hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
球状セラミックス充てん層による溶融石炭スラグ微粒子の高温除去

本研究では、石炭に含まれる灰分を高温で捕獲できる新たなフィルターとして、高温の燃焼ガス中に溶融状態で存在する灰分(スラグ)の微粒子を球状の耐熱性セラミックス(ペブル)の充填層に導いて、慣性衝突により高効率で捕獲し、溶融状態のまま抜き出すことが可能な高温フィルターを構想した。この構想の実現可能性を実証するために、天然ガスの高温の燃焼ガス中に石炭のフライアッシュを吹き込み、溶融させて、石炭溶融スラグの微粒子を含有する燃焼ガスを生成させて、耐火物で構成されたペブル充填層フィルターに導くホットモデル実験を実施した。その結果、スラグの固着による目詰まりなどを生じさせることなく、連続的にスラグ微粒子を捕獲・抽出することができ、それと同時に、97%という高い捕獲効率が得られることも示し、常温下で油滴を用いて行ったコールドモデル実験に基づいて予測される捕獲性能が、高温下でも実際に得られることを実証した。本研究で提案する高温フィルターの実用化にあたっては、高温の溶融スラグと接触するペブルの耐久性が問題となる。そこで、1800°Cまで昇温可能な電気炉を用いて、石炭溶融スラグに対するペブル材料の耐食性を調べた。その結果、フィルターの動作温度を1600°C程度以下に抑えれば、高純度アルミナ材料が良好な耐食性を示すことがわかった。
アジア中東部地域における気候変動および水資源動態の分析に関する研究

中央アジアから東アジアにおける地表被覆および微地形、気象データ、水文データなどの変化と気候変動や水資源動態との関係を詳細に分析してその実態を把握することが本研究の目的である。広域の分析として、人工衛星ADEOS-2/GLIおよびTerra/MODISデータを入手し、これら1の地形の歪みを除去する精密な幾何補正手法の開発と、これを適用した衛星データセット整備を実施した。次に、これを既存のデータセットと比較解析して、著しい地表被覆の変化地域を抽出した。この結果、閉塞湖とその周辺地域における顕著な変化が確認できた。これら広域解析の結果に基づき、特に著しい変化が認められた中国西部のジュンガル盆地とゴビ砂漠において、水域、灌漑農地、流域上流部の雪氷域の経年変化を詳細に解析した。閉塞湖の水域に関しては、長期スケールの水位変動を記す湖周囲の微地形分布を解析するために、衛星データからそれらを抽出解析するアルゴリズムの開発と、これを実際に適用して微地形抽出を行った。これには最新の人工衛星ALOS/PRISMデータを適用した。この結果、長期スケールの緩やかな乾燥化傾向と、1900年代後半の急速な乾燥化、さらには2000年代の複雑化した変化を把握することができた。気象データ分析や現地調査から、それらは広域気候変動と水資源管理方法の変更という人為的作用の影響が表われたものであることが分かった。また、気候変動の検討結果によれば,中央アジアでの温暖化のトレンドが顕著で,その兆候は20世紀前半から現れていたことが分かった。広域の水循環に関しては、過去110年間の降水量・蒸発散量,流出量の経年変化を河川流域を単位に比較検討した結果、1980年代以降の中緯度陸域において,降水量の減少と蒸発散量の増加に伴う流出率の低下が認められた。さらに、黄砂飛来観測データなどから乾燥化の影響を反映する黄砂飛来頻度の気候学的特徴の分析を試みた結果、頻度について周期的な要素が強いことが分かった。研究対象地域うち、まず中国西域の天山山脈とその周辺域を中心とした領域で、2004年の人工衛星Terra/MODISデータを解析し閉塞湖水域および流入河川上流の山岳雪氷域の月単位年間変動パターンを分析した結果、春の雪解け開始後の雪氷域減少に伴い閉塞湖水位も徐々に低下するが、流入河川沿い農地で7月に灌漑用水を多量に使用するのに連動し水位が一時的に急速に低下することが明らかになった。またLANDSATデータにより過去約30年間の灌漑農地分布状況を調査した結果、流域によっては灌漑農地面積が3倍以上拡大したことが明らかになり、本地域の環境変化は、急激な灌漑農地開発の影響が大きく、これに温暖化の影響も加わっていることが示せた。次に、洪水発生が増加傾向の長江中流域において、時系列衛星データ解析と現地調査により、洞庭湖や〓陽湖で埋立てに伴う洪水調節機能低下の影響による近年の洪水発生の増加が推察された。広域的な視点からは、近年,頻発している洪水や乾燥化などとの関係も推察される異常気象のなかで,2003年日本での10年ぶりの冷夏を中心に解析した結果、オホーツク海高気圧だけでなく寒冷渦が重要な要因として認められ、その寒冷渦の成因として,冬季の極渦の発達と春季のオゾン層オゾンの減少が係わることが示せた。夏季におけるオホーツク海高気圧と日本列島上の停滞前線の出現は,春季にシベリアが高温となり,極東で南東季節風,高気圧性循環を引き起こしやすいことに一因があることも明らかにした。

また,アジア大陸からの黄砂飛来について、その頻度の平均的な空間分布が九州・四国・中国地方を中心とする西日本で多く、東日本で少ないのが特徴であるが、経年変動が大変大きいこと、近年の黄砂飛来頻度の増加傾向は主に西日本で顕著であり、東日本では明瞭ではないことが明らかとなった。さらに、アジア中東部地域を対象とする水資源の動態を定量的に把握することを目的に、異なる時空間尺度の下における水と地域特性・人間活動との相互関係について比較検討した。その結果、近年局地的にみられる水文極値現象の頻発化と水質汚染の顕在化の実態が明らかとなった。水環境の負の方向への変化に関わる要因の解明にとって、水循環を中心的な概念に据えた水の持続可能性の観点からの水資源の適正な利用と保全・管理の重要性が指摘される。地形や地表被覆と気候変動との関係については、アジア中央部の天山山脈とその周辺のジュンガル盆地とトルファン盆地において、既存のものに比較して高精度に人工衛星データから地形の標高情報を抽出するアルゴリズムを新たに開発し、これを実際に適用して長期的な気候変動の指標となりうる乾燥地域内の湖沼周辺の微地形(湖岸段丘)を詳細に抽出することができた。我が国が打ち上げて来年度より利用可能な最新の人工衛星ALOSデータを用いることでさらに高精度な分析が可能であることを確かめることができた。またアジア東部においては、長江中下流域で気候変動の影響と考えられる洪水の発生域と地形分布との関係を明らかにすることができ、長江河口部で堆積に伴う著しい海岸線拡大の時系列的な過程を明瞭に捉えることができた。広域水循環に関しては、アジア中東部地域を対象に,メコン川流域における水収支の長期変動について解析した結果,以下の諸点が明らかとなった。(1)年流出量は,1960年代に増加する一時期が出現したがその後減少に転じ,とくに1970年代後半以降は減少傾向が顕著である。(2)年降水量,年流出量,および両要素の差に関する変動率は1980年以降負の値をとることが認められた。(3)近年における流域降水量の減少は,河口部における堆砂量の減少と海岸侵食の増大に結びついていると考えられ,次年度の検討課題とした。アジアにおける気候システムとしては,冬季において,モンスーン・インデックス(MOI),低気圧活動の関係,北極振動(AO)・北太平洋数十年周期振動(PDO)について解析し,AO・PDOとも負のときMOIが発達しやすいことなどを導き出した。春季については,オゾン層破壊の寒冷渦など気候系への影響,夏季については,冷夏・暑夏,大雨・干ばつの出現機構について調べ,2003年の冷夏の構造などを解明した。秋季については,前線活動を中心に,台風を含む雲系ダイヤグラムを作成し,その時系列的・地域的な変動特性について新知見を得た。中央アジアから東アジアにおける地表被覆および微地形、気象データ、水文データなどの変化と気候変動や水資源動態との関係を詳細に分析し実態を把握することが本研究の目的である。広域の分析については、まず、入工衛星ADEOS-2/GLIおよびTerra/MODISデータを入手し、これらの地形の歪みを除去する精密な幾何補正手法の開発と、これを適用した広域の衛星データセットを整備した。次に、これを既存の時系列のデータセットと比較解析して著しい地表被覆が生じている地域を把握した。
レーザアブレーションによる光るSiナノ結晶の作製

レーザアブレーション法によりナノサイズSiを含んだ薄膜を作製するには、レーザアブレーションによる薄膜作製におけるターゲットからの粒子の射出過程、その分解・凝集過程、酸化過程、基板上での堆積過程を理解することが不可欠である。そこで7年度は主に、Si薄膜堆積の基礎過程に重点を置いて調べた。8年度は、発光するナノSiの作製を目指して、レーザアブレーション法により室温に保った石英基板上でSi薄膜の作製、及び堆積した薄膜のエキシマレーザによる改質を行った。その結果、酸素+ヘリウム雰囲気中で、微結晶を含有した酸化Si薄膜の作製に成功した。しかし、ラマン散乱及びX線回折測定の結果では、その結晶は数十ナノであり、数ナノサイズの結晶粒の確認はできなかった。また堆積したままの状態では非常に弱いフォトルミネッセンスしか観測されなかった。そのような試料に、レーザアプレーションに用いるレーザフルエンスよりかなり低いフルエンスで、エキシマレーザ照射を行ったところ、大きな可視フォルトミネッセンスが観測されるようになり、結果的には照射前の100倍を越えるフォトルミネッセンス強度が得られた。またレーザ照射による発光スペクトルのレッドシフトも認められた。ラマン散乱測定では、顕著なSi結晶の変化は認められず、発光が酸化Siマトリクスに起因するものか、ナノサイズSiに起因するものか明らかではない。現在、XPS測定によるSiの化学結合状態の変化を評価中であり、数ナノサイズのSi結晶の確認のため透過電子顕微鏡等による直接的な観測も必要であろう。作製した薄膜のSEM観察の結果、真空中で作製した薄膜には液体状態で飛来した液滴状粒子が堆積するのに対して、酸素雰囲気中で作製した薄膜では雰囲気により冷却され球状のまま固化して堆積していることがわかった。1×10^<-2>Paの酸素雰囲気で作製した薄膜の透過スペクトル測定の結果、この薄膜はほぼ同一酸素圧力下でマグネトロンスパッタで作製した薄膜より酸化が促進されているという結果を得た。また、レーザアブレーション法で2.7×10^<-3>Paの酸素雰囲気にさらに13PaのHeを添加したところ、酸化がさらに大きく促進されることがわかった。以上のように、レーザアブレーションは特異な薄膜堆積・酸化機構を有することが明らかとなった。発光するナノSiの作製を目指して、レーザアブレーション法により室温に保った石英基板上でSi薄膜の作製を行った。その結果、2.7×10^<-4>Paの低酸素雰囲気中及び数十Paの高酸素雰囲気中いずれにおいても、微結晶を含有したSi薄膜及び酸化Si薄膜の作製に成功した。しかし、ラマン散乱及びX線回折測定の結果では、その結晶サイズは数十ナノであり、数ナノサイズの結晶粒の確認はできなかった。作製したままの状態では両試料ともフォトルミネッセンスは観測されなかったが、酸化Si薄膜では窒素中アニールを行うことによってフォトルミネッセンスが観測されるようになった。またアニールによる発光のブルーシフトや発光強度の増大も認められた。現時点では、発光が酸化Siマトリクスに起因するものか、ナノサイズSiに起因するものか明らかではないが、数ナノサイズのSi結晶の確認のため透過電子顕微鏡等による直接的な観測が必要であろう。

その結果、酸素+ヘリウム雰囲気中で、微結晶を含有した酸化Si薄膜の作製に成功した。しかし、ラマン散乱及びX線回折測定の結果では、その結晶サイズは数十ナノであり、数ナノサイズの結晶粒の確認はできなかった。また堆積したままの状態では非常に弱いフォトルミネッセンスしか観測されなかった。そのような試料に、レーザアブレーションに用いるレーザフルエンスよりかなり低いフルエンスで、エキシマレーザ照射を行ったところ、大きな可視フォトルミネッセンスが観測されるようになり、結果的には照射前の100倍を越えるフォトルミネッセンス強度が得られた。またレーザ照射による発光スペクトルのレッドシフトも認められた。ラマン散乱測定では、顕著なSi結晶の変化は認められず、発光が酸化Siマトリクスに起因するものか、ナノサイズSiに起因するものか明らかではない。現在、XPS測定によるSiの化学結合状態の変化を評価中であり、数ナノサイズのSi結晶の確認のため透過電子顕微鏡等による直接的な観測も必要であろう。
冠動脈慢性完全閉塞病変のカテーテル治療に関する臨床・病理学研究と治療器具の試作

冠動脈慢性閉塞(CTO)は冠動脈インターベンションの最大のチャレンジであるが、臨床データが不足している上、成功率を上げるためのデバイス開発が十分でない。そこで、1)CTO-PCIの臨床成績および2)成功率を向上するためのCTO血管の解剖の検討、3)治療器具の試作を行った。1)525病変の治療データから、遠隔期成績、病変難易度が慢性期開存率に及ぼす影響を明らかにし、アンギオの定性・定量解析により治療部位の経時的変化を同定した。2)光干渉断層法画像を用い、成功率に強く影響する石灰化の分布特性を調査中である。3)治療デバイスのカテーテル先端に装着しうる、20MHzの超音波アレイの開発に成功した。研究の目的は、1)3つの国内大規模医師主導臨床試験の有機的解析、2)CTO血管の病理学的検討、3)CTOに特化した治療器具の試作である。当該年度に実施した研究の成果は以下の通りである。1)に関しては、J-CTOレジストリーの1年次臨床成績、J-CTOスコア(難易度モデル)と中期成績との関連につき論文化し、現在米国論文投稿中である。また、J-CTOレジストリーのフォローアップアンギオを用いた詳細な解析に関し、統計解析を終え論文作成中である。G-FORCE試験は、データのアンギオ定量評価をほぼ終了し、得られたデータから新しい知見を導き出そうとしているところである。本年度は、CTOの最新データ収集を主目的に、日本循環器学会に出席し、その費用を計上した。2)についてであるが、臨床症例を用い、血管内画像の組織定性診断などで別の検討ができないか、という現実的対応策を視野に入れ、CTO血管のPCI時の画像収集を開始した。3)についてであるが、完成した前方視トランスデューサーのカテーテルへの取り付け、カテーテルの細径化などの応用で苦心している。キューサーのエネルギーを用いたCTO血管の破砕装置については、衝撃エネルギーが予想外に強く、血管損傷の恐れがあることが判明した。引き続き、開発企業と検討の上、試作機の開発を進めていきたい。本年度は、臨床データの解析、論文化などが特に順調に進み、CTO治療の意義、問題点に関してエビデンスを提供し得た。今回の研究は、1)慢性冠動脈閉塞(CTO)の臨床・病理の研究と2)治療器具の試作に大分できる。1)研究に関する成果は、「CTOの治療難易度スコアと長期予後の関連」として米国の学会で発表し、論文を投稿中である。また、アンギオの詳細な解析を"Serial quantitative coronary angiography analysis after CTO lesion treated with drug-eluting stent"の題名で論文化し投稿中である。これら知見をまとめて、台湾におけるCTO-Clubという研究会で招請講演を行った。治療後5年の長期成績のデータを収集中で、これも論文化を予定している。以上の通り、本研究の解析から少なくとも3本の論文化の目処が立ち、うち2本は投稿中である。当初はCTO血管の病理研究も全研究の一部として申請したが、研究代表者の施設異動のため遂行が困難になり、中止する方針とした。しかし、最近、血管内超音波および光干渉断層法を用いて、石灰化の分布や血管リモデリング状態などの血管構造の詳細な解析が可能となり(画像解析システムを研究費で購入・研究費に計上した)、当初計画していた病理研究を代用する形で3次元画像を駆使した研究を開始した。これは研究期間には終了せず、持ち越すこととした。2)治療器具の試作は、超音波素子(直径2mmの20MHzのアレイ)の試作は終了した。この超音波装置を装着したカテーテルに推進力を持たせるための、掘削力のあるエネルギー技術の搭載が目標だったが、すでに医療認可を受けた技術でも、冠動脈内(想定外使用)への応用はハードルが高い。今回の研究費で可能な範囲で「カテーテルの試作」は進めることができたが、この間に市販のIVUSも改良され、臨床現場のニーズも満たされつつあり、商品化は将来へ引き継ぐテーマである。研究の目的は、1)CTO治療のエビデンス構築、2)カテーテル治療成功に関与するCTO血管の病理学的特徴に関する検討、3)CTOに特化した治療器具の試作である。特に当該研究費を充当すべき優先順位としては、治療器具の試作が最も高い。当該年度の研究成果についてであるが、1)については当該年度の実施計画通り、J-CTO試験のフォローアップアンギオ解析を終了した。薬物溶出性ステントのパフォーマンスが良く、CTO治療後の再狭窄を非常に良く抑えることが判明した。この結果については、24年度に発表予定である。G-FORCE試験については症例登録を終えようとするところである。

2)についてであるが、剖検心臓を集め冠動脈を調べているが、CTO血管が想定以上に少なく、標本の採集に苦心しているところである。3)についてであるが、当該研究の最終かつ最大の目的であるが、予定が非常に順調に進行している。研究協力者のテルモ矢上氏との共同開発により、既に前方視血管内超音波のプローブの試作に成功した。この超音波カテーテルにワイヤーのルーメンを作成し、カテーテルとしての使用環境を準備できている。引き続き、CTO血管の通過エネルギーについて検討中である。現在、キューサーシステムの原理の応用を考えている。血管内超音波の前方視で方向を見定めて、この超音波エネルギーによる血管アブレーションを行うことで、CTO血管の開通が可能になるのではないかと考えている。研究の目的は、1)3つの国内大規模医師主導臨床試験の有機的解析、2)CTO血管の病理学的検討、3)CTOに特化した治療器具の試作である。現在までの達成度は以下の通りである。1)に関しては、J-CTOレジストリー非常に順調にエビデンス構築が進んでいる。1年次の臨床成績の論文、アンギオ解析の論文は既に目処が立ち、難易度の計算モデルであるJ-CTOスコアの遠隔期に及ぼす影響、なども準備が進んでいる。さらにサブ解析を進める予定であり、既にパブリッシュしたものをあわせると、このレジストリー研究から少なくとも5本以上の論文作成の目処が立っている。G-FORCE試験の登録が終わり、アンギオ解析もほぼ終了した。さらに第3の臨床試験を企画していたが、共同研究予定であったスポンサー企業が他社に買収され、予定していたCTOワイヤーの販売が見送られたため、企画が頓挫してしまった。この件は想定外であったが、既に2つの臨床試験が完了しているため、2つの臨床試験の有機的解析を予定しているが、これで十分な検討ができると考えている。2)に関してであるが、剖検例からCTO血管を同定することが困難であること、剖検例数が想定以上に少ないなどの障害が明らかになり、さらに筆頭研究者の施設異動で、旧施設との共同研究が困難になったことを受け、分担研究者と相談の上、剖検例を用いた病理学的検討を断念することとしたことは昨年度報告した。最近の画像診断学の進歩により、CTO-PCI症例から組織定性診断の手法を利用した代用研究を検討している。3)は前方視トランスデューサーの試作は既に成功している。画像取得の方法は予想以上に早く進んだ。CTO特価デバイスとしては、前方を掘削するエネルギーとの結合を視野に入れているが、この技術には難航している。この部分は大きなブレークスルーには至らなかった。研究実績の概要の通り、1)臨床試験の解析に関しては順調に進んでおり、2)病理研究に関しては遅れている。ただし、最大の目標であった3)治療器具の試作については難関の1つをクリアできており、非常に順調であった。これらを総合し、概ね順調に進展している、と判断した。来年度が最終年度である。臨床研究、病理学的研究、器具開発という多岐にわたる野心的な研究計画であった。ある部分は現実に直面し、研究計画を変更せざるを得ないが、全体としては上手く進んでおり、このまま研究を継続する。
フランスの都市景観におけるピトレスク概念の誕生と都市保全に関する研究

平成30年度は文献・写真解析に基づく「ピトレスク」概念の歴史研究を中心に行った。古きパリ委員会(CVP)議事録の精査などにより「ピトレスク」概念の語彙的定義を探求し、アジェの写真による景観分析を行った。具体的には、イギリスピクチャレスク美学を概観した後、各時代の辞書により「ピトレスク」概念の定義の変遷を明らかにし、フランス国立図書館デジタルアーカイヴから1898年から1933年のCVPの議事録を収集・分析した。写真に関しては、ウジェーヌ・アジェが1906年から撮影した「古きパリの地誌Topographie du vieux Paris」シリーズを対象とし収集・分析した。また、現在の都市空間の保全制度の状況解析については、パリ市およびリヨン市の地区評議会による都市景観に関する合意形成について調査・分析を行った。具体的には、パリ市13区における参加型予算と呼ばれる市民提案型のプロジェクトの実施状況に関して、およびリヨン市におけるCivocracyと呼ばれるネット上での合意形成プロジェクトに関する調査・分析を行った。文献・写真解析に基づく「ピトレスク」概念の歴史研究を行い、現在の都市空間の保全制度の状況解析についても行うことができた。「ピトレスク」概念の語彙的定義の変遷を分析し、参加型予算とCivocracyの概要についても明らかにすることができた。平成32年度の研究計画について遂行する予定である。平成30年度は国内での調査研究・学会発表を主として行ったため、次年度使用額が生じた。平成31年度の使用計画に関しては、物品費として20万円の図書購入費を予定し、国内旅費として16万円(日本都市計画学会大会参加旅費6万円、日本建築学会大会参加旅費10万円)、海外旅費50万円(フランス調査2週間)、人件費・謝金として研究協力者謝金16万円、その他として12万円(論文別刷5万円、印刷関連消耗品3万円、各学会参加費2万円、各学会への論文投稿料2万円)を予定している。
侵害受容器特異的活動操作による効果器機能の実証と疼痛制御

本研究では種々のアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターやプラスミドのエレクトロポレーションによる局所遺伝子改変により、痛みや多彩な生理現象を担う侵害受容器および骨格筋細胞に光活性化分子を導入し、その光遺伝学的活動操作を試みた。筋細胞へのチャネルロドプシン(ChR2)導入は部分的に成功し、微弱ながら青色光照射による筋収縮を誘発できた。しかし、遺伝子導入による細胞損傷が広範囲にみられ、課題を残している。侵害受容器へは様々なプロモータやセロタイプによるAAVベクターを用いて検討を行ったが、ChR2の発現レベルや生理機能を発揮するには至っておらず、実用的なレベルに向けて更なる検討が必要である。痛みは医療の根源と言える。もし痛みのON/OFFをミリ秒単位で自由自在に制御できれば、患者の疼痛緩和やそれによる医療経済的メリットが期待できる。今回、我々はアデノ随伴ウィルス(AAV)ベクターをマウスやラットの末梢神経や末梢組織へ局所投与し、痛覚受容を担う末梢侵害受容器に特異的にチャネルロドプシン(ChR2)やアーキロドプシン(ArchT)などの光活性化分子を発現させ、特定波長の光照射で痛覚線維の発火や痛覚行動を制御する技術・評価手法の開発を試みた。また、痛みや筋肉量減少を伴うサルコペニアの治療法開発を念頭に、AAVベクターを用いてChR2を骨格筋に導入し、光照射による筋収縮の非侵襲的誘発を試みた。現在までに種々のプロモータやセロタイプを組み合わせた多くのAAVベクターを用い、遺伝子導入部位や方法を試行錯誤しながら、末梢神経、特に痛覚受容線維への光活性化分子の発現や機能確認を行っているが、実用的な段階に至っていない。また、本研究では光遺伝学の末梢組織へのさらなる応用を目指して、末梢神経のみならず、骨格筋へのChR2の遺伝子導入を試みている。現在、数種のAAVベクターの筋内局所投与により、微弱ではあるが、肉眼で確認できる筋収縮を惹起することに成功している。一方、明らかな細胞傷害性を示すAAVベクターが確認されたことから、安全面での問題も浮き彫りになった。今後、遺伝子導入法のさらなる改良により、ChR2の発現効率を向上させ、筋肉量減少を伴うサルコペニアや、筋の一部に「コリ」を有する筋・筋膜性疼痛の病態解明に向けた実験モデルの開発に生かしていきたい。申請者自身の異動(名古屋大学→富山大学)と異動先研究室の耐震改修工事があり、実験室の引越に伴うセットアップに相当の時間と労力を払った。ようやくセットアップできて、実験が始められる環境が整ったものの、所属寄付講座の突然の閉鎖により、平成29年度はまた異動を予定している。この間、本研究開始に先行して取得していたデータの解析や遺伝子改変動物の受け入れについては目途が立ってきた。H29年度はいち早く実験セットアップを立ち上げ、研究計画を軌道に乗せる。痛みは医療の根源であり、侵害受容器は痛みの入口となる。もし侵害受容器活動を介した痛覚受容のプロセスをミリ秒単位の高い時間分解能で自在に制御できれば、疼痛を抱える患者や痛みによる医療経済的負担の軽減に役立つと期待できる。また、痛覚に関わる侵害受容器の新しい分類や特徴づけ、その活性化機構・因子に関わる研究は、疼痛治療や予防に役立つと考えられる。本年度は骨格筋の病態時の痛み受容に関わると考えられているが、未だにその存在が実証されていない非活動性侵害受容器について解析を進めた。その結果、骨格筋における非活動性侵害受容器の存在とその受容器線維の軸索伝導特性を明らかにすることができた。また、非活動性侵害受容器の一部は実験的な炎症状態を模擬することで活性化することがわかった。現在、皮膚の非活動性侵害受容器との差異についても解析中である。さらに、骨格筋の痛覚過敏におけるTRPA1チャネルの関与を確かめるため、遅発性筋痛(いわゆる運動後の筋肉痛)の動物モデルを用いて解析を進めた。その結果、行動レベルでTRPA1の関与が明らかとなった。現在、その侵害受容器レベルでの関与を検証中である。また、アデノ随伴ウイルスベクターを用いて光活性化分子であるチャネルロドプシン2やアーキロドプシンTの導入を試みたラット・マウスの末梢侵害受容器や骨格筋切片標本の画像からそれらの発現を確認したが、実用的なレベルには至らなかった。また、一部では激しい組織損傷を生じており、安全面での課題もクリアできていない。今後、更なる改良・検討が必要であると考える。本研究計画の採択前に先行して取得したデータの解析を行ったところ、アデノ随伴ウイルスベクター(AAV)を用いた光活性化タンパク(ChR2)の侵害受容器への導入、およびこれによる疼痛制御や効果器機能の表出は上手くいっていない。

平成29年度はAAVではなく、主として遺伝子改変動物を用いた末梢神経の光遺伝学操作に切り替えて、痛覚過敏やアロディニアのメカニズム解明や治療の方策を探る予定である。疼痛生理学平成28年度は研究計画の申請時に予想できなかった申請者自身の異動と異動先研究室の耐震改修工事が重なり、実験室・実験環境の引越と再セットアップに多大なエフォートが割かれた。また、研究補佐員の募集を行ったが、適任者が見つからず、人件費の執行がなかったため、次年度に使用額が生じた。平成29年度は予定通り研究補佐員(1名)を雇用し、人件費を執行する。また、申請時当初は予定していなかった遺伝子改変動物の導入と維持管理費の捻出が必要になるため、次年度使用額に相当する予算をこれに充当し、範囲内で適切に執行する予定である。
ナノ・メゾスケール域の解析および観察による下限界近傍の高温疲労き裂進展の解明

本研究の目的は、高温における下限界近傍の疲労き裂進展挙動に対し,分子動力学を用いたナノスケール解析とともに,マクロスケール実験とメゾスケール観察よりアプローチすることにある。本研究で得られた主な成果を以下に示す.1.大気中および真空条件下の下限界近傍および下限界以上の領域における高温疲労き裂伝ぱ実験を,ステンレス鋼SUS304に対して行った.真空中のき裂進展抵抗は大気中のそれより大きかった。疲労き裂進展の下限界値ΔK_<th>は,大気中と同様真空中においても,550°C付近で極大値をとることがわかった.応力拡大係数範囲ΔK漸減法により疲労き裂進展下限界値を求めた.き裂進展の下限界現象が認められた後,最大応力拡大係数を上げたところ,再びき裂進展が認められた.この操作を繰り返すことにより,真空中においても真の下限界値というべき値が存在することがわかった.下限界値近傍を除けば,き裂進展速度da/dNとΔKの関係に対する温度の影響は小さかった.経年劣化材およびNi基超合金に対しても疲労き裂の伝ぱ実験を行った.メゾスケール観察により,き裂の先端において生じたすべり,塑性変形と,き裂の進展との関連を調べた.2.分子動力学法を用いて,鉄における下限界近傍の疲労き裂伝ぱのナノスケールシミュレーションを行った.モードIだけでなくモードIIでもき裂進展が認められた.混合モード下のき裂進展方向は,円周方向応力の変動成分が最大となる方向にき裂が進展するという仮説による予測とほぼ一致することがわかった疲労き裂進展に及ぼす傾角粒界とねじり粒界の影響を調べた.対応傾角粒界のうち,Σ73およびΣ99の小角粒界については,き裂が粒界を越えるものがあったが,Σ9およびΣ11の大角粒界についてはき裂進展阻止効果が大きかった.粒界がき裂に対して90°のねじり粒界ではき裂進展阻止効果が認められた.本研究の目的は、高温における下限界近傍の疲労き裂進展挙動に対し,分子動力学を用いたナノスケール解析とともに,マクロスケール実験とメゾスケール観察よりアプローチすることにある。疲労き裂進展の下限界値ΔK_<th>は,大気中と同様真空中においても,550°C付近で極大値をとることがわかった.応力拡大係数範囲ΔK漸減法により疲労き裂進展下限界値を求めた.き裂進展の下限界現象が認められた後,最大応力拡大係数を上げたところ,再びき裂進展が認められた.この操作を繰り返すことにより,真空中においても真の下限界値というべき値が存在することがわかった.下限界値近傍を除けば,き裂進展速度da/dNとΔKの関係に対する温度の影響は小さかった.経年劣化材およびNi基超合金に対しても疲労き裂の伝ぱ実験を行った.メゾスケール観察により,き裂の先端において生じたすべり,塑性変形と,き裂の進展との関連を調べた.2.分子動力学法を用いて,鉄における下限界近傍の疲労き裂伝ぱのナノスケールシミュレーションを行った.モードIだけでなくモードIIでもき裂進展が認められた.混合モード下のき裂進展方向は,円周方向応力の変動成分が最大となる方向にき裂が進展するという仮説による予測とほぼ一致することがわかった疲労き裂進展に及ぼす傾角粒界とねじり粒界の影響を調べた.対応傾角粒界のうち,Σ73およびΣ99の小角粒界については,き裂が粒界を越えるものがあったが,Σ9およびΣ11の大角粒界についてはき裂進展阻止効果が大きかった.粒界がき裂に対して90°のねじり粒界ではき裂進展阻止効果が認められた.本研究では、高温における下限界近傍の疲労き裂進展挙動の把握と下限界のメカニズムと密接に関連するものとみられるナノおよびメゾスケールの構造に着目し、下限界近傍の疲労き裂進展と下限界挙動に関して、分子動力学を用いたナノスケール解析とともに、マクロスケールの実験とメゾスケールの観察よりアプローチする。平成13年度に得られた主な研究成果は、以下の通りである。1.大気中および真空条件下の下限界近傍および下限界以上の領域における高温疲労き裂伝ぱ実験を、ステンレス鋼SUS304に対して行った。環境、温度および繰返し速度が高温疲労き裂伝ぱ速度da/dNおよび疲労き裂伝ぱ下限界値に及ぼす影響を明らかにした。環境の影響によりき裂伝ぱ速度da/dNが高くなり、き裂伝ぱ抵抗が低下していることが明らかとなった。経年劣化材およびNi基超合金を対しても疲労き裂の伝ぱ実験を行い、下限界近傍の疲労き裂の伝ぱ特性を明らかにした。2.下限界近傍における高温疲労き裂先端の近傍に対してメゾスケール観察を行った。き裂の先端において生じたすべり、塑性変形と、き裂の進展との関連について調べた。3.分子動力学法を用いて、鉄における下限界近傍の疲労き裂伝ぱのナノスケールシミュレーションを行った。き裂の成長を表現するため、き裂成長量の考慮、原子間相互作用力の低下を考慮した計算手法を導入した。結晶方位が疲労き裂伝ぱ挙動と伝ぱ速度に及ぼす影響を調べた。

結晶粒界の構造、大角粒界と称角粒界の違いがき裂伝ぱ特性に及ぼす影響を調べた。本研究では、高温における下限界近傍の疲労き裂進展挙動の把握と下限界のメカニズムと密接に関連するものとみられるナノおよびメゾスケールの構造に着目し、下限界近傍の疲労き裂進展と下限界挙動に関して、分子動力学を用いたナノスケール解析とともに,マクロスケールの実験とメゾスケールの観察よりアプローチする。平成14年度に得られた主な研究成果は,以下の通りである.1.真空条件下の下限界近傍および下限界以上の領域における高温疲労き裂伝ぱ実験を,ステンレス鋼SUS304に対して行った.温度としては,350°C,550°Cおよび650°Cを採用した。まず応力拡大係数範囲ΔK漸減法により疲労き裂進展下限界値を求めた。き裂進展の下限界現象が認められた後,最大応力拡大係数を上げた.その結果,大気中と同様,再びき裂進展が認められた.真空中のき裂伝ぱ速度da/dNは大気中のそれより低かった.下限界値近傍を除けば,da/dNとΔKの関係に対する温度の影響は小さかった。下限界値は大気中のものより高かった.2.分子動力学法を用いて,鉄における下限界近傍の疲労き裂伝ぱのナノスケールシミュレーションを行った.モードIおよびモードIIのもとで疲労き裂進展のシミュレーションを行った。き裂面の原子を取り除いたモデルではモードIIでもき裂進展が認められた.混合モード下の疲労き裂進展に対する結晶方位の影響を調べた.その結果、混合モード下のき裂進展方向は,結晶の方位によりばらつくものの,円周方向応力の変動成分が最大となる方向にき裂が進展するという仮説による予測とほぼ一致することがわかった.本研究の目的は、高温における下限界近傍の疲労き裂進展挙動の把握と下限界のメカニズムと密接に関連するものとみられるナノおよびメゾスケールの構造に着目し、下限界近傍の疲労き裂進展と下限界挙動に関して、分子動力学を用いたナノスケール解析とともに,マクロスケールの実験とメゾスケールの観察よりアプローチすることにある。平成15年度に得られた主な研究成果は,以下の通りである.1.真空条件下の下限界近傍および下限界以上の領域における高温疲労き裂伝ぱ実験を,ステンレス鋼SUS304に対して行った.まず応力拡大係数範囲ΔK漸減法により疲労き裂進展下限界値ΔK_<th>を求めた。疲労き裂進展の下限界値ΔK_<th>は,大気中と同様真空中においても,550°C付近で極大値をとることがわかった。き裂進展の下限界現象が認められた後,最大応力拡大係数を上げた.その結果,大気中と同様,再びき裂進展が認められた.この操作を繰り返すことにより,真空中においても真の下限界値というべき値が存在することがわかった.2.分子動力学法を用いて,鉄における下限界近傍の疲労き裂伝ぱのナノスケールシミュレーションを行った.疲労き裂進展に及ぼす傾角粒界とねじり粒界の影響を,き裂と粒界のなす角度および結晶の間の角度を種々に変えて調べた。対応傾角粒界のうち,小角粒界であるΣ73およびΣ99の粒界については,き裂が粒界を越えるものがあったが,大角粒界であるΣ9およびΣ11の粒界についてはき裂進展阻止効果が大きかった.ねじり粒界に対しても検討を行った結果,粒界がき裂に対して90°のモデルではき裂進展阻止効果が認められた.
睡眠呼吸障害が糖尿病患者のうつ症状に及ぼす影響に関する多施設共同疫学研究

本研究では2型糖尿病504名を対象として調査を実施し、糖尿病患者におけるうつ症状は約半数にあり、さらに重度のうつ症状の合併率は14.8%であった。うつ症状を有する糖尿病例では、年齢が若く、HbA1cが高く、肥満度が高い傾向が見られた。本研究ではうつ症状と睡眠呼吸障害との関連性が見られなかった。糖尿病のうつ症状との関連については名義ロジスティック解析でHbA1cが多因子で補正後であっても独立した関連因子であった。血糖の管理状況不良とうつ症状の関連性が明らかとなった。目的および背景:諸外国を中心として、糖尿病患者ではうつの有病率が高いことが報告されている。うつ病合併の糖尿病は、QOLが低下し、血糖コントロールの悪化をもたらし、死亡率が1.6倍と高くなる。睡眠呼吸障害は糖尿病に高率に合併しており、睡眠呼吸障害からは日中の眠気だけでなく、うつ症状と類似した自覚症状が出現する可能性がある。日本人2型糖尿病患者におけるうつ症状の有病率を明らかにし、さらに睡眠呼吸障害とうつ症状の関連性について解明することを目的とした。対象および方法:本研究では糖尿病患者513名の糖尿病患者を対象として、SDS(Self-rating Depression Scale)をうつ症状の指標とし、睡眠呼吸障害についてはpulsox-3iを用いたスクリーニング検査を行った。40点以上をうつ症状陽性として、50点以上を重度のうつ症状とした。結果:糖尿病患者におけるうつ症状は約半数に見られた。対象者のなかでさらに重度のうつ症状(SDS50以上)の合併率は14.8%であった。糖尿病のうつ症状との関連については名義ロジスティック解析でHbA1c (8%)が多因子で補正後であっても独立した関連因子であった(OR1.22, 95%C.I, 1.01-1.47, p=0.032)。結論:睡眠呼吸障害とうつ症状との関連性はあきらかではなかった。血糖の管理状況不良とうつ症状に関連性が見られた。糖尿病とうつ病はそれぞれ睡眠呼吸障害(Sleep Disordered Breathing :SDB)と関連していることが諸外国を中心に報告されている。しかし糖尿病患者におけるうつ病に関する大規模な調査をされておらず、うつ病の有病率も不明である。また我が国の糖尿病の特徴としては比較的痩せ型の糖尿病が多い点や脳卒中の合併症が高率であることなど諸外国と大きく異なるため、うつ病やSDBの影響を解明するためには独自の調査が必要である。我が国で実施中の糖尿病患者を対象とした多施設共同研究のなかでも、ベースラインデータにうつの重症度を含めた研究は本研究のみである。本研究では、申請者らが愛媛県の主要基幹病院(糖尿病学会教育認定施設)と構築した極めて密接な協力体制を持つ糖尿病専門医ネットワークを基盤として、糖尿病患者を対象に質問紙法によるうつ病症状のスクリーニングを行い、同時にの評価を実施する。SDBが糖尿病のうつ症状へ及ぼす影響を明らかとし、糖尿病患者におけるうつ病、SDB、循環器疾患との関連性を明らかにする予定でである。長期的なプロスペクティブコホートのベースラインデータの整備するための、多施設共同疫学研究を行う。愛媛県内10病院の糖尿病患者約2500名を対象する。全施設で臨床研究倫理委員会で承認を得た上で調査を実施する。また本研究は、文書および口頭で説明し、同意を取得した上で実施する。糖尿病の罹病期間、糖尿病の治療歴など糖尿病に関する一般的な調査を行う。糖尿病合併症の評価は日本糖尿病学会専門医が行う。また眼科専門医が網膜症の評価も実施する。うつ病、脳卒中、虚血性心疾患の既往などについて問診、診察、生理検査などから調査を行う。愛媛県の関連施設において本研究に関する症例の同意取得及び調査が行われている。全症例が日常臨床の中で同意取得を行うために、説明および同意取得に時間を要している。初年度で900例の同意取得を行い、自己記入式の調査票の回収、睡眠呼吸障害のスクリーニング検査を実施した。現在は登録症例のデータを入力については500例までのデータ入力が終了している。本調査の対象患者は2500名を予定しており、進捗状況としてはやや予定よりも症例数が少ない点があげられる。しかし現段階では関連施設いずれにおいても順調に症例登録が行われており、予定症例数の登録が出来る予定である。登録症例数の増加が本研究においては極めて重要である。各施設での登録に関する工夫などの情報共有や登録症例数の確認やデータの回収のために、定期的な打ち合わせ会を開催を予定している。

また登録状況についてはメールや封筒で定期的にニュースレターを作成して配布し、各施設における症例登録を促す予定である。また症例数不足が予測された場合には本年度に参加施設追加を予定している。膨大な自己記入式の質問票を作成しており、ややデータの入力が各種データの整備に時間がかかっているため、本年度はデータ入力体制の見直しを行う予定である。睡眠呼吸障害のスクリーニング検査を1000人分実施予定で、その検査費用として使用予定である。また膨大なデータの入力のために、データ入力人員増員を予定しており、人件費として使用も予定している。中間時点でも1000人近くのデータの集積化が進んでおり、現段階でのデータをまとめて国際学会(アメリカ糖尿病学会2012年6月フィラデルフィア)で発表予定である。膨大なデータのため、入力の進捗状況を見ながらパソコンの購入を考慮している。さらに愛媛県内全域で実施されているため、インターネットを介しての登録を可能とするためにWifiなどの機器購入や論文作成のための英文校正にも研究費を使用したいと考えている。
占領期神戸における都市空間の変容過程に関する研究

平成30年度は、これまでの悉皆的な占領期(1945-1952年)の神戸基地に関する資料収集と研究発表の成果を踏まえて、さらなる分析・検討と地域社会への還元を目指した。また、研究成果公開促進費を得て、本研究課題の成果も含む『神戸闇市からの復興ー占領下にせめぎあう都市空間』(慶應義塾大学出版会、2018年)を刊行した。本研究課題の成果をもとに「新長田下町芸術祭」の関連講義「近現代神戸の都市史に見る下町エリア」や、戦後神戸の都市開発について年表の作成、1995年の阪神・淡路大震災の震災復興再開発に言及する論考を『建築雑誌』に執筆する等、占領下から現在に至る神戸の都市空間への視座を提示した。占領下神戸の映画興行の再建と占領についても調査を進め、共著の書籍への原稿として執筆した。占領期の神戸に暮らした地域住民へのヒアリング調査を行った成果の社会還元として前年度末に実施した、デザイン・クリエイティブセンター神戸との協働企画「神戸スタディーズ#6 "KOBE"を語るーGHQと神戸のまち」の成果冊子を作成した。さらにその展開として、ヒアリング内容や収集した資料や論考を用いて企画監修した展示をデザイン・クリエイティブセンター神戸で開催、写真収集家の協力を得てスライドトークも実施した。主として占領期の前半にあたる1945年から1949年頃の神戸基地に関する占領軍の駐留実態や地域住民との関係についての調査成果をまとめ、論文や展示等アウトリーチとして発表した。なお、今後の研究の展開として、占領後期から神戸基地周辺にも影響を及ぼした朝鮮戦争と阪神間の都市形成の関係の解明を想定している。平成28年度は、国立国会図書館憲政資料室における日本占領期史料の文献史料調査によって、RG407"World War II Operations Reports"とRG331"Organizational File, 1945-1952"から、兵庫県(神戸市)の占領任務に就いた第1軍団第24歩兵師団と第25歩兵師団の月報、1946年から1950年までの神戸基地の月報・年報を収集した。これらの米公文書から"Billeting"(舎営関係)や"Black Market Activity"(闇行為)への言及箇所等を整理分析し、戦後日本の外交記録にあたる神戸地方の執務月報の設営関係への言及との照合から、対象地域における占領軍の調達実態と闇市取締施策の方針等を把握した。そして、兵庫県神戸市の闇市を中心にした戦後都市商業集積の生成・展開過程と展開によって生まれた空間の特性について、GHQ占領と戦災復興の文脈から史的に解明、位置付けるものとして査読論文「占領下神戸における商業集積の生成と変容ー近現代日本の中心市街地の変容に関する史的研究」を『日本建築学会計画系論文集』に投稿し、平成29年1月に掲載された。このほか、都市環境デザイン会議関西ブロック主催の特別セミナー『公共的なオープンスペースにおける商活動ーその社会的な意義を探る』や共同研究の成果報告会『都市としての闇市ー闇市研究のフロンティアー』等における研究発表の機会を通して、占領軍と都市、そして闇市に関する神戸の事例を報告することで、他地域との比較や地域的特性の検討を重ねた。平成28年度は、予定していた資料調査と研究分担者として参加する共同研究での議論を反映させた占領下神戸地方の特性の把握をもとに、資料収集と分析を順調に進めることができた。平成29年度は、前年度までに進めた国立国会図書館憲政資料室における日本占領期史料の文献史料調査の成果等から把握した概略を踏まえて、米国立公文書館における米公文書調査を補助を得て行うことにより神戸基地に係る収集史料を補完し、悉皆的な収集と把握を目指した。占領初期の19451949年については既に過半に着手していたため、1950年以降の神戸基地月報と地図等図版資料を重点的に調査・収集した。前年からの成果を踏まえた査読論文として「占領下日本における部隊配備と占領軍家族住宅の様相」を『日本建築学会計画系論文集』に投稿し、平成29年9月に掲載された。このほか本研究課題の成果をもとに「新長田下町芸術祭」の関連講義「戦後神戸の都市史から見る新長田のまち」や、神戸の1945年の戦災と1995年の阪神・淡路大震災の経験と記憶の継承に言及する論考「戦災の記念から阪神・淡路大震災の記念へ」を『建築雑誌』に執筆する等、占領下から現在に至る神戸の都市空間への視座を提示した。また、研究成果の発表に加えて、占領期の神戸に暮らした地域住民へのヒアリング調査を行った成果の社会還元として、デザイン・クリエイティブセンター神戸との協働企画「神戸スタディーズ#6 "KOBE"を語るーGHQと神戸のまち」を実施した。これらの機会を通して、占領軍による神戸基地の駐留実態や地域住民との関わり、戦前から戦中戦後にかけての他地域との比較を通じた地域的特性の検討を行った。平成29年度は、予定していた史料調査を適切な指示のもとに業務委託として実施することができた。収集資料の分析、研究成果の発表に加えて、占領期の神戸に暮らした市民へのヒアリング調査を公開型の地域連携プロジェクトとして実施した。その戦争から占領期までの生活再建の経験に関する情報収集から神戸という地域の特性を読みとり、かつその記録を幅広い世代に向けて発信することによって、次年度への展開の足掛かりを得た。

平成30年度は、これまでの悉皆的な占領期(1945-1952年)の神戸基地に関する資料収集と研究発表の成果を踏まえて、さらなる分析・検討と地域社会への還元を目指した。また、研究成果公開促進費を得て、本研究課題の成果も含む『神戸闇市からの復興ー占領下にせめぎあう都市空間』(慶應義塾大学出版会、2018年)を刊行した。本研究課題の成果をもとに「新長田下町芸術祭」の関連講義「近現代神戸の都市史に見る下町エリア」や、戦後神戸の都市開発について年表の作成、1995年の阪神・淡路大震災の震災復興再開発に言及する論考を『建築雑誌』に執筆する等、占領下から現在に至る神戸の都市空間への視座を提示した。占領下神戸の映画興行の再建と占領についても調査を進め、共著の書籍への原稿として執筆した。占領期の神戸に暮らした地域住民へのヒアリング調査を行った成果の社会還元として前年度末に実施した、デザイン・クリエイティブセンター神戸との協働企画「神戸スタディーズ#6 "KOBE"を語るーGHQと神戸のまち」の成果冊子を作成した。さらにその展開として、ヒアリング内容や収集した資料や論考を用いて企画監修した展示をデザイン・クリエイティブセンター神戸で開催、写真収集家の協力を得てスライドトークも実施した。主として占領期の前半にあたる1945年から1949年頃の神戸基地に関する占領軍の駐留実態や地域住民との関係についての調査成果をまとめ、論文や展示等アウトリーチとして発表した。なお、今後の研究の展開として、占領後期から神戸基地周辺にも影響を及ぼした朝鮮戦争と阪神間の都市形成の関係の解明を想定している。平成29年度は、前年度に収集した資料の分析・読解にあたるとともに、建築学会論文集における研究成果の公表と、地域連携プロジェクトの準備に着手する。これに加えて、米公文書館の史料調査のために確保できる時間が限られることから現地職員に補助を依頼して、米公文書調査を補完する。平成30年度は、前年度までに重点的に収集した米公文書、写真、ヒアリング記録等の資料の分析・読解を進めつつ、建築学会論文集における研究成果の公表を行う。これに加えて、地域連携プロジェクトの発展形として、前年度までに取り組んだ占領期関連企画にて交流の生まれた他分野の研究者等との協働や情報発信を目指す。平成28年度は、当初出張予定よりも短い期間となったため。当初旅費とした予算を資料収集の外部委託に充当したが、一部の調査は年度内に完了し得なかったため、平成30年度はより早期に調査依頼を進める。平成28年度の研究の進捗によって、当初出張目的としていた予算を資料収集の外部委託に充当する可能性を得た。使途を精査しつつ、より有効な予算使用によって研究を遂行したい。
活性クロマチン・不活性クロマチンの境界の分子機構の解析

多細胞生物の分化した細胞では,ほとんどの遺伝子は不活性クロマチンとして存在する。不活性クロマチンと活性クロマチンの間には境界が存在し、境界を形成する複合体が不活性クロマチンからのDNAメチル化等の不活性化の波を遮断すると予想されてきた。しかし,生物学的に重要な意味をもつにも関わらず,その分子機構については,ほとんど明らかにされていなかった。この研究では,クロマチンの境界を形成するために必須の塩基配列を特定化し,クロマチンの境界複合体を形成するタンパク質因子の同定と、因子の遺伝子のクローニングを行った。また、トランスジェニック生物作出の際に大きな障壁となっているポジション効果を,回避するためにクロマチンの境界が有効であることを示した。1.ウニのアリールスルファターゼ(Ars)遺伝子上流(-2686-2113)に存在するクロマチンの境界約600塩基対を細分化し、エンハンサー遮断効果を指標に境界(インスレーター)活性を解析した。その結果、-2232-2175の配列がインスレーター活性に不可欠であることが明らかになった。2.また、この領域に結合する因子を、酵母を用いたOne Hybridシステムによってクローニングしたところ、CTCFホモログ及び、新規遺伝子がクローニングされた。新規遺伝子はインスレーター内のGストレッチに結合することが示されたので、Gストレッチ結合因子(GSBP)と名付けた。3.GSBPは分裂間期の核に存在し、染色体分裂期に消失することが明らかになった。4.さらに、GSBPのDNA結合ドメインのみを強制的に発現させると染色体分離に異常が生じることが明らかになった。5.ヒト、ショウジョウバエからGSBPホモログを単離した。6.ウニのArsインスレーターが、ヒト培養細胞、マウス胚、植物培養細胞でもポジション効果を遮断する活性があることを確認し、インスレーターが将来的に遺伝子導入技術の飛躍的進歩に貢献する可能性を示唆することができた。
c-myc遺伝子転写抑制因子を用いた消化器癌の治療法の開発

はじめに:c-Myc蛋白の発現増大は多くの癌で認められ、c-Mycの転写調節異常は癌進展に関与している。さらに最近の研究では、c-Myc蛋白を発現調節できるトランスジェニックマウスの系において、c-mycの多寡により発癌と癌退縮を可逆的にコントロールすることに成功している。これらの実験結果は、c-myc転写抑制が癌治療の一つのターゲットとなり得ることを示唆している。平成16年度・17年度の結果:本年度の研究成果によりc-myc転写調節因子FIRをHeLa細胞に強発現させたところ、c-Myc蛋白の発現抑制とそれに伴うアポトーシスが誘導された。さらにこのFIRによるc-Myc発現抑制とアポトーシス誘導は転写活性部位であるFIRのN末端を欠損させた変異FIRでは見られず、c-Mycの強発現によっても回避されることが示された。従ってFIRによるアポトーシス誘導はc-Myc発現抑制によるものと考えられた。一方、c-Mycを抑制するFIRは、予想に反してc-Mycが高発現している大腸癌でmRNA、蛋白レベルの両者で高発現していた。この原因を調べたところFIRの転写抑制部位であるN末端(エクソン2)の欠損したスプライシングバリアントが癌特異的に高発現していることを見出した。さらにこのエクソン2を欠失したFIRスプライシングバリアントは正常型FIRのc-Myc抑制とアポトーシス誘導能をともに拮抗阻害した。これらの事実から、大腸癌ではFIRの転写活性部位であるエクソン2を欠失したFIRスプライシングバリアントの高発現によるc-myc遺伝子脱制御の結果c-Mycの発現抑制が起こらず、アポトーシス誘導が阻害されることが癌進展に関与していると考えられた。今回の結果はFIRが癌遺伝子として最も古くから知られているc-mycの大腸癌発現増大がどのような機序で起こっているのかに関する重要な新知見であると同時に、いままで報告されていない大腸癌化のメカニズムの一部である可能性がある。さらにFIRの機能メカニズムを解析することにより、将来の癌治療に応用可能と考えている。はじめに:c-Myc蛋白の発現増大は多くの癌で認められ、c-mycの転写調節異常は癌進展に関与している。さらに最近の研究では、c-Myc蛋白を発現調節できるトランスジェニックマウスの系において、c-Mycの多寡により発癌と癌退縮を可逆的にコントロールすることに成功している。平成16年度の結果:本年度の研究成果によりc-myc転写調節因子FIRをHeLa細胞に強発現させたところ、c-Myc蛋白の発現抑制とそれに伴うアポトーシスが誘導された。この原因を調べたところFIRの転写抑制部位であるN末端の欠損したスプライシングバリアントが癌特異的に高発現していることを見出した。さらにこのFIRスプライシングバリアントは正常型FIRのc-Myc抑制とアポトーシス誘導能をともに障害した。