hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プレ・アカデミック英語コーパスの構築と「学習英語」の有用動詞コロケーションの特定

英語圏の小学校・中学校レベルの科学の教科書・教材図書・ビデオの本文・スクリプト・字幕および中学校レベルの歴史・地理の教科書の本文を電子テキスト化して約168万語の「プレ・アカデミック英語コーパス」を構築し、同コーパスにおける高頻度動詞やその共起語を調べ、日本の大学生の学習に有益と思われる表現を収集した。また、英語表現の習得を支援するためのウェブ学習システム「Smile」を開発した。Smileは一文ずつ例文を提示し、学生に記憶させた後、提示文の表示を消して学生に例文を再現させる「英文再現力養成システム」である。当面は登録人数を限定してシステムを運用し、次第に利用者を拡大していく予定である。本研究の目的は、大学で求められている学術英語と高校英語との乖離を狭めるため、英語圏の中等教育の英語を「プレ・アカデミック英語」と位置づけて英語圏の小学校高学年高校生用の教材(印刷物・ビデオ)から学習英語の書き言葉と話し言葉のコーパスを構築し、その特徴を分析して学術英語の前段階の「英語で学ぶための英語」の指導に役立つ知見を得ること、英文を書く際に重要な要素となる動詞について特に有用と思われるコロケーションを特定し、学習を支援するウェブ教材を作成することである。2年目となる平成24年度は「プレ・アカデミック英語」コーパスの構築継続とその整備が主たる課題であり、小学校レベルの科学ビデオ教材(ナレーション形式)、小学校高学年レベルの科学図書、中学校レベルの科学・地理・歴史の教材図書、中学校レベルの世界史の教科書、高校の化学・物理・地学のビデオ教材、大衆向け科学・歴史ビデオ、の各シリーズの本文(書籍の場合)や英語字幕(ビデオ教材の場合)をテキスト化し、テキストの細かい修正作業を継続して、コーパスを拡充することができた。米国のビデオ教材では英語字幕がすべて大文字で表記されるclosed caption形式の表記が一般的のようで、この形式の英語字幕には綴りの誤りも少なからず含まれていたため修正作業に時間を要し、その後のビデオ教材選定が難航した。しかし良質な英日両言語の字幕を含むビデオ教材を見つけることが出来たので、当該シリーズについてはごく小規模ではあるが対訳的なコロケーションデータが得られる可能性も生まれて来た。本研究の目的は、大学で求められている学術的な英語と大学入学前までの日本の学校教育で扱われている英語とのギャップの橋渡しとなるような英語表現に関する知見を得て、その学習に役立つオンライン教材を開発することである。3年目となる平成25年度は過去2年間構築してきた「プレ・アカデミック英語コーパス」をより充実したものにするため、英語圏のビデオ教材のコーパスの追加作業を中心に行った。具体的にはアメリカの小学生用の科学ビデオ58タイトルと一般視聴者向けの科学や歴史のビデオ13タイトルをテキスト化した後、必要な編集を施した。コーパスの追加に加えて、昨年度スキャン画像からテキスト化した科学教材についてはOCRソフトによる誤字が少なからずあり、別の語としては正しい綴りになっているケースもあったため、スペルチェッカーのみに頼らず本文を読み通して修正するという作業を行った。さらに、作成した科学教材コーパスの一部については、品詞タグ付語彙頻度表を作成し、頻度の高い動詞項目から上位473項目(同じ語の異なる語形を分けて数えている)のそれぞれを含む文を検索し、検索結果から一文単位のデータに編集した。このようにして得たデータを最終年度に動詞のコロケーションを選定するために用いる予定である。本研究の目的は、大学で求められている学術英語と高校英語との乖離を狭めるため、英語圏の中等教育の英語を「プレ・アカデミック英語」と位置づけて英語圏の小学校高学年高校生用の教材(印刷物・ビデオ)から学習英語の書き言葉と話し言葉のコーパスを構築し、その特徴を分析して学術英語の前段階の「英語で学ぶための英語」の指導に役立つ知見を得ることと、英文を書く際に重要な要素となる動詞について特に有用と思われるコロケーションを特定し、その学習を支援する教材を作成することである。初年度である平成23年度は「プレ・アカデミック英語」コーパスの構築開始とその整備が主たる課題であり、小学校高学年レベルの科学ビデオ教材(対話形式)[約7万語]、中学校レベルの科学ビデオ教材(ナレーション形式)[約17万語]、小学校レベルの科学コミック教材[約4.5万語]、小学校高学年中学校レベルの科学教材[約45万語]、中学校レベルの科学の教科書[約31万語]・世界地理の教科書[約10万語]・米国史の教科書[約12万語]の、合計約126万語の「プレ・アカデミック英語」をテキスト化することができた。テキストの細かい修正作業は継続中であるが、試験的に行った語形によるbigramの検索結果から、学習英語の特徴的な表現と思われる句動詞や「動詞+前置詞」の連語を少なからず見出すことができた。

しかもそれらは基本的な単語だけで成り立っていて、知っていれば便利な表現であるのに、従来の英語教育ではほとんど取り上げられてこなかった表現である。この結果は本研究の目的にかなうコーパスが構築できていることを示している。さらに詳細な検討は次年度以降になるが、ビデオと印刷物というメディアによる違い、科学・地理・歴史という分野による違い、地学・生物・物理化学という科学の下位分類による違いなどもコロケーションの頻度データで示すことができそうである。本研究は、学術的な英語と高校までの教育で扱われている英語とのギャップの橋渡しとなるような英語表現に関する知見を得て、その学習に役立つオンライン教材を開発することを目的とし、そのために英語圏の小学校高校の学校教材の英文を集めた「プレ・アカデミック英語コーパス」を作成し、特に動詞を含む表現について調査し、一般的な大学生が習得していないと考えられるものを特定してきた。そのような表現は学生の習得状況からいくつかの種類に分類することができる。例えば“The northern hemisphere is tilted toward the sun."のtiltedのように単語自体になじみがないもの、“Plants give off oxygen."のgive offのように個々の語は知っているが組み合わせの意味(本例では句動詞)が未習のもの、"Some trains are powered by electricity."のpoweredのように、動詞以外の品詞(本例では名詞)の用法のみ習得しているもの、などである。本年度の主な成果は英語表現の学習を支援するWebシステムを開発したことである。例えば、上述したいくつかの動詞のコロケーションを習得するには該当する部分の語句のみを覚えるだけでは不十分であり、一文が組み立てられるようになる必要がある。しかし長期記憶として例文を完全に暗記するのは非常に苦痛を感じる学習法でもある。そこで例文を画面に提示して学習者に短期記憶としてインプットし、直後に例文を見せずに再現させるという動作を繰り返す英文再現力養成システムSmileを開発した。著作権の問題がない例文が整備出来次第、まず少人数の学習希望者を募って試験運用を開始するとともに、論文や英語オンライン授業の教材としてなど、他の形態でも本研究の成果を公表・活用していく予定である。コーパス言語学ビデオ教材・印刷教材とも複数の教材のテキスト化と本文のチェック作業が進行しており、ほぼ交付申請書に記載した計画のとおり順調に進展している。当初の計画どおり、多数の英語圏の教育用の図書およびビデオ教材をコーパス化することができており、最終年度の計画実施に必要な英語表現の検索を行うことができる状態になっている。ビデオ教材・印刷教材とも複数の教材のテキスト化が進み、各教材で頻度の高いコロケーションが調べられるようになっており、ほぼ交付申請書に記載した計画のとおり順調に進展している。引き続きコーパスに加える対象教材の選定を継続しつつ、これまでにテキスト化したファイルのチェックと整備により重点を置き、教材作成を見据えたデータの作成に移行していく予定である。
Solid Solvents for Organic Solar Cells

本研究では、室温で固体となる物質が融点以上の温度において有機半導体の溶媒として機能することを明らかにした。また、この固体溶媒へのフラーレンC60とペンタセンの溶解率は2-3 wt%であった。それらの結果を踏まえ、固体溶媒が多孔質有機半導体の形成に有用であることを示した。有機半導体フィルムの表面部分を計測してみると、最上部に近いほどメソポーラスの構造であることも発見された。さらに、他の有機半導体による実験でも同様の結果を得ている。本研究によって得られた結果については、現在論文投稿準備中である。
関節リウマチの骨破壊に対するＳ１Ｐ／Ｓ１Ｐ１シグナルの役割

関節リウマチ(RA)での骨破壊機序におけるS1Pとその受容体シグナルの役割を検討した。S1P/S1P1シグナルはRA滑膜細胞株(MH7A細胞)とCD4陽性T細胞でのRANKL発現を増強した。またS1Pは骨芽細胞株(C2C12)でのRunx-2 mRNA発現とALP活性を上昇させ、osteocalcinの産生を促進すること明らかにした。S1PはRAにおいて滑膜細胞とCD4陽性細胞でのRANKL発現を上昇させ破骨細胞分化を促進させることで炎症性骨破壊に関与するいっぽう、骨芽細胞新生に対しても促進的に作用していることが明らかとなった。S1PはRAの骨の恒常性を担う重要な因子であると考えられる。これまでに研究者らは関節リウマチでの滑膜増殖と局所でのCOX-2発現にスフィンゴシン1リン酸(S1P)/S1P受容体1シグナルが重要な役割を担っていることを明らかにしている。本研究では関節リウマチでの骨破壊機序の解析として、骨芽細胞株(C2C12)とヒト末梢血CD4陽性T細胞に対するスフィンゴシン1リン酸(S1P)の効果について解析を行った。この結果、S1Pは濃度依存性にC2C12細胞でのALP活性を上昇させ、さらにosteocalcinの産生を促進した。またヒト末梢血CD4陽性T細胞に対してはreceptor activator of NF-KB ligand(RANKL)の発現を亢進させることを明らかにした。すなわちS1Pは骨芽細胞機能の促進とCD4陽性T細胞でのRANKL発現亢進による破骨細胞の分化誘導を促進させる可能性が示唆された。本研究は関節リウマチの骨破壊に対するスフィンゴシン1リン酸(S1P)とその受容体であるS1P1シグナルの役割を明らかにすることである。申請者はこれまでに関節リウマチ病態でのS1P/S1P1シグナルの役割について解析を行い、S1P/S1P1シグナルが関節リウマチ滑膜細胞での細胞増殖とシクロオキシゲナーゼ(COX)-2誘導を介したプロスタグランジン(PG)E2産生を促進すること、さらに関節リウマチ滑膜細胞株を用いた検討ではS1P/S1P1シグナルが滑膜細胞でのreceptor activator of NF-KB ligand(RANKL)発現を増強することを明らかにしている。これらの結果よりS1P/S1P1シグナルは関節リウマチ滑膜組織での滑膜増殖・PGE2産生亢進を介した慢性炎症と血管新生さらにRANKL発現亢進による局所での破骨細胞新生を介した骨破壊に促進的に作用しているものと考えられる。関節リウマチでの骨破壊機序に対する更なる検討として、本研究では骨芽細胞株(C2C12)とヒト末梢血CD4陽性T細胞に対するS1Pの効果について解析した。S1Pは濃度依存性にC2C12細胞でのALP活性を上昇させ、さらにosteocalcinの産生を促進した。またヒト末梢血CD4陽性T細胞に対してはRANKL発現を亢進させることを明らかにした。すなわちS1Pには骨芽細胞機能の促進と滑膜細胞とCD4陽性T細胞でのRANKL発現の上昇による破骨細胞分化誘導を促進させる可能性が示唆された。申請者はこれまでにS1P/S1P1シグナルがRA滑膜細胞での滑膜細胞増殖とシクロオキシゲナーゼ(COX)-2誘導を介したプロスタグランジン(PG) E2産生を促進することを明らかにしている。S1P/S1P1シグナルはRA滑膜組織での滑膜増殖とPGE2産生を介した慢性炎症、血管新生に促進的に作用していると考えられる。本研究では関節リウマチでの骨破壊機序におけるS1Pシグナルの作用について検討を行った。RA滑膜細胞株(MH7A細胞)での検討では、S1P/S1P1シグナルが滑膜細胞でのRANKL発現を増強することを明らかにした。またTNF-αは濃度依存性にMH7A細胞でのSphK1 mRNA発現を亢進させ、さらにヒトRA滑膜組織では増殖した表層滑膜細胞でSphK1タンパクが変形性関節症滑膜組織と比較し過剰に発現していることを明らかにした。一方、MH7A細胞でのDKK-1産生に対する効果についても検討を行ったが、S1P刺激による有意な影響は認めなかった。骨芽細胞株(C2C12)に対するS1PとFTY720の効果についてはS1P、FTY720はともに濃度依存性にC2C12でのRunx-2 mRNA発現とALP活性を上昇させ、さらにosteocalcinの産生を促進することを明らかにした。

S1P刺激によるRANKL産生に有意な変化は認めなかった。ヒト末梢血CD4陽性T細胞を用いた検討ではS1PはIFN-γ産生に有意な変化を及ぼさなかったがRANKL mRNA発現を亢進させることを明らかにした。すなわちS1PはRAにおいて滑膜細胞とCD4陽性細胞でのRANKL発現を上昇させ破骨細胞分化を促進させることで炎症性骨破壊に関与する一方、骨芽細胞新生に対しても促進的に作用していることが明らかとなった。S1PはRAの骨代謝でのホメオスタシスを担う重要な因子であると考えられる。関節リウマチ破骨細胞の分化誘導と活性化に対するS1P/S1P1シグナルの効果の解析として、RANKL刺激で破骨細胞への分化能を有する細胞株であるRAW264.7を使用したが培養系と破骨細胞機能の評価の確立に時間を要しているため。骨芽細胞株を用いた実験系の確立に時間を要したため(1)破骨細胞の分化誘導と活性化に対するS1P/S1P1シグナルの効果:RANKL刺激で破骨細胞への分化能を有する細胞株であるRAW264.7細胞を用い以下の検討を行う。(A)RAW264.7細胞でのS1P1とRANK発現を解析する。(B)RAW264.7細胞でのRANK発現に対するS1Pの効果を明らかにする(C)RAW264.7細胞をRANKL単独、S1P単独、もしくはRANKL+S1Pで刺激し、破骨細胞への分化効率と機能を解析する。(D)S1PによるRAW264.7細胞でのRANK発現と、破骨細胞への分化誘導に及ぼす効果がPTXで抑制可能か否か評価する。(E)RAW264.7細胞にFTY720を添加培養し、(B,C)と同様の検討を行い比較する。(2)FTY720のcollargen induced-arthritis(CIA)マウスに対する関節炎抑制効果の検討:CIAマウスをFTY720投与群と非投与群に分け関節炎の予防効果と治療効果を検討する。以上の解析により関節リウマチでのS1P/S1P1シグナルの意義を明らかにする(1)破骨細胞の分化誘導と活性化に対するS1P/S1P1シグナルの効果:RANKL刺激で破骨細胞への分化能を有する細胞株であるRAW264.7細胞を使用する。1RAW264.7細胞でのS1P1とRANK発現を解析する。2RAW264.7細胞でのRANK発現に対するS1Pの効果を検討する。3RAW264.7細胞をRANKL単独、S1P単独、もしくはRANKL+S1Pで刺激し、破骨細胞への分化効率を解析する。4S1PによるRAW264.7細胞でのRANK遺伝子発現と、破骨細胞への分化誘導に及ぼす効果がPTXの前処置により抑制可能か否か評価する。5RAW264.7細胞にFTY720を添加培養し23と同様の検討を行い比較する。(2)FTY720のCIAマウスに対する関節炎抑制効果の検討1CIAマウスをFTY720投与群と非投与群に分け、投与群にはFTY720を0.5mg/kg/日, 1mg/kg/日で連日投与し、関節炎の予防効果をpaw volumeとarthritis scoreで検討する(関節炎発症の予防効果)
ホルモン抵抗性前立腺癌に対する新しい遺伝子治療の開発

本研究はホルモン抵抗性前立腺癌への新しい治療法として,アンドロゲン除去環境下でも前立腺癌細胞特異的に高力価で遺伝子導入を行う,新規ウイルスベクターシステムの開発を目的として研究を行った。前立腺特異的プロモーターを用いたレンチウイルスベクターを作成し、in vitroおよびin vivo実験系により、抗腫瘍効果を検討した。ベクターは前立腺癌モデルにおいて抗腫瘍効果を示し,その有効性が示唆された。本研究はホルモン抵抗性前立腺癌への新しい治療法として,アンドロゲン除去環境下でも前立腺癌幹細胞を含めた前立腺癌細胞特異的に高力価で遺伝子導入を行う,新しいウイルスベクターシステムの開発を目的としている。前立腺特異的レンチウイルスベクターの作製第三世代self inactivatingレンチウイルスベクターのベクタープラスミドのCMVプロモーターを前立腺特異的プロモーターと置換し,前立腺特異的レンチウイルスベクターを作製した。置換した前立腺特異的プロモーターは,PSESプロモーター,ARR2PBプロモーター,PCA3プロモーターの3種類を用いた。導入遺伝子はマーカー遺伝子であるGreen Fluorescent Protein(GFP)および治療遺伝子としてyeast cytosine deaminase(yCD)を使用した。これらのベクタープラスミドとVSV-Gエンベローププラスミド,ウイルス構成蛋白であるgag,pol発現プラスミドおよびrev発現プラスミドの4種類のパッケージングプラスミドを293T細胞にco-transfectionさせることでプロウイルスを産生し,更に超遠心機で濃縮し,高濃度ウイルス液を作成した。1)In vitro実験系による臓器特異性・導入効率の検討ヒト前立腺癌細胞株LNCaPおよびコントロールとして293Tおよびヒト膀胱癌細胞株RT4にGFP発現レンチウイルスベクターを感染させ,48時間後のGFP発現を観察した。PSESプロモーター,ARR2PBプロモーター,PCA3プロモーターレンチウイルスベクターすべてが前立腺細胞特異的な遺伝子発現を示した。今後も研究実施計画にそって研究を行う予定である。前年度までに前立腺特異的プロモーターであるPSESプロモーター,ARR2PBプロモーター,PCA3プロモーターの3種類を用いた前立腺特異的レンチウイルスベクターを作製し,In vitro実験系でヒト前立腺癌細胞株LNCaPでの発現を確認している。本年度は研究計画書に基づき,引き続き研究を行った。1)新規ヒト前立腺癌細胞株JDCaPの樹立と癌幹細胞同定の取り組み当科で行ったホルモン抵抗性前立腺癌患者の手術検体から新規ヒト前立腺癌株を樹立した。細胞はホルモン依存性を有し,ヌードマウス皮下移植により継代可能である。現在In vitroにおける培養を試みている。同時に,研究計画書記載の方法により癌幹細胞の同定を試みている。ヒト前立腺癌細胞株LNCaP, JDCaPおよびコントロール細胞にyeast cytosine deaminase(yCD)発現レンチウイルスベクターを感染させ,48時間後に5-fluorocytosineを投与し,ベクターによる治療効果を検討した。ベクターは前立腺癌特異的に抗腫瘍効果を示した。また,in vitro実験系によるyeast cytosine deaminase(yCD)発現レンチウイルスベクターの治療効果も確認している。1)新規ヒト前立腺癌細胞株JDCaPの樹立と癌幹細胞同定の取り組み(継続)昨年度から引き続き当科で樹立した新規ヒト前立腺癌株のin vitroにおける培養および癌幹細胞の同定を行った。多種の培養液,不死化を試みたが,JDCaPのin vitro培養系の樹立には至らなかった。また,それに伴い癌幹細胞の同定にも至らなかった。今後の検討課題として,hTERT発現レンチウイルスベクターなどによる不死化などの方法を検討する必要があることが示唆された。ヒト前立腺癌細胞株LNCaP, JDCaPおよびコントロール細胞をヌードマウス皮下に移植後,腫瘍が触知された段階で,yeast cytosine deaminase(yCD)発現レンチウイルスベクターを腫瘍内投与し,48時間後に5-fluorocytosineを腹腔内投与することで,ベクターによる治療効果を検討した。ベクターは前立腺癌モデルにおいて抗腫瘍効果を示し,新規遺伝子治療の有効性が示唆された。.
敗戦後の日本における浮浪児・戦争孤児に関する歴史的研究-引揚孤児を中心として-

本研究では,敗戦間際から敗戦後にかけて,日本の植民地・占領地において,あるいは引揚げ途上で孤児となった引揚孤児の状態と,政府・同胞援護会の引揚孤児対策事業の実態を調査し,敗戦直後の数年間における子供の極限状態の解明を試みた。引揚孤児は一般に上陸港においてほぼ収容されたという点で,他の事由による戦争孤児とは取扱い状況が異なっていた。本研究では,戦争孤児対策を引揚孤児施設における保護の実態を軸に解明した。研究実績の概要は以下のとおりである。1.浮浪児・戦争孤児に関する新聞(全国紙・地方紙)・雑誌・週刊誌などの記事を収集し,浮浪児・戦争孤児とりわけ引揚孤児に関する世論の動静を調査・研究した。2.『舞鶴地方引揚援護局史』など各地方引揚援護局沿革史により,引揚げ当時の孤児の実態を調査・研究した。3.恩賜財団同胞援護会資料,ならびに同会設立にかかわる引揚孤児施設の沿革資料・引揚孤児名簿などにより,引揚孤児の実態を調査・研究した。特に,恩賜財団同胞援護会引揚孤児名簿を本籍・引揚前の居留地・上陸港・孤児となった事由・年齢・性別・収容施設などの項目にしたがって,整理・解析した。4.北海道富良野「国の子寮」など民間の引揚孤児施設ならびに擁護施設の沿革資料を収集し,浮浪児・戦争孤児なかんずく引揚孤児の実態と保護事業の歴史を調査・研究した。5.行幸記念誌・道府県史・市町村史・新聞などにより,昭和天皇の戦後行幸と引揚孤児施設視察の記録を収集し,引揚孤児が保護・恩恵・憐憫の対象として最もふさわしい位置にあったことを調査・研究した。
非細胞傷害性 抗がん化合物の合成と作用解析

本研究は細胞毒性をもたずに、腫瘍特異的な作用に基いて抗がん活性を示す化合物を探索する。フィグロネクチン又はラシニンの細胞接着活性部分のトリペンタペプチドに高分子基を結合することにより、B16BL16に対する転移抑制作用を発揮させることができた。DNAの鏡像体であるエナンチオDNAをアンチセンスDNAをして用いるための合成法を確立した。修飾ペプチドを構成分とするオリゴペプチドアナログに、強いHエンプロテアーゼ阻害化合物を合成することができた。フォルボールエステルの合成の重要段階を解決し、フォルボールエステルの接抗剤を合成する基礎を確立した。チロキシンとガンとの関係はerb-Aがチロキシンレセプターをユードすることにより明白であるが、チロキシンレセプターに対するリガンドを分子設計し、合成を進めている。鶏卵を用いる転移抑制作用の検定系を確立した。この定量的な評価によってタクレオチド活導体に転移抑制能を示す化合物を発見した。血管新生は腫瘍の生長に役目をもつが、この阻害は癌の抑制につながる。この目的をもって種々の合成レチノイドの血管阻害作用を検定スクリーニングし、Re80やAm580に強い作用を見いだした。トポイソメラーゼ阻害剤トポスチンの合成がほぼ完成した。以上の結果は、非細胞傷害性の抗がん性を示す化合物が見いだされつつあることを示し、所期の成果に、迫るものである。
不斉脱炭酸反応に関する有機化学的及び生物化学的研究

我々が発見した二置換マロン酸を不斉脱炭酸する酵素は補因子を全く必要としない非常にユニークな酵素である。この酵素がどの様にして基質を活性化するかを調べる目的で先ずインダンジカルボン酸を基質として反応を行った。この化合物は速度定数は小さいものの酵素とのKmは他の基質より一桁小さく、酵素と非常に親和性が大きいことが明らかとなった。これは反応の際に基質のコンフォメーションが厳しく規制されていることを示す。反応に寄与する最も可能性の高いコンフォメーションについては理論計算の結果も加味して決定することができた。現在、酵素と基質の芳香核同士の相互作用をより詳細に検討しているところである。次に、活性部位特異的競争阻害剤を検索し、それに関与するアミノ酸残基等に関する知見を得ることを試みた。その結果α-ブロムフェニル酢酸が優れた効果を有することが明らかとなった。この阻害剤を用いて、酵素との複合体をつくり、質量分析、CDスペクトル、プロテアーゼ分解等の結果を総合して次の様なことが明らかとなった。1)酵素はまず第1段階としては基質とチオールエステル結合を生成し、他方のカルボキシル基を活性化しているのであろう。2)チオールエステル生成に関与しているアミノ酸残基はアミノ末端から171番目のシステインである可能性が高い。
肝静脈分離,活性炭吸着を併用した新しい肝癌動注化学療法の検討

外科的切除や肝動脈塞栓術の適応外の高度進行肝癌に対しては従来動注化学療法が行なわれてきたが成績は不良なままとなっている。その原因として強力な制癌剤は全身的副作用が制約となり効果的な大量投与が困難なことがあげられる。そこで著者らは肝動注療法時の薬剤の領域外溢流を防止する方法として肝静脈分離・活性炭吸着法を考案し制癌剤の効果的な大量投与の可能性について明らかにしてきた。本研究では基礎的検討として雑種犬でアドリアマイシン、マイトマイシンおよびシスプラチン3剤の本法下での薬物動態を検討し良好な吸着除去効果を明らかにした。ついで家兎VXー2腫瘍で本法による大量投与の有効性を明らかにし報告した。以上の実験成績に基づき1989年5月から本法の臨床応用に着手し進行肝癌の治療に導入した。当初、本法実施に際しては肝上部下大静脈の遮断に胸骨縦切開を必要としたが手技的改良により簡便なDouble Balloons Techniqueを確立した。以上の検討で本法の安全性、治療効果を明らかにしその成績の一部については関連学会誌、学会にて報告した。現時点までに肝細胞癌および転移性肝癌を合わせて計24例の臨床治験例が集積され本法により制癌剤(アドリアマイシン、肝動脈投与量100ー150mg/m^2)の副作用防止効果および抗腫瘍効果のいずれの点からも良好な成績が証明された。今後の課題としては治験例をさらに集積し本法の生存期間の延長に及ぼす効果を明らかにするとともに、腫瘍血流の選択的増加作用が注目されているアンギオテンシIIなどの薬剤を併用し、本法による治療効果を高める工夫が必要と考えている。本施設では肝癌に対する新しい補助療法として本法を臨床実施し良好な成績を得ていることを既に報告してきた。平成2年度からは治療成績を更に向上させる目的でアンギオテンシンやTAEなど既存の治療法と組みあわせた集学的治療の可能性について実験及び臨床の両面から検討を重ねている。まず実験的にはアドリアマイシンやマイトマイシンCに加えてシスプラチンの大量動注が本法下で可能なことを明らかにした。またアンギオテンシンの併用によって腫瘍への薬剤到達性を向上させながら、その昇圧作用を取り除くことが可能か否かについて検討を開始した。臨床的には原法では肝上部下大静脈の遮断のため胸骨縦切開が必要であったが、両側鼡径部及び腋窩静脈からのカテ-テル操作のみで実施できるDouble Balloon Techniqueを開発し実用化した。それにより、手技の簡便化、非侵襲化が達成された本法による反復治療が可能になった。また、主な適応として当初は高度進行肝癌を対象としてきたが、外科的切除後の再発に対する予防や補助療法としても本治療法を実施しており、再発肝癌に対する成績向上を計る努力をしているところである。進行肝癌に対する強力な補助療法として著者らが考察した肝静脈分離活性炭吸着(以下HVIーDHP)法による治療成績を向上させる目的で以下に述べる検討を行なった。実験的検討として家兎VXー2肝転移モデルを作成し、腫瘍血流を選択的に増加させることが報告されているアンギオテンシンIIの本法下での併用の有用性について検討した。HVIーDHP下でアドリアマイシンとアンギオテンシンIIを同時投与した際には、従来、全身投与で認められた著しい昇圧作用など全身血行動態に及ぼすアンギオテンシンIIの効果が抑制されたにもかかわらず制癌剤の腫瘍組織内濃度を増加させることが可能なことが明らかになった。以上の実験成績の一部は1991年に肝臓病学会総会で報告したが、引き続いて論文作成中である。臨床研究としてはHVIーDHP法の手技的改良を検討の主眼とした。

原法では肝静脈分離に胸骨縦切開下での肝上部下大静脈の心のう内でのテ-ピングが必要であった。そこでFogartyの静脈閉塞用バル-ンカテ-テル(8/22F)を利用し、大伏在静脈から右房内にこれを留置し楔入遮断することによって肝上部下大静脈の閉塞が可能なことを証明した。これによってカテ-テル操作のみでHVIーDHPが施行できることが明らかとなり以降の臨床例ではこの方法(Double Balloons Technique)で治療した。以上のDoubleーBalloons TechniqueでHVIーDHPの手技は大幅に簡便化され、今後、本法を用いた反復治療の可能性が開かれた。唯し依然として全身麻酔下での実施が必要な状況であり、今後はカテ-テル留置操作や閉塞用バル-ンの改良などさらに手技的改良の余地が残されていると考えている。
履歴ダンパーを有する鋼構造骨組の最大変位応答に基づく実用的な性能設計法の構築

現行の建築基準法では,耐震性能の水準を「大地震に対して建物に重大な損傷が無く崩壊しないこと」と規定している。しかしながら,阪神淡路大震災や東日本大震災といった規模の地震後でさえも建物の継続使用性や財産価値が保持されることを望む建築主もおり,社会からの様々な要求に応えていくためには,建物の性能に着目して設計を行う「性能設計」の普及・発展は不可欠である。また,大地震後も建物の機能を維持させる方法の1つに,建物の損傷の制御を可能にする制振構造があり,近年におけるその実施例は急速に増加している。耐震性能に関する建築主の様々な要望に応えるためにも,制振技術を用いた性能設計の実用化・普及が望まれる。建物が好ましくない状態となる確率によって性能水準を表現する限界状態設計法は,性能設計を実現する有力な設計法の一つであり,欧州諸国やオーストリア等多くの国々の規基準に採用されている。しかしながら,これらの規基準において規定される性能はほとんどが部材レベルであり,建物全体の性能水準を規定するには至っていない。一方,構造物(あるいは制振構造物)の耐震性能評価には時刻歴応答解析も用いられるが,ある特定の地震動に対する結果は一つの特解に過ぎず,地震の発生や地震動特性の不確定性および構造特性を考慮した性能評価には,建設地点での地震環境や地盤特性を考慮した数多くの地震波に対する応答解析が必要となり,90%以上を占める一般的な建物の耐震性能を評価する上では実用的ではない。本研究の目的は,上記の問題点を踏まえ,地震ハザードや地震動特性の不確定性および個々の建物の特性を考慮しながら,建物全体としての耐震性能を「供用期間中の建物の倒壊確率」によって評価する実用的な枠組みを構築することにある。地震入力に対して弾塑性多層骨組のi層の簡易最大層間変形角評価法として,森・山中はInelastic Modal Predictor (IMP)を提案している。IMPは,SPSSの適応範囲を塑性域まで拡張をしたもので,一次モードについてのみ弾性スペクトル変位応答を等価な弾塑性一質点系の最大変位応答Dmaxに置き換えると共に,振動モードに塑性化の影響を考慮している。IMPは免震構造物にも適用可能であるほか,筆者らによって,制振構造物までにも適用範囲を広げている。IMPを耐震性能評価法へと展開する上で課題となっていた以下の3つに関する研究を主に行ったDmaxの推定に用いる適切な地震動強さ指標の一つに,弾性速度応答スペクトルのaTnbTn(a,b:定数)の積分値として評価される固有周期依存型スペクトル強さがある。筆者らは,a,bを定数とした積分の妥当性・汎用性には疑問が残ることを踏まえ,積分区間をTnから一質点系の弾塑性挙動により伸びた固有周期までとした新たな指標を考案するとともに,このス指標を用いたDmax評価法を提案し,その評価精度を検討した。IMPでは,一次振動モード形がDmaxによって複雑に変化するため,振動モード形が不変である弾性の場合とは異なり,一次モード応答の確率分布をDmaxの確率分布から容易に推定することが難しい。この解決策として,一次モード応答を移動対数正規変数に近似する手法を提案するとともにその評価精度を検討した。限界状態設計法の一つである荷重・耐力係数設計法は,建物の倒壊確率から評価された荷重・耐力係数を用いることで,所定の部材信頼性を簡便に確保できる実用的な設計法である。筆者らはIMPを各次モード応答の二乗の線形和を荷重の組み合わせとみなした荷重・耐力係数設計式に順ずる設計条件式にまで展開するとともに,その荷重・耐力係数の略算法を示した。現時点で提案している固有周期依存型スペクトル強さに基づくDmax評価法の適応範囲は,バイリニア型復元力特性を有する一質点系のみである。制振構造物では,架構部とダンパー部の復元力特性が一般に大きく異なることから,これと等価な弾塑性一質点系の復元力特性をバイリニア型に置換すると大きな評価誤差を生じ得る。復元力特性によって1サイクル間の履歴ループが描く面積が異なることを利用し,固有周期依存型スペクトル強さに基づくDmax評価法をすべての復元力特性に対して適応可能とする検討を行う。また,供用期間中のDmaxの最大値の確率分布を評価するためには,固有周期依存型スペクトル強さで表現される地震ハザード情報の整備が必要となるため,このことについても検討を行う。これまでにIMP式を荷重・耐力係数設計式に順ずる設計条件式にまで展開するとともに,その荷重・耐力係数の略算法を示したが,実際の設計例の提示までには至っていない。これを行うことによって提案設計条件式の汎用性・妥当性を検討するとともに,必要に応じて改良を加える。

しかしながら,これらの規基準において規定される性能はほとんどが部材レベルであり,建物全体の性能水準を規定するには至っていない。一方,構造物(あるいは制振構造物)の耐震性能評価には時刻歴応答解析も用いられるが,ある特定の地震動に対する結果は一つの特解に過ぎず,地震の発生や地震動特性の不確定性および構造特性を考慮した性能評価には,建設地点での地震環境や地盤特性を考慮した数多くの地震波に対する応答解析が必要となり,90%以上を占める一般的な建物の耐震性能を評価する上では実用的ではない。本研究の目的は,上記の問題点を踏まえ,地震ハザードや地震動特性の不確定性および個々の建物の特性を考慮しながら,建物全体としての耐震性能を「供用期間中の建物の倒壊確率」によって評価する実用的な枠組みを構築することにある。地震入力に対して弾塑性多層骨組のi層の簡易最大層間変形角評価法として,森・山中はInelastic Modal Predictor (IMP)を提案している。IMPは,SPSSの適応範囲を塑性域まで拡張をしたもので,一次モードについてのみ弾性スペクトル変位応答を等価な弾塑性一質点系の最大変位応答Dmaxに置き換えると共に,振動モードに塑性化の影響を考慮している。IMPは免震構造物にも適用可能であるほか,筆者らによって,制振構造物までにも適用範囲を広げている。IMPを耐震性能評価法へと展開する上で課題となっていた以下の3つに関する研究を主に行ったDmaxの推定に用いる適切な地震動強さ指標の一つに,弾性速度応答スペクトルのaTnbTn(a,b:定数)の積分値として評価される固有周期依存型スペクトル強さがある。筆者らは,a,bを定数とした積分の妥当性・汎用性には疑問が残ることを踏まえ,積分区間をTnから一質点系の弾塑性挙動により伸びた固有周期までとした新たな指標を考案するとともに,このス指標を用いたDmax評価法を提案し,その評価精度を検討した。IMPでは,一次振動モード形がDmaxによって複雑に変化するため,振動モード形が不変である弾性の場合とは異なり,一次モード応答の確率分布をDmaxの確率分布から容易に推定することが難しい。この解決策として,一次モード応答を移動対数正規変数に近似する手法を提案するとともにその評価精度を検討した。限界状態設計法の一つである荷重・耐力係数設計法は,建物の倒壊確率から評価された荷重・耐力係数を用いることで,所定の部材信頼性を簡便に確保できる実用的な設計法である。筆者らはIMPを各次モード応答の二乗の線形和を荷重の組み合わせとみなした荷重・耐力係数設計式に順ずる設計条件式にまで展開するとともに,その荷重・耐力係数の略算法を示した。現時点で提案している固有周期依存型スペクトル強さに基づくDmax評価法の適応範囲は,バイリニア型復元力特性を有する一質点系のみである。制振構造物では,架構部とダンパー部の復元力特性が一般に大きく異なることから,これと等価な弾塑性一質点系の復元力特性をバイリニア型に置換すると大きな評価誤差を生じ得る。復元力特性によって1サイクル間の履歴ループが描く面積が異なることを利用し,固有周期依存型スペクトル強さに基づくDmax評価法をすべての復元力特性に対して適応可能とする検討を行う。
鉄系超伝導体における材料ポテンシャルの開拓

本研究では新規超伝導体(Ca,RE)FeAs2(Ca112)を対象として行ったものである。Ca112は40K程度の鉄系超伝導体としては比較的高い臨界温度(Tc)を有するだけでなく、-1価のAsが導入されている等ユニークな特徴を有している。そのためCa112の研究を進めることは、鉄系超伝導体の超伝導発現機構を解明するための重要な手がかりや、新たな物質開発の指針を明らかにできる可能性のある重要なものである。本研究の目的を達成するためには高品質な試料の作製が必要不可欠である。そのため平成27年度の研究では産業技術総合研究所の高圧合成装置を用いた良質な試料作製を試みた。高圧合成装置を用いた試料作製により希土類元素としてLa, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tbを用いてCa112相を作製することに成功し超伝導特性と希土類元素の種類の関係を明らかにした。またCa112のFeサイトに対してCoやNiなどの遷移金属元素を微量置換することによりTcや臨界電流密度、臨界磁場などの超伝導特性が大幅に改善することも見出した。このように高圧合成法を用いることで優れた超伝導特性を有する試料を作製することに成功した。ところが、試料中には依然として不純物相が含まれているという問題点があった。そこで新たな研究方針としてREドープ量の調整を試みた。するとCa112相が超伝導を発現しなくなるほど高濃度のREをドープすることにより(30-40%程度)、単相に近い試料が得られるといった非常に興味深い結果が得られた。この結果はRE濃度が高い領域が本系の超伝導の母相であることを示唆する結果であり、新たな物質探索を進めるうえでの重要な手がかりとなる結果でもある。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
細胞内微生物認識受容体クライオピリンの活性化によって誘導される細胞死の解明

NLRP3の活性化によってネクローシス様の細胞死が起こる機序を明らかにするため、NLRP3のPYDドメイン,下流分子であるASCの全長およびそのCARDあるいはPYDドメインを,GFPとFKBPとのキメラ蛋白質としてウイルスベクターにクローニングした。CAPSにおいて肥満細胞がIL-1βを産生することを同定した上で,肥満細胞株MC/9に導入し,FKBPを介して特徴的な細胞死を誘導できる系を樹立した。この結果,細胞死が誘導された際にどのような分子が関わっているのかを検討することが可能となった。CIAS1がコードするクライオピリンは,細胞内微生物認識受容体として機能し,アダプター蛋白であるASCと会合しinflammasomeと呼ばれる蛋白複合体を形成,IL-1βのプロセシングに携わる。家族性寒冷葦麻疹に代表される自己炎症性疾患では,遺伝子異常の結果としてこのinflammasomeが活性化され,自発的なIL-1βの活性化がみられる。さらに我々は,CIAS1の疾患関連変異体をヒト単球細胞株へと導入した際に,cathepsinB依存性にネクローシス様の細胞死を誘導することを明らかにした。本研究においては,細胞内微生物認識受容体の活性化によって,周囲に炎症を惹起できるネクローシス様の細胞死が起こる機序を明らかにする目的で,ASCに会合する蛋白質をTAPtag法にてスクリーニングした。すなわち,ASCを構成するドメインであるCARDあるいはPYDをTAPtagベクターにクローニングした後にHEK293細胞に導入し、遺伝子を発現させた細胞抽出液と細胞死が誘導されるTHP-1細胞からの細胞抽出液とを混合して蛋白の複合体を形成させ,これをTAPtagに発現したprotainAとIgGとの会合を利用してIgGagarosebeadsで免疫沈降した。続いて、TEVproteaseで処理することでProt-Aを取り除き,会合した蛋白を上清として回収,続いてcalmodulinbindingprotein(CBP)を利用してカルシウムの存在下でcalmodulinbeadsで免疫沈降を行った。しかしながら,今回の実験系においては、残念ながら、この操作の後に蛋白質は抽出できなかった。現在は,計画書に記載したように,yeast2-hybrid法など別の実験手技を用いて,ASCに会合する蛋白質同定の検討を予定しており,その系の確立を目指している。今日NLRP3の名称が提唱されたCIAS1がコードするクライオピリンは,微生物のみならず内因性の危険信号を細胞内で認識するパターン受容体として機能し、アダプター蛋白であるASCと会合しinflammasomeと呼ばれる蛋白複合体を形成し、IL-1βの活性化に携わる。家族性寒冷蕁麻疹に代表される自己炎症性疾患CAPS(クライオピリン関連周期熱症候群)では,遺伝子異常の結果としてこのinflammasomeが恒常的に活性化され、自発的なIL-1βの活性化がみられる。我々は,NLRP3の疾患関連変異体をヒト単球細胞株へと導入した際に、Cathepsin B依存性にネクローシス様の細胞死を誘導することを明らかにした。本研究においては、NLRP3の活性化によって周囲に炎症を惹起できるネクローシス様の細胞死が起こる機序を明らかにする目的で、NLRP3のPYDドメイン,下流分子であるASCの全長およびASCを構成するCARDあるいはPYDドメインを,移入した遺伝子の発現を確認するためのGFP,および発現した蛋白質を活性化するために薬剤共存下に強制重合化させるためのFXBPとのキメラ蛋白質としてウイルスベクターにクローニングした。蕁麻疹を表現形とするCAPSにおいてIL-1βを産生する主要な細胞が肥満細胞であることを同定した上で,マウス肥満細胞株であるMC/9細胞に導入した。この結果,FKBPを介して特徴的な細胞死を誘導することができる細胞株を樹立することができた。このシステムを利用することで,特徴的な細胞死が誘導された際にどのような分子が関わっているのか,またこの経路がcathepsin B依存性であるかについて詳細に検討することが可能となった。
新しい人工材料による脊椎固定器具の開発に関する基礎的・臨床的研究

前年度までの研究から、新しい人工材料を用いて脊椎固定器具を開発するためには、器具が使用される生体側の要因も充分に検討しなければならない必要性が判明した。このための実験系には、屍体脊柱あるいは動物などを用いたものは適切ではない。脊柱の安定性には、体幹筋の筋力が重要な役割を果たすからである。前年度の研究では、腰痛症患者の体幹筋力は求心性、遠心性両者の収縮様式で低下していることを示した。しかし、これらは狭義の筋力(muscle strength)を意味するものであり、実際の日常生活では筋持久力(muscle endurance)も大きな問題となってくる。特に、脊椎固定器具を実際の臨床例に使用する場合、器具に作用する応力(stress)を長期に渡って緩衝することが、体幹筋の役割であり、この際筋持久力の要素を無視することは出来ない。以上を知る目的で、健常者と慢性腰痛症患者を対象に体幹筋持久力を検討した。従来の体幹筋持久力検査方法は、手技も繁雑で、患者には過負荷であり、本研究者らが考案した新しい評価法を採用した。その結果、腹筋持久力にはKraus-Weberテストの下部腹筋評価法が、また、背筋持久力にはSorensenテスト変法が簡便、安全かつ正確に施行できる方法であることが判明した。また、両群の比較でも腰痛症患者群に有意の差を持って、腹・背筋持久力の低下がみられた。次に、体幹筋の複雑な筋活動の一つであるflexion-relaxation phenomenon(体幹屈曲運動時に背筋の筋活動が突然停止する現象)を検討した。健常人で観察されるこの現象は、腰痛症患者全例において欠如しており、体幹筋活動の協調性が崩れている可能性が考えられた。さらに、全く新しい脊椎内固定器具であるGraf flexible stabilizationsystemを実際の臨床例に使用する臨床治験を施行した。材質がチタン性スクリューおよびダクロン性人工靱帯からなるこの器具は、生体親和性に富み、MRI検査も可能であり、優れた固定性を示した。材質の妥当性、機械的強度の優秀性は、納得の行くものであったが、生体内吸収性の器具ではなく、今後の検討の余地が残された。本研究の初年度の目的として、購入したMacintoshコンピュ-タ-を北海道大学医学部整形外科学講座の所有するMTS材料試験機に連結し、各種生体材料の力学的試験、さらには屍体脊柱に装着した場合の挙動実験を行い、デ-タを採取する予定であった。しかし、これらの実験は、以下に述べる理由から、あえて行っていない。その理由は、以下の如くである。実際の生体材料を用いた機械あるいは屍体実験に着手する前に、生理的状態での生体側の荷重状態や、荷重に対する生体の応答状況、さらには運動時の反応状態を検討することが、先ず必要だからである。これら生体側の要因を知る事なしには、実際に生体に用いられる材料を検討することは出来ない。この目的で、以下の基礎的実験を行った。手術的治療の際に、生体材料が使用される可能性の高い疾患である脊柱側弯症と腰痛症の患者を対象とした。脊柱側弯症の患者については、側方移動を行わせた際の重心の移動と偏位パタ-ンについて検討した。

また、腰痛症の患者については負荷運動状態で体幹筋力がどの様に脊柱を保護するかを検討した。いずれの実験においても、デ-タの採取、整理には購入したMaciontoshコンピュ-タ-が有効であった。この結果の詳細は、以下の論文に述べるが、生体内の脊柱では、加えられた荷重は体幹筋力によってかなりの程度支持されることが判明した。また、運動力学的に体幹の重心移動には、体幹筋力が重要な役割を果たしていることが判明した。この事実は、脊椎内個定器具を考案、試作する上で、特に強度設定の面で考慮しなければならない点であると考えられた。以上のデ-タも加味し、実際の材料の選択は、現在進行中である。可能性として、歯科用の高分子材料やキチンなどがある。しかし、なお生体側の要因を検討する必要もあると思われ、特に体幹筋に着目して研究中である。脊柱固定器具を開発するための新しい人工材料を検討した。前年度の報告書に記載した様に、まず歯科用の高分子材料とキチンに焦点を絞り、力学的予備実験を行った。前者は、主としてプラスチックの組成からなる。これは一般的な金属とは違い、MRIに反応しないために、脊柱固定術後の神経組織を観察するためには適した材料である。また、後者は、甲殻類特にカニの甲羅の成分であり、生体内で経時的に分解吸収されるものである。これを材料とした脊椎固定器具は、術後に体内からの抜去の必要がなく、患者への侵襲も少ない理想的なものとなるはずである。しかし、この予備実験の段階で、両者ともに臨床応用は難しいという結論を得た。すなわち、生理的範囲内と思われる負荷を加えた段階で両者共に明かな破壊が生じた。すなわち、材料の生物学的特性からは両者共に臨床応用に耐え得るものであるが、物理的特性からは生体応用においては力学的強度が不十分であることが判明した。以上より、さらに新材料を検索することは当然であるが、脊椎固定器具が使われる生体側の要因を探る前年度までの研究を継続した。まず、腰痛症患者の体幹筋力を研究し、筋の収縮様式別に健常者と比較検討した。患者群では、体幹筋力はすべての場合で健常者よりも低下しており、手術で使用される脊椎固定器具もこの筋力低下をあらかじめ計算に入れて作成する必要があると思われた。また、材料としては従来から最も多く使われているステンレス鋼性であるが、固定器具の種類としては最も新しいSteffee pedicular screwsystemを使用した腰椎分離辷り症患者の術後結果を調査した。この臨床研究によれば、術後4年を経た状態でも脊椎固定器具は折損しておらず、このsystemが新しい材料による脊椎固定器具開発の一つの力学的基準になると思われた。これは、脊椎外傷患者にも該当することであった。前年度までの研究から、新しい人工材料を用いて脊椎固定器具を開発するためには、器具が使用される生体側の要因も充分に検討しなければならない必要性が判明した。このための実験系には、屍体脊柱あるいは動物などを用いたものは適切ではない。脊柱の安定性には、体幹筋の筋力が重要な役割を果たすからである。前年度の研究では、腰痛症患者の体幹筋力は求心性、遠心性両者の収縮様式で低下していることを示した。
異所性骨形成における骨基質蛋白および副甲状腺ホルモン受容体遺伝子の発現

粗精製BMPを用い,可溶化I型コラーゲンを支持体としたペレットとした。実験動物は4週齢ラットおよびマウスを用い,背部皮下にペレットを埋入し,埋入後1週から3週に亘り観察を行った。観察期間に従って複合体を含む皮下組織を摘出,4%パラホルムアルデヒドで固定,10%EDTAで脱灰,または非脱灰でパラフィン包埋し,厚さ約4μmのパラフィン切片を作製した。m-RNAの検出は,DIG RNA Labeling Kit (Boehringer Mannheim)を用いてステオポンチン(OPN),オステオネクチン(ONC),および骨特異的とされているオステオカルシン(OCN),I,II,X型コラーゲンの各cDNAから合成したsingle strand RNAprobeを調製し,in situ hybridizationを行った。組織学的に異所性硬組織誘導は,急速に形成された軟骨様組織を介した骨様組織誘導過程であり,いわゆる内軟骨性骨化に類似する過程であった。一方,各コラーゲン遺伝子の発現から観ると,初期に誘導された異所性硬組織形成細胞は,未分化な紡錐形細胞の段階から既に骨芽細胞,軟骨細胞,肥大化軟骨細胞の形質を同時に獲得していることが示唆された。BMP-コラーゲン複合体による異所性硬組織誘導は内軟骨性骨化の各骨基質蛋白(OPN,OCN,ONC)コラーゲン遺伝子の発現様式とは異なる過程であった。本研究では軟骨様・骨様組織移行部の軟骨様基質に封入された肥大化軟骨細胞様細胞と骨髄組織様組織に小腔を開放した一部の肥大化軟骨細胞様細胞がI型,X型コラーゲンの両遺伝子を発現していた。少なくとも骨髄様組織に小腔を開放した一部の肥大化軟骨細胞様細胞は死滅せずに生存していることが示唆された。実験動物は4週齡Wistar系ラットを用い,背部皮下にペレットを埋入し,埋入後1週から3週に亘り観察を行った。m-RNAの検出は,DIG RNA Labeling Kit (Boehringer Mannheim)を用いてステオポンチン(OPN),オステオネクチン(ONC),および骨特異的とされているオステオカルシン(OCN)の各cDNAから合成したsingle strand RNAprobeを調製し,in situ hybridizationを行った。埋入後1週では,OPNのシグナルは,類骨形成部位のplumpな形態を示す細胞に強く,ONCのシグナルは,紡錘形を示す線維芽細胞様細胞に強く認められた。OCNのシグナルは観察されず,免疫組織化学的な局在も認められなかった。2週においては,軟骨様組織が広範に認められ,標本最外周部では骨様組織の形成が認められた。OPN,ONCのシグナルは,軟骨,あるいは骨様組織形成部位の広範な細胞で認められた。さらにOCNのシグナルは,軟骨様組織形成部位の一部と最外周部の骨様組織形成部において,骨細胞,および骨芽細胞で認められた。3週では,軟骨様組織は大部分消失し,未熟な骨梁が標本のほぼ全体を占めた。この時期では,OPNのシグナル発現細胞は減少する傾向を示したが,骨梁周囲の骨芽細胞を主体として強いOCNのシグナルが観察され、同部位において免疫組織化学的な局在も観察された。

粗精製BMPによる異所性骨誘導における骨基質蛋白の遺伝子発現は,骨組織の形成に伴って認められたが,軟骨様組織におけるOCNの発現のような特徴的な様式を示した。以上の研究成果の一部は,第3回国際口腔インプラント会議(横浜,1994),第36回歯科基礎医学会総会(大阪,1994),第48回口腔科学会総会(大分,1995)において発表した。粗精製BMPを用い,可溶化I型コラーゲンを支持体としたペレットとした。実験動物は4週齢ラットおよびマウスを用い,背部皮下にペレットを埋入し,埋入後1週から3週に亘り観察を行った。観察期間に従って複合体を含む皮下組織を摘出,4%パラホルムアルデヒドで固定,10%EDTAで脱灰,または非脱灰でパラフィン包埋し,厚さ約4μmのパラフィン切片を作製した。mRNAの検出は,DIG RNA Labeling Kit (Boehringer Mannheim)を用いてステオポンチン(OPN),オステオネクチン(ONC),および骨特異的とされているオステオカルシン(OCN),I,II,X型コラーゲンの各cDNAから合成したsingle strand RNAprobeを調製し,i n situ hybridizationを行った。組織学的に異所性硬組織誘導は,急速に形成された軟骨様組織を介した骨様組織誘導過程であり,いわゆる内軟骨性骨化に類似する過程であった。一方,各コラーゲン遺伝子の発現から観ると,初期に誘導された異所性硬組織形成細胞は,未分化な紡錘形細胞の段階から既に骨芽細胞,軟骨細胞,肥大化軟骨細胞の形質を同時に獲得していることが示唆された。BMP-コラーゲン複合体による異所性硬組織誘導は内軟骨性骨化の各骨基質蛋白(OPN,OCN,ONC)コラーゲン遺伝子の発現様式とは異なる過程であった。本研究では軟骨様・骨様組織移行部の軟骨様基質に封入された肥大化軟骨細胞様細胞と骨髄組織様組織に小腔を開放した一部の肥大化軟骨細胞様細胞がI型,X型コラーゲンの両遺伝子を発現していた。少なくとも骨髄様組織に小腔を開放した一部の肥大化軟骨細胞様細胞は死滅せずに生存していることが示唆された。