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マントル流体の高温高圧実験を目指した圧力スケールの構築

本研究では、ダイヤモンドアンビルセルを使用して高圧力を発生し、13C同位体を使って合成したダイヤモンドのラマンスペクトルを取得して圧力スケールを構築することを目的とした。まず、ダイヤモンドアンビルセルを搭載できるステージと、高圧力下でラマン測定ができるシステムを構築した。続いて、13Cダイヤモンドのラマンスペクトルを12GPaまで測定した。これ以上の圧力では、ダイヤモンドアンビルセルに使用している12Cダイヤモンドのラマンスペクトルと重なってしまうため、この圧力が適用限界であることが示された。ラマンスペクトルの圧力依存性を多項式でフィッティングし、圧力スケールを構築することができた。地球内部には炭素,水素,酸素(C-H-O)といった揮発性の軽元素を主成分とする流体が存在している.このような流体は岩石の融点を下げてマグマをできやすくするほか,様々な元素を溶かし込んで移動するため地球内部の化学進化に極めて重要な役割を担っている.この流体が地球内部でどの様な性質を持つのかを実験で調べる際には,どの深さに対応するのかを知るため圧力を精確に決定する必要がある.高温高圧力下における流体の研究には,ダイヤモンドアンビルセルが広く用いられてきた.しかしながら,これまでの方法では,加熱に伴って試料室の体積が変わらないなどの仮定を含んでおり,問題があった.また,適用範囲も地殻下部に相当する圧力までであり,より深いマントルでの実験には用いることができなかった.本研究では,炭素の同位体(13C)でできたダイヤモンドのラマンスペクトルが,温度と圧力に応じて変化することを利用し,マントル深部まで適用可能な圧力スケールを構築することを目的としている.今年度はマルチアンビル型高圧発生装置を使用し,炭素同位体でできたダイヤモンドの合成実験を試みた.実験後に回収した試料のラマンスペクトルとX線回折パターンを取得して,他の同位体(12C)を含まず,かつ結晶度の良い13Cダイヤモンドが得られたことを確認した.この13Cダイヤモンドを12Cダイヤモンドでできたダイヤモンドアンビルセルの試料室に装填し,レーザーを照射してラマンスペクトルを測定した.12Cと13Cのダイヤモンドは,それぞれラマン散乱の周波数が異なるため,両者を明瞭に区別することができた.さらに,温度と圧力を変化させて上部マントル深部の圧力までラマンスペクトルを得ることに成功した.当初の計画どおり,13C炭素同位体のみでできたダイヤモンドを合成して,高温高圧力下においてラマンスペクトルを測定することができた.まず13Cダイヤモンド合成では,13Cアモルファスカーボンを原料として,川井型マルチアンビル高圧発生装置を使用して20GPaの圧力下で, 1700°Cに加熱した.これを常温常圧下に回収して,試料のラマンスペクトルを測定するとともに,粉末X線回折パターンを取得して生成物が13C同位体のみのダイヤモンドであることを確認した.また,ラマンスペクトル,X線回折パターンともにシャープであり,良好な結晶度であることを確認することができた.これを12Cダイヤモンドでできた外熱式ダイヤモンドアンビルセル中に装填して高温高圧実験を行った.その結果,13Cダイヤモンドのラマンスペクトルが温度と圧力の変化に応じて変化し,上部マントル深部の圧力である13GPaまで12Cダイヤモンドのラマンスペクトルと重なること無く測定できることを示すことができた.さらに,揮発性元素を含む高圧相について高温高圧実験を行った.試料のX線回折パターンを取得して,その安定領域を解明すると共に状態方程式を決定することができ,地球深部における揮発性元素の挙動について,新たな知見が得られた.本研究では、ダイヤモンドアンビルセルを使用して高圧力を発生し、13C同位体を使って合成したダイヤモンドのラマンスペクトルを取得して圧力スケールを構築することを目的とした。解析結果をまとめ、発表の準備をしている。また、本研究はマントル中のフルイドに関する実験への適用も目的としていた。高温高圧下でNaAlSi3O8-H2O-NaCl系の熔融実験を行い、融点を決定した。また、この際の液の化学組成に制約を与えることができた。その結果、系にNaClを含む場合と含まない場合で融点が異なることを明らかにした。これにより、海水で変質し、塩を含む海洋プレートが沈み込む際のフルイドの挙動を考察することができた。さらに、地球内部に運び込まれたフルイドは含水鉱物中に取り込まれる。我々は以前、ダイアスポアの高圧相としてInOOH型のδ-AlOOHを発見し、地球深部に水を運び込む重要な物質であることを提唱した。本研究では、InOOH型およびDiaspore型の酸化水酸化物について、高温高圧力下でX線回折実験を行い、状態方程式を決定した。これにより、地球深部での水の挙動とその果たす役割について考察することができた。以上の研究成果を踏まえ、マントル中のフルイドの物性と挙動に関する研究をさらに発展させるために、科学研究費補助金と高エネルギー加速器研究機構の実験課題を申請している。

本研究では、ダイヤモンドアンビルセルを使用して高圧力を発生し、13C同位体を使って合成したダイヤモンドのラマンスペクトルを取得して圧力スケールを構築することを目的とした。まず、ダイヤモンドアンビルセルを搭載できるステージと、高圧力下でラマン測定ができるシステムを構築した。続いて、13Cダイヤモンドのラマンスペクトルを12GPaまで測定した。これ以上の圧力では、ダイヤモンドアンビルセルに使用している12Cダイヤモンドのラマンスペクトルと重なってしまうため、この圧力が適用限界であることが示された。ラマンスペクトルの圧力依存性を多項式でフィッティングし、圧力スケールを構築することができた。外熱式ダイヤモンドアンビルセルを用いた実験では,安定した温度・圧力を保持する必要がある.また,本研究の目的のためにはセル内には均一な温度場を実現しなくてはならない.このため,今後新型の外熱式ダイヤモンドアンビルセルを導入し,実験技術の改良をおこなう.このセルを使用して,試料室に装填した13Cダイヤモンドのラマンスペクトルの測定精度および圧力の決定精度を上げるとともに,温度・圧力範囲を拡大して13Cダイヤモンド圧力スケールを構築する.さらに,このスケールおよび高温高圧発生技術を応用してマントル中の流体(フルイド)に関する実験を行う.特に関心のあるのは粘度で,マントル流体の粘度測定を落球法または転下球法でおこなう.この際には金や白金といった金属および炭化物や窒化物できでた球を試料室に装填して,これらが流体中でどの様な速度で移動するのかを測定する.粘度測定に必要な高速カメラなどの周辺機器は,これまでの研究で用いてきたものを使用できるため,実験の準備は整っている.本研究および今後の研究では流体の物性測定を通じて地球深部における流体の挙動を明らかにしたいと考えているので,本研究の成果を学会で発表し,論文にまとめると共に,次年度以降の科学研究費補助金を申請して研究の推進に努める.実験岩石学申請額と比べて配分額が大幅に減額されたため,主要物品であるダイヤモンドアンビルセルおよびダイヤモンドなどの購入を控え,研究協力者から借用して実験するなど経費節減に努めた.また,他に必要な物品や旅費などについても運営費交付金を充てるなどして,本研究予算からの支出をできるだけ抑えるように努めた.実験を進める上でダイヤモンドなどの消耗は避けられない.既に発注済みなので,納品され次第実験に使用する.この他,実験にはガスなどの消耗品が必要で,また成果報告のための学会出張および論文投稿を計画している.このため,全研究期間では配分された額を研究経過に沿って支出する見込みである.
大型海上構造物を利用した資源・エネルギー基地の実現に関する調査研究

将来わが国で必ず必要とされる海洋の資源・エネルギーはその存在する場所が大洋中であるため、従来の浮体技術だけで採集が実現できるわけではない。また、実際メガフロートは沿岸域での利用を前提としているし、MOBは軍事利用を前提として開発されているので、これらをそのまま利用出来る訳ではない。したがって、大洋中で稼動できるあらたな浮体技術を開発しなければならないのであるが、その基礎としてメガフロート及びMOBの技術を十分に検討し直す必要がある。そのため、本企画調査を企画し、日米両国で技術開発が行われたメガフロートとMOBの長所を併せ持つ新たな浮体形式の実現の可能性を調査するとともに、その大型浮体式海洋構造物を用いて持続可能な海洋の資源・エネルギー開発基地実現の可能性の調査を行った。具体的には、メガフロートとMOBで開発された技術を検討し直すことから始め、メガフロートとMOBプロジェクトの報告書を始めとする文献の調査・収集を行った。また、集めた文献の技術データを基に大洋中で稼動する場合の諸性能並びに採算性(経済性と環境負荷の両面から)の検討を行った。これらの検討は各研究者が各自単独で行い、数回の会議で情報交換及び検討結果の討議を行った。ここで得られた成果の一部は、神戸で開かれた国際シンポジウムで発表し、国内外の研究者との討議を通して、将来重要になる浮体技術として纏めた。一方、研究代表者は米国へ渡米し、MOBの研究開発を行っているミシガン州立大学、カリフォルニア州立大学バークレイ校および米国海軍施設工学研究所の3研究機関を訪問し、MOBに関する知見を深めるとともに、MOBに関する情報提供を受け技術的な討議を行った。また、この訪問を通じて米国国内の超大型浮体に関する研究グループとの人脈を形成することができた。
オピオイド系鎮痛薬の生体作用における神経型カルシウムチャネルの役割

R型電位依存性Caチャネル欠損マウス(本マウスではモルヒネの鎮痛効果の増強、および鎮痛耐性獲得の減弱が認められる)中脳・延髄部を用いたcDNAマイクロアレイ解析より、モルヒネの鎮痛効果や鎮痛耐性獲得の調節に関連することが示唆される複数の遺伝子群が選別された。モルヒネ鎮痛耐性獲得の調節に中脳・延髄部における新たな情報伝達経路の関与が示唆されるとともに、同経路が腸管運動制御にも関与する可能性が示唆されたR型電位依存性Caチャネル欠損マウス(本マウスではモルヒネの鎮痛効果の増強、および鎮痛耐性獲得の減弱が認められる)中脳・延髄部を用いたcDNAマイクロアレイ解析より、モルヒネの鎮痛効果や鎮痛耐性獲得の調節に関連することが示唆される複数の遺伝子群が選別された。モルヒネ鎮痛耐性獲得の調節に中脳・延髄部における新たな情報伝達経路の関与が示唆されるとともに、同経路が腸管運動制御にも関与する可能性が示唆されたR型Caチャネル欠損マウス(本マウスではモルヒネの鎮痛効果の増強、および鎮痛耐性獲得の減弱が認められる)中脳・延髄部を用いたcDNAマイクロアレイ解析より、モルヒネの鎮痛効果や鎮痛耐性獲得の調節に関連することが示唆される十数種類の遺伝子群が選別された。本年度はこれらのうち鎮痛耐性を形成する野生型マウスではmRNA発現量増加を示すが、欠損マウスではその増加が抑制されていたある遺伝子Aに着目し、モルヒネの鎮痛効果および鎮痛耐性形成との関連について検討した。この遺伝子産物の機能的阻害薬の腹腔内単回投与はモルヒネ急性鎮痛効果を有意に抑制したが、脳室内単回投与では急性鎮痛効果を変化させなかった。また腹腔内連日投与によって、鎮痛耐性形成を濃度依存的に変化させた(0.1-1mg/kgでは耐性形成を促進。10-100mg/kgでは耐性形成を抑制)。遺伝子Aはある転写調節因子の分解に関与することから、上記阻害薬による鎮痛耐性形成抑制にはこの転写調節因子の発現量上昇の関与が考えられる。そこでモルヒネ投与前にこの転写調節因子の発現量を上昇させる処置をマウスに5日間与えると、モルヒネ鎮痛耐性形成を有意に抑制した。また対照群中脳・延髄部におけるこの転写調節因子のタンパク質発現量は無処置群に比べ有意に減少するが、モルヒネ投与前に遺伝子A阻害薬を5日間連日投与、あるいは上記転写調節因子の発現量上昇処置を行った群では、当該転写調節因子タンパクの発現量低下が抑制された。以上の結果から、モルヒネ鎮痛耐性獲得に中脳・延髄部における新たな情報伝達経路の関与が示唆された(論文投稿中のため具体的な遺伝子名等の名称をふせています)。R型Caチャネル欠損マウス(本マウスではモルヒネの鎮痛効果の増強、および鎮痛耐性獲得の減弱が認められる)中脳・延髄部を用いたcDNAマイクロアレイ解析より、モルヒネの鎮痛効果や鎮痛耐性獲得の調節に関連することが示唆される十数種類の遺伝子群が選別された。本年度は昨年度と異なり、鎮痛耐性を形成する野生型マウスではmRNA発現量減少を示すが、欠損マウスではその減少が抑制されていた遺伝子Bに着目し、モルヒネの鎮痛効果および鎮痛耐性形成との関連について検討した。この遺伝子産物はあるタンパク質リン酸化酵素と機能複合体を形成することが知られている。このリン酸化酵素の阻害剤は市販されており入手可能であったので、阻害薬を腹腔内および脳室内へ単回投与し、モルヒネの急性鎮痛効果に対する影響を検討したところ、腹腔内投与(0.0l-1 mg/kg)自体は急性鎮痛効果を持たず、また急性のモルヒネ鎮痛効果に影響を与えなかったが、脳室内投与では1 fmolでモルヒネの鎮痛効果を有意に抑制した。一方、モルヒネの鎮痛耐性形成に対する影響を腹腔内反復投与によって検討すると、濃度依存的に耐性形成を促進した。以上の結果から、モルヒネ鎮痛耐性獲得を促進する新たな情報伝達経路の存在が示唆され、現在このリン酸化酵素の標的タンパク質の同定を試みるため、2次元電気泳動法を用いたプロテオミクス解析を検討している。またモルヒネ鎮痛耐性形成を促進する本遺伝子産物は、本研究の目的の1つであるモルヒネの止瀉作用(モルヒネによる便秘は疼痛管理の際、初期から問題になる代表的副作用)に耐性形成を獲得させる1つの標的分子となる可能性がある。そこで次年度はマウスの腸管運動に対する効果の検討する予定である(論文投稿中のため具体的な遺伝子名等の名称をふせています)。R型Caチャネル欠損マウス(本マウスではモルヒネの鎮痛効果の増強、および鎮痛耐性獲得の減弱が認められる)中脳・延髄部を用いたcDNAマイクロアレイ解析より、モルヒネの鎮痛効果や鎮痛耐性獲得の調節に関連することが示唆される十数種類の遺伝子群を選別してきた。本年度はこれらのうち鎮痛耐性を形成する野生型マウスではmRNA発現量減少(野生型の62%)を示すが、欠損マウスではその減少が抑制されていたある遺伝子Bに着目し、野生型マウスにおいてモルヒネの鎮痛効果および鎮痛耐性形成との関連について検討した。この遺伝子産物の機能的阻害薬の腹腔内単回投与(0.011mg/kg)はモルヒネ急性鎮痛効果に影響を与えなかったが、脳室内単回投与ではある用量(1fmol)で急性鎮痛効果を抑制した。また腹腔内連日投与によって、鎮痛耐性形成を濃度依存的(0.011mg/kg)に促進した。

そこで本阻害剤が、モルヒネによる小腸・大腸運動抑制作用(耐性を生じないので、便秘などの副作用となる)についてどのような影響を与えるかを検討した。charcoal mealテスト(小腸)およびbead expulsionテスト(大腸)で検討した結果、消化管運動抑制効果を有意に軽減することが両テストで観察された。現在摘出腸管標本を作製し、様々な薬物や電気刺激による腸管収縮反応に対するオピオイド類の持続的抑制効果を観察するするとともに、本阻害薬がオピオイドの腸管収縮抑制効果にどのような影響を与えるのか検討中である。以上の結果から、モルヒネ鎮痛耐性獲得の調節に中脳・延髄部における新たな情報伝達経路の関与が示唆されるとともに、本経路は腸管運動制御にも関与する可能性が示唆された(論文投稿中のため具体的な遺伝子名等の名称をふせています)。
がん転移の高次機能解析に向けた走化型細胞チップの開発

本研究では、新規オンチップ型細胞培養システムの開発を行った。この細胞培養チップはレーザー加工により微細な加工を施すことを目的としている。平成19年度の成果として、KrFexcimerlaser(248nm,1.6J/cm^2)を用いてマイクロメートル幅の細胞流路をチップ上に作製し、チップ上での細胞培養および走化性の測定を行った。すでにセルチップ上における細胞培養能は従来の培養皿と同等かそれ以上という実験データを取得しており、細胞の培養をしやすい設計となっている。さらに培養しながら自動的に細胞が1列に並ぶような流路幅構造を施した。整列させた細胞で必要のないものは、レーザーアブレーションにより除去することも可能とした。流路片端に配置したマイクロチップ上から細胞走化性因子を濃度勾配をもたせながら徐放することにより、巨核球系細胞の走化性を測定することができた。細胞走化性因子の濃度勾配に従って巨核球細胞が遊走していく動画を撮影し、その遊走(走化)速度と細胞遊走因子の濃度との関係、さらに細胞種による走化速度の違いについて検討を行った。細胞を培養する流路作製にはレーザー加工を用い、設計の自由度が高く多品種・少量生産のプロセスに優れているため、側方流路からの走化性を促進または抑制する薬物の注入ができるチップ型細胞培養システムを作製できた。今回得られた成果であるオンチップ型細胞走化性の測定システムは、血球系細胞をはじめとした種々の細胞の走化性測定に応用可能であり、種々の病態解明に向けた細胞機能測定に有用なツールとなる。本研究では、新規オンチップ型細胞培養システムの開発を行っている。平成18年度の成果として、KrF excimer laser (248nm,1.6J/cm^2)を用いてマイクロメートル幅の細胞流路をチップ上に作製した。チップの素材は汎用性・加工性にすぐれているエポキシ樹脂を採用した。流路幅は、対象とする細胞の幅を考慮して設計し、培養しながら自動的に細胞が1列に並ぶような構造を施した。この技術により一細胞計測を可能とした。来年度はセルチップ流路下面に遺伝子導入ベクターを固相化させることで、細胞との相互作用を実現させる。また、細胞流路とは別に加工された流路から投薬を行うような手法も試みる。細胞を培養する流路は、レーザー加工を用いるため、設計の自由度が高く、多品種・少量生産のプロセスに優れている。これらの解析から得られる情報は膨大であり、迅速渇簡便に使用できるような解析ソフトを同時に開発することにより、培養能の高度化、計測・制御の簡易化、回収の高効率化など、培養細胞管理の統合的システムの構築を目指す。
セロトニン・アセチルコリン・ドパミンネットワークによる報酬・嫌悪情報処理機構

報酬を最大にする方向に学習が進む強化学習において、ドパミン細胞の発火頻度が報酬予測誤差信号に相当することが明らかにされている。このドパミン細胞にはアセチルコリン性細胞がある脚橋被蓋核(PPTN)とセロトニン細胞がある背側縫線核(DRN)の投射がある。本研究では、眼球運動課題および古典的条件付け課題を訓練したサルを用いてPPTN, DRNにおける報酬情報を単一神経細胞レベルで計測した。PPTNの発火頻度は「報酬の予測」、「実際に与えられた報酬」を異なる細胞がコードし、DRNの発火頻度は「報酬の予測」、「実際に与えられた報酬」両者を単一の細胞がコードした。これらの情報がドパミン細胞に提供され報酬予測誤差が計算され、様々な行動発現や意思決定に寄与している可能性が示唆された。(1)報酬に基づく強化学習の神経生理学的研究は、自律的に行動するロボットの開発、教育への応用などに強力なインパクトを与える。強化学習理論では予測される報酬と実際に得られた報酬の差(報酬予測誤差)の計算過程が実験的、理論的に最も重要な問題の一つである。報酬予測誤差をコードするとされるドパミン細胞にはアセチルコリン細胞がある脚橋被蓋核(PPTN)とセロトニン細胞がある背側縫線核(DRN)の投射がある。これらが単一神経細胞レベルでどのような報酬情報を計算しているかを調べることを目的とした。(2)高い時間解像度の神経活動の計測、行動変化との関連の解析、すでに確立されている神経回路モデルとの関連という条件を満たす動物モデルとして、眼球運動課題を行っている霊長類を用いた。PPTNは小林康、DRNは中村加枝が主に解析を行った。[目的]報酬に基づく強化学習の神経生理学的研究は、自律的に行動するロボットの開発、教育への応用などに強力なインパクトを与える。報酬予測誤差をコードするとされるドパミン細胞にはアセチルコリン性細胞の核がある脚橋被蓋核(PPTN)とセロトニン細胞がある背側縫線核(DRN)の投射がある。これらの核が単一神経細胞レベルでどのような報酬情報を計算しているかを調べた。[方法]眼球運動課題を訓練したサルを用いて、PPTNおよびDRNの単一神経活動を記録した。この課題では眼球運動のターゲットは右か左であり、それぞれが異なるジュースの量(報酬)と関連付けられている。さらに、嫌悪刺激への反応も古典的条件付け課題で調べた。[結果](1)PPTNのニューロン活動が「報酬の予測」あるいは「実際に与えられた報酬」のどちらかの情報に関与することが明らかになった。また、PPTNが符号化しているそれぞれの報酬関連活動は計算理論で予言されている、DAcellにおける報酬予測誤差の主要な要素である、「興奮性の報酬信号」、「興奮性の報酬予測のワーキングメモリー」に相当していると思われた。(2)DRN細胞の神経活動は得られた報酬量により変化する。DRN細胞の半数は、神経活動は、得られる報酬の絶対量をコードした。残りの半数は絶対量ではなく、もう一つのターゲットの報酬量との関係により神経活動が変化した。さらにDRNの中には報酬に反応するものと嫌悪刺激に反応するものがあった。[考察]以上のことからPPTNおよびDRNからは異なる種類の報酬関連情報がドパミン細胞に提供され、報酬予測誤差の計算過程に寄与している可能性が示唆された。[目的]報酬に基づく強化学習理論では、予測される報酬と実際に得られた報酬の差(報酬予測誤差)の計算過程が最も重要な問題の一つである。眼球運動のターゲットは右か左であり、それぞれが異なるジュースの量(報酬)と関連付けられている。さらに、嫌悪刺激への反応を古典的条件付け課題で調べた。[結果](1)PPTNのニューロン活動は「報酬の予測」あるいは「実際に与えられた報酬」のどちらかの情報に関与する2種類のpopulationがあることがわかった。

(2)同じPPTN細胞でも、課題を行っている場合と行っていないなど、コンテキストの違いにより視覚反応が異なる。以上より、PPTNの神経活動は、ドパミン細胞における報酬予測誤差の主要な要素である「興奮性の報酬信号」・「興奮性の報酬予測信号」に相当し、しかも状況依存的に変化することが示された。(3)眼球運動課題により、DRN細胞の神経活動は、予測される、かつ、得られた報酬量により変化することが示された。すなわち課題の中でのその時々の期待報酬量をコードしている可能性がある。しかも、DRN細胞の半数近くが古典的条件付け課題での期待報酬量もコードしていることがわかった。これまでセロトニンは嫌悪刺激情報に関連するとされてきたが、今回の記録から、同一のDRNニューロンが報酬の予測、獲得と嫌悪刺激の予測や獲得の「両方に」反応するものも多いことが明らかになった。[考察]以上のことからPPTNおよびDRNからは異なる種類の報酬関連情報がドパミン細胞に提供され、報酬予測誤差の計算過程に寄与している可能性が示唆された。[目的]報酬に基づく強化学習の神経生理学的研究は、自律的に行動するロボットの開発、教育への応用などに強力なインパクトを与える。強化学習理論では予測される報酬と実際に得られた報酬の差(報酬予測誤差)の計算過程が実験的、理論的に最も重要な問題の一つである。報酬予測誤差をコードするとされるドパミン細胞にはアセチルコリン性細胞がある脚橋被蓋核(PPTN)とセロトニン細胞がある背側縫線核(DRN)の投射がある。これらが単一神経細胞レベルでどのような報酬情報を計算しているかを調べた。[方法]眼球運動課題を訓練したサルを用いて、PPTNおよびDRNの単一神経活動を記録した。この課題では眼球運動のターゲットは右か左であり、ターゲットの位置または中央の注視点の色が異なるジュースの量(報酬)と関連付けられている。さらに、嫌悪刺激への反応も古典的条件付け課題で調べた。[結果](1)PPTNのニューロン活動は「報酬の予測」、「実際に与えられた報酬」のどちらかの情報に関与することはすでに明らかにしたが、さらにニューロン活動記録から神経回路ダイナミクスを調べた。中脳の神経細胞が強化学習課題中の課題への動機付け、刺激による報酬予測などの課題の状況依存的に発火頻度のみならず、スパイクの時間間隔などの活動ダイナミクスを変化させることを見出した。(2)DRN細胞の半数は、時々刻々とアップデートされる期待されるまたは得られる報酬の絶対量をコードしていることがあきらかになった。さらにDRNの中には報酬に反応するものと嫌悪刺激に反応するものがあった。(3)神経疾患は神経伝達物質の機能異常によるものが多い。阪大医学系研究科との共同研究で、こどもの眼球運動をモニタし、比較的単純なサッケード分析から脳の病気(中脳などの異常)を見つけ出す(注意障害)ことに成功した。[目的]報酬予測誤差をコードするとされるドパミン細胞にはアセチルコリン性細胞がある脚橋被蓋核(PPTN)とセロトニン細胞がある背側縫線核(DRN)の投射がある。
回転重力崩壊と超新星爆発

マゼラン雲で出現した超新星SN1987Aでは、超新星爆発を導く重力崩壊において、回転が重要であったと考えるに十分な観測事実がいくつかある。その第1は、偏光度の観測より、ejecta自身がプロレ-ト又はオブレ-トに変形しており爆発自身が非球対称であったか、水素の外層が非球対称であったことになる。第2には、ミステリ-スポットの存在であるが、これは、爆発がジェット的だったことを示唆している。本研究では、以上の観測事実に鑑み、回転重力崩壊モデルの3次元、シュミレ-ションを行った。回転重力崩壊では遠心力のためにいったんディスク状の熱い中性子星が出来るが、ニュ-トリノによる冷却のためディスクは薄くなってついには分裂すると考えられる。この分裂片の質量が、それぞれ太陽質量の0.85倍と考えるモデルを扱った。座標は、(X,Y,Z)の直交座標で、141×141×131の格子を用い、Z方向については、赤道面対称を仮定した。シュミレ-ションは回転平衡からはじめる。流体はニュ-トン的に扱うが、重力波による反作用を考慮にいれる。したがって、系はエネルギ-と角運動量を失い、合体をはじめる。最終的には、高速回転(周期0.6msec)の中性子星が形成されたが、重力エネルギ-と回転エネルギ-の比が0.14より大きいために、非軸対称な構造がいつまでも残った。放出された動波のエネルギ-は、静止質量の0.8%で、仮にこの現象が10MPCの距離で起ったとしても、重力波の振幅は2×10^<ー21>となり、次世代の巨大レ-ザ-干渉付けよによって検出される可能性が十分ある事がわかった。
生命がテーマのディベート導入による「ツールとしての英語力育成」の指導内容と方法

1.研究目的(1)ディベートで求められるスキルを指導することにより、生徒にツールとして英語を使いこなす自信を持たせ、自分の意見を積極的・論理的に伝えることのできる英語力を育成する。(2)生命科学分野のディベートに必要な知識や問題意識を持つための指導や、他教科で実施しているスピーチ・ディベート・プレゼンテーションの指導を、英語のディベート指導と関連付け、教科横断型カリキュラムを開発する。2.研究方法(1)「英語ディベートを行うことで生徒の英語表現力を伸ばすことができる」という仮説を立て、生徒の変容から、ディベート指導の有効性を検証した。(2)ディベート指導の長期的な計画を立てるとともに、他教科での学習内容や取り扱いの時期を調査し、協力を求めた。3.研究成果(Dディベート指導では「伝える」ことに重点をおいて指導を行った。発音・声量・ジェスチャーといったスピーチマナーだけでなく、自分の意見に理由をつけて述べる練習や、相手の意見に理由をつけて反論する練習を多く取り入れた。その結果、この1年で実用英語技能検定(英検)2級合格3名、GTEC forSTUDENTSにおけるスコアも平均で546.5と1年前よりも85.1アップした。中でも、伸びにくいと言われているライティングにおいて平均15ポイント伸びていた。ディベートの指導が英検の二次試験の面接やGTECのライティングの伸びに効果があったと言える。また、生徒からは「英語で話すことに自信がついた」という感想も多く、英語力が伸びたという実感を持ったようである。(2)教科横断型カリキュラムを意識して指導計画を立て、他教科とある程度の連携はとったが、まだカリキュラム策定には至っていない。継続的な連携の在り方を検討することが今後の課題である。
腫瘍治療における放射線耐容量の臨床的再検討

わが国における、放射線治療での、正常組織の耐容線量の算定を試みた。放射線障害の誘発をできるだけさけようとの姿勢が各施設ともにみられるために、耐容線量の算定に必要な症例数が必ずしも十分には、一施設では得られないであろうとの観点から、全国にわたる班員による、研究班を組織した。調査対象は、各班員が調査しやすいという因子をも考慮して、成人および小児の骨、心臓、脳、腕神経叢、脊髄、皮膚、甲状腺、肺、眼、膀胱、口腔粘膜、腸とした。"耐容"の定義および観察期間は、原疾患の種類によって変わりうること、また、retrospectiveな研究であったこともあり、調査したすべての正常組織に関して耐容線量が算定できたわけではなかった。また、照射方法の施設間による差を補正する数式を得るほどの症例数は得られなかった。得られた調査結果によると、わが国における正常組織の耐容線量は、Rubin&Casarettによる欧米人の正常組織の耐容線量との比較において、3群に分けられた。第一は耐容線量がRubinらの値よりも大きいもので、視力を指標とした眼の障害がこれに該当した。被曝後10年目での、放射線白内障による【II】度以上の視力障害(視力0.02以下の白内障)の閾値は10Gy前後であった。これはRubinらの値よりも大きかった。また調査した限りでは、併用薬剤の有無、年令による障害発生率の増加はみられなかった。第二は耐容線量がRubinらの値とほぼ同じもので、潰瘍形成を指標とした時の口腔粘膜、硬結を指標とした時の皮膚、萎縮や出血を指標とした時の正常膀胱の障害などがこれに該当した。甲状線の機能低下などに関しては、わが国の耐容線量の方が小さかった。より正確な、わが国における正常組織の耐容線量の算定のためにさらにうもれている資料を発堀する必要がある。
再生神経の成長・分化のメカニズムと細胞外マトリックスの役割ーモトクロ-ン抗体による組織化学的検索ー

本研究の最終目的は、パチニ小体の内棍に存在して神経終未の分化に関係する物質の検索である。実験にはネコのパチに小体を用いた。ネコの腸間膜にあるパチニ小体は最大1mmの楕円体で、内棍部はこの1/(10)以下の大きさしかない。実際に実験を始めて、パチニ小体の外棍が分かったが、これは内棍組織が抗原として少なすぎるためと考えられた。従って内棍組織に対する抗体をつくるためにはまさに大量のパチニ小体を得て、さらにそれからできるだけ内棍のみを取り出して抗原として調整する必要があることが分かった。これはネコの入手の制限と内棍のみにする手技などの問題から実際には不可能であった。実験では10匹のネコから10002000個のパチニ小体(1匹平均100200個)を用いて2つの抗体(PC13,PC92)が得られた。PC13はパチニ小体の外棍細胞の細胞体を、PC92は外棍細胞周囲の細胞間物質、特に基底膜を中心に染めることが分かった。その後この2つの抗体の認識する抗原がPC13は80KDa程度の、PC92は50KDa程度の分子量を持つ物質であることが分かった。PC13は外棍細胞以外に線維芽細胞やマクロファ-ジを染めるが、神経周膜細胞は一般に染めなかった。外棍細胞が神経周膜のつづきで同じ組織学的位置にあることを考えるとこの結果は予想に反しており、興味あるところである。一方で外棍細胞が線維芽細胞と共通抗原をもっていることは外棍細胞が線維芽細胞に近いことを示している。PC92は細胞間質とりわけ基底膜にあることから興味ある抗体で、パチニ小体以外の組織について調べたところ、一般に細胞間物質、特に基底膜とそれに付随する構造物に染まることが分かった。PC13およびPC92の認識する抗原物質の同定については今のところ不明である。パチニ小体は、中心に軸索終末、そのまわりに内棍細胞、さらに外棍細胞の厚い層がある。in situの凍結処理によってこれらの細胞成分を破壊しても、パチニ小体が再生することから、パチニ小体の細胞外成分には細胞分化に働く特殊な性質があると考えられる。本研究の目的は、このようなパチニ小体、特に内棍の細胞外成分のモノクロ-ン抗体をとることである。ネコの腸間膜にあるパチニ小体を抗原として用いた。まわりの結合組織をできるだけ取り去って、50ー100個のパチニ小体をホモジェナイズして、一回量の抗原として用いた。十数回の実験を繰り返した結果、内棍成分が外棍成分に比べて極めて小さいこと、およびネコのパチニ小体では内棍細胞が密に重なって細胞間隙がほとんどないことなどから、当初目的とした内棍の細胞外物質のモノクロ-ン抗体をとることが困難であることが分かった。それに反して、外棍はかなり大きくかつ細胞間隙が広いため、モノクロ-ン抗体がとれやすく、今までに外棍細胞の細胞質と細胞外物質の両者についての抗体をとることができた。まず細胞質に対する抗体は、分子量が約80Kdの抗原を認識するもので、免疫組織化学的に神経周膜、硬膜脂肪組織の細胞成分なども染色する。もうひとつの抗体は、分子量50Kdの抗原を認識するもので、外棍細胞の基底膜や細胞間の膠原線維の表面を染色するが一般結合組織の膠原線維や骨格筋・血管などの基底膜を染めない。また神経周膜の基底膜も染めない。

しかし神経内膜、脂肪組織の細胞間物質、肝類洞壁、平滑筋のまわりの細胞外成分などを染める。現在これら2つの抗体の認識する抗原物質について、従来知られている物質と同一か否かを検索中である。ネコの腸間膜から100200個のパチニ小体を集めて抗原抽出液中でホモジェナイズし、さらに超音波処理したものを抗原としてBalb/cマウスの腹腔内に注射した。2週おきに3回同じ抗原を注射し、最終免疫の3日後に脾臓を取り出してミエロ-マ細胞(Ag8)と細胞融合させた。今までこの方法によって2種類の抗体が得られ、我々はそれらをPC13とPC92と名づけている。いずれもIgG_1である。まずPC13について:この抗体の局在を免疫電顕法(HRP標識)によって検索すると、パチニ小体の外周に近い外棍細胞の細胞質を染めることが分った。外棍細胞以外では、外棍細胞間にあるマクロファ-ジと血管周囲の線維芽細胞が染った。しかし血管の内皮細胞は染らなかった。神経周膜細胞は一般に染らなかった。これらの所見は、PC13が線維芽細胞系の細胞質にある抗原を認識していること、パチニ小体の外棍細胞の一部が線維芽細胞の系列に属することを示している。PC13の認識する物質は80KD程度の分子量をもつ。一方PC92は免疫電顕で外棍細胞の周囲の細胞間物質、特に基底膜を染めることが分った。また内棍細胞の細胞間基質にも一部陽性反応がみられた。他の関連する組織例えば神経周膜細胞やシュワン細胞の基底膜には明らかな反応が見られなかった。この抗体の認識する抗原物質は50KD程度である。以上、2つの抗体についてさらに生化学的分析を加えたが上の所見以外の詳しい点はまだ明らかになっていない。今後はこの2つの抗体を精製し、認識する抗原物質が何かを調べ、その局在についてさらに詳しい検索をする必要がある。ただ当初の目的であった内棍の細胞間物質に対するはっきり特異的といえる抗体はとれなかった。やはり内棍は抗原として量が少なすぎるためであると思われる。これまでに得られた2つの抗体は、(1)パチニ小体の外棍細胞の細胞質に局在する抗原物質を認識するもの(PC13)、(2)パチニ小体の外棍の細胞間物質、特に基底膜に局在する抗原物質を認識するもの(PC92)である。これらの抗体はマウスの腹水として得られたもので、腹水から抗体をできるだけ高い純度で取り出すことを試みた。また同時に神経組織をはじめとして他の組織における局在を調べた。抗体の精製については、ハイブリド-マの生育が悪く腹水の量が十分に得られなかったために、純度の高い抗体として取り出すことができなかった。その後ハイブリド-マ細胞をマウスに植えて腹水の採取を試みているが、必ずしも細胞が増殖せず足踏み状態にある。また他の組織における局在については、PC13はシュワン細胞以外に線維芽細胞やマクロファ-ジの細胞質をも染めることから、パチニ小体の外棍細胞に特異的とは言えないと考えられる。またPC92は一般の組織の基底膜と同時に、それに付随する結合組織成分をも染めることが分かった。従って、2つの抗体の組織特異性は未だ決めかねるところである。
DNA免疫法による抗CTGF抗体のサイトカイン誘導皮膚線維化マウスモデルの抑制

我々は形質細胞増殖因子β(TGF-β)と結合組織増殖因子(CTGF)という2つのサイトカインを新生マウス皮下に注入することによって確立した皮膚線維化モデルマウスにおける、抗CTGFマウスモノクロナル抗体による線維化の抑制を試みた。ヒトCTGFDNAを組み込んだベクターとジーンガンにてマウスに免疫するDNA免疫法により、CTGFmodule14に対するモノクロナル抗体、17株の樹立に成功した。これら17株の抗CTGF中和活性についてスクリーニングを重ねたところ、抗CTGFmodule2に対する抗体の中和活性が最も強力であることが皮膚線維化モデルマウスにおいて示された。同抗体は、皮膚線維化モデルマウスに対して注入される前半のTGF-β及び後半のCTGFのいずれにおいても線維化を著明に抑制した。特に前半のTGF一β注入期においては、産生されたコラーゲンの蛋白量の50%、RT-PCRにおけるm-RNAの70%の抑制が得られた。以上のことは我々が得た抗ヒトCTGFモノクロナル抗体は、マウスの内因性のCTGFの活性をも抑制したことを意味する。今後は、皮膚以外においても、肝硬変モデル、腎硬化症モデル、肺線維症モデルなど他の線維化疾患の動物モデルにおいても、抗ヒトCTGFモノクロナル抗体の線維化抑制効果を検討するとともに、マウス抗ヒトCTGFモノクロナル抗体をヒト化し、各種ヒト線維化疾患、特に強皮症に対する新規治療薬確立への臨床応用の基盤を展開させたい。ヒトCTGFcDNAを組み込んだベクターとジーンガンにてマウスに免疫するDNA免疫法により、CTGF module14に対するマウスモノクロナール抗体の樹立に成功した。得られたモノクロナール抗体は各moduleのみならず、全長CTGFの高次構造を認識した。次いで、新生マウスにTGF-β1000ng 3日間、CTGF 800ng 4日間を皮下投与するという我々の確立したサイトカイン注入マウス線維化モデルにおいて、これら抗ヒトCTGF抗体の作用を調べた。予備的な実験においてmodule2に対するモノクロナール抗体の生理活性が最も強力であることが明らかとなったので、抗ヒトCTGFmodule2抗体を用熔て以下の実験を行った。まず、後半のCTGF注入期に抗ヒトCTGF抗体を同時投与することにより、マウス皮下の線維化はコラーゲン蛋白量で70%抑制された。次いで、前半のCTGF-β注入期に抗ヒトCTGF抗体を同時投与することによっても、マウス皮下の線維化はコラーゲン蛋白量で同じく70%抑制された。更にRT-PCRでプロコラーゲンα(1)mRNA量を測定したところ、90%の抑制がみられた。この実験は、抗ヒトCTGF抗体がマウスの内因性のCTGFの活性をも抑制したことを意味する。また同様のTGF-βのコラーゲン合成促進作用に対する抗ヒトCTGFモノクロナール抗体の抑制はin vitroの培養系においても確認された。今後は、ヒト化した抗CTGFモノクロナール抗体を作成し、臨床への応用の基盤としたい。我々は形質細胞増殖因子β(TGF-β)と結合組織増殖因子(CTGF)という2つのサイトカインを新生マウス皮下に注入することによって確立した皮膚線維化モデルマウスにおける,抗CTGFマウスモノクロナル抗体による線維化の抑制を試みた。ヒトCTGFDNAを組み込んだベクターとジーンガンにてマウスに免疫するDNA免疫法により,CTGFmodule14に対するモノクロナル抗体,17株の樹立に成功した。今年度は更に中和効率の高いモノクロナル抗体のスクリーニングに重点を置いた。これら17株の抗CTGF中和活性についてスクリーニングを重ねたところ,抗CTGFmodule2に対する抗体の中和活性が最も強力であることが皮膚線維化モデルマウスにおいて示された。同抗体は,皮膚線維化モデルマウスに対して注入される前半のTGF-β及び後半のCTGFのいずれにおいても線維化を著明に抑制した。

特に前半のTGF-β注入期においては,産生されたコラーゲンの蛋白量の50%,RT-PCRにおけるm-RNAの70%の抑制が得られた。以上のことは我々が得た抗ヒトCTGFモノクロナル抗体は,マウスの内因性のCTGFの活性をも抑制したことを意味する。今後は,皮膚以外においても,肝硬変モデル,腎硬化症モデル,肺線維症モデルなど他の線維化疾患の動物モデルにおいても,抗ヒトCTGFモノクロナル抗体の線維化抑制効果を検討するとともに,マウス抗ヒトCTGFモノクロナル抗体をヒト化し,各種ヒト線維化疾患,特に強皮症に対する新規治療薬確立への臨床応用の基盤を展開させたい。
コレステリック液晶におけるフィンガーパターンの成長に関する研究

コレステリック液晶を垂直配向剤を塗布した2枚のガラス板に封入する。ガラス板の間隔を螺旋周期より僅かに大きくしておくと、液晶が自発的に螺旋を巻いてコレステリック(Ch)状態になる力が、配向剤が液晶をガラスに垂直に配向させてネマチック(N)状態を取らせる力より大きくなり、セルの全領域がCh状態になる。セルに十分強い電場を印加すると、液晶分子にガラス面に垂直に配向させる力が働きセル全体がN相になる。電場を減少させていくと、ある閾値V_1でN相が準安定,Ch相が安定になり、フィンガー状のCh相の核が生成し、そこから指状のドメイン(コレステリックフィンガーパターン)が成長する。この問題は、N-Chの相転移に関する結晶成長の問題と位置づけられる。V_1からある閾値V_2の電圧範囲(V_1>V_2)では、孤立した指状のドメインの先端が延びながら成長する。V_2より低い電圧では、指状のドメインが先端分岐を繰り返して成長する。本年度の研究では、磁場の中でのこの先端分岐の解析を行った。V_2以下の電圧では樹枝状のフィンガーパターンが出、現しほぼ等方的な円状に成長する。磁場の下では、樹枝状のフィンガーパターンは磁場方向に長い楕円形になり、磁場方向の成長速度は垂直方向よりも早くなることが分かった。樹枝状のフィンガーパターンでは核から放射状に先端分岐が起こるので、分岐後のフィンガーの成長方向は分岐前とほぼ同じ方向である。しかし、一旦孤立した真直ぐに延びるフィンガーを作成してから電圧をV_2以下に下げると、先端分岐は成長方向に対してほぼ垂直に起きることが分かった。この分岐の形態も磁場の強さに依存し、同じ電圧でも周囲に別のフィンガーの有無によって分岐の形態は変化することが分かった。そこで、樹枝状のフィンガーパターンおよび、孤立したフィンガーパターンでの先端分岐の形態を定量的に調べるために、先端の曲率&先端幅の時間依存性,分岐方向の角度,分岐間距離を画像解析を用いて測定した。そして、これらの物理量の磁場依存性を明らかにした。電場を減少させていくと、ある閾値でN相が準安定,Ch相が安定になり、フィンガー状のCh相の刻が生成し、そこから指状のドメイン(コレステリックフィンガーパターン)が成長する。ある電場のもとでは、指状のドメインが先端分岐を繰り返して成長する興味深い現象が観察できる。そこで本研究では、フィンガーパターンの成長の機構を解明する目的で、(1)先端分岐の過渡過程の解析,(2)一様な磁場の中でのフィンガーパターンの成長過程の解析を行った。(1)フィンガー先端の形を画像解析によって抽出し、フィンガーの先端の曲率と横幅の時間変化を計測した。その結果、先端分岐が起こる前後では、先端の曲率は時間に比例して減少することが明らかになった。また、先端分岐が起こる直前まで横幅が時間に比例して増加することがわかった。(2)磁場は液晶分子を磁場方向に配向させる力を及ぼす。磁場の強さを変えてフィンガーの成長を調べたところ、フィンガーの成長の形態も磁場によって変化することがわかった。この結果をもとに電場-磁場相図を作成した。また、ある磁場の環境では、磁場と垂直方向では先端分岐して成長し、平行方向では先端分岐が抑えられて先端がうねりながら成長する特徴的なパターンが観察された。

しかし、一旦孤立した真直ぐに延びるフィンガーを作成してから電圧をV_2以下に下げると、先端分岐は成長方向に対してほぼ垂直に起きることが分かった。この分岐の形態も磁場の強さに依存し、同じ電圧でも周囲に別のフィンガーの有無によって分岐の形態は変化することが分かった。そこで、樹枝状のフィンガーパターンおよび、孤立したフィンガーパターンでの先端分岐の形態を定量的に調べるために、先端の曲率&先端幅の時間依存性,分岐方向の角度,分岐間距離を画像解析を用いて測定した。そして、これらの物理量の磁場依存性を明らかにした。
新規マウスSox遺伝子,mSox7cDNAクローニングとその機能解析

我々は、平成12年度の研究計画に従い実験を行い、次の結果を得たので報告する。マウスSox7遺伝子の組織特異的発現を調べるために成体の主要臓器を用いてノーザン分析を行った。その結果、マウスSox7遺伝子は心筋には強く発現しているが、骨格筋にはほとんど発現が認められなかった。このことからマウスSox7は、筋組織の中では心筋に特異的に作用している可能性が示唆される。我々は、心臓におけるSox7遺伝子の発現様式を調べるためにin situ hybridization法と作製済みの抗マウスSox7ポリクローナル抗体を用いた免疫組織化学的検索を行った。免疫組織化学的手法より、Sox7遺伝子は横紋筋からなる一般心筋ではなく、心臓の刺激伝導に関係する特殊心筋である、プルキンエ線維に発現していることが明らかとなった。また我々は、Sox7cDNAをプローブとして、EcoRIで切断したマウスゲノムDNA断片のスクリーニングを行い、陽性クローンを既に得ている。このクローンのシークエンスの解析を進めるとともに、現在FISH法を用いた染色体マッピングの準備を行っている。本研究室では、マウスのみならずアフリカツメガエルにおいてもSox7cDNAクローンを得ており、ツメガエルの初期胚を用いることでSox7の心臓形成におけるより詳細な役割を解析中である。今後は、Sox7蛋白質の心臓における局在と染色体マッピング等の結果から、不整脈を生じる疾患とその原因遺伝子としてのSox7遺伝子との関係を検討していく。我々は平成11年度の研究計画に従い実験を行い、次の結果を得た。マウスSox7cDNAの全塩基配列を決定し、推測されるアミノ酸の1次構造を明らかにした。マウスSox7蛋白質は380アミノ酸からなり、他のSox蛋白質と同様にSRY-type HMG boxを有していた。SRY-type HMGboxは、現在A-Gの7グループに分けられているが、マウスSox7HMG boxは、type Fに属することがわかった。また我々は、マウスSox7HMG boxのDNA結合能を調べるため、マウスSox7HMG boxとGSTとの融合蛋白質を大腸菌に発現させ、これを精製してEMSAに用いた。その結果、マウスSox7HMG boxは他のSRY-type HMG boxと同様にAACAATの塩基配列に特異的に結合することを確認した。ノーザン分析によりマウスSox7遺伝子の発現が認められている卵巣と心臓を試料とし、我々の作製したポリクローナル抗体を用いて免疫組織化学的検索を試みた。卵巣においては、卵を取り囲む濾胞細胞には染色性はなく、卵にのみマウスSox7蛋白質の局在を示す反応が認められた。また心臓におけるSox7蛋白質の局在は現在検索中である。マウスSox7遺伝子の構造を明らかにするため、マウスのゲノムライブラリーを作製し、スクリーニングを行った。その結果、EcoRIで切断した9kbpのゲノムDNA断片を含む陽性クローンを一つ得たので、現在このクローンを解析中である。
マリンバイオエンジニアリングの基盤研究

海洋生物資源の有効利用を目指したマリンバイオテクノロジーに関する近年の目ざましい研究成果は、マリンバイオテクノロジーを基軸とした新しい産業基盤の可能性を示唆するにいたっている。本研究は、マリンバイオテクノロジー研究によって見いだされてきた新たな海洋資源の効率的な工学的応用、マリンバイオエンジニアリング、を展開するための基礎を見いだすことを目的に進められた。本研究ではマリンバイオミネラリゼーション(岡崎、白岩)、マリンバイオリアクター(松永、平野)、海洋天然物生産プロセス(山口、村上)、海洋微生物工学(早出、梶原、久保)、マリンバイオレメディエーション(熊沢、都筑、和泉、大森)の5項目について、各分野における新進気鋭の研究者から構成されるワーキンググループによって調査、検討をおこなった。その結果、一次生産者としての微細藻類をはじめとする海洋に生息する独立栄養生物、ならびに一次生産者および人造的な海洋投棄化学物質を資化分解する従属栄養生物の分子レベルからの詳細な検討が必要であることが明きらかとなったとともに、これらの海洋生物と海洋環境との密接な関わりが未だに把握されていないことが浮き彫りにされてきた。すなわち海洋生物は様々な海洋環境の影響を受けて生息しているが、また逆にその生命・生産活動において生活している場の環境を変え、海洋化学環境さらには地球環境にも大きな影響を及ぼしている。このような海洋生物を介して循環し海洋生物が海洋環境を規定し得る分子、海洋生物生育を制御する分子を明らかにすることにより、前述の独立栄養・従属栄養生物の分子生物学的解析に基づく工学的展開が達成されるものと期待される。以上を鑑み、さらに、化学の立場から海洋環境を把握する海洋化学環境、および、海洋生物と海洋化学環境の関わりをシステム工学的立場から評価することの重要性を認識し、本総合研究を基盤として、「海洋化学環境」、「海洋生物分子工学」および「海洋分子システム工学」の3つの研究課題から構成される平成8年度発足重点領域「海洋分子工学の基礎研究」(代表;宮地重遠、東海大学)を申請するに至った。
人間関係形成の視座から開発する住民主体の子育て支援プログラムに関する研究

本研究の目的は、子育てに関する知識や技術の提供と共に参加者同士の仲間づくりを目指す妊娠期から継続した子育て支援プログラムを開発し、その効果を検討することである。プログラムはKernら(2003)の教育プログラム開発のための6段階アプローチを枠組として立案した。母親とそのパートナーを対象とし、妊娠期5か月頃から8か月頃まで月1回、出産後2か月頃から6か月頃まで月2回で合計14回実施した。プログラムは、専門的知識や技術の提供のための講義や演習、交流会等で構成した。評価は、形成的プログラム評価と総括的プログラム評価によって行った。プログラムの参加率は高く維持され、目的達成度の得点も高かった。本研究は、応募者らが明らかにした支援者と被支援者との人間関係構築過程を活用し、発展させることにより、地域住民が主体的に参加し、支えあう子育て支援プログラムを開発しようとするものである。平成25年度は、1先行研究や報告書等の文献の検討・応募者らが行った子育て不安の調査・平成21年度から科研の助成を受けて実施したプログラム終了後の参加者への聞きとり調査結果・パートナーの子育て参加に関する調査とそれらから明らかにした参加者の能力等を踏まえ、実施プログラム(プログラムの目標、プログラムの内容と方法、評価方法、参加者毎の記録票の内容と様式等)を立案した。2専門職支援者として中心的役割を担う保健師とその所属機関の担当課長に、研究の目的、方法等を説明し、保健師と共に、役割分担・情報共有の仕方・プログラム実施に必要なリソース(施設や設備、専門職等の人的資源等)の確保の方法等について検討し、決定した。3市報・市の母子手帳交付時の案内・地域の産婦人科や小児科でのポスター掲示等によって、被支援側住民の参加者(出産予定の母親とそのパートナー)の募集を行っている。4現にボランティアとして子育て支援を行っている住民グループの代表者への依頼、市報、公民館や地域の産婦人科や小児科でのポスター掲示等によって、プログラムに子育て支援サポーターとして参加する住民を募集している。5プログラム実施に必要なリソースを手配した。6上記に先立ち、本研究について、福岡大学医の倫理審査委員会に申請し、承認を得た。本研究は、応募者らのこれまでの研究を適用し、発展させることによって、地域住民が主体的に参加し、支えあう子育て支援プログラムを開発しようとするものである。開発するのは、住民同士(子育て中の母親だけでなく父親や彼らを取り巻く地域住民)の対等な関係形成・維持と持続的な支援の提供を目指す子育て支援の仕組みづくりプログラムである。また、このプログラム開発を通して、住民相互の関係形成を積極的に支援し、支える側と支えられる側双方の住民のエンパワメントを図るための専門職としての保健師の係り方についても、精緻化する。今年度は、前年度に開発した子育て支援の仕組みづくりプログラム(14回シリーズ)のうち、第12回までを実施した。プログラムの内容は、実演や実習を含む専門職による講義、妊娠期はその時期に気を付けたいこと等についての情報提供、子育て期はその時期の子どもの様子と世話に関する情報提供、参加者相互の関係形成を促すための交流会等であった。講義や情報提供が、予防的で時期に応じたものとなるようテーマの実施時期を考慮した。プログラムの効果の検証は、フィードバックのための形成的プログラム評価と成果達成等に関する総括的プログラム評価を行う。形成的プログラム評価は、プログラム出席状況、プログラム終了後に記入する「今日の振り返り」や交流会の逐語録の内容分析の結果、プログラム実施記録等によって行う。すべてのプログラム終了後、毎回のプログラム出席状況、プログラム参加前/プログラム参加途中(産後のプログラム開始時)/プログラム終了時の評価表の評点と自由記載の内容分析の結果、形成的プログラム評価、毎回のプログラムの実施記録等によって総括的プログラム評価を行う。本研究は応募者らのこれまでの研究を適用し、発展させることによって、地域住民が主体的に参加し、支えあう子育て支援プログラムを開発しようとするものである。開発するのは住民同士(子育て中の母親だけでなく父親や彼らを取り巻く地域住民)の対等な関係形成・維持と支援の提供を目指す子育て支援の仕組みづくりプログラムである。また、このプログラムの開発を通して、住民相互の関係形成を積極的に支援し、住民のエンパワメントを図るための専門職としの保健師の係わり方についても精緻化する。今年度は子育て支援の仕組みづくりプログラム(14回シリーズ)のうち、昨年度に引き続き第13回と第14回を実施した。また、プログラム終了後、形成的プログラム評価と総括的プログラム評価により、プログラム効果の検証を行っている。具体的には、プログラム出席状況、毎回のプログラム終了時に記入する「今日の振り返り」の質的分析、交流会逐語録の質的分析、プログラム実施記録、参加スタッフからの聞き取り情報、プログラム参加前/参加中/プログラム終了時のそれぞれの評価表の評点と自由記載の質的分析結果、等である。当初の予定通り、立案したプログラムを実施することができた。当初予定よりも参加者は少なかったが、途中で参加を取りやめる者は少なく、出席率も良好であった。プログラム参加前/参加中/プログラム終了時のそれぞれの評価表の評点の集計や分析は終わり、交流会の逐語録の作成も終了した。現在この交流会の逐語録と「今日の振り返り」について、質的分析を進めている。本研究の目的は、地域住民が主体的に参加し支えあう子育て支援プログラム、すなわち健やかな子育てを実現するための母親とパートナーをエンパワメントし関係形成を促す妊娠期からの継続した子育て支援プログラムを開発することである。