hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地域環境管理手法としての地域制自然公園制度の構築と管理に関する国際比較研究

英国を中心に、ヨーロッパ諸国の地域制自然公園および自然保護区を調査した。その結果、ヨーロッパ諸国においては、国立公園等が地域社会の経済的・社会的発展を考慮しつつ、農業、林業、観光業などの振興をめざして運用されており、また、公園計画の策定においては、広く地域の住民、農林業者、研究者、関係官庁を参画させた協働的意思形成システムが築かれつつあるとの知見が得られた。地域制保護地域制度として、国立公園と特別景勝地域の二つの制度がある英国を事例に調査を行った。英国の国立公園は、政府から独立した独自の組織である国立公園局によって管理運営されている。国立公園運営に関する意思決定は公園ごとの理事会によって行われており、メンバーには国の代表のほか自治体、パリッシュ(教区ないしは集落)の代表が加わっている。また、イギリスの国立公園は開発規制に関する権限を有しており、国と地方の協働による公園管理を行っている実態が明らかとなった。ピーク・ディストリクト国立公園委員会は、国によって直接任命された委員が10名、国の任命による教区の代表が8名、地方自治体からの代表が20名の合計38名の委員によって構成されている。特別景勝地域は国立公園ほど充実した管理組織を有していないが、2000年田園地域および通行権法の制定により管理計画の策定と管理組織の設置を行うことが定められた。これによって、イングランド南部に位置するコッツウォルズ特別景勝地域では保全委員会が設置され、国から15名、自治体から15名、教区から8名の合計40名の委員が選出されている。しかし、このような組織を有しているのはまだ数箇所のみであり、現在組織の充実に向けた取り組みが進められている最中である。なお、特別景勝地域の管理組織は開発規制の権限を持っておらず、その権限が地方部局に置かれたままである点が、国立公園とは異なっている。また、国立公園や自然公園には指定されていないが、地域で独自に自然保護を行っている事例として知られているスイスアルプス地域におけるエコツアーの事例調査を行った。その結果、地域環境保全に貢献する資源利用のあり方として、「自然や伝統的な文化を損なわない」ことと、「観光活動から生じる利益を、できるだけ自然と地域に還元する」ことの2点を重視していることが明らかとなった。イタリアの国立公園および州立公園を対象として、公園管理における関係者の関与のあり方を探るため、管理組織の実態について調査を行った。国立公園は生態.景観、レクリエーション利用などの面から重要な地域であり、国によって管理される。州立公園は当該地域において特徴的な自然、風景面での価値を有する地域であり、州によって管理される。現地調査地の一つであるアブルツッォ国立公園は、1922年に指定された面積約5万haの公園である。公園の管理組織は評議会形式を取っており、議長、評議会、公園共同体からなっている。評議会は公園協同体から選出される5人の代表に加えて、環境省から2名、農業省から1名、大学から2名、国から認定を受けている環境団体から2名の合計12名によって構成されている。公園共同体は公園内にある地域の代表によって構成され、本公園の場合、25自治体(コムーネ)、6山の共同体、3州、3県の合計25の構成員から成り立っている。シレンベテリーノ州立公園は1989年に指定された公園で、面積は5万haである。公園には21のコムーネが含まれ、1.31.4万人程が住んでいる。州立公園の目的は、自然保護と地域発展の共存にある。各コムーネの規模は小さいため、一つにまとまり大きな単位での取り組みを進めようとするところに公園設置のメリットが存在する。また、観光客から見ても知名度の向上になり、農業や観光の活性化に役立っている。公園組織は評議会議長、理事、評議会、公園共同体より構成される。議長は公園の代表者であり、評議会員から1名が選出される。評議会は公園運営に関する意思決定を行う機関で、公園協同体から6人の代表および、州の代表2名、大学から2名、環境団体から1名の合計11名によって構成される。公園協同体は全21コムーネによって構成される。以上のように、多様な関係者を交えた組織づくりの実態が明らかになった。本年度は、自然公園制度がそれらの地域の自然資源管理手法としてどのように機能し、成果を上げているのかを、英国を中心に調査した。調査地域は、英国中部のピーク地区国立公園、湖水地区国立公園、それにロンドン西部のコッツウォルズ自然景観保全地区である。その結果、以下の事柄が判明した。

第1に、英国においては、国立公園、自然景観保護地区、学術的重要資源地区などの多様な制度が存在し、制度間で目的に明確な差異があること、第2に、国立公園においては、自然資源の厳正な管理よりは、農業・林業との共存が積極的に図られていること、第3に、国立公園の管理は基本的に公園毎に設置された国立公園機構が担当し、地域社会の意向が明確に反映されること、第4に、近時、審査制度・交付金を通じ中央政府のコントロールが強まっていること、第5に、自然景観保全地区(AONB)の管理団体には土地利用規制権限が与えられておらず、むしろ連絡調整組織として、それなりに機能していること、第6に、自然公園全般において、農業、林業の規制が弱く、生物多様性の減少に歯止めがかかっていないこと、などである。これまで英国の国立公園については、その歴史や制度の概要を紹介したものはあるが、それを地域資源管理手法として把握し、その長所・短所、機能的限界などを詳細に調査したものはなく、制度が類似する日本の国立公園のあり方を考えるうえで、大きな示唆が得られた。今後成果を、シンポジウム、出版等を通して積極的に発信する。
下咽頭がん細胞異型性の免疫組織化学的評価ならびに転移率に関する研究

(1)下咽頭癌細胞異型性の免疫組織化学的評価について下咽頭癌の増殖期(S期)細胞のBγDuモノクローナル抗体を用いた免疫組織染色の結果、組織切片5m【m^2】について、全例5000以上の高値を示し、コントロールとした耳下腺多形腺腫および甲状線乳頭癌に比較して、前者(良性)の70100倍、後者の7倍であり、下咽頭癌の増殖能が高いことがわかった。HE染色による組織分化度と比較すると、細胞および組織異型性のつよいものほど高値を示して増殖能がつよいことがわかった。またこの他覚的評価法は、従来の分裂期細胞指数とよく相関することがわかり、治療法の選定、予後の推定などに有用であることがわかった。(2)下咽頭癌細胞の核DNA定量下咽頭癌摘出標本の4μ30μ厚切片について、核DNA染色を施し、螢光顕微測光法を用いて細胞核DNA量を測定した結果、正常リンパ球をコントロールとして、全例4C以上の高値を示すことがわかった。対照とした耳下腺多形腺腫に比較して、平均値約3倍の高値を示し、腫瘍細胞核内DNA量が異常に多いことがわかった。HE染色による細胞および組織異型の程度とDNA量との関係についてみると、異型性のつよいものほどDNA量が多いらしいと推測され、今後標本数を増やして検討することとなった。(3)下咽頭癌の細胞異型性と転移率との関係HE染色による細胞および組織異型性と頸部リンパ節転移頻度についてはより低分化のものほど高い転移率を示すことがわかったが、上記(1)(2)の結果との関係について今後検討することとなった。
中学校技術における構想力と設計力の育成を重視した次世代ものづくり教育の研究

中学校技術の授業に,3D-CADによる設計と電動工具やデジタル加工機による材料加工を導入することによって設計・製作過程の効率化を図る新しいものづくり教育手法の開発を目指している。そこでH30年度は,3D-CAD操作の自習用教材の開発,ドローンを製作する授業の開発,本立てのセミオーダーメード設計と電動工具を使った製作方法の授業化に取り組んだ。まず開発した3D-CAD教材は,3D-CADが操作されているPC画面のキャプチャとテキストによる説明を併用して,CADの初学者が理解しやすいよう編集されている。この教材を,eラーニングで実施された大学授業と対面で実施された社会人向け公開講座に導入した。その結果,eラーニングならびに対面のどちらの授業形式においても,ほとんどの受講者がほぼ自力で3D-CAD操作を習得できることが分かった。次にドローンを製作する授業の開発については,制御系の検討,機体の設計と製作方法の検討,プロペラの製作方法と性能測定方法の検討を行った。中学生向け教材であることを考慮し,汎用マイコンボードであるラズベリーパイとDCブラシモーター(マブチモーター)による駆動を目指した。機体の設計・製作では,レーザーカッターでMDF材を切断する方法で,軽量かつ十分な剛性を実現することを目指した。プロペラ製作では3Dプリンターによる製作方法とレーザーカッターによる製作方法を比較した。さらにキッチンばかりを用いてプロペラの揚力を測定する方法を開発した。また本立ての製作においては,基本的な本立ての形状の3D-CADデータを教師から生徒へ配布し,生徒は3D-CADを使ってその寸法や形状を修正することによってオリジナルの本立てを設計する方法を試行した。さらに木材の切断や穴開け加工,木ねじによる組み立てを,電動工具を使って行う方法を試行した。3D-CADを用いた設計の効果的な導入方法と教育効果の検証に関して,申請時における1年目の計画では中学生向けテキストの開発と評価を行うことになっていた。それに向けた第1段階として学生・社会人向けのテキストを完成させ評価を行った。今後さらにテキストの内容を精選するとともに,中学校技術で扱いやすい事例を取り上げながら,中学生向けのテキストに仕上げていく計画である。機械による材料加工の効果的な導入方法と教育効果の検証に関して,本立て製作を一例として取り上げ検討した。まず3D-CADを使って部品図と組み立て図を簡単に書く方法を検討した。次に部品図に従って,電動丸鋸を使って材料の切り出しを行い,時短効果と加工の正確さ,安全性について評価した。次にオービタルサンダーを使って材料の表面仕上げと面取り加工を行い,時短効果と仕上げの美しさ,安全性について評価した。接合に木ねじを使うこととし,ドリルドライバーを使って下穴加工,ザグリ加工,木ねじの締め付けを行い,加工の容易さと時短効果,安全性について評価した。なお,中学校教員による授業方法の評価ならびに授業方法の完成には至らなかった。設計・製作・評価を繰り返す授業の効果的な実施方法と教育効果の検証に関して,ドローン製作を一例として取り上げ検討した。まずラズベリーパイを使ってDCブラシモータの回転を制御する試作を行った。次に機体について,3D-CADを使って設計し,レーザーカッターを使ってMDF材を加工し試作した。また様々な形状のプロペラを設計・製作・評価するため,3Dプリンタで製作する方法とレーザーカッターで製作する方法を検討するとともに,プロペラが発生する揚力を測定する方法を検討した。なお,教育効果の検証には至らなかった。3D-CADを用いた設計の効果的な導入方法と教育効果の検証に関して,中学生向けの3D-CADテキストを完成させ,中学校教員による評価の後に授業実践を行い,研究成果につなげる計画である。機械による材料加工の効果的な導入方法と教育効果の検証に関して,中学校技術の授業に導入することを推奨できる機械を,作業効率,教育効果,安全性の観点から選定する。そして,それらの機械を使って実施する新しい授業方法を開発し,中学校教員による評価の後に授業実践を行い,研究成果につなげる計画である。設計・製作・評価を繰り返す授業の効果的な実施方法と教育効果の検証に関して,材料加工とエネルギー変換に関わる授業を想定して,3D-CADを使った設計と機械による材料加工,ならびに評価を繰り返す授業開発を推進する。

また本立ての製作においては,基本的な本立ての形状の3D-CADデータを教師から生徒へ配布し,生徒は3D-CADを使ってその寸法や形状を修正することによってオリジナルの本立てを設計する方法を試行した。さらに木材の切断や穴開け加工,木ねじによる組み立てを,電動工具を使って行う方法を試行した。3D-CADを用いた設計の効果的な導入方法と教育効果の検証に関して,申請時における1年目の計画では中学生向けテキストの開発と評価を行うことになっていた。それに向けた第1段階として学生・社会人向けのテキストを完成させ評価を行った。今後さらにテキストの内容を精選するとともに,中学校技術で扱いやすい事例を取り上げながら,中学生向けのテキストに仕上げていく計画である。機械による材料加工の効果的な導入方法と教育効果の検証に関して,本立て製作を一例として取り上げ検討した。まず3D-CADを使って部品図と組み立て図を簡単に書く方法を検討した。次に部品図に従って,電動丸鋸を使って材料の切り出しを行い,時短効果と加工の正確さ,安全性について評価した。次にオービタルサンダーを使って材料の表面仕上げと面取り加工を行い,時短効果と仕上げの美しさ,安全性について評価した。接合に木ねじを使うこととし,ドリルドライバーを使って下穴加工,ザグリ加工,木ねじの締め付けを行い,加工の容易さと時短効果,安全性について評価した。なお,中学校教員による授業方法の評価ならびに授業方法の完成には至らなかった。設計・製作・評価を繰り返す授業の効果的な実施方法と教育効果の検証に関して,ドローン製作を一例として取り上げ検討した。まずラズベリーパイを使ってDCブラシモータの回転を制御する試作を行った。次に機体について,3D-CADを使って設計し,レーザーカッターを使ってMDF材を加工し試作した。また様々な形状のプロペラを設計・製作・評価するため,3Dプリンタで製作する方法とレーザーカッターで製作する方法を検討するとともに,プロペラが発生する揚力を測定する方法を検討した。なお,教育効果の検証には至らなかった。3D-CADを用いた設計の効果的な導入方法と教育効果の検証に関して,中学生向けの3D-CADテキストを完成させ,中学校教員による評価の後に授業実践を行い,研究成果につなげる計画である。機械による材料加工の効果的な導入方法と教育効果の検証に関して,中学校技術の授業に導入することを推奨できる機械を,作業効率,教育効果,安全性の観点から選定する。そして,それらの機械を使って実施する新しい授業方法を開発し,中学校教員による評価の後に授業実践を行い,研究成果につなげる計画である。
固体酸触媒プロセスの総括的グリーン指数の評価に関する研究

化学プロセスのグリーン度を総括的に評価する手法を確立するための検討を行い以下の成果を上げた。1.固体酸プロセスのグリーン度の定量的評価手法の検討評価に必要な項目をあげ必要なインベントリーデータを集めた。また、既存の評価手法を調査した。オキシム異性化によるラクタム合成(ベックマン転位)を硫酸から固体触媒に転換するプロセス(工業化中)についてグリーン度をE-factorの観点から評価した(御園生、茅野他)。また、以下のプロセスについて固体触媒化のための実験的検討及びグリーン度評価を試みた。(1)溶液中のベックマン転位に有効な多孔質アルミノシリケート触媒を見出し上記プロセスの更なる改良に道を開いた。(2)1,4-ブタンジオールからのピロリジン合成では、2段で効率的に合成する固体酸触媒(瀬川)。(3)水溶液中で高機能を発揮する固体酸。ベンゼンとホルマリンからジフェニルメタンを効率的に合成するヘテロポリ酸系の特異な触媒(奥原)。(4)高活性、高選択的な鉄置換ヘテロポリ酸による分子状酸素を用いるエポキシ化。2.グリーンケミストリーの課題抽出と評価のためのデータ収集。研究分担者に企業からの技術者が加わり3回の会合を通じて課題を整理した。研究開発段階において使い勝手の良いチェックリスト方式と、工業化段階に使用するLCAタイプの併用が望ましいとした。前者についてプロトタイプの作成を行ない、後者ではベックマン転位について廃棄物(副生物)量の試算を行った。グリーン化学(グリーンケミストリー、GC)の指針となる、化学プロセス・製品の環境負荷を全ライフサイクルについて評価する尺度「グリーン度」の構築を目指し、固体酸触媒プロセスを中心に実験、調査、討論を通じて検討を行い、以下の成果をあげている(次年度継続予定)。独自の検討会を産業界からの協力を得て開くとともに、日本化学会GC研究会、グリーンサステイナブルネットワークと連携したシンポジウムに参加し、グリーン度、グリーンインデックスの評価において考慮すべき項目を整理した。また、評価法としてライフサイクルアセスメント(LCA)型とチェックリスト型の二つの方法についてを考察した。LCAについてプラスチック、アルミニウム缶を例にインベントリー整備を行い省エネルギー及び省資源の観点から評価を行った。省資源の観点(リソースエネルギー)の取り扱いはさらに検討する。また、固体酸プロセスについてプロセス原単位等のデータを収集した。これをもとにグリーン度評価を試行する予定。触媒プロセスに関する実験的検討の成果としては、ゼオライト系固体酸触媒による環境負荷の少ないエタノールアミンからのエチレンジアアミンの選択的合成法、ベンゼンのアルキル化反応に適用可能な耐水性固体酸スルホン化ポリマーシリカ複合体を新規に開発した。さらに、アルケンや不飽和アルコールの選択酸化に高活性な有機基修飾したチタン含有モレキュラーシーブ、アルカンの選択酸化に有効なバナジウム、マンガンを置換したポリ酸触媒の合成を行なった。

研究分担者に企業からの技術者が加わり3回の会合を通じて課題を整理した。研究開発段階において使い勝手の良いチェックリスト方式と、工業化段階に使用するLCAタイプの併用が望ましいとした。前者についてプロトタイプの作成を行ない、後者ではベックマン転位について廃棄物(副生物)量の試算を行った。
福祉用具の有効活用に繋がる自立支援プログラムの開発

本研究は、2010年度から予定の3年の研究期間を経て、完成年度の目標に到達することができた。具体的には、2006年から作成した「福祉用具有効活用に繋がるガイドライン」および「身体・認知レベルの標準化アセスメントシート・継続モニタリングシート」と本研究で作成した「自立支援評価指標」とが連動可能な自立支援プログラムを開発した。自立支援プログラムを試験的に実施したが幾つかの課題がみつかった。今後、プログラムの更なる改善が必要である。今年度は、研究計画の課題1(福祉用具の活用効果の適切な評価に繋がる自立支援評価指標の作成)を達成することであった。自立支援の評価指標について、リハビリ医、訪問看護師、ケアマネージャーらを主体とした専門職者と計7回の会議を持ち、自立支援評価指標に関する必須項目を文献や施設などが作成している資料を基に新たな自立支援評価の方向性を含めて検討した。オリジナルな発案としては自立支援評価指標にこれまで注目されていなかった使用している対象者の心理評価や介護負担感についても、評価者の負担にならない程度で加えることにした。故に評価項目基準については、要介護度(身体・認知)、ADL評価、社会参加、心理変化、介護負担感の5つに絞り、各項目にそって、その詳細を討議した。心理評価や介護負担の評価をADL評価などと合わせて継続評価することが、福祉用具を使用することによって自立を促進させた要因に繋がったのか、或いは自立が促進したと言える評価に繋がったのか、各事例をより深く考察することができ、より適切な評価が出来ると考える。現在は、自率支援評価指標に沿って、自立支援評価表の作成を試みている。自立支援評価表については、以前に作成したものを関係施設へ配付したが継続して利用する者がなかなか増加しない結果となっている。理由の一つに、内容よりも、作成した評価表の使用感が悪いことが、継続して利用してもらえないことに大きく影響すると思われた。今後、評価表のプレテスト何度か実行し、記載内容の組み合わせやデザインなどを検討・修正しながら、継続利用者が増加するように完成させる予定である。今年度の到達目標は、前年度に引き続き、課題1の自立支援評価指標を完成させること、課題2の福祉用具導入から自立支援評価に至るまでの各プロセスを確立させることであった。『自立支援評価指標』については、プレテストの結果(使用感が悪い)を踏まえて研究代表者と研究分担者で3回程度検討し、項目の組み合わせ、項目数、文字のフォント、デザインなどを変更し、使用感が良くなるように修正を重ねた後、再度、使用感に関するアンケートを実施した。アンケートから、『自立支援評価表』の使用感が以前よりも良くなったという結果が得られたので、それを完成版とした。次に、これまで作成した資料『福祉用具選定表』『福祉用具ガイドライン』『自立支援評価表(モニタリング)』を使って、福祉用具が適切に活用できるように、そのプロセスや方法について、研究分担者と数回の検討を重ね、福祉用具の有効活用に繋げられるプロセス工程表(案)を作成した。プロセス工程表(案)については、介護支援専門員および利用者(家族を含む)のどちらもが使えるように、福祉用具の相談、介護支援専門員や福祉用具貸与事業者との調整・検討、福祉用具の選定、福祉用具の利用、福祉用具のモニタリング・評価という一連のプロセスを、さらに各プロセスで使用する資料を指示した。しかし、プロセス工程表(案)だけでは、各工程で指示された資料を、使用者がどのように記載すればよいのか分からなくなることが考えられた。従って、それぞれの作成資料を、どのように使ってもらいたいか、どのように記入すればよいのか、誰にでも理解しやすい取り扱い説明書の作成を次年度の課題として取り組みたい。本研究は、平成22年度からスタートし、予定の研究期間(研究期間3年)を経て、完成年度の目標「福祉用具の有効活用に繋がる自立支援プログラムの開発」に達することができたと考える。具体的な成果については、これまでに作成した「福祉用具の有効活用に繋がるガイドライン」および「身体・認知レベルの標準化アセスメントシート・継続モニタリングシート」を「自立支援評価指標」と連動させられるノートを作成した。「自立支援評価指標」とノートの作成には、共同研究者や専門職者(介護支援専門員)らの意見を反映させ、修正を繰り返しながら完成させた。次に完成したノートを専門職者10名に試験的に活用してもらい、ノートの使用感と合わせて、自立支援プログラムとしての機能などについて聞き取り調査を実施し、新たなノートやプログラムに向けて改善の参考とした。聞き取り調査による専門職からの意見では、全般的に、対象に適切な福祉用具の選択が可能なことや、モニタリングの視点が焦点化されやすく、取り組みやすいとの評価を受けた。一方で、使用するシートの項目が多く時間がないときはストレスになること、使用方法の説明をしっかり受けないと用語の解釈が難しく気軽に使えないこと、一般化や長期継続につなげるための更なる工夫(ノートにしない方法)が必要であることなどが課題として上がった。従って、今後は、長期継続や一般化(誰もが気軽に使える)に繋げられるためのノートとなるように修正を重ね、最終的に完成させることを目指す。

この福祉用具有効活用のための自立支援プログラムノートが上手く活用されるようになれば、福祉用具がより多くの対象者に有効に活用され、介護保険利用者の要介護度の改善や認知度の改善に役立てられる一助となることが期待される。本研究の平成23年度までの課題であった自立支援評価表の作成が完了したこと、加えて平成24年度の課題についても、既に取り組み、検討していることがその理由である。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、今後も研究計画通りに遂行する。最終の達成課題が、プログラムの開発になっているため、紙面上のものを誰でも、いつでも活用できるように、その工程と活用方法について検討を重ね、確立させていく。プログラムが完成すれば、実用化に向けて、論文や学会による発表、そして広報活動を行っていきたいと考えている。
腎濃縮機構とその調節機序の解明

1.水チャネルのクローニング水チャネルAQP9のホモログである水チャネルAQP9Lをクローニングした。mRNAの発現は肝臓で最も多く、精巣にも認められた。機能的には、AQP9Lは水のみならず、グリセロール、尿素にも透過性があることが判明した。2.水チャネルの構造の解明水チャネルの中でもAQP2とMIPはアミノ酸相同性がきわめて高い(58%)にもかかわらず、水透過性AQP2で高くMIPで低い。そこでAQP2とMIPのキメラを作製して検討し、細胞膜貫通部のヘリックス5にあるアミノ酸が、高い水透過性に関与していることを見い出した。3.尿濃縮機構に関わる細胞内メカニズム、細胞内情報伝達系の解明ラット髄質集合尿細管を高浸透圧に暴露するとNa-K-ATPase活性が低下したが、短時間暴露と長時間暴露では活性低下の機序が異なっていた。その他、LLC-PK1細胞やメサンジウム細胞などを用いた検討で細胞内情報伝達系に関する知見を得た。4.腎性尿崩症の遺伝子異常の解明常染色体優性遺伝腎性尿崩症の患者で見い出されたAQP2の変異である809del7が、どのような機序で尿崩症が発症するのかを検討した。ツメガエル卵母細胞を用いた発現実験から、809del7は転写の抑制あるいは蛋白のトラフィッキンング異常が発症原因であることが示唆された。これらの結果は昨年の第32回アメリ力腎臓学会で発表し、現在論文を準備中である。平成9年度研究成果(1)尿濃縮に関与する輸送体のクローニングその構造の解明水チャネルのファミリーに共通して保存されたDNA塩基配列からオリゴペプチドプローブを作製し、cDNAライブラリーをスクリーニングした結果、あらたなアイソフォームAQP7,AQP8,AQP9を同定した。AQP7,AQP8は主に性巣に分布し、AQP9は主に末梢白血球に分布することが明らかになった。その生理的役割は今後の課題である。またAQP/MIPファミリーの通過性の性質と構造上の差よりファミリーが大きく二分されることを明らかにした。このことは水チャネルの発生、起源を考える上で重要な情報である。(2)尿濃縮機構に関わる細胞内情報伝達系の解明AQP2がバソプレッシンによって細胞内の局在を変化させることはよく知られているが、そのメカニズムを検討するため、プロテインキナーゼが尿濃縮関連輸送体の機能調節に関与するかを検討した。A-kinaseによりAQP2蛋白自身の燐酸化が関与していることを、哺乳類の培養上皮細胞で明らかにした。AQP3の機能についたは、水銀剤の効果を検討した結果、水もグリセロールも同じporeを通ることを明らかにした。平成l0年度研究成果(1)尿濃縮に関与する輸送体のクローニングその構造の解明水チャネルのファミリーに共通して保存されたDNA塩基配列からオリゴペプチドプローブを作製し、cDNAライブラリーをスクリーニングした結果、あらたなアイソフォームAQP7,AQP8,AQP9を同定した。A-kinaseに上りAQP2蛋白自身の燐酸化が関与していることを、噛乳類の培養上皮細胞で明らかにした。

1.水チャネルのクローニング水チャネルAQP9のホモログである水チャネルAQP9Lをクローニングした。mRNAの発現は肝臓で最も多く、精巣にも認められた。機能的には、AQP9Lは水のみならず、グリセロール、尿素にも透過性があることが判明した。2.水チャネルの構造の解明水チャネルの中でもAQP2とMIPはアミノ酸相同性がきわめて高い(58%)にもかかわらず、水透過性AQP2で高くMIPで低い。そこでAQP2とMIPのキメラを作製して検討し、細胞膜貫通部のヘリックス5にあるアミノ酸が、高い水透過性に関与していることを見い出した。3.尿濃縮機構に関わる細胞内メカニズム、細胞内情報伝達系の解明ラット髄質集合尿細管を高浸透圧に暴露するとNa-K-ATPase活性が低下したが、短時間暴露と長時間暴露では活性低下の機序が異なっていた。その他、LLC-PK1細胞やメサンジウム細胞などを用いた検討で細胞内情報伝達系に関する知見を得た。4.腎性尿崩症の遺伝子異常の解明常染色体優性遺伝腎性尿崩症の患者で見い出されたAQP2の変異である809del7が、どのような機序で尿崩症が発症するのかを検討した。ツメガエル卵母細胞を用いた発現実験から、809del7は転写の抑制あるいは蛋白のトラフィッキンング異常が発症原因であることが示唆された。これらの結果は昨年の第32回アメリカ腎臓学会で発表し、現在論文を準備中である。
趣味家集団「集古会」が近代の中世(文学)研究の生成に与えた影響についての研究

22年度の調査は、主として初期集古会会員江藤正澄の事跡を辿るべく、九州大学附属図書館蔵の正澄自筆『随神屋蔵書目録』等の調査を7月4・5日に行なった。結果として、21世紀における中世文学・中世史料として諸資料を新たに見直し考える時、今日的な意味で資料的価値の極めて高い書物類を明治期の九州に在って蒐集し続けた江藤正澄の姿勢が顕在化してきたのである。また、平成21年より継続して行なっている家蔵集古会関係資料(林若樹自筆本・林研海自筆本・林洞海自筆本)の整理などを行なうとともに、逐次、林若樹以外の集古会関係資料の蒐集につとめたが、主として三村竹清のものを蒐集しえた。従来、知られることのなかった「文壇」の有力な人物との交流関係などがあきらかになった。具体的には森鴎外であり、早稲田大学所蔵の鴎外書簡などとの関連を今後の課題として残すこととなった。4月12日には大阪の趣味家として知られる村松百兎庵旧蔵資料の調査蒐集に赴いた。芳名録や写真類に貴重なものが多く残されていた。具体的な成果報告は予定していないが、今後の論文作成に活用し具体化していきたい。近代の趣味家の活動には質量ともに今日の文学・文化研究活動を予見させる萌芽ともいえる積極的な面が備っていたことは、今回の試験的な調査で明らかになりつつある。従来の視点から見るとき「諸学問分化以前のすがたで、近代的学問の成立の前段階」として看過されがちであるが、更なる試掘を試みるべき研究対象として、新たな段階に入ったことを痛感している。個人所蔵の合計40数冊の林若樹の日記・備忘録(一部、集古会々員岡田村雄の備忘録を含む)をはじめ、林若樹宛年賀状アルバム2冊1点、岡田村雄宛年賀状アルバム1冊1点など、約50点の若樹の身辺資料の調査に着手した。若樹の日記の調査に着手、大正三年分の一冊の解読を了えた。大正初期の学者・趣味家の日常の交流を知る好個の資料である。近く翻字分を学術誌に掲載する予定である。集古会の機関誌『集古』『集古会誌』に収載された目録や掲載論文などに注目し、継続中の色定一筆一切経の調査の他に、その研究史に関する資料調査に着手した。集古会々員江藤正澄(福岡在住)・幸田成友(18731954)らによっていち早く『考古界』や『集古』という雑誌に論文が掲載されていることの意味を考えた。江藤正澄らの蒐集・展観・閲覧資料の追跡調査を行うべく、宗像大社・九州大学附属図書館などに赴き江藤遺著類の調査を行い、資料収集につとめた。同時に宗像大社蔵色定一筆一切経の詳細な書誌調査を行い、東禅寺版の尾題記類の蒐集を進め、新たな尾題記を発見し、知恩院蔵の宋版大蔵経との一致を更に確認するにいたった。一方、色定が書写の底本として活用した宋版:知恩院現蔵大蔵経の継続調査を大般若経に絞って進めた。いずれも、研究協力者の渡辺信和(同朋大学仏教文化研究所研究室長)・大橋直義(日本学術振興会特別研究員)・高橋秀城(元大東文化大学非常勤講師)・高橋悠介(元日本学術振興会特別研究員・現在神奈川県立金沢文庫学芸員)・藤巻和宏(早稲田大学高等研究所助教)の協力を得て行った。併せて大学院生の研究補助をえた。本研究は、近代のおける趣味家の活動(蒐集・展観を中心とした研究)が古典籍・古物資料研究、とくに中世の仏教関係の古典籍・経典類の研究などに果たした役割の重要性について、具体的な資料を介して探ろうとする、萌芽的な研究である。平成21年度の研究実施計画の第一に掲げた林若樹の日記の翻刻は、年度内五回開催の集会において読み合わせ(成沢麻子・杉山友美・矢口郁子他)を行い、大正三年分(手帳一冊)を終了した。22年10月刊行の『実践国文学』78号に掲載予定である。第二に掲げた研究計画は、九州における集古会初期会員である江藤正澄の仏書研究の活動を追尋すべく、九州大学附属図書館での調査を行う。その過程で明瞭となった問題については、一部分は寺社縁起研究会(2009・5・8)で予備的な報告を行った。22年度に学内機関誌などに掲載予定である。当萌芽研究の遂行過程で宗像大社保管色定法師一筆一切経が知恩院蔵宋版大蔵経と緊密な関係のあることが判明し、その解明を21年度の調査目標の重要な一つにした。知恩院蔵宋版大蔵経の2度に亘る調査によって、可能性の高さを確認しえた。大阪の趣味家村松百兎庵旧蔵資料などの22年度の調査の可能性を探った。川崎巨泉などについても、若干の資料を収集した。「大蔵会」関連の問題は、渡辺信和氏が着手して目録作成へ動き出した住田智見氏旧蔵書についても報告を得た。22年度の調査は、主として初期集古会会員

江藤正澄の事跡を辿るべく、九州大学附属図書館蔵の正澄自筆『随神屋蔵書目録』等の調査を7月4・5日に行なった。結果として、21世紀における中世文学・中世史料として諸資料を新たに見直し考える時、今日的な意味で資料的価値の極めて高い書物類を明治期の九州に在って蒐集し続けた江藤正澄の姿勢が顕在化してきたのである。また、平成21年より継続して行なっている家蔵集古会関係資料(林若樹自筆本・林研海自筆本・林洞海自筆本)の整理などを行なうとともに、逐次、林若樹以外の集古会関係資料の蒐集につとめたが、主として三村竹清のものを蒐集しえた。従来、知られることのなかった「文壇」の有力な人物との交流関係などがあきらかになった。具体的には森鴎外であり、早稲田大学所蔵の鴎外書簡などとの関連を今後の課題として残すこととなった。4月12日には大阪の趣味家として知られる村松百兎庵旧蔵資料の調査蒐集に赴いた。芳名録や写真類に貴重なものが多く残されていた。具体的な成果報告は予定していないが、今後の論文作成に活用し具体化していきたい。近代の趣味家の活動には質量ともに今日の文学・文化研究活動を予見させる萌芽ともいえる積極的な面が備っていたことは、今回の試験的な調査で明らかになりつつある。従来の視点から見るとき「諸学問分化以前のすがたで、近代的学問の成立の前段階」として看過されがちであるが、更なる試掘を試みるべき研究対象として、新たな段階に入ったことを痛感している。
形質置換を生み出す種間の敵対行動がモズ類の種共存を可能にする機構の解明

本研究は,異種間の攻撃的干渉が異種の共存を可能にするプロセスの解明を目的としている.責任者はモズとアカモズが過去数十年間で種間攻撃行動を変化させたことに着目した.2種の形質変化と,それに伴った種間行動の変化を,北海道・長野県での野外観察・実験から明らかにする.これらから,ある特定の形質の進化が,種間の攻撃行動を介して起こるかどうかが分かる.また,野外調査で得られた結果が世界のモズ類種間で起こっているかどうかを,文献データを用いた系統解析によって調べる.モズ類の顕著な形質多型の進化背景に,種間攻撃を通した共存プロセスが機能したかどうかを考察する.本研究は,異種間の攻撃的干渉が異種の共存を可能にするプロセスの解明を目的としている.責任者はモズとアカモズが過去数十年間で種間攻撃行動を変化させたことに着目した.2種の形質変化と,それに伴った種間行動の変化を,北海道・長野県での野外観察・実験から明らかにする.これらから,ある特定の形質の進化が,種間の攻撃行動を介して起こるかどうかが分かる.また,野外調査で得られた結果が世界のモズ類種間で起こっているかどうかを,文献データを用いた系統解析によって調べる.モズ類の顕著な形質多型の進化背景に,種間攻撃を通した共存プロセスが機能したかどうかを考察する.
磁性の電界効果を用いた新規スピン現象とスピントロニクスデバイスの実証

磁性の電界効果は電界印加によって磁性薄膜の磁気的特性が変化する現象であり、電界という操作が容易な場により材料の磁気特性を操る新しい手法として精力的に研究されている。一方、電気的な手法で駆動するスピントロニクスデバイスでは、駆動時の電界により磁性の電界効果を通して、デバイス特性が変化するため、デバイス応用が進んでいる材料系において電界効果を定量的に調べることは極めて重要である。本研究ではこれまで強磁性共鳴を用いて高性能な磁気トンネル接合の材料であるCoFeB/MgO系における磁性の電界効果の研究を進めてきた。本年度は、MTJの磁化反転電流を低減できる新しい手法として注目されているeasy cone状態を持つCoFeB/MgOにおけるcone角の電界効果の有無について調べ、電界によるcone角の変調の実証とそれによる磁化反転電流への電界効果の影響の大きさを明らかにした。電界を印加しながら強磁性共鳴を測定することで磁気異方性に対する電界効果を調べた。測定したすべての温度領域で磁気異方性が変化すること、本研究で用いた試料がeasy cone状態を示す温度領域ではcone角も同時に変化することを示した。Cone角の変化量は0.1 V/nmの電界印加で約10oであることを明らかにした。本研究で明らかになったcone角の電界効果が、磁気トンネル接合の磁化反転電流に与える影響を計算した。無バイアス下と0.1V/nm印加したときの磁化反転電流の比は4 Kの測定結果を用いると、約0.5であった。これは0.1 V/nmという低電界においても、磁化反転電流が倍増・半減することを意味する。この結果はeasy cone状態を用いた磁気トンネル接合では電界の影響によって書き込み電流の値が大きく変化することを示しており動作特性に対する電界効果の影響を考慮することが極めて重要であることを示唆するものである。29年度が最終年度であるため、記入しない。磁気異方性と磁気緩和定数は磁性材料の性質を特徴づける重要なパラメータであり、スピントロニクス素子の性能を決める。例えば、現在精力的に研究されている磁気抵抗メモリ(MRAM)の情報記録を担う磁気トンネル接合(MTJ)に対し、磁気異方性は熱安定性、磁気異方性と磁気緩和定数はスピン注入磁化反転の閾電流を決める。特別研究員は、これ迄にCoFeB/MgO接合中の磁気異方性と磁気緩和定数の電界変調を強磁性共鳴法により観測した。本年度は磁気緩和定数の電界変調の起源を明らかにするために、強磁性共鳴スペクトルの温度依存性とCoFeB膜厚依存性を調べた。CoFeB膜厚が薄い時には強磁性共鳴スペクトルが温度の低下につれて先鋭化することを見いだし、この振る舞いは強磁性共鳴の解析に用いられてきたモデルでは説明できないことを示した。一方で、スペクトルの先鋭化は膜厚の厚い場合には観測されない。この現象の理解を中心に研究を行い、界面磁気異方性の熱揺らぎに起因する「モーショナル・ナローイング(運動による線幅の先鋭化)」によることを明らかにした。本年度は、界面磁気異方性を有する系における強磁性共鳴スペクトルの強磁性体膜厚、測定温度依存性を調べた。試料は界面磁気異方性を持つことでよく知られるCoFeB/MgO接合を用いている。低温になるほど線幅が増大する傾向を観測し、これを従来強磁性共鳴の解析には取り込んでいなかった機構を含むモデルを適用することで再現した。今回取り入れたモデルは核磁気共鳴でよく知られた機構であるが、従来強磁性共鳴の解析では注目されていなかった。さらに、膜厚依存性からこの現象が界面由来であることを明らかにした。界面磁気異方性は現在のスピントロニクスデバイスによく利用される効果であり、本研究は応用の面からも重要であると思われる。以上の成果から、今年度は期待通り研究が進展していると思われる。これまで強磁性共鳴を用いた磁性の電界効果の観測を行ってきたが、本年の成果を考慮することで電界効果の研究も加速するものと期待される。

本研究で明らかになったcone角の電界効果が、磁気トンネル接合の磁化反転電流に与える影響を計算した。無バイアス下と0.1V/nm印加したときの磁化反転電流の比は4 Kの測定結果を用いると、約0.5であった。これは0.1 V/nmという低電界においても、磁化反転電流が倍増・半減することを意味する。この結果はeasy cone状態を用いた磁気トンネル接合では電界の影響によって書き込み電流の値が大きく変化することを示しており動作特性に対する電界効果の影響を考慮することが極めて重要であることを示唆するものである。次年度は磁性の電界効果に関する研究を推進する予定である。磁性の電界効果は強磁性薄膜に電界を印加することで、その磁気特性を制御するものである。電気的に磁性を操ることのできる簡便さと、ジュール熱の生じない制御方法であるため近年注目されている。しかし、これまではもともと強磁性になる材料のみに着目し、その特性を変える研究が主対象としていた。そこで次年度は常磁性金属の強磁性相転移を電界で引き起こす研究を進めたい。具体的には強磁性となる条件をわずかに満たさないパラジウムや、パラジウムとロジウムの合金の薄膜を用いる。常磁性金属薄膜の成膜はスパッタリング法で行い、パラジウムとロジウムの組成比を変えながら電界による強磁性誘起を実証できる構造を探究する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
呼気終末陽圧負荷による輸液過剰の検出アルゴリズムの開発

本研究では、当初、ブタを用いた研究を想定して計画していた。しかしその後に発表された新しい文献により、イヌでの研究が可能とのことが判明した。ブタと比べ、イヌによる本研究の施行の方が、体重が小さいため、使用する薬剤や、輸液量の節約、手技の簡素化が可能となるなど、今後のメリットが大きいと判断した。このため、具体的な手技や特に機器のパラメータ設定などの情報入手・構築に大幅に時間を要する結果となった。しかし、学内の動物研究に関する倫理委員会では、イヌは外部団体等の意向から、許可が下りにくいとのことであった。様々な方法を考慮したが、現時点では、当初の予定通り、ブタを用いた研究に再転換することとなり、現在申請を行うこととしている。現在その申請と、ブタに合わせた実験器具の購入などを行っている。大型動物の研究において、イヌを使用することがメリットが高いと判断し、学内申請を行ったが、イヌは愛玩動物であることから、外部団体の許可が、事実上とれないことが判明して、再び当初の予定通り、ブタを用いて再申請を学内倫理委員会に申請中であるため、施行が遅れている。ブタによる研究の施行の準備中である。従って、初年度は、研究法のプロトコールの見直しのみならず、必要な薬剤、システムの手直しとともに、動物実験における学内申請を見直すこととなり、実際の成果は未だデータとしてはあがっていない。本年度は、この点にめどが立ったため、7月からイヌを用いた本実験を開始する予定である。またさらに、輸液過剰の確実な立証として、血液検査を計画しておりこの手技の確率にも時間を要したが、この点もめどが立ったことから次年度の本実験に組み込むこととなった。新しい文献により、大型動物であるブタを使用せず、イヌを使用する方がメリットが高いと判断して、経費や、手技などの簡素化をはかることに重点を置いた。このため、準備(機器のパラメータ設定、麻酔・手術手順など)に時間を要する結果となっており、遅れている。上記動物種の変更にめどが立ったため、当初計画立案されているプロトコールが遂行できることから、本年は本実験にうつる。動物種の変更による。次年度は本年度と合算した金額を使用する予定である。実験動物種の確定に時間を要しているため。
高感度ヘテロダイン検出振動和周波発生分光法を用いた電極界面反応の解明

電気エネルギーと化学エネルギーを直接変換する電気化学反応は、近年のエネルギー問題・環境問題とも関連して重要性が増している。電気化学反応を理解するには、電位をかけたときに電極界面に形成される電気二重層の中での分子の溶媒和構造・吸着構造・中間体の構造を分子レベルで理解することが不可欠である。本研究では、界面選択的な分光法である振動和周波発生分光法にヘテロダイン検出・電場増強効果などを用いて電極界面反応の高感度なin situ測定を行う。得られた知見を基に電極界面反応の効率向上につながる指針を示すこと目指す。
カーボンナノチューブのDDSキャリアーへの利用

代表的な難・低吸収性薬物であるエリスロポエチン(EPO)と吸収促進用の界面活性剤からなる超分子複合体をカーボンナノチューブに保持させ、ラット小腸吸収細胞までデリバリーすることにより、難・低吸収性薬物の吸収を可能とすることを検証実験により証明することができた。ゲンタマイシンのような難・低吸収性有機化合物薬物の場合には、カーボンナノチューブシステムの優位性は示されなかったが、蛋白薬においてカーボンナノチューブのDDS用キャリアーとしての有用性が証明できた。代表的な蛋白薬であるEPOの場合、ラット小腸内投与時のバイオアベイラビリティは11%にも達した。蛋白薬の経口吸収改善に関する研究は、エマルジョン、マイクロカプセル、吸収促進剤などを用いて数多くの研究者により行われてきている。しかし、経口投与時のバイオアベイラビリティはせいぜい数%であったことから考えると、カーボンナノチューブによる今回のEPOのバイオアベイラビリティ改善効果は蛋白薬の経口製剤化へ向けての大きな前進であると言えよう。しかし、カーボンナノチューブ自体の製造ロット間のバラツキならびに凝集が蛋白薬の吸収促進に著しい影響を及ぼすことが明らかとなった。カーボンナノチューブの凝集を解除するために、切断、溶解、分離、精製などの各種の試みを行った。その結果、軸長の短いカーボンナノチューブがDDS用キャリヤーとして有用であることが明らかとなった。また、in vivoにおいてラット小腸の腸管内消化酵素(プロテアーゼ)による蛋白薬EPOの加水分解を防止するために、加水分解の競合的阻害剤としてcaseinおよびlactoferrinの添加を試みたところ、蛋白薬であるEPOの安定性を著しく向上し、高いバイオアベイラビリティの値を得ることができた。本研究の成果を生かして、難・低吸収性薬物の経口デリバリー用キャリアーとしてカーボンナノチューブの用途開発を進めていくことの有用性が示された。経口投与時には消化酵素により加水分解される上に、たとえ加水分解を免れても分子量が約3万と大きいため小腸吸収粘膜を透過しにくく吸収されない蛋白薬としてエリスロポエチンEPOを取り上げ、多層カーボンナノチューブCNTに吸収促進剤として用いた3種類の界面活性剤Labrasol、Gelucire44/14およびHCO-60とともに超分子複合体化を行うことにより保持させた。Pentobarbital麻酔下、ラット小腸内にCNTシステムを投与し、その後、経時的に,6時間にわたって頸静脈から血液を採取した。遠心分離後、血清サンプルを得、ELISA法にて血清中EPO濃度を測定した、3種の界面活性剤の中、Labrasolが最も強力な吸収促進効果を示し、最高血清中EPO濃度Cmaxは138±21mIU/mlを示した。なお、対照製剤としてEPO溶液およびLabrasol含有EPO溶液を同様に投与した際のCmaxは14±9および44±16mIU/mlであった。吸収部位としては空腸が十二指腸および回腸よりも優れた吸収性を示した。CNTと同種の炭素系素材であるフラーレン、カーボンナノホーンを用いて比較実験を行ったが、それぞれのCmaxは50±11および19±5mIU/mlとなり、CNTを凌ぐ吸収促進システムとはならなかった。EPOと同様、C型肝炎の経口療法が期待されている蛋白薬であるインターフェロンα(IFN)についてもCNTシステムの応用について検討を行った。EPOと同様、空腸からの吸収率は10.3%を示し、十二指腸・回腸を遥かに凌いだ。加水分解酵素の阻害薬としてCaseinをCNTシステムに添加したところ吸収率は14.1%まで上昇した。EPOおよびIFNの研究を通じてCNTシステムの経口DDSとしての有望性が示された。

代表的な難・低吸収性薬物であるエリスロポエチン(EPO)と吸収促進用の界面活性剤からなる超分子複合体をカーボンナノチューブに保持させ、ラット小腸吸収細胞までデリバリーすることにより、難・低吸収性薬物の吸収を可能とすることを検証実験により証明することができた。ゲンタマイシンのような難・低吸収性有機化合物薬物の場合には、カーボンナノチューブシステムの優位性は示されなかったが、蛋白薬においてカーボンナノチューブのDDS用キャリアーとしての有用性が証明できた。代表的な蛋白薬であるEPOの場合、ラット小腸内投与時のバイオアベイラビリティは11%にも達した。蛋白薬の経口吸収改善に関する研究は、エマルジョン、マイクロカプセル、吸収促進剤などを用いて数多くの研究者により行われてきている。しかし、経口投与時のバイオアベイラビリティはせいぜい数%であったことから考えると、カーボンナノチューブによる今回のEPOのバイオアベイラビリティ改善効果は蛋白薬の経口製剤化へ向けての大きな前進であると言えよう。しかし、カーボンナノチューブ自体の製造ロット間のバラツキならびに凝集が蛋白薬の吸収促進に著しい影響を及ぼすことが明らかとなった。カーボンナノチューブの凝集を解除するために、切断、溶解、分離、精製などの各種の試みを行った。その結果、軸長の短いカーボンナノチューブがDDS用キャリヤーとして有用であることが明らかとなった。また、in vivoにおいてラット小腸の腸管内消化酵素(プロテアーゼ)による蛋白薬EPOの加水分解を防止するために、加水分解の競合的阻害剤としてcaseinおよびlactoferrinの添加を試みたところ、蛋白薬であるEPOの安定性を著しく向上し、高いバイオアベイラビリティの値を得ることができた。本研究の成果を生かして、難・低吸収性薬物の経口デリバリー用キャリアーとしてカーボンナノチューブの用途開発を進めていくことの有用性が示された。
ラット脊髄損傷モデルにおける運動負荷の効果メカニズム検討

本研究は、脊髄損傷および運動負荷によって神経の可塑性にどのような変化が生じるのか、またそれをコントロールするメカニズムを検討することを目的として行った。脊髄損傷後の訓練後の機能回復期(早期群)とプラトーに達した期間(遅延群)に同じ期間訓練を行い、訓練量も測定して両者の比較を行った。実験の結果、同じ期間同じ量の訓練を負荷したにも関わらず、早期訓練群でのみトレッドミル上の下肢軌道の大きさ、軌道のスムーズさに改善が得られた。また、興奮性シナプスと抑制性シナプスのバランスに差がみられ、局所のシナプスネットワークの変化が重要である可能性が示唆された。本研究においてはラット脊髄損傷モデルを用い、脊髄損傷および運動負荷によって神経の可塑性にどのような変化が生じるのか、またさらにそれをコントロールしているメカニズムについて探ることを検討の目的としている。平成23年度には、脊髄損傷後の訓練の効果が訓練のタイミングによって変化するかどうか、検討を行い、訓練をしない群(コントロール群)、損傷後1週より訓練を2週間行った群(早期群)、損傷後3週から2週間行った群(遅延群)の3つを比較すると、早期群ではコントロール群および遅延群と比較して改善がみられ、さらに腰髄内では早期群、遅延群ともに興奮性シナプスの関連蛋白の発現増加がみられるものの、早期群では他の二群と比較し、抑制性シナプスの関連蛋白の発現が減少していることが分かった。平成24年度はさらに検討を進め、我々がシナプスネットワークの変化への関与を想定しているKCC2(K-Clcotransporter2)という膜蛋白の発現検討を中心に行った。KCC2が脊髄損傷後に腰髄で発現が減少することはすでに報告されているが、我々もこの結果を確認し、先行研究と同様、H反射の亢進がみられることを確認した。またさらに、ステップの際に相反性抑制の低下を示唆する筋電図所見がみられることも示した。KCC2はさらに訓練によって発現が変化し、その発現経過は早期群と遅延群で異なっていた。組織損傷の程度と相関するとされる5HTの染色面積の定量比較では、早期群、遅延群ともコントロールとの有意な差を認めず、組織損傷の減少効果は今回のモデルにおいては否定的であった。本研究においては、ラット脊髄損傷モデルを用い、脊髄損傷および損傷後の運動負荷によって神経の可塑性にどのような変化が生じるのか、またそのメカニズムについての検討を目的としている。平成23年度および24年度には、脊髄損傷後の訓練の効果が訓練のタイミングによって変化するかどうか、損傷後1週後から2週間の訓練を行った早期群と、3週後から2週間の訓練を行った後期群およびコントロール群(訓練なし)の比較を行い、早期の訓練開始によって有意に高い訓練効果がみられることを示した。また、早期群においては腰髄の前角において興奮性シナプス関連蛋白(VGLUT2)の増加および抑制性シナプス関連蛋白(GAD67)の減少がみられることを示した。さらに、膜蛋白であるKCC2(K-Cl cotransporter 2)の発現変化がこの過程に関与している可能性を示した。平成25年度には、KCC2の発現変化について検討をさらに進めるとともに、腰髄内の興奮性伝達物質および抑制性伝達物質の発現変化についての検討を引き続き行った。その結果、KCC2についてはこれまでの組織学的な検討に加え、蛋白定量においても損傷後に変化がみられることがわかった。さらにこの変化は訓練介入と損傷後の時期によって大きく影響を受けることも明らかとなった。また、VGLUT2やGAD67の発現量ばかりでなく、synaptophysin等によって標識される全体のシナプス数にも損傷後の時期による増減が見られることが明らかとなった。現在これらの成果を論文としてまとめ、投稿準備中である。脊髄損傷にトレッドミル訓練を負荷すると、機能改善を促進する効果がみられることがこれまでに報告されてきたが、我々はその効果が訓練のタイミングによって変化するかどうか、検討を行った。訓練をしない群(コントロール群)、損傷後1週より訓練を2週間行った群(早期群)、損傷後3週から2週間行った群(遅延群)の3つを比較すると、早期群ではコントロール群および遅延群と比較して改善がみられており、さらに訓練量依存的に下肢機能がよく改善する傾向がみられることを追加実験により確認した。さらに訓練が効果的であったと考えられる早期群において、脊髄内のシナプスの観察を行ったところ、早期群、遅延群ともに興奮性シナプスの関連蛋白の発現増加がみられるものの、早期群では他の二群と比較し、抑制性シナプスの関連蛋白の発現が減少していることが分かった。H反射の経過をみると、早期群、遅延群ともに訓練により増加がみられた。これらの結果から、訓練が脊髄内の興奮性、抑制性シナプスの形成、脊髄内の興奮性に影響している可能性が示された。