hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
膵臓外分泌細胞に存在するKチャネル蛋白の構造機能協関

55pSおよび108pSのチャネルはCa依存性Kチャネル(SK4/IK1)と類似した。Maxi-Kチャネルは細胞外液にセクレチンを加えると、チャネル開確率が増加した。ラット膵臓mRNAを用いたRTPCR法により、Kir2.1、Kir2.2、Kir2.4およびKir4.2の発現を認めたが、Kir1.1とKir2.3の発現は認められなかった。これらのKirの分子クローニングを試みたところ、それらの一次構造は報告されているものとほぼ一致した。免疫組織化学法により導管細胞の管腔側および基底外側細胞膜にKir2.1の発現を認めた。以上の結果から、膵臓導管細胞ではKjr分子がホモまたはヘテロで機能的チャネルを構成し、静止膜電位の維持に役割を果たす可能性が示唆された。また、SK4/IK1様チャネルおよびMaxi-Kチャネルは唾液腺腺房細胞に機能発現するものと類似していた。これらのチャネルは分泌刺激により活性化することで、膵液分泌の駆動力維持に貢献している可能性がある。
マルチメディアと通信を利用した日本語学習支援ツールの開発

本プロジェクトは、マルチメディアと通信とを利用した計算機上で利用可能な日本語学習を支援するツールとしてのコンピュータ・プログラムの開発を目指す。本システムは,日本語を母語とする児童(小学生低学年程度)および日本語を母語としない留学生とを利用者として想定し、彼らが日本語の漢字表記、語彙および簡単な文の修得と運用とをより効率的かつ円滑に行い得ることを支援するとともに、その学習過程を促進することを目指す。具体的には、以下の1)から4)の遂行を目的とし、A)からC)を完成した.1)日本語を母語とする児童と,留学生との日本語学習過程において、共通に利用可能な学習支援ツールを開発する.2)語彙獲得(インテリジェント・データベースの構築)という観点からモデルを提案し、そのモデルに基づき、日本語の漢字学習を促進するプログラムを作成する.3)漢字学習ツールとして、個別単独機器として利用可能なだけではなく、通信回線を利用した双方向通信特性を備えた、コミュニケーションツールとしての運用可能性をも追求する.4)学習を強制するのではなく、支援するために,学習意欲を喚起するゲーム性を設計に盛り込む.研究成果:A)JIS第一水準に含まれる漢字の形態的構造特性の分析により、漢字の効率的な学習を促進するための学習テーブルを完成した.B)漢字を構成する部品の結合特性を利用し、漢字部品の結合関係にストーリー性を与え,学習者の学習意欲を高めるゲームを完成した.C)漢字の構成部品の結合学習を支援するゲームプログラムをJAVA言語で記述し,それをウエッブ上に搭載し,実験的運用を開始した.なお,本研究で開発したツールを用いて,通信を利用したプログラムにおける共同学習の可能性とそれがもたらす学習意欲の促進効果について,現在検討中である.本プロジェクトは、マルチメディアと通信とを利用した計算機上で利用可能な日本語学習を支援するツールとしてのコンピュータ・プログラムの開発を目指す。本システムは利用者として、日本語を母語とする児童(小学生低学年程度)および日本語を母語としない留学生とを想定し、彼らが日本語の表記(仮名・漢字)、語彙および簡単な文の修得と運用とをより効率的かつ円滑に行い得ることを支援するとともに、その学習過程を促進することを目指す。具体的には、以下の1)から4)の遂行を目的とし、現在、A)からC)を完成しつつある。1)日本語を母語とする児童と留学生との日本語学習過程における差異を明らかにし、共通利用プログラムと個別利用プログラムとしてのツールを開発する。2)語彙獲得(インテリジェント・データベースの構築)という観点からモデルを提案し、そのモデルに基づき、日本語の仮名漢字の読み書き技能の修得を促進するプログラムを作成する。3)日本語学習ツールとして、個別単独機器として利用可能なだけではなく、通信回線を利用した双方向通信特性を備えた、コミュニケーションツールとしての運用可能性をも追求する。4)学習を強制するのではなく、支援するために学習者のモティベーションとニーズとを設計に盛り込む。研究実績:A)JIS1種に含まれる漢字の分解作業とそれに基づく分析により、漢字の効率的な学習を促進するための学習テーブルをほぼ完成しつつある。残された課題は、漢字部品の結合関係にストーリー性を与え、学習者の学習意欲を高めることである。B)日本語の仮名漢字の読み書き技能の修得を促進するプログラムのデモンストレーションバージョンを作成し、テストを行なっている。これは、プロジェクトA)、及び今後開発されるツールとの結合を進める予定である。C)通信を利用したプログラムにおける共同学習の可能性とそれがもたらす学習意欲の促進効果について検討を開始した。

本システムは利用者として、日本語を母語とする児童(小学生低学年程度)および日本語を母語としない留学生とを想定し、彼らが日本語の表記(仮名・漢字)、語彙および簡単な文の修得と運用とをより効率的かつ円滑に行い得ることを支援するとともに、その学習過程を促進することを目指す。具体的には、以下の1)から4)の遂行を目的とし、現在A)とB)を完成し、C)とD)とを検討中である。1)日本語を母語とする児童と留学生との日本語学習過程における差異を明らかにし、共通利用プログラムと個別利用プログラムとしてのツールを開発する。2)語彙獲得(インテリジェント・データベースの構築)という観点からモデルを提案し、そのモデルに基づき、日本語の仮名漢字の読み書き技能の習得を促進するプログラムを作成する。3)日本語学習ツールとして、個別単独機器として利用可能なだけではなく、通信回線を利用した双方向通信特性を備えた、コミュニケーションツールとしての運用可能性をも追求する。4)学習を強制するのではなく、支援するために学習者のモティベーションとニーズとを設計に盛り込む。研究実績:A)JIS1種に含まれる漢字の分解作業とそれに基づく分析により、漢字の効率的な学習を促進するための漢字分割表を完成した。B)日本語の漢字の読み書き技能の習得を促進するプログラムのデモンストレーションバージョンを作成し、テストを行なった。現在、通信環境における利用拡張性を考慮してJAVA言語でプログラムを記述しつつある。C)通信を利用したプログラムにおける共同学習可能性と、D)それがもたらす学習意欲の促進効果について検討を開始した。本プロジェクトは、マルチメディアと通信とを利用した計算機上で利用可能な日本語学習を支援するツールとしてのコンピュータ・プログラムの開発を目指す。本システムは,日本語を母語とする児童(小学生低学年程度)および日本語を母語としない留学生とを利用者として想定し、彼らが日本語の漢字表記、語彙および簡単な文の修得と運用とをより効率的かつ円滑に行い得ることを支援するとともに、その学習過程を促進することを目指す。具体的には、以下の1)から4)の遂行を目的とし、A)からC)を完成した.1)日本語を母語とする児童と,留学生との日本語学習過程において、共通に利用可能な学習支援ツールを開発する.2)語彙獲得(インテリジェント・データベースの構築)という観点からモデルを提案し、そのモデルに基づき、日本語の漢字学習を促進するプログラムを作成する.3)漢字学習ツールとして、個別単独機器として利用可能なだけでなく、通信回線を利用した双方向通信特性を備えた、コミュニケーションツールとしての運用可能性をも追求する.4)学習を強制するのではなく、支援するために,学習意欲を喚起するゲーム性を設計に盛り込む.研究実績:A)JIS第一水準に含まれる漢字の形態的構造特性の分析により、漢字の効率的な学習を促進するための学習テーブルを完成した.B)漢字を構成する部分の結合特性を利用し、漢字部品の結合関係にストーリー性を与え、学習者の学習意欲を高めるゲームを完成した.C)
圧力下SQUID-ESR法によるイジング性磁気誘電体の秩序構造安定性の起源解明

市販のSQUID磁束計を用いた磁化検出型のESR測定技術を開発した。最小スピン検出感度は10^13spins/G程度で、簡便、磁化の同時測定が可能、という特徴を持つ。同測定を、専用の電磁波導入型の圧力セルを開発することで圧力下での測定に拡張することに成功した。Snの超伝導転移温度の圧力変化を用いた一般的な圧力較正方法が利用可能という特徴も併せ持つ。イジング性磁気強誘電体Ca_3CoMnO_6については、常圧下においてその反強磁性共鳴から詳細な異方性についての情報を得ることが出来た。本研究の目的は、圧力下におけるSQUID-ESR測定技術の確立と、同手法によるイジング性磁気強誘電体Ca_3CoMnO_6の秩序構造の安定性の起源解明である。本年度は主に測定技術の開発に注力した。SQUID-ESRとは、共鳴条件下におけるスピンの遷移に伴う磁化変化をSQUID磁束計により検出する磁化検出型のESRである。本手法は、ミクロな情報を得るESRに加え、マクロな物理量である磁化の測定が、圧力下において同時に出来るという利点がある。まず圧力セルを使用しない状態で、試料の吊り棒を兼ねるライトパイプの径の最適化を図った。径は3φと構造上ほぼ上限である6φを試した。その結果、6φのライトパイプでは、3φの場合に比べ最大で1桁程度感度の向上が可能であることが分かった(最小スピン検出感度10^<13>spins/G、1.8K、105GHz)。次に圧力下SQUID-ESRを行った。まず、磁化測定用の圧力セルとして一般的な、全長125mm、外径8.7mm、内径2.7mmのシリンダーを用い、内部部品を電磁波に対して良好な透過度を示すジルコニアで製作してSQUID-ESRを行った。試料はS=1でゼロ磁場分裂を有する磁性体であるNiSnCl_6・6H_2Oを用いた。その結果、圧力下において世界で初めてSQUID-ESRによるESR信号の観測に成功した。更に圧力セルの形状について検討を行ったところ、主にシリンダーの全長を短く(42mm)することにより大幅な感度の向上があり、圧力下において10^<14>spins/G(1.8K、105GHz)程度の最小スピン検出感度を得ることに成功した。本研究は,SQUID磁束計を用いた磁化検出型の圧力下ESR測定技術(SQUID-ESR)の開発と,それを用いたイジング性磁気強誘電体Ca_3CoMnO_6の特異な磁気構造の安定性の起源解明を目的とする。初年度は常圧下においてこのSQUID-ESR法を確立し,圧力セルを用いた測定においてもESR測定が可能であることを示した。本年度は,圧力下におけるSQUID)-ESR法の確立を行った。圧力セルとしてはCuBe製のピストンシリンダー型のものを作製した。種々検討の結果,外径,内径はそれぞれ8.7mm,2.7mm,シリンダー長は42mmとした。NiSnCl_6・6H2_O(磁性イオンNi^<2+>,S=1)という物質についてESR測定を行い,1.5GPaまでの圧力下,80130GHzの周波数範囲でSQUID-ESRに成功した。これは磁化検出型のESRとしては世界で初めての圧力下における測定である。本手法は,マクロ,ミクロの両物性測定が同時に出来るという点だけでなく,標準的な圧力較正方法が利用可能な点も特徴である。即ち,圧力を試料と同時にセットしたスズの超伝導転移温度により較正でき,これまでの圧力下ESRに比べより精密な圧力較正が出来る。最高感度としては10^<14>spins/G(4K,105GHz)を実現した。しかし圧力シールに用いるCuリングの加圧に伴う変形が電磁波の進行を妨げ,圧力下ではしばしば感度が低下する事が明らかとなった。次年度以降この感度低下を低減する方法を見出して行くと共に,Ca_3CoMnO_6に同手法を応用して行く。即ち,本系の↑↑↓↓という磁気構造の安定性の起源を,圧力の印加によって交換相互作用,異方性を制御する事により解明する。本研究は,SQUID磁束計を用いた磁化検出型の圧力下ESR(SQUID-ESR)測定技術の開発と、それを用いたイジング性磁気強誘電体Ca3CoMnO6の特異な磁気構造の安定性の起源解明を目的とする。SQUID-ESR測定技術の開発に関しては、常圧下で測定手法を確立し、それを踏まえ、専用の圧力セルを開発し同手法を圧力下に拡張することに成功した。

具体的には、CuBe製のピストンシリンダー型圧力セルを作製し(外径、内径はそれぞれ8.7 mm、2.7 mm、シリンダー長は42 mm)、NiSnCl6・6H2O(磁性イオンNi2+、S = 1)という物質について1.5 GPaまでの圧力下、80 130 GHzの周波数範囲でSQUID-ESRに成功した。これは磁化検出型のESRとしては世界で初めての圧力下における測定である。本手法では、標準的な圧力較正方法であるスズの超伝導転移温度の圧力依存性を利用した較正方法が利用でき、従来の圧力下ESRに比べ精密に圧力較正が可能である。最高感度としてはESR標準物質であるDPPHに対して、圧力セルを用いない測定では10e+13 spins/G、セルを用いた圧力下での測定では10e+15 spins/G(4 K、105 GHz)を実現した。常圧下では一次元Heisenberg型反強磁性体Cu(C4H4N2)(NO3)2に対して、ESR遷移が誘起する励起状態の再配列に起因する特異なESR信号の振る舞いを観測した。またCa3CoMnO6に関しては、常圧下に関しては、16 Kの転移温度よりも低温で磁気秩序に伴う集団励起と考えられるESR信号を観測した。同ESRは大きな印加磁場方向依存性を示し、容易面型に近い反強磁性共鳴モードによる反強磁性共鳴と考えられた。一方圧力下では、上記感度はその観測には未だ不十分であり更なる感度向上が必要であることが分かった。本研究の主要な目的の一つは圧力下におけるSQUID-ESR法の確立である。今年度までに同手法はほぼ確立した。次年度は同手法をイジング性磁気強誘電体Ca_3CoMnO_6に応用し,その磁気構造安定性の起源解明を行う。これはほぼ当初の計画通りである。24年度が最終年度であるため、記入しない。圧力下SQUID-ESRの手法をほぼ確立したが,圧力シールに用いるCuリングの加圧に伴う変形が電磁波の進行を妨げ,感度低下に影響を及ぼしている事が明らかとなった。Ca_3CoMnO_6への本手法の適用に当たってこの点が今後問題になる可能性がある。現状の圧力セルのままCa_3CoMnO_6のSQUID-ESRを試みて行くと同時に,他のシール材料,あるいは他のシール方法を模索する。これにより,Ca_3CoMnO_6の一次元鎖に沿った↑↑↓↓という磁気構造の安定性の起源を圧力下SQUID-ESRの最大の強みであるマクロ,ミクロ両面からの同時物性測定により解明する。
フ-リエ変換赤外分光法による高分子の分子運動及び劣化・安定化機構に関する研究

1.高分子固体の分子運動(1)ポリテトラヒドロフランおよびポリテトラメチレンスルフィドの分子運動性をFTIR、X線回析法により研究した。分子鎖の運動性に極めて鋭敏な赤外バンドが両ポリマ-について特定された。結晶領域と非結晶領域とが密接に関連している結晶性高分子においては、非結晶領域の分子運動もBragg反射の挙動に反映され、反射の位置と幅の温度依存性を調べることにより、高分子固体の内包する様々な分子運動を検知できることが判った。(2)ディスコティック結晶物質の相転移における分子構造変化と側鎖の分子運動性を明らかにした。2.高分子の劣化反応過程(1)ポリオレフィン(ポリエチレン(PE)、アイソタクチックポリプロピレン(IPP)、ポリ-4-メチルペンテン(P4MP)、ポリブテン(PB)の酸化劣化に伴う化学発光量から熱安定性が評価でき、その順位は、PE>P4MP>IPP>PBであることを明らかにした。また、化学発光量と化学構造変化とは関係していることが判明した。さらに化学発光法により種々の市販の銅害防止剤の評価が可能であることを明らかにした。(2)ポリカ-ボネ-ト(PC)/ポリメタクリル酸メチル(PMMA)のポリマ-ブレンドの光劣化は、PCの光フリ-ス転位が主体となっており、また、PC成分がPMMA成分の光劣化を抑制することを明らかにした。(3)ポリカ-ボネ-トおよびポリ-p-フェニレンスルフィド(PPS)の光劣化機構をFTIR、UV、ESRなどの測定から研究した。PPSの光劣化ではC-S結合の開裂に始まるラジカル反応により架橋構造が生成し、この反応は酸素により促進されること、空気中では主鎖上の硫黄が酸化されることなどを明らかにした。1.高分子固体の分子運動(1)ポリチオエーテル〔-(CH_2)m-S-〕のm=14のメンバーには3種の結晶型(I、II、III型)が存在し、特にメチレン基横ゆれ振動領域(720cm^<-1>付近)の赤外スペクトルが各変態間で著しく異なることを見だした。即ち、I型(719cm^<-1>)とII型(725cm^<-1>)ではシングレットが、III型(730、720cm^<-1>)ではタブレットが観測された。またこの領域のFTIRスペクトルの温度変化の測定から、III型→II型の結晶転移温度が決定された。(2)ポリテトラヒドロフラン固定の分子運動をFTIR法により研究し、特に996cm^<-1>(ν_3(COC)).2860cm^<-1>(ν_3(CH_2)).745cm^<-1>(r(CH_2))の各バンドが分子鎖の運動性に鋭敏であることを見いだした。2.高分子の劣化反応過程(1)化学発光法により種々の市販の銅害防止剤及びフェノールの環状オリゴマーであるcalixareneの効果を評価しうることを明らかにした。(2)ポリカーボネートの光劣化は表面から10μm以内で起こり、その際主鎖の切断と同時にカーボネート構造はヒドロキシベンゾフェノン構造に変化することが判明した。(3)ポリオレフィン(ポリエチレン(PE)、ポリブロピレン(IPP)、ポリブテン(PB)、ポリ-4-メチルベンテン(P4MP))の熱酸化時の化学発光量から、熱安定性が評価でき、その順位は、HDPE>P4MP>IPP>PBであった。また、化学発光強度と生成されるカルボニル基量の関係を明らかにした。

(4)ポリフェニレンサルファイドは光照射により、架橋反応を起こすことが分子量及び結晶化熱の測定により明らかにされた。また、この架橋構造をベンゼン環の置換様式及びベンゼン環上の水素原子数の変化から推定した。1.高分子固体の分子運動(1)ポリテトラメチレンスルフィド固体の分子運動性をFTIRおよびX線回析法により研究した。室温付近では分子軸まわりの振動回転的な分子運動が活発であるため、格子不整を誘起し、低温での赤外バンドの分裂の原因となっている。低温域では分子運動が抑制されるために、格子ひずみが増大してX線回析線幅がbroadになることを見いだした。線幅の温度依存性を調べることにより、高分子固体の分子運動を検知できることが判った。(2)ディスコティック液晶物質の相転移における分子構造変化と側鎖の分子運動性を明らかにした。2.高分子の劣化反応過程(1)各種ポリオレフィンの酸化劣化に伴う化学発光量急増の順位は、アイソタクチックポリプロピレン>高密度ポリエチレン>ポリ-4-メチルペンテンであり、ポリマ-の酸化性と対応することを明らかにした。また、化学構造変化と化学発光量とは関係していることが判明した。(2)ポリカ-ボネ-ト(PC)/ポリメタクリル酸メチル(PMMA)のポリマ-ブレンドの光劣化は、PCの光フリ-ス転位が主体となっており、また、PC成分がPMMA成分の光劣化を抑制することを明らかにした。(3)ポリ-P-フェニレンスルフィド(PPS)は光照射により、破断伸びが著しく減少し、紫外-可視領域の吸収が増加することを見いだした。劣化機構をFTIR,DSC,ESR測定により研究し、PPSの光劣化ではC-S結合の開裂に始まるラジカル反応により架橋構造が生成し、この反応は酸素により促進されること、空気中では主鎖上の硫黄が酸化されることを明らかにした。
体験型学習・実習・講義の組み合わせによる効果的環境安全教育手法の創成

大学等では環境安全分野での、広い視野を持ち、思考力・実践力を身につけた課題解決型人材の育成が期待されている。本研究は、化学物質・高圧ガス・寒剤を取り扱う実験における危険要因の抽出をはかり、実験研究者がリスク管理を自発的に行う教育手法の創成を目的とした。実習コンテンツとして、化学物質取扱い者を対象としたヒュームフード実習教材、化学物質の飛散および液体窒素漏えい時の危険性と適切な初対応を考えるための教材を作製した。データに基づく教育教材は、座学で得た知識を、自分自身の問題として実践的な知識にすることに効果的であることを明らかにした。大学等において研究推進の活性化・学際化、人材の流動化やキャンパスの国際化が進む中、環境安全の分野においても、広い視野を持ち、思考力・実践力を身につけた課題解決型人材の育成が期待されている。本研究は、実験研究、特に化学物質を取り扱う実験の危険要因の抽出をはかり、実験研究者がリスク管理を自発的に行うことが出来る教育手法創成を目的とする。研究実施計画においては、初年度に化学物質総合的情報データベース、実験者情報参照データベースを作成し、これらのデーターベースを参照しならが化学物質取扱い時のリスク評価を行うシステム構築を行う予定にしていた。しかし、化学物質取扱い環境測定等を含めた実習コンテンツを先に作成し、それらを用いた実験的検討と同時に上記のシステム評価行う方が、研究効率が向上すると考え、今年度はドラフトチャンバー使用実習コンテンツの作成と、さらに、化学物質の危険性を実感できる展示教材の作成を行った。実習コンテンツにおいては、透明PVD製のヒュームフードを作製し、排ガス処理装置の構造のみえる化を行った。また、給気と排気のバランスをマニュアル操作できる構造を実現し、その上で気流の流れの計測および化学物質取扱い時の作業環境計測を行う実習コンテンツとした。展示教材においては、実験時の服装と白衣の材質の違いによる耐薬品性・耐燃焼性の評価実験、および、床材の違いによる耐薬品性の評価実験を行った。光学顕微鏡観察、映像、燃焼時の表面温度等を評価軸とし、評価サンプルを展示教材としてまとめた。本研究は、実験研究、特に化学物質・高圧ガス・寒剤を取り扱う実験における危険要因の抽出をはかり、実験研究者がリスク管理を自発的に行うことが出来る教育手法の創成を目的とする。実習コンテンツのひとつとして、実験研究者が危険性を知識としては誰でも知っている液体窒素を対象として、液体窒素を床に漏えいした場合に起きる危険性と適切な初対応を考えることができる教材を作製した。初年度に作製した透明PVC製のヒュームフードを設置するために構築した密封性かつ室外からの観察が両立できるガラス製フレームシステムを用いて、液体窒素漏えい実験を行い、実験者(人形)の体の各部位における温度および酸素濃度の影響を測定することを可能とした。また、化学物質が各種物質に飛散した際の影響評価の一例として、現行では、長時間浸食後の目視による評価で行われているヒュームフードの壁面や実験作業台について、加速試験により定量的に評価する手法を検討した。前処理をした壁面・作業台材料板に、化学物質を滴下して、板材の水に対する濡れ性、表面の赤外吸収スペクトルの経時変化を測定することにより、評価が可能であることを見出した。これらのことから、データに基づく教育教材は、座学で得た知識を、自分自身の問題として実践的な知識にすることに効果的であることを明らかにした。当初の研究計画と実施の順番は異なるが、今年度教育コンテンツを先に作成したことは、コンテンツ完成を早めた効果のみならず、平成27年度の研究の加速につながると考えている。ただし、学内事故事例の解析から抽出した事故原因と人の作業に対する情報との関係性についての定量評価が遅れているので、平成27年度に早急に評価し、システムへの実装をはかりたい。環境工学・反応工学・材料工学事故情報解析については、新たな手法として、言語解析を検討している。対象物質・実験者の行動・周囲の環境の関連性の抽出手法として、多数の事例を一度に取り扱うことが可能であることが特徴として挙げられるので、その効果をはかる。また、実習コンテンツについては、平成27年度には機能性薄膜およびナノ材料の研究者に、この教育コンテンツを用いて教育効果を実証することを計画している。特に、多数の実験者情報データベースの収集が精度を上げるための課題となるため、学内共同利用施設利用者への協力依頼を計画している。情報交換および収集のために2015年3月に予定していた海外出張を中止としたため、その分の旅費が差額として生じた。また、システム構築の外注を平成27年度に持ち越したため、差額が生じた。
生徒による「スクラッチ」を用いた物理計測実験の処理およびシミュレーション作成

本研究では、生徒による物理現象のシミュレーション作成と、安価で小型なPC(ラズベリーパイ)にセンサーを組み合わせてできる物理実験のデータ処理の方法を取り入れた授業を開発して、参加した生徒の感想や小テスト、作品内容などから評価した。シミュレーションとデータ処理には「スクラッチ」を共通のプログラミング言語に用いた。「スクラッチ」は、数式を記述する際に独特の方法が用いられており指導する際に配慮が必要な一方、生徒が学んでいたことから理解しやすいと判断したためである。開発した実験方法の一つが気体の断熱変化の計測である。実験に参加したのは、肢体不自由や発達障害などを主たる理由として特別支援学校に在籍する高等部の生徒7名である。そのうち「断熱変化」や「等温変化」という言葉だけを事前に知っていたのは1名である。また、断熱変化の圧力(P)と体積(V)の変化を高校レベルの実験で計測している事例は、希だと思われる。実験では、注射器を用いて断熱圧縮に近い状況を作り感圧センサーから得た値を「スクラッチ」によるプログラミングで処理して、PV線図に該当するグラフを描かせて確認した。また、実験後に理論式から作成したシミュレーションも行った。その結果、「実際にピストンを押したときに手から得られる圧力変化の感覚とリアルタイムでモニターに描かれる圧力変化の図が一致して、理解しやすかった」旨のコメントを5名から得たほか、小テストでも全員がPV線図の特徴を習得できたなどの効果が得られた。今後、一般高校の生徒を対象に研究を進めるほか詳細については、30年度の学会などで発表していく予定である。その他、加速度センサーを用いた実験にも取り組んだ。実験を基にしたシミュレーション作成およびゲーム等への応用は、学習意欲を高めるほか、誤概念の払拭にも有効な可能性が見いだせた。
科学教育と技術教育のインターフェイス-英米独の比較教育史研究

イギリスに始まる産業革命の進展とともに発展してきた技術教育は,イギリス,アメリカ,ドイツそれぞれの国において,非常に類似した発展過程をたどってきた.たとえばドイツにおいては,19世紀以降,実学的な諸学校において職業準備としての技術教育が実践され,また,イギリスにおいては,科学の応用的側面や実践的側面を扱う技術教育は,アカデミックな純粋科学と対峙する形で展開されてきた.一方アメリカにおいては,時代的に20世紀前後のこととなるが,職業学校において技術教育が急速に実践されることとなる.このように,技術教育は科学教育とは異なる概念として捉えられ,職業準備のための技術教育は,科学教育と一線を画してきた.しかしながら,この技術教育の発展過程においては,アメリカやドイツにおいては国家が強力に関与してきたが,イギリスにおいては国家は直接的関与をしてこなかったという違いも見られる.いずれにせよ,学校教育における科学教育そのものの位置がまだ不安定な19世紀においては,いずれの国においても純粋科学を学校に導入しようという努力の中で,技術教育との関わりはほとんど議論されてこなかったと言ってよい.今日,技術教育と科学教育のインターフェイスが議論されるようになってきた背景には,急速な産業化・情報化社会の発展と,技術に対する新しい定義の付与があることは間違いない.すなわち,単にものづくりとして技術教育を定義するのではなく,技術に固有の問題解決の方法を教える教科として技術が定義されるようになってきている.そうであればこそ,科学教育が技術教育と関わりをもつ土台が形成される.過去になされてきた科学教育と技術教育の分離が,今日においては逆に,いかに両者の関わりを図るかという議論に変化してきていると言える.イギリスに始まる産業革命の進展とともに発展してきた技術教育は,イギリス,アメリカ,ドイツそれぞれの国において,非常に類似した発展過程をたどってきた.たとえばドイツにおいては,19世紀以降,実学的な諸学校において職業準備としての技術教育が実践され,また,イギリスにおいては,科学の応用的側面や実践的側面を扱う技術教育は,アカデミックな純粋科学と対峙する形で展開されてきた.一方アメリカにおいては,時代的に20世紀前後のこととなるが,職業学校において技術教育が急速に実践されることとなる.このように,技術教育は科学教育とは異なる概念として捉えられ,職業準備のための技術教育は,科学教育と一線を画してきた.しかしながら,この技術教育の発展過程においては,アメリカやドイツにおいては国家が強力に関与してきたが,イギリスにおいては国家は直接的関与をしてこなかったという違いも見られる.いずれにせよ,学校教育における科学教育そのものの位置がまだ不安定な19世紀においては,いずれの国においても純粋科学を学校に導入しようという努力の中で,技術教育との関わりはほとんど議論されてこなかったと言ってよい.今日,技術教育と科学教育のインターフェイスが議論されるようになってきた背景には,急速な産業化・情報化社会の発展と,技術に対する新しい定義の付与があることは間違いない.すなわち,単にものづくりとして技術教育を定義するのではなく,技術に固有の問題解決の方法を教える教科として技術が定義されるようになってきている.そうであればこそ,科学教育が技術教育と関わりをもつ土台が形成される.過去になされてきた科学教育と技術教育の分離が,今日においては逆に,いかに両者の関わりを図るかという議論に変化してきていると言える.本年度の研究目的は,科学教育と技術教育が,アメリカ,イギリス,ドイツのそれぞれの国においていかに制度化されてきたかを,歴史的に展望することにあった.そこで本年度は,研究代表者と分担者がそれぞれの国について資料収集とその分析を進め,研究会においてその成果を持ち寄る形で情報の共有をはかった.また丹沢はアメリカの理科教育研究者を訪問し,本研究の方向性についてレビューを受け,また貴重な資料の紹介も受けた.イギリス,ドイツを初めとする西欧諸国においては,分化型の教育制度の影響もあり,技術教育は主に徒弟的な教育機関においてなされてきた.したがって,普通教育を施す教育機関においては特別な技術教育教科は存在せず,科学教育と技術教育間には密接な関連が存在し,その内容を分けて捉えることがほとんど不可能なほどに統合されて教育が行われてきた.一方アメリカは総合型の教育制度をとっているため,技術教育を担う特別な教育機関が大学前の教育段階にはほとんど存在してこなかった(現在いくつかの州には見られる).したがって,技能的な教科は早い段階から普通教育の中で学ばれることとなり,科学教育と技術教育の間には明確な境界線が存在した.このような相違点をもとに考察するとき,アメリカにおいては科学・技術教育の関連性はどこにあるのか,またイギリス,ドイツにおいてはいかに両者が関連づけられ,その境界を区別することが可能であるのか等が課題となってきた.本研究では,この点に焦点をあてながら,来年度以降研究を進める.なお本年度は研究初年度ということもあり,研究成果の公表は行っていないが,来年度以降学会での成果の発表,研究誌への投稿等を行う予定である.本年度の研究目的は,西欧諸国における科学教育と技術教育の制度化のプロセスの把握と,そこにおける問題点の解明を継続しつつ,英米独の3つの国において,科学教育と技術教育の境界線はいつ,いかなる理由で,いかにして引かれてきたのかを解明することにあった.そこで本年度は,研究代表者と分担者が,引き続きそれぞれの国について資料収集とその分析を進め,その成果を持ち寄る形で目的の達成を目指した.また研究分担者の藤井は,ドイツの理科教育史を専門とする複数の研究者を訪問し,ドイツの科学教育と技術教育の関わりについてこれまでの成果についてレビューを受け,同時に貴重な資料の収集を行った.

科学教育と技術教育境界線を考えるとき,技術教育の概念をいかに捉えるかが議論となった.いわゆる職業教育は,たとえばアメリカにおいては1917年に制定されたスミス・ヒューズ法以来,国家の重要関心事となり,その後ジョージ・ディーン法,ジョージ・バーデン法,合衆国防衛教育法と引き継がれ,20世紀以前の徒弟的な教育制度から組織的な職業教育制度へと脱皮した.しかしながら,費用便益分析,設計,トレードオフといった,科学教育に対比しての技術教育に固有な考え方はそこまでは十分に取り扱われてこなかった.つまりここに科学教育と技術教育の境界線と接点が存在することが,これまでの研究から明らかになった.本研究の来年度の課題は,技術教育の意味内容と学校段階を限定した上で,具体的な科学カリキュラムを分析しながら両者の関連性について明確な視点を提供することである.なお本年度はようやく研究成果が見えてきた段階であり,特に研究成果の発表は行っていないが,今年の理科教育学会においてその成果を広く公開し,同時に関係雑誌への投稿を行う予定である.本年度は,19世紀以降現在までの,アメリカ,イギリス,ドイツにおける科学教育と技術教育の接点,ならびに境界(相違点)を中心に分析を行ってきた.具体的には,科学教育と技術教育が歴史的にどのように定義され,学校教育の中でどのように実践されてきたかを解明してきた.その結果,1970年代までは,科学教育と技術教育の定義は明確でなかったが,学校教育において科学と技術は明らかに異なる教科として発展してきたことが指摘された.科学に対応する教科は,言うまでもなく物理,化学,生物,地球科学等であるが,近年までは,これらに加え,地質学,自然地理学,植物学,動物学,生理学等,学問領域と密接に対応した教科が提供されていた.一方技術教育は,インダストリアーツや手工等の教科に見られるように,職業教育の中で実践されていた.したがって,ここでは,費用便益分析,設計,トレードオフなどの技術に固有な概念が取り扱われることなく,「技術とはいかなる学問か」についてはまったく言及されてこなかった.実はこの点にこそ,現在の科学教育と技術教育のインターフェイスの鍵が存在する.つまり,科学とはいかなる学問であるかを扱うときに,技術に固有な概念が参照されるのである.これは,両者の対比の中から科学の特色を浮き上がらせるアプローチと言ってもよい.本年度の研究においては,イギリスのロンドン大学Justin Dillon教授による貴重なレビューを受けることができたが,三国間の比較は十分に行われたとは言えない.これは今後に残された課題である.なお,本研究のこれまでの成果は,来年度以降順次論文の形で公表し,批判を受ける予定である.
近世城下町の資源利用と文化・流通に関する動物考古学および同位体考古学的研究

本研究は、遺跡から出土する動物遺存体の観察や計測および同位体分析などの複合的な考察によって、近世城館や城下町での動物資源利用やそれらに係わる文化・技術の様相、また、ものの流通の特徴を抽出し、中国四国地域における地方近世城館や城下町での人々の暮らし(食文化や動物との関わり)を具体的に明らかにすることを目的として実施した。昨年度までに対象資料の調査分析を進め、近世城下町遺跡3遺跡の報告書にその成果の一部を発表した。最終年度は、未記録であった松江城下町遺跡出土の貝殻資料の計測値のデータ化作業とウシ角製品の実測図のデジタルデータ化作業を進めるとともに、これまでの研究成果を広く発信するための公開シンポジウムを開催した。シンポジウムでは、本研究課題で分析した遺跡のうち、広島城跡(広島県)、松江城下町遺跡(島根県)、高松城跡・丸亀城跡(香川県)の中国四国地方の3地域から各調査関係者を招き、遺跡調査の概要やそれぞれの地域の近世城下町の特徴について講演していただいた。研究代表者の石丸は、出土動物遺存体から明らかとなった動物資源利用の様相について発表を行った。また、発表者全員で各遺跡の共通点や差異、また個性や文化の特徴などについて討論を行った。シンポジウムには計75名の参加があり、新聞社3社の取材を受けた。また、各遺跡出土骨資料の炭素・窒素同位体分析を行い、家畜種であるウシの同位体比がイノシシやニホンジカとは異なることが示され、近世のウシがどのような餌を食べていたのか、すなわちどのように飼われていたのかを議論するうえで貴重なデータが得らえた。さらに、縄文時代のイノシシとニホンジカの同位体比と、近世の同種の値を比較した結果、ニホンジカではほとんど変わらないが、イノシシは時代差が大きい特徴が認められた。また地域差がある可能性も示唆された。これらの研究成果の一部は雑誌へ投稿し掲載された。本研究の目的は、遺跡から出土する動物遺存体の観察、当時の絵図や文献の情報、同位体分析などの理化学的な手法を用いた複合的な考察から、近世城下町での動物資源利用の様相、文化や技術の発達やものの流通の特徴を抽出し、地方近世城下町の人びとの具体的な暮らしぶりを明らかにすることである。本年度は、分析対象とした主な遺跡である松江城下町遺跡(島根県)の資料調査を中心に取り組んだ。出土動物相については、これまでの報告書ですでに明らかにされていることから、それらの資料のなかからイヌおよびウシ資料に注目し、各資料を詳細に観察して必要な部分については計測を行った。その結果、大型の個体から小型のものまで、多様な大きさのイヌが存在したことが明らかとなった。ウシについては、これまで大坂城下町跡や堺環濠都市遺跡(いずれも大阪府)などで出土している加工のある角芯や切断された四肢骨と同様の資料が、松江城下町遺跡からも複数出土しており、これらの詳細な観察を行った。また、イヌ資料の大きさを比較するうえでの基礎データとして、縄文時代の遺跡から出土したイヌ資料の計測調査もおこなった。その他の関連遺跡の資料調査や同位体分析の実施については、今後の計画について関係者との打ち合わせをおこない、一部の資料において炭素・窒素同位体分析を実施した。さらに、今年度、良好な出土資料が確認された徳島城下町遺跡(徳島県)の資料整理に関わる機会を得たため、今後、徳島城下町関連遺跡の資料を新たに分析対象に加え、中国四国地方の近世城下町での動物資源利用について総合的な考察を行うこととする。なお、松江城下町遺跡の調査で得られた成果の一部については、徳島県立埋蔵文化財総合センターで行われた公開講座の中で紹介した。本研究は、遺跡から出土する動物遺存体の観察や計測と同位体分析、また文献情報などの複合的な考察によって、近世城下町での動物資源利用の様相、文化・技術の発達、ものの流通の特徴を抽出し、中国四国地方を中心とする地方近世城下町での人々の暮らしを具体的に明らかにすることを目的としたものである。本年度は、これまで分析や資料調査の主な対象としてきた島根県の松江城下町遺跡資料(哺乳類)の炭素・窒素同位体分析と、出土ウシ角資料約30点の実測による図化など、資料収集を中心に研究を進めた。また、関連する遺跡として、四国地方の徳島城下町遺跡出土資料の実見や同位体分析によって哺乳類と魚類の貴重な同位体データを得ることができた。広島県に所在する遺跡として広島城下町遺跡と四日市遺跡(近世市宿跡)などから出土した貝類の実見や計測および骨角器の実測など、有用な多くの比較データの収集をおこなった。その一方で周辺遺跡での資料調査が実施できず、計画を順調に進めることができなかった。また、研究の成果発信も予定通り実施できなかったが、すでに次年度3回(4月・6月・8月)の学会発表を予定しており、その準備を整える段階までは進めことができている。現在のところ少数ではあるが複数の城下町遺跡資料を実見し、比較できたことで、城下町によって動物資源利用にやや差が認められることや、絵図などによる情報から出土地点の性格(上級武士か町屋などの差)を把握することで、各遺跡の出土資料の特徴を抽出することができつつあると言える。昨年度、計画がやや遅れていたため、今年度予定していた資料調査(資料の実見や計測)がやや不十分であったが、同位体分析などの科学分析については予定通り進めることができている。

本研究は、遺跡から出土する動物遺存体の観察や計測および同位体分析などの複合的な考察によって、近世城館や城下町での動物資源利用や文化・技術の様相、且つものの流通の特徴を抽出し、中国四国地方における地方近世城館・城下町での人々の暮らし(食文化や動物とのかかわり)を具体的に明らかにすることを目的としている。本年度は、これまで資料調査や同位体分析を行ってきた松江城下町遺跡(島根県)や徳島城下町遺跡(徳島県)に加え、高松城跡(香川県)の資料を実見することができ、資料の計測や解体痕などの観察を行った。また、松江城下町遺跡の追加資料の炭素・窒素同位体分析を実施した。貝類の産地を知るための炭素・窒素同位体分析については、現生資料と遺跡資料において処理方法の検討を重ね、前処理方法をほぼ確立でき、実際に測定を行うことができた。分析に要する量や分析機器の測定時の調整など再検討は必要であるが、遺跡出土貝殻の窒素同位体比が産地判別に有効である可能性が示唆された。また、これまで収集してきた資料の分析結果や分析方法の有効性を示すため、経過報告として3つの学会発表(うち2発表は縄文時代の資料によって分析方法を紹介)と2つの講座等において成果発信を行った。中国四国地方の近世遺跡(城跡・城下町遺跡)から出土した動物遺存体の比較分析はこれまで行われておらず、本研究によって当地域を代表する複数の遺跡資料がデータ化され、比較検討のための資料が蓄積しているといえる。これらのデータからは、遺跡によって出土の様相が異なっている点が認められ、地域性や階級による差などを示している可能性が指摘できる。対象としている遺跡資料については、ほぼ実見および分析が終了している。一部追加の同位体分析の実施や文献資料との照合などが必要ではあるが、これまでの成果をまとめ、成果報告書の作成とシンポジウムなどでの成果発信を最終年度に実施することで、計画していた主たる研究の成果はあげられそうである。本研究は、遺跡から出土する動物遺存体の観察や計測および同位体分析などの複合的な考察によって、近世城館や城下町での動物資源利用や文化・技術の様相、またものの流通の特徴を抽出し、中国四国地方における地方近世城館や城下町での人々の暮らし(食文化や動物との関わり)を具体的に明らかにすることを目的としている。本年度は、昨年度までに資料を実見した松江城下町遺跡(島根県)の総括報告書、高松城跡および丸亀城跡(香川県)の報告書に分析結果を報告した。松江城下町遺跡では武家屋敷と町屋で動物資源利用の様相が異なる状況が認められ、高松城跡や丸亀城跡ではアカニシに穿孔が施され、蛸壺漁の可能性がある資料を多く確認した。アカニシの殻を利用した漁法は、江戸時代の書物『日本山海名産図会』に高砂(兵庫県)の海でのイイダコ漁が描かれ、現在でも瀬戸内海の島々で行われており、瀬戸内海に面する高松・丸亀城跡で多くの資料が出土したことは興味深い事実といえる。また、松江城下町遺跡の炭素・窒素同位体分析からは、同じ日本海側に位置する遺跡でも場所によって魚類(マダイ)の同位体比がやや異なる傾向があること、ウシの餌としてアワ・ヒエなどのC4植物が多く与えられた可能性があることが示唆された。それらの成果の一部について、学会発表1件、市民講座1件で報告した。当初の研究計画とは対象遺跡が異なったが、これまでに中国四国地方の近世遺跡を中心に8地点の資料について実見を完了することができ、各遺跡の動物資源利用の特徴や相違を考察することができた。また同位体分析についても、比較資料としてのデータを得ることができた。
犬甲状腺機能低下症の発症機序とその診断法に関する研究

犬の甲状腺機能低下症は甲状腺機能の低下により血中の甲状腺ホルモン量の不足が生じ、非掻痒性両側対称性脱毛、色素沈着、運動不耐、重度の場合は意識の混濁、重度の貧血などを引き起こす。本症の病因として甲状腺の濾胞内コロイド成分であるサイログロブリン(Tg)に対する自己抗体(TgAA)および自己反応性T細胞の存在が重要視されており、それらはリンパ球性甲状腺炎を惹起して甲状腺の組織破壊を引き起こすと考えられている。本研究では本症の発症機序の解明を試みるとともに、その発症前診断法ついて検討した。a)正常犬甲状腺組織から抽出したmRNAからオリゴキャップ法を用いて犬Tgの完全長cDNAを作製し、塩基配列の解析を行なった。全長塩基配列は8,466bpであり、犬Tgアミノ酸をコードする塩基配列は人、牛、およびラットの同一領域と比較してそれぞれ83%、83%および71%の高い相同性を示した。また、これらの動物種と比較して18塩基対が欠失していた。予想されるアミノ酸配列は2,750アミノ酸残基であり人および牛と79%、ラットと71%と高い相同性を示した。また、これら動物種と比較して6アミノ酸残基が欠失していた。予想される犬Tgアミノ酸のC末端領域に相当する2,411bpのフラグメントを発現ベクターに挿入し、大腸菌を用いてリコンビナントタンパク質の発現を試みたところ、分子量約115kDaのGST融合リコンビナントタンパク質の発現が確認された。しかし、その発現量は非常に少なく、抽出、精製までには至らなかった。今後は、犬TgcDNAの他の領域も含め、発現条件の最適化を行い、リコンビナントタンパク質を作成、精製するとともに、それらを用いて、大阪府立大学附属家畜病院および外部協力病院に来院した甲状腺機能低下症の患犬から、採取、保存した血液サンプルの抗Tg抗体および自己反応性T細胞の抗原エピトープについて検討を行い、得られた知見を応用してより高感度、高精度な犬甲状腺機能低下症の発症前診断法の開発を目指したい。犬の甲状腺機能低下症は甲状腺機能の低下により血中甲状腺ホルモン量の不足が生じ、非掻痒性両側対称性脱毛、色素沈着、運動不耐、重度の場合は意識の混濁、重度の貧血などを引き起こす。本症の病因として甲状腺の濾胞内コロイド成分であるサイログロブリン(Tg)に対する自己抗体(TgAA)および自己反応性T細胞の存在が重要視さており、それらはリンパ球性甲状腺炎を惹起して甲状腺の組織破壊を引き起こすと考えられている。本研究では本症の発症機序の解明を試みるとともに、その発症前診断法について検討した。1.犬TgAAおよび自己反応性T細胞の検出法を確立するために正常甲腺組織からTg蛋白質の単離、精製を行った結果、分子量約660kDaの蛋白質が得られた。2.1.で得られたTgを用いて甲状腺機能低下症犬および正常犬の血清中のTgAA抗体価をLISA法を用いて測定した結果、甲状腺機能低下症犬においては高い抗体価が観察されたことから本症罹患犬はTgに対する自己抗体を保有していることが示唆された。また、BrdUの取り込み量を指標として甲状腺機能低下症犬および正常犬の血中リンパ球幼若化試験を行ったところ、申状腺機能低下症犬においてTg刺激に対して強く反応したことから本症罹患犬はTgに対する自己反応性T細胞を保有している可能性が示唆された。3.正常犬甲状腺組織から抽出したTg mRNAの特に抗原性の高いといといわれるC末端の塩基配列を調べたところ、約2kbpが明らかとなり、人、マウス、ラット、牛の塩基配列と比較して約80%の相同性が認められた。今後は附属家畜病院および外部獣医師との連携により症例血清あるいは血液を収集、検討するとともに犬Tg mRNAの全長塩基配列の解読を進める予定である。また、TgAAおよび自己反応性T細胞の抗原エピトープについての検討も並行して進めたい。a)正常犬甲状腺組織から抽出したmRNAからオリゴキャップ法を用いて完全長cDNAの作製を試み、イヌTg cDNAの全長塩基配列の解析を進めている。現在までに明らかになっているC末端の塩基配列は約2.3kbpであり、人、マウス、ラット、牛の塩基配列と比較して約80%の相同性が認められた。さらに、人、マウス、ラット、牛の同一領域に認められる塩基配列のうち18塩基対が欠落している可能性が示唆された。b)大阪府立大学附属家畜病院および外部協力病院に来院した甲状腺機能低下症の患犬から血液サンプルを採取、保存し、甲状腺関連のホルモン濃度などの臨床データおよびTgAA抗体価の測定を継続して行っている。今後は、附属家畜病院および外部獣医師との連携による症例血清・血液の収集・検討を継続するとともにイヌTg cDNAの全長塩基配列の解析を進める。また、得られた塩基配列をもとにリコンビナント蛋白質の合成を行い、それらを用いたTgAAおよび自己反応性T細胞の抗原エピトープについての検討も並行して進めたい。

犬の甲状腺機能低下症は甲状腺機能の低下により血中の甲状腺ホルモン量の不足が生じ、非掻痒性両側対称性脱毛、色素沈着、運動不耐、重度の場合は意識の混濁、重度の貧血などを引き起こす。本症の病因として甲状腺の濾胞内コロイド成分であるサイログロブリン(Tg)に対する自己抗体(TgAA)および自己反応性T細胞の存在が重要視されており、それらはリンパ球性甲状腺炎を惹起して甲状腺の組織破壊を引き起こすと考えられている。本研究では本症の発症機序の解明を試みるとともに、その発症前診断法ついて検討した。a)正常犬甲状腺組織から抽出したmRNAからオリゴキャップ法を用いて犬Tgの完全長cDNAを作製し、塩基配列の解析を行なった。全長塩基配列は8,466bpであり、犬Tgアミノ酸をコードする塩基配列は人、牛、およびラットの同一領域と比較してそれぞれ83%、83%および71%の高い相同性を示した。また、これらの動物種と比較して18塩基対が欠失していた。予想されるアミノ酸配列は2,750アミノ酸残基であり人および牛と79%、ラットと71%と高い相同性を示した。また、これら動物種と比較して6アミノ酸残基が欠失していた。予想される犬Tgアミノ酸のC末端領域に相当する2,411bpのフラグメントを発現ベクターに挿入し、大腸菌を用いてリコンビナントタンパク質の発現を試みたところ、分子量約115kDaのGST融合リコンビナントタンパク質の発現が確認された。しかし、その発現量は非常に少なく、抽出、精製までには至らなかった。今後は、犬TgcDNAの他の領域も含め、発現条件の最適化を行い、リコンビナントタンパク質を作成、精製するとともに、それらを用いて、大阪府立大学附属家畜病院および外部協力病院に来院した甲状腺機能低下症の患犬から、採取、保存した血液サンプルの抗Tg抗体および自己反応性T細胞の抗原エピトープについて検討を行い、得られた知見を応用してより高感度、高精度な犬甲状腺機能低下症の発症前診断法の開発を目指したい。
生体内での「機能的」血管新生過程における細胞・分子間作用階層構造の解明 〜生体内遺伝子導入法による個体での検証〜

近年、生理的な血管新生、または病的な血管新生に種々の血管新生因子が関与することが明らかにされつつある。しかしこれまでの研究の主体は、単一遺伝子の過剰発現系やノックアウト系での解析であり、血管新生プロセスの時間軸に対し、ダイナミックに発現が変化する複数の内因性血管新生分子群を高次的に解析するという研究は皆無であった。(1)「生理的・機能的」血管新生には、そのプロセスごとに複数の因子がバランスよく同期してタイミングよく発現することが重要であり、このバランスと時期が崩れると「病的血管新生」あるいは「血流回復効果の破綻」に至ること。(2)一方で、1つの血管新生因子が血管新生プロセスに関与する複数の因子の協調作用を誘導する場合があること、つまり、血管新生の作用機構には階層性が存在すること。(3)血管新生過程には、周皮細胞、平滑筋細胞、さらに線維芽細胞の存在が必須であること。現時点でこれらの用件を単独で満たし、効率のよい機能的血管新生を誘導できるのはFGF-2のみであることを見出し(Circ Res 2002、2報)、Sev-FGF2による重症虚血下肢に対する遺伝子治療を提案、学内倫理委員会の承認の後、厚生労働省にて審議中であり、2004年度中の実施に向けた準備中である。既に患者さん治療室の設置、ならびに治療用GMPグレードベクターの生産は終了、新GCP準拠試験の開始を待つばかりの状態である。また同様のコンセプトの追求により、悪性腫瘍の特性に関わらず一元的に腫瘍血管を破綻させる画期的な分子標的を見出し(Circ Res 2004,in press)、低分子製剤と遺伝子治療法の開発を進めている。今後は本研究で得られた成果をさらに発展させ、生体内でのダイナミックな血管の再生メカニズムの本態に迫りたい。本研究初年度は、昨年度得られた知見「虚血肢に対する遺伝子治療には、欧米で使用されているVEGFよりFGF-2の方が効果が高く、かつ安全域が広い(Circ Res 2002(1))を基に、そのメカニズム解析を行った。主に「何故、FGF-2の過剰発現が機能的に成熟した血管新生に至るのか」について、特にその他の血管新生因子HGF、VEGF-C、さらには間葉系細胞の増殖因子であるPDGFの役割を中心に検討した。1.HGFについてFGF-2は虚血状態に依存せず内因性HGFを強く誘導すること、そのシグナルとしてp44/42MAPK系、Ras系、p70S6K系が重要であること、そしてそのmediatorとして、PDGF-AAが重要であることを見い出した(Circ Res 2002(2))。血管内皮細胞には直接的に作用しないPDGF-AAは、血管新生過程においてHGFのみならずVEGFの発現持続にも重要な役割を果していることを明らかにした。PDGF-AAの活性中和により、FGF-2依存性血管新生は阻害されることを見い出した(論文準備中)。リンパ管新生因子VEGF-Cは血管新生にとっても重要な役割、つまり血管構築に必須であることを見い出した(論文準備中)。この作用は血管内皮細胞に直接作用しないPDGF-BBを介した、周皮細胞の遊走に依存していることを明らかにした。4.Angiopoietin-Tie2糸について内皮細胞だけでなく間葉糸細胞にもTie-2が発現していることを証明し、特にEGF-like domainを欠く新しいalternativesplicing formのクローニングに成功した(GeneBankに登録済み)。糖尿病では他の血管新生因子と比較して、Ang-Tie2糸の発現が著明に低下していることを証明した。