hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
児童の意欲を喚起し興味を持続させる高学年の外国語活動のカリキュラムの構築

研究の目的:『学習指導要領』に示され,小学校教育の中でも大切にされる「児童の興味・関心に合った」プロジェクト(単元)やカリキュラムの開発,また,『英語ノート』の活用や歌やチャンツ,ゲームを取り入れた発展的なプロジェクトの開発をする。研究方法:小学校最階で求められる課題解決的な外国語(英語を扱う)活動を「プロジェクト型外国語(英語)活動」と定義し,6学年におけるカリキュラム開発に絞る。同時に,その活動が新学習指導要領の趣旨に合致しているかを授業実践・分析を通して検証する。研究の成果:・年度当初に,児童に事前アンケートを取り,これを反映させて,プロジェクトの活動目標,内容,評価規準などを決定したことで,児童の興味・関心に沿ったプロジェクトを開発することができ,児童が年間を通して意欲的に取り組むことができた。・プロジェクトの開発に当たって,事前の児童の興味と同時に,教師が,各学年に学ばせたいことや教科や他の領域の学習と内容的に関連づけたこと,調べ学習などを取り入れたことで,高学年の知的好奇心を満足させる活動を仕組むことができた。・英語表現の練習場面では,『英語ノート』の音声的な教材や,中学年までに慣れ親しんだ歌・ゲーム・チャンツをプロジェクトに組み込んだことで,表現の定着を無理なく図ることができた。・プロジェクトの中の各活動で,評価規準に沿った教師の評価,児童の自己評価・相互評価を実施したことで,児童が主体的に活動ができたかを知ることができ,次の指導に生かすことができた。とりわけ,児童の自己評価については,プロジェクト内のすべての活動後に同じ評価項目で,数値を使って評価したことで,児童の反応や考えを定量化することができた。また,それぞれのプロジェクトが,児童の発達段階に合っているかを検証することができた。・学習指導要領の目標の3つの柱とも関連付けながら,「関心・意欲・態度」「コミュニケーションの力」「言語や文化に関する気づき・理解」を評価の観点に決め,評価規準を設定して評価し,それを集積して,プロジェクトごとに記述で評価することができた。
教師存在の有無における愛他的態度変化と非言語メ-ッセージ

平成6年度において、愛他行動の形成に影響する要因としての他者存在の有無に関連して、計画にしたがって実験を行なった。そこでは、教室内の愛他行動及びボランティア行動に影響する、教室内の愛他行動及びボランティア行動に影響する、教室内における教師の在-不在、寄付行動の内容、性差、および教師の特性について検討が行われた。基本となる手続きは、(1)教室内にビデオカメラの設置、(2)教室でのカメラに慣れるように1週間程度ダミ-の撮影(3)各クラスで3回の実験授業時間、(4)教師不在の教示は「先生は、用事があって職員室にいかねばなりません、皆さんはそのまま自習を続けて下さい」である。(5)また、教師の不在中における愛他行動、ボランティア行動は、ビデオによって撮影された。(6)愛他行動の測定は寄付行動行動によって行われ、ボランティア行動の測定は、寄付行動を行うための袋づめによって測定された。結果は愛他行動に関する自発的な行動の出現は持続性をもたないという傾向が見られた。すなわち、クラスでの寄付行動の要請は、始めの3日間はかなり多くの児童が寄付行動のためのボランティアを行なったが、1週間後には、ほとんど見られなくなった。教師の存在条件と不在条件で、袋づめ行動の比較は、1日目から5日目および合計値においても有意な差は見られなかった。このことは、教師の存在が袋づめ行動に影響を与えていないかったと考えられる。この研究では、川島(1991)において提出された、「他者の存在は、発達的に状況的要因として抑制的に働くものであり、教師についても、その存在と非存在において児童の教室における愛他行動の量についても差をひきおこす」という仮説は明らかにならなかった。平成6年度においては、愛他行動の形成に影響する要因としての他者存在の有無に関連して、前年度の計画にしたがって、実験を行なった。結果については、現在分析中である。すなわち、「他者の存在」は発達的に情況的要因として抑制的に働くものであり、「教師についても、その存在と非存在において児童の教室における愛他行動の量についても差をひきおこす」という仮説の下に観察を行なった。また、教室での教師の存在場面における小学校高学年の児童の規範的行動は、他者存在に対する社会的強化によるものであるのか、あるいはすでに同一視などを通して内在化されたものであるかについては明らかとならなかった。それについては、平成7年度も引続き同じ被験児を使用して観察を行う予定である。現在、詳細な結果については分析中であるが、愛他的な行動の自発的な出現は持続性をもたないという傾向が見られている。すなわち、小学校5年生でのクラスでの寄付行動の要請は、始めの3日間はかなり多くの児童が寄付行動のためのボランティアを行なったが、1週間後には、ほとんど見られなくなった。また、男児と女児の比率は女児の方がボランティアを行う子どもの比率は高かった。しかし、ボランティアに基づく寄付行動については、男児と女児の比率に差は見られなかった。これらの結果から、平成7年度においては、同様の被験者を用いて、活動性及び友人間のゲスフ-テストによるポピュラリティについての調査もあわせて行う予定である。そこでは、教室内の愛他行動及びボランティア行動に影響する、教室内における教師の在-不在、寄付行動の内容、性差、および教師の特性について検討が行われた。基本となる手続きは、(1)教室内にビデオカメラの設置、(2)教室でのカメラに慣れるように1週間程度ダミ-の撮影(3)各クラスで3回の実験授業時間、

(4)教師不在の教示は「先生は、用事があって職員室にいかねばなりません、皆さんはそのまま自習を続けて下さい」である。(5)また、教師の不在中における愛他行動、ボランティア行動は、ビデオによって撮影された。(6)愛他行動の測定は寄付行動行動によって行われ、ボランティア行動の測定は、寄付行動を行うための袋づめによって測定された。結果は、愛他行動に関する自発的な行動の出現は持続性をもたないという傾向が見られた。すなわち、クラスでの寄付行動の要請は、始めの3日間はかなり多くの児童が寄付行動のためのボランティアを行なったが、1週間後には、ほとんど見られなくなった。教師の存在条件と不在条件で、袋づめ行動の比較は、1日目から5日目および合計値においても有意な差は見られなかった。このことは,教師の存在が袋づめ行動に影響を与えていないかったと考えられる。この研究では、川島(1991)において提出された、「他者の存在は、発達的に情況的要因として抑制的に働くものであり、教師についても、その存在と非存在において児童の教室における愛他行動の量についても差をひきおこす」という仮説は明らかにならなかった。
F型アクチン結晶構造から解き明かすアクチン重合・ATP加水分解・繊維切断機構

アクチンは、ATP結合クレフトをはさむ二つの大きなドメインからなる。らせん状のアクチン繊維の形成時にはドメインが回転し、捻れの少ない平板化したF型アクチン構造をとる(Oda, Nature, 2009)。近年の電子顕微鏡技術の発展によって、3.6オングストローム分解能のアクチン繊維構造が明らかとなり、繊維中のアクチン分子間の相互作用様式がわかってきた(von der Ecken, Nature, 2016)。しかし、重合に伴うATP加水分解機構や、なぜADP繊維はATP繊維よりも不安定で脱重合しやすいのか、といったアクチンの基本的な特性の理解には至っていない。このためには、F型アクチンの構造を、異なるヌクレオチド状態で、なおかつリガンド位置を確定できる原子分解能で決定することが必須である。これまでにゲルゾリンファミリータンパク質の一種であるフラグミンの全長タンパク質と、アクチン2分子の複合体の結晶構造を、2.3オングストローム分解能で決定することに成功している。さらにフラグミンの三つのドメインの内の最もN末端側ドメイン(ドメイン1)との複合体の形で、高分解能のF型アクチン結晶構造(分解能1.2オングストローム)の決定に成功した。それぞれについて各種ヌクレオチド結合型(AMPPNP, ADP-Pi, ADP)構造を取得した。これらの構造から、繊維重合やATPaseなどアクチンの基本的性質について重要な知見が得られた。この成果をまとめた論文は現在投稿準備中である。また本年度には新たにアクチンと結合していないフラグミンのドメイン2-3の結晶構造を1.9オングストロームで決定した。この構造から、フラグミンのアクチン繊維切断メカニズムについての新たな知見が得られた。この成果をまとめた論文は現在投稿中である。近年の電子顕微鏡技術の発展によって、3.7オングストローム分解能のADPアクチン繊維構造が明らかとなり、繊維中のアクチン分子間の相互作用様式がわかってきた(von der Ecken, Nature, 2015)。このためには、F型アクチンの構造を、異なるヌクレオチド状態で、なおかつ水分子やカチオンなどのリガンド位置を確定できるレベルの高分解能で決定することが必須である。本研究課題では、ゲルゾリンファミリータンパク質をアクチン縦ダイマー安定化テンプレートとして利用する新たな系を用いることで、異なるヌクレオチド状態のF型アクチン結晶構造を、リガンド結合部位まで識別できる2.0オングストローム以上の高分解能で決定する。さらに構造情報に基づいた各種生化学実験をおこなう。得られた結果から、重合に伴うATP加水分解、それに伴う繊維構造の不安定化などのアクチンダイナミックスの基本原理、及びゲルゾリンファミリータンパク質の繊維切断機構を明らかにする。現在までに、ゲルゾリンファミリータンパク質の一種であるフラグミンと、アクチン2分子の複合体の結晶構造を、2.3オングストローム分解能で決定することに成功している。この構造から、アクチンの基本的性質について重要な知見が得られている。近年の電子顕微鏡技術の発展によって、3.6オングストローム分解能のADPアクチン繊維構造が明らかとなり、繊維中のアクチン分子間の相互作用様式がわかってきた(von der Ecken, Nature, 2016)。昨年度までに、ゲルゾリンファミリータンパク質の一種であるフラグミンと、アクチン2分子の複合体の結晶構造を、2.3オングストローム分解能で決定することに成功している。さらに高分解能のF型アクチン結晶構造(分解能1.2オングストローム)の決定に成功した。

しかし、重合に伴うATP加水分解機構や、なぜADP繊維はATP繊維よりも不安定で脱重合しやすいのか、といったアクチンの基本的な特性の理解には至っていない。このためには、F型アクチンの構造を、異なるヌクレオチド状態で、なおかつリガンド位置を確定できる原子分解能で決定することが必須である。これまでにゲルゾリンファミリータンパク質の一種であるフラグミンの全長タンパク質と、アクチン2分子の複合体の結晶構造を、2.3オングストローム分解能で決定することに成功している。さらにフラグミンの三つのドメインの内の最もN末端側ドメイン(ドメイン1)との複合体の形で、高分解能のF型アクチン結晶構造(分解能1.2オングストローム)の決定に成功した。それぞれについて各種ヌクレオチド結合型(AMPPNP, ADP-Pi, ADP)構造を取得した。これらの構造から、繊維重合やATPaseなどアクチンの基本的性質について重要な知見が得られた。この成果をまとめた論文は現在投稿準備中である。また本年度には新たにアクチンと結合していないフラグミンのドメイン2-3の結晶構造を1.9オングストロームで決定した。この構造から、フラグミンのアクチン繊維切断メカニズムについての新たな知見が得られた。この成果をまとめた論文は現在投稿中である。水分子等のリガンドの結合様式を判別するためには、さらに高分解能のF型アクチンの原子構造が必要である。このため、平成29年度は、2.0オングストローム以上の分解能のF型アクチンの結晶構造の決定を目指す。さらに構造情報に基づいた生化学実験を行うことで、ATPaseなどのアクチンの基本メカニズム、及びゲルゾリンファミリータンパク質の繊維切断機構の解明を目指す。得られた構造情報に基づいて、ATPaseなどのアクチンの基本メカニズム、及びゲルゾリンファミリータンパク質の繊維切断機構を検討する。研究成果を国内外学会、および学術論文にて発表する実験が予想より順調に進んだため、必要試薬の購入費が予定額を下回った。また、当初の計画より、学会発表の回数が少なかった。当初の予想していた以上に研究が進展したため、実験・解析に集中したため、学会・および論文発表に予定していた研究費が繰越となった。繰り越した費用は次年度の成果発表に使用する。より高分解能結晶を得るための結晶化試薬の購入、及び学会発表用の旅費に充てる。
ライトカーブから探る未知系外惑星の探索と小惑星の自転周期・形状の解明

研究目的:系外惑星による主星の減光現象をトランジットという。トランジットが発生する時刻の周期変化を検出することで、未知の系外惑星を発見することができる。多様な惑星系の姿を明らかにすることは、太陽系を含めた惑星系の形成過程を一般化するための手がかりとなる。また、小惑星の自転周期や形状は、太陽系形成時に存在した微惑星の衝突・進化過程を反映したものである。本研究は、系外惑星や小惑星の物理情報を観測から明らかにし、惑星系の進化過程を解明することを目的とする。研究方法:対象となる天体の時系列光度変化(ライトカーブ)から、物理情報を導き出す。ライトカーブデータは、過去に取得された天文アーカイブ画像や、井原市星空公園60cm望遠鏡(60cm望遠鏡)を研究観測用に整備することで取得する。研究成果:岡山大学による60cm望遠鏡を用いた系外惑星観測にアドバイザーとして参加し、系外惑星TrES-3bの観測を実施した。この観測でトランジットを検出することに成功し、60cm望遠鏡がトランジットを検出するために必要な誤差1%という高い測光精度を達成することを確認した。その後、独自の研究観測を実施するために、CCDカメラやそれを制御するコンピューターといった観測システムの構築を行った。一方、小惑星分野では、過去に取得されたデータを用いて、小惑星・彗星遷移天体107P/ウィルソン・ハリントン(107P)のライトカーブを取得した。データ解析の結果、自転周期が7.15時間(あるいは3.57時間)、107Pを3軸不等楕円体としたときの軸比が1.0:1.0:1.6あるいは1.5:1.0:1.0となることを明らかにした。さらに、107Pに他の天体が衝突し、それが原因となり彗星活動を起こした可能性があること、衛星の付随、タンブリング運動、クレーター状地形の存在といった可能性を指摘し国際雑誌に論文発表した。
バイオイメージングを用いた生命教材の開発

酵母菌をモデル生物に選び、バイオイメージング手法を導入して細胞呼吸を視覚的にとらえ、それと生化学的な学習内容とを関連づける教材を作成した。酵母菌を好気培養すると、ミトコンドリアが発達し、ATP生成量が増大する。一方、嫌気培養では、ミトコンドリアの発達が抑えられ、アルコール発酵でATP生成量が減少する。飢餓培養によるストレス負荷では、ミトコンドリアの減弱が観察される。本研究では、これらの結果を関連づけ、生命活動のダイナミクスを体得し、細胞・分子レベルで細胞呼吸を理解する教材を開発した。1.嫌気及び好気条件下における酵母の培養嫌気培養には10mL容のシリンジとシリンジキャップを用いた。乾燥酵母を種菌に、YMG液体培地5mLに初発のOD600が約1になるように植菌し、30°Cで50時間培養したところOD600は約5となった。なお、二酸化炭素の発生量はシリンジの目盛りから測定した。一方、好気培養には、ガラス試験管(φ2.8cm×20cm)を用いた。乾燥酵母を種菌に、YMG液体培地5mLに初発のOD600が約1になるように植菌し、30°C、120 rpmで50時間培養したところ、OD600は約14となった。2. ATP測定好気または嫌気条件で培養(30°C、120 rpm、1週間)後の培養液のATP濃度をルミテスターで測定したところ、好気のATP濃度は嫌気のそれに比べて8.4倍高い値となった。なお、このときの菌体数はOD600値で合わせた。教科書の理論値は19倍であるが、実測値との間に差がみられた。また、授業時間を想定した2時間の培養では好気と嫌気条件のATP濃度がほぼ同じ値となった。3.ミトコンドリアと核の染色好気の培養液(OD600=13.84) 10μLに、10μMのMitoTrackerGreenを190μL加えて振とう処理した(30°C、120rpm、15分間)。一方、嫌気の培養液(OD600=5.05) 27μLに、10μMのMitoTrackerGreenを173μL加えて振とう処理した。なお、振とう中は試験管をアルミ箔で覆って遮光した。15分間の振とうにより、好気または嫌気によらずMitoTracker Greenでミトコンドリアが染色された。同様に、DAPIで核を染色しても良好な結果が得られた。(1)好気条件と嫌気条件で培養した酵母菌のミトコンドリアをMitoTracker Green(MTG)で染色し、両サンプルの蛍光強度の差が確認できる条件を検討した。YMG液体培地の振盪培養(30°C、120rpm)を好気条件、キューネ発酵管、シリンジ及び流動パラフィンの重層を嫌気条件として酵母菌(ドライイースト)を培養した。ミトコンドリアの蛍光強度をLED蛍光顕微鏡で観察したが、両条件の酵母菌に有意な差が見られなかった。(2)液体培養では実験結果の再現性が良くないことと、高校の理科実験室の設備面を考慮し、YMG寒天培地のシャーレを作成し、それに酵母菌を植菌して角型ジャーで静置培養した。なお、炭酸ガス発生試薬(アネロパック)をジャー内に入れたものを嫌気条件とした。それぞれのジャーを30°C、2日間培養後、酵母菌の懸濁液20μLを2.4mMのDAPI(4',6-ジアミジノ-2-フェニルインドール:核を染色)または40μMのMTGで染色すると、好気条件と嫌気条件の酵母菌の蛍光強度に差が認められた。(3)染色液の濃度と液量及び菌体数を検討し、サンプル調製から顕微鏡観察までを授業時間(50分間)内に収めた授業マニュアルを作成した。懸濁液を100°Cで5分間加熱した菌体をガラスビーズで破砕後、ルシフェラーゼ発光系でATP濃度を測定した。培養液中のエタノール濃度は簡易型エタノール濃度計で測定した。このマニュアルを京都市内の高校生を対象に実施したところ(50分間×6コマ)、蛍光染色とエタノール濃度はおおむね良好な結果であったが、ATP濃度は好気条件と嫌気条件の酵母菌で差が見られなかった。(4)模擬授業に基づく高校教諭や生徒たちの意見を参考に、「細胞呼吸の世界を可視化する」教材の授業マニュアルを改良した。授業マニュアルに対する高校教諭からのアドバイスや模擬授業を受けた生徒たちのアンケート結果などを基に、大学で構築したプロトコルを高校現場の授業マニュアルへと最適化する作業に多くの時間を費やした。(1)高校現場では教諭の日常業務が多いため、実験の準備や後片付けにあてる時間が少ないこと、(2)大学では保有台数が多い安価な汎用器具が高校現場には少ないこと、(3)大型の液晶モニターが常設されており、授業に使用できることなどの有益な情報が得られ、これらに合致するようなマニュアルへの改良を進めた。また、好気条件と嫌気条件の酵母菌でATP濃度に差が認められず、最適な培養条件の検討に時間を要したため、平成27年度に予定していた「細胞ストレス応答のバイオイメージング」の授業マニュアルが作成できなかった。(1)蛍光染色:酵母菌をYPD寒天培地に植菌し、好気及び嫌気条件(簡易型嫌気ジャー)で培養した。

MitoTracker Green(MTG)でミトコンドリアを染色し、LED蛍光顕微鏡で観察した。好気条件の蛍光強度は嫌気条件のそれに比べて強く、再現性も良好であった。(2)ATPの定量:YPD寒天培地で生育した酵母菌を用いて、昨年度の酵素処理(ザイモリアーゼ・ガラスビーズ)と熱処理の破砕法から界面活性剤とTCAを用いた破砕法に変更し、実験に供する菌体を少なくしたところ、数値にばらつきはあるものの、ATP生成量は常に「好気条件>嫌気条件」となり、再現性が大幅に改善された。(3)アルコール発酵:アルコール発酵開始時の菌体量を増やすために、液体培養に変更し、流動パラフィンの重層で嫌気条件を再現した。嫌気条件下の3時間培養では、フラスコ内に泡が発生し、好気条件の1.5%に対して36.5%のエタノールが培養液中に検出された。抗アルコール脱水素酵素(ADH)抗体を用いた免疫染色は未着手となった。(4)ストレス応答:YPD寒天培地とYNB寒天培地(飢餓培地)に酵母菌を植菌し、30°Cで培養した。MTGでミトコンドリアを経時的に染色したところ、培養3日間以降では、YNB培地上の酵母菌の染色強度が低くなり、ミトコンドリアの減衰が確認できた。抗カスパーゼ抗体を用いた免疫染色は未着手となった。(5)簡易型培養システムの開発:発泡スチロールの箱と使い捨てカイロで作成したインキュベータに、攪拌子を含む培地が入った三角フラスコと電池式マグネティックスターラーを組合せたシステムを考案し、(3)の実験に成功した。(6)授業実践:高校の授業(50分×2コマ×3日間)では、バイオイメージングに対する生徒たちの反応は良好であったが、実験操作に気を取られ、授業時間内での理解が不十分となった。高校教諭のアドバイスを参考に、教材コンテンツの簡素化と授業マニュアルの改善を図った。酵母菌をモデル生物に選び、バイオイメージング手法を導入して細胞呼吸を視覚的にとらえ、それと生化学的な学習内容とを関連づける教材を作成した。酵母菌を好気培養すると、ミトコンドリアが発達し、ATP生成量が増大する。一方、嫌気培養では、ミトコンドリアの発達が抑えられ、アルコール発酵でATP生成量が減少する。飢餓培養によるストレス負荷では、ミトコンドリアの減弱が観察される。本研究では、これらの結果を関連づけ、生命活動のダイナミクスを体得し、細胞・分子レベルで細胞呼吸を理解する教材を開発した。嫌気条件でのアルコールデヒドロゲナーゼ(ADH)の可視化実験が未着手である。研究実績に示した好気及び嫌気条件でミトコンドリアの蛍光染色を行ったが、それぞれのイメージング像を比較してもミトコンドリアの形状や数的変動及び分布変動に有為な差が認められなかった。一方、酵母の増殖とATP濃度には有意な差が見られていたことから、嫌気条件が予想していた結果を出すのに不十分な状態である可能性が高いと考え、嫌気条件の実験系を再検討後、ADHの可視化実験を開始することにした。平成27年度未着手の「細胞ストレス応答のバイオイメージング」は、ミトコンドリアの好気条件と嫌気条件での数的な差違を可視化することに成功しており、アポトーシスなどのストレス応答の培養条件が設定できれば、核やミトコンドリアの変化を可視化できると考えている。ATP濃度の測定は、操作手順の迅速化と酵母菌の全タンパク質を失活させる安全な試薬などを検討する。また、抗アルコール脱水素酵素抗体と抗カスパーゼ抗体による細胞内観察は、これらの実験と並行して進めていく予定である。
高分子ナノ組織体に形成される2次元ナノ空間場を用いた超イオン伝導材料の創製

前年度作製に成功したホスホン酸を有する高分子ナノシートをLangmuir-Blodgett法により作製したラメラ状組織体におけるプロトン伝導特性について検討した。プロトン伝導度はホスホン酸含有率が41%までは含有率の増加とともに増加したが45%まで増加させると41%の7割程度の伝導度となった。そこで、これらのプロトン伝導の活性化エネルギーを検討したところ、41%では0.21 eVであったのに対し45%では0.25eVと増加した。国内、国外のグループにおいて積層膜界面のような2次元(2D)伝導ではプロトンソース間の距離が伝導度に重要な影響を与えるとの計算化学的報告がある。具体的には、プロトン伝導の活性化エネルギーはプロトンホッピングに由来するものと、その後の水素結合ネットワークの再配向に由来するもの2つが存在し、前者は距離が短いほど、後者は距離が長いほど小さい。そこで、これらの理論研究を元に、2Dモデルを構築しプロトンソース間距離と活性化エネルギーの関係を実験的に見積もった。その結果41%のものはプロトンソース間距離が2.8オングストロームであり、45%のものは2.5オングストロームであった。計算化学的手法から見積もられた最適値は2.6オングストローム;であることを考慮すると41%では水素結合ネットワークを形成するのに十分な距離に近づいているとともに、その後の再配向が可能な程度の距離を保っているのに対し、45%では近すぎるために立体障害により再配向が妨げられていることが示唆された。これより、実験的にはじめて、効率的なプロトン輸送を行うためには、プロトンソースを多量に導入するのではなく、2D界面に閉じ込めるとともに、その距離をオングストロームスケールで制御することが重要であることが示された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。燃料電池は、高効率、低環境負荷の発電システムであるため、持続可能な社会の実現に向けた新たなエネルギーとして期待が大きい。燃料電池の普及のために電解質膜の高性能化と低コスト化は必須であり、我々は高分子の構造制御による高性能化を試みている。そこで、本研究ではLangmuir-Blogett(LB)法を用いて二次元の界面制御による高速プロトン伝導の実現を目指し、イオン伝導部位を有する両親媒性高分子の合成とLB法による高分子ナノシートの構築を行い、そのイオン伝導性について検討した。N-dodecylacrylamide (DDA)とカルボキシ基を有するアクリル酸を共重合することで、イオン伝導部位を含有するアクリルアミド系高分子p(DDA/AA)を合成し、その水面上単分子膜挙動について表面圧ー面積等温曲線測定により検討した。合成したp(DDA/AA)は、FT-IR測定によりアクリル酸の導入を確認し、元素分析によりアクリル酸の導入率を50%と決定した。XRD測定の結果、高分子ナノシートの層構造に由来する強いブラッグピークが観察され、層構造を維持した高分子ナノシートを基板上に良好に構築できたことが確認できた。Auくし形電極上に30層のp(DDA/AA)ナノシートを作製し、RH=98%、60°Cで膜平面方向のイオン伝導度を測定したところ、伝導度は加湿時間とともに増加し最終的に0.051S/cmという高いイオン伝導度が得られた。これは加湿によって水分子がp(DDA/AA)ナノシート中の親水層間に入り込み、二次元の伝導パスを形成したためと考えられる。p(DDA/AA)ナノシートの活性化エネルギーは、0.34 eVであった。これにより、p(DDA/AA)ナノシートの膜の平面方向では、Grotthussメカニズムでプロトン伝導が行われていると考えられる。高分子ナノシート内にアクリル酸を49mol%導入したp(DDA/AA)積層体(1030層)をくし形Au電極上に作製し、温度2060 °C、湿度6098%でインピーダンス測定を行った。p(DDA/AA)積層体は、加湿時間の経過とともに伝導度が増大し、最終的に0.05 S/cmというナフィオンに匹敵する高いプロトン伝導性が得られた。さらに、伝導度、活性化エネルギーに層数依存性は見られなかった。この結果から、積層体のプロトン伝導は積層体の表面伝導ではなく、積層体中の親水層間に形成された二次元の伝導チャネルによる伝導であることがわかった。また、積層体は湿度による影響を強く受け、相対湿度40%の減少で3桁も伝導度が減少することがわかった。このことから、p(DDA/AA)積層体は、他の一般的な高分子電解質同様、膜への水分供給が必要であることがわかった。プロトン伝導の活性化エネルギーは、高湿度下であるほど減少し、相対湿度80%以上では、プロトンのホッピング機構であるGrotthussメカニズムであることが示された。これにより、p(DDA/AA)積層体における高プロトン伝導性は、膜中に取り込まれた水分子のネットワーク形成に由来することが示唆される。また、積層体の膜平面方向のプロトン伝導度は、膜垂直方向と比べ8桁も大きく、異方伝導性を示した。これは、膜の平面方向では積層体の親水層間に形成された二次元プロトン伝導パスで効率的なプロトン伝導が可能であるが、垂直方向では、疎水アルキル鎖を横切るため、伝導パスが形成されず、プロトン伝導がブロックされたためであると考えられる。

キャスト膜との比較においても、膜平面方向のプロトン伝導度は、5桁の伝導度の向上を達成し、LB法を用いて配向制御を行い、二次元プロトン伝導パスを形成することで、高いプロトン伝導性が達成された。昨年度LB膜組織体が形成する2次元ナノ界面がプロトン伝導場として利用できることを明らかにした。本年度はその湿度依存性より、湿度80%以上必要であることを明らかにした。またLB膜構造に特徴的な超異方伝導を明らかにし、計画通りに進行している。前年度において高分子ナノシート積層体界面が優れたプロトン伝導パスとして働く事を示し、弱酸のカルボキシ基をプロトンソースとした共重合体p(DDA/AA)においてNafionに匹敵するプロトン伝導度を達成することを示した。そこで本年度は種々の導入率のp(DDA/AA)積層体のイオン伝導度測定を行い、プロトン伝導性のイオン性基含有率依存性を検討した。X線回折測定よりp(DDA/AA)積層体はその含有率が49%までの物が均一なラメラ多層膜を構築することを明らかにした。さらに、プロトン伝導度測定環境下である60度、相対湿度98%の環境下でアニールすると、一度構造が乱れた後に、再度新たな構造へとorder-order転移を示すことがわかった。伝導度の時間依存性とorder-order転移時間が一致していることから、高伝導度を示すラメラ層が存在する事を明らかにした。ラメラ平面方向のプロトン伝導度はAAの導入率が高いほど増大した。また含有率0.320.49において、活性化エネルギーは0.30 eV程度であり、同じ伝導挙動を示すことが示唆された。このとき、プロトン伝導は水分子のネットワーク構造を介しており、また、二次元プロトン伝導パスにおけるカルボキシ基間の距離が、効率的なプロトン輸送を示す距離(0.7 nm)に類似していることから、理想的なプロトン伝導が行われていると考えられる。一方で、n=0.07, 0.19においては、二次元プロトン伝導パスにおけるカルボキシ基間の距離が効率的なプロトン輸送を示す距離から離れており、非効率なプロトン伝導挙動を示した。プロトン伝導度の距離依存性は生体膜界面におけるプロトン輸送と類似しており、高分子ナノシート積層体が生体膜モデルとして有用であることがわかった。高分子ナノシート積層体界面における優れたプロトン輸送機構について明らかに出来たと共に、この積層体が生体膜におけるプロトン輸送モデルとして有効であることを示しており、これは研究目的を達成しているため。前年度作製に成功したホスホン酸を有する高分子ナノシートをLangmuir-Blodgett法により作製したラメラ状組織体におけるプロトン伝導特性について検討した。プロトン伝導度はホスホン酸含有率が41%までは含有率の増加とともに増加したが45%まで増加させると41%の7割程度の伝導度となった。そこで、これらのプロトン伝導の活性化エネルギーを検討したところ、41%では0.21 eVであったのに対し45%では0.25eVと増加した。国内、国外のグループにおいて積層膜界面のような2次元(2D)伝導ではプロトンソース間の距離が伝導度に重要な影響を与えるとの計算化学的報告がある。具体的には、プロトン伝導の活性化エネルギーはプロトンホッピングに由来するものと、その後の水素結合ネットワークの再配向に由来するもの2つが存在し、前者は距離が短いほど、後者は距離が長いほど小さい。
インスリン産生細胞増殖因子Reg蛋白質を用いた糖尿病治療法の開発

本研究の目的は、申請者らが発見したインスリン産生細胞の新しい増殖因子Reg蛋白の作用機序を明らかにし、組換えReg蛋白を用いてインスリン産生細胞を再生・増殖させるという糖尿病治療法開発への道を開くことである。平成8年度の研究は、当初計画通り順調に進行し、以下の成果を得た。1.ES細胞染色体上での相同組換えの手法を用いてReg遺伝子欠損マウスを作製することに成功した。(1)染色体上の遺伝子が変異Reg遺伝子と入れ換わったES細胞株をマウス胞胚に注入して代理母に移入したキメラ個体を得た。(2)(1)で得られたキメラマウスの交配を行ない、Reg遺伝子欠損マウスを得た。2.ヒト及びマウスのReg遺伝子ファミリーの遺伝子座を決定した。(1)ヒトREG遺伝子ファミリー(REGIα,REGIβ,HIP/PAP,RS)の遺伝子座の決定をFISH法およびYACクローンの解析により行ったところ、当該遺伝子ファミリーが全て第2番染色体p12に存在し、セントロメア側からHIP/PAP-RS-REGIα-REGIβの順序で並んでいることが明らかとなった。(2)マウスReg遺伝子ファミリー(RegI,RegII,RegIIIα,RegIIIβ,RegIIIγ)の遺伝子座をFISH法により解析したところ、当該遺伝子ファミリーが全て第6番染色体上の極めて近接した領域に存在していることが明らかになった。3.平成7年度に作製したReg蛋白過剰発現マウスの解析を行った。Reg蛋白過剰発現マウスの膵β細胞の形態、大きさは正常マウスとほとんど変わらなかったが、Reg蛋白過剰発現マウスから分離した膵ランゲルハンス島は正常マウス膵ランゲルハンス島と比較して153倍のDNA合成を示し、Reg蛋白の過剰発現によりβ細胞の増殖能が上昇することが明らかにされた。糖尿病は現在、増加の一途をたどり、また動脈硬化・虚血性心疾患・脳血管障害などの他の成人病の基礎疾患ともなることから、一日も早い根本的な治療法の確立が待たれている。本研究の目的は、申請者が発見したインスリン産生細胞の新しい増殖因子Reg蛋白の作用機序を明らかにし、組換えReg蛋白を用いてインスリン産生細胞を再生増殖させるという糖尿病治療法開発の基礎研究を行うことである。平成7年度の研究は以下の様に進行し、研究目的が達成された。1.ヒトReg蛋白質を遺伝子工学を用いて酵母で発現・生産した。2.従来ラット組換えReg蛋白質の精製のために行っていた複数のスッテプの省略化に成功し、組換えヒトReg蛋白質の分離・精製が簡便になるとともにその回収率が大きく向上し、実用化のためのヒトReg蛋白質の生産が理論的に可能になった。3.ヒトReg遺伝子が第2染色体短腕12上の95kbpの領域に位置していることを蛍光in situ hybridization法とYACクローンの解析で明らかにした。4.インスリンプロモーターにReg遺伝子を連結したDNAをマウス受精卵雄性前核に顕微注入しトランスジェニックマウスを作成した。このマウスはインスリン産生細胞でのみReg蛋白質を過剰に発現していた。5.マウスReg遺伝子の第一エクソンにネオマイシン耐性遺伝子を挿入したReg遺伝子欠損マウス作成用のDNAを調製した。
ショウジョウバエ初期脳における情報処理中枢の分子遺伝学的解析

脳の高次構造の形成と可塑性を制御する分子機構を研究するにあたり、ショウジョウバエの脳はすぐれた研究材料を提供している。中でも、ショウジョウバエキノコ体は、脳容積の6割を超える発達した神経構造であり、学習記憶をはじめ多様な高次脳機能の中枢である。また、dunce, rutabaga等の多数の学習記憶遺伝子の発現部位である。成虫脳のキノコ体については、多くの研究が報告されているが、その初期発生様式と制御遺伝子については、神経構造の複雑さに阻まれ、断片的知見しかない。本論文は、ショウジョウバエの脳構造の中でも学習・記憶をはじめとする多くの高次機能の中枢であるキノコ体に焦点を当て、胚発生期のキノコ体前駆細胞で発現する遺伝子の探索を行った。677のGa14エンハンサートラップ系統のハエを用い、胚期脳全体、あるいはキノコ体前駆細胞でGa14遺伝子の発現のある系統をスクリーニングし、キノコ体前駆細胞で発現の見られる35系統と、胚期脳のさまざまな部分で発現が見られる34系統を得た。また、ショウジョウバエデータベースを活用し、748のP因子挿入系統から、抗体染色による発現パターンを元にキノコ体前駆細胞で発現の見られる22系統と、胚期脳の様々な部分で発現の見られる12系統を選別した。さらに、1691個のESTクローンからキノコ体前駆細胞で発現の見られる11個のクローンと、胚期脳の様々な部分で発現の見られる9個のクローンを選別した。以上の実験から選別された系統に対し、インバースPCR法によりP因子挿入部位に隣接する染色体配列を決定し、全ゲノム検索により遺伝子を特定した。これにより、アクチビン様遺伝子Alp23Bや、転写因子をコードするjumu、jing、dpn、dve、grn、retn細胞分裂を制御するcdc2、CyclinEなど総計35個の遺伝子が同定された。ショウジョウバエの脳は、脊椎動物の脳と比べて格段に単純であるにもかかわらず、学習・記憶を始めとする多くの高度な認知機能をもち、脳初期発生と高次機能を研究するにあたり、優れた研究材料を提供している。本年度は、脳高次脳機能の中枢であるキノコ体の形成機構の分子遺伝学的解析を推進した。胚期キノコ体での発現を手がかりに、キノコ体前駆細胞でショウジョウバエPax6相同遺伝子eyelessとtwin of eyeless、および複眼形成遺伝子dachshundが高レベルで発現していること、さらにこれらの変異体ではキノコ体形成が著しく阻害されることを見い出し、脳における新規遺伝子制御ネットワークが存在することを示した。また、キノコ体神経芽細胞で核内レセプター型転写因子taillessが発現していることを見い出した。突然変異クローンを特異標識するMARCMモザイク解析法により、taillessがキノコ体神経芽細胞の継続的分裂に必須であることを明らかにした。さらに、突然変異体における発現解析の結果、taillessの発現が、先に明らかにしたeyeless,twin of eyeless,およびdac遺伝子とは独立に制御されていることを示した。Pax6遺伝子とtailless相同遺伝子Tlxは、脊椎動物脳の嗅皮質・扁桃体・大脳辺縁系等の形成に必須な機能を有することが示されている。本研究成果は、多様な脳が獲得して来た嗅覚・学習系の構築過程が、共通の遺伝子プログラムにより制御されていることを初めて示したものである。
有限要素解に対する後験的誤差評価の研究

この一年間、主に、元の微分作用素はフレッシェ微分可能だが、有限要素法等で離散化する際、微分不可能な項が出てくるような非線形境界値問題に対しての、有限要素解の誤差評価を行った。例えば、流体の方程式であるナビア-ストークス方程式を離散化する際に、流れの上流の情報を下流の情報より重視するといった、いわゆる上流型有限要素法においてこのような状況が出てくる。得られた結果は以下の通り:真の解がある程度滑らかなら、それに対する上流型有限要素法により定義される解は、真の解に近くに一意に存在し、適当な誤差評価を満たす。この結果をまとめた次の論文を準備中で、今年度中に投稿する予定である。また、1996年12月に龍谷大学で行われた応用数学合同研究集会で、同じ著者、題目で研究発表を行った。
インフラマソームを介した悪性黒色腫の増殖および転移に関する研究

悪性黒色腫は転移を生じやすい極めて悪性度の高い皮膚腫瘍である。従来、悪性腫瘍に対してホストが起こす炎症は、腫瘍の拒絶および縮小に作用すると考えられてきたが、IL-1を中心とした炎症が、むしろ腫瘍の増殖や転移を促進するという知見が蓄積されつつあある。我々は悪性黒色腫の転移にIL-1βが何らかの役割を担うのであれば、IL-1βの活性化に関わるインフラマソームが何らかの機能を果たすであろうと考え検討した。マウス悪性黒色腫細胞は,通常株であるB16および好転移株であるB16-F10細胞ともに,インフラマソームの構成成分であるNLRP3,これに会合するASC,caspase-1を発現していた。ただし,予想に反して,インフラマソーム構成成分の発現は,好転移株であるB16-F10細胞に比して通常株であるB16において高発現していた。IL-1βの発現に関しては,LPS処理によってその発現が増強することが確認された。さらに,インフラマソームのシグナル伝達に関わるASCの発現を制御するためのプラスミドを作成し,遺伝子導入によって安定発現株を樹立する系を確立した。悪性黒色腫の転移にインフラマソームを介したIL-1βの活性化が機能を果たすのかという検討に際して,研究の萌芽という観点からは,今後の解析の基盤となる一定の成果を上げることができたと考えている。
理論モデルによる微少腫瘍結節内の放射性薬剤薬物動態のシュミレーションと検証

放射性薬剤の腫瘍内動態を解析するために、薬物動態に関わる主たる因子を統合したモデルを改良した。考慮した因子は、1)グローバルな薬物動態による薬物の血中濃度の変化、2)腫瘍血管壁の透過性、3)腫瘍内の細胞間質における拡散、4)腫瘍細胞の膜表面における特異的な結合、5)腫瘍細胞での代謝による消失である。特異的な結合は、受容体との選択的な結合、あるいは細胞表面抗原との抗原抗体反応を想定したが、多価の結合あるいは結合体の細胞内取り込み、受容体の再利用の扱いは検討に至らなかった。これらの偏微分式による数学モデルはFortran言語で記述され、Supercomputerで計算実行しているが、personal computerに移植を試みた。モデルの妥当性の検証として、腫瘍の微少結節を想定して、各種の悪性腫瘍で培養系によるspheroidの作成を試みている。時間系列によるspheroid内の放射性薬剤の分布変化を観察するための実験系を模索中である。この系では、上記3)の拡散および4)の特異的な結合についての検証ができるが、1)の薬物動態、2)の血管壁の透過性、5)の代謝の関与は検証できず、動物実験を含めたより統合的な実験系の構築が必要とされる。3)の腫瘍内の細胞間質における拡散の検討として、高分子化合物の単純拡散を測定するため、confocal microscopyを利用した基礎的検討を始めた。放射性薬剤の腫瘍内動態を解析するために、薬物動態に関わる主たる因子を統合したモデルを構築・改良した。特異的な結合は、受容体との選択的な結合、あるいは細胞表面抗原との抗原抗体反応を想定したが、多価の結合あるいは結合体の細胞内取り込み、受容体の再利用の扱いは、まだ未解決である。これらの偏微分式による数学モデルはFortran言語で構築され、supercomputerで計算実行しているが、personal computerに移植を試みている。モデルの検証として、腫瘍の微少結節を想定して、各種の悪性腫瘍で培養系によるspheroidの作成を試みている。現在まで、肺の腺癌、扁平上皮癌で効率よく作成できているが、他の癌細胞では作成困難なものが多い。次のステップとして、時間系列によるspheroid内の放射性薬剤の分布変化を観察するための実験系を模索中である。補助金は主として細胞培養の消耗品の購入に当てられた。
肝疾患における心身相関:動物モデルによる解析と前向きコホート研究を用いた全貌解明

本研究は、肝疾患へのストレスの影響を動物モデル、疫学研究により包括的に検討した。以下その研究成果、進捗状況の概要について記載する。(1)基礎研究「疾患動物モデルを用いた肝疾患へのストレスへの影響」α-galactosylceramideを用いた急性肝炎マウスモデルやB型肝炎マウスモデルにおいて、電撃ストレスやSocial disruptionストレスが、肝内Fas抗原を上昇させ、肝障害を増悪させることを明らかにした(Neuroimmunomodulation2005;12:375-379、J Gastroenterol Hepatol2006;20:202-208)。このような脳-肝相関の介在経路として迷走神経系の関与を想定し、更に検討を進めた。その結果、選択的肝枝迷走神経切除により、Fas抗体で誘発した急性肝炎の増悪を認め、ニコチン補充によりその増悪が相殺されたことより迷走神経系が重要な役割を演じていることが明らかとなった(Gastroenterology. 2008;134(7):2122-31)。(2)疫学研究「C型慢性肝炎における肝癌罹患への心理社会的ストレスの影響」上記の疫学研究のベースライン・データ収集は、平成15年度ですでに終了しており、エントリー患者総数は364(慢性肝炎:272名、肝硬変:92名)であった。このベースライン・データを用い、横断的解析により心理・社会的尺度と肝炎重症度の相関を調べたが、有意な相関は認められなかった(心療内科9:284-289,2005)。平成18年度には、ライフイベントとQOLにっいての調査票を患者に記入してもらい、経時的データの回収を行った。加えて、カルテと患者からの採血により、生化学データ、肝臓エコー所見、NK細胞活性値を収集した。平成20年度は5年目の最終年度にあたり、検査データを回収し、調査終了の予定である。なお回収率は90%以上であり、フォローアップも順調に進んでいる。(1)基礎研究「疾患動物モデルを用いた肝疾患へのストレスへの影響」本年度は、α-galactosylceramideを用いたマウスの急性肝炎モデルにおいて、Social disruptionストレス用いた心理・社会的ストレス負荷後の(1)肝障害、(2)肝内免疫、及び(3)肝内蛋白発現(Fas抗原、抗アポトーシス蛋白等)の変化を比較、検討した。その結果、(1)肝障害に関しては、ストレスにより有意な増悪を認めた。また、(2)肝内NKT細胞分画については群間差を認めなかったが、(3)肝内Fas抗原発現のストレスによる上昇がみられた。これらの結果から、Social disruptionストレスが、肝内Fas抗原を上昇させ、α-galactosylceramide誘発性急性肝炎を増悪させることが示唆された(「Neuroimmunomodulation」誌に論文発表)。(2)疫学研究「C型慢性肝炎における肝癌罹患への心理社会的ストレスの影響(5年間の前向き調査)」上記の疫学研究のベースライン・データ収集は、平成15年度ですでに終了しており、エントリー患者総数は364名(慢性肝炎:272名、肝硬変:92名)であった。このベースライン・データを用い、横断的解析により心理・社会的尺度と肝炎重症度の相関を調べたが、有意な相関は認められなかった(「心療内科」誌に論文発表)。平成16年度以降は、診療録と主治医から患者の経過に関する情報を経時的に得る予定である。

調査開始3年目、すなわち本年度は、ライフイベントとQOLについての調査票を患者に記入してもらい、経時的データの回収を行った。加えて、カルテと患者からの採血により、生化学データ、肝臓エコー所見、NK細胞活性値を収集した。本研究では、「肝疾患動物モデルを用いた基礎的研究」と「C型慢性肝炎患者を対象とした5年間の前向きコホート研究」により"肝疾患への心理社会的ストレスの影響"について検討を進めている。(1)基礎研究「疾患動物モデルを用いた肝疾患へのストレスへの影響」これまでα-galactosylceramideを用いた急陸肝炎マウスモデルやB型肝炎マウスモデルにおいて、電撃ストレスやSocial disruptionストレスが、肝内Fas抗原を上昇させ、肝障害を増悪させることを明らかにした(Neuroimmunomodulation 12:375-379,2005,J Gastroenterol Hepatol 20:202-208,2006)本年度は、こういった脳-肝相関の介在経路として迷走神経系の関与を想定し、検討を進めた。その結果、選択的肝枝迷走神経切除により、Fas抗体で誘発した急性肝炎の増悪を認め、ニコチン補充によりその増悪が相殺された。ストレスにより迷走神経系の神経活性が低下することは以前より知られていたが、この結果は、「ストレスが、肝枝迷走神経を介し、その神経伝達物質の受容体であるニコチン型アセチルコリン・レセプターに作用し、肝炎に決定的な作用を及ぼす」ことを示唆するものである。(2)疫学研究「C型慢性肝炎における肝癌罹患への心理社会的ストレスの影響(5年間の前向き調査)」上記の疫学研究のベースライン・データ収集は、平成15年度ですでに終了しており、エントリー患者総数は364名(慢性肝炎:272名、肝硬変:92名)であった。このベースライン・データを用い、横断的解析により心理・社会的尺度と肝炎重症度の相関を調べたが、有意な相関は認められなかった(心療内科9:284-289,2005)。(1)基礎研究「疾患動物モデルを用いた肝疾患へのストレスへの影響」これまでa-galactosylceramideを用いた急性肝炎マウスモデルやB型肝炎マウスモデルにおいて、電撃ストレスやSocial disruptionストレスが、肝内Fas抗原を上昇させ、肝障害を増悪させることを明らかにした(Neuroimmunomodulation 12:375-379,2005、J Gastroenterol Hepatol 20:202-208,2006)本年度は、こういった脳-肝相関の介在経路として迷走神経系の関与を想定し、検討を進めた。その結果、選択的肝枝迷走神経切除により、Fas抗体で誘発した急性肝炎の増悪を認め、ニコチン補充によりその増悪が相殺された(Gastroenterology,in press2008)。(2)疫学研究「C型慢性肝炎における肝癌罹患への心理社会的ストレスの影響」
植物性リン脂質の消化管粘膜維持作用に関する研究

我々は消化管粘膜の健全性に植物性リン脂質やその消化物が貢献している可能性を調べている。ヒト胃由来培養細胞株を用いた解析より、リゾホスファチジン酸(LPA)はある種のムチン蛋白の転写とプロスタグランジンE2の産生を促進し、ムチンを含む粒子の分泌を誘導していることが明らかになった。これらはいずれも胃における防御因子である。また、キャベツ脂質に見出されていたフィトセラミド-1-リン酸にも小胞分泌作用があった。これらのリン脂質は肉類にはほとんど含まれず、アブラナ科野菜に多く存在するリン脂質である。アブラナ科野菜の抗胃腸障害効果にはこれらのリン脂質の作用が関与しているのかもしれない。昨年度の研究により、植物リン脂質のホスファチジン酸(PA)とその消化物のリゾホスファチジン酸(LPA)の前投与がアスピリン誘導性胃潰瘍を効果的に抑制することがわかった。本年度はこれらのリン脂質の作用メカニズムの解明と、抗消化性潰瘍食候補の選定を目的として研究を進めた。既に、小腸粘膜の恒常性には2型LPA受容体(LPA2)が関与していることが報告されている。マウス胃のLPA2の分布を調べた結果、胃粘膜の表層粘膜細胞に発現していることがわかった。その発現は食物と接するアピカル側形質膜に局在し、頂端側の細胞ほど強いので、分化成熟に伴い発現が増すと思われる。LPA2を発現するヒト胃由来株化細胞MKN74をにおいて、LPA刺激はプロスタグランジンE2産生を促進することを確認している。今年度の検討ではムチン分泌も促進している可能性が浮上した。LPAはこれら粘膜保護因子の増強を介して抗消化性潰瘍効果をもたらしている可能性がある。既にキャベツなどアブラナ科野菜にPAが多いことを見出しているが、繊維質に富む野菜は胃内滞留時間が長く、胃潰瘍患者には好ましくない。穀類について調べたところ、ソバがキャベツに匹敵するほどのPAを含むことがわかった。また、ソバPAはアスピリン潰瘍を効果的に抑制することも確認された。生野菜の場合、加熱によりPA産生能を失うが、ソバの実は加熱の有無に依らず高いPA含量を示す。このことも抗潰瘍食として好ましい点である。消化管粘膜に作用すると考えている別の植物リン脂質のフィトセラミド-1-リン酸(PC1P)について、検討を進めた。その結果、このリン脂質はグルコシルイノシトールリン酸セラミド(GIPC)の加水分解によって生じることが明らかになった。今後、GIPCおよびPC1Pの消化管への効果について検討する予定である。消化管が食物と接触しない時間が長く続くと、粘膜の萎縮や脱落が起こる。このことから、食物やその消化物には消化管粘膜の維持に関わる因子が存在すると考えられる。本年度では植物性食品に多く含まれるホスファチジン酸(PA)とその消化物・リゾホスファチジン酸(LPA)について抗潰瘍効果を調べ、作用メカニズムを調べた。また、植物脂質に含まれる活性リン脂質、フィトセラミド-1-リン酸の生理作用についても調べた。アスピリン誘導性胃潰瘍モデルマウスにおいてLPAおよびPAの前投与は有意に潰瘍形成を抑制した。このとき、トリグリセリド、ジグリセリド、遊離脂肪酸およびホスファチジルコリンは全く効果をもたないかほとんど効果をもたなかった。興味深いことに、LPAよりもPAの方が高い効果を示し、PAは胃においてLPAに変換されていることがわかった。一方、免疫染色により2型LPA受容体が胃粘膜の表層粘液細胞に発現していることが判明し、PAの消化によって生じたLPAがこの受容体に作用して何らかの作用を及ぼしていると考えられた。LPA2を発現している胃由来の株化細胞を用いてLPA作用について調べた結果、LPAはCOX2のmRNAをアップレギュレートすることが明らかとなり、LPAによるPGE2産生増強が抗潰瘍効果のメカニズムの1つとして浮上した。前年度実施した研究により、植物性食品に多く含まれるリン脂質のホスファチジン酸(PA)とその消化物・リゾホスファチジン酸(LPA)がアスピリン誘導性の胃潰瘍を抑制することがわかった。本年度はPAを豊富に含む穀類を検索した。その結果、調べた穀類の中ではそばがPAを豊富に含むことがわかった。そばのPAは甘皮と呼ばれる種皮部分に濃縮されていた。