hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高齢者のヒト歯髄細胞の分化能とiPS細胞樹立効率を向上させるための基礎的検討

我々は、これまで若年者のヒト智歯から歯髄細胞(Dental Pulp Cells : DPCs)を樹立し、DPCsが高い増殖・分化能(ステムネス性:幹細胞性)を有し、人工多能性幹細胞(iPS細胞)へ高率に誘導できることを明らかにした。しかしながら、成熟した歯牙、とりわけ高齢者から得られたDPCsは、ステムネス性やiPS細胞への誘導効率が低く、再生医療に応用するためには、更なる原因の解明と改善が必要である。我々は、未成熟歯牙と成熟歯牙から得られたDPCsの遺伝子解析から、key geneとしてSox11に注目し、歯質形成能や初期の骨分化マーカーの発現量との間に相関性があることを確認した。そこで、本研究では、DPCsにSox11を遺伝子導入するために、レンチウイルスベクターを用いてSox11過剰発現株を作成し、分化能の向上やiPS誘導への効率化が得られるかを解析した。Sox11過剰発現株にて骨分化誘導を実施したが、アルカリフォスファターゼ活性の明らかな上昇を認めず、RT-PCRでも骨分化マーカーの上昇を認めなかった。また、Sox2、Klf4、Oct4、c-Mycの初期化遺伝子を組み合わせて導入したが、骨分化能の更なる向上は得られなかった。しかしながら、神経分化誘導をさせたところ、Sox11過剰発現株はNGFやneurotrophin3など一部の神経分化マーカーが有意に上昇し、Sox11が歯髄細胞の神経分化に関与していることがわかった。さらに、Sox11過剰発現株をiPS細胞化誘導したが、有意なiPSへの変換効率の亢進には至らなかった。Sox11は歯髄細胞において神経分化を亢進させることから、歯髄細胞による神経疾患治療に貢献する可能性が示唆された。DPCsは歯牙の成熟や加齢とともに、その樹立やステムネス性の維持、iPS細胞への誘導が困難となるが、低酸素下での培養によりこれらの問題を改善するに至った。しかしながら、成熟した歯牙、とりわけ高齢者から得られたDPCsは、ステムネス性やiPS細胞への誘導効率が低くく、再生医療に応用するためには、更なる原因の解明と改善が必要である。すでに我々は、未成熟歯牙と成熟歯牙から得られたDPCsの遺伝子解析から、key geneとしてSox11に注目し、歯質形成能や初期の骨分化マーカーの発現量との間に相関性があることを確認している。本研究では、DPCsにSox11を遺伝子導入し、ステムネス性、iPS細胞への誘導効率の向上についての評価を行う。さらに、Sox2、Klf4、Oct4、c-Mycの初期化遺伝子を組み合わせることにより、ステムネス性の更なる向上が得られるのかを検証する。初年度ではSox11の細胞導入のため、レンチウイルスベクターを受託作成し、歯髄細胞へのウイルス感染に成功した。感染後の遺伝子発現量は自生の発現量の低いものは大幅に上昇したが、自生発現量が高いものは数倍の発現に留まった。細胞内においてはSox11発現量に限界値があるものと推測された。骨細胞への分化実験を行ったが、アルカリフォスファターゼ活性においては有意な差は認めず、引き続き細胞性質についての解析を行っている。Sox11発現株作成のため、ウイルス感染システムを構築できた。初年度ではレンチウイルスベクターを受託作成し、Sox11の歯髄細胞への導入を行った。本年度ではSox11導入細胞の骨分化実験を実施したが、アルカリフォスファターゼ活性の明らかな上昇を認めず、RT-PCRでも明らか骨分化マーカーの上昇を認めなかった。引き続き、骨分化能の解析をin vivoを含めて継続をしていく。しかしながら、一部の高齢細胞ではウイルス感染による細胞活性の低下が生じており、遺伝子導入方法の再検討も必要と考えている。ヒト高齢者ドナーから採取した細胞を使用しており、細胞のラインによってはSox11の遺伝子導入で細胞活性の低下が生じた。

そのため、細胞性状の解析に遅れが生じている。導入方法の再検討が必要と考えている。我々は、これまで若年者のヒト智歯から歯髄細胞(Dental Pulp Cells : DPCs)を樹立し、DPCsが高い増殖・分化能(ステムネス性:幹細胞性)を有し、人工多能性幹細胞(iPS細胞)へ高率に誘導できることを明らかにした。DPCsは歯牙の成熟や加齢とともに、その樹立やステムネス性の維持、iPS細胞への誘導が困難となるが、低酸素下での培養によりこれらの問題を改善するに至った。しかしながら、成熟した歯牙、とりわけ高齢者から得られたDPCsは、ステムネス性やiPS細胞への誘導効率が低くく、再生医療に応用するためには、更なる原因の解明と改善が必要である。すでに我々は、未成熟歯牙と成熟歯牙から得られたDPCsの遺伝子解析から、key geneとしてSox11に注目し、歯質形成能や初期の骨分化マーカーの発現量との間に相関性があることを確認している。本研究では、DPCsにSox11を遺伝子導入し、ステムネス性、iPS細胞への誘導効率の向上についての評価を行う。さらに、Sox2、Klf4、Oct4、c-Mycの初期化遺伝子を組み合わせることにより、ステムネス性の更なる向上が得られるのかを検証する。初年度ではレンチウイルスベクターを受託作成し、Sox11の歯髄細胞への導入を行った。次年度ではSox11導入細胞の骨分化実験を実施したが、アルカリフォスファターゼ活性の明らかな上昇を認めず、RT-PCRでも明らか骨分化マーカーの上昇を認めなかった。本年度では、Sox11導入歯髄細胞のiPS細胞化実験を行ったが、有意なiPSへの変換効率の上昇は認めなかった。しかし、Sox11導入細胞の神経分化実験を実施し、NGFやneurotrophin3など一部の神経分化マーカーの有意な上昇を認め、Sox11が歯髄細胞の神経分化に関係していることを突き止めた。今後は、メカニズムの解明およびvivoでの解析について検討を行っていく。Sox11導入歯髄細胞の神経分化マーカー上昇が認められ、歯髄細胞の神経分化においてSox11が有用である可能性が示唆された。しかしながら、成熟した歯牙、とりわけ高齢者から得られたDPCsは、ステムネス性やiPS細胞への誘導効率が低く、再生医療に応用するためには、更なる原因の解明と改善が必要である。我々は、未成熟歯牙と成熟歯牙から得られたDPCsの遺伝子解析から、key geneとしてSox11に注目し、歯質形成能や初期の骨分化マーカーの発現量との間に相関性があることを確認した。そこで、本研究では、DPCsにSox11を遺伝子導入するために、レンチウイルスベクターを用いてSox11過剰発現株を作成し、分化能の向上やiPS誘導への効率化が得られるかを解析した。Sox11過剰発現株にて骨分化誘導を実施したが、アルカリフォスファターゼ活性の明らかな上昇を認めず、RT-PCRでも骨分化マーカーの上昇を認めなかった。また、Sox2、Klf4、Oct4、c-Mycの初期化遺伝子を組み合わせて導入したが、骨分化能の更なる向上は得られなかった。
非定常流れにおける三次元伝熱面形状最適化アルゴリズムの構築と実証

本研究では,熱流体システムの圧力損失低減及び伝熱促進の達成のため,乱流熱対流場における伝熱面の多自由度形状最適化アルゴリズムの構築と実験実証を行った.[アルゴリズム構築と数値解析による検証]乱流場における随伴解析に基づく決定論的形状最適化手法アルゴリズムを構築した.本アルゴリズムでは流体ー固体界面の表現に符号付距離関数であるレベルセット関数を用いる.乱流場では形状の微小変分に対する流れの変分の非線形時空間成長が無視できず,時間を遡る非定常随伴解析は破綻してしまう.一方,時間平均を施すRANSにより定常随伴解析が可能であるが、形状最適化の精度が乱流モデルに強く依存する.そこで,RANS定常随伴解析における乱流モデル(渦粘性・渦拡散係数)を,直接数値シミュレーションから得られた統計量を用いて局所の乱流エネルギー及び温度変動の生成を再現するように決定するRANS-DNSハイブリット型の高精度形状最適化アルゴリズムを考案した.これより,トポロジ変化に対応した乱流熱対流場での高精度形状最適化アルゴリズムが構築された.[実験実証]本研究で構築した形状最適化アルゴリズムをピンフィンに適用して得られた最適形状データから,実証実験のための供試体を,樹脂3Dプリンタを用いて制作した.風洞に設置し,供試体上流側の空気をステップ関数状に加熱し,供試体入口と出口の温度の時間応答から熱伝達係数を計測する「非定常法」による実証実験を行った.樹脂の熱伝導率はアルゴリズムで仮定している理想的な無限大の熱伝導率(等温固体)と異なるが,樹脂固体への熱浸透が小さく等温とみなせる時間領域で実験を実施することで,実証実験が可能となる.この実験により,数値解析結果と実験結果が良い一致を示し,アルゴリズムが実証された.これらの結果を国際学会,国内学会及び招待講演で発表している.また,学術雑誌への論文投稿準備中である.本研究では,熱交換器の性能向上を目指し,乱流場における伝熱促進及び圧力損失抑制のための伝熱面形状最適化アルゴリズムの構築と実証を目的とする.平成29年度は1乱流場での伝熱面形状最適化アルゴリズムの構築及び2数値解析によるアルゴリズムの検証を行った.これらの結果を国際会議及び国内会議で発信した.以下詳細を示す.【乱流場での伝熱面形状最適化アルゴリズムの構築】申請者が構築した層流における定常随伴解析に基づく形状最適化のアルゴリズムを乱流場に拡張した.乱流場での形状最適化に対し,非定常随伴解析は乱流の強い非線形性から理論破綻が生じて適用できない.そこで時間平均されたナビエ・ストークス方程式(RANS)及びエネルギー方程式を用いた定常随伴解析による形状最適化アルゴリズムを構築した.本アルゴリズムではブシネスク近似から渦粘性・渦拡散係数とレイノルズ応力・乱流熱流束の代数的関係式を導き,乱流場を対象とする随伴解析を定常問題に帰着させる.【数値解析による形状最適化アルゴリズムの検証】上記のアルゴリズムを基に数値解析コードを開発し,形状最適化アルゴリズムの検証を行った.流体部及び固体部の識別にレベルセット関数を用いた.まず,直接数値シミュレーションを行い,随伴方程式に用いる乱流統計量を計算する[順方向解析].続いて,順解析から得られた統計量を基に渦粘性係数を計算し,定常随伴方程式の収束計算を行う[随伴解析].随伴解析結果からレベルセット関数を更新する[形状更新]し,これらの操作をコスト関数の変化が収束するまで繰り返す.本解析コードを,平行平板間を一様に発熱する流体が圧力勾配一定で流れる系に配置された正弦波状フィンに適用した.流れは乱流とし,空気流を想定した.目的関数をアナロジファクタ(熱伝達率の圧力損失に対する比)の最大化とし,結果から本アルゴリズムが有効であることが示された.年間計画通り,乱流場での伝熱面形状最適化アルゴリズムを構築し,数値解析を用いた検証によりアルゴリズムの有効性を確認した.また,これらの成果を国際会議及び国内会議で発信した.しかし,計画に含まれていた公刊論文による発信に関しては現在投稿準備中である.本研究では,熱流体システムの圧力損失低減及び伝熱促進の達成のため,乱流熱対流場における伝熱面の多自由度形状最適化アルゴリズムの構築と実験実証を行った.[アルゴリズム構築と数値解析による検証]乱流場における随伴解析に基づく決定論的形状最適化手法アルゴリズムを構築した.本アルゴリズムでは流体ー固体界面の表現に符号付距離関数であるレベルセット関数を用いる.乱流場では形状の微小変分に対する流れの変分の非線形時空間成長が無視できず,時間を遡る非定常随伴解析は破綻してしまう.一方,時間平均を施すRANSにより定常随伴解析が可能であるが、形状最適化の精度が乱流モデルに強く依存する.そこで,RANS定常随伴解析における乱流モデル(渦粘性・渦拡散係数)を,直接数値シミュレーションから得られた統計量を用いて局所の乱流エネルギー及び温度変動の生成を再現するように決定するRANS-DNSハイブリット型の高精度形状最適化アルゴリズムを考案した.これより,トポロジ変化に対応した乱流熱対流場での高精度形状最適化アルゴリズムが構築された.[実験実証]本研究で構築した形状最適化アルゴリズムをピンフィンに適用して得られた最適形状データから,実証実験のための供試体を,樹脂3Dプリンタを用いて制作した.

風洞に設置し,供試体上流側の空気をステップ関数状に加熱し,供試体入口と出口の温度の時間応答から熱伝達係数を計測する「非定常法」による実証実験を行った.樹脂の熱伝導率はアルゴリズムで仮定している理想的な無限大の熱伝導率(等温固体)と異なるが,樹脂固体への熱浸透が小さく等温とみなせる時間領域で実験を実施することで,実証実験が可能となる.この実験により,数値解析結果と実験結果が良い一致を示し,アルゴリズムが実証された.これらの結果を国際学会,国内学会及び招待講演で発表している.また,学術雑誌への論文投稿準備中である.平成30年度の研究実施計画に則り,1構築した随伴解析に基づく乱流場での伝熱面形状最適化アルゴリズムの実証実験,2対流熱伝達・固体内熱伝導の共役熱伝達場への形状最適化アルゴリズムの拡張,及び3性能向上のメカニズム解明と最適形状の特徴量抽出を行う.また,結果を公刊論文及び学会を通じて発信する.詳細を以下に示す.【実証実験】数値シミュレーションから得られた最適形状を,樹脂3Dプリンタを用いて供試体化する.作成した熱交換器モデルの供試体を風洞に設置し,空気流を用いた圧力損失及び熱伝達率の評価を行う.圧力損失は供試体入口及び出口の圧力差をマノメータで計測する.また,熱伝達率はヒーター及び熱電対を用い,入口でのステップ状加熱に対する出口での温度応答から熱伝達率を求める「非定常法」により計測する.実験より得られた結果を直接数値シミュレーションの結果と比較・考察し,構築した形状最適化アルゴリズムの実証とする.【共役熱伝達場へのアルゴリズム拡張】平成29年度に構築した形状最適化アルゴリズムは伝熱面に等温条件を課しており,これは熱伝導率が無限に高い材料を仮定していること等価である.しかし実際にはフィン材料は様々であり,フィンの熱伝導率は有限のためフィン内部に温度分布が生じる.従って,最適形状は熱伝導率の相違によって異なると考えられる.そこで熱伝導率を含む物性値を考慮する,形状最適化アルゴリズムの拡張を行う.また,本アルゴリズムについて,数値解析を用いた検証及び実験による実証を実施する.【メカニズム解明と特徴量抽出】本アルゴリズムで得られた最適形状の性能向上メカニズムを感度分布及び流れ場の瞬時量・統計量から解明する.また,複雑化する傾向にある最適形状の特徴量を抽出し,工学利用のための性能向上の一般的知見を得る.予定していた国際学会に査読不通過により参加しなかったため.今後,出張費及び消耗品に充てる.
対称性による細胞集団運動のパターン形成における普遍性の解明

細胞は生命における基本構成要素である.これまで生物学的に多くの細胞の知見が得られているが,それと細胞が集団として振る舞う生命現象を繋げるには多くのミッシングリンクが存在する.特に細胞集団の振る舞いを物理的側面から解明することは今後の物理学分野と生命科学分野双方における進展のための重要課題である.我々は本研究において細胞集団の生み出す集団運動に焦点を当て,そこに通底する基本法則を調べる.特に物理学的には基本的な考え方である対称性と普遍性の関係をこの集団運動に適用しその分類を試みる.この分類により,生命現象に普遍的な法則を導き,将来の工学,医療応用基盤を創出する.細胞は生命における基本構成要素である.これまで生物学的に多くの細胞の知見が得られているが,それと細胞が集団として振る舞う生命現象を繋げるには多くのミッシングリンクが存在する.特に細胞集団の振る舞いを物理的側面から解明することは今後の物理学分野と生命科学分野双方における進展のための重要課題である.我々は本研究において細胞集団の生み出す集団運動に焦点を当て,そこに通底する基本法則を調べる.特に物理学的には基本的な考え方である対称性と普遍性の関係をこの集団運動に適用しその分類を試みる.この分類により,生命現象に普遍的な法則を導き,将来の工学,医療応用基盤を創出する.
病院情報システムの知能化のためのアクティブマイニングプロセスに関する研究

本研究の目的は知能情報学的な手法を用い,病院情報システム(通称:電子カルテ)の知能化を実現するプログラム作成のための以下の基盤技術(アクティブマイニングプロセス)を研究することにある。本研究では,病院情報システムの知能化に関する要素技術を確立し,その実現可能性を実証・評価のみならず,過去の症例から学習を進める病院情報システムを実現するための基盤技術を研究する。本研究課題の実現において,特に重要な技術的課題は以下の4つがあげられる:(a)分散データベースに蓄積された時系列データをいかに抽出し,データウェアハウスとして構築するか?(b)時系列データとして得られたデータウェアハウスからどのような構造をもった時系列パターンを生成するか?(c)マイニング結果とガイドラインとの間に乖離があった場合,その乖離を解消するための具体的な方法は何か?(d)アクティブユーザーリアクションをできるだけ自動化することができるか?(e)新しいプログラムの実装後の時系列的な変化をどのように定量的に評価するか?という点にある。本年度においては,この中で,(a)-(c)を中心に研究を進めた。(a)に関しては,病院情報システムにおいて蓄積されてこなかった看護必要度,臨床における機能評価のスコア評価について,必要な入力項目および病院情報システム内のデータを取り出して,評価するアルゴリズムを実装,新たに設置したデータウェアハウスサーバー上に実装した。(b,c)に関しては,上記のような入力を含めた時系列データから頻出するパターンを取り出す,あるいは時系列データの類型化を行うプログラムを実装した。なお,病院情報システムからのデータの抽出については,特に,外来待ち時間の分析,クリニカルパスの帰納的構築,および退院時要約の自動分析という具体的な課題で一定の成果を上げることができた。研究代表者が2018年度8月13日から11月3日まで,股関節骨折のため入院しており,その間,充分な研究時間がとれなかったため,目標であった,b)時系列データとして得られたデータウェアハウスからどのような構造をもった時系列パターンを生成するか?(c)マイニング結果とガイドラインとの間に乖離があった場合,その乖離を解消するための具体的な方法は何か?のうち,(c)の部分については,十分な実装時間がとれなかった。また,(a)分散データベースに蓄積された時系列データをいかに病院情報システムのデータから抽出し,データウェアハウスとして構築するか?という部分において,ガイドラインの記述等が複雑なため,実装およびその評価が予想以上の時間を要したが,病院管理者から提示された問題について本システムを活用することで,具体的な問題解決を行うことに注力した。今後これらの具体的な問題解決の方法をより汎用性の高い方法へと拡張する必要がある。具体的な問題として提示されてきた,外来待ち時間の分析(系列マイニング),クリニカルパスの帰納的生成(時系列マイニング),退院時要約の自動分析(テキストマイニング),看護必要度の解析の4つの課題は,それぞれアクティブ情報収集,アクティブデータマイニング,アクティブユーザーリアクションのサイクルを反復するのに適切な課題であることが2018年度の研究成果から明らかになった。これらについて,(b)ユーザー指向アクティブマイニング:抽出されたデータ集合に時系列マイニング・系列マイニング・プロセスマイニング等の方法を適用し,診療支援のモデルを発見する。(c)アクティブユーザーリアクション:(b)で得られた結果を元に診療支援システムを病院情報システム内に実装する,(b,c)の部分について,マイニングのアルゴリズムを実装する。(a)アクティブ情報収集については,これらの課題で実装した仕組みについて,より汎用性の高い統合的なアプローチの研究開発を行う予定である。

研究代表者が2018年度8月13日から11月3日まで,股関節骨折のため入院しており,その間,充分な研究時間がとれなかったため,目標であった,b)時系列データとして得られたデータウェアハウスからどのような構造をもった時系列パターンを生成するか?(c)マイニング結果とガイドラインとの間に乖離があった場合,その乖離を解消するための具体的な方法は何か?のうち,(c)の部分については,十分な実装時間がとれなかった。また,(a)分散データベースに蓄積された時系列データをいかに病院情報システムのデータから抽出し,データウェアハウスとして構築するか?という部分において,ガイドラインの記述等が複雑なため,実装およびその評価が予想以上の時間を要したが,病院管理者から提示された問題について本システムを活用することで,具体的な問題解決を行うことに注力した。今後これらの具体的な問題解決の方法をより汎用性の高い方法へと拡張する必要がある。具体的な問題として提示されてきた,外来待ち時間の分析(系列マイニング),クリニカルパスの帰納的生成(時系列マイニング),退院時要約の自動分析(テキストマイニング),看護必要度の解析の4つの課題は,それぞれアクティブ情報収集,アクティブデータマイニング,アクティブユーザーリアクションのサイクルを反復するのに適切な課題であることが2018年度の研究成果から明らかになった。これらについて,(b)ユーザー指向アクティブマイニング:抽出されたデータ集合に時系列マイニング・系列マイニング・プロセスマイニング等の方法を適用し,診療支援のモデルを発見する。(c)アクティブユーザーリアクション:(b)で得られた結果を元に診療支援システムを病院情報システム内に実装する,(b,c)の部分について,マイニングのアルゴリズムを実装する。(a)アクティブ情報収集については,これらの課題で実装した仕組みについて,より汎用性の高い統合的なアプローチの研究開発を行う予定である。
「健康の地理学」の新展開に向けた基盤的研究：化学物質過敏症の地域環境を事例に

本研究の目的は、健康の地理学(health geography)の新たな展開を目指す立場から、これまで十分に取り組まれてこなかった「化学物質過敏症」(chemical sensitivity)をめぐる地域環境問題を明らかにすることである。化学物質過敏症とは、身近な地域環境(農薬散布や工場の煤煙・排気ガスによる大気汚染など)に存在する化学物質(主に揮発性有機化合物)への曝露によって健康被害が引き起こされる疾病概念である。日本では2009年に病名登録された新しい疾患であり、その患者数は日本の成人で約70万人と推計されている。ただし、特効的な投薬治療がないため、多くの患者は現代の化学物質の溢れる地域環境によって、様々な身体的/精神的症状に苦しんでいる。本年度は、化学物質過敏症に関わる文献調査(環境医学・社会心理学・公衆衛生学・地域看護学・室内環境学・臨床環境学など)を通じて、化学物質過敏症の特徴として1健康状態と疾病状態との境界線が非常に曖昧である、2症状が空間や場所などの地域環境に大きく左右される、3患者が身体的/精神的に「居場所」を喪失しており、健康の地理学の新たな展開にとって試金石となり得ることを確認した。とりわけ居場所は、あらゆる人間にとってその生の基盤となるように、人間の(身体的/精神的)健康状態と深く関連して形成される空間的概念であり、この意味で、患者がいかなる地域環境でどのように自らの居場所を構築しているのかを来年度以降検討することを導出した。初年度は主に文献調査と位置付けており、予定通り、おおむね順調に進展している。今後は、化学物質過敏症患者へのインテンシブな調査を実施する。具体的には疾患の基礎的な状態を問う質問紙調査、および疾患の深層的な状態を問う半構造化インタビュー調査を実施することで、日本の地域環境の問題点を明らかにする。また、行政(地方自治体・保健所など)、医療機関、地域住民、自助グループなどへの聞き取り調査も実施し、患者の居場所づくりがどのように支援されているのかを多角的に検討する。当初購入を予定していた文献費が少なく済んだ。
フォルソンダム・テンタゲートの動的不安定に関する実地調査と安全対策の提案

(1)実用大形テンタゲートの動的不安定に関する実地調査当初計画していた米国内フォルソンダム・テンタゲートは米国連邦政府直轄の施設・設備であって、それに関する実地調査は米国内でのテロに対する厳重な警戒のために実施することが不可能であった。そこで、国内で実用されている45トンの大形テンタゲートについて動的不安定に関する実地調査を実施した。今回は、テンタゲートを鋼棒切断によって危険が伴わない程度に加振することによって正確な動的不安定に関する調査を行うことができ、数多くの重要な結果を得ることができた。(2)3次元1/13スケールテンタゲートモデルによる複合発散振動の検証実験1995年に崩壊したフォルソンダム・テンタゲートと幾何学的な形状を相似に保ち、かつ固有振動モードと固有振動数を実機と同じ状態に設定できる3次元1/13スケールモデルを設計・製作し、それを奥行き1m、高さ1.2m、長さ8mの循環型水槽に設置した。この3次元1/13スケールモデルを用いて流水自由振動実験を行い、フォルソンダム・テンタゲート崩壊時に生じたのと同じ複合発散振動を再現した。(3)フォルソンダム・テンタゲート崩壊の解析と安全対策の提案国内で実施した45トンの大形テンタゲートの動的不安定に関する実地調査の結果について、理論解析との比較検討を行った。さらに、実地調査とモデル実験によって検証された理論解析手法を用い、フォルソンダム・テンタゲートの解析および安全対策の検討を行った。(4)研究成果の公表本研究に直接的に関連した研究成果の公表としては、米国とフランスでの2件の発表を2004年7月に行い、米国デンバーでの発表を2005年7月に予定している。他、本研究に関連した研究成果の公表としては、2003年7月の米国での発表、2003年9月の長崎での2件の発表、2004年2月の日本機械学会論文集掲載、2004年9月の北海道での発表がある。空中での実験的モーダル解析と流水時の振動計測を行った。今回は特に巨大なテンタゲートを鋼棒切断によって危険が伴わない程度の弱い加振をすることによって正確な動的不安定に関する調査を行うことができ、数多くの重要な結果を得ることができた。それらの実地調査の結果については理論解析との比較検討も行い、得られた研究成果は2004年7月に米国サンディエゴで開かれるASME PVP Conferenceと同月フランスパリで開かれるFIV Conferenceで発表の予定である。(2)3次元1/10スケールテンタゲートモデルと循環水槽の製作1995年に崩壊したフォルソンダム・テンタゲートと幾何学的に相似な3次元1/10スケールモデルを製作し、それを奥行き1m、高さ1.2m、長さ8mの循環型水槽に設置した。本水槽は8tonの貯水槽を持ち、大形、中形、小形3個の遠心ポンプで水位を自動制御できるタイプの高性能な大形水循環設備である。施設に該当する部分については学内予算で完成した。

大形設備、施設の製作に相当な時間を要し、平成15年度末に完成した。今後、平成16年度に流体関連複合振動の再現、その詳細な特性の検証を行う予定である。(3)研究成果の公表本研究に直接的に関連した研究成果の公表としては、項目(1)でも記載したように、米国とフランスでの2件の発表を2004年7月に予定している。共同研究者C.W.Knisely助教授による米国内での研究調査も含んだ形での研究成果の公表である。他、本研究に関連した研究成果の公表としては、2003年7月の米国での国際会議発表、2003年9月の長崎でのD&D Conferenceでの2件の発表、2004年2月の日本機械学会論文集掲載などがある。(1)3次元1/10スケールテンタゲートモデルによる複合発散振動の検証実験1995年に崩壊したフォルソンダム・テンタゲートと幾何学的な形状を相似に保ち、かつ固有振動モードと固有振動数を実機と同じ状態に設定できる3次元1/10スケールモデルを設計・製作した。FEM解析手法を利用した3次元1/10スケールモデルの設計・製作に相当な時間を要し、平成16年度末に完成した。この3次元1/10スケールモデルを用いて流水自由振動実験を行い、フォルソンダム・テンタゲート崩壊時に生じたのと同じ複合発散振動を再現した。(2)フォルソンダム・テンタゲート崩壊の解析と安全対策の提案15年度に国内で実施した34トンと29トンの大形テンタゲート2門の動的不安定に関する実地調査の結果について理論解析との比較検討を行い、それぞれの調査・研究の結果を2004年7月にフランスパリで開かれたFIV Conferenceと同月米国サンディエゴで開かれたASME PVP Conferenceで発表した。さらに、実地調査とモデル実験によって検証された理論解析手法を用い、フォルソンダム・テンタゲートの解析および安全対策を検討した。得られた研究成果は2005年7月に米国デンバーで開かれるASME PVP Conferenceで発表の予定である。(3)研究成果の公表本研究に直接的に関連した研究成果の国外での公表としては、項目(2)でも記載したように、2004年7月にフランスと米国で2件の発表を行い、2005年7月に米国デンバーで1件の発表を予定している。他、本研究に関連した研究成果の国内での公表としては、2005年9月に日本機会学会2004年度年次大会(北海道)で1件の発表を行い、2005年9月に日本機会学会2005年度年次大会(東京)で1件の発表を予定している。
水ブラストにおける戻り錆の塗膜耐久性に対する影響の検討

高品質の塗装の為には高い下地処理グレードが求められる.一般的に行われているドライブラストは,高い塗装品質が得られる反面,粉じんや発生する廃棄物の処理等の問題がある.解決する手段の一つとして高圧水を使用した水ブラストの手法が存在するが,水を使用するため処理後に戻り錆が発生する等の課題があり,広く普及するに至っていない.このため,塗膜下に戻り錆等が存在した際の塗膜耐久性に与える影響を検討する.塗膜下錆の有無による発錆の仕方,塗膜劣化進行度合いの違いを把握し,塗膜下腐食シミュレーションを用いて,戻り錆の塗膜耐久性に与える影響を評価し,水ブラスト後の戻り錆の許容限度を求めることを試みる.高品質の塗装の為には高い下地処理グレードが求められる.一般的に行われているドライブラストは,高い塗装品質が得られる反面,粉じんや発生する廃棄物の処理等の問題がある.解決する手段の一つとして高圧水を使用した水ブラストの手法が存在するが,水を使用するため処理後に戻り錆が発生する等の課題があり,広く普及するに至っていない.このため,塗膜下に戻り錆等が存在した際の塗膜耐久性に与える影響を検討する.塗膜下錆の有無による発錆の仕方,塗膜劣化進行度合いの違いを把握し,塗膜下腐食シミュレーションを用いて,戻り錆の塗膜耐久性に与える影響を評価し,水ブラスト後の戻り錆の許容限度を求めることを試みる.
東北アジア農耕伝播過程の植物考古学分析による実証的研究

2018年5月27日に明治大学で行われた日本考古学協会第84回でセッション6「弥生時代早期を再論する」を開催し、これまでの研究成果の一部を公開した。その発表内容は以下の通りである。宮本一夫「趣旨説明」、三阪一徳「土器製作技術から見た縄文から弥生へ」、小畑弘己「土器圧痕分析からみた弥生時代開始期の大陸系穀物、上條信彦「弥生時代開始期の炭化米の粒度分析」、森貴教「磨製石器からみた弥生のはじまり磨製石器からみた弥生のはじまり」、宮本一夫「弥生時代開始期の実年代再論。2018年5月に『考古学雑誌』第100巻第2号で「弥生時代開始期の実年代再論」を発表し、2003年以来行われてきた実年代論争の終止符を打つ決定的な弥生開始期の実年代を発表した。2018年12月22・23日に九州大学にて国際研究集会「東北アジア農耕伝播過程の植物考古学分析による実証的研究」を開催した。共同研究者である山東大学4名の研究者(欒豊実、王強、王芬、王富強)とともに研究分担者全員が参加して、調査成果の検討をおこなうとともに、研究成果を公開した。年度末には、本研究の総合的な研究成果のまとめとして成果報告書である『東北アジア農耕伝播過程の植物考古学分析による実証的研究』を出版した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。2015年6月に山東大学を訪問し、山東大学東方考古研究センターの欒豊実教授との間で共同研究の方法や方針を協議し、協定書を結んだ。続いて9月には、宮本一夫、小畑弘己、上條信彦、三阪一徳などの分担研究者が山東大学東方考古研究センターを訪れ、それぞれの研究方法やその成果について発表するワークショップを設け、多数の山東大学の教師・学生の参加を得た。その後、山東大学が遼東半島旅順市王家屯遺跡で発掘調査した新石器時代末期の資料を各自が調査した。小畑は土器の圧痕分析を行い、山東龍山文化期にコメが遼東半島に達していたという宮本の学説を証明した。また、上條は石器の使用痕分析、三阪は土器の製作技術分析を行い、それぞれ新たな成果を得た。7月、10月には京都大学人文科学研究所所蔵の遼東半島文家屯貝塚の土器資料について、小畑が土器圧痕分析、三阪が土器製作技術の分析を行った。この結果は、同じように龍山文化期にイネが遼東半島に達していること、ならびに偏堡文化期に大きな土器製作技術の変化が追認された。11月には山東半島楊家圏遺跡でボーリング調査を宮本・宇田津徹朗らで行い、従来発見していた水田面がさらに広がる可能性が明らかとなった。2016年2月には山東大学の研究員を弘前大学にて招聘し、山東半島新石器時代趙家荘遺跡の炭化米のDNA分析を田中克彦とともに行い、これらの資料が熱帯ジャポニカであることを明らかにした。2015年7月・2016年2月には共同研究会を九州大学で開催し、研究分担者全員が参加して、研究目的や研究計画の確認さらには調査成果の検討をおこない、共同研究者間での研究成果を共有した。当初の計画通りに山東大学や京都大学人文科学研究所で調査を行い、それぞれの研究目的に応じた研究成果が上がっている。特に東北アジア農耕化第2段階が証明できた点は大きな成果である。また、楊家圏遺跡のボーリング調査では、従来分かっていた水田面の範囲がさらに谷部全面に広がる可能性が明らかになり、重要な発見となった。さらに、山東新石器時代のコメのDNA分析を初めて行い、熱帯ジャポニカという初めての研究結果を得た。2016年8月、弘前大学にて山東大学の研究者を招聘し、山東省趙家荘遺跡の炭化米のDNA分析を行った。その結果、これまで熱帯ジャポニカしか発見されていなかった当該地域において、はじめて少数ながら温帯ジャポニカを発見することができた。これは、山東地域が温帯ジャポニカの出現地であるとする仮説の重要な発見となった。また、8月末9月初旬に開催された世界考古学会議に参加し、Hypothesis for spread of Tropical-japonica and Temperate-japonica in East Asiaと題して発表し、温帯ジャポニカの起源に関する仮説を発表した。11月に、山東省楊家圏遺跡において宮本・宇田津・九州大学院生ならびに山東大学欒豊実・大学院生でボーリング調査を行った。この結果、これまで谷部の一部で見つかっていたイネのプラントオパールが谷全体に及ぶ可能性が高まった。なお、ボーリング調査時に合わせて地形測量を行い、正確な谷部の実測図を作ることができた。同じく、11月に山東省烟台市において、上條、小畑、三阪が参加して岳石文化遺跡の石器使用痕分析・土器植物圧痕分析や土器の製作技術分析を行い、岳石文化期の当該研究分析を行うことができた。なお、弥生早期の貝塚遺跡である佐賀県唐津市宇木汲田遺跡の九州大学収蔵土壌資料をフローテーション分析により、炭化米を採集した。これらの結果については、2017年2月に九州大学で開催した研究会において研究成果を持ち合い、研究の方向性を検討した。楊家圏遺跡のボーリング調査並びにプラント・オパール分析により谷部全域に水田が広がる可能性が高まった。

また、イネのDNA分析により、山東地域が温帯ジャポニカの発生地の一つである可能性がでてきたことは、これまでにない事実であり、研究代表者の仮説を検証できる可能性のあるものである。弥生早期の貝塚遺跡である宇木汲田遺跡1984年調査の土壌資料をフローテーション分析し、弥生早期の炭化米400点を採集した。このうちXa層の炭化米2点、IXa層の炭化米2点の炭素年代を測定した。また、同じ宇木汲田遺跡の土器内面付着炭化物の炭素年代3点を測定した。この他、江辻SX1の土器付着炭化物あるいは有田遺跡貯蔵穴出土炭化米の年代測定を行い、弥生早期から前期の標準試料の年代測定を行った。これにより、弥生時代の開始が紀元前98世紀であることを実証した。この成果は、12月の九州史学会考古学部会で発表し、新聞記事としても取り上げられた。さらに論文を『考古学雑誌』に投稿し出版される予定である。また、宇木汲田貝塚出土炭化米のDNA分析を田中が行い、熱帯ジャポニカと温帯ジャポニカを検出した。11月に、山東省烟台市において、宮本、上條、小畑、三阪が参加して龍山文化・岳石文化遺跡の石器使用痕分析・土器植物圧痕分析や土器の製作技術分析を行い、龍山文化・岳石文化期の当該研究分析を行うことができた。また小畑・三阪は6月・7月に京都大学所蔵の遼東半島の羊頭窪遺跡の土器植物圧痕分析や土器の製作技術分析を行い、遼東半島青銅器時代初期の当該分野の資料を増やすことができた。山東省楊家圏遺跡のボーリング調査を2016・2017年度に行ったが、これまで谷部の一部で見つかっていたイネのプラントオパールが谷全体に及ぶ可能性が高まり、その植物珪酸体の分析を宇田津が行った。これらの研究結果は、宇田津と宮本がまとめ、中国語論文として中国語雑誌『東方考古』に投稿中である。同じく、2016年度に実施した小畑による遼東半島王家村遺跡の土器植物圧痕分析の成果を中国語論文として『東方考古』へ投稿中である。これらの結果については、2018年2月に九州大学で開催した研究会において研究成果を持ち合い、研究の方向性を検討した。中国山東省楊家遺跡のボーリング調査により、山東龍山期の水田がこれまで確かめられていた以上の広い空間に存在する可能性が明らかとなり、当時の総生産量の想定を大きく変える必要がある発見をもたらした。また、イネの山東半島から遼東半島への伝播が龍山文化期に遡ることが、土器圧痕分析によって証明された。また、その段階のイネにこれまで知られていた熱帯ジャポニカ以外に温帯ジャポニカも存在する可能性がたかまった。この温帯ジャポニカが弥生時代に普遍化するが、炭化米の粒度分析からも、弥生初期には熱帯ジャポニカと温帯ジャポニカの両種が共存する可能性が明らかとなってきた。また、そのイネの到来の年代まさに弥生時代の始まりが、宇木汲田遺跡の炭化米および土器付着炭化物の年代測定により、紀元前98世紀であることが明確となった。この新発見に関しては新聞でも報道された。2018年5月27日に明治大学で行われた日本考古学協会第84回でセッション6「弥生時代早期を再論する」を開催し、これまでの研究成果の一部を公開した。その発表内容は以下の通りである。宮本一夫「趣旨説明」、三阪一徳「土器製作技術から見た縄文から弥生へ」、小畑弘己「土器圧痕分析からみた弥生時代開始期の大陸系穀物、上條信彦「弥生時代開始期の炭化米の粒度分析」、森貴教「磨製石器からみた弥生のはじまり磨製石器からみた弥生のはじまり」、宮本一夫
多元環を含むアルチン環の研究

多元環を含むアルチン環に関するレクチャー・ノートを、研究分担者の大城紀代市・山口大学・名誉教授と共同執筆・出版を行い、この分野に関する研究の促進に貢献した。さらに、アルチン環の森田自己双対性に関する研究成果や、almost N-projectiveに関する研究成果を生み出した。アルチン環はイデアルに関する降鎖条件を満たす環であり、最近の様々な研究の結果、さらに多くの疑問が生じている環である。本研究の目的は、このアルチン環を中心とする環に関して、下記の(1)-(5)のを行うことである。(2)Fullerの定理の周辺定理を、さらに使い勝手があり、定理が内包している意味が明らかになるように一般化する。(3)Almost projective, almost injectiveの研究の視点から、アルチン環の構造を調べる。(4)Tachikawa-RingelによるQF-3環の構造定理を、原田環・中山環に特殊化した結果の周辺問題の解決。(5)原田環を通して、古典的アルチン環である中山環・QF環の再研究について述べたレクチャー・ノートを執筆し、その出版を目指す。研究成果の概要は以下のとおりprojective modules, injective modulesはそれぞれ、直和,直積で閉じているR-加群であるが、それらを一般化したlifting modules, extending modulesは有限直和でさえ、必ずしも閉じてはいないR-加群である。almost projective, almost injectiveはlifting modules, extending modulesが有限直和で閉じるための付加条件として定義され、さまざまな観点から研究されてきた概念である。しかし、未だにその全体像が明らかになったとはいえない。さらに、同様の観点から、研究分担者の大城紀代市名誉教授によって定義されたgeneralized projective,generalized injectiveは、almost projective, almost injectiveより少し強い条件で,複雑な故に扱いにくさかがあるものの、lifting modules, extending modulesとの相性のよさから近年よく研究されるようになってきた概念である。本研究では、almost projective, almost injectiveの未解決分野の研究、generalized projective, generalized injectiveとの関係づけを行った。また、この分野はprojectiveかつinjectiveな加群を特徴付けたK. R. Fullerの研究の一般化と深いつながりがある。本年度は、Colocal pairをなすという条件を中心にこの研究も行った。引用されることの非常に多い、研究代表者と大城紀代市名誉教授の共著論文の結果をさらに深めたものといえる。この研究結果は、第5回日中韓環論国際シンポジゥムで発表を行った。研究成果の概要は以下のとおり本年度の最大の研究成果は、研究代表者と研究分担者の大城紀代市山口大学大学院名誉教授とのレクチャー・ノート"Classical artinian rings and related topocs", World Scientific(2009)の出版である。このレクチャー・ノートには、中山正によってQF環と中山環が導入されて以来、様々な研究者により綿々とその構造の研究がなされ続けてきた古典的アルチン環が、1978年に原田学が導入し、後に原田環と呼ばれるようになった新しいアルチン環の研究により、認たな視点からの再研究がなされることとなった、その研究成果が書かれている。古典的アルチン環の様々な過去の研究が、新たな視点から洗い直されてるのみならず、原田環自身の美しい構造についても、Skew Matrix ringという新たの手法により行列表現されている。さらに、中山環でさえ証明が難解な森田自己双対性を持つかどうかの問題を、ある種の原田環が森田自己双対性がもつ同値条件についても考えている。そして、extending propertiesとlifting propertiesにより、中山環のR-加群論的特徴付けを行い、それによりQF環、中山環、原田環の関係を明らかにしている。また、これらの研究の基礎的な道具となる、Fullerの定理とその周辺定理についても、体系的に述べている。このような内容をもつ、このレクチャー・ノートは、この分野の研究集約書としての意味を持ち、多くの読者にこの分野を理解してもらうにふさわしい図書であると自負している。研究成果の概要は以下のとおり
ゴジャール・ワヒー語圏の調査研究-文法分析・比較基礎語彙と民俗誌資料の採集・分析

(1)ゴジャール・ワヒー語の民話テキストを収集し,文法分析を行った。このうち,現地に残る代表的な婚礼歌Sinisayについてはテキストを出版した。これ以外の分析作業済みの民話については,出版およびウェブサイトにおける発表の準備作業中である。(2)動詞組織を中心に文法分析を行い,全体的な動詞体系,および,能格構文とそのバリエーションについて,論文として報告した。(3)地域特有の民俗関連語彙,および,ゴジャール地域におけるワヒー系全村落に観察される微地名を含む, 11, 000超の語彙を収集し,今後の出版準備作業として,インフォーマントによる逐語チェックを行った。本研究は,以下の3点を主な研究目的および研究計画とする。1)ゴジャール・ワヒー語に関し,民話・民族誌に関する言語テキストを収集し,文法分析作業を行う。2)当該語圏全域をカバーする基礎語彙を採集し,包括的な基礎語彙集を作成する。3)当該語圏における民俗・伝統儀礼の記録収集とその分析を行う。平成19年度は,ゴジャール・ワヒー語圏における現地調査(7月30日9月17日)および2)成果のとりまとめ,3)ドイツにおける国際学会への参加・研究連絡(9月21日10月4日)行った。1)ゴジャールワヒー語圏における言語・民俗調査主な現地調査は,以下の通りである。(1)パキスタン・ゴジャール地方およびチャプルサン地方(ゴジャール地方北西)のワヒー村落における,地名および部族名に関する実地調査(2)中国新彊ウイグル自治区・タシュクルガンカシュガル地域における,ワヒー村落およびタジク村落の実地調査(3)グルミット村,ギルギットにおける,ワヒー語基礎語彙の収集・確認作業2)成果のとりまとめ調査終了後,収集した地名データ,基礎語彙作成,文法分析等を中心に,成果のとりまとめを行った。3)国際会議への参加・研究連絡ドイツ・フライブルグで開催される,German Oriental Society主催<イラン系少数言語に関する国際会議>(ドイツ・フライブルグ)に参加し本研究に関する報告を行った。あわせて,ドイツ国内の関連研究機関において,関連分野の研究者と研究連絡を行った。平成20年度は,ゴジャール・ワヒー語圏における現地調査(夏期60日)を実施し,成果のとりまとめを行った。調査・作業内容は以下の通りである。1)基礎語彙収集および民話テキスト採集作業前年度に引き続き,基礎語彙収集および確認作業を行い,今年度は特に農事および農事暦関連用語を採集した。あわせて,民話・民俗誌等の言語テキストを録音・収集した。2)文法分析作業インフォーマント調査および上記作業で採集した民話テキストを用いて,動詞体系,特に能格構文とMoving Particlesを対象として文法分析作業を進めた。3)シムシャール地域における現地調査当該書語の古形態を残すことが予想される同地域において,高地ヤク夏営地における実踏調査を実施し,そのとりまとめを行った。平成21年度の主な研究内容は,主に1)ゴジャール・ワヒー語圏における現地調査の実施,2)現地調査成果のとりまとめ3)研究成果の発表ーである。具体的には:1)ゴジャール・ワヒー語圏における現地調査の実施前年度に引き続き,対象言語分布圏の主要3村落(グルミット,シスーニー,パスー)を調査対象地域として,夏期60日の現地調査を行った。作業内容は以下の3点である:(1)基礎語彙収集作業前年度の作業に引き続き,ワヒー語に関する基礎語彙の収集作業を行った。特に今年度については,これまでに収集されていなかった,女性産育語彙,通過儀礼等に関連する語彙を中心とした。(2)基礎語彙チェック作業インフォーマントの協力により,既に収集済みの語彙について,逐語再確認作業を行った。これは,次年度以降の基礎語彙集出版の準備作業となるものである。(2)言語テキスト採集および文法分析作業現地に残る民話・民俗誌譚等のワヒー語テキストを収集し,これらを対象として,パミール諸語に特徴的なMoving Particlesの機能と能格構文を対象として,文法分析作業を進めた。2)調査成果のとりまとめ現地調査終了・帰国後,チェック済み基礎語彙,文法分析作業に関するデータ整理を行った。また,収集した民話テキストについては,次年度以降に予定している,ワヒー語ウェブサイトにおける音声付き民話テキスト公開のため,音声テキストの整備などの作業を開始した。3)前年度までに得られた調査成果の一部として,ゴジャール・ワヒー語の能格構文について,その概観とパミール諸語における暫定的な位置づけ,さらに近年の能格構文にみられろ変化の状況を中心に,論文形式で発表した。本年度は,パキスタン-ギルギット-バルティスタン州-ゴジャール(北フンザ)地域において,当該言語に関する夏期調査(夏期50日)を実施し,成果のとりまとめを行った。

調査・作業内容は以下の通りである。1.基礎語彙チェック作業:前年度までに引き続き,新録基礎語彙収集,および,採集済み基礎語彙について逐語再確認作業を行った。2.文法分析作業:現地インフォーマントより,民話・民俗誌/史譚に関わるテキストを収集した。加えて,インフォーマントへの聞き取り調査より,特に能格構文を含む格標示システム,使役動詞,関係詞を対象とした文例を抽出し,分析作業を進めた。使役動詞については使役語幹形成接辞が他動詞・使役動詞の両方の形成に関わることは確認できたが,使い分けについては明確な規則性は認められなかったことから,さらなる考察を残すこととなった。また,関係詞については,構文のくずれなど多数散見された。この点は,タジキスタン側に分布するタジク・ワヒー語には認められないため,パキスタンの国語であるウルドゥー語や,近接言語との言語接触の影響などの観点を,これまで以上に考慮する必要性が出ることとなり,この点についても今後の課題となった。3.調査終了後,データ整理と成果のとりまとめをおこなった。
マウス四肢の再生システムの確立

1.切断レベルによる再生能の差異1)前腕部中央での切断の場合:切断部に骨の突起が出現し、その先端は軟骨化している。基部側つまりとう骨、尺骨の先端部側は前後軸方向に肥大化している。2)手首のレベルでの切断の場合:尺側骨、中間骨、とう側骨の先端に広い軟骨域ガ形成された。基部側つまりとう骨、尺骨の肥大は少ない。3)掌骨レベルでの切断の場合:切断レベルから基部側にかけて、前後軸方向への肥大が見られた。2.細胞成長因子の作用1)FGf-2,FGF-4を切断2日後に添加したところ、14日後に軟骨域の増大が切断部より先端側にみられた。FGF-8,FGF-10の場合は、効果は全くみられなかった。切断レベルによっても差異が見られ、前腕部中央で切断した場合、掌骨レベルで切断した場合は、FGFによる肥大が見られたが、手首のレベルで切断した場合は、FGFによる肥大は見られなかった。2)BMP-4を切断2日後に、切断部へ添加した。14日後に切断部を染色したが、切断部の肥大は見られなかった。しかし先端部方向での軟骨形成はみられ、一部は骨化していた。これは先端部方向への部分的再生といえる。3)これら細胞成長因子の作用は、再生につながるものといえる。今後この再生をさらに進めるために、これら成長因子のDDS (Drug Delivary System)の更なる改良が必要と考えられる。3.遺伝子の導入遺伝子ガンを用いて切断部の細胞にマウスFGF受容体遺伝子を導入した。同時にGFP遺伝子も導入し、遺伝子が導入されたことを確認後、リガンドであるFGFを加えたが、遺伝子導入による顕著な効果は得られなかった。今後リガンドの直接の導入も必要と考えられる。四肢の再生能の変化が肢芽間充織に依存し、特に繊維芽細胞成長因子FGF-10のが発現の有無が重要であることがわかってきたので、哺乳類の四肢、特に指先の再生をFGF-10の間充織での、FGF-10受容体の上皮での発現の観点から解析し、マウス四肢の再生への道を確立する研究を行った。マウス新生仔の指の切断部に、遺伝子をコートした金粒子をガンで打ち込み、再生への作用を調べた。GFP遺伝子を導入した指の切断部では、GFP発現が見られ、導入遺伝子が機能していることが示された。次にFGF-10の受容体であるFGFR2遺伝子を切断部上皮に打ち込み、再生誘導作用を調べた。その結果、間充織組織の構造の変化は見られたが、まだ指の再生には到っていない。現在、再生芽マーカーのひとつであるMsx遺伝子の発現を解析中である。これと平行してFGF-10,FGF-2などを1mg/mlの濃度で、アフィゲルブルービーズに染み込ませて四肢切断部に埋め込み、再生への作用を調べているが、今のところこの濃度では、ツメガエル肢芽の場合と異なり、再生の誘導は起こらない。指先の切断後、FGFR2遺伝子をガンで導入し、FGF-10をビーズで与えることで再生を誘導する研究を進行中である。四肢の再生能の変化が肢芽間充織に依存し、特にツメガエルでは繊維芽細胞成長因子FGF-10の発現の有無が重要であるように、再生能の回復が可能であることがわかってきたので、哺乳類の四肢、特に指先の再生への道を確立する研究を行っている。

マウス新生仔の指の切断部に、FGF-10の受容体であるFGFR2遺伝子を切断部上皮に打ち込み、再生誘導作用を調べた。その結果、間充織組織の構造の変化は見られ、有尾両生類の再生芽で発現が増加することが知られているMsx遺伝子の発現が見られたが、まだ指の再生には到っていない。現在、マウスで四肢の再生を促進する可能性のある方法で報告された唯一のものは、切断部の表皮に傷口を作り、塩化ナトリウム飽和溶液処理を繰り返すものである。これを新生マウスで行い、Msx遺伝子の発現量を調べ、無処理切断部と比べ、発現量の増加をみた。他の遺伝子発現については現在検討中である。また無両生類成体で四肢の再生を促進するDMSOで、指あるいは手首で切断した新生マウスの切断面を処理し、切断部近くの組織の膨張を認めた。Msx遺伝子等マーカー遺伝子の発現は現在検討中である。再生芽が形成された次の過程として軸に基づいた軟骨パターン形成が必要になってくる。これが起こらないと、分岐分節のない軟骨の棒、いわゆるスパイクが形成される事になる。スパイク形成を四肢軟骨パターン形成に変換する機構として、SHH添加による解析も行っている。完全な四肢再生能を持つ有尾両生類と比較して、哺乳類では、指先の再生が起こるだけで、再生能は殆んど無い。この失われた再生能を回復させるために、再生能回復が可能なツメガエル幼生四肢を参考にして、マウス四肢の再生システムの確立を目指した。新生直後のマウスの前腕部から手首までのさまざまなレベルで四肢の切断を行い、その後、切断面に細胞成長因子およびその遺伝子と受容体の遺伝子、転写因子Msxの遺伝子等を導入した。細胞成長因子等のタンパク質は、通常のアフィゲルブルー樹脂以外に、維持時間の長いゼラチン粒子を用いて、局所投与した。2週間から1ヶ月後に、四肢をアルシアンブルー染色、アリザリンレッド染色して、それぞれ軟骨形成、骨形成を調べた。軟骨形成についてはII型コラーゲンの発現も調べた。前腕部レベルでの切断では、切断部に軟骨は殆んど形成されないが、手首のレベルでの切断では、軟骨が形成され、FGF(繊維芽細胞成長因子)-2、FGF-4の投与によって、軟骨域は大きく拡大した。一部では、遊離軟骨部位の新生も見られた。前腕部レベルでの切断ではFGFによる軟骨形成域の誘導は見られなかった。Msxの発現も見られなかった。Msx発現と脱分化の関係が示唆されているので、Msxの強制発現を行った。両生類四肢の再生ではBMPの関与も指摘されている。切断面にBMP-4を投与することによって、切断部の軟骨の肥大化が見られた。これら細胞成長因子の作用は、再生芽形成を意味しており、これに前後軸形成、背腹軸形成を制御するシグナル分子またはその遺伝子を導入することによって、マウス四肢の再生に近づけると考えられる。