hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ゲージ・重力対応を用いた非平衡物理の研究

物性系ではしばしば強いレーザーを用いることにより非平衡現象を駆動する。レーザーを系に当て続けると、放射のエネルギーと散逸が釣り合った状態に落ち着く。このような状態はフロッケ状態と呼ばれ、光誘起現象を理解する上で重要な役割を果たしている。我々は重力側で、周期的に時間依存する電場を導入することにより、ホログラフィックなフロッケ状態を実現した。絶縁体に周期電場を掛けると何か起きるだろうか?時間依存しないDC電場の場合、電場が弱いと電流は流れないが、強くしすぎると絶縁破壊が起こり電流が流れ出す。つまり、ある閾値の電場が存在し、その前後で絶縁相と伝導相の転移が起きるのである。これは実際に重力側の計算でも確認されている。AC電場の場合は、電場の大きさに加えてその振動数がパラメータとして加わる。つまり、閾値の電場は振動数依存するはずである。我々はその閾値を重力側の計算で決定することに成功した。その結果で興味深い点は、振動数をエキシトンの励起エネルギー近くに微調整するとほぼゼロの電場で相転移を起こせることである。エキシトン励起エネルギー近傍ではエキシトンが多く生成される。それにより、クーロン力がデバイ遮蔽され、エキシトンが束縛状態を作るのが難しくなる。その結果、弱い電場でも電流が流れるのである。この研究は、非平衡物性物理学の一つの目標である''光''による物性の制御をホログラフィックに実現している。我々は、最終的にはこれらの結果の実験的検証も視野に入れている。実際、我々は大阪大学の物性実験グループと打ち合わせを行っており、検証実験も始動している。ゲージ・重力対応の非平衡物理への応用の第一歩としてクォーク-反クォーク対を考えた。クォーク-反クォーク対は重力側では反ドジッター時空の境界に端点を持つ古典的な弦で記述される。我々はその弦のダイナミクスを数値的に追うことでクォーク-反クォーク対の非平衡過程を調べた。その結果、弦の上にカスプが出来ることがあることが分かった。また、その現象を"運動量"空間で見ると、時間が経つにつれてエネルギーが小さいスケールに流れていき、最終的にはエネルギースペクトルが冪則に従うことが分かった。この事実により、クォーク-反クォーク対を結ぶflux tubeにはある種の乱流現象が存在すると結論付けた。この乱流現象をゲージ理論側で解釈すると、クォーク-反クォーク対は時間が経つにつれて、高励起状態にシフトしていくことを意味している。我々は、さらに上記のセットアップの発展として、クォーク-反クォーク対に多くのエネルギーを注ぎ込んだらどうなるかをゲージ・重力対応を用いて調べた。その結果、クォーク-反クォーク対の束縛エネルギー以上のエネルギーを弦に注入すると、反ドジッター時空のポアンカレホライズンに弦が落ちていってしまうという現象を発見した。また、弦の上の幾何を調べると弦の上に事象の地平面ができていることも確認できた。つまり、クォークと反クォークは因果的に遮断されてしまうことを意味する。よって、クォークと反クォークの解離現象を重力理論の観点で再現できたことになる。古典的な弦の運動を任意の時空上で解く手法を開発したため。この手法を応用することで、今後の研究の幅が大きく広がると考えられる。カオスは通常古典論で定義される。量子論、特に強結合する量子論でカオス的な振る舞いは出るだろうか?またそれを定量化する指標はあるだろうか?通常、こういった"量子カオス"の問題を考えるときは、古典極限,つまりプランク定数=0の極限を議論する。一方で、我々は別の"古典極限"であるゲージ・重力対応を用いて、この問題に取り組んだ。このゲージ・重力対応を用いると、強結合する(超対称)QCDが古典重力理論で記述される。一旦、古典論の描像が得られれば、古典カオスの議論に帰着することができるというのが我々の基本的なアイデアである。具体的には、Dブレーンと呼ばれる高次元の膜の運動を、反ドジッター時空で解けばよい。Dブレーンの古典的運動を調べると、フレーバーの数が2個以上の場合に、それらの相互作用にとって、カオス的な振る舞いが起きることを突き止めた。特に、クォーク凝縮と呼ばれる演算子の期待値が初期値鋭敏性を持つことがわかった。初期値鋭敏性を持つ量が定義できれば、そこからリアプノフ指数を定義することができる。そのリアプノフ指数の解析により、理論を変えるとカオスの強さがどう変化していくか(カオスの理論依存性)を調べることに成功した。この研究で、量子論、特にクォークを含む系のカオス指標を世界で初めて与えることに成功したことになる。本研究では、簡単のために超対称QCDを用いたが、より現実的なQCD模型への応用も将来の問題として考えられる。また、宇宙論のQCD相転移時にこのカオスの効果が出るかなども興味深い。より野心的な問題として、今の自然界がなぜこの標準模型を選んでいるのか?といったより根源的な問題にカオスの観点からアプローチできる可能性もある。強結合する量子論でカオス的な振る舞いは出るだろうか?またそれを定量化する指標はあるだろうか?という野心的な問題に、部分的に答えることができたため。時間依存する外場を物性系に印加すると、注入されたエネルギーと散逸が釣り合って、ある種の非平衡定常状態が実現される。

そのような状態はフロッケ状態と呼ばれ、物性分野では精力的に研究されている。フロッケ系を用いて物性系の相転移現象をコントロールすることは、非平衡物性分野の一つの目標になっている。我々は、そのフロッケ状態をAdS/CFTを通して重力側で実現することに成功した。AdS/CFTの一つの模型であるD3/D7模型には、場の理論側に無質量のディラック場が存在する。無質量ディラック場と同様のバンド構造を持つ系は、物性でもしばしば表れる。そのような物性系をディラック半金属と呼ばれている。ディラック半金属に回転電場を掛けるとどうなるだろうか?弱結合の解析によると、回転電場の効果によりディラック点が分離して、2つのワイル点になることが知られている。ワイル点を持つ物質はワイル半金属と呼ばれており、トポロジカルな物質の一つである。我々はD3/D7模型においても同様に回転電場を掛けることを考えた。その系の伝導度を調べることにより、ワイル半金属に特徴的なホール効果などの振る舞いを確認することが出来た。非平衡系では、通常分布関数が非自明になるので、電流などの物理量を計算することは困難である。我々は、AdS/CFT対応を使うことによりその困難を回避して、それを計算することに成功したのである。この研究のあと物性実験の専門家と、実験的検証に向けた話し合いも行っている。ゲージ重力対応を用いて、物性物理に新たな知見を与えたため。物性系ではしばしば強いレーザーを用いることにより非平衡現象を駆動する。レーザーを系に当て続けると、放射のエネルギーと散逸が釣り合った状態に落ち着く。このような状態はフロッケ状態と呼ばれ、光誘起現象を理解する上で重要な役割を果たしている。我々は重力側で、周期的に時間依存する電場を導入することにより、ホログラフィックなフロッケ状態を実現した。絶縁体に周期電場を掛けると何か起きるだろうか?時間依存しないDC電場の場合、電場が弱いと電流は流れないが、強くしすぎると絶縁破壊が起こり電流が流れ出す。つまり、ある閾値の電場が存在し、その前後で絶縁相と伝導相の転移が起きるのである。これは実際に重力側の計算でも確認されている。AC電場の場合は、電場の大きさに加えてその振動数がパラメータとして加わる。つまり、閾値の電場は振動数依存するはずである。我々はその閾値を重力側の計算で決定することに成功した。その結果で興味深い点は、振動数をエキシトンの励起エネルギー近くに微調整するとほぼゼロの電場で相転移を起こせることである。エキシトン励起エネルギー近傍ではエキシトンが多く生成される。それにより、クーロン力がデバイ遮蔽され、エキシトンが束縛状態を作るのが難しくなる。その結果、弱い電場でも電流が流れるのである。この研究は、非平衡物性物理学の一つの目標である''光''による物性の制御をホログラフィックに実現している。我々は、最終的にはこれらの結果の実験的検証も視野に入れている。実際、我々は大阪大学の物性実験グループと打ち合わせを行っており、検証実験も始動している。当初の計画通りすすめる。当初の予定通りゲージ・重力対応の乱流現象に注目した研究を行っていく。
東アジア(インドネシア・中国)における自然災害の予測とその防御に関する研究

1.火成過程と噴火活動:インドネシアの火山の噴火の前兆現象には、メラビ火山では、雲仙岳と同様に、溶岩ド-ムの小規模崩落の発生頻度の増加が大規模な火砕流の発生につながる等、我が国の火山の場合と多くの共通点があり、共同研究により噴火予知研究が進展することが火山調査所の研究者との間で確認され、共同研究の合意書を取り交した。また、インドネシア科学局構造地質学研究所との噴火予知研究についての合意も行い、さらに、GPS測量の準備を行った。2.洪水および地形変動による災害とその防御:水資源開発研究所の研究者と共同で、メラピ火山の火砕流堆積物に起因する豪雨性土石流の発生条件、クル-火山の火口湖噴火に起因する泥流に関して、現地調査を行い、帰国後、収集した資料解析を行った。ブランタス川流域の土砂流出、河道変動および水文・地形量に関する現地調査と資料収集を行い、降雨流出解析、河床変動解析を進めている。バリ島サヌ-ル海岸に、波浪、潮位、海浜流の通年観測を行う海象観測システムを設置するとともに、現地研究所と共同で、浮子による珊瑚礁上の海浜流観測を行った。3.警戒・避難システム:メラピ、クル-両火山およびブランタス川流域の災害の実情把握を行い、今後の調査の準備を行った。4.中国大陸内部に発生するプレ-ト内大地震とプレ-ト間大地震との関連性の解明:北西太平洋地域のうち、日本海溝、日本列島周辺、日本海、中国北部に発生した過去100年間のM>5.5の浅発・中深発・深発大地震の発生位置、深さ、時系列などを系統的に解析して、これらの地震の移動現象の存在を明らかにするとともに、リソスフェア、アスセノスフェアおよび沈み込むプレ-トより成る造構的モデルに基づいて移動現象の物理的メカニズムの考察を行った。5.強震動観測とサイスミックマイクロゾ-ネ-ションに関する研究:唐山地域に強震動観測網を設置するために工程力学研究所と共同して同地域の地震活動、地質および地形デ-タを収集・検討し観測点(4点)を決定するとともに、それらの観測点に地震観測装置を設置した。観測予定地域の活断層の活動性状から、数年間観測を継続すれば十分な地震動デ-タを蓄積できるものと考えられる。6.河道変遷の影響を考慮した都市施設の地震危険度に関する研究:長周期微動観測による地盤震動特性、都市施設や土木・建築構造物群の耐震性能評価法、およびそれらを総括した都市の地震危険度と都市地震防災の研究に関する具体的方針を定めるとともに、土木、建築構造物やライフラインを含む都市施設に関する、中国の耐震規定や、上海市を中心とした地震被害の予測に関連した震害予測手法・耐震診断法に関する研究プロジェクトの推進状況などについて討議した。さらに、同済大学の陶能付講師が、長周期微動観測に関する計器使用のトレ-ニングにために防災研究所に滞在した。7.華清池の地すべり災害予測と防止対策に関する研究:華清池地すべり踏査、既往調査資料の収集・検討を行い、地すべりブロックの推定および移動観測線を決定した。また、現地で孔内傾斜計の観測を開始し、さらに伸縮計1台を試験的に設置した。これらの現地調査・計測に並行して、中国の他の地域の地すべりとの比較調査を行った。8.中国西部山岳地域における氷河サ-ジ災害に関する研究:チベット東部ボミ県における氷河土石流災害の発生状況の現地調査を2つの氷河地域において実施し、災害の予測と防御に必要な研究方法と観測方法を検討して現地に適した計測器の開発を進めた。また、収集資料に基づき、災害発生の要因分析を行った。

5.強震動観測とサイスミックマイクロゾ-ネ-ションに関する研究:唐山地域に強震動観測網を設置するために工程力学研究所と共同して同地域の地震活動、地質および地形デ-タを収集・検討し観測点(4点)を決定するとともに、それらの観測点に地震観測装置を設置した。観測予定地域の活断層の活動性状から、数年間観測を継続すれば十分な地震動デ-タを蓄積できるものと考えられる。6.河道変遷の影響を考慮した都市施設の地震危険度に関する研究:長周期微動観測による地盤震動特性、都市施設や土木・建築構造物群の耐震性能評価法、およびそれらを総括した都市の地震危険度と都市地震防災の研究に関する具体的方針を定めるとともに、土木、建築構造物やライフラインを含む都市施設に関する、中国の耐震規定や、上海市を中心とした地震被害の予測に関連した震害予測手法・耐震診断法に関する研究プロジェクトの推進状況などについて討議した。さらに、同済大学の陶能付講師が、長周期微動観測に関する計器使用のトレ-ニングにために防災研究所に滞在した。7.華清池の地すべり災害予測と防止対策に関する研究:華清池地すべり踏査、既往調査資料の収集・検討を行い、地すべりブロックの推定および移動観測線を決定した。また、現地で孔内傾斜計の観測を開始し、さらに伸縮計1台を試験的に設置した。これらの現地調査・計測に並行して、中国の他の地域の地すべりとの比較調査を行った。8.中国西部山岳地域における氷河サ-ジ災害に関する研究:チベット東部ボミ県における氷河土石流災害の発生状況の現地調査を2つの氷河地域において実施し、災害の予測と防御に必要な研究方法と観測方法を検討して現地に適した計測器の開発を進めた。また、収集資料に基づき、災害発生の要因分析を行った。
モンゴル語のテンス・アスペクトについての通時的研究

本研究はモンゴル語におけるテンス・アスペクトの通時的変遷を明らかにするための基礎的な調査研究である。本研究では、言語の通時的変遷を明らかにする際に通常とられる過去の文献を調査するという手法に加えて、現代語の諸方言を記述し、その異同を明らかにすることによって、通時的変遷の痕跡を探った。その結果、いくつかのアスペクト形式において方言差と個人差が確認された。これらは専ら補助動詞の文法化の差を反映していると結論づけられるものである。本年度は、主に、以下に挙げる2点の調査研究を実施した。1)中国内蒙古自治区の現地に赴き、現代モンゴル語ホルチン方言の母語話者を言語コンサルタントとして、同方言の聞き取り調査を実施した。従来、ホルチン方言は漢語からの影響が強いと言われていたが、今回の調査では、音韻・語彙・文法の諸側面において、その事実を確認するとともに、具体的な実例を数多く収集することができた。この調査結果は、モンゴル語の通時的変遷を明らかにする上で大変に意義があるといえる。2)研究実施計画では9月以降、ハルハ方言の調査研究を行う予定であったが、言語コンサルタントの都合上、本年度の実施が困難になったため、次年度に予定を変更することにした。本年度は、代わりに、近代モンゴル語研究において使用する文献、すなわち、17世紀の中国内秘書院で作成された梢案類、及び、18世紀の朝鮮司訳院で編纂されたモンゴル語教材の2点を研究対象とし、データベースの作成、及びその基礎的な調査に専念した。これらの研究成果は、次頁に示す2件の研究論文、及び、1件の研究発表において公表した。本年度は、主に以下に挙げる二点の調査研究を行なった。1)中国内蒙古自治区及び日本国内において、初年度から継続的に調査しているホルチン方言と併せて、チャハル方言、ハルハ方言を対象に試図的な聞き取り調査を行なった。その結果、一部のアスペクト形式(副動詞+suu-)の意味に方言差があり、本動詞が「補助動詞」になるいわゆる「文法化」の現象を反映している可能性が高いことが明らかになった。この調査結果は、本研究の中心的課題である「モンゴル語のアスペクトの通時的変遷」を明らかにする上で、非常に示唆的なデータを提供するものである。2)系統論的にモンゴル語と同じアルタイ系だと言われ、また、清代を通じてモンゴル語と言語接触の関係にあったと考えられる「満洲語」のアスペクトに関する調査研究を行なった。満洲語の話し手はすでに絶滅寸前であるため、本研究では、過去の文献資料を用いて調査研究を行なった。その結果、満洲語のアスペクトの文法化の程度が主節と従属節で差異があり、それが表記に反映されている可能性が高いことが明らかになった。この調査結果は、モンゴル語が満洲語と言語接触の関係にあったことを前提とすれば、モンゴル語のアスペクトの文法化を明らかにする上で、別の視点から重要な証拠を提供するものである。以上の研究成果の一部は、次頁に示す研究発表において公表した。1)前年度までに行なってきたモンゴル語のホルチン方言、チャハル方言、ハルハ方言に続き、本年度は夏季に中国の現地に赴いて、ハラチン方言のテンス・アスペクトについての基礎的調査を実施した。また、日本国内では、ホルチン方言を対象に、日本語の「テイル」形に相当する基本的なアスペクト形式である「副動詞+baix」形以外に、アスペクト的な意味を表すとされる「副動詞+barax、duusx(共に日本語の「シオワル」に相当)、「副動詞+exilex」(日本語の「シハジメル」に相当)、「副動詞+jabax,ocix」(共に日本語の「テイク」に相当)、「副動詞+irex」(日本語の「テクル」に相当)などの周辺的な形式について聞き取り調査を実施した。2)本研究では、系統的にモンゴル語と同系で、清朝時代を通じてモンゴル語と言語接触の関係にあったと考えられる満洲語との対照を通じて、モンゴル語を調査研究するという手法を取っている。現在、満洲語の話者は非常に少なく、口語としての満洲語は絶滅の危機に瀕しているが、本研究では、膨大な量が現存する満洲語文献を扱うことで、満洲語文語を研究対象としている。この満洲語の文献調査に関して、本年度は、初年度に引き続き、19世紀の長崎で編纂された『翻訳満語纂編』と『翻訳清文鑑』の二種の文献のデータベースを作成した。
環境適応型ＤＮＡ損傷ストレス耐性メカニズムの解明

DNA損傷トレランス(DDT)は、DNA複製装置に含まれるDNAクランプ(PCNA)のユビキチン化修飾を介して複製阻害の解消に機能しており、慢性的なDNA損傷ストレス耐性において主要な役割を果たす。本研究では、研究代表者が同定したMgs1の解析を中心として、DNA損傷トレランス機構を制御する分子メカニズムの解析と、慢性的なDNA損傷が引き起こすゲノム不安定性や代謝機能への影響を解析した。その結果、Mgs1はDDT経路とDNA相同組換え経路の制御に関わることや、慢性的な紫外線損傷ストレスがトレハロースや活性酸素種のなどの代謝ストレスの増大を引き起こしていることが明らかになった。細胞内では、地球環境及び細胞内環境に由来する様々な因子によってDNA損傷が常に発生している。本研究では、自然環境レベルの紫外線損傷ストレスに対してゲノムの安定性を維持しながら増殖を可能とする環境適応型の損傷ストレス耐性機構の仕組みをゲノム及び代謝機能の両面から明らかにすることを目指している。本年度は、1)DNA損傷トレランスの制御メカニズムの解析、2)慢性低紫外線照射下の細胞を用いたメタボローム解析を中心に研究を行い以下のような結果が得られた。1)Mgs1は大腸菌からヒトまで高度に保存されており、研究代表者による出芽酵母の研究から、DNA損傷トレランス経路の変異株であるrad18変異との二重変異株が合成致死性を示すことやDNA複製阻害応答に欠損を示すことを明らかにしてきた。今回、この合成致死を抑圧する多コピーサプレッサーの単離・同定を行った。その結果、100個以上の候補クローンを得ることに成功し、現在、その配列解析と抑圧効果について解析を行っている。2)慢性的なDNA損傷ストレスは、DNA損傷だけでなく細胞周期やDNA複製、転写、さらには代謝機能調節など様々な生命機能に影響を及ぼすことが考えられるが、これらの機能制御がストレス耐性機能においてどのような役割を果たしているかは不明な点が多い。本研究では、増殖阻害時の代謝機能について明らかにするために、大阪大学大学院工学研究科の福崎研究室との共同研究により慢性紫外線ストレスを受けた酵母細胞のメタボローム解析を行った。現在までに特異的な変動を示す複数の化合物を見いだしており、今後の代謝プロファイリング解析によって損傷ストレス特異的な代謝機能調節機構を解明することが期待できる。ゲノム安定性維持に関わるMgs1タンパク質は、大腸菌からヒトまで高度に保存されたAAA+ATPaseファミリータンパク質である。Mgs1のドメイン解析から、DNA損傷剤であるメチルメタンスルホン酸に対して高感受性を示すMgs1のC末領域の変異体を複数同定した。この領域は大腸菌からヒトまで高度に保存された領域であることから、Mgs1の損傷応答機能に重要な役割を果たしていると考えられる。さらに、この変異体タンパク質をウエスタンによって確認したところ、野生型とほぼ同じ発現量であった。したがって、これらのMgs1変異体はMgs1活性の制御ドメインとして機能していることが考えられる。これまでの研究から、MGS1と損傷トレランスに関わるRAD18の二重変異株の合成致死性を回避する多コピーサプレッサーを複数単離しており、クロマチンリモデリング因子などの染色体構造に関わる因子を同定した。そこで、染色体の構造を制御する機構が慢性的な損傷ストレス耐性に果たす役割を明らかにするため、ヒストン変異体を用いた損傷ストレスの影響を調べた。その結果、損傷ストレスの種類によって感受性が大きく変動する変異体を複数同定した。さらに、rad18変異株において、慢性的な低紫外線環境によって変動する代謝物質Aに関して、その合成に関わる遺伝子がmgs1 rad18二重変異株の合成致死性を抑圧する多コピーサプレッサーとして機能することを見いだした。このように、これまでの損傷ストレス耐性の機能解析から、ゲノム安定性や構造維持と代謝調節に関する複数の研究の接点が見いだされてきており、今後、これらの解析をさらに推進することで、ゲノムの安定性を維持しながら増殖を可能とする環境適応型の損傷ストレス耐性機構の仕組みの解明が期待できる。細胞内では、外的・内的環境に由来する様々な因子によってDNA損傷が常に発生しており、生物は慢性的なDNA損傷ストレスに対する耐性能力を獲得することで様々な環境に適応してきた。本年度は、低線量率の紫外線照射下で酵母細胞を培養可能な実験系を用いて、DNA損傷トレランスの制御機構の解析及び、慢性的なDNA損傷ストレスに対する代謝調節も含めた耐性獲得に関わる新規メカニズムの解明を目指して研究を行った。損傷トレランス経路の制御因子Mgs1の機能解析:Mgs1は大腸菌からヒトまで高度に保存されたタンパク質である。今回N末及びC末領域のドメイン解析を行った結果、真核生物にのみ存在するN末領域内のUBZドメインはユビキチン化PCNAとの相互作用に関与しており、DNAクランプであるPCNAのユビキチン化を介したDNA損傷トレランス経路の阻害を引き起こすことが示された。一方、バクテリアからヒトまで保存されたC末領域は、DNA相同組換え経路の制御に関与していることが明らかとなった。さらに、N又はC末ドメインを欠損した変異体は、いずれもDNA結合とATP加水分解に関して野生型と同程度の活性を持ち、両経路の制御は共にMgs1が持つATP加水分解反応に依存していた。また、DNA損傷トレランス機構の阻害にはC末領域を必要とする一方で、DNA相同組換え経路の制御はN末領域を必要としないことが明らかとなった。これらの結果は、DNA相同組換えの制御が原核から真核生物まで保存されたメカニズムであることを示唆している。mgs1 rad18の合成致死性を抑圧する多コピーサプレッサーをスクリーニングした結果、翻訳制御やリボソーム生合成、オートファジー、アクチン制御等の代謝反応に関与するTOR

2遺伝子及びTORシグナル関連因子を同定した。生物は慢性的なDNA損傷ストレスに対する耐性能力を獲得することで様々な環境に適応してきた。本研究では、損傷ストレスに対する耐性獲得に関わる機構を、DNA損傷修復機構以外の働きに焦点を当てて解析することを目的としている。1)染色体構造と損傷ストレス耐性機能;原核生物の染色体構造維持ファミリータンパク質であるRecNのランダム変異導入法を用いた解析から、DNA損傷部位へリクルートできないRecN変異体をはじめ、RecNの細胞内動態の異常及びDNA損傷耐性機能の欠損を示す変異体を複数単離した。真核生物のヒストンH3及びH4変異体解析から、特定のヒストン変異で観察されたDNA損傷感受性の抑圧効果は、DNA相同組換え機構の亢進によって引き起こされていることがわかった。さらに、この変異体は損傷耐性を獲得する一方で染色体異常が高い頻度で生じていることが示された。2)DNA損傷トレランスの制御機構;出芽酵母Mgs1は生物種を超えて高く保存されている。Mgs1のドメイン解析の結果、原核生物から真核生物まで高度に保存されたMgs1のC末領域の欠損変異体は、Rad51依存の組換え中間体の蓄積を引き起こすことが示唆された。さらに、Mgs1の過剰発現は、S/G2期における増殖阻害と一本鎖DNAの蓄積を引き起こし、この阻害効果はMgs1のATP加水分解活性及びC末領域に依存していた。一方で、真核生物のみに保存されたN末領域は、これらのDNA損傷非存在下で観察された機能に必要ないことが示された。その他の結果も合わせて、Mgs1は、過剰発現又は欠損のいずれの場合においても複製ストレス耐性やゲノム安定性に影響を与え、N末領域はDNA損傷依存的な機能に関与している一方で、高度に保存されたC末領域は組換え制御を介した重要な役割を果たしていることが明らかになった。DNA損傷トレランス(DDT)は、DNA複製装置に含まれるDNAクランプ(PCNA)のユビキチン化修飾を介して複製阻害の解消に機能しており、慢性的なDNA損傷ストレス耐性において主要な役割を果たす。本研究では、研究代表者が同定したMgs1の解析を中心として、DNA損傷トレランス機構を制御する分子メカニズムの解析と、慢性的なDNA損傷が引き起こすゲノム不安定性や代謝機能への影響を解析した。その結果、Mgs1はDDT経路とDNA相同組換え経路の制御に関わることや、慢性的な紫外線損傷ストレスがトレハロースや活性酸素種のなどの代謝ストレスの増大を引き起こしていることが明らかになった。本研究では、複製フォークの進行阻害の解消に関与するDNA損傷トレランスの制御機構を明らかにするため、研究代表者が単離・命名した出芽酵母Mgs1の機能解析を中心に解析を行った。
放射光X線CTを用いたマイクロ接合部における熱疲労寿命の評価技術の開発

21世紀の新しい光である放射光を光源とするX線CTの技術を、実際の電子基板に用いられている微細な接合部における繰返し加熱によって発生する損傷の評価に初めて適用しました。その結果、微細な接合部におけるき裂の発生から破断に至るまでのすべての過程を、電子基板を破壊することなく観察して、その寿命を推定する技術を開発できました。この技術は、電子機器の信頼性の向上と新しい機器の開発に貢献するものです。1、概要放射光X線CTを用いて撮影した画像から、電子基板のマイクロ接合部における微細組織、および熱サイクル負荷による変化(相成長)を非破壊で評価する技術の開発に成功した。放射光X線をフリップチップ構造体に照射し、元素の線吸収係数の分布を可視化して、約1μmの空間分解能で微細組織の熱疲労による変化を観察した。同一試料の時系列観察結果から、微細組織変化の定量化を行い、その変化率を評価指標として疲労き裂の発生寿命を推定する手法を開発した。2、具体的研究内容・成果(1)、微細組織変化SPring-8の放射光X線マイクロCT装置により、元素の線吸収係数(LAC)の空間分布を正確に捉えることに成功した。フリップチップ構造体に熱サイクル負荷を加え、同一のはんだバンプの微細組織変化を時系列観察したところ、LAC分布の変化から、相成長の過程を定量化した。その結果、微細組織の平均相寸法の4乗(パラメータSで表示)がサイクル数に比例するように、微細組織が変化することが明らかとなった。(2)、疲労き裂発生寿命の評価微細組織変化を表すパラメータSのサイクルあたりの変化率と疲労き裂の発生寿命との間には、累乗則の関係がある。この関係を用いて、放射光X線マイクロCTによって得られた画像から、疲労き裂の発生寿命を非破壊で評価することが可能となった。3、成果の有用性(産業高度化、社会的ニーズ、工学的意義)エレクトロニクス実装において、接合部のマイクロ化は急速に進行しており、信頼性評価技術に対するニーズが高まっている。マイクロ接合部における疲労損傷が微細組織レベルで解明されたこと、非破壊によるマイクロ接合部の寿命評価が可能になったことの工学的意義は非常に大きい。開発した手法は、電子機器業界のニーズにタイムリーに応えるものであり、将来、関連企業製品の高度化、信頼性向上に大きく貢献することが期待できる。放射光X線マイクロCTを撮影した画像から、電子基板のマイクロ接合部における微小な熱疲労き裂を非破壊で評価する技術の開発に成功した。放射光X線をフリップチップ構造体に照射し、X線の屈折コントラストを利用して、サブミクロン幅の微小き裂を観察することが可能となった。さらに、同一試料の時系列観察結果から、疲労き裂の進展速度を計測し、破断寿命を推定することが可能となった。1.具体的研究内容・成果(1)微小き裂の観察SPring-8の放射光X線マイクロCT装置により、直径150μmのはんだバンプ接合部を有するフリップチップ構造体内部の微小な熱疲労き裂を非破壊で観察することにに成功した。き裂の観察は、マイクロCT装置の空間分解能(約1μm)を超えるサブミクロン幅の微小き裂を促えるために、透過X線が屈折干渉してき裂のコントラストを強調する光学系を適用することにより実現した。(2)破断寿命の評価マイクロ接合部における疲労き裂の3次元形状および進展過程を非破壊で観察することにより、その進展速度を決定することが可能となった。き裂の進展速度から推定した疲労寿命は、切断面のSEM画像によって決定された平均寿命とよく一致しており、本検査方法の有効性が検証された。2.有用性:産業高度化、社会的ニーズ、工学的意義エレクトロニクス実装において、接合部のマイクロ化は急速に進行しており、信頼性評価技術に対するニーズが高まっている。マイクロ接合部における疲労き裂が、非破壊で観察可能になったこと、さらに破断寿命の評価までの可能になったことの工学的意義は非常に大きい。開発した手法は、電子機器業界のニーズにタイムリーに応えるものであり、将来、開発企業製品の高度化、信頼性向上に大きく貢献することが期待できる。フリップチップ構造を有する電子基板のマイクロ接合部において、熱的な負荷によって発生した微小き裂およびその進展過程を、非破壊で、かつ3次元的に観察、評価することに成功した。すなわち、放射光研究施設SPring-8における放射光X線CTを用いて、従来の非破壊検査装置では検出不可能であったサブミクロン厚さの微小き裂を捉え、そのき裂面積の進展速度を評価することにより、マイクロ接合部の破断寿命を推定することが可能となった。1.具体的研究内容・成果(1)マイクロ接合部のき裂進展の3次元解析:直径150μmのはんだバンプ接合部を有するフリップチップ構造体を対象とした。透過X線が屈折干渉して結像する光学系を適用し、開口量が100nmオーダーである微小き裂の3次元的な全体像を捉えることができた。

さらに、同一のはんだバンプを継続的に観察することにより、疲労き裂の3次元的な進展状況を定量的に明らかにできた。(2)マイクロ接合部の破断寿命評価:マイクロ接合部における疲労き裂の3次元的な形状および進展過程を非破壊で観察することにより、そのき裂面積の進展速度を定量的に決定することが可能となった。き裂面積の進展速度から推定した疲労寿命は、切断面のSEM画像によって決定された平均寿命とよく一致しており、本検査方法の有効性が検証された。2.有用性:産業高度化、社会的ニーズ、工学的意義エレクトロニクス実装において、接合部のマイクロ化は急速に進行しており、信頼性評価技術に対するニーズが高まっている。マイクロ接合部における疲労き裂が、非破壊で観察可能になったこと、さらに破断寿命の評価まで可能になったことの工学的意義は非常に大きい。開発した手法は、電子機器業界のニーズにタイムリーに応えるものであり、将来、関連企業製品の高度化、信頼性向上に大きく貢献することが期待できる。
三次元情報を元にした生体の実体モデル作成とその臨床応用に関する研究

本研究では、現在工業界で開発されつつある「レーザーリソグラフィ」(光造形法)という新技術を歯科及び医科の分野に導入して、効率的に生体の実体モデルの作製が可能なシステムを開発し、その応用を幅広く展開することを目的とした。この光造形法は、CADによって設計された工業製品の形状を、すぐに実体化して確認する目的で開発されたものであるため、物体の形状が連続した断面情報という形で提供されれば、どのような複雑な形態であっても作製することが可能である。そこで我々は、以下のような実体モデルの作製に成功した。1.顎変形症患者の顎顔面部の骨格モデルを、連続スライスのCTのデータを元に作製した。2.模型の歯冠形態とクラウンの支台歯形成を行った模型の三次元計測データを元に、歯冠補綴物であるクラウンの形態を光造形法により合成樹脂で作製し、それを鋳造用パターンとして金属を鋳造してクラウンを作製した。3.MRIの連続スライスデータを元にして、皮膚に覆われた頭蓋骨と内部の脳の模型を作製した。4.地図の等高線情報を元にして、山の模型を光造形法にて作製した。5.矯正科の分析用歯列模型の三次元計測データを元にして、光造形法による樹脂製歯列模型を作製した。6.顎運動軌跡の三次元データを元にして、切歯点部の下顎限界運動範囲の三次元模型を作製した。7.CAD/CAMによる純チタンクラウン作製の過程で、設計したクラウンのCADデータの形状の確認を、光造形法を用いて合成樹脂の模型を作製して行った。8.歯質の連続切片標本の光学顕微鏡の画像データを元にして、エナメル小柱の微細構造の実体模型を作製した。研究の初年度である本平成3年度には、以下のような研究を行った。1.レ-ザ-リングラフィ(光造形法)による立体加工装置(株)CMET製SOUPを導入し、そのハ-ドウェアならびに制御用ソフトウェアの使用法に習熟した。2.立方体や球などのような単純な形態をSOUPを用いて実際に加工し、加工の条件設定について経験を積み重ねた。3.三次元座標測定機トライステ-ションを用いて歯牙模型を計測し、そのデ-タを元にして歯牙の形態をSOUPにて復元した。4.CTやMRIのデ-タを元にして、患者の頭蓋骨および脳の模形をSOUPにて製作した。5.その他の数値情報を元にしたSOUPの活用法について検討を開始した。研究の2年目である平成4年度には、以下のような研究を行った。1.レーザーリソグラフィ(光造形法)の加工装置SOUPに、制御コンピュータのメモリおよびハードディスクを増設し、大きなデータ量も無理なく取り扱えるように改良した。2.歯牙模型と支台歯模型の三次元計測データを元に、冠の形態を光造形法により樹脂製のパターンを作り、それを鋳造して冠を製作した。3.歯列模型の計測データを元にして、光造形法により樹脂製の歯列模型を製作した。4.MRIのデータを元にして、皮膚に覆われた脳の模型を製作した。5.地図の等高線情報を元にして、山の模型を光造形法にて製作した。平成5年度(研究3年目)の研究実績としては以下のものが挙げられる。1.矯正科の分析用歯列模型の三次元計測データを元にして、光造形法による樹脂製歯列模型を作成した。2.顎運動データを元にして、切歯点部の下顎限界運動範囲の三次元模型を作成した。3.CAD/CAMによる純チタンクラウン作成の過程で、設計したクラウンのCADデータの形状の確認を、光造形法を用いて合成樹脂製の模型を作成して行った。4.イヌ天然歯の連続切片標本の光学顕微鏡データを元にして、エナメル小柱の微細構造の実体模型を作成した。

また今後の研究計画としては、以下のようなものが挙げられる。1.顎関節部の連続スライスMRIデータなど、他の三次元情報を元にした実体モデルの作成を行う。2.顎顔面部頭蓋骨の実体モデル作成を日常臨床の場で行っていくために、より経済的で高速な作業が可能でコンパクトな専用の光造形装置を開発する。
日本のシェイクスピア受容における影響のメカニズム-「影響の不安」を読み解く

明治期以降の日本が西洋文学からうけた「影響」のあり方や特徴を明らかにする試みの一環として、「西洋文学」の象徴ともいえる大作家シェイクスピアの戯曲に焦点を合わせた。ハロルド・ブルームの「影響の不安」を鍵概念としながら、シェイクスピア作品が日本文学や演劇のあり方にどのような力や影響を及ぼしているかを具体的に考察するとともに、大きく歴史的に概観することで、複雑で多元的な「影響のメカニズム」のいくつかの側面を明らかにすることができた。2007年度のInternational Shakespeare Congressにおいて"Foreign Shakespeare in the Postcolonial Age"と題するセミナーに参加し、大岡昇平作『ハムレット日記』に関する研究発表をする予定であるが、2005年度はその準備として主たる大岡昇平批評を収集・研究した。また、英語文献については、8月に10日間、イギリスの大英図書館およびオックスフォード大学ボドリアン図書館を訪れ、シェイクスピア劇の英語翻案作品、および本研究のキーワードである文学上の「影響」に関わる批評書を収集・研究することもできた。これらの文献や資料の研究を通じて以下の点を解明することができた。『ハムレット日記』に隠されたシェイクスピアの「影響」は、シェイクスピアや西洋文化に対する大岡の憧憬や崇拝のみによって形成されたものではなく、アジア支配を試みた日本の一国民(とりわけ実際にフィリピン戦場に立った一兵士)としての大岡の罪悪感や贖罪の意識、さらには、いわば西洋の知的「植民地」となった日本人としてのコンプレックスやライバル心など、複雑な要素が交錯して生み出された産物である。現在、これをまとめる論文を執筆中である。さらに、本研究の主題である異文化受容と影響のメカニズムを、別の角度から読み解く一つの試みとして、ドイツ演劇『エミーリア・ガロッティ』の英国初演の受容についての考察を行い、日本におけるシェイクスピア受容との類似性と相違点なども明らかにすることができた。この成果は、『真宗総合研究所紀要』に発表した。平成19年度も引き続き、明治期以降の日本が西洋文学からうけた「影響」を解明する一つの試みとして、文化的イコンとしての存在感がもっとも強い作家シェイクスピアの戯曲が、日本文学・演劇のさまざまなテキスト生成にどのような力や影響を及ぼしているかを具体的に考察し、複雑で多元的な影響のメカニズムの解明にずいぶん役立てることができた。第一の研究実績としては、日本を代表する演出家である蜷川幸雄によるシェイクスピア海外(ロンドン)公演に焦点を合わせた研究を行った。この研究は、蜷川演出の特色やそれに対するイギリス・日本の評価を詳細に分析することにより、演劇作品が文化的境界線を越えて受容される際に、いかに多様な政治的・文化的要因が作用するかを具体的に示した。また、イギリスと日本という二つの「場」を介して生み出されるカルチュラル・ポリティックスをも詳細に分析することもできた。本研究は、日本英文学会関西支部のシンポジウムにおける口頭発表を経て、活字の形で発表した。第二の研究実績は、本研究の鍵概念である「影響」という観点から、明治から現代にいたる日本の『ハムレット』受容史をまとめ直した論考である。およそ150年ほどの受容期間を大まかに五つ時代に区切り、各段階における主たる特徴を解明したこの研究は、『ハムレット』が日本文学・演劇にあたえた「影響」の変遷の様子とその全貌を把握するのにきわめて有用な作業となった。平成20年度も引き続き、明治期以降の日本が西洋文学からうけた「影響」を読み解く試みを続けた。とくに文化的イコンとしての存在感がもっとも強い作家シェイクスピアの戯曲が、日本文学・演劇のさまざまなテキスト生成にどのような力や影響を及ぼしているかを具体的に考察し、複雑で多元的な影響のメカニズムの解明にずいぶん役立てることができた。7月には西洋文学研究会(大谷大学)にて、また8月には、イギリスのオックスフォード大学で開催された開催された国際学会English Studies Nowにて、大岡昇平の『ハムレット』翻案小説である『ハムレット日記』についての研究を口頭で発表した。その成果は、ENglish Studies NOw(Tbilisi State University Press, 2009)に掲載される。本研究においては、『ハムレット日記』が、作者大岡のきわめて個人的主題追及の場となっているだけではなく、より大きな政治的背景をきわめて興味深い形で映し出した小説となっている点をも明らかにした。さらに年度後半からは太宰治『新ハムレット』の研究に着手している。大岡昇平とはまったく異なる形で『ハムレット』を翻案かする太宰作品のなかに、西洋やシェイクスピアの「影響」の新たな痕跡が見て取れる。さらに研究を進めて、2009年8月にイギリスで開催される国際学会(English Studies Now)にて研究発表をする予定である。
アラル海流域における環境保全と資源利用の両立に向けたネットワークの構築

本研究では、1970年以降、上流域における農業開発にともなう灌漑用水の過剰利用の結果として急激に湖水面が縮小したアラル海地域について、環境破壊からどのように復興を図るかを、環境保全と資源利用のバランスという視点での研究を意図している。本研究では、カザフスタン領のアラル海(小アラル海)及びこれに流入するシルダリヤ下流域を主たる研究対象地として、現在湖水位の保全に成功しつつあるカザフスタン領の小アラル海に着目して、漁業(水産資源)や牧畜といった生業を中心に、近年はじまった観光(エコツーリズム)等も含め、多様な資源管理のあり方を考察している。研究統括及び水文学的視点(水循環・水資源管理研究、水のガバナンス)からの研究を、代表者である窪田が行い、研究協力者として、アラル海開発史等歴史的視点からの研究を地田徹朗(名古屋外国語大学)が、漁業資源利用と環境保全の視点からの研究を石川智士(東海大学)が担当している。また、現地での調査経験が豊富で、湖沼生態系の研究であるニコライ・アラディン(ロシア科学アカデミー動物学研究所・教授)氏に協力を要請している。平成30年度には、これらのメンバーに、現地の状況に詳しいカザフ国立大学生態学研究センターのタルガルバイ・コヌスバエフ研究員(水産学)を加えた研究チームにより現地調査を実施し、カザフスタンのアルマトゥ、クズルオルダ、及びアラル海周辺(アラリスク等)で、関係者との面談及び打ち合わせ会議等を実施した。特に、アラリスクにおいては、地方政府の行政担当者、漁業従事者、水産加工業者等による関係者会合を実施した。現地調査の結果に基づいて、これまでの同地域における環境政策の変遷、個々の対策事業の影響等について、その目的、手法、効果の評価、住民の生活や文化に与える影響などを分析した。また、アラル海に関する研究論文等を執筆、公表した。本研究では、アラル海流域について、漁業(水産資源)や牧畜といった生業を中心に、近年はじまった観光(エコツーリズム)等も含め、多様な資源管理のあり方を、国内における研究会を重ね、その方向性についって議論した。さらにその議論の上で、平成31年2月から3月に、研究代表者である窪田のほか、研究協力者の地田准教授、石川教授に加え、長年アラル海流域で調査を行っているロシア動物学研究所のアラジン教授及びカザフ国立大学生態学研究センター・タルガルバイ・コノバエフ研究員を加えたメンバーにより現地調査を実施した。現地調査では、アルマトゥ市において、カザフ国立大学、カザフスタン動物学研究所、カザフスタン漁業研究所、アラル海救済国際基金等を訪問して、情報収集にあたるとともに、研究協力を依頼した。また、アラル海周辺(アラリスク等)の現地視察、地方政府の行政担当者、漁業従事者、水産加工業者への聞き取り、関係者会合を実施することができた。その結果については現在分析中であるが、アラル海の保全及び地域の経済開発に関して、それらに関わる政策の変遷、個々の対策事業の効果や地域住民の社会経済等への影響等について、有益な情報が得られた。これらにより、平成30年度に予定していた研究をほぼ実施することができた。また、本研究の対象地であるアラル海や、乾燥地の水資源利用に係わる研究論文を執筆、刊行した。平成31年度は、平成30年度の成果を元に、現地関係者会合、現地調査を実施するとともにそれらの結果を取り纏め、第2回目の研究者によるワークショップを行う。ここで各自の分担領域の報告を行うとともに、統合に向けた解析を実施する。本研究では、現在湖水位の保全に成功しつつあるカザフスタン領の小アラル海について、漁業(水産資源)や牧畜といった生業を中心に、近年はじまった観光(エコツーリズム)等も含め多様な資源について、環境保全を図りつつ、有効な資源利用を通じた地域の発展(復興)への取り組みを、社会と科学との協働により模索する。そこでは、ワークショップ等を通じて、「解決すべき課題」を見いだし、それを解決する過程を詳細に観察・記述・分析することで、「現場の問題を解決するための知識」がどのように生成され、改善されていくかを科学的に明らかにすることを目指している。

特に、アラリスクにおいては、地方政府の行政担当者、漁業従事者、水産加工業者等による関係者会合を実施した。現地調査の結果に基づいて、これまでの同地域における環境政策の変遷、個々の対策事業の影響等について、その目的、手法、効果の評価、住民の生活や文化に与える影響などを分析した。また、アラル海に関する研究論文等を執筆、公表した。本研究では、アラル海流域について、漁業(水産資源)や牧畜といった生業を中心に、近年はじまった観光(エコツーリズム)等も含め、多様な資源管理のあり方を、国内における研究会を重ね、その方向性についって議論した。さらにその議論の上で、平成31年2月から3月に、研究代表者である窪田のほか、研究協力者の地田准教授、石川教授に加え、長年アラル海流域で調査を行っているロシア動物学研究所のアラジン教授及びカザフ国立大学生態学研究センター・タルガルバイ・コノバエフ研究員を加えたメンバーにより現地調査を実施した。現地調査では、アルマトゥ市において、カザフ国立大学、カザフスタン動物学研究所、カザフスタン漁業研究所、アラル海救済国際基金等を訪問して、情報収集にあたるとともに、研究協力を依頼した。また、アラル海周辺(アラリスク等)の現地視察、地方政府の行政担当者、漁業従事者、水産加工業者への聞き取り、関係者会合を実施することができた。その結果については現在分析中であるが、アラル海の保全及び地域の経済開発に関して、それらに関わる政策の変遷、個々の対策事業の効果や地域住民の社会経済等への影響等について、有益な情報が得られた。これらにより、平成30年度に予定していた研究をほぼ実施することができた。また、本研究の対象地であるアラル海や、乾燥地の水資源利用に係わる研究論文を執筆、刊行した。平成31年度は、平成30年度の成果を元に、現地関係者会合、現地調査を実施するとともにそれらの結果を取り纏め、第2回目の研究者によるワークショップを行う。ここで各自の分担領域の報告を行うとともに、統合に向けた解析を実施する。本研究では、現在湖水位の保全に成功しつつあるカザフスタン領の小アラル海について、漁業(水産資源)や牧畜といった生業を中心に、近年はじまった観光(エコツーリズム)等も含め多様な資源について、環境保全を図りつつ、有効な資源利用を通じた地域の発展(復興)への取り組みを、社会と科学との協働により模索する。そこでは、ワークショップ等を通じて、「解決すべき課題」を見いだし、それを解決する過程を詳細に観察・記述・分析することで、「現場の問題を解決するための知識」がどのように生成され、改善されていくかを科学的に明らかにすることを目指している。交付決定が7月であったため、本来研究協力者が所属する大学の夏季休業中に予定していた現地調査が準備が間に合わず、冬季(平成31年2月から3月)に実施することになった。対象地は寒冷地であることもあって、冬季の調査には様々な制約があることから、調査用機材等で計画との差額が生じた。この差額については、次年度の現地調査の旅費等として有効活用する計画である。
ラット脊髄損傷モデルに対する骨髄間質細胞由来シュワン細胞移植の有用性の検討

[目的]骨髄間質細胞をin vitroでSchwann細胞に分化させた細胞(骨髄間質細胞由来Schwann細胞:Dezawa, Eur J Neurosci, 2001)をラット脊髄損傷モデルに移植し、その効果につき検討すること。[方法]1)成ラット大腿骨より骨髄を採取し付着性細胞を培養して、骨髄間質細胞を得た。2)1)の細胞をβ-メルカプトエタノール処理した後、all-transレチノイン酸を3日間加え、さらにフォルスコリン、bFGF,PDGF-AA,heregulinβ-1を加え1週間培養し、骨髄間質細胞由来Schwann細胞が得られた。3)ラット脊髄損傷モデルを作成した。8週齢雄Wistarラットを全身麻酔下に第7・第8胸椎椎弓切除し、その部分で脊髄を約4mm長の欠損ができるように切断して、脊髄完全損傷モデルとした。4)限外濾過膜を直径約2.2mm、5mm長の円筒形に成型したチューブに、骨髄間質細胞由来Schwann細胞をMatrigelに混和したものまたはMatrigelのみをそれぞれ充填し、脊髄欠損部に架橋状に移植した。6)組織標本につき各種線維に対する抗体を用いた免疫染色にて移植したチューブ内への軸索の伸展を評価した。8)行動学的評価・組織学的評価につき両群間で比較し、骨髄間質細胞由来シュワン細胞の脊髄損傷モデルに対する有効性を検討した。[結果]骨髄間質細胞由来Schwann細胞を移植した群では移植後5週(損傷後6週)の時点で平均スコアが約7点と、コントロールの平均スコア3点と比較して有意な回復が観察された。免疫染色ではneurofilament陽性の神経線維が骨髄間質細胞由来Schwann細胞移植群でチューブ内に多く見られた。Tyrosine hydroxylase陽性の下降性線維が骨髄間質細胞由来Schwann細胞移植群でチューブ内に多く見られた。Serotonin陽性線維数calcitonin gene related peptide陽性線維数は両群間で有意差がなかった。また、骨髄間質細胞由来Schwann細胞移植群で機能回復が見られたもののうち2匹に対し、移植後5週時、移植チューブの再切断を行ったところ、回復した機能はすべて失われその後も回復しなかった。[考察]骨髄間質細胞由来Schwann細胞移植は軸索再生を促進し、後肢機能を有意に回復させた。骨髄間質細胞由来Schwann細胞は、採取の容易さ・自己移植可能であることなどから、脊髄損傷に対する細胞治療の細胞ソースの候補として有望である。【目的】今日まで、ラットでは損傷脊髄に対し末梢神経由来Schwann細胞移植の有用性が報告されてきた。また、近年我々はSchwann細胞が骨髄間質細胞から分化誘導できることを報告した(Dezawa et al.,2001)。そこで本研究では、骨髄間質細胞より分化誘導したSchwann細胞(以下、骨髄間質細胞由来Schwann細胞)の損傷脊髄への移植を試みた。末梢神経由来schwann細胞移植に対し、骨髄間質細胞由来Schwann細胞移植の利点は、骨髄間質細胞の採取が容易であり、旺盛な増殖能のため移植に必要な細胞数の確保が容易であること、採取部の合併症が少ないことなどである。【方法】対象にはウィスターラット、雄8週齢を使用し、T8レベルで4mmの脊髄欠損を作成し、限外濾過膜で作成したチューブ内に、マトリゲルと骨髄間質細胞由来Schwann細胞を混和して充填したもの(n=9)と、マトリゲルのみを充填したもの(n=7)を、それぞれ脊髄欠損部を架橋するように移植した。各群で移植後、BBB locomotor scaleを用いて後肢の運動機能回復を比較した。6週後、4%PFAにて灌流固定し、移植部組織の肉眼像、免疫染色で神経線維数を比較した。さらに、骨髄間質細胞由来Schwann細胞移植群の一部に移植部組織の再切断を試行した。【結果・考察】後肢運動機能は、骨髄間質細胞由来Schwann細胞移植群で有意に回復した。また、移植部組織の再切断にて、回復した後肢運動機能は廃絶され、後肢運動機能回復が移植部組織によるものであると考えられた。移植部組織の肉眼像では、骨髄間質細胞由来Schwann細胞移植群で脊髄欠損部の架橋がよりよく統合されていた。神経線維の免疫染色では骨髄間質細胞由来Schwann細胞移植部組織内にNeurofilamentに陽性の、中でもTyrosine Hydroxylaseに陽性な神経線維が有意に多く、損傷脊髄の軸索伸展が促進されたと考えられた。【結論】ラット脊髄損傷モデルに対する骨髄間質細胞由来Schwann細胞移植は軸索伸展を促進し、後肢運動機能も回復させた。以上より、脊髄損傷に対する骨髄間質細胞由来Schwann細胞移植の有用性が証明され、細胞移植療法への応用の可能性が示唆された。

2)1)の細胞をβ-メルカプトエタノール処理した後、all-transレチノイン酸を3日間加え、さらにフォルスコリン、bFGF,PDGF-AA,heregulinβ-1を加え1週間培養し、骨髄間質細胞由来Schwann細胞が得られた。3)ラット脊髄損傷モデルを作成した。8週齢雄Wistarラットを全身麻酔下に第7・第8胸椎椎弓切除し、その部分で脊髄を約4mm長の欠損ができるように切断して、脊髄完全損傷モデルとした。4)限外濾過膜を直径約2.2mm、5mm長の円筒形に成型したチューブに、骨髄間質細胞由来Schwann細胞をMatrigelに混和したものまたはMatrigelのみをそれぞれ充填し、脊髄欠損部に架橋状に移植した。6)組織標本につき各種線維に対する抗体を用いた免疫染色にて移植したチューブ内への軸索の伸展を評価した。8)行動学的評価・組織学的評価につき両群間で比較し、骨髄間質細胞由来シュワン細胞の脊髄損傷モデルに対する有効性を検討した。[結果]骨髄間質細胞由来Schwann細胞を移植した群では移植後5週(損傷後6週)の時点で平均スコアが約7点と、コントロールの平均スコア3点と比較して有意な回復が観察された。免疫染色ではneurofilament陽性の神経線維が骨髄間質細胞由来Schwann細胞移植群でチューブ内に多く見られた。Tyrosine hydroxylase陽性の下降性線維が骨髄間質細胞由来Schwann細胞移植群でチューブ内に多く見られた。Serotonin陽性線維数calcitonin gene related peptide陽性線維数は両群間で有意差がなかった。また、骨髄間質細胞由来Schwann細胞移植群で機能回復が見られたもののうち2匹に対し、移植後5週時、移植チューブの再切断を行ったところ、回復した機能はすべて失われその後も回復しなかった。[考察]骨髄間質細胞由来Schwann細胞移植は軸索再生を促進し、後肢機能を有意に回復させた。骨髄間質細胞由来Schwann細胞は、採取の容易さ・自己移植可能であることなどから、脊髄損傷に対する細胞治療の細胞ソースの候補として有望である。