hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
盲聾者と健常者の双方向情報交換を可能とする障害補償システムの開発

点字と手話の知識のない人が、盲聾者とコミュニケーションをとるため、双方の情報授受が容易にできるツールをプロトタイプとして開発した。本ツールにおいて、盲聾者の情報発信は、点字を墨字(晴眼者が読める文字)にし健常者へ伝え、盲聾者の情報受信は、健常者の音声情報を点字にして盲聾者が授受する形式をとっている。情報交換の手段として、盲聾者と健常者双方の情報授受は、手話を使うことなく、点字を介して行われるが、健常者は点字の知識を必要とせず使用できるシステムである。健常者から盲聾者への情報伝達としては、健常者が発する発話を音声認識エンジンにより漢字仮名交じり文にし、さらに点訳することで点字として伝える。音声認識エンジンは、フリーソフトウェアであるJuliusと、使用許諾権を得ているAmiVoiceを使用した。2つの音声認識エンジンを使用したのは、ワードプロセッサで使用している仮名漢字変換ソフトウェアであるフロント・エンジン・プロセッサ(FEP)が、好みのものを自由に使い分けられるように設計されているのと同じように、音声認識エンジンを使い分けられるようにするためである。盲聾者から健常者への情報伝達としては、点字を墨字に変換する墨訳ソフトウェアとして、日本語点字・英語点字・数式点字の3種類を墨字に変換する形で実現した。墨訳ソフトウェアは、日本語および英語に関して、有償・無償のソフトウェアが存在するが、数式点字を墨字に変換するソフトウェアはないため、今回開発した数式点字の墨訳ソフトウェアは、今回の利用環境ばかりではなく、点訳ボランティアが点訳校正時に容易に使用できるソフトウェアとして有用なツールとなっている。上記項目「研究実績の概要」で述べた内容に沿って、電子情報通信学会(2018年10月)において、タイトル「点字による盲聾者のためのコミュニケーション・ツール開発」で発表を行っている。開発したツールはプロトタイプではあるが、上述の機能は全て備わっているため、進捗状況としては、おおむね順調に進展していると言える。今回開発したツールとしての機能は上述の通りではあるが、多少使い勝手に難がある。想定している利用者である盲聾者と健常者にとって使いにくいものであってはならない。また、発話内容が多い/早いといった場合、本システムでは処理能力を超え解析が出来なくなる場合がある。これら問題点を今後の課題として改良していかなくてはならない。
単一細胞レベルでの海馬内神経回路の三次元的構造解析

ラット海馬CA2錐体細胞4個、CA3錐体細胞20個をHRP細胞内注入で染色し、各亜層(分子層、放線層、透明層、上昇層)への樹状突起分布量を計測し、CA2/3領域内の位置による分布様式の差異を調べた。1)樹状突起の分布域、分岐様式、細胞体の大きさが類似していることからCA2・CA3錐体細胞を同群の大錐体細胞として考察した。CA2領域でも細胞体上に長い棘様突起を持つ大錐体細胞も観察され、CA2錐体細胞への歯状回入力(苔状線維終末)については今後の電顕的解析が期待される。2)錐体細胞の平均樹状突起長は、CA1で13,424μm、CA2では15,406μm、CA3では12,482μmであった。CA3では領域内の位置によって全突起長と各亜層での部分突起長が大きく異なる。全突起長と上昇層の部分突起長は海浮釆付直部位で最大となり、CA2あるいは歯状回に近いほど減少する。分子層への樹状突起分布量はCA2で最も多く、歯状回に近く位置するほど少ない。歯状回門に隣接する細胞では、全く分子層へ樹状突起を出さない細胞も見られた。透明層への樹状突起分布量は歯状回側で最も多く、CA2に近いほど分布量は減少し、CA2では苔状線維を受ける棘状瘤を欠く。放線層への樹状突起分布量は位置による差が認められない。以上のことから、CA2/3錐体細胞は分子層と透明層では逆方向の樹状突起分布量勾配が、上昇層には海馬釆付着部を中心にして両方向へ漸減する分布量勾配が在ることが判った。このことはCA3錐体細胞の位置により、各層へ特異的に分布する嗅内野(分子層)、歯状回(透明層)、内側中隔核(上昇層)からの興奮性入力の受容量にも同様の勾配が在ることが考えられ、CA2・3錐体細胞が歯状回からの情報をCA1領域へ中継する部位としてだけでなく、これら入力種の分析部位としての役割を担っていることも強く示唆される。
ロマンス語における冠詞の対照研究

本研究は、ロマンス諸語に属するフランス語・スペイン語・イタリア語の三言語において、その名詞句構造において中心的な位置を占める冠詞の体系について総合的な分析を行った。不定冠詞については、各言語における分布を詳細に検討し、三言語における共通性と相違点を明らかにした。定冠詞については、特に代名詞的機能について対照分析を行った。フランス語とイタリア語に見られる部分冠詞については、両言語の相違点を明示した。本研究は、フランス語・スペイン語・イタリア語という三つのロマンス諸語の冠詞の分布を対照的に考察することを目的としており、初年度はフランス語とスペイン語の冠詞に関するデータを収集し分析を進める計画であった。特に、様々な文脈において生起する可能性のある不定冠詞にまず焦点を定め、フランス語原典とスペイン語訳、スペイン語原典とフランス語訳、他言語原典のフランス語訳とスペイン語訳を資料体として用い、その分布を詳細に検討した。その中で、他の冠詞との関係、とりわけ無冠詞名詞句との関係に重きを置いて考察を進めた。その結果、フランス語においては無冠詞がもつ機能がかなり制約されているのに対し、スペイン語においてはあらゆる文法機能において無冠詞が果たす役割がかなり広い範囲に及ぶことが明らかになった。この差は、同じロマンス諸語に属する言語として予想されるものよりもかなり大きなものであると言える。更に、両言語において不定冠詞と部分冠詞の機能分化がかなり明瞭であるのに対し、不定冠詞と定冠詞の機能は一般に予想されるほど相反するものではなく、連続的なスケールで捉えられるべき側面も見出されるということも示された。また、両言語において文法機能ごとの不定冠詞の分布に大きな差が観察されなかったことから、不定冠詞自体の機能に関しては、両言語においてかなり共通しているということが再確認されたと言える。時間的制約から他の冠詞、特に部分冠詞を軸にした分布の検討を今年度内に終えることができなかったが、早急に成果を発表すべく分析を進めている。本研究は、フランス語・スペイン語・イタリア語という三つのロマンス諸語の冠詞の分布を対照的に考察することを目的としており、当初の予定では今年度は前年度からの継続作業として、部分冠詞の分布に関するデータを収集し分析を進める計画であった。特に、部分冠詞というカテゴリーが文法的に確立されていると言えるフランス語とイタリア語における部分冠詞の分布上の相違を明らかにすべく、フランス語原典とイタリア語訳、イタリア語原典とフランス語訳、他言語原典のフランス語訳とイタリア語訳を資料体として用い、その分布を詳細に検討した。その中で明らかになったのは、他の冠詞との関係、とりわけ無冠詞名詞句との関係が極めて重要であるという点である。細部の検討に若干の時間を要するため、その成果を公表するには至っていないが、24年度中には論文として発表する予定である。これと並んで、当初の計画とは多少ずれるものであるが、定冠詞の三言語における用法、特にロマンス諸語に特徴的な代名詞的用法に焦点をあて、分布を観察した上で分析を進めた。この研究テーマは、他の冠詞に関する分析を進めていく中で、新たな問題として浮かび上がってきたものであり、冠詞と他のカテゴリーに属する要素の関係を明らかにする上でも極めて重要なテーマであると言える。ロマンス諸語に属する言語でも冠詞の用法が異なるという事実を実証的に示すという本研究の目的に合致するものでもあり、その成果は論文という形で公表した。具体的には、スペイン語の定冠詞が代名詞的性格がかなり強いのに対して、フランス語・イタリア語のそれは極めて弱いという事実が明らかになり、形態的な側面と意味的な側面が複合的に関係してその性質が決定されるということが示された。このように、今年度は定冠詞と部分冠詞という二つの形式を異なる視点・手法によって分析し、三言語における相違点を明らかにすることができた。本研究は、フランス語・スペイン語・イタリア語という三つのロマンス諸語の冠詞の分布を対照的に考察することを目的としている。本年度は最終年度にあたり、不定冠詞の分析を行った。既に終えているフランス語とスペイン語の対照分析に続くものとして、フランス語とイタリア語、イタリア語とスペイン語の対照分析を進めた。前者については、仏語原典と伊語訳、伊語原典と仏語訳、他言語原典の仏語訳と伊語訳を、後者については西語原典と伊語訳、伊語原典と西語訳、他言語原典の西語訳と伊語訳を資料体として用い、その分布を詳細に検討した。その中で明らかになったのは、無冠詞との競合という点でそれぞれの言語に相違点が見られるという特徴である。不定冠詞及び他の冠詞の分布を観察することによって、決定詞としての無冠詞の機能が最も限定されているのがフランス語であるのに対して、無冠詞が不定冠詞の機能の一定の部分を担っているのがスペイン語であるということが示された。これは、無冠詞という要素の位置づけが同じロマンス諸語の中でも言語によって異なっていることを意味する重要な事実であると言える。また、三言語において共通に観察される事実として、不定冠詞と定冠詞の機能的連続性があげられる。

一般に不定冠詞と定冠詞は定・不定という対立する概念と結びつく要素であると考えられるが、その分布を見ると、一方の言語の不定冠詞が他方の言語の定冠詞に対応する例が少なからず観察される。この事実は、定冠詞と不定冠詞の機能配分は完全な境界線が定められるものではなく、その中間に両者が共存する領域が存在することを示唆している。これに対して、不定冠詞と部分冠詞はその機能的分化がかなり明瞭であることも示された。以上の研究成果は、フランス語とイタリア語の分析はイタリア語による論文で、イタリア語とスペイン語の分析はスペイン語による論文で今年中に随時公刊する予定である。本研究の対象である冠詞の中で、定冠詞と部分冠詞という二つのカテゴリーについて詳細に分布を観察し、分析を進めることができた。計画全体の中で、本年度に予定していた研究成果をかなりの部分について達成できていると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の最終年度にあたる平成24年度には、本研究において大きな位置を占めるテーマである不定冠詞の分析として、残されているフランス語とイタリア語、並びにスペイン語とイタリア語の対照研究をそれぞれ進める予定である。前者の成果についてはデータ収集がかなり進んでいるので、本年度中に成果発表まで確実に達成できるものと考えている。後者についてもかなりの部分まで進めることが可能であると考えられるが、データ収集を含めて分析にかなりの時間を要することが予想されるため、本年度中に最終的な成果発表に至るよう最大限努力する所存である。
環境紫外線が植物に及ぼす影響の評価方法の確立-ビリミジンダイマーの動態からの解析

平成7年度に開発した、DNAビリミジンダイマー(CPDs)をAlkaline Unidirectional Pulse-Field Electrophoreisis法によって定量する高分子DNA傷害解析システムを使用し、環境調節実験室内にて適当な環境条件の下に育成した、紫外線抵抗性の強いササニシキと弱い農林1号を用い、紫外線UV-BによるのCPDsの動態を解析し、次ぎの知見を得た。(1)3葉が完全展開するまでUVBのない条件で育成した植物の、完全展開した3葉を用い、UVB照射量と生成されるCPDsのdose response curveを作成した結果、両品種の間に差が認められなかった。(2)しかし、UVB照射により、一定量のCPDsを作り出した後の青色光照射による光回復速度、およびexcision修復能速度は、農林1号に比べササニシキで数倍速いことが判明した。すなわち、両品種に見られる紫外線抵抗性の差異には、DNA損傷の修復速度の差異が深く関与していることが示唆された。(3)葉位の違いと一定量のUVB照射によるCPDs生成能の関係を解析した結果、完全展開した3、4葉が最も高い紫外線感受性を示し、5、6葉になると抵抗性が増すことが判明した。(4)葉齢の違いによる、一定量のUVB照射によるCPDs生成能を解析した結果、蛋白合成の盛んな葉が最も高い紫外線感受性を示すことが判明した。これらの結果、いろいろな植物のUVB感受性の差異の評価は、最もDNA傷害を受け易い生育が旺盛な幼植物の葉におけるCPDsの動態をもとにして行える可能性が示された。今年度は、まず、DNAのピリミジンダイマーをAlkaline Unidirectional Pulse-Field Electrophoresis法によって定量する高分子DNA傷害解析システムを開発した。この装置は、蛍光検出部、サンプルステージ部、ファイバー光学部、データー処理部から構成される。検出方式としては蛍光を利用することにし、測定方法は透過および反射の二つの方法が可能であるようにした。すなわち、電気泳動終了後、エチジンブロマイドで染色、脱色した試料をプレート上にのせ、スキャンニングしながら透過(あるいは反射)蛍光強度を測定する。分子量マーカーの蛍光強度と移動度からスタンダードカーブを作製する。次に、試料の移動量と蛍光強度を測定し、スタンダードカーブから平均分子量を求め、Mb当たりのDNA損傷量を算出する。この装置の性能についてλDNAおよびイネ葉を材料に検査したところ、1Mbあたり一個のピリミジンダイマーを検出出来ること、30-50ngのDNA量で測定出来ることが判った。また、さらにλDNAを用い、紫外線照射量とピリミジンダイマーの生成量との関係(UV Dose-Response Curve)を調べたところ、ブンゼンロスコ-の法則が成立することが判った。一方、研究分担者である日出間は約2カ月、米国Brookhaven研究所のSutherland夫妻の研究室に出かけ、同様の測定装置を用いて予備試験を行った。その結果、日本水稲のうち強い紫外線抵抗性を有するササニシキおよび弱い抵抗性を示す農林1号の幼植物におけるUVB(302nm)照射によるピリミジンダイマーの生成と光回復に関して一定の成果をあげ(論文作製中)、品種間差異の一要因となっている可能性を見出してきた。本研究で試作した装置を用いても同様の結果を見出しており、今後の研究の成算の裏付けを得ることができた。平成7年度に開発した、DNAピリミジンダイマー(CPDs)をAlkaline Unidirectional Pulse-Field Electrophoreisis法によって定量する高分子DNA傷害解析システムを使用し、環境調節実験室内にて適当な環境条件の下に育成した、紫外線抵抗性の強いササニシキと弱い農林1号を用い、紫外線UV-BによるのCPDsの動態を解析し、次ぎの知見を得た。

(2)しかし、UVB照射により一定量のCPDsを作り出した後の青色光照射による光回復速度、およびexcision修復能速度は、農林1号に比べササニシキで数倍速いことが判明した。すなわち、両品種に見られる紫外線抵抗性の差異には、DNA損傷の修復速度の差異が深く関与していることが示唆された。(3)葉位の違いと一定量のUVB照射によりCPDs生成能の関係を解析した結果、完全展開した3、4葉が最も高い紫外線感受性を示し、5、6葉になると抵抗性が増すことが判明した。(4)葉齢の違いによる、一定量のUVB照射によるCPDs生成能を解析した結果、蛋白合成の盛んな葉が最も高い紫外線感受性を示すことが判明した。これらの結果、いろいろな植物のUVB感受性の差異の評価は、最もDNA傷害を受け易い生育が旺盛な幼植物の葉におけるCPDsの動態をもとにして行える可能性が示された。
生理活性化合物の標的タンパク質同定

生物活性を持つ有機化合物の細胞内標的タンパク質を迅速に同定するための方法論と手法の拡充を図るため、化合物をアフィニティー樹脂に固定化する手法の改良を行い、化合物固定化後に固定化量・固定配向性の定量解析が可能なアフィニティー樹脂を開発できた。一方、興味深い生物活性を持つ天然由来有機化合物であるheronamide類、vicenistatin、FD-891、methyl gerferin、irciniastatin類の構造活性相関研究と、標的分子探索研究を実施した。本年度はまず光親和型小分子固定化アフィニティー樹脂技術の改良を開始した。光反応性基であるアリールトリフルオロメチルジアジリン基とアフィニティー樹脂担体を繋ぐリンカー鎖部をフルオロカーボンに変換した新規アフィニティー樹脂を作成するために、フルオロカーボンリンカーの合成までを行った。また、人工ホストーゲストペアであるhydroxycucurbit[7]uril(HO-CB[7])と1-trimethylammonio-methyferrocene(AFC)をビオチンーアビジンに代わる新規分子標的探索ツールとして用いるために、文献記載の手法に準じてAFCとCB[7]の合成を行った。CB[7]の合成に関しては、当初はCB[7]と共に生成するCB[5]やCB[6]との分離が困難であったが、最近、収率は低いものの、CB[5]やCB[6]が混入していない純粋なものとしてCB[7]を得ることにようやく成功したので、次年度はこれを用いてHO-CB[7]導入アフィニティー樹脂を作成する予定である。一方、今年度は、動物細胞に液胞化を誘導する天然由来マクロラクタムheronamide Cの分子標的の探索研究に先駆けて、まず化合物を供給する目的でheronamide Cの合成を検討した。文献既知の化合物から誘導したC1-C5フラグメントとC6-C10フラグメントをアルキン-アルキンカップリングで連結し、C1-C10フラグメントを光学活性体として得た。一方、C12-C27フラグメントも、エナンチオ選択的トランスファーアミノアリル化を鍵段階として合成することに成功した。また、同様な活性を有するビセニスタチンの作用機作解析のため、ビセニスタチンの液胞化誘導に関わる因子や細胞内標的分子の同定を試み、液胞化誘導時の初期エンドソーム制御に中心的な働きを持つRab5や、膜脂質成分であるコレステロールが重要であることを明らかにした。今年度はフルオロカーボンリンカー(FCL)を用いた小分子固定化アフィニティー樹脂の開発を行なうため、新規機能性光アフィニティー樹脂に利用できる光反応性官能基の探索を行なった。二つの異なる波長の紫外光を利用することで小分子の固相担体への固定化と固相からの放出が制御できるスチレン型ジアジリン分子を検討した。この分子を光反応性基として用いた場合、我々がこれまでに用いていたジスルフィド解裂型光固定化アフィニティー樹脂よりも固定化小分子の定量性が向上することを確認した。一方、標的がまだ決まっていない生物活性物質の構造活性相関や標的探索プローブの合成も検討した。ポリエンマクロラクタムheronamide Cの合成に関しては、初期提唱構造(我々が誤りを指摘した構造)を全合成した方法論(すなわちC11-C12間Stilleカップリングによる閉環)が改訂構造(真のheronamide Cの構造)の合成には全く使えないことが分かったので、改訂構造の合成にはC10-C11間metathesis反応を利用した閉環を検討中である。FD-891、892の合成では、両化合物の16員環マクロラクトンユニットを、遠隔不斉誘起型ビニロガス向山アルドール反応とメタセシス反応を利用して短工程かつ良好な総収率で構築する事に成功した。FD-981マクロラクトンフラグメントに関しては、合成終盤にて活性に重要な役割を担っているC8-C9エポキシドの立体選択的な作り分けにも成功した。Vicenistatinに関しては、その作用機作に生体脂質成分の関与が示唆されたため、生体膜透過型の脂質成分を人工合成し、細胞への投与実験や処理実験を行なった。その結果からvicenistatinの作用機作の絞り込みを行なうことができた。今年度は、新規小分子固定化アフィニティー樹脂の開発を行なうため、昨年度に開発を開始したスチレン型ジアジリン分子の探索と評価をまず行なった。富山大学の畑中、友廣らが開発したo-ヒドロキシシンナモイル基を有するジアジリン分子をアフィニティー樹脂担体に導入し、各種有機小分子の固定化と切り出しを検討したところ、365 nmの紫外線照射で小分子を固定化可能で、かつ302 nmの紫外線照射により固定化した小分子がクマリンラベル化体として切り出されることが分かった。この新規アフィニティー樹脂がこれまでに使用してきた光親和型小分子固定化アフィニティー樹脂と同様な効率で小分子の標的タンパク質を精製できること、切り出されたクマリンラベルが定量解析用の発色団として利用できること、LC-MSを用いたクマリンラベル体の定量解析法が確立されたことから、これまでの欠点を克服した第三世代光親和型小分子固定化アフィニティー樹脂の開発に成功した。一方、合成化学的手法を用いた生物活性小分子の作用機作解析の一環として、ポリエンマクロラクタムheronamide Cの改訂構造と誘導体合成を行なった。heronamide C改訂構造の全合成は、閉環メタセシス反応を利用することで初めて成功し、heronamide Cの真の構造を合成化学的に証明することができた。提唱構造の供給も可能であるため、今後の構造活性相関研究に利用する予定である。

抗腫瘍性マクロライドFD-891, FD-892に関しては、マクロライド部分だけでは生物活性がほぼ無いことが確認されたため、構造活性相関を見据えた側鎖の合成法を確立し、側鎖の末端から順に官能基を減らした簡略化側鎖の合成を行なった。最終年度となる本年度は、o-ヒドロキシシンナモイルアミド型の光反応性基を有する第三世代光親和型アフィニティー樹脂への各種小分子の固定化反応を検討した。水酸基やカルボン酸、芳香環を有する化合物が、官能基非選択的に樹脂上に固定化できる一方、チオールやアミンを含む化合物はこれらの官能基選択的に固定化が起こることを確認した。また、紫外光ではなく電磁波(マイクロウェーブ)でも光反応性基が活性化可能であることを見出した。一方、フルオロカーボンリンカーを導入した光親和型アフィニティー樹脂の作成と評価を行ったが、フルオロカーボンリンカーの存在が小分子の固定化・標的タンパク質の検出に有利であるという結果は得られなかった。合成化学的手法を用いた生物活性小分子の作用機作解析研究では、抗腫瘍性マクロライドFD-891の構造活性相関研究を推し進め、12種類の誘導体の活性を評価した結果、抗腫瘍性の発現にはマクロラクトン部のエポキシドのみならず、側鎖の鎖長が極めて重要であることを見出した。生物活性を持つ有機化合物の細胞内標的タンパク質を迅速に同定するための方法論と手法の拡充を図るため、化合物をアフィニティー樹脂に固定化する手法の改良を行い、化合物固定化後に固定化量・固定配向性の定量解析が可能なアフィニティー樹脂を開発できた。一方、興味深い生物活性を持つ天然由来有機化合物であるheronamide類、vicenistatin、FD-891、methyl gerferin、irciniastatin類の構造活性相関研究と、標的分子探索研究を実施した。平成24年度はフルオロカーボンリンカーを用いた光親和型アフィニティー樹脂の開発を行い、フルオロカーボンリンカーを導入した光親和型磁気ビーズが、タンパク質のアフィニティー精製に有利な低い自己凝集性を持つこと、および本磁気ビーズを用いて作成した小分子固定化アフィニティー磁気ビーズが既存の磁気ビーズと同様に小分子の標的タンパク質精製に利用できることを明らかにした。また、ビオチンーアビジンに代わる生理活性化合物の標的探索ツールとして、人工ホストーゲストペアであるCB[7]とAFcタグの利用を検討するため、タンパク質FKBP12とそのリガンドSFL(synthetic FKBP ligand)をモデル系として選択し、AFcラベル化したSFLの調製と培養細胞への投与、およびCB[7]固定化アフィニティー樹脂を用いた結合タンパク質の回収を行った。その結果、12kD付近に特異的結合タンパク質が検出され、CB{7}-AFc系の有用性が示唆された。一方、標的がまだ決まっていない生物活性物質の構造活性相関や標的探索ツールの合成も検討した。具体的には、動物細胞に短時間で巨大液胞化を誘導する放線菌由来マクロラクタム化合物の構造活性相関研究、同様に液胞化誘導活性を有する沿岸土壌放線菌由来マクロラクタム化合物の合成および構造活性相関研究、グリオキサラーゼ阻害剤methyl gerfelinの構造活性相関研究を行った。沿岸土壌放線菌
栄養，運動，寒冷介入による褐色・白色脂肪活性化を介した生活習慣病リスク低減の検証

褐色脂肪組織はヒト成人でも確認され,褐色脂肪組織に関連する非震え熱産生や食事誘発性熱産生の増加は肥満対策のターゲットの一つである。一方,白色脂肪組織の活性化(褐色化)も重要とされてきた。本研究では,幅広い年代において,時間分解近赤外分光法(TRS)を用いた褐色脂肪組織・白色脂肪密度を測定し,その個人差に関する遺伝・環境要因について検討する。
陰影から3次元形状を知覚する大脳皮質の計算論的メカニズム

本研究では、陰影から3次元知覚をする皮質計算過程の理解を目的としている.陰影と表面テクスチャー(模様)の変化は、2次元像である網膜像から、3次元形状の知覚を行うための主要な手掛かりである.しかし、いったん2次元に投影された像から、再び3次元形状を復元することは難しい問題となる.平成9年度は、3次元知覚を引き起こすのは濃淡変化のどのような特徴であるのかを、心理物理実験によって研究した.平成10年度は、心理実験を進めると共に、濃淡の特徴化と3次元形状知覚に関する計算論的研究を行なった.心理物理実験については、平成9年度に開発した刺激提示ツールを使用して、どのような濃淡変化が3次元構造に由来する陰影と知覚されるかを研究した.実験の結果、初期視覚のレベルでのプロセスが、重要な働きをしていることが判った.特に、知覚分割は3次元知覚に影響を与えない事が示唆された.この結果の一部は、Neurocomputing1999に発表されることが決まった.計算論的には、どのような特徴量が3次元形状の復元に利用可能であるかを検討した.平成9年度は、テクスチャー変化との比較に重点をおいた.テクスチャーの場合は、コントラスト(magnitude)成分を捨て、周波数成分を特徴化していた(電子情報通信学会論文誌に発表).陰影の場合には、周波数成分を捨て、コントラスト成分を特徴化している可能性が示唆された.平成10年度は、陰影の場合にどのような特徴化が可能であるか検討した.その結果、濃淡の空間位相が関与していることが示唆された.以上から、陰影からの3次元知覚には、初期視覚が深く関与していることが判った.今後は、初期視覚で特徴化された濃淡の空間位相の情報が、中・高次レベルでどのようにプロセスされていくかについて、研究を発展させていく.本研究では、陰影から3次元知覚をする皮質計算過程の理解を目的としている.陰影と表面テクスチャー(模様)の変化は、2次元像である網膜像から、3次元形状の知覚を行うための主要な手掛かりである.しかし、いったん2次元に投影された像から、再び3次元形状を復元することは難しい問題となる.ここでは従来の計算理論を離れ、視覚系では簡単な計算によって大まかな形状の印象を得ているのではないか、との仮説をたて、これを検証していく.平成9年度は、3次元知覚を引き起こすのは濃淡変化のどのような特徴であるのかを、心理物理実験によって研究した.同時に、濃淡の特徴化・正規化と3次元形状復元に関する基礎的な計算論的研究を始めた.心理物理実験については、まず刺激提示ツールを開発した.OpenGLとTcl/TKライブラリを使用して、陰影を自在に制御したオブジェクトをディスプレイ上に表示するツールを開発した.通常の心理物理実験では刺激作製に大半の時間が割かれるが、このツールではユーザ対話式として、陰影の特徴をその場で変更することを可能にした.これにより、得られた実験結果を基に即時に次の実験用刺激を作製する、リアルタイムのフィードバックを実現して、フレキシブルな実験を行えるようになった.予備実験の結果、知覚分割が3次元知覚の重要な要素になっている事が示唆された.この結果はComputational Neuroscience Meeting 1998に投稿した.計算論的には、どのような特徴量が3次元形状の復元に利用可能であるかを検討した.平成9年度は、テクスチャー変化との比較に重点をおいた.様々な手掛かりを統合して3次元知覚を行う知覚統合を視野に入れて、陰影の場合にどのような特徴化が可能であるか検討した.テクスチャーの場合は、コントラスト(magnitude)成分を捨て、周波数成分を特徴化していた.陰影の場合には、周波数成分を捨て、コントラスト成分を特徴化している可能性が示唆された.この検討結果は電子情報通信学会誌に投稿、受理された.本研究では、陰影から3次元知覚をする皮質計算過程の理解を目的としている.陰影と表面テクスチャー(模様)の変化は、2次元像である網膜像から、3次元形状の知覚を行うための主要な手掛かりである.しかし、いったん2次元に投影された像から、再び3次元形状を復元することは難しい問題となる.平成9年度は、3次元知覚を引き起こすのは濃淡変化のどのような特徴であるのかを、心理物理実験によって研究した.平成10年度は、心理実験を進めると共に、濃淡の特徴化と3次元形状知覚に関する計算論的研究を行なった.心理物理実験については、平成9年度に開発した刺激提示ツールを使用して、どのような濃淡変化が3次元構造に由来する陰影と知覚されるかを研究した.実験の結果、初期視覚のレベルでのプロセスが、重要な働きをしていることが判った.特に、知覚分割は3次元知覚に影響を与えない事が示唆された.この結果の一部は、Neurocomputing1999に発表されることが決まった.計算論的には、どのような特徴量が3次元形状の復元に利用可能であるかを検討した.平成9年度は、テクスチャー変化との比較に重点をおいた.テクスチャーの場合は、コントラスト(magnitude)成分を捨て、周波数成分を特徴化していた(電子情報通信学会論文誌に発表).陰影の場合には、周波数成分を捨て、コントラスト成分を特徴化している可能性が示唆された.平成10年度は、陰影の場合にどのような特徴化が可能であるか検討した.その結果、濃淡の空間位相が関与していることが示唆された.以上から、陰影からの3次元知覚には、初期視覚が深く関与していることが判った.
技術リテラシーの育成を図る教育実践を支援する拠点形成とネットワーク化

本研究の目的は,技術的素養の育成(以下,技術リテラシー)を重視した小・中一貫の技術教育カリキュラムを構成し,ものづくり教育実践を支援する拠点の形成とネットワーク化を図ることである。まず,小学校教員を対象とした調査を実施したところ,小学校教員は幅広くものづくり学習を肯定的に捉えている実態が把握された。そこで小学生を対象としたものづくり学習に利用可能な教材や題材を開発すると共に,それらをインターネット上で利用できるようデータベースシステムを構築した。また,各地域の教員養成系大学技術科担当講座を中心としたものづくり教育実践の拠点形成を図った。本研究の目的は,技術的素養の育成(以下,技術リテラシー)を重視した小・中・高等学校一貫の技術教育カリキュラムの実践支援の方略を検討することである。具体的には,各地域に,技術教育カリキュラムの実践に必要な教材・教具のデータベース,具体的な指導資料,実践報告集,人材フィールドバンク等,各種のリソースを配備すると共に,これらの拠点間並びに各拠点と学校現場との連携を図る情報ネットワークシステムを構築することを目指している。そのために本研究では,(1)技術リテラシーの育成を図る教育実践事例,教材・題材のデータベースシステムの構築準備,(2)技術リテラシーの育成を支援する地域拠点の形成に向けたニーズ把握,(3)技術リテラシーの育成を図る教育実践の展開と実践支援方略の検討という3つの下位課題を設定した。このうち,平成20年度は,主に,教材開発のための基礎研究,並びに地域でのものづくり学習活動の実践とその方策の検討,小学生を対象としたものづくり学習のための教材集の作成,ネットワークを活用したデータベースの構築準備に取り組んだ。本年度に収集した教材資料は,13種類の基礎的な道具・工具の使用マニュアル,材料加工やエネルギー変換を利用した製作品などの題材事例計99件であった。次年度は,これらの教材資料の分析を進め,実践支援に資する教材情報として必要な要件の検討,題材例に即した指導資料の作成等に取り組む予定である。このうち,平成21年度は,主に,実践支援の向けた基礎的研究として,教員養成系の大学教員を対象とした意識調査,全日本中学校技術・家庭科研究会を対象とした調査,地域でのものづくり学習活動の実践とリーダー養成に関する研究,ものづくり学習のための教材リソースの作成,ネットワークを活用したデータベースの構築と公開に取り組んだ。このうち,平成22年度は,主に,小学校図画工作科と中学校技術科との「ものづくり教育」としての連携のあり方,及び公民館を中心とする地域ものづくり活動の実態に関する調査を実施すると共に,拠点地域を中心とした地域ものづくり活動の実践と教材開発に取り組んだ。
広範な関節軟骨欠損に対する新治療法(自家細胞入り同種関節軟骨組織片移植)の開発

軟骨の再生はその発生と類似した過程を経る可能性がある。したがって、軟骨の発生と吸収を観察することは軟骨再生の誘導に示唆を与えると考えられる。マウス胎仔の大腿骨を胎齢13日から15日まで観察した。摘出した組織を4%パラフォルムアルデヒドにて終日固定し、パラフィンにて包埋を行った。大腿骨の矢状面にて厚さ4μの薄切切片を作製し、H.E.染色とサフラニンO染色を行った。H.E.染色とサフラニンO染色をみると、胎齢13日から大腿骨脛骨の骨幹部の異染性がみられ、胎齢14日では軟骨細胞の肥大化がみられ、胎齢15日では肥大軟骨細胞層に血管が侵入しており、骨形成がみられた。さらに、Matrix metalloproteinase-9(MMP-9)のin situ hybridizationをみると、軟骨吸収層にMMP-9陽性細胞が検出された。TRAP陽性細胞は骨髄腔内にみられた。これらの結果は軟骨吸収にMMP-9が関与していることを示している。CD44の免疫染色を行ったところ、軟骨吸収に関与する細胞はCD44陽性であった。CD44を用いた細胞走化が用いられている可能性がある。生体外で、関節軟骨組織の再生を誘導する実験を行う前に、関節軟骨の発生過程を観察した。関節軟骨の再生はその発生と類似した過程を経る可能性がある。したがって、関節軟骨の発生過程を観察することは関節軟骨の再生誘導に示唆を与えると考えられる。マウス胎仔の膝関節を胎齢13日から15日まで観察した。摘出した膝関節を4%パラフォルムアルデヒドにて終日固定し、パラフィンにて包埋を行った。膝関節の矢状面にて厚さ4μの薄切切片を作製し、H.E.染色とサフラニンO染色を行った。さらに、Bone morphogenetic proteinに属するCartilage-derivered morphogenetic proteinのポリクローナル抗体を用いて、免疫染色を行った。一方、関節発生部をみると、関節裂隙は胎齢14日から15日に明らかとなり、関節表層の軟骨分化は骨幹部に比べて遅れていた。Cartilage-derived morphogeneticproteinは前軟骨細胞と前肥大軟骨細胞の両者に発現が認められた。したがって、従来報告されている如く、Cartilage-derived morphogenetic proteinは軟骨組織の形成と成長に関与しておいると考えられる。これらの因子の関節軟骨組織での発現の有無を調査し、生体外での軟骨組織誘導を行う予定である。
スマトラ河川流域社会の20世紀:比較と定点継続調査を基軸とする学際的研究

フィールドワークと文献調査に基づき、インドネシアのスマトラ島中央部を流れるインドラギリ川の原流域シンカラ湖地域と、中流域のタルック地域、下流域のトゥンビラハン地域を調査・比較し、20世紀の河川流域の社会史の再構築を試みた。内陸原流域に比べて下流域は民族的・文化的に多様であり、外世界の影響を強く受けていること、内陸における交通通信インフラの整備や現在進行中のグローバル化、地域分権化を考えるとき、かつてのような河川流域社会間の有機的関係の再現は困難であるとの結論である。研究者の加藤は、インドネシア・マレーシアへ短期の出張を2度行ない、東京への出張を2度行なった。インドネシアならびに東京への出張は、主として19世紀末以降のインドラギリ川沿い地域に関する植民地文書の所在の確認と、コピー可能なものについて資料を収集することが目的であった。その結果、植民地官吏の事務引継ぎにかかわるオランダ語文書は役に立つことがわかったが、インドネシア語による文献は1920年代から出版されたPandji Pustaka, Hindia Timoerなどの写真入り雑誌を丹念に精査し、インドラギリ地域に関する記事を渉猟する以外、入手がきわめ難しいことが判明した。この点は、フィールド調査と共に2008年度調査の課題である。マレーシア出張は、植民地時代に盛んだったインドラギリ川地域からマレー半島への出稼ぎ・移住の歴史を探ることで、当時の移住者ないしその子孫を探すことが目的であった。数は限られてはいたが当事者を若干名探すことができ、新年度には聞き取りを実施する予定である。研究分担者の阿部はインドラギリ下流部地域に2週間の出張を行なった。中国経済が急激に成長するなかで、燕の巣の「生産」が急速に拡大した地域であり、今回の調査の目的はその成長過程を辿ると共に流通経路についての情報を得ることであった。後者については企業秘密が含まれていることもあって詳細を得ることはできなかったが、シンガポールが重要な中継点であることはわかった。燕の巣の「生産」は、19世紀以降、「フロンティア」として発展してきたインドラギリ下流域の経済発展の形を継承するものであることが確認できたことは、今回の調査の大きな収穫であった。研究者の加藤は、今年度はアメリカへ1ヶ月弱の出張を行なった。出張先はアメリカのコーネル大学である。研究は、主として同大学オーリン図書館のエコルズ東南アジア・コレクションにおいて資料の閲覧と収集を行なった。目的は、これまで行なった研究の中で比較的空白となっていたオランダ植民地支配末期から日本軍政期を経てインドネシア革命期におけるスマトラ、なかでもクアンタンにおける状況について、資料を渉猟することであった。残念ながら、この時代についての目新しい資料の発見は乏しかったが、以前すでにその存在を確認していたPandji Pustaka(1920年代初頭以来、バタヴィアの図書局から出版されたグラビア誌)を集中的に閲覧できたことは大きな収穫であった。これには読者欄があって、ここにはスマトラからも多くの投稿が載せられており、その中には時代状況をよく映し出した内容のもの(例えばオランダ植民地支配に対する間接的な批判)も含まれており、書き手は識字者に限定されるとはいえ、これらを丹念に読み解くことが、市井の人々の意見を汲み取ることに繋がるとの結論を得た。連携研究者の阿部はインドラギリ川下流部地域に2週間の出張を行なった。インドラギリ・ヒリル県の県庁では、ここ5年ほどの農林水産業統計・人口統計および開発計画関連資料の収集を行ない、関係担当者へのインタビューを行なった。急激に変化しつつあるインドラギリ川下流域社会の実態の全体像をマクロに把握するためである。その後、1980年代半ばから断続的に訪問している調査集落を訪れ、本プロジェクトの手法である定点継続調査を実施した。戸別悉皆調査を行ない、人の移出・移入、経済活動の変化など、社会変動の実態を具体的に明らかにしようと試みたものである。研究代表者の加藤は、アメリカへ3週間強の出張を行なった。出張先はウィスコンシン大学マディソン校とコーネル大学である。前者では、インドラギリ川中流域のゴム・プランテーションに関する資料を中央図書館で渉猟し、滞在期間がより長かった後者では、オーリン図書館のエコルズ東南アジア・コレクションにおいてインドネシア独立後のインドラギリ川中流域に関する古い新聞記事の閲覧と収集を行なった。前者では滞在日数が短いことを勘案し、資料収集は中央スマトラ行政地域ごとのマクロ・データを中心に行なった。後者では、スカルノ期初期スハルト期にかけての州レベルから末端村落レベルまでの政治的動きを地元発行の新聞記事を通して探る努力をした。実はこれについては、すでにフィールドワークにおいて村レベルでの聞き取りをしているが、今回の文献調査はいわばその裏づけをとるためのものであった。聞き取りでは遭遇したことのない、例えば行政単位の分立運動などが50年代に活発であったことを知ることができ、ポスト・スハルト期の同様の動きとの比較にも通じる興味深い知見を得ることができた。

連携研究者の阿部健一(総合地球環境学研究所・教授)は、インドラギリ川下流域のグンドゥン村に10日間の出張を行なった。村の訪問は5年ぶりだったが、戸数が以前より3倍に増え、携帯電話の普及が目覚しいなど、シンガポールとの経済的関係の密接化による変化の大きさを目の当たりにした。同じインドラギリ川沿いの地域とはいえ、中流域と下流域では外世界とのつながり方が大きく異なるというのが、現時点での結論である。
遷移金属錯体分子を構成要素とする超伝導体の設計

標題のテーマにつき、我々は遷移金属錯体伝導体の開拓を行い、新しい超伝導体[(CH_3)_2(C_2H_5)_2N][Pd(dmit)_2]_2を発見し、その報告を行った。また昨年度報告した新超伝導体β-[(CH_3)_4N][Pd(dmit)_2]_2について詳しく検討を行い、温度-圧力相図を国際学会で報告した。また極く最近、協同研究者により初めての常庄の遷移金属錯体超伝導体、(EDT-TTF)[Ni(dmit)_2]が見いだされ、今春の化学会で報告される予定である。この系が常圧超伝導体の候補である事は昨秋の分子構造総合討論会で小林が述べていた事であり、我々の遷移金属錯体超伝導体の設計の基本的な考え方の妥当性を証明したものとも言えよう。従来報告されてきた数十の分子性超伝導体の殆どはTTF類似ドナー分子を構成要素とするものであり、TTF類似ドナー分子を含まぬ純アクセプター分子性超伝導体は今年度報告した[(CH_3)_2(C_2H_5)_2N][Pd(dmit)_2]_2を含めこれ迄我々が報告した三例のみである。有機超伝導体の超伝導機構の解明の手がかりとして以前よりTTF分子骨格の振動を媒介とした機構の是非が問われてきたが、この純M(dmit)_2(M=Ni,Pd)超伝導体の存在はこの事に関して重要な情報を提供するものと期待される。転移温度は4Kで超伝導出現の臨界圧力は2.3kbarである。非常に特異的な事であるが、7kbar以上で超伝導相が抑制されると同時に金属相ではなく、絶縁相が出現する事を見いだした。この絶縁相は更に高圧を加える事により急速に抑制されていくので、今後15kbar以上の高圧領域で再び金属相が安定化し、再び超伝導相が出現する可能性はないのか今後の興味深い課題である。この他常圧下の純アクセプター超伝導体の開発を目指して多くの閉殻カチオンをもつM(dmit)_2(M=Ni,Pb,Pt)錯体伝導体の合成を行い伝導性を調べ、構造の決定を行った。
硬組織欠損再建に対するアデノウイルスベクターによるBMP遺伝子導入法の検討

平成12年度は非増殖性アデノウイルスベクターの精製を行ない,その結果,アデノウイルスベクターとしてAxCABMP-2:3.5×10^<10>pfu/ml,コントロールとしてAxCALacZ:5.0X10^9pfu/mlが得られた.このウイルス液を用いてヒト筋芽細胞に感染させて,ALP活性およびオステオカルシンを測定し,ALP activityにおいてはBMP MOI-20で1.3IU/mg protein,コントロールのLacZ MOI-20ではOIU/mg protein,またOsteocalcinにおいては,BMP MOI-20で80mg/ml,コントロールのLacZ MOI-20では1>であった.このウイルス液を用いて平成13年度は生物検定を行なった.I.異所性骨誘導能の発現の確認1.免疫抑制下におけるBMP-2遺伝子発現アデノウイルスベクター(AxCAOBMP-2)をラット筋肉内に25μl,5μlを注入し,21日後にX線学的,組織学的に評価を行ない,AxCAOBMP-2の投与量に依存して骨誘導活性が増加した.2.免疫抑制下におけるBMP-2遺伝子発現アデノウイルスベクター(AxCAOBMP-2)による骨誘導能を経時的に調べた.正常ラット筋肉内に25μgを,また免疫抑制下ラット筋肉内に25μg,5μgのAxCAOBMP-2を注入し,7,14,21日後にX線学的,組織学的,免疫組織化学的,生化学的に評価を行なった.骨誘導は14,21日後で免疫抑制下の全ての群にみられたが,骨誘導活性はAxCAOBMP-2の注入量に依存していた.7日目では免疫抑制下の多量注入において,明らかに組織内のBMP-2蛋白の発現が多くみられた.II.同所性骨誘導能の発現の確認1.ラット下顎骨欠損(n=5;4x4x3mm)を設け,AxCAOBMP-2)を5μlを注入し,7,14,21日後にX線学的,組織学的に評価を行なった.結果はX線撮影では14,21日後の骨欠損部(n=5)に不透過像が確認され,同部の組織標本では7,14日後では幼若な骨組織が大半を占め,21日後では骨髄組織を含んだ骨皮質で修復されていた.同期間では異所性に比べ同所性は骨誘導量が多い.これはrhBMP-2蛋白と同様に骨伝導能と骨誘導能の相加効果が得られたものと思われる.BMP-2遺伝子発現アデノウイルスベクターは,顎骨欠損に対しての修復剤として有用であると考えられる.平成12年度は非増殖性アデノウイルスベクターの精製を行ない,その結果,アデノウイルスベクターとしてAxCABMP-2:3.5×10^<10>pfu/ml,コントロールとしてAxCALacZ:5.0X10^9pfu/mlが得られた.このウイルス液を用いてヒト筋芽細胞に感染させて,ALP活性およびオステオカルシンを測定し,ALP activityにおいてはBMP MOI-20で1.3IU/mg protein,コントロールのLacZ MOI-20ではOIU/mg protein,またOsteocalcinにおいては,BMP MOI-20で80mg/ml,コントロールのLacZ MOI-20では1>であった.このウイルス液を用いて平成13年度は生物検定を行なった.I.異所性骨誘導能の発現の確認1.免疫抑制下におけるBMP-2遺伝子発現アデノウイルスベクター(AxCAOBMP-2)をラット筋肉内に25μl,5μlを注入し,21日後にX線学的,組織学的に評価を行ない,AxCAOBMP-2の投与量に依存して骨誘導活性が増加した.2.免疫抑制下におけるBMP-2遺伝子発現アデノウイルスベクター(AxCAOBMP-2)による骨誘導能を経時的に調べた.正常ラット筋肉内に25μgを,また免疫抑制下ラット筋肉内に25μg,5μgのAxCAOBMP-2を注入し,7,14,21日後にX線学的,組織学的,免疫組織化学的,生化学的に評価を行なった.骨誘導は14,21日後で免疫抑制下の全ての群にみられたが,骨誘導活性はAxCAOBMP-2の注入量に依存していた.7日目では免疫抑制下の多量注入において,明らかに組織内のBMP-2蛋白の発現が多くみられた.II.同所性骨誘導能の発現の確認1.ラット下顎骨欠損(n=5;4x4x3mm)を設け,AxCAOBMP-2)を5μlを注入し,7,14,21日後にX線学的,組織学的に評価を行なった.結果はX線撮影では14,21日後の骨欠損部(n=5)に不透過像が確認され,同部の組織標本では7,14日後では幼若な骨組織が大半を占め,21日後では骨髄組織を含んだ骨皮質で修復されていた.同期間では異所性に比べ同所性は骨誘導量が多い.これはrhBMP-2蛋白と同様に骨伝導能と骨誘導能の相加効果が得られたものと思われる.BMP-2遺伝子発現アデノウイルスベクターは,顎骨欠損に対しての修復剤として有用であると考えられる.平成12年度は非増殖性アデノウイルスベクターの精製を行った.1.rhBMP-2のcDNAをpAxwtに挿入し,構築したコスミドの構造を確認した.

インサートに組み込んだコスミドベクターと親ウイルス(DNA-TPC)を293細胞にco-transfectし,3代継代して高力価ウイルスを得た.高力価ウイルス液に塩化セシウム溶液を加えて遠沈の後,ウイルスバンドを分取して透析した.得られたウイルス液を50% Tissue Culture Infection Dose測定法にて力価を測定した.その結果,AxCABMP-2は3.5×10^<10>pfu/ml,一方コントロールとしてのAxCALacZでは5.0×10^9pfu/mlであった.2.このウイルス液を用いてヒト筋芽細胞に感染させて,ALP活性およびオステオカルシンを測定した.その結果,ALP activityにおいてはBMP MOI-20で1.3IU/mg protein, LacZ MOI-20では0 IU/mg protein.またOsteocalcinにおいてはBMP MOI-20で80ng/ml,LacZ MOI-20では1>であった.このウイルス液を使用して平成13年度は,生物検定として動物の各組織に導入し,硬組織誘導能の発現を確認し,硬組織欠損の補填材としての有用性を評価する予定である.平成12年度は非増殖性アデノウイルスベクターの精製を行ない,その結果,アデノウイルスベクターとしてAxCABMP-2: 3.5×10^<10>pfu/ml,コントロールとしてAxCALacZ: 5.0X10^9pfu/mlが得られた.このウイルス液を用いてヒト筋芽細胞に感染させて,ALP活性およびオステオカルシンを測定し,ALP activityにおいてはBMP MOI-20で1.3IU/mg protein,コントロールのLacZ MOI-20ではOIU/mg protein.またOsteocalcinにおいては,BMP MOI-20で80ng/ml,コントロールのLacZ MOI-20では1>であった.このウイルス液を用いて平成13年度は生物検定を行なった.I.異所性骨誘導能の発現の確認.1.免疫抑制下におけるBMP-2遺伝子発現アデノウイルスベクター(AxCAOBMP-2)をラット筋肉内に25μl,5μlを注入し,21日後にX線学的,組織学的に評価を行ない,AxCAOBMP-2の投与量に依存して骨誘導活性が増加した.2.免疫抑制下におけるBMP-2遺伝子発現アデノウイルスベクター(AxCAOBMP-2)による骨誘導能を経時的に調べた.正常ラット筋肉内に25μgを,また免疫抑制下ラット筋肉内に25μg,5μgのAxCAOBMP-2を注入し,7,14,21日後にX線学的,組織学的,免疫組織化学的,生化学的に評価を行なった.骨誘導は14,21日後で免疫抑制下の全ての群にみられたが,骨誘導活性はAxCAOBMP-2の注入量に依存していた.7日目では免疫抑制下の多量注入において,明らかに組織内のBMP-2蛋白の発現が多くみられた.II.同所性骨誘導能の発現の確認.1.ラット下顎骨欠損(n=5; 4x4x3mm)を設け,AxCAOBMP-2)を5μlを注入し,7,14,21日後にX線学的,組織学的に評価を行なった.結果はX線撮影では14,21日後の骨欠損部(n=5)に不透過像が確認され・同部の組織標本では7,14日後では幼若な骨組織が大半を占め,21日後では骨髄組織を含んだ骨皮質で修復されていた.同期間では異所性に比べ同所性は骨誘導量が多い.これはrhBMP-2蛋白と同様に骨伝導能と骨誘導能の相加効果が得られたものと思われる.BMP-2遺伝子発現アデノウイルスベクターは,顎骨欠損に対しての修復剤として有用であると考えられる.
生薬紫根抽出成分によるアポトーシス誘導機構の解明

紫根の一成分であるβ-hydroxyisovalerylshikonin(β-HIVS)により誘導されるアポトーシス及び形態変化のシグナル伝達機構を解明するため、主にHL-60細胞を用いβ-HIVSを処理して以下の実験を行った。1)β-HIVS処理により発現誘導する遺伝子を検索するため、サブトラクション法を用いて解析を行った。その結果、β-HlVSにより増加するクロ-ンの数40、減少するクローンの数12を得た。さらにジーンバンクデータベ-スによリホモロジー検索を行ったところ、細胞の形態変化に関与するp21-Arcと相同性を有する遺伝子産物を確認した。2)HL60細胞にβ-HIVSを処理し可溶化後、SDS-PAGEを行うと分子量約12kDaのバンドの増加が認められたので、そのタンパク質をHPLCで精製しアミノ酸配列を決定したところ、β-HIVSによって増加するバンドは既知のタンパク質であるヒストンH4であった。3)β-HIVS処理によりMAPkinaseの上流に位置するMst1(Krs2)の活性化が確認された。新規抗癌剤の開発を行うため、マメ科の生薬山豆根からアポトーシス誘導成分を分離し、同定を試みた。4)NMRにより構造決定を行ったところ、インフラボノイド骨格を有するソフォラノンであることがわかった。本薬物は人白血病細胞に対し、20μMでアポトーシスを誘導し、その他固形癌細胞に対しても影響がある。また、本薬物をアポトーシスや分化誘導に影響を与える薬物で同様な基本骨格を有するダイゼインやゲニステインと比較したところ、これらの薬物よりも強力であることがわかった。紫根の一成分であるβ-hydroxyisovalerylshikonin(β-HIVS)により誘導されるアポトーシスのシグナル伝達機構を解明するため、主にHL-60細胞を用いβ-HIVSを処理して以下の実験を行った。1、アポトーシスは処理後2時間で始まり6時間でほとんどの細胞で確認され、これと同様のパターンでCaspase-3及び8の活性化は誘導された。また、Caspaseの阻害剤であるZ-Aspを用いることでβ-HIVSにより誘導されるアポトーシスは完全にブロックされた。2、MAP kinase familyであるERK、JNK、p38 kinaseの活性化はアポトーシスやCaspaseが誘導されるよりも先に起こった。中でもJNKはZ-Aspの前処理によってもその活性に影響がないことからβ-HIVSによるアポトーシスのシグナルはJNKの下流にCaspaseの経路が存在するかまたは、これらの経路とは独立して作用している可能性がある。3、HL-60細胞にβ-HIVSを添加すると、他の薬物では観察されないような形態変化を示すが、その形態変化はZ-Aspを用いてDNAの断片化を阻害しても元に戻らなかった。また、サイトカラシンBで形態変化を阻害しても、DNAの断片化及びCaspase-3様活性には影響が認められなかった。これらの結果から、β-HIVSが誘導する独特な細胞の形態変化はアポトーシス(DNAの断片化)とは異なったシグナルで制御されていると考えられる。4、β-HIVSはHL-60の他にもU937(単球芽球様白血病細胞)、VMRC-MELG(大腸癌)、COLO320DDM(大腸癌)、AZ-521(胃癌)、MIA paca-2(膵癌)などの細胞で効果的であった。