hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人為的撹乱による景観変化が熱帯樹木-種子食者相互作用に与える影響

昨年度までの研究結果から、焼畑休閑林1年後を除いて、森林タイプ間で小型哺乳類群集に明瞭な差異は認められなかった。そこで捕獲小型哺乳類個体と各プロットのリター(各10サンプル)の安定同位体解析(窒素)を行い、修正窒素安定同位体比(小型哺乳類の値-その個体が捕獲されたプロットのリターの平均値)を用いて、森林の人為撹乱の影響を検討した。その結果、ネズミ類やリス類では森林タイプ間で修正窒素同位体比が有意に異なるものの、その傾向はツパイ類では認められなかった。また複数種のネズミやリスにおいて、修正窒素同位体比と開空度とに有意な正の相関が検出されたが、ツパイではその傾向がないことが明らかになった。焼畑直後の森林を除けば、環境が異なる森林タイプ間でも全体的な小型哺乳類組成に違いがないこと、樹木が少なく明るい環境の森林ほどリスやネズミの修正窒素安定同位体比が高くなること、哺乳類のプロット問移動は観察されなかったことから、(1)ランビル周辺で見られる土地利用に伴った景観変化が小型哺乳類相へ与える影響は少なく、焼畑から5-6年の間隔をおけばかなり回復すること、(2)環境の変化には餌メニューを柔軟に変化させ、明るい環境では昆虫などの一次消費者をより多く摂取することで対応していること、(3)しかしこの餌資源利用様式の変化は元々昆虫食に偏っているツパイでは起こらないことが推察される。調査地で見られるような、様々なタイプの小さい森林パッチがモザイク状に連続的に分布していることが小型哺乳類群集を支えているのかもしれないが、ネズミやリスの餌資源利用様式が変われば種子の食害圧や種子散布様式も変化しうるため、植物の更新動態も合わせて調査する必要がある。今年度は以下の研究を行った。1.様々な林における小型哺乳類相の解明既に設定し終わった焼畑休閑林(1年後、6年後、20年後、30年以上)、放棄ゴム園、孤立林、及び原生林において、種子散布後における主な種子食者と考えられる小型哺乳類相を明らかにするため、罠かごを用いて記号放逐法(連続5晩)による調査を2004年67月と2005年13月に行った。その結果合計23種・283個体の小型哺乳類が確認され、原生林にはチャイロスンダトゲネズミが多く、その他の二次林ではオグロクリゲネズミが優占する傾向が見られた。またオオツパイは原生林や放棄ゴム園で多いことが分かった。2.種子食害率の比較非一斉開花時における種子の食害圧を様々な林で明らかにするため、ジャックフルーツの種子を林床に置いて持ち去り実験を実施した。その結果、小型哺乳類相に関係なく、小型哺乳類の密度が高い場所で多くの種子が持ち去られることが判明した。また持ち去り動物の正体を解明するため赤外線による自動写真撮影を行ったが、結果は解析中である。3.一斉開花の規模と種子の虫害率調査地では2005年3月から幸いにも中程度の開花が始まっている。6月後半からの成熟種子落果に備えて、孤立林での開花規模調査、シードトラップの設置とその回収・仕分け、及び種子食昆虫の飼育体制の準備を完了した。1.様々な森林における生息環境と小型哺乳類相調査及びその成果のまとめ既に1度調査を行っていた焼畑休閑林(1年後、5-6年後、20年後以上)、放棄ゴム園、孤立林、原生林において、さらに2回の小型哺乳類調査を記号放逐法によって行った。また各森林タイプの生息環境を調べるため、土壌水分、開空度、周囲の土地利用なども合わせて測定した。その結果、生息環境は原生林、焼畑休閑林(1年後)、その他の3つのグループに分かれたものの、小型哺乳類群集は焼畑休閑林(1年後)とその他の2つにしか分かれなかった。これらの結果やその背景などを論文としてとりまとめ、現在レビューアーからのコメントをもらって修正中である。2.種子食昆虫の標本化2005年3月に一斉開化が起こったため大量の成熟種子を採集・飼育し、多様な種子食昆虫を羽化させることに成功した。膨大な昆虫を整理・同定するため標本作成を精力的に行った結果、ほぼ完了した。この標本をもとに今後は種の同定作業に取り組む予定である。原生林と孤立林で共通の樹木種子を用いて、種子食昆虫群集の違いや虫害率の差などを検定できれば、人的撹乱が種子食昆虫や種子虫害率に与える影響を評価できる。焼畑直後の森林を除けば、環境が異なる森林タイプ間でも全体的な小型哺乳類組成に違いがないこと、樹木が少なく明るい環境の森林ほどリスやネズミの修正

窒素安定同位体比が高くなること、哺乳類のプロット問移動は観察されなかったことから、(1)ランビル周辺で見られる土地利用に伴った景観変化が小型哺乳類相へ与える影響は少なく、焼畑から5-6年の間隔をおけばかなり回復すること、(2)環境の変化には餌メニューを柔軟に変化させ、明るい環境では昆虫などの一次消費者をより多く摂取することで対応していること、(3)しかしこの餌資源利用様式の変化は元々昆虫食に偏っているツパイでは起こらないことが推察される。調査地で見られるような、様々なタイプの小さい森林パッチがモザイク状に連続的に分布していることが小型哺乳類群集を支えているのかもしれないが、ネズミやリスの餌資源利用様式が変われば種子の食害圧や種子散布様式も変化しうるため、植物の更新動態も合わせて調査する必要がある。
なぜ組織事故は繰り返されるか：失敗からの学習の動学的分析

"若手研究B基金(平成29年平成32年):なぜ組織事故は繰り返されるか:失敗からの学習の動学的分析"の研究プロジェクトを行うことで、以下の2件の実証論文のジャーナル・図書掲載と、海外学会参加及び発表を行うことができた。第2に、世界原子力発電所に関するデータベースを構築することができた。このデータベースは、1976年から2017年までの世界原子力発電所の電力生産実績と停電や事故・事件データ、取引先データなどを含めている。さらに、定性的なケース調査のため、日本と韓国の原発運営者及び専門家を訪問し、インタビュー調査を行った。現在は、これらのデータを基に、どういう状況でエラーがより発生するかに関する実証分析を行っている。なる貴重なアドバイスを得ることができた。前年度に構築した仮説を実際にデータを使ってテストすることができた。昨年までは、予備分析段階ではあったが、一定の分析結果を得ることができ、現在その結果を基に追加的な分析を行っている。また、分析結果を、国内研究会などで紹介し、今後の方向性について有益なアドバイスを得ることができた。今年の主要な推進計画として、まず、仮説検証を終わらせて、まとめた内容を国内外の研究会や学会を通じて発表する予定である。そのプロセスから得られた成果を基に、実際に実証論文のドラフトを作成することが目的である。当該若手研究B基金(平成29年平成32年)により、「なぜ組織事故は繰り返されるか:失敗からの学習の動学的分析」の研究プロジェクトを開始することができ、以下の2件の実証論文の作成によるジャーナル・図書への投稿と、データベース構築、海外学会参加及び発表を行うことができた。第2に、世界原子力発電所に関するデータベースを構築することができた(約70%完成)。現時点まで、過去40年間の世界原子力発電所の実績と停電データを収集した。このデータベースの構築は、本プロジェクトだけではなく、今後の産業安全・安心など、社会的な意義が高い研究などにも、貴重な資料として使うことができると考えている。第3に、本基金からの支援を受けることにより、アメリカ経営学会(Academy of Management Conference)で研究報告を行い、参加者の方から今後の研究に必要となる貴重なアドバイスを得ることができた。先行研究に関するレビューはほぼ問題なく行われた。先行研究の結果に基づいた仮説構築も行うことができた。ただ、昨年度までに終了する予定であったデータベースの構築が、完全には構築されておらず(70%ほど完成)、今年までに続く予定である。その原因として、1)アルバイト学生の採用がうまくいかず、データコーディングの作業が遅れてしまった点と、2)思ったよりデータの量が膨大であり資金が不足であった点が挙げられる。今年までの推進計画として、まず、今年までにデータベース構築を完了する予定である。また、今年の前期に予定されている研究会と海外学会参加を通じて、現在の仮説における改善を行う。今年の後半からは、仮説検証のための分析を行う。年末に採用予定していたアルバイト学生が都合により働けなくなったため(小額である)人件費(アルバイト・英語の校閲)を他の資金(学内など)からの補助を受けたり、自ら直接データを収集することにより、セーブすることができた。また、本プロジェクトの質を高めるために、関連データベースを追加で購入する必要性が生じているが、そのデータベースが大きな金額を要するため、意図的に昨年の研究費をできるだけ節約した。今年度又は来年度にデータベースを購入しようと考えている。
リンパ球生成過程における組み換え活性化遺伝子の転写調節機構の解明

1)ヒトRAGのゲノム構造に関する研究:(1)ヒトRAG-1cDNAの断片を用いてRAG-1遺伝子の第一エクソンと第二エクソンを含むクローンを単離し、RAGl遺伝子のゲノム構造と転写開始点を決定した。(2)RAG2cDNAをプローブにしてRAG2遺伝子の第1エクソンと第2エクソンを含むクローンを単離し、制限酵素地図を作成した。(3)5'RACE法およびRNAプロテクション法を用いてRAG2遺伝子の転写開始点を決定し、RAG2ゲノム遺伝子構造を決定した。2)ヒトRAGの転写機構に関する研究:(1)RAGl遺伝子の転写開始点5'上流-2.8kbpから第一エクソン内+50bpまでをレポーター遺伝子に連結したベクター、および上流より順次短縮したコンストラクトを作成し、プロモーター活性を測定することで、転写開始点5'上流-110bpから-86bpの領域がRAG-1遺伝子の基本的プロモーター活性に必要であることを明らかにした。(2)これらのDNAをRAG-1型リンパ球系細胞,および非発現型細胞に導入し活性を測定し、RAG-1発現の有無、細胞系の異同に拘わらず全ての細胞株でプロモーター活性が見られることを明らかにした。(3)さらに、転写開始点上流97bpにあるccaat-boxを置換した変異ベクターを作成してNalm6に導入し、RAG1の発現は、ccaat部位のクロマチン構造変化により制御されていると結論した。(4)同様の手法を用いてRAG2のプロモーターを解析し、RAG2プロモーターはRAGlのそれとは全く異なる制御を受けていることを明らかにした。すなわち、-63-107の領域が活性中心であること、この領域にはccaat-boxおよび既知の転写因子結合部位は存在しないことが明らかとなった。現在、ゲルシフト法を用いてシスエレメントおよび転写因子の同定を試みている。1)ヒトRAGのゲノム構造に関する研究:ヒトRAG-1cDNAの断片を用いてRAG-1遺伝子の第1エクソンと第二エクソンを含むクローンを単離し、RAG1遺伝子のゲノム構造と転写開始点を決定した。次に、RAG2cDNAをプローブにしてRAG2遺伝子の第1エクソンと第2エクソンを含むクローンHRAG-4を単離し、制限酵素地図の作成および一部の塩基配列を決定した。同時に、RAG2遺伝子の転写開始点を決定し、RAG2ゲノム遺伝子構造を決定した。2)ヒトRAGのプロモーターに関する研究:RAG1遺伝子の転写開始点5′上流-2.8kbpから第一エクソン内+50bpまでをルシフェラーゼ遺伝子の上流に連結したベクター、および上流より順次挿入断片を短縮したコンストラクトを作成し、Nalm6でプロモーター活性を測定した。その結果、転写開始点5′上流-110bpから-86bpの領域がRAG-1遺伝子の基本的プロモーター活性に必要であることが明らかとなった。また、RAG-1型リンパ球系細胞,および非発現型リンパ球系細胞や非リンパ球系細胞にプロモーターを導入し活性を測定した結果、RAG-1発現の有無、細胞系の異同に拘わらず全ての細胞株でプロモーター活性が見られた。さらに、転写開始点上流97bpにあるCCAATboxを置換した変移ベクターを作成してNalm6に導入し、プロモーター活性を比較した結果、CCAATboxの塩基置換により活性の著名な低下が認めた。またこの領域はDNasel高感受性樹部位HS3に含まれていることがわかった。以上の結果から、RAG1の発現は、ccaat部位のクロマチン構造変化により制御されていると結論した。現在、同様の手法を用いてRAG2のプロモーターに関する研究を行っている。

1)ヒトRAGのゲノム構造に関する研究:(1)ヒトRAG-1cDNAの断片を用いてRAG-1遺伝子の第一エクソンと第二エクソンを含むクローンを単離し、RAGl遺伝子のゲノム構造と転写開始点を決定した。(2)RAG2cDNAをプローブにしてRAG2遺伝子の第1エクソンと第2エクソンを含むクローンを単離し、制限酵素地図を作成した。(3)5′RACE法およびRNAプロテクション法を用いてRAG2遺伝子の転写開始点を決定し、RAG2ゲノム遺伝子構造を決定した。2)ヒトRAGのプロモーターに関する研究:(1)RAGl遺伝子の転写開始点5′上流-2.8kbpから第一エクソン内+50bpまでをレポーター遺伝子に連結したベクター、および上流より順次短縮したコンストラクトを作成し、プロモーター活性を測定することで、転写開始点5′上流-110bpから-86bpの領域がRAG-1遺伝子の基本的プロモーター活性に必要であることを明らかにした。(2)これらのDNAをRAG-1型リンパ球系細胞,および非発現型細胞に導入し活性を測定し、RAG-1発現の有無、細胞系の異同に拘わらず全ての細胞株でプロモーター活性が見られることを明らかにした。(3)さらに、転写開始点上流97bpにあるccaat-boxを置換した変異ベクターを作成してNalm6に導入し、RAG1の発現は、ccaat部位のクロマチン構造変化により制御されていると結論した。(4)同様の手法を用いてRAG2のプロモーターを解析し、RAG2プロモーターはRAG1のそれとは全く異なる制御を受けていることを明らかにした。すなわち、-63-107の領域が活性中心であること、この領域にはccaat-boxおよび既知の転写因子結合部位は存在しないことが明らかとなった。現在、ゲルシフト法を用いて転写因子および転写因子結合部位の同定を試みている。
ミニマム施肥条件下における安定高収量栽培をめざした作物要因の解析

本学大学院農学生命科学研究科附属農場において、過去6年間にわたりトウモロコシとオオムギの1年2作を行っている圃場を中心として試験を行った。2000年度の試験では、ドリルムギの場合には土壌条件が良好でない圃場でかつ低施肥栽培条件下で能力を発揮することが示された。2001年6月収穫の16系統(コムギ7系統)に関しては、普通区のコムギ全系統で倒伏が認められ、堆肥のみの施用区においても1系統を除く全系統およびオオムギにおいてもドリルムギと極短桿2系統を除いて倒伏した。倒伏の起こる原因に関しては従来言われている茎長、穂重あるいは単位茎長あたり茎重等で説明できないものが多いことが認められ、品種ごとにその原因が異なることが示唆された。倒伏しなかった系統では、普通区で最も収量が多くなった系統と施肥条件と収量の間に関係の認められない系統があり、後者の方がミニマム施肥条件に適していることが示された。2002年6月収穫のムギに関しては、施肥量を前年の70%としてコムギ4系統、オオムギ6系統を栽培したが、標準区の半量施肥でも倒伏した系統があり、倒伏程度と収量の間に相関が認められる傾向があり、年次間による気象条件の変動と関係があると考えられた。また、対比して行った隣接圃場における半量施肥圃場のコムギにおいては、ほとんど倒伏は認められなかったが、圃場の中の場所による収量変異が認められ、それには年次による安定性がある程度認められた。これらをまとめると、施肥条件に加えて土壌由来の養分放出、特に窒素の放出量がムギの生育に大きな影響を及ぼし、その時間的変動により窒素の過剰吸収が問題となることが示唆された。夏作のトウモロコシの場合には過剰吸収が明らかに認められた。今後、土壌由来の窒素を含め、養分吸収と品種の特性、特に倒伏との関係について研究を進める必要があることが示された。本学大学院農学生命科学研究科附属農場において、過去6年間にわたりトウモロコシとオオムギの1年2作を行っている圃場で試験を開始した。この圃場は3ブロックからたり、化成肥料施用のみで慣行施肥量のブロック(普通区)とその1/2であるブロック(1/2区)計2つと堆厩肥施用のみの1ブロック(堆厩肥区)である。2000年6月のオオムギ収穫期においては、これらのブロックのうち、1/2区を除き倒伏程度4で全面倒伏が認められた。その結果、ドリルムギの乾物収量は、3区とも茎葉重はほぼ等しいにも関わらず収穫指数(穂重と全地上部乾物重との比)が普通区48%、1/2区59%、堆厩肥区46%となり、1/2区で最も高い結果となった。しかしながら、1/2区の穂中の窒素含有率は低く、窒素収量で見ると差は縮まった。2000年46月の気象条件は倒伏を招きやすかったと推察され、比較的短稈品種であるドリルムギにおいても他の圃場も含めて倒伏が多発した。施肥量が低いレベルではこれを避けられ、収量も高く維持された。土壌肥沃度の指標となる土壌硬度、灼熱減量、窒素含量などは堆厩肥区で最も優れた値を示し、1/2区で最もよくない値を取る。

したがって、ドリルムギの場合には、土壌条件が良好でない圃場でかつ低施肥栽培条件下で能力を発揮することができることが推察された。2000年10月には以上述べた結果を考慮し、多品種(コムギ7系統)、オオムギ(9系統)を本圃場に播種し、現在成育調査を行っている。今作期においては、各ムギの特性と土壌条件の相互作用、および気象条件との交互作用をさらに明らかにすることを目的としている。本学大学院農学生命科学研究科附属農場において、過去6年間にわたりトウモロコシとオオムギの1年2作を行っている圃場で試験を開始した。この圃場は3ブロックからなり、化成肥料施用のみで慣行施肥量のブロック(普通区)とその1/2であるブロック(1/2区)計2つと堆厩肥施用のみの1ブロック(堆厩肥区)である。2000年6月収穫のオオムギ(品種ドリルムギ)においては、これらのブロックのうち、1/2区を除き倒伏程度4で全面倒伏が認められ、その結果、ドリルムギの場合には、土壌条件が良好でない圃場でかつ低施肥栽培条件下で能力を発揮することが推察された。2000年11月には多品種(コムギ7系統、オオムギ9系統)を本圃場に播種し、成育調査を行った。2001年6月収穫においては、普通区のコムギ全系統で倒伏が認められ、堆肥区においても1系統を除くコムギ全系統およびオオムギにおいてもドリルムギと極短桿2系統を除いて倒伏した。倒伏の起こる原因に関しては従来言われている茎長、穂重あるいは単位茎長あたり茎重等で説明できないものも多い。たとえば、堆肥区は土壌肥沃度が高いが化学肥料は投入していないにもかかわらず多くの倒伏が認められたが、茎長は1/2区に比較して低くなる系統の方が多い。したがってこのことはムギに緩効性の肥料を使用することの難しさを示唆している。倒伏の認められなかった系統の中では、普通区で最も収量が多くなった系統と施肥条件と収量の間に関係の認められない系統があり、後者の方がミニマム施肥条件に適していると考えられた。2001年11月には施肥量を前年の70%としてコムギ4系統、オオムギ6系統を播種し、ミニマム施肥条件に適した作物要因をさらに解析する予定としている。本学大学院農学生命科学研究科附属農場において、過去6年間にわたりトウモロコシとオオムギの1年2作を行っている圃場を中心として試験を行った。昨年度の試験では、ドリルムギの場合には、土壌条件が良好でない圃場でかつ低施肥栽培条件下で倒伏が起こらず、能力を発揮することが示された。2001年6月収穫の16系統くコムギ7系統、オオムギ9系統)に関しては、普通区のコムギ全系統で倒伏が認められ、堆肥のみの施用区においても1系統を除くコムギ全系統およびオオムギにおいてもドリルムギと極短桿2系統を除いて倒伏した。倒伏の起こる原因に関しては従来言われている茎長、穂重あるいは単位茎長あたり茎重等で説明できないものが多いことが認められ、ムギに緩効性の肥料を使用することの難しさが示唆された。倒伏の認められなかった系統の中では、普通区で最も収量が多くなった系統と施肥条件と収量の間に関係の認められない系統があり、後者の方がミニマム施肥条件に適していることが示された。2002年6月収穫のムギに関しては、施肥量を前年の70%としてコムギ4系統、オオムギ6系統を栽培し、さらに検討を行った。しかしながら、草高100cm以上の系統は標準区の半量施肥でも倒伏し、草高90cm以上では標準区と堆肥区において倒伏が認められた。前年とは異なり、倒伏程度と収量の間に相関が認められる傾向にあり、これは年次間による気象条件(特に温度条件)の変動と関係があると考えられた。また、当圃場の試験と対比して行った隣接圃場における半量施肥圃場のコムギにおいては3年間の試験を通して、ほとんど倒伏は認められなかったが、圃場の中の場所による収量変異が認められ、それには年次による安定性がある程度認められた。
看護婦の安全態度の育成を目指した院内教育プログラムの開発

1.看護婦の安全態度を測定する用具の開発について528名のスタッフナ-スを対象に自作の「安全態度テスト」を実施した。66項目について反応分布の検討、主成分分析による内的一貫性の検討、因子分析による下位尺度の構成、ミス件数を従属変数とした重回帰分析などを行い、6尺度48項目のテストを作成した。さらに、披験者が自己採点し、自己の安全度を容易に評定できるための集計用紙、換算用紙を作成した。2.院内安全教育プログラムの開発について(1)安全教育プログラムを独自に作成した。研修内容はグループワークによって看護事故の発生要因を知る、職場の事故発生要因を発見し改善策を提案する、安全態度テストを実施し自己の安全態度を知る、などとした。研修は1日3時間を2回、さらに個人作業としてレポートを課した。(2)安全教育の実施:平成9年6・7月(3)対象:平成9年度採用の看護職110名を実験群/対照群の2群に分けた。(4)効果測定:安全態度テスト、アンケート調査、事故発生状況の調査を行った。(5)結果:「安全態度テスト」の結果と事故発生件数は、2群に明らかな差がなかった。事故原因の質的分析では、実験群の方が事故原因の認識度が高かった。今回の研究では、安全態度に著明な変化を生じることはできなかったが、研修プログラムの在り方についていくつかの示唆を得た。平成7年に作成した看護婦の安全態度を測定するための「安全態度スケール」の信頼性・妥当性を検討するために、テスト作成の専門家から助言をいただき一部修正のうえ、250名の看護婦を対象とした再調査を実施した。現在は、そのデータ解析を行っており、さらにはスケールの標準化を図りたいと考えている。このスケールは、安全教育の効果測定の目的で作成したが、将来的には被検者個人にこの結果をフィードバックし、安全態度の育成に役立てたいと考えている。一方、新人看護婦に対する安全教育の現状を把握するために、国内外の文献検索ならびに任意に抽出した11の基幹病院看護部に対するヒアリングを実施した。文献検索からは新人看護婦の安全教育プログラムに焦点を当てたものは1件のみ抽出されたが、教育効果の測定が十分に実施されていなかった。看護職員の安全教室に触れた文献は大変少ない状況にあった。看護部に対するヒアリングの結果では、ほとんどの病院で安全教育を実施してはいるが、積極的に独自の安全教育プログラムを持って安全教育に熱心に取り組んでいると評価できるのは1施設のみであった。現在は、院内における新人看護婦を対象とした安全教育プログラムの試案を検討中であり、その実施の可能性について関連病院の看護部と具体的な話合いを持っている。本年6月から7月にかけて試案を実施し、その効果測定を行う予定である。66項目について反応分布の検討、主成分分析による内的一貫性の検討、因子分析による下位尺度の構成、下位尺度得点毎の安全性群別(安全群/非安全群)のT検定、ミス件数を従属変数とした重回帰分析などを行い、6尺度48項目のテストを作成した。さらに、テストの被検者が自己採点し、自己の安全度を容易に評定できるための集計用紙、換算用紙を作成した。2.院内安全教育プログラムの開発について(1)安全教育プログラムは、「安全態度テスト」の開発のなかで明らかになった「安全への積極的関与」を重視して作成した。研修内容は、KJ法を用いて看護事故の発生要因を知る、自分の職場の事故発生要因を見つけ改善策を提案する、安全態度テストを実施し自己の安全度を知る、などとした。研修は1日3時間を2回と個人作業としてレポート作成を嫁した。(2)J大学病院に平成9年に採用された看護職110名を対象とした。(3)安全教育は同年6・7月に実施した。(4)実験群/対照群の2群に分け、研修前後の「安全態度テスト」の実施、研修終了時のアンケート調査、事故発生状況の調査によって、研修の効果を測定した。

なお対照群については、3か月後に同様の研修を実施した。(5)「安全態度テスト」の結果と事故発生件数は2群に差がなかった。しかし、事故原因の質的分析では、実験群の方が事故原因の認識範囲が広いという結果を得た。今回の研修では安全態度に著明な変化を及ぼすことができなかったが、研修時期と方法についての示唆を得ることができた。
ナノメカニカルクーロンブロッケードシャトル現象を用いた電流標準素子の実現

ナノメートルスケールの機械的振動に伴う電子の逐次転送現象であるナノメカニカルクーロンブロッケードシャトル現象を固体基板上で実現することで、電流標準素子を作製することができる。本研究では電子線描画法を用いて固体基板上にナノギャップ電極構造を作製し、これと金属ナノ粒子を組み合わせて単電子トランジスタを作製することで、金属ナノ粒子上の電子数を制御することを行った。合わせて機械的振動が可能となるナノメートルスケールの梁構造を含むナノギャップ電極構造を、梁を静電気力によって機械的に振動させた際に、ナノギャップ電極間に流れるトンネル電流の測定を行ったところ、梁の固有振動周波数に対応した電流が測定された。本研究では電子戦描画法を用いて固体基板上にナノギャップ電極構造を作製し、このナノギャップ電極観に金属ナノ粒子を導入することで、単一電子現象を起こす素子を形成し、ナノギャップ部を機械的に振動させることでナノメカニカルクーロンブロッケードシャトル現象を起因した電流標準素子を実現することを目的としている。このうち平成27年度においては固体基板上にソース・ドレインとなる金ナノギャップ電極を形成し、その横にゲートとなる電極を配置した構造を作製し。このナノギャップ電極間に有機分子であるオクタンジチオールを用いて直径6nmの金ナノ粒子を導入することを試みた。このようにして素子の作製は単電子トランジスタとして動作することを実証できている。さらにここで作製した単電子トランジスタは、金ナノ粒子がソース電極・ドレイン電極のそれぞれに対してオクタンジチオール分子によって化学的に結合されていることにより、単電子トランジスタにおいて特徴的に得られるクーロンダイヤモンドと呼ばれる特性が、非常に対称性の高いものとして得られている。このように平成27年度ではナノギャップ電極間に金ナノ粒子を導入するプロセスの確立を行い、このようにして作製した素子がナノメカニカルクーロンブロッケードシャトル現象のもととなる単一電子現象を示すことを実証してきた。さらにこれに加えて平成27年度は実際にナノギャップ部を機械的に振動させた際の電流を検出する装置となる微小電流ー電圧変換アンプを導入し、計測のための準備を整えた。平成27年度においては、電子線描画法を用いて固体基板上にナノギャップ電極構造を作製し、このナノギャップ電極間にオクタンジチオール分子を介して金ナノ粒子を導入する手法を確立した。この手法は実際にナノメカニカルクーロンブロッケードシャトル素子を作製する際に必要となる手法であり、この手法を確立することが今後の電流標準素子の動作実証に向けて重要なものである。さらに今回作製したナノギャップ電極及び金ナノ粒子を組み合わせることで単一の金ナノ粒子に起因した単電子トランジスタの作製にも成功しており、この単電子トランジスタから得られる電気特性は、外部からの電圧印加により金ナノ粒子上の電子数を1つずつ制御できていることを示すものとなっている。この結果はナノメカニカルクーロンブロッケードシャトル素子の動作原理となる電子1つずつの転送現象につながるものであり、固体基板上ナノメカニカルクーロンブロッケードシャトル素子を実現していく上で重要な一歩となる。また今後実際にナノギャップ部を機械的に振動させた際の電流を検出する装置となる微小電流ー電圧変換アンプを導入し計測のための準備を整えたことから、固体基板上ナノメカニカルクーロンブロッケードシャトル素子が電流標準素子として動作することを実証するための計測システムが整ってきているといえる。以上より平成27年度の研究達成度についてはおおむね順調に進んでいると考えている。本研究では電子線描画法を用いて固体基板上にナノギャップ電極構造を作製し、このナノギャップ電極観に金属ナノ粒子を導入することで、単一電子現象を起こす素子を形成し、ナノギャップ部を機械的に振動させることでナノメカニカルクーロンブロッケードシャトル現象を起因した電流標準素子を実現することを目的としている。このうち平成28年度においてはこれまでに行ってきた金ナノギャップ電極及び直径6nmの金ナノ粒子を用いることで作製できる単電子トランジスタの機能を発展させることを行った。具体的には、作製した単電子トランジスタにおいて、金ナノ粒子の近傍に浮遊ゲート電極を配置した構造を作製し、この浮遊ゲート電極への電荷の出入りにより、ソース電極・ドレイン電極の間を流れる電流が変化するメモリ効果を示すことを行った。ここで用いたナノギャップ電極並びに浮遊ゲート電極は電子線描画法のみで作製したものであり、平成27年度までで行ってきた電子線描画と無電解金メッキ法の組み合わせによる作製とは異なるものである。電子線描画法のみでナノギャップ電極を作製できるということは、電極構造を直接電子線描画で規定できることを示しており、この結果はナノメカニカルクーロンブロッケードシャトル素子の作製に寄与するものである。このように平成28年度ではこれまでに確立されたナノギャップ電極間に金ナノ粒子を導入するプロセスをとして作製した素子がナノメカニカルクーロンブロッケードシャトル現象のもととなる単一電子現象を示し、その応用例として浮遊ゲートメモリ効果の実証を行った。さらにこれに加えて平成28年度は実際にナノギャップ部を機械的に振動させるための電極構造の試作を行った。これまでに作製してきた単電子トランジスタが電子線描画法と無電解金メッキ法の組み合わせでナノギャップ電極を作製したのに対し、平成28年度においては電子線描画法のみを用いてナノギャップ電極構造を作製し、このナノギャップ電極間に金ナノ粒子を導入し、単電子トランジスタを作製することを行った。電子線描画のみで構造を作製できることを実証することは、実際にナノメカニカルクーロンブロッケードシャトル素子の振動部分の構造を作製する際に必要となる手法であり、この手法を確立することが今後の電流標準素子の動作実証に向けて重要なものである。

さらに今回作製したナノギャップ電極及び金ナノ粒子を組み合わせることで単電子トランジスタの作製を行い、この単電子トランジスタに浮遊ゲート電極を組み合わせることでメモリ動作を示すことを実証した。この結果から得られる電気特性は、外部からの電圧印加により金ナノ粒子上の電子数を1つずつ制御できていることを示すものとなっている。この結果はナノメカニカルクーロンブロッケードシャトル素子の動作原理となる電子1つずつの転送現象につながるものである。また平成27年度にギャップ部を機械的に振動させた際の電流を検出する装置となる微小電流ー電圧変換アンプを導入し計測のための準備を整えたのに続き、実際にナノギャップ部を機械的に振動させるための電極構造の試作を行ったことから、平成28年度の研究達成度についてはおおむね順調に進んでいると考えている。本研究では電子線描画法を用いて固体基板上にナノギャップ電極構造を作製し、このナノギャップ電極観に金属ナノ粒子を導入することで、単一電子現象を起こす素子を形成し、ナノギャップ部を機械的に振動させることでナノメカニカルクーロンブロッケードシャトル現象を起因した電流標準素子を実現することを目的としている。このうち平成29年度においてはこれまでに行ってきた、ナノギャップ部を機械的に振動させることができる電極構造の作製技術をもとに、実際にナノギャップ部を機械的に振動させた際にギャップ間に流れる電流の評価を行った。具体的には機械的な振動が可能な梁構造と細線電極とでナノギャップ電極を形成し、この梁構造の近傍に配置した電極に対して交流電圧信号を入力することで、静電気力によって梁を機械的に振動させ、この振動に伴うナノギャップ電極間を流れる電流信号の測定を行った。入力する交流信号の周波数を掃引した際の、ナノギャップ電極間を流れる電流の測定を行ったところ、梁の固有振動周波数に対応する周波数の近傍において電流信号が増加するという結果が得られた。このことから機械的な振動によって電流が増幅されることがわかった。さらにその電流値について見ると、おおよそ固有振動周波数と素電荷量の積で表される値となっており、梁の機械的振動に伴う電子の逐次転送現象に対応する結果となっていることがわかった。今回作製した梁構造では金属ナノ粒子を導入せずとも梁の固有振動に対応した電流が流れており、固有振動周波数で規格化した電流標準としての機能を果たすものとなっている。より良い電流標準素子を実現するために金属ナノ粒子の導入および単一電子現象に起因した電流の評価が必要となってくると考えられる。ナノメートルスケールの機械的振動に伴う電子の逐次転送現象であるナノメカニカルクーロンブロッケードシャトル現象を固体基板上で実現することで、電流標準素子を作製することができる。本研究では電子線描画法を用いて固体基板上にナノギャップ電極構造を作製し、これと金属ナノ粒子を組み合わせて単電子トランジスタを作製することで、金属ナノ粒子上の電子数を制御することを行った。
高温超伝導体における固有ジョセフソン効果と集団励起の理論的研究

酸化物高温超伝導体は、超伝導が発現するCuO_2層の間の結合が弱いため、単結晶試料でもジョセフソン効果が現れる(固有ジョセフソン効果)。このため強い異方性を示す高温超伝導体のc軸方向の超伝導特性は、1次元ジョセフソン接合列モデルに基づいて理解できる。ただし、高温超伝導体の固有ジョセフソン接合列の場合、超伝導層が1原子層でできているため、層間に電場が発生する交流ジョセフソン効果では超伝導層の電気的中性条件が破られる。この効果により、固有ジョセフソン接合列では、従来型のジョセフソン接合列とは本質的に異なるc軸電荷ダイナミクスが現れる。本研究では、このような1次元固有ジョセフソン接合列モデルにおける集団励起(ジョセフソンプラズマ)とc軸輸送に対する理論的研究を行った。集団励起の研究では、超伝導トンネル接合列モデルを用いた微視的量子論を構築し、ジョセフソンプラズマに対する完全な量子論的定式化を与えた。この理論によりプラズマ振動の温度変化に対する準粒子の寄与を明らかにすることができた。また、この系のc軸輸送に関する研究では、ab面の面積に依存するc軸輸送のサイズ効果に対する理論を構築した。この理論で、ab面の面積の減少に伴ってジョセフソンプラズマが不安定化し、ある臨界面積以下でc軸輸送は単電子対トンネルに変わることを明らかにした。この効果はクーロンブロッケード効果により引き起こされる。この臨界面積は、固有ジョセフソン接合列系で電場が1次元的に閉じ込められることを考慮したクーロンブロッケード効果に対する繰り込み群理論で計算できることを明らかにした。銅酸化物高温超伝導体は、超伝導層(CuO2)間の結合が極めて弱いため、単結晶試料でもジョセフソン効果を示す(固有ジョセフソン効果)。このため、高温超伝導体のc軸方向の超伝導特性は、1次元ジョセフソン接合列モデルに基づいて理解できる。ただし、固有ジョセフソン接合列(高温超伝導体)の場合、超伝導層が1原子層でできているため、電場が発生する交流ジョセフソン効果では超伝導層の電気的中性条件が破られる。この効果により、固有ジョセフソン接合列は、従来型のジョセフソン接合列系とは本質的に異なるc軸電荷ダイナミクスを示す。本研究では、このような1次元固有ジョセフソン接合列モデルの集団励起(ジョセフソンプラズマ)とc軸方向の超伝導電荷ダイナミクスに対する理論的研究を行った。集団励起に関しては、超伝導トンネル接合列を用いた微視的量子論を構築し、ジョセフソンプラズマに対する完全な粒子論的定式化を与えた。この理論により、プラズマ振動数の温度変化に対する準粒子の寄与を明らかにした。特に、プラズマ振動数が温度の上昇とともに減少し超伝導転移温度で0になるか、あるいは、有限の振動数を持ち正常状態のプラズマに連続的に繋がるかを分ける条件を解明した。マイクロ波共鳴吸収で観測されるBi系のジョセフソンプラズマの温度変化は、準粒子のトンネル過程がインコヒーレントであることが必要である。また、Bi系の髭結晶で観測された単一クーパー対トンネル効果を記述する現象論的量子論を建設した。この理論により、多重ブランチ構造を示すc軸の電流-電圧特性、縦ジョセフソンプラズマ、及び、単一クーパー対トンネル等の銅酸化物高温超伝導体のc軸電荷ダイナミクスを統一的に理解することが可能になった。酸化物高温超伝導体は、超伝導が発現するCuO2層の間の結合が弱いため、単結晶試料でもジョセフソン効果が現れる(固有ジョセフソン効果)。

本年度は、酸化物高温超伝導体の微小単結晶で最近実験的に観測されたクーロンブロッケード効果の理論の建設を中心に研究を行った。高温超伝導体単結晶をメサ型ないしホイスカー型の形状に加工することにより、ab面が種々の面積を持つ微小な試料が作成でき、したがって、1次元ジョセフソン接合列の電荷ダイナミクスのサイズ効果が系統的に研究できる。この系のクーロンブロッケード効果は、c軸電流-電圧特性の測定によりab面の面積がサブミクロン角の場合に現れることが示されている。固有ジョセフソン接合列の電荷ダイナミクスを考察する場合、この結晶の規則的な層状構造に起因して帯電効果による電場が接合列内に1次元的に閉じ込められることが重要である。この点が、従来型メゾスコピック超伝導接合列と本質的に異なる点である。本研究では、このような1次元的な長距離クーロン相互作用があるジョセフソン接合列系の電荷ダイナミクスの全容を解明した。縦ジョセフソンプラズマ振動は、ab面面積の減少に伴ってソフト化し、ある臨界面積で不安定化する。このようなプラズマの挙動を記述する摂動理論を与えた。また、この臨界面積を決定する繰りこみ群理論の建設にも成功した。さらに、臨界面積以下の微小な面積を持つ試料で電荷ソリトンが安定化することも示した。
梗塞心筋における組織内環境の改善による自己再生能力の増強と細胞移植治療への応用

細胞治療は、障害を来した臓器に細胞を移植し臓器機能の回復を促す治療である。障害心筋に対する細胞治療には期待が寄せられているが、現在のところ治療効果が限られており治療効果の向上が望まれる。我々は、組織環境因子の制御が細胞治療の治療効果に影響していると考えており、本研究では、組織環境因子の制御と細胞治療との関係性について調査した。メカニカルストレスを軽減した心臓において、移植細胞が多く生着しており、幹細胞性も維持されていた。組織環境因子の制御が再生医療の治療効果に影響を及ぼすことが判明した。細胞移植による再生治療は重症虚血性心血管疾患に対する新たな治療法として期待されている。しかし、これまでに行われた臨床研究において、その治療効果は限定的であり、患者の年齢や病態などに多く左右されることが判明している。移植された細胞の組織での生存(生着)率は極めて低いことや、細胞移植による治療効果の持続時間が短いことが、治療効果不十分の原因と考えられ、治療効果改善のための研究が行われている。本研究は、臓器の自己再生能力を生かした内因性再生に着目した、新たな細胞治療を開発することを目的としている。組織内環境因子の制御により内部環境を整えることで、自己再生能力の底上げを行うとともに移植細胞の機能・動態を活性化することで、より高い治療効果が得られると考える。平成25年度の研究実績としては、マウス心筋梗塞モデルを用いて、組織環境因子の制御(メカニカルストレスの軽減)が、内因性心筋再生を促すことを示した。具体的方法としては、C57BL/6マウスを用い、冠動脈左前下行枝の結紮により障害心臓(心筋梗塞)モデルを作製した。冠動脈結紮の60分後に、障害心臓をドナー心臓として摘出し、別の正常なマウスの腹腔内に移植した。移植された障害心臓はメカニカルストレスをほとんど受けることなく、冠動脈からの血流供給を受けながら心拍動を続ける(Unloading心臓)。冠動脈結紮の60分後にSham開腹を行い、心臓はそのままとし、通常のメカニカルストレスの下に心拍動を続ける(Loading心臓)ものを対照群とした。障害心臓を摘出し、Unloading心臓とLoading心臓の心筋梗塞範囲を計測した結果、Unloading心臓において有意に心筋梗塞範囲が減少していることがわかり、メカニカルストレスを軽減したUnloading環境は、内因性心筋再生に有利であることが示唆された。前年度の研究結果をもとに、unloading心臓に対して細胞治療を行い、組織環境因子の制御(メカニカルストレスの軽減)が外因性再生に影響を及ぼすか否かを検討した。平成26年度の研究実績としては、マウスにおけるunloading心臓に、細胞治療を行った結果、unloading心臓は、loadnig心臓に比べ、移植細胞が優位に生存していることが明らかとなった。また、unloading心臓はloading心臓に比べ、幹細胞マーカーを発現している移植細胞が多く、メカニカルストレスの軽減されたunloding心臓は移植細胞の幹細胞性の維持に有意であることが明らかとなった。以上の結果より、組織環境因子の制御(メカニカルストレスの軽減)は、内因性再生のみでなく、外因性再生においても、影響を及ぼすことが示唆された。再生医療当初の計画通り研究を遂行できており、マウスUnloading心臓はLoading心臓に比べ心筋梗塞の面積が減り、心筋の線維化を抑制できることが判明した。心筋組織における遺伝子の発現変化をマイクロアレイで調べ、心筋再生に関与する新規分子を同定する。Unloadin心臓で同定された新規分子のうち34個を選択し、これらの分子が心筋幹細胞機能を改善する効果をIn vitro及びIn vivoで検証する。さらに、マウス心筋梗塞モデルを用いて、内因性再生因子(メカニカルストレス又は前年度に同定された分子)の制御が外因性心筋再生治療効果に及ぼす影響を調べる。本年度の実験内容に変更はなかったが、当初予定していた実験試薬の変更により、322,246円分の未使用額が生じた。次年度に予定している、マイクロアレイを用いた心筋再生に関わる遺伝子の解析費用として、平成26年分と併せて使用する。
転移性骨腫瘍に対する局所制御と骨形成促進を目的とした非手術的新規治療法の開発

転移性骨腫瘍の局所制御方法として局所のビスホスホネート(BPs)の濃度を高めるために骨セメントやハイドロキシアパタイト(HA)を用いてBPsの徐放剤を作製し、in vitroの効果を確認後、実験動物を用いて転移病巣に徐放剤を留置することで局所ならびに全身への抗腫瘍効果を検証した。結果はBPs徐放剤としてはHAよりは骨セメントの方が適しており、in vivoの結果では血液生化学的異常を示すことなく、局所での細胞増殖抑制と肺転移抑制効果を認めた。これまでに、骨肉腫や線維肉腫などへのビスホスホネート(BP)の直接的な抗腫瘍効果について報告してきた。しかし、BPは投与後速やかに骨へ移行するために血中半減期は短く、また血中最大濃度も低いことが報告されている。本研究では長時間薬剤と接触させることにより、さらなる治療効果を得ることができると考え、骨転移巣の腫瘍局所制御を目的とした1つの方法として、BP含有徐放剤を用いた悪性細胞株に対する抗腫瘍効果を検討することであった。細胞株は骨肉腫細胞株(LM8)を用いた。BPはZoledronate(ZOL)を用い、BP含有ハイドロキシアパタイト(HA)はZOL9mgをHA3gに含有させて作製し、24時間後に硬化を確認した。これを10mlのメディウムに浸し、24時間後にメディウムを回収し、同量のメディウムに交換した。この操作を10日間行った。HA単独、メディウム単独についても同様に、計3群で行った。回収したメディウムを用いてLM8を72時間培養し、細胞増殖抑制効果をTrypanblue染色法で、細胞周期の変化、Sub-G1の増加をフローサイトメトリーで検出した。結果はZOL含有HA群では8日目まで有意差をもって増殖抑制効果を認めた。S期での細胞数、Sub-G1は共に増加したが、7日目以降、S期の細胞数は減少し、Sub-G1の増加も認めなかった。ZOL含有HAは、ZOL単独投与と同様に細胞増殖を抑制し、細胞周期をS期で停止させ、Sub-G1期の細胞数を増加させたことから、長期間にわたりZOLを放出したと考えた。BPs含有HAはdrug delivery systemとして期待できると考えた。しかし、BPは投与後速やかに骨へ移行するために血中半減期は短く、また血中最大濃度も低いことから、本研究では長時間薬剤と接触させることでさらなる骨転移巣の腫瘍局所制御を目的としたBP含有徐放剤を用いた悪性細胞株に対する抗腫瘍効果を検討することであった。昨年度、in vitroにおいて骨肉腫細胞株(LM8)に対してBP含有ハイドロキシアパタイト(HA)は長期間にわたりBPを放出し抗腫瘍効果を認めたことからdrug deliverysystemとして期待できると考えられた。本年度はこの結果をもとに日常診療でよく使われる骨セメントに含有して同様の実験を行った。HAよりも高率にBPの放出を認め、in vitroでの抗腫瘍効果が高いことが判明した。また、骨セメント硬化時の熱にBPは影響を受けないことがわかった。次に、マウスを用いたin vivoの実験を行った。LM8をマウス皮下に移植し腫瘍を作製後、BP含有骨セメントを移植し、局所腫瘍増殖抑制効果、肺転移の変化を調べている。結果は腫瘍サイズの増大抑制を認めているが、組織学的検索、肺転移の抑制効果、正常組織への影響など詳細を検討中である。他の実験系としてがん細胞の増殖抑制効果が報告されているDaphnetinがLM8にどのような効果をもたらすか検討した。結果としては濃度依存性に腫瘍増殖、浸潤能を抑えた。また、細胞骨格の形態異常をもたらし、RhoA and Cdc42の発現を低下させることもわかった。このことから転移性骨腫瘍に対して転移能を抑制することができる有用な薬剤になる可能性が示唆された。ビスホスホネート(BP)含有徐放剤を用いた骨肉腫細胞株に対する抗腫瘍効果があることを検証でき、ハイドロキシアパタイトよりも骨セメントの方が有効性が高いことがわかった。また、実験動物を用いての研究も行え最終的に結果をまとめる段階である。ただ、昨年度の報告でも述べたように各種細胞株の増殖安定性が悪かったため細胞株のコンディションを整えることに時間がかかり計画は予定より遅れた。PTH、LIPUSを用いての実験を進行中であるがまだ十分な結果が得られていない状況である。骨肉腫や線維肉腫などへのビスホスホネート(BP)の直接的な抗腫瘍効果について報告してきた。これまでに、in vitroにおいて骨肉腫細胞株(LM8)に対してBP含有ハイドロキシアパタイト(HA)は長期間にわたりBPを放出し抗腫瘍効果を認めたことからdrug deliverysystemとして期待できると考えられた。さらに、この結果をもとに日常診療でよく使われる骨セメントに含有して同様の実験を行った結果、HAよりも高率にBPの放出を認め、in vitroでの抗腫瘍効果が高いことが判明した。しかも、骨セメントは硬化時の熱を発生するためこれがBPに影響を与えないか危惧されたが問題はなかった。

本年はマウスを用いたin vivoの実験を行い腫瘍増殖変化(局所、肺転移)、組織学的検索を行った。LM8をマウス皮下に移植し腫瘍を作製後、骨セメント移植群とBP含有骨セメント移植群で比較検討した。BP含有骨セメントを移植5週後では局所腫瘍増殖抑制効果と組織学的に壊死を認めた。肺転移についてはBP含有骨セメントを移植後3週でコントロール群に比べ有意な低下を示した。さらに、BP含有骨セメントを移植した際に正常骨への影響についても調べた。ウサギの脛骨に骨セメントとBP含有骨セメントを移植して両者を比較したところ周囲骨組織への壊死や骨形成への影響の差は認めなかった。また、移植による血液生化学的検査での異常も認めなかった。ビスホスホネート(BP)含有徐放剤が骨肉腫細胞株に対する抗腫瘍効果があることを検証でき、基剤としてはハイドロキシアパタイトよりも骨セメントの方が有効性が高いことがわかった。この結果を用いin vivoでBP含有骨セメントを移植し局所、肺転移巣での抗腫瘍効果を確認したところ両者で抗腫瘍効果が生じることを確認できた。これらの結果は学会発表を行った。また、英語論文として投稿中であるがreviewerからの質問に対する回答を行っている段階である。ただ、PTH、LIPUSを用いての実験を進行中であるがまだ十分な結果が得られていない状況である。骨肉腫や線維肉腫などへのビスホスホネート(BP)の直接的な抗腫瘍効果について報告してきた。しかし、BPは投与後速やかに骨へ移行するために血中半減期は短く、また血中最大濃度も低いことから、本研究では長時間薬剤と接触させることで侵襲性を伴わずに骨転移巣の腫瘍局所制御ならびに他の転移巣への影響を得られる方法を検討してきた。今回、骨セメントにBPを含有させた徐放剤を作製し、悪性細胞株に対する抗腫瘍効果を検討した。BP含有骨セメントを骨転移巣に移植すると局所の増殖抑制効果のみならず肺転移巣に対する増殖抑制効果も認めた。本年度これらの結果をまとめ英語論文として投稿し、最終的には論文のアクセプトとなり掲載された。これまでに骨軟部肉腫に対するBPと放射線の併用効果、低出力超音波パルス刺激法(low-intensity pulsedultrasound: LIPUS)による転移性骨腫瘍への新生骨形成についても報告してきた。本研究では副甲状腺ホルモン(PTH)を追加することで新生骨形成を促すことによる転移性骨腫瘍の治療法を検討した。骨芽細胞、悪性腫瘍細胞へのPTHとLIPUS併用療法による細胞の増殖、分化への影響を検討したが、明らかな違いを得ることはできなかった。ただ細胞の状態、PTH濃度、環境下の違いなどが様々な複雑な要因があると考えられたため、さらなる追試で検討する余地は残されていると考えた。がん細胞の増殖抑制効果が報告されているDaphnetinが骨肉腫細胞株LM8にどのような効果をもたらすか検討した。結果としては濃度依存性に腫瘍増殖、浸潤能を抑えた。また、細胞骨格の形態異常をもたらし、RhoA and Cdc42の発現を低下させることもわかった。このことから転移性骨腫瘍に対して転移能を抑制することができる有用な薬剤になる可能性が示唆された。
一卵性双生児を対象とし後天的遺伝要因に着目した自己免疫疾患予後予測検査法の開発

病態分類を確実に行った自己免疫性甲状腺疾患患者のゲノムDNAを多数例収集し、また一卵性双生児のゲノムDNAを40組程度収集した。いくつかの機能的な遺伝子多型が病態予後に影響することを明らかにするとともに、全ゲノムのメチル化頻度が、病態予後とも関連するDNMT1遺伝子の多型によって変化する可能性を初めて見出した。リンパ球サンプルの収集を行い、リンパ球をサブセット特異的に分離して、特定のサブセット由来のゲノムDNAを収集する方法を確立した。この方法を用いて、自己免疫性甲状腺疾患患者のサンプルとなるゲノムDNAを収集中である。DNAのメチル化率解析については、メチル化特異的PCR法あるいはメチル化感受性制限酵素を用いたRFLP法によりメチル化検出法の基本的プロトコールの確立を試み、その結果、メチル化特異的PCR法ではサンプルが多量に必要であり再現性が充分でないことを見出した。そのため、メチル化感受性制限酵素を用いたRFLP法を中心に解析する必要があることがわかり、同法を用いたプロトコル作成中である。現在、やや荒い定量には再現性が認められる段階になった。ゲノムDNA多型のうち、自己免疫性甲状腺疾患である橋本病の重症度やバセドウ病の難治性といった病態と関連して一卵性双生児での解析の基礎データとなるであろういくつかの多型を同定することに成功し、学術誌および国内・国際学会において発表した。一卵性双生児の疾患表現型が異なるペアについては充分なサンプルが収集できていないため、未だこれらのサンプルについての明確な結果を示すには至っていない。引き続きサンプリング対象をスクリーニング中である。前年度に引き続き、リンパ球サンプルの収集を行い、エピジェノミックな解析を行うための特定のサブセット由来のゲノムDNAを収集した。DNAのメチル化率解析については、前年度にさまざまな測定方法についてプレリミナリーな検討を加えた結果、メチル化率の解析において再現性が改良された「メチル化感受性制限酵素を用いたRFLP法」を用いて実際の患者検体による解析を開始した。そのなかで特定のサイトカインのプロモータ部分におけるCpG部分のシトシンメチル化率の解析を行った結果、自己免疫性甲状腺疾患患者の病態によりこのメチル化の程度に差異が認められ、これがプロモータの活性に変化を与えて疾患の病態に影響している可能性が見出された。現在この結果を検証中である。すでにサンプリングしたゲノムを用いたDNAの多型のうち、自己免疫性甲状腺疾患である橋本病の重症度やバセドウ病の難治性といった病態と関連して一卵性双生児での解析の基礎データとなるであろういくつかの多型を同定することに成功し、学術誌および国内・国際学会において発表した。この多型ごとにエピジェネティックな変化を解析する予定である。一卵性双生児のペアについてゲノムのサンプリングおよび表現型の解析が開始され、現在、自己免疫疾患において、疾患感受性あるいは病態予後についてDiscordantな一卵性双生児をスクリーニング中である。前年度に引き続き、リンパ球サンプルの収集を行い、エピジェノミッグな解析を行うための特定のサブセット由来のゲノムDNAを収集した。DNAのメチル化率解析については、「メチル化感受性制限酵素を用いたRFLP法」を用い、特定のサイトカインのプロモータ部分におけるCpG部分のシトシンメチル化率の解析を行った結果、自己免疫性甲状腺疾患患者の病態によりこのメチル化の程度に差異が認められ、これがプロモータの活性に変化を与えて疾患の病態に影響している可能性が見出された。さらにDNAのメチル化に関係する酵素(DNMT)の遺伝子多型が自己免疫性甲状腺疾患の病態と関連しており、さらに全ゲノムのメチル化率にも関係していることを明らかにし、論文投稿中である。前年度に続いて、すでにサンプリングしたゲノムを用いたDNAの多型のうち、自己免疫性甲状腺疾患である橋本病の重症度やバセドウ病の難治性といった病態と関連して一卵性双生児での解析の基礎データとなるであろういくつかの多型を同定することに成功し、学術誌および国内・国際学会において発表した。この多型ごとにエピジェネティックな変化を解析中である。一卵性双生児のペアについてゲノムのサンプリングおよび表現型の解析を継続しており、現在40組のサンプリングが終了し、臨床検査値も明らかになっている。現在、自己免疫疾患においで、疾患感受性あるいは病態予後についてDiscordantな一卵性双生児をスクリーニング中である。