hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
学習者レスポンスの分析による思考過程の変容の解明と授業改善

本研究は、大学の授業改善に対して、授業において直接学習者に感想文やイメージ図を描かせ、これを学習者レスポンスとして分析することにより、授業を改善する研究を行ったものである。大学の授業改善は重要な課題であるが、特に私立大学においてはその経営基盤をなす教育方法の改善は極めて重要な課題であり、多くの学生の興味や意欲を引き出しながらかつ一定の水準を確保するという厳しい状況にある。そして授業改善は、方法論の問題だけでなく、カリキュラム構成の仕方や教員資質の養成(Faculty Development)の問題でもある。本研究は、日本の女子大学の授業を対象に、学習者に感想文やイメージ図を描かせ、これを学習者レスポンスとして分析することにより授業改善を行うことを目的とした。このため、携帯メールによって学習者レスポンスを収集するシステムを開発し、成績上位と下位を比較した結果、知識は下位に考察は上位に多く、統計的に有意な差があることを示し、知識を与えるだけでは授業改善として十分でないことを明らかにした。また、学習意識のアンケート調査を実施して因子分析を行い、学習者の意識に「興味・関心」「意欲・行動」「知識・理解」「考察・洞察」の因子が存在することを示し、これによって様々な手法で得られた4つのカテゴリが、総括的に4因子として抽出され、授業を規定する因子構造として同定されることを示した。その上で意欲と考察は成績との問に強い相関があることを示した。そして意欲と考察を向上させるために、学生に共同作業と相互評価を行わせる授業方法を提案し、実践的な研究を行い、共岡作業と相互評価に効果があることを明らかにした。同時に小中学生の意欲と考察が有効であることを示した。また感想文分析の自動化のための基礎的な検討を行い、形態素レベルでは成績間に差を認めないが、上位者の文章は授業内容を再構成していることを示した。本研究の第一の目的は、学習者の自由な記述による学習者レスポンスから、学習者の思考過程の変容を明らかにすることである。第二の目的は、その抽出されたキーワードが授業改善に有効であることを実証することである。研究代表者の塚本は研究全体を総括し、主として学習者レスポンスの文章解析の研究とその授業改善への適用を推進した。研究分担者の赤堀は主として初等中等教育への適用を検討した。そこで携帯電話による学習者の感想メールを収集し、学習者レスポンス分析を試みた。しかしながら十分雑音を除去できていないので、教示を変化させた場合の効果を検討している。具体的には、研究は次のように進められた。(ア)学習者レスポンスのキーワードの出現頻度分布を測定した。しかし先述したように雑音を十分には除去できていない段階である。(イ)したがって現在は教示との関係を研究中の段階である。これが進み次第成績や授業内容とキーワードの相関分析を行う予定である。(ウ)その上でその相関関係から授業改善に有効な重要キーワードの候補を抽出し、(エ)来年度は授業改善の評価を行う計画である。平行して初等中等教育への適用を研究する。(オ)これらデータ処理には、株式会社ジャストシステムのテキストマイニングシステムCBMIを利用し、実際に授業で収集した携帯メール文の文章を分析し学習者レスポンスとして重要であるか否かについて、実証研究を行っている。平成17年度には、授業改善の実証実験を行う予定である。以上については学会論文誌に投稿発表を行い研究機関において口頭発表を実施した。また初等中等教育についても実証実験を実施し学会発表を行った。

本研究の目的は,学習者の自由な記述による授業感想文や図(本研究では学習者レスポンスという)を分析することによって学習者の思考過程の変容を明らかにし,授業改善を行うための手がかりを得ることにある。平成17年度は,本研究の中核をなす期間であり,研究代表者の塚本は研究全体を総括し、主として学習者レスポンスの分析の研究をおこなった。また研究分担者の赤堀は初等中等教育への適用を検討した。塚本らは大学の情報企画(認知科学系)の授業において,学習者の理解因子に,興味,意欲,知識,考察の4つがあることを明らかにし,成績上位群は意欲と考察に関係するレスポンスが成績下位群より多いことを示した。また文章以外の学習者レスポンスとして描画分析の研究を行い,情報科学の授業において学習者にコンピュータのイメージ図を描かせ授業進行に伴う変化を研究した。その結果,成績上位群は学習者のもつイメージが安定していることを明らかにした。以上の成果は,授業における学習者の思考の変化を診るために重要な知見であると考え,学会誌に投稿しそれぞれ採録された。また学会口頭発表を行うほか高等教育におけるFDや授業改善に貢献するため,内容を解説した書籍を著した。またこのほか中学校を中心に実際に学校現揚を訪問し教師研修の場を通して授業改善について指導助言を行った。以上の方略を普及させるため,授業感想文のデータ処理を株式会社ジャストシステムと共同研究し,授業改善のためのテキストマイニングシステムTrustia(商品名)を開発した。平成18年度はこれを用いた授業改善の実証実験を行う予定である。また初等中等教育についても実証実験を実施し学会発表を行う計画である。本研究は、大学の授業改善を目的として、授業において学習者に感想文やイメージ図を描かせ、これを学習者レスポンスとして分析することにより、授業改善の方略を研究したものである。大学の授業改善は重要な課題であり、特に私立大学においてはその経営基盤をなす教育方法の改善は極めて重要な課題である。多くの学生の興味や意欲を引き出しながら、かつ一定の水準を確保するという厳しい問題解決を迫られている。そして授業改善は、方法論の問題だけでなく、カリキュラム構成の仕方や教員資質の養成(Faculty Development)の問題でもある。本研究は、日本の女子大学の授業を対象にして、学習者レスポンスを分析することにより授業改善を行うことを目的としている。その為、携帯メールによって学習者レスポンスを収集するシステムを開発し、成績上位と下位を比較した結果、知識カテゴリが下位に多く、考察カテゴリが上位に多いことが、統計的な有意差をもってわかった。したがって、知識を与えるだけでは授業改善として十分でないことを明らかにした。また、学習意識のアンケート調査を実施して因子分析を行った結果、学習者の意識に「興味・関心」「意欲・行動」「知識・理解」「考察・洞察」の因子が存在することがわかり、これにより様々な手法で得た本研究の知見である学習者レスポンスの4つのカテゴリが、総括的に4因子として抽出され、授業を規定する因子構造として同定された。また学習者レスポンスと成績の関係を分析した結果、意欲と考察は成績との間に強い相関があることがわかった。すなわち、意欲と考察を向上させることが、授業改善として有効であることが本研究の知見として示された。
牛白血病清浄化ガイドライン構築のための実証研究

牛白血病ウイルス(BLV)は、日本を含む多くの国で高い陽性率が報告されている。本研究では、牛白血病清浄化ガイドラインの構築を目的としてBLV感染牛における種々の伝播リスクについて解析を行った。その結果、リンパ球増多症を呈するウシ、ウイルス量が多いウシおよび発症牛が水平感染源になっていることを確認した。さらに感染ウイルス量が多い妊娠牛から帝王切開術により子牛を摘出し、子牛のへの直接的な垂直感染を証明した。本成果は、ウイルス量が高い母牛からの産子の感染検査は、清浄化対策において極めて重要となり、陽性牛から陽性牛が生まれると農場での清浄化は極めて難しく、子牛への感染防御は重要であることを示した。平成26年度、北海道大学大学院獣医学研究科は、52件3055頭の牛白血病ウイルス感染診断を行い、陽性率は9.7%であった。検査結果はモデル農場などにおいて新規導入牛の決定、着地検査、感染牛の分離飼育、優先淘汰および感染牛産出の子牛の早期感染検査などに活用した。一方、近年若齢での牛白血病の発生が増加していることから、若齢型白血病がBLVに起因するものか、フローサイトメトリー法による迅速診断により野外発症例15頭を解析した。解析したすべての牛にBLV感染が確認された。15頭中5頭は、地方病型の特徴とされるCD5陽性B細胞の腫瘍細胞によって構成され、ウイルス量も多かったが、他のウシはCD5陰性B細胞やT細胞との混合型でBLVとの因果関係は不明であった。CD5陽性B細胞によって腫瘍が構成されていた1頭は、4ヶ月齢であったことから、母牛の解析を進めた。母牛からもBLVが検出され、母子のBLVの遺伝型は完全に一致した。しかし、BLVの感染は認められたが、無症状で発症してないうえ、リンパ球増加やウイルス量の増加も認められず、本症例との因果関係は不明であった。モデルA農場において、BLV感染が生産性や産子に及ぼす影響を評価した。これまでの原因究明により、駆虫対策強化やパスチャライザーによる哺乳殺菌を行うことで新規陽転を防ぐことに成功した。しかし、プロウイルス量が多くリンパ球増多症を呈する母牛からの産子は、高率に垂直感染が認められた。過去の履歴を検索した結果、これらのリンパ球増多症母牛の母牛は、すべてBLVに感染していた。また、同農場に存在したリンパ球増多症牛は高率で死亡廃用になっていることが明らかとなった。1平成27年度は、98件3,205頭の牛白血病ウイルス感染(BLV)診断を行い、新規導入牛の決定、着地検査、感染牛の分離飼育、優先淘汰および感染牛産子の早期感染診断などに活用した。7モデル牧場中、A牧場においては、黒毛和種249頭中96頭が感染していた(陽性率38.5%)。感染牛24頭は、極めてウイルス量が高く、発症リスクが高いことが判明し、生産性を考慮した淘汰更新を進めた。2BLV感染が生産性に影響を与えるかは不明である。そこで、病態別に免疫学的解析を行った。その結果、病態が進んだ持続性リンパ球増多症を呈するウシは、制御性T細胞数が増加しTGF-βを産生していた。TGF-β産生制御性T細胞数は、リンパ球数およびプロウイルス量と正の相関を示した。TGF-βはCD4+T細胞からの抗ウイルスサイトカイン産生およびNK細胞の細胞傷害活性を著しく低下させた。このことから、BLV感染は制御性T細胞を介した細胞性免疫の抑制によって牛白血病の病態進行のみならず日和見感染症への感受性も高めることで生産性に影響を及ぼしている可能性が示唆された。3近年、若齢での牛白血病の発生が増加していることから、若齢型白血病がBLVに起因するものか、フローサイトメトリー法による解析を行った。腫瘍発症例12症例中11症例がBLVに感染していたが、3症例は散発型、6症例が地方病型と診断された(2症例は不明)。地方病型のうち1症例は、黒毛和種の7ヶ月齢で、末梢リンパ球数が322,800/μl、97.9%がgp51分子を発現するCD5+IgM+細胞で構成されていた。腫瘍部もCD5+IgM+細胞で構成されておりプロウイルス量も高かった。母牛からもBLVが検出されたが、リンパ球増多を呈していたが発症しておらず本症例との因果関係は不明であった。今年度も引き続きモデル農場で牛白血病ウイルス感染診断を実施した。さらに陽性牛と陰性牛の分離飼育や各種対策を行い、陰性牛の陽転率をモニターすることでウイルス伝播のリスク解析を行った。モデル農場ではパスチャライザーによる哺乳殺菌の有効性は再現性が得られた。一方、モデル農場では、夏に陽転例が多く、冬は少なかったことから昆虫類による水平感染が示唆された。これまでにも昆虫類による水平感染が多く認められているため、防虫対策を行った結果、陽転率を抑えることに成功した。現在、防虫ネットを使った対策も実施中である。引き続き預託放牧後の着地検査を行った結果、新規感染が認められ預託放牧等時の混合飼育による感染伝播リスクが高いことが改めて確認された。

1.平成28年度は、84件3, 545頭の牛白血病ウイルス感染(BLV)診断を行い、新規導入牛の決定、着地検査、感染牛の分離飼育、優先淘汰および感染牛産子の早期感染診断などに活用した。モデル牧場のうち、陰性牛の陽転が高率で認められたA牧場について原因調査を行った。その結果、人為的感染が原因であることが明らかとなり今後の予防対策の徹底を図った。さらに同農場の陽性牛224頭のウイルス量の定量解析を行った結果、垂直感染ならびに水平感染リスクが極めて高いハイリスク牛が、80頭(35.7%)、準ハイリスク牛が55頭(24.6%)であり、高い陽転率はハイリスク牛からの感染であることが示唆された。現在、非感染牛との分離飼育を行う一方、ウイルス量別に感染牛の生産性への影響の評価(乳量、疾病罹患率など)や陽性牛からの産子への垂直感染診断を実施している(継続中)。一方で、飼育形態が類似するハイリスク牛がいないB牧場1,307頭の陽転率を評価した結果、年間陽転発生率は2.5%(育成期で3.3頭/100頭/年、成牛で1.2頭/100頭/年)と極めて低く、ハイリスク牛のコントロールの重要さが改めて確認された。2.近年、若齢での牛白血病の発生が増加していることから、若齢型白血病がBLVに起因するものか、今年度も解析を行った。検体のゲノムDNAを用いて、プロウイルス量の定量、B細胞のクローナリティの評価を行った。腫瘍牛50頭、176検体を解析た結果、ウシのB細胞腫瘍にはClassic EBL (cEBL)、Polyclonal EBL (pEBL)、B-cell-type SBL (B-SBL)の3つの種類があることが明らかとなった(継続解析中)。3. Direct PCR法を用いた全血からの牛白血病ウイルス迅速簡易診断法を樹立し、大量検体におけるスクリーニングに有効であることを報告した。今年度も引き続きモデル農場で牛白血病ウイルス感染診断を実施した。さらに陽性牛と陰性牛の分離飼育や各種対策を行い、陰性牛の陽転率をモニターすることでウイルス伝播のリスク解析も行った。モデル農場ではパスチャライザーによる哺乳殺菌の伝播阻止の有効性は再現性が得られた。ハイリスク牛が存在しないモデル農場では陽転率が極めて低かった一方、ウイルス量が多いハイリスク牛が存在するモデル農場では、陽転率が極めて高かった。これまでの実証試験よりハイリスク牛は垂直感染率が高い。また夏に陽転例が多く、冬は少なかったことから昆虫類によるハイリスク牛からの水平感染が示唆されており、防虫対策も改めて重要であることが示された。1平成29年度は、109件4,991頭の牛白血病ウイルス感染(BLV)診断を行い陽性頭数は1,462頭、陽性率は30.3%だった。診断結果は今年度も新規導入牛の決定、着地検査、感染牛の分離飼育、優先淘汰および感染牛産子の早期感染診断などに活用した。2BLVの感染経路は水平感染ならびに垂直感染である。このうち垂直感染には、ウイルス感染牛の母体内で子牛への感染が成立する子宮内感染、娩出過程で感染する産道感染、出生後、乳汁を介して感染する乳汁(経乳)感染があるが、直接的な子宮内感染を証明した報告はなかった。そこで、平成29年度はウイルス保有量が多い妊娠牛より帝王切開術によって子牛を取り出し、牛白血病ウイルス感染の有無を検証した。持続性リンパ球増多症を呈する妊娠牛および牛白血病を発症した妊娠牛の2頭から帝王切開術により子牛を摘出し、臍帯血、胎盤血、羊水及び子牛の血液からDNAを抽出しNested PCR法によって牛白血病ウイルスの検出を行った。その結果、臍帯血、胎盤血、子牛血液より牛白血病ウイルスが検出された。
小児、若年者におけるインスリン抵抗性と肥満・メタボリック症候群との関連の検討

新潟県津南町(人口約12000人)における中学3年生におけるインスリン抵抗性(IR)と肥満(OB)の関連について検討した。平成21-22年度の健診参加者157人(男/女:86/71,参加率100%)を対象に,空腹時インスリン値(IRI)・血糖値を測定しHOMA-R指数(2.5以上をIR)を求め,BMI(男児22.96;女児23.66以上をOB)との関連を検討した。IRは男児/女児の10.6/16.9%,OBは9.4%/9.9%,IR+OBは3.5%/4.2%に認めた。IR、OBと診断される児童の頻度は約10%であったが、IRとOBの診断は必ずしも一致しなかった。本研究では、日本の代表的な米作地域である新潟県中魚沼郡津南町において、小学4年生中学3年生の全生徒のうち同意の得られた生徒と、若年者における住民健診受診者で同意を得られた症例を対象に、空腹時血糖値とインスリン値を測定してインスリン抵抗性を評価し、(1)肥満ならびにインスリン抵抗性の頻度を明らかにすること、生活運動強度の指標として児童の歩数を明らかにすること、各種検査項目と運動強度との関連を明らかにすること(2)その病態と危険因子を検討すること、(3)小児におけるメタボリック症候群の定義について考察すること、(4)有効な肥満発症に対する介入方法を検討することを目的とする。本研究では、日本の代表的な米作地域である新潟県中魚沼郡津南町において、小学4年生中学3年生のうち同意の得られた生徒ならびに、若年者における住民健診受診者で同意を得られた症例を対象に、空腹時血糖値とインスリン値を測定してインスリン抵抗性を評価し、(1)肥満ならびにインスリン抵抗性の頻度を明らかにすること、(2)その病態と危険因子を検討すること、(3)小児におけるメタボリック症候群の定義について考察すること、(4)有効な肥満発症に対する介入方法を検討することを目的とした研究である。平成19年度は、小学4-6年生289名において血清脂質のみ、中学1-3年生272名に関しては血清脂質と血圧を測定した。我が国の、小児メタボリックシンドロームの診断基準である、中性脂肪120mg/dl以上を満たす症例の割合は、小学生男児25%、女児33%、中学生男児17%、女児24%であった。HDLコレステロール40mg/dl未満を満たす症例の割合は、小学生男児1.4%、女児2.8%、中学生男児2.0%、女児0%と極めて低値であった。血圧に関しては、収縮期血圧125mmHg以上を満たす症例の割合は、中学生男児20%、女児15%であった。中学生において、中性脂肪高値、HDLコレステロール低値、血圧高値の3項目すべてを満たす割合は、男児1.3%、女児0%、2項目を満たす割合は、男児2.0%、女児2.5%であった。さらに、運動習慣とこれらの値の関係を見るため、歩数計を用いて運動強度の把握を試みている。平成20年度は、血糖値、HbAlc値を測定し、血糖関連指標についても検討する予定である。本研究では、日本の代表的な米作地域である新潟県中魚沼郡津南町において、小学4年生中学3年生の全生徒と、若年者における住民健診受診者を対象に、生活習慣病を主眼においた疫学調査を行った。平成20年度における本研究では、津南町在住の小学4年生中学3年生の生徒のうち同意を得られた児童を対象に、(1)肥満ならびに耐糖能異常の頻度を明らかにすること、生活運動強度の指標として児童の歩数を明らかにすること(2)その両者の関係を検討することを目的として調査を行った。平成20年度の健診受診者で同意を得られたのは、小学4-6年生283名、中学1-3年生232名である。成人の肥満のカットオフ値であるBMI25超の小児は小学生で10名(3.2%)、中学生で8名(3.4%)存在した。随時血糖値140mg/dl以上は小学生で11名(3.9%)、中学生で5名(2.2%)存在し、HbAlc値5.3%以上は小学生で32名(11.3%)、中学生で19名(8.2%)も存在したが、5.6%以上は一人も存在しなかった。小学生のみで検討した、平均的な学校生活における歩数の平均は1日13489歩でありそのSDは5014であった。しかし、男児の平均15773歩にくらべ、女児の平均は10974歩と有意に少なかった(p<0.001)。

歩数はBMI,随時血糖、HbAlcとは全く有意な相関関係を認めなかったが、HDLとのみ有意な正の相関関係を認めた(r=0.128,p=0.023)。本研究では、日本の代表的な米作地域である新潟県中魚沼郡津南町(人口約12000人)において、中学3年生における住民健診受診者を対象に、学童におけるインスリン抵抗性と肥満の関連について疫学調査を行った。平成21年度における本研究では、津南町在住の平成21年度の中学3年生の健診参加者87人(男/女:39/48,参加率100%)を対象に,空腹時インスリン値(IRI)・血糖値を測定しHOMA-R指数(2.5以上をIR)を求め,肥満度(120%以上をOB)との関連を検討した。その結果、空腹時血糖値,IRI,HOMA-R指数,肥満度の中央値は,男/女それぞれ86/92mg/dl,6.9/5.8μIU/mL,1.4/1.3,1.4/-1.5%であった。IRは男児/女児の12.8/10,8%,OBは8.5%/13.5%,IR+OBは2.7/2.1%に認めた。HOMA-R指数と肥満度間の相関は,女児でのみr=0.43(p=0.003)と有意であった。地域住民の中学3年生ほぼ全員を対象とした調査において、インスリン抵抗性ならびに肥満を有する児童の頻度は男児、女児の約10%前後であった。しかし、肥満と診断されることと、インスリン抵抗性有りと診断されることは、必ずしも一致していなかった。全児童を対象にした解析を行うと、女児においてのみ肥満度の増加とインスリン抵抗性の増加が有意に関連していた。今後、インスリン抵抗性有りとされた児童を長期にわたり追跡し、糖尿病の発症と関連するか否か検討したい。平成22年度における本研究では、津南町在住の平成21-22年度の中学3年生の健診参加者157人(男児:86人、女児:71人,参加率100%)を対象に,空腹時インスリン値(IRI)・血糖値を測定しHOMA-R指数(2.5以上をIR)を求め,肥満度(120%以上をOB)との関連を検討した。その結果、空腹時血糖値,IRI, HOMA-R指数,肥満度中央値(25-75%値)は、男児ではそれぞれ89(85-93)mg/dl,5.8(5.4-8.2)μIU/mL、19.3(18.2-20.9)、および-4.2(-8.5-1.9)%で、女児ではそれぞれ87(83-90)mg/dl、6.1(5.8-6.6)μIU/mL、1.4(1.2-2.0)、および20.4(19.0-22.1)%であった。男女間で比較すると、インスリン値、HOMA、BMIが女性で有意に高値であった(p=0.006,P<0.001,P=0.007)。IRは男児/女児の10.6%/16.9%,OBは9.4%/9.9%,IR+OBは3.5%/4.2%に認めた。HOMA-R指数と肥満度間の相関は,男児でのみr=0.272(p=0.O12)と有意であった。全児童を対象にした解析を行うと、男児においてのみBMIの増加とインスリン抵抗性の増加が有意に関連していた。今後、インスリン抵抗性有りとされた児童を長期にわたり追跡し、生活習慣病の発症と関連するか否か検討したい。
単核貪食細胞群の分化機構に関する研究

細胞分化においては転写因子による遺伝子発現制御が重要である。本研究では転写因子IRF8に注目して、免疫調節に重要な単球や樹状細胞(単核貪食細胞系)の初期分化機構を解析した。その結果、IRF8が単核貪食細胞系前駆細胞で急激に発現を高め他の転写因子と相互作用し、単球や樹状細胞への分化を促進する一方で他系譜への分化を阻害することや、IRF8が分化誘導する際はエンハンサーと呼ばれるゲノム領域を形成し様々な遺伝子の転写を活性化することがわかった。また、IRF8は慢性骨髄性白血病(CML)のがん遺伝子BCR-ABLによる樹状細胞の分化抑制を解除できることを見出し、CMLの新たな治療法の可能性を示した。単球・マクロファージ(Mo/Mφ)や樹状細胞(DC)はいずれも,単核食食細胞群に共通の前駆細胞であるMφ-DC precursors (MDP)から分化するが,MDPの運命を制御する転写因子は未だ知られていない。本研究者は転写因子IRF8がMo/MφとDC両方の分化に必要な一方,好中球の分化を抑制することを示してきた。しかしIRF8がどのような機序でこれら複数の細胞種の分化を制御するのかは不明である。本課題では我々の予備実験結果(IRF8がMDPで初めて発現し作用する)に基づき,IRF8の機能解析を通じて単核食食細胞系の初期分化機構を理解することを目的としている。本年度はまずIRF8がMDPからMo、中でも特に炎症性Moへの分化に必須であることを見出した。さらにその分子機構をゲノム規模で理解するために、我々独自のIRF8依存性in vitroMo分化系を用いてマイクロアレイによる遺伝子発現プロファイリングとIRF8やピストン修飾の全ゲノムクロマチン免疫沈降シーケンス(ChIP-seq)を行なった。その結果IRF8は転写開始点から遠位に結合してエンハンサーを創出し、Mo関連遺伝子の発現を誘導することが明らかとなった。さらにIRF8が別の転写因子KLF4の発現を誘導することが必須であることも明らかにした。その他、IRF8がMDPでその発現を急激に高めることや、IRF8による好中球分化抑制とその機序、IRF8が如何にして分化方向をDC・Moのうちどちらかに決定するのかの機序など、いくつかの新知見を得ている。単球・マクロファージ(Mo/Mφ)や樹状細胞(DC)はいずれも、単核貪食細胞群に共通の前駆細胞であるMφ-DC precursors (MDP)から分化する。本課題では、転写因子IRF8の機能解析を通じて単核貪食細胞系の初期分化機構を理解する。なお,IRF8欠損マウスは慢性骨髄性白血病(CML)様の病態を呈し、ヒトCMLではIRF8の発現が消失していることから、本研究は、ひいてはCML病態の新しい理解や治療法開発に繋がると期待される。H25年度までの成果のうち主なものを記す。(1)IRF8はCMLにおいてBCR-ABLに打ち勝ってDC分化を救済する:CMLモデルマウスを用いて、BCR-ABLがIRF8発現抑制によってDC分化を阻害していること、その分化阻害はIRF8の遺伝子導入によって回復すること、さらには分化が回復したDCは、通常のDCにくらべ細胞障害性T細胞の誘導能が高いことなどを明らかにした。これらはIRF8発現の回復がCMLの新規治療法の鍵となる可能性を示すものであり、Cancer Research誌に発表した。(2)IRF8はC/EBPαの活性阻害によって単核貪食細胞前駆細胞における好中球分化を抑制する:まずIRF8の発現がMDPにおいて急激に上昇することを見出した。次に、MDPはIRF8が欠損するとDCやMo/Mφに充分に分化できず蓄積するのみならず、正常の場合は分化できない好中球を大量に産生することがわかった。さらにマイクロアレイによる遺伝子発現プロファイリングとバイオインフォマティクス解析を行ったところ、好中球分化を促進する転写因子C/EBPαの機能亢進が推測された。複数の手法によってIRF8はC/EBPαと直接結合することでC/EBPαのDNAへの結合を阻害することを実証した。(3)その他、本研究課題は新学術研究ゲノム支援に採択され、MDPなどの単核貪食細胞前駆細胞群について、ごく微量の細胞数からChIP-seqを行なう手法を確立し、それらにおけるenhancer landscapeの概要を明らかにしつつある。単球(Mo)や樹状細胞(DC)はいずれも、単核貪食細胞群に共通の前駆細胞であるMo-DC progenitor (MDP)から分化する。

なお,IRF8欠損マウスは慢性骨髄性白血病(CML)様の病態を呈し、ヒトCMLではIRF8の発現が消失していることから、本研究は、ひいてはCML病態の新しい理解や治療法開発に繋がると期待される。H26年度の成果のうち主なものを記す。(1)前年度までに得た「IRF8はC/EBPαに結合し活性を阻害することで単核貪食細胞前駆細胞における好中球分化を抑制する」という実験結果に関連して、今年度はMDPのみならず単球共通前駆細胞(cMoP)においてもIRF8が同様の働きをしていることを見出した。すなわちIRF8欠損マウスではcMoPも蓄積しかつ本来分化するはずのない好中球を大量に産生した。また、MDPやcMoPにおける内因性のIRF8とC/EBPαの結合をin situ proximity ligationassayによって検出した。これらの研究成果をNature Communications誌に発表した。(2)本研究課題は25年度に引き続き26年度も新学術研究ゲノム支援に採択された。これによってごく微量の細胞数からChIP-seqを行なう手法を確立し、MDP等の前駆細胞における修飾ヒストンやIRF8のクロマチン免疫沈降シーケンス(ChIP-seq)を行なうことができた。IRF8が単核貪食細胞系のエンハンサー形成や活性化において果たす役割が判明しつつある。(3)本研究の過程で、アレルギーなどに深く関わる好塩基球やマスト細胞の分化が、IRF8によって導かれているという予想外の結果を得た。その分子機序としてIRF8は顆粒球系前駆細胞においてGata2転写因子遺伝子の発現を誘導することも見出した。これらの研究成果はBLOOD誌に掲載され、「Inside Blood Commentaries」に取り上げられた。26年度が最終年度であるため、記入しない。血液学、免疫学、内科学26年度が最終年度であるため、記入しない。計画した解析がすべて行えたのみならず、その過程で予期しない新知見を複数得ている。研究成果の一部をすでに論文や学会で発表している。当初の計画であった(1)IRF8はどの系譜,どの段階の造血前駆細胞で発現するのかの解析(2)IRF8欠損マウスではMDPなどの造血前駆細胞の割合や数にどのような変化があるかの解析(3)IRF8はMDPの分化能制御にどのような役割を持つのかの解析(4)造血前駆細胞におけるIRF8の標的遺伝子群の同定、のいずれもが順調に進んだ。さらにはCML病態と治療におけるIRF8の役割についても明らかにすることができた。予定通り、あるいは進捗状況によっては計画を前倒して推進する。特にIRF8による好中球分化抑制の機構については論文投稿を目指す。当初の計画通り(1)H25年度に引き続いての造血前駆細胞におけるIRF8の標的遺伝子群の同定(2)MDPにおけるIRF8の作用機序として,好中球分化を司る転写因子C/EBPα活性の抑制が関わるかのさらなる解析を行ない、論文化を目指す。(3)さらに、これまでに計画を前倒しして得られている知見と新学術研究ゲノム支援によって得られた貴重なデータを基に、当初の計画である野生型並びにIRF8欠損マウスのMDPのみならず多種類の前駆細胞におけるクロマチン制御も含めた全ゲノム規模の解析により、単核貪食細胞群の分化についての包括的理解を目指す。
ホウ素反応剤の付加に基づく芳香族化合物の革新的脱芳香化

分子内に二つの窒素原子を含有する芳香族化合物(4,4'-ビピリジン)に対するジホウ素化合物の付加反応が、無触媒条件下60110°Cで効率よく進行し、脱芳香化生成物を収率よく与えることを見出した。また、脱芳香化生成物から不飽和有機分子(ピラジン、アルキン)へのホウ素官能基のトランスファーが、温和な条件下(室温60°C)効率よく進行することも明らかとした。この二つの素反応を基に、4,4'-ビピリジンを触媒に用いるピラジンおよびアルキンのジホウ素化反応を確立した。本成果は、脱芳香化に基づく特徴ある分子変換手法の創出に資すると考えられる。ホウ素の高い窒素親和性に基づいて含窒素芳香環の脱芳香化を温和な条件下実現する、革新的分子変換法の開発を目的として研究に取り組んでいる。平成25年度は、交付申請書研究実施計画に記載した「研究項目1.ジボロン、シリルボラン、ヒドロボランの付加による含窒素芳香族化合物の脱芳香化の開発」において、二つの窒素原子を含有する芳香族化合物とビス(ピナコラート)ジボロンの反応を検討した。その結果、4,4'-ビピリジンに対するジボロンの付加がベンゼン溶媒中110°Cで効率よく進行し、脱芳香化生成物であるN,N'-ジボリル-4,4'-ビピリジニリデン(A)が良好な収率で生成することを見出した。反応は遷移金属触媒の非存在下において効率よく進行したことから、ホウ素ー窒素結合形成が反応の駆動力となるとともに、脱芳香化生成物の安定化に寄与していることが示唆された。メチル基やメトキシ基、クロロ基を有する一置換4,4'-ビピリジンも本反応に利用することができ、対応する脱芳香化生成物を得ることができた。一方、窒素原子近傍に複数の置換基を有する場合には反応が進行せず、ジボロンのホウ素原子に対してビピリジンの窒素原子が求核的攻撃する過程が反応進行の鍵となっていることが示唆された。本反応で得られた脱芳香化生成物Aとピラジンの反応を検討したところ、ボリル基の移動を伴うピラジンの脱芳香化と化合物Aの芳香化が進行することを見出した。ジボロンとの反応では脱芳香化が達成できない多置換ピラジンに対しても、Aを用いることにより効率のよい脱芳香化が進行したことから、Aがジボロンよりも高反応性のホウ素供与脱芳香化試薬として利用できることが明らかとなった。これらの知見は、脱芳香化の効率向上ならびに適用可能な基質構造の拡張を実現するための基盤となるものであり、特徴ある分子変換反応の設計・開発に資すると考えられる。平成26年度は、平成25年度の検討により明らかとした、化合物N,N'-ジボリル-ビピリジニリデン(A)の生成と反応に着目し、これに基づく発展的研究である触媒反応系の構築を中心に検討を行った。その結果、触媒量の4,4'-ビピリジン存在下において、多置換ピラジンに対するビス(ピナコラート)ジボロンの付加(ジホウ素化)が進行し、脱芳香化生成物を与えることを見出した。触媒構造について精査したところ、4,4'-ビピリジンの一方のピリジン環の電子的要因が重要であり、電子求引性の誘起効果を示す置換基が置換すると触媒効率が向上することが明らかとなった。また反応条件についても検討を行い、テトラヒドロフラン中60°Cで反応を行うと効率よく反応が進行することがわかった。最適化した触媒と反応条件を適用することで、様々な多置換ピラジンや多置換キノキサリンのジホウ素化を達成し、対応する脱芳香化生成物を高い収率で得ることに成功した。ビピリジン触媒の非存在下では、110°Cで加熱してもこれらの基質のジホウ素化は全く進行しないことから、触媒の効果は明白である。触媒サイクルは、(1)4,4'-ビピリジンによるホウ素ーホウ素σ結合の切断、および(2)生成した化合物Aからピラジンへのボリル基の移動と4,4'-ビピリジンの再生、の二つの素過程で成立しており、有機分子触媒では過去に例のない反応形式であることから、これに基づく特徴ある触媒的分子変換反応の設計・開発に資すると考えられる。ホウ素の高い窒素親和性に基づいて含窒素芳香環の脱芳香化を温和な条件下実現する手法、ならびにこれを利用する革新的分子変換法の開発を目的として研究に取り組んだ。平成27年度は、平成26年度の検討により明らかとした、4,4'-ビピリジンによるホウ素ーホウ素σ結合の触媒的活性化に基づき、ホウ素ー炭素結合形成反応の開発に取り組んだ。まず、N,N'-ジボリル-4,4'-ビピリジニリデンを用い、様々な不飽和化合物との化学量論反応を検討したところ、アセチレンジカルボン酸ジエステルへのボリルトランスファーがトルエン中60°Cで効率よく進行し、1,2-ジボリルフマル酸ジエステルと4,4'-ビピリジンが良好な収率で生成することを見出した。この結果を基に、触媒量の4,4'-ビピリジンを用いるアルキンへのビス(ピナコラート)ジボロンの付加(ジホウ素化)を検討し、有効な触媒構造と反応条件について明らかとした。

既報の白金触媒によるアルキンのジホウ素化とは異なり、トランス付加生成物が立体選択的に生成した。また、両端にエステルが置換した炭素ー炭素三重結合のみに反応が進行するという特徴を利用し、分子内に不飽和官能基を有するアセチレンジカルボン酸誘導体の化学選択的ジホウ素化を達成した。4,4'-ビピリジンによるホウ素ーホウ素σ結合の活性化について、理論計算による反応機構解析を実施した(北海道大学の前田、武次らとの共同研究)。その結果、4,4'-ビピリジン2分子とビス(ピナコラート)ジボロン1分子からホウ素ーホウ素σ結合の切断を経てラジカル種2分子が生成する経路が示唆されたことから、ESRを用いた実験を実施し、ラジカル種の生成を確認することに成功した(京都大学の村田との共同研究)。本知見は有機分子触媒によるσ結合活性化の新展開であり、これに基づく特徴ある触媒的分子変換反応の設計と開発に資すると考えられる。分子内に二つの窒素原子を含有する芳香族化合物(4,4'-ビピリジン)に対するジホウ素化合物の付加反応が、無触媒条件下60110°Cで効率よく進行し、脱芳香化生成物を収率よく与えることを見出した。また、脱芳香化生成物から不飽和有機分子(ピラジン、アルキン)へのホウ素官能基のトランスファーが、温和な条件下(室温60°C)効率よく進行することも明らかとした。この二つの素反応を基に、4,4'-ビピリジンを触媒に用いるピラジンおよびアルキンのジホウ素化反応を確立した。本成果は、脱芳香化に基づく特徴ある分子変換手法の創出に資すると考えられる。4,4'-ビピリジンを触媒とするピラジンの脱芳香化の達成は、本研究課題の開始段階では予見できなかった知見であり、有機分子触媒の新概念として、本研究課題のみならず有機合成や触媒開発分野に強い波及効果をもたらすと考えられるため。有機金属化学、有機合成化学4,4'-ビピリジンによるホウ素反応剤の触媒的活性化を鍵とする反応開発を推進するとともに、交付申請書研究実施計画に記載の「研究項目2.有機ホウ素化合物の付加による含窒素芳香族化合物の脱芳香化の開発」を実施する。特にホウ素ー炭素結合形成反応を確立すべく、ホウ素反応剤ならびに反応基質を検討するとともに、触媒性能向上を実現するための分子設計に取り組む。4,4'-ビピリジンの脱芳香化により得られた化合物N,N'-ジボリル-4,4'-ビピリジニリデン(A)が、自身の芳香化を駆動力とするホウ素供与脱芳香化試薬として利用できることは、本研究課題の開始段階では予見できなかった知見であり、本知見を基にした脱芳香化の新手法に関する研究展開が大いに期待できるため。平成26年度は、当初予定していた「研究項目2」の実施に優先して「研究項目1」の発展的研究を実施した。このため、ホウ素反応剤の調製は平成27年度に行うことにし、その材料費を使用しなかったため次年度使用額が生じた。4,4'-ビピリジンの脱芳香化により得られた化合物N,N'-ジボリル-4,4'-ビピリジニリデン(A)を基軸とする含窒素芳香族化合物の脱芳香化手法開発を推進する。Aは反応により芳香化され4,4'-ビピリジンに戻ることから、触媒として機能することが期待できる。この点に注目し、Aを用いる触媒的脱芳香化の開発を重点的に検討する。有効な触媒構造や反応溶媒、反応温度等について明らかとし、脱芳香化を適用可能な基質構造について知見を得る。また、反応機構に関する知見を得、これを基にした新反応開発へ展開を図りたい。ホウ素反応剤調製のための材料費に使用する。
代謝型グルタミン酸受容体を介した新規細胞内シグナル伝達系の解析

高次脳機能に深く関わる代謝型グルタミン酸受容体(mGluR)のシグナル伝達機構の全体像を解明するため、特徴的な長いC末細胞内領域の解析を行い、受容体細胞内局在に影響を及ぼす複数の蛋白領域を同定した。さらに、新規に開発した効率の良いスリーハイブリッドシステムを用いて相互作用蛋白のスクリーニングを行い、これまで知られていなかった結合蛋白を複数同定した。これらの蛋白を介したシグナルを解析する事により、中枢神経シナプスにおけるシグナル調節機構の理解が進むと共に、精神神経疾患や自閉症等の新たな創薬のターゲットとなる事が期待される。本研究は、中枢神経系において記憶・学習などの可塑性や発達障害・統合失調症などの精神疾患と深い関わりを持つ代謝型グルタミン酸受容体(mGluR)分子を対象に、そのシグナル伝達の分子メカニズムを解明しようとするものである。mGluRは7回膜貫通領域を持つG蛋白共役型受容体であるが、研究代表者らはこれまでに、G蛋白を介した経路とは別にSrc-Tamalin ITAM-Sykというチロシンキナーゼを中心としたシグナル伝達系が存在する事を明らかにしてきており、mGluR分子のC末細胞内領域を介した蛋白相互作用が新たなシグナル伝達系に繋がる可能性を示した。さらにこのような新規シグナル伝達系の解明を行うために、代表研究者が独自に開発した新規スリーハイブリッドベクターシステムを用いて高度な蛋白相互作用のスクリーニングを行い、mGluRのC末細胞内領域と相互作用する新たな蛋白群を見出した。この中には細胞内のリン酸化経路に関わる分子なども含まれており、Src-Tamalin ITAM-Syk系と相互に関連している可能性も考えられるため、さらに解析を進めている。また、mGluRの細胞内局在をコントロールする蛋白領域の解明を進め、受容体を効率よく細胞膜表面へ輸送するために複数の蛋白領域が関わっている事を初めて明らかにした。今後は、新たに同定された相互作用蛋白群と、受容体輸送に関わる蛋白領域が、mGluRの受容体機能調節および神経機能調節にどのように関わっているのか解明を進めていく計画である。本研究は、中枢神経系の可塑性など高次脳機能に深く関わる代謝型グルタミン酸受容体(mGluR)について、新たなシグナル伝達機構の解明を行うものである。本年度はmGluRの多様な機能発現に直接関わっているC末細胞内領域の機能について詳細な解析を行い、複数の特徴的なアミノ酸モチーフが複合的に作用し、細胞膜表面の受容体量をダイナミックに調節している事を見出した。このメカニズムにはそれぞれ特異的な蛋白相互作用が関わっていると思われるが、現時点では詳細は明らかになっていない。この点を明らかにするための基盤技術として、従来開発を進めてきた新規スリーハイブリッドベクター系の改良を並行して実施し、3種類の蛋白あるいはアミノ酸モチーフが関与する複合的な蛋白相互作用を効率的に解析できる系を確立した。これを用いてmGluR細胞内領域が関与する蛋白相互作用の網羅的解析を進め、mGluR機能調節メカニズムの全体像解明に繋げていく計画である。シナプス膜上の受容体量のダイナミックな調節は、神経可塑性の主要なメカニズムとして働いており、これまでの成果はその分子機構に迫るものとして有意義であると考えている。将来的には、この分子機構を調節できるような薬物の開発によって、シナプスの機能障害であると考えられている発達障害や自閉症に対する治療薬の開発も期待される。本研究で得られた知見は創薬の新たなターゲットとなる可能性があるだけでなく、本研究の過程で開発を行ったスリーハイブリッドベクター系は、創薬においても有用なツールとして活用できると期待される。mGluRの多様な機能発現に直接関わっているC末細胞内領域の機能について詳細な解析を行い、複数の特徴的なアミノ酸モチーフが複合的に作用し、細胞膜表面の受容体量をダイナミックに調節している事を見出した。さらに新たなスクリーニング系として開発を進めてきたスリーハイブリッドベクター系を用いて、mGluRのC末細胞内領域と相互作用する蛋白のスクリーニングを行い、複数の分子を同定した。いずれも従来はmGluRとの相互作用が知られていない蛋白であるが、細胞内シグナル伝達や蛋白局在調節に重要な役割を果たしている分子であり、mGluRの新たな機能調節機構解明に繋がると考えられる。神経シナプスにおける受容体シグナル伝達および受容体分子の局在調節は、いずれも高次脳機能の分子的基盤として中心的な役割を果たしていると考えられており、本研究で新規に複数の相互作用分子が明らかになった事は、シナプス機能調節の分子機構を解明する上で重要な前進であると考えている。これらの分子は、精神疾患、発達障害、自閉症等の疾患に対する創薬のターゲットとなる可能性もあり、詳細な機能解析が待たれる。

また、本研究を通じて開発を行ったスリーハイブリッドベクター系の有用性も実証され、今後の基礎研究あるいは創薬において有力なツールとして活用できると期待される。mGluR C末細胞内領域に異なる機能を持つ複数の蛋白モチーフが存在する事が明らかになりつつあり、分子構造と蛋白機能を結びつける新たな知見が得られた。技術的にもスリーハイブリッドベクター系の改良が進展し、より高機能の実験系が開発できた。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに明らかになったmGluRC末細胞内領域に存在する複数のアミノ酸モチーフの機能解析を目的として、独自に開発したスリーハイブリッドベクター系を利用して蛋白相互作用の網羅的解析を行い、mGluRシグナル伝達機構の全体像を解明する。
ヒト暑熱馴化後における皮膚血管拡張反応亢進のメカニズムの解明

暑熱馴化は血液量を増加させ高体温時における体温調節反応を改善させる。暑熱環境下・立位では皮膚血管拡張による末梢への血液貯留と発汗による脱水が心臓への静脈還流量を低下させ、心房を介して圧反射性に過剰な皮膚血管拡張を抑制し血圧を維持する。我々は、皮膚交感神経活動には心周期同期成分が含まれ、高体温・起立負荷時に皮膚血管拡張反応とともに抑制されることを示した。さらに、若年男性が5日間の持久性トレーニングを行うと、血漿量の増加と共に皮膚血管拡張や同成分上昇が亢進した。暑熱馴化における血液量増加は同成分を介して皮膚血管拡張反応を改善する可能性がある。熱中症の予防策の一つに運動による暑熱馴化があげられる。ヒトが暑熱暴露を受けるとき、熱放散のために皮膚血流が増加するが、暑熱馴化は血液量を増加させ心房を伸展させることで圧反射性に皮膚血管拡張反応を亢進する。ところが、いまだこれを証明するに至っていない。最近我々は、高体温時における圧反射性皮膚血流調節に皮膚交感神経活動(SSNA)・心周期同期成分が関与することを示した。そこで我々は、「暑熱馴化による血液量増加は心房伸展を増強させることで運動時の体温上昇に対するSSNA心周期同期成分を亢進させ、皮膚血管拡張反応を亢進させる」という仮説を証明するために、本研究を計画した。ヒト暑熱環境下・運動時におけるSSNA心周期同期成分を非利腕の橈骨神経より記録し、その支配領域である橈側手背部の皮膚血流量増加のパターンと比較した。健常な40歳代の男性被験者に半臥位による10分間のエルゴメーター運動(室温30 ̊C;運動負荷120W [50%最大酸素摂取量])を10分のインターバルをはさみ4セット行わせた。その結果、1セット目、同成分と皮膚血流量は運動開始からそれぞれ4、5分目に増加し始め、終了時には運動開始前に比べて51%、175%増加した。2セット目はそれぞれ運動開始から2、1分目に増加し始め、終了時には47%、173%増加した。3、4セット目は両社とも運動開始直後に増加し始め、終了時には約40%、170%増加した。各セット運動開始5分前から運動終了時までの同成分と皮膚血流量のデータを4セットすべてプールした時、両者の間には有意な相関関係があった(r=0.638; N=120ポイント; P以上より、同成分の変化は皮膚血流量のそれとほぼ似たパターンを示すことが分かった。すなわち、運動時においてもSSNA心周期同期成分は皮膚血流量増加に関与している可能性がある。熱中症は暑熱環境に身体が適応できないために生ずるため、その予防には、いかに暑熱馴化できるかが重要である。健常なヒトが暑熱暴露を受けるとき、熱放散を促すために皮膚血流が増加する。一方、暑熱馴化は血液量を増加させ心房を伸展させることで圧反射性に皮膚血管拡張反応を亢進させると考えられている。最近、申請者らはこの圧反射性皮膚血流調節の遠心路は皮膚交感神経活動(SSNA)に含まれる心周期同期成分(R波からの潜時は約1.1秒)であることを明らかにした。しかし、この成分が暑熱馴化後の皮膚血管拡張反応亢進に関与しているか否かについては不明である。また、高体温時における皮膚血管拡張反応がすべて交感神経活動で説明できるのか否かも不明である。そこで我々は、1)「暑熱馴化による血液量増加は心房伸展を増強させることで運動時の体温上昇に対するSSNA心周期同期成分を亢進させ、その結果、皮膚血管拡張反応を亢進させる」という仮説を証明すること、2)交感神経活動が完全に障害されている頸髄損傷者(CSCI)において、暑熱負荷時の深部体温上昇における皮膚血管拡張反応を健常者と比較することを目的とした。その結果、1)5日間の持久性トレーニング後、トレーニング前に比べて血漿量が約6%増加し、暑熱負荷時における深部体温上昇に対するSSNA心周期同期成分は約50%増加し、皮膚血管コンダクタンス(=皮膚血流量/平均動脈圧)の上昇も約30%増加した。また、2)暑熱負荷により深部体温を1°C上昇させたとき、健常者において皮膚血管コンダクタンスが胸部では約400%、下腹部では約200%上昇したが、CSCIでは全く見られなかった。以上の結果は、暑熱負荷時における皮膚血管拡張反応はほぼ交感神経活動で説明でき、暑熱馴化によるこの反応の亢進には、SSNA心周期同期成分が関与している可能性が示唆された。理由1:タングステン微小電極(FHC)を用いて皮膚交感神経活動(SSNA)を左橈骨神経から測定する手技の確立ができなかった。理由2:ヒト高体温時の皮膚血管拡張反応にSSNA拡張神経活動が関与していることがこれまでの研究で示唆されている。ところが、この拡張反応がそもそもSSNAですべて説明できるのか否か、これまで検討されたことはなかった。今回、申請者は交感神経活動が完全に障害されている頸髄損傷者において、高体温時の皮膚血管拡張反応に関するデータを検討する機会を得た。暑熱馴化研究に優先されると判断された。従って、健常者における暑熱馴化に関する計画の実施が遅れた。

暑熱馴化は血液量を増加させ高体温時における皮膚血管拡張・発汗反応を改善し熱中症を予防する。例えば、高齢男性が8週間の持久性トレーニング期間中、運動直後に蛋白質を摂取すると血漿量が6%増加し、血圧を悪化させることなく食道温(Tes;深部体温の指標)上昇に対する皮膚血管拡張反応が改善する(Kataoka et al. 2016)。一方、暑熱環境下・立位では皮膚血管拡張による末梢への血液貯留と発汗による脱水が心臓への静脈還流量を低下させ血圧維持を困難にする。このため心房を介して圧反射性に過剰な皮膚血管拡張を抑制し血圧を維持する。皮膚血管は皮膚交感神経支配を受け、その活動(SSNA)は原波形を整流・積分化して得られるバースト発生頻度(BFSSNA)で評価されてきたが、圧反射性皮膚血流調節への関与は不明であった。最近我々は、SSNAには心周期同期成分(UASSNA)が含まれ、この成分が同調節に関わることを示した(Kamijo et al. 2011; Ogawa & Kamijo et al. 2017)。すなわち暑熱馴化による血液量増加が同成分を亢進させている可能性がある。若年男性において5日間の持久性トレーニング前後で血漿量、暑熱負荷時の体温調節反応やSSNAを測定すると、介入前、暑熱負荷時の能動性皮膚血管拡張やUASSNA上昇開始時のTesはそれぞれ37.3°C、37.2°Cで、発汗開始は36.9°CでBFSSNA上昇開始と一致した。介入後、血漿量が14%増加すると皮膚血管拡張やUASSNA上昇閾値は0.4°C、発汗開始やBFSSNA上昇閾値は0.2°C低体温側へ移動したが、血漿量が増加しないと、この改善を認めなかった。暑熱馴化における血液量増加はUASSNAを介して体温調節反応を改善する可能性がある。暑熱馴化は血液量を増加させ高体温時における体温調節反応を改善させる。暑熱環境下・立位では皮膚血管拡張による末梢への血液貯留と発汗による脱水が心臓への静脈還流量を低下させ、心房を介して圧反射性に過剰な皮膚血管拡張を抑制し血圧を維持する。我々は、皮膚交感神経活動には心周期同期成分が含まれ、高体温・起立負荷時に皮膚血管拡張反応とともに抑制されることを示した。さらに、若年男性が5日間の持久性トレーニングを行うと、血漿量の増加と共に皮膚血管拡張や同成分上昇が亢進した。暑熱馴化における血液量増加は同成分を介して皮膚血管拡張反応を改善する可能性がある。本研究では、5日間の持久性トレーニング期間の前後に暑熱環境下における運動時の食道温をモニターしながら皮膚交感神経活動、皮膚血流量、発汗反応を計測することを目指した。皮膚交感神経活動測定以外は、すでに確立され、当該分野で広く認められている測定方法である(Kamijo et al. 2005 & 2011)。また、5日間の持久性トレーニングの方法に関しても確立されている(Goto et al. 2010)。皮膚交感神経活動測定は腓骨神経から電極を挿入する方法は確立されているが(Kamijo et al. 2011他)、今回は両下肢の運動時の測定になることから、挿入部位を上肢から選定しなければならず、さらに能動性皮膚血管拡張神経活動を記録するためには有毛部の皮膚表面のみを支配する神経を狙わなければならなかった。そこで、橈骨神経をを前腕遠位部橈側で狙うことにした。エコーガイドにて標的神経の描出を試みたが、描出するには神経の径自体が細かった。
第3回国際比較生理生化学会議にむけての研究会等の開催

第3回国際比較生理生化学会議は、国際生物科学連合比較生理生化学部門加盟団体である日本比較生理生化学会が主催し、関連する諸学会等の協力を得て1991年8月25日から6日間の日程で、東京都立大学新キャンパス(八王子市)を会場として開催される。会議のメインテ-マは、1.膜を介する輸送・イオン調節・浸透圧調節、2.ガス交換・呼吸ー循環系、3.代謝適応、4.神経生物学、5.運動系と運動、の5つである。本研究班は、これらのテ-マを中心に学術動向に関する情報の収集と解析を行ない、その結果に基づいて本会議をより一層有意義なものとするための提案を行なうことを目的として、活動を進めた。具体的には、7月に第1回研究会を本研究班の分科会の形式で行ない、研究の進め方について方針を固めた。11月には、第2回研究会を班会議を兼ねて開催し、主にポスタ-発表のあり方、シンポジウム等の時間配分について検討を行なった。その結果、活発な討論のために必要な、内容によるポスタ-発表日や順序の割り振り、発表時間などについて結論を得た。班会議では、これまでの研究成果について報告を行ない、今後の活動について検討した。第3回研究会は、本年1月に行なった。この研究会では、シンポジウム・ポスタ-発表以外の学術プログラムのあり方について検討した。その結果、すでに内容決定済みのシンポジウムのほかに、最先端技術の開発の過程・コンセプトに焦点をあてたワ-クショップを企画することが必要であるとの結論を得た。具体的には、遺伝子工学・電子顕微鏡・画像処理・コンピュ-タに関連するワ-クショップの計画案をまとめ、本会議の学術プログラム委員会に提言の形で報告した。