hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
金属－ヘテロ元素複合ハイブリッド化による革新的拡張パイ共役系構築と発光物質創成

リン原子にペルフルオロアルキル基が直接結合した電子不足なホスフィン化合物であり、フルオラス溶媒と呼ばれる高度にフッ素化されたアルカン溶媒に対して高い親和性を示す。種々の検討を行ったところ、光誘起ラジカル反応によって、P-フルオラスホスフィンを高効率で合成することに成功した。昨年度達成したカルボニル化共役系分子合成において、ペックマン色素類似体の誘導体合成に成功したが、その研究の中でコバルト触媒存在下、ヒドロキシ基を有するアルキンおよびジスルフィドを一酸化炭素加圧条件で反応させたところ、ヒドロキシ基と一酸化炭素がラクトン環を形成し、かつジスルフィド由来の硫黄官能基が導入される複合反応が高選択的に進行することを見出した。ラクトンは医農薬品の基盤骨格のひとつとして極めて重要な骨格であるため、本反応は硫黄官能基を有するラクトンを選択的に一段階で合成できるという点でプロセス化学における有用性が期待できる。大幅に研究が推進している白金ーイオウ共存共役系分子について、CH-パイ結合による分子集積化がX線結晶構造解析から確認された。これまではパイ-パイ相互作用のみを期待していたが予想外のパイ共役系の効果であり、しかもりん光材料としての可能性も見出された。含硫黄カルボニル化共役系分子合成では、全く予期しなかったラクトン合成に応用できることが見出された。高分子材料につながる大きな成果と期待している。昨年度の成果から予定通りに研究を進め、拡張パイ共役系分子に対し、ヘテロ原子やヘテロ環および金属元素を組み込むことにより、金属電子的特性を共役系に付与した新しい機能性材料を創生することを目的に、アセチレン、芳香環、白金元素が共役系で連結された新規ヘテロ原子複合分子を合成した。この新分子では良好なリン光発光特性が見られるとともに、400度下での熱安定性も観測され、次世代リン光材料開発に大きな進展となることが期待される。またポリビニレンスルフィド合成では、良好な共役系拡張が見られたとともに、パラジウムの硫黄部位への配位に基づく吸収スペクトルの追跡に成功し、電子移動に基づく消光現象を観測した。1H NMRのスペクトルのシフトが確認され、共役系遷移金属が形成していると考えられる。一昨年度のカルボニル基導入反応についてはさらに研究が進展し、配向基が存在しないチオフェンやフランなどのヘテロ環式化合物のC-H結合活性化反応についても検討したところ、チオフェン環上のC-H結合活性化と、それに続く一酸化炭素挿入に関する触媒反応が可能となった。フルオラス化合物については、Wittig反応に着目し、反応終了後に副生するフルオラスリンオキシドを回収するため、分液操作に用いる有機溶媒を検討した。種々のフルオラス溶媒および有機溶媒を検討した結果、フルオラス溶媒にFC-72とNovec 7100の混合溶媒を用いることで、フルオラスリンオキシドがフルオラス相に高効率で分配した。そこでWittig反応を行い副生するフルオラスリンオキシドの分離操作による除去、および回収・再利用を検討した。反応終了後、目的物の生成を確認するとともに、93%のフルオラスリンオキシドを回収した。研究計画に従って、共役分子の集積化による拡張パイ共役系の創生、およびフルオラス基やヨウ素の導入反応の開発を中心に展開する。白金錯体の合成は2年度以降であったが、予想以上に反応が進行し、X線結晶構造解析により直線形の分子構造も明らかとなったため、パッキング状態における発光特性についても前倒しで調べていく。
脳特異的Sept7欠損マウスを用いた神経系セプチンスカフォールドの機能解析

マウス小脳Purkinje細胞樹状突起棘のくびれ部分(spine neck)、およびこれを取り巻くBergmann glialendfeetなど、細胞膜陥凹部直下に高度に集積するセプチン・クラスターを発見し、免疫電顕3次元再構築法で解析した(J Neurosci投稿中)。一方、大脳皮質初代培養ニューロンにおいて樹状突起棘のくびれ起始部に集積するセプチン・クラスターをRNAiで枯渇させると不安定なspineが多発することを示した(Curr Biol2007)。さらに、細胞膜直下のセプチン系が開口放出装置であるtSNAREsの安定化に寄与する拡散障壁であることをFRAP法(J Neurosci投稿中)およびSept4欠損マウスで示した(Neuron 2007)。しかし、Sept4欠損マウスの小脳異常は軽度であったため(Mol Cell Biol改訂中)、重複遺伝子の存在しないSept7遺伝子に着目してPurkinje細胞およびBergmann gliaにおける条件欠損(cK0)マウスの作製を行った。同研究班への公募参加が引き続き認められたので、H20-21年度中に行動・組織構築・微細形態・生化学的解析を完了する。セプチンは細胞分裂関連蛋白質として認識されている一方、生体内では非分裂組織である脳に最も多く発現する。このパラドクスを解くため、マウス脳組織におけるセプチン集合形態を解析した。免疫電子顕微鏡連続切片像を3次元再構築した。シナプス近傍やグリア突起における各セプチンサブユニットの分布は多様であったが、100-150nm程度の曲率半径を持つ細胞膜陥凹部直下に共通して集積する傾向が明らかになった。また、長らく謎であったセプチン系の生理機能の一端が黒質-線条体投射路のドパミンニューロンにおいて明らかになったが、脳の他の領域において発見した特徴的なセプチン集合体の機能はいずれも不明なままである。サブユニット間の機能重複によると考えられるこの深刻な問題に対処すべく、構造的にユニークであるために他のサブユニットによって代償されないことが期待されるSept7サブユニットに着目した。Sept7欠損マウスは細胞分裂異常によって初期発生段階で致死となることが予想されるため、コンディショナルノックアウト法を導入した。セプチン系の重要な役割が示唆されている小脳の特定のニューロンやグリア細胞の最終分裂後にSept7を欠損させることでセプチン系を破綻させる計画は順調に進行しており、20年度上半期には第1世代が生まれる予定である。
実験的手法による超大規模相互結合網の理論的体系化と工学的応用

相互結合網の性能を定量的に議論するための指標(臨界転送負荷、網性能指標)を提案し、種々の方式の間での比較を完全に定量的に行えるようにした。その上で、ルーティングアルゴリズムを体系化し、種々の転送パターンでの定常/非定常通信における転送性能を網羅的に測定した。その結果、定常/非定常通信の各々におけるルーティングアルゴリズムと転送パターンの関係について多くの知見を得られた。[微視的・巨視的測度の検討]まず、超大規模相互結合網の性能を定量的に議論するための指標2つを定義した。臨界転送負荷と網性能指標(Network Performance Measure, NPM)である。前者は転送能力が飽和するときの負荷を示し、後者はスループットを平均レイテンシで除すことによる性能指標(figure of merit)を表す。これらにより、従来、グラフ形状により行われてきた相互結合綱の性能比較を、たかだか2つの数値(指標)により比較することが可能となった。また、この研究に付随して、転送性能を効率よく計測するための手法である傾斜負荷法(Ramp Load Method)を提案した。さらにシミュレーションにより超大規模網の挙動に関する知見を蓄積した。[ルーティングアルゴリズムの体系化]必要な情報(準広域情報)を収集するためのメカニズムと、得られた情報をもとにパケットの送出方向を決めるルーティングアルゴリズムとを明確に分離することで、Cross-Lineアルゴリズムの体系化を行った。これにより、これまで未検討であった項目が明らかになり、新たなルーティングアルゴリズムの創出を行うことができた。具体的には、適応度の概念、スロットリング手法、および、非最短経路ルーティングの導入である。適応度は、輻輳によりバッファが満杯になることを回避することを目的として考案した手法であり、Cross-Lineの準広域情報の機構を応用して実現することができる。スロットリングもこれと同様であるが、輻較箇所を避けるのではなく新たなパケットの送出を抑制することで同様の効果を狙うものである。また非最短経路は、結合網内での輻輳回避能力を高めるための手法として検討した。以上の成果は、学協会誌論文4編、国際会議論文2編、シンポジウム論文(査読付)1編、その他口頭発表15件として公表された。今年度の主な実施項目「モデルの深化」「ルーティングアルゴリズムの体系化」「非定常性能」について,これらの組み合わせによる様々な角度からのシミュレーション実験を行った.これらの実験により得られた多くの評価結果を検討・解析することにより,多くの新しい知見を得られた.[モデルの深化]ランダム通信に加え,転置,完全シャッフル,ビット反転,ビット転回,ビット逆順,全体全,トルネードの通信パターン(計8種)を設定し,前年度の成果による定量的評価手法に基づいた評価を進めた.[ルーティングアルゴリズムの体系化]決定的,非決定的ルーティングの各々に典型的な方式(次元順,およびDuatoプロトコル)に限り,アルゴリズムの決定性の差による特性(定量的評価手法に基づく指標)の差を評価した.[非定常性能]上述の転送パターン8種について,一斉同期通信を行った際の通信所要時間を評価した.以上の評価項目の組合せに対して,対象相互結合網の規模をさまざまに変えながら,膨大な量のシミュレーション実験を行った.その結果,さまざまな通信パターンでの基本的な特性(定常性能)や,非定常特性(一斉同期通信)における通信挙動について新しい知見が得られた.また,定常性能,非定常性能を整理したうえで,相互結合網の規模と定量的評価手法に基づく指標との関係を明らかにすることができた.さらに,相互結合網の規模・通信パターン・ルーティングアルゴリズムの3者を統合した性能モデルについて検討を進めた.また,相互結合網での通信に直接関連するプロセッサに関する研究も併せて実施した.これらの結果は既往の研究にないものであり,8編の雑誌論文(うち4編は査読付き)にまとめたほか,10件の学会発表を行った.周囲の通信の混雑状況に応じて適宜ルーティング経路を変えられる機能の有無により適応型/非適応型ルーティングに大別される.非適応型は適応型に比べ輻積箇所を回避する能力に欠けるとされてきたが,種々の通信パターンについて定常/非定常の通信状況を模したシミュレーション評価を行った結果,各ルーティングアルゴリズムの通信性能は通信条件により一長一短であり,特に優れた方式があるわけではないことが判明した.さらにシミュレーション中のシステム各部の詳細な検討を行った結果,以下のことが明らかになった.(1)通信性能は輻鞍に対する耐性の度合いで決まる.輻輳が生じる臨界転送負荷は,通信パターンによって決まるノード=ノード間の通信路の重畳の度合いに大きく依存することが明らかになった.(2)適応型ルーティングでは輻較回避の能力が期待されていたが,実際の効果は大きくはなく,場合により非適応型と同等あるいはそれ以下となることが判明した.(3)適応型ルーティングを効果的に行うには,現状の対症療法的な手法ではなく,予防的な手法が必須である.

直接網の評価で得られた上記の知見が間接網でも同様に発生しうることを確認するため,新たにfat-treeトポロジの評価環境を構築し,最初のステップとして通信状況の可視化を可能にした.大規模システムの中で生じている現象は,小規模シミュレーションでは顕著にならないことが多い.たとえば適応ルーティングは大規模化するほど選択肢が多くなるが,転送特性の面ではさほど効果がない.本研究では,こうした超大規模化に伴って顕在化する問題を明らかにできた.また,本研究により得られた知見をもとに,新しい発想での相互結合網の制御手法を検討している.これは次の課題として取り組んでいく予定である.
HLA-A2拘束性卵巣癌特異的癌退縮抗原遺伝子のクローニング

卵巣癌は婦人科領域腫瘍のなかでも、きわめて予後不良であり、従来の癌治療法に加えて新たな治療法の開発が望まれている。その一つに癌特異免疫療法があげられるが、そのためには、卵巣癌に発現し宿主CTLによって認識される癌退縮抗原をコードする遺伝子の同定が不可欠な研究である。そこで卵巣癌患者の癌局所内浸潤リンパ球(tumor infiltrated lymphocytes,TIL)より自家癌特異的CTL株を樹立した。HLA-A領域が既知の卵巣癌細胞株パネルを用いてこれらのMHC拘束性について検討を行った。その結果、HLA-A2拘束性、HLA-A24拘束性、およびHLA-A31拘束性に卵巣癌に対し細胞障害活性を示すとおもわれるCTL株が樹立された。それらの認識する癌抗原をコードする遺伝子(癌退縮抗原遺伝子)をクローニングする目的で同CTL株を大量培養したところ、HLA-A2拘束性CTL株、OC90の大量培養に成功した。そこで、OC90についてさらに詳細な検討を行ったところ、拘束分子はHLA-A2ではなくHLA-B52であることが判明した。OC90の自家腫瘍株KOC-7より調製したcDNAライブラリーとHLA-B5201遺伝子とをCOS-7細胞に同時にトランスフェクトし、一過性に発現させた。これらを標的細胞としてOC90CTLと混合培養を行い、上清中に放出されるIFN-γを指標にスクリーニングをおこなった。得られた数クローンについてHLA特異性等の検討をおこなっているが、現在までのところ目的とする遺伝子はクローニングされておらず、スクリーニングを継続中である。
戦時・戦後期都市社会における文化活動の実証的研究

本研究では、戦時・戦後の都市社会に生活する人々の文化活動の具体相を明らかにすることを目的とした。とくに、建築作品の展覧会などの文化活動を実践した建築技術者グループである創宇社建築会およびその系譜に属する活動に参加した、竹村新太郎に関する史資料の調査、関係者への聞き取り、現地調査を実施し、彼らの戦時期の行動、思想を具体的に明らかにし、彼らの戦後の文化活動への連続を指摘した。戦時・戦後期の都市社会に生活する人びとによる文化活動の具体相とそこに表現された社会認識を実証的に解明することが本研究の目的である。平成22年度においては、1.本研究における主要な研究対象である、戦前・戦時・戦後にかけて文化活動を展開した建築技術者竹村新太郎の関係史資料のうち、とくに竹村宛書簡の翻刻を進めることができた。2.竹村や竹村とともに文化活動を行った建築技術者の関係者への聞き取り調査をのべ9人に対して実施し、彼らの生育環堤、戦時・戦後における動向など従来文献では得られなかった事実を発掘することができた。なお聞き取り調査の過程で文化活動参加者に関する新たな史資料を得られたので、これらについての調査も平成23年度に進行する予定である。3.NPO法人西山夘三記念すまい・まちづくり文庫における史料調査・収集において、1930年代前半および1940年代後半における建築技術者の文化活動に関する史料、1930年代後半におけるエリート建築家を中心とする文化活動団体である日本工作文化聯盟に関する史料(機関誌『現代建築』など)の調査・収集を実施した。これら調査・収集した史資料の分析の結果得られた知見を含めた研究成果の一部は、1.戦時・戦後期の文化活動の前提となる1920年代の活動について検討した「1920年代における文化活動の意味-創宇社建築会の結成、あるいは<原始>への憧れ」(東京歴史科学研究会近代史部会)、2.竹村新太郎ら逓信省に勤務した建築技術者たちが参加した1931年の官吏減俸反対運動と文化活動の関連性について検討した「『我等のニュース』にみる雇員・傭人の文化-1931年の官吏減俸反対運動における」(「歴史と人間」研究会)として口頭で発表し、学術雑誌への論文としての掲載のための準備を進行している。これら以外の成果についても積極的に発表していく予定である。戦時・戦後の都市に生活する人々の文化活動の具体相とそこに表現される社会認識を実証的に解明することが本研究の目的である。その目的の達成のため、とくに戦前から戦後にかけて、建築作品の展覧会・講演会・小グループによる学習会などの文化活動を実践した建築技術者たちに関連する史資料に着目し、当該史資料の調査、収集、分析を行った。平成23年度は、以下の研究活動を実施した。1,平成22年度から継続し、戦前期に、建築技術者グループである創宇社建築会に参加し、また戦時・戦後期に積極的に文化活動に参加し、多くの建築技術者と交流した竹村新太郎に関連する資料(以下竹村関係資料)に関し、3回のべ6日間の調査を実施し、年度末までに概要目録を作成した。これに関して、竹村関係資料を管理する竹村文庫関係者と資料に関するレクチャーを内容とする会合を定期的に開催した。2.平成22年度までに収集した、創宇社建築会参加者及び関係者に関する資料、聞き取り調査で得られた音声データの一部の整理と分析を行った。3.これまで知られていなかった創宇社建築会関係者の戦時期の動向に関して彼らが当該期に参加した建設工事現場等の現地調査を実施した。また、建築家西山夘三の資料を所蔵するNPO西山文庫にて、2回のべ5日間、戦後の建築技術者たちによる文化活動に関する資料の調査・収集を行った。これらの調査によって戦時・戦後の建築技術者たちの動向の解明を一層進めた。以上の研究成果の一部は、上記1.2.に関し、1930年代の建築技術者の文化活動と労働文化の関係をテーマに『歴史評論』に論考として発表したほか、竹村関係資料概要目録等を冊子にまとめ、3.に関し、建築技術者の戦時・戦後の文化活動をテーマに、歴史学研究会近代史部会例会にて口頭で発表を行った。
代数幾何手法による計算複雑度解析の組織的研究の萌芽

数学と計算理論の融合に向けて、特に数学の群論及び表現論における最先端研究者及との共同研究体制を築くため、セミナーを開催し、計算理論の研究者と相互に専門知識を交換し、新しい学術としての萌芽を追求している。特に中心的な課題として、GCT(幾何学的計算複雑度理論)に関する展望の意見交換を行った。Christian Ikenmeyer博士との共同研究をはじめとして、今年度参加したワークショップで多くの研究者と意見交換を行い、世界の動向の情報収集ができ、また、研究協力者それぞれがこのプロジェクトに関連する研究成果を学会発表できる段階まで研究を進めることができており、今後の発展に十分に期待を持つことができる。本テーマに関しては、わが国で他に研究グループがなく、本プロジェクトは、その重要性と革新性の萌芽をすでに見せ始めており、順調に発展していると考える。なお、研究代表者の徳山は関西学院大学に移籍したため、セミナーの場所を今後東京大学から関西に移す可能性があるが、そのための場所の確保や研究設備の補填なども行えている。次年度は最終年度であり、また、研究代表者の徳山が関西学院大学に移籍したため、関西においてセミナーを継続するとともに、Ikenmeyer博士をはじめとした海外研究者を招聘して小規模ワークショップを開催する予定である。また、徳山が現在研究を開始しているλ行列式を用いた群論の公式のクリスタル基底への拡張をさらに発展させ、論文誌等への投稿を行う予定である。数学と計算理論の融合に向けて、特に数学の群論及び表現論における最先端研究者及び学生への啓蒙を行うために、計算理論における数学の利用についての講演を表現論シンポジウムにおいて研究代表者の徳山が行った(2017年11月28日)。連携研究者の有木、西山も参加し、40人ほどの若手研究者への啓蒙と討論を実施した。また、研究の大きなテーマであるGeometricComplexityTheoryにおいて、現在世界で最も活発に研究を行っているドイツMax Plank情報科学研究所のChristian Ikenmeyer博士を2018年3月3日ー10日の旅程で招聘し、東京で2回の講演会と、仙台での3日間のワークショップを開催し、研究分野の現状についての検討を行うとともに、連携研究者を含めて共同研究を実施するための議論を行った。理論的な研究であり、成果発表には時間がかかるため、初年度の論文の発表は1編である。格式ある国際論文誌Algorithmicaに発表したEfficiently Correcting Matrix Productは、スウェーデン、イギリス、デンマークの研究者との国際共同研究であり、本研究でテーマとしている高速な行列積計算において、計算結果の検算を計算理論のランダム検証技術を用いて効率的に行う理論成果であり、高く評価されている。さらに定期的なセミナーにおける打ち合わせ及び共同研究を連携研究者たちと行っており、また、物理モデルである格子水モデルに関する初期的な成果として、圧縮データ構造である二部決定ダイアグラムを利用した高速なエントロピー計算のシステムを構築している。初年度の目的であった世界的動向の情報収集と啓蒙に関して、予定通りの進捗を行うことができた。経費の使用が決定後であり、国際的な情報収集は年度末に近い時期になったが、Christian Ikenmeyer博士(MPII)の招聘と、その機会に行ったワークショップにおいて、世界における最新の動向を知ることができ、また研究代表者及び連携研究者の研究テーマとの関連を見出すことができた。特に、群論における箙構造に関する構造とGeometric Complexity Theoryとの類似を見出すことができ、今後の発展に期待を持つことができた。また、数学の若手研究者の啓蒙に関して表現論シンポジウムで行った講演は、本分野の研究の日本での初めての導入とみなすことができ、大きな成功であったと考えられる。理論的研究であり、研究の成果の発表には時間がかかると考えられ、初年度の論文発表は成果の項に記した一編であるが、非常に格式の高い論文誌での発表であり、当初の予定に対して順調に発展していると考えることができる数学と計算理論の融合に向けて、特に数学の群論及び表現論における最先端研究者及との共同研究体制を築くため、セミナーを開催し、計算理論の研究者と相互に専門知識を交換し、新しい学術としての萌芽を追求している。Geometric ComplexityTheoryに関しては、連携研究者との東京大学におけるセミナーを継続的に行い、代数的組み合わせ論,表現論、代数幾何学の手法を計算理論に取り入れる取り組みを行うとともに、若手研究者や学生への啓蒙活動を継続する。また、海外研究者との連携を図り、6月に開催される計算幾何学国際会議(ブダペスト)での情報収集や、ドイツマックスプランク情報研究所のIkenmeyer博士との交流継続を行い、オーストリア、オーストラリア、米国、オランダ、ドイツの研究者との共同研究や相互訪問による研究推進を考えている。また、経費の余裕があれば、米国カルフォルニア大学バークレー校のサイモンズインスティチュート計算理論研究所におけるLower bounds in Compuptational Complexityプロジェクトのセミナーに連携研究者とともに参加する(12月)ことを予定している。

次年度は最終年度であり、また、研究代表者の徳山が関西学院大学に移籍したため、関西においてセミナーを継続するとともに、Ikenmeyer博士をはじめとした海外研究者を招聘して小規模ワークショップを開催する予定である。また、徳山が現在研究を開始しているλ行列式を用いた群論の公式のクリスタル基底への拡張をさらに発展させ、論文誌等への投稿を行う予定である。研究費の決定が予定より遅かったため、予定していた海外出張などを別経費を用いて行った。そのため、経費に余剰が出た。連携研究員を含めて、カルフォルニア大学で開催される研究集会に参加するなど、来年度以降の国際交流での経費に有効的に用いる予定である。今年度は1月にドイツで開催されたワークショップへの旅費のために経費を節約していたが、予想よりも旅費がかからなかったため、次年度に日本で国際ワークショップを開催するための経費に使用する。
ヒューム的視点からの認識論と生命倫理のインターフェイス

本研究の目的は、動物や幼児等の非反省的・非言語的な主体に帰属可能な知識、徳、規範性、責任等の概念に着目し、これらの概念をヒューム的方法で再構成することである。この目的を達成するために、当該年度は相互に関連し合った以下の四つのテーマを軸に研究を行った。1.まず、感情の認知的役割についての検討を行った。特に、穏やかな情念による自己抑制に関するヒュームの議論が、認識論的規範性の概念を分析する上で重要な役割を果たすことを明確にした。その成果は、2018年6月に学習院大学で開催された国際会議において発表された。2.また、認識論的責任という伝統的に合理主義者たちが重要視してきた概念を、ヒュームが独自の改編を加えながら自らの自然主義的な認識論に取り込もうとしている点に注目した。そして、人間を含む高等動物が反省的活動に先立って、主体的な選択と創意工夫を行う能動的主体であることを示す論点をテクストから抽出した。その成果は現在論文にまとめられている段階にある。3.加えて、ヒュームの認識論的な議論のうちに、「徳ある生き方」についての考え方が埋め込まれている可能性を探求するために、テクストの包括的な見直しも行い、その成果を関西哲学会第71回大会で発表した。4.さらに、上の研究と関連して、生きるに値する生とは何かという問題に関して、ヒュームの立場と現代倫理学の諸議論との対比を行った。ヒュームは生における活動の喜びに高い価値を置くが、こうした考え方と対照的な立場として、生の有害さを主張するデイヴィッド・ベネターの議論に着目し、批判的な検討を行った。そして、「生の良さ/悪さ」など、ベネターの中心的な議論で用いられている概念の曖昧性が、彼をいくつかの根本的な誤りへと導いていることを説明し、Journal of Philosophy and Ethics in Health Care and Medicineにて論文として発表した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
体性幹細胞の高密度培養と大量自家移植による骨軟骨再生技術の開発

三次元高密度大量培養システムを用いて、馬滑膜由来幹細胞を『最少継代で大量培養する技術を確立』し、手根関節内に関節鏡視下で作成した骨軟骨欠損孔に細胞浮遊液として自家移植した後、術後関節内注射を行う。同システムを用いて、犬の滑膜由来幹細胞を『少量の採材から大量培養する技術を確立』し、膝関節非荷重部に作出した骨軟骨欠損孔に幹細胞凝集塊として自家移植する。いずれの骨軟骨欠損モデルにおいても、術後の生前画像診断、及び病理学的検査により骨軟骨組織再生を評価する。
テロメラーゼ活性を標的とした新規ウイルス療法の開発と化学療法との相互作用の解明

染色体DNA末端の短い塩基配列の繰り返しで構成されるテロメア長を保つ作用を持つ酵素テロメラーゼは、きわめて多くの癌細胞でその活性の上昇が知られている。構成分子hTERTの発現とテロメラーゼ活性が相関することが明らかになっており、多くの癌細胞ではhTERTプロモーターのスイッチがオンになり、その下流に組込まれた遺伝子が発現すると考えられる。アデノウイルスの増殖に必要なE1A遺伝子とE1B遺伝子をIRES配列で結合した発現カセットをhTERTプロモーターにより選択的に発現するTumor-specific Replication-competent Adenovirus(TRAD)を作成した。各種ヒト癌細胞においてテロメラーゼ活性は陽性であり、一方、線維芽細胞などの正常細胞では陰性であった。実際に、ヒト大腸癌細胞SW620およびヒト肺癌細胞H1299にTRADを感染させると、mRNAレベルおよび蛋白質レベルで選択的E1発現が認められた。それに一致して、TRAD感染後3日までに各種癌細胞においては10^5-10^8倍のウイルス複製増殖が認められたが、正常細胞では100-1000倍に抑えられていた。癌細胞では1 multiplicity of infection(MOI)のTRAD感染で、3日以内にcytopathic effect(CPE)が誘導され完全な細胞死が観察されたが、正常細胞ではTRAD感染後7日目でも細胞数の減少はみられなかった。ヌードマウス背部皮下に移植したH1299ヒト肺癌腫瘍にTRADを局所投与したところ、有意な増殖抑制が認められた。今後、TRADの生体内分布、免疫反応、各種抗癌剤との併用効果とその作用機序などを検討していく。
真核生物ゲノムの機械的特性と生物学的意義

クロマチン繊維がとる三次元構造は、転写をはじめとする様々な核内現象の舞台となる重要な基盤構造である。しかし、10nmクロマチン繊維よりも高次の階層における収納機構については不明な点が多い。本研究課題では、その実体を解明するために、真核生物ゲノムの機械的特性(DNA分子の硬さ・柔らかさの特性)を切り口にして二つの研究を行なっている。ひとつは柔軟性における特異領域の生物学的意義の解析、もうひとつは、間期染色体構造のモデル構築である。本年度は、後者に大きな進捗が見られたので、以下にその成果を報告する。昨年度までに、独自に測定したDNA分子の持続長のデータ、出芽酵母のゲノム配列を基に"予測"されたヌクレオソームのポジショニングのデータ(Segal et al.,Nature,2006)および細胞核の大きさを基にすることにより、間期染色体構造のモデル化に成功していた。さらに、実験データとの比較により、実際の核内構造をよく反映したモデルであることを明らかにしていた。そこで本年度は、まず"実測"されたヌクレオソームのポジショニングのデータ(Kaplan et al.,Nature,2009)を用いた間期染色体構造の予測を行なった。その結果、昨年度までにSegalらのデータを用いて予測した構造と比較して顕著な違いはみられなかった。すなわち、ゲノム配列と細胞核の大きさが分かれば、任意の生物種の間期染色体構造を予測できることが示唆された。また、昨年度までに構築した間期染色体のモデルは、対象とする1本の染色体を除く残りの15本の染色体の存在を考慮に入れないモデルであった。そこで、一倍体の出芽酵母がもつ全16本の染色体を、核と大きさの等しい直径2μmの球の空間にモデル化した結果、実際の核内構造と同様に、全ての染色体が所与の空間を互いにうまく分け合って収まっていることを明らかにした。間期クロマチンの三次元構造は、転写をはじめとする様々な核内現象の舞台となる基盤構造である。本年度はその実体を解明するため、間期クロマチン構造のモデル構築を行なった。まず、出芽酵母におけるヌクレオソームのポジショニングのデータ(Segal, et al., Nature, 2006)および原子間力顕微鏡を用いて独自に測定したDNA分子の持続長のデータを基にすることにより、10nmクロマチン繊維のモデル化に成功した。このモデルにおいてリンカーDNAは"みみず鎖モデル"を用いて記述され、各々の領域の機械的特性(DNA分子の硬さ・柔らかさの特性)に従った軌道をとる。次に、10nmクロマチン繊維がとる三次元構造を500回以上計算し、実験データとの比較を行なった。その結果、ゲノム上の2点間の三次元的な距離において、既に報告のある実験データ全てとよい一致を示すことが明らかになった。このような結果から、間期クロマチン構造は、主にヌクレオソームのポジショニングとリンカーDNAの柔軟性によって規定される10nmクロマチン繊維の三次元的な拡がりとして構築されている可能性が示唆された。この他、我々はこれまでに、ヒトをはじめとする真核生物ゲノムを対象として柔軟性マップを作成し、個々の染色体に柔軟性における特異領域(際立って柔軟な領域:以下SPIKE)が数Mbおきに存在することを発見していた。本年度は、ゲノムの収納機構におけるSPIKEの機能を明らかにするため、クロマチン内におけるSPIKEの配置や動態の解析に着手した。ヒト正常繊維芽細胞WI-38を用いて、21番染色体におけるSPIKEと対照領域の配置の比較をFISH法により行ったところ、SPIKE同士がより近くに存在する可能性が示唆された。昨年度までに、出芽酵母を対象として間期染色体構造のモデル化に成功し、実験データとの比較により、少なくともクロマチン内の比較的近い2点間(30200kb)の空間距離において、実際の核内構造をよく反映したモデルであることを明らかにしていた。そこで本年度は、まず比較的離れた2点間(2001,400kb)の細胞核内における距離についてFISH法を用いた体系的な解析を行い、我々のモデルが実験データと整合する範囲を明確にした。その結果、250kbまでの範囲において、モデルの予測値と実験値とがよい一致を示すが、250kb以上の範囲においては、予測値が実験値よりも顕著に大きいことが判明した。そこで次に、細胞核の存在を考慮に入れたモデルとするために、予測された間期染色体構造の中から直径2μmの球に収まる構造をスクリーニングした。その結果、出芽酵母染色体上のあらゆる範囲(30kb1,400kb)において、予測値と実験値とがよい一致を示すことが明らかになった。

以上の結果から、出芽酵母の間期染色体は、ヌクレオソームの配置とリンカーDNAの物性および細胞核の大きさによって規定される、10nmクロマチン繊維の三次元的な拡がりとして構築されていることが強く示唆された(論文投稿中)。クロマチン繊維がとる三次元構造は、転写をはじめとする様々な核内現象の舞台となる重要な基盤構造である。しかし、10nmクロマチン繊維よりも高次の階層における収納機構については不明な点が多い。本研究課題では、その実体を解明するために、真核生物ゲノムの機械的特性(DNA分子の硬さ・柔らかさの特性)を切り口にして二つの研究を行なっている。ひとつは柔軟性における特異領域の生物学的意義の解析、もうひとつは、間期染色体構造のモデル構築である。本年度は、後者に大きな進捗が見られたので、以下にその成果を報告する。昨年度までに、独自に測定したDNA分子の持続長のデータ、出芽酵母のゲノム配列を基に"予測"されたヌクレオソームのポジショニングのデータ(Segal et al.,Nature,2006)および細胞核の大きさを基にすることにより、間期染色体構造のモデル化に成功していた。さらに、実験データとの比較により、実際の核内構造をよく反映したモデルであることを明らかにしていた。そこで本年度は、まず"実測"されたヌクレオソームのポジショニングのデータ(Kaplan et al.,Nature,2009)を用いた間期染色体構造の予測を行なった。その結果、昨年度までにSegalらのデータを用いて予測した構造と比較して顕著な違いはみられなかった。すなわち、ゲノム配列と細胞核の大きさが分かれば、任意の生物種の間期染色体構造を予測できることが示唆された。また、昨年度までに構築した間期染色体のモデルは、対象とする1本の染色体を除く残りの15本の染色体の存在を考慮に入れないモデルであった。そこで、一倍体の出芽酵母がもつ全16本の染色体を、核と大きさの等しい直径2μmの球の空間にモデル化した結果、実際の核内構造と同様に、全ての染色体が所与の空間を互いにうまく分け合って収まっていることを明らかにした。
血管内皮細胞由来一酸化窒素の産生抑制によって生じる血管再構築の分子機序の解明-標的分子の抑制による生体レベルでの病態解析-

高コレステロール血症、高血圧症、糖尿病、加齢、喫煙などの冠危険因子の存在によって内皮細胞由来一酸化窒素(nitric oxide,NO)の活性は障害される。また、内皮NOは血管壁での血小板凝集、炎症、増殖、酸化ストレス等を抑制する。これらの成績は、冠危険因子が動脈硬化病変を促進する機序の少なくとも一部に内皮NO活性の低下が関わっていることを示唆する。我々は血管内皮NO産生を抑制すると7日以内に血管壁の炎症性増殖性変化が生じ、28日以降には血管壁再構築(血管壁肥厚、線維化)が生じることを報告した。そこで本シンポジウムでは、NO産生抑制ラットモデルにおける血管壁再構築の分子機序を紹介する。1.炎症性増殖性変化正常ラットにNO合成阻害薬(L-NAME)を投与すると、7日以内に冠血管壁に炎症性変化{単球の浸潤、monocyte chemoattractant protein-1(MCP-1)産生、myofibroblast出現、など}、増殖性変化(PCNA陽性細胞の増加)、が生じた。28日以降に血管壁の構築異常が生じた。2.酸化ストレスの増加内皮NO産生抑制によって血管壁からの活性酸素種の産生が増加した。また、酸化ストレスによって活性化される転写因子(NF-κB.AP-1)の活性の増加を認めた。3.局所アンジオテンシン系の活性化とその重要性局所ACE活性は上記炎症性変化や酸化ストレスの増加とほぼパラレルに増加した。上記炎症性増殖性変化、MCP-1発現、NF-κB活性化などはすべてangIIAT1受容体拮抗薬によって抑制された。この成績から、局所angII系の活性化が内皮NO産生抑制による血管壁再構築に中心的役割を果たすことが明らかとなった。4.NF-κBならびにMCP-1の重要性「decoy strategy」を用いてNF-κBの機能をブロックすると上記炎症性増殖性変化とMCP-1発現増加が抑制された。また、変異型MCP-1遺伝子導入によってMCP-1シグナルをブロックすると炎症性増殖性変化が抑制できた。したがって、局所angII→酸化ストレス→NF-κB→MCP-1発現増加が内皮NO産生抑制による血管再構築の分子機構の中心経路である。結論内皮NOは局所angII系を抑制することよって血管壁の病的再構築を少なくすることが明らかとなった。内皮NOの抗動脈硬化作用はこの機構によってもたらされている可能性がある。内皮NO活性を保つことが冠危険因子による血管病治療の新たな標的となるであろう。NO合成阻害薬(Nωnitro-arginine methyl ester、L-NAME)を実験動物(ラット、ブタ)に4週間投与すると、7日以内に血管壁の炎症性増殖性変化が生じ、28日以降には血管壁再構築(血管壁肥厚、線維化)が生じることを報告した。平成10年度には、このモデルにおける血管壁再構築の分子機序について以下の成果を得たので報告する。

2.酸化ストレスの増加.内皮NO産生抑制によって血管壁からの活性酸素種の産生が増加した。3.局所アンジオテンシン系の活性化とその重要性局所ACE活性は上記炎症性変化や酸化ストレスの増加とほぼパラレルに増加した。血清ACE活性は全く変化しなかった。上記炎症性増殖性変化、MCP-1発現、NF-kB活性化などはすべてangIIAT1受容体拮抗薬によって抑制された。この成績から、局所angII系のが内皮NO産生抑制による血管壁再構築に中心的役割を果たすことが明らがとなった。4. NF-kBならびにMCP-1の重要性.「decoy strategy」を用いてNF-kBの機能をブロッククすると上記炎症性増殖性変化とMCP-1発現増加が抑制された。また、MCP-1中和抗体によって炎症性増殖性変化が抑制できた。したがって、局所angII→酸化ストレス→NF-kB→MCP-1発現増加が内皮NO産生抑制による血管再構築の分子機構の中心経路である。結論.内皮NOは局所angII系の機能を抑制することによって血管壁の病的再構築を抑制することが明らかとなった。内皮NOの抗動脈硬化作用はこの機構によってもたらされている可能性がある。NO産生抑制によって局所angII活性が増加する機序は不明であり今後の研究課題である。内皮NO活性を保つことが高血圧症や虚血性心疾患の治療法として有用と考えられる。我々は昨年度、血管内皮NO産生を抑制すると7日以内に血管壁の炎症性増殖性変化{単球の浸潤、monocyte chemoattractant protein-1(MCP-1)産生、myofibroblast出現、など}増殖性変化(PCNA陽性細胞の増加)が生じ、28日以降には血管壁再構築(血管壁肥厚、線維化)が生じることを報告した。今年度は、このNO産性抑制ラットモデルにおける血管壁再構築の分子機序を解析した。1.酸化ストレスの役割内皮NO産生抑制によって血管壁からの活性酸素種の産生が増加した。また、活性酸素種を産生するoxidaseの増加や酸化ストレスによって活性化される転写因子(NF-kB、AP-1)の結合活性の増加を認めた。抗酸化薬によって、上記病変が抑制された。2.局所アンジオテンシン系の活性化とその重要性局所ACE活性は上記炎症性変化や酸化ストレスの増加とほぼパラレルに増加した。上記炎症性増殖性変化MCP-1発現、NF-kB活性化などはすべてangIIAT1受容体拮抗薬によって抑制された。この成績から、局所angII系の活性化が内皮NO産生抑制による血管壁再構築に中心的役割を果たすことが明らかとなった。3.NF-kBならびにMCP-1の重要性「decoy-strategy」を用いてNF-kBの機能をブロックすると上記炎症性増殖性変化とMCP-1発現増加が抑制された。また、MCP-1の機能を阻止できる変異型MCP-1遺伝子導入によって炎症性増殖性変化が抑制できた。したがって、局所angII酸化ストレスNF-kBMCP-
北海道における近代登山の成立と展開に関する歴史的研究-北海道大学スキー部・山岳部を中心に

本研究は、これまで関東関西など中央中心の観点が強調されていたため、看過されてきた北海道における近代登山の成立と展開過程をあきらかにするために行われた。その際、大学高等学校・中学校等の教育機関の整備拡充とそこに設立された山岳部やスキー部、旅行部といった校友会の運動クラブの活動に注目した。資料として日本山岳会の「山岳」、北海道帝国大学のスキー部、山岳部の「部報」、「記念」誌等を収集し、分析を行った。本年度はとくに日本および北海道に近代登山が導入された1910年代から、1930年代にかけての期間について冬季のスキー登山の発達のプロセスと技術・用具的観点からその特徴をあきらかにする作業を行い、その研究成果の一部を発表した。本研究の作業を通じて、スキーをはやく導入し、経験と研究をつみ重ねた北海道帝国大学スキー部とそこから分化独立した山岳部を中心に、技術的革新を伴う冬季登山が展開されたこと、同時に「山とスキー」誌など専門月刊雑誌を10年間にわたって刊行し、全国各地に影響を与えるなど、日本における近代登山成立期に重要な役割を担っていることがあきらかになった。
肝特異機能をもつ培養化ヒト肝細胞のHCVによる発癌

ヒト肝細胞を使用したHCVによる発癌の研究は国内外でほとんどなされていない。その理由は実験の目的に適うヒト培養肝細胞株がないことによる。我々は、ヒト胎児肝細胞にSV40LT抗原遺伝子を導入することにより種々の肝特異的機能をもつ不死化ヒト肝細胞株(OUMS-29)を樹立している。本研究は、OUMS-29細胞をHCVのコアおよびNS3タンパク質により癌化させることができるかどうか調べることを目的とした。HCV遺伝子をコードするプラスミドから、全長のコアおよびNS3遺伝子をPCRにより増幅し、発現ベクターに組み込んでプラスミドpIRES/coreとpIRES/NS3を作製した。これらのプラスミドをOUMS-29細胞にリポフェクション法によりトランスフェクトし、ハイグロマイシン存在下で増殖する細胞を継代培養した。ノザンブロットによりコアおよびNS3の発現を調べたところ、それぞれ1クローンがコアおよびNS3を安定に発現していることが認められた。これらの細胞はいずれも親株のOUMS-29細胞と比較して細胞の形態的変化は認められなかった。また、これらの細胞株が癌化能を獲得しているかどうかについては期間中に解析できなかった。
新視点に基づくFAPの超早期診断法の確立: 喫緊の臨床治験に向けて

小径線維障害は、トランスサイレチン型家族性アミロイドポリニューロパチー患者(TTR-FAP)の多くで最も早期から出現する所見であり、これらをいかに迅速かつ正確に検出し治療に導くかが、本疾患群患者の生命予後、QOLを保証する上で最も重要でなる。研究計画1年目である平成30年度は、adrenergic neuron (表皮内神経)とcholinergic neuron (汗腺周囲神経)の障害度の比較を行った。生検組織を用いた病理組織学的解析では、TTR-FAP患者では、健常人群に比べて、表皮内神経脱落のみならず、汗腺周囲神経脱落を認めた。一方、非発症TTR遺伝子保因者群では、表皮内神経脱落は認めるものの、汗腺周囲神経脱落は軽度であり、本症の早期診断のバイオマーカーとしては、adrenergic neuronの解析がより有用であることが明らかとなった。MRニューログラフィを用いた研究では、後根神経節および神経叢の肥厚および信号強度上昇が、本疾患群のバイオマーカーの一つとなりうることを報告した。更に小径線維障害に関連した脳機能領域を同定するため、MEGおよびrs-fMRIの最適な評価法の検討を行った。TTR-FAP診療における超早期診断に有用なバイオマーカーが確立できつつあり、早期診断のみならず治療効果判定にも応用できる病態評価法のアルゴリズムができつつある。研究はおおむね当初の計画通りに進行している。次年度は、研究計画の最終年度であり、前年度までの研究を発展させる。特に、TTR-FAPにおける小径線維障害の発症機序の解析を行うとともに、本研究で極めて有用と判断される検査法と、これまでに考案し活用してきた既存の検査法との至適な組み合わせを見出し、定量性を持ったTTR-FAPの早期診断法、病態評価法を確立する。次年度に行う免疫組織学的解析用の各種抗体や試薬、およびMEGおよびrs-fMRI検査における研究協力者への旅費・謝金を次年度に一部繰り越したため。
動作シナジーの組織化に関わる脳ダイナミクスの解明

本研究の目的は、スポーツ動作・ダンス・音楽演奏など、ヒトの高度な熟練運動の制御特性および組織化原理を、神経生理学的計測および非線形力学系理論によって明らかにすることであった。その結果、多くの運動スキルの熟達に関連する変数として拮抗筋間の共収縮レベルが見出され、熟達化に関わる非線形力学系モデルの構築に成功した。これら一連の成果について、学術論文および総説論文として学術誌に公表するとともに、一般向け講演等のアウトリーチ活動を行った。初年度である本年度は、高度な動作シナジーを必要とする音楽演奏スキルやスポーツスキルの遂行にかかわる脳活動を非侵襲的計測法(機能的磁気共鳴画像法、経頭蓋時期刺激法、脳波など)によって検討した文献一覧を作成し、スポーツ選手の脳神経活動がどのように一般の人々と異なるのかレビューした。その結果、特に脳波指標に関しては、スポーツ競技者において、運動関連皮質電位の振幅減少、事象関連電位の振幅増大、背景脳波スペクトルの変調等が認められることが明らかになった(本内容は、総説論文として脳科学分野の専門誌に掲載された)。また、高度なシナジーを必要とする動作(複雑な手指動作、全身の協調を必要とするダンス動作、全身の平衡性および高度なタイミング制御を必要とするジャンプ動作など)において、熟練者の動作、知覚-運動協調、および筋活動を計測し、動作解析および筋活動解析を行った。その結果、熟練者では、多様な環境条件において動作を遂行する場合、たとえ動作自体が類似していても、その背景にある筋活動は多様であることが示唆された。また同時に、これまでの我々の研究で示されてきた拮抗筋間の共収縮の減少も確認された。現在、これらの動作における各関節運動間の協調性の定量化を進めるとともに、一連の実験結果を説明するための力学系モデルを構築しつつある。さらに今年度は、脳波形を購入し、高度な運動スキル遂行の背景にある脳活動と、動作・筋活動との関連を明らかにするための予備実験を進めている。本年度は、複数の関節の協調的な動きを必要とする課題として、楽器演奏動作(ピアノ・ドラム)、ダンス動作、ジャンプ動作等をとりあげ、パフォーマンスの個人間変動について、脳活動、筋活動、および動作のレベルで検討した。また、この際、心理的外乱の有無や課題の難易度について実験的に操作し、異なる条件下でのスキル発揮において、どのような条件間差あるいは熟練度差が認められるか検討した。その結果、ピアノ演奏動作では、心理的外乱下でのパフォーマンスにおいて演奏前後における一次感覚運動皮質のμリズム変調がパフォーマンスの個人差を反映している可能性が示唆された。また、ドラム演奏におけるすばやい両手協調の獲得プロセスを記述する非線形力学系モデルの妥当性を検証し、両手機能の左右差という制約が、制御パラメータとして作用していることを明らかにした。さらに、ストリートダンスの基礎的練習として一般的に行われている感覚運動同期課題を用いた実験においては、熟練に伴い体肢筋の共収縮が減少する傾向が認められると同時に、感覚運動同期の周波数を増大させると、非ダンサーにおいて同期の位相が逆転するという相転移現象が認められた。さらに、この同期課題では相転移と共に履歴現象や臨界ゆらぎ現象など、非線形力学系に特有の現象が認められたことから、音楽演奏(ドラム演奏)のみならず、より広範囲の筋を動員するダンス動作の組織化も非線形力学系モデルによって記述できる可能性が示された。加えて、ジャンプ動作における左右脚の協調について検討し、ジャンプ途中における床反力の左右方向へのぶれがきわめて小さいという熟練者の特徴を明らかにした。本年度は、熟練動作シナジーの獲得過程における神経生理学的/数理科学的制御原理について、これまで本研究を含む一連の研究において明らかになった知見を総説論文としてまとめ、専門的学術誌に掲載した(Kudo et al., J. Adv. Compt. Intell. & Intell. Informat., 2011)。また、ストリートダンスの基本動作を用いた感覚運動同期課題において、動作の周波数を増大させると、熟練ダンサーでは同期を継続できるのに対して、非ダンサーにおいて意図に反して同期の位相が逆転するという相転移現象を報告した論文を専門的学術誌に掲載した(Miura et al., Hum, Mov. sci., 2011)。さらに、動作シナジーを必要とするリズミカルな感覚運動同期課題(さまざまな周波数のメトロノーム音に合わせた体肢協調動作)において、ドラム演奏の熟練者が顕著な体肢間協調特性を示すことを明らかにし、論文を専門的学術誌に掲載した(Fujii et al., Music Percept., 2q11)。なお、これら一連の研究が国際的に評価され、平成24年6月に開催されるスポーツ心理学分野の国際学会(平成24年度North American Society for the Psychology of Sport and Physical Activity Conference)において、シンポジウム招待講演を行うことが決定している。これらに加えて今年度は、ダンス動作やピアノ演奏に関わる力学系解析(臨界揺らぎ、履歴現象など)、筋活動解析(共収縮など)、脳活動解析(事象関連脱同期など)をさらに進展させ、学術誌への投稿準備を進めた。

本年は、複数の身体セグメントの複雑な協調を必要とするダンス、音楽演奏、および野球のバッティング動作を対象として、初心者および熟練者における動作シナジー組織化の特徴について検討した。その結果、ストリートダンスの基本動作におけるリズミカルな聴覚信号と全身動作の同期に関して、1)聴覚信号に対する膝の伸展同期が無意図的に屈曲同期になる周波数(相転移周波数)、2)動作遂行時の筋活動様式(主働筋ー拮抗筋の共収縮)、および3)足関節、膝関節、股関節角度時系列間の相互相関係数に熟練者ー初心者間の違いが認められた。更に、周波数の上昇条件と下降条件とで相転移周波が異なるという履歴現象が確認され、ストリートダンスの感覚ー運動同期が自己組織化現象として理解でき、熟達化に関わる要因が力学系モデルの変数として表現できる可能性が示唆された。また、フレンチホルンの熟練者では、音量およびピッチの変化に応じて吹奏直前における表情筋の活動強度が調整されていることが明らかになった。加えて、野球の熟練者ー初心者間において、バッティングにおけるインパクト付近の頭部動揺の大きさが異なることが明らかになり、この違いがバッティングにおける視覚ー行為結合に影響している可能性が示唆された。また、これまでの一連の成果について、米国にて開催された2012 Conference of North American Society for the Psychology of Sport and Physical Activityにおける招待講演にて発表した。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在得られている実験結果の論文化を進め、動作シナジーの組織化に関わる更なる知見を公表するとともに、研究成果の社会還元に努める。
NOD/SCIDマウスを用いたヒトがん浸潤・転移モデルの確立とその分子機構の解明

本研究は、免疫不全マウス(NOD/SCIDマウス)を用いることによって、ヒト癌の転移モデルを確立し、癌の浸潤・転移の分子機構の解明と治療法の開発を目的とするものある。まずNOD/SCIDマウス皮下へ2ヶ所にヒト骨を移植後、ヒト癌細胞を片方の骨へ移植することで、もう一方の骨への転移するヒト癌転移のモデルを確立した。このモデルを用いて血管新生抑制分子の生体内でのヒト血管新生に対する効果を検討したところ、インテグリンaVb3に対する中和抗体およびTNP470が有意な転移の阻害効果を示したが、その効果はインテグリンaVb3に対する中和抗体がより強力であった。次に、これまで異種移植が困難であったヒト骨髄性白血病の浸潤モデルを確立し、ヒト骨移植NOD/SCIDマウスへヒト骨髄性白血病細胞を移植することで、白血病浸潤とともに移植骨髄内で血管新生が惹起されることを見出した。現在、この血管新生の白血病の進展における意義を明らかにするために、インテグリンaVb3に対する中和抗体やAngiopoietin-1受容体Tekの細胞外領域を免疫グロブリンFcと融合させた発現ベクター(Tek-Fc)の遺伝子導入を試みている。最後に、生体内ヒト血管内皮細胞への遺伝子導入法の開発を目的に、ヒト骨移植NOD/SCIDマウスにおけるヒト血管内皮細胞を標的にした遺伝子導入法の開発を試みた。今回、新たに開発したLTRをプロモーターとしたベクターにより、in vitroでの初代培養ヒト骨髄内皮細胞、脂肪細胞への遺伝子導入率は95%に達した。さらに、これらの遺伝子導入細胞をヒト骨移植NOD/SCIDマウスへ移植したところ、8週以上にわたるマーカー遺伝子発現が移植骨内外に観察された。本研究は、免疫不全マウス(NOD/SCIDマウス)を用いることによって、ヒト癌の転移モデルを確立し、癌の浸潤・転移の分子機構の解明と治療法の開発を目的としている。このNOD/SCIDマウスの皮下ヘヒト骨を移植したところ、4ヶ月以上にわたりヒト血管・造血・骨が維持された(Hu-Bone SCIDマウス)。さらにこのヒト移植骨へヒト癌組織を移植すると、その腫瘍血管はヒト由来であった。そこでNOD/SCIDマウス皮下へ2ヶ所にヒト骨を、1ヶ所に同系マウス大腿骨を離して移植後、ヒト癌細胞を片方のヒト骨へ移植したところ、一方のヒト骨へ6週間以内に100%転移が見られた。一方、マウス移植骨への転移は12週観察したが、16%にとどまった。またHu-BoneSCIDマウスヘヒト白血病細胞株Rajiを静注したが、移植骨への浸潤はわずかであった。そこで移植前にヒト骨へ8Gy放射線照射し、Hu-BoneSCIDマウスを作成し、Raji細胞を移植したところ、早期より高度の白血病浸潤が観察されるとともに、照射後にも関らず血管はヒト由来であった。この系で白血病細胞移植群と非移植群においてヒト血管新生を観察したところ、移植群において有意に血管密度の増加が認められた。生体内でのヒト血管内皮細胞への遺伝子導入法の開発の基礎的検討として、Hu-BoneSCIDマウスにおけるヒト血管内皮細胞を標的にしたレトロウイルスベクター(EGFPおよびLac-Z)を作成し、5.9x10^7pfuの力価を有するウイルスを得た。