hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
X線天体の謎を解き明かす高分解能検出器を用いた水素原子中の阻止能計測

電気的に中性な水素原子から構成される星間雲HI領域から観測されるMeV級の宇宙線に関して,観測結果を高精度で検証するためには,よく知られた水素分子中の阻止能とは異なり,従来考慮されていなかった解離効果を伴う中性水素原子中における粒子線の阻止能を実験的に計測する必要がある.本研究では大容量でよく定義された解離中性水素原子標的の形成が可能な電磁衝撃波管を開発するとともに,それによって形成された解離水素原子標的と粒子ビームを相互作用させ,そのエネルギー変化量を高分解能検出器によって計測することを目指す.パルスで形成される中性水素原子標的に粒子ビームを照射させるためには,高精度な解離標的の位置情報が必要不可欠である.プローブレーザーを衝撃波管の横方向から照射し,衝撃波の密度変化に伴う屈折によるレーザーの光量変化を計測することで,標的位置を特定する手法を開発していた.しかし,これまで電磁衝撃波管は衝撃波生成とともに非常に大きな電磁ノイズを伴うため,その計測上の問題を抱えていた.電磁ノイズ遮蔽を施し,衝撃波管から十分に距離をとった位置でプローブレーザーの計測を行うことでその問題を回避し,解離標的の位置計測に成功した.また,MeV級の粒子ビームを発生させる手法の一つである高強度レーザー駆動重イオン加速法の粒子ビーム加速効率の高度化について検討を行った.粒子ビームと相互作用させるためには,解離中性水素原子標的の実効的な大きさを十分取る必要がある.限られた入力エネルギーではその達成が困難であり,抜本的な衝撃波管形状の変更を検討し,その基礎実験を行った.実験結果から,実効的に十分な大きさをもつ解離標的を得るための条件が確立された.最終的に解離した中性水素原子標的と粒子ビームとの相互作用実験にまでは至らなかったが,相互作用実験に必要な見通しを得ることができた.HI領域(中性水素原子)から観測されるMeV級程度の宇宙線に関して,理論と観測で矛盾する点が多く残っている.これはX線天文学上の課題となっている.それらをよりよく検証するためには,水素原子中の宇宙線(粒子線)の阻止能を精度よく評価することが望まれている.本研究はよく定義された解離水素原子標的を形成することができる電磁駆動衝撃管を用い,また高分解能エネルギー検出器を開発して,解離効果を伴った水素原子中の阻止能を実験的に計測することを目的とする.昨年度は,解離した水素原子標的の形成に向けてドライバーである電磁駆動衝撃波管および高分解能エネルギー検出器の開発を進めた.電磁駆動衝撃波管に関しては特段工夫のない同軸型電極を用いた場合,衝撃波を駆動する電流シートの方位角方向の分布に非一様性が生じ,あらかじめ封入されている水素分子ガスを解離させるために必要な衝撃波速度が得られないことがわかった.そこで,中心電極にスリーブ絶縁体を取り付けることで,軸方向と径方向に積極的な放電プラズマの形成を促し,電流シート一様性の改善が期待されることから,そのスリーブ形状を変更しながら,放電プラズマの自発光の時間変化を高速フレーミング・ストリークカメラで撮影を行った.その結果,電流シートの方位角方向の一様性および放電プラズマの軸方向の速度の改善が確認され,解離水素標的のドライバー開発の基盤を構築した.また高分解能エネルギー検出器で使用する偏向磁石の性能評価を行った.Am241からのアルファ線を用いて較正された炭素薄膜に陽子線を通過させ,エネルギー損失に伴うビームシフトを偏向磁石出口に設置されたプラスチックシンチレーターからの発光により計測した.この結果よりエネルギー損失とビームシフトとの関係が分かり,高分解能エネルギー検出器の構築の見通しを得た.平成28年度の大きな目標であった電磁駆動衝撃波管内の一様な電流シートの形成が,当初検討していたレーザートリガーを用いた方法より簡便なスリーブ絶縁体を用いた電極構造の工夫により達成できた.これにより電流シートの軸方向の伝搬速度も向上した.この成果は国際会議で発表する予定である.標的物性の評価計測ができていない部分はあるものの,放電プラズマの自発光の伝搬速度から解離標的形成に必要な条件をほぼ達成しつつあることは評価できる.また,高分解能エネルギー検出器で使用する偏向磁石の性能評価も実施することができた.以上のことから,おおむね順調に進展しているといえる.中性水素原子で構成される星間雲HI領域から観測されるMeV級の宇宙線に関して,より高精度に観測と理論を比較検討するためには,中性水素原子中における宇宙線(粒子線)のエネルギー損失量を高精度に計測する必要がある.そこで,本研究では大容量でよく定義された解離中性水素原子標的の形成が可能な小型のパルスパワー装置を用いた電磁衝撃波管を開発するとともに,それによって形成された解離水素原子標的と粒子ビームを相互作用させ,そのエネルギー変化量を高分解能検出器によって計測する.これまでのよく知られた水素分子中の阻止能とは異なり,従来考慮されていなかった解離効果を伴った中性水素原子中の阻止能を実験的に明らかにしていく.これまで我々は水素分子から解離した中性水素原子標的の形成に向けて,その標的形成のドライバーであるパルスパワー装置を用いた電磁駆動衝撃波管の開発を進めてきた.衝撃波管内の同軸電極形状の工夫により,衝撃波を駆動する電流シートの一様性が向上し,より高品質な解離水素標的の形成が可能となった.一方でパルス的に形成される水素原子標的に対する入射粒子ビームの同期が高精度な阻止能の計測には欠かすことができない.

そこで,後方に解離水素標的を伴う衝撃波が粒子ビームとの相互作用部に到達する時間を高精度に計測する手法を開発している.高速応答する高価で洗練された機器を用いることなく,小型レーザーを衝撃波管の横方向から照射し,衝撃波の密度変化に伴う屈折を計測する手法を確立し,安価でありながら高精度な阻止能計測の実験基盤の構築を進めている.本研究において,高精度な粒子線と標的との同期が阻止能の計測には欠かせない.我々は高価で洗練された高速応答の計測器を用いることなく,電磁駆動衝撃波内に発生する衝撃波の屈折効果を比較的小規模なレーザーで計測する衝撃波の到達時間計測法の確立を目指している.しかし,パルスパワーから発生する非常に大きな電磁ノイズがその障害となり,ノイズ対策に時間を要している.電気的に中性な水素原子から構成される星間雲HI領域から観測されるMeV級の宇宙線に関して,観測結果を高精度で検証するためには,よく知られた水素分子中の阻止能とは異なり,従来考慮されていなかった解離効果を伴う中性水素原子中における粒子線の阻止能を実験的に計測する必要がある.本研究では大容量でよく定義された解離中性水素原子標的の形成が可能な電磁衝撃波管を開発するとともに,それによって形成された解離水素原子標的と粒子ビームを相互作用させ,そのエネルギー変化量を高分解能検出器によって計測することを目指す.パルスで形成される中性水素原子標的に粒子ビームを照射させるためには,高精度な解離標的の位置情報が必要不可欠である.プローブレーザーを衝撃波管の横方向から照射し,衝撃波の密度変化に伴う屈折によるレーザーの光量変化を計測することで,標的位置を特定する手法を開発していた.しかし,これまで電磁衝撃波管は衝撃波生成とともに非常に大きな電磁ノイズを伴うため,その計測上の問題を抱えていた.電磁ノイズ遮蔽を施し,衝撃波管から十分に距離をとった位置でプローブレーザーの計測を行うことでその問題を回避し,解離標的の位置計測に成功した.また,MeV級の粒子ビームを発生させる手法の一つである高強度レーザー駆動重イオン加速法の粒子ビーム加速効率の高度化について検討を行った.粒子ビームと相互作用させるためには,解離中性水素原子標的の実効的な大きさを十分取る必要がある.限られた入力エネルギーではその達成が困難であり,抜本的な衝撃波管形状の変更を検討し,その基礎実験を行った.実験結果から,実効的に十分な大きさをもつ解離標的を得るための条件が確立された.最終的に解離した中性水素原子標的と粒子ビームとの相互作用実験にまでは至らなかったが,相互作用実験に必要な見通しを得ることができた.標的物性評価のために電磁駆動衝撃波管内に発生した衝撃波速度の計測を行う.標的の物性評価をするとともに,位置敏感型検出器の開発を進める.そして,解離水素原子とイオンビームとの相互作用実験を行い,解離効果を伴った水素原子中の阻止能を計測する.衝撃波の時間計測の妨げとなる電磁ノイズ源を丁寧に特定していき,ノイズ低減対策をとるとともに安価で高精度な小型レーザーを用いた衝撃波の時間計測を確立していく.
X線画像評価用模型(ファントム)の試作と評価に関する研究

【プロジェクト等の成果】○ファントム作製:ファントムのスポンジに塗布する水性造影剤の量(xml)と,最外部のワックスに混和する油性造影剤量(yml)を変化させて試作ファントムを作製した.人体から得た手根骨のx線画像を基準とし,最良となるx, yを決定した.指標は骨梁やファントム全体のコントラストとした.その結果, x=0.2ml, y=0.1mlとなった.○骨折線検出能の比較:単純X線撮影(radiography)による2方向(2R)および4方向撮影(4R),トモシンセシス(tomos)による2方向撮影画像の評価結果によりROC曲線を算出した.曲線下面積(AUC)は2R, 4R, tomosでそれぞれ0.67, 0.75, 0.8となった.2R-4R間, 4R-tomos間は有意水準5%のとき有意差があった.従って, tomosの骨折線検出能がradiographyより有意に高いことが示された.また, 2R, 4R, tomosの感度-特異度は54-63%, 59-63%, 73-76%となった.【本研究の意義】本作成法は様々な骨折線を想定でき,モダリティの検出限界を引き出すことが可能である.また, CTなど他モダリティにも転用可能である.経験年数(13年および427年)で観察者を分けROC曲線を算出した.AUCの差は4Rとtomosでそれぞれ0.05, 0.03であった.従って, tomosは読影能力の差を軽減する可能性が示唆された.しかし,偽陽性率は4Rで37%, tomosで24%だった.radiographyとtomosで最も評価に差が生じた骨折方向は,手根骨の水平面に並行な骨折線であった.これはtomosにより偽陰性を低下させたためである.しかし, tomosでもX線束軸に接線とならない骨折線は描出困難であった.以上より,試作ファントムの有用性,およびtomosの骨折線検出能を確認できた.【プロジェクト等の成果】○ファントム作製:ファントムのスポンジに塗布する水性造影剤の量(xml)と,最外部のワックスに混和する油性造影剤量(yml)を変化させて試作ファントムを作製した.人体から得た手根骨のx線画像を基準とし,最良となるx, yを決定した.指標は骨梁やファントム全体のコントラストとした.その結果, x=0.2ml, y=0.1mlとなった.○骨折線検出能の比較:単純X線撮影(radiography)による2方向(2R)および4方向撮影(4R),トモシンセシス(tomos)による2方向撮影画像の評価結果によりROC曲線を算出した.曲線下面積(AUC)は2R, 4R, tomosでそれぞれ0.67, 0.75, 0.8となった.2R-4R間, 4R-tomos間は有意水準5%のとき有意差があった.従って, tomosの骨折線検出能がradiographyより有意に高いことが示された.また, 2R, 4R, tomosの感度-特異度は54-63%, 59-63%, 73-76%となった.【本研究の意義】本作成法は様々な骨折線を想定でき,モダリティの検出限界を引き出すことが可能である.また, CTなど他モダリティにも転用可能である.経験年数(13年および427年)で観察者を分けROC曲線を算出した.AUCの差は4Rとtomosでそれぞれ0.05, 0.03であった.従って, tomosは読影能力の差を軽減する可能性が示唆された.しかし,偽陽性率は4Rで37%, tomosで24%だった.radiographyとtomosで最も評価に差が生じた骨折方向は,手根骨の水平面に並行な骨折線であった.これはtomosにより偽陰性を低下させたためである.しかし, tomosでもX線束軸に接線とならない骨折線は描出困難であった.以上より,試作ファントムの有用性,およびtomosの骨折線検出能を確認できた.
津波被災後のスリランカにおける高齢者の心的外傷と認知症に関する医療人類学的研究

本研究は, 2004年スマトラ島沖地震によって津波の被害を受けたスリランカ南部地区において, 60歳以上の被災住民25人を対象に,認知症を主眼とした津波被災後の日常生活の変化,健康状態などに関する聞き取り調査を行った.また被災地区に住む医師,担当政府官らから,津波被災前後の住民の精神被害の状況,経済状況や人口変動などに関する情報を収集するとともに,高齢者を対象とした地区活動に参加しながら,当該地区が抱えている問題と課題について分析を行った.分析の結果,被災地区の60歳以上の認知症発症率は1パーセントから2パーセント程度,認知症有病率については,津波後の人口流出などもあり数値にばらつきがあるが, 70歳以上の認知症テストMMSE(Mini-Mental State Examination)では,軽度の認知症疑いが15パーセントから17パーセントであった. MMSEの検査項目の内,特に得点が低かったのが月日や計算式の問いであったが,これらには文化的背景(教育歴,経済状況等)がバイアスとなって影響を及ぼしていると考えられるため,総得点だけから認知症疑いと結論付けるには注意が必要であり,更なる研究が必要であると思われる.津波被災前後の認知症の発症率・有病率の変化については,被災前のデータがないため明らかではないが,被災後の発症率については津波被災による心的外傷が原因となる明らかな増加は認められず,自然増加内に留まっていると考えられた.また本調査を開始した2006年以降,津波被害を要因とした住民の精神的健康度や身体的健康度には顕著な影響は認められず,心的外傷と認知症との間には関連がないと現段階では推測している.本研究は, 2004年スマトラ島沖地震によって津波の被害を受けたスリランカ南部地区において, 60歳以上の被災住民25人を対象に,認知症を主眼とした津波被災後の日常生活の変化,健康状態などに関する聞き取り調査を行った.また被災地区に住む医師,担当政府官らから,津波被災前後の住民の精神被害の状況,経済状況や人口変動などに関する情報を収集するとともに,高齢者を対象とした地区活動に参加しながら,当該地区が抱えている問題と課題について分析を行った.分析の結果,被災地区の60歳以上の認知症発症率は1パーセントから2パーセント程度,認知症有病率については,津波後の人口流出などもあり数値にばらつきがあるが, 70歳以上の認知症テストMMSE(Mini-Mental State Examination)では,軽度の認知症疑いが15パーセントから17パーセントであった. MMSEの検査項目の内,特に得点が低かったのが月日や計算式の問いであったが,これらには文化的背景(教育歴,経済状況等)がバイアスとなって影響を及ぼしていると考えられるため,総得点だけから認知症疑いと結論付けるには注意が必要であり,更なる研究が必要であると思われる.津波被災前後の認知症の発症率・有病率の変化については,被災前のデータがないため明らかではないが,被災後の発症率については津波被災による心的外傷が原因となる明らかな増加は認められず,自然増加内に留まっていると考えられた.また本調査を開始した2006年以降,津波被害を要因とした住民の精神的健康度や身体的健康度には顕著な影響は認められず,心的外傷と認知症との間には関連がないと現段階では推測している.本研究は、スリランカ国内の津波被災地域住民を対象に、被災体験による心的外傷後ストレス障害(PTSD)の発症状況を調査し、被災時の体験や被災状況、被災後の生活状況との関連を明らかにすることを目的とする。本年度は下記のことを行った。1.現地研究協力者との研究打ち合わせルフナ大学人間学・社会科学部のSarath Amarasinghe教授と調査対象地域、対象者数について研究打ち合わせを行った。2.質問紙のシンハラ語への翻訳3.疫学調査の実施翻訳した調査質問紙を用いて、PTSDの疫学調査を実施し、データ収集を行った。現在、予備的な解析を行っているが、津波被災体験が精神医学的症状に影響を及ぼすことが示唆されている。今後は、PTSDと認知症の関連要因に関する分析を行うことで、被災当時の年齢、性別、宗教や健康・活動状態などを加味しPTSDの発症または増悪、認知症に影響を及ぼす主要因について詳細に検討を行っていく。平成21年度の調査結果から,津波被災を感覚的に経験した人(例:死の恐怖を感じた)と,実際に津波被災を経験した人(例:死者を目撃した)との間に有意な差がみられた.すなわち,津波被災時に家にいた人,死者や負傷者を目撃した人,避難が遅れた人,家族や友人が負傷した人,本人が負傷した人,子供や配偶者または家族を失った人,家族が行方不明になった人,津波により生計を失った人では,そうではない人よりもIES-R(Impact of Events Scale-Revised)スコアの中央値が有意に高かった.また重回帰分析の結果,高齢者の中でも比較的若い年齢層の人(5060代前後),津波によって家族を亡くしたか家族が負傷した人でIES-Rスコアが有意に高かったことから,津波の被災体験が若年高齢者層のメンタルヘルスに影響を及ぼしたことが示唆された.さらに,本研究の対象者の多く(93%)は家族(親族)と共に生活しており,家族員数の中央値は5人であった.

そのため,スリランカの高齢者は家族(親族)からのサポートを多く受けており,精神的被害を軽減させていたと考えられるまた本年度は前年度に引き続き,同地区(スマトラ島沖地震後に津波の被害を受けたスリランカ南部マータラ県に住む60歳以上の住民)を対象に,無作為抽出のもと約25名の聞き取り調査を行った.認知症の発症率を調査するため,同住民にシンハラ語バージョンMMSE(Mini Mental State Examination)を行った.MMSEに関する詳細な分析はまだ終えていないが,全体的に「日時」,「7シリーズ(計算)」,「想起」に関する項目において低い値が目立った.しかしこれらは対象の文化的背景や生活習慣,また教育の機会が低いことが影響を及ぼしている可能性も高く,一概に津波の被災体験によるものとは考えにくい.メンタル・ヘルス回復プログラムは社会的な統合への試みであるだけでなく,共同体全体への努力を必要とする.特に,甚大な災害をもたらした後,様々な年齢層と異なった期間のニーズを考慮に入れることは不可欠である.今後も長期的視野で高齢者のメンタル・ヘルスに影響を及ぼすメカニズムを調査し,被災者に対して必要とされるケアや解決法を模索しながら,実証的な調査,系統的な調査を行っていく必要がある本年度も引き続き、2004年スマトラ島沖地震によって津波の被害を受けたスリランカ南部地区において、60歳以上の被災住民30人を対象に、認知症を主眼とした津波被災後の日常生活の変化、健康状態などに関する聞き取り調査を行った。また被災地区に住む医師、担当政府官らから、津波被災前後の住民の精神被害の状況、経済状況や人口変動などに関する情報を収集するとともに、高齢者を対象とした地区活動に参加しながら、当該地区が抱えている問題と課題について分析を行った。分析の結果、被災地区の60歳以上の認知症発症率は1パーセントから2パーセント程度、認知症有病率については、津波後の人口流出などもあり数値にばらつきがあるが、70歳以上の認知症テストMMSE(Mini-Mental State Examination)では、軽度の認知症疑いが15パーセントから17パーセントであった。MMSEの検査項目の内、特に得点が低かったのが月日や計算式の問いであったが、これらには文化的背景(教育歴、経済状況等)がバイアスとなって影響を及ぼしていると考えられるため、総得点だけから認知症疑いと結論付けるには注意が必要であり、更なる研究が必要であると思われる。津波被災前後の認知症の発症率・有病率の変化については、被災前のデータがないため明らかではないが、被災後の発症率については津波被災による心的外傷が原因となる明らかな増加は認められず、自然増加内に留まっていると考えられた。また本調査を開始した2006年以降、津波被害を要因とした住民の精神的健康度や身体的健康度には顕著な影響は認められず、心的外傷と認知症との間には関連がないと推測される。
ジャワ語文献にみるジャワのイスラーム化再考

2018年6月30日ー7月1日に大阪大学において本研究課題をテーマとした国際シンポジウムTransformation of Religion as Reflected in Javanese Texts(2) Rethinking of the Process of Islamizationを開催した。インドネシアから3名、オランダから2名、ドイツから1名、イギリスから1名、オーストラリアから2名、計9名招聘した(発表者およびコメンテーター)。内、3名は本科研の海外共同研究者である。国内からも、本研究課題の研究分担者・連携研究者以外に、様々なイスラーム地域研究者にもディスカッサントとして参加してもらった。シンポジウムでは、ジャワ最古のイスラーム宗教問答書、神秘主義詩歌、ジャワにおける聖人の伝承文学、他のイスラーム世界の聖者伝承文学のジャワ流入などの分析について発表がなされ、これまで詳細には議論されてこかなかったジャワ・イスラーム化初期(16ー17世紀)のアクターたちについての議論がかわされた。本シンポジウム後も、国内研究会で、再度発表ペーパーの内容について議論した。全てのペーパーは、2019年度末(または2020年度はじめ)にJavanese Studies Seriesの次号として出版するため、発表者にシンポジウムでの議論を踏まえた、再執筆を依頼した。また、そのうちの幾つかのペーパーを、2019年7月にオランダのライデンで開催される国際会議11th International Convention of Asia Scholars (ICAS11)でパネルとして発表するために、再構成し、応募した。応募は2018年度末に受理されたので、7月に発表する予定である。2018年度の主要な活動であった国内での国際シンポジウムが無事開催でき、シンポジウムにおいて、研究成果を発表し、海外の研究者と議論することもできた。それらの議論により、発表論文の内容を出版前にさらに検討することが可能になった。また、2019年に予定している海外での国際会議(ICAS11)に出席し発表するための準備を整えることができた。したがって、計画は概ね順調に進んでいると言って良い。ただし、コンコーダンスについては、掲載用のテキストの最終整備が終わっていないため、掲載ができていない。今年度の主な活動は以下の3点である。1. 2019年7月に、オランダのライデンで開催される国際会議11th International Convention of Asia Scholars (ICAS11)において、パネル発表をおこなう。すでに申請は受理されているため、発表に向けて、最終準備をおこなう。2. 1の国際会議でのディスカッションを踏まえ、ペーパーを完成させ、2019年度中に、2018年に大阪で開催された国際シンポジウムTransformation of Religion as Reflected in Javanese Texts (2) Rethinking of the Process of Islamizationの成果を出版する準備を進める。再執筆してもらった全てのペーパーを点検し、Javanese Studies Seriesとして出版するための申請を行う。3.ジャワ語・古ジャワ語文書コンコーダンスJavanese Documents Onlineを完成させる。すでに掲載予定のテキストは揃っているので、そのテキストを再点検し、コンコーダンスに載せ、使用具合を確認する。本研究の目的は、これまで史料的限界により、十分には議論されてこなかったジャワ地域のイスラーム化について、14世紀から19世紀のジャワ語史資料及び関連資料の開拓・再検討及び、南アジアのイスラーム化との比較分析を通して、再考することである。本年度は、初年度として、まず国内研究会を2回行い(東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所共同利用・共同研究課題「ジャワ語テキストにみるジャワの宗教変容(2)」研究会との共催)、参加者の研究発表を通して、関連研究史の整理を行った。オランダ人研究者によるイスラーム諸王国時代の研究は非常に限られた史料しか利用していないこと、「九聖人」に関わる写本群の研究はほとんど進んでいないことが明らかになった。この研究会と同時に、マタラム王国王統記『ババッド・タナ・ジャウィ』(ジャワ文字、バライ・プスタカ版)の講読会を公開で開始し、ジャワ語史料の読解・分析方法についての議論を行った。ジャワ語韻文テキストの共同講読を公開で行う試みは国内でこれが初めてであり、ジャワ語韻文読解の様々な問題点が明らかになった。この講読成果は終了後に史料改題として発表する予定である。また、ライデン(オランダ)やジャカルタ(インドネシア)の図書館に所蔵されているジャワ語写本の調査を行い、16世紀以降のイスラーム化、特にジャワの「九聖人」に関わる写本をデジタルデータで収集した。これらの写本についての概要をまとめ、来年度の調査に関わる部分について、今後分析を進める予定である。さらに、ジャワ語文献コンコーダンス(JVDO)の完成度を上げるために、ジャワ語テキストの収集と整備を行った。これらを順次、コンコーダンスに掲載していくことを計画している。写本調査の結果、16世紀の3点の写本以降は、17世紀から18世紀に書かれたということが確実にわかる写本は存在せず、19世紀に書かれた写本の内容を検討していくことになったが、計画の進展状況に関して、今の所、特に遅れは発生していない。ジャワの宗教がヒンドゥー・仏教からイスラームに変化していく本研究の対象時期(14ー19世紀)のうち、17世紀以前は特に文字史料が少ないため、碑文や遺構などの史料との比較も行う予定を立てていた。そのため、2017年度は8月末に、中部ジャワ内陸部およびジャワ島北海岸部のイスラーム遺構調査をおこない、15ー16世紀に活躍したワリ(聖者)たちの墓や14ー17世紀のイスラーム遺構を見学し、写真撮影や史料の収集をおこなった。

そして、帰国後の国内研究会では、各地のイスラーム遺構の特徴や疑問点を整理し、南アジアや他のイスラーム諸国のイスラーム遺構および墓、また墓でおこなわれている慣行について、違いを検討した。さらに、国内研究会では、16, 17, 18, 19世紀の各時代のジャワのイスラーム文書についての整理が行われ、2018年度開催予定の国際シンポジウム(会場:大阪大学)において、議論されるべき点について検討がおこなわれた。そして、日本国内側の発表者の発表内容についても、概要を発表し、意見交換がおこなわれた。また、イスラーム受容期に書かれたと考えられているマタラム王国王統記『ババッド・タナ・ジャウィ』(ジャワ文字、バライ・プスタカ版)についても講読会をおこない、序の読解が完了した。今後、この解題を作成し、発表する予定である。古ジャワ語と現代ジャワ語文献の比較をおこなうことができるコンコーダンスJavanese Documents Online(JVDO)についても、掲載用テキストの準備(打ち込み、校閲、タグ付け)作業を前年度より続けておこない、掲載の準備をすすめた。予定通り、イスラーム遺構調査が終了し、関連資料の収集も十分におこなうことができた。また、その調査内容についての検討もおこなうことができた。2018年度の国際シンポジウムについても、検討すべき内容やプログラムについて明らかになり、準備は順調に進んでいる。今の所、遅れは生じていない。2018年6月30日ー7月1日に大阪大学において本研究課題をテーマとした国際シンポジウムTransformation of Religion as Reflected in Javanese Texts(2) Rethinking of the Process of Islamizationを開催した。インドネシアから3名、オランダから2名、ドイツから1名、イギリスから1名、オーストラリアから2名、計9名招聘した(発表者およびコメンテーター)。内、3名は本科研の海外共同研究者である。国内からも、本研究課題の研究分担者・連携研究者以外に、様々なイスラーム地域研究者にもディスカッサントとして参加してもらった。シンポジウムでは、ジャワ最古のイスラーム宗教問答書、神秘主義詩歌、ジャワにおける聖人の伝承文学、他のイスラーム世界の聖者伝承文学のジャワ流入などの分析について発表がなされ、これまで詳細には議論されてこかなかったジャワ・イスラーム化初期(16ー17世紀)のアクターたちについての議論がかわされた。本シンポジウム後も、国内研究会で、再度発表ペーパーの内容について議論した。
プログラム細胞死を制御する機能性食品成分に関する研究

1.腫瘍壊死因子(TNF)誘導ネクローシスに対するドコサヘキサエン酸(DHA)の効果:マウス繊維芽肉腫細胞L929に種々の不飽和脂肪酸を取り込ませ、TNFで刺激した所、DHAをはじめ、いくつかの脂肪酸により細胞死が抑制された。その抑制効果の大きさはDHA>DPAn-3〓EPA>AA〓20:3(n-6)〓22:4(n-6)であった。アネキシンV・プロピジウムイオダイド・ヘキスト染色やDNAラダーの検出から,L929細胞はTNFにより主としてネクローシスを誘導されていることが確かめられた。以上よりDHAはTNF誘導アポトーシスばかりではなく,ネクローシスも阻害する効果を持ち,二つの細胞死のモードに共通したシグナルを阻害することで,細胞死を伴う種々の組織障害を軽減する効果をもつ可能性が示唆された。2.TNF誘導アポトーシスに対する抗酸化物質の効果と細胞内グルタチオンレベルとの関連抗酸化作用をもつメルカプトエタノール(2-ME),N-アセチルシステイン(NAC)がTNF誘導アポトーシスを阻害することがわかった。さらにそのメカニズムを調べる目的で,細胞内グルタチオンレベルを測定したところ,2-MeやNAC処理で細胞内グルタチオンレベルが上昇した.しかし,アポトーシスの阻害活性とグルタチオンレベルの上昇と比例関係は見られないこと等から,抗酸化剤のアポトーシス阻害作用は,細胞内グルタチオンレベルのみでは説明できないことがわかった.3.メチル水銀の細胞毒性に対するDHAの効果PC12細胞のメチル水銀による細胞死に対する脂肪酸の効果を調べた.しかし,TNF等によるアポトーシスやネクローシスと異なり,あらかじめDHAを取り込ませた場合に,メチル水銀による細胞死はむしろ促進された.このことから,メチル水銀は,他の薬剤とは異なったメカニズムで細胞死を誘導する可能性が示唆された。1.腫瘍壊死因子(TNF)誘導ネクローシスに対するドコサヘキサエン酸(DHA)の効果:アポトーシスに加え、細胞外からの刺激で誘導されるネクローシスもプログラム細胞死の一つであり、組織障害を伴う疾病の要因となっていることが明らかになってきた。前報(J.Nutr.130(2000)1095-1101)において、TNF誘導アポトーシスが、細胞膜にDHAを取り込ませた細胞では阻害されることを報告したので、今回は、TNF誘導ネクローシスに対するDHAの影響を調べた。TNFにより主としてネクローシスが誘導されることが知られているマウス繊維芽肉腫細胞L929に種々の不飽和脂肪酸を取り込ませ、TNFで刺激した所、DHAをはじめ、いくつかの脂肪酸により細胞死が抑制された。その抑制効果の大きさはDHA>DPAn^-3【greater than or equal】EPA>AA【approximately equal】20:3(n-6)【greater than or equal】22:4(n-6)であった。一方20:3(n-6),22:4(n-6),18:1,18:2には抑制効果がみられなかった。

2.前報(J.Nutr.130(2000)1095-1101)においては,ビタミンEにTNF誘導アポトーシスを阻害する効果があることも報告した。今回,同様に抗酸化作用をもつメルカプトエタノール,N-アセチルシステインの作用を調べたところ,ビタミンE同様に,TNF誘導アポトーシスを阻害することがわかった。1.前年度までの研究成果を報文として発表した(Biochim. Biophys. Acta176,454次項11.研究発表に記載>その概要は以下の通りである.ドコサヘキサエン酸(DHA)や他の多価不飽和脂肪酸をL929細胞のリン脂質膜に取り込ませ,腫瘍壊死因子(TNF)誘導の細胞死に対する影響を調べた.DHAはネクローシスに対しても抑制作用を示し,リン脂質中のDHA, DPA,アラキドン酸の増加がネクローシスの抑制に関連していることが明らかになった.さらにDHA、は,ネクローシスとアポトーシスに共通のシグナル伝達経路に関わっている可能性が示唆された.2.前年の実験において,ビタミンEと同様に,メルカプトエタノール(2-Me)とN-アセチルシステイン(NAC)がU937細胞のTNF誘導アポトーシスを阻害することを明らかにした.今年度はそのメカニズムを調べる目的で,細胞内グルタチオンレベルを測定したところ,2-MeやNAC処理で細胞内グルタチオンレベルが上昇することがわかった.しかし,ビタミンE処理ではグルタチオンの上昇が見られないこと,また,アポトーシスの阻害活性とグルタチオンレベルの上昇と比例関係は見られないこと等から,抗酸化剤のアポトーシス阻害作用は,細胞内グルタチオンレベルのみでは説明できないことがわかった.3.新たに神経系細胞のアポトーシスを阻害する物質を調べる目的で,神経系細胞株の一つであるPC12細胞のメチル水銀による細胞死に対する脂肪酸の効果を調べた.しかし,今までの培養細胞のアポトーシスやネクローシスと異なり,あらかじめDHAを取り込ませた場合に,メチル水銀による細胞死はむしろ促進された.このことから,メチル水銀は,他の薬剤とは異なったメカニズムで細胞死を誘導する可能性が示唆された.1.ビタミンEと同様に,メルカプトエタノール(2-Me)とN-アセチルシステイン(NAC)がU937細胞のTNF誘導アポトーシスを阻害する.そのメカニズムを調べる目的で,細胞内グルタチオンレベルを測定したところ,2-MeやNAC処理で細胞内グルタチオンレベルが上昇することがわかった.しかし,ビタミンE処理ではグルタチオンの上昇が見られないこと,また,アポトーシスの阻害活性とグルタチオンレベルの上昇と比例関係は見られないこと等から,抗酸化剤のアポトーシス阻害作用は,細胞内グルタチオンレベルのみでは説明できないことがわかった.なお、本アッセイをすすめる過程で、グルタチオンレベルは、ビタミンEの溶媒として用いたエタノールでその変動が抑えられることがわかった。その他の抗酸化成分として、茶カテキン類の効果を調べたが、本アッセイ系では効果がみられなかった。これは主としてカテキン類が水溶性ではなく、エタノール溶液として添加するには添加量の制約があることによる可能性がある。
低レイノルズ数における自己駆動素子の流体効果による集団運動

べん毛、繊毛および関連する非平衡コロイド系の流体効果によるダイナミクスについて、以下の研究結果を得た。(1)アーキアべん毛のモデル:らせん状べん毛の回転によるアーキア(古細菌)の遊泳の流体力学モデルを構築し、重心速度およびべん毛の傾きに起因する歳差運動の角速度を解析した結果、実験データとのよい一致を得た。(学習院大学の木下佳明氏らとの共同研究。論文投稿中)(2)バクテリアカーペットにおけるアクティブ相転移:2種類のべん毛バクテリアを混合したカーペットについて、塩濃度の変化によって誘起される相転移挙動を解析した。混合比の大小によって2種類の挙動が存在することを見出し、理論的説明を与えた。(国立中央大学の温偉源氏らとの共同研究。論文投稿中)(3)バクテリア乱流中におけるコロイド粒子の集団運動:バクテリア乱流の連続体モデルをコロイドの流体シミュレーション手法と組み合わせ、コロイド粒子が乱流を加速することを見出した。(デュッセルドルフ大学のハルトムート・レーヴェン氏との共同研究)(4)繊毛ビーティング運動を模したコロイドの同期現象:繊毛の有効打と回復打を模した周期変動外力によって駆動される2個のコロイド粒子の同期現象を解析し、同期パターンの動的相図および緩和過程のダイナミクスについて実験データとのよい一致を得た。(ケンブリッジ大学のアルマンド・マエストロ氏、オックスフォード大学のラミン・ゴレスタニアン氏らとの共同研究)(5)マウス気管繊毛の弾性復元力および流体抵抗力の解析:単離したマウス気管繊毛のビーティング運動の観察データを弾性フィラメントモデルにより解析し、繊毛の基部および中間部の曲げ弾性定数を評価した。また流体抵抗力を計算してその寄与が小さいことを見出した。(学習院大学の加藤孝信氏らとの共同研究)27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。流体相互作用が引き起こす繊毛、鞭毛、アクティブコロイドの集団運動について、以下の(1)(3)のテーマを中心に研究を行った。(1)繊毛メタクロナル波の発生条件の解析:繊毛のモデルとして駆動力が位相の関数として周期的に変調する剛体回転子モデルを用いて、回転子の2次元正方格子でのメタクロナル波の発生条件を解析した。その結果、駆動力のピーク位置が円軌道の頂上より45°手前にある場合に最もメタクロナル波が発生しやすいことが分かった。また、軌道面が平面基盤に対して45°傾いている場合に最も発生しやすいことが分かった。これはゾウリムシやマウス気管の繊毛の軌道が傾いている事実と整合する。(2)光駆動コロイドの同期現象の解析:光ツイーザーによって駆動され円軌道上を回転するコロイド粒子の流体相互作用による同期現象の解析をPietro Cicuta氏(ケンブリッジ大学)らの実験グループと協力して進めた。駆動力を位相のサイン関数として変調させた実験の結果、回転子の柔軟性(円軌道からのずれ)が大きい場合には同位相同期が起きやすいこと、駆動力の変調が大きい場合や回転子間の距離が小さい場合には逆位相同期が起きやすいことを見出した。また理論計算によりこれらの定性的傾向を確認した。(3)バクテリアカーペットの集団同期転移の機構解明:バクテリアカーペットにおける鞭毛の集団同期現象の解析を、Wei-Yen Woon氏(国立中央大学、台湾)らの実験グループと協力して進めた。溶液中のNa+濃度が閾値を超えると流動速度が急激な増加を見せる現象についてその機構を検討した結果、これは鞭毛の歳差運動が集団的に同期する2次相転移的な挙動であると判明した。その他、(4)マウス気管繊毛のビーティング運動(5)らせん状鞭毛による遊泳(6)バクテリア乱流中のコロイド粒子の運動について予備的な研究を進めた。(ケンブリッジ大学のアルマンド・マエストロ氏、オックスフォード大学のラミン・ゴレスタニアン氏らとの共同研究)

(5)マウス気管繊毛の弾性復元力および流体抵抗力の解析:単離したマウス気管繊毛のビーティング運動の観察データを弾性フィラメントモデルにより解析し、繊毛の基部および中間部の曲げ弾性定数を評価した。また流体抵抗力を計算してその寄与が小さいことを見出した。(学習院大学の加藤孝信氏らとの共同研究)上記研究テーマの内(1)繊毛メタクロナル波(2)光駆動コロイドについては当初の計画に沿って期待する研究成果がほぼ得られたものの、論文発表に至っていない。(1)に関しては計算結果は出そろっており、共同研究者のRamin Golestanian氏(オックスフォード大学)と連絡を取りつつ論文を執筆中である。(2)に関しては実験と理論で得られる同期挙動に定性的な一致が得られているが、さらに定量的な一致を得るべく実験条件の再検討を進めているところである。一方、テーマ(3)(6)は本研究課題の目的に合致するが、当初の年度計画にはなく新規に開始した共同研究であり、その点では予想外の進展があった。(3)は2014年9月に共同研究を開始し、バクテリア鞭毛の集団同期現象について定量的測定と検討を行った結果、同期転移の機構を複数の候補の中から1つに絞りこむことができた。現在、バクテリアカーペット上の流動場について理論モデルとの比較を進めている段階である。(4)(5)は2014年10月に西坂崇之氏(学習院大学)らの実験グループと共同研究を開始した。(4)については繊毛の弾性変形、流体抵抗、分子モーターの駆動力を取り入れたモデルを構築しているところであり、流体抵抗が駆動力に対してマイナーな寄与であることが判明した。(5)については古細菌(アーキア)のらせん状鞭毛による遊泳について流体力学モデルを構築しており、遊泳速度について予備的な計算結果が得られている。(6)は2015年2月にHartmut Loewen氏(デュッセルドルフ大学)と共同研究を開始した。当初の年度計画ではヤヌス粒子の集団運動をSmoothed Profile Method (SPM)により数値的に解析する予定であったが、対象を変更し、アクティブ乱流中のコロイド粒子の挙動をSPMにより解析することとした。27年度が最終年度であるため、記入しない。上記研究テーマ(1)(6)の各々について、2015年度中の論文発表を目標として以下のように研究を進める。(1)2次元メタクロナル波の発生条件に関する論文を執筆、投稿する。次にメタクロナル波による流動速度や流動場のエネルギー散逸率を解析し、メタクロナル波の生物学的合理性を検討する。(2)光駆動コロイドの同期現象について理論と実験の定量的な一致を得るべく理論モデルや実験条件の改良を行う。また理論と実験をつなぐ中間手段としてノイズや駆動力のフィードバック遅れを取り入れた直接数値シミュレーションを実行する。(3)バクテリアカーペットが作る流動場パターンを、3次元回転子モデルの数値シミュレーションにより解析し、トレーサー粒子の運動やバクテリアカーペットとの相互作用についての実験結果と比較、検討する。(4)繊毛を1次元フィラメントとみなすモデルを用いて、弾性変形を解析するとともに、駆動力のモデルを改良して繊毛の運動パターンの定量的な記述を行い、実験結果と比較する。
新たなミトコンドリア機能異常に基づくLeigh脳症の解明とその薬物療法の確立

全国から診断を依頼された62例のLeigh脳症患児から得た培養細胞の検索により31例の病因を明らかにした。その内訳はPDHC異常症5例、複合体I欠損症4例、複合体IV欠損症4例、ミトコンドリアDNA異常症18例(T8993G変異15例、T8993C変異2例、A8344G変異1例)であり、これまでの我々の研究によりLeigh脳症患児の半数の病因は判明したが、なお半数の病因が不明である。この中ではビタミンB1反応性PDHC異常症が4例みられたことより、本症の頻度が高いこととLeigh脳症患児におけるビタミンB1大量療法の有用性が判明した。新生児早期から筋緊張低下、呼吸障害、高乳酸血症、頭部MRI所見よりLeigh脳症と診断された男児例の検索により[1-^<14>C]ピルビン酸脱炭酸能が著明に低下していた。[1-^<14>C]ピルビン酸脱炭酸能は生きている細胞内において、細胞内のピルビン酸がミトコンドリア膜を通過した後、ミトコンドリア内においてCO_2が発生するまでの代謝経路内の状態を表わしている。従って、ミトコンドリア酵素活性(PDHC活性,αKGD活性,COX活性)、ミトコンドリア内のピルビン酸濃度、ミトコンドリア内のTPP濃度がこのピルビン酸脱炭酸能の低下に関与している。しかし本患児のミトコンドリア酵素のPDHC活性、αKGD活性、COX活性は全て正常であった。すなわち、本患児はこれまでに診断し得たLeigh脳症患児の代謝異常症とは異なるパターンを呈しており、Leigh脳の病因として新たな代謝障害(ミトコンドリア内のピルビン酸濃度、ミトコンドリア内のTPP濃度)が関与した可能性があることが判明した。
鉱質コルチコイド受容体をターゲットとした慢性腎臓病克服に向けたストラテジー

我々は、アルドステロンの受容体である鉱質コルチコイド受容体(MR)の過剰活性化が腎障害の重要なトリガーとなること、MR活性はリガンド以外に低分子量G蛋白Raclによっても制御されることを報告してきた。本研究で我々は、『RaclによるMR活性化』機構がアンジオテンシンII・食塩過剰モデル、肥満糖尿病モデルの腎障害に寄与すること、食塩感受性高血圧の規定要因でもあること、一部腎障害の炎症機転を担うことを明らかにした。1)培養糸球体足細胞を用いた検討で、酸化ストレスや高血糖、アンジオテンシンIIなどの刺激が時間依存性にRac1活性化を引き起こすことを見いだした。さらに、こうしたメタボリックシンドロームの病態に密接に関連する刺激によってRac1の活性化が生じたことから、メタボリックシンドロームモデル動物の腎障害におけるRac1の関与を検討した。その結果、メタボリックシンドロームを呈するSHR肥満ラットでは肥満のない高血圧モデルに比し腎臓でのRac1活性が亢進しており、Rac阻害薬投与によりその腎障害(アルブミン尿、足細胞障害など)が著明に改善することが示された。2)MR活性化から腎障害にいたるシグナルカスケードの解明として、セリンスレオニンキナーゼであるSgk1に着目した検討を行った。野生型マウスならびにSgk1ノックアウトマウスを用いて片腎摘出+アルドステロン慢性投与+高食塩食モデルを作製したところ、野生型マウスでは高血圧、アルブミン尿、足細胞障害、糸球体硬化、腎線維化が生じたが、Sgk1ノックアウトマウスでは腎障害のフェノタイプが非常に軽微であった。このことから、アルドステロンによる腎障害のメディエーターとしてSgk1の重要性が示された。このように、本年度の研究を通して、より臨床病態に近い慢性腎臓病モデルにおいてもRac1の過剰活性化が腎障害の進展に深く関与しており、Rac阻害薬が腎保護に有用であることが示された。このことは、今後慢性腎臓病の新たな治療法としてRac阻害薬の実用化をはかる上で重要な礎になるものと考えられた。1.RAA系亢進マウスの腎障害における「Rac1によるMR活性化」とRac阻害薬の腎保護効果ツクバ高血圧マウスを高塩食で飼育すると、著明なアルブミン尿、糸球体硬化、尿細管間質障害が出現し、その過程でRac1・MRの活性化が生じ、Rac阻害薬、MR拮抗薬が有用であった。Rac阻害薬により足細胞障害が改善したほか、マクロファージ関連炎症性サイトカインの減少が顕著に認められた。2.マクロファージにおけるRac1と炎症性サイトカイン産生・分泌1)で"述べたように、Rac阻害薬が臓器の炎症を顕著に抑制したため、マクロファージ機能におけるRacの関与を検討したところ、Rac1がTLR4刺激によるTNFαやIL-6、IL-1βなどの炎症性ツイトカインの産生・分泌にクリティカルな役割を果たしており、RAC阻害薬によりこれらサイトカインの分泌が劇的に抑制されることが示された。すなわち、マクロファージを介する炎症機転の制御がRac阻害薬による臓器保護作用の重要な局面を担っているものと推察された。3.酸化ストレスはRac1を介してMR活性化を引き起こす酸化ストレス誘発因子としてbuthionine sulfoximine (BSO)を用いて、酸化ストレスがMR活性化を引き起こすメカニズムを検討した。BSO負荷はグルタチオン欠乏、NADPHoxidase活性化を介して酸化ストレスを増大させ、MR依存性転写活性を亢進させた。BSOはRac1を活性化し、Rac阻害薬はMR転写活性を著明に抑制した。BSOによりMR核移行が増強し、Rac阻害薬は核MRを著しく減少させたことから、酸化ストレスの作用機序として、MRの核-細胞質シャトリングへの影響が示唆された。4.細胞特異的ノックアウトマウスを用いたRac1-MR系の病態生理的役割の検討本年は足細胞・マクロファージ特異Rac1/MR欠マウスの作製を進め、Tet0-Cre ; Podocin-rtTAマウスやNephrin-Creマウスとfloxマウスの交配により、足細胞特異的(テトラサイクリン誘導性)Rac1/MR KOマウスの作製に成功した。マクロファージ特異的Rac1/MR KOマウスやRhoGDIαflox/floxマウスは作製途上である。(1)腎細胞特異的遺伝子改変マウスを用いた検討Rac1活性化とMRカスケード・臓器障害の関係をより直接的に実証するため、腎糸球体足細胞特異的RhoGDIa/Rac1/MR KOマウスの作製を手掛けてきたが、前2者の作出にようやく成功した。足細胞特異的RhoGDIaKOマウスでは全身性KOマウスとほぼ同様な足細胞障害、蛋白尿の出現、ならびにMR拮抗薬による完全なる改善を認め、足細胞におけるRac1→MR系の重要性が実証できた。

足細胞特異的Rac1 KOマウスはホモでは足細胞障害を自然発症し、Rac1活性化とMRカスケード・臓器障害の関係を検証するには不向きであった。現在薬剤誘発性KOマウスの作製を進めている。(2)マクロファージにおけるRac1-MRクロストークと腎障害モデルにおける役割昨年度は培課マクロファージを用いた検討で、LPS刺激がRac1活性化を介してTNFαやIL-6、IL-1βなどの炎症性サイトカインの産生・分泌にクリティカルな役割を果たしており、Rac阻害薬やMR拮抗薬がこれらサイトカインの分泌を著明に抑制することを見出した。本年度はマクロファージ特異的MR KOマウスを用いて、LPS誘発性急性腎障害モデルを作製したところ、コントロール群ではLPSによりM1サイトカインの上昇、BUNやクレアチニンの上昇が生じるのに対して、KOマウスではこれらが劇的に軽減しており、マクロファージはM2化していた。クロドロネート投与やMR拮抗薬投与によってもM1サイトカインは減少した。以上より、マクロファージにおいてもRac1はMR活性の制御因子となっていること、マクロファージのMRはそのM1/M2極性制御に重要な役割を果たしており、炎症機転が関与する腎障害の病態に関与すること、マクロファージにおけるRac1-MR系が腎障害に対する新たな治療標的となることが示された。
腸上皮細胞と筋線維芽細胞の２層培養系を用いた新規薬物透過吸収試験モデルの開発

経口摂取された医薬品や機能性食品の効果や安全性は消化管からの吸収に依存するため,培養細胞を用いた消化管透過吸収試験の結果が評価において重要な材料となっている。しかし,現在の吸収透過試験系は単一種の上皮細胞による単層培養系が用いられており,生体の消化管上皮層が多様な上皮細胞から構成されていることや,筋線維芽細胞が上皮細胞直下に足場として配列し上皮細胞の機能を制御していることが考慮されていない。本プロジェクトでは,生体環境に近い物質透過吸収試験系を確立することで,薬や機能性食品の有効性や安全性がより反映されたあらたな評価方法を提供することを最終目的として研究を行った。本研究は,『消化管の上皮細胞層と筋線維芽細胞層からなる腸上皮2層モデルの作出による新たな薬物透過吸収試験系の確立』を目的としている。本プロジェクトでは,生体環境に近い物質透過吸収試験系を確立することで,薬や機能性食品の有効性や安全性がより反映されたあらたな評価方法を提供することを最終目的として研究を行っている。平成27年度は上皮幹細胞(IESC)を用いた上皮細胞単層モデルの作成をめざして,IESCの効率的分化誘導法の確立とIESC由来上皮細胞単層モデルの作成のために,腸筋線維芽細胞(IMF)と腸上皮細胞の混合型3次元組織構造体(オルガノイド)作成の検討を行った。その結果,消化管上皮オルガノイドにIMFを加え,特殊調整した培地,血清,各種因子等により刺激を行い,効率的に分化・増殖させる培養条件を見つけ出し,マウスのみならずヒト消化管からも各種細胞が混在する3次元培養モデルを確立することができた。現在は,これらの知見を元に,IESCの効率的分化誘導法の確立と,IESC由来上皮細胞単層モデルの作成を行っている。当初計画では,腸上皮細胞のみを利用した消化管上皮オルガノイドの作成条件を,そのままIESCの分化誘導ならびにIESC由来上皮細胞単層モデルへ利用する予定であった。しかし,予備的実験において,本条件を上皮細胞単層モデルとして適用するよりも,オルガノイドの時点で,最終目的のIESC由来上皮細胞とIMFを混在させることが,その後の2層培養モデルの培養条件として,適していることが明らかとなってきた。そこで,1)適正培地組成(DEME,DMEM/F12など),2)血清成分と濃度(FBS,マウス血清など),3)各種発生シグナルの刺激薬・阻害薬の必要性(WntシグナルやNotchシグナル活性化,BMPシグナル阻害など)について,2種細胞からなるオルガノイドの作成条件を検討し,確立することができた。また,培養にはNogginやR-spondin1等の非常に高額な因子を必要とすることから,当該研究費だけでは,実験の進展が困難であることが明らかとなった。そこで,これらの因子を自己産生する細胞を作成し,実験が滞りなく進むようになった。現在は,当初目的のIESCの分化誘導ならびにIESC由来上皮細胞単層モデルの作成を行っており,本研究計画はおおむね順調に進捗していると考えられる。本プロジェクトでは,生体環境に近い物質透過吸収試験系を確立することで,医薬品や機能性食品の有効性や安全性がより反映されたあらたな評価方法を提供することを最終目的として研究を行っている。今年度は当初計画通り,IESCの効率的分化誘導法の確立とIESC由来上皮細胞単層モデルの作成を初めに行う。その後,IESC由来上皮細胞とIMFからなる2層透過吸収試験系を確立し,最終的には,IESC由来上皮細胞ーIMF2層モデルによる透過吸収試験系を完成する。

具体的には,現在進めている培養条件をIESCとIMF2層培養モデルへ適用し,その後,ルシファーイエロー透過性試験やグルコース吸収試験により物質透過性を検討する。さらに,経上皮電気抵抗試験により細胞間密着結合について検討し,免疫蛍光染色により細胞間接着(タイトジャンクションなど)を確認する。また,IESC由来上皮細胞-IMF2層モデルの形態学的・機能的な性質を検討するために,電子顕微鏡により細胞および細胞間の微細構造の解析と中和抗体を用いて細胞間接着におけるβ1やβ4 integrin等の関与を検討する。また,どうしてもIESCの分化誘導が成功しない場合を想定して,多様性を持った上皮細胞集団のオルガノイド(3次元組織構造体)の利用を並行して検討する予定である。我々はすでにマウス小腸上皮細胞を用いて,オルガノイドの作成に成功している。さらに,IMFとマウス結腸株化上皮細胞による2層培養モデルを作成し,少なくとも上皮細胞と筋線維芽細胞を用いた物質透過吸収試験系の作成は完遂する。獣医薬理学