hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
北海道・樺太の人類史-オホーツク文化人ならびにアイヌの形成過程と相互交流-

1.斜里町知床博物館の協力により斜里町ウトロ神社山遺跡を発掘し、男性人骨1体を追加することができた。2.東京大学文学部常呂実習施設保管の稚内市大岬遺跡出土人骨、北海道大学文学部保管の稚内市オンコロマナイ遺跡ならびに大岬遺跡出土人骨の調査を行なった。3.断片的な資料ながらも,サハリンの南部,北海道のオホーツク海岸,千島列島に,一つのまとまった群としてオホーツク文化を担った集団が存在したらしいことがわかってきた。4.頭蓋形態小変異22項目の頻度から四分相関係数を用いて生物学的距離を推定してみた。距離では,オホーツク文化人骨から近い集団として,サハリンアイヌ,バイカル新石器時代人骨,アムール集団を挙げることができる。国立遺伝学研究所の斎藤成也氏の開発した近隣結合法で集団間の関係をみると,オホーツク文化人骨はアムール集団を中心としてバイカル新石器時代人を含むシベリア集団とアイヌの間に位置することがわかった。5.アイヌについては、北海道の中で脊稜山脈を挟む地域間での変異が大きい。これはアイヌの生活についての民族学的データや、遺伝学的なデータに見られる川筋を単位とした地域変異とは違った様相を見せる。アイヌの起源を縄文人とすると、縄文時代から近世までのアイヌ成立過程における外来要素の影響が無視出来ないが、遺伝的、文化的な要素がどの程度頭骨の形態変異に影響したのかはこれからの課題である。2.東京大学文学部常呂実習施設保管の稚内市大岬遺跡出土人骨の調査を行なった。3.頭蓋形態小変異22項目の頻度から四分相関係数を用いて生物学的距離を推定してみた。距離では,オホーツク文化人骨から近い集団として,サハリンアイヌ,バイカル新石器時代人骨,アムール集団であった。4.アイヌとオホーツク文化の人々は、見た感じや頭蓋計測値の分析,四肢骨の比などは,たいへん対照的な群である。だが,頭蓋形態小変異でみてみると,二者は違うことはもちろんだが,アイヌと他の人類集団はさらに違っていることがわかった。これはアイヌの生活についての民族学的データや、遺伝子的なデータに見られる川筋を単位とした地域変異とは違った様相を見せる。アイヌの起源を縄文人とすると,縄文時代から近世までのアイヌ成立過程における外来要素の影響が無視出来ないが、遺伝的、文化的な要素がどの程度頭骨の形態変異に影響したのかはこれからの課題である。1.北海道大学文学部保管の稚内市オンコロマナイ遺跡ならびに大岬遺跡出土人骨の調査を行なった。2.断片的な資料ながらも,サハリンの南部,北海道のオホーツク海岸,千島列島に,一つのまとまった群としてオホーツク文化を担った集団が存在したらしいことがわかってきた。距離では,オホーツク文化人骨から近い集団として,サハリンアイヌ,バイカル新石器時代人骨,アムール手段を挙げることができる。4.アイヌについては、北海道の中で脊稜山脈を挟む地域間での変異が大きい。
藤田嗣治の1920年代の絵画技法に関する総合研究

画家・藤田嗣治が、1920年のパリで国際的な名声を得た最大の理由に、彼が確立した「乳白色の下地」に、裸婦や静物を細く黒い輪郭線で描く独創的な技法が挙げられる。油性の地塗層に水性の墨で描く物理的な謎を生前の彼は秘密とし、死後も長らく詳細がわからなかった。本研究を通じて行われた、近年の作品修復成果の分析、技法再現、文献調査の照合によって、その秘密が「タルク(ケイ素とマグネシウムの水酸化物)」にあることが判明した。本研究は、近年国際的にも、学際的にも急速に関心を高めている画家・藤田嗣治(1886-968)について、その最盛期ともいうべき1920年代に彼がパリで考案し、実践した独自の技法--「乳白色の下地」に黒色の細い輪郭線で対象を描く出した油彩画--について、美術史と保存科学の専門家が協力して総合的に研究するものである。三年間の科研費の初年度に当たる平成20年度には以下の二件を行った。(1)国際シンポジウム「藤田嗣治の絵画技法に迫る:修復現場からの報告」を平成20年12月6日に、東京藝術大学美術学部を会場に開催した。1920年代末の「乳白色の下地」による大作二種(パリ日本館蔵〔1929〕、エソンヌ県蔵〔1928〕)について集中して議論した。参加者は申請時の予定通りで、藤田の絵画技法に特化した、国内外で初めての国際的なシンポジウムとなり、専門家だけでなく、学生や一般からの多数の観客を集めた。このシンポジウムの報告書は平成21年末に公刊の予定である。(2)国内の美術館における藤田作品の現地調査二件を行った。大原美術館が所蔵する《舞踏会の前》(1925)と京都国立近代美術館の《タピスリーの裸婦》(1923)ほかであり、いずれも「乳白色の下地」による代表作であり、平成21年度に得られる画材などの分析結果はシンポジウムで議論した20年代末の壁画と比較検討されることになる。現段階で、「タルク(ケイ酸マグネシウムの水酸化物)」の利用がこの技法のカギを握っていることが判明している。本研究は近年、国際的にも、学際的にも急速に関心を高めている画家・藤田嗣治(1886-1968)について、その最盛期ともいうべき1920年代に彼がパリで考案し、実践した独自の技法-「乳白色の下地」に黒色の細い輪郭線で対象を描き出した油彩画-について、美術史と保存科学の専門家が協力して総合的に研究するものである。三年間の科学研究費の二年目に当たる平成21年度には、平成20年度に行った国際シンポジウムと関連する作品調査に基づいた、この画家の絵画技法に特化した研究書『藤田嗣治の絵画技法に迫る:修復現場からの報告』(東京藝術大学出版会)の編集・刊行を行った。本書で中心的に議論されたのは、2000年に修復事業が日仏共同プロジェクトとして行われた、パリ日本館所蔵の《欧人日本へ到来の図》と《馬の図》(1929年制作)と、フランス・エソンヌ県が所蔵する《構図》《争闘》(1928)である。ともに「乳白色の下地」を使った大作で、分析の結果、地塗り層は二層構造。下層はにかわと硫酸バリウムの水性地、上層は鉛白とカルシウム化合物を含んだ油性地、もしくはエマルジョン地かで議論が分かれている。その地塗層上にタルク(ケイ素とマグネシウムの水酸化物)を使用することで、水性の墨でも油性の黒であれなめらかな線描を行いうることを確認した。また、藤田作品を多数所蔵する秋田の平野政吉美術館で作品調査を行った(分析、検討などは次年度に報告する)。藤田が1920年代初頭に考案した絵画技法「乳白色の下地」については、保存修復や美術史研究者に限らない幅広い関心を長らく集めてきたものである。平成22年度は三か年にわたる本研究の最終年にあたる。初年度に藤田の絵画技法に関する国際シンポジウムを開催し、二年目の年度末には報告書を刊行した(木島隆康・林洋子編『藤田嗣治の絵画技法に迫る:修復現場からの報告』東京藝術大学出版会)。今年度は、年度初めにその報告書を国内外の関係機関や個人へ送付した。その結果、本報告書は研究者に限らない反応をいただき、日本経済新聞や京都新聞、雑誌『美術手帖』などの媒体でも紹介された。また、シンポジウムを聴講したポーラ美術館の内呂博之学芸員がその後、自館の所蔵作品について化学的な調査を行い、その結果を同館での展覧会「レオナール・フジタ私のパリ、私のアトリエ」(2011年3月19日-9月4日)で発表した。同展カタログは書籍として刊行され(『レオナール・フジタ私のパリ、私のアトリエ』東京美術)、内呂氏の論文「技法の謎を解く鍵

-フジタの「乳白色」をめぐって」は報告書段階での判明点(「タルク」の利用の重要性)をより具体的に実証するものとなった。こうした研究の深化は読売新聞文化面(2011年2月24日)でも紹介され、平成23年度以降、1920年代に限定しないこの画家の絵画技法をめぐるシンポジウム開催や公的研究費申請、関連出版へと展開する見込みである。
新規治療法の開発をめざした前立腺癌進展における免疫細胞関与の機序の解明

前立腺癌モデルマウスにHVJ-Eと抗PD-1抗体を併用投与するも明らかな腫瘍縮小効果を認めなかった。モデルマウスに高脂肪食を投与すると前立腺癌の増殖と局所の免疫細胞の変化が起こり、それらはセレコキシブ投与で抑制された。さらにそれらの変化とIL6シグナルが関連していた。また前立腺癌患者における末梢血単球数が腫瘍組織内マクロファージ浸潤を反映しており、病理学的予後不良因子および術後生化学的再発を予測できることを明らかにした。フローサイトメトリーによる解析の結果、遺伝子改変前立腺癌自然発症モデルマウス(PtenノックアウトマウスとPten・Tp53ダブルノックアウトマウス)の前立腺組織中の免疫細胞としては、B細胞やT細胞などは有意差を認めず、MDSCとマクロファージが有意に増加していた。この結果より、前立腺癌の進展において重要な免疫細胞はMDSCやマクロファージといった単球系の自然免疫細胞ではないかと推察された。そこで前立腺癌患者における血中の白血球のうちの単球分画や前立腺組織中のマクロファージについて着目し、臨床検体を用いて臨床・病理パラメータとの関連がないか評価する研究を進めていく予定である。またPtenノックアウトマウスにHVJ-Eと抗PD-1抗体を併用投与した数匹の38週齢での前立腺重量は、無処置のものと比較して小さい傾向であった。しかし、38週齢での前立腺重量はある程度の個体差が認められるため、各群n=10程度の多数例で検討する必要があると考えられ、モデルマウスの繁殖・多数例同時の薬剤投与を外部業者に委託しており、今年度中にその結果が出る予定である。HVJ-E単独治療でも前立腺癌に対する治療効果を有していると考えられるため、単独治療と併用治療との効果の差異についても検討していく必要がある。HVJ-Eの投与方法についても、前立腺内への局所投与と皮下投与と皮内投与のどの投与方法が最適であるか検討する予定である。モデルマウス数匹程度の予備実験では、HVJ-E+抗PD-1抗体併用群では無処置群と比較して38週齢での前立腺重量が小さい傾向であった。前立腺癌モデルマウスにHVJ-Eと抗PD-1抗体を併用投与して前立腺重量をコントロール群と比較したところ、明らかな腫瘍縮小効果を認めなかった。HVJ-E単独投与群で前立腺重量が小さい傾向があったものの、抗PD-1抗体との併用効果は認められなかった。モデルマウスに高脂肪食を投与すると前立腺癌の増殖が促進され、局所のMDSCやマクロファージといった免疫細胞の変化が起こり、それらの変化はセレコキシブ投与で抑制された。さらにそれらの変化とマクロファージからのIL6産生が関連しており、IL6シグナルを阻害することで、高脂肪食による癌の増殖および局所のMDSC増加が抑制された。肥満前立腺癌患者でも同様の機序があり、臨床の前立腺癌治療においても抗炎症薬が有効であることが示唆された。今後は高脂肪食により前立腺に炎症が起こるメカニズムを解明することで、新規治療や予防に有効な薬剤を開発することが期待できる。また前立腺癌患者における末梢血単球数が腫瘍組織内マクロファージ浸潤を反映しており、病理学的予後不良因子および術後生化学的再発を予測できることが明らかとなった。この結果から末梢血の単球および腫瘍組織内のマクロファージが前立腺癌の進展のメカニズムに寄与していることが示唆された。単球やマクロファージの分画に関する動向の評価やモデルマウスに単球やマクロファージをターゲットとした阻害剤を投与することで、詳細なメカニズムの解明および新規治療ターゲットの探索につながると考えられる。多数(各群n=10ずつ程度)のモデルマウスに治療を行い、前立腺重量に統計学的有意差が出るか検討し、治療効果が認められた場合にはその機序についても詳細な検討を行う予定である。前立腺癌昨年時点で採取されているサンプル数が限られており、余剰金が出た。逐次サンプルが採取した際に解析を追加していく予定である。
自殺遺伝子導入iPS細胞による悪性グリオーマの治療研究

悪性グリオーマに対する、人工多能性幹細胞(iPS細胞)をベクターとする自殺遺伝子療法の研究を行った。マウスiPS細胞は、多種のグリオーマ細胞に集積性を示したが、腫瘍細胞とのbystander効果では、細胞分裂の速さやcolony形成により細胞接触が阻害され思うような効果は得られなかった。マウスiPS細胞をmesenchymal stemcell(MSC)に分化させたところ、良好な抗腫瘍効果が認められた。また、colony形成に関与しているMELK遺伝子をSiomycinAにて抑制したが、効果に差はなかった。MELK遺伝子抑制はcancer stem cellに対して効果の増強が見られた。悪性グリオーマをターゲットに、これまでは脳内を自由に遊走し腫瘍に集積する神経幹細胞や間葉系幹細胞をベクターとする自殺遺伝子治療を開発し、その有用性と安全性を検証してきた。人工多能性幹細胞(iPS細胞)は患者本人からの作成が可能な多能性幹細胞であり、再生医療領域のみならず本研究のベクターとしても臨床応用に適していると考えられ、その開発を目的として研究を行ってきた。マウスiPS-venus-tkを用いて実験を行った。iPS細胞は、C6, A172, T98G, YKG1, U87, GL等の多種のグリオーマ細胞に集積性を示した。このiPSを用いて、マウス神経膠腫細胞GLとのbystander効果を検証したが、思うような効果があがらなかった。培養顕微鏡で観察すると、iPS細胞が増殖する際にコロニーを形成し、腫瘍への遊走能が阻害され、その結果細胞接触が制限されてしまうことや、iPS-tk細胞は比較的分裂速度が速いので、充分な細胞接触前に死滅してしまいbystander効果が低下することが考えられた。そこで我々は、iPS細胞をmesenchymal stem ceii (MSC)に分化させ治療に用いる方法を考えた。iPS-venus-tkを分化誘導培地にて3週間培養し、MSC like cellに分化させた。骨細胞、軟骨細胞、脂肪細胞への分化や表面抗原を調査し、MSC類似の細胞であることを確認した。iPS細胞より分化させたMSC-venus-tk細胞とマウス神経膠細胞GLを様々な比率にて混在培養させ、GCV存在下と非存在下での腫瘍細胞の生存数を調査した。結果としては、骨髄細胞より直に採取したMSCと比べると効果は低下するが、iPS-MSC-tk : GL = 1 : 4程度の比率まで抗腫瘍効果が明らかに認められた。悪性グリオーマをターゲットに、これまでは脳内を自由に遊走し腫瘍に集積する神経幹細胞や間葉系幹細胞をベクターとする自殺遺伝子療法を開発し、その有用性と安全性を検証してきた。人工多能性幹細胞(iPS細胞)は患者本人からの作製が可能な多機能性幹細胞であり、再生医療領域のみならず、本研究のベクターとしても臨床応用に適していると考えられ、その開発を目的として研究を行ってきた。マウスiPS細胞は、多種のグリオーマ細胞に集積性を示した。マウスiPS細胞tkを用いて、マウス神経膠芽腫細胞GLとのbystander効果を検証したが、思うような効果は示されなかった。マウスiPS細胞のbystander効果の様子を培養顕微鏡で観察したところ、細胞分裂速度が速くまた、colony形成することにより細胞接触が阻害され、bystander効果が低下していると考えられた。そこで、マウスiPS細胞をmesenchymal stemcell(MSC)に分化させ治療に用いる方法を考えた。マウスiPS細胞tkを分化誘導培養し、MSC like cellに分化させ、マウス神経膠芽腫細胞GLと様々な比率にて混在培養させ、GCV存在下と非存在下での腫瘍細胞の生存数を調査した。マウスiPS-MSC-tk : GL =1:4まで抗腫瘍効果が認められた。また、iPS細胞のcolony形成を阻害し、bystander効果を改良する手法として、colony形成に関与しているMELK遺伝子をSiomycinAにて抑制し効果を検討したが、効果に著変はなかった。しかし、gliomaのcancer stem cellに対しMELK遺伝子抑制後の効果を検討したところ、効果の増強が見られた。脳腫瘍学本年度は主に細胞の確立と、そのin vitroでの性質の検証に当てられる予定であった。マウスiPS-tk細胞の培養確立と、in vitroでのbystander効果の確認を行うことができたことは順調に進展していると考える。しかし、本年度の結果より、iPS細胞そのものをベクターとして用いるのでは治療効果が限定的である可能性があり、iPS細胞をMSCに分化させて治療に用いる手法を検討中である。他に、iPS細胞をneuronal stem cellに分化させてその効果を検討したり、マウスではなくヒトiPSにて同様の効果確認を行っていく予定である。また、当初の予定どおり、in vivoの実験を遂行していく。

ラットおよびマウス脳腫瘍モデルを作成する際に、iPStk細胞を種々の割合で混ぜて移植し、GCVを全身投与し、バイスタンダー効果の強さを検討する。また、GCVの投与時期、期間、量などを変化させ、最適な治療条件を検討する。本年度研究にあたり、当初予定よりも少ない培養回数にて実験を行うことができたため、細胞や培養液、試薬等の購入費を抑えることができたため。来年度以降の研究遂行にあたり、予定よりも数多くの培養や動物実験を行わなくてはならなくなった時に使用する。また、in vivoで用いる定位脳手術装置や微量シリンジポンプの老朽化のため、購入が必要となる可能性があり、その場合はその費用として用いる予定である。
セラミックインレーのin vivoにおける劣化メカニズムの解析

提出した研究実施計画に基き,セラミックインレー修復の8年間の臨床評価を行った。同時に、3次元形状計測によるセラミックインレーの辺縁劣化の定量分析と、定量分析の結果を反映した辺縁劣化試験を実施した。1.臨床成績:修復後8年のセラミックインレー修復45歯について,U.S.P.H.S.の基準による臨床評価とレプリカ模型の走査電子顕微鏡観察を行った.その結果,82%の症例は良好に経過しているものの,観察期間を通して初めて体部破折による修復の失敗が11%に認められた.また,肉眼的に認められる辺縁破折が24%の症例に発生していた.さらに,走査電子顕微鏡観察より,微小辺縁破折やレジンセメントの劣化などの辺縁劣化が77%の症例に認められ,経時的な劣化が進展していた.2.辺縁劣化の定量分析:セラミックインレー修復を行った小臼歯12本の咬合面形状を、高精度形状計測変位計を用いてスキャンし、3次元形状計測システムにて歯軸方向における修復物辺縁の断面形状をグラフ化した。続いて、辺縁断面図の経時的な重ね合わせを行うことにより、劣化量を面積として表し、画像解析ソフトウエアを用いて辺縁劣化量を算出した。その結果、小臼歯の8年間の平均辺縁劣化量は、機能咬頭側で465×10^2μm^2、非機能咬頭側では207×10^2μm^2であり、両者の劣化量には有意差が認められた。3.辺縁劣化試験の実施:繰返し低荷重負荷試験器を用いて、セラミックインレー修復辺縁に繰返し衝撃負荷を加えた。3次元形状計測による辺縁劣化の定量分析と走査電子顕微鏡観察による形状分析を行って、口腔環境を反映した辺縁劣化試験条件をを確定した。以上より、セラミックインレーの長期臨床評価と、3次元形状計測システムによる辺縁劣化を定量分析することによって、口腔での辺縁劣化挙動を把握することができた。そして、これらの結果に基づき、口腔を反映した辺縁劣化試験を確立することができた。平成11年度においては,提出した研究実施計画に基き,焼成法セラミックインレー修復の8年間の臨床評価と,辺縁劣化の定量分析を以下のような方法で実施した.1)臨床成績:修復後8年のセラミックインレー修復45歯について,U.S.P.H.S.の基準による臨床評価とレプリカ模型の走査電子顕微鏡観察を行った.その結果,82%の症例は良好に経過しているものの,観察期間を通して初めて体部破折による修復の失敗が11%に認められた.また,肉眼的に認められる辺縁破折が24%の症例に発生していた.さらに,走査電子顕微鏡観察より,微小辺縁破折やレジンセメントの劣化などの辺縁劣化が77%の症例に認められ,経時的な劣化が進展していた.2)辺縁劣化の定量分析:2級セラミックインレー修復を行った上下小臼歯12本について,咬合面を精密印象した.精密印象面における修復物の辺縁を,高精度形状計測変位計を用いてスキャンし,3次元形状測定システムにて修復物辺縁の歯軸方向における断面形状をグラフ化した.そして,辺縁断面図の経時的な重ね合わせを行うことにより,劣化量を面積として表し,画像解析ソフトウエアを用いて辺縁劣化量を算出した.

その結果,上顎小臼歯の8年間の平均劣化量は55681μm^2であり,下顎小臼歯では19852μm^2であった.上下小臼歯の劣化量および機能咬頭側と非機能咬頭側の劣化量には有意差が認めらた.以上のように,本年度の研究より,焼成法セラミックインレーの8年にわたる臨床評価を行った結果,臼歯の保存的な審美修復法として有用であるものの,体部破折に代表される失敗例が発生しており,経時的な劣化が進行し続けていることがわかった.また,セラミックインレーの辺縁劣化量を定量分析することによって,口腔での辺縁劣化挙動を把握することができた.平成12年度は提出した研究実施計画に基き、3次元形状計測によるセラミックインレーの定量分析法の確立と、定量分析の結果を反映した辺縁劣化試験を以下のような方法で実施した。1)辺縁劣化定量分析法の精度の検証:規格人工歯の咬合面と人工歯を精密印象して作製したレプリカ模型の咬合面を、高精度形状計測変位計を用いてスキャンし、3次元形状計測システムにて歯軸方向における咬合面の断面形状をグラフ化した。そして、人工歯とレプリカ模型の断面図を重ね合わせて、事前に設定しておいた計測点の計測値を比較することによって、本測定法の測定誤差を算出した。その結果、本計測法の測定誤差は30.5μmであることがわかった。2)辺縁劣化の定量分析:セラミックインレー修復を行った小臼歯12本について、3次元形状計測システムを用いて辺縁部を計測し、歯軸方向における辺縁の断面形状をグラフ化した。続いて、辺縁断面図の経時的な重ね合わせを行うことにより、劣化量を面積として表し、画像解析ソフトウエアを用いて辺縁劣化量を算出した。その結果、小臼歯の8年間の平均劣化量は、機能咬頭側で465×10^2μm^2、非機能咬頭側では207×10^2μm^2であり、両者の劣化量には有意差が認められた。3)辺縁劣化試験の実施:繰返し低荷重負荷試験器を用いて、セラミックインレー修復辺縁に繰返し衝撃負荷を加えて、口腔環境を反映した辺縁劣化を再現した。以上のように,本年度の研究より,3次元形状計測によるセラミックインレーの定量分析法を確立し、口腔での経時的辺縁劣化量を測定した。さらに、口腔における辺縁劣化を反映した辺縁劣化試験を確立した。
救急医療現場での動線分析と会話分析の融合によるチーム医療の評価と教育効果の向上

これまでに取得してきた救急医療における会話のデータと動線のデータを分析する手法を明らかにした。まず初めに、指導医、研修医、看護師の会話の始めと動きの始めの時間を取得し、1会話によって会話が誘発される行為、2会話によって行動が誘発される行為、3行動によって行動が誘発される行為の回数を比較し、医療者の役割や救急医療の経験日数が変わるとともにどのように変化するかを分析した。その結果として、主たる研修医は看護師・医師と同期して動いていることや、補助的な研修医は他の研修医の補助に回っていることが分かった。実映像からも,研修医同士で観察位置を変えるのみといった,無意味な追従・誘発行動が起きていることが確認できた。次に、上記の3つの行為の回数や、指示の会話を発話した回数、移動している時間などの指標を抽出し、それらの値を合成することで時間と共に成長するような指標を明らかにし、成長曲線モデルに当てはめる手法を提案した。成長曲線モデルにはTKLモデルを利用した。基本的にこのような医療に関するデータをたくさん取得するのは困難であり、会話は取れているが動線は取れていないなどのデータの欠損も多数発生している。そこで回帰代入法を用いて欠損データを補完する手法を提案した。提案手法を用いて実際の救急医療の現場で取得したデータを分析することによって、時間と共に成長するような曲線を描くことが可能なことや、どの変数が重要かを確認することができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。救急救命センターに設置したRGB-Dカメラから得られる映像を画像認識することによって医師や看護師がどの場所にどのくらいいるかやどこからどこへどの程度の速度で移動したかなどをリアルタイムで定量的に評価できるシステムを作成した.また,医師や看護師の動線と発話した場所を重ね合わせ,発話のタイミングと動きを分析できる可視化システムを作成した.特に会話の中でも「指示」の意味を含む会話に着目し,指示のタイミングと動きの関係性を中心に分析している最中である.現在,研修医は指示の会話の後に動き出している様子や,上級医の動きにつられて動き始める様子が抽出できており,今後,それらのタイミングや頻度が研修医の上達とどのように関係しているかを定量的に評価できる指標を考えていく予定である.また一方で,救急救命センター内で研修医に対して心肺蘇生の症例を想定したブリーフィングを行い,心肺停止状態で運ばれた患者を想定したダミー人形を用いた模擬的な初療を行った後,デブリーフィングを行うことで,どのようなことに注意しながら初療を行うかなどの研修医教育を行っている.一般にこのような研修医教育はシミュレーションセンターで行われることが多いが,シミュレーションセンターではなく,実際の現場である救急救命センターで訓練を行うことの効果や意義について検討している.これらの訓練は月に一度の割合で行い,高い教育効果のある方法論を確立することを目指している.救急救命センターの初療を可視化するためのシステム開発は順調に進んでいる.また研修医教育も毎月行い,データも順調に撮りためることができている.本研究は,救命救急医療行為を定量的に評価し,研修医教育へのフィードバックループを作成することを目的としている.これまでに取得したダミー人形を用いたシミュレーション教育のデータと実診療のデータの両方について,救命初療室で計測した動線分析および会話分析,そしてその融合的な観点での分析を行っている.特に時間的に連続する,動きと動きの関係,会話と動きの関係,会話と会話の関係について,社会学的な質的分析と工学的な量的分析を行っている.シミュレーション教育の計測データについては発話先の宛先の誤解によって無駄な動線が生じている事例が幾つか観測され,発話のやりとりの曖昧さが人の動きに影響を与えることが分かってきた.これはシミュレーションならではの気づきを生みやすい活動であるということも分かってきた.一方で,実診療の計測データについては医師・研修医・看護師のそれぞれの医療従事者間の移動について,他者の移動につられて移動する追従行動と,他者に移動を促す誘発行動に着目した分析を行い,主たる看護師は医師と同期して動き,補助的な看護師は,看護師・研修医と同期して動くことが分かってきた.また,主たる研修医は看護師・医師と同期して動いていることが分かってきた.現在,移動による追従誘発だけではなく,それぞれの医療従事者間の会話と会話の関係,会話と移動の関係について,追従行動と誘発行動に分けて分析しているところである.当初予定していた,熟練度との相関はまだ調べられてはいないが,当初予定していなかったシミュレーション教育と実診療の両方の観点の分析などが進んでおり,全体としてはおおむね順調に進展しているといえる.これまでに取得してきた救急医療における会話のデータと動線のデータを分析する手法を明らかにした。

次に、上記の3つの行為の回数や、指示の会話を発話した回数、移動している時間などの指標を抽出し、それらの値を合成することで時間と共に成長するような指標を明らかにし、成長曲線モデルに当てはめる手法を提案した。成長曲線モデルにはTKLモデルを利用した。基本的にこのような医療に関するデータをたくさん取得するのは困難であり、会話は取れているが動線は取れていないなどのデータの欠損も多数発生している。そこで回帰代入法を用いて欠損データを補完する手法を提案した。提案手法を用いて実際の救急医療の現場で取得したデータを分析することによって、時間と共に成長するような曲線を描くことが可能なことや、どの変数が重要かを確認することができた。今後も医師や会話分析を専門とする社会学者の意見を取り入れながら可視化のシステムをよりよいものに更新していくと共に,研修医を含むチームとしての医療スキルの評価の定量的な指標を考え出す.今後の研究の推進方策としては以下の3つの観点で研究を進める.(1)シミュレーション教育と実診療のデータの分析を行うことで,教育と実際がどのような点で異なり,どのような点が同じなのかを明らかにすることで効果的な教育方法を模索する.(2)行動と行動,会話と行動,会話と会話の相互行為を社会学的な分析,工学的な分析を行うことで,チーム医療の本質が何に基づいているのかを明らかにする.(3)医療経験(例えば研修医の経験月日)によってこれらの分析結果がどのように変化していくのかを明らかにすることでチーム医療評価や研修医教育の方法を明らかにする.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
マススペクトロメトリーに基づくホスト分子の分子認識機能評価

前年度において、FABマススペクトロメトリー(MS)を駆使する「エナンチオマー同位体標識ゲスト(EL)法」を新しく開発し、ホストーゲスト錯形成システムにおけるホストのゲストに対するキラル分子認識機能をIRIS値で定量評価でき、溶液中の性質と比較できることが明らかになった。今年度は(i)この新方法論を実際の人工型、天然型各種ホスト化合物類に適用し、高度な錯形成能を有するホスト化合物を探索すると共に、(ii)最近超分子化学の分野で応用利用の著しいエレクトロスプレーイオン化(ESI)マススペクトロメトリーを用いてキラル分子認識機能評価できるかを検討した。(1)FABMS/EL(アミノ酸エステル)ゲスト法を用いて、ある種の人工型キラルクラウンエーテル類がアミノ酸エステルゲスト類に対してIRIS=5.00.2のさまざまな程度のキラル分子認識機能を有することを明らかにでき、-ΔΔG_<enan>値にして1.0kcal/molに相当することを示した。糖類ホストや環状、非環状抗生物質ホスト類の中には弱い程度ながらキラルゲスト選択性のあることが明らかになった。(2)FABMS/EL(アミノ酸)ゲスト法も実際的にうまく利用できる(IRIS=3.10.3)が、アミノ酸エステルゲスト法の方が高精度データが得られる。(3)ESIMS/EL(アミノ酸エステル)ゲスト法の場合、ホストのキラル分子認識能(IRIS値)は大幅に圧縮して観測され、データの取り扱いに注意の必要なことが示された。今後、FABMSを駆使する「エナンチオマー同位体標識ホスト法」の威力を精力的に調べてみたい。われわれは、キラル認識ホストーゲスト相互作用の全く新しい検出法として、微量試料量と迅速決定という点で他の追随を許さないマススペクトロメトリーが活用できるかどうかを検討した。本研究において、新方法論「鏡像体同位体標識ゲスト法を駆使するキラル分子認識のためのマススペクトロメトリー」の基礎を確立し、溶液中のホストーゲスト平衡過程における熱力学的性質と対応づけてホスト分子の分子認識機能を定量評価し、かつその方法論を実際に生体関連物質ホストに応用することを目的とした。本年度においては、FABマススペクトロメトリーを駆使する「鏡像体同位体標識ゲスト法」は次の実際的なプロセスを経るのが最良と判断した。(i)キラルゲストの鏡像体の一方を重水素同位体標識した化合物を合成し、(ii)同位体標識しないもう一方の鏡像異性体と1:1等モルで混合した、ゲスト溶液を調製し、(iii)キラル認識機能を調べたいホスト化合物と混合してFABマススペクトルを測定し、(iv)出現した一対のホストーゲストコンプレックスイオンのピーク強度比(I_R/I_<S-dn>値、ここでdnはn個のラベル体を意味する:IRIS値と略称)を決定し、(v)このIRIS値でもって当該ホスト化合物のキラル分子認識機能の有無や程度、選択方向性を定量評価する。一連のアミノ酸エステル塩類やアミノ酸類をゲストに選んで詳細を検討した。ジアステレオメリックホストーゲストコンプレックスイオンのピーク強度比の(a)スキャン安定性、(b)濃度効果、(c)交差キラリティー相関性、(d)同位体効果など、FABマススペクトロメトリー検出に付随する関連基礎実験を徹底的に行った結果、新方法論の定量指標としてIRIS値が満足な結果を与えることが判明した。一部のキラルホストーキラルゲストの組合せ系において、滴定NMR法など従来法の測定を行い、両者の結果の比較を行い、本法のIRIS値が溶液中の熱力学的挙動を反映する、有機化学者が真に求める、すぐれた指標であることがわかった。

前年度において、FABマススペクトロメトリー(MS)を駆使する「エナンチオマー同位体標識ゲスト(EL)法」を新しく開発し、ホストーゲスト錯形成システムにおけるホストのゲストに対するキラル分子認識機能をIRIS値で定量評価でき、溶液中の性質と比較できることが明らかになった。今年度は(i)この新方法論を実際の人工型、天然型各種ホスト化合物類に適用し、高度な錯形成能を有するホスト化合物を探索すると共に、(ii)最近超分子化学の分野で応用利用の著しいエレクトロスプレーイオン化(ESI)マススペクトロメトリーを用いてキラル分子認識機能評価できるかを検討した。(1)FABMS/EL(アミノ酸エステル)ゲスト法を用いて、ある種の人工型キラルクラウンエーテル類がアミノ酸エステルゲスト類に対してIRIS=5.00.2のさまざまな程度のキラル分子認識機能を有することを明らかにでき、-ΔΔG_<enan>値にして1.0kcal/molに相当することを示した。糖類ホストや環状、非環状抗生物質ホスト類の中には弱い程度ながらキラルゲスト選択性のあることが明らかになった。(2)FABMS/EL(アミノ酸)ゲスト法も実際的にうまく利用できる(IRIS=3.10.3)が、アミノ酸エステルゲスト法の方が高精度データが得られる。(3)ESIMS/EL(アミノ酸エステル)ゲスト法の場合、ホストのキラル分子認識能(IRIS値)は大幅に圧縮して観測され、データの取り扱いに注意の必要なことが示された。今後、FABMSを駆使する「エナンチオマー同位体標識ホスト法」の威力を精力的に調べてみたい。
有機亜鉛アート錯体の構造と反応性制御に関する研究

種々の混合比のアルキルリチウム(MeLi)とジアルキル亜鉛(Bu_2Zn)の重トルエン溶液で、温度可変^<13>C{^1H}NMRを測定し、混合アルキル亜鉛リチウムは、室温でMeBu_2ZnLi(1)とMe_2Bu_2ZnLi_2(2)(higher order)の2種が区別できることを明らかにした。この混合トリアルキル亜鉛リチウム種を用いて、シクロペンテノン、シクロヘキセノンへの共役付加におけるアルキル基易動度(transfer ratio)を比較検討した。キラルな、官能基化された有機基R^*を含むMe_2R^*ZnLiのシクロペンテノン系へのジアステレオ選択的な共役付加も行って、R^*基の移動のみが有効に進行することを確かめた。その展開として、(Z)-ビニルジメチル亜鉛リチウムを調製し、速度論的分割の手法で、プロスタグランジンPGE_<>合成に適用した。さらに、鎖状エノンへの共役付加については、その反応性、選択性共に不満足なことを改善する試みの中で、Stork中間体6へのα-側鎖導入を行い、好収率でPGE_2中間体10を得た(Scheme)。酸素によるR_2Znの自動酸化で生じるROOZnRがエノンへの求核的エポキシ化剤となることは既に報告している、これの特定基質でのジアステレオ面選択性の検討も行った。
細胞シート工学による組織構築を支援するためのマイクロ流体

マスクレス露光装置による可視光露光を利用して、毛細血管網様のハイドロゲル製マイクロ流路を作製する手法の開発を行った。カンファーキノン誘導体を用いた可視光重合により、ハイドロゲルのマイクロ構造体を作製できることが明らかとなった。本研究で開発したハイドロゲル材料およびそのハイドロゲル製マイクロ構造体を用いることにより、管腔構造を有する3次元組織を構築するためのマイクロ流路を作製する可能性が示された。1.マイクロ流路を形成するハイドロゲルの調製:マイクロ流路を形成するハイドロゲル材料として、可視光反応性親水性高分子のポリアクリルアミドおよびポリジメチルアクリルアミドを合成した。具体的には、可視光励起により水素原子を引き抜き、ラジカルを発生させるカンファーキノン誘導体を利用した。まず側鎖にアミノ基を有するポリアクリルアミドおよびポリジメチルアクリルアミド共重合体を合成し、カルボキシル基を有するカンファーキノンをカップリングすることにより、カンファーキノンが結合した可視光反応性親水性高分子を得た。この高分子をポリスチレン製組織培養皿表面にコーティングし、青色発光ダイオードにより培養皿全面を可視光照射したところ、親水性薄膜ハイドロゲルが形成し、表面に固定化されることを確認した。可視光照射による励起により、高分子側鎖に導入されたカンファーキノンが近傍の共重合体ないし培養皿表面から水素原子を引き抜き、発生したラジカル同士がカップリングすることにより、共重合体の架橋および培養皿表面への固定化が起こったためと考えられる。2.マスクレス露光装置を利用した光造形法によるマイクロ構造体の作製:上記1.で検討したハイドロゲル材料を利用して、マスクレス露光装置により可視光領域のパターン光を照射し、マイクロ構造体を得るための基礎的検討を行った。具体的には、ハイドロゲル材料をコーティングする際の溶媒、露光時間など種々条件の最適化を検討した。1.マスクレス露光装置を利用した光造形法によるマイクロ流路の作製:昨年度に引き続き、ハイドロゲル製マイクロ構造体作製および流路デバイス作製の検討を行った。具体的には、可視光反応性を有するカンファーキノン誘導体を利用して、種々ハイドロゲルのマイクロパターニングを行った。特に、4分岐ポリエチレングリコールの末端にカンファーキノン誘導体を共有結合的に導入した材料を中心に検討した。この溶液を基材表面にスピンコートにより塗布し、さらに回転数、溶液の濃度を調節することによりゲルの厚さを制御することができた。既有のマスクレス露光装置を利用したフォトリソグラフィーにより、所望のデザイン通りのハイドロゲルマイクロパターンを作製することができた。ポリエチレングリコールから成るハイドロゲルは、タンパク質の吸着を抑制する効果があるため、基材表面上でのタンパク質および細胞のマイクロパターニングが可能であることが分かった。本研究で開発したハイドロゲル材料およびそのハイドロゲル製マイクロ構造体を用いることにより、マイクロ流路を作製する可能性が示された。2.ハイドロゲル製マイクロ流路の評価:上記1.の可視光反応性材料に加えて、生体由来材料であるフィブリンを用いたハイドロゲル製マイクロ流路も併せて検討した。既有のマスクレス露光装置を利用したフォトリソグラフィー的手法により、ポリジメチルシロキサン製マイクロ流路の鋳型を作製し、その鋳型の中でフィブリンをゲル化させることにより、フィブリン製ハイドロゲルマイクロ流路を調製した。上記1.の材料と比較すると、フィブリン製ハイドロゲルマイクロ流路が白濁しているため、顕微鏡による流路内部の観察が困難であった。しかし、フィブリンは細胞シートとよく接着することが分かっているので、当初の目的である細胞シートを積層させる基材として有効と考えられる。
新陳代謝機能を付与した光触媒による高効率環境浄化材料の創成

銅担持、窒素ドープTiO2モノリス構造体を作製し光触媒機能の活性評価を行った。その際、TiO2モノリス骨格表面はソルボサーマル法によりナノチューブ(TNT)化した。作成試料の光触媒機能の活性の改善を確認した。一方、TNT化しないモノリス構造は、光散乱により白濁するので、セルフクリーニング膜として利用するため、モノリス構造制御による透明な有機膜の作製方法を確立した。作成試料の透明化は、色素吸着膜の機能確認・耐候試験による新陳代謝機能の発現を観察した。さらに、TiO2表面上のモノリス構造は中性子解析を用いて詳細な探求を試みた。その他、透明な自己エッチング型モノリス膜の作製も検討した。モノリス構造体(細孔が貫通した共連続構造)は、有機・無機のいずれでも形成することが可能である。この"モノリス構造体"を"材料設計"に取り入れ、「TiO_2光触媒の骨格直接形成方法」及び「光触媒ナノ粒子の3次元的な配置・固定(バインディング)方法」の検討から、高効率環境浄化材料の創成を目指した。平成24年度の達成目標であった、光触媒機能を発現させるモノリス構造体(TiO_2骨格直接形成型)細孔径制御において、メソ孔サイズを維持しつつ細孔径を制御する方法について基礎的知見を得ることができた。同時に、焼成時の収縮を制御し、ルチル型のモノリス構造体の形成にも成功した。それ故、「可視光応答性の付与」に対して、ドープ型及び坦持型の何れの選択も可能になり、平成25年度の手法の選択性を広げることができた。加えて、空気浄化試験及び水中色素分解試験等による機能性評価から、それぞれに最適な細孔径と結晶系について知見を得た。一方、自己エッチング型(各種形状の光触媒ナノ粒子のバインディング)のメカニズムの検討ために、各種含有率でTiO_2光触媒を骨格(エポキシ樹脂)内に格納させ、表面の剥離過程(新陳代謝による汚染除去機能)の違いを確認した。また、硬化剤の最適化により、弾性体へのコーティングも可能にした。この骨格を疎水処理すると140度以上の高撥水性を示すが、5Mass%以上のTiO_2光触媒を含有させると、一定の抗菌性能を発現させていることを明らかにした。さらに、研究の進展により、TiO_2光触媒を用いたセルフクリーニング材料の設計指針を最適化するには、光誘起超親水性を発現させた際の結晶表面上における水分子の構造化(水膜)について、同時に探究する必要があるとの認識に至った。それ故、数10nm未満と想定されている水膜の探求のため、中性性線回析を用いて水分子配列構造を明らかにするための予備的な準備を開始した。銅の担持や窒素がドープされたTiO2モノリス構造体を各種作製し、光触媒機能の活性評価を行った。その際、500oCと700oCで焼成したTiO2モノリスの骨格表面をソルボサーマル法によりナノチューブ(TNT)化させた。TNT化させた試料は、比表面積が408 m2/gまで増加したことから、光触媒機能の活性向上に繋げることができた。一方、一般的なモノリス構造(細孔径が、サブミクロンスケール)は光散乱によって膜が白色化することから、セルフクリーニング膜としてそれを利用する際には白色の壁面などへの用途に限られた。それ故、モノリス構造の構造制御によって透明な有機モノリス膜の作製方法を確立し、色素を用いた膜構造の確認試験、および促進耐候性試験による新陳代謝機能の評価を行った。さらに、TiO2表面上で発現された光誘起超親水性の水分子の構造化の詳細な探求のため、中性子線解析を用いて分子配列を捉えることを試みた。本研究では、モノリス構造の構造制御によって透明な有機モノリス膜の作製を行い、色素を用いた膜構造の確認試験、および促進耐候性試験による新陳代謝機能の評価を行った。透明な有機モノリス膜は、下記の手順で作製した。まず、ポリエチレングリコール、エポキシ主剤、硬化剤にTiO2(2 wt%)を混合した。得られた懸濁液をSUS板へスピンコート(回転数4000 rpm)後、150°Cで1時間乾燥させた。放冷した後に水中に12時間浸漬させた後、風乾させた。目視観察により膜が透明化した事を確認した。また、乾燥温度、膜厚(スピンコートの回転数)、PEG添加量の3つの要素を最適化することによって膜が透明化する事を確認した。空隙の大きさが可視光の波長よりも小さくなり、光散乱が抑えられたために膜が透明化したと推測される。オイルレッドを用いた構造確認

試験では、モノリス構造ではない膜に比べ、今回作製した透明モノリス膜は赤く着色した事を確認した。これは透明モノリス膜の内部に空隙をつたってプロパノールに溶解した色素が入り込み、膜の内部で定着化した事によると考えられる。このことから、作製した透明膜は多孔構造をもっていることが推測された。透明モノリス膜に対する促進耐候性試験の結果では、試料の暴露面は、アルミホイルで被覆していた面に比べて、表面の酸化鉄が除去されている事を確認した。これは新陳代謝機能によりUV照射で膜表面が分解し、酸化鉄が膜表面と共に取り除かれたためと考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。有機-無機ハイブリッド光化学反応の研究、有機系太陽電池の性能評価法の確立26年度が最終年度であるため、記入しない。初年度の達成目標であった、光触媒機能を発現させるモノリス構造体(TiO_2骨格直接形成型)細孔径制御において、メソ孔サイズを維持しつつ細孔径を制御する方法について基礎的知見を得ることができた。焼成時の収縮を制御し、ルチル型のモノリス構造体の形成にも成功している。今年度の計画にある「可視光応答性の付与」に対して、ドープ型及び坦持型の何れの選択も可能であり、「研究の目的」に対して概ね順調に進展している。・モノリス構造体を3次元的に固定する方法についてはPEGなどの有機系樹脂をバインダーとして用いて明らかにした。しかし、骨格直接形成については実現しておらずH26年度に引き続き検討する。・アルカリや酸性条件でモノリス構造体を処理することで比表面積を改善することが出来た。・TiO2モノリスの骨格表面をソルボサーマル法によりナノチューブ(TNT)化させ比表面積を向上させることができた。研究計画書通り、「比表面積の増大方法」及び「可視光応答性付与方法」の検討を推進する。加えて、研究の進展により、実用性に富む新しいセルフクリーニング材料の設計指針に繋げるために、中性性線回析(J-PARK)超親水性を呈した際のTiO_2結晶面上における水分子の構造化の検討を研究課題として追加した。・上記のように、モノリス構造体を3次元的に固定する方法で、骨格直接形成については実現しておらずH26年度に引き続き検討したい・モノリス構造体をアルカリや酸性条件で処理して、比表面積を改善することが出来たが、詳細条件が明らかでないのでその点を検討する。2つのプロセス(可視光応答性の付与・表面積の増大)を最適化と耐久性評価(耐候性促進試験)を開始することから、試薬(各種金属アルコキシド等)を中心に使用する予定である。その際のサンプル作製を担当する研究補助員の人件費についても支出する予定である。
散逸糸カオスを用いた大域的最適化手法

1.カオスの発生機構と制御機構の検討既に無制約最適化問題に対する基本的なアルゴリズムを確立しているが、収束特性や最適性に関する検討が不十分であった。しかし、これらの特性はカオスの発生機構と制御機構に強く依存するので、典型的な無制約最適化問題に適用しつつ、収束特性と最適性の両面で最も適したカオスの発生機構と制御機構を選定した。。2.間欠性カオスを用いた無制約大域的最適化アルゴリズムの構築変形ベルヌ-イ系により発生する間欠性カオスの制御機構を検討した上で、パラメータの決定を行い、勾配系に組み込むことにより、新しい大域的最適化手法を構築した。さらに、典型的な多峰性の大域的最適化問題に適用し手法の有効性を明らかにした。3.他の大域的最適化手法との比較検討カオスを用いた手法を含めた他の代表的な大域的最適化手法の文献調査を行い、本研究の位置づけを明確にした。さらに、遺伝的アルゴリズムとニューラルネットワークについては、実際にシミュレーションを行い、大域性や計算量を比較した。なお、これらの文献調査とシミュレーションは本学大学院生に依頼し、研究費の一部を謝金として支出した。4.制御理論への応用可能性評価最近の最適制御理論やH∞制御理論への、本研究での開発手法の応用可能性に関する基礎的検討を行った。。
MHC均一化カニクイザルとiPS細胞を用いる細胞移植系の開発

本研究は、移植免疫に関わる均質化した遺伝的背景、すなわち同一MHC遺伝子をもつカニクイザルとそれら個体のiPS細胞を樹立することによって霊長類を用いた実用的な移植検定系の確立を目指すことを目的とし、本年度は以下の4点の結果を得た。1)均質化MHCサルコロニーの作製:カニクイザル1,668頭についてMHC遺伝子の中で免疫拒絶に関わる主要5遺伝子の分析を試みた結果、14種のハプロタイプと30頭のホモ接合体見出し、その中のホモオス2頭から採取した精液を用いて顕微授精を試みMHCホモとヘテロ個体の作出に成功した。これによって移植免疫寛容型カニクイザルコロニーの基盤が整備出来た。2)MHCホモ個体からのiPS細胞の作製:MHCホモ個体の皮膚細胞から山中4因子をレトロウィルスベクター法によってiPS細胞の樹立に成功し、継代も順調に行う事が出来た。3)サルiPS細胞の幹細胞特性:in vitroおよびin vivoでの多能性を確認し、すでに樹立していたカニクイザルES細胞と同等の特性を持つことを確認した。さらにキメラ能確認のために蛍光タンパク遺伝子導入ips細胞を作製し、顕微授精胚(48細胞期胚)に注入、卵管内移植したが38日目胎子ではキメラ形成は認められなかった。ただここで用いたiPS細胞はヒト型の扁平型コロニーであったことから、キメラが見られるマウス型、即ち立体型のコローニーの作製を検討すべく培養法を改善しマウス型コロニー様とした後、GFP遺伝子導入と授精胚への注入・移植した37日目の胎子におけるキメラ能を見た結果、蛍光は観察できなかった。今後樹立の段階でマウス型コロニーを形成するiPS細胞を用いてキメラ能の確認を行いたいと考える。4)生体内移植によるiPS細胞の安全性と疾患による影響の評価:サルの健常個体に山中4因子を導入したiPS細胞をカプセル内に封入して背部皮下に移植した結果、遺伝子発現レベルの解析では、内因性KLF4、c-mycの発現亢進が認められた。この結果から将来のiPS細胞から分化誘導した細胞移植においては、とくに各種疾患をもつ患者への移植は安全性確保のための影響評価が重要であることが示唆された。なお、当初予定の5)サルiPS細胞からのin vitro配偶子形成については、キメラ能をもつマウス型コローニーのサルiPS細胞樹立後に検討する予定である。本研究は、移植免疫に関わる均質化した遺伝的背景、すなわち同一MHC遺伝子を持つカニクイザルとそれら個体のiPS細胞を樹立することによって、霊長類におけるiPS由来細胞の同系個体への実用的な移植検定系の確立を目指す。本年度は、1)サルMHC遺伝子のno免疫拒絶に関わる主要5遺伝子について、ハプロタイプをホモ接合体で持つ個体の探索、2)MHCホモ個体からのiPS細胞の樹立、3)樹立したサルiPS細胞株の幹細胞特性としての、発現遺伝子プロファイルの他、in vitroおよびin vivoでの多分化能の検証、および4)in vitroでの配偶子形成、についてそれぞれ検討した。1):フィリピン産カニクイザルで見出された、オス、メス各1頭のMHCホモ個体の内、オスの年齢が2歳と若いため、現地に出かけオス精子の採取後凍結保存し日本への輸送を試みた。その結果、直腸法で精子の採取には成功したが、量が少なく移送手続が3月に遅れ、今後急ぎ授精能の確認を行う予定である。2)と3):MHCホモのメスとオスの皮膚細胞に、山中4因子をレトロウィルス法で導入した結果、何れにおいても扁平なiPS細胞のコロニー形成を見出した。ただ、オスでは多能性が乏しいが継代は比較的容易であったが、メスではteratomaを確認し十分な多能性を確認できたが継代が非常に困難であることが分かった。またセンダイウイルスベクター法によるiPS細胞樹立を試みたが、樹立には至らなかった。4):サルiPS細胞のin vitro胚様体分化課程における生殖細胞/配偶子分化を可視化するため、ヒトVASA(生殖細胞特異的発現)-GFP/Tomatoレポーター遺伝子を構築したiPS細胞株を樹立した結果、in vitro分化系において分化1週目からGFP/Tomato陽性細胞の出現が観察され、2週目以降には卵子様細胞の形成が見出された。

さらにキメラ能確認のために蛍光タンパク遺伝子導入ips細胞を作製し、顕微授精胚(48細胞期胚)に注入、卵管内移植したが38日目胎子ではキメラ形成は認められなかった。ただここで用いたiPS細胞はヒト型の扁平型コロニーであったことから、キメラが見られるマウス型、即ち立体型のコローニーの作製を検討すべく培養法を改善しマウス型コロニー様とした後、GFP遺伝子導入と授精胚への注入・移植した37日目の胎子におけるキメラ能を見た結果、蛍光は観察できなかった。今後樹立の段階でマウス型コロニーを形成するiPS細胞を用いてキメラ能の確認を行いたいと考える。4)生体内移植によるiPS細胞の安全性と疾患による影響の評価:サルの健常個体に山中4因子を導入したiPS細胞をカプセル内に封入して背部皮下に移植した結果、遺伝子発現レベルの解析では、内因性KLF4、c-mycの発現亢進が認められた。この結果から将来のiPS細胞から分化誘導した細胞移植においては、とくに各種疾患をもつ患者への移植は安全性確保のための影響評価が重要であることが示唆された。なお、当初予定の5)サルiPS細胞からのin vitro配偶子形成については、キメラ能をもつマウス型コローニーのサルiPS細胞樹立後に検討する予定である。