hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低分子量Gタンパク質Rac1による軟骨形成の時空間的制御機構の解明

Rac1はRhoファミリーに属する低分子量Gタンパク質の一つで、細胞の様々な機能を制御している。軟骨形成におけるRac1の機能解析を目的とし軟骨細胞または肢芽未分化間葉系細胞特異的にRac1遺伝子を欠損させたマウスを作成した結果、Rac1は生体内における軟骨形成に重要な役割を果たしていることが明らかとなったが、それぞれのRac1遺伝子欠損マウスの軟骨形態異常は大きく異なるものであった。本研究によって、組織特異的遺伝子欠損のための組換え酵素Creの発現パターンおよび細胞内シグナル伝達のわずかな差異が軟骨形態異常の違いを引き起こした可能性を示唆するデータが得られた。申請者は軟骨形成におけるRac1の機能解析を目的とし軟骨細胞または肢芽未分化間葉系細胞特異的にRac1遺伝子を欠損させたマウス(Rac1fl/fl;Col2-CreおよびRac1fl/fl;Prx1-Cre)を作成した。その結果、Rac1は生体内における軟骨形成に重要な役割を果たしていることが明らかとなったが、興味深いことにRac1fl/fl;Col2-CreマウスとRac1fl/fl;Prx1-Creマウスの軟骨形態異常は大きく異なるものであった。そこで、その原因を探るため平成28年度はCol2-CreマウスおよびPrx1-Creマウスとレポーターマウスを交配させることにより、Col2-CreとPrx1-Creの発現パターンを可視化して比較を行った。その結果、成長板の静止軟骨細胞層においてPrx1-CreはCol2-Creと比べ発現が弱い可能性が示された。続いて、細胞内シグナル伝達系に着目し、胎生期のRac1fl/fl;Col2-Creマウスから採取した長管骨の軟骨細胞において、過去の報告通りp38 MAP Kinaseがコントロールと比較して低下している結果が得られた。しかし、Rac1fl/fl;Prx1-Creマウスにおいてはp38 MAP Kinaseの低下している可能性が低いデータとなった。以上の結果は、Col2-CreとPrx1-Creの発現パターンおよびRac1fl/fl;Col2-CreマウスとRac1fl/fl;Prx1-Creマウスの細胞内シグナル伝達の変化のわずかな差異が軟骨形態異常の違いを引き起こした可能性を示唆する。平成28年度はRac1fl/fl;Col2-CreマウスとRac1fl/fl;Prx1-Creマウスの骨端軟骨における形態異常の細胞機能レベルの原因を解明するために、それぞれのマウスの骨端軟骨の組織標本を作製し、成長板の軟骨細胞の増殖および細胞死をコントロールマスウと比較し、増殖軟骨細胞層と肥大軟骨細胞層の肥厚の原因を解明する予定であった。Rac1fl/fl;Prx1-Creマウスの成長板の肥大軟骨細胞で細胞死が増加している可能性を示す結果が得られたが、過去にRac1fl/fl;Col2-Creマウスも同様の現象が起こることが報告されているため、今後その整合性について、詳細な解析が必要と考えられる。また、骨端軟骨における形態異常を遺伝子レベルの原因を解明するためにRac1fl/fl;Col2-CreマウスとRac1fl/fl;Prx1-Creマウスの骨端軟骨の組織標本からマイクロダイセクション法により増殖軟骨細胞層と肥大軟骨細胞層を区分けしてmRNAを採取し、マイクロアレイを用いて網羅的遺伝子解析を行う計画を平成29度に予定しているため、平成28年度、マイクロダイセクション法の確立を目指していたが、機械操作の技術を取得するのに時間を要しているため、予定通り計画を進めるためには今後この解析にかけるエフォートの割合を高くする必要がある。その結果、Rac1は生体内における軟骨形成に重要な役割を果たしていることが明らかとなったが、興味深いことにRac1fl/fl;Col2-Creマウスとの軟骨形態異常は大きく異なるものであった。最終年度となる平成29年度は、この軟骨形態異常を回復できるか検討するために、それぞれの組織特異的Rac1遺伝子欠損マウスに恒常活性型Rac1が過剰発現するマウスを交配させ、その解析を行った。その結果、恒常活性型Rac1が過剰発現するマウスを交配させたマウスはRac1fl/fl;Col2-CreマウスとRac1fl/fl;Prx1-Creマウスと比較し、それぞれの軟骨形態異常を有意に回復することが明らかとなった。また、それに伴って長管骨の短縮および体重の低下も回復されることがわかった。しかし、コントロールマウス(Rac1fl/fl)と比較すると、成長板軟骨細胞の柱状配列の乱れや体重の低下などは残り、組織特異的Rac1遺伝子欠損マウスで見られた異常が完全に回復されることはなかった。異常が完全に回復されなかった原因に関しては、Rac1の発現量に起因するものなのか、不活性型のRac1も軟骨形成に対して重要な機能を有しているのかなど、いくつか推察されるが、その詳細は今後の検討課題である。軟骨形成におけるRac1の機能解析を目的とし軟骨細胞または肢芽未分化間葉系細胞

特異的にRac1遺伝子を欠損させたマウスを作成した結果、Rac1は生体内における軟骨形成に重要な役割を果たしていることが明らかとなったが、それぞれのRac1遺伝子欠損マウスの軟骨形態異常は大きく異なるものであった。本研究によって、組織特異的遺伝子欠損のための組換え酵素Creの発現パターンおよび細胞内シグナル伝達のわずかな差異が軟骨形態異常の違いを引き起こした可能性を示唆するデータが得られた。生化学Prx1-CreERマウスの輸送およびその飼育費用を今年度予定していたが、提供先との関係で、次年度に搬入する予定となった。
担子菌中の神経レセプターに対する活性物質の研究

本研究は担子菌から神経伝達物質のレセプターに作用する化合物あるいは酵素阻害活性物質を単離することを目的として行ったもので,これまでに以下のような結果が得られた.1.ヒカゲシビレタケ(Psilocybe argentipes)による幻覚発現が,脳シナプスの主要な伝達物質であるセロトニンと構造が類似でセロトニンレセプターに作用すると考えられているpsilocybinによるものであることを明らかにした.またアイゾメシバフタケ(P.subcaerulipes),センボンサイギョウガサ(P.subbalteatus)等にもpsilocybinが含まれているこを明らかにした.2.有毒担子菌の一種,ニセクロハツ(Russla subnigricans HONGO)から興奮性神経伝達物質であるグルタミン酸のアンタゴニストとして知られているL-(-)-bailciainとともに新アミノ酸(2S, 3R)-(-)-3-hydroxybaikiainを単離した.またデングタケ(Amanita)属のA.abruptaおよびA.virgineoides Basからそれぞれ新アミノ酸(2S, 4Z)-2-amino-5-chloro-6-hydroxy-4-hexenoic acidとcyclopropylalanineを単離した.さらにツチカブリ(Lactarius piperatsu)からも新アミノ酸(2S-3′S)-1-(3-amino-3-carboxypropy1)-5-oxo-2-pyrrolidinecarboxylic acidを単離した.これらの新アミノ酸類は構造から考えて神経伝達物質のレセプターに対する作用あるいはアミノ酸代謝酵素阻害活性が期待される.3.担子菌類のアミノ酸画分についてグリタミンミンテターゼ(GS)阻害活性をスクリーニングし,ドクササゴ(Clitocybe acromelorge)から活性物質としてcytidine-5′-diphosphateを単離した. 4.合成したアミノ酸のうち, 4-N-hydroxy-L-2, 4-diaminobutyric acidに強力なGS阻害活性が認められたことから,ヒドロキシアミノ基が酵素反応においてカルボン酸アナログとしても機能することが明らかとなった. 5.神経生理学上重要なβ-ヒドロキシグルタミン酸および関連化合物の合成方法としてビニルグリシンとニトリルオキシドとの1.3-dipolar cycloaditionが有用であることを明らかにした.本研究は担子菌から神経伝達物質のレセプターに作用する化合物あるいは酵素阻害活性物質を単離することを目的として行ったもので,これまでに以下のような結果が得られた.1.ヒカゲシビレタケ(Psilocybe argentipes)による幻覚発現が,脳シナプスの主要な伝達物質であるセロトニンと構造が類似でセロトニンレセプターに作用すると考えられているpsilocybinによるものであることを明らかにした.またアイゾメシバフタケ(P.subcaerulipes),センボンサイギョウガサ(P.subbalteatus)等にもpsilocybinが含まれているこを明らかにした.2.有毒担子菌の一種,ニセクロハツ(Russla subnigricans HONGO)から興奮性神経伝達物質であるグルタミン酸のアンタゴニストとして知られているL-(-)-bailciainとともに新アミノ酸(2S, 3R)-(-)-3-hydroxybaikiainを単離した.またデングタケ(Amanita)属のA.abruptaおよびA.virgineoides Basからそれぞれ新アミノ酸(2S, 4Z)-2-amino-5-chloro-6-hydroxy-4-hexenoic acidとcyclopropylalanineを単離した.さらにツチカブリ(Lactarius piperatsu)からも新アミノ酸(2S-3′S)-1-(3-amino-3-carboxypropy1)-5-oxo-2-pyrrolidinecarboxylic acidを単離した.これらの新アミノ酸類は構造から考えて神経伝達物質のレセプターに対する作用あるいはアミノ酸代謝酵素阻害活性が期待される.3.担子菌類のアミノ酸画分についてグリタミンミンテターゼ(GS)阻害活性をスクリーニングし,ドクササゴ(Clitocybe acromelorge)から活性物質としてcytidine-5′-diphosphateを単離した. 4.合成したアミノ酸のうち, 4-N-hydroxy-L-2, 4-diaminobutyric acidに強力なGS阻害活性が認められたことから,ヒドロキシアミノ基が酵素反応においてカルボン酸アナログとしても機能することが明らかとなった. 5.神経生理学上重要なβ-ヒドロキシグルタミン酸および関連化合物の合成方法としてビニルグリシンとニトリルオキシドとの1.3-dipolar cycloaditionが有用であることを明らかにした.本研究は担子菌から神経レセプターに作用する化合物あるいは酵素阻害活性をもつ化合物を単離することを目的としており、本年度は幻覚性キノコを中心に成分研究を行い以下の様な結果を得た。1.ヒカゲシビレタケ(Psilocybeargentipes)による幻覚発現が、脳シナプスの主要な伝達物質で精神神経機能に重要な役割を果しているセロトニンと構造類似で、セロトニンレセプターに作用すると考えられているpsilocybin(【1!】)によるものであることを明らかにした。また高速液体クロマトグラフィーによるPsilocybinの定量法を確立し、本法を用いて他のPsilocybe属キノコについて調べた結果アイゾメシバフタケ(P.sub-caerulipes)、センボンサイギョウガサ(P.subbalteatus)等にもPsilocybinが含まれていることがわかった。

2.有毒キノコの一種であるニセクロハツ(RussulaSubnigricans Hongo)から、神経伝達物質としてのグルタミン酸のアンタゴニストとして知られているL-(-)-baikiainとともに新アミノ酸(2S,3R)-(-)-3-hydroxybaikiain(【2!】)を単離し構造決定した。本アミノ酸はその構造から考えてグルタミン酸レセプターに対する作用が期待できる。3.担子菌類のアミノ酸画分について、神経伝達物質であるグルタミン酸の量を調節している酵素、グルタミンシンテターゼ(GS)に対する阻害活性を調べた。その結果ドクカラカサタケ(Lepiota neomastoidea Hongo)の強酸性アミノ酸画分とハラタケ(Agricus campestris Fr.)の酸性アミノ酸画分に阻害物質が含まれていることがわかった。4.合成したグルタミン酸アナログのなかで4-N-hydroxy-L-2,4-diaminobutyric Acid(NH-DABA)(【3!】)に強力なGS阻害活性があることを明らかにした。NH-DABAの阻害活性はこれまで知られている最も強い阻害剤phosphinothricinに匹敵するものであった。
動物モデルを用いた齲蝕症に対する宿主の遺伝要因の特定

初期齲蝕の発症に関与する感受性遺伝子の特定は、歯科臨床において予防的観点から個々の齲蝕リスク診断に結びつく重要な研究テーマである。申請者は、過去の実験動物を用いた齲蝕誘発実験とは異なり、初期齲蝕の発症リスクに注目し、分子遺伝学的手法により感受性遺伝子の特定を行っている。すでに、齲蝕感受性マウスであるBALBマウスと齲蝕抵抗性マウスであるC3Hマウスとの遺伝的交配から得られたF2組み換えマウスの遺伝子型と齲蝕を数値化した表現型をもとに全染色体を対象とした連鎖解析ならびに量的遺伝解析を行ったところ、染色体3番、7番、8番、11番、16番および17番が候補染色体として検出された。過去の報告と今回得られた結果をもとに検討したところ、初期齲蝕の発症に関与する遺伝子は染色体7番と11番に存在する可能性が強く示唆された。そこで、候補領域の絞り込みから候補遺伝子を同定するため、染色体7番上に7個のDNAマーカーと染色体11番上に6個のDNAマーカーを設定し、QTL解析の1つであるInterval mappingをMap Manager ATXb19を用いた量的遺伝解析を行った。その結果、染色体7番上では、D7Mit62(42.6cM)D7Mit126(50cM)の領域に、染色体11番上では、D11Mit242(31cM)D11Mit262(46cM)の領域に候補遺伝子の存在する可能性が強く示唆された。現在、候補領域に存在する遺伝子として染色体7番のHbb遺伝子と染色体11番のCacnb1遺伝子、Cacnalg遺伝子を標的にSouthern blotを用いたRFLPによる連鎖解析を進めている。齲蝕症に対する宿主の遺伝要因の特定を目的に、齲蝕感受性であるBALB/cマウスと齲蝕抵抗性であるC3H/HeJマウスの交配実験から連鎖解析に必要なF2マウス100匹を作製した。親系、F1およびF2マウスを対象にStreptococcus mutans PS-14(血清型c型)の経口接種(菌数:10^8CFU)ならびに齲蝕原性飼料であるDiet2000(30%スクロース含有)を用いた感染実験を行った。2、量的遺伝解析に必要不可欠な齲蝕評価法の確立を目的に、両親系統であるBALB/cマウスとC3H/HeJマウスの下顎第一・第二臼歯にみられた齲蝕の広がりを体積として捉えるためにMicro-CTの有用性を検討した。従来のマウスを用いた齲蝕実験における齲蝕の評価法は2次元評価であったが、Micro-CTを用いることにより齲蝕の3次元的広がりの評価が可能となった。以上の結果から、連鎖解析に必要なF2マウスが確保され、新たな齲蝕評価法が確立できたことから、今後齲蝕スコアの数値化ならびにF2マウスの遺伝子型判定により量的遺伝解析が可能であることが示唆された。6週齢のBALB/cJマウス(齢蝕感受性)とC3H/HeJマウス(齲蝕抵抗性)を交配しF1マウスを作製後、F1マウスの雌雄をランダム交配し得られたF2マウスを研究試料とした。実験方法は生後21日齢にて離乳後、22日齢より1週間50μlずつ経口的に供試菌【streptomycin耐性Streptococcus mutans PS-14(血清型C型)】を接種し、42日齢にてクロロホルム麻酔下で安楽死させた後、齲蝕スコア算定のための下顎骨摘出

ならびにDNA抽出のための脾臓摘出を同時に行った。齲蝕の数値化は実体顕微鏡下(60倍)でKeyesの評価法をマウス用に改変したものを用いた。DNAは親系マウス、F2マウスの脾臓からフェノール・クロロホルム法にて抽出した。DNAマーカー(Research Genetics Inc.U.S.A.)は全染色体上に約20cM間隔で設定し、合計53個を使用した。PCRの反応液ならびに反応条件は通法に従った。PCR産物はUVライト下でデジタルカメラ(OLYMPUS CAMEDIA C-4100ZOOM)撮影しコンピューター上で遺伝子型を判定した。F2マウスの齲蝕スコアと遺伝子型をもとにQTL解析(Map Manager QTXb19)を行った。親系マウスであるBALB/cJマウス、C3H/HeJマウスの平均麟蝕スコアはそれぞれ46.8±22.2(Mean±SD)、5.2±6.6(Mean±SD)であった。またF2マウスの平均齲蝕スコアは16.6±15.6(Mean±SD)であった。齲蝕スコアと遺伝子型を基にしたQTL解析からD11Mit262、D7Mit12でsignificant値を示した。また、D3Mit158、D8Mit78、D16Mit5、D17Mit113、D17Mit93でsuggestive値を示した。本研究からマウスにおける初期齲蝕発症に関与する量的遺伝子は染色体3、7、8、11、16、17番の6つの染色体上に存在している可能性が示唆され、特に11番、7番の2つの染色体上に主要遺伝子の存在する可能性が疑われた。初期齲蝕の発症に関与する感受性遺伝子の特定は、歯科臨床において予防的観点から個々の齲蝕リスク診断に結びつく重要な研究テーマである。申請者は、過去の実験動物を用いた齲蝕誘発実験とは異なり、初期齲蝕の発症リスクに注目し、分子遺伝学的手法により感受性遺伝子の特定を行っている。すでに、齲蝕感受性マウスであるBALBマウスと齲蝕抵抗性マウスであるC3Hマウスとの遺伝的交配から得られたF2組み換えマウスの遺伝子型と齲蝕を数値化した表現型をもとに全染色体を対象とした連鎖解析ならびに量的遺伝解析を行ったところ、染色体3番、7番、8番、11番、16番および17番が候補染色体として検出された。過去の報告と今回得られた結果をもとに検討したところ、初期齲蝕の発症に関与する遺伝子は染色体7番と11番に存在する可能性が強く示唆された。そこで、候補領域の絞り込みから候補遺伝子を同定するため、染色体7番上に7個のDNAマーカーと染色体11番上に6個のDNAマーカーを設定し、QTL解析の1つであるInterval mappingをMap Manager ATXb19を用いた量的遺伝解析から行った。その結果、染色体7番上では、D7Mit62(42.6cM)D7Mit126(50cM)の領域に、染色体11番上では、D11Mit242(31cM)D11Mit262(46cM)の領域に候補遺伝子の存在する可能性が強く示唆された。現在、候補領域に存在する遺伝子として染色体7番のHbb遺伝子と染色体11番のCacnbl遺伝子、Cacnalg遺伝子を標的にSouthern blotを用いたRFLPによる連鎖解析を進めている。
視覚障害教育における保護者のニーズと教員の専門性に関する研究

本研究は,盲学校教員の専門性を考える上で,単に従来から指摘されてきた内容を羅列するのではなく,盲学校で提供できるサービス(専門性)を保護者のニーズ(願い)という視点で整理し直すことを目的とした。保護者のニーズを捉えるため,これまで報告されている視覚障害教育に携わる教員に必要とされる専門的知識,視覚障害児の保護者等が執筆した手記等を参考に,50項目の質問紙を作成した。大学の教育相談に来談する保護者を中心に10家族に研究協力の依頼を行い9家族から回答を得た。その結果,当然のことではあるが,盲児,弱視児,重複障害児の保護者によりニーズに違いが見られた。まず共通してニーズの高かったものは,「視覚や触覚でのもののとらえ方について」「就学・進学について」であった。盲児と弱視児の比較では,盲児に「視覚代行機器について」の項目が高く,一方弱視児では「視力値や見え方について」が高く,視力の程度がニーズに影響を与えていることが明らかである。さらに,子どもが乳幼児期から現在までの間に,どのようなニーズがあったかを分析した結果,子どもの年齢がどの段階であっても必要となる項目と,年齢段階に応じて必要となる項目があることが明らかとなった。具体的には,乳幼児期では「子どもの眼疾患について」の情報を必要とし,幼児期には「盲学校や弱視学級について」の情報が必要となり,小学校低学年では「親のもつ権利」や学習に関する情報を必要とする。さらに,視覚障害児の保護者が必要とする情報に,視力の程度やその他の要因で顕著に差が出てくるのは,小学校高学年段階からであった。これらの結果から,障害の程度や年齢を踏まえた上で,子どもに対する直接的指導や保護者に対する働き掛けの内容を検討していく必要性を指摘できる。まず共通してニーズの高かったものは,「視覚や触覚でもののとらえ方について」「就学・進学について」であった。盲児と弱視児の比較では、盲児に「視覚代行機器について」の項目が高く,一方弱視児では「視力値や見え方について」が高く,視力の程度がニーズに影響を与えていることが明らかである。さらに,懐古データではあるが,子どもが乳幼児期から現在までの間に,どのようなニーズがあったかを分析した結果,小学校低学年期までは視覚障害児の保護者は子どもの視力の程度にかかわらず,同じような情報や支援の内容を必要とすることが明らかとなった。主として,乳幼児期では「子どもの眼疾患について」の情報を必要とし,幼児期には「盲学校や弱視学級について」の情報が必要となり,小学校低学年では「親のもつ権利」や学習に関する情報を必要とする。
無撞着な方法による500keV以下のγ線標準線源のγ線放出率決定法の開発

1.正確なγ線検出効率曲線及び多数の核種の同時計測デ-タを集積するために、磁気テ-プ(732mで20MB)から光磁気デイスク(1枚で600MB)へと改良した。この結果、4πβ(ppc)ーγ(HPGe)同時計測装置と結合することにより、長時間測定による多量のデ-タ集積が可能となった。2.1次標準線源として^<57>Co, ^<60>Co, ^<133>Ba及び^<152>Euを使用し、一方γ線放出率の測定を行う核種として^<75>Se, ^<166m>Ho及び^<192>Irを用いて、この装置により崩壊率及びγ線測定を行った。3.4種類の1次標準線源のみでγ線検出効率曲線を決定し、^<75>Se, ^<166m>Ho及び^<192>Irのγ線放出率を決定した結果は、特定エネルギ-領域で文献値からずれる傾向が認められた。4.そこで、この研究目的であるように、^<75>Seのγ線放出率を決定する場合には^<166m>Ho及び^<192>Irを標準線源とみなし、文献値のγ線放出率を用いてγ線検出効率を求め、1次標準線源の結果と共にγ線検出効率曲線を求めた。こうして得られたγ線放出率の値では文献値との差が小さくなった。同様に、^<166m>Ho及び^<192>Irの場合にも適用すると文献値に近い値が得られることが判明した。5.これらの結果をもとに、前述の手法で得られた^<75>Se, ^<192>Irのγ線放出率の値を文献値の代わりに用いて^<166m>Hoのγ線放出率を決定する。同様に^<75>Se, ^<192>Irのγ線放出率値を決定する。この操作を繰り返すことによって、3核種に対する収束したγ線放出率値を得ることができた。6.同様の測定を2回行った結果、少数の標準線源は用いるものの無瞳着な方法で複数の核種のγ線放出率を決定する方法であると考えられる。今後、さらに測定を繰り返し、統計的精度を上げる必要があると考えられる。
頭頚部癌における補助化学療法のオーダーメイド化に関する検討

頭頸部癌細胞株を用い抗癌剤(5-FU)感受性規定因子としてのmRNA発現とMTT assay法による抗癌剤感受性との相関を検討した。相関が有意であったものはLIG3およびTK1であった。さらにオーダーメイド化学療法を臨床に直結した形で実践するため、手術検体を用い、in vitro感受性試験としてHDRA法を行った。頭頸部がん領域におけるTS-1の感受性試験はこれまで報告されておらず、その実験方法を確立した。TS-1の腫瘍阻止率は平均60.29で5-FU単剤では平均52.09であった。ギメラシル(CDHP)による感受性の増強効果は平均約15.8%であった。本法は術後補助治療や再発時の薬剤選択の指標となり、臨床的に大きな意義を持つものである。相関を認めたのはLIG3(P<0.039,相関係数0.692)であった。FPGSの相関は見られなかった。2)5FU代謝経路にかかわる遺伝子発現の検討オーダーメイド抗癌剤療法をもっとも臨床に直結した形で実践するため、手術で切除された検体を用い、in vitro感受性試験としてHDRA法を行った。頭頸部がん領域におけるTS-1の感受性試験についてはこれまでに例がなく、まず実験方法の確立を行った。TS-1は5-FUの作用をCDHP(ギメラシル)にて増強させる薬剤であり、1)CDHP単独、2)5-FU+CDHPでHDRAを行う方法の2通りが考えられる。予備実験としてCDHP単独でHDRAを行ったところ、CDHPのI. I.(Inhibition Index)は-56.5から23.8%と比較的低値であるだけでなく、マイナス、つまり増殖してしまうケースも見られたため実験系として不適当と考えた。よって5-FU+CDHPにてHDRAを行い、5-FU単剤との比較によりCDHPによる増強作用を判定することとした。CDHPの濃度はTS-1の臨床薬理データ(Hirata et al. CCR 1999)によると、AUCで5-FUの約2倍であることから、感受性試験でも同様の条件(5-FUに対してCDHPの濃度を2倍に設定)とした。また5-FUのみならず、CDDP、TXTの感受性についても同時に測定を行った。実験方法が確立してから現在までに実際の臨床検体6症例を用いて検討した。個々の症例で薬剤毎の感受性は大きく異なり、オーダーメイド療法の必要性を再認識する結果となったが、5-FU+CDHPのI. I.は60.29(平均)で5-FU単剤のI. I.は52.09(平均)であった。CDHPによる感受性の増強効果は約15.8%(平均)であった。現在、この方法で安定した結果が得られており、実地臨床への応用が可能である。今後、症例数を重ね、検討後に発表を予定している。本研究の方法で得られる結果は術後補助治療や再発時の薬剤選択の指標となり、臨床的に大きな意義を持つものである。
神経機能再生におけるＥＳ細胞治療とリハビリテーションの相加効果

本研究では,模擬微小重力環境を用いてES細胞の神経幹細胞分化誘導を行い,さらにその細胞を移植した.培養開始2日間微小重力環境下で培養し,その後1G環境で培養した群では,1G環境で培養し続けた群と比較して細胞塊が大きく,神経幹細胞分化が促進された.これには,Notchシグナルの活性化が関与する可能性が示唆された.さらに,この神経幹細胞を脳挫傷モデルマウスへ移植し,加えて移植後に運動を行うことで,移植細胞の神経分化が促進されることが分かった.そのメカニズムには,BDNF-GAP43経路を介した移植細胞も含めた神経回路の再編成による可能性が考えられ,細胞治療とリハビリテーションの相加効果が示された.本研究では,模擬微小重力環境を用いてES細胞の神経幹細胞分化誘導を行い,さらにその細胞を移植した.培養開始2日間微小重力環境下で培養し,その後1G環境で培養した群では,1G環境で培養し続けた群と比較して細胞塊が大きく,神経幹細胞分化が促進された.これには,Notchシグナルの活性化が関与する可能性が示唆された.さらに,この神経幹細胞を脳挫傷モデルマウスへ移植し,加えて移植後に運動を行うことで,移植細胞の神経分化が促進されることが分かった.そのメカニズムには,BDNF-GAP43経路を介した移植細胞も含めた神経回路の再編成による可能性が考えられ,細胞治療とリハビリテーションの相加効果が示された.研究代表者らの研究から,マウスES細胞(embryonic stem cells:胚性幹細胞)を微小重力環境で神経細胞へ分化誘導を行うと,極めて効率的にネスチン陽性細胞の細胞塊が得られる可能性が示唆された.そこで本研究では,微小重力環境において,(1)なぜ細胞塊ができやすいか,(2)なぜ神経幹細胞へ効率良く分化するか,に関する詳細な解析を行う.本研究期間において,この2点を解明し,万能細胞からの神経分化誘導法として,微小重力環境が有用であることを示す.さらに,(3)微小重力環境で神経分化誘導したES細胞由来の細胞を,脳挫傷モデル動物に細胞移植し,その効果を検討する.また,(4)トレッドミル等を用いた運動によるリハビリテーションを併用した場合の相加・相乗効果を検討し,細胞移植後の運動リハビリテーションプログラムの基礎的データについて考察する.マウスES細胞を通常の1G環境あるいは微小重力環境を使って分化誘導し,7日間のRNA発現を経時的に検討した.1G環境で分化誘導する(1G群)と,未分化マーカーの発現は経時的に減少し,神経幹細胞の分化マーカーは分化誘導5日目頃から発現した.また,E-cadherinの発現は経時的に減少し,N-cadherin発現は経時的に増加した.分化誘導開始2日間を微小重力環境でその後3日目に1G環境に移して分化誘導する(CL群)と,神経幹細胞の分化マーカーの発現やN-cadherinの発現が強くなった.発現時期も1G環境と比較して早期になる傾向がみられた,さらに1G群とCL群の細胞を脳挫傷モデルに移植すると,CL群の方が運動機能の回復が早く,トレッドミル運動の併用でさらに促進されることが示唆された.脳損傷領域ではBDNFの発現が強くなっており,機能回復との関連が示唆された.昨年度までの結果から,1.なぜ細胞塊ができやすいか,2.なぜ神経幹細胞へ効率良く分化するか,について,cadherinの発現変化とNotchシグナルの活性化の関与が示唆されている.さらに,3.微小重力環境で神経分化誘導したES細胞由来の細胞の脳挫傷による片麻痺モデル動物への細胞移植効果の検討,4.細胞移植とトレッドミルを用いたリハビリテーションを併用した場合の相加・相乗効果の検討,について,細胞移植だけでも運動機能の改善がみられたが,トレッドミル運動との併用により,運動機能の改善がさらに促進されること,そしてその促進にはBDNFやGAP43の関与が示唆されている.本年度は,細胞移植やリハビリテーションにより神経回路が再構築されるか検討するため,電気生理学的解析を行った.運動誘発電位(Motor Evoked Potential:MEP)を検討した結果,移植35日後では,細胞移植後にリハビリテーションした群で最もMEPの改善がみられた.以上のことから,微小重力環境で神経分化誘導したES細胞由来の細胞の脳挫傷による片麻痺モデル動物へ移植し,さらにトレッドミル運動を併用すると,約7日後には損傷部においてBDNFやGAP43の発現が増加し,神経細胞の再生と神経回路の再構築が起こった結果,運動機能の改善が促進されたと考えられる.マウスES細胞を微小重力環境で神経細胞へ分化誘導を行うと,極めて効率的にネスチン陽性細胞の細胞塊が得られた.そこで本研究では,微小重力環境において,1.なぜ細胞塊ができやすいか,2.なぜ神経幹細胞へ効率良く分化するか,に関する詳細な解析を行い,万能細胞からの神経分化誘導法として,微小重力環境が有用であることを示す.さらに,3.微小重力環境で神経分化誘導したES細胞由来の細胞を,脳挫傷による片麻痺モデル動物に細胞移植し,その効果を検討するとともに,4.トレッドミルを用いたリハビリテーションを併用した場合の相加・相乗効果を検討する.昨年度の結果から,マウスES細胞を神経幹細胞に分化誘導する際,微小重力環境を利用すると通常の1G環境での培養と比較して,細胞接着分子のcadherinの発現が変化し,結果,神経幹細胞に効率よく分化したと考えられた.今年度は,cadherinを介したシグナル,神経分化に関与するといわれているNotchシグナルについて検討した.

その結果,微小重力環境を利用した細胞塊では,培養早期にE-cadherin(ES細胞に発現)の発現が弱くなり,代わってN-cadherin(神経幹細胞に発現)の発現が強くなること,このcadherinの変化に伴い,Notchシグナルが早期から活性化していることが分かった.また,in vivoの結果から,微小重力環境を使って分化誘導した細胞を移植した群では,運動機能の回復が早まり,さらにトレッドミル運動を併用することで,機能回復がより早まることが示唆された.損傷部の脳組織からmRNAを抽出し,リアルタイムPCRでBDNFおよびGAP43の発現を経時的に検討すると,細胞移植とリハビリテーションを併用したマウスでは,移植後2週間でBDNFとGAP43の発現が増加することが分かった.平成23年度は,(1)なぜ細胞塊ができやすいか,(2)なぜ神経幹細胞へ効率良く分化するか,について検討することを目的とし,RNA解析にて,神経分化マーカーの発現に呼応して,N-cadherinやE-cadherinの発現が変化することが分かった.分化誘導した神経幹細胞を脳挫傷モデル動物へ移植する実験も進めており,おおむね順調に進展している.25年度が最終年度であるため、記入しない。1.なぜ細胞塊ができやすいか,2.なぜ神経幹細胞へ効率良く分化するか,について,cadherinの発現変化とNotchシグナルの活性化の関与が示唆されている.さらに,3.微小重力環境で神経分化誘導したES細胞由来の細胞の脳挫傷による片麻痺モデル動物への細胞移植効果の検討,4.細胞移植とトレッドミルを用いたリハビリテーションを併用した場合の相加・相乗効果の検討,について,細胞移植だけでも運動機能の改善がみられたが,トレッドミル運動との併用により,運動機能の改善がさらに促進されること,そしてその促進にはBDNFやGAP43の関与が示唆されている.このように本研究の4つの目的について,進展がみられている.マウスES細胞を神経幹細胞に分化誘導する際,微小重力環境を利用すると通常の1G環境での培養と比較して,cadherinの発現が変化し,結果,神経幹細胞に効率よく分化したと考えられる.今後は,シグナル伝達を検討しメカニズム解明に近づける.また,移植実験でも微小重力環境を使って分化誘導した細胞を移植した群では,運動機能の回復が早まり,さらにトレッドミル運動を併用することで,機能回復がより早まることが分かってきた.今後,脳内でどのような変化が起こっているか検討する.25年度が最終年度であるため、記入しない。微小重力環境を利用した神経幹細胞誘導において,ES細胞からNestin陽性細胞の効率的に誘導できる要因として,cadherinとNotchシグナルの関与が示唆された.Wntやbeta-cateninを介する経路についても検討を行う.細胞移植後の神経再生において,運動機能評価でみられた改善がBDNFやGAP43など軸索伸長に関わる因子により神経再生が促進された結果である可能性が示唆された.そこで, motor-evoked potential (MEP)などによる電気生理学的な検討を行い,実際に神経の再生が行われているか(電気的な経路が再生しているか)確かめる.本成果を原著論文として取りまとめ,発表する.
カイコ羽化ホルモンの構造解析

1.カイコ蛾頭部に含まれる羽化ホルモンの単離と構造解析。120万頭のカイコ雄蛾頭部を抽出材料として各種クロマトグラフィーにより精製した結果、最終的に2種類の活性ペプチドを単離した。N末端配列分析の結果、既にわかっていた13残基の配列と全く同じ配列およびN末端のジペプチドを欠く配列をもつことがわかった。2.カイコ蛹頭部に含まれる羽化ホルモンの単離と構造解析77万頭の羽化直前のカイコ蛹頭部を材料としてカイコ蛾頭部からの場合と同様の方法で抽出精製を行い、4種類の羽化ホルモンEH-【I】,【II】,【III】,【IV】を合計50μg単離した。これらはいずれも0.10.3ngの注射で早期羽化誘導活性を示した。逆相HPLC上で【I】と【II】,および【III】と【IV】は極めて近接した位置に溶出された。N末端配列分析の結果、【I】と【III】は同じ配列を、また、【II】と【IV】も同じ配列を示し、前二者は後二者に比してN末端の2残基を欠いた配列であり、N末端から25(23)番目までの配列が明らかとなった。次に、それぞれ、ジスルフィド結合を還元アルキル化した後、【I】と【II】についてはリシルエンドペプチダーゼ、およびV8プロテアーゼで消化し、【III】と【IV】についてはリシルエンドペプチダーゼで消化し、ペプチド断片を得た。それらの配列分析の結果から、ペプチド鎖内部の配列が明らかとなり、N末端から61番目までの配列をつなぐことができた。しかし、現在までのところ、【I】と【III】、および【II】と【IV】の配列上の相違は認められていない。また、他のペプチドホルモンとの相同性は認められていない。
シェーグレン症候群における抗原特異的治療法の新規構築

シェーグレン症候群(Sjogren's syndrome; SS)のマウスモデルとして、MIS (M3R induced sialadenitis)が報告されている。本研究はMISのT細胞エピトープがN1と1st領域の2つあること、そして、それぞれのアミノ酸配列においてTCR結合部を置換した変異ペプチド(altered peptide ligand; APL)を作製、投与することで抗原特異的に唾液腺炎が抑制されることを報告した。更にはAPLによる抑制機序としてT細胞アナジーの誘導が関与する機序も確認した。本研究結果はArthritis and Rheumatologyに論文掲載した。シェーグレン症候群の自己抗原であるM3ムスカリン作働性アセチルコリン受容体(M3R)の免疫応答に焦点をあて、M3R誘導自己免疫性唾液腺炎マウスモデル(MIS)を用いた抗原特異的治療法の構築を目指した。1M3R欠損マウスにM3Rをコードする合成ペプチドを免疫し、その脾細胞を各M3R細胞外領域と培養してサイトカイン産生をELISA法で評価した。N1もしくは1stペプチドとの共培養下において、M3R反応性T細胞からのIFNgおよびIL-17産生が確認され、T細胞エピトープは2つあることが示唆された。実際に、N1および1stペプチドを単独免疫したM3R欠損マウスを用いてMISを誘導したところ、各々唾液腺炎の発症が確認された。3N1-APL7投与マウスの頸部リンパ節中のCD4+T細胞においてEgr2の発現上昇が確認され、アナジー誘導が示唆された。実際、in vitro assayでN1-APL7との共培養下ではT細胞におけるアナジー関連分子の発現上昇が確認された。APLにおけるM3R反応性T細胞のアナジー誘導が唾液腺炎抑制機序である可能性が示唆された。シェーグレン症候群(SS)において近年注目されている自己抗原であるM3ムスカリン作働性アセチルコリン受容体(M3R)に対する免疫応答に着目し、M3R反応性T細胞のSS病態への関与を詳細に解析し、抗原特異的治療法の構築を目的とした。具体的にはM3R誘導自己免疫性唾液腺炎マウスモデル(MIS)を用いて1M3R反応性T細胞のエピトープ解析2アナログペプチド(Altered Peptide Ligand; APL)の作成、およびAPL投与による唾液腺炎への治療実験3APLのM3R反応性T細胞への作用機序の解明、を行った。MISにおいてM3R反応性T細胞のエピトープはN1と1st領域の2つが挙げられ、それらのAPLを各々作製、投与するとN1-APL7が有意に唾液腺炎の発症を抑制した。また、N1-APL7投与マウスの頸部リンパ節中CD4陽性T細胞のEgr2発現上昇が確認され、in vitroの細胞増殖能の結果からもAPLにおけるM3R反応性T細胞のアナジー誘導が唾液腺炎抑制機序であることを確認した。また、ヒトSS患者においても唾液腺局所におけるM3R反応性T細胞の機能解析およびT細胞エピトープの同定を目指した。具体的には唾液腺に浸潤するCD4T細胞の細胞株樹立を試み、計3患者からCD4陽性T細胞株を樹立した。今後はElispot assayを用いてM3R抗原特異性を確認予定である。現在、ヒトSS患者への応用を目的として、口唇唾液腺およびPBMCよりCD4T細胞株の樹立を始めている。また、ヒトM3Rの全長をカバーするペプチド合成(計45種類)も完了しており、今後はSS患者の検体を中心に解析を進めていく予定である。自己免疫ヒトSS患者の唾液腺およびPBMCより樹立したCD4T細胞株を使用して、病変部局所でのM3R反応性T細胞の解析を行っていく。PBMC中のM3R反応性T細胞と、唾液腺組織から得られたM3R反応性T細胞株のTCRレパトア・CDR3領域のsequence結果を比較検討する。またT細胞エピトープに関しても、PBMCと唾液腺での結果を比較する。PBMC、唾液腺から樹立したM3R反応性T細胞株を用いて各々T細胞エピトープを含むM3RペプチドおよびAPL候補ペプチドで刺激し、サイトカイン産生をin vitroで評価する。両細胞からのサイトカイン産生を共に抑制するAPLは、M3Rに対する免疫応答を有するSS患者における抗原特異的治療としての可能性が期待できる。
網羅的アプローチによる膜性増殖性糸球体腎炎病態形成機序の解析

小児期に発症する種々の原因からなる糸球体腎炎において、メサンギウム細胞の変化は高率に認められ、臨床所見とは独立して患者の特性や疾患予後と関わることが示唆されている。しかしながらメサンギウム細胞変化の分子的な機序の詳細は依然として不明な点が多い。本研究では、様々な刺激刺激によるメサンギウム細胞の遺伝子発現・蛋白質発現の変動を解析し、同定された因子の機能解析により糸球体腎炎の病態形成メカニズムの詳細を解明し、治療ターゲットの可能性を見極めることを目的とする。スクリーニングによりヒトメサンギウム細胞に強発現する新規の因子Xを同定した。Xの発現パターンを腎組織で検討したところ尿細管や間質においてはほとんどその発現を認めなかったが糸球体内で特異的に発現が認められた。糸球体内では糸球体上皮細胞や内皮細胞には発現が乏しく、メサンギウム細胞で特異的に発現が見られた。ラットやマウスではその蛋白レベルの発現を認めなかったため糸球体腎炎モデル(Thy1腎炎)での評価は困難であったが、Tsurumi et al. Kidney Int.2014で報告した方法によりメサンギウム増殖性糸球体腎炎患者の腎生検標本を用いて検討したところ、一部の症例でコントロール検体に比べその発現が変化していることを見出した。培養細胞を用いた解析を行い、メサンギウム細胞では細胞内のvesicleに存在すること、またこの分子は細胞外基質の取り込みに関係することが示唆された。またプロテオーム解析によりこの分子に結合する候補蛋白を複数同定した。メサンギウム細胞の増殖時にこの分子の発現が増加していること、この分子が細胞外基質の取り込みに関与することから、この分子の変動が糸球体腎炎におけるメサンギウム基質の増加に関与する可能性が示唆された。糸球体腎炎においてメサンギウム細胞の変化は高率に認められ、それは臨床所見とは独立して疾患予後と関わることが報告されている。糸球体腎炎の一型である膜性増殖性腎炎(MPGN)は、メサンギウム細胞増殖と基底膜の二重化病変を主体とする難治性の腎疾患で、糸球体に免疫複合体または補体のみ沈着し、メサンギウム角を起点としてメサンギウム突起が内皮下へ陥入する像(interposition)を呈することが病理学的な特徴である。近年先天的な補体の調節異常によりMPGNが発症することが明らかになり、局所における補体の活性化がこの病態の本態であることが判明した。メサンギウム細胞は補体により傷害された内皮細胞から産生されるPDGFによる影響を受けるが、補体最終産物C5b-9やC3a, C5a受容体を介し補体がメサンギウム細胞へ直接傷害するメカニズムも注目を集めている。しかしながら、補体刺激の下流でのメサンギウム細胞の形態変化、増殖や異常な遊走の分子メカニズムの全体像は不明である。本研究ではMPGNを代表とする補体介在性腎炎において、補体の下流でのメサンギウム細胞障害の分子メカニズムを明らかにする。網羅的探索により標的因子のスクリーニングを行い、その後に、検出した各分子が腎炎の病態形成にどのように関与しているかについて機能解析を行う。初年度としては計画通り培養メサンギウム細胞に補体(C3a, 0.1μM、24-48時間)を作用させ刺激前後のサンプルを比較した。しかし、この実験条件で細胞の形質が変化すると報告されていたものの、我々の検討では細胞骨格や基底膜との接着構造への変化は認められなかった。そのため補体と合わせ、そのほかの刺激(PDGF, Angiotensin, hEGF, Endothelin-1, bFGF, PMA)についても細胞形態の変化の評価を行った。その結果細胞形態が変化する条件を見出すことができた。現在刺激前後のサンプルを用い、検討を進めている。培養メサンギウム細胞に当初計画していた補体(C3a, 0.1μM、24-48時間)を作用させたところ、この実験条件で細胞の形質が変化すると報告されていたものの、我々の検討では細胞骨格や基底膜との接着構造への変化は認められなかった。我々の検討では比較的新しいヒト由来のメサンギウム細胞を用いている点が異なっており、細胞種の違いの要因がが原因として大きいと考えらえた。小児の各種糸球体腎炎においてメサンギウム細胞の変化は高率に認められ、臨床所見とは独立して患者の特性や疾患予後と関わることが示唆されている。これまでのスクリーニングでヒトメサンギウム細胞に強発現する新規の因子を同定した。腎組織では尿細管や間質においてはその発言はほとんど認めなかったが糸球体内で発現が認められた。ラットやマウスではその蛋白レベルでの発現を認めなかったため糸球体腎炎モデル(Thy1腎炎)での評価は困難であったが、Tsurumi et al. Kidney Int.2014で報告した方法によりメサンギウム増殖性糸球体腎炎患者の腎生検標本を用いて検討したところ、症例数は少ないものの、コントロール検体に比べその発現が変化していることを見出した。

現在この分子について機能解析として、メサンギウム細胞へ強制発現した際の細胞の変化、およびこれまで申請者らが検討を重ねてきたメサンギウム細胞の分子群との物理的および機能的相互作用について解析を進めている。最終年度では同定した因子の機能解析をさらに進める予定である。スクリーニングによりメサンギウム細胞に特異的に発現する分子を同定した。同定した因子は糸球体腎炎で発現が変化している可能性が示唆される。小児期に発症する種々の原因からなる糸球体腎炎において、メサンギウム細胞の変化は高率に認められ、臨床所見とは独立して患者の特性や疾患予後と関わることが示唆されている。しかしながらメサンギウム細胞変化の分子的な機序の詳細は依然として不明な点が多い。本研究では、様々な刺激刺激によるメサンギウム細胞の遺伝子発現・蛋白質発現の変動を解析し、同定された因子の機能解析により糸球体腎炎の病態形成メカニズムの詳細を解明し、治療ターゲットの可能性を見極めることを目的とする。スクリーニングによりヒトメサンギウム細胞に強発現する新規の因子Xを同定した。Xの発現パターンを腎組織で検討したところ尿細管や間質においてはほとんどその発現を認めなかったが糸球体内で特異的に発現が認められた。糸球体内では糸球体上皮細胞や内皮細胞には発現が乏しく、メサンギウム細胞で特異的に発現が見られた。ラットやマウスではその蛋白レベルの発現を認めなかったため糸球体腎炎モデル(Thy1腎炎)での評価は困難であったが、Tsurumi et al. Kidney Int.2014で報告した方法によりメサンギウム増殖性糸球体腎炎患者の腎生検標本を用いて検討したところ、一部の症例でコントロール検体に比べその発現が変化していることを見出した。培養細胞を用いた解析を行い、メサンギウム細胞では細胞内のvesicleに存在すること、またこの分子は細胞外基質の取り込みに関係することが示唆された。またプロテオーム解析によりこの分子に結合する候補蛋白を複数同定した。メサンギウム細胞の増殖時にこの分子の発現が増加していること、この分子が細胞外基質の取り込みに関与することから、この分子の変動が糸球体腎炎におけるメサンギウム基質の増加に関与する可能性が示唆された。当初計画していた補体と合わせ、そのほかの刺激(PDGF, Angiotensin, hEGF, Endothelin-1, bFGF, PMA)についても細胞形態の変化の評価を行った。その結果細胞形態が変化する条件を見出すことができた。現在刺激前後のサンプルを用い、検討を進めている。最終年度では同定した因子が培養メサンギウム細胞および腎組織においてどのような複合体を形成しているか、またこの因子の発現を変化させることでメサンギウム細胞にどのような変化が生じるのかを検討する。実験条件の検討に予定より時間がかかったためサンプルの解析のうち一部を次年度に行うこととなった。メサンギウム細胞特異的分子のスクリーニングと機能解析に集中し、学会発表による旅費等の経費が削減されたため。来年度以降の発表に使用する予定である。計画されていた検討内容の一部を平成29年度に行う。
生活生産遺跡出土資料研究に基づく近世科学技術の比較研究の総合化

本研究は、従来から行われてきた伝世資料や、文書や絵巻などの文献資料に加えて、生産・生活遺跡の発掘調査に伴って出土する考古資料を研究対象とし、近世の「モノづくり」技術の系譜を探ると共に、古代から現代に繋がる時間軸上で技術を捉え直すことを目的としている。調査には、最新のさまざまな機器分析を駆使した材料科学的な手法を用い、形体的特徴やその系譜、また表面観察だけでは窺うことができない実資料が内含する情報を引き出すとともに、情報の蓄積をはかる点が従来にはみられない本研究の大きな特徴として挙げられる。特に、金属の生産と加工に関しての調査・研究に重点をおいて取り組んできた。近世技術の根幹を成す古代からの金工に用いられた材料の変遷を追う調査を行うと共に、近世における採鉱から目・に至る金属素材を得る技術、いわゆる鉱山技術に関わる一連の作業の再評価を行った。この点に関しては、調査対象として島根県石見銀山遺跡における調査を継続して行なった。また、古代における金生産に関して、ルツボの分析から9世紀には東北地方でも金を溶かす作業が行なわれていたことを明らかにした。金工技術の新しい発見として、9世紀には鉄薄板の接合に銅蝋が用いられていたことを確認したことが挙げられる。さらに、鉄生産に関する調査も行なった。伝統的なたたらの操業に伴う原料から最終製品の玉鋼の詳細な分析を行ない、たたら製鉄の本質に迫ることを試みた。また、近世の金工品を代表する刀装具の材質と製作技術の調査・研究も実施し、製作技術の系譜を明らかにした。研究成果の公開をはかるために企画したシンポジウム「生産遺跡に探る「モノづくり」の歴史」を5回シリーズで行い、生産遺跡を抱える地域の住民と連携する中で、生産遺跡の重要性を訴えることを行なった。近世科学技術を実資料に基づく具体的な調査研究によって解明していくことが本研究の基本的な位置付けであり、近世遺跡の発掘調査によって発掘された出土資料に対する分析的研究を含んでいることが本研究の大きな特徴である。今年度は、金属生産遺跡として日本の鉱山史の中でも特に重要である島根県石見銀山遺跡の発掘調査で出土した銀の製錬工程に関わる資料を材料科学的な手法を用いて分析し、重要な知見を得ることができた。石見銀山を構成する鉱脈は、銀を豊富に含む鉱床と銀も含むが主に銅を含有する鉱床の2つに分かれる。発掘調査によって得られた鉱滓に対する材料科学的な詳細な研究により、それぞれの鉱床の鉱物学的特徴を反映した形状、並びに材質の鉱滓が排出されていることがわかった。そして、これら一連の研究から、銀山における製錬工程のフローチャートを作成するに及んだ。さらに、鉱滓を放射光高エネルギー蛍光X線分析し、地球化学的な側面からも近世の製錬技術を見直すことを行った。これらの成果の一部は、公開シンポジウム「ここまでわかった石見銀山」(平成15年2月)にて報告した。また、近世の金属生産の技術的背景を知るために、古代から連綿と続く金属加工技術の解明は不可欠である。今年度は、古代青銅器の材質的特徴を電子線プローブ微小部分析法(EPMA)を用いて明らかにし、さらに古代の接合技術法である鋲の構造を探った。本研究では、近世陶磁の施釉技術の解明もテーマの一つである。今年度は、備前焼の表面に生じる「火だすき」現象の解明に迫った。また、釉薬に用いる赤色顔料のベンガラに対して、岡山県吹屋のベンガラの詳細な調査とともに、その色調に及ぼす材料科学的因子を解明し、新たなベンガラ製法技術の確立を試みた。これらの成果について、本研究の一環として立ち上げた「近世陶磁釉薬研究会」(平成15年2月)において討議した。

本研究は、生産・生活遺跡の発掘調査に伴って出土する考古資料を主な研究対象とし、近世の「モノづくり」技術の系譜を探ると共に、古代から現代に繋がる時間軸上で捉え直すことを目的としている。また、最新の機器分析を応用した材料科学的な手法を駆使する点が従来にはみられない本研究の大きな特徴として挙げられる。調査対象は、金属を中心に、陶磁器、顔料まで視野に入れている。金属に対する本年度の調査・研究では、近世技術の基本となる古代金工に用いられた材料の変遷を追う調査を行った。さらに、近世における採鉱から精錬に至る金属素材を得る技術、いわゆる鉱山技術に関わる一連の作業の再評価を行った。調査対象として島根県石見銀山遺跡や、新潟県佐渡郡相川町佐渡金銀山遺跡など、近世日本の鉱山を代表する遺跡において行われている発掘調査によって出土した資料を用いた。今年度は、特に銀精錬工程の最終段階の解明に大きな成果を挙げることができた。研究成果の一端は、日本文化財科学会などで逐次発表し、各新聞やテレビニュースでも報道された。さらに、「国際鉱山ヒストリー会議」などの国際会議においても発表を行った。また、本特定領域研究の成果公開の一端として、国立科学博物館において、平成15年6月8月に開催された特別展「江戸大博覧会」では、「宝の山日本」のコーナーを設け、我が国の貨幣の歴史を通じて、鉱山技術を通史的に概観する展示を行った。シンポジウム『生産遺跡から探る「モノづくり」の歴史』を企画し、第一回「金山・銀山の技術」を開催した。陶磁器に関しては、前年度に引き続き、近世陶磁器の施釉技術とその発色メカニズムを探っている。顔料に関しては、赤色を呈する顔料としてのベンガラの発色のメカニズムの研究を通して、ベンガラ製作技術の検証を継続している。本研究は、発掘によって出土した実資料を材料科学的手法により解析することによって蓄積した情報を、従来から行われてきた伝世資料や文献史料に対する研究成果と相互補完的に比較検討し、近世期の科学技術の総合化・体系化をはかることをめざしている。特に、近世科学技術の根幹を担う金属の関係では、世界的にみても最高水準にまで到達した近世技術の礎となった古代金工に用いられた材料と技術の変遷を追う調査を行うと共に、近世における採鉱から精錬に至る金属素材を得る技術、いわゆる鉱山・冶金技術の再評価を島根県石見銀山遺跡から出土した遺物を中心に継続して行ってきた。本年度は、銀精錬に用いた炉の機能を明らかにすることができた。また、鉄生産に関する調査・研究も実施し、17世紀初頭の鉄釘や鎹の材料科学的調査を行い、当時の鉄釘が日本刀の製作にも通じる高度な技術で作られていたことを明らかにした。その成果の一部を、大阪府立狭山池博物館において展示公開した。さらに、近世の金工品を代表する刀装具の材質と製作技術の調査・研究にも着手し、これに関しては成果の一部を岡山市の林原美術館にて公開展示した。陶磁器に関しては、備前焼における火だすきの着色機構に関する論文を発表した。