hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
割れ窓理論再考:秩序違反行為に影響するメソレベル環境要因の特定と実証的介入

秩序違反尺度に因子分析をかけた結果,「環境の荒れ」「住民のマナー違反」「通行人のマナー違反」の3因子を得た。3因子すべてで因子得点には有意な地区差が認められ,同一市内でも秩序違反行為の出現に地区差があることが示された。地図指摘法での回答は,GISソフトArcGISを用いて,指摘の種類(「ごみ・美観」「落書き」「空き地や空き家」)や指摘内容を属性とするポリゴン(多角形)データとした(n=2598)。そして,指摘種類別に空間分布を検討した。観察調査は,社会調査実施地区の中から,住民の秩序違反の認識に差がある2地区で実施した。先行研究(羽生,2011)で提案された街区と住戸の評価尺度を合議により改定し,近年問題になっている空き家・空き地に関係する項目を追加した。評定者2名が街区を歩行して,23街区・217住戸を観察した。無作法性・秩序違反に関して,街区単位では9項目中2項目,住戸単位では5項目中3項目に有意傾向以上の差異が認められた。非有意の項目も含め,無作法性・秩序違反の地区間の大小関係は社会調査結果と斉一的であることから観察項目は妥当だと考えられる。今後,評価項目を精選した上で,主観評価と客観評価の相違や,各種アウトカムとの関連を分析する。住民調査に連動して,システマティックな社会観察(SSO)に基づく調査を実施し,空間データを得ることができた。研究4年目である平成29年度は,東京都を対象地域として,公共空間における子ども・女性の非面識者からの被害における環境手がかりの分析,住民の秩序違反の認知と犯罪不安に関する分析を行った。公共空間における子ども・女性の非面識者からの被害の分析では,過去の他地域の分析同様に,遡及調査対象事件の約4割で加害者の物色行動,約6割で追尾行動が確認された。また,子どもの被害は自宅敷地に加えて自宅から500m以内,女性の被害は深夜時間帯の駅から自宅への徒歩・自転車移動に起因していることが明らかになった。また,深夜時間帯ほど被害前の徒歩移動距離が長く,被害者の空間行動と加害者の犯行選択との関連が再度見出された。東京都とその周辺13市区に居住するインターネット調査会社に登録した20歳-49歳の女性10000名に対する調査データを分析した。回答者の7桁郵便番号を用いて回答者の秩序違反の認知と犯罪不安の空間分布を視覚化した上で,近隣レベル・個人レベルの秩序違反の認知が犯罪不安に与える影響をマルチレベル分析で検討した結果,その地区の居住者全体の犯罪不安を有意に引き上げる文脈効果が見出された。このことからは,犯罪不安緩和のための場所に対する介入の有効性が示唆される。社会のニーズに応じて,平成26年度に実施した子ども・女性の犯罪被害について異なる地域で再検討することができた。また,被害実態の分析に合わせて,同地域で潜在被害者に対して大規模な社会調査を実施することができた。研究5年目である平成30年度は,秩序違反軽減の介入可能性評価と,公共喫煙所での秩序違反行為である,パーティション外での喫煙を抑制するための2回の介入実験を実施した。秩序違反軽減の介入可能性評価では,一般市民(n=585)を対象に2波の社会調査を行なった。地区の秩序違反と個人の防犯対策への接触が被害リスク認知に与える交互作用が有意であり,パトロール等の防犯対策の実施に先立って,落書き消しや清掃等の秩序違反の痕跡を改善することの重要性が示された。介入実験1では4喫煙所を介入群2,転移群
覚醒サル体性感覚野における温度感覚受容および痛覚過敏発症機構の研究

大脳皮質に複数ある痛み関連の活動を示す領域の固有の機能を理解することは、痛み認知のメカニズムの理解や疼痛の軽減につながる可能性がある。本研究では温度感覚および痛覚受容における大脳皮質痛覚関連領域の役割を明らかにするために、顔面領域への熱刺激の温度変化を弁別する課題を行うニホンザルの前頭葉および一次体性感覚野よりニューロン活動を記録した。前頭葉では、腹側運動前野ニューロンが熱刺激の微小な温度変化の検出の意思決定過程に関与することを示唆する結果が得られた。一次体性感覚野でも受容野に与えられた熱刺激に鋭敏に応答するニューロンが記録された。神経損傷や炎症により、温度感覚や触覚が障害される。大脳皮質一次体性感覚野(S1)は温度感覚や痛みの受容に関与することから、疾患に起因したその障害に重要な役割を担っていると考えられるが、その詳細は明らかになっていない。そこで本研究では、顔面皮膚に与えた熱刺激の温度変化を弁別する課題をサルに訓練し、課題遂行中のS1ニューロン活動を記録、さらには顔面皮膚にカプサイシン処理を施したサルで同様の実験を行い、S1の温度感覚受容機構および痛覚過敏における役割の解明を目指した。平成25年度は、計画通り2頭のサルよりS1ニューロン活動の記録を行い、温度変化前後のそれぞれの温度が異なるニューロンによってコードされており、微小な温度変化の検出に非常に適した活動パターンを示すこと、また熱刺激に対する応答とサルによる刺激からの逃避行動との間には関連が見られないことを明らかにした。この成果は第55回歯科基礎医学会学術大会にて報告した。今後はS1へのムシモル等注入による行動への影響の検討およびカプサイシン処理後のニューロン活動記録を行う計画である。大脳皮質には痛覚関連領野が複数存在するが、その障害の発症に対してそれらの領野がどのように関与するかに関しての詳細は明らかになってない。大脳皮質痛覚関連領野の温度感覚受容における役割を明らかにするために、ニホンザルに顔面皮膚に与えた熱刺激の温度変化を弁別する課題を訓練し、大脳皮質より課題遂行中のニューロン活動を記録した。平成26年度は引き続きニューロン活動の記録を行い、1頭のサルでは実験を終了し、記録部位確定のための脳組織標本の作製を行った。その結果、顔面皮膚に対する熱刺激に応答し、課題遂行中に微小な温度変化に対して特徴的な応答を示したニューロンは大脳皮質運動前野に限局していたことが判明した。この結果を踏まえもう1頭のサルでは、引き続き同じ領野からのニューロン活動の記録を継続するとともに、新たに大脳皮質一次体性感覚野(S1)の位置を推定し、運動前野からの記録と並行してS1からの記録も行った。これらの成果は第29回日本ニューロモデュレーション学会(東京、2015年4月)にて発表予定である。今後はS1からの記録を継続、さらにもう1頭の訓練及びS1からのニューロン活動の記録を行い、運動前野とS1それぞれの温度感覚受容における役割を明らかにする計画である。また他領野の関与に関してもさらに検討するために、島皮質からのニューロン活動の記録も計画している。痛みに関連する脳機能イメージング研究や電気刺激や反復経頭蓋磁気刺激法等による痛みの軽減効果の研究は、一次体性感覚野をはじめ様々な領域が痛みの認知に関わることを示しているが、各領域の固有の機能は明らかになっていない。本研究では、温度感覚および痛覚受容における大脳皮質痛覚関連領域の役割を明らかにするために、2頭のニホンザルに熱刺激の温度変化を弁別する課題を訓練し、前頭葉および一次体性感覚野より顔面領域への触覚刺激に応答するニューロンの課題遂行中の活動を記録した。サルの口髭部に設置した熱刺激用プローブより熱刺激を与えた。課題ではサルがボタンを押すとプローブ温度が35°Cから45-47°Cに上昇する(T1期間)。ボタンを押し続けると温度がさらに0.2-0.8°C上昇し(T2期間)、サルがこの温度変化を検出し3秒以内にボタンを離せば報酬としてジュースが与えられる。訓練完成後、サル大脳皮質より課題遂行中の単一ニューロン活動を記録した。前頭葉においては、一部のニューロンはT1とT2の両方の温度変化に応答したが、多くのニューロンはT1またはT2のどちらか一方の温度変化にのみ応答した。またT2期間のニューロン活動の応答潜時は、サルのボタン離しの反応時間と相関していた。脳組織標本の作製を行い記録部位を決定したところ、熱刺激に応答するニューロンは腹側運動前野に限局して存在していた。これらの結果は腹側運動前野ニューロンの活動が熱刺激弁別課題における微小な温度変化の検出に重要な役割を果たしていることを示唆すると考えた。一次体性感覚野ニューロンの記録実験は現在継続中である。一次体性感覚

野でも受容野に与えられた熱刺激に鋭敏に応答するニューロンが記録された。運動前野より課題遂行に関係する特徴的なニューロン活動が記録され、この領野の温度感覚および痛覚受容に関する新たな役割を明らかにできる可能性がでてきた。運動前野からの記録に注力した分、当初の予定した一次体性感覚野からのニューロン活動記録は遅れたが、現在運動前野と並行して一次体性感覚野からも記録を行っている。また運動前野の活動を記録したことでそれとの比較により、一次体性感覚野の温度感覚・痛覚受容における機能をより明確に示すことができると考えられる。さらにデータの蓄積により27年度は成果の発表を集中して行えると考えている。これらのことから研究全体としては順調に進展していると考えている。神経科学2頭目のサルの運動前野および一次体性感覚野からの記録を完了させ、運動前野のデータに関しては早期に成果をまとめた論文を発表する。一次体性感覚野に関しては、さらに3頭目のサルを用いてデータを収集し、これも27年度中に完結させる。特に温度感覚・痛覚受容における二つの領域の機能的役割の相違を明らかにすることを重視し、両領野のデータの比較、あるいはそれぞれの領野へのムシモル注入の影響の検討等により、各領野の特異的な役割や両者の関係を明らかにすることを目指す。また残る痛覚関連領野として島皮質からの記録も行いたいと考えている。平成26年度は2頭のサルからのニューロン活動記録を行うことを計画しており、計画通りに進行し、現在ほぼ必要なデータが収集できた状態である。光計測用センサーの予備実験は、計画よりわずかに遅れているが、サルでの使用に向けて着実に進行している。学会発表、論文投稿を行う予定であったが、運動前野の記録時に記録部位の推定に予想以上に時間がかかり、結果として学会発表、論文投稿を26年度は行わなかっため、計画より少額となった。現在までに、S1が微小な温度変化に対して鋭敏な応答を示す一方、熱刺激からの逃避には関わらないことを示す結果が得られている。これはS1が痛みの感覚識別的側面に関わるとする仮説を支持する。今後はさらにこの結果を補強するために、S1にムシモル等神経活動の阻害薬を局所注入し、その課題遂行への影響を検討する実験を行いたい。またS1の痛覚過敏に対する役割を明らかにするために、サルの顔面皮膚をカプサイシン処理した状態で同様の実験を行う計画である。運動前野のデータが蓄積し、また一次運動野のデータも収集できる見込みがたったため、27年度は複数の学会発表、論文投稿を行い、次年度使用額を学会発表費用および論文投稿費用として使用する。平成25年度に光計測に使用するためのニホンザルを2頭購入する計画だったが、光計測用センサーの予備実験が計画よりわずかに遅れたため、購入しなかった。光計測の予備実験の進捗状況に応じて、ニホンザルは26年度以降に購入する。必要に応じて購入頭数を調整するが、ナショナルバイオリソースプロジェクトよりのニホンザルの購入価格が計画当初より減額(1頭当たり20万円程度)される見込みであり、大きな変更は必要ないものと予想される。従ってその他の消耗品費、旅費等に関しては当初の計画通りに使用する計画である。
GIP,Ca^<2+>依存性,環状GMP生成系の分子構造と調節機構およびその機能的役割

1.Ca^<2+>、GTP、不飽和脂肪酸依存性グアニル酸シクラ-ゼの活性化への不飽和脂肪酸、Ca^<2+>、GTPの効果について、酵素反応論的解析を行いVmax、Km、Hill係数等の諸係数を求め、作用機構の理解を進めた。解析には、Dixonの2次解析式を適用し、コンピュ-タにより算出した。2.本酵素系をGTP,Ca^<2+>、不飽和脂肪酸への依存性を有したまま、膜から可溶化し、精製方法を検討した。ラット脳より、インオ交換クロマト、親和クロマト、GTP親和クロマトなどにより、高度な精製に成功した。高度に精製した最終標品はCa^<2+>、GTP、不飽和脂肪酸への依存性を有している。また、ボツリヌス毒素、百日咳毒素(IAP)によるADPリボシル化反応の影響はみられなかった。高度に精製した最終標品に含まれる、SDSーPAGEにより確認されるバンドと、GTP、Ca^<2+>、不飽和脂肪酸の結合部位との関係および機能との関係を検討した。精製標品のSDSーPAGEにおいて主たる4つのバンドの他、マイナ-のバンドが数本以上みられ結合実験の結果を不確定にし、精製の不完全を認めた。そこで、さらにゲルクロマトによる精製を行い、比較的満足する標品を得た。この最終標品を用いて、結合実験の結論を得つつある。3.本酵素系を強く抑制するリガンドを発見した。この抑制はシナプス膜での本酵素活性、および最終精製標品の活性においてもみられ、本酵素に特異的と思われるが、さらに検討を要する。この抑制リガンドは恐らくGTPの作用ユニットに作用すると考える結果を得ている。細胞レベルでの本酵素の機能的役割を検討するのに有力な手段となる。4.本酵素活性の性質はANPーグアニル酸シクラ-ゼとは異なる。5.不飽和脂肪酸の本酵素への作用の特異性の検討において、不飽和脂肪酸の過酸化反応生成物は、無効であるという結果を得た。1)本酵素の活性化への不飽和脂肪酸、Ca^<2+>、GTPの効果について、酵素反応論的解析を行い、Vmax、Km、Hill係数等の諸係数を求め、作用機構の理解を進めた。解析には、Dixonの2次解析式を適用し、コンピュ-タプログラムにより算出した。本酵素系をGTP、Ca^<2+>、不飽和脂肪酸への依存性を有したまま、膜から可溶化し、精製方法を検討した。イオン交換クロマト、親和クロマト、GTP親和クロマトなどにより、高度な精製に成功した。高度に精製した最終標品はCa^<2+>の依存性、不飽和脂肪酸への依存性は保有しているが、GTPの依存性については詳細に検討中である。さらに、GTPのフォトアフィニティラベル法により、GTP結合タンパクの確認を行っているが、最終結果には到っていない。高度に精製した最終標品に含まれる。SDSPAGEにより確認されるBandについて、現在、その機能的性質を検討中である。3)本酵素活性の性質がANP-グアニレ-トシクラ-ゼとは異なることを明らかにした。

4)不飽和脂肪酸の本酵素への作用の特異性の検討において、不飽和脂肪酸の過酸化反応生成物は、無効であるという結果を得た。以前に得ていた過酸化反応生成物が有効であるという結果とは矛盾するので、各種の過酸化反応の中間生成物について、その効果を検討している。1.本酵素系をGTP、Ca^<2+>、不飽和脂肪酸への依存性を有したまま高度に精製した標品において、SDSーPAGE上のバンドとGTP、Ca^<2+>、不飽和脂肪酸の結合部位との関係および機能と関係を検討した。GTPの結合はフォトアフィニティ-ラベル、Ca^<2+>と不飽和脂肪酸は^<45>Caと^3H-不飽和脂肪酸のオ-トラジオグラフィ-を行った。しかし、高度に精製した最終標品のSDSーPAGEにおいて、銀染色による主たる4つのバンドの他マイナ-のバンドが数本以上みられ、結合実験の結果を不確定にし、精製の不完全さを認めた。そこで、さらに精製する方法を検討し、ゲルクロマトにより比較的満足する標品を高収率で得た。この最終的に精製した標品は、タンパク量が極めて少ないが、この標品を用いて、現在、最終的実験結果を得つつある。2.GTP、Ca^<2+>、不飽和脂肪酸依存性グアニレ-トシクラ-ゼを強く抑制するリガンドを発見した。この抑制は、シナプス膜での本酵素活性および最終精製標品の活性においてもみられ、本酵素に特異的と思われるが、さらに検討を要する。この抑制リガンドは恐らくGTPの作用ユニットに作用すると考える結果を得ている。細胞レベルでの本酵素の機能的役割を検討するのに有力な手段となる。3.精製酵素系への、Ca^<2+>、GTP、不飽和脂肪酸への作用について酵素反応論的解析に関し、昨年度不充分であった点を詳細に検討し、最終的結果を得た。4.細胞レベルにおける本酵素系の機能的意義に関し、計画、準備しているが実験結果を得るに至っていない。
癌細胞と癌関連線維芽細胞の両方に殺細胞効果を示すウイルス療法の開発

癌関連線維芽細胞(Cancer-associated fibroblasts; CAF)は、癌の増殖・生存・悪性化に関与することから、癌治療における重要な標的である。本研究では、腫瘍溶解性ウイルスであるレオウイルスが、CAFに対し殺細胞効果を示すか検討した。マウス皮下腫瘍より単離したCAFの生存率は、レオウイルス作用後、50-60%まで減少したことから、レオウイルスはマウスCAFに対し殺細胞効果を有することが明らかとなった。一方で、レオウイルスは通常の線維芽細胞に対しては殺細胞効果を示さなかった。さらに、担癌マウスにレオウイルスを静脈内投与したところ、アポトーシスを起こしたCAFが検出された。マウス線維芽細胞株Swiss3T3細胞をTGF-b存在下で6日間培養することで、癌関連線維芽細胞様の細胞(筋線維芽細胞)を誘導した。実際に癌関連線維芽細胞で発現が上昇することが報告されているalphaーsmooth muscle actinやFiboroblast activation proteinなどのマーカー遺伝子が上昇することを定量的RT-PCR解析により確認した。またSwiss3T3細胞は、レオウイルスの受容体であるJAM-Aを発現しており、TGF-bで処理した細胞においてもJAM-Aの発現はほとんど低下しなかった。誘導した細胞にレオウイルスを作用させたところ、MOI20で細胞生存率は10%以下まで低下した。レオウイルス作用後のウイルスゲノム量ならびに子孫ウイルスタイターを測定したが、TGF-b処理前の細胞と比較し、大きな上昇は観察されなかった。そこでウイルス作用によりアポトーシスが誘導されているものと考え、カスパーゼ3の活性ならびにアポトーシス関連遺伝子(Noxa, TRAIL, Pumaなど)の発現を検討したところ、有意な上昇が観察された。さらに、レオウイルスがエンドソームから細胞質へ移行するのに重要であることが明らかとなっているカテプシンBおよびLの阻害剤で細胞を前処理したところ、阻害剤前処理群では細胞死が有意に抑制された。従ってレオウイルスが細胞質に移行することで、アポトーシスを誘導していることが示唆された。従ってレオウイルスは、筋線維芽細胞に対しアポトーシスを誘導することが示唆された。現在、担癌マウスより癌関連線維芽細胞を採取し、レオウイルスによる殺細胞効果を検討している。線維芽細胞株にTGF-bを作用させることで誘導した癌関連線維芽細胞様の細胞に関する検討は、ほぼ終了しており、今後はマウス皮下腫瘍から採取した癌関連線維芽細胞を用いた検討を行う。癌関連線維芽細胞(Cancer-associated Fibroblast; CAF)は、癌の増殖・悪性化を促進することから、重要な治療標的である。一方、癌細胞に特異的に感染・増殖し破壊する腫瘍溶解性ウイルスは、次世代の抗癌剤として期待されている。腫瘍溶解性ウイルスであるレオウイルスは、癌細胞で活性上昇しているカテプシンBおよびLを利用し感染するが、カテプシンBおよびLはCAFでも活性上昇している。そこで本研究では、レオウイルスがCAFに対しても殺細胞効果を示すか検討した。マウス皮下腫瘍よりCAFを単離し、レオウイルスを作用させたところ、CAFの生存率は50-60%まで低下した。CAFにおけるレオウイルス感染受容体(JAM-A)陽性率は30-40%であった。またカテプシンの発現量も通常の線維芽細胞と比較し上昇していた。次にレオウイルスによるCAFの細胞死誘導におけるカテプシンの関与について検討したところ、カテプシンB阻害剤では有意な細胞生存率の上昇は観察されなかったが、カテプシンL阻害剤ではほぼ完全に細胞死が抑制された。また紫外線照射により不活性化したレオウイルスでは有意な殺細胞効果は観察されなかったことから、CAFの細胞死誘導にはウイルスの複製が重要であることが示された。さらにアポトーシスの関与についてCaspase-3の活性化について検討したところ、レオウイルス作用後、Caspase-3が有意に活性化していた。またアポトーシス阻害剤(Z-VAD-FMK)により細胞死が抑制されたことから、レオウイルスによるCAFの細胞死にはアポトーシスが一部関与していることが示唆された。しかし、Caspase-3の活性化レベルが低いこと、Z-VAD-FMKにより完全に細胞死が阻害されないことから、アポトーシス以外の関与も示唆された。研究はおおむね順調に進展している。しかし、ヒト由来CAFを用いた検討については、ヒト由来CAFの入手に時間を要したため、現在検討を実施中である。癌関連線維芽細胞(Cancer-associated fibroblast; CAF)は、癌の増殖・生存・悪性化に重要な働きを担っていることから、癌治療における重要な標的であると考えられる。一方、癌細胞特異的に感染・増殖し、癌細胞を死滅させる腫瘍溶解性ウイルスは、次世代の抗癌剤として大きな期待を集めている。申請者は前年度までに、腫瘍溶解性ウイルスの一つであるレオウイルスが、CAFに対しても殺細胞効果を示すこと、レオウイルスによるCAFの細胞死にはアポトーシスが関与するものの、他の細胞死誘導経路の関与も示唆されることを明らかにしてきた。今年度は、レオウイルスのヒト肺癌由来CAFに対する殺細胞効果を検討することとした。ヒト肺癌由来CAFは、市販のものを購入した。その結果、レオウイルスはヒト肺癌由来CAFに対し、ほとんど殺細胞効果を示さなかった。そこで、ヒト肺癌由来CAFにおけるレオウイルス感染受容体(Junction Adhesion Molecule-A; JAM-A)の発現を検討したところ、ほとんどJAM-Aを発現していないことが判明した。

従って今後は、JAM-A非依存的な経路による感染が必要であることが示された。また今年度、担癌マウスにレオウイルスを静脈内投与したのち、腫瘍組織を回収し、CAFの細胞死が誘導されているか検討した。その結果、CAFのマーカーであるa-smooth mucle action (a-SMA)陽性かつTunel陽性の細胞が検出された。従って、レオウイルスはin vivoにおいてCAFの細胞死を誘導することが示唆された。癌関連線維芽細胞(Cancer-associated fibroblasts; CAF)は、癌の増殖・生存・悪性化に関与することから、癌治療における重要な標的である。本研究では、腫瘍溶解性ウイルスであるレオウイルスが、CAFに対し殺細胞効果を示すか検討した。マウス皮下腫瘍より単離したCAFの生存率は、レオウイルス作用後、50-60%まで減少したことから、レオウイルスはマウスCAFに対し殺細胞効果を有することが明らかとなった。一方で、レオウイルスは通常の線維芽細胞に対しては殺細胞効果を示さなかった。さらに、担癌マウスにレオウイルスを静脈内投与したところ、アポトーシスを起こしたCAFが検出された。今後はマウス皮下腫瘍から採取した癌関連線維芽細胞を用いた検討を行う。またヒト癌関連線維芽細胞を購入し、本細胞に対するレオウイルスの作用を検討する。さらには、アポトーシス以外の細胞死誘導経路についても検討する予定である。ヒト由来CAFに対してもレオウイルスが殺細胞効果を示すか、またその細胞死誘導機構について検討を進める予定である。遺伝子治療学マウス線維芽細胞株にTGF-bを処理した際、予想よりも少ない量で期待する反応が得られたため、試薬消費量が少なかったため。マウスCAFを用いた検討に予定より時間を要したこと(高純度のマウスCAFを回収する方法の確立に時間を要した)、ヒト由来CAFの入手が遅れたことにより、ヒト由来CAFに対するレオウイルスの殺細胞効果に関する検討が一部実施できなかった。そこで次年度に上記の検討を行うた目、実験に要する経費を次年度に繰り越すこととした。今年度の試薬購入費に使用する。ヒト肺癌由来CAF(入手済み)に対しレオウイルスを作用させ、細胞生存率、ウイルスゲノムの増殖、子孫ウイルスの産生、アポトーシス関連遺伝子の発現などについて検討する。
改良された作用を用いた有限温度量子色力学の数値的研究

有限温度格子量子色力学の相転移を、くり込み群によって改良されたゲージ作用および標準ウィルソンクォーク作用を用いた数値シュミレーションによって調べた。1.純ゲージ系の転移温度T_Cとストリングテンションσの平方根の比のスケーリング則は、ゲージ作用の改良によって大きく改善される。実際、T_C/=の値はN_t=3,4,6格子に対しエラーの範囲で一定である。連続極限でのT_Cの値276MeVは、標準作用を用いて計算された値より幾分大きい。2.N_F=2のQCDに関し、以下の結果を得た。(a)クォーク質量の広い領域に渡って転移は滑らかである。標準作用で見られた強い転移は格子のartifactである。(b)Critical line上のパイ中間子スクリーニング質量や相転移点上のそれは、カイラル転移点に向かって、滑らかにゼロに近付く。このことは、カイラル転移が連続であることを意味する。(c)カイラル凝縮は3次元のO(3)スピン模型の臨界指数をもったスケーリング則を満たす。これは、クォーク数2のQCDのカイラル相転移次数が2次である事を強く示唆する。さらに、クォーク数を2から300まで変えたシュミレーションを標準ウィルソンクォーク作用を用いて行い、次の様な相図を提案した。1. N_F=17に対しては、トリビアルなフィックストポイントしか存在しない。2.16= N_F=7では、理論はノントリビアルで、クォークは閉じ込められていない。3. N_F=6でのみ、ゼロ温度でクォークの閉じ込めとカイラル対称性の自発的破れのある、ノントリビアルな理論が存在する。クォーク数2の有限温度フルQCDの相転移の次数を決定する為、筑波大学学術情報処理センター設置のスーパーコンピュータVPP500/30を用いて、Wilsonクォークを用いた格子量子色力学(QCD)の数値シュミレーションを行った。シュミレーションは、格子による離散化のエラーを小さくする為、“くり込み群によって改良された作用"を用い8^3×4格子を用いて行った。また、格子のスケールを決定するため、8^4格子のシュミレーションも合わせて行った。主要な結果は以下の通りである。1.クォーク質量の広い領域に渡って転移は滑らかである。この点は標準作用に対して得られていた結果と異なる。2.クォーク質量を小さくしていくと、相転移点上のパイ中間子スクリーニング質量は滑らかにゼロに近付く。このことは、1.の結果と合わせて、8^3×4格子のゼロクォーク質量での相転移が連続であることを意味する。3.カイラル凝縮(相転移の秩序パラメータ)は、理論的に予想されていた様に、3次元のO(3)スピン模型の臨界指数をもったスケーリング則を満たす。スケーリング則は2次転移に対して導かれたものなので、スケーリング則ながり立つことは、クォーク数2のQCDのカイラル相転移次数が2次である事を、強く示唆する。有限温度格子量子色力学に対して、くり込み群によって改良されたゲージ作用および標準ウィルソンクォーク作用を用いた数値シュミレーションを行ない、ハドロン相・クォーク・グル-オンプラズマ相間の相転移(特にその次数)の研究をおこなった。クォーク数2の場合の主要な結果は以下の通りである。このことは、1.の結果と合わせて、ゼロクォーク質量での相転移が連続であることを意味する。

3.カイラル凝縮(相転移の秩序パラメータ)は、理論的に予想されていた様に、3次元のO(3)スピン模型の臨界指数をもったスケーリング則を満たす。これは、クォーク数2のQCDのカイラル相転移次数が2次である事を、強く示唆する。また、軽いu,dクォークに加え、重いsクォークが存在する場合の転移次数についても調べ、転移次数が1次であるとの結論を得た。さらに、絶対零度でのQCDの相構造のクォーク数依存性を調べた。1)クォーク数が7以上でクォークの閉じ込めが破れること、2)17以上で理論がトリビアルになっている事、を示唆する結果が得られた。
正電荷リポソーム包埋型磁性ナノ粒子を用いる温熱療法と臨床研究を目指した基盤整備

1. MCLとサーモトロンRF-8を用いた温熱療法における免疫誘導効果(小林)MCLとサーモトロンRF-8を用いた温熱療法をマウスのメラノーマモデルで実施し、Heat Shock Proteinが関与する癌細胞特有の免疫誘導があることを確認した。2. MCLとサーモトロンRF-8を用いた温熱療法の臨床研究(小林)前年度に実施したMCLの安全性試験の結果を基にして、中部大学にてGMP基準に準拠した患者用MCLの調製を行った。倫理委員会の審査体制が整った戸畑共立病院がん治療センターにおいて、MCLとサーモトロンRF-8を用いた温熱療法の臨床研究を開始した。喉頭部に直径7cmもの腫瘍がある患者に、最初は通常のサーモトロンRF-8による温熱治療を行い、腫瘍部位の温度は42.1°Cまでしか加温されないことを確認した。6日後にMCLを腫瘍部位に投与してからサーモトロンRF-8による温熱治療を行った所、44.3°Cまで腫瘍部位が加温されることを認めた。さらに、in vitroの細胞実験で、42.1°Cと44.3°Cの加温を30分間行い、癌細胞の死滅率は44.3°Cの方が10,000倍も高いことを確認した。現在、この患者の経過観察中である。3. MCLを使用した温熱療法のための倫理委員会への提出書類の整備(大塚および河合)名古屋市立大学において、大塚は整形外科領域の骨肉腫などに対するMCLの投与方法や投与量の設定根拠などを定めた。同様に、河合は前立腺がんなどを対象とした場合のMCLの投与方法や投与量の設定根拠などを定めた。1. MCLとサーモトロンRF-8を用いた温熱療法の確認(小林)MCLとサーモトロンRF-8を用いた温熱療法の確認実験をマウスおよびラットを使用して実験し、3-4°C程度高くなることを確認した。2.温熱療法と樹状細胞を用いた免疫療法との組み合わせ(小林)マウスB16メラノーマ細胞をマウス注射して担がんマウスを作成した。このマウスにMCLを注入し、温熱治療を実施し、その後に未成熟の樹状細胞を投与した。腫瘍免疫が活性化していることを確認し、その成果を2008年10月の第67回日本癌学会学術総会にて発表した。3. MCLを用いた温熱療法の臨床研究に関する準備(1) MCLの製剤化研究およびMCLの安全性試験の外部委託(小林)GMP基準に準拠した患者用MCLの調製法を確立した。このMCLを大量調製し、実験動物を使用したMCLの安全性薬理試験、薬物動態試験、毒性試験、アナフィラキシー誘発試験を専門の検査機関に外部委託した。(2) MCLを使用した温熱療法のための倫理委員会への提出書類の整備(大塚および河合)大塚は整形外科領域の骨肉腫などに対するMCLの投与方法や投与量の設定根拠などを定めた。
金属・半導体/分子層界面の幾何・電子・分子構造と電子移動特性

将来の電子デバイスやセンサーの開発に不可欠な金属・半導体/分子層界面の幾何・電子・分子構造と電子移動特性に関する理解を目的に、分子層形成法の開発と構造および電子移動特性評価を平行してすすめ、(1)シリコン表面への光電気化学的機能を持った分子層の形成法を確立し、(2)分子修飾による界面分子構造の変化を和周波発生(SFG)およびギャップモード増強ラマン分光測定により明らにし、(3)固液界面構造変化のシンクロトロン放射光を用いたX線法およびSFGによるその場動的追跡に成功した。金属や半導体の表面への分子層の形成は、固体と分子の相互作用といった基礎的観点のみならず、有機EL素子、有機(ポリマー)太陽電池、センサー、分子デバイスなどの応用面からも非常に強い興味が持たれており、活発に研究が行われている。しかし、これまでの研究は、有機化学や高分子化学の研究者を中心とする分子層形成の研究と、物理化学者を中心とする表面構造の研究、さらには物理や電子工学の研究者による電気物性・デバイス応用の研究がばらばらに行われており、機能発現の理解に不可欠である『固体/分子界面相を一体としてその電子構造を明らかにする』といった試みはほとんど無かった。本研究では、電子構造の制御を目指した新規な分子層形成法を確立するとともに、分子層の二次元幾何構造と分子構造(配向)、さらには電子構造を決定し、電気特性との関係を確立する事を目的としている。具体的には半導体(主にシリコン)および金属(主に金)表面に種々の分子層を形成する手法を確立し、本質的に表面や界面においてのみ起こる非線形光学効果に基づく可視-赤外和周波発生分光(VIR-SFG)により界面の電子構造と分子構造を、走査型トンネル顕微鏡(STM)および表面X線散乱法(SXS)により幾何構造を決定する。また、電流検出型原子間力顕微鏡(CS-AFM)によりナノメートル領域での電気特性(電流-電位関係)を測定し、固体と分子の接合様式(化学吸着、物理吸着、結合官能基)や置換基の違い、分子の多層集積による効果など、幾何・電子・分子構造と電気特性との関係を定量的に明らかにする。金属や半導体の表面への分子層の形成は、有機EL素子、有機(ポリマー)太陽電池、センサー、分子デバイスなどの応用面からも非常に強い興味が持たれており、活発に研究が行われている。本研究は、分子層形成法の開発、構造評価、電気特性評価が相互に連携して進展することにより、従来の各分野でばらばらに行われる研究にはない、機能発現の理解に不可欠である『固体/分子界面相を一体としてその構造を明らかにする』ことを目的として行っている。本年度は以下の成果を得た。1.新しい自己組織化単分子層(Self-assembled monolayer, SAM)形成分子として注目を集めているイソシアニドについて、ブロードバンドSFG(和周波発生)分光法およびラマン分光法を用いて、吸着構造を特に基板の効果に着目して詳細に検討した。2.非線形分光顕微システムの構築と生体関連界面への応用これまでに確立した高い時間分解能分光測定に、高い空間分解能を組み合わせる事によって、空間的に不均一な場での測定を目指して検討を行った。具体的には、生体界面での測定を念頭に非線形(ハイパーラマン)分光顕微鏡システムを開発し、その可能性をいくつかの例について示した。3.金表面でのアルキルチオールSAMの形成、脱離にともなう表面再配列のリフティングと形成を表面X線散乱法およびSFG分光法で追跡し、分子の吸着、配列と表面原子の移動の関係を明らかにした。4.新規分子層形成法の探索を行った。金属や半導体の表面への分子層の形成は、基礎的観点のみならず、有機EL素子、有機太陽電池、センサー、分子デバイスなどの応用面からも非常に強い興味が持たれており、これまでも活発に研究が行われているものの、機能発現の理解に不可欠である『固体/分子界面相を一体としてその電子構造を明らかにする』といった試みはほとんど無い。本研究では、電子構造の制御を目指した新規な分子層形成法を確立するとともに、分子層の二次元幾何構造と分子構造(配向)、さらには電子構造を決定し、電気特性との関係を確立することを目標として行っている。本年度の成果は以下の通りである。1.金単結晶表面の分子構造のラマン分光:ラマン分光法は基板原子と分子層との結合に関する情報が直接得られるなど固体表面の分子層研究では非常に重要な手法であるが、感度が低く、平滑な表面では測定不可能とされてきた。本年度の研究により、非常に高い平滑性を持つ金単結晶表面に構築した有機単分子層を金ナノ粒子で被覆すると、ギャップモードでの増強が起こり、ラマン分光測定が可能となることを実証した。2.和周波発生分光法による界面分子構造の決定:ほとんどの界面分子構造決定法では、対象分子を含む溶液中での測定では溶液中の分子と表面の分子を区別が困難である。二次の非線形分光法の一つである和周波発生分光法は表面選択的な測定であり、そのような対象に最適な手法である。

本年度は本手法をゲルと固体の界面に存在する水の構造評価に適用し、摩擦と界面水構造の関係を明らかにした。3.新規分子層形成法:複核金属ナノクラスター錯体分子の多層集積法について昨年度に引き続き検討を進め、クラスター分子を含む溶液中で電解を行うことにより、ワンポットでの多層集積に成功した。また、チオール終端分子層をSi(111)表面に構築し、その上に金属を析出させることにより、分子素子につながる結果を得た。本年度は1.分子層形成法の開発、2.構造評価について重点的に研究を行った。1.分子層形成法の開発:今年度あらたに機能性ペプチドの自己組織化単分子層(SAM)の構築にとりくんだ。具体的には溶媒によって大きく構造を変えることが知られているポリプロリン末端に金表面との結合を可能とするリポ酸を持つ分子を新たに合成し、金表面へのSAM形成過程を還元脱離、SPR、エリプソメトリー、反射IRなどの方法で総合的に検討した。さらに溶媒を水からメタノールに変えることで変化するとSAMの構造が変化することも確認した。この他電極触媒の合成を目指して、複核金属錯体の金表面への配列制御についても調べた。2.構造評価:昨年度までに開発済みの2種類の表面和周波発生(SFG)分光システムを駆使して、燃料電池の電解質として重要なナフィオン膜表面の水の構造決定や電極表面のCO酸化反応の動的構造評価に成功した。また、昨年度より開発に取り組んでいるギャップモードラマン分光法が金のみならずSERS不活性な白金単結晶表面にも適用可能であることを明らかにし、いくつかの分子について単分子層構造の面方位依存性を決定した。さらに、この手法を電気化学系に応用し、分子層構造の電位に依存した構造変化の追跡にも成功した。さらに、分子層表面に吸着した金属イオンや金属ナノ粒子のXAFSによる構造決定および単結晶表面構造の溶液中、電位制御下での動的構造決定などについても引き続き検討を進めた。本研究を実施するためには、分子層形成法の開発、構造評価、電気特性評価が相互に連携して進行する必要があり、全研究期間を通して各研究分担者が得意分野を生かしながら研究代表者を中心に密接に協力して研究を遂行した。本年度の研究成果は以下のとおりである。1.金および水素終端シリコン表面の分子修飾による界面電子構造の変化-SH、-NCなどの末端官能基とアルキル鎖を持つ分子を金などの金属表面に吸着させ、これまで実施してきたSFG測定に加えて、当研究室で開発したギャップモード増強ラマン分光測定を行い、表面被覆率と界面分子構造および電子構造の関係を、特に末端官能基と金属原子との相互作用という観点から調べた。2.電流検出型原子間力顕微鏡(CS-AFM)によるナノメートル領域での電流-電位関係の測定燃料電池の基本構造であるPt/Nafion/Pt系について電気化学反応が進行しているその場でCS-AFM測定を行い、反応部位の空間分布をしらべた。3.新規分子層形成法シリコン表面への光電気化学活性な単分子層の形成:これまでの研究でシリコン表面に構築したビオローゲン分子層内に白金錯イオンを吸着した系において、光電気化学的水素発生が効率的に進行することを見いだしている。本年度は白金錯イオンに代えて、パラジウム錯イオンをもちいることで、光電気化学的二酸化炭素還元を効率的に行わせることに成功した。
前期から最晩期へ至るウィトゲンシュタインの世界観の変遷

本研究では、まず可能性の総体としての世界についての前期・中期・最晩期のウィトゲンシュタインの思想の変遷を明らかにした。前期『論理哲学論考』において命題間の否定関係のうちに捉えられていた論理空間が、中期において矛盾はしないが相互に排除し合う性質をもとに形成される文法体系へと分割されていき、最晩期においてそれが言語ゲーム内での否定可能性と言語ゲームを支える蝶番命題の否定可能性という多層的な構造をもつに至ることを明らかにした。その上で、ウィトゲンシュタインが前期から最晩期から一貫して探究していた言語の可能性の条件が、主体の受肉を通じて世界外的なものから世界内的なものに転換していることを明らかにした。二年目となる今年度は、一年目の成果を踏まえて前期ウィトゲンシュタインの世界観が中期から最晩期の世界観へと転換していく過程を明らかにすることを試みた。一年目の成果として得られた否定可能性に関する考察をさらに展開し、「この対象は赤い」を否定する可能性の体系としての色の文法体系の内実を明らかにするとともに、ウィトゲンシュタインの前期の思想と中期の思想のうちで現実世界と否定命題との一致・不一致がいかにして可能となるのかを解明した。その上で、最晩期の蝶番命題の否定において提示される可能性を前期の論理空間内の可能性と中期の文法体系内の可能性との対比において分析し直した。その結果として、否定可能性の領域が、<論理空間内的・文法体系内的可能性>、<論理空間内的・文法体系外的可能性>、<論理空間外的・文法体系外的可能性>の三つに区分されうることが明らかになった。このことによって、最晩期ウィトゲンシュタインがこの後者二つの可能性についての考察を行っていたことを明らかにし、この両者の可能性がそれぞれ言語ゲームの可能性の条件と言語ゲーム一般の可能性の条件となっていることを解明した。そして、このような可能性がある種の自然的・歴史的事実の否定可能性であることを明らかにし、ウィトゲンシュタインの世界観における一つの変化を解明した。最終年度となる今年度は、一、二年目の成果を踏まえて前期ウィトゲンシュタインの世界観が中期から最晩期の世界観へと転換していく過程を明らかにすることを試みた。本年度はまず、一、二年目の成果として得られた否定可能性に関する前期から最晩期へのウィトゲンシュタインの考察の変遷を、後期のアスペクト知覚についての議論へと援用することを試みた。具体的には『哲学探究』の第二部においてアスペクトの閃きが「内的関係の知覚」として捉えられている点に着目し、これを前期・中期の内的関係についての考察と比較した上で、アスペクト知覚とは他の諸対象との間の否定的関係(文法的な排除関係)のもとで対象を見ることに他ならないことを明らかにした。続けて、このような世界の捉え方が前期の世界観とどこまで同じで、どこから変わっているのかを分析した上で、主体と世界と言語という三つの要素の相互関係についての考察を行った。具体的には、命題と世界との一致(命題の真偽)についての前期・中期・後期・最晩期のウィトゲンシュタインの見解を取り出した上で、「一致を確かめる主体」が消去される前期・中期とその主体が世界の中に受肉する後期・最晩期との比較検討を行った。その上で、ウィトゲンシュタインにとって最初から最後まで課題であった「思考可能性の限界」がどのように変化していったのかについての考察を行った。一年目は、ウィトゲンシュタインの世界観の内実と来歴を探るために、前期の遺稿を中心として、そこで考えられていた言語と世界の関係についての分析を行った。まず、前期ウィトゲンシュタインの主著『論理哲学論考』、およびその下書きとなった『手稿』において、命題が偽であることと命題を否定することがそれぞれどのように考えられているのかを分析した。その結果として、「命題と現実との不一致」という考え方がはらむ問題点が析出されるとともに、「否定の領域の確定性」を前提とした前期の世界観が明らかになった。続いて、『論理哲学論考』以降に書かれた「論理形式についての若干の考察」をもとに、命題の「矛盾」と「排除」との違いがどのように捉えられているのかを分析した。その結果として、否定可能性と異なる文法的可能性の領域設定の内実を明らかになり、要素命題の相互独立性を放棄した後のウィトゲンシュタインの世界観の一端を析出することができた。以上の前期から中期へ至るウィトゲンシュタインのテキスト分析によって、命題の否定領域が単一に確定している前期の平面的な世界観と、異なる文法体系に応じた異なる否定可能性の領域を含んだ中期以降の多層的な世界観との対比が明らかにされた。

そのうえで、言語ゲーム内部における否定可能性と、言語ゲームそのものが成立しないという可能性という対比のもとで、最晩期の思索において展開されることになる言語ゲームの可能性の条件としての偶然的事実についての考察の来歴を明らかにすることができた。最終年度は、第73回日本哲学会(於北海道大学)においてウィトゲンシュタイン研究会のメンバーと「ウィトゲンシュタインの思想を通じて、何が変わって何が変わっていなかったのか」についてのワークショップを企画し、そこで「私が世界について語りうるためには何が必要かー主体の転換を通じたウィトゲンシュタインの連続性と非連続性ー」というタイトルで発表を行ってきた。具体的には、命題と世界との一致(命題の真偽)についての前期・中期・後期・最晩期のウィトゲンシュタインの見解を取り出した上で、「一致を確かめる主体」が消去される前期・中期とその主体が世界の中に受肉する後期・最晩期との比較検討を行った。その上で、ウィトゲンシュタインにとって課題であった「思考可能性の限界」がどのように変化していったのかについての考察を行い、言語の可能性の条件のうちに主体が住まう世界の偶然的なあり方が包含されていく様を明らかにした。本研究の全体としては、まず可能性の総体としての世界についての前期・中期・最晩期のウィトゲンシュタインの思想の変遷を明らかにした。前期『論理哲学論考』において命題間の否定関係のうちに捉えられていた論理空間が、中期において矛盾はしないが相互に排除し合う性質をもとに形成される文法体系へと分割されていき、最晩期においてそれが言語ゲーム内での否定可能性と言語ゲームを支える蝶番命題の否定可能性という多層的な構造をもつに至ることを明らかにした。その上で、ウィトゲンシュタインが前期から最晩期から一貫して探究していた言語の可能性の条件が、主体の受肉を通じて世界外的なものから世界内的なものに転換していることを明らかにした。分析哲学当初の計画において二年目に明らかにしようとしていたのは、前期ウィトゲンシュタインの描く独我論的世界観の中にいかにして「他なる私の世界」=「他者の世界」についての考察が入り込むようになっていったのかという点であった。しかしながら、一年目の考察において現実世界において成立していない否定可能性についての前期ウィトゲンシュタインの考察を分析したことによって、この考察の延長線上で中期及びそれ以降のウィトゲンシュタインの世界の捉え方を明らかにしていくことによって、前期から最晩期への世界観の変遷についての統一的な描像を与えることができるのではないかと考え、そちらの分析を優先して行った。そして、このことによって、三年目に予定していた世界の歴史的側面と自然的側面について考察が前倒しして行われることなった。具体的には、ある種の自然的事実を記述した命題は論理空間に位置づけられるにもかかわらず、文法体系の中には位置づけられないことを示すことによって、その種の命題が文法成立のための超越論的な歴史的事実をも示していることを明らかにした。したがって、三年目の予定と二年目の予定を入れ替えて、他者の世界の問題に関しては三年目に改めて考察し直すことにした。前期から後期への変遷のところまでは概ね順調に考察が進んだと思われるが、当初の予想以上にここのところで時間がかかってしまって、後期と最晩期との間のところについて考察を深めるための時間が足りなかった。また、他者についての考察まで到達することもできなかった。当初の予定では、前期ウィトゲンシュタインの独我論的世界観についての考察にまで踏み込む予定であった。
新規のホウ素含有ナノ粒子の構築とBNCTへの応用

BNCTの癌治療はホウ素に中性子を当てることにより生じるアルファー線により癌細胞をころす画期的な癌治療法である。現在の治療法は低分子量のホウ素化合物を用いるため、癌細胞に特異的な効果を生じにくい。そこで私達は、ホウ素含有ナノ粒子を用いることでBNCTの効果を飛躍的にあげることができると考えている。これまでの研究により、まずメソポーラスシリカナノ粒子の作成をSol-gel法を用いておこなうことができた。作成された粒子の解析をおこない、約80nmの均一な粒子を作れたことを確認した。ホウ素化合物をナノ粒子の中に内包するにはいくつかの方法があるが、まず予備的実験を行い、現在さらに検討中である。こうして作成したナノ粒子が癌細胞に蓄積するかということは次の2点から検討している。まず癌細胞を用い、細胞内に取り込まれ蓄積することを確認した。次に卵巣癌と肺癌の鶏卵モデルを用いてナノ粒子の癌への蓄積を検討し、高い癌蓄積能を持つことを確認した。また京都大学複合原子力科学研究所でのBNCT実験の準備を始め、第一回目の予備実験をおこなった。卵巣癌の鶏卵モデルを用い、癌を作らせた鶏卵にBPAを打ち込み、中性子照射を行い、効果を見たところ、癌の縮小がみられた。一方、BPAのみ、また中性子照射のみでは効果がみられなかった。これらの知見は、今後鶏卵モデルを用いたBNCT実験が可能であることを示唆している。この実験は京都大学複合原子力科学研究所の鈴木実教授との共同実験として進めている。平成29年度の研究計画では予定として(1)ホウ素含有メソポーラスシリカナノ粒子の構築と解析、(2)癌細胞、癌鶏卵モデルでの解析、(3)癌鶏卵モデルを用いたBNCT実験をあげた。そのうち、(1)と(2)に関してはほぼ完了している。(3)に関してはまず予備実験を成功させ、実験のめどがついたところである。平成30年度の実験としては動物モデルを使ったBNCT実験を計画している。ナノ粒子と鶏卵の癌モデルの研究は高等研究院で行うが、鶏卵の癌モデルの実験の一部とBNCT実験は京都大学複合原子力科学研究所で行う。実験用原子炉の使用申請はすでに行っており、数回の実験の時間を確保できるはずである。鶏卵の癌モデルにホウ素含有ナノ粒子を打ち込み、中性子照射を行い癌への影響を検討する。ナノ粒子を使わない低分子のホウ素化合物との比較を行う。癌へのホウ素の蓄積、照射した中性子の量などデータを集め、実験を積み上げていく。BNCTの癌への影響を検討する。ナノ粒子の改良、鶏卵以外の動物実験モデルの検討は同時並行させ、平成31年度の実験にそなえる。またBNCT実験のTheoretical modelにも取り組もうと思う。例えば中性子照射によるアルファー線の発生量の予測に関しての検討も行う。内定年度:2015BNCTの癌治療はホウ素に中性子を当てることにより生じるアルファー線により癌細胞をころす画期的な癌治療法である。

ナノ粒子の改良、鶏卵以外の動物実験モデルの検討は同時並行させ、平成31年度の実験にそなえる。またBNCT実験のTheoretical modelにも取り組もうと思う。例えば中性子照射によるアルファー線の発生量の予測に関しての検討も行う。研究室の設立に多少時間がかかったために、実験の予定が少し遅れた。しかし現在は研究員を集めることに成功し実験態勢ができ、今年度に多数の実験を行う予定にしている。
造血幹細胞の冬眠とそれを支える機構の解明

造血幹細胞におけるLipid raft(LR)構造の形成阻害活性を指標にTGF-βを休眠維持・誘導シグナル源として同定し、次に骨髄内においてTGF-βを活性化する分子を目印としてnon-myelinatingSchwann細胞をニッチ細胞として同定した。このSchwann細胞は:自律神経を被覆する;ニッチシグナルを発現する;造血幹細胞と一定の割合で共局在する、といった特徴を有し、さらに骨髄より除去することで造血幹細胞活性が速やかに減弱・消失したことから、造血幹細胞の休眠状態を維持するための重要なニッチ細胞として働くことを示した。初年度は造血幹細胞の冬眠とそれを支える機構に関してヒト骨髄細胞を対象として研究を行なう予定であった。しかし、Type II TGF受容体欠損マウスの造血幹細胞を解析したところSmadのリン酸化が低下しているとともに、長期骨髄再建能が有意に低下していることが明らかになったことから、マウスの骨髄ニッチにおけるTGF-βの重要性がより明確となり、計画を変更してこれについて集中して研究を行なった。TGF-βはLatency-associated protein(LAP),Latent TGF-βbinding protein(LTBP),活性型TGF-βの3つの分子より構成される非活性型複合体として骨髄中の多くの細胞によって産生される。我々は非活性型複合体を分解して活性型TGF-βを遊離することができる場所がニッチであると仮定し、ArrayScanを利用しながら活性型TGF-βやIntegrinαv β8などを手がかりに検索を進めた。その結果、骨髄中に存在するGFAP陽性、POタンパク陰性、MBP陰性のnon-myelinatingSchwann細胞がTGF-βを活性化する能力を持つことが明らかとなった。実際、CD150、CD48、CD41、分化抗原マーカーなどを用いて解析したところ、23%の造血幹細胞がnon-myelinatingSchwann細胞に近接して存在していた。non-myelinatingSchwann細胞が造血幹細胞のニッチであることを機能的・直接的に証明するためlumbar sympathetic trunkを切断したところ、術後3日目には切断側のみに造血幹細胞の減少が認められ、術後7日目には正常側の骨髄と比して10%程度まで減少した。これらのデータは骨髄中のグリア細胞が造血幹細胞の冬眠を維持することによって骨髄造血を制御していることを示唆しており、造血系と神経系が成体ホメオスタシス維持に関与していることを示す画期的な証拠と考えられる。初年度において我々は骨髄中に存在するnon-myelinatingSchwann細胞がマウス造血幹細胞ニッチを構成する細胞の一つであることを明らかした。22年度はヒト造血幹細胞及びヒト骨髄環境を対象に研究を行った。目的としては、マウスと同様のメカニズムでヒト造血系ホメオスタシス維持の関与について解析を進めた。マウスを用いた実験においてTGF-βシグナルは造血幹細胞内のチロシンリン酸化シグナル伝達物質を不に制御することにより造血幹細胞を冬眠状態に誘導できた。また興味深いことに造血前駆細胞においてTGF-βシグナルは早期のアポトーシスを誘導することも確認できた。我々はヒト臍帯血中の造血幹/前駆細胞マーカーであるCD34陽性、CD38陰性分画の細胞をフローサイトメータにより分離し造血幹細胞の細胞分裂を促すサイトカインであるSCFとTPOを添加した培養液中で培養した。その結果、約1%のCD34陽性、CD38陰性分画の細胞が冬眠状態を維持でき、残りの細胞はアポトーシスを起こした。これらの結果から臍帯血中に存在するCD34陽性、CD38陰性細胞の約1%がマウスと同様の冬眠維持機能を持っている未分化な造血幹細胞であることが示唆された。我々はTGF-β存在下で冬眠状態を維持できる細胞こそが造血幹細胞であるのではないかと考え、これらの細胞の本体を明らかにするべく研究を進めている。ヒト骨髄環境の解析では、ヒト骨髄生検を採取しSchwann細胞のマーカーであるGFAPタンパク質を抗体により免疫染色を行った。実際にヒト骨髄生検の組織においてもマウスと同様のGFAP陽性細胞が確認された。これらのデータはマウスと同様にヒト造血幹細胞においてもニッチ細胞がnon-myelinatingSchwann細胞である可能性が示唆され、将来の幹細胞移植や白血病幹細胞の治療に向けて重要な治験が得られたと考えている。平成23年度はヒト造血幹細胞及び骨髄環境を対象に研究を行った。マウスを用いて明らかにしてきた造血幹細胞の骨髄環境における冬眠状態の維持機構に着目し、ヒトの造血幹細胞および骨髄生検検体を被験対象として詳細に解析を進めた。マウス造血幹細胞の観察より、冬眠状態の造血幹細胞ではLipid raft分画が細胞膜全体に広く局在することから、ヒト造血幹細胞でのLipid raft局在解析を行った。