hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プロテアーゼインヒビターによる好中球機能制御の作用機序の解明

2)GMにsuperoxide anionのscavenger作用があるかをピロガロール法で検討したが、3mMという高濃度でsuperoxide anionを10%除去するに過ぎず、scavenger作用は弱かった。実験当初、細胞内化学発光が増加することから細胞内での活性酸素産生が増加していることを予想していたが、luminolとGMと過酸化水素が存在するだけで発光が増加し、GMがmyeloperoxidaseを直接活性化しているというデータは得られなかった。また細胞内殺菌をListeria monocytegenesを対象として検討したが、GMは殺菌能を有意差を持って増強させなった。しかしながら決して殺菌能を低下させることはなかった。化学発光量と活性酸素産生量はかならずしも一致するものではないので直接活性酸素量を測定することが必要となったが、GMはsuperoxide anion量を減少させた。また分解促進ではなく産生抑制であることが明らかとなった。産生抑制の機序として、NADPHoxidaseの細胞質分画への移行の阻害を想定している。
動物・ヒト間の多剤耐性ブドウ球菌相互感染と耐性因子伝達様式

動物由来ブドウ球菌属120株のmecA保有状況、薬剤耐性状況、遺伝子レベルでの調査を行った結果、S.aureusが21株、S.pseudintermediusが67株、CNS(Coagulase Negative Staphylococcus)が32株であった。。SCCmec型別では、S.aureusは6株および5株が人での流行型であるII型、IV型を示した。この型は共に。S.pseudintermediusは17株がIII型、10株がV型であり、S.aureusと異なる流行を示した。S.aureusは人の流行型であるSCCmec型II,IV型に型別され、PFGE型も多様性を示したことから人と動物の間での伝播の可能性が示唆された。S.pseudintermediusはIII,V型に型別されたことから、S.pseudintermediusにおける薬剤耐性は動物内で獲得され、動物間で伝播する可能性が示唆された。。この型は共に。これまで鹿児島大学農学部付属動物病院に来院したイヌおよびネコの患畜から細菌感染が疑われる検体を収集し、血液寒天で分離培養することによりそれらの検体から病原菌を分離した。通常のグラム染色およびカタラーゼ試験、オキシダーゼ試験、OF試験などの生化学的性状検査により118株のブドウ球菌属が得られた。さらに、これらの菌株をマンニット食塩培地で培養し、コアグラーゼ試験とAPI Staphキットを用いた種同定法により分類した。またPCR法を用いた遺伝子レベルでの同定法も実施し菌種の確認を行った。合計118株のStaphylococcus属菌が収集された。このうち、S.aureusは20株、主にイヌに外耳炎や膿皮症を引き起こすS.intermediuesは64株、コアグラーゼ陰性Staphylococcus群(CNS)は34株であった。可動性遺伝子カセットStaphylococcalcassette chromosomalmecに含まれ、βラクタム薬耐性に関与す蛋白をコードするmecAの保有率は、それぞれS.aureusで55%(11株)、S.intermediusで41%(26株)、CNSで9%(3株)であった。mecAはヒトの院内感染に強く関わるメチシリン耐性を担う遺伝子であり、これが動物からよく分離されるS.intermediusからも検出されたことから、ヒト由来ブドウ球菌と動物由来ブドウ球菌との間で耐性遺伝子の移動がある可能性が考えられる。今後これらの菌株の多剤耐性状況および耐性遺伝子保有状況も明らかにし、ヒト由来株との疫学的比較解析を進めて行く予定である。代表的な院内感染菌であるメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)のβラクタム薬耐性は、SCCmecに含まれるmecAが関与していることが知られている。これまで牛、馬および伴侶動物からmecA保有Staphylococcus intermedius group (SIG)が分離されている。これらのSIGに属する株を分類するとともにブドウ球菌属のmecA保有状況、SCCmec型別および薬剤感受性状況を調べた。2002年1月から2009年1月の期間に本学および鹿児島市内開業動物病院に来院した犬と猫から分離され、ブドウ球菌と同定された119株を用いた。種の同定と菌株の型別には、コアグラーゼ試験、PCR法によるnuc遺伝子とmecA遺伝子の検索、sodA遺伝子のダイレクトシークエンスを行った。SCCmec型別はPCR法によるSCCmec要素の検索、薬剤感受性試験はディスク法を行った。ブドウ球菌属119株中S. aureus (SA)は20株、SIGは65株、コアグラーゼ陰性Staphylococcus (CNS)は34株だった。mecA保有率はSAで55%、SIGで42%、CNSで9%だった。このmecA保有SIG株についてはシークエンス解析の結果、S. pseudointermedius (SP)と同定した。SCCmec型別はSAでは6株がII型、5株がIV型だった。SPでは17株がIII型、9株がV型に型別され、1株が型別不能だった。院内感染型とされるSAのII型株に関しては8薬剤中5薬剤に、SPのIII型株に関しては8薬剤中8薬剤に8割以上の株が耐性を示す高度な多剤耐性を示した。以上より、犬と猫から分離されるほとんどのSIGはSPである可能性が高いことが示唆された。

SAはヒトの流行型のII型とIV型に型別され、ヒトと動物の間での伝播の可能性が示唆された。動物において外耳炎や膿皮症を起こすSPがIII型、V型に型別され。SAへの遺伝子プールとなる可能性が考えられた。20022009年に本学及び鹿児島市内開業動物病院に来院したイヌ・ネコから分離されブドウ球菌と同定された120株のうちS.aureusが21株、S.pseudintermediusが67株、CNS (Coagulase Negative Staphylococcus)が32株であり、そのうちmecA遺伝子を保有する株は、S.aureusで11株(52%)、S.pseudintermediusで27株(42%)、CNSで3株(9%)だった。mecA保有S.aureusのゲンタマイシン、クロラムフェニコールに対する耐性率(それぞれ45%、9%)と比較して、S.pseudintermediusの耐性率(それぞれ100%、74%)と有意に異なった。SCCmec型別では、S.aureusは6株がII型、5株がIV型であった。この型は共に人での流行型である。S.pseudintermediusは17株がIII型、10株がV型であり、S.aureusと異なる流行を示した。パルスフィールドゲル電気泳動法により、S.aureusでは7つの型に、S.pseudintermediusは12個の型に分類され、5つのクローナルな群が認められた。S.arueusは人の流行型であるII,IV型に型別され、PFGE型も多様性を示したことから人と動物の間での伝播の可能性が示唆された。S.pseudintermediusはIII,V型に型別され、薬剤耐性状況やPFGE解析を含めると、S.pseudintermediusにおける薬剤耐性は動物内で獲得され、さらに動物間での伝播の可能性が示唆された。
軟X線共鳴発光分光法による3d遷移金属錯体の電子構造観測

筆者らは、3d遷移金属錯体の金属L殻吸収スペクトルに現れる特徴的な配位子への電荷移動を伴うバンド(MLCTバンド)の起源について、これまで理論・実験両面から明らかにしてきた。本課題ではこれらのMLCTバンドに共鳴したときの共鳴発光分光を行い、内殻励起と発光を伴う脱励起について調べることが主目的であった。平成13年度にスウェーデン国立Max-Labにてニッケルジメチルグリオキシムの共鳴発光実験を行った。高分解能スペクトルを測定することに成功し、またラマンテンソルの異方性に関する情報も得ることができた。その結果、MLCTバンドに共鳴することにより、一電子的な終状態のみが発光スペクトルに強調されて観測されることが明らかとなった。その結果は、分子構造討論会で発表した。現在、理論計算をおこなっているが、分子が大きい上に電子相関が強く、計算に難航している。実験結果の定量的な解釈を行っており、まとまり次第論文として公表する予定である。また、簡単な分子でも多電子励起状態は観測され、これまで活発に研究されてきた。今回窒素分子について解離フラグメントの異方性を測定することで、吸収の異方性に関する情報を詳細に得ることに成功した。その結果2電子励起状態だけでなく3電子励起状態もイオン化閾値をこえた連続状態に埋もれていることを明らかにすることができた。その成果をまとめて出版した(文献1)。平成13年度はスウェーデン国立Max-Labにてニッケルジメチルグリオキシムの共鳴発光実験を行った。現在、理論計算をおこない、実験結果の定量的な解釈を行っており、まとまり次第論文として公表する予定である。
転写ファクトリーの熱力学と情報処理の研究

真核生物における転写過程において、転写を担うポリメレース(RNAPII)の流れをセルオートマトンで定式化し、流れの動的、熱力学的性質を調べた。その結果、RNAPIIのTSSへの入射のタイミングで表されるRNAPIIの相関、RNAPIIの領域毎の速度差で表されるクロマチン修飾等の経路の途中の障害物の大きさ、さらにはRNAPIIのジャンプ確率で表されるクロマチンのループの3次元空間位置に依存して、転写ファクトリーにおけるRNAPIIの流れの動的、熱力学的性質が大きく変化することをみいだした。転写を担うポリメレース(RNAPII)間と転写関連の蛋白質群からなる転写ファクトリーの形成過程とその熱力学および情報処理のメカニズムの解明をめざし、以下を推進した。1)RNAPIIの運動状態を決定する方程式を求め、2)実験データと比較して方程式が成立することを確かめ、さらに、3)最適なパラメータを精密に決定した。早期に達成したブレークスルーから、RNAPIIの運動を流れとして定義することで、イントロンとエクソンでのRNAPIIの速度の差が小さいときは自由流れ、大きくなると渋滞をともなった流れになること、その物理的なパラメータの条件等、熱力学および情報処理のメカニズムの一端を明らかにした。この成果は米国物理学会誌Physical Reviewに投稿し受理された。次に、転写ファクトリーの形成に必要なヒストンの可動状態をRNAPIIのジャンプ確率で表現する数理モデルの構築を行った。このジャンプ確率によって熱力学を表現する自由エネルギーは表現できること、さらにジャンプ確率が時間変化していくことでファクトリーの形成が表現できることから、ファクトリーの形成過程とその熱力学および情報処理のメカニズムの解析のための簡単ではあるが一般的な表現を確立した。200k以上の長い遺伝子の実験結果を用いて、転写の初期過程における具体的なジャンプ確率を評価し、ヒストンの可動状態を考慮しつつ様々な物理量を求め、従来では説明できなかった実験結果をより定量的に説明した。この結果を論文としてまとめ、Physical Reviewに投稿し受理された。この成果に関してアウトリーチ活動を行った。輸送過程の表現を数学的により簡潔にした論文を京都大学数理解析研究所で発表しその講究録に受理された。所期の成果は達成したと考えられるが、さらに非線形性や周期性に関しても新規の結果を得ており、現在鋭意投稿を進めている。平衡状態にある少数分子の集団の熱的性質を調べることが可能になってきた最近の非平衡物理学の手法を用い、分子生物の中心課題である転写過程への適用を進めている。具体的には、転写過程で報告者らが最近見出した転写を担うポリメレース(RNAPII)間の長時間かつ大域的な協調運動に適用し、最近提唱されている数百のRNAPIIと転写関連の蛋白質群からなる転写ファクトリーの形成過程とその熱力学および情報処理のメカニズムの解析を行うことを目的とする。そのために必要な、1)RNAPIIの運動状態を決定する方程式を求め、2)実験データと比較して方程式が成立することを確かめ、さらに、3)最適なパラメータを精密に決定するという大きなブレークスルーを早期に達成することができた。その結果、RNAPIIの運動を流れとして定義し、イントロンとエクソンでのRNAPIIの速度の差が小さいときは自由流れ、大きくなると渋滞をともなった流れになること、その物理的なパラメータ条件を明らかにした。これにより、熱力学および情報処理のメカニズムの一端が明らかになった。これらの成果は米国物理学会誌Physical Reviewに投稿し受理された。さらに、転写ファクトリーの形成に必要なヒストンの可動状態を表現できる数理モデルの構築を行った。ヒストンの可動状態を考慮しつつ様々な物理量を求め、実験結果をより定量的に説明できることを確かめた。この結果も論文としてまとめ、現在Physical Reviewに投稿中である。さらに非線形性や周期性に関しても新規の結果をすでに得ており、現在鋭意投稿を準備している。本研究では、研究のボトルネックであるモデルの構築を早期に実現できた結果、予想以上のブレークスルーを早期に達成することができた。成果の一部をまとめ、投稿したところ、米国物理学会誌Physical Reviewに受理された。引き続き行った数理モデル化と具体的な実験結果への適用の結果も論文化し、現在Physical Reviewに投稿中である。熱力学的エントロピーを求める上で重要な非線形性や周期性の結果もすでに得ており、現在、鋭意投稿を準備している。この状態は、事前の準備と広範な文献調査によってもたらされたと思われるが、研究の深化を鋭意進めていける状態にある。数理物理の多岐にわたる方法論を習得し実適用し、かつ新規性を明確にし、研究を深化させるために、当初想定したよりも広範な文献調査ならびに文献の効率的な理解が研究上不可欠になった。さらに、数理モデルを具体的な解析に早期に結び付け、実験結果と比較するための解析を早期に実現するため、プログラムの改良とその検証に要する期間の短縮が課題となった。

今後は、非線形物理学の方法論を引き続き転写の数理モデルに適用し、本研究の最終目標である転写の散逸構造を明らかにする。研究の深化が大きな課題であるので、そのためには、幾つかの費用(旅費、人件費)を節約して文献費とソフト外注費、および投稿料などにあてていくことを検討しつつ研究を推進したい。
癌の悪性化に伴うIGFBP-4/-2発現不全現象の原因解明

正常細胞では増殖抑制因子IGFBP-4/-2を介したフィードバック機構が活性化することにより過剰な増殖が抑制されている。本研究では、癌化・悪性化に伴ってIGFBP-4/-2遺伝子発現制御領域にメチル化が起こることによりIGFBP-4/-2発現が減弱することを多種の癌細胞を用いて明らかにした。この事実はエピジェネティックな要因による癌細胞増殖抑制機構の破綻が普遍的に惹起されていることを示唆している。肺癌、甲状腺癌、乳癌、大腸癌、食道癌培養細胞を用い、IGFBP-4/-2発現について検討したところ、IGFBP-4の発現は肺腺癌、肺扁平上皮癌、肺小細胞癌、甲状腺癌、大腸癌において認められたが、その発現量は正常上皮細胞に比して概ね減弱していた。肺大細胞癌、乳癌、食道癌細胞ではIGFBP-4の発現は認められなかった。またIGFBP-2の発現は肺腺癌、肺扁平上皮癌、肺小細胞癌、乳癌、大腸癌において認められたが、正常上皮細胞に比して概ね減弱していた。肺大細胞癌、甲状腺癌、食道癌ではIGFBP-2の発現は認められなかった。IGFBP-4/-2中和抗体およびIGFBP-4/-2強制発現系を用いた検討により、IGFBP-4/-2は細胞増殖抑制に働いていることが確認された。またMEK-MAPK-Egr1シグナル伝達系はいずれの細胞株においても活性化状態にあることが確認されたことより、癌細胞におけるIGFBP-4/-2発現減弱はエピジェネティック変化に起因することが推測された。そこで上記培養細胞から抽出したDNAを用いBisulfite sequence法によりIGFBP-4/-2プロモーターのメチル化状態について検討したところ、多くの細胞株においてメチル化が確認され、IGFBP-4/-2の著しい発現低下を示す細胞株ではIGFBP-4/-2プロモーターが過メチル化状態にあることが確認された。なおいずれの細胞株においてもegr-1プロモーターの過メチル化は見られなかった。IGFBP-4プロモーターには肺上皮・甲状腺上皮に特異的に発現しているThyroid Transcription Factor-1(TTF-1)結合部位があることから、Luciferase assay系を用いてIGFBP-4発現へのTTF-1の関与について検討を行ったが、現在までのところTTF-1の関与を積極的に支持する結果は得られていない。癌細胞の過増殖に対するフィードバック機構の崩壊が、非小細胞肺癌組織内においても一般的にみられるか否かを検討するため、非小細胞癌(腺癌および扁平上皮癌)組織におけるIGFBP-4/-2の発現状態を検討するとともに、上記非小細胞癌組織から抽出したDNAおよびMethylation-specific PCR(MSP)法を用いてIGFBP-4/-2プロモーターのメチル化状態について検討した。その結果、肺腺癌組織におけるIGFBP-4の発現は46例中19例で高発現、17例で低発現を示し、10例で非発現であった。また肺扁平上皮癌組織では15例中高発現が6例、低発現が5例、非発現が4例であった。IGFBP-4プロモーターに対するMSP解析では、腺癌46症例中31例、扁平上皮癌15症例中7例にメチル化が存在することが明らかとなった。IGFBP-2の発現性については、肺腺癌症例48例中、高発現20例、低発現18例、非発現10例であり、肺扁平上皮癌では17例中、高発現12例、低発現5例、非発現0例であった。また、IGFBP-2プロモーターのメチル化状態については、腺癌症例34例および扁平上皮癌5例で認められた。以上をまとめるとIGFBP-4/-2遺伝子プロモーターにメチル化の存在する肺癌症例でその発現が弱い傾向にあったことから、このフィードバック機構の破綻は、in vivoにおいても非小細胞肺癌に起きている現象であることが示唆された。また近年、genomic DNAのメチル化とDNA metyltransferase(DNMT)との関連性が報告されていることから、種々の癌細胞ならびに非小細胞肺癌組織用いてその関連性の有無について検討したところ、IGFBP-4/-2プロモーターのメチル化状態とDNAメチル化に関わるとされる分子(Dnmt1)との間に関連性は認められなかった。
結び目理論を基礎とした暗号システム

結び目理論においては、近年、量子不変量と呼ばれる一連の不変量が発見され、精力的に研究されている。また、結び目理論は、低次元幾何学特有の複雑な現象が見られる分野でもある。当研究では、その複雑な現象と不変量とを暗号理論に結びつけて、新しい公開鍵暗号システムを構築することにあった。公開鍵暗号システムを構築するには、逆関数は存在しているが、その計算は非常に困難であるような、落とし戸関数と呼ばれる関数が必要となる。当研究においては、その関数を結び目の複雑性に求めた。研究成果として、研究代表者は、結び目ダイアグラムおよび組み紐群を用いた、新しい暗号システムの素案を考え出した。結び目ダイアグラムを用いたものは、ダイアグラムを表すコード列である、P-dataと呼ばれるものを暗号化のためのデータとして用いるものである。平文のデータを用いてP-dataを作り、それに適当な交点情報を付け加えてできる結び目ダイアグラムをライデマイスター変形を行うことにより、暗号化を行う。また、組み紐群を用いた暗号システムには、韓国の研究者グループが先鞭を打っているが、当研究においては、彼らの実績をふまえつつ、暗号化手続きにさらに複雑な手順を施し、暗号の保守性を高めたものを考案した。しかしながら、どちらの暗号システムにおいても、暗号化のための効果的なアルゴリズムの存在と、暗号の保守性とを両立させるものを構築するには、至らなかった。結び目理論を基礎とした暗号システムの開発を,共同研究者の中西氏と共に,1年間をかけて行ってきた.その中で,始めに結び目のジョーンズ多項式不変量を利用した公開鍵暗号のシステムを考案した、それは自明な二つのタングルを2個に分解したもののジョーンズ多項式の一つを公開鍵とし、他方を秘密鍵とするものである.一方のタングルからは,もう片方のタングルの形を類推することが困難であることを利用している.この暗合システムについては,計算の効率はよいが,安全性を高めるためには,かなり大きな交点数をもつ結び目を用いなくてはならないので,まだ改良すべき点がある.また,サテライト結び目を利用した暗号システムも考案した.これは,一つの結び目(コンパニオンと呼ぶ)に沿ってソリッドトーラス内の結び目を埋め込んで複雑な結び目を構成する方法であるが,これによって安全性に優れた暗号システムを構築することが可能であることが判明した、これは,一度サテライト化した結び目は,そのコンパニオンとソリッドトーラス内の結び目に分割することが困難であることを用いている.しかし,実際にどの程度の安全性と効率性があるかの評価はまだできていない.また,多項式不変量などの結び目不変量へ情報を落とすことをせず,結び目射影図そのものを用いた暗号システムも考案した.しかしながら効率の良い計算方法がなく,これも完成の域には達していない.組み紐群を利用した公開鍵暗号システムを,韓国の数学者が発案している.これは計算の効率も良く、安全性の評価も比較的容易である.今後はその研究結果も参考にして,研究を行う予定である.結び目理論においては、近年、量子不変量と呼ばれる一連の不変量が発見され、精力的に研究されている。
肝細胞癌細胞と腫瘍血管内皮細胞におけるPFKFB3の発現解析と新規治療法の開発

肝細胞癌に対する最も有効な治療法は外科手術であるが、根治切除後にも高率に肝内転移あるいは肝外転移を来す(5年無病生存率は約30%)ため、新規治療薬の開発は喫緊の課題である。肝細胞癌の転移を抑制する新規治療薬の開発を目的とし、既報告から解糖系酵素PFKFB3に着目した。臨床検体におけるPFKFB3の発現と予後との関連を評価し,マウス同所性肝細胞癌モデルを用いてPFKFB3阻害薬による腫瘍および腫瘍血管への影響を評価する。さらには腫瘍血管内皮細胞の単離解析を行い、PFKFB3阻害薬が腫瘍血管内皮細胞へ作用するメカニズムを検証する。
総合的学習のための表現教育のカリキュラム開発研究

芸術教科である美術科を表現教育としてとらえ、これを基盤とした総合的な教育内容と教育方法を研究した。表現教育として、芸術教育の一つである「音楽」の要素を取り入れ融合する研究を行った。また、情報化社会に対応するための映像メディアに関する研究を行った。そして総合的な学習における表現教育として、美術を基盤として音楽と映像メディアを統合した具体的な教材の制作を行い、そのカリキュラムの研究を行った。美術科をはじめとする芸術教科でも教科内容の充実と同時に、総合的学習の観点からも表現教育の可能性が探究されている。本研究では、芸術教科である美術科を表現教育として捉え、これを基盤とした総合的な教育内容とカリキュラムを試作する。さらに表現教育として「音楽」の要素も取り入れるとともに、今日的課題である「映像教育」との有機的調和を可能にする教材、カリキュラムを作成することを目的としている。美術科をはじめとする芸術教科でも教科内容の充実と同時に、総合的学習の観点からも表現教育の可能性が探求されている。本年度においては、芸術教科である美術科を表現教育として捉え、これを基盤とした総合的な教育内容とカリキュラムに関する研究資料の収集と学術調査を行った。さらにその際、表現教育として「音楽」の要素も取り入れるとともに、今日的課題である「映像教育」との有機的調和を可能にする教材、カリキュラムを作成することも視野に置き研究を行った。現在、21世紀の人づくりのための教育改革が進行している。先般の教育課程の改訂では、教科間の教育内容の関連性に基づいた教育内容や教材を再構成したり、従来の教育方法に情報教育や環境教育などの新しい教育内容を有機的に調和させる「総合的な教育」の観点による教材研究、カリキュラム研究が必要となっている。文部科学省では、「確かな学力」向上のため、平成15年度より「学力向上アクションプラン」を実施している。今後の新学習指導要領の基本的な目的は「生きる力」の育成であり、「生きる力」を知の側面からとらえた「確かな学力」養成のための取り組みの充実が必要となっている。そして、子どもたちの学びへの動機付けを図るとともに、学習意欲(学ぶ意欲)を重視し高めることが、とりわけ重要となっている。そのために、学ぶことの楽しさを体験させ、学習意欲を高めるとともに、学びの質を向上させる「総合的な学習の時間」の一層の充実が検討課題となっているのである。本年度においては、そのための研究資料の収集と学術調査及びそれらから得られた知見を、各種の公募展及び学会等にて発表を行った。本年度においては、表現教育として「音楽」の要素を取り入れ有機的調和を可能にする教材、カリキュラムを作成することを目的に研究と行った。本年度の研究成果としては、美術における色彩や形態と、音楽における「音」との相関性を解明した。ある一つの感覚が、他の分野の感覚を引き起こすことを共感覚と呼んでいるが、その中に音に半って色が見えると言う色聴がある。ある音を聞いたら青が見えたり、別の音を聞くと赤色が見えたりするもので、視覚と聴覚が同時に生じる現象である。また色と音との連想としては、一般に高い音には明度の高い色彩を、低い音には低明度の色をイメージしやすい。また造形教育の教材としても、ある音楽の曲全体を聴くことによって、そのイメージを抽象的な色彩や形態で表現する方法もある。さらに幼少期に初歩からぴピアノを教授する場合に、音と色とを相関さる方法(色音符法)もあり、これらも音と色との間に情緒的な共通性があり原初的にび結つきやすい現れである。このような共感覚や連想に関して、多様な対応関係の研究に関する学術調査と研究資料の収集を行った。そして、それらに基づく総合的学習のためのカリキュラム開発研究を行った。さらに、本年度においては、それらの研究資料の収集と各術調査及びそれから獲得された知見を基に、各種の全国公募展、国際交流展、学会等にて作品発表を行った。本年度においては、芸術教科である美術科を表現教育として捉え、これを基盤とした総合的な教育内容とカリキュラムを研究した。本年度の研究成果としては、美術を基盤とし、音楽及び映像教育を含めた総合的な表現教育におけるカリキュラムと教材の研究を実施した。美術教育の方法や教材として、音楽との融合は従来から試みられてきた。楽譜を造形化したり色彩に変換させたり、あるいは記号楽譜のように音楽表現からの造形化の試みも行われてきた。こうした試みは美術教育の方法や教材を開発するうえで一つの手がかりとなるものであった。このことは特に今日、小学校や中学校において、複合領域での教材研究やあるいは総合的な学習における教材研究の取り組みとして有効に機能すると考えられた。そのため、これらのカリキュラムにおける指導法の試案を研究し、検討した。また映像化された教材とそのデザインを行った。映像に関する教育は急速に進展する情報化社会において不可欠の内容を持っていた。

その結果、ここでは美術と音楽・映像の融合により新たな表現教育の内容と方法が解明された。そして本年度においては、それらの学術調査及び研究資料の収集及びそれらから得た研究成果に基づき、各種の全国公募展、国際作品展、学会等にて作品発表を行った。美術科をはじめとする芸術教科でも教科内容の充実と同時に、総合的学習の観点からも表現教育の可能性が探求されている。本年度においては、表現教育として「映像」の要素を取り入れ有機的調和を可能にする教材、カリキュラムを作成することを目的として研究の総括を行った。映像教育の基本として「光』を表現素材として設定した。特に研究の計画・方法として光の造形のなかでも光の原理的な要素を持つルミノグラムの研究を行った。映像機器による造形は、作業時間の早さ、正確さ、複製の容易さなどの特質がある。また機器の可能性と造形表現の発想を関連付けることもできるし、効果的に活用することによって、造形的可能性や表現領域を拡大することができる。このルミノグラフとは、暗闇の空間で光の動いた軌跡(光跡)を映像で撮影し記録したパターンである。この場合の動きとは、同じ光を素材としたペンジュラム・パターンのような振り子の減衰運動による規則的なものではなく、人間の動作などによる自由で有機的な光の動きを意味する。ルミノグラフは、光の持つ美しさや動きを視覚的な表現効果として持っている。本年度の研究の結果としては、ルミノグラフは、元にした光源の形や映像機器の動かし方を変化させることによって、さまざまな視覚的効果が得られた。その方法として、これらを変化させた実験を試みる必要があった。それによって、作られるパターンの傾向を知り、幅広く研究することによって、さらに効果的なパターンを創作することができた。最終的に、前年度までの研究結果により、美術と音楽.映像の融合によって新たな表現教育の内容と方法が解明された。さらに、それらのカリキュラム及び教材を具体的に統合し、研究の総括を行った。さらに、本年度においては、これらの学術調査及び研究資料の収集、それらから得た知見、そして事件研究の成果に基づき、各種の全国公募展、国際作品展、学会等にて教材としての作品発表を行った。
モノドロミー保存変形を記述する微分方程式の代数解の研究

本研究では,パンルヴェVI型方程式やガルニエ系と呼ばれる微分方程式を扱う.これらの方程式は,確定特異点をもつ射影直線上の2階線形常微分方程式のモノドロミー保存変形を記述する方程式である.これらの方程式のパラメータと初期値を特殊にとることにより,その初期値問題の解は代数的になることがある.これらの代数解は多くの数学的構造(例えば,フロベニウス多様体,正多面体群,グロタンディークの子供の絵など)と関係し,様々な方面から研究されてきた.本研究の目的は,ガルニエ系の代数解を新たに見つけること,またそれぞれの代数解の背後にある幾何学的構造を調べることである.本研究では,パンルヴェVI型方程式やガルニエ系と呼ばれる微分方程式を扱う.これらの方程式は,確定特異点をもつ射影直線上の2階線形常微分方程式のモノドロミー保存変形を記述する方程式である.これらの方程式のパラメータと初期値を特殊にとることにより,その初期値問題の解は代数的になることがある.これらの代数解は多くの数学的構造(例えば,フロベニウス多様体,正多面体群,グロタンディークの子供の絵など)と関係し,様々な方面から研究されてきた.本研究の目的は,ガルニエ系の代数解を新たに見つけること,またそれぞれの代数解の背後にある幾何学的構造を調べることである.
結合部近傍の3次元剥離渦を含む境界層に関する研究

接合部近傍に発達する3次元剥離渦を含む境界層の性質を明らかにするため、剥離渦内の乱流構造をレーザ流速計、流れの可視化手法、熱線流速計を用い、実験的調査を行うと共に、厚い境界層理論による理論的研究を行った。対象とした流場は、平板上に設置された円柱状の小物体周りの流れ、船尾境界層内の3次元的平均流速と乱動成分および平板境界層と翼端渦の干渉流場である。得られた知見の主なものは以下の通りである。1.平板とその上におかれた円柱状物体との結合部に発生する剥離渦と境界層の干渉を調査し、その結果を用いて振動流中におかれた粗度を持つ海洋構造物の抵抗増加量を推定したところ、実験結果をよく説明できた。この結果は学会に発表した。2.船尾に発生する3次元剥離渦と境界層との干渉を調査するために、風洞において船尾周りの流場計測の予備実験並びに詳細計測を行った。その結果の比較検討により、精度の確認を行うと共に船尾流場についてのデータベースの整備が完了した。また、縦渦を含む流場には、伴流的領域と境界層的領域の混在することが分かった。この結果は学会に発表予定である。3.境界層と翼端渦との干渉を熱線流速計を用い、レイノルズ応力を含め実験的に調査した。その結果、回転流の強い縦渦内部では、主流に垂直な面内の乱動成分は25倍強くなるがレイノルズ応力成分はほとんど変化せず、回転流成分を持つ円筒内流れでは剪断応力成分が低下する性質と同様の性質を示すことが分かった。4,ポテンシャル流面座標を用いた厚い境界層の解法を用い、自由表面の影響とビルジ近傍に発生する渦の挙動について調査した。その結果、3次元剥離渦の強さと抵抗との関係について実験結果をよく説明できることが分かった。3次元剥離渦の性質を、レーザ流速計、流れの可視化、熱線流速計を用いて計測した結果次のようなことがわかった。1.平板上に設置された円柱状の小物体(海洋構造物に付着する大型粗度に対応)の後流を可視化したところ、境界層との干渉による馬蹄型渦と、円柱上端より発生する剥離渦とが混在し、隣の円柱との干渉も大きいことが明らかとなった。2.レーザ流速計により上記の模擬粗度後流を計測し、この結果を用いて振動流中において種々の粗度高さを持つ海洋構造物の抵抗増加量を計算したところ、実験結果をよく説明できるようになった。3.熱線流速計により船尾境界層内の3次元的平均流速と乱動成分を風洞において計測したところ、平均流は5孔管による計測結果とよく一致した。また、レイノルズ応力の分布は境界層的な領域と伴流的領域の混在することが分かり、今後、乱流モデルを考える際の貴重な資料が得られた。4.上記の計測結果を用い乱動の輸送方程式の各項の大きさを算出するなど、3次元剥離渦を含む流場の性質が明らかとなった。5.ポテンシャル流面を用いた厚い境界層の解法に、自由表面の影響を考慮した方法を用いて船尾流場を推定したところ、安定した解が得られ、本方法の有効性が明らかとなった。

また、強い3次元剥離が発生する船型について計算し、抵抗値と船型の関係を調べた結果、3次元剥離の強さと抵抗の関係についての実験値をよく説明できた。接合部近傍に発達する3次元剥離渦内の乱流構造を知るために、以前行った平板境界層と翼端渦の干渉流場についてトリプルワイヤー型熱線流速計を用いて計測を行った。その結果以下のことが分かった。(1)翼端渦の中心近傍は翼の境界層を巻き込むための速度の低下が認められる。しかし、その領域は渦の影響を受けた領域全体に比べ無視できる。(2)縦渦により境界層の内側から外側に引き出された流体の乱れ強さは、それまでの乱れの性質を保存し、周囲の流体に比べると乱れ度も多少大きく、せん断応力成分もそれにつれて大きい。(3)縦渦により境界層の外側から内側に引き込まれた流体の乱れ強さは、境界走外端部周辺の流体と同程度である。しかし、せん断応力成分は極端に小さく、乱れの等方化が見られる。以上の結果より、3次元剥離を含む境界層の乱流モデルの一つとして提唱されているBoldwin-Lomax法に、縦渦の強さによる減衰係数を導入するモデルを考察した。この考え方は、回転流成分を持つ円管内流れのせん断応力が低下する性質も説明できる。次に、肥大船の船尾近傍の乱流場を計測した結果、以下の事柄が分かった。(4)水面近傍の乱流構造は、平板境界層的性質が強い流れ場である。(5)船尾伴流中心近傍の乱流構造は円柱後方の流れに近い乱れの強い流れ場である。(6)3次元剥離渦の外側部分では速度勾配の大きな領域ではレイノルズ応力が大きいなど、通常の境界層に近い流れ場である。(7)3次元剥離渦の内側部分でのレイノルズ応力は小さいが、速度勾配も小さいため実験的に渦動粘性係数を求めることは難しい。適当な関数近似等の手法が必要である。ポテンシャル流面を用いる厚い境界層の解法において、縦渦成分をより詳細に表現するために2次流れの表示法を改良した。その結果、(8)3次元剥離渦が強くなりすぎ、断面内の流れの連続性が保たれなくなった。現在改良中である。
1950年代アメリカ資本主義における景気循環と恐慌対策

第1に、景気循環過程にしたがい経済動向を分析した。1953年中頃からアメリカ経済は、戦後2回目の景気失速を経験したが、1955年ごろから、資本家の蓄積需要に支えられた本格的景気高揚期をむかえた。この時期の景気高揚は、政府の積極的金融財政対策に基づくものではなく、革新的技術の登場による新生産物の開発・新生産動力の発展によるものであり、アメリカ経済の全般的な活況をもたらした。1957年秋からひきおこされた景気の落ちこみは、従って、資本家の蓄積需要の減退によるものであり、総需要の落ちこみとともに全般的過剰生産へと発展した。かくて、アメリカ経済の中軸を占める独占企業は、労働者を解雇、生産高を低下させることで独占価格を維持せんとした。この時期生じた物価の下方硬直性は、この独占企業の行動様式と関連を有した。第2に、この景気循環過程にあわせてアメリカ政府の経済政策とりわけ財政・金融政策を分析した。1950年代アイゼンハウアー政権下の財政政策は、均衡主義を基調とするものであった。事実1956・57の両年度は、財政は黒字を示したのであり、金融政策も「ビルズ・オンリー」という自由市場優先の政策であった。しかし、1957年からの景気の急激な落ちこみは、金融当局の政策を転換させ、財政も拡大的なものへと変化した。翌年5月の急激なV字型の工業生産は、この経済政策の転換に負うところがおおきく、したがって、深部からの景気回復とはならず、1960年から61年にかけて景気は失速することになる。1961年ケネディ政権の登場、そしてポスト・ケインズ的財政・金融政策展開の経済的必然性は、まさしくその1950年代のアメリカ経済の展開過程そのものにあったというべきであろう。
「数と計算」領域の学習にスペシャル・ニーズのある子どもたちへの教育介入教材の開発

「数と計算」領域の学習にスペシャル・ニーズのある被験児(者)に教育介入を継続し,先行の介入事例で用いた教材の必要性,有効性,一般性を実証的に検証した。具体的には,先行事例の被験児(ダウン症児でIQ55以下)が約十年間の治療的教育介入の結果達成した数概念の獲得過程(3歳から5歳程度の数認識段階からお金が数えられる段階まで)を知的障がいのある被験者(IQ55以下)で検証した(約三年間の治療的な教育介入の結果)。具体的には,知的障がいのある子どもたちは,繰り返しの学習で百まで数唱することはできるようになっても,従って,例えば十円玉の数と一円玉の数を数えられても,その金額を同定できないという困難を抱えていると一般に言え,この場合,数を概念的に学習できていないと解釈されるわけであるが,その概念的に学習するという過程(数の学習を始める前提となる認識発達は身近なものの概念画が描けるようになること,および,教具「タイル」を用いた四段階の有意味学習による数概念の獲得と,「タイル」上で獲得した数の概念的操作の「お金」への転移という学習の展開)を検証した。継続の教育介入結果は,すべてデータベースに加える。そのデータベース・システムをサーバーを移し,改めて開設した(http://sup-math123right.org/)。また,数の学習への準備段階にある子ども,数の学習への導入段階にある子ども,五までの数の学習の段階にある子ども,十までの数の学習の学習の段階にある子ども,十以上の数の学習に進む段階にある子ども,十進法概念の学習段階を経て位取り記数法を理解する段階にある子どもを眼前にした教材例を作成した。これらも,データベース・システムに順次アップする。なお,教育先進国であるオランダでも,開発したデータベース・システムが主に特別支援学校や特別小学校で活用され得ることを視察し確信した。開発WEBデータベースシステムの改善を行った。このシステムは、WEB上にデータをアップし、譬えて言えば、WEBは「鏡」で、そこにデータが映っている。データベースのデータ本体は、通常、ネットからは切り離されている。システムをバックアップしておくだけでなく、データ本体の像がWEB上に公開されているシストムとした。これにより、不正アクセスによるデータの改ざんや削除等に強いWEBデータベースとして、教育関係者に開放できる。しかし、不正アクセスによる破壊的行為に強いシステムにしたため、システムは複雑化し、大量データのアップに課題があった。本年度は、この点を改善した。データベースの内容については、知的障がいのある被験者に治療的な教育介入を継続し、さらにデータを蓄積した。具体的には、十進法概念獲得の過程について、特にその習熟のステップについてデータで明らかにすることができた。現在、その教育介入を継続している。その蓄積したデータに基づく研究成果の公表・紹介は、教育雑誌『数学教室』(国土社)No.749777で「算数にスぺシュル・ニーズのある子どもたち」(1)(29)と題して行った(2014.42017.3)。特に、本研究で教育介入を継続している被験者については、(13)(29)で紹介し、2016年度は「十進法の導入前」から「十進位取り概念の学習達成」までの学習ステップを具体的なデータを挙げて示した。また、数学教育協議会第64回全国研究大会の「AMIサロン」のNo.8を担当し、「スペシャル・ニーズのある子どもたちから学ぶ多様化時代の算数・数学の授業づくり」と題して研究の成果を発表し、スペシャル・ニーズのある子どもたちへの教育介入から得られる示唆を一般化した。WEBシステムの改善は、計画通り進められた。治療的な教育介入によるデータの収集も計画通りに進められた。収集データのWEBデータベースへのアップは少し遅れている。また、教育介入で開発した教材の整理・テキスト化も少し遅れている。しかし、追加データの量は多くないので、計画期間での達成は計画通りである。基礎的な数学学習(Basic Mathematics or Numeracy)である「数と計算」領域の学習にスペシャル・ニーズ(学習困難)がある児童・生徒について、教育介入教材の適切さ(必要性・有効性・一般性)を検証するために、知的障がいのある成人(小学生の時から教育介入を続けてきた被験者を含む)に対して、治療的な(高等部を卒業しているので既習のはずであるが未達成、あるいは、その前の段階でつまずいている学習課題課題に対して)教育介入を継続した。学習困難の要因が発達障がいか知的障がいかによって、「数と計算」領域の学習における困難の内容は大きく異なる。知的障がいがある場合、百までの数唱や読み書きを覚えても、それが十進位取り記数法を理解することにはならない。十円玉が3個と一円玉が4個あることが確認できても「さんじゅうよん」円を同定できるとは限らないし、さらには「34」円を同定できるとは限らない。この学習困難を克服する学習の過程を教育「教材」で確認した。その上で、さらなる学習課題(数の大小関係)に対して教育介入を継続している。知的障がいのある児童・生徒の十進位取り記数法の概念的な理解を内容とする学習達成の可能性と、その学習過程となる教材の臨床的な開発は、算数・数学の教育において、スペシャル・ニーズのある児童・生徒に限らず、すべての児童・生徒の学びの全てにわたって、様々な示唆を与える。その一端は、数学教育協議会第65回全国研究大会(2017年8月)の記念講演で紹介した。

また、開発した「教材」の整理ょ進めるとともに、知的障が等が要因として疑われる児童・生徒への教育介入として研究成果を広く還元することに着手した。教育介入によるデータの収集や作成したデータベースシステムの64ビット対応化・デバック等などは進めた。しかし、様々な学校教育の脈絡において、研究成果を活用するために、先進的な教育環境にある学校教育(Yena Plan Schoolsなど)の課題を確認するための調査を予定していたが、積み残した。また、開発「教材」を電子化し、広く利用してもらえるように整理する作業も遅れている。以上の作業の積み残し・遅れは、学部運営に係る校務のため十分なエホートをかけられなかったことによる。次年度は、その校務から離れ、十分なエホートをかけることができるので、計画期間に予定の作業を終えることは可能である。「数と計算」領域の学習にスペシャル・ニーズのある被験児(者)に教育介入を継続し,先行の介入事例で用いた教材の必要性,有効性,一般性を実証的に検証した。具体的には,先行事例の被験児(ダウン症児でIQ55以下)が約十年間の治療的教育介入の結果達成した数概念の獲得過程(3歳から5歳程度の数認識段階からお金が数えられる段階まで)を知的障がいのある被験者(IQ55以下)で検証した(約三年間の治療的な教育介入の結果)。具体的には,知的障がいのある子どもたちは,繰り返しの学習で百まで数唱することはできるようになっても,従って,例えば十円玉の数と一円玉の数を数えられても,その金額を同定できないという困難を抱えていると一般に言え,この場合,数を概念的に学習できていないと解釈されるわけであるが,その概念的に学習するという過程(数の学習を始める前提となる認識発達は身近なものの概念画が描けるようになること,および,教具「タイル」を用いた四段階の有意味学習による数概念の獲得と,「タイル」上で獲得した数の概念的操作の「お金」への転移という学習の展開)を検証した。継続の教育介入結果は,すべてデータベースに加える。そのデータベース・システムをサーバーを移し,改めて開設した(http://sup-math123right.org/)。また,数の学習への準備段階にある子ども,数の学習への導入段階にある子ども,五までの数の学習の段階にある子ども,十までの数の学習の学習の段階にある子ども,十以上の数の学習に進む段階にある子ども,十進法概念の学習段階を経て位取り記数法を理解する段階にある子どもを眼前にした教材例を作成した。これらも,データベース・システムに順次アップする。なお,教育先進国であるオランダでも,開発したデータベース・システムが主に特別支援学校や特別小学校で活用され得ることを視察し確信した。開発教材のテキスト化には、使い勝手の良いソフト(ツール)が必要である。それを試用版などで試しているところである。次年度は、この作業を終え、開発教材の本格的なテキスト化に作業を進める。また、開発教材の活用を進めるために、教育現場調査も進める。なお、WEBシステムの改善と治療的な教育介入も継続し、さらに充実したデータベースにする。計画では、次年度、最終年度して、研究の成果を振り返り、補足し、まとめることを主としていた。具体的には、今年度の積み残し分を含めて、以下の作業課題を掲げて取り組む。
イオン液体をカプセル化した自立型感温性高分子微粒子材料の開発

本研究は,近年,注目されている"イオン液体"(IL)を用いた新たな高分子微粒子の高機能化,精密設計法の確立を目指すものであり,ILを機能性物質として高分子微粒子と複合化した自立型感温性高分子微粒子の合成に挑戦する。初年度の知見を踏まえ,本年度はIL中で低温溶解-高温析出の下限臨界溶液温度(LCST)型相挙動を示すポリベンジルメタクリレート(PBzMA)をシェルとする,ILを含有したカプセル粒子の合成を試み,膨潤媒体中でなくとも中空部がILのリザーバとなることでシェルが低温膨潤-高温収縮し,粒子単体で可逆な体積変化を示す自立型感温性カプセル粒子の創製を試みた。PBzMAのIL中でのLCSTは220°Cと比較的高温であるが,ILと親和性の低いスチレンを共重合することにより,水媒体不均一系での観察が可能な100°C以下にLCSTを低下させた共重合系にて,重合処方の検討を行い,カプセル粒子の作製を行った。シェル層は不完全ではあるもののILを含有した粒子が得られた。それら粒子は膨潤溶媒であるILに再分散させること無く,水媒体中で温度に応答した体積変化を示し,繰り返し温度を変化させたところ可逆に粒子径を変化することが観察された。しかしながら,ILの漏れだしや強度不足が懸念されたため,さらなる重合系の検討を行った。ポリマーの種類や重合粒子中の粘度制御など詳細に検討を進めたところ,PBzMA誘導体であるポリフェニルエチルメタクリレートを用いた系において,より欠陥の少ないシェルを有するILを含有した粒子が得られ,さらに,水媒体中でより速く温度に応答して可逆に体積変化を示すことが観察された。具体的には,まずはILをカプセル化した高分子微粒子の合成を検討し,さらにIL感温性高分子を複合化させることにより,分散状態ではなく,乾燥状態においても自立的に温度変化により体積相転移を示すことの出来る新規微粒子材料の合成を試みる。本年度は,神戸大学の大久保らにより提案されたカプセル化(SaPSeP)法を応用して,ILを高分子シェルで内包することにより,微粒子形態でのILの固体化を検討した。カプセル化の機構を踏まえ,適当なILと相分離促進剤の利用,シェル壁構成ポリマーの選択を行うことにより,カプセル粒子が合成できる条件を明らかにした。また,カプセル化を行うことができても,ILとシェル壁構成ポリマーの組み合わせによっては,ILの染み出しが懸念された。例えば疎水性ILの場合,高架橋密度を有するシェルポリマーに対してその親和性が高く,ILの固体化において保持性を高めるためには,シェルポリマーとIL間の親和性を低下させる必要があった。そこで,ILと比較的親和性が低いと考えられる成分を共重合させたシェル壁を作成したところ,水洗浄後においてもILの抜け出しは観察されず,蛍光観察などにより単中空型のカプセル粒子が得られていることを確認した。また,乾燥させたカプセル粒子の安息角の値は流動性の高いカプセル粒子であることからもILの染み出しが抑制されていることを示していた。以上の様に,ILをカプセル化するに当たり,用いるイオン種やシェルポリマーの選択等カプセル粒子が合成できる条件を明らかにした。
褐色脂肪組織における熱産生抑制につながる自律神経ネットワーク

マウスの肝臓選択的にグルコキナーゼを過剰発現させたところ、褐色脂肪組織(BAT)熱産生が抑制されるとともに、安静時の心拍数低下を認めた。このマウスでは、BAT交感神経や心臓交感神経の活性制御に重要な神経核である延髄吻側縫線核の神経活性低下を認めた。この結果は、肝糖代謝の変化がBAT熱産生および心拍を制御することを示すものであり、その共通の機序として延髄吻側縫線核の活性低下の関与が考えられた。以上より、肝臓と心臓との新たな臓器間神経ネットワーク機構を見出すことができた。本研究の目的は、研究代表者が見出した新規臓器間ネットワーク機構(自律神経系を介した肝臓と褐色脂肪組織との連関, Cell metab. 2012)の詳細な分子機構や中枢内での神経回路を明らかにし、また褐色脂肪組織以外の自律神経支配下の諸臓器への影響を検討することである。1.肝臓における代謝変化の解析アデノウイルス遺伝子発現システムを用いてマウスの肝臓選択的に急性に肝糖代謝の律速酵素グルコキナーゼを過剰発現させたところ、その発現量に依存して肝グリコーゲンおよび中性脂肪含量が増加した。マイクロアレイを用いた遺伝子発現解析ではグリコーゲン合成および脂肪合成に関与する酵素の遺伝子の発現上昇が確認された。今後はメタボローム解析技術等の網羅的解析技術を用いた検討をすすめ、肝臓における代謝変化が求心性の迷走神経活動を変化させる詳細な分子機構を検討していく予定である。2.自律神経支配下の諸臓器の解析非観血式血圧測定機を用いて、肝臓においてグルコキナーゼを過剰発現させたマウスの心拍数・血圧測定を行ったところ、心拍数の低下を認めた。このマウスでは心拍数調節において重要な神経核である延髄吻側縫線核の活性低下を認めた。これらの結果は、肝糖代謝の変化が心臓自律神経の活動を制御することを示すものであり、この機構がメタボリックシンドロームの病態に関与する可能性が示唆された。一方、内蔵脂肪組織での脂肪分解・合成に関わる遺伝子の発現に変化は認められなかった。組み換えアデノウイルスによる遺伝子導入法を用いてマウスの肝臓選択的に解糖系の律速酵素であるグルコキナーゼを過剰発現させたところ、解糖系、グリコーゲン合成および脂肪酸合成に関わる酵素群の遺伝子発現が増加し、肝グリコーゲンおよび中性脂肪含量が増加した。このマウスでは、肩甲骨間に存在する褐色脂肪組織(BAT)における熱産生抑制、安静時の心拍数低下および内蔵脂肪重量の増加を認めた。さらにこのマウスでは、BAT交感神経や心臓交感神経の活性制御に重要な役割を果たす延髄吻側縫線核における神経活性の低下を認めた。この結果は、肝糖代謝の変化がBAT熱産生および心臓交感神経の活性を制御することを示すものであり、その共通の機序として延髄吻側縫線核の活性低下の関与が明らかになった。以上より、肝臓と褐色脂肪組織との臓器連関に加えて、肝臓と心臓との新たな臓器間神経ネットワーク機構を見出すことができた(期間全体)。DNAマイクロアレイを用いた肝臓の遺伝子発現解析では、グルコキナーゼを過剰発現させたマウスにおいて、解糖系、グリコーゲン合成および脂肪酸合成に関わる酵素群の発現上昇を含めて有意な発現変化を示した遺伝子が相当数認められた。現在、有意な発現変化を示した遺伝子群の中から、肝臓・褐色脂肪組織の連関経路を刺激する候補分子のスクリーニングを継続中であり、得られた候補分子をアデノウイルス遺伝子導入法により肝臓選択的に発現させたのち、褐色脂肪組織を含め自律神経支配下にある諸臓器の解析を行っている(平成26年度)。医歯薬学肝グルコキナーゼの発現上昇が生じると、グリコーゲン合成および脂肪合成に関与する酵素の遺伝子の発現上昇し、肝グリコーゲンおよび中性脂肪含量が増加することが確認された。また、肝グルコキナーゼの上昇にともない肝糖代謝に変化が生じると、延髄吻側縫線核の活性低下、心拍数が低下が生じることから、肝臓と心臓とが連関するという新たな臓器間ネットワーク機構を見出すことができた。今後はメタボローム解析技術を用いた肝臓代謝物の変化の網羅的解析や、迷走神経節(肝臓と延髄孤束核をつなぐ神経経路上に存在する)における遺伝子発現変化を網羅的に解析を行う予定である。これらの結果から、肝臓における代謝変化が求心性の迷走神経活動を変化させる分子機構を検討していく予定である。また、レーザーマイクロダイセクション法を用いて脳幹部や視床下部を構成する神経諸核を核特異的に採取したのち、神経伝達物質や受容体等の発現変化を定量PCRにて解析する。どの分子がどの脳部位で変化しているかを解析することで、肝臓と褐色脂肪組織との連関における中枢内の神経経路を明らかにしたい。