hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞内カルシウム放出制御による新しい悪性高熱症・不整脈の治療開発

悪性高熱症の治療薬であるダントロレンは、1)イヌ心不全モデルや2)リアノジン受容体(RyR2)点突然変異(R2474S/+)ノックインマウスモデル(カテコラミン誘発性心室頻拍モデル)において、心筋型リアノジン受容体(RyR2)のドメイン連関障害を是正することにより、RyR2からのCa^<2+>漏出を抑制し、心機能の改善や心室頻拍の抑制を来すことを証明した。以上により、ダントロレンは、リアノジン受容体を分子標的とした新しい心不全・致死的不整脈の治療薬となることが示唆された。CPVT型突然変異knock-inマウスのSR機能(Ca^<2+>漏出,ドメイン連関)、心機能解析、およびダントロレンの効果をIn vitroおよびIn vivoで評価し、R2474Sのknock-in(KI)マウスにおける致死的不整脈の発現メカニズムを検討した。ヒトのリアノジン受容体(RyR)突然変異を組み込んだR2474S-KIマウスは,安静時の心機能は正常であり、また,病理・形態的にも異常はなかった。しかし,epinephrine負荷またはtreadmill運動負荷により容易に多源性心室頻拍(VT)が誘発され、ヒトのCPVTと非常に類似したモデルであることが示唆された。In vitroの実験(Ca^<2+>spark assay)では、wild typeのマウスに比較して、R2474S-KIマウスでは、isoproterenol負荷で異常にCa sparkの頻度が増大した。R2474S/+miceでみられるカテコラミン誘発性多源性心室頻拍は、ダントロレンのinvivo投与(1mg/kg ip,7目間)により完全に抑制された。また、R2474S/+マウスの心筋より単離した心筋細胞では、低濃度のisoproterenolでCa^<2+>spark頻度が増大しdelayed afterdepolarization(DAD)もみられたが、ダントロレン(1μM)の添加により、それらは完全に抑制された。さらに、蛍光消退実験で、cAMPの添加により引き起こされたRyR内のドメイン連関障害が、ダントロレン存在下で、是正されることが証明された。このことから、ダントロレンは、KIマウスおいて、RyR内のドメイン連関障害を是正することにより、RyRからのCa漏出を抑制し、その結果、DADやVTの発生を抑制するこが示唆された。1) CPVT型突然変異knock-inマウスのSR機能(Ca2+漏出,ドメイン連関)、心機能解析、およびダントロレンの効果をIn vitroおよびIn vivoで評価し、R2474Sのknock-in(KI)マウスにおける致死的不整脈の発現メカニズムを検討した。In vitroの実験(Ca2+ spark assay)では、wild typeのマウスに比較して、R2474S-KIマウスでは、isoproterenol負荷で異常にCa sparkの頻度が増大した。R2474S/+ miceでみられるカテコラミン誘発性多源性心室頻拍は、ダントロレンのin vivo投与(1mg/kg ip, 7日間)により完全に抑制された。また、R2474S/+マウスの心筋より単離した心筋細胞では、低濃度のisoproterenolでCa2+ spark頻度が増大しdelayed afterdepolarization(DAD)もみられたが、ダントロレン(1μM)の添加により、それらは完全に抑制された。このことから、ダントロレンは、KIマウスおいて、RyR内のドメイン連関障害を是正することにより、RyRからのCa漏出を抑制し、その結果、DADやVTの発生を抑制するこを報告した(Uchinoumi et al, Cir Res, inpress)。2)イヌ心不全モデルを用いて、SR機能(Ca2+漏出,ドメイン連関)、心機能解析、およびダントロレンの効果をIn vitroおよびIn vivoで評価し、ダントロレンがリアノジン受容体を治療標的とした新しい心不全治療薬になる可能性があることを報告した(Kobayashi et al. J Am Coll Cardiol, 53, 1993-2005, 2009.)

1)CPVT型突然変異knock-inマウスのSR機能(Ca2+漏出,ドメイン連関)、心機能解析、およびダントロレンの効果をIn vitroおよびIn vivoで評価し、R2474Sのknock-in(KI)マウスにおける致死的不整脈の発現メカニズムを検討した。ヒトのリアノジン受容体(RyR)突然変異を組み込んだR2474S-KIマウスは,安静時の心機能は正常であり、また,病理・形態的にも異常はなかった。しかし,ノルエピネフリン負荷またはトレッドミル運動負荷により容易に多源性心室頻拍(VT)が誘発され、ヒトのCPVTと非常に類似したモデルであることが示唆された。このモデルを使用したIn vitroの実験(Ca2+ spark assay)では、wild typeのマウスに比較して、R2474S-KIマウスでは、isoproterenol負荷で異常にCa2+ sparkの頻度が増大した。また、R2474S/+マウスの心筋より単離した心筋細胞では、低濃度のisoproterenol存在下でCa2+ spark頻度の増大とdelayed afterdepolarization (DAD)が出現したが、ダントロレン(1μM)の添加により、それらは完全に抑制された。さらに、蛍光消退実験で、cAMPの添加により引き起こされたRyR内のドメイン連関障害が、ダントロレン存在下で、是正されることが証明された。このことから、ダントロレンは、KIマウスおいて、RyR内のドメイン連関障害を是正することにより、RyRからのCa漏出を抑制し、その結果、DADやVTの発生を抑制するこを報告した(Uchinoumi et al,Cir Res, 2010 ; 106 : 1413-1424)。In vitro実験で得られた分子レベルでのダントロレンの作用機序が、正しいことを証明するために、In vivoでCPVTが抑制できるかどうかを検討した。R2474S/+miceでトレッドミルで誘発される多源性心室頻拍(CPVT)や、ノルエピネフリンで誘発されるCPVTは、ダントロレンのin vivo投与(lmg/kg ip,7日間)により完全に抑制された(Kobayashi et al, 2010, Circ J ; 74 : 2579-2584)。これらの結果から、基礎心疾患による致死的不整脈を有する患者において、ダントロレンによる心筋型リアノジン受容体を分子標的とした抗不整脈治療は、全く新しい不整脈治療となることが示唆された。
骨肉腫の肺転移抑制についての実験的研究

当教室では、2系の可移植性ラット骨肉腫を継代しています。一つは、自然発生骨肉腫(J.H.1-OS)とその高転移系であるS-SLMです。もう一つは、化学発癌剤誘発骨肉腫(J.H.2-OS)と高転移系であるC-SLMです。以下の実験は、これら可移植性ラット骨肉腫を使用しました。1、近年血管新生抑制物質が腫瘍の転移を抑えるとの報告があり、以下の実験を行いました。1)TNP間欠皮下投与実験:対照群における肺転移巣数が、平均194.4±95.3個に対して、10mg/week投与群では、平均1.0±1.5個と統計学的に有意差をもって減少していました。2)TNP持続皮下投与:対照群における肺転移巣数が平均264.0±72個、肺湿性重量が平均51.9±14.7gに対し、1.25mg/kg/week投与群では93.5±58.5個、27.4±11.2g、2.5g/kg/week投与群では2.8±3.5個、11.1±5.0g、5.0g/kg/week投与群では0.4±0.8個、8.5±2.3gで、統計学的に有意な減少を認めました。2、高転移系細胞におけるTransin(Stromelysin)のmRNAの発現量をNorthern Blottingの手法を用いて検索し、低転移系比較検討しましたが、明かな相関はみられませんでした。そこで、RT-PCR法により作製したrat NDP kinaseのcDNA probeを用い、ラットの骨肉腫組織を対象にNorthern blotおよびSouthern blot解析を行い以下の結果を得ました。2)c-myc遺伝子の発現は、いずれの腫瘍においても高転移系と低転移系の間に差はみられず、転移能との相関傾向は認められませんでした。1)EHDP単独投与:100mg/kg/weekおよび200mg/kg/week投与群ともに類骨形成が阻害されており未分化肉腫となっていました。BMD計測ではEHDP投与群の皮下腫瘍の平均骨密度は対照群の48%に抑制されていました。しかし、腫瘍の増殖や形成される肺転移巣数には有意差はみられませんでした。今回の実験では、自然発生可移植性ラット骨肉腫より確立された高転移系腫瘍を用いて自然肺転移抑制実験をおこなった。使用した動物は、6週令のFischrer344系雄ラットを使用した。実験1:1)対照群,2)FOYー305 diet群:粉末飼料に0.3%のFOYー305を混入し、自由に摂食させる群、実験2:1)対照群,2)FOYー305 diet群:粉末飼料に0.1%のFOYー305を混入し、自摂食させる群、4)Peptide(RGD)1mgをマイクロポンプにて腹腔内に持続注入した群(粉末飼料に0.1%のFOYー305を混入し、自由に摂食させる)結果:実験1では、形成される肺転移巣数は、第1群コントロ-ル群では128.0±88.7個に対して第2群では60.2±30.7個と有意に減少していた。しかし、0.3%のFOYー305混在飼料は苦味が強く飼料摂取量が少なく動物の体重減少が認められた。実験2では、この結果をふまえて、FOYー305を0.1%に減量することによって治療群の飼料摂取量の低下を防ぐよう工夫した。さらに、第3の実験として患肢切断を加味した実験も行っている。今後は、血管新生抑制剤の使用も考えています。Northan blotによるRNAの分析では、自然発生骨肉腫と4ーHAQOによって発生させた悪性線維性組織球腫にTransinの発現をみるが、4ーHAQOによって発生させた骨肉腫ではその発現はみらず、転移能との相関は見られなかった。1)抗転移効果を有すると考えられる物質を、持続投与することによってその効果を明らかにする。高転移系腫瘍S-SLM G46右後肢皮下に移植した後、ポンプを用いて持続的に薬剤を投与しました。さらに、腫瘍を移植した患肢を移植後3週にて切断し、移植後5週にて肺表面の結節数を肉眼的に計測しました。その結果、第1群:無処置群197.0±226.0個、第2群:生食水群214.6±43.7個、第3群:YIGSR+FOY群300個以上、第4群:YIGSR+FOY+切断群14.8±5.5個、第5群:RGD+FOY群170.0±72.3個、第6群:RGD+FOY+切断群32.2±24.3個、第7群:FOY群94.5±71.0個、第8群:FOY+切断群107.6±100.1個であった。統計学的適には、WillamsのWilcoxon検定にて、第1群と比して第4、6群では、1%以下の危険率で有意に形成される肺転移巣数の減少がみられた。また、近年血管新生抑制物質が、腫瘍の転移を抑えるとの報告があり、わたくしたちのモデルとポンプを用いてこの物質(TNP-470)を持続的に投与しました。

その結果、対照群における肺転移巣数が、194.4±95.3個に対して、10mg/week投与群では、1.0±1.5個と統計学的に有意差をもって減少していました。今後この物質を使用してさらに転移抑制についての実験を進める予定です。2)高転移系細胞におけるプロテーアゼおよび癌遺伝子の発現を調べ、その特徴を明らかにする。現在、高転移系細胞におけるTransin(Stromelysin)のmRNAの発現量をNorthen Blottingの手法を用いて検索し、低転移系細胞と比較検討しましたが、明かな相関はみられませんでした。3)当教室では、もう一つのラット骨肉腫を継代しています。これは、30代以上の継代移植にもかかわらず骨形成能を維持しています。今年度は、異所性仮骨の治療薬であるEHDPを投与することによって、その増殖能と転移能に与える影響を検索する事を開始しました。当教室では、2系の可移植性ラット骨肉腫を継代しています。一つは、自然発生骨肉腫(J.H.1-OS)とその高転移系であるS-SLMです。もう一つは、化学発癌剤誘発骨肉腫(J.H.2-OS)と高転移系であるC-SLMです。以下の実験は、これら可移植性ラット骨肉腫を使用しました。1、近年血管新生抑制物質が腫瘍の転移を抑えるとの報告があり、以下の実験を行いました。1)TNP間欠皮下投与実験:対照群における肺転移巣数が、平均194.4±95.3個に対して、10mg/week投与群では、平均1.0±1.5個と統計学的に有意差をもって減少していました。2)TNP持続皮下投与:対照群における肺転移巣数が平均264.0±72個、肺湿性重量が平均51.9±14.7gに対し、1.25mg/kg/week投与群では93.5±58.5個、27.4±11.2g、2.5g/kg/week投与群では2.8±3.5個、11.1±5.0g、5.0g/kg/week投与群では0.4±0.8個、8.5±2.3gで、統計学的に有意な減少を認めました。2、高転移系細胞におけるTransin(Stromelysin)のmRNAの発現量をNorthern Blottingの手法を用いて検索し、低転移系比較検討しましたが、明かな相関はみられませんでした。そこで、RT-PCR法により作製したrat NDP kinaseのcDNA probeを用い、ラットの骨肉腫組織を対象にNorthern blotおよびSouthern blot解析を行い以下の結果を得ました。2)c-myc遺伝子の発現は、いずれの腫瘍においても高転移系と低転移系の間に差はみられず、転移能との相関傾向は認められませんでした。1)EHDP単独投与:100mg/kg/weekおよび200mg/kg/week投与群ともに類骨形成が阻害されており未分化肉腫となっていました。BMD計測ではEHDP投与群の皮下腫瘍の平均骨密度は対照群の48%に抑制されていました。しかし、腫瘍の増殖や形成される肺転移巣数には有意差はみられませんでした。
ロボットの探り動作による環境認識システムの研究

1.センサ付2指ハンドの製作拘束を検出するためのロボットの探り動作やセンシングに必要な力覚センサ付の2指のハンドを製作し5自由度アームに装備した。ハンドは各指2自由度ワイヤ駆動であり、張力を歪みゲージで測定することにより指に加わる力が求められる。このハンドで作業対象物を把持して探り動作を行った。2.実際のセンサの信号処理及びアルゴリズムの構築ロボットで実際に探り動作を行わせ、摩擦やガタなど誤差を含んだセンサの信号から16種類に分類した平面3自由度の拘束の種類や姿勢を識別する手法を提案し、シミュレーションと実験によりその有効性を確認した。探り動作で得られる手先の変位と力のパターンから、拘束の剛性で表現される離散的な可動空間を求め、それをニューラルネットワークに学習させ、発生したリンクの重みを別のニューラルネットワークでパターン認識するという2段構造をとった。3.3次元の拘束状態の認識アルゴリズムの構築3次元の1自由度の拘束をねじ対偶で代表して表現して探り動作時のロボットの手先の変位や力から解析的に検出する方法を構築した。3次元多自由度の一般的な拘束状態の認識への拡張は今後の課題である。4.対象物の分解等の応用実験実際のロボットを用いて、平面3自由度の拘束の例として、クランクや角に円柱が接触しているような拘束など、個々の拘束の2段のニューラルネットワークによる検出作業を実現できた。複数の部品からなる対象物の一連の分解作業の実現は今後の課題である。
熱帯域の大気擾乱活動を記述する理論構築および解析手法の確立

研究代表者は、赤道域の波活動に伴う循環場を3次元的に捉える理論の開発、解析手法の確立に向け、研究を進めている。今年度は海大陸域における観測キャンペーン(YMC-Sumatra 2017)で行ったスマトラ島ベンクルでのラジオゾンデ強化観測データを用いて、熱帯上部対流圏における大気重力波活動とその背景場の関係について解析研究を行った。大気重力波は、時空間スケールの幅が広く、発生源も対流活動や山岳、ジェット前線システム等局所的に存在する大気波動であるとともに、その時空間構造についてはまだ未解明な部分が多い。本研究では周波数解析から大気重力波成分を抽出し、その存在領域、存在期間、背景場との関係について事例解析を行った。この研究は国内・国際学会等において発表するとともに、論文化し投稿、現在改訂中である。一方、理論研究においては、成層圏に卓越する停滞性惑星波そのものによる渦位ゆらぎの効果および温位面のゆがみの効果をこれまで申請者が導出してきた3次元理論に含めることに成功した。本研究で得られた新たな3次元残差流を、大気大循環モデルデータに適用して、大気微量成分の輸送に関する事例解析を行い、その有用性を確認した。研究代表者は、これらの成果をまとめ論文化している。さらに、温位座標における有限振幅波にも適用可能な3次元波活動度フラックスに関する研究(Kinoshita et al. 2016)、3次元質量重み付き平均流に関する研究(Kanno and Iwasaki 2018)の研究を参考に、温位面における非定常Rossby波活動そして、それに伴う物質輸送を3次元に記述する理論を導出した。この研究についても論文化し投稿、現在改訂中である。研究代表者は、海大陸域のラジオゾンデ観測データにこれまで導出した波活動を3次元に記述する理論を適用し、大気重力波の特性を明らかにすべく研究を進めている。解析研究では、国内・国際学会での発表を通じて議論を行い、それらをもとに論文化し投稿、改訂中である。理論研究においては、停滞性惑星波そのものによる温位面のゆがみ、渦位ゆらぎを考慮した3次元残差流の導出に成功し、論文化した。さらに、対流圏下層の物質輸送や不安定波などの表現をより正確に行うことのできる温位座標における質量重み付き平均系において、新たな理論を導出し論文化し投稿中である。以上より本研究は、当初予定していた理論の導出、解析研究を行うだけでなく、論文化まで進めることができたため、当初の計画以上に進展しているといえる。昨年度に引き続き、解析研究においては、海大陸域のラジオゾンデ観測データを用い、重力波活動に伴う背景場の変調の詳細を明らかにすることを目指す。具体的には、赤道準二年振動が存在する成層圏における背景東西風速の鉛直シアが大きい領域、そして上部対流圏においてKelvin波が卓越する領域に焦点を当て、これらの領域に存在可能な重力波、そして実際に観測されている重力波を明らかにする。一方、理論研究においても、引き続き熱帯対流圏ー成層圏における波活動・そしてそれに伴う物質輸送を詳細に記述可能な理論の開発を進める予定である。

以上より本研究は、当初予定していた理論の導出、解析研究を行うだけでなく、論文化まで進めることができたため、当初の計画以上に進展しているといえる。昨年度に引き続き、解析研究においては、海大陸域のラジオゾンデ観測データを用い、重力波活動に伴う背景場の変調の詳細を明らかにすることを目指す。具体的には、赤道準二年振動が存在する成層圏における背景東西風速の鉛直シアが大きい領域、そして上部対流圏においてKelvin波が卓越する領域に焦点を当て、これらの領域に存在可能な重力波、そして実際に観測されている重力波を明らかにする。一方、理論研究においても、引き続き熱帯対流圏ー成層圏における波活動・そしてそれに伴う物質輸送を詳細に記述可能な理論の開発を進める予定である。現在投稿中の海大陸域のラジオゾンデ観測データを用いた解析結果をまとめた論文は、今年度中に出版される可能性があったが、次年度の出版となった。次年度に上記論文の出版費用として使用予定である。また、出版費用が予定金額よりも低い場合は、国内学会および国際学会において研究成果を発表し、他の研究者と議論を行い、最新の研究情報を得るため旅費として使用予定である。並びに、研究協力者との打ち合わせのため、旅費として使用予定である。
アジアダストの環日本海域の環境へのかかわりに関する研究

韓国で、2005年3月に、韓国気象研究院の協力を得て、エアロゾルゾンデを使い大気中のエアロゾル数密度と粒径の計測を行った。地上付近から、成層圏まで順調に観測され、その初期的な結果は、国際的なプロジェクトであるABC(Atomospheric Blown Cloud)プロジェクトのもとで運営されているホームページ上で公開した。韓国において、開催されたABC国際シンポジュームでもその成果は発表されている。インドで2005年12月に開催されたアジアエアロゾル会議および金沢大学21COEが主催した2006年3月の国際シンポジューム、においても、観測結果の解析・吟味の進捗に合わせて上述の結果を発表した。観測された高度分布は、エアロゾル濃度の高い層が何層か重なっており、これまでにACE-Asiaプロジェクトなどで観測された結果と極めてよく似た様相を呈している。上空の水蒸気分布(客観解析データより推定されたもの)などと比べてみると、性質が大きく異なった空気が何層にも重なっていることが示唆される。現在、詳細な解析結果を雑誌投稿準備中である。2005年8月には、中国科学院の大気研究グループと長白山系の予備調査を実施した。予備調査の結果、中国科学院が生態研究や二酸化炭素の濃度モニタリングを行っている長白山のふもとの施設に大気観測用の諸施設を設置し、長期大気モニタリング基地を建設するのが至当と判断された。同地域は、韓国の関係研究者も予備調査を実施しほぼ同様の結論を得ている。また、これを機会に中国の延辺大学およびその他の機関との共同研究体制が出来つつあり、今後の研究の発展の準備が出来上がった。この観測施設は、広い分野の研究者にも利用可能にするべく準備中である。引く気球実験は、2006年4月に放球の予定で、それに向けて種々の準備を行ってきた。中国のチンタオよりエアロゾルゾンデを放球し東シナ海あるいは日本海上空をゆっくりとした速度で上昇させながら横断するコースを取ることによって、大陸の空気がどのようにして海洋の空気を混合し性質を変えてゆくのかを明らかにする計画である。東アジアでの黄砂の長距離輸送の特徴を明らかにするため期間中(2004年4月2005年3月)に2回の主なOPC(Optical Particle Counter)を使った気球観測が行われた。2004年の10月には中国の敦煌で、2005年の3月には韓国の安眠島でそれぞれ行われた。気球観測と並行して大気エアロゾルの化学分析のためサンプラーによるエアロゾル粒子の直接採集も行った。韓国で行われた気球搭載型OPCの観測は韓国気象研究所傘下の地球大気監視観測所との共同で行われたもので、韓国では始めて試みる観測と言うことで関係者からも多くの関心が寄せられた。2002年から始まった一連のOPC観測から東アジアのエアロゾルの数濃度の垂直分布図の特性が得られた。OPCからのデータ解析と直接採集したエアロゾルの化学分析を行った結果、一番の特徴は春だけではなく全季節で自由対流圏高度(およそ高度2,3km以上)に鉱物性エアロゾルが見つかったことである。これらをわれわれはバッググラウンドエアロゾル(Background Aerosol)と名付けた。つまり、東アジアの自由対流圏は一年中黄砂の影響に見舞われているのである。こんな黄砂エアロゾルの長距離輸送中の変質過程を明らかにするために、敦煌(黄砂の源)、北京、韓国(黄砂の通り道)で観測した結果を比較分析するのは大事なことと思われる。この結果を第4回アジアエアロゾル学会(2005年12月インドにて開催予定)や国際学術誌への発表を予定されている。

中国のチンタオよりエアロゾルゾンデを放球し東シナ海あるいは日本海上空をゆっくりとした速度で上昇させながら横断するコースを取ることによって、大陸の空気がどのようにして海洋の空気を混合し性質を変えてゆくのかを明らかにする計画である。
熱応答性超分子イオンゲルの調製と構造色スイッチング機能の発現

両末端官能性高分子と多官能性高分子(擬似架橋剤)とをイオン液体中で混合することにより水素結合性超分子イオンゲルを調製した。擬似架橋剤の濃度を濃くしていくと、ある濃度でゲル化した。水素結合性官能基化学両論比がつり合うとき、最も応答性のよい熱可逆性超分子イオンゲルが得られた。さらに擬似架橋剤の官能基数を増やしていくと、擬似架橋剤濃度が等しいにも関わらずゲル化温度が上昇した。溶媒のない環境下での水素結合性超分子ポリマーゲル作製も試み、これを実現した。イオン液体を溶媒とし、水素結合により架橋性超分子を形成させて超分子イオンゲルを調製した。具体的にはまず2つのポリマーをRAFT重合法で合成した。1つは組成が1:8:1のABAトリブロック共重合体(M_n=50k、poly(2-vinylpyridine-b-ethyl acrylate-b-2-vinyl pyridine)(VEAV))で、もう1つはM_n=6.6kのpoly(4-hydroxystyrelle)(H)である。これらを不揮発で高温でも安定なイオン液体中でVEAV/H/IL=10/X/90(X=0,0.5,1,2,4,8)という重量比となるようにブレンドし、試料を得た。VのピリジンユニットとHのフェノールユニット間の水素結合で擬似架橋が生じる。ブレンドにおいてHの量を変化させていった結果、Hの量が少ないときはゲルとはならず、ある一定量を越えたところでゲルとなることが分かった。具体的にはHの量がX=1以上でゲル状(常温)となった。ゲル状となった試料に対して動的粘弾性測定を行った結果、低温ではゲルの挙動を、高温では液体の挙動を示し、これらの挙動は熱可逆的であることを確認した。またHの量が増加するにつれてゲル化点が上昇することも分かった。さらにV/Hペアの水素結合部位の化学量論を考慮することによってゲルの丈夫さ、刺激に応答する俊敏さなども制御できることが分かった。上記成果について研究発表を行い、論文も発表した。2種類の超分子ポリマーゲルを調製し、その粘弾性測定を行った。調製した超分子ポリマーゲルのうち1つは、水素結合性超分子イオンゲル(VEAV/H/IL)で、ポリ2ビニルピリジン-ポリアクリル酸エチル-ポリ2ビニルピリジンブロック共重合体(VEAV、重合度比40:430:40)とポリ4ヒドロキシスチレン(H)とを不揮発で高温でも安定なイオン液体(IL)中で混合することにより得た。もう1つはカルボン酸両末端ポリアクリル酸エチル(EA)とポリエチレンイミン(I)とを混合することにより得られるバルクの水素結合性超分子ポリマーゲル(EA/I)である。前者の超分子イオンゲル(VEAV/H/IL)に関しては、VEAV、H、ILの重量比を8:2:90で固定し、一方でHの重合度を4から77まで変化させて複数の試料を調製した。この超分子イオンゲルに対して動的粘弾性測定を行ったところ、Hの重合度が大きくなるにつれて、つまり1分子あたりの水素結合性官能基数が増えるにつれて、見かけのゲル解離温度(貯蔵弾性率と損失弾性率が等しくなる温度)が110°C程度(重合度4のとき)から140°C程度(重合度77のとき)へと上昇することが分かった。後者のバルク超分子ポリマーゲル(EA/I)についても動的粘弾性測定を行ったところ、前者の超分子イオンゲル(VEAV/H/IL)と比較して23ケタ程度大きな弾性率が観測され、かつゲル解離温度も室温付近と低温になることが分かった。
間質性肺炎における炎症性病変と線維化病変の進展機序に関する研究

間質性肺炎について外科的肺生検によって組織診断された症例を用いて、以下の検討を行った。1)慢性経過の特発性間質性肺炎(IPF/UIP)と膠原病性間質性肺炎(UIP)について、検査時点での年令、性別、喫煙の有無、病勢(肺機能検査、血液酸素分圧、血液検査所見)をマッチさせた2群を用いて、組織所見を定量的に評価して、その炎症細胞浸潤と線維化の範囲と質について比較検討を加えた。結果として、前者の病変では、後者のそれに比べて、肺胞腔のマクロファージの増加、線維化の範囲が強いことが確認された。この所見は、気管支肺胞洗浄液中のリンパ球の増加がIPF/UIPでは見られないのに比べ、膠原病性間質性肺炎(UIP)では増加していることと呼応する所見であり、IPF/UIP症例にみられる線維化では、炎症細胞浸潤よりも肺胞壁の線維化そのものに病態的な特異性があることを示唆するものと考えられた。2)IPF/UIP症例について、病期をI(健康診断無症状期)、II(健康診断症状あり)、III(症状にて受診)の3つに分けて、各々の組織所見を比較検討したが、線維化の質に関しての有意な差異は認められなかった。この事実の1)の結果とともに、IPF/UIPの線維化の病態のユニークさを支持する所見であった。3)IPF/UIPの線維化と質的に異なるとされている間質性肺炎NSIP症例の臨床所見と組織所見についても同様の評価を加え、NSIP症例では、炎症細胞浸潤と線維化との進展に一定の関連があるとの可能性について検討を加えていく予定である。本年度においては、特発性間質性肺炎133症例の肺生検による病理組織標本の再検討を行い、臨床経過・予後との関連性について検討した。133例は、病理組織学的にUIP(105例)、DIP(1例)、BOOP(10例)、LIP(1例)、NSIP(16例)の診断名が与えられていた症例群である病理組織学的に、(1)線維化病変の分布、(2)線維化病変の時間的経過、(3)線維化病変の程度、(4)蜂巣肺形成の有無、(5)肺砲隔壁の消失を伴う線維化の有無、(6)既存構造の改変の有無、(7)硝子膜形成の有無、(8)肺胞マクロファージの集積の有無、(9)肺胞壁の炎症像、(10)線維芽細胞の増殖の程度、(11)BOOP病変の有無、の各項目について検討した。結果として、臨床経過・予後不良の指標としては、(4)蜂巣肺の形成、(6)既存構造の改変、(7)硝子膜形成、(10)線維芽細胞の増殖所見、など線維化病変を示す項目が見出された。また、経過・予後良好の指標しては、(8)肺胞マクロファージの集積の有無、(8)肺胞壁の炎症像、など炎症性病変を示す項目が見出された。一方、(1)線維化病変の分布、(2)線維化病変の時間的経過、(3)線維化病変の程度、(5)肺胞隔壁の消失を伴う線維化、などは、経過・予後を示す共通の指標とは判断されなかった。上述の所見は、従来のUIP、DIP、BOOP、LIP、NSIPといった特発性間質資肺炎の病理組織所見分類による予後の予測とは別の指標が存在することを示すものであり、今後各症例についての病理組織所見の検討、更にはスコア化を通じて、より確実な特発性間質性肺炎症例の臨床経過・予後を予測する指標が開発され得る可能性を示すものであった。

間質性肺炎について外科的肺生検によって組織診断された症例を用いて、以下の検討を行った。1)慢性経過の特発性間質性肺炎(IPF/UIP)と膠原病性間質性肺炎(UIP)について、検査時点での年令、性別、喫煙の有無、病勢(肺機能検査、血液酸素分圧、血液検査所見)をマッチさせた2群を用いて、組織所見を定量的に評価して、その炎症細胞浸潤と線維化の範囲と質について比較検討を加えた。結果として、前者の病変では、後者のそれに比べて、肺胞腔のマクロファージの増加、線維化の範囲が強いことが確認された。この所見は、気管支肺胞洗浄液中のリンパ球の増加がIPF/UIPでは見られないのに比べ、膠原病性間質性肺炎(UIP)では増加していることと呼応する所見であり、IPF/UIP症例にみられる線維化では、炎症細胞浸潤よりも肺胞壁の線維化そのものに病態的な特異性があることを示唆するものと考えられた。2)lPF/UIP症例について、病期をI(健康診断無症状期)、II(健康診断症状あり),III(症状にて受診)の3つに分けて、各々の組織所見を比較検討したが、線維化の質に関しての有意な差異は認められなかった。この事実の1)の結果とともに、IPF/UIPの線維化の病態のユニークさを支持する所見であった。3)IPF/UIPの線維化と質的に異なるとされている間質性肺炎NSIP症例の組織所見についても同様の評価を加え、NSIP症例では、炎症細胞浸潤と線維化との進展に一定の関連がある。
フランスにおける国語現行カリキュラムの理念と実践:コレージュを中心に

(1)1996年から施行されているコレージュフランス語カリキュラムの理念,特色を描出した。(2)2009年から段階的に実施されている,コレージュフランス語カリキュラムの理念,特色を描出した(4)コレージュで全国的に実施されている前期中等修了試験のフランス語(=国語)問題の分析。この作業により,義務教育課程修了時にフランスではどのようなフランス語の学力が求められているのかを解明した。(5)フランスの第6学級の国語教科書の分析。詩を扱う単元に絞り,フランスの中学校でどのような詩が選ばれ,それがどのように教えられているかを,教科書の内容から明らかにした。(6)日本の中学校の主要国語教科書(光村図書,三省堂)の分析。詩を扱う単元に絞り,日本の中学校でどのような詩が選ばれ,それがどのように教えられているかを,教科書の内容から明らかにした。(7)義務教育過程における落ちこぼれ対策であるPPRE(教育成功のための個人プログラム)の理念と実施形態を解明した。本研究(フランスにおける国語現行カリキュラムの理念と実践:コレージュを中心に)は,おもに1<現行カリキュラムの検討>,2<教科書の分析>,3<前期中等教育修了試験の分析>からなる以下,項目別に研究成果を報告する。1教育政策研究所(東京)およびフランス国立教育研究所(リヨン)の図書館で,従来のカリキュラムおよび,初期中等教育修了試験の実施にかんして資料収集を行った。さらに,現地での教員,教育大教員に聞き取り調査(ボルドー)も行い,現行カリキュラムの歴史的な意義を把握できた。2主要教科書会社の教科書の収集に努めている。最終学年の一部をのぞき,資料を整備することができた。この作業は本年度も継続して行う予定である。3 1・2で入手できた資料も参考にしながら,行政が教員向けに作成した,『初期中等教育修了試験』に収められている問題の紹介(問題文,設問の全訳および採点の手引きの解説)・分析を行い,論文として発表した。この論文により,日本の国語の試験問題(例えば高校入試における),と比べると(1)設問の数が多いにもかかわらず,問題文が短い(2)記述式の問題が圧倒的に多い(3)日本では頻出する話者や登場人物の心理を問う問題が皆無に近い(4)全体の文意を問う問題が少ない((5)文体,文法的特徴と意味の関連を問う修辞学問題が多い,(6)現代言語学の成果が積極的に教育現場に取り入れられている等の特徴を明らかに出来たと考えている。昨年度の研究の中心は,1)フランスで現在使用されているコレージュ用国語教科書の内容分析,2)初期中等教育修了試験の試験問題の調査であった。それぞれについて,昨年度の研究状況を報告する。1)現在入手可能なフランスの国語教科書すべてについて,詩を扱った単元に的を絞り,詩がどのように扱われているかを調査した。具体的には,いかなる詩人,作品が採択されているかを,コレージュ第1学年を対象に調査,分析した。その結果,詩とは,詩人が言葉という道具を使って作り上げる<装置>,<構築物>であると解説する教科書が過半数を占め,収録作品も教科書の解説を例証する作品が多数収録されていることが明らかになった。フランスのコレージュ国語教科書の網羅的な研究は,ほとんど前例がなく,フランスの国語教育の現状を理解する上で,本研究の意義は大きい。また,フランスの教科書における詩の取り扱われ方と,日本教科書のそれとを比較・検討した。日本の国語教科書については,指導書の分析を取り入れることで,思春期にある生徒の不安定な心理状態を考慮する日本の国語教育の基本方針と,国語教育をあくまでも文学教育へのイニシエーションと捉えるフランスの国語教育との根本的な違いを具体的に考察できた。2)試験問題集の翻訳・紹介作業。フランス国民教育省が作成した初期中等教育修了証書模擬問題集のおよそ4割を翻訳,紹介した。試験問題を通じてフランスにおける初期中等教育修了時における国語の達成度を計る研究は前例がなく,本研究の意義は大きいと考えられる。今年度は問題集の翻訳を終える予定である。平成21年度の研究は2つの軸に沿って実行された。1つは「教育成功のための個別プログラム」(以下PPRE)に関する研究である。PPREはフランスの小学校・コレージュで2006年新学期から全国的に実施されている,学習困難・遅滞(おちこぼれ)に対する学習支援である。実施の実態,理念について,日本ではほとんど研究がされてこなかった。

PPRE研究は当初の研究計画には盛り込まれていなかったが,現地の視学官からの助言,そしてPPREでは国語が重要な役割を果たす実情を考慮し,急遽実施した。PPREに関する多様な公式文章はもちろん,コレージュで実際に使用されている書類の分析を通じ,コレージュにおけるPPREの実施形態を詳らかにした。また,PPREの理念の根底には,生徒と教員,家庭と学校との関係を深く変えうるロジックがあること明らかにし,PPREの広がりは従来の学校文化,教員の職業アイデンティティーに根本的な見直しを迫るものであることを論じた。日本における義務教育過程における質保証の将来的な方向性を考える上で,本研究の貢献は大きい。もう1つの軸は,コレージュにおける国語教育のカリキュラムの分析である。平成21年9月からフランスのコレージュでは,新プログラム(日本の学習指導要領に相当)が施行された。新・旧プログラムを比較対照により,新カリキュラムの方向性はもちろん,旧カリキュラムの革新性を把握できた。同時に,フランスの国語プログラムの背後には,文学史,文法を重視するいわば守旧派と,ソシュール以後の言語学,批評を中等教育に導入しようとする改革派との間での批判的対話があることが明らかにできた。最先端の言語学,文学研究を中等教育に導入しようとする国語教育のあり方は,日本の国語教育の将来を考える上で示唆に富む。
マイクロ波加熱による活性炭素繊維担持燃料電池触媒の迅速調製と電気化学特性評価

マイクロ波(MW)-ポリオール法により新規炭素担持材料であるカーボンナノチューブおよびそれより直径が太い炭素ナノ繊維上へのPt系触媒の担持と燃料電池評価のための電気化学分析を行うことが本研究の主要な目標であり、本年度は上記研究に関連する下記のような様々な実験を実施した。2)金属触媒の新規担持炭素材である単層カーボンナノチューブ(SWNT)の合成に関する研究を行った。今回はサファイア基板上での一方向成長やシリコン基板上での合成に成功した。3) MW-ポリオール法を用いて炭素ナノ材料表面上へ燃料電池触媒であるPtの担持を試みた。H_2PtCl_6・6H_2OをPt原料としてPt触媒の担持をPVP添加量などの実験諸条件を変化させて行い、炭素材料上での担持状態や粒径分布をTEM観察より評価した。その結果、PVPの添加量を変えることで担持Pt触媒の粒径をある程度制御することが可能なことがわかったが、電気化学特性はPVPを添加すると低下することがわかった。1)MW-ポリオール法やオイルバス加熱法を用いてPt,Au,Au/Ag系ナノ微粒子の合成実験を実施し、新規形状のPt,Au, Au/Agナノ微結晶の合成に成功した。Ptナノ微粒子の合成ではPt原料であるH_2PtCl_6にNaNO_3を添加し、その濃度比を変化させることで新規樹枝状Ptナノ微粒子が合成可能なことを見出した。特に5角形樹枝状Ptナノ微粒子がデカヘドロン微粒子の角部分が成長して生成することを高分解能透過型電子顕微鏡像から明らかにした。今回は大量合成を目指して熱CVD中の水の添加効果やSWNTのサファイア基板上での配向成長機構をラマンスペクトルのその場観察から追跡・可視化に成功した。3)MW-ポリオール法を用いて炭素ナノ材料表面上へ燃料電池触媒であるPtの担持を試みた。H_2PtCl_6・6H_2OをPt原料としてPt触媒の担持を原料濃度、加熱時間、KOH添加によるpH値などの実験諸条件を変化させて行い、炭素材料上での担持状態や粒径分布をTEM観察より評価した。その結果、MW-ポリオール法の方が従来のオイルバス加熱と比較して高分散でPtナノ微粒子を炭素材料上での担持可能なことが判明した。ケッチェンブラック上に担持したPt触媒の電気化学特性は田中貴金属社から市販されているKB担持Pt触媒とほぼ同等の燃料電池特性を有していることがわかった。
Na,KーATPase遺伝子の組織特異的発現制御機構

Na,KーATPaseの各アイソフォ-ムのうち、神経組織特異的に発現するβ2遺伝子および、どの組織でも発現するα1遺伝子について解析を行った。両遺伝子について、5'非転写領域を含む遺伝子断片を、CATまたはルシフェラ-ゼリポ-タ-遺伝子につないだ融合遺伝子を作成し、培養細胞へのトランスフェクションで、プロモ-タ-活性の測定を行った。その結果、次のことが明らかになった。1.β2遺伝子の5'上流域には2ケ所正の転写制御領域が存在し、B103細胞(ラット神経芽細胞腫)及びC6(ラットアストロサイト-マ)細胞で、ともに転写制御に関与している。そのうち上流側のエレメントはSp1結合部位のコンセンサス配例を有する。下流側のエレメントは、GGAGGCGGGGという配列をコアエレメントとしてもっているが、既知の転写因子の結合部位のコンセンサス配列には見られない塩基配列である。現在、この下流側のエレメントを複数コピ-もつDNAをβ2遺伝子のTATA配列の上流や、tk遺伝子の上流につなぎ、B103細胞や、C6細胞での特異的転写を促進するかどうかを検討中である。2.α1の遺伝子の5'上流域には、どの細胞タイプ、MDCK(犬賢臓)、B103(神経芽細胞腫)、L6(ラット骨格筋)、3YI(ラット胚)でも正の制御エレメントとして機能する3ケ所のエレメントと、MDCKのみで機能する1ケ所のエレメントを同定した。どの細胞タイプでも作用するエレメント中には、Sp1やATFのコンセン配列が含まれている。3.両遺伝子中のイントロン部分には、少なくとも種々の細胞タイプで3倍以上プロモ-タ-活性を正または負に変動させるエンハンサ-やサイレンサ-は見出せなかった。
筋スティフネスに対する超音波と電気刺激およびストレッチングの複合効果に関する研究

本年度は,研究計画に基づき,超音波と電気刺激およびストレッチングの効果と至適な併用方法を検討した.対象は,健常若年男性15名とした.施行条件は,1超音波と電気刺激のコンビネーション(以下,Comb.)刺激,2静的ストレッチング(以下,SS),3SS前にComb.刺激,4SS中にComb.刺激,5SS後にComb.刺激を実施した.Comb.刺激に用いた超音波刺激条件は,周波数1MHz,強度2W/cm2,照射時間率100%,照射時間5分間とした.加えて,電気刺激条件は,高電圧パルス電気刺激を用い,周波数3Hz,強度は運動レベル,パルス幅80μs,刺激時間5分間とした.刺激部位は,下腿三頭筋とアキレス腱とした.SS条件は,多用途筋機能評価運動装置を用い痛みが発生しない最大の足関節背屈角度にて5分間実施した.評価項目は,1超音波診断装置せん断波エラストグラフィー機能を用いた腓腹筋の筋硬度,2多用途筋機能評価運動装置を用いた足関節の受動スティフネス(受動トルクから算出)とした.結果,5つの施行条件において腓腹筋の筋硬度および足関節の受動スティフネスは施行前に比べ施行後で有意に低下した.Comb.刺激とストレッチングの併用方法としては,SS後にComb.刺激を施行する条件に比べ,SS前およびSS中にComb.刺激を施行する条件において腓腹筋の筋硬度および足関節の受動スティフネスが有意に低下した.SS前およびSS中にComb.刺激を施行した条件においては,各施行5分間後ではSS前にComb.刺激のみを施行した条件よりSS中にComb.刺激を同時に施行した条件が有意に筋硬度と受動スティフネスが低下した.しかしながら,各施行の併用が終了した10分後では両条件間では有意差は認められず,2つの施行条件は同程度の効果を認めた.本研究により,より早期に筋・関節スティフネスを低下させるためには,SS中にComb.刺激を同時に施行する併用方法がより効率的・効果的であることが示唆された.研究計画として,平成28年度(課題1)は超音波とストレッチング,平成29年度(課題2)は電気刺激とストレッチング,平成30年度(課題3)は超音波と電気刺激およびストレッチングなどの効果と至適な併用方法を年度毎に段階的に検証してきた.今年度の研究計画である課題3の実験は概ね予定通り進行したものの,研究成果については予定していた学会発表や論文投稿が実施できず,現在までの進捗状況としてはやや遅れているものと考える.平成28年度(課題1)は超音波刺激とストレッチング,平成29年度(課題2)は電気刺激とストレッチング,平成30年度(課題3)は超音波と電気刺激およびストレッチングの効果と至適な併用方法について検討した.今後は,研究協力者との実験内容の詳細や研究成果に関する教示を得るための打ち合わせ等を頻回とし研究を推進していく.本研究のまとめとして,課題1から3までの実験の対象者を増やし再び検証を重ねることで実験妥当性ならびに再現実験を行い実験信頼性について追試試験を重ねていく.最終的には,これまでの研究成果を論文としてまとめ積極的に発信していく.本研究は,拘縮による関節可動域制限を効果的に改善するリハビリテーションの開発を目的とし,筋・関節スティフネスに対する超音波と電気刺激およびストレッチングの複合効果を検証している.本年度は,研究計画に基づき,超音波とストレッチングの効果と至適な併用方法を検討した.対象は,健常若年男性15名とした.施行条件は,1超音波刺激,2静的ストレッチング,3超音波刺激中に静的ストレッチング,4超音波刺激後に静的ストレッチング,5静的ストレッチング後に超音波刺激の5条件を実施した.超音波刺激条件は,周波数1MHz,強度2W/cm2,照射時間率100%,照射時間5分間とした.刺激部位は,下腿三頭筋とアキレス腱とした.静的ストレッチング条件は,多用途筋機能評価運動装置を用い痛みが発生しない最大の足関節背屈角度にて5分間実施した.評価項目は,1超音波診断装置せん断波エラストグラフィー機能を用いた下腿三頭筋(腓腹筋内側頭・外側頭,ヒラメ筋)の弾性率,2多用途筋機能評価運動装置を用いた足関節の受動スティフネス(受動トルクから算出)とした.結果,5つの施行条件において腓腹筋内側頭と外側頭の弾性率および足関節の受動スティフネスは施行前に比べ施行後で有意に低下した.超音波とストレッチングの併用方法としては,静的ストレッチング後に超音波刺激を施行する条件に比べ,超音波刺激後および刺激中に静的ストレッチングを施行する条件において腓腹筋内側頭と外側頭の弾性率および足関節の受動スティフネスが有意に低下した.超音波刺激後および刺激中に静的ストレッチングを施行する条件間では有意差は認められず,2つの施行条件は同程度の効果があることが示唆された.本研究により,筋・関節スティフネスに対する超音波とストレッチングの効果と至適な併用方法が確認され,リハビリテーションの臨床応用に繋がる基礎的資料が得られた.研究計画として,課題1.超音波とストレッチング,課題2.電気刺激とストレッチング,課題3.超音波と電気刺激およびストレッチングなどの効果と至適な併用方法を段階的に検証する予定である.今年度の研究計画である課題

1は予定通り進行し,結果の一部については学会発表や招待講演にて紹介したため,おおむね順調に進展していると考える.本年度は,研究計画に基づき,電気刺激とストレッチングの効果と至適な併用方法を検討した.実験1では,ストレッチングに併用する電気刺激の有効性を検討した.対象は,健常成人男性12名とした.施行条件は,1.電気刺激,2. sham刺激を実施した.電気刺激条件は,高電圧パルス電気刺激(HVPC)を用い,周波数3Hz,強度は運動レベル,パルス幅80μs,刺激時間5分間,ハンディープローブを用い,下腿三頭筋とアキレス腱を刺激した.評価項目は,1.超音波診断装置せん断波エラストグラフィー機能を用いた下腿三頭筋(腓腹筋・ヒラメ筋)の弾性率,2.多用途筋機能評価運動装置を用いた足関節の受動スティフネス(受動トルクから算出)とした.結果,HVPCがsham刺激に比べて腓腹筋の弾性率と足関節の受動スティフネスが有意に低下した.実験2では,電気刺激とストレッチングの至適な併用方法を検討した.対象は,健常成人男性15名とした.施行条件は,1.静的ストレッチング(SS),2. SS前にHVPC,3. SS中にHVPC,4. SS後にHVPCを実施した.HVPCの刺激条件と評価項目は実験1と同様とした.SS条件は,多用途筋機能評価運動装置を用い痛みが発生しない最大の足関節背屈角度にて実施した.HVPCとSSは各5分間(計10分間)実施した.結果,全ての条件において施行前に比べて施行後で腓腹筋の弾性率と足関節の受動スティフネスが有意に低下した.しかし,条件間の比較では条件2・3・4が条件1と比べて有意差はなく,SSにHVPCを併用した相乗効果は認められなかった.HVPCは筋弾性率と受動スティフネスの低下に作用したものの,SSとの併用効果は認められなかった.本研究により,筋・関節スティフネスに対する電気刺激とストレッチングの効果と併用方法に関する基礎的資料が得られた.研究計画として,課題1.超音波とストレッチング,課題2.電気刺激とストレッチング,課題3.超音波と電気刺激およびストレッチングなどの効果と至適な併用方法を段階的に検証している.今年度の研究計画である課題2は予定通り進行したため,おおむね順調に進展していると考える.本年度は,研究計画に基づき,超音波と電気刺激およびストレッチングの効果と至適な併用方法を検討した.対象は,健常若年男性15名とした.施行条件は,1超音波と電気刺激のコンビネーション(以下,Comb.)刺激,2静的ストレッチング(以下,SS),3SS前にComb.刺激,4SS中にComb.刺激,5SS後にComb.刺激を実施した.Comb.刺激に用いた超音波刺激条件は,周波数1MHz,強度2W/cm2,照射時間率100%,照射時間5分間とした.加えて,電気刺激条件は,高電圧パルス電気刺激を用い,周波数3Hz,強度は運動レベル,パルス幅80μs,刺激時間5分間とした.刺激部位は,下腿三頭筋とアキレス腱とした.SS条件は,多用途筋機能評価運動装置を用い痛みが発生しない最大の足関節背屈角度にて5分間実施した.評価項目は,1超音波診断装置せん断波エラストグラフィー機能を用いた腓腹筋の筋硬度,2多用途筋機能評価運動装置を用いた足関節の受動スティフネス(受動トルクから算出)とした.結果,5つの施行条件において腓腹筋の筋硬度および足関節の受動スティフネスは施行前に比べ施行後で有意に低下した.Comb.刺激とストレッチングの併用方法としては,SS後にComb.刺激を施行する条件に比べ,SS前およびSS中にComb.刺激を施行する条件において腓腹筋の筋硬度および足関節の受動スティフネスが有意に低下した.SS