hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プログラムによる計測・制御の仕組みを学ぶための初学者向き可視化教材の開発

本研究では,中学校の「技術」分野で必履修の『プログラムによる計測・制御』を学ぶための学習支援ソフトウェアおよびその教材を開発した.我々が既に開発していた初学者向けプログラミング学習環境PENを拡張し、PEN上でハードウェア制御プログラムを開発できるようにした。また、ここで開発したプログラムを、PEN上で動作させることで、パソコンから直接、入出力制御用ハードウェア(Arduino)を制御できるようにした。また、この学習環境を用いたコースウェアを開発した。実験授業の結果、多くの学生の興味をひくことができ、理解度も高かったことを確認した。昨年度は、我々のグループで開発した初学者向きプログラム学習支援環境PENにArduinoを制御するための仕組みを組み込んだが、PENに新たな機能を追加するためには、予め決められたクラスを記述する必要があった。今年度は、この機能追加の際に、任意のクラスを記述できるように、より汎用的な機能拡張の仕組みを組み込んだ。これに伴って、Arduinoを制御するための仕組みを再構築した。また、このシステムを利用して授業を実施するための教材も再度見直し、新たなコースウェアを作成した。また、Arduinoがなくてもプログラムの作成・デバッグができるように、Arduinoシミュレータを作成した。これによって、多人数のクラスでもハードウェアを何人かで共有することが可能となり、授業の適用範囲が広がった。この教材を利用して、実際に大阪学院高校の情報の授業で実験授業を実施した。受講者は3年生15名であり、100分授業を2回実施した。受講者へのアンケート調査の結果、70%以上の生徒が「授業は面白かった」、「授業内容はほぼ理解できた」と回答したことから、授業への関心度も理解度も概ね満足できるものであったと思われる。本研究期間の2年目に、我々のグループで開発した初学者向きプログラム学習支援環境PENの拡張機能として、任意のクラスを追加することで新たな機能を追加できる仕組みを用意したが、最終年度では、この仕組みを利用して、Arduinoを制御するための仕組みを再構築した。また、本システム、および、教材の問題点を精査し、システムの改良を行い、コースウェアも新たに再構成した。当初計画では、英語版、中国語版も用意する予定であったが、中国語版は時間の都合で用意できなかった。作成した教材を利用して、2年目と同様に大阪学院高校の情報の授業で再度実験授業を実施した。受講者は3年生12名であり、100分授業を6回実施した。受講者へのアンケート調査の結果、90%以上の生徒がセンサー入力について「よく理解できた」もしくは「ほぼ理解できた」と回答しており、サンプル数は少ないが、ソフトウェア有用性が示されている。また、6月にはカナダのビクトリアで開催されたED-Media2013(World Conference on Educational Media and Technology)で研究発表を行った。本システムの英語版を実際に動作させて参加者に見てもらったところ、多くの参加者に興味をもってもらえたことからも、本システムの有用性を示唆するものと思われる。本研究は、中学校新学習指導要領における「技術・家庭」の技術分野の内容の一つである「情報に関する技術」のうち、『プログラムによる計測・制御』を学ぶための学習支援ソフトウェアおよびその教材の開発を目指してスタートしたが、本研究で開発したソフトウェアは、初学者が数回の授業(50分/回)で容易にこれらの仕組みが理解できるものとなっており、所期の目的を達成できたと考えている。本年度は、ハードウェア(Arduino)を制御するための言語として、xDNCL(xDNCLは大学入試センターの入試で用いられている言語をベースに実装に必要な機能を付加したもの)にArduinoの制御用命令を追加した。我々のグループでは、xDNCLの処理系を既に開発済であり(PENと呼ぶ)、PENにArduinoを制御するための仕組みを組み込んだ。この際、PENの拡張のための汎用的な仕組みを実装したので、今後、他のハードウェアの制御機能の追加だけでなく、その他のライブラリの追加なども比較的容易にできるようになった。また、このシステムを利用して授業を実施するための教材として、LEDの点灯/点滅、光センサーや温度センサーを利用した制御プログラムなど、いくつかのコースウェアも試作した。このモデルでは、PENによるプログラムで直接Arduinoを制御するものであって、Arduino単独で操作するものではない。また、これと並行して、Arduinoに温度センサー、光センサーなどのを追加した新たなハードウェアを設計・製作し、それを動作させるタイルプログラミング環境も試作した。このモデルでは、タイルプログラミングによって作成したプログラムをArduinoにダウンロードし、Arduino単独で動作させるものである。このシステムについても正常に動作することを確認しており、数名を被験者として、実験によりその有効性を確認している。当初の24年度の計画では、制御のための言語、シミュレータの詳細設計・実装と、コースウェアの詳細設計を行うことが目標であったが、これらの目標は概ね達成できた。

さらに、当初25年度の計画であった実験授業も一部実施できたので、この部分は予定以上に順調に進捗している。しかし、学習者自ら抽象化できる仕組みを用意できていない点は、進捗がやや遅れている点である。総合的にはおおむね順調と判断した。当初の23年度の計画では、制御のための言語については、設計のみが目標であったが、試作までできて、実際にハードウェアの動作確認までできたことは、当初計画より進んでいる。しかし、シミュレータの作成や、学習者自ら抽象化できる仕組みを用意できていないのは、進捗がやや遅れている点と言える。次年度は、再度実験授業を実施し、本システムおよび教材の問題点を精査し改善に努める。また、英語版、中国語版も用意し、本システムの利用範囲を広げるとともに、国際会議で発表することで、多くのコメントを活用し、より有効なシステム・教材を目指す。今年度の試作を基に、利用するハードウェアを決定し、授業で用いることができるシステムを実装する。また、製作するハードウェアのシミュレータを用意し、学習環境の充実を図る。学習者自ら抽象化できる仕組みの実現に挑戦する。今年度は2月および3月に参加を予定していた研究会に、スケジュールの都合により参加できなかった。このために配分していた経費に余剰ができたが、これについては、次年度に同種の研究会への参加費として、活用したい。今年度は研究費の配分遅延のため、当初計画していた最新の研究動向の調査のための国際会議に参加できなかった。このために配分していた経費に余剰ができたが、この分を来年度同一目的で執行する予定である。
幾何学的変換群論

上記研究課題に関し今年度次のような結果を得た。まずn+1-次元unimodular群SL_<n+1>Rのn-次元球面S^nへの標準的な作用を考える。さらにSL_<n+1>Rのいわゆる一様格子GAMMAをとり、unimodular群の作用をこの格子に制限することにより、離散群GAMMAのn-次元球面への標準的な作用A^oが得られる。このとき定理.n(]SY.qotreq.(〕2ならばこの作用A^oは剛性的である:すなわち、Aを群GAMMAの球面S^nへの微分可能的な作用で、しかも適当なtopologyに関しAは標準的作用A^oに十分近いとすると、作用Aは標準的作用A^oに滑らかに共役である。より直感的に言うならば、n(]SY.qotreq.(〕2の場合、群GAMMAの標準的作用A^oはそれを少々摂動させるだけでは本質的に変わり得ないことを、定理は主張している。証明の概略は次の通り。まず幾何学的な考察を行なうことにより、定理の証明をある線形的な問題に帰着させる。(そもそもの問題は非線形であるから、これは一種の「変数変換」と考えることが出来よう。)次いで、この線形問題をある仮定の下、確立微分方程式を用い解く。そして最後に、unimodular群に対する初等的な表現論を利用して、その条件が実際に満たされていることを確認する。
水素透過防止性セラミック薄膜に関する研究

本研究は、核融合炉ブランケットなどをはじめとした先進エネルギープラントで開発課題とされている金属の水素脆化および水素の透過損失をセラミックスの薄膜を設置することによって軽減する技術に関して研究を行っており、薄膜の微細構造と水素透過挙動より薄膜中の水素透過機構を解明することを目的としている。最終年度となる本年度は、より詳細な水素透過機構を解明するために、前年度までの研究で基礎的な透過挙動が得られている酸化エルビウムを薄膜材料として用い、固溶や拡散といった透過の素過程について検討した。続いて、普遍的な透過挙動の理解を進めるために薄膜中の水素透過機構のモデル化を行い、計算値と実験値の比較や他の手法への適用可能性を調べた。また、他の薄膜材料の検討として炭化ケイ素を用い、薄膜組織分析と透過試験より炭化ケイ素薄膜中の透過挙動を調べた。透過の素過程の検討においては、基板片面に成膜した場合と両面に成膜した場合の透過試験結果を比較した。両者で拡散律速が確認されたが、両面成膜試料では基板に比べて最大1/100000に透過を低減することがわかり、固溶・拡散過程を繰り返すことによる透過防止性能の大幅な向上が示唆された。透過機構のモデル化においては、基板被覆率や薄膜結晶の平均粒径をパラメータとして計算を行うことで実験値との良い一致を示した。また、結晶構造の違いや不純物等の影響を考慮することにより、他の成膜手法においても適用可能性の向上が期待できることがわかった。炭化ケイ素薄膜においては、マグネトロンスパッタリング法による均一な薄膜の作製が可能であることが示され、基板との熱膨張率差によって生じるクラック等、酸化エルビウム薄膜で得られている挙動と類似性が見られた一方で、表面における吸着の効果といった相違点が存在した。軽水炉燃料被覆管、高速炉水素化物制御体被覆管、核融合炉ブランケット配管などの先進原子力エネルギー技術の材料分野において、水素同位体の構造材料への固溶および炉外への透過によって引き起こされる金属の脆化および水素の損失は、重大な技術課題の一つと考えられている。これらの課題を克服する手法として、容器および配管内面に水素透過を低減する薄膜を施すことが検討されており、現在まで酸化アルミニウムを中心とした各種セラミック薄膜が水素透過防止性能を示すことが報告されている。しかしながら、理想的な結晶構造を有する薄膜試料の作製は、現状では多くの課題が残っている。一方で、近年薄膜材料として酸化エルビウムを用いた研究が行われている。酸化エルビウムは熱力学的に最も安定な酸化物の一つで、強還元性雰囲気下での使用が期待され、また水素透過防止性薄膜としても高い性能を有することが示されているが、研究例がほとんどなく、作製パラメータを変化させることでより高い水素透過防止性能が期待できる。そこで本研究では、結晶性や界面の状態を変化させた酸化エルビウム薄膜試料を作製し、膜質と水素透過防止性能の関連性を調べることによって、薄膜試料の水素透過特性を評価することを目的とした。各種ステンレス基板に真空アーク蒸着法およびゾル-ゲル法で薄膜を作製し、光学顕微鏡による表面観察、X線回折による結晶構造の分析、また透過型電子顕微鏡による断面観察を行った。これより、薄膜中のホール・クラックの有無、中間層、結晶性などについて情報を得た。続いて、水素透過装置を用いて基板及び薄膜試料の水素透過測定を行ったところ、薄膜の基板毎の透過防止性能の差は小さく水素の移動が薄膜のみに制御されていたこと、また、基板-薄膜界面が薄膜の密着性に大きく影響すること、熱サイクル中で薄膜は劣化しない等の透過挙動が得られた。本研究は、先進エネルギープラントで開発課題とされている水素と金属の相互作用から生じる金属の水素脆化および水素の透過損失を、セラミックスの薄膜を設置することによって軽減する技術に関して、薄膜の微細構造と水素透過試験より、セラミック薄膜中の水素透過挙動を解明することを目的としている。2年度目の本年度は、より詳細なセラミック薄膜中の水素透過挙動を検討するために、酸化エルビウムを薄膜材料として用い、低不純物、高密着性の薄膜が得られている真空アーク蒸着法によって結晶組織を制御した薄膜試料の水素透過試験を行った。また、真空アーク蒸着法では不可能な複雑な配管形状に成膜するために、金属エルビウムの溶解した有機化合物を用いた有機金属分解(Metal Organic Decomposition, MOD)法を用いた薄膜の作製を実施した。真空アーク蒸着法によって室温で作製した薄膜においては、透過試験中に重水素透過フラックスが大きく減少した。これは試験時の加熱による薄膜の結晶構造の変化であると考えられた。また、試験前後の試料断面の透過電子顕微鏡像により、結晶粒径が透過試験によって増加し、また試験温度が高いほど粒径は大きくなることがわかった。結晶粒径の成長に伴い透過フラックスが減少したことから、水素透過は酸化エルビウム薄膜の粒界に沿って移動しているという新たな知見が得られた。MOD法による薄膜作製では、熱処理雰囲気等の作製パラメータを変化させることで薄膜の微細構造の制御を行った。高純度アルゴン下で熱処理した場合、基板-薄膜界面に生じる脆い基板酸化物層が150nm以上となり、均一な薄膜が得られない、または透過試験中に大きく劣化した。一方で、より穏やかな酸化雰囲気である水素+水蒸気中で熱処理を行うことによって基板酸化物層の生成を低減し、真空アーク蒸着法に匹敵する水素透過防止性能を得ることができた。

本研究は、核融合炉ブランケットなどをはじめとした先進エネルギープラントで開発課題とされている金属の水素脆化および水素の透過損失をセラミックスの薄膜を設置することによって軽減する技術に関して研究を行っており、薄膜の微細構造と水素透過挙動より薄膜中の水素透過機構を解明することを目的としている。最終年度となる本年度は、より詳細な水素透過機構を解明するために、前年度までの研究で基礎的な透過挙動が得られている酸化エルビウムを薄膜材料として用い、固溶や拡散といった透過の素過程について検討した。続いて、普遍的な透過挙動の理解を進めるために薄膜中の水素透過機構のモデル化を行い、計算値と実験値の比較や他の手法への適用可能性を調べた。また、他の薄膜材料の検討として炭化ケイ素を用い、薄膜組織分析と透過試験より炭化ケイ素薄膜中の透過挙動を調べた。透過の素過程の検討においては、基板片面に成膜した場合と両面に成膜した場合の透過試験結果を比較した。両者で拡散律速が確認されたが、両面成膜試料では基板に比べて最大1/100000に透過を低減することがわかり、固溶・拡散過程を繰り返すことによる透過防止性能の大幅な向上が示唆された。透過機構のモデル化においては、基板被覆率や薄膜結晶の平均粒径をパラメータとして計算を行うことで実験値との良い一致を示した。また、結晶構造の違いや不純物等の影響を考慮することにより、他の成膜手法においても適用可能性の向上が期待できることがわかった。炭化ケイ素薄膜においては、マグネトロンスパッタリング法による均一な薄膜の作製が可能であることが示され、基板との熱膨張率差によって生じるクラック等、酸化エルビウム薄膜で得られている挙動と類似性が見られた一方で、表面における吸着の効果といった相違点が存在した。
ヒト未分化CD34抗原陰性造血幹細胞の特性解明と再生医療への応用

われわれは骨髄内直接移植法を開発することにより、ヒト臍帯血中に非常に未分化なCD34抗原陰性造血幹細胞(CD34-HSC)の同定に初めて成功した。本研究で、このCD34-HSCがc-kitやflt3というマウスHSCに重要な分子を発現しないこと、さらに、従来未分化とされていたCD34^+CD38-HSCよりも未分化な幹細胞であり、異なるin vivo増殖分化動態を示すことを明らかにした。一方、CD34-HSCの可塑性は極めて限定的なものと考えられた。
新規なＬ－アミノ酸脱水素酵素の機能と立体構造解析に基づく抗トリパノソーマ薬の開発

病原性寄生原虫であるトリパノソーマのゲノム情報からL-スレオニン脱水素酵素(ThrDH)遺伝子を見出し、オーバーラップオリゴヌクレオチド用いて遺伝子合成を行った。合成したThrDH遺伝子をpCold TFベクターに挿入し、大腸菌を用いてIPTGによる遺伝子の発現を行い、発現産物の精製、及び機能解析を行った。その結果、SDS-PAGEで予測される分子量である81 KDaにバンドの検出に成功した。さらに、酵素活性の確認を行った結果、わずかではあるが、NAD依存性ThrDH活性の検出に成功した。大腸菌用コールドショック発現ベクターであるpCold I, pCold TF(融合タンパク質), pCold Pros2ベクター(融合タンパク質)を用いてThrDHの発現を行ったところ、pCold IとpCold Pros2を用いたThrDHの発現は、不溶性であるインクルージョンボディーであったが、融合タンパク質であるpCold TFベクターを使用した場合にのみ、ThrDHが可溶性画分に発現することを明らかにした。カラムから溶出した酵素の分子量を解析した結果、SDS-PAGEで予測される分子量81 KDa(融合タンパク質TF 44 KDa + ThrDH 37 KDa)にバンドが検出されていることから、Talonコバルトアフィニティカラムによる精製に成功した。最終的にLB培地100 mlあたり1ステップの簡便なカラム精製で1.4 mgの精製酵素を得ることができた。現在、ThrDH/NADの2者複合体立体構造を解析するために結晶化スクリーニングを行っているが、X線回折実験に適した良好な結晶は得られていないため、今後さらなる酵素の精製、結晶化スクリーニングを行う予定である。既知のL-スレオニン脱水素酵素(ThrDH)は中鎖型脱水素酵素ファミリーに属し、これまでに常温菌や真核生物由来の酵素で機能解析が、超好熱菌由来の酵素で立体構造解析が行われている。一方、南極から単離された低温菌Flavobacterium frigidimaris及び、好熱菌であるThermoplasma volcanium由来のThrDHは、既知のThrDHと1次構造上非常に低い相同性しか持たないだけでなく、既知の本酵素の活性発現に必須とされる亜鉛結合モチーフもなく、代わりにUDP-galactose 4-epimerase (GalE)に特有のモチーフを有する、特異な酵素であることを既に報告している。ゲノム情報を使用し、この特異なGalEタイプThrDHホモログ遺伝子の生物分布を調べた結果、バクテリアやアーキアだけでなく、ヒトやトリパノソーマなどの真核生物にも存在していることを明らかにした。さらにヒトでは、ThrDH遺伝子は偽遺伝子となっていることから、ヒトのL-スレオニンの代謝は病原性寄生原虫であるトリパノソーマとは全く異なっていると考えられる。本研究ではトリパノソーマ由来ThrDHの機能と立体構造の解析を通じて、新規な抗トリパノソーマ薬開発の基礎を築くことを目的としている。トリパノソーマのゲノム情報からThrDH遺伝子のcDNAをオーバーラップオリゴヌクレオチドを使用し、遺伝子を合成した後、pCold TFベクターに挿入し、大腸菌を用いてIPTGによる遺伝子の発現を行った。その結果、SDS-PAGEで予測される分子量にバンドが検出され、His-tagカラムによる精製にも成功した。また、活性染色法による酵素活性の確認を行った結果、NAD依存性ThrDH活性の検出に成功した。今後、本酵素の機能解析及び、立体構造解析を目的とした結晶化、X線回折実験を行う予定である。平成24年度の研究実施計画通り、トリパノソーマ由来ThrDH遺伝子のクローニング、作成したThrDH遺伝子の大腸菌を用いた発現、酵素の精製及び、酵素の機能解析を行うことができた。今後の研究推進方策は平成25年度の研究実施計画通り、トリパノソーマ由来ThrDHの結晶化及び、立体構造解析による基質複合体構造の解明を行う。得られたThrDHの立体構造を基にした阻害剤の探索、及び酵素阻害実験を行う。平成24年度は2件の学会で成果発表を行う予定であったが、実際助成金を使用した発表は1件しかできなかったため、繰越金が発生した。平成25年度の研究費は遺伝子組み換え用試薬類、酵素精製用器具類、タンパク質精製用試薬類、酵素活性測定用試薬類及び、成果発表のための旅費に使用する予定である。特に遺伝子組み換え用試薬、タンパク質精製、酵素活性測定用に使用する試薬は高価であるため、平成24年度の繰越助成金を合わせて使用する予定である。
化学物質濃度の季節変動を利用した氷コアの高精度年代推定手法の確立

初年度に当たる昨年度は、新潟県中里村西方において寒候期から融雪期にかけて降雪試料を連続的に採取するとともに、積雪断面観測を連続的に実施して雪試料を採取し、積雪層中での各種イオンや固体粒子濃度、水の同位体組成などの時間変化に関する知見を得た。このことにより、融雪によって積雪層内の変態が進む場合でも、これら化学物質がかなり保存されることを確認した。そこで2年度目に当たる本年度では、南極や北極、アジア高山地域で採取された氷コアの分析を実施し、化学物質濃度の時間変化を解析するとともに、化学物質濃度の季節変動による年代の推定と他の主暖による年代の推定との比較を行った。その結果、1、融解が全く生じない南極の試料の場合でも、化学物質によっては時間とともに変質が生じることが明らかとなった。最も特徴的なのは硝酸であり、氷床表面の積雪層内において光による変質を受けてしまう。しかし、物質を選べば(たとえば硫酸)、充分年代の推定を行うことが可能である。2、北極の試料では、堆積量が少ない場合や風による吹き払い効果によって冬の層が欠落するような場合には、同位体を用いて年代推定することが困難である。しかし、その場合でも、イオン濃度には季節変動が残っており、そのことを用いて年層の決定が可能である。3、融解現象が生じるアジア高山域の試料の場合には、要素によっては季節変動が明瞭でなくなる場合も生じるが、複数の要素を総合的に利用することによって年代を決定することが可能である。ただし、充分な分解能をもって各要素の深さ分布を復元することが肝要である。ということが明らかとなった。1.積雪変態過程における化学物質濃度の変質に関する観測新潟県中里村西方に実験雪面を設定し、少なくとも1週間のインターバルで断面観測を繰り返し、積雪断面より連続的に積雪試料を採取し、同位体組成やイオン濃度、固体粒子濃度、積雪粒子サイズ、含水率、雪温、積雪密度の測定を実施した。と同時に、気象要素や積雪深、融解水量等も連続して観測している(この観測的研究は、1冬期間を通して実施するため現在も継続中である)。2.化学物質濃度の変質の解析予備解析の結果、積雪粒子の粗大化に伴い、同位体やイオン濃度など環境指標に変質が生じることが明かとなり、そのモデル化を行った。3.水素同位体解析前処理装置の完成上記モデルをさらに完成するため、水素同位体解析を計画し、そのための前処理装置を完成させた。分析自身は、既設設備であるマススペクトロメータで実施できる。取得したサンプルの水素同位体解析を来年度に実施の予定である。4.手持ちコアの解析上記モデル等を適用して高精度年代推定手法に資するため、手持ちの極地域採取のピットサンプルやコアサンプルの分析を進めた。2年度目に当たる本年度では、南極北極、アジア高山地域で採取された氷コアの分析を実施、化学物質濃度の時間変化を解析するとともに、化学物質濃度の季節濃度による年代の推定と他の主暖による年代の推定との比較を行った。
遷移金属フェライト系複合材料中の界面誘起金属-絶縁体転移

遷移金属フェライトの電気抵抗率急変現象のメカニズム解明のため、下記の研究を行った。1)錯体重合法による遷移金属フェライト超微粒子合成法開発遷移金属フェライト超微粒子を、錯体重合法で合成する手法を確立した。金属硝酸塩または硝酸塩水和物をクエン酸水溶液に溶解させ、エチレングリコールを加えて重合した。これを加熱し、仮焼、結晶化を行った。この結果、結晶質超微粒子を380°C以上で合成可能なことが判明した。2)有機物付着したニッケルフェライト焼結体の電気抵抗率温度依存性1)で合成したニッケルフェライト超微粒子を焼結し、これに有機物を塗布後、大気中昇温して電気抵抗率温度依存性を測定した。酢酸ブチルを塗布したニッケルフェライト焼結体は、120°Cから電気抵抗率が減少し、その後220°C以上で上昇し、無塗布のサンプルとほぼ同一となった。また、120°C以下と220°C以上の電気抵抗率から求めたキャリアホッピングの活性化エネルギーは、単結晶のそれと一致した。一方、120°C前後で熱天秤で測定した重量の急減が見られた。よって、120°Cでの酢酸ブチル蒸発に伴い、ニッケルフェライトのキャリア密度が変化し、電気抵抗率急変を引き起こすことが判明した。3)有機物付着したニッケルフェライト多孔体における電気抵抗率の気孔率依存性2)で有機物吸脱着によりニッケルフェライトのキャリア密度変化が引き起こされることが予想されたが、これがなぜバルク体内部のキャリア密度まで変化させているかが不明であった。このため、気孔率依存性を測定した。市販ニッケルフェライト粉末を大気中600-1200°C1時間焼結して、これに酢酸ブチルを塗布して電気抵抗率温度依存性を測定した。開気孔率減少に伴い、電気抵抗率急変現象は発現しなくなった。よって、これにより、酢酸ブチルが焼結体内部に流動し、吸脱着過程でバルク全体のキャリア密度を変化させていることが判明した。遷移金属フェライト多結晶体の急変サーミスター特性発現機構解明とその応用を目指すため、本年度はNi-Fe-O系焼結体の急変サーミスター特性発現機構解明の研究を行った。これまでの研究により、Ni-Fe-O系の急変サーミスター特性は、1)NiFe_2O_4-NiO界面、2)未知の低温相転移、3)化学吸着により発現すると考えられている。1)2)の仮説に従い、機能発現機構解明のための実験を行った。NiFe_2O_4+1vol.%NiO混合粉末を600-1000°Cで大気中1時間焼結し、その電気抵抗率温度依存性を測定した。焼結温度600°Cの試料では、200°Cで電気抵抗率の急減が見られ、これは以前の結果と一致した。焼結温度800°Cの試料では同様な特性が観察されたが、焼結温度1000°Cの試料ではこれが見られなくなった。このことから本試料の急変サーミスター特性は、気孔率、比表面積、細孔径分布など焼結度に関連して発現することが分かった。2)未知の低温相転移NiFe_2O_4-1vol.%NiO試料を200-600°Cに加熱した後、室温に急冷し、この試料のX線回折測定を行った。この結果、徐冷試料と急冷試料の間に構造の違いは見られなかった。これにより、急変サーミスター特性を示す試料には、急変サーミスター特性発現温度近くでの構造相転移はなく、これ以外の原因により帰納が発現していることが判明した。
都市難民の基本的ニーズの解明と国際比較研究

世界の難民の半分以上が都市に住む中で、UNHCRの新たな政策枠組み(2009年)と現実の間には、まだ非常な乖離がある。難民は庇護国で、登録されず、各国から法的な居住資格が与えられていない。同時に労働許可がなく、援助に依存するか、同胞の国際、国内の連絡網を通じて、困難な自活の状態にある。多くの難民援助NGOは、法的資格が認められない人々に法的に曖昧な分野で、危険を冒しながら活動している。都市難民の改善の根幹は、庇護国の政治的意思にある。各国政府、市民組織、UNHCRの努力により、都市区域に住む難民の保護は、世界的に幾分、改善がみられる。しかし、現場を訪れて実際に様子を子細にみると、各々の計画の中で具体的に何をどう優先度をつけるのか、については各国政府も国連も、まだ方針が定まっていない。UNHCRはそれまでの"難民は難民キャンプで生活するべきだ"という考え方を修正して、都市での居住も正当なもの、と立場を変えつつある。難民キャンプでの援助に、高い優先度を置く従来からのやり方は、もはや正当化が難しくなってきている。都市で難民を保護することは、国や地域の公的サービスを彼ら難民が得られるようにすることであり、就労権、身の安全への権利、適切な住居、移動の自由、任意の逮捕・勾留からの自由などの基本的人権を守ることである。しかし援助の基本となる、都市での難民の生活維持に必要な、時宜を得た「登録」と「公的書類」の発行が中々できていない。その理由の一つは、政府、国連、市民組織側の能力不足と資金不足にあるが、実行上の政治意思の問題がある。改善への兆候が見られる一方で、難民たちが基本的な権利を守られるためには依然、手続き上で官僚的な複雑さや遅れ、法律上の障害がある。都市での難民の保護は、必ずしも難民キャンプ中心の援助配布よりも高上がりではない。今、最も効果的なのは、難民、市民社会、政府が一体となって、年齢、性別など、難民の多様性に配慮したコミュニティ・サービスを実現することである。マイクロ・クレジット計画も大事である。そのためには、コミコーニティ指導員が計画の中に、適切に位置づけられる必要がある。国際人道援助を受けず、紛争国の隣国(多くは発展途上国)の都市に滞留する難民・国内避難民の数が増大している。アジア、アフリカ、ラテンアメリカ諸国の現場を訪れて話しを聞くと、彼らの多くが、滞在中の都市で、嫌がらせ、搾取、逮捕の恐怖を絶えず持って生活している。自分の身を守るため、地方当局や国際社会から"身を隠して"ひっそりと暮らし、援助を殆ど受けていない。身分の登録をしないため、結果として、庇護国の保護もなく、差別され、住む所が不十分であり、雇用や社会サービス(保険医療、教育等)の利用が出来ない。特に女性の場合、都市での性的、物理的暴力は大きな懸念である。難民・国内避難民がいる国々、特にウガンダ、ケニア等の東アフリカ諸国では、問題の根底に、「市民権」の問題がある。市民権に関し、多くのアフリカ諸国に、共通なことが一つある。各国々は、民族集団、宗教集団、弱者集団(女性、難民、国内避難民など)の違いで、市民権の入手・獲得に非常に多くの制限を課している。他の地域でも同様で、例えばタイでは、難民は移動を禁じられ、土地の利用も、職を見つけることも禁じられている。1951年国連難民条約や数多くの国際人権条約が、難民への多くの権利、特に移動の自由、雇用を求める権利を認めるが、多くの場合、実施されていない。都市難民と都市への国内避難民に対しては、庇護国政府は、大半が応急的対応に集中する傾向があり、中・長期的視点からの方策に乏しい。2009年UNHCRは、NGO等からの政策見直し要請を受けて、難民コミュニティとの密接な連絡を骨子とする、新たな「都市難民政策」を打ち出したが、その成果が出るのはまだ先のことである。長期にわたるこの問題の解決には、UNHCRのような人道機関だけでは限界があり、国連組織内外の広範囲な政治、安全保障、開発といった機関との密接な連絡と持続的な関与が必要となっている。世界中で現在、難民の多くは、都市に居住している。国連の統計(2011年)によれば、全難民の50%以上が都市区域に住んでいる。従来の難民援助のやり方である、難民キャンプを設営して、受け入れ国(ホスト国、多くは途上国)の同意、認可のもとに、国際援助機関やNGOがキャンプで援助活動を行うという図式は、急速に崩れつつある。通常、都市居住の難民は職の機会がなく、貧しく、密集した、劣悪なインフラの“スラム"で生活している。ホスト国は、難民の労働市場への参入に制限を加えている。ホスト国は難民の労働権はおろか、アパートを借りるための居住許可さえ与えていない。

ホスト国での労働はまた、言葉の違い、恣意的な付加金・謝礼と差別にあう。彼ら難民への援助と支援のないことが、難民の犯罪への関与、暴力の行使、売春といった負の対処戦略をとらせている。変貌する現実に対応するため、UNHCRは、難民への保護と援助の場を難民キャンプに限定した1997年政策を改め、2009年、都市での難民居住を容認し、彼らの都市での保護を改善するために、従来の法的保護のみの活動から、職業、教育、保健医療など、各種各分野での援助活動を都市で行うという新政策を打ち出した。しかし、現実にはうまく対応できていない。歴史的に、UNHCRとNGOは、都市という状況下で難民のために職業機会を創出するという考えが乏しかったことがある。他方、ホスト国政府の側でも国内法の改正は進まず、NGOの物資配布・サービスのあり方もUNHCRの新政策に即応できていない。都市で難民に経済機会を作り出すというのは困難な課題だが、まず第一は、ホスト国の政策に難民の持つ権利を認めるよう働きかけることである。その際重要なことは、今あるホスト国の職業開発・訓練機会を見出し、それらを難民に活用できるようにすることで、難民の経済基盤と起業・運営の技術をつけることである。研究分担者のほぼ全員が、最終報告書のドラフト作成に取り掛かっており、また外国人協力研究者の殆どが最終的な論文作成を始めている。24年度が最終年度であるため、記入しない。過去2年実施した調査を継続する。その過程で同時に、これまでの調査をリビューし、問題点を洗い出す。補足的なフィールド調査を行い、抜け落ちていた課題・論点を補う。フィールドで得られた成果を更に検討し、最終的な報告書を作成する(英文図書を予定)。
複数の機能をもつ星型ポリマーのドミノ精密合成：混ぜるだけの革新的ワンステップ合成

直鎖状ポリマーが多数放射状に分岐した星型ポリマーの簡便かつ高度に制御された合成法の確立に成功した。架橋剤の混合物にカチオン重合触媒を添加するだけの簡単な方法により、ほぼ定量的に分子量分布の揃った星型ポリマーが生成することを見出した。また、二相、三相溶媒系を用いて物理的に反応場を隔離する方法を用い、ワンショットでの星型ポリマー合成が可能であることを示した。生成ポリマーから作成したフィルムは、表面特性の制御に有効であることがわかった。平成24年度は,VE,スチレン類など,反応性の異なるモノマーを組み合わせ,様々なハロゲン化金属を触媒として用いて,添加塩基存在下,ブロックおよび星型ポリマーのドミノ型生成反応の検討を行った。これと並行して,従来の方法で合成したブロックポリマー、ヘテロアーム星型ポリマーのフィルムを作成し,その表面の刺激応答性を評価した。ドミノ合成反応の確立:ホモアーム星型ポリマーイソブチルVEとアルコキシスチレン型ジビニル化合物に,エステルや環状エーテルなどの塩基存在下,種々のハロゲン化金属(SnCl_4,FeCl_3GaCl_3など)を添加して星型ポリマーの合成を検討した。触媒によりモノマー選択性が異なり,SnCl_4を用いると高選択的に星型ポリマーが生成した。また、この方法により側鎖にオキシエチレン鎖を有するVE星型ポリマーも高収率で生成することがわかった。一官能性モノマーの共重合による探索星型ポリマー生成反応のモデル反応として,反応性の異なる一官能性モノマー同士の共重合を様々な触媒で検討した。イソブチルVEとp-メトキシスチレン(pMOS)の共重合では,SnCl_4以外にZrCl_4,HfCl_4を用いると高選択的に重合が進行した。一方、ZnCl_2,InCl_3では,モノマー選択性が明らかに低下した。また,2-クロロエチルVEとp-メチルスチレンのSnCl_4による共重合でも,重合条件を選択すると比較的高選択的な共重合が進行した。星型ポリマーを用いた温度応答性フィルムの創製従来の方法を用いて,温度応答性の枝をもつヘテロアーム星型ポリマーを合成した。2種類の温度応答性鎖を枝とするポリマーのフィルムの表面は,曇点に対応する温度で二段階の温度応答性を示した。すなわち,表面温度を上昇させると,段階的に親水性から疎水性へと感度よく変化した。平成25年度は,ワンショット合成可能なモノマーの組み合わせの拡張,コアファースト法による合成,コア分解性星型ポリマーの合成について検討した。1.複雑な構造の機能性星型ポリマーのワンショット合成に向けたモノマーの検討:種々の官能基を有するビニルエーテル(VE)とアルコキシスチレン型ジビニル化合物を,四塩化スズを触媒に用いて反応させた。その結果,側鎖にエステル,フタルイミド基などを有する官能性星型ポリマーが高収率で得られた。また,2-クロロエチルVEとp-メチルスチレンのモデル共重合反応から,選択的な共重合反応には,溶媒,触媒に加えて,重合制御に必須である添加塩基の選択も重合であることがわかった。2.コアファースト法による合成:二官能性VEとアルコキシスチレンの混合物に四塩化スズを添加すると,分子量分布は広いものの,高収率で星型ポリマーが生成した。また,ドミノ合成の検討と並行して,二官能性VEの単独重合の条件を検討し,比較的構造の制御されたミクロゲルコアの合成に成功した。3.分解性星型ポリマーの合成:芳香族アルデヒドとVEの制御カチオン共重合により得られたポリマーは,酸性条件下で,高選択的に低分子化合物に分解する。そこで,クロロエチルVEをリビング重合し,そこへp-メトキシベンズアルデヒドとVE型ジビニル化合物の混合物を添加した。その結果、比較的高収率で星型ポリマーを得た。この生成ポリマーは,酸性条件下でコア部分に含まれるアセタール構造が容易に分解し、定量的に枝ポリマー(直鎖状ポリマーに)変換できた。また,枝にオキシエチレン側鎖のVEポリマーを用い水溶性コア分解型ポリマーを合成した。生成ポリマーは水溶液中で水に不溶のアゾベンゼンを効率よく可溶化し,酸分解とともに放出することがわかった。平成26年度は、フッ素溶媒を用いた二相系によるブロックコポリマーまたは星型ポリマーのワンショット合成、様々な分解性星型ポリマーの合成を検討し、また、温度応答性ブロックコポリマーフィルムの構造について調べた。1.二相溶媒系でのワンショット合成法溶媒に、ヘキサンまたはトルエンと、ハイドロクロロフルオロカーボン系溶媒を用いた二相系によりブロックコポリマーの合成を検討した。たとえば、上層のトルエン層にイソブチルビニルエーテル(IBVE)、下層のフッ素溶媒層に極性ビニルエーテル(VE)を溶解し、上層に静かに触媒を添加して重合を開始する。上層のIBVEの重合が終期に達したところで激しく撹拌を開始すると、下層の極性VEがスムーズに消費され、分子量分布の狭いブロックコポリマーを得ることに成功した。2.様々な分解性星型ポリマーの合成VEと共役アルデヒドの混合溶液のカチオン共重合で、主鎖にアセタール結合を有する分解性ポリマーがワンショットで得られる。その重合終期に二官能性VEを添加し、アーム完全分解型星型ポリマーを得た。また、枝鎖の中央付近に共役アルデヒドモノマーを導入することで、特定位置に分解点をもつ星型ポリマーを得た。

3.温度応答性ブロックコポリマーフィルムの構造オキシエチレン鎖を含む温度応答性セグメントを有するジブロックコポリマーはフィルムを形成し、温度に応じて濡れ性を変化させる。そのフィルム構造をDSC、XPSを用いて調べたところ、表面には主に温度応答性セグメントが存在していることが明らかとなった。平成27年度は、スチレン誘導体星型ポリマーの高速定量合成、pHに応答するスチレン誘導体の枝からなる星型ポリマーの合成とフィルム特性、多相反応系による星型およびブロックポリマーのワンショット合成を検討した。1.星型ポリマーの高速定量精密合成カチオン重合により生成したアルコキシスチレン誘導体のリビングポリマーに、構造の類似したスチレン型二官能性架橋剤(ジビニル型モノマー)を反応させる方法で、スチレン誘導体星型ポリマーを定量的かつ高速で合成できることを明らかにした。たとえば、四塩化スズと酢酸エチルを組み合わせた開始剤系により、数分以内で枝数が数十本の星型ポリマーが定量的に生成した。2.pHに応答するスチレン誘導体星型ポリマーの合成とフィルム特性p-メトキシスチレン(pMOS)とp-t-ブトキシスチレン(tBOS)のブロックコポリマーをリビングカチオン重合により合成し、二官能性スチレン誘導体と反応させることで、種々の星型ポリマーを定量的に合成した。側鎖のブトキシ基をHClを用いてOH基に変換し、pH応答性星型ポリマーを得た。生成ポリマーより作成したフィルムは、pHに応じて表面の水に対する濡れ性を変化させ、とくに、外側にフェノール性OH基を有するセグメントをもつ星型ポリマーでは、その変化が大きかった。3.多相反応系による星型ポリマーのワンショット合成ヘキサン、トルエンなどの無極性溶媒と含フッ素溶媒の二相系を用いてブロックおよび星型ポリマーのワンショット合成を検討してきたが、モノマーなどの拡散を抑制するのは困難であった。そこで、両相の間にイオン液体相を入れ、三相系での反応を検討した。その結果、モノマー、触媒の拡散は抑制され、構造の制御されたブロックまたは星型ポリマーが得られた。直鎖状ポリマーが多数放射状に分岐した星型ポリマーの簡便かつ高度に制御された合成法の確立に成功した。架橋剤の混合物にカチオン重合触媒を添加するだけの簡単な方法により、ほぼ定量的に分子量分布の揃った星型ポリマーが生成することを見出した。また、二相、三相溶媒系を用いて物理的に反応場を隔離する方法を用い、ワンショットでの星型ポリマー合成が可能であることを示した。生成ポリマーから作成したフィルムは、表面特性の制御に有効であることがわかった。二相系による反応を実現し、分解性星型ポリマーなど種々の機能性星型ポリマーの合成も達成した。また、星型ポリマーのモデル、比較対象となるブロックコポリマーから生成したフィルムの表面構造解析もすすんでおり、合成法の拡張、キャラクタリゼーションの両面において進展が見られた。27年度が最終年度であるため、記入しない。高分子合成、機能性高分子平成27年度は、二相溶媒系での星型ポリマーの合成法の確立、温度応答性星型ポリマーの水-有機溶媒層間における可逆的移動、機能性星型ポリマーフィルムの表面機能制御およびキャラクタリゼーションの検討を進める予定である。本年度は,数種類の構造のホモアームを有する星型ポリマーのワンステップ合成が達成された。
シアノバクテリアゲノムがコードする遺伝子産物機能の網羅的解析

現在までに数多くの生物において、全ゲノムのシークエンスが完了し、その網羅的解析が進行中である。光合成のモデル生物として非常に重要な位置をしめるSynechocystisにおいても、かずさDNA研究所によってその全ゲノムのシークエンスが完了し、ゲノムがコードする遺伝子の数はおよそ3,000と見積もられている。本研究においてはクロロフィル蛍光の2次元画像の時間変化を用いて蛍光の時間変化を解析することにより、さまざまな遺伝子破壊株の表現型を網羅的に解析する手法の確立を目指す。この新たに開発された方法を用いて、シアノバクテリアのゲノムがコードする遺伝子のすべての破壊株の表現型を解析することによって、シアノバクテリアのゲノム機能を明らかにすることを目的とする。現在までにシアノバクテリアの遺伝子破壊株36種について2次元蛍光画像解析システムによる測定を行っている。その結果、グルコース6リン酸脱水素酵素、NADH脱水素酵素、グルタレドキシンなど、光合成に直接関与しない酵素の欠損株においても、蛍光強度の時間変化に明瞭な差が見られることが明らかになった。これは、蛍光を非光合成遺伝子の機能解明に用いた世界でも最初の例であると考えている。基本的には、蛍光の極大の位置、極大の大きさ、最終的な蛍光強度などの項目により、多くの変異株をクラス分けすることが可能であることを見いだした。本年度の研究において、シアノバクテリアにおける遺伝子破壊株の大量解析手法をほぼ確立することができた。2次元CCDカメラを用いた蛍光解析自体はすでに光合成関係の遺伝子にターゲットを絞って行われているが、本研究においては、むしろ光合成以外の遺伝子に着目しているのが特色であり、このような網羅的解析を行った例は過去にない。これにより、トランスポゾンを用いて作成された全遺伝子の破壊株の網羅的解析に道を開くことができたと考える。
ホメオボックス遺伝子発現プロファイルを用いた口腔癌のリンパ節転移マーカーの検索

癌の浸潤・転移は基本的に細胞がもつ固有の位置情報の変化が原因と考えられる.発生過程における位置情報のマスター因子としてHOX遺伝子群(ホメオボックス遺伝子のひとつのファミリー)が知られている.HOX遺伝子群は4つの異なった染色体上に911個のHOX遺伝子からなる遺伝子集合体(クラスターA, B, CおよびD)として存在し,合計39個存在する.まず,口腔癌におけるHOX遺伝子の発現プロファイルを明らかにする目的で,正常口腔粘膜,異形成および扁平上皮癌組織におけるHOX遺伝子群のmRNAレベルの発現をリアルタイムRT-PCR法で定量した.その結果,扁平上皮癌組織では,異形成および正常粘膜組織に比べ明らかに異なったHOX遺伝子の発現パターンを示した.HOXA2,A3,B3およびD10の発現が正常粘膜組織より異形成組織において有意に高く,HOXA1,B7,B9およびC8の発現が異形成組織より扁平上皮癌組織において有意に高く,18個すべてのHOX遺伝子の発現が正常粘膜組織より扁平上皮癌組織において有意に高かった.次に,HOX遺伝子の発現と口腔癌のリンパ節転移との関連性を明らかにする目的で,口腔扁平上皮癌のリンパ節転移陽性群と転移陰性群におけるHOX遺伝子の発現プロファイルの差を検索した.その結果,リンパ節転移陽性群におけるHOXC5,C6およびC8の発現は,リンパ節転移陰性群に比べ高い傾向を示した.とりわけHOXC6の発現はリンパ節転移陽性群において有意に高かった(p<0.01,Mann-Whitney Utest).以上より,特定のHOX遺伝子の発現プロファイルが口腔癌のリンパ節転移を予測しうることが示唆された.癌の浸潤・転移は基本的に細胞がもつ固有の位置情報の変化が原因と考えられる.発生過程における位置情報のマスター因子としてHOX遺伝子群(ホメオボックス遺伝子のひとつのファミリー)が知られている.HOX遺伝子群は4つの異なった染色体上に911個のHOX遺伝子からなる遺伝子集合体(クラスターA, B, CおよびD)として存在し,合計39個存在する.まず,口腔癌におけるHOX遺伝子の発現プロファイルを明らかにする目的で,正常口腔粘膜,異形成および扁平上皮癌組織におけるHOX遺伝子群のmRNAレベルの発現をリアルタイムRT-PCR法で定量した.その結果,扁平上皮癌組織では,異形成および正常粘膜組織に比べ明らかに異なったHOX遺伝子の発現パターンを示した.HOXA2,A3,B3およびD10の発現が正常粘膜組織より異形成組織において有意に高く,HOXA1,B7,B9およびC8の発現が異形成組織より扁平上皮癌組織において有意に高く,18個すべてのHOX遺伝子の発現が正常粘膜組織より扁平上皮癌組織において有意に高かった.次に,HOX遺伝子の発現と口腔癌のリンパ節転移との関連性を明らかにする目的で,口腔扁平上皮癌のリンパ節転移陽性群と転移陰性群におけるHOX遺伝子の発現プロファイルの差を検索した.その結果,リンパ節転移陽性群におけるHOXC5,C6およびC8の発現は,リンパ節転移陰性群に比べ高い傾向を示した.とりわけHOXC6の発現はリンパ節転移陽性群において有意に高かった(p<0.01,Mann-Whitney Utest).以上より,特定のHOX遺伝子の発現プロファイルが口腔癌のリンパ節転移を予測しうることが示唆された.癌の浸潤・転移は基本的に細胞がもつ固有の位置情報の変化が原因と考えられる.発生過程における位置情報のマスター因子としてHOX遺伝子群(ホメオボックス遺伝子のひとつのファミリー)が知られている.HOX遺伝子群は4つの異なった染色体上に911個のHOX遺伝子からなる遺伝子集合体(クラスターA, B, CおよびD)として存在し,合計39個存在する.まず,口腔癌におけるホメオボックス遺伝子群の発現プロファイルを明らかにする目的で,口腔扁平上皮癌と正常口腔粘膜上皮との間でHOX遺伝子群のmRNAレベルの発現をリアルタイムRT-PCR法で定量し,以下の知見を得た.1.正常粘膜上皮では,クラスターDに属するHOX遺伝子の発現が他のクラスターのHOX遺伝子に比べ高いことがわかった.2.一方,扁平上皮癌組織は,正常粘膜組織に比べ明らかに異なったHOX遺伝子の発現パターンを示した.とりわけクラスターA, B, Cに属する16個のHOX遺伝子の発現レベルは,正常粘膜組織に比べ扁平上皮癌組織において有意に高かった.3.以上,口腔扁平上皮癌組織のHOX遺伝子の発現パターンは,正常口腔粘膜上皮のそれとは異なることが明らかとなった.【今後の研究計画】正常口腔粘膜上皮に比べ口腔扁平上皮癌組織で発現の亢進していたHOX遺伝子の発癌・転移・浸潤における役割について明らかにする.具体的には,培養口腔扁平上皮癌細胞の特定のHOX遺伝子の発現レベルを人為的に操作(発現ベクター導入あるいはRNA干渉の利用)し,細胞生物学的性状ならびに癌関連遺伝子の発現について解析する.癌の浸潤・転移は基本的に細胞がもつ固有の位置情報の変化が原因と考えられる.発生過程における位置情報のマスター因子としてHOX遺伝子群(ホメオボックス遺伝子のひとつのファミリー)が知られている.HOX遺伝子群は4つの異なった染色体上に911個のHOX遺伝子からなる遺伝子集合体(クラスターA, B, CおよびD)として存在し,合計39個存在する.まず,口腔癌におけるHOX遺伝子の発現プロファイルを明らかにする目的で,正常口腔粘膜,異形成および扁平上皮癌組織におけるHOX遺伝子群のmRNAレベルの発現をリアルタイムRT-PCR法で定量した.

その結果,扁平上皮癌組織では,異形成および正常粘膜組織に比べ明らかに異なったHOX遺伝子の発現パターンを示した.HOXA2,A3,B3およびD10の発現が正常粘膜組織より異形成組織において有意に高く,HOXA1,B7,B9およびC8の発現が異形成組織より扁平上皮癌組織において有意に高く,18個すべてのHOX遺伝子の発現が正常粘膜組織より扁平上皮癌組織において有意に高かった.次に,HOX遺伝子の発現と口腔癌のリンパ節転移との関連性を明らかにする目的で,口腔扁平上皮癌のリンパ節転移陽性群と転移陰性群におけるHOX遺伝子の発現プロファイルの差を検索した.その結果,リンパ節転移陽性群におけるHOXC5,C6およびC8の発現は,リンパ節転移陰性群に比べ高い傾向を示した.とりわけHOXC6の発現はリンパ節転移陽性群において有意に高かった(p<0.01,Mann-Whitney Utest).以上より,特定のHOX遺伝子の発現プロファイルが口腔癌のリンパ節転移を予測しうることが示唆された.
膀胱機能再生を目指すｉＰＳ細胞由来細胞と細胞シート工学に関する基盤研究

ヒト、マウスiPS細胞に対して、レチノイン酸を添加し、平滑筋細胞への分化誘導を行った。これらの分化誘導された細胞を免疫染色を行い、平滑筋細胞へ分化されたことを確認した。さらに、iPS細胞から大量、かつ純度の高い尿路平滑筋細胞の作成を目指すため、SGEプラスミド(岡山大学特許取得)を用いて、平滑筋分化誘導を促す遺伝子を強力の発現させるための予備実験を行った。マーカー遺伝子GFPを用いて、プラスミドーSGEーGFPを作成、これを用いてiPS細胞にGFPを強力に発現させるための実験系を確立した。また、異なるSGEシステムを用いて、同様の実験系を確立した。当該申請研究は、iPS細胞から分化させた細胞やそれらを用いて作成した組織を膀胱組織に移植し、膀胱機能障害に対する新規治療法を開発するための基板となる実験を行うことを目的としている。昨年度(平成24年度)は、ヒト、マウスiPS細胞から平滑筋細胞への分化誘導実験を試みたが、本年度は同実験を継続して行った。具体的には、iPS細胞に対して、レチノイン酸を添加し、平滑筋細胞への分化誘導を行った。これらの分化誘導された細胞をSMA, Calponin1, MY-HC, Desminによる免疫染色を行い、実際に平滑筋細胞へ分化されたことを確認した。当該申請研究は、iPS細胞から分化させた細胞、それらを用いた組織を膀胱組織に移植し、膀胱機能障害に対する新規治療法を開発するための基盤となる実験を行うことを目的としている。具体的な目標として、iPS細胞に各種サイトカインを添加したり、各種遺伝子を導入することで、平滑筋細胞の作成をはかるものである。本年度はマウス、およびヒトiPS細胞より、本研究の目的の一つである平滑筋細胞へと分化させるための基盤的研究を行った。近年、ES細胞にレチノイン酸を添加することで平滑筋への分化が報告されており、我々もiPS細胞に対してレチノイン酸を添加し、平滑筋細胞への分化を誘導した。現在も、ヒトiPS細胞から平滑筋細胞への分化・誘導実験を継続して行っており、各種免疫染色にて、得られた平滑筋細胞の数・割合や、平滑筋細胞分化の成熟度などを検証することで、効率的な平滑筋分化誘導方法の構築を目指す予定である。当該申請研究は、iPS細胞から分化させた細胞やそれらを用いて作成した組織を膀胱組織に移植し、膀胱機能障害に対する新規治療法を開発するための基板となる実験を行うことを目的とした。平成24年、25年度は、ヒト、マウスiPS細胞から平滑筋細胞への分化誘導実験を試みた。平成26年度は、iPS細胞から大量、かつ純度の高い尿路平滑筋細胞の作成を目指すため、SGEプラセミド(岡山大学特許取得)を用いて、平滑筋分化誘導を促す遺伝子を強力の発現させるための予備実験を行った。具体的には、マーカー遺伝子としてGFPを用いて、プラスミドーSGEーGFPを作成、これを用いてiPS細胞にGFPを強力に発現させるための実験系を確立した。また、異なるSGEシステムを用いて、同様にiPS細胞にGFPを強力に発現させるための実験系を確立した。排尿障害当該研究を遂行するための、iPS細胞から平滑筋細胞への分化・誘導実験が順調に進行しているため。当該研究を遂行するために、iPS細胞を取り扱い、平滑筋細胞への分化・誘導実験が滞り無く進行しているため。iPS細胞から大量、かつ純度の高い尿路平滑筋細胞の作成を目指すため、SGEプラセミド(岡山大学特許取得)を用いて、平滑筋分化誘導を促す遺伝子を強力に発現させるための予備実験を行う。具体的には、マーカー遺伝子としてGFPを用いて、プラスミドーSGEーGFPを作成、これを用いてiPS細胞にGFPを強力に発現させることを目指す。iPS細胞から平滑筋細胞へ分化・誘導を行うにあたり、各種免疫染色を行い、分化・誘導の確認や、その効率性を検証するとともに、より効率的に分化・誘導できる技術の開発を目指す。平成25年度から26年度にまたがって実験を継続しており、抗体などの消耗品物品購入のため次年度使用額が生じた。iPS細胞にプラスミドーSGEーGFPを導入してGFPを強力に発現させる実験を行うための実験機材、試薬、消耗品を購入する予定であるため、当該金額を次年度に使用する研究費として計上した。平成24年度から25年度にまたがって実験を継続しており、抗体などの消耗品購入のため当該研究費が生じた。

次年度の研究費の使用計画としては、iPS細胞から平滑筋細胞へ分化・誘導を行うにあたり、各種免疫染色を行い、分化・誘導の確認や、その効率性を検証することにしており、そのための実験機材、試薬、消耗品を購入する予定であるため、当該金額を次年度に使用する研究費として計上した。