hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心筋梗塞後創傷治癒過程における骨髄由来樹状細胞の役割

我々は、マウス心筋梗塞モデルを用いて樹状細胞が骨髄から梗塞部に浸潤することを世界で初めて示した。また、骨髄由来の樹状細胞を選択的に除去できるマウスモデルを作製し、樹状細胞が炎症性、抗炎症性の単球/マクロファージを制御することで、梗塞後の炎症、免疫応答において保護的に働く可能性を明らかにした。以上より、樹状細胞は梗塞後心不全の新たな治療標的になり得ると考えられた。我々は、樹状細胞(DC)が心筋梗塞後7日目をピークに骨髄から梗塞部に動員されることを世界で初めて確認した上で、心筋梗塞後治癒過程におけるDCの役割を明らかにするために、DCの特異的マーカーCD11cのプロモーター下流にサルのジフテリア毒素受容体とGFPを組み込んだ遺伝子改変マウスの骨髄を、放射線照射した野生型マウスに骨髄移植し、ジフテリア毒素(DT)を投与することで骨髄由来のDCを選択的に排除できるモデルを作製した。その結果、DCを除去すると、炎症性単球・マクロファージの浸潤が亢進し、逆に抗炎症性単球・マクロファージの浸潤は抑制され、炎症性・抗炎症性反応のバランスが崩れることで、著明な心不全を引き起こすことを報告した(Circulation 2012;125:1234-45)。最終年度では、梗塞部より炎症細胞を単離・精製し、CD11c+ DCが主なIL-10産生細胞の一つであることを確認した上で、野生型(WT)、及びIL-10ノックアウト(IL-10KO)マウスから採取した骨髄由来樹状細胞(BMDC)のadoptive transferにつき、検討した。WTマウスの大腿骨、下腿骨から骨髄細胞を抽出し、10ng/mlのGM-CSFを加えたRPMI mediumにて6日間培養後、AutoMACSでCD11c陽性のBMDCを採取し、DCを除去したマウスに心筋梗塞を作成後、5×106個のWT-BMDCを経静脈的に投与した。その結果、DC除去による心機能の悪化、炎症性Ly6Chigh単球の浸潤の亢進、MMP-9の活性化がほぼキャンセルされた。一方で、IL-10KOマウスから採取したBMDCをadoptive transferしても、WT-BMDCの投与で見られたような効果はほぼ認めなかった。今後、より詳細な検討を加え、学術雑誌に投稿する予定である。我々は、心筋梗塞後治癒過程における骨髄由来樹状細胞(DC)の役割を明らかにするために、DCの特異的マーカーCD11cのプロモーター下流にサルのジフテリア毒素受容体とGFPを組み込んだ遺伝子改変マウスの骨髄を、放射線照射した野生型マウスに移植する骨髄移植モデルを作成し、ジフテリア毒素(DT)を投与することで、骨髄由来のDCを選択的に排除した。DCの浸潤を免疫染色にて確認すると、正常心臓にはほとんど認めないGFP+ DCが、心筋梗塞後7日目をピークに梗塞部に浸潤していた。一方、DTを投与すると心臓に浸潤するDCがほぼ完全に除去され、DCは心筋梗塞後に骨髄より動員されることが示された。DTを投与しDCを一週間除去したDC ablation群では、梗塞後28日目の左室拡張末期径の拡大、収縮能の低下がより顕著に認められた。梗塞部における炎症性サイトカインの発現、MMP-9の活性を時系列で観察すると、対照群では3日目をピークとして、その後徐々に低下するのに対し、DC-ablation群では7日目においても高値が持続していた。一方、抗炎症性サイトカインIL-10の発現、血管新生の程度については、DC ablation群で有意に抑制されていた。梗塞後7日目における単球/マクロファージの浸潤がDC-ablation群で有意に亢進しており、その中でも特に炎症性Ly6Chigh単球、及びF4/80+ CD206- M1マクロファージの浸潤が対照群と比べて有意に多く、抗炎症性Ly6Clow単球、F4/80+ CD206+ M2マクロファージの浸潤は有意に低下していることが明らかとなった。梗塞後心不全における樹状細胞の役割について詳細に解析した論文はこれまで無く、本研究の結果は意義深いものと考え、Circulation誌に報告した(Circulation 2012;125:1234-45)。報告した論文は研究結果の一部をまとめたものであるが、交付申請書に記載した実験計画のうち、野生型(WT)、及びIL-10ノックアウト(IL-10KO)マウスから採取した骨髄由来樹状細胞(BMDC)のadoptive transferの実験ではある程度の結果が得られている。梗塞部よりcollagenase、elastase、DNAseを用いて炎症細胞を単離・精製し、細胞内サイトカイン染色を行いFACSにて解析すると、CD11c+ DCが主なIL-10産生細胞の一つであることが示唆された。

その後、WTマウスの大腿骨、下腿骨から骨髄細胞を抽出し、10ng/mlのGM-CSFを加えたRPMI mediumにて6日間培養後、AutoMACSでCD11c陽性のBMDCを採取し、樹状細胞(DC)を除去した群に心筋梗塞を作成後、5×106個のWT-BMDCを経静脈的に投与したところ、DC ablationによる心機能の悪化、Ly6Chigh単球の浸潤の亢進、MMP-9の活性化がほぼキャンセルされた。一方で、IL-10KOマウスから採取したBMDCをadoptive transferしても、WT-BMDCの投与で見られたような効果はほぼ認めなかった。今後詳細な検討を繰り返し加える必要があるが、交付申請書に記載した平成23年度の研究目的について、ある程度成果が得られていると考えている。H24年度の研究目的(WTマウスへのWT-BMDCのtransfer)を達成するために行う実験についても現在データを集めている段階である。これまで明らかになった結果の一部を論文として海外の学術雑誌に報告したが、樹状細胞(DC)がどのように炎症性、抗炎症性の単球・マクロファージを制御しているのか、その機序は明らかではない。今回注目したIL-10がそのkey moleculeとなっているのかさらなる検討が必要である。最近、マウス腸管に、IL-10を強力に発現してT細胞の活性化を制御する、CD11c+ CD11b+ MHCII+の細胞が存在することが報告された(PNAS 2012;109:5010-5)。マーカーとしての表現型は我々が心臓で同定した樹状細胞と近似しており、心臓における樹状細胞がその他どのようなマーカー、サイトカインを発現して、さらにはT細胞をどのように制御するのかも検討する必要があると考えられる。未使用額の発生は効率的な物品調達を行った結果であり、翌年度の消耗品購入に充てる予定である。次年度の研究費については消耗品の購入が中心であり、その他旅費、論文印刷費などに充てる予定である。
「誤ること」の学び――ジョン・デューイの美的経験論に着目してーー

本年度の研究では、先行研究において示唆されつつも十分に検討されてこなかったJ.デューイとブラック・マウンテン・カレッジ(Black Mountain College 1933-1957,以下BMC)の連関を扱った。BMCはアメリカのノースカロライナ州にかつて存在したリベラル・アーツ・カレッジであり、バウハウスの影響のもと展開されたとされる芸術実験においてその名を伝説的なものとしているが、それと同時に進歩主義教育の文脈においても言及され、共同体を基盤とした教育実践が評価されている。本研究では草創期のBMCにおける芸術の位置を、BMCの設立者J.Aライスとデューイの思想的交流とそこでの共鳴に着目することで探った。ここにはバウハウスの後継者としてのBMCという像を相対化しつつ、BMCのアメリカ的側面を析出するという狙いがある。本研究を行うにあたっては、the State Archives of North Carolinaにて資料収集を行なった。その結果、以下のことが明らかになった。まず、先行研究の整理を通じて、デューイとBMCの連関という課題は当時の不安定化するアメリカ社会の状況を踏まえて検討される必要があることを確認した。次に、デューイとライスは超越論的な知を退けつつ不安定化するアメリカ社会に応答するための道筋として、経験的な知を重視する点で思想的に共鳴していたことを明らかにした。最後に、デューイとライスの共鳴を踏まえつつ、BMCの教育思想における芸術の位置を明らかにした。それは、経験に立脚しつつ不安定化する社会へと応答する「個」の涵養と、そのための知のあり方を模索するための方途であった。以上の議論は「教育が芸術をいかなる仕方で求めてきたのか」という思想史上の議論に資するとともに、政治的混乱期において芸術を扱うことの危険性と可能性を考察するための手掛かりを示す。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、デューイの美的経験論の読解を通じて、目的合理性の図式に回収されないデューイ像を示すことで、彼の教育思想を再検討することである。本年度の研究は、主に以下の二点に注力したものであった。1デューイの美的経験論と政治思想の架橋を目指すこと、2共同研究による政治教育の国際比較を通じて、日本のシティズンシップ教育の現状と課題を明らかにすること。1デューイの思想研究においては、美的経験論と政治思想の架橋研究を行った。具体的には、1930年代という時代に着目し、デューイの美的経験論が、全体主義の問題と関わる「政治の美学化」(ベンヤミン)に応答可能かを検討した。その際に、1930年代のデューイの政治思想における全体主義論と、同時期の美的経験論についての記述を参照した。本研究から明らかになったのは、直接経験としての美的経験が、芸術という「間接性」を獲得することで、目的合理性からの跳躍の契機を獲得するという点に、デューイが全体主義的な同一化を退ける可能性を看取していたということである。また、この「跳躍」が、本研究課題である「誤ること」の契機として理解できる。2本研究は、デューイ教育思想の再検討を通じて、シティズンシップ教育への提言を見据えるものである。本年度は、日本のシティズンシップ教育の現状と問題点を、国際比較の視座から考察した。その際の鍵概念として、デューイ思想の中核でもある「参加」概念を扱った。そこから明らかになったのは、日本のシティズンシップ教育があくまでも議会政治への参加を目指す学校の論理に収斂するがゆえに、政治性を脱色してしまっているということである。この点に対し、アメリカとデンマークの政治教育実践に着目することで、学校<外>への参加の実践が、学校の論理を相対化しうることを提言した。研究目的達成のために必要な課題について、一定の進捗があり、また、得られた知見についてまとめ、学会誌等に発表することができたため。ジョン・デューイによる、フランスの哲学者アンリ・ベルクソンに対する批判を検討することを端緒として、デューイの美的経験論における生成と形の論理を思想史的に析出することを29年度の課題とした。本課題は、デューイの美的経験論と政治思想の架橋という本研究の目的において、「作品」という物質的な媒介の役割を明らかにするものである。本課題の背景にはデューイを生成論的に捉える近年の教育思想史研究における動向がある。本課題はそのような動向を踏まえつつデューイの美的経験論に着目し、生成論にはとどまらない「形」の論理を組み込む点で独自性を有する。一方で、デューイの美的経験論を生成論的に解釈することは、デューイのプラグマティズムにおける予定調和性を克服する不確定なダイナミズムをもつものとして評価されてきた。他方で、美的経験論を踏まえた芸術作品の「形」に注目することは、作品を媒介とした作者・鑑賞者間の「すれちがい」を生み出す点で、異なる道筋から予定調和性を克服するとも指摘されてきた。本研究は両者の道筋を架橋するものである。その際問題となるのは、ベルクソンが「形」の論理を批判している点である。本課題はデューイがベルクソンを持続一元論として批判していることに着目し、デューイの美的経験論における「作品」の位置を生成との関係から明らかにすることで、その役割を生成の一元論の問題を超えて、文化の多元性へと開かれることを明示した。

そのために、ベルクソンともデューイとも思想史的に共鳴していた、ウィリアム・ジェイムズの多元論を補助線とした。加えて、本課題はデューイのベルクソン批判を端緒とすることで、20世紀という時代状況におけるデューイの位置付けを、アメリカ哲学史に限定しない仕方で論じるものでもある。このような試みはプラグマティスト・デューイという像を、とりわけ道具主義的なイメージから解放することに寄与する。昨年度の研究では、デューイの美的経験論と政治思想の架橋、とりわけ全体主義との対決という文脈においては、一方では作品がもたらす「媒介」の機能を調査する必要があることが明らかになった。また他方で、美的経験論がその基盤に据える生命論が全体主義へと向かう問題点をはらんでいることが示された。以上をうけ、本年度の研究では生成という生命論的な側面と「作品=形」という媒介の機能が、デューイの美的経験の思想の中でいかなる関係にあるのかを検討することを目的とした。その結果、生成の創造的なダイナミズムを踏まえつつも、そのエネルギーを多元的な文化の生成へと向かわせる点に、デューイの議論の眼目があることを明らかにした。当初の研究計画においては、本年度では身体論を扱う予定であったが、結果的に「身体」を包括する「生命」概念を主題に掲げることとなった。本研究全体の目的は、美的経験論と政治思想の架橋研究を通じて「謝ること」という偶然性の領域を明らかにすることにある。生成も「形」によるコミュニケーションのすれ違いも、共に不確定性をその核に据える。デューイの思想は生成のエネルギーから文化の多元性における不確定性へと向かうのである。昨年度及び本年度の研究によって、デューイの美的経験論と政治思想の架橋研究の基礎的な構造は明らかになった。その構造とは、美的経験という生成的で直接的な経験を動力としながら作品=形を媒介とすることで、生命の創造的・生成論的全体を避けつつ、そのエネルギーを文化の多元性へと向かわせることで、全体主義的な動向に抵するというものである。本年度の研究成果としては、7月29-31日に広島大学で開催されたALPE(Asian Link of Philosophy of Education)での英語での研究発表、10月14-15日に大阪大学で開催された第60回教育哲学会での研究発表に結実している。本年度の研究では、先行研究において示唆されつつも十分に検討されてこなかったJ.デューイとブラック・マウンテン・カレッジ(Black Mountain College 1933-1957,以下BMC)の連関を扱った。BMCはアメリカのノースカロライナ州にかつて存在したリベラル・アーツ・カレッジであり、バウハウスの影響のもと展開されたとされる芸術実験においてその名を伝説的なものとしているが、それと同時に進歩主義教育の文脈においても言及され、共同体を基盤とした教育実践が評価されている。本研究では草創期のBMCにおける芸術の位置を、BMCの設立者J.Aライスとデューイの思想的交流とそこでの共鳴に着目することで探った。ここにはバウハウスの後継者としてのBMCという像を相対化しつつ、BMCのアメリカ的側面を析出するという狙いがある。本研究を行うにあたっては、the State Archives of North Carolinaにて資料収集を行なった。その結果、以下のことが明らかになった。
極微ツールの表面ナノ構造・機能を制御する改質加工技術に関する研究開発

本研究では,マイクロツールのさらなる高品位化に際して,一層の高強度化・微細化と表面機能の両立を達成するため,"サイマルプロセス(同時工程内)"でナノ精度加工と所望の表面機能(高強度化,被膜との親和性,生体親和性)を付与するという,革新性の高い独創的な表面改質加工技術の開発を目指している.本研究期間内には,まず先端が数十ミクロン以下の外径を有するマイクロツールのナノレベル表面品位および極微細形状加工の確立には,超精密鏡面加工の実用技術であるELID(電解インプロセスドレッシング)研削法の原理を応用する.次年度に引き続き,マイクロツール(材質;超硬合金)に対して,幾何学的表面性状を数nm(ナノメートル)以下の鏡面,および先端径1μm以下の極微細形状を効率良く実現するとともに,本加工技術の再現性向上に努めた.また,創製したツールが実際の使用に耐えるかどうかを確認するため,ガラスやステンレスに対し微細溝形状加工を施しその仕上がり状態を検証した.一方,マイクロツールを細胞マニュピレートに使用する場合を想定して,ツール自体を生体内を模擬した試験システム中に埋入させ,表面局所領域での化学反応をシミュレートした耐食性評価試験も行った.いずれも十分なパフォーマンスを示したことから,今後はマイクロツールのナノ表面改質加工技術,それを用いたマイクロ光学部品やバイオ用途に関わる技術微細部品製造技術の実現可能性が示唆された.本研究では,マイクロツールのさらなる高品位化に際して,一層の高強度化・微細化と表面機能の両立を達成するため,"サイマルプロセス(同時工程内)"でナノ精度加工と所望の表面機能(高強度化,被膜との親和性,生体親和性)を付与するという,革新性の高い独創的な表面改質加工技術の開発を目指している.本研究期間内には,まず先端が数十ミクロン以下の外径を有するマイクロツールのナノレベル表面品位および極微細形状加工の確立には,超精密鏡面加工の実用技術であるELID(電解インプロセスドレッシング)研削法の原理を応用する.次年度に引き続き,マイクロツール(材質;超硬合金)に対して,幾何学的表面性状を数nm(ナノメートル)以下の鏡面,および先端径1μm以下の極微細形状を効率良く実現するとともに,本加工技術の再現性向上に努めた.また,創製したツールが実際の使用に耐えるかどうかを確認するため,ガラスやステンレスに対し微細溝形状加工を施しその仕上がり状態を検証した.一方,マイクロツールを細胞マニュピレートに使用する場合を想定して,ツール自体を生体内を模擬した試験システム中に埋入させ,表面局所領域での化学反応をシミュレートした耐食性評価試験も行った.いずれも十分なパフォーマンスを示したことから,今後はマイクロツールのナノ表面改質加工技術,それを用いたマイクロ光学部品やバイオ用途に関わる技術微細部品製造技術の実現可能性が示唆された.本研究では,マイクロツールのさらなる高品位化に際して,一層の高強度化・微細化と表面機能の両立を達成するため,"サイマルプロセス(同時工程内)"でナノ精度加工と所望の表面機能(高強度化,被膜との親和性,生体親和性)を付与するという,革新性の高い独創的な表面改質加工技術の開発を目指している.本研究期間内には,まず先端が数十ミクロン以下の外径を有するマイクロツールのナノレベル表面品位および極微細形状加工の確立には,超精密鏡面加工の実用技術であるELID(電解インプロセスドレッシング)研削法の原理を応用する.ここでは,マイクロツール(材質;超硬合金)に対して,幾何学的表面性状を数nm(ナノメートル)以下の鏡面,および先端径1μm以下の極微細形状を効率良く実現した.具体的には,平均粒径0.2μmという微細ダイヤモンド粒の突き出し量を厳密に制御するため,1μs以下の極短パルス電解により金属ボンド材を高精度に電解除去し,砥石面の品質を常に維持する新しい電解プロセス技術の確立を目指した.さらに本研究では,薄さ数μmの平板状サンプルを作製し,その表面の化学的特性をXPSにより詳細に分析した.その結果,マイクロツールは,研磨仕上げ材と比較して表面付近の酸素の拡散濃度が高かった.ELID研削プロセスでは,導電性砥石と電極の間に発生する高い電位差により,その隙間に供給されている研削液中において水の電気分解が生じ,水酸化物イオンおよび溶存酸素濃度が著しく高くなるものと考えられる.この水酸化物イオンおよび溶存酸素が,加工によって活性化されたワーク表面へ浸透拡散したものと推察される.この酸素を多く含む拡散層がマイクロツールの強度向上へ大きく寄与したものと示唆された.本研究では,マイクロツールのさらなる高品位化に際して,一層の高強度化・微細化と表面機能の両立を達成するため, "サイマルプロセス(同時工程内)"でナノ精度加工と所望の表面機能(高強度化,被膜との親和性,生体親和性)を付与するという,革新性の高い独創的な表面改質加工技術の開発を目指している.本研究期間内には,まず先端が数十ミクロン以下の外径を有するマイクロツールのナノレベル表面品位および極微細形状加工の確立には,超精密鏡面加工の実用技術であるELID(電解インプロセスドレッシング)研削法の原理を応用する.次年度に引き続き,マイクロツール(材質;超硬合金)に対して,幾何学的表面性状を数nm(ナノメートル)以下の鏡面,および先端径1μm以下の極微細形状を効率良く実現するとともに,本加工技術の再現性向上に努めた.また,創製したツールが実際の使用に耐えるかどうかを確認するため,ガラスやステンレスに対し微細溝形状加工を施しその仕上がり状態を検証した.

一方,マイクロツールを細胞アニュピレートに使用する場合を想定して,ツール自体を生体内を模擬した試験システム中に埋入させ,表面局所領域での化学反応をシミュレートした耐食性評価試験も行った.いずれも十分なパフォーマンスを示したことから,今後はマイクロツールのナノ表面改質加工技術,それを用いたマイクロ光学部品やバイオ用途に関わる技術微細部品製造技術の実現可能性が示唆された.
DNAの二次構造転移の観測

本年度は,若手研究(B)「DNAの二次構造転移の観測」(3年間)の最終年度であり,研究の総仕上げを行った.まず,昨年度までに開発した,マルチチャンネル二光子吸収測定法とマルチプレックス界面電子和周波測定法に加えて,今年度は新たに界面4次振動分光法を開発した.この新方法は,界面選択的な振動スペクトルを得るための方法で,特に,従来法では不可能であった"埋もれた界面"の測定が可能である点が重要な特徴である.埋もれた界面とは,液体や固体など高濃度のバルクに両側を挟まれた界面のことで,赤外-可視和周波分光法という従来法では,赤外光がバルクに吸収されてしまうことがその適用を不可能にしていた.実際に,本研究課題であるDNAなどの生体高分子は,水や細胞膜などに埋もれた界面に存在するケースが非常に多く,そのような界面にあるがままの生体高分子の振動スペクトルは,これまで測定不可能だった.今回の界面4次振動分光法は,可視・近赤外光のみを用いる方法であるため,赤外吸収の問題が回避され,より広い系に適用可能となる.最初の測定例として,水/ガラス界面,水/空気界面に吸着したプローブ色素分子の振動スペクトルを測定して,まず,この方法の界面選択性がナノメートルからサブナノメートルのオーダーの厚みであることを確認した.また,バルク水溶液中には見られないタイプの水素結合が界面に存在することを示唆する重要な結果が得られた.以上のような強力な3つの分光手法を用いて,DNAの二次構造転移の観測を試みている.DNAからの信号は大変弱く,測定は困難を極めている.今年度内に明快な結果を得ることは難しい状況だが,今後も研究を継続できる予定である.これまでの研究成果は,昨年末のPacifichem 2005で発表し,内外の研究者から大変好評を博した.本年度は,若手研究(B)「DNAの二次構造転移の観測」(3年間)の初年度であり,基盤となる技術開発を中心に研究を行った.計画では,初年度は構造転移をプローブする方法と瞬時誘起する方法の両方の開発を行うことになっていたが,若干計画を変更し,プローブ法の開発に集中することにした.それは,瞬時誘起の方法の開発の方が比較的容易であり,後回しにしても構わないと考えたことと,プローブ法の1つとして,計画段階では考えていなかった単分子分光法を取り入れたためである.さて,プローブ法の開発においては,まずラマン分光法を試してみた.溶液ないしは繊維状のDNAのラマンスペクトルを測定して,公知の通りにラマンスペクトルがDNAの二次構造を鋭敏に反映することを確認した.従って,ラマン分光法はDNAの二次構造転移の観測にとって有用であり,今後適当な構造転移誘起法と組み合わせることによって,目的を達成することが出来ると考えている.次に,多光子吸収スペクトルの精密測定法の開発に着手した.多光子吸収法を用いると,溶液試料について通常は測定の困難な真空紫外領域の吸収スペクトルを得ることが可能となり,また,そのエネルギー領域のスペクトルがDNAの二次構造を反映する可能性があると考えたためである.まず手始めとして,マルチチャンネル検出器を用いたフェムト秒非縮退二光子吸収分光装置を開発し,視物質ロドプシンの発色団として知られるレチナールの二光子吸収スペクトルの精密測定を行った.最後に,単分子分光によるDNA1分子の二次構造の観測の検討を開始した.現在,エバネッセント場蛍光1分子イメージングを試みている.本年度は,若手研究(B)「DNAの二次構造転移の観測」(3年間)の2年日であり,基盤となる技術開発をほぼ完了した.構造転移をプローブする方法の開発において,初年度に開発したマルチチャンネル二光子吸収分光法に加えて,本年度はマルチプレックス和周波発生法による表面・界面の電子スペクトル測定法を開発した.表面・界面に着目したのは,DNAやタンパクなどの生体高分子の相互作用の測定,評価,スクリーニングにおける表面・界面の分光法,分析法の重要性が近年非常に増大しているためである.これは,液体/固体界面などに吸着した生体高分子は必然的に何らかの配向性を有するため,相互作用による生体高会子の小さな変化(無配向なバルクの液体では検出不可能な小さな変化)を,配向性の変化として検出できる場合が多々あるためである.私は,DNAの構造転移の研究においても,表面・・界面の分光法はきわめて重要になると考え,前述の界面の電子スペクトル測定法の開発に取り組んだ.これまで,界面の電子スペクトルは,第二高調波発生(SHG)によって測定されていたが,ごく粗いスペクトルしか得られず,もたらされる情報は貧弱なものだった.今回開発したマルチプレックス和周波発生法は,SHGとは比較にならないほど精密な電子スペクトルを,数分の一の測定時間で得ることのできる画期的な方法であり,界面の分子の電子構造について詳細な情報を与えるものである.構造転移をプローブするための強力な方法を開発することができたと考えている.本年度は,若手研究(B)「DNAの二次構造転移の観測」(3年間)の最終年度であり,研究の総仕上げを行った.まず,昨年度までに開発した,マルチチャンネル二光子吸収測定法とマルチプレックス界面電子和周波測定法に加えて,今年度は新たに界面4次振動分光法を開発した.この新方法は,界面選択的な振動スペクトルを得るための方法で,特に,従来法では不可能であった"埋もれた界面"の測定が可能である点が重要な特徴である.

埋もれた界面とは,液体や固体など高濃度のバルクに両側を挟まれた界面のことで,赤外-可視和周波分光法という従来法では,赤外光がバルクに吸収されてしまうことがその適用を不可能にしていた.実際に,本研究課題であるDNAなどの生体高分子は,水や細胞膜などに埋もれた界面に存在するケースが非常に多く,そのような界面にあるがままの生体高分子の振動スペクトルは,これまで測定不可能だった.今回の界面4次振動分光法は,可視・近赤外光のみを用いる方法であるため,赤外吸収の問題が回避され,より広い系に適用可能となる.最初の測定例として,水/ガラス界面,水/空気界面に吸着したプローブ色素分子の振動スペクトルを測定して,まず,この方法の界面選択性がナノメートルからサブナノメートルのオーダーの厚みであることを確認した.また,バルク水溶液中には見られないタイプの水素結合が界面に存在することを示唆する重要な結果が得られた.以上のような強力な3つの分光手法を用いて,DNAの二次構造転移の観測を試みている.DNAからの信号は大変弱く,測定は困難を極めている.今年度内に明快な結果を得ることは難しい状況だが,今後も研究を継続できる予定である.これまでの研究成果は,昨年末のPacifichem 2005で発表し,内外の研究者から大変好評を博した.
自己駆動粒子系の定常状態におけるマクロな性質の解明

エネルギーを散逸させながら動く粒子「自己駆動粒子」の、人工的な実験系の一つである、クインケ粒子を用いた実験およびそのモデルの検討・数値計算を行った。クインケ粒子とは、電極に挟まれた懸濁液中の誘電体粒子が、ある閾値電場を超えると回転して電極上を転がることで並進運動を行う自己駆動粒子である。先行研究の直流電場下の場合、粒子は定常状態に達し、一粒子の運動のパラメータ依存性は明らかであった。一方、本研究においては、交流電場下のクインケ粒子が周期状態に達することがわかった。また、直流の場合と比べて、一粒子においても非自明なパラメータ依存性があるので、それについて研究を進めてきた。一粒子の運動自体は、三次元自律的な力学系で書くことができ、その解から並進速度もきまる。交流のリアプノフ指数を計算したところ、実際の実験で印加している電圧では、どの周波数においても正の指数はでず、すべて印加電圧の周波数でのリミットサイクルとなっていることがわかった。運動としては印加電圧の周波数を基本周波数とする速度の往復運動をする。往復運動の振幅は、ほぼ周波数の逆数に比例する。これは、単純に速度が正弦関数的な場合に期待される依存性である。往復運動だけでなく、わずかな正味の運動を伴うが、そのパラメータ依存性を含めて数値計算としては現在まだ再検討をしている最中である。このモデルの数値計算に関しては、パラメータ空間を広く調べることによりカオス解もありうるため、今後広く探索が必要である。なぜなら、カオティックに動く自己駆動粒子系の実験系やモデルの報告はなく、興味深い一例になりうるからである。また、様々な外部周波数で、分極の(電極に対する)水平成分と垂直成分のパワースペクトルを調べたところ、水平成分は偶数次、垂直成分は奇数次のピークを持つことがわかり、周波数が大きくなるほど高次のピークを含まなくなることがわかった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。エネルギーを散逸させながら自ら動く粒子「自己駆動粒子」の定常状態の性質を調べる目的で実験と数値計算をおこなった.粒子自体が対称性をもち,剛体回転を伴わずに駆動方向を変えられる点から,電場によってコロイド粒子が回転する現象により駆動するクインケ粒子を用いた.交流下の場合について印加電圧の周期で往復運動をしながら正味一方向に進むという未解明の実験挙動が観察されていた.まず,印加電圧に直流オフセットがのっている可能性を完全に排除した希薄系での実験をおこなった.1粒子は粒子・電極表面の不均一性によって普遍性のない推進方向の変化をともなうものの,速さにおいては半周期ごとに速い・遅いといった時間反転非対称性がでることを確認した.また,希薄系下2粒子系の重心の運動は1粒子系に比べて,往復運動の振幅は大きいが,正味の運動速度は小さいことが実験的にわかった.つぎに,1次元系で交流下のモデルをたて1粒子のダイナミクスを数値的に解いた.粒子が駆動するほとんどの周波数帯で,1粒子は周期的に非対称な変位をもって往復運動することで定常的な正味の速度をもち,力学的にはリミットサイクルとなっていることがわかった.その正味の速度の周波数依存性は複雑な構造をもつ.周波数によっては,準周期解やカオスが現れることを確認した.なお,クインケ粒子は電極に挟まれており,電極の影響によって粒子が感じる電場が変わるが,直流の場合には下面電極の最低次の影響は方程式系の形を変えずに定数をかえるだけであった.一方交流の場合には方程式系の形も変わるため,電極の影響も含めて数値的に計算したが,力学的性質には影響がなかった.レーザーピンセットで孤立系を安定してつくることはできなかったが,代わりに実験系を改善するとともに希薄系を繰り返し作製し運動を観察できた.1粒子で非対称な往復運動をし正味の速度が一定となる周期解についてモデルで説明でき,準周期・カオス解の存在も確認した.得られた結果は投稿論文にまとめている途中である.また,集団運動の実験は次年度の測定に向けて実験系を整えられた.多粒子の運動の数値計算には今回の1粒子の理論的結果を用いる予定である.相互作用については研究者と議論することで新しい知見を得た.以上を踏まえ,予定していた集団運動の実験の定量化ではないが,1粒子でも予期していなかった現象を確認できた点で,本課題はおおむね順調に進展していると判断した.エネルギーを散逸させながら動く粒子「自己駆動粒子」の、人工的な実験系の一つである、クインケ粒子を用いた実験およびそのモデルの検討・数値計算を行った。

運動としては印加電圧の周波数を基本周波数とする速度の往復運動をする。往復運動の振幅は、ほぼ周波数の逆数に比例する。これは、単純に速度が正弦関数的な場合に期待される依存性である。往復運動だけでなく、わずかな正味の運動を伴うが、そのパラメータ依存性を含めて数値計算としては現在まだ再検討をしている最中である。このモデルの数値計算に関しては、パラメータ空間を広く調べることによりカオス解もありうるため、今後広く探索が必要である。なぜなら、カオティックに動く自己駆動粒子系の実験系やモデルの報告はなく、興味深い一例になりうるからである。また、様々な外部周波数で、分極の(電極に対する)水平成分と垂直成分のパワースペクトルを調べたところ、水平成分は偶数次、垂直成分は奇数次のピークを持つことがわかり、周波数が大きくなるほど高次のピークを含まなくなることがわかった。1粒子の運動の理論と数値計算,実験の結果を論文にまとめる.集団運動の渦生成について,実験での定常状態での性質を定量化する.今年度数値的に得られた1粒子の運動の性質を粗視化してもちい,流体相互作用と静電相互作用を考慮して数粒子系の数値計算をおこなう.予定通り数十数百粒子レベルでおこる集団運動とのつながりを理解し,渦生成の説明を与える.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
直流設備用ポリマーの撥水性及び電気的特性の劣化回復機構の解明と劣化診断技術の開発

本研究では,直流課電時のポリマー材料の撥水性及び電気的特性の劣化機構とその回復機構を明らかにすることを目的として,直流課電時に発生する微小放電の表面抵抗依存性,撥水性・電気的特性の低下及び回復機構を解き明かす。加えて,絶縁劣化の程度を評価できる,表面漏れ電流の発生パターンのような指標を明らかにし,オンサイトで短時間にポリマー機器の絶縁劣化診断が可能な新規の技術を提案・開発する。
情報教員養成におけるマルチメディア表現に関する教育方法の開発

21世紀はIT技術により、社会が大きく変化する時代となる。平成15年度から高校の新学習指導要領が実施され、生徒のIT活用能力を高めるため、普通科で教科「情報」が必修となる。そのため、優れた情報担当教員の養成が緊急の課題となっている。しかしながら、大学において高校普通科情報の教員養成に関する教育方法や教材などが確立されていない現状がみられる。本研究においては情報の6領域のうち、「マルチメディア表現及び技術」における教師教育の方法論についてその最適なカリキュラムや教材、指導法などについて、実践的に研究することを目的とした。平成14年度は以下の研究を行った。すなわち「マルチメディア表現及び技術」の指導内容はマルチメディアによる表現活動を通して、その伝達効果と特質について理解させ、作品を構成し企画する実践的な能力を指導することを目的としている。そこで高等学校の情報教員志望学生にこの技術を獲得させるため、まず最適なカリキュラムの開発をした。(1)マルチメディア入門のための「マルチメディアの基礎」、「静止画表現の基礎と表現技法」、「動画表現の基礎と表現技法」、「3DCGの基礎と表現技法」のプレゼンテーション教材を作成した。(2)実際に学生に授業でこれらを使用し、評価した。その結果学生の理解度は5段階評定平均値で3.9(N=22、σ=0.61)となり、良好な結果が得られた。特に画像処理及びGIFアニメーションの理解度は4.0であり、指導法については4.2と高い評価が得られた。他方、3Dグラフィックスのソフト理解度は3.3と中央値3.0をわずかに上回るだけで、この領域における教材ならびに指導方法の改善が必要である。(3)学生はマルチメディア作品などを意欲的に興味を持って制作した。この手法は高等学校の普通科の授業においても活用できる。成果は冊子にまとめ、テキストとしても利用できるようにした。21世紀はITにより、社会が大きく変化する時代となるが平成15年度から高校の新学習指導要領が実施され、生徒のIT活用能力を高めるため、普通科で「情報」が必修となる。しかしながら、大学において高校普通科情報の教員養成に関する教育方法や教材などが確立されていない現状がある。本研究においては情報の6領域のうち、「マルチメディア表現及び技術」の領域における教師教育の方法論について、その最適なカリキュラムや教材、指導法などについて、実践的に研究することを目的とする。本研究は2年間にわたるもので本年(平成13年度)は以下の基礎的研究を行った。(1)文献調査-図書館情報・学術情報ネットワーク等を通じ、内外の本研究に関わるデータ収集・文献調査を行う。(2)ハードウェア・ソフトウェアの整備-ハードウェアの整備と市販アプリケーションによるマルチメディア及び3Dグラフィックス指導教材制作の基礎を構築した。主要設備-マルチメディアパソコン、DVカメラ、プロジェクター、DVDRWドライブ等。講義に液晶プロジェクターを使用し、プレゼンテーション用に使用。ソフトウェアはPhotoshop Elements(Adobe社)、myShade 3(Extools社)等その他を使用した。14年度はさらにこの研究を推進するが、特に「マルチメディア表現及び技術」の指導内容はマルチメディアによる表現活動を通して、その伝達効果と特質について理解させ、作品を構成し、企画する実践的な能力を高校生に指導することを目的としている。そこで高等学校の情報教員志望学生にこの技術を獲得させるため、まず最適なカリキュラム開発をする。次に「マルチメディアの基礎」、「静止画表現の基礎と表現技法」、「動画表現の基礎と表現技法」、「3DCGの基礎と表現技法」、「マルチメディア教材の制作」の中からいくつかの教材を開発する。その後実際に学生に授業で使用し、評価する。研究成果は冊子にまとめると同時にテキストとしても利用できるように工夫し、平成14年度末に印刷、関係機関に配布する。

成果は冊子にまとめ、テキストとしても利用できるようにした。21世紀はIT技術により、社会が大きく変化する時代となる。平成15年度から高校の新学習指導要領が実施され、生徒のIT活用能力を高めるため、普通科で教科「情報」が必修となる。そのため、優れた情報担当教員の養成が緊急の課題となっている。しかしながら、大学において高校普通科情報の教員養成に関する教育方法や教材などが確立されていない現状がみられる。本研究においては情報の6領域のうち、「マルチメディア表現及び技術」における教師教育の方法論についてその最適なカリキュラムや教材、指導法などについて、実践的に研究することを目的とした。平成14年度は以下の研究を行った。すなわち「マルチメディア表現及び技術」の指導内容はマルチメディアによる表現活動を通して、その伝達効果と特質について理解させ、作品を構成し企画する実践的な能力を指導することを目的としている。そこで高等学校の情報教員志望学生にこの技術を獲得させるため、まず最適なカリキュラムの開発をした。(1)マルチメデイア入門のための「マルチメディアの基礎」、「静止画表現の基礎と表現技法」、「動画表現の基礎と表現技法」、「3DCGの基礎と表現技法」のプレゼンテーション教材を作成した。(2)実際に学生に授業でこれらを使用し、評価した。その結果学生の理解度は5段階評定平均値で3.9(N=22、σ=0.61)となり、良好な結果が得られた。特に画像処理及びGIFアニメーションの理解度は4.0であり、指導法については4.2と高い評価が得られた。他方、3Dグラフイックスのソフト理解度は3.3と中央値3.0をわずかに上回るだけで、この領域における教材ならびに指導方法の改善が必要である。(3)学生はマルチメディア作品などを意欲的に興味を持って制作した。この手法は高等学校の普通科の授業においても活用できる。
トマス・グレイのウェールズ研究ノート--「カンブリア」考察

グレイが1750年代に執筆した論文「カンブリア」における、(1)ウェールズの詩法の研究(2)ドルイドとバルドに関する好古的知識について考察した。特に近年の民族学や考古学の研究成果を取り入れ、18世紀のケルト民族起源論と国民意識に関する言説に焦点をあて、グレイがウェールズにおける古詩復活とバルドの伝統復活のなかで果たした役割を明らかにした。成果として、当時の好古研究の進展状況とケルト再発見の議論を検討し、グレイやメイソンの古詩研究と好古家の相互にわたる影響関係を跡付けて発表した。当該研究ではグレイが1750年代に執筆した「カンブリア」と題する研究ノートに特化し、平成18年度はウェールズの詩法研究に関する記述を中心に、グレイの言語観と詩観を考察した。またケルト文芸復興の萌芽期における好古研究の進展状況に関して引き続き調査を進めた。成果としては、(1)「死者を語る墓碑--グレイの「挽歌」と姉妹芸術」を日本ジョンソン協会編『十八世紀イギリス文学研究3』に所収し出版した。牧歌詩および寓意画による「挽歌」への影響を考察し、グレイが過去から未来への時間的継続性を強く意識していることを論じた。グレイはこの後精力的に詩歌の歴史研究を進めている。(2)2007年9月の関西コールリッジ研究会では、「初期ワーズワスとウィリアム・メイソン--古代の表象をめぐって」と題し、ワーズワスに対するメイソンの影響とその後の離反を検証し発表した。ワーズワスは『叙景小品』で、メイソンの『キャラクタカス』の詩文を引用し神秘的な古代人の精神を称揚する。一方、フランス革命が恐怖政治へと傾斜しゴドウィンの理性主義の影響を受けるに並行して、『ソールズベリ平原』でドルイドの迷信性と残虐性を批判する古代表象の変化が起こったことを跡付けた。(3)他に、2007年3月の関西アイルランド研究会では、「トマス・グレイとウェールズ--18世紀ブリティッシュネスー考」と題し、最近のケルト再考の議論を踏まえ、グレイの古代詩研究の背後にある歴史観と当時ウェールズに芽生えた好古研究の状況について口頭発表した。2008年2月にはウェールズ国立大学のコンスタンティン博士と面談し、研究の進捗状況を報告し、グレイのウェールズへの視座が多文化主義的であったかどうか議論した。博士から最近の研究動向と文献の紹介を受け、大英図書館で文献収集にあたった。今年度の研究費使用は(1)大英図書館での文献資料代と渡英費(2)コンスタンティン博士への専門的知識の提供に対する謝金(3)コンピューターの購入が主なものであった。本研究では、トマス・グレイの古詩研究が古詩の収集にとどまらず、イギリスという国家形成と詩歌の歴史を探求し、民族の起源と独自の精神性を提示する試みであったことを明らかにする。平成19年度はウェールズの詩法研究を中心に、グレイの言語観と詩観を考察した。特に国内外のケルト研究を参照し、グレイが18世紀のケルト民族意識の形成と関わったことを裏付けた。成果として、(1)「民族とことば・・・イギリスにおける古詩復活運動と民族意識の形成」と題し、18世紀半ばの古詩復活運動とケルト民族起源論を関連させ論じた。(『人間科学研究』第2号)グレイ、メイソンの作品がウェールズのケルト民族起源論に影響を受けていた点、マクファーソンの『オシアン詩』がスコットランドの古ゲール語の詩を復活するとともに、ケルト民族起源論を(衍していたことを論じた。また新しい知見として、プリス・モーガンの伝統の創出の議論を踏まえ、ウェールズの古詩復活が、17世紀後半以降のウェールズにおける社会変化と伝統喪失の危機に起因していた点で、マクファーソンに共通することを論じた。これまでナショナリズムの視点から古詩復活を議論してきたが、本年度は、考古、歴史、文化人類学で学際的な論争となっているケルト民族起源論の研究成果を取り入れ、当時の古詩復活の担い手が民族起源に強い関心を抱き、影響を受けていたことを論じた。2008年2月には大英図書館でケルト民族起源論を主張したフランスのペズロン、またアングルシーのドルイド描写を含むローランズの著書の閲覧を行った。さらにケンブリッジのペンブルック学寮の図書館を訪れ、グレイの備忘録とメイソン関連の文献を閲覧した。従来の文学分野にとどまらず、当時のケルトに関する第1次資料をもとに、国家・民族意識の歴史的胎動のなかにグレイの古詩復活運動を位置づけ、詩人の再評価を試みている。当該研究ではグレイが1750年代に執筆した「カンブリア」と題する研究ノートに特化し、平成20年度は古代ウェールズの詩法と社会に関する記述を研究した。近年の民族学や考古学の研究成果を取り入れ、18世紀における好古研究の進展状況とケルト再発見の議論を調査し、グレイやメイソンと好古家の相互の影響関係を考察した。

またこれらケルトの文芸復興を発展させ、ロマン派の時代にウェールズ独自の歴史観と伝統文化を創造したイオロ・モルガニッグの活動などを概観した。成果として、「古代ブリテンの表象--メイソンとケルトの再発見」と題し、『キャラクタカス』におけるドルイドとバルドの描写を検討し、当時の好古的研究による影響を跡付けた論文を2008年10月にイギリス・ロマン派学会全国大会で発表した。論考はメイソンがグレイの助言を受け、古代ローマの文献のほか、ローランズなどの18世紀のケルト文献を活用していた事実を裏付けた。特にメイソンはイングランドとウェールズを民族的に区別するケルトの呼称でなく、エリザベス朝以来の伝統的ブルータスの起源説とブリティッシュという呼び名の使用にとどめている。近年のケルト学における呼称の議論(Collis, The Celts)を考慮すれば、作品はイングランドを中心とした当時の統合的な国民意識に関わる姿勢を示していて重要と考える。2008年11月にはウェールズのコンスタンティン博士と研究の進捗状況について面談し、S. Prescottのグレイとエヴァンスに関する著作の紹介を受けた。また2009年3月にはオックスフォード大学で、ローランズとサンメスなどのケルト好古研究の文献を貴重書と電子資料で調査した。当時の第1次資料をもとに、ケルトに関する学際的な研究の成果を踏まえた論考を発表することができて有意義であった。補助金は主に英国への渡航費と文献調査に使用し、他に発表のための旅費と書籍購入に支出した。
純スピン流のダイレクト制御技術の開発

強磁性/非磁性/強磁性の面内スピンバルブ構造を作製し,純スピン流の生成,制御を目的として研究を行った.初年度は面内スピンバルブ構造を作製し,界面をArミリングによってクリーニングすることにより,純スピン流生成効率の高効率化および最適化を行い,次年度はスピン吸収体(NiFe合金などの強磁性体)を構造体内に配置することによりスピン流が制御できること,およびスピン吸収体におけるスピン緩和時間の違いがスピン吸収量の違いとして現れることを示した.強磁性/非磁性/強磁性の面内スピンバルブ構造を作製し,純スピン流の生成,制御を目的として研究を行った.初年度は面内スピンバルブ構造を作製し,界面をArミリングによってクリーニングすることにより,純スピン流生成効率の高効率化および最適化を行い,次年度はスピン吸収体(NiFe合金などの強磁性体)を構造体内に配置することによりスピン流が制御できること,およびスピン吸収体におけるスピン緩和時間の違いがスピン吸収量の違いとして現れることを示した.本研究では電子ビーム蒸着装置を用いて金属薄膜を作製し,電子線描画装置を用いてPy/Cu/Py非局所スピンバルブ構造を作製した.作製された素子を用いてスピン流を注入し,スピンシグナルの検出を行った。得られるスピンシグナルはPy/Cu界面のスピンコンダクタンスに大きく影響されるため,Py/Cu界面をクリーニングすることにより,スピンシグナルの最適化を行った.ArイオンミリングによってPy/Cu界面をミリングし,ビーム電圧および時間に依存したスピンシグナルの測定を行った.スピンシグナルは,ビーム電圧および時間に依存して増大し,ある強度または時間を越えると,減少する傾向を示した,これはミリングによって,Py/Cu界面の酸化物などの不純物が取り除かれ,スピンコンダクタンスが増大したと考えられる.長時間または高い電圧のArイオンに晒された場合,界面において欠陥を生じてしまうため,スピンシグナルが減少してしまうことが考えられる.次に,熱処理を施すことにより,スピンシグナルを増加させることを試みた.4×10^<-6>Paの真空下において試料を300度で1時間加熱し,その後室温および低温(77K)においてスピンシグナルの測定を行った.その結果,熱処理前に比べて,スピンシグナルはおよそ2倍以上増加した.ミリング時間が短い場合,または長い場合においても熱処理によるスピンシグナルの増大効果がみられたことから,熱処理の寄与は界面の欠陥の除去だけでなく,その他の寄与が考えられる.Cuの電気抵抗を熱処理前後で比較した結果,熱処理によってコンダクタンスの値が1.5倍程度増加した.そのため,熱処理によってCu内のスピンコンダクタンスが増加し,結果スピンシグナルの増大へと寄与したと考えられる.今後材料においても最適化を行うことにより,スピンシグナルはさらに増大することができると考えられる本研究では電子ビーム蒸着装置を用いて金属薄膜を作製し,電子線描画装置を用いてPy/Cu/Py面内スピンバルブ構造を基本に,Cu下にスピン吸収体を付加した場合のスピンシグナルの検出を行った.スピン吸収体とはPy間を流れるスピン流を吸収する役割をもつ.そのため吸収体があることにより,一般的にスピンシグナルは減少し,その現象具合から吸収されたスピン量を概算することができる.このスピン吸収体の原理はスピン流の緩和速度の違いを利用したものであり,Cuに比べてスピン緩和が異なるものであれば,どのような材料でもスピン吸収体として利用することができる.今回の研究成果ではスピン吸収体としてPyやGdなどを用いた.スピン吸収体PyをCu下に配置した場合,スピンシグナルの減少が観測された.これはPyがスピン吸収体として働いたためであると考えられるが,吸収体の表面積とスピン吸収量の相関がとれないため,スピン吸収体が配置されたためことに起因したCuの形状変化がスピンシグナルの変化に寄与していることが考えられる.そこでPy間に配置されたCuにさらに垂直方向に分岐したCu電極を配置し,そこへスピン吸収体を配置した.その結果スピン吸収体の表面積の変化に伴ったスピンシグナルの変化が見られるようになった.これらの結果は味方を変えればスピン流が流れる方向に対してスピン吸収量に異方性があることを示している.すなわちスピン流の流れの方向に対して妨げるようにスピン吸収体を配置すればより効率的にスピン流が吸収されることが考えられる.今回得られた結果はスピン流を単に吸収させたというだけでなく,金属中におけるスピン流を制御するために,電圧などの外部シグナルを利用するのではなく,スピン吸収体を横に配置するだけで良いという点で,低消費電力化の観点からも非常に意義があると考えられる.
Microarray法を利用した硬組織形成を制御する遺伝子ネットワークの解析

Notchシグナルは幹細胞の増殖と分化を担う基本シグナルの一つだが、そのメカニズムについては不明な点が多い。特にリガンド・受容体の発現がどのように分化を2方向性に制御しているのかがよく解明されていなかった。我々はNotch受容体タンパクにリガンドと同じ細胞上で結合できる特異な性質があることを証明し、これが2方向性分化で重要な役割を演じていることを解明した。Notchシグナルについての普遍的な機能で、硬組織のみならず神経細胞、内皮細胞分化での各現象にも説明を与える重要な発見である。Kusa細胞についてはその分化能の特異性を解明するため、網羅的遺伝子発現解析を二つのmicroarray法を用いておこなった。その結果まず分化時には遺伝子の全般的な発現抑制があることを見いだした。これは従来言われている細胞分化でのmaster gene theory説とことなり、単一の遺伝子主導による分化促進でなく分化に関連しない遺伝子群の発現を抑制することで分化を逆に促進させる可能性を示唆する結果であった。またいくつかの遺伝子についてはkusa細胞分化時に発現が有意に上昇することを見いだした。その中にはNotchシグナルに関連すると思われる遺伝子も存在した。Kusa細胞における遺伝子シグナル特にNotchシグナルについて解析を進めた。Kusa細胞におけるNotchシグナルに関係している遺伝子の発現を調べるとまず下流のHES1遺伝子発現が硬組織形成をする時一時的に高まり、他のNotchシグナルが動的に変化するらしいことがわかった。これらの結果をもとにNotch1構成発現型遺伝子(NICD)をKusa細胞に導入する実験を試みた。その結果得られた細胞株では硬組織形成がin vitro, in vivoともに著明に低下ないし遅延することがわかった。vivoでの骨組織を解析するとNICD発現をするKusaでは破骨細胞誘導がなく、わずかにできた骨様組織も骨梁形成がなく、きわめて未成熟だった。現在Kusa細胞でNotchシグナルがどのように活性化して分化を抑制するか解析中で、細胞外adaptor分子でnotchとも結合してシグナル刺激をするccn3/novに注目している。この遺伝子はKusaではきわめて強い発現をすることを確認しており、改変型の幾つかの遺伝子を導入することで分化に与える影響を調べている。Kusa細胞の二つの亜株AとOからRNAを抽出し、microarray法で発現に違いがあるものを探索した。我々が用いたGEM gene arrayはおおよそ8000種の遺伝子について解析ができる。解析した結果差異ある発現をする遺伝子として上位に挙がってきたものを調べるとその多くはEST fragmentであった。多くは3'非翻訳領域部位と思われ、どの遺伝子に対応するか解析が困難であった。その中で3回繰り返し上位に挙がった一つの配列のみがBlast searchの結果、一つの転写調節因子に由来することがわかった。この配列をもとにprimer設計をおこないRT-PCRをおこなったところ確かに差異ある発現をするのを確認できた。現在この遺伝子の強制発現をおこなうように準備しておりtransfectionを開始する。他の遺伝子についても引き続きBlast searchによる解析を継続する。なおこれらの解析と平行して幹細胞維持に関連すると考えられるNotch遺伝子についても同様にtransfectionをおこないkusa細胞の分化にどおような影響を与えるか解析をおこなっている前年度に引き続きマウス骨髄間質細胞由来の骨芽細胞、Kusa細胞を用いて硬組織形成能に関係する因子の解析を継続した。