hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
訪日観光客の災害文化に基づく観光災害マネージメントの構築

・2018年は日本国内で自然災害が頻発した。それらの災害時に訪日外国人旅行者にとってどのような情報が役だったかについて、既存の調査データなどを用いて検討した。その結果、災害発生時に外国人旅行者たちが頼った主な情報は、宿泊先の従業員、ツアーコンダクター、日本のテレビ・ラジオ、母国のWEBサイトからの情報であった。一方、行政が提供する「インフォメーションセンター」などはあまり利用されなかった。また、観光庁が2014年から提供を開始した外国人旅行者向け災害時情報提供アプリSafety tipsは、ほとんど利用されなかったようだ。・上記で注目すべきは、役だった情報源として「宿泊先の従業員」が上位に挙げられていることだ。災害が起こる時間帯によっては、外国人旅行者は宿泊施設以外の様々な場所に滞在している可能性があり、宿泊先の従業員やツアーコンダクターのほかに、観光施設や飲食店・土産物屋の従業員、鉄道の駅員やバスの運転手などの交通機関の従業員なども、訪日外国人旅行者にフェイス・トゥ・フェイスでの情報提供を行うことが期待される。そこで、筆者たちがかつて開発したテンプレート翻訳システムを言語を増やして改訂した。・中国最大手の旅行会社である中国国際旅行社総社有限公司(略称「国旅」「国旅総社」)で、聞き取り調査を行った。当社が日本への団体旅行客に配布する「旅の心得」14項目のうち一つが「自然災害自助常識(自然災害時の自助のための知識)」であり、地震、火災、豪雨災害の3つに分けて対処方法が記されている。これまで各国で収集した日本で発生する災害に関する資料の分析に、予想以上の時間を要している。また、インターネット調査は費用が高額でやり直しがきかないため、質問項目の選定に時間をかけて慎重に行うことにした。引き続き各国で収集した日本で発生する災害に関する資料の分析を行うとともに、インターネット調査の質問項目の選定を慎重に行う。・名古屋にある中国旅行サービスの社長にインタビュー調査をして、中国で日本旅行を扱っている旅行会社を紹介してもらった。・中国上海市の上海西源国際旅行社(上海市)の姜賢祝総経理へインタビュー調査を行った。この会社は日本旅行に関しては、主として企業の社員旅行の手配を行っている。上海富士フイルムの社員旅行が2016年に行った3泊4日の北九州・福岡旅行では、事前に社員に「員工旅行紀律」を配ったが、その中に「地震」に関する項目があり、地震が起こった場合の対処の仕方が書かれている。さらに、「地震防災のためのヒント」という6ページのプリントも配布した。これは日系企業の社員旅行だからであり、例外的だと推察される。別の旅行会社である中信国際旅行会社が主催する旅行の事前説明会では防災に関する説明はなかった。中国では、このほかJTB上海佳途やネット旅行会社に対しても調査し、中国において日本向けの海外旅行がどのように生成されるかを明らかにした。・上海市では、上海書城ほかの書店で、旅行ガイドブック5冊と防災を扱っている中学教科書10冊を収集した。・台湾の台北市で、東南旅行社の日本部長にインタビュー調査を行った。それによると、台湾人は地震に関しての一般常識はもっているとのことである。熊本地震に遭遇した旅行者からのクレームや返金の要求はなかったとのことである。World Bank and Columbia University (2005) "Natural disaster hotspots - A global risk analysis."によれば、台湾は日本よりも、自然災害のリスクが高い。・台北市でも、中学校・高校の防災を扱っている教科書17冊を収集した。上海市と台北市で収集した教科書の内容分析は現在進行中である。当初の計画では、平成28年度は、5か国(中国、台湾、韓国、タイ、マレーシア)において、旅行業者、教育関係者にインタビューし、学校の教科書と旅行ガイドブックを収集することになっていた。今年、中国および台湾のみの調査となったのは、予算の減額もあるが、訪日外国人の最大発地である中国において、当初の計画よりインテンシブな調査を行ったためであり、成果はあった。教育関係者へのインタビューを省いたのは、防災を授業で取り扱うかや、どのように取り扱うかは、学校や教員によって異なると考えられるので、各国の災害文化を把握するためには、教科書の分析に注力する方がよいと考えたためである。・タイのバンコクにあるThailand Travel Agent Associationを訪問し、Suparerk Soorangura会長ほか5人から、タイ国から日本への観光旅行の特徴(個人旅行・団体旅行、訪問先)、タイ国内の旅行会社の日本旅行への関わり、タイ人の自然災害・防災行動についての知識、日本の自然災害についての知識等について聞き取りを行った。また、タイでの自然災害についての教育状況の資料として、初等・中等学校で教科書の収集を行った。Suksapan Panit(学校用品専門店)のうち定評のあった店舗が火事のため閉鎖していたので、国立競技場近辺にある店舗で、理科及び地学の教科書を購入した。地理の教科書はなかった。・インターネット調査法についての詳細を知るために「インターネットリサーチの学術利用に関する研究会」に参加して、インターネットリサーチ会社3社の調査方法、料金等についての情報を得た。・韓国のソウル特別市にある韓国観光公社、天一国際旅行会社、ハナツアー・ソウル本店,MODEツアー・ソウル本店を訪問し、日本行きのパッケージツアーについて聞き取り調査を行った。モードツアーで得た顧客現場安全のマニュアルを日本語に翻訳した。また、永豊文庫鍾路本店、教保文庫光門本店で地理の学校教科書を購入した。・NPOの多文化防災ネットワーク

愛知・名古屋メンバーと、防災情報の「やさしい日本語」への翻訳について協議し、翻訳を依頼、訳文を検討した。・愛知県防災局防災危機管理課および愛知県建設部河川課から、防災情報の最近の変化についての情報を得た。「インターネットリサーチの学術利用に関する研究会」に参加して、インターネット調査の費用が予想以上に高額なことがことが分かり、インターネット調査は最終年度に繰り越すことにした。・2018年は日本国内で自然災害が頻発した。それらの災害時に訪日外国人旅行者にとってどのような情報が役だったかについて、既存の調査データなどを用いて検討した。その結果、災害発生時に外国人旅行者たちが頼った主な情報は、宿泊先の従業員、ツアーコンダクター、日本のテレビ・ラジオ、母国のWEBサイトからの情報であった。一方、行政が提供する「インフォメーションセンター」などはあまり利用されなかった。また、観光庁が2014年から提供を開始した外国人旅行者向け災害時情報提供アプリSafety tipsは、ほとんど利用されなかったようだ。・上記で注目すべきは、役だった情報源として「宿泊先の従業員」が上位に挙げられていることだ。災害が起こる時間帯によっては、外国人旅行者は宿泊施設以外の様々な場所に滞在している可能性があり、宿泊先の従業員やツアーコンダクターのほかに、観光施設や飲食店・土産物屋の従業員、鉄道の駅員やバスの運転手などの交通機関の従業員なども、訪日外国人旅行者にフェイス・トゥ・フェイスでの情報提供を行うことが期待される。そこで、筆者たちがかつて開発したテンプレート翻訳システムを言語を増やして改訂した。・中国最大手の旅行会社である中国国際旅行社総社有限公司(略称「国旅」「国旅総社」)で、聞き取り調査を行った。当社が日本への団体旅行客に配布する「旅の心得」14項目のうち一つが「自然災害自助常識(自然災害時の自助のための知識)」であり、地震、火災、豪雨災害の3つに分けて対処方法が記されている。これまで各国で収集した日本で発生する災害に関する資料の分析に、予想以上の時間を要している。また、インターネット調査は費用が高額でやり直しがきかないため、質問項目の選定に時間をかけて慎重に行うことにした。インターネット調査の内容については現在構築中であり、方法については検討中である。その調査結果を見て今年度は韓国とタイで実地調査を行う予定である。予算の関係から、科研費の申請段階で計画していた「災害情報に関する認知実験」はとりやめ、海外住人へのインターネット調査に資金を投入することにした。また、カナダのケベック市で開催される国際地理学会議で、外国人向けの災害情報についての研究発表を行う予定である。引き続き各国で収集した日本で発生する災害に関する資料の分析を行うとともに、インターネット調査の質問項目の選定を慎重に行う。
癌性胸腹水癌細胞パルス樹状細胞ワクチンのがん幹細胞に対する治療効果増強の研究

癌性胸腹膜炎の新たな治療を開発するために、腹膜播種を有するがん患者16例において癌性腹水中のがん細胞を難治性腹水濾過濃縮再静注法(CART)により濾過フィルター内に回収し、FACSを用いてCD45-EpCAM+がん細胞を分離した。すべての症例で2.4x105以上のがん細胞数を回収することができ、胸腹水がん細胞を用いた樹状細胞ワクチン療法が可能であった。胃癌細胞株MKN45、MKN74をFACSにてCD44+がん幹細胞とCD44-がん細胞に分離し、それぞれの細胞で健常人由来の細胞傷害性T細胞(CTL)を誘導したところ、がん幹細胞でもCTL感受性は同様であり、特異的免疫療法の有用性が示唆された。東京都の要町病院腹水治療センターの協力のもと、癌性腹水貯留患者に改良型の難治性胸腹水濾過濃縮再静注法(KM-CART)を行い、濾過フィルターを洗浄して癌性腹水癌細胞を回収した。FACSにて専用ビーズを用い、CD45-EpCAM+細胞を癌細胞として分離した。卵巣癌7例、大腸癌3例、膵癌2例、乳癌2例、胃癌1例、子宮癌1例の計16例の検討では、1回のCARTにより500,00010,000,000,000個(中央値6,000,000個)の癌細胞を90%以上の純度で回収した。通常1コース(7回)の樹状細胞ワクチン療法の腫瘍抗原として必要な癌細胞は240,000個であり、今回の検討で治療応用の可能性は高くなった。研究協力施設である東京都要町病院腹水治療センターで癌性腹水貯留患者に改良型の難治性胸腹水濾過濃縮再静注法(KM-CART)を行い、樹状細胞ワクチン療法を希望した患者について、濾過フィルターを洗浄し、FACSにて専用ビーズを用い、CD45-EpCAM+癌細胞を癌細胞として回収した。5例中2例の患者で胸水および腹水から十分量の癌細胞を回収し、10本以上のワクチンを製造して樹状細胞ワクチン療法を行った。しかし、いずれも癌の進行が速く、予定した7回のワクチン投与を完遂できずに死亡した。樹状細胞ワクチン療法は、少なくとも5回以上のワクチン投与が必要と報告されているが、今回は23回の投与しかできず、治療効果を得ることは困難と考える。したがって、本療法の治療効果を評価するには治療の適応症例の設定が非常に重要と考えられる。通常、癌性胸腹水の貯留した患者の予後は3か月程度と報告されているが、胃癌患者のTS-1投与例では生存期間の延長を認める報告もあり、今後は適切な化学療法との併用が可能な症例を臨床試験の対象として研究を進める必要がある。一方、平成27年度に鳥取大学医学部附属病院では3名の癌性腹水患者のKM-CARTを行った。今後は当院における症例数の増加を促進するとともに、腹水中癌細胞の採取とLysateパルス樹状細胞ワクチンの確立を推進し、がん幹細胞を分離した研究も並行して行う。癌性胸腹水患者から治療に適した樹状細胞ワクチンを樹立し、適切な回数だけ投与する確率が十分と言えない。腹水中癌細胞の中で十分量の癌細胞を回収できる症例の選択に課題がある。樹状細胞ワクチン療法の完遂可能な症例の選択に課題がある。腹水中癌細胞の中からがん幹細胞を分離し、樹状細胞ワクチンが誘導する細胞傷害性Tリンパ球の殺細胞効果を検討するシステムの確立が不十分である。癌性胸腹膜炎の新たな治療を開発するために、胸腹水がん細胞をlysateとして抗原提示細胞である樹状細胞(DC)ワクチンを誘導し、多様ながん抗原を標的とする細胞障害性T細胞(CTL)の誘導を試みた。はじめに、腹膜播種を有するがん患者16例において癌性腹水中のがん細胞を難治性腹水濾過濃縮再静注法(CART)により濾過フィルター内に回収し、FACSを用いてCD45-EpCAM+がん細胞を分離した。すべての症例で2.4x105以上のがん細胞数を回収することができた。これは腫瘍をlysateとしてDCにパルスし、7回分のDCワクチンとして利用可能な量であり、臨床例でのワクチン治療が可能であると判断できた。腹水癌細胞に含まれるがん幹細胞に対してもlysateをパルスしたDCワクチンが有効か明らかにするために、5例の胃癌患者から回収した腹水がん細胞をFACSによりソーティングし、CD44+がん幹細胞とCD44-がん細胞に分離し、それぞれのlysateをパルスしたDCワクチンを作成した。いずれのlysateをパルスした場合でも、十分に成熟したDCを誘導することが可能であった。HLA*A-2402を示した3例の胃癌患者でlysateパルスDCにより、臨床的に有効性が期待できるWT1およびCEAを標的とするCTLの誘導が可能か明らかにするためにテトラマー解析を行った。その結果、いずれのlysateを用いた場合も十分なWT1-CTLならびにCEA-CTLは誘導できなかった。今後はELISPOTなどの検出方法を用いて検討する必要があるものと示唆された。

癌性胸腹膜炎の新たな治療を開発するために、腹膜播種を有するがん患者16例において癌性腹水中のがん細胞を難治性腹水濾過濃縮再静注法(CART)により濾過フィルター内に回収し、FACSを用いてCD45-EpCAM+がん細胞を分離した。すべての症例で2.4x105以上のがん細胞数を回収することができ、胸腹水がん細胞を用いた樹状細胞ワクチン療法が可能であった。胃癌細胞株MKN45、MKN74をFACSにてCD44+がん幹細胞とCD44-がん細胞に分離し、それぞれの細胞で健常人由来の細胞傷害性T細胞(CTL)を誘導したところ、がん幹細胞でもCTL感受性は同様であり、特異的免疫療法の有用性が示唆された。研究代表者が、平成26年5月1日、鳥取大学に異動したことにより、研究体制の整備に時間を要している。鳥取大学医学部附属病院におけるKM-CARTの実施体制を築くとともに、研究者の確保と実験室の整備を進めており、今後は研究が軌道にのって行くと考えている。治療に適した症例選択基準を作成するとともに、樹状細胞ワクチンの樹立を確実に行う必要がある。前もって十分量の癌細胞が採取できる患者を選別するために、KM-CART施行前に腹腔細胞診を行い、おおよその癌細胞数を把握する。化学療法により一定の奏効を得られる患者を選択する。安定して樹状細胞ワクチン治療が完遂できる条件を整えて、がん幹細胞に対する治療効果の検討を進める。医歯薬学癌性服水中から十分な癌細胞が得られることは確認できたので、今後は癌性腹水中の癌細胞をソーティングによりがん幹細胞にあたるCD44+細胞とそれ以外のCD44-細胞の分画に分け、TGF-β、IL-10、VEGF、MICA、PD-L1などの免疫抑制因子の発現をFACSにて解析し、CD44+がん幹細胞の免疫抑制能をCD44-細胞と比較して明らかにする。また、CD44+がん幹細胞によるCTL誘導をCD44-細胞と比較し、抗腫瘍効果への影響を検討する。鳥取大学医学部附属病院でもKM-CARTを用いた癌性腹水の治療をできるように整備したので、今後は当院で癌性腹水患者の治療を推進し、腹水中のがん幹細胞の特性を調べていくことが可能である。胃癌の癌性腹水症例を月2例程度KM-CARTで治療し、そこで得られた腹水中の癌細胞を調べるとともに、最近保険適応となった血管新生阻害薬を用いた治療により、腹水中癌細胞の特性がどのように変化するかも検討していく。鳥取大学への異動により、実験の実施が一時的に困難となった。要町病院から検体を搬送するための打合せを行い、鳥取大学で実験を開始する研究者の技術取得のために研究再開までに時間を要した。実験の再開により、今後は順調に研究が進行すると考えられ、平成26年度中に実施予定であった癌性服水中のサイトカインプロファイルの検討や、CD44+細胞、CD44-細胞の分離を行って、腹水中のがん幹細胞の特性を明らかにするとともに、lysateからのDCワクチンの誘導を行って、研究の進捗を促進する。
豚ILー2依存性細胞の株化とその性状についてーとくにILー2レセプタ-について

豚リンパ球のILー2レセプタ-を免疫学的におよびそのmRANをdot blot hybridization法で検索が可能性かを検討し以下の成績を得たので報告する.1)豚リンパ球のILーレセプタ-の免疫学的検索法:まず市販抗ヒトILーレセプタ-蛍光標識単クロ-ン抗体と蛍光分光光度計の利用可能性を検討した.初めに,自家製の抗豚IgM蛍光標識抗体で蛍光染色リンパ球の蛍光強度測定をした.励起,蛍光波長はそれぞれ495nm,526nmが至適であった.また,細胞数は2×10^6個で容量1mlを1cm角のセルにいれるのがが蛍光強度の測定には適切である.また,抗ヒトILー2レセプタ-単クロ-ン抗体がCTLLー2細胞,豚ILー2依存性長期継代細胞に利用出来た.従って本法で豚ILー2レセプタ-の測定が可能と思われる.以後蛍光標識抗ヒトILー2レセプタ-単クロ-ン抗体で染色し,蛍光顕微鏡と蛍光分光光度計で計測した.ILー2レセプタ-陽性細胞の総蛍光強度は脾臓,腸リンパ節,パイエル板細胞について比較すると,パイエル板細胞>脾臓細胞>腸リンパ節細胞であった.2)豚リンパ球のILー2レセプタ-mRNAの検出:非放射性検出法の検討とヒトプロ-ブcDNAの利用の可能性を検討した.非放射性標識物質としてdigoxigeninを用い,dot blot hybridizationを行ったところ,9.4×10^5コピ-まで検出可能であった.また,ヒトプロ-ブは豚継代リンパ球由来のmRNAと反応することも明らかになった.これらの成績にもとずきdigoxigeninを標識したヒトILー2レセプタ-cDNAをプロ-ブとして培養2日の豚リンパ球由来のmRNAとのdot blot hybridizationを行うこととした.その結果,ILー2レセプタ-mRNA量はパイエル板細胞>脾臓細胞>腸リンパ節細胞であった.今後,これらの方法でのさらにデ-タの集積を行うとともに,長期継代細胞の種類を増し,豚ILー2レセプタ-の性状解析,単クロ-ン抗体の作成を試みる.豚リンパ球のILー2レセプタ-を免疫学的におよびそのmRANをdot blot hybridization法で検索が可能性かを検討し以下の成績を得たので報告する.1)豚リンパ球のILーレセプタ-の免疫学的検索法:まず市販抗ヒトILーレセプタ-蛍光標識単クロ-ン抗体と蛍光分光光度計の利用可能性を検討した.初めに,自家製の抗豚IgM蛍光標識抗体で蛍光染色リンパ球の蛍光強度測定をした.励起,蛍光波長はそれぞれ495nm,526nmが至適であった.また,細胞数は2×10^6個で容量1mlを1cm角のセルにいれるのがが蛍光強度の測定には適切である.また,抗ヒトILー2レセプタ-単クロ-ン抗体がCTLLー2細胞,豚ILー2依存性長期継代細胞に利用出来た.従って本法で豚ILー2レセプタ-の測定が可能と思われる.以後蛍光標識抗ヒトILー2レセプタ-単クロ-ン抗体で染色し,蛍光顕微鏡と蛍光分光光度計で計測した.ILー2レセプタ-陽性細胞の総蛍光強度は脾臓,腸リンパ節,パイエル板細胞について比較すると,パイエル板細胞>脾臓細胞>腸リンパ節細胞であった.2)豚リンパ球のILー2レセプタ-mRNAの検出:非放射性検出法の検討とヒトプロ-ブcDNAの利用の可能性を検討した.非放射性標識物質としてdigoxigeninを用い,dot blot hybridizationを行ったところ,9.4×10^5コピ-まで検出可能であった.また,ヒトプロ-ブは豚継代リンパ球由来のmRNAと反応することも明らかになった.これらの成績にもとずきdigoxigeninを標識したヒトILー2レセプタ-cDNAをプロ-ブとして培養2日の豚リンパ球由来のmRNAとのdot blot hybridizationを行うこととした.その結果,ILー2レセプタ-mRNA量はパイエル板細胞>脾臓細胞>腸リンパ節細胞であった.今後,これらの方法でのさらにデ-タの集積を行うとともに,長期継代細胞の種類を増し,豚ILー2レセプタ-の性状解析,単クロ-ン抗体の作成を試みる.
カルシウムに対する高親和性・新規EF―hand蛋白質の三次元構造解析

平成12年度はΔN32CBP40のカルシウム非存在下での構造解析を分解能3.0Aで解析し、構造精密化により三次元構造を明らかにすることができた。13年度はカルシウム存在下での結晶化を幾度か試みたが結晶化は困難であった。そこでカルシウムをソーキング(浸透)して得られた回折強度データを用いて、差フーリエ法によりカルシウム結合状態の構造解析を行った。カルシウム非結合の構造とカルシウム結合の構造の変化はカルモジュリンの様に大きくはなかった。一つは結晶内分子間パッキングの影響で、構造変化が抑制されてしまった可能性があるが、ΔN32CBP40は、EF1/2とEF3/4の間にカルモジュリンのようなリンカーがないため、もともと両者が相互作用してコンパクトな構造になっているので、カルシウムを結合しても大きな構造変化が起こらない可能性がある。このΔN32CBP40が非常に高いカルシウムに対する親和性を持っているのは、カルシウムN末端のαヘリックスからなるcoiiled-coilドメインと球状のEF-handドメインの部分がは広範囲にわたって分子内相互作用することによるものであることも構造からわかった。さらに、カルシウムによる自己集合に関しても、確かにカルシウムを結合したときの構造変化は少ないものの、ΔN32CBP40のN末端のcoiled-coilでは、1本目のヘリックスが2本目に比べて短い。しかし、二次構造予測からは、32残基が加わると2本のヘリックスの長さがそろい、coiled-coilが安定化・長くなると予想される。そのメカニズムはCBP40全長にカルシウムが結合すると、EF-handの構造変化がドメイン間相互作用を介してcoiled-coilに伝わり、coiled-coilのヘリックス間の相対配置が変化し、それによって、分子間でcoiled-coil同士がバンドルを作って会合するのではないだろうかと考えられる。本研究で得られたデータは現在Nature Structural Biologyに投稿中である。また、更にΔN32CBP40とCaMのキメラについても結晶を得ることができ、現在構造解析中である。研究実施計画に従い、ΔN32CBP40の結晶化を行った。様々な条件で結晶化の検討を行ったところ、1.5M ammonium sulfate,1mM DTT,10mMEDTA0.02%NaN3,0.1M HEPES,pH7.4の常温データで分解能3.0ÅのCa^<2+>フリーの結晶を得ることに成功した。また、この結晶を2 mM CaCl_2溶液中に4日間ソーキングして常温データで分解能3.1ÅのCa^<2+>結合状態の結晶を得ることにも成功した。さらに、分解能を向上させるために、精製過程・結晶化条件の再検討、マクロ・およびミクロシーディング法の検討等を行ったがやはり3.0Åの壁を超えることが出来なかった。この分解能の向上に関しては更に13年度も引き続き検討を重ねる。上記で得られたΔN32CBP40の結晶を用いてX線結晶解析を行った。X線回折強度データの収集にはR-AXIS Iic(理学電機)、高輝度光科学研究センター・大型放射光施設Spring-8のR-AXIS IV、および高エネルギー加速器研究機構・放射光施設(PF)のBL6ABL6Bビームラインの巨大分子用ワイセンベルクカメラを利用した。得られたデータより多重重原子置換法によりCa^<2+>フリーの結晶の構造を決定し、この構造をプローブにして分子置換法によりCa^<2+>結合状態の結晶構造を決定した。現在の所、95%の残基においてモデルを組む事に成功した。得られた構造から、ΔN32CBP40はN末端にcoiled-coil様の2本の長いα-helixがあり、残りのEF-handドメインを含む残基は球状である。N末端半分領域(coiled-coil)と、C末端半分領域(EF-hand region)は広い面積にわたってcontactしている事がこの構造解析より明らかになった。

そのメカニズムはCBP40全長にカルシウムが結合すると、EF-handの構造変化がドメイン間相互作用を介してcoiled-coilに伝わり、coiled-coilのヘリックス間の相対配置が変化し、それによって、分子間でcoiled-coil同士がバンドルを作って会合するのではないだろうかと考えられる。本研究で得られたデータは現在Nature Structural Biologyに投稿中である。また、更にΔN32CBP40とCaMのキメラについても結晶を得ることができ、現在構造解析中である。
骨髄移植による表皮水疱症治療:特異的ケモカインを用いた検討

各臓器には骨髄由来の分化した細胞が存在することは確認できているが、臨床応用に向けた課題として、いかに多くの細胞を分化させ、生物学的機能を発揮させるかということがある。今回の研究では骨髄由来の細胞を特定の因子(CTACK)を用いることで、より多く表皮へと誘導させ、創傷治癒の促進も見られ、表皮細胞として機能的な役割を果たしていることが確認できた。さらに、疾患モデルマウスを用いて実験を施行中で臨床効果も認められている。各臓器において骨髄幹細胞由来の分化した臓器細胞が存在することは確認できているが、臨床応用に向けた次段階の課題は、いかに多くの細胞を分化させ、生物学的機能を発揮させるかということにある。本年度は、1)骨髄細胞由来表皮細胞に特異的なケモカインを用いた創傷治癒への関与の検討、2)骨髄由来表皮細胞の表皮細胞特異的機能、3)表皮構成タンパク欠損マウスにおける同種骨髄移植の効果の検討、を行った。それぞれにおいて、1)皮膚創傷部位において、CTACKは特異的に産生亢進されていることを確認しており、そのCTACKを皮膚に局所投与したところ、骨髄細胞由来表皮細胞の遊走の増加を確認できた。2)表皮細胞特異的(ケラチン14)プロモーターを用いたヒト基底膜(BP180)トランスジェニックマウスを作成し(未発表)、この骨髄を正常マウスに骨髄移植したところ、骨髄由来表皮細胞からのヒト基底膜タンパク(BP180)の発現を確認できた。3)表皮水疱症モデルマウスであるBP180ノックアウトマウスは生後数日で死亡するが、正常マウスから骨髄移植を行ったところ、生存期間の延長を確認できた。以上のように当初予定した研究計画をほぼ施行でき、かつ結果も得られた。来年度も当初の研究計画予定通り、施行する。皮膚を含めた各臓器において骨髄幹細胞由来の分化した臓器細胞が存在することは確認できているが、臨床応用に向けた次段階の課題は、いかに多くの細胞を分化させ、生物学的機能を発揮させるかということにある。骨髄細胞は表皮細胞へと分化するためには表皮細胞の表面因子または表皮細胞から分泌される液性因子の関与が考えられている。よって、それらの因子を特定することができれば、より多くの細胞を効率よく分化させることが可能となる。本年度は骨髄由来表皮細胞からの液性因子の産生および表皮細胞の表面因子また分泌される因子を検討した。方法としては、1)骨髄由来細胞を表皮細胞と共培養(培養液中には表皮細胞から分泌される液性因子は存在し、かつ骨髄由来細胞と表皮細胞は接着もする)、2)骨髄由来細胞を表皮細胞の培養液で培養(これにより表皮細胞から分泌される液性因子は培養液内に存在するが、表皮細胞と骨髄由来細胞の細胞同士は接着することはない)、3)表皮細胞を固定後(これにより細胞の接着因子などの表面因子は保たれるが細胞は液性因子を分泌しなくなる)、骨髄由来細胞と共培養をした。1)、2)のそれぞれにおいて、骨髄由来細胞が表皮細胞へと分化することを確認できた。一方で3)においてはほとんど分化は認められなかった。以上から、分化には表皮細胞の表面因子ではなく、表皮細胞が分泌する因子が重要と考えられた。
実践的ソフトウェア開発に寄与するプログラミングおよびコーディング学習に関する研究

本研究では,「プログラミング時のキーボード操作における時系列情報を活用したコーディングスタイル学習」を実現するシステムを開発研究することにより,提案方式およびシステムがプログラミングのコーディングにまつわる問題解決に寄与できること,さらには,企業が求めるIT人材養成の実践教育に役立つことを明らかにすることを目的に1年目の取り組みを実施した.これまでの研究により,ステップ1として,1年目に掲げた目標「コーディングスタイル学習に必要な授業進行モデルの構築とプロトタイプの実装・稼動」については下記の成果が得られた.(1)ソフトウェア工学におけるラピッド・プロトタイピング手法に基づき,早い段階でのプロトタイプの稼働を目指した.プロトタイプのアーキテクチャはインターネット上のクライアントサーバモデルに基づくセキュリティを考慮した実装により,ローカル環境に依存することなくコーディング時の時系列情報を記録・保存・再生することが可能となった.(2)プロトタイプを用いて授業進行モデルを検討し,実運用システムの構築を確実なものとすべくモデルの精緻化を進める過程で,新たな検討課題が確認された.今後,これらについて解決したい.なお,授業進行モデルとは,プログラミングおよびコーディングスタイル学習を実現する上で必要な論理モデルである.このモデルには,教員,学生,教材,授業内容(項目),反応という構成要素が含まれる.各要素の相互作用により記録すべき情報の形態,構造,量などを推し量ることを目的としている.(3)プロトタイプの調整と授業進行モデルの調整を随時行いながら,正式システムの設計・実装を進めた.授業時に利用できる形にするために,必要なシステム構築と調整を継続しており,2年目の目標となる「コーディングスタイル学習システムの完成と複数科目による動作検証実験の実施と評価」に確実に繋げていく.1年目の目標である「コーディングスタイル学習に必要な授業進行モデルの構築とプロトタイプの実装・稼動」において,プロトタイプ実装については完了できた.一方,授業進行モデル構築では,新たな検討課題が確認された.通常のプログラミング教育では,講義と演習を併用する授業構成が一般的であり,1プログラミング言語の文法や書式に関する知識の伝達,2演習問題への個別の取り組み,3プログラムのエラーやデバッグに関するフィードバック,4より効率的なアルゴリズムの検討,5次のステップへの目標確認,という5ステップによるサイクルモデルを考えていたが,学習者の習熟度の違いにより,スムーズな進行が妨げられる場合が存在し,習熟度に応じた対応を新たに検討する必要がある.このことから,授業進行モデルにおいて,個人適応型のヒント提示機構というアイディアを検討課題として2年目の取り組みに追加したい.第1ステップの最終段階で得られたシステムをプログラミングおよびコーディングスタイル学習システムと位置付け,このシステムによる動作検証実験を実施し,システムの有効性を評価する.本学のプログラミング授業は,講義と演習を併用する授業構成であるが,クォータ制での実施を行っており,おおむね講義7回+演習7回+試験1回(合計15回)という形式で進行する.よって,動作検証はプログラミング言語系の複数科目として,C++言語およびC言語を対象とし,各科目の演習において5回以上,各回30分間以上の継続的動作検証実験を実施する.これらの実験結果を分析して,システムの有効性を評価する.評価結果に基づき,システムの改修を行う.ここまでをステップ2(2年目の取り組み)とする.本研究では,「プログラミング時のキーボード操作における時系列情報を活用したコーディングスタイル学習」を実現するシステムを開発研究することにより,提案方式およびシステムがプログラミングのコーディングにまつわる問題解決に寄与できること,さらには,企業が求めるIT人材養成の実践教育に役立つことを明らかにすることを目的に1年目の取り組みを実施した.これまでの研究により,ステップ1として,1年目に掲げた目標「コーディングスタイル学習に必要な授業進行モデルの構築とプロトタイプの実装・稼動」については下記の成果が得られた.(1)ソフトウェア工学におけるラピッド・プロトタイピング手法に基づき,早い段階でのプロトタイプの稼働を目指した.プロトタイプのアーキテクチャはインターネット上のクライアントサーバモデルに基づくセキュリティを考慮した実装により,ローカル環境に依存することなくコーディング時の時系列情報を記録・保存・再生することが可能となった.(2)プロトタイプを用いて授業進行モデルを検討し,実運用システムの構築を確実なものとすべくモデルの精緻化を進める過程で,新たな検討課題が確認された.今後,これらについて解決したい.なお,授業進行モデルとは,プログラミングおよびコーディングスタイル学習を実現する上で必要な論理モデルである.このモデルには,教員,学生,教材,授業内容(項目),反応という構成要素が含まれる.各要素の相互作用により記録すべき情報の形態,構造,量などを推し量ることを目的としている.(3)プロトタイプの調整と授業進行モデルの調整を随時行いながら,正式システムの設計・実装を進めた.授業時に利用できる形にするために,必要なシステム構築と調整を継続しており,2年目の目標となる「コーディングスタイル学習システムの完成と複数科目による動作検証実験の実施と評価」に確実に繋げていく.1年目の目標である「コーディングスタイル学習に必要な授業進行モデルの構築とプロトタイプの実装・稼動」において,プロトタイプ実装については完了できた.一方,授業進行モデル構築では,新たな検討課題が確認された.通常のプログラミング教育では,講義と演習を併用する授業構成が一般的であり,1プログラミング言語の文法や書式に関する知識の伝達,2演習問題への個別の取り組み,3プログラムのエラーやデバッグに関するフィードバック,4より効率的なアルゴリズムの検討,5次のステップへの目標確認,という5ステップによるサイクルモデルを考えていたが,学習者の習熟度の違いにより,スムーズな進行が妨げられる場合が存在し,習熟度に応じた対応を新たに検討する必要がある.

このことから,授業進行モデルにおいて,個人適応型のヒント提示機構というアイディアを検討課題として2年目の取り組みに追加したい.第1ステップの最終段階で得られたシステムをプログラミングおよびコーディングスタイル学習システムと位置付け,このシステムによる動作検証実験を実施し,システムの有効性を評価する.本学のプログラミング授業は,講義と演習を併用する授業構成であるが,クォータ制での実施を行っており,おおむね講義7回+演習7回+試験1回(合計15回)という形式で進行する.よって,動作検証はプログラミング言語系の複数科目として,C++言語およびC言語を対象とし,各科目の演習において5回以上,各回30分間以上の継続的動作検証実験を実施する.これらの実験結果を分析して,システムの有効性を評価する.評価結果に基づき,システムの改修を行う.ここまでをステップ2(2年目の取り組み)とする.プロトタイプシステムを利用して実運用システムを完成させるが,学習用コーディングスタイル情報のデータ取得を行う場合,プログラミング熟練者によるコーディング時のデータ収集が必要であり,このデータ収集は変動を避けるために,コーディング実行者が同一であること,および継続的にデータ収集を実行することが望ましい.このための人件費・謝金の使用に関し,2月3月の年度の切り替わり時期に重なったため,翌年度での使用とした.
分散強化型複合材料における強化材割れを考慮した損傷理論と高性能特性発現機構の解明

粒子・短繊維複合材料は変形初期から強化材のはく離損傷,割れ損傷が発生し,強度特性に影響を及ぼすことが知られている.これらの損傷の影響を明らかにするために,損傷を考慮した理論を構築するとともに,損傷過程と強度特性に及ぼす損傷の影響について実験を行った.実験結果を損傷理論に基づいて考察し,複合材料の強度特性評価および高性能特性発現機構の解明を行った.また,機能性材料としての形状記憶合金複合材料に関する基礎研究を行った.(1)複合材料の強化材の割れ損傷およびはく離損傷を考慮した損傷理論をマイクロメカニクスの手法を用いて構築し,更に,本理論に基づく有限要素法を開発した.(2)粒子体積率と粒子-マトリックス界面強度を変えたガラス粒子分散ナイロン66複合材料について実験を行い,損傷過程と強度特性に及ぼす損傷の影響を調べた.変形初期から生じる強化材のはく離損傷は,引張強さ,疲労強度を低下させるが,破壊靭性,疲労き裂進展抵抗を向上させる.(3)ガラス粒子分散ナイロン66複合材料の引張り応力-ひずみ関係,き裂先端場の解析を損傷理論に基づいて行い,実験結果と解析結果を比較することにより,複合材料の機械的特性に及ぼす分散粒子の効果,損傷の効果を明らかにした.(4)熱可塑性樹脂にTiNi形状記憶合金繊維を分散した複合材料の機能性材料としての可能性を調べるために,機械的熱的負荷の下での変形挙動を解析する手法を構築するとともに,形状記憶合金複合材料を小型射出成形機により作成し,変形・変態挙動および強度特性に関して実験を行い,高性能発現材料としての可能性を探った.以上の成果により,分散形複合材料の高性能特性発現のための多くの指針を得た.粒子・短繊維複合材料は変形初期から強化材のはく離損傷,割れ損傷が発生し,強度特性に影響を及ぼすことが知られている.これらの損傷の影響を明らかにするために,損傷を考慮した理論を構築するとともに,損傷過程と強度特性に及ぼす損傷の影響について実験を行った.実験結果を損傷理論に基づいて考察し,複合材料の強度特性評価および高性能特性発現機構の解明を行った.また,機能性材料としての形状記憶合金複合材料に関する基礎研究を行った.(1)複合材料の強化材の割れ損傷およびはく離損傷を考慮した損傷理論をマイクロメカニクスの手法を用いて構築し,更に,本理論に基づく有限要素法を開発した.(2)粒子体積率と粒子-マトリックス界面強度を変えたガラス粒子分散ナイロン66複合材料について実験を行い,損傷過程と強度特性に及ぼす損傷の影響を調べた.変形初期から生じる強化材のはく離損傷は,引張強さ,疲労強度を低下させるが,破壊靭性,疲労き裂進展抵抗を向上させる.(3)ガラス粒子分散ナイロン66複合材料の引張り応力-ひずみ関係,き裂先端場の解析を損傷理論に基づいて行い,実験結果と解析結果を比較することにより,複合材料の機械的特性に及ぼす分散粒子の効果,損傷の効果を明らかにした.(4)熱可塑性樹脂にTiNi形状記憶合金繊維を分散した複合材料の機能性材料としての可能性を調べるために,機械的熱的負荷の下での変形挙動を解析する手法を構築するとともに,形状記憶合金複合材料を小型射出成形機により作成し,変形・変態挙動および強度特性に関して実験を行い,高性能発現材料としての可能性を探った.以上の成果により,分散形複合材料の高性能特性発現のための多くの指針を得た.粒子・短繊維複合材料は変形初期から強化材のはく離損傷、割れ損傷が発生し、強度特性に影響を及ぼすことが知られている。平成9年度は、これらの損傷の影響を明らかにするために、損傷を考慮した理論を構築するとともに、分散形複合材料における損傷過程と強度特性に及ぼす損傷の影響に関する実験を行った。また、機能性材料としての形状記憶合金複合材料に関する基礎研究を行った。(1)強化材の割れを考慮した複合材料の損傷理論複合材料における強化材の載荷能力は強化材の平均応力により定義できる。従って、まず、引張応力下、せん断応力下の割れた楕円体介在物の解析を有限要素法により行い、介在物の形状比、マトリックスと介在物の弾性係数の組合わせを種々に変えた場合に対して割れた楕円体介在物の力学的特性、載荷能力を明らかにした。続いて、割れた介在物の載荷能力に関する結果を用いて、複合材料の割れ損傷を考慮した損傷理論をマイクロメカニクスの手法を用いて構築した。(2)分散形複合材料の損傷過程と強度特性小型射出成形機を用いて作成した分散形熱可塑性樹脂複合材料について、実験を行い、損傷過程と強度特性に及ぼす損傷の影響を調べた。変形初期から生じる強化材のはく離損傷、割れ損傷は、引張強さ、疲労強度を低下させるが、破壊靱性、疲労き裂進展抵抗を向上させることがわかった。(3)形状記憶合金複合材料の開発熱可塑性樹脂にTiNi形状記憶合金繊維を分散した複合材料の機能性材料としての可能性を調べるために、機械的熱的負荷の下での変形挙動を解析する手法を構築した。また、形状記憶合金複合材料の小型射出成形機による作成を試みた。粒子・短繊維複合材料では,変形初期からはく離損傷,割れ損傷が進行し,強度特性に大きな影響を及ぼす.平成9年度は,これらの損傷の影響を明らかにするために,損傷を考慮した理論を構築するとともに,損傷過程と強度特性に及ぼす損傷の影響について実験を行った.平成10年度は,実験結果の損傷理論に基づく考察を行い,複合材料の強度特性評価および高性能特性発現機構の解明を行った.また,機能性材料としての形状記憶合金複合材料に関する基礎研究を行った.

(1)損傷理論に基づく変形,破壊の解析損傷理論に基づいて,単軸引張下でのシミュレーション解析を行い,応力ーひずみ関係に及ぼす損傷の影響を明らかにした.また,はく離損傷,割れ損傷の理論に基づいて新たな有限要素法を開発し,き裂先端場の解析を行い,き裂先端での損傷の進行,応力・ひずみ場に及ぼす損傷の影響を明らかにした.(2)実験結果の解析結果に基づく考察および高性能特性発現機構の解明ガラス粒子分散ナイロン66複合材料についての実験結果と解析結果を比較することにより,静的負荷,繰返し負荷での損傷の蓄積過程,および引張強さ,破壊靭性,疲労強度,疲労き裂進展特性に及ぼす損傷の影響を明らかにし,高性能特性発現機構について検討した.(3)形状記憶合金複合材料の開発熱可塑性樹脂にTiNi形状記憶合金繊維を分散した複合材料を小型射出成形機により作成し,本材料の変形・変態挙動および強度特性に関して実験を行い,高性能発現材料としての可能性を探った.
政治および経済における交渉と協力:提携形成交渉ゲームでの提案者選択過程の分析

交渉理論を用いて,公共施設の立地問題を分析した.公共施設の立地問題とは,次のようなものである.ある地域の住民の住居を結んでいる道路網(ネットワーク)がある.この道路沿いに公共施設(公民館,公園など)を1つ建設することになっている.各住民にとっては,公共施設の立地場所が自身の住居に近ければ近いほど望ましい.この時,この公共施設は,どこに建設されるのか.従来の研究では,公共施設の立地場所は,投票によって決められると仮定されていた.投票は,立地場所を決定する1つのもっともらしい方法であるが,ほかの決め方も考えられる.その1つとして,交渉がある.交渉は次のように行われる.まず,提案者が1人選ばれ,立地場所を提案する.提案された立地場所に賛成するか反対するかを各住民が順に表明する.全員が賛成すれば,提案通りの場所に公共施設が建設される.誰か1人でも反対すれば,交渉は次のステージに移る.次のステージでは,前のステージで最初に反対した住民が提案者となり,前のステージと同じプロセスが繰り返される(このステージでも反対者がいれば,さらに次のステージに移る.このように,全員が賛成しない限り,交渉は永遠に続けられる).こうした交渉(展開形ゲーム)の均衡(定常部分ゲーム完全均衡)において,公共施設がどこに建設されるのかを分析した.その結果,公共施設の立地場所は,最も遠くの住民の住居からの距離を最小にする点(ロールズ点)に決まることが示された.これは,既存の研究が示している,投票による立地点は,全住民の住居からの距離の合計を最小化する点(ウェーバー点)に決まるという結果と対を成している.本研究では,道路網の形に一定の仮定を設けており,一般の道路網に拡張することが,今後の課題である.なお,本研究は,東京大学大学院経済学研究科博士課程の山口和男氏との共同研究である.意思決定主体が交渉を通じて提携を形成する「提携交渉」を2つの観点から分析した。まず、提案者の選ばれ方を定めるプロトコルが提携交渉の結果の効率性に与える影響を分析した。具体的には、前ラウンドで提案を拒否したプレイヤーが誰であるかに依存して、今ラウンドで各プレイヤーが提案者になる確率が決まってくるモデルを提示した。このモデルにおいて効率的な(全体提携(全プレイヤーからなる提携)が初期のラウンドで形成される)定常部分ゲーム完全均衡SSPEが存在するための必要十分条件を求めた。この条件から、ある仮定の下で、「前ラウンドで提案を拒否したプレイヤーが次のラウンドで提案者になる確率が高いほど、効率的なSSPEが存在し難い」ということが導かれる。本研究は、1編の論文としてまとめ、査読誌International Journal of Game Theoryに投稿し、英語表現についての改訂要求を受けているところである。次に、意思決定主体が長期的関係で結ばれている時の提携交渉を、提携交渉が繰り返し行われるゲームとして分析した。具体的には、1つの提携が形成されると、しばらくしてそれが解消され、また新たな提携形成を巡って交渉が行われるというモデルを提示した。このモデルにおいて、効率的な(繰り返される各提携交渉において、全体提携が初期のラウンドで形成される)SSPEが存在するための必要十分条件を求めた。この条件から、「各プレイヤーが将来の提携交渉を重視すればするほど、効率的なSSPEが存在しやすい」ということが導かれる(定常均衡を考えているため、この結論は、繰り返しゲームにおける協調のロジックとは異なる理由による)。本研究をまとめた論文は、査読誌物Nathematical Social Sciencesに公刊された(受理は2007年度中)。交渉理論を用いて,公共施設の立地問題を分析した.公共施設の立地問題とは,次のようなものである.ある地域の住民の住居を結んでいる道路網(ネットワーク)がある.この道路沿いに公共施設(公民館,公園など)を1つ建設することになっている.各住民にとっては,公共施設の立地場所が自身の住居に近ければ近いほど望ましい.この時,この公共施設は,どこに建設されるのか.従来の研究では,公共施設の立地場所は,投票によって決められると仮定されていた.投票は,立地場所を決定する1つのもっともらしい方法であるが,ほかの決め方も考えられる.その1つとして,交渉がある.交渉は次のように行われる.まず,提案者が1人選ばれ,立地場所を提案する.提案された立地場所に賛成するか反対するかを各住民が順に表明する.全員が賛成すれば,提案通りの場所に公共施設が建設される.誰か1人でも反対すれば,交渉は次のステージに移る.次のステージでは,前のステージで最初に反対した住民が提案者となり,前のステージと同じプロセスが繰り返される(このステージでも反対者がいれば,さらに次のステージに移る.このように,全員が賛成しない限り,交渉は永遠に続けられる).こうした交渉(展開形ゲーム)の均衡(定常部分ゲーム完全均衡)において,公共施設がどこに建設されるのかを分析した.その結果,公共施設の立地場所は,最も遠くの住民の住居からの距離を最小にする点(ロールズ点)に決まることが示された.これは,既存の研究が示している,投票による立地点は,全住民の住居からの距離の合計を最小化する点(ウェーバー点)に決まるという結果と対を成している.本研究では,道路網の形に一定の仮定を設けており,一般の道路網に拡張することが,今後の課題である.なお,本研究は,東京大学大学院経済学研究科博士課程の山口和男氏との共同研究である.
水晶音さ形振動ジャイロスコープ・角速度センサの研究

本研究の目的は,水晶音さ形双共振子を用いた振動ジャイロスコープ・角速度センサの実用化の可能性を検討することであり,本年度は特に水晶音さ形振動ジャイロスコープを試作し,その特性の評価を行うことに重点をおいて研究を行った。以下に本年度の研究実績を示す。1.有限要素法による水晶音さ形振動ジャイロスコープの設計水晶音さ形双共振子の駆動側および検出側の両共振周波数を近づけ,さらに支持の影響が少なくなる寸法・形状を有限要素法を用いて算出し,振動ジャイロスコープの試作を行った。2.試作水晶音さ形振動ジャイロスコープの特性の評価有限要素法を用いて試作した水晶音さ形振動ジャイロスコープの特性,特に角速度センサとしての感度と応答特性について測定を行い,恒弾性金属に圧電磁気を接着した構成や圧電磁気単体で構成された従来の振動ジャイロスコープの特性との比較・検討を行った。3.等価回路考察による実用化のための問題点の検討水晶音さ形振動ジャイロスコープを電気・機械振動系として取り扱い,その等価回路を用いて実用化のための問題点とその対策案について考察を行った。今後,今年度の研究で得られた成果をもとに,振動ジャイロスコープの温度安定度や耐振特性などについても検討を加え実用化の可能性を明らかにする予定である。また,三脚音さ双共振子を用いた新しい構造の振動ジャイロスコープについても考察・検討を行う予定である。
中米における胃がんの組織型リスク・ファクターの研究

1.目的:胃がんの疫学像は、Diffuse Type(DT)とIntestinal Type(IT)で異なっているため、胃がんのリスクファクターが組織型別に異なっているか否かを症例対照研究によって明らかにする。2.方法:組織学的に胃がんと確認された症例を症例群、症例と性、年令、病院をマッチしたがん以外の患者を対照群とした。生活習慣、食生活の情報は、質問表を用いて直接面接法によって得た。採決血清は、日本でH.PyloriとPrpsinogenについて測定した。解析はCoxの比例ハザードモデルを用いて、オッズ比(OR)を算出した。3.結果:《グアテマラ》1999年末までに胃がん例200例、対照例245例について面接調査が実施された。同年7月までのDT79組、IT107組、計186組について解析した。《コスタリカ》1999年末までに胃がん症例250例、対照症例259例について調査が実施された。そのうち同年7月までのDT74組、IT110組の計184組について検討した。主な結果は(1)冷蔵庫使用はDT、IT胃がんともにリスクを低める(グアテマラ)。しかし、コスタリカではリスクの上昇がみられた。(2)IT胃がんがDT胃がんより食品に関連が強い傾向が見られる。(3)DT、IT胃がんともH.Pylori感染がリスクを上げている結果は得られなかった。(4)Pepsinogen PGI/II比による萎縮性胃炎陽性者はDT、IT胃がんともにリスクを上げているが、コスタリカがより顕著である。今後、最終の症例収集を待って、最終解析を実施し、各分担分野に応じて、発表論文を作成する。
パターン基材を用いた細胞膜曲率の制御と活性化Gタンパク質のイメージング

本研究課題はパターン基材を用いて単一細胞内に異なる形態の膜を調製し、これら膜形態に起因する膜タンパク質の局在化やシグナル伝達を観察する。一連の評価を単一細胞内で行うことにより、細胞の個体差や細胞周期の差異を考慮した再現性の高い膜機能の解明が期待される。本年度はパターン基材のエッジの形状が細胞膜形態とそれに起因する細胞接着シグナルに及ぼす影響について調べた。まず、単一細胞がさまざまなエッジに接着するようなパターン基材をフォトリソグラフィー法によって作製した。具体的なパターンのエッジ形状は三角形、花形、三つ葉形などであり、これらのパターンは一つながりのエッジに鋭い部分と鈍い部分を有している。FE-SEM観察により、溝の幅4μm20μm、深さ5μmのパターンであることが確認された。これらのパターン基材上でHepG2細胞やHEK293A細胞、NIH3T3細胞、HeLa細胞、COS-1細胞などの培養を行い、それぞれの細胞が各エッジに対してどのような接着形態をとるのかを観察した。その結果、今回用いた細胞はエッジの形状が比較的鋭い場所に対して糸状仮足や葉状仮足を伸展する傾向があることが分かった。また、生きた細胞内にTalin-RFPを発現させ、その動きを追跡したところ、Talin-RFPは細胞の運動と共にエッジに沿って移動し、鋭いエッジ部分に長く滞在する様子が観察された。これらの結果から、パターンのエッジ形状は細胞接着だけでなく細胞運動をも左右することが示唆された。今後は三次元パターンのエッジ形状によって細胞の接着形態を自在に制御し、増殖能や分化能、代謝機能の制御を目指す。本研究課題はパターン基材を用いて単一細胞内に異なる曲率のカーブ調製し、これらカーブに起因する膜タンパク質の局在化やシグナル伝達を観察する。単一細胞内で評価することにより、細胞の個体差や細胞周期の差異を考慮した再現性の高い膜機能の解明が期待される。まず、単一細胞内に5種類のカーブを調製するために、単一細胞の接着範囲に5種類の溝が繰り返し現れるパターンをフォトリソグラフィー法によって作製した。FE-SEM観察により、パターンの溝の幅は2μm、4μm、6μm、8μm、14μm、溝の深さは9μmであることが確認された。このパターン基材上でMEF細胞やHEK293A細胞、NIH3T3細胞などの培養を行い、これらの細胞がそれぞれの溝に異なる太さの突起を伸長していることを観察した。また、この基材上で24h培養したMEF細胞のpFAKおよびVinculinを抗体染色して蛍光観察したところ、これらタンパク質がパターンのエッジ部分に沿って密に発現していることが分かった。更に、RhoAの活性化をイメージングできるプローブ(pRaichu1298X)を用いて、細胞がこの基材上で接着・伸展していくときのRhoAの活性化を観察した。その結果、生細胞が伸展していく方向のエッジ部分でRhoAが強く活性化している様子が観察された。この部分を共焦点レーザー走査型顕微鏡で三次元的に観察したところ、強く活性化しているエッジ部分ほど溝部分に大きく落ち込んでいる様子が観察された。パターン基材によって三次元的に変形させられた細胞膜が、細胞の接着と伸展にシグナルを与えている可能性が示唆された。