hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
制振構造システムデザインのための減衰評価を含む構造同定に関する研究

構造物のモード特性の同定として、アクティブ制振構造に用いるAMD(Active Mass Damper)を利用した同定および常時微振動による同定の2つの手法に対してシミュレーションおよび実験を行い、以下の成果が得られた。1.AMDを用いた振動モード特性の同定4層並進・捩れ系構造物を対象として、最上層に設置されたAMD 1台で、並進・捩れのモード特性を同定した。並進・捩れ非連成系の同定においては、重心から離れた場所に入力を与え、並進・捩れそれぞれ1入出力として同定が行えることをシミュレーションおよび実験により確認した。連成系の同定では、非連成系と異なり多入出力系の同定となるが、回転中心を除きAMDの位置に関わらず固有振動数・減衰定数・振動モードが得られることをシミュレーションにより示した。さらに、同定した低次モードのみから、刺激係数をもとめる方法を提示し、地震応答予測が可能な数学モデルに置き換えるまでの方法を構築した。この方法の有効性を検証するため、4層せん断系構造物の実験モデルを作製し、実験をおこなった。振動台を用いて加振した実験モデルの地震応答と、同定により構築した数学モデルの地震応答を比較し、充分な精度で地震応答予測が可能であることを確認した。2.常時微振動による同定早稲田大学51号館を対象として、自己相関関数法、パワースペクトル法、RD法により、減衰評価をおこない、それぞれの手法の特性および誤差の特色を把握した。これら3つの手法で得られた減衰定数から真値により近い減衰を把握すること、およびAMDを用いた同定とこれらの常時微振動の結果をどのように結び付けるかが今後の研究課題として残っている。
対数的ベクトル場と特異多様体の計算複素解析と代数解析アルゴリズム

代数解析の観点から,孤立特異点を持つ超曲面の複素解析的諸性質の研究を行った.変形パラメータを含む半擬斉次孤立特異点を持つ超曲面族に対し,そのTjurina stratification, Tjurina数の変形パラメータ依存性,関連するイデアル商のstandard基底等と求めるアルゴリズムを構成した。孤立特異点を持つ超曲面に対するPolar varietyや対数的ベクトル場について研究を行った。孤立特異点を持つ超曲面に対する対数的ベクトル場を構成する新たな計算法を得た。行列の固有ベクトル,広義固有ベクトル等をexactに求める効率的アルゴリズムを構成した。複素解析と計算代数解析の観点から,対数的ベクトル場および複素解析的特異点に関する研究を行った.田島・鍋島が共同で,孤立特異点が擬斉次からのmu-constantな変形とみなせる半擬斉次孤立特異点の族に対し,それらの超曲面に沿う対数的ベクトル場全体の構造を決定し数式処理を用いて実際に計算するアルゴリズムを考案・実装した.これにより,対数的ベクトル場の構造が変形パラメータにどのように依存するか明らかにしていくことが可能となる.ニュートン非退化な孤立特異点に付随する代数的局所コホモロジーについて考察し,ニュートンフィルトレーションと両立する基底コホモロジー類を求める計算方法に関する研究をすすめた.昨年度の研究では"commode"条件を課していたが本年度の研究により, "commode"条件を満たさないようなより一般的な場合に計算方法を拡張することを試みた.田島・小原・照井が共同で,有理数あるいは整数を成分にもつ正方行列に対する固有値問題を数式処理システム上exactに扱う計算法について研究を行った.最少消去多項式候補を用いることで,固有ベクトル計算を効率的に行う計算アルゴリズムを導出・実装した.また,行列多項式に対するHorner法に改良を加え,並列化も行うことで固有ベクトル計算の更なる効率化を図った.代数解析の観点から,孤立特異点を持つ超曲面の複素解析的諸性質の研究を行った.変形パラメータを含む半擬斉次孤立特異点を持つ超曲面族に対し,そのTjurina stratification, Tjurina数の変形パラメータ依存性,関連するイデアル商のstandard基底等と求めるアルゴリズムを構成した。複素解析と計算代数解析の観点から,対数的ベクトル場および複素解析的特異点に関する研究を行った.田島・鍋島が共同で,擬斉次孤立特異点の変形として得られる半擬斉次孤立特異点族に対するTjurina数を研究し,パラメータ付代数的局所コホモロジーを用いることで変形パラメータ空間のTjurina stratificationおよび対応するイデアル商のstandard基底を求めるアルゴリズムを導出・実装した.田島・中村の計算法を改良することで得たこの方法は,既存の計算法に比べ,計算効率が良い.孤立特異点を持つ超曲面に沿う対数的ベクトル場を研究し,対数的ベクトル場の構造を決定し,具体的に構成する方法を確立した.さらに,田島・鍋島が共同で,特異点の定義方程式がパラメータを含む場合に上記の方法を拡張することが可能であることを示した.これらの結果は本研究を遂行する上で重要である.ニュートン非退化な孤立特異点に付随する代数的局所コホモロジーの研究を行い,ニュートンフィルトレーションと両立する基底コホモロジー類を構成する新たな計算方法の基礎となる結果を得た.また,この結果の応用として,ミルナー数に関するKouchnirenkoの公式に対し簡明な解釈を与えることに成功した.田島・小原・照井が共同で,有理数あるいは整数を成分に持つ正方行列に対する固有値問題を数式処理システム上exactに扱う計算法について研究を行った.行列の各基本ベクトルに対する最少消去多項式をすべて同時に求める並列算法を確立した.さらにこれら基本最少消去多項式を用いることで,与えられた固有値に対する一般固有ベクトル空間の構造,即ち,ジョルダン細胞のサイズと個数を求める新たな計算法を導出した.複素解析と計算代数解析の観点から,対数的ベクトル場および複素解析的特異点に関する研究を行った.田島・鍋島が共同で,擬斉次孤立特異点の変形として得られる半擬斉次孤立特異点族に付随する局所コホモロジー類を計算するアルゴリズム用いることで,特異点のヤコビイデアルのスタンダード基底が変形パラメータにどの様に依存するかを求めるアルゴリズム,異なる項順序に対するスタンダード基底を求める新たな計算手法を求めた.また, Tjurina数およびTjurina代数に対するスタンダード基底の変形パラメータ依存性を求める計算アルゴリズムを得た.収束冪級数環におけるパラメータ付のシジジー計算アルゴリズムを導出し,その応用として,パラメータ半擬斉次孤立特異点族に対し,対数的ベクトル場を構成する計算法を確立した.渋田敬史と共同で, Matlis双対性に基づくことで,特異点に台を持つ局所コホモロジー類の満たすホロノミーD-加群を具体的に構成する効率的な計算方法を求めた.梅田陽子と共同で,代表的な非孤立特異点であるsimple line singularityに付随して得られるホロノミーD-加群を研究し,方程式系の局所コホモロジー解を求めることで,特異点集合である1次元のstratumでのホロノミーD-加群のモノドロミー構造を求めた.小原,照井章と共同で,有理数もしくは整数を成分に持つ正方行列に対する固有値問題を数式処理システム上でexactに扱う計算法について研究した.

最小消去多項式を用いることで,与えられた固有値に対する広義固有ベクトルを構成する計算法を導出した.基礎解析学特異点の変形族に対し,対数的ベクトル場の構造を求め,計算するアルゴリズムを実装することができた.これにより,特異点の複素解析的諸性質を研究する新たな手法を構築していくことが可能となった.この事の意義は大きい. "commode"条件を満たさない一般的なニュートン非退化特異点に関する研究が進んだことは有意義である.特異点に付随して定義される代数的局所コホモロジー類の満たす偏微分方程式系をパラメータ付の場合に構成できた.これにより次年度から,種々の計算実験を行えることになった.Noether作用素とverticalmonodromyに関し,新たな知見をえることができた.今後の研究において意味が大きい.行列の固有値問題をexactに扱う効率的算法の枠組みをほぼ完成させることが出来た.Tjurina数は,特異点の最も重要な複素解析的不変量であり, $\mu$-constant変形に対するTjurina数の変形パラメータ依存性を効率的に求める計算アルゴリズムを計算機上に実装したことは,本研究を遂行する上で重要である.ニュートン非退化な特異点を計算機代数解析の観点から研究するための基本的枠組みを作ることができたのは,評価できる.ニュートン非退化な特異点に関する研究をさらに進めることにより,本研究で実際に扱う研究対象を大きく広げることが可能となる.昨年の11月に東京農工大で開催された国際研究集会に参加した際に,ロシアのアレクサンドロフ教授と対数的ベクトル場に関し研究討議を行い,本研究に関連した新たな知見を得ることができたことは研究上有意義であり,効果が期待できる.九州大学の渋田敬史氏と,平面曲線に付随して定義されるある種のホロノミーD-加群の構造に関する研究を共同で行うための準備を整えることができた.渋田氏との共同研究を本格化させることで,特異点に付随するホロノミーD-加群に関し新たな研究を進めることが可能となる.本研究では,数式処理システムを用いた並列計算を行うことが必要となる.所属する数学教室の予算で, 16コア, 128GBの計算機が購入され,計算機利用に向け準備がなされはじめている.この計算機の並列計算機能を用いて,並列計算による実験,並列計算アルゴリズムの開発・性能評価等を行う準備を整えることができる.擬斉次孤立特異点の変形として現れる半擬斉次孤立特異点族に対し対応するホロノミーD-加群の構造および対数的ベクトル場のパラメータ依存性等を研究する.これにより特異点の複素解析的諸性質の研究をすすめる.応用の一つとして, Bruce-Robertミルナー数の研究を行う.ニュートン非退化な孤立特異点に対し,ある種の代数的局所コホモロジー類を考えることで,特異点の複素解析的諸性質を研究する新たな枠組みを構築する. Noether作用素およびvertical monodromyとホロノミー
環境経営意思決定を支援する環境会計システムに関する総合的研究

(1)「環境会計による企業内部の環境経営意思決定支援」、(2)「環境会計による企業外部の環境経営意思決定支援」、(3)「環境会計の体系化」の3つの研究を中心に行った。(1)は、環境経営意思決定を支援する会計手法の現状と課題を明らかにし、新手法の考案を行った。(2)は、「エコ指標」等の投資家の意思決定を支援する手法を開発し、排出量取引会計、土壌汚染情報開示、CSR会計などによる意思決定支援の可能性を明らかにした。(3)は、上の結果を受け、環境会計を体系化する新しいフレームワークを構築した。本年度は、(1)環境会計による企業内部の環境経営意思決定支援、(2)環境会計による企業外部の環境経営意思決定支援、(3)環境会計の体系化の3つの視点から研究を進めた。(1)については、日本の製造業を対象とした環境管理会計に関するアンケート調査を、環境適合設計とマテリアルフローコスト会計について2本実施した。サプライチェーンにおける環境管理会計やマテリアルフローコスト会計に関するインタビュー調査、環境管理会計についての欧米およびアジアの動向に関する調査も行った。業績評価と設備投資決定と環境管理会計の関係性についても分析調査を行った。その結果、環境管理会計が経営意思決定を支援する具体的な局面の特定と、それを支援するためのマネジメントシステムの可能性が明らかとされた。(2)については、投資家の環境情報ニーズについて質問票調査を実施した。また、投資家の環境意思決定に有用な環境会計指標の開発について、環境報告書での公表データを中心に研究を行い、有効な評価指標開発の目途をたてた。さらに、排出権取引や土壌汚染に関する意思決定に有効な会計手法の研究も進めた。バイオマス事業を中心とする地域開発のための環境会計、CSR経営を支援する会計の役割についても研究し、具体的なシステム設計の方向性を明らかにした。(3)については、環境会計に関する欧米および日本の研究を包括的にレビューし、環境会計の研究動向を整理することで、体系化研究の基礎を構築した。環境管理会計と環境財務会計を統合してシステム化することの重要性が明らかとなった。本年度研究成果は、「環境経営意思決定を支援する会計システムに関する研究」として、日本会計研究学会で報告し、成果報告書を作成して配布すると同時にホームページでも公開している。本年度も、(1)環境会計による企業内部の環境経営意思決定支援、(2)環境会計による企業外部の環境経営意思決定支援、(3)環境会計の体系化、の3つの視点から研究を進めた。(1)については、平成21年度末に実施したマテリアルフローコスト会計および環境配慮型原価企画に関する質問票調査の結果を解析して研究論文にまとめ、日本企業にとって望ましい環境管理会計の在り方を検討した。環境設備投資決定、環境管理会計のサプライチェーンへの適用、環境外部性評価についても、理論研究およびインタビュー調査を行い、企業内部の環境経営意思決定に資する手法開発とその可能性についての研究を行った。(2)については、投資家の環境情報開示に対するニーズについての質問票調査結果を解析するとともに、環境報告書で開示されている情報を分析して、投資家の環境経営意思決定を支援するエコ指標の開発研究を行った。さらに、排出量取引会計によるカーボンマネジメント、土壌汚染と株価の関係分析、地域開発のための環境会計、CSR経営支援のための環境会計についても研究を継続し、企業外部の環境経営意思決定を支援する環境会計システムの具体化を進展させた。(3)については、アメリカ、ヨーロッパおよびアジアにおける環境経営・会計の動向を調査し、日本における環境会計システムの展開を世界的な文脈で位置づけるために、インタビュー調査や学会報告および意見交換を行い、日本における環境経営意思決定支援の環境会計システムは、海外でも有効性が高いことが明らかにした。本年度の研究成果は、「環境経営意思決定を支援する会計システムに関する研究」として、報告書を作成して、日本会計研究学会第69回全国大会で発表した。本年度は(1)「環境会計による企業内部の環境経営意思決定支援」、(2)「環境会計による企業外部の環境経営意思決定支援」、(3)「環境会計の体系化」の3つの視点から研究をとりまとめることを目的として研究を進めた。(1)「環境会計による企業内部の環境経営意思決定支援」については、マテリアルフローコスト会計、環境配慮型業務改善、環壌配慮型原価企画、環境業績評価、環境設備投資決定、グリーンサプライチェーンマネジメント、環境外部性マネジメント、地域開発のための環境会計の各分野について、必要な追加調査を行ったうえで、これまでの研究を取りまとめ、『環境経営意思決定を支援する環境管理会計』(中央経済社)を2011年12月に刊行した。(2)「環境会計による企業外部の環境経営意思決定支援」については、非財務情報開示、投資家の意思決定支援のための「エコ指標」の開発、カーボンマネジメントと会計、環境債務、土壌汚染リスクと環境会計、CSR経営・会計、ステイクホルダー・エンゲージメントの各分野において、会計によるディスクロージャーと意思決定支援を中心に、必要な追加調査を行ったうえで、『社会環境情報ディスクロージャー』(中央経済社)の原稿を入稿し、2012年中に出版の運びである。

(3)「環境会計の体系化研究」については、上記の2つの分野の研究を総合するため、それぞれの書物の第1章を体系化を念頭において執筆し、環境会計の新たなフレームワークを構築した。特に、環境会計による環境経営意思決定を支援する側面と、コミュニケーションツールとして社会的関係を構築する側面を明確にしたことが大きな貢献である。
慢性関節リウマチの発症における滑膜表層細胞の病因的意味について

関節の滑膜表層細胞は、慢性関節リウマチ(RA)の発症初期に特徴的な増殖・重層化を示すが、この病因的役割を明らかにする目的で、まず滑膜表層細胞をガラス付着性によって分取した。RA患者抹消血からマクロファージを除去するとポークウイードマイトージェンに反応して抗体産生する能力が消失するが、ここに同一人の滑膜付着細胞を加えると抗体産生及び増殖能の回復する事から、滑膜表層細胞がHLA-DR陽性であるほか(著者ら既報Immunology50:587)マクロファージとしての免疫活性を保有し、かつ滑膜表層細胞のHLA-DRの存在が活性発現に必要である可能性を指摘した(研究発表1)。さらに滑膜表層細胞が選択的にEpidermal Growth Factor(EGF)陽性では、ここから産生されるEGFが滑膜表層細胞の増殖・重層化のみならず、RA滑膜における血管新生の誘導因子である可能性を見出し、この知見を用いて、滑膜細胞をRA関節より抗EGF抗体と補体処理によって処理しEGF陽性細胞を除去した(研究発表2)。EGF陽性細胞を除去するとRA滑膜の抗体産生能が著しく障害される事を見出した。また滑膜表層細胞のうちEGFを産生する細胞の炎症における重要性を更に詳細に検討する目的で、アクチンンプロモーターの後にEGF遺伝子を組み込み(遺伝子組換え認可の都合でここまでの結果で、認可を得たため現在増殖実験に入っている。)、RA滑膜培養細胞にトランスフェクションを行いつつある。これまでEGF陽性滑膜表層細胞の培養での抗体産生・リンパ球増殖に及ぼす作用及びEGF陽性細胞の形態学的特徴(いわゆる樹状細胞との関連)について発表予定である(研究発表3)。
EDCs/PhACsの水中有機成分との結合及び膜処理による除去に関する研究

本年度は、内分泌攪乱物質(EDCs)および医薬品由来化合物(PhACs)のNF/ROろ過による除去性を検討するためのステンレス製クロスフローろ過装置の作成を行うと共に、分子量・疎水性(オクタノール・水分配係数により評価)が適当な範囲に分散し、揮発しないような11種の化合物の選定を行い,二種類のRO膜を用いて、純水をバックグラウンドに設定した基礎的除去実験を行った。膜材質の差異による除去性の違いを検討するために、ポリアミド系RO膜(XLE)および酢酸セルロースRO膜(SC-3100)を用いて実験を行った。一連のろ過試験では24時間クロスフローろ過を継続した後に定まる除去率に基づき、各膜の除去性の評価を行うと共に、化合物の物理化学的特性と除去率の間の相関に着目し、除去率を決定する支配因子について検討した。今回検討を行った二種類の膜では、SC-3100の方が脱塩率の高い膜であったが、今回検討を行ったEDCs/PhACsについては、一例外を除いてXLEの方が高い除去率を示した。この結果は、EDCs/PhACsのNF/RO膜を用いた除去を予測・比較する際に、NF/RO膜の性能表示に多用される脱塩率を用い得ないことを示すものである。NF/RO膜の分離性能を表す数値としては、脱塩率の他に分画分子量も用いられる。ポリエチレングリコールを用いて各膜の分画分子量を評価した結果、XLEは<200、SC-3100については200300と見積もられたが、同様の分子量レンジを持つ、EDCs/PhACsの除去率は50%を下向ることも観察された。したがって、分画分子量もEDCs/PhACsのNF/RO膜による除去の評価に直接的に用いることはできないことが示された。化合物の物理化学的特性と除去率の関係では、XLE膜については分子量(分子サイズ)と、SC-3100膜については疎水性(極性)との問に高い相関が見られた。
遺伝的アルゴリズムを用いた迅速かつ適切な看護婦勤務スケジュール作成システム

看護婦勤務スケジュールの作成は看護の質の確保と勤務の公平さを考慮して行う必要があり、多制約多目的の特徴がある。現状は手作業によるものが殆どであり、婦長の大きな負担になっている。コンピュータによる作成支援のためのソフトも市販されているが、病院ごとの条件が異なるなどの理由により普及していない。本研究では、多制約性と多目的性を持つ問題に対して最適解を得るのに適した手法である遺伝的アルゴリズム(GA)を用いて、看護婦勤務スケジュール作成システムを試作した。現場での運用を考慮して、作成条件の入力や作成結果の表示などにおいて使い勝手を重視した。また実際の病院で病棟看護婦の勤務表作成時に考慮している条件を聴取し、それらの条件を用いて試行評価した。条件が複雑になると条件どうしが干渉し、改善が進まない場合もあるが、遺伝的操作を施しながら、世代交代を繰り返すことにより、最適に近いスケジュール表が作成されるので、若干の修正を加えればよい。今回の研究を通して、遺伝的アルゴリズムが看護婦勤務表作成のような多制約多目的の問題に対しては有力な手法であるとの知見を得た。実際の現場では、勤務表を作成する条件や、考慮する優先順位が病院によって、あるいは、勤務表作成者によって異なるので、すべてをコンピュータで作成するのではなく、人間がコンピュータと対話しながら作成していくような方向が適当と考えられる。現在「インタラクティブGA」の手法を用いたシステムも検討中である。研究実績の概要看護婦勤務スケジュールの作成は、熟練とノウハウが必要であり、毎月婦長の大きな負担になっている。また、作成されたスケジュールの質も婦長の技量に依存してバラツキがある。コンピュータによる自動作成も試みられているが、病院ごとに運用条件が異なるなどにより、実際の現場で使われるに至っていない場合が多い。今回遺伝的アルゴリズムという手法を用いて、看護婦勤務スケジュールを作成するためのシステムを試作し、実用の可能性の検討を始めた。具体的には、(1)看護婦勤務スケジュール作成の現状、コンピュータ導入の状況などを調査した。(2)遺伝的アルゴリズムの応用研究の状況を調査した。(3)遺伝的アルゴリズムを用いた看護婦勤務スケジュール作成システムの問題の基本検討および問題の設定を行った。特に使い勝手を重視した。(4)条件入力方法、スケジューリング結果表示方法等を含め、システムを検討し、必要なプログラムを作成した。実用を考慮した場合のキ-ポイントはユーザインターフェースである。多様な条件をできるだけ易しく、迅速に入力設定でき、スケジューリング結果の表示は現状の手作業による作成の場合と比して違和感なく受け入れられるよう配慮した。今後の現場での評価も考慮して装置を準備した。(5)運用状況を考慮した条件で試行し、机上評価を行った。また問題点を洗い出し、今後の改善の資とした。遺伝的アルゴリズムを用いることにより、多様な条件に対して、柔軟に対応できるなどのメリットが考えられる反面、条件によっては、世代交代を行ってもスケジュールの質の改善が進まないような場合もあり得る。今後は、実際の病院での運用条件に基づき、試行し、必要かつ可能な改善を行う。また実用上の課題をまとめる。看護婦勤務スケジュールの作成は、看護の質の確保と勤務の公平さを考慮して行う必要があり、多制約多目的の特徴がある。コンピュータによる作成支援のためのソフトも依然として、次々と市販されているが、病院ごとの条件が異なるなどの理由により現場で受け入れられていない。今回は、前年度試作した遺伝的アルゴリズムという手法を用いた看護婦勤務表作成システムを用いて、試行評価した。実際の病院で病棟看護婦の勤務表作成時に考慮している条件を聴取し、それらの条件を用いて試行させてみた。条件の組み合わせが複雑になると、お互いに干渉し、改善が進まないことも見受けられた。条件を緩和することによって、世代交代による改善が進み、ある程度のスケジュールができるので、それを、後編集機能によって微調整することにより、妥当な結果が得られる。ユーザインターフェースも工夫して、迅速に入力設定でき、結果も、手作業で作成する場合に近い形式で表示できるようにした。今回の研究を通してわかったことは、次のようなことである。

(1)遺伝的アルゴリズムは、看護婦勤務表作成のような多制約多目的の問題に対しては有力な手法と思われる。(2)勤務表を作成する条件や、考慮する優先順位は病院によって異なるので、すべてをコンピュータで作成するのではなく、人間がある程度関与したり、カスタマイズできるようにしておくことが必要である。(3)作成された勤務表を看護の質や公平さという観点で人間が評価できる情報を提供できるような枠組みが必要である。上記をふまえて、対話的な作成支援を行うようなシステムを「インタラクティブGA」の手法を用いて検討した。
ヒトメタニューモウイルス及びパラミクソウイルス増殖に関与する宿主因子の網羅的解析

本研究では最新の遺伝子編集技術(CRISPR/CAS9システム)を用いて作成したゲノムワイドノックアウト細胞ライブラリーを利用して、パラミクソウイルス、及びニューモウイルスのウイルス感染・増殖に必要な宿主因子を同定することを目的としている。昨年度はRSウイルスとHeLa細胞ライブラリーを用いて、RSウイルスの感染・増殖に必要な宿主因子候補250程度を同定したため、今年度はヒトメタニューモウイルス(HMPV)を用いて実験を行った。HMPVはVeroE6細胞等のサル腎由来細胞には比較的高い感染性を示すが、HeLa細胞等ヒト由来細胞への感染性は限定的である。そのため、HeLa細胞ライブラリーに繰り返しHMPVを感染させるとともに、HeLa細胞ライブラリーをHMPV感染VeroE6細胞と共培養することにより、HeLa細胞ライブラリーのほぼ全ての細胞にウイルスを感染させることに成功した。当初計画では、ウイルス感染後にHeLa細胞ライブラリーの大部分が死滅し、生残細胞(HMPV感染抵抗性細胞)を解析する予定であった。しかし、HMPVは細胞感染時の細胞変性効果が弱く、HMPV感染細胞の大部分が生残しており、HMPV感染に抵抗性を示す細胞を選別することが困難であった。本実験では細胞の生残/死滅以外の指標が必要であり、検討の結果、HMPV感染HeLa細胞はHMPV非感染HeLa細胞と比較して、増殖速度が遅いことが判明した。そこで、HMPV感染HeLa細胞ライブラリーを継代を繰り返して長期間培養することにより、増殖速度の速いHMPV感染抵抗性細胞の割合を高め、HMPVの感染・増殖に必要な宿主因子候補を50程度同定した。今年度は計画していたHMPVの感染・増殖に必要な宿主因子を50程度同定した。さらに昨年度の結果と合わせ、RSウイルス及びHMPVの感染・増殖に共通して必要な宿主因子を複数個発見した。今年度はこれまでの研究で見出された、RSウイルス及びHMPVの感染・増殖に必要な宿主因子について重点的に研究を行う。具体的にはこれらの宿主因子をノックアウトした細胞を個別に作成し、ウイルスの生活環と各宿主因子の関連を明らかにし、これまで不明であったRSウイルス及びHMPVのより詳細な感染動態を解明する。さらにこれらの宿主因子が他のパラミクソウイルスの感染・増殖に及ぼす影響を解明する。初年度である今年度はHeLa細胞とRSウイルスを用いて、実験を行った。類似のゲノムワイドノックアウト細胞ライブラリーは既に薬物の毒性発現機構の解明等に用いられている。これらの既存の研究では、細胞ライブラリーを薬物で処理したのちに生残細胞を回収・再培養し、再び薬物で処理するスクリーニングを繰り返し、薬物の毒性に耐性を有する細胞を得ることで、薬物の毒性発現に関連する遺伝子を同定している。しかし、RSウイルスをHeLa細胞ライブラリーに感染させると、RSウイルスが感染・増殖し難い細胞は存在するものの、最終的にはRSウイルス感染が細胞ライブラリー全体に広がり細胞がすべて死滅した。そのため、生残細胞の回収・再培養を行い、スクリーニングを繰り返してRSウイルスが感染・増殖しない細胞を得ることが不可能であった。そこで、本研究ではRSウイルスが感染・増殖し難い細胞を回収し、実験の試行回数を増やすことでRSウイルスの感染・増殖に必要な宿主因子を250程度同定した。同定された宿主因子に関してGene Ontology解析(それぞれの遺伝子の機能に着目した解析)を行ったところ、RSウイルスの細胞侵入に重要なヘパラン硫酸の生合成にかかわる遺伝子が多数同定されており、本解析が実際にRSウイルスの感染に重要な宿主因子を検出していることが確かめられた。今年度は当所計画していたRSウイルスの感染増殖に必要な宿主因子を十分数(250程度)同定できた。また、同定された宿主因子にはRSウイルスの細胞侵入に重要なヘパラン硫酸の生合成にかかわる遺伝子が多数同定されており、本解析が実際にRSウイルスの感染に重要な宿主因子を検出していることが確かめられた。

今年度は計画していたHMPVの感染・増殖に必要な宿主因子を50程度同定した。さらに昨年度の結果と合わせ、RSウイルス及びHMPVの感染・増殖に共通して必要な宿主因子を複数個発見した。今年度はRSウイルスの感染・増殖に必要な宿主因子を250程度同定した。今後はこれらの宿主因子について個別にその機能やウイルスとの関連について検討する。また、ヒトに感染する病原体の中でRSウイルスと最も近縁のヒトメタニューウイルスの感染・増殖に必要な宿主因子も類似の方法で同定し、RSウイルスとヒトメタニューモウイルスに共通する感染・増殖に必要な宿主因子を同定し、ニューモウイルス感染症治療の基盤となる知見を得る。今年度はこれまでの研究で見出された、RSウイルス及びHMPVの感染・増殖に必要な宿主因子について重点的に研究を行う。具体的にはこれらの宿主因子をノックアウトした細胞を個別に作成し、ウイルスの生活環と各宿主因子の関連を明らかにし、これまで不明であったRSウイルス及びHMPVのより詳細な感染動態を解明する。さらにこれらの宿主因子が他のパラミクソウイルスの感染・増殖に及ぼす影響を解明する。今年度は効率的に研究を進めたため、次年度使用額が生じた。特に多額の費用が必要であった次世代シークエンサーの解析について、他の研究計画と合わせての解析が行えたため、大幅な研究費の節約が可能であった。次年度は当初の予定通り研究を進めるとともに、詳細なウイルス蛋白、及び宿主因子の解析に必要なポリクローナル抗体、及びモノクローナル抗体の作出を行う予定である。特に次世代シークエンスデータ解析パイプラインの効率化、及び統計学的解析を導入した結果、当初計画よりも少ない実験回数で十分な結果が得られたため、大幅な研究費の節約が可能であった。次年度はこれまでに同定された宿主因子について個別にノックアウト細胞などを作成し、より詳細な解析を行う予定である。
血管平滑筋細胞の変性関連遺伝子発現よりみた脳動脈瘤破裂の分子機構解明

平成5年度の研究において破裂脳動脈瘤と未破裂脳動脈瘤に対する動脈瘤壁の抗平滑筋アクチン抗体を用いた組織学検討により両者の間に明らかな差が存在することが明らかとなった.未破裂動脈瘤では動脈瘤壁に多数の平滑筋細胞が存在した.これに対し破裂動脈瘤の動脈瘤壁では平滑筋細胞を含め細胞成分に乏しくまた細胞外マトリックスのコラーゲンタイプI,IIIともに著しく減少し壁としての強度が乏しいと考えられた.また未破裂動脈瘤であっても破裂動脈瘤に合併したものは動脈瘤壁の組織学的所見は破裂動脈瘤と同様に平滑細胞の変性を認めた.こうした差が遺伝子レベルにて固体により決定され本質的に破裂しやすい動脈瘤と破裂しにくい動脈瘤が存在するのか,様々なアプローチにて現在まで検討中であるが明確な解答は得られていない,また頚動脈閉塞を伴った脳動脈症例の臨床的検討により血行力学的なストレスが動脈瘤の成長,破裂に関与する可能性が明らかとなった.そこで平成6年度においては,動脈瘤壁の病態の検討とともに走査電子顕微鏡を用いて血行力学的ストレスを直接受ける動脈瘤の内腔の病態を検討した.未破裂動脈瘤瘤内は血管内皮細胞にて被われているのに対し,破裂動脈瘤瘤内では血管内皮細胞は断裂し動脈瘤壁への炎症細胞の侵入を認めた.すなわち動脈瘤内腔における血管内皮細胞障害が発生すると動脈瘤壁への炎症細胞の侵入それに続くサイトカインなどの作用により二次的に平滑筋細胞を含む動脈瘤壁の変性,傷害を生じる可能性も考えられることが明らかとなった.巨大動脈瘤を除く未破裂内頚動脈瘤で動眼神経麻痺にて発症した症例の術中所見を検討すると,単なる動眼神経への動脈瘤の圧迫のみでは動眼神経障害をきたしにくく,動脈瘤壁が極めて薄くなり動眼神経へ密接に接触することにより神経障害を生じている可能性が明らかとなった.平成5年度の研究において破裂脳動脈瘤と未破裂脳動脈瘤に対する動脈瘤壁の抗平滑筋アクチン抗体を用いた組織学検討により両者の間に明らかな差が存在することが明らかとなった.未破裂動脈瘤では動脈瘤壁に多数の平滑筋細胞が存在した.これに対し破裂動脈瘤の動脈瘤壁では平滑筋細胞を含め細胞成分に乏しくまた細胞外マトリックスのコラーゲンタイプI,IIIともに著しく減少し壁としての強度が乏しいと考えられた.また未破裂動脈瘤であっても破裂動脈瘤に合併したものは動脈瘤壁の組織学的所見は破裂動脈瘤と同様に平滑細胞の変性を認めた.こうした差が遺伝子レベルにて固体により決定され本質的に破裂しやすい動脈瘤と破裂しにくい動脈瘤が存在するのか,様々なアプローチにて現在まで検討中であるが明確な解答は得られていない,また頚動脈閉塞を伴った脳動脈症例の臨床的検討により血行力学的なストレスが動脈瘤の成長,破裂に関与する可能性が明らかとなった.そこで平成6年度においては,動脈瘤壁の病態の検討とともに走査電子顕微鏡を用いて血行力学的ストレスを直接受ける動脈瘤の内腔の病態を検討した.未破裂動脈瘤瘤内は血管内皮細胞にて被われているのに対し,破裂動脈瘤瘤内では血管内皮細胞は断裂し動脈瘤壁への炎症細胞の侵入を認めた.すなわち動脈瘤内腔における血管内皮細胞障害が発生すると動脈瘤壁への炎症細胞の侵入それに続くサイトカインなどの作用により二次的に平滑筋細胞を含む動脈瘤壁の変性,傷害を生じる可能性も考えられることが明らかとなった.巨大動脈瘤を除く未破裂内頚動脈瘤で動眼神経麻痺にて発症した症例の術中所見を検討すると,単なる動眼神経への動脈瘤の圧迫のみでは動眼神経障害をきたしにくく,動脈瘤壁が極めて薄くなり動眼神経へ密接に接触することにより神経障害を生じている可能性が明らかとなった.申請者らの経験した破裂例1202例、未破裂例103例の解析の結果、破裂例では高齢になるにつれて圧倒的に女性例が増加するのに対し、未破裂例では高齢になっても男女差があまりできないこと、未破裂例では内頚動脈瘤が多いこと(53%;破裂例26%)、破裂例に合併する未破裂例では部位別頻度は未破裂単独例とは異なり、中大脳動脈瘤が多いこと(29%;破裂例26%、未破裂単独例16%)、などが明らかになった。破裂および未破裂動脈瘤手術の際、動脈瘤嚢を切除して得られた標本15個、および病理解剖標本15個を用いて、動脈瘤壁の組織学的解析を行った。まず通常の染色で内弾性板の有無を検索すると30例中2例の単独未破裂動脈瘤の柄部に近いところに内弾性板の残存を認めたが、他はすべて消失していた。つぎに抗平滑筋アクチン抗体を用い動脈瘤壁を免疫染色し、壁の平滑筋細胞の変性の程度を検討すると、破裂動脈瘤体部壁ではすべて平滑筋細胞は染色されず、壁は線維化していた。これに対し単独未破裂例の80%においては体部壁内の平滑筋細胞は抗アクチン抗体により染色され、平滑筋細胞が生存していることを示した。また破裂動脈瘤例に併存する未破裂動脈瘤ではその80%が平滑筋細胞の変性を認めた。このことは動脈瘤壁の平滑筋細胞が張力性ストレスに対し変性しやすい場合と、変性しにくい場合があることを示唆する。抗FGF抗体を用いて動脈瘤壁を染色したところ、平滑筋細胞内でのFGFの存在とアクチンの存在とはよく一致した。

以上の結果から動脈瘤壁の平滑筋細胞の活性には差があり、平滑筋細胞が生存しアクチン線維を産生する能力がある場合には破裂しにくいことが明らかになった。しかし平滑筋細胞の変性がどのような機構によって起こるかは今年度の研究では明らかにできなかった。次年度は変性関連遺伝子の発現を中心にこの点を解明したいが、現在研究室で行っているこの分野の研究成果についても次貢の研究発表に記載する。破裂脳動脈瘤と未破裂動脈瘤の動脈瘤壁に対する抗平滑筋アクチン抗体を用いた組織学検討により両者の間に明らかな差が存在することが明らかとなった.すなわち未破裂動脈瘤では動脈瘤壁に多数の平滑筋細胞が存在した.これに対し破裂動脈瘤の動脈瘤壁では平滑筋細胞を含め細胞成分に乏しくまた細胞外マトリックスのコラーゲンタイプI,IIIともに著しく減少しており壁としての強度が乏しいと考えられた.また未破裂動脈瘤であっても破裂動脈瘤に合併したものは動脈瘤壁の組織学的所見は破裂動脈瘤と同様に平滑筋細胞の変性を認めた.頸動脈閉塞を伴った脳動脈症例の臨床的検討により血行力学的なストレスが動脈瘤の成長,破裂に関与する可能性が明らかとなった.そこで動脈瘤壁の病態の検討とともに走査電子顕微鏡を用いて動脈瘤の内腔の病態を検討しているが,破裂動脈瘤と未破裂動脈瘤とでは動脈瘤内腔を被う血管内皮細胞の病態が異なることが明らかとなってきた.すなわち未破裂動脈瘤瘤内は血管内皮細胞にて被われているのに対し,破裂動脈瘤瘤内では血管内皮細胞は断裂し動脈瘤壁の細胞外マトリックスへの炎症細胞の侵入,その破壊を認めた.すなわち動脈瘤内腔を被う血管内皮細胞障害が発生すると動脈瘤壁への炎症細胞の侵入それに続くサイトカインなどの作用により二次的に平滑筋細胞を含む動脈瘤壁の変性,傷害を生じる可能性も考えられることが明らかとなった.巨大動脈瘤を除く未破裂内頸動脈瘤で動眼神経麻痺にて発症した症例の術中所見を検討すると,単なる動眼神経への動脈瘤の圧迫のみでは動眼神経障害をきたしにくく,動脈瘤壁が極めて薄くなり動眼神経へ密接に接触することにより神経障害を生じている可能性が明らかとなった.こうした病態はほぼ動脈瘤破裂直前の病態を反映していると考えられた.
サル胚性幹細胞由来運動神経細胞の脳内移植における錐体路再生の分子メカニズムの解析

神経細胞移植は現在有効な治療法がない難治性神経疾患に対する新規治療法として注目されている。本研究で、サルES細胞をレチノイン酸処理することで神経細胞を分化誘導できること、これを片麻痺マウスに移植することで運動機能を回復させることができた。移植した運動神経はケモカイン受容体CXCR4を発現しており、損傷部皮質に集族したグリア細胞の産生するケモカインSDF1に反応して、損傷部皮質に移動した。脳血流MRIを用いると、神経細胞移植脳では損傷部皮質の脳血流量が改善した。神経ネットワークの再生にはケモカインとその受容体が神経細胞の遊走に関わり、損傷組織への定着には神経接着因子が極めて重要な役割を果たすことを示唆された。今回の成績から、近い将来ヒトでの応用が行なわれれば運動障害も持つ多くの患者のQOLの改善に貢献すると期待される。脳血管障害後の片麻痺等の現在は有効な治療法がない難治性神経疾患等に対する新規治療法として神経細胞移植が注目されている。本研究では霊長類ES細胞から神経細胞を分化誘導し、大脳損傷により作成した片麻痺マウスに免疫抑制薬投与下でES細胞由来の神経細胞を移植しその有用性とその分子メカニズムを評価した。分化誘導した神経細胞への他の細胞成分の混入は移植後に奇形腫発生の危険性がある。ことに免疫抑制剤使用が想定される場合は慎重な準備が必要である。そこでES細胞からレチノイン酸処理により分化誘導した神経細胞を細胞の付着性をもとに精製する方法を確立した。実際、奇形腫の発生は全く認めなかった。移植した神経細胞は側脳室近傍から損傷部皮質まで、移植神経細胞が移動しながら神経網を再構築した。そこではケモカインであるSDF1がその受容体であるCXCR4を発現した神経細胞の遊走をもたらす事が明らかになった。実際CXCR4の拮抗薬であるAMD3100を投与されたマウスでは細胞遊走が起こらなかった。移動した損傷皮質で残存宿主神経細胞と再接続し、移植部近傍では残存する錐体路と再接続することで、神経細胞移植による運動機能回復がもたらされる事を移植マウスで見出した。この神経細胞の再生過程において、SDF1に反応して神経細胞は神経接着因子であるNCAMが発現して、神経細胞の軸索の進展とシナプス形成に重要に関わることが明らかになった。神経細胞移植は脳血管障害後の片麻痺をはじめとする現在は有効な治療法がない難治性神経疾患等に対する新規治療法として注目されている。我々はマウスES細胞から神経幹細胞を分化誘導する手技を確立した後、これらを移植して片麻痺モデルマウスや脊髄損傷マウスの運動機能を著明に改善できることを報告した。しかしそこでは神経ネットワークの再生メカニズムの詳細は不分明であった。本研究ではサルES細胞をレチノイン酸処理することで神経細胞を分化誘導できることを示し、これを片麻痺マウスに移植することで運動機能を回復させることを見出した。移植した運動神経はケモカインレセプターCXCR4を発現しており、損傷部皮質に集族したグリア細胞の産生するケモカインSDF1に反応して、損傷部皮質に移動することを見出した。脳血流を測定するfunctional MRIを用いると、神経細胞移植脳では損傷部皮質の脳血流量が改善することが明らかになった。その再生機構の詳細を明らかにする目的で神経細胞接着因子のLICAMノックアウトマウスに片麻痺を作成し、その後移植を行った。L1CAMノックアウトでは移植後に、運動細胞の損傷部皮質への移動は起こらず、運動機能の回復も認められなかった。即ち、神経ネットワークの再生にはケモカインであるSDF1とCXCR4が神経細胞の遊走に関わり、損傷組織への定着にはNCAMやLICAM等の神経接着因子が極めて重要な役割を果たすことを示唆された。今後、この成績に基づき、LICAMノックアウトへのLICAMの遺伝子導入が神経ネットワークの再生をもたらすのかを明らかにする必要がある。今回の成績に基づいて、近い将来ヒトでの応用が行なわれれば運動障害も持つ多くの患者のQOLの改善に大きく貢献すると期待される。
非線形光学による界面電荷軌道自由度の研究

異なる電荷軌道(スピン)秩序を示すマンガン酸化物極薄膜とその単一界面を作製し,大きな磁気抵抗効果に加え,反転対称とされる軌道秩序下において分極の発生を示す信号を得た.また膜厚相図を作製し,軌道秩序の臨界膜厚(約4nm)と共に,磁気輸送とSHGが同様の情報を与えることを確認した.加えてSH顕微鏡を構築し,相転移近傍における軌道秩序ドメインの成長を観測し,外部磁場と光照射によるその変調に成功した.異なる電荷軌道(スピン)秩序を示すマンガン酸化物極薄膜とその単一界面を作製し,大きな磁気抵抗効果に加え,反転対称とされる軌道秩序下において分極の発生を示す信号を得た.また膜厚相図を作製し,軌道秩序の臨界膜厚(約4nm)と共に,磁気輸送とSHGが同様の情報を与えることを確認した.加えてSH顕微鏡を構築し,相転移近傍における軌道秩序ドメインの成長を観測し,外部磁場と光照射によるその変調に成功した.本研究の目的は,強相関電子系Mn酸化物の薄膜を用いてそのスピン・電荷・軌道自由度を利用した機能性ヘテロ接合をデザインし,電子系の対称性に敏感な非線形光学を駆使してその表面・界面における電子状態の変調とそのダイナミクスを観測することにある.本年度は1,Mott絶縁体LaMnO_3とバンド絶縁体SrMnO_3界面においてフェムト秒時間分解の非線形磁気光学Kerr測定を行い,それぞれ反強磁性である物質間単一界面での強磁性の発現,また理論から予想されていたハーフメタリックなスピンダイナミクスを確認した.2次元に近い系であるが,スピン系の歳差運動を示唆する信号も観測された.2,SrTiO_3及びLSATの(110)方位基板を使用し,低温で異なる電荷軌道秩序相転移を示すPr_<0.5>Sr_<0.5>MnO_3薄膜,Pr_<0.5>Sr_<0.5>MnO_3薄膜,加えて両者の極薄積層構造を作製し,SHG偏光解析を用いてその相転移の観測を行った.いずれもbulkとしては空間反転対称性を有するためにSHG禁制であるが,軌道・スピンの秩序に加え表面・界面での対称性の破れに起因すると考えられる新たな非線形分極を見出し,その起源となる電子・スピン系の再構成について考察を行った.また時間分解SHG測定により,軌道秩序に起因すると考えられる超高速緩和を観測した.これにより電子系の対称性だけでなく,そのダイナミクスから様々な秩序状態を区別できる可能性を示した.3,各物質の実励起準位を用いた非線形スペクトロスコピーを行うため,実験系を変更し予備実験を行った.本研究の目的は,強相関電子系に属する遷移金属酸化物を対象として,bulk同様の電荷軌道秩序相転移を示す極薄膜,またそのヘテロ接合を原子層レベルの制御の下で作製し,薄膜中やその界面近傍のみで発現する新規電子物性とそのダイナミクスを非線形光学手法によって検出することにある.昨年度,異なる電荷軌道(スピン)秩序相を示すNd_<0.5>Sr_<0.5>MnO_3,Pr_<0.5>Sr_<0.5>MnO_3の極薄膜またその単一界面試料を作製し,SHGを用いることにより一般に反転対称である軌道秩序下においても空間反転対称性の破れを示す信号を得た.本年度はこのうちPr_<0.5>Sr_<0.5>MnO_3に注目し,3.2-25nm厚の薄膜をLSAT(110)基板上に作製し,磁気伝導特性とSHG偏光解析を用いて薄膜試料における軌道秩序の臨界膜厚を確認した(約4nm).SHGの膜厚依存性からは表面信号成分の切り分けが可能となった.また相転移温度近傍での外部磁場依存性を調べ,単一原子層レベルの感度を持つSHGがマクロな測定手法である磁化,電気抵抗などとも整合した情報を与えることを確認した.加えて任意の複素線形・非線形感受率を持つ多層膜に対する解析プログラムを作成し解析に援用した.また高真空チャンバ内にSH顕微鏡を構築し,1μm程度の空間分解能のもと転移温度近傍における軌道秩序ドメインの成長を観測し,外部磁場と光照射によるその変調に成功した.そのドメインサイズはNd_<0.5>Sr_<0.5>MnO_3などで見られるナノスケール相分離系より一桁以上大きく,従来の超巨大磁気抵抗効果とは異なる金属絶縁体転移機構を示している.
裁判過程における人工知能による高次推論支援

本研究の目的以下である。裁判過程の3つの過程(事実認定過程、あてはめ過程、判決推論過程)について、それぞれ、(1)ベイジアンネットワークに基づいた証拠推論を用いた事実認定過程支援システム(2)自然言語処理に基づいたあてはめルールの獲得によるあてはめ過程支援システム(3)既開発の民法要件事実推論システムPROLEGを拡張し、刑事裁判や行政裁判へも応用できる判決推論過程支援システムを開発する。また、各過程の争点の議論学(argumentation theory)に基づく議論解析支援システムを開発する。さらに法学者から、このような支援システムをいかに裁判上に導入することができるかを検討する。平成29年度においては、上記3過程に関しての理解を深めるため、実際の裁判官に招待講演を行っていただいた。具体的には、裁判において、各過程において法曹がどのような活動を行っているかについて具体的裁判例を用いて解説していただいた。また、事実認定過程支援グループでは、証拠推論のための入力方法について検討した。あてはめ過程支援グループでは、司法試験短答式おける伴意問題を用いて、その伴意問題における変数に対する具体的値の当てはめ過程について検討した。判決過程支援グループにおいては、PROLEGの他法律への拡張を検討した。とくに刑法への拡張について検討を行った。また、議論解析支援グループでは、PROLEGの議論学の枠組みへの返還について検討した。それによれば、双極性議論フレームワークへの変換が可能ではないかとの知見を得た。法学者グループは、支援システムの裁判上への導入についての問題点を検討した。平成29年度は、問題点のより深い理解を目指しており、裁判官を招へいして、裁判の実務について解説をいただき、ある程度の理解ができたといえる。それと並行して、各研究グループにおいて、必要な技術について検討を進めている。以上より、おおむね順調に進展しているといえる。今後は、裁判上の支援システムの問題点の把握をさらに進めるとともに、その問題点を解決するための技術的検討を行う。事実認定支援グループにおいては、証拠と事実の因果関係をどのように取得するかの検討を進める。あてはめ支援グループにおいては、法律関係文書から自然言語処理を用いてオントロジー等の知識獲得について検討を行う。判決推論グループにおいては、特に、刑法へのPROLEG拡張について検討する。議論解析支援グループでは、裁判における議論過程についての支援について検討する。法学者グループは、社会的調査等を行い、人工知能による裁判支援についての受容性について調査を行う。
破骨細胞の分化と成熟化シグナルのクロストークを探る

骨代謝における破骨細胞の制御を目指し研究をすすめた。これまでに破骨細胞様細胞RAW264.7細胞においてSyk阻害剤が細胞融合を促進することが示唆された。そこで、リアルタイムPCRで破骨細胞関連因子のmRNAの変化を検討した。結果から、Syk阻害剤は分化シグナルに影響している可能性が低いことが示唆された。しかし、HDAC6のmRNA量にわずかに変化を認めたため、免疫染色を行った。Syk阻害剤を添加して培養するとHDAC6は増加した。そこで、HDAC6の阻害剤のtubacinを添加して培養し免疫染色を行い比較検討した。その結果、Syk阻害剤はHDAC6阻害剤を添加した場合と同様な所見を示した。すなわち、アセチル化されたチューブリンがアクチンリング周囲に集積することを阻害し、細胞質中に局在させることが分かった。また、HDAC6阻害剤のtubacinを24時間添加して培養すると骨吸収が抑制された。tubacinを添加してもアクチンリングは一定の形状を保持しており、アクチンリング周囲に集積していたアセチル化チューブリンの集積を阻害することで骨吸収が阻害された可能性がある。つまりシーリングゾーンの構造が変化し、十分な骨表面への接着が出来なくなるのではないかと考えられた。Syk阻害剤も同様にシーリングゾーンの構造の変化を生じさせ、細胞融合を進みやすくしているのではないかと考えられた。また、昨年度から進めていた非ウイルス性ベクターを用いたカルデクリンの遺伝子発現による関節リウマチへの影響について解析を継続した。切片から、カルデクリンプラスミドDNAの投与により骨端線が偽手術のコントロールマウスと同程度まで回復していた。以上から、カルデクリンプラスミドDNAにより、関節炎だけでなく、関節リウマチによって生じた骨障害に対し、再生させる可能性が示唆された。骨代謝において、骨吸収を担う破骨細胞の過度な活性化や分化は骨粗鬆症やリウマチ等の疾患を悪化させることからこれまで破骨細胞に着目して研究を進めてきた。破骨細胞の分化抑制機構を種々の阻害剤を用いて調べる中で、破骨細胞の成熟化過程の細胞融合においてRANKL刺激由来のシグナルにより働くSykを阻害すると細胞融合が促進する現象がみられた。破骨細胞において細胞融合の促進は成熟化を意味する。そこで、本研究では破骨細胞の分化過程におけるシグナルと細胞融合のシグナルのクロストークをSykと細胞骨格を中心に解明しようと試みた。まずは、代表的なSyk阻害剤としてER-27319、BAY61-3606、R406を用いて破骨細胞の細胞融合がどの阻害剤でも促進されるかを検証した。破骨細胞としてRAW264.7細胞を用いて実験を行った。細胞をデッシュに播種してRANKLを添加し、培養後4872時間後にSyk阻害剤を添加した。その結果、Syk阻害剤の種類による差はほとんどなくSyk阻害剤によって破骨細胞の細胞融合が促進された。一方、これまでの報告通り、細胞をデッシュに播種してRANKLと同時にSyk阻害剤を添加すると、破骨細胞分化が抑制された。これらの結果から、Syk阻害剤は破骨細胞の分化に対して、分化初期では分化を阻害するが、分化の後期においては分化を促進する可能性が示唆された。今回示唆された内容は、Syk阻害剤を添加するタイミングによって分化の阻害と亢進という相反する効果があることから、破骨細胞の新しいシグナル経路の発見や創薬のヒントにつながる内容であると考えている。昨年度実施予定の研究内容についてはおおむね計画通りに実施をしたことから達成度は順調と評価した。昨年度は破骨細胞において細胞融合をSyk阻害剤が促進するかどうかを確かめた。破骨細胞として、RAW264.7細胞を用いた。実験の結果、Syk阻害剤の種類に関わらず、RANKLを添加して培養開始してから4872時間以内にSyk阻害剤を添加すると細胞融合が進むことがTRAP染色で確認された。しかし、RANKLと同時にSyk阻害剤を添加して培養を行うと、破骨細胞分化は抑制されて融合した大きな細胞の出現はみられなかった。そのため、破骨細胞は分化の初期においてはSyk阻害剤によって分化が抑制されるが、分化の後期においてはSyk阻害剤によって分化の促進につながっている可能性が示唆された。本年度も、骨代謝における破骨細胞の制御を目指し研究をすすめた。昨年度、破骨細胞様細胞RAW264.7細胞においてSyk阻害剤が細胞融合を促進することが示唆された。これは、分化の後期においてのみの効果であり、分化の初期ではSyk阻害剤は阻害的に作用した。しかしながら、このようなin vitroの結果が、in vivoで起こるのかどうか不明である。一方で、使用したSyk阻害剤はこれまでに関節リウマチの治験においていくつかの有害事象を認めることが報告されている。in vitroの結果も考慮すると、使用したSyk阻害剤が関節リウマチの治療薬にはなりえないことが予想される。そこで、これまでの研究で破骨細胞に対して抑制効果を有したカルデクリンを用いて、この問題を解決できないかと考えた。カルデクリンはエラスターゼ族に属する分泌プロテアーゼであり、急性膵炎発症時に頻発する低カルシウム血症の惹起因子と考えられている。タンパク質は生体に投与しても生体内での半減期が短いことから投与回数が増加すると考えられる。そこで、今回カルデクリンを遺伝子導入により発現させることでその問題を解決しようと試みた。