hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
消削加工用エキスパ-トシステムの開発

本研究は、生産加工分野で将来多く利用されると思われるエンジニアリングワ-クステ-ション上に研削加工用エキスパ-トシステムを構築し、従来熟練者の経験に依存していた作業を自動化することを目的として開始された。研削加工用エキスパ-トシステムを開発する上での考慮すべき点及び基本構想をとりまとめ、これに立脚して研削条件設定システムを開発した。本研究で開発したシステムの特徴は以下のように要約される。1.定性的知識や経験、勘等を用いて解を求めるための知識表現として、フレ-ムとル-ルのハイブリッド型を採用した。またあいまいな知識に関する処理法としてフレ-ムシステムにはディフォルト理論を、プロダクションシステムにはファジィ理論を導入した。2.本システムはインタ-フェ-ス部、推論機構、知識ベ-ス管理機構、実加工デ-タベ-ス、既存知識デ-タベ-ス、作業フレ-ムによって構成されている。この構造によって、一般的な研削加工に関する知識を利用して実際の加工にも対応可能なものとなった。3.既存知識デ-タベ-スに蓄積された研削条件設定に関する手続き型知識は、いくつかのモジュ-ルに分割されてメソッドの形で蓄積される。従って既存知識デ-タベ-スは高いレベルでの推論が可能で、かつデ-タベ-スの拡張性にも優れたものとなった。4.実加工デ-タベ-スは、ユ-ザの研削デ-タを実験式の形で管理している。そのため、実験式の係定数の形で蓄積されたデ-タは、条件の設定作業においてはその選択基準として、また作業変更においては変更するパラメ-タ及び変更幅の定量的基準として使用できる。初年度の設備としてエンジニアリングワ-クステ-ション(アポロコンピュ-タDN3500)を購入し、Common LISPとFortran77を使用して、既存知識デ-タベ-スの作成、トラブルデ-タベ-スの構築、実加工ブ-タベ-スの作成、及びインタ-フェ-ス部の開発を行なった。研削加工の定性的知識や勘及び経験等の知識を効果的に取り扱うためにフレ-ムシステムとプロダクションシステムを含むハイブリッドモデルを採用し、オブジェクト指向型システムの設計を行なった。それに加えて、研削加工のあいまいな知識に対応するため、デフォルト理論、ファジィ-理論を取り入れた。開発した研削加工用エキスバ-トシステムは研削加工中に発生する研削トラブルをも考慮して研削加工条件を決定するように構築した。また、研削加工は加工条件が多様であり、加工デ-タとして公表されているものと実際の研削結果が適合しないことが多く、研削デ-タのばらつきが大きい。そのため、既存知識だけから正確でしかも十分な知識を得ることが困難である。従って、このような研削加工デ-タはファジィ-可能線形モデルを応用した実験式の定係数の値として実加工デ-タベ-スに蓄積することによって効果的な知識管理が可能になるように作成した。なお、この間に実験を通して得られた新たな知見は、研削主軸動力の監視がトラブルの検出に対して極めて有効な情報を提供するという事実である。そして、動力をもとに研削状態のパタ-ン認識を行なう際に必要となるパラメ-タの選定を行なった。初年度において、エンジニアリングワ-クステ-ション(アポロコンピュ-タDN3500)を購入し、既存知識デ-タベ-スの作成、トラブル認識システムの検討、及び加工条件設定システムの開発を行い、ほぼ初期の目的を達成した。これら成果に立脚し、2年度目は研削作業中に発生する各種トラブルの中、研削焼けの発生とびびり振動の発生を取り上げ、これらを動力監視とアコスティックエミッション(AE)の監視によって確実に検出するシステムを開発した。

また、研削砥石の切れ味劣化を検出し、ドレッシングを行うべき時期を適切に作業者に知らせる手段として、研削時定数と無駄時間の検出が有効であることを示すことができた。これらトラブルが生じた場合、加工条件をどのように変更して行くのが最も合理的であるかについても研究を進めることができた。特に切れ味劣化の自動認識は、CBNを始めとする高価な超砥粒砥石を使用する機会が多くなった今日その重要度は高い。エキスパ-トシステムの全体の構成についても改良を重ねた。すなわち既存知識デ-タベ-スに関しては、初年度に作られるものが幾分内容が冗長であったのでその簡略化を図り、処理時間の短縮に努力した。また実加工デ-タベ-スに関しては、理論的な背景を十分に考慮しつつファジィ回路モデルに立脚した研削プロセスモデルの作成を行った。主たる対象となったのは表面粗さと研削動力である。2年度目の研究において、当初の目的であった研削加工用エキスパ-トシステムの基本構成は完成した。今後の問題としてのこされている重要な課題は、熱練作業者と同様の学習機能を付与して行くことである。
ドメスティケーションの人類学的研究:人間と家畜・栽培植物の相利的共生関係の解明

本研究は、ドメスティケーションの人類学的な研究として人間と動植物の相互関係のなかに、どのような形で相利的な性質をともなった諸関係が存在するのかを現地調査によって検証し、その実態を具体的に描き出すことを目的としてきた。3年計画のうち当初2年間は、動植物と人間の相互関係に関する実証的な基礎資料を集積することに重点をおいた。最終年度は、これまで蓄積してきた資料を整理総合してアフリカでの研究成果との比較検討をおこなった。動物の人間の相互関係に関しては、隠岐西ノ島の放飼牛群と、東北地方北上山地で夏山冬里方式によって飼育されている牛群について、ホームレンジの規模と構造、母子関係、オス-メス関係、グル-ピングの構造などについて一次資料を集めた。映像記録装置を用いて牛群に対する村人の人為的関与の種類や程度とそれに対する牛群の反応を記録した。植物と人間との相互関係に関しては、東北地方北上山地において、野生植物についての利用と認知、雑穀を中心とした畑作の歴史と現状、および半栽培有用植物の利用と人間の無意識的な関与について調査を実施した。沖縄本島北部におけるリュウキュウイトバショウの半栽培的利用法と畑管理に関わる人為的関与の定量的評価に関する調査を実施した成果のとりまとめを行うために京都で研究会を2回開催し、フィールドワークの成果とアフリカでの研究成果をふえまて研究発表をおこなった。あわせて今後、動物と植物を共通の視野においたドメスティケーション研究の新しい枠組みの可能性について討議検討をおこなった。動物と人間の相互作用に関しては、隠岐西ノ島の放飼牛群と、東北地方北上山地で夏山冬里方式によって飼育されている牛群を対象として、予備的な調査の後に、ホームレンジの規模と構造、母子関係、オス(種オス)-メス関係、グル-ピングの構造などについて一次資料の集積を開始した。映像記録装置を用いて牛群に対する村人の人為的関与の種類や程度と、それに対する牛群の反応を記録した。また、特に北上山地の赤牛(日本短角牛)については、聞き取りや文献調査によって、その飼養や品種改良の歴史を明らかにした。植物と人間との相互関係については、東北地方北上山地において、シタミ(コナラ、ミズナラ、カシワのドングリ)や山菜類を対象として、野生植物の利用と認知、加熱処理法や水さらし処理法などの加工技術、および山焼きや牛の飼料採取地としての山利用との関係について調査を進めた。同時に、キビやヒエ、ソバなどの雑穀を中心とした畑作の歴史と現状に関する資料を収集した。また、半栽培型植物の利用と人間の無意識的な関与の実態を明らかにするために、家屋周辺の植物群を同定し、それらの植物群をめぐる人々の行動と生態的条件についての資料を集めた。次年度に予定している、沖縄本島におけるリュウキュウイトバショウの半栽培的利用に関する本格的な調査を加え、現地調査にもとづいたドメスティケーション研究の枠組みを構築することができた。本研究は、人間と動植物の相互関係のなかに、どのような形で相利的な性質をともなった諸関係が存在するのかを現地調査によって検証し、その実態を具体的に描き出すことを目的としてきた。計画の2年目にあたる今年度は、動植物と人間の相互関係に関する実証的な基礎資料を集積することに重点をおいた。動物と人間の相互関係に関しては、隠岐西ノ島の放飼牛群と、東北地方北上山地で夏山冬里方式によって飼育されている牛群について、ホームレンジの規模と構造、母子関係、オス-メス関係、グル-ピングの構造などについて一次資料を集めた。北上山地における牛飼養と人為的関与の継続的な定量的調査を開始するいっぽう、映像記録装置を用いて牛群に対する村人の人為的関与の種類や程度とそれに対する牛群の反応を記録した。

沖縄本島北部におけるリュウキュウイトバショウの半栽培的利用法と畑管理に関わる人為的関与の定量的評価に関する調査を実施した。年度末には京都で研究会を開催し、フィールドワークの成果とアフリカでの研究成果をふまえて研究発表をおこない、あわせてドメスティケーション研究の枠組みについて検討をおこなった。本研究は、人間と動植物の相互関係のなかに、どのような形で相利的な性質をともなった諸関係が存在するのかを現地調査によって検証し、その実態を具体的に描き出すことを目的としてきた。計画の最終年にあたる今年度は、これまで蓄積してきた動植物と人間の相互関係に関する実証的な基礎資料を整理総合してアフリカでの研究成果との比較検討をおこなった。動物をめぐるドメスティケーションに関しては、北上山地で夏山冬里方式によって飼育されている牛群について、ホームレンジの規模と構造、母子関係、オス-メス関係、グル-ピングの構造などについての調査を昨年に引き続いておこない一次資料を集めた。北上山地における牛飼養と人為的関与の定量的調査を連続し、あわらて映像記録装置を用いた牛群に対する村人の行為的関係の種類や程度とそれに対する牛群の反応を記録した。植物をめぐるドメスティケーションに関しては、北上山地において、野性植物の利用と認識、雑穀を中心とした畑作の変遷と現状、および半栽培有用植物に対する人間の無意識的な関与について調査をおこなった。沖縄本島北部におけるリュウキュウイトバショウの半栽培的利用法と栽培管理に関わる人為的関与の定量的評価に関する調査をおこなった。成果のとりまとめを行うために京都で研究会を2回開催し、フィールドワークの成果とアフリカでの研究成果をふまえて研究発表をおこなった。あわせて今後、動物と植物を共通の視野においたドメスティケーション研究の新しい枠組みの可能性について討議検討をおこなった。
“Silicon Pool”への分子刺激によるバイオミメティックシリカ合成

本研究は、ケイ酸が濃縮された場である“silicon pool"を活用する新規概念に基づき、常温・常圧・中性pHで高度に構造制御されたシリカを得る生物模倣合成法を実証することを目的とした。平成29年度までに、ケイ酸を濃縮して“silicon pool"を形成するペプチドP1、およびP1と複合化して鋳型構造を形成しつつ、ケイ酸の重縮合反応を触媒するペプチドP2を独自に開発し、ケイ酸溶液に段階的に添加してシリカを合成した。得られた析出物の透過型電子顕微鏡像では鋳型ペプチドのサイズと合致する幅を持つ細孔が観察された。平成30年度は、ラマン散乱法により“silicon pool"を経由した試料は経由しない試料と比べて高い重縮合度を持つことを明らかにした。また、試料を焼成して多孔質シリカを調製し、このシリカの細孔がキラル認識能を持つか調べた。シリカ粉末を、D体およびL体のポリアミノ酸を溶解させた水に分散し、シリカへの各ポリアミノ酸の吸着量を評価した。P1とP2を段階的に添加して“silicon pool"を経由した試料では、L体のポリアミノ酸をより多く吸着したが、無孔質シリカ、およびP1とP2を同時に添加して得た多孔質シリカではD体を多く吸着した。生物模倣合成法により、鋳型ぺプチドの構造がシリカに精密に転写され、キラル認識能を得るに至ったと考えられる。さらに、上記の研究から得た知見を、高分子を用いたシリカナノ粒子の構造制御へ展開し、リング状のナノ構造を持つシリカの合成へつなげることができた。また、本手法により作製した多孔質シリカの低分子吸着性において予想外の発見があり、さらなる高機能吸着材の創製に向けた指針を得ることができた。本研究は、ケイ酸が濃縮された場である“silicon pool"を活用する新規概念に基づき、常温・常圧・中性pHで高度に構造制御されたシリカを得る生物模倣合成法を実証することを目的とする。ケイ酸を濃縮するペプチドP1、およびP1と複合化して鋳型構造を形成しつつ、ケイ酸の重縮合反応を触媒するペプチドP2を独自に開発し、ケイ酸溶液に段階的に添加してシリカを合成する。ペプチドを除去して得られるシリカが、鋳型構造を反映した多孔質構造およびキラリティーを持つことを明らかにする。平成28年度は、二種のペプチドP1およびP2を設計し、委託合成して得た。P1、P2はそれぞれ30残基のアミノ酸から構成される。P1は両性高分子電解質であり,ケイ酸の重縮合を阻害する効果を持つことを期待した。P2はケイ酸の重縮合を触媒するアミノ基を多く含み、P1と相互作用してコイルドコイル構造を形成するように設計した。ケイ酸を含有するpH5.5の酢酸緩衝液にP1またはP2を添加し、モリブデンブルー法を用いて溶存ケイ酸濃度を測定したところ、ペプチドを添加しない場合と比較して、P1を加えた溶液の溶存ケイ酸濃度は測定開始からおよそ5時間後まで高く、P2を加えた場合には低くなった。設計どおり、P1はケイ酸の重縮合を阻害してペプチド周囲にsilicon poolを形成し、P2はケイ酸の重縮合を促進する効果を持つことが示唆された。さらに、円二色性スペクトル測定から、P1とP2の混合によるcoiled-coil構造の形成が示された。P1とP2を段階的に添加して得られた析出物の焼成後の試料において、窒素吸脱着測定によりヒステリシスループを検出し、試料にはメソ孔が存在することがわかった。得られた析出物の透過型電子顕微鏡像ではコイルドコイル構造の直径と合致する幅を持つ細孔が観察された。本研究の目的は、ケイ酸が濃縮された場である“silicon pool"を活用する新規概念に基づき、常温・常圧・中性pHで高度に構造制御されたシリカを得る生物模倣合成法を実証することである。設計した第1世代のペプチドが、期待したsilicon pool形成能を発現したため、ペプチドの再設計を経ることなくシリカ合成に移行することができた。Silicon poolを経由する合成法により、鋳型構造を反映した細孔の存在を確認することができた。本研究は、ケイ酸が濃縮された場である“silicon pool"を活用する新規概念に基づき、常温・常圧・中性pHで高度に構造制御されたシリカを得る生物模倣合成法を実証する。前年度までに、当初の設計通り、P1はケイ酸の重縮合を阻害してペプチド周囲にsilicon poolを形成し、P2はケイ酸の重縮合を促進する効果を持つことを示唆する結果が得られた。平成29年度は、この結果の再現性を確認するために、モリブデンブルー法を用いた溶存ケイ酸濃度の測定について、独立した実験を3回以上行った。その結果、再現性を確認することができ、また、実験毎におけるデータのばらつきの程度に関する知見を得た。さらに、silicon poolを経由した多孔質シリカが、経由しない場合と比べて鋳型構造をより精密に転写しているかどうかを明らかにするために、対照実験を行った。

P1とP2を段階的に添加した場合、P1のみを添加した場合、P2のみを添加した場合、およびP1とP2を同時に添加した場合についてシリカを合成し、得られた試料を透過型電子顕微鏡で観察した。その結果、ペプチドを段階的に添加した試料のみで、ペプチドの高次構造を反映した細孔が観察されたことから、silicon poolを経由することの有効性が示された。2年の研究期間内に、バイオミメティック法による多孔質シリカの合成においてsilicon poolの活用が有効であるとの知見を得たものの、対照実験の再現性の確認と、シリカの重縮合度の測定を完了することができなかったため、論文の執筆が遅れている。本研究は、ケイ酸が濃縮された場である“silicon pool"を活用する新規概念に基づき、常温・常圧・中性pHで高度に構造制御されたシリカを得る生物模倣合成法を実証することを目的とした。平成29年度までに、ケイ酸を濃縮して“silicon pool"を形成するペプチドP1、およびP1と複合化して鋳型構造を形成しつつ、ケイ酸の重縮合反応を触媒するペプチドP2を独自に開発し、ケイ酸溶液に段階的に添加してシリカを合成した。得られた析出物の透過型電子顕微鏡像では鋳型ペプチドのサイズと合致する幅を持つ細孔が観察された。平成30年度は、ラマン散乱法により“silicon pool"を経由した試料は経由しない試料と比べて高い重縮合度を持つことを明らかにした。また、試料を焼成して多孔質シリカを調製し、このシリカの細孔がキラル認識能を持つか調べた。シリカ粉末を、D体およびL体のポリアミノ酸を溶解させた水に分散し、シリカへの各ポリアミノ酸の吸着量を評価した。P1とP2を段階的に添加して“silicon pool"を経由した試料では、L体のポリアミノ酸をより多く吸着したが、無孔質シリカ、およびP1とP2を同時に添加して得た多孔質シリカではD体を多く吸着した。生物模倣合成法により、鋳型ぺプチドの構造がシリカに精密に転写され、キラル認識能を得るに至ったと考えられる。さらに、上記の研究から得た知見を、高分子を用いたシリカナノ粒子の構造制御へ展開し、リング状のナノ構造を持つシリカの合成へつなげることができた。また、本手法により作製した多孔質シリカの低分子吸着性において予想外の発見があり、さらなる高機能吸着材の創製に向けた指針を得ることができた。平成29年度は、silicon poolを経由して得られた多孔質シリカが、経由しない場合と比べて鋳型構造をより精密に転写しているかどうか、対照実験を通じて明らかにしていく。各条件で得られる試料について、窒素吸脱着測定による吸着等温線の比較、透過型電子顕微鏡による形態観察、29Si固体NMR測定による重縮合度の測定、円二色性スペクトル測定によるキラリティーの有無の評価を行う。Silicon poolの有用性が明らかになった場合には、シリカ合成時のペプチドとケイ酸の比や、2種のペプチドの添加のタイミングを変化させることで、構造周期性を持つ多孔質シリカの合成を目指す。再現実験として多孔質シリカの電子顕微鏡による観察を行うとともに、追加実験としてラマン散乱法によるシリカの重縮合度の測定を行う。これらの結果を含めて、シリカ合成におけるsilicon poolの有効性の実証に関する論文を執筆する。本研究において大きな割合を占める費用は、ペプチドの委託合成に関わるものである。
マルチモーダル生体イメージングシステムを活用したタウ蛋白質相転移メカニズムの解明

超高齢化社会を突き進む我が国では老年性認知症患者の増大は大きな社会問題となっている。老年性認知症病態の大半を占める凝集性タウタンパク質の脳内蓄積は神経機能障害や細胞脱落と密接に関連していることが知られているが、生理的に微小管結合能を有するタウがどのように自己凝集能を獲得し、病的なタウが特定脳領域より拡散・伝播するのか、その技術的特異点は明らかになっていない。本研究ではタウ毒性発症機序の解明を最終目的として、脳内におけるタウ蛋白質相転移が存在することを明らかにし、タウ病変発症の技術的特異点を同定することを目指す。
糖とタンパク質の新規な結合様式C-マンノシルトリプトファンの合成と生物機能の解明

ヒト尿中のリボヌクレアーゼから初めて発見されて以来、補体系のタンパクから続々と発見されてきているC-結合型糖鎖α-C-マンノシルトリプトファンの生物学的機能の解析を目指して昨年度すでに、その化学的全合成に成功している。即ち、α-メチル-D-マンノースを出発原料とした10段階からなる効率的かつ柔軟性のある合成ルートであるが、その中でマンノシルインドールとL-セリンから誘導したアジリジンカルボン酸のカップリング反応には、若干の再現性の問題があった。この反応に使われるルイス酸過塩素酸スカンジウムSc(ClO_4)_3はこの研究で新たに見出されたものだが、その乾燥度によって収率が大きく変化し、しかも非常に吸湿性が高いため乾燥度を管理するのが難しい。そこで、このステップの改善を目的にアジリジンの開環反応で使われている他のルイス酸(BF_3OEt_2,Yb(OTf)_3,In(OTf)_3,InCl_3など)を精査した。その結果Sc(ClO_4)_3が最も優れていることが再確認された。なお、このルイス酸は多くのインドール誘導体とアジリジンカルボン酸とのカップリングによる光学活性トリプトファン合成に有用であり基質一般性があることも確認した。一方、このC-結合型糖には今のところマンノースのみ見つかっているが、糖の種類を判別するためには、今のところNMRによる方法しかなくかなりの量のサンプルを必要とする。そこで、超微量での分析法の開発を目指して、C-マンノシルトリプトファンのグルコース、ガラクトース類縁体をC-マンノシルトリプトファンの合成ルートにしたがって合成した。これらサンプルは、エドマン分解法を用いた、タンパクのアミノ酸配列決定法における標品として使用する一方C-マンノシルトリプトファンは代表的なレクチンであるConAと結合しないことも明らかにした。ヒト尿中のリボヌクレアーゼから初めて発見されたC-糖アミノ酸であるα-C-マンノシルトリプトファンの全合成を達成した。まずα-メチル-D-マンノースから2段階で調製できる1,6-ジアセチルマンノースのスズアセチレンを使ったC-グリコシル化反応によってα-エチニルマンノースを得た。ついで、N-トシル-o-ヨウドアニリドとのSonogashiraカップリング、Castroのインドール合成法に従って、1-α-マンノシルインドールを合成した。トリプトファン残基の導入は、L-セリンから誘導したアジリジンカルボン酸とLewis酸存在下でのカップリングで行ったが、既に報告されていたSc(OTf)_3ではアジリジンの開環位置の異なるβ-アミノ酸が分離困難な生成物として副生してきた。そこで、2-メチルインドールを用いたモデル実験を行い、Sc(OTf)_3の代わりにSc(ClO_4)_3が収率、選択性ともに優れていることを見いだした。ついで、この条件でマンノシルインドールとのカップリングを行うと、完璧な位置選択性で反応が進行しα-C-マンノシルトリプトファンの完全保護体を得た。最後に2段階の脱保護によってα-C-マンノシルトリプトファンの全合成を達成した。この合成品のデータは天然物の文献値とよく一致した。α-C-マンノシルトリプトファンの糖部分(グルコース、ガラクトース)の類縁体合成に関しては、別法で検討していたLarockのインドール合成によるアプローチがイソトリプトファンのみを与えることが分かり断念した。一方マンノシルトリプトファンの全合成のルートによるアプローチは、ほぼ類似の条件でそれぞれの完全保護体の合成が可能であったが全体に収率が低かった。現在、収率の改善ととともに最後の脱保護の段階にある。
ネコ免疫不全ウイルスの感染増殖機構の解明

ネコはネコ免疫不全ウイルス(FIV)に感染すると、数年以上もの長い無症候キャリアー期を経て免疫不全状態になり、ネコヘルペスウイルスやネコカリシウイルスなどの感染症により死亡する。しかしながら大規模な疫学調査により、発症せずに6年以上経過するネコの割合も多いことが明らかになってきた。FIVの感染による後天性免疫不全症候群発症にはウイルス側の要因、ネコの遺伝学的および免疫学的背景、その他の感染要因が複雑に絡み合っていると考えられる。FIVを抑制する宿主因子はいくつか想定されている。ISG15はI型IFN刺激により発現される遺伝子の1つで、同分子がもつユビキチン様活性(ISG化活性)により様々なウイルスに対して抗ウイルス活性を示し、FIVにおいても抵抗性を発揮すると考えられる。ISG化にはISG15以外にISG化関連酵素群の共発現が必要である。そこで酵素群の1つであるネコUBE1L(FeUBEID遺伝子のクローニングを行い、さらに、各種細胞でのFeUBE1Lの発現状況およびI型IFN刺激による発現誘導の有無を確認した。CRFK細胞のcDNAライブラリーから、これまでに決定したFeUBE1L遺伝子配列をもとに設計したプライマーを用いてPCRを行い、全長のクローンを得た。また、未感作、ネコIFN-ω(FeIFN-ω)およびウシIFN-τ(BoIFN-τ)感作のFeT-J、3201、CRFK、fcwf-4、G355-5細胞でのFeUBE1L遺伝子の発現量をReal-Time RT-PCR法により定量した。FeUBE1LはFeIFN-ωおよびBoIFN-τにより誘導されることが明らかとなった。FeUBE1遺伝子のクローニングに成功したことから、今後、FeISG15の共発現により、in vitroでのISG化の系が確立でき、抗ウイルス活性のメカニズムを解明できると考えられる。ネコ免疫不全ウイルス(FIV)はネコに後天性免疫不全症候群を引き起こす。ネコ星状細胞腫由来G355-5細胞はネコCD134(fCD134;別名ネコOX40(fOX40))を発現させることで、様々なリンパ球指向性分離株(TM2株など)に高感受性になる。本年度はG355-5/fOX40細胞におけるFIVの受容体スイッチング現象を詳細に解析した。TM2株が持続感染したG355-5/fOX40細胞からウイルス(TM2PI株)を回収し、G355-5細胞、G355-5/fOX40細胞、CRFK細胞(ネコ腎由来細胞)、3201細胞(ネコ胸腺細胞腫)、FeTJ細胞に接種(ネコリンパ球株化細胞)、ウイルスの増殖性を調べた。その結果、TM2PI株はG355-5細胞に効率よく感染し、培養上清中にウイルスが放出された。また、TM2PI株はfCD134陰性のCRFK細胞、3201細胞、FeTJ細胞に感染したが、増殖はほとんど見られなかった。TM2PI株ではenv領域にアミノ酸配列の変異(W357R、E407K)が見られた。また、TM2PI株の感染はAMD3100で阻止されたことから、CXCR4分子を受容体とすると考えられた。以上の結果からTM2PI株はfCD134非依存的CXCR4依存的に感染することが明らかとなった。しかし、CRFK細胞、3201細胞、FeTJ細胞で増殖するためには、さらなる変異が必要であることが示唆される。ネコ星状細胞腫由来G355-5細胞はネコCD134 (fCD134;別名ネコOX40 (fOX40))を発現させることで、様々なリンパ球指向性分離株(TM2株など)に高感受性になる。本年度は昨年度に引き続きG355-5/fOX40細胞におけるFIVの受容体スイッチング現象を詳細に解析した。ヒト免疫不全ウイルス(HIV)をコアにもち、リポーター遺伝子としてルシフェラーゼをもち、エンベロープ(Env)がFIVのシュードタイプウイルスの作製を行った。CRFK細胞にCD134非依存的に感染する分離株(TM2PI、Petaluma株)とCD134依存的に感染する分離株(TM2株、PPR株)のシュードタイプウイルスを作製し、ルシフェラーゼアッセにより感染をモニタリングする系を確立した。この系を用いることで、FIVが長期感染したネコの組織からDNAを分離し、env領域をPCRで増幅、シュードタイプウイルスを作製することで、ウイルスの表現型(CD134依存または非依存)を調べることが可能となった。また、ルシフェラーゼをリポーターとしたことでFIVの中和活性を測定する目処がたった。さらに、FIVの細胞内抵抗性因子の解析のために、FIV TM2のGag-Polを発現するパッケージングコンストラクトの作製を行い、市販のリポーターコンストラクトを用いて力価測定を行ったが、十分なウイルス力価は得られなかった。現在その原因を解析中である。

FIVの感染による後天性免疫不全症候群発症にはウイルス側の要因、ネコの遺伝学的および免疫学的背景、その他の感染要因が複雑に絡み合っていると考えられる。FIVを抑制する宿主因子はいくつか想定されている。ISG15はI型IFN刺激により発現される遺伝子の1つで、同分子がもつユビキチン様活性(ISG化活性)により様々なウイルスに対して抗ウイルス活性を示し、FIVにおいても抵抗性を発揮すると考えられる。ISG化にはISG15以外にISG化関連酵素群の共発現が必要である。そこで酵素群の1つであるネコUBE1L(FeUBEID遺伝子のクローニングを行い、さらに、各種細胞でのFeUBE1Lの発現状況およびI型IFN刺激による発現誘導の有無を確認した。CRFK細胞のcDNAライブラリーから、これまでに決定したFeUBE1L遺伝子配列をもとに設計したプライマーを用いてPCRを行い、全長のクローンを得た。また、未感作、ネコIFN-ω(FeIFN-ω)およびウシIFN-τ(BoIFN-τ)感作のFeT-J、3201、CRFK、fcwf-4、G355-5細胞でのFeUBE1L遺伝子の発現量をReal-Time RT-PCR法により定量した。FeUBE1LはFeIFN-ωおよびBoIFN-τにより誘導されることが明らかとなった。FeUBE1遺伝子のクローニングに成功したことから、今後、FeISG15の共発現により、in vitroでのISG化の系が確立でき、抗ウイルス活性のメカニズムを解明できると考えられる。
社会不安障害患者の生理的反応に対する認知の歪みに関する研究

交付申請書に記載した本年度の研究実施計画を着実に実施した。申請者の研究内容は,対人場面で強い不安を感じ続ける精神疾患である社会不安障害の症状が,どのように維持されているかを明らかにすることである。申請者は,社会不安障害の症状維持モデルとして欧米で提唱されている認知モデルに注目し,わが国の社会不安障害に適用できるか検討した。具体的には,社会不安障害患者は対人場面で手や声の震え,発汗などの生理的反応の変化を経験する。周囲からみるとそれほど震えているようにみえなくても,社会不安障害患者は震えているのが他者に気づかれる程度を過剰に解釈し,不安を強めてしまうことが特徴としてあげられている。この解釈バイアスと社会不安障害症状の因果関係を調べるために,解釈バイアスを修正する治療技法であるビデオフィードバックを行う群と行わない群に社会不安を示す大学生25名を無作為に群分けし,実験を行った。その結果,ビデオフィードバックを行うことによって,解釈バイアスを修正できるとともに,対人場面における予期不安が弱まることが明らかにされた。この研究結果は,社会不安障害患者を治療するときに解釈バイアスを治療ターゲットとして選択できることを示すとともに,解釈バイアスへの介入方法としてビデオフィードバックが選択肢としてあげられることを示している。この研究の成果は米国の行動療法・認知療法学会で発表され,「Elsie Ramos Memorial Student Research Award」を授賞した。また,ビデオフィードバックの効果が社会不安障害患者を対象としてもみられるかどうかを調べるために,社会不安障害患者2名に対して,ビデオフィードバックを含む集団認知行動療法を行った。その結果,ビデオフィードバックが有効である患者と有効ではない患者がいることが明らかにされた。
中国美術の図像学的研究

中国美術を図像学的に解明するためには、まず作品、文献史料双方における資料の網羅的収集が必要となる。また、中国に影響を与えた国、影響を受けた国など周辺地域の研究も不可欠である。そのため中国・朝鮮・日本・インド・西域・東南アジアなどアジア全域の関係図書の収集に努める一方、これら図書に掲載される図像資料をコンピューターに入力する作業も、中国文物、佛教美術、中国絵画、書法の四分野に分かち、時代は新石器時代から現代までを範囲に行った。また京都大学人文科学研究所が長年にわたり蓄積してきた関係資料フィルムのデジタル化を行い、中国美術の総合的な画像データベースをほぼ構築した。これによっていかなる画像も瞬時に引き出し可能となったのはもちろん、キーワードの検索によって図像集として活用することが可能となり、アジア全域にわたる図像集がほぼ出来上がった。また文献史料もコンピユーターへの入力につとめ、関係ソフトを十全に活用し、デジタル史料集をほぼ構築した。特に中国絵画史料については、検索可能な史料ソフトが不十分であったため・画論、画史両面にわたるソフトを作り上げた。また、図像について討論する場も、本研究と連動させて、主に関西の研究者を中心に「中国美術の図像学」と称する研究会を組織し、人文科学研究所の共同研究として、毎年二十回程度研究発表会を行った。これには若手の研究者、海外の研究者も幅広く参加し、議論を深めることができた。以上の研究成果として『中国美術の図像学』(京都大学人文科学研究所発行)を刊行し、分担者及び研究協力者合計11名が時代の先端を行く論文を執筆した。初年度は、中国・朝鮮・日本・インド・西域・東南アジアなどアジア全域の関係図書の収集に努め、当人文科学研究所に収蔵される膨大な図書に加えて、傾聴に値する最新情報を掲載した新刊書、以前に入手しそこねた重要図書などを多数補充した。一方、これら図書に掲載される図像資料をコンピューターに入力する作業も着々と行われ、中国文物、佛教美術、中国絵画、文字・書の四分野に分かち、時代は新石器時代から現代にまで及んでいる。また、これまで中国各地で現地調査を行い蓄積してきた関係資料フィルムのデジタル化を進め、先のデジタル資料と併せた中国美術の総合的な画像データベースの構築を目指す。これが完成すればいかなる図像も瞬時に引き出し可能となり、それ自体、中国美術の図像集の完成を意味する。また、作品の図像解釈に必要な文献史料の収集のために、四庫全書、四部叢刊、大蔵経など、史料関係の多くのソフトを購入し、コンピューターの検索能力を駆使した史料集の構築も行われつつある。これら作品と文献史料の双方を照合するための討論の場も、研究分担者が参加する当研究所の共同研究会、或いは外国研究者を招いた講演会として計11回行った。今年度はSARSなどの影響のため中国での現地調査は控えたが、国内の美術館の協力を得た作品調査を3回行った。今年度は前年度に引き続き、中国・朝鮮・日本・インド・西域・東南アジアなどアジア全域の関係図書の収集に努め、当人文科研究所に収蔵される膨大な図書に加えて、傾聴に値する最新情報を掲載した新刊書、以前に入手しそこねた重要図書などを多数補充した。一方、これら図書に掲載される図像資料をコンピュータに入力する作業も着々と行われ、中国文物、佛教美術、中国絵画、文字・書の四分野に分かち、時代は新石器時代から現代にまで及んでいる。

また、これまで中国各地で現地調査を行い蓄積してきた関係資料フィルムのデジタル化を進め、先のデジタル資料と併せた中国美術の総合的な画像データベースの構築を目指している。これが完成すればいかなる図像も瞬時に引き出し可能となり、それ自体、中国美術の図像集の完成を意味する。また、作品の図像解釈に必要な文献史料の収集のために、「石刻史料匯編」「韓国歴史五千年」など、史料関係の多くのソフトを追加購入し、コンピューターの検索能力を駆使した史料集の構築も行われつつある。これらの作品と文献史料の双方を照合するための討論の場も、研究分担者が参加する当研究所の共同研究会を計13回行った。また、中国での現地調査も2005年度に日本で開催する予定の中国文物展覧会と関連し3回行った。中国美術を図像学的に解明するためには、まず作品、文献史料双方における資料の網羅的収集が必要となる。また、中国に影響を与えた国、影響を受けた国など周辺地域の研究も不可欠である。今年度は前年度に引き続き、中国・朝鮮・日本・インド・西域・東南アジアなどアジア全域の関係図書の収集に努めた。一方、これら図書に掲載される図像資料をコンピューターに入力する作業も、中国文物、佛教美術、中国絵画、文字・書の四分野に分かち、時代は新石器時代から現代まで、引き続き行った。これまで蓄積してきた関係資料フィルムのデジタル化と併せ、中国美術の総合的な画像データベースがほぼ構築された。これが完成すれば、いかなる図像も瞬時に引き出し可能となり、それ自体中国美術の図像集の完成を意味する。また、作品の図像解釈に必要な文献史料も引き続き収集し、コンピューターの検索能力を駆使した史料集の構築も行った。これら図像について討論する場も、研究分担者を含め研究者が参加する当研究所の共同研究会を合計17回行った。また今年度は代表者が監修した『中国美の十字路展』に密接に関与し、これと関連した公開ワークショップ「ソグドと中国の東西美術交流」を開催した。今年度は当科研の最終年度に当たるので、これまでの研究成果の報告書として『中国美術の図像学』(京都大学人文科学研究所発行)を刊行し、分担者及び共同研究者合計12名が執筆した。
Induced Membrane法の脂肪移植での臨床応用に向けた基礎的研究

脂肪移植の生着率向上のため、骨移植におけるinduced membrane法の応用を検討した。induced membraneを作成し、組織学的検討を行ったところ、VEGFが優位に発現していることが確認された。induced membrane内に脂肪移植を行うことにより、血流のある組織から距離がある部分までの生着が確認され、induced membrane法により、脂肪の生着率が向上する可能性があることが示唆された。ラットの体内でinduced membraneの作成を試みた。ラットの背部皮膚を切開し皮下にシリコン製のインプラントを留置することによりinduced membaraneの作成ができた。induced membraneは簡便な方法で作成できるということが確認された。インプラント留置後2週間で、再度ラットの背部皮膚を切開しinduced membraneが作成されていることを確認し、皮下に埋入したインプラントとともにインプラント周囲に形成されたinduced membraneとその周囲の皮下組織を一緒に採取した。採取したinduced membraneとその周囲組織のヘマトキシリン・エオジン染色を行ったところ、induced membraneの外側に多数の血管の増生を認めた。このことよりインプラント埋入により形成されたinduced membraneの周囲の血流は増加していると考えられた。移植組織の生着を促進するためには豊富な血流が必要であり、このことよりinduced membraneの外側に脂肪移植を行うことにより、移植脂肪の生着率の上昇、質のよい脂肪の生着の可能性が示唆された。また、採取した組織にPPAR-γでの免疫染色も行った。induced membraneの内腔側でPPAR-γが強く発現していることを確認することができた。PPAR-γは間質系の幹細胞を脂肪細胞へ分化させるために必須の転写因子である。induced membraneの内腔側でこのPPAR-γの発現が強いということは、induced membarne内に脂肪移植を行うことによっても脂肪生着率が上昇する可能性が十分にあると考えられた。ラットの背部、腹部皮下にシリコン製のインプラントを留置しinduced membraneを作成した。またコントロールを周囲の組織ではなく剥離のみした部位から採取した組織とした。採取したinduced membraneとコントロールとして採取した組織に対してVEGFでの免疫染色を施行したところinduced membraneで優位な発現が認められた。血管内皮細胞増殖因子であるVEGFの発現が優位であるということは、ヘマトキシリン・エオジン染色で血管が増生している所見を認めたことと一致していると考えられた。一方、PPAR-γの発現は、コントロールと比較し有意差を認めることはできなかった。腹部と背部の比較も行ったが有意差は認められなかった。2週後のinduced membraneと4週後のinduced membraneでも有意差は認めなかった。またinduced membraneへの脂肪移植も施行した。シリコン製のインプラントを2週間留置しinduced membraneを作成したのち、インプラントを除去しinduced membrane内に脂肪移植を施行した。移植脂肪の生着はペリリピンによる免疫染色を行うことにより判定した。コントロールと比較し、ペリリピンの発現自体は有意差を認めなかったが、移植脂肪のペリリピンで染色された厚さはinduced membraneの方が優位に厚かった。このことより、induced membrane内に移植された脂肪は血流のある組織接している面からより離れた部位まで生着できる可能性が示唆された。今回、移植脂肪の壊死率が非常に高く生着率自体の有意差は出すことができなかったが、幹細胞移植等のより生着率が高い状態で比較すれば有意差が出る可能性も十分にあると考えられた。形成外科Induced membraneの作成は可能だが、均一な厚さに作成することが難しい。そのため、切片を採取する場所によって染色のばらつきが大きく、PPAR-γの発現に差が認められる。コントロールとの比較が難しく、プロトコールの作成に時間がかかっている。形態評価のためのプロトコールを作成する。Indeuced membraneの厚さのむらを減らすために、ラットに埋入するポートの形も検討する。同時に、VEGF、PPAR-γなどのサイトカインの定量も進める。さらに、ラットでinduced membran作成後、membrane内への脂肪移植を行い、脂肪生着率の解析を行う予定である。
インドシアニングリーンを用いた局所脳血流測定法の確立に関する研究

これまでは、脳血流を測定するためには放射線科施設で放射性同位元素を持ちてい行う必要があり、手術中、集中治療室では行うことができなかった。今回我々は、インドシアニングリーンと近赤外線分光法を用いることで、ベッドサイドで脳血流測定を行う方法を開発した。PET検査の際に、測定後にICGとNIRSを用いて測定するCBFを測定し、PET検査のによる脳血流と、我々の開発したインドシアニングリーンを用いて測定し方法を比較したが、整合性のある結果を得た。しかし、BFIを用いて脳組織へのICGの流入の傾きから計算した脳血流は測定値が不安定でばらつきを生じる結果となった。その後は計算アルゴリズムを再検討した。BFI算出に用いるICGの濃度上昇曲線は動脈血と静脈血の双方を含んでいるが拍動成分を分離することで、組織に流入する曲線と流出する曲線を分けることに成功した。その結果、測定精度は向上しrCBFの算出値も安定してきた。現在、その方法は確立されたので、当初の計画に含まれていたPET、SPECTにより得られたrCBFと、本研究のICGとNIRSを用いることで得られるrCBFとの値を比較検討するためのデータ収集に当たっている。今回のCBFの測定のもととなるBFI算出が安定して得られ、臨床的な症状と一致していることが確認されたことには充分な意義が見出された。平成27年度は以下の項目を予定していた。(1)人工心肺中に脳血流の自動調節は維持されているのか(2)麻酔薬の脳血流に対する影響(セボフルラン、デスフルラン、プロポフォールなど)(3)急性期脳卒中患者の脳血流自動調節能は維持されているのかの研究を並行してすすめる平成26年度中に達成予定であったPETとの比較によるCBFの定量が予想以上に難航し、27年度中はほぼその遂行に費やされた。その過程で判明したことだが、現段階では我々の採用したアルゴリズムは動脈の拍動性分を分離する必要があり人工心肺中は定常流で拍動性分が無いため解析が不可能であることがわかった。今後はアルゴリズムを改良して非拍動流でも測定できないか可能性を探ることになる。(2)、(3)に関してもH28年度の課題となる。H27度中にPETと対比するデータを得られたのはエントリーした20例中10例で概ねPETのROIと整合性を得ている。エントリーしたがデータが正確に得られなかった10例は、拍動性分が弱いケースがあったものと、SN比を上げるためにセンサー間距離を3cmにしていることから頭蓋骨と脳実質の隙間が大きいものではデータが得にくかったばあいなど、試行錯誤が必要でそれに10例を費やした。本研究と平行してrSO2の測定精度を上げるための研究として頭蓋外血流の影響、頭蓋骨の影響を検討した。本研究を行っている機種のNIROーNX200は頭蓋外血流の影響が少ないことから、CBF測定の精度に影響しないことが判明した。H27年度に修正したアルゴリズムが予想以上に問題点を含んでおりその修正に時間を要した。全くこれまでにない方法で動脈成分を抽出することに成功したが、そのプログラミングにも時間を要し、エントリーした症例の半数のデータをアルゴリズムの精度を上げるために費やしたため、ようやく測定の安定化を得るに至った。本研究の局所脳血流の定量化を臨床応用するためにはできるだけ、計算アルゴリズムの精度を上げる必要があり、予定以上に時間を費やしたためやや遅れているのが現状である。本研究は、インドシアニングリーン(ICG)と近赤外線分光法を用いることで局所脳血流を測定することを目的としていた。まずは中間段階として、Blood flow index(BFI)というこれまでにすでに報告されていた基準値からの変化量で脳血流変化を捉える方法の信頼性を頸動脈内膜剥離術で検討した結果、頸動脈遮断中はBFIは有意に減少することを捉えることに成功し、ICGによる定性的脳血流測定の信頼性は確かめることができた。次の段階として、ICGの脳組織における最大血中濃度を推定する事により、CTなどで用いてられている最大血中濃度法を用いて、局所脳血流を定量化する方法の開発を試みた。現在、脳血流測定の標準的方法としてに用いられているPositron emission tomography(PET)の測定値と比較する研究を行った(n=20)。もやもや病の患者では患側と健側で脳血流に差がある場合があるが、我々の方法ではその差を検出することに成功し、PET検査と比較して遜色ない検査値を得ることができた。この方法を用いるとこれまで術中や集中治療室などでは測定できなかった脳血流を測定可能になる可能性が示唆された。また、測定値の精度を上げるために近赤外線分光法の測定に体位や頭蓋外血流の影響などを検討した。

現在、この方法を特許申請するための手続きに入っており、現在、技術の提供者である浜松ホトニクスと権利関係の調整中である。また、この方法をもやもや病のバイパス手術の術中に行うことでバイパス手術の成否を検討する研究、基盤研究C「もやもや病に対する浅側頭動脈-中大脳動脈バイパス手術の脳血流変化と術後合併症」を現在行っている。平成26年度の目標は脳血流(CBF)測定の標準値として用いられているPET、定量SPECTで測定されたCBFとNIRSを用いてICGの静注により得られたCBFとを比較、検討することであり、以下の3段階のステップを計画していた。i)Blood Flow Index (BFI)の算出, ii)局所CBF(rCBF)への変換, iii)PET,SPECTとの比較であったが、i)に関しては安定した値が得られた。ii)は当初は最大血中濃度法で行う予定であったが、この方法ではインドシアニングリーン(ICG)の注入速度が高速である必要がありバラつきが大きいことから再現性に乏しいことが判明した。その結果、計算アルゴリズムを再検討し、Perfusion CTなどで用いられているdeconvolution法を用いることとした。ただし、この方法は組織への流入濃度変化と組織からの流出濃度変化の双方が必要であった。組織に流入する動脈血の濃度変化は動脈の拍動性分のみを周波数フィルターを用いることで分離に成功した。この結果、測定値は安定した物になった。このステップで予想より時間を要した。iii)は現在とりかかりつつあり、登録患者をリクルート中である。平成26年度に計画した3段階のうち2段階までは達成し、3段階目もすでにとりかかっていることからほぼ、前年度計画は達成したと思われる。PETとの対応が30症例集まった段階で、整合性を検討する。本研究では主にもやもや病患者、内頚動脈狭窄賞の患者を対象に行なっており、脳血流に左右差が生じている場合が多い。近赤外線分光法により得られた局所脳血流が左右差を反映しているかを含めて整合性を検討する予定である。整合性が保証されれば、吸入麻酔薬の差による局所脳血流の検討の研究に移行する予定である。また、計算アルゴリズムは確定したが、現在はエクセル上で計算している。これをC言語を用いて完全ソフト化する予定である。NIRO ICGから取り出したテキストファイルを読み込み、ICG血中濃度を入力すれば即座にrCBFが算出されるようになる予定である。神経麻酔、心臓麻酔前年度計画のPET、SPECTにより得られた局所脳血流とICGにより得られたrCBFを比較検討する研究を継続しつつ、平成27年度の計画の実施に移行する。PET、SPECTによるrCBFとICGによるrCBFの差異が臨床的に許容できる範囲であれば、麻酔薬のrCBFに対する影響、人工心肺中の脳血流の変化、脳血流の自動調節能が維持されているのか、クモ膜下出血での脳血管攣縮の際の血流低下を検知できるのかなどの臨床研究を行っていきたい。吸入麻酔薬(セボフルラン、デスフルラン)と静脈麻酔薬(プロポフォール)などはそれぞれが脳血流、脳圧に対しての作用が異なることが報告されている。しかし、それらはすべて動物実験か、経頭蓋超音波ドップラーによる間接的な脳血流評価しか行われていない。前年度、BFIの測定により予備研究を実施したが今年度はrCBF測定を行い、比較する。
サキシトキシン類の全合成研究と新規Naチャネル機能解析ツールの創製

近年、電位依存性ナトリウムチャネルは抗疼痛や鎮痛作用の分子標的として注目されている。本研究ではサキシトキシン骨格を基盤とすることで電位依存性ナトリウムチャネルのサブタイプ選択的リガンドの創製を志向した、柔軟な合成手法によるサキシトキシン類の全合成について検討を行った。これまでの研究において、サキシトキシン骨格の構築に成功している。しかしこれらの手法は依然、本研究の目的である「多様な構造展開が可能な柔軟な合成手法」を満足できなかったため、依然として残っていた問題点を解決しつつ新たな反応と方法論を開発した。まず、炭素骨格形成時における工程数を短縮させるために、応用例の全くないニトロン-ニトロオレフィン型1,3-双極子付加環化反応と続く化学種選択的な変換反応をワンポット法と組み合わせる手法を開発した。そして従来法では理論上、(-)-デカルバモイルオキシサキシトキシンよりも工程数が必要な(+)-β-サキシトキシノールをより短段階で合成し、(+)-サキシトキシンの形式全合成を達成した。さらに、サキシトキシン骨格形成時における脱保護の必要性に関する問題を、立体配座を制御し、不安定構造を安定化する手法を用いて克服した。これにより12段階25%で得られるサキシトキシノール保護体をサキシトキシン構造活性相関の共通物質として供給可能となった。また、本化合物の有用性を示すべく各官能基の変換について検討を行いα-,およびβ-サキシトキシノールと13位アジド体の合成、そして(+)-デカルバモイルサキシトキシンおよび(+)-ゴニオトキシン3の全合成に成功した。
成人骨髄間質細胞による神経再生メカニズムの包括的治療戦略

蛍光標識した骨髄間質細胞(BMSC)をラット脊髄損傷モデルに移植して、生体において移植されたBMSCを可視化する技術を開発した(J Neurotrauma誌2005)。GFP遺伝子と鉄製剤で標識したBMSCをマウス脳梗塞モデルに移植して、BMSCが脳内で増殖を繰り返していることを証明した(Brain Res誌2005)。ラット脊髄損傷モデル、マウス脳梗塞モデルに移植されたBMSCが神経細胞に分化することで、病変周囲のGABA受容体機能を改善させることをオートラジオグラフィを用いて証明した(J Nucl Med誌2006,J Neurotrauma誌2006)。BMSCの遺伝子プロファイリングを解析してBMSCが神経細胞に分化する能力を有していることを証明した(Brain Res誌2006)。BMSCが有するCXCR4受容体が、脳梗塞周囲で産生されるSDF-1を感知して、脳梗塞周囲に遊走することをノックアウトマウスを用いて証明した(Brain Res誌2007)。BMSCは神経細胞と共存することで神経細胞に分化する能力を有していること、BMSCはさまざまな神経栄養因子を産生することで興奮性アミノ酸に暴露された神経細胞を保護することを、新たに開発した共培養システムを用いて証明した(J Neurosci Res誌2008)。ラット脊髄スライスに移植したBMSCが脊髄の基質を溶解させてニューロンからの軸索伸長を促進する作用を有していることを証明した(Neurorehabil Neural Repair誌in press)。高次脳機能障害を有するラットびまん性軸索損傷モデルを開発し、BMSC移植が高次脳機能を改善させることを証明した(J Neurosci Method誌、Exp Neurol誌投稿中)。ラット脊髄損傷モデルに移植されたBMSCは下行性運動線維を保護することで運動機能を改善させることを証明した(J Neurotrauma誌投稿準備中)。G-CSFがBMSCの脳保護効果を賦活することを証明した(Stroke投稿準備中)。GFPトランスジェニック・マウスから骨髄間質細胞(BMSC)を採取してマウス脳梗塞あるいはラット脊髄損傷モデルに移植した。移植した細胞が脳や脊髄の中を病変部に向かって遊走する様子を動物が生きたままの状態で観察する実験系を確立した。J Neurotrauma誌(2005)に掲載された。移植されたBMSCが神経細胞に特異的に存在する受容体を保護するかどうかを、マウス脳梗塞モデル、ラット脊髄損傷モデルを用いてautoradiographyにより解析した。細胞移植が病変周囲における神経受容体を保持する役割を有していることが判明した。J Nucl Med誌(2006)に掲載された。さらにJ Neurotrauma誌に投稿中である。移植されたBMSCが神経回路網を再構築する様子を生体内で観察する目的で、MRIによるマウス脳梗塞モデル、ラット脊髄損傷モデルの画像化システムを確立した。移植されたBMSCが中枢神経内部で活発な細胞分裂を繰り返しながら生着することを明らかとした。Brain Res誌(2005)に掲載された。仔ラット脊髄スライスにBMSCを移植して長期間観察する実験系を確立した。BMSCが軸策伸長に寄与することを明らかとした。J Neurosurg誌に投稿中である。BMSCの神経細胞への分化メカニズムをDNAマイクロアレイにより解明した。Brain Res誌に受理されている。ラット脳凍結損傷モデル、脊髄半切モデルを用いて、細胞移植を促進するためのバイオ・マテリアルの開発を行なった。その結果、フィブリンが有用な素材となり得ることを明らかとした。現在、2編の論文を作成中である。中枢神経に移植されたBMSCが病変部に遊走するメカニズムをマウス脳梗塞モデルを用いて解明した。