hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
金属鉄を用いたマグネタイト生成による排水処理についての基礎研究

環境保全の観点から重金属類を含有する水の浄化は重要であり、除去能力が高く、かつ簡便でコンパクトな処理法および装置が求められている。これまでに、処理対象水中で粒状の鉄を混合することで、鉄表面にマグネタイトを生成させ重金属類を吸収・吸着させるとともに、マグネタイト粒子として剥離させ反応面を連続再生し、重金属を低濃度にまで除去できることを確認した。この新しい技術による排水処理システムを多方面で実用化していくためには、工学的見地から処理の定量評価とそれに基づく最適化が必要である。本研究では、この排水処理法における各種操作因子が処理特性に及ぼす影響を定量的に明らかにすることを目的としている。今年度は、酸素供給を制御でき、かつ、各種の処理特性を測定できるバッチ式の小型装置を設計・製作し、実験を実施した。基準となる処理溶液として、pHを3.5に調整した硫酸水溶液200mLを用いた。一部の条件では、処理溶液として、Znを10,100mg/L含む溶液を用いた実験も実施した。反応容器に処理液を入れ30°Cに保ち、直径2mmの鉄粒を500g加え、3枚羽根を用いて混合した。撹拌速度は100と250rpmの2条件とした。容器は密閉してあり、酸素と窒素の混合気体を容器内の気相中もしくは溶液中に供給した。混合気体の酸素濃度は0、10.5、21%の3条件として30mL/minで供給した。実験中の溶液のpH、ORP(酸化還元電位)、DO(溶存酸素濃度)を連続的に測定した。また、所定の時間で溶液をサンプリングし、鉄濃度をICP-AESで測定した。処理によって生成した固体の性状調査を行い、どの条件においてもマグネタイトが生成していることが確認された。撹拌速度および酸素の供給速度を上げることで、固体の生成速度を上げられることが明らかになった。Zn含有溶液を処理することでZn除去が可能であることが分かった。新しい技術による排水処理システムを多方面で実用化していくためには、工学的見地からの処理の定量評価とそれに基づく最適化が必要である。今年度の研究では、まず、研究手法の基礎の一つとなる、詳細なデータが取得可能な小型装置を設計・製作した。特に、各種の制御と計測が可能であることに留意した。この装置を用いて、基本となる実験条件や手順といった実験方法を確立した。その上で、主に基本水溶液を対象として、操作因子の中で撹拌速度と酸素の供給速度のみの影響を調査した。各実験条件において、処理特性としてpH,ORP,DOや、溶存FeおよびZn濃度の経時変化を把握した。また、生成した固体のXRD分析により、本処理法ではマグネタイトが安定に生成されることが確認された。さらに、固体生成速度の近似式を提案し、固体生成速度は、撹拌速度の二乗に比例する項と容器に供給した混合気体の酸素濃度に比例する項との和で近似できることを明らかにした。この近似式が示す基礎現象については今後の検討事項である。吸着による除去では生成された固体量が吸着剤の量となるため、除去プロセスの評価や操作条件の設定を容易にできる貴重な情報を得たことになる。バッチ式の小型装置を用いた実験の結果を得たことで、流通式にした場合の処理特性も推定できるようになった。一部の条件では流通式の実験でも確認したい。また、Znを含有した溶液を用いた実験においては、処理によってZnを除去できること、また、その基本的な処理特性を確認できたが、Znの処理特性に及ぼす撹拌速度や酸素の供給速度の影響は調査できていない。以上の状況より、研究の進行が若干遅れている点はあるものの、着実に成果を上げつつあると判断している。今年度の研究で製作した小型装置と、確立した実験条件および方法を基本として、各種の操作因子が処理特性に及ぼす影響を系統的に調査していく。操作因子としては、撹拌速度、酸素の供給速度、溶液の初期pHとDO、温度、除去対象元素とそれらの溶液中の濃度などを取り上げる。処理特性としては、今年度と同様に、溶液中の溶存Fe濃度、pH、ORP、DO、スラリー濃度、除去対象元素の溶存濃度について調査を行う。固体粒子の特性調査としては、XRD分析を行い、どの実験条件においてもマグネタイトが生成していることを確認した。今後は、固体中のマグネタイトの割合や他の化合物の分析が必要であるため、構造をより詳細に分析する。また、鉄および除去対象元素の濃度をICP-AES、結晶水分をTG-DTA、粒子形状をSEMを用いて調査する。必要に応じて粒子の断面についてもSEMで観察し、EDSで濃度分布を調べる。また、共擦りの効果を把握するために、回転トルクを測定し、撹拌動力として整理する。実験により得られたデータを整理するとともに、平衡論および速度論に基づいた理論解析を実施し、現象の理解を進める。実験データに対する物質収支に基づく反応速度の解析を進め、速度パラメータの混合回転速度依存性を評価する。物質移動や電気化学的な界面反応速度の因子を考慮した反応モデルを構築することで、現象の理解と制御に関する指針を得る。ここで、操作因子は組合せになるため、単純に組合せた場合には膨大な量の実験条件になる。また、各実験についての評価項目も多い。

そのため、逐次データをまとめ、結果を参照し、また理論解析モデルも援用し、予想しながら条件と評価項目を絞って、効率的に研究を進める。得られた知見に基づいて各種操作因子が処理特性に及ぼす影響を定量的かつ系統的に明らかにする。環境保全の観点から重金属類を含有する水の浄化は重要であり、除去能力が高く、かつ簡便でコンパクトな処理法および装置が求められている。これまでに、処理対象水中で粒状の鉄を混合することで、鉄表面にマグネタイトを生成させ重金属類を吸収・吸着させるとともに、マグネタイト粒子として剥離させ反応面を連続再生し、重金属を低濃度にまで除去できることを確認した。この新しい技術による排水処理システムを多方面で実用化していくためには、工学的見地から処理の定量評価とそれに基づく最適化が必要である。本研究では、この排水処理法における各種操作因子が処理特性に及ぼす影響を定量的に明らかにすることを目的としている。今年度は、酸素供給を制御でき、かつ、各種の処理特性を測定できるバッチ式の小型装置を設計・製作し、実験を実施した。基準となる処理溶液として、pHを3.5に調整した硫酸水溶液200mLを用いた。一部の条件では、処理溶液として、Znを10,100mg/L含む溶液を用いた実験も実施した。反応容器に処理液を入れ30°Cに保ち、直径2mmの鉄粒を500g加え、3枚羽根を用いて混合した。撹拌速度は100と250rpmの2条件とした。容器は密閉してあり、酸素と窒素の混合気体を容器内の気相中もしくは溶液中に供給した。混合気体の酸素濃度は0、10.5、21%の3条件として30mL/minで供給した。実験中の溶液のpH、ORP(酸化還元電位)、DO(溶存酸素濃度)を連続的に測定した。また、所定の時間で溶液をサンプリングし、鉄濃度をICP-AESで測定した。処理によって生成した固体の性状調査を行い、どの条件においてもマグネタイトが生成していることが確認された。撹拌速度および酸素の供給速度を上げることで、固体の生成速度を上げられることが明らかになった。Zn含有溶液を処理することでZn除去が可能であることが分かった。新しい技術による排水処理システムを多方面で実用化していくためには、工学的見地からの処理の定量評価とそれに基づく最適化が必要である。今年度の研究では、まず、研究手法の基礎の一つとなる、詳細なデータが取得可能な小型装置を設計・製作した。特に、各種の制御と計測が可能であることに留意した。この装置を用いて、基本となる実験条件や手順といった実験方法を確立した。その上で、主に基本水溶液を対象として、操作因子の中で撹拌速度と酸素の供給速度のみの影響を調査した。各実験条件において、処理特性としてpH,ORP,DOや、溶存FeおよびZn濃度の経時変化を把握した。また、生成した固体のXRD分析により、本処理法ではマグネタイトが安定に生成されることが確認された。さらに、固体生成速度の近似式を提案し、固体生成速度は、撹拌速度の二乗に比例する項と容器に供給した混合気体の酸素濃度に比例する項との和で近似できることを明らかにした。この近似式が示す基礎現象については今後の検討事項である。
光受容の分子機構におけるイノシトールリン脂質の役割

脊椎動物の視細胞における光受容電位の発生は、光照射に伴う細胞内cGMPレベルの減少と外節膜のcGMP依存性イオンチャンネルとで基本的には説明できるようになった。しかし、同時に、細胞質中の【Ca^(2+)】レベルがcGMPレベルの光感受性調節に重要な役割をもつことも示唆されており、細胞内【Ca^(2+)】とcGMP代謝系との間に介在する調節系の究明が急がれている。一般に、細胞内【Ca^(2+)】の調節系を考えるとき、また【Ca^(2+)】による膜酵素の調節を考えるとき、イノシトールリン脂質の役割は極めて重要である。本研究では、カエル視細胞外節を材料とし、脊椎動物視細胞の光受容膜におけるイノシトールリン脂質代謝系の性質を検討した。特に、triphosphoinositide(TPI)分解酵素、つまり、TPI-phosphodiesterase(TPI-PDE)とTPI-phosphomonaesterase(TPI-PME)の活性を測定し、酵素の性質を検討した。シビレエイ発電器のアセチルコリン受容膜から抽出したDPIキナーゼを用いて合成した【^(32)P】-TPIを基質とし、I【P_3】や無機リン酸はDOWEXイオン交換カラムで分離した。研究で明らかになった主な点は、(1)カエル視細胞外節部にはラット脳のそれと匹敵する高いTPI-PDE活性(約12nmole/min/mg protein)がみられた。(2)TPI-PDEは【10^(-7)】Mという極めて低濃度の【Ca^(2+)】で活性化された。光受容に伴って起こる外節内の【Ca^(2+)】濃度の変化は【10^(-7)】【10^(-9)】Mと考えられ、この範囲の【Ca^(2+)】変動がTPIレベルに反映される可能性が示唆された。TPI-PMEには【Ca^(2+)】の影響はみられなかった。(3)GTPおよびGDPを透析によって除いた外節標品を用いると、【10^(-7)】M共存下、非水解性GTPアナログによってTPI-PDEの活性化がみられた。また、TPI-PME活性にはこの効果は認められなかった。
腹部大動脈瘤の分子病態におけるSykの意義解明

腹部大動脈瘤の手術時にヒト大動脈瘤組織を採取した。瘤の最大径部分と、正常径に近い部分の2ヶ所より採取し、採取した大動脈瘤壁の組織標本を作製し、組織学的検討を行った。大動脈瘤壁におけるSykの活性と局在を明らかとするため、活性化Syk(pSyk)と各種サイトカインの免疫組織染色を行った。結果、大動脈瘤組織の最大径部分において、膠原繊維や平滑筋細胞の正常な構造は完全に失われており、外側中膜及び外膜に炎症細胞浸潤を認めた。免疫染色において、瘤壁外側の炎症細胞浸潤はB細胞、T細胞、マクロファージから成り、同部にpSykが集簇して発現していた。一方で、正常径部分においては、膠原繊維の正常構造は最大径部分と同様に失われていた病的血管であったが、平滑筋細胞は中膜の内膜側においては一部残存していた。免疫染色において、同部に一部Sykが活性化していた。瘤最大径部分の蛍光免疫二重染色において、pSykは主にB細胞に発現しており、一部マクロファージにも発現していた。しかし、T細胞にはほとんど発現を認めなかった。さらに、該当年度以前の研究において、免疫グロブリンの投与により、ヒト大動脈瘤培養中のIL-6分泌とMMP-9発現が上昇し、Syk阻害剤の投与により、免疫グロブリンで促進されたIL-6分泌とMMP-9発現が抑制された。これらの結果は、免疫グロブリンがヒト大動脈瘤組織において炎症応答及び組織破壊性を促進し、その中でSykが中心的な役割を果たすことを示した。我々は、ヒト大動脈瘤病態におけるSykの重要な役割を実証するとともに、Sykが腹部大動脈瘤の有望な治療標的であると考えた。免疫染色及び蛍光免疫染色を行い、予備的検討で得られた仮説を実証できる結果が得られた。また、各種文献の報告とも矛盾しない。これまで得られた知見を海外を中心とした各種学会で報告する。そこで得られた新たな知見から、さらに研究を進め、現在の知見を補強する方法を探る。主にヒト大動脈瘤培養実験における症例数を増加させる。必要であれば、Western Blotなどの追加実験を行う。当該年度において、免疫染色、蛍光免疫染色を行う予定とし、各種抗体及び手技料を使用予定費用として計上していた。これらの結果が当初想定していたよりも順調に得られ、追加で購入する抗体や手技料が少なく済んだ。これらの金額は翌年度に海外学会出席としての費用や論文発表にかかる各種費用(統計解析に必要なPCや統計ソフト、英語翻訳・校正費用など)に使用する予定である。
歴史・地質・地球物理学的アプローチが明らかにする想定東海地震震源域の地殻変動履歴

東海地域で発生した過去の巨大地震の断層モデルを構築することは,将来の地震やその災害の予測において重要である.そのため,東海地震の想定震源域に位置する静岡県西部の海岸低地にて,歴史記録(絵図や古文書)と地層から地殻変動や津波の痕跡を検出し,過去に起こった地震の時期や地殻変動の大きさを推定した.また,測量データから得られている地殻変動パターンも考慮に入れて,安政東海地震および宝永地震の断層モデルを再検討した。想定東海地震震源域において,過去に発生した地震に伴う地殻変動の痕跡を調査した.1707年宝永地震に伴う津波と隆起の痕跡を確認したほか,過去4500年間にわたる堆積物から地震隆起を示すと考えられる層相変化を複数見出した.また,調査地域周辺の港・水運などに関する古文書や古絵図の写しを入手し,地震に関する情報を解読中である.詳細は以下の通り.1.静岡県袋井市および掛川市周辺この地域では1707年と1854年の地震で大規模な隆起が生じたとされる.地元の旧家などに伝わる古文書や絵図の写しを作成し,これらの地震に伴う地殻変動に関する情報を収集した.これらの内容の現代語訳を行い,具体的な地殻変動の範囲や量の推定を進めている.17世紀の絵図を元に,江戸時代に「入り江」であった場所が地震隆起で干上がり,その跡を水田にしたと考えられる場所で掘削調査を行った.深度2-3m程度の定方位コア試料を東西・南北約1kmの範囲で30地点から採取した.多くのコアで標高0.8-0.2mの層準に,泥炭層から泥層への急激な層相変化が認められた.14C年代測定の結果,この層相変化は17世紀以降に発生したと推定される.歴史記録との照合から,これは宝永地震による隆起で水域が浅く狭くなった結果と考えられる.また,層相が変化する境界には,基底に侵食面を持ち一部に葉理の発達する砂質泥層が挟まっており,宝永地震による津波堆積物と考えられる.さらに深い地層(14C年代測定値によれば過去約4500年間の堆積物)にも,突発的な隆起や強い流れの流入を示す痕跡が複数認められた.隆起を示す典型的な例では,リップル葉理などが発達し浅い水中で堆積した砂層から急に泥炭層へと層相が変化する.2.湖西市周辺浅層ボーリングにより地殻変動の痕跡を見出した.かつての海面近くで堆積した砂層が,現在は標高2m付近に分布しており,この間に隆起が卓越したことを示している.14C年代測定の結果,この地殻変動は過去千数百年間に起こったと考えられる.この地域は東海地震の際に東海地震の発生予測と防災に必要な,発生履歴や地震像をより詳しく解明するため,想定震源域に位置する静岡原西部の海岸低地にて,主に歴史記録と地層記録から過去の地震による地殻変動のデータを収集した.今年度の調査対象は,掛川市南部(地震隆起域),湖西市・新居町(沈降域)および磐田市南部(隆起と沈降の変換点付近)である.1.掛川市南部この地域では1707宝永地震による隆起で湊が浅くなったことが絵図や文字記録から推定されており,その隆起の痕跡と思われる地層が昨年度の調査で検出されていた.湊跡と考えられる水田で,ハンドコアラーとハンディ・ジオスライサーを用いて深度2-3m程度のコア試料を約50地点から追加採取し,層相の解読,14C年代測定,微化石分析を行った.その結果,宝永地震による隆起の痕跡を確認した.また,隆起量を具体的に推定するため,地元の旧家などに伝わる古文書や絵図に描かれた内容の解読を進めた.2.磐田低地中世から近世にかけて湊の浅化や移転,新たな土地の出現など突発的な隆起を示唆する証拠を絵図や文書から収集した.また,同時代の海岸の地層や地形を対象に,突発的な隆起を示唆する変化を調査した.その結果,17世紀から18世紀にかけて,海岸の砂州が少なくとも2回大きく成長したことが推定された.この地形変化は1605年慶長地震および1707年宝永地震との関係が疑われ,その詳細を検討中である.3.湖西市・新居町周辺歴史地震に伴う沈降の証拠を検出する日的で,ボーリングとハンディ・ジオスライサーによってコア試料を採取し,層相解析と14C年代測定を行った.その結果,1498年明応地震に対応すると考えられる河口域から湿地への変化を検出した.また,過去約1000年間についての地殻変動の解析を進めた.東海地域で発生した過去の巨大地震の断層モデルを構築することは,将来の地震やその災害の予測において重要である.そのため,想定震源域に位置する静岡県西部の海岸低地にて,歴史記録や地層記録から地震による地殻変動に関するデータを収集し,そのデータを用いて過去の安政東海地震および宝永地震の断層モデルを再検討した.1.磐田低地での古地震調査

掛川市南部で確認された1707年宝永地震に伴う大きな隆起について,その西古への広がりを確認するために天竜川東岸の磐田低地の地層を調査した.宝永地震に伴う具体的な地殻変動は検出されなかったが,地層の特徴からは過去数千年の平均では沈降傾向にあるらしいことが分かった.2.安政東海地震の断層モデルの再検討Ishibashi(1981)の安政東海地震の断層モデルを元に,史料や地質記録から推定される過去の東海地震に伴う変動や,明治以降の水準測量データから推定される安政東海地震以降の地殻変動のパターンなどを矛盾なく説明するように,断層の規模や傾斜角などを修正した断層モデルを作成した.3.宝永東海地震の断層モデルの再検討宝永地震は東海側については安政東海地震と同一の断層モデルで説明されてきた.上記の修正断層モデルを用いた地震時の上限変動量の計算では,掛川付近がヒンジラインとなり安政・宝永地震では上下変動が少ない.これは本研究で明らかにした掛川市南部の大きな隆起(1m以上)と矛盾する.この大きな隆起を説明する可能性を検討した結果,次の2つがあることが分かった.1)掛川磐田に北東・南西に延びる高角(30°)北西傾斜の浅い逆断層が存在する.2)駿河湾に沈み込む断層面のさらに深部延長部がスリップした.2)では隆起域が西方へ広がり浜名湖周辺でも50cm程度の隆起を生じることが1)と異なる,どちらのモデルが適切かの検証には,浜名湖周辺の古地震調査が鍵である.
ヒト肝癌, 肝硬変に伴う間葉系細胞の分化と増殖に関する研究

ヒト慢性肝疾患における間葉系細胞の分化と増殖につき免疫組織学的に検索した。1)肝細胞癌被膜での平滑筋細胞の出現:肝硬変および肝細胞癌被膜の平滑筋マーカー(Actin:1A4,HHF35,CGA,Myosinheavy chain isoform:SMemb,SM1,SM2 )に関する免疫組織化学によって、後者に分布する紡錘形細胞が平滑筋としての形質を示すことを確認し、さらにデータを形態計測によって定量化しより明確にするとともに、量子顕微鏡において多量のアクチンフィラメントを含むなどの平滑筋としての特徴をもつことを観察した2)慢性肝疾患でのVEGFおよびレセプター(Flt-1,KDR/F1k-1)の発現:正常肝ではVEGFは少数のKupffer細胞(K-C)にのみ認められたがレセプターは認められなかった。鬱血肝では多数のK-C、細小動脈の内皮細胞にVEGFが認められたがレセプターは認められなかった。慢性肝炎、肝硬変では炎症部位でK-C、血管内皮細胞にVEGFが増強し、レセプターもマクロファージや新生血管内皮に発現していた。VEGFとレセプターの分布はほぼ一致した。3)大腸癌肝転移でのVEGFおよびレセプターの発現:非癌部ではVEGFは一部のK-Cのみに陽性でレセプターの発現は認めなかった。転移巣周辺の繊維化部分ではマクロファージの一部にCEGF陽性であったがレセプターは認めなかった。一方、転移巣周囲の肝組織ではマクロファージの集積および毛細血管の増殖があり、VEGFおよびレセプターの著明な発現を認めた。今後さらに、転移性肝癌周囲においてVEGFおよびレセプターの発現している細胞を詳細に同定し、その生物学的意義についての検索を進める。肝細胞癌被膜での平滑筋細胞の出現【方法】肝硬変(LC)及び肝細胞癌(HCC)でビメンチン、平滑筋アクチン(1A4,HHF35,CGA7)、ミオシン重鎖アイソフォーム(SMemb,SM1,SM2)について調べた。【結果】LCの繊維性隔壁の紡錘形細胞はビメンチン、1A4、SMemb陽性、HHF35、CGA7陰性であった。HCC被膜の紡錘形細胞はビメンチン、1A4、HHF35、CGA7、SMemb及びSM1に陽性であったがSM2は陰性であった。【結論】HCCの線維性被膜には分化した平滑筋細胞が誘導される事が示された。慢性肝疾患でのVEGF及びレセプターの発現【方法】凍結肝組織で、VEGF及びレセプター(Flt-1,KDR/Flk-1)につき検索した。【結果】正常肝ではVEGFは少数のKupffer細胞(以下K-C)にのみ認められたがレセプターは認められなかった。慢性肝炎、LCでは、炎症部位でK-C、血管内皮細胞にVEGFが増強し、レセプターもマクロファージ(φ)や新生血管内皮に発現した。【結論】鬱血や慢性炎症を伴う肝疾患の血管新生で、VEGFシステムが重要な役割を果たしている事が示された。大腸癌肝転移でのVEGF及びレセプターの発現【方法】大腸癌肝転移巣で、VEGFとレセプターの発現を調べた。【結果】非癌部ではVEGFは一部のK-Cのみに陽性でレセプターを認めなかった。転移巣辺縁の線維化部分ではφの一部にVEGF陽性であったがレセプターは認めなかった。

一方、転移巣周辺ではφの集積及び毛細血管の増殖があり、VEGF及びVEGFレセプターの著明な発現を認めた。【結論】大腸癌の肝内転移巣進展には、VEGFシステムが重要な役割を持つことが示された。昨年度に続き以下の3項目について症例数を増やして検索した。1)肝細胞癌被膜での平滑筋細胞の出現肝硬変および肝細胞癌被膜の平滑筋マーカーに関する免疫組織化学によって、後者に分布する紡錘形細胞が平滑筋としての形質を示すことを確認し、さらにデータを形態計測によって定量化しより明確にするとともに電子顕微鏡において、多量のアクチンフィラメントを含むなどの平滑筋としての特徴をもつことを観察した。症例数を11に増やし、成果をまとめて論文とした(Kojima et al.in press,1999)。2)慢性疾患でのVEGFおよびレセプターの発現慢性肝疾患の症例数を32に増やし、昨年度得られた所見(炎症部位においてマクロファージおよび新生血管内皮にVEGFおよびレセプターの発現がみられる)を確認した。現在論文を作製中である。3)大腸癌肝転移でのVEGFおよびレセプターの発現症例数を22に増やし、VEGFおよびレセプターが転移巣周囲に強く発現することを明らかにした。血管量との関連を知る目的でCTでの造影効果の程度と免疫組織化学における染まり方を比較した結果、一部において相関性が明らかであった。本研究結果をまとめて日本肝臓学会(1998年、横浜)で発表した。今後さらに、転移性肝癌周囲においてVEGFおよびレセプターの発現している細胞を詳細に同定し、その生物学的意義についての検索を進める。
統合失調症の「家族による家族学習会」の持つ意味と精神障害者家族会に与える影響

本研究では、統合失調症の「家族による家族学習会」が担当者や参加者家族に与える影響、さらに家族会に与える影響を調査し、家族学習会の持つ意味を検討した。担当者家族は、支援側に回ることで、自信を取り戻し、リカバリーの道を前進していた。参加者家族は、担当者家族に、希望や回復モデルを見出し、終了後は家族会に入会していた。家族学習会は、会員の増加や若返りなど、家族会の活性化につながるプログラムであると考える。本研究の目的は、統合失調症の「家族による家族学習会(以下、家族学習会)」が、実施者家族および参加者家族の双方に与える影響、さらに家族会運営に与える影響を明らかにすることで、「家族学習会」の持つ意味と普及にあたっての課題、日本の家族会の将来のあり方を検討することである。家族学習会とは、精神障害者家族会(以下、家族会)の会員36人が担当者となり、家族会につながっていない家族10人以内に、小グループで行う体系的な学習プログラムで、家族のエンパワメントが目標であり、参加家族は仲間との共感の中で、実践的な知識を得ることができる。家族学習会は2007年に始まり、2012年には37か所実施している本研究では、2010年に実施した家族学習会のうち、実施内容の評価の高かった5家族会と企画委員の家族会2家族会、合計7家族会をグッドプラクティス事例として、グループインタビューを行った。研究協力の家族会員は25名であった。家族会員や家族会運営に与えた影響を、家族会ごとに整理し、家族学習会の持つ意味を検討した。その結果、家族学習会を始めた目的は、家族会の会員数を増やすことや高齢化した家族会の活性化であった。また、家族会本来の相互支援機能を向上させたいという希望もあった。家族学習会終了後には、ほとんどの家族会に新しい家族が入会し、会員数が増加していた。また、従来の家族会での話し合いは十分でなかったが、家族学習会後は話し合いができるようになり、家族間の垣根がなくなり自由に話せるようになったと話した。学習会の参加をきっかけに入会した会員が担当者に移行したり、家族会の役員や会長になったりなど、家族会の体制が変化していた家族学習会は、家族会につながりにくかった発病間もない家族を対象とすることで、会の若返りにもつながり、これからの家族会の発展にむけた多くの可能性を秘めていると考えられた。本研究の目的は、統合失調症の「家族による家族学習会(以下、家族学習会)」の担当者家族および参加者家族の双方に与える影響、さらに家族会運営に与える影響を明らかにすることで、家族学習会の持つ意味と課題、日本の家族会の将来のあり方を検討することである。本研究では、家族学習会を担当した家族会員27名、参加者家族8名、さらに家族学習会の支援者4名へのグループインタビューを行い、分析した。その結果、家族学習が担当者および参加者それぞれの家族に与えた影響、さらに、支援者や家族会運営に与えた影響を明らかにすることができた。担当者家族にとっての家族学習会の経験は、自信を取り戻し、精神障害者家族としての人生の意味を考える機会であった。担当者という支援側に回ることで、困難と後悔の負の体験が、人を助けることのできる価値ある体験へと変化していた。体験者だからこそできる自分の社会的役割を見出した家族は、リカバリーの道を前進していた。参加者家族は、家族学習会でテキストを輪読しながら体験を共有することで、家族としての経験を振り返り、担当者家族に、希望や回復モデルを見出していた。また、ストレングスに焦点をあてたグループワークで、自分の対処をより有効に実行するように方向づけられていた。一方、支援者は、これまでの支援者役割を脱して、家族と推進者が対等な関係になり、本来的なパートナーシップのあり方を理解する貴重なプログラムであると考えられた。家族学習会は、家族会のチーム力の向上とともに、会員の増加や若返りなど、家族会の活性化につながっていた。さらに、家族支援というこれからの家族会の役割を見出す機会にもなっていた。今後は、家族学習会という家族支援を通して、新たな活動を広げていくことができると考えられた。以上より、家族学習会は家族会活動の中に位置づけられるものであり、家族学習会が重要な機能を持つことが改めて確認された。「家族学習会」とは、家族による統合失調症の家族への教育プログラムであり、2007年度から地域精神保健福祉機構(コンボ)が普及事業を開始している。これは、精神障害者家族会の会員36人が担当者となり、保健所や医療機関などからの紹介を受けて、家族会につながっていない家族10人程度を集め、1回3時間、5回を1コースとして行うものである。

「家族学習会」を開催したいと考える家族会は、北海道から九州まで全国に広がっている。今年度は、東京及び秋田において実施した「担当者研修会」を支援するとともに、家族会の実施する2か所の「家族学習会」に参加し、担当者家族2名にインタビューした。さらに、「家族学習会」を支援したいと考える専門職を対象とした「専門職支援者研修会」に参加し、専門職へのアンケート調査を実施した。現在、それらのデータを分析中で、「家族学習会」の持つ意味と普及にあたっての課題を整理したいと考えている。また、「家族学習会」の原型となった第1回目「家族学習会」の会話記録をデータ化し、担当者家族の用いた支援技術について分析した。その結果、「学習の理解を深める技術」「自分の考えを伝える技術」「リカバリープロセスを体験談から伝える技術」が見出され、これらの技術は、専門家にはない「家族学習会」独自の支援技術でだと考えられた。現在、学会誌に投稿中である。2010年に実施した家族学習会のうち、5家族会と企画委員の家族会2家族会、合計7家族会のグループインタビューを行った。研究協力の家族会員は25名であった。担当者のデータ取集は終了し、データの分析を行った結果、担当者側から見た、家族会員や家族会運営に与えた影響を明らかにした。大学の倫理委員会の審査において承認を得た。その後、データ収集機関である家族会への依頼、家族会及び「家族学習会」の参加観察を行っている。また、「家族学習会」を実施する家族を対象とした「担当者研修会」、専門職を対象とした「専門職支援者研修会」に参加して参加観察を行った。また、担当者家族のインタビューについては、2名終了した。次年度は、担当者のデータ分析を引き続き、詳細に行う。さらに参加者へのインタビューを行い、データの収集と分析を並行して行う。最終年度にあたるため、分析結果は学会にて報告するとともに、論文として投稿していく。来年度も、同様の方法で、2か所の家族会及び「家族学習会」の参加観察を行う。また、「家族学習会」を実施する家族を対象とした「担当者研修会」、専門職を対象とした「専門職支援者研修会」に参加して参加観察を行う。担当者家族のインタビューを継続すると共に、家族学習会を支援している専門職へのインタビューを実施して、データ収集を行う。データの分析を並行して行う。さらに、全国に広がっている家族学習会の実施状況を調査、実態を把握する。前年度は、家族学習会担当者と共に参加者へのインタビューを実施予定であったが、参加者へのインタビューができず、未使用額が生じた。次年度は、この費用も含めて、研究協力者への謝金、インタビュー内容を逐語録に起こすための研究補助費とする。また、家族学習会に関わる支援者からも、データ分析への助言を頂くための会議費、謝金とする。さらに、成果報告のための学会への旅費とする。研究協力者への謝金、インタビュー内容を逐語録に起こす研究補助費とする。また、家族学習会を積極的に実施している他県の家族学習会の担当者、及び専門家へのインタビュー行うための、旅費とする。さらに、23年度の残金を活用し、全国に広がっている家族学習会の実施状況を調査する。残金は、そのための旅費及び調査費とする。
神経芽細胞腫を標的とする遺伝子治療の基礎的研究と臨床展開

1)再発性・治療不応性神経芽細胞腫に対する遺伝子治療のための基礎的検討再発性・治療不応性神経芽細胞腫に対する遺伝子治療実施の可能性の検討のために、進行性神経芽細胞腫患者の骨髄細胞からの神経芽細胞腫細胞の初代培養法の確立を試みた。stageIVの神経芽細胞腫患児の親権者より同意を得た後、10例の患児から採取された骨髄細胞を用いて培養を開始した。骨髄単核細胞をEHS-Natrixを塗布されたプラスチックフラスコに入れ、10%ウシ胎仔血清添加RPMI-1640液中で培養した。継代にはトリプシン+EDTAを用いた。神経芽細胞腫細胞の同定は、光顕的観察、フローサイトメトリーによる細胞表面GD2発現解析、組織免疫染色によるNeurofilament、NSE等の発現解析、RT-PCRによるTyrosine hydroxylaseの検出等により行った。その結果、4例において、7-14日後に神経芽細胞腫細胞の増殖が見られた。3例が初発時の凍結骨髄、1例が再発時の新鮮骨髄であった。増殖した神経芽細胞腫細胞には、比較的容易にinterleukin(IL)-2およびlymphotactin遺伝子の導入が可能であった。2)再発性・治療不応性神経芽細胞腫に対する遺伝子治療プロトコールの提案上記の基礎的検討結果に基づき、遺伝子治療プロトコールを作成し、東京大学医科学研究所倫理審査委員会に提出した。その審査を経た後、文部科学省科学技術・学術審議会および厚生科学審議会科学技術部会に「再発性・治療不応性神経芽腫に対するサイトカインとケモカインを用いた免疫遺伝子治療(第I相臨床研究)」として申請を行った。現在その審議の結果を待っている段階である。
小さな非平衡系における揺らぎ、応答、熱力学

研究成果として重要な項目を以下の4点にまとめる。1.小さな非平衡系において定常状態をつくると、容易に線形応答領域から離れる。そのような領域では、揺動散逸関係が成り立たないことが知られていた。詳細つりあいの条件がなりたたない状態に微小外場をかけて応答をみても、それは揺らぎと直接関係しないことは、数学的には自明である。この自明なことが実験的に観測されはじめたとき、自然に問題となるのは、そこに何も法則がないままなのかどうかである。私たちは、揺動散逸関係の破れがエネルギー散逸と定量的に関係している事実を見出した。2.定常状態間遷移に伴う第2法則を定式化した私たちの研究をうけて、非平衡系における有効相互作用を操作的に決める提案をした。また、定常状態熱力学の現象論的な可能性について、現段階の知見をまとめた。3.ナノ流体における降伏応力の起源をミクロレベルから説明する理論を提案した。降伏応力の起源は一般には複雑であるが、対象をナノ流体に制限することにより明晰な結果を得ることができた。とくに、ずりシニング指数の第一近似を2/3とする論理は、今後の発展の基盤になろう。4.揺らぎと応答の異常性が端的にあらわれる典型的な例のひとつがガラス転移である。小さな系においてもガラス化に伴う新しい現象が発見されている。私たちは、ガラス転移を記述する新しい理論を提案した。非エルゴード転移がサドル接続分岐に対応することを示し、その分岐点近くにおける揺らぎの理論を構築した。動的事象の臨界揺らぎに関する臨界指数を計算した。小さな非平衡系における揺らぎ、応答、熱力学に関して、以下の成果をえた。非平衡条件下において小さい系に及ぼす力のうち、散逸に寄与する部分と駆動力に寄与する部分とそれ以外のランダムな部分にわける基準を見出した。平衡条件下での散逸は、揺動散逸関係(FDR)によって規定されているが、非平衡条件下ではFDRは成立しないので、新しい力の分割基準を見出した意義は大きい。この結果は、Phys.Rev.E (rapid communication)に掲載されている。この結果を具体的な計算手法に生かすために、ランジュバン動力学を揺らぐ応答方程式に書き直す数理的な方法を開発した。この方法により、発見論的論法で見出した力の分割基準を、誰もが理解できる論旨で再構成できた。そして、測定可能な応答関数をつかって種々の量をあらわすことができるようになった。この結果は、J.Phys.A : Math and Gen.への掲載が決定している。この結果の重要な応用として、非平衡定常系における発熱率を揺動散逸関係(FDR)の破れであらわす関係式を導くことができた。この普遍的な関係式はきわめて単純な形をしており、非平衡統計の純理論的成果としても印象的である。さらに、この等式により、今まで不可能だった小さな系における発熱率の測定による決定が可能になり、分子モーター系のエネルギー変換機構にも大きな影響を与えると期待できる。この結果は、Phys.Rev.Lett.に投稿中である。小さい非平衡系では揺動散逸関係が大きく破れている。この破れの程度と熱浴へのエネルギー散逸を結びつける関係式を見出した。(以下、Harada-Sasa等式とよぶ。)この関係式は、第2種揺動散逸関係によって環境の温度が指定されるLangevin記述が正しいなら、非平衡条件下でも系の詳細によらずに成立する。これを逆手にとって、実際の実験でLangevin記述の妥当性を定量的に議論できる。あるいは、理論的には、よりミクロな力学自由度で記述された系に対して、Harada-Sasa等式がなりたつための条件を議論できる。

そのもっとも簡単な例題を解析することにより、非平衡条件下における階層移行の理論的研究をはじめることになった。Harada-Sasa等式のより重要な意義は、Langevin記述の有効自由度の妥当性を実験的に決めれることにある。例えば、あるモーターたんぱくについて、その重心座標が揺らぐポテンシャルをもつLangevin動力学に従うかどうかを実験的に判断したいとする。たんぱくの詳細を実験で調べてこの問いに答えようとする先行研究に対し、私たちの立場では、Harada-Sasa等式の成立の程度を実験的に測ればよい。つまり、たんぱくの詳細を調べる必要がなく、重心座標に対する揺らぎと応答、および、エネルギー入力率だけを測定すればよい。もし、等式がよい精度で成立するなら、その自由度だけで十分な記述を与えていることを意味するし、そうでないなら、重心座標以外の別の自由度が深く関わっていることを意味する。後者の場合、関与する自由度を同定しなければならない。その自由度の探索は、試行錯誤せざるを得ないが、必要な自由度が同定されたかどうかは、つねに、等式のチェックによってわかるのである。ナノ流体の振る舞いなど、標準的な流体方程式で記述されない「異常な流れ」の本質として、ジャミング転移(ガラス転移)にともなう揺らぎの異常性があるとされている。異常な流れとこの転移の関係、および、この転移における揺らぎの性質について、以下の成果を得た。1応力の異常性は、2体分布関数の異常性で表現されるはずなので、非平衡条件下における2体分布関数の振る舞いに焦点をあてた。小さな系における2体分布関数がずりに対して不安定になるので、その不安定性が発生する分岐点で2体分布関数の動力学を縮約すると、Ginzburg-Landau方程式と同じ形になることがわかった。このことから応力異常を特徴づける指数を計算した。この結果は、数値実験により確認された。2ジャミング転移においては、ある時間間隔でおこる事象(動的事象)が協同的に振る舞い、臨界現象的性質を示すと予想されている。その予想についての新しい理論を提案した。1)対象をパタン形成に関係するガラス系に限定し、時間相関関数に対するオーダーパラメータ記述を行った。ある極限でのパタン形成点からの展開により、時間相関関数の満たす式を2変数の常微分方程式にまで縮約することができる。その力学系的記述の立場では、ジャミング転移はサドル接続分岐として捉えられる。2)平衡系の臨界現象に対するGinzburg-Landauアプローチにならい、空間局所的にサドル接続分岐を示す系が空間的に拡散結合し、揺らぎを受けているモデルを解析した。時間方向に特殊な構造をもつ軌道がドミナントなときの経路確率測度を解析する新しい方法を開拓した。具体的には、経路確率密度を生成する仮想的確率過程を導入し、その確率過程に対して特異摂動法を適用する。これにより、動的:事象の揺らぎの振幅、時間、空間についての発散を特徴づける臨界指数を計算した。
熱応力緩和型傾斜機能材料の構成式とその設計プログラムの開発に関する研究

本研究は傾斜機能材料の設計に関し(1)粒子の損傷を考慮した熱弾・塑性構成式の研究(2)熱応力緩和型傾斜機能材料の設計とプログラムの開発を行ったものである。本研究の成果は以下の通りである。(1)粒子の損傷を考慮した熱弾・塑性構成式の研究熱応力緩和型傾斜機能材料はセラミックスと金属の組成が連続的に変化する材料である。そのため、熱応力緩和型傾斜機能材料の構成式として、粒子分散型モデルに基づき、粒子の損傷を考慮した傾斜機能材料の熱弾・塑性構成式の研究を行ったものである。その結果、母材が金属、セラミックスが粒子の粒子分散型モデルに基づく構成式を導出することに成功した。(2)熱応力緩和型傾斜機能材料の設計プログラムの開発熱応力緩和型傾斜機能材料は高温で作成するため、作成時に残留応力が発生する。そのため、熱弾・塑性変形を考慮した傾斜機能材料の設計プログラムの開発が必要になる。導出された熱応力緩和型傾斜機能材料の構成式を用いて、弾・塑性変形を考慮した傾斜機能材料の熱応力のプログラムの開発を行った。その結果、(a)マクロ的には無応力状態だが、ミクロ的には粒子に大きな圧縮応力(または引張応力)が、母材に大きな引張応力(または圧縮張応力)が生じること。(b)作成時の温度がその後の応力挙動に大きく影響すること。(c)き裂の進展は最大でも板幅の1/10程度であること。(d)き裂の進展を最小にする最適組成分布は、セラミックス100%から金属100%まで直線分布であることを明らかにした。本年度の研究は(1)粒子の損傷を考慮した熱弾・塑性構成式の研究と(2)熱応力緩和型傾斜機能材料の設計とプログラムの開発の両面から進めている。本年度の成果は以下の通りである。(1)粒子の損傷を考慮した熱弾・塑性構成式の研究(2)熱応力緩和型傾斜機能材料はセラミックスと金属の組成が連続的に変化し、その組成形態は多くの場合粒子分散型であるため、粒子分散型モデルに基ずき、熱弾・塑性構成式を求めた。特に本年度は母材が金属であり、粒子がセラミックスで構成され、母材の金属が塑性変形を生ずるが、セラミックス粒子は弾性変形を受けかつ損傷するとして、傾斜機能材料の熱弾・塑性構成式を求めた。粒子の損傷を考慮した熱弾・塑性構成式もを用いて、作成時の熱履歴を受けた傾斜機能材料の引張り試験を数値シミュレーションを行った。その結果、マクロ的には無応力状態でも、ミクロ的には大きな応力が発生していることがわかった。このミクロ的な大きな応力が損傷につながり、単にマクロ的な構成方程式では傾斜機能材料の熱応力の正確な数値シミュミレーションはできないことがわかった。熱応力緩和型傾斜機能材料の設計プログラムの開発熱応力緩和型傾斜機能材料は高温で作成するための作成時の残留応力が生ずる。この残留応力が疲労き裂の発生、熱ラチエットの発生等に大きな影響を与えることが報告されているため、まず残留応力が無い場合について、弾・塑性変形を考慮したき裂有する傾斜機能材料のシミュレーションプログラムの開発を行った。その結果、亀裂近辺では大きな熱応力が発生し、応力拡大係数が破壊靱性値を上回る場合があることがわかった。(1)粒子の損傷を考慮した熱弾・塑性構成式の研究熱応力緩和型傾斜機能材料はセラミックスと金属の組成が連続的に変化する。そのため、熱応力緩和型傾斜機能材料の構成式として、粒子分散型モデルに基ずき、粒子の損傷を考慮した熱弾・塑性構成式の研究を行っている。

母材が金属、セラミックスが粒子の粒子分散型モデルに基づく構成式を導出することに成功した。(2)熱応力緩和型傾斜機能材料の設計プログラムの開発熱応力緩和型傾斜機能材料は高温で作成するため、作成時の残留応力が生ずる。また、疲労き裂の発生、熱ラチエットの発生等が報告されているため、弾・塑性変形を考慮した傾斜機能材料の設計プログラムの開発が必要になる。導出された熱応力緩和型傾斜機能材料の構成式を用いて、弾・塑性変形を考慮した傾斜機能材料の熱応力のプログラムの開発を行っている。熱応力緩和型傾斜機能材料の構成式として、母材が金属、セラミックスが粒子の粒子分散型モデルに基ずき、粒子の損傷を考慮した熱弾・塑性構成式の導出に成功した。予備プログラムの開発の過程で、マクロ的には無応力状態だがミクロ的には粒子には大きな圧縮応力が母材には大きな引張応力が生じることが明らかにし、国際会議で公表した。本研究は傾斜機能材料の設計に関し(1)粒子の損傷を考慮した熱弾・塑性構成式の研究(2)熱応力緩和型傾斜機能材料の設計とプログラムの開発を行ったものである。本研究の成果は以下の通りである。(1)粒子の損傷を考慮した熱弾・塑性構成式の研究熱応力緩和型傾斜機能材料はセラミックスと金属の組成が連続的に変化する材料である。そのため、熱応力緩和型傾斜機能材料の構成式として、粒子分散型モデルに基づき、粒子の損傷を考慮した傾斜機能材料の熱弾・塑性構成式の研究を行ったものである。その結果、母材が金属、セラミックスが粒子の粒子分散型モデルに基づく構成式を導出することに成功した。(2)熱応力緩和型傾斜機能材料の設計プログラムの開発熱応力緩和型傾斜機能材料は高温で作成するため、作成時に残留応力が発生する。そのため、熱弾・塑性変形を考慮した傾斜機能材料の設計プログラムの開発が必要になる。導出された熱応力緩和型傾斜機能材料の構成式を用いて、弾・塑性変形を考慮した傾斜機能材料の熱応力のプログラムの開発を行った。その結果、(a)マクロ的には無応力状態だが、ミクロ的には粒子に大きな圧縮応力(または引張応力)が、母材に大きな引張応力(または圧縮張応力)が生じること。(b)作成時の温度がその後の応力挙動に大きく影響すること。(c)き裂の進展は最大でも板幅の1/10程度であること。(d)き裂の進展を最小にする最適組成分布は、セラミックス100%から金属100%まで直線分布であることを明らかにした。
脳構造ネットワーク解析によるパーキンソン病の疾患進行の解明

パーキンソン病の進行と脳構造変化の関連性を脳の画像解析で解明する試みが注目されている。体積等を指標とし局所の異常を捉える研究が主流である。しかし脳の局所の異常による他の領域への影響はほとんどわかっていない。そこで脳の領域間の関係性を示す脳構造ネットワーク構築する手法に着目した。本研究ではパーキンソン病の脳構造ネットワークの異常を捉え、疾患進行との関連性を解明することが目的である。本研究により、パーキンソン病の進行機序の科学的理解を向上させる。そして脳構造ネットワーク変化を疾病進行の指標として確立することにより、個々の患者の病態把握から新たな治療戦略の開発と評価まで幅広い展開が可能である。
骨形成機構の総括的解析とその応用

本研究では3点を中心に研究を推進した。(1)骨芽細胞分化制御因子の解析、(2)間葉系幹細胞の性状の解析、(3)脊椎動物における骨格形成の変遷と機能解析。その結果以下の研究成果を得た。(1)骨芽細胞分化制御因子の解析1)Runx2欠損細胞株を樹立し、BMP-2はRunx2が存在しなくてもDlx5,Msx2などの転写因子を介して骨芽細胞の分化を促進することが明らかにした。2)CCN3(NOV)はBMPシグナルとNotchシグナルに作用して骨芽細胞分化を抑制することを明らかにした。3)骨芽細胞分化におけるMsx2の役割を明らかにした。(2)間葉系幹細胞の性状の解析1)ヒト過誤腫から間葉系幹細胞の性状を保持する細胞株を樹立し、その性状を解析した。2)ヒト骨肉腫から、骨芽細胞、軟骨細胞、脂肪細胞への分化能を保持する細胞株を樹立し、その性状を解析した。3)マウス骨髄由来で間葉系幹細胞の性状を保持するKUSA細胞を用いて、骨芽細胞の分化および神経細胞への分化におけるCCN3の役割を解析し、CCN3が骨芽細胞への分化を抑制することを明らかにした。(3)脊椎動物における骨格形成の変遷と機能解析1)カエルの長管骨の形成過程では軟骨内骨化の形成が著明に遅延し、その原因としてBanded Hedgehogの発現パターンが哺乳類と異なることを示した。2)アフリカツメガエルの筋肉及び軟骨細胞の培養系を確立した。3)アフリカツメガエル大腿骨の骨再生モデルを確立し、カエルの骨再生はマウスに比べて遅延していることを明らかにした。4)ウシガエルの後鰓体(カルシトニン分泌組織)を除去し、カエルの骨組織における骨吸収が亢進するかを形態学的に解析した結果、カエルの骨組織はカルシウムの貯蔵庫として重要な役割を担っていない可能性を示唆する所見を得た。以上の研究成果により、骨形成機構を総括的に解析し、骨再生、骨粗鬆症などへの臨床応用の基盤を構築した。今年度は次の実験を行い,以下のことを明らかにした。1.間葉系幹細胞の性状の解析ヒト過誤腫から骨芽細胞,軟骨細胞,脂肪細胞,筋肉への分化能を保持する細胞を分離しSV40 Tantigenの導入により,不死化細胞株を樹立した。この細胞株をスキッドマウスに移植して,In vivoにおける分化能をし,これらの細胞がin vivoでも骨芽細胞,軟骨へ分化することを明らかにした。2.骨再生の分子メカニズムの解析マウス正常大腿骨骨幹部に直径2.2mmの円形骨欠損を作製し,その修復過程を解析した結果,3-4日目に間葉系幹細胞が出現すると考えられた,そのため,現在,骨欠前と骨欠損作製5日目の間で発現量が変動している遺伝子をcDNAチップで解析した。その結果を基盤として,骨再生5日目で発現が上昇する遺伝子40を選択し,骨再生過程における各遺伝子の発現パターンをin situハイブリダイゼーション法で解析し,興味ある遺伝子8個に絞り,詳細な解析を進めている。3.骨再生療法の開発マウス頭頂骨に円形骨欠損を作製し,同部に担体と細胞の複合体を移植し,骨再生に及す効果を解析した。

その結果,アデノウイルを用いてBMP-2を過剰発現させた皮膚線維芽細胞を移植すると骨再生が促進されるが,Cbfa1を過剰発現した線維芽細胞の移植では骨再生が誘導されないことを明らかにした。4.カエル骨格形成の解析カエルの長管骨形成過程では,哺乳類,爬虫類に比べて,軟骨内骨化の形成が著明に遅延している事を示す形態学的なデータをさらに蓄積した。また,この現象にはカエルの軟骨層におけるBanded hedgehogの発現が軟骨・骨髄境界部より離れている部位で観られることと関連している可能性を示唆する結果をin situ hybridization法で得た。1.間葉系幹細胞の性状の解析昨年度、ヒト過誤腫から骨芽細胞,軟骨細胞,脂肪細胞,筋肉への分化能を保持する間葉系前駆細胞株を樹立した。今年度はその性状をさらに解析し、詳細な結果を論文にまとめ現在投稿中である。2.骨再生の分子メカニズムの解析昨年度、マウス正常大腿骨骨幹部に直径2.2mmの円形骨欠損を作製し,骨再生5日目に発現が上昇する遺伝子群をcDNAチップで解析した。今年度は、その結果を基盤として興味ある遺伝子8個について詳細な解析を行った。その中で、Novに関してはノックアウトマウス及びトランスジェニックマウスを用いて骨再生における役割を解析中である。3.骨再生療法の開発マウス頭頂骨に円形骨欠損を作製し,同部に担体とBMP-2遺伝子を導入した細胞の複合体を移植すると効率的に骨再生が誘導されることを明らかにした。また、GFPトランスジェニックマウスの皮膚線維芽細胞を用いた実験から、骨再生は移植細胞と宿主の細胞の両方により行われていることが明らかとなった。また、GFPトランスジェニックマウスから骨芽細胞様細胞株を樹立し、それが細胞移植後の生体内での運命を追跡するのに有用であることを明らかにした。4.カエル骨格形成の解析カエルの長管骨形成過程では,哺乳類,爬虫類に比べて,軟骨内骨化の形成が著明に遅延している事を示す形態学的かデータをさらに蓄積した。また,この現象にはカエルの軟骨層におけるBanded hedgehogの発現が関与している可能性が考えられたので、Banded hedgehogのリコンビナントタンパクを作成し、現在その作用を解析中である。また、カエルの骨組の代謝回転は爬虫類、哺乳類に比べて非常に遅いことを骨形態計測法で明らかにした。A)カエルの骨格形成の解析・マウスの軟骨内骨化ではIndian Hedgehog(Ihh)が重要な役割を担っているので、マウスとカエルの軟骨内骨化部におけるHedgehog及び標的遺伝子であるPatched, Gliの発現パターンを比較した。カエルではマウスIhhのホモローグであるBanded Hedgehog(Bhh)は軟骨・骨髄境界部からやや離れた軟骨細胞で発現し、軟骨に接する骨髄部の間葉系細胞にはPatchedおよびGliの発現がみられず、Bhhのシグナルが骨髄の間葉系細胞に伝達されていないと考えられた。(Biochem Biophys Res Commun 328:867,873,2005)B)間葉系幹細胞の性状の解析及び分離・移植法の確立・ヒト過誤腫よりSV40LargeT抗原導入により単一細胞に由来し、骨芽細胞、軟骨細胞、脂肪細胞、骨格筋、平滑筋への分化能を保持する細胞株CloneKを樹立した(Cell Tissue Res 317:237-246,2004)・ヒト