hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
交流ピンチ力を利用した溶融金属中介在物の除去に関する研究

溶融金属中に交流電流を印加すると溶融金属を圧縮する向きにピンチ力が発生する。このピンチ力により溶融金属中に懸濁する非導電性の非金属介在物粒子を溶融金属から搾り出すことができる。本研究ではこの機構を介在物除去に応用するための基礎的知見を得ることを目的として以下のような実験的検討を行った。1.交流電磁気力場における非導電性粒子の運動:一様な交流電磁気力場で粒子に作用する泳動力を求めるためにまず交流電磁石を作成した。この電磁石はコアの径10cm、ギャップ3cmで、最大0.18Tを発生する性能を有する。サーチコイルを用いてギャップ内の磁束密度分布を測定したところ、6cm角の領域で均一な磁界を得ることができた。このギャップ内に幅5mm、高さ20mm、銅電極間距離30mmの電解質セルを設置し、セル幅方向に磁束が印加できるようにした。セル内にKCl水溶液を満たし、銅電極間に磁束と位相を一致させた交流電流を流した。電解質中にポリスチレン球形粒子を投入し、その粒子が液中で静止するようにセル電流を調整し、その時の実効電磁気力を求めた。その電磁気力はポリスチレン粒子径がセル幅の1/5以下の場合に直流電磁気力の理論値とよく一致した。本実験によって既往の理論値が交流の場合にも適用できることが初めて明らかにされた。2.液体金属への交流電流印加法の検討:液体金属に電流を印加する方法として誘導電流印加法を採用した。一次電流50A、最大二次電流4000Aのトランスにより水銀環状路への誘導電流印加実験を行った。その結果、95%程度の高い電流変換効率が得られ、本介在物除去法の実現の可能性が確かめられた。
ラット臼歯モデルでの抜歯窩への後方臼歯の矯正移動と歯根吸収の制御

本研究では、ラット第一臼歯抜歯窩への後方臼歯の近心移動モデルにおいて、矯正力の特性(荷重の大きさと負荷方向、作用期間と間隔)を規格化する上でステンレス製コイルスプリングからNiTi製コイルスプリングへの転換、動物口腔内でのコイルスプリングの装着・脱着操作を可能とする可撤式矯正装置の開発を行った。NiTi可撤式矯正装置を装着した実験動物例では、最長14日間の観察期間を通して動物口腔内で安定に維持される耐久性をもつことが確かめられた。また、歯の形態的要素(歯根形状と表面積)と矯正移動様式(移動距離と方向、歯軸傾斜の有無、歯根吸収の発症部位と程度)との関連を明らかにする上で、非破壊的な解析方法としてFCT立体構築法を導入した。μCT立体構築では、歯根・歯根膜・歯槽骨を分画することにより、歯の植立状態を直視観察できるとともに、歯軸傾斜と歯根表面積、歯根吸収窩と歯根表面での圧迫領域の同定、骨塩量と骨梁連結性の定量解析も可能となった。矯正力の特性と臼歯移動様式との関連性については、異なるコイルスプリング(10g、25g、40g荷重)を用いた実験を遂行し、相同な負荷条件下では臼歯移動様式の再現性も高いことが確かめられた。第二臼歯に負荷した矯正力は槽間中隔を隔てて第三臼歯の近心移動をともなうことと、第二・第三臼歯の近心側歯根膜腔で硝子化と破骨細胞の集積をきたしており、槽間中隔の骨壁は破骨細胞の吸収活性により菲薄化することが確かめられた。矯正力の持続負荷による臼歯の近心移動後に矯正力を撤去あるいは非荷重のコイルスプリング装着(保定処置)にともなう組織応答も検証した。最後に、歯根吸収の発症・防止機序の解明に向けて、体内埋入型ポンプを用いたビスフォスフォネートの全身持続投与下での矯正移動様式について検討した。これらの研究成果については、国内外での学会報告とともに論文発表を続けている。歯の移動と保定を目指した歯科矯正治療においては、大きさと方向を定めた矯正力を歯冠部に負荷することにより、歯槽骨の可塑性と力学的負荷に対する適応能を活用している。本研究では、抜歯窩への矯正移動モデルにおいて、全身・局所状態の変動と歯の矯正処置との関連を明らかにする。初年度にあたり、当初の実験計画に沿ってラット上顎臼歯を対象として、第一臼歯を抜歯後に第二臼歯の抜歯窩への近心移動モデルを確立した。実験には雄性SD系ラット(5週齢、実験開始時の体重125g前後)を使用し、一次処置として両側上顎第一臼歯を抜歯し、矯正装置の固定源となる上顎切歯を顎骨へピン止め固定した。抜歯窩の治癒観察のために5日間の日数をおいて、左側抜歯窩後方に位置する第二臼歯にコイルスプリングを設置し、近心への牽引力40gを負荷した(移動側)。反対側の同名臼歯(対照側)には荷重なしに矯正装置を設置した。3日ないし10日間の移動期間を置いて実験動物を灌流固定により屠殺し、移動側と対照側の臼歯試料のμCT像を撮影、その後に組織観察のための脱灰薄切標本を作製した。

移動歯と周囲歯槽骨の立体構築像の観察に基づき、歯根膜の狭窄やアンキローシスを随伴しない歯体移動群と、圧迫側での歯根膜狭窄が顕著な傾斜移動群とに判別できた。歯体移動を示した第二臼歯でのμCT立体構築像に基づく形態計測から、近心移動距離0.28(±0.10)mmであり、槽内中隔部での骨改造が進行していたが、歯根膜腔の狭窄やアンキローシスを伴っていないことを確かめた。また、μCT法による非破壊的な3次元形態観察では、臼歯と周囲組織(歯根膜と歯槽骨)とを分離する手法も確立した。以上の実験系ならびに観察手法を拡張して、次年度では体内埋入型浸透圧ポンプにより持続的に生理活性因子を供給した条件下での歯の矯正移動実験を開始する。本年度では、矯正力の大きさと持続的な負荷を実現するために、形状記憶能をもつNiTiのコイルスプリングを用いた矯正装置の開発を行った。従来のステンレス製のコイルスプリングでは初期荷重は規定できるが、歯の移動にともない矯正力が減衰する制約を伴っていた。実験には40g、25g、15gを負荷するNiTiスプリングを使用し、負荷期間を任意に設定できるようにラット口腔内で着脱可能な装置を考案した。実験モデルは当初の計画に沿ってラット上顎臼歯を対象として、第1臼歯を抜歯後に第2臼歯を抜歯窩へ近心移動させた。今回の着脱可能な矯正装置を装着した実験動物30匹において、最長14日間の実験期間においてNiTiスプリングが破損あるいは自然脱落をきたしたのは1例にとどまり、他の実験例では実験終了時にも設定荷重が持続的に負荷されていることが確かめられた。臼歯の近心移動距離に関しても、従来の矯正力減衰をともなう装置を使用した場合(7-14日間40g荷重で平均0.3mmの移動)に比べて、25gあるいは15gの低荷重群でも1mmを越える大きな値が得られていた。この矯正装置の改良とともに、歯の移動にともなう歯槽骨改造を3次元的に解析する方法として、μCT撮影とその後の脱灰組織切片からの立体構築法について確立した。特に、脱灰薄切標本については破骨細胞を染めるTRAP酵素組織化学(破骨細胞系譜は赤色で識別できる)と骨基質を青紫で染めるアザン染色の二重染色法を開発した。使用している画像解析システムでは、これらのRGB色調に基づく組織要素の分離抽出が可能であり、単核・多核のTRAP陽性細胞と骨表面との空間配置を動画観察し、細胞分布について形態計測することができる。以上の実験系ならびに観察手法の改良を踏まえて、次年度では体内埋入型浸透圧ポンプにより持続的に生理活性因子を供給した条件下での歯の矯正移動実験を開始する。本年度では、前年度に考案したNiTiコイルスプリング可撤式矯正装置を使用して、3種類のコイルスプリング(10g、25g、40g荷重)によるラット第一臼歯抜歯窩への後方臼歯の近心移動を調べた。臼歯移動様式と顎骨・歯槽骨の構造変化については、μCT立体構築法と脱灰後の組織観察により解析した。今回のNiTi可撤式矯正装置を装着した実験動物例(40個体)では、最長14日間の観察期間に矯正装置の脱落・破損は5例にとどまり、相同な負荷条件下では臼歯移動様式の再現性も高いことが確かめられた。10g低荷重・10日間持続負荷の条件下では、第二臼歯は高頻度で歯体移動しており、近心根は抜歯窩内に達することを確かめた。25gと40g持続荷重群も設定したが、移動歯の歯軸傾斜と歯根吸収は矯正力の大きさに依存して増強され、40g持続荷重により第二臼歯は強度の傾斜移動によって歯槽窩から挺出状態に陥った。10g低荷重群での歯体移動においても、第二臼歯に負荷した矯正力は槽間中隔を隔てて第三臼歯の近心移動をともなうことと、第二・第三臼歯の近心側歯根膜腔で硝子化と破骨細胞の集積をきたしており、槽間中隔の骨壁は破骨細胞の吸収活性により菲薄化することが確かめられた。
伝統的水産食品の風味に及ぼす脂質成分の影響

魚に含まれるn-3系多価不飽和脂肪酸の生理作用が明らかになり、魚やそれを加工した水産食品が再評価されている一方で、多価不飽和脂肪酸は加工や貯蔵中に変化を起こしやすいことも明らかになってきている。本研究では、まず、魚を加工あるいは調理する間にその脂質がどのように変化するかを調べた。その結果、魚を煮干しや開き干しにすることで、脂質の酸化が進み、多価不飽和脂肪酸が減少し、さらに、脂質酸化は味や香りなどの風味に対しても大きな影響を及ぼすことが明らかになった。次に、なれずしについて成分分析と官能試験を行い、その成分の風味に及ぼす影響を明らかにするための基礎データを得た。なれずしは、生魚の保存性を高め、独特の風味を付加した食品であるが、カルシウムを中心とした栄養価も期待される食品であることがわかった。すなわち、カルシウム含量が高いうえにリン含量との比が理想範囲にあり、カルシウムの有用な供給源になると判断された。なれずしの脂質を抽出し、酸化の程度を調べたところ、製造過程でほとんど変化のないことが明らかになった。さらに、脂質を薄層クロマトグラフィーで分画し、高速液体クロマトグラフィーで分析した結果、脂肪酸組成は、生さばや塩さばとほぼ同じであったが、脂質クラスごとの脂肪酸組成は、なれずし製造中に変化が起こっており、なれずしの独特の味、香り、風味に大きく関与していると考えられた。なれずしの揮発性成分をSPMEに吸着させ、GCMSにより分析したところ、30-50種類以上の成分が検出された。揮発温度を変化させることで検出される揮発性成分に変化が見られたことから、口中に含む前後でわれわれの感じる風味に変化が起こることも予想された。嗜好テストでは、酸味と塩味が特に好まれなかったが、なれずしを食べた経験のある人ほど嗜好性が高く、生臭みは好まないが、独特の香りを好む傾向がみられた。魚に含まれるn-3系多価不飽和脂肪酸の生理作用が明らかになり、魚やそれを加工した水産加工食品が再評価されている。しかし、食品中の脂質、特に多価不飽和脂肪酸は加工や貯蔵中に変化を起こしやすい。その結果、魚を煮干しや開き干しにすることで、脂質の酸化が進み、多価不飽和脂肪酸が減少することが明らかになった。また、このような水産加工食品の場合、保存による脂質酸化がはやく進行することも認められた。さらに、脂質酸化は、味や香りなどの風味に対しても大きな影響を及ぼしていた。次に、アジア諸国で古くから用いられている水産加工品であるなれずしについて成分分析と官能試験を行い、その成分の風味に及ぼす影響を明らかにするための基礎データを得た。さらに、脂質を薄層クロマトグラフィーで分画し、高速液体クロマトグラフィーで分析した。脂質全体の脂肪酸組成は、生さばや塩さばとほぼ同じであったが、脂質クラスごとの脂肪酸組成は、なれずし製造中に変化が起こっており、なれずしの独特の味、香り、風味に大きく関与していると考えられた。

嗜好テストでは、酸味と塩味が特に好まれなかったが、なれずしを食べた経験のある人ほど嗜好性が高く、生臭みは好まないが、独特の香りを好む傾向がみられた。今後は、漬け込み中の脂質を中心とした成分の変化をさらに詳細に分析し、風味との関係を明らかにしていく予定である。魚に含まれるn-3系多価不飽和脂肪酸の生理作用が明らかになり、魚やそれを加工した水産加工食品が再評価されている一方で、多価不飽和脂肪酸は加工や貯蔵中に変化を起こしやすいことも明らかになってきている。本研究では、まず、魚を加工あるいは調理する間にその脂質がどのように変化するかを調べた。その結果、魚を煮干しや開き干しにすることで、脂質の酸化が進み、多価不飽和脂肪酸が減少し、さらに、脂質酸化は味や香りなどの風味に対しても大きな影響を及ぼすことが明らかになった。次に、なれずしについて成分分析と官能試験を行い、その成分の風味に及ぼす影響を明らかにするための基礎データを得た。なれずしは、生魚の保存性を高め、独特の風味を付加した食品であるが、カルシウムを中心とした栄養価も期待される食品であることがわかった。すなわち、カルシウム含量が高いうえにリン含量との比が理想範囲にあり、カルシウムの有用な供給源になると判断された。なれずしの脂質を抽出し、酸化の程度を調べたところ、製造過程でほとんど変化のないことが明らかになった。さらに、脂質を薄層クロマトグラフィーで分画し、高速液体クロマトグラフィーで分析した結果、脂肪酸組成は、生さばや塩さばとほぼ同じであったが、脂質クラスごとの脂肪酸組成は、なれずし製造中に変化が起こっており、なれずしの独特の味、香り、風味に大きく関与していると考えられた。なれずしの揮発性成分をSPMEに吸着させ、GCMSにより分析したところ、30-50種類以上の成分が検出された。揮発温度を変化させることで検出される揮発性成分に変化が見られたことから、口中に含む前後でわれわれの感じる風味に変化が起こることも予想された。
硝酸の酸素同位体異常を用いた森林窪素循環の把握

硝酸の窒素酸素同位体比測定を土壌培養実験において行い、特に硝化について検討を行った。硝酸の酸素同位体異常の測定は、N20のN2と02への還元の際に汚染が生じるため、異常値の値が過小評価されてしまう問題が解決できず、残念ながらトレーサーとして用いることが出来なかった。一方、硝酸、亜硝酸については、窒素、酸素の同位体比が自然存在比及びトレーサーレベルで比較的容易に測定することが可能となり、特に亜硝酸については重水で酸素をラベルするごとで、その挙動を詳細に追跡するごとが可能となった。これによって、土壌硝酸の亜硝酸との交換が、トレーサー測定によって明らかになった。このことは、土壌中で活発に硝酸と亜硝酸が生成消費を繰り返していることを示唆しており、硝酸のトレーサー測定結果の解釈が単純でないことを示唆している。現在pHや塩濃度(2M KCIや0.5M K2SO4)がどのようにこの測定結果に影響を及ぼしているか検討中である。本年度は、東京工業大学から東京農工大学への異動があり、硝酸酸素同位体比異常の測定は、現在新たな研究室で立ち上げている状況である。東工大で利用していた機器の一部が農工大では存在しないため、異なる手法での試料処理が必要であり、現在その手法の精度について確認中である。一方で、四重極質量分析計を用いた、微量硝酸のトレーサー測定については、現在予備測定が行える状況まで進展した。硝酸を15Nでラベルした硝酸を脱窒菌によって一酸化二窒素に変換することで、非常に容易に15N含有量を安価な四重極質量分析計で測定できることが判明しただけでなく、180でラベルした硝酸についても、m/z=46をモニターすることで測定が十分可能であることが判明した。これにより現在モデル土壌を用いて硝酸の15Nと180がどのように変化するか予備実験を行っている。しかし、現在国内で15Nと180の両方をラベルした硝酸について供給が滞っていることがネックになっている。そのため、重水と15Nでラベルされた亜硝酸を用いて、ラベルされた亜硝酸を作成することで対応することを検討している。また、硝酸の15N、180データを解析するためのシミュレーションを現在作成中である。シミュレーションに必要なパラメーターとしてもっとも不確実である亜硝酸と水との酸素原子交換速度については、現在室内実験で速度測定を行っており、このパラメーターを用いてシミュレーションをチューニングした上で、森林土壌での亜硝酸の消失についてH19年度初めに予備調査を行う予定である。
石炭の水素化熱分解特性と揮発性成分のその場接触改質

せきたんの急速熱分解による揮発分の収率の増加、水素化熱分解過程における効率的な脱硫とそれによる燃料のクリ-ン化、さらに、揮発分のより有用な生成物への改質という観点から、本研究においては、以下の3項目につき検討し、下記のような実績を得た。(1)石炭の急速熱分解特性粒子落下型急速熱分解装置により、常圧水素気流中、平均昇温速度600K/s、最高温度960°Cの条件下で7種類の石炭につき熱分解を行ない、通常の工業分析により得られる揮発分の1.1倍から2.0倍の揮発分が得られること、熱分解初期における揮発分放出速度定数と内部表面積の増加率は比例関係にあることを見出した。(2)石炭の急速熱分解反応における形態別硫黄の挙動上記熱分解時における各種形態別硫黄の挙動を調べ、その速度過程の詳細を検討した。すなわち、硫黄含量及び形態の異なる上記7種の生誕についての結果より、石炭の急速水素化熱分解処理は特に有機硫黄の脱硫に適していること、また、揮発分放出速度の大きい石炭ほどタ-ル及びガス中への有機硫黄の移行速度が大きく、特に、タ-ルへの移行速度が揮発分放出速度とともに直線的に増加することを明らかにした。3.石炭揮発性成分のその場接触改質大同炭等数種の石炭につき、常圧流通型熱天秤反応装置を用いて、水素気流中、10K/minの低速昇温下600°Cまで昇温したとき生成する低温揮発性成分を、直ちに独自に温度制御した触媒層に導いて“その場"接触改質を行い、BTX等の液状成分の生成状況を調べ、モンモリロナイトを基体とするチタニア架橋粘土層間化合物を用いたときのBTXの収率は触媒/石炭比に対し単調に増加し、触媒量の多い所ではほぼHYゼオライトに匹敵する触媒活性を持つこと、かつ、この触媒上でのコ-ク析出をかなり低く抑え得ることを明らかにした。
生体を「鋳型」とする生体内機能性分子の鋳型有機合成と展開

報告者はこれまでに、生体内分子相互作用を選択的に制御する方法として、鋳型となるタンパク質に相互作用する分子構造を鋳型から有機合成化学的に写し取る「鋳型誘起合成」を開発し、細胞内シグナル伝達を選択的に阻害するペプチド分子の創製に成功している。本研究課題では、本法を組織上あるいは動物内のタンパク質においても汎用的に利用できる方法とすることを大きな目的としており、昨年度までにアルギニンに対して様々なアミンや共役アルデヒドを連続して作用させることで、天然物であるアゲラジンをアルギニン側鎖上に導入できることを見出した。そこで、今年度は本法において合成したアゲラジン-アルギニン複合体の生物活性について詳細に検討を行ったところ、既知のアゲラジン誘導体では全く報告されていない顕著な神経分化促進活性を持つことが分かった。また、既知のアゲラジン誘導体においては神経分化を抑制するキナーゼDyrk1Aを阻害することが知られているが、この複合体ではこのDyrk1Aに対する阻害活性を全く示さなかった。この結果から、複合体は他のキナーゼを阻害するかもしくはエピジェネティックスを制御している可能性が示唆された。さらに、本合成法を用いてアゲラジン誘導体の迅速なライブラリー合成を行い、それらの神経分化活性についても検討した結果、p-フルオロフェニル基を持つ誘導体において神経分化を抑制することも見出すことができた。これまでの結果から本合成法はタンパク質にも適応可能であると考えられ、今後はアゲラジン骨格をベースとして鋳型誘起合成を実施することで、未解明のターゲットタンパク質に選択的なリガンドの創成や、さらにはそのリガンドを用いることによって神経分化の促進および抑制を制御することができると期待される。また、生体内のアルデヒドを利用することで組織上、動物内において直接的に鋳型分子の創成することができると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。報告者はこれまでに、生体内分子相互作用を選択的に制御する方法として、鋳型となるタンパク質に相互作用する分子構造を鋳型から有機合成化学的に写し取る「鋳型誘起合成」を開発し、細胞内シグナル伝達に関わるタンパク質・タンパク質相互作用を選択的に阻害するペプチド分子の創製に成功している。本研究課題では、本法を組織上、あるいは動物内においても汎用的に利用できる方法とすることを大きな目的としているが、まずは生体分子混在系でも利用できる新たな結合形成反応の開発を行った。すなわち、(i)これまでに報告者が見出している共役イミン化合物の新奇な[4+4】反応を活用し、生成するジアザビシクロオクタン誘導体をリン酸基や各種金属の配位構造として利用する方法と、[iD予備実験で見出したアルギニン側鎖のグアニジン基への共役アルデヒドのイミン形成に続く5-endo型共役環化反応を利用する方法の2つを計画した。本年度では特に後者の反応について集中的に検討を行った。すなわち、タンパク質中のアルギニン残基が脂質代謝物である共役アルデヒドにより翻訳後修飾を受け、2-アミノイミダゾール化されることが報告されている。そこで、この反応を用いれば生体内でもアルギニンを標的官能基として、.様々な構造のライブラリー構築を行うことが可能となり、目的とする鋳型誘起合成に用いることができると期待した。種々検討の結果、アルギニン残基に対して、フマルアルデヒド酸メチルを作用させることにより、温和な条件下で2ーアミノイミダゾール誘導体を7090%の収率で得ることができた。さらに、この反応系内に様々なアミンや置換アルデヒドを続けて作用することにより、最初に得られる2ーアミノイミダゾール誘導体に対して様々な官能基変換や構造変換を行うことが可能となった。このように、アルギニン側鎖のグアニジン官能基に対して構造多様性を有するヘテロ環化合物を構築することに成功し、組織上や動物内での鋳型誘起合成に向けた基礎反応を確立することができた。報告者はこれまでに、生体内分子相互作用を選択的に制御する万法として、鋳型となるタンパク質に相互作用する分子構造を鋳型から有機合成化学的に写し取る「鋳型誘起合成」を開発し、細胞内シグナル伝達に関わるタンパク質・タンパク質相互作用を選択的に阻害するペプチド分子の創製に成功している。本研究課題では、本法を組織上、あるいは動物内においても汎用的に利用できる方法とすることを大きな目的としており、昨年度においては生体分子混在系でも利用できる新たな結合形成反応の開発を行った結果、アルギニン側鎖のグアニジンおよびアリールグアニジンに対して、共役アルデヒドを作用させることで温和な条件下で2ーアミノイミダゾール誘導体を合成できることを見出した。また、この反応系内に様々なアミンや置換アルデヒドを続けて作用することにより、最初に得られる2ーアミノイミダゾール誘導体に対して様々な官能基変換や構造変換を達成した。そこで、今年度ではこの2ーアミノイミダゾール合成法を用いてアルギニン側鎖のグアニジン官能基に対して顕著な血管新生阻害活性をもっ天然物であるアゲラジンの導入を試みた。その結果、保護アルギニンに対して、フマルジアルデヒドを作用させ、2一アミノイミダゾール環を構築後、ワンポットにて塩化アンモニウム、ピリジンアルデヒドを作用させたところ天然物構造の導入に成功した。アゲラジンはMMP (Matrix Metalloprotease)の阻害により血管新生阻害を示すことから、今後はMMPを鋳型とする鋳型誘起合成を実施することで、MMPをより効率的に阻害するアゲラジン-タンパク質複合体を見出すことができると期待できる。

一方で、ジニトロフェニルグアニジンに対して、アルギニンと同様のワンポット反応を行い、最後にチオリシスによって、アリール基を除去することによって天然物であるアゲラジンAの全合成にも成功した。報告者はこれまでに、生体内分子相互作用を選択的に制御する方法として、鋳型となるタンパク質に相互作用する分子構造を鋳型から有機合成化学的に写し取る「鋳型誘起合成」を開発し、細胞内シグナル伝達を選択的に阻害するペプチド分子の創製に成功している。本研究課題では、本法を組織上あるいは動物内のタンパク質においても汎用的に利用できる方法とすることを大きな目的としており、昨年度までにアルギニンに対して様々なアミンや共役アルデヒドを連続して作用させることで、天然物であるアゲラジンをアルギニン側鎖上に導入できることを見出した。そこで、今年度は本法において合成したアゲラジン-アルギニン複合体の生物活性について詳細に検討を行ったところ、既知のアゲラジン誘導体では全く報告されていない顕著な神経分化促進活性を持つことが分かった。また、既知のアゲラジン誘導体においては神経分化を抑制するキナーゼDyrk1Aを阻害することが知られているが、この複合体ではこのDyrk1Aに対する阻害活性を全く示さなかった。この結果から、複合体は他のキナーゼを阻害するかもしくはエピジェネティックスを制御している可能性が示唆された。さらに、本合成法を用いてアゲラジン誘導体の迅速なライブラリー合成を行い、それらの神経分化活性についても検討した結果、p-フルオロフェニル基を持つ誘導体において神経分化を抑制することも見出すことができた。これまでの結果から本合成法はタンパク質にも適応可能であると考えられ、今後はアゲラジン骨格をベースとして鋳型誘起合成を実施することで、未解明のターゲットタンパク質に選択的なリガンドの創成や、さらにはそのリガンドを用いることによって神経分化の促進および抑制を制御することができると期待される。また、生体内のアルデヒドを利用することで組織上、動物内において直接的に鋳型分子の創成することができると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度では、申請書に記した研究計画通りに、以前報告者が活用した自己活性化クリック反応に代わる新たな分子構造構築反応を確立した。本法では、臓器上や生体内でのタンパク質に対して様々な構造を持つアミンやアルデヒドを作用させることにより、アルギニン選択的に構造多様性のある分子群を構築することができる。すなわち、鋳型に強く相互作用する分子を生体内でのアルギニン残基上に構築できることが期待できる。以上の成果より、研究はおおむね順調に進展していると考える。本年度では、昨年度見出した新たな結合形成反応である2ーアミノイミダゾール合成法を用いて、アルギニン側鎖上に天然物構造を導入することに成功した。今後は、ペプチドやタンパク質のアルギニン側鎖に導入した天然物構造に鋳型を認識させることで、MMPを鋳型とした鋳型誘起合成が行えることが期待できる。以上のことから、研究はおおむね順調に進展していると考える。今後は、先に報告者が見いだした共役イミン化合物の新奇な[4+4]
鎖骨頭蓋異形成症の骨代謝異常の解明に向けたRunx2の機械的刺激応答機構の解析

鎖骨頭蓋異形成症は、Runx2遺伝子変異を原因とした遺伝性疾患であり、歯の移動遅延が認められることから矯正歯科治療が非常に困難であるが適切な治療法は確立されていない。歯に矯正力を負荷すると、歯槽骨内の骨細胞が機械的刺激を感知し、破骨細胞による骨吸収と骨芽細胞による骨形成が生じ、歯の移動が開始される。Runx2は、骨形成に必須の転写因子であり、機械的刺激応答機構にも関与していることが示唆されているが、鎖骨頭蓋異形成症の分子レベルでの歯の移動遅延の原因は未だ解明されていない。本研究では、鎖骨頭蓋異形成症における歯の移動時の骨組織に生じる機械的刺激応答機構を解明することを目的に、同症の病態モデルであるRunx2ヘテロ欠損マウスを用いて実験的歯の移動ならびに初代培養細胞を使用したin vivo, in vitroでの分子メカニズムの解析を行う。本年度は、野生型およびRunx2ヘテロ欠損マウスの上顎切歯に、直径0.012インチのニッケル・チタン製ワイヤーを装着し、10gの荷重で上顎右側第一臼歯を口蓋側へ移動させた。実験的歯の移動開始から0,3,7,10,14,21日後に野生型およびRunx2ヘテロ欠損マウスにおける歯の移動量を計測するとともに、上顎骨を摘出後、水平断連続切片を作成した。その結果、歯の移動距離は、両群ともに3,7日で増加したが、両群間に有意差は認められなかった。しかしながら、Runx2ヘテロ欠損マウスは野生型マウスに比べ、歯の移動開始10から21日後に減少し、歯の移動が遅延していた。また、実験的歯の移動時の圧迫側では、Runx2ヘテロ欠損マウス群で野生型マウスに比べてTRAP陽性破骨細胞数が減少し、牽引側では、Runx2ヘテロ欠損マウス群において類骨の低形成が認められた。野生型およびRunx2ヘテロ欠損マウスを用いた実験的歯の移動モデルを確立し、経時的な実験的歯の移動量を測定することができた。さらに、野生型およびRunx2ヘテロ欠損マウスから実験的歯の移動後の上顎骨の組織切片を作成し、実験的歯の移動時の圧迫側、牽引側の組織学的解析を行うことができた。野生型およびRunx2ヘテロ欠損マウスを用いた実験的歯の移動モデルから得られた上顎骨組織切片を用い、両群における歯の移動時の骨リモデリング様相をより詳細に検討する。さらに、野生型およびRunx2ヘテロ欠損マウスから初代培養細胞を単離し、細胞の増殖・分化に対する機械的刺激応答性の違いをin vitroにて検討する。

本年度は、野生型およびRunx2ヘテロ欠損マウスを用いたin vivoでの実験を中心に計画し、実験的歯の移動モデルの作成、組織学的解析を行うことができたが、免疫組織学的解析やin vitroでの初代培養細胞の単離を行うことができなかった。次年度以降に、本年度に得られた組織切片を用いた免疫組織学的検索や野生型およびRunx2ヘテロ欠損マウスから初代培養細胞を単離し、in vitroの系を用いた実験を行う。
ヒーリング効果を利用した単結晶内部における高速イオンドーピング

試料内部のクラックが、熱処理により表面の原子を取り込みながら回復する現象は、クラックヒーリングと呼ばれる。フェムト秒レーザーは、パルス幅が非常に短いレーザーであり、固体内部の目的位置にクラックを形成出来る。本研究では、フェムト秒レーザーでクラックを導入したサファイアを用い、サファイア表面から内部に伸びるクラック領域への遷移金属イオンのドーピングを試みた。サファイアの延性-脆性遷移温度である1300°C以上においてクラックヒーリングが促進されることが分かった。又、元素分析からTi, Cr, Coのいずれにおいてもクラックに沿った金属イオンの拡散が可能であることを確認した。サファイヤを始めとする透明単結晶内部に、各種イオンを局所領域に高速ドーピングする技術開発を行う。フェムト秒レーザーを用いてナノクラックの形成方向を人工的に制御する技術と、熱処理によりクラックが元の単結晶に回復するクラックヒーリング現象を利用する。結晶表面には、ドーピングしたい薄膜等を塗布し、ヒーリング時に伴う表面拡散を利用して高速ドーピングを行う。クラックが消滅すると同時に、目的イオンがバルク表面から高速拡散を起こすため、本来絶縁体である単結晶に発光特性や導電性を付与でき、バルク全体の性質を大きく制御することができる。r面を断面にもつ直方体状のサファイヤ単結晶(5×5×30 mm3)を試料として用い、フェムト秒レーザーを集光照射した。ちょうど断面を横切るような形で照射し、3mm程度のクラックラインを作製した。作製したサンプルは、大気中で加熱処理を行った。金属酸化物で作製したペレットにクラックを導入したサファイアサンプルを埋め込み、アニール処理でサクラック領域への金属イオンの拡散を試みた。金属酸化物は、Cr2O3、Ti2O3、CoOを選択した。アニール後、表面に残った金属酸化物をダイヤモンドスラリーで研磨し除去した。偏光顕微鏡、ラマン分光器による測定の結果、サファイアの延性-脆性遷移温度である1300°C以上においてクラックヒーリングが促進されることが分かった。拡散処理を行ったサンプルについてEPMAを用いて元素分析を行った結果、Ti, Cr, Coのいずれにおいてもクラックに沿った金属イオンの拡散が確認され、表面からの内部への拡散深さは100μm程度であった。この値は格子拡散と比べると著しく大きなものであり、ヒーリング時に起こる表面拡散が高速な拡散の駆動力であると考えられる。また発光スペクトルを測定したところ、Ti3+、Cr3+に帰属されるピークが確認された。サファイア単結晶(5×5×30 mm3)を拡散経路作製用の試料として用いた。閾値以上の強度を有するフェムト秒レーザー光をサファイヤ内部に集光照射し、結晶内部にクラックを誘起させた。まず、サファイアのr面に対してフェムト秒レーザーを集光し、レーザー入射方向に対して垂直方向にスキャンし、照射部と平行にクラックを発生させた。(レーザー照射条件:1kHz、スキャン長さ3mm、対物レンズ50×、NA0.8)そして、結晶表面から内部にかけてクラックラインを人為的に形成し、金属イオンの拡散経路を作製した。照射したサンプルをダイヤモンドカッターにより厚さ3mm程度に切断し、ダイヤモンドスラリーで表面を研磨した。金属酸化物で作製したペレットにクラックを導入したサファイアサンプルを埋め込み、アニール処理でクラック領域への金属イオンの拡散を試みた。アニール後、表面に残った金属酸化物は再びダイヤモンドスラリーで研磨し除去した。EPMAを用いてクラックに拡散した金属イオン分布の状態を確認した。a面(1120)、c面(0001)、m面(1010)を断面にもつ直方体状のサファイヤ単結晶を購入し、フェムト秒レーザーを集光照射した。作製したサンプルは、大気中、Arフロー中、真空中で加熱した。加熱温度は、10001200°Cの間で制御した。大気中で加熱した場合は、クラックはほぼ回復したが、還元雰囲気や真空雰囲気中では回復しなかった。これは、クラック周囲の原子がサンプル周囲に存在するガスとの交換反応により回復していることを示している。次に、表面にFeやTi膜をスパッタ法を用いて作製し、周囲をFe2O3やTi2O5粒子で覆うように成形体を作製した。そして、大気中または還元雰囲気中で加熱し、クラック領域へのイオンドーピングを試みた。Feは、クラック内部の深い領域まで拡散することを顕微鏡観察により確認した。Tiに関しては、周囲を覆う酸化物セラミックスのTi価数により、拡散状態が大きく変化することが分かった。Tiは、サファイヤ内部では3価の状態でのみ存在することを発光スペクトルから確認した。

前年度に得られた結果を元に、これまで利用してこなかったr面を断面に持つサンプルを用いてクラックの形成を行い、金属イオンのドーピング処理を行った。r面に形成したクラックにおいても、良好な結果が得られた。Cr, Ti以外のCoを用いて同様の操作を行った結果、同じく高速拡散することが分かった。クラックヒーリングが多くのイオンドープの拡散に利用できるという結果が得られており、研究は順調に進んでいると判断した。研究目標でも掲げていた、クラックの進展挙動とヒーリング効果の制御に関しては、大筋ほぼ完了している。アニールの雰囲気によりクラックの回復度合いに違いがあることが分かり、イオンの拡散挙動にも大きく影響を与える可能性があることが分かった。TEMによる観察結果からは、アニールにより転位などの格子欠陥が、若干ではあるが回復領域に残存している様子を確認した。又、アニール時にサンプルを囲う酸化物の違い(つまり、ドーピング用イオンの価数)が、クラックに入り込み拡散するプロセスにおいて影響を与えることを確認した。つまり、チタンに関して言えば、4価よりも3価の状態の方がサファイヤ内部の拡散には適していることが分かった。拡散種であるイオンの価数が、クラックヒーリングの進行にも影響を与えるという指針も得られており、研究は順調に進んでいると判断した。サファイヤのような結晶だけでなく、比較のためガラスのような非晶質材料に対してもクラックヒーリングの有無を確認する。現在までサファイヤの異なった面に対してクラックヒーリングの挙動について検討を加えてきたが、結晶構造の違いに関してはまだ理解が十分でない。また、ガラスの高温アニールにおける挙動がヒーリングに与える影響も調べることが可能であるため、本年度は非晶質材料へ対象を広げて研究を進めていく予定である。昨年度までに得られた指針を基に、異なる基板内部にもクラックを形成し、基板に適応した条件でアニール処理を行うことで、クラックヒーリングの状態を確認する。又、回復状態に関してはFE-SEMやEDXに留まらず、TEMを利用した原子レベルにおける解析まで進めていく予定である。サファイヤの場合は、クラックヒーリングが誘起される温度が12001300°C程度と非常に高温であり、拡散種として使用できるイオン種が限定される。より低い温度でヒーリングが可能な基板の探索を行うと共に、拡散種として用いるイオンについても検討を加える。現在、導電率の高いイオン種の拡散を考えており、クラックヒーリングを用いた導電性回路の作製へと応用を図る。基板に関しては、SiCや耐熱性のポリマーの利用も今後考慮していく予定である。非晶質材料におけるヒーリング効果を確認するための、アルカリガラス、無アルカリガラス、溶融石英基板を購入する。そして、レーザー照射によりクラックを発生させた領域のアニールによる回復状態を確認する。又、クラック回復領域の表面状態を確認するため、外部の分析会社に依頼して表面分析を行うための費用に充足する。前年度に行った内容に関して論文としてまとめ、海外雑誌に投稿するための投稿費用と国際会議の参加費として使用する予定である。
総合型地域スポーツクラブと運動部への追跡調査による生涯スポーツ社会構築の可能性

平成2023年度に同じ総合型地域スポーツクラブを追跡し((1)(2))、平成20年度小学5年生と平成23年度中学2年生を同じ地域で捕捉した((3))。(1)成人追跡調査は平成20年度1034人、21年度1006人、22年度1119人、(2)子ども追跡調査は平成20年度278人、21年度263人、22年度233人、(3)平成20年度小5生507名と平成23年度中2生447名を対象とし、クラブや学年を対象とする縦断的手法の有効性がスポーツ参与の詳細な分析を通じて明らかとなった。生涯スポーツ社会構築に向けての基礎研究となる本研究では、総合型地域スポーツクラブ、運動部に参加する成人男女、小学生、中学生、高校生への縦断的な追跡調査を通じて、(1)総合型地域スポーツクラブ事業展開と地域住民のスポーツ実践の関連性を検証する、(2)総合型地域スポーツクラブ事業と学校運動部の複合的なプログラム展開が子どものスポーツ・キャリアに及ぼす影響を明らかとする(スポーツ離れの実態と体力低下の連関など)、その上で、(3)生涯スポーツ社会の実現に向けた地域におけるスポーツ環境の整備充実方策モデルのフィードバック・フィードフォワード・システムを実証的に検討することを目的とする。生涯スポーツ社会構築に向けて、当該地域で展開されるスポーツ・プログラムへのモニタリング調査を通じて、(1)運動・スポーツ実施状況、スポーツ施設利用状況、学校運動部やスポーツ少年団との連携状況、中高年齢者や障害者のスポーツ参加状況など、地域住民のスポーツ動向を的確に把握すること、(2)彼らの運動・スポーツへのニーズを社会資本の効率的な応答の範囲で即応できるスポーツ政策やスポーツ・プログラムを提供できるシステムを構築することが必要である。成人から小中高校生のスポーツ参与に関する実態調査を初年度に実施した。回収状況は、山形県鶴岡市・7総合型地域スポーツクラブ(587件回収/1169件配布=50.2%)、神奈川県鎌倉市内16小学校5年(508/570=89.1%)/9中学校2年(279/360=77.5% ;計787/930=84.6%)、神奈川県体育センター・32総合型地域スポーツクラブ940世帯(子ども調査401件回収=42.7% ;保護者調査393件回収=41.8%)、SSF笹川スポーツ財団スポーツエイド事業・23総合型地域スポーツクラブ(子ども調査(278/300=92.7%) ;成人調査(443/500=88.6%)、合計子ども調査(1466/2170=67.56%)、成人調査(1030/1669=61.71%)となった。調査項目は、個々の調査には独自の設問を準備するが、子ども調査と成人調査ともに共通する項目は、(1)個人的属性、(2)過去1年間の運動・スポーツ実施状況、(3)定期的な運動・スポーツ実施状況、(4)運動・スポーツ実施希望状況、(5)運動・スポーツへの態度などである。併行して、子ども調査に関連する就学前児の運動・スポーツの状況に関する内外の調査をまとめて報告した。平成21年度以降の追跡的調査によって、その変動を出生コーホート会析とスポーツ・キャリア分析によって同定する計画である。回収状況は、山形県鶴岡市・7総合型地域スポーツクラブ(615件回収/2030件配布=30.3%)、SSF笹川スポーツ財団スポーツエイド事業・22総合型地域スポーツクラブ(子ども調査(273/280=97.5%);成人調査(378/475=79.5%))であった。2年目調査実施に向けて、初年度の調査機関・地点別(山形県鶴岡市、SSF笹川スポーツ財団、神奈川県体育センター、鎌倉市)調査概要と運動・スポーツ種目別実施/希望の相関図から構成される報告書を作成した。4年間の追跡調査となる項目は、(1)個人的属性、(2)過去1年間の運動・スポーツ実施状況、(3)定期的な運動・スポーツ実施状況、(4)運動・スポーツ実施希望状況、(5)運動・スポーツへの態度などである。平成22年度以降の追跡的調査によって、その変動を出生コーホート分析とスポーツ・キャリア分析によって同定する計画である。

生涯スポーツ社会構築に向けて、当該地域で展開されるスポーツ・プログラムへのモニタリング調査を通じて、(1)運動・スポーツ実施状況、スポーツ施設利用状況、学校運動部やスポーツ少年団との連携状況、中高年齢者や障害者のスポーツ参加状況など、地域住民のスポーツ動向を的確に把握すること、(2)彼らの運動・スポーツへのニーズを社会資本の効率的な応答の範囲で即応できるスポーツ政策やスポーツ・プログラムを提供できるシステムを構築することが必要である。成人から小中高校生のスポーツ参与に関する実態調査を初年度に引き続き実施した。回収状況は、山形県鶴岡市・7総合型地域スポーツクラブ(730件回収/2030件配布=35.96%)、SSF笹川スポーツ財団スポーツエイド事業・22総合型地域スポーツクラブ(子ども調査(233/280=83.21%);成人調査(389/475=81.89%))であった。子どものスポーツ参加モデルを横断的な分析の視点より検証し、日本体育学会にて口頭発表し、本研究調査への援用を試論した。4年間の追跡調査となる項目は、(1)個人的属性、(2)過去1年間の運動・スポーツ実施状況、(3)定期的な運動・スポーツ実施状況、(4)運動・スポーツ実施希望状況、(5)運動・スポーツへの態度などである。併行して、子ども調査に関連する就学前児の運動・スポーツの状況に関する内外の調査をまとめて報告した。平成23年度以降の追跡的、調査によって、その変動を出生コーホート分析とスポーツ・キャリア分析によって同定する計画である。平成20年度から平成23年度の3カ年の追跡調査は、山形県鶴岡市総合型地域スポーツクラブならびにSSF笹川スポーツ財団によるスポーツエイド事業の総合型地域スポーツクラブを対象とした。(1)成人調査における各年度の対象者は、山形県鶴岡市では平成20年度591人、平成21年度628人、平成22年度730人、合計1949人、SSF笹川スポーツ財団・スポーツエイド事業では平成20年度443人、平成21年度378人、平成22年度389人、合計1210人である。(2)子ども調査における各年度の対象者は、SSF笹川スポーツ財団・スポーツエイド事業では平成20年度278人、平成21年度263人、平成22年度233人、合計774人である。また、神奈川県鎌倉市では、市立小学校16校5年生と市立中学校9校2年生を対象に平成20年度と平成23年度に追跡調査を実施した。(3)平成20年度小学5年生507名、中学2年生276名、平成23年度小学5年生487名、中学2年生447名であった。本研究が試行するコーホート的分析では、平成20年度小学5年生が平成23年度中学2年生に進学する同じコーホートとなる。(4)これらの追跡的調査を相対的に評価するとともに、総合型地域スポーツクラブのあり方を補完的把握するために、平成20年度では神奈川県内総合型地域スポーツクラブに加入する親子を対象に405名より総合型地域スポーツクラブへの評価を含めて、運動・スポーツ参与状況を把握した。
教員の資質獲得,キャリア・ステージと生涯研修計画

本調査では平成3年にはワシントン州立大学,州立サン・ディエゴ大学,ヴァンダビルト大学,オハイオ州立大学,及びコロンビア大学の5大学,また,平成4年にはワシントン州立大学,ヴァンダビルト大学,ウィスコンシン州立大学オークレア及びマディソン校,サウス・カロライナ州立大学の4大学,並びに全米教育大学協会(AACTE)の機関においてアメリカの大学における教員の教育,特に学部卒業後の様々な段階での現職教員教育について調査した。州立サン・ディエゴ大学及びヴァンダビルト大学においては,大学と教育委員会等の協力による初任者研修の在り方・方法・内容等について調査し,他の大学等においては,大学院の修士及び博士課程における現職教員教育のあり方・研究指導体制・テーマ等について調査し,更に,シアトル,オークレア等では大学院終了者の教育委員会等教育行政及び学校現場での受入れの在り方についても調査した。その結果,大学と教育委員会等の教育行政の側では現職教員の教育・研修における役割が異なり,それぞれが異なる立場でそれぞれの特徴を生かし,協力できる体制を作り上げることが肝要であり,日本においても早急にそのような体系のもとに現職教員の生涯研修体制を作り上げる事が焦眉の急であることが明らかとなった。ワシントン州,特にシアトル地区においては大学と教育委員会等の教育行政側との間に緊密な協力関係が保たれ,大学は大学院において現職教員を受け入れている他に,大学内に地域教育委員会との共催でピュジェット・サウンド現職研修センター(PUPDC)を設置し,初任者から熟達教員までの生涯にわたる職業的キャリアの発展に協力し,定期的な研究会の開催等を通して教員の研究指導を行いつつ,教育実践研究の推進を行っている。モデル中学校では大学教官,中学校の指導教員及び現職の大学院学生とがチームを組織し,初任教員の実践的諸問題の解決指導を行いつつ,教員初任者段階における資質獲得の経緯について研究を進めている。州立サン・ディエゴ大学ではカリフォルニア州との共同での初任者研修を実施しているが,ここでは初任教員に対し週1回その週で最も最大と思われる事柄を報告させ(Critical Insident Writing),その問題の解決を指導しつつ,初任教員にとって重要と思われている事柄の追跡調査を続け,これらの教員にどのような指導を行うべきかの研究を行っている。因みにカリフォルニア州では初任教員就職後1年以内に職を放棄する者が平均して20%以上であったが,この指導を行うようになって,その数は1/10以下になったという。ウィスコンシン大学では公立学校の教員の研修の協力を行っているが,他の州と同様,教員は就職後5年以内の一定期間に30単位以上の現職研修を大学及び教育委員会独自の科目を取得することとされており,そのことが給与体系に組み込まれている。大学院の場合には,修士課程・博士課程のそれぞれで異なるが,終了者にはランクの上の給与体系が保証されており,教員は自主的に大学での単位を取得し,それぞれのプランに従って独自の研修を行い,学位を取得している。このことはすべての州で1980年代に実施されている。特に修士課程は夜間等のパートタイム制度の導入により,すでに全教員の3040%は修士の学位を取得していると云われている。ホルムス委員会の報告"Tomorrow's Teachers"によれば,教員は5年以内に修士を取得しないと,今後教員免許が生涯更新できないようにすることが勧告されており,アメリカではこのようにして,大学院における現職教育は生涯研修体系の中に組み入れられることとなった。アメリカの大学院における現職教員の研究・教育の内容を見ると,実践的項目が多く,特に博士課程においては教育界における最近の問題点についてのテーマが多く,理科の博士課程においては1986年の"Science ForAll Amerikan"を中心にK-12(幼稚園から高校3年までの教育課程全体)にかかる総合的教育課程の開発を研究テーマとしているものが目立った。これらの博士研究の完成までには約10年を要すると云われており,当該教員は最低1年の全日課程を含むパートタイムの課程で研究を続め,修了後は地域の教育課程専門職等として学校,地域全体の指導に当たることとなる由である。

モデル中学校では大学教官,中学校の指導教員及び現職の大学院学生とがチームを組織し,初任教員の実践的諸問題の解決指導を行いつつ,教員初任者段階における資質獲得の経緯について研究を進めている。州立サン・ディエゴ大学ではカリフォルニア州との共同での初任者研修を実施しているが,ここでは初任教員に対し週1回その週で最も最大と思われる事柄を報告させ(Critical Insident Writing),その問題の解決を指導しつつ,初任教員にとって重要と思われている事柄の追跡調査を続け,これらの教員にどのような指導を行うべきかの研究を行っている。因みにカリフォルニア州では初任教員就職後1年以内に職を放棄する者が平均して20%以上であったが,この指導を行うようになって,その数は1/10以下になったという。ウィスコンシン大学では公立学校の教員の研修の協力を行っているが,他の州と同様,教員は就職後5年以内の一定期間に30単位以上の現職研修を大学及び教育委員会独自の科目を取得することとされており,そのことが給与体系に組み込まれている。大学院の場合には,修士課程・博士課程のそれぞれで異なるが,終了者にはランクの上の給与体系が保証されており,教員は自主的に大学での単位を取得し,それぞれのプランに従って独自の研修を行い,学位を取得している。このことはすべての州で1980年代に実施されている。特に修士課程は夜間等のパートタイム制度の導入により,すでに全教員の3040%は修士の学位を取得していると云われている。ホルムス委員会の報告"Tomorrow's Teachers"によれば,教員は5年以内に修士を取得しないと,今後教員免許が生涯更新できないようにすることが勧告されており,アメリカではこのようにして,大学院における現職教育は生涯研修体系の中に組み入れられることとなった。アメリカの大学院における現職教員の研究・教育の内容を見ると,実践的項目が多く,特に博士課程においては教育界における最近の問題点についてのテーマが多く,理科の博士課程においては1986年の"Science ForAll Amerikan"を中心にK-12(幼稚園から高校3年までの教育課程全体)にかかる総合的教育課程の開発を研究テーマとしているものが目立った。これらの博士研究の完成までには約10年を要すると云われており,当該教員は最低1年の全日課程を含むパートタイムの課程で研究を続め,修了後は地域の教育課程専門職等として学校,地域全体の指導に当たることとなる由である。本研究では,教員初任者の段階から熟達教員にいたるライフ・コ-スの中で,発展的に資質を獲得してゆく段階を追跡し,それぞれの段階に相応しい教育・援助の方途を模索し,現職教員の生涯研修体系を確立することを目的としているが,本年度は学部段階から初任者研修への継続的指導の在り方と,大学院博士課程での研究教育の在り方とを中心として,日米の比較を行いつつ,現職教員の継続教育における大学の役割を研究・調査した。
炎症性腸疾患病変形成における腹腔内細胞交通とTGFスーパーファミリー分子の役割

本研究は、消化管炎症に対する応答としての腹腔内細胞交通と、それらの細胞の産生する分子の役割を明らかにすることを目的とした。1炎症局所に動員される細胞の同定:マウスに、トリニトロベンゼンスルホン酸(TNBS)を注腸して炎症を誘導すると、漿膜側に凝集したのはマクロファージ(MΦ)であった。2急性腸炎誘導後の腹腔内の細胞構成の変化:炎症誘導後、成熟腹腔MΦが消失し未熟血球系細胞が増加した。3動員される細胞の由来:ナイーブマウスから腹腔MΦ細胞を分離し、同種マウスに移植するとTNBS腸炎誘導後大腸炎症局所、特に穿孔潰瘍の部分に細胞凝集塊を作るが、腸管壁内へ浸潤することはなかった。4細胞動員機序の解明:炎症局所の漿膜側に動員された細胞のケモカイン及びその受容体遺伝子発現を解析したところCCR8の発現が強く亢進していた。LPS刺激により、CCLI及びTGFスーパーファミリー分子アクチビンの高い分泌が腹腔MΦに見られた。これらの事から自己分泌したケモカインに対する受容体を高発現する事により、腹腔内マクロファージは傷害の起こった部位に凝集すると考えられた。5 MΦ凝集のivvitro実験系の確立:マウス中皮細胞を単層培養し、更に腹腔MΦを加えて混合培養した。ここにCCLI及び炎症性サイトカインを加えると中皮細胞を巻き込んだ細胞塊を形成した。これは抗CCLI抗体により抑制された。6 In vivoにおける阻害実験:腸炎による腹腔MΦの大腸への付着と病変部での凝集は、抗CCLI中和抗体投与群で強く阻害された。腹腔MΦの中皮細胞を巻き込んだ細胞塊形成は、消化管穿孔や外科侵襲など、ストレスが体の深部に及んだ時の防御機構として有効に作用していると考えられる。今後CCLI/CCR8の阻害剤の開発により、過剰な炎症の抑制や、癒着等の腹膜病変の予防が可能であると考えでいる。1炎症局所に動員される細胞の同定マウスにトリニトロベンゼンスルホン酸(TNBS)を注腸して穿孔を伴った全層性潰瘍を誘導し、局所の粘膜固有層、粘膜下層、潰瘍底、漿膜側に浸潤する細胞を同定した。免疫組織化学による細胞の同定:穿孔を伴った全層性潰瘍を誘導後、局所の凍結切片を作製して、マクロファージマーカーCD11b,F4/80及びケモカイン受容体CCR8に対する抗体等で染色した結果、漿膜側にマクロファージの際某凝集の起こっていることが明らかになった。これらのマクロファージはCCR8陽性であった。好中球、Tリンパ球も浸潤が見られたが、マクロファージのように漿膜側に凝集塊を作ることはなかった。2急性潰瘍誘導後の末梢血及び腹腔内の細胞構成と活性化状態の変化炎症を誘導したとき動員される細胞を同定する手段の一つとして、末梢血、腹腔内のマクロファージ、樹状細胞、リンパ球、好中球などの細胞構成とそれぞれのサブセットについて、炎症誘導前後で比較した。この結果F4/80陽性CD11b強陽性の成熟腹腔マクロファージは腹腔内浮遊細胞からは消失し、Gr-1陽性の好中球及びCD11b^<int>Gr-1^<int>の未熟血球系細胞が増加した。3細胞交通の解析-動員される細胞の由来の解明