hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アディポ・免疫サイトカインを介する乳腺組織形成とその乳房炎、乳癌における役割

未妊娠の雌マウスにおいて肥満が乳腺発達異常(導管径の短縮と分岐数の減少、筋上皮細胞層の欠失とコラーゲン層の肥厚)をもたらすことを明らかにし、その異常の一部は脂肪細胞分泌因子レプチンに因ることを強く示唆した。一方、イヌ乳腺腫瘍組織より得た不死化細胞5株の増殖はレプチンにより影響されず、癌化に伴う応答性の変化が示唆された。さらに導管形成を促進する成長因子HGFの脂肪細胞における発現調節機構などについて検討した。乳腺の間質組織から分泌されるアディポ・免疫サイトカインが乳腺上皮細胞の高次構造物形成、つまり乳腺の発達におよぼす影響をあきらかにすることを第一の目的とし、以下の検討を行った。ウシ乳腺皮下組織から乳腺上皮細胞と間質脂肪細胞を分離、培養したところ、各々の細胞は上皮細胞、間質細胞に特有のマーカーのみで染色され、高い純度を示した。次いで上皮細胞をコラーゲンゲル三次元培養に供し、その構造物形成の変化を画像解析により定量した。未分化の間質脂肪細胞培養上清は上皮細胞による構造物の形成を惹起しなかったが、分化後の培養上清は構造物の形成を誘起した。後者の作用は脂肪細胞から培養上清中に分泌された肝細胞増殖因子HGFによることが証明された。しかしながら、形成された構造物からは成熟した乳腺上皮細胞のマーカーであるカゼインは検出されず、乳腺上皮の成熟にはその他の因子が関与することが示唆された。そこで代表的なアディポカインであるレプチンについて調べたところ、レプチンは単独では乳腺上皮による構造物の形成には影響せず、HGFと共存させた場合はHGFによる構造物の形成を阻害した。さらに、導管から腺房を形成させる因子を検索し、候補因子であるneuregulinが脂肪細胞に発現することを見いだした。レプチンの阻害機構とNeuregulinの機能については現在、検討を進めている。一方、脂肪細胞におけるHGF、レプチンおよびneuregulinの分化に伴う発現パターンの変化が上述のように確認した。現在、性ホルモンや炎症性サイトカインの作用について検討中である。乳腺腫瘍に対する作用は検討が遅れており、平成19年度の課題としたい。性成熟や妊娠に伴う乳腺の発達、泌乳、その後の乳腺組織の退縮は性ホルモンや下垂体ホルモンによって調節される。それらは乳腺上皮細胞に直接作用するのみならず、間質脂肪細胞より分泌される因子を介して上皮機能を調節する。そこで間質脂肪細胞のモデルとして3T3-L1細胞を用い、エストラジオール(E)とプロジェステロン(P)による肝細胞増殖因子(HGF)と上皮細胞増殖因子neuregulin(HRG)の発現分泌調節を調べた。HGFの発現は前駆脂肪細胞で強く、細胞を脂肪細胞に分化させると顕著に減少し、HGFタンパクの発現も同様であった。EはHGFの発現を濃度依存性に高めたが、Pは10nMまでは増強するものの、1000nMでは発現に影響しなかった。EとPで共刺激するとP 10nMでは相加的に作用したが、P 1000nMではEの作用を減弱させた。またHGFタンパクの発現はmRNAの発現にパラレルであった。つまりHGFの発現分泌はEとPの濃度に依存して大きく変化することが示唆された。一方、HRGの発現も前駆脂肪細胞で強く、細胞を脂肪細胞に分化させると顕著に減少したが、HRGタンパクの発現は脂肪細胞分化後も変化しなかった。活性化型HRGが生じるにはADAM17による切断が重要であるが、ADAM17の発現が分化前後で変化しないのに対し、ADAM17の内在性阻害タンパクTIMP3の発現が分化により有意に減少した。つまり、成熟後のHRG分泌は相対的に切り出し活性が高まったものと考えられた。なおHRG遺伝子の発現は前駆あるいは成熟脂肪細胞のいずれにおいてもEやPの処理で変化しなかった。次に、脂肪細胞分泌因子の様々な乳癌細胞の増殖応答に対する作用を調べたが、正常な乳腺上皮細胞の増殖を抑制したレプチンを用いても何ら影響は示さなかった。今後さらに継続して他の分泌因子の作用についても検討する予定である。乳腺導管は生後から思春期にかけて皮下脂肪組織内に伸長し、妊娠後に腺房が発達して泌乳を開始する。食餌性肥満が泌乳量を抑制し泌乳期間を短縮することがヒトやマウスなどで報告されているが、そのメカニズムや妊娠以前の乳腺導管発達に対する肥満の影響は知られていない。そこで我々は食餌性肥満が乳腺導管の発達に与える影響を形態学的に解析した。4週齢メスのC57BL/6Jマウスを2群に分け、高脂肪食(HFD)あるいは通常食(ND)を20週間給餌した後、腹部乳腺(腹部皮下脂肪組織)を採取した。

HFD群はND群に比して顕著な肥満、高レプチン血症を呈し、腹部乳腺重量はおよそ4倍に増大した。乳腺ホールマウント標本を用いて導管の形態を定量的に観察したところ、導管は両群とも複数の枝分かれをもって脂肪組織全体に伸長していたが、導管先端部の太さと分岐頻度は食餌性肥満によって有意に減少した。さらに乳腺薄切標本を用いて組織学的解析を行なった.乳腺導管は管腔側の上皮細胞と基底側の筋上皮細胞からなり、その外周は基底膜、膠原線維層、脂肪細胞の順で間質に取り囲まれている。HFD群では脂肪細胞の肥大と導管周囲線維層の肥厚、および筋上皮細胞の減少といった異常が認められた。食餌性肥満は妊娠以前の乳腺導管発達を抑制することが明らかとなり、これが妊娠後の腺房形成や泌乳の低下につながると考えられた。乳腺導管の発達制御には実質と間質をまたぐ局所的な細胞間相互作用が必要であり、我々は既にレプチンが乳腺上皮細胞の形態形成を直接抑制することを示している。つまりレプチンを初めとする肥満により変化する脂肪細胞分泌因子が、線維芽細胞や筋上皮細胞の機能に変化を与えた結果、乳腺導管の発達を間接的に抑制した可能性が示された。
他者への共感力を高める英語教育：学習者の積極的関与を目指して

緊張が高まる東アジア地域で今日必要な英語教育とは何かを考察し、隣国との和解での有効なコミュニケーションという新しい役割をもつ英語力を概念化することが本研究の目的である。日本の異文化理解や国際理解は、米英を中心に欧米諸国とのコミュニケーションに重点が置かれており、アジア隣国との関係性を軸とした英語関係の研究の蓄積は少なかった。本研究では、隣国との対話によって、他者への共感力を強める、自民族中心主義からの脱皮と西洋諸国に対する劣等感の払拭が可能になることがわかった。英語がアジアのリングア・フランカである現実から日本語的英語(Japanish)を堂々と使える環境を多く生み出すことを提言する。現在の日本と韓国の関係は、韓国との国交かつ関係正常化(1965)以来最悪の状態にあると言われている。本研究の目的は、さらなる紛争を避けるために、「共生」を重視し、「他者に共感する力」を高める英語教育を考察することである。具体的に、次の3点の研究目的に取り組みたい。1「Conflict」(衝突)をタブー視せずに、そのメカニズムを理解することで、ステレオタイプ化から生まれる偏見や差別観を軽減することを目的にした英語学習の妥当性を考察する。2韓国の学習者とのInterpersonal Communication Task(個人間コミュニケーション課題)を課すことにより、Student Engagement(学習者の積極的関与)がどのように変化するかを調査する。3エリート養成の競争を煽る英語学習ではなく、「共生」を重視し、「他者に共感する力」を高めるための英語教育の知見を探る。近年の英語教育は競争に勝つためのツールであるかのようで、国際競争力を強めようと躍起になり、他者に対する思いやりという心の余裕がもてなくなっている、と警鐘を鳴らす。欧州評議会は、Common European Framework of Reference for Languages(外国語ガイドライン/CEFR)で「外国語教育は競争ではなく共生(Co-existence)を促すためにある」と強調している(Council of Europe, 2001)。「経済や政治のための英語力」から「世界の市民レベルのコミュニケーションのツールとしての英語」に移行しなくてはいけない。一部のエリートだけが英語を所有すべきではない。よって、本研究では、英語を通しての「共生」を重視しながら、「他者に共感する力」を強める英語教育という斬新な着想に基づく原理の発展と方法論の可能性を考察している。1)李洙任「日韓の市民交流を絶えさせないためには」、西成区人権コラム(2015年10月号)、2015年10月23日。2)李洙任「日本における韓国・朝鮮籍の人たちの歴史的背景」西成区人権コラム(2015年11月号)2015年11月1日。3)李洙任「安重根獄中の遺墨「日韓史考えるきっかけに」」、『京都新聞』(夕刊)8面、2015年11月16日。4)李洙任「多文化共生の先駆け期待」、『朝日新聞(朝刊)大阪28面、2016年1月1日。本研究の目的は、さらなる紛争を避けるために、「共生」を重視し、「他者への共感力」を高める英語教育を考察することである。具体的に、次の3点の研究目的に取り組んだ。→Soo im Lee & Lisa Rogers『Culture and Conflict Changing the World for theBetter文化と衝突ー多文化共生のために』松柏社、2014年を使用し、学生(プロジェクト参加者)に紛争のメカニズムを理解させ、具体的な紛争の日韓の事例を整理した。例として従軍慰安婦問題、竹島・独島問題など。3エリート養成の競争を煽る英語学習ではなく、「共生」を重視し、「他者に共感する力」を高めるための英語教育の知見を探った。→International Cultural Exchange、Honam Universityの学生20数名を龍谷大学に招聘し、文化交流を実施した(2016年12月21日)。韓国の学生は、帰化人の王仁(わに、生没年不詳)のライフストーリーを英語で日本人学生の前で演じた。王仁とは、百済から日本に渡来し、千字文と論語を伝えたとされる記紀等に記述される伝承上の人物である。日本人学習者は、日本と韓国の歴史的な関係性への理解を深めることができた。2017年7月30日ー8月2日に韓国ソウルにて、日本、韓国、米国の若者を募り、英語で「東アジア地域の平和と安定」というテーマでワークショップを開催する。英語タイトル:The emergence of modern nations and the desire forpeace in Asia北朝鮮問題で緊迫する東アジアの平和について次世代が互いに語り合い、解決策の可能性を見出す作業に取り組む。媒介言語は英語なので日本人学習者にとって、このような取り組みは初めての場合が多く、グローバル時代における新秩序についてという課題に日本人学習者が真摯に取り組むことを期待する。この結果は、本研究活動の成果として社会発信をする予定である。

アジア英語の学習を推奨し、2014年ノーベル平和賞を受賞したMalala Yousafzai、2016総統選で圧勝した台湾初の女性総統、Tsai Ing-wenなどの英語のスピーチを紹介することによってネィティブスピーカーという概念の再定義をしている。また、e-bookにてHate SpeechとComfort Womenについて英語教材を作成した。本研究は、英語教育の新たな目的論の観点から「共生」を重視し、「他者への共感力」をめるための英語教育の実践と効果を考察することを目的とした。北朝鮮とアメリカとの外交関係の悪化から、東アジア地域に戦争が勃発するかもしれないという高まる緊張の中で、英語がアジアのリングア・フランカとして機能していることを学習者に体感させる教育環境を設定した。韓国の学習者とのInterpersonal Communication Task(個人間コミュニケーション課題)を課すことにより、Student Engagement(学習者の積極的関与)がどのように変化するかを調査した。基礎的知識を学習した上で、2017年には韓国で開催された英語によるワークショップでの日本人学習者がどの程度Engageできるかを観察し、録画されたデータを検証し、質的、また数量的に学習者の英語力を分析した。日韓の学習者の間のコミュニケーションのおいて韓国人学習者の歴史に関する情報が、日本人学習者が持つ情報量より圧倒的に多く、how to speak Englishよりwhat to speak aboutで、日本人側が沈黙に陥ってしまい、コミュニケーションにおける最大の支障になる要因になることがわかった。以下が具体的に判明した結果である。1アジア地域に対しての知識のなさは学習者の興味や関心に相関する。2テストスコアーで高得点を出す学生に関して、スキルが一定度あっても話す内容、すなわちコンテンツがない場合、コミュニケーションを発展させることができないことがわかった。同時に韓国の文化に関心がある学習者は、スキル(テストでの点数)が弱くても、韓国の学生とのコミュニケーションを成功させた。3韓国の学習者は、政治や社会に関心を深めており、特に平和に関しての洞察力が日本人学習者より深くそれの視点が英語力に影響していることがわかった。緊張が高まる東アジア地域で今日必要な英語教育とは何かを考察し、隣国との和解での有効なコミュニケーションという新しい役割をもつ英語力を概念化することが本研究の目的である。日本の異文化理解や国際理解は、米英を中心に欧米諸国とのコミュニケーションに重点が置かれており、アジア隣国との関係性を軸とした英語関係の研究の蓄積は少なかった。本研究では、隣国との対話によって、他者への共感力を強める、自民族中心主義からの脱皮と西洋諸国に対する劣等感の払拭が可能になることがわかった。英語がアジアのリングア・フランカである現実から日本語的英語(Japanish)を堂々と使える環境を多く生み出すことを提言する。
50テスラ超強磁場下での化学反応の磁場効果

本研究では,磁場効果の原因であるスピン変換過程に対する磁場効果を,50T超強磁場下で直接観測することを目的として,パルスマグネットの開発,パルスマグネットとナノ秒過渡吸収装置を組み合わせた超強磁場過渡吸収測定装置の開発,さらにそれを用いた緩和機構による化学反応の磁場効果の研究を行った。平成16年度は新規にビッター型パルスマグネットを作成した。平成17年度では,より高磁場を発生できる,巻き線式水冷パルスマグネットの開発を行った。磁気応力に耐えられるように2×3mmの銅銀線を用い,まずはコイルを無理に固定しない形でのマグネットの試作を行い,磁場発生試験を行った。ロングパルスモード(磁場発生時間が約10倍)で35Tまで磁場を発生することに成功した。新しいマグネットの開発と併せて,ビッター型パルスマグネットを用いた超強磁場高精度ナノ秒・ピコ秒過渡吸収測定装置でP-アミノフェニジスルフイドのSDSミセル溶液中での三重項増感分解反応に対する,超強磁場効果を磁場依存性も含めて詳細に研究した。レーザー光照射により生成するP-アミノフェニルチイルラジカルの減衰は,磁場の増加にともない遅くなるが,2T以上ではまた速くなる。減衰の速さは10Tで,ほぼゼロ磁場と同じになり,さらに磁場が高くなると,ゼロ磁場より減衰が速くなる。結果として,散逸ラジカル収量増減し,最終的に28Tで約10%減少した。こうした磁場効果は従来の緩和機構では説明できない。そこで,ゼロ磁場でのスピン変換が遅く,かつ硫黄原子の大きな異方性により高磁場で混和が促進されるという,新しい機構を用いて実験結果の磁場依存性を検討した。ゼロ磁場での超微細相互作用(HFC)による,一重項-三重項ラジカル対間のスピン変換速度を1x10^7s軸^<-1>(実効的HFCCが0,22mT),g値の異方性(δg)を0.02程度として,実験結果をうまく再現できることを見いだした。本研究により,重原子を含むラジカルの超強磁場下での新しい磁場効果を発見し,そのメカニズムを含む詳細が解明された。磁場効果の原因であるスピン変換過程に対する磁場効果を,50T超強磁場下で直接観測することを目的として,パルスマグネットの開発,パルスマグネットとナノ秒過渡吸収装置を組み合わせた超強磁場過渡吸収測定装置の開発,さらにそれを用いた化学反応の磁場効果の研究を行った。まず,従来のパルスマグネットより高磁場を発生させるために,室温磁場空間が小さい(内径20mm)のビッター型パルスマグネットを作成した。このパルスマグネットと125kJコンデンサバンクを用いて,32.5Tの磁場を発生させることに成功した。次に超強磁場下で高精度にナノ秒・ピコ秒過渡吸収を測定できる装置を開発した。開発した装置を用いてp-アミノフェニジスルフィドのSDSミセル溶液中での三重項増感分解反応に対する,超強磁場効果を研究した。本反応について30Tで過渡吸収を測定したところ,生成するp-アミノフェニレチイルラジカルの減衰は,ゼロ磁場より加速され,散逸ラジカル収量が約10%減少した。こうした磁場効果は従来の緩和機構では説明できず,超強磁場下における新しい磁場効果として注目できる。可能な定性的な説明としては,次のようになる。

本反応で生成するp-アミノフェニルチイルラジカルは重原子である硫黄のラジカルなので,電子スピンは硫黄原子上に局在化し,芳香環やアミノ基に流れない。さらに,ほとんどの硫黄原子(^<32>S(95.02%),^<34>S(4.21%))は核スピンをもたい。よって,超微細相互作用が小さく,ゼロ磁場での三重項ラジカル対と一重項ラジカル対間のスピン変換が比較的遅いと予想される。ところが高磁場では超微細相互作用によるスピン変換以外に,緩和によるT_<±1>とSのスピン変換が加速されたために,三重項ラジカル対が効率よく一重項ラジカル対に変換し再結合するので,結果として三重項ラジカル対からの散逸ラジカル収量が減ったものと解釈できる。本研究では,磁場効果の原因であるスピン変換過程に対する磁場効果を,50T超強磁場下で直接観測することを目的として,パルスマグネットの開発,パルスマグネットとナノ秒過渡吸収装置を組み合わせた超強磁場過渡吸収測定装置の開発,さらにそれを用いた緩和機構による化学反応の磁場効果の研究を行った。本年度は,昨年度に開発したビッター型パルスマグネットより高磁場を発生できる,巻き線式水冷パルスマグネットの開発を行った。磁気応力に耐えられるように断面が4mm x 3mmの銅銀線を用い,まずはコイルを無理に固定しない形でのマグネットの試作を行い,磁場発生試験を行った。また,新しいマグネットの開発と併せて,昨年度に開発したビッター型パルスマグネットを用いた超強磁場高精度ナノ秒・ピコ秒過渡吸収測定装置でp-アミノフェニジスルフィドのSDSミセル溶液中での三重項増感分解反応に対する,超強磁場効果を磁場依存性も含めて詳細に研究した。レーザー光照射により生成するp-アミノフェニルチイルラジカルの減衰は,磁場の増加にともない遅くなるが,2T以上ではまた速くなる。減衰の速さは10Tで,ほぼゼロ磁場と同じになり,さらに磁場が高くなると,ゼロ磁場より減衰が速くなる。結果として,散逸ラジカル収量増減し,最終的に28Tで約10%減少した。こうした磁場効果は従来の緩和機構では説明できない。そこで,ゼロ磁場でのスピン変換が遅く,かつ硫黄原子の大きな異方性により高磁場で混和が促進されるという,新しい機構を用いて実験結果の磁場依存性を検討した。ゼロ磁場での超微細相互作用(HFC)による,一重項-三重項ラジカル対間のスピン変換速度を1x10^7 s^<-1>(実効的HFCCが0.22mT),g値の異方性(δg)を0.02程度として,実験結果をうまく再現できることを見いだした。本研究により,重原子を含むラジカルの超強磁場下での新しい磁場効果を発見し,そのメカニズムを含む詳細が解明された。
生殖幹細胞を用いた希少鳥類の長期保存・再生システム構築

ニワトリ生殖細胞における胚発生に伴う遺伝子発現変動の解析を行った。昨年度にマイクロアレイを用いて網羅的に解析したニワトリ生殖細胞の遺伝子発現について、ニワトリ胚の生殖細胞から抽出したRNAを用い、リアルタイムPCR法を用いることにより遺伝子発現を解析した。その結果、雌雄の生殖細胞の遺伝子発現は胚発生に伴い変動していることが示された。次に、1細胞移植法を用いたニワトリ胚の生殖巣生殖細胞の移住能および増殖能を解析した。その結果、生殖細胞の移住能および増殖能は雌雄で異なり、また個々の細胞間で増殖能に差異が存在することが明らかになった。さらに、ニホンコウノトリおよびホオアカトキ生殖細胞をニワトリ胚に移植することによる生殖系列キメラ胚の作製を試みた。まず、それぞれの胚から分離した生殖細胞を蛍光標識し、ニワトリ2日胚の背側大動脈に移植した。移植5日後、ニワトリ胚の生殖巣および中腎に存在する蛍光標識を示しかつ形態的に生殖細胞の特徴を示す細胞数を測定した。その結果、ニホンコウノトリおよびホオアカトキ生殖細胞はニワトリ胚生殖巣への移住能を有することが明らかになった。また、移植された細胞数に対する生殖巣および中腎への移住率を比較すると、ニホンコウノトリおよびホオアカトキ生殖細胞を移植した場合、ニワトリ生殖細胞を移植した場合に対し、生殖巣への移住率が低くなることが示された。最後に、メス分化抑制生殖細胞の作製を試みた。ニワトリ雌胚にアロマターゼ阻害剤を添加することにより、卵巣分化を阻害した個体から生殖細胞を単離し、その遺伝子発現および増殖能を解析した。その結果、アロマターゼ阻害剤を添加した雌胚における生殖細胞の遺伝子発現は、同発生段階の雌胚の生殖細胞における遺伝子発現および増殖能とは異なることが示された。このことから、卵巣分化が雌性生殖細胞の性質に影響することが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。【課題1】ニワトリ生殖巣生殖細胞(GGC)特性の網羅的な解析胚発生に伴うGGCの生物学的変化を明らかにするため、網羅的なGGCの分析を行つた。ニワトリ5、7および9日胚の生殖巣に存在する雌雄のGGCを用いてDNAマイクロアレイを行い、発生段階および性別ごとの遺伝子発現変動を比較検討した。その結果、雌雄わよび発生段階で明確に異なる遺伝子発現パターンが認められ、特に雌の9日胚において多くの遺伝子の発現が低下することが明らかになった。このことから、雌において生殖細胞の分化が起こっている可能性が推察される。【課題2】性分化抑制GGCの作製および分析GGCを用いて異性間キメラを作製するためには、生殖巣の性分化による影響を受けないGGCの作製が必要である。雌ニワトリ3日胚に芳香化酵素阻害剤(ファドロゾール)を投与することにより、性分化抑制GGCを作製するため、まず、アロマターゼ阻害剤添加条件を検討した。検討条件:1)ファドロゾール投与量(0.0205mg)、2)ファドロゾール添加方法(全卵投与法、血管注入法)、3)1)および2)に対する生殖巣の形態的変化および生殖巣に存在するGGC数(ファドロゾール添加後6日および12日後の結果をそれぞれ比較)まず、ファドロゾールの添加量が増加するのに伴い、生殖巣の形態的な雌分化抑制およびが認められる比率が増加した。また、生殖巣に存在するGGC数においても、ファドロゾール添加量が増加するのに伴い増加する傾向が認められた。さらに、ファドロゾールの投与方法を比較すると、同じ投与量に対する雌分化抑制効果は血管注入法がより高い効果を示すことが示された。

このことから、卵巣分化が雌性生殖細胞の性質に影響することが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。ニワトリ生殖巣生殖細胞(GGC)特性の網羅的な解析の達成に向け、DNAマイクロアレイに取り組んだ結果、発生段階特異的な遺伝子発現変動が存在することを明らかにしたため。また、性分化抑制GGCsの作製に向け、雌分化抑制胚作製の条件を設定することができたため。様々な発生段階における雌雄のGGCから抽出したRNAお用いてDNAマイクロアレイを行った結果、発現変動が認められた遺伝子のバリデーションおよび機能解析を行う予定である。また、ファドロゾール添加により作製された雌分化拗制胚におけるGGCsの発現遺伝子解析を行うことにより、雌分化抑制胚におけるGGCsの分子生物学的な特性評価を行う予定である。さらに、GGCを用いた鳥類遺伝資源の長期保存・再生システムの構築に向け、in vivoにおける移植されたGGCsの移住・増殖・分化能を解析する必要があると考えられる。
高効率熱磁発電へ向けた異常ネルンスト効果の萌芽研究

本研究課題では、強磁性体において発現する異常ネルンスト効果を利用することによる新しい環境発電技術を実現するために、高い熱電効率を示す材料探索や、異常ネルンスト電圧を増幅させるための発電体構造の試作を行った。膜面の垂直方向に磁化容易軸を有することで知られるFePtとMnGaでは、同じ熱流の方向で電場の出る方向が逆になることをを利用し、FePt線とMnGa線が交互に並んだ熱電対列構造を試作することで薄膜の面内方向に発生する異常ネルンスト電圧を細線数に比例して増大させることに成功した。またFePtのみを利用した場合においてもFePtに保磁力差を付加することで熱電対列を構成できることを示した。より大きな異常ネルンスト係数を有する材料を探索するために、フェルミ準位を元素置換によって容易に変化させることができるホイスラー合金系材料Co2Mn(Al,Si) (CMAS)系や、Feへの重元素ドープなどを試みた。CMAS系においては、Al/Siの比率xを0から1まで系統的に変化させた単結晶薄膜を用意し、その構造、磁化、異常ホール効果、異常ネルンスト効果を系統的に評価した。Co2MnSi (x = 1)は理論的にも従来の実験においても下向きスピン電子状態にのみエネルギーギャップを有するハーフメタルであることが示されており、一方でCo2MnAl (x = 0)ではフェルミ準位がハーフメタルギャップの価電子帯端を横切ることが予測されている。理論予測によれば、この電子構造の違いが起因し、Co2MnAlではCo2MnSiよりも一桁大きな異常ホール伝導度が得られることが予測されいてる。本研究では作製した試料の異常ホール効果を観測し、理論予測通り、x = 0 - 0.2で異常ホール抵抗率が急激に増大する結果を得た。さらにこれらの試料では異常ネルンスト効果にも著しい増大が観測され、微量の元素ドープによるわずかなフェルミ準位の位置制御によって異常ネルンスト角の大きさは2倍以上にも増大可能であることが明瞭に確認された。異常ネルンスト効果を利用した熱電発電技術を試験するために、垂直磁化させた磁性薄膜に横方向の熱流を加える測定系と、面内磁化させた磁性薄膜に縦方向の熱流を加える測定系を作製した。垂直磁気異方性を持つことでしられる(001)配向FePtとMnGa薄膜の異常ネルンスト電圧を測定した結果、その異常ネルンスト係数の符号がそれぞれ正と負であり、絶対値はほぼ同等の大きさ(0.5-1μV/TK)をとることが分かった。これを利用し、FePtとMnGaの細線を交互に並列に直列接続した熱電対列構造を電子ビームリソグラフィーによって作製し、期待通り熱電対列の数に比例して電圧が増大することを確認した。またFePtのみを利用した熱電対列においても、基板温度を変えたFePt細線を交互に並べることによって隣接するFePtに保磁力差をつけることで反平行な磁化状態を実現し、直列電圧が増大できることを示した。従来のゼーベック効果を用いた熱電発電ではゼーベック係数の符号のみが熱流方向に対する電界の方向を決定するが、異常ネルンスト効果では磁化方向によって電界方向が制御できることが大きな利点であることを示した。また、(110)配向させた面内磁化させたFePt膜を作製し、Cr細線との組み合わせによって直列接続することによって、面直方向の熱流印加で同様に直列電圧を増大させられることを示した。この場合、FePt膜の膜厚を変化させてもFePt膜内の温度勾配が変化しないことから、得られる異常ネルンスト電圧は同じであった。このことは、発電素子とした場合に素子の内部抵抗を強磁性体の膜厚で制御できることを意味し、有用な特徴である。FePtやMnGa等のL10型規則合金の薄膜の異常ネルンスト効果について系統的な実験を行い、これにより異常ネルンスト効果の起源に関する新たな知見を得ることができた。またFePtとMnGaの異常ネルンスト係数が逆符号になることから、これらの細線を並列に並べた熱電対列を作製し、期待した通りの直列電圧増大を観測することができた。熱電対列の作製については当初は次年度に予定しており、順調に研究を進めることができた。またより実用的な熱電発電素子に構造に近い面直方向に熱流を印加する測定系の作製、及びこれを利用した熱電対列の電圧測定を行うことができた。本年度の実験によって異常ネルンスト効果を利用した熱電対列が期待通りに機能することは実証された。

より実用レベルの出力を実現するためには、温度勾配に対する発電出力を増大させるための材料やミクロン・ナノレベルでの積層構造やグラニュラー構造等を見つける必要がある。異常ネルンスト効果の起源は異常ホール効果の起源と関連があることから、従来の異常ホール効果の研究から、材料探索を行う。より高い実用性を求めるために最終的にはバルクでのプロセスへ応用可能なことやより安価で毒性のないユビキタス元素を利用した材料探索を集中的に進める。次年度から所属研究機関が変更になるためにこれまで利用してきた電磁石を利用できなくなる。従って、新たな所属機関の電磁石を利用した熱流印加の測定系を立ち上げる必要がある。そのためのプローブシステム等を購入する。また新たな磁性材料薄膜の異常ネルンスト効果について評価するために、Fe,Co,Ni等の磁性材料ターゲット、Bi,Irなどの重元素ターゲット、またグラニュラー系材料の作製のためにSiOなどのターゲットが必要である。これらのスパッタリングターゲット材料を研究の進捗に合わせて購入する。
海底電磁気観測で探る西九州プリューム・テクトニクス

今年度は,これまで採取した海底電磁気データに加え,陸上で観測した磁場データから求めた地磁気変換関数の広域マッピングを行い,日本周辺での短周期地磁気時間変化異常として北から「北海道周辺」・「中部日本から伊豆小笠原弧北端部(これが従来の所謂「中部日本異常」)」・「九州西方沖」の三大異常が存在する事を改めて確認した.すなわち,陸上及び海底観測より求めた地磁気変換関数から海陸分布によって作られる部分を差し引くと,上記の3つの地域に有意な残差が残り,これらの残差が西九州においてはマントル上昇流の存在等の各地域に特有な地下構造を反映する事が分かった.本研究では,これらの残差を定量的に説明するモデルを作るべく,Genetic Algorithmを用いた薄層インバージョンを試み,九州西方沖異常を説明するモデルを得た.すなわち,残差として残る西日本の強い西向きベクトルを再現する為には,九州西方沖から韓国南岸にかけての広い地域に余剰なコンダクタンスが必要な事を示した.この結果は,済洲島における最近の火山活動,及び,それに伴って実施された済洲島における電磁気観測の結果とも符号する.しかし,このモデルは残る2つの異常「北海道周辺」・「中部日本異常」を説明しておらず,少なくとも西九州での結果とこれら2つの異常がそれ程関係がない事,すなわち,九州西方沖異常と残り2つの異常とのカップリングが弱い事,については今後検証する必要がある.以上の結果は,昨年11月に行われた地震学会で発表し,その際「北海道周辺」での地磁気変化異常が,オホーツク海の広域伸張応力場から予想される新たなマントル上昇流と関連しているのではないか(瀬野,私信)との指摘を受けた.本研究の成果は,国内研究会での議論(7月京大防災研研究集会)を更に深めた上で,指摘のあった新しいマントル上昇流の存在も考慮した結果を,来年度中に国際学術誌に投稿する予定である.本研究の目的は,海底で観測された電場及び磁場の時間変化データから,導体地球の応答関数を求め,それを用いて地球内部電気伝導度を推定し,九州西方海域にその存在が予想されている世界でも有数のマントル上昇流(マントル・プルーム)の存否を検証する事である.マントル上昇流が存在するとすれば,それは高温かつ部分溶融の度合いが高く,従って,電気伝導度が高く出る為,プルームの規模や強さを求めるには電磁気的な方法が有効である.この目的を達成する為,今年度はデータを収集・整理する事に重点を置いた.昨年秋東京大学海洋研究所研究船「淡青丸」で海底電磁気観測を実施した九州大学・佐賀大学の研究者との研究打ち合わせの結果,これまでに得られた関係各分野(陸上及び海底電磁気,地震,重力等)のデータの現状等の全貌を明らかにする事が出来た.また,本研究では,地下電気伝導度推定に電場と磁場の両方を用いるMT法以外に,陸上の磁場と海底の磁場との比を用いるVGS法も併用する所に一つの特徴があるが,MT法やVGS法といった地球内部電磁誘導手法の世界的権威である英国ケンブリッジ大学の研究者とも研究打ち合わせを行い,データ解析手法についても技術革新を行った.これらデータ収集及び解析手法の改善の過程で,来年度の研究のとりまとめに向け,補うべき観測点の配置やデータ解析上の問題点を浮き彫りにする事ができ,初年度の研究の進行状況は満足のいくものであったと考えられる.今年度は,これまで採取した海底電磁気データに加え,陸上で観測した磁場データから求めた地磁気変換関数の広域マッピングを行い,日本周辺での短周期地磁気時間変化異常として北から「北海道周辺」・「中部日本から伊豆小笠原弧北端部(これが従来の所謂「中部日本異常」)」・「九州西方沖」の三大異常が存在する事を改めて確認した.すなわち,陸上及び海底観測より求めた地磁気変換関数から海陸分布によって作られる部分を差し引くと,上記の3つの地域に有意な残差が残り,これらの残差が西九州においてはマントル上昇流の存在等の各地域に特有な地下構造を反映する事が分かった.本研究では,これらの残差を定量的に説明するモデルを作るべく,Genetic Algorithmを用いた薄層インバージョンを試み,九州西方沖異常を説明するモデルを得た.すなわち,残差として残る西日本の強い西向きベクトルを再現する為には,九州西方沖から韓国南岸にかけての広い地域に余剰なコンダクタンスが必要な事を示した.この結果は,済洲島における最近の火山活動,及び,それに伴って実施された済洲島における電磁気観測の結果とも符号する.しかし,このモデルは残る2つの異常「北海道周辺」・「中部日本異常」を説明しておらず,少なくとも西九州での結果とこれら2つの異常がそれ程関係がない事,すなわち,九州西方沖異常と残り2つの異常とのカップリングが弱い事,については今後検証する必要がある.以上の結果は,昨年11月に行われた地震学会で発表し,その際「北海道周辺」での地磁気変化異常が,オホーツク海の広域伸張応力場から予想される新たなマントル上昇流と関連しているのではないか(瀬野,私信)との指摘を受けた.本研究の成果は,国内研究会での議論(7月京大防災研研究集会)を更に深めた上で,指摘のあった新しいマントル上昇流の存在も考慮した結果を,来年度中に国際学術誌に投稿する予定である.
重症心身障害児の健康管理・体力向上のための受動的運動負荷による訓練プログラム

最重度の重症心身障害児(以下、最重症児と略す)は、座位や立位といった抗重力姿勢をとる機会が少なく、長期にわたって臥床のものも多く、体力の低下のみならず、健康維持すら困難である。また、彼らの死の第1位は感染症であり、このことから考えると循環機能への積極的なアプロ-チが要請される。本研究では、自発的な身体活動のない長期臥床にある最重症児を対象に、受動的な方法によって循環機能の維持、改善を追究することを目的とした。そこで、研究の初年度、臥位のままで抗重力姿勢における循環負荷を疑似的に発生できる下半身除圧負荷装置を開発した。この装置は、下半身を除圧にし、下肢に血液を移行、貯留させることによって、疑似的に重力負荷を循環系に加えるものである。この結果、静脈還流が減少し、心拍出量の減少を補償するために、心拍数が上昇する。同時に、血圧の低下を防ぐために血管収縮が起るなど優れた調節機能が作動する。一方、最重症児に対するこの反応をみると、全くの臥床者は心拍数の上昇がみられず、血圧も除圧の強度に比例して低下し、重篤な機能低下、さらには、機能の欠如すら推察された。同じ臥床でも、時々受動的に座位などの重力負荷を経験している者は、除圧負担に対して僅かながら心拍数の増加がみられた。血圧の変化は、全くの臥床の者ほどではないが、低下する傾向を示した。また、この循環調節は、過去に立位や座位がとれた者ほど成績が良かったが、いずれにしても機能低下が考えられた。以上のことから、最重症児の循環調節能力は、重力負荷の機会をもつか否かに大きく依存し、さらに、過去の姿勢、運動能力にも関係するものと推察された。そこで、早期から重力の刺激をもつことは循環機能を維持、改善する上に極めて重要であり、このような姿勢を維持することが困難な場合には下半身除圧荷法が有用となろう。本研究では、自発的な運動能力を全く持たない最重度重症心身障害児の健康管理、体力向上を目指し、受動的に身体負荷を加えることによって循環機能を刺激し、機能改善を促す装置とこれを用いた訓練方法の開発を目的とした。このため、我々は「下半身陰圧負荷法」を導入することにした。すなわち、本方法は、下肢に陰圧を加え、上体との圧勾配によって血液を移行させる方法であり、臥位の状態においても抗重力姿勢における血液循環の状態を模擬できる。この方法は、無重力の宇宙に長期間滞在した結果生ずる循環機能低下の回復を促すために宇宙医学で広く用いられ、その有効性が確認されている。一方、重症心身障害児の多くは座位や立位の抗重力姿勢をとる機会をほとんどもたない。この様な現状は宇宙飛行士のもつ問題と一部類似するものと想定される。この様な観点から、下半身陰圧負荷法に注目したのである。本研究における下半身陰圧負荷装置は、自力で移動できない重症心身障害者が陰圧カプセルに容易に入ることができる上下脱着式の構造とし、材料は内部状態を常時監視でき、強度を考慮して透明のアクリルを使用した。また陰圧カプセルの形状は、強度的に円筒形が適当であるが、市販でこのような大きな寸法の円筒は入手できず、まず試作1として、比較的安価な直方体のカプセルを製作した。しかしながら、この装置では-30mmHgの陰圧を維持することが限度であり、これ以上は安全性が保証できなかった。このため、試作2として、半円筒形の陰圧カプセルを製作した。この装置は-100mmHgまでの陰圧が保証でき、カプセルの基本的な製作は終了した。現在、重症心身障害児を-20mmHg、健常成人を-35mmHgまで陰圧負荷し、心拍数、血圧、指尖容積脈波などの循環パラメータを収捨し、多次元に分析を行なっている。

以上のことから、最重症児の循環調節能力は、重力負荷の機会をもつか否かに大きく依存し、さらに、過去の姿勢、運動能力にも関係するものと推察された。そこで、早期から重力の刺激をもつことは循環機能を維持、改善する上に極めて重要であり、このような姿勢を維持することが困難な場合には下半身除圧荷法が有用となろう。本研究では、長期臥床にある重症心身障害児の循環機能の改善を目指し、昨年度、臥位のままで重力負荷状態における循環反応を発生できる下半身陰圧負荷装置を負発した。本年度は、下半身陰圧負荷という受的負荷に対する心臓血管反応を分伏するとともに、訓練法としての可能性を検討した。一般に、下半身に陰圧を付加すると、血液が下肢に貯留するため、静脈還流が減少する。そこで、心拍出量の減少を補償するために、心拍数が上昇する。また、血圧の低下を補うために血管収縮が起り、これを維持する。一方、重症心身障害児の下半身陰圧負荷に対する反応を調べてみると、全くの臥床の者は心拍数の上昇がみられず、血圧も陰圧の強度に平行して低下した。同じ臥床でも、時々受動的に座位などの抗重力姿勢をとる機会のある者は、陰圧負荷に対して心拍数の増加が認められた。しかし、健常者の反応よりは低かった。血圧の変化は、全くの臥床の者ほどではないが、低下する傾向を示した。また、この循環調節は、過去に立位や座位がとれたものほど成績が良かった。この結果より、重症心身障害児の循環調節能力は、たとえ受動的であっても抗重力姿勢、機会をもつか否かに大きく依存し、さらに、過去の姿勢、運動能力にも関係するものと考えられる。そこで、たとえ寄掛りの座位やつかまり立ちであっても、早期から重力の刺激をもつことは循環能力を維持、改善する上、極めて重要であり、このような姿勢を維持することが困難な場合には下半身陰圧負荷法が有効であろう。しかしながら、全くの臥床のもののように心拍数の上昇がみられず、血圧が顕著に低下する者に対しては慎重な対応が必要である。
巨大DNA導入によるマウス人工染色体の開発

本研究はマウスDNAを保持しているYACクローンのうち注入法により受精卵へ導入した際,染色体外に高率にかつ安定に存在するクローンの解析を行うことを目的としており、この様な性質を示すと予想されるYACクローンを一つ発見している.平成9年度はこのYACクローンの個体内での存在動態を検討した.すなわち、このYACクローンの具体的な受精卵への導入効率、及びトランスジェニックマウス(Tgマウス)個体でのYAC保持率と存在様式について解析した。受精卵への注入法によりマウスを作製後,出生したマウス尾よりDNAを抽出し、YAC DNAの有無についてSouthern blot法,PCR法を用いて確認した。すると出生39匹中、36匹(92.3%)がトランスジェニックマウスであることが両方法で確認された。通常、出生マウスに対する導入効率は1030%であるので非常に高いことが確認された。次に、得られたTgマウスにおけるYACの存在形態、組織分布についてパルスフィールドゲル電気泳動法により解析した.脾臓より高分子ゲノムDNAを抽出した後、制限酵素未処理、制限酵素Pst l処理後のDNAを電気泳動し、Southern blot法を用いて検討した。すると、YACの詳細な存在形態はわからなかったものの、尾以外の体細胞にもYAC DNAは存在することが判明した。よって、今後はYACクローンの細胞内存在形態の解析とYAC DNA構造解析を予定している。
アモルファスシリコンのバンドテイル状態およびキャリア輸送特性の厳密評価

アモルファスシリコンのバンドテイル準位はキャリアの緩和・再結合および輸送特性に多大な影響を与えている。その詳細を調べるべく、理論実験両面にわたる詳細な研究を行った。理論面においては、バンドとの熱的相互作用と局在準位間トンネル遷移を考慮した、アモルファス半導体における統一的キャリア緩和・再結合理論を構築し、実験結果の検証を含む厳密な解析を行った。実験的に確認されている有限の局在半径を課したとき、理論はトンネル相互作用に基づく顕著な効果、緩和プロセスの促進およびこれに対応するドリフト移動度の低下を明らかにした。解析結果は変調光電流の実験結果とよく一致し、これにより本理論の妥当性が確認された。またトンネル遷移を介して発現する付加的再結合経路の重要性が数値計算によって示唆された。実験面においては、変調光電流法をさらに発展させた周波数分解タイムオブフライト(TOF)法を開発し、これを用いてキャリア輸送特性と光誘起構造変化に関する詳細な調査を行った。周波数分解スペクトルのMHz域には理論で予想された明瞭なビートが観測され、その出現周波数よりドリフト移動度の周波数依存性が得られた。測定結果からは、室温において電子ドリフト移動度が周波数によらず約1cm^2/Vsで一定であることが示され、これまでの我々の研究結果との整合を確認した。一方、光劣化にともない正孔のドリフト移動度には、電子のそれには観測されない有意な低下が見られた。これは光誘起構造乱れが価電子帯側の電子状態に選択的ダメージを与えていることを物語る。光誘起構造変化および欠陥生成機構の完全な解明を実現するには理論的・実験的研究をさらに前進させる必要があるものの、本研究の成果はそのゴールへの重要な第一歩を成すものと認識される。アモルファスシリコンには、構成原子のネットワーク乱れを反映しバンド端近傍に浅い局在電子状態、いわゆるバンドテイルが存在する。バンドテイルによるキャリア捕獲および再放出は、この材料のキャリア輸送特性ならびにデバイス特性に多大な影響を与えている。本年度研究においては、バンドテイル状態とキャリア輸送特性を詳細に調べる手段として、これまで我々が用いてきた変調光電流法をさらに発展させた周波数分解タイムオブライト(TOF)法を開発し、これをアモルファスシリコンの電子輸送の評価に適用した。周波数分解TOFでは、逆バイアスp-i-n接合に高周波強度変調された短波長光を照射し、試料に流れる一次光電流の周波数応答を観測する。従来より広く用いられている時間分解TOFの場合、過渡電流波形に走行時間でのカットオフが生じる。時間ドメイン波形のフーリエ変換に相当する周波数分解TPFスペクトルには走行時間の逆数を周期としたビートが現れ、それを解析することでドリフト移動度をはじめたした諸物性の評価が可能となる。電子と正孔の輸送を独立に調べられることはもちろん、太陽電池構造においてそのまま適用できることもこの方法のメリットである。実験においては、5μm12μmのp-i-n接合試料を作製し、周波数10Hz50MHzにおいて変調光電流測定を行った。スペクトルのMHz域には、理論で予想された明瞭な振動がみられその出現周波数よりドリフト移動度の周波数依存性が得られた。室温における測定結果からは、電子ドリフト移動度が周波数によらず約1cm^2/Vsであることが示され、これまでの我々のコプラナ試料での研究結果と整合を確認した。今後は、温度依存性および正孔輸送特性の調査を行うとともに、他の関連測定も導入し多角的な研究を推進していく予定である。

理論面においては、バンドとの熱的相互作用と局在準位間トンネル遷移を考慮した、アモルファス半導体における統一的キャリア緩和・再結合理論を構築し、実験結果の検証を含む厳密な解析を行った。解析においては、変調光電流測定結果との定量的照合を年頭におき、主にフーリエドメインにおける諸特性の解明に重点を置いた。実験的に確認されている有限の局在半径を課したとき、理論はトンネル相互作用に基づく顕著な効果、緩和プロセスの促進およびこれに対応するドリフト移動度の低下を明らかにした。解析結果は変調光電流の実験結果とよく一致し、これにより本理論の妥当性が確認された。またトンネル遷移を介して発現する付加的再結合経路の重要性が数値計算によって示唆された。光電変換デバイス応用を考えたとき特に注目に値する発見は、室温においてさえも、トンネル再結合の割合が全体の2/3にも及ぶことである。これらの研究結果に基づいて、この分野のこれまでの伝統的理解には大規模な改変が必要であるものと結論される。また実験面においては、周波数分解タイムオブフライト法を用いた正孔輸送特性と光誘起構造変化に関する詳細な調査を行った。光劣化にともない正孔のドリフト移動度には、電子のそれには観測されない有意な低下が見られた。これは光誘起構造乱れが価電子帯側の電子状態に選択的ダメージを与えていることを物語る。光誘起構造変化および欠陥生成機構の完全な解明を実現するには理論的・実験的研究をさらに前進させる必要があるものの、本研究の成果はそのゴールへの重要な第一歩を成すものと認識される。
リソゾーム病の神経病変を標的とした新規骨髄移植法の開発

異染性白質ジストロフィー(MLD : metachromatic leukodystrophy)はarylsulfatase A(ASA)の遺伝的酵素欠損により、脳白質をはじめとする全身の組織にスルファチドなどの脂質が蓄積し、主に大脳白質が広範囲に障害される脱髄疾患である。現在のところ有効な治療法はなく、新しい治療法の開発が期待されている。本研究では神経症状の改善が可能な新規骨髄移植法の開発を目的として、造血幹細胞の自己複製を促進させるhomeobox B4 (HoxB4)遺伝子発現骨髄細胞を用いた移植によりMLDモデルマウスを使用し、神経症状の治療が可能か検討を行った。移植後8ヶ月にて脳を解析したところ、骨髄細胞にHoxB4を遺伝子導入し発現させることにより、脳内により多くの移植細胞が確認され、ASA欠損MLDマウスにおいてスルファチドの減少と、行動実験において有意な改善を認めた。HoxB4遺伝子発現骨髄細胞移植はMLDなどの脱髄性疾患の治療に有用と考えられた。リソゾーム酵素欠損症では、一般的に酵素補充療法の有効性が期待できるが神経変性を伴う疾患に対しては血液脳関門(BBB)の存在が大きな障害となり、有効な治療戦略が立てられていない。本研究では脳全体の広範な神経変性を伴う、異染性白質ジストロフィー(MLD)及びクラッベ病をモデルとして、脳神経組織に対する新しい骨髄移植法、およびそれを応用した遺伝子治療の開発を目的とする。近年、骨髄移植により移植した細胞が脳神経細胞へ分化されることは報告されているが、効率が悪いために治療効果が発揮されないことが問題となっている。我々はhomeobox transcriptional factor B4(HoxB4)発現骨髄細胞が骨髄幹細胞の増殖をもたらし、その結果移植による生着率の向上が可能である事を報告している(Miyake et al.,Stem cell2006)。本年度はHoxB4発現骨髄細胞の骨髄移植への有用性を脳全体の広範な神経変性を伴うMLDモデルマウスを使って検討を行った。5FU処理した正常マウスの大腿骨より骨髄細胞を採取し、レトロウイルスベクターにてHoxB4+GFPまたはコントロールとしてGFP遺伝子を導入し、致死量の放射線をかけたMLDモデルマウスに移植し、移植率及び脳神経細胞へ分化の率を検討した。コントロールと比較してHoxB4発現骨髄細胞を移植した群では高度の移植率を認めた。脳内においてもコントコールと比較して多数のGFP陽性細胞を認めた。HoxB4発現骨髄細胞を移植することにより効率を上昇でき、治療効果の上昇も期待された。今後、脳内GFP陽性細胞の同定を行っていくと共に治療効果の検討を行っていく予定である。本研究では脳全体の広範な神経変性を伴う、異染性白質ジストロフィー(MLD)をモデルとして、脳神経組織に対する新しい骨髄移植法の開発を目的とする。我々はhomeobox transcriptional factor B4(HoxB4)発現骨髄細胞が骨髄幹細胞の増殖をもたらし、その結果移植による生着率の向上が可能である事を報告している(Miyake et al., Stem cell 2006)。HoxB4発現骨髄細胞の骨髄移植への有用性を脳全体の広範な神経変性を伴うMLDモデルマウスを使って検討を行った。脳内においてもコントロールと比較して多数のGFP陽性細胞を認めた。脳内GFP陽性細胞はほとんどがIba1陽性であったが、HoxB4発現骨髄細胞を移植することによりオリゴデンドロサイトへの分化も認められた。また、コントロールと比較してHoxB4発現骨髄細胞を移植したMLDモデルマウスは脳内に置けるスルファチドの低下を認め、行動実験においても改善を認め、神経症状を治療することが可能であった。今後、脳内GFP陽性細胞の増加のメカニズムの同定を行っていくと共に安全性の検討を行っていく予定である。

本研究では脳全体の広範な神経変性を伴う、異染性白質ジストロフィー(MLD)及びクラッベ病をモデルとして、脳神経組織に対する新しい骨髄移植法、およびそれを応用した遺伝子治療の開発を目的とする。新規骨髄移植法として、HOXB4を骨髄細胞に導入し移植実験を行った。HOXB4を導入した骨髄ではコントロールに比べ高い生着率を示した。移植後8ヶ月にて脳を解析したところ、HOXB4移植マウスではコントロールに比べ多くのGFP陽性細胞を認められた。GFP陽性細胞はほとんどがマイクログリアに分化していたがHOXB4移植マウスにおいては、オリゴデンドロサイトにも分化されていることが確認された。治療効果としては、Alcian blueによるスルファチドの染色及び生化学的定量において、HOXB4移植MLDマウスはコントロールと比べてスルファチドの減少を認め、さらに行動実験においても、神経症状の改善が認められた。このことより骨髄細胞にHoxB4を遺伝子導入し発現させることにより、脳内により多くの移植細胞が確認され、ASA欠損MLDマウスにおいてスルファチドの減少と、行動実験において有意な改善を認めた。より多くの移植細胞が脳内に確認されたのはHoxB4発現により脳内にて増殖されたためと推測された。また、HoxB4を発現させることにより、オリゴデンドロサイトへの分化が確認され、HoxB4遺伝子発現骨髄細胞移植はMLD、Krabbe病、多発性硬化症などの脱髄性疾患の治療に有用と考えられた。本研究では治療実験中に癌化等の副作用は認められなかったが、今後臨床応用に向けて、慎重な副作用、安全性の検討を行っていく必要があると思われる。
担持複合金属触媒の高次構造制御と調整法の開発

高次構造を制御したバイメタリック触媒の調整法の開発を目的として、担持モノメリック触媒の金属粒子の表面を、CVD法を利用して選択的に第二金属で修飾し、その構造の解析し、さらにEgg Shell型バイメタリック触媒の調製への応用を試みた。担持モノメタリック触媒であるPt/Al_2O_3に対して第二金属原料としてのフェロセンを含浸坦持した後、水素気流下で温度をコントロールしながら還元すると、フェロセンがPt粒子上でのみ水素化分解されることにより、Feを選択的にPt上に析出させることができた。一方、Al_2O_3のみに対してもフェロセンを用いて同様に調製を行ったが、Feは担持されなかった。この方法で調整されたPt-Fe/Al_2O_3触媒を用いてイソブタンの脱水素反応を試みた結果、0.05wt%というわずかなFeの添加でさえも活性、選択制の向上が見られたが、フェロセンの代わりに硝酸鉄を用いた場合には同様の効果を発現させるためには1wt%のFe添加量が必要であった。また、EggShell型触媒への応用として円筒型Al_2O_3ペレットの表層約200μmのみにPdが担持されたPd/Al_2O_3触媒に対してフェロセンを用いた同様の方法で触媒を調製し、EPMAによりFeの分布を測定した。含浸担持後ではFeは表層から内部にわたってほぼ一様に分布していたが、還元後では表層付近のみに存在し、その濃度分布はPdとほぼ同じであった。このように第二成分原料としてフェロセンを用いることにより、担持金属触媒上に存在するPtやPd上にのみに選択的にFeを添加することができた。また、この方法はEgg Shell型触媒においても非常に有効であることがわかった。