hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
周期的に固体プラズマを配置したサブミリ波帯サーキュレータに関する研究

固体プラズマ材料として動作するn-InSb薄板を用いたサブミリ波サーキュレータを構成し,526 GHzサブミリ波帯の動作についてFDTD解析により検討を行った.その結果,n-InSbの電子密度が1.2×10^21 m^-3,厚さが17 μm,円形薄板の直径が285 μm,印加磁界が0.78 Tの場合,挿入損失0.76 dBで,非可逆性28.2 dBが得られ,サーキュレータとして素子への応用が十分期待できる特性が得られた.また,74.5 GHzのミリ波で実験した結果,電磁波を循環的に伝送するサーキュレータの基本的特性が得られた.本研究は,サブミリ波帯で動作するサーキュレータを実現することを目的としている.サブミリ波帯の非可逆素子の材料として固体プラズマを利用することに特徴を持つが,一方でプラズマによるサブミリ波の減衰が大きいことや,良好な循環特性が得られないことなどが予想される.そこで,固体プラズマを周期的に配置することでその特性をさらに改善することを目指す.平成26年度は,単体の固体プラズマ材料のパラメータ,特にキャリア密度と印加磁界がサブミリ波の伝搬方向へ与える影響について詳細に検討した.固体プラズマ材料としてn-InSbを利用し,その円板を方形導波管中央に設置した構造から放射するサブミリ波を3次元FDTD(Finite-Difference Time-Domain)法により解析した.その結果, n-InSbの電子密度が1立方メートルあたり21乗程度で,印加磁界が0.3 Tのとき,サブミリ波の進行方向が約30°変化することが示された.この特性は,未だ十分でなないが,サブミリ波帯で動作するサーキュレータへ応用が可能であることを示す.次いで,単体の固体プラズマ薄板を利用した場合について実験を行った.その結果から,サブミリ波の電力分布に偏りが生じ,それはFDTD解析結果と同様な傾向であることがわかった.以上から,解析と実験の両面から,サブミリ波の伝搬方向が変化する,即ちサーキュレータへ応用し得る特性の一端が示された.また,一方で伝搬方向に周期的にプラズマを配置した場合のサブミリ波透過量の周波数特性についてFDTD解析を行った.その結果から,単体のプラズマに比べ周期構造の場合は,周波数に対する透過量の変化が極めて大きくなることが分かった.この原因は現在検討中であるが,サーキュレータを周期構造プラズマで構成することでプラズマの効果が大きくなり特性が改善される可能性を示す.本研究は,固体プラズマを利用したサブミリ波帯で動作するサーキュレータを実現することを目的としている.前年度までに,固体プラズマ材料のパラメータであるキャリア密度や寸法について詳細に検討し,固体プラズマ材料として利用するn-InSbを適当なパラメータにすることでサブミリ波の進行方向が約30°変化することが3次元FDTD(Finite-Difference Time-Domain)解析結果より示された.本年度は,上記特性を利用したサーキュレータの実現を目指し,3開口Y型サーキュレータについてFDTD解析により検討した.その結果,Y型サーキュレータの中央部に厚さ0.020 mmのn-InSb円板を挿入した構造で,サブミリ波の挿入損失約1 dB,アイソレーション約10 dBの特性が得られた.ここで,挿入損失とアイソレーションは,プラズマの厚みに大きく依存し,最適な厚みが存在することが示された.この原因は現在調査中であるが,適当なプラズマ密度の場合,プラズマはサブミリ波帯に対し損失のある導体として作用することで,プラズマ表面の電磁界の影響が大きく現れることに起因すると考えている.この現象を積極的に利用することで,周期的に配置する場合の設計指針にもつながると予想している.現時点では,1つのプラズマ円板で実験を実施するために,実験方法と試料の作製方法についての検討と,伝搬方向に対し垂直な方向の周期構造について検討している.一方で伝搬方向に対し平行方向に周期的にプラズマを配置した場合,サブミリ波の伝搬方向が大きく変化することがFDTD解析で示された.こちらの詳細な検討は今後の課題でもあるが,周期構造のプラズマを伝搬方向に対し垂直および平行方向に組み合わせて配置し,上記2種の効果を組み合わせることができれば,さらに特性の向上が期待される.3開口Y型サーキュレータの中央に固体プラズマを挿入した構造についてFDTD解析を実施し,サブミリ波帯でサーキュレータとして利用できる特性が得られた.また,プラズマの厚さによる特性への影響で最適値が存在することが分かり,設計の方向性を示すことができた.さらに,周期的な構造にすることでプラズマの影響をより大きくできる可能性が示され,今後の検討方針が定まった.プラズマ試料(n-InSb)の試作は,外部業者に委託する予定だったが,業者の選定が遅れ発注には到らなかった.業者の選定は既に終わり,加工法などの打ち合わせも済んでおり,試料の試作の準備は進んでいる.本研究は,固体プラズマを利用したサブミリ波帯で動作するサーキュレータを実現することを目的としている.前年度までに,固体プラズマ材料のパラメータであるキャリア密度や寸法について詳細に検討し,サブミリ波の電磁波の進行方向が制御可能なことが示された.そこで,本年度は固体プラズマ材料として使用するn-InSbを適切なパラメータに設定し,3開口Y型サーキュレータとして動作させることを目指し,3次元FDTD(Finite-Difference Time-Domain)解析により検討した.

その結果,Y型サーキュレータの中央部に電子密度1×10^21,厚さ10 μm,直径285μmのn-InSb円板を挿入した構造で,9 dB程度のアイソレーションが得られるサーキュレータとして動作する特性が得られた.ここで,サーキュレータの中央接合部の円筒空洞の直径が増加することによる高次モードの影響や,その円筒空洞の寸法によりプラズマのパラメータが大きく影響することなど,様々な新たな知見が得られた.また円形薄板以外のプラズマの形状として,三角形のプラズマ薄板でも同様にサーキュレータの特性が得られることが示された.そこで,Y型サーキュレータの円筒空洞の接合部に三角形状のn-InSb薄板を挿入した構造でサーキュレータを試作しミリ波帯で実験を行った.その結果,磁界を印加することで非可逆性が生じ,サーキュレータの基本的な特性が得られることが示された.一方で,伝搬方向に対し平行方向に周期的にプラズマを配置した場合,サブミリ波伝搬の周波数特性が大きく変化することがFDTD解析で示された.それにより,周期構造のプラズマを付加することで,周波数特性を可変とする,すなわち広帯域で動作するサーキュレータとして動作する可能性が示された.固体プラズマ材料として動作するn-InSb薄板を用いたサブミリ波サーキュレータを構成し,526 GHzサブミリ波帯の動作についてFDTD解析により検討を行った.その結果,n-InSbの電子密度が1.2×10^21 m^-3,厚さが17 μm,円形薄板の直径が285 μm,印加磁界が0.78 Tの場合,挿入損失0.76 dBで,非可逆性28.2 dBが得られ,サーキュレータとして素子への応用が十分期待できる特性が得られた.また,74.5 GHzのミリ波で実験した結果,電磁波を循環的に伝送するサーキュレータの基本的特性が得られた.単体の固体プラズマを利用した場合について,解析と実験の両面から検討し,サブミリ波の伝搬方向が変化するサーキュレータの基本となる動作が確認できた.また,FDTD解析プログラムを開発するにあたり,構造や境界条件の設定がパラメータを入力するのみで自動的に反映されるようにしたことで,今後の解析効率の向上も見込まれるため.次年度は,前年度に詳細に解析により検討した1つのプラズマ円板によるY型サーキュレータを試作し実験で確認する.プラズマのパラメータは種々の解析結果より適切なものを数種類を選び,それぞれの特性を比較検討する.固体プラズマを周期的に配置した構造についてFDTD解析を行い,サーキュレータの特性の改善を目指す.またプラズマを周期的に配置した試料を試作し実験する.周期構造は,伝搬方向に対し垂直方向および平行方向の他,3次元的に配置した場合に拡張して解析を行い,可能な限り実験を試みる.電磁波工学次年度以降は,前年度に検討したプラズマのパラメータをもとに,様々な周期構造に固体プラズマを配置して解析を行い,その結果に基づき実験の準備を進める.当初は伝搬方向に対し垂直方向へのみ周期的な配置を試みる予定であるが,前年度の結果を踏まえ,伝搬方向にも周期構造を配置することでプラズマの効果がより顕著に現れる可能性についても検討する.実験は比較的簡単な周期構造から始めるが,サブミリ波帯の実験試料の寸法は非常に小さいため,作製精度や構造の位置の僅かなずれが結果に大きく影響すると予想される.
モノクローナル抗体による酵素の免疫組織化学的研究、特に胎児性偏倚を示す酵素について

酵素の胎児性偏倚現象は、酵素の産生機転、生理的機能、酵素蛋白合成の遺伝的支配の研究上、興味深い現象である。本研究においてはグルタテオンの分解、転位に関与する酵素であるγ-GTP,GST-π、GST-εの3種の移転酵素の成体および胎児期における発現過程の検索をモノクローナル抗体を用いて免疫組織化学を行い、これらの酵素の局在を光学顕微鏡レベルおよび電子顕微鏡レベルで明らかにする。1.抗原としての酵素の精製(1)γGTP-ヒト腎臓より刷子縁部分のフラクションをパパインを用いて採取し、硫安90%飽和分画を作成し、その分画を透折の後セファデックスG-150を用いてクロマトグラフィーを行い、精度の高い酵素を得た。(2)GST-π、GST-ε-ヒト胎盤および肝臓をホモジエナイズした後、遠心、濾過、イオン交換クロマトグラフィー、グルタチオン結合担体を用いたアフィニティークロマトグラフィーの操作により、胎盤からGST-π、肝臓からGST-εを精製した。2.モノクローナル抗体の作成上記の高度精製した酵素をBalb/cマウスに免疫し、リンパ球とSP-2骨髄腫株との細胞融合を行い、ハイブリドーマを得た。産生された抗体はいずれもIgGl(K)であった。特異性はELISA、PAGE後のウェスタンブロット、抗原とのバインディグ・アッセイにより確認した。3.ヒト組織における免疫組織化学的検討免疫組織化学的検索にはモノクローナル抗体を第一抗体としたABC法を用いた。γGSTは腎臓の近位尿細管の刷子縁、肝臓の毛細胆管および小葉管胆管の管腔側細胞膜、GST-πは胎盤のSyncytiotrophoblast、GST-εは肝細胞の細胞質に局在を認めた。1.抗原としての酵素の精製ラット腎より刷子縁部分のフラクションを、パパインを用いて採取し、硫安90%飽和分画を作成し、その分画を透析の後セフアデックスG-150を用いてクロマトグラフィーを行い精度の高い酵素を得た。比活性の上昇は約320倍であった。電気泳動(PAGE)上、数本のバンドがあり、いづれも酵素活性を有しイソエンザイムであると判定された。(今年はガンマグルタミル転位酵素)2.モノクローナル抗体の作成上記の高度精製された酵素でBalb/cマウスを免疫し約1ケ月後に脾臓を採取し、リンパ球とマウス由来SP-2骨髄腫株と細胞融合を行った。最終的に特異抗体を作成する二種類のハイブリドーマを得た。産生された抗体はIg【G_1】クラスに属しライトチェーンはカッパーであった。特異性はELISA、酵素活性阻害実験,PAGEとSDS-PAGEによる泳動の後ウエスターンブロットを行い、本モノクウローナル抗体が、酵素の重鎖の51キロダルトンのポリペプタイドを認識する事が判明した。3.モノクローナル抗体によるラット諸臓器の免疫組織化学的研究ラットの腎臓、肝臓、膵臓、精巣、精巣上体について染色を行い、抗原決定基の分布を光学顕微鏡的に、又、電子顕微鏡的に觀察した。方法としてはABC法を用い、又、電子顕微鏡レベルでは一部protein-A-Colloidal Gold法を用いた。腎臓に於ては酵素は近位尿細管の曲部の刷子縁に中等度と認められ、直部に於ては刷子縁の反応は更に強く、又、細胞側部及び底部の細胞膜にも反応陽性であった。肝臓では胆管系に陽性、膵臓では介在部から小茎間膵管に反応が見られた。

精巣には反応はなく、精巣上体のStereociliaに強陽性であった。これらの臓器と共通した所見としては、管腔を形成する上皮の細胞膜に本酵素が存在し、生化学的データーと一致した。グルタチオンSトランスフェラーゼ(GST)は体内外において合成される有毒否化合物の解毒において重要な役割を果たしていると考えられているが,癌胎児偏倚を示す酵素としても知られている.今年度は,この酵素のアイソザイムのうち胎盤由来のものについて,下記の如く研究を進めた.1.酵素蛋白の精製ヒト正常満期胎盤組織をホモジェナイズした後,遠心,瀘過,イオン交換クロマトグラフィー,グルタチオン結合担体を用いたアフィニティークロマトグラフィー等の操作により,分十量約25Kdの二量体よりなる胎盤型GST(GSTーπ)を精製した.2.モノクローナル抗体の作成上記の如く精製した酵素蛋白をBalb/cマウスに免疫後,その脾細胞をマウス由来骨髓腫細胞株であるSP2と細胞融合せしめ,特異抗体を産生するハイブリドーマをクローニングした.得られたモノクローナル抗体は, IgGl(K)であり,ELISA,ポリアクリルアミド電気泳動のウエスタンブロットにより特異性を確認した.また,この抗体は酵素活性を阻害し得るものであった.3.ヒト組織における免疫組織化学的検討新鮮凍結あるいは4%パラフォルムアルデハイド固定した組織の凍結切片において,モノクローナル抗体を第一抗体としたABC法を用いた.特に電顕的観察は, preーembedding法によった.本酵素は,ヒト胎盤においては基底盤のtrophoblast由来と考えられるいわゆるX細胞と機毛のSyncytioーtrophoblastの両細胞のamorphous cytoplasmと後者のmicrovilli基底部の細胞膜にその局在を認めた他,腎の遠位尿細管細胞,精巣のLeydig細胞,気管支の線毛土皮細胞にも局在を示した.グルタチオンSトランスフェラーゼ(GTS)は体内外において合成される有毒な化合物の解毒において重要な役割を果たしていると考えられているが、癌胎児性偏倚を示す酵素としても知られている。今年度はこの酵素のアイソザイムである肝臓由来のGTSについてもモノクローナル抗体を作成し、その特異性を確認した。また、昨年度得られた胎盤由来のアイソザイムに対するモノクローナル抗体についても検索した。1.GTS-π(胎盤型アイソザイム)GTS-πに対する得られたモノクローナル抗体はIgG1(K)であり、ポリアクリルアミドによる泳動の後のウエスタンブロット、抗原とのバインディング・アッセイにより、その特異性を確認した。またELISA法により、抗体価の測定および他臓器との交叉性を検索したところ、ELISAプレートにコートした50μlの10μg/mlの抗原に対して、本モノクローナル抗体は10ng/ml希釈しても、抗原と反応し、コントロールと有意の差が認められた。交叉性は肺・肝・腎において認められた。2.GTS-ε(肝臓型アイソザイム)ヒト肝臓組織をホモジェナイズした後、遠心・濾過・イオン交換クロマトグラフィーグルタチオン結合担体を用いたアフィニティークロマトグラフィー等の操作により肝臓型GTS(GTS-ε)を精製した。精製した酵素蛋白を抗原としてBalb/Cマウスに免疫後、その脾細胞をマウス由来骨髄腫細胞株であるSP2と細胞融合せしめ、特異抗体を産生するハイブリドーマをクローニングした。得られたモノクローナル抗体はIgGL(K)であり、ELISA・ポリアクリルアミド電気泳動の後のウエスタンブロット・抗原とのバインディング・アッセイ等により特異性を確認した。
高機能サイレ-ジ乳酸菌の機能増強と実用化に関する研究

西南暖地型気候に適応したサイレ-ジ乳酸桿菌(乳酸菌生剤)の開発を目的として、西日本及び沖縄地方から高温耐性・高乳酸発酵性NGRI株80株を分離し、これらの高機能化と実用化を目指して下記の成果を得た。(2)L.plntarum NGRI0101株の保持するファージ耐性プラスミドpLKS(2.1kbp)のori配列やrep遺伝子等の構造と機能を明らかにし、さらにpLKSの複製様式及びpLKSの有するファージ耐性がrep機能間の拮抗に起因する機構を推定した。(3)サイレ-ジ発酵におけるファージ汚染の防除対策の一方法として、プラスミドpLKS及びそのファージ耐性遺伝子の利用の有効性を示した。さらに、pLKSと大腸菌のpUC119ベクターを連結した組換えプラスミドpUCLSEmは大腸菌、乳酸菌の両方で複製が可能であることにより、乳酸菌-大腸菌間のシャトルベクク-でかつファージ耐性を有したベクターになることを示した。(4)牧草由来のサイレ-ジ中の過剰NO_3態窒素をサイレ-ジ発酵過程で微生物的に低減化することを目的とし、硝酸還元性菌Bacillus licheniformis No.16を分離した。その性質とNO_3態窒素分解能に優れていることを示した。また、本菌株の硝酸還元酵素オペロンnarHのクローニングを行った。本研究は、西南暖地より分離した高温適応性・高乳酸発酵性の菌株を材料とし、それらの機能の増強と補足を計り、西南暖地型サイレ-ジ調製に有効な高機能性乳酸菌生剤の開発と実用化を進めることを目的としている。本年度は以下の結果が得られた。1.これまで分離した菌株よりさらに強力な高温適応性・高乳酸発酵性の菌株をタイ国等の熱帯サイレ-ジより7株分離した。特に、それらの生育温度は4552°Cであった。2.本研究グループが開発し、菌株の機能を検する小規模サイレ-ジ発酵試験方法であるプラスチックフイルムを用いたパウチ法をさらに改良し、その有効性を示した。3.現在問題になっている飼料植物中の有害硝酸を分解する菌株を、各種コンポストを分離源とし、4株分離した。これらはいずれも短桿状細菌であり、培地中の硝酸根を消費し、亜硝酸根を残さない性質を示した。現在、パウチ法にて高乳酸発酵菌株との混合培養の適応性を検討している。4.分離した各種菌株に対する電気穿孔法でのプラスミドベクターの導入法を改良し、これまでの効率を数倍上昇させることに成功した。さらに、アミラーゼ遺伝子の形質転換効率を上げた。5.分離した各種菌株に付与させる形質になる2遺伝子(糖代謝機能を増強させ乳酸の生産量を増大させるホスフォフクルトキナーゼ遺伝子およびプラスミド上のファージ耐性遺伝子)のクローニングに成功した。さらに、β-ガラクトシダーゼ遺伝子が乳酸菌の染色体および巨大プラスミド上に座位すること見いだし、これを大腸菌ベクターにクローニングした。西南暖地型気候に適応したサイレ-ジ乳酸菌の機能開発を目的とし、高温適応性、高乳酸発酵性、耐乳酸性を示す80株のNGRI株を分離し、さらにこれらの菌株の高機能化と実用化をめざした。本年度は、(1)分離した菌株の簡便な同定法の開発、(2)サイレ-ジ発酵中のファージ汚染防止法の開発、(3)乳酸生成経路に関与する遺伝子のクローニング、機能解析及び改良遺伝子の利用開発、(4)サイレ-ジ中の過剰硝酸の対策として、硝酸分解酵素遺伝子の利用開発についての成果を報告する。(1)サイレ-ジから分離した形態、ゲノムサイズ、DNA相同性等の性質の異なる10種のファージを用いたファージタイピングを試みた。分離菌株、乳酸桿菌タイプ種9株及び市販サイレ-ジスターター5種について宿主域を検討した結果、菌種・菌株間にファージ感受性に差異が認められ、ファージタイピングが可能であると判断した。

(2)プラスミドのファージ耐性遺伝子の利用開発を目指し、ファージ耐性遺伝子を有するプラスミドpLKSのの全塩基配列を決定した。pLKSの全塩基数は2051bpであり、3個のORFからなっていた。918bpからなるORFはアミノ酸配列レベルでLactobacillus acidophilusのプラスミドpLA105等のRepと高い相同性が認められ、本ORF産物がpLKSのRep蛋白質であると推察した。(4)強力な硝酸分解能を示すBarillusに属する3菌株を分離した。これらの菌株について、硝酸分解酵素遺伝子のクローニングを行っている。西南暖地型気候に適応したサイレ-ジ乳酸稈菌(乳酸菌生剤)の開発を目的として、西日本及び沖縄地方から高湿耐性・高乳酸発酵性NGRI株80株を分離し、これらの高機能化と実用化を目指して下記の成果を得た。(2)L.plntarum NGRI0101株の保持するファージ耐性プラスミドpLKS(2.1kbp)のori配列やrep遺伝子等の構造と機能を明らかにし、さらにpLKSの複製様式及びpLKSの有するファージ耐性がrep機能間の拮抗に起因する機構を推定した。(3)サイレ-ジ発酵におけるファージ汚染の防除対策の一方法として、プラスミドpLKS及びそのファージ耐性遺伝子の利用の有効性を示した。さらに、pLKSと大腸菌のpUC119ベクターを連結した組換えプラスミドpUCLSEmは大腸菌、乳酸菌の両方で複製が可能であることにより、乳酸菌-大腸菌間のシャトルベクターでかつファージ耐性を有したベクターになることを示した。(4)牧草由来のサイレ-ジ中の過剰NO_3^-態窒素をサイレ-ジ発酵過程で微生物的に低減化することを目的とし、硝酸還元性菌Bacillus licheniformis No.16を分離した。その性質とNO_3^-態窒素分解能に優れていることを示した。また、本菌株の硝酸還元酵素オペロンnarHのクローニングを行った。
血圧変動による高血圧性臓器障害増悪のｋｅｙ　ｍｏｌｅｃｕｌｅ解明

本研究の目的は、血圧変動性増大が炎症を介して高血圧性臓器障害を助長する分子機序、特に「血圧変動」と「炎症」をリンクさせるkey moleculeを解明することである。血圧変動増大高血圧ラットモデルを用いた検討で、血圧変動増大は心筋内小動脈中膜平滑筋のミネラルコルチコイド受容体(MR)およびRac-PAKを活性化すること、エプレレノンにより血圧変動による心筋内慢性炎症、心筋肥大、心筋線維化、収縮能低下が抑制されることから、血圧変動性増大にRac-PAK-MR系が関与することが明らかとなった。遺伝子改変マウスを用いた血圧変動モデルマウスの作成とさらなる解析を展開している。本研究の目的は、血圧変動性増大が炎症を介して高血圧性臓器障害を助長する分子機序、特に「血圧変動」と「炎症」をリンクさせるkey moleculeを解明する。具体的には、血圧変動増大によりミネラルコルチコイド受容体(MR)系が活性化するか、その活性化機序を明らかにすることにある。自然高血圧発症ラットに両側圧受容体切離術SADを施行し血圧変動性増大高血圧ラットモデルを作成し、血圧変動性増大によるMR活性化と心肥大、心筋線維化といった心リモデリングへの関与を明らかにした。心筋およ特異的PAK欠失マウス(PAK1-CM-KO)を開発し、血圧変動性増大高血圧モデルを作成し、PAK活性化と血圧変動性増大による高血圧性臓器障害助長に因果関係があることを証明する予定であったが、PAK1-CM-KOを用いた血圧変動性増大高血圧モデル開発に難儀しており、同様にMR活性化に関与することを見出しているBMPIIR系をノックアウトしたマウスでのモデル作成を試みることとした。一方、血圧変動性増大高血圧ラットモデルにおいて高血圧性腎病変が増悪しこれにアンジオテンシンII系とならびにMR系が関与することが明らかとなった。具体的には、血圧変動性増大高血圧ラットでRac-PAK-MR系が活性化するか、RacおよびMR阻害薬が高血圧性臓器障害助長を抑制するかを確認することにある。さらに、心筋および血管特異的PAK欠失マウスを開発、血圧変動性増大高血圧モデルを作成し、PAK活性化と血圧変動性増大による高血圧性臓器障害助長に因果関係があることを証明する。1.自然高血圧発症ラットSHRまたはWKY(正常血圧群)に両側圧受容体切離術SADを施行し、血圧安定正常血圧群(WKY+sham)、血圧変動性増大正常血圧群(WKY+SAD)、血圧安定高血圧群(SHR+sham)、血圧変動性増大高血圧群(HR+SAD)を作成。2.テレメトリー法で平均血圧の標準偏差・変動係数により血圧変動性を定量的に評価。3.心機能の評価:心エコー法にて、左室拡張・収縮期径、心室壁厚、左室内径短絡率(収縮能指標)、僧帽弁血流波形E波の減衰時間、E/A比(拡張能指標)を非観血的に経時的に測定。また、ミラーカテーテルを用いて収縮能評価(dP/dt)、拡張能指標(LVEDP、-dP/dT,τ)を観血的に測定。4.組織学的・分子生物学的評価:左室重量/体重比、心筋細胞の最大横径、心筋線維化率にて心筋リモデリング・左室肥大を、心筋内血管の中膜厚、血管周囲線維化面積から血管リモデリングを評価。プルダウン法にて心筋Rac1活性を、ウエスタンブロット法にてリン酸化PAKを、免疫染色法にてMR活性化を評価。具体的には、血圧変動性増大高血圧ラットでRac-PAK-MR系が活性化するかを確認することにある。さらに、心筋および血管特異的PAK欠失マウスを開発、血圧変動性増大高血圧マウスモデルを作成し、PAK活性化と血圧変動性増大による高血圧性臓器障害助長に因果関係があることを証明することであった。PAK1ノックアウトマウスを作成し血圧変動増大モデルに供する予定であったが問題が多く作成に至っていない。そこで、血圧変動増大高血圧ラットモデルで血圧変動増大によるMR活性化にBone morphogenic protin type II receptor (BMPIIR)関与していることを見出したことから、すでに確立しているBMPIIRヘテロノックアウト(ALK3+/-)マウスを入手して血圧変動増大モデルを作成することとした。現在、ALK3+/-マウスが小さく両側圧受容体遮断術が難しく術後生存率が極めて低いことなど血圧変動増大モデルの確立に難儀している。また、ALK3+/-

マウスではアンジオテンシンIIやカテコラミン投与以外の方法で高血圧状態にすることが難しく多くの高血圧モデル(5/6腎摘出など)作成を試みた。この間、5/6腎摘出による慢性腎臓病モデルにおいてlittermateと比較してALK3+/-マウスでは内皮機能障害が改善することを見出した。さらに内皮細胞PTEN-Akt-eNOS系がALK3+/-マウスにおける内皮機能障害改善に関与することを解明した。また、腎臓においても同様にangII系およびMR系が血圧変動による高血圧性臓器障害の助長し、前糸球体動脈硬化、傍腎皮質虚血性線維化病変発症に関与することを見出した。心臓病態学平成25年度には、心筋特異的PAK欠失(PAK1-CM-KO)マウスを作成し、これを用いて血圧変動性増大高血圧PAK1-CM-KOマウスを作成する予定であった。しかしPAK1-CM-KOマウスが現時点で胎生致死となり本モデルでの実験遂行には時間ががかると思われた。血圧変動性増大高血圧ラットモデルにおけるジーンチップ解析からMR活性化にBMPIIR(ALK3)がRac1-PAK1系と同様に関与することが示唆されたため、ALK3ノックアウトマウスを用いて今後の検討を行うこととした。ただし、ホモALK3ノックアウトマウスは胎生致死となるためヘテロALK3ノックアウト(ALK3+/-)マウスを入手した。現在、ALK3+/-マウスでの血圧変動増大マウスモデル作成を試みている。ALK3+/-マウスが小さいため両側圧受容体切離術(SAD)が極めて難しいので難儀しているが、ALK3+/-マウスで慢性腎臓病モデルにおける内皮機能改善がみられることを解明した。前年、血圧変動性増大高血圧ラットモデルにおける心リモデリングにアンジオテンシンII(angII)系とならびRac1-PAK1-MR系が関与することを見出したが、腎臓においても同様にangII系およびRac1-PAK1-MR系が血圧変動による高血圧性臓器障害の助長に関与すること、すなわち前糸球体動脈硬化、傍腎皮質を中心とする虚血性線維化病変発症に関与することを見出し学会発表した(論文投稿中)。平成24年度に、血圧変動性増大高血圧ラットモデルにおけるRac1-PAK1-MR系が活性化をwhole heartサンプルおよび免疫組織染色/蛍光免疫染色を用いて明らかにすることができた。しかしながら、当初予定していたレーザーマイクロダイセクション(LMD)法による細胞群特異的RNA抽出の収率が、最も興味深い浸潤細胞群と血管壁細胞群において予備実験で想定していたレベルより低く、特に浸潤細胞においてはジーンチップ解析には不十分な純度であった。そこで24年度にはレーザーマイクロダイセクション法の条件最適化に時間を要し同方法を用いた解析に遅れが生じた。そこで、まずwhole heartおよび免疫組織染色/蛍光免疫染色で得られた結果を先行して論文発表した。血圧変動性増大高血圧マウスを慢性期1K1CマウスにSADを加えて確立。ALK3+/-マウスに1K1CおよびSADを施行し血圧変動性増大
波長分散型深さ分解軟X線吸収分光法の開発と膜垂直方向への反応のリアルタイム観察

数nmからμm程度の厚さの薄膜において,電界などによって引き起こされるイオンの移動に伴う化学反応が,時間とともに深さ方向に進行していく様子を,非破壊かつリアルタイムで観察する新たな手法を開発し,それを用いて,磁性薄膜における電界による磁性の制御や,全固体薄膜蓄電池における充放電の機構を明らかにする。そのために,元素選択的に化学状態および磁気状態を観察できる軟X線吸収分光法に,nmレベルの深さ分解能と秒レベルの時間分解能の二つを同時に付加した画期的な手法である,「波長分散型深さ分解軟X線吸収分光法」を開発する。
確実性アノテーション:『確実性判断を表す意味的文脈』を記述したコーパスの構築

自然言語のテキストには事実のみではなく、書き手にとって真偽が不明な情報や、反事実的な仮定など偽であることが明らかな情報も含まれる。この研究では、機械による情報の確実性判断の基盤とするため、様相・条件・否定表現などの言語学的な分析に基づき、人間が普段情報の確実性を認識するのに利用しているテキストの意味特性をアノテーション(タグ付け)するスキーマを設計し、それに基づいてアノテーション済みコーパスを構築した。20年度は、日本語の様相表現、否定表現その他の「確実性に関わる文脈」を作り出す表現についての統語的・意味的記述に焦点を置き、仮のスキーマによるアノテーション実験を行い、仕様の第一版を作成した。まず、理論と応用の両面からの考察および英語における先行研究の調査に基づき、アノテーションすべき表現を決定した。選ばれた表現の中には、様々な様相表現、前提導入表現、否定表現の他、仮定表現なども含まれる。これらの表現の特性、特に表現のスコープの広さや表現間の埋め込みにおける意味の変化など、アノテーション仕様に含めるべき項目を列挙した。また、「確実性」という概念を「話者が意味内容をどの程度真実と考えているか」と定義し、それに基づいて様相表現、否定表現、仮定表現の分類を行い、成果を論文にて発表した。その後、コーパスによる用例調査と実際のアノテーション実験に基づき、アノテーション仕様(第一版)作成した。この仕様においては、確実性に関わる表現に対するアノテーションと、そのスコープに対するアノテーションを独立に行うことを原則的な方針とした。これは、コーパスの理論言語学的な価値を保ち、かつ応用面でさまざまな用途に再利用できるようにすることを意図したものである。この仕様は、21年度のコーパス作成に利用する予定である。21年度は、日本語の様相表現、否定表現および条件表現等、「確実性に関わる文脈」を作り出す表現についての統語的・意味的記述を詳細化し、仕様の第二版を作成し、コーパスの構築を開始した。新たな仕様は、アノテーション仕様第一版を用いたテストセット構築に伴い生じた諸問題の解決、およびより精密かつ一貫性のあるアノテーションを目指し、設計したものである。その中で特に重要となったのが、様相表現、特にその一種である認識的推量表現の、言語学的テストに基づいた下位分類と、その成果を一部利用した条件表現の下位分類である。また、上記の理論的成果に基づき、アノテーション対象の命題を分類するオントロジーも新たに作成した。また、スコープのアノテーションについては、既実現・未実現のイベントの区別を行うため、時間情報を新たに追加した。21年度の成果の特に言語学的な側面については、議論をまとめたものを現在論文誌に投稿中であり、また本研究のアプローチの概要および新しいアノテーション仕様の全体像については、22年度の人工知能学会での発表に採択されている。現在、新たな仕様に基づくコーパスの作成を開始している。また、韓国語の分析については、上記の日本語の様相表現の分類に用いた言語学的な手法を、韓国語の様相表現にも適用できるか現在検討中である22年度は、前年度に改訂した「言語情報の確実性に影響する表現およびそのスコープのためのアノテーションガイドライン」に基づき、アノテーション済みコーパスを構築した。同コーパスは、日本語のニュース記事に対し、340種類以上の様相表現、13種類の否定表現、48種類の条件表現とそのスコープをアノテーションしている。また、アノテーション対象テキストの一部は、国立国語研究所の現代日本語書き言葉均衡コーパスのコアデータ(新聞記事)である。アノテーションガイドライン(バージョン2.4、平成23年3月時点での最新版)は、お茶の水女子大学情報科学科のテクニカルレポートとしてWeb上で公開している。韓国語への応用については、前年度に構築した日本語の表現分類の基準に基づき、韓国語の様相表現の分類を行った。その成果を表した論文は学術誌に採択され、2011年12月に掲載される予定である。当プロジェクトの概要・成果については、人工知能学会および言語処理学会で発表を行った。言語処理学会では、研究代表者(川添)がテーマセッション「複合辞とモダリティ:理論から応用まで」の共同提案者となり、モダリティに関わる表現および認識手法に関心のある研究者とのディスカッションを行った。また今年度は、話者の態度、信頼性、確実性のアノテーションに関して当プロジェクトと異なるアプローチを採用している研究者グループと連携し、定期的に意見交換をする場を設け、今後の研究協力の可能性を探った。
腫瘍壊死因子(TNF)誘導作用を示すリポタイコ酸の精製と生産

1.Streptococcuspyogenes Svの全菌体からMoskowitz法によって抽出したリポタイコ酸(LTA)のPropionibacterium acnesで前処置したCD-1マウスに対する腫瘍壊死因子(tumor necrosis factor,TNF)誘導活性の発現の諸条件を検討した. 2.S.pyogenes SvはTTY培地(Trypticase,TryptoseYeast extract)に37°C, 8時間静置培養が良い結果を得た. 3.S.pyogenesLTAの抽出は95%フェノールー水, 1:1で室温で抽出し, Sepharose6Bカラムでゲル濾過し,グリセロール(または糖)とリンを指標としてプールしたLTA画分をDNase,RNase,protease処理して精製した.またフッ酸でLTAのホスホジエテスル結合を切断し, Bligh-Dyer法で分画したクロロホルム層をシリカゲル薄層クロマトで展開してグリセロ糖脂質の3画分を分離した. S.pyogenes以外のグラム陽性菌(Lactobacillus plantarum,Eubacterium nodatum,Eubacterium alactulyticum,Listeria monocytogenes,P.acnes,Mycobacterium taberculosis,Corymebacteriam diphtheriae)の菌体または粗細胞壁をMoskowitz法で処理した. P.acnes,M.tubereulosis,C.diphtherjaeはグリセロールリン酸を含まない両親媒性物質で,その他はすべてLTAであった.4.LTAのうちTNF誘導活性を示したのは, L.plantarum,E.alactulytieum,B.subtilisであった. M.tuberculosisの両親媒性物質もTNF誘導活性を示した.またS.pyogenesのグリセロ糖脂質のうちジグルユシルジグリセリドにも活性がみられた.5.LTA誘導TNFはSallmonela abortus-equiのリポ多糖(LPS)誘導TNFは共にマウス腫瘍細胞の増殖を抑制し,また両TNFは抗原的に相関していたが, P.acnesで前処置し,さらにガラクトサミンを負荷したマウスに対してLTA誘導TNFはLPS誘導TNFと違って全然毒性を示さなかった.1.Streptococcuspyogenes Svの全菌体からMoskowitz法によって抽出したリポタイコ酸(LTA)のPropionibacterium acnesで前処置したCD-1マウスに対する腫瘍壊死因子(tumor necrosis factor,TNF)誘導活性の発現の諸条件を検討した. 2.S.pyogenes SvはTTY培地(Trypticase,TryptoseYeast extract)に37°C, 8時間静置培養が良い結果を得た. 3.S.pyogenesLTAの抽出は95%フェノールー水, 1:1で室温で抽出し, Sepharose6Bカラムでゲル濾過し,グリセロール(または糖)とリンを指標としてプールしたLTA画分をDNase,RNase,protease処理して精製した.またフッ酸でLTAのホスホジエテスル結合を切断し, Bligh-Dyer法で分画したクロロホルム層をシリカゲル薄層クロマトで展開してグリセロ糖脂質の3画分を分離した. S.pyogenes以外のグラム陽性菌(Lactobacillus plantarum,Eubacterium nodatum,Eubacterium alactulyticum,Listeria monocytogenes,P.acnes,Mycobacterium taberculosis,Corymebacteriam diphtheriae)の菌体または粗細胞壁をMoskowitz法で処理した. P.acnes,M.tubereulosis,C.diphtherjaeはグリセロールリン酸を含まない両親媒性物質で,その他はすべてLTAであった.4.LTAのうちTNF誘導活性を示したのは, L.plantarum,E.alactulytieum,B.subtilisであった. M.tuberculosisの両親媒性物質もTNF誘導活性を示した.またS.pyogenesのグリセロ糖脂質のうちジグルユシルジグリセリドにも活性がみられた.5.LTA誘導TNFはSallmonela abortus-equiのリポ多糖(LPS)誘導TNFは共にマウス腫瘍細胞の増殖を抑制し,また両TNFは抗原的に相関していたが, P.acnesで前処置し,さらにガラクトサミンを負荷したマウスに対してLTA誘導TNFはLPS誘導TNFと違って全然毒性を示さなかった.Streptococcus pyogenes SV株の全菌体からフェノール-水混液によって抽出されるリポタイコ酸が腫瘍壊死因子(tumor necrosis factor,TNF)誘導活性を示すことを報告して来た(Br.Cancer51:739-742,1985)。TNF誘導活性を示すS.pyogenes Svのリポタイコ酸の定常的な生産と活性部分の純化について検討した。1.TNF誘導活性を示すリポタイコ酸をうるためのS.pyogenesの培養に用いたTodd-Hewitt培地、Tryptase-Yeast extract培地のいずれについても、培養時間(4,8,12,18時間)の比較で8時間培養が最良の場合があったが、18時間培養が再現性のある結果を得た。2.S.pyogenes Svのグルコース制限培地での増殖速度と増殖収率を好気および嫌気環境下で比較した結果、増殖速度は嫌気培養の方が大であったが、増殖収率は好気培養の方が大であった。3.粗リポタイコ酸画分をヌクレアーゼ(RNase,DNase)処理によってUV吸収物質が除去され、TNF誘導活性の増強が見られた。

4.S.pyogenes Sv株のリポタイコ酸の主な構成成分はヘキソース5.0%,グリセロール40%,リン31.9%,脂肪酸7.6%であり、高速液体クロマトグラフ(東洋曹達製)によるアミノ酸,アミノ糖分析の結果、アラニン10.1%,グルコサミン0.99%以外のアミノ酸,アミノ糖は無視できる程度であった。5.S.pyogenesの純化リポタイコ酸にステアリル基(【C_(18:0)】),パルミチル基(【C_(16:0)】),ペトロセリノリル(【C_(18:1)】)の導入を行い、脂肪酸含量が0.61.5%の増強がみられたが、TNF誘導活性の上昇はみられなかった。6.S.pyogenesSvのリポタイコ酸は酸処理(IN Hcl,95°C,20分間)によってTNF誘導活性が消失するが、アルカリ処理(0.1N KOH,37°C,1時間)では活性の変化はなく、グリコリピドが活性に関与することを示唆する成績をえたので今後更に検討する予定である。またS.pyogenes以外のTNF誘導活性を示すリポタイコ酸の検索を進める。
可変型高力価Fasリガンドの髄腔内投与によるグリオーマの治療

1994年に長田らによって単離されたFasLはTNFファミリーに属する分子量約40kDaのII型糖蛋白質で、TNFと同様に生体内で三量体を形成し、これがアポトーシス誘導活性に重要であることが知られている。我々は2000年に三量体を形成する全長型のヒトFasLによってFasを発現するT98G細胞にアポトーシスを誘導できることを報告したが、これは膜貫通領域を有するために精製が非常に困難であった。しかし膜貫通領域を欠除し比較的簡単に精製できる可溶型FasLは、従来膜結合型FasLに比べてアポトーシス誘導活性が極めて低いことが課題となっていた。そこで我々はFasLの構造とその生物活性に及ぼす要因ついて検討を重ね、その結果、膜結合型FasLとほぼ同等の活性を有する新規な可溶型ヒトFasLを創製することができた。今回、アポトーシス誘導活性をもつFasLの細胞外ドメインに強固な三量体を形成させるためにイソロイシンジッパーモチーフを融合させた。本研究でこのFLAG-IleZip-shFasLはproapoptotic antibodyであるCH-11の約10倍の活性を有し、Fasを高発現させたC6にin vitroで強い細胞障害活性を示した。FLAG-IleZip-shFasLは髄腔内投与することによってC6グリオーマの髄膜播種モデルに効率よくアポトーシスを誘導し、しかも血中FasL濃度は肝障害を起こす閾値をはるかに下回ったことから、有効な治療薬となる可能性がある。FasLの髄腔内投与は投与後早い段階では脳に明らかな異常をもたらさなかったが、投与後長期間にわたる影響の有無などについて今後慎重に検討する必要があると考えている。ヒトFasLの細胞外ドメインの三量体を形成させるために、ロイシンジッパーを融合させた蛋白質をデザインした(FLZ-shFasL)。ウイスターラットの尾静脈より投与し、24時間後に頚静脈から採血し、血中の薬物動態を検討すると共に体重、胸腺重量、血中GOT, GPT濃度、血小板を測定した。1.0mg/kgのFLZ-shFasLを静脈内投与すると肝機能障害および胸腺重量の現象などの副作用が認められた。0.3mg/kgの濃度で肝機能障害はきたさなかったが、胸腺重量が減少した。0.2mg/kg以下の濃度では明らかな副作用は認められなかった。0.1mg/kgのFLZ-shFasLを静注すると2分後に304ng/mlの濃度が検出されるが、等量を髄腔内投与すると約1ng/mlしか検出されなかった。Jurkat細胞に細胞外ドメインのみの可溶型FasLを投与してもアポトーシスは誘導されないが、イソロイシンジッパーにより三量体を形成させたFLZ-shFasLは強い殺細胞効果を示した。それは抗Fas抗体(CH-11)の約10倍以上の効力であった。ラットFas遺伝子発現プラスミドをC6細胞にtransfectionしてFas高発現細胞(C6-rFas)を選別した。培養上清中に種々の濃度のFLZ-shFasLを添加し、20時間培養後細胞障害活性を測定した。C6-rFas細胞に対してFLZ-shFasLは用量依存的に細胞障害活性を示したが、Fasの発現が低いC6細胞では高濃度でもアポトーシスは誘導されなかった。我々は昨年度に可溶型Fasリガンドにそれを多量化させるイソロイシンジッパーを結合させたキメラ蛋白質(FIZ-rhFasL)の作製に成功した。FIZ-shFasLは大部分の脳腫瘍細胞株に高濃度でアポトーシスを誘導したが、抵抗性を示す細胞株も認められた。

細胞株に発現しているFasをflowcytometryにて測定したところ、FIZ-shFasLの感受性はFasの発現と相関していることが明らかとなった。FIZ-shFasLに対する感受性を高めるためには細胞表面のFasの発現を高める処置が必要であることが判明した。ラット尾静脈より種々の濃度のFIZ-rhFasLを投与し、24時間ごとに採血し、白血球数・赤血球数・GOT・GPT等を計測したところ、0.1から0.2mg/kgでは特に異常を認めなかったが、0.3mg/kgでは強い肝機能障害が惹起されることが明らかとなった。ラットグリオーマ細胞C6にラットFasを高発現させたC6-Fasを作製し、ラット大槽内に移植してmeningeal dissemination modelを確立した。ラット大槽よりFIZ-shFasLを投与すると、髄膜腔に播種した腫瘍細胞にアポトーシスが濃度依存性に惹起された。同時に末梢血液中のFIZ-shFasL濃度を測定すると0.1mg/kgの約1/300の濃度であり、FIZ-shFasLを髄腔内に投与することにより全身性の合併症をきたすことは極めて可能性が低いと考えられた。
不均質材料の衝撃強度

不均質材料の衝撃強度特性を明らかにするために2種類の原子炉用黒鉛の板試験片と,長繊維の方向を変えた層を組合わせたCFRP円筒試験片を用いて,衝撃疲労特性とひずみ波の伝播特性の研究を行った。初年度は主に黒鉛の単発衝撃破壊挙動及び衝撃疲労特性の研究を行って次の成果を得た。この結果は国際会議ECF8において報告した。1)衝撃疲労寿命には見かけの疲労限がみられ,単発衝撃の応力ーひずみ線図上の折点との対応がみられた。2)衝撃疲労寿命の寸法効果はほとんどみられなかった。これは応力波の減衰が大きいことによる。3)疲労き裂はその前方の微小き裂との合体による段階的に進展した。4)疲労強度には切欠きにより応力集中の効果がみられた。5)衝撃圧縮速度が増せば動的弾性率は低下した。6)衝撃繰り返しの初期には残留ひずみが増すがその後は飽和した。第2年度には,黒鉛の継続研究と共に,不均質性が波動伝播に及ぼす影響をより詳しく解明するために,初年度に続いてCFRPのひずみ波の伝播に及ぼす繊維方向と積層の影響を下のように明らかにした。この結果は国際会議ICM6において発表の予定である。1)ひずみ波の伝播速度は積層順によらず,弾性率の複合則によって評価できる。2)ひずみ波の伝播効率は衝撃圧縮では0゚層の数と共に増し,衝撃ねじりでは減じた。3)静ねじり下での衝撃圧縮により波動には積層順序が複雑に影響する。これらの結果に基づいて,今後はCFRPの最適複合法を見出し,また黒鉛と炭素繊維の複合材料の開発に役立てていきたい。なお,CFRPの破壊の過程と形態についてはさらに詳細な研究が必要である。原子炉用構造黒鉛のPGXとIG-11の試験片を用いて、衝撃引張り疲労実験を行った。主な結果をまとめると1)金属や高分子材料に比べると、応力波の伝播に伴う減衰が大きく、試験片端面における反射効率も低いため、衝撃力によって生じる応力パルス波の高さは試験片の長さの影響をあまりうけない。2)細粒のIG-11の方がPGXよりも衝撃疲労強度は高くなった。3)両材とも低応力になると破断寿命が著しく伸びて、みかけの疲労限が存在した。この応力パルスの大きさは、応力-ひずみ関係が直線性からはずれる応力値と合致していた。4)き裂進展挙動は、主き裂がその前方に生じた微小き裂と合体しつつ段階的に伸びていた。5)切欠き材では疲労強度が低下し、黒鉛の強度には切欠きにより応力集中の影響がみられた。これら成果は材料学会衝撃シンポジウムにおいて報告した。炭素繊維複合材料の波動伝ぱ特性については、繊維方向の異なる層を半径方向に積層した円筒試験片内の衝撃圧縮ひずみ波及びねじり波の伝播特性を明らかにした。主な結果をまとめると1)ひずみ波伝播速度は繊維方向の異る層の積層形態によらない。2)圧縮ひずみパルス波の高さは伝播に伴って減衰するが、各繊維方向層の積層形態に影響され、繊維方向0°の層の数が少ないほどまた内側にあるものほど大きく減衰する。3)静ねじり下での衝撃圧縮ひずみの伝播効率は積層形態の影響を受け、予ねじりによって低下する場合、殆どかわらない場合、わずかに上昇する場合などがある。4)ねじり波の伝播に伴う減衰は圧縮波の場合より小さい。初年度に続き、今年度は炭素繊維複合材料(CFRP)および黒鉛の試験片を用いて衝撃引張り疲労実験および衝撃圧縮下での動的構成関係の解明を行った。

CFRPについては、長繊維の方向が試験片長手方向に対して0^0と±45^0の二種類の層の積層順序を変えた14種類の円筒試験片を準備して衝撃圧縮および衝撃ねじりの下でのひずみ波の伝播速度と伝播効率の考察を行った。その結果、1)伝播速度は各層の弾性率の複合則により評価した弾性率を用いて評価出来ることを示した。2)ひずみ波パルスの伝播効率は衝撃圧縮に対しては0^0層の増すにつれて増すが衝撃ねじりに対しては減ずることを明らかにし、この結果は2層モデルによって説明できることを示した。3)静ねじり下での衝撃圧縮による波動伝播は積層順序に複雑な影響を受けることなどを明かにした。これらの結果は、平成3年7月の材料の力学的挙動に関する国際会議(ICM)において報告の予定である。CFRP試験片の衝撃疲労実験ではつかみ部で破壊が起こり、き裂は繊維方向に発生するため観測は困難となった。それらの解決法については今後も研究が必要である。さらに、経年劣化および予荷重の影響の解明が不可欠なことが分かってきた。黒鉛については、通常材PGXと細粒材IG11の動的構成関係に及ぼす衝撃速度の影響を明かにした。その結果を簡単にまとめて記す。1)圧縮速度が増せば、動的弾性率は低下する。2)衝撃圧縮を繰り返すと、高速衝撃の場合の方が弾性率は大となった。3)最初の数回の衝撃の繰り返しにより残留ひずみは増すがその後飽和した。
ヒト内胚葉系幹細胞(体性幹細胞)の臨床応用

目的と仮説/肝臓、膵臓に代表される内胚葉由来組織には、共通幹細胞の存在が考えられる。これら幹細胞には共通する細胞性質と、相互の組織細胞への分化転換能を持つ事が予想される。齧歯類の導管結紮唾液腺より分離された組織前駆細胞は、肝臓及び膵臓内分泌細胞への分化転換能を有していた。齧歯類の次に、大型哺乳動物であるブタでも同様に、導管結紮唾液腺からの前駆細胞分離を行った。その結果、齧歯類から分離された細胞に極めて性質の類似した前駆細胞の分離に成功した。ラット、マウス、ブタでの研究結果は、唾液腺由来前駆細胞に多分化能が保存されている事を示した。一方で、ヒト唾液腺からの前駆細胞分離に際しては、実験的組織障害の賦与は望めない。その為に障害を与えていないヒト唾液腺からの前駆細胞の分離と同定を行った。方法/成体ヒトの唾液腺組織分散液より、抗CD49f及び抗Thy-1抗体を用いてFACS法により組織前駆細胞を分離した。結果/CD49f+/Thy-1+分画中の細胞は1型コラーゲン上の平板培養条件下で良く増殖した。単一細胞に純化したCD49f+/Thy-1+細胞(ヒト-SGP細胞)は、細胞内ラミニンとp75^<NGFR>を発現した。唾液腺組織間質(導管周囲領域)にごく少数のThy-1+/p75^<NGFR>+細胞が見られ、ヒト-SGP細胞の組織内局在が明らかになった。コンフルエントの状態以上に平板培養を継続すると、細胞塊形成が一部に起こる。これらの細胞塊の中にインスリン及びグルカゴン陽性細胞が見られた。ヒト-SGP細胞を膵内分泌細胞の表現型を有する細胞に誘導するには、スフェロイド培養が有効である。スフェロイド形成細胞の産生した内因性インスリン値を良く反映するC-ペプチドを測定した。スフェロイド体のC-ペプチド含量は低値であった(3.5ng/mg of protein)。スフェロイド体では、早期膵島分化因子NKx6.1、内分泌前駆細胞マーカーNgn-3、導管上皮細胞マーカーCK19を全て同時に発現していた。この遺伝子発現パターンより、ヒト-SGP細胞はスフェロイド培養により膵内分泌細胞の表現型を示す細胞に分化を開始したが、細胞分化は未熟なままの状態に止まっていると考えられた。結論/ヒト唾液腺は膵臓の再生医療に有用な内胚葉系前駆細胞の供給源になる可能性がある。目的と仮説/肝臓や膵臓のような内胚葉に由来する臓器組織には、それらの組織に共通する組織幹細胞が存在すると考えられる。これらの幹細胞もしくは組織前駆細胞は、共通する性質を持ち、お互いの組織細胞への分化転換能を持っていると考えられる。唾液腺は、内胚葉及び外胚葉の両方に由来しており、肝臓もしくは膵臓のフェノタイプを有する細胞への分化能を有する組織幹細胞を持っている可能性がある。方法/成体ヒトの唾液腺組織より抗CD49f抗体と抗CD90抗体を用いてFACS法により組織前駆細胞を分離した。CD49f+/CD90+二重陽性細胞はヒト-SGP(ヒト唾液腺由来前駆細胞)と呼称した。ヒト-SGP細胞は1型コラーゲン塗布平板上で良く増殖した。結果/ヒト-SGP細胞は低密度状態で培養した場合、CD29、CD44、CD49f、CD104のような各種の接着分子を発現していた。またヒト-SGP細胞はCD90を強く発現していた。更に、細胞質のラミニンが陽性であった。コンフルエントの状態以上に培養を継続すると、一部に細胞塊の形成が起こる。これらの細胞塊の中にはインスリン及びグルカゴン陽性細胞が見られた。ヒト-SGP細胞を膵内分泌細胞様の細胞に誘導するには、スフェロイド培養が大変有効であることを見いだした。600個のヒト-SGP細胞をスフェロイド培養すると、6日で100-120μm径のスフェロイド体を形成した。これらのスフェロイド体では、細胞はインスリンもしくはグルカゴン陽性細胞に自律的に分化した。スフェロイド体が培地中のインスリンを取り込んでいる可能性を検証する為に、内因性に産生されたインスリン値を反映するC-ペプチドを測定した。スフェロイド体のC-ペプチド含量は少なく(3.5ng/mg of protein)、スフェロイド培養の期間は内分泌前駆細胞マーカーであるNgn-3がスフェロイド体に発現していた。ヒト-SGP細胞は膵内分泌細胞様細胞に分化したが、未熟な状態に止まっていると考えられた。結論/唾液腺は膵臓の再生医療に有用な内胚葉系前駆細胞の供給源になる可能性がある。目的と仮説/既に報告されている肝臓の幹細胞(肝幹細胞)は、アルファフェトプロテインやサイトケラチン19の様な特徴的なマーカーを発現している。ネスチンは中間径フィラメントであり、神経幹細胞に特異的に発現している事が知られている。最近、遺伝子改変マウスを使った研究で、肝臓前駆細胞にネスチンの発現が報告された。我々は肝臓前駆細胞を用いて、神経細胞への分化を検証した。方法/ヒト肝臓を分散して得られた非実質細胞分画より、無血清培養にて肝臓前駆細胞を分離した。