hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
転写抑制因子による破骨細胞分化制御

破骨細胞分化における転写制御は、主として転写活性化が寄与するものと理解されてきた。研究代表者らは本研究において初めて、二つの転写抑制因子Bcl6およびBlimp1が破骨細胞分化に必須であることを見出した。Bcl6は破骨細胞分化抑制因子として機能しているが、破骨細胞分化を開始させるサイトカインRANKLのシグナルにより誘導されるBlimp1がBcl6を転写レベルで抑制し、破骨細胞分化抑制を解除することで正常な破骨細胞分化が進行していた。我々は転写抑制因子Blimp1の破骨細胞特異的欠損マウス(Blimp1 cKO)を樹立し、これを用いてBlimp1が破骨細胞分化制御作用を有することを他に先駆けて見出した。Biimp1 cKO由来の破骨細胞では、破骨細胞分化の鍵分子であるNFATc1が転写レベルで著減していた。併せて破骨細胞の機能発現に必須の遺伝子群も発現が著減していたことから、我々はBlimp1 cKOにおいては何らかの転写抑制因子の発現亢進が生じ、そのためNFATc1をはじめ種々の遺伝子発現が抑制されているものと推測した。この推測に基づき探索を行った結果、転写抑制因子Bc16をBlimp1の標的遺伝子として同定した。Bc16はNFATc1等破骨細胞関連遺伝子のプロモーターに結合することが確認され、これらを転写レベルで抑制することが強く示唆された。また破骨細胞分化を誘導するRANKLシグナルによりBc16は強力に抑制され、このときBlimp1がBc16プロモーターに結合することを明らかにした。加えてBc16欠損マウスより調製した細胞を用いてin vitroでの破骨細胞形成実験を行い、Bc16欠損が破骨細胞分化を亢進させるとともに、骨吸収の亢進をもたらすことも見出した。以上の結果より、破骨細胞はRANKLにより誘導されたBlimp1がBc16を抑制することで破骨細胞関連遺伝子が発現し分化発生するという、新たな破骨細胞分化シグナル経路を解明した。またBc16欠損マウスでは破骨細胞の増加および骨量減少を、Blimp1 cKOでは破骨細胞の減少と骨量増加を認め、両分子がin vivoでも正常な破骨細胞分化に必須であることを証明した。我々は転写抑制因子Blimp1の破骨細胞特的欠損マウス(Blimp1 cKO)を樹立し、Blimp1が破骨細胞分化に必須の分子であることを他に先駆けて見出した。Blimp1 cKOの骨組織では破骨細胞数の減少および骨量増加を認め、またBlimp1 cKO由来の細胞はin vitroでも破骨細胞分化不全を来すことが明らかになった。このとき破骨細胞の分化マーカー遺伝子の発現が著減していたことから、我々はBlimp1欠損により何らかの転写抑制因子の発現亢進が生じ、分化マーカーの発現を抑制したものと推測した。この推測に基づき探索を行った結果、転写抑制因子Bcl6の発現がBhmp1欠損により亢進していること、およびBlimp1がBcl6プロモーターに結合することが明らかになった。さらにBcl6が分化マーカーのプロモーターに結合することを見出し、その発現を抑制することが強く示唆された。Bcl6欠損マウス(Bd6 KO)の骨組織を解析した結果、破骨細胞分化亢進および骨量減少を認め、またBcl6 KO由来の細胞はin vitroで破骨細胞分化が亢進していることが明らかになった。本年度は両遺伝子の機能的連関を検証するため、Blimp1 cKOにBcl6欠損を導入した二重欠損マウス(DKO)を樹立して解析を行った。DKOの骨密度はBlimp1 cKOと比較して減少し表現型の改善が認められた。またin vitroでもDKO由来細胞では破骨細胞形成の回復が認められた。以上の結果から、Blimp1およびBcl6が正常な破骨細胞分化、ひいては骨恒常性の維持に必須であることを明らかにすることができた。一方でDKOでの破骨細胞分化は完全な回復には及ばなかったことから、Blimp1は破骨細胞分化過程において複数の標的遺伝子を制御していることが強く示唆され、その解明は今後の重要な課題であると考えられた。
生活分析的カウンセリング法を用いた大学生の抑うつ軽減への心理教育プログラムの開発

本研究の目的は、生活分析的カウンセリング法(Life Analytic Counseling; LAC法)を用いて、大学の授業で実施可能な抑うつ軽減プログラムを開発し、学生支援の一手法として提案することである。本年度は、前年度に作成した改訂版抑うつ軽減プログラムを心理教育の一環として授業内で実施し、プログラムの効果を検証することを目的とした。大学生を対象に1ヶ月間隔で2回のLAC法およびLAC法実施後のフィードバック(週1回)からなるプログラムを行った。改訂版プログラムの新たな試みとして、大学生が視覚的に自身の目標や達成度を把握できるように設定した。プログラムの効果を検証するために、反すうや自律性欲求等の個人特性、抑うつ、生活習慣に関する質問紙調査を行なった結果、以下の3点が明らかとなった。1介入群(プログラム実施群)は統制群と比較して介入後の抑うつ得点が有意に低いこと、2介入前の反すうや自律性欲求が抑うつの軽減に影響を及ぼすこと、3介入効果を示した学生はそうでない学生と比較して、学習時間や生活満足度が有意に高くなることが示された。本研究全体の結果を踏まえ、LAC法を用いた抑うつ軽減プログラムは大学生の抑うつの悪化を抑える効果だけではなく、生活習慣の改善にも有効であることが示唆された。一連の成果については、本年度に国際学会で発表し、また次年度の学会および学術雑誌に発表する予定である。なお、これまでの成果をもとに日常生活で導入しやすいようプログラムの介入形態を精査し、どのような対象者に効果的か、介入後も日常生活で継続的に活用できるか等を明らかにすることが今後の課題である。本年度は、まず、抑うつ軽減プログラムを開発するために、LAC法に関する実証研究の成果や他の手法を用いた抑うつの予防・軽減に関する研究成果を踏まえ、集団で実施する際の留意点を考慮し、プログラム案を作成した。続いて、作成したプログラム案を複数の大学の授業にて心理教育の一環として試行した。心理学関係の授業を受講する大学生を対象に介入群と統制群を設定し、介入群では学生自身の目標を重要性・実現可能性等から数値化し表にまとめるLAC表の作成(月1回計2回)と各LAC表作成後、生活行動の自己分析・評価と目標達成の振り返り(週1回計6回)から構成されるプログラムを実施した。プログラムの効果を検証するために、プログラム実施前、実施中、実施後に抑うつ、反すうや自律性欲求等の個人特性、適応指標を含む質問紙調査を行なったところ、統制群では時間経過とともに抑うつ得点が増加するのに対し、介入群では調査時期による抑うつ得点に有意な差はなく、統制群に比べてプログラム実施後の抑うつ得点が有意に低いことが示された。また、この効果は抑うつを持続させる反すうが高い個人においても得られたことから、本プログラム案は大学生の抑うつの悪化を抑える効果があることが示唆された。本年度の計画は、大学生を対象にLAC法を用いた抑うつ軽減プログラム案を開発することであった。研究計画に基づき、LAC法の実証研究や抑うつの予防・軽減に関する研究レビューによる情報収集の結果を踏まえ、大学の授業で実施可能なプログラム案を作成した。続いて大学の大規模授業において抑うつ軽減プログラムを試験的に実施した。プログラムの効果を実証的に検討するため、プログラム実施前後および実施期間中に質問紙調査を行ったところ、本プログラムは大学生の抑うつの悪化を抑える効果があることが示唆された。また、小規模授業や中規模授業を対象に実施したLAC法の先行研究についても成果をまとめ、国際学会等で発表できたことから、概ね当初の計画通り進行しているといえる。本年度は、まず、大学生を対象に昨年度作成した抑うつ軽減プログラム案を心理教育の一環として小規模授業にて実施した。プログラムの効果を検証するために、抑うつ、反すうや自律性欲求等の個人特性、生活習慣および適応指標に関する質問紙調査を行なったところ、1介入後の抑うつ得点が介入前よりも有意に低いこと、2介入前の反すうや自律性欲求によって抑うつの軽減効果が異なること、3抑うつ軽減効果が示された学生は学習時間の増加など生活習慣にも影響を及ぼすことが示された。以上の結果を踏まえ、本プログラム案は大学生の抑うつの悪化を抑える効果だけではなく、生活習慣の改善にも有効であることが示唆された。続いて、授業形式で大学生にアプローチでき、かつ取り組みやすいプログラムにするため、介入群を対象にプログラム実施中の行動や思考、プログラムへの抵抗感や難易度等について面接調査を行った。その結果、プログラムに関する評価は概ね肯定的であり、大学生にとって興味関心を持って臨めるものであったことが示唆された。最後に質問紙調査と面接調査の知見をもとに、プログラムの介入方法や内容を精査し、次年度実施予定の改訂版プログラムを作成した。本年度の計画は、大学生を対象にLAC法を用いた抑うつ軽減プログラム案を実施し、介入方法やプログラムの内容を精査することであった。研究計画に基づき、複数大学の小規模授業において抑うつ軽減プログラム案を実施した。

プログラムの効果を実証的に検討するため、プログラム実施前後および実施期間中に質問紙調査を行ったところ、本プログラムは大学生の抑うつの悪化を抑える効果だけではなく、学習時間など生活習慣への影響もあることが示唆された。さらに、介入群を対象にプログラムの抵抗感や難易度等に関する面接調査を行い、その結果をもとにプログラムを精査し、次年度に向けた改訂版プログラムを作成した。また、昨年度に実施したLAC法の研究についても成果をまとめ、学会発表できたことから、概ね当初の計画通り進行しているといえる。本研究の目的は、生活分析的カウンセリング法(Life Analytic Counseling; LAC法)を用いて、大学の授業で実施可能な抑うつ軽減プログラムを開発し、学生支援の一手法として提案することである。本年度は、前年度に作成した改訂版抑うつ軽減プログラムを心理教育の一環として授業内で実施し、プログラムの効果を検証することを目的とした。大学生を対象に1ヶ月間隔で2回のLAC法およびLAC法実施後のフィードバック(週1回)からなるプログラムを行った。改訂版プログラムの新たな試みとして、大学生が視覚的に自身の目標や達成度を把握できるように設定した。プログラムの効果を検証するために、反すうや自律性欲求等の個人特性、抑うつ、生活習慣に関する質問紙調査を行なった結果、以下の3点が明らかとなった。1介入群(プログラム実施群)は統制群と比較して介入後の抑うつ得点が有意に低いこと、2介入前の反すうや自律性欲求が抑うつの軽減に影響を及ぼすこと、3介入効果を示した学生はそうでない学生と比較して、学習時間や生活満足度が有意に高くなることが示された。本研究全体の結果を踏まえ、LAC法を用いた抑うつ軽減プログラムは大学生の抑うつの悪化を抑える効果だけではなく、生活習慣の改善にも有効であることが示唆された。一連の成果については、本年度に国際学会で発表し、また次年度の学会および学術雑誌に発表する予定である。なお、これまでの成果をもとに日常生活で導入しやすいようプログラムの介入形態を精査し、どのような対象者に効果的か、介入後も日常生活で継続的に活用できるか等を明らかにすることが今後の課題である。次年度は、本年度に開発したプログラムの効果を詳細に検討し、プログラムを洗練させることが課題である。まず、本年度に実施した試験的プログラムに関する質問紙調査や振り返りシートの自由記述の結果について反すうや自律性欲求等の要因に着目し、抑うつ軽減効果の個人差を検討する。続いて、授業形式で大学生にアプローチでき、かつ大学生が取り組みやすいプログラムにするため、介入群に日常生活でどの程度目標を意識した行動をしていたか、プログラムの抵抗感や難易度等について面接調査を行う。さらに、国内で抑うつ予防・軽減の取り組みを行っている研究者にプログラムの実施回数や介入方法、実施後のフォローおよび配慮すべき点等について助言を求める。これらの結果をもとに介入方法や内容を精査し、プログラムを洗練させる。最終年度である次年度には前年度までの実践研究の成果を踏まえ、大規模講義におけるプログラムを開発し、効果検証を行う。まず、大規模講義にてプログラムを実施し、実施前後の質問紙調査にて、介入群と統制群の抑うつ及び適応指標について比較検討を行う。
生体適合圧電材料MgSiO3を用いた神経再生用力学・電磁場創生デバイスの開発

以下の成果を得た.(1)3次元軸索伸展予測用セルラーオートマトン解析法を確立した.(2)疑似神経細胞PC12の軸索伸展促進用Bio-MEMSデバイスを開発し,細胞間距離および相対角度が軸索伸展に及ぼす影響の評価を行った.(3)生体適合圧電材料MgSiO3を用いた多層膜ダイヤフラムによる応力・静電磁場負荷装置を製作した.(4)交流電磁場創生デバイス開発と細胞活性の評価実験を行った.(5)力学・電磁場細胞周辺環境創生デバイスにより,PC12軸索伸展促進効果を検証した.引張刺激下では25.2%;一様磁場刺激下では37.4%,力学・電磁場ハイブリッド刺激下では70.0%の軸索伸展促進が確認された.本研究では,生体適合圧電材料MgSiO3(MSOと略記)を用いた神経再生のための力学・電磁場創生デバイスの開発を目指している.本年度は以下に示す成果を得た.(1)コンピュータシミュレーション:フェーズフィールド法に新たに開発したセルラーオートマトン法を融合したマルチレイヤー手法により細胞周辺環境が軸索伸展に及ぼす影響を確認した.(2)ラット由来疑似神経細胞PC12の軸索伸展の基本メカニズム解明用Bio-MEMSデバイスの開発:単および双細胞のパターニングが自由にできる誘電泳動を利用した電極アレイ構造を持つ捕捉用Bio-MEMSデバイスの創製に成功した.軸索伸展のタイムラプス顕微鏡観察が可能な観察システムを完成させた.(3)生体適合圧電材料による2次元応力・静電磁場負荷装置の作製とPC12による軸索伸展観察:MSOおよびPVDFを用いたユニモルフ型ダイヤフラムを作製した.膜上にPC12を播種し軸索伸展の状態を観察できることを確認した.課題(4)との連成により応力・電磁場刺激が軸索伸展に及ぼす影響を詳細に観察でき,軸索伸展の基本メカニズム解明が可能になると考える.(4)ポールピースによる交流電磁場創生デバイス開発と細胞活性実験:任意の磁場勾配を持つ交流電磁場環境を創生することで,電磁場の平均値および勾配値がPC12細胞の軸索伸展の加速および伸展方向の制御を可能とすることを実験検証した.(5)力学・電磁場細胞周辺環境創生デバイスの開発とPLA・PGAナノファイバー2層構造神経チューブによるPC12軸索伸展最大化探索:PLAナノファイバーによる2層構造チューブに加えてコラーゲン塗布の複合構造の製作を行った.結論として,PC12への栄養供給の不足が課題となり,本課題克服のために空孔を有するファイバーの成形法の開発および細胞シートおよび細胞チューブの創製を目指すことにした.本申請研究は,以下に示す主要5課題により構成される.(1)解析プログラムの開発では,フェーズフィールド法による細胞周辺環境の影響を考慮した神経軸索伸展シミュレーション手法の開発は終了した.次に,本研究の目標である3次元軸索伸展シミュレーションへの展開可能な新手法としてセルラーオートマトン法の理解およびプログラム開発に着手した.(2)ラット由来疑似神経細胞PC12の軸索伸展メカニズム解明のためのBio-MEMSデバイスの創製を行う.電気泳動法を採用することで,PC12多細胞の捕捉・配置を等距離・等角度の条件下で行うことに成功した.異種細胞の同時捕捉およびパターニングにも成功した.(3)圧電材料MSOユニモルフ型ダイヤフラムによる力学・電位場負荷デバイスの作製とPC12による神経軸索伸展実験観察では,圧電薄膜の片振り圧縮による磁場刺激に対する軸索伸展の促進効果が顕著でないことが確認された.次年度は力学・電磁場ハイブリッド刺激負荷装置の開発に注力することとした.(4)ポールピースによる交流電磁場負荷装置の作製とPC12による神経軸索伸展実験を行う.2次元交流電磁場創生のためのポールピースの設計とPC12を用いた実験検証を行った.実験結果の統計的処理により,交流電場が促進に大きく影響することが分かった.最後に(5) MSOダイヤフラム・ポールピース力学・電磁場創生デバイスの開発は本申請の最終課題である.課題4の電磁場環境に加えて片振り繰返し引張りによる力学刺激が可能なデバイスの設計製作を行った.これによりポールピースを用いた電磁場刺激と組み合わせた2次元力学・電磁場創生デバイスを作製した.PC12の軸索伸展に及ぼす影響を系統的に検討した結果,力学刺激の効果が顕著でなく,電磁場刺激による軸索伸展促進効果がより大きいことが確認された.課題1の解析手法の展開ではフェイズフィールド法を終了し,新たな解析手法としてセルラーオートマトン法を採用し,細胞周辺環境の影響を考慮したシミュレーション手法の開発に着手した.他の課題はおおむね予定通りの検討が終了し,最終課題であるMSOダイヤフラム・ポールピース力学・電磁場創生デバイスの開発に着手した.圧電薄膜の力学刺激による電磁場創生において,その値がかなり小さいことが懸念材料であるが,次年度にさらに検討を続けることで,最適な刺激因子の抽出が可能となると考える.本研究の主要5課題の成果を示す.(1)セルラーオートマトン解析法による3次元軸索伸展シミュレーションの開発:力学・電磁場細胞周辺環境の神経軸索進展への影響の観察結果を踏まえて,細胞周辺環境の影響を考慮した神経軸索伸展解析プログラムを完成した.(2)ラット由来疑似神経細胞PC12の軸索伸展の基本メカニズム解明用Bio-MEMSデバイスの開発

:電気泳動法を採用した細胞の捕捉・配置形成用Bio-MEMSデバイスを作製し,PC12細胞を等対頂角・等間隔のユニットセルに捕捉・配置し,細胞間距離および相対角度が軸索伸展速度とネットワーク形成に及ぼす影響の定量的評価を行った.(3)生体適合圧電材料MSO多層膜ダイヤフラムによる二次元応力・静電磁場負荷装置の作製とPC12による軸索伸展観察:生体適合圧電材料MSO多層膜をダイヤフラムの上層に成膜することでユニモルフ型ダイヤフラムを作製し,その膜上にPC12を播種し軸索伸展に対する引張り・圧縮および電界繰返し刺激負荷による軸索伸展促進効果を確認した.(4)交流電磁場創生デバイス開発と細胞活性実験:任意の磁場分布を有する交流電磁場環境を創生することで,電磁場がPC12細胞の軸索伸展の加速およびの伸展方向の制御に有効であることを検証した.(5)力学・電磁場細胞周辺環境創生デバイスの開発とPC12軸索伸展促進効果の検証:一様交流磁場刺激および引張りひずみ4%の力学刺激を開始し,PC12の軸索伸展長さおよびネットワーク形成を観察した.Controlと比較した結果,引張刺激下では25.2%;一様磁場刺激下では37.4%;,力学・電磁場ハイブリッド刺激下では70.0%の軸索伸展促進が確認された.各刺激下における軸索伸展促進の効果が確認されているが,ハイブリッド刺激下においては軸索伸展促進とネットワーク構築に対する相乗効果があることが確認された.以下の成果を得た.(1)3次元軸索伸展予測用セルラーオートマトン解析法を確立した.(2)疑似神経細胞PC12の軸索伸展促進用Bio-MEMSデバイスを開発し,細胞間距離および相対角度が軸索伸展に及ぼす影響の評価を行った.(3)生体適合圧電材料MgSiO3を用いた多層膜ダイヤフラムによる応力・静電磁場負荷装置を製作した.(4)交流電磁場創生デバイス開発と細胞活性の評価実験を行った.(5)力学・電磁場細胞周辺環境創生デバイスにより,PC12軸索伸展促進効果を検証した.引張刺激下では25.2%;一様磁場刺激下では37.4%,力学・電磁場ハイブリッド刺激下では70.0%の軸索伸展促進が確認された.本研究の達成度は50%と考える.以下に主要5課題の達成度を示す.(1)コンピュータシミュレーション:フェーズフィールド法に新たに開発したセルラーオートマトン法を融合したマルチレイヤー手法の開発へと展開ができた.(2)ラット由来疑似神経細胞PC12の軸索伸展の基本メカニズム解明用Bio-MEMSデバイスの開発:単一課題としてはほぼ100%達成できた.今後,課題(4)との連携により,細胞周辺環境および足場が神経軸索伸展に及ぼす影響の解明を目指す.(3)生体適合圧電材料による2次元応力・静電磁場負荷装置の作製とPC12による軸索伸展観察:単一課題としての達成度は60%であった.MSOおよび今年度採用したPVDFを用いたユニモルフ型ダイヤフラムを作製した.膜上にPC12を播種し軸索伸展の状態を観察できることを確認した.課題(4)との連成により応力・電磁場刺激が軸索伸展に及ぼす影響を詳細に観察でき,軸索伸展の基本メカニズム解明が可能になると考える.
層状チタン酸のナノ構造制御による可視光活性光触媒の創製

層状チタン酸H_2Ti_4O_9の層間にCdSやTiO_2を包接したナノ複合体H_2Ti_4O_9のTi^<+4>の一部をCu^<2+>とNbで同時に置換し、電荷バランスを保持した異種遷移金属イオン同時固溶四チタン酸および層状HTaWO_6の層間にTiO_2とPtを包接したナノ複合体を合成し、それらの光触媒活性を評価した。いずれの試料も可視光照射下において硫化ナトリウム水溶液又はメタノール水溶液中で水素生成活性を示した。なお、HTaWO_6は、単独ではメタノール水溶液中で不安定であり、紫外線照射するとTaO_5とH_2WO_4に分解したが、HTaWOに白金およびチタニアを包接したHTaWO_6/(Pt, TiO_2)の可視光応答性は層間にルチル型チタニアが高分散で包接されたことによると推察された。一方、層状化合物/CbSナノ複合体同士の比較では、H_4Nb_6O_<17>/CbSの蛍光はモンモリナイト/CbSの蛍光より郷土が弱く、寿命が短くなっている。また、CdSやTiO_2を包接したナノ複合体の蛍光寿命測定により、層間のCdSおよびTiO_2から、ホスト層状チタン酸H_2Ti_4O_9へ10^710^9sec^<-1>の高速電子移動反応が起こり、電子と正孔の再結合が抑制されていることが示唆された。このような高速電子移動反応が層状化合物/半導体ナノ複合体の優れた光触媒活性発現の一因と考えられる。固相法で合成した合成したK_2Ti_4O_9およびLiTaWO_6を塩酸中でイオン交換し合成したH_2Ti_4O_9およびHTaWO_6をホスト層として用い、硫酸鉄水溶液中における水熱晶析反応および三核鉄酢酸錯体とのイオン交換/紫外線照射により層間に酸化鉄を包接したナノ複合体を合成した。これらの試料を0.1MNa_2S溶液に試料を加え、100W高圧水銀ランプの波長400nm以上の可視光を照射し生成する水素量を測定した。H_2Ti_4O_9を1MFeSO_4水溶液中で水熱処理したところ、H_2Ti_4O_9は150°C付近から分解し始め、250°Cで完全にアナターゼに分解した。試料中に取込まれた鉄イオン量は、120°Cで最大(16wt%)となり、250°Cでは3wt%であった。これより、試料表面に吸着された鉄イオン量は僅かであり、大部分が層間に包接されたものと思われる。酸化鉄およびH_2Ti_4O_9のいずれも単独では可視光照射下で水素生成活性を示さなかったが、酸化鉄包接H_2Ti_4O_9は水素生成活性を示し、光触媒活性は、鉄イオン含有量の増加と共に向上した。また、水熱処理後の試料を空気中300°Cで仮焼するとさらに活性が向上した。三核鉄酢酸錯体とH_2Ti_4O_9とのイオン交換反応では、鉄イオン濃度40.2wt%、比表面積100m^2/gの試料が得られ、水熱晶析反応より、鉄イオン含有量および比表面積のいずれも大きかったが、光触媒活性は、水熱晶析-仮焼により合成したものより低かった。ホスト層状化合物としてHTaWO_6を用いた場合も同様の結果が得られた。これは、イオン交換-UV照射により包接された酸化鉄の結晶化度が低かったためと無われる。固相法で合成した合成したK_2Ti_<4-x-y>Cu_cM_yO_9(M=Nb,Ta)およびLiTaWO_6を塩酸および硝酸中でイオン交換し合成したH_2Ti_<4-x-y>Cu_cM_yO

_9およびHTaWO_6をホスト層として行い、アルキルアミンをイオン交換で挿入した後、チタニアの透明コロイド溶液と反応させ、さらに紫外線照射により層間にチタニアを包接したナノ複合体を合成した。これらの試料を10vol%メタノール水溶液に加え、4500W高圧水銀ランプの波長400nm以上の可視光を照射し生成する水素量を測定した。H_2Ti_<4-x-y>Cu_cM_yO_9は、可視光照射下で、光触媒活性を示さなかったが、紫外線照射下ではH_2Ti_4O_9より優れた光触媒活性を示し、層間にチタニアや白金を包接すると活性はさらに増加した。一方、HTaWO_6に白金およびチタニアを包接した試料、HTaWO_6/(Pt,TiO_2)ナノ複合体は可視光照射下で優れた光触媒活性を示した。HTaWO_6/(Pt,TiO_2)の可視光応答性は層間にルチル型チタニアが高分散で包接されたことによると推察された。固相法で合成したLiTaWO_6を硝酸中でイオン交換し合成したHTaWO_6をホスト層として用い、[Pt(NH_3)_4]Cl_2水溶液と反応させ、層間に[Pt(NH_3)_4]^<2+>をインターカレートした後、紫外線照射し、層間にPtを光析出させた。その後、得られた試料にプロピルアミンをイオン交換で挿入した後、チタニアの透明コロイド溶液と反応させ、さらに紫外線照射により層間にチタニアを包装したナノ複合体を合成した。これらの試料を10vol%メタノール水溶液に加え、4500W高圧水銀ランプの波長400nm以上の可視光を照射し精製する水素量を測定した。HTaWO_6は、単独ではメタノール水溶液中で不安定であり、紫外線照射するとTa_2O_5とH_2WO_4に分解した。一方、HTaWO_6に白金およびチタニアを包装したHTaWO_6/(Pt,TiO_2)ナノ複合体は、光化学的に安定であり、可視照射下で水素生成反応に対する優れた光触媒活性を示した。
下垂体前葉細胞の純化と細胞間相互作用研究への応用

ラット下垂体前葉では、特定の細胞間に接着親和性が存在し、例えば、LH/FSH分泌細胞とプロラクチン(PRL)分泌細胞、GH分泌細胞とACTH分泌細胞は、異種細胞間で高い接着親和性を示し、非ホルモン分泌性の濾胞星状細胞は、同種細胞間で接着親和性を示す。我々は、これまでの研究からこうした細胞間に、細胞接着を基とした情報伝達が存在すると考えている。これらの実態解明のために、下垂体前葉細胞を純化して研究を遂行することが必要であると考えた。その方法論として、レクチンを利用して、ホルモン産生細胞の細胞表面に細胞種ごとに特異的な糖鎖が存在していることを示し、これを応用して生きた細胞を蛍光標識・同定することを初めて可能とした。併せて、濾胞星状細胞特異的なプロモーター下にGFPを発現するトランスジェニック動物を用い、その下垂体からセルソーティング法により、濾胞星状細胞を純化することに成功した。これらの細胞を用いることにより、前葉内での局所的な細胞機能調節機構として、マトリクライン(細胞外基質の影響)、ジャクスタクライン(細胞接着因子の役割)、パラクライン(レチノイン酸合成酵素の局所的発現動態)の3つの概念をさらに具現化することが可能となった。平成19年度においては、下垂体前葉細胞純化の準備を行うとともに、下垂体前葉におけるパラクライン、ジャクスタクライン、マトリクラインの3様式の細胞間相互作用の実態を解析した。1、各種下垂体前葉細胞を単離するための特異的プローブとして、レクチンPNA(プロラクチン細胞)、S-WGA(ACTH細胞)及びコレラトキシンβ鎖(GH細胞)を確認し、セルソーターによる精製を開始した。また、濾胞星状細胞の単離に、埼玉大学井上金治教授より供与を受けたトランスジェニックラットが有用であることを確認した。2、下垂体前葉細胞の初代培養系で細胞接着の頻度を実験的に変え、発現の変化する遺伝子をDNAアレイにより選別した。各種シグナル伝達関連タンパクについて情報が得られたほか、インテグリンをはじめとする細胞-細胞外マトリクス接着因子に興味深い変化が見出された。3、ジャクスタクライン型の細胞間相互作用を担うカドヘリンタンパクについて組織学的解析を行ない、下垂体原基に特徴的にE-、N-の2型が共発現していること、その後、E-カドヘリンが失われることが、ホルモン産生細胞の発生・決定に密接にかかわっていることが明らかとなった。4、上記トランスジェニックラットを用いて濾胞星状細胞の動態に関する研究をはじめ、同細胞がギャップジャンクションを介して前葉内広域の信号伝達を担っていること、また、予想された域を超えて下垂体の組織構築に関与していることが示唆された。5、パラクライン因子として重要視されているレチノイン酸の合成酵素の局在について観察を行い、下垂体発生・性周期に伴い酵素の種類、発現細胞に顕著な変動があることが明らかとなった。6、下垂体前葉細胞への刺激伝達をモニターする手段として、c-fosの発現観察することが有効であることがわかった。平成20年度においては、これまでの成果を踏まえ、下垂体前葉細胞の細胞間相互作用を局所ホルモン様物質によるパラクライン、細胞外基質との結合によるマトリクライン、細胞同士の結合によるジャクスタクラインの3つの概念に分類して研究を進めた。また、トランスジェニックラット(S100b-GFP)を用いて、濾胞星状細胞とホルモン産生細胞それぞれを純粋培養する技術を確立した。パラクライン調節について、腺下垂体発生におけるレチノアルデヒド脱水素酵素1,2,3それぞれの時空間的な発現パターンを解析し、レチノイン酸が局所因子として腺下垂体の初期発生・分化の調節に働いているという新しい概念を示唆することができた。また、成体の下垂体においても同酵素1型が、エストロゲンの支配下に細胞間相互作用を担っているとの仮説を立てることができた。マトリクライン調節については、in vitroでのliving観察により、腺下垂体で濾胞星状細胞のみが細胞外基質に対して特異的な親和性を示し、細胞接着性、増殖能に顕著な影響を受けることが明らかとなった。

また、in vitroで濾胞星状細胞は、細胞突起を伸縮させてホルモン産生細胞を取り囲み、クラスター化させる動きを示すが、細胞外基質存在下ではこの働きはみられなくなり、替わって濾胞星状細胞同士の接着が増え、その細胞間には多くのギャップ結合が形成されることも明らかとなった。下垂体前葉細胞におけるマトリクライン調節の存在を初めて具現化することができたと考えている。ジャクスタクライン調節については、ホルモン産生細胞の分化・成熟に、細胞接着因子の変化、すなわちcadherin switchingが深く関わっていることを形態学的に示すことができた。また、カドヘリンの発現パターンを人為的に変えることによって、ホルモン合成・分泌に特徴的な変化が起こることを確認した。本年度においては、1)昨年度確立した濾胞星状細胞の純化手法を応用することで、ホルモン産生細胞を細胞化学的に特異染色・純化すること、2)前葉内での局所的な細胞機能調節機構として、マトリクライン(細胞外基質の影響)、ジャクスタクライン(細胞接着因子の役割)、パラクライン(レチノイン酸合成酵素の局所的発現動態)の3つの概念をさらに具現化することを目標とした。1)について、GH細胞が特異的に細胞膜上にガングリオシドGM1を発現していることが明らかとなり、この糖脂質をターゲットとするコレラトキシンBをプローブにFACS法で分画する手法を確立した。純度は95%を超え、これまでの前葉ホルモン産生細胞純化の報告の中で唯一、ほぼ純粋と呼べる培養が可能となった。2)について、マトリクライン:ラミニンとの接着によって、濾胞星状細胞が細胞突起を伸長させ、細胞増殖を活性化し、細胞間にギャップ結合を形成することが明らかとなった。アレイ解析の結果より、細胞増殖はインテグリンを受容体とした信号伝達に依存していることが推察され、さらに細胞内情報伝達系を部分的に証明することができた。また、前葉内で細胞外基質を合成している細胞の同定も行った。ジャクスタクライン:細胞接着因子カドヘリンの型の変化(スイッチング)がホルモン産生細胞の最終分化に深く係わっていることを明らかとしてきたが、その機構が差次的細胞選別とそれに起因する特異的Notchシグナリングに基づいているという仮説に発展させることができた。パラクライン:レチノイン酸合成酵素が細胞特異的に発現していること、発生期にダイナミックな動態をみせること、エストロゲンα受容体を介して調節を受けることを明らかとした。以上の結果を昨年度までの成果と合わせ、視床下部-下垂体-末梢系による調節とは全く別次元の局所的な細胞間相互作用が前葉内に存在していることを提言したい。
磁性超流体における自己束縛した量子小滴

今年度はボース・アインシュタイン凝縮体や格子上のボース粒子系に関していくつかの研究成果が上がった。一つは、量子乱流に関する研究成果である。古典流体では一様等方乱流においてエネルギースペクトルが冪乗則、すなわちコルモゴロフ則を示すことが知られているが、具体的に流体がどのようなダイナミクスを経て、コルモゴロフ則が生じるかは明確には理解されていなかった。これに対して、大きな構造の渦からそれと直交するように小さな渦が生まれてくることが、最近、別の研究グループによって示されたが、この過程が量子流体においても同様に現れるかは自明ではない。我々は、非線形シュレディンガー方程式を数値的に解くことによって、量子乱流状態において、大きなスケールの量子渦から小さなスケールの量子渦が互いに直交するように生成していることを明らかにした。この過程が、量子乱流におけるエネルギーカスケードのメカニズムの一つであると考えられる。もう一つの研究成果は、少数多体系の厳密な基底状態を、ニューラルネットワークを用いて求めるというものである。前年度の我々の研究で、格子上のボース粒子系についてニューラルネットワークを用いた方法が有効であることが示されたが、同様の方法が連続空間の問題にも適用可能であり、良い結果を与えることが明らかになった。さらに、超流動体中で複数の量子渦輪が配置された場合の安定性に関して研究を行った。円形の渦輪を中心をそろえて平行に配置した場合、従来リープフロッグ運動が安定して見られることが知られていたが、我々は特に強い不安定性が生じる初期配置があることを明らかにした。今年度の研究成果によって、ボース・アインシュタイン凝縮体および超流動体に関してさらに多くの知見が得られた。量子乱流や量子渦輪の運動に関する研究成果は当初予期していなかったが、量子流体の本質に迫る研究成果であり、大きな価値があると考えられる。また、当初の研究目的にはなかった、機械学習を用いた量子多体問題の計算法に関しても、今年度は大きな進展があった。これらの理由により、本研究は概ね順調に進展していると言うことができる。量子乱流に関する研究、および、機械学習を用いた量子多体問題の計算法に関する研究を今後推進する。多成分ボース・アインシュタイン凝縮体における量子乱流に関しては、まだあまりよく知られていないため、これを推進する。また、2次元乱流との関連、2次元・3次元乱流のクロスオーバーに関しても研究を推進したい。機械学習に関しては、GPUを用いてより大きな量子系を高速に計算する方法の開発を推進する。それによって、この方法が持つ可能性が質的に変化すると期待している。本研究の目的は、強い磁気モーメントを持つ原子気体のボース・アインシュタイン凝縮体が自己凝集して安定化する機構と、その系の性質を明らかにすることである。この研究目的に関連して、今年度はいくつかの成果が上がった。一つは、強い磁気モーメントを持つ2成分ボース・アインシュタイン凝縮体の不安定性に関する研究成果である。2成分凝縮体の安定性は通常、成分間の短距離相互作用によって決定される。これに対して、我々は強い磁気モーメントを持つ系を考え、磁気モーメント間の双極子-双極子相互作用によって不安定性が生じることを見出した。今回見出した不安定性は、2成分間の界面に生じる不安定性である。磁気双極子相互作用によって、2成分間の界面が変形し、キノコ上のパターンが形成されるレイリー・テイラー不安定性が生じることを明らかにした。また、この不安定性が生じる条件や、様々なパラメータ依存性を調べた。この研究論文は、Physical Review誌のEditor's choiceにも選ばれ、多くの研究者の注目を集めた。もう一つの成果は、量子多体問題を解く新しい手法を開発したことである。ボース・アインシュタイン凝縮体の自己凝集は量子多体効果に起因していると見られており、それを研究する手段に利用できるかもしれない。この新しい手法は、現在急速に進歩している、ニューラルネットワークを用いた機械学習によるものである。我々はこの方法をボース・ハバード模型に適用し、量子多体基底状態を精度良く計算できることを明らかにした。磁気双極子相互作用するボース・アインシュタイン凝縮体に関する研究成果が上がっているため、研究は着実に進捗していると言える。また、当初の目的にはなかった、量子多体問題を解く新しい手法の開発にも着手し成果を得た。

さらに、超流動体中で複数の量子渦輪が配置された場合の安定性に関して研究を行った。円形の渦輪を中心をそろえて平行に配置した場合、従来リープフロッグ運動が安定して見られることが知られていたが、我々は特に強い不安定性が生じる初期配置があることを明らかにした。今年度の研究成果によって、ボース・アインシュタイン凝縮体および超流動体に関してさらに多くの知見が得られた。量子乱流や量子渦輪の運動に関する研究成果は当初予期していなかったが、量子流体の本質に迫る研究成果であり、大きな価値があると考えられる。また、当初の研究目的にはなかった、機械学習を用いた量子多体問題の計算法に関しても、今年度は大きな進展があった。これらの理由により、本研究は概ね順調に進展していると言うことができる。ボース・アインシュタイン凝縮体の安定性に関する研究を、今後も推進する。それだけでなく、量子多体問題に関する研究にも着手する。これまでの研究は、平均場近似を用いたものが多く、量子多体効果を取り入れるとしても、平均場近似がベースとなってそれに補正を加える程度であった。これに対して、機械学習を利用した新しい方法で、量子多体問題の解析を平均場近似を用いずに直接行うという方向にも研究を進めていく予定である。量子乱流に関する研究、および、機械学習を用いた量子多体問題の計算法に関する研究を今後推進する。多成分ボース・アインシュタイン凝縮体における量子乱流に関しては、まだあまりよく知られていないため、これを推進する。また、2次元乱流との関連、2次元・3次元乱流のクロスオーバーに関しても研究を推進したい。機械学習に関しては、GPUを用いてより大きな量子系を高速に計算する方法の開発を推進する。それによって、この方法が持つ可能性が質的に変化すると期待している。次年度に新しい高性能計算機が発売される可能性があるため、今年度の購入を見合わせた。また、翌年度分の助成金と合わせて、より充実した性能をもつ計算機を導入する。機械学習および非線形シュレディンガー方程式の計算に必要な複数のGPUを、翌年度分として請求した助成金と合わせて購入する。新しいGPU発売が見込まれるため、古いものを買うのを控え、次年度に持ち越した。
家族崩壊の再生産と子どもの社会化に関する研究

本研究は、子ども期に家族崩壊を経験した者を対象に面接調査を実施し、彼らが遭遇する社会的困難や課題について明らかにしながら、家族崩壊の再生産要因について分析することを目的としたものである。調査の結果、定位家族での家族崩壊経験について被害経験を客観的に説明できると同時に、生殖家族において、今度は自分自身が加害者となるのではないかという不安を抱えること、それには性別・年齢・崩壊に至った原因による傾向はみられないことが明らかになった。本研究の目的は、家族崩壊後の子どもの社会化パターンを解明し、家族病理再生産要因を実証的・理論的研究にて析出することである。そのため、本年は研究計画に従って以下の調査研究を行った。I実証研究:家族経験者への面接調査の実施と参与観察調査研究1.面接調査による生活史蒐集:子ども期に家族崩壊を経験した者(現在、子ども期にある者と成人した者の双方)に対する面接調査を行い、生活史的事例を蓄積した。なお、面接調査はプライバシーに配慮し、研究の趣旨を説明した上で了解を得られた場合のみに実施している。本年度は特に、進路選択場面に焦点を当てて調査を行った。調査研究2.参与観察による実態調査:「家族と暮らすことのできない子ども」と社会的に認知された子ども達の生活場面および日常的な出来事・感情を把握するために、児童養護施設において参与観察を実施した(平均3回/月のペースで実施)。本フィールドワークは、家族崩壊後の子どもの日常生活場面で生じる困難を把握することを目的とするものであるが、本年度は特に中学3年生と高校3年生に注目し、それぞれ進路選択場面でどのような困難や不安を抱えているのか、またそれに対して誰がどのように手助けをするのかについて子どもたちの中に入ってフィールドノーツをつけた。II理論研究:児童虐待等の社会問題は、家族の変容と密接な関係があることを仮説として、社会変容のなかで家族がどのように変化を迫られてきたのか、そのなかで子ども問題はどのように立ち現れてきたのかについて考察を行った。本年度は特に、高校3年生の就労・進学に際する問題点に焦点を当てた。本フィールドワークは、家族崩壊後の子どもの日常生活場面で生じる困難を把握することを目的とするものであるが、昨年度に引き続き、中学3年生に注目し、それぞれ進路選択場面でどのような困難や不安を抱えているのか、またそれに対して誰がどのように手助けをするのかについて子どもたちの中に入ってフィールドノーツをつけた。II理論研究:児童虐待等の社会問題化について理論研究を行った。児童相談所職員、学校教諭への聴き取り調査を並行して文献研究を行った結果、児童虐待に対する社会的関心のもとで「激増」「深刻化」というキーワードで語られるようになったが実態は大きく変化したわけではないこと、児童虐待相談件数のカウント方法が各都道府県で異なる可能性があること等が明らかになった。そのため、本年度は研究計画に従って以下の調査研究を行った。1実証的研究:家族崩壊経験者への面接調査等による生活史的事例の蒐集:研究1.1家族崩壊経験者に対する面接調査・参与観察の実施前年度まで2年間、現在、子ども期にあって家族崩壊を経験している子どもの日常生活に関する参与観察を継続的に実施することで、その生活上の困難や子どもの主観的な感情の起伏についてデータを収集することができた。本年度もその機会を得られたので、家族崩壊後の子どもの日常生活について参与観察を継続し、情報を収集した。また、それらの知見を踏まえて、過去に家族崩壊を経験した者を対象として口述史の蒐集も行った。研究1.2家族崩壊後の子どもの社会的自立に対する支援に関する調査家族(親)という後ろ盾をなくした子どもたちは、(1)子ども期における物理的・心理的ケアだけではなく、(2)社会へ出て自立した後のケアも必要とするが、現在、このケア体制の不備によって、子どもたちの自立が困難な状態にある。本研究では、当事者である子ども側の視点から彼らが抱える困難やニーズを明らかにした。皿理論的研究1研究

2.1「家族崩壊後の子ども」という社会的カテゴリー:再生産論の視点から「家族崩壊を経験した子ども」という社会的カテゴリーは、憐偶や差別といった負のレッテルを付与される性質をもつ。平成23年度は、児童虐待に関する社会的意味や社会側からの反応について明らかにした。
マカカ属サルES細胞を用いた遺伝子改変ザル作出技術の実用化

本研究は(1)サルES細胞を用いた遺伝子改変技術の確立と(2)そのES細胞由来の遺伝情報を有する産仔を得る、という2つの主目的からなっている。まず(1)の課題に関して、我々は世界に先駆けて遺伝子導入が困難とされたカニクイザルES細胞への蛍光蛋白GFP遺伝子の導入に成功した。そしてこのGFP発現カニクイザルES細胞(GFP-ES)がin vitro, in vivoにおいて内、外、中胚葉に分化し、多分化能を維持していることを明らかにした。さらにGFP-ES細胞を4-6細胞期のカニクイザル正常発生胚に注入すると、割球と混じり合って増殖し、キメラ胚盤胞を作る能力があることを証明した。すなわち目標であったサルES細胞を用いた遺伝子改変技術を確立することができた。さらにこの過程でsiRNAのサルES細胞への効率良い導入方法の開発にも成功し、サルES細胞において容易な遺伝子発現抑制方法を確立することができた。すなわちサルES細胞における遺伝子改変技術として、過剰発現系とその逆の発現抑制という2つの技術を確立することに成功した。次に2番目の課題に関して、このGFP-ES細胞を4-6細胞期の正常発生胚に注入後、レシピエント個体の卵管に移植し、キメラザルの作出を試みた。その結果、4頭の妊娠に成功し、1頭の正常仔の出産に成功した。この個体の皮膚、および血液における、明確なGFPの発現は認められなかったが、ゲノムにおけるGFP遺伝子の存在をPCR法により調べたところ、キメラであることが明らかになった。すなわち世界で初めてES細胞を用いたキメラザルを誕生させることに成功した。以上、本研究の結果、サルES細胞に遺伝子改変を行い、これを用いて遺伝子改変ザルを作製するための細胞工学的、発生工学的方法を開発し、必要な技術基盤を確立することができた。カニクイザルのembryonic stem(ES)細胞を用いて遺伝子改変ザルを作出するためには遺伝子導入条件の検討とともにES細胞の真の多能性を証明する必要がある。そこで初年度は、カニクイザルES細胞を移植に用いる宿主細胞と容易に区別するためにマーカーとしてgreen fluorescent protein(GFP)遺伝子の導入を試みた。まずマウスES細胞で行われている様にエレクトロポレーションによる導入を行った。その結果、効率は低いものの、GFP遺伝子導入ES細胞株を2ライン樹立することが出来た。この2ラインともに半年以上、未分化な形態を維持したまま継代が可能であり、正常な核型を保持していることが明らかとなった。またin vitroにおいて親株同様に、胚様体、心筋細胞、および神経細胞に分化させることが出来たことから遺伝子導入後も多能性を維持していると考えられた。現在さらにSCIDマウス皮下への移植実験によってその分化能・多能性を確認している。また異なるアプローチとしてスパームベクター法によるGFP遺伝子の導入を試みた。すなわちgreen fluorescent protein(GFP)遺伝子発現ベクター溶液と混合した精子を使用して顕微授精(ICSI)を行い、胚盤胞に発生させ、GFPを発現している胚盤胞からES細胞の樹立を試みるという方法である。本実験の結果、非常に高い割合(92%)の胚盤胞がGFPを発現することが明らかとなった。現在、GFP発現胚盤胞からのES細胞の樹立を試みている。現時点においてGFP発現胚盤胞からのES細胞の樹立は通常の胚盤胞を用いた場合に比較して、効率が低い可能性が示唆されている。前年作製したGFP発現カニクイザルES細胞(GFP-ES)の多分化能をSCIDマウスへの移植により確認した。その結果移植したGFP-ES細胞はGFP蛍光を発するテラトーマを形成し、その組織切片から3胚葉に分化したテラトーマであることが分かった。すなわちこのGFP-ES細胞は多分化能を維持していることが明らかとなった。

さらにGFP-ES細胞をカニクイザル46細胞期の正常発生胚に注入したところ、割球と混じり合って増殖し、キメラ胚盤胞を作る能力があることも分かった。このキメラ胚盤胞においてGFP-ES細胞由来の細胞はGFP蛍光を発し、容易に判別することが可能であった。以上の結果から我々が作製したGFP-ES細胞は多分化能を維持し、分化後もGFP蛍光を発するため、細胞移植実験に非常に有用であることが分かった。さらにこのGFP-ES細胞を用いたキメラ胚を仮親の卵管に移植し、遺伝子改変ザルの作出を試みたが妊娠には至らなかった。一方で再生医学、細胞移植医療において大きな問題である拒絶反応を回避するため、カニクイザル羊膜細胞を用いて核移植を行い、拒絶反応寛容ES細胞樹立の試みも行った。羊膜細胞は免疫学的に幼弱であり、急性拒絶反応の原因となるMHCクラスIIの発現が無いため、この核を使用して樹立されるES細胞もMHCクラスIIを発現しない可能性があるからである。核移植の結果、非常に良好な胚盤胞を得ることができた。これは霊長類で世界初の体細胞クローン胚盤胞の作出となった。現在この胚盤胞を用いてES細胞の樹立を試みている。羊膜細胞核由来のES細胞が樹立できればそのMHCクラスIIの発現の有無を明らかにする予定である。我々はこれまでカニクイザルES細胞に蛍光蛋白GFP遺伝子を導入し、多分化能を有するGFP発現カニクイザルES細胞(GFP-ES)を作製した。このGFP-ES細胞をカニクイザル46細胞期の正常発生胚に注入すると、割球と混じり合って増殖し、キメラ胚盤胞を作る能力があることも分かった。そこで今年度は遺伝子改変ザル作出のため、このGFP-ESを用いてキメラザルの作製を試みた。即ちGFP-ES細胞をカニクイザル46細胞期の正常発生胚に注入後、レシピエント個体の卵管に移植し、キメラザルの作出を行った。この過程において、作製したキメラ胚をレシピエント個体の卵管に胚移植する必要があり、胚移植に適した個体の選別は極めて重要である。そこで腹腔鏡を用いて、胚移植を行うための移植適期のレシピエント個体の選別技術の確立を行った。さらに排卵周期を人工的に同期化させるためプロゲステロンを封入したシリコンチューブを、麻酔下でカニクイザルの背部皮下に埋没し、一定期間後、抜去することにより月経と排卵の誘発に成功した。これらの結果から効率的な移植適期のレシピエント個体の選別、人工的作製が可能となった。以上の技術を用いてキメラ胚の胚移植を行った結果、1頭の妊娠に成功した。しかし、移植した2個の胚が着床した双子であったため、この母親は妊娠110日で流産した。流産個体におけるGFPの発現は認められなかったが、現在これらの個体がキメラか否かを遺伝子レベルで明らかにするため、調査中である。一方で移植胚に由来する双子の妊娠が成立したことから、我々が行っている胚移植、レシピエント個体の選別技術が適したものであることが証明できた。
竜巻状の回転流中における飛散物の運動に関する数値解析

本研究では、竜巻状の回転流を数値的に作成し、その中に放出された飛散物の運動を調べた。飛散物としては、過去の竜巻被害の調査結果などから被害を起こすと考えられる空力特性をもった物体を選定した。とくに、日本における代表的な飛散物として和瓦を選び、その空力特性を風洞実験により明らかにした。それらの結果から得られた飛散物の特性に関する情報は、建物や人などの竜巻による被害の低減や防止、また、飛散物に対する建物外装材の耐衝撃性能の評価に呈する情報として、学会論文、解説記事、講演会などで広く一般に公開された。さらに、本研究で開発された手法はレーダー観測による竜巻中の風速の速度推定の精度向上にも応用された。竜巻により飛散する可能性のある物体に関して、大きさや形状、放出条件等が飛散性状に及ぼす影響を検討し、計算に必要となる空力パラメータ等、各種計算条件を明らかにした。まず、飛散物の空力特性に関して、日本においては、屋根ふき材の飛散による被害が代表的であると考えられるので、住宅からの飛散物の代表例として和瓦を取り上げ、風洞実験等によりその空力特性(風速、風向角による抗力係数などの変化)を定量的に明らかにした。その決結果を用いて、球や正方形平板などの単純な形状をもつ飛散物と、瓦のように単純な形状を持たない飛散物とで、飛散性状にどのような違いがあるかを、一様流および勾配乱流中で飛散計算を行って明らかにした。それによると、瓦は正方形平板に比べその空力特性に非対称性が目立つ。また,その非対称性および風向角に対する空力特性の細かな変化は,飛散物の飛翔性状に対して気流の乱れが大きくなることと同様な影響を与え,飛翔距離の最小最大の差を大きくすることがわかった。つぎに、竜巻中の飛散物の飛散性状に関して、竜巻の気流性状、すなわち、最大風速半径や移動速度による違い、さらには、飛散物の空力パラメータや飛散開始条件の違いがどのような影響を与えるかについて、実際の竜巻の強さや被害程度と比較しながら整理した。また、2012年5月6日に北関東地方一帯でほぼ同時に発生した3つの竜巻のうち、つくば市北条地区で大きな被害をもたらした竜巻について被害調査結果から気流性状を推定し、飛散物のシミュレーションを行って、被害発生当時の飛散物の速度を調べ、建物被害との比較を行った。竜巻により飛散する可能性のある物体に関して,大きさや形状,放出条件等が飛散性状に及ぼす影響を検討し,計算に必要となる空力パラメータ等,各種計算条件を明らかにした.まず,飛散物の空力特性に関して,日本において住宅からの飛散物の代表例として和瓦を取り上げ,風洞実験等によりその空力特性を定量的に明らかにした.その決結果を用いて,球や正方形平板などの単純な形状をもつ飛散物と,瓦のように単純な形状を持たない飛散物とで,飛散性状にどのような違いがあるかを,一様流および勾配乱流中で飛散計算を行って明らかにした.それによると,瓦は正方形平板に比べその空力特性に非対称性が目立つ,また,その非対称性および風向角に対する空力特性の細かな変化は,飛散物の飛翔性状に対して気流の乱れが大きくなることと同様な影響を与え,飛翔距離の最小最大の差を大きくすることがわかった,つぎに,竜巻中の飛散物の飛散性状に関して,竜巻の気流性状,すなわち,最大風速半径や移動速度による違い,さらには,飛散物の空力パラメータや飛散開始条件の違いがどのような影響を与えるかについて,実際の竜巻の強さや被害程度と比較しながら整理した.2012年5月6日に北関東地方一帯でほぼ同時に発生した3つの竜巻のうち,つくば市北条地区で大きな被害をもたらした竜巻については被害調査結果から気流性状を推定し,対応する飛散物のシミュレーションを行って,被害発生当時の飛散物の速度を調べ,建物被害との比較を行った.さらに,これまでに作成した種々の性質をもった回転流中に,飛散物を種々の条件で放出し,竜巻の大きさや強さ,渦内の気流性状などに対する飛散物の飛散範囲,飛散速度などの運動性状に対する感度解析を行った.これにより,竜巻内の飛散物の運動を定量的に評価することができ,建物に被害を及ぼすような飛散物の性状を明らかにした.本研究では、竜巻状の回転流を数値的に作成し、その中に放出された飛散物の運動を調べた。平成24年度には、飛散物の飛散性状を検討するための竜巻状の回転流を計算により発生させるため、これまでに開発した計算プログラムを用いてテスト計算を行った。具体的には、計算領域の形状や流入境界面の風速分布等のパラメータを変化させて、種々の性質を持った竜巻状の回転流を発生させ、既存の観測例、実験結果、数値計算結果等と比較した。