hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
DNA損傷応答因子Rassf1cの機能解析

本研究ではDNA損傷応答因子Rassf1cノックアウトマウスおよびRasssf1a,Rassf1cダブルノックアウトマウスの作出に成功した。Rassf1cノックアウトマウスは正常に出生するものの、離乳後から成長遅延を示すことが明らかとなった。以上の結果から、Rassf1cはDNA損傷応答のみならず、正常な個体の成長に必須の役割を担っていることが明らかとなった。ゲノムDNAは様々な内的・外的要因によって常に損傷の危機に曝されている。軽度のDNA損傷に対しては一連のDNA修復酵素群のはたらきにより細胞の恒常性が維持される。一方、過度のDNA損傷を受けた細胞はアポトーシスをおこし、速やかに排除されることが知られている。ストレス応答性MAPキナーゼであるJNKは紫外線やDNA損傷薬剤を始めとする様々なストレスにより活性化され、その活性化状態の違いにより細胞の生死を規定する分子スイッチである。しかしながらこれら応答因子の生体レベルにおける機能に対する理解は少ない。そこで本研究ではDNA損傷応答因子のRassflc遺伝子破壊マウスを新たに作出し、その生体レベルにおける機能解析を試みた。Rassflc遺伝子特異的なターゲティングベクターを構築、E14K ES細胞ヘエレクトロポレーション方にて遺伝子導入を行い、相同組換え体クローンを得た。得られたクローンをC57BL/6Jマウスのブラストシストへ注入し、仮親子宮へ移植、キメラマウスを得た。得られたキメラマウスと野生型マウスを交配したところ、相同組換え体クローン由来のES細胞の生殖細胞系列移行が確認出来た為、F1個体同士の交配によりRassflc遺伝子ノックアウト(KO)マウス系統を樹立した。生まれてきたRassflc KOマウスは正常に出産し、生殖能にも異常は見られなかった。しかしながら、8週齢以降において徐々に成長遅延を呈し、高齢マウスにおいては体長・体重の明確な低下が観察された。そこで各臓器を摘出し、湿重量を計測したところ、ほぼ全ての臓器が野生型と比較して小さくなっている事が明らかとなった。本マウスの更なる解析により、Rassflc遺伝子の生体レベルにおける機能が解明できるものと期待される。軽度のDNA損傷に対Lては一連のDNA修復酵素群のはたらきにより細胞の恒常性が維持される。ストレス応答性MAPキナーゼであるJNKは紫外線やDNA損傷薬剤を始めとする様々なストレスにより活性化されこその活性化状態の違いにより細胞の生死を規定する分子スイッチである。そこで本研究ではDNA損傷応答因子のRassf1cの機能解析を目的とし、Rassf1遺伝子破壊マウスの作出を通じてRassf1c遺伝子の機能解析を行なう事目的とした。今年度はRassf1のメジャーアイソフォームであるRassf1a, Rassf1cのダブルノックアウトマウスを新たに作出し、その生体レベルにおける機能解析を試みた。Rassf1a/cの両アイソフォームを破壊可能なターゲティングベクターを構築、E14K ES細胞ヘエレクトロポレーション方にて遺伝子導入を行い、相同組換え体クローンを得た。得られたキメラマウスと野生型マウスを交配したところ、相同組換え体クローン由来のES細胞の生殖細胞系列移行が確認出来た為、F1個体同士の交配によりRassfla/c遺伝子ダブルノックアウト(KO)マウス系統を樹立した。生まれてきたRassf1a/cダブルKOマウスは正常に出産し、生殖能には異常は見られなかった。今後、既に樹立済みのRassf1cノックアウトマウスとの詳細な比較解析を行なっていく予定である。
糖尿病発症の環境因子-ウイルス誘発糖尿病の研究

糖尿病の環境因子としてのウイルス誘発非肥満糖尿病の防御機構の解明2型糖尿病の成因を遺伝因子と環境因子にわけた場合、遺伝因子が関与するモデル動物には、db/dbマウス、ob/obマウスがあり、その原因はそれぞれレプチン、レプチン受容体の遺伝子変異である。一方、環境因子による糖尿病のモデル動物には、ストレプトゾトシンやアロキサンという化学物質によるものしかなかった。また従来のウイルス誘発糖尿病モデルの全てがインスリン依存糖尿病(1型糖尿病)のモデルであった。本モデルは、環境因子としてウイルス感染がインスリン抵抗性を伴わないインスリン非依存糖尿病を誘発することを示した世界で最初の糖尿病モデルである。本モデルの糖尿病発症に関し、どの免疫担当細胞が防御に関与するか検討した。RAG2遺伝子、CD4+T細胞、CD8+T細胞、B細胞のノックアウトマウスにEMCウイルスNDK25株を接種した。接種後にRAG2ノックアウトマウスにのみ糖尿病(インスリン非依存性)が発症することより、成熟リンパ球が防御に必要であることが明らかになった。CD4+T細胞、CD8+T細胞、B細胞の単独ノックアウトマウスには、防御機構が残り、糖尿病を発症しない事により、成熟リンパ球が全て欠乏した状態でウイルスが膵ラ氏島に直接感染し、糖尿病を発症することが判明した。またウイルスが直接、β細胞に感染した場合の破壊の程度はウイルス株によって異なった。以上の研究の結果、環境因子として、ウイルスが非肥満糖尿病を発症させる場合、1)宿主の防御能がウイルスに対し破たんしていること、2)ウイルスによる膵β細胞障害の程度により残存インスリン含量が異なり、臨床像が異なる(インスリン依存性または非依存性)。ことが示された。すなわち同じ環境要因によっても発症の有無と症状の程度に個体差が生じることがモデル動物で示唆された。ことが示された。ウイルス誘発非肥満糖尿病の防御機構の解明(1)ウイルス誘発非肥満糖尿病の発症に関し、本研究では、どの免疫担当細胞が防御に関与するかCD4+T細胞、CD8+T細胞、B細胞のノックアウトマウスにEMCウイルスNDK25株を接種した。接種前後に経口ブドウ糖負荷試験を施行した。膵のインスリン含量をRIA法で測定した。ウイルスが膵ラ氏島に直接感染しているか否かEMCウイルスに特異的なプローブを用い、in situ hybridization法にて確認した。以上の研究の結果、ウイルス誘発非肥満糖尿病の発症に関し、成熟リンパ球が防御に必要であることが明らかになった。またその防御機構には、CD4+T細胞やCD8+T細胞がそれぞれ単独で働いているのではないことが、示唆された。(2)本モデルの膵島β細胞障害がウイルス感染によるネクローシスによるのかアポトーシスによるか明らかにするために組織学的検討をした。アポトーシスシグナルを見るためにTUNEL法を行ったが、アポトーシスシグナルは認めなかった。(3)本モデルの膵ラ氏島細胞障害機序の一つにパーフォリンの関与が示唆された。その役割を調べるためにパーフォリンノックアウトマウスにEMCウイルスを摂取した。RAG2ノックアウトマウスで糖尿病が発症し、パーフォリンノックアウトマウスとパーフォリンとRAG2のノックアウトマウスでは糖尿病は発症しないことから、宿主の防御機構が低下している場合に、パーフォリンの存在が膵ラ氏島細胞障害に必要であることが示された。以上の研究成果の一部は、日本糖尿病学会、米国糖尿病学会等で発表し、現在論文を投稿中である。ウイルス誘発非肥満糖尿病の防御機構の解明肥満2型糖尿病のモデル動物には、db/dbマウス、ob/obマウスがあり、その原因はそれぞれレプチン、レプチン受容体の遺伝子変異である。

一方、環境因子による糖尿病のモデル動物には、ストレプトゾトシンやアロキサンという化学物質によるものしかなかった。また従来のウイルス誘発糖尿病モデルの全てがインスリン依存糖尿病(1型糖尿病)のモデルであった。本モデルは、環境因子としてウイルス感染がインスリン抵抗性を伴わないインスリン非依存糖尿病を誘発することを示した世界で最初の糖尿病モデルである。本モデルの糖尿病発症に関し、どの免疫担当細胞が防御に関与するかRAG2遺伝子、CD4+T細胞、CD8+T細胞、B細胞のノックアウトマウスにEMCウイルスNDK25株を接種した。接種前後に経口ブドウ糖負荷試験を施行することにより、成熟リンパ球が防御に必要であることが明らかになった。CD4+T細胞、CD8+T細胞、B細胞の単独ノックアウトマウスには、防御機構が残り、糖尿病を発症しない事により、成熟リンパ球が全て欠乏した状態でウイルスが膵ラ氏島に直接感染し、糖尿病を発症することが判明した。さらにパーフォリンの役割を見るためパーフォリンノックアウトマウスにEMCウイルスを摂取した。成熟リンパ球が全て欠乏したマウスでパーフォリンの存在しないマウスでは糖尿病は発症しないことから、宿主の防御機構が低下している場合でも宿主のパーフォリンの存在が膵ラ氏島細胞障害に必要であることが示された。以上の研究の結果、ウイルス誘発非肥満糖尿病の発症に関し、宿主の防御能の違いにより膵β細胞障害の程度が異なることが示された。すなわち同じ環境要因によっても発症に個体差が生じることがモデル動物で示唆された。
口腔扁平上皮癌細胞におけるグリコーゲン代謝の解明

口腔癌細胞内のグリコーゲンは癌細胞増殖に必要なエネルギーおよび核酸、脂質などの供給源であると考えられる。本研究の目的は、グリコーゲンの代謝を究明し、さらにその後に控える癌細胞の代謝異常を解明することである。今回の研究結果では、口腔扁平上皮癌細胞は解糖系にてエネルギーを得ていると考えられていたが、グリコーゲン→グルコース→解糖系という単純な経路ではなく、アミノ酸代謝等によりエネルギーを得ている可能性が示された。今後、アミノ酸やグルクロン酸、また、核酸等の代謝をさらに検討し癌細胞の代謝を検討する必要がある。過去の研究で口腔扁平上皮癌細胞ではグリコーゲン代謝酵素の活性が上昇していることが明らかとなった。そこで本研究課題では(1)残された代謝経路であるグルコースー6ーリン酸の代謝の解明(解糖系との関連)、(2)グリコーゲン代謝バランスの解明(活性調:異化、同化のバランス、各種酵素の発現量の違いを明らかにする)、(3)口腔扁平上皮癌の分化度および増殖能とグリコーゲン/糖代謝の関連性(活性調、代謝バランス)の解明を行う。上記目的において研究期間1年目(平成26年度)には下記の研究成果が得られた。1,グルコースー6ーリン酸の代謝の解明(解糖系との関連):ホスホグルコムターゼ、グルコキナーゼおよびグルコースー6ーホスファターゼの免疫組織染色は現在3症例(3患者)終了。まだ有意差には至らないものの、異型細胞でグルコースー6ーホスファターゼが強く染色されている。一方、ホスホグルコムターゼ、グルコキナーゼは異型細胞、正常細胞での差があまりない印象である。2,グリコーゲン代謝バランスの解明:口腔粘膜異型性上皮の細胞株(SAS,Ca9-22, HSC2, HSC3,SquuA, SquuB)と正常粘膜上皮を対象に、グルコース代謝酵素の発現を検討したところ、ウエスタンブロット法ではグリコーゲン代謝酵素であるGlycogen Phosphorylase BBが正常細胞と比べて癌細胞株でより強いバンドを検出した。またreal-time PCR法でもGlycogen Phosphorylase BBが癌細胞株でmRNAの発現が強いことが明らかとなった。3,口腔扁平上皮癌の分化度および増殖能とグリコーゲン/糖代謝の関連性の解明:口腔扁平上皮癌の切除標本(5名分:それぞれ癌組織、正常組織10検体)を収集しメタボローム解析(ヒューマンメタボロミクス社に依頼)を開始した。結果はH27年5月中旬に届く予定である。癌の研究において、がんと代謝は重要なテーマであり、口腔扁平上皮癌においてグリコーゲンは糖代謝の起点/キー物質である。これまでの研究で、口腔扁平上皮癌細胞ではグルコースの取り込みが(Glut-1の発現)が亢進していること、グリコーゲンの分解(分解酵素であるglycogen phosphorylase isoenzyme BBの発現)が亢進していることを見いだした。本研究年度には、残された代謝経路である、(1)グルコースー6ーリン酸の代謝の解明、(2)グリコーゲン代謝バランスの解明、(3)癌細胞の代謝経路の解明を行った。(1)グルコースー6ーリン酸の代謝の解明:口腔扁平上皮癌組織を用いて、グルコースー6ーリン酸の代謝酵素であるGlucokinase、Phosphoglucomtase3、Glucose-6-phosphataseの発現を免疫組織学的に検討した。その結果、グリコーゲンとグルコースー6ーリン酸間の代謝に関与する酵素であるGlucokinaseとGlucose-6-phosphataseの発現が更新していることが明らかとなった。(2)グリコーゲン代謝バランスの解明、および、(3)癌細胞の代謝経路の解明:口腔扁平上皮癌組織(10検体)および正常口腔上皮組織(10検体)についてメタボローム解析を行った。現在結果の分析中である。本研究期間内には、(1)グルコースー6ーリン酸の代謝の解明、(2)グリコーゲン代謝バランスの解明、(3)口腔扁平上皮癌の分化度および増殖能とグリコーゲン/糖代謝の関連性の解明を計画している。現在までに(1)は終了し、現在(2)および(3)を行っている。(2)に関しては当初、ウェスタンブロットおよびPCRを用いて解析する予定であったが、(2)および(3)をまとめてメタボローム解析にて解明する。メタボローム解析には予定した20検体(癌組織10、コントロール正常組織10)を提出しており、最近結果が届いた。研究の最終年度を迎えて、メタボローム結果の解析を行い、結果をまとめる予定である。上記のごとく進捗状況はほぼ順調に推移している。これまでの研究で、口腔扁平上皮癌細胞では、グルコースの取り込みが(Glut-1の発現)が亢進していること、グリコーゲンの分解(分解酵素であるglycogen phosphorylase isoenzyme BBの発現)が亢進していることを見いだした。また、グルコースおよびグリコーゲン代謝で残された経路である、グルコースー6ーリン酸の代謝を解明するためグルコースー6ーリン酸の代謝酵素であるGlucokinase、Phosphoglucomtase3、Glucose-6-phosphataseの発現を免疫組織学的に検討した結果、GlucokinaseとGlucose-6-phosphataseの発現が亢進していることが明らかとなった。

またメタボローム解析(癌組織10検体、コントロール正常組織10検体)の結果では、酵素活性を裏付ける代謝産物の亢進が確認された。また一方では、グリコーゲン→グルコース→解糖系への移行で観察される物質が癌では観察されず、グルコースは解糖系に移行していない可能性が示唆された。その代わりにグルタミン酸やアミノ酸が癌組織で多く検出されており、グルタミン代謝やアミノ酸を利用したエネルギー産生が行われている可能性がある。また、グリコーゲン→グルコース→G6Pは、ペントースリン酸経路に取り込まれ核酸の合成に関わっている可能性がある。口腔癌細胞内のグリコーゲンは癌細胞増殖に必要なエネルギーおよび核酸、脂質などの供給源であると考えられる。本研究の目的は、グリコーゲンの代謝を究明し、さらにその後に控える癌細胞の代謝異常を解明することである。今回の研究結果では、口腔扁平上皮癌細胞は解糖系にてエネルギーを得ていると考えられていたが、グリコーゲン→グルコース→解糖系という単純な経路ではなく、アミノ酸代謝等によりエネルギーを得ている可能性が示された。今後、アミノ酸やグルクロン酸、また、核酸等の代謝をさらに検討し癌細胞の代謝を検討する必要がある。本研究課題では(1)残された代謝経路であるグルコースー6ーリン酸の代謝の解明(解糖系との関連):予定例数30例(2)グリコーゲン代謝バランスの解明(活性調:異化、同化のバランス、各種酵素の発現量の違いを明らかにする):予定例数10例(3)口腔扁平上皮癌の分化度および増殖能とグリコーゲン/糖代謝の関連性(活性調、代謝バランス)の解明:予定例数12例、を行う。上記3つのテーマのうち、(1)および(2)に関しては、平成26-27年度に終了する計画をたてており、平成26年度には解析の準備を行い、期待した結果が得られることを確認した。ほぼ予定した症例数の解析が行われている。のこりのテーマ(3)については、平成26年度はパイロット研究を予定していたが、すでに全解析予定数12例中5例のサンプルの収集が終了し、平成26年度の終わりから平成27年度の初めに解析を開始することができた。現在までの進捗状況に記したように、研究計画は当初の計画通りほぼ順調に進んでいる。H28年度は、研究結果のまとめ、研究成果の発表(6月に国際学会での発表、論文作成を予定している)を行う。また得られた研究結果を基に、新たな課題の抽出、研究計画の策定などを行う。口腔外科学研究計画(1)および(2)に関しては、現在研究および解析方法の確立が終了しており、平成27年度1年を通して予定症例数の収集を行っていく。研究計画(3)のメタボローム解析に関しては、予定通り平成27年度より解析を開始する。また、残りの症例サンプル(7例分)の収集を行う。当初計画していた論文発表を次年度に延期したため、次年度使用額が生じた。当初計画していたメタボローム解析に関して、検査依頼が平成26年度末から平成27年度初めにずれ込んだためその予定額が未使用となった。H28年度に論文作成を行い、翻訳、校閲費用をH28年度請求分とあわせて使用する。平成27年度4月に平成26年度に検査予定のメタボローム解析の依頼を行った。
独立期以降におけるインド農業発展の制度的要因:西ベンガル州の事例

インドの農業生産は持続的に成長を続けている。本研究では、制度的要因、つまり土地改革を中心とする一連の農業立法が、農業成長の重要な背景をなしたであろうとの立場から、西ベンガル州を事例にして立法の歴史をほぼ網羅的に調査した。その結果、土地改革が終わる1955年までの約20年間に、実に130件以上の農業関連法案が審議され、しかもその大半が議員提案だったことが明らかになった。この事実は、農業政策の形成過程が従来考えられてきたよりはるかに幅広く深い背景をもつものだったことを示唆している。インドの土地改革は否定的に評価されることが多かったが、本研究によって、より広い文脈の中に置き直して再評価するための資料的な基礎を据えることができたのではないかと考えている。インドの食糧穀物の生産量は、1960年度から2000年度までの40年間に2.4倍増加した。本研究計画は、インド農業の持続的成長を可能にした制度的要因を、米作地帯の西ベンガル州を事例として、社会経済史の観点から実証的に究明することを目的とする。また国際的要因を重視し、米国がインドの農業政策の形成に及ぼした影響の程度を検証することも、もう一つの目的である。初年度に当たる今年度は、次のような基礎的な調査を行い、ある程度の成果を挙げることができた。(1)東洋文化研究所の図書室が耐震補強工事のために閉鎖されるので、インド農業関連の文献やマイクロフィルムを調査し、別の場所に避難させ、研究計画の遂行に支障が起こらないようにした。また2次文献のサーベイを行った。(2)ニューヨークのフォード財団の研究センターで文献調査を行った。1952年から69年までニューデリー事務所長を務めたD・エンスミンガーの文書の調査をほぼ終えた。またニューヨーク市立図書館で、北インドの農村開発計画を進めたA・メイヤーの文書を閲覧した。これらの調査を通じて、ネルー首相や計画委員会が、農村開発計画に関しては、アメリカの専門家の助言を積極的に受け入れ、政策決定に利用していたことを明らかにしえたと思う。(3)コルカタの西ベンガル州公文書館と州知事公邸記録室、デリーのインド国立公文書館とネルー記念図書館で、農業問題関係の公文書と私文書の基礎的な調査を行った。インド政府の公文書公開は遅れているが、西ベンガル州知事公邸記録室が有望であることが判明した。来年度以降この記録室で公文書の系統的な調査を行うことに決め、今年度は40年代の文書の調査を行った。(4)今年度発表した雑誌論文「日本軍の南方作戦とインド」は、独立後の農業政策の形成に大きな影響を与えたベンガル大飢饉(1943年)の背景を明らかにしたものである。第2年度の今年度はコルカタで3回文献調査を行った。調査したのは、西ベンガル州知事公邸記録室、州政府土地・地租省図書室、インド国立図書館、西ベンガル州文書館の4ヵ所である。この調査の結果、1940年代の農業問題に関する資料のかなりの部分を収集することができた。同時に、40年代から土地改革が実施された1953-55年までの間の論議を通観する史料をほぼ揃えることができた。また、1980年前後に実施された「オペレーション・バルガ」と呼ばれる刈分小作人保護政策の基本資料を入手した。これらの史料の本格的な分析はこれからの課題であるが、さしあたり注目されるのは、間接選挙で選ばれた州政府が成立した1937年から、分離独立の1947年までの10年間に、驚くべき数の農業関連法案が、主に東ベンガルのムスリム農民の利害を代表する議員によって提案されていることである。これらの議員は分離独立で東パキスタンに行ってしまう。そのことが西ベンガル州における土地改革をめぐる論議にどのような影響を与えたのか、興味深い問題である。分離独立は土地改革へ向けた圧力を和らげ、それを変質させたのではなかろうか。社会主義的なレトリックにも拘らず、インドの土地改革は漸進的にしか進まなかった。すくなくとも西ベンガルに関しては、その原因の一つに分離独立の影響を挙げることができそうである。

インドの食糧穀物の生産量は、1960年度から2000年度までの40年間に2.4倍増加した。本研究は、インド農業の持続的成長を可能にした制度的要因を、西ベンガル州を事例として、社会経済史の観点から実証的に究明することを目的とする。また国際的要因を重視し、米国が農業政策の形成に及ぼした影響を検証することも、重要な目的である。第3年度の今年度は、インドと米国で最終的な史料調査を行った。インドでは、西ベンガル州政府図書室、西ベンガル州政府土地・地租省図書室、西ベンガル州公文書館、インド国立公文書館、ネルー記念図書館を、米国では米国公文書館、世界銀行グループ文書館を訪れた。これらの史料調査の結果、初年度と第2年度の調査で入手できなかった史料を概ね補充することができた。インドでの調査では、ベンガルにナショナリストの州政府が成立した1937年から、土地改革が実施された53-55年までの間に、州議会に提案された農業関係の法案(小作法、金貸規制法、土地改革法等々)をほぼ網羅的に集めることができた。土地改革以後の時期(主に60年代)の調査が残っているが、補充するのは難しくない。前年度に入手した「オペレーション・バルガ」と呼ばれる刈分小作人保護政策(70年代末以降に実施)の基本史料と合わせ、ほぼ半世紀にわたる農業関連立法の歴史を通観する準備をほぼ整えることができたと考えている。これらの史料は膨大な量があり、いかに活発に農業問題が論議されたかを雄弁に物語っている。不十分な点が多々あったにせよ、国民各階層を巻き込んだ長年にわたる総合的な努力が、農業発展の制度的な枠組みを準備したと言えそうである。米国での調査では、インドを反共の砦と位置づける米国政府が、農村の安定を重視し、経済援助によって農村開発プログラムを展開するにとどまらず、土地改革をも推進した経緯を実証的に明らかにすることができた。
形質転換技術を利用した長期記憶促進に関する研究

<研究計画>転写因子CREBおよび時計遺伝子period(per)の過剰発現はショウジョウバエの長期記憶を促進させることが知られている。記憶の促進とは通常必要とされる訓練の時間よりも短い時間で長期記憶を獲得することを意味する。物覚えの早いハエを作ることのできるこの技術は将来人の記憶障害などの治療に応用できる可能性を秘めている。本研究においてはショウジョウバエの長期記憶獲得にかかわる脳内部位でper遺伝子を過剰発現させることにより長期記憶の促進が起こるかどうかについて研究した。長期記憶獲得に関与する脳内部位はperのみが発現し、他の時計遺伝子が発現していない部位である可能性が高い。ショウジョウバエ脳内のfan shaped body(fb)と呼ばれる領域にはperのみが発現し他の時計遺伝子の発現は無い。従って、fbは長期記憶促進に関わる可能性がある。<研究経過>酵母由来の転写因子GAL4はUAS配列の下流にある遺伝子を発現させる。fbでGAL4が発現するOK348系統とUAS-per系統のF1個体ではfbでperが過剰発現する。この時、長期記憶の促進が見られた。しかし、短期記憶の中枢であるキノコ体(Mushroom body)でperを過剰発現させても長期記憶促進は見られなかった。このことはショウジョウバエの短期記憶の中枢と長期記憶の中枢は異なっていることを示唆する。更に、概日リズム形成の中枢であるLateral neuronsでperを過剰発現させても長期記憶促進は見られなかった。従って、概日リズム、長期記憶、共にper遺伝子が関与するものの、脳内の機能的部位は異なっていることが明らかとなった。
朝鮮古代都市の研究

朝鮮における古代都市の形勢・展開・変質過程の究明を目的に、新羅・伽耶・百済地域を対象とした現地調査を、1994年11月25日12月11日及び1995年12月6日18日の二回にわたって実施した。主な踏査地域は、初年度はソウル、春川、平昌、江陵、蔚珍、迎日、慶州、釜山、月城、大邱、善山、安東、栄豊、丹陽、忠州、中原であり、第二年度は昌原、咸安、晋州、昇州、楽安、光州、咸平、羅州、木浦、莞島、康津、長興、長城、高敝、井邑、扶安、金堤、全州、益山、扶余、論山、天安、ソウルである。各地の遺蹟・遺物の調査、発掘現場の見学を実施するとともに、研究所・博物館を訪問して現地の研究者との交流をはかった。調査の成果は医科の通りである。(1)古代王都の構造を新羅・百済・伽耶の史的展開に即して理解するために、ソウル、慶州、扶余、光州、咸安を踏査した。まず、新羅王都の発掘調査として注目される皇龍寺東南隅道遺構発掘現場(慶州)を見学し、新羅王都のこうおう復元作業の現状を把握した。また、ソウル夢村土城と扶余陵山里において、百済の漢山城・泗城時代の王都の状況を観察し、両王都の構造的特徴および前者から後者への発展の様相を確認した。さらに、咸安に遺存する王宮址・土城・山城・古墳を、その相互関連に留意しながら踏査し、伽耶地域における古代都市萌芽期の具体的様相を確認した。(2)本研究では王都以外の地方都市の研究も重視し、可能なかぎり現地調査を実施した。具体的には、光州の都市遺構(官衙址、街路、山城)を実見し、統一新羅期の都市である武珍州治の構造の一端を理解した。また百済の中方城(金寺洞山城)、古沙夫里城(隠仙里土城)、周留城(位金岩山城)を踏査し、百済地方都市研究の重要な手がかりを得ることができた。(3)古代都市に随伴する施設である陵墓・古墳・寺院を各地で見学し、古代都市の景観や立地条件を考察した。かなでも全羅南道の前方後円墳とソウル石村洞の積石塚を実地に観察し、当該地域における文化的複合性・重層性を確認したことは、古代都市における文化的諸側面を理解する上で示唆するところが大きかった。(4)朝鮮の古代都市はかならずその背後または周囲に防御施設として山城を備えていたが、本調査でも鳳儀山城(春川)、北兄山城(慶州)、屏風山城(尚州)、赤城山城(丹陽)、忠州山城(忠州)、蓬山城(咸安)、武珍古城(光州)、金寺洞山城(古阜)、位金岩山城(扶安)等、多くの山城を踏査し、その構造的特性および山麓の都市との関連を理解することに努めた。(5)古来交通の要衝として著名な大関嶺(太白山脈、江陵)と竹嶺(小白山脈、丹陽)を踏査し、都市と地方を結ぶ内陸交通ネットワークの重要性と歴史的意味を確認した。また、清海鎮址(莞島)、国立海洋博物館の諸相を具体的に認識した。これら交通・交易ルートの確認は都市生活を支えた物資流通の究明に資しては必須の課題であり、今後の都市研究の展望を切り開くものとして期待できる。(6)古代都市が持つ歴史物資を朝鮮史全体の流れの中で明らかにするため、本研究では朝鮮王朝時代の邑白を踏査対象に加え、近世都市をも視野に入れた調査を実施した。具体的には咸安・楽安・高敞の邑白を踏査し、立地・構造等さまざまな面において、古代から近世に至る都市的発展の様相を確認することができた。また、城壁石刻を判読し、都市構築のめの力役動員の具体相を認識したことは、貴重な成果である。(7)新羅の冷水碑(迎日)、鳳坪里碑(蔚珍)、南山新白碑(慶州)、中原高句麗碑(中原)をはじめとする石碑、水簡、有銘土器を各地で実見し、文字資料研究のうえでも貴重な成果を上げることができた。

まず、新羅王都の発掘調査として注目される皇龍寺東南隅道遺構発掘現場(慶州)を見学し、新羅王都のこうおう復元作業の現状を把握した。また、ソウル夢村土城と扶余陵山里において、百済の漢山城・泗城時代の王都の状況を観察し、両王都の構造的特徴および前者から後者への発展の様相を確認した。さらに、咸安に遺存する王宮址・土城・山城・古墳を、その相互関連に留意しながら踏査し、伽耶地域における古代都市萌芽期の具体的様相を確認した。(2)本研究では王都以外の地方都市の研究も重視し、可能なかぎり現地調査を実施した。具体的には、光州の都市遺構(官衙址、街路、山城)を実見し、統一新羅期の都市である武珍州治の構造の一端を理解した。また百済の中方城(金寺洞山城)、古沙夫里城(隠仙里土城)、周留城(位金岩山城)を踏査し、百済地方都市研究の重要な手がかりを得ることができた。(3)古代都市に随伴する施設である陵墓・古墳・寺院を各地で見学し、古代都市の景観や立地条件を考察した。かなでも全羅南道の前方後円墳とソウル石村洞の積石塚を実地に観察し、当該地域における文化的複合性・重層性を確認したことは、古代都市における文化的諸側面を理解する上で示唆するところが大きかった。(4)朝鮮の古代都市はかならずその背後または周囲に防御施設として山城を備えていたが、本調査でも鳳儀山城(春川)、北兄山城(慶州)、屏風山城(尚州)、赤城山城(丹陽)、忠州山城(忠州)、蓬山城(咸安)、武珍古城(光州)、金寺洞山城(古阜)、位金岩山城(扶安)等、多くの山城を踏査し、その構造的特性および山麓の都市との関連を理解することに努めた。(5)古来交通の要衝として著名な大関嶺(太白山脈、江陵)と竹嶺(小白山脈、丹陽)を踏査し、都市と地方を結ぶ内陸交通ネットワークの重要性と歴史的意味を確認した。また、清海鎮址(莞島)、国立海洋博物館の諸相を具体的に認識した。これら交通・交易ルートの確認は都市生活を支えた物資流通の究明に資しては必須の課題であり、今後の都市研究の展望を切り開くものとして期待できる。(6)古代都市が持つ歴史物資を朝鮮史全体の流れの中で明らかにするため、本研究では朝鮮王朝時代の邑白を踏査対象に加え、近世都市をも視野に入れた調査を実施した。具体的には咸安・楽安・高敞の邑白を踏査し、立地・構造等さまざまな面において、古代から近世に至る都市的発展の様相を確認することができた。また、城壁石刻を判読し、都市構築のめの力役動員の具体相を認識したことは、貴重な成果である。(7)新羅の冷水碑(迎日)、鳳坪里碑(蔚珍)、南山新白碑(慶州)、中原高句麗碑(中原)をはじめとする石碑、水簡、有銘土器を各地で実見し、文字資料研究のうえでも貴重な成果を上げることができた。朝鮮における古代都市の形成・展開・変質過程の究明を目的に、新羅・伽耶地域を対象とした現地調査を1994年11月25日から12月11日にかけて実施した。調査は韓国側研究者と合同で行い、主な踏査地は、ソウル、春川、洪川、平昌江陵、蔚珍、迎日、慶州、釜山、月城、大邱、善山、安東、栄豊、丹陽、忠州中原などであった。調査の成果は以下の通りである。(1)古代都市遺構の発掘調査として近年注目されている皇龍寺東南隅発掘現場(慶州)を見学し、新羅王京復元作業の現状を把握するとともに、各地に遺存する寺院の殿門・楼閣・幢干支柱等を観察して都市景観復元の可能性を検討した。(2)古来交通の要衝として著名な大関嶺(太白山脈、江陵)と竹嶺(小白山脈、丹陽)を踏査し、都市と地方を結ぶ通交ネットワークの重要性とその歴史的意味を確認した。(3)新羅の興徳王陵(月城)や伽耶の福泉洞古墳群(釜山)などを見学し、古代都市に随伴する遺跡である陵墓・古墳の歴史的意義を確認した。(4)北兄山城(慶州)、鵲城(慶州)など都市に密接に関連する山城を踏査し、各山城の構造的特性および山麓都市との関係を把握した。(5)新羅の迎日・冷水里碑(503年)、蔚珍・鳳坪里碑(524年)をはじめとする石碑、木簡、有銘土器を各地で実見し、文字資料研究のうえでも貴重な成果をあげることができた。
施設看護における患者・看護師双方の動作ログ解析に基づくラウンドリエンジニアリング

病院や高齢者介護施設などでは,24時間のケアが提供できるようナースステーションをベースに複数の看護師が交替で働いている.患者の多様なニーズにこたえ,できるだけ一人一人に丁寧に適切な看護ケアを提供しコミュニケーションがとれると良いが,ある程度定型的なプロセスにしたがってベッドを巡回する姿が現実である.インフラ設置型の計測システムでさりげなく自然に患者や看護師あるいは相互インタラクションの行動・動作を定量的に把握し,それらの24時間常時蓄積データから適切なタイミングや時間・ベーシックケア内容をエビデンスベースで求め看護師の部屋巡回ラウンドを支援するシステムの開発を進めた.本研究は,高齢者介護施設,養護施設,病院などで,患者の施設内での行動やベッドや車椅子上でのふるまい,看護師の院内のラウンドでの行動や看護動作,ナースステーションでの動作,患者と看護師とのインタラクションを蓄積・解析することで,看護師が患者に対して必要で本質的なケアを提供する時間をより多く作れるようにすることを支援し,患者の施設内QOLの向上さらには退院後の生活の質を高めることを目指した計測・記録・分析システム,施設内の看護師ラウンドのプランニング・誘導システムを開発することを目的としている.いつどのタイミングで,どの患者に何についてどれくらい時間をかけてどういう観察・ケア対応をするのが良いかを補助支援するシステムを想定している.初年度の平成25年度は,患者・看護師の病室近辺での行動,特にベッド上,ベッド周囲,病室入り口近辺での動作を,ベッドマットレスに設置した分布圧力センサ,病室に複数設置したカメラ群,入口付近に設置する圧力センサ・人感センサ,病室内と近隣廊下をカバーするよう設置したレーザレンジセンサ群によりモニタリングし,常時記録するシステムを実験室環境にて構築を進めた.病院,高齢者介護施設,養護施設などで,患者の施設内での行動やふるまい,看護師のラウンド等での行動・動作,インタラクションを蓄積・解析することで,看護師が患者に対して必要で本質的なケアを提供する時間をより多く作れるようにすることを支援し,患者の施設内QOLの向上さらには退院後の生活の質を高めることを目指した計測・記録・分析システム,施設内の看護師のラウンドのプランニング・誘導システムを開発することを目的としている.初年度より開発を進めてきたモニタリングシステムを統合連携して誰がどこにいるか,特定の部屋においては位置姿勢が把握できるシステムとして構成する開発を進めた.施設内行動動作記録管理システムを導入し安定冗長データ蓄積を実現した.一つの病室とその前廊下のような限定的な模擬環境で構築していた初年度からより広い施設に適用できるよう安全設計法と範囲拡大手法の開発を進めた.位置や入退室・動線情報から行動やそのパターンを推定するアルゴリズムを開発し,また,病院内で患者および看護師の動作を記録し,歩行者空間モジュールなど工学的な手法を利用して行動解析した.外来を受診する患者は,車いす,杖などの歩行自助具の使用,同伴者,歩行速度が遅いケースなどが増加し,外来での患者の滞留や移動による混雑が予測されたが,ビデオモニタリングにより外来待合の混雑状況の計測解析を行ったところ,これらからシステム化で設置物を含め通路幅等の改善必要性が定められることを確認した.また,独居高齢者の人感じセンサデータの自動解析により各人の生活パターンを把握し健康状況悪化や認知症予兆などの中期的異変検知を行う研究を室内移動行動に適用しパターン把握を行う手法の開発を進めた.病院,高齢者介護施設,養護施設などで,患者の施設内での行動やベッドや車いす上でのふるまい,看護師のラウンドでの行動や看護動作,ナースステーションでの動作,患者と看護師とのインタラクションを蓄積・解析することで,看護師が患者に対して必要で本質的なケアを提供する時間をより多く作れるようにすることを支援し,患者の施設内QOLの向上さらには退院後の生活の質を高めることを目指した計測・記録・文責システム,施設内の看護師のラウンドのプランニング・誘導システムを開発する研究である.いつどのタイミングで,どの患者に何についてどれくらい時間をかけてどういう観察・ケア対応をするのが良いかを補助支援するシステムである.平成27年度は室内での動作や室内や通路での移動行動に着目し,並行して検討してきた医療者の行動モデルを統合して予め計画された行動・予定を考慮した上での予測アルゴリズムを持つシステムの作製を進めた.また,温度センサ,照度センサ,臭気センサ,気圧センサ,二酸化炭素センサ,粉じんセンサ,騒音センサ,色温度センサについて,センサのバラつきや誤差など,異なる病室や施設内での環境測定が一定条件での可能性を評価した.評価の結果,臭気センサについては,測定限界での正確さが確認できないため,評価項目から外すこととした.また,色温度については,換算式を定義することができていないため,今回のシステム試作においては使用しないこととした.人位置モニタリングシステム,複数機器の協調による人位置記録システム,移動などの行動モデリング・パターン把握法を展開し,平成27年度は施設設置されたナースコールシステムのデータ記録を収集し,種別ごとの差異の解析を行った.

さらに行動記録に基づき要望の頻度などについて整理し関連解析を行った.人位置モニタリングシステムや複数機器の協調による人位置記録システムのようなハードウェア・ソフトウェア総合システム,移動などの行動モデリング・パターン把握法といったソフトウェアアルゴリズムの研究が進み,さらに施設設置されたナースコールシステムのデータ記録を収集しての種別ごとの差異の解析や,要望頻度の関連解析を行うに至っていることから.病院,高齢者介護施設,養護施設などで患者の施設内での行動やベッド・車椅子上のふるまい,看護師のラウンドでの行動や看護動作,ナースステーションでの動作,患者と看護師のインタラクションを蓄積・解析し,看護師の看護活動や患者の施設内QOLの向上,退院後の生活の質を高めることを目指した,計測・記録・分析システムの開発を進めた.観察・ケアの補助支援のシステムである.平成28年度は最終年度にあたり,室内での動作や行動,部屋や廊下での移動行動に着目し,人の行動モデルを統合した上であらかじめ計画された行動や予定を考慮した上での行動予測アルゴリズムを持つシステムの構成を進めた.それをもとに,動画像として記録したインタラクションから抽出したデータで,行動予定の追加把握や変更把握を行い,システムによる行動パターン自動モデリングの機能強化を行った.初年度に人位置計測モニタリングシステムを開発して一つの部屋とその付近をもぎする環境で記録できるようにした上で,2年度にはこれをより広い範囲において複数の機器間の協調による位置把握記録システムとして再構成してきたが,これを踏まえて,離床や排尿にともなう病室外移動行動などのモデリング,パターン把握の手法を開発した.初年度や二年度の取り組みに加え,三年度目には,施設に設置されたナースコールシステムのデータ記録を収集し診療科に基づくフロアごとの際の解析を進めたが,最終年度の四年度目は数日分の行動記録の追加からフロア全体でのラウンドのプランについて問題の指摘によるアドバイス提示を行う機能として構成した.病院や高齢者介護施設などでは,24時間のケアが提供できるようナースステーションをベースに複数の看護師が交替で働いている.患者の多様なニーズにこたえ,できるだけ一人一人に丁寧に適切な看護ケアを提供しコミュニケーションがとれると良いが,ある程度定型的なプロセスにしたがってベッドを巡回する姿が現実である.インフラ設置型の計測システムでさりげなく自然に患者や看護師あるいは相互インタラクションの行動・動作を定量的に把握し,それらの24時間常時蓄積データから適切なタイミングや時間・ベーシックケア内容をエビデンスベースで求め看護師の部屋巡回ラウンドを支援するシステムの開発を進めた.病院内で患者および看護師の動作を記録し工学的客観的な手法を利用して行動解析するに至っている.今後は,室内での動作や行動,部屋や廊下での移動行動に着目し,人の行動モデルを統合した上で予め計画された行動や予定を考慮した上での行動予測アルゴリズムを持つシステムをもとに,インタラクションから抽出するデータから,行動予定の追加把握や変更把握を行うシステムの行動パターン自動モデリングの機能強化を行う.今後,さらに数日分の行動記録の追加から,フロア全体でのラウンドのプランについて自動アドバイス提示を行うシステムを構築することを目指す.28年度が最終年度であるため、記入しない。看護工学患者の病室内での動作や行動,病室や廊下での移動行動に着目し,並行して準備してきた看護師の行動モデルを統合し,予め病棟で計画された看護師の行動や患者のその日の予定を考慮した上での行動予測アルゴリズムを持つシステムをかたち作る.ナースコールシステムの記録蓄積データを検討する.システム全体設計と模擬システムの構成,人移動モニタリングシステムの開発,ベッド上動作計測を含むビジョンベース院内行動計測システムの基礎開発,屋内人物動作解析法,相互動作の定量分析の計測システムデザインが進んだ.
2光束成長その場観察技法を用いた縦型深紫外発光素子の高出力化に関する研究

平成22年度は深紫外発光素子に必要となるAlN/サファイアテンプレート構造の高品質化・厚膜化をはかるために、2光束成長その場観察技法を駆使し結晶成長技法を見直し、最終的に265nm帯で1mWを越える発光強度のLED作製に至った。1.極性混在結晶成長法の開発:通常、高品質AlN成長には少なくとも1250°C以上の成長温度が必要と認識されているが、当手法では、11001150°C程度の成長温度で高品質化が可能となる。具体的には、サファイア基板上にAlN初期膜を形成する際、Al極性とN極性を混在させて成長させる。この極性混在面を成長中断で熱処理し、熱分解速度がAl極性部に比べて速いN極性部位を優先的に熱分解させる。その結果、Al極性部からなる3次元微細構造が表面に形成される。この構造を下地として、表面マイグレーション促進、気相反応抑制効果をもたらす流量変調法でAlN成長を継続すると2インチ基板上にクラックフリーで高品質AlN層を形成することが可能となった。このAlN層上SiドープAlGaN(Al組成45%程度)層を形成すると、以前はクラック発生のために1×10^<18>cm^<-3>程度でドーピング限界となっていたが、3次元成長→平坦化といった結晶高品質化を導入したことによりクラック発生限界に余裕ができ45×10^<18>cm^<-3>程度の高濃度化が可能となった。こうした技術をもとに試作した265nm帯LEDは1mWを越える発光強度を示すようになってきて、今後さらなる改良により世界トップグレードのウェハに肩を並べることができるようになると考える。2.短波長レーザーによるレーザーリフトオフ:これまではレーザーリフトオフ用光源には266nmのレーザーを用い、AlNAlGaN層界面でレーザーリフトオフを行ってきた。しかし、こうしたエピ膜内でのレーザーリフトオフ剥離面形成は非常に困難であった。n-AlGaN層の高濃度ドーピング=低抵抗化が可能となってきたことから、レーザーリフトオフ法の意義は電極対向面配置の縦型素子構造より、むしろ熱抵抗の大きなサファイア基板を除去することとなるとの判断から、193nmのレーザーを用いたリフトオフ法を試行した。その結果、リフトオフ法での歩留まりの低さはかなり改善できる手応えを得た。3. 280nm帯LEDによるオゾンセンシング:既存のオゾン測定装置は水銀ランプを用いることからサイズが大きく、信号の安定度の問題などもあった。実際、280nm帯LEDを用いて光路設計も新たに行いオゾンが検知できることを実証した。現在、装置の小型化を進めているところである。研究初年度であった平成21年度は深紫外発光素子に必要となるAIN/サファイアテンプレート構造の高品質化・厚膜化をはかるために、2光東成長その場観察技法を駆使して、以下のような知見を得た。1.サファイア基板サーマルクリーニング温度、初期成長温度の検討(1)一般的にサーマルクリーニングは成長温度(AINだと1150°C以上、のぞましくは1250°C以上)より高いものとするという認識であったが、1100°C以上のサーマルクリーニングはサファイア基板に熱ダメージを与えることが見いだされた。また、それ以下の温度、もしくはサーマルクリーニング無しの場合でも結晶品質には変化が無いこともわかった。(2)初期成長温度が1100°C近傍で結晶性の最も良くなることが見いだされた。この温度以上では、初期成長膜形成中にやはりサファイア基板に熱ダメージが加わってしまうことを意味する。2.AIN/サファイアテンプレート構造の反り(1)当構造は成長中に凹面状の反りを示すことがわかっている。格子定数差から見た場合、凸状態として反ることが予測されていたのだが、実際は反対であった。これは格子定数の温度依存性まで加味しても説明が付かなかった。(2)初期成長温度を上昇させた場合、成長初期のわずかな間、一旦凸状態で反る挙動が初めて観測された。この辺りの詳細をさらに検討することで、凹状態反りのメカニズム解明につながるのではないかと考えている。3.AIGaN層へのIII族元素ポストアニール効果AIGaN表面にAl、Ga,InなどのIII族金属を圧着し熱アニールをかけると、とある条件下でフォトルミネセンス強度が増強される効果が見いだされた。点欠陥を補償するなんらかのメカニズムがあるのではと考え、検討を続けている。4.深紫外LEDによる菌、ウイルスの不活化作製した深紫外LEDを用いて大腸菌ファージの不活化実験を行い、明瞭な不活性能が得られることを見いだした。その結果、Al極性部からなる

3次元微細構造が表面に形成される。この構造を下地として、表面マイグレーション促進、気相反応抑制効果をもたらす流量変調法でAlN成長を継続すると2インチ基板上にクラックフリーで高品質AlN層を形成することが可能となった。このAlN層上SiドープAlGaN(Al組成45%程度)層を形成すると、以前はクラック発生のために1×10^<18>cm^<-3>程度でドーピング限界となっていたが、3次元成長→平坦化といった結晶高品質化を導入したことによりクラック発生限界に余裕ができ45×10^<18>cm^<-3>程度の高濃度化が可能となった。こうした技術をもとに試作した265nm帯LEDは1mWを越える発光強度を示すようになってきて、今後さらなる改良により世界トップグレードのウェハに肩を並べることができるようになると考える。2.短波長レーザーによるレーザーリフトオフ:これまではレーザーリフトオフ用光源には266nmのレーザーを用い、AlNAlGaN層界面でレーザーリフトオフを行ってきた。しかし、こうしたエピ膜内でのレーザーリフトオフ剥離面形成は非常に困難であった。n-AlGaN層の高濃度ドーピング=低抵抗化が可能となってきたことから、レーザーリフトオフ法の意義は電極対向面配置の縦型素子構造より、むしろ熱抵抗の大きなサファイア基板を除去することとなるとの判断から、193nmのレーザーを用いたリフトオフ法を試行した。その結果、リフトオフ法での歩留まりの低さはかなり改善できる手応えを得た。3. 280nm帯LEDによるオゾンセンシング:既存のオゾン測定装置は水銀ランプを用いることからサイズが大きく、信号の安定度の問題などもあった。実際、280nm帯LEDを用いて光路設計も新たに行いオゾンが検知できることを実証した。現在、装置の小型化を進めているところである。
束で分割された土塗り小壁付木造軸組の復元力特性の実大実験による検証

伝統的構法木造建物の耐震性能では、土塗り壁が重要な役割を果たす。無開口の全面壁に限らず、「土塗り小壁付木造軸組」と呼ばれる垂れ壁または腰壁が付いた開口のある木造軸組架構の復元力特性の貢献も重要である。阪神・淡路大震災以後に木造建物の構造特性に関する研究が見直され、伝統的構法や土塗り壁の復元力特性と破壊性状に関する実大実験に基づく研究も進んでおり一定の成果が出て、壁量計算に加えて許容応力度等計算や限界耐力計算での構造設計も可能になってきている。土塗り小壁付木造軸組の設計用復元力特性の算定手法について、実大実験による検証は続いており、理論的な検討と合わせて検証実験を継続していく意義は大きい。
ヒト軟骨細胞の機械的ストレスに対する分子生物応答性に関する研究

細胞外マトリックス(ECM)の受容体であるインテグリンが軟骨細胞において発現していることは報告されていたが、その機能については現在までまったく研究されていない分野であった。そこで,FNの軟骨細胞に及ぼす影響を明らかにするため接着分子の発現およびフィプロネクチン受容体を介したヒト軟骨細胞からのサイトカイン産生能に及ぼす影響について検討した。ヒト大腿骨頭から分離培養した軟骨細胞においてフローサイトメトリーを用いた解析により、α1,α2,α3,α5,β1インテグリンの発現を認めた。また細胞外マトリックスに対する接着実験では、ビトロネクチン,ラミニン,typeI,IIコラーゲン、フィプロネクチンに結合し、フィプロネクチンに対する結合は抗α5,β1抗体により阻害されることが明らかとなった。さらに軟骨細胞を各種細胞外マトリックス存在下で培養するとフィプロネクチンにおいて、IL-6およびGM-CSFの産生上昇が認められた。この産生上昇は抗α5,β1抗体により阻害された。この結果は,インテグリン分子VLA-5(α5β1)を介するFNとの結合によってサイトカイン(IL-6,GM-CSF)産生能が上昇し、さらにFN依存的な接着およびサイトカインの産生増強は抗インテグリンα5およびβ1抗体で阻害されることを示している。また培養皿上で円盤を回転させることにより剪断力を加える実験では、剪断力が加えられた軟骨細飽でIL-6,ICAM-1の発現上昇、VCAM-1の発現低下が認められた。これらの研究結果は軟骨代謝において接着分子が極めて重要な働きをしていることを示唆していると考えられる。今後さらに各種インテグリンおよびECMの機能解析を行い、抗体やペプチドを用いて軟骨変性を制御出来ないか検討を加える予定である。1.われわれは変形性関節症(以下OA)及び大腿骨頚部骨折の骨頭より採取した軟骨細胞における各種MMP及びcytokineの発現をRT-PCR法を用いて検討し、昨年行われた第41回マトリックス研究会で報告した。すなわちOA軟骨細胞において炎症性サイトカイン(IL-1β,IL-6,IL-8)の発現を認めるとともに、OA例、正常例ともに軟骨細胞が自身の細胞外マトリックスを分解する各種MMP(MMP-1,3,9)を産生していることが明らかとなった。MMPの発現についてはcompetitive PCR法により比較定量を行ったが、症例によってややばらつきがあり、OAと正常例の間に明らかな差は認められなかった。またTissue Inhibitor of Metalloproteinase(TIMP)についても解析を行い、OA、正常例ともその発現が確認された。2.大腿骨頸部内側骨折で手術時に摘出された大腿骨頭からコラゲナーゼ、アクチナーゼ処理により軟骨細胞を分離し、その培養皿上で円盤を回転させることにより細胞にせん断力を加えた。preliminary dataながら正常軟骨細胞にせん断力を加えると、IL-6 mRNAの発現の上昇、並びにvascular cell adhesion molecule-1(VCAM-1)の発現が減少する現象が認められた。問題点として、手術材料の得られる機会が限られていること、大腿骨頭より得られる軟骨細胞の数が少ないことが挙げられるが、今後症例数を増やしていく必要がある。3.各種接着因子に対する坑体、細胞マトリックス(ファイブロネクチン、ラミニン)をコートしたプレート上で軟骨細胞を培養し、各種サイトカイン、MMP-1,3,9の発現を検討中である。軟骨細胞は細胞外マトリックス(ECM)に囲まれて存在するため、それらが接着分子を介して、軟骨細胞の機能維持、あるいは変性において重要な働きを担っていると考えられている。また変形性関節症(OA)や慢性関節リウマチ(RA)において関節液中および軟骨組織中のフィブロネクチン(FN)量の上昇が明らかとなっており、軟骨破壊と修復の調節に対する関与が示唆されている。

そこで、FNの軟骨細胞に及ぼす影響を明らかにするため接着分子の発現およびフィブロネクチン受容体を介したヒト軟骨細胞からのサイトカイン産生能に及ぼす影響について検討した。また軟骨細胞に対して力学的ストレスが及ぼす影響に関しても合わせて検討を行った。軟骨細胞においてFACSを用いた解析により、VLA-1,2,3,5の発現を認めた。またECMに対する接着実験では、ビトロネクチン、ラミニン、typeI,IIコラーゲン、FNに結合し、FNに対する結合は抗α5,β1抗体により阻害されることが明らかとなった。軟骨細胞を各種細胞外マトリックス存在下で培養するとFNにおいて、IL-6およびGM-CSFの産生上昇が認められ,この産生上昇は抗α5,β1抗体により阻害された。培養皿上で円盤を回転させることによりせん断力加える実験では、せん断力を加えた群でIL-6,ICAM-1の発現上昇、VCAM-1の発現減少を認めた。これらの結果から、軟骨細胞においてVLA-5を介したFNへの接着によりIL-6,GM-CSFの産生能の上昇が認められることが明らかとなった。IL-6,GM-CSFは軟骨細胞の増殖能および軟骨基質産生に関与することが報告されており、FNが軟骨破壊と修復の調節において、重要な役割を果たしていることが示唆された。また液性因子だけではなく力学的ストレスによってもサイトカイン、接着分子の発現が変化することがわかった。今後、さらに接着分子の機能解析を行い、抗体あるいはアンチセンスを用いることにより軟骨細胞の変性が制御可能かどうか検討を加える予定である。
衝撃波統計加速過程の効率と非線方効果

彗星・太陽風相互作用、星間起源中性粒子・太陽風相互作用の場合によく知られた中性粒子のピックアップ過程を相対論的プラズマ流の場合に拡張し、粒子の加速過程について論じた。以下、プラズマ流の流速をV、対応するローレンツ因子をΓとする。非相対論的な場合、ピックアップ後の質量mの粒子の最大エネルギーはたかだか2mV^<★★>であるが、パルサー風、AGNジェットなどの相対論的プラズマ流におけるピックアップ過程では最大(2Γ^<★★>2-1)と非常に高エネルギーまでの加速が原理的には可能であることが注目される。極めて初等的な考察で得られたこの結果は、著者の知る限り、これまでexplicitに指摘されておらず、その天体物理学的重要性も未知であったが、以下に述べるように極めて効率のよい粒子の加速過程を与える可能性があることが明らかとなった。特に、パルサー風の場合を例にとり、その空間構造を考慮してエネルギーの上限を求め、次の結果を得た:(1)パルサー磁場の極性により電場のポテンシャル分布は反転する。しかしこの反転は加速限界の議論には影響を与えないことを見いだした。(2)ピックアップ過程において電子の獲得するエネルギーは、非相対論的な場合にはプロトンに比べ質量比だけ小さく、通常無視されている。しかし、相対論的には、質量比の1/3乗に比例するので、8%とかなりのエネルギーが渡ることを示した。