hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小脳顆粒細胞-苔状線維間の神経回路網の組織化の分子調節機構

本研究は小脳を研究対象とし、高次機構の基礎にある過程(シナプスの可塑性)を分子レベルから明かにしようとしている。私は、これまで小脳顆粒細胞-苔状線維間のシナプスに着目してシナプスの可塑性の研究を進めてきた。その結果、ニューレグリンと呼ばれる多機能性分化増殖因子が、ある特定の神経活動下、NMDAレセプターの遺伝子発現を制御し、顆粒細胞-苔状線維間のシナプス形成と維持に重要な役割を果たしていることを発見した(Ozaki et al.1997,Nature)。更にニューレグリンのレセプターである、ErbB(ErbB14)の小脳での発現状態を解析したところ、NMDAレセプターの遺伝子発現にはErbB2とErbB4が、シナプス形成の後期にはErbB3が重要な働きをしていることが示唆された(Ozaki et al.1998,Neurosci.Res.)。小脳におけるNMDAレセプターNR2Cサブユニットの発現は、生後小脳後方より前方に向かってゆっくりゾーンを形成しながら進んでいくが、苔状線維の標識により苔状腺維の挙動を発生段階を追って調べていくとNR2C遺伝子の発現には苔状腺維の神経支配が関与している可能性が示唆された(Ozaki et al.1990,Neural Development,Ozaki et al.2000,準備中)。また、ニューレグリンには膜貫通型ニューレグリンと分泌型ニューレグリンが存在し、膜貫通型ニューレグリンはプロテインキナーゼCの活性化とKClの刺激により、細胞質から膜に移行、凝集隗を形成する。更にシナプス間隙において蛋白分断をうけ、分泌型ニューレグリンを放出する(Ozaki et al.2000,J.Neurosci.Res,Ozaki,2000,The Neuroscientist,Ozaki et al.2000,準備中)また、分泌型ニューレグリンは電気刺激依存的に産生されていた。
スポーツにおける遺伝子技術利用に伴う倫理的諸問題の総合的研究

本年度は以下の二つの研究を遂行し、その成果を学術論文・口頭発表の形で公表した。1.エンハンスメントの倫理的問題に関する研究まず、前年度に引き続き、遺伝子技術利用を含むエンハンスメント一般に伴う倫理的問題に関する文献調査を実施し、生命倫理学とスポーツ倫理学という二つの学問領域の接触が、当該問題に関してどのような論点を新たに提起しうるのかという問題を検討した。その結果、スポーツ固有の実践形式の解明に焦点を合わせるスポーツ倫理学の視点は、エンハンスメント問題のひとつであるドーピング問題を検討するにあたり、確かに通常の生命倫理学の議論の射程には入らない豊かな洞察を与えてくれるものの、同時にそれは、生命倫理学における「医療の内部道徳/外部道徳」の対立の問題とも類比的に捉えられるような、エンハンスメント問題を論じる視点をどこに置くべきかという新たな本質的問題を提起することが解明きれた。2.脳神経倫理の問題に関する基盤的研究脳科学技術は、遺伝子技術と同様、スポーツへの応用可能性の極めて高い生命科学技術であるが、近年この脳科学技術にまつわる倫理的問題を検討する「脳科学倫理学」(ニューロエシックス)と呼ばれる新たな学問領域が、多大な関心を集めている。そこで本年度は、多少予定を変更し、スポーツ場面の生命科学技術利用がもたらす倫理的問題を、より広範な学問的スペクトルのもとで捉え返すための基礎的研究として、脳神経倫理の議論の特徴の解明を目的とする文献調査を実施した。その結果、脳神経倫理学の現在の議論は、個別具体的問題と方法論的・概念的問題の間の相互影響関係、脳神経倫理を構成する二つの下位問題領域(「脳科学の倫理」と「倫理の脳科学」)の間の相互影響関係という二重の往復運動のもとに形成されており、これが脳神経倫理の議論の現状を複雑化させている要因である可能性が示唆された。本年度は、遺伝子技術を含むエンハンスメント(増進的介入)一般に伴う倫理的問題に関する文献研究と、スポーツ領域における遺伝子技術利用に伴う倫理的問題に関する文献研究を並行的に遂行することで、従来は生命倫理学とスポーツ哲学/倫理学という別個の学問分野の中で議論されてきたこれら二つの問題領域がどのように重なり合うのか、そして、これら二つの問題領域の接触が、スポーツにおける遺伝子技術や増進的介入手段の利用の問題に関して新たにどのような論点を提起しうるのかを解明し、スポーツ哲学関係・生命倫理学関係それぞれの研究会で発表した。従来ドーピングの主要な禁止根拠として指摘されてきた議論は、大別すれば、ドーピングは治療という正当な目的からではなく、競技能力の向上のために実施される薬物濫用であるという医学的理由、及び、ドーピングはフェアプレーのようなスポーツ精神に反するという哲学的理由に分類される。だが、前者の理由に関して言えば、近年の遺伝子工学や脳神経科学の急速な発展につれ、「治療」と医科学技術の非治療目的使用である「エンハンスメント」の間の明確な線引きの困難さという問題が生命倫理学の中で議論され始めており、この線引きに拠って立つ医学的理由はもはや疑わしいものになりつっある。他方、後者の哲学的理由に関して言えば、近年危惧されている遺伝子ドーピングは必ずしもスポーツ精神に反する「悪」とは限らず、むしろ従来のスポーツ界で暗黙裡に受容されてきた競技者間の遺伝的平等を是正するなど、スポーツを以前よりも公平にする可能性を秘めている。つまり、スポーツへの遺伝子技術の適用の問題は、従来のドーピング問題の延長線上で検討されるべき問題ではなく、むしろエンハンスメント技術が人間の自己認識や価値観をいかに変容させるかという、一層広範な射程の下で議論されなければならない問題である。
3次元熱赤外情報による植物群落の機能モニタリング

1.森林の3次元画像の作成:日本に広く分布しているスギ林(Cryptomeria japonica)を対象にして、ヘリコプターからの高空間分解能Scanning Lidarにより、精度の高い3次元画像を得た。2.森林のバイオマスの推定:森林の3次元画像定量的解析手法により、森林のメッシュバイオマスを求めた。具体的には、ヘリコプターからの高空間分解能Scanning Lidarにより計測されたスギ林の樹冠高メッシュデータ(DCHM)を用いて、個々の樹木の頂点、さらに、樹高を推定し、バイオマスを得る方法について検討した。個々の樹木の頂点検出については、マスクのサイズを変えながら頂点を検出していく方法を提案し、約3%の誤差で頂点を検出できることを示した。また、得られた頂点から、個々の樹木の樹高を求め、メッシュバイオマスを算出した。ここで、樹高と4種類のバイオマス値(根系を除く全バイオマス、幹、葉、枝のバイオマス)との関係については、現地での実測データがなかったので、文献に掲載されている樹高とバイオマスの実測データの中から、東日本のスギ(22本)についてのデータを解析し、回帰直線と決定係数(R^2)を得た。この解析結果では、全バイオマスと幹のバイオマスについては樹高との相関が高く、R^2は、それぞれ、0.89と0.93であった。しかし、葉と枝のバイオマスは樹高との相関が低く、R^2は、それぞれ、0.01と0.59であった。このことから、バイオマスについては、全バイオマスと幹のバイオマスのみを算出し、メッシュ化して示した。ここで述べた方法は、スギのように先端が尖った針葉樹については有効であろうと考えられる。この成果をもとに、今後、3次元的に複雑な構造をもつ植物群落において、気孔コンダクタンスや蒸散速度などのガス交換速度を定量的に推定する手法を開発することが可能になる。また,都市の熱環境や大気環境の改善に関係する植物群落の蒸発散や大気浄化機能や地球温暖化に関係する二酸化炭素の吸収などの生態機能モニタリングの精度向上が図れる。
フランス家族給付の制度体系と政策効果に関する研究

フランスにおいて1945年以来、社会保障の一構成制度と位置づけられている家族給付部門は、家族手当を軸としつつ再編が繰り返されてきた。1998年改革の審議中に公表されたGillot報告では、家族手当の所得制限は所得再分配効果が希薄である、との分析がなされた。2003年改革のPAJE導入が社会にもたらした影響の中で特に注目すべきは、(1)第1子の育児環境について一定の改善が図られた点、(2)認定保育ママの利用がさらに広まった点、等である。研究計画の第1段階にあたる本年度は、フランス家族給付の今日的状況を体系的に把握することに力点を置き、1.家族給付の制度体系および2.家族給付の政策効果、について検討・分析することを課題とした。1.家族手当金庫(CAF)が事務手続き上の窓口となる諸手当・貸付金は、児童の出生・養育に関わるもの、広義の貧困問題に対処するものなど、18種類に分けられる。そのうち今年度はとりわけ、家族給付制度の中核をなす伝統的な家族手当(AF)と、2003年に乳幼児関連諸手当の改編にともない創設された乳幼児受入れ給付(PAJE)を中心に、それぞれの沿革・現状を考察した。2.家族手当については、これまでの研究を踏まえて、L.JOSPIN内閣の下で導入された家族手当の所得制限政策をめぐる評価を検討した。とりわけD.GILLOT報告の分析を通じて、同政策の所得再分配効果が比較的消極的に捉えられていた当時の状況が確認できた。もっとも、BVA-BFM-Paris-Matchが1998年6月に実施した世論調査によれば、富裕層への家族手当を撤廃すべきと考えていたのは国民のわずか19%だけであり、最終的にJOSPIN内閣が普遍主義的家族手当改革とともに所得税制改革を選択した社会的背景が明らかになった。なお現地調査(2007年9月9日9月18日)の際に、フランス家族運動の主要組織であるUNAF(家族団体全国連合)の研究員が、2006年度に合計特殊出生率が2.0に回復した要因の1つとしてPAJEの効果を挙げていた点は興味深い。これまでに進めてきた研究の成果については、『中央大学経済研究所年報』掲載予定の論文にて公表する。本年度は、フランス家族給付制度を下支えしてきたアソシアシヨンとしての家族団体(とりわけ、UNAF家族団体全国連盟)に着目して、家族運動の歴史的展開および家族団体の家族給付政策について、検討・分析することを課題とした。1.フランスでは19世紀末から20世紀初頭にかけて、フランス人口増進国民同盟(Alliance nationale pour 1'accroissement de la population frangaise)をはじめとする家族団体の組織化が進められ、近代的家族運動が推進されるようになった。今年度はとりわけ、1945年3月3日オルドナンス発布以降について、家族団体が家族給付制度の展開に与えた影響を考察した。2.フランス家族運動の中核に位置するUNAFは独自の家族政策を掲げており、とりわけ家族給付については普遍主義的対応を政府に求めている。この姿勢は、1997年ジョスパン改革の論議において、家族手当への所得制限導入を阻止する主張を貫き改革反対運動を展開した際にも明確に示していた。近年提言している家族給付政策についても、親の社会的地位と関連づけることなく児童の養育費・教育費負担を部分的に埋め合わせる、というUNAFの基本的姿勢が確認できた。これまでに進めてきた研究の成果については、論文としてとりまとめ、『経済学論纂』(中央大学)にて公表する予定である。本年度は、フランスにおける近年の家族給付改革のうち、とりわけ乳幼児受入れ給付(PAJE)が導入された2003年改革を取り上げ、その社会的影響について検討・分析することを課題とした。5つの諸手当から成るPAJEの導入が社会にもたらした様々な影響の中で、われわれが特に注目すべき点は2つある。第1は、第1子の育児環境について改善が図られた点である。具体的には、子供の誕生を控えている間に一時金として出生・養子縁組手当金が支給されることや、就業自由選択補足手当(CLCA)の適用対象に第1子が含まれていることで、最初の子供を産み育てる際の経済的不安がいっそう軽減された。第2は、認定保育ママの利用がさらに広まった点である。1990年に認定保育ママ雇用家庭補助(AFEAMA)が創設されて以来、認定保育ママと雇用契約を結ぶ親は急速に増加していたが、2004年にPAJEの一環である保育方法自由選択補足手当(CLCMG)へ引き継がれてからも所得要件の緩和と給付額の引き上げにより認定保育ママの利用はさらに拡大することとなった。具体的な数値を示すならば、1990年に親と直接雇用契約を結んでいた認定保育ママは約7万人いたが、それが2000年には23万2000人、2005年には26万4000人へと増えているのである。
VHF帯プラズマの発生と制御

本年度は、VHF周波数がプラズマ周波数と整合することから、電極間の電子の出入りがない結果、大きなセルフバイアスが発生しないこと、すなわち、プラズマ空間に高い電界がかからないことに着目して、プラズマ中の電界分布を発光スペクトルの空間分布測定により診断すること、ならびに、反応性SiH_4プラズマによりアモルファスSi膜を堆積して、良好な光電特性と薄膜トランジスタ特性を実証した。1<.発光スペクトルによるプラズマ診断>___ー:プラズマ発光スペクトルの電極間空間分布を観測した。窒素プラズマの337nmの発光線(11.0eVの準位からの発光)と391nmの発光線(18.8eVからの発光)に注目して、これらの発光強度比(すなわち、高エネルギ-電子濃度)の空間分布を調べると、パワ-電極から離れるにしたがって、強度比が単調に減少していき、グランド電極側では一定になることから、プラズマ暗部の電界強度が低いことが明らかになった。水素プラズマおよびSiH_4/H_2混合プラズマの発光については、水素原子(656nm)、水素分子(602nm)およびSiH(41nm)の発光断面積のエネルギ-依存性のデ-タに基づいて、強度比を検討した。2<.アモルファスSi膜の堆積>___ー:反応性SiH_4/H_2混合プラズマにおいて、VHFパワ-、ガス流量比、ガス圧力、ポンプ排気速度、プラズマ基板間距離などを変化させてアモルファスSi膜を堆積し、特性を評価した。AM1光/暗伝導度比は3×10^6を越える高い値を示した。熱酸化膜(厚さ110nm)をゲ-ト絶縁膜とするアモルファスSi薄膜トランジスタ(チャネル長は100μm、幅は200μm)を作製した。オンオフ比7桁、nチャネル移動度1.5[cm^2/Vs]、pチャネル移動度0.12[cm^2/Vs]を有する良好なTFT特性を得た。高い光電特性や良好なTFT特性が得られたのはVHFプラズマが電界が低く、イオンダメ-ジ効果が少ないためと考えられる。
光化学によるネプツニウムの分離

1.レーザー誘起光化学反応によって硝酸水溶液中のNpの原子価調整を行う場合の基礎プロセス条件の文献調査の結果,再処理条件下では100μmol/l以下の低濃度Np領域での原子価調整性が重要であることを確認した.2.光化学を利用した低濃度領域でのNp原子価調整性を確認する実験に必要な硝酸水溶液中での低濃度Np原子価分析法を検討し,抽出クロマトグラフィー法の開発に成功した.3.抽出クロマトグラフィー法で原子価分析法を行うことにより,硝酸水溶液中でのレーザー照射によるVI→V価, IV→V価の原子価調整反応速度の温度硝酸濃度,レーザー照射量,酸化・還元剤共存の各条件が与える影響を実験により測定し,当量の10倍以上過剰な酸化・還元剤が存在しても,温度硝酸濃度に応じた平衝値まで速やかに光還元・光酸化できると判明した.4.溶媒抽出工程を想定したレーザーを利用したNp分離プロセスで重要になると考えられている硝酸-30%TBP(70%ドデカン)系でのレーザー誘起原子価調整法の基礎実験を実施し, 249nmのレーザー照射により溶媒相から硝酸相にNpを逆抽出することがてきることを確認した.抽出装置内でのレーザー照射様式としては,混合部内での照射の方が静置部内での照射に比較して逆抽出速度が大きいことが判明した.5.レーザーを利用したNp分離プロセスの可能性を検討するため,核燃料再処理工程を想定して主としてウランからの分離に関するシミュレーション計算を実施した結果,十分高い除染係数と回収率でNpの分離が可能との結果を得た.6.以上の結果から,核燃料再処理溶媒抽出工程で光化学を利用してNpの分離を行える可能性が高いことが結論付けられる.今後は,抽出装置の検討が重要である.1.レーザー誘起光化学反応によって硝酸水溶液中のNpの原子価調整を行う場合の基礎プロセス条件の文献調査の結果,再処理条件下では100μmol/l以下の低濃度Np領域での原子価調整性が重要であることを確認した.2.光化学を利用した低濃度領域でのNp原子価調整性を確認する実験に必要な硝酸水溶液中での低濃度Np原子価分析法を検討し,抽出クロマトグラフィー法の開発に成功した.3.抽出クロマトグラフィー法で原子価分析法を行うことにより,硝酸水溶液中でのレーザー照射によるVI→V価, IV→V価の原子価調整反応速度の温度硝酸濃度,レーザー照射量,酸化・還元剤共存の各条件が与える影響を実験により測定し,当量の10倍以上過剰な酸化・還元剤が存在しても,温度硝酸濃度に応じた平衝値まで速やかに光還元・光酸化できると判明した.4.溶媒抽出工程を想定したレーザーを利用したNp分離プロセスで重要になると考えられている硝酸-30%TBP(70%ドデカン)系でのレーザー誘起原子価調整法の基礎実験を実施し, 249nmのレーザー照射により溶媒相から硝酸相にNpを逆抽出することがてきることを確認した.抽出装置内でのレーザー照射様式としては,混合部内での照射の方が静置部内での照射に比較して逆抽出速度が大きいことが判明した.5.レーザーを利用したNp分離プロセスの可能性を検討するため,核燃料再処理工程を想定して主としてウランからの分離に関するシミュレーション計算を実施した結果,十分高い除染係数と回収率でNpの分離が可能との結果を得た.6.以上の結果から,核燃料再処理溶媒抽出工程で光化学を利用してNpの分離を行える可能性が高いことが結論付けられる.今後は,抽出装置の検討が重要である.当量過剰の過マンガン酸カリウムで予め【VI】価に調整した低濃度(1×【10^(-4)】mol/l以下)ネプツニウム硝酸水溶液を30%TBP(70%n-ドデカン)と接触させ溶媒抽出した後に、エキシマ・レーザーの249nm光を照射してネプツニウムを【V】価に光還元し、水相へ逆抽出する実験を実施した結果、光化学法による原子価調整法を従来の溶媒抽出法と組み合わせることにより比較的容易にネプツニウムの逆抽出が実現できることが判明した。核燃料再処理への応用を考えると、抽出装置中でのレーザー照射方法が重要であるとの視点からミキサ・セトラ装置内での照射を想定して1.非混合状態(セトラ内)での有機相・水相両相への照射,2.非混合状態での水相のみへの照射,3.混合状態(ミキサ内)での照射,の3条件を実験的に比較した結果、見かけの逆抽出速度は3の場合が最大であること、2では逆抽出が余り期待できないことが判明した。これは、有機相中での反応が大きく寄与していること、有機相/水相間の物質移動速度の影響が大きいことを意味している。この結果を得て、3の条件下での見かけの逆抽出速度を、硝酸濃度、温度をパラメタとして測定した。また、各条件での逆抽出速度の光吸収エネルギー依存性から平衡還元率を算出し、暗反応時の平衡還元率と比較検討することにより混合状態での光還元を硝酸-亜硝酸間の光分解・熱化学平衡反応と亜硝酸によるネプツニウムの還元の2段階反応で説明できる見通しを得た。実験データを解析することにより得た光還元時の平衡還元率および還元速度を用いることにより、ミキサ・セトラ型抽出器内でのネプツニウム濃度分布を計算できるため、従来の抽出計算コード(動力炉・核燃料開発事業団開発のMSTRUコード)を改良してこれらのデータを組込み計算を実施した。
地域における住教育に関する研究-高校教育との関連において-

本研究の目的は、教室内または地域における住教育の実践例、および高校と地域の連携例を住教育の観点から分析し、地域における住教育を可能にするための今後の課題を明らかにすることである。(1)高校を教育の場とする観点からの研究住教育は、学校教育よりも社会教育あるいは家庭教育で対応されてきた領域である。これは住生活が長い人間の一生に係わる上に、狭い教室には取りこめない住宅全体・コミュニティー・地域での住生活全般を含む物理的性質を持っていることが一因である。しかし、急速な生活革新等で伝統的教育の受け皿は、時間の短縮と、国民教育としての大量的能率性が要求される状況の中にある。ここでは教室よりも大きな教材である住生活をどのように教室にとりこんでゆくのかを、「コンピュータを手段とする住み方演習教材の開発」を一例として検討した。(2)地域を教育の場とする観点からの研究1.平成15年度に中学校・高校の家庭科において実施した「高知の地域性を生かした住教育」授業の評価分析を行い、授業全体・教材に対する評価および課題についてまとめ、その有効性および課題について明らかにした。その際、平成14年度に教材開発し活用した副読本・スライド教材・ペーパークラフトなどの教材についての評価を比較検討した。2.平成15年度に実施した香川県丸亀市本島町笠島の伝統的建造物群指定地区における居住者の住教育意向に関する調査の分析を行い、高知県室戸市吉良川町との比較検討をとおして、地域性を生かした住教育の可能性を明らかにした。(3)地域と高校の連携持続のための研究1.平成15年度に、主として全国の国公立高校を対象に、生徒の地域意識を高めるため、および高校と周辺地域との連携を持続するためのあり方として、(1)地域を学ぶ教育的機会が生徒間で平等でない現状を改善すること、(2)全国的に通学区がなくなる傾向にあり、地域の学習が困難になるため、地域の範囲を設定する必要があること、(3)高校を中心として半径1.52.0キロを地域とした場合、高校(生徒)地域共、互いに把握しやすい関係にあること、を明らかにした。2.平成16年度には、高校と地域の連携の良い例、問題ある例に関し、高校と住民にアンケート調査を実施。今後の課題を提示した本研究の目的は、教室内または地域における住教育の実践例、および高校と地域の連携例を住教育の観点から分析し、地域における住教育を可能にするための今後の課題を明らかにすることである。今後の課題を提示した本研究の目的は、地域における場・住民を視野に入れて、高校生に対する住教育のあり方について考察することである。そのために、(1)地域と高校との連携について、(2)高校教育における住教育について、(3)地域性を生かした住教育について、の各側面から概要を述べる。(1)全国の国公立における高校とその周辺地域との連携例を収集し、地域における住教育の内容・方法の観点から地域と学校との「つながり」方を類型化した。加えて、事例研究では、京都府内の5校における聞き取り調査、及び1高校とその周辺地域住民の双方に関してアンケート調査を実施し、考察を行なった。(2)日本の情報化の進展に伴い、生活者の情報環境は大きく変化してきた。それらは、物理的には高い水準となっているが、家庭の経済事情などを通して見た高校生のコンピュータ環境には大きな格差がある。平等な国民教育の視点からコンピュータのリテラシへ教育の必要性は多言を要しないところである。

この研究では、生活教育を取り扱う「家庭科教育」の住居領域に視点を置き、情報機器を導入した教材開発を行うための出発点として、日本の高校生の置かれている情報環境を、京都地区の高校2校の調査を通して検討した。(3)地域性を活かした住教育の教材開発と教育実践を中学校と高校において実施し、生徒の授業評価をもとにその有効性を検討した。教材は建築家が作成したペーパークラフトを中・高校の授業で使用できるように改造した。使用したペーパークラフトのモデルは高温・多湿、多雨、強風の気候であり、伝統的建造物群保存地区でもある高知県室戸市の民家である。授業後の評価については分析中であるが、中学校での評価分析では概ねペーパークラフトの有効性が実証された。地域における住教育を高校教育と関連させて行う場合、教室内または地域が教育の場となる。そのため高校と周辺地域とはよい関係にあることがのぞましい。本研究の目的は、教室内または地域における教育実践例、および高校と地域の連携例を分析し、地域における住教育を可能にするための今後の課題を明らかにすることである。(1)高校を教育の場とする観点からの研究住教育は、学校教育よりも社会教育あるいは家庭教育で対応されてきた領域である。これは住生活が長い人間の一生に係わる上に、狭い教室には取りこめない住宅全体・コミュニティー・地域での住生活全般を含む物理的性質を持っていることが一因である。しかし、急速な生活革新等で伝統的教育の受け皿は、時間の短縮と、国民教育としての大量的能率性が要求される状況の中にある。ここでは教室よりも大きな教材である住生活をどのように教室にとりこんでゆくのかを、「コンピューターを手段とする住み方演習教材の開発」を一例として検討した。(2)地域を教育の場とする観点からの研究1.2003年度に中学校・高校の家庭科において実施した「高知の地域性を生かした住教育」授業の評価分析を行い、授業全体・教材に対する評価および課題についてまとめ、その有効性および課題について明らかにした。その際、昨年度教材開発し、活用した副読本・スライド教材・ペーパークラフトなどの教材についての評価を比較検討した。2.2003年度に実施した香川県丸亀市本島町笠島の伝統的建造物群指定地区における居住者の住教育意向に関する調査の分析を行い、高知県室戸市吉良川町との比較検討をとおして、地域性を生かした住教育の可能性を明らかにした。(3)地域と高校の連携持続のための研究1.全国の国公立高校を対象に、生徒の地域意識を高めるため、および高校と周辺地域との連携を持続するためのあり方として、(1)地域を学ぶ教育的機会が生徒間で平等でない現状を改善すること、(2)全国的に通学区がなくなる傾向にあり、地域の学習が困難になるため、地域の範囲を設定する必要があること、(3)高校を中心として半径1.52.0キロを地域とした場合、高校(生徒)地域共、互いに把握しやすい関係にあること、を明らかにした。2.高校と地域の連携の良い例、問題ある例に関し、高校と住民にアンケート調査を実施。今後の課題を提示した。
人為制御された骨細胞ネットワークの機械的刺激応答能について

矯正治療における歯の移動において重要なメカノセンサーとして考えられている骨細胞が形成する細胞性ネットワークの役割はいまだ解明されていない。そこで、我々はナノパターニング法を用いて、骨細胞ネットワークの形成を人為的に制御し、微少培養液循環装置を用いて機械的刺激を受けた骨細胞の応答を検討した。矯正治における歯の移動において重要なメカノセンサーとして考えられている骨細胞が形成する細胞性ネットワークの役割はいまだ解明されていない。そこで、我々はナノパターニング法を用いて、骨細胞ネットワークの形成を人為的に制御し、機械的刺激を受けた骨細胞の感受性の変化を検討することを目的に本研究を行った。今年度は、パターニングを行うための、装置の開発ならびにその装置により実際に細胞が配列するかどうかを検討した。まず、パターニングの鋳型を光重合樹脂を使用したフォトリソグラフィを用いて作成し、PDMSを流し込み、パターニングのためのスタンプを作成した。作成したスタンプには細胞接着基質であるフィプロネクチンを付着させ、細胞培養をおこなうガラスに印記した。骨細胞は、従来の我々の方法に従ってニワトリ胚より単離した。培養開始30分で細胞の付着を確認し、非特異的に接着する細胞は、洗い流した。そうすることによって、骨細胞のパターニングが確認でした。今回用意した細胞付着領域は、35マイクロメートル四方から、10マイクロメートル四方までのもので各領域はお互い35マイクロメートルの距離をおいて規則正しく整列させた。領域の大きさによって、細胞ネットワークの数は制御されていることが確認できた。しかしながら、一定してパターニングを得られるまで至っておらず、今後、非付着部位への細胞の接着をより強く制御する必要があると考えられる。まず、パターニングの鋳型から光重合樹脂を使用したフォトリソグラフィを用いて作成し、PDMSを流し込み、パターニングのためのスタンプを作成した。作成したスタンプには細胞接着基質であるフィブロネクチンを付着させ、細胞培養をおこなうガラスに印記した。昨年度の結果から、骨細胞ネットワークを35マイクロメートル四方から、10マイクロメートル四方までのものを規則正しく整列させたることができた。本年度は、パターニングに用いたPDMSを用いて、マイクロ流路を作製し、作製された骨細胞ネットワークに流体剪断応力をかけるための装置を新たに開発した。この装置により、細胞に0.8から3.0パスカルの流体剪断応力を負荷することができ、同時に長期に細胞を培養することができた。本年度は、パターニングを行うための、装置の開発ならびにその装置により実際に細胞が配列し、長期の培養が可能かどうかを検討した。まず、パイロットスタディとして、骨芽細胞株MC3T3-E1を用いて、付着の検討を行った。そして、骨細胞は従来の我々の方法に従ってニワトリ胚頭蓋骨より単離した。培養開始30分で骨が細胞ならびに骨細胞の付着を確認し、フィブロネクチンコーティングしていない領域の細胞は、洗い流した。そうすることによって、骨芽細胞ならびに骨細胞のパターニングが確認でした。細胞のネットワークを35マイクロメートル四方から、10マイクロメートル四方までのものを規則正しく整列させたることができた。本年度は、より安定して、細胞に流体剪断応力を負荷するためにパターニングに用いたPDMSを用いて、マイクロ流路を作製し、作製された骨細胞ネットワークに流体剪断応力をかけるための装置を新たに開発した。長期に培養された骨芽細胞は培養10日目で石灰化がみられるほど分化が進んだ。
ゼミナール実践における技法の理論化－教員の経験に基づく暗黙知の解明－

前年度に続き、過去に教員や学生を対象に実施したインタビュー調査の回答データの分析を行った。並行して、翌年以降にはじめてゼミナールを担当予定の教員(以下、教員Aと表記する)を対象に、自身にとっての理想的なゼミナール像やその時点で抱えている不安に関するインタビュー調査を実施した。このようなアプローチをとった理由は、平成29年度の研究によって多くの教員は学生の成長を最大限に引き出すための試行錯誤をしていることが明らかになっており、特定の一事例を継続して探究する上で、複数事例の共通点や相違点は重要な観点になり得ると考えたからである。教員Aに対するインタビュー調査では、「所属している大学または学部では、どのようなゼミナールが展開されているのか」「具体的に、どのようなゼミナールを実践したいと考えているのか」「今の時点で、ゼミナールを実践することに対して何か不安を抱えているか」などの質問をもとに、60分程度の半構造化面接法を適用した。その結果、【学生時代の経験に基づく理想像】(学部や大学院の頃に経験したゼミナールが素晴らしく、それに近い実践を行いたいという願望)があるものの、【現状との不一致から生じる苦悩】(理想的なゼミナールを実現するためには、現状にさまざまな障壁や問題があり、実現が難しいという悩み)や【漠然とした強い焦り】(何もかもが初めてのことで、何をどうすればよいのかわからないという不安)を有している様相が示された。過去の調査データの分析では、ゼミナールを実践する教員の多くが学生の卒業後を見据え、社会性や基本的な思考力の成長を期待し、幅広い学習や徹底した探究に重点を置いていることが示唆されている。けれども、そうしたある種の「型」を確立するまでのプロセスは検討できておらず、その入り口ともいえる初任教員の心構えに焦点を当てた本調査は、重要かつ新規な知見をもたらすと考えている。当初当初の計画では、「ゼミナールにおける活動や指導は、具体的にどのような場面で、何を意図して行われるのか」という理論を導出するために、参与観察を行う予定であった。けれども、対象として最適なゼミナールの開講は2019年4月であることが判明したため、調査を1年間遅らせる形で計画を大幅に変更した。そのため、応募時の研究計画調書と比べると、進捗が遅れているのが現状である。ただし、ゼミナールの開始前に、担当教員にインタビュー調査を実施し、自身にとっての理想的なゼミナール像やその時点で抱えている不安を明らかにできたため、一事例を詳細に検討するという目的は、十分に果たすことが可能だと期待している。ゼミナールの実践に関する暗黙的な技法について、特定の事例に基づいた理論を導出するために、参与観察を行う予定である。具体的には、前述の教員Aが担当するゼミナールにおいて、前期(4月7月)と後期(10月1月)に複数回参加し、フィールドノートの記録、質問紙調査の実施、各種データ(ICレコーダー、カメラ、ビデオカメラによる音声や映像情報、教員による配布資料、課題に関する学生からの提出物等)の収集を計画している。ただし、調査対象者の意向や研究実施者の職務により、定期的な参加が難しい場合は、音声や映像の記録を代替してもらえるよう交渉するほか、教員や学生に追加のインタビュー調査を実施する。以上の研究を通じて、教員が学生の成長を引き出すためにどのような技法をどのような場面で適用し、成功や失敗を経験しながら自分なりの「型」を創り出していくのかを明らかにしたい。それにより、右も左もわからないと悩む初任教員に対して、ゼミナールを実践する上での道標となるような示唆が導出できるのではないかと考えている。平成29年度は、ゼミナールの実践に関する報告資料のレビューと、過去に教員を対象に実施したインタビュー調査の回答データの分析を行った。その理由は、ゼミナール実践における教員の暗黙知を探索的に検討するための第一歩として、ゼミナールを通じた学生の成長に対する期待と、それを実現するための方針に焦点を当て、共通点と相違点を明らかにすることが重要だと考えたからである。具体的には、「ゼミナールでの学習を通じて、学生にどのように成長してほしいと考えているか」、「なぜ、そのような活動や指導を行ったのか」という質問に対する教員の回答データを分析に用いた。MAXQDA 12を使用し、意味のまとまりによる文書テキストの切り抜きとコーディング、文書ーコード・マトリックスによるケース間の比較分析という手順で進めた。その結果、ゼミナール実践の前提に、学生の卒業後を見据えることが共通しており、その中でも多くの教員が、就職活動への橋渡しを意識している現状が示された。さらに、臨機応変な対応力や行動に対する責任感といった「社会性」の成長を期待している教員は、学生に幅広く学習させることに、「基本的な思考力」を求めている教員は、自分の頭で考え、徹底的に調べさせる活動に重点を置いている傾向などが示唆された。ゼミナールを実践する教員が、どのような信念を持ち、何を意図してさまざまな活動や指導を展開しているのかという技法については、これまで個人の暗黙知に委ねられてきたところが大きい。そのため、等閑に付されてきた実態を検討した本研究の結果は、ゼミナールの学習目標をどこに設定し、到達するための支援をいかに行うべきかを模索している教員にとって、経験に基づく有用な知見になりうると考えられる。当初の計画では、教員が効果的だと実感しているゼミナール実践の技法について、全体像を把握するためにインタビュー調査を行う予定であった。

けれども、調査前の仮説を生成する段階において、過去に実施した調査の回答データを再分析したところ、数(十)年の担当経験に関する内省が含まれていることが判明した。そのため、新規の調査を開始する以前に、質問項目をより精査すべきであると判断し、十分な時間を費やすよう計画を変更した。そのため、応募時の研究計画調書と比べると、進捗がやや遅れているのが現状である。前年度に続き、過去に教員や学生を対象に実施したインタビュー調査の回答データの分析を行った。並行して、翌年以降にはじめてゼミナールを担当予定の教員(以下、教員Aと表記する)を対象に、自身にとっての理想的なゼミナール像やその時点で抱えている不安に関するインタビュー調査を実施した。このようなアプローチをとった理由は、平成29年度の研究によって多くの教員は学生の成長を最大限に引き出すための試行錯誤をしていることが明らかになっており、特定の一事例を継続して探究する上で、複数事例の共通点や相違点は重要な観点になり得ると考えたからである。教員Aに対するインタビュー調査では、「所属している大学または学部では、どのようなゼミナールが展開されているのか」「具体的に、どのようなゼミナールを実践したいと考えているのか」「今の時点で、ゼミナールを実践することに対して何か不安を抱えているか」などの質問をもとに、60分程度の半構造化面接法を適用した。その結果、【学生時代の経験に基づく理想像】(学部や大学院の頃に経験したゼミナールが素晴らしく、それに近い実践を行いたいという願望)があるものの、【現状との不一致から生じる苦悩】(理想的なゼミナールを実現するためには、現状にさまざまな障壁や問題があり、実現が難しいという悩み)や【漠然とした強い焦り】(何もかもが初めてのことで、何をどうすればよいのかわからないという不安)を有している様相が示された。過去の調査データの分析では、ゼミナールを実践する教員の多くが学生の卒業後を見据え、社会性や基本的な思考力の成長を期待し、幅広い学習や徹底した探究に重点を置いていることが示唆されている。けれども、そうしたある種の「型」を確立するまでのプロセスは検討できておらず、その入り口ともいえる初任教員の心構えに焦点を当てた本調査は、重要かつ新規な知見をもたらすと考えている。当初当初の計画では、「ゼミナールにおける活動や指導は、具体的にどのような場面で、何を意図して行われるのか」という理論を導出するために、参与観察を行う予定であった。けれども、対象として最適なゼミナールの開講は2019年4月であることが判明したため、調査を1年間遅らせる形で計画を大幅に変更した。そのため、応募時の研究計画調書と比べると、進捗が遅れているのが現状である。ただし、ゼミナールの開始前に、担当教員にインタビュー調査を実施し、自身にとっての理想的なゼミナール像やその時点で抱えている不安を明らかにできたため、一事例を詳細に検討するという目的は、十分に果たすことが可能だと期待している。平成29年度の研究では、ゼミナールを通じて教員が学生に期待する成長や、到達するために必要だと認識している活動および指導という観点から、ゼミナール実践の技法に関する仮説を生成することができた。
筋線維核数の変化に着目した萎縮筋に対する筋力増強運動効果の検証

筋萎縮に対する筋力増強運動の回復促進効果のメカニズムを、筋線維核数の増加という現象に焦点を置き検証した。まず筋力増強運動による筋萎縮からの回復促進モデルマウスにおいて新生核が出現し、筋線維核数が増加することを確認した。次にその新生核の出現、筋線維核数の増加に筋衛星細胞の増殖、分化、融合といった現象が関与しているかどうかを免疫組織化学的に検証した。その結果、筋力増強運動による筋萎縮からの回復促進過程の初期に筋衛星細胞から分化したと考えられる新生核の出現が確認できた。筋力増強運動による筋萎縮からの回復促進効果には、筋衛星細胞から分化した細胞の融合により筋線維核が増加することが重要であると考える。これまでに我々は、筋萎縮を起こしたマウスに対して高強度の筋力増強運動を行わせる研究を行ってきた。その結果、本運動が筋線維の太さの回復促進に有効なこと、この変化が健常筋肥大の変化よりも早く起こること、さらには筋線維核の数が正常値以上に増加することを明らかにした。この結果は、筋力増強運動による萎縮筋の回復促進には健常筋肥大時と異なるメカニズムが存在することを示唆し、それには筋線維核数の増加が重要な鍵を握っていると考える。そこで本研究は、筋力増強運動によって起こる筋線維核数の増加に焦点を絞り、その時期や関与する因子を明確にすることで、萎縮筋に対する筋力増強運動の効果のメカニズムに迫ることを目的とした。平成24年度には、筋力増強運動による筋萎縮からの回復促進モデルマウスに対して、EdUのClick-iT法を用い、筋衛星細胞増殖が起こる時期や量を検証した。この結果を受け、平成25年度には、その成果発表をするとともに、EdUのClick-iT法と筋衛星細胞マーカーとの共染実験を行い、EdU陽性の核、すなわちEdU投与後に増殖した核が筋衛星細胞のマーカーと共染することを確認した。本結果より、筋力増強運動による筋萎縮からの回復促進過程に起こる筋線維核数の大幅な増加は、筋衛星細胞の増殖が大きく関与していると考える。これまでに我々は、萎縮筋をもったマウスに対して高強度の筋力増強運動を行わせる研究を行ってきた。平成24年度は、筋力増強運動による筋萎縮からの回復促進モデルマウスに対して、EdUのClick-iT法による組織学的評価を用いて、筋衛星細胞増殖が起こる時期や量を検証した。これまで新生した核の同定に用いられてきたBrdUは、免疫組織染色との多重染色が難しく、検出した核の局在を明確に捉えることができなかった。本研究はこの点が改善されたEdUを用いることで、検出した核の局在が筋細胞膜の内側か外側かを明瞭に区分できた。その結果、筋力増強運動による筋萎縮からの回復促進過程において、筋線維内に新生した核を検出できた。最終分化した筋線維核はその後分裂しないといわれるため、観察されたEdU陽性の筋線維核は、主に筋線維外で筋前駆細胞から増殖、分化した細胞が、既存の筋線維に融合したものであると考えられる。このEdU陽性の筋線維核数は、筋萎縮後運動を始めて2日目までに比べて、2日目以降の48時間で10倍多かった。つまりこの2から4日目の短い期間に、急激な筋前駆細胞の増殖と既存筋線維への融合が起こることで、筋線維核数が大幅に増加すると考えられる。平成24年度には、筋力増強運動による筋萎縮からの回復促進過程における新生された細胞や核の有無や生じる時期を確認した。

続く平成25年度には、新生された筋線維核の標識とともに、筋衛星細胞のマーカーを用いて、筋線維核の増加に対する筋衛星細胞の関与を確認した。最終年度である平成26年度には、筋衛星細胞の増殖に加え、筋芽細胞、筋管細胞への分化が生じているかどうかを免疫組織化学的に検証した。その結果、新生細胞と標識され、かつ筋衛星細胞のマーカーが出現している細胞に、MyoDやmyogeninといった筋分化マーカーが共染された。このことから、筋力増強運動による筋萎縮からの回復促進効果には、筋衛星細胞から分化した細胞の融合により筋線維核が増加することが重要であると考える。総合領域筋力増強運動による筋萎縮からの回復促進過程における、筋線維核が増加する時期や量、また筋衛星細胞の増殖/分化、融合時期に関して評価、解析を行い、一定の知見を得た。しかし、当初の計画にあった生化学的評価を実施するまでに至っていない。また、当該課題の学術的背景に進歩があったため、評価方法の選択を再考する必要があった。筋力増強運動による筋萎縮からの回復促進過程における、筋線維核が増加する時期や量、また筋衛星細胞の増殖/分化、融合時期に関して評価、解析を行い、一定の知見を得たが、当初の計画にあった生化学的評価を実施するまでに至っていない。引き続き、筋線維核数変化のメカニズムを探る。特に、近年進歩した筋衛星細胞に関わる評価方法を念頭に置き、“萎縮筋"に対する“高強度"の筋力増強運動の効果に焦点を絞り、運動の負荷強度や頻度の違いによる筋線維核の動態変化の違いに着目して進める。最終年度である平成26年度は、3年間の成果を元に論文としてまとめ投稿する。平成24年度の内容に引き続き、筋線維核数変化のメカニズムを探る。なお、現時点までの成果を元に一旦論文投稿する予定である。平成25年度以降は、この内容を発展させ、平成26年度に統合された研究内容の発表を目指す。受け入れ口座の利息によって20円の次年度使用額が発生した。次年度使用額は物品購入時の振込手数料等に充当する。請求した助成金額は予定通りの計画で使用する。平成24年度に到達できなかった評価に使用する予定であった試薬類の金額を残した。この研究費は、平成25年度に繰り越して行う評価のための試薬類を購入するのに必要であり、平成25年度の消耗品購入費として使用する予定である。また受け入れ口座の利息によって45円の次年度使用額が発生した。この研究費は物品購入時の振込手数料等に充当する。
脂溶性リガンドによる表皮ケラチノサイトの分化制御機構の解明

イヌ扁平上皮癌・細胞骨格画分を抗原として作成した単クローン抗体中に、表皮ケラトヒアリン顆粒に対し免疫組織化学的に陽性を示す抗体(MAbKH1)を見い出した。この抗体の認識する蛋白質は免疫化学的に脳組織にも証明されたため、ラット新生児脳cDNAライブラリーをスクリーニングしたところ、約1.7kbpのcDNAクローンが得られた。その全シークエンスについてホモロジーを検索したところ、未知の蛋白質である可能性が考えられたため、ラット・ケラチノサイト初代培養系での発現の検討を行った。ラット新生児より無菌的に採取した皮膚組織から常法に従い、0.25%トリプシン処理によりケラチノサイトを分離し、Chelex処理10%ウシ胎児血清を含むMCDB153培地を用いて、2.5x10^3cells/cm^2になるように播種した。コンフルエントに達した後、血清濃度を2%に下げ、塩化カルシウム(CaCl_2)を最終濃度5mMになるように添加した。一定期間培養後、9.5M尿素を含む電気泳動用緩衝液により細胞層を可溶化し、分析のための試料とした。5mM CaCl_2存在下でケラチノサイト細胞質内に明瞭なケラトヒアリン顆粒が形成され、この顆粒はMAbKH1腸性を示した。イムノブロットの結果、5mM CaCl_2添加により約55kDaの単一バンドが出現したが、対照(0mM CaCl_2)では陽性バンドは認められなかった。また、RT-PCRの結果、予想される300bpのバンドが確認された。培養ケラチノサイトは、培地中のCa^<2+>濃度の上昇により、表皮角化過程の一部を再現すると報告されている。今回の結果より、単クローン抗体MAbKH1の認識する55kDa蛋白質はin vitroにおいてCa^<2+>依存性の発現動態を示し、また、in vivoにおける表皮細胞の新たな分化マーカーとなり得ると考えられた。表皮の主要な構成細胞であるケラチノサイト(表皮角化細胞)は分化(角化)に伴いデモゾームの構成成分であるデスモグレイン(DSG)等の特異的タンパク質を発現し、また、この分化形質発現はin vitroにおいては培地中のカルシウムイオン(Ca2+)によって制御されていることが知られている。今回、ラットDSG-1及び-2の部分分子クローニングを試み、さらにラット・ケラチノサイト培養系を確立し、そのin vitroにおける分化に伴う形質発現の変化を追跡した。ラット新生児皮膚より調製したpoly(A+)RNAを鋳型としたRT-PCR産物からDSG-1及びDSG-2 cDNAをクローニングし、塩基配列を解析した。また、ラット新生児表皮を0.25%トリプシンにて処理した後、Percollによる密度勾配遠心法を行い表皮ケラチノサイトを分離した。得られたケラチノサイトを細胞成長因子及びChelex処理ウシ退治血清含有MCDB153培地を用いて培養し、最終濃度5mMまでのCa2+を添加して分化を誘導した後、抗DSG-1、-2抗体を用いたイムノブロット及び共焦点レーザー顕微鏡観察により分化形質発現を検討した。従来報告されている塩基配列データベースと比較して、ラットDSG-1はヒトDSG-1と75%、ラットDSG-2はマウスDSG-2と96%の相同性が見られた。また、Ca2+添加により分化を誘導したケラチノサイトにおいて、Ca2+依存性にデスモグレインの発現が確認された。現在、このDSG-1、-2のmRNAレベルにおける発現動態についてRNase protection assayにより検討を行っている。

また、マトリックス・メタロプロテイネース(MMP)-2、-9の発現をゼラチン・ザイモグラフィーにより検出したところ、分化に伴ってMMP-9の低下が認められてた。このようなケラチノサイトの培養系を用いた分化誘導機構の検討は、皮膚の代謝・老化メカニズムの解析の一端となると考えている。本年度は昨年に引き続き表皮ケラチノサイトの分化形質であるデスモグレイン(DSG-1,2,3)のmRNA発現解析を行い、さらに、新たにヒト・アトピー性皮膚炎モデルマウスとして知られているNC/Ngaマウスより表皮ケラチノサイトの分離および細胞培養系の確立を試み、次いで、得られたケラチノサイトにおけるマトリックス・メタロプロテイネース(MMP-2,9)の発現、細胞増殖やアポトーシス誘導に対するTransforming growth fact or β(TGFβ)およびTumor necrosis factorα(TNFα)の関与についてBALB/cマウス由来表皮ケラチノサイトを対照として比較検討を行った。BALB/cマウスおよびNC/Ngaマウスより表皮ケラチノサイトの分離および細胞培養系の確立に成功した。これら2系統のマウス由来ケラチノサイトの細胞増殖活性について検討したところ、両者に有意な差は見られず、また、TGFβおよびTNFαはともに細胞増殖率を低下させ、この効果はTGFβにおいてより顕著であったが、マウス系統間での差は見られなかった。また、TNFαはケラチノサイトに対しアポトーシス誘導活性を持つが、この効果はNC/Ngaマウス由来ケラチノサイトに比べBALB/cマウス由来ケラチノサイトで顕著であり、前者は後者に比べてアポトーシス誘導の起こりにくい特性を持つと理解された。MMP発現についてこれら2系統由来ケラチノサイトについて比較したところ、BALB/cマウス由来ケラチノサイトに比べNC/Ngaマウス由来ケラチノサイトにおいてMMP-9発現の低下が観察された。MMP-9発現増強因子として知られているTGFβおよびTNFαは両系統由来ケラチノサイトにおいてともにその発現の増強が見られたが、その効果に系統間の差はなかった。以上の結果より、ケラチノサイトの分化形質は様々の要因により制御されている可能性が示唆された。今後、特に、MMP-9の遺伝子発現制御機構に重点を置き、そのプロモーター領域の解析を行うことでNC/Ngaマウス由来ケラチノサイトにおけるMMP-9発現の低下の要因について考察する予定である。イヌ扁平上皮癌・細胞骨格画分を抗原として作成した単クローン抗体中に、表皮ケラトヒアリン顆粒に対し免疫組織化学的に陽性を示す抗体(MAbKH1)を見い出した。この抗体の認識する蛋白質は免疫化学的に脳組織にも証明されたため、ラット新生児脳cDNAライブラリーをスクリーニングしたところ、約1.7kbpのcDNAクローンが得られた。その全シークエンスについてホモロジーを検索したところ、未知の蛋白質である可能性が考えられたため、ラット・ケラチノサイト初代培養系での発現の検討を行った。ラット新生児より無菌的に採取した皮膚組織から常法に従い、0.25%トリプシン処理によりケラチノサイトを分離し、Chelex処理10%ウシ胎児血清を含むMCDB153培地を用いて、2.5×10^3cells/cm^2になるように播種した。
ロコモティブシンドローム予防を目指した適正なビタミン摂取についての基盤研究

マウスやラットに多量のビタミンEを摂取させると、骨量が低下することが報告された。また、ビタミンKとCは、主に骨タンパク質の合成を通して骨量の維持に貢献することも知られている。そこで本研究では、ラットの骨量に及ぼすビタミンK、E、C摂取の影響を明らかにすることを目的とした。実験には、ビタミンC合成不能であるODSラットを用いた。実験1: 4週齢の雄性ODSラットを4群に分け、2群には基本飼料(対照群)またはビタミンK無添加・ビタミンC過剰飼料(-K+C群)を18週間摂取させた。残りの2群にはビタミンK無添加飼料またはビタミンK過剰飼料を16週間摂取させ、それぞれをビタミンK・C無添加飼料(-K-C群)とビタミンC無添加・ビタミンK過剰飼料(-C+K群)に切り替えて、さらに2週間飼育した。基本飼料にはビタミンC(300mg/kg)を含むAIN-93飼料を用い、過剰飼料のビタミン含量は各基本量の10倍量とした。主要臓器のフィロキノンおよびメナキノン-4濃度は、-K-C群と-K+C群の間に差はなかった。主要臓器のビタミンC濃度は、-K-C群と-C+K群の間に差はなかった。大腿骨骨密度は、対照群に比べて-K-C群と-C+K群で低下していた。実験2:ビタミンEとCを用いて対照群、-E-C群、-E+C群、-C+E群の4群を設け、実験1と同様の実験を行った。主要臓器のα-トコフェロール濃度は、-E-C群と-E+C群の間に差はなかった。主要臓器のビタミンC濃度は、-E-C群と-C+E群の間に差はなかった。大腿骨骨密度は、対照群に比べて-E-C群と-C+E群で低下する傾向が見られた。以上の結果から、ビタミンC不足が骨量を低下させることと、ビタミンKやEの栄養状態の違いは成長期のラットの骨量に大きな影響を与えないことが推察された。平成29年度に研究を開始し、まず本学動物実験委員会による承認を得た。また、ビタミンK定量用のHPLC装置一式を新規購入し(平成29年7月納品)、定量条件の設定を行った。ラットを用いてビタミンE摂取が骨のビタミンK濃度とビタミンKの生理作用に及ぼす影響についての実験を行い、得られた成果が2018年のJNSV誌に掲載された。また、6ヶ月齢の雄性リタイアラットが入手できたため、老齢期のラットの骨代謝に及ぼすビタミンEとKの影響についても検討を行っている。さらに、上記「研究実績の概要」に記載した実験を行い、得られた成果を日本ビタミン学会第71回大会で発表する予定である。上記「現在までの進捗状況」に記載した老齢期のラットの骨代謝についての実験を引き続き進める。また、骨代謝に及ぼすビタミンCの影響を明らかにするために、ビタミンCを遺伝的に合成できないODSラットを用いて、ビタミンCと炎症との関係を調べる。各実験の評価項目は、ビタミンE、ビタミンK、ビタミンC、低カルボキシル化オステオカルシン濃度、大腿骨の骨密度、骨吸収および骨形成の指標等を予定している。私たちは現在までに、αートコフェロール摂取がラットの肝外組織のフィロキノン(PK)濃度を低下させることを見出した。本研究では、骨のビタミンK濃度とビタミンKの生理作用に及ぼすαートコフェロール摂取の影響を明らかにすることを目的とした。Wistar系雄性ラットを4群に分け、RRRーαートコフェロール50 mg/kgを含むビタミンK無添加飼料(K無添加群)、RRRーαートコフェロール添加量を0(E無添加群)、50 mg/kg(対照群)、または500 mg/kg(E過剰群)としたPK添加(0.75 mg/kg)飼料を、それぞれ3ヶ月間摂取させた。肝臓のPK濃度はE無添加群に比べてE過剰群で高かったが、脛骨のPK濃度はE無添加群に比べて対照群で低く、対照群に比べてE過剰群でさらに低かった。肝臓のメナキノンー4(MKー4)濃度は、E無添加群と対照群に比べてE過剰群で高かったが、脛骨のE無添加群、対照群およびE過剰群のMKー4濃度はほぼ同じであった。血液凝固活性は他の群に比べてK無添加群で低下していたが、αートコフェロール摂取による血液凝固活性の変動は見られなかった。さらに、PK摂取とαートコフェロール摂取は、血清の低カルボキシル化オステオカルシン濃度、大腿骨の骨密度、大腿骨における骨吸収および骨形成関連遺伝子のmRNAレベルに影響を及ぼさなかった。以上の結果から、ラットにおいてαートコフェロール摂取は骨のPK濃度を低下させるが、骨代謝には影響を与えないことが示唆された。さらに、上記「研究実績の概要」に記載した実験を行い、一定の成果が得られた。この結果は論文にまとめ、学術雑誌に投稿中である。また、6ヶ月齢の雄性リタイアラットが入手できたため、老齢期のラットの骨代謝に及ぼすビタミンEとKの影響を明らかにするために、6ヶ月齢のラットをさらに15ヶ月齢まで実験飼育をしている。