hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
爪分析を用いた金属元素と生活習慣病の関連の検討

重篤な心血管病発症予防に、降圧薬やスタチン等の使用が一定の効果をあげている。一方、減塩、運動などの生活習慣変容も高血圧、糖尿病の発症、進展に効果があることが報告されている。しかしながら、一部の画像検査による定量的評価を除くと、薬剤やサプリメント摂取などの中期曝露の指標となりうるバイオマーカーは数少ない。本研究では、爪を用いた微量元素解析法を開発し、健常者と高血圧患者における爪微量元素分析を実施した。大阪大学医学部附属病院臨床研究倫理委員会の承認を得た後、実施された。本院の老年・高血圧内科外来において、98名の高血圧患者、全国の協力医療機関において406名の健常者より爪試料を採取し、洗浄乾燥させ、一定量秤量後、硝酸溶液とマイクロウェーブ装置で完全に融解し、誘導結合プラズマ質量分析法(ISP-MS法)を用いて微量元素の定量評価を実施した。測定した微量元素の内訳は、Ca, P, Na, K, Mg, Zn, Cu, Se, Cr, Mn, Co, Mo, Al, Hg, Pb, As, Cdの17種類であった。また同時に生活習慣に関する詳細な問診も実施した。本研究における高血圧群の平均年齢は62才、男性比率が52%、BMIが24.2kg/m^2と、健常者群の39才、39%、22.0kg/m^2よりも有意に高値であった。このため、性、年齢、BMIで補正後、高血圧・健常者群間で微量元素レベルの比較を行った結果、Naが高血圧群で有意(p=0.036)に高く、Kが高く、Mgが低い傾向(p<0.1)が認められた。一方、加齢に伴いV, Hgは著明に上昇(p<0.0001)し、Mg, Zn, Mn, Alは有意な増加、P, Na, Cuは有意な低下を認めた。P, Na, K, Mg, Al, Hg, As, Csは男性で高く、Znは女性で高値であった。爪微量元素分析は、環境因子の中期曝露の指標として有用であると考えられる。超高齢化社会の到来を前にして、生活習慣病予防の重要性が増している。いわゆる健康食品ブームや環境への意識の高まりによって、環境曝露の疾病感受性への影響を客観的かつ定量的に評価する方法が求められている。爪分析は、36ヶ月前の一定期間の体内環境を示すバロメーターと考えられ、日常の生活習慣、病歴、服薬状況などの影響を反映すると考える。本研究では、爪に含まれる微量ミネラルの分析を通じて、高血圧、糖尿病、高脂血症患者における爪に蓄積する金属元素の特徴、関係する生活習慣や薬剤を明らかにし、生活習慣病の予防につながる施策を検討する。本年度は、大阪大学医学部附属病院の臨床研究倫理委員会において承認番号#0407で認可を受けた後、附属病院通院患者70名および地域差も勘案して全国で収集した健常人ボランティア250名に対し、詳細な生活習慣調査と爪採取を実施した。十分に洗浄した対象者の爪(手足)を計20mg以上、専用の爪切り(ニッケルメッキ等のないもの)で切り取り、専用のチューブに採取、硝酸などの酸で十溶解した後、島津製作所の分析装置ICPM-8500で解析した。爪中のナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、鉄、亜鉛、銅、マンガン、ニッケル、モリブデン、スズ、クロム、バナジウム、モリブデン、ヒ素、水銀の濃度を高血圧群・健常者群間で比較し、統計学的有意差検定を行った。年齢、性による補正後、ナトリウム、カリウム、クロム、ヒ素が高血圧群で有意に高く、Mgは有意に低値であった。現在さらに、生活習慣病の各疾患群、健常者群の収集を続けている。

一方、加齢に伴いV, Hgは著明に上昇(p<0.0001)し、Mg, Zn, Mn, Alは有意な増加、P, Na, Cuは有意な低下を認めた。P, Na, K, Mg, Al, Hg, As, Csは男性で高く、Znは女性で高値であった。爪微量元素分析は、環境因子の中期曝露の指標として有用であると考えられる。
実世界データの流通のためのアクセス制御に関する研究

実社会とサイバー空間との相互連関が社会のあらゆる領域に実装され,大きな社会的価値を生み出す方向に社会は進んでいる.サイバー空間に蓄積されるデータを活用した新しい価値を創造するサイバーフィジカルシステムのデータ駆動型サービスにおいては,データの提供者と利用者の間で真正性が保証されたデータの流通が必須である.このときデータの目的外利用への懸念を解消することが不可欠である.本研究では安全にデータの取引を行えるようにするデータ流通基盤のアクセス制御に関する開発を行う.実社会とサイバー空間との相互連関が社会のあらゆる領域に実装され,大きな社会的価値を生み出す方向に社会は進んでいる.サイバー空間に蓄積されるデータを活用した新しい価値を創造するサイバーフィジカルシステムのデータ駆動型サービスにおいては,データの提供者と利用者の間で真正性が保証されたデータの流通が必須である.このときデータの目的外利用への懸念を解消することが不可欠である.本研究では安全にデータの取引を行えるようにするデータ流通基盤のアクセス制御に関する開発を行う.
連続的および間欠的な持久運動の遂行能力に及ぼす緩衝能の影響

短時間(高強度)あるいは比較的長時間(中強度)の連続的および間欠的な持久運動では、運動中に乳酸や水素イオンなどが生じるので、これらを運動中や短時間の休息中に除去する能力である重炭酸系および非重炭酸系の緩衝能に優れていなければ、高い遂行能力を獲得することはできない。そこで本研究では、連続的および間欠的な持久運動の遂行能力と重炭酸系および非重炭酸系の緩衝能との関係を明らかにするために、重炭酸緩衝能の指標である過剰CO_2排出量の定量法の確立(研究課題1)、持久運動における過剰CO_2排出量および重炭酸緩衝能の指標である安静時の筋蛋白量(カルノシン)と各種運動パフォーマンスとの関係(研究課題2)、重炭酸系および非重炭酸系の緩衝能に対する各種体力トレーニングの影響(研究課題3)について検討してきた。その結果、研究課題1では、重炭酸緩衝能の指標として、漸増負荷による最大酸素摂取量測定時の過剰CO_2排出量(CO_2excess)、および短時間(高強度)および比較的長時間(中強度)の連続的運動や間欠的運動における運動中および運動後のCO_2排出量とO_2摂取量との差(CO_2-O_2dif)が有効であること、研究課題2では、重炭酸緩衝能の指標であるCO_2excessとCO_2-O_2dif、および非重炭酸緩衝能の指標であるカルノシン濃度が、短時間(高強度)および比較的長時間(中強度)の連続的運動や間欠的運動のパフォーマンスを決定する重要な一要因であること、研究課題3では、CO_2excessとCO_2-O_2dif、およカルノシン濃度がレジスタンストレーニング、スプリントトレーニング、持久性トレーニング、低酸素トレーニングによって向上する可能性のあること、などが認められた。本研究の結果は、連続的および間欠的な持久運動の遂行能力を高める場合には、ATP-PC系、LA系、O_2系などのエネルギー産生能の改善に加えて、重炭酸系や非重炭酸系の緩衝能の改善も重視しなければならないことを示唆するものである。短時間あるいは長時間の連続的および間欠的な持久運動では,運動中に乳酸や水素イオンなどが生じるので,これらを運動中や短時間の休息中に除去する能力である重炭酸系および非重炭酸系緩衝能に優れていなければ,高い遂行能力を獲得することはできない。そこで本研究では,連続的および間欠的な持久運動の遂行能力と重炭酸系および非重炭酸系緩衝能との関係を明らかにするために,重炭酸系緩衝脳の指標であるCO_2excessの定量法の確立(研究課題1),持久運動におけるCO_2excessおよび安静時の筋蛋白量(カルノシン)からみた各種スポーツ競技者の特性(研究課題2),持久運動におけるCO_2excessおよび安静時の筋蛋白量に対する各種体力トレーニングの影響(研究課題3)について検討している。平成12年度には,(1)漸増負荷運動中における非代謝性CO2排出量(CO_2excessと意味は同じであるが,算出方法が若干異なる)とHCO_3^-の減少のタイムコースは同じであること,および非代謝性CO_2排出量とHCO_3-の減少量との間に有意な高い正の相関関係があること(研究課題1),(2)漸増負荷運動中において呼気ガス分析により算出されるCO_2excessは.isocapnic

buffering phaseでの仕事量と有意な正の相関関係のあることから,代謝性アシドーシス開始の遅延に貢献している可能性のあること(研究課題1),(3)骨格筋カルノシン濃度は,TypeIIb線維の割合が高いものほど高く,またこの濃度が高いものほど高強度運動の後半のパワーが高いことから,高強度運動パフォーマンスの成績を左右する非重炭酸系緩衝能の指標として有効であること(研究課題2),(4)レジスタンストレーニングによる筋量の増加によって.重炭酸緩衝系の貢献度(CO_2excess/BW/ΔLa)は向上するが,その全緩衝に対する割合は低下することから,筋量の増加によって非重炭酸緩衝能が相対的に高まる可能性のあること(研究課題3),などの知見が得られた。短時間あるいは長時間の連続的および間欠的な持久運動では、運動中に乳酸や水素イオンなどが生じるので、これらを運動中や短時間の休息中に除去する能力である重炭酸系および非重炭酸系緩衝能に優れていなければ、高いパフォーマンスを獲得することはできない。そこで本研究では、連続的および間欠的な持久運動の遂行能力と重炭酸系および非重炭酸系緩衝能との関係を明らかにするために、重炭酸系緩衝能の指標である非代謝性CO_2排出量の定量法の確立(研究課題1)、持久運動における非代謝性CO_2排出量および安静時の筋蛋白量(カルノシン)からみた各種スポーツ競技者の特性(研究課題2)、持久運動における非代謝性CO_2排出量および安静時の筋蛋白量に対する各種体力トレーニングの影響(研究課題3)について検討してきた。平成13年度には,(1)短時間高強度運動における運動中(40秒間)と運動後(10分間)の非代謝性CO_2排出量は、HCO_3-の減少量との間に有意な高い正の相関関係があることから、緩衝能の指標として有効であること(研究課題1)、またパフォーマンスとの間にも有意な高い正の相関関係があることから、パフォーマンスの限定要因の一つとしてみなすことができる可能性のあること(研究課題2)、(2)持久性トレーニングによって非代謝性CO_2排出量は増加し、それにともなって有酸素性能力は向上する可能性のあること、および非代謝性CO_2排出量の増加には筋毛細血管数、とくにC/Fratioの増加が関与している可能性のあること(研究課題3)、(3)高強度スプリントトレーニングによってカルノシン濃度は増加し、それにともなって高いパワー発揮の持続能力が向上する可能性のあること(研究課題3)、などの知見が得られた。2年間にわたる本研究の結果、高強度運動における緩衝能の意義、およびその測定評価法とトレーニング法に関して有用な示唆を得ることができた。
水誘雷への風の影響に対する基礎研究

雷害防止や雷現象解明の観点から,誘雷は魅力ある技術である。これまでロケットを用いた誘雷技術の研究が世界的に行われ,雷を制御することに成功し,数多くの研究成果が報告されている。しかし,火薬を用いる危険性から,人里離れたところで実験が行われてきた。本研究の目的は,火薬を用いず,安価で取り扱いが簡単な水誘雷技術の確立である。前年度までに,電極間に噴水を上げることでフラッシオーバ電圧が減少することや,長ギャップ放電が誘導されることを明らかにした。本年度の研究では,風の影響を中心に水誘雷の実現について検討した。風が噴水形状に及ぼす影響として,水の粒化を促進することがあげられる。このため,強風中の噴水は水柱状とはならず,水滴状や霧状となった。また,風の影響を受け水滴状や霧状になった噴水の高度は,粒化が少ない噴水に比べ減少することが明らかになった。これは,空気中を上がる水が受ける空気抗力の影響は噴水の径に逆比例するためと考えられる。北陸で冬季雷を対象にフィールド実験を行った結果,雷雲が飛来する際は数十m/secの強風を伴うことが多く,この強風により噴水の高さは無風時の約1/4程度に押さえられる。このほか,フィールド実験では,雷雲飛来時に打ち上げた噴水から,コロナ放電のものと思われる数十mAの電流信号が確認された。
脂質メタボロミクスによるがん微小環境再構築メカニズムの解析

がん細胞は脂質を盛んに合成するが、その意義は不明である。今回我々は、脂質代謝酵素ATP-クエン酸リアーゼ(ACLY)の枯渇ががん細胞の増殖を抑えること、この効果は活性酸素(ROS)およびAMPKと呼ばれる酵素のリン酸化が低い細胞で大きいことを見出した。ACLYの枯渇はパルミチン酸の上昇をもたらした。パルミチン酸の増加はROSを誘導するため、これが制がん効果につながるのかもしれない。進行した大腸がんではAMPKのリン酸化と酸化ストレスが低く、ACLYの阻害が新たな治療戦術となる可能性が示唆された。がん細胞は、腫瘍内の血流不足による局所環境の悪化に応答し、より有利な微小環境を再構築する。また、がん細胞は、外来性脂質の多寡にかかわらず脂質の新規(de novo)合成を盛んに行うが、その意義は不明である。本研究では脂質メタボロミクスを動員し、がん細胞内で働きが盛んになった脂質代謝系が、がん細胞自身および腫瘍内微小環境の再構築プロセスにどのような影響を与えるのか、その分子基盤も含めて明らかにすることを目的とする。今年度、様々ながん細胞株において一連の脂質代謝酵素群の遺伝子発現をノックダウンすると、細胞増殖の抑制が観察された。酵素群の中でノックダウンの効果が最も顕著であったATP-クエン酸リアーゼ(ATP-citrate lyase : ACLY)についてさらに解析を進めたところ、この遺伝子のノックダウンに伴う細胞増殖抑制は、細胞内活性酸素(ROS)レベルおよびAMP活性化蛋白質キナーゼ(AMPK)のリン酸化(活性化)レベルが低い細胞株で特に顕著であることが明らかとなった。このような細胞株では、ACLYのノックダウンによる増殖抑制に伴い、ROSおよびAMPKリン酸化のレベルが亢進した。重要なことに、抗酸化剤によるROSの阻害は、この細胞増殖抑制を効果的に解消した。これらの結果から、ROSおよびAMPKは、ACLYノックダウンによる細胞増殖抑制の媒介因子である可能性が示唆された。一方、定常状態においてROSおよびAMPKリン酸化のレベルが高いがん細胞株は、ACLYノックダウンによる増殖抑制に耐性を示した。ACLYノックダウンによる細胞増殖抑制の詳細な分子機構および腫瘍内微小環境ストレス応答に対するACLYの影響を次年度以降に調べるため、その準備検討として、ACLYをノックダウンもしくは過剰発現させた細胞についてのトランスクリプトーム解析および脂質メタボローム解析に着手した。昨年度までに我々は、脂質代謝酵素であるATP-クエン酸リアーゼ(ATP-citrate lyase:ACLY)が様々ながん細胞の増殖を抑制すること、同抑制効果は細胞内活性酸素(ROS)レベルおよびAMP活性化蛋白質キナーゼ(AMPK)のリン酸化(活性化)レベルが低い細胞株で特に顕著であることを見出した。今年度、ACLYを枯渇もしくは過剰発現させたがん細胞についてのトランスクリプトーム解析および水溶性・脂溶性メタボローム解析を実施した。その結果、ACLYの枯渇はがん細胞内のカルニチン経路の働きを低下させて中性脂質の蓄積をもたらすこと、さらに脂肪酸の炭素鎖伸長に関わる遺伝子の発現を低下させ、短鎖脂肪酸であるパルミチン酸の細胞内含有比を増加させることがわかった。パルミチン酸の過度な増加はミトコンドリアを刺激してROSの産生を誘導させるため、これがACLY枯渇による細胞増殖抑制の原因となっているのかもしれない。ROSおよびAMPKのリン酸化レベルが亢進したがん細胞株では適応応答が起きているらしく、ACLYの枯渇による増殖抑制に耐性を示した。最後に、腫瘍内微小環境を構築しているヒト大腸がん組織の免疫染色を実施した。その結果、進行度の高いがんではAMPKのリン酸化および酸化ストレスがいずれも低く、ACLY枯渇が有効な治療戦術となる可能性が示唆された。
ガンマ線トリガー検出器のフライトモデルの開発と全方位突発天体監視

重力波を発する天体からの突発的なガンマ線放射を観測するためのガンマ線トリガー検出器を開発している。金沢大学で独自に開発している超小型衛星に搭載するほか、キューブサット級の衛星に搭載することも念頭に入れた開発を行い、将来的に複数台で観測できるような体制の基盤技術を確立することを目的としている。本研究で開発している検出器は、CsIシンチレータとMPPC光半導体検出器を組み合わせた構造で、センサーからの電荷信号をマイコンに搭載されているA/D変換器で受け、8ミリ秒の時間分解能で計測しつづけるシステムである。当初の予定では、有効面積を50cm2程度とする予定であったが、金沢大学衛星の重量リソースが残っていることから、100cm2に拡張した設計へと変更した。既にフライト回路基板および検出器筐体の設計は完了している。計画当初はフライトハードウェアを完成させる予定であったが、設計の変更に伴いスケジュールを3ヶ月程度遅らせ、次年度の前半に完成させることとした。検出器の回路で用いている部品、マイコン、高圧電源等は全て民生部品を利用しているが、独自にガンマ線照射試験や粒子線照射試験を実施し、放射線耐性の高い部品を選出することに成功している。概ね30 krad程度の放射線耐性を有することから、長期間の運用にも耐えられる設計となっている。ソフトウェア部に関しても、ガンマ線の計測と衛星バス系との通信インターフェースの骨格は完成しており、次年度の衛星バス系との接続試験でデバッグを行う予定である。先に示したとおり、有効面積を増大するために年度の途中で設計を変更したことから、3ヶ月程度の遅れが生じている。しかしながら、CsIシンチレータとMPPC光検出器を用いた放射線計測回路とマイコンを搭載した回路設計と、これらを格納する筐体設計もは既に完了しているため、開発の遅延は最小限に留められる予定である。放射線耐性の高い回路部品、高圧電源、およびマイコンを選定することができたことから、今後の開発は順調に行えると考えている。2019年度の前半に、ガンマ線トリガー検出器のフライトハードウェアを完成させる。衛星バス系のコンピュータとの間のデータ・コマンド通信試験を実施し、基本的なソフト開発を完了させる。年度の後半には単体の熱真空試験・振動試験を実施し、フライトモデルを完成させるまでを目標とする。金沢大学衛星の打ち上げは、H-IIAロケットの相乗り公募の機会が得られていないことから未定であるが、本研究期間内に検出器のフライトモデルは確実に完成できるだろう。
虚血肝の障害過程の生化学的解明とその保護

我々はこれまでの虚血肝細胞の障害壊死の生化学的研究で次のことを明らかにしてきた.(1)虚血による細胞障害は無酸素下での細胞内ATPレベルの低下に起因するものと,血流再開後に生成するO_2ラジカルによる過酸化反応によるものとに大別される.(2)ATPレベルの低下は, blebの形成や胆汁分泌の停止など細胞骨格系の障害とミトコンドリアの酸化的燐酸化能の消失という2つの細胞障害を惹起する.本研究ではラット肝及び心筋細胞を用いてこれらの生化学的過程を解析し, ATP低下による障害機構を特に細胞内Ca^<2+>の変動と関連させて追跡し次の結果を得た.(1)ミトコンドリア内のCa^<2+>を通常CaATP^<2->複合体として存在し,無酸素下でATPが低下するとCa^<2+>が遊離して,その結果ホスホリパーゼA_2の活性化と内膜のH^+透過性が亢進する.(2)胆汁分泌速度は細胞内ATPレベルを反映するが,長期保存肝では再灌流によりATPレベルや糖新生能,尿素生成等が回復しても胆汁分泌は戻らなかった.また保存液中にはCa^<2+>を含まない方が胆汁分泌の回復は良好であった.この結果は細胞骨格系の障害はエネルギー産生系とは別に,細胞質内Ca^<2+>の変動等に関連していることを示唆するものである.(3)無酸素下においた単離肝細胞の蛋白をSDS-PAGEで分析してところ,ミオシンが減少し一部は不溶性分画へと移行していた.これはアクトミオシンの形成や,活性化されたカルパイン等により分離された可能性があり現在検討中である.(4)潅流心を用いて虚血心筋細胞内のATPを追跡したところ, ATPにはNMRで検出される遊離型と,検出されないミトコンドリア内及び結合型ATPが存在することが判明した.虚血時に減少していくのは遊離型ATPであり,再潅流後の心機能維持のためには遊離型ATPが残存していることが不可欠であった.我々はこれまでの虚血肝細胞の障害壊死の生化学的研究で次のことを明らかにしてきた.(1)虚血による細胞障害は無酸素下での細胞内ATPレベルの低下に起因するものと,血流再開後に生成するO_2ラジカルによる過酸化反応によるものとに大別される.(2)ATPレベルの低下は, blebの形成や胆汁分泌の停止など細胞骨格系の障害とミトコンドリアの酸化的燐酸化能の消失という2つの細胞障害を惹起する.本研究ではラット肝及び心筋細胞を用いてこれらの生化学的過程を解析し, ATP低下による障害機構を特に細胞内Ca^<2+>の変動と関連させて追跡し次の結果を得た.(1)ミトコンドリア内のCa^<2+>を通常CaATP^<2->複合体として存在し,無酸素下でATPが低下するとCa^<2+>が遊離して,その結果ホスホリパーゼA_2の活性化と内膜のH^+透過性が亢進する.(2)胆汁分泌速度は細胞内ATPレベルを反映するが,長期保存肝では再灌流によりATPレベルや糖新生能,尿素生成等が回復しても胆汁分泌は戻らなかった.また保存液中にはCa^<2+>を含まない方が胆汁分泌の回復は良好であった.この結果は細胞骨格系の障害はエネルギー産生系とは別に,細胞質内Ca^<2+>の変動等に関連していることを示唆するものである.(3)無酸素下においた単離肝細胞の蛋白をSDS-PAGEで分析してところ,ミオシンが減少し一部は不溶性分画へと移行していた.これはアクトミオシンの形成や,活性化されたカルパイン等により分離された可能性があり現在検討中である.(4)潅流心を用いて虚血心筋細胞内のATPを追跡したところ, ATPにはNMRで検出される遊離型と,検出されないミトコンドリア内及び結合型ATPが存在することが判明した.虚血時に減少していくのは遊離型ATPであり,再潅流後の心機能維持のためには遊離型ATPが残存していることが不可欠であった.虚血肝の障害・壊死の生化学的過程は、1.無酸素下での細胞内ATPレベルの低下によって惹起される細胞障害と、2.血流再開時に生ずる活性酸素が細胞構成物質を過酸化することによって起こる障害の二つに大別される。61年度は、上記1の細胞障害のうち、まずミトコンドリア酸化的燐酸化系での障害過程の解明に焦点をあて、次のような結果を得た。1.正常状態のミトコンドリアでは蓄積されたカルシウムはCa-AT【P^(2-)】の形で複合体を形成し、それによって遊離【Ca^(2+)】の活量は低く押さえられている。2.このため低酸素下でミトコンドリア内のATPレベルが低下するとCa-AT【P^(2-)】が解離し、遊離【Ca^(2+)】が放出される。同時にホスホリパーゼ【A_2】の活性化が起こりミトコンドリア膜より脂胞酸が遊離する。3.ミトコンドリアからの脂肪酸の遊離と併行して内膜のプロトン透過性が亢進した。

4.遊離【Ca^(2+)】の放出が生じても、それをキレートするか、または阻害剤でホスホリパーゼの活性を抑制しておくと、プロトン透過性の亢進はおこらなかった。以上の結果から、虚血状態によって生じるミトコンドリアの障害は、ミトコンドリア内のATP低下→Ca-AT【P^(2-)】の解離→遊離【Ca^(2+)】の放出→ホスホリパーゼ【A_2】の活性化→内膜のプロトン透過性の亢進という一連の生化学過程で生じることが明らかになった。以上が本年度に得られた主な成果であるが、62年度はこれらを更に進めて、虚血下で生じる細胞骨格系の障害過程の解明と、虚血肝の血流再開時の過酸化障害及び活性酸素の除去系について検討することを目標としている。
草創期の保育者養成をめぐる総合的研究（２）―保姆たちの歩みとその後の保育者養成

2013年度は茨城県立歴史館に保存されている「高橋清賀子家文書目録(豊田芙雄関係文書)」より松野クララ関連資料を閲覧、コピーをとり、その分析を実施した。その結果、豊田芙雄をはじめとする初期の女子師範学校保姆、並びに卒業生らはクララからきわめて具体的な教材作成、保育への適用について懇切な指導を受けていることが明らかになった。また新たに「松野クララ記念歴史に学ぶ会」を立ち上げ、下記のような研究会を開催した。1、第1回平成24年11月3日(土)15:0016:50会場青山フロラシオン松の間講演木戸孝允の人柄ーその先見性と情緒ー:木戸侯爵家についてー私が見た戦前の華族社会の一端ー東京大学名誉教授・お茶の水女子大学名誉学友、同大学外理事和田昭允氏2、第2回平成25年11月3日(日) 13:3015:30会場青山フロラシオンしらかばプログラム○講演1「松野ハザマ・クララ夫妻の生き方と明治という時代」社団法人大日本山林会前会長小林富士雄氏○講演2「武村耕靄をめぐる人々」国立音楽大学名誉教授小林恵子氏前回研究を引き継ぎ、東京女子師範学校附属幼稚園初代主任保姆松野クララの薫陶を受けた、もっとも代表的な人物、豊田芙雄が具体的にどんな指導を受けたかを、茨城県立歴史館に残る豊田芙雄が残した史料のうち、恩物の実際、特に畳紙(折り紙)や組紙などの写真を撮り、実物の確認を行った。特に折り紙については、ドイツ・ブランケンブルグにあるフレーベル博物館に陳列されているものとまったく同じものを茨城県立歴史館で発見し、折り紙が日本の独創ではなく、ドイツを源流とすることを改めて確認した。折り紙はその後周知のように全国の幼稚園で主要な保育内容の一環として幅広く活用され、現代まで及んでいる。その折り紙が幼稚園誕生と軌を一にして導入され、草創期の保育者養成当時から実施されていたことを改めて確認したことは今回の研究の大きな成果の一つである。今後は次の課題として、東京女子師範学校保育実習科の卒業生の歩みと成果について、研究を続行したいと考えている。ただ、平成25年度に研究者が発病、入院生活が長引いたため、研究計画に遅れが生じ、その遅れを取り戻すことを最大の課題と考えている。前期のように、昨年7月末研究者が発病、7月31日11月28日、平成26年2月12日3月5日、4月7日5月15日の期間入院加療していたため、研究に遅れが生じ、予定していた研究費が使えなくなってしまった。今後、平成26年度において、旅費、資料購入等に使用したいと考えている。
光連結法による非天然核酸構造モチーフの創成

2001年2月にヒトの遺伝子配列のドラフトシークエンスが報告された今、そのポストゲノム時代で今後世界中で凌ぎをけずって行なわれるのは、病気の原因遺伝子を同定し、遺伝子診断、遺伝子治療、さらにはゲノムに基づく創薬に結びつける研究である。2020年の米国のゲノム・バイオ関連の総売上高は400兆円にも及ぶと予想されている。ポストゲノムの時代にはいると、遺伝子のある特定のサイトを自在にブロックするドラッグ(アンチセンス、アンチジーン)のデザインも重要となってくる。また、病気の原因遺伝子の同定や遺伝子診断には、膨大なDNA塩基対のマーカーとなるSNP(1塩基多形)を検知することも欠かせない。本申請者はそういったポストゲノム時代に社会が要求するニーズに答えるべく精密分子設計に基づいたインテリジェントバイオマテリアルを用いた新規ナノバイオテクノロジー技術開発を目的とする。具体的には光を用いた非酵素系遺伝子操作法の開発を行い天然には存在しない新しい核酸構造モチーフの創成をターゲットとする。フェノール骨格を有する非天然核酸塩基を用いることで相補鎖DNAへの光クロスリンクが定量的にできることを見出した。天然核酸と比較して非常に熱的に安定な核酸へと誘導することが出来た(実績1)。本知見はDNAナノ構造安定化に対し非常に有用な知見と考えられる。また修飾塩基にピリミジン必要性が今まで存在していた為、その使用に際し配列制限があったが、デアザプリン誘導体を用いることでその制限を克服することができた(実績2)。またCPGに修飾核酸を固定化させDNAコンピューティングを行ない2SAT問題を解くことに成功した(実績3)。以上の知見により非天然核酸構造を汎用的な手法で構築できることを見出し、かつ今までにない熱的に安定な構造を構築し、それを用いて実際にDNAコンピューティングを行なった。ビニルウラシル(VU)の反応性をさらに改良した5カルボキシビニルウラシル(CVU)を用いることで、DNAナノアーキテクチャー創製に向けた非天然核酸構造骨格としての枝分かれ核酸・末端がキャップされた核酸・環状核酸等、最もよく用いられるリガーゼでは合成が不可能であった様々な構造を有する核酸の調整を光連結によって成功した。-枝分かれ核酸-枝分かれ核酸は、通常の核酸の持つ情報にさらに人為的に情報を付け加えた構造を有しており、あたかも荷札をつけた核酸になぞらえることもできる。最近、枝分かれ核酸は信号の増幅・3本鎖核酸の安定化・ナノ構造の構築等に有用であることも報告されている。そういった枝分かれ核酸は今まではあらかじめ枝分かれ構造を持つモノマーを用いてDNA合成機上で合成していたが、可逆的光連結法を用いることによりピンポイントで枝分かれ構造が可逆的にポスト合成法で容易に作り出すことができることを見いだした。-末端が架橋された核酸-末端がキャップされた核酸は、キャップされていない核酸と比較して異常な熱安定性を有しており、細胞内で核酸を分解する酵素に対して耐性を獲得している。通常の2本鎖DNAが30分で分解されるのに対し12時間後も殆ど分解されないことを確認した。生体内でのヌクレアーゼ耐性を持つことから、核酸医薬のデコイとしての応用が可能であると考えられる。-環状核酸-環状核酸はターゲットとなる遺伝子上でカテナン構造を作る事ができる為、対象遺伝子を完全にロックできる遺伝子発現抑制系と考えられる。幾何的にほどけない構造を持っていることや可逆性を有することなど、通常の遺伝子発現抑制システムにない利点を有する。以上の様にこの酵素を使わずに光を用いた核酸連結反応を用いることで、非常にユニークな構造を有する非天然核酸構造を簡単に調整することが可能になった。これらは今までにないDNAナノアーキテクチャー創製に向けて重要な操作法と考えられる。
個別化治療を目的とした胸腺腫瘍に対する分子生物学的解析

胸腺上皮腫瘍(TET)31例において、KRAS2例(6.5%)、BRAF1例(3.2%)に変異を認めた。また、網羅的トランスクリプトーム解析では胸腺癌では低酸素関連マーカーが有意に発現しており、特にCA9(carbonic anhydrase IX)が高発現していた。免疫染色による評価ではCA9タンパク発現は正岡分類、WHO分類とも有意に相関し、術後無再発生存の有意な予後不良因子であった。in vitroの実験系においても、胸腺癌細胞株Ty-82はCA9を抑制すると増殖が抑制され、放射線感受性が上昇することを確認した。CA9は胸腺癌治療の新規標的分子として有望である。胸腺腫は縦隔腫瘍のなかでは最も高頻度に発生する疾患であるが、他の固形癌と比すと比較的稀な疾患であり、本研究は遺伝子変異やRNA・蛋白レベルでの発現異常について明らかにすることを目的としている。胸腺腫瘍においてはWHO分類や正岡分類といった組織学的・臨床的な病期や悪性度とFDG-PETでのFDGの集積が相関することが報告されており、糖代謝の関連を明らかにすることとして、低酸素状態のマーカーであるHIF-1および、糖代謝(Glut1 or Glut3)と血管新生(VEGF)マーカーの関連を明らかにし、また、低酸素状態は糖代謝だけでなく、アミノ酸代謝についても関与を明らかとすることを目的としている。現在までに約100例の胸腺上皮腫瘍(胸腺腫・胸腺癌)の臨床情報およびFDG-PETなどの画像上情報、および病理学的な情報の集積を行った。また、パラフィン包埋された切除標本から免疫組織化学用の未染標本を各症例15枚ずつ作成した。また、前向きに約40例の組織(胸腺組織腫瘍部・正常部)の集積およびDNAの抽出を行った。現在、抗癌剤の薬剤性耐性と考えられているERCC1, BRCA1, βtubulin, thymidylate synthase (TS)の発現や、免疫細胞である腫瘍関連マクロファージ(CD204)や腫瘍免疫関連のマーカーであるPD-L1, PD1の発現についてを解析するため、抗体の準備を行っている。また、胸腺癌はリンパ節や他臓器に転移を起こす頻度が高く浸潤性の強い腫瘍である一方で、胸腺腫の浸潤・転移の多くは胸腔内に限局することが多く、コネキシン26という転移形成に重要な細胞間接着因子についても解析を予定している。微小管の代謝を調節することで,細胞分裂や分化の調節をする重要な細胞質リン酸化蛋白であるSTMN1に着目し、これまでにその発現の意義について組織型、予後との関連を比較を行った。その結果、胸腺上皮腫瘍では他の癌腫と異なり,STMN1(+)症例がSTMN1(-)症例よりも予後が良好であるという結果を得た。また、特に予後良好なリンパ球優位の組織型においてリンパ球でもSTMN1発現の割合が高く,STMN1発現は予後良好因子であった。以上から,胸腺上皮腫瘍においてはSTMN1が未熟リンパ球の微小管の代謝を調節することで,腫瘍の進展に抑制的に機能し、予後の改善に寄与している可能性が示唆されたため、今後関連するマーカーとしてCD8,Ki67やCD45ROなどの免疫染色を追加、検討の予定である。また、前向きに約40例の組織(胸腺組織腫瘍部・正常部)の集積を行い、所謂肺腺癌におけるdriver gene mutationについて検索を行った。現在、凍結腫瘍組織からRNAの抽出を施行した。今後、NGSにてRNAseqを行い、各組織型や病期毎での発現の比較を行う予定である。胸腺腫上皮腫瘍におけるSTMN1発現の意義についての検討を行った。また、当初の計画通りに症例集積が進み、RNAの抽出まで終えることができている。本研究では、胸腺上皮腫瘍(TET)の切除検体に対する高感度アッセイ系による遺伝子変異解析と蛋白・RNAレベルでの網羅的解析を行い、胸腺腫瘍の発生・進展に関与する遺伝子変異や発現異常分子を見つけることを目的とし検討を行った。まずTET31例に対して、次世代シーケンサーを用いてKRAS, BRAF, PIK3CA, HER2, EGFRおよびT790M変異のamplicon sequenceによる変異解析を行った。胸腺腫でKRAS変異2例(6.5%)、BRAF変異(3.2%)を認めた。特にBRAF変異についてはこれまでに報告がなかった。しかし、変異を検出した症例はいずれも低悪性度胸腺腫症例であった。次に、TET23例および正常胸腺4例(control)よりRNAを抽出し、NGSによる網羅的トランスクリプトーム解析を行った。胸腺腫・正常胸腺と比較して、胸腺癌では低酸素関連マーカーが有意に発現していた。

特に本解析ではHIF1aの下流分子であるCA9(carbonic anhydrase IX)が胸腺癌において高発現していることが明らかとなった。TET切除症例188例について、免疫組織化学でCA9タンパク発現についての評価を行ったところ、TET全体の22%に発現陽性となり、RNA発現と同様胸腺癌で発現陽性例が有意に高かった。CA9タンパク発現は、正岡分類の他、WHO分類(病期)とも有意に相関し、術後無再発生存について有意な予後不良因子であった。さらに、胸腺癌細胞株(Ty-82)を用いてin vitroの実験系でCA9の発現による腫瘍の増殖能や放射線感受性について検討を行った。Ty-82は低酸素状態によりCA9の発現が誘導され、SiRNAを用いて胸腺癌細胞株の低酸素状態で発現が上昇したCA9をknock downすると胸腺癌細胞株の増殖が抑制され、放射線感受性が上昇することを確認した。胸腺上皮腫瘍(TET)31例において、KRAS2例(6.5%)、BRAF1例(3.2%)に変異を認めた。また、網羅的トランスクリプトーム解析では胸腺癌では低酸素関連マーカーが有意に発現しており、特にCA9(carbonic anhydrase IX)が高発現していた。免疫染色による評価ではCA9タンパク発現は正岡分類、WHO分類とも有意に相関し、術後無再発生存の有意な予後不良因子であった。in vitroの実験系においても、胸腺癌細胞株Ty-82はCA9を抑制すると増殖が抑制され、放射線感受性が上昇することを確認した。CA9は胸腺癌治療の新規標的分子として有望である。平成26年度は、臨床・病理組織学的な情報の収集および遺伝子の抽出を行ったが、まだ免疫組織化学での評価には至っていないため、上記評価とした。STMN1発現に関しては、さらにその発現の意義についてをより明らかとするべく、腫瘍内未熟リンパ球および腫瘍上皮細胞に対して関連蛋白(CD8,Ki67との比較)や腫瘍免疫関連因子(PD-L1など)についても、発現の比較を行う予定である。また、RNA解析については、今後は次世代シーケンサーでの解析を当初の予定通り進める方針である。呼吸器外科学平成27年度は、まず未染標本に対して発現蛋白について免疫組織化学を用いて評価を行う。解析を行う蛋白は、チロシンキナーゼであるEGFR、PDGFR,VEGFR,HER2、c-KITなどに加え、L-typeアミノ酸輸送体の一種であるLAT-1や、チミジル酸シンターゼであるTS-1, ERCC1,TUBB3,膜貫通ムチン蛋白であるMUC1や増殖マーカーのKi-67などやCD31,CD34、癌免疫(腫瘍関連マクロファージやPD-L1,PD-1)についても解析を行う。また、平成28年度には遺伝子変異やRNAレベルでの網羅的解析を次世代シークエンサーを用いて行い、各症例の臨床病理学的因子との相関・関連について解析を行っていく予定である。物品や試薬に高額を要する次世代シーケンサーでの解析に関して平成27年度に施行予定であったが、平成28年度に施行が繰り越しとなったために次年度使用額が生じた。平成26年度に予定していた免疫組織化学関連の費用は、実験の進捗状況の遅延により平成27年度に使用することとなったため。平成28年度に次世代シーケンサーでの解析を含め、計画にそって実験を進める予定である。
電解沈殿法による摩擦抵抗低減法の研究

電気分解により微粒子と気泡を発生させる電解沈殿法を乱流中に適用した際の流場変化メカニズムを明らかにし,抵抗低減手法へ発展させる研究である.微粒子及び気泡の形状計測をし,微粒子の直径はマイクロスケール未満,微小気泡の直径は5100μm程度である事が分かった.次にチャネル乱流中における流場変化を計測し,微粒子の流場への影響は小さく,微小気泡の流場への影響が支配的である事,微小気泡により主流方向速度の低下,乱流強度の増加,レイノルズ応力の低下が生じる事が分かった.またボイド率2.84E-4 %という非常に小さなボイド率にも拘わらず,乱流成分が6.4%減少する事を確認した.本年度は、電解沈殿法による流場変化メカニズムを明らかにするため、微粒子及び気泡による流場変化の調査、発生する粒子径の計測、LDV計測時のバイアスエラーの検証を実施した。流場変化が電解沈殿法によって発生する微粒子か気泡、もしくはその両者によって生じているのか調査するために、微粒子と酸素気泡が微少量発生する陽極下及び水素気泡のみ微少量発生する陰極下において1次元LDV計測を実施した。その結果両者においても同程度の流場変化が生じていたため、少なくとも微少量の気泡の影響によって流場が変化するという事がわかった。電解沈殿法によって発生する微粒子の粒子径計測を実施した。計測は背景照明と直接撮影を用いた手法によって行われた。粒子はCCDカメラの解像度以下であったため、粒子径は1μm以下という事が分かった。研究代表者が以前実施した電解沈殿法下のLDV計測においては、トレーサとなる粒子分布の偏りによって計測結果にバイアスが生じている可能性があった。そこで、計測データのヒストグラムの調査、また流路にトレーサ粒子を十分に追加した状態での計測を実施することにより、バイアスエラーの影響について検証し、実際に流場が変化していることを確認した。電解沈殿法の鉛直方向速度成分への影響を調査するため、LDV計測システムの2次元化及び2次元2成分PIV計測システムの導入を実施した。また摩擦抵抗の直接計測のためのせん断力計の予備計測を実施した。電解沈殿法による流場変化には少なくとも微少量の粒子が影響している事を明らかにした。また微粒子の粒子径がナノスケールであることを明らかにした。また2次元速度成分計測のための計測手法の導入及び摩擦抵抗の直接計測のための予備計測を実施し、2次元速度成分や摩擦抵抗への影響を検証出来る設備を構築した。以上より、研究課題が順調に進展できているものと考えている。昨年度、乱流中で電解沈殿法を行うと微小気泡のみが発生する陰極下においても、微小粒子と気泡が発生する陽極下と同程度の流場変化が得られること、また微小粒子の粒子径はナノスケールであることが分かった。これより電解沈殿法による流場変化は微小気泡の影響が支配的である事が示唆された。そこで本年度は、微小気泡のみによる抵抗低減の検証を行った。また電極を電解沈殿法で用いられる導電性銀塗料からアルミニウムに変更し電気分解を行い、微小気泡のみを発生させた。実験は水平チャネルにおいて行われ、断面内平均流速は1m/s、レイノルズ数Remは約20000であり、最大300mAの電流を印加し電気分解を行った。まず電極の下流にせん断力センサーを設置して抵抗低減の直接計測を試みたが、電極が発生する磁場により磁気抵抗効果が生じひずみゲージの抵抗係数が変化してしまうため、計測を行う事は不可能であった。次にSIT(Shadow Image Technique)により気泡径を計測したところ、気泡径の最頻値は電流値に依らず510μm程度であるが、平均気泡径は増加する事がわかった。またPIV(Particle Image Velocimetry)により気泡が流場に与える影響を評価した。本計測では液相速度に気泡速度が含まれている可能性があるが、壁面近傍のレイノルズ応力分布の減少を確認した。レイノルズせん断応力と摩擦抵抗との間に成り立つ恒等式であるFIK恒等式を用いて摩擦抵抗係数に対する乱流成分の減少量を定量化したところ、平均ボイド率2.9E-4%という非常に小さいボイド率にも関わらず約6.4%乱流成分が減少することが明らかになった。また四象限解析により、この乱流成分の減少は乱れエネルギーの生成に寄与しないOuter interaction及びInner interactionの頻度が増加に起因することが分かった。電気分解により微粒子と気泡を発生させる電解沈殿法を乱流中に適用した際の流場変化メカニズムを明らかにし,抵抗低減手法へ発展させる研究である.微粒子及び気泡の形状計測をし,微粒子の直径はマイクロスケール未満,微小気泡の直径は5100μm程度である事が分かった.次にチャネル乱流中における流場変化を計測し,微粒子の流場への影響は小さく,微小気泡の流場への影響が支配的である事,微小気泡により主流方向速度の低下,乱流強度の増加,レイノルズ応力の低下が生じる事が分かった.またボイド率2.84E-4 %という非常に小さなボイド率にも拘わらず,乱流成分が6.4%減少する事を確認した.平成28年度に構築した2次元LDV、PIV計測装置を用いた主流及び鉛直方向の平均流速分布、レイノルズ応力分布への影響

調査粒子、気泡径の計測、摩擦抵抗の直接計測を実施し、電解沈殿法による流場変化メカニズムを明らかにする。またそのメカニズムに即した、摩擦抵抗低減の大きい電極形状を提案する。船舶海洋工学物品費が想定よりも少額であったため。次年度予算と合わせて、物品費、旅費、消耗品費として支出する予定である。
海外における松方コレクション関連資料の収集と公開

国立西洋美術館は、川崎造船所社長であった松方幸次郎により主に1920年代に収集された美術品コレクションの一部を基盤として設立された。松方は1万点に及ぶ美術品を収集したとされるが、松方側に購入記録がなく、多くの作品も散逸したため全体像は不明である。国立西洋美術館はこれまで松方コレクション関連資料を断片的に入手してきたが、海外アーカイブズ等の調査や研究資料の整理・公開は不十分であった。これを踏まえ、本研究では松方コレクション及びそこに含まれる作品に関する資料の系統的な収集と分析、公開を目指した。平成24年度は、松方コレクションに関連した展覧会図録をリスト化し、同時に国立西洋美術館に保管される図録の整理にもあたった。その対象範囲は当初、松方が取得した作品が展示された展覧会としたものの、個々の図録を精査すると、各展覧会における松方コレクションとの関わり方は多様であることが判明し、初年度はリストの範囲と方針の決定、分類作業を行うにとどまった。その他館外保管の資料に関しては分散範囲を把握して調査の重点個所を特定し、その一つである米国議会図書館で松方幸次郎著の文献の収集を行った。前年度の成果に基づき、平成25年度は展覧会開催情報を一覧にした「松方コレクションに関する展覧会: 1922-1960年」をインターネット上で公開した。これは1989年に公刊された同種の成果を更新するものであり、さらなる研究資料収集・整理の足がかりとなるものである。これを踏まえて海外アーカイブズでの調査を行う予定であったが、平成25年6月、本研究渡航先のフランス・パリで研究代表者の大屋美那・国立西洋美術館主任研究員が病のため急逝し、計画遂行を断念せざるを得なくなってしまった。多くの課題を未解決のまま残すこととなったが、将来、また別の形で松方コレクション研究を再開し、その成果を公にしていきたいと考えている。本科学研究費による研究では、松方幸次郎および松方コレクションについての資料を集約、分類し、今後の研究資料として公的に活用することができるように利用態勢を整えることを目的としている。これに合わせ、これまで知られることのなかった資料の収集を進める。平成24年度は、松方コレクション関連資料全体のうち、まずは同コレクションに関連した展覧会図録をリスト化すること、その際国立西洋美術館内に保管されている図録の整理にあたること、その他館外保管の資料に関してはその分散範囲を把握し、重点的調査箇所を特定、実地調査および資料の収集を行うことを目標とした。このうち、松方コレクションを対象とした展覧会図録については、まずはその定義が問題となった。松方が取得した作品が展示された展覧会という定義したものの、個々の図録を精査すると、各展覧会における松方コレクション関連作品との関わり方には多様性があることがわかった。展覧会開催が松方購入以前か以後か、松方コレクションと明記しているか否か、同コレクションに組み込まれた作品の展示規模などの違いがあり、平成24年度はそのどこまでをリストに組み込むかという方針を決定し、分類作業を行った。その他館外保管資料調査では、フランスおよびアメリカに残る資料の追加収集を行うことを目指し、アメリカにおいては議会図書館で松方幸次郎著の文献を収集した。フランスについては年度内に調査を行うことができなかったため、平成25年度に今年度分の調査を合わせて行うこととする。

海外における松方コレクション関連の資料収集については、当該年度ではアメリカ合衆国議会図書館での調査を行い成果を上げたが、ヨーロッパの機関については、各機関にどのような資料が保管されているのかを確認する作業に時間を要したこと、調査のための日程を組むことができなかったことにより、実際に訪問調査を実施することができなかった。また、研究資料の公開に向けたシステム構築に関しては、まずは松方コレクション関連展覧会図録について着手したが、各展覧会の性質が予想以上に多様であったため、同カテゴリーの定義の検討に時間を多く要し、実際の公開には至らなかった。松方関連資料の収集に関しては、当該年度にリスト化したヨーロッパ各国の関連資料保管機関を中心として訪問調査を行い、資料の収集を進める。さらに、各資料の内容や保管の経緯などを分析し、松方コレクション関連資料の全体像の把握を行う。最終的には同コレクション関連資料全体の広がりと内容を精査した報告書を作成することを目標とする。合わせ、これまでに収集した資料でとくに欠けているものが目立っていた松方幸次郎自著の文章について、さらに収集を進め、これだけのコレクションを実現した人物像についての理解を深める。これらの資料の公開に向けては、まずは展覧会図録リストを公開し、その後、その他資料の分類、検索のための情報の整理、公開/非公開の定義などをそれぞれ検討し、システムを構築する。次年度は、当該年度に実施できなかったヨーロッパ、とくにフランス、ドイツの各機関の保管資料の収集を実施し、収集した資料の分析を進める。調査対象となるのは、国立美術館資料室(パリ)、外交資料館(ナント)、ドイツ美術史資料館(パリ)、ウィルデンシュタイン研究所(パリ)。国立美術館資料室(パリ)所蔵のベネディット・アーカイヴについては、これまでにその一部を取得しているが、そのなかから、ベネディットが作品収集でコンタクトをとった画廊および作家のリスト、松方コレクション返還プロセスが進行する中で貸し出された展覧会のリストを作成する。これらの個別の画商名や美術館/展覧会名はこれまでまとめられたことがなく、こうしたリストに基づき、新たに関係画商や美術館の調査に方向を進めることにより、松方コレクションに含まれる作品の来歴や展覧会歴が明らかになる。松方幸次郎氏著作関連については、引き続き収集資料の分析を行う。当該年度にリスト化を進めた松方関連展覧会図録については、そのリストの公開を開始し、その他の研究資料については分類に着手する。
アストログリア細胞の増殖に及ぼす神経細胞由来の液性因子の効果

幼若型並びに分化型の神経細胞ならびにアストログリア細胞の培養系を確立した。培養神経細胞より条件培養液を回収しこのなかに含まれる液性因子のグリア細胞に対する増殖効果を以下のような実験系を用いて検索した。神経細胞由来液性因子のグリア細胞の増殖に与える効果を、細胞数の測定ならびに3H-チミジンの取り込み実験により検索した。幼若ならびに分化型神経細胞より得られた条件培養液を幼若ならびに分化型アストログリアに48時間処置したのち細胞数を測定した。、幼若型グリア細胞では2種類の神経細胞由来条件培養液投与により有意な増殖の亢進が認められた。一方成熟型グリア細胞では増殖の促進は明らかではなくむしろ増殖抑制傾向を示していた。チミジン取り込み実験によっても幼若グリア細胞は神経細胞由来液性因子の処置により著明な取り込み亢進が見られたが、成熟グリア細胞では取り込みの亢進が見られたが、成熟グリア細胞では取り込みの亢進は見られなかった。以上のごとく幼若ならびに分化型神経細胞由来の液性因子にはグリア細胞を増殖させる因子が含まれていることが明らかとなった。またこれらの増殖因子は幼若グリアに対しては増殖能を持つのに対し、成熟型に対しては増殖能を持たなかった。これらの反応の違いはアストログリア細胞の分化階段の違いにより液性因子に対する増殖応答性が異なっている為と考えられた。分化型グリアでは神経細胞由来に液性因子に対してむしろ増殖抑制反応を示しており、神経細胞には増殖促進効果とともに抑制効果も共有していることが推察された。性体内でも神経系の発達階段や障害に対するアストログリアの反応性は、グリア細胞の分化階段の違いにより神経細胞由来の増殖因子に対し異なっていると考えられた。ラット胎児(胎生18日)の大脳皮質より神経細胞の1次培養を試みた。その結果株化グリア細胞より得られた条件培養液を培地に加えることにより神経細胞を2週間以上生存させることが出来た。またMAP IIによる免疫細胞化学により培養細胞の95%以上が神経細胞であることが確認された。この一次培養神経細胞と株化神経芽細胞を血清を含まないDMEM培地で培養することにより神経細胞由来の条件培養液を回収することができた。新生児ラット(生後4日)の大脳皮質よりアストロサイトの一次培養を試みた。トリプシン処理と機械的分散法を併用することにより安定したグリア細胞の一次培養が可能であった。またGFAPによる免疫細胞化学により培養グリアの95%以上はアストロサイトであることが確認された。この一次培養アストロサイトは数台に渡る継代培養が可能であった。幼若型アストロサイトとしてラットグリオーマ細胞由来のC6細胞株を購入した。形態的特徴並びにGFAP免疫細胞化学によりこの細胞は幼若アストロサイトの特性を備えていることが明かとなった。以上のように神経細胞並びにアストロサイトの分化型及び幼若型細胞の培養系での維持が可能となった。又神経細胞よりの条件培養液の回収についても目的通りのものが得られた。一次培養神経細胞・アストロサイトの免疫細胞化学的検索により各々95%以上が神経細胞のアストロサイトであることが確認されたが、小数の目的外の細胞の混入が認められた。これらの目的外の細胞の存在が神経細胞由来の条件培養液の組成にどのような影響を与えているか、又この条件培養液に対してグリア細胞の増殖がどのように評価されるか今後検討を要する問題点である。ラット胎仔(胎生18日)の大脳皮質より分化型神経細胞の一次培養を試み、神経細胞を長期生存させることが出来た。この分化型一次培養神経細胞と幼若型株化神経芽細胞より神経細胞由来の条件培養液を回収することが出来た。

新生児ラットの大脳皮質よりアストログリアの一次培養を試み、安定した分化型グリア細胞の一次培養が可能であった。幼若型アストログリアとしてC6細胞株を使用した。以上のように神経細胞ならびにアストログリアの分化型および幼若型細胞の培養系での維持が可能となった。これらの細胞を用い以下の実験を行った。神経細胞由来液性因子のグリア細胞の増殖に与える効果を、細胞数の測定ならびに3H-チミジンの取り込み実験により検索した。神経細胞の条件培養液の48時間処置により、幼若型グリア細胞では2種類の神経細胞由来条件培養液投与により有意な増殖の亢進が認められた。一方成熟型グリア細胞では増殖の促進は明らかではなくむしろ増殖抑制傾向を示していた。チミジン取り込み実験によっても幼若グリア細胞は神経細胞由来液性因子の処置により著明な取り込み亢進が見られたが、成熟グリア細胞では取り込みの亢進は見られなかった。以上のごとく神経細胞由来液性因子にはグリア細胞を増殖させる因子が含まれていることが明らかとなった。またこの増殖因子は幼若グリアに対しては増殖能を持つのに対し、成熟型に対しては増殖能を持たず、細胞の分化段階により液性因子に対する反応性が異なっていた。生体内でも神経系の発達段階や障害に対するアストログリアの反応性は、グリア細胞の分化段階の違いにより神経細胞由来の増殖因子に対し異なっていると考えられた。
極限性能半導体レーザの研究開発

本研究は、半導体レーザの極限性能、即ち光の振動周波数(数百THz)程度までの極限的周波数応答を実現するための基礎検討を進め、現在の4,000倍以上に相当する100Tb/s超高速伝送のための基礎技術を実現しようとするものである。