクローンに同一のものが2種類見つかり、それを用いで22kDの膜蛋白質をコードする全長遺伝子が2つ単離された。この2つのcDNAによりコードされる蛋白質はお互いに相同性のある4回膜貫通型蛋白質で、培養上皮細胞に導入するとTJに濃縮した。そこでこれらの蛋白質をクローディン-1および-2と名付けた。このクローディンをTJを持たないL細胞に導入すると、その細胞間にきわめてよく発達したTJが形成されることが分かった。さらに、オクルディンを強制発現させると、オクルディンはクローディンに引き込まれてともにTJを形成することが明らかになった。さらに、データベース検索を行うとクローディン-1と-2によく似た配列が多数見つかってきた。このことはクローディンが大きな遺伝子ファミリー(クローディンファミリー)を形成していることを示している。現在までに8種類のクローディンが存在することが明らかになり、そのcDNAおよび特異抗体の作製が進んでいる。以上の研究により、TJの機能を分子生物学的手法で細胞レベルだけでなく個体レベルでも操作することが可能になりつつあると思われる。(1)ヒトとマウスのオクルディンのcDNAおよび特異抗体(担当:古瀬幹夫)ヒトとマウスのオクルディンをコードするcDNAを単離し、大腸菌で作ったリコンビナント蛋白質を抗原にしてヒトとマウスのオクルディンに特異的なモノクローナル抗体を作製した。(2)細胞極性と細胞間透過性の決定に関するオクルディンの役割:細胞レベルでの解析(担当:米村重信)オクルディンの発現を抑えたり機能を阻害した時に、上皮細胞の細胞極性と細胞間透過性がどのように影響を受けるかを、細胞レベルで詳細に検討した。(3)細胞極性と細胞間透過性の決定に関するオクルディンの役割:個体レベルでの解析(担当:永渕昭良)オクルディンのドミナントネガティブ分子を用いて、トランスジェニックマウスを作製し、オクルディンの個体における役割を実験的に検討することを始めた。(4)ヒトの種々の病態とオクルディンとの関係(担当:月田承一郎)オクルディンの細胞外ドメインに対する自己抗体が、種々の病態を作り得るかどうか明らかにするために、種々の疾患(具体的には多発性硬化症とクローン病)の患者の血清を調べた。(5)オクルディンを裏打ちする蛋白質群の解析(担当:伊藤雅彦)15EA08:分子複合体としてのオクルディン・ZO-1・ZO-2の機能解析を行った。本年度は、マウスオクルディン遺伝子をES細胞レベルでダブルノックアウトし、オクルディンの機能を明らかにすることを試みた。型どおり、マウスのゲノムライブラリーからオクルディン遺伝子を単離し、構造を決定し、ターゲッティングベクターを作製し、相同組み換えによりES細胞のオクルディン遺伝子を一つ破壊した。さらに薬剤耐性を利用することによりもう一つの対立遺伝子も破壊した。このようにして得られたES細胞から、旋回培養によりEmbryoid Body(EB)を作製し、表面に上皮様の細胞が形成されるかどうかを検討した。

その結果、意外なことに、オクルディン欠失ES細胞も、充分な極性を有した上皮細胞に分化できること、さらにはこのオクルディ欠失上皮細胞がよく発達したタイトジャンクションを細胞間に有することが明らかになった。以上の結果を単純に解釈すると、オクルディンにアイソタイプが存在し、機能的重複が見られるのであろうということになる。しかし、これまでに我々を初め多くの研究室の努力にもかかわらず、オクルディンのアイソタイプがあるというデータは得られていない。したがって、タイトジャンクションに局在し、オクルディンと機能的には似ているが、異なる膜蛋白質が存在することを強く示唆している。タイトジャンクションの調節機構は、医学・生理学的に極めて重要な研究テーマであるが、特に病気の治療という面では、薬剤を患部に到達させるという観点から重要である。もし、タイトジャンクションを一過的にこわすことができれば、画期的なドラッグデリバリー法となる。このような目的のためにも、さらなるタイトジャンクション膜蛋白質の同定が待たれる。我々は,数年前に,タイトジャンクション(TJ)に局在する膜蛋白質として初めてオクルディンをニワトリの肝臓から同定することに成功した。しかし、昨年マウスES細胞においてオクルデイン遺伝子をダブルノックアウトしたところ、意外なことにオクルディンのないES細胞からよく発達したTJを持つ上皮細胞が分化した。このことはオクルディン以外にTJを構成する膜蛋白質゚が存在することを決定的に意味していた。本年度は、この新しいTJ膜蛋白質の同定に焦点を絞った。まず、オクルディンと類似した蛋白質をデータベース検索亨RT-PCR法により同定しようと試みたが、このような蛋白質はみつからなかった。そこで次にオクルディンと結合する蛋白質を同定するためにtwo-hybrid法や免疫沈降法を行なったが、成功しなかった。そこで、TJが濃縮しているジャンクションの分画から、ソニケーションおよびそれにづづく蔗糖密度勾配遠心の過程においてオクルディンと挙動をともにする膜蛋白質を同定するという方向で解析を進めた。その結果、分子量22kDの膜蛋白質を2種類同定し、これらの蛋白質をクローディン-1および-2と名付けた。このクローディンをTJを持たないL細胞に導入すると、その細胞間にきわめてよく発達したTJが形成されることが分かった。さらに、オクルディンを強制発現させると、オクルディンはクローディンに引き込まれてともにTJを形成することが明らかになった。以上の研究により、TJの機能を分子生物学的手法で細胞レベルだけでなく個体レベルでも操作することが可能になりつつあると思われる。
網羅的遺伝子同定法の開発

本研究の目的は、着目している現象を誘導する遺伝子を網羅的に同定する方法の開発である。そのためまず、標的遺伝子の特定のサイトをそれぞれ標的とするサンプルを最終的に9種類デザイン・作製した。それらを個別に動物細胞に導入し、その中で標的の遺伝子の発現を最も効果的に制御できるサンプルを分子生物学的な手法を用いて、同定した。さらに、目的の表現形を誘導する条件の検討を行い、最高で6070%まで誘導率を高めることができた。分化や疾患など生命現象に関わる遺伝子群を網羅的に同定することは、生命現象のメカニズムの解明や疾患の新たな治療法を開発する上で非常に重要である。そのような遺伝子を網羅的に同定する手法の開発のために、本年度ではまず、ポジティブコントロールとして作用を示す、特定の遺伝子発現を制御できるサンプルの作製を行った。このサンプルを用いることにより、どれくらいの濃度で存在すれば、その機能を発揮できるかについての重要な情報を得ることができる。まず、その遺伝子を特異的に認識し発現調節が可能な候補サンプル4種類をデザインし、化学合成したフラグメントを出発物質として、それぞれのサンプルを3ステップで作製した。さらに、標的遺伝子発現を定量的にモニターできる系の構築も行った。最終的に得られた4種類のサンプルを個別に、モニター系と同時に動物細胞に導入した。1日以上において経時的に細胞を回収し、細胞抽出液を調製した。各々の細胞抽出液中の標的遺伝子の発現量を酵素的に定量したところ、すべてのサンプルで有意な遺伝子発現が見られ、特に一つのサンプルで、動物細胞への導入後3日培養して得られた抽出液において、顕著な標的遺伝子の発現が見られた。同じ実験を複数回繰り返し、この結果の再現性を確認することができた。さらに効果的な遺伝子発現を達成するために、さらなる5種類のサンプルをデザインし、それらの作製を行った。現在最後のステップを実施中で、完成次第遺伝子発現調節能を評価する予定である。そのような遺伝子を網羅的に同定する手法の開発のために、本年度ではまず、研究に用いる、クオリティーの高いサンプルの作製を行なった。目的のサンプルを構築するために必要なそれぞれの部品を混合し、秩序正しく再構成させることにより、よりクオリティーの高いサンプルの作製を試みた。数回反応条件を変えながら改良していくことにより、最終的にこの段階の効率は問題なく作製できた。次に、得られたサンプルを大腸菌に導入したが、その効率が思わしくなかった。大腸菌自体を自作し、異なる作製手順を何度かトライし、さらに凍結融解によるダメージを防ぐため、それぞれフレッシュな大腸菌を用いて導入を試みたが、効率の大幅な改善は見られなかった。しかしながら、異なる菌種を用いると、導入効率の改善が見られた。しばらく培養後、得られたサンプルのクオリティーをチェックしたところ、少なくとも実験に用いるために必要なレベルには達成していることが確認できた。そこで次に、得られたサンプルを動物細胞に導入し、サンプルを含まないコントロール実験との比較・検討を行なった。しかしながら、現在までの初期実験では顕著な違いがまだみられていない状況である。目的の反応を得るためには様々なファクターを検討する必要があり、現在、用いるサンプルの量、加えるタイミング、培養時間等の最適化を行なっているところである。そのような遺伝子群を網羅的に同定する手法の開発のために、本年度は、継続して、ポジティブコントロールとして作用を示す、特定の遺伝子発現を制御できるサンプルの作製を行った。このサンプルを用いることにより、どれくらいの濃度で存在すれば、その機能を発揮できるかについて重要な情報を得ることができる。まず、昨年度作製した4種類のサンプルとは異なるサンプルをさらに5種類作製した。すでに当研究室で確立された方法にもとづいて、化学合成したフラグメントを出発物質として、それぞれのサンプルを3ステップで作製した。最終的に得られた追加の5種類を加えた、全9種類のサンプルを個別に、標的遺伝子発現を定量的に評価できるモニター系と同時に動物細胞に導入した。導入後1日以上において経時的に細胞を回収し、細胞抽出液を調整した。次に、各々の細胞抽出液中の標的遺伝子の発現量を酵素的に定量した。その結果、今回新たに作製した5種類の中に、以前作製した中でベストのサンプルよりもより活性が高いものが見られた。同じ実験を複数回繰り返し、この結果の再現性を確認した。さらに、細胞内でのサンプルの存在量を定量・比較したところ、今回見い出したサンプルはほかのサンプルに比べて特に多いわけではなく、むしろ少ない傾向が見られた。したがって、このサンプルが最も高い活性を有することを確認できた。蛋白質工学・遺伝子工学・細胞工学昨年度までの遅れを取り戻すことができていないため。よりクオリティーの高いサンプルの作製に予想以上に時間がかかってしまったため。

今までの遅れを取り戻すためにも、研究の進行をできる限り早める。今までに作製したサンプルを用いて反応させ、その条件の最適化を行いながら、同時に平行してさらに質の高いものを作製していく予定である。該当なし
先進の波長可レーザによる高い励起子準位の解明と量子ドットにおけるスピン制御の研究

JSTの先端計測の委託事業で開発した高出力でASE-Free、広帯域にモードホップフリー同調可能な1μm帯の波長可変レーザと高効率でシャープカットオフなスペクトラフィルターを用いPLE測定により、極低温下の顕微スポットにおいて、GaAs基板上に自己組織化した個別InAs量子ドットの吸収スペクトルを高分解能で測定した。また、磁場印加により量子ドットのZeeman効果を調べた。その結果、自己組織化InAsドットはその形状を反映して実に多様な励起準位を形成していることを明らかになった。また、吸収、発光の偏光特性の解析から、殆どの励起準位間のフォノン緩和においてスピン状態は保存していることが分かった。励起子やスピンの操作に必要な量子ドットの多重励起子状態への光学遷移を、2台の波長可変レーザを用いる2光子分光法(2重共鳴法)により調べた。一方のレーザ波長を顕微スポットにある特定の量子ドットの吸収スペクトルに固定し、もう一方の波長を掃引しながらPLE測定を行った。用いたサンプルには1μmφの顕微スポットに数十個の量子ドットが存在しているが、同時励起のPLEスペクトルから個別のレーザで励起した場合のPLEスペクトルの和を引くことにより、狙った量子ドットの多重励起子状態への吸収スペクトルを明らかにした。同じ量子ドットにいて励起子分子などの多重励起子状態への吸収スペクトルは通常の励起子吸収と類似のスペクトルパターンを呈すが、量子ドット内の電子相関により、多重励起子吸収線は対応する励起子吸収線より高エネルギー側にずれていることが分かった。CTPなどの量子光学的分光に必要なMHzレベルの安定性と制御性を有する波長可変レーザシステムの開発を進めた。CTPの測定に必要な微弱光の高感度検知のため1μm帯のフォトンガウンティングシステムの立ち上げた。尚、この研究は私の退職後も研究室で引き継がれる。
フォトクロミックイオノフォアによる分離・分析・計測の光増幅

(1)光応答性クラウンエーテルの分子設計と金属イオン錯形成の光制御モノアザクラウンエーテルにスピロベンゾピラン部位を付与した、いわゆる、クラウン化スピロベンゾピラン誘導体の光照射下における金属イオン錯形成能について詳細に検討した。すなわち、クラウン化スピロベンゾピランの金属イオン錯形成能が、光照射により可逆的に変化することを見いだした。一方、トリフェニルメタンにクラウンエーテル部位を付与した誘導体、すなわち、クラウン化マラカイトグリーンロイコニトリルについても、暗時と可視光照射下におけるアルカリ金属イオン錯形成能を詳細に検討し、ビスクラウン化マラカイトグリーンでは、紫外光の照射/遮断により金属イオン錯形成能のall-or-nothing的な光制御が実現できた。(2)金属イオンの抽出・光度定量分析の光増幅クラウン化スピロベンゾピランは金属イオン抽出比色試薬としての機能も有し、その抽出能は光制御可能であることが判明した。クラウン化スピロベンゾピランを抽出光度定量試薬とする金属イオンのフローインジェクション分析(暗時および紫外光照射下)が有用であることも認めた。また、類似の機構で、光駆動型の金属イオン液膜輸送が実現できた。(3)光応答性クラウンエーテルを含むミセル溶液の分離・分析への応用クラウン化スピロベンゾピラン誘導体を界面活性剤に溶解させ生成したミセル溶液を使用して、吸収および蛍光スペクトル変化による金属イオンセンシングを検討した。その結果、優れたイオン選択性を有するアルカリ金属イオンセンシングの可能性を示唆した。また、クラウン化スピロベンゾピランを含むミセル水溶液では、光照射によりミセル形状と粒径ならびに会合数が変化する現象を見いだし、それに伴う有機分子のミセル内への取り込み量も制御できることを見いだした。1)すでに合成したフォトクロミッククラウン化合物(クラウン化スピロベンゾピラン)を、金属イオンの二相分配系溶媒抽出ならびに膜輸送分離のイオノフォアに適用した。二相界面に紫外または可視光を照射し、溶媒抽出ならびに膜輸送の制御を検討し、特に、金属イオン分離における選択性および効率の光増幅を試みた。予備実験では、12-クラウン-4、15-クラウン-5、18-クラウン-6環を有するモノ-及びビス(スピロベンゾピラン)を溶媒抽出および膜輸送実験に用いた場合、輸送効率やイオン選択性において顕著な光(紫外光照射)増幅効果が認められた。特に、12-クラウン-4環を有するビス(スピロベンゾピラン)誘導体を用いるアルカリ金属イオン膜輸送では、優れたリチウムイオン選択性が認められた。2)ミセルを使用する効率の良い金属イオン分離系を模索するために、脂溶性フォトクロミッククラウン化合物を含むミセル界面の挙動を調べた。その結果、長鎖アルキル基を持っスピロベンゾピラン誘導体は、単独ではミセル形成能が乏しいが、従来のアニオン性界面活性剤とともに安定なミセルを形成し、フォトクロミック部位の光異性化によりミセルの安定性(臨界ミセル濃度)が影響を受けることが判明した。3)スピロベンゾピラン残基を複数個持つクラウン化合物、すなわち、クラウン化オリゴ(スピロベンゾピラン)を用いて、多価金属イオンの錯形成反応の光制御系を設計した。すなわち、クラウン化オリゴ(スピロベンゾピラン)は、多価金属イオンの分離・分析に有用と考えられた。スピロベンゾピランを2個有する誘導体[クラウン化ビス(スピロベンゾピラン)]については、すでに若干の知見が得ているので、スピロベンゾピラン残基を3個または4個持つクラウン化オリゴ(スピロベンゾピラン)の合成に挑戦し、その基本物性を調べた。

その結果、3個または4個持つクラウン化オリゴ(スピロベンゾピラン)の合成に成功した、また、これらの化合物の金属イオン錯形成能を、吸収スペクトルやエレクトロスプレーイオン化質量分析で調べた結果、アルカリ金属イオンよりも、銅や銀イオンなどの重金属イオンに親和性を示すことが分かった。1)スピロベンゾピラン残基を3個または4個持つクラウン化オリゴ(スピロベンゾピラン)について、多価金属イオン錯形成能ならびに液-液抽出能、さらには、その光照射効果を調べ、新たな多価金属イオンの光増幅分離・分析の可能性を探った。その結果、クラウン化オリゴ(スピロベンゾピラン)では、期待された3価イオンなど多価金属イオンに対する顕著な特異性は発現しなかったが、銅のような遷移金属イオンに対する親和性が増した。また、複数のスピロベンゾピラン残基を反映し、銅(II)イオンと銀(I)イオン間のイオン選択性の光制御が可能となった。これは、光異性化によって生じたメロシアニン体のフェノラートアニオンと中心金属イオンの相互作用の効果がより顕著に現れた結果である。(相互作用において、前者のイオンでは強く、後者のイオンでは弱い。)2)クラウンエーテル環を有するマラカイトグリーンを用いて、膜電位光応答を調べた結果、顕著な電位応答が認められた。3)フォトクロミッククラウン化合物の材料としての機能性および利便性を向上させるために、高分子化を行った。すなわち、クラウンエーテル環スピロベンゾピラン環を側鎖に含むビニルポリマーを合成し、その金属イオン錯形成ならびに光異性化挙動を調べた。その結果、このフォトクロミッククラウン高分子では、対応する低分子化合物とは全く異なる物性(高分子効果)および機能が認められ、物質分離光制御の可能性を示唆した。4)アルカリ金属イオン以外(重金属イオンなどのソフトな金属イオン)の光制御を行うために、大環状配位子(クラウンエーテル)部位のヘテロ原子を硫黄原子に置き換えたフォトクロミック化合物を分子設計し、銀、水銀、鉛イオンなどを対象とするフォトクロミックチアクラウン誘導体を合成した。予想通り、アルカリおよびアルカリ土類金属イオンよりもソフトな金属イオンである銀イオンなどに大きな親和性を示し、その光制御も可能であることがわかった。1)複数個のカルボキシル基を有するクラウン化スピロベンゾピランを分子設計した。3つのカルボキシル基と1つのスピロベンゾピラン基を有するテトラアザ-12-クラウン-4を合成し、金属イオン錯体成能を吸収スペクトルにより調べた。この新規クラウン化スピロベンゾピラン誘導体は多価金属イオンに親和性を示し、アルカリ土類金属、遷移金属および希土類金属イオンと安定な錯体を形成し、そのスピロベンゾピラン部位をメロシアニン体に異性化させた。2)サーモトロピック液晶物質をイオン感応膜媒体とするニュートラルキャリヤ型イオンセンサーは、温度に依存する相転移を起こし、液晶状態(高次配向状態)で優れたイオン選択性を示す場合があることを見出している。この液晶性感応膜に典型的なフォトクロミック化合物であるアゾベンゼン誘導体を添加すると、アゾベンゼン誘導体の光異性化によって、イオン感応膜の相転移を起こし、その結果、イオンセンサーの選択性の光制御が可能であることを認めた。
単分散クラスター超分子の単電子デバイス機能の開発

四塩化チタン存在下における、ケトンとアミンの脱水縮合反応によるイミン結合(-C=N-)生成の繰り返しにより、フェニルアゾメチンデンドリマーを合成した。金属に塩化スズを用いた滴定をUV-visスペクトルにて追跡、イミン数と同数の30当量の塩化スズを添加するまで、錯形成によりスペクトルが変化した。さらに、2、4、8、16当量のスズの添加に伴って、等吸収点が4段階で移動する。これは、分子内に環境の異なる4種類のイミンが存在することを意味する。イミン数と金属添加量の当量関係から、金属がランダムに配位するのではなく、常識に反し塩化スズがデンドリマーの中心のイミンから外に向かって一層ずつ段階的に規則正しく配位(段階的放射状錯形成)することが明らかとなった。これにより金属の個数を決めることが可能になった。塩化金のDPAイミンへの錯形成挙動をUV-visスペクトルにより観測し、等吸収点が2,4,8,16当量で4回シフトしたことから、塩化金がDPAイミンに対して1対1でコアから段階的に放射状に錯形成することが確認できた。また、溶液状態で特定個数の塩化金を導入したDPAに対し、固相状態でのUV照射と溶液状態での還元剤による還元の2種類の方法によりクラスター化を試みた。透過型電子顕微鏡よる直接観察より、UV照射と化学的還元の両方の場合についてクラスター形成を確認した。金の単分散クラスターを得る方法を確立、単電子デバイスへ展開を可能とするものである。
インスリンシグナル伝達の分子機構とその異常による糖尿病の解析

1)ラット3Y1細胞はインスリンレセプターとIRS-1が欠失している。この細胞にGLUT4myc、インスリンレセプター、IRS-1の3者を共に安定に発現させている3Y1細胞を確立した。この細胞をPMAやNaFで刺激するとGLUT4mycのトランスロケーションは起こるので、この細胞はトランスロケーションに関する基本的装置はもっていると思われる。しかし、インスリン刺激でPI3-キナーゼ、Aktキナーゼは活性化されるがGLUT4mycのトランスロケーションは起こらなかった。この結果からラット3Y1細胞においてはインスリン刺激によるGLUT4のトランスロケーションにはPI3-キナーゼ、Aktキナーゼの活性化だけでは不十分であることが明らかとなった。2)インスリン作用発現に重要な役割を果たすグルコーストランスポーターには基本構造の非常に類似したものが6種類ファミリーとして存在する。その中でGLUT4と対比されるものはGLUT1である。GLUT4はインスリンのターゲット組織である筋肉、脂肪細胞に特異的に発現しており、通常は細胞内膜分画に存在するが、インスリン刺激により細胞表面上に移行し、グルコースを取り込む。一方GLUT1は全身の組織に比較的広く発現しており、合成されたGLUT1はほとんどが細胞内にとどまることなく直接細胞表面上に発現し、定常状態のグルコースの取り込みに関与していると考えられる。このようにGLUT4とGLUT1は全く細胞内局在とインスリン反応性が異なる。申請者らはGLUT4とGLUT1のcDNAの間でキメラを作り、細胞で発現させ、インスリン反応性を検討し、GLUT4のN末半分にインスリン反応性のドメインが存在することを明らかにした。また、GLUT4のN末端領域、中央の細胞内ドメインのループ、C末端領域のいずれかが存在すれば細胞内にとどまることが明らかとなった。インスリン結合により活性化されたインスリンレセプターチロシンキナーゼはInsulin Receptor Substrate-1(IRS-1)の複数のチロシン残基をリン酸化し、そこにPI3-キナーゼなどのSH2ドメインと持つシグナル伝達因子が結合することにより活性化される。我々は新しく開発したGLUT4のトランスロケーションを測定するシステムと、PI3-キナーゼの阻害剤であるwortmanninを用いることによりインスリン刺激によるGLUT4のトランスロケーションにはPI3-キナーゼの活性化が必須であることを明らかにした。さらにPDGFやEGFもそのレセプターを介してPI3-キナーゼを活性化することによりGLUT4のトランスロケーションを起こすことも明らかにした。即ちインスリン特有と考えられていたGLUT4(インスリン反応性グルコーストランスポーター)のトランスロケーションはPDGFやEGFなどの細胞増殖因子もその能力を潜在的に有しており、しかも今まで細胞増殖を伝達すると考えられていたPI3-キナーゼによって担われていることが明らかとなった。しかし、インスリン刺激で活性化されたPI3-キナーゼがGLUT4のトランスロケーションを引き起こすのに必要かつ十分であるかは議論のあるところであり明らかでなかった。そこで我々はインスリンレセプターとIRS-1をほとんど発現していないRat3Y1細胞を用いたインスリンシグナル伝達の再構成を試みた。3Y1細胞を安定にインスリンレセプター、IRS-1、GLUT4mycをcDNAを介して発現させた細胞を作った。その細胞はインスリン以外のNaFやPMAなどの刺激によってはGLUT4mycのトランスロケーションが起こるので、GLUT4mycをトランスロケーションさせる装置はもっているものと思われる。この細胞をインスリンで刺激するとインスリンレセプターチロシンキナーゼの活性化、IRS-1のチロシンリン酸化、PI3-キナーゼの活性化は起こるが、GLUT4mycのトランスロケーションはみられなかった。このことからRat3Y1細胞においてはPI3-キナーゼの活性化がGLUT4mycのトランスロケーションに必要かつ十分ではないことが明らかとなった。

インスリンは代謝調節、細胞増殖因子として生体必須のホルモンであり、それは細胞膜に存在するインスリンレセプターと結合することにより作用を発現する。そのシグナルがどのようにして細胞内に伝達され、最終的なターゲットに到達するか、またその病態によってどのような異常が生ずるかを解析することは医学・生物学上極めて重要な課題である。インスリン作用発現に重要な役割を果たすグルコーストランスポーターには基本構造の非常に類似したものが6種類ファミリーとして存在する。その中でGLUT4と対比されるものはGLUT1である。GLUT4はインスリンのターゲット組織である筋肉、脂肪細胞に特異的に発現しており、通常は細胞内膜分画に存在するが、インスリン刺激により細胞表面上に移行し、グルコースを取り込む。一方GLUT1は全身の組織に比較的広く発現しており、合成されたGLUT1はほとんどが細胞内にとどまることなく直接細胞表面上に発現し、定常状態のグルコースの取り込みに関与していると考えられる。このように基本構造は非常に類似しているにも関わらず、GLUT4とGLUT1は全く細胞内局在とインスリン反応性が異なる。申請者らはGLUT4とGLUT1のcDNAの間でキメラを作り、細胞で発現させた。インスリン反応性を検討し、GLUT4のN末半分にインスリン反応性のドメインが存在することを明らかにした。また、GLUT4のN末端領域、中央の細胞内ドメインのループ、C末端領域のいずれかが存在すれば細胞内にとどまることが明らかとなった。
eラーニングを指向した技能教育支援システムの開発

近年,熟練技能の継承問題が大きな社会問題となっている.技能情報が熟練者の定性的表現,経験に大きく依存し情報共有が困難であるので,技能情報の定量化,教育支援システムの開発が重要である.本研究ではアーク溶接技能を対象とし,技能動作情報を熟練技能者のデータに基づいて定量的に評価し,さらに動作の類型化をすることで効果的に技能教育が可能な教育支援システムの開発を行った.近年,熟練技能の継承問題が大きな社会問題となっている.技能情報が熟練者の定性的表現,経験に大きく依存し情報共有が困難であるので,技能情報の定量化,教育支援システムの開発が重要である.本研究ではアーク溶接技能を対象とし,技能動作情報を熟練技能者のデータに基づいて定量的に評価し,さらに動作の類型化をすることで効果的に技能教育が可能な教育支援システムの開発を行った.平成20年度は技能動作の定量化システムを開発した.具体的にはまず対象技能動作をアーク溶接作業とし,購入した2台のCCDカメラをPCに接続し,60FPSによる同期撮影するシステムを開発した.ここで,アーク光により大幅な画像ノイズが発生してしまうため,赤外線カットフィルタが設置されていないCCDカメラを選定し,そのカメラに赤外線フィルタを用いることでアーク光による画像の白飛びを防ぐとともに,マーカを高輝度小型電球にすることで,画像によるマーカ識別率を高めることができた.また,表面筋電位測定装置により動作時の筋電位を測定し,さらに動画像と同期取得ができるシステムを開発した.表面筋電位は,筋肉の収縮運動の際に生じる微小な電位であり,特に力を入れたときに特徴的な電位波形を取得することが可能である.今回のシステムでは,上腕,および肩部に4chのプリアンプを設置し,溶接作業時の筋電位パターンを計測した.取得した動画像は,購入したモーションキャプチャシステム(DIPP-Motion)で3次元位置情報に変換した.この3次元位置情報の変動と熟練者のアンケート結果から,技能動作の評価において重要な動作プロセスの経過時間ポイントと評価項目を決定し,これらを基に動作を分割可能にした.この分割した動作を技能動作を構成する重要な要素動作として定義し,要素動作単位で評価を行えるシステムを開発した.今回の溶接動作では,ビードの始点,ストレートビード中,ビード終点の3部分で要素動作を構成し,手,および上腕の位置情報と速度や溶接棒の角度や速度等を評価項目とした.これらの評価項目を基に品質工学的手法のMTS法を用い,まず熟練技能者の動作データから基準空間を作成し,その空間からのマハラノビス距離を求めることで,学習者の各評価項目の時系列パターンによる良・不良判定を可能とした.平成21年度は前年度に開発した技能動作定量化技術を基に,技能動作の評価技術,および知的符号化技術を開発した.具体的には昨年度開発をした技能動作定量化システムで得られた3次元位置情報,および筋電位情報を,品質工学的手法のMT(Mahalanobis-Taguchi)システムにより動作評価を行うシステムを開発した.MTシステムは熟練者が選択した熟練度の高い動作データから基準空間を作成し,複数の評価項目からマハラノビス距離により判定を行う手法であり,熟練者の判定基準により定量的に判定することが可能となった.また,基準空間とのマハラノビス距離から誤りの程度を推測し,要素動作ごとにどのような誤り傾向があるかを判定した.この結果から,熟練技能者は溶接棒を支持する手を進行方向に移動させるのではなく,溶接棒と板との角度を一定にしながら下方向に移動させているのに対し,学習者は進行方向への移動が見られた.この動作の違いが同時に取得した筋電位データにも反映されており,学習者の腕・肩に余計な力が働いていて,溶接動作に影響していることが分かった.また,熟練技能者のアンケートとインタビューから,技能動作の「コツ」となる評価基準や技能動作時の注目点を抽出し,誤り傾向から解析した結果と関連付けを行うシステムを開発した.これにより誤り動作の原因が明確化され,誤り程度に応じた習熟度が判定できるようなった.さらに,同期取得した筋電位データから,習熟度の差異による筋活動の部位の違いを明確化した.これらにより,技能情報の知的符号化が実現でき,従来溶接動作の教育ではアーク状況のみで指導を行っていたが,本システムによりアークの出来を左右している姿勢や筋活動を評価することができ,アーク溶接の新たな教育支援システムを開発することができた.平成22年度は最終年度として技能習熟度評価システム,ならびにこれらを統合し,e-ラーニングを指向した技能動作習熟システムの開発を行った.動作を伴う技能の習熟の場合,習熟度に応じて技能の習熟に重要な動作要素を明確に意識しながら繰り返し学習を行う必要がある.そこで,技能動作の習熟過程の構造を明確化,さらに学習者の習熟度を評価するシステムの開発を行った.具体的にはまず熟達者にアンケートを実施し,定性評価における技能動作の習熟階層と評価時の重要な注目点を抽出した.この結果とこれまで開発をした技能動作類型化システムと筋電位データを比較し,技能習熟の構造化を行った.この構造化データに基づいて,学習者の学習データから習熟度を評価する技術を開発した.次にこれまで開発した技能動作定量化システム,技能動作評価システム,技能動作類型化システムを統合した技能動作習熟システムの開発を実施した.システム構成として,熟達者側として技能情報データベース,学習者側として技能動作評価システム,技能動作類型化システム,熟練度評価システムである.

学習者が技能動作データを技能動作評価システムに入力することで,動作データの類型化,習熟度の判定をして,現在の習熟度,問題点を明示することが可能である.実際にアーク溶接の上向きウィービングによる突合せ溶接を実施し,本システムを適用した.対象は配管溶接業務従事者8名で,1名は就業期間1年,7名は415年であった.熟達者のアンケートでは一般的なアーク溶接の注意点しか抽出できなかった.これは,熟達者が身体の使い方のコツを内在化してしまい,かつ通常溶接時の身体状態を外部に表現することをしないためである.本システムで上腕の操作を空間移動,筋電位による筋活動を定量的に類型化したことで,習熟時の重要なポイントを構造化することができた.
有職故実文献による源氏物語注釈のための基礎的研究

研究は、以下の項目を軸に実施した。(1)有職故実文献の収集と撮影およびそれに基づく事項データ作成、(2)書誌学的事項を中心とする関連文献の基礎調査、(3)源氏物語古注釈からの有職故実項目抽出と一覧化、(4)古記録の分析および有職故実関連項目抽出と索引化の検討の4項目である。これらを中心課題として随時討議を重ね、その成果としては、古典籍整備(補修を含む)と撮影(個人蔵の資料を含む)・書誌事項データの蓄積・関連文献基礎調査と個別伝本の解明・古記録所載文献索引用のための基礎資料作成・古注釈有職故実項目一覧(試行版)作成と、雑誌論文3点の公刊等であり、その詳細は下記に述べる通りである。本年度の研究成果を、次の4項目に分けて記述する。1)源氏物語および有職故実文献の実地調査活字化されていない、もしくは基礎的情報の不十分な文献に関して実地調査を行い、書誌的事項を中心とする調書を作成した。京都府立総合資料館・神宮文庫・蓬左文庫等に集められた有職故実関連分野については、特に新しい知見が少なからず得られた。これに付随して資料となる古典籍原本を選定購入し、必要なものには補修を加えて、研究基盤の整備をはかった。2)源氏物語古注釈の有職故実項目一覧作成源氏物語古注釈は莫大な数量に及ぶので、研究史上著名であり、かつ学術的価値の高い『源氏釈』『奥入』『紫明抄』『河海抄』『花鳥余情』『細流抄』等に限定して作業を進める。今年度は、『河海抄』『花鳥余情』について一応の項目抽出を完了し、一覧表を作成した。3)有職故実書・古記録の輪読と討議随時集まりを持ち、標記の研究を行った。今野論文はその成果の一部であり、目下古記録『十輪院内府記』を素材として、そこに現れる書籍名索引を編纂中である。4)解題作成の試行研究の基礎となる文献については、書誌的・文献学的解題が必須であるが、国文学に関わる有職故実書においては、十分な蓄積がないので、汎用性の高い解題を目指して試行した。その他、古典籍のデジタル化・関連展示目録の整備等も行ったが、主要な事項ではないので省略する。本年度の研究成果を、次の5項に分けて記述する。1)源氏物語および有職故実文献の実地調査未翻刻・未紹介の文献を中心に実地調査を行い、主として書誌的事項に関わる調書を作成した。大阪府立中之島図書館・名古屋大学皇學館文庫・天理図書館等の所蔵資料については、特に有益な知見が得られた。また関連の古典籍を購入し、研究基盤の充実を図った。2)源氏物語古注釈の有職故実項目一覧作成昨年度に引き続き、『紫明抄』『河海抄』の当該項目を抽出し、一覧表を作成した。3)有職故実書・古記録の輪読と討議随時輪読会を開催し、標記の研究を行った。視野を中世にまで拡大し、現存する典籍と古記録との対応例を検出、考証した。高田論文はその成果の一部である。4)解題作成の試行有職故実文献の解題作成のために基礎的調査を進め、あわせて源氏物語関連古典籍の解題を試行した。5)関連資料の撮影研究基盤整備の一環として、大阪府立中之島図書館所蔵有職故実資料2点および個人蔵の源氏物語関連文献12点を複写・撮影、整理した。その他、関連展示目録の収集整理・古典籍デジタル処理の検討も行ったが、主要な実績ではないので省略に従う。今年度は継続的な作業として(1)関連文献の収集、(2)源氏物語および有職故実典籍の基礎的調査、(3)有職故実・古記録を活用した注釈的研究、の3点につき実施し、これまでの成果をふまえた新しい試みとして、(4)源氏物語古注釈有職故実項目一覧作成に着手した。以下、各項目につき、記述する。(1)関連文献の収集古典籍自体と複写物による収集を行った。(2)関連古典籍の基礎的調査大阪府立中之島図書館・岩瀬文庫・蓬左文庫等の特殊コレクションを調査し、関連文献のデータを採集した。『源氏物語年立図』編者を特定する知見が得られたこと、『源氏男女装束抄』および『源氏百人一首』初期異版を発見したこと、尾州家収集にかかる古記録部類書の内容調査等は、学界にまったく新しい情報を提供するものであり、特に重要性が認められよう。(3)有職故実・古記録を活用した注釈的研究源氏物語に限定した研究ではないが、縁のある歌謡「葦垣」

歌い替えとその類例に関して、古記録から淵酔行事の故実を復元し、歌い替えの時期・歌い手の伝記・今様の出典等の考証を行った。従来不明とされてきた事象を相当程度解明した点、研究上意味が大きい。(4)源氏物語古注釈有職故実項目一覧作成連携研究者である今野・佐々木・中川と討議を重ね、室町期の代表的古注釈『花鳥余情』を対象とし、項目一覧のモデルとして服飾関連事項を抽出、一覧可能なリストを作成した。作成実務を担当したのは、高田・今野である。まだ試行的ではあるが、一定程度の規模に到達すれば、研究のツールとして非常に有益であることは、確実である。
新時代に対応した工学部数学・応用数学教育の基礎的研究と実証的研究

高度情報化社会においては、従来よりもより適切な数学教育を工学系学生に施す必要がある。また、コンピュータをはじめとする教育機器の進歩、新しい教育道具の出現などの影響で、数学教育の内容も教授方法も変化せざるを得ない。本研究の目的は、工学系の学生に対する数学教育はいかなる目的意識でなすべきか、新時代における工学部学生に対する数学教育は、如何なる内容を、如何なる方法で行うべきかを明らかにすることであった。具体的には、研究代表者および分担者が神戸に於て1回、福岡に於て2回(各2日間)研究集会を開き、わが国および外国の実情の把握から始め、応用数学教育とはいかにあるべきか、特に、教えるべきことは本質的には何であるのか、工学系の学生に対する数学教育の目的は何か、数学と工学との関係の整理はいかにあるべきかをまず論じた。次に、既存のカリキュラムの問題点を洗いだし、整理すべき科目、追加すべき科目について真剣な討論を行った。また、新しい教育方法、特に、コンピュータを利用した教育の利点と問題点、効果的な用い方、用いるときの注意などについて議論した。さらに、今後の応用数学教育について、応用数学教育に関する情報化、パッケージ化などいかにすべきか、応用数学者の育成はどういう機関で行うのが最も良いかについて意見を交換した。最後に、各人が自己の意見をまとめて、メモを作成した。それに、研究代表者が「まとめ」をつけて、数十ページに及ぶ報告書を作成し、現在印刷中である。これは今後、この分野で大いに参考になるものと自負している。その概要を、ITU国際学会で発表する予定である。欧米に比べ、この種の研究はわが国では従来あまり為されなかった。科研総合研究Aによる更に大規模な研究を行う必要があろう。
海洋貧酸素水塊中における食物連鎖の解明

海洋の貧酸素・無酸素水塊中におけるプランクトンの生態を明らかにするために、夏期に貧酸素・無酸素水塊が定常的に出現する有明海奥部および大村湾において、様々なプランクトンの現存量や分類群組成の調査を行った。貧酸素水塊が出現している海域では、植物プランクトン/ネット動物プランクトンの現存量比が大きくなっていた。また、無酸素水塊中であっても繊毛虫プランクトンは出現し、そのバイオマスは表層や中層のバイオマスに匹敵し、大型個体の割合が大きくなっていた。貧酸素・無酸素の環境が継続し、バクテリアマットが形成された海底付近では、単細胞のナノプランクトンが極めて多く出現することが明らかとなった。申請者が内定の情報を得たのは平成27年10月である。それ以降は海洋の成層化が解消しており、貧酸素水塊が発生することはなかった。そこで、平成27年度については、環境調査器材(水質計や溶存酸素計)の購入と、その操作の確認・習熟を行った。また、練習用の採集試料を用いて、定量鍍銀染色法(QPS: quantitative protargol staining)を改良するとともに、その技量を向上させた。この染色方法は、セルロース混合エステル製のフィルターで浮游微生物試料を濾過・濃縮し、フィルター上の微生物をもれなく寒天膜で接着し、接着した状態を保ちながら細胞の核や微小管等を染めて、微生物細胞内外の構造を明らかにするものである。ただし、既定の過程に忠実に従うと、細胞内外の構造が濃い紫色に染まり、そのコントラストが強すぎるために、染色部位の細かい構造を確認することが困難であった。そのため、一連の染色過程から、塩化金による還元操作のステップを取り除くことで、染色の色相を紫色から茶色に変え、染色後のコントラストを弱めて、染色部位の微細構造の把握を可能とした。封入の過程においては、天然樹脂であるカナダバルサムを新たに使うことで封入後のフィルターの透明度が上昇し、透過光を用いた微分干渉観察が可能になった。このことで、超微細な構造を適度なコントラストを保持した像で観察することができ、今まで以上に良好なプレパラートを作成することが可能となった。さらに、平成27年11月2628日に長崎大学の練習船鶴洋丸に乗船し、有明海奥部で夏季に貧酸素水塊が頻繁に発生する測点において、水柱中の浮游微生物を採集した。このときは、貧酸素水塊が発生してはいなかったが、このサンプルを、貧酸素水塊中に生息する生物群の比較対象標本として活用する準備をすることが出来た。申請者が内定の情報を得た平成27年10月以降は、海洋の成層化が解消して鉛直混合が強くなる季節であり、平成27年度末までに海洋の貧酸素化を期待することはできず、また、実際に生ずることがなかった。そのため、平成27年度中には、平成28年度の夏季に発生する貧酸素水塊を研究・実験するための準備や練習に専念する計画をたて、実際に準備・練習を行ってきた。貧酸素水塊中の海洋環境を測定するために、水質計および高精度な溶存酸素計測を購入し、それらの組み立ておよび事前調整・キャリブレーションを行った。測器の特徴や癖を把握して、平成28年度の現場観測時には、それらを良好な状態で直ちに用いることができるよう入念な準備を行った。また、平成28年度に向けた準備・練習の過程において、微生物生物相を把握するうえで欠かすことが出来ない染色法を独自に改良し、微生物細胞の内外の構造をより正確に観察することが期待できるプレパラートを作成することが可能となった。さらに、11月26日から28日にかけて長崎大学の附属練習船に乗船し、有明海の奥部の海洋環境を調査した。貧酸素水塊が夏季に発生する可能性が極めて高い海域において、貧酸素水塊非発生時の生物群集試料を採集し、それを、貧酸素水塊発生時の標本の比較対象標本と使用できるようにした。以上のように、平成27年度の研究実施計画として列挙した項目は、平成27年度中にほぼ実行することが出来たことから、「おおむね順調に進展している。」の区分を、現在までの達成度として選択した。平成28年の4月から10月にかけて、長崎大学練習船鶴洋丸で長崎県大村湾中央部を毎月調査した。海底直上水の溶存酸素濃度は6・7・8・10月に3mg/L以下、特に8月は0mg/Lで無酸素化していた。無酸素化していた8月の海底直上水(水深19m)では、ピコプランクトン(個体サイズは0.22μm、主に浮遊性細菌)の出現量は5.4E+09 cells/Lで、他の調査時の海底直上の出現量(8.7E+081.6E+09 cells/L)よりも多くなっていた。ピコプランクトンよりもサイズが大きいナノプランクトン(個体サイズは220μm、主に小型の原生生物)で、光合成を行う個体の無酸素時の出現量は5.7E+05cells/Lであり、他の調査時(1.6E+051.6E+06 cells/L)の出現範囲内であった。非光合成のナノプランクトンの出現量は1.7E+05 cells/Lであり、他の調査時(1.5E+055.0E+05 cells/L)の出現範囲内であった。

大型な原生生物である繊毛虫プランクトンの、無酸素時の出現量は1.1E+04cells/Lで、他の季節における海底直上の出現量(1.5E+037.1E+03 cells/L)よりも大きくなっていた。このような結果から、夏季大村湾の無酸素化した環境は決して死の世界ではなく、微生物群集は多量に出現している事が明らかとなった。また、浮遊性の細菌の現存量は特に大きくなっていたが、これらの群集の生産は、小型の原生生物に摂餌・転送されるよりは、繊毛虫プランクトンに強く摂餌・転送され、浮遊性細菌から繊毛虫へ向かう食物連鎖を形成していると考えられた。平成28年度は、4月から10月にかけて長崎県大村湾で7回調査を行い、全ての調査時に試料を採集することが出来た。また、夏季には典型的な貧・無酸素水塊が出現し、6・7・8・10月には海底付近で溶存酸素濃度が3mg/L以下となり、特に8月は0mg/Lの無酸素状態となった。予定通り採集したサンプルを検鏡・解析した結果、無酸素水塊中においても浮遊性細菌が出現し、その個体数密度は無酸素化していない水塊中よりもかなり多いことがわかった。さらに、無酸素水塊中においては繊毛虫プランクトンも多く出現し、浮遊性細菌から繊毛虫プランクトンにつながる食物連鎖の存在が示唆され、平成28年度の研究実施計画をほぼ実行することが出来た。また、本研究課題の目的である「無酸素水塊中における微生物群集現存量の把握、および、食物連鎖構造の把握」についても、粗削りではあるがだいたい達成することが出来た。平成28年度から平成29年度にかけては、貧酸素水塊中に出現する原生生物を鍍銀染色・封入して永久プレパラートを作成・観察することを予定しており、この研究項目についても既に開始した。ただし、貧酸素水塊が出現した海底直上の標本試料については、海水中に懸濁している泥の粒子が多く、これが原生生物標本を覆い、顕微鏡による詳細観察が困難となっている。平成29年度は、標本を詳細に観察するために、泥粒子と生物標本を分離させる方法を考え、観察に適した永久プレパラートを作成する事が、方法上の大きな課題となる。平成29年の410月にかけて、長崎大学鶴洋丸を用い、長崎県大村湾中央部(海底水深21m)の水柱中3層を、1カ月に1-2回の頻度で計8回の調査を行った。なお、海底直上水の溶存酸素濃度は、7月から9月にかけては3mL/L以下と低くなっていた。球換算直径(ESD)が410μmおよび10-20μmのプランクトンの出現個体数は、溶存酸素濃度が低い場合でも、減少せずにやや増加する傾向が見られた。また、ESDが20μm以上のプランクトンでは、溶存酸素が低い場合でも、1つのサンプルを除き、出現量の顕著な減少は見られなかった。ESDが20μm以上のプランクトンでは、鞭毛を備えた渦鞭毛藻や珪質鞭毛藻、また、遊泳肢を備えたカイアシ類ノープリウス幼生が遊泳力を持つプランクトンとして出現していた。これらのプランクトンは、貧酸素水塊中でも、出現量や組成割合が小さくはならない様子が頻繁に観察された。平成29年8月21日の海底付近では、貧酸素化が進行して、バクテリアマットが形成されていることが水中ビデオカメラによって観察された。こうした状況下において、ESDが410μmおよび1020μmのプランクトン出現量は、それぞれの画分で共に最大値を示したが、ESDが20μm以上の大型のプランクトンでは最小値を示した。これらの結果から、ESDが4μm以上のプランクトンにとっては、大村湾の夏季の海底で起こる貧酸素化は、決して死の世界ではないことが明らかとなった。また、遊泳することによって不適な環境を避ける能力を有する分類群であっても、貧酸素水塊を避けずに、そこに留まる場合があることが考えられた。
退院調整看護師と病棟看護師の思考過程に着眼した連携・協働による退院支援のあり方

本研究の目的は、退院に伴う意思決定支援を担う病棟看護師と退院調整看護師を対象に各々の看護職の実践に基づいた役割認識を明らかにすることである。今年度は、前年度までに実施した病棟看護師6名、退院調整看護師7名の計13名の看護職へのインタビュー調査の結果に基づいて、引き続き分析を行った。分析の結果から、それぞれの看護師の自己の役割認識と相手から期待されている役割認識に関する共通性と相違性、それぞれの看護師が相手に期待する役割の特徴が明らかとなった。また、同職種であるからこそ、それぞれの専門性を発揮しながら、互いに補完し合うことにより、患者や家族が退院後にどこで、どのように生きていきたいのかという意思決定を支える連携・協働した支援のあり方を検討することができた。今年度の成果は国内の学会で口頭発表した。また、退院支援は意思決定支援であるとの視点から、近年注目されているアドバンス・ケア・プランニングの概念に着眼し、本研究と関連する内容として文献検討した結果を国際学会で発表し、論文投稿を行った。本研究の成果は、執筆中の論文を投稿するとともに、今後は対象の拡大や、具体的な実践をさらに探求していくことにより、看護支援モデルの開発や教育プログラムの作成といった研究に発展させることができると考える。1文献検討退院支援、transitional careにおける意思決定支援に関する国内外の文献を収集し、文献検討を行った。その結果、退院支援において、どこでどのように療養したいのかという患者と家族の意思決定は、退院後のQOLや満足度などに大きく影響することが明らかになった。この重要な決定を支援するためには、患者・家族に関わる退院調整看護師と病棟看護師の資質の向上や連携・協働体制が必要であるが、両者がどのような自己の役割認識を持っているのかは明らかになっていない。今後は、退院に伴う意思決定支援について、それぞれの看護師がどのような役割認識を持ち、実践しようとしているのかを具体的に明らかにすることが課題として挙げられた。2模擬事例の作成本研究では、模擬事例に対し研究対象者が検討した看護実践に関する半構造化面接を行う。模擬事例は、文献を参考に退院支援が必要な患者状態像に基づいて作成した。模擬事例の作成過程では、模擬事例に関連する疾患の専門医、急性期病院に勤務する看護師からスーパーバイスを得た。さらに、看護師2名に模擬事例を提示し、プレインタビューを行った。3病棟看護師と退院調整看護師に対する半構造化面接の実施作成した事例を用いて、急性期病院に勤務する病棟看護師と退院調整看護師の計13名に対し、半構造化面接を行った。調査内容は、模擬事例における看護実践の内容から、病棟看護師と退院調整看護師それぞれの役割認識に関するインタビューを実施した。本年度は、国内外の文献検討と並行して、意思決定支援が必要な模擬事例の作成を行う計画であった。計画通り、文献検討ならびに、模擬事例の作成を行うことができた。さらに、研究対象施設の確保が順調に進んだことから、次年度に予定していたデータ収集を開始することができている。前年度までに実施した退院支援を担う看護師の役割に関する文献検討から、家族に焦点を当てた支援を行うことや、看護師が退院支援に関する教育支援を担う役割を持つことが明らかとなった。2017年度はこの文献検討の結果をまとめ、論文を執筆・投稿した。また、前年度に行った病棟看護師6名、退院調整看護師7名の計13名の看護職(病棟看護師の平均年齢40.6歳、臨床経験年数は平均18.9年、退院調整看護師の平均年齢39.2歳、臨床経験年数は平均15.2年)へのインタビューの内容に基づいて逐語録を作成し、質的記述的分析を行った。分析は研究対象者1人ずつの個別分析と、病棟看護師・退院調整看護師それぞれの職種別での全体分析を行った。分析の結果から、それぞれの看護師の自己の役割認識と相手から期待されている役割認識に関する共通性と相違性、それぞれの看護師の自己の役割認識および、相手に期待する役割の特徴が明らかとなった。今後、さらに考察を進めていく段階ではあるが、異なる立場にある看護職の役割認識について、両者の視点からその内容を明らかにすることは、連携・協働した支援のあり方を検討する上で大きな意義があると考えられる。また、同職種であるからこそ、多職種連携とは異なる連携・協働の方策を検討していく必要があると考えられる。研究対象者の確保が順調に進んだことから、予定していたデータ収集を前年度に前倒しして実施することができ、本年度はデータ分析を集中的に行うことができた。さらに、当初の計画に追加して、データ分析と並行して前年度に実施した文献検討の結果をまとめ、論文を投稿することができた。