hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
臨床応用を目指した角膜上皮幹細胞のｅｘ　ｖｉｖｏ　ｅｘｐａｎｓｉｏｎ法の開発

現在必要なプラスミドのうち約半分のクローニングを終了した。低分子による細胞増殖促進を目指して、スクリーニング用の細胞の構築を行った。ベースとしたのは骨肉腫患者由来の細胞株で、内因性のp53とpRbの発現を欠損している。この細胞にテトラサイクリン誘導下にpRbタンパクが発現するようにレンチウイルスを作成して感染させた。テトラサイクリンによりpRbタンパクを誘導するとこの細胞は細胞増殖が抑制され、同時に細胞面積が増大した。またSA-beta Galにて染色すると青色に染色され、テトラサイクリンによりこの細胞において老化が誘導されたことがわかった。この細胞では内因性のp16が発現していることが既報で報告されており、恐らくp53とpRbが欠損しているために無秩序な増殖を来しているため、p16をはじめとするサイクリン依存性キナーゼ阻害剤(p15INK4b、p18INK4c、p19INK4dやp27Kipなど)が高発現しているものと推察される。この細胞において、テトラサイクリンとともに低分子化合物を添加して細胞増殖の抑制が起こらない場合、pRb-E2F1の結合阻害を起こしていると推察され、この原理によって低分子化合物のスクリーニングを行う。スクリーニングにあたり、まず構築した細胞を2週間薬剤選択し、その後に50個のシングルセル由来のクローンを得た。ハイコンテンツイメージング機器(Operetta)を用いて、テトラサイクリン非添加(0%コントロール)とテトラサイクリン添加(100%コントロール)において細胞面積と細胞数の2つの尺度において、得られた50個のクローンについてZ'値、S/B値、CV値を計測したところ、細胞面積、細胞数のどちらの指標を用いても、7つのクローンではZ'>0.6という良好な値を得ることができた。特に良いクローンでは細胞面積でZ'値0.79、S/B値6.3を、細胞数でZ'値0.81、S/B値8.2という良好な結果を得た。再生医療やEx vivo遺伝子治療では効率良い細胞増殖が必須の条件となる。本研究では低分子による細胞増殖促進を目指して、スクリーニングに供する細胞の構築を行った。骨肉腫患者由来の細胞株にテトラサイクリン(Tet)誘導下に癌抑制遺伝性であるレチノブラストーマ(pRb)タンパクが発現するように構築した。TetによりpRbタンパクを誘導すると予想通り細胞老化が誘導され細胞面積が増加した。この細胞において、Tetとともに低分子化合物を添加して細胞増殖の抑制が起こらない場合、pRbを阻害していると推察される。48個のクローンのうち、特に良いクローンではZ'値0.8という良好な結果を得た。低分子スクリーニングに向けベクターの構築に若干の遅延が生じているもののそれを除いては概ね順調に進行している。スクリーニングのための観察装置や培養装置については設置済みである。
英語の複合動詞の種類とその特性について

英語には、N+V (to baby-sit), A+V (to rough-ride), V+V (to dive-bomb), P+V (to back-cut), V+A (to bleach-white)のように、一見すると複合(compounding,語と語を連結して新しい語を作る操作)によって作られたように見える動詞が存在するが、屈折、意味をはじめとするいくつかの文法上の特徴から、これらのいずれの型も真の複合語ではなく、何らかの他の文法形式(例えばN+V型, A+V型なら対応する複合名詞、複合形容詞)から逆形成、転換、倒置、語彙化などの操作によって派生された動詞であるいえる。よって、英語では、構成要素の範疇に関わらず、体系的に複合動詞を作ることができないと結論できる。1.文献調査複合動詞を扱った論文や本を再度見直すとともに、新たに購入した文献における議論を整理した。申請時点では。英語の複合動詞の共時的側面(特にその屈折と派生法)に注目する計画であったが、生産性の変化などの要因を考えるとその通事的側面についても検討せねばならないと気づき、英語史関係の文献も調査対象に含めることとした。2.データ整理すでに作成済みであった、逆形成による複合動詞のリストに新たな例を加えるとともに、転換による複合動詞、直接連結による複合動詞それぞれのリストを新たに作成した。通事的な視点からの分析も可能になるよう、各例の初出年代をOED、Marchand(1969)その他で調査した。3.コーパス調査パソコンを購入し、大型コーパスの使用を開始した。作成したリストをもとに、それぞれの複合動詞例が実際の文脈のなかでどのような形態(特に屈折)および統語(特に項構造)で使用されるのかを調査した。当初の予想に反し、BNCおよびWordBanksには複合動詞の実用例は、綿密な分析対象となりうる程度には見つからなかった。だが、同時に使用したインターネット上のコーパス(WebCorp)ではかなりの数の使用例を採取することができた。その調査結果をまとめ、雑誌論文(『英語青年』153巻7号内「複合動詞の派生法と屈折」)として発表した。複合動詞となりうる範疇の理論的組み合わせは、N+V, A+V, P+V, V+V, V+N, V+A, V+Pであゆ、このうちのV+Nを除く全ての型が英語の語として存在する。そこで、昨年度に調査したN+V, A+V, V+V型の複合動詞に加え、P+V(P=Particle), V+A, V+P型の複合動詞に関しても文献調査とコーパス調査を進めた。結論として、主に屈折と意味に関する事実から、これらの型のいずれも、真の複合語といえないと判明した。まず、N+V, A+V型の動詞は、対応する複合名詞、複合形容詞から逆形成か転換で派生される。この分析は、動詞の屈折に関する事実(全体の屈折が右側動詞の屈折に必ずしも一致せず、右側動詞が不規則動詞でも全体としては規則活用したり、活用が揺れたりする事実)と意味に関する事実(動詞の意味に対応する複合名詞、形容詞の意味が包含されている事実)から支持される。次に、P+V型の動詞は、屈折の揺れ、生産性の低さから、直接複合ではなく、対応するV+P型の句動詞からの倒置によって派生すべきである。また、V+V型の動詞については、定形屈折への強い抵抗、二つの動詞が同時展開する事象を表すという意味特性から、並列複合語の一種と考えることができる。さらに、V+A型の動詞については、意味の透明度、生産性の程度、屈折接辞や派生接辞のつき方等から、結果構文からの語彙化によってできたものと、V+P型の句動詞に属するものの二種類から成ることを実証した。これらの結果をまとめると、英語では構成要素の範疇に関わらず動詞複合は不可能であり、「複合動詞」のように見える形式は、真の複合語ではなく、何らかの他の文法形式からの派生形である、と一般化することができる。
イメージングプレートを用いた4π計測システムの構築とその応用

我々は、重イオン衝突系の散乱荷電粒子の強度角度分布測定用に、イメージングプレート(IP)を利用した線量蓄積型の4π計測システムの開発を2ヶ年計画で進め、今年度は2年目にあたる。初年度に実験開発用に工夫を施し構築した装置をさらに発展させ、ダイレクトビームと散乱ビーム系の2つの測定系を組み込み、開発用の装置として完成できた。研究は、重イオンの最前方散乱でおこるグローリー散乱測定への応用に的を絞って計測システムの開発を進めた。重イオン衝突として、金および炭素の薄膜を標的に、エネルギー16MeVの炭素ビームおよび6MeVのHeビームの散乱強度をIPで測定した。IPに対する炭素ビームの線量等の定量的な評価のために、装置に半導体検出器を組み込み、IP測定と同じ測定条件でビーム量を評価した。特に、Heビームの評価として、標準線源Am-241からのα線(5.486MeV)を利用した。IPの輝度と線量の相関を定量的に評価できる手法は確立できた。しかし、フェイディングに関してはまだ正しい評価はできてない。IPは、電子、X線、散乱イオンとあらゆるものに感じるため、最大の問題点は粒子弁別であったが、フィルタを入れることでイオンの弁別が可能なことが分かった。さらに、測定したい散乱ビームとバックグランドとのS/Nを改善する余地はあるが、アッテネータで制御することで、ダイレクトビームとその散乱ビームを、IPのダイナミックレンジ内で同時に測定出来るようになった。計測システムの完成にあたり改良すべき問題点を明らかにできた。加速器からのイオンビームを用いた実験と平行して、各種放射線に対するIPの基本的な応答等について、当放射性同位元素総合センターにて、RIからの放射線を用いた評価実験を進めている。本研究は、高速荷電粒子の散乱実験の使用を目的に、イメージングプレート(IP)の特性を利用した線量蓄積型の4π計測システムの開発を目指すものである。2ヶ年計画で今年度は初年度にあたる。予備実験後の結果、初年度は、まず最前方の散乱実験用の計測システム開発に的を絞り実験研究を進めた。実験は、京都大学理学部8MVタンデム・バンデグラフ加速器を用いイオンビーム散乱実験を行い、IPの読み取り解析評価は所属のセンターにて行っている。具体的に、エネルギー16MeVの炭素ビームを用い散乱角05度の測定を行いながら、測定および実験条件の整備、方法を検討した。計測に関しては、IPに対する炭素ビームの線量等の定量的な議論を進めていくために、装置に半導体検出器(PIPS)を組み込み、IP測定と同じ測定条件で炭素ビーム量を評価出来るようにした。さらに、炭素ビームの散乱角度の設定測定の精度を上げるために1mm径のダブルコリメーターを組み込み、レーザーでビーム軸をアジャスト出来る仕組みを構築した。また、装置散乱槽のIPセット部分にゲートバルブを取り付け、本体の真空を保ったままIPの交換が出来るよう工夫を重ね、実験開発用のテスト装置を構築した。実験装置の全体的な設計製作にあたっては、いくつかの問題も明らかになった。例えば、IPから放出されるアウトガスのため到達真空度が上がらない。散乱用の標的から電子、X線、散乱イオン等あらゆるものがIPに入射してくる場合の粒子弁別の問題、さらに、真のイベント(測定したい散乱粒子)とバックグランドとのS/Nを改善する問題等、実験計測システムの完成にあたり克服すべき問題も明らかになってきた。加速器からの炭素ビームを用いた実験と平行して、各放射線に対するIPの基本的な応答等について、当放射性同位元素総合センターにて、RIを用いた実験を進めている。
メタン発酵を利用した化学・生物領域が連携した化学教育教材の開発研究

従来のメタン醗酵菌の簡易培養法にはペットボトルを利用される報告があるが,通常のペットボトルはメタンが透過すること,酸素がゆっくりと透過すること,から長期間の培養には適さないことを明らかにした。また土壌に存在するメタン醗酵菌を探索するには,大量の土を投入する必要があり,口が狭いペットボトルに土を入れることが難しかった。そこで,容器を高い酸素バリア性をもち,メタンが透過しない,アルミとした。また,土を投入しやすいように,業務用の加熱によって封じる広口投入口を持つアルミバッグ(1000 mL 99円/個,500 mL 76円/個)を採用した。培養容器としては,通気口付きの発泡スチロール箱(1000円),爬虫類用のヒーター(計3個,1万円)を利用して,42°Cで保温した。ヒーターはやや高額だが,この装置で1回に50サンプル程度を保温可能であるため,220円/個の単価となる。以上の結果より,安価にメタン醗酵菌を探索するための教材の開発に成功した。本成果は,日本化学会春季年会(2017年,2018年),中国四国支部大会(2017年)で発表された。現在は,実際に児童生徒が用いた探索研究を開始しており,メタンの生成と燃焼試験に成功した。児童が探究した成果は,日本生物教育学会四国支部第1回研究大会ジュニアセッション(2019年3月9日)で奨励賞を受賞した。また,岡山県立倉敷天城中学校の課題研究発表会で成果を発表した。児童生徒による研究は継続しており,また論文への投稿を予定している。本研究では,科学技術イノベーションを目指す人材育成につながる教材開発を計画した。具体的には,クリーンエネルギーを生成するメタン発酵に注目し,学校現場で導入しやすいメタン発酵測定教材の開発を計画した。今年度は,以下の点について検討した。(1)発酵条件の確認:メタン発酵菌は大きく分けて,低温菌(2030°C),中温菌(3040°C),高温菌(5055°C)と好熱菌がいることがわかっている。このうち,もっとも産業的に利用されているのは中温菌であり,低温菌は存在するが単離されていない。そこで,今年度は産業的に利用されている中温菌と高効率菌を単離すればイノベーションを起こすことが可能な低温菌について検討した。(2)培養装置の設計:培養装置としてはペットボトル,ジャム瓶,バイアル瓶を用いた。ペットボトルは予備試験から酸素の透過が起こることが明らかになったため不適とした。ジャム瓶では,フタに穴を開け,ホースを固定した培養装置を試作し,培養を行ったが,密閉性について課題がある。バイアル瓶は初期コストが高いことが課題だが,安定して発酵を行うことができ,かつ耐圧性が高いことが特徴である。基礎研究にはもっとも適している。(3)培養試験:メタン発酵菌群の栄養源のあるなしで比較した結果,栄養源なしでは,培養温度を高めても気体の発生が有意に遅くなることが明らかになった。栄養源としては,安価に大量に手に入れることができる,コーンスターチの副生物コーンスティプリカーを用いた。その結果,約2週間で,メタンが発生することをガスクロマトグラフィー(予算で購入)によって確認した。得られた気体はメタンと二酸化炭素の混合気体であるため,混合気体を注射筒に入れて,水酸化ナトリウム水溶液で二酸化炭素を中和した後,点火試験を行い,気体の燃焼を確認した。これらの結果を日本化学会春季年会で報告した。環境中のメタン発酵菌群を培養し,メタン/二酸化炭素の混合気体を得ることに成功した。家畜糞尿や土壌からメタンが得られることが明らかになり,かつ家畜糞尿よりも土壌菌が有意に活性であることが明らかになった。これによって教材として用いて,身近な環境の環境浄化菌を利用した探究活動を行うための準備が整った。達成:学校教育に導入可能な実験教材としての実証実験が終了した。成果:日本化学会中国四国支部大会,日本化学会春季年会で成果を報告した。具体的内容:安価な反応容器の検証を行い,市販のアルミバッグが利用できること,その容器で燃焼可能な混合ガスを得た。昨年度まではバイアル瓶を利用していた。バイアル瓶は比較的安価だが,(1)混合ガスによる圧力が高まると割れる可能性がある,(2)ガスの発生を確認するのが難しいという,ふたつの課題があった。そこで,内圧で割れないもしくは割れても安全であり,かつガスの発生量を確認しやすい容器について検討し,アルミバッグに注目した。市販の詰替え用アルミバッグは,入手容易で,内圧で破れても安全である。また,気体の発生によってバッグが膨らむため,ガスの生成量を確認しやすい。そこで,このバッグを利用して検討を行った結果,メタン/二酸化炭素=12/1の混合ガスを得た。この混合ガスは,そのまま燃焼させることができ,教材としての価値を証明した。詰替え用アルミバッグは,バイアル瓶と比較すると,コスト的な優位性は低い点,使い捨てになるので数が必要な点に解決すべき課題があるが,学校教育で導入可能な実験教材としての実証実験は終了した。今後は,実用化に向けて,より安価で,利用しやすい容器,および恒温槽を代替する安価な恒温装置について検証する。平成34年度から順次始まる高等学校の新科目「理数探究」で活用可能な教材になるように,条件を調整中である。

反応条件の検討:栄養剤の添加でメタンの生成量が変化するかどうかを検討した。炭水化物の添加によって,混合ガスの生成量は3倍になった。酢酸の添加によって反応速度が1.2倍になった。一方で,酢酸には有害性があるため,速度とのトレードオフで考えると,酢酸は添加しないほうが教材として有用であると結論した。反応容器の検討:ガラス瓶以外の反応容器を検討した。ガラス瓶はメタン透過性が低く,反応容器として適しているが,次の課題がある。(1)気体の生成を目視できない,(2)容量に上限がある。(1)ガラス瓶は外形が変化しないため,気体の生成を目視できない。そのため経時的な気体生成量を測定するためには,マノメーターで内圧を測定するしかない。しかしながら,マノメーターは効果であるため,マノメーターを利用しない気体の生成量の測定法が必要であった。(2)バイアル瓶を容器として利用しているが,最大容量は900mLである。気体は1モルで25L程度あるため,反応が進みすぎると容器が爆散する可能性がある。燃焼実験を行うことを考えると,より多くの気体を捕集することが必要であるため,バイアル瓶よりも容量の大きな容器が必要である。混合ガスの生成比:燃焼実験が可能なメタン/CO2=0.6以上の混合ガスを得る方法を検討した。メタン発酵は,いくつかの菌が相補的に働くため,メタンのみを得ることはできない。しかしながら,混合ガスのメタン生成比が60%以下だと燃焼させることができない。そこで,メタン生成比が60%を超える条件を検討する必要がある。アルミバッグを利用することでメタン生成比を90%まで高めることに成功した。燃焼実験にも成功しており,実証実験のフェーズは終了したと判断した。従来のメタン醗酵菌の簡易培養法にはペットボトルを利用される報告があるが,通常のペットボトルはメタンが透過すること,酸素がゆっくりと透過すること,から長期間の培養には適さないことを明らかにした。また土壌に存在するメタン醗酵菌を探索するには,大量の土を投入する必要があり,口が狭いペットボトルに土を入れることが難しかった。そこで,容器を高い酸素バリア性をもち,メタンが透過しない,アルミとした。また,土を投入しやすいように,業務用の加熱によって封じる広口投入口を持つアルミバッグ(1000 mL 99円/個,500 mL 76円/個)を採用した。培養容器としては,通気口付きの発泡スチロール箱(1000円),爬虫類用のヒーター(計3個,1万円)を利用して,42°Cで保温した。ヒーターはやや高額だが,この装置で1回に50サンプル程度を保温可能であるため,220円/個の単価となる。以上の結果より,安価にメタン醗酵菌を探索するための教材の開発に成功した。本成果は,日本化学会春季年会(2017年,2018年),中国四国支部大会(2017年)で発表された。現在は,実際に児童生徒が用いた探索研究を開始しており,メタンの生成と燃焼試験に成功した。児童が探究した成果は,日本生物教育学会四国支部第1回研究大会ジュニアセッション(2019年3月9日)で奨励賞を受賞した。また,岡山県立倉敷天城中学校の課題研究発表会で成果を発表した。児童生徒による研究は継続しており,また論文への投稿を予定している。現在は,常温下での培養を検討している。
光計測による左右脳機能分化の発達過程の解明

本研究の目的は、大脳左右半球の機能分化の発達過程を、近赤外線分光法による脳機能イメージングによって明らかにすることにある。これまでの予備実験で用いた視空間性ワーキングメモリ課題と一般知能(general intelligence)検査課題を遂行中の未就学児(56才)の脳活動を、光トポグラフィーにより計測したところ、視空間性ワーキングメモリ課題と一般知能課題の成績が相関し、前頭前皮質の一部は両課題遂行中に共通に活動し、その活動のパターンは両課題間で相関することがわかった。これらの結果から、一般知能は、視空間性ワーキングメモリ能力と相関し、両機能は未就学児において前頭前皮質の共通の神経システムを共有することが示唆される。また、コンディショナルな反応抑制が必要なGo/No-Go課題とそのコントロール課題を遂行中の大人と未就学児の前頭前皮質の活動を比較・解析した。その結果、未就学児は大人と同レベルの成績でGo/No-Go課題を遂行でき、そして、大人でも未就学児でも前頭前皮質がNo-Go反応に関連した活動を示すことを発見した。また、未就学児のコントロール課題の成績は大人と比べて有意に低く、かつ、大人とは対照的に、No-Go反応で活動した脳部位の多くがコントロール課題でも異なった時間経過での活動を示すことがわかった。これらの結果から、未就学児において、前頭前皮質は反応抑制に関する機能的な神経システムを既に持っているが、状況に応じてこの神経システムを適切に使用できないことが示唆される。これまでに未就学児における高次脳機能のイメージング研究はほとんどなかったが、本研究の成果は、脳機能分化の発達過程の解明に寄与し、今後高次脳機能を「脳の発達過程」の観点から理解・探求する道を開く重要な成果の一つと考えられる。発達段階の異なる、乳幼児から成人まで、さまざまな月齢・年齢層の被験者に対して、視覚や聴覚による適切な刺激を提示し、それに伴う脳活動の時間的・空間的変化を非侵襲的に計測・画像化する。こうして得られたデータについて左右半球の機能分化を調べ、それが乳幼児の月齢・年齢によっていかに変化するのか、またそれらは成人と比較していかに異なるのかなどに着目して解析する。本年度は、近赤外線分光法による脳機能イメージング装置である光トポグラフィーのセットアップを行い、さらに、左右脳機能分化を調べるための適切な行動課題と、刺激提示方法を検討するための予備実験を行った。予備実験における被験者は健常な成人男女と就学前の児童とし、インフォームド・コンセントを得てから実験を実施した。本年度は特に、前頭連合野のワーキングメモリ過程の発達過程に焦点を当てた。そのため、基本的なワーキングメモリ課題である遅延見本あわせ課題を採用し、光トポグラフィーによって課題遂行中の被験者の前頭葉活動を計測し、課題との関連性を解析した。来年度はさらにさまざまな月齢・年齢層の被験者に対する実験を行う。さらに、脳機能分化の問題により直接的にアプローチするための行動課題や刺激提示方法を探り、それに伴う脳活動の時間・空間的変化を光トポグラフィーによって調べ、左右脳機能分化の問題に焦点を当てた研究を進める。この目的のため本年度は、発達段階の異なる、さまざまな月齢・年齢層を被験者として、左右脳機能分化の発達過程を調べるのに適した行動課題・刺激提示方法の検討のための予備実験を行った。被験者は、就学前児(5-6歳)と小学生(9-10歳)とし、インフォームド・コンセントを得てから実験を実施した。本年度は、前頭連合野におけるワーキングメモリと反応抑制の発達過程に焦点を当てた。このため、これらの被験者に対して、視空間性のワーキングメモリ課題、聴覚性のワーキングメモリ課題、反応抑制課題の3種類の課題を実施した。ワーキングメモリ課題としては、ワーキングメモリを評価するのに適したn-back task(視覚刺激提示バージョンと聴覚刺激提示バージョンの2種類)を、反応抑制課題としては、反応抑制を評価するのに適したGo/No-Go課題を採用した。その結果、就学前児に関しては、視空間性のワーキングメモリ課題のパフォーマンスと聴覚性のワーキングメモリのパフォーマンス、さらにはこれらの課題の正答率と反応抑制課題におけるNo-Go試行の正答率との間に有意な相関が見られた。一方で、小学生に関しては、いずれの課題のパフォーマンスの間にも有意な相関は見られなかった。以上の結果から、視空間性のワーキングメモリ、聴覚性のワーキングメモリ、そして反応抑制に関する前頭連合野のニューラルシステムは、幼少期の間に徐々に分化することが示唆された。これらの成果は、左右脳機能分化の発達過程の解明に寄与し得る、重要な成果の一つと考えられる。来年度は、これらの課題遂行中の被験者の脳活動を、実際に光トポグラフィーにより計測する。これにより、左右脳半球の機能分化の問題に関して、より直接的な証拠を探ってゆく。

これらの結果から、一般知能は、視空間性ワーキングメモリ能力と相関し、両機能は未就学児において前頭前皮質の共通の神経システムを共有することが示唆される。また、コンディショナルな反応抑制が必要なGo/No-Go課題とそのコントロール課題を遂行中の大人と未就学児の前頭前皮質の活動を比較・解析した。その結果、未就学児は大人と同レベルの成績でGo/No-Go課題を遂行でき、そして、大人でも未就学児でも前頭前皮質がNo-Go反応に関連した活動を示すことを発見した。また、未就学児のコントロール課題の成績は大人と比べて有意に低く、かつ、大人とは対照的に、No-Go反応で活動した脳部位の多くがコントロール課題でも異なった時間経過での活動を示すことがわかった。これらの結果から、未就学児において、前頭前皮質は反応抑制に関する機能的な神経システムを既に持っているが、状況に応じてこの神経システムを適切に使用できないことが示唆される。これまでに未就学児における高次脳機能のイメージング研究はほとんどなかったが、本研究の成果は、脳機能分化の発達過程の解明に寄与し、今後高次脳機能を「脳の発達過程」の観点から理解・探求する道を開く重要な成果の一つと考えられる。
アジア太平洋地域における経済学教育の実態と学生の理解度に関する研究

アジア太平洋地域における高校生・大学生の経済リテラシーの実態を調査し、それを比較検討するために、「経済リテラシーテスト第3版・フォームB」を用いて、各国(日本・アメリカ・中国・韓国・フィリピン・ニュージーランド)において国際共同調査を進めたが、その結果をめぐって早稲田大学で国際会議を開催した。海外から招聘した研究分担者と研究協力者の計8名(うち1名は日本在住)を招聘して、平成16年7月1日には調査結果に関する専門家会議を、翌2日にはアジア太平洋地域の経済学教育の現状と課題について講演会を開催し、いずれも報告と意見交換を行った。また、日本のテスト結果については、平成16年7月にオーストラリアのアデレード市で開催された経済教育の国際会議で報告を行った。さらに平成17年度は、アメリカで開発された「パーソナル・ファイナンス基礎テスト」の日本語版を作成し、約200名ずつの高校生と大学生に対して試行した上で、その集計・分析結果を10月に全米経済教育協議会(NCEE)年次大会(アーカンソー州リトルロック市)に参加して報告した。このテストは、経済学の基本概念のほかに、金銭の稼得、支出、貯蓄、借入、保険、資産管理などについて生徒・学生の基礎知識を問うもので、正答率は高校生が約50%、大学生が約60%であった。この調査と結果については、11月の日本社会科教育学会第54回全国研究大会(愛知教育大学)と経済教育学会第20回全国大会(松本大学)でも研究発表した。また平成17年2月には、このテストの開発者であり共同研究者であるウィリアム・ウォルスタッド教授(ネブラスカ大学)を招いて早稲田大学で講演会を開催し、テスト開発の意義・方法やアメリカにおける調査結果について意見交換を行った。平成14年度の研究実績の概要は、以下の通りである。第1に日本、アメリカ、中国、韓国、オーストラリア、ニュージーランドといったアジア太平洋諸国の経済学教育に関する文献・資料の収集を行い、その実情把握に努めた。第2に、当該諸国の高校生と大学生の,経済リテラシー調査の実施・集計・分析の方法について検討した。具体的には、日米の経済リテラシーテスト(Test of Economic Literacy)の当該諸国版を、中国、韓国、フィリピン、ニュージーランドにおいて作成した。その際に、各国の経済制度に合うように用語を若干修正した。テスト問題の作成と翻訳、妥当性、テストの実施については、国内の研究協力者と海外共同研究者を交えて検討した。日本国内においては、研究代表者と研究分担者は、基本的経済概念、ミクロ経済概念、マクロ経済概念、国際経済概念、消費者経済概念、金融・財政、データの集計・処理に関して、研究会を開催して検討を行った。第3に、国際共同研究の枠組みづくりのために、山岡を中心に国際的な経済学教育ネットワークの構築を行い、円滑な情報交換の実現と対外的な研究成果の発信体制の確立に努めた。第4に、研究代表者と研究分担者はそれぞれ現地調査を行い、当該国の経済学教育研究者からの意見聴取と経済学教育事情の視察を実施した。また、経済学教育学会、日本社会科教育学会、アメリカ経済教育協議会(NCEE)年次大会などの内外の関連学会に参加して、本年度の研究成果を発表するとともに、最新の研究動向と成果について情報収集・意見交換を行った。第5に、上記の研究体制と調査研究方法の確立のために、アメリカからケン・レベック助教授(セントクラウド州立大学)、韓国から任相一教授(大田大学経済学部)、中国から尹秀艶助教授(海淀走読大学)を招いて、準備検討会議を開催した。平成15年度の研究実績として、第1に、前年度に準備した経済リテラシーテストを、日本・アメリカ・中国・韓国・ニュージーランド(NZ)における高校生と大学生に対して、海外共同研究者の協力のもとに実施した。第2に、テスト結果を分析し、以下の関係学会等で研究成果を報告した。

まず学会関係では、2003年10月16日に、米国のニューオリンズで開催された全米経済教育協議会(NCEE)の年次総会で、米国側の海外共同研究者と共に分科会を開設し、米国・韓国・日本のテスト結果について、担当国の分担者が報告を行った。11月8日・9日に名古屋の中京大学で開催された経済学教育学会第19回全国大会では、NZ・韓国・中国の研究分担者を招き、それぞれのテスト結果や名国での経済教育の現状に関して報告を行った。NZにおける経済教育セミナーは、前年度末の3月26日と本年度の8月26日に、オークランド大学NZアジア研究所の主催で開催され、日本からの参加者はテスト結果と日本の経済教育の現状に関して報告を行った。また研究代表者の山岡は、7月27日にNZのオークランドで開催されたNZ経済学会2003年度年次総会で、日本の高校生と大学生のテスト結果に関して報告した。また、11月9日の経済学教育学会の全国大会では、NZの高等学校での経済学教育に関して報告した。さらに、2004年3月20日には、米国からリチャード・マクドナルド助教授(セントクラウド州立大学)を招いて、最新の研究動向の報告や分担者間での情報・意見交換を行う。また、3月27日には、韓国ソウルの漢陽大学で経済教育に関する韓日共同セミナーを開催するとともに、韓国開発研究院経済情報センターと国立ソウル大学を訪問し、韓国側の共同研究者を中心として、情報交換や8月に日本で開催される国際会議に関する打合せを行う。アジア太平洋地域における高校生・大学生の経済リテラシーの実態を調査し、それを比較検討するために、「経済リテラシーテスト第3版・フォームB」を用いて、各国(日本・アメリカ・中国・韓国・フィリピン・ニュージーランド)において調査研究を進めてきたが、その結果をめぐって早稲田大学で国際会議を開催した。海外から招聘した研究分担者と研究協力者の計8名(うち1名は日本在住)を交えて、平成16年8月1日には調査結果に関する専門家会議を、翌2日にはアジア太平洋地域の経済学教育の現状と課題について講演会を開催し、いずれも報告と意見交換を行った。また、日本のテスト結果については、7月にオーストラリアのアデレード市で開催された経済教育の国際会議で報告を行った。さらに本年度は、アメリカで開発された「パーソナル・ファイナンス基礎テスト」の日本語版を作成し、約200名ずつの高校生と大学生に対して試行した上で、その集計・分析結果を10月に全米経済教育協議会(NCEE)年次大会(アーカンソー州リトルロック市))に参加して報告した。このテストは、経済学の基本概念のほかに、金銭の稼得、支出、貯蓄、借入、保険、資産管理などについて生徒・学生の基礎知識を問うもので、正答率は高校生が約50%、大学生が約60%であった。この調査と結果については、11月の日本社会科教育学会第54回全国研究大会(愛知教育大学)と経済教育学会第20回全国大会(松本大学)でも研究発表した。また平成17年2月には、このテストの開発者であり共同研究者であるウィリアム・ウォルスタッド教授(ネブラスカ大学)を招いて早稲田大学で講演会を開催し、テスト開発の意義・方法およびアメリカにおける調査結果について意見交換を行った。
衝撃圧縮その場時間分解X線構造解析法による構造変化ダイナミクスの解明

太陽系の初期段階では,小天体同士の衝突集積現象が多く生じていたことが知られており,惑星進化を理解するには衝突による高温高圧下における諸性質が重要となる.本課題では,衝撃圧縮下での構造変化過程をその場観察し,衝撃高温高圧下での物質の変化を結晶構造レベルで解明していくことを目指している.本課題では高強度レーザーによって発生させた衝撃圧縮下での構造変化ダイナミクスを観察する実験を進めているが,該当年度は共同研究者と協力して高エネルギー加速器研究機構の放射光施設PF-ARの衝撃波発生用レーザーの改善を大きく進めた.レーザーの空間プロファイルは発生する衝撃波の空間プロファイルに直接影響するため本実験を行なう上で大変重要となる.該当年度以前はレーザープロファイルが良くなく,衝撃波が分布をもってしまっていた.そのため,構造変化を平均して観察してしまう本手法では,単一現象として解析することが困難であり,衝撃下でのダイナミクスを時間軸に沿って理解することが出来なかった.しかし,上述のレーザーの空間プロファイル改善により,衝撃圧縮から解放まで連続的に現象を追いかけて観察することが出来るようになった.本レーザーを用いて衝撃下時間分解X線回折測定をアルミニウム,ジルコニアセラミックス試料に対して行なった.アルミニウム試料に対する実験からは,結晶格子面の圧縮率の変化,二次元X線回折像の同心円方向への回折強度分布の変化から見積もられる結晶方向の観察を行ない,衝撃下での多結晶体の応答例のデータを得た.ジルコニア試料に対する実験からは破壊過程におけるX線回折測定結果を得ることができ,これまで直接観察されることなく議論されてきた正方晶安定化ジルコニアの変態強化機構を初めて直接観察することに成功した.これらのデータを一つ一つの得ることで,衝撃下での構造ダイナミクスの理解を深められつつある.衝撃用レーザーはflat topな空間プロファイルに成形され,パルスエネルギー約15 J,パルス幅12 nsのパルス光が約30分に一回の繰り返しで使用できる状態になっている.本レーザーを用いて,アルミニウムとジルコニアセラミックスについて衝撃実験を行ないX線回折パターンの時間変化データが得られ,解析を進めてきている.アルミニウムの実験で,試料に用いたアルミニウム箔はもともと配向性を持っており,X線サイズと結晶子サイズの関係から,スポット状の回折点が同心円方向への頻度分布をもって二次元検出器上に見られた.最大衝撃圧20 GPaの衝撃により,各格子面は約15%の圧縮率まで3 ns以下の時間で一気に圧縮された.圧縮時から回折点は同心円方向に広がったが配向性は保たれたままであった.圧縮開始の約10 ns後には解放が始まり,時間とともに回折点は線になったが,解放後も同心円方向への回折強度分布は保たれていた.このことから,結晶面の配向方向は保たれながら,結晶子が微細化し,すべりに連続した回転か,変形双晶によりX線軸の周りに回転したことが考えられ,多結晶金属試料の衝撃下での構造変化ダイナミクスの一例が明らかになった.ジルコニアセラミックスに対する実験では,正方晶で安定化された試料を用いた.圧縮過程で4%圧縮されたが,高圧相への構造相転移は観察されなかった.解放過程では部分的に単斜晶系への相転移が確認された.出現した単斜晶系の単位胞体積はもとの正方晶系の単位胞体積より約2%大きかった.この単斜晶系への構造相転移と体積膨張は強化機構として従来から考えられていたものであり,本実験により初めて直接観察された.現在,透過型電子顕微鏡観察により相転移の空間的な分布を調べている.以上の二例のように,実験システムは確立され,各物質の衝撃下でのダイナミクスを解明していくためのデータも得られてきている.これまで多結晶試料のダイナミクスを観察してきたが,今後原子レベルでの動きを見ることを目指し,単結晶試料を用いた測定を行なっていく予定である.多結晶のような結晶粒界がなく,結晶面も一方向に揃った単結晶試料を用いることで圧縮異方性やその変化量など衝撃下での構造変化を考える上で重要となる応答を明確にしていく.しかしながら,単結晶試料はある結晶面がある一方向にしか向いていないために,単色X線ではブラッグ条件を満たす角度に試料を合わせないと回折点は観測されない.そこで,エネルギー幅の広い白色X線と単色X線を相補利用してダイナミクス観察をしていくことを予定している.放射光で実験をしているので,白色X線が使えることが大きな利点である.白色X線ではブラック条件を満たす面間隔の許容幅が広いために,試料の角度を変えずに多くの回折点を一度に見ることができる.また白色X線回折の場合,格子面角度が変化した場合にもその角度に対応したエネルギーの回折点が見られるため,格子面角度に関する情報を得ることもできる.衝撃波の伝播による衝撃圧縮下では一軸圧縮され,ユゴニオ弾性限界を超えたところで多軸圧縮されるようになることが予想されるが,その過程を直接観察した例はない.白色X線回折実験から圧縮軸方向の時間変化を観察していく.一方で,白色X線では圧縮や角度が変わるとそれに対応したエネルギー回折が見えるため,圧縮の変化量を定量的に算出することは難しい.

そこで,単色X線を用いて,同実験を行なうことで変化量の算出を試みる.これらから,衝撃波が伝播する際の衝撃圧縮下での構造ダイナミクスを一つ一つ明らかにしていく.太陽系の初期段階では,小天体同士の衝突集積現象が多く生じていたことが知られており,惑星進化を理解するには衝突による高温高圧下における諸性質が重要となる.本課題では,これまで直接観察することは不可能であった構造変化過程をその場観察し,衝撃高温高圧下での物質の変化を結晶構造レベルで解明していくことを目指している.本研究は,主に放射光施設PF-ARで行ない,NW14Aビームラインの昨年度から整備されつつあるガラスレーザーを用いてレーザー衝撃下での物質の応答を観察する.衝撃圧縮過程での物質の構造変化を正確に観察するためには,ガラスレーザー照射によって発生する衝撃波の特性を理解する事が重要である.そこで本年度は,はじめに時間分解XRD測定とレーザー速度干渉計(VISAR)による衝撃波速度測定を安定的に行えるシステムの構築を行い,続いて,金属Al試料のレーザー衝撃下での構造変化過程を観察した.さらに,衝撃波伝播の影響を理解するため,衝撃が加わった後の金属Al試料の状態を,透過型電子顕微鏡(TEM),および電子線後方散乱回折(EBSD)分析も行なった.これらの実験により,ガラスレーザー照射による衝撃圧縮下での時間分解XRD観察が安定的に可能になり,レーザー衝撃波特性を観察することも可能になった.その後,試料構成の改善(レーザーアブレーターの衝撃波への影響の観察)や,他の金属試料(Fe試料)の時間分解XRD測定も実施した.さらに,同様のレーザー衝撃実験をSACLAの自由電子レーザー(XFEL)施設でも行い,ピコ秒レーザー衝撃圧縮下での金属試料の構造変化を観察した.[PF-AR NW14Aでの時間分解XRD測定]今年度は,PF-AR NW14Aビームラインに設置したガラスレーザー照射による圧力発生システムを構築し,衝撃圧縮下での時間分解XRD測定を安定的に実施できるようになった.これにより,発生する衝撃波特性の観察が出来るようになり,まずは金属Al試料を用いて発生衝撃圧の測定,衝撃波の構造の観察,最適なアブレーターの選定を行なった.金属Alの衝撃実験から,試料内部で少なくとも20GPa以上の衝撃圧力の発生し,その後,約10ナノ秒間で圧力が解放されていく様子が観察された.レーザー衝撃実験では,レーザー照射表面のアブレーションにより衝撃波が発生するが,本実験ではPETフィルムアブレーターを用い,その表面加工や厚さ調整により最適なアブレーター構成を明らかにした.金属Fe試料の衝撃下での構造変化観察からは,可逆的変化である高圧相転移を圧縮時の高圧相への変化から脱圧に伴う元の構造への逆変化まで連続的なイメージとして観察することに成功した.[回収試料の電子顕微鏡観察]透過型電子顕微鏡観察から,結晶粒の微細化,ボイドの形成など衝撃波伝播に起因する変化が確認された.金属Alの結晶粒径は衝撃前後で約60μmから約5μm以下に微細化した.この結果も踏まえて今後時間分解XRDで見えている構造変化を考察する.[SACLAでの時間分解XRD測定]ピコ秒レーザー衝撃下での時間分解XRD測定を行なった.金属Cu試料を用いた実験結果の解析から,少なくとも11 GPa以上の衝撃圧力下での構造変化の観察された.ジルコニア試料に対する同衝撃下では,XRDパターンを100ピコ秒ごとに観察し,衝撃下での構造変化の経路,変化速度を観察した.今回の実験から,XFELを用いたピコ秒時間分解測定も可能であることが確認された.
虚血ストレスにおける神経細胞と心筋細胞の核内脂質代謝酵素の変化と機能的意義

申請者は生体情報伝達機構における脂質性二次伝達物質ジアシルグリセロールのリン酸化酵素DGキナーゼ(DGK)に注目し、ラットから単離した5種のDGKアイソザイム(α,-β,-γ,-ζ,-ι)の機能解析を行っている。本研究では、虚血ストレスに対する細胞の初期応答機構について、心筋細胞におけるDGK(ゼータ)の分子動態を指標として解析を行った。さらに、本研究で得られた結果とこれまで脳内のニューロンで得られた実験結果と比較検討した。心臓を用いた実験では、心臓左室前壁を栄養する冠状動脈左前下降枝を結紮し心筋虚血モデルを作製したところ、DGKζは正常心筋細胞においてニューロン同様、核内に局在するが、虚血領域の心筋細胞では核内から消失し細胞質に移行することが明らかとなった。しかしながらDGKζは再還流後に再び核内に検出された。次に新生仔ラットから作製した初代心筋培養細胞を用いて、生体の虚血状態をシミュレートするために無酸素ガス(95%窒素/5%二酸化炭素)を用いて実験を行った。その結果、培養心筋細胞においても個体実験と同様にDGKζは、核から消失し細胞質に認められ、正常酸素下に戻すと再び核内に認められるようになった。さらに今回、持続的な無酸素状態下においても10分後には、DGKζが再び核内に戻る現象を新たに見出した。これらの結果は、ニューロンで観察された不可逆性の応答と大きく異なっている。海馬ニューロンは虚血再灌流後に細胞死の運命をたどるが、一方、心筋細胞は細胞死に陥ることなく生存する。またDGKζの核内への再移行は、心筋細胞のpreconditioningのメカニズムと関連する可能性が示唆された。今後さらに、DGKζの核内外移行のメカニズムと細胞の生存の関連性について追求する予定である。我々は、生体情報伝達機構における脂質性二次伝達物質ジアシルグリセロールのリン酸化酵素DGキナーゼ(DGK)に注目し、ラットから5種のDGKアイソザイム(α,-β,-γ,-ζ,-ι)を単離し、その分子多様性を明らかにしてきた。今年度は、虚血ストレスに対する細胞の初期応答機構について、頻度が高くかつ、重篤な障害をもたらす心筋細胞の障害に焦点を絞り、DGK(ゼータ)の分子動態を指標として解析を行った。心筋細胞はニューロンと同様、高度に分化した細胞であり生後分裂増殖しないという共通の性質を持つので、脳内のニューロンで得られた実験結果と比較検討した。本研究の心臓を用いた実験では初めに、心臓左室前壁を栄養する冠状動脈左前下降枝を結紮し心筋虚血モデルを作製し検討した。その結果、DGKζ(ゼータ)は、正常心筋細胞においてニューロン同様、核内に局在するが、虚血領域の心筋細胞では核内から消失し細胞質に検出されることが明らかとなった。しかしながら虚血後血流を再開するとDGKζ(ゼータ)は再び核内に検出されるようになった。その結果、培養心筋細胞においても個体実験と同様にDGKζ(ゼータ)は、核から消失し細胞質に認められ、正常酸素下に戻すと再び核内に認められるようになった。これらの結果は、ニューロンで認めれる不可逆性の応答と大きく異なっている。

海馬ニューロンは虚血再灌流後に細胞死の運命をたどるが、一方、心筋細胞は細胞死に陥ることなく生存する。今後、DGKζ(ゼータ)の核内局在と細胞の生存の関わりについて研究を進めていく予定である。申請者は生体情報伝達機構における脂質性二次伝達物質ジアシルグリセロールのリン酸化酵素DGキナーゼ(DGK)に注目し、ラットから単離した5種のDGKアイソザイム(α,-β,-γ,-ζ,-ι)の機能解析を行っている。本研究では、虚血ストレスに対する細胞の初期応答機構について、心筋細胞におけるDGK(ゼータ)の分子動態を指標として解析を行った。さらに、本研究で得られた結果とこれまで脳内のニューロンで得られた実験結果と比較検討した。心臓を用いた実験では、心臓左室前壁を栄養する冠状動脈左前下降枝を結紮し心筋虚血モデルを作製したところ、DGKζは正常心筋細胞においてニューロン同様、核内に局在するが、虚血領域の心筋細胞では核内から消失し細胞質に移行することが明らかとなった。しかしながらDGKζは再還流後に再び核内に検出された。次に新生仔ラットから作製した初代心筋培養細胞を用いて、生体の虚血状態をシミュレートするために無酸素ガス(95%窒素/5%二酸化炭素)を用いて実験を行った。その結果、培養心筋細胞においても個体実験と同様にDGKζは、核から消失し細胞質に認められ、正常酸素下に戻すと再び核内に認められるようになった。さらに今回、持続的な無酸素状態下においても10分後には、DGKζが再び核内に戻る現象を新たに見出した。これらの結果は、ニューロンで観察された不可逆性の応答と大きく異なっている。またDGKζの核内への再移行は、心筋細胞のpreconditioningのメカニズムと関連する可能性が示唆された。今後さらに、DGKζの核内外移行のメカニズムと細胞の生存の関連性について追求する予定である。
骨格筋のSIRT1発現に対するAMPキナーゼと一酸化窒素合成酵素の影響

骨格筋のSIRT1発現におけるAMPキナーゼと一酸化窒素合成酵素の役割を推定するため、ラットにAMPキナーゼ活性化剤または一酸化窒素合成酵素阻害剤を投与した。その結果から、AMPキナーゼも一酸化窒素合成酵素も骨格筋においてSIRT1発現をポジティブに制御していることが示唆された。SIRT1は骨格筋においてミトコンドリア生合成や脂質代謝の亢進に関与する脱アセチル化酵素である。われわれはすでに骨格筋のSIRT1発現が-過性の持久的運動や持久的トレーニングにより増加することを確認している。一方、骨格筋のAMPキナーゼは持久的トレーニングにより活性化することや、ミトコンドリア生合成の亢進などの骨格筋の代謝特性の変化を引き起こすことから、SIRT1発現の増加にAMPキナーゼが関与している可能性がある。そこで本年度はAMPKの活性化によるSIRT1蛋白質発現の変化について検討した。AMPキナーゼ活性化剤AICARをラットに単回投与(1g/kg BM)すると、速筋線維特異的にSIRT1発現が増加した。しかし、AICARを2週間毎日投与した場合では、酸化系酵素活性の増加や糖輸送担体GLUT4蛋白質などの代謝特性の変化や、SIRT1により活性化されミトコンドリア生合成の亢進などを引き起こす転写補助因子peroxisome proliferator activated receptor gamma coactivator-lalpa蛋白質発現の増加が認められたにも関わらず、SIRT1発現に変化は見られなかった。これらの結果から、SIRT1は持久的トレーニングの初期の適応において重要な役割を果たしている可能性が示唆された。今後、AMPキナーゼを介さない経路でのSIRT1発現の制御とミトコンドリア生合成の関連性について検討する必要がある。一酸化窒素(NO)は、細胞内でシグナル伝達因子として働き、ミトコンドリア生合成などの代謝特性の制御に関与することが知られている。運動により、骨格筋の一酸化窒素合成酵素(NOS)が活性化されNOS濃度が増加することから、運動による骨格筋の適応にNOやNOSが関与している可能性がある。本年度は、NOSの骨格筋における働きを推定するため、8週齢Wistar系雄性ラットにNOS阻害剤N^G-nitro-L-arginine-methyl ester(L-NAME)を8週間飲水投与(1mg/ml)し(n=10)、摂食量を統制した対照群(n=10)と比較した。被検筋はヒラメ筋と足底筋とした。L-NAME投与により、ヒラメ筋において筋線維組成の速筋線維方向への変化(Type I線維の割合の減少とType II線維の割合の増加)が観察された。また、L-NAME投与により、足底筋のミトコンドリアマーカー(チトクロムC蛋白質発現、リンゴ酸脱水素酵素活性、βヒドロキシアシルCoA脱水素酵素活性)の減少、およびヒラメ筋と足底筋の糖輸送担体4(GLUT4)蛋白質量の減少が生じた。さらに、ヒラメ筋と足底筋の両方において、骨格筋特性の制御に関与する脱アセチル化酵素SIRT1蛋白質量が減少した。一方、SIRT1からの脱アセチルかにより活性化され、骨格筋の収縮特性や代謝特性を制御していると考えられているperoxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator-lalphaの蛋白質量に変化は認められなかった。これらの結果から、1)NOSはtype I型の収縮特性を制御している、2)NOSは骨格筋の代謝特性を制御している、3)NOSによる骨格筋の収縮特性・代謝特性の制御にSIRT1が関与している、の可能性があることが示唆された。
腫瘍浸潤筋線維芽細胞による癌幹細胞stemness維持機構に関する研究

幹細胞周囲の微小環境はニッチと呼ばれ、幹細胞の自己複製能や未分化性維持能の調節に関与している。本研究では、肝癌ニッチとして肝星細胞に注目し、癌幹細胞の自己複製能・未分化性維持機構における肝星細胞の関与を検討した。肝癌細胞株Huh7を用いて、CD133陽性SP分画が癌幹細胞としての性質を持つ細胞集団であることを見出した。次に、活性化肝星細胞株と肝癌細胞を共培養したところ、肝癌細胞の単独培養に比べて癌幹細胞分画が増加した。Wntシグナルが肝星細胞による肝癌細胞のstemness維持に重要であることが示唆された。本研究では、肝臓における腫瘍浸潤筋線維芽細胞(Tumor-Associated Myofibroblast:TAM)のソースとして肝星細胞に注目し、癌幹細胞の自己複製能・未分化性維持機構における肝星細胞の関与を検討した。肝癌細胞株Huh7細胞を用いてSide Population(SP)およびCD133、EpCAM、CD90のFACS解析を行った。SP分画にはTotal、Main Population(MP)分画に比べてCD133陽性細胞が多く観察された。CD133陽性SP、CD133陽性MP,CD133陰性SPの各細胞集団を解析したところ、CD133陽性SP分画が腫瘍造成能、Sphere形成能、抗癌剤耐性を示し、癌幹細胞としての性質を持つ細胞集団であった。次に、Transwell Culture Dishを用いて活性化肝星細胞株hTERT HSCと肝癌細胞を共培養したところ、肝癌細胞の単独培養に比べてSP分画が増加した。また、Transwellの上段に肝癌細胞と肝星細胞を混合培養したところ下段の肝癌細胞のSP分画はさらに増加した。SP細胞を単離培養すると分離培養4日でSP細胞の大部分はMP細胞に分化するが、肝星細胞との共培養によりSP細胞数が維持され、MP細胞への分化が抑制されたものと考えられた。肝星細胞との共培養によるSP分画の増加はWnt antagonist DKK-1によって阻害され、Wntシグナルが肝癌細胞のstemness維持に重要であることが示唆された。以上の検討により肝癌幹細胞のStemness維持機構に活性化肝星細胞が腫瘍ニッチとして重要な役割を果たすことが示唆された。以上の研究結果は、米国肝臓学会(AASLD)および米国癌学会(AACR)において発表し、現在論文投稿準備中である。本研究では、肝臓における腫瘍浸潤筋線維芽細胞のソースとして肝星細胞に注目し、癌幹細胞の自己複製能・未分化性維持機構における肝星細胞の関与を検討した。まず、肝癌細胞株における幹細胞マーカーの同定のために肝癌細胞株Huh7細胞を用いて、Side Population(SP)およびCD133、EpCAM、CD90、CD13のFACS解析を複合的に行い、既報よりもより明確な癌幹細胞マーカーの同定を検討したところ、CD133陽性SP分画が腫瘍造成能、Sphere形成能、抗癌剤耐性を示し、癌幹細胞としての性質を持つ細胞集団であった。次に、活性化肝星細胞株hTERT HSCと肝癌細胞を共培養したところ、肝癌細胞の単独培養に比べてSP分画が増加したSP細胞を単離培養すると分離培養4日でSP細胞の大部分はMP細胞に分化するが、肝星細胞との共培養によりSP細胞数が維持され、MP細胞への分化が抑制されたものと考えられた。さらに、HCVsubgenomic repliconを発現するHuh-FL細胞、さらにHCV-core蛋白、HCV-NS5A蛋白を発現するアデノウイルスを用いて検討を行ったところ、HCVにより癌幹細胞分画の増加を認めた。HCVによるHistone deacetylase (HDAC)活性の増加が関与しているとの知見を得ており、新規抗癌剤として注目を浴びているHDAC阻害剤を用いた治療法を検討している。以上の研究結果は、日本癌学会および米国癌学会にて発表し、現在論文投稿準備中である。
フラーレンC_<60>、C_<70>の単結晶X線回折による双晶、構造、相転移の研究

純粋なC_<60>、C_<70>の単結晶についてX線回折法によりその結晶構造上の特徴について考察した。C_<60>は、気相成長により直径数mmの大きな良質な結晶が得られるが、注意深く観察すると一般的に複雑な形態であり単結晶ではない。単結晶用カメラ法やX線回折計による解析の結果、これらはいずれも{111}面を双晶面とする双晶の関係を示す事を明らかにした。波長1.5Å程度のX線による回折では、双晶区域間での干渉を示す散漫散乱が殆んど見られないことから、これらの双晶区域は数千Å以上の巨視的なものと考えて良い。一方C_<70>については、単結晶X線カメラ法による回折実験によると、C_<70>分子のhcp積層方向に対応する回折に例外なく著しい散漫散乱が観測されることから、顕著な積層不整が存在することが分かる。また、その散漫散乱強度分布の特徴から、局所的には三方晶系となるfccの部分も多いと見られる。単結晶を用いた-130°Cの低温実験では、室温の六方晶の格子は歪み、そのa_1とa_2の長さに明瞭な差が現れ、空間群P6_3/mmcの構造では見られない新しい回折斑点が観察されることから、単斜晶系などの低対称の構造に転移しているとみられる。また、昇温すると、70°C付近で六方晶のc軸が減少し、a軸が増すと云う興味深い現象が見られる。この変化には昇温と降温にヒステリシスが観測される。これは、楕円体であるC_<70>分子の長軸が結晶軸cに対する歳差運動が顕著になる結果と解釈できる。このような歳差運動が著しくなるとC_<70>分子回転楕円体の長軸方向が本来の結晶格子に対して(001)面内に倒れ、この現象がその付近で協同的に発生すると、恰も本来の結晶軸cが90°方向を変えた関係の双晶が発生することが期待される。実際に単結晶用X線カメラ法による回折図形観察により、軸率c/aが変化した後、結晶軸cが2a_1+a_2方向やそれと結晶学的に等価な方向に転換する現象を捉えることが出来た。以上のようにC_<60>、C_<70>の構造には興味深い問題が多々残されており、更に綿密な単結晶によるX線回折実験が要求される。