hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
河道内樹林化が河道動態に及ぼす影響について

こうした細砂が低水路で巻き上がり,比高の高い所で堆積することで細粒砂層が形成されることが推測された.堆積を促す水理学的要因は,比高さの増加に対して沈降・摩擦速度比が大きくなること,草本類による浮遊砂のトラップがあることが指摘され,こうした効果を取り込んだ水理モデルからの評価を行う必要が認められた.4.平成10年9月の出水による河道痕跡調査を行った結果,比高の高い所では,新たな細粒砂の堆積が生まれ,その後,草本類の成長が見られるなど上述の知見を追認する結果が得られている.5.今年度の成果を踏まえて,セグメント1河道の樹林化のシナリオを提案した.本研究では河道内樹林化の顕著に進む礫床河川について,(1)樹林化を産む近年の河道特性,(2)河道内樹林化の実態,(3)樹林化のシナリオ,(4)樹林化と流れ・土砂輸送との相互作用系が生み出す地形変化,(5)樹林化した状況での大規模出水時の流況評価について検討した(1)では,近年,洪水発生頻度や出水規模の低減などによって,砂州の固定化・複断面化が生じていること,断面全体がフラッシュされないがほとんどなく,一方,低水路に流れが集中することでローカルな河床低下が生じ,ますます断面内比高差を拡大していることを示した.(2)では,利根川水系渡良瀬川を調査区間に選び,ハリエンジュを対象として樹林化の進む州での面積とその占有変化を調べ,州自身の面積増加とともに樹木化領域の経年的拡大傾向を明らかにした.(3)では,ハリエンジュに注目して河道内樹林化のシナリオをまとめた.とくに,樹林化に関わる物理的な要素は州上における細粒砂層の形成であり,これがハリエンジュの平面的拡大を容易にし良好な生育環境を与えていることを示し,細粒砂層では草本類も密生して小規模出水の際に細砂のトラップを行い,さらなる比高差が産まれるものと推定した.(4)では,狭窄部下流の比較的安定した中州に注目し,そこでの樹林化が出水時の河道動態に与える影響を平面2次元計算の混合砂利礫河床変動計算から検討し,狭窄部下流の中州形成(安定的存在),樹木が繁茂することで州の河床上昇(細粒分の推積)と低水路形成(粗硫化)が顕著になることを説明している.(5)では,渡良瀬川を例として,中州・河岸砂州に樹木が繁茂した場合の流況を数値計算から評価した.ここでは,現況の樹林地密生度を参考に狭窄部前後に形成される州に樹木の効果を入れ,大規模出水時における流況変化を求めるとともに,予測計算として様々な樹木密生度に対する水位上昇分も見積もり,洪水時における移動限界礫径を推定している.
自律演算するDNAコンピューター

・「演算」の大規模化,ネットワーク化に向けて本研究では,一分子の一本鎖DNAが分子内で自律的に相補配列を探索し,ヘアピン構造を形成する反応を利用して「状態遷移機械」を実装する.DNAポリメラーゼを用いた段階的な伸長にもとづいて,DNA分子が多段階の形態変化を行うことが必要な基本反応について,昨年度に行った予備的な「効率・精度」の評価を受け,反応温度や使用するDNAポリメラーゼなどの条件を改善し,再現性よく高効率で反応を行うことができるようになった.この結果について,リアルタイムPCR法を用いた定量的解析を行い,多段階の連続状態遷移が各段階平均70%以上の効率で進行することを明らかにした.この値は,1回の連続状態遷移反応あたり数十段階の演算ステップを実行することが期待できることを意味しており,より大規模な問題に対する解法の実現可能性が示唆された.さらなる大規模化や,それぞれが演算装置としてはたらくDNA分子間で通信を可能にする手法に関して,入出力の反応条件を変えてリアルタイムPCR法による定量的解析を行った結果からは,分子間でのハイブリダイゼーションにもとづく相補鎖伸長を利用する方法は,ヘアピン構造の形成と競合するため起こりにくいことがわかった.また,NP完全問題である「有向ハミルトン経路問題」の小規模な例題について,昨年度に行った解法実験で解を得ることに成功したが,改善した反応条件下で再度解法を行い,正確度の評価を開始した.各DNA分子が独立した演算装置として連続状態遷移を行い,一つの反応容器中で「プログラム」の並列処理が実行できることを確認した.以上の研究成果を,第26回日本分子生物学会年会(神戸)において報告した.・DNA分子の自律的反応を利用した「演算」の実現本研究では,一本鎖DNA分子が分子内で自律的に相補配列を探索し,ヘアピン構造を形成する反応を利用して「状態遷移機械」を実装する.実際に数学的な問題を解くために,複数種の分子を含む溶液中で,個々のDNA分子が独立した状態遷移機械として機能することを確認した.昨年度に行った基本反応の最適化を受けて,NP完全問題である「有向ハミルトン経路問題」の小規模な例題について,実験による解法をこころみ,正しい「解」を得ることに成功した.・基本反応における「演算能力・効率・精度」の評価DNA分子の状態遷移機械としての「振る舞い」について,より定量性のある測定を行った.状態遷移に成功した分子の割合をリアルタイムPCRにより定量し,反応温度・反応時間との関係を明らかにした.このデータにもとづいて,熱力学的モデルを用いた解析を行い,反応の効率・精度の評価を進めている.さらにシミュレーションにより,可能な状態遷移回数の見積もりを行い,必要なDNA分子量・計算時間と取り扱える数学的問題のサイズを対応づけなど,演算能力についての評価も進めている.以上の研究成果を,Eighth International Meeting on DNA Based Computers (DNA8)において口頭発表した.・「演算」の大規模化,ネットワーク化に向けて上記の成果にもとづいて,より高い効率・精度で問題を解くための反応条件の最適化を進めている.また,溶液中で状態遷移機械どうしが情報をやりとりできるような設計の改良を行った.・「演算」の大規模化,ネットワーク化に向けて本研究では,一分子の一本鎖DNAが分子内で自律的に相補配列を探索し,ヘアピン構造を形成する反応を利用して「状態遷移機械」を実装する.DNAポリメラーゼを用いた段階的な伸長にもとづいて,DNA分子が多段階の形態変化を行うことが必要な基本反応について,昨年度に行った予備的な「効率・精度」の評価を受け,反応温度や使用するDNAポリメラーゼなどの条件を改善し,再現性よく高効率で反応を行うことができるようになった.この結果について,リアルタイムPCR法を用いた定量的解析を行い,多段階の連続状態遷移が各段階平均70%以上の効率で進行することを明らかにした.この値は,1回の連続状態遷移反応あたり数十段階の演算ステップを実行することが期待できることを意味しており,より大規模な問題に対する解法の実現可能性が示唆された.さらなる大規模化や,それぞれが演算装置としてはたらくDNA分子間で通信を可能にする手法に関して,入出力の反応条件を変えてリアルタイムPCR法による定量的解析を行った結果からは,分子間でのハイブリダイゼーションにもとづく相補鎖伸長を利用する方法は,ヘアピン構造の形成と競合するため起こりにくいことがわかった.また,NP完全問題である「有向ハミルトン経路問題」の小規模な例題について,昨年度に行った解法実験で解を得ることに成功したが,改善した反応条件下で再度解法を行い,正確度の評価を開始した.各DNA分子が独立した演算装置として連続状態遷移を行い,一つの反応容器中で「プログラム」の並列処理が実行できることを確認した.以上の研究成果を,第26回日本分子生物学会年会(神戸)において報告した.
ゲノムバイオマーカーとカプセル分光画像によるリウマチ関連小腸粘膜傷害の早期診断

対象患者を慢性関節リウマチのみでは十分な症例数の確保が困難なことから、対象を膠原病患者全体に広げて検討中である。2019年2月までにカプセル内視鏡検査を施行した膠原病患者は、慢性関節リウマチ25例(女性18例,平均年齢74歳),全身性強皮症43例(女性40例,平均年齢64歳),全身性エリテマトーデス12例(女性10例,平均年齢50歳),その他7例(女性5例,平均年齢63歳)別にカプセル内視鏡の平均通過時間,全小腸観察率,小腸病変指摘率と病変の内訳を検討した。カプセル内視鏡検査はCOVIDIEN社製PillCam SB2/SB3を使用した。カプセル内視鏡検査の施行理由は,膠原病科から小腸精査依頼58例(67%),原因不明の消化管出血精査29例(33%)であった。カプセル内視鏡検査の平均消化管通過時間(食道-胃-小腸)は,慢性関節リウマチ9-55-280分,全身性強皮症25-41-271分,全身性エリテマトーデス6-52-227分と全身性強皮症で食道通過時間が有意に長かった。全小腸観察率は,慢性関節リウマチ56% (14/25),全身性強皮症65% (28/43),全身性エリテマトーデス92% (11/12)で慢性関節リウマチが有意に低かった。小腸病変指摘率は,慢性関節リウマチ64% (16/25),全身性強皮症42% (18/43),全身性エリテマトーデス50% (6/12)で,病変の内訳は,慢性関節リウマチ:発赤/びらん8例(32%),潰瘍7例(28%),angioectasia 1例(4%),全身性強皮症: angioectasia 9例(21%),発赤/びらん5例(12%),潰瘍4例(6%),全身性エリテマトーデス:発赤/びらん4例(33%),angioectasia 1例(8%),潰瘍1例(8%)であった。今後、さらに症例数を増やすとともに、今後、各消化管粘膜の生検組織やカプセル分光画像所見などを含めて病理学的および基礎的見地から検討・解析予定である。対象となる慢性関節リウマチ患者のリクルートが十分でなく、十分な解析が困難な状況であるため。対象患者を慢性関節リウマチのみでは十分な症例数の確保が困難なことから、対象を膠原病患者全体に広げて症例のリクルートと解析を行う予定である。関連5施設(主施設:広島大学病院)にて,3ヵ月以上非ステロイド性抗炎症薬(NSAIDs)内服中の関節リウマチ(RA)患者を対象にカプセル内視鏡(CE)を施行し小腸粘膜傷害の頻度や重症度を検討する予定である。次のステップとして分光画像処理機能を応用したカプセル内視鏡画像による小腸AAアミロイドーシスの早期診断と遺伝要因の解析を行う予定である。ただし、現在のところ十分な対象患者のリクルートが進んでいないため、本年度リウマチ・膠原病科から対象RA患者の紹介協力を依頼し症例数増加を期待する状況である。現在、CEを施行した対象患者の臨床病理学的特徴と小腸粘膜傷害の程度・その他の小腸病変に関する解析を進めている。対象患者のリクルートが十分でないため、詳細な分光画像処理機能を応用したカプセル内視鏡画像データの解析や遺伝要因の研究に関する次へのステップが難しい状況である。

小腸病変指摘率は,慢性関節リウマチ64% (16/25),全身性強皮症42% (18/43),全身性エリテマトーデス50% (6/12)で,病変の内訳は,慢性関節リウマチ:発赤/びらん8例(32%),潰瘍7例(28%),angioectasia 1例(4%),全身性強皮症: angioectasia 9例(21%),発赤/びらん5例(12%),潰瘍4例(6%),全身性エリテマトーデス:発赤/びらん4例(33%),angioectasia 1例(8%),潰瘍1例(8%)であった。今後、さらに症例数を増やすとともに、今後、各消化管粘膜の生検組織やカプセル分光画像所見などを含めて病理学的および基礎的見地から検討・解析予定である。対象となる慢性関節リウマチ患者のリクルートが十分でなく、十分な解析が困難な状況であるため。対象患者の関連科であるリウマチ・膠原病科に相談の上、対象患者の紹介に関して協力を依頼中である。また、RA以外の膠原病患者も対象に広げていく方針である。対象患者を慢性関節リウマチのみでは十分な症例数の確保が困難なことから、対象を膠原病患者全体に広げて症例のリクルートと解析を行う予定である。
高齢者の運動機能判定システムの開発とその有効性の検証

本研究課題では,1快適条件5m歩行時間,最速条件5m歩行時間,アップアンドゴー,5回起立テスト,握力,の5種類の運動機能テストの地域高齢者における標準値の設定,2設定した標準値を基に5種類の運動機能テストの測定結果を簡便に判定可能な判定システムの構築,3システムの判定結果と高齢者の生活機能低下との関連性の実証,について成果をだすことができた.以上の13の研究成果により,高齢者の運動機能テストの結果を簡便に判定システムするシステムを開発し,さらにその判定結果の有用性を示すことができたと考える.本研究課題の目的は,(1)高齢者の運動機能を簡便に判定するための運動機能判定システムを開発し,(2)開発する運動機能判定システムの有効性を実証することである.平成25年度に関しては,(1)の目的である運動機能判定システムを開発するための基礎的研究を実施した.具体的には,運動機能判定システムを構築するための基礎データとなる,各種運動機能テストにおける基準値を設定する研究を行った.基準値を設定する運動機能テストは,高齢者の生活機能低下に対する予測感度が高く,かつ簡便に実施することが可能な運動機能テストを選定し,Timed Up and go test(TUG),快適条件歩行速度,最大努力条件歩行速度,チェアスタンドテストの4種類を選定した.基準値の設定は,過去の研究論文で報告されている運動機能テストの測定データから,メタ分析の手法を用いて算出した.なおTUGについては,本研究課題の実施に先立って,メタ分析の手法を用いた基準値の設定をすでに成しえており,当該年度ではそれに引き続き,快適条件歩行速度,最大努力条件歩行速度,チェアスタンドテストの3種の運動機能テストの基準値を,同様にメタ分析の手法を用いて設定した.当該年度の研究実績により,TUG,快適条件歩行速度,最大努力条件歩行速度,チェアスタンドテストの4種の運動機能テストすべての基準値の設定を終えた.すなわち,高齢者の運動機能判定システムを構築するための基礎データの整備を完了することができたと言える.また,基準値を設定した4種の運動機能テストは,高齢者の運動機能評価として介護予防事業や関連研究などでも広く用いられているものである.従って,本研究による運動機能テストの基準値は,基準値単独でも実践的かつ科学的に有用な意味を持つものであると考える.1.高齢者の運動能力判定システムの基礎データとして,H26年度は新たに握力の基準値作成を追加して実施した.結果,33論文97データを抽出・分析し,60歳以上の男性の握力基準値33.11kg,女性の握力基準値20.92kgを算出した.また,握力は年齢により基準値が変動するため,年齢による基準値の補正式についても同時に算出した.2.H25年度とH26年度の実績を基に,歩行速度(快適)・歩行速度(最速)・Timed Up and Gotest・5回起立テスト・握力,の5項目からなる高齢者の運動能力判定システムを構築した.システムは,それぞれの運動力測定値から,基準値との乖離を正規分布を使って統計学的に標準化するものである.測定値を01点の標準化スコアに変換して,単純かつ視覚的に示すことができるシステムである.すなわち,0.5点であれば同年齢の平均値と同じ,0.5点より低いほど同年齢の平均値より低い,0.5点より高いほど同年齢の平均よりも高いことを単純に理解することができる.3.運動能力判定システムの有用性を検討するため,ADLが自立した高齢者38名(平均年齢72歳)にシステムでの運動能力評価を試みた.対象とした高齢者は,老研式活動能力指標で13点満点中平均12.0であり,生活機能が良好な高齢者であった.運動能力測定の結果,歩行速度(快適)・歩行速度(最速)・Timed Up and Gotest・5回起立テスト・握力の測定値は,それぞれ3.3秒・2.6秒・5.6秒・5.8秒・23.0kgであった.システムで標準化スコアに変換すると,0.80点・0.66点・0.66点・0.84点・0.53点であり,生活機能同様に運動能力も同年齢平均以上であることを,システムにより明確に示すことができた.同時に,運動能力テスト間でスコアに差異があることも示された.最終年度では,平成2526年度にかけて開発した,運動機能判定システムにより算出できる平均運動機能スコアを用いて,平均運動機能スコアと高齢者の生活機能および転倒との関連を検証した.98名の地域在住の日常生活が自立した高齢者に対して,快適条件5m歩行時間,最速条件5m歩行時間,アップアンドゴー,5回起立テスト,握力,の5種類の運動機能テストを実施,測定結果を運動機能判定システムで解析し,平均運動機能スコアを算出した.さらに,調査票により生活機能と転倒歴を調査した.統計的解析の結果,生活機能低下のある高齢者は,機能低下の無い高齢者と比較して,有意に平均運動機能スコアが低値であった.さらに,転倒歴のある高齢者は,転倒歴の無い高齢者と比較して,有意に平均運動機能スコアが低値であった.平均運動機能スコアによる,高齢者の生活機能低下の識別感度は79.1%,転倒の識別感度は87.0%であった.さらに,48名の対象者には,生活機能と平均運動機能スコアを縦断的に調査し,両者の変化について関連性を検証した.

結果,生活機能の変化と平均運動機能スコアの変化には統計学的な関係性を認めた.平均運動機能スコアによる,高齢者の生活機能の悪化に関する識別感度は80.0%であった.研究全体を通じて,1快適条件5m歩行時間,最速条件5m歩行時間,アップアンドゴー,5回起立テスト,握力,の5種類の運動機能テストの測定結果を簡便に判定可能な運動機能判定システムを構築し,2システムにより高齢者の運動機能を簡便に判定できることを実証した.さらに,3システムで判定される結果は,高齢者の生活機能や転倒と関連することを明らかにし,4生活機能低下に関しては,システムで判定される結果によって予測可能であることを示すことができた.以上の14の成果により,運動機能判定システムの開発とその有用性を示すことができたと考える.本研究課題では,1快適条件5m歩行時間,最速条件5m歩行時間,アップアンドゴー,5回起立テスト,握力,の5種類の運動機能テストの地域高齢者における標準値の設定,2設定した標準値を基に5種類の運動機能テストの測定結果を簡便に判定可能な判定システムの構築,3システムの判定結果と高齢者の生活機能低下との関連性の実証,について成果をだすことができた.以上の13の研究成果により,高齢者の運動機能テストの結果を簡便に判定システムするシステムを開発し,さらにその判定結果の有用性を示すことができたと考える.第一の目的である運動能力判定システムについては,当初の予定していた4項目での運動能力テストで構成されるシステムから,5項目のテストで構成されるシステムに変更し,システムを構築することができた.また第二の目的である,実際に開発した運動能力判定システムの有用性を検証するための,高齢者を対象とした実証研究も開始することができている.従って,システムの開発についてはすでに目的を達成しており,有用性の検証のための実証研究を遂行していく状態であるため,本研究課題は順調に進展していると考えている.老年学1.H26年度に追加して実施した高齢者の握力の基準値については,今後学会発表および論文発表の準備を進めていく予定である.2.システムを使った高齢者への運動能力評価については,今後対象者数を増やし,システムの有用性を引き続き検討していく予定である.さらに,同一対象者を追跡調査することで,縦断的な測定にもシステムを使用し,システムの有用性を検討していく予定である.調査については,対象者の募集および追跡調査の準備も整っており,順調に進めていくことが可能であると考えている.現段階で,運動機能判定システムを構築するための基礎データの整備が完了しており,今後はシステムの開発に順調に移行していくことができる状態である.当初の研究計画においても,当該年度ではシステム構築のための基礎データの整備を行うことを目標としており,おおむね順調に研究は進展していると言える.次年度使用額については約8,000円である.これは,当初の積算金額と実際の発注額との差額により生じたものである.基本的には,ほぼ計画通りに予算を執行していると考えている.今後は,運動機能判定システムの構築のために整備した基礎データを,さらに統計学的に処理し,個人の運動機能の状態を簡便に得点化し,さらに視覚化して示すことができる運動機能判定システムの開発に着手する予定である.システム開発後は,システムの有効性を実証するための実証研究を行う予定である.当初の研究計画では,比較対照試験を計画していたが,群間比較を行うために必要な無作為化の手順やサンプルサイズの確保,脱落率において課題があると考えている.
造影超音波による進行肝癌に対する分子標的薬の早期効果判定法の開発

進行肝癌に対する分子標的治療に対する早期の治療効果予測が望まれるが、これまで確立した方法はない。そのため、低侵襲かつ繰り返し経過観察可能であり、時間および空間分解能にも優れた造影超音波を用いた早期治療効果判定法には期待がもたれる。我々は進行肝癌患者の分子標的薬投与前および2週間後に造影超音波検査を施行し、時間輝度曲線解析より、各種パラメータの変化率と治療効果を比較し、急速流入時間(Risetime)の変化率(最高輝度の5%から95%に到達する時間)が最も効果的であることを示した。この急速流入時間変化率が1.23以上となる症例では、3か月後のSD以上の有効性は感度100%、特異度83%と良好であり、生存日数の相関も良好(r=0.882)であることを示した。進行肝癌に対して現時点では唯一、予後延長効果が証明されているソラフェニブをはじめとした分子標的治療薬は、身体的・経済的負担の観点よりも、早期の治療効果予測が望まれる。しかし腫瘍マーカーには乖離例が存在すること、腫瘍縮小効果の判定には有効例であっても数カ月を要すことなどより確立した方法はない。分子標的薬は血管新生に作用し、有効例は早期より腫瘍血管に微細な変化が現れることが予想される。そのため、低侵襲に繰り返し経過観察可能であり、時間および空間分解能にも優れた造影超音波による早期治療効果判定を、臨床例および動物実験により検討した。動物実験では、肝細胞癌の細胞株をマルス皮下に作成することに成功した。またこれらのマウスに対して実際に腫瘍の造影超音波を行い、これらの肝細胞癌においても、治療効果判定を行うための時間輝度曲線が作成できること確認した。またネクサバール投与群とコントロール群の肝臓についても、治療薬投与後の造影超音波による時間輝度曲線を作成し、実際の肝臓でも目的の検討が可能であることを明らかとした。臨床研究では、ネクサバール投与前および投与2週間御の時間輝度曲線を解析し、症例数はまだ、現在9例と少ないが、有効例では造影剤の流入時間が延長すること、最高輝度値が投与後低下しない症例では有効例がない傾向であり、今後の実臨床において有用なマーカーとなる可能性があるものと考えられた。しかし腫瘍マーカーには有効例でPIVKA IIが上昇するなど乖離例が存在すること、CT等での画像による腫瘍縮小効果の判定では有効例であっても数カ月を要すことなど確立した方法はない。そのため、低侵襲に繰り返し経過観察可能であり、時間および空間分解能にも優れた造影超音波による早期治療効果判定法を、臨床例および動物実験により検討を進めている。動物実験では、肝細胞癌の細胞株をマウス皮下に作成し、分子標的薬投与群とコントロール群の肝臓について造影超音波による時間輝度解析を行い、治療群での血流低下を定量的に行うことが出来た。更にパラメトリックイメージによる評価も新たに行い、煩雑な定量的な解析を行わずとも、視覚的手法による簡便な手法について現在模索中である。臨床研究では、分子標的薬投与前および2週間後の時間輝度曲線を解析することで、Rise time(最高輝度の5%から95%に到達する時間)が、再現性が最も良好であることを明らかとした。この指標は超音波の欠点の一つである客観性という面においても超音波ビーム条件による影響が最も少なく、modified RECISTによる効果判定とも良好に相関していることを示した。このRise timeの延長症例は、生命予後とも密接に関連していることも示した。瞬進行肝癌に対して現時点では唯一、予後延長効果が証明されているソラフェニブをはじめとした分子標的治療薬は、身体的・経済的負担の観点よりも、早期の治療効果予測が望まれる。しかし腫瘍マーカーには有効例でPIVKAIIが上昇するなど乖離例が存在すること、CT等での画像による腫瘍縮小効果の判定では有効例であっても数カ月を要すことなど確立した方法はない。そのため、低侵襲に繰り返し経過観察可能であり、時間および空間分解能にも優れた造影超音波による早期治療効果判定法が望まれる。

我々は、分子標的薬投与前および2週間後の時間輝度曲線を解析し、最高輝度到達時間、最高輝度値、曲線下面積などのパラメータの変化率と治療効果を比較したところ、Rise time(最高輝度の5%から95%に到達する時間)が、再現性が最も良好であることを明らかとした。この指標は超音波の欠点の一つである客観性という面においても超音波ビーム条件による影響が最も少なく、modified RECISTによる効果判定とも良好に相関していることを示した。Rise timeのCut off値を1.23としたところ、3か月後にSD以上の有効性を感度100%、特異度83%で示すことができ、腫瘍マーカーなどその他の臨床パラメータと比較しても最も良好な予測能を示した。さらにこの変化率と生存日数の相関もきわめて良好(r=0.882)であることを示した。動物実験に関しては、微細血管構築による評価が特にラット肝の極小肝癌ではやや困難であることが判明したため、時間輝度解析およびパラメトリックイメージによる効果判定の可能性について更に検討を進めており、全体としてはおおむね予定通りである。しかし臨床研究では、既に臨床的な時間輝度解析上のパラメータを明らかとすることが出来たため、今後はそれらを更に症例を増やし確実なものにしてゆく必要がある。24年度が最終年度であるため、記入しない。動物実験に関しては、今後は臨床研究で既に有用性が示されたRise timeについて更に確証を得るための実験を行う。更には有用性が期待できるパラメトリックイメージについては、適切な時間設定をどの様にするかを検討する必要があるため、実験を重ねてゆき、これらの最適な手法を明らかとしてゆく。臨床実験に関しては、Rise Timeとその他の臨床パラメータ(腫瘍マーカー、肝予備能データ等)を組み合わせることで、効率的な手法についても検討をすすめる。更に症例を増やし、これらのデータの信頼性を向上させる。
アジア大陸東部の大陸変形現象を古地磁気学よりさぐる

アジア大陸東部の地形は中生代からはじまった大陸衝突と分裂のテクトニクスで形づくられたらしい。新生代初期のインドの衝突、中生代の南北両中国地塊の衝突・接合、中世代・新生代のマントルの東への流れによるモンゴル地塊内部の大陸剥離現象、これら3つの地学事件がアジア大陸のテクトニクスを支配しているのではと想像されてきている。そこで、アジア大陸東縁辺部でおこったテクトニクスの研究を行うために、つぎの5つの地塊を研究対象とし、北はロシアから南はタイにわたり、調査に出かけた。(1)モンゴル地塊東部のロシア・アムール川沿岸、(2)南中国地塊の北部地域、(3)シャンタイ地塊の中国・雲南省とラオス・タイ、(4)チベットラサ地塊東部の中国西蔵、(5)インドチャイナ地塊のラオス。変形を探るために三畳紀から古第三紀の地層を、古地磁気学研究の研究対象岩石と考え、上記5つの地域から岩石試料を採取し、残留磁化の測定をおこなった。大陸変形に関して、つぎの研究結果が求まった。*モンゴル地塊東部では白亜紀の終わり頃に、観音扉が開くような地塊の回転運動がおこった。この回転運動は中国東北区やロシア・アムール川南部に形成された白亜紀の堆積盆のテクトニクスと連動している。この地塊の回転運動はマントルの東への流れの証拠かもしれない。*南中国地塊は、北中国地塊と衝突を行った際、変形運動を被った。南中国地塊の衝突域では坐屈現象がおこった。衝突部から70kmから225kmの幅を持つ帯状の地域は変形をしないが、この帯より南中国地塊内部では30度の時計周り回転をおこなった。*インドがアジアに衝突した際に、まずアジア大陸からいくつかの小大陸破辺が割り出され、次ぎにそれらは南東方向に変位をし、そして小大陸破辺内部で内部変形がはじまった。「分断化、変位、内部変形」が衝突の変形のテクトニクスを特徴づけることがわかった。今年度は三つの地質調査・岩石採取隊を組織し中国、ロシア、ラオスに赴いた。[中国隊]2002年9月、湖北省の宜昌を研究目的地域と選び,2週間にわたり地質調査・岩石採取をおこなった.白亜紀の砂岩層から古地磁気層序を明らかにする目的で1000mの地層断面から73箇所で692個の試料の採取をおこなった。試料採取はガソリンエンジンドリルで実行して日本にもちかえった。[ロシア隊]2002年9月、アムール川下流域を研究目的地に選び、2週間にわたり地質調査・岩石採取をおこなった。ハバロフスク洲コムソモリスクアムールの北方のアムール川流域で、前期白亜紀の砂岩を10箇所80個を採取した。コムソモリスクアムールの南方ジューエンにて前期白亜紀の砂岩を4箇所32個採取した。コムソモリスクアムール東で前期白亜紀のオリストロームの調査をおこない、沿海洲ビキンの南方でアルカリ玄武岩の火山の調査を行い、オリビンノジュールを100kg試料採取した。試料は現在、共同研究先である太平洋海洋研究所が,ロシアの税関と交渉をおこない、日本へ送り出す準備をしている。[ラオス隊]2003年3月、ラオス北部のフォンサリ周辺を研究目的地域に選び、2週間にわたり地質調査・岩石採取をおこなった。

白亜紀の赤色砂岩を採取した。現在まで持ちかえることができた岩石試料については、残留磁化は神戸大学理学部の超伝導磁力計で測定している.岩石磁気については、姫路工業大学環境人間学部で測定を開始した。今年度は組織した地質調査・岩石採取隊を中国は東チベットに派遣した。アジア大陸に連続体力学を適用して変形現象を論ずることが出来るように東アジアの広い地域から多くの観測地点をシステマティックに選定し,それらから古地磁気データをもとめる研究の一環として、東チベットで研究を行うことを今年度の研究目的とした。調査と岩石採取は次の四カ所でおこなった.9月11日:亡康:ジュラ紀・白亜紀の地層調査この地点では、マイアミ大学のグループにより古地磁気のための試料採取がすでに行われた跡だということがわかり,岩石試とる採取を断念した.9月13日9月17日:八宿:後期ジュラ紀前期白亜紀の地層調査.八宿西地区において13箇所で104個,東地区で8箇所64個の後期ジュラ紀前期白亜紀の岩石を採取し,広域の研究地域から大量の試料を採取した.9月20日9月22日:昌都:ジュラ紀の地層調査北西地域において中期ジュラ紀の地層調査を行った.南北に褶曲軸を持つ地層が分布している.褶曲軸の東西両翼の地層から22箇所で176個の岩石試料を採取した.9月24日9月25日:察雅:ジュラ紀の地層調査メコン川と察雅のあいだで中期ジュラ紀の地層の褶曲構造の調査をおこなった.地層の上下が逆転するような激しい地殻変動がおこった場所であることを明らかにした.南北に褶曲軸をもつ褶曲の東西両翼の地層から23箇所で中期ジュラ紀の岩石104個を採取した.現在まで持ちかえることができた岩石試料については、残留磁化は神戸大学理学部の超伝導磁力で測定している.岩石磁気については、姫路工業大学環境人間学部で測定を開始した。前年までに採取した岩石の残留磁化を測定し、アジア大陸のチュアンディアン地塊、日本列島の北上地塊のテクトニクスに関して議論を加え、論文を完成した。今年度は、日本人研究者4人と中国人研究者1人で組織した地質調査・岩石採取隊を、インドシナ半島の基部を構成するシャン・タイ地塊の中央部である中国の雲南に派遣した。アジア大陸に連続体力学を適用して変形現象を論ずることが出来るように東アジアの広い地域から多くの観測地点をシステマティックに選定し,それらから古地磁気データをもとめる研究の一環として、シャン・タイ地塊で研究を行うことを今年度の研究目的とした。調査と岩石採取は、東経101度に沿う北緯22度24分から北緯24度34分の間の5個所でおこなった.12月11日-12月10日:思芽:白亜紀層の地質調査と岩石採取思芽周辺に分布する白亜紀(曼崗層と南新層)の層所学的調査、堆積学的調査ならびに構造地質学的調査をおこなった。調査後、古地磁気学に最適な岩石が分布するの大渡崗と整碗の二つの領域から、27箇所で270個の赤色砂岩を採取した。12月12日-12月15日:鎮元:白亜紀層の地質調査と岩石採鎮元周辺に分布する白亜紀の南新層の層所学的調査、堆積学的調査ならびに構造地質学的調査をおこなった。調査後、古地磁気学に最適な岩石が分布する鎮元北部域から11箇所で110個、鎮元西部域から8箇所で83個の赤色砂岩を採取した。12月16日-12月18日:景東:白亜紀層の地質調査と岩石採景東周辺に分布する白亜紀の南新層の層所学的調査、堆積学的調査ならびに構造地質学的調査をおこなった。
微小コイルＳＱＵＩＤによる自発的磁束観測の試み

過去に行われたYBCO系超伝導体の測定から粒子間結合の値を評価し、その値を用いて数値計算を行い計画変更後の測定系で実測可能かのシミュレーションを行った。その結果、厳しい条件であるが、ある条件下で測定の可能性を示すことが出来た。近年、フラストレート磁性体等でカイライティの秩序化、つまり、カイラリティを秩序変数とする秩序相の存在が話題となっている。三次元ハイゼンベルグスピン系と考えられる希薄磁性合金スピングラス(SG)では、異常ホール効果の測定から、SG転移がスカラーカイラリティを秩序変数とする相転移である可能性が示された。しかし、合金系では不可避に存在する磁気異方性のため、スピン-カイラリティ混合が起こり、カイラリティの秩序化はスピンの秩序化と同時に起こってしまう。一方、もう一つのカイラリティ秩序化観測の有力な系として、セラミックス高温超伝導体YBa2Cu4O8(YBCO)が長年研究されてきた。この物質はd波超伝導体と考えられ、グレイン間のジョセフソン結合(π結合)による閉ループにはフラストレーションの効果が現れる。その結果として零磁場下でも超伝導ループカレントが生じる新しい秩序相-カイラルグラス相-が現れるとの理論的な予測がある。この系は異方性が存在しない(理想的な)XYスピン系と考えられ、秩序変数はベクトルカイラリティである。ベクトルカイラリティに対応する電流ループによる磁束とその秩序化の直接観測を目指し、微小領域に出現する磁束の直接観測の可能性を検討した。電流ループによる磁束の評価を行うための現実的な対応として、文献を参考に酸化物超伝導体のジョセフソン電流の実測値を調べ、本研究で測定予定の超伝導体焼結体の平均粒径、ループ電流の平均半径を1[μm]程度とすると、最大磁場は10^-4[G]となり、通常金属薄膜による微小コイルでも測定可能であるとのと数値計算の結果を得た。通常は超伝導体をコイルに用いるが、より加工が容易で動作温度に制約がない通常金属、たとえば銅、銀、金などを用いることができるとの重要な可能性が得られた。銅酸化物超伝導セラミックスで期待される、超伝導グレイン間電流ループにより生じる自発的磁束フラックスの検出を目的とするセンサー(微小コイル)およびSQUIDによる測定手法、データ解析を含む装置開発を開始した。研究計画に沿い、現有装置であるQD社製model 5000dcSQUIDコントローラとSQUID素子を用いたSQUIDシステムの立ち上げを行った。まず、市販の超伝導線を用いて試料全体の磁束密度測定用のコイルを作製し、現有SQUID素子の特性評価を行うとともに実験室環境でのノイズレベルを計測した。測定系が設置してある実験室は、複数の研究室が使用し、人の出入り、他の実験によるノイズなどが予想され、本研究課題遂行のためにノイズレベルを極力落とす必要がある。そのための方策を考案し、ノイズレベルの評価を開始した。ノイズレベルの計測・評価と平行して、数値計算用ソフトウエアを導入し、微小コイルの設計を行った。様々なコイル形状、コイル設置方法での数値計算を行い、最適な測定条件を探索している。ノイズレベルの低減のための方策として、高透磁率材料(ミューメタル)による遮蔽、試料空間の超伝導物質による遮蔽(試料空間のハンダメッキ)、電源ラインノイズ対策として、絶縁トランスを使用することを考えているが、現在期待したノイズレベルには達していない。ノイズレベルの評価を開始した直後(平成24年12月)、作製した測定系の測定装置の一部が破損し、急遽その対応に迫られた。分担者と協議し、本年度分担者への配分予定であった分担金を、代表者が使用し破損機器の代替を行った。分担者の承諾を得て、分担者への分担金は次年度以降に再度検討する予定である。本研究課題では、銅酸化物超伝導セラミックスで期待される超伝導グレイン間電流により生じる自発的磁束フラックスを検出するためのセンサー(微小コイル)開発、およびSQUIDによる測定手法の確立、データ解析を含む装置開発を行い、ループ電流(カイラリティ)の"協力現象"を観測することを目的とした。本研究課題で測定対象とするYBCO系超伝導セラミックスは、粒径が1μm程度の超伝導体がジョセフソン接合した集合体である。YBCO超伝導体の波動関数の対称性はd波であるため、超伝導グレインを結ぶループにはある種のフラストレーションが生じ、ループ電流が超伝導体の転移温度より下で、凍結した状態(カイラルグラス)が出現することが予想されている。当初予定した超伝導薄膜を購入しセンサーを作成する計画は、薄膜価格の高騰、センサーとSQUI素子との結合の困難さから断念した。計画を変更し常伝導導線によるコイル作成、常伝導金属による薄膜作製を試みることとした。まず、過去に行われたYBCO系超伝導体の過去の測定から粒子間結合の値を評価し、その値を用いて数値計算を行い計画変更後の測定系で実測可能かのシミュレーションを行った。

本研究課題期間では、実際の測定は行えなかったが、引き続き開発を続ける予定である。低温・磁性当初予定していた、超伝導体を微小コイルとして用いる方法は、本研究が幅広い温度範囲での測定が必要なため、実現が困難であることが判明した。そこで測定法を再考し、作成が容易なコイルを用いたときに、理論的に予測された現象による磁場(磁束)が測定可能かの評価を行った。実験方法の再考のため、当初の予定よりやや遅れているが、コイル作製が容易になり、期間内の研究遂行が可能と思われる。研究実績の概要で述べたように、本研究課題遂行のために作製した測定系の装置の一部が破損し、急遽対応を迫られたため、当初計画していた達成度に比較してやや遅れている。幸いにも、破損した機器は経費内で購入可能な物品であり、比較的早く入手可能な一般的な測定器であったため早急に購入し、現在全力で復旧を試みている。微小コイル作成方法をその材料を含め変更したが、共通利用可能なレーザー加工機で通常金属を用いて微小コイルの作成を行う。具体的には、入手が容易で安価な銅フォイルを用いてコイルを作製する。測定感度を向上するために同型のコイルを二つ作製し、作動増幅を行うことで、目的の感度を目指す。現在測定系の復旧を全力で行っている。早期に測定系の回復を行い、当初計画していたノイズレベル低減のための方策の効果を順次評価する。破損機器の代替のため測定器を購入したことにより、当初予定していた微小コイルの作成・購入が可能かを再度検討しなければならない。可能であれば、当初の研究計画に沿い、通常サイズのコイルと微小サイズのコイルの同時測定による、空間スケールの違いによる磁束密度の発生の差を測定することを試みる。予定していた微小コイルの作成・購入が不可能な場合、コイル素材の変更などを再検討してみる。また、この案も不可能な場合の代替案も検討している。各グレインが超伝導状態になりグレイン間に電流ループが形成された状態と、その局所的電流ループがある種の秩序を形成した場合では、局所的電流ループにより生じる磁束の揺らぎは大きく異なるはずである。この場合、通常コイルに生じるノイズのパターン、つまり電流ループのランダムな凍結によるノイズの周波数スペクトルの低周波側に、二つの状態の間で大きな差が生じると考えられる。このことは、一例ではあるが磁性体に関して報告例があり、同様の現象を今回の超伝導ループ電流の秩序化でも観測可能ではないかと考えている。当初予定していた実験方法(微小コイルの作成方法)を変更したため。新たに、当初予定していなかった純金属フォイルの購入にあてる。平成24年度分の分担者への分担金を急遽、破損機器の補充にあてたことを考慮し、今年度は分担者への配分を優先し、磁束の理論計算を進める。研究計画では、当初より大型物品の購入は考えいない。今後の研究の推進方策で述べたような様々な状況に対応するため、物品費は測定系完成のための消耗品と、調査・成果発表のための旅費を中心に研究費を使用する計画である。
細胞周期抑制因子による感覚細胞の生存維持機構

感覚細胞の生存維持は加齢性難聴等の加齢性感覚器障害の発症と結びついた重要な問題を含んでいる。本研究では加齢性難聴の原因因子であるヒトTBL1およびショウジョウバエホモログEbiの機能を感覚細胞の生存維持という観点から解き明かすことを目的としている。本年度の成果(1) EbiによるG1期関連遺伝子発現制御メカニズム解明ebiの細胞周期制御における機能解析を行なった結果、ebiはG1期制御に関わる遺伝子発現制御に関与していることが明らかになってきた。EbiによるG1期遺伝子の発現制御に関しての詳細な解析から、EbiはRbf(ショウジョウバエRbホモログ)と共役して転写コリプレッサー複合体として機能していることが明らかになった。昆虫培養細胞を使ってebiの機能をdsRNA法により阻害した結果、Rbfの標的遺伝子が顕著に増加する事が確認された。本研究から、RbfとEbiが共役してG1期制御に関わる遺伝子の発現を抑制していることが示された。(2)マウス加齢性難聴のモデル確立これまでにマウス内耳でTBL1を有毛細胞特異的に発現するTgマウスを確立している(理化学研究所との共同研究)。本年度はこのTgマウスを使って感音性難聴の表現型について検討を行った(慶応義塾大学医学部、耳鼻咽喉科講座との共同研究)。その結果、96dBの音響曝露後の回復に関してTgマウスでは顕著に低下していることが確かめられ、感音性難聴の表現型が認められた。感音性難聴は加齢性難聴の発症と強い相関があることから、このTgマウスを用いて加齢性難聴のメカニズム解明が期待される。感覚細胞は分化と同時に分裂を停止して、その後長期にわたり生存が維持されるという特徴を持っている。この調節メカニズム解明は加齢にともなって発症する老人性難聴等の加齢性疾患の理解につながると考えられている。本研究では、細胞周期のG1期抑制に機能するebiの変異体が遅発性に感覚細胞変性を生じるという研究結果に基づき、G1期抑制機構がどのように感覚細胞の生存維持に働いているのかを解明することを目的としている。本年度の成果(1) ebiによる複眼光受容細胞の生存維持メカニズムこれまでに、ebiの機能欠損により複眼光受容細胞の生存維持が異常になることがあきらかになっていた。そこで、遺伝学的な解析から、ebiによる生存維持に働く因子を検索した結果、ショウジョウバエc-junホモログであるD-junが見いだされた。D-junの機能低下によりebiによる感覚細胞の変性が抑制される事が確かめられ、生化学的な解析の結果、EbiはD-junと複合体を形成していることが明らかになった。ebiの機能欠損における遺伝子発現変化を検討した結果、複数のAP-1標的遺伝子発現が上昇していることが確認された。以上の結果から、EbiはAP-1と共役する転写抑制因子として働き、感覚細胞の生存維持に関与している事が示唆された。(2)マウス加齢性難聴のモデル確立これまでのショウジョウバエの解析結果を受けて、マウス内耳有毛細胞における生存維持メカニズムの解明を期待した。そこで、ebiのヒトホモログであるTBL1に対するドミナントネガティブ体を作成して、感覚神経細胞で発現するMath1エンハンサーにつないだコンストラクトを持つトランスジェニックマウス(Tgマウス)を作成した(理化学研究所との共同研究)。本年度は、このTgマウスの内耳有毛細胞における発現を確認している。今後は、これらの成果に基づいて、加齢性難聴疾患の発症メカニズムの解明を行いたい。
成体マウス毛包幹細胞を用いた発毛再生とWntの役割

近年、毛包に存在する毛包上皮幹細胞(HFESCs)のキャラクタリゼーションおよび分化メカニズムの解明が進んでおり、また、分泌糖タンパクWntは皮膚・毛包の発生過程に重要な細胞間シグナルであることが明らかにされている。そこで本研究では、マウスHFESC8のセルソーティングを行い、in vitroてのHFESCsに対するWntファミリー(Wnt-3a、5a、10b、11)の影響を精査した。Wnt-3aのみが増殖を充進させ、さらに、canonical pathwayを介したシグナル伝達により未分化状態を維持する因子であることが明らかとなり、毛包・発毛のメカニズムに関する重要な知見が得ることができた。近年、種々の組織に存在する多能性組織幹細胞を利用した再生医療が注目されている。皮膚および毛包に存在する毛包幹細胞(hair follicle stem cell : HFSC)は、創傷治癒や熱傷、脱毛症といった疾病に利用できるソースとして注目されつつある。しかしながら、HFSCについての研究はまだ十分とはいえないため、本研究では、HFSCのキャラクタリゼーションおよび分化メカニズムの解明を目的とし、特に我々が最近注目しているWntシグナルを中心に解析を進めた。まず、マウスの背部皮膚組織より上皮細胞を単離し、さらにCD34, CD49fの染色後、FACSによりCD34+, CD49f+分画のソーティングを行い、HFSCの単離を行った。HFSCは、CD34、CD49fの発現はもとより、未分化関連転写因子の発現を認め、その多分化能が維持されていることが明らかとなった。次に、in vitroでのHFSCに対するWntファミリーの影響を調べた。上皮細胞無血清培養液を基本培地とし、Wnt-3a、Wnt-5a、Wnt-10b、Wnt-11組換えタンパクを添加し、培養を行った結果、HFSCの細胞増殖は、Wnt-3a添加培養で、コントロールに比べ有意な増殖の亢進を認めた。一方で、Wnt-10b添加培養では、顕著な増殖の抑制と形態変化を認め、これらの制御はcanonical pathwayを介したシグナルによるものであり、HFSCに対しWntファミリーは特異的に増殖・分化促進を制御していると考えられた。これらの情報をもとに、HFSCの分化・増殖を制御できる因子の同定およびin vivoへの応用を来年度継続して行ってゆく予定である。近年、皮膚および毛包に存在する毛包上皮幹細胞(hair follicle epithelial stem cells : HFESCs)は、多分化能を有することから創傷治癒や熱傷、脱毛症といった疾病に利用できるソースとして注目されつつある。しかしながら、HFESCsについての研究はまだ十分とはいえないため、本研究では、HFESCsのキャラクタリゼーションおよび分化メカニズムの解明を目的とし、特に我々が最近注目しているWntシグナルを中心に解析を進めた。前年度、HFESCsをマウスの背部皮膚組織よりFACSを用いてCD34+,CD49f+分画のソーティングを行うことで単離に成功した。また、単離HFESCsにWnt-3a、Wnt-5a、Wnt-10b、Wnt-11組換えタンパクを添加し、in vitro培養を行った結果、HFESCsの細胞増殖、分化に対する影響が、種々のWntにより異なることが明らかとなった。そこで、本年度はcanonical pathwayを介したWnt-3a、Wnt-10bに焦点を絞り、更なる解析を進めた。単離HFESCsに対し、Wnt-3aは未分化な状態を維持しつつ、分化誘導にも働き、一方でWnt-10bは、分化誘導にのみ働くという新しい作用を見出した。さらに、Wnt-3aには、分化誘導した細胞に対し、未分化な細胞に働きかける重要な環境(niche様環境)をin vitroで作りだす重要な因子であることが明らかとなった。また、in vivoの解析結果から、Wnt-3aは長期継代においても未分化細胞を維持し、毛包構築できることが明らかとなった。
骨原性細胞の誘導による再生治療の試み

硬組織再生医療における骨原性細胞の応用の可能性について検討するために、骨髄間質細胞からCD90発現細胞とSP(Side population)細胞を分離し、骨芽細胞への分化能をin vitroとin vivoで検討した。骨髄間質細胞のほとんどは間葉系幹細胞のマーカーであるCD90を発現し、SP細胞が0.5%存在することがわかった。CD90細胞とSP細胞ともに骨原性細胞の特徴を有していたが、骨原性細胞の特異的な遺伝子を明らかにするまでには至らなかった。硬組織再生医療における骨原性細胞の応用の可能性について検討するために、骨髄間質細胞および骨梁周囲の細胞を分離し、CD90発現細胞とSP((Side Population)細胞の存在を確認した。また、これらの細胞を骨誘導培地で培養し、骨芽細胞への分化能をin vitroで解析した。さらに、担体と共に移植しin vivoでの骨形成能についても検討した。ラット脛骨、大腿骨から骨髄細胞および骨梁周囲の細胞を分離して培養後、接着細胞をトリプシン処理により回収した。SP細胞の存在をHoechst 33342を用いてFACS (Fluorescence Activated Cell Sorter)で検討したところ、接着細胞には、0.5%のSP細胞が存在することが明らかとなった。また、骨芽細胞分化能を検討するために骨芽細胞誘導培地にて培養するとSP細胞はアルカリホスファターゼ陽性細胞となり、アリザリンレッド陽性の石灰化基質を形成した。しかしながら、MP細胞もSP細胞と同様にアルカリホスファターゼ活性、アリザリンレッド陽性石灰化基質形成能を示し、両者に有為な差は認められなかった。一方、培養後の接着細胞のほとんどは未分化間葉系細胞マーカーであるCD90を発現していた。これらの細胞をハイドロキシアパタイト担体とともに移植すると担体周囲に骨組織が形成されることが確認できた。以上のことから、骨髄および骨梁周囲の細胞にもSP細胞は存在し、骨芽細胞分化能を有することがわかったが、骨原性細胞を同定するためには、従来の組織幹細胞研究で行われている薬剤排出能や細胞表面マーカーのみでは困難であることがわかった。また、in vitro系に移行した時点からin vivo状態とは異なる形質を示すことが示唆された。骨原性細胞を用いた硬組織再生医療への可能性について検討するために、骨髄由来の間質細胞から組織幹細胞を多く含むといわれているSP (Side Population)細胞の存在とその骨芽細胞への分化能をin vitroで解析した。また、骨髄間質細胞におけるCD90発現についても検討した。ラット脛骨、大腿骨から骨髄を取り出し、ディッシュ上で培養後、接着細胞をトリプシン処理により回収した骨髄由来間質細胞とした。SP細胞の存在をHoechst 33342を用いてFACS (Fluorescence Activated Cell Sorter)で検討したところ、骨髄の接着細胞には、0.5%のSP細胞が存在することが明らかとなった。SP細胞とMP (Majority Population)の増殖活性をアラマブルー法により検討し、SP細胞の増殖活性は低いことが明らかとなった。一方、培養後の骨髄間質細胞のほとんどは未分化間葉系細胞マーカーであるCD90を発現していた。以上のことから、骨髄間質細胞にもSP細胞は存在し、骨芽細胞分化能を有することがわかったが、骨原性細胞を同定するためには、従来の組織幹細胞研究で行われている薬剤排出能や細胞表面マーカーのみでは困難であることが示唆された。骨髄から間質細胞を分離し、細胞生物学的に解析するには細胞培養により増殖させる過程が不可欠である。しかしながら、in vitro系に移行した時点からin vivo状態とは異なる形質を示すことが本研究により明らかとなった。また、骨髄間質細胞にも組織幹細胞が多く含まれるSP細胞が存在することがわかったが、骨芽細胞分化能においてはMPとの差が認められなかった。骨原性細胞を同定するには、他のマーカーと組合わせが必要であると思われる。骨髄から間質細胞を採取したが、より骨芽細胞に近い特徴を有する細胞を分離するために、骨梁周囲に存在する細胞と骨髄間質細胞を比較することを予定している。また、骨髄間質細胞においては薬剤排出機構を応用した手法では組織幹細胞を分離できないことから、骨原性細胞の同定には新たな細胞表面マーカーとしてCD44を検討することを考えている。これらのマーカーの組合せにより骨芽細胞分可能に差が認められれば、マイクロアレイ法により遺伝子プロファイルの違いを解析する予定である。in vitro系の試薬としてCD44などの間葉系幹細胞の細胞表面マーカー抗体、マイクロアレイ解析のために使用する予定である。また、in vivo系の実験として実験動物購入および飼育のためにも研究費を使用する。