hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
糸状菌をホストとする植物アルカロイド生物合成システム

二次代謝産物生産性の高い糸状菌を宿主とした有用植物アルカロイド生物合成システムの構築を目指した。宿主とする麹菌により供給されるチロシンからノルラウダノソリン生成までに必要な生合成酵素遺伝子4種の発現プラスミドを構築し、麹菌に導入した。形質転換体を、順次、誘導培養とその生産物の解析を進めた。特にmonoamine oxidaseとnorcoclaurine synthaseの共発現株にdopamineを投与し、ベンジルイソキノリン骨格をもつ化合物の生成を検討したが、期待した生成物を確認できなかった。そこで、アルカロイドを生産するヒガンバナ科植物より内生糸状菌を分離し、解析を進めている。二次代謝産物生産性の高い糸状菌を宿主とした有用植物アルカロイド生物合成システムの構築を目指し、種々のベンジルイソキノリン系アルカロイド生合成の共通前駆体であるレチクリンを第一のターゲットとして、研究を開始した。出発前駆体であるチロシンは宿主とする麹菌Aspergillusoryzaeにより十分供給可能である考え、チロシンから最初のベンジルイソキノリン骨格化合物であるノルコクラウリン生成までに必要な生合成酵素遺伝子として以下の4遺伝子、A. oryzaeのtyrosinase遺伝子とmonoamine oxidase遺伝子、ケシ由来tyrosine decarboxylase遺伝子、オウレン由来norcoclaurine synthase遺伝子を選択した。植物由来の遺伝子については、麹菌にコドン至適化した遺伝子を合成した。各遺伝子を誘導発現用α-アミラーゼプロモーターの下流に導入し、これを栄養要求性マーカーの異なる4つのベクタープラスミドに組み込んで、各発現プラスミドを構築した。次いで、宿主として用いる4重栄養要求性A. oryzae NSAR1株に発現プラスミドを生合成反応順に組合せて形質転換を行った。プロトプラスト-PEG法による形質転換によって得られたA. oryzae NSAR1形質転換株について、ゲノムDNAを鋳型にしたPCRにより導入遺伝子のゲノムへの組込確認を行った。現在のところ、一部、所望の形質転換株で得られていないもあるが、これまでに得られた形質転換株について、誘導発現培養を行い、導入遺伝子の発現により生産が期待されるdopaおよびdopamineについて、その生産、蓄積を分析中である。二次代謝産物生産性の高い糸状菌を宿主とした有用植物アルカロイド生物合成システムの構築を目指し、種々のベンジルイソキノリン系アルカロイド生合成の共通前駆体であるレチクリンを第一のターゲットとして、研究を進めている。宿主とする麹菌Aspergillusoryzaeにより供給されるチロシンから、最初のベンジルイソキノリン骨格化合物であるノルラウダノソリン生成までに必要な生合成酵素遺伝子であるtyrosinase遺伝子(TYR)、monoamine oxidase遺伝子(MAO)、tyrosine decarboxylase遺伝子(TYDC)、norcoclaurine synthase遺伝子(NCS)について、昨年度構築した各発現プラスミドを4重栄養要求性A. oryzae NSAR1株を宿主として形質転換した。その誘導発現培養を行い、導入遺伝子の発現により生産が期待される化合物の分析を行った。まず、TYRの導入株について、LC-MSで分析したが、L-DOPA、dopamineは確認できなかった。次いで、TYRとTYDCの共発現株を分析したところ、L-DOPAの生産を確認し、TYRがA. oryzaeにおいて機能的に発現することを確認できた。ただし、dopamineの生産は認められず、解析した株でのTYDCの機能的発現は確認することができなかった。そこで、MAOとNCSの共発現株に基質であるdopamineを誘導培地中に投与し、その変換体をHPLCで検出することを試みた。その結果、新規生成物のピークが2つ認められたものの、メインピークはN-acetyl dopamineと同定され、ベンジルイソキノリン骨格をもつ化合物の生成は確認されなかった。そこで、現在、4遺伝子の同時共発現株の取得とその生産物の分析を進めている。二次代謝産物生産性の高い糸状菌を宿主とした有用植物アルカロイド生物合成システムの構築を目指し、種々のベンジルイソキノリン系アルカロイド生合成の共通前駆体であるレチクリンを第一のターゲットとして、研究を進めた。宿主とする麹菌Aspergillusoryzaeにより供給されるチロシンから、最初のベンジルイソキノリン骨格化合物であるノルラウダノソリン生成までに必要な生合成酵素遺伝子であるtyrosinase遺伝子(TYR)、monoamine oxidase遺伝子(MAO)、tyrosine decarboxylase遺伝子(TYDC)、norcoclaurine synthase遺伝子(NCS)について、各発現プラスミドを構築し、これを4重栄養要求性A. oryzae NSAR1株に形質転換した。TYRとTYDCの共発現株ではL-DOPAの生産を確認し、TYRがA. oryzaeにおいて機能的に発現することを確認した。次いで、MAOとNCSの共発現株に基質であるdopamineを誘導培地中に投与したところ、新規生成物が認められたものの、メインはN-acetyl dopamineと同定され、ベンジルイソキノリン骨格をもつ化合物の生成は確認されなかった。

そこで、最終年度では研究方針を改め、アルカロイド生産植物に内生する糸状菌に着目し、宿主植物と同一アルカロイドを生産する内生糸状菌を単離することができれば、植物において生合成機構が未解明のアルカロイドについても、内生糸状菌における解析から植物アルカロイド生物合成系の構築に展開することが可能と考えた。アルツハイマー治療薬であるガランタミンなどのヒガンバナアルカロイドを生産するヒガンバナ科植物を用い、植物体の滅菌条件、内生糸状菌の分離条件を種々検討し、糸状菌の分離を行った。現在、単離菌株からの生産化合物の解析を進めている。二次代謝産物生産性の高い糸状菌を宿主とした有用植物アルカロイド生物合成システムの構築を目指した。宿主とする麹菌により供給されるチロシンからノルラウダノソリン生成までに必要な生合成酵素遺伝子4種の発現プラスミドを構築し、麹菌に導入した。形質転換体を、順次、誘導培養とその生産物の解析を進めた。特にmonoamine oxidaseとnorcoclaurine synthaseの共発現株にdopamineを投与し、ベンジルイソキノリン骨格をもつ化合物の生成を検討したが、期待した生成物を確認できなかった。そこで、アルカロイドを生産するヒガンバナ科植物より内生糸状菌を分離し、解析を進めている。当初計画を少し変更し、A.oryzae多重栄養要求性株を宿主として、チロシンから最初のベンジルイソキノリン骨格化合物であるノルラウダノソリン生成までに必要な4つの生合成酵素遺伝子を順に宿主ゲノムに組み込むことを計画し、遺伝子の調製や合成、および発現プラスミドの構築を行った。次いで、A. oryzae多重栄養要求性株への形質転換により、各遺伝子およびその共発現体の取得を行ったが、その段階で時間がかかった。得られた形質転換体について、順次、誘導培養とその生産物の解析を進めた。特にMAOとNCSの共発現株にdopamineを投与し、ベンジルイソキノリン骨格をもつ化合物の生成を期待したが、主生成物はN-acetyl dopamineと同定され、反応の進行を確認することができなかった。天然物化学ノルラウダノソリン生成までに必要な生合成酵素遺伝子であるtyrosinase遺伝子(TYR)、monoamine oxidase遺伝子(MAO)、tyrosine decarboxylase遺伝子(TYDC)、norcoclaurine synthase遺伝子(NCS)全てを組み込んだ4重共発現株を取得することをまず目的とする。得られる形質転換体について、遺伝子のゲノムへの組み込み、及びその発現をPCR、RT-PCRにより確認する。確認できた4重共発現株を用いて、L-DOPA、domapine、3,4-dihydroxyphenylacetic acid、そしてノルラウダノソリンの生産をHPLCおよびLC-MSにて分析する。ノルダウラノソリンの生産を確認することができれば、ノルラウダノソリンからレチクリン生成までに必要な3つのメチル基転移酵素遺伝子を合成し、これまでに作成した発現プラスミドに追加導入することにより、全7遺伝子を組み込んだ形質転換体の取得、レチクリンのA. oryzaeによる生物合成を目指す。当初計画を少し変更し、A.
スイス連邦の成立と発展に関する国制史的研究

13,4世紀神聖ローマ帝国の帝国国制との構造連関の中で、スイス連邦がいかに成立し、発展したか、国制史的に考察した。まず、皇帝と中スイス地方の渓谷との関係を解明するために、13,4世紀の皇帝特許状を分析した。その結果、各渓谷は、皇帝との結び付きを絶えず求めながら、皇帝直属の帝国国制上の地位を堅持した。こうした皇帝の後ろ盾に支えられて、1291年、ウーリ、シュヴィーツとウンターヴァルデンは、原スイス永久同盟を盟約した。ヴィルヘルム・テル伝説によれば、この同盟は、ルツェルン湖の湖岸にあるリュートリの草地で盟約された。その同盟文書の分析によって、この永久同盟が、13世紀の帝国ラント平和令を継承しながら、一定地域の平和秩序を盟約で維持しようとした。原スイス氷久同盟の基本的あり方は、1315年更新されても変わらず、皇帝との国制的関係を堅持しながら、渓谷内外のラント平和を誓約で遂行しようとした。14世紀中頃からは、ハープスプルク家との利害対立が激化し、周辺の有力都市が原スイス永久同盟と盟約するようになる。ルツェルン、チューリヒ、ツークとベルン、それに渓谷グラールスが、共同で、あるいは個別に加盟し、1353年、8つの都市と渓谷からなる諸同盟に発展した。これ以降、ハープスブルク家の領域拡大政策に対抗して、諸同盟が独自の領域政策を積極的に推し進めるが、その際にも、皇帝特許状は大きな威カを発揮した。15世紀からは、諸同盟が共同で、あるいは個別に内外に向けて領域を一層拡大することになり諸同盟の嶺土拡大に貢献したが、同時に諸同盟内の対立も引き起こした。この危機を契機に、逆に周辺都市の諸同盟への加盟が進められた。その結果、1481年から、フリブール、ゾーロトゥルン、バーゼル、シャフハウゼンと農村領域アペンツェエルが新たに加盟した。1513年には、スイス連邦は、13の都市と渓谷からなる諸同盟に発展したのである。今後、スイス連邦の発展を、都市・農村の関係史として捉えて、諸同盟の構造、諸同盟文書の諸規定を分析することが、不可欠な視点である。この視点から、皇帝と有力貴族ハープスブルク家の権力構造の中で、スイスの都市と渓谷が、いかに独自の国家的まとまりをつくっていったか、さらに、内外で「スイス国」あるいは「スイス人」としてのイメージが人々の心性に思い浮かぶようになったか、15,6世紀の諸史料から読み取ることが、重要な課題となる。13,4世紀神聖ローマ帝国国制との構造連関の中で,スイス連邦の成立と発展を捉える基本視点を据えて,1291年原スイス永久同盟の国制史的背景を実証的に究明した。まず,皇帝と原スイス地方の渓谷共同体の関係を,13世紀の皇帝(国王)特許状を手掛かりに分析した。

その結果,渓谷共同体は,皇帝・国王との結び付きを絶えず堅持しながら,帝国国制の枠組の中で、渓谷の指導層および共同体の利害を自ら擁護するのに努めていた。こうした皇帝・国王の後ろ盾があって,初めて原スイス永久同盟が盟約されたのである。この同盟が,13世紀の帝国ラント平和令の諸条項を継承し、そのラント平和条項をより一層徹底した形で盟約されているのが,現存する1291年同盟文書の内容分析から解明された。原スイス永久同盟の基本的あり方は,1315年更新されても変わらず,皇帝・国王との国制的関係を維持しながら,渓谷内外のラント平和を誓約で遂行していた。ただ,ハ-プスブルク家との利害対立は漸次激化し,とりわけ14世紀中頃以降,同家の領域拡大政策に対抗するために,諸同盟への拡大と同時に,改めて皇帝(国王)特許状の威力が大きくなる。スイスが国家的輪郭をはっきりさせてくるのは,まさに14,5世紀,皇帝・国王との密な繁がりを一貫して求めながら,ハ-プスブルク家に対抗し、また,そのために原スイス永久同盟を軸に,都市共同体・渓谷共同体による特異な諸同盟の拡大の結果なのである。14世紀以降の諸同盟の発展および同時期の皇帝・国王特許状の分析が,今後の研究で展開する主要目的である。13,4世紀神聖ローマ帝国国制との構造連関の中で、スイス連邦の成立と発展を捉える基本視点を据えて、1291年原スイス永久同盟の国制史的発展を実証的に究明した。前年度の研究で、この同盟が、13世紀の帝国ラント平和令の諸条項を継承し、そのラント平和条項をより一層徹底した形で盟約されているのが、現存する1291年の同盟文書から明らかになった。原スイス永久同盟の基本的なあり方は1315年更新されても変わらず、皇帝・国王との国制的関係を維持しながら、渓谷内外のラント平和を誓約で遂行していた。このことを論証するために、1487年までの皇帝特許状40通を手掛りに、皇帝と諸同盟(1353年の八州同盟、1513年の十三州同盟への発展)との一貫した有機的な結び付きを見るとともに、1513年の同盟文書も含めて10通の諸同盟文書、さらに3通の諸同盟共通の「連邦規約」的な文書を重要な史料として、十三州同盟に至るスイス連邦の発展を明らかにした。その結果、ハープスブルク家との利害対立は漸次激化し、特に14世紀中頃以降、同家の領域拡大政策に対抗するために,諸同盟への拡大と同時に,改めて皇帝(国王)特許状の威力が大きかったことが、確認された。すなわち、14,5世紀にスイス連邦が国家的形態を内外とも明確にしてくるのは、13世紀以来、一貫して皇帝・国王との密な繋がりを求めながら、有力になっていたハープスブルク家に対抗し、同時に、常に1291年と1315年の原スイス永久同盟を軸に、最初は8つの、のちには13の都市共同体・渓谷共同体による極めてルースな同盟関係の盟約とその絶え間ない更新の結果なのである。13世紀から16世紀初頭までの神聖ローマ帝国の国制的背景を念頭におきながら、また、スイス固有の地形と風土を前提にして、スイス連邦の成立と発展を具体的に叙述するのが、今後の研究で展開する主要目的である。13,4世紀帝国国制の転換の中で、原スイス永久同盟の盟約と更新、その諸同盟への発展については、皇帝(国王)特許状と、永久同盟をはじめとする諸同盟の同盟文書から、国制史的に考察してきた。まず、13,4世紀の中スイス地方の渓谷の国制史的地位を論証した。その結果、各渓谷は、常に皇帝・国王との結び付きを堅持しながら、渓谷の指導層と共同体の利害を自ら擁護するように努めていた。
深層学習による疾患の超早期発見を可能にする病態発症前モデルの大規模スクリーニング

発癌の分子機構はこれまで多くの研究が行われてきたが、近年の研究から、癌形成は単一の癌抑制遺伝子の変異のみで引き起こされるのではなく、複数の遺伝子変異の蓄積によって生じるといういわゆるマルチヒット仮説が提唱されている。ただ、どの遺伝子変異の組み合わせによって癌が悪性化するかについては、大腸癌におけるAPC・P53、k-ras、Smad4.1といったものが知られているものの、他にも多くの未同定の組合せが残されていることが想像される。このような癌ドライバーのセットを多数同定できれば、癌の未発症状態を知ることができ、疾病予測の実現につながることが期待できる。そこで本研究では、一度に多数の個体を検証できるネッタイツメガエルをモデル生物に用い、CRISPR-Cas9の実験系を用いて既知の癌関連遺伝子を同時に複数変異導入することで、癌形成に関わる遺伝子の新しい組合せを網羅的に見出すことを実験目的としている。まず、変異導入により癌形成が予想される癌ドライバー遺伝子のうち24遺伝子についてgRNAを設計・作成した。このうち、まずはAPC・P53、k-ras、Smad4.1に対するgRNAをCas9タンパク質とともにネッタイツメガエルの2細胞胚に微量注入して発生を進め、腫瘍化個体をスクリーニングすることを進めている。これまでに、腫瘍化個体がいくつか得られ、さらにその個体から得たゲノムDNAをシーケンスしたところ、一部の遺伝子について実際に変異導入されていることが明らかとなった。今後はこのスクリーニングを順次進めるとともに、20種のgRNAを加えたインジェクションと腫瘍化個体スクリーニングを行う。本年度は癌ドライバー遺伝子に対するgRNAカクテルのインジェクションを行い、2週ほど発生を進めた初期幼生について腫瘍化個体をスクリーニングすることを進めた。当初は20種類程度のカクテルを予定しており、実際にgRNAの作成は完了しているが、30年度は確実に腫瘍形成個体を得るため、apc, p53,kras,smad4.1の4種のgRNAを混合したカクテルをインジェクションした。この際、色素形成に関わるチロシナーゼ遺伝子に対するgRNAを加え、注入・遺伝子改変実験に対するコントロールとした。まず、加えるgRNAの種類を増やした際の変異導入効率を、チロシナーゼ遺伝子を指標にして測定したところ、予想通り加えるgRNAの種類の増加に依存して変異効率が減少した。ただ、5種類混合時でも約15パーセントの変異効率が認められたため、カクテルインジェクションは有効であると判断した。実際これまでのスクリーニングにより、腫瘍を持つ個体を得ることに成功している。また、これらの個体からゲノムDNAを抽出して遺伝子欠失の有無を検証したところ、krasの変異が実際に入ってることが確認された。ただ、現在のところ4(または5)遺伝子全てに変異が入った個体を見出すには至っていない。進捗が若干遅れ気味であるが、平成31年度は以下の内容について研究を行う予定である。(1)昨年度から行っている、既知の癌ドライバー遺伝子に対する5種類のgRNAからなるカクテルの微量注入、胚の培養、腫瘍化個体スクリーニングを続ける。この解析によって、腫瘍化がどの程度の頻度で生じるか、その際にどの遺伝子に変異が入っているかを調べていくことによって、カクテルインジェクションの有効性に関する定量的なデータを取得する。(2)また、20カクテルのインジェクションと腫瘍化個体のスクリーニングを大規模に進める予定である。(3)摘出した腫瘍、あるいは腫瘍をもつ個体そのものからPCRを行う際、バーコードを入れたプライマーを用いることで、腫瘍(あるいは個体)ごとの識別ができるようにした上で、遺伝子欠損の解析については、各増幅断片を一つに混合したサンプルから同時にシーケンスを行い、各組織の遺伝子変異状況を一度に調べることができるかどうかを検証する。この手法は、適宜(2)による大規模スクリーニングが進行する過程で適用し、本課題で提案したカクテルgRNA注入、腫瘍化個体スクリーニング、遺伝子欠損解析の一連の流れを確定させたい。今年度は課題の最終年度でもあるため、以上3つの課題の遂行をより推進するため、状況に応じて研究補助員の雇用も視野に入れる。平成29年度は、CRISPR-Cas9の実験系において、転写を介さないgRNAがネッタイツメガエル胚においても確実に作用するかどうかの検証実験を行った。そのため、これまでにCRISPR-Cas9での破壊実績のあるチロシナーゼを検討した。この検証にあたっては、これまではチロシナーゼに対するgRNAは、プラスミドに連結した遺伝子のinvitro転写によって合成することが一般的であったが、今年度の本格的な実験の遂行にあたっては、RNAの外注が効率的であるため、そのまま外注RNAを使う系を使用した。その結果、crRNAとtracerRNAをアニーリングし、Cas9タンパク質を混和させるだけで、効率的なチロシナーゼの破壊、すなわち表皮の白色化を確認することができた。次に、がん抑制遺伝子として知られているAPCの破壊を行った。その結果、APC gRNAのインジェクションによるAPC単独の破壊によっても、腫瘍を持つ個体を得ることができている。本研究そのものがマルチヒット仮説を前提としているため、恐らく他の遺伝子の協調的破壊によって腫瘍化の効率が上がることが期待される。この結果を足場に、新たなガイドRNA(25種類を予定)を作成し、平成30年度に本格的なスクリーニングを開始する予定であるが、この準備のためガイドRNAの設計(特にoff-targetを避けるため)を行い、現在までに配列の設計については終了している。更に、研究代表者の研究室で必ずしもきちんと稼働していなかったネッタイツメガエルの系について、インジェクション実験をするための準備を行い、来年度に向けた本格的な稼働が可能な状態にした。

当初予定に比べて若干の遅れはあるが、研究代表者がネッタイツメガエルの実験系を導入して遂行可能な状況になったこと、分担研究者によりAPCインジェクションによる腫瘍化が確認できたことなどから、29年度の約半年間で行うべき最低限の実験結果は予定通り出たと同時に、30年度以降の本格的な実験遂行の足固めもできたと考えている。発癌の分子機構はこれまで多くの研究が行われてきたが、近年の研究から、癌形成は単一の癌抑制遺伝子の変異のみで引き起こされるのではなく、複数の遺伝子変異の蓄積によって生じるといういわゆるマルチヒット仮説が提唱されている。ただ、どの遺伝子変異の組み合わせによって癌が悪性化するかについては、大腸癌におけるAPC・P53、k-ras、Smad4.1といったものが知られているものの、他にも多くの未同定の組合せが残されていることが想像される。このような癌ドライバーのセットを多数同定できれば、癌の未発症状態を知ることができ、疾病予測の実現につながることが期待できる。そこで本研究では、一度に多数の個体を検証できるネッタイツメガエルをモデル生物に用い、CRISPR-Cas9の実験系を用いて既知の癌関連遺伝子を同時に複数変異導入することで、癌形成に関わる遺伝子の新しい組合せを網羅的に見出すことを実験目的としている。まず、変異導入により癌形成が予想される癌ドライバー遺伝子のうち24遺伝子についてgRNAを設計・作成した。このうち、まずはAPC・P53、k-ras、Smad4.1に対するgRNAをCas9タンパク質とともにネッタイツメガエルの2細胞胚に微量注入して発生を進め、腫瘍化個体をスクリーニングすることを進めている。これまでに、腫瘍化個体がいくつか得られ、さらにその個体から得たゲノムDNAをシーケンスしたところ、一部の遺伝子について実際に変異導入されていることが明らかとなった。今後はこのスクリーニングを順次進めるとともに、20種のgRNAを加えたインジェクションと腫瘍化個体スクリーニングを行う。本年度は癌ドライバー遺伝子に対するgRNAカクテルのインジェクションを行い、2週ほど発生を進めた初期幼生について腫瘍化個体をスクリーニングすることを進めた。当初は20種類程度のカクテルを予定しており、実際にgRNAの作成は完了しているが、30年度は確実に腫瘍形成個体を得るため、apc, p53,kras,smad4.1の4種のgRNAを混合したカクテルをインジェクションした。この際、色素形成に関わるチロシナーゼ遺伝子に対するgRNAを加え、注入・遺伝子改変実験に対するコントロールとした。まず、加えるgRNAの種類を増やした際の変異導入効率を、チロシナーゼ遺伝子を指標にして測定したところ、予想通り加えるgRNAの種類の増加に依存して変異効率が減少した。ただ、5種類混合時でも約15パーセントの変異効率が認められたため、カクテルインジェクションは有効であると判断した。
教養課程におけるマネジメント技術教育プログラムの開発に関する研究

工科系教養課程における技術マネジメントの教育プログラム開発のためのモデルと方法を構築し,実証講義を通じて次の成果を得た.構築したモデルは、マネジメント技術とキャリアデザインを融合したものであり,その基礎は我が国産業界の世界的競争優位性の1つであった改善活動を,知識創造の継続的改善モデルとして再構築したものである.3年間,4965名の実証講義を通じ,8割以上の受講生の受講後の態度変容を確認できた.本年度はキャリアデザイン教育の専門教育に対する動機づけレベルへの影響分析を行い、以下の成果を得た。(1)平成26年度に初年度として実施されたキャリアデザイン教育内容の整理と学生満足度および専門科目への関心度の分析としてPDCA実践力、KIT-IDEALS実践力および各学科別の専門能力達成度の自己評価シートを作成し、受講者に自己点検を実施し、卒業までの履修戦略と実施計画の検討を課題として実施した。その結果と授業満足度評価結果の分析を行った結果、前学期と後学期の受講者のPDCA実践力、KIT-IDEALS実践力には差異が確認され、向上が確認された。(2)以上の成果は、平成27年度日本経営工学会春季大会(5月17日)および第23回ICPR(In Manila、フィリピン(8月3日-5日)で発表予定以上第1年目の平成26年度では、教育プログラムの開発コンセプトに基づく教科書と授業運用マニュアルを試作し、実証講義を行った。その結果から、以下の課題が明らかになった。1教科書の内容が多すぎて、授業時間内に収まらない。また、講義運用をアクテイブ・ラーニングによる学習者主体の方法に発展させるために、さらなるコンテンツの絞り込みが必要である。2アクテイブ・ラーニングを実現するための方法として、反転授業を目指す。そのために、予習教材の作成とその有効性の検証法およびこれを基礎としたグループワーク課題の整備とその運営法とマニュアルの試作が必要である。3以上の試作の実施結果収集とその分析および今後の課題を明らかにする必要がある。以上の課題を検討し、以下の成果を得た。1本学の建学の綱領を基礎に、これまでに学内で開発されたプロジェクト・デザイン教育およびキャリア・デザイン教育での競争優位な教育資源を活用し、教養課程(基礎課程)と専門課程の継続性を高めるための本科目の位置づけ教育目標の決定プロセスと前提条件を明らかにし、本科目の学習教育目標の再確認を行えた。2上記1の教育目標を効果的に達成するための学習項目11項目と、その学習者に対する行動目標を明らかにしたうえで、アクテイブ・ラーニング法としてプログラムに取り込むグループワークの目標と、これを達成するための各種ワークシートの設計を行い、継続的な改善を進める基礎を得た。3グループワーク主体の授業を実現するための学習者の予習を支援するためのテキスト内容の見直しおよびe-ラーニング教材(画像と音声)を試作し、一定の成果を得た。4平成26年度から平成27年度にかけての受講者の変化を以下の点で確認できた。a)総合力指標は全ての指標における向上。b)本学の行動規範であるKIT-IDEALSの実践力の変化。c)受講直後の態度変容。d)授業アンケートにおける学習者の満足度向上。手順としては順調に進んでいるが、成果としての知見性に以下の課題が新たに見出された。(1)学習者のPDCA実践力の変化が学習者の自己評価結果から明確に見いだせなかった。(2)協同学習によるプログラム開発を前提としてきたが、これまでの成果の公表の場を通じて、協同学習以外の学習方法の比較検討が必要であることが新たに明らかになった。本研究では,工科系教養課程における技術マネジメントの教育プログラム開発のためのモデルと方法を構築し,実証講義を通じてその有効性と課題を以下の通り、明らかにした.(1)本学の建学の綱領を基礎に,これまでに学内で開発されたプロジェクト・デザイン教育およびキャリア・デザイン教育での競争優位な教育資源を活用し,教養課程(基礎課程)と専門課程の継続性を高めるための本科目の位置づけ,教育目標の決定プロセスおよび前提条件を明らかにし,本科目の学習教育目標の再確認を行えた.この成果は,今後の本プログラムの継続的改善における指針となり得ることが期待できる.(2)上記(1)の教育目標を効果的に達成するための学習項目11項目と,学習者に対する行動目標を明らかにした上で,アクテイブ・ラーニング法としてプログラムに取り込むグループワークの行動目標と,これを達成するための各種ワークシートの設計を行い,継続的な改善を進める基礎を得た.(3)グループワーク主体の反転授業を実現するために,学習者の予習支援を目的にテキスト内容の見直し,およびe-ラーニング教材(画像と音声付き)を試作し,その学習効果および学習者満足度向上の成果を得た.(4)学習教育目標の「自らの能力を生かす業種や職種の選択を行い,的確な志望動機を自己分析と企業研究を通じて作成出来るための能力を養う.」を達成するための方法として開発した4画面の理解向上と作成スキル向上のため,上記(2)のプログラム構成における4画面作成プロセスを明確にし,そのための解説資料の作成,改善を行い、受講生からの4画面作成に関する様々な改善提案が見られるようになった.(5)平成26年度から3年間の受講生の態度変容に関し,本学が定める行動規範の実践度、キャリアデザインへの意欲向上と専門分野への関心度の向上、授業アンケートの満足度向上の面で有効性が確認できた。

工科系教養課程における技術マネジメントの教育プログラム開発のためのモデルと方法を構築し,実証講義を通じて次の成果を得た.構築したモデルは、マネジメント技術とキャリアデザインを融合したものであり,その基礎は我が国産業界の世界的競争優位性の1つであった改善活動を,知識創造の継続的改善モデルとして再構築したものである.3年間,4965名の実証講義を通じ,8割以上の受講生の受講後の態度変容を確認できた.プログラムのコンセプトに基づき、テキストおよびワークシートの準備を進め、実施初年度の平成26年度は、1クラス90分、16週を前・後学期2回開講し、1,509名、13学科、28クラスの受講生を4名の教員で担当した結果、単位取得率は91.82%であった。また、授業アンケートから、前学期に比べ、満足度およに統合得点における達成度評価結果も改善が確認された。今後、4年次進級後の変化把握に取組む必要がある。(1)学習者のPDCA実践力の変化が見いだせなかった原因を明らかにするために、以下の検討が必要になる。1受講後調査方法(サンプル数、検出力向上のためのデータ仕様、調査の継続性など)、2グループワーク等へのPDCA実践力向上のための配慮法(フィードバックコメントへの配慮、ワークシートへの配慮など)(2)学習者の4画面作成法の理解と作成技能向上のために「ありたい姿」の描き方の参考資料の今後の指導面での活用事例の収集と効果的方法の開発。(3)マネジメント専門学科「経営情報学科」のプログラムとの差別化のためのグループワーク課題の開発とワークシートの設計。(4)テキスト内容の継続的見直し、特に、国際品質マネジメント規格の改定や知財法および国際協約等に関する改正に伴う内容の改定。(5)レポート課題、プレゼン演習およびワークシートでのルーブリック化の改善と促進。(6)予習確認作業とグループワーク課題の時間構成をグループワークにシフトし、反転授業の実質化を実現するための改善。(7)「感動と行動の振り子(感動を伴う学習は学習効率を向上する)という仮説」をプログラムに組み込むために、ポジテイブ心理学視点からのアプローチも加え、受講者に感動与えるプログラム創りに挑戦。(8)グループワーク学習を受け入れられない学習者に対するプログラム企画と開発。社会工学(1)これまでに構築した教育ニーズの分析と学習教育目標の設定およびその評価に基づく教育プログラムの継続的改善法を基礎に、本学1年次、2年次のキャリアデザイン関連開講科目の学習教育目標の達成度および専門科目の履修前関心度(本学授業アンケート項目)の関係を分析する。(2)上記科目の受講者満足度(本学授業アンケート項目)と教育プログラム要因(教材、教育方法など)の関係を分析する。(3)本プログラム履修者(3年次生)の4年次修学状況への影響、特にプロジェクトデザインIII(4年次必修科目の年間開講科目)と就職、進学活動への取り組み姿勢の変化の調査分析を行い、1年次からのキャリアデザイン教育の相互関係を確認したうえで、教育プログラムの学習教育目標の見直し上の課題の検討とその解決法の創案およびプログラムの修正を行う。以上当初予定していた出張が、日程調整がつかず、次期に延期した。
イメージング創薬プラットホームとして応用可能な新規トランスジェニックマウスの創製

初年度はin vivoにおける活動依存的な遺伝子発現の可視化を目的として、NPAS4プロモーター制御下にtTAを発現するNPAS4-tTAマウスを作製した。tet0-ChR2-EYFPマウスをレポーターマウスとしてNPAS4-tTAマウスと交配し、目的とするダブルTgマウスを作製した。2年目は、AAVベクターを用いてCREプロモーター制御下にルシフェラーゼを発現するCRE-Lucシステムを構築し、コカインによる線条体神経の過活動のイメージングに成功した。Npas4標的遺伝子の解析では、キンドリングモデルを用いてNpas4-Homer1aシグナルが神経活動の恒常性維持に重要であることを示した。神経精神疾患はアンメットメディカルニーズの高い疾患であり、有効性の高い新規治療薬の開発が期待されている。これまでに我々は、活動依存的に誘導される脳特異的転写因子Npas4がストレスセンサーとして機能し、学習・記憶、不安、癲癇などに関係していることを明らかにしている。したがって、Npas4により発現制御を受ける標的遺伝子は、新しい神経精神疾患治療薬を開発するための有望な標的候補である。しかし、多くのNpas4標的遺伝子の中から創薬標的として真に有望な遺伝子をスクニーニングするためには、これら標的候補遺伝子の機能を系統的にin vivoで評価できるシステムの構築が不可欠である。本研究では、中枢神経用薬の創薬に応用可能なプラットホームとしての新規トランスジェニック(Tg)マウスの創製に挑戦する。In vivoにおける活動依存的な遺伝子発現調節を可能とするためにNPAS4 promoterの制御下にtTAを発現するトランスジェニック(TG)マウス(NPAS4-tTAマウス)を作製した。tet0-ChR2-EYFP TGマウスをレポーターマウスとしてNPAS4-tTAマウスと交配し、ダブルTGマウスを作製した。活動依存的なレポーター遺伝子の発現はNpas4を誘導することを確認したpentylentetrazol(PTZ)45mg/kg投与24時間後にマウスを灌流固定し、免疫染色法により確認した。NPAS4-tTAとレポーターマウスを交配させたダブルTGマウスはPTZ投与群および非投与群のいずれにおいてもレポーター遺伝子の高い発現が認められた。当初予定していたNpas4遺伝子のプロモーター制御下にCre Recombinaseを発現する新規Tgマウス(Npas4-Cre Tgマウス)の作製が当初予定より遅れているため、Npas4-tTA::ChR2(C128S)EYFP)マウスを用いた薬効・病態のイメージングを先行して実施した。初年度は、in vivoにおける活動依存的な遺伝子発現調節を可能とするためにNPAS4 promoterの制御下にtTAを発現するトランスジェニック(TG)マウス(NPAS4-tTAマウス)を作製した。NPAS4-tTAとレポーターマウスを交配させたダブルTGマウスは、ペンチレンテトラゾールPTZ投与群および非投与群のいずれにおいてもレポーター遺伝子の高い発現が認められた。平成29年度は、アデノ随伴ウイルスAAVベクターを用いてCRE-ルシフェラーゼを発現させるシステムを構築した。ルシフェラーゼの基質であるルシフェリンを投与することにより、インビボで神経興奮をモニターできるシステムの構築を行った。また、コカインの処置によるマウス線条体の興奮を、AAV-CRE-ルシフェラーゼを処置したマウスで確認した。Npas4標的遺伝子の機能解析の研究では、Npas4-Homer1aシグナルが神経活動の恒常性維持に関わるシナプス・スケーリングに重要な役割を果たしていることを示した。具体的には、PTZによる痙攣発作後に海馬シナプス膜上のGluAタンパクが減少し、海馬神経の興奮性が低下することを示した、さらに、PTZキンドリングの形成がNpas4-KOマウスで促進され、海馬にHomer1a遺伝子を導入することによりレスキューできることを示した。Npas4-Cre Tgマウスの作製が遅れている反面、IVISを利用したCRE-Luc発現マウスにおける脳機能イメージングが順調に進んでいる。そこで、CRE-Luc発現マウスの他、AAVを用いてNpas4-Luc発現マウスを作製し、Npas4-Cre Tgマウスで予定していた脳機能イメージングを併せて実施する予定である。薬理学
幼児の発達過程に学ヒューマノイドロボットのモータースキル学習

Jolly Jumperを装具された幼児によるジャンプの学習を調べることにより、行動のダイナミクスを得るに至るための様々な方法を、幼児がどのように学習しているかを明らかにすることができる。我々の研究の目的は、幼児のモータースキル発達の背後にある計算原理を例示することにあり、特に、探索から自律的な行動に至る秩序だった行動様式の獲得に焦点を合わせている。幼児においては、自律的な行動はランダムなものではない。それは、初期においては体の様々な部分を含む認識可能なパターンに組織化され、またそれらのタイトな結合(このプロセスは自由度の凍結化と呼ばれる)と結合部の位相シフトによって特徴づけられる。発達の過程で、この同時性(Synchrony)は徐々に緩和される(このプロセスを凍結の解除と呼ぶ)。この結合プロセスの役割を解明するため、神経回路を用いたパターン生成器によって、飛びはねるヒューマノイドロボットに蹴る動作を繰り返しさせる、予備的な実験を行った。この実験により、ヒップと膝、足首間の結合係数や、またセンサーフィードバックのゲインを適切に設定することにより、行動の自由度が減少し、それがジャンプの大きさや安定性につながることが明らかとなった。この結果は、人間の幼児における観察と質的に類似しており、体と環境のダイナミクス間の相互作用に帰すると考えられる。
虚血性心疾患を発症した糖尿病患者の生活の編み直しを支援する介入研究

虚血性心疾患を発症した糖尿病患者16名を対象に生活の編み直しを支援する教育プログラムを開発し、評価することを目的に研究を実施した。参加者の1年間の健康指標の推移をみると血糖コントロールは、介入前と比較して有意に改善し、善玉コレステロールが増加、肥満指数や血圧値は安定しており健康状態は良好であった。次に食物頻度調査の分析では、塩分摂取量は、介入前と比較して6ヵ月後が有意に低く、カロリー摂取量は、6ヶ月後までほぼ医師の指示カロリー通りの量を取ることができ、甘味摂取量が減り、改善傾向がみられた。参加者の病気をもつことに関連した感情的負担感は、介入前よりも有意に低下しており、健康行動の自己効力感は上昇傾向がみられた。自己管理の達成感、満足感や療養生活の快適感は70点程度で推移していた。以上より感清的負担感が減り、効力感が増すという望ましい変化を示し、比較的高い自己管理の満足感や達成感を維持していることが明らかになった。糖尿病を基礎疾患にもち虚血性心疾患に対する治療を受けて1年未満の外来通院患者およびクリニック受診者10名に聞き取りによる質問紙調査を実施し、比較群として介入群との比較を行った結果、HbAlc値は介入群の方が低く、3ヵ月後と6ヵ月後の値で有意差が認められ、教育プログラムが血糖コントロールに有効であることが示唆された。また有意ではなかったが介入群は感情的負担感が比較群よりも低く、自己管理達成感、自己管理満足度は有意に高く、自己管理の認識において、良い影響がみられていた。極めて少ない標本数での分析とはなったが、プログラムの有効性を支持する結果がいくつか明らかになった。今後は標本数を増やし、より厳密なデザインでプログラムの有効性を検討することやプログラムの実現可能性を高めることが課題となる。1教育プログラムの再検討と介入方法と内容の決定、介入記録・教材の修正教育プログラムは、(1)総論、(2)栄養、(3)運動療法とストレスマネージメントの3回とし、患者同士が小集団で学習するスタイルを基本とした。(1)の教材は目標値などを最新のエビデンスに基づき修正、(2)に関しては低GI教育用教材、(3)では有酸素運動やストレッチのビデオなどを活用している。2アウトカムや費用効果を測定する指標の決定慢性疾患患者の健康行動に対するセルフエフィカシー尺度、糖尿病問題領域質問表、食物摂取頻度調査表、運動・活動量・役割、喫煙量、糖尿病の合併症の状態、体重、ウエスト周囲径などの計測値、血液データを評価指標とした。費用効果に関しては、所要時間や介入者の数、諸経費をカウントしている。3介入プログラムと介入手順およびデータ収集計画の決定フィールドである平塚共済病院では、本研究の対象であるバイパス術などの長期入院患者が少ないため、研究対象者の選定基準を拡大し検査入院の患者も研究対象に含めることとした。また教育プログラム(介入)群、通常ケア群(対照群)の2群とした。4実施および評価平成18年1月より平塚共済病院にて小集団学習会を開催し、介入群のデータを収集中である。平成18年度も引き続きデータ収集を行い、介入群が終了したら対照群のデータを収集予定である。教育プログラム参加者のフォーローアップデータの収集と分析、比較群のデータ収集を実施した。現在データを解析中であり、6ケ月後までのデータ分析から以下の知見が得られた。1参加者の血糖コントロール状態の推移

HbA1cの平均値は、介入前が8.6(SD2.2),介入直後7.4(SD1.9)、3ケ月後6.9(SD1.1)、6か月後6.6(SD1.3)であり、Friedmanの検定で、有意差を認めた(χ^2=15.359,p=0.002)。多重比較では、介入前と介入後の3つの時期全ての値に有意差を認めた。2参加者のBMIの推移BMIは、介入前が24.3(SD4.4),介入直後22.2(SD7.3)、3ケ月後23.9(SD3.7)、6か月後23.7(SD3.3)であり、Friedmanの検定で有意差を認めなかった(χ^2=0.336,p=0.953)。PAIDの平均値の推移は、介入前が45.4(SD 14.6),介入直後40.8(SD12.9)、3ケ月後35.5(SD13.2)、6か月後37.3(SD15.5)であり、Friedmanの検定で、有意差を認めた(χ^2=9.723,p=0.021)。多重比較では、介入前と3ケ月後の値に有意差を認めた。6ケ月後のPAIDが平均値が+1SD(52.8)以上の高得点者は、糖尿病性腎症の悪化や再狭窄によるPTCA施行、糖尿病の治療が食事療法と運動療法のみであり自己管理の負担感が強い者3名であった。結論教育プログラム参加者の療養生活の主観的な負担感は、介入前よりも有意に改善しており、血糖コントロール状況の有意な改善やBMIの有意な増加がみられなかったという客観的指標と照らし合わせて考えると、教育プログラムは対象者の自己管理に良い効果をもたらしていると考えられる。
音声とマルチタッチによるマニピュレータ操作の入力方式

本課題の遂行によって、マニピュレータ(ロボットアーム)を用いた物体の移動や引き出しの開け閉めなどの作業を容易にする音声とマルチタッチによる操作方式が明らかになった。設計した入力方式が習得しやすく、ハンドのさまざまな回転と物体把持を含む日常作業を容易にするものであることが、開発した操作インタフェースの評価によって示された。また、実用化されている方式と同程度の時間で作業を完了できることも明らかになった。本入力方式は、操作にスペースを必要としない点、物理負荷および認知負荷が低い点において、他の方式よりも優れている。今後の課題は、より容易な回転操作と作業を短縮する方法の提案などである。平成26年度は、実験用ハードウェアの整備、既存のインタフェース(キーパッド)によるマニピュレータの操作の観察・分析、インタフェースの基本設計、プロトタイプインタフェースの開発と初期評価、初期評価に基づいたインタフェースの改良を行った。実験用ハードウェアは、7自由度マニピュレータ、1自由度リフト機構、プロジェクタ台、タッチスクリーン式ノートPC、ヘッドセット、スピーカを組み合わせて実現した。これにより、ソフトウェアを開発すれば、さまざまなマニピュレータ操作インタフェースが評価できるようになった。既存インタフェースによる操作の観察によって、初心者にとって難しい操作、覚えにくい操作、継続的使用者にも難しい日常作業を特定した。インタフェースの基本設計では、音声とタッチを組み合わせたモードの切替え方、各モードにおける指スライド入力の用い方、タッチ点数による動作速度の変更方法、ハンドの開閉と回転のためのマルチタッチジェスチャ、音声とタッチを組み合わせたショートカットをそれぞれ考案した。この案に基づいて、プロトタイプシステムのソフトウェアを開発し、初心者と熟練者による初期評価を行った。その結果、プロトタイプの有用性と改良点を含むいくつかの重要な知見が得られた。得られた知見の一部は、第47回日本大学生産工学部学術講演会、10th ACM/IEEE International Conference on Human-Robot Interaction (HRI2015)、第77回情報処理学会全国大会で発表済みである。さらに、初期評価の結果を踏まえて、モードの追加、動作速度の変更、ジェスチャ認識モジュールの改良、システムからユーザへの音による情報伝達の追加などを行った。平成27年度は、前年度の成果に基づいて音声とマルチタッチによるマニピュレータ操作インタフェースの設計、実装、評価を行った。最初に実現・評価したのは、「水平移動」、「垂直移動」、「向き変更」の3つの操作モードを音声入力で切替え、「スライド」、「回転」、「拡大」、「縮小」の4種類のジェスチャでロボットハンドの平行移動、回転、開閉を行う操作インタフェースである。マニピュレータの動作速度は、タッチパネル上のタッチ点数の増減によって変更できる。システムのテストと調整を行った後、20人の初心者による評価を行った。この評価では、実現したインタフェースの操作方法は覚えやすく、初心者でも快適かつ容易に操作できるという結果が得られた。しかし、初心者では、操作モードの変更が頻発しやすいことから、既存のインタフェースであるキーパッドと作業時間に差がないという結果も同時に得られた。この結果を踏まえ、操作モードの頻繁な切替えが不要な新たなインタフェースを設計し、実装した。このインタフェースでは、「2本指スライド」によってハンドを上下に移動することができる。また、音声入力によって、ハンドの向きを変更できる。さらに、ジェスチャの大小でマニピュレータの動作速度を指定することができる。本インタフェースを前述のインタフェースを使用した20人のうち、8人で評価したところ、作業時間が大幅に短縮されることが確認された。また、熟練者でも音声によるモード切替えが不要になることで、作業時間が短くなることを確認した。しかし、操作の容易さにおいて、前述の3操作モードのインタフェースよりも劣っていることも確認された。そこで、上記の二つのインタフェースの良い点を合わせ待ち、弱点を解消したインタフェースを設計し、開発に着手した。初心者と継続的使用者によるこのインタフェースの評価を平成28年度に予定している。インタフェースの実装、評価を行い、覚えやすさと初心者にとっての操作の容易さにおいて既存のインタフェースに対する優位性を示した。また、モード切替えが少ないインタフェースを用いることで初心者の作業効率が向上することを確認した。平成28年度は、前年度までの成果を踏まえ、音声とマルチタッチによる新しいマニピュレータの操作インタフェースを開発し、評価した。その結果、新しいインタフェースは、操作方法が覚えやすく、7自由度マニピュレータの容易な操作を可能にするものであることが明らかになった。さらに、前年度評価したインタフェースや市販のキーパッド式インタフェースよりも少ない入力回数で作業が行えること、より幅広い作業が行えることも確認できた。考案した入力方式によるマニピュレータを用いた作業に要する時間は、初心者、熟練者ともキーパッド式インタフェースと同程度であると考えられる。以上の結果から、音声とマルチタッチを用いた、操作者の認知負荷および物理負荷が低く習得しやすいマニピュレータ操作の入力方式を明らかにすることができた。また、本年度までの評価で得られたデータと映像から、これまでに考案した入力方式の問題点も明確になった。認知負荷の面では、操作モードの切替えとグリッパの回転操作が操作者にとって負担になる場合がある。したがって、一つの操作モードで可能な操作を増やし、より直感的な回転操作の方法を追加することが重要である。作業効率の面では、初心者のジェスチャ入力回数が多いこと、マニピュレータの動作速度を制御しづらいこと、グリッパの回転・移動・開閉の操作を同時に行えないことが問題である。これらを考慮した新しい入力方式の考案も重要課題である。

設計した入力方式が習得しやすく、ハンドのさまざまな回転と物体把持を含む日常作業を容易にするものであることが、開発した操作インタフェースの評価によって示された。また、実用化されている方式と同程度の時間で作業を完了できることも明らかになった。本入力方式は、操作にスペースを必要としない点、物理負荷および認知負荷が低い点において、他の方式よりも優れている。今後の課題は、より容易な回転操作と作業を短縮する方法の提案などである。当初の計画では、平成26年度中にハードウェアの構築、既存のインタフェースによるマニピュレータ操作の観察と分析、プロトタイプの基本設計と各ソフトウェアモジュールの開発までを行うことになっていた。実際には、ソフトウェアモジュールを統合したプロトタイプでの初期評価を行った上で、プロトタイプを改良した操作インタフェースを開発することができた。これによって、平成27年度の早い時期に、初心者によるインタフェースの評価が行える。最終年度では、これまでに得られた知見に基づく新しい操作インタフェースを完成させ、初心者、継続的使用者、熟練者による多面的な評価を行う。さらに、3年間の開発と評価の成果・知見に基づいて、操作方法の覚えやすさ、操作と作業の容易さ、作業効率を考慮した音声とマルチタッチに基づくマニピュレータ操作インタフェースのデザインを提示する。ヒューマンロボットインタラクションまず、現在までに開発したインタフェースを初心者によって評価し、その実用性、有用性、使いやすさ、操作方法の習得しやすさ、改善すべき点と既存のインタフェースに対する優位性を明らかにする。次に、継続的使用者による評価を幅広い日常作業に対して行う。さらに、難しい日常作業の容易化と作業時間の短縮のため、モード、ショートカット、およびマルチタッチジェスチャの追加によるインタフェースの拡張を行い、初心者と継続的使用者による評価を行う。成果発表のスケジュールを考慮し、次年度の旅費および学会参加費に使用することとした。海外旅費として使用予定であったが、物品費が予定額を超えたため、旅費を学内予算から支出することとした。成果発表の旅費と学会参加費に使用する。次年度、成果発表の海外旅費として使用する計画である。
痒み中枢細胞制御による目の痒み誘発および治療モデル動物の開発

環境汚染やライフスタイルの変化により、多くの眼疾患の共通症状である結膜炎による目の掻痒症が増加している。慢性化すると難治性掻痒症となり、深刻な眼の二次疾患を導くが、これまで目の痒み(かゆみ)に対する治療法は末梢の結膜における炎症抑制が主であった。これは、結膜炎モデル動物の作出が難しく、痒み独自の中枢性分子基盤が不明だったからだと考えられる。そこで、本研究では、多系統のマウスを用い、ヒトの病態に近い結膜炎モデルを開発し、痒み中枢の制御機構の解析を行い、結膜炎掻痒症の病態解明に繋げることを目的とする。
ヘテロサイクリックアミン誘発実験動物腫瘍における遺伝子変化

PhIP誘発ラット大腸がんにおけるAPC遺伝子変異の関与を明らかにすることを目的とし、先ずラット正常APC cDNAの塩基配列を明らかにした。F344雄ラット肝よりRNAを抽出し、ヒトAPCのヌクレオチド配列をプライマー配列に用いて、RT-PCRで増巾し、direct sequentingでcDNAの全塩基配列を決定した。ヒトと高い相同性を示し、1ケ所に6塩基対の挿入が、他の場所に3塩基対の欠失があった。コーディング領域は、ヒトより3塩基対短かい8526ヌクレオチドで、ヌクレオチドレベルで86.2%、アミノ酸レベルで90.2%の相同性があった。次に得られたラットのヌクレオチド配列に基づいてプライマーを作成し、PCR-SSCP解析によりPhIP誘発ラット大腸がんにおける変異の有無を検討した。2例の腺がんで、コドン1413のGGG部位から1個のG塩基の欠失が検出された。さらにこれら変異のあった腺がんのうち1個にコドン869で同様にGGGから1個のG塩基の欠失が検出された。検出された突然変異がすべてGGGからGGへの変異であったことから、この変異をPhIPのmutational fingerprintとして用いることで出来る可能性がある。次にPhIP誘発大腸がんにおけるgenomic instabilityの関与を、microsatellite probeを用いて検索した。15の異なる染色体に分布する43種類のmicrosatelliteに対するプライマーを用いて、腫瘍DNAをPCRで増巾し変性条件下で泳動した。8例中2例の腫瘍で1繰り返し単位の延長が、少なくとも2つのloci以上で検出された。この事はPhIP大腸発がんにgenomic instabilityが関与していることを示唆するものである。