hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
疾患由来iPS細胞を応用し同定したADAM8による造血器腫瘍の薬剤耐性機構解明

本研究の目的は、造血器腫瘍の発症および治療抵抗性おけるADAM8遺伝子の役割を解明し、治療抵抗性造血器腫瘍を克服する新規治療薬開発の端緒とすることであり、概ね順調に進捗している。診断時のCML患者検体において遺伝子工学的手法によるADAM8のノックダウンおよび、薬理学的手法によるADAM8の機能阻害を行ったところ、両者ともに治療抵抗性が解除されることを明らかとなり、CMLのプラットフォームが治療抵抗性に関わるADAM8の分子メカニズムの解明に適切であると考えられた。CMLの治療抵抗性に関わるADAM8の分子メカニズム解明においては、CML-BCの細胞株(K562、KU812、KCL22、NCO2)において、K562でADAM8のタンパク質レベルでの発現を確認した。また、K562細胞株においてADAM8をノックダウンしたところ、増殖能が亢進しtyrosine kinase inhibitor(TKI)感受性が増加することを見出した。また、造血器腫瘍の治療抵抗性におけるADAM8の役割をより幅広く解析するためにTCGAのデータベースを用いて急性骨髄性白血病患者の予後とADAM8の発現量の関連を検討したところ、ADAM8高発現の患者群で予後が不良な集団が存在することを見出した。さらに、8種類の急性白血病細胞株でADAM8の遺伝子発現をタンパク質レベルで検討したところ、Kasami1白血病細胞株においてADAM8のタンパク質レベルでの発現を確認した。本研究の目的は、造血器腫瘍の発症および治療抵抗性おけるADAM8遺伝子の役割を解明し、治療抵抗性造血器腫瘍を克服する新規治療薬開発の端緒とすることであり、以下の新たな知見を研究計画に沿って見出していることを根拠に概ね順調に進捗していると考えられる。TCGAのデータベースを用いて急性骨髄性白血病患者の予後とADAM8の発現量の関連を検討したところ、ADAM8高発現の患者群で予後が不良な集団が存在することを見出した。当初の研究計画通り、遺伝子工学的手法を用いてADAM8が治療抵抗性に関連することを示唆する知見が得られた。今後は、樹立したADAM8ノックダウン白血病細胞株を用いて、治療抵抗性に関連する分子メカニズムを網羅的遺伝子発現解析などの解析を用いて明らかにするとともに、マウスモデルを用いた生体内での検証、患者検体での検証を並行して進めていく予定である。

今後は、樹立したADAM8ノックダウン白血病細胞株を用いて、治療抵抗性に関連する分子メカニズムを網羅的遺伝子発現解析などの解析を用いて明らかにするとともに、マウスモデルを用いた生体内での検証、患者検体での検証を並行して進めていく予定である。
奥行き距離を考慮した動オブジェクト抽出法とその応用技術の開発

映像からの動オブジェクト抽出は,以前より多くのアプローチから研究が行なわれている.しかし,未だ汎用的で高機能な手法の確立には至っていない.本研究は動的輪郭モデルの一種であるレベルセット法を基本手法とし,カメラからの奥行き距離情報を考慮した新たな動オブジェクト手法の開発を行った.また,立体視などの応用技術への適用についても研究を行なった.平成24年度の目標は,単眼画像からの推定による奥行き距離取得とその奥行き情報を利用したレベルセット法による動オブジェクト抽出法の精度向上である.当該年度は「単眼画像からの領域ベース奥行きマップの生成に関する検討」と「奥行き情報を考慮した補助関数更新式のに関する検討」の2点を中心に検討を行った.レベルセットによる動オブジェクト抽出手法では,一般的にフレーム間差分情報を用いるのが一般的である.しかし,フレーム間差分情報の利用だけでは,十分な抽出精度を得て,かつuncovered backgroundやocclusionの問題を解決することが難しい.そのため新たに単眼カメラから得た奥行き情報やエッジ情報を利用して抽出精度の向上を試みる.そのためには,まず奥行き情報やエッジ情報をいかにレベルセット法の補助関数更新式にいかに取り入れるかが重要である.このためレベルセットの輪郭付近の局所的な領域に対して奥行き距離を推定し,それを補助関数更新式に組み込んだ新たなレベルセット法について検討し,精度向上の展望が得られた.また一方で,単眼画像から推定した奥行き情報から領域ベースで画像全体の奥行きマップを生成を検討し,既存画像の立体視のための視差画像生成への応用を実現した.さらに,領域ベースの奥行きマップ生成に関する基礎技術として,x-meansクラスタリングを用いた動オブジェクト分割手法についてもアルゴリズムの改良を行った.この手法は抽出する動オブジェクト数を自動的に決定することが可能である.平成25年度の目標は,単眼画像からの推定された奥行き情報を利用したレベルセット法による動オブジェクト抽出法の精度向上と他の関連手法の開発である.当該年度は「単眼画像奥行き情報を利用したレベルセット法の精度向上」と領域ベース奥行き処理の基礎となる「x-meansクラスタリングを用いた動オブジェクト分割手法」の2点を中心に検討を行った.レベルセットによる動オブジェクト抽出手法では,一般的にフレーム間差分情報を用いるのが一般的である.しかし,フレーム間差分情報の利用だけでは,十分な抽出精度を得て,かつuncovered backgroundやocclusionの問題を解決することが難しい.そのため新たに単眼カメラから得た奥行き情報やエッジ情報を利用して抽出精度の向上を試みる.そのためには,まず奥行き情報やエッジ情報をいかにレベルセット法の補助関数更新式にいかに取り入れるかが重要である.ここでは,得られた奥行き情報に対してオブジェクトと背景に分類するファジイクラスタリングを行い、オブジェクトまたは背景への帰属度を重みとして導入した補助関数の更新式を開発した。また、適応処理を行うために奥行き情報の利用の有無を分布により判定する手法も提案した。また一方で,領域ベースで奥行きマップを生成のための基礎技術である領域分割手法の検討については、x-meansクラスタリングを用いた動オブジェクト分割手法の開発を行った.複数フレームにわたる時間的な相関性を考慮することで精度向上を実現した.映像からの動オブジェクト抽出は,以前より多くのアプローチから研究が行なわれている.しかし,未だ汎用的で高機能な手法の確立には至っていない.本研究は動的輪郭モデルの一種であるレベルセット法を基本手法とし,カメラからの奥行き距離情報を考慮した新たな動オブジェクト手法の開発を行った.また,立体視などの応用技術への適用についても研究を行なった.平成23年度の目標は,奥行き情報を考慮したレベルセット法による動オブジェクト抽出法の確立と精度向上である.当該年度は「奥行き情報を考慮した補助関数更新式の設計」および「ノイズ分布に基づく背景領域推定による抽出精度の向上」の2点を中心に検討を行った.まず,レベルセットによる動オブジェクト抽出手法では,一般的にフレーム間差分情報を用いるのが一般的である.しかし,フレーム間差分情報の利用だけでは,十分な抽出精度を得て,かつuncovered backgroundやocclusionの問題を解決することが難しい.そのため新たに単眼カメラから得た奥行き情報やエッジ情報を利用して抽出精度の向上を試みる.そのためには,まず奥行き情報やエッジ情報をいかにレベルセット法の補助関数更新式にいかに取り入れるかが重要である.このための新たな補助関数更新式を設計し,その検証を行った.また,画面内に存在するノイズは抽出輪郭の精度に影響するだけでなく,多数のノイズ小領域の発生と安定した収束の妨害等の悪影響の要因となっている.そこで,静止領域からノイズ分布を推定し,推定されたノイズ分布に基づいて,静止領域とそれ以外の領域をおおまかに分離する背景領域推定を取り入れる手法を提案した.これにより,背景領域のノイズの影響を除去し,処理の高速化と精度の向上を実現した.一方,動きのクラスタリングに基づく動オブジェクト抽出手法についても,同様に奥行き情報を考慮した精度改善および応用技術への展開が可能となると考えられるため,x-meansクラスタリングを用いた動オブジェクト分割手法についても合わせて検討を行った.この手法は抽出する動オブジェクト数を自動的に決定することも可能となる.当該年度の研究において,レベルセット法の補助関数更新式へフレーム間差分情報だけでなく,奥行情報およびエッジ情報の導入方法の検討および精度向上の検討が進んでいる.

また,新たに単眼画像からの領域ベース奥行き情報を生成し,立体視のための視差画像生成への応用も行った.基礎技術であるクラスタリングに基づく手法についても時間相関を考慮することで精度改善が実現した.当該年度の研究において,レベルセット法の補助関数更新式へフレーム間差分情報だけでなく,奥行情報およびエッジ情報の導入を行い,その効果の検証をおこなった.また,ノイズ分布に基づいた背景領域推定についても検証を行い,その効果が確認できた.また,クラスタリングに基づく手法についても検討が進んでいる.当該年度に検討を行った動オブジェクト抽出手法の精度改善と制約条件の緩和を進める.また応用技術について検討を行う.具体的には,領域ベースであった単眼画像からの奥行情報を利用した2D3D映像変換技術について,画素ベースでの実現に関する検討と精度改善を目指す.引き続き提案する動オブジェクト抽出法の精度向上の検討を進める.また,当該年度に検討を行った動オブジェクト抽出手法に基づいた応用技術についても検討を行う.具体的には,得られた奥行情報を利用した2D3D映像変換技術への適用である.研究費については,研究発表のための経費と必要な消耗品に充てる.設備備品として,2D3D映像変換技術の評価のために立体視映像表示機器を購入する.残りの研究費については,研究成果の発表のための経費と必要な消耗品に充てる.
細胞分裂を行う蛋白質,PBP-3,のプロセシングとその機能発現の研究

大腸菌のペニシリン結合蛋白質(PBP-3)は細胞分裂を行なう膜蛋白質であり、またβ-ラクタム系抗生物質の致死標的であるという、重要な生物活性をもった蛋白質である。われわれはPBP-3の構造遺伝子、ftsIの全塩基配列を決定し、ftsIDNAからPBP-3をIn vitro合成させることに成功した。その結果、ftsIのコーディング領域は1762塩基対からなり、それがコードしてデきるPBP-3分子は、全588アミノ酸残基を含み、その分子量は63.8Kであることをあきらかにした。このPBP-3はリポ蛋白質である。まずその前駆体(P1)として合成される。P1の30番システイン残基がグリセリド修飾をうけた後に29番グリシン残基との間でペプチド開裂をうけ、さらにそのN【H_2】基が脂肪酸修飾をうけて成熟PBP-3(M)となることを発見した。しかもこの反応過程はP1-PBP-3が内膜を通過するトランス・ローケーションの過程を共して行われる。そのハーフ・ライフは2.5分3分であった。この過程はsecAとsecY遺伝子産物に上るトランス・ローケーションをうけて成熟し、その作用を発現することを見出した。この反応過程は抗生物質、グロボマイシンによる阻害をうけないことを発見したが、これはブラウンのリポ蛋白質のプロセシング反応と異るシグナルペプチデースによって行われることをしめした。さらにPBP-3分子とペニシリン分子との分子反応の過程を明らかにした。すなわちPBP-3の307番のセリン残基の-OHがペニシリンと反応する活性中心で、ペニシリンと-CO-O-Serの共有結合がつくられることを明らかにした。以上の結果は、307番セリンをヌクレオタイド・ディレクテッド・サイトスペシフィッ・ミュタジェネシスによって、307番スレオニン、あるいは307番アラニンで置換した変異PBP-3はペニシリン結合活性を失い、その機能も失う結果と、完全に一致する。
低温熱源による岩盤の熱・応力・浸透連成挙動とその解析に関する研究

室内凍結融解試験および原位置試験から,低温環境におかれた飽水状態の岩質材料は0°C以下で凍結膨張し,変形挙動は間隙内の水分の凍結が大きく影響していることが従来の研究からわかっている。また地盤内の熱現象は,熱移動・間隙水の変化・変形挙動が複雑に連成したものであることから,地盤内の熱現象を解明するためには,これら各現象が連成する場の数値解析が必要となる。そこで,本研究では運動量保存則・質量保存則・エネルギー保存則を連成して解く熱移動・応力・浸透連成解析を実施するため,各保存則について支配方程式を誘導したのち有限要素法により定式化し,それに基づいた弾塑性解析コードを作成した。用いた構成則は各場に対して,全て見かけ上は線形であるが,水の物性が0°Cを境に著しく変化することを熱膨張率の変化として導入するとともに,解析では間隙内の水が凍結して氷へと相変化する際に放出される潜熱が温度場に与える影響についても考慮し,室内凍結融解試験を模擬した。さらに,凍結下室内三軸圧縮試験結果から接線変形係数の応力依存性を取り込み,諸物性値の異なる岩質材料を用いて室内凍結融解試験を実施したところ,熱源付近に凍上現象による破壊が確認された。この弾塑性解析コードにより,室内凍結融解試験で確認された凍結膨張による破壊挙動を残留ひずみも含めて定性的・定量的に表現することができた。また,この解析コードを斜面の不安定化現象へ適用すると共に地下空洞内に低温物質を貯蔵することを想定した解析を実施することによりその適用性を確認した。従来の研究から低温下におかれた岩質材料では,熱応力によって円形低温熱源の周辺に,過渡的に大きな半径方向ヒズミが発生し,自由表面付近に剥離性の破壊が認められることを実験的に明らかにした.平成10年度の研究においては,この現象をさらに詳しく検討するために,水と氷の力学特性の非線形性,凍結潜熱と熱膨張率の温度依存性を組み込んだ応力・熱・浸透達成数値解析を実施し,その傾向をある程度明らかにすることが出来た.また,岩石実質部分の構成関係を弾塑性構成則にするとともに,入力パラメータとしての強度特性を低温下における三軸圧縮試験から決定した.具体的には,1)常温下における白浜砂岩・湿潤供試体の一軸圧縮強度は約28MPaであるが,-20°Cの凍結下では約78MPaへと一軸圧縮強度が著しく増加することが判明した.2) 1)に伴い,接線ヤング率も4330から7820MPaへと増加することが明らかになった.3)以上の結果を,強度定数に変換しMohr-Coulombの破壊基準で表現することとし,摩擦角成分を一定としたとき粘着力が大幅に増加する影響と,接線ヤング率の応力レベル依存性を,連成解析に取り込んだ.4)低温熱源に接する円孔部分から供試体への熱伝達は,熱伝達係数に支配される現象であるが,この熱伝達係数を拡張カルマンフィルタ法により逆解析した結果,温度依存性であることが判明し,この効果も速成解析に取り入れた.5) 3)と4)の影響を全て取り入れた結果,繰り返し凍結融解時の残留ひずみの実験値と解析結果は近づいた.ただし,凍結初期の変形挙動を解析結果が定量的に表現できない点を,次年度の課題としたい.室内凍結融解試験および原位置試験から,低温環境におかれた飽水状態の岩質材料は0°C以下で凍結膨張し,変形挙動は間隙内の水分の凍結が大きく影響していることが従来の研究からわかっている。

そこで,本研究では運動量保存則・質量保存則・エネルギー保存則を連成して解く熱移動・応力・浸透連成解析を実施するため,各保存則について支配方程式を誘導したのち有限要素法により定式化し,それに基づいた弾塑性解析コードを作成した。用いた構成則は各場に対して,全て見かけ上は線形であるが,水の物性が0°Cを境に著しく変化することを熱膨張率の変化として導入するとともに,解析では間隙内の水が凍結して氷へと相変化する際に放出される潜熱が温度場に与える影響についても考慮し,室内凍結融解試験を模擬した。さらに,凍結下室内三軸圧縮試験結果から接線変形係数の応力依存性を取り込み,諸物性値の裏なる岩質材料を用いて室内凍結融解試験を実施したところ,熱源付近に凍上現象による破壊が確認された。この弾塑性解析コードにより,室内凍結融解試験で確認された凍結膨張による破壊挙動を残留ひずみも含めて定性的・定量的に表現することができた。また,この解析コードを斜面の不安定化現象へ適用すると共に地下空洞内に低温物質を貯蔵することを想定した解析を実施することによりその適用性を確認した。
スピン偏極トンネル分光走査顕微鏡法による表面原子磁性の研究

スピン偏極トンネル分光走査顕微鏡法を用いた研究を行う上で最大の関心点は、磁性探針を如何に制御するかにある。超高真空中で磁性鉄薄膜をタングステン探針に蒸着したものを磁性探針として使用してきている。この針の磁化方向を直接探る研究はなされていない。そこで理論的にスピン偏極度の既知であるGaAsからの光励起スピン偏極電子をこの磁性探針ベトンネル注入させ、探針先端の偏極度を探った。磁性探針で得たスピン偏極走査トンネル分光曲線から、光のヘリシティ依存性を確認できた。これより単純な解釈から磁性探針先端の偏極度を求めたが、これは以前に我々がマンガン膜上の結果より求めた値より大きかった。さらに、解析を進めるにつれGaAs内部の光励起スピン偏極電子の生成の解釈が問題となってきている。また、磁性探針からの電界放出電子のスピン偏極度をMott検出器でとらえることも試みたが、この際は探針の清浄化がうまくいかず電界放出電子量が不安定で信頼できる結果は得られなかった。そこで電界放射顕微鏡装置を作成し、如何に針を大気中で作成し真空中で加熱等の処理を行えば、清浄で且つ(110)面が析出でき、針の径を変えることができるかの条件を得た。一方、これらの磁性探針の研究と同時に重要なのは、信頼できる磁性試料の作成である。これまで鉄ひげ単結晶上のマンガン膜を使用してきたが、使用してきた鉄ひげ単結晶の酸化と歪みが増加してきたため、鉄ひげ単結晶作成装置を自作した。この装置を現在動かし信頼できる単結晶が作成できるようにテストを行ってきている。また、試料を電子衝撃法により高温まで加熱できる試料ホルダーはなかったため、試行錯誤の末、リーク電流の流れない安定した試料ホルダーを自作した。評価した磁性探針を用いてく既知の磁性試料上で測定を行い、スピン偏極トンネル分光走査顕微分光法で何を得ているのかをより正確に知ることができる。
インドネシア人のL2習得の対照的研究：日本の外国人技能実習制度と韓国の雇用許可制

平成29年度においては大洗町と韓国安山市のインドネシア人コミュニティおよび安山市での聞き取り調査を進めた。大洗町で技能実習生に日本語学習の経験、学習意欲、習得実態について質的調査を行なった。(1)母国で学習していても来日直後に日本語コミュニケーションを行うまでには至っていない。(2)現場で日本人と接触しながら、単語レベルでの自然習得が緩慢な速度で進んでいる。(3)同国人コミュニティ活動が活発で、インドネシア人と一緒に過ごすことが多い。(4)役場で日本語教室が月に2回開催されているが交通手段がなく参加者は多くない。(5)スマートフォン上のアプリケーションを活用した自学自習を行なっている者が多い。韓国安山市の8軒のインドネシア料理店で聞き取り調査を行なった。(1)韓国人と結婚することで飛躍的に韓国語コミュニケーション能力を伸ばす事例がある。その中に料理店を開きコミュニティの拠点の働きを担っているものがいる。旅行代理店を開き、インドネシア人の便宜を図った例もある。また、通訳者、翻訳者として同胞を助ける場合もある。(2)インドネシア出身者以外の客の来店を避けている店がある。客がインドネシア人だけになることによって言語やマナーの面で顧客が寛げることを目的としている。看板のみならず店内の言語もインドネシア語オンリーで、韓国人や他国人を自動的に排除している。(3)安山市のサポートとしてインドネシア人市職員による通訳支援や情報提供が充実しており、傑出した多文化多言語コミュニティの様相を呈していることが分かった。以上とは別に韓国のEPS-TOPIKと言われる外国人労働者向けの韓国語テストの検証を行い、その妥当性を検討し、いくつかの問題点を発見した。また、安山市多文化飲食街全体の外国語看板を調査し、言語景観と外国人労働者の生活の関係についての考察に着手した。日本側では13年前から調査を続けている大洗町のインドネシア人コミュニティと良好な関係が続いており、調査に対して古くからいるインドネシア人による調査対象者への連絡などの協力が得られることにより計画通りの調査が実行できた。研究チーム構成員のうち二人がインドネシア語でインタビューを行えることで、通訳者を介さずに詳細な情報収集が行える。韓国側については研究チームに二人の韓国語に長けたメンバーがいることで韓国における情報収拾が順調に進んでいる。また、安山市のインドネシアレストランオーナーたちも全てが協力的でインタビューに応じてもらえたことにより多くのデータを得ることができた。安山市当局とも面会をして、全面的な調査協力を得られた。大洗町においては縦断的調査を進め、滞在年数を重ねるごとに日本語力を高める者とそうでない者について、日本語習得を促進する要因と阻害する要因についてさらに調査を進めたい。韓国においても韓国語を自然習得して上級レベルに達したインドネシア人について調査を進めどのような要因が習得の成功に繋がったのかを明らかにしていきたい。本調査に繋がった過去の研究においては大洗町の場合95%のインドネシア人就労者が滞在年数に関係なくOPIの初級レベルにとどまっている事実が明らかになった。それから時を経て、特にスマートフォンアプリでの学習が広まった現在、その実態にどのような変化があったのかを明らかにする。今後とも両国に滞在するインドネシア人の言語習得の調査を進めるとともに、安山市多文化飲食街全体の多言語状況について調査を進めたい。その切り口として飲食店や携帯電話販売店などの看板の文字言語を徹底的に調査し、言語景観と多言語コミュニティの関係についての考察を深めていく。本研究の目的は外国人技能実習生として来日し、インドネシア語を共通語としマナド・ムラユ語をL1とするインドネシア共和国ミナハサ地方出身者の日本語習得を促進する要因と阻害する要因を縦断的に調査し、それと並行して雇用許可制によって韓国で働いているマナド人の韓国語習得についても同様の調査を行って、隣り合う東アジアの2カ国における外国人移住労働者のL2および異文化受容の共通点と差異を明らかにすることである。2カ国において「マナド人」という共通の言語文化背景を持つ者が言語習得と異文化受容にどのような違いを見せ、その要因が何であるかを解明することは、将来においてどのような外国人定住者向けの日本語習得支援が望ましいかを考える根拠を提供することになる。すなわち、本研究の究極的な目的は福祉言語学の提唱する人々の幸福な生活を実現するための科学的研究成果を達成することである。これまでに大洗町のインドネシア人コミュニティの臨地調査を繰返して、団体監理型受入れの技能実習生に日本語とインドネシア語のインタビューを繰り返し、文化適応と日本語習得の実態について調査を重ねてきた。同町では20年以上のインドネシア人労働者受入れの経験があり、会社経営者や役場の準備体制が整っていることから大きな問題はなく受入れが進んでいる。しかしながら、日本語習得の速度は技能実習生自身が望んでいるようには進まず、語彙習得や漢字習得の速度は遅い。特筆すべきは茨城大学生と市民ボランティアによる日本語学習サポート活動で、意欲の高い技能実習生にとって日本語学習の動機付けとなっている。一方の韓国安山市においてもインドネシア人労働者は大きなグループである。韓国では、インドネシア人同士の互助システムの他に官民を挙げての外国人サポートが行われているが、これが逆に韓国語学習を阻害している可能性が窺え、今後の研究調査の課題である。日本側では大洗町のキリスト教会GIIIとの良好な協力関係が構築されており、調査の度に大洗町インドネシア人住民が技能実習生を紹介し、調査場所として自宅を提供してくれるなどの便宜供与により順調に調査が進展している。

韓国においては安山市のアンテオケインターナショナル教会が調査に協力的な姿勢を示してくれて、同地に働くインドネシア人労働者との面談会場の提供があり、毎回の調査は効果的に実施できている。平成29年度においては大洗町と韓国安山市のインドネシア人コミュニティおよび安山市での聞き取り調査を進めた。大洗町で技能実習生に日本語学習の経験、学習意欲、習得実態について質的調査を行なった。(1)母国で学習していても来日直後に日本語コミュニケーションを行うまでには至っていない。(2)現場で日本人と接触しながら、単語レベルでの自然習得が緩慢な速度で進んでいる。(3)同国人コミュニティ活動が活発で、インドネシア人と一緒に過ごすことが多い。(4)役場で日本語教室が月に2回開催されているが交通手段がなく参加者は多くない。(5)スマートフォン上のアプリケーションを活用した自学自習を行なっている者が多い。韓国安山市の8軒のインドネシア料理店で聞き取り調査を行なった。(1)韓国人と結婚することで飛躍的に韓国語コミュニケーション能力を伸ばす事例がある。その中に料理店を開きコミュニティの拠点の働きを担っているものがいる。旅行代理店を開き、インドネシア人の便宜を図った例もある。また、通訳者、翻訳者として同胞を助ける場合もある。(2)インドネシア出身者以外の客の来店を避けている店がある。客がインドネシア人だけになることによって言語やマナーの面で顧客が寛げることを目的としている。看板のみならず店内の言語もインドネシア語オンリーで、韓国人や他国人を自動的に排除している。(3)安山市のサポートとしてインドネシア人市職員による通訳支援や情報提供が充実しており、傑出した多文化多言語コミュニティの様相を呈していることが分かった。以上とは別に韓国のEPS-TOPIKと言われる外国人労働者向けの韓国語テストの検証を行い、その妥当性を検討し、いくつかの問題点を発見した。また、安山市多文化飲食街全体の外国語看板を調査し、言語景観と外国人労働者の生活の関係についての考察に着手した。日本側では13年前から調査を続けている大洗町のインドネシア人コミュニティと良好な関係が続いており、調査に対して古くからいるインドネシア人による調査対象者への連絡などの協力が得られることにより計画通りの調査が実行できた。研究チーム構成員のうち二人がインドネシア語でインタビューを行えることで、通訳者を介さずに詳細な情報収集が行える。韓国側については研究チームに二人の韓国語に長けたメンバーがいることで韓国における情報収拾が順調に進んでいる。また、安山市のインドネシアレストランオーナーたちも全てが協力的でインタビューに応じてもらえたことにより多くのデータを得ることができた。安山市当局とも面会をして、全面的な調査協力を得られた。昨年まで技能実習生度は3年間が上限であったが、現在は条件を満たせば5年までの滞在が可能になった。
二酸化物低分子量物質の特異的活性化による高付加価値化合物への立体選択的変換反応

独自に開発したビスイミダゾリジンピリジン(PyBidine)-金属触媒を基盤として、金属とプロトンの協奏作用を取り入れた低分子量化合物の活性化を目指した。PyBidine-酢酸ニッケル触媒を用いる触媒的不斉ヨードラクトン化、ケチミンに対するニトロアルカン、メタノール、過酸化物の付加反応に成功した。2級アミンN-H含有ジアミン-銅触媒、イミダソリジン含有ピンサー型触媒、ビスオキサゾリジンピリジン-金属不斉触媒の開発にも成功した。金属カルボキシレートを経由する触媒機構に立脚し、亜鉛三核錯体の開発にも成功した。これらの触媒を用い、反応性の低い二酸化炭素(もしくは炭酸)や酢酸を用いる反応を検討した。金属とプロトンの協調作用による官能基特異的活性化機構による触媒的不斉合成を実現するために、独自に開発を行ったビスイミダゾリジンピリジン(PyBidine)-金属不斉触媒を基盤とする反応開発ならびに反応機構の解明を行った。まず、予備的知見の得られていたPyBidine-Ni(OAc)2触媒を用いる触媒的不斉ヨードラクトン化反応において、金属塩として酢酸イオンを有する金属塩が一般に良好な触媒活性を示すことがわかった。また、PyBidine配位子に特徴的なNH-プロトンを有さない既存のビスオキサゾリンピリジン(pybox)やビスイミダゾリンピリジン(pybim)では、触媒活性と不斉誘起能に顕著な低下が見られた。これは、金属とプロトンの協調作用が効率的に機能していることを示す重要な知見である。本反応において、NMRならびにMS解析により、酢酸ニッケルの酢酸イオンと基質のカルボン酸が交換して反応が進行している機構が明らかとなり、触媒的不斉ヨードラクトン化に新たな触媒設計指針を提示することができた。本触媒を用いることにより、ニトロメタンや酢酸ならびにメタノールなど低分子量化合物を活性化し、高機能分子に変化できることも見出した。さらに、広範な反応基質に対し、十分に高い立体選択性をもたらすため、基質に適応させた精密な不斉反応場の構築を可能にするビスオキサゾリジンピリジン配位子(PyBodine)の開発を行った。アゾメチンイミンとアルキンの[3+2]環化付加反応によるN,N-二環性ピラゾリノン誘導体の合成に有用なPyBodine-Cu(OAc)2触媒をTailor-made型に創出することに成功した。本研究では、金属不斉触媒にプロトンの活性化機構を付与した「多点活性化」によって、単一金属触媒や有機触媒単独では成し得ない高い触媒活性と高度な立体選択性を有するインテリジェント不斉触媒を開発することを目的にしている。昨年度の研究において、ニトロメタンやメタノールなど低分子量化合物を活性化する触媒の開発に成功した。本年度は、これらの知見をもとに、イサチン由来のNーBocケチミンに対するメタノールの付加について、反応機構の解析を行い、ビスイミダゾリジンピリジン(PyBidine)-ニッケル不斉触媒が有する「金属イオンとプロトンの協奏的な活性化機構」を明らかにすることに成功した。これは、PyBidine-銅触媒を用いるアゾメチンイミンとイミノエステルの[3+2]環化付加反応にも見出せるものであり、この作用を展開することでメチレンインドリノンとイミノエステルの[3+2]環化付加反応による多置換スピロキシインドール類の効率的な触媒的不斉合成にも成功した。また、メタノールの付加を過酸化物の付加反応に適用し、極めて特徴的な構造を有するN,Oーアセタールの触媒的不斉合成に成功した。また、低分子カルボン酸を活性化するアミノイミノビナフトール-亜鉛三核錯体の開発にも成功し、高不斉収率にてヨードエステル化を実現した。さらに、アセトニトリルの活性化に挑戦した。アセトニトリルそのものを効果的に活性化することは困難であったが、マロノニトリルを活性化するピンサー型金属不斉触媒の開発にも成功した。ここでもイミダゾリジン環を金属を挟み込むように配置することで、金属イオンとプロトンの協奏的な活性化の有用性を確認することができた。本反応により、天然および非天然型のアミノ酸の効果的な触媒的不斉合成法を確立した。有機合成化学ニトロ基の活性化機構を範とする官能基特異的触媒的不斉反応の開発では、ニトロメタンや酢酸ならびにメタノールなど低分子量化合物を活性化し、高機能分子に変換できることも見出しており、当初の研究計画に基づいて順調に推進している。特に、単純なpKaに基づかないアルコールの活性化にも成功したことは、当初に計画していた以上の成果である。また、反応機構についても1)

配位子中のNH-プロトンが基質の活性化能を示すこと、2)金属カルボキシレート経由の反応であることについて、これらを強力に支持する解析結果を得ており、「金属とプロトンの協調作用による官能基特異的活性化機構」を触媒開発の設計概念として確立することができた。本成果は、Synlett, 2013, 24, 2045-2048に報告している。広範な反応様式に適用可能な触媒開発においても、ビスオキサゾリジンピリジン(PyBodine)-金属不斉触媒のTailor-made型開発にも成功し、本成果は、Chem. Commun. 2013, 49, 7776-7778に発表するとともに、雑誌の裏表紙の扉絵にも採用されそのユニークな触媒機能、開発手法が広く世界に発信された。以上のように、当初計画した以上に、初年度において研究は計画に基づいて着実に推進し、想定以上の成果を得ることに成功した。現在、これらの知見を元に、二酸化炭素などより効果的で選択性の高い不斉触媒の開発を進めている。研究は、当初の計画以上に順調に進展しているため、研究計画に変更はない。現在、初年度で得られた知見を元に、より効果的で選択性の高い不斉触媒の設計・開発を進めている。開発目標とする反応には、ニトロ化合物を用いる反応やヨードラクトン化を基盤として、高極性なスルホン酸やリン酸化合物などを用いる分子内ならびに分子間反応を取り上げる。これらの基質は、一般に金属イオンのカウンターアニオンとして安定な塩を与えるため、触媒的不斉合成への展開が困難と思われるが、本研究の「金属とプロトンの協調作用による官能基特異的活性化」構想により達成を目指す。また、平成25年度の研究で予想以上の成果が得られたアルコールの活性化反応について、イサチン由来のイミンへのアルコールの付加反応など、医薬など生物活性の期待できる高付加価値化合物の合成反応へと展開する。ニトロ化合物の活性化についても同様に、イサチン由来のイミンへの付加反応を検討し、同一原料から多角的な触媒的不斉反応を研究することで、多様性指向型触媒的不斉合成として特徴ある研究展開とする。さらに、低分子量化合物の効率的で応用性の高い高付加価値化合物への変換を目指し、二酸化物を用いる有機化合物の官能基化反応に研究を展開する。平成25年度の研究で得られたフェニルアセチレンと二酸化炭素の反応に良好な活性を示す触媒を基盤として、平成26年度はベンジルアミンとベンズアルデヒドから調製できるイミンと二酸化炭素(CO2)の反応により光学活性アミノ酸の触媒的不斉合成を目指す。
星細胞中間系フィラメント制御による肝繊維化抑制、肝癌治療の研究

A)ラット肝星細泡に発現する中間系フィラメントの同定はじめにラット肝星細胞における中間系フィラメント蛋白の発現を正常肝及び繊維化肝にて検討した。GFAP Desmin Vimentin Syneminの発現を正常肝組織の星細胞に認めた。Desmin Vimentinは繊維化肝組織にてimmunoreactivityの増強を認めたが、GFAP Syneminに関してはimmunoreactivityの減少を認めた。次に、ラット肝臓より星細胞を分離培養し、活性化とともに上記中間系フィラメントの発現変化を調べた。活性化とともに、Desmin Vimentinの発現は増加し、GFAP Syneminの発現は減少を認めた。B)ヒト肝星細胞に発現する中間系フィラメントの同定ラット同様、ヒト正常肝及び繊維化肝にて上記中間系フィラメント蛋白の発現を調べた。Vimentin Syneminの発現を正常肝の星細胞に認めた。ラット同様、ヒト障害繊維化肝こおいてVimentinの発現は増強したが、Syneminに関しては減少した。しかし、GFAP Desminの発現は両組織で認めなかった。ヒト星細胞株(活性化)では、Vimentinの発現は認めたが、Syneminの発現は、認められなかった。A)B)の結果より、Vimentinがラット及びヒト星細胞の活性かに深く関わっている可能性が考えられた。C)星細胞の機能における中間系フィラメントVimentinの役割ヒトvimentinの発現を抑制するsiRNAを作成し、ヒト星細胞株のvimentinの発現を抑制すること(85%)に成功した。Vimentinの遺伝子発現を抑えた星細胞の1)コラーゲン産生能2)増殖能3)収縮能について調べたが、これらの機能抑制には働いていないことがわかった。A)ラット肝星細胞に発現する中間系フィラメントの同定はじめにラット肝星細胞における中間系フィラメント蛋白の発現を正常肝及び繊維化肝にて検討した。ラット同様、ヒト障害繊維化肝においてVimentinの発現は増強したが、Syneminに関しては減少した。A)B)の結果より、Vimentinがラット及びヒト星細胞の活性化に深く関わっている可能性が考えられたためC)星細胞の機能における中聞系フィラメントVimentinの役割について調べることにした。現在、ヒトvimentinの発現を抑制するsiRNAを作成し、ヒト星細胞株のvimentinの発現を抑制すること(85%)に成功したところである。今後、星細胞活性化の指標である1)コラーゲン産生能2)増殖能3)収縮能にvimentinが深くかかわっているか調べる予定である。A)ラット肝星細胞に発現する中間系フィラメントの同定はじめにラット肝星細胞における中間系フィラメント蛋白の発現を正常肝及び組織化肝にて検討した。(GFAP Desmin Vimentin Syneminの発現を正常肝組織の星細胞に認めた。Desmin Vimentinは組織化肝にてimmjunoreactivityの増強を認めたが、(GFAP Syneminに関してはimmunoreactivityの減少を認めた。

次に、ラット肝臓より星細胞を分離培養し、活性北とともに上記中間系フィラメントの発現変化を調べた.活性化とともに、Desmin Vimentinの発現は増加し、GFAP Syneminの発現は減少を認めた。B)ヒト肝星細胞に発現する中間系フィラメントの同定ラット同様、ヒト正常肝及び組織化肝にて上記中間系フィラメント蛋白の発現を調べた。Vimentin Syneminの発現を正常肝の星細胞に認め起ラット同様、ヒト障害繊維化肝においてVimentinの発現は増強したが、Syneminに関しては減少した。しかし、GFAP Desminの発現は両組織で認めなかった。ヒト星細胞株(活性化)では、Vimentinの発現は認めたが、Syneminの発現は、認められなかった。A)B)の結果より、Vimentinがラット及びヒト星細胞の活性化に深く関わつている可能性が考えられた。C)星細胞の機能における中間系フィラメントVimentinの役割ヒトvimentinの発現を抑制するsiRNAを作成し、ヒト星細胞株のvimentinの発現を抑制すること(85%)に成功した。Vimentinの遺伝子発現を抑えた星細胞の1)コラーゲン産生能2)増殖能3)収縮能について調べたが、これらの機能獅制には働いていないことがわかった。
水素結合の動的制御による強相関高分子ゲル膜の生体膜類似物質輸送

本研究では,化学修飾した核酸塩基の自己組織化によって分子認識部位を効率よく導入した水素結合性強相関高分子ゲル膜を調製し,その相補的水素結合能を外部刺激で動的制御することによって生体膜類似物質輸送とも呼べる強相関上り坂輸送の実現を試みた。その結果,以下のような成果が得られた。1.水素結合性キャリヤーの合成とその自己組織化機能の検討核酸塩基の一つであるウラシルを化学修飾することによって,末端にトリエトキシシランを有するウラシル誘導体の合成に成功した。新規なウラシル誘導体をシリコンウェハー上に自己組織化させて,その構造をX線光電子分光,エリプソメトリーおよび原子間力顕微鏡によってキャラクタリゼーションした。その結果,そのウラシル誘導体は水酸基を有する表面と容易に反応して,自己組織化単分子膜を形成することが明らかとなった。2.水素結合性強相関ゲル膜の調製とその構造評価末端トリエトキシシランを有するウラシル誘導体の自己組織化能を利用して,ポリビニルアルコールゲル膜内に水素結合性のキャリヤーとしてウラシルを導入した。また,得られたウラシル導入ゲル膜とアデニンとの相互作用を解明するため,アデニンの膜への吸着量測定を行った。その結果,相補的水素結合によってアデニンはウラシル導入ゲル膜内に選択的に吸着され,その吸着量はpHに大きく影響された。3.水素結合性強相関ゲル膜による核酸塩基の上り坂輸送外部刺激としてpH変化を利用して,ウラシル導入ゲル膜と核酸塩基類との相補的水素結合を動的制御し,濃度勾配に逆らった強相関上り坂輸送を行った。その結果,ウラシルと相補的水素結合を形成するアデニンのみが上り坂輸送され,水素結合を介した輸送メカニズムによって説明できた。
大規模データセットを用いたロボット物体把持タスクの学習の効率化に関する研究

近年,深層学習による煩雑な環境においても高い精度で物体把持を可能にする手法が開発されたが,この手法は非常に大規模なデータセットを必要とする.ロボットにおいてそのロボット専用の大規模なデータセットを準備することは非常にコストが高く,研究室のような環境では困難である.そこで本研究では,ロボットの物体把持に関する学習を効率化するアルゴリズムの開発に取り組み,比較的小規模なデータセットで同等の精度を実現することを目指す.近年,深層学習による煩雑な環境においても高い精度で物体把持を可能にする手法が開発されたが,この手法は非常に大規模なデータセットを必要とする.ロボットにおいてそのロボット専用の大規模なデータセットを準備することは非常にコストが高く,研究室のような環境では困難である.そこで本研究では,ロボットの物体把持に関する学習を効率化するアルゴリズムの開発に取り組み,比較的小規模なデータセットで同等の精度を実現することを目指す.
オンライン濃縮キャピラリー電気クロマトグラフィーによる内分泌攪乱物質の高感度分析

1.オクタデシルシリルシリカ(ODS)充填キャピラリー電気クロマトグラフィー(CEC)の検討内径100μm、長さ5070cmの溶融シリカ管に粒径5μmのODSを充填し(充填長30-50cm)、CEC用キャピラリーを作成した(充填部分の両端にはフリットを形成)。次に、アセトニトリル-緩衝液を分離溶液とし、内分泌撹乱化学物質であるベンゾフェノン(BP)類及びアルキルフェノール類のCEC分離を試みたところ、良好なベースライン分離が達成された。BPの理論段数、検出限界、ピーク高の相対標準偏差は、それぞれ、6039段/10cm、13fmo1及び13.2%であり、理論段数凍び検出限界は、ミセル動電クロマトグラフィーに匹敵するものであった。また、固相抽出後、本法を適用することにより、市販香粧品中のBP類や環境水中のフェノール類の分離定量が可能であることが示唆された。2.オンライン濃縮キャピラリー電機泳動(CE)の検討上記と同様に内径50μm、長さ50cmの溶融シリカ管の一端に粒径5μmのODSを充填し(充填長O.5-3cm)、濃縮ゾニン付きCE用キャピラリーを作成した。BP、オクチルフェノール(OP)及びノニルフェノール(NP)をアナライトとしてその濃縮能を評価したところ、希薄溶液をODS部分に640秒間連続通導後オンラインで脱着しても、ピーク形状を損なうことなくCE分離でき、約50倍濃縮できることを見出した。さらに、環境水への応用に際しては、より一層の濃縮効率向上を目的とし、試料を均一液々抽出法で前濃縮した後、本法によりさらに濃縮、分離検出する手法を試みた。その結果、1000倍以上の濃縮が達成され、実試料からのOP及びNPの検出、定量が可能となった。1.オクタデシルシリル(ODS)シリカ充填キャピラリー電気クロマトグラフィー(CEC)の検討まず、内径100μm、長さ5070cmの溶融シリカ管に粒径5μmのODSシリカを充填し(充填長3050cm)、CEC用キャピラリーを作成した。この時、ODSシリカ充填部分の両端には、ケイ酸カリウム溶液を加熱するこによりフリットを形成し、その漏出を防いだ。次に、作成したキャピラリーを用い、内分泌攪乱化学物質であるベンゾフェノン及びその4,4'-ジメトキシ体を試料とするCECを試みた。分離溶液として50mMTris-HCl(pH 8.0)-アセトニトリル(20:80)を用いた時、両者は分離度Rs 2.1で良好にベースライン分離された。本法こよるベンゾフェノンの理論段数、検出限界、ピーク高の相対標準偏差は、それぞれ、6039/10cm、13fmol及び13.2%であり、再現性については検討の余地があるものの、理論段数及び検出限界については、超高性能分離法として知られる、ミセル動電クロマトグラフィー(MEKC)に匹敵する性能を有することがわかった。2.オンライン濃縮キャピラリー電気泳動(CE)の検討上記と同様の手法を用いて内径50μm、長さ70cmの溶融シリカ管の一端に粒径5μmのODSシリカを充墳し(充填長3cm)、濃縮ゾーン付きCE用キャピラリーの作成を試みた。ベンゾフェノンを試料とし、キャピラリーの耐久性、稀薄溶液の濃縮及び引き続くCE分離の条件について現在検討中である。1.オクタデシルシリルシリカ(ODS)充填キャピラリー電気クロマトグラフィー(CEC)の検討

まず、内径100μm、長さ5070cmの溶融シリカ管に粒径5μmのODSを充填し(充填長3050cm)、CEC用キャピラリーを作成した(充填部分の両端には、ケイ酸カリウム溶液を加熱することによりフリットを形成)。次に、作成したキャピラリーを用い、内分泌攪乱化学物質であるベンゾフェノン類及びフェノール類の分離を試みた。アセトニトリル-緩衝液系の分離溶液を用いることにより、いずれも良好なベースライン分離が達成された。本法によるベンゾフェノンの理論段数、検出限界、ピーク高の相対標準偏差は、それぞれ、6039段/10cm、13fmol及び13.2%であり、再現性については検討の余地があるものの、理論段数及び検出限界については、超高性能分離法として知られる、ミセル動電クロマトグラフィーに匹敵する性能を有することがわかった。現在、本法による市販香粧品中のベンゾフェノンや環境水中のフェノール類の分離定量について検討を行っている。2.オンライン濃縮キャピラリー電気泳動(CE)の検討上記と同様の手法を用いて内径50μm、長さ50cmの溶融シリカ管の一端に粒径5μmのODSを充填し(充填長1.5cm)、濃縮ゾーン付きCE用キャピラリーを作成した。ベンゾフェノンを試料としてその濃縮能を評価したところ、(1)希薄溶液を少なくとも640秒間連続通導可能であること、(2)ODS部分にトラップされたベンゾフェノンをオンラインで脱着後、ピーク形状を損なうことなくCE分離できること、(3)約35倍の濃縮効果が達成されること、等の知見が得られた。1.オクタデシルシリルシリカ(ODS)充填キャピラリー電気クロマトグラフィー(CEC)の検討内径100μm、長さ5070cmの溶融シリカ管に粒径5μmのODSを充填し(充填長3050cm)、CEC用キャピラリーを作成した(充填部分の両端にはフリットを形成)。次に、アセトニトリル-緩衝液を分離溶液とし、内分泌攪乱化学物質であるベンゾフェノン(BP)類及びフェノール類のCEC分離を試みたところ、良好なベースライン分離が達成された。BPの理論段数、検出限界、ピーク高の相対標準偏差は、それぞれ、6039段/10cm、13fmol及び13.2%であり、理論段数及び検出限界は、ミセル動電クロマトグラフィーに匹敵するものであった。また、固相抽出後、本法を適用することにより、市販香粧品中のBP類や環境水中のフェノール類の分離定量が可能であることが示唆された。2.オンライン濃縮キャピラリー電気泳動(CE)の検討上記と同様に内径50μm、長さ50cmの溶融シリカ管の一端に粒径5μmのODSを充填し(充填長0.5-3cm)、濃縮ゾーン付きCE用キャピラリーを作成した。BP、オクチルフェノール(OP)及びノニルフェノール(NP)をアナライトとしてその濃縮能を評価したところ、希薄溶液をODS部分に640秒間連続通導後オンラインで脱着しても、ピーク形状を損なうことなくCE分離でき、約50倍濃縮できることを見出した。さらに、環境水への応用に際しては、より一層の濃縮効率向上を目的とし、試料を均一液々抽出法で前濃縮した後、本法によりさらに濃縮、分離検出する手法を試みた。その結果、1000倍以上の濃縮が達成され、実試料からのOP及びNPの検出、定量が可能となった。
ガン細胞の浸潤突起形成におけるダイナミンの機能とSrcによる制御機構の解明

浸潤は悪性がんに顕著な特徴であり、その分子病態の解明が革新的がん治療法の開発に不可欠である。しかし、がん悪性化に伴って浸潤能が亢進するメカニズムには未解明な点が多い。私たちは、がん浸潤を司る膜突起構造(浸潤突起)の形成を制御する新規因子として、ダイナミン(Dynamin2)を同定した(Zhang et al., BBRC 2016)。ダイナミンは、がん原遺伝子Srcのリン酸化基質で、アクチン細胞骨格制御や細胞内膜輸送において重要な機能を持つ。浸潤突起におけるダイナミンの機能には、PRドメインが必要であったため、ダイナミンはSH3ドメインを有する他の蛋白質と相互作用しながら、浸潤突起の形成や機能を制御すると考えられた。そこで本研究では、ダイナミンと同様に細胞内膜輸送やアクチン制御に関与し、その多くがSH3ドメインを保有するBARドメイン蛋白質に焦点を絞り、浸潤突起への局在およびダイナミンとの結合性について解析した。まず共免疫沈降法を用いてダイナミンと相互作用するBARドメイン蛋白質を探索したところ、計7種のBARドメイン蛋白質がダイナミンと相互作用することが明らかになった。次に、膀胱移行上皮がん由来細胞株T24の浸潤突起におけるBARドメイン蛋白質の局在を解析したところ、計6種のBARドメイン蛋白質が、浸潤突起に局在することが明らかになった。以上の結果に基づき、ダイナミンに結合しかつ浸潤突起にも局在する2種のBARドメイン蛋白質について、過剰発現によるT24細胞の浸潤に及ぼす影響を、マトリゲル浸潤アッセイにより解析した。その結果、これらのBARドメイン蛋白質の過剰発現により、T24細胞の浸潤活性が顕著に上昇することが明らかになった。当初平成32年度に行う予定をしていた浸潤能亢進に関わるダイナミン結合蛋白質の探索を平成30年度に前倒しして行い、がん浸潤に関わる可能性が高いBARドメイン蛋白質を複数同定した。その一方で、平成30年度に予定していた浸潤突起におけるアクチン制御におけるダイナミンの機能解明については着手していないため、今年度に行う予定である。浸潤突起に局在するBARドメイン蛋白質について、膀胱がん細胞T24を用いた機能阻害実験(RNAi,ノックアウト等)を行い、浸潤突起形成や浸潤活性に及ぼす影響を解析する。さらに、肺がん細胞、乳がん細胞など、各種がん由来の細胞株においても同様の機能解析を行い、ターゲットとなるBARドメイン蛋白質の浸潤における機能の普遍性について検証する。また前年度に計画していた浸潤突起のアクチン制御におけるダイナミンの機能解析を行う。旅費、人件費・謝金の実支出額は予定より多かったが、物品費やその他の実支出額が予定より少なかったため、次年度使用額が生じた。今年度は論文を投稿予定であるため、翌年度分として請求した助成金と合わせて、主にその他の支出に用いる予定である。
Wnt proteinによる毛包再生とそのメカニズムの解明

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わかってきている。これまでに我々は毛包形成に特に重要と考えられたWnt-10bに着目し,活性化リンパ球およびWnt-10b強制発現細胞株より得られるrecombinant Wnt-10bが,皮膚上皮細胞や毛乳頭細胞を用いたin vitro試験で毛包器官構成細胞への分化誘導や増殖能に重要な因子であることを明らかにしてきた。また,本研究計画の昨年度の成果として,マウス口髭毛包の器官培養を行った際,Wnt-10bは毛軸成長の促進因子として働くことを明らかにした。そこで本年度は,Wnt-10b以外の他のWntサブファミリーを用いて毛包器官培養を行い,毛軸成長における種々のWntの影響を調べた。マウスの口髭より毛包器官を摘出し,Wnt-3a,Wnt-5a,Wnt-11,Wnt-10bを含む培養液で培養した結果,Wnt-10bで培養した場合,有意に毛軸の伸長を促進させた。いっぽうで,Wnt-3a,5a,11では,有意な伸長が認められなかった。Wnt-10bに関しては,毛包の細胞増殖を促進させるが,他のWntファミリー(Wnt-3a,5a,11)については毛包器官レベルでの成長促進因子としては働かないことが明らかとなった。また,毛包器官の凍結切片を作成し,免疫組織化学的に解析を行ったところ,Wnt-10bにより,間接的に毛包下部、毛母細胞の増殖を著しく促進させることが判明し,またそれらはβ-catenin経路(古典的経路)を介していることも明らかとなった。つまり,Wnt-l0bは毛包器官における特異的増殖、分化促進因子として働いていることが示唆された。Wnt-10bは皮膚上皮細胞の増殖・分化に直接作用し、それはβ-cateninを介したシグナル系(canonical pathway)であることをこれまでに明らかにしてきた。そこで、本年度はWnt-10bの発毛への関与を解析し、マウスモデルによる発毛再生を試みた。まず、Wnt-10bをCOS細胞に遺伝子導入し、大量に調製できる生産プロセスを構築し、得られたWnt-10bの活性をin vitroで確認した。次に、発毛促進効果を調べるため、ヌードマウス(BALB/C-nu/nu)を用いて以下の手技により発毛促進効果の検討を行った。(1)Wnt-10bと皮膚上皮細胞、毛乳頭細胞を含む細胞懸濁液をグラフトチャンバーを用いてhairreconstitution assayにより評価(2)Wnt-COS細胞と皮膚上皮細胞、毛乳頭細胞を含む細胞懸濁液をグラフトチャンバーを用いてhair reconstitution assayにより評価(1)および(2)のどちらの手技においてもWnt-10bを導入した場合、顕著な発毛促進効果が得られた(研究発表1参照)。即ち、Wnt-10bは毛包形成段階に非常に重要な役割を果たしていることが示唆され、in vitroで得られた結果を考慮すると、Wnt-10bは皮膚上皮細胞の分化誘導および毛包形成を有意に促進させることから、発毛再生において重要な因子であると考えられた。来年度、さらにWnt-10bシグナルを受けた細胞がどのような細胞であるかを特定し、その作用機序を経時的に調べることで、Wnt-10bによる発毛再生のメカニズム解明を目指す。
弱電離プラズマ流における電離・再結合過程および電磁加速過程の計算流体力学的研究

本研究課題は高比推力宇宙用推進装置として開発が進められているMPD(Magneto plasma dynamic)推進装置に関する基礎研究であり、その目的は電極入口近傍のプラズマ状態を精度良く計算することであった。この目的を達成するために、一次元電磁流体コードを作成した。電極入口近傍では、流体(気体)の電離が始まり電極間に電流が流れ始めるので、自己誘起磁場に起因するローレンツ力によって流体は急激に加速され始める。この加速過程を微視的に見ると、電離によって生じた荷電粒子(電子およびイオン)がローレンツ力によってまず加速され、まだ電離していない中性粒子は加速された荷電粒子との衝突によって運動量をもらい加速されることになる。電極入口近傍のプラズマ状態を精度良く計算するためには、この微視的な状況を反映して流体を記述することが必要となるので、二流体(電離気体と中性気体)モデルによる電磁流体コードを作成した。二流体モデルによる電磁流体コードによって計算した結果、電離気体(電子およびイオン)に働く強いローレンツ力のために、電極入口近傍では電離気体のみが急速に加速され中性気体が取り残されるという現象が見つかった。これは、ローレンツ力によって電離気体に与えられた運動量が衝突によって中性気体へ移行する速度が小さいために起こる現象である。電極入口近傍では、中性気体を置き去りにして電離気体のみが急激に加速されるため、見かけ上、電離度の極小値が現れることになる。今後は、作成した電磁流体コードに輻射と高エネルギー電子(マックスウェル分布のテイル部の電子)による非局所的なエネルギー輸送の効果を組み込み、非局所的な電離を計算できるようにする予定である。