hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地域生活記憶集積メカニズムの解明とアーカイブ施設の社会実験及びその運営手法の構築

戦後日本で多く建設されてきた計画住宅地における生活記憶の蓄積のメカニズムを、個人レベルから地域集団レベルまで分析した。UR赤羽台団地を中心としながら、高蔵寺ニュータウンなどを比較対象とした調査を実施したところ、個人レベルでの生活記憶の蓄積と、集団レベルでの生活記憶の蓄積の仕方が、異なる方法で行われつつあることが分かった。個人レベルだと個人的記憶や個人で残している書類や写真などを媒介にして記憶が蓄積される一方で、集団レベルでは、お祭りや行事などが集団の記憶の蓄積と世代を超えた再生に寄与していることが分かった。この点を踏まえて、計画住宅地のアーカイブ計画をする必要があることを明らかにした。I.地域生活記憶集積メカニズムの解明に関わる研究I-1.赤羽地域での居住者の生活記憶情報及びその媒体の収集分析を、赤羽台団地の仮設アーカイブ施設(あつまリビング)を拠点として行うアクションリサーチ:原則毎週土曜に開設する仮設のアーカイブ施設を拠点としながら、団地居住者へ生活史的ヒアリングを行い、あわせて生活記憶のよすがとなる物品の系統的収集・記録、分析といった博物館活動を通じて得られた諸情報を行った。現在、記憶集積メカニズムを解明中。I-2.国内アーカイブ活動に関わる調査研究:国内の、計画住宅地の記憶集積に関わるアーカイブ活動にかかわる調査を行った。具体的には、軍艦島(長崎)、豊田市足助町(愛知)、高蔵寺NT(愛知)、国立民俗学博物館(千葉)を対象とした。I-3.海外アーカイブ活動に関わる調査研究:欧米の計画住宅地における、アーカイブ活動とその施設に関わる事例研究をおこなった。具体的には、スカンセン野外博物館(スウェーデン)、ロンドン近郊の田園都市(イギリス)、デインデン団(タイ)、萬芳国(台湾)、ハンブルグにおけるオーラルヒストリー活動(ドイツ)について調査を実施した。II.アーカイブ施設の社会実験及びその運営手法の構築に関わる研究II-1.毎週土曜にに開設するアーカイブ活動:上記の仮設アーカイブ施設の収集・分析・展示機能を漸進的に整備しし、居住者の生活拠点の一つになるような場の創出を実践中。新たに、団地周辺における「ピクニック」を3回催し、団地内コミュニティ活動の一環と、アーカイブ活動をミックスした活動を展開した。II-2.隔月に開催する公開勉強会:人間環境学会との共催によるシンポジウムの開催。夏祭りに、上記活動の展示会を開催した。II-3.年2回開催する小企画展:「アーカイブ展示会」「団地の記憶展示会」「卒展(かかわった学生の学習記録の発表の場)」を実施した。今年度も昨年度に引き続き、国内外における地域生活空間における記憶集積に関する事例調査を行った。具体的には、海外では台湾、ミャンマー、イギリス、ドイツにおける調査を行ったが、イギリスとドイツでは関連文献並びにDVDの翻訳を行った。またイギリスでは、近代初期のハウジングの黎明期における建物保存やそのアーカイブ施設に関する実態調査を行うことができた。国内では、引き続き、赤羽台団地における社会実験として、大学院生主体の組織である「赤羽台プラス」を中心に、生活記憶を契機としたコミュニティ形成のための定期的実験イベントを開催した。この一連の社会実験の初期には、URから貸借した空家となった店舗を具体のアーカイブ施設として実験的運用を行ったが、今年度から団地建て替え事業に伴って同施設が解体となったため、地元自治会やURの協力のもと、常設展ではない形での社会実験の展開を行いつつある。ここで分かったのは、常設の空間がなくとも、生活記憶の集積過程としての中間集団を巻き込んだイベントによって、複数の関心事を持つ社会層が出会う場を創造できる可能性があるという発見である。また、高蔵寺ニュータウンにおいて発行されてきたタウン誌の記録保存とその分析も、進みつつあり、また一方で、赤羽台団地を中心に行ってきた、社会実験のノウハウを、次年度に千葉の海浜のニュータウンや横浜の洋光台団地などに適用する可能性も出てきた。こうした一連の社会実験的活動の中間とりまとめとして、今年度は11月に京都において、公開研究会「地域生活記憶集積メカニズムの解明と社会実験及びその運営手法の構築」を実施した。昨年度に引き続き、UR赤羽台団地を対象として、昭和37年に建設されてから現在建替途上にある同団地における生活記憶の継承装置としての団地アーカイブ施設の運営を、社会実験として行った。2012年度においてはURから借用している空き店舗の適宜改装を伴いつつ、これまで単に物品展示に終始してきた同アーカイブにおいて、カフェ機能を併設し、団地内外の地域の居場所づくりという、新たなアーカイブ施設の機能展開の可能性を追求した。その結果、常連とも呼べる、新たな団地内人間関係の構築にも寄与することが分かった。団地の客観的歴史と、運営の主体となっている学生の駐在という二つの要素が、新たな場の構築に寄与しうるという結果が得られた。また一方で、団地自治会と共同でアンケートならびにインタビュー調査を行い、高齢化が進む同団地における支えあいの可能性と団地の記憶継承の可能性についての分析を行った。その結果、団地内にはさまざまな支えあいの契機となる人間集団が形成されており、それらが自治会のようなフォーマルな組織から、複数人という小集団まで様々なタイプがあることが判明し、そのうちの一つとしてアーカイブ施設を取り巻く人間関係も挙げられることが分かった。こうした、身近な歴史を取り扱う場をオープンにしておくことの、地域社会としての可能性を確認できた。さらに、上記のような活動の成果を、年度末に、北区飛鳥山博物館と共同で発表することができ、地元のCATV等でとりあげられた。一方で、従来から継続的に行っている、国内外の居住地におけるアーカイブ施設の事例調査も引き続き行っている。

特に、ドイツ、ハンブルグにおける戦時中から継承される団地に関するアーカイビング活動が、オーラルヒストリーの記録保存とともに多様に展開しているという先進的事例を発見することができた。国内外における生活記憶の集積のための諸活動がどのように行われつつあるのかを調べるための調査を、研究分担者が手分けして行った。国内においては特に、昨今産業遺産として注目されつつある、日本の産炭施設の遺構をめぐる記憶保存の諸活動に関する調査を行い、なかんずく、生活の場であった炭鉱住宅街における生活記憶の集積状況について全国的な把握を行った。さらに、一連の本研究の中間的とりまとめとして、日本民俗学会との協力のもと「2014国際シンポジウム「“当たり前"を問う!ー日中韓・高層集合住宅の暮らし方とその生活世界ー」(2014年10月4日(土)、於:成城大学)」を実施し、「当たり前」の把握の仕方、既述の仕方、記憶の仕方について、多方面からの考察を深めることができた。一方で、赤羽台団地における生活空間の記憶装置に関わる社会実験の継続として、学生主体の団体である赤羽台プラスの活動を中心にして、団地内の共用空間を利用した、アドホックな形での居住者共同の記憶づくりに関するワークショップを実施し、固定的なアーカイビング施設ではない形での記憶集積に関わる実験的研究を行うことができた。さらに、これら一連の社会実験的な取り組みの発展形として、千葉市の海浜部における団地の生活記憶集積装置の試験的運用を行った。今年度は、当該研究の一連の最後の年であるので、赤羽台団地におけるアーカイブ施設運営においては、テンポラリーな場所の設営をもとにした、記憶を媒介とした異世代交流の社会実験を行った。具体的には、赤羽台団地を舞台とした旧い映画の上映会を、新旧居住者と交えて行うことにより、異世代が同時に記憶を追体験できる活動の評価を試みた。さらに、日本建築学会、日本民俗学会においては、本研究課題に即した雑誌論文の刊行を行い、これまで本研究によって明らかになった諸事実を中心に、学術界にフィードバックしている。また、当初から予定していた、本研究成果を国際的に問うための国際シンポジウム「ニュータウンにおける記憶の蓄積」を2016年1月に開催し、「ニュータウンにおける記憶の蓄積」大月敏雄(東京大学)、「パリと東京のニュータウンのパラダイムの比較」セシル・浅沼=ブリス(フランス国立科学研究センター北アジア地域事務所・副所長)、「中国と日本の原風景の違い」周静敏(同済大学建築都市計画学院・教授)、「千里ニュータウンでの記憶の蓄積」鈴木毅(近畿大学建築学部・教授)、「赤羽台団地における記憶蓄積の社会実験」赤羽台プラス(東京大学+日本女子大)の報告を受け、本科研メンバーがそれぞれ、これまでの研究で蓄積した観点から、コメントを行い、討議を行った。このような研究活動を踏まえ、個人レベルでの生活記憶の蓄積と、集団レベルでの生活記憶の蓄積の仕方が、異なる方法で行われつつあることが分かった。
ギャラニン受容体２型導入による頭頸部癌遺伝子治療の前臨床研究

頭頸部癌は,予後不良な疾患であり新たな治療法の開発が必要である.GALR2は頭頸部癌では癌抑制遺伝子考えられている.GALR2を頭頸部癌細胞にアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを用いて頭頸部癌由来の細胞株に導入したところ90%以上の細胞に遺伝子発現を認めリガンド刺激により強力な殺細胞効果を得た.更に,Annexin-Vおよびsub-G0/G1期の有意な増加が認められ,殺細胞効果はcaspase非依存性にERK1/2を抑制し,アポトーシス促進蛋白であるBimの活性化によることが認められた.以上の結果は,頭頸部癌遺伝子治療にGALR2発現AAVベクターが有用であることを示唆する.頭頸部癌の治療は,現在,外科的治療を中心に放射線治療・化学療法がおこなわれているが十分な治療効果が得られていない.このため新たな治療法の開発が必要である.本研究はこれまで累積してきた基礎知見を基に,GALR2遺伝子を生体内に導入することによる新たな分子標的治療システムを開発することが目的である.これはGALR2が頭頸部癌に対してアポトーシスを誘導することは見出したことが発端である.GALR2は頭頸部癌においてp27, p57, cyclin D1などのいわゆる細胞周期調整蛋白と関連し細胞周期を抑制するとともに強力なアポトーシス誘導作用をもち細胞増殖抑制に関与している.この一方で,臨床応用を考えた場合,Drug Delivery System (DDS)が重要となる.今回の研究では,癌抑制遺伝子のとしての効果が確認されたGALR2を頭頸部癌細胞にアデノ随伴ウイルスベクタ-を用いて導入し,GALR2の治療効果を確認するとともに臨床応用を視野に生体に導入可能なシステムを確立することを目的とする.前年度の研究では,頭頸部癌に対する遺伝子治療に適するAAVベクターを確認するため最近開発された血清型2型から9型までのレポーター遺伝子を含むAAVベクター(rAAV2LacZ-rAAV9LacZ)を作成し遺伝子導入効率を検討した.その結果,頭頸部癌に対しては2型のAAVベクターを用いた場合,最も遺伝子発現効率が良いことを見出した.更に,rAAVGALR2作成に必要なAAVGALR2発現プラスミドを構築し,このウイルスを293細胞に遺伝子導入することにより293細胞内での発現を確認した.今年度は,更に,研究をすすめrAAVGALR2を頭頸部癌に感染させ,免疫組織学的およびウェスタンブロット法で癌細胞内での発現を確認した.また,リガンド刺激を行うことにより細胞数が減少することを確認した.頭頸部癌の進行例では新たな治療法の開発が必要である.本研究はこれまで蓄積してきた基礎的知見を基にGALR2遺伝子を生体内に導入することによる新たな分子標的治療システムを開発することが目的である.GALR2は頭頸部癌においては癌抑制遺伝子考えられ,この抑制は頭頸部癌の発癌に関連するものと思われるこの一方で,GALR2の治療用遺伝子としての作用も期待されている.今回の研究では頭頸部癌に対する癌抑制遺伝子としての効果が確認されたGALR2を頭頸部癌細胞にアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを用いて導入し,GALR1の治療効果を確認するとともに臨床応用を視野に生体に導入可能なシステムを確立することを目的として研究を行った.AAVベクターの頭頸部癌細胞への遺伝子導入効率の検討:AAVベクターの血清型別に頭頸部癌細胞への感染効率を比較したところAAV2型の感染効率が最も高く,頭頸部癌細胞に対するベクターとしては最適と考えられた.GALR2発現AAVベクターの構築と遺伝子導入,殺細胞効果の検討:GALR2発現AAVベクターを構築し,2種類の頭頸部癌由来の細胞株に導入したところ90%以上の細胞に遺伝子発現を認め,リガンド刺激により強力な殺細胞効果を得た.GALR2発現AAVベクターによる殺細胞効果の発現機序の検討:GALR2を導入後にリガンド刺激を行うとAnnexin-Vおよびsub-G0/G1期の有意な増加が認められ,殺細胞効果はアポトーシスの誘導によるものであることが認められた.更に,情報伝達経路の解析から,GALR2発現AAVベクターによる細胞死は,caspase非依存性にERK1/2を抑制し,アポトーシス促進蛋白であるBimの活性化によりもたらされることが示された.以上の結果は,頭頸部癌遺伝子治療の新たなツールとしてGALR2発現AAVベクターが有用であることを示唆する.頭頸部癌は,予後不良な疾患であり新たな治療法の開発が必要である.GALR2は頭頸部癌では癌抑制遺伝子考えられている.GALR2を頭頸部癌細胞にアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを用いて頭頸部癌由来の細胞株に導入したところ90%以上の細胞に遺伝子発現を認めリガンド刺激により強力な殺細胞効果を得た.更に,Annexin-Vおよびsub-G0/G1期の有意な増加が認められ,殺細胞効果はcaspase非依存性にERK1/2を抑制し,アポトーシス促進蛋白であるBimの活性化によることが認められた.以上の結果は,頭頸部癌遺伝子治療にGALR2発現AAVベクターが有用であることを示唆する.頭頸部癌の治療は,現在,外科的治療を中心に放射線治療・化学療法が行われているが,十分な治療効果が得られていない.このため新たな治療法の開発が必要である.

本研究はこれまで蓄積してきた基礎的知見を基にGALR2遺伝子を生体内に導入することによる新たな分子標的治療システムを開発することが目的である.これはGALR2が頭頸部癌に対してアポトーシスを誘導することを見出したことが発端である.GALR2は頭頸部癌においてp27,p57,cyclin D1などのいわゆる細胞周期調整蛋白と関連し細胞周期を抑制しするとともに強力なアポトーシス誘導作用をもち細胞増殖抑制に関与している.このためGALR2の抑制は頭頸部癌の発癌に大きく寄与するものと思われGALR2の治療用遺伝子としての作用が期待される.この一方で,臨床応用を考えた場合,いわゆるDrug Delivery system (DDS)が重要となる.今回の研究では頭頸部癌に対する癌抑制遺伝子としての効果が確認されたGALR2を頭頸部癌細胞にアデノ随伴ウイルスベクターを用いて導入し,GALR2の治療効果を確認するとともに臨床応用を視野に生体に導入可能なシステムを確立することを目的とする.今年度の研究では,頭頸部癌に対する遺伝子治療に適するAAVベクターを確認するために最近開発された血清型2型から9型までのレポーター遺伝子を含むAAVベクター(rAAV2LacZ-rAAV9LacZ)を作成し,遺伝子導入効率を検討した.その結果,頭頸部癌に対しては2型のAAVベクターを用いた場合,最も遺伝子発現効率が良いことを見出した.更に,rAAVGALR2作成に必要なAAVGALR2発現プラスミドを構築し,GALR2を293細胞に遺伝子導入することにより293細胞内での発現を確認した.GALR2を発現するアデノ随伴ウイルスベクターを作成することができた.また,感染実験も順調であり,遺伝子発現も確認できた.更に,細胞増殖の抑制も確認でき,今後の解析の方向性が明らかになった.これまでの遺伝子治療実験の経験からアデノ随伴ウイルスベクター作成は順調に行えた.また,感染や遺伝子効率の評価実験もこれまでの経験を踏まえて順調に行うことができた.rAAVGALR2の導入により頭頸部癌に対する治療効果が期待できるが,その機序は,以前の安定細胞株を用いた実験ではp27, p57, cyclin D1などの細胞周期調整蛋白を調整し細胞周期を停止することによると考えられ,更に,強力なアポトーシス誘導作用が認められる.しかしながら,治療のためには一過性発現による殺細胞効果を検討する必要がある.今回,一過性発現の遺伝子導入システムでも細胞増殖抑制効果が認められたが,更に,未知の作用が存在していることも考えられる.このためAAVベクターにより遺伝子導入した細胞から前回のように蛋白質を抽出し,これらの細胞周期調整蛋白の発現をウエスタンブロット法で確認する.また,GALR2のアポトーシス誘導実験はこれまでの安定発現細胞株を用いた実験でも示されてきたが,この情報伝達経路に関しては十分には理解されていない.このため,今回のような一過性発現の遺伝子導入システムを用いて仔細にGALR2が誘導するアポトーシスの情報伝達系に関しても検討する.rAAVGALR2の導入により頭頸部癌に対する治療効果が期待できるが,その機序は,以前の安定細胞株を用いた実験ではp27, p57, cyclin D1などの細胞周期調整蛋白を調整し細胞周期を停止することによると考えられ,更に,強力なアポトーシス誘導作用が認められる.しかしながら,治療のためには一過性発現による殺細胞効果を検討する必要がある.
実験モード解析法に基づく音響透過損失評価法の開発と応用

これまでの防音設計における技術的な隘路事項の一つに、遮音性能の評価には大規模な音響実験室が必要であることが挙げられる。本研究ではこの問題を解決するための、精度的には多少粗くても、簡単な実験で静粛設計の指針が得られるような遮音性能(透過損失。以下、TLと略す)評価手法の開発を目指す。具体的には、(1)現場での使用環境、使用状況を反映したTL評価方法、(2)音響室不要のTL評価方法を開発中である。昨年度は200Hz以下の低周波数領域での検証にとどまっていたのに対し、今年度は音響、騒音の主要領域である1KHzまでを対象に、提案法の精度検証を行った。(1)平板の打撃点メッシュをより細かくして実験モード解析の精度を向上すれば、TLの評価精度も800Hzまでは十分である事を実験的に確認した。(2)低周波数領域に一部精度の劣化が見られたが、その原因は、この周波数における寄与の大きい振動モードの検出精度に問題があるためであることが分かった。(3)これらの知見を踏まえ、実験モード解析における条件設定(打撃点メッシングの設定、多点参照型曲線適合の採用など)を十分吟味する事により、提案する方法は、音響室無しでも、また現揚での実施に適した音響透過損失評価法としての実用性があることを確認した。具体的には、(1)現場での使用環境、使用状況を反映したTL評価方法、(2)音響室不要のTL評価方法を開発することにした。その第一歩として、ハンマリング加振による実験モード解析を用いた以上により,本提案法では,支持方法,大きさ,騒音環境下の影響を受けることなく音響透過損失の評価が可能であることが分かった。評価法について、理論式の導出、解析システムの開発を行った。本手法を低周波数領域でのTL評価に適用した。まず、数値解析を用いて精度を検証し、続いて平板模型により実験的に妥当性を確認した。得られた結果を以下に示す.(1)打撃試験データに基づく実験モード解析法と拡散音場理論を用いた,音響室不要の音響透過損失評価法を考案した.(2)提案法に基づく解析システムを構築した.(3)数値解析により,本手法の精度を従来の平面波音場モデルに基づく手法と比較し,提案法の制度を検証した.(4)平板模型に本手法を適用した結果,音響室での実験において不可欠な,境界条件による精度劣化を回避できることが示された.以上により,本提案法では,支持方法,大きさ,騒音環境下の影響を受けることなく音響透過損失の評価が可能であることが分かった。
細胞認識性キメラタンパク被覆型アパタイトナノキャリアを用いた幹細胞遺伝子発現制御

炭酸アパタイトはリン酸カルシウムの一種であり、従来のリン酸カルシウム法よりも生成する粒子サイズが微小になり、かつ細胞内の酸性環境により迅速に溶解するようになるため遺伝子導入効率を向上させることができる。本研究では炭酸アパタイトナノ粒子を用いてDNAやmRNA,タンパク質などの様々な生体高分子を極めて効率的に細胞内へ導入できる世界に類例のない手法を開発した。それに基き、炭酸アパタイトナノ粒子キャリヤー設計を、基礎研究から医療応用まで様々な応用の可能性を追求、提起した。ナノバイオテクノロジー的展開が可能になりつつあるバイオマテリアルを再生医療やドラッグ(遺伝子)デリバリーシステムに応用する目的で、細胞認識性の合成高分子と人工(キメラ)タンパク質を数年前当研究室が新たに発見した炭酸アパタイトに被覆し、主として再生医療用各種幹細胞への高効率遺伝子(タンパク質)導入と機能制御に応用した。本年はまず、炭酸アパタイトナノキャリアのより再現精度の良い調製法を検討することによりナノ粒子としての粒子分布の均一化も含めて構造制御を追及し、成功した。とりわけもう一つの課題であったナノキャリアの細胞認識性を高めるために糖鎖高分子のコーティングを施すプロセスが同時に均一粒子を作ることも併せて実現させうることを見出した。一方、ES細胞、EC細胞という通常ナノキャリアーの導入とその担持する遺伝子、DNAの発現を拒否しやすい細胞に対して、前述の炭酸アパタイトナノキャリアにフィブロネクチンという既存の細胞接着マトリックスを併せてEカドヘリンーFcキメラタンパク質という当研究室が新規に設計した細胞認識性バイオマテリアルをダブルコーティングすることにより高い効率で遺伝子を導入・発現させることに成功した。またそのメカニズムを解析するためにプロテインキナーゼ(PKC)の関与の有無についてその阻害剤を使った評価も開始した。当研究室で開発された炭酸アパタイト系ナノキャリアによるmRNA・siRNA・DNA・タンパク質の細胞内デリバリーシステムが高い生理活性/遺伝子発現効率を示す要因を解明するため、我々は遺伝子等のバイオ高分子の結合した炭酸アパタイト系ナノキャリア粒子が細胞表面に結合した後に、エンドサイトーシスによって細胞に取り込まれる過程に着目し、解析を行った。その結果、我々の遺伝子導入キャリアは、エンドサイトーシスの一種であるマクロピノサイトーシスという機構で細胞内に取り込まれていることおよびその経路ゆえにPH変化にすばやく応答したナノキャリアーの崩壊と遺伝子の分解が回避された事が確認された。また、本導入手法を用いて癌をはじめとする多くの疾患で大きな期待が寄せられている手法であるsiRNAを腫瘍細胞に導入し、本手法の有効性を確認した。さらに制ガン剤である、ドキソルビシン(DOX)を炭酸アパタイトナノ粒子に封入しSW480やNIH-OVCAR等の各種株化ガン細胞へのDDS効果を検討しフリーのDOX投与に比べ710倍の高い細胞殺傷効果があることを見出した。さらに透過型電子顕微鏡を用いてウシ血清アルブミン(BSA)と炭酸アパタイトとの複合体粒子の観察を行ったところ、複合体粒子が球状の形態を示すことが確認された。また、複合体粒子をpH6.0の酸性緩衝液に1分間浸漬するだけで粒子が溶解を始め、崩壊していく様子も確認することができた。この結果は、炭酸アパタイト粒子の酸性環境への応答性の高さを示している。また、本手法によるタンパク質の細胞内導入の効率を、フローサイトメーターを用いて評価したところ、投与後2時間で過半数の細胞にタンパク質が導入され、4時間後には90%以上の細胞にタンパク質が導入されることが確認され、本手法が非常に高い細胞内導入効率を示すことが確認された。当研究室で開発された炭酸アパタイト系ナノキャリアによるmRNA・siRNA・DNA・タンパク質の細胞内デリバリーシステムが高い生理活性/遺伝子発現効率を示す要因を解明するため、遺伝子等のバイオ高分子の結合した炭酸アパタイト系ナノキャリア粒子が細胞表面に結合した後に、エンドサイトーシスによって細胞に取り込まれる過程の解析を行った。その結果、炭酸アパタイトキャリアは、エンドサイトーシスの一種であるマクロピノサイトーシスという機構で細胞内に取り込まれて細胞内リボソームの低いpH変化にすばやく応答して崩壊し、包含されるDNA等の生理活性分子の分解が回避され、活性発現にいたることが判明した。炭酸アパタイトは、基礎実験から臨床応用まで、様々な生理活性分子を細胞内導入できる魅力的な手法であると言える。昨年度はこれまでのDNA、タンパク質、医薬に加えて、タンパク質の発現抑制法としてsiRNAを炭酸アパタイトにより導入することを検討した。炭酸アパタイトに、炭酸アパタイトにECMタンパク質であるフィブロネクチンを修飾したものを用いて、EC/ES各種幹細胞にsiRNAとGFP発現プラスミドを同時にトランスフェクションするとGFPの発現が抑えられることが確認された。またカチオンリポソームを修飾した炭酸アパタイトにGFP遺伝子を含有させた系をES細胞の単細胞培養系に接触させ高効率の細胞内取込みと遺伝子発現に成功した。これらのように我々の炭酸アパタイトを用いた生理活性分子の細胞内導入法では、ES細胞を含めた様々な細胞へ効率よく導入できることが確認された。このことにより、基礎科学的展開から臨床応用への可能性が見出された。
ヒト先天性脊柱側弯症における発症機序の解明と遺伝子診断法の確立

本研究の目的は、先天性脊柱後側弯症モデル動物(Ishibashi rat: IS)を用いて骨形成および形態形成関連遺伝子の発現動態と脊椎の構造異常との関係性を胎生初期から発症まで詳細に検討し、どの遺伝子がどの時期に発現低下する/過剰となることによって脊柱側弯が生じるのかを明らかにすることにある。ISの下位腰椎におけるAdh1, Aldh1a2, RarαのmRNA発現は、WTの同部位、及びISの比較的変形の少ない下位胸椎に比べ有意に低下していた。またISの血清レチノール濃度はWTに比べ有意に高値だった。ISの下位腰椎におけるBMP-2のmRNA発現はWTの同部位に比べ有意に低下していた。ISの下位腰椎の一次骨端核におけるRarα、BMP-2陽性細胞数はWTに比べ少なかった。これらの結果から、ISの下位腰椎においては、レチノール代謝経路のダウンレギュレーションに伴うレチノールの利用障害からHox遺伝子の発現が低下し椎骨の形態異常が生じている可能性や、レチノール代謝関連遺伝子群(Adh1, Aldh1a2, Rarα)とTrkCの発現の減少によってBMP-2の産生が抑制され椎骨の形態異常を生じている可能性が考えられた。ISの下位腰椎のmiRNA arrayによる解析では、miR-224-5pがWTの2倍以上の発現上昇, miR-194-3p, miR-9a-5p, miR-96-5p, miR-182が0.5倍以下の発現低下をしており、このうち骨、軟骨に関わるmiR-182に関してパスウェイ解析を行ったところ、破骨細胞の分化に関わるMITF,軟骨細胞分化を阻害するSmad7,骨芽細胞の増殖と分化を促進するSmad1の3経路を阻害することがわかった。このことからmiR-182が脊柱後側弯変形の進行に関与している可能性が考えられた。現在、ISにおける奇形椎の発生時期を組織学的に検討するために、胎生期の軟骨形成が終了する胎生12日を目安にその前後数日での胎仔を採取し、脊椎標本を作製後、HE染色、アリザリンレッド・アルシャンブルー染色を行っている。また、奇形椎の発生時期に合わせて椎骨よりmRNA・タンパク質を抽出し、先行研究でのDNA microarray解析で発現低下を認めたTrk(神経成長因子受容体)遺伝子群、レチノール代謝に関する遺伝子群を中心にRT-PCR、Western blottingなど遺伝子、タンパク質レベルでの解析を進めている。これらの解析結果により奇形椎を生じる原因となる候補遺伝子を同定し、脊椎側弯症患者の脊椎試料における解析により最終的にヒト先天性脊柱側弯症の原因遺伝子を特定し、脊柱側弯症の早期遺伝子診断法の確立を目指す。平成29年4月現在において脊柱側弯症患者の脊椎試料の確保が出来ずにヒトでの解析は開始できていない。群馬大学附属病院や県内外の整形外科病院にヒト脊椎の試料の提供を呼び掛けているが、当院の平年の手術数が0-1例程度のため未だ試料を確保できていない。今後は広域に提供を呼び掛けていく所存である。一方モデル動物の解析としてはこれまでの先行研究においてISの組織学的検討として、腰仙椎部における胎生期の一次骨化中心の異常を報告した。さらに遺伝子発現解析としては腰仙椎部におけるHox遺伝子群の発現異常を同定し、またDNA microarrayによる網羅的な遺伝子解析結果からISの腰椎部におけるTrk遺伝子群の発現低下を報告した。平成28年度からは、ISの腰椎におけるレチノール代謝系に関しての遺伝子発現解析を行い、レチノール代謝の際に働く酵素(Adh1, Aldh1a2)や下流の代謝産物であるレチノイン酸の核内受容体(Rara)の遺伝子発現の低下とISのレチノール血中濃度が高値であることを同定した。これらの結果から、ISにおいてはレチノールの利用障害、すなわち代謝障害により代謝経路がダウンレギュレーションされ、体節形成障害による分節異常から奇形椎が生じ脊柱側弯を呈している可能性が示唆された。これらの知見から、レチノール代謝系の遺伝子群においては、経路の下流に位置し生理機能活性を示すレチノイン酸や、その核内受容体群の遺伝子発現異常が奇形椎の発生、先天性脊柱側弯症の発症に特に重要であると考え、レチノイン酸やその核内受容体の選択的アゴニストを、ISの脊椎からの器官培養細胞や、ISの妊娠母体に投与することによる薬理的影響を検証する実験が進行中である。モデル動物の解析としては、これまでの先行研究においてISの組織学的検討として、腰仙椎部における胎生期の一次骨化中心の異常を報告した。

さらに遺伝子発現解析としては腰仙椎部におけるHox遺伝子群の発現異常を同定し、またDNA microarrayによる網羅的な遺伝子解析結果からISの腰椎部におけるTrk遺伝子群の発現低下を報告した。平成28年度からは、ISの腰椎におけるレチノール代謝系に関しての遺伝子発現解析を行い、レチノール代謝の際に働く酵素(Adh1, Aldh1a2)や下流の代謝産物であるレチノイン酸の核内受容体(Rara)の遺伝子発現の低下とISのレチノール血中濃度が高値であることを同定した。また、ISの腰椎の器官培養を行い、レチノイン酸やRaraのアゴニストによって刺激することによるRaraの発現を解析したところ、Raraのアゴニストの付加によりISの腰椎におけるRaraの発現は有意に増加した。さらに、レチノイン酸の付加によりコントロールラットと同レベルまでRaraの発現を増加させた。レチノールはRaraによって仲介されたRANKLを増やすことで骨吸収を刺激しており、器官培養の結果からはリガンドがISの腰椎のRaraに対して十分であれば骨吸収は正常に行われると考えられるが、我々のDNA microarrayの結果ではRANKLの発現レベルは上昇しており、Raraの発現低下によるRANKLを通した骨吸収の阻害により椎体異常をきたしている可能性は低いと考えられた。平成30年4月現在において、脊柱側弯症患者の脊椎試料の確保が出来ずにヒトでの解析は開始できていない。一方モデル動物の解析としては、モデルラットの腰椎において、Trk, Raraと相互作用のあるBMP2の発現が低下していることを同定した。In vitroの実験で、Raraの特異的なアゴニストとレチノイン酸はRaraを通してBMP2の発現を誘導し、BMP2はtrkCの発現を誘導することが知られている。これらの結果から、Rara, Trk,のBMP2を介した相互作用の破綻によるレチノール代謝経路のダウンレギュレーションがISの椎体異常の原因である可能性が高いと考えられた。一方で、脊柱後側弯の進行に関わる因子の解析を目的として、ISの脊柱変形進行の時期の観察と、ISの腰椎におけるmiRNA解析を行った。ISの腰椎にAlcian blue, Alizarin red染色を行い脊柱の形態を確認したところ、4日、1週時点では一次骨化中心の癒合と分裂、2週から4週時点では輪状骨端核の癒合と側弯変形の進行、6週時点では癒合椎の完成を確認した。miRNA arrayによる解析ではmiR-224-5pがコントロールの2倍以上の発現上昇, miR-194-3p, miR-9a-5p, miR-96-5p, miR-182がコントロールの0.5倍以下の発現低下を認めており、このうち骨、軟骨に関わるmiR-182に関してパスウェイ解析を行ったところ、破骨細胞の分化に関わるMITF,軟骨細胞分化を阻害するSmad7,骨芽細胞の増殖と分化を促進するSmad1の3経路を阻害することがわかった。まとめると、ISにおいてはmiR-182の発現異常により正常な骨成長が妨げられている可能性が考えられ、このことからmiR-182が脊柱後側弯変形の進行に関与している可能性が考えられた。本研究の目的は、先天性脊柱後側弯症モデル動物(Ishibashi rat: IS)を用いて骨形成および形態形成関連遺伝子の発現動態と脊椎の構造異常との関係性を胎生初期から発症まで詳細に検討し、どの遺伝子がどの時期に発現低下する/過剰となることによって脊柱側弯が生じるのかを明らかにすることにある。
癌の免疫学的監視機構からの逸脱におけるRCAS1分子の意義

我々が樹立したモノクローナル抗体(22-1-1)が認識する抗原(RCAS1)分子は、広汎なヒト癌細胞で発現が認められ、その発現の程度は、癌の進展や予後不良との間で強い相関が見出され、本抗原が癌マーカーとして非常に有用であることを明らかにしてきた。さらに、22-1-1抗体が認識する分子のcDNA(RCAS1)を単離し、リコンビナント蛋白を用いた実験で、活性化免疫細胞や造血系細胞などにおいて、RCAS1分子に結合する分子(RCAS1レセプター)が発現すること、活性化T細胞の増殖がRCAS1との結合により停止し、ついでアポトーシスが生じることを明らかにした。RCAS1レセプター陽性K562細胞を用いたシグナル解析にて、刺激後5分より約70kDaの分子のチロシンリン酸化が誘導された後、サイクリンD3の転写因子の一つであるSP1の量的減少に続いて、サイクリンD3の特異的な減少、高リン酸化Rb蛋白の減少が経時的に誘導されることによりK562細胞の細胞周期が停止し、さらに細胞死(アポトーシス)が誘導される事が明らかになった。この刺激後早期にリン酸化される蛋白分子の同定を目的として、K562細胞をRCAS1にて刺激5分後に抗リン酸化チロシン抗体(PY100)にてチロシンリン酸化蛋白を免疫沈降し、一次元SDS-PAGE電気泳動法にて展開後、目的蛋白を切出し、ゲル内トリプシン消化後マス・スペクトロメーターにて解析を行い、いくつかの候補分子の検出に成功した。現在、免疫沈降されたチロシンリン酸化蛋白を二次元電気泳動法にて展開する事で、さらに目的分子の純度を上昇させた後、マス・スペクトロメーターにて解析することで候補分子の再確認を行うと共に、候補分子に対する抗体を用いて検定を行っている。
ソルボサーマル反応による分子性複合酸化物の合成と光化学特性

人体に安全で優れた紫外線遮蔽能を有する新規紫外線遮蔽剤を開発することを目的として、陰イオン交換能を有する無機層状化合物である亜鉛-アルミニウム層状複水酸化物の層間に紫外線吸収能を有する芳香族化合物を包接した無機/有機ナノ複合体を作成し、その光化学特性について検討した。本研究では、亜鉛-アルミニウム系層状複水酸化物の層間に、6種類の紫外線吸収剤(4-ヒドロキシ-3-メトキシ桂皮酸、2-ヒドロキシ-メトキシベンゾフェノン-5-スルフォン酸、ウロカニン酸、4-ヒドロキシ-3メトキシベンジル酸、p-アミノベンジル酸および4,4'-ジアミノスチルベン-2,2'-ジスルフォン酸)を包接したナノ複合体の合成に成功し、これらの結晶構造、化学的安定性、紫外線遮蔽特性について検討した。いずれの有機化合物もUVB領域(290-320nm)の紫外線吸収能は優れているが、UVA領域(320-400nm)の光吸収特性は低い。これらの有機物を層間に包接すると、ホスト層との相互作用およびゲスト芳香族化合物同志のπ-π相互作用により、単独の場合より吸収スペクトルが長波長側にシフトし、UVA領域の光吸収能が増すことが明かとなった。また、有機化合物は紫外線により励起され活性ラジカルを生成することから、他の有機物の酸化を促進する触媒作用を示すが、層間包接により触媒活性が著しく抑制されることを見い出した。また、層状複水酸化物は、炭酸イオンとの親和性が高いため、層間に包接された有機紫外線吸収剤が空気中の二酸化炭素と反応し、層外に脱離することが懸念されるが、層状化合物/有機紫外線吸収剤ナノ複合体をシリカで被覆した3成分ナノ複合体とすることにより、有機成分の層外への脱離を著しく低減できることを明らかにした。なお,4,4'-ジアミノスチルベン-2,2'-ジスルフォン酸は二酸化炭素による層間脱離に対する安定性が最も優れており,空気を長時間バブリングしてもほとんど溶出しなかった。
小学校外国語活動の絵本型カリキュラムにおける文字指導のあり方

<研究内容>(1)ベトナムにおいて日本の小学校に使用可能な絵本の収集(5月)。ハノイ市内の教育省の訪問、小中高等学校の授業参観(5月)(2)「書く」活動が可能な英語絵本とEFLにおける文字指導の候補を比較検討(68月)。(3)指導案等の作成と文字指導の評価のためのチェックリストやルーブリックの作成(8月)。(4)文字指導を取り入れた絵本型カリキュラムに基づく授業を勤務校にて実施。(9月)(5)到達度や文字指導の在り方,評価方法等の精査(9月)。(6)より効果的な文字学習や書く活動を取り入れた絵本型カリキュラムの作成と実践に関するアンケート調査。(12月)。(7)フィードバックをもとにした冊子を配布,研究成果を香取地区の英語研修会で公表(2月)。≪研究の成果≫・市内の小学校教員のアンケートによると、文字指導が位置付けられた絵本型カリキュラムを提案したことで、教師のひたすら書いて覚えさせるといった指導に対する認識が変わってきた。・絵本型の活動にPhonemic Awareness Activityを取り入れたことで文字認識の一助となり、児童が意欲を継続させて活動し、文字習得ができるようになった。・評価基準を明確にした文字指導のルーブリックを作成したため、教員による授業評価が容易になった。・課題としては、Phonemic Awareness Activityの内容が豊富にあるため、どの学年で何を取り入れていくか今後も継続した取組が必要である。・こうした反省を踏まえ、移行期においては、系統性のある「書く」活動を校内で展開し、アルファベットの音韻認識を育てながら文字指導を円滑に進めていくことを大切にして指導にあたりたい。(12月)。
なんてん望遠鏡の観測データを用いた巨大分子雲の統計的研究

今年度は、1.銀河系中心方向の巨大分子雲と星形成に関する研究、2.巨大分子雲の形成メカニズムを理解するための分子雲形成の研究、3.NANTEN2望遠鏡の立ち上げを行った。1.銀河系中心方向の巨大分子雲と星形成に関する研究銀河系内の巨大分子雲の探査を進めるうち、銀河系中心方向に分子雲フィラメントを新たに発見した。この分子雲フィラメントは2MASSでの暗黒星雲との相関が非常に良く、フィラメントの一部の分子雲では、その端が中間赤外線で光っており、銀河面からの強い放射により照らされていることを明らかにした。また、CO(J=1-0)の輝線強度が非常に高い分子雲では活発に大質量星を形成をしていることを明らかにした。これらの大質量星までの距離が8kpcと測られており、この分子雲フィラメントの距離が8kpcと銀河系中心に近い位置にある可能性を示唆した。2.太陽系近傍の分子雲における分子雲形成の研究巨大分子雲の形成メカニズムを追うために、太陽系近傍の分子雲を用いてそれらの形成過程の研究を行った。これらの分子雲は質量が最も小さいもので0.01太陽質量と非常に小さく分子雲の種であることを明らかにした。理論モデルとの比較から、これらは熱的不安定によって形成され、形成後10^6年程度経っていることを明らかにした。この結果はAstrophysical Journalに12月にacceptされ、来年度の5月号に掲載される予定である。巨大分子雲をさらにCOの高励起線での観測を可能にするため、昨年度チリ・アタカマ高地に移設されたNANTEN2望遠鏡の立ち上げを行った。私は9月と1月にチリ共和国に滞在し、9月の滞在では、115GHz帯受信機の冷凍試験、光学系の調整を行った。この滞在中にFirst lightの受信に成功した。また、1月の滞在では、800GHz帯の観測を可能にするため、主鏡面の調整を行い、鏡面精度が26μmであることを確認した。ラスカンパナス天文台において取得した銀河面の一酸化炭素スペクトルのデータ約100万点の整理を行い、それらを天文学の汎用データフォーマットである3次元fitsに変換した。次に天文学で広く使用されているIDLを用いて以下のソフトの開発を行った。1.銀河系の分子ガスの大局的構造、運動を調べるために、fitsを読み込ませることによって、位置-速度(銀経-速度、銀緯-速度)、位置-位置(銀経-銀緯)のチャンネルマップを表示、出力するソフトを開発した。2.天文学で広く使用されているIDLを用いて巨大分子雲を同定するソフトウェアの開発を行っている。現在以下の段階まで完成した。2-1.3次元のfitsフォーマットのファイルを読み込ませることで、それぞれの位置の速度方向に存在する複数個のスペクトルに対してガウシアン近似を行い、そのパラメータを書き出す。2-2.銀河系の回転速度が一様と仮定して、ガウシアン近似によって得られたスペクトルの速度から、スペクトルまでの距離を推定する。まず、第一象限の一部の領域(銀経50°60°)に対してこのプログラムを実行した。その結果、銀河系内のいくつかの分子ガスの腕構造を確認した。
がん抑制機能をもつハイブリッド型リポソームの創製

1.ハイブリッド型リポソームの創製および物性評価平成7年度において、腫瘍細胞に対する抗腫瘍効果が明らかとなったハイブリッド型リポソームのミセル分子(ポリオキシエチレンアルキルエーテル,C_m(EO)_nm=1014,n=423)の疎水部および親水部をさらに幅広く変化させ、サイズを動的光散乱法により、膜流動性を蛍光偏光度測定により評価したところ、(リジミリストイルホスファチジルコリン(DMPC)/10mol%C_<12>(EO)_8およびDMPC/10mol%C_<12>(EO)_<12>ハイブリッド型リポソームはそれぞれ8090および120130mmの直径で約3週間にわたり安定であった。また、(2)DMPC/10mol%C_<14>(EO)_n系では、n=8において、約80nmの直径で長期間安定であることが明確となった。次に、膜流動性は(3)DMPC/10mol%C_<12>(EO)_n系では、nが412へと増大するに伴い増大し、DMPC/10mol%C_<14>(EO)_n系では、nが48へと増大するに伴い増大した。2.リンパ腺癌に対するハイブリッド型リポソームの抗腫瘍効果DMPC/10mol%C_m(EO)_nハイブリッド型リポソームのBリンパ腫瘍細胞に対する制癌効果において、m=12のときn=8,12およびm=14のときm=6,7,8の場合に顕著な増殖抑制効果(9196%)を示すことが明らかとなり、膜流動性と増殖抑制効果との相関性が示唆された。3.ハイブリッド型リポソームの制癌メカニズムハイブリッド型リポソーム添加直後の癌細胞の蛍光顕微鏡写真から、ホスファチジルコリンおよびミセル分子のみでは癌細胞に全く取り込まれていないが、ハイブリッド型リポソームの場合は癌細胞に膜融合によって取り込まれていることが明らかとなった。ハイブリッド型リポソームの(1)癌細胞への融合→(2)癖細胞膜の物性(疎水性,流動性など)が変化→(3)細胞膜に存在するレセプターのコンホメーション変化→(4)増殖因子のレセプターへの不適合、の機序で細胞増殖が抑えられるとの考え方を提案した。1,リンパ腺癌に対するハイブリッド型リポソームの抗腫瘍効果リン脂質としてジミリストイルホスファチジルコリン(DMPC),中性ミセル界面活性剤として鎖長の異なるポリオキシエチレンアルキルエーテル(Cm(EO)n,m=1014,n=423)から構成されるハイブリッド型リポソームを調整し,ヒトリンパ腫-ヒトBリンパ球ハイブリドーマに対する抗腫瘍効果をin vitroで検討したところ,(1)全てのハイブリッド型リポソームでDMPCのみから調整したリポソームおよびミセルにのみに比べ抗腫瘍効果が向上した。とくに,(2)C_<12>EOn(n=8,12)およびC_<14>EOn(n=6,7,8)から成るハイブリッド型リポソームは90%以上と顕著な増殖抑制効果を示し,ミセル分子設計の重要性が示唆された。

動的光散乱法によるサイズ測定および電子顕微鏡写真から,均一で安定な膜が得られており,臨床応用に有利であることが示唆された。蛍光顕微鏡観察からはハイブリッド型リポソームの腫瘍細胞への融合が明確となった。2,抗癌剤含有ハイブリッド型リポソームの抗腫瘍効果脂溶性ニトロソウレア系抗癌剤(BCNU)含有ハイブリッド型リポソームの脳腫瘍細胞に対する顕著な抗腫瘍効果が得られた。半減期はリン脂質のみから成るリポソームに比べ2倍向上しており,ハイブリッド型リポソームをドラッグキャリアーとして用いる有用性が示唆された。正常ラットを用い、ハイブリッド型リポソームを投与後の体重の経時変化および解剖後の臓器の剖検所見を観察したところ、コントロールと差がなく,副作用のないことが明らかとなった。1.ハイブリリッド型リポソームの創製および物性評価平成7年度において、腫瘍細胞に対する抗腫瘍効果が明らかとなったハイブリッド型リポソームのミセル分子(ポリオキシエチレンアルキルエーテル,C_m(EO)_nm=1014,n=423)の疎水部および親水部をさらに幅広く変化させ、サイズを動的光散乱法により、膜流動性を蛍光偏光度測定により評価したところ、(1)ジミリストイルホスファジルコリン(DMPC)/10mol%C_<12>(EO)_8およびDMPC/10mol%C_<12>(EO)_<12>ハイブリッド型リポソームはそれぞれ8090および120130nmの直径で約3週間にわたり安定であった。また、(2)DMPC/10mol%C_<14>(EO)_n系では、n=8において、約80nmの直径で長期間安定であることが明確となった。次に、膜流動性は(3)DMPC/10mol%C_<12>(EO)_n系では、nが412へと増大するに伴い増大し、DMPC/10mol%C_<14>(EO)_n系では、nが48へと増大するに伴い増大した。2.リンパ腺癌に対するハイブリッド型リポソームの抗腫瘍効果DMPC/10mol%C_m(EO)_nハイブリッド型リポソームのBリンバ腫瘍細胞に対する制癌効果において、m=12のときn=8,12およびm=14のときm=6,7,8の場合に顕著な増殖抑制効果(9196%)を示すことが明らかとなり、膜流動性と増殖抑制効果との相関性が示唆された。3.バイブリッド型リポソームの制癌メカニズムハイブリッド型リポソーム添加直後の癌細胞の蛍光顕微鏡写真から、ホスファチジルコリンおよびミセル分子のみでは癌細胞に全く取り込まれていないが、ハイブリッド型リポソームの場合は癌細胞に膜融合によって取り込まれていることが明らかとなった。ハイブリッド型リポソームの(1)癌細胞への融合→(2)癌細胞膜の物性(疎水性,流動性など)が変化→(3)細胞膜に存在するレセプターのコンホメーション変化→(4)増殖因子のレセプターへの不適合、の機序で細胞増殖が抑えられるとの考え方を提案した。
血管内皮の張力刺激に対するストレスファイバー形成メカニズムの解明

血管内皮の張力を受けストレスファイバーを形成し、しっかりと下部組織にはり付く過程で、何がおこっているのかを分子生物学的に探るのが本研究の目的である。阻害剤を使った予備的な実験で、血管内皮細胞の張力刺激に対するストレスファイバー形成に蛋白質のリン酸化が必須である事が示唆された。そこでまずラット生体から取り出した血管を用い、リン酸化チロシン抗体を使って張力刺激とリン酸化との因果関係を蛋白化学的に調べたところ、張力刺激により、90kDa付近の蛋白質(のチロシン残基)がリン酸化されることがわかった。さらにこの蛋白質の詳細な分子生物学的解析をするにあたっては、ラットから取りだした血管の内皮は量的にもまた精製度から言ってもそのまま使うには材料として不適当であると考えられた。そこで今回はヒト臍帯の静脈から血管内皮細胞の培養系を樹立しそれを薄いシリコンラバー上に培養して進展させ、まず上記のIn situの実験がIn vitroで再現できるか試みた。実際はステッピングモーターを使った培養細胞伸展装置を作成するのにかなりの時間をかけてしまったが、装置を完成させ、血管内皮細胞に継続的、もしくは周期的な張力刺激を与えることによって生体から取り出した血管と同じような形態変化を起こすことに成功した。今後は張力刺激を受けた細胞から蛋白質を抽出し、注目しているリン酸化蛋白質を電気泳動で分離同定後、切り出してアミノ酸配列を決定し既存の蛋白質と比較する。その後、新蛋白質であれば合成ペプチドで抗体を作らせ蛋白質の性質を明らかにするとともに、その抗体を使ってライブラリーをイムノスクリーニングにかけ、遺伝子をクローニングし、分子生物学的解析を進めていく予定である。
砕波ジェット着水に起因する気泡生成機構と気泡の非定常剪断流への寄与

本年度は、以下の研究を明らかにした。砕波ジェットのモデルとして貯水パイプにためられた水塊を瞬時に落下させ、水塊の水面への衝突に伴う混入気泡径及び発生から分裂さらに浮上にいたる気泡発達過程を評価する新たな解析法を開発した。気泡生成時に放射される音波をハイドロホンにより計測しウェーブレットパケット変換によりその発達過程を通じた気泡径を推算することによって発生する気泡はウェーバー数とフルード数によって5つの典型的なタイプに特徴化することができる。水中音を元にした計測法を多量の気泡が発生する実際の砕波に適用した。砕波フロントの到着直後、着水点の前後及びbubble clouds到達後で完全に異なる周波数帯の気泡音が確認された。砕波の局所的な流体運動に生成気泡の特性が大きく依存することが明らかになった。また、現地観測及び室内において生成微細気泡量の計測が行われ、実海域の気泡量が淡水を用いた室内実験より大きな値を示し、特にsawash zoneで急激な上昇が存在することが明らかになった。界面ステートに対する生成気泡の差異を界面活性剤を淡水中に混入させ室内実験を実行した。これにより安定した界面に発生する気泡は平均で非常に小さく、砕波形態に大きく依存することが明らかになった。上述の実験及び現地観測の結果により、砕波後の気泡の発達過程と気泡径について詳細な情報を得ることができた。これらの結果は、砕波後の気液二相流としての数値気泡モデルの定数を決定し気泡流計算を実行するために有効な情報である。砕波ジェット着水に伴う混入気泡の物理特性を解明するため基礎実験及び現地観測を行い以下に示す結果を得た.1.水中マイクロフォンによって気泡の体積変化に起因する水中音を受信し気泡の径を推定する手法を検証した.水中音の周波数解析により精度良く気泡径を予測することができる.2.静水に非定常ジェット水塊を落下させ,ジェット着水に起因する気泡の生成,発達特性を高速ビデオカメラを用いて調べると共に上述した水中音を基にした気泡の物理特性を明らかにした.生成気泡は,ジェット落下速度,ジェットの投影断面,ジェット着水継続時間に依存して5つのカテゴリーに分類できる.気泡の生成,分裂過程における瞬時の気泡物理特性は水中音をウェーブレットパケット解析することにより95%の精度で決定できる.3.実海域の砕波帯における現地観測により,砕波形態によって気泡生成過程は大きく異なる次の特性を有することが明らかになった.・ボア領域では,気泡はボアフロント前面に広がるバブルクラウドが確認され,気泡が一定の領域に集中する塊が無数に存在する.・巻き波砕波では,エアチューブに巻き付く帯状の気泡塊が存在する.この結果は,気泡がエアチューブが直接分解して発生するわけでなく,ジェットの着水点近傍の非常に狭い領域で混入することを示している.・気泡の発達方向の観測から,現在まで実験によってのみ確認されていた斜行渦が実海域にも存在し流体運動に影響を与えている.本年度は、以下の研究を明らかにした。