hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
副腎皮質ホルモン作動性因子による神経障害痛の概日リズム制御と鎮痛標的としての評価

末梢神経の損傷等で引き起こされる神経障害疼痛は、既存の鎮痛薬が奏効しない慢性痛であり、軽い触刺激でも激痛を引き起こす「疼痛過敏」を特徴とする。この疼痛過敏には概日性の変動があることが知られていたが、そのメカニズムは不明であった。本研究では、疼痛過敏の概日リズムが副腎皮質ホルモン作動性因子によって引き起こされることを発見した。本因子はグルコルチコイドの分泌に応答して脊髄アストロサイトからのATPの放出を促進させ、疼痛過敏が特定の時間帯に悪化させることを明らかにした。本研究で明らかにした成果や方法論は概日性の変動を示す他の疾患における新たな治療標的分子の同定にも応用できることが期待される。神経障害痛はヘルペスウイルス感染、糖尿病による末梢神経障害、がん細胞の神経への浸潤などによって発症し、軽い触刺激でも激痛を引き起こす「アロディニア」を特徴とする。アロディニアは根治が難しい慢性の痛みであり、患者のQOLを著しく低下させるが、その疼痛強度には概日性の変動が認められる。本研究では申請者らが発見した副腎皮質ホルモン作動性の因子「Glucocorticoid- regulated factor (GCRF:仮称)」に焦点をあて、平成28年度は主にGCRFによる疼痛の概日リズム形成機構と疼痛強度増悪のメカニズムについて解析を行った。その結果、坐骨神経を結紮した疼痛モデルマウスの脊髄内において、GCRFは副腎皮質ホルモン分泌の概日リズムに応じて発現が変動し、疼痛が悪化する時間帯において発現量は増大した。また、GCRFは脊髄内において主にアストロサイトに発現し、副腎皮質ホルモン分泌の変動に応じた概日リズムを示していた。更に、GCRFの発現増加はアストロサイト内のカルシウムイオン濃度を上昇させ、種々な分子の細胞外放出を促進させていることを明らかにした。平成27年度に計画していた研究内容をほぼ達成でき、次年度移行の計画遂行に向けた基盤データを得ることができた。標的とした副腎皮質ホルモン作動性の因子(GCRF:仮称)は、神経障害痛の悪化に関与している可能性を見出すこともできたため、平成28年度はGCRFの鎮痛標的としての評価とその活性を阻害する化合物の探索を行う。本研究では申請者らが発見した副腎皮質ホルモン作動性の因子「Glucocorticoid- regulated factor (GCRF:仮称)」に焦点をあて、平成27年度は主にGCRFによる疼痛の概日リズム形成機構と疼痛強度増悪のメカニズムについて解析を行った。この結果を受けて、平成28年度はGCRFの機能阻害が、神経障害痛を伴う疾患モデル動物の疼痛強度を緩和し得るか否かについて検討を行った。GCRFの活性阻害薬を神経障害痛モデルマウスに投与したところ、有意な疼痛過敏抑制効果が認められた。また、この抑制効果は脊髄アストロサイトからのATP放出抑制を介していることが明らかになった。一方、がん性疼痛モデルマウスにおいても疼痛強度には有意な概日リズムが認められ、GCRFとは異なる新たな因子がリズムの形成に関与している可能性が示唆された。平成28年度に計画していた研究内容をほぼ達成でき、一部の成果を学術誌に発表することができた。また、次年度移行の計画遂行に向けた新たな基盤データを得ることができた。副腎皮質ホルモン作動性の因子(GCRF)は、神経障害痛の治療標的分子に成り得る可能性を見出すこともできたが、その阻害薬はヒトへの適用が認められてない化合物だったため、平成29年度は既存薬の中からGCRFの機能を阻害できる医薬品を探索し、その適応拡大の可能性について検討を行う。平成28年度は以下の計画を実施する。実験(1) GCRFの鎮痛治療標的としての評価:GCRFの機能阻害が、神経障害痛を伴う疾患モデル動物の疼痛強度を緩和し得るか否かについて検討を行う。アストロサイト選択的にGCRFの発現を抑制するレンチウイルスベクターを糖尿病性神経障害痛、がん性神経障害痛の各動物モデルの髄腔内に投与し、アロディニアを抑制できるか否かを検討する。糖尿病性神経障害痛モデルはストレプトゾドシンを単回腹腔内投与することで、がん性神経障害痛モデルはNCTC2472腫瘍細胞をマウスの坐骨神経周囲に移植することで作成する。実験(2)標的分子の発現または活性を阻害するシーズ

化合物の探索:GCRFの発現または活性を定量化するin vitro評価系を確立し、九州大学に設置された創薬育薬最先端基盤研究センターの化合物ライブラリーを利用することで、GCRFの機能を抑制するシーズ化合物の探索を行う。GCRFの発現を阻害する化合物の探索は、GCRF遺伝子の転写活性調節領域を含むレポーターベクターを恒常的に発現するアストロサイトを作成することで行う。また、GCRFのキナーゼ活性を阻害する化合物の探索は、GCRFの標的タンパク質のリン酸化部位付近のペプチド断片を利用し、本ペプチドを用いたELISAシステムを作成することで行う平成29年度は以下の計画を実施する。実験(1) GCRFの活性阻害作用を有する化合物または既承認薬の探索GCRFの活性を定量化できるセルフリー評価系を既に構築している。そこで、この評価系を用いて、GCRFの活性を阻害し得るシーズ化合物をライブラリーから探索する。また、探索対象を既存の医薬品にも拡張し、GCRFの活性を阻害し得る既承認薬の同定も試みる。実験(2)同定したシーズ化合物または既承認薬の鎮痛効果の検討実験1で同定した化合物または既承認薬を神経障害疼痛モデルマウスに投与し、触刺激によるアロディニアを抑制できるか否かについて検討を行う。実験は副腎皮質ホルモンの分泌が上昇し、神経障害疼痛が最も悪化する時間帯に行い効果を評価する。同時に単回投与後の効果の持続時間についても評価を行い、少ない投与回数でより長い効果が期待できる薬物の選別を行う。薬剤学、時間薬理学
脈絡膜循環とその異常に関する基礎的並びに臨床的研究

1.脈絡膜循環調節における神経性因子と内皮性因子に関する研究:1)神経性因子:ノルアドレナリン作動性神経とアセチルコリンエステレース陽性神経とが家兎脈絡膜細動脈平滑筋周囲に分布していた。前者の終末は猿脈絡膜メラニン細胞にも近接して認められた。家兎脈絡膜組織血流量は上頸交感神経節切断により増加し、その刺激により減少した。2)プロスタグランジン(PG)系:PGI_2,PGE_1の少量投与により家兎脈絡膜血流量は増加した。3)レニン・アンジオテンシン系は脈絡膜循環に関与することを認めた。4)エンドセリン(ET)1は家兎脈絡膜組織血流量を減少させた。ETA受容体拮抗薬はET1によって生じるラット脈絡膜組織血流量の減少を抑制するのみでなく、血流量を逆に増加させた。5)血管内皮由来弛緩因子の合成阻害薬は家兎脈絡膜組織血流量を減少させた。6)家兎網膜外層障害モデルで脈絡膜組織血流量の減少を認め、脈絡膜毛細血管構築の変化には網膜色素上皮細膜が関与している可能性がある。以上から脈絡膜循環は神経性因子と内皮性因子により調節され、また自動調節機能の存在も推定された。脈絡膜のメラニン細胞を介した間接的な調節も推定され、さらに網膜色素上皮細胞を含む網膜外層も脈絡膜循環を制御している。2.走査型レーザー検眼鏡によるインドシアニン・グリーン蛍光眼底造影法の基礎的並びに臨床的研究:1)本法で撮影した動物の脈絡膜血管像を画像処理で変換したニ値画像から、血管面積を測定して脈絡膜血管の拡縮を検討する方法を考察し、脈絡膜血管に対する薬物作用の検討を可能にした。2)本法により諸種眼底疾患における脈絡膜循環異常を臨床的に明らかにしたが、ことに滲出型加齢黄斑変性における中心窩下脈絡膜新生血管に対する栄養血管と導出血管の早期発見に本法は極めて有用であり、その早期小範囲光凝固は本症の予後に好結果をもたらすことを明かにした。1,脈絡膜血管におけるエンドセリンの基礎的研究:1)in situ hybridi-zationにより、エンドセリン受容体の中でET_<Bm>RNAが、ラットの虹彩実質、毛様体実質、角膜内皮、脈絡膜、一部の網膜神経節細胞に発現していた。2)摘出した白色家兎の網膜色素上皮側から5×10^<-5>Mのエンドセリン1を24ul滴下すると1分後から脈絡膜動脈が収縮し、5分後には脈絡膜静脈も収縮した。3)白色家兎強膜開窓部に5×10^<-5>Mのエンドセリン1を2ul、5分毎に滴下し、高速度顕微鏡16mm映画撮影した。上頚交感神経節切除群と非切除群とについて検討した。非切除群、切除群ともに脈絡膜細動脈径には有意な変化を認めなかった。しかし非切除群と切除群との間では、滴下前の細動脈径および15分後の径の変化率に有意差がみられ、上頚交感神経節を切除し、細動脈が拡張した状態ではエンドセリン1の血管収縮作用が発現しやすい傾向があると考えた。4)白色家兎の耳静脈にエンドセリン1を1×10^<-9>M1kgと2×10^<-9>

M1kg投与した場合、10分後に脈絡膜組織血流量は、それぞれ投与前の40.3%、13.9%となった。さらに白色家兎の眼圧を一定に保持しながら硝子体中にエンドセリン1を10^<-5>Mと10^<-6>M注入した場合、脈絡膜組織血流量は30分後に最も減少した。以上から、脈絡膜血管はエンドセリン1に反応して収縮したと考えた。2.ビデオ赤外蛍光眼底造影法の基礎的並びに臨床的研究、正常人眼、老人性円板状黄斑変性、強度近視、網膜色素線条、その他の眼底疾患92例115眼について検討した結果、脈絡膜循環について動脈相、動静脈相、静脈相が明瞭に把握でき、蛍光のブロックと脈絡膜血管充盈欠損との鑑別、脈絡膜における動脈と静脈との鑑別が司能となった。老人性円板状黄斑変性16例17眼のうち脈絡膜充盈欠損あるいは遅延が3眼、脈絡膜血管からの漏出が7眼に認められた。1.脈絡膜循環調節における神経因子と内皮性因子に関する研究:1)ノルアドレナリン作動性神経とアセチルコリンエステレース陽性神経終末は家兎脈絡膜細動脈平滑筋周囲に分布し、脈絡膜組織血流量は上頚交感神経節切断により有意に増加し、その刺激により有意に減少した。2)プロスタグランジンI_2およびE_1は、家兎脈絡膜組織血流量を0.1μg/kg静注で有意に増加し、0.5μg/kg静注で減少した。3)アンジオテンシンII持続点滴静注による急性高血圧家兎、高血圧自然発症ラット、アンジオテンシン変換酵素阻害剤であるカプトプリル静注ラットおよび2腎1クリップ型高血圧ラットの脈絡膜組織血流量測定から、レニン・アンジオテンシン系は脈絡膜循環に関与していることを認めた。4)血管内皮由来弛緩因子の合成阻害剤N^G-モノメチル-L-アルギニン静注は家兎脈絡膜組織血流量を有意に減少した。5)モノヨード酢酸静注やオルニチン硝子体内注入により作成した家兎網膜外層障害モデルで脈絡膜組織血流量は有意に減少した。2.ビデオ赤外蛍光眼底造影法の基礎的並びに臨床的研究:1)走査型レーザー検眼鏡(SLO)によるインドシアニングリーン(ICG)蛍光眼底造影を家兎に行い、得られた脈絡膜血管像を画像解析して薬物の影響を検討するシステムを開発した。この方法により、アンジオテンシンIIやエンドセリン1が脈絡膜血管を収縮することを示した。2)正常人眼、老人性円板状黄斑変性、網膜色素変性、網膜色素線条、変性近視、中心性輪紋状脈絡膜ジストロフィ、小眼球、原田病、中心性漿液性網脈絡膜症、糖尿病網膜症、脈絡膜腫瘍などについて、SLOによるICG蛍光眼底造影所見を示し、過蛍光(漏出、プーリング、ステイニング)と低蛍光(ブロック、充盈欠損)とについて検討し、脈絡膜循環異常を分類し体系化した。1.脈絡膜循環調節におけるガス吸入の影響:白色家兎脈絡膜組織血流量は大気圧下での空気吸入に比較して,50%,75%,100%酸素投与でそれぞれ有意に減少し,5%,10%,15%炭酸ガス投与でそれぞれ有意に増加した。2.眼内手術の脈絡膜組織血流量に及ぼす影響:1)白色家兎脈絡膜組織血流量は硝子体切除のみでは,2週後も3ヵ月後も有意に変化はしなかったが,硝子体切除後に網膜剥離を起こさせると,2週後には有意に増加し3ヵ月後には有意に減少した。2)白色家兎に硝子体切除後,120mmHgの超高灌流圧を負荷し一過性脈絡膜虚血を起こさせた。5分間一過性虚血では虚血解除後の脈絡膜組織血流量は影響を受けなかったが,10分間,20分間虚血では虚血解除後血流量の回復に時間を要し,30分間虚血では虚血解除後血流量は,虚血前より増加した。3.脈絡膜循環異常の治療:
腸管に入った神経堤細胞は何に分化するのか?

1.ウズラ→ニワトリ胚間移植実験系により、体節17レベル(迷走神経域)の神経堤細胞が腸管に入り、腸管神経叢を形成する過程を経時的に観察できた。(1)神経堤細胞はE3日で初めて前胃、砂嚢部位に出現した。その後、吻尾2方向性の移動を示し、E7日には、消化管の上端と下端にまで達した。(2)神経堤細胞の数は経時的に増加し、筋間神経叢と粘膜下神経叢はE8日で消化管全域において観察された(免疫染色法、アセチルチオコリン法による)。2.生後ニワトリとその胚を用い、神経堤細胞に対する抗体(HNK-1)、神経線維抗体、グリア細胞に対する抗体(S-100)、平滑筋抗体、ビメンチン抗体で腸管の各部位を染色し、神経堤細胞、平滑筋細胞、間葉細胞の存在場所および胚におけるそれらの細胞分化について検討した。(1)グリア細胞はE14以降に認められた。(2)深部筋神経叢は、E17日以降に認められた。(3)ビメンチンをもつ細胞は、E17日以降、筋間神経叢のまわり、深部筋神経叢、輪走筋unitの間に見られ、カハールの間質細胞との関連が示唆された。3.迷走神経域(体節17レベル)の神経管を3体節分、1体節分に区切って移植し、そこから出る神経堤細胞の腸管分布域を検討した。その結果、体節3、4、5レベルから出た神経堤細胞がほぼ腸管全域に分布することから、体節35レベルの神経堤細胞が腸管神経叢の主たるsourceであることが確認された。4.生後ニワトリにおいて、Z10法による染色の結果、筋間神経叢の周辺と深部筋神経叢にICC(カハールの間質細胞)の存在が認められた。TEM観察の結果、これらは小さなGap結合を持つ(1)平滑筋細胞に類似している細胞(2)平滑筋細胞とかみ合っている線維芽細胞様細胞(3)線維芽細胞様細胞に分類された。ICCの発生、起源についてはさらに検討を必要とする。ウズラ細胞を不変のマーカーとして細胞の起源、移動、分化について解析出来るニワトリ・ウズラ胚間移植実験系を用いることによって、腸管に入った神経堤細胞の分化について調べた。迷走神経域(体節17レベル)のウズラの神経管を、ニワトリの同位置に移植し、孵卵を続け、経時的にウズラ細胞の移動および分化を追った。その結果、孵卵4日目から十二指腸にウズラ細胞が出現し始め、以後、時間が経つにつれて尾部の腸管にウズラ細胞が出現することがわかった。予定腸管神経叢域に出現するウズラ細胞の数は孵卵68日の間に増加し、孵卵89日では細胞の大きさや形態から神経細胞とグリア細胞の区別が可能となった。孵卵14日目になると、腸管の絨毛や筋層および腸管神経叢の分化は、ほぼ生後のものと変わらなかった。この頃から、輪走筋内のウズラ細胞が顕著となった。この筋層に存在するウズラ細胞は、平滑筋細胞に類似している紡錘形で扁平なものと、やや丸みを帯でたものの2種類であった。

平滑筋細胞に類似した細胞は、ほとんど全腸管に存在したが、上位腸管の方が下位腸管に比べて多いように思われた。それは、輪走筋の粘膜下層に面した内層や、輪走筋内を横切るように存在した。この筋層に存在する神経堤細胞が平滑筋細胞かどうかを調べるために、現在、電子顕微鏡による観察、および、平滑筋細胞抗体での染色を準備中である。また、ZnI_2-O_sO_4法、チオコリン法、神経細胞やグリア細胞の抗体染色法などを用いることによって、腸管神経叢の立体的構造が明らかとなった。この神経堤細胞由来の腸管神経叢と、同じく神経細胞由来の平滑筋層に存在する細胞との関わりについても、現在、検討中である。ウズラ→ニワトリ胚間移植実験系を用いることにより、迷走神経域(体節17レベル)の神経堤細胞が腸管に入り、腸管神経叢を形成する過程を経時的に観察することが出来た。また、孵卵14日目以降になると輪走筋層内にウズラ神経堤細胞が存在するのが確認された。この細胞が何に分化するのかを調べる為に、まず、正常ニワトリ、ウズラ腸管における神経細胞、グリア細胞、シュワン細胞および神経堤細胞の分布を調べた。1.Neurofilament抗体で神経細胞を染めた結果、神経細胞体はマイスネルの粘膜下神経叢(SP)とアウエルバッハの筋間神経叢(MP)のみに存在した。MPから伸び出した神経線維は、平滑筋層の中でネットワークを形成し、輪状筋層の粘膜に面した場所で神経線維のみの深部筋神経叢(DMP)を形成するのが観察された。2.グリア細胞およびシュワン細胞の分布を調べる為にS-100抗体染色を行った。その結果、S-100陽性細胞はSP,MP,DMPおよび平滑筋層内の神経線維に沿って存在した。3.神経堤細胞の分布を調べる為にHNK-1抗体染色を行った結果、神経堤細胞はSP,MP,DMPおよび平滑筋層内の神経線維に沿って出現した。この細胞数は、1と2で染まった神経細胞およびグリア細胞とシュワン細胞の総数に一致し、これらの細胞が神経堤細胞由来であることを意味する。4.Z10法で神経線維とカハールの間質細胞(ICC_S)を染めた結果、各神経叢での神経線維のネットワークをWhole mountの腸管で染め出すことが出来た。また、モルモット等で報告されているICC_Sはニワトリ、ウズラにおいてもDMPに存在することが観察された。以上の結果から、平滑筋層内やDMPに存在する神経堤細胞が神経線維に沿って存在するシュワン細胞の可能性が強いが、光顕で観察する限りでは平滑筋細胞に類似しており、現在、電顕による細胞同定を行っている。また、DMPに存在するICC_Sの起源についても検討中である。1.ウズラ→ニワトリ胚間移植実験系を用いることにより、体節17レベル(迷走神経域)の神経堤細胞が腸管に入り、腸管神経叢を形成することが証明されている。迷走神経域の各レベルの神経堤細胞に分節的な移動、あるいは腸管支配域があるかどうか調べるために体節17レベルの神経管を3体節分あるいは1体節分に区切って移植し、そこから出る神経堤細胞の腸管分布域を検討した。その結果、体節35レベルから出た神経堤細胞は腸管全域に分布し、数量的にも体節17移植のものにほぼ匹敵していた。体節3、4、5レベルの神経堤細胞は、分布にやや偏りの傾向が見られるがほぼ腸管全域に移動することが明らかとなった。以上のことから、体節35レベルの神経堤細胞が腸管神経叢の主たるsourceであることが確認されたが、分節的な意味があるかどうかについては今後さらに検討を必要とする。2.近年、腸管のペースメーカー、刺激伝導系として提唱され注目されているものにカハールの間質細胞(ICC)がある。この細胞起源については明らかになっていない。そこでウズラ→ニワトリ胚間移植実験系を用いることにより、ICCが神経堤細胞由来かどうかの証明を試みた。まず、生後ニワトリの腸管をZIO法で染色し、筋間神経叢の周辺と深部筋神経叢にICCの存在が確認された。
ヤモリ模擬構造への材料力学的アプローチ

ヤモリの足は,接着したいときにはよく接着し,剥がしたいときには簡単に剥がすことができる,優れた力学的機能を有している.これまで,その背後にあるメカニズムを理解し,その機能を再現する模擬粘着剤を開発するため,数多くの実験研究が行なわれてきた.しかしながら,そのほとんどは単に多数の微細な繊維状構造をもつ模擬粘着剤であり,粘着・剥離において重要であると考えられる,接触面の応力場を制御し,粘着・剥離のON・OFFを実現するための材料力学的なアプローチが不十分であった.そこで我々は,ヤモリ手足にあるスパチュラ構造に着目し,シリコーンゴムを金型成型することによって,数10mm程度の大きさの単一のスパチュラ構造をもつモデル粘着剤をいくつか作成し,粘着・剥離過程のその場可視化を行なった.その結果,粘着・剥離の素過程を詳細に観察することができ,剥離力との明確な対応付けを行なうことができた.とくに,粘着・剥離のOFFに関する新たなメカニズム(模擬粘着剤をある閾値以上の深さに押し込むと剥離時に引張力が発生するが,それ以下だと接触が不完全になり,引張力は全く発生しない)を見出し,ヤモリ手足における粘着のロバスト性に対する解釈を与えることができた.これは,ヤモリ模擬構造において,繊維1本レベルでの粘着・剥離挙動の把握や,構造最適化が重要であることを示唆している.また,簡単な理論的考察により,閾値の大きさを見積もることにも成功している.これらの成果によって,多数の微細構造を作成する際の指針を示すことができた.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。ヤモリは,地面だけでなく壁や天井をも難なく歩き回ることができるといった,すぐれた力学的機能を持っており,その機能の源は,手足にある微細な繊維状構造にあると考えられている.また,その構造を(部分的に)模擬することによって,ヤモリ手足の機能を再現しようとする試みが数多くなされている.しかしながら,まだ成功しているとはいい難く,更なる研究開発が必要であった.本研究では,ヤモリのもつ易接着・易剥離などのすぐれた性質を人工物である粘着剤で実現するため,ヤモリ手足の材料力学的効果に着目した.研究実施計画ではこれまでの研究と同様,ミクロ配列構造を作成することを意図したが,研究の過程で単一の構造をその場観察を行ないながら詳細に調べ,その知見を元に最適化を図ることが必要であると判断し,実際には,ヤモリ手足のスパチュラ構造をヒントに,曲率をもったアーム部の先端にへら(スパチュラ)状のパッドを持つ人工構造を作成し,引張試験機を用いてその粘着・剥離特性を調べた.その結果,垂直方向への圧縮の後,水平方向に動かす際の向きによって,その後の垂直方向への剥離力に大きな違いが生まれることを明らかにした.これは,粘着・剥離のON・OFF(スイッチング)の可能性を示唆している.これまで,垂直方向への粘着・剥離に水平方向の動きを加えることによって,粘着・剥離を制御しようとする試みはいくつかなされているが、本研究のように,実際にスパチュラ構造の変形や基板への接触をその場観察し,その知見を形状や物性の最適化に用いようとする研究は,われわれが知る限り初めてである.ヤモリの足は,接着したいときにはよく接着し,剥がしたいときには簡単に剥がすことができる,優れた力学的機能を有している.これまで,その背後にあるメカニズムを理解し,その機能を再現する模擬粘着剤を開発するため,数多くの実験研究が行なわれてきた.しかしながら,そのほとんどは単に多数の微細な繊維状構造をもつ模擬粘着剤であり,粘着・剥離において重要であると考えられる,接触面の応力場を制御し,粘着・剥離のON・OFFを実現するための材料力学的なアプローチが不十分であった.そこで我々は,ヤモリ手足にあるスパチュラ構造に着目し,シリコーンゴムを金型成型することによって,数10mm程度の大きさの単一のスパチュラ構造をもつモデル粘着剤をいくつか作成し,粘着・剥離過程のその場可視化を行なった.その結果,粘着・剥離の素過程を詳細に観察することができ,剥離力との明確な対応付けを行なうことができた.とくに,粘着・剥離のOFFに関する新たなメカニズム(模擬粘着剤をある閾値以上の深さに押し込むと剥離時に引張力が発生するが,それ以下だと接触が不完全になり,引張力は全く発生しない)を見出し,ヤモリ手足における粘着のロバスト性に対する解釈を与えることができた.これは,ヤモリ模擬構造において,繊維1本レベルでの粘着・剥離挙動の把握や,構造最適化が重要であることを示唆している.また,簡単な理論的考察により,閾値の大きさを見積もることにも成功している.これらの成果によって,多数の微細構造を作成する際の指針を示すことができた.26年度が最終年度であるため、記入しない。当初計画とは研究の方向が若干異なっているが,既存研究とは一線を画する「形状の物性・形状の詳細な検討および同時最適化」という考えを導入することができた.これによって,これまでにない研究手法を提案し,新たな研究成果をあげることができると思われる.

今後は,これまでの研究によって得られた「単一スパチュラ構造の物性・形状同時最適化」の成果を最大限に生かしつつ,当初計画で考えられていた「ミクロ配列構造」の作成に挑む.また,ヤモリ模擬構造にとどまらず,さまざまな構造の作成に取り組み,力学的機能の普遍性の探求や,数学的抽象化にも取り組む予定である.
社会人・地域住民向け3次元CAD設計技術者養成を目指した環境構築と教材開発

本研究は,社会人・地域住民および聞こえの不自由な方(以下,聴覚障害者)を対象とし,3次元CAD設計技術者養成を目指した環境構築と教材(eラーニング教材を含む)開発を行い,1再就職のために特定の知識や機能の習得支援,2「生涯学習」への学び場の提供,3自立や社会進出をサポートすることを目的とする.本年度は,昨年度まで実施した内容をより効果的に公開ができるように整備などを中心に行った.3次元CAD設計技術者養成に必要な専門科目(材料力学I・II)の授業風景動画を,画面解像度別(720×480,1280×720)に編集作業を行った.また,有限要素法の講義資料の整備が完了となった.次に,課題2の「3次元CAD専門資格取得支援用eラーニング環境構築と教材開発」で,「CATIA認定技術者」資格においては,昨年度に続き,合格率をアップさせるために模擬試験システムの整備も行った.特に「Surface Design Specialist」については,問題の数を大幅に増やした.ダッソー・システムズの新認定プログラム(Live Test)対応の「CATIA V5 Associate」資格においても,模擬試験問題の数を増やすなどの整備も加えた.最後に,本学学生を対象に,3次元CAD専門資格(CATIA V5 Associate)取得講座を夏季休暇中に無料で開講した.座学とeラーニング教材の有効活用で,「Part Design」は受験者60名中46名が,「Assembly Design」は受験者28名中19名が資格を取得した.さらに,PartとAssembly両方取得で自動付与される「Mechanical Designer Specialist」は17名が資格を取得した.このような実績を活かし,今後,社会人・地域住民および聴覚障害者の方への支援に努める.本研究は,社会人・地域住民および聞こえの不自由な方(以下、聴覚障害者)を対象とし,3次元CAD設計技術者養成を目指した環境構築と教材(eラーニング教材を含む)開発を行い,1再就職のために特定の知識や機能の習得支援,2「生涯学習」への学び場の提供,3自立や社会進出をサポートすることを目的とする.本年度は,課題1の「3次元CAD設計技術者養成に必要な専門科目の授業風景を撮影・編集を行いWEBに公開」のうち「3次元CAD設計技術者養成に必要な専門科目(材料力学I・II)の授業風景を撮影・編集作業(ファイル形式の変換も含む)に着手した.材料力学Iを13回,材料力学IIを13回,計26回の授業を撮影・編集を行い,WEBに公開できる準備を行った.また,研究成果を公開するために,既有のWEBサーバーの補修なども行っており,次年度にはWEBサーバー構築が完了となる見通しである.次に,本学学生を対象に,3次元CAD専門資格(CATIA認定技術者)取得講座を開講し,約120時間の無料講座を行った.資格取得者は205名で,合格率は約9割程度であった.この講座では合格率を上げるために講座中に,行った操作内容を音声付(一部テロップ付き)動画テキストとして製作し,本学eラーニングサーバー(WebClass)に公開した.また,「Part Design Specialist」については模擬試験システムをWebClassに構築し,受験前には必ず模擬試験を受けてから受験するよう配慮した.最後に,2015年10月から本学で3次元CAD専門資格試験が実施できる,テストセンターとして,認定を受けた.今後本学学生のみならず,社会人・地域住民達も本学で受験できるようにしたい.3次元CAD設計技術者養成に必要な専門科目の授業風景撮影を開始しており,撮影・編集技術の習得やWEBサーバーの補修を行った.また,本学学生を対象に3次元CAD専門資格取得講座を開催するなど,着実に研究成果の蓄積が行われており,研究計画通り研究課題を進めている.本研究は,社会人・地域住民および聞こえの不自由な方(以下,聴覚障害者)を対象とし,3次元CAD設計技術者養成を目指した環境構築と教材開発を行い,1再就職のために特定の知識や機能の習得支援,2「生涯学習」への学び場の提供,3自立や社会進出をサポートすることを目的とする.本年度は,課題「3次元CAD設計技術者養成に必要な専門科目の授業風景を撮影・編集を行いWEBに公開」のうち「3次元CAD設計技術者に必要な専門科目(有限要素法)」の講義に必要な資料作成に着手し,6090分の資料を10回分作成した.次に,本学学生を対象に,3次元CAD専門資格(「CATIA認定技術者」および「CATIA V5 Associate」)取得講座を開講し,約100時間の無料講座を行った.資格取得者は,「CATIA認定技術者」で138名,「CATIA V5 Associate」で60名となった.昨年度に続き,「CATIA V5 Associate」に対応したeラーニング教材を開発した.これは,パート・デザインとアセンブリ・デザインに対応した操作例題を含めた実践形式の模擬試験問題を独自に構成したもので,この教材を利用することで,本年度の合格率は8割以上(昨年度は5割程度)となった.今後,社会人・地域住民および聴覚障害者にも十分対応できる教材にしたい.最後に,既有のWEBサーバーの補修(メモリー増設など)も行った.特に研究成果公開用ホームページ作成のための設計にも着手しており,研究成果公開に向け,着々と進んでいる.CATIA関連の3次元CAD専門資格のなかで,新設されたCATIA V5 Associate用eラーニング教材の開発も進んでおり,それを利用した本学学生の資格取得率が8割を超える結果となり,eラーニング教材の開発については着々と進んでいる.

また,3次元CAD設計技術者養成に必要な専門科目の授業風景撮影に関しても,該当科目の授業担当者と研究代表者とのスケジュール調整で,十分達成可能であり,研究計画通り研究課題を進めている.本研究は,社会人・地域住民および聞こえの不自由な方(以下,聴覚障害者)を対象とし,3次元CAD設計技術者養成を目指した環境構築と教材(eラーニング教材を含む)開発を行い,1再就職のために特定の知識や機能の習得支援,2「生涯学習」への学び場の提供,3自立や社会進出をサポートすることを目的とする.10年ほど前から始まった本学学生のキャリアアップのために実施した3次元CAD専門資格(「CATIA認定技術者」)取得講座において,Part Design SpecialistとAssembly Design Specialistとで1000人以上の資格取得者を輩出した.夏季休暇中に実施した座学と「CATIA認定技術者」資格試験特有の問題形式を忠実に再現した,模擬試験システムやeラーニング教材を有効活用したことが多くの資格取得者を輩出した一つの要因と言える.また,ダッソー・システムズの新認定プログラムの資格である「CATIA V5 Associate」においても同様なシステムとeラーニング教材の開発が進んでおり,本学学生対象に実施している資格取得講座で活用した結果,約8割以上で資格を取得している.eラーニング教材の開発面では十分達成可能であり,研究計画通り研究課題を進めている.本研究は,社会人・地域住民および聞こえの不自由な方(以下,聴覚障害者)を対象とし,3次元CAD設計技術者養成を目指した環境構築と教材(eラーニング教材を含む)開発を行い,1再就職のために特定の知識や機能の習得支援,2「生涯学習」への学び場の提供,3自立や社会進出をサポートすることを目的とする.本年度は,昨年度まで実施した内容をより効果的に公開ができるように整備などを中心に行った.3次元CAD設計技術者養成に必要な専門科目(材料力学I・II)の授業風景動画を,画面解像度別(720×480,1280×720)に編集作業を行った.また,有限要素法の講義資料の整備が完了となった.現在までには研究課題を進める上で特に問題は起こっていないので,研究計画通り進める予定である.今後,研究課題遂行に問題が発生した場合は,学会発表や組織内での研究集会での討論を行い解決策を検討する.現在までには研究課題を進める上で特に問題は起こっていないので,研究計画通り進める予定である.今後,社会人・地域住民を本学に招いて3次元CAD教育を実施する予定である.しかし,現有の3次元CADソフトであるCATIAのライセンス種類では,実施できない可能性もあるが,CATIAの開発元であるダッソー・システムズ社と協議し,ライセンス関連問題を解決していきたい.それ以外にも研究課題遂行に問題が発生した場合,学会発表や所属組織内での研究集会での討論等を行い解決策を検討したい.現在までには研究課題を進める上で特に問題は起こっていないので,研究計画通り進める予定である.
コンポジット磁性材料の作製と評価

本研究は大きく二つの研究から構成されている.1つはMn-Znフェライトの低温度(900°C)焼結に関して,添加物の電気・磁気特性に及ぼす影響を調べたもの.もう1つは金属/酸化物系のコンポジット磁性材料の作製に関わるものである.前者では,媒体撹拌ミルにて共沈フェライト粉体に構造ひずみを導入し,N_2中900°Cで焼成することにより,密度98%以上の緻密なMn-Znフェライト(無添加)を作製した.その初透磁率μと直流の電気抵抗率ρは,それぞれ520-635,0.8-1.6Ω・mであった.これらの特性は,微量(0.1wt%)のリチウムボロシリケイトガラスを添加することにより,μ=1015,ρ=474Ω・mまで改善することができた.後者では,スーパーセンダスト(86.5Fe-6Si-4Al-3.5Ni wt%)/Mg・フェライト=75/25vol%の混合比のコンポジット磁性材料(相対密度98.6%)を大気中の放電プラズマ焼結(850°C/5min/130MPa)によって作製した.このコンポジット材料の飽和磁束密度B_sは1.2T,ρはスーパーセンダスト単相のρの10^4倍の1×10^<-2>Ω・mまで向上した.さらに周波数1kHzにおいてμ>1000の値を確保した.これは,微細なMg・フェライト(MgFe_2O_4)粒子(0.6μm)が大きなスーパーセンダスト粒子(30μm)の粒界に均一に分散した結果である.さらに現在,スーパーセンダスト/Mg・フェライトの傾斜機能材料の作製をすすめている.本研究は大きく二つの研究から構成されている.1つはMn-Znフェライトの低温度(900°C)焼結に関して,添加物の電気・磁気特性に及ぼす影響を調べたもの.もう1つは金属/酸化物系のコンポジット磁性材料の作製に関わるものである.前者では,媒体撹拌ミルにて共沈フェライト粉体に構造ひずみを導入し,N_2中900°Cで焼成することにより,密度98%以上の緻密なMn-Znフェライト(無添加)を作製した.その初透磁率μと直流の電気抵抗率ρは,それぞれ520-635,0.8-1.6Ω・mであった.これらの特性は,微量(0.1wt%)のリチウムボロシリケイトガラスを添加することにより,μ=1015,ρ=474Ω・mまで改善することができた.後者では,スーパーセンダスト(86.5Fe-6Si-4Al-3.5Ni wt%)/Mg・フェライト=75/25vol%の混合比のコンポジット磁性材料(相対密度98.6%)を大気中の放電プラズマ焼結(850°C/5min/130MPa)によって作製した.このコンポジット材料の飽和磁束密度B_sは1.2T,ρはスーパーセンダスト単相のρの10^4倍の1×10^<-2>Ω・mまで向上した.さらに周波数1kHzにおいてμ>1000の値を確保した.これは,微細なMg・フェライト(MgFe_2O_4)粒子(0.6μm)が大きなスーパーセンダスト粒子(30μm)の粒界に均一に分散した結果である.さらに現在,スーパーセンダスト/Mg・フェライトの傾斜機能材料の作製をすすめている.今年度は「コンポジット磁性材料の作製と評価」について二つのテーマについて検討した.1つは,金属磁性材料のセンダスト(Fe-Si-Al合金)と酸化物磁性材料のNi-Zn-フェライトのコンポジット化である.センダストの高磁束密度とNi-Zn-フェライトの高電気抵抗を同時に兼ね備えた材料の作製を試みるものである.加熱処理時のフェライトとの反応を防ぐため,センダストの粒子表面に極めて薄くAl_2O_3薄膜を形成した後フェライト粉体と混合し,グリセリンとエタノールの混合溶液中に分散させ,湿式加圧成形することにより,組成が連続的に変化する成形体を作製した.現在,プラズマ放電燃結(本年度購入した設備)により緻密化を試みている.もう1つは,Mn-Zn-フェライトとガラスのコンポジット化である.微粒子共沈フェライト粉体を30分間,媒体撹拌ミルにて粉砕し,粒子に構造歪を誘起させることにより,燃結性を向上させた.さらにこの粉体に0.3モル%の低融点ガラス(3Li_2O_3・37B_2O_3・60SiO_2mol%)を添加し,900°C-12h-N_2中で燃結することにより,相対密度【thermodynamics】8%,透磁率【product】000,電気抵抗率470Ωmという特性を示す低温度燃結Mn-Zn-フェライトの作製に成功した.従来1250°1350°Cの高温でのみ作製されてきたMn-Zn-フェライトが300°450°C低い900°Cという低温度で作製できることにより,融点962°Cの銀電極を用いた積層Lチップを一体燃結できることがわかった.これはNi-Zn-Cuフェライトを用いて作製された積層Lチップを高い磁気的特性を持つMn-Zn-フェライトに置き換えられる可能性を示したものである.この結果をJ.Am.Ceram.Soc.に投稿した.

高機能の電子機器用磁性材料には,電気抵抗が高く高磁束密度でかつ高透磁率の特性が要求され,今までに2つの研究例が報告されている.(1)磁束密度が高い金属磁性材料のセンダスト(Fe-9.6Si-5.5Al(wt%))粒子の表面にAl_2O_3薄膜を形成した後に加圧焼結して緻密化した“ナノコン"材料と(2)Al_2O_3薄膜で被覆したセンダスト粒子と高電気抵抗の磁性材料であるNi-Znフェライトとの加圧焼結によって作製した複合材料である.Al_2O_3薄膜は化学的に安定で電気的絶縁性であるため(1)においては金属伝導性のセンダスト粒子を相互に絶縁し,(2)では焼結時の合金-酸化物間の固相反応(センダストの成分中最も解離圧の低い金属Alによるフェライトの還元と分解)を防止するものである.しかしながらAl_2O_3は脆性であるため,加圧焼結時のセンダスト粒子の塑性変形に追従できずに薄膜は破壊され,緻密化するほど(1)では絶縁性が低下し,(2)では,Al_2O_3薄膜の破壊箇所で合金とフェライトが直接接触するため,フェライトの分解が生ずるので,磁気特性が劣化する.このように複合材料の作製においては,緻密化と固相反応の防止を同時に達成することは困難であった.そこで本研究ではこの課題を解決するため,センダストよりもAl成分が少なく,かつ高い飽和磁束密度を有するスーパーセンダスト(Fe-6.0Si-4.0Al-3.5Ni(wt%))と,Ni-Znフェライトよりも酸化還元平衡が安定なMg-フェライトを採用し,焼結方法としては加圧しながら短時間で加熱昇温して緻密化できる放電プラズマ焼結を用いて複合材料を作製することを試みた.その結果,Al_2O_3薄膜を形成せずにフェライトが分解しない緻密な複合材料が得られ,金属磁性材料と同等以上の高磁束密度と金属よりも10^4倍以上高い電気抵抗率を示す複合材料を作製することができた.高い飽和磁束密度を持つ金属磁性材料のスーパーセンダスト(86.5Fe-6Si-4A1-3.5Ni重量%)のN_2ガスアトマイズ粉体を,ふるい(#200)により分級して粒径を揃えた.次いで,試薬特級のMgCO_3とα-Fe_2O_3を出発原料とし,高い電気抵抗率と化学的安定性に秀れた酸化物磁性材料のMg-フェライト(MgFe_2O_4)を固相反応により合成し,ボールミル粉砕した.粉体の平均粒径はそれぞれ,30μmと0.6μmであった.これら2種類の磁性粉体を50/50体積%の比率で混合し,グリセリン/エタノ一ルの混合溶媒中に分散させた.スラリーを湿式一軸加圧成形(98MPa)し,得られた成形体を大気中でホットプレス(650°C/5min/30MPa)して,有機溶媒を除去した.次いで,超硬の金型を使用して大気中で放電プラズマ焼結(850°C/2min/98MPa)を行った.加圧方向に対して平行な焼結体の切断面を1mm間隔で微小X線回折(コリメータ:0.01mm^φ)した結果,グリセリン/エタノール=40/6060/40体積%の混合溶媒を用いて作製した焼結体は,組成が連続的に変化する傾斜機能コンポジット磁性材料であることが確認された.また,その相対密度は97%以上であった.比較のため,二種類の磁性粉体を90/10,70/30,50/50,30/70,10/90体積%に調製した混合粉体を順次層状に乾式成形して,約1-1.5mm間隔で組成がステップ状に変化する成形体を作製した.この成形体を同一条件で放電プラズマ焼結して積層コンポジット磁性材料を作製した.今後,両者の微細構造や磁気特性の比較を行う予定である.
戦後開拓地におけるコミュニティの形成と変容過程に関する社会学的研究

本研究は、戦後開拓地におけるコミュニティの形成と変容をたどり、一連の過程を規定する諸要素をみいだそうとしたものである。具体的には、地域社会における協同関係の構築や対立・葛藤とその解決の方途、戦後開拓政策の受け止め、世代間の継承のあり方の分析を通して、自然村とは異なる地域社会の特徴を捉えようとした。今日に至るまでコミュニティを維持し続けている開拓地の調査を通して明らかになったのは、(1)共同性が変容を余儀なくされる際のリスクの抑制、(2)ローカルなレベルでの政策担当者の働きかけ、(3)継承における記憶・体験の存在とそれらの共有のための場の存在の重要性である。本研究は、戦後日本社会における地域社会の変容を、戦後開拓地という、自然村とは異なる原理のもとに編成された地域のコミュニティに注目し、その形成の経緯や諸政策の影響、世代間継承によって生じる変化を分析することにより、社会変動が地域社会を生み出す過程と、地域社会が社会変動を生み出す過程という2つの次元から考察することを目的とする。平成25年度の研究実績は以下のとおりである。1.文献資料の収集と整理・分類:図書館や資料館が所蔵する基本的資料・先行研究を収集し、批判的に検討した。なかでも長野県下伊那郡の戦後開拓地に関する先行研究を詳細に検討し、本研究の研究課題の再定位を行った。2.資料収集調査:戦後開拓地を取り巻く当時の状況を把握するために、東京都・仙台市・青森市・十和田市において以下の資料を収集した。(1)開拓地の営農状況に関する調査資料、(2)開拓行政・一般農政に関する諸資料、(3)1940年代後半から50年代初頭の新聞・雑誌記事、(4)各開拓地の記念誌などの回顧的資料3.生活史調査:青森県岩木山麓地域と岩手県岩手山麓地域をフィールドに、戦後開拓地に居住する第二世代の女性を対象に生育歴からコミュニティ体験、職業経歴、地域におけるネットワークの世代間の変化、といった点について、ライフヒストリー・インタビューを実施した。4.データ分析:以下の3つのレベルでの分析を行った。(1)文献および資料に基づく比較的マクロなレベルでの戦後開拓地における政策動向の影響や経営状況の動向、(2)新聞・雑誌記事資料に基づく、生活史調査の対象地域固有の状況、(3)ライフヒストリー・インタビューに基づくライフコース、ファミリーコース、コミュニティコースのパターン以上の分析から、第二世代の人々が抱える「家業継承」、さらには女性を中心とした「介護」といった固有の課題の存在を明らかにし、論文にまとめ発表した。平成24年度の研究実績は以下のとおりである。1.先行研究の収集と検討:戦後開拓に関する諸政策や事例調査に基づく先行研究を網羅的に収集し、批判的に検討した。これまでに分厚く蓄積されてきた農村社会研究にみられるコミュニティの特徴と、戦後開拓地との共通点、ならびに相違点を整理し、本研究の課題としての世代間継承をめぐる問題とコミュニティの変容過程を定位した。2.基本的資料の収集と整理:研究の前提となるマクロな社会変動を把握するために、以下のデータ・資料を収集した。(1)『国勢調査報告』(全国・都道府県別)などの統計資料、(2)開拓行政・一般農政に関する諸資料、(3)開拓地にみられる諸問題に関する単行本・新聞・雑誌記事3.資料・データ収集調査:東京都・青森市・盛岡市において資料収集調査を実施した。(1)開拓地営農に関する統計資料、(2)開拓行政・法規に関する資料、(3)開拓地を対象に実施された調査報告資料、(4)戦後日本人の生活史に関する調査資料4.生活史調査:青森県鰺ヶ沢町、岩手県滝沢村をフィールドに、戦後開拓地の「第一世代」、「第二世代」の人々を対象としたライフヒストリー・インタビューを実施した。5.データ分析:収集した文書・文献資料の整理・分析を進めるとともに、ライフヒストリー・インタビューの書き起こしを行い、その内容を分析した。そこから明らかになるのは、開拓や営農といった、「第一世代」が確立した家業に対する、世代やジェンダーに基づく意識の差異である。平成26年度の研究実績は以下のとおりである。

1.生活史調査:前年度に引き続き青森県岩木山麓地域と岩手県岩手山麓地域をフィールドに、戦後開拓地に居住する人々を対象としたライフヒストリー・インタビューを実施した。前年度からの第二世代以降の人々を対象とした、生育歴からコミュニティ体験、職業経歴、家業継承の意向と将来の見通し、地域におけるネットワークの世代間の変化、といった点について聞き取り調査を行った。2.資料収集調査:東京都・青森市において、(1)戦後開拓地に関する統計資料、(2)各開拓地の記念誌などの回顧的資料、(3)戦後開拓地をめぐる雑誌・新聞記事、ルポルタージュなどの資料を収集した。加えて千曲市において(4)開拓自興会に関する資料を収集した。(4)にかかる一連の資料は、戦後開拓地の横のつながりを把握するうえで有用な資料である。3.データ分析:収集した文献・資料に基づき、戦後開拓地における政策動向の影響や経営状況の動向を分析した。この作業と並行してライフヒストリー・インタビューから個人、家族、コミュニティのライフコースパターンを再構成し、対象地域にみられる特徴を整理したうえで、マクロな歴史動向とコミュニティコースの相互関係について考察した。そのうえでコミュニティの継承や維持における女性のまとまりや学校の存在意義といった点を明らかにした。4.研究の総括:これまでに行ってきた研究のまとめとして、対象地域に関する1世紀の歴史を著作としてまとめ、刊行した。社会学平成25年度の研究計画に挙げた1.文献資料の収集と整理・分類、2.資料収集調査、3.生活史調査、4.データ分析、の4つの項目は、いずれも予定どおりに着手、進捗している。このうち2.資料収集調査については、これまで先行研究でほとんど検討されることのなかった、東北地方の戦後開拓地の調査資料を収集し、政策面と実態との齟齬といった葛藤的側面が明らかになった。このような側面は本研究課題におけるコミュニティの形成と展開という視点にとってもきわめて重要な位相を示しており、聞き取り調査や回顧的資料との突き合わせを行いながらさらに検討を進めていく予定である。また3.生活史調査については、開拓の「第一世代」への聞き取りを進めながら、徐々に「第二世代」へと対象を拡大し、人々の意識の世代による差異とジェンダーによる差異が明らかになった。こうした生活史調査を通して、新たに2つの課題が浮かび上がった。第一に、生活史調査のフィールドである酪農地域は、東日本大震災と福島第一原子力発電所の事故の影響を受けており、現代の大きな社会変動がコミュニティにいかなる影響を及ぼしているか、また「第二世代」から「第三世代」への継承がどのように変容していくかといった点が新たな課題として挙げられる。第二に、「第一世代」から「第二世代」への移行のなかで、「第一世代」を送出した「母村」に対する意識も変容しつつあり、この関係性をどのように捉えるかということも新たな課題として挙げられる。同時に変容する関係を新たに捉え返そうとする動きもあり、この点についても検討を進めたい。
CHO 細胞における山中因子によるリプログラミング

山中因子と呼ばれる4因子の導入によって、様々な生体由来体細胞からiPS細胞を作製することが可能となった。本研究は、蛋白質医薬品生産に多用されているCHO (チャイニーズハムスター卵巣)細胞にこれらの因子を導入し、構築した細胞の形質を検討した。マウス由来Oct3/4、Klf4、Sox2をCHO細胞に遺伝子導入し、発現レベル上昇を確認した。構築した細胞においては、細胞形状、比増殖速度の変化は見られず、これらの因子の導入によって細胞の形質は変化しないと推定された。これらの因子の導入による細胞のリプログラミング機構は、分化細胞におけるジェネティック機構が多能性を規定する状態に変化するのみならず、エピジェネティックな状態も多様性の状態に復元される。本研究は、蛋白質医薬品生産に多用されているCHO (チャイニーズハムスター卵巣)細胞にこれら因子を導入することにより、蛋白質医薬品生産における応用可能な技術を創成することを目的とする。細胞株に外来蛋白質遺伝子を組み込むと、その直後はその発現レベルが高く維持されているが、この発現レベルは世代を経るに従って、低下する。産業応用には、多数の細胞株の中から、できるだけ発現レベルが低下しない細胞株を選択して用いているのが現状であるが、近年、これらの発現レベルの低下原因が、エピジェネティック機構に基づく転写抑制であると考えられている。これまでに4因子のうち、すでにSox2・Klf4・c-Mycの3因子に関しては、これらの因子の細胞内における役割を科学的に解明する過程において、単なるコントロールの実験材料としてそれぞれ単独にCHO細胞に導入されて発現株が構築されている。そこで、まずOct3/4因子を対象として遺伝子導入を行った。ヒトアンチトロンビンIIIを分泌生産するCHO細胞を用い、この細胞に対して一過性発現を行った結果、Oct3/4因子発現によって、その細胞増殖、生産性には影響を及ぼさなかった。次に、マウス由来のOct3/4、Klf4、Sox2 (以下OKS)を導入することによる細胞への影響を検討した。その結果、抗体医薬等のバイオ医薬品の宿主として汎用されるCHO K-1株に導入し、その影響を解析した結果、細胞形状、増殖時における接着、さらに比増殖速度にも影響を及ぼさなかった。山中因子と呼ばれるOct3/4・Sox2・Klf4・c-Mycの因子の導入によって、様々な生体由来体細胞からiPS細胞を作製することが可能となった。細胞株に外来蛋白質遺伝子を組み込むと、その直後はその発現レベルが高く維持されているが、この発現レベルは数日で急激に低下し、さらに世代を経るに従って、徐々に発現レベルが低下する。検討した結果、4因子のうち、すでにSox2・Klf4・c-Mycの3因子に関しては、これらの因子の細胞内における役割を科学的に解明する過程において、単なるコントロールの実験材料としてそれぞれ単独にCHO細胞に導入されて発現株が構築されている。そこで、これまで試されてないOct3/4因子を対象として遺伝子導入を行った。対象とするCHO細胞としてヒトアンチトロンビンIIIを分泌生産するCHO細胞を用い、この細胞に対して一過性発現を行った。その結果、Oct3/4因子発現によって、その細胞増殖、生産性には影響を及ぼさなかった。最近の本分野の進歩により、いくつもの遺伝子を同時に入れなくても十分にリプログラミングが可能であるという研究結果が報告されている。実際の外来蛋白質遺伝子導入系における発現変化を検証するためには、かなり長期間の細胞構築と評価が必要とされる。構築した細胞株の増殖速度が想定よりも遅く、発現解析に時間がかかっており、やや遅れている。そこで、4因子を直接同時に入れる技術的困難さを回避するために、一因子で十分な系を用いて、さらにより実際の物質生産系に近い分泌蛋白質を対象に用いてより直截に評価を行い、生産性には影響を及ぼさない結果を得た。外来蛋白質遺伝子導入と発現安定性検証:前年度の検討から、いくつもの遺伝子を同時に入れなくても十分にリプログラミングが可能であるという研究結果が報告されている。実際の外来蛋白質遺伝子導入系における発現変化を検証するためには、かなり長期間の細胞構築と評価が必要とされ、この研究期間内では終了が困難である。そこで、評価系構築の困難さを鑑みて、まずは、Oct3/4因子発現にまずはターゲットを絞って検討する。

一過性発現にて検証した結果に基づき、Oct3/4因子恒常発現細胞株を構築し、この細胞株の生産性を長期間培養によって検証することにより、Oct3/4発現の生産性に及ぼす効果、さらにはエピジェニック効果をダイレクトに検証する。この年度に必要なのは、前年度の続きの実験を行うための細胞培養用の培地、遺伝子組換えのための制限酵素ならびに遺伝子組換えキットなどの薬品類である。さらに、細胞培養用のプラスチック器具、実験用ガラス器具が必要とされる。この年度以降は既に既存の装置を用いて研究を引き続き行う。特に必要なのは、細胞培養用の培地、遺伝子組換えのための制限酵素ならびに遺伝子組換えキットなどの薬品類である。これらの消耗品費はいっそうの研究推進のために、平成23年度以上に必要である。これに加えて、研究成果の発表(国内、国外)ならびに情報収集にかかる旅費、実験補助、投稿論文英文校閲のための謝金、得られた成果を公開するためのホームページ作成費用や印刷費、投稿料がその他の経費として必要となる。前年度の繰越額については、繰り越し分の研究計画を実施するための、細胞培養用の培地、遺伝子組換えのための制限酵素ならびに遺伝子組換えキット等の薬品類と、さらに細胞培養用プラスチック器具、実験用ガラス器具、培養用センサー類に使用する予定である。