hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本語名詞の意味機能と統語的特性：同格名詞句と文法化現象からの検証

本研究の目的は、日本語において名詞が持つ統語的特性と機能、そしてそれに影響を与える要因を明らかにすることである。名詞が、動詞と並び文を構成する重要な要素であることは一般的に知られていることである一方で、日本語の名詞自体の統語的分析は、形態的・統語的手がかりの少なさから、動詞と比べ非常に遅れている。本研究では、同格名詞句の分析と、名詞から類別詞への文法化データという、これまであまり注目されてこなかったデータを使用し、多角的な視点から観察することで、手がかりの少ない日本語の名詞の統語的特性と機能について解明を目指す。特に、1名詞の持つ意味と統語的特性の関係、2その性質に影響を与える意味機能、に着目し、分析を進める。1年目の平成30年度は、主に同格名詞句の研究を進めた。日本語の同格名詞句の研究はほとんどないに等しいため、主に他言語の同格構造についての文献調査を行い、日本語同格名詞句の特徴と比較を行った。また、日本語書き言葉均衡コーパス(BCCWJ)を使用し、すでに収集を終えていた固有名詞を含む同格名詞句のデータに加え、固有名詞を含まない同格構造のデータを探し、検討をおこなった。数が多すぎたため、ランダム・サンプリング調査を行った結果、固有名詞を含まない同格構造はほとんど存在しないことが明らかになった。これらの調査結果に加え、様々な同格名詞句の構造について、名詞句間の意味関係の分析と、統語的振る舞いの差異について分析を行い、その結果を学会ワークショップで発表した。平成31年度は当初の計画通り、同格名詞句に関する文献調査と、BCCWJを使用したデータ収集とその分析を計画通り行うことができた。それらのデータに基づき、同格構造の意味的分類と統語的な振る舞いの差異と、その要因について、分析し、学会で発表し、意見を得ることができた。当初の計画より学会発表は早く行うことができたため、おおむね順調に進展していると評価した。平成31年度は予定通り、前年度で得られたデータをさらに詳しく分析し、学会発表時に得たコメントをもとに論文を出版する予定である(すでに第一校を提出している)。また、名詞の類別詞への文法化研究を開始し、最新の研究の文献調査を行うと共に、同格名詞句の分析で得られた結果と、Mano (2013)で行った名詞と類別詞の連続性に関する研究をもとに、コーパス(BCCWJ)を使用してデータを収集し、名詞が類別詞に文法化する過程で失われる特性について調査を行い、統語的な振る舞いを探る。全体的に、少し予定より早く進められていることもあり、可能であれば、学会発表を目指したい。
地表面蒸発散に伴う不飽和帯中の水・熱の移動に関する研究

本研究は野外観測により草地土壌面における地表面蒸発散と土壌水分移動の実態を把握し,観測結果の解析と数値解析からそれらの相互作用および機構について明らかにした。以下にその結果をまとめて示す。1.地表面状態の変化(草の成育と水分量)によって蒸発散量が変化する。2.土壌熱伝導率が根群域では水分量による変化は見られなかったが,根群域の下部以下の510cm層では水分量に依存する。3.降雨後の土壌水分が熱フラックスに影響を与えている。4.地表面蒸発散量に比して地表面付近の土壌水分フラックスのオーダは小さい。この原因は水蒸気移動や植物の吸い上げ効果と考えられる。5.発散ゼロフラックス面の不飽和帯における役割が大きく,夏季においてはそれの発達は時間単位で進み,地表面蒸発散に伴う土壌水分移動をコントロールしている。6.地表面付近薄層土壌中の夏の水蒸気フラックスはRichardsの式で求めた水分フラックスより2オーダ以下小さな値を示し,本試験地の様な所では体積水分量が約5%以上であるため土壌水分移動における水蒸気移動の役割はあまりないと云える。7.地表面蒸発散を考慮した土壌水分移動(温度一定)の物理モデルは日単位でのゼロフラックス面の形成や移動の再現に有効であるが,量的評価のためには水分特性パラメータの決定を含めてまだ検討の余地がある。本年度は当初の研究計画通り,主に平成2年夏から3年春にかけての広島市内草地グランド面での観測結果の解析,補足観測・実験,数値シミュレ-ションモデルの試作を実施した。得られた成果をまとめると以下の様になる。1.地表面蒸発散量の算定においてPenmanーBrutsaert法,ボ-エン比法,バルク法の比較検討を行い,PenmanーBrutsaert法が最も妥当な方法であることが示された。しかし,バルク法の係数の算出に問題があるため,その改良次第ではバルク法も有効な方法となり得る。2.土壌の熱伝導率が土壌水分に依存することが確かめられたが,草の根群域(地表面下5cmまで)土壌のそれはほぼ一定となり,結果として水分量に左右されなかった。これは従来の報告と若干異なる。3.土壌熱移動に水分移動が大きく寄与し,発散ゼロフラックス面の挙動は地表面蒸発散に伴う土壌熱環境の変化に影響を与える。4.土壌ー植物ー大気系(SPAC)の水分移動の数値シミュレ-ションとしての実験のため地表面が草でおおわれている物理モデルを作成した。このモデルは,不飽和流のDarcy式と連続の式を基に,草地の効果を根の水分吸引モデルとして支配方程式に組み入れると共に地下水面変動も考慮したものである。試みに,野外観測結果との比較検討のためにこのモデルによる数値計算を実施したが,降雨中を除けば日単位の発ゼロフラックス面の挙動を十分に再現し,数値シミュレ-ションモデルとしては一応満足のいくものであった。本年度は主に、前年度からの野外観測結果の解析,観測地土壌の水分特性測定室内実験,SPAC(土壌-植物-大気連続系)の水分移動の数値実験モデルの改良を行うことを目的としたが,得られた成果をまとめると以下の様になる。1.野外観測結果の地中温度,地中熱流量の測定データを基に地中熱フラックスの解析を行なった。その結果,夏季は日変化はあるものの平均的には深度60cmまで下向きの熱フラックスが見られ、秋季には深度60cmと30cmの間に熱の収束面があることが分った。2.野外観測データでは十分ではなかった土壌水分特性曲線の圧力水頭と水分量の関係(h-θ)および圧力水頭と透水係数の関係(h-K)を室内コラム実験を行って調べた。その結果、中・高水分領域でのh-θおよびh-Kが明確になり(排水過程・等温条件下),水分フラックス計算や数値シミュレーションにも基本パラメータとして役立つことになった。3.前年度試作したSPACの数値実験モデルを種々の境界条件下で検討し、野外観測結果との比較検討を行ないながら改良を進めた。

とくに、根による吸い上げ項の物理的考察を行ない、吸い上げ項と植物の葉面積指数との関係に注目してその関係を数値実験モデルに組み入れた。また、吸い上げ項と蒸発散量計算値との関係についても調べ、Penman-Brutsaertの方法で求めた蒸発散量の何割になるかの検討を行ない、それに応じて種々の計算を試みた。その結果、観測値と計算値を比較すると土壌水分フラックスの量的問題は残ったが、発散・収束ゼロフラックス面の日単位での挙動の再現はかなり満足のいくものであった。前年度からの野外観測結果の解析やSPACの水分移動の数値実験の実施および研究の総まとめを最終年度である今年度に行なった。得られた成果をまとめると以下の様になる。1.前年度以前に得られた観測データを基に水・熱収支計算を行なって量的な立場から検討し,その結果発散・収束ゼロフラックス面の形成機構や地下水涵養機構を明らかにした。特に,発散ゼロフラックス面の不飽和帯における役割が大きく,夏季においてはそれの発達は時間単位で発達し,地表面蒸発散に伴う土壌水分移動を大きく反映していることが分った。また,ゼロフラックス面は必ずしも熱移動とは対応せず,本試験地では熱の水分移動に与える影響を十分明らかにできなかった。今後さらに熱・水の連結現象のための観測や室内実験が必要と思われた。2.SPACの物理モデルを基に不飽和帯中の水分移動の数値実験を行ない,野外観測データとの比較検討を実施した。具体的には,地表面蒸発散量をPenman-Brutsaert法で算定し,それをさらに蒸発と蒸散に葉面積モデルで分け,時間単位で不飽和帯中の水分移動のフラックス計算を実施した。その結果,量的評価に不満は残るものの,ゼロフラックス面のシミュレートは十分納得のゆくものであった。精度の良いフラックス計算のためにも水分特性の再検討が今後の課題と考えられる。
数値積分法による直線分子の電子波動関数

1.分子のハートリ・ホック方程式を数値的に解く試みは,これまで2原子分子に限られていた.その理由は,楕円座標という特殊な座標系を使っていたからである.本研究では,円筒座標という簡単な座標系を導入し,直線分子一般に適用できる方法を開発した.微分方程式は有限差分法を用いて数値的に解いていく.現在,一電子系と二電子系の方程式を解くプログラムを完成させ, H_2^+, H_2およびH_3^<2+>について,テスト計算を実行することができるようになった.直線H_3^<2+>系は一電子系ではあるが, 3原子系であり,本研究の方法が2原子以上にまで適用できることを示している.2.シュレディンガー方程式の数値解法の研究のひとつとして,一自由度および2自由度系の分子中の核の運動の方程式を有限要素法によって解く方法を開発した.この研究では,この一,二年のうちに利用できるようになったスーパーコンピュータの能力を可能な限り使いこなしたアルゴリズムを見出し,プログラムを開発した. 35万次元の国有値問題を23分で解く高速性能を実現した.3.上記のプログラムを用い,分子間水素結合中のプロトン移動が,分子間振動の励起によって,著しく推進される機構を明らかにした.普通の意味のトンネル効果に加えて,古典的な経路も大切になることが,波動関数を図示することによって明瞭にした.4.ランチョス漸化式法を改良して,連続状態と離散状態への遷移を統一的に取り扱う方法を開発した.1.分子のハートリ・ホック方程式を数値的に解く試みは,これまで2原子分子に限られていた.その理由は,楕円座標という特殊な座標系を使っていたからである.本研究では,円筒座標という簡単な座標系を導入し,直線分子一般に適用できる方法を開発した.微分方程式は有限差分法を用いて数値的に解いていく.現在,一電子系と二電子系の方程式を解くプログラムを完成させ, H_2^+, H_2およびH_3^<2+>について,テスト計算を実行することができるようになった.直線H_3^<2+>系は一電子系ではあるが, 3原子系であり,本研究の方法が2原子以上にまで適用できることを示している.2.シュレディンガー方程式の数値解法の研究のひとつとして,一自由度および2自由度系の分子中の核の運動の方程式を有限要素法によって解く方法を開発した.この研究では,この一,二年のうちに利用できるようになったスーパーコンピュータの能力を可能な限り使いこなしたアルゴリズムを見出し,プログラムを開発した. 35万次元の国有値問題を23分で解く高速性能を実現した.3.上記のプログラムを用い,分子間水素結合中のプロトン移動が,分子間振動の励起によって,著しく推進される機構を明らかにした.普通の意味のトンネル効果に加えて,古典的な経路も大切になることが,波動関数を図示することによって明瞭にした.4.ランチョス漸化式法を改良して,連続状態と離散状態への遷移を統一的に取り扱う方法を開発した.シュレジンガー方程式の数値解法を研究した。1) 2原子分子に限らず、直線分子の電子波動関数を数値積分法で求めるために、円筒座標を導入し、さらに、等間かく有限差分法の適用に合った座標変換を行なった。その結果、ハートリー・ホツク方程式は、2次元のシュレジンガー方程式となり、さらに、数4次元の固有値問題となる。本年度は、一電子問題の解法が完成し、【H(^+_2)】イオンについて、厳密解と比較することができた。【H(^(2+)_3)】イオンの数値解がこの方法によって始めて得られた。2)シュレジンガー方程式の数値解法を、分子中の原子核の運動の方程式に応用した。この場合、有限要素法を用いた。2次元素の方程式に応用すると解くべき方程式は、大次元の対称一般固有値問題となる。本研究では数十方次元の一般固有値問題を解くアルゴリズムを堤出した。この研究ではスーパーコンピューターの機能を十分引きだすことに成功し、いくつかの応用計算を行なった。しかしながら、有限要素法において、一次の補間関数を使ったため、精度が十分でなかった。3)精度の向上を、有限要素法で企るには、きざみ(要素の大きさ)を小さくするのも一方法であるが、その結果は、解くべき一般固有値問題が巨大になる。他の方法は、補間関数の次数をあげることである。このことによる精度の向上の仕方を調べるため、一次元のシュレジンガー方程式の解法に応用した。4次の補間関数を用い、かつ、位置エネルギー項の部分の積分にも適当な補間をほどこすと、多くの例題において、10根以上が、実用上、厳密解と等しい値を高速でえられることが明らかになった。1.分子のハートリ・ホック方程式を数値的に解く試みは,これまで2原子分子に限られていた.その理由は,楕円座標という特殊な座標系を使っていたからである.本研究では,円筒座標という簡単な座標系を導入し,直線分子一般に適用できる方法を開発した.微分方程式は有限差分法を用いて数値的に解いていく.現在,一電子系と二電子系の方程式を解くプログラムを完成させ, H_2^+,H_2およびH_3^<2+>について,テスト計算を実行することができるようになった.直線H_3^<2+>系は一電子系ではあるが, 3原子系であり,本研究の方法が2原子以上にまで適用できることを示している.

2.シュレディンガー方程式の数値解法の研究のひとつとして,一自由度および2自由度系の分子中の核の運動の方程式を有限要素法によって解く方法を開発した.この研究では,この一,二年のうちに利用できるようになったスーパーコンピュータの能力を可能な限り使いこなしたアルゴリズムを見出し,プログラムを開発した. 35万次元の固有値問題を23分で解く高速性能を実現した.3.上記のプログラムを用い,分子間水素結合中のプロトン移動が,分子間振動の励起によって,著しく推進される機構を明らかにした.普通の意味のトンネル効果に加えて,古典的な経路も大切になることが,波動関数を図示することによって明瞭にした.4.ランチョス漸化式法を改良して,連続状態と離散状態への遷移を統一的に取り扱う方法を開発した.
内皮型一酸化窒素合成酵素（eNOS）制御における時計遺伝子DEC1の役割の解明

本研究では、細胞実験と動物実験を行う。細胞実験では、DEC1ノックアウトマウスから採取・培養した血管内皮細胞を用いてLKB1/AMPK/eNOSそれぞれのリン酸化/発現を検討する。さらに、DEC1ノックアウトマウス大動脈輪状標本を用いてアセチルコリンに対する弛緩反応を観察して血管内皮機能を評価する。動物実験では、テレメトリー自動血圧測定器を用いて、DEC1が血圧に及ぼす影響についても検討する。
「希少癌」骨軟部腫瘍の迅速な新規治療法の開発

本研究は、難治性かつ希少がんである骨軟部腫瘍の生命予後の改善を目的として、腫瘍発生・悪性化・治療抵抗の原因因子を特定し、個別化医療や治療標的の開発を進めた。特徴として、下記3つの探索を実施し、TK阻害剤の適応拡大による新規分子標的治療法開発を進めた。以上を進め、早期骨軟部腫瘍の予後改善に向けた臨床医学の基盤構築を進めた。(1)組織型特異的融合遺伝子のタンパク質発現プロファイリングによる腫瘍発生・悪性化の鍵因子の解明:前年度に引き続き、手術検体及び組織型特異的融合遺伝子の発現解析データベースを構築し、ネットワーク解析及び阻害剤効果を含めた機能解析を進め、腫瘍の悪性化・抵抗性因子を明らかにした。特にユーング肉腫のXBP1タンパク質(小胞体ストレス)、横紋筋肉腫のPP2A(セリンスレオニン)が予後因子及び治療標的になることを同定した。(2)骨軟部腫瘍検体を用いた免疫応答解析による免疫担当細胞プロファイリングならびに免疫応答の側面より発癌・悪性化・抵抗性の因子の同定:前年度に引き続き、骨軟部腫瘍検体に対して免疫応答解析を行い、免疫担当細胞のプロファイリングを構築し、腫瘍の悪性化・抵抗性因子を明らかにした。同定された免疫担当細胞について発現検証を行いデータベース化を行った。(3)阻害剤(特にチロシンキナーゼ)が奏効するチロシンキナーゼ遺伝子変異の探索:前年度に引き続き、骨軟部腫瘍の遺伝子変異プロファイリングを進め、その同定されたTK遺伝子変異に対して、阻害剤奏効性を含めた機能解析及びその発見に基づいた臨床応用(臨床試験)を前年度に引き続き進めた。特にNTRK、ROS1の新規融合遺伝子を軟部肉腫に同定しプレシジョンメディシンに基づいた新規治療法開発、承認薬TK阻害剤(pazopanib)の著効因子の同定にて個別化医療促進に成功した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、難治性かつ「希少癌」である骨軟部腫瘍の生命予後の改善を目的として、治療成績向上の要となる腫瘍発生・悪性化・治療抵抗の原因因子を特定し、その結果に基づいた新規バイオマーカーや治療標的の開発を進める。特徴として、(1)組織型特異的融合遺伝子のタンパク質発現プロファイリングによる腫瘍発生・悪性化の鍵因子の解明、(2)骨軟部腫瘍検体を用いた免疫応答解析による免疫担当細胞プロファイリングならびに免疫応答の側面より発生・悪性化・抵抗性の因子の同定、また独自手法で(3)チロシンキナーゼ(TK)阻害剤が奏効するTK遺伝子変異の探索を実施し、その成果に基づいたTK阻害剤の適応拡大による迅速な新規分子標的治療法を確立する。1)骨軟部腫瘍のタンパク質発現解析として、手術検体タンパク質発現解析のデータベースに加えて、組織型特異的融合遺伝子タンパク質発現データベース構築を行った。具体的にはヒト間葉系幹細胞などに対して、組織特異的融合遺伝子(または変異)を遺伝子導入しタンパク質発現データベースの構築を行った。また、肉腫細胞株に対して組織特異的融合遺伝子(または変異)の発現抑制を行いタンパク質発現データベースの構築を行った。2)骨軟部腫瘍の免疫応答解析として、骨軟部腫瘍検体に対して免疫応答解析を行い、免疫担当細胞プロファイリング構築を進めた。3)骨軟部腫瘍のTK治療標的の開発として、骨軟部腫瘍(検体・細胞株)に対してTK遺伝子変異探索システム(NanoString)を用いた発現プロファイリング構築を行った。具体的には、TK融合遺伝子の探索を行った。概要の(3)にあたるチロシンキナーゼ(TK)阻害剤が奏効するTK遺伝子変異の探索を実施し、その成果に基づいたTK阻害剤の適応拡大による迅速な新規分子標的治療法を確立する部分で、NanoString器機のメンテナンス及び故障で発現プロファイリング構築が若干遅れている本研究は、難治性かつ「希少癌」である骨軟部腫瘍の生命予後の改善を目的として、治療成績向上の要となる腫瘍発生・悪性化・治療抵抗の原因因子を特定し、その結果に基づいた新規バイオマーカーや治療標的の開発を進める。1)骨軟部腫瘍のタンパク質発現解析:手術検体タンパク質発現解析のデータベースに加えて、組織型特異的融合遺伝子タンパク質発現データベース構築を行った。現在までにユーイング肉腫、横紋筋肉腫についてプロファイリング作成を機能解析を行っている。

概要の(3)にあたるチロシンキナーゼ(TK)阻害剤が奏効するTK遺伝子変異の探索を実施し、その成果に基づいたTK阻害剤の適応拡大による迅速な新規分子標的治療法を確立する部分で、NanoString器機のメンテナンス及び故障で発現プロファイリング構築が若干遅れている本研究は、難治性かつ「希少癌」である骨軟部腫瘍の生命予後の改善を目的として、治療成績向上の要となる腫瘍発生・悪性化・治療抵抗の原因因子を特定し、その結果に基づいた新規バイオマーカーや治療標的の開発を進める。特徴として、(1)組織型特異的融合遺伝子のタンパク質発現プロファイリングによる腫瘍発生・悪性化の鍵因子の解明、(2)骨軟部腫瘍検体を用いた免疫応答解析による免疫担当細胞プロファイリングならびに免疫応答の側面より発生・悪性化・抵抗性の因子の同定、また独自手法で(3)チロシンキナーゼ(TK)阻害剤が奏効するTK遺伝子変異の探索を実施し、その成果に基づいたTK阻害剤の適応拡大による迅速な新規分子標的治療法を確立する。以上の3テーマを順次達成し、早期骨軟部腫瘍の予後改善に向けた臨床医学の基盤を構築する。本年度は、(1)融合遺伝子のタンパク質発現解析として、昨年に引き続き、各種組織型特異的融合遺伝子の発現解析データベースを構築し、特にユーイング肉腫の腫瘍の悪性化・抵抗性因子を明らかにした。また、ユーイング肉腫のXBP1が悪性度に関与していることを発見し、XBP1阻害剤を用いたin vitro, in vivo実験を進めその関連の証明と新たなユーイング肉腫肉腫の治療法の可能性提示に成功した。(2)骨軟部腫瘍の免疫応答解析は、主に患者血液に対して免疫応答解析を行い、免疫担当細胞のプロファイリングを構築に成功し、腫瘍の悪性化・抵抗性因子に関与する因子同定し、臨床病理データを用いた検証を行った。(3)骨軟部腫瘍のTK遺伝子変異探索としての主にTK遺伝子変異とTKドメイン発現のプロファイリングを行い、小児軟部肉腫にNTRK1融合遺伝子の同定に成功た。その患者にSingle patinet protocalとして阻害剤であるLOXO-101の投与を行い著効を報告した。また、ユーイング肉腫のXBP1が悪性度に関与していることを発見し、XBP1阻害剤を用いたin vitro, in vivo実験を進めその関連の証明と新たなユーイング肉腫肉腫の治療法の可能性提示に成功しため順調に計画は進んでいる。(2)骨軟部腫瘍の免疫応答解析は、主に患者血液に対して免疫応答解析を行い、免疫担当細胞のプロファイリングを構築に成功し、腫瘍の悪性化・抵抗性因子に関与する因子同定し、臨床病理データを用いた検証を行ったため順調に計画は進んでいる。(3)骨軟部腫瘍のTK遺伝子変異探索としての主にTK遺伝子変異とTKドメイン発現のプロファイリングを行い、小児軟部肉腫にNTRK1融合遺伝子の同定に成功したため順調に計画は進んでいる。
学校建築の教室環境改善に関する総合的研究

本研究は、下記に示すような調査・解析を行った。得られた知見を要約して列記すれば、以下のようである。1.福岡市立小学校の教師に対して、夏季の教室環境に関するアンケート調査を行い解析した。(1)教室内はかなり暑く、日射の有無で窓際の暑さに大きな違いが見られる。(2)暑さの原因の主な理由は日射と風通しである。(3)パッシブな手法だけでは夏場の高い気温や、高湿度、強風等の問題を解決するには限界がある。2.夏季の教室環境に関する短期集中実測調査を行った。(1)夏季の室温は、通風時では外気温にほぼ等しくなり、水平方向の分布はほとんど生じない、(2)放射環境は南側の席が最も悪く、北側の席と比較してグローブ温度に約2°Cの差が生じる、(3)片廊下タイプと中廊下タイプでは、室温に顕著な差は見られないが、中廊下タイプの方が通風に難があるので、総合温熱指標SET^*は高く体感的には暑くなっていることが分かった。3.福岡市立小学校を対象にして、1年間に渡る熱環境の長期実測を行なった。(1)夏期において、教室内気温が28°Cを越える授業時間数の累計は123時間に昇る(年間の総授業時間数の約10%)。(2)冬期において、18°Cを下回る総時間数は363時間に昇る。(年間の総授業時間数の約30%)。(3)教室環境は、窓面方位や窓・カーテンの開閉状態によって左右され、窓を閉めた状態では二酸化炭素濃度等の空気質の問題が生じる。4.全国の主要都市教育委員会を対象として、冷暖房器具の設置や環境衛生管理の状況などに関するアンケート調査を実施した。(1)全体の70%近い39都市が「原則として暖房を設置している」という回答を得た。(2)冷房器具は、特殊な場合を除いて外気温に関係なく原則的には普通教室には設置されていない。5.福岡市以外の都市や国外の学校環境について、ヒアリング調査及び視察を行い、それらの特徴をまとめた。本年度は、下記に示すような調査・解析を行った。1.福岡市立小学校の教師に対して、夏季の教室環境に関するアンケート調査を行い解析した(1)教室のタイプは、南面、片廊下タイプが圧倒的である。教師の属性は男性より女性の方が多く、特に30代・40代の女性が多い。冷房装置は必要である、あった方が良いが圧倒的に多く、全体の約85%を占める。(2)教室内はかなり暑く、日射の有無で窓際の暑さに大きな違いが見られる。暑さの原因の主な理由は日射と風通しである。パッシブな手法だけでは夏場の高い気温や、高湿度、強風等の問題を解決するには限界がある。2.夏季の教室環境に関する実測調査より、片廊下タイプと中廊下タイプの教室温熱環境の比較を行った(1)夏季の室温は、通風時では外気温にほぼ等しくなり、水平方向の分布はほとんど生じない。(2)放射環境は南側の席が最も悪く、北側の席と比較してグローブ温度に約2°Cの差が生じる。

(3)片廊下タイプと中廊下タイプでは、室温に顕著な差は見られないが、中廊下タイプの方が通風に難があるので、総合温熱指標SET^*は高く体感的には暑くなっている。片廊下タイプの教室の通風は良好である。3.福岡市立小学校の電気、ガスの消費量および水道使用量の月別変動と年間消費量を調査・解析した(1)非空調校の電気は、照明、コンセント関係で消費の大半が占められており、年間を通して大きな変動はない。空調校(航空機騒音の激しい一部の学校)の電気消費量は、夏期のみ非空調校の23倍程度増加する。(2)小学校のガスの大半は学校給食によって消費されるため、夏期休暇時には消費量は極端に減少する。(3)水道使用量は、空調の有無による顕著な差は見られない。プール教室が行われる夏期のみ使用量が多くなる。本年度は、下記に示すような調査・解析を行った。得られた知見を要約して列記すれば、以下のようである。1.福岡市立KW小学校を対象にして、熱環境および結露に関する長期実測を行った「教室環境衛生の基準(文部省体育局)」では、教室温度の判定基準として、「冬期では10°C以上、夏期では30°C以下であることが望ましい。また、最も望ましい温度は、冬期では1820°C、夏期では2528°Cである」と述べている。これを参考にして教室温度の1年間の実測データを解析してまとめた。(1)夏期において、日最高気温が28°Cを越える日数は1年間で35日間(年間の授業日数の約16%)、日最低気温でも10日間(同約5%)ある。教室内気温が28°Cを越える授業時間数の累計は123時間にのぼり、これは年間の総授業時間数の約10%にあたる(休日は除き、授業時間帯のみを対象とする)。(2)冬期において、日最低気温が18°Cを下回る日数は94日(年間の授業日数の約43%)、最高気温でも39日(同約18%)は18°C以下となる。また、18°Cを下回る総時間数は363時間にのぼり、これは年間の総授業時間数の3割にあたる(床上250cmの測定値であり、机上面では気温はさらに低くなる可能性がある)。2.教室窓面方位および窓の開閉パターンが教室の熱環境に及ぼす影響(1)教室方位が異なる4校(計9教室)の小学校を対象として、平成10年10月より室温の測定を開始している。(2)秋期のデータの一例として、(1)外気温が高い授業時は窓の開放率が高いため、外気温と室温の差及び方位による教室間の温度差は小さい、(2)外気温が低くなると窓を閉めることが多くなり、外気温と室温の差及び方位による教室間の温度差が大きくなる傾向が窺えたが、詳細は今後の検討課題としデータを蓄積していきたい。1.全国の主要都市教育委員会を対象として、冷暖房器具の設置や環境衛生管理の状況などに関するアンケート調査を実施し、暖房器具の設置と外気温との関係について考察した。(1)アンケート配布総数は全国で65通で、回収率は第1回調査が89%(65都市中58都市)、第2回調査が71%(58都市中41都市)である。(2)全体の70%近い39都市が「原則として暖房を設置している」という回答を得た。関東以北の全都市、そして関東より中国地方にかけてのほとんどの都市が、「原則として暖房を設置している都市」であった。(3)冷房器具は、「自衛隊機、航空機、鉄道、自動車等の騒音対策として」、「防音のため文部省の補助対象に指定されているため」との回答が大半であり、外気温に関係なく原則的には普通教室には設置されていない。2.方位の異なる4校9教室を対象として、1年間に渡る温熱環境の実測を行い、それらの結果を解析した。
鶏胚卵黄嚢膜の組織培養系における遺伝子発現

鶏胚の発生分化における卵黄嚢膜の生理的役割を明らかにする目的でここでの遺伝子発現の解析と細胞初代培養の確立を行った。また培養を確立した後、特異的に発現する遺伝子の探索やホルモン・薬剤処理が遺伝子発現にどの様な影響を与えるかを調べた。卵黄嚢膜は発生初期と後期では翻訳産物にかなりの相違があることが分かり、αーフェトプロテイン(AFP)とアルブミンとのスイッチは12日目に観察された。またアルドラ-ゼは8日目に筋型から肝型に転換した。一方、発生中の卵黄嚢に検出されるオボアルブミンはde novo合成ではなく卵白に由来することを確かめた。卵黄嚢膜のタンパク分解酵素活性が見かけ上非常に低いのはこのように卵白が卵黄嚢に移行するため、オボムコイドなどのプロテア-ゼインヒビタ-によるものであった。これらを除くとトリプシン様、キモトリプシン様の酵素活性が顕著に認められるようになり、その中のキモトリプシン型プロテア-ゼを精製し、酵素化学的性質を明らかにした。卵黄嚢膜での遺伝子発現をいくつかのプロ-ブで見たところAFP、アルドラ-ゼ遺伝子以外にはCーmycやコラ-ゲン遺伝子の発現が見られた。また、抗体を使った実験によって上皮細胞成長因子やインシュリン様成長因子が認められた。このことにより卵黄嚢膜は細胞増殖機構や分化の問題を研究する上で適当であると思われる。卵黄嚢膜より細胞培養を試み、それを確立することが出来た。5ー10%FCSを添加しなければならなかったが、卵白を少量加えるとFCS量は減少した。またインシュリンやデキサメサゾンを加えると増殖が促進された。現在、これらによって発現が促進される遺伝子の検索を行っている。
難分解性合成高分子の微生物分解における共生現象の解析

汎用性の高分子物質であるポリビニルアルコール(PVA)やポリエチレングリコール(PEG)の分解資化はそれぞれ2種の細菌の存在が必須な共生的混合培養によって起こる。一般に、複数種の微生物が本来備えている形質を捕填し合うことによって生ずる新しい分解力は自然界で安定に保持される可能性が高い。また、これらの共生細菌系を人為的なコントロール下に培養すれば排水処理にも適用できる。本研究では、PVA分解細菌の自然界での分布調査、共生細菌系を用いたPVA含有排水処理の効率化、およびPEG資化性細菌系の共生機構の解明を行った。1.PVA分解細菌の自然界における分布と、PVA含有排水の集約的処理法の開発: PVA資化性共生細菌系はピロロキノリンキノン(PQQ)の授受によって成立する。そこで、PQQ存在下にPVA資化性細菌の分離を行い、土壌1000点中12株の細菌を得た。これらは全てPQQ関与のPVAデヒドロゲナーゼを有していた。PVA含有廃水の処理をモデル化して連続培養を行ったところ、PVA分解細菌の増殖の律速因子はPQQの生産速度であった。この生産速度を高かめるために、PQQ生産菌の増殖基質となる炭素源とPQQ生産との関係を検討し、エタノールに高い効果が認められた。諸条件を検討し、エタノールを0.01%濃度で培地に添加することによって、高い希釈率(0.064【h^(-1)】)でもPVAを完全に分解することができた。2.PEG資化性共生細菌系の細菌間相互作用: Flavobacteriumsp.とPseudomonas sp.との相互作用を調べるために、両菌のPEG分解と【C_2】化合物代謝に関与する酵素活性を詳細に検討し、Pseudomonas sp.がPEG分解の際に生ずる有毒な【C_2】化合物、グリオキシル酸を分解資化して系内から除去することを明らかにした。設備備品として購入した超低温フリーザーは、細菌の酵素を安定に保存するために使用した。
死別による父子家庭のニードおよび社会的支援の現状と展望

死別父子家庭では、母子家庭と同様に、公的なひとり親支援サービスの認知度が低いことが示唆された。母子家庭との違いは、父親が正規雇用者であるため、サービス利用のための煩雑な手続きの時間が取れないケースが多かったことである。今後、支援内容や手続き方法についての見直しも必要である。仕事と育児・生活の両立のためには、職場や上司の理解が必要であり、“ワーク・ライフ・バランス確立のための支援"が必要といえる。また、潜在的なニーズをもつ男性遺族へのアプローチの必要性が示唆され、インターネット活用も早急に検討すべき課題であると思われた。死別父子家庭のニーズを明らかにした上で、死別父子家庭にとって本当に必要な社会的支援とは何かについて検討することを目的とした調査を実施中である。本調査前(平成25年度)にすでに7名の対象者へのインタビューを実施しているため、平成26年度は、インタビュー内容を検討し直し、さらに5名の対象者へのインタビューを実施した。現在は、追加5名分のデータを、逐語録からコード化しカテゴリー別に分類している段階である。対象者5名は東京都、埼玉県在住者であり、死別後期間は1年から19年、年齢も42歳60歳代と差があったものの、行政支援(ひとり親支援)については知識がないか、または、所得制限のため使えないとした回答がほとんどであることと、行政支援は使いづらいという意見は一致していた。また、近隣との関係が希薄な都会在住者と、地方在住者、さらに子の幼稚園、学校での保護者との関係性により、子育て困難感に差があることが予想された。2.今後の方向性父子家庭のニーズと合致した社会的支援を検討するため、同時に、行政におけるひとり親世帯および父子世帯へのサポート体制の概要調査と市町村共通の支援策とその概要についての調査を実施予定である。厚労省による「ひとり親家庭の支援」については確認しているが、各自治体に独自の支援があることと、また、入手可能なデータからはひとり親家庭の支援利用状況が不明であるため、全国自治体への無記名調査を実施すべきと考える。現在、質問紙内容を研究者で検討し、プレテストを実施している状況であり、平成27年度はじめに質問紙調査を実施したい。【目的】子育て期間中に妻と死別した男性を対象に、そのニードについての調査を実施する。【実施概要】平成26年度末までに12名、平成27年度に追加2名の対象者へのインタビューを実施し合計14名へのインタビューが終了し、データの分析途中である。父親の年齢、子供の年齢もさまざまであったが、行政支援(ひとり親支援)については知識がないか、または、所得制限のため使えないとした回答がほとんどであることと、行政支援は使いづらいという意見は一致していた。また、近隣との関係が希薄な都会在住者と、地方在住者での近所付き合いの感覚の違い、さらに子の幼稚園、学校での保護者との関係性により、子育て困難感に差が生じることが予想された。また、27年度は、父子家庭のニーズと合致した社会的支援を検討するため、父子家庭へのインタビューと同時に、行政におけるひとり親世帯および父子世帯へのサポート体制の概要調査と市町村共通の支援策とその概要についての情報を得るため、質問紙調査を実施した。全国約270か所の自治体を対象に郵送法で行い、126か所からの回答を得ており、現在集計中である。各自治体で共通しているのは、ひとり親のうち、母子家庭と父子家庭を比較すると、圧倒的に母子家庭のサービス利用が多いことであった。計画では、死別父子家庭の父親のニーズを明らかにした上で、現状で実施されている「ひとり親支援対策」の認知度とその利用状況を調査を平成27年までに終了し、今年度はまとめの段階としている。自治体への調査は終了し分析過程である、また、父子家庭対象者へのインタビュー終了分は分析途中であるため概ね順調といえるが、目標としては、インタビュー対象者を(現在14名終了)20名としたいため引き続き調査を続行予定である。平成27年度末までに合計14名へのインタビューが終了し、集計は終了している。14名の分析結果からは、行政におけるひとり親支援については知識がないか、または、所得制限のため使えないとした回答が多く、行政支援は使いづらいという意見は一致していた。また、近隣との関係や、子供の幼稚園、学校での保護者(特に母親)との関係性により、子育て困難感に差があることが示唆された。また、27年度に実施した、行政におけるひとり親世帯および父子世帯へのサポート体制の概要調査と市町村共通の支援策とその概要についての質問紙調査(回収率46.7%)を集計・分析した。結果は、ひとり親支援の関連する窓口は複数あり、それぞれの担当者が支援について説明しているという自治体が多く、最初に担当した課が関連する担当課を紹介する方法が高率であった。また、「ひとり親支援」に関する資料(一覧表)が「ない」と回答した自治体が約40%あった。一覧表以外のサービスの周知方法は各自治体のホームページや、広報誌にサービスの一部を掲載するという方法が最も多く、周知方法についても検討の必要性があると思われた。

ひとり親支援サービスの母子父子家庭別利用率では、サービス利用者の90%以上が母子家庭であり、父子家庭では10%以内の利用にとどまった。計画では、死別父子家庭の父親のニーズを明らかにした上で、現状で実施されている「ひとり親支援対策」の認知度とその利用状況を調査を終了し、H28年度はまとめの段階としていた。自治体への調査は終了し分析途中である。しかしながら、研究結果の信頼性を高めるため父子家庭対象者の目標数を20名としたい(現在14名終了)ため引き続き調査を続行したい。理由として、対象となる死別父子家庭の父親の探索が非常に困難であり、さらに、就業時間の不定期な方も多く面接の調整がうまくいかないケースが多いことがあげられた。2010年のひとり親世帯(母子世帯)と社会資源に関する調査において、各自治体における支援サービスの認知度が低いことが示唆された。父子世帯も同様にサービスの認知度は高くはないが、母子世帯との違いは、「知っていても利用しない」ケースが多かったことである。サービス利用率は父子世帯の利用は数%にとどまっている。所得制限の枠により利用できない場合もあるが、正規雇用者であるために、「相談」に出向く余裕がない、サービスを利用するための「登録」や「事前打ち合わせ」の時間が取れない等で利用を断念するケースもあった。また、家事は時間とともにそれぞれの方法で自立できているケースも多かったことから、実態を把握した上で、今後、支援内容や手続き方法についての見直しも必要と思われた。死別父子世帯が必要としているのはワーク・ライフ・バランス確立のための支援といえる。公的な支援も必須ではあるが、仕事と育児・生活の両立のためには個々の職場の体制や仕事内容によるところが大きく、また、職場や上司の理解が不可欠と思われた。正規雇用であるからこそ、育児と、組織人としての責任や義務のはざまで悩むのであり雇用される側としての弱い立場と職場の無理解が、彼らのワーク・ライフ・バランスを保てない要因であると思われた。また、心身ともに健全な生活と育児のためには「精神的な支援」は欠かせないと思われる。父子家庭の父親やひとり親家庭の子どもが気軽に相談できる窓口の整備やサポートグループの育成は有用であろう。死別者が、唯一、離別者と異なるのは、対象者の多くが「自分と同じような立場の人たちとの交流」を望んでいたことであり潜在的なニーズをもつ男性遺族へのアプローチの必要性が示唆された。インターネットの普及率83%9)の現在、遺族支援の形の一つとして、インターネット活用も早急に検討すべき課題と考える。死別父子家庭では、母子家庭と同様に、公的なひとり親支援サービスの認知度が低いことが示唆された。母子家庭との違いは、父親が正規雇用者であるため、サービス利用のための煩雑な手続きの時間が取れないケースが多かったことである。今後、支援内容や手続き方法についての見直しも必要である。仕事と育児・生活の両立のためには、職場や上司の理解が必要であり、“ワーク・ライフ・バランス確立のための支援"が必要といえる。また、潜在的なニーズをもつ男性遺族へのアプローチの必要性が示唆され、インターネット活用も早急に検討すべき課題であると思われた。
ウエハー接合を援用した高品質エピグラフェンと新原理に基づく高周波デバイス

優れた物性を有するグラフェンは、テラヘルツ帯で動作するトランジスタを実現する。私は、SiC基板から転写・接合によるSiC単結晶薄膜作製技術を用いて、デバイス応用に適した基板上への高品質グラフェンの成長に成功した。このグラフェンが、直線的なバンド分散を有していることを確認し、更には、キャリア移動度が高いことを実証した。このグラフェンを用いたトランジスタの試作に成功し、高速電子デバイス応用に適していることを示した。【研究目的】これまで不可能とされてきた課題「グラフェン成長の低コスト化と高品質性の両立」及び「ドレイン電流飽和」を解決し、以て、グラフェン・トランジスタ(G-FET)のテラヘルツ帯動作を実現する。【背景】グラフェンは、優れた物性を有する次世代材料である。例えば、テラヘルツ(THz)帯で動作するFETの実現が、理論的にはグラフェンの利用により可能となる。G-FET実用化に向けて、申請者らは、Si基板上SiC薄膜上にグラフェンを作製するというGOS法の先導的研究を行ってきた(表面科学会論文賞、Sci. Rep. (2014))。GOS法はSi技術と適合する有望な成長法だが、SiC薄膜の低結晶性に由来するグラフェンの低品質性を有する。更にG-FETのデバイス開発も行い、THz帯動作へあと一歩の世界最高のG-FETの高周波特性を得た(Proc. IEEE (2013))。更なる特性向上には、ピンチオフの実現が必要である。【本年度の研究実績】このような課題を克服する為に、本年度は、「デバイス基板(Si・サファイア等)上SiC単結晶薄膜を用いた高品質グラフェン成長を目指して研究を行った。実際に、このような高品質グラフェン成長が可能であることを角度分解光電子分光法及びRaman散乱分光法を用いて実証した。27年度の目標である「SiC薄膜単結晶基板上の高品質グラフェン薄膜成長」に実際に成功し、また、その機構解明にも成功したことから上記のような区分を選択した。【学術的背景】グラフェンは、優れた物性を有する次世代材料である。GOS法はSi技術と適合する有望な成長法だが、課題1:SiC薄膜の低結晶性に由来するグラフェンの低品質性を有する。更なる特性向上には、ピンチオフの実現(課題2)が必要である。【本年度の研究計画】項目1で作製したグラフェンをチャネルとして用いて、デュアル・ゲート構造を有するFET(DG-FET)を作製する。このデュアル・ゲートの二つのゲート電極電圧の適切な設定により、単極性動作させることが可能となる(特許出願済み)。このような新たな構造・原理に基づいたDG-FETを用いて、ドレイン電流の飽和(ピンチオフ)、引いては、THz帯動作を狙う。(デバイス作製)これまで申請者らが構築してきたデバイス作製技術(Proc. IEEE (2013))を用いて、DG-FETを作製する。【本年度の成果】上述のようなデュアル・ゲート構造を有するデバイスの試作に成功した。電気特性の評価の結果から、予想通りの飽和特性ではないが、ドレイン電流が飽和することが確認された。28年度は、27年度に作製したグラフェンをチャネルとして用いて、デュアル・ゲート構造を有するFET(DG-FET)を作製する。このデュアル・ゲートの二つのゲート電極電圧の適切な設定により、単極性動作させることが可能となる。このDG-FETのチャネルとして、27年度に作製した作製したグラフェンを用いる。ゲート絶縁膜として用いるAl2O3薄膜(厚さ10 nm)は、電子ビーム蒸着装置により堆積させたAl薄膜を自然酸化させることにより作製する。また、ゲート電極及びソース/ドレインとしてNi蒸着膜を作り込む。(評価)上記のようにして作製したDG-FETの静特性(ドレイン電流-ドレイン電圧、ドレイン電流-ゲート電圧曲線)を測定する。更には、高周波特性を測定する。具体的には、電流利得の周波数特性の実験値から外挿して、遮断周波数を求める(Proc. IEEE (2013))。得られた電気特性が良くない場合は、プロセスの見直しを行う。

特に、グラフェンにダメージを与え得る絶縁膜の作製条件(Fukidome et al., J. Mater. Chem. (2011))の再検討を行う。表面科学、結晶工学、半導体工学
神経細胞におけるアミロイド前駆体蛋白の代謝とその調節-軸索内輸送を用いた研究

アルツハイマー病脳にみられる特徴的な蓄積物である老人斑とpaired helicalfilament (PHF)は、各々、アミロイド前駆体蛋白(APP)ならびにタウ蛋白という正常脳でも機能している蛋白が、蛋白修飾、蛋白分解などその代謝過程に生じた異常の結果、難溶性の異常構造を形成したものと考えられる。従って、その形成過程の解明には、正常状態におけるこれらの蛋白の代謝経路を明らかにすることが必須であろう。本研究では、神経細胞特有のAPP代謝経路および、軸索内輸送障害に伴うその変化を明らかにすることを目的とし、昨年度に引き続きin vivo軸索内輸送系を利用するとともに、本年度は更に、初代培養神経細胞の系を検討し、以下の結果を得た。1.ラット脳の細胞分画を検索し、リソソームに含まれる5.8kDaのAPP断片を見出していたが、各種のAPPペプチドに対する抗体で検索した結果、これがC末端cytoplasmic domainに相当することが判明した。この断片は、単離リソソームでも生成されることから、リソソームにおける蛋白分解で生じるものと考えられる。2.ラット坐骨神経を用いたin vivo軸索内輸送系で、full length APPの順向性輸送を確認した。薬物ならびに結紮法によって軸索内輸送障害を起こし、蓄積させた場合の変化を現在検討中である。3.生後2週齢ラット後根神経節細胞の培養下における突起再生過程を調べた結果、最初の5-6日間に相当する突起伸展期と、その後の突起成熟期という二つの時期から成り、チューブリンをはじめ主要な細胞骨格蛋白の代謝速度に大きな差異がみられることが判明した。この系はin vivoの状況をよく反映しており、実起の状態によるAPP代謝の変化を調べる上で有用な系であることが確認された。
食品成分による動物細胞分化の制御

動物細胞の多くは、未分化の幹細胞の分化・増殖と正しい移行による再構成によって正常な構造と機能が維持されている。本研究では培養下で分化・増殖を制御しうるような動物由来の培養株細胞をモデル系に用いて研究を行ない、以下に要約するような成果を得た。1.初期胚のモデルとなる胎児性ガン細胞F9を用いparietal endoderm様細胞への分化はビタミンA酸が必須であり、その変換は不可逆的であるがcAMPによる変換は可逆的であることを明らかにした。2.小腸上皮細胞のタ-ンオ-バ-は極めて速く、幹細胞は数日の間に分化・成熟し絨毛の先端に達し剥落する。ラット小腸由来のIEC-18を幹細胞のモデルに用いて分化誘導因子を検索した。IEC-18細胞にラット小腸酸抽出物を添加すると、24時間後に増殖が停止し、48時間後に小腸上皮吸収細胞の特徴であるスクラ-ゼ活性が増加するとともに、微絨毛様構造の形成が電子顕微鏡により観察された。このことは小腸抽出物中に分化誘導因子が存在することを示唆する。この因子を精製したところ、熱、酸に安定で分子量400800であることが判明した。また食品成分が消化管ホルモンを介して関与していることを示唆する結果も得た。3.培養下で脂肪細胞へ分化しうる繊維芽細胞3T3-L1を用いて、デキサメサゾン、MIX、インスリンの存在で速やかに分化せしめる系で各種ビタミン及び関連物質の影響を系統的に検討した。水溶性ビタミンのうちB_6群及びCが促進効果を有し、特にCの効果は顕著であった。脂溶性ビタミンのうち、A群(beta-カロチンを含む)、D群、E群、K群はいずれも分化を強く阻害した。しかし一部のもの(D、Kなど)は低濃度ではむしろ促進的効果を示した。またこれらビタミンの作用が脂肪細胞の形成時に特異的に発現するリポプロティンリパ-ゼの転写レベルを制御していることも判明した。高等動物の生体はたった1個の受精卵から分化・増殖し,正確に形態形成されたものである.種々の組織の多くはターンオーバーし,ホメオスタシスを維持しているが,この際未分化の細胞からの分化・増殖と正確な位置への移動などによる再構成がおこる.これらの方向づけと決定は細胞の置かれている時間的・空間的位置と内部環境因子によって制御されているが,これらの制御に何らかの異常があれば奇型やガンが発症する.食品成分として体内に取込まれた物貭の種類と濃度はこの内部環境因子を支配するものとして極めて重要である.このような観点から細胞の分化・増殖に関する制御因子としての食品成分の生理機能を究明することは重要であり,本研究では培養下で分化・増殖を制御しうるような高等動物由来の培養株細胞をモデル系に用いて以下のような成果をえた.胎児性ガン細胞F9はDMEM培地中では幹細胞様の性状を呈し,多様な細胞に分化しうるが,ビタミンA酸の存在でprimitive endoderm様細胞へ,またビタミンA酸とcAMPが共存するとparietal endoderm様細胞へと分化する.この変換機構を分泌蛋白質ラミニンmRNAの発現を指標として検討したところF9の分化誘起にはビタミンA酸が必要であり,その変換は不可逆的であるが次いで起こるcAMPによる変換は可逆的であることを明らかにした.培養下で脂肪細胞へ分化する繊維

芽細胞3T3ーL1を用いた研究の結果,リチウムイオンが脂肪細胞への分化を可逆的に阻害することが同らかとなり,食品由来の外的因子が分化の制御因子となりうることが示唆された.また蛋白貭摂取に応答してプロテアーゼの分泌を促進するメディエーターであるモニターペプチドが3T3細胞に対してEGF結合部位を介して増殖促進作用を発揮することを明らかにした.動物細胞の多くは常にターンオーバーしており、その際未分化の幹細胞の分化、増殖と正しの移動による再構成によって正常な組織の構造と機能が維持されている。特に小腸の上皮細胞や肥満の成立と密接に関係する脂肪細胞の形成は摂取する食品成分によって著しい影響を受けていると考えられる。そこでこれらの前駆細胞のモデルとなる培養細胞を用いて、分化・増殖に必須な因子とその作用機構を明らかにすることを目的とした。本年度の研究成果は以下の通りである。小腸上皮細胞のターンオーバーは極めて速く、クリプトで分裂した幹細胞は数日の間に複数種類の細胞に分化し、絨毛の先端に達して剥落する。このような急速な小腸機能の発現に対して小腸組織から細胞の分化を誘導・制御する因子が出ているのではないか、そして食品由来の物質がこの分化に2次的に関与しているのではないかと考えた。本年度は内因性調節物質を明らかにするためにラット小腸酸抽出物から因子を検索した。分化誘導因子のアッセイには小腸幹細胞の性質を保持しているラット小腸由来培養細胞IECー18を用い、成熟細胞に特有の膜酵素の発現を指標として検討した結果、抽出液添加により指標酵素の上昇が認められた。そこで大量のラット小腸抽出物よりHPLC等により活性物質を精製した。培養下で脂肪細胞へ分化しうる織維芽細胞3T3ーL1を用いて分化に対する各種ビタミン類の影響を検討した結果、殆んどの脂溶性ビタミン類は抑制的に、ビタミンB^6,Cは促進的に作用することを知った。しかし真の分化決定因子は血清中の未知物質であり、分化に対する食品成分の作用機構を解明するためには、まず分化決定因子を明らかにし、増殖と分化とを区別して解析する必要がある。そこで無血清培地中での(前)脂肪細胞の培養系の確立を計り、その結果competent factorが少くとも前脂肪細胞の増殖に必須であることを明らかにした。動物細胞の多くは、未分化の幹細胞の分化・増殖と正しい移行による再構成によって正常な組織の構造と機能が維持されている。特に小腸の上皮細胞や肥満の成立に関係の深い脂肪細胞の形成は、摂取する食品成分によって著しい影響を受けていると考えられる。そこでこれらの前駆細胞のモデルとなる培養細胞を用いて、分化・増殖に必須な因子とその作用機作を明らかにすることを目的とした。本年度の成果を要約する。小腸上皮細胞のタ-ンオ-バ-は極めて速く、クリプトで分裂した幹細胞は数日の間に成熟細胞に分化し、絨毛の先端に達して剥落する。ラット小腸由来の培養細胞IEC-18を幹細胞のモデルに用いて分化誘導因子を検索した。IEC-18細胞にラット小腸酸抽出物を添加すると、24時間後に増殖が停止し、48時間後に小腸上皮吸収細胞の特徴であるスクラ-ゼ活性が増加するとともに、微絨毛様構造の形成が電子顕微鏡により観察された。このことは小腸抽出物中に分化誘導因子が存在することを示唆する。この因子を精製したところ、熱、酸に安定で分子量400800であることが判明した。また食品成分が消化管ホルモンを介して関与していることを示唆する結果も得た。
樹状細胞を用いた小児白血病に対する免疫療法の確立

小児白血病の治療成績は、化学療法の進歩や造血幹細胞移植術の導入などにより大きく改善した。しかし、依然として不幸な転帰をとる患児が多数存在する。本研究では、小児白血病患児に対する樹状細胞(dendritic cell,DC)療法の可能性を検討し、従来の治療法によって救命できなかった白血病患児に対する新たな治療法を開発することを目的とする。(1)高い有効性を持つDC療法を開発するために、白血病細胞をDCへと分化誘導することを試みた。白血病患児より得られた白血病細胞をGM-CSF、TNF-α、Flt-3 ligand、IL-4の存在下で無血清培地にて2週間培養したところ、急性骨髄性白血病M4、M5aでは、CD11c、CD80、CD83、CD86が陽性化しDCへの分化が観察され、白血病細胞由来のDCが直接細胞傷害性T細胞を誘導する可能性を見いだした。しかし、急性巨核芽急性白血病(M7)では、樹状細胞への分化は観察されなかった。(2)DCの機能に関連する遺伝子群を同定するために、サイトカイン関連遺伝子の発現パターンを解析したところ、臍帯血中DCと成人末梢血中DCとの間に相違が認められた。臍帯血中未熟DCは細胞周期関遺伝子、アポトーシス抑制性遺伝子の発現が高い、増殖能が高い、細胞死に陥りにくい、などの特徴が示唆された。一方、成人末梢血中成熟DCはTh1タイプの免疫誘導能が高い可能性が示唆された。(3)有効なDC療法を可能とするために、DCを活性化することが知られているセンダイウイルスベクター利用の予備研究を開始した。小児悪性腫瘍の患児から採取した末梢血幹細胞から分化誘導したDCへ温度感受性非伝搬型組換えセンダイウイルスベクター(ts-rSeV/dF)を作用させたところ、得られたDCは治療効果を期待できるレベルにまで活性化可能であるとの結果が得られつつある。小児白血病の治療成績は、予後因子による患者の層別化と化学療法の進歩、造血幹細胞移植術の導入などにより大きく改善した。しかし、依然として不幸な転帰をとる患児は多数存在し、小児白血病の治癒率はプラトーに達しつつある。本研究では、白血病患児の予後をさらに改善させるために、白血病患児に対する樹状細胞療法の可能性を検討し、新たな治療法を開発することを目的とする。そのために高い有効性を持つ樹状細胞療法を目的として、白血病抗原として細胞融解物またはアポトーシスに陥った白血病細胞を貪食させた場合、自血病細胞mRNAを導入した場合、白血病細胞由来樹状細胞を使用した場合の3者による免疫誘導能を解析する。平成18年度は特に白血病細胞を樹状細胞へと分化誘導することを試みた。白血病患児より得られた白血病細胞をGM-CSF(1000U/ml), TNF-α(100U/ml), Flt-3 ligand(100ng/ml), IL-4(1000U/ml)の存在下で無血清培地にて2週間培養した。1週間に2回新鮮な培地と交換し、細胞形態を観察するとともに細胞表面マーカーの変化を検討した。急性骨髄性白血病M4、M5aでは、CD11c、CD80、CD83、CD86が陽性化し樹状細胞への分化が観察されたが、急性巨核芽急性白血病(M7)では、樹状細胞への分化は観察されなかった。