hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
がん転移・再発予防を指向した「柿蔕」のアジュバント療法への利活用に関する基礎研究

縮合型タンニンを豊富に含む画分である柿蔕の70%アセトン抽出物の水分画物では,Hep3B細胞に対して濃度依存的に弱い細胞増殖抑制活性を,Caco-2細胞に対して100μg/mLで弱い細胞増殖抑制活性を示した.細胞種によって活性は異なるが,各細胞に対して細胞増殖抑制活性を示したことから,柿蔕湯の摂取はがん転移の予防に寄与する可能性が示唆された.柿蔕湯は柿蔕,丁子,生姜で構成され,難治性の吃逆に対症療法として用いられる.柿蔕は成分の報告に乏しいため,精査を行った結果,1種の新規化合物を含む29種の化合物を単離した.また,柿蔕湯の主要成分を同定するとともに柿蔕湯には柿蔕由来の縮合型タンニンが豊富に含まれることを明らかにした.また,柿蔕湯,柿蔕湯の主要成分,柿蔕の抽出物及び分画物について,各種ヒト由来がん細胞種(Caco-2,Hep3B,A549,AGS)に対する細胞増殖抑制活性を行った.その結果,細胞種によって活性は異なるが,各細胞に対していずれかの試料が有意な活性を示したことから,柿蔕湯はがん転移の予防に寄与する可能性が示唆された.チョウジの熱水抽出物の成分精査を行い,生物活性評価に供する標準品の確保を行うとともに,各種ヒトがん細胞およびヒト正常腸上皮細胞に柿蔕湯構成生薬の主要成分,柿蔕タンニン,柿蔕湯煎剤,柿蔕湯エキス製剤を添加して培養を行い,細胞生存率をMTT法で測定することで抗腫瘍活性を評価する.生薬,天然物化学消耗品の購入を効率的に行うことができ,支出を削減できたため.培養細胞の購入に用いる.また,アッセイキットを購入することで,より効率的な評価を行う.
顎下腺細胞の分泌における化学伝達物質と神経性ペプチドの役割分担に関する研究

結果:1. NAに対するVIPとその類似体(1)NAによる唾液と蛋白分泌の増大は、VIPおよびsecretinの前投与でみられ、PHIおよびGIPの前投与でみられなかった。(2)NAとVIPの併用投与による分泌唾液は、主に顆粒管由来のGPを含有した。(3)NAとVIPの併用による協力作用は、prazosinで拮抗した。2.SPに対するVIPとその類似体(1)SPによる唾液と蛋白分泌の増大は、VIPおよびsecretinの前投与でみられ、PHIとGIPの前投与でみられなかった。(2)SPとVIPの併用による分泌唾液は、主に腺房由来のGPを含有した。3.AChに対するVIPとその類似体(1)AChによる唾液と蛋白分泌の増大は、VIPおよびsecretinの前投与でみられ、PHIおよびGIPの前投与でみられなかった。(2AChとVIPおよびsecretinの併用による分泌唾液は、主に腺房由来のGPを含有した。(3)AChとVIPの併用による唾液分泌の増大は、atropine(ATR)および4-DAMPで、蛋白分泌の増大は、ATRおよびphentolamine(PHT)で抑制した。(4)AChとsecretinの併用による唾液分泌の増大は、PHTおよびhaloperidolで抑制した。4.SPに対するCGRPおよびCT(1)SPによる唾液分泌の増大は、CGRPおよびsalmon CTでみられ、rat CTでみられなかった。(2)SPとCGRPの併用による協力作用は、spantideおよびCGRP-(8-37)で拮抗した。これらの結果より、VIPとsecretinは、SP,NAおよびAChによる唾液と蛋白の分泌を、また、CGRPおよびsalmonCTは、SPによる唾液分泌を増大させることが示唆された。結果: 1. NAに対するVIPとその類似体(1)NAによる唾液と蛋白分泌の増大は、VIPおよびsecretinの前投与でみられ、PHIおよびGIPの前投与でみられなかった。(1)SP(0.5μg/kg)の1回静脈内投与による唾液分泌速度は、最初の1分が最も高く、その後急減し、分泌は、3分で停止した。(3)rCGRPの0.01,0.1,1.0および10μg/kgの前投与は、SPによる唾液分泌をそれぞれ1.24,1.66,3.38および1.90倍に高めた。さらに、rCGRPの0.1,1.0および10μg/kgの前投与では、SPによる唾液分泌時間を延長させた。(4)sCTの前投与では、SPによる唾液分泌を1μg/kgで1.55倍に高めたが、10μg/kgで変わらなかった。(5)rCTの1および10μg/kgの前投与は、SPによる唾液分泌を修飾しなかった。現在、(1)この実験系により得られた唾液の蛋白濃度と糖蛋白の電気泳動像の観察と(2)ラット顎下腺からの唾液、蛋白および糖蛋白の分泌における神経伝達物質のNoradrenaline(NA)およびAcetylcholine(ACh)と神経性ペプチドのCGRPおよびCTの役割分担についての研究を行なっている。
ヒトiPS細胞を用いた心臓再生治療に伴う不整脈抑制に関する研究

ミニブタ心筋梗塞モデルへのヒトiPS細胞由来心臓組織シート移植後のホルター心電図にて、偽手術群では心室頻拍の出現を認めたのに対し、移植群では致死性不整脈の発生は認めなかった。致死性不整脈のマーカーであるQT間隔のばらつきについては、移植後1週でシート移植群での低値を認めた。iPS細胞を用いた心臓再生医療の安全性をヒトに近い心拍数を持つミニブタを用いて示した。またヒトiPS細胞心臓組織シートにおいて、不整脈誘発薬剤投与に伴う致死性不整脈であるTorsade de Pointesの発生を示すことができた。これらの成果は、iPS細胞を用いた心臓再生医療における不整脈発生に関する基礎的知見を与えうる。1.ミニブタ心筋梗塞モデルを用いたiPS細胞由来心臓構成細胞移植による不整脈評価実験マイクロミニピッグの左冠動脈前下行枝第2対角枝分岐部末梢にて2重結紮を行い心筋梗塞を作製した。2週間後に再開胸し、iPS細胞由来心臓組織シートを4枚、梗塞部位とその周囲を全て覆うように移植した移植したシートに対する拒絶反応を抑制するために、術前3日から術後56日までタクロリムス0.1mg/kgを投与した。心エコーで移植後8週において、左室内径短縮率は偽手術群と比較し、有意に改善を認めた。ホルター心電図にて偽手術群は2例の個体で致死的不整脈の一つである心室頻拍(VT)の出現を認めたが、シート移植群はすべての個体でVTの出現はなかった。致死的不整脈発生のサロゲートマーカーである1心拍毎のQT間隔のばらつきを定量化(STV)し、比較したところ、1週後のSTVは偽手術群と比較し、シート移植群にて有意に低かった。またプログラム電気刺激(心室頻回刺激法)を行い、致死的不整脈誘発の有無を評価したところ、偽手術群2例、シート移植群2例にてVTが誘発された(有意差なし)。以上により、ヒトiPS細胞由来心臓組織シートは、不整脈リスクを増大させることなく、ブタ心筋梗塞モデルの心機能を回復させたことを示した。iPS細胞を用いた心臓再生治療の安全性をヒトに近い心拍数をもつミニブタの心筋梗塞モデルを用いて電気生理学的評価を行い、安全性の一端を示すことができた。ヒトiPS細胞から誘導した心筋細胞と間質細胞をそれぞれ混合してシート化したのち、細胞外他電極電位測定装置を用いて不整脈解析を行ったところ、臨床的にQT延長を示すE-4031の高濃度負荷にて、一定以下の心筋細胞の割合のシートでよりリエントリ型不整脈が多発することを示した。当初ミニピッグ心筋梗塞モデル作製に難渋したが、作製方法を改良し心筋梗塞作製時の死亡例を無くすことに成功した為、統計解析可能な数量の個体の実験を完遂することができ、初年度にて国際学会にてその成果を発表することができた。また、in vitroでのシート化による不整脈メカニズム解析についても進展があった。1.ミニブタ心筋梗塞モデルを用いたiPS細胞由来心臓構成細胞移植による不整脈評価実験マイクロミニピッグの左冠動脈前下行枝第二対角枝分岐部抹消にて2重結紮を行い心筋筋梗塞を作製した。2週間後に再開胸し、iPS細胞由来心臓組織シートを4枚、梗塞部位とその周囲を全て覆うように移植した。移植したシートに対する拒絶反応を抑制するために術前3日から術後56日までタクロリムス0.1mg/kgを投与した。ホルター心電図にて偽手術群は2例の個体で致死的不整脈のひとつである心室頻拍(VT)の出現を認めたが、シート移植群はすべての個体でVTの出現は無かった。致死的不整脈発生のサロゲートマーカーである1心拍毎のQT間隔のばらつきを定量化(STV)し、比較したところ、1週間後のSTVは偽手術群と比較し、シート移植群にて有意に低かった。以上によりヒトiPS細胞由来心臓組織シートは、不整脈リスクを増大させること無く、ブタ心筋梗塞モデルの心機能を回復させたことを示した。iPS細胞を用いた心臓再生治療の安全性をヒトに近い心拍数を持つミニブタの心筋梗塞モデルを用いて電気生理学的評価を行い、安全性の一端を示すことができた。ヒトiPS細胞から誘導した心筋細胞と間質細胞をそれぞれ混合してシート化した後に、細胞外他電極電位測定装置を用いて不整脈解析を行ったところ、臨床的にQT延長を示すE-4031の高濃度負荷にて、一定以下の心筋細胞の割合のシートでよりリエントリ型の不整脈が多発することを示した。ヒトiPS細胞から誘導した心筋細胞と間質細胞の混合率を最適化し、より確実にE-4031の高濃度負荷によるリエントリー型の不整脈を発生させることに成功し、また細胞の動きを観察するセルモーションイメージングシステムを用い、リエントリー型不整脈を可視化させ、メカニズムの解明に一歩近づいた。これらは国際学会にてその成果を発表することができた。

また前回ミニピッグでは移植したヒトiPS細胞由来心臓組織シートが生着しなかったが、今回は5層の多層化を行い、さらに間にゼラチンハイドロゲルマイクロスフィアを挟むことによりシートの生着率を改善し、ブタの心筋梗塞モデルにおいて1ヶ月後の移植細胞の生着を確認し、その間致死的不整脈であるVTによる死亡を認めないことを確認した。(研究の目的)ヒトiPS細胞を用いた心臓再生治療における治療後致死性不整脈の発生について、中動物病態モデルおよび心臓安全性評価システムを用いて評価し、安全性のより高いヒトiPS細胞由来心臓構成細胞の細胞生物学的・組織学的構造について包括的に検討する。(研究の成果)マイクロミニピッグの冠動脈二重結紮法により心筋梗塞を作製し、2週間後に再開胸し、iPS細胞由来心臓組織シートを免疫抑制剤投与下に移植した。その後8週間までの経過観察において、移植による心機能改善を認めた。不整脈に関して定期的なホルター心電図により評価したところ、偽手術群では複数の個体において致死性不整脈である心室頻拍の出現を認めたのに対し、移植群では全個体において致死性不整脈の発生は認めなかった。致死性不整脈のサロゲートマーカーである1心拍毎のQT間隔のばらつき(STV)については、移植後1週でシート移植群での有意なSTV低値を認めた。これらの結果により、iPS細胞を用いた心臓再生医療の安全性を、ヒトに近い心拍数を持つミニブタを用いて電気生理学的に示すことができた。また、in vitroの検討として、ヒトiPS細胞から誘導した心筋細胞と間質細胞をそれぞれ混合したシートにおいて、細胞外多電極電位測定装置およびモーションベクターによる二次元生細胞動態解析により、不整脈誘発が知られている薬剤投与に伴う、代表的なリエントリー型致死性不整脈であるTorsade de Pointesの発生を示すことができた(Kawatou, Nat Commun 2017)。これらの成果は、iPS細胞を用いた心臓再生医療における不整脈発生に関する基礎研究的基盤知見を与えるものであり、不整脈抑制戦略にとって大変重要な成果であるといえる。ミニブタ心筋梗塞モデルへのヒトiPS細胞由来心臓組織シート移植後のホルター心電図にて、偽手術群では心室頻拍の出現を認めたのに対し、移植群では致死性不整脈の発生は認めなかった。致死性不整脈のマーカーであるQT間隔のばらつきについては、移植後1週でシート移植群での低値を認めた。iPS細胞を用いた心臓再生医療の安全性をヒトに近い心拍数を持つミニブタを用いて示した。またヒトiPS細胞心臓組織シートにおいて、不整脈誘発薬剤投与に伴う致死性不整脈であるTorsade de Pointesの発生を示すことができた。これらの成果は、iPS細胞を用いた心臓再生医療における不整脈発生に関する基礎的知見を与えうる。今回の実験により、ヒトiPS細胞由来心臓組織シートが不整脈を誘発する可能性が著しく低いことが示された。しかしこのシートは単層であり、移植後8週においてはほとんど残存していなかった。我々は最近このシートの積層化に成功した為、この新たなシートを用いて同様にミニブタ心筋梗塞モデルを用いて、心機能改善と同時に催不整脈性がないことを示したい。移植後の拒絶反応も生着率の悪化の一因である為、免疫抑制剤をタクロリムス単剤から作用機序の異なる3剤に増やし、実験を開始している。これらの変更により、より直接的な、組織的、物理的な効果により心機能を改善せしめることが期待できるとともに、シート存在時における催不整脈作用の有無をより明確に示すことができると考える。
日本人幼児・児童における日本語の音韻認識と英語の音韻処理との発達的関係

本研究は、日本語母語話者の英語音韻処理を発達的に検討した。日本語母語幼児における日本語の新規の語彙獲得は、日本語の音韻認識と密接に関連が見られ、加齢とともに、モーラに基づいた分節が多くなった。一方、日本語母語幼児や成人は、モーラによる音韻認識の発達に関係なく、中国語母語幼児や成人と異なり、モーラのリズムで英単語の音声を分節化していることが示された。日本語母語話者が英語音声の聞き取りを苦手とするのは、このためであると考えられた。本研究の目的は,「英語音声の個々の音韻を認識することに優れているが,音声全体の反復が苦手である」という日本人幼児・児童の音韻処理のメカニズムを,日本語の語彙知識および音韻認識の発達との関係から解明することである。本年度は,日本人幼児における日本語の語彙知識(音韻知識)の発達と音韻認識およびワーキングメモリ能力との関連性を検討した。36歳の日本人幼児における音韻認識およびワーキングメモリ能力の発達を調べ,日本語語彙知識の発達をより正確に予測するのは,音素レベルの音韻認識なのか,音節レベルの音韻認識なのか,モーラの音韻認識なのか,音韻的ワーキングメモリ容量なのかを検討した。以下のことが明らかになった。第1に,音節レベルの音韻認識は,4歳から6歳にかけて発達する。第2に,音素レベルの音韻の認識は,36歳の幼児にとって困難であり,年齢差も見られなかった。少なくとも日本語における音素レベルの音韻認識の発達は小学校入学後であると推測される。第3に,未知語の対連合学習の成績は,音節レベルの音韻認識と関連がみられたが,音素レベルのそれとは関連がみられなかった。また,未知語の対連合学習と関連の強かった月齢の要因を統制しても,音節レベルの音韻認識は,未知語の対連合学習の成績を説明していた。他方,未知語の対連合学習と非単語反復の成績に有意な相関関係がみられず,日本語の場合,英語の場合と異なり,音韻的短期記憶の個人差は新しい単語の習得を説明しないことが示唆された。第4に,既存の日本語語彙量は,月齢によってほとんど説明された。昨年度までの研究成果から,日本語母語幼児や日本語母語大学生が,日本語のモーラのリズムで英単語の音声を分節化していることが示唆された。そこで,本年度は,英語母語話者や中国語母語話者が,日本語母語話者と異なり,英単語を音節またはそれより大きな単位で分節化していることを検証した。英語母語話者の大学生と中国語母語話者の大学生を対象に,音韻構造の異なる5つの英単語(CVC:hub,CVCVC:heady,CVCC:hidden,CVCVC:hubbub,CVCCC:maddens)を用いた記憶スパン課題を行い,日本語母語話者のそれと比較を行った。英語母語話者や中国語母語話者の反応をボイスレコーダーに録音し,それを分析したところ,音韻構造の違いにかかわらず,記憶スパンや反応時間に違いが見られなかった。英語母語話者や中国語母語話者が2音節までの単語を一つのまとまりとして知覚していることが示唆された。また,それが日本語母語話者との違いであり,2音節の英単語を細かく分節化することが,日本語母語話者における英語音声の聞き取りの難しさの原因であることが示唆された。そこで,本年度は,英語母語話者が,日本語母語話者と異なり,英単語を音節またはそれより大きな単位で分節化していることを検証した。英語母語話者の大学生を対象に,音韻構造の異なる5つの英単語(CVC:hub,CVCVC:heady,CVCC:hidden,CVCVC:hubbub,CVCCC:maddens)を用いた記憶スパン課題を行い,日本簿母語話者のそれと比較を行った。コンピュータを用いて,それぞれの英単語を参加者に提示し,順番通りに反復するように求めた。1単語の段階から始め,次第に単語数を増やしていき,各段階3試行のうち,2試行の反復に失敗した段階の前段階の単語数を参加者の記憶スパンとした。その結果,CVCとCVCVC,CVCCとCVCVCそれぞれのスパンが同じで,前者より後者のスパンが短く,さらにCVCCCのスパンが短い日本語母語話者と異なり,英語母語大学生は,音韻構造の違いにかかわらず,記憶スパンに違いが見られなかった。

英語母語話者と異なり,日本語のモーラのリズムで英単語の音声を分節化していることが,日本語母語話者における英語音声の聞き取りの難しさの原因であることが示唆された。これまでの研究成果から,日本語母語話者は,幼児から児童にかけて,モーラのリズムによる音声知覚が強化される一方,日本語母語話者は,英語の音声をモーラのリズムで分節化し,それは,幼児期以前から生じていること,それは,英語母語話者による音声知覚と異なっていることが示唆されている。24年度が最終年度であるため、記入しない。日本語母語話者は,幼児から児童にかけて,モーラのリズムによる音声知覚が強化されることが示唆されたが,いつごろからどのように英語の学習を始めると,英単語の音声を英語母語話者のように分節化することができるようになるのかを検討する。
サイトカインシグナル抑制因子SOCS-1の関与する疾病の発症機序の解明

前年度は臨床検体(急性骨髄性白血病,肺癌)におけるSOCS-1遺伝子のメチル化と,その意義について報告した.本年度はin vitroにてSOCS-1がどのように癌化に関与しているかを検討した.SOCS-1は通常の細胞においては発現量が低く抑えられているが,サイトカイン刺激によって急速に発現誘導がもたらされる.そこで,DNA損傷によって誘導されるかどうかを検討したところ,ある種のgenotoxic stressによって誘導されることが明かとなった.この発現誘導は,p53欠損細胞株においてもみられることからp53非依存性のものと考えられた.発現誘導のピークはDNA損傷刺激後2時間であり,8時間後にはSOCS-1の発現誘導が減弱することから2次的なサイトカイン産生に伴うものではなく,DNA損傷シグナルによる直接の誘導である可能性が示唆された.細胞周期について野生株マウスおよびSOCS-1ノックアウトマウス由来の胎児線維芽細胞(MEF)で検討した.SOCS-1ノックアウトマウス由来のMEFにおいてはS期の増加がみられ,G1期停止の異常が予想された.現在,SOCS-1ノックアウトマウスにDNA損傷の刺激を加えることによって発癌誘導がもたらされるかどうか検討中である.また,マウスにおける発癌誘導にSOCS-1のヘテロ欠損が関与している可能性について検討するため,種々のノックアウトマウスとのかけあわせをおこなった.発癌に関しては明らかな差は認めなかったものの,SOCS-1ヘテロ欠損の導入により肥満に対し抵抗性になることが示された.発癌メカニズムに加え,SOCS-1のin vivoにおける肥満に対する役割についても検討中である.1.サイトカインシグナル抑制因子SOCS-1の人の疾患への関与を明らかにするために,急性骨髄性白血病(AML)90例および血球系細胞株17種の遺伝子解析を行った.臨床検体で2例,細胞株(Jurkat細胞株)で1例,新規の変異を同定した.AMLでみられた変異はコドン198におけるCからTへの変異であり,その結果198番目のプロリンがセリンへ置換されることが予想された.急性リンパ球性白血病(T細胞)由来の細胞株であるJurkat細胞においては,コドン164における1bpのG欠損が存在した.野生およびこれらの変異SOCS-1の発現ベクターを作製し癌遺伝子TEL-JAK2の分解能に関して検討したところ,Jurkat細胞株でみられた変異においては,その分解能が欠如していた.次に遺伝子のメチル化について検討した.AMLの検体においては72%に,細胞株においては52%にSOCS-1遺伝子のメチル化が認められた.細胞株においてはメチル化とSOCS-1の発現低下との間に強い相関がみられ,この発現低下は細胞を脱メチル化処理することにより回復した.以上のことから,AMLや造血器腫瘍由来の細胞株においては,SOCS-1は主にメチル化によって発現低下がもたらされていることが明かとなり,癌抑制遺伝子として機能していることが支持された.一方,他の臨床検体(非小細胞肺癌,SLE)や非小細胞肺癌由来の細胞株においては,意義のある遺伝子変異は同定されなかった.2.LPSシグナルにおけるSOCS-1の作用点を明らかにするために,SOCS-1安定発現株を作製した.この細胞株においてはLPS刺激によるNF-kBの活性化は野生株と同等であったが,STAT1のセリン,チロシンリン酸化が減弱していた.共発現系における免疫沈降の結果から,SOCS-1のターゲットをIRAKと推測し,詳しいメカニズムについて検討中である.前年度は臨床検体(急性骨髄性白血病,肺癌)におけるSOCS-1遺伝子のメチル化と,その意義について報告した.本年度はin vitroにてSOCS-1がどのように癌化に関与しているかを検討した.SOCS-1は通常の細胞においては発現量が低く抑えられているが,サイトカイン刺激によって急速に発現誘導がもたらされる.そこで,DNA損傷によって誘導されるかどうかを検討したところ,ある種のgenotoxic stressによって誘導されることが明かとなった.この発現誘導は,p53欠損細胞株においてもみられることからp53非依存性のものと考えられた.発現誘導のピークはDNA損傷刺激後2時間であり,8時間後にはSOCS-1の発現誘導が減弱することから2次的なサイトカイン産生に伴うものではなく,DNA損傷シグナルによる直接の誘導である可能性が示唆された.細胞周期について野生株マウスおよびSOCS-1ノックアウトマウス由来の胎児線維芽細胞(MEF)で検討した.SOCS-1ノックアウトマウス由来のMEFにおいてはS期の増加がみられ,G1期停止の異常が予想された.現在,SOCS-1ノックアウトマウスにDNA損傷の刺激を加えることによって発癌誘導がもたらされるかどうか検討中である.また,マウスにおける発癌誘導にSOCS-1のヘテロ欠損が関与している可能性について検討するため,種々のノックアウトマウスとのかけあわせをおこなった.発癌に関しては明らかな差は認めなかったものの,SOCS-1ヘテロ欠損の導入により肥満に対し抵抗性になることが示された.発癌メカニズムに加え,SOCS-1のin vivoにおける肥満に対する役割についても検討中である.
胃前癌病変としてのテロメア短縮病変の意義

胃癌の前癌病変とてのテロメアが短縮した局所病変が存在すること及びその特徴を検討した。(1)胃癌部では10-40%にテロメア量は減少していた。(2)胃癌周囲粘膜では、癌に近い部分ほどテロメア量は低下していた。(3)非癌部粘膜では、テロメア量は腸上皮化生では70-90%、非腸上皮化生では80-95%程度であった。□H.pylori陽性で活動性胃炎が強い粘膜では、活動性の低い粘膜に比較し、テロメア量がより減少していた。□全割された粘膜の中でも癌からlcm以上はなれた非癌部に径1cm程度の範囲で周囲よりもテロメア量が15-35%低下している領域が認められた。同部は内視鏡的には軽度の炎症所見は認められるものの明らかな特徴が見られず、組織学的には中等度の活動性をしめす腸上皮化生粘膜あるいはH.pyloriの消失した腸上皮化生粘膜で、1例では再生異型と診断される核の軽度腫大が認められた。□□のようなテロメア短縮病変におけるstem cellの数、分布を検討すると、stem cellの数が増加し、腺管表層まで広い分布を示す腺管が小範囲に集籏して認められた。このようなstem cell変化を示す領域の組織型は腸上皮化生を伴う萎縮性胃炎を示すものもあったが、軽度異型を伴う非腸上皮化生粘膜を示すものも見られた。□以前に研究分担者が報告した遺伝子欠損についてテロメア短縮領域について検討したところ、同様の遺伝子欠損が認められた。以上より、テロメア短縮病変においては、テロメア短縮とともにstem cell hyperplasiaまたはstem cell deregulationが認められ、特異的な遺伝子異常を伴っている可能性が示唆された。胃癌及び非癌部粘膜におけるテロメア量の変化を検討するため、早期胃癌症例6例(うち多発癌症例2例)を用い、がん病変を含む広い領域を全割し、(TTAGGG)4をFITCでラベルしたプローブを用いてfluorescent in situ hybridization(FISH)を行った。コントロールは、粘膜内に浸潤しているリンパ球におけるテロメア量を100%ととして表示した。その結果、(1)胃癌部では10-40%にテロメア量は減少していた。特に、進行癌ではテロメア量は早期癌よりも低かった。(2)胃癌周囲粘膜では、癌に近い部分ほどテロメア量は低下しており、癌から1cm以上遠ざかるとほぼ平均的な値を示した。(3)非癌部粘膜では、腸上皮化生粘膜では非腸上皮化生粘膜に比較しテロメア量は平均して低く、腸上皮化生では70-90%、非腸上皮化生では80-95%程度であった。(4)ヘリコバクター・ピロリ菌陽性で活動性胃炎が強い粘膜では、活動性胃炎を示さないあるいは活動性の低い粘膜に比較し、テロメア量がより減少していた。(5)今回の検討では胃癌がすべてhTERTタンパク陽性であったが非癌部粘膜ではhTERTは陰性であった。(6)全割された粘膜の中でも癌から1cm以上はなれた非癌部に径1cm程度の範囲で周囲よりもテロメア量が15-25%低下している領域が認められた。

同部は内視鏡的には軽度の炎症所見は認められるものの明らかな特徴が見られず、組織学的には中等度の活動性をしめす腸上皮化生粘膜あるいはヘリコバクター・ピロリ菌の消失した腸上皮化生粘膜で、1例では再生異型と診断される核の軽度腫大が認められた。同領域ではp53の異常蓄積は認められなかった。また、hTERT発現も見られなかった。以前の検討からテロメア量の高度の低下がhTERT発現の引き金となることが示唆されており、このようなテロメア短縮が限局した分布を持って認められることは、このような変化が前がん病変へと進展する可能性が考えられた。平成19年度の研究においては、以下の2点について検討を行った。(1)胃癌周囲非腫瘍性粘膜におけるstem cellの数・分布を検討した。Stem cellのマーカーとされるCD133,CD49f,nucleostemin,Lgr5などの発現を免疫染色やISHにより検討したところ、stem cellの数が増加し、腺管表層まで広い分布を示す腺管が小範囲に集簇して認められた。このようなstem cell hyperplasiaを示す領域の組織型は腸上皮化生を伴う萎縮性胃炎を示すものもあったが、軽度異型を伴う非腸上皮化生粘膜を示すものも見られ、いずれにおいてもテロメアはリンパ球の60%以下に低下していた。(2)以前に研究分担者が報告した遺伝子欠損について(1)の領域について検討したところ、同様の遺伝子欠損が認められた。以上の結果から、short telomere lesionにおいては、テロメア短縮とともにstemcell hyperplasiaまたはstem cell deregulationが認められ、特異的な遺伝子異常を伴っている可能性が示唆された。
核酸の構造予測に基づくRNA切断反応の解析

我々は、核酸の機能化・材料化に向けて、核酸の構造予測に基づいたRNA切断反応に関する研究を実施した。まず、核酸の分子間相互作用エネルギーを基にした分子設計を可能にするために、リボザイムをはじめとする機能性核酸の高次構造を予測する手法の考案と、構造形成に関わる相互作用エネルギーの算出を行った。フルマッチとミスマッチ構造に対するこれまでの我々の研究実績に基づいて、ダングリングエンドとヘアピンループ構造に対する構造安定性パラメータの算出を行った。その結果、DNAやRNAの構造安定性や人工ヌクレオシドの設計に有用な相互作用エネルギーに関する知見を得ることができた。さらに、リボザイム反応に欠かせない金属イオンと水分子との相互作用を解明し、また、核酸を細胞内やセンサー表面で材料として利用するために、分子クラウディングにおける核酸の相補鎖認識能力を明らかにした。このような核酸の相互作用エネルギーと構造予測に関する知見に基づいて、人工ヌクレアーゼ構築を目指した人工核酸レセプターの作製、及び新規デオキシリボザイムとその分子センサー化にも成功した。さらに、水溶性と構造の自由度を維持したまま強いスタッキング相互作用が実現可能なアデノシン誘導体を設計したところ、この人工ヌクレオシドを含む機能性DNAは、DNAやRNAが形成する二重鎖との間で強いスタッキング相互作用を生じることが示された。さらに、この人工核酸を用いると、MgCl_2存在下で相補鎖RNAを部位選択的に切断することができた。本研究の成果によって、あらゆる核酸の構造とその熱安定性を予測する手段が開発され、リボザイム以外の新規核酸材料の開発にも役立つ指針を提出することができた。遺伝子の全塩基配列の解明がほぼ完了しつつあり、ポストゲノムシーケンスにおいて、ゲノム構造の特異性や機能の解明が注目されている。機能ゲノム科学の中でも、特に注目されているのは、遺伝情報だけでなく、生体系の共有結合の連結や切断に対して触媒機能を有する核酸、いわゆるリボザイム(またはデオキシリボザイム)である。このリボザイムは、金属イオンの助けを借りながらエイズや癌などの遺伝子を"認識"し、さらに切断や連結という"機能"を発現する。それゆえ、新規核酸薬剤として、病気の予防・治療に非常に有用であり、バイオテクノロジー分野での実用に期待が高まっている。リボザイムやデオキシリボザイムをテーラーメード機能性分子として利用するにあたっては、リボザイムを目的に応じて自由にデザインできることが問題となる。この問題を解決するには、リボザイムやデオキシリボザイムの活性効率に密接に関係する二次構造を簡便にかつ高精度に予測することが最も重要である。そこで本研究では、リボザイムの高次構造内に多く見られ、活性の鍵となる非塩基対部位の核酸の高次構造形成に与える影響を定量的に予測し得るようなパラメータを開発した。また、核酸高次構造のひとつであるHoogsteen型塩基対を有するパラレル型DNA三重鎖に対するカチオンの影響についても検討した。その結果、Hoogsteen型塩基対は、カチオンの種類によってその安定性に違いがあり、その安定性への影響の順は、Mg^<2+>>Mn^<2+>>Ca^<2+>>Ba^<2+>>>Na^+であることを明らかにした。さらに、リン酸ジエステル結合をペプチド結合に置換したペプチド核酸の構造予測に必要な熱力学的パラメータも開発した。ヒト遺伝子配列の解明がなされ、ポストゲノムシーケンス研究において、ゲノム構造の特異性や機能の解明が注目されている。機能ゲノム科学の中でも、特に注目されているのは、遺伝情報だけでなく、生体系の共有結合の連結や切断に対して触媒機能を有する核酸、すなわちリボザイム(またはデオキシリボザイム)の配列と機能である。このリボザイムは、金属イオンなどとの相互作用を介して、エイズやガンなどの遺伝子を"認識"し、さらに切断や連結という"機能"を発現する。

それゆえ、新規核酸薬剤として、病気の予防・治療に非常に有用であり、バイオテクノロジー分野での実用に期待が高まっている。リボザイムやデオキシリボザイムの利用にあたっては、リボザイムを目的に応じて自由にデザインできること、および反応機構の解明を通して効率よくRNA切断を起こすリボザイム分子を設計することが重要になる。この問題を解決するには、リボザイムやデオキシリボザイムの活性効率に密接に関係する二次構造を、簡便にかつ高精度に予測することが最も重要である。そこで本研究では、これまで精力的に開発してきた核酸の高次構造を定量的に予測しうる熱力学的諸量に関して、さらに詳細な解析を行うことができるよう、パラメータの温度依存性に関する考。察を行った。また、実際にリボザイムを利用する系で必ず見られる長鎖ダングリングエンドに関して、熱力学的寄与を定量的に解析した。さらに、これらの研究の結果得られた知見をもとに、デオキシリボザイムを固定し、RNA切断の速度論的解析を簡便に行うことのできる新規デバイスの開発を行った。このデバイスを用いて、速度論的なパラメータと熱力学的なパラメータを総合的に評価し、詳細にかつ簡便にRNA切断反応を解析することが可能となった。遺伝情報だけでなく、生体系の共有結合の連結や切断に対する触媒作用を有する核酸であるリボザイム(またはデオキシリボザイム)は、新規核酸薬剤として、病気の予防・治療において特に有用であり、バイオテクノロジー分野での実用に期待が高まっている。本研究では、用途に応じてリボザイムを自由にデザインすること、および反応機構の解明を通して効率よくRNA切断を起こすリボザイム分子を設計することを目的とした。この問題を解決するには、リボザイムやデオキシリボザイムの活性効率に密接に関係する二次構造を、デザイン通りに形成させることが最も重要である。そこで、これまで精力的に研究してきた核酸の高次構造形成に関する定量的な知見をもとに、さらに多様な設計を可能とする非天然型核酸を設計・合成し、高次構造形成への熱力学的寄与を算出した。その結果、塩基対を模倣した人工核酸塩基は、予期した通りに高い二重鎖安定化能を有していることを示すことができた。また、この人工核酸塩基をダングリングエンドに導入したときに末端構準が大きく安定化したことから、望む機能性構造の安定化を実現する新しいツールとなりうることも示唆された。さらに、人工リボザイムの設計に不可欠なRNA-DNAキメラ核酸に関しても、熱力学的な解析を行い、これらの研究成果をデオキシリボザイムによるRNA切断反応にフィードバックした。その結果、非天然型核酸を導入した新しいタイプのデオキシリボザイムの開発と、速度論的なパラメータと熱力学的なパラメータを総合的に評価したメカニズム解析結果を報告することができた。遺伝情報だけでなく、生体系の共有結合を連結したり切断する触媒作用法を有する核酸、リボザイムは、新規核酸薬剤として病気の予防・治療において特に有用であり、バイオテクノロジー分野での実用化が期待されている。本研究では、用途に応じてリボザイムを自由にデザインすること、および反応機構の解明を通して効率よくRNAを切断するリボザイム分子を設計することを目的とした。
蛋白質合成素過程の解析とポリアミンの役割

1.ポリアミンは細胞増殖に必要な特定mRNAからの蛋白質合成を促進する。そのうちの1つがオリゴペプチドの取り込みに必要なOppA蛋白質である。ポリアミンがOppA mRNAの構造をどのように変えるかを一本鎖RNAを切断するRNaseT1と二本鎖RNAまたはstacked構造を認識して切断するRNaseV1を用いて検討した。その結果、開始反応に重要なSD配列と、開始コドンAUGの領域がOppA mRNA中の表面に露出してくること、及びSD配列と開始コドンの相対位置が近づくことが明らかとなった。OppA mRNAのSD配列と開始コドンの位置は通常のmRNAに比べ離れているので、この2つのポリアミンによるOppA mRNAの構造変化がポリアミンによるOppA mRNA合成促進に関与していることが明らかとなった。2.動物細胞の蛋白質合成開始のり律速段階は、40Sリボソーム亜粒子が開始コドンAUGまでmRNA上をスキャニングする過程である。この過程はeIF4F(4A、4E、4G複合体)と、eIF4BによるRNAヘリカーゼにより触媒される。私たちはeIF4Gの過剰産生株ががん化を引き起こすことを見出し、eIF4Gが過剰産生された場合のRNAヘリカーゼ活性を検討した。その結果、eIF4Gが増加するとeIF4Eの阻害因子である4E-BPからeIF4Eを遊離させ、eIF4F複合体を形成し、RNAヘリカーゼ活性が上昇することにより、蛋白質合成能が増加することを明らかにした。
造船CIMのための統合設計モデルに関する研究

船舶・海洋構造物のような大型構造物はすべて一品生産であり,その構造物は板材,骨材及び管材からなるおびただしい量の部品で構成されている。また,これらの多くの部品は機械部品のような標準が存在しないため新たな部品設計を行う必要があり,設計作業で取り扱う部品情報の獲得は大変な作業となる。一般に製品形状を定義するためには,CADを利用することによって計算機内部に部品の幾何情報を記述することが考えられる。しかし,形状情報のみによる部品情報の記述では膨大な情報を的確に表現するものではなく,様々な情報を記述する製品モデルの概念が提案されている。本研究では製品モデルの概念に着目し,製品情報として記述すべき情報を整理し,オブジェクト指向言語を用いてシステム開発を行った。この際に,設計活動で行われる様々な設計活動を設計要求から整理し,設計モデルを検証し,設計モデルによって製品情報が詳細化される過程をシステムとして構築した。本研究において構築した設計モデルと製品モデルとの関係を整理すると以下のように纏められる。1)構造設計では,構造を構成する部材間の位相表現を決定することが重要であり,構造を構成する部品形状の定義は,部品間の位相を幾何学的に満足することが要求される。本研究では,複数の部品を一塊として取り扱う設計モデルを提案した。2)部品の詳細情報は実際に組み立てる際の幾何学的な干渉,物理的な制約によって決定される。本研究では,上流の設計ステージで獲得された部品情報を動的に変化させ,詳細な部品情報を生成する過程を検討し,計算機内部に生産活動を表現することによって,詳細な部品情報を獲得する設計モデルを提案した。3)本研究で得られた知見は,船体構造を構成する板材,骨材に対してのみ言えることではなく,船の配管設計に於いても同様のことが確認することが出来た。
不安定プラークを特異的に検出する新規ナノテクノロジー動脈硬化診断法の開発

動脈硬化の早期に診断・治療のために、動脈硬化の病態の主体となる炎症を標的としたリポソームによる診断・治療法の開発を目標とした。シアリルLex系抗原修飾リポソームの動脈硬化マウス投与により、蛍光内包リポソームによるin vivo imaging像はプラーク安定化の変化を評価することができる可能性があることが示した。また、薬剤内包リポソームは効果的にプラーク安定化に寄与する可能性がある事が示した。薬剤内包リポソームを作成し、動脈硬化モデルマウスへの投与により、その効果を検討した。1).薬剤内包リポソームの作成高脂血症の治療薬として広く用いられているプラバスタチンをリポソームに内包化した。その他、スタチン系薬剤を含め、検討を行ったが、内包化が行えなかった。2).薬剤内包リポソームによる動脈硬化モデルマウスの治療効果判定WTD負荷ApoE KOに蛍光内包リポソームを静注24時間後、in vivo imagingを行い、同程度の動脈硬化を呈したマウスを薬剤内包リポソームとコントロールリポソームを投与する2群に分け、各リポソームを3回投与した。その後、再度、蛍光リポソーム静注24時間後、in vivo imagingを行い、薬剤投与群で、シグナルの低下を認めた。プラークの安定化を確認するため、大動脈を摘出し、RNAを抽出した。リアルタイムPCR法を用いて、マトリックス分解酵素やサイトカインについて、定量評価を行った。薬剤内包リポソーム投与群で、マトリックス分解酵素の発現が低下していた。これらのことから、今回の蛍光内包リポソームによるin vivo imaging像はプラーク安定化の変化を評価することができる可能性があることが示せた。また、薬剤内包リポソームは効果的にプラーク安定化に寄与することができる可能性がある事が示せた。本研究は、不安定プラークを標的としたリポソームを用いることにより、危険な動脈硬化を体外から検出する診断法を開発する事を目標としている。(1)不安定プラークに特異的な集積をするリポソームの作成とin vivo imagingプラーク内皮に発現している細胞接着分子のCD40に対する抗体を市販のラベリングキットを用いて、リポソームに修飾した。次に、生体内でのリポソームの確認とin vivo imagingを行った。動脈硬化モデルとしてアポリポプロテインE欠損マウスにWestern Type Dietを負荷したマウスを用いた。作成した抗体修飾Cy3蛍光内包リポソームと、既に市販されているE-selectinと特異的に結合するシアリルLex系抗原(SLX)修飾リポソームを、それぞれマウスに尾静注し、24時間後に観察を行った。実体顕微鏡下に摘出した大動脈を摘出し、蛍光顕微鏡で観察を行った。また、Cy3蛍光内包リポソームを投与したマウス大動脈の薄切切片を作成し、HE染色、脂肪染色、膠原線維染色、炎症細胞の免疫染色を行った。抗体修飾リポソームとSLX修飾リポソームとの比較を行ったところ、動脈硬化モデルマウスへの投与において、SLX修飾リポソームの方が動脈硬化巣への到達が良いと考えられた。(2)プラークへのリポソームの到達機序金コロイドを内包したリポソームを動脈硬化モデルマウスに静注後、大動脈の電顕用ブロックを作成した。超薄切標本を電子顕微鏡を用いて観察し、金コロイドがどの細胞のどの器官に到達しているかを確認した。内皮細胞内にリポソームにより運ばれたと考えられる金コロイドの集積を確認することができた。プラーク内皮に発現している細胞接着分子のCD40に対する抗体を市販のラベリングキットを用いて、リポソームに修飾した。Western Type Dietを負荷したアポリポプロテインE欠損マウスを動脈硬化モデルマウスとして用い、この抗体修飾リポソームが、動脈硬化巣に取り込まれることをin vivo imaging、組織の薄切切片の観察により評価を行った。研究当初は、作成した抗体修飾リポソームのほうが、既に市販されているE-selectinと特異的に結合するシアリルLex系抗原(SLX)修飾リポソームに比べ、動脈硬化巣への取り込み効率が増すと考えていた。しかし、動脈硬化巣へのリポソームの取り込み量の評価により、抗体修飾リポソームに比べ、SLX修飾リポソームの方が動脈硬化巣への到達が良いと考えられた。その結果により、使用するリポソームは、抗体修飾リポソームから糖鎖修飾リポソームへと変更としたが、予定していた研究計画は進行しており、研究結果を得る事ができている。そのため、全体としては、おおむね順調に進展していると考えている。薬剤内包リポソームを作成し、動脈硬化モデルマウスへの投与により、その効果を検討する。1).薬剤内包リポソームの作成受託製造サービスを利用し、プラークの被膜を溶かし、破綻の原因となる細胞外マトリックス分解酵素の阻害剤をリポソームに内包化する。具体的には、MMP2、MMP9の阻害剤を予定している。

また、炎症に重要なシグナル伝達経路であるNFκ-Bを阻害する薬剤の内包化も検討する。リポソームへの内包化の効率は、内包物質によって異なっており、実際に内包化を行ってみないと効率がわからない物質も多く存在する。そのため、いくつかの候補薬剤の内包化を試み、内包可能であった物質について、下記の検討を行う予定である。2).薬剤内包リポソームによる動脈硬化モデルマウスの治療効果判定WTD負荷ApoE KOに薬剤内包リポソームを静注24時間後、展開標本と薄切標本を作製する。in vivo imaging、展開標本作成の脂肪染色を行いプラーク退縮効果を確認する。また、薄切標本の脂肪染色、コラーゲン染色、炎症性サイトカインやMMPなどの免疫染色を行い、プラークの性状の検討を行い、プラーク安定化効果を検討する。今後の研究の推進方策としては、薬剤内包リポソームの作成がカギとなる。薬剤内包リポソームの作成は、簡単に行えものではないため、受託製造サービスを利用する。受託製造サービスに対し、研究費を使用する。また、薬剤内包リポソームによる動脈硬化モデルマウスの治療効果判定を行うために、今年度に続き、動脈硬化モデルマウスとなるマウスの飼育、維持のために、研究費を使用する。また、治療効果判定のために、in vivo imagingを共同使用機器を利用して施行したり、薄切切片の観察にレーザー蛍光顕微鏡を用いて観察を行う予定である。その共同利用機器の利用料などに研究費を使用する。また、薄切切片の免疫染色を行う試薬などについても研究費の使用を予定している。
メタルジェットによる3次元傾斜複合材ならびに3次元構造体の製法

まず最初に、融点47°CのUアロイを用いて3次元造形を試みた。用いたノズルは直径200μmで噴射速度は約1m/sである。方法はノズル背面から圧電アクチュエーターで駆動して直径約300μmのドットを最大300Hzで発射させた。このドットを使って、二次元の文字を印字したり画像を描いたりすることができた。これを積層し3次元の造形ができることを示すことができた。造形例としては、歯車、ピラミッド、建築物モデル、五重塔、人間の顔モデル、日本・世界の立体地図モデルなどである。次に、これらの造形物において各金属ドット間の結合強度試験を顕微鏡下で行い、結合強度の特性を明らかにした。その中で、噴射ドットの走査線上、走査線間、積層間の粒子の結合強度の違いを明らかにした。次に融点183°Cのはんだを用いて、バンプの製造、2次元配線、3次元配線に成功し、その線の電気抵抗特性を明らかにすると共に、噴射された粒子の基盤への凝着強度特性を明らかにした。最後に、融点約1455°Cのニッケルなどの高融点ドットの発射が可能なノズルを製作し、これを用いて溶融粒子の発射を行うことができた。これにより、3次元機能構造体の製作の可能性を示すことができた。本年度は,はじめに融点47°CのUアロイを電気信号によって噴射するノズルの設計と製作を行った.ノズルの原理は,圧電アクチュエータによって容積を変化させることができるチャンバーに直径200μm程度のノズルを設け,内部を溶融メタルで満たした状態で圧電アクチュエータを駆動してノズルから液滴を噴射させるものである.このような装置でメタルの噴射のための最適な駆動電圧やその波形,溶融金属の温度などの諸条件の探索を行い,直径およそ400μmの溶融メタル液滴を安定して噴射できる条件を見い出した.また噴射された液滴の状態を調べるために,高速度ビデオカメラ用いた撮影や基板に付着して凝固した粒子の顕微鏡観察を行い,飛翔の液滴の速度は毎秒数m程度でノズルの駆動電圧にほぼ比例すること,飛翔中は液滴の形状が変化しないこと,駆動電圧によっては一回のノズルの駆動によって複数の液滴が噴射される結果,基板上の粒子が広い領域に散らばってしまう場合があり,造形時にはこのような状態にならないような条件の設定が必要なことなどがわかった.さらに,これらの粒子を基板上に平面的に堆積した上で高さ方向に積層し,さまざまな3次元の構造体をつくり出すことに成功した.これらの試料の密度測定を行った結果,空間充填率に換算して95%以上もの値を達成していることがわかった.さらに、ノズル径を当初の200μmから50μmへ小さくすることで金属粒子の直径を約40μmへと微小化させる事に成功し,このノズルを用いて造形精度の高い構造物を製作できたほか,微細な構造物への応用が可能であることを示した.今後は,ハンダ等の実材料を噴射できるようにノズルの改良を行い,これを用いた三次元電気配線への応用を試みるほか,メタルジェット方で作製した試料の機械的性質の評価を行う予定である.本年度は,融点183°Cの電気配線用のハンダを電気信号によって噴射するノズルの設計と製作を行った.ノズルの原理は,圧電アクチュエータによって容積を変化させることができるチャンバーに直径200μm程度のノズルを設け,内部を溶融ハンダで満たした状態で圧電アクチュエータを駆動してノズルから液滴を噴射させるもので,昨年度製作した低融点合金用のものと基本的に同じである.但し,ハンダの融点は圧電アクチュエータの作動温度よりも100°C以上も高いため,圧電素子を保護するための放熱・断熱機構を新たに加えたほか,各所の設計を耐熱性を考慮したものに改めた.このような装置でメタルの噴射のための最適な駆動電圧やその波形,溶融金属の温度などの諸条件の探索を行い,直径およそ300μmの溶融ハンダ液滴を安定して噴射できる条件を見い出した.

さらに,ハンダ粒子を基板上に平面的に堆積した上で高さ方向に積層し,3次元構造体を作ることができた.また,ハンダ粒子を二次元的に基板に噴射させて平面状の電気配線を作成したり,ハンダと絶縁性の樹脂との組み合わせによって三次元配線を製作した.そして,これらの配線の電気抵抗率の測定を行い,試料を大気中で作成した場合にはバルク体の2倍から3倍程度と比較的抵抗が大きいものの,配線を作成した後で融点直下の温度で配線を再溶解させることで電気抵抗率がバルク体とほぼ同じ程度にまで低下することを見い出した.そして,従来からあるプリント配線にハンダを噴射させて電気的接合を行うことを想定して,ガラス基板に金を蒸着したものに溶融ハンダを噴射し,冷却後にハンダと金蒸着膜間の電圧電流特性を測定した.その結果,接合は良好で,ハンダジェットを用いた配線や接合が十分実用になる可能性があることが示された.今後は,メタルジェット方で作製した試料や配線などの引っぱり強度やせん断強度などの機械的性質の評価を行う予定である.本年度は融点47°CのUアロイを用いてコンピューターコントロールにより各種3次元の造形を試みた。その結果、金めっきした平板上に2次元の各種文字の印字、画像の描画を手はじめに、3次元のモデルとして歯車、コイン、ボトルなどの簡単な形状から、車のモデル、人の顔、日本・世界の3次元地勢地図の作成などを行い、この技術によるモデリングの例を示すことができた。また、融点183°Cのはんだを用いて、立体配線を行い、横配線と縦配線の製造可能条件の違いを示すとともにその場合の電気抵抗率の測定及び結合強度の測定を前年度よりさらに正確に求めることができた。さらに融点1455°Cのニッケルや1063°Cの金等の高融点金属をドットとしての発射が可能なノズルを開発し、これを用いてドットの発射を試みて、設計されたノズルの優秀性を確認できた。この高融点金属の発射は未だその精度、発射周波数において実用上の立場から未完成で、今後すぐれたノズル設計、発射の精度の確立などの研究が残されている。
看護技術における学生の創意工夫を育む自己学習プログラムに関する研究

基礎看護実習前の学生に自己学習の時間を確保し、学生の看護技術における科学的根拠の理解、およびその創意工夫を意図したプログラムを実施し、その効果について検討した。分析の結果、対象は自分が実習を行う病棟の特色をグループで話し合ったり、担当教員の助言を得ながら、対象の状態をイメージし、それにあわせて基本的な看護技術の方法を工夫していた。今年度は以下の点について検討を行なった。(1)教科書に記載されている科学的根拠に関する検討国内外で一般的に用いられている看護技術の教科書の内容、及びその技術の科学的根拠について検討した。検討の結果、日本の教科書では看護技術の手順についての記載が多くを占めているものが多く、看護技術の科学的根拠について書かれている教科書は少なかった。一方、アメリカの教科書では看護技術の根拠となるからだのメカニズムなどの内容が説明されていた。この検討から、今回の研究で取り組む看護技術の絞込みを行なった。(2)臨床の場での観察(1)で抽出された看護技術が実際の現場でどのように用いられ、またどのように対象に応じて工夫されているのかを観察調査した。病棟や対象の特性に応じて様々な工夫がなされている一方で、個々の対象でほぼ同一の方法で実施されている看護技術もあった。この検討から(1)で抽出された看護技術の更なる絞込みを行なった。(3)看護技術の科学的根拠の構築に関する学生の創意工夫を評価するための簡便な測定ツールについて検討した。(1)、(2)の検討から、科学的根拠として用いられている先行研究、及びその研究方法について整理した。(4)看護技術習得に対する評価に関する研究看護技術を効果的に習得するためには、その技術が対象に及ぼす効果について科学的根拠に基づいて理解する事が重要である。今回、そのアウトカムである学生の看護技術習得度がどのような指標に基づいて評価されているのかについて文献的検討を行なった。基礎看護技術の評価に関して客観的に検討している文献は少ないことが明らかになり、本研究においてもプログラムの評価をどのように行なうかが課題として考えられた。1.学生の看護技術習得状況に関する検討はじめに、看護学生が看護技術を習得していく上で困難と感じる看護技術について卒業間近の看護系大学生の4年生のインタビュー結果から検討した。その結果、学生は患者に対して侵襲的な看護技術や失敗することで患者に何らかの被害(痛み、衣服やシーツの汚染など)を与える恐れのある項目について不安を感じていることが明らかになった。また、その一方で日常生活援助についても自信があるといえる看護技術はなく、その理由として、実際の授業と対象に合わせた看護技術が必要になる臨床とのギャップを上げるものが多かった。学生は授業で習う基本的な看護技術がそのまま患者に適応できないと考えており、そのことが学生の看護技術に対する不安につながっていることが明らかになった。2.学生の看護技術の創意工夫を育むプログラムの検討実際の医療の現場で体験する看護技術は限られているため、学内の演習や自己学習で様々な状況を想定した看護技術の工夫やその工夫に対する評価をセットで行なっていくことが、学生の看護技術に対する有効に自己学習につながるかどうか検討した。学生にこれらの目標に有効であると考えられる自己学習環境を提供し、基礎看護実習の前に自由に看護技術の自己学習ができるように配慮した。現在、その評価に関するデータ収集を実施中である。3.自己学習、学習意欲に関する文献検討本研究に活用可能な理論を検討するために、自己学習、自己調整学習、学習意欲など関連の領域の文献について検討した。従来、看護技術教育法方法としては、「講義→教員のデモンストレーション→その方法の演習」という形で授業展開されることが多かったが、どうしても学生はその手順を暗記することに偏りがちで、その方法の根拠の理解やその技術を創意工夫させる視点は育ちにくいのが現状であった。また、この看護技術の習得には授業時間内だけの演習では、時間的にも十分ではなく、学生の自己学習が必要である。今回、基礎看護実習前の学生に自己学習の時間を確保し、学生の看護技術における科学的根拠の理解、およびその創意工夫を意図したプログラムを実施し、その効果について検討した。基礎看護実習前に本プログラムでの自己学習を体験した看護系大学3年生のうち、実習終了後の面接調査に対する参加の同意が得られた27名を本研究の対象者とした。調査期間は平成20年4月5月に基礎看護実習前の自己学習の取り組みについて、半構造的面接を行った。面接内容を対象者の同意を得た上で録音し、逐語録を作成、語られた内容を質的に分析した。なお、本研究は研究者の所属する大学の倫理委員会による承認をうけて実施し、同意にあたっては同意書を取得した。面接データはすべて研究者によって厳重に管理され、個人を特定できないようコード化して使用した。また、実際の面接は実習を担当していない教員が実施した。分析の結果、対象は自分が実習を行う病棟の特色を実習グループ間で話し合ったり、担当教員の助言を得ながら、対象の状態をイメージし、それにあわせて基本的な看護技術の方法を工夫していっているプロセスが明らかになった。現在、このプロセスの特徴に関し、より詳細な分析を継続している。