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福山型筋ジストロフィーおよび類縁疾患の分子標的治療と病態解明

福山型筋ジストロフィー(FCMD)がスプライシング異常症であることを見出し、この異常スプライシングを制御するアンチセンス核酸を用い患者細胞及びモデルマウスでの治療に成功した。さらにアンチセンス核酸の指摘化を行い前臨床試験に用いる至適アンチセンスを決定した。今後臨床応用を目指したい。ポストリン酸修飾構造はαDG異常症モデルマウスで欠損しており、FCMDおよび類縁疾患の病態の中心といえる構造である。フクチン欠損型ジストログリカノパチー2種作成し、筋再生障害を伴う筋ジストロフィーであり、またAAV遺伝子治療は、多くのタイプのジストログリカノパチーに対して有効な治療法であることを示した。福山型筋ジストロフィー(FCMD)は、重度の筋ジストロフィーに脳奇形を伴う常染色体劣性遺伝性神経筋疾患であり、日本に多く、未だ治療法がない。殆どのFCMD患者は、フクチン遺伝子の3'非翻訳領域に約3kbのSVA型レトロトランスポゾンの挿入変異を持つ。この疾患の発症機序は、mRNAの不安定化や転写障害によるものと考えられていたが、詳細は不明であった。今回我々は、FCMDがSVAの挿入により誘導されるスプライシング異常症であることを証明した。この異常スプライシングは、SVA挿入配列内に存在する強力なスプライシング受容部位のexon-trapping機能により、最終エクソンのフクチンをコードする領域内の選択的スプライシング供与部位が活性化されて、引き起こされていた。そこで、異常ヌプライシングを阻止するアンチセンスオリゴヌクレオチド(AON)を用いたスプライシング制御治療法が有効と考え、異常スプライシング部位、エクソン内スプライシング促進配列、及びイントロン内スプライシング促進配列を標的とするAONを設計した。患者由来細胞に導入、及びFCMDモデルマウスに筋注ならびに全身投与した結果、患者由来細胞において正常のフクチンが回復し、またモデルマウスにおいて正常フクチンの回復、αジストログリカンの糖鎖修飾及びラミニン結合能の回復が確認された。さらにこのSVAのexon-trapping機能による異常スプライシングが、SVA挿入変異をもつ他疾患(高コレステロール血症、中性脂肪蓄積症)においても引き起こされていることを証明し、またチンパンジーにはないヒト特異的なSVAのexon-trapping由来の遺伝子産物を脳で同定した。以上より、SVAのexon-trapping機能はヒトの疾患や進化に関与しており、FCMDに対しては初の根治療法実現の可能性が示唆された。我々は近年、FCMDがSVA配列内にある強力なスプライシング受容部位のエクソントラップ機能により、最終エクソンのフクチンをコードする領域内の選択的スプライシング供与部位が活性化されることで発症するスプライシング異常症であることを証明し、アンチセンス核酸を用いたエクソントラップ阻害による根治療法の可能性を示した(Nature 2011)。しかしながらここでの検討では、毒性が危惧される膜透過型モルフォリノ核酸(VMO)を使用していることと、3種類の配列のアンチセンス核酸A3, E3, D5の3種によるカクテル療法であるため、通常より多くの非臨床試験が必要となる可能性が存在した。今回我々は、このエクソントラップ阻害剤の臨床応用に向けさらに至適薬剤の選択を行った。患者由来細胞を用いてスプライシング阻害活性測定系を再設定し、まず臨床応用が進んでいる2-OメチルRNAを用い、エクソントラップを誘導するスプライシング受容部位・供与部位及びスプライシング促進配列に網羅的にアンチセンス核酸を設計した。スプライシング阻害活性を測定したところ、スプライシング調節部位に設計したアンチセンス核酸で十分なエクソントラップ阻害効果を認めることが判明した。次にその核酸配列をモルフォリノ核酸を用いて合成し、最適化を行い複数の候補配列を見出した。これらの配列をモデルマウス及び患者由来細胞系に投与したところ、正常フクチン蛋白の回復及びαジストログリカンの糖鎖修飾の改善が確認された。αジストログリカン(αDG)は糖鎖修飾構造を介して細胞外マトリックス蛋白であるラミニンやアグリンと結合している。福山型筋ジストロフィー(FCMD)およびその類縁疾患はαDGの糖鎖修飾異常を病態として共有することからαDG異常症と総称される。近年ラミニンとの結合に重要なαDG糖鎖修飾構造としてO-マンノースの6位炭素からリン酸ジエステル結合を介して分枝する未知の糖鎖修飾構造(ポストリン酸修飾構造)が注目されている。FCMD患者培養筋細胞やLarge変異マウス骨格筋ではαDGのポストリン酸修飾構造が失われており、fukutinやLargeがこの構造の生合成に関与することが報告されている。

今回我々は複数のαDG異常症モデルマウスを用いた生化学的解析によって、fukutin、Largeに加えてFKRPがポストリン酸修飾に関与することを確認した。また一方で、正常野生型マウスにおいても、肺と精巣で発現するαDGにはポストリン酸修飾構造がないこと、マウス精巣組織でfukutin、FKRP、LARGEの発現は正常であることを見出した。ポストリン酸修飾構造にはαDG異常症における病的意義だけでなく、ラミニン結合能の組織特異性を決定するという生理的意義があると考えられた。当初予定どおりの成果が得られているため。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度までの計画として病態解明が進んでおり、おおむね順調に進展している有効なAONの至適化が重要出る。毒性が低く、効果の高い核酸配列を探求し標的配列の微調整を行う。2,3塩基をずらすだけで効果が劇的に上がる配列もあるため、標的配列(スプライシング受容部位、供与部位、スプライシングエンハンサー、サイレンサー等)を網羅的に検討する。アンチセンス療法では、有効なAONの至適化が重要である。
森林の蒸散過程に果たす樹体内水貯留の役割-土壌水分・樹体水貯留・蒸散量・通水抵抗の相互関係-

本研究の目的は森林の蒸散過程における蒸発抑制と土壌水分、樹体内水貯留の役割を解明することにある。試験地はタイ、チェンマイにあるKog-Ma試験地の丘陵性熱帯季節林(樹高30m)である。本試験地は、410月が雨季で113月が乾季で5ヶ月程度の長い無降雨期間という特別な条件であり、土壌水分などの環境因子と蒸発抑制関係の実証的研究に適すると考える。測定項目は、50m観測塔による微気象要素、放射収支、また表層50cmまでの土壌水分および樹液流量である。土壌水分はTDR法により、樹液流量はヒートパルス法を用いた。蒸散量は単層タイプの熱収支モデルより推定した。モデルの検証には、年4回の顕熱・潜熱フラックスなどを直接測定する集中観測データを用いた。3,5,8,11月の計4回全ての観測結果を用いて群落コンダクタンスの光合成有効放射量および葉面と大気間の水蒸気圧差の関係パラメータを非線形回帰分析により求めた。雨季乾季を問わず求めたパラメータにより熱収支を求めると、乾季の3月を除く全ての期間では良好に熱収支を再現するのに対し、3月は過大な計算となった。すなわち、乾季のみ何らかの抑制がある。さらに、土壌水分がpF3より低下する乾季では日中に減少する樹液流量を再現できないことより、群落コンダクタンスモデルに葉の水ポテンシャル低下により気孔開閉が生じるモデルを組み込むと、日中減少する樹液流量を再現することができた。この抑制は14月頃まで機能していた。表層の土壌水分変動から求められた吸水フラックスは、雨季では樹冠上の潜熱フラックスとほぼ同程度となるが、乾季では1mm/day以下となり、潜熱フラックスを大きく下回る。よって、蒸散は雨季では比較的均一に表層土壌水分が利用されるが、乾季では深層部の水などを利用する事が分かった。本研究の目的は森林の蒸散過程に果たす樹体内水貯留の役割を解明することにある。蒸散過程の観測をタイ北部の丘陵性熱帯季節林および温帯である日本の人工針葉樹林において観測を行った。一般の熱収支観測はほぼ順調に記録されている。この観測では新たに土壌水分センサー(TDR法)のプロファイル観測をしており、その特徴につき記す。1,TDR法の検証:飽和状態と水分状態ゼロである空気中の測定より、TDRの感部誤差は7%内にあり、飽和状態と水分ゼロ状態で同様の誤差傾向を示すため補正が可能であることが判明した。円筒を用いた秤量法とTDR法の体積含水率の測定では、高水分状態ではそれぞれの測定値がよく一致するが、低水分状態では測定体積が増加し、円筒外の空気も測定範囲となる。しかし、野外では土中に埋設するので、TDR法の出力は機械誤差以外の補正は必要ないことが判明した。2,一降雨量と土壌水分増加量の関係:30mm以下の降雨の場合は降水量と土壌水分増加量がほぼ等しいが、それ以上の降雨では土壌水分増加量が大きくなる。これは土中の水の集中によると考える。3,吸水量の算定および経時変化:表層の1m以下の根系は極めて少ないとして、表層1mの土壌水分減少量から下方浸透量を差し引いて吸水量を測定した。吸水量は降雨後数日間は2,の影響で算定に不正確さがあるが、それ以外では吸水量は夏から秋にかけて蒸散量が減少する過程を正確に表していた。4,純放射量に対する蒸散量:純放射量に対する蒸散量(=吸水量)は、夏は0.20.9の間であるが、1011月にかけては0.2±0.1程度であり、放射エネルギーは夏では潜熱に、秋には大気を加熱する顕熱に使われる量が増大することが分かる。このことは樹冠上熱収支の結果と一致し、大気から土壌根系までの水・熱収支が連続することを意味し、吸水過程の正確な測定ができたこと考える。

さらに、土壌水分がpF3より低下する乾季では日中に減少する樹液流量を再現できないことより、群落コンダクタンスモデルに葉の水ポテンシャル低下により気孔開閉が生じるモデルを組み込むと、日中減少する樹液流量を再現することができた。この抑制は14月頃まで機能していた。表層の土壌水分変動から求められた吸水フラックスは、雨季では樹冠上の潜熱フラックスとほぼ同程度となるが、乾季では1mm/day以下となり、潜熱フラックスを大きく下回る。よって、蒸散は雨季では比較的均一に表層土壌水分が利用されるが、乾季では深層部の水などを利用する事が分かった。
自己相似性を持つVLSI向き相互結合網の構成に関する研究

本研究では、高度な並列処理システムのVLSI化を実現するため、VLSI向き計算機アーキテクチャの提案、およびそのアーキテクチャの有効性を確かめるため、アーキテクチャを仮想的に動作させるハードウェア・アルゴリズムを提示する。特に、大規模化の容易なアレイ構造に限定し検討を加えた。その結果、次の事項が得られた。1.格子結合形プロセッサアレイにおける大域通信路の必要性を回路面積と計算量の両面から検討を加えた結果、N点離散フーリエ変換等の処理において局所通信路のみのプロセッサアレイが有効であることが判明した。2.専用処理向きの計算機アーキテクチャとして設計手法の確立が急がれるシストリックアレイがある。ここでは、3重ループプログラムで表現される問題をシストリックアレイ上に自動的に埋め込むため、正射影変換手法を提案し、適用例として緩和法を取り上げ有効性を確めた。3.パターン認識分野でパターン照合法として非常によく用いられ、有効であるダイナミック・プログラミングがある。このプログラミングを2.で提案した手法に基づき、2種類のシストリックアルゴリズムを設計する。一つは、使用するハードウェア量に制限を加えないアルゴリズム(HADP)で、もう一つはハードウェア量に制限を加える、実際的規模に固定したアルゴリズム(HADPS)である。HADPSは外部から入力されるパターン系列の長さに関係なく動作するため、連続単語音声認識へも容易に適用できる。4.格子結合プロセッサアレイに大域通信を必要とする問題として、N個のデータの最大値、最小値あるいはl番目に小さいデータを見つける問題がある。これらの問題に対し、分割可能なグローバルバスを持つプロセッサアレイを用いると、他のグローバルバス形態を持つアレイと比較し、面積有効にVLSIチップ上に実現できることが判明した。本研究の実績として二つの側面がある.一つは実際に相互結合網を構成するためのソフトウエア,ハードウエアの検討,作成を行う技術面と,相互結合網構成法,アルゴリズム埋め込め手法等の理論的検討がある.理論的検討結果として,次の3点がある.1格子結合形プロセッサアレイのVLSI化を行った時,プロセッサ間通信として局所的通信路のみの場合と,大きな面積を占める大域的通信路を導入した場合の両者について,回路面積と計算複雑さの両面から検討を行い,具体例としてN点離散フーリエ変換を取り上げ比較検討を行った.その結果,局所通信路のみの結合網の有効な適用分野が存在することが判明した.2パターン・マッチングに有効であるダイナミック・プログラミングを,限定されたアレイサンズ上で実現するため,プロセッサの構造と動作を規定し,結合網上でのデータの流れを制御し,処理するハードウェア・アルゴリズムを考察し,その正当性の検証を行った.また,連続単語認識への適用を試み,実時間処理の可能性のあることを確めた.3 3重ループプログラムで表される問題をシストリックアレイ上で自動的に埋め込む設計手法を,少ない計算時間ですむ正射影変換を用いて行う手法を提案し,適用例として緩和法を取り上げ,有効生を確めた.技術面からの検討結果は次のとおりである.自己相似形相互結合網のハードウエア・ソフトウェア開発に容易なプロセッサとして, 8ビットワンチッププロセッサHD64180を採用し,プロセッサ間通信実現のためのデータフォーマット通信経路を決定するプログラム等通信プロトコルの作成を行い,ハードウェアでの検証を行い,ネットワークルーチンの作成を終了した.今後は,プログラムの細分化,各プロセッサに配分する手法の検討,ホストコンピュータとのインタフェースの作成,応用プログラム実装に必要なソフトウェアの検討,を行う予定である.本研究の実績としてVLSI化に適した結合網形態の理論的検討事項と、相互結合網を構築するためのハードウェア、ソフトウェア上必要とされる技術開発がある。1、理論的検討事項として、VLSI向きの結合網として2次元格子プロセッサアレイを取り上げ、大域的通信を必要とする問題に対処する計算機アーキテクチャの提案及びそのアーキテクチャを動作させるアルゴリズムを提示し、計算量、面積時間積を算出する。格子結合プロセッサ

アレイにグローバルバスを導入し、計算時間を減少させることが可能な問題として、N個のデータの最大値、最小値を探索する問題、あるいはl番目に小さいデータを見つけるl位選択問題が存在する。これらの問題に対し階層構造型のグローバルバスを導入することにより計算時間の短縮が可能となる。しかし、VLSI化を考慮した時、このままの形で実現すると面積効率が悪い。このことから、時分割的に階層構造をとりうるグローバルバスの使用が考えられ、グローバルバスが任意に分割可能な形態をとる格子結合プロセッサの利用が考えられる。分割可能なグローバルバスを持つプロセッサアレイを用いて半群計算およびl位選択問題を解く並列アルゴリズムを記述し、計算量評価を行なった結果、他のグローバルバスを持つアレイと比較し、面積有効にVLSIチップ上に実現できることが判明した。2.9個の演算ユニットを持つ自己相似形結合網を構築した。また、データ転送手順を明確化するため、データの経由するノード局の選択及び、ノード間のチャネルの選択を決定める通信プロトコルを作成した。今後、自己相似形結合網に適した応用プログラムの開発、及びプロセッサ数を意識しないで、プログラムをサブタスクに細分化する手法の検討を行なう予定である。
超高感度な固体ＮＭＲを用いた細胞内タンパク質運動性測定法の開発と応用

本研究では、細胞内(in-cell)固体NMRを用いた細胞内分子数の定量、細胞内分子の超高感度測定に向けた高温動的核分極法(高温DNP)のためのガラス基質の探索、細胞内タンパク質の構造情報を得るための新規ラジカルタグの合成を行った。細胞内分子数の定量研究では、昨年度に大腸菌細胞を生きたまま固体NMRを用いて測定し、ユビキチン過剰発現時の1細胞あたりに合成される分子種・分子数を定量する方法論を確立した。今年度はさらにその手法を発展させ、大腸菌細胞内でのユビキチン構造解析を行った。その結果、大腸菌細胞内のユビキチンは、正しい二次構造を取っていることが示された。高温DNPのガラスマトリクス探索では、昨年度の探索によりリボース、イジトール、ソルビトールが適することを見出していたが、高濃度ソルビトール溶液は室温で放置すると結晶化してしまい、不適であることが分かった。また、DSCを用いてリボース、イジトールのガラスマトリクスのガラス転移点を測定し、210 K以上になったことを確認した。これらのマトリクスを用いれば、210 K以上での測定が必要なタンパク質の運動性に関する情報を、高感度で得られるようになる。新規ラジカルタグの合成研究では、光励起ラジカルであるフラビンによる核スピン緩和促進効果により、タンパク質内の原子間距離を求める手法開発を試みた。昨年度合成したタグ化フラビン分子は水中で不安定であり、タンパク質のタグ化には不適であった。そこで、新たな分子を複数設計し、種々の条件で合成を試みたところ、条件に合うタグ化フラビン分子を1種合成することに成功した。28年度が最終年度であるため、記入しない。細胞内分子数の定量研究では、大腸菌細胞を生きたまま固体NMRを用いて測定し、ユビキチン過剰発現時の1細胞あたりに合成される分子種・分子数を定量する方法論を確立した。この成果は、大腸菌を理解し制御するのに役に立ち、またシステム生物学のためのデータとなり得る。さらに、本研究で得られた測定の方法論は、固体NMRを用いた細胞内でのタンパク質構造解析へと応用できる。高温DNPのガラスマトリクス探索では、これまで用いられてきたグリセロールマトリクスよりも高温でガラスを形成するマトリクスを見出した。200 Kで透明なマトリクスを形成するキシリトール以外にも、リボース、イジトール、ソルビトールが最大230240 Kで透明なガラスを形成することを見出した。一方、当初予定していた中程度の分子量を持つ分子は、デキストリン、アミロース、アミロペクチンを試したが、水への溶解度が低く透明なガラスを形成しなかった。これらのマトリクスを用いれば、これまで液体窒素温度でなされてきたDNPによる感度向上が、200 K以上の高温の条件で可能となる。これにより、210 K以上での測定が必要なタンパク質の運動性に関する情報を、高感度で得られるようになる。フラビンの有機合成によるタグ化は未報告であり新規化合物の合成であったため、合成は難航した。しかし、各反応での条件検討の結果、目的とするタグ化フラビン分子を合成した。今年度の細胞内固体NMRによる大腸菌1細胞内の分子数の定量研究の過程で、標的タンパク質であるユビキチン分子の信号のみを抽出することができた。これにより、今後、大腸菌細胞内でのユビキチンの構造情報、さらには運動性の情報を得る準備ができた。高温DNPのガラスマトリクス探索は目標とする温度で透明なガラスを形成するマトリクスを見出した。今後は210 K以上でのDNPによる感度向上を図る。新規ラジカルタグの合成研究は、計画より合成が遅れたものの、合成は完了し、タンパク質との連結を試みる。以上より、本研究はおおむね順調に進展している。

これらのマトリクスを用いれば、210 K以上での測定が必要なタンパク質の運動性に関する情報を、高感度で得られるようになる。新規ラジカルタグの合成研究では、光励起ラジカルであるフラビンによる核スピン緩和促進効果により、タンパク質内の原子間距離を求める手法開発を試みた。昨年度合成したタグ化フラビン分子は水中で不安定であり、タンパク質のタグ化には不適であった。そこで、新たな分子を複数設計し、種々の条件で合成を試みたところ、条件に合うタグ化フラビン分子を1種合成することに成功した。2016年度は、まずin-cell固体NMRを用いて大腸菌細胞内でのユビキチンの構造情報の取得を試みる。細胞のスペクトルから標的タンパク質であるユビキチン分子の信号のみを抽出し、信号の帰属を行う。その後、主鎖の緩和時間測定により細胞内でのユビキチン運動性を測定する。また、高温で透明なガラスを形成するマトリックスを用い、DNPによる感度向上の度合いを確認する。実際に感度向上が確認されれば、大腸菌細胞の系に応用し、細胞内でのユビキチン運動性を測定に役立てる。さらに、合成したフラビン化タグをタンパク質に連結し、常磁性緩和増強による距離情報の取得を試みる。28年度が最終年度であるため、記入しない。
公立博物館の成立と存続に関する研究-市民との関係構築の視点から-

「市民参加型博物館」のモデル館とされた宮城県美術館、「市民が作った博物館」とされる市立大町山岳博物館、建設見直し・反対運動が行われた横須賀美術館の3館を調査し、市民と博物館の多様な関わり方を解明した。その過程で「市立大町山岳博物館所蔵行政文書目録」を作成、公開した。また各地の市民主催シンポジウム等に参加する一方、市民参加・法制度改革関連ラウンドテーブルを5回企画開催し、情報の収集・分析・発信に努めた。公立博物館の成立と維持存続の過程を、市民との関係構築の観点から解明するため、本年度は以下の研究を行った。1.一連のNPM、日本版PPP的改革にさらされる博物館側が、定量評価だけでは計れない、施設固有の歴史や利用状況をアピールする必要性があることを論じ、伊藤寿朗が市民参加の一モデルとした、宮城県美術館の教育普及活動を事例研究した。多元的な利用状況解明のため質的調査を行い、1981年の開館から1995年までのモノグラフを作成した。普及部の活動は、個人の主体性の確立をめざす活動であり、「近代美術館」の性格に相応したものであった。また、影響関係検討のため、アメリカのウォーカー・アートセンター、ブルックリン美術館等で参与観察や資料収集を行った。2.指定管理者制度が導入された島根県立美術館、長崎歴史文化博物館、長崎県美術館での参与観察から、教育普及活動の質的転換の必要性を論じた。また、両県での議論を調べる過程で、自治体財政の立て直し策であるはずの指定管理者制度が、新たな箱モノ建設とセットで使われるねじれ現象を発見、地域総合整備事業債の問題点を指摘し、設置者側への教育の必要性を論じた。3.日本社会教育学会にて、ラウンドテーブル「NPM、PPPから考える指定管理者制度」と「ミュージアムは市民のシンクタンクたりえるのか」を企画し、研究計画へのアイデア源とした。前者では、九州大学大学院法学研究院の田中孝男氏からの指定管理者制度の理論的背景と、のぞまれる制度運用に関する視点等の報告、宮城県美術館の大嶋貴明氏の問題提起を受け、討論した。後者では、NPO法人千葉まちづくりサポートセンターの栗原裕治氏やアーティストの小沢剛氏、千葉県立中央博物館の林浩二氏らからの報告と討論を行った。これらの内容は、Musa20号に掲載した。公立博物館の成立と維持存続の過程を、地方交付税制度及び、市民と博物館との関係構築の観点から解明するため、本年度は以下の研究を行った。1.美術館建設計画に対し、反対・見直し運動が起こった横須賀市を対象に、その経緯、主張、波及効果を検討した。分析には市議会議事録を用いたほか、関係者への聞き取り調査、建設現場視察、及び周辺類似施設の見学を行った。見直し派議員らが美術館より福祉への税金投入を主張したため、美術館開設準備室は福祉に配慮した活動を行い、設置条例に対するパブリックコメントに譲歩し、開館日・開館時間を拡大したこと、建設に多額の資金を投入する一方で、管理運営費の節減や館員の労働強化を招きかねないこと、市民との合意形成の上で問題が残ったこと、市政への関心が高まったことを指摘した。以上を口頭発表ののち論文化し、『博物館学雑誌』に投稿、現在、査読者の意見を踏まえ改稿中である。2.文部科学省で着手されている博物館法の見直し、及び、教育委員会必置規定見直し動向に関連して、日本社会教育学会にて、ラウンドテーブル「教育委員会の機構改革・必置規定見直し動向を考える-文化財保護行政と博物館行政の現状と課題-」と「新博物館法に向けてのブレーンストーミング」を企画し、研究計画へのアイデア源とした。前者では、長野県立歴史館の福島正樹氏から長野県の実態に即した問題提起を受け、質疑応答を行った。後者では、東京女子大学の水藤真氏、桃山学院大学の井上敏氏からの報告を受け、討論を行った。これらの内容は、Musa21号に掲載した。3.プログ<ミュージアムの小径>http://d.hatena.ne.jp/takibata/を開設し、博物館法改正動向や、指定管理者制度に関する各地でのシンポジウム等の内容をリアルタイムに情報提供した。本研究の意義・重要性は、危機に立つ日本の公立博物館が存続する方策の探求、及び、公立博物館の適正配置問題の考察に寄与しうる点である。1.横須賀美術館建設反対運動の主張・経緯とその波及効果に関する論文をまとめ、『博物館学雑誌』に公表した。また追跡調査として、開館後にも現地を訪問し参与観察及び聞き取り調査を行った。2.戦後間もなく、地域住民の公民館活動が発端で誕生した大町山岳博物館を調査対象として、刊行物の分析を中心に、日本社会教育学会大会で口頭発表を行った。開館以来の入館者数の変化は、観光地としての大町市の盛衰、及び「失われた10年」等の大きな社会経済的変化の影響を受けたこと、また創設当時から慢性的な市の財政難に直面してきたこと等を明らかにした。

継続して、館所蔵の行政文書の閲覧、データベース化を行い、195184年度分までが完了した。市議会議事録の閲覧にも一部着手し、また、関係者からの聞き取り調査、関連資料の収集、友の会行事の参与観察を行った。3.芦屋市立美術博物館の管理運営問題に関し、関連シンポジウム・研究会へ参加し、情報収集を行った。また、同館の管理運営を受託している特定非営利活動法人芦屋ミュージアム・マネジメント事務局次長の藤本隆氏から、館運営の実情を伺うラウンドテーブル「芦屋市立美術博物館の現在と市民利用施設の未来」を日本社会教育学会六月集会で企画した。この内容は、Musa22号に掲載した。また、芦屋市立美術博物館の事例を、月刊『あいだ』に寄稿、また芦屋、横須賀、さらに日本民家集落博物館の事例を加えて、『ボランティアコーディネーター白書2007-2009年版』に寄稿した。4.上記調査活動や周辺情報、研究上のアイデア等を、ブログにて随時情報提供した。公立博物館の成立と維持存続の過程を解明するため、本年度は以下の研究を行った。1.前年度に引き続き、市立大町山岳博物館所蔵行政文書の閲覧及び目録作成を行ない、宮野典夫副館長との共著『市立大町山岳博物館所蔵行政文書目録』を刊行した。本目録は、館所蔵行政文書のうち、1951年度2003年度分(博物館協議会関係は、2006年度まで)を目録化したものである。この行政文書群には、創設期の原資料や、長期に亘る博物館協議会の議事録・会議資料、昭和30年代の自然保護教育実践や、現地保存型博物館構想の原資料等が含まれ、目録の完成により、今後、多様な切り口からの研究資料として活用が可能である。また、上記目録化の作業と並行し、地域住民が作った博物館としての大町山岳博物館の位置づけを検討し、日本社会教育学会にて口頭発表を行った。2.地方交付税制度および自治体財政と博物館への予算措置の関係を探るため、日本社会教育学会にて、ラウンドテーブル「博物館のアウトプットと予算査定」を企画、地方交付税制度の第一人者である岡本全勝氏に、財政及び行政管理の視点から、博物館建設のメカニズムや予算査定の実際を報告いただき、宮城県美術館の大嶋貴明氏、大阪市立自然史博物館の佐久間大輔氏から、博物館の存在意義と望まれる施策について議論・提案いただいた。当日の記録は公開に向け、現在校正を依頼中である。3.博物館法改正及び、公益法人制度改革に関しての情報収集を行い、『文化経済学』に「博物館法改正の経緯と残された課題」、『博物館研究』に「パネルディスカッション『新公益法人制度への移行と博物館』に参加して」を寄稿した。4.上記調査活動や周辺情報、研究上のアイデア等をブログにて随時情報提供した。
持続可能な環境共生型基盤都市の形成と政府の役割に関する理論・実証分析

本研究は,持続可能な環境共生型基盤都市の形成と政府の役割について理論的側面および実証的側面から分析を行った.本研究では空間経済学,経済成長理論,廃棄物の経済分析を機軸とし,今日の社会が内包する環境問題の分析およびそれに対する処方箋の提示を行った.これらの研究成果はAnnals of Regional Science, Review of Urban and Regional Development Studies, Regional Science Policy and Practice等の欧文査読誌に掲載された.特にこれまで実証分析において明らかにされてきた環境クズネッツ曲線を地域経済理論モデルによってその発生メカニズムを解明し,最適な課税政策を提示した.また都市失業の発生を内生化したハリス=トダロ・モデルにおいて発展途上国において優先度が低くなりがちである環境政策が必ずしも都市失業を悪化させないことを示すなど今後の環境政策の指針となり得る結論を得た.本研究は,持続可能な環境共生型基盤都市の形成と政府の役割について理論的側面および実証的側面から分析を行った.本研究では空間経済学,経済成長理論,廃棄物の経済分析を機軸とし,今日の社会が内包する環境問題の分析およびそれに対する処方箋の提示を行った.これらの研究成果はAnnals of Regional Science, Review of Urban and Regional Development Studies, Regional Science Policy and Practice等の欧文査読誌に掲載された.特にこれまで実証分析において明らかにされてきた環境クズネッツ曲線を地域経済理論モデルによってその発生メカニズムを解明し,最適な課税政策を提示した.また都市失業の発生を内生化したハリス=トダロ・モデルにおいて発展途上国において優先度が低くなりがちである環境政策が必ずしも都市失業を悪化させないことを示すなど今後の環境政策の指針となり得る結論を得た.H20年度において,当初の目的である研究成果はある程度達成できたため,次年度以降の研究計画に予定通り進めることが可能になった.さらにこれらの研究成果の一部を収録しした「空間と持続可能な環境政策の理論的研究」がH21度科学研究費補助「研究公開促進費」に採択された.その後政府の最適な政策について明らかにした.福山は「途上国におけるゴミ集積場の立地とリサイクル活動の経済分析」において,途上国のゴミ処理問題に注目し,これまでゴミのリサイクルにおいて重要な役割を担ってきたインフォーマル部門のリサイクル行動を定式化し,望ましい途上国政府の政策について検討している。また,ゴミ集積所が都市部にある場合と農村部にある場合について比較分析を行い,最適なゴミ集積所の立地問題について考察を行っている。
多段階意思決定過程のモデル化と説得情報の制御方法に関する研究 ―電子市場における効果的な情報提示方法を探る―

これまでの、消費者の多段階意思決定プロセスについての独立した研究や、売り手側からの説得過程・手段に関する研究、あるいはオンライン・ショッピング・サイト設計についてのさまざまな議論などに対し、本研究はこれらの諸研究を消費者の多段階意思決定プロセスとして捉え、統一的な議論ができるような理論的枠組みを提供しようとするものである。そこで、まず効用理論をベースとした多段階意思決定プロセスの理論モデルを構築し、そのモデルに基づいて説得プロセスのデザインをするというアプローチをとった。そして、消費者選好の異質性や製品空間における競合製品の分布について議論し、その分布の分散の大きさと前倒しで提示すべき情報量との関係を明らかにした。一方、効用理論からは説明が難しいが重要な消費者行動として「意思決定のフレーミング」の問題を取り上げた。これは、電子市場における情報提示問題および消費者行動について議論する際に、避けては通れない重要な問題を含んでいるからである。そして、擬似的なオンライン・ショッピング環境のもとで、情報の提示方法をいろいろと変化させて消費者反応を測定するという実験をいくつか行った。その結果、フレーミング効果が安定して観測されるとともに、極端の回避や対比効果などの影響による参照点の移動状況も観測された。そこで、これらの結果を定量的に記述するために、プロスペクト理論をベースに、極端回避の効果を取り込んだ確率的選択行動モデルを構築した。モデルの推定結果によると、ゲインに対するロスの評価が約1.25倍に拡大されており、これが実験で用いたダウン・グレード・フレーミングによる価格提示法の優位性の原因であることも確認できた。これまでの、消費者の多段階意志決定プロセスについての独立した研究、売り手側からの説得過程・手段に関する研究、あるいはオンライン・ショッピング・サイトの設計についてのさまざまな議論、本研究はこれらの諸研究を消費者の多段階意思決定プロセスとして捉え、統一的な議論ができるような理論的枠組みを提供しようとするものである。そこで、まず効用理論をべースとした多段階意志決定プロセスの理論モデルを構築し、そのモデルに基づいて説得プロセスのデザインをするというアプローチをとった。一方、効用理論からは説明が難しいが重要な消費者行動として「意思決定のフレーミング」の問題を取り上げ、擬似的なオンライン・ショッピング環境のもとで予備的な実験をいくつか行った。極端の回避や対比効果などに加え、参照点の形成とその移動について実験し、オンライン・ショッピング環境のデザインに役立てようというものである。実験は今後も継続して実施する計画であるが、これまでのところでは、ショッピング環境の設計により消費者の参照点を上方に移動し、売り手の収益向上に貢献できることが確認された。そして、これらの結果を説明するモデルを構築し、6月のMarketing Science Conferenceで報告する予定である。前年度に引き続き、電子市場における「意思決定のフレーミング」の問題に取り組んだ。具体的にはウェブ上にオンライン・ショッピングを模した環境を構築し、情報の提示方法をいろいろと変化させて消費者の購買意思決定データを収集した。こうした擬似的なオンラィン・ショッピング環境での調査の結果、フレーミング効果が安定して観測され、意思決定における参照点の形成とその影響というものが考慮すべき重要な要因であることを確かめた。また、一部の実験では、極端の回避や対比効果などの影響による参照点の移動状況も観測された。これらの結果からすると、ショッピング環境の設計により消費者の参照点を上方に移動し、売り手の収益向上に貢献できる可能性が高い。そこで、これらの結果を定量的に記述するために、プロスペクト理論をペースにした確率的選択行動モデルを構築した。モデルには、constant loss aversionによるゲインとロスに対する評価の違いと、極端回避の効果を取り込んでいる。

推定結果によると、ゲインに対するロスの評価が約1.25倍に拡大されており、これが実験で用いたダウン・グレード・フレーミングによる価格提示法の優位性の原因であることも確認できた。以上の結果にこうした価格提示法のケース・スタディを付け加えて、昨年のJIMS研究大会で研究報告を行った。
好中球におけるタウリンの転写因子NF-κB活性化阻害の生理学的意義の解明

この基盤研究(C)に公募する前の段階において、inhibitory proteinのα-isoform (IκBα)がTaurine chloramine (タウリンクロラミン、TauCl)による細胞処理で何らかの修飾を受け、刺激に呼応するIκBαの分解が阻害され、最終結果としてnuclear factor kB(NFkB)の活性化を阻害すること、及びその分解阻害がIκBの塩素化に起因するのではないかという予備的知見を持っていた。そこで、まず塩素化されるアミノ酸残基を決定する実験から、この研究を開始した。アミノ酸残基のなかで最も塩素化され易いのはTyr残基で、IκBαには8ヶ所のTyr残基がある。これらTyr残基をクンケル法でAla残基に変換していったが、8個全てをAlaに変えてもウエスタンブロットでバンドシフトとして観察されるIκBαの修飾は消失しなかった。同様な実験を次に塩素化され易いTrp残基に関しても試行したが、バンドシフトにはこの残基も関係しないことが分かった。そこで、IκBαのdeletion mutantを作製して、どのアミノ酸残基が修飾を受けているか検討した。その結果、45番目のMetが修飾を受けることが分かった。次に、45番目のMetを含む8個のアミノ酸から構成されるIκBαの部分的なペプチドを作製し、TauClで反応後HPLCとマススペクトルで分析した。その結果、MetはTauClで参加されサルフォキサイドになっていることが分かった。このサルフォキサイド化がIκBαのバンドシフトを起こすこと、刺激に呼応するIκBαの分解が阻害されること、その結果としてNFkBの活性化を阻害されることが分かった。この研究結果は細胞内情報伝達のなかには、蛋白のMet残基の酸化もあるということを示すとてもユニークなものであった。IкBαの塩素化部位の検討: IкBαを^<36>Clと^3Hで標識したタウリンクロラミン(Tau-Cl)で処理しSDS-PAGEで電気泳動後イメージング解析を行ったところ、シフトしたバンドは^<36>Cl標識体で処理した時に検出され、IкBαの塩素化が示唆された。Tau-Clで処理したIкBαをアミノ酸分析した結果、Cl-Tyrosineの溶出時間にピークが現れ、Tyr残基が塩素化されている可能性が示された。IкBαをTau-Clで処理しlysylendopeptidaseで切断後電気泳動を行った結果、42番目のTyrが塩素化されている可能性を示唆するデーターを得た。そこでTyrをPheに変換したIкBαY42Fを作製しTau-Clで処理をしたが、IкBαの塩素化が観察された。IкBαには全部で8個のTyr残基があり他のTyrをPheに変換して、塩素化部位がTyr残基であるかどうか検討中である。また塩素化させたIкBαを適当なプロテエースで切断し、マススペクトルで質量差から塩素が入った断片を検索中でもある。脱塩素化酵素の探索:前骨髄性白血球細胞株HL-60をTau-Clで処理し、その後24時間IкBαの塩素化シフトバンドをウエスタンブロットで観察した。処理後6時間後にシフトバンドが消失し、脱塩素化過程が存在するかもしくは塩素化したIкBαがプロテエースで分解しているかのどちらかの可能性が示唆された。次にin vitro系で検討した。大腸菌に生産させたIкBαをTau-Clで処理し、プロテエースの阻害剤を添加した細胞のライセイトと6時間インキュベートした。

その結果、IкBαの塩素化によるシフトバンドも処理後6時間で消失しなかった。この実験結果より、塩素化したIкBαはプロテエースで分解されるようである。現在、他の細胞でも同様なことが観察されるか検討中である。この基盤研究(C)に公募する前の段階において、inhibitory proteinのα-isoform(IκBα)がTaurine chloramine(タウリンクロラミン、TauC1)による細胞処理で何らかの修飾を受け、刺激に呼応するIκBαの分解が阻害され、最終結果としてnuclear factor κB(NFκB)の活性化を阻害すること、及びその分解阻害がIκBの塩素化に起因するのではないかという予備的知見を持っていた。そこで、まず塩素化されるアミノ酸残基を決定する実験から、この研究を開始した。アミノ酸残基のなかで最も塩素化され易いのはTyr残基で、IκBαには8ヶ所のTyr残基がある。これらTyr残基をクンケル法でAla残基に変換していったが、8個全てをAlaに変えてもウエスタンブロットでバンドシフトとして観察されるIκBαの修飾は消失しなかった。同様な実験を次に塩素化され易いTrp残基に関しても試行したが、バンドシフトにはこの残基も関係しないことが分かった。そこで、IκBαのdeletion mutantを作製して、どのアミノ酸残基が修飾を受けているか検討した。その結果、45番目のMetが修飾を受けることが分かった。次に、45番目のMetを含む8個のアミノ酸から構成されるIκBαの部分的なペプチドを作製し、TauClで反応後HPLCとマススペクトルで分析した。その結果、MetはTauClで参加されサルフォキサイドになっていることが分かった。このサルフォキサイド化がIκBαのバンドシフトを起こすこと、刺激に呼応するIκBαの分解が阻害されること、その結果としてNFKBの活性化を阻害されることが分かった。この研究結果は細胞内情報伝達のなかには、蛋白のMet残基の酸化もあるということを示すとてもユニークなものであった。
HTLV-Iによるミエロパチ-(HAM)の発症機序の解明及び治療法に関する研究

(1)HAM治療について:HAM患者に対して、血漿浄化(PP)療法、経口プレドニゾロン(PD)療法、インタ-フェロンα(IFN-α)療法で治療を試み、その治療法の有効性と免疫学的パラメ-タ-の変動を比較検討した。PP療法においては22例中13例(59%)で、PD療法では24例中18例(75%)で、IFN-α療法では9例中6例(67%)で、運動機能の改善等に対して、有効であった。免疫学的パラメ-タ-に関しては、血清・髄液抗HTLV-I抗体価については、血清では、PP、PD療法共に、有意に低下したが、IFN-α療法では有意な変動を示さなかった。髄液では、有意な変動を示さなかった。また、末梢血リンパ球サブセットも、有意な変動を示さなかった。しかし、末梢血リンパ球幼若化反応については、HAM患者では、通常spontaneous proliferationの亢進がみられるが、この亢進が、IFN-α療法において、治療効果が得られると共に、抑制されるという事実が明らかにされた。現在、この機序について、免疫学的およびウイルス学的に解析を進めている。(2)HAM患者末梢血におけるHTLV-Iプロウイルス量及び血清・髄液抗HTLV-I IgMの検討:HAM患者では、21例中15例(71%)で、末梢血リンパ球中のHTLV-I proviral DNAが検出され、これはHTLV-I carrierの15例中4例(27%)と比較して、有意な差が見られた。HAM発症に関して、HTLV-Iの末梢血での有意な増殖が、必要と考えられた。この中で、輸血後発症例では、特に、HTLV-I provirusのコピ-数が増加していることも明らかにされた。さらに、血清抗HTLV-I IgMを検索した結果上記抗体の出現は、HTLV-I provirusの検出とほぼ、相関していた。この事実よりHAM患者髄液にて、HTLV-I IgMを検索した結果、HAM患者8例中7例で、陽性であった。このことは、中枢神経内でも、HTLV-Iの増殖が亢進していることを意味すると考え、現在、PCRを用いて、検討中である。
モルタルおよびコンクリ-トの硬化した表面の性能向上に関する研究

モルタルならびにコンクリ-トは、硬化・乾燥の過程において表面から水分が散逸する。そのために表面層の強度・硬度が不足し、中性化等も進行し耐久性を損なう。本研究では、表面層からの水分散逸を養生剤の塗布より防止する方法と、それによって得られるコンクリ-トの性能の向上について実験検討したものである。まず、膜養生剤の水分保持性能を向上させるためには、造膜速度を速める、形成後のフィルムを厚くする、あるいはフィルムに保水性を与える等の手段が有効であることが明らかになるとともに、モルタルならびにコンクリ-トの水分保持性に関わる因子として膜養生剤の材質、塗布厚、表層膜の造膜速度、乾燥条件等が抽出された。また、水分保持性能の優れた膜養生剤はモルタルならびにコンクリ-ト表層部の組織をち密にし強度を向上することが明らかになった。次に、コンクリ-ト表層部の強度評価方法として埋込みボルトの引抜き試験に着目し、ボルトの引抜き強度に及ぼす養生剤の種類、乾燥条件、コンクリ-トの条件等について検討した。その結果、各埋込み深さにおいて、ボルトの引抜き耐力はコンクリ-ト表面の膜養生剤の透湿度に比例して弱くなることが明らかになった。その傾向は水セメント比が大きいほど顕著であった。膜養生剤塗布と無塗布との差は初期材令では小さく、材令の経過とともに大きくなる傾向があり、また、送風により乾燥を受けたものは長期の強度増加が期待できないことが明らかになった。その傾向は表面部に近い部分ほど顕著であった。これは、膜養生剤の透湿度ならびに水セメント比が大きいものほど、表層部からの水分散逸が大きく、水和反応が阻害されやすいためと考えられた。したがって、脱型後のコンクリ-ト表面の強度を膜養剤により向上させるためには、透湿度が小さく、水分の保持性能の高い膜養生剤が有効と考察された。コンクリート打設後、一定期間を置いて型枠を脱型しコンクリート表面からの水分の散逸を膜養生剤を塗布することによって防止し、コンクリートの性能を向上させることを目的としている。次の実験を行ってその有効性をたしかめた。1.膜養生剤の主成分であるポリマーの種類を変へたものを用い、モルタル供試体に塗布した。塗布後のモルタルからの水分の散逸の状態を測定し水分保持性を調べた。また、シャーレを使用して膜養生剤の水分保持性の傾向を調べ比較検討した。その結果、膜養生剤がコンクリート表面の水分保持性能を向上させるためには、造膜速度を速めること、形成後のフイルムを厚くすること、あるいはフイルムに保水性を与えること等が有効な手段と考えられる。しかし、そのための添加剤は過度の添加によっては逆効果の場合もある。2.コンクリートの含水率の経時変化に及ぼす各種膜養生剤の塗布の影響を検討した。また、前期1.で行ったモルタル試験体による各膜養生剤の散逸水量の評価との関連性を考察した。その結果、コンクリートに膜養生剤を塗布することにより、乾燥に伴う表層部の含水率の低下を抑制することができること、および、任意の膜養生剤に関し、モルタル供試体による散逸水量の測定によりコンクリート表層部の水分保持の程度を評価することができることが分った。モルタルやコンクリ-トは、硬化・乾燥の過程において表面から水分が散逸する。本研究では、表面層からの水分散逸を養生剤の塗布により防止する方法と、それによって得られるコンクリ-トの性能の向上について実験検討したものである。

本年度は、コンクリ-ト表層部の強度評価方法として埋込みボルトの引抜き試験に着目し、ボルトの引抜き強度に及ぼす養生剤の種類、乾燥条件、コンクリ-トの条件等について検討した。その結果、各埋込み深さにおいて、ボルトの引抜き耐力はシ-ル状態のものが最も大きく、次に膜養生剤を塗布したもの、最も弱いものが無塗布となった。膜養生剤塗布との差は初期材令では小さく、材令の経過とともに大きくなる傾向があった。また、送風により乾燥を受けたものは、長期の強度増加が期待できない。ただし、低水セメント比の試験体については初期乾燥による耐力の低下はあまり見られない。次に、引抜き耐力より表層部の引張り強度を求めた結果、表面に近いほど引張り強度は低くなる傾向があり、とくに無塗布のもので顕著であった。これは、表面に近づくほど乾燥の影響を受けやすく、水分の不足による水和反応の阻害がおこりやすいことに起因すると考察された。最後に、膜養生剤の性質と、耐力との関係について検討した結果、透湿度の大きな膜養生剤ほど、コンクリ-トの表層強度が低下する傾向があった。また、その傾向は表面部に近い部分ほど顕著であった。これは、膜養生剤の透湿度が大きいものほど、表層部からの水分散逸が大きく、十分な水和反応が行われないためと考えられた。したがって、脱型後のコンクリ-ト表面の強度を膜養生剤により向上させるためには、透湿度が小さく、水分の保持性能の高い膜養生剤が有効と考察された。
ＢＭＰー２を用いた骨再生療法の確立

Bone morphogenetic protein (BMP)は皮下や筋肉内に埋入すると異所性の骨化物を誘導する能力があり、骨の再建に有用と考えられてきた。しかし臨床的に必要な骨量を誘導するには活性が弱く大量のBMPを用いるため、申請者らはTransforming growthfactor-β(TGF-β)がBMP-2の誘導した異所性の骨化物形成を強力に促進することを見いだした。BMPー2とTGF-βを同時添加したものはBMP-2単独と比較してDel-1の発現が低くなっていた。TGF-βの骨再生促進はDel-1の発現を抑え破骨細胞分化を抑制していることが示唆された。平成25年度は4月5日からニューヨーク大学歯学部に留学したため研究を中断していた。留学中にコラーゲンメンブレンを用いたラット下顎骨に対する骨再建実験、骨粗しょう症マウス作成を学んだ。それらを用い平成26年度の実験を遂行する。平成24年度はBMP-2やTGF-BETA1を組み合わせてマウスの広背筋膜下に埋入し組織形成を時系列的に観察し、その結果、組織塊形成を構成する細胞成分として骨芽細胞、軟骨細胞、破骨細胞の存在が確認された。TGF-β1以外にもBMP-2による骨形成を促進する物質はestradiol, Activin,活性型ビタミンD3, Heparin, fibroblast growth factor(FGF)-23をBMP-2とともにコラーゲンスポンジに含ませ異所性骨を誘導させ、より効率よく骨形成がおこる条件をマイクロCT用いて骨量を量り比較検討した。14日後形成された異所性骨をマイクロCTにより解析し、より効率のいい骨誘導が起こる条件を検討した結果どの因子もあまり促進作用は認められなかった。しかしFGF-23ではTGF-β同様に骨形成促進作用がみられた。今後はFGF-23の骨形成誘導機序も検討していく。またBMP-2単独群とTGF-BETA1同時添加群から形成された組織塊(5日目)をマイクロアレイで比較したところ、腫瘍、炎症時に発現するS-100タンパク、そしてTNF-αの発現に優位差があることがわかった。しかし臨床的に必要な骨量を誘導するには活性が弱く大量のBMPを用いるため、コスト面等の問題が実用化の大きな障壁となっている。すでに申請者らはTransforming growthfactor-β1 (TGF-β1)がBMP-2の誘導した異所性の骨化物形成を5倍に促進することを見いだした。本研究の目的はTGF-β1とBMP-2を併用することによりBMPの生体内活性を高め、骨の欠損を再建する新しい治療を確立することである。平成26年度はBMP-2単独群とTGF-BETA1同時添加群から形成された組織塊(5日目)をマイクロアレイで比較したところ、細胞外マトリックスDel-1(別名Edil3: EGF-like repeats and discoidin I-like domains 3)の発現に優位差があることがわかった。そこで破骨細胞とDEL-1の関連を調べることにした。マウスマクロファージ様破骨細胞前駆細胞であるRAW264.7細胞をRANKLで刺激し、破骨細胞に分化させたところ、刺激前と比較してDel-1のmRNAの発現が著しく上昇していた。そこでRAW細胞にRANKLで刺激すると同時にDel-1を加えて刺激したところ、濃度依存的に破骨細胞形成を促進した。Del-1で刺激したRAW細胞は破骨細胞分化マーカーも上昇していた。SiRNAによってDel-1の発現を抑制したRAW細胞にRANKL刺激したところ破骨細胞数は減少していた。Del-1とともにIL-17Aを加え破骨細胞分化させたところDel-1の破骨細胞分化促進作用が抑制された。IL-17Aを破骨細胞前駆細胞に直接刺激すると破骨細胞分化を抑制するという報告がある。つまりこのことによりDel-1の破骨細胞促進作用はIL-17Aを抑制することによって破骨細胞分化を促進していることが示唆された。またTGF-β1はDel-1を介して破骨細胞分化を抑制して骨形成促進をおこなっている可能性が示唆された。骨代謝平成24年度に発見した異所性骨形成促進を引き起こす原因遺伝子として組織塊の解析により、腫瘍、炎症時に発現するS-100タンパク、そしてTNF-αの発現に優位差があることがわかった。これらの遺伝子は過去にいくつか骨形成との関連の報告はでているが詳細は不明であるため、骨代謝に関わる各細胞との関連性を調べる必要がある。やや遅れているとした理由は当初予定していた大型動物に対する胃所生骨形成実験がおこなえていないこと。

また遺伝子導入した前駆細胞を用いた骨再建ではS-100タンパクとTNF-α等の異所性骨との関連性遺伝子のウイルスベクター作成し、未分化細胞への導入を試みるも、遺伝子の導入率が悪く効果が出ない。またコラーゲン以外の担体の検討をおこなっているがコラーゲンゲル以外にBETA-TCPブロック、アテロコラーゲンシートをキャリアーとして使用してみたがどれもコラーゲンゲル以上の効果が見られず更なる検討が必要である。また異所性骨形成促進を引き起こす原因遺伝子の検討としてはまた組織塊の解析により、腫瘍、炎症時に発現するS-100タンパク、そしてTNF-αの発現に優位差があることがわかった。これらの遺伝子は過去にいくつか骨形成との関連の報告はでているが詳細は不明であるため、骨代謝との関連性を調べる必要がある。やや遅れているとした理由は遺伝子導入した前駆細胞を用いた骨再建ではS-100タンパクとTNF-αが異所性骨との関連性が認められたため、これらの遺伝子のウイルスベクター作成し、未分化細胞への導入を試みるも、遺伝子の導入率が悪く効果が出ない。またコラーゲン以外の担体の検討をおこなっているがアテロコラーゲンゲル、アルジネート等試したがいずれも胃所性骨形成は認められたものの、コラーゲンに比べ形成量が少なかったので更なる検討が必要である。1S-100タンパクとTNF-alfaとの骨形成の関わりの解明:これらの遺伝子とと骨代謝との関連性を骨芽細胞、軟骨細胞、破骨細胞の遺伝子発現等を調べる。異所性骨形成とどのように関わっているのかを各日数の組織塊の遺伝子解析をしどのタイミングで候補遺伝子が顕著に関わっているかを解明する。2遺伝子導入した前駆細胞を用いた骨再建:初期組織塊を構成する細胞にウィルスベクターやプラスミドを用いて平成24年度に行ったマイクロアレイで着目した複数の候補遺伝子を各種別々に過剰発現させその細胞(1x106個)をコラーゲンゲルにまぜマウスの腹部に皮内注射する。そこに形成される異所性骨を時系列的、組織学的(組織切片等)、遺伝子的に比較検討する。候補遺伝子の過剰発現させて骨形成に変化がない場合は、初期組織塊を構成する細胞をsiRNAを用いて遺伝子を発現抑制し、その細胞を用い過剰発現細胞と同様の実験を試みる。3サル、ビーグル犬への骨欠損再建療法の検討:サル、ビーグル犬の歯槽骨に骨欠損を作り、そこにBMP-2やTGF-β1を含むスポンジを埋入する。その後の骨欠損の状態を経時的に観察し効率の良い条件を検討する。また同動物の後背筋膜下にBMP-2やTGF-β1を含むスポンジを埋入、異所性骨を誘導し、その異所性骨を粉砕し自家骨として歯槽骨の骨欠損に移植し骨再生を試み、自家骨移植による骨再建を検討する。4コラーゲンゲル以外の担体の検討:NYUで学んだコラーゲンメンブレンをもちい頭骸骨再生実験をおこないコラーゲンゲルと比較検討する1FGF-23に対する異所性骨形成促進作用の機序の解明: FGF-23と骨代謝との関連性を骨芽細胞、軟骨細胞、破骨細胞の遺伝子発現等を調べる。