hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低栄養発育胎児における有機陰イオン輸送体の機能の解明

我々は、母体の低栄養によって胎児の前脳で発現量が増加する遺伝子としてSLC22a23遺伝子を見出してきた。そして、母体の低栄養による子宮内飢餓を経験したラット胎児は、成獣になった時点で、多動などの行動異常を示す。SLC22a23遺伝子は陰イオン輸送体に分類される。SLC22a23遺伝子の高発現により、細胞膜からの特定の陰イオンの過剰な取り込みが起き、成獣ラットの行動異常が引き起こされていると考えた。しかしながら、SLC22a23輸送体の生体内での発現部位や輸送される物質は不明である。このため、SLC22a23輸送体の機能の詳細を明らかにし、DOHaDの分子メカニズムを明らかにしていく。
肝がん微小環境での免疫編集に関わるHLA-classII発現変化と制御機構の解析

HLA(Human Leukocyte Antigen)はあらゆる段階の免疫反応を成立させるために必須の分子であるが、がん免疫およびその回避機構における役割は不明な点が多い。そこで、本研究ではがん抗原の提示や認識に関わるHLAclassII分子に着目し、がん微小環境におけるその役割を解析する。まずは、次世代シークエンサーを用いて肝がん組織におけるHLA関連遺伝子の網羅的発現解析を行う。次に、新規の蛍光多重免疫染色の技術を用いてHLA-class II分子の発現細胞の同定と発現様式の検討する。
ＳＲＳＦ３遺伝子を標的とした新たな癌治療法の開発を目指すＲＮＡ研究

これまでに、SRSF3のノックダウンによるHIPK2 Δe8の選択的な発現は癌細胞の細胞死を誘導することを見出し、がん治療の新たな標的分子となる可能性を示した。さらに、HIPK2FLとHIPK2 Δe8の新規標的因子の同定にも着手し、質量分析法によりクロマチン構成因子HP1γを同定した。(抄録なし)平成24年度は、SRSF3のノックダウンにより特異的に生成されるHIPK2〓e8の機能解析を行った。HIPK2〓e8はユビキチンリガーゼSiah-1との結合領域の一部を欠損しており、免疫沈降法によりSiah-1と結合せず、タンパク質合成阻害剤とプロテアソーム阻害剤により、HIPK2FLより安定であった。さらに、p53 Ser46のリン酸化能とアポトーシス誘導能はHIPK2FLと同様であった。このように、SRSF3のノックダウンによるHIPK2〓e8の選択的な発現は、癌細胞の細胞死を誘導することを明らかにし、がん治療の新たな標的分子となる可能性を示した(Oncogene, 2013)。さらに、HIPK2FL及びHIPK2〓e8の新規標的因子の同定にも着手し、質量分析法によりクロマチン構成因子HPIγを同定した。HP1γはクロマチン構造を制御し、DNA障害に応答してクロマチンとの結合を変化させ、DNA修復を制御することが示唆されている。HIPK2によるエピジェネティクス制御を明らかにするため、HIPK2とHP1γとの相互作用とその意義について検討した。1)免疫沈降法によりHIPK2はHP1γに特異的に結合すること、2)低用量UV-C照射により、コントロール細胞ではHP1γのリン酸化が増強したが、HIPK2ノックダウン細胞では減弱したことから、HIPK2はHP1γをリン酸化すること、3)免疫沈降法により、HIPK2はHPIγのピストンH3 Lys9のトリメチル化サイトへの結合を減弱させることを明らかにした。また、HIPK2ノックダウン細胞に低用量UV-Cを照射すると、ピリミジンダイマーとγH2AXが集積し、DNA修復の異常が示唆された。これらの新たな知見を基に、HIPK2-HP1γを介するDNA修復制御機構の存在とその分子機構の解明に取り組んでいる。HIPK2〓e8の機能とその病態生理学的意義の解明に関して、1)HIPK2 FLよりも安定なタンパク質であること、2)HIPK2 FLと同様にp53Ser46のリン酸化能、及び、アポトーシス誘導能を有すること、3)SRSF3のノックダウンによるHIPK2〓e8の選択的な発現が癌細胞の細胞死を誘導することを明らかにし、がん治療の新たな標的分子となる可能性を示した。これらの研究成果は誌上発表し、当初の計画以上の成果を上げた(Oncogene,2013)。さらに、HIPK2FL及びHIPK2〓e8の新たな標的因子としてクロマチン構成因子HP1γを同定し、HIPK2によるエピジェネティクス制御機構、並びに、HIPK2-HP1γを介したDNA修復制御機構の解明に焦点を絞り、HIPK2の新たな機能の解明に取り組んでいる。本研究課題の今後の推進方策については、HP1γを介したHIPK2の新たな機能の解明に焦点を絞り、1)HIPK2とHP1γの相互作用に関する検討、2)HIPK2-HPIYを介したDNA修復制御機構の解明を行う。1)に関しては、免疫沈降法と共焦点レーザー顕微鏡により、HIPK2と結合するHP1γの結合領域を同定する。さらにin vitro kinase assay法により、HIPK2によるHP1γの翻訳後修飾を明らかにする。2)に関しては、HIPK2をsiRNAによりノックダウンしたHcT116細胞、並びに、HIPK1^<-/->HIPK2^<-/->MEF細胞を用いて、共焦点レーザー顕微鏡とELISA法により、γH2AX、DNA修復因子、及びピリミジンダイマーの集積を明らかにする。(抄録なし)
転移関連蛋白S100A4と血管新生関連蛋白MetAP2の会合の生理的・病的意義

癌の転移関連タンパク質として知られているカルシウム結合蛋白質S100A4が、血管新生関連タンパク質メチオニンアミノペプチダーゼ2(MetAP2)とカルシウム依存性にin vitroで分子会合すること、マウス血管内皮細胞MSS31の細胞質内では、両蛋白質が共局在しており、その結合部位はMetAP2のN端から170-229番目のアミノ酸に存在することを明らかにした。この結合ドメインをMSS31細胞に過剰発現させると、増殖因子bFGFで誘導してもDNA合成は抑制された。結合ドメインのアミノ酸配列から予想されたペプチド蛋白質の高次構造をもとに4種類の短いペプチドを合成し、合成ペプチドのS100A4に対する結合活性能力をカルシウム依存性を指標として、BIACOREシステムを用いて定量した。その結果、結合ドメインの60aaペプチドの他に、結合ドメイン絞り込みのため新たに合成したペプチドp38(39aa)とp8(30aa)が1mM CaCl_2存在下でGST-S100A4との結合活性を示し、ペプチドp39(38aa)とp9(23aa)がネガティブの結合活性を示した。さらに、p38が結合ドメイン全長の60aaペプチドやp8ペプチドと比較して2倍以上の結合活性を示すことも分かった。従って、MetAP2のS100A4に対する結合ドメインである60aaペプチドのN端側から23-24番目のアミノ酸でペプチド鎖を切断すると結合活性が消失すること、従ってその部分が結合活性保持のために不可欠であること、また、p38のN端の5アミノ酸、C端の4アミノ酸を削ると結合活性が半分以下に低下することなどを考慮すると、p38が最も有効なペプチドである。このp38ペプチドを細胞に導入すると、growth arrestが起こるのか、そこには細胞選択性があり血管内皮細胞に特異的なのか、血管新生が阻害されるのか、明らかにしたい。カルシウム結合蛋白質、S100A4は、転移関連遺伝子mtslのコードする蛋白質として注目されたが、高転移性の癌細胞のみならず、血管内皮を含め、色々な正常細胞にも広く発現していることが知られている。我々はS100A4の作用機序を解明する一環として、それに会合するeffector proteinを、酵母の2hybrid法を用いてスクリーニングし、メチオニンアミノペプチダーゼ2(MetAP2)を得た。この蛋白質が血管新生阻害剤フマギリン等の分子標的であることが判明するに及び、両蛋白の会合は、血管新生にessential stepである可能性が考えられた。一方このS100A4とMetAP2の会合はカルシウム依存性にin vitroでも観察され、その結合部位はMetAP2のN端から170-229アミノ酸からなるペプチド内に存在することが明らかにされた。さらに両蛋白質の会合は免疫組織化学的にヒトの細胞内、マウスの血管内皮細胞にも観察され、これらの知見は纏めて、JBC 277,26396-26402(2002)に報告された。そこで次に、両蛋白の会合が確かに血管新生に関与しているか否かを検索すべく、我々はマウスの血管内皮細胞に両蛋白の結合ドメインを発現させたところ、増殖因子で誘導されるDNA合成能が強く阻害されることが明らかとなった。しかしその際、カルシウムイオンの細胞内上昇には変化がみられなかった。以上の知見を踏まえ、我々は本研究を次の様に総括する。癌細胞で産生され、分泌される増殖因子はパラクラインに血管内皮に作用して一過性に細胞内カルシウム濃度を上昇させる。それにより、先ずS100A4蛋白が活性化し、MetAP2と会合する。

この生理的な会合を両蛋白の結合ドメインを用いて阻害してやると、(dominant negative effect)血管内皮のDNA合成が強く抑制される。この実験事実はS100A4蛋白がカルシウム依存的なMetAP2との会合を介して血管新生を制御していることを強く示唆している。また、ペプチドによる血管増生の抑制は治療への可能性も示唆される。癌の転移関連タンパク質として知られているカルシウム結合蛋白質S100A4が、血管新生関連タンパク質メチオニンアミノペプチダーゼ2(MetAP2)とカルシウム依存性にin vitroで分子会合すること、血管内皮細胞の細胞質内で両蛋白質がco-localizeしていることを明らかにしてきた(J.Biol.Chem.2002)。さらに、両蛋白質の結合部位がMetAP2のN端から170-229番目のアミノ酸からなるペプチド内に存在することも明らかになった。メチオニンアミノペプチダーゼ2(MetAP2)が血管新生阻害剤fumagillinやovalicin等の分子標的であり血管内皮細胞の増殖に重要な役割を果たしていることから、両蛋白質の分子会合が確かに血管新生に関与しているか否かを検索するためにマウス血管内皮細胞MSS31に結合ドメインを過剰発現させた。すると、増殖因子bFGFで誘導してもBrdUの取り込みで調べたMSS31マウス血管内皮細胞のDNA合成能は強く抑制された。しかしその際、カルシウムイオンの細胞内上昇には変化が認められなかった。これらの実験結果は、癌細胞から分泌される増殖因子がパラクライン的に血管内皮細胞を刺激し、一過性に細胞内カルシウム濃度が高まり、それによってS100A4が活性化してMetAP2と会合し血管内皮細胞の増殖さらには血管新生を制御しているのではないかということを強く示唆している。
酸化物系セラミックス結晶粒径制御と超塑性加工

今年度は、Y_2O_3を添加した正方晶ジルコニア多結晶(TZP)とAl_2O_3ーZrO_2について高温度変形特性を調べた。得られた結果は以下のように要約される。(1)TZPの超塑性変形温度を低下させるには,少量の粒界ガラス相の添加が有効である。リシウム・アルミノシリケ-ト系ガラスを用いることにより,変形可能な温度を約200°C低下させることができた。上記のガラスを5ut%加えた初期粒径0.25μmのTZPは,1100°Cで超塑性的に変形した。ガラス添加によるTZPの高温変形能の改善については,目下特許申請中である。(2)TZPは、変形中に結晶粒成長が促進されることが分かった。これは変形誘起結晶粒成長によるものである。結晶粒成長速度とひずみ速度の関係は、多くの超塑性合金にみられるものと類似の挙動を示したが,粒成長速度は合金よりも約2桁小さかった。これは、TZPの高温変形中に生じる単位粒界すべりあたりの粒界移動量が、合金に比べてずっと小さいためであると考えられた。(3)Al_2O_3ーZrO_2系の高温変形応力は、組成によって変化することが見出された。1400°Cにおける変形応力は、ZrO_2濃度5ut%のところで極大値をとる。これは、Al_2O_3に少量のZrO_2を添加した系の結晶粒径分布が不均一であることに関連しているものと考えられた。
静脈血の酸素化循環による遊離皮弁移植術の基礎的研究

1.皮弁用酸素化血液循環装置の作成他の動物実験で使用された新生児開心術用小型人工肺、人工透析装置で使用されているローラーポンプヘッド他を用いて皮弁用酸素化血液循環装置を作成した。2.予備実験ビーグル犬3匹を実験に使用した。各々を全身麻酔下に置き、両側有茎の鼠径皮弁、伏在皮弁を作成した。各皮弁の主要栄養血管を7から14日目に切離して、皮弁全体が母床からの新生血管のみで栄養される時期を観察した。生着面積については、各皮弁を写真撮影しパソコンに画像を取り込んだ後で、算出した。3.実験ビーグル犬2匹を実験に使用した。各々を全身麻酔下に置き、予備実験と同様の方法で遊離皮弁を作成した。本実験の計画・方法に基づき、皮弁用酸素化血液循環装置を皮弁の動静脈および実験動物の静脈2本と連結し経時的に観察している。一時的に回路を遮断した状態での皮弁色および退色反応の観察、血流量を測定している。
量子論的フラクソンの理論研究とその量子情報科学への応用

本研究の目的は,超伝導素子中の可動な素励起であるフラクソンの量子性を明らかにし,量子情報科学への応用法を考案することである.最終年度である本年度は,前年度までに提案した手法を発展させるとともに,研究の総括を行った.主な研究成果を以下に挙げる.(1)フラクソン制御によるグラフ状態の生成前年度に発表したフラクソンを用いた量子ビット間の結合制御法を応用し,グラフ状態の生成法を提案した.グラフ状態とは,量子計算や量子エラー訂正など,多くの応用を持つ多ビット量子状態である.固体量子ビット上でこの状態を生成するには,複雑な結合制御が必要であるために,より簡便な生成法が望まれている.今回我々が提案した方法では、フラクソンの持つ局所性と制御性により,Josephson伝送線路への一様な電流印加によって簡便な生成が可能である.本研究については,第70回応用物理学会学術講演会にて発表したほか,日本物理学会が出版する学術論文誌,「Journal of Physical Society of Japan」のLetterとして掲載された.(2)動的カシミール効果によるフラクソンのスクイーズド状態動的カシミール効果は.真空状態にある電磁場共振器において急激に共振器の境界を変化させることにより,量子状態を非断熱的に変化させる効果である.この効果は1970年にMooreによって提案されたが,共振器の壁を高速で動かすことが困難であるために,いまだ実験的な検証は成功していない.一方,超伝導素分では,Josephson接合を利用した技術により,素子の持っパラメータを高速に制御することができる,これにより実空間においては不可能な非断熱的変化による効果を固体素分中において観測することが可能となる.そこで本研究では,この非断熱的効果によるフラクソンのスクイージング方法を提案した.本研究成果については,国際会議,応用物理学会及び,日本物理学会にて発表した他,論文誌に投稿準備中である.本研究の目的は,固体中で動ける量子ビットを提案することである.その目的のため本年度は,以下の通り研究を実施した.1.相対論的ブリーザーの量子崩壊遅れすでに提案したジョセフソン・ブリーザー量子ビットの不安定性を解消するため,ジョセフソン伝送線路の持つLorentz不変性が線路を走るブリーザーに及ぼす影響を理論的に考察した.結果,ブリーザーのフラクソン-反フラクソン対への量子崩壊確率が,接合中の光速に近づくにつれて抑えられることが分かった.これは,亜光速で走るμ粒子の崩壊が遅れるという相対論的現象に類似した現象であり,これを利用すると,ジョセフソン・ブリーザー量子ビットの不安定性を解消することが可能となる.本研究成果については,日本物理学会第62回年次大会(22pTG-3)にて発表を行った.2.古典フラクソンによる量子情報の伝送位相量子ビット列とそれに並走するジョセフソン伝送線路中のフラクソンとの相互作用を考察した.その結果,フラクソンを用いて位相量子ビット列上の量子情報を伝送することができることがわかった.これは,仮想的な動ける量子ビットと言える.本年度は,この量子情報の伝播を利用して,量子計算において用いられる巨視的量子相関状態の生成法を提案した(論文誌:Applied Physics Letters,国際会議:QIPC,Barcelona).以上のような結果を踏まえ,次年度は,古典フラクソンによる量子論理ゲートの制御についてさらに検討を深める.また,それと同時に量子フラクソンの位相すべりを利用した量子ビットについても研究を進めてゆきたい.本研究の目的は,固体量子素子中で「動ける量子ビット」を提案し,その基礎を確立するとともに,それを用いて量子力学の根本に横たわる諸問題の解決に取り組むことである.この目的のため,今年度は以下のとおり研究を遂行した.1.量子編み機の提案前年度,位相量子ビット列における量子状態が,それに併走するジョセフソン伝送線路中のフラクソンによって制御できることを示した.本年度は,NMRの原理を利用した個別制御法を提案するとともに,これらを統合したフラクソン制御型量子コンピュータ(量子編み機)の理論を構築した.その結果,フラクソンの往復運動に伴い,あたかも編み機で編み物をするように量子情報が処理されことがわかった.本研究については,日本物理学会第64回年次大会(27aVE-6)にて発表したほか,現在学術雑誌に投稿中である.「巨視系への量子論適用の正当性」を検証することは,量子力学の基礎の確立に対して大きな意味を持つ.本年度は実験的にこの問題への判定を下すことのできる新しいスキームを提案した.結果,統計的手法に頼らざるを得ない従来の方法と比較して,本スキームでは少数回の実験結果によって確定的な判定を得る事ができることが分かった.本研究に関しては,現在学術雑誌に投稿中である.以上の結果を踏まえ,次年度は,量子フラクソンの位相すべりを利用した量子ビットへの研究を深めると共に,その時間Bell不等式の実験スキームへの応用を考えたい.本研究の目的は,超伝導素子中の可動な素励起であるフラクソンの量子性を明らかにし,量子情報科学への応用法を考案することである.最終年度である本年度は,前年度までに提案した手法を発展させるとともに,研究の総括を行った.主な研究成果を以下に挙げる.(1)フラクソン制御によるグラフ状態の生成前年度に発表したフラクソンを用いた量子ビット間の結合制御法を応用し,グラフ状態の生成法を提案した.グラフ状態とは,量子計算や量子エラー訂正など,多くの応用を持つ多ビット量子状態である.

固体量子ビット上でこの状態を生成するには,複雑な結合制御が必要であるために,より簡便な生成法が望まれている.今回我々が提案した方法では、フラクソンの持つ局所性と制御性により,Josephson伝送線路への一様な電流印加によって簡便な生成が可能である.本研究については,第70回応用物理学会学術講演会にて発表したほか,日本物理学会が出版する学術論文誌,「Journal of Physical Society of Japan」のLetterとして掲載された.(2)動的カシミール効果によるフラクソンのスクイーズド状態動的カシミール効果は.真空状態にある電磁場共振器において急激に共振器の境界を変化させることにより,量子状態を非断熱的に変化させる効果である.この効果は1970年にMooreによって提案されたが,共振器の壁を高速で動かすことが困難であるために,いまだ実験的な検証は成功していない.一方,超伝導素分では,Josephson接合を利用した技術により,素子の持っパラメータを高速に制御することができる,これにより実空間においては不可能な非断熱的変化による効果を固体素分中において観測することが可能となる.そこで本研究では,この非断熱的効果によるフラクソンのスクイージング方法を提案した.本研究成果については,国際会議,応用物理学会及び,日本物理学会にて発表した他,論文誌に投稿準備中である.
建築構造物の知的ファジィ最適アクティブ制御シミュレーションシステム

本研究では、まず、筆者らが提案している、知的ファジィ最適アクティブ制御の考え方に基づいて、既に独立に構築している制御シミュレーションシステムを、総合的に取り扱うことができるように、システムをオブジェクト指向的に分析し、これらを統合化したシステムの構築をWindow環境の下で行った。ここでは、AMD方式制振構造で、制振効果を大きく左右するパラメータとなる、AMDの付加質量・付加剛性等を、遺伝的アルゴリズムを用いて最適に設計するシステムの構築と、従来、制御方式や予測方法毎に個別に構築していたファジィ最適制御システムを統合化したディジタルシミュレーションシステムの構築Window環境下でオブジェクト指向的言語を用いて行った。次に、構築した統合化システムを、分散環境の基で実行させることにより、実際の構造物制御システムを組み込んだ場合とほぼ同様の制御シミュレーションを実行できるようにシステムを発展させるための基礎的検討を行った。その結果、実際の実験システムを応用した分散型シミュレーションシステムの構築は容易であるが、DOS環境であるためユーザーフレンドリーなシステムの構築には難があること、また、Windows環境下のインターネットのブラウザを用いた分散システムの構築では、Windows環境が有する機能を用いることで非常に容易になった部分と、Windows環境のセキュリティが強化されたことにより、大きく制約をうける部分があり、コンポーネントオブジェクトのコントロールを含めた、Windows環境の有する機能を有効に活用できるシステムを構築していく必要があることが明らかとなった。以上の検討結果より、分散環境下におけるファジィ最適アクティブシミュレーションシステム構築と、分散環境下でのシステム構築時に必要となる基礎的知見を得ることができた。制振システムは構造物の安全性、機能性の確保、居住性の向上など建築的要求を満足させるとともに設計の自由度を高める効果もあり、将来性、発展性のあるシステムと考えられる。建築構造物の制振システムの構築に際しては、不確実性の高い応答と外乱に対処するばかりでなく、多目的,多機能,複合構造物としての建築構造物の特性を考慮に入れた制振システムを構築する必要がある。本研究では,ファジィ理論の最大化決定を用いたファジィ最適制御の基本的方法に基づき、従来、採用した地震動入力予測方法、構造同定手法毎に個別に作成した制御シミュレーションシステムを統合化し、種々の制御シミュレーションシステムを一貫して行うことができる建築構造物のアクティブ制御シミュレーションシステムの構築を行った。また、システムは、オブジェクト指向の考え方を導入し、window環境上で本年度購入したObject Pascalを用いて構築した。これにり、地震動入力予測や構造物応答予測システムが統合され、制御方式や予測方法を簡単に変化させた解析を行うことができた。本システムでは、ユーザーが入力予測方法、応答予測方法、制御方式を指定してシステムを実行させると、制御結果や制御効果が視覚的・直感的に理解できる形式で出力される。これにより、予測方法、応答予測方法、制御方式の相違による制御結果と制御効果の検討が容易となる。本年度は、研究の初年度として、オブジェクト指向の考え方を導入した統合的アクティブ制御シミュレーションシステムの構築を行い、来年度実施予定の分散環境でのシミュレーションシステム構築の基礎的な資料を得ることができた。本年度は、最終年度として、昨年度で構築した知的ファジィ最適アクティブ制御シミュレーションシステムに加えて、アクティブ制振構造システムの最適設計手法に関するシステムの構築を遺伝的アルゴリズムを導入して行った。これらのシステムは、それぞれ単独で作動するシステムであるため、トータルなアクティブ制御シミュレーションを構築する場合に必要となる、分散環境下における知的ファジィ最適アクティブ制御システムの構築手法について、基礎的な検討を行った。ここでは、まず、実際の実験システムの分散環境下でのシミュレーションシステムへの応用性について検討した。その結果、この実験システムを応用すれば、実験と同じ条件下でのシミュレーションシステムを容易に構築することが可能となる。しかし、このシステムはDOS環境下で作動しており、ビジュアルな表現を用いたシミュレーションシステムの構築には、ハードウェア的改良を行う必要があることが明らかとなった。次に、Windows環境の下で、分散型制御シミュレーションシステムを検討した。この場合、インターネット環境を用いたシミュレーションシステムの構築が考えられる。

しかし、コンポーネントオブジェクトのコントロールが複雑であるため、ブラウザ上でシステムがスタンドアロン型のシステムと全く同じ作動を実現するには至っていない。また、Windows環境下でのシステム構成は、Windows環境が有する機能を用いることで非常に容易になった部分と、Windows環境のセキュリティが強化されたことにより、大きく制約をうける部分がある。今回の検討により、Windows環境の下で、分散型制御シミュレーションシステムの構築に必要となる基礎的知見は得られた。今後は、得られた知見を基に、Windows環境の有する機能を有効に活用できるシステムを構築していく必要があると考えている。
入力制限を有する制御系の厳密な性能解析と実験検証に関する研究

現実の制御系には,アクチュエータの性能限界などに起因し,制御入力の大ききに関する拘束条件が存在する.入力制限の存在は,ワインドアップ減少などを生じ,制御系の性能を著しく劣化させる.またきわめて容易に,制御系の不安定化を引き起こす.拘束条件の存在を陽に考慮した制御系の解析・設計理論の確立は,実システムの安全な運用を保証する意味でも,また優れた制御性能を引き出す意味でも,大きな実用的意義を有する.本研究では,制御系の振る舞いを決定する状態変数に着目し,状態空間に構成される不変集合の性質を活用することで,拘束条件の存在を陽に考慮した制御系の性能解析および制御系設計法を提案した.またえられた制御系設計法を,実システムに適用することで,有用性の実験的検証ならびに残された理論的研究課題を明らかにした.本研究における理論的な成果として,非線形システム対しする最大出力許容集合の概念の拡張が挙げられる.拘束条件を有する制御系が,その拘束条件を破ることなく安全に動作するための条件として,最大出力許容集合の概念を利用した必要十分条件が知られている.これらの条件は,基本的には,拘束条件を有する線形システムに対して与えられていた.しかしながら現実の制御系は,少なからず非線形特性を有する.したがって,最大出力許容集合を利用した制御系の解析の実用性を高める観点からは,その概念を非線形システムに対して拡張することは重要である.この点に着目し,拘束条件を有する非線形システムに対して,最大出力許容集合の概念を提案し,この具体的な構成手順を明らかにした.これにより,非線形特性を有する制御系が,安全に動作するための必要十分条件が陽に記述される.最大出力許容集合に代表される不変集合は,制御系が安全に動作できる状態空間の領域を与える.そこでこの情報を利用することで,拘束条件の達成を保証することが可能な,目標値入力の整形則を提案することができる.この制御則の実用性を,モデルヘリコプタの姿勢制御系に実装し,実験的に検証した.実験による検証をとおして,良好な制御性能がえられた一方,実装に伴う計算量の増大が引き起こす問題も明らかとなった.この観点から,計算量の軽減を考慮した制御則の一実現手順を提案した.実験的な検証を含めた考察に関しては,今後の課題となっている.現実の制御系には,アクチュエータの性能眼界などに起因し,制御入力の大きさに関する拘束条件が存在する.入力制限の存在は,ワインドアップ減少などを生じ,制御系の性能を著しく劣化させる.またきわめて容易に,制御系の不安定化を引き起こす.拘束条件の存在を陽に考慮した制御系の解析・設計理論の確立は,実システムの安全な運用を保証する意味でも,また優れた制御性能を引き出す意味でも,大きな実用的意義を有する.本研究では,制御系の振る舞いを決定する状態変数に着目し,状態空間に構成される不変集合の性質を活用することで,拘束条件の存在を陽に考慮した制御系の性能解析および制御系設計法を提案した.またえられた制御系設計法を,実システムに適用することで,有用性の実験的検証ならびに残された理論的研究課題を明らかにした.拘束条件を有する制御系が,その拘束条件を破ることなく安全に動作するための条件として,最大出力許容集合の概念を利用した必要十分条件が知られている.一方,現実の制御系とこれを記述する数理モデルの間には,不確かさの存在が避けられない.この点に着目し,不確かさを有する制御系に対する最大出力許容集合の概念を提案し,この厳密な構成が可能であることを明らかにした.これにより,不確かな差制御系が,安全に動作するための必要十分条件が陽に記述される.また入力制限を有する制御系の動特性は,区分的2次システムとして等価に表現される.そこで区分的2次システムに消散性の概念を導入することで,入力拘束システムのゲイン解析が可能であることを示した.具体的な計算手順は,区分的2次な蓄積関数を採用することで,凸最適化問題に帰着させることが可能である.最大出力許容集合に代表される不変集合は,制御系が安全に動作できる状態空間の領域を与える.そこでこの情報を利用することで,複数のコントローラの切り換え則,および目標値入力の整形則を提案することができる.さらにこれらの制御則を,DCモータを利用した位置決め制御系およびモデルヘリコプタの姿勢制御系に実装し,その有効性を検証した.実験による検証をとおして,良好な制御性能がえられた一方,不変集合の計算に代表される数値計算の困難さも明らかとなった.今後の課題として,最大出力許容集合の近似計算の理論およびこれを利用した制御系設計法の提案が挙げられる.現実の制御系には,アクチュエータの性能限界などに起因し,制御入力の大ききに関する拘束条件が存在する.入力制限の存在は,ワインドアップ減少などを生じ,制御系の性能を著しく劣化させる.またきわめて容易に,制御系の不安定化を引き起こす.拘束条件の存在を陽に考慮した制御系の解析・設計理論の確立は,実システムの安全な運用を保証する意味でも,また優れた制御性能を引き出す意味でも,大きな実用的意義を有する.本研究では,制御系の振る舞いを決定する状態変数に着目し,状態空間に構成される不変集合の性質を活用することで,拘束条件の存在を陽に考慮した制御系の性能解析および制御系設計法を提案した.またえられた制御系設計法を,実システムに適用することで,有用性の実験的検証ならびに残された理論的研究課題を明らかにした.本研究における理論的な成果として,非線形システム対し

する最大出力許容集合の概念の拡張が挙げられる.拘束条件を有する制御系が,その拘束条件を破ることなく安全に動作するための条件として,最大出力許容集合の概念を利用した必要十分条件が知られている.これらの条件は,基本的には,拘束条件を有する線形システムに対して与えられていた.しかしながら現実の制御系は,少なからず非線形特性を有する.したがって,最大出力許容集合を利用した制御系の解析の実用性を高める観点からは,その概念を非線形システムに対して拡張することは重要である.この点に着目し,拘束条件を有する非線形システムに対して,最大出力許容集合の概念を提案し,この具体的な構成手順を明らかにした.これにより,非線形特性を有する制御系が,安全に動作するための必要十分条件が陽に記述される.最大出力許容集合に代表される不変集合は,制御系が安全に動作できる状態空間の領域を与える.そこでこの情報を利用することで,拘束条件の達成を保証することが可能な,目標値入力の整形則を提案することができる.この制御則の実用性を,モデルヘリコプタの姿勢制御系に実装し,実験的に検証した.実験による検証をとおして,良好な制御性能がえられた一方,実装に伴う計算量の増大が引き起こす問題も明らかとなった.この観点から,計算量の軽減を考慮した制御則の一実現手順を提案した.実験的な検証を含めた考察に関しては,今後の課題となっている.
時間観念からみた現代ヨーロッパ史学思想の再検討

現代ヨーロッパの代表的歴史学者について,カール・ランプレヒト(ドイツ),アーノルド・J.トインビー(イギリス),フェルナン・ブローデル(フランス)の三人を取り上げて,時間観念という視角から,それぞれの史学思想を再検討することに,本研究の主力を注いだ。ランプレヒトについては,文化の伝達の通路として時間と空間とを考え,時間を通路とする伝達をルネサンスとして把握したことに注目した。トインビーは,ランプレヒトからは影響を受けることなしに,時間の次元における文明の出会いとしてのルネサンス,という発想に到達し,この発想をランプレヒトよりもはるかに詳細に展開した。両者ともに,歴史上の特定の現象としてのイタリア・ルネサンスに限定されない,一般論としてのルネサンス論を考えている。しかし,トインビーは,文明の「親子関係」がルネサンスの前提条件であるとした上で,時間の次元における,そして生存の時期を異にしながら親子関係にある二つの文明の接触として,ルネサンスのほかに「復古主義」をも想定したために,論旨を混乱させた。ランプレヒトとトインビーの史学思想のなかでは,時間観念は周辺的な位置を占めるにとどまるのに対し,ブローデルの場合には,時間観念がその史学思想の中心に位置している。かれの主著『フェリーペ2世の時代の地中海と地中海世界』に展開された歴史的世界は,時間の三層性のシェーマによって構成されている。その三層とは,初版(1949年)では地理的時間,社会的時間,個人約時間(出来事の歴史)であり、改訂再版(1966年)以後では,長期持続の歴史,変動局面の歴史,出来事の歴史である。このように、時間の三層の内容に,かれが途中で大きな変更を加えたことが、かれの時間観念の理解を困難にし,混乱させる。本研究はこの事実を指摘した。ブローデルの「出来事の歴史」枇判は一貫しており、本研究はこの枇判とかれの時間観念を関連づけた。本年度の研究のなかで特に重視した第一の論点は,時間の次元における文明の出会いとしてのルネッサンスの現象である。ここでいうルネッサンスとは,14世紀から16世紀のイタリアにおいて展開された一回限りの歴史的現象にとどまらない。ふたつの文明が時間の次元において,すなわち同時代にではなく,時間的間隔をへだてて遭遇する場合を指す。従って、このような事態が生じている場合には、そこにルネッサンスの現象が生じていると考えられる。この意味でのルネッサンスの現象に初めて注目したのはドイツの歴史学者カ-ル・ランプレヒトであり,このようなルネッサンス論を本格的に展開したのはイギリスの歴史学者ア-ノルド・J・トインビ-である。以上の内容を詳しく述べたのが,雑誌『比較文明』第7号に発表された三宅の論文と,カ-ル・ディ-トリヒ・エルトマン教授追悼論文集『歴史についての反省,歴史学者のオイクメネから』に発表された三宅の英文論文前半である。時間観念から現代ヨ-ロッパ史学思想を再検討する事を試みた時に浮かび上がってくる第二の論点は、フランスの歴史学者で,「アナル学派」の中心的存在であったフェエルナン・ブロ-デルが提唱した「三層」の時間の問題である。彼は、短期特続の時間の層としての出来事の歴史、長期持続(ロング・デュレ-)の時間の層,ほとんど不動の「地理学的」時間の層という,時間の三分法を提唱した。このようなブロ-デルの時間理解について,歴史の認識論の視角から批判的にこれを分析したのが、三宅の英文論文の後半の部分である。

ブロ-デルの時間理解の難点と考えられるものは,第一に彼が,彼のいう三層の時間の内容規定を時と共に変化させたことで,この点はウィ-ン大学史学科教授であった故ハインリヒ・ルツが鋭く批判した。第二に,認識論的に考察した時,彼の立場認識論的には素朴というべき模写説に依拠している。「時間の次元における文明の出合い」という発想は,時間観念から史学思想を再検討する際の重要な論点を形成するものであるが,この発想の萌芽的形態は,ドイツの歴史学者カール・ランプレヒトにみられ,ランプレヒトとは独立に,イギリスの歴史学者アーノルド・J・トインビーによって本格的に発展せしめられ,彼のルネサンス論の中心命題となった。彼は,完全に成功したルネサンスは,創造的な文化活動を窒息させると考え,ヨーロッパ文明がルネサンスを克服する上で「古代・近代論争」と,そこでの近代派の勝利が決定的役割を果たしたと断定する。三宅の論文「20世紀の歴史記述と時間意識-進歩の観念と『古代・近代論争』は,この問題をめぐる,トインビー,アメリカの歴史社会学者ロバート・ニスベット,ドイツの歴史学者ヴェルナー・ベルトールト等の見解を検討している。フランスの歴史学者フェルナン・ブローデルにおいては,ランプレヒトやトインビーの思想のなかではまだ周辺的位置にとどまった時間観念が,その史学思想の核心を形成している。三宅の論文「時間観念からみた現代ヨーロッパ史学思想の再検討-ランプレヒト,トインビー,ブローデル」は,三者の時間観念を詳論するとともに,特にブローデルにみられる3時間の三層構造を,ドイツ軍の捕虜収容所での彼の体験にさかのぼって,批判的に論述している。ブローデルの時間観念を追求する上での手がかりになるのは,フランスの哲学者ポール・リクールの『時間と物語』全3巻のうちの第1巻である。リクールも指摘しているように,ブローデルの時間観念は,歴史の認識論からみれば素朴に過ぎる。三宅の論文は,リクールのほかに,ドイツの社会学者ゲオルク・ジンメルの歴史認識論を援用して,この素朴さを批判している。ブローデルの時間観念にみられるのは,ジンメルのいう「歴史的リアリズム」である。他方で三宅論文は彼の独創性を十分評価する。
中赤外量子カスケードレーザを用いた健康診断システムの構築に向けた実証実験

本研究は中赤外領域で発振する量子カスケードレーザ(QCL)を用いることにより,センサ部に指を触れたり,測定プローブを耳たぶ等に取り付けたりするだけで,採血なしでコレステロール値,グリコヘモグロビン,および血糖値などの各種の体外診断を行うことができるヘルスケア機器を開発するために,実験による原理実証を行うことを目的として次の事項について検討を行った.1)FTーIRによる人を対象としたスペクトルデータ取得複数のボランティアを募り,指尖からの穿刺血を対象に,総コレステロール,HDLコレステロール,トリグリセライド,血糖値の測定を市販の臨床化学分析装置および血糖値自己測定器を用いて行い,それと同時に申請者らが開発した右図に示すFT-IR分析システムにより,口唇を対象に中赤外領域における吸収スペクトルを測定した.2)特定成分の吸収ピークに着目したスペクトル定量分析人を対象として測定した赤外吸収スペクトルには無数の吸収ピークが存在するが,それらのうち,コレステロール類に関連する脂質に起因する吸収ピーク群,およびHbA1cや血糖値に関連するブドウ糖による吸収ピーク群が波長10ミクロン付近に現れることがわかっている.これらの吸収ピークに着目し,診断項目値と強い相関が得られるピーク波長を探索した結果,血糖値については1155cm-1など,トリグリセライドについては1120cm-1などの吸収ピークが強い相関を示すことがわかった.3)線形回帰分析による最適波長選択診断項目値を目的変数,スペクトル上の離散的な波長の吸収値を説明変数として,測定範囲内のすべての波長の組み合わせについて線形回帰分析を行い,血糖値に対して最も高い相関係数が得られる23波長の組み合わせを探索した.その結果,1150,1170,1192cm-1の3波長を用いると強い相関が得られることがわかった.1)FTーIRによる人を対象としたスペクトルデータ取得,2)特定成分の吸収ピークに着目したスペクトル定量分析,3)線形回帰分析による最適波長選択のいずれの項目についてもほぼ順調に研究が進展し,良好な結果が得られてきている.人を対象とした実験により得られたデータと測定項目との相関を向上させるために,測定手法の改善や新たなデータ解析方法の開発を行う.本研究は中赤外領域で発振する量子カスケードレーザ(QCL)を用いることにより,センサ部に指を触れたり,測定プローブを耳たぶ等に取り付けたりするだけで,採血なしでコレステロール値,グリコヘモグロビン,および血糖値などの各種の体外診断を行うことができるヘルスケア機器を開発するために,実験による原理実証を行うことを目的として次の事項について検討を行った.1)FTーIRによる人を対象としたスペクトルデータ取得複数のボランティアを募り,指尖からの穿刺血を対象に,総コレステロール,HDLコレステロール,トリグリセライド,血糖値の測定を市販の臨床化学分析装置および血糖値自己測定器を用いて行い,それと同時に申請者らが開発した右図に示すFT-IR分析システムにより,口唇を対象に中赤外領域における吸収スペクトルを測定した.2)特定成分の吸収ピークに着目したスペクトル定量分析人を対象として測定した赤外吸収スペクトルには無数の吸収ピークが存在するが,それらのうち,コレステロール類に関連する脂質に起因する吸収ピーク群,およびHbA1cや血糖値に関連するブドウ糖による吸収ピーク群が波長10ミクロン付近に現れることがわかっている.これらの吸収ピークに着目し,診断項目値と強い相関が得られるピーク波長を探索した結果,血糖値については1155cm-1など,トリグリセライドについては1120cm-1などの吸収ピークが強い相関を示すことがわかった.3)線形回帰分析による最適波長選択診断項目値を目的変数,スペクトル上の離散的な波長の吸収値を説明変数として,測定範囲内のすべての波長の組み合わせについて線形回帰分析を行い,血糖値に対して最も高い相関係数が得られる23波長の組み合わせを探索した.その結果,1150,1170,1192cm-1の3波長を用いると強い相関が得られることがわかった.1)FTーIRによる人を対象としたスペクトルデータ取得,2)特定成分の吸収ピークに着目したスペクトル定量分析,3)線形回帰分析による最適波長選択のいずれの項目についてもほぼ順調に研究が進展し,良好な結果が得られてきている.人を対象とした実験により得られたデータと測定項目との相関を向上させるために,測定手法の改善や新たなデータ解析方法の開発を行う.
ＲＣ部材とＳ部材で構成されるＴ字形接合部の小鉄骨による支圧性能の改善

本研究は、S梁とRC柱で構成される柱梁接合部を対象として、接合部に埋め込まれる梁鉄フランジ下面に取り付けられる小鉄骨が支圧破壊性状の改善に有効であるかを実験的に検討するとともに、小鉄骨を有するS梁からRC柱への応力伝達機構および抵抗機構に基づく耐力評価法を提案しようとするものである。平成30年度の検討として、S梁とRC柱で構成されるT字形柱梁部分骨組を対象として、小鉄骨の埋め込み長さを実験変数とした4体の試験体について実験を実施した。埋め込み長さは、小鉄骨のせいの1,2,3倍である。なお、小鉄骨を取り付けていない試験体も計画した。RC断面は300×300mm、柱主筋はD16が柱の隅角部に3本づつ、計12本配置されている。柱梁接合部のせん断補強筋はD6を50mm (せん断補強筋比pw;0.35%)間隔で配置されている。S梁はH-250×100×9×16である。支圧板厚は12mmである。なお、柱梁接合部がせん断破壊しないように鉄骨ウェブパネル厚は16mmとした。小鉄骨はH-150×80×6×9である。実験は、S梁両端を単純支持し、RC部材端部に正負漸増繰返し荷重を負荷する。これらの実験から、小鉄骨の埋め込み長さが短い試験体は,最大耐力発揮時にS梁フランジ上面にパンチングシア破壊が生じ,S梁フランジ上面のコンクリートが剥離したが,長い試験体はその様な破壊状況は観察されなかった。小鉄骨の埋め込み長さを小鉄骨のせいの3倍にすれば小鉄骨の曲げ耐力を発揮できることが示された。また、既往の研究代表者の研究結果に基づいて、小鉄骨を有するT字形柱梁接合部の応力伝達機構および抵抗機構に基づく耐力評価法が提案された。計算値によって実験値をほぼ評価できるが、埋込み長さによって,計算値と実験値との間に若干相違がみられた。この点については,今後詳細な検討が必要である。平成30年度は、S梁とRC柱で構成されるT字形柱梁接合部を対象として、小鉄骨の埋め込み長さを変数として、支圧破壊性状の改善に対して小鉄骨の有効性を実験的に検討した。その結果、小鉄骨の埋め込み長さを小鉄骨のせいの3倍にすれば小鉄骨の曲げ耐力を発揮できることの有益な知見を得た。しかしながら、本研究では柱梁接合部のせん断補強筋比が0.35%とやや小さい。柱梁接合部の内部パネルから外部パネルへの応力伝達は、内部パネルと外部パネルとの間のねじりモーメントに大きく依存する。したがって、柱梁接合部のせん断補強筋比が大きい試験体を想定し、その影響を実験的に更に検討することが必要であることが明らかとなった。令和元年度はこの点を踏まえた実験的検討を実施したい。また、破壊性状および研究代表者の既往の研究成果に基づいて、小鉄骨を加味したS梁からRC柱への応力伝達機構および抵抗機構に基づいて、終局耐力評価法を提示した。しかしながら、若干実験値を評価できない部分があり、この点については更に検討する必要がある。上記のように、平成30年度の検討によって新たな問題が想起されるが、平成30年度のこれらの結果を踏まえ、現在の研究の進捗状況はおおむね順調であると評価している。平成30年度は、小鉄骨を取り付けたS梁とRC柱で構成されるT字形接合部を対象に、小鉄骨の埋め込み長さによる支圧破壊性状の改善の有効性を実験的および解析的に検討した。これらの実験結果から、小鉄骨の埋め込み長さを小鉄骨せいの3倍にすれば、小鉄骨の曲げ耐力を発揮できることが示された。しかしながら、この結果は、柱梁接合部の内部パネルと外部パネルの間のねじり耐力に依存するので、合理的な設計法を確立するためには、柱梁接合のせん断補強筋比を多くした実験を実施することが必要である。したがって、実験的研究では、令和元年度はこの点を踏まえた計画とする。また、既往の研究代表者の研究結果に基づいて、小鉄骨を有するT字形接合部の応力伝達機構および抵抗機構に基づく耐力評価法を提示した。若干実験値を合理的に評価できない場合があるのでこの点については、更に検討する必要がある。令和元年度は、小鉄骨の埋め込み長さを実験変数とし、柱梁接合部のせん断補強筋比を大きくした実験計画に加え、小鉄骨の埋め込み長さが小さい場合を想定して、小鉄骨の周囲にせん断補強筋を付加する補強法あるいは小鉄骨端部にエンドプレートを設置する補強法を提案し、その妥当性を実験的および理論的に検討する。また、実験結果に基づいて、小鉄骨周囲にせん断補強筋を配置した効果および端部にエンドプレートを有するT字形接合部の応力伝達機構および抵抗機構を提案し、耐力評価法を提示したい。令和2年度には、平成30年度および令和元年度の実験結果および既往の研究代表者が行ったT字形接合部の応力伝達機構および抵抗機構に基づいて、小鉄骨を有する接合部の終局耐力評価法を提示し、これらの終局耐力評価法に基づいて簡便な終局耐力設計式を提示する。

本研究は、S梁とRC柱で構成される柱梁接合部を対象として、接合部に埋め込まれる梁鉄フランジ下面に取り付けられる小鉄骨が支圧破壊性状の改善に有効であるかを実験的に検討するとともに、小鉄骨を有するS梁からRC柱への応力伝達機構および抵抗機構に基づく耐力評価法を提案しようとするものである。平成30年度の検討として、S梁とRC柱で構成されるT字形柱梁部分骨組を対象として、小鉄骨の埋め込み長さを実験変数とした4体の試験体について実験を実施した。埋め込み長さは、小鉄骨のせいの1,2,3倍である。なお、小鉄骨を取り付けていない試験体も計画した。RC断面は300×300mm、柱主筋はD16が柱の隅角部に3本づつ、計12本配置されている。柱梁接合部のせん断補強筋はD6を50mm (せん断補強筋比pw;0.35%)間隔で配置されている。S梁はH-250×100×9×16である。支圧板厚は12mmである。なお、柱梁接合部がせん断破壊しないように鉄骨ウェブパネル厚は16mmとした。小鉄骨はH-150×80×6×9である。実験は、S梁両端を単純支持し、RC部材端部に正負漸増繰返し荷重を負荷する。これらの実験から、小鉄骨の埋め込み長さが短い試験体は,最大耐力発揮時にS梁フランジ上面にパンチングシア破壊が生じ,S梁フランジ上面のコンクリートが剥離したが,長い試験体はその様な破壊状況は観察されなかった。小鉄骨の埋め込み長さを小鉄骨のせいの3倍にすれば小鉄骨の曲げ耐力を発揮できることが示された。また、既往の研究代表者の研究結果に基づいて、小鉄骨を有するT字形柱梁接合部の応力伝達機構および抵抗機構に基づく耐力評価法が提案された。計算値によって実験値をほぼ評価できるが、埋込み長さによって,計算値と実験値との間に若干相違がみられた。この点については,今後詳細な検討が必要である。平成30年度は、S梁とRC柱で構成されるT字形柱梁接合部を対象として、小鉄骨の埋め込み長さを変数として、支圧破壊性状の改善に対して小鉄骨の有効性を実験的に検討した。その結果、小鉄骨の埋め込み長さを小鉄骨のせいの3倍にすれば小鉄骨の曲げ耐力を発揮できることの有益な知見を得た。しかしながら、本研究では柱梁接合部のせん断補強筋比が0.35%とやや小さい。柱梁接合部の内部パネルから外部パネルへの応力伝達は、内部パネルと外部パネルとの間のねじりモーメントに大きく依存する。したがって、柱梁接合部のせん断補強筋比が大きい試験体を想定し、その影響を実験的に更に検討することが必要であることが明らかとなった。令和元年度はこの点を踏まえた実験的検討を実施したい。また、破壊性状および研究代表者の既往の研究成果に基づいて、小鉄骨を加味したS梁からRC柱への応力伝達機構および抵抗機構に基づいて、終局耐力評価法を提示した。しかしながら、若干実験値を評価できない部分があり、この点については更に検討する必要がある。上記のように、平成30年度の検討によって新たな問題が想起されるが、平成30年度のこれらの結果を踏まえ、現在の研究の進捗状況はおおむね順調であると評価している。平成30年度は、小鉄骨を取り付けたS梁とRC柱で構成されるT字形接合部を対象に、小鉄骨の埋め込み長さによる支圧破壊性状の改善の有効性を実験的および解析的に検討した。これらの実験結果から、小鉄骨の埋め込み長さを小鉄骨せいの3倍にすれば、小鉄骨の曲げ耐力を発揮できることが示された。しかしながら、この結果は、柱梁接合部の内部パネルと外部パネルの間のねじり耐力に依存するので、合理的な設計法を確立するためには、柱梁接合のせん断補強筋比を多くした実験を実施することが必要である。したがって、実験的研究では、令和元年度はこの点を踏まえた計画とする。
マウス、ヒト体性幹細胞を用いた骨格筋変性疾患治療の基盤技術の開発

骨格筋再生における造血幹細胞の関与について検討した。放射線照射したマウスに、GFPトランスジェニックマウス由来のc-kit陽性、Sca-1陽性、Lin陰性の造血幹細胞分画を移植し、放射線障害により惹起される骨格筋再生過程における関与について検討した。その結果、移植1週間において、GFP陽性の骨格筋を認めるようになり、c-kit陽性、Sca-1陽性、Lin陰性の細胞分画に骨格筋への分可能を有する細胞群が存在することが明らかとなった。しかし、このGFP陽性骨格筋は、次第にGFP陰性の骨格筋へと置換され、短期における骨格筋再生現象しか観察されない。その後、移植後6カ月を経過した移植マウスの骨格筋においても、GFP陽性骨格筋は認められない。しかし、このマウスにおいて、骨格筋よりsingle fiberを単離し、single fiberに付着するように存在する骨格筋幹細胞satellite細胞を観察するに、GFP陽性satellite細胞の存在、およびin vitroの分化検討におけるGFP陽性骨格筋の形成を確認した。この結果、c-kit陽性、Sca-1陽性、Lin陰性の細胞分画には、短期の骨格筋再生に寄与する細胞群とともに、長期にわたって骨格筋再生に寄与するsatellite細胞へと分化し得る細胞群が存在することが明らかとなった。より精密な細胞分画の同定、効率よくsatellite細胞へと分化する機構の開発に向けて、検討を進めている。近年、骨髄中には造血幹細胞のみでなく、筋細胞、骨細胞、軟骨細胞、脂肪細胞等に分化し得る間葉系幹細胞が存在することが知られるようになった。骨格筋組織においても、筋ジストロフィー症モデルマウスへのマウス造血細胞移植により、移植細胞の筋細胞への分化が確認された。しかし、その由来細胞が造血幹細胞分画、間葉系幹細胞分画いずれに属するのか詳細な解析が不明であるとともに、長期に渡る機能的再構築も確認されていない。さらに、骨格筋幹細胞がどのような分子機構で障害骨格筋組織へ特異的に生着し、再生機構が作動するのか不明である。また、ヒトにおいても、造血幹細胞移植を受けた先天性免疫不全症患者の解析にて、同時に併せもった変性筋疾患の機能的回復を示唆する報告がなされているが、移植造血幹細胞との関連において客観的評価はなされていない。本研究では、骨髄、臍帯血中に含まれる骨格筋への分化能力を有する組織幹細胞の同定を行ない、さらにマウスを用いてin vivoにおける評価を行った。まず、骨髄細胞より骨格筋への分化能を有する細胞分画の同定を行った。種々組織幹細胞の同定に、sphere培養法を用いた培養法が用いられている。今回、骨髄細胞より非血球細胞を分別した後、sphere培養法を組み合わせることにより、骨格筋への分化能を併せ持つ、多能性幹細胞分画を同定した。現在、多能性幹細胞の分子生物学的基盤、in vivoにおける評価を行っている。その、後移植後6カ月を経過した移植マウスの骨格筋においても、GFP陽性骨格筋は認められない。