hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超急速凝固における界面形態決定機構とミクロ組織

CO_2レーザーを熱源として、特性の良く知られている2元合金であるAl-Cu合金を試料として、急速凝固を実現させ、凝固条件と実現される組織との関係を研究した。CO_2レーザーは、数m/秒の凝固速度を実現させるため、数KWの最大出力のものを用いた。試料の溶質濃度としては、理論から予測されている絶対安定速度が、上記の凝固速度の範囲にあり、凝固組織が粗大となり組織観察が容易となるよう、0.41.0mol%の濃度を選定した。凝固条件としては、溶質濃度とともに重要な、温度勾配、デンドライト先端成長速度は、溶融領域形状を境界条件とした熱伝導解析プログラムMARCを用いて導出し求めた。その結果、絶対安定速度が約2.4m/秒であると予測されている0.5mol%Cu合金において、成長速度1.7m/秒のときの凝固組織はすでにデンドライトから遷移し、規則的に整列したセル組織となっていることが見いだされた。また、この成長速度の時、1.0、4.5mol%Cu合金の凝固組織はデンドライトのままであった。観察されたセル組織の断面形状は偏平の楕円形状をしていた。この成長速度より低速成長の、同一成長速度におけるデンドライトの組織は溶質濃度が低いほど粗大であった。超急速凝固におけるセル状デンドライトおよびセル組織の大きさは、成長速度の1/2に比例して減少していることが見いだされた。特に、4.5mol% Cu合金においては、組織の大きさの温度勾配依存性が小さいことを考慮した結果、7×10^<-3>mm/秒から3.0m/秒の広い成長速度にわたり、同一の成長速度依存性を示していろことがわかった。CO_2ガスレーザーを熱源とし、Al-4.5%Cu合金を試料として試料の自己冷却により超急速凝固を実現させ、そのミクロ組織を以下のように調査した。(1)CO_2ガスレーザー(最大5KW)実験;エネルギー出力14KW、走査速度300400mm/s、ビーム半径6mmで、組織均一化をのための熱処理をした試料の表面に、レーザーを照射し急速凝固を行わせた。(2)溶融領域、ミクロ組織;試料表面のエネルギー吸収率のレーザー出力依存性を検討するため、出力に対する溶融領域の大きさを測定した。(3)ミクロ組織の形態、分布、大きさを、走査型電子顕微鏡により測定した。以上の実験解析の結果以下のことが明かとなった。(4)エネルギー吸収率は、出力1KWで19%、3KWで12.2%としたとき、溶融領域形状が実験測定結果と数値解析結果がよく一致することより、エネルギー吸収率が出力とともに減少することが明かとされた。(5)有限要素熱伝導解析プログラムMARCを利用し、本研究に必要とされる試料内部の冷却速度、温度勾配を評価し、凝固するデンドライト、セルの成長速度が求められた。(6)組織観察により、冷却速度5^*10^4/s、成長速度3^*10^<-1>m/sで、デンドライト界面形態からセル界面形態に、凝固ミクロ組織の遷移がが示された。(7)界面の絶対安定成長速度付近の凝固速度においては、微細組織が確認できなかった。しかし、このことより絶対安定界面が実現していると結論づけることは、試料数不足によりできなかった。(8)一方向微細アレイ構造を考慮した凝固成長理論により、上記結果と凝固条件の相関関係を調査検討中である。

CO_2レーザーは、数m/秒の凝固速度を実現させるため、数KWの最大出力のものを用いた。試料の溶質濃度としては、理論から予測されている絶対安定速度が、上記の凝固速度の範囲にあり、凝固組織が粗大となり組織観察が容易となるよう、0.41.0mol%の濃度を選定した。凝固条件としては、溶質濃度とともに重要な、温度勾配、デンドライト先端成長速度は、溶融領域形状を境界条件とした熱伝導解析プログラムMARCを用いて導出し求めた。その結果、絶対安定速度が約2.4m/秒であると予測されている0.5mol%Cu合金において、成長速度1.7m/秒のときの凝固組織はすでにデンドライトから遷移し、規則的に整列したセル組織となっていることが見いだされた。また、この成長速度の時、1.0、4.5mol%Cu合金の凝固組織はデンドライトのままであった。観察されたセル組織の断面形状は偏平の楕円形状をしていた。この成長速度より低速成長の、同一成長速度におけるデンドライトの組織は溶質濃度が低いほど粗大であった。超急速凝固におけるセル状デンドライトおよびセル組織の大きさは、成長速度の1/2に比例して減少していることが見いだされた。特に、4.5mol%Cu合金においては、組織の大きさの温度勾配依存性が小さいことを考慮した結果、7×10^<-3>mm/秒から3.0m/秒の広い成長速度にわたり、同一の成長速度依存性を示していることがわかった。
ヒトのライフヒストリーの進化史の解明:人骨研究からの新しいアプローチ

本研究では古代人のライフヒストリーを解明するために、ベイズ推定に基づいて縄文時代人骨の死亡年齢分布を求めた。ベイズ推定による年齢推定は、あらかじめ年齢が分かっている標本に基づいて未知のデータを分析する方法である。観察したのは骨盤の関節の腸骨耳状面である。その結果、15歳以上の個体の中で65歳以上の個体が占める割合が32.5%、15歳時点での平均余命は31.5歳と長生きという結果であった。1.ペルー、パコパンパ遺跡から出土した人骨の研究パコパンパ遺跡は,ペルーの北部高地に位置する形成期の祭祀遺跡であり, 2005-2008年度の調査で人骨が発掘された。本研究の目的は,パコパンパ遺跡から出土した人骨を調査し,最小個体数・性別・死亡年齢の推定をすること,形態的特徴や骨病変の観察を行うこと,骨に残された証拠から古代アンデスの人々の生と死の様相を復元することである。墓地埋葬人骨と散乱人骨の両者の最小個体数は18体であり,年齢構成は, 8体が未成年, 8体が成人, 1体は1020歳代, 1体は不明であった。8体の成人のうち,性別判定ができた7体の男女比は3:4であった。古病理学的な所見としては,散乱人骨には永久歯162本中3本(1.9%)に齲蝕がある一方,墓地埋葬人骨は30本中15本(50.0%)に認められた。2.新手法に基づく古人骨の人口学的研究オホーツク文化は、5世紀から13世紀に北海道・サハリンに展開し、海獣狩猟や漁労を生業とした文化である。本研究の資料は、北海道のオホーツク文化に属する7遺跡から出土した成人人骨91体の腸骨耳状面である。耳状面の観察は、Buckberry and Chamberlainの方法にしたがい、ベイズ法に基づく新手法からオホーツク文化人の死亡年齢分布を求めた。その結果、オホーツク文化人は55歳以上の個体が全体の25%の割合を占め、高齢者を少なく見積る傾向にあった従来の古人口学の推定と異なる知見が得られた。1.頭蓋計測学的研究:古人骨の形態学的研究は,当時の人々の姿かたちを明らかにし,日本人の身体形質の時代的な移り変わりや地域間変異を理解する手がかりになる。近畿地方では古人骨資料の出土例や報告がきわめて少なく,近世やそれ以前における地域間変異を実証した研究は皆無に等しい。本研究の目的は,まず,大阪府堺市から出土した近世人頭蓋の計測を行い,近畿地方の近世人頭蓋の計測的特徴を明らかにすることと,次に,近世における頭蓋形態の地域間変異を検討することである。資料は,堺市の堺環濠都市遺跡から出土した32体,向泉寺跡遺跡から出土した2体の成人男性の頭蓋である。本研究の結果,堺近世人は関東地方や北部九州・山口地方の近世人よりも短頭傾向が強かった。また,顔面が狭く,頭蓋全体の高さが高い傾向があり,現代人的な特徴を示した。今回の結果から,近畿地方の近世人頭蓋は他地域とは異なる形態的特徴を持っていたと推測される。2.古人骨の性別判定法の研究:四肢長骨の周径から保存状態が悪い古人骨の性別判定を試みた。上腕骨・尺骨・橈骨・大腿骨・脛骨の骨体周径は,保存状態の悪い人骨でも計測が可能であり,性別判定において高い的中率が期待できる。あらかじめ骨盤によって性別が明らかな古人骨を資料とし,四肢長骨計測値に基づく性別判定法を求めた。上腕骨・尺骨・橈骨・大腿骨・脛骨の諸周径から判別式を算出した結果,1項目だけの判別式でも90.2%の的中率を示した。また,複数の計測項目から求めた判別式の場合にはより高い的中率が得られた。3.古人骨に見られる殺傷痕の研究:鎌倉市から出土した中世人骨の殺傷痕について電子顕微鏡観察・記載・同定をした。1.江戸時代人骨の頭蓋計測:本研究は、都立一橋高校地点遺跡から出土した江戸時代人骨の頭蓋計測的特徴を報告した。一橋高校地点遺跡は、東京都千代田区東神田に位置し、江戸時代前期から中期にかけての寺院跡である。1975年の発掘調査により人骨が出土し、出土状況や副葬品から一般庶民の人骨と考えられた。本研究で用いた資料は、聖マリアンナ医科大学解剖学教室所蔵の成人男性51体、成人女性22体の頭蓋であり、いずれも17世紀後半の人骨である。比較資料は、縄文時代から近代にかけての、時代、社会階層が異なる古人骨集団であり、本研究の頭蓋計測値と比較することで、本資料の頭蓋計測的特徴を明らかにした。その結果、一橋高校出土人骨は長頭傾向があり、室町時代人にもっとも類似することが分かった。

その長頭傾向は、江戸時代の中後期の人骨と比較しても著しかった。本研究の結果は、江戸時代の遺跡によって頭蓋形態に多様性があることを示唆し、その多様性は社会階層や江戸時代内の時期差に関連すると推察された。2.ペルー、パコパンパ遺跡から出土した人骨の生物考古学:パコパンパ遺跡は,ペルー北高地,カハマルカ県チョタ郡パコパンパ村に位置する形成期の祭祀遺跡であり,20052010年度の調査で人骨が発掘された。本研究の目的は,パコパンパ遺跡から出土した人骨を調査し,性別・死亡年齢の推定をすること,人骨の形態や病変の観察を行うこと,骨に残された証拠から古代アンデスの人々の生と死の姿を復元することである。その結果,(1)埋葬人骨と散乱人骨の両者の最小個体数は23体であり,年齢構成は,9体が未成年,12体が成人,2体は不明であった。12体の成人のうち,性別判定ができた11体の男女比は5:6であった。未成年の9体のうち6体が1歳以下であり,胎児・乳児の死亡数が多かった。(2)頭蓋冠が残存する10体の人骨のうち,1体に当遺跡における最初の人工頭蓋変形を見つけた。
ガス増幅型光電子増倍管の実用化に向けた開発研究

GEMやMicromegasなどのMicro Pattern Gas Detector(MPGD)と呼ばれる装置を組み合わせて、光電効果で得られた電子をガス増幅させて光信号を電気信号に変換する、ガス増幅型の光電子増倍管の開発を行った。本開発研究で大きな問題となったのが、ion-feedbackと呼ばれるもので、ガス増幅過程で発生したイオンが電場に導かれて光電面に当たり、新たな電子を作ったり光電面そのものを劣化させる現象である。このion-feedbackを効率よく抑制し、高い増幅率と安定したoperationを目指して研究を進めた。最終的にMicromegasを多段組み合わせて使用することで、105近いゲインと10-3のion-feedback抑制が実現できた。実用化にはあと1桁のion-feedback抑制が望まれるが、ほぼ実用化に近いガス増幅型の光電子増倍管が完成した。GEMの製法に関してはサンドブラスト法で1インチサイズのサンプルを多数製作し、それらを用いたGasPMTを試作し試験・評価した結果、我々が開発したサンドブラスト法で高性能のものが製作できるようになった。一方、MicroMegas部に関しては、メッシュの大きさや、ワイヤー径、アノードとの距離の一様性など付いてはMaxwell+Garfieldによる電場計算により最適化を計った後にいくつかの1インチサイズのサンプルを製作した。実際にそれらを用いたGasPMTを試作し得られるゲインと電圧の関係などを測定した。メッシュ部とアノード間の距離(100μm)を高精度で一定に保った状態でGasPMTを組み立てる方法に関しては、未だ解決されておらず今後いくつかの方法で試作していく。まず、製作の容易さからバイアルカリではなくCsIの光電陰極を持ったガス光電子増倍管を製作し、Photon-feedbackやIon-feedbackの問題がどの程度影響するかを定量的に調べた。特にGEM+MicroMegas構造の場合に、MicroMegas部分で高ゲインを得るようにし、1枚或いは2枚のGEMと組み合わせることで、これらのfeedbackの問題に若干の改善が見られた。実用化するガス増幅型光電子増倍管のサイズは70x70mm^2以上を計画している。基本的には容器の材料としてガラス容器を考えているが、バックアップとしてセラミックを用いた容器の開発も行う予定で、そのための設計を始めた。GEMの製作法としてガラス素材にサンドブラスト法で穴をあける方法が確立したが、穴の形状がどうしてもテーパー型になる。それによってイオンの蓄積によるゲイン変動が危惧されるが、実際にX線を用いてゲイン変動を調べたところ影響は小さく、実質的には問題が無い事が判った。一方、Micromegas部に関しては、メッシュの大きさや、ワイヤー径、アノードとの距離の一様性などが重要なパラメーターとなる。メッシュ形状と得られるゲインなどに関して、シミュレーション(MaxwellとGarfield)を用いて検討を行った。Micromegasとアノードとの距離は100μm程度であり、その間隔の一様性を保障する構造に関しては協力会社の浜松ホトニクス社で開発が進み、ほぼ構造が決定した。実際にアルカリ金属の光電陰極を持った2"径のガス光電子増倍管を製作し、キャピラリーやGEMを用いることで、Photon-feedbackやIon-feedbackの問題がどの程度解決されるかを調べたところ、ゲイン100程度でIon-feedbackの影響が現れ、GEMのみでIon-feedbackを抑制することが難しいことが判った。特に、イオンを効率良く吸収するような電極をGEM部に設置するなど、いくつかのアイデアでGEMを試作する必要がある。また、シミュレーションでMicromegasがIon-feedbackを効果的に抑制することが判ったので、2段のMicromegasが有効かもしれない。実用化されるガス増幅型光電子増倍管のサイズは50x50mm^2以上を計画している。基本的には容器の材料としてFlat Panel PMTで使用されているガラス容器を考えているが、バックアップとしてセラミックを用いた容器の開発も進めた。Flat Panel PMT用のガラス容器を用いて試作品の製造が今年度末から開始された.Ion-feedbackによりバイアルカリ光電面の感度が早期に劣化することが判ってきた。まずCsI光電面で劣化の割合が光電陰極面に到達するイオンの量とどのような関係にあるのかを調べ、9.9mC/mm^2で陰極感度が80%落ちることが判った。Micromegasの製法として、エッチングにより金属薄板に微細な孔(100190μmφ)を250μmピッチで開ける方法を取り入れた。Ion-feedbackを抑制するための孔の大きさに関して、Maxwell-3DとGarfieldを用いたシミュレーションを行い、より抑制の効いた電極構造を探った。

特に2段のMicromegas構造を取り入れた時に、孔の位置を上下2段で一致させるか、それともずらして配置するかでIon-feedbackの抑制効果に違いがみられることが判明した。実際にこれらの異なった孔径と孔の配置をもつガス光電子増倍管を製作し、ゲインやIon-feedbackがどのように改善するかを調べた。その結果、上下で孔を一致させた場合にはゲイン、Ion-feedback共にずらした場合より悪い結果となった。ずらした場合において、上側の孔を100μmφで固定し、下側を130μmφと190μmφで比較した。その結果同じ印加電圧で後者は10倍のゲインを示した。また、Ion-feedbackに関しても後者で10^<-3>が実現されたが、前者では10^<-2>にしかならなかった。未だ、Ion-feedback抑制に不足はあるが、ほぼ期待通りのゲインとIon-feedback抑制を持ったガス増幅型の光電子増倍管が出来た。尚、50x50mm^2の大きさを持つ試作品の結果は間もなく得られる。
インフラマソーム結合分子の解析による新規シグナル経路の探索

炎症機構の一つインフラマソームの活性化機構を明らかにする為に、タンパク複合体インフラマソームを構成する分子群をTOF-MSを用いて網羅的な解析を行なった。候補分子の一つであるE3ユビキチンリガーゼは、インフラマソーム構成分子のひとつと特異的に結合し、ユビキチン化を誘導し、分解を促進することを明らかにした。また、この分子は、インフラマソーム構成分子の分解を介して、インフラマソームの活性化に抑制的に働くことを明らかにした。以上の結果よりユビキチン化を介したインフラマソーム構成分子の分解調節機構を明らかにした。本研究目的は、タンパク複合体インフラマソームの分子の同定によって炎症機構であるインフラマソーム活性化機構の解明と、内分泌・代謝疾患モデルマウスを用いた治療標的の選定を行なうことである。まず、インフラマソームの単離とインフラマソーム自身の質量分析を行ない、インフラマソームを構成する分子の網羅的な同定を行なった。ヒト単球由来の細胞株THP-1細胞に蛍光標識したインフラマソーム構成分子ASCを強制発現させた細胞株を作成した。インフラマソームの活性化により出来るタンパク複合体インフラマソームを凝集した蛍光を指標にして、インフラマソームの単離を行なった。MALDI TOF-MSを用いて単離インフラマソームの質量分析を行なった結果、未知のインフラマソーム構成分子の候補が得られた。候補分子の一つであるE3ユビキチンリガーゼ分子に着目して研究を行なった。同定されたE3ユビキチンリガーゼを分子Xとする。THP-1細胞にレンチウイルスを用いて分子Xの強制発現細胞株とCRSPR/CAS9を用いた分子Xの遺伝子欠損細胞株を作成した。分子Xは、既知のインフラマソーム構成分子のひとつに特異的に結合し、ユビキチン化し、分解を促進していることを明らかにした。また、THP-1の分子X遺伝子欠損株ではインフラマソーム構成分子のひとつのタンパク量が増大し、インフラマソーム活性化によるサイトカイン産生が増強する結果を得た。これより分子Xは、ユビキチン化によるインフラマソーム構成分子の分解を介して、インフラマソーム活性化に抑制的に働いていると考えている。現在、上記の結果の詳細を確認して論文投稿の準備をしている。申請者は、炎症機構の一つであるインフラマソーム活性化機構の解明を目的として本研究を行った。手法として、タンパク複合体「インフラマソーム」を単離して、質量分析装置を用いて、複合体の構成タンパクの解析を行った。その結果、インフラマソームタンパク複合体中に、E3ユビキチンリガーゼ分子Aが含まれることを明らかにした(未発表データの為、以下分子Aと記載する)。E3ユビキチンリガーゼは、標的分子と結合してユビキチン修飾を誘導する機能を持つ。ユビキチン修飾は、標的分子の分解誘導や、機能修飾を行う。この分子Aは、インフラマソームの構成分子の一つであるNLRP3のNACHT領域に結合し、K48とK63を介したポリユビキチン鎖を形成することを明らかにした。分子Aは、未刺激の状態では、マクロファージの核と細胞質中に分散している。インフラマソームの活性化刺激が入ると、分子Aは、インフラマソーム複合体中に移動して、共局在することを明らかにした。機能解析の結果、分子Aはインフラマソーム活性化に抑制的な働きを持つことを明らかにした。方法は、ヒト由来単球様細胞株のTHP-1細胞を用いて、分子Aの欠損株と強制発現株を作成した。これらの遺伝子組換細胞株にインフラマソームの活性化刺激を行うと、分子A欠損株ではインフラマソームの活性化が増強し、分子Aの強制発現株では、抑制された。今後の課題として、以下の2点を検討している。1つは、分子Aによるインフラマソーム抑制機構の詳細は、明らかにすることである。分子Aによるユビキチン化は、どのようにして起きるか、そしてどのような作用を持つか、依然不明のままである。今後、NLRP3のユビキチンの修飾部位の決定や構造学的な解析が必要である。2つめは、病態モデルにおけるNLRP3インフラマソームの活性化に対して、分子Aの働きを解析する必要がある。現在、分子Aの欠損マウスの作成し、解析していく予定である。初年度の目標の一つである、インフラマソーム活性化機構に関与する新規機能性分子の同定を行なうことが出来た。現在新規機能分子によるユビキチン化や分解誘導の働きに関して詳細に解析し、論文投稿しようとしている。27年度の研究計画のひとつである内分泌・代謝疾患モデルマウスに対する影響は、上記の機能分子の働きを詳細に解明した後に行なおうとしている。免疫学インフラマソーム構成分子群から同定した新規機能性分子の機能解析を進めている。

現在は細胞株を用いた解析を中心に進めている。その後、インフラマソームの関与する内分泌・代謝疾患モデルマウスに対してウイルスベクターを用いて目的分子の遺伝子組換をした骨髄細胞の移植を行い、解析を進めて行く予定である。前年度に引き続き、インフラマソーム構成分子群の中から見つかった新規の分子の解析を行なう。去年度は、主に細胞株を使った検討を行なってきたが、今年度より細胞株に加えてマウスを用いた実験を計画している。1.前年度より引き続き、新規インフラマソーム構成分子の解析の為の細胞株を用いた実験を行なう。2.本年度よりマウスを用いた解析を加えて行なう。3.本研究内容の学会・論文発表を行なう。
複合取引の法規制--金融取引を中心に--

複数の契約が結びつく例が、請負と下請負、ケア付きマンション賃貸借などのほか、貸付と保証、個品割賦購入斡旋、リース契約のような信用取引の分野で増加している。これらの場合の、契約の一つが破綻したときの他の契約への影響、二つの契約の関係者間の法律関係を、複合契約の類型化と、各類型の契約結合の意味を踏まえて明らかにした。また、これら古典的な複合契約との比較で、リスク証券化、振込制度、フランチャイズ等の組織的複合取引の特質と構造を検討した。本年度は、各研究分担者が、サービサーリスクと代理店等制度、相続をめぐる複合契約、純粋経済損失、共同不法行為、リース取引での租税回避等、各役割分担領域の研究を進めた。これらの研究から、複合取引にはやや異なる2つのものがあることが認識された。これまでの典型的な複合取引は、複数の取引の間に依存関係がある場合である(ケア付きマンション購入契約等の「複合契約」)。この複合取引の最も単純なものは、法主体Aが自らの事業目的のために複数の法主体BCD等と取引し、その取引の成立・内容確定・履行・解消について相互に条件付けをする場合である(貸付契約と保証契約など)。しかし、当事者が意識的に条件付けしていない場合には、取引の成立・内容確定・履行・解消についてどこまで依存関係を認めるべきかが問題になる。さらに、異なる法主体ABの取引とCDの取引の間で依存関係を認めるべき場合もある。以上のような複合関係のある場合に、各人は他の関係者の活動・行為につき、誰のためにどこまで注意義務(第三者のための保護義務)と責任を負うべきかが問題になる。他方で、近年、事業のアンバンドリングにともなう複合取引は、以上とやや異なる特色を持つ。すなわち、一般の取引では、1つの法主体Aが取引相手Bに対し財貨・役務を供給したときにその便益と危険をBに帰属させるのに対し、Aが自らの事業をBに執行させ、事業の成果である財貨と役務を自らに留保する複合取引がある。この複合取引では、B倒産のリスクの回避をどのような条件で認めるかという(責任財産の分別)問題と、Bが負う事業遂行義務が中心的な問題になる。また、課税の観点でも、導管理論等は従前の租税回避とは異なる構造を持つ。次年度は、様々な法律問題に視野を広げつつ、複合取引の諸類型をさらに豊かなものにすると同時に、法解釈・立法の指針を提示する予定である。本年度は、前年度に検討したサービサーリスクと代理店等制度、相続をめぐる複合契約、純粋経済損失、共同不法行為、リース取引での租税回避に引き続き、第三者のためにする契約の諸類型、受益者の権利放棄の場合の契約関係の帰趨、保障型保険、外国為替証拠金取引、保証人の事前求償、三面関係の不当利得等、各論的問題の研究を進めた。他方で、フランス法等を参考に、これら諸問題を統合的にとらえる複合取引の一般理論を考究した。これら2年間の研究活動から、複合取引の問題を「種々のリスク回避」という観点から整理する見通しを得た。すなわち、これまでの複合契約論は、二当事者型か三当事者型か、契約間の依存関係を合意されているか否か等の形式的な観点からの研究であった。これに対し、本研究では、契約の成立から履行までの種々のリスク-契約不成立のリスク、不履行のリスク、履行に伴う事故のリスク、相手方倒産(責任財産消滅)のリスク、契約解消のリスク、課税リスク-が、複合契約の場合にどのように移転・分散あるいは拡大されるのか、契約対象が単一の財貨・役務か継続的な事業活動か、契約関係が委託関係を伴うか否かという、取引の実質に即した観点から検討した。このような研究によって、複合取引が今日重要になっている背景を明らかにし、それを踏まえた法規制のあり方を提示する展望を得ることができた。平成20年度は、これまで十分検討していない複合取引における課税リスクの検討を補充し、研究成果全体をとりまとめる予定である。20年度は、(1)複合取引における種々のリスク・マネジメントの個別問題として、連鎖型売買取引の目的物瑕疵による「損害」の概念(最判平成19年7月6日などの裁判例)、事前請求制度と債権者の適時執行義務(債権者の回収不能リスク回避義務と保証人の求償不能リスク回避権限との関係)、消費者一事業者間の複合契約における不履行解除・抗弁の対抗・取消しの対抗および支払免除(契約間作用の根拠を民法上の複合契約と比較)、複合取引における所得課税の年度帰属(民法と租税法のリスクの考え方を比較)を検討した。(2)また、金融取引におけるアンバンドリングとリスク・マネジメントが交錯する問題として、クレジット・デリバティブ・スワップの仕組みを検討し、リスク・マネジメントの失敗の構造を検討した。(3)他方で、複合取引の一般的理論的研究として、Soraya ARMANI-MEKKI

パリ12大学教授を迎えて契約の不可分性と集合に関する国際シンポジウムを開催し、複合取引を総合的に論ずるフランス法の状況を確認し、また、ドイツ・イギリスにおける議論状況(ドイツの伝統的学説と、複合契約・ネット契約の独自性を強調する学説との対立、イギリスの純粋経済損失に関する過失責任否定原則をめぐる議論)を検討し、これらの作業によって得られた知見を基礎に、古典的な複合契約と近時の複合契約を対比しつつ複合取引の一般的な枠組みの構築を試みた(従来の二者間・三者間の区別に、履行確保型、対価融資型、給付結合型、契約連鎖型、契約形成関係の区別を付加)。これらの研究成果は21年度の早い時期に公刊する予定である。
心筋幹細胞ニッチを制御する細胞外基質を用いた新規デバイスによる心不全治療法の開発

骨髄由来間葉系幹細胞はラミニン(LM)511に対して強い接着活性および増殖活性を示した。急性心筋梗塞モデルラットの病変部にLM511を移植したところ、経時的に間葉系幹細胞と思われる細胞、血管内皮細胞、および血管新生関連サイトカインがコントロール群に比して顕著に増加した。組織の線維化および心機能においてもLM511移植群ではコントロール群に比して、有意な改善が認められた。これらの結果により、急性心筋梗塞モデルへのLM511移植は、幹細胞の接着を促進し、病変部での血管新生に影響を与え、組織線維化および機能の改善に寄与する可能性を示唆した。これは、心不全治療における新しい可能性を見出すものであった。本研究は、内在性の自己幹細胞による心筋再生修復という観点から、規格化・製品化された細胞外基質を用いて人工的に幹細胞ニッチを構築し、内在性の幹細胞の機能を改善することにより心機能を回復させるという、今までにない新たな組織修復法の開発を行い、心不全に対する新たな治療法につなげることを目的とする。平成28年度には、まず培養骨髄由来間葉系幹細胞(MSCs)を種々の細胞外基質(ECM)上で培養し、接着能と増殖能について検討を行った。心外膜部にはラミニンー221およびラミニンー511が発現していることが明らかにされていることから、特にその2つのECMに着目して検討を行った。その結果、MSCsはラミニンー511に対して強い接着活性および増殖活性を示したが、ラミニンー221に対する接着活性はほとんど認められず、また増殖活性もラミニンー511上での培養に比して、有意に低いものであった。さらに、in vivoでの効果を検討するために、アテロコラーゲンシートにECMを含浸させ、急性心筋梗塞モデルラットの心臓に移植した。移植4週後に心臓組織を採取し、組織学的解析並びに遺伝子学的解析を行った。遺伝子学的解析では、LM511移植群において、PGF、FGF2、SDF-1等の血管新生に関わる遺伝子が他群より有意に発現していることが明らかとなった。組織学的解析では、ラミニンー511移植群では他群に比して、血管内皮細胞と思われる細胞が増加しており、それらの細胞の一部は骨髄細胞由来と考えられる所見が得られた。また、繊維化状態はラミニンー511移植群において改善傾向が認められた。これまでに、in vitroにおける培養骨髄由来間葉系幹細胞の細胞外基質上での活性については検討が進み、骨髄由来間葉系幹細胞に適した足場を同定した。また、心筋梗塞モデルラットを用いたin vivoでの細胞外基質移植の効果の検討は、一部解析が進みつつある。今後さらに詳細な解析を行い、その効果の作用機序を明らかにできるよう準備を進めている。前年度は、主にin vitroの検討を行い、培養骨髄由来間葉系幹細胞がラミニン(LM) 511に対して、強い接着活性、増殖活性を示すことを明らかにした。この結果をもとに本年度は、in vivoでのLM511移植の効果について検討を行った。アテロコラーゲンシートに細胞外基質を含浸させ、急性心筋梗塞モデルラットの心臓に移植し、経時的に組織学的解析並びに機能的評価を行った。1)組織学的解析;移植4週後、LM511群では間葉系幹細胞と思われる細胞、ILB4陽性の血管内皮細胞、ILB4・SMA共陽性の成熟している血管が顕著に増加し、移植8週後では、それらの数はさらに上昇傾向を示した。組織の線維化に関しては、移植4週後、LM511群ではコントロール群に比して有意な抑制傾向が認められ、8週後では、その線維化抑制傾向はさらに進行していた。また、移植4週後では、コントロール群に比してLM511群の血管新生関連サイトカインのRNA発現が有意に上昇し、8週後になると、それらの遺伝子発現はさらに上昇していた。この結果は、免疫組織染色法によるタンパク質レベルでの発現でも同様の傾向が認められた。2)機能的評価;コントロール群では、経時的にEF値は顕著に低下したのに対し、LM511群では有意なEF値の上昇が認められた。本研究では、細胞を用いずに体内の自己再生能力の向上を目指した新規治療法「自己組織再生型インプラントデバイス」の開発につなげることを目的としている。この新規治療法は、比較的シンプルな手術により患者への提供が可能となり、汎用性が高いと考えられる。これまでに示した結果から、急性心筋梗塞モデルへのLM511移植は、幹細胞の接着を促進し、病変部での血管新生に影響を与え、組織線維化を抑制すると共に機能改善に寄与する可能性が示唆された。

心筋梗塞モデル動物への細胞外基質移植後の心機能評価を超音波検査にて継時的に行うとともに、さらに詳細な組織学的解析を行う予定である。具体的には、血管内皮細胞、心筋細胞、CD抗原等の各種免疫染色をすることで、集積細胞のキャラクタライズを行い、さらに、それらの細胞の局所での作用について検討を行う。また、細胞外基質移植後の状態においても、移植直後、あるいは長期経過後を観察することで、細胞外基質移植による効果の作用機序を明らかにする。一方で、in vitroの検討で得られた結果は、in vivoで認められる状態の考察に重要なものだと考えるため、未実施のin vitroの検討も進める予定である。具体的には、細胞外基質上で幹細胞を培養あるいは分化誘導をかけ、未分化性の維持能と分化能の評価を行う。また、細胞外基質上で培養している細胞を、in vivoでの虚血環境を模倣している低酸素条件下に置き、細胞のサイトカイン産生を検討するとともに、抗アポトーシス効果についても検討を行う。心臓血管外科
超伝導トランジスタおよび超伝導超格子の基礎理論

前年度からの研究をさらに発展させたが、今年度得られた著しい成果は以下のようになる。すなわち,これまでドジャン方程式を転移温度近傍で解くことによって,ペアポテンシャルの空間変化を明らかにしてきたが,本年度はこれを有限温度の場合に拡張することに成功した。とくに1次元および3次元クロ-ニッヒ・ペニ-模型のボゴリュウボフ方程式を数値的に解き,準粒子のエネルギ-スペクトルを明らかにした。超伝導電流は隣り合う超伝導体層の位相差の増加に伴い,初め単調に増加するが,極大値を取った後,急激にゼロに落ち,系全体としての超伝導秩序がなくなる。準粒子スペクトルの振舞いから,ギャップのある超伝導,ギャップのない超伝導,常伝導の3つの相に関する相図を決定できた。SーNーS系の近接効果については走査トンネル分光(STS)の実験が進んで,近接効果のより直接的な検証の可能性が出現した。我々はボゴリュウボフ方程式から準粒子の波動関数を求め,これからトンネル伝導度の空間分布を決定して実験と比較した。実験結果との対応はほゞ満足できるものであった.今年度の新らしい展開として,トンネル接合域から弱結合領域に至るまでのジョゼフソン接合系の統一理論を作ったことがあげられる。準粒子の状態密度が両側の超伝導体の位相差にどう依存するかを明らかにした。また接合の障壁領域に特有の束縛状態が生じ,これが超伝導トンネル電流を運ぶことが明らかになった。この効果をいかに実験的に検証できるかを考察にした。この統一理論の発展として,狭いチャネルに制約された2次元SーNーS系のジョゼフソン電流の振舞いを調べた。フェルミ波長がチャネル幅と同程度のとき,臨界電流はその幅と共に,階段関数のように変化することがわかった.前年度からの研究をさらに発展させたが、今年度得られた著しい成果は以下のようになる。フェルミ波長がチャネル幅と同程度のとき,臨界電流はその幅と共に,階段関数のように変化することがわかった.1次元S-N系の近接効果を、厳密な波動関数によるゴルコフ方程式の数値解によって明らかにした。よく用いられるドジャンの現象論は、平均自由行程が熱拡散長より短かいダーティ極限で、またそのときのみ有効であることを明らかにし、逆のクリーン極限にも適用できる一般的な理論を開発した。これによれば常伝導領域へのクーパ対の侵入深さは平均自由行程の増加と共に、熱的拡散長からピパードの特徴的長さへと移行する。これは超伝導トランジスタの基礎物性をよく説明する。更に界面でのペアポテンシャルのとびの大きさを支配するクーパ対の反射係数を導き、これが両側の準粒子の速度比と散乱時間でどう決まるかを明らかにした。また1次元S-N-S系を流れる超伝導電流を、グリーン関数による厳密な表式から計算し、N領域のケミカルポテンシャル依存性を明らかにした。バンド端で急激に立上がり、膜厚が薄いときは振動的な変化が重畳する。1次元および3次元クローニッヒペニー超格子系のゴルコフ方程式を厳密に解き、超格子超伝導系の基礎を明らかにした。解析的なバンド分散とブロッホ関数により、多バンド系の超伝導の性質を明らかにした。また、超伝導-半導体(金属)接合系の一般的な特徴を探ることができた。得られた特徴は次のとおりである。(1)転移温度は超格子の周期が長いときほぼ一定であるが、それが短かくなると振動的な変化を示す。(2)ペアポテンシャルの空間変動には、ピパードの特性長程度のスケールのものと、フェルミ波長スケールでのフリーデル振動とがある。超格子の周期が短かくなると、後者の効果が支配的になる。(3)局所状態密度が高い領域での電子間相互作用が強いと超伝導転移温度が高められるが、逆の場合には低くなる。電子間相互作用を一定とすると、ポテンシャルの周期的な変動の導入により、転移温度が高くなることが示された。3次元S-N系

現実的な3次元S(超伝導体)-N(常伝導体)接合系について,界面近傍におけるペアポテンシャルの振舞いを明らかにした。不純物散乱や界面散乱が無視できるクリ-ン極限の状況では,表面に平行な波数保存則が近接効果に重大な影響を与えることがわかった。すなわちS側の有効質量がN側のそれに比べて重いとき,N側へ侵入できるク-パ-対が分布するフェルミ面領域が制限され,そのためク-パ-対の界面透過確率は著しく抑制される。3次元クロ-ニッヒ-ペニ-系3次元クロ-ニッヒペニ-系の1粒子波動関数を用いてゴルコフ方程式の積分核を解析的に求め,超格子周期内のペアポテンシャル分布と転移温度Tcを数値的に決定した。Tcは膜のくり返し周期dが大きいとき,その減少と共に一様S系のTcから単調に減少する。しかしdが電子波長の数倍程度まで減少すると,dの関数として振動することが明らかになった。これはブロッホ反射による干渉効果のため,フェルミ面での状態密度がdと共に振動するためである。バリスティックな準粒子によるトンネル分光平行平板電極および針状電極からのパリスティック電子の入射による,S-N接合界面でのトンネル分光法の基礎理論を発展させた。S-N-I-N接合系によるトンネル分光では,N領域における準粒子の共鳴状態やト-マシュ振動が系の幾何学的形状の影響を著しく受けるものの,ペアポテンシャルの近接効果によるプロファイルには,それ程敏感な反映はない。一方,針状電極を用いる場合,N領域での電子平均自由行程を適当に選ぶと,ペアポテンシャルの界面プロファイルがコンダクタンス対バイアス電圧の曲線に直接反映されることがわかった。ジョゼフソン電流とアンドレ-フ反射の関係について,またジョゼフソン電流で誘導されるN領域の準粒子束縛状態について新知見を得た。前年度からの研究をさらに発展させたが,今年度得られた著しい成果は以下のようになる。すなわち,これまでドジャン方程式を転移温度近傍で解くことによって,ペアポテンシャルの空間変化を明らかにしてきたが,本年度はこれを有限温度の場合に拡張することに成功した。とくに1次元および3次元クロ-ニッヒ・ペニ-模型のボゴリュウボフ方程式を数値的に解き,準粒子のエネルギ-スペクトルを明らかにした。超伝導電流は隣り合う超伝導体層の位相差の増加に伴い,初め単調に増加するが,極大値を取った後,急激にゼロに落ち,系全体としての超伝導秩序がなくなる。準粒子スペクトルの振舞いから,ギャップのある超伝導,ギャップのない超伝導,常伝導の3つの相に関する相図を決定できた。SーNーS系の近接効果については走査トンネル分光(STS)の実験が進んで,近接効果のより直接的な検証の可能性が出現した。我々はボゴリュウボフ方程式から準粒子の波動関数を求め,これからトンネル伝導度の空間分布を決定して実験と比較した。実験結果との対応はほゞ満足できるものであった。今年度の新らしい展開として,トンネル接合域から弱結合領域に至るまでのジョゼフソン接合系の統一理論を作ったことがあげられる。準粒子の状態密度が両側の超伝導体の位相差にどう依存するかを明らかにした。また接合の障壁領域に特有の束縛状態が生じ,これが超伝導トンネル電流を運ぶことが明らかになった。この効果をいかに実験的に検証できるかを考察した。
大腸癌に対する新しいエピジェネティックテラピーの開発

大腸癌において、JMJD3は正常粘膜で高発現、癌細胞で低発現であった。大腸癌根治切除例において、癌細胞のJMJD3の発現が低いほど予後不良であった。in vitroの検討で、JMJD3はp15を介して細胞周期やアポトーシス制御することで細胞増殖を抑制しており、癌細胞ではJMJD3の発現が低下することで、細胞増殖、抗apoptosisに働くことを見いだした。また、大腸癌肝転移に対して術前化学療法後に肝切除を施行した症例において、EZH2高発現症例ほど予後不良であった。大腸癌細胞株においてEZH2をknockdownすると、オキサリプラチンに対する感受性が増加することを見いだした。今年度は、以下の項目を研究計画として予定していた。しかし、昨年度の実験データをもとに、研究内容に一部修正を加えているため、新たな研究内容の結果について主に記載する。・当初計画EZH2発現量と抗癌剤感受性に関する検討・現在の研究成果大腸癌肝転移切除症例における免疫染色にて、EZH2高発現症例では予後不良の傾向を示していることから、分子標的治療の対象となる可能性がある。基礎実験を追加予定である。ヒストンH3の27番目のリジン(H3K27)をメチル化することで転写を抑制するEZH2に対して、H3K27を脱メチル化することで転写を促進すると考えられるJMJD3についての研究は余り行われていないことから、研究対象の中心をJMJD3に移している。JMJD3は臨床検体の解析から、非癌部と比較して癌部で高発現していることから、癌化のプロセスと関連していることが示された。また、大腸癌cell lineを用いた実験において、siRNAの手法を用いてJMJD3をknock downすると、癌細胞の浸潤能には変化は見られないが、細胞周期の促進とapoptosisの低下が見られたことから、癌細胞の増殖に対して抑制的に働いていることが示唆された。mRNAの解析から、JMJD3はp15の発現を促進することで癌に抑制的に働いていると考えられた。また、JMJD3の発現を調節する上流のmicroRNAを同定しており、こちらに関してもonco-miRとしての解析を進めているところである。今後は当初の計画に含めていた、抗癌剤感受性との関連について追加研究することを検討している。それぞれについて、現在の進行状況と意義について記載する。(1) EZH2およびJMJD3とH3K27メチル化に関する分子生物学的検討大腸癌由来細胞株におけるEZH2およびJMJD3の発現状況の確認について、、6種類のcell lineで発現をRT-PCRにて確認したところ、EZH2はいずれのcell lineも発現を認め、JMJD3に関してもいずれのcell lineでも発現を認めた。現在、western blotting法でも確認中である。大腸癌由来細胞株におけるEZH2およびJMJD3の機能解析について大腸癌cell lineでは、胆管癌cell lineで見られたようなEZH2によるapoptosisの増加は認められなかった。それ以外の機能についても、現在解析中である。(2)大腸癌肝転移症例の臨床検体におけるEZH2およびJMJD3とH3K27メチル化に検討肝転移の切除標本において免疫染色にて発現を確認中である。preliminaryなデータでは、EZH2は高発現しており、JMJD3は発現が低いようである。EZH2およびJMJD3の発現状況およびH3K27メチル化レベルと予後との相関性の検討については、EZH2高発現症例程、無再発生存期間が不良な傾向を認めている。さらに症例を重ねて検討する予定である。当該年度は、主にJMJD3を中心に解析を行った。まず、JMJD3大腸組織における発現を、凍結保存された大腸癌切除症例を用いて確認したところ、有意に正常組織での発現が高く、癌部での発現が低下していた。このことから、JMJD3は癌抑制遺伝子の可能性があり、大腸癌の予後因子となる可能性が考えられた。この仮説のもと、実験を進めることとした。次にJMJD3の原発性大腸癌切除症例151例における予後への影響を検討したところ、JMJD3の発現が低いほど、有意に予後不良であった。さらにJMJD3が癌に与える影響を、大腸癌細胞株を用いて検討した。最初に、大腸癌細胞株におけるJMJD3の発現を確認することとした。RT-PCR法でRNA発現量を、Western blotting法でタンパク発現量を確認したところ、JMJD3は比較的どの大腸癌細胞株においても発現していることが確認された。その中でも、発現量の高いcolo201とcolo320を用いて実験を進めた。siRNAの手技を用いて、JMJD3をノックダウンすることで、その発現量を低下させたところ、腫瘍細胞の浸潤能には影響しないが、有意に細胞増殖能が低下した。

ヒストンメチル化においてJMJD3と反対の酵素活性を持つEZH2がp16を制御することで、細胞増殖に働くことから、同じように細胞周期関連タンパクを検索したところ、JMJD3は細胞周期関連タンパクであるp15を制御することで、細胞周期をarrest状態とし、同時にアポトーシス誘導をきたすことがわかった。これまでの内容をまとめて、現在論文投稿中である。消化器外科学当初の計画には修正が入ることとなったが、新たな知見を得ることができており、計画期間内に複数の報告ができると考えている。当初は既に終了を予定していた胆管癌に関する研究が長引いたことが影響している。しかし、現在ノウハウも蓄積されてきており、以後は加速度的に進行することが可能と考えている。当初、次年度の実験計画としてin vivoにおける検討を予定していた。しかし、EZH2およびJMJD3ともに、これまでに報告がない知見が得られつつあり、それらについてより精密なin vitroの実験を追加しているところである。具体的な内容としては、2)これまでにJMJD3が癌抑制遺伝子である可能性を示してきた。その一方で、JMJD3に対して抑制的に働くmicroRNAを同定しており、そのonco-miRとしての可能性をin vitroで確認する予定としている。それぞれが分子標的治療の対象となる可能性を秘めており、重要な研究内容であると考えている。当初の実験計画からは一部修正が入っているが、大腸癌に対する新しいエピジェネティックテラピーの開発と題してEZH2とJMJD3を研究対象とした実験に変わりなく、大きな成果が得られると考えている。平成25年度の研究計画として、(1) EZH2発現量と抗癌剤感受性に関する検討、(2) in vivoにおける検討を挙げていたが、平成24年度の実験計画から、まだ達成できていないEZH2およびJMJD3の機能解析をまずは完結する予定としている。また、大腸癌肝転移症例における免疫染色の追加は近日中に終了できる予定である。その後に上記2項目の実験を開始する予定である。胆管癌における検討から、EZH2のに拮抗する薬剤が胆管癌に有効であるgemcitabineとの併用効果を認めていることから、大腸癌に有用な5-FU oxaliplatine、irinotecanなどとの併用効果を期待しており、その実験を進める。そこまでの実験結果を早急に得た後に、in vivoの実験へと移行する予定である。現在の状況としては、実験計画より遅れいてはいるが、先にも述べたように加速度的に進行できると考えており、実験計画の変更は予定していない。当初の計画を修正したことで、購入予定であった消耗品の購入の必要がなくなり、また他の消耗品についても比較的安価にて購入することができたため。研究関連の消耗品購入費のほか、実験結果のデータ管理、官憲書類のファイリング等を行ってもらうための人件費に充てる予定である。該当なし
腸内細菌測定による「腸年齢」の推定

成人を対象として、腸内常在菌における各菌群の比率の加齢変化につき疫学的に調査した。加齢に伴いLactobacillales及びPrevotellaの増加、Bifidobacterium及びClostridiumの減少が顕著であった。男女とも5060歳代で、Lactobacillalesの比率は増加し、Clostridiumの比率は低下した。一方、女性のみでBifidobacteriumの比率は60歳以降で有意に低下した。Prevotellaの比率は5070歳代に増加する傾向がみられた。すなわち、加齢に伴う腸内常在菌の変化は男女ともに60歳前後で生じやすいと考えられた。青森県弘前市岩木地区の一般成人住民933名を対象に、年齢と腸内細菌の関係を疫学的に調査・検討した。調査項目に欠損項目があるもの及び下剤の使用者、既往歴に消化器悪性疾患のある被験者を除いた798名(男性292名、女性506名)を解析対象とした。腸内常在菌の評価は、大便をサンプルとしてT-RFLP解析(長島法)を用いた。以下の結果が得られた。1加齢とともに(とくに60歳以上で顕著)、ClostridiumとBifidobacteriumは減少傾向、LactobacillalesとPrevotellaは増加傾向であった。2腸年齢の推定式(重回帰式を使用):上記4菌種を入れたモデルでは、ClostridiumとPrevotellaが不要な説明変数となり、調整済みR2値は男性で0.11、女性で0.10であった。LactobacillalesとBifidobacteriumを入れたモデルでは、2菌群共に有意な説明変数であり、調整済みR2値は男性で0.08、女性で0.07であった。LactobacillalesとPrevotellaを入れたモデルでは、2菌群共に有意な説明変数であり、調整済みR2値は男性で0.10、女性で0.09であった。したがって、これらの腸内常在菌による年齢の推定式の精度は高いとはいえず、腸内常在菌を属のレベルより下の種のレベルまで解析していくことが必要であると考えられた。以上の成績は加齢による腸内常在菌の変化が認め、とくに60歳を基準としての変化が著しいことを明らかにした。加齢による増減傾向の評価や年齢群間の大規模比較を目的に(青森県弘前市岩木地区在住の20歳以上の成人約1,000名)、健常成人を対象として、腸内常在菌における各菌群の比率の加齢変化について疫学的に調査した。加齢にともないLactobacillalesおよびPrevotellaの増加、BifidobacteriumおよびClostridiumの減少が顕著であった。各菌群の存在比率を10歳刻みの年代間で比較したところ、男女とも50歳代から60歳代に移行する際、Lactobacillalesの比率は増加し、Clostridiumの比率は低下することが明らかになった。一方、女性のみにBifidobacteriumの比率は60歳以降、有意な低下がみられた。また、Prevotellaの比率は50歳代から70歳代に増加する傾向がみられた。社会医学腸年齢に必要な、対象者の年齢、腸内細菌の測定はほぼ完了しており、腸年齢の推定式もすでに試作済みである。その意味では全体の7割は目的達成できていると考える。今後は、対象者数を増やしたい。今後、推定式のブラッシュアップを行う際、交絡因子を加味することによる推定式の定義付けが異なってくるものと考えられる。この点の調整につき数学の専門家と相談して進める予定である。次年度に生活習慣の測定項目を追加するため。血液項目、体組成、骨密度、免疫項目等の測定項目の追加を行う。
新皮質形成初期の幹細胞と前駆細胞の制御プログラム

大脳新皮質形成の初期には、脳室層に様々な神経幹細胞や前駆細胞が混在し、正常な脳機能を発揮する上できわめて重要であることが示唆されているが、これらの細胞の能力や機能などには不明な点が多い。そこで、初期の脳室層では発現するが中期以降には発現しない遺伝子として研究代表者等が初めて発見したユニークなNeproとNepz1を中心として、大脳新皮質形成における神経幹細胞や前駆細胞の制御機構の研究を分子から細胞、マウス個体のマルチレベルで実施した。研究代表者等が開発した独自の遺伝子発現法を用い、Neproを大脳新皮質形成の様々な時期にマウス脳内で強制発現させると、Neproにより初期の神経幹細胞は分化が抑えられ幹細胞として維持されるが、中期以降の神経幹細胞は全く影響を受けない。一方、Nepz1は、どの時期の神経幹細胞であっても分化を抑制し幹細胞として維持することが示され、NeproとNepz1の神経幹細胞への作用が異なることが明らかとなった。また、互いの遺伝子の強制発現や機能抑制の実験ではNeproとNepz1の間に相互作用が検出されず、神経幹細胞を維持するための分子機構が単一ではないことが示唆された。さらに、Neproが必須因子として働くNotchカスケードの機能を個体発生の特定の一時期のみで特異的に制御することにより、神経回路の一部のみに限定的な異常を有する新しいタイプの行動異常モデルマウスを作製することに成功した。26年度が最終年度であるため、記入しない。大脳新皮質が作られる過程で、初期の脳室層には様々な神経幹細胞や前駆細胞が混在することが示唆されているが、これらの細胞の峻別は十分でなく、各細胞の能力や系譜など不明な点が多い。そこで、初期の大脳新皮質における神経幹細胞や前駆細胞をタイプ別に分類しその制御機構を明らかにすべく、研究代表者等が発見した初期の神経幹細胞で特異的に発現する遺伝子のNeproなどを軸に、マウス個体のレベルで大脳新皮質形成の研究を行った。これまでの研究代表者等の研究でNeproを大脳新皮質の脳室層で特異的に発現させるエンハンサーが、Nepro遺伝子の5'側に存在することが示されたが、今年度のゲノム領域の欠損変異体と電気穿孔法を用いたレポーターアッセイなどの詳細な解析により、Neproの翻訳領域の上流にある1キロ塩基の配列の中にエンハンサーが存在し、その領域にはNeproの上流で機能することを研究代表者等が発見したNotchカスケードの因子RBP-Jが結合する部位が複数存在することが明らかとなった。さらに、研究代表者等が初期の大脳新皮質の脳室層で特異的に発現することを発見した遺伝子のNepz1の機能を、電気穿孔法を用いた強制発現とsiRNAによる発現抑制の解析で調べた結果、Nepz1もNeproと同様に、神経細胞への分化を抑え神経幹細胞を維持することが示された。しかし、Nepz1とNeproが神経幹細胞を維持する上で機能する作用点は異なり、神経幹細胞の維持機構は単純ではないことが示唆された。初期神経幹細胞の維持に必須なNeproの発現制御機構や新しい遺伝子Nepz1の機能の解析に成功しており、順調に進展している。本研究は順調に進み成果も上がっており、計画通りの推進でよい。