hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
組織におけるイノベーション促進と抑制のメカニズムに係る実証研究

本研究は、イノベーションを推進するための個人と組織に関する心理学的研究であり、新たな視点から、従業員個人の顧客や同僚など他者へ志向性と、組織内部に潜む変革への抵抗などの抑制要因などが、いかに企業のイノベーションを影響するかのメカニズムを実証的に検証するものです。2017年度は、理論に基づく実証研究に取り組みました。other-orientation(同僚・顧客等への関心の強さの程度)、beneficiary contact(社員が、製品やサービスの受益者との間に持つ質的および量的交流を形成する職務特性)、psychological safety(職場で、自分自身の存在を示し表現しても、ネガティブなことにはならないという意識)、resistance to change(あらゆる種類の変化に嫌悪を感じ、変化への価値を認めず、変化に抵抗し否定する個人の傾向)、information exchange(部署内でのメンバーが情報交換する程度)、Leader receptivity(部下はリーダーはオープンで変化を推進し、社員のアイデアに興味をしてくれるという認知)などに関する理論研究を踏まえ、適切な定義と尺度を作成し、企業2社でのデータ収集を終えました。うち一社は、我が国を代表するイノベーティブ企業である製造業(静岡県、グループ企業従業員全体900人)A社であり、セルフチェックによるデータに加え、管理者・役員によるこれらの部下への評価データが収集できました。2018年度は、理論の精緻化と共にこれらのデータの分析に注力しました。2018年度より研究代表者である高石が経営学部長の任につき、研究・教育に携わる時間が激減しています。昨今の大学を取り巻く環境の厳しさから学務関係業務を優先せざるを得ない状況です。次年度にはこの遅れを取り戻したく思います。2019年度は、収集したデータを分析し国内で報告する予定です。HLM(階層的線形モデル)を応用した新たな分析視点から、従業員のイノベーション行動の促進と抑制のメカニズムを説明できるよう努め、そのモデル化に取り組みたく思います。しかし、学部長の任期は2年であり今年度も学務に注力せざる得ない状況です。研究の遅延が最小となりますよう努力いたします。本研究は、イノベーションを推進するための個人と組織に関する心理学的研究です。新たな視点から、従業員個人の顧客や同僚など他者へ志向性と組織内部に潜む変革への抵抗などの抑制要因などが、いかに企業のイノベーションを影響するかのメカニズムを実証的に検証するものです。うち1社は、我が国を代表するイノベーティブな製造業(静岡県、グループ企業従業員全体900人)A社であり、セルフチェックによるデータに加え、管理者・役員によるこれらの部下への評価データが収集できました。システムを構築し、Web上でのデータ収集を効率的に実施しました。また、今後の研究の妥当性を高めるよう、急成長中のサービス業での調査も行いました。上述のように、平成29年度において、予定通り、理論研究に基づく尺度開発とイノベーティブな企業におけるデータ収集が達成できました。平成30年度は、収集したデータを分析し国内外で報告する予定です。新たな視点から企業におけるイノベーション促進と抑制のメカニズムを説明できるように努め、そのモデル化に取り組み、31年以降もその検証に注力したく思います。但し、研究代表者である私が、平成30年度より学部長に就任し学務に注力せざるを得ない状況です。当初の予定通りの研究活動に取組めないことを懸念しています。学部運営に関しては全く経験がありませんので、特に30年度の前半は研究に着手できないことが課題です。

しかし、学部長の任期は2年であり今年度も学務に注力せざる得ない状況です。研究の遅延が最小となりますよう努力いたします。予定していたユタ大学におけるDr. Brief教授との会合が教授の体調不調により延期になったため。研究代表者の学部長就任による研究の遅延が主な理由ですが、今後、学務に加えて教育、研究をバランスよくこなすよう努めます。最新のHLMソフト(Mplus)の購入、国際学会での報告を計画しています。
ストレス誘導による不眠モデルマウスの開発

睡眠は社会的ストレスによって阻害されると言われているが、社会的ストレスによって誘導される睡眠異常のメカニズムについてはほとんど知られていない。さらに、そのメカニズムを解明するのに必要なモデル動物の作製も未だ実現していない。本研究では、マウスに毎日一定時間、別の個体を接触させることを繰り返し、慢性的な社会的ストレスを加える実験系を確立した。さらに、この実験中は継続的にマウスの脳波を測定し、睡眠・覚醒に及ぼす影響についても確認した。他個体を接触させることによる社会的ストレスは、マウスに睡眠量の減少を促した。実験初日には特に劇的な睡眠減少が見られたが、実験10日目にも睡眠減少は起こっていた。また、一定時間の接触ストレスを解除した後も2時間は有意な睡眠減少が見られた。さらに、この睡眠減少は睡眠・覚醒の移行回数や一定時間の睡眠・覚醒回数は減り、1回に起こる覚醒の持続時間が大幅に増えたことによるものであると確認された。ストレス応答の評価になるとされている血中コルチコステロン量に関してもこのストレス条件下で有意な増加が確認された。本研究によるマウスにおける社会的ストレス下での不眠状態は、我々が日常におこりうるストレスに近い状態のものであり、このマウスを使用することでストレスにより誘発される不眠のメカニズムの解明や、不眠に対する新たな創薬の開発の手掛かりとなり得るものである。社会的ストレスによって睡眠が阻害されることは知られているが、ストレスにより誘導される脳内での不眠のメカニズムについてはほとんど知られていない。さらに、そのモデル動物は未だ存在していない。本研究ではマウスに慢性的な社会的ストレスを与え、その睡眠・覚醒量への影響を、当研究所が開発したシステムを用いた睡眠評価法に基づいて確認する。また、分子生物学的な手法により、社会的ストレスによる不眠の作用機序を解明する。本年度は、C57BL/6系雄性マウスに、他個体を繰り返し接触させることでストレス負荷を与え、同時に睡眠測定が可能な装置を作製した。ストレス負荷方法として、明期開始2時間後から10分間、ICR系雄性マウスを接触させ、その後、笠日の接触までアクリルで仕切られた隣接するケージに侵入マウスを移動した。実験開始前日に基礎睡眠量の記録を行い、ストレス負荷は10日間繰り返し行った。対照群として、非接触で隣接ケージにICRマウスを居住させた状態で記録を行った。結果、対照群と比較して、ストレス負荷1日目、10日目に覚醒量が増加する傾向があったが、統計的に有意な差は見られなかった。一方、基礎睡眠量と比較した結果、1日目、10日目に覚醒量の増加が認められた。この覚醒効果には、通常現れるリバウンド睡眠は認められず、基礎睡眠量と同様の睡眠覚醒量がみられた。さらに、本研究による覚醒量の増加は、1回の覚醒持続時間が延長し、ノンレム睡眠が短縮したものであることが確認された。また、繰り返しのストレス負荷により、覚醒持続時間の効果は下がるものの、睡眠中の中途覚醒が増加する傾向がみられた。これらのことより、ストレス負荷による不眠効果は、他個体を接触させなくとも、隣接ケージに存在させることだけでも効果が現れるが、一定時間接触させることにより、持続した効果が現れることが確認できた。
小児アレルギー疾患において自律神経異常をきたす要因の解析

アレルギー疾患と自律神経異常の関係を客観的に評価するため、血清PAFアセチルヒドロラーゼ(PAF-AH)活性と起立試験前後の血漿中ノルアドレナリン・エンドセリン値を測定した。アトピー素因群では平均0.51±0.19nmol(n=22)と正常対照群に比してやや低かったが、有意な差はなかった。また、血清PAF-AH活性は病態と関係なく一定の値をとり、血清IgE値や好酸球数とも相関しなかった。ノルアドレナリン値は正常対照・OD群ともに臥位から立位にかけて有意に上昇し、増加率には有意差を認めなかった。昇圧剤投与後はOD群で、臥位・立位ともノルアドレナリン値は増加した。エンドセリン値は、両群とも、体位の変化や投薬に影響されずに一定であった。OD患児59名について、超音波検査を行い、下大静脈径の立位による狭小化率を測定した。50%以上狭小化したものは68%であった。気管支喘息、アレルギー性鼻炎をもつものは31%、アレルギー疾患の家族歴をもつものは22%であり、合わせると半数以上であった。一方、起立性蛋白尿のみをもつものが15%あったが、アレルギー疾患あるいは家族歴と起立性蛋白尿をもつものとの体格を比較した。アレルギー疾患をもつものの%BMIは平均97.5%と標準体型だが、起立性蛋白尿をもつものは87.6%とは有意にやせ型であった。以上から、アレルギー疾患患児が呈する自律神経異常は、体型による循環動態の異常によるものだけではない可能性が考えられた。一方、気管支喘息患児69名に対して自律神経症状を呈する率をアンケート方式で調査した。患児の50%以上に発現したOD症状は、「朝起き不良」、「腹痛」、「疲れやすい」、「頭痛」、「乗り物酔い」であった。アレルギー疾患患児のほうが陽性率が高かった症状は、「腹痛」、「乗り物酔い」であり、循環器症状が少なかった。OD患児は一般的に女児に多いと言われているが、気管支喘息の男女比は男児に多く、ODに特徴的な循環器症状の陽性率が低かったと考えられた。アレルギー疾患と自律神経異常の関係を客観的に評価するため、血清PAFアセチルヒドラーゼ(PAF-AH)活性と起立試験前後の血漿中ノルアドレナリン・エンドセリン値を測定し、それらがアレルギー疾患や起立性調節障害(OD)の重症度危険因子となりうるかを検討した。1.血清PAF-AH活性は50μlの血清が1分間に加水分解する量をnmolで表した。正常対照群は平均0.64±0.14nmol(n=11)であった。アトピー素因群では平均0.51±0.19nmol(n=22)と正常対照群に比してやや低かったが、最大0.78、最小0.16と幅広く分布し、有意な差はなかった。また、血清PAF-AH活性は病態と関係なく一定の値をとり、血清lgE値や好酸救数とも相関しなかった。2.起立負荷試験時に、血中ノルアドレナリンとエンドセリン値および下大静脈径を測定し、正常対照と比較した。また、昇圧剤(メチル硫酸アメジウム)投与前後で上記指標を測定し病状との関連をみた。

ノルアドレナリン値は正常対照・OD群ともに臥位から立位にかけて有意に上昇し、増加率には有意差を認めなかった。昇圧剤投与後はOD群で、臥位・立位ともノルアドレナリン値は増加した。エンドセリン値は、両群とも、体位の変化や投薬に影響されずに一定であった。下大静脈径は、OD群では起立負荷により狭くなったが、その狭小化率は昇圧剤投与後で有意に低下し改善した。狭小化率とノルアドレナリン・エンドセリン値の間には相関関係はなかった。下大静脈の狭小化はODの病態を客観的に示し、治療効果判定の指標になると考えられた。自律神経症状を呈し起立性調節障害(OD)と診断された患児59名について、超音波検査を行い、下大静脈径の立位による狭小化率を測定した。下大静脈が50%以上狭小化したものを狭小化陽性とすると、59名中40名が陽性で陽性率は68%であった。OD59名についてアレルギー疾患の割合を調査した。気管支喘息、アレルギー性鼻炎をもつものは31%、アレルギー疾患の家族歴をもつものは22%であり、合わせると半数以上であった。一方、起立性蛋白尿のみをもつものが15%あったが、アレルギー疾患あるいは家族歴と起立性蛋白尿をもつものとの体格を比較した。年齢や性別の影響をなくすため%BMI(body mass index)で体格を比較すると、アレルギー疾患をもつものは平均97.5%と標準体型だが、起立性蛋白尿をもつものは87.6%と%BMIは有意にやせ型であった。以上から、アレルギー疾患患児が呈する自律神経異常は、体型による循環動態の異常によるものだけではない可能性が考えられた。アレルギー疾患において自律神経異常をもつ割合を知るため、気管支喘息患児69名(男46名、女23名)に対して自律神経症状を呈する率をアンケート方式で調査した。患児の50%以上に発現したOD症状は、「朝起き不良」、「腹痛」、「疲れやすい」、「頭痛」、「乗り物酔い」であった。OD患児の症状陽性率とアレルギー疾患患児の症状陽性率を比較すると、アレルギー疾患患児のほうが陽性率力塙かった症状は、「腹痛」、「乗り物酔い」であり、循環器症状が少なかった。OD患児は一般的に女児に多いと言われているが、気管支喘息の男女比は男児に多く、ODに特徴的な循環器症状の陽性率が低かったと考えられた。
難消化性高分子量食品成分の消化管内動態と吸収機構

卵アルブミン(OVA)は、未変性では難消化性であり卵アレルギーの主要アレルゲンとして知られている。このOVAをモデルタンパク質として、マウス消化管内から未消化のままで体内に吸収される現象について、腸管からの吸収と末梢血への移行について定性および定量的に解析した。経口投与後の末梢血中で検出されたOVAの生化学的性質をSDS-PAGEおよび等電点電気泳動法を用いて解析した。10mgをマウスの胃内に投与した後、30分後に、静脈より全先血し、血液を凝固させた後、血清を調製した。ウサギ抗OVA抗体をセファロースに固定化した固相抗体を用いて免疫沈降法により、マウス末梢血に含まれるOVAおよびその誘導体を沈降させ濃縮した。これをSDS-PAGEおよび免疫ブロット法により解析した結果、未分解のOVAと同じ位置に明確なバンドが検出され、また、分子量が僅かに小さい位置にも弱いバンドが検出された。しかし、消化管内容物中には検出された分子量1-3万のOVA分解断片はまったく検出されなかった。同様の結果は、ゲル濾過クロマトグラフィーによる血清中のOVAの分子量分布の解析からも得られた。この結果から、腸管内から体内へのOVA抗原の移行は、単純な拡散によるものではなく、未分解あるいは未変性の分子が優先的に取り込まれる未知の機構が存在する可能性が示唆された。また、等電点電気泳動により、OVAは同一分子量の3-5個のスポットとして検出されるが、末梢血中から回収されたOVAでは、塩基性側のスポットがより強く検出され、等電点がやや塩基性にシフトしていることが明らかとなった。このような生化学的変化は、OVAをマウス血清と反応させただけでは観察されなかった。これらの結果から、タンパク質が腸管内から吸収されて末梢血に移行する過程で、おそらく腸上皮を通過する過程で、何らかの修飾を受ける可能性が考えられる。今年度は、食品成分の中でも体内に取り込まれた際に生体に生理作用を及ぼす可能性が高いタンパク質について、高感度検出系の確立とそれを用いた動物実験を平行して進めた。卵アルブミンをモデルタンパク質として用いて、精製した抗原でウサギを免疫して特異抗体を作成した。抗血清より特異IgG抗体を精製してペルオキシダーゼで酵素標識した。この抗体を用いてサンドイッチELISAによる抗原検出系を確立した。また、卵アルブミンをビオチン化してアビジンと抗オボアルブミン抗体によるサンドイッチELISA法による検出系も確立した。前者では最高で5ng/mlレベルでの血清中の抗原を検出することが可能であった。一方、ビオチン化オボアルブミンでは検出感度としては一桁低く、50ng/mlのレベルであったが、酵素標識抗体の作製の必要が無く、種々のタンパク質やペプチドに応用できる汎用性の高い方法であることが明らかとなった。次に、マウスを用いてオボアルブミンを消化管内に投与し、門脈血から回収する実験を行った。胃内にゾンデを用いて一定量投与し、30-60分後に消化管内容物、門脈血および末梢血を採取して、各サンプルに含まれるオボアルブミン抗原を上記のアッセイ系を用いて検出、定量した。その結果、門脈血中に2080ng/mlのオボアルブミン抗原が検出された。末梢血においてもほぼ同等かやや低い濃度で検出された。一方、オボアルブミンとダイズトリプシンインヒビター(KSTI)をモデルとして消化管内での消化性を比較解析した。

タンパク質を胃内投与し、30分後の胃内、および小腸内に残存する未分解タンパク質を特異抗体を用いたウェスタンブロットにより解析した。その結果、空腸および回腸部に未分解タンパク質とその部分分解断片が明確に確認された。今年度は、昨年度の研究成果をふまえて設定した条件でさらに詳細な研究を進め、難消化性食品成分の動態と吸収の機構解明を目指した。セリンプロテアーゼインヒビターであるセルピンと同族の卵アルブミン(OVA)は、未変性では難消化性であり卵アレルギーの主要アレルゲンとして知られている。このOVAをモデルタンパク質として、マウス消化管内から未消化のままで体内に吸収される現象について、末梢血中での検出と動態を中心に解析した。OVA 10mgをマウスの胃内に投与した後、尾静脈より経時的に採血し、血液中のOVA濃度を高感度ELISAにより測定した。その結果、末梢血中濃度は、投与から1530分で最高値20ng/mL程度に達した後、漸減し、120分後には投与前の値に戻った。次に、胃内に投与したOVAの量と消化管から吸収され血中に移行するOVAの濃度との相関を調べるために、0.1mg,1mg,50mgのOVAをマウスの胃内に投与し、同様に末梢血中OVA濃度を測定した。その結果、末梢血中濃度の最高値は0.1-50mgの範囲で投与量に依存して増加した。また、投与量に依存して血中OVA濃度の最高値は異なるが、血中濃度の変動は全ての投与量において類似のキネティクスを示した。また、プロテアーゼによる消化を受けにくい糖タンパク質やプロテオグリカンのような複合タンパク質を種々の食物中に探索し、乳汁中の糖タンパク質の一つがシアル酸の重合体(ポリシアル酸)を結合糖鎖に持つことを発見した。乳が新生児の消化管内で消化される際に、このポリシアル酸付加糖タンパク質が未分解のまま残存する可能性が示唆され、今後、体内への吸収と生理的意義について解析を進める。このOVAをモデルタンパク質として、マウス消化管内から未消化のままで体内に吸収される現象について、末梢血中で検出されたOVAの生化学的性質をSDS-PAGEおよび等電点電気泳動法を用いて解析した。10mgをマウスの胃内に投与した後、30分後に、静脈より全先血し、血液を凝固させた後、血清を調製した。ウサギ抗OVA抗体(IgG)をセファロースに固定化した固相抗体を用いて免疫沈降法により、マウス末梢血に含まれるOVAおよびその誘導体を沈降させ濃縮した。これをSDS-PAGEおよび免疫ブロット法により解析した結果、未分解のOVAと同じ位置に明確なバンドが検出され、また、分子量が僅かに小さい位置にも弱いバンドが検出された。しかし、消化管内容物中には検出された分子量1-3万のOVA分解断片はまったく検出されなかった。同様の結果は、ゲル濾過クロマトグラフィーによる血清中のOVAの分子量分布の解析からも得られた。この結果から、腸管内から体内へのOVA抗原の移行は、単純な拡散によるものではなく、未分解あるいは未変性の分子が優先的に取り込まれる未知の機構が存在する可能性が示唆された。
複合的バイオ新素材の開発に関する共同研究

多くの生体関連高分子の中で、蛋白質、核酸、糖質等に関する研究は、極めて大きく進展している。ただ、それぞれの分野がそれぞれ独自の歴史と世界を持ち、各分野間の交流や共同研究は少ない。生命体を構成する成分は、多くの生体関連高分子やその周辺化合物よりなる複合体である事を考えると各分野が融合した分野にこそ多くの超機能性物質創出の可能性がある。本研究では、核酸(DNA及びRNA)、ペプチド、蛋白質、糖質、脂質等、ほぼすべての生体関連有機化合物をカバーできる日独の研究者グループが、お互いの情報を密度濃く交換し、意見交換や議論を深く行うことにより研究の進展をはかり、生医学、環境化学等の多くの分野で、極めて新しいタイプのバイオ新素材を創出することを目的とする。当該研究期間に、DNA-キトサン系二層式膜よりなる外科手術用接着材の調製、糖ペプチド及び糖タンパク質合成の基礎研究、紫外線照射によるDNAの固定化法の検討等を行った。例えば、紫外線照射法を利用して水不溶化DNAを含む各種素材、たとえば、DNAを固定化したガラスビーズ、不織布等を調製し、これらによるダイオキシン等環境ホルモン除去作用を検討した。特に母乳中のダイオキシン除去、タバコ煙中のベンツピレン、ダイオキシン除去等、具体的なプロジェクトを進めた。さらに、核酸-タンパク質複合体であるDNA-コラーゲン複合体の構造や形成メカニズムにつき検討を進めた。蛋白質、核酸、糖質等、生体関連高分子物質に関する研究は、近年、極めて大きく進展している。しかしながら、それぞれの分野がそれぞれ独自の歴史と世界を持ち、各分野間の交流や共同研究は少ない。本研究では、ペプチド、蛋白質、核酸(DNA及びRNA)、糖質、脂質等、ほぼすべての生体関連有機化合物をカバーできる日独の研究者グループによる共同研究で、生医学等の多くの分野で、極めて新しいタイプのバイオ新素材を創出することを目的として、例えば、次のテーマで研究打合わせ、議論を行いつつ研究を進めている。(1)DNA-コラーゲン複合体の線維及び皮膜調製法の開発(2)生理活性ペプチド含有のDNA-コラーゲン、並びにDNA-キトサン皮膜の開発(3)上記皮膜より生理活性ペプチドや、その他の生理活性物質の徐放と医薬及び医用高分子としての利用(4)糖ペプチド及び糖タンパク質合成の基礎研究上記(1)(4)につき、マインツ(西-クンツ)、フランクフルト(西-エンゲルス、坂入-エンゲルス)及び札幌(エンゲルス-西、坂入、野水)において研究打合わせを行った。本研究では、ペプチド、蛋白質、核酸(DNA及びRNA)、糖質、脂質等、ほぼすべての生体関連有機化合物をカバーできる日独の研究者グループによる共同研究で、生医学等の多くの分野で、極めて新しいタイプのバイオ新素材を創出することを目的として、例えば、次のテーマで研究打ち合わせ、議論を行いつつ研究を進めている。(1) DNA-コラーゲン複合体の線維及び皮膜調製法の開発(2)生理活性ペプチド含有のDNA-コラーゲン、並びにDNA-キトサン皮膜の開発(3)上記皮膜より生理活性ペプチドや、その他の生理活性物質の徐放と医薬及び医用高分子としての利用(4)糖ペプチド及び糖タンパク質の基礎研究上記研究打ち合わせのため本年度はクンツ教授を札幌に招き、セミナーを開催するとともに、北大側の研究者と研究打ち合わせ、議論を行った。また、西、坂入、野水はドイツの学会等において本プロジェクトに関連する情報を収集した。

しかしながら、それぞれの分野がそれぞれ独自の歴史と世界を持ち、各分野間の交流や共同研究は少ない。生命体を構成する成分は、多くの生体関連高分子やその周辺化合物よりなる複合体である事を考えると各分野が融合した分野にこそ多くの超機能性物質創出の可能性がある。本研究では、ペプチド、蛋白質、核酸(DNA及びRNA)、糖質、脂質等、ほぼすべての生体関連有機化合物をカバーできる日独の研究者グループが、お互いの情報を密度濃く交換し、意見交換や議論を深く行うことにより研究の進展をはかり、生医学、環境化学等の多くの分野で、極めて新しいタイプのバイオ新素材を創出することを目的とする。昨年度までは、DNA-キトサン系二層式膜よりなる外科手術用接着材の調製、糖ペプチド及び糖タンパク質合成の基礎研究、紫外線照射によるDNAの固定化法の検討等を行った。本年度はこれらの研究につき詳しく討論しつつ、次のステップに進んだ。例えば、紫外線照射法を利用して水不溶化DNAを含む各種素材、たとえば、DNAを固定化したガラスビーズ、不織布等を調製し、これらによるダイオキシン等環境ホルモン除去作用を検討した。特に母乳中のダイオキシン除去、タバコ煙中のベンツピレン、ダイオキシン除去等、具体的なプロジェクトを進めた。さらに、核酸-タンパク質複合体であるDNA-コラーゲン複合体の構造や形成メカニズムにつき検討を進めた。
母親の国際労働移動を経験した子ども世代の仕事観と家族観、世代間ケアに関する研究

本研究は、社会主義体制の崩壊やEUの東欧への拡大をきっかけとして2000年頃から増加した、西欧で家事・介護労働者として働くブルガリア出身の女性たちの子ども世代が、ブルガリアあるいは国外で働き、家庭を持つ年代となった現状をふまえて立案された。国外での出稼ぎを経験した女性とそうした母親を持つ子どもたちが、現在、労働とケアの主体としていかなる仕事観・家族観を持ち、誰が・どこで・どのような活動(仕事やケア)を実践しているのか、そのことは出身社会の仕事観や家族観、世代間関係を再編しつつあるのかを、ブルガリアおよび移動先でのフィールドワークを主たる方法として実証的に明らかにすることが本研究の目的である。
単離された単層カーボンナノチューブにおける励起状態ダイナミクスの解明

単層カーボンナノチューブが束状に凝集したナノチューブバンドルにおいて、隣り合うナノチューブ間の励起エネルギー移動がフェムト秒時間領域で起こることを示した。半導体的ナノチューブの第2バンドによる励起子状態から第1バンドによる励起子状態への緩和が40fsで起こることを示した。高密度に光励起された半導体的ナノチューブにおいて、励起子が二分子Auger再結合によって失活することを示し、励起子サイズを見積もった。1)非同軸光パラメトリック増幅器(NOPA)を用いた発光アップコンバージョン測定系の構築NOPAを光源とした発光アップコンバージョン測定に向けて準備を行った。NOPAの出力パルスの時間幅は短く(<20fs)、かつ波長帯域も広い(550-750nm)。そこで、既存の発光アップコンバージョン測定システムの光学素子を変更し、NOPA出力パルスの使用に問題がないシステムへと改良した。また、NOPA出力パルスの特性を精確に評価するため、精密パワーメーターおよび分光器を準備した。NOPAの導入には既存のレーザーシステムとのマッチングが必須であり、これには時間が必要であるため、現在も導入作業を継続中である。2)ポリフルオレンを用いて単離した単層カーボンナノチューブの作製および評価、測定トルエン溶媒中における単層カーボンナノチューブのポリフルオレンを用いた単離化処理を、超音波分散および超遠心分離によって行った。励起発光測定によって、溶液試料中の半導体カイラルチューブの種類を評価、同定し、過去に報告されている結果と同様のチューブ単離度が得られることを確認した。また、この手法を用いて単離された単層カーボンナノチューブのペーパー状試料を準備し、発光アップコンバージョン測定によって励起子緩和ダイナミクスを観測した(学会発表)。この測定は、今後行う予定のNOPAを光源とした同測定の予備的実験として重要である。1.非同軸光パラメトリック増幅器(NOPA)の発光アップコンバージョン測定系への導入高い時間分解能が得られるNOPAとレーザーシステムとのマッチングが完了し、発光アップコンバージョン測定系への導入を行った。一部の波長帯域(およそ1000nm)で単層カーボンナノチューブの発光を観測することに成功した。しかし、NOPA出力パルスの波長帯域が広い(550-750nm)ことに由来する迷光のため、単層カーボンナノチューブの発光帯域(850-2100nm)を広範囲に観測するには至っていない。そこで、発光アップコンバージョン測定システムの光学素子を変更、追加することによって、この問題を解決する予定である。2.単層カーボンナノチューブにおける励起子エネルギー移動の観測PFO(ポリフルオレン)で囲んだ単層カーボンナノチューブおよび未処理のチューブに対して発光アップコンバージョン測定を行い、チューブ間励起子エネルギー移動のレートを求めた(論文発表、学会発表)。励起子エネルギー移動はチューブ内励起子緩和と競合する過程であるため、本研究で主に対象としているチューブ内励起子緩和を議論する上で重要なパラメーターの値が得られた。3.PFOで囲んだ単層カーボンナノチューブの濃縮PFOで囲んだ単層カーボンナノチューブのトルエン溶媒中における濃度を超遠心分離法によっておよそ10倍上昇させることに成功した。発光アップコンバージョン測定では発光体の濃度が高いことが必要なため、ナノチューブの濃縮は今後の測定において重要である。1.PFOで囲んだ単層カーボンナノチューブにおける励起子緩和過程の観測昨年度成功したPFO(ポリフルオレン)で囲んだ単層カーボンナノチューブのトルエン溶媒中での濃縮法により試料を作製した。この試料中に存在するカイラル指数(7,6)の単層カーボンナノチューブを対象として、フェムト秒(fs)ピコ秒(ps)領域にわたる発光カイネティクスをアップコンバージョン法によって観測した。その結果、観測された発光は数百fsおよび数ps数十psの時定数をもつ減衰を示すことがわかった。比較として、一般的な界面活性剤を用いて孤立分散処理をした単層カーボンナノチューブの発光カイネティクスを観測し、減衰時定数は上と同程度であることがわかった。後者試料においてバンドル化したチューブの存在が指摘されていること、バンドル中のチューブ間励起子移動がおよそ数百fsで起こることから、数百fsの時定数をもつ発光成分は試料中に残るバンドル化したチューブに由来することが考えられる。この結果は、PFOを用いた孤立化処理でも、その方法によってはチューブの完全な孤立化が難しいことを示唆している。2.半導体単層カーボンナノチューブにおける高エネルギー励起子状態の緩和密度勾配超遠心分離法により孤立分散処理された半導体単層カーボンナノチューブ試料を作製した。このチューブの第2伝導帯の電子と第2荷電子帯の正孔から形成される励起子の発光カイネティクスをアップコンバージョン法によって観測した。その結果、この高エネルギー励起子発光は40fsの減衰時定数をもつことがわかった。これは、第2バンドから第1バンドへの励起状態緩和が40fsの時定数で起こることを示している。

この超高速バンド間励起子緩和は先行研究の過渡吸収測定によって示唆されていたが、本研究により、励起子分布の緩和をより直接的に観測することが可能である発光測定によっても確かめられた。
位相変調型微分干渉法による超精密表面形状と粗さの測定法の研究

超精密加工面の表面形状(特に表面粗さ)の計測は,X線光学素子の加工方法,加工条件の良否を判定する上で極めてである。近年,X線結像光学に於て必要とされる曲面に対する精度の要求はますますきびしくなり,併せて,加工技術のめざましい発展により,表面形状や粗さの計測精度に対する要求もきびしくなってきている。ナノメ-トルから最近ではオングストロ-ム領域の精度が必要とされる様になってきた。本研究では,光学的手段により非接触でしかも三次元的にオングストロ-ム程度の精度を持った曲面形状及び表面粗さの計測法の開発を行う。本方法は,従来の表面粗さ計の大部分が点計測法であったのに対して,二次元の面的形状及び表面粗さを一度に測定できる。開発される装置を用いて,様々な表面粗さの指標の計算,従来の一次元的な表面さとの対応,二次元的な表面粗さと加工法の対応なども研究する。具体的には,(1)微分干渉顕微鏡を改良して,小型の位相変調型微分干渉顕微鏡を試作した。(2)干渉縞画像をテレビカメラで撮影し,それをディジタル化しコンピュ-タに入力するため,フレイムメモリとコンピュ-タとを接続した。(3)上記位相変調型微分干渉顕微鏡で得られた何枚かの干渉縞画像をコンピュ-タにとりこみ,フ-リエ変換の手法をもとに,二次元表面粗さ分布を計算するソフトウェアを開発した。本年度は一応の測定結果を得たが,来年度以降,測定の精度を上げ,なた自動位相変調の機構を完成させたい。
肝線維化の発生機序と制御に関する実験病理学的研究

(1).実験的肝線維化では、ラット肝のみならず、マウス肝においても、肝細胞壊死部に生じた線維化巣(主にC-C bridging fibrosisの形状を示す)にはα-平滑筋アクチン(ASMA)陽性の間質細胞の腫大、増生が目立つ。このASMA陽性細胞は経時的観察およびその微細構造学的特徴から、肝細胞壊死部の活性化あるいは筋線維芽細胞(MF)化した伊東細胞であることを実証した。(2).線維化の際の1つのkey eventである伊東細胞のMF化と同様な現象は、胎生末期に肝類洞壁の鍍銀線維が増量し、成人肝組織以上に密な格子構造が形成される時期の伊東細胞でも観察され(fetal myofibroblastic transformationと命名)、線維化の際の伊東細胞のMFの機序やその意義を考察する上で重要な知見を提供した。(3).肝線維化巣では初期には局所に浸潤したリンパ球様細胞、ついで類洞壁の細胞がTGF-β1で染色され、線維化の進展とパラクリンおよびオートクリン分泌されたTGF-β1との関連が強く示唆された。(4).伊東細胞のMF化機序を観察するために、ラット肝をpronase,collagenaseで消化潅流し、nycodenz比重遠心法により伊東細胞を分離し(河田法)、採取後7日までの培養に成功した。今回の研究により、以上のような知見や成果が得られたが、今後の課題あるいは研究目標としては;2.肝線維化の制御に関しては、今回の研究で確立した伊東細胞の分離・培養法を用いて、in vitro studyにより検討する。
IgA腎症の発症・進展における組織トランスグルタミナーゼの役割の解明

組織型トランスグルタミナーゼ(TG2)は,線維化や炎症の惹起に関与する。TG2特異的高反応性基質ペプチドを用いた腎生検組織上のTG2活性の検出法を確立し,ヒト腎生検組織(n=241)を検討した。IgA腎症(IgAN)の54%(n=65),ループス腎炎(LN)の58%(n=40),IgA血管炎を含む二次性IgANの64%(n=11)にメサンギウム領域のTG2活性を検出した。IgANにおいてメサンギウム領域のTG2活性は,蛋白尿及びOxford分類のメサンギウム細胞増多(M)に関連し,LNでは血尿と組織学的活動性に関連した。TG2活性の検出は,新規病理診断法として有用な可能性がある。動物モデルの検討から,IgA腎症(IgAN)の発症機序に組織トランスグルタミナーゼ(TG2)の関与が疑われている。ヒトメサンギウム細胞はTG2を持つが,通常は活性化しておらず酵素活性を持っていない。そこでTG2特異的FITCラベル高反応性基質ペプチドを用いた腎生検組織のTG2活性の検出法を確立し,IgAN患者腎生検組織(n=65)のTG2活性を検討したところ,54%にメサンギウム領域のTG2活性を検出した。一方その他の糸球体疾患(n=135)では,7%にわずかなメサンギウム領域の活性を認めるのみであった。メサンギウム領域のTG2活性はImage Jを用いて定量しスコア化した。メサンギウムTG2活性スコアはIgANでDCに比較し有意に高値であった(11.1 vs. 0.9, P<0.001)。さらにメサンギウムTG2活性陽性のIgAN患者は,陰性の患者に比し有意に蛋白尿が多かった(P<0.05)。腎病理医によるOxford分類との比較では,TG2活性と管内細胞増多(E),糸球体硬化(S),尿細管萎縮/間質線維化(T),半月体(Ex)スコアに関連はなかったが,TG2活性陽性患者では有意にメサンギム細胞増多(M)スコアが高値であった(P<0.05)。高分解能質量分析計にて,血清IgA1のヒンジ部糖鎖構造解析を行ったが,メサンギウムTG2活性陽性患者と陰性患者に差は認めなかった。また培養メサンギウム細胞の糖鎖異常IgA1刺激ではTG2発現に変化を認めなかった。IgANのメサンギウム領域ではTG2が高率に活性化し,糖鎖異常IgA1と独立してメサンギウム細胞増多,蛋白尿と関連していた。活性型TG2の検出は本症の新規診断法として有用と考えられた。組織トランスグルタミナーゼ(TG2)は内皮細胞,線維芽細胞等生体内に広く存在している。TG2は主に細胞内に存在し,通常では酵素活性は持たないが,TG2は細胞外に分布すると酵素活性を持つ。TG2は,慢性腎臓病や糖尿病動物モデルでの間質線維化に関与すると近年報告されたが,ヒト腎臓における病的意義は未だ明らかではない。TG2は活性型で生理作用を持つため活性型TG2の検出が必要である。Hitomiらはランダムペプチドライブラリーを用いTG2に高反応性の基質配列を同定した。そこで我々は,藤田保健衛生大学病院にて2010年から2013年に行われた腎生検組織(n=241)のTG2の活性を,FITCラベルTG2特異的高反応性基質ペプチドを用いて検討したところ,IgA腎症(IgAN)の54%(n=65),ループス腎炎(LN)の58%(n=40),IgA血管炎を含む二次性IgANの64%(n=11)にメサンギウム領域のTG2活性を検出した。一方,その他の糸球体疾患(n=125)は6%にわずかなTG2活性を認めるのみであった。さらに,IgANにおいてメサンギウム領域のTG2活性は,蛋白尿及びOxford分類のメサンギウム細胞増多(M)に関連し,LNでは血尿と組織学的活動性に関連を認めた。以上より,メサンギウム領域のTG2は,メサンギウム領域に免疫複合体の沈着を認める腎炎において,疾患活動性に関与することが示唆された。ヒト培養メサンギウム細胞は,細胞質内に豊富にTG2を持つが通常活性化していない。細胞外ではCa濃度依存下にTG2は活性化する。ヒト培養メサンギウム細胞にTG2を添加すると,細胞増殖を認めることから,TG2はメサンギウム細胞において,タンパク質間にイソペプチド結合を形成し,細胞増殖刺激を起こす可能性が考えられた。TG2特異的FITC

ラベル高反応性基質ペプチドを用いた腎生検組織のTG2活性の検出法を確立し,ヒト腎生検組織に応用,臨床所見との比較を完了した。IgA腎症の蛋白尿,メサンギウム細胞増多に関連することを見出した。ヒト培養メサンギウム細胞における,糖鎖異常IgA1とTG2の関連についての検討を開始し,糖鎖異常IgA1とTG2発現には関連がないことが判明した。さらにTG2がどのようにメサンギウム細胞において活性化するか検討を行っている。腎臓病学IgAN患者のメサンギウム領域のTG2活性をより多数の患者で確認する予定である。さらにヒト培養メサンギウム細胞を用いて,様々な分子量のIgA,免疫複合体にて刺激しTG2発現を検討している。メサンギウム細胞におけるTG2活性機序を明らかとし,TG2活性抑制の点からメサンギウム細胞増多を抑制し,本症の治療ターゲットになりうるか検討する。
長寿命核分裂生成物の回収を目指した溶融塩中におけるガラス固化体の電解還元

現在、原子力発電に伴い発生する放射性廃棄物は、ガラス固化体にして深地層処分することになっている。ガラス固化体中には長寿命核分裂生成物(LLFP: Long-lived fission product)が含まれており、中には半減期が長くなければレアメタルとして有用な元素も含まれている。そこで、LLFPを分離回収し、短半減期核種や安定核種に核変換し、放射性廃棄物を削減・資源化するプロセスの開発が行われている。本研究では、ガラス固化体からLLFP(Cs、Zr、Pd、Se)を分離回収する技術の開発を行った。そのままでは、LLFPはSi-O網目構造中に閉じ込められており分離回収が難しいため、溶融塩電解法により網目構造を破壊することを試みた。本手法はこれまで研究例がないため、まず初めに、電解還元が可能な条件の検討を行い、次に、実プロセスに近い形で電解還元を行ったときのLLFP4元素の挙動の把握を行った。本研究では、ガラス固化体とほぼ同じ成分で安定同位体のみから成る「模擬ガラス固化体」を用いた。まず、少量のガラスを種々の電位で電解した。その結果、1.1 Vより卑な電位で、還元可能なことを明らかにした。次に、還元するガラスの量を増やして長時間電解を行い、ガラス中の各元素の挙動(溶融塩中にイオンとして溶出、一部溶出、固体中に残留、等)を明らかにした。LLFP4元素については、Csが溶融塩へ溶出、ZrおよびPdが固体中に残存、Seが一部溶出(長時間電解で系外へ揮発)、ということが分かった。以上より、ガラス固化体を電解還元可能な条件および、LLFP4元素の挙動を明らかにし、後続プロセスでの単離方法の指針を得ることが出来た。平成29年度は、実際のガラス固化体とほぼ同じ組成の「模擬ガラス固化体」の電解還元挙動について検討を行った。すでに平成28年度の研究で、申請時の計画で実施予定であった「模擬ガラス1」(ガラス成分のみ)および「模擬ガラス2」(ガラス成分+LLFP4成分(Cs, Se, Pd, Zr))の還元挙動について、還元に最適なガラス粒径と添加塩量、および本研究で対象としているLLFP 4元素の挙動が明らかになっていた。これらの結果にもとづき、平成29年度は、まず、模擬ガラス固化体が電解還元可能であることを示し、LLFP4元素の挙動が、模擬ガラス2と同様であることを明らかにした。また、還元するガラスの量を増やした実プロセスに近い形での実験と、その際のLLFP4元素の挙動の把握に成功した。さらに、本研究の基礎となっているSiO2直接電解還元反応のin-situ実験にも取り組んだ。これらは、申請時の計画以上の研究成果である。本研究の基礎となっているSiO2直接電解還元反応のin-situ実験結果の解析を行う。また、ノルウェー科学技術大学での研究により、本研究の基礎となっているSiO2直接電解還元反応のアノード反応の解析を行い、得られた成果をもとに、反応メカニズムに関するさらなる検討を行う。これらの結果にもとづき、平成29年度は、まず、模擬ガラス固化体が電解還元可能であることを示し、LLFP

4元素の挙動が、模擬ガラス2と同様であることを明らかにした。また、還元するガラスの量を増やした実プロセスに近い形での実験と、その際のLLFP4元素の挙動の把握に成功した。さらに、本研究の基礎となっているSiO2直接電解還元反応のin-situ実験にも取り組んだ。これらは、申請時の計画以上の研究成果である。本研究の基礎となっているSiO2直接電解還元反応のin-situ実験結果の解析を行う。また、ノルウェー科学技術大学での研究により、本研究の基礎となっているSiO2直接電解還元反応のアノード反応の解析を行い、得られた成果をもとに、反応メカニズムに関するさらなる検討を行う。
B-H系錯体水素化物の機能設計マップ -基礎物性からエネルギー関連機能への展開-

B(ホウ素)-H(水素)系錯体水素化物でのエネルギー関連機能や基礎物性などに関わる研究を実施した。「高密度水素貯蔵機能」に加えて、構造相転移に伴う「マイクロ波吸収(自己発熱)機能」やその要因となる「リチウム超イオン伝導機能」などを見出した。これらの革新的機能は、「水素貯蔵技術とマイクロ波利用技術との融合研究」や「新たなリチウムイオン電池用固体電解質の開発研究」など、多様なエネルギー応用の観点から極めて重要である。アルカリ金属やアルカリ土類金属さらには遷移金属や希土類金属なども含めた多様な金属Mを用いてM-B-H系錯体水素化物を合成し、Mの電気陰性度xと当該水素化物の生成エンタルピーΔHとの相関を実験的に解明するとともに、エネルギー関連機能としてのマイクロ波誘起特性と中性子遮蔽特性に関する基礎評価を進めた。合成においては、リチウムを含むB-H系錯体水素化物と金属Mを含む塩化物との多様な混合粉末に対して機械的混合(ミリング)処理を施すことで、目的とする純良なM-B-H系錯体水素化物を得ることに成功した。得られた水素化物の特性は、粉末X線回折、ラマン分光、熱重量・示差熱分析、質量数分析、などで系統的に評価した。その結果、広範な金属Mにわたり、その電気陰性度xが大きくなるに従って当該水素化物の分解温度が低温化する傾向(すなわちx-ΔH相関)があることが判明した。この広範なM-B-H系錯体水素化物でのx-ΔH相関は、今後のエネルギー関連機能の探求に際して重要な指針となる。マイクロ波誘起反応に関しては、まず基本となるリチウムを含むB-H系錯体水素化物を対象とした。この場合、110°C付近での結晶構造変化にともなって、マイクロ波吸収に起因する急激な自己発熱とその後の脱水素化反応の進行が確認できた。さらに、より有効なマイクロ波誘起特性を促すために、マイクロ波吸収能が高い他の軽量金属や軽量化合物との複合材料を作成して同様なマイクロ波誘起反応の評価を進めた結果、これらの複合相の選定基準を見出すことも可能となった。中性子遮蔽特性に関しては、マグネシウムを含むB-H系錯体水素化物に注目して、まず計算機シミュレーションよって100eV以下の中性子フラックスに対する高い減衰効果を確認した。多様な金属Mを用いてM-B-H系錯体水素化物を合成して、その物性や構造特性を解明するとともに、エネルギー関連機能にかかわる評価を進めた。金属Mとして3価の希土類金属(イットリウム,ガドリニウム,ディスプロシウムなど)を含むM-B-H系錯体水素化物の合成に成功するとともに、X線ならびに中性子回折測定によってそれらの構造特性を詳細に解明した。また、より大きな電気陰性度をもつ元素で金属Mの一部を部分置換することで、「平均の」電気陰性度χを増大させ、M-B-H系錯体水素化物の安定性を連続的に低下させることも可能になった。いっぽう、顕著なマイクロ波誘起特性を示すLi-B-H系錯体水素化物の物性を交流インピーダンス法で評価した結果、室温付近では温度上昇とともに電気伝導率が連続的に大きくなるが、115°C前後での構造変化にともなって電気伝導率が3桁も増大することを見出した。さらに、リチウムイオンの局所ダイナミクスを核磁気共鳴法で評価した結果、上述の交流インピーダンス法での評価結果と非常に良い一致を示した。これらの結果から、Li-B-H系錯体水素化物では、リチウムイオン電池の高性能化たもつながる可能性がある「リチウム超イオン伝導特性」が発現することが明らかとなった。これは錯体水素化物では世界初の発見といえる。また、マイクロ波誘起特性た関しては、これまで確認された分解(脱水素化)過程だけでなく再結合(再水素化)に関しても顕著な有効性が確認できた。中性子遮蔽特性に関しては、Mg-B-H系およびZr-B-H系錯体水素化物に注目してシミュレーションを進めた。多様な金属Mを用いてM-B-H系錯体水素化物を合成して、その物性や構造特性を解明するとともに、エネルギー関連機能に関わる評価を進めた。水素貯蔵機能の観点では、金属MとしてMgを選定したMg(BH_4)_2が中間化合物の生成を伴う多段反応によって約14質量%の水素を放出することを確認した。この水素放出反応における出発物質Mg(BH_4)_2・中間化合物Mg(B_<12>H_<12>)・および分解生成物α-Bの局所原子構造を解析した結果、BH_4錯イオンからB_<12>H_<12>錯イオンへの原子構造変化ではB原子拡散が必要であり、これが反応律速になるものと結論付けた。一方、このB_<12>H_<12>錯イオンはα-Bと同様な局所原子構造を有するので、この間の反応は容易に進行することも判明した。

さらに、このMg(BH_4)2に対しては添加物効果も見出すことができ、特にチタン化合物の添加により水素放出反応が523Kから350Kにまで低下することを確認した。イオン伝導機能の観点では、LiBH_4の高温相(六方晶構造、388K以上)でのリチウム超イオン伝導機構の解明を進めた結果、a・b軸方向にLiイオンとBH_4錯イオンとが等間隔(0.427nm)に位置しており、さらに障壁となる錯イオンがないLiイオン間の拡散(伝導)経路が出現することが判明した。これが結晶構造変化に伴うLiBH_4でのリチウム超イオン伝導を誘起するものと結論付けた。さらに、LiBH_4でのリチウム超イオン伝導を室温で発現させることを目的として、高温相の安定化を狙った材料設計を進めたところ、他元素の添加・固溶によって室温で高温相を安定化させることに成功した。これは新たな超イオン伝導材料の開発の観点で特筆すべき結果といえる。その他、マイクロ波吸収・中性子遮蔽機能の観点から、M-B-H系錯体水素化物(およびその複合材料)の合成や特性評価に関する研究も進めた。
脊柱靱帯骨化症の発生に関与する骨増殖因子の解明と臨床応用のための基礎的研究

本研究で我々は、脊柱靭帯骨化症患者における靭帯細胞の異常がいかなる骨増殖因子の関与で生じるかを、細胞生物学的、免疫組織学的、分子生物学的および分子遺伝学的な手法を用いて解析した。細胞生物学的には、OPLL症例の脊柱靭帯細胞に対してBMP2が分化を、TGF-β1が基質合成を、bFGFが増殖を、そしてIGF-Iが増殖、基質合成を促進させることが明かとなった。さらに、細胞成長因子間の相互作用の検討から、BMP2の分化誘導作用はIGF-Iによって促進的に、bFGFによって抑制的に調節を受けることが示された。免疫組織学的にOPLL症例の後縦靭帯組織におけるPCNA(細胞増殖核抗原)の発現を検討した。その結果、OPLL症例では推体隅角部のみならず、推体中央部の後縦靭帯組織においても、その構成細胞が高い増殖能を獲得していることが示された。この靭帯細胞の性状異常がOPLLの発生進展に密接に関わっていることが推察された。In situ hybridization法を用いて、骨形成過程におけるXI型コラーゲン遺伝子の発現を解析した。その結果、従来から軟骨組織特異的とされてきたXI型コラーゲンの遺伝子が、非軟骨組織でも相当量発現していることが示された。分子遺伝学的には、OPLLのモデル動物であるtwyマウスの原因遺伝子を同定した。すなわち、twyマウスではNpps(Nucleotide Pyrophosphatase)遺伝子にミスセンス変異が存在し、Nppsの機能異常に伴って骨軟骨異常増殖病変が生じていることが明かとなった。平成9年度の研究で我々は、脊柱靭帯骨化症患者における靭帯細胞の異常が、いかなる細胞成長因子の関与で生じるかを、細胞生物学的、免疫組織学的および文し生物学的な手法を用いて解析した。細胞生物学的な解析から、OPLL症例の脊柱靭帯細胞に対して、BMP2が分化を、TGF-β1が基質合成を、bFGFが増殖を、そしてIGF-Iが増殖、基質合成を促進させることが明かとなった。また、細胞成長因子間の相互作用の検討から、BMP2の分化誘導作用は、IGF-Iによって促進的に、bFGFによって抑制的に調節を受けることが示された。免疫組織学的にOPLL症例の後縦靭帯組織におけるPCNA(組織増殖核抗原)の発現を検討した。その結果、OPLL症例では椎体隅角部のみなら椎体中央部の後縦靭帯組織においても、その構成細胞が高い増職能を獲得していることが示された。その結果、従来から軟骨組織特異的とされてきたXI型コラーゲン遺伝子が、非軟骨組織でも相当量発現していることが示された。今後は、OPLL症例の脊柱靭帯組織におけるXI型コラーゲンの発現・局在について、その詳細を解析する予定である。また、脊柱靭帯組織内におけrく、マトリックスおよび成長因子の相互作用につても検討を進めたい。細胞生物学的には、OPLL症例の脊柱靭帯細胞に対してBMP2が分化を、TGF-β1が基質合成を、bFGFが増殖を、そしてIGF-Iが増殖、基質合成を促進させることが明かとなった,さらに、細胞成長因子間の相互作用の検討から、BMP2の分化誘導作用はIGF-Iによって促進的に、bFGFによって抑制的に調節を受けることが示された。

その結果、OPLL症例では椎体隅角部のみならず、椎体中央部の後縦靭帯組織においても、その構成細胞が高い増殖能を獲得していることが示された。この靭帯細胞の性状異常がOPLLの発生進展に密接に関わっていることが推察された。In situ hybridization法を用いて、骨形成過程におけるXI型コラーゲン遺伝子の発現を解析した。その結果、従来から軟骨組織特異的とされてきたXI型コラーゲンの遺伝子が、非軟骨組織でも相当量発現していることが示された。分子遺伝学的には、OPLLのモデル動物であるtwyマウスの原因遺伝子を同定した。すなわち、twyマウスではNpps(Nucleotide pyrophosphatase)遺伝子にミスセンス変異が存在し、Nppsの機能異常に伴って骨軟骨異常増殖病変が生じていることが明かとなった。