hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
和楽器の指導法に関する教育情報のネットワークコンテンツの開発と教育的効果の実証

1998年(平成10年)告示の学習指導要領により、中学校音楽科では3年間に一種類以上の和楽器を扱うことになった。これまで日本音楽は鑑賞教材として扱われていたが、生徒たちが和楽器を実際に扱うという内容が示されたのは初めてのことである。しかし、和楽器を実際に演奏したことがある音楽教師は限られており、指導することに不安を抱いている教師が多い。そこで本研究では、音楽教師を対象とした「日本音楽の指導に関するアンケート調査」を実施し、その結果をもとに教育現場で必要とされている和楽器の指導法に関するネットワークコンテンツを開発した。そして、それらを活用した教育実践を試みた。主な研究の成果は以下のとおりである。1.「日本音楽の指導に関するアンケート調査」の結果授業で扱える和楽器として箏と和太鼓が最も注目されていること、短時間で成果をあげることができる指導法や実践事例に関する情報が必要とされていることが明らかになった。2.ネットワークコンテンツの開発アンケート調査の結果を受けて、箏と和太鼓の奏法や指導法を中心としたネットワークコンテンツを作成した。また、全国の中から優れた授業実践事例を収集し、その情報を提供できるようにした。3.教育的効果の実証ネットワークコンテンツの中で、和楽器の奏法に関する動画コンテンツが最も多く利用され、有効であることが明らかになった。平成14年度から完全実施されている学習指導要領の改訂により、中学校音楽科では3年間に一種類以上の和楽器を扱うことになった。しかし、中学校の教育現場では、和楽器を扱える指導者が少なく、その指導法も確立していない。本研究は、そのような教育現場の実態をサポートするために、和楽器の指導法に関するWebコンテンツを開発し、インターネットで公開していくことを研究の目的としている。平成14年度の研究の成果は、主として次に示す3つの内容にまとめることができる。○「日本音楽の指導に関するアンケート調査」の実施和楽器の扱いに関する教育現場の実態を把握するために、中学校の音楽教師を対象とし、「日本音楽の扱いに関するアンケート調査」を平成14年12月に実施した。その結果、中学校の教育現場で扱われようとしている主な和楽器は、箏と和太鼓であることがわかった。さらに、授業時数の縮減にあることから、短時間で成果をあげることができる指導法に関する資料が最も必要とされていることが明らかになった。○箏の指導法に関する研究アンケート調査の結果より、箏を授業に取り入れようとしている学校が多いことから、最初に箏の指導法に関する研究を行った。箏・三味線の専門家に指導を受け、短時間で簡易な曲を演奏することができるようになるまでの指導法を確立した。○ネットワークコンテンツの開発和楽器の指導法に関するネットワークコンテンツを蓄積していくための専用サーバーの構築を行った。短時間で理解しやすい動画コンテンツの制作を中心とし、平成14年度は箏の指導法の仮コンテンツをインターネットで公開した。和楽器の扱いに関する教育現場の実態を把握することを目的に,中学校の音楽教師を対象とした「日本音楽の指導に関するアンケート調査」を実施した。その結果,箏や和太鼓を中心とした和楽器を授業に導入している中学校が多いこと,限られた授業時数で効率的に扱うことができるような指導法に関する情報が不足していることが明らかになった。そこで平成15年度は箏と和太鼓を中心とした和楽器の基礎奏法や指導事例に関する情報を収集し,限られた授業時数で効率的に扱うことができるような指導法を開発した。これらをデジタル情報化し,専用Webサイトでネットワークコンテンツとして公開できるようにした。さらに和楽器に関する一般的な情報として,「和楽器の種類」「和楽器の歴史」,「和楽器の基礎奏法」,「学校音楽教育における和楽器指導の意義」,「和楽器を扱った授業実践事例」に関する情報を専用サーバーに集積した。平成15年12月に音楽教師を対象とした和楽器講習会(箏・和太鼓)を開催し,その模様をデジタル動画コンテンツとして専用サーバーに集積した。高等教育機関では文部科学省の方針によりeラーニングの推進が加速しているが,これらのコンテンツを教員養成大学音楽科においても利用し,音楽科の学生(信州大学教育学部芸術教育専攻音楽教育分野)を対象としてその教育的効果を検証した。

その結果,特に和楽器の基礎奏法に関する動画コンテンツが有効に利用されていることが明らかになった。今後,サーバーの容量をさらに拡大し,ブロードバンド時代に対応することができる動画コンテンツの充実を図ることが課題である。
BUB1Bによる紡錘体チェックポイントと中心体複製の分子連携機構

我々は、染色体の数の不安定性を特徴とする高発がん性遺伝病PCS症候群の原因遺伝子として紡錘体チェックポイント遺伝子BUB1Bを同定した。我々は最近、この患者細胞が紡錘体チェックポイント異常に加えて、中心体の過剰複製とこれに引き続く多極性細胞分裂像を高頻度に示している事実を見出した。これらの結果から紡錘体チェックポイントタンパク質BUB1Bが中心体複製をも制御して安定な染色体分配を保証していることが考えられた。本研究はこの知見に基づいてBUB1Bによる紡錘体チェックポイントと中心体複製の分子連係機構の解明を目的としている。免疫染色と中心体精製実験の結果、BubR1は正常細胞の中心体に局在しているが患者細胞(BubR1発現低下細胞)においては、その局在が低下していた。さらにBubR1の内部領域が中心体への局在に必要なことを見いだした。さらにこの領域はPolo- like kinase 1 (Plk1)との結合にも必要なことを明らかにした。患者細胞にBubR1を発現させるとPlk1の活性が低下し、中心体の過剰複製が抑制された。また、患者細胞のPlk1をノックダウンさせても、中心体の過剰複製が抑制された。さらにHeLa細胞にPlk1を単独に過剰発振させると、中心体の過剰複製が劇的に誘導された。以上の結果から、BubR1はM期チェックポイントに加えて、間期のPlkl活性を制御することで中心体の過剰複製を抑制していることが明らかとなった。染色分体早期解離(PCS)症候群は、染色分体早期解離と異数性モザイク、高発がん性を特徴とする劣性遺伝病である。重度小頭症と発育遅滞、難治性けいれんを示し、ほぼ全例が、Wilms腫瘍や横紋筋肉腫を合併する。我々はこれまでに原因遺伝子を15q15にマップしてBUB1B遣伝子を同定した。患者細胞はBUB1Bの発現低下により紡錘体チェックポイントに異常を来して、紡錘体のキネトコア接続に異常が生じても細胞がこれを感知することができない。その結果、細胞は分裂期をすり抜けて染色体が娘細胞へ不均等に分配されることが明らかとなった。我々はその後詳しく患者細胞の染色体動態を観察したところ、患者細胞は中心体の過剰複製とこれに引き続く多極細胞分裂が多発することを見いだした。この結果からBUB1Bが紡錘体チェックポイントに加えて中心体の複製にも関与していることが考えられた。本研究ではBUB1Bによる紡錘体チェックポイントと中心体複製の分子連係機構を解明することを目的としている。免疫染色および中心体精製実験を行ったところBubR1蛋白(BUB1B遺伝子産物)は間期細胞で中心体に局在していた。さらに患者細胞で種々の中心体関連タンパク質をウェスタンブロットで解析したところ、Plk1のリン酸化バンドの増強が認められ、Plk1活性が亢進していることが判明した。患者細胞でBUB1Bを強制発現させるとPlk1活性が正常化して中心体の過剰複製と多極性分裂が抑制された。一方、正常細胞でBUB1BをsiRNAでノックダウンすると、Plk1活性が亢進して中必体が過剰複製した。免疫沈降法によりBubR1とPlk1のin vivoでの結合が示された。以上の結果から、BUB1Bは紡錘体チェックポイントに加えてPlk1を介して中心体複製を制御して安定な染色体分配に機能していることが明らかとなった。
分岐を伴った上皮管腔組織構造の形成・維持の分子機構

本研究では上皮細胞集団が分岐を伴った管腔構造を形成する仕組みを明らかにすることを目的とした。培養上皮細胞やマウス胎児臓器原基を用いた3次元培養法を用いて、液性因子によって誘導される独自の管腔形成モデルを構築した。液性因子シグナルの下流で管腔形成を制御する複数の標的遺伝子(管腔形成遺伝子)を同定し、それらが遺伝子ごとに細胞の形態、極性、増殖、分化、および接着といった多彩な細胞機能を調節する機構を解明した。興味深いことに、同定した管腔形成遺伝子は複数のヒトがんにおいて過剰発現しており、機能阻害によって腫瘍形成が抑制されることから、これまでに報告されていない新規のがん分子標的となることが示された。今年度は、三次元環境下において、細胞増殖因子により上皮細胞の管腔形成を誘導する実験系の構築を試みた。まず、ある種の上皮細胞株が、Wnt3aとEGFまたはHGFの組み合わせ(Wnt3a/EGFまたはWnt3a/HGF)により、細胞外基質ゲル(マトリゲル)を用いた三次元培養法において、管状の構造を形成することが明らかになった。これらの増殖因子の単独の刺激は、上皮細胞はシスト(嚢胞)の構造を形成したが、管状構造を形成することはなかった。Wnt3aの刺激はEGFが低濃度(5 ng/ml)の条件下で上皮細胞の管腔構造を効率よく誘導したが、EGFを高濃度で作用させると管腔構造を形成できなかった。EGFは単独の刺激で上皮細胞のE-カドヘリンの発現を50%程度抑制して、ある程度上皮間葉転換(EMT)を誘導したが、この条件では管腔形成は認められなかった。Wnt3a/EGFを作用させると管腔構造が形成されたが、E-カドヘリンの発現はEGF単独と比べて大きな変化は認められなかった。したがって、Wnt3a/EGFはE-カドヘリンのダウンレギュレーション以外の機構で上皮細胞の形態変化を誘導する可能性が示唆された。培地中にEGFを含んだ状態でWnt3aを含まないゲル中に細胞を播種し、Wnt3aを含むゲルを空間的に隣接させて配置したところ、上皮細胞はWnt3aを含むゲルに向けて管状構造を形成した。Wnt3aを含むゲル中に移動する細胞は、頂底極性マーカーであるエズリンが消失することから、上皮極性の消失が認められた。一方、EGFは基底膜ゲルとの親和性が低く、ゲル内に含ませることによって局所的な刺激を細胞に対して作用させることはできなかった。これらの結果から、Wnt3aが細胞外基質と高い親和異性を有する性質が方向性をもった形態形成に重要であることが示唆された。昨年開発したラット腸管上皮細胞IEC6細胞を三次元培養(マトリゲル存在)する実験系を用いて、Wnt3aとEGFの共刺激により管状の構造を形成する分子機構を明らかにした。これらの増殖因子の単独の刺激で、IEC6細胞は嚢胞状(シスト)の構造をとるが、管状構造を形成することはなかった。Wnt3aとEGFのシグナルの活性化により発現する遺伝子をDNAマイクロアレイ法で探索して、Arl4cを見出した。Arl4cをノックダウンすると、Wnt3a/EGF依存性の管腔構造形成は阻害された。Arl4cは低分子量Gタンパク質Arf6ファミリーメンバーであり、Wnt3a/EGFシグナルの転写因子であるTcf4とEtsがArl4c遺伝子の3'領域で複合体を形成することにより、転写促進した。Arl4cが発現すると、Racの活性化とRhoの不活性化が起こり、細胞が伸長した。この細胞伸長は管状構造の先導端の細胞で認められ、そこでは細胞増殖が引き起こされていることも明らかになった。すなわち、細胞形態の変化が細胞増殖のシグナルとなると考えられたので、その分子機構を探索した。その結果、転写活性化因子YAPが先導端細胞の核に移行し、細胞増殖を促進することが判明した。Arl4cをIEC6細胞からノックダウンすると、Wnt3a/EGFの存在下によるYAPの核内移行が認められず、管状構造も形成されなかった。したがって、Wnt3aとEGFの相乗的シグナルにより発現するArl4cは上皮管腔形成に重要であることが示唆された。マウス胎児(E11.5)におけるArl4cの発現をin situ hybridization法により解析すると、Arl4cは腎臓尿管芽に明瞭に発現していた。In vitro器官培養において、尿管芽の分岐、伸長に伴い、Arl4c発現量が増加した。また、マトリゲル存在下にFGF1、R-spondin、GDNFを加えることにより、尿管芽上皮のみで分岐、伸長可能な実験系を作製できた。Arl4cをノックダウンすると、尿管芽の成熟が抑制されたことから、Arl4cが尿管の形成に重要であることが示唆された。Wnt3a/EGF依存的な管腔形成に伴ってIEC6細胞は脱極性化するとともに、細胞形態が伸長した。また、伸長化したIEC6細胞では、部分的に接着斑の形成が抑制された。P2Y2Rは細胞外領域にインテグリン結合配列(RGD)を有している。インテグリンと結合しないP2Y2R変異体は、P2Y2Rのノックダウンによる管腔構造形成阻害をレスキューできなかった。

フィブロネクチンはIEC6細胞から分泌され、インテグリンと結合するが、RGD様ペプチドによりフィブロネクチンとインテグリンの結合を阻害すると、管腔構造形成が促進された。したがって、Wnt3a/EGF刺激によるP2Y2Rの発現は細胞ー細胞外基質間接着を適切に阻害することにより、上皮管腔組織形成を促進することが明らかになった。WntまたはRas/MAPKシグナルに依存して、ヒト大腸癌および肺腺癌においてArl4cが高発現すること、およびその発現抑制が腫瘍形成を抑制することを去年度までに報告した。本年度はArl4cが肺扁平上皮癌において、WntおよびRas/MAPKシグナル非依存的に高発現していることを新たに見出し、高発現症例ではArl4c遺伝子領域が低メチル化状態になっていることを発見した。DNA脱メチル化酵素TETをノックアウトした肺扁平上皮癌細胞でArl4cの発現が抑制されることから、ヒトがんにおけるDNAメチル化を介したArl4cの新たな発現調節機構が明らかになった。また、極性化MDCK細胞においてWntシグナル抑制因子であるDkk1が細胞増殖を促進することを見出し、Dkk1の新規受容体としてCKAP4を同定した。Dkk1とCKAP4は膵癌と肺腺癌、肺扁平上皮癌において高発現すること、両タンパク質の共発現症例が予後不良であることを明らかにした。さらに、抗CKAP4抗体は皮下ゼノクラフト腫瘍形成を阻害したことから、Dkk1-CKAP4シグナルもまた癌の創薬標的となる可能性が示唆された。培養細胞を用いた実験系に加え、胎生期マウスから摘出した肺および唾液腺原基の器官培養法を確立した。肺原基を用いた解析では、FGF10に加えて、Wntシグナルを活性化すると、上皮原基が持続的にBud構造を形成し、管腔構造が誘導されることを見出した。Wntシグナルが肺上皮細胞の頂底極性と細胞分裂軸を制御し、分裂期細胞による異常な組織貫入を抑制することで、肺の分岐形状を適正化する機構を明らかにした。外分泌腺である唾液腺原基を用いた解析では、Wntシグナルの活性化が腺房上皮への分化を抑制することを見出し、WntとKITシグナルの活性化バランスが発生過程における管腔形態形成から腺房分化へのスイッチングを調節する新たな機構を明らかにした。本研究では上皮細胞集団が分岐を伴った管腔構造を形成する仕組みを明らかにすることを目的とした。培養上皮細胞やマウス胎児臓器原基を用いた3次元培養法を用いて、液性因子によって誘導される独自の管腔形成モデルを構築した。液性因子シグナルの下流で管腔形成を制御する複数の標的遺伝子(管腔形成遺伝子)を同定し、それらが遺伝子ごとに細胞の形態、極性、増殖、分化、および接着といった多彩な細胞機能を調節する機構を解明した。興味深いことに、同定した管腔形成遺伝子は複数のヒトがんにおいて過剰発現しており、機能阻害によって腫瘍形成が抑制されることから、これまでに報告されていない新規のがん分子標的となることが示された。昨年度の研究により、ラット腸管上皮細胞IEC6細胞がWnt3aとEGFの共刺激により三次元培養(マトリゲル存在)下で、管状の構造を形成することが明らかになった。これらの増殖因子の単独の刺激では、上皮細胞は嚢胞状(シスト)の構造はとるが、管状構造を形成することはなかった。この実験系を利用して、Wnt3aとEGFのシグナルの活性化により上皮管腔構造が形成される過程で発現するX因子を見出した。X因子の発現により、低分子量Gタンパク質Racの活性化とRhoの不活性化が起こった。
注目対象誘導機能を持つ視点切替え型多視点映像メディア

本年度は3ヵ年計画の本研究課題の最終年度として、滑らかな視点変化映像生成の実現を中心に研究を行った。具体的な成果・状況を以下に示す。滑らかな視点変化映像生成の実現においては、実際にカメラを設置しなかった視点位置でのシーンの見え方を合成し、切り替え提示に用いることで、カメラ台数の不足を補いつつ、滑らかな視点変化を表現できると考えた。今年度は、カメラとカメラを結ぶ直線上の仮想的な視点を考え、その点での仮想視野合成の基礎検討として、View Morphingを基にした方法について検討した。具体的には、3次元的カメラキャリブレーションの結果得られるカメラ群の位置・姿勢情報を用いて、2台のカメラの画像を平行化し、画像上の対応点を基にした画像補間(モーフィング)を行うことで中間視点での撮影像における見え方を合成する方法を実装した。また、提示する仮想視野の広さを確保するために、提示するカメラ画像の視野の外部をほかのカメラの画像を用いて補間する手法を開発した。共有視野に含まれる平面を単位としてその幾何学関係を導き、カメラのレンズ歪や明度のばらつきを考慮して1つの視野の画像に合成する方法であり、モノクロ画像ながら、継ぎ目がほとんど目立たないシームレスな仮想広角画像を得ることができ、切り替え提示のための画像処理において、仮想的視野の自由度を向上することができた。一方、当初の計画にあげていた提案手法の応用実験や主観評価実験については、基礎的な検討に留まっており、詳細な評価の実施と考察が今後の課題として残っている。本研究は、複数のビデオカメラで撮影した多視点映像群を切替え提示する際、注目すべき対象を誘導することで、観察者による動的3次元シーンの状況把握を容易にした多視点映像メディアの実現を目的とし、本年度は、(1)多視点映像を撮影する環境の構築、(2)2次元的注目対象誘導の実現、(3)3次元への拡張のためのカメラ群の校正について研究を行った。(1)多視点映像撮影環境の構築:フレーム同期可能な4台のIEEE1394ビデオカメラと同期撮影ユニットを設備備品として導入し、既存設備と組み合わせて、フレーム同期のかかった多視点動画像を取得する環境を構築した。この撮影環境によって640x480画素で、秒30フレーム以上のタイミングでの同期撮影が可能となった。(2)2次元的注目対象誘導の実現:撮影した多視点映像から、視線方向や焦点距離を変える画像合成により、視点切替え前後での対象の位置や面積などの画面構成の連続性を持つ映像の生成法を提案した(口頭発表)。具体的には、色付きボールを投げ込んだシーン映像に対し、ある瞬間のフレーム群で、特定のボールの画面構成として、画面中央に一定の面積で捉えるように画像合成しカメラ間で切替え提示する方法である。この方法は、シーンの3次元的状況を直接には使っていないものの、提示映像内で注目対象を明確化できることを確認した。(3)ビデオカメラ群の校正:実験環境中に3次元位置を計測しておいたマーカーを多数配置し、その画面上での位置に基づく校正方法を導入し、各ビデオカメラの3次元的な位置と視線方向を十分な精度で獲得できることを確認した。(口頭発表)東海彰吾,橋本昌憲,長谷博行,"画面構成の連続性による多視点映像の切替え提示における注目対象誘導",情報科学技術フォーラム(FIT2004)一般講演論文集,第3分冊,I-002,pp.3-4(2004.9)本年度は、昨年度までに行った2次元的注目対象誘導機能を拡張し、昨年度構築した多視点映像撮影環境を利用した撮影実験を行いながら、撮影環境の3次元的状況把握と、これに基づく3次元的注目対象誘導の実現について研究を行った。具体的な内容は以下のとおりである。(1)3次元的注目対象誘導機能の実現:まず、実験環境内に配置した3次元位置が既知の校正用撮影対象物を利用してビデオカメラ群の校正を行い、カメラの3次元位置と視線方向の情報を獲得した。このカメラの3次元情報に基づいて、注目すべき対象の3次元的位置を計測し、その位置を画面上の任意の位置に捉えるための仮想的首振り画像合成による視線方向変換の方法、ならびに、対象物の画面上での大きさを任意のサイズに調整するための仮想的ズーム操作と校正結果から得られたカメラの焦点距離に基づく適切なズーム操作量の算出方法を開発した。これにより、2次元的注目対象誘導だけでは困難であった対象の見え方をより安定させることができた。(2)多視点映像撮影環境の拡張:昨年度構築した撮影環境のカメラ台数や計算機台数を増強し、より多くの視点からの多視点映像取得が可能なシステムへの拡張を行った。具体的には、カメラ制御・画像取得のための計算機を1台、IEEE1394ビデオカメラ1台とカメラ間の同期撮影を可能にする同期ユニットを追加導入した。さらに、実験環境の整備として、フリッカーレスの蛍光灯照明装置と外部の光を遮断する遮光暗幕を導入・設置し、光学的に安定な撮影実験環境を構築した。

具体的には、3次元的カメラキャリブレーションの結果得られるカメラ群の位置・姿勢情報を用いて、2台のカメラの画像を平行化し、画像上の対応点を基にした画像補間(モーフィング)を行うことで中間視点での撮影像における見え方を合成する方法を実装した。また、提示する仮想視野の広さを確保するために、提示するカメラ画像の視野の外部をほかのカメラの画像を用いて補間する手法を開発した。共有視野に含まれる平面を単位としてその幾何学関係を導き、カメラのレンズ歪や明度のばらつきを考慮して1つの視野の画像に合成する方法であり、モノクロ画像ながら、継ぎ目がほとんど目立たないシームレスな仮想広角画像を得ることができ、切り替え提示のための画像処理において、仮想的視野の自由度を向上することができた。一方、当初の計画にあげていた提案手法の応用実験や主観評価実験については、基礎的な検討に留まっており、詳細な評価の実施と考察が今後の課題として残っている。
核子共鳴領域における核子共鳴状態の原子核内質量の研究

本研究は,東北大学大学院理学研究科附属原子核理学研究施設(核理研)1.2GeVストレッチャー・ブースター・リング(STB) GeVγビームラインの標識付きGeVγビームによるπ・η中性中間子光生成反応により,原子核内S_11(1535)核子共鳴の性質変化を研究することを目的とし,研究に必要な低温標的の開発,ビーム実験をおこなうものである.本研究を開始し実験に使用する低温標的の設計に着手したが,並行して関連実験の解析をすすめて行くにつれ,原子核内部でのS_11(1535)等の核子共鳴状態の性質を詳細に議論するためには,素過程である水素,重水素を標的とした反応断面積を,その当時知られているよりも詳細に測定する事が重要である事が明らかになった.そのため,平成17年度より新しい検出器群(FOREST検出器)の建設,検出器の要請にあわせた低温標的の再設計,変更,開発などを行ってきた.FOREST検出器は,ほぼ全立体角を覆う3種類の電磁カロリーメータの複合体で,ビーム軸に対して回転対称性を持つ.また,不感領域を減らすため,カロリーメータ開口部から標的を設置する領域は約1メートルの距離がある.そのため,実験に使用する低温標的はビーム軸に対し回転対称性を持ち,低温を保つ冷凍機から標的まで1m以上の距離が必要である.そのうえ,空間的な制約により,冷凍機と標的の間の熱交換を流体の対流を利用せずに金属の熱伝導だけで行うという他に余り例を見ない構造となる.条件を満たす標的を完成するため,まず始めに実機の1/2大の試験機を作製した上で,実機を製作した.水素,重水素を標的とした実験は平成19年度後期より開始している.本研究は,東北大学大学院理学研究科附属原子核理学研究施設(核理研)1.2GeVストレッチャー・ブースター・リング(STB) GeVγビームラインの標識付きGeVγビームによるπ・η中性中間子光生成反応により,原子核内S_11(1535)核子共鳴の性質変化を研究することを目的とし,研究に必要な低温標的の開発,ビーム実験をおこなうものである.本研究を開始し実験に使用する低温標的の設計に着手したが,並行して関連実験の解析をすすめて行くにつれ,原子核内部でのS_11(1535)等の核子共鳴状態の性質を詳細に議論するためには,素過程である水素,重水素を標的とした反応断面積を,その当時知られているよりも詳細に測定する事が重要である事が明らかになった.そのため,平成17年度より新しい検出器群(FOREST検出器)の建設,検出器の要請にあわせた低温標的の再設計,変更,開発などを行ってきた.FOREST検出器は,ほぼ全立体角を覆う3種類の電磁カロリーメータの複合体で,ビーム軸に対して回転対称性を持つ.また,不感領域を減らすため,カロリーメータ開口部から標的を設置する領域は約1メートルの距離がある.そのため,実験に使用する低温標的はビーム軸に対し回転対称性を持ち,低温を保つ冷凍機から標的まで1m以上の距離が必要である.そのうえ,空間的な制約により,冷凍機と標的の間の熱交換を流体の対流を利用せずに金属の熱伝導だけで行うという他に余り例を見ない構造となる.条件を満たす標的を完成するため,まず始めに実機の1/2大の試験機を作製した上で,実機を製作した.水素,重水素を標的とした実験は平成19年度後期より開始している.本研究は東北大学大学院原子核理学研究施設(核理研)の1.2GeVストレッチャー・ブースター・リング(STBリング)GeVγビームラインから生成される標識付きGeVγビームを利用してη中間子光生成反応による原子核内S11(1535)核子共鳴の性質変化を研究することを目的とし,研究に必要な極低温標的の開発,実験,解析をおこなう.平成17年度は主に極低温標的の開発を行った.極低温標的の開発では,まずはじめに,標的として使用する気体,極低温液体の導入システム,温度調整システムの設計を行った.しかしながら本研究に先立ち平成17年前期まで核理研で行われた炭素,銅,水素,重水素を標的としたη中間子光生成反応実験の結果,本研究で目的とするS11(1535)核子共鳴状態の核内での性質変化を研究するためには,当初使用を予定していた既設の検出器系では不十分であり,大規模な改造,増強を行う必要性が明らかとなった.それに伴い改造,増強後の検出器系に使用する極低温標的についても設計の変更が必要となった.そこで標的の導入システム,温度調整システムを見直し,新しい検出器系で使用できる極低温標的の設計を再度行った.これに際し本研究で使用する検出器と同種の検出器を使用している実験研究者の元に出向き,検出器と標的の関連などに付き議論する必要が生じた.この設計に基づき,極低温標的の製作を行っている.上記の標的開発に加え,理論物理の専門家を核理研に招き今後の研究方針について議論を行い,本研究の方向性を決定する事ができた.

本研究は,東北大学大学院理学研究科附属原子核理学研究施設(核理研)の1.2GeVストレッチャー・ブースター・リング(STBリング)GeVγビームラインから生成される標識付きGeVγビームを利用してη中間子光生成反応による原子核内S_<11>(1535)核子共鳴の性質変化を研究することを目的とし,研究に必要な極低温標的の開発,ビーム実験および解析をおこなう.平成18年度は,平成17年度から平成18年度にかけて行った検出器系の大規模な改造・増強に伴う,極低温標的の設計変更に基づき,その基本概念が実現可能かどうかのテスト機製作を継続した.テスト器は,実際に使用する実機と同様のガス導入系,温度調節系,熱伝導系を持つ約1/2大の標的システムであり,テスト器で極低温標的が製作できるか否かが,実機での極低温標的の成否を左右する.完成したテスト器を用いて水素の固化,温度コントロールによる固体相一液体相の変換,液体相一気体相への変換を行い,極低温標的システムにダメージを与えることなく標的の生成,初期状態への復帰を行えることを確認した.その際の試行錯誤から,実機での操作における重要な情報を得たとともに,測温点,断熱方式,熱伝導系の製作におけるノウハウなど,製作上の変更点も明らかになった.上記の標的開発以外に,これまで行った本研究関連のデータの解析を進め,学術論文として二編を公表した.本研究は,東北大学大学院理学研究科附属原子核理学研究施設(核理研)の1.2GeVストレッチャー・ブースター・リング(STB)GeVγビームラインの標識付きGeVγビームを利用してπ^0・η中間子光生成反応により原子核内Su(1535)核子共鳴の性質変化を研究することを目的とし,研究に必要な低温標的の開発,ビーム実験をおこなうものである.本研究をすすめて行くにあたり素過程断面積の重要性が明らかにかなったため,平成17年度より新しい検出器群(FOREST検出器)の建設,検出器の要請にあわせた低温標的の再設計,変更,開発などを行ってきた.本年度は,昨年度作成した縮尺1/2,低温標的テスト機の経験を活かし,実験で使用する実機を製作した.今回製作した標的実機は,本研究途中より建設を開始したFOREST検出器群の要請から,冷凍機から標的本体までの冷却を流体の対流を用いず金属の熱伝導のみで行う,他にあまり例を見ない構造である.実験に先立ち,ビームを使用しない状態での固体・液体水素標的の生成テストを行い,どちらも安定に生成,数週間の維持を行うことに成功した.原子核内での核子共鳴状態の性質を議論するためには素過程であるH,D標的の反応断面積を知ることが不可欠である.そこで平成19年度後期からは,製作した標的を使用したH(γ,2γ)実験を開始した.測定する二つのガンマ線は,π^0もしくはη中間子が崩壊することにより生成する.実験は長期に渡るため,平成20年度に継続するが,新しい核子共鳴の可能性,および原子核内での核子共鳴に関する関連実験をまとめ国際会議に発表し,報告集の論文として2編出版した.
特発性肺線維症の線維化病変内の平滑筋増生の病態と機序に関する研究

特発性肺線維症は、原因不明で慢性経過の難治性びまん性肺疾患では最も頻度の高い疾患で、慢性進行性の不可逆的な肺線維化病変のために、呼吸不全をおこす予後不良の疾患であり、診断時点からの50%生存率は4-6年とされている。一方、特発性肺線維症では病理組織学的に肺の線維化病変内に平滑筋増生が認められることが多く、我々は肺線維化病変内の平滑筋増生所見が、ばち状指の有無と統計学的に有意の関連があることを特発性肺線維症52例の開胸肺生検の検討から明らかにした(CHEST 105;339-342,1994)。一方、ばち状指の成因には定説はないが、血小板由来生長因子(PDGF)の関与を示唆する報告がある。今回の研究では、外科的肺生検18例の肺標本に対してPDGF-AA及びPDGF-BBに対するモノクローナル抗体を用いて免疫組織学的に検討し、下記の結果を得た。(1)抗PDGF-AA抗体及び抗PDGF-BB抗体に対する陽性細胞は間質性線維化病変内の大単核細胞、肺胞被覆細胞および肺胞マクロファージに認めた。これらの陽性細胞の内、線維化病変内の大単核細胞が最も強く、かつ最も早く陽性を示した。(2)抗PDGF-BB陽性の間質性大単核細胞をAshcroftの線維化病変指数で除した数値は、線維化病変内の平滑筋増生が強い群9例では、線維化病変内の平滑筋増生が弱い群9例に対して有意な高値を示した。しかし、線維化病変内の抗PDGF-AA陽性細胞にはこのような関係は認めなかった。(3)間質内の抗PDGF-BB陽性細胞はmirror image法によってCD-68モノクローナル抗体を用いて検討した結果、63%の頻度でマクロファージであることを証明できた。(1-3)の結果から、抗PDGF-BB陽性の間質性マクロファージが特発性肺線維症の肺線維化病変内の平滑筋増生に主要な役割を果たしていると結論できた。特発性肺線維症(IPF)の肺線維化病変内の平滑筋増生の程度が強い程、生検までの有症状の期間が有意に長く、肺生検後の2年生存率が悪い傾向のあることを見い出したため今回の課題で研究を行った。(1)肺線維化病変内の平滑筋増生の程度と抗PDGFモノクローナル抗体陽性細胞との関連についての研究:IPFの肺線維化病変内の平滑筋増生の弱い(A群)9例と強い(B群)9例について抗PGDF-AA,-BBモノクローナル抗体を用いて免疫組織染色を行い、Aschcroftの線維化指数で除した数値で単位線維化病変内の抗PDGF抗体陽性細胞の多寡を検討した所、抗PDGF-AAモノクローナル抗体陽性細胞数はA群とB群で有意差を示さなかったが(3.5±1.6対4.6±3.0)、抗PDGF-BBモノクローナル抗体陽性細胞数は有意の差を示してB群で線維化病変内に陽性細胞数が多く認められた(2.0±0.9対4.6±2.0)。(2)線維化

病変内の抗PDGF-BBモノクローナル抗体陽性細胞の由来に関する研究:IPFの外科的肺生検標本を用いてA群、B群各7例についてパラフィンブロックからmirror imageの方法で切片を作成した後、抗PDGF-BBモノクローナル抗体と抗CD68モノクローナル抗体を用いて免疫組織染色を行い、2群合わせて線維化病変内の抗PDGF-BBモノクローナル抗体陽性細胞361個、抗CD68抗体陽性細胞695個を対象として検討し、線維化病変内の抗CD68抗体陽性細胞の内、32.8%が抗PDGF-BBモノクローナル抗体陽性細胞であり、一方、線維化病変内の抗PDGF-BBモノクローナル抗体陽性細胞の内63.1%が抗CD68抗体陽性細胞であり、A,Bの2群間には差を認めないとの結果を得た。[まとめ]IPFの肺線維化病変内の平滑筋増生にはPDGF-BBを含むCD68陽性の線維化病変内マクロファージが重要な役割を果たしていることが示唆された。特発性肺線維症は、原因不明で慢性経過の難治性びまん性肺疾患では最も頻度の高い疾患で、慢性進行性の不可逆的な肺線維化病変のために、呼吸不全を起こす予後不良の疾患であり、診断時点からの50%生存率は4-6年とされている。一方、特発性肺線維症では病理組織学的に肺の線維化病変内に平滑筋増生が認められることが多く、我々は肺線維化病変内の平滑筋増生所見が、ばち状指の有無と統計学的に有意の関連があることを特発性肺線維症52例の開胸肺生検の検討から明らかにした(CHEST105;339-342,1994)。一方、ばち状指の成因には定説はないが、血小板由来成長因子(PDGF)の関与を示唆する報告がある。今回の研究では、外科的肺生検18例の肺標本に対してPDGF-AA及びPDGF-BBに対するモノクロナール抗体を用いて免疫組織学的に検討し、下記の結果を得た。(1)抗PDGF-AA抗体及び抗PDGF-BB抗体に体する陽性細胞は間質性線維化病変内の大単核細胞、肺胞被覆細胞および肺胞マクロファージに認めた。これらの陽性細胞の内、線維化病変内の大単核細胞が最も強く、かつ最も早く陽性を示した。(2)抗PDGF-BB陽性の間質性大単核細胞をAshcroftの線維化病変指数で除した数値は、線維化病変内の平滑筋増生が強い群9例では、線維化病変内の平滑筋増生が弱い群9例に対して有意に高値を示した。しかし、線維化病変内の抗PDGF-AA陽性細胞にはこのような関係は認めなかった。(3)間質内の抗PDGF-BB陽性細胞はmirror image法によってCD-68モノクローナル抗体を用いて検討した結果、63%の頻度でマクロファージであることを証明できた。(1-3)の結果から、抗PDGF-BB陽性の間質性マクロファージが特発性肺線維症の肺線維化病変内の平滑筋増生に主要な役割を果たしていると結論できた。
遺伝子破壊による葉緑体遺伝子の機能解析

葉緑体ゲノムにコードされるATP依存的プロテアーゼの活性サブユニット遺伝子clpPは、細胞機能に必須で、タバコ葉緑体形質転換による完全な遺伝子破壊は不可能であった。破壊株は、50%の正常なclpPを持つにもかかわらず、葉の構造に著しい異常を示した。clpP破壊株緑葉の葉緑体の構造を電子顕微鏡により観察したところ、同一細胞内に正常な葉緑体と巨大なグラナ様の構造からなる異常な内膜溝造を持つ小型葉緑体が混在することが確認された。また蛍光顕微鏡による観察から、この異常葉緑体に対応すると思われる小型でクロロフィル蛍光の高い葉緑体が、葉組織全体に分布することが確詔された。異常葉緑体は全体の約20%を占めるが、細胞により異常葉緑体の含まれる割合が異なっていた。またクロロフィル蛍光の誘導パターン及びクロロフィルa/b比から、電子顕微鏡で観察された異常な内膜構造が、光化学系IIを多く含むグラナ様の性質を持つことが示唆された。メリステム周辺の細胞では、一様に内膜が膨潤した異常なプラスチドが観察された。またメリステムを囲む非常に若い葉では正常な若い葉緑体に混じって、ストロマラメラが網目状につながった内膜構造を持つ葉緑体が観察された。このことから、葉緑体の分化に伴い内膜溝造の回復がおこる一方、一部の葉緑体でグラナ様異常内膜構造への転換が起こると考えられる。また暗所で展開させた葉では、野生株で見られるエチオプラストの代わりに、小胞状の顆粒を蓄積するプロプラスチド様の構造が観察された。また緑化にともない正常な若い葉緑体と混じって、膨潤した内膜が数層に積み重なる構造が確認された。以上の結果から、clpPは葉緑体分化過程の少なくとも2つのステージ、(1)葉緑体分化のごく初期と(2)グラナの成熟が起きる時期に機能し、正常な内膜構造の形成に必須であることが明らかになった。
Material Stock Accountsに基づく中長期の物質管理戦略研究

建設物を事例に、経済社会における物質フローおよびストックを定量化するモデルを構築して将来のシナリオ分析を行い、建設資材に関わる中長期的な物質管理戦略について検討した。建設物の寿命を今後20年で1.2倍にするだけでも物質の需要量や廃棄物の発生量を10%から数10%削減できること、将来道路建設が縮小されることを想定すると、建設鉱物系廃棄物のリサイクルについて需給の不釣り合いが生じる可能性があることなどを示した。我々の社会における物質ストックを有効に活用するためには、具体的にどの程度の物質が社会に蓄積され、将来資源としでの再活用が可能で、もしくは有害性を呈するのかを明らかにする必要がある。研究実施者は、Material Flow Accounts(MFA)に対応するものとしてMaterial Stock Accounts(MSA)を提案しているが、本研究では、物質ストックのほとんどを占める建設物を取り上げ、(1)社会における物質ストックの定量化手法を複数開発してこれを適用し、MSAの体系およびその実施可能性を検証するとともに、(2)人口減少なども加味しつつ将来シナリオの分析を行い、資源性、有害性の観点から建設資材に関わる中長期的な物質管理戦略について分析することを目的としている。18年度は、物質ストックの定量化、将来シナリオ分析のための基礎情報として、建設物のストック量、建材の生産量、廃棄量等に関する資料(主として統計資料)、建設物の寿命に関わるデータや文献を収集、データベース化した。建設物の寿命が長いことに鑑み、建材の生産量については、195060年に遡ってデータを収集し、一部健在向けの量を推計した。具体的には、今後の健在廃棄物質理上焦点となりうるもの(建設廃棄物に含まれる少量雑多な建材)として、防腐処理木材、石綿製品、繊維板、石膏製品、金属製建具、プレハブ建築用パネル、板ガラス、陶磁器などを対象としている。また、主要な資材としての建設鉱物(砕石、岩石、セメント)を対象に、潜在的な廃棄物重について事例的に検討した。来年度以降、少量雑多な建設資材に同様の考え方を適用する予定である。我々の社会における物質ストックを有効に活用するためには、具体的にどの程度の物質が社会に蓄積され、将来資源としての再活用が可能で、もしくは有害性を呈するのかを明らかにする必要がある。研究実施者は、Material Flow Accounts (MFA)に対応するものとしてMaterial Stock Accounts (MSA)を提案しているが、本研究では、物暫ストックのほとんどを占める建設物を取り上げ、(1)社会における物質ストックの定量化手法を複数開発してこれを適用し、MSAの体系およびその実施可能性を検証するとともに、(2)人口減少なども加味しつつ将来シナリオの分析を行い、資源性、有害性の観点から建設資材に関わる中長期的な物質管理戦略について分析することを目的としている。19年度は、18年度に整備した建材の生産量(木材、防腐処理木材、セメント、セメント型品、石綿製品、繊維板、石膏製品、金属製建具、プレハブ建築用パネル、板ガラス、陶磁器など)のデータと、資材利用原単位から推計されるこれらの量を比較し、原単位の妥当性の検討および建材向け利用量の推計を行った。また、これをもとに、過去から現在にわたる建材の蓄積量、廃棄量を推計した。多くの物質について、廃棄量の推計値と、これに対応すると想定される建設廃棄物の統計値との間に乖離が見られた。この乖離は、対象物質の違いによるもの、非潜在廃棄物によるもの、リサイクルによるものが考えられるが、現時点ではこれを検証できる十分なデータがない。さらに、人口、建築ストック量、建築寿命をベースに将来の建築解体量、需要量を推計するモデルを作成した。研究実施者はMaterial Flow Accounts(MFA)に対応するものとしてMaterial Stock Accounts(MSA)を提案しているが本研究では、物質ストックのほとんどを占める建築物を取り上げ、(1)社会における物質ストックの定量化手法を複数開発してこれを適用し、MSAの体系およびその実施可能性を検証するとともに、(2)人口減少なども加味しつつ将来シナリオの分析を行い、資源性、有害性の観点から建設資材にかかわる中長期的な物質管理戦略について分析することを目的としている。20年度は、将来の人口、世帯数などの予測、一戸あたりの床面積の推移などをもとに、将来の建築物の床面積需要、新築ための物質需要、解体に伴う廃棄物発生を推計するとともに、建築物に用いられる木材の炭素収支について検討した。その結果、(1)建築物に用いられる建設鉱物のかなり野の量が廃棄物としては発生しないものの、建設鉱物廃棄物(がれき類)の量は今後増加する可能性があること、(2)将来道路建設が縮小されることを想定すると、がれき類のリサイクルについて需要の不釣り合いが生じる可能性があること(現在、がれき類のリサイクル先のほとんどが道路工事であるため)
制震ダンパーと半剛接接合部を活用した中低層鋼構造建築物の構造計画

1.半剛接接合部の変形挙動の推定に関する実験的・解析的研究柱部材を角形鋼管柱またはH形断面柱とする場合のそれぞれについて、溶接接合を使用しないで構成される半剛接柱梁接合部の変形挙動を正確に推定するため、基礎資料を収集するための部分骨組による繰返載荷実験を行い、かつ有限要素解析ソフトウェアを用いてこれらの実験結果を正確に再現できるような解析モデルの構築を行った。2.骨組解析用の半剛接接合部周りのモデル化今年度1.の項目で検証した半剛接接合部を含む骨組の応力解析を行うためのモデルの構築を行った。この骨組解析用モデルの構築に際しては、種々の骨組解析プログラムの仕様を広範囲に調査し、それらに共通的に備わる機能の組み合わせでモデルが構築できるよう考慮した。このことにより、本研究成果の他プログラムなどでの再利用性を高めることができたと考える。3.半剛接接合部を含む中低層鋼構造建築物の構造計画に関する定性的検討今年度1.,2.の項目の成果を用いて、平面骨組解析により半剛接接合部を含む中低層鋼構造建築物の試設計を行い、構造計画手法に関する定性的な検討を行った。その結果、半剛接接合部を含む中低層鋼構造建築物の構造設計においては、(1)必要保有水平耐力を確保することは比較的容易である、(2)しかし、建築基準法に定められている「標準せん断力係数0.2に対応する水平力に対し層間変形角1/200以下」を満足することは決して容易ではない、ことが明らかになった。これらの考察により、半剛接接合部を活用した構造計画の基本的な考え方として、安価で管理の容易なボルト接合を活用しつつ補助的な部材(ブレース、方杖、制震ダンパーなど)を活用して骨組の水平剛性を高くすることが現実的であると結論付けられる。1.半剛接接合部の局部回転バネとしてのモデル化手法に関する調査建築構造物の構造解析に通常用いられる線材モデルにおいては、半剛接接合部は材端の回転バネとしてモデル化されるのが適当とされる。そのために、まず既往の数多くの半剛接接合部の載荷実験の結果を調査して、さまざまな半剛接接合部の局部回転バネとしてのモデル化手法を調査した。また、既存の建築構造解析ソフトウェアの多くは材端に回転バネを配置するモデルに対応していないことを考慮し、材端バネを有しない骨組の構造解析によって近似的に材端バネを有する骨組の解析を行う手法の開発のための予備調査も併せて行った。2.半剛接接合部の局部挙動の詳細な把握のための有限要素解析手法による数値実験上記1.の項目について、既往の実験データを補ったり、接合ディテールによる耐荷機構の違いなどをより正確に把握することを目的として、有限要素解析手法による数値実験を行った。数値実験のための機器やソフトウェアは現有の設備を利用した。数値解析の結果の妥当性は、既往の部分骨組の載荷実験結果と比較対照することで検証した。3.半剛接接合部を含む立体骨組の地震応答解析プログラムの作成平成14年度において半剛接接合部を含む骨組の試設計の検証を行うために、既存の構造解析プログラムの使用可能性を検討した。その結果、既往の構造解析プログラムの大半は回転バネの復元力特性が多折線形のものにしか対応しておらず、指数関数などが含まれる曲線の復元力特性に対しては、何らかのカスタマイズあるいは多折線形復元力特性への近似手法の開発が必要なことが判明した。
ウィルムス腫瘍の新規血清腫瘍マーカーとしてのGlypican3の有用性の検討

Glypican3(GPC3)は膜結合型Glypicanファミリー6種類のうちの一つで1997年にHsuらがHCC組織においてGPC3の発現が有意に高いことが報告した。以後、卵巣癌、悪性中皮腫、乳癌、大腸癌などにおいても発現があることが報告された。小児固形悪性腫瘍に関してはいくつかの報告が散発的にあるが、その腫瘍マーカーとしての有用性までには言及されていない。今回我々はウイルムス腫瘍をはじめとする小児固形悪性腫瘍全般におけるGPC3の発現を検討し、新規腫瘍マーカーとしての有用性を検討した。方法は血清中のGPC3(sGPC3)、AFP(sAFP)、組織は免疫組織によりGPC3(tGPC3)、AFP(tAFP)について検討した。34例中3例がsGPC3(+) /sAFP(+)(肝芽腫2例、卵黄嚢癌1例)であった。一方4例がsGPC3(+)/sAFP(-)であった(未分化肉腫1例、神経芽腫1例、Wilms腫瘍1例、Solid Pseudopapillary Tumor1例)。このうち、未分化肉腫の症例においてはsGCP3が治療効果に伴い、経時的に減少傾向を示した。これらの所見よりGPC3はAFPに類似した動態を示す癌胎児性蛋白であるが、GPCを特異的に発現する小児腫瘍が存在することが示され、sGPC3(+)かつsAFP(-)を呈する腫瘍においては新規腫瘍マーカーとなる可能性が示唆された。Glypican3(GPC3)は膜結合型Glypicanファミリー6種類のうちの一つで580アミノ酸からなる60kDのコア蛋白質にヘパラン硫酸プロテオグリカンの糖鎖修飾が加わった膜蛋白質で、C末端がGPIアンカーにより形質膜に結合している。ある種の腫瘍細胞では増殖を抑制したり、アポトーシスに関連があると報告されている。またGPC3コア蛋白質が直接Wntと結合することによりWnt signalを活性化することが報告されている。GPC3と成人悪性腫瘍は1997年にHsuらがHCC組織においてGPC3の発現が有意に高いことが報告され、以後、卵巣癌、悪性中皮腫、乳癌、大腸癌などにおいても発現があることが報告された。2003年にNakatsuraらがHCCにおいてはAFPに匹敵するマーカーとしての有用性を報告して以来いくつかの追試がなされている。小児固形悪性腫瘍に関してはウイルムス腫瘍の組織において発現を調べた報告が散発的にあるが、その有用性までには言及されていない。今回我々は当教室におけるウイルムス腫瘍の症例の組織標本に23例についてまず免疫組織学的検討を行った。全体としては8例(34.7%)に発現を認め、さらに組織構成成分別に検討するとblastemal成分には15.8%、epithelial成分には41.7%、mesenchymal成分には0%の発現であった。さらに腫瘍マーカーとしての有用性を検討するために現在患者血清よりELISA TMBキットを用いたGPC血清値を測定し、有用性を検討している段階である。Glypican3(GPC3)は膜結合型Glypicanファミリー6種類のうちの一つで580アミノ酸からなる60kDのコア蛋白質にヘパラン硫酸プロテオグリカンの糖鎖修飾が加わった膜蛋白質で、1997年にHsuらがHCC組織においてGPC3の発現が有意に高いことが報告した。

今回我々はウイルムス腫瘍をはじめとする小児固形悪性腫瘍全般、計34症例のGPC3の発現を検討した。方法は血清中のGPC3(sGPC3)、AFP(sAFP)、組織は免疫組織によりGPC3(tGPC3)、AFP(tAFP)について検討した。34例中4例(11.8%)はsGPC3(+)/tGPC3(+)、7例(20.6%)はsGPC3(+)/tGPC3(-)、5例(14.7%)はsGPC3(-)/tGPC3(+)、18例(52.9%)はsGPC3(-)/tGPC3(-)であった.年齢別のsGPC3陽性率は、1歳以下は8例中5例(62.5%)、1歳以上は26例中7例(26.9%)であった。3例がsGPC3(+)/sAFP(+)(肝芽腫2例、卵黄嚢癌1例)であった。一方4例がsGPC3(+)/sAFP(-)であった(未分化肉腫1例、神経芽腫1例、Wilms腫瘍1例、Solid Pseudopapillary Tumor1例)。このうち、未分化肉腫の症例においてはsGCP3が治療効果に伴い、経時的に減少傾向を示した。これらの所見よりGPC3はAFPに類似した動態を示す癌胎児性蛋白であるが、GPCを特異的に発現する小児腫瘍が存在することが示され、sGPC3(+)かつsAFP(-)を呈する腫瘍においては新規腫瘍マーカーとなる可能性が示唆された。
正常上皮細胞と癌細胞の相互作用

平成22年度は研究計画に沿い、正常上皮細胞と変異細胞間の相互作用について研究を進め、以下に示す様に多くの成果を得た。1)癌抑制タンパク質Lglに結合する、癌化を抑制するタンパク質を新たに同定し、Mahjongと命名した。また、MahjongをノックダウンしたMDCK上皮細胞が正常MDCK細胞に囲まれるとMahjong変異細胞がアポトーシスを起こすことを見出した。また、この細胞死はMahjong変異細胞のみを培養した時には見られないことから、周囲の正常細胞の存在が引き起こしたものであることが分かった。また、Mahjong変異細胞の死がp38MAPKの活性化を介して生じるものであることも明らかとし、これらのデータをPLoS Biologyに発表した(Tamori et al.,2010)。我々のこれらの研究成果は哺乳類で細胞競合が起こることを世界で初めて明らかにした画期的なものであり、非常に大きな注目を集めている(Nature Review Cancer, 2010など)。2)Mycをテトラサイクリン依存性に発現するMDCK-pTR Myc細胞株を樹立した。現在正常細胞とMyc発現細胞の境界で起こる現象を解析中である。それに加え、ドミナントネガティブ型のp53をテトラサイクリン依存性に発現する細胞株を現在作成中である。3)正常MDCK細胞とMDCKts-v-Src変異細胞を用いて以下の3つの条件で細胞を培養:i)正常細胞のみ、ii)変異細胞のみ、iii)正常細胞と変異細胞の混合培養。それぞれの細胞抽出液を抗リン酸化チロシン抗体で免疫沈降し解析を行ったところ、二つのタンパク質が正常細胞と変異細胞の混合培養のサンプルから特異的に見出された。このことは、正常細胞と変異細胞が混合することにより、新たな細胞内のシグナル伝達やプロセスが誘起されていることを示唆している。現在、Mass spectrometryにてこの二っのタンパク質同定を行い、それらが正常細胞とSrc変異細胞の境界でどのような機能を有しているのか解析中である。
炭素の年代測定による森林から河川への溶存有機物の流出機構の解析

渓流水の溶存有機炭素(DOC)濃度の分布から、森林から渓流へのDOC流出メカニズムを検討した。日本全国1278地点の渓流水試料を採取分析した結果、DOC濃度の平均値は56.7μMであった。既存の欧米を中心とした報告と比較して1オーダー程度低い濃度を示し、日本の渓流はDOC濃度がきわめて低い特徴があることが明らかとなった。日本の森林生態系には、欧米の森林生態系とは異なるDOCの流出メカニズムが存在することが示唆される。また、日本の中で比較すると、DOC濃度が高い渓流は北海道に集中しており、寒冷という気候的な要因、もしくは地形が緩やかであるという地形的な要因がDOC流出に寄与すると考えられる。反対に、DOC濃度が低い渓流は、温暖な地域には集中せず、四国、本州中部など、地形が急峻な地域に多く見られたことから、渓流のDOC濃度を決定する要因としては、気候的な要因よりも地形的な要因が重要であると考えられる。琵琶湖集水域の渓流水を採取し、同位体比測定を目的として溶存有機物を濃縮乾固させ、燃焼CO2ガス化を行った。燃焼条件等を工夫してガス化を行ったにも関わらず、燃焼管の破損もしくはガス化が不十分により、同位体比を測定するための十分なガスを得ることができなかった。ただし、その原因が濃縮時に加える酸の量の検討が不十分であることが判明しているので、近日中に測定値を得られるものと考えている。1)渓流水の採取琵琶湖集水域において、夏季の期間に10箇所の渓流で試料を採取した。これまでの申請者の観測によって、渓流の溶存有機物濃度は琵琶湖南部の森林で高く、琵琶湖東部の森林で濃度が低いことがわかっているので、この2地域を中心にサンプリングを行った。2)濃縮方法の検討濃縮は、現有の凍結乾燥装置を用いて行った。凍結乾燥は、有機物の変質を防ぐ理想的な方法であるが、1試料の濃縮に2週間以上の期間が必要であった。多くの試料を処理することは現実的には不可能であったので、短時間で濃縮できるロータリーエバポレーターでも濃縮を行い、濃縮の最終段階で凍結乾燥を用いる方法を採用することにした。3)放射性同位体比の測定濃縮した試料は、石英管に封入し、1000°C程度で燃焼させ、CO2に変換する処理を行った。ただし、試料に含まれる成分(おそらく塩分)が、石英ガラスと反応してしまい、石英ガラスが変質、破損する場合が多いことが判明した。どの試料が破損するかは予測不能であり、試料の破損は長時間かけて濃縮した試料が失われることとなるので、燃焼条件の変更、再検討が必要となった。現在のところ、1000°Cより低温で燃焼させる方法と、閉鎖系ではなく、ヘリウムガスを流しながらフロ-システムで燃焼させ、生成したCO2をトラップする方法の2つを検討中である。