hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高速進展する断層ラプチャー先端の応力場と破砕現象の解明

地震性すべりにともなう岩石の粉砕現象を三軸圧縮試験機で再現し、そのメカニズムを考察した。まず、断層ラプチャー先端部が通過する際の局所的な応力場の変化を捉えるために、5MHzで10チャンネルを同時観測出来るシステムを構築した。これにより、スリップ開始時に断層ラプチャーがS波速度を超える速度で進展していることを確認できた。力学データと3DX線CT画像による割れ目解析の結果、非常に高い垂直応力下では、すべり発生時に強い引っ張り力が面全体に作用し、モードI割れ目が多数形成されて激しく粉砕することが推定された。本研究では、地震性の固着すべりにともなう粉砕現象を実験的に再現し、そのメカニズムを考察した。実験では、単結晶石英と細粒石英集合体をガス圧式三軸圧縮試験機で高速すべりさせ、破砕を生じさせるとともに力学データを取得した。断層ラプチャー先端部が通過するきわめて短い時間に生じる局所的な応力場の変化をも捉えるために、実験システムを改良し、5MHzで10チャンネルを同時観測出来る観測システムを構築した。これにより、スリップ時の断層ラプチャー開始点が末端部にあり、進展速度がS波速度を超えていることを確認できた。平成24年度の研究では、固着すべり実験で破砕した試料のダメージを評価する目的で、実験後に回収されたコアを解析した。割れ目の卓越方向や密度分布などの詳細を正確に把握するために、試料のX線CT画像を取得し、3次元観察をおこなった。割れ目の方向は、スリップ方向に垂直40度程度斜交し、コア軸に平行な割れ目が卓越する。割れ目密度は、スリップ面近傍で非常に高く、面から離れるにしたがって急速に低下する。また、面近傍では、引きずりによって2次的な割れ目が発達する。このような割れ目のパターンを反映し、ダメージの激しいスリップ面上では、スリップ方向に垂直なリッジとクレバスが繰り返し発達する。スリップ面上でダメージの強さは不均質な分布を示す。また、本研究では、固着すべり発生時の軸応力は非常に大きく400MPa以上を示している。これらのことから、スリップ面内には大小のアスペリティが存在しており、非常に高い垂直応力下ですべりが発生したときには、強い引っ張り力が面内で局所的に作用し、モード1割れ目が同時に多数形成されて粉砕したのであろう。このような破壊現象は、非常に大きな垂直応力下で発生しうる断層のダメージゾーン形成のメカニズムとして重要であると考えられる。本研究では、地震性の固着すべりが発生する際のラプチャーの進展速度と局所的な応力場を明らかにする目的で、地殻物質を用いた高速摩擦すべり実験をガス圧式三軸圧縮試験機で行っている。脆性的な性質をもつ石英単結晶を用いた実験では、大きな固着すべりとともに、すべり面の周りで激しい粉砕現象が起きることがこれまでの研究から明らかにされていた。23年度の研究では、破砕組織の詳細な観察を行い、この現象は断層のずれにともなうせん断変形によるものではなく、断層ラプチャー先端部が通過するきわめて短い時間に生じる局所的な応力場の変化が原因であることが示唆された。石英多結晶体やガブロなどを組み合わせた実験試料でも同様の粉砕組織が形成されたことから、この現象は地殻を構成する結晶質岩では普遍的であり、その形成メカニズムを解明し新しい断層破砕帯発達モデルを提示することは、地質学および地震学に対するインパクトが大きく非常に重要であるという認識に至った。しかしながら、これまでの実験システムでは、観測点を多くとることが出来ず、固着すべり発生時に生じるすべり面近傍の歪場の変化を精確にとらえることが難しかった。そこで、これを大幅に改良し、5MHzのサンプリング間隔で最大10チャンネルを同時観測出来る観測システムを構築した。これにより、観測時の空間分解能が大幅に改善され、断層ラプチャーの開始点、進展速度と方向をより精確に決定できるようになる。予備実験を通して、大量のデータを安定して記録出来ていることやチャンネルの同期がとられていることが確認された。実験と天然の破砕現象と比較するために、断層の周りに粉砕岩が報告されているサンアンドレアス断層と有馬高槻構造線で産状の観察と試料採取を行った。その結果、両者の組織の特徴は非常に似ていることがわかった。ガス圧発生装置のオーバーホールなどのメンテナンスが行なわれ、三軸圧縮試験機の状態が非常に良好な状態に保たれた。そのため、特に大きなトラブルに見舞われることなく、予定通り実験計画を遂行できた。改良された実験システムで、固着すべり時のすべり面近傍の歪場の変化を明らかにする。石英単結晶、石英多結晶体やガブロ等の試料を用い、鏡面研磨したプレカット面ですべらせる。実験条件は最大封圧180 MPa常温で、5MHz最大10チャンネルですべり面付近の歪の変化を観測する。取得したデータを解析して、断層ラプチャーの開始点、進展速度とその方向を決定するとともに、ラプチャー先端部の局所的歪場を捉える。

さらに、破砕組織との関係を検討し、断層破砕帯発達モデルの構築を試みる。得られた成果は、国内外の学会で発表し国際誌に論文を掲載する。23年度までに実験システムの改良はほぼ完成しているので、研究費は、一部の消耗品を除き、主として実験、野外調査および成果発表のための旅費に使用する。
モザイク多様体上の測地流の位相幾何学的研究

当研究では,昨年度から継続して,双曲面を合同な三角形で覆ったモザイクから得られる軌道体上の測地流の力学系的・位相幾何学的性質を調べることを目的としている。昨年度は,このような測地流の多くは,SL(2,Z)の双曲的な元の懸垂流に手術を施して得られることに注目して,より一般に,有向閉3次元多様体上の横断的に区分線形な余次元1葉層構造の離散的ゴドビヨン・ヴェイ不変量に対する手術公式を証明した。今年度は,モザイクから得られる軌道体上の測地流の力学系的性質を調べるために,この測地流とSL(2,Z)の双曲的な元との対応を調べた。ここで考えている双曲面のモザイクは,π/p,π/q,π/r(p,q,r∈N,1/p+1/q+1/r<1)を三つの角とする三角形二つからなる四角形を基本領域とし,それから得られる軌道体M(p,q,r)は三つの特異点をもつ球面である。M(p,q,r)の測地流には切断は存在しないが,境界付きトーラスを境界部分を除いて測地流に横断的であるようにはめ込むことができる。この境界付きトーラスについての第一回帰写像のホモトピータイプを求めることにより,p,q,rがある条件を満たす場合に,この測地流とSL(2,Z)の双曲的な元との対応を明らかにすることができた。これより,離散的ゴドビヨン・ヴェイ不変量に対する手術公式を用いて,多くのBrieskorn多様体上のアノソフ葉層の離散的ゴドビヨン・ヴェイ不変量を求めることができる。当研究では、上半平面を合同な3角形で覆ったモザイクから、得られた軌道体上の測地流の力学系的・位相幾何学的な性質を明らかにすることが目的である。そのために、今年度はこの測地流がアノソフ流であることに注目して、測地流に付随する不安定葉層構造について研究を行った。このような測地流の多くは、2行2列の特殊線形群の双曲的と呼ばれる元の懸垂流に手術を施して得られるので、横断的に区分線形な構造を持っている。また、横断的に区分線形な構造を持つ葉層構造に対しては、離散的ゴドビヨン・ヴェイ不変量が定義される。横断的に区分線形な葉層構造の離散的ゴドビヨン・ヴェイ不変量と手術の関係を明らかにする次の定理を示すことができた。定理:有向閉3次元多様体上の横断的に区分線形な余次元1葉層構造Fを考える。ホロノミーが縮小写像f(x)=Ax(0〈A〈1)であるようなFの葉上の単純閉曲線に沿って手術を行って得られた、横断的に区分線形な葉層構造をGとする。このとき、Fの離散的ゴドビヨン・ヴェイ不変量dGV(F)とGの離散的ゴドビヨン・ヴェイ不変量dGV(G)との間にはという関係がある。この結果については、ベルリンにおいて開催された国際数学者会議において発表した。来年度は、モザイクから得られる軌道体上の測地流と2行2列の特殊線形群の双曲的な元との関係を詳しく調べ、双曲幾何とのかかわりを明らかにしてゆきたい。
薬物依存症者を抱える家族の適応過程-家族の当事者活動をフィールドとして探る-

わが国では1990年代より第3次覚醒剤乱用期に入り、内閣府薬物乱用対策推進本部は1998年に、「薬物乱用防止五か年戦略」を策定し、5年ごとに改変している。その目標の1つに「薬物依存・中毒者の家族への支援を充実する」と掲げ、薬物依存者とその家族の支援が必要となっている。本研究では、薬物依存症者を持つ家族の実態はほとんど明らかにされないまま経過してきたことに注目し、家族にインタビュー調査を実施した。その結果、家族は共通した段階をたどり薬物依存問題に適応に至ることが明らかにされ、家族の適応は薬物依存症者の回復に影響していることが示唆された。1.薬物依存症者の家族6名に半構造化インタビューを実施した。属性は男性2名、女性4名、平均年代は57.8歳。薬物依存症者との関係は父親2名、母親4名。最終学歴は4年制大学以上1名、短大・専門学校1名、高等学校3名、中学校1名。職業は自営業2名、主婦2名、行政書士1名、会社員1名であった。保育士資格を有している者が2名いた。家族会への平均参加期間は約9.2年で、本人の薬物使用発覚から家族会へ参加するまでの期間は約3.2年、薬物使用発覚から始めて相談し、本人が治療を受けるまでに期間は約1.7年であった。家族会への紹介経路は医療機関3名、インターネット2名、警察1名であった。薬物依存症者の属性は男性6名、女性0名。使用薬物は覚せい剤、大麻、処方薬、市販薬、シンナー等1人が複数の薬物を使用していた。平均年齢は約33.8歳。最終学歴は高等学校3名、中学校3名。婚姻状況は未婚6名。現在は回復施設入寮中3名、回復施設スタッフ1名、作業所で就労準備中2名であった。2.インタビューから以下のことが分かった。(1)生い立ちは同胞なし1名、同1名が2名、同2名が1名、同11名が1名であった。父母は働き手、子育てに熱心な者が多かった。アルコール依存症を家族にもつ者が2名いた。溺愛された者2名、教育熱心に育てられた者2名いた。(2)仕事は、最終学校卒業後全員仕事に従事している。家業を継ぐもの2名、保育士2名、デパート店員1名、工場勤務1名だった。(3)結婚は20歳前後に配偶者と出会い結婚している。再婚者は2名いた。(3)薬物問題発覚から現在まで、1)パニック、否認あり、なぜうちの子が薬物を使用したか、裏切られた。2)世間体を気にして家族だけで薬物問題(薬物使用の道具を捨てる、部屋を監視する、借金、犯罪など)の解決を図った。薬物を止めるよう本人を説得した。3)家族も病気になった(不眠、不安など)。4)どん底の苦しみを味わった。希死念慮を持った。生きることも死ぬこともできないほど苦しんだ。5)本人に関わらなくなった、本人を家から出す、家族が家を出た。家族会に参加して仲間の回復をモデルとしてみる。6)本人と家族はそれぞれ個を重んじ独立して回復している。1.薬物依存症者の家族22名に半構造化インタビューを実施した。属性は男性5名、女性17名、平均年代は56.4歳。薬物依存症者との関係は父親5名、母親17名。最終学歴は4年制大学以上5名、短大・専門学校3名、高等学校10名、中学校4名。職業は自営業6名、保育士1名、医療従事者4名、会社員1名、無職7名、パート1名、サービス業1名、アルバイト1名だった。家族会への平均参加期間は約7.9年で、本人の薬物使用発覚から家族会へ参加するまでの期間は約4.1年、薬物使用発覚から始めて相談し、本人が治療を受けるまでに期間は約2.4年であった。家族会への紹介経路は医療機関4名、精神保健福祉センター2名、インターネット5名、ダルク5名、テレビ1名、警察1名、その他4名であった。薬物依存症者の属性は男性17名、女性3名。平均年齢は約34.7歳。最終学歴は大学2名、高等学校11名、中学校7名。婚姻状況は婚姻3名、未婚17名。現在は回復施設入寮中8名、回復施設スタッフ2名、常勤5名、アルバイト3名、派遣社員1名、作業所で就労準備中1名であった。

(1)生い立ちは同胞なし1名、同胞ありが21名であった。父母は働き手、子育てに熱心な者、再婚した者がいた。(2)仕事は、最終学校卒業後全員仕事に従事している。女性は結婚後も自営業、医療従事者など仕事を続けていた。(3)結婚は20歳前後に配偶者と出会い結婚している。再婚者は3名いた。(3)薬物問題発覚から現在まで、1)パニック、否認あり、なぜうちの子が薬物を使用したか、裏切られた。2)世間体を気にして家族だけで薬物問題(薬物使用の道具を捨てる、部屋を監視する、借金、犯罪など)の解決を図った。薬物を止めるよう本人を説得した。3)家族も病気になった(不眠、不安、うつ病など)。4)どん底の苦しみを味わった。希死念慮を持った。生きることも死ぬこともできないほど苦しんだ。本人も死んでほしかった。ターニングポイントになった5)本人に関わらなくなった、本人を家から出す、家族が家を出た。家族会に参加して仲間の回復をモデルとしてみる。6)本人と家族はそれぞれ個を重んじ独立して回復している。楽に生きられるようになった。家族会は続けて参加する。後から来る家族(仲間)を助ける。1.家族が家族員の薬物問題に適応していく過程があるのか、家族の回復は依存症者本人の回復にどのように寄与できるのかを検討する目的で、薬物依存症者の家族22名に半構造化インタビューを実施した。家族の全発言を逐語録に書き起こし、分析の作業には、KJ法の基本原理を利用しながらコーディングの作業ができる質的分析ソフト「MAX QDA 2007日本版」を使用した。分析のコードは家族会で聞かれた言葉、インタビューガイド、インタビューの中から対象者に言及された内容や単語から作成した。分析の結果、「生い立ちと子供の薬物問題がわかったときから今まで」に上げた329のコードが得られた。これらコード化したものから親の成育歴、子育て、援助要請、回復の糸口、新しい人生観、家族の再生の7つの領域に整理しライフヒストーリーへと構成した。2. (1)親は自分たちの生い立ちは戦後の苦労も少なく恵まれて育ち、負い目を持っている親はいなかった。(2)自分の子供が薬物依存症と分かったときから子育ての失敗感、自責の念を持っていた。(3)子どもの薬物問題に遭遇したとき、まさかとの思いで否認し、自分たちだけで解決を図ろうとしたが失敗の繰り返しで、子どもを殺して自分たちも死のうと一家心中を図るなどどん底の苦しみを味わった。ここがターニングポイントとなった。(4)自分たちの努力では何も解決できなかった家族は専門機関に相談し、家族の治療が開始された。(5)家族は本人に関わらなくなった、家族会に参加して回復を図った。(6)子どもと関わらない結果、子どもも専門機関で治療を受け、回復の道を歩み始めた。(7)子どもと家族はそれぞれ心理的な距離を置き回復し、家族の再生が図られていた。3.家族が家族員の薬物問題に適応していく過程にはショック→家族内除去努力→混乱→ターニングポイント→突き放し→本人抜きの家族再組織化→家族の安定期→家族全体の再組織化という8段階があるとわかった。特に、家族だけで薬物問題を抱え込んでしまうターニングポイントまでの早期支援が、その後の回復への与える影響は大きい。多くの人が家族の適応過程を知ることによって早期に支援が開始され薬物問題の解決の一助を担えると考える。
Rett症候群の呼吸障害における病態解明:脳循環動態、酸素代謝に関する研究

1、覚醒時呼吸障害(繰り返す過呼吸と無呼吸)を伴うRett症候群における脳循環動態・酸素代謝について近赤外分光測定装置を用いて非侵襲的にモニターした。測定は事前に家族の同意の得られた6名について行い、覚醒及び睡眠時の脳内酸化・還元ヘモグロビン(酸化Hb,還元Hb)、チトクロームオキシダーゼ(Cytaa_3)について連続的にモニターし、覚醒時群と睡眠時群の間で比較検討した。2、全例で過呼吸に一致して酸化Hbと総Hb(酸化Hbと還元Hbの和で脳血液量を意味)の増加かつ還元Hbの低下、無呼吸に一致した酸化Hbと総Hbの低下と還元Hbの増加が観察された。Cytaa_3は殆ど変化しなかった。これらの変化は体動による変化とは明らかに異なっていた。酸化Hb・還元Hb・総Hb・Cytaa_3の平均値の比較では覚醒時の酸化Hbと総Hbで有意な低下(<0.01,<0.05)、覚醒時の還元Hbで有意な増加(<0.05)が各々観察された。しかし経皮炭酸ガスモニターによるPaCO_2には両群間に有意な変化は観察されなかった。4、呼吸障害の見られない睡眠時との標準偏差の比較では、覚醒時の酸化Hb・還元Hb・総Hb・Cytaa_3の全てに有意な変動(<0.01,<0.001,<0.05,<0.01)が観察された。まとめ:近赤外分光測定装置によりRett症候群児で非侵襲的かつ連続的なモニターが可能であった。覚醒時の呼吸障害は脳内酸素濃度の低下や脳血液量の低下を引き起こしている可能性が示唆され、本児の脳障害の一因として注目される。
地球内部の揮発性成分と大気の起源

本年度は高温超高圧下での揮発性成分を含む系の実験を可能にする技術の開発とFe(Ni)-C-H_2O-珪酸塩素の溶融関係の研究を行った.この研究はマグマオーシャンとそれに付随した核形成のプロセスでC,Hに代表される揮発性成分がどのようなふるまいをするかを明らかにするためのものである.出発物質として, Fe, Ni金属+ペリドタイト±含水鉱物を用い,グラファイト容器中で高温高圧実験を行なった.その結果,ペリドタイトの部分溶融度と金属相の合体・成長との関係など核形成のプロセスを理解する上で重要な基礎データが得られた.また,一連の実験で生成された金属相中の炭素量を推定した結果, (1)等圧条件下では炭素量は温度増加に伴ない,増加する,(2)等温条件下では,圧力増加に伴ない減少する傾向があることが分った.またH_2Oを含む実験では金属相中に0.1μm程度の微小空げきが多数認められ,超高圧下では多量のHが金属中に溶解していたことが推定される.これらの結果から,マグマオーシャンの表面付近(低圧)で金属成分は炭素を溶解して,マグマオーシャン中を沈降し,炭素を含む核形成に関写するというプロセスが考えられる.沈降の途中,昇圧により過飽和となった炭素の一部はマグマオーシャン中にはきだされることになる.水素の金属相への溶解度が低圧では小さく,超高圧下で急激に増加するという,これまでの研究結果と合わせて考察すると,現在の大気を含めた地球表面付近のC/H比が地球の始源物質に比べ,極端に小さいという問題の解決への糸口がみつかったと言える.本年度は技術開発(シール技術,精密な計測系)に時間がとられ, C, Hの定量法を確率するには至らなかった.また炭酸塩鉱物の高圧下での安定性の問題は冷却固化の過程でのC成分の挙動を明らかにする上で重要であるので予備的実験を行った.今後の揮発性成分を含む系としては重点的に研究されるべき分野と考えられる.本年度は高温超高圧下での揮発性成分を含む系の実験を可能にする技術の開発とFe(Ni)-C-H_2O-珪酸塩素の溶融関係の研究を行った.この研究はマグマオーシャンとそれに付随した核形成のプロセスでC,Hに代表される揮発性成分がどのようなふるまいをするかを明らかにするためのものである.出発物質として, Fe, Ni金属+ペリドタイト±含水鉱物を用い,グラファイト容器中で高温高圧実験を行なった.その結果,ペリドタイトの部分溶融度と金属相の合体・成長との関係など核形成のプロセスを理解する上で重要な基礎データが得られた.また,一連の実験で生成された金属相中の炭素量を推定した結果, (1)等圧条件下では炭素量は温度増加に伴ない,増加する,(2)等温条件下では,圧力増加に伴ない減少する傾向があることが分った.またH_2Oを含む実験では金属相中に0.1μm程度の微小空げきが多数認められ,超高圧下では多量のHが金属中に溶解していたことが推定される.これらの結果から,マグマオーシャンの表面付近(低圧)で金属成分は炭素を溶解して,マグマオーシャン中を沈降し,炭素を含む核形成に関写するというプロセスが考えられる.沈降の途中,昇圧により過飽和となった炭素の一部はマグマオーシャン中にはきだされることになる.水素の金属相への溶解度が低圧では小さく,超高圧下で急激に増加するという,これまでの研究結果と合わせて考察すると,現在の大気を含めた地球表面付近のC/H比が地球の始源物質に比べ,極端に小さいという問題の解決への糸口がみつかったと言える.本年度は技術開発(シール技術,精密な計測系)に時間がとられ, C, Hの定量法を確率するには至らなかった.また炭酸塩鉱物の高圧下での安定性の問題は冷却固化の過程でのC成分の挙動を明らかにする上で重要であるので予備的実験を行った.今後の揮発性成分を含む系としては重点的に研究されるべき分野と考えられる.
骨微小環境における癌の上皮間葉転換制御にむけた分子基盤の構築

ビスホスホネート製剤(ZOL)は乳がん患者の予後を改善する事が臨床試験で明らかにされた。本研究においては骨におけるZOLの上皮間葉転換(EMT)への関与について着目し解析した。その結果、骨は乳がんのEMTを促進すること、さらにZOLはEMT促進因子Snailをユビキチン化による分解を阻害するUSP45を抑制しEMTを阻害する事が示唆された。ZOLは骨内でEMTを阻害し骨から軟組織臓器への二次転移を抑制する事が推察される。ビスホスホネート(BP)は、骨粗鬆症治療や癌の骨転移治療に用いられており、近年乳がんの転移や再発率の抑制など抗がん効果を有することが大規模臨床試験において示された。しかしながらBPは投与後速やかに尿中排泄され、生体内においてはほとんどが骨に蓄積し、破骨細胞を特異的に抑制することで骨吸収阻害効果を発揮することから、軟組織臓器において直接的な抗がん効果を発揮することは考えづらい。このことから、BPによるヒト乳がん患者の予後改善効果は、骨環境を抑制することで発揮されている可能性を推察した。骨には様々なサイトカインが豊富に含まれ骨吸収が生じるとそのサイトカインは骨髄中に放出されることが明らかになっているが、そのなかでもTGF-βは転移促進プログラムである上皮間葉転換(EMT)を誘導することが示されている。本研究においては、BPは骨吸収抑制作用によって骨髄中におけるがんのEMTを抑制する可能性について検討を進めた。まずEMTが骨髄中で促進されるか否かについてマウスモデルを作製し検討した。間葉細胞様形態を示さないヒト乳がん細胞MCF7を乳腺部皮下ならびに脛骨骨髄中に同時接種し腫瘍増大後EMT促進因子SnailのmRNA発現量を乳腺部腫瘍と比較しながら測定した。その結果、乳腺部腫瘍に比較して骨髄内腫瘍においてSnail発現が増加し、それに並行して上皮マーカーE-cadherinの発現が著明に減少した。この結果より骨髄はがん細胞のEMTに好都合な環境であることが推察された。更に現在はBPの培養細胞への添加がSnailをユビキチンプロテアソーム系での分解を促進するといった直接的なEMT抑制効果を有することを見いだしておりそのメカニズムを解析している。骨におけるがん細胞のEMTは現在まで示されておらず、本研究の進展は新たな組織特異的EMT制御メカニズムの一端を報告できると考えている。ビスホスホネート(BP)は、骨粗鬆症治療や癌の骨転移治療に用いられており、近年乳がん患者の予後を改善することが大規模臨床試験において示された。しかしながらBPは投与後速やかに排泄され、生体内ではそのほとんどが骨に蓄積し、破骨細胞を特異的に抑制することで骨吸収阻害効果を発揮することから、軟組織臓器において直接的な抗がん効果を発揮することは考えづらい。このことから、BPによるヒト乳がん患者の予後改善効果は骨環境を抑制することで発揮されている可能性を推測した。骨には様々なサイトカインが豊富に含まれ骨吸収が生じるとそのサイトカインは骨髄中に放出されることが明らかになっているが、なかでもTGF-βは転移促進プログラムである上皮間葉転換(EMT)を誘導することが示されている。そのため本研究においては、BPが骨吸収抑制作用によって骨髄中におけるがんのEMTを抑制する可能性について検討を進めた。まずEMTが骨髄中で促進されるか否かについてin vivoで検討したヒト乳がん細泡MCF7を乳腺部皮下ならびに脛骨骨髄中に同時接種し腫瘍増大後EMT促進因子Snailの発現を乳腺部腫瘍と比較しながら測定したその結果、乳腺部腫瘍に比較して骨髄内腫瘍においてSnail発現が増加し、それに並行して上皮マーカーE-cadherinの発現が減少した。この結果より骨髄はがん細胞のEMTに好都合な環境であることが示唆されたまたBPの培養細胞への添加がSnailをユビキチンプロテアソーム系での分解を促進するといった直接的なEMT抑制効果を有することも見出しており、そのメカニズムはSnailに直接的に結合しそのユビキチン化を阻害するUSP45の活性を抑制することが生化学的解析によって示された。骨におけるがん細胞7)EMTは現在まで示されておらず、本研究の進展は新たな組織特異的EMTを幸階できると考えている。ビスホスホネート製剤のなかでもゾレドロン酸(ZOL)の培養細胞への添加は、Snailのタンパク質レベル発現を著明に減少させ、この効果はプロテアソーム阻害薬によって解除されたことより、ZOLはユビキチン/プロテアソーム系を介してSnailの分解に関与する事が示唆された。詳細な解析の結果、ZOLは脱ユビキチン化酵素USP45の発現を抑制することによりSnailのユビキチン/プロテアソームでの分解を促進することを見出した。

以上は本申請提出時に記した内容であるが、さらなる解析の結果、SnailとUSP45の直接的な相互作用が明らかになり、またMCF7細胞にUSP45を安定発現させるとSnailの発現亢進およびE-cadherinの発現低下が見られ、形態も上皮細胞様から間葉細胞様に変化した。前述したようにマウスの乳腺部皮下ならびに脛骨骨髄中に接種した乳がん細胞は、皮下接種部に比較して脛骨骨髄中に接種されることでEMTが強く促進される事が示された。このEMT促進がZOLにより抑制され肺などの軟組織臓器への転移にどのように影響するか乳がん細胞の脛骨接種モデルを用いin vivoで検討した。その結果BP投与マウスにおける脛骨から肺への転移は有意に抑制された。このマウスモデルにおけるEMTマーカーの発現パターンの変化は予想をはるかに上回るもので、今後新たな展開を期待できる意義深い結果であると考えている。以上より生化学的な検討によるメカニズムの一部が明らかになり、またその結果を反映するように培養細胞およびin vivoにおいて生物学的な変化を検出できた点で順調に進展していると考えている。本研究で作製してきたマウスモデルをもちいて組織学的な検討を中心に行って行く予定である。特に現在まで明らかにしているデータはReal time PCRで検討してきた遺伝子レベルの解析であることより、分子生物学的な必要性に応じて免疫染色を行いタンパク質レベルでの発現を検討してく予定である。また最近、ZOLが脱ユビキチン化酵素USP45の酵素活性を直接阻害している事が生化学的な実験から示されている。興味深い結果として、他のBP製剤にはこのような作用は検出できておらず、USP45はZOL特異的に酵素活性の抑制をうける事を推察している。この結果を明らかにするために、USP45のリコンビナント蛋白質の精製をおこない、生化学的な実験を追加し明らかにしていく予定である。また論文投稿に向けてこれまでの結果の精度の確認など必要に応じて実験を追加していく予定である。本申請に先立ち着目した脱ユビキチン化酵素USP45に関する機能解析は一報も報告がなく、市販されている抗体がなく受託抗体作製を行ってきた。しかしながら精度の高い血清が得られず、再度受託でペプチド作製を行い、血清を得て精製レベルを改善していく予定である。また当該年度は見送った海外での学会発表は次年度2回予定している。また論文も投稿準備中のため、受理された際には一定額の費用を必要となる事を想定している。研究を進めていく上で必要に応じて研究費を執行したため当初の見込み額と執行額は異なったが、基本的な研究計画の変更はなく、前年度の研究費も含め、当初予定通りの計画を進めていく。
内リンパ産生過剰が及ぼす内耳機能への影響に関する研究

内リンパ管閉塞による貯留水腫に内リンパ等価液を注入し、慢性内リンパ水腫に内リンパ産生過剰が生じた状態を作成し、このモデル動物の内耳機能について検討した。1.内リンパ管閉塞二ヶ月を経過すると、Paparellaの分類で中等度以上の内リンパ水腫が形成された。この程度の慢性内リンパ水腫になると、negative EPは人工内リンパ液を内リンパ腔に注入する以前に既に低下していた。人工内リンパ液を注入すると、negative EPはさらに幾分減少するが、その程度は軽度であった。2.慢性内リンパ水腫動物のpositive EP及びAP電位の振幅は低下していた。このpositive EP及びAP振幅の低下は、2μlの人工内リンパ液の注入では変化がないことより、水腫による内耳の慢性変化を反映しているものと考えた。3.SP電位は、慢性内リンパ水腫においても、人工内リンパ液注入前後で著変はなかった。4.CMは慢性内リンパ水腫動物ではかなり低下しており、現時点ではdelayed CMの記録はできなかった。5.誘発耳音響放射の記録を試みたが、クリックで誘発される耳音響放射は、二ヶ月を経過した慢性内リンパ水位腫では消失する。6.内リンパ管閉塞モルモットに人工内リンパ液注入を注入して、前庭神経の単一神経自発活動電位の変化を観測したが、自発放電に有意の変化は認められなかった。めまいの原因は内リンパ腔の急激な増量が原因ではないと考えられる。7.慢性内リンパ水腫動物の中央階に人工内リンパ液を注入したが、注入量の如何にかかわらず、鼓室階正円窓下のカリウムイオン濃度に顕著な影響は与えなかった。進展したライスネル膜では、イオン透過性が更新していることが予想されたが、内リンパ管閉塞による実験的内リンパ水腫動物ではそのような現象は生じないことが確認された。もし、中央階のカリウムが漏出することが、内リンパ水腫関連疾患の病態を説明するために必要なら、何かイオン透過性を亢進させるもう一つの要因を考える必要があると考えた。1)慢性内リンパ水腫動物は内リンパ嚢を硬膜外より電気的に焼灼して作成した。内リンパ嚢焼灼後二ヶ月を経過すると、Paparellaの分類で中等度以上の内リンパ水腫が形成された。2)慢性内リンパ水腫動物のpositive EP及びAP電位の振幅は低下していることは既に知られているが、本実験でも同様のことが確認された。3)SP電位に関しては、内リンパ嚢焼灼による慢性内リンパ水腫においても、また、人工内リンパ液注入による内リンパ水腫動物でも、正常動物と比較して著変はなかった。4)CMは慢性内リンパ水腫

動物ではかなり低下しており、現時点ではdelayed CMのを記録はできなかった。5)誘発耳音響放射の記録を試みたが、クリックで誘発される耳音響放射は、現時点では、慢性内リンパ水腫では記録できなかった。歪み成分耳音響放射(DP-OAE)は、人工内リンパ水腫注入による急性内リンパ水腫でも、内リンパ嚢焼灼による慢性内リンパ水腫でも、記録可能であった。内リンパ水腫作成の方法によらず、低音域のDP-OAEの振幅が低下してくる傾向が見られた。この音域は暗騒音の中心部位であるので今後慎重な検討が必要であるが、水腫は2kHz以下のDP-OAEの開発を抑制する可能性がある。以前、正常動物の内リンパ腔内に内リンパ等価液を注入し、前庭神経の単一神経自発活動電位の変化を計測したが、2μL程度の注入量では自発放電の発火頻度には著明な変化は生じなかった。今回は、内リンパ管閉塞による内リンパ等価液を注入し、慢性内リンパ水腫に内リンパ産生過剰が生じた状態を作成し、前庭神経の単一神経自発活動電位の変化を計測した。しかし、正常動物の内リンパ液注入実験と同様に、前庭神経の発火頻度は2μLの注入量ではほとんど変化しなかった。なお、鼓室階に人工内リンパ液を注入すると、注入量が極微料でも、前庭神経の自発放電は急速に増加した後、消失する。この変化は、耳石系と半規管系のいずれの反応を反映しているか、ターンテーブルを用いて検討したが、両系統のユニットとも同じ反応を示した。メニエール病をはじめとする内リンパ水腫疾患のめまい発作は、伸展したライスネル膜のイオン透過性が亢進して、前庭階が高カリュウム化する事に原因を求めてきた。しかし、本実験シリーズの一連の結果より考えると、内リンパ水腫疾患のめまい発作の病態は前庭階の高カリュウム化以外に求めなければならないと考えられる。実験的内リンパ水腫動物の中央階に内リンパ等価液を注入し、慢性内リンパ水腫に内リンパ産生過剰が生じた状態を作成した。このモデル動物の鼓室階外リンパのカリウム濃度を正円窓経由で計測し、鼓室階の高カリウム化が内リンパ水腫疾患における各種症状を説明可能かどうかを検討した。慢性内リンパ水腫動物は内リンパ嚢を硬膜外より電気的に焼灼して作成した。実験には、内リンパ嚢焼却後2週間から二ヶ月経過した動物を用いた。人工内リンパ液の注入は、0.5,1.0,2.0μLを300-500nl/分の注入速度で行った。カリウムイオン濃度の計測は、微小イオン電極法で計測した。人工内リンパ液中入前のpositive EPは、水腫が形成されている動物では幾分低下していることが知られているが、今回の実験動物でも全例positive EPは低下しており、内リンパ嚢焼灼によって水腫は形成されていたものと判断された。しかし、人工内リンパ液の中央階への注入は、注入量の如何にかかわらず、鼓室階正円窓下のカリウムイオン濃度に顕著な影響は与えなかった。すなわち、0.5,1.0,2.0μL人工内
小児期のサーカディアンリズム・メラトニンと成長や肥満に関する研究

幼児約600名、学童約2500名を対象に、体格、出生時状況、生活リズム、睡眠の質、夜間照明の強さ、食習慣、運動習慣、行動情緒、生活環境、育児環境、親の身体的、精神的特徴等の情報収集と早朝尿の採取を行った。学童の一部では、健康診断の結果から、肥満・メタボリックシンドロームなどの情報を得た。生活習慣アンケート、尿中ホルモン測定値、健康診断の結果を分析し、小児期での内因性メラトニンと体格、精神的因子、睡眠等の生活環境要因との関連を評価した。平成24年度は、学童を対象とした研究として、小学4年生と小学1年生の約1200名に対して調査を行った。生活リズム、睡眠の質、夜間照明の強さ、食習慣、運動習慣、行動・情緒、出生時状況、生活環境等の情報収集と早朝尿の収集を行った。小学4年生は、同時に健康診断(身体測定、血圧測定、空腹時採血等)が行われていたので、そのデータも入手した。幼児を対象とした研究では、ある幼稚園に通う36歳児約300名と昨年度の卒園児約100名を対象に調査を行い、保護者アンケートと早朝尿の採取を行った。これらの情報について現在データ入力・集計を行っている。幼児の対象では、同幼稚園で過去に生活習慣と内因性・外因性ホルモンやアレルギーに関する研究を行っており、この時得られた尿検体にて測定したメラトニンの代謝物である6-sulfatoxymelatonin値と身体特徴、行動特徴、性ホルモンレベル、生活環境要因等との関連を評価した。その結果、内因性メラトニン値が、児の年齢や体格により左右される一方で、睡眠の質、睡眠時間、就寝時の寝室の明るさ、座位生活時間、受動喫煙との明らかな関連はみられなかった。また、内因性メラトニン値が低い児で、行動的問題(特に多動性)が多くみられた。小児において、内因性メラトニンに関連する体格や生活環境要因についての研究、内因性メラトニンが児の行動に及ぼす影響を調べた疫学研究は極めて少ないため、本研究から得られた知見の意義はとても高い。これらの報告は、一つはすでに英文雑誌に掲載され、もう一つは現在投稿中である。今後、得られたデータでさらに詳細な解析を行い、内因性メラトニンの生体内での役割やメカニズム等を解明していく予定である。平成23年度は、学童を対象とした研究として、小学4年生と小学1年生の約1200名に対して調査を行った。幼児を対象とした研究では、ある幼稚園に通う36歳児約300名を対象に調査を行った。学童対象の調査と同様、保護者アンケートと早朝尿の採取を行った。幼児の対象では、同幼稚園で過去に生活習慣と内因性・外因性ホルモンやアレルギーに関する研究を行っており、この時得られた尿検体にてメラトニンの代謝物である6-sulfatoxymelatonin値の測定を行った。このデータを解析した結果、内因性メラトニン値と身体特徴、性ホルモンレベル、生活環境要因等との関連を評価した。また、内因性メラトニン値が児の行動特徴に関与する可能性を発見した。これらについて、すでに学会で報告し、現在は英文論文として投稿を行っている。幼児の対象で、サーカディアンリズム(起床・就寝時間、昼寝時間など)と内因性メラトニンとの関連を評価した。睡眠の質、睡眠時の夜間照明の強さとの関連も評価した。内因性メラトニンと生活環境要因との関連も評価した。生活環境要因として、食要因(食行動、FFQや食事記録で評価する食内容)や運動習慣、受動喫煙の有無、出生時要因などを検討した。内因性メラトニンと体格との関連も評価した。内因性メラトニンと精神的因子(行動・情緒)との関連についても評価した。今後は、学童においても同様の解析を行うとともに、サーカディアンリズム・内因性メラトニンと成長ホルモンとの関連、小児肥満・メタボリックシンドロームの関連を評価する予定である。平成24年度も学童・幼児を対象とした調査を昨年度と同様に行う。調査継続によりデータの蓄積することで、さらに詳細な分析が期待できる。

生活習慣アンケート、尿中ホルモン測定値、健康診断の結果を分析し、内因性メラトニンと生活環境要因との関連、サーカディアンリズム・メラトニンと成長ホルモン、体格・二次性徴・精神的因子、肥満・メタボリックシンドロームとの関連について検討する。得られた知見をまとめ、学会発表あるいは論文として発表する。今後、学童を対象とした調査では、追跡研究につなげていく予定であり、現在関係機関と連携・調整を行っている。これが可能になれば、生活習慣、メラトニン、健診結果等を縦断的に評価できることから、さらに詳細な分析が可能になるだけでなく、研究自体の質の向上につながる。質問紙調査、採尿検査の実施をするのに、用紙代・印刷費、尿採取用コップ、容器等の購入費用が必要である。また、尿検体を保存するための冷蔵庫内のスペースがなくなってきており、必要となれば、大型冷蔵庫購入の一部資金に充てる。調査の実施に伴い、フィールドでの調査補助員、得られたデータの入力・解析を担う研究補助員の雇用費用が必要である。尿中のメラトニン値等の測定にも費用がかかる。
HLA-A31拘束性胃癌拒絶抗原ペプチドの癌ワクチンとしての有効性に関する研究

ヒト胃印環細胞癌HST-2とこれをHLA-A31拘束性に障害するCD8(+)キラーT細胞(CTL)TcHST-2を用いて以下のことを明らかにした。1.TcHST-2が認識するHLA-A31結合性抗原ペプチドは10ヶのアミノ酸(Tyr-Ser-Trp-Met-Asp-Ile-Ser-Cys-Trp-Ile)よりなるペプチドであり、F4.2と命名した。2.F4.2は合成ペプチドでも、またミニジーンを使用した内因性発現の形でもTcHST-2反応性を著明に高めた。3.エピトープは9番目のTrp、アグレトープは6番目のIleと重要と考えられた。4.TcHST-2はHLA-A31(+)の同種胃癌MKN28-A31-2を障害したが、この細胞からmass spectometry解析によりF4.2と全く同じ分子が同定され、少なくとも、F4.2は胃癌のあるものにHLA-A31と結合した形で表面に存在することが示された。5.以上の事実はF4.2がHLA-A31(+)の胃癌患者に癌ワクチンとして働き得る可能性を示唆した。
江戸幕府旧蔵資料の総合的研究

本研究課題の最大の目的である、江戸幕府旧蔵資料の所蔵情報の把握を行うために、資料を所蔵している諸機関について情報収集を行い、所蔵の確認をした。さらに、江戸幕府旧蔵資料を引継いで管理していた東京国立博物館において、基礎的な情報を把握するため、収蔵品に関する様々なデータの整理をした。また、「浅草文庫」の目録や、帝室博物館の収蔵品目録、明治10年に博物館が作成した『博物館書目』をとおして、江戸幕府の引継ぎ資料の全体像を把握するための詳細調査を実施した。収集した江戸幕府旧蔵資料の所蔵情報をもとに、「江戸幕府旧蔵資料データベース」(暫定版)を作成した。収録したのは、東京国立博物館、宮内庁書陵部、国立公文書館内閣文庫、静岡県立図書館の所蔵する資料である。その点数が厖大であり、必ずしも現物1点ごとに詳細なデータの収集の実施はできなかったが、現在の江戸幕府旧蔵資料の概要を十分示すことができた。東京国立博物館の所蔵する漢籍、洋書については、これまで本格的な全体調査が行われていなかったが、今回、悉皆調査を行い、印記などを確認して、江戸幕府旧蔵資料と考えられるものをデータベースに収録した。東京国立博物館には、データに「伝来未詳」とされ、はっきりと江戸幕府旧蔵とは言えないまでも、その形態や特質から、江戸幕府に関係したであろうと推測できる資料もある。この点については今後の課題としたい。以上の研究によって、明治5年に湯島聖堂に集められた江戸幕府旧蔵資料の全貌を解明する手がかりができた。本研究報告書では、作成したデータベースや調査結果から、研究分担者・研究協力者が、江戸幕府旧蔵資料に関する個別研究も行った。しかし、本研究は江戸幕府旧蔵資料を明らかにする上での基礎的な作業であったといえる。今後は、江戸幕府旧蔵資料に関する各分野の個別研究を行う上で、本研究成果が基本的資料となると言えるであろう。1所在情報の把握(1)江戸幕府の教育機関である紅葉山御文庫、昌平坂学問所、医学館、和学講談所、開成所などに伝来した1万2千余部、数万冊におよぶ資料を、現在、所蔵しているとみられる国立公文書館、宮内庁、国会図書館、東京大学、東京国立博物館などについて、所在情報の確認を行った。(2)かつて江戸幕府旧蔵資料を引継いで管理した東京国立博物館において、基礎的な情報を把握するため、収蔵品に関する様々なデータの整理に取りかかった。(3)江戸幕府旧蔵資料を所蔵している諸機関(徳川黎明会、水府明徳会、凸版印刷株式社、防衛庁、幕府役所のあった自治体など)について、インターネットなどを利用して、情報収集を行った。2詳細調査の実施(1)共同研究者が所属する各機関において、江戸幕府旧蔵資料に関わる詳細調査を実施し、その歴史的・学術的価値付けを試みた。(2)「浅草文庫」の目録や、帝室博物館の収蔵品目録をとおして、江戸幕府の引継ぎ資料の全体像を把握するための詳細調査を実施した。(3)幕府役所であった長崎奉行所関係資料を所蔵している長崎文化歴史博物館について、詳細調査を実施し、その残存状況、伝来などについての確認を行った。3資料の情報化(1)各機関の所蔵する資料のデータの書誌情報の電子化と画像化を促進し、さらに入力項目の統一を図った。これによって、資料群の成立、伝来、相互の関連など、その全貌を明らかにすることが可能になった。

(2)東京国立博物館が所蔵する「館史資料」とよばれる近代文書群のなかに、江戸幕府旧蔵資料の伝来やその後の動向に関わる情報が含まれている。マイクロフィルム化された資料のスキャニングを行い、情報のデータベース化を図った。(3)長崎文化歴史博物館の調査成果にもとづき、東京国立博物館所蔵の長崎奉行所旧蔵キリシタン関係資料との総合的な分析を試みるためのデータベース化を進めることにした。1所在情報の把握1紅葉山御文庫、昌平坂学問所、医学館、和学講談所、開成所など江戸幕府の教育機関の旧蔵資料を所蔵している国立公文書館、宮内庁、国会図書館、東京大学、東京国立博物館などにおける所在情報の確認を前年度に引き続き行った。2かつて江戸幕府旧蔵資料を引継いで管理した東京国立博物館において、収蔵品に関する様々なデータを整理し、基礎的な情報の把握を行なった。3幕府の教育機関(上記1)以外の旧蔵資料を所蔵している各所蔵機関について情報収集を行った。2詳細調査の実施1研究分担者が所属する各機関において、江戸幕府旧蔵資料に関わる詳細調査を実施した。2「浅草文庫」の目録や、帝室博物館の収蔵品目録を東京国立博物館で整理し、その情報をもとに、各所蔵機関での詳細調査を実施した。東京国立博物館より九州国立博物館に移管・貸与されている関係資料についても調査を実施した。3明治維新後、静岡師範学校を経由して静岡県立中央図書館に所蔵されるにいたった開成所、蕃書調所など幕府旧蔵資料計3,586冊について、詳細調査を実施し、その残存状況、伝来などについての確認と資料の一部の調査を実施した。4名古屋市逢左文庫、京都国立博物館において、幕府関係資料の所蔵調査を行なった。3資料の情報化1各機関の所蔵する資料のデータの書誌情報の電子化と画像化を促進し、資料群の成立、伝来、相互の関連など、その全貌を明らかにするためのデータベースを作成した(作業中)。2東京国立博物館所蔵の「館史資料」とよばれる近代文書群の中に、江戸幕府旧蔵資料の伝来やその後の動向に関わる情報が含まれている。マイクロフィルム化された資料のスキャニングを行い、情報のデータベース化を進めた。3長崎文化歴史博物館の調査成果にもとづき、東京国立博物館所蔵の長崎奉行所旧蔵キリシタン関係資料との総合的な分析を試みるためのデータベース化を進めた。1学術的・歴史的価値付け本研究で得られた所在情報と資料群ごとの詳細調査をもとに、江戸幕府旧蔵資料全体における形成過程、伝来を解明し、分散に至る以前の状況について復原考察を行った。全貌を明らかにすることから、各研究分担者・協力者が個別研究も行い、江戸幕府旧蔵資料における学術的・歴史的価値を明確にした。2情報網の整備研究の過程で蓄積した所在情報と資料情報を整備し、データベースを作成した。今後は、インターネット等を用いた一般公開へと移行する準備を進める。3展示,研究会などによる情報提供資料の展示公開をしはじめた。東京国立博物館本館では本館8室において朝鮮通信使の資料を、本館特別2室においてキリシタン遺品の展示を行なった。平成20年度も関係の医書や和書の展示を行なう予定である。
大規模ケミカルライブラリーを駆使した、新規心臓形成シグナルパスウェイの探索と解明

多能性幹細胞や間葉系幹細胞を用いて、様々な臓器細胞を作り出し、創薬分野や再生医療分野に提供するための研究が世界中で行われている。効率的な新薬のスクリーニングや治療効果の高い再生医療を実現するには、高性能の細胞を供給する必要があるが、十分に機能する臓器細胞を作り出すことは、まだ難しい。そこで本研究では、大量の初期胚を使用することが出来るアフリカツメガエル初期胚を用い、化合物ライブラリーを駆使したスクリーニングを行い、心筋誘導に影響を与える新規化合物を探索した。その化合物により後期心筋細胞で特異的に発現する遺伝子の発現解析及び機能解析を進めた。ヒトES細胞やiPS細胞などを利用した再生医療研究が盛んに行われているが、その分化制御技術は依然として混沌としており、再現性の乏しい不十分なものも多い。その理由の一つに、従来の「原因遺伝子/変異体を元にした解析」「ES細胞/iPS細胞を用いたスクリーニング」から得られる新しい成果が飽和してきたことが考えられる。本申請研究では、上述の問題点を打破するため、大量の初期胚を入手でき、膨大な発生学的知見が蓄積した極めて優れたモデル生物であるツメガエル初期胚を用いて、化合物ライブラリーを駆使した、新規心臓形成シグナルパスウェイの探索と解明をすることを目的としている。特に3次元的構造が生体内での機能に重要な心臓に焦点を絞り、哺乳類胚では不可能な胚内の心臓形成に対する影響を、化合物ライブラリーを用いて解析する。平成26年度は、数百種の化合物が搭載された化合物ライブラリーを準備し、アフリカツメガエル初期胚に対して処理、スクリーニング実験を行った。その結果、1種類の化合物(ある種の代謝酵素に対する阻害効果が、先行研究で報告されている)に心臓形成に対する強い影響が観察された。そこで、当該化合物に関して、濃度、処理開始時間の最適値を検討した。決定した濃度で処理した胚を用い、尾芽胚期にwhole mount in situ hybridization法でNkx2.5及びcardiac troponin I等心臓マーカーの発現を解析したところ、発現減少が観察された。ヒト多能性幹細胞であるES細胞やiPS細胞を原料として種々の臓器細胞を作り出し、再生医療分野に提供するための研究が世界中で精力的に行われている。精度の高い再生医療を実現するには、高効率に高性能の細胞を作る必要があるが、まだまだ生体内の臓器細胞と比べて、十分に機能する臓器細胞を作り出すことは難しいのが現状である。その理由の一つに、培養細胞であるES細胞やiPS細胞を用いた、in vitroでの従来のタンパク質/遺伝子を中心としたスクリーニング系から得られる知見が飽和しつつあることが想像される。また、培養細胞と胚との間に乖離が有り、培養細胞で出来たことが胚では出来ないことが多々あるという問題点もある。そこで当該申請研究では、大量の初期胚を並列して使用することが出来、胚全体をあたかもin vitroスクーリングのように使用可能なアフリカツメガエル初期胚を用い、化合物ライブラリーを駆使したスクリーニングを行った。スクリーニングする臓器の対象としては、世界中で要求度の高い心臓とした。昨年度までに1種の候補化合物を同定し、今年度はその化合物の機能解析をさらに進めてきた。その結果、これまで明らかになっていなかった後期心筋細胞で特異的に発現する遺伝子を誘導することが分かってきた。心筋細胞の誘導系において、成熟した心筋を誘導することは一つの重要な問題となっているが、当該申請研究からその問題の解決が期待される結果が出てきた。一方、さらにスクリーニングの種類をこなすべく、スクリーニングを続行していたが、今のところ有力な候補因子は追加されていない。追加のスクリーニングを続けているが、今のところ有力な候補因子は追加されていない。一方、昨年度同定した候補因子に関して、その機能解析は進んでいる。よってmおおむね順調に進展しているとした。ES細胞、iPS細胞等の多能性幹細胞、また間葉系幹細胞などの体性幹細胞を用いて、種々の臓器細胞を作り出し、創薬分野や再生医療分野に提供するための研究が世界中で行われている。効率的な新薬のスクリーニング/安全性評価/薬物動態評価や治療効果の高い再生医療を実現するには、高性能の細胞を安定、大量供給する必要があるが、まだまだ生体内の臓器細胞と比べて、十分に機能する臓器細胞を作り出すことは難しいのが現状である。その理由の一つに、ES細胞やiPS細胞といったin vitro培養系を用いて従来のタンパク質/遺伝子を中心としたスクリーニング系から得られる知見が飽和しつつあることが予想された。昨年度は心筋誘導に影響を与えた化合物によって誘導され、後期心筋細胞で特異的に発現する遺伝子の発現解析及び機能解析を進めてきた。

効率的な新薬のスクリーニングや治療効果の高い再生医療を実現するには、高性能の細胞を供給する必要があるが、十分に機能する臓器細胞を作り出すことは、まだ難しい。そこで本研究では、大量の初期胚を使用することが出来るアフリカツメガエル初期胚を用い、化合物ライブラリーを駆使したスクリーニングを行い、心筋誘導に影響を与える新規化合物を探索した。その化合物により後期心筋細胞で特異的に発現する遺伝子の発現解析及び機能解析を進めた。当初の計画よりもスクリーニングに持ち込んだ化合物の種類が少なく、種類をこなすという観点では、やや遅れている。一方、心臓形成に効果のある化合物が見つかり、その詳細な解析が開始しているという観点からは、おおむね順調に進展している。最終的に心筋形成に関して、これまで報告されていない新規シグナルを同定し、より高精度な心筋細胞を作り、再生医療で利用するための下地づくりをすることが当該申請研究の目的である。さらに機能解析/シグナル解析を進めると共に、ほ乳類細胞への適用を検討開始する。発生生物学最終的に心筋形成に関して有用な新規シグナルを明らかにすることが目的であるため、平成26年度に見つけた化合物の詳細解析は優先的に進める。一方で、より研究の重厚さを高めるためにも、バックグラウンドでスクリーニング作業を継続する。化合物スクリーニング作業を進める上で、活性が見られた化合物の詳細解析を優先した。そのため、予定した化合物スクリーニングが後回しになり、次年度使用額が生じた。平成27年度までに進めてきた候補化合物の機能解析をさらに進める上で、網羅性を高めるべく高価ではあるがDNAマイクロアレイ解析などを行い、研究を加速化する。また、残りの化合物スクリーニングも並行して行う。平成26年度に進める予定であった化合物スクリーニングの残りを、平成27年度に行うことで、当初の計画通りの助成金使用を達成する。一方、有望な候補化合物の詳細解析も並列して進める。