hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腎間質線維化発現機序におけるTGF-β1の作用に関する実験病理学的研究

塩化水銀投与Brown Norwayラットの尿細管壊死後性腎間質病変におけるTGFβ-1の標的細胞における作用の検討を目的として、TGF-βスーパーファミリーの細胞内情報伝達経路を形成する因子であるSmadファミリーと核内でのこれらのco-repressorsの動態および局在を検索した。これらのうち、TGF-β1の細胞内情報伝達経路特異的なサブファミリーに属するSmad2およびSmad3、TGF-βスーパーファミリーに属するすべての因子に共通のSmad4のmRNAはTGF-β1 mRNAとほぼ同様の動態を示して増加し、これらに抑制的に作用するSmad7の発現に増加は見られなかった。増加の見られた3因子は再生尿細管上皮細胞の核に主に局在し、わずかに細胞質内でも認められた。これらのことから、Smad2、Smad3およびSmad4が尿細管上皮細胞におけるTGF-β1の細胞内情報伝達に関与している可能性が示唆された。次にTGF-βスーパーファミリーのbone morphogenetic proteins(BMPs)に属し、腎臓形成に関与し、TGFβ-1と拮抗的に作用するとされるBMP-7の動態について検索を行ったが、実験期間中に有意な発現変動は認められず、線維化においてはBMP-7の発現抑制による相乗作用の可能性が低いことが示唆された。さらに、線維化メカニズムにおいてTGFβ-1の下流に位置し、TGFβ-1と相乗的に作用して線維化を増強しているとされるconnective tissuegrowthfactor(CTGF)の動態についても検索を行ったが、この因子も実験期間中に有意な発現変動は認められなかった。これらのことから、本モデルにおける線維化発現においては、尿細管上皮細胞におけるTGFβ-1のオートクラインが主たる作用機序であることが示唆された。塩化水銀投与Brown Norwayラットの尿細管壊死後性腎間質病変におけるTGFβ-1の内因性制御因子としての各種細胞外基質の作用を検討した。TGF-β1活性化因子とされているtrombospondin-1 (TSP-1)mRNAの動態はTGF-β1 mRNAの動態と一致した動態を示し、尿細管上皮細胞および尿紳管間質での蛋白発現も経時的に増加していったため、TSP-1はTGFβ-1活性化作用と基質の蓄積の両面で線維化に寄与していることが示唆された。また、活性型TGF-β1抑制因子とされているdecorinの発現もTGF-β1の発現上昇から少し遅れて上昇し、間質への蛋白の蓄積もTSP-1よりは少ないが増加傾向を示したため、本モデルではdecorinはTGF-β1抑制因子としてではなく、TGF-β1によって産生増加が刺激され、間質線維化病変を形成する基質の一成分として作用していることが示唆された。続いて、TGF-βスーパーファミリーの細胞内情報伝達経路を形成する因子であるSmadファミリーと核内でのこれらのco-repressorsの動態を検索した。これらのうち、TGF-β1の細胞内情報伝達経路特異的なサブファミリーに属するSmad2およびSmad3とTGF-βスーパーファミリーに属するすべての因子に共通のSmad4はTGF-β1とほぼ同様の動態を示して一過性に増加し、これらに抑制的に作用するSmad7の発現に増加は見られなかった。一方、co-repressorsのなかではSkiが軽度の増加を示した以外、優位な変動は認められなかった。これらのことから、Smad2、Smad3およびSmad4が本モデルにおいてもTGF-β1の細胞内情報伝達に関与している可能性が示唆された。
雇用現場で求められる実用的英語スピーキング能力とは何か？：探索的研究

1データ収集:日本人大学生が話す英語のEmployabilityを調査するために、日本人大学生の発話を収録し、ビジネスパーソンに提示してemployabilityについての主観評価を収集する予定であったが、前提として、先行研究で使用している(発話の)スクリプトがそのままで利用できるかどうかを検討することとした。Dictoglossという英語の4技能を使うタスクを使って対象とする日本人大学生の英語産出力及びコミュニケーション能力に関するデータを収集して学生の英語能力を測った。鍋井理沙(研究代表者)が担当するクラス31人から計4回分のDictoglossのデータを回収した。これらの学生は大学入学時の偏差値が約50程度(TOEIC300350)であるため、彼らの英語産出能力を基に日本人大学生の平均的な英語力を想定し、Employabilityを測るための音声サンプルを今後制作していくための基準となる。2データ分析:東海大学で収集した上記の学生が産出した英語(スピーキングとライティング)を原田康也(研究分担者)と分析したところ、彼らの英語産出能力が低いため、先行研究で使われている疑似面接の応答は使えないことが判明した。3.企業関係者へのヒアリング:学生の英語力の調査と並行してGoogle formを通じて企業関係者等に日本人大学生に求める英語力などに関するアンケートを実施した。4.研究経過の報告と研究討議と情報収集:上記のDictoglossの研究の経過と結果及び学生の英語のEmployabilityに関する企業関係者等へのアンケート結果は以下の学会・研究会で発表した。国内学会では全国語学教育学会・日本英語教育学会・日本ビジネスコミュニケーション学会・電子情報通信学会思考と言語研究会。海外ではEuroSLA (European Second Language Association)・Asia TEFL International Conferenceなど応用言語学・心理言語学関連の学会で発表した。学生が産出する英語のEmployabilityを測る手段として、先行研究では学生と企業の面接官との採用面接時の会話を想定した疑似面接の応答を想定したスクリプトを作成し、学生に読ませたものを被験者に聞かせている。当初は先行研究で使用されている採用面接時の会話を想定した疑似面接の応答を想定した台本を本研究でも使用する予定であったが、平均的な日本人大学生の英語産出力ではこのレベルに達していないことが判明し、まずこの台本を作成する必要が生じたため。被雇用者の産出する英語が雇用側にどのように判断されるのか、そのEmployabilityを調査した先行研究は主に英語が母語の国(米・英国)で移民や移民二世が話す英語を対象にしている実験が多く、使われている語彙や語句はほぼネイティブレベルである。このため、日常の生活で英語を使うことが非常に少ない日本人学生が話す英語としては不自然かつ難易度が高いと判断した。また、被験者の応募に関して実際に仕事で英語を使用しているビジネスパーソンは多忙のため、アポイントメントがなかなか取れないことに加え、彼らの仕事の都合によるインタビュー日時の変更やキャンセルが多々あった。これらの問題に関しては、疑似面接の台本は現在作成が進んでいるほかビジネスパーソンとのアポイントメントも以前より広く応募をかけることでインタビューの数も増えている。疑似面接の応答を想定した台本の作成と英語能力の異なる日本人大学生の音声サンプル(この台本を読み上げたもの)を7月ごろまでに準備し終え、企業で英語を使用した経験のあるビジネスパーソン(被験者)にEmployabilityの判定を依頼する。これと並行し、ビジネスパーソンへの個別インタビューで企業が考える「仕事で必要な英語」について調査し、企業側から見た総合的な観点から日本人大学生の英語産出能力を測定する。研究会・学会等での研究計画の経過報告については、実質的な意見交換にはポスター発表を活用し、発表を継続的に行いつつ、国内・海外での国際的な研究集会でも研究発表を行う。2019年7月には日本ビジネスコミュニケーション学会で本研究の経過について発表する予定であるほか、8-9月に実施される国際的な音声学会(New Sounds)でも発表申し込みが採択されている。

学生が産出する英語のEmployabilityを測る手段として、先行研究では学生と企業の面接官との採用面接時の会話を想定した疑似面接の応答を想定したスクリプトを作成し、学生に読ませたものを被験者に聞かせている。当初は先行研究で使用されている採用面接時の会話を想定した疑似面接の応答を想定した台本を本研究でも使用する予定であったが、平均的な日本人大学生の英語産出力ではこのレベルに達していないことが判明し、まずこの台本を作成する必要が生じたため。被雇用者の産出する英語が雇用側にどのように判断されるのか、そのEmployabilityを調査した先行研究は主に英語が母語の国(米・英国)で移民や移民二世が話す英語を対象にしている実験が多く、使われている語彙や語句はほぼネイティブレベルである。このため、日常の生活で英語を使うことが非常に少ない日本人学生が話す英語としては不自然かつ難易度が高いと判断した。また、被験者の応募に関して実際に仕事で英語を使用しているビジネスパーソンは多忙のため、アポイントメントがなかなか取れないことに加え、彼らの仕事の都合によるインタビュー日時の変更やキャンセルが多々あった。これらの問題に関しては、疑似面接の台本は現在作成が進んでいるほかビジネスパーソンとのアポイントメントも以前より広く応募をかけることでインタビューの数も増えている。疑似面接の応答を想定した台本の作成と英語能力の異なる日本人大学生の音声サンプル(この台本を読み上げたもの)を7月ごろまでに準備し終え、企業で英語を使用した経験のあるビジネスパーソン(被験者)にEmployabilityの判定を依頼する。これと並行し、ビジネスパーソンへの個別インタビューで企業が考える「仕事で必要な英語」について調査し、企業側から見た総合的な観点から日本人大学生の英語産出能力を測定する。研究会・学会等での研究計画の経過報告については、実質的な意見交換にはポスター発表を活用し、発表を継続的に行いつつ、国内・海外での国際的な研究集会でも研究発表を行う。2019年7月には日本ビジネスコミュニケーション学会で本研究の経過について発表する予定であるほか、8-9月に実施される国際的な音声学会(New Sounds)でも発表申し込みが採択されている。当初は先行研究で使用されている、採用面接時の会話を想定した疑似面接の応答を想定した台本を本研究でも使用する予定であったが、平均的な日本人大学生の英語産出力ではこのレベルに達していないことが判明し、まずこの台本を作成する必要が生じたため。
タイヌビエ多剤抵抗性の鍵となるシトクロムP450遺伝子の協調的発現制御機構の解明

雑草の除草剤抵抗性では、多くの除草剤に対する抵抗性(多剤抵抗性)が世界的な脅威となっており、そのメカニズムとして除草剤の解毒代謝能の向上があげられる。研究代表者らは強害雑草タイヌビエの多剤抵抗性を解析し、多様な除草剤を解毒代謝する酵素遺伝子の活性化が多剤抵抗性を引き起こすことを明らかにしてきた。本研究では、酵素遺伝子活性化を引き起こすメカニズムを解明する。
大学教育における古典教育の役割-分析・思考・表現能力の改善のための教育プログラム研究

本研究は、高等教育における学生の問題発見能力、論理構成能力、自己表現能力の養成のための、具体的な教育方法を開発することを目的として企画された。本来、こうした能力の養成は、高等教育段階に達する以前の中等教育課程、特に国語科教育で組織的に始められているべきものであろう。もし、現在、大学生に期待される上記能力が彼らに欠けているとすれば、それは中等教育のシステムに問題の一端が潜んでいる可能性がある。このように考えて、当該研究の最初の作業を、現行の中等教育課程における国語科教育の調査から始める事にした。こうした調査を行う場合、異なった文化圏の同様の教育システムと比較対照すれば、日本の国語教育の特質が浮かび上がってくるだろう。参照モデルとして、フランスの中等教育おける古典教育、文学教育を選び、比較調査を実施した。その結果、現在の日本の国語教育には、上記諸能力を未開発の状態に置いているという面も確かにあること、これに対処するためには、第1に、批評表現力養成のために、いくつかの文章構成形式を「型」として与え、その型に自分の思考を流し込ませる「引き上げ式」技術教育をおこなう、第2に、数学で1次方程式、連立方程式などなどをツールとして学ぶように、国語においても、素材分析のためのツール(いくつかの二項対立概念のペア、物語の視点など)を単元として学ばせ、その運用を習得させる、といった方策があることを指摘した。しかし、こうした方向での改善が現実化するには、まだまだ時間が必要であろう。であるとすれば、大学がある種の転換教育として、批評的表現能力養成のための授業を編成することが求められるだろう。その教育内容は、上に掲げたふたつの措置(「型」による引き上げ式表現教育、とツールの習得)が中心になろうが、カイム・ペレルマンの言う「論証の型」を取り出すドリルもそこに加えることができるかもしれない。本研究は、大学における学生の分析・思考・表現能力の充実改善を主題とし、これに西欧の古典教育がどの程度範例として有益であり得るかを探ることをその具体的な作業として設定している。上記能力の形成に深い関わりを持つのは、わが国においては、とりわけ中等教育における国語科教育であろうが、この教科の教育内容が上記能力の開発・形成にどれほど貢献しているかを出来るだけ多面的に(フランスの教育システムとの比較論的視点をも導入しつつ)調査した。以下はその概要である。1)現在の国語教育の実態調査:高校用国語科教科書一揃い、教師用指導ガイドを資料として用いて国語の教育内容を調べ、また複数のインフォーマントからの聴き取り調査を行った。2)国語教科教育法の研究者から、新しい国語教育の動向(議論・論証分野の飛躍的拡充)についてレクチャーを受けた。3)渡仏し、比較の対照軸とすべく、フランスの中等教育課程における国語教育の実態を調査した。4)都立高校の国語教員から聞き取り調査を行い、わが国の国語科教員が置かれている困難な状況を知らされた。こうした調査を経た結果、次のようなことが言明できる。A)日本における国語教育は、教材作者の視点、心情への同一化をもっぱら求めるものであり、ある種の情操教育を形作っている。こうしたシステムは表現力・論証力のトレーニングには不適である。B)こうした従来の「受信型」の国語教育への反省から、新しい国語教育が唱導されてきているが、教育現場では、本来の教科教育以外の分野での負担が教員に重くのしかかっており、国語教育改善を企てる余裕がほとんど見出せない。C)当該問題に関する中等教育レベルでの目立った改革が当面期待できない以上、大学教育レベルで分析・思考・表現能力養成のための訓練プログラムを組織する必要があるだろう。その際、西欧の古典レトリック及びフランスの範例が大きな示唆を与えてくれると思われる。

その教育内容は、上に掲げたふたつの措置(「型」による引き上げ式表現教育、とツールの習得)が中心になろうが、カイム・ペレルマンの言う「論証の型」を取り出すドリルもそこに加えることができるかもしれない。
身体動作と呼吸、気分状態の関連性に関する研究

鈴木・春木(1995,1996)が報告した,手を左右に反復開閉する動作と抑うつ気分状態との関連性について,十分な被験者数を対象にして相関関係を再確認した.抑うつ感の高い被験者は,動作速度が有意に遅く,また,動作速度の周期的秩序構造が低下していたことが改めて明らかとなった.抑うつ感との関連性は,動作速度よりも動作速度の周期的秩序構造の方が大きく寄与していた.さらに,抑うつ感の高低の約80%が動作の2指標のみで判別できることが明らかとなった.次に,動作速度と動作速度の周期的秩序構造を操作した場合の気分状態の変化を実験的に検討した.速度の操作では気分状態は有意に変化しなかったが,速度の周期的秩序構造を高めると抑うつ感などの気分状態がボジティブに変化した.また,気分状態を操作した場合にも動作速度が有意に遅くなり,速度の周期的秩序構造にも有意な変化が見られた.これらの結果は,動作と気分状態の循環的因果関係を意味している.そこで,動作時系列データに対してカオス解析やフラクタル解析を行い,心身一元論的な視点からの記述を試みた.先に述べた動作の周期的秩序構造とは,動作速度時系列データの自己相関関数の分散値という数学的意味による表現であったが,経験的な言語記述を試みた.その結果,低うつ群に見られた自己相関関数の分散値が大きいという動作は,「バランスが良く,動作に集中しており,美しく,粗雑でなく,ぶれていない.また,長期的に安定しており,心がこもっており,丁寧で,規則的,安定している」などの言語表現されることが明らかとなった.呼吸については,感情喚起場面における胸部と腹部の呼吸運動の協調性について検討した.ストレスフルな状況では,胸部と腹部の呼吸運動の相対位相の標準偏差が増加しそれらの協調性が低下することが明らかとなった.また,リラックスした状況では,逆に協調性が高まることが示された.鈴木・春木(1995,1996)が報告した,手を左右に反復開閉する動作と抑うつ気分状態との関連性について,十分な被験者数を対象にして相関関係を再確認した.抑うつ感の高い被験者は,動作速度が有意に遅く,また,動作速度の周期的秩序構造が低下していたことが改めて明らかとなった.抑うつ感との関連性は,動作速度よりも動作速度の周期的秩序構造の方が大きく寄与していた.さらに,抑うつ感の高低の約80%が動作の2指標のみで判別できることが明らかとなった.次に,動作速度と動作速度の周期的秩序構造を操作した場合の気分状態の変化を実験的に検討した.速度の操作では気分状態は有意に変化しなかったが,速度の周期的秩序構造を高めると抑うつ感などの気分状態がボジティブに変化した.また,気分状態を操作した場合にも動作速度が有意に遅くなり,速度の周期的秩序構造にも有意な変化が見られた.これらの結果は,動作と気分状態の循環的因果関係を意味している.そこで,動作時系列データに対してカオス解析やフラクタル解析を行い,心身一元論的な視点からの記述を試みた.先に述べた動作の周期的秩序構造とは,動作速度時系列データの自己相関関数の分散値という数学的意味による表現であったが,経験的な言語記述を試みた.その結果,低うつ群に見られた自己相関関数の分散値が大きいという動作は,「バランスが良く,動作に集中しており,美しく,粗雑でなく,ぶれていない.また,長期的に安定しており,心がこもっており,丁寧で,規則的,安定している」などの言語表現されることが明らかとなった.呼吸については,感情喚起場面における胸部と腹部の呼吸運動の協調性について検討した.ストレスフルな状況では,胸部と腹部の呼吸運動の相対位相の標準偏差が増加しそれらの協調性が低下することが明らかとなった.また,リラックスした状況では,逆に協調性が高まることが示された.本年度は、まず、手を左右に反復開閉する動作と気分状態との相関関係について再分析を行った。その結果、気分状態がポジティブであったものは、手の動作の速度が相対的に遅く、動作の速度変化が相対的に規則的になっていた。これらの動作と最も関連が大きかったのは、抑うつ気分状態であったことが改めて明らかとなった。さらに、抑うつ気分状態が実験場面で高かった被験者のうち、動作を行うことが心地よいと感じた者と、動作を行っても心地よくなかったと感じた者との比較検討を行った。その結果、動作の速度変化が相対的に不規則であったのは、動作を行っても心地よくなかったと感じた被験者の群のみであった。斎藤・鈴木・新原・春木(1997)は、抑うつ気分状態が高かった被験者の動作の速度変化を規則的にするように操作し、抑うつ気分状態が低下したと報告している。従って、動作を行うことで心地よいと感じられるならば、抑うつ気分状態が改善していくことが推測される。例えば、太極拳や気功法などの東洋的な行法は心身の健康の維持・増進に効果的だといわれるが、われわれの研究結果はこのことを実証的に支持したといえる。次に、動作と呼吸の組み合わせ・対応関係について分析を行った。まず、手を上下に反復させる動作、および左右に反復させる動作と呼吸の組み合わせについて、分析を行った。その結果、手の動作と呼吸との間には適切な対応関係があることが明らかとなった。また、手を左右に開閉する動作と呼吸との対応に抑うつ気分状態が関与していることも明らかとなった。

これは、動作速度の時系列データと呼吸曲線の時系列データとの相互相関関数を算出した結果、高うつ群では、動作と呼吸が対応していなかったのに対し、低うつ群では、動作と呼吸とが対応して変動していたことによるものである。このメカニズムの解明は、今後の検討課題である。今後は、リラクセーションを行った時の動作の変化について検討したい。さらに、動作と気分状態の関連性について、カオス時系列解析を応用することで一元的に記述していくことを検討している。鈴木・春木(1995,1996)が報告した,手を左右に反復開閉する動作と抑うつ気分状態との関連性について,十分な被験者数を対象にして相関関係を再確認した。抑うつ感の高い被験者は,動作速度が有意に遅く,また,動作速度の周期的秩序構造が低下していたことが改めて明らかとなった.抑うつ感との関連性は,動作速度よりも動作速度の周期的秩序構造の方が大きく寄与していた.さらに,抑うつ感の高低の約70%が動作の2指標のみで判別できることが明らかとなった.次に,動作速度と動作速度の周期的秩序構造を操作した場合の気分状態の変化を実験的に検討した.速度の操作では気分状態は有意に変化しなかったが,速度の周期的秩序構造を高めると抑うつ感などの気分状態がポジティブに変化した.また,気分状態を操作した場合にも動作速度が有意に遅くなり,速度の周期的秩序構造にも有意な変化が見られた.これらの結果は,動作と気分状態の循環的因果関係を意味している.そこで,動作時系列データに対してカオス解析やフラクタル解析を行い,心身一元論的な視点からの記述を試みた.先に述べた動作の周期的秩序構造とは,動作速度時系列データの自己相関関数の分散値という数学的意味による表現であったが,経験的な言語記述を試みた.その結果,低うつ群に見られた自己相関関数の分散値が大きいという動作は,「バランスが良く,動作に集中しており,美しく,粗雑でなく,ぶれていない.また,長期的に安定しており,心がこもっており,丁寧で,規則的,安定している」などの言語表現されることが明らかとなった.呼吸については,感情喚起場面における胸部と腹部の呼吸運動の協調性について検討した.ストレスフルな状況では,胸部と腹部の呼吸運動の相対位相の標準偏差が増加しそれらの協調性が低下することが明らかとなった.また,リラックスした状況では,逆に協調性が高まることが示された.
気象データの多様なモデル化とその効果検証に関する総合的研究

本研究では,気象データの多様なモデル化とその効果検証を総合的な観点から実施し,以下のテーマに関して研究を遂行すると共に,主要な学会誌などに成果を公表してきた.1)環境と共生する建築の実現を目指し,自然換気ができる実オフィスビルを用いて気象予測を用いた新しい制御方法の提案とその効果の検証の実施,ならびに,シミュレーションにより外界の湿度が熱負荷に与える影響を分析し適切な換気制御法の提案を行った.2)ある外界気象の下,空調システムを省エネルギーの面から最適に運転するためのアルゴリズムの提案とそれを現実の空調システムに適用する研究を行った.3)空調システムのコミッショニング(性能検証)は,建物が完成した時点で実施すると,その時点の気象の影響を受けるため設計性能が確保されているかどうかの検証が困難になるため,シミュレーションを用いて設計条件下での性能を予測してコミッショニングを行う手法の提案と検証を行った.4)空調用のエネルギーを低減するには外気量を減らすことが有効であるが,外気を最少量にすると室内空気質の環境は悪化するため外気の気温が室温に近い時期などであれば必ずしも最少の外気量にする必要はない.そこで,どの程度まで導入量が増やせるかをエネルギー増加の試算をも含めて検討した.5)走査型の全天空輝度・放射輝度分布計のデータをもとに太陽近傍の放射照度のモデル化手法を提案した.また,距離ソート法による天空輝度の分類方法について基礎的検討を行った.6)気象データの欠損を補間する手法の構築,通常のTAC気温と15年間の気象データから作成したピーク熱負荷計算用気象データと比較検討を行うと共に,外界気象が室内気候へ与える影響についても研究した.7)より適切な光環境の設計法を目指して,室内への熱や光の出入りをブラインドや自立応答型調光ガラスでコントロールすることのできる高機能窓,および光庇による室内の照度実測を実施し,本システムの実用性が高いことを実証した.8)気象衛星画像により地表面での日射量および昼光照度を1時間毎の準リアルタイムで予測可能なモデルを開発した.本研究では,気象データの多様なモデル化とその効果検証を総合的な観点から実施し,以下のテーマに関して研究を遂行すると共に,主要な学会誌などに成果を公表してきた.1)環境と共生する建築の実現を目指し,自然換気ができる実オフィスビルを用いて気象予測を用いた新しい制御方法の提案とその効果の検証の実施,ならびに,シミュレーションにより外界の湿度が熱負荷に与える影響を分析し適切な換気制御法の提案を行った.2)ある外界気象の下,空調システムを省エネルギーの面から最適に運転するためのアルゴリズムの提案とそれを現実の空調システムに適用する研究を行った.3)空調システムのコミッショニング(性能検証)は,建物が完成した時点で実施すると,その時点の気象の影響を受けるため設計性能が確保されているかどうかの検証が困難になるため,シミュレーションを用いて設計条件下での性能を予測してコミッショニングを行う手法の提案と検証を行った.4)空調用のエネルギーを低減するには外気量を減らすことが有効であるが,外気を最少量にすると室内空気質の環境は悪化するため外気の気温が室温に近い時期などであれば必ずしも最少の外気量にする必要はない.そこで,どの程度まで導入量が増やせるかをエネルギー増加の試算をも含めて検討した.5)走査型の全天空輝度・放射輝度分布計のデータをもとに太陽近傍の放射照度のモデル化手法を提案した.また,距離ソート法による天空輝度の分類方法について基礎的検討を行った.6)気象データの欠損を補間する手法の構築,通常のTAC気温と15年間の気象データから作成したピーク熱負荷計算用気象データと比較検討を行うと共に,外界気象が室内気候へ与える影響についても研究した.7)より適切な光環境の設計法を目指して,室内への熱や光の出入りをブラインドや自立応答型調光ガラスでコントロールすることのできる高機能窓,および光庇による室内の照度実測を実施し,本システムの実用性が高いことを実証した.8)気象衛星画像により地表面での日射量および昼光照度を1時間毎の準リアルタイムで予測可能なモデルを開発した.(1)京都大学屋上における気象データ観測システムの整備と調整をおこなった。まず,照度,日射センサの校正をおこない,データ精度の向上につとめた。照度と日射量の直射成分については,太陽追尾装置の導入によって測定を自動化し,曇天日においても太陽追尾が可能になったことによりデータ精度を向上させた。またデータ収録・処理システムを導入して収録・処理の効率化・高速化をはかった。平成12年9月から水平面グローバル,拡散,直射成分,4方位鉛直面グローバル成分の昼光・日射データを中心に,細かな時間変動まで検討可能な1分間隔気象データ観測を開始している。天空輝度分布および天空放射輝度分布に関しては,145天空要素について輝度および放射輝度測定をおこなって分布を15分間隔で記録するシステムを導入して観測を開始した。これらデータを共同研究者に配布し研究利用が開始されている。(2)一方,研究打ち合わせ会議を開催して1)気象データモデル構築,2)設備システム運転制御と気象データ,3)気象データ予測や推定,に関する研究をテーマに情報交換,研究を行った。1)では気象データ時系列モデルの特性と地表面物理特性とを関連づける手法を検討した。また天空輝度分布について既往モデルを実測データによって検証し,昼光日射指標による既往分類モデルタイプ推定を試みた。天空放射輝度分布については既往輝度分布モデルの適用を試み,一方でモデル簡易化をはかった。

2)では空調制御,採光のためのブラインド制御,自然換気制御において必要とされる気象データ精度について検討を行い,シミュレーション時間間隔の影響を調べた。3)に関しては人工衛星画像データによる天空輝度分布のリアルタイム推定,天気予報を利用した気温予測の研究を行った。建築・設備システムの地球環境に対する負荷を低減するためには、a)地域の気候特性を考慮して建築や都市の計画・設計を行うこと、b)自然エネルギーを利用して化石エネルギーからの脱却を図ること、c)将来の気象の推移を予測し、最適な建築・設備システムを設計・運用すること、などが重要である。これらの達成にはシミュレーションツール、特に気象データの整備が欠かせない。本研究では、1)気象データのモデル構築にかかわる研究、2)設備システムの運転制御と気象データの関係、3)気象データの予測や推定に関する研究、を課題として総合的な研究を実施することを目的としている。本年度は以下の研究を実施した。・蓄熱空調システムのための実データを用いた熱負荷予測アルゴリズムを気象データを用いたシミュレーションにより検証した。・走査型の全天空輝度・放射輝度分布計のデータをもとに太陽周辺光からの放射成分をも含む直散分離日射量データを作成し、鉛直面での日射量特性を明らかにした。・空調機負荷シミュレーションにより躯体蓄熱空調システムのシステム性能の総合的な評価を目的に蓄熱運転方法、室内発熱及び建物熱的使用などの躯体蓄熱空調システム性能への影響について明らかにした。・建物への熱や光の出入りを自動ブラインドや自立応答型調光ガラスでコントロールすることのできる高機能窓すなわちソーラーコントロール窓の省エネルギー効果を実測及びシミュレーションにより明らかにした。・気象要素の空間系列をバリオグラムモデルにより推定する手法を開発した。・大学生を対象に30分毎の冷房利用記録を4ヶ月間とり、日平均外気温など外界気象条件との相関性、意識、生活習慣、体質など利用者の特性との関連性において、冷房利用時間を考察した。・気象衛星画像により地表面での日射量および昼光照度を1時間毎の準リアルタイムで予測可能なモデルを開発し、気象データによりその精度を検討した。本年度は研究の最終年にあたるため,気象データの多様なモデル化とその効果検証を総合的な観点から実施し,以下のテーマに関して研究を遂行すると共に,成果の公表に努めた.1)環境と共生する建築の実現を目指し,自然換気ができる実オフィスビルを用いて気象予測を用いた新しい制御方法の提案とその効果の検証の実施,ならびに,シミュレーションにより外界の湿度が熱負荷に与える影響を分析し適切な換気制御法の提案を行った.2)ある外界気象の下,空調システムを省エネルギーの面から最適に運転するためのアルゴリズムを提案し,それを現実の空調システムに適用する研究を実施し公表した.3)空調システムのコミッショニング(性能検証)を建物が完成した時点で実施すると,その時点の気象の影響を受けるため設計性能が確保されているかどうかの検証が困難になる.そこで,シミュレーションを用いて,設計条件下での性能を予測してコミッショニングを行う手法の検証研究を行った.
胞状奇胎妊婦の続発症予知マーカーとしての母体血中の絨毛由来DNAの検討

【目的】奇胎絨毛から産生されるDNA(父親由来)を母体血中から検出し、これが全胞状奇胎の続発症発生予知に有用なマーカーとして使用出来るか否かを検討した。その準備段階として絨毛が産生するhCGと胎児DNAが相関を認めるかどうか、そして、各染色体上の多型領域であるShort tandem repeat(STR) markerを用い母体血清中に胎児絨毛由来DNAの検出が可能であるかどうかを目的とした。さらに妊娠28週で分娩した胞状奇胎合併妊婦において母体血中の胎児絨毛由来DNAの検出が可能かさらに臨床的に絨毛性疾患のマーカーとして検出可能かどうか検討した。【対象および方法】男児を妊娠している正常妊婦20名より,血液を採取し血清部分からDNAを抽出し、これによって得られたDNAをY染色体上に特異的なSRY遺伝子領域のプライマーを用いてTaqman法を利用した定量的PCR法を行い検体1mlあたりのY領域のコピー数を検討した。同時に血清中のHCGを測定しその相関を調べた。また、女児を妊娠している妊婦から同様に血清からDNAを抽出し、そのDNAをShort tandem repeat(STR) marker領域の蛍光PCRで増幅し、その増幅産物をDNAシークエンサーに電気泳動し胎児絨毛由来DNAの検出を行った。46,XX女児と46,XY胞状奇胎の合併妊婦の母体血中の胎児絨毛由来DNAの検出をSRY遺伝子領域の定量化し行い、母体血中のβHCGとの相関を調べた。また、分娩後いつまで胞状奇胎由来のDNAが検出できるか検討した。【結果】男児を妊娠している正常妊婦において血清中のHCGとSRY遺伝子濃度は相関関係を認めた。女児を妊娠した症例においても、胎児絨毛由来のDNAが母体血清中に確認された。胞状奇胎合併妊婦から絨毛由来DNAの検出が可能であり。血中のHCGの推移と同様な動きを示した。妊娠20週に時点で絨毛由来DNAは最も高値を示し、分娩後5週まで検出された。【結論】胎児絨毛由来DNAが母体血中に明らかに存在し、検出できることが確認された。また、奇胎娩出後の再発マーカーとして使用されるhCGと相関関係を示すことから胞状奇胎の続発症予知のマーカーとして同様に用いることができる可能性が示唆された。【目的】奇胎絨毛から産生されるDNA(父親由来)を母体血中から検出し、これが全胞状奇胎の続発症発生予知に有用なマーカーとして使用出来るか否かを検討するための準備段階として絨毛が産生するhCGと胎児DNAが相関を認めるかどうか、そして、各染色体上の多型領域であるShort tandem repeat (STR) markerを用い母体血清中に胎児絨毛由来DNAの検出が可能であるかどうかを目的とした。

同時に血清中のHCGを測定しその相関を調べた。また、女児を妊娠している妊婦から同様に血清からDNAを抽出し、そのDNAをShort tandem repeat (STR) marker領域の蛍光PCRで増幅し、その増幅産物をDNAシークエンサーに電気泳動し胎児絨毛由来DNAの検出を行った。【結果】男児を妊娠している正常妊婦において血清中のHCGとSRY遺伝子濃度は相関関係を認めた。女児を妊娠した症例においても、胎児絨毛由来のDNAが母体血清中に確認された。【結論】胎児絨毛由来DNAが母体血中に明らかに存在し、検出できることが確認された。また、奇胎娩出後の再発マーカーとして使用されるhCGと相関関係を示すことから胞状奇胎の続発症予知のマーカーとして同様に用いることができる可能性が示唆された。【目的】奇胎絨毛から産生されるDNA(父親由来)を母体血中から検出し、これが全胞状奇胎の続発症発生予知に有用なマーカーとして使用出来るか否かを検討するための準備段階として絨毛が産生するhCGと胎児DNAが相関を認めるかどうか、そして、各染色体上の多型領域であるShort tandem repeat(STR)markerを用い母体血清中に胎児絨毛由来DNAの検出が可能であるかどうかを目的とした。さらに胞状奇胎合併妊婦の母体血中の胎児絨毛由来DNAの検出が可能かさらに臨床的に使用できる可能性を検討することを目的とした。【対象および方法】男児を妊娠している正常妊婦20名より,血液を採取し血清部分からDNAを抽出し、これによって得られたDNAをY染色体上に特異的なSRY遺伝子領域のプライマーを用いてTaqman法を利用した定量的PCR法を行い検体1mlあたりのY領域のコピー数を検討した。また、女児を妊娠している妊婦から同様に血清からDNAを抽出し、そのDNAをShort tandem repeat(STR)marker領域の蛍光PCRで増幅し、その増幅産物をDNAシークエンサーに電気泳動し胎児絨毛由来DNAの検出を行った。胞状奇胎合併妊婦の母体血中の胎児絨毛由来DNAの検出をSRY遺伝子領域の定量化し行った。胞状奇胎合併妊婦から絨毛由来DNAの検出が可能であり。血中のHCGの推移と同様な動きを示した。
14族系DA相互浸透接合中間バンド型自己組織量子ドット太陽電池開発と光起電力機構

TiO2電子輸送層/ペロブスカイト層相互浸透型構造において、ハロゲンイオン位置や14族元素であるPb原子位置に、それぞれハロゲン・13、14、15族元素ドーピングも試み、粒子配列構造を形成し、光電変換効率を向上させることに成功した。また相互浸透型フラーレン系太陽電池にGe系ドット、ZnPc等を導入し、界面構造制御することで発電効率向上させ、反射防止膜SnO2形成球状14族Si太陽電池の微細構造解析と物性評価なども行った。さらに第一原理計算によるナノ構造・電子状態予測、熱力学計算による界面反応予測等を行いながら、今後の新規太陽電池デバイス設計指針を構築した。第三世代太陽電池の研究開発にあたり、幅広い学際的なバックグラウンドを持つ研究者を結集した。平成25年度は、太陽電池材料の新規合成プロセスの開発に重点を置き、同時に電気特性・光学特性評価も行いながら、デバイス構造評価を行った。主な成果は以下のとおりにまとめられる。1相互浸透型ポリシラン系太陽電池の形成と微細構造解析、2反射防止膜形成球状Si太陽電池の微細構造と物性評価、3PCBM:フタロシアニン系太陽電池の作製と光起電力効果、4ZnTPP:C60系太陽電池へのGe系ドット導入効果具体的には、第一原理分子軌道法による構造・電子状態予測を行い、物質デザイン・研究詳細指針を設定した。また熱力学計算による合成プロセス予測も加味しながら、高効率太陽電池の新規合成プロセスを検討した。またGe系溶液を使用することにより14族系ドットを分散させたDA相互浸透構造有機薄膜太陽電池を形成し効率上昇に成功した。量子ドットバルクヘテロ構造中の励起子分離により光起電力効果が向上したと考えられる。第三世代太陽電池の研究開発にあたり、幅広い学際的バックグラウンドを持つ研究者を結集し、集中的に研究を推進した。平成26年度は、太陽電池材料の新規合成プロセス開発及び光起電力特性・光学特性などのデバイス評価に重点を置きながら、発電効率の向上も目指した。主な研究成果は以下の通りにまとめられる。1TiO2電子輸送層/ペロブスカイト層相互浸透型構造を有し、元素ドーピングによりバンドギャップを制御することが可能であるCH3NH3PbI3ペロブスカイト系太陽電池を形成し、光起電力特性および微細構造を評価した。2相互浸透型P3HT/PCBMフラーレン系太陽電池にZnPc等のフタロシアニンを導入し、バンド制御することにより発電効率の向上を目指した。3球状シリコン太陽電池材料およびSnO2反射防止膜の構造及び物性評価を行った。具体的には、ナノデバイス構造形成および量子化学材料設計により、長波長まで広範囲の光を吸収可能な太陽電池を形成し、ヘテロ接合型太陽電池への適用も試み、その発電メカニズムを調査し、高効率と低コストを同時に実現するための指針を探索した。また第一原理計算によるナノ構造・電子状態予測、熱力学計算による合成プロセス・界面反応予測等を行いながら、太陽電池新規合成プロセスを検討した。ペロブスカイト系太陽電池では、ホール移動度及び電子移動度を向上させるキャリア輸送層の導入を検討し、太陽電池デバイスを形成した。光吸収は光電変換効率に大きな影響を与えるため、紫外可視赤外分光光度計によりペロブスカイト層やキャリア輸送層の光物性を調べ、バンドギャップを算出し、デバイス設計及びキャリア輸送現象の考察を行った。第三世代太陽電池の研究開発にあたり、幅広い学際的バックグラウンドを持つ研究者を結集し研究を推進した。平成27年度は、太陽電池材料の新規合成プロセス開発及び光起電力特性・量子効率などのデバイス評価に重点を置きながら、結晶構造及びナノ構造制御によりさらなる発電効率の向上も目指した。1TiO2電子輸送層/ペロブスカイト層相互浸透型構造を有する元素ドーピングCH3NH3PbI3ペロブスカイト系太陽電池の形成とバンドギャップ制御を試み、光起電力特性および微細構造を評価した。2球状シリコン太陽電池材料およびSnO2反射防止膜の構造及び物性評価を行った。具体的には、相互浸透接合型ペロブスカイト系光電変換デバイス構造形成および量子化学材料設計により、長波長まで広範囲の光を吸収可能な太陽電池を形成した。ホール移動度及び電子移動度を向上させるキャリア輸送層の導入も検討し、ハロゲン元素位置や、14族元素であるPb原子位置に他の元素導入も試み、吸収波長の拡大などの結果を得た。またペロブスカイト結晶層やキャリア輸送層の光物性を調べ、バンドギャップを算出しキャリア輸送現象の考察を行い、今後のデバイス設計の指針とした。また第一原理計算によるナノ構造・電子状態予測、熱力学計算による合成プロセス・界面反応予測等を行いながら、太陽電池新規合成プロセスを検討し、高効率と低コストを同時に実現するための指針を探索した。相互浸透型CH3NH3PbI3微粒子分散ペロブスカイト系太陽電池、SnO2反射防止膜を有する球状シリコン太陽電池材料の光起電力特性および微細構造を評価し、今後の研究指針を得た。具体的には、ペロブスカイト系構造への元素ドーピング、ナノデバイス構造形成および量子化学材料設計により、長波長まで広範囲の光を吸収可能な太陽電池を形成し、太陽電池新規合成プロセスを検討した。ホール移動度及び電子移動度を向上させるキャリア輸送層の導入も検討し、太陽電池デバイスを形成した。研究論文も9報、学会発表等も6件とおおむね順調に進展している。

平成28年度は、TiO2ナノ粒子導入電子輸送層/ペロブスカイト層相互浸透型構造を有する、バンドギャップ制御型元素ドーピングCH3NH3PbI3ペロブスカイト系太陽電池の形成を試み、光起電力特性および微細構造を評価した。また、PCBM:P3HT系相互浸透型太陽電池へのフタロシアニン添加による特性向上、球状シリコン太陽電池材料およびSnO2反射防止膜の微細構造解析および光物性評価も行った。これらの研究成果をとりまとめ、論文発表等を積極的に行った。具体的には、相互浸透接合型ペロブスカイト系光電変換デバイス構造形成および量子化学材料設計により、長波長まで広範囲の光を吸収可能な太陽電池を形成した。ホール移動度及び電子移動度を向上させるために、ポリシラン分子やNbイオン導入キャリア輸送層を形成し、ハロゲンイオン位置や、14族元素であるPb原子位置にもそれぞれCl、Br及びSb、Snなど他元素導入も試み、ペロブスカイト結晶構造、キャリア輸送、光物性等を調べ、効率向上およびキャリア移動度増大などの結果を得た。また有機PCBM:P3HT系太陽電池へのフタロシアニン添加により光起電力特性が向上した。さらに第一原理計算によるナノ構造・電子状態予測、熱力学計算による界面反応予測等を行いながら、今後の新規太陽電池デバイス設計の指針とした。TiO2電子輸送層/ペロブスカイト層相互浸透型構造において、ハロゲンイオン位置や14族元素であるPb原子位置に、それぞれハロゲン・13、14、15族元素ドーピングも試み、粒子配列構造を形成し、光電変換効率を向上させることに成功した。また相互浸透型フラーレン系太陽電池にGe系ドット、ZnPc等を導入し、界面構造制御することで発電効率向上させ、反射防止膜SnO2形成球状14族Si太陽電池の微細構造解析と物性評価なども行った。さらに第一原理計算によるナノ構造・電子状態予測、熱力学計算による界面反応予測等を行いながら、今後の新規太陽電池デバイス設計指針を構築した。相互浸透型CH3NH3PbI3ペロブスカイト系太陽電池、フタロシアニン導入相互浸透型フラーレン系太陽電池、SnO2反射防止膜を有する球状シリコン太陽電池材料の光起電力特性および微細構造を評価し、今後の研究指針を得た。具体的には、ナノデバイス構造形成および量子化学材料設計により、長波長まで広範囲の光を吸収可能な太陽電池を形成し、太陽電池新規合成プロセスを検討した。ホール移動度及び電子移動度を向上させるキャリア輸送層の導入を検討し、太陽電池デバイスを形成した。研究論文・学会発表等もおおむね順調に進展している。平成28年度には、さらに効率向上のための新規デバイスプロセスの開発を進め、より詳細な原子構造・電子構造の実験的・理論的解明を行う。特に相互浸透型CH3NH3PbI3ペロブスカイト系太陽電池において異元素ドーピングや微細構造形成により光電変換効率が向上することを新たに見出したので、より詳細な原子構造・電子構造の実験的・理論的解明およびデバイス形成追加実験を実施する。
関東地方の台地利用における陸田の意義

わが国では高度経済成長期以降、陸田の造成が盛んに行われた。とくに北および東関東など、台地の卓越する地域では陸田は一種の福音と考えられたしかし、その後まもなく始まった米の生産調整によって、陸田の価値は一時消滅するかにみえた。ところが最近では、陸田の条件をうまく活用し、それを施設園芸や蔬菜栽培に転用することによってより収益性の高い農業地域に脱皮するような例が現われてきた。そこでこの研究では陸田化の過程、その後の利用・転用の実態を把握し、台地利用にとっての陸田の意義、ひいては地域サクセッションの原理と地域性を解明することを目的とした。2年度にわたり、茨城・栃木・群馬を中心に広域的に資料収集を行ったが、データの信頼性を問題点の明確化のために、とくに茨城県に対象地域を限定して取りまとめを行った。その成果は、研究成果報告書で明らかにしたとおりである。茨城県を例に全体的な傾向分析を行い、茨城県鉾田町と波崎町を事例地域として詳細な地域調査を行った。その結果、「陸田は台地利用の高度化に大きな役割を果たしてきた」という我々の仮説が一部では裏づけられたが、いくつかの地域では逆に粗放的利用に供されているような例もみられ、陸田の利用・転用の実態とその意義を解明するには、該当する地域のシステムが安定しているか、あるいは著しく変革中か、あるいはどんな就業構造上の特徴をもっているか、営農上の特徴はどうかといった地域特性に関する考察が不可欠であることがわかった。事例地域として取りあげた鉾田町や波崎町は、さまざまな要因に基づく水田と畑の利用価値逆転という一般的傾向の中で、中郊農業地帯としての特徴を急速に形成させつつある地域である。筆者らは、それとはかなり性格を異にする宇都宮市周辺や那須地域、あるいは下妻市などにおいてもデータを収集したので、それらについては追って報告したい。
hiPSCを用いた新規β細胞分化誘導因子の探索・化合物ライブラリーから段階的探索

1型糖尿病患者に対する再生医療の実現のためには、ヒトiPS細胞(hiPS)からβ細胞への分化効率や質の向上化を格段に引き上げる必要がある。そこで我々はhiPS細胞から膵β細胞への分化の指標となる蛍光タンパク質を2種類の分化マーカー(Insulin, Neurogenin3)の下流に挿入した細胞を作製し、誘導効率をあげる化合物のスクリーニングを行った。FGFR1シグナルを特異的に阻害する化合物が見出され、成熟β細胞の指標であるグルコース応答性が改善された。1型糖尿病患者の再生医療には、ヒトiPS細胞(hiPSC)から膵β細胞への分化効率を現状より格段に向上させる必要がある。したがって、β細胞の分化誘導因子の更なる探索が必須である。本研究では、それらの分化誘導因子の探索が簡便に行えるツールとして、insulin-promoterの下流にVenus(緑色蛍光)をノックインしたhiPSCを作製し、その細胞を用いてβ細胞分化誘導因子を誘導する化合物の探索を行い、再生医療の応用に役立てることを目的としている。【実施状況】化合物ライブラリーからのスクリーニングを行うために、インスリンより更に上流で働く内分泌細胞分化に重要なNeurogenin3に着目し、このpromoterの下流にmcherry蛍光タンパク質を挿入したダブルノックイン細胞を作成した。このダブル蛍光標識細胞を使用することで、より上流で反応しうる化合物をスクリーニングしてくることが出来る。スクリーニングを行う際に96ウェルプレートで行うためにCV値(変動係数)を10%以下にする必要があるために、誘導方法を再検討した。現在ではより安定的に行える方法として浮遊培養を行っていることと、申請時に提示したプロトコルとは別の方法を取り入れている。まずプレ実験を行うために、少量の化合物からスクリーニングが可能かどうかをテストした。膵β細胞分化誘導時に個々の化合物を添加したところ、Neurogenin3-promoterで発現するmcherry、あるいはInsulin-promoterで発現するVenusの蛍光がコントロールに比較してより強く誘導する化合物が6種類得られている。今後は再現実験を行うと共に、β細胞分化マーカーの発現解析、最適濃度の検討、または組み合わせ等により、効率の良いかつ成熟なβ細胞の誘導方法を確立していく。更には分化時のメカニズムの解明を行っていく。1型糖尿病患者に対する再生医療を成功させるためには、ヒトiPS細胞から膵β細胞への分化効率やβ細胞の質を格段に引き上げる必要がある。そこで我々は、ヒトiPS細胞からβ細胞へ分化させる際の指標となりうる蛍光タンパク質を分化マーカーの下流に挿入した細胞を作製し、誘導効率を上げる化合物のスクリーニングを行っている。【実施状況】前年度に確立させたスクリーニング法を用いて、90種類の化合物で実際に誘導効率を上げるかどうかの検討を行った。化合物はアゴニストやインヒビターが主であり、ほとんどの場合作用するレセプターが既知のものであることから、ヒット化合物からシグナルの作用を推定することができる。実際に誘導効率を上げた化合物群には共通して、ある種のTyrosin kinaseのシグナルを阻害する化合物が複数抽出された。スクリーニングの方法は、96 well plateを用いて個々の化合物を、分化誘導時期最終段階である膵内分泌細胞への分化時に添加し、膵前駆細胞のマーカーであるNeurogenin3や、β細胞のマーカーであるInsulinの下流の蛍光をイメージングにより検出することにより行った。更に個々の化合物を投与した細胞からRNAを抽出し発現解析を行った。イメージングによるヒット化合物及び発現解析によるヒット化合物が14種類検出された。さらにそれらの化合物を用いて、β細胞の機能性に及ぼす効果をみる目的でグルコース応答性の有無を確かめた。その中で1種類の化合物においてグルコース応答性が若干上昇した。以上より本細胞を用いたスクリーニング系が有効に機能し、大量化合物からのスクリーニングも可能であることが示唆された。またヒット化合物を用いて分化効率の向上や最適化が可能であり、分化メカニズムの解明にもつながると考えられた。1型糖尿病患者に対する再生医療の実現のためには、ヒトiPS細胞からβ細胞への分化効率や質の向上化を格段に引き上げる必要がある。そこで我々はヒトiPS細胞から膵β細胞への分化の指標となる蛍光タンパク質を2種類の分化マーカー(Insulin, Neurogenin3)の下流に挿入した細胞を作製し、誘導効率をあげる化合物のスクリーニングを行った。【研究実績】前年度にスクリーニングした90種類の化合物の中から、分化誘導効率を上げかつ、グルコース応答性のある膵β細胞を誘導しうる化合物を選別した。本化合物はFGFR1特異的阻害剤であり、スクリーニングに用いた誘導プロトコルでの効果はもちろん、その他の誘導プロトコルにおいても有効であることが示された。本化合物の分化誘導効率の上昇は分化誘導時期特異的にみられ、分化誘導前期段階に添加するとβ細胞分化誘導が阻害された。したがってFGFR1シグナルは分化誘導前期には必須であることが示された。これまでの報告においてもFGFR1シグナルは、発生段階において膵臓ができる前段階から重要であることが示されており、特に膵前駆細胞のマスターレギュレーターであるPDX1との関連性もいくつか報告されている。しかし、膵β細胞への分化時におけるFGFR1シグナルについては詳細な報告がされていなかったことから、本化合物を用いて時期特異的にFGFR1シグナルを抑制することで分化誘導効率を上昇させることができることは新たな発見である。また今回樹立した蛍光標識hiPS

細胞は、2種類の分化マーカー(Insulin, Neurogenin3)の下流に蛍光標識を導入したものであることから、ソーティングを行うことにより、更に詳細にβ細胞分化誘導の解析を行うことができる。今回作成したダブルノックイン蛍光標識hiPS細胞(double-KI-hiPS cells)と、このシステムを用いて選別したβ細胞を成熟化に導く化合物については、現在投稿中である。1型糖尿病患者に対する再生医療の実現のためには、ヒトiPS細胞(hiPS)からβ細胞への分化効率や質の向上化を格段に引き上げる必要がある。そこで我々はhiPS細胞から膵β細胞への分化の指標となる蛍光タンパク質を2種類の分化マーカー(Insulin, Neurogenin3)の下流に挿入した細胞を作製し、誘導効率をあげる化合物のスクリーニングを行った。FGFR1シグナルを特異的に阻害する化合物が見出され、成熟β細胞の指標であるグルコース応答性が改善された。本年度における研究計画はβ細胞分化の効率を上げる化合物をスクリーニングすることおよび、その化合物の特性によりβ細胞分化のメカニズムを探ることである。使用した化合物はすでに既知の構造を持ち、ターゲット分子やシグナル経路がわかっているものであることから、ヒット化合物からそのシグナルを推定することが出来る。更に特定の化合物においては誘導効率に対する影響だけでなく、グルコース応答性を上昇させる効果も得られたことから、今後はその化合物を使用し、他の化合物との組み合わせや濃度の最適化などを行っていく予定である。ゲノム科学現在得られているヒット化合物は分化効率と性質の向上も行っているものが得られたが、全体の効率を更にあげる必要がある。したがって今後はすでに報告されているものでβ細胞の成熟化に関わる因子などとの組み合わせ、あるいはヒット化合物群の組み合わせ等、分化誘導時期の最適化や濃度の最適化などを行い、効率を更にあげることを進めていく。最近の報告ではこれまでずっと得られなかったヒトiPS細胞からのβ細胞分化の成熟化に成功したとの報告が出された。しかしヒト膵島との比較においてはほぼ似ていることは確かであるがより詳細な解析が今後必要となり、厳密な分化誘導法の確立が必要となってくる。今後は分化効率下げる原因などの究明を行い、新規ターゲットとなるものが得られればそのレポーターを作製しスクリーニングを進めていく。スクリーニングを行う際に大量化合物からのFalse positiveをなるべくなくせる、更にはより確かなものを抽出してくるという意味でも、蛍光マーカーは一つよりは二つを指標にした方が良いと考え、細胞にもう一つのプロモーターにノックインを行った。細胞樹立までに時間がかかってしまったことや、スクリーニングを行う際の誘導方法の見直しなどを行っていたために、本実験のスクリーニングへのステップに進めなかった。今後、よりハイスループットに更に簡便にスクリーニングを行うためにはレポーターアッセイ系を準備する必要も出てくる可能性もある。