hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フラクタルによる鋳造材のデンドライト組織の評価

従来の単一デンドライトに対する無次元周囲長の定義を拡張し,実組織の断面に2次元的に観察される複数の初晶の総面積とその総周囲長を測定し,その総面積と等しい円の周囲長と測定した総周囲長との比として新たに定義した.H27年度は鋳型材質の異なる3種類の鋳型を用いて冷却速度を変化させることにより異なるフラクタル次元および無次元周囲長の組織形態を有する試料から引っ張り試験片を作成し,引っ張り試験を行った.フラクタル次元および無次元周囲長が増加すると,引っ張り強さが増加した.この結果,フラクタル次元および無次元周囲長から金属材料の機械的特性を予測出来る可能性が示された.一方向凝固した試料の無次元周囲長から共晶凝固時の固相率における固液共存体の透過率を求めた.固液共存体の毛細管モデルに基づき,モデル中の液相チャンネルの曲がり具合を表すパラメータ(tortuosity factor)に実測した無次元周囲長を適用することにより透過率を求めた.一方向凝固した試料は底部から試料上部に距離に沿って無次元周囲長が減少し,それと共に透過率は増加した.以前に報告されている実験で求めた透過率値は今回得られた透過率の範囲内に存在し,本手法の妥当性が示された.Al基合金の一方向凝固実験を行い,縦断面,斜断面および横断面のフラクタル次元を測定した.部分凝固時間が同じであれば各断面のフラクタル次元は等しい値となった.この結果は凝固組織から,凝固時の冷却速度を容易に見積もることを可能にする.また,デンドライト組織形態を評価する他のパラメータとして新たに無次元周囲長を検討した.フラクタル次元および無次元周囲長の異なる組織形態の試料の引っ張り試験を行った.フラクタル次元および無次元周囲長が増加すると,引っ張り強さが増加した.一方向凝固した試料の無次元周囲長から共晶凝固時の固相率における固液共存体の透過率を求めることが出来た.平成26年度の当初の予定ではフラクタル次元を測定した試料から引っ張り試験片を作成し,引っ張り試験を行い,フラクタル次元と機械的特性の関係も求める予定であったがそこまで至らなかった.また25年度で実施出来なかったAl-Cu2元系,Al-Si-Cu3元系合金に実験を拡張する予定であったがAl-Si-Cu三元系合金の一方向凝固実験は行われておらず,その意味では計画より遅れていると言える.しかし,代わりに当初予定していなかった斜断面でのフラクタル次元を測定し,部分凝固時間が同じであれば任意の断面で測定したフラクタル次元がほぼ等しくなることを十分に確認出来ている.このことは,今後のフラクタル次元の工学的応用を考える上で重要な成果と言える.また,当初計画していなかった新しい定義による無次元周囲長でも部分凝固時間が同じであれば任意の断面で観察される値がほぼ等しくなることを明らかにすることが出来ている.フラクタル次元は12の範囲で変化するのに対し,無次元周囲長は110の範囲で変化することから,フラクタル次元よりも測定時の誤差を減少させることが期待される.このことは,今後の工学的応用を考える上でフラクタル次元に加えて無次元周囲長の有効性を示し,重要な成果と言える.また,無次元周囲長も合金種が変わっても柱状晶領域,柱状晶ー等軸晶遷移領域,等軸晶領域の組織形態の差にかかわらず,一貫して部分凝固時間で整理できることを明らかにしたことも重要な成果と言える.凝固工学当初の予定に従って,対象合金をAl-Cu-Si三元合金に拡張する.Al-Si-Cu合金の一方向
「マニラ戦」の実像と記憶:平和のための地域研究

第2次世界大戦末期の「マニラ戦(1945年2月3日. 3月3日)」の実像と記憶を学際的・総合的に検討し、さらにその研究成果を国際研究集会などにより公開・社会還元することにより、日・比・米など関係諸国間で戦争の過去をめぐり「より質の高い対話と和解」を可能にする学術基盤の整備を推進した。本研究は、第2次世界大戦末期の「マニラ戦」に対象を絞り、これを「実像」と「記憶」の両面から学際的・総合的に検討し、さらに収集史資料と研究成果を翻訳・発信することにより、戦争の過去をめぐる日本・フィリピン(比)・アメリカ合衆国(米)など関係諸国間の「より質の高い対話と和解」実現の一助となること、すなわち平和のための地域研究を目的とする。具体的には(1)「マニラ戦」における民間人の大量死と残虐行為・都市破壊の原因究明と(2)戦後における「マニラ戦」問題の展開を研究のふたつの柱とする。さらに後者の個別的な研究主題として、(1)「マニラ戦」をめぐる戦争責任問題の展開、(2)加害・被害の関係者や関係諸国民への社会・文化精神医学的な影響、(3)「マニラ戦」の記憶と表象を検討するとともに、(4)なぜこの問題が「南京事件」のように関係諸国間で「歴史問題」化していないのかを分析し、(5)今後「歴史問題」化する可能性はないのか、(6)「真実と和解」の望ましい道を実現するための課題は何かを検討して、その研究成果を実践的に社会に還元してゆく。本共同研究は、第2次世界大戦末期の「マニラ戦」の「実像」と「記憶」を学際的・総合的に検討し、さらに収集史資料と研究成果を相互翻訳・発信することにより、日・比・米など関係諸国間で戦争の過去をめぐり「より質の高い対話と和解」を実現する一助となることを目的としている。研究初年度にあたる平成19年度は、(1)基礎的な資料収集、(2)共同研究のコーディネーションに重点をおいたが、NHK放映のドキュメンタリー「マニラ市街戦:焦土への一ケ月」(平成19年度文化庁芸術祭優秀賞受賞)の取材と制作に協力の機会を得たことから、(3)研究成果の社会還元を、予想よりも早く開始することができた。具体的には、(1)について、中野、林、永井が米国立公文書館を中心として「マニラ戦」関連史料を収集し、あわせて中野は「マニラ戦」体験者のフィリピン人に対するオーラル・ヒストリー調査を実施した。(2)については、5月に打ち合わせ研究会議を実施し、70周年を迎えた「南京事件」との比較・相関研究が重要であるという観点から研究組織に笠原十九司氏を加える変更を行い(7月)、海外研究協力者としてハーバート・ビックス氏が加わった(9月)。(3)については、中野と林が制作協力したNHK「マニラ市街戦」が8月に放映され大きな反響を呼んだのを契機に、「南京事件」と「マニラ戦」をめぐる公開シンポジウムを日本(一橋大学、12月7日)およびフィリピン(アテネオ・デ・マニラ大学、3月1819日)で実施した。とくにフィリピンでのシンポジウムは両日のべ200名近い出席者を得て活発な討論が行われ、日中戦争初期と太平洋戦争終末期に位置するふたつの都市破壊・民間人大量死の問題の比較と相関関係の検討がきわめて重要であることが確認された。次年度以降は、(1)から(2)と(3)へと共同研究の重心を移動させ、さらに活発な研究交流と研究成果の社会還元を進めてゆくことをめざしている。研究第2年度にあたる平成20年度は、(1)本格的な資料収集、(2)研究ワークショップの連続開催、(3)研究成果の社会還元の準備に重点をおいた。具体的には、(1)について、林博史・関東学院大学教授(連携研究者)、永井が初年度に引き続き米国立公文書館を中心に「マニラ戦」関連史料を収集し、戦闘記録・戦争犯罪記録についての資料収集はおおむね完了した。中野はマニラ都市史に関連する資料の収集を開始した。宮地はマニラ戦被害者のトラウマ研究を開始した。(2)については、まず中野が7月24日にマニラで開催された第8回国際フィリピン研究会議の場を利用して研究報告を行い、海外研究協力者のリカルド・ホセ(フィリピン大学)、リディア・ホセ(アテネオ・デ・マニラ大学)両教授を招聘してのワークショップを10月24日に開催し、ハーバート・ビックス教授(SUNYビンガムトン大学)および寺見元恵氏(米国在住)を招聘してのワークショップをそれぞれ3月14日と26日に開催した。また、記録資料の保存とアーカイヴ化の方向性を検討するために、広島大学文書館長の小池聖一教授を招聘してのワークショップも3月16日に実施した。

(3)については、資料集公刊に向けた資料選定を進めるとともに、フィリピン戦全般に関連して中野が1990年以来行ってきたインタビュー記録のテープ起こしを進め、およそ30時間分のテープをデジタル・テキスト化した。第3年度は、共同研究の重心をさらに(2)と(3)に移して、海外におけるワークショップ開催と資料集・論文集公刊に向けた作業を加速することをめざしている。研究第3年度にあたる平成21年度は、研究成果の公開に重心を移しつつ、(1)海外ワークショップの開催、(2)資料収集・インタビュー調査の継続、(3)研究成果の発表と社会還元の準備に重点をおいた。具体的には、(1)については、2009年11月6日にジョージ・ワシントン大学エリオット・スクールとの共催で、2010年3月16日にはハワイ大学マノア校フィリピン研究センターとの共催で、それぞれマニラ戦と南京事件を国際比較して実像・記憶・和解のあり方を問う国際ワークショップを一般聴衆の参加も得て開催し、この問題に対する海外アカデミック・コミュニティおよび市民の関心を喚起するとともに、研究者ネットワークの構築に努めた。(2)については、永井(マニラ)、中野(ワシントンDC)がそれぞれ資料調査・関係者インタビューを行うとともに、荒沢千賀子(一橋大学院生)がマニラ戦のスペイン人生存者に対するインタビュー調査を行った。(3)については、林博史・関東学院大学教授(連携協力者)がマニラ戦資料状況に関する論文を発表、永井均(分担者)が著書『フィリピン戦と対日戦犯裁判』を上梓するなど、別記・平成21年度の研究成果に挙げたように、各分担者が本科研プロジェクトに直接関連する論文・著書を相次いで発表するなど、研究成果の公開を本格化させた。さらに、林論文を英訳して発表を準備中である。さらに相互翻訳すべき資料の選定も引き続き行っており、研究成果公開ウェブサイトの構築準備も引き続き行った。日米の市街戦下に市民10万人が犠牲になったとされるマニラ戦(1945年2月3月)の実像と記憶を考究する本科研費プロジェクトの最終年度である22年度は、引き続き、1内外における研究成果の発信に力をいれるとともに、2資料収集・インタビュー調査の継続、3研究成果の発表と社会還元・研究成果を総括する研究集会の東京での開催を準備・実行した。具体的には、1に関して中野聡が平成22年年2月にマニラに出張してマニラ私立大学およびアテネオ・デ・マニラ大学でメモラーレ・マニラ財団が主催するワークショップに参加し、2に関しては、中野が同出張にて、また永井均が平成23年3月にマニラ出張にて補充の資料収集を実施した。さらに3に関しては、平成23年年3月13日に、研究成果を総括するシンポジウムを一橋大学において開催すべく準備を進めたが、3月11日に発生した東日本大震災により開催を延期せざるを得なくなった。しかし未執行の科研費の平成23年度への繰り越しが認められたために、再度シンポジウムの開催を企画し、平成24年7月24日、本科研費研究分担者・連携研究者・研究協力者ならびにジョージ・ワシントン大学エリオット・スクールのヤン・ダーチン教授、メモラーレ・マニラ財団のベニト・レガルダ・ジュニア博士およびイサベル・カーロ・ウィルソン元大使を米国およびフィリピンから招聘して、シンポジウムを開催した。あわせてマニラ戦関係資料の相互翻訳・出版にむけて資料の翻訳作業を進め、研究論文集・史料集および論文集の出版に向けた検討を完了した。
非整形形態がもつ建築的意味と形態から発見される使用法に関する研究

本研究では,直交する壁や床で形成されない建築部位を非整形形態と定義し,それらの形態が現代の建築空間においてどのような形で使用されているかという実情とその形態を生成する論理を明らかにしたものである。17年度,18年度に行った研究に基づき,そこで明らかとなった,(1)類型的に把握した建築家による設計論理,(2)アンケート実験に基づいた形態使用の特徴,(3)形態への心理的イメージ,これらをふまえ,19年度は,さらに具体的な設計論理としての手法例の考案と,それによる具体的設計事例への実験的展開を行った。設計論理の構築に当たって,これまでの結果から,形態の縮尺という,大きさに関する要因が,形態の持つ建築的意味への影響が大きいことを考慮し,特定の建築タイプにおける壁面分割による平面計画を適用例とした。さらに,多くの場合,複雑な形態が不可分の構成として現れるのではなく,類似的に変化しながら反復している場合が多いという特徴を考慮して,19年度8月に発表を行った研究での成果を元に,大きさにおいて類似的で反復的な構成を基本として,個々の要素にズレをもたらす形態の構成原理を作成し,それを用いて,3名の学生を被験者として,具体的な平面計画として学校建築についての設計実験を行った。その結果として,17年度から18年度にかけて理解していた,心理的な「柔らかい」や「有機的」などといったイメージを形成することとは別に,直行の格子状の構成では不可能な空間構成の融通性をうむことが可能であるとともに,空間単位の反復や類似性を用いることで,規格化や標準化といった近代・現代の建築生産においては避けて通れない側面にも対応が可能である点について可能性を見いだすことができた。本研究は、直交する壁や床で形成されない建築部位を非整形形態と定義し、それらの形態の現代の建築空間における使用法、形態を生成論理を明らかにするものである。平成17年度は、以下の2点について、基礎資料の収集と予備実験を行った。一点目は、非整形形態を持つ建築の事例の収集と、そこに用いられている形態の類型化である。まず、国内の建築雑誌を概観し、国内外の事例を「GA JAPAN」、「A+U」の2誌それぞれ各3年分について、直行座標以外の構成法によって、建築物の平面・断面が構成されている事例を収集し、その設計根拠と形態について整理した。その結果、以下に示すような代表的な論理が見られることがわかった。1.建築形態自体の可能性の追求(形態の生成→形態の理解→機能の発見)2.建築空間の機能を滑らかな形で包含しようとするもの(機能の定義→室・空間の設計→非整形形態による包含)3.外的要因(敷地形状)と建築構成の調停機能としての建築形態(環境の理解/機能の定義→環境の境界面としての非整形形態)4.利用者の知覚効果に配慮した建築形態への曲面の利用5.フラクタル幾何学の応用(一見、複雑に見える形態を単純な論理で構築する)(部分の手法の決定→室・空間の設計→部分の手法の全体への展開)これらの論理の他に、個々の事例で多くの論理が試みられていることがわかったが、研究対象とした非整形形態に固有の論理と言えるものが必ずしも全てではなく、整形の建築物においても同様の論理が見られる場合がありうる。したがって、研究対象として整形の事例も含めた上で、非整形形態の特殊性を把握する必要があることがわかった。また、18年度へ向けての予備実験として、非整形形態をもつ建築物の平面形状の心理評価実験を行い、形態認識に関する実験方法のあり方を考察し、現在、思索中である。成果の公表については、日本建築学会における公表を予定している。本研究は、直交する壁や床で形成されない建築部位を非整形形態と定義し、それらの形態の現代の建築空間における使用法、形態の生成論理を明らかにするものである。平成18年度は、以下の3点についての分析を行った。(1)設計者の言説に見る、建築設計の中での形態の生成論理の形式的分析建築設計の中に占める形の生成過程の役割について理解を深めた。建築設計における問題発見・解決のプロセスの中で、既存の知見に基づく外在的な要因による解の設定から建築の形態が導かれ、それが検証されることで採用される場合と比較して、非整形な形態や複雑な形態においては、形態をつくることが論理的に先行し、意味の付与が事後的に行われることが考えられる。さらに、非整形な形態を実現するために、現実的な建築としての合理性についての検証を繰り返すことで形態を更新していくプロセスにも、形態自体を更新していく場合と、生成の論理すらも変更していく場合とが有りうることが導かれた。(2)類似的な図形の使用法についての分析形態要素は単純でありながら複雑な様相を呈している建築の構成に着目し、非整形形態が生み出す複雑さとの比較対象として、類似的な図形を反復して用いている建築の構成について既存の建築物の平面を対象として分析を行った。そこから、図形の種類、プロポーション、大きさ、角度などについてそれぞれの量だけでなく、偏差を操作することで、多様な構成を生み出す可能性が有ることを見いだした。(3)非整形な平面形状・3次元形状についての心理評価とその評価構造非整形な平面図形について、形容詞による心理的評価の構造について考察を行った結果、非整形や整形が混在した複雑な平面形状が、形容詞による評価によって類別可能なことがわかったが、3次元形状について縮尺の差異等により、使用法について確定することが難しいことがわかった。

そこで、1/10の居室を見立てた限定的な模型空間を用意し、間仕切の形状を操作することで、その形状をどのように理解するかについて実験を行い、現在、分析を行っている。本研究では,直交する壁や床で形成されない建築部位を非整形形態と定義し,それらの形態が現代の建築空間においてどのような形で使用されているかという実情とその形態を生成する論理を明らかにしたものである。17年度,18年度に行った研究に基づき,そこで明らかとなった,(1)類型的に把握した建築家による設計論理,(2)アンケート実験に基づいた形態使用の特徴,(3)形態への心理的イメージ,これらをふまえ,19年度は,さらに具体的な設計論理としての手法例の考案と,それによる具体的設計事例への実験的展開を行った。設計論理の構築に当たって,これまでの結果から,形態の縮尺という,大きさに関する要因が,形態の持つ建築的意味への影響が大きいことを考慮し,特定の建築タイプにおける壁面分割による平面計画を適用例とした。さらに,多くの場合,複雑な形態が不可分の構成として現れるのではなく,類似的に変化しながら反復している場合が多いという特徴を考慮して,19年度8月に発表を行った研究での成果を元に,大きさにおいて類似的で反復的な構成を基本として,個々の要素にズレをもたらす形態の構成原理を作成し,それを用いて,3名の学生を被験者として,具体的な平面計画として学校建築についての設計実験を行った。その結果として,17年度から18年度にかけて理解していた,心理的な「柔らかい」や「有機的」などといったイメージを形成することとは別に,直行の格子状の構成では不可能な空間構成の融通性をうむことが可能であるとともに,空間単位の反復や類似性を用いることで,規格化や標準化といった近代・現代の建築生産においては避けて通れない側面にも対応が可能である点について可能性を見いだすことができた。
生きた生体撮像のための蛍光X線CT検出部の開発

加速器から発生する放射光の特長を最大限に利用し、生きた生体内の微量元素の検出が可能な蛍光X線CTを作製するための基礎的な検討を行う。我々は、核医学検査(SPECT)で使用する放射性ヨウ素(I-123)のかわりに、非放射線ヨウ素(I-127)を標識した化合物を動物に投与し、臓器内の化合物の分布の画像化に成功した。これは、生きた生体に非放射線ヨウ素(I-127)化合物を投与し核医学検査(SPECT)と同様な画像化ができる可能性を示している。これまでの蛍光X線CTの実験で、生体組織を撮影した時、被射体から発生する散乱線量が非常に多く、検出器として利用してきた半導体検出器(dead timeが高すぎて)が使用できない。この問題を解決するため1)フィルター法(特定の蛍光X線のみを透過し散乱線を低減させる物質をフィルターとして検出部全面に設置しデータ収集)、2)櫛形コリメータ法(櫛形の特殊なコリメータを用い散乱線を極端に低下させデータ収集)、3)X線ミラー法(蛍光X線のみを捉えるX線ミラーを設置しデータ収集)する3手法に関して検討した。構成が簡単で蛍光X線収量が多いと考えられたX線フィルター法では、被射体から発生している大量のコンプトン散乱によりフィルター物質自身が励起されフィルター物質のKα蛍光X線が目的とするヨウ素の蛍光X線に重複してしまい、本法は散乱除去法として有効で無いことが明らかとなった。一方、検出部が小さく検出効率が低下するが被射体から発生する散乱線を大幅に減少させる櫛状コリメータを用いる手法が、最も簡便な計測法である事が実験的に明らかとなった。蛍光X線のみを捉えるX線ラウエ・ミラー法は、ミラーの作製と制御が非常に難しいが、うまく制御されれば計測上非常に利点が大きい事が示された。しかし、周辺の遮蔽を含め更なる検討が必要と考えられた。加速器から発生する放射光の特長(高輝度、波長可変性、直線偏向性)を最大限に利用し、生きた生体内の微量元素の検出が可能な蛍光X線CTを作製するための基礎的な検討を行う。これまでの蛍光X線CTの実験的研究では、生体組織を撮影した時、被射体から発生する蛍光X線及び特に散乱線量が非常に多く、検出器として利用してきた半導体検出器(dead timeが高すぎて)が使用できないという問題が生じた。本研究では、この問題を解決する可能性を有する1)蛍光X線のみを捕えるX線ミラーを設置しデータを収集、2)櫛形の特殊なコリメータを用い散乱線を極端に低下させデータを収集する2つの方法を開発し、生きた生体の撮影が蛍光X線CTで可能か実験を通して確認する事を目指している。平成13年度は、蛍光X線のみを捕えるX線ミラー装置を開発し動作確認等の基礎的な検討を行った。また、大きな被射体の部位毎での蛍光の発生と、高エネルギー撮影における散乱線の増加と蛍光の発生効率に関する基礎的な検討を行った。

大きな被射体の全面では、蛍光の発生よりコンプトン散乱含量の影響が大きかった。高エネルギー撮影の方が蛍光計測部位における散乱の含有が少なかった。特に13年度は、実験施設(高エネルギー加速器研究機構Arring)の改修のため、このような基礎的な検討しか出来なかったが、平成14年度は改修された放射光施設で本格的な実験を実施する予定である。加速器から発生する放射光の特長(高輝度、波長可変性、直線偏向性)を最大限に利用し、生きた生体内の微量元素の検出が可能な蛍光X線CTを作製するための基礎的な検討を行う。我々は、核医学検査(SPECT)で使用する放射性ヨウ素(I-123)のかわりに、非放射線ヨウ素(I-127)を標識した化合物を動物に投与し、臓器内の化合物の分布の画像化に成功した。これは、生きた生体に非放射線ヨウ素(I-127)化合物を投与し核医学検査(SPECT)と同様な画像化ができる可能性を示している。これまでの蛍光X線CTの実験的研究では、生体組織を撮影した時、被射体から発生する蛍光X線及び特に散乱線量が非常に多く、検出器として利用してきた半導体検出器(dead timeが高すぎて)が使用できないという問題が生じた。本研究では、この問題を解決する可能性を有する1)蛍光X線のみを捉えるX線ミラーを設置しデータを収集、2)櫛形の特殊なコリメータを用い散乱線を極端に低下させデータを収集する2つの方法を開発し、生きた生体の撮影が蛍光X線CTで可能か実験を通して確認する事を目指している。平成14年度は、計測システム部位の構造を簡略化し簡単に目的の蛍光X線を得るため、X線フィルター法に関する基礎的な実験を行った。X線フィルター法は、ヨウ素から発生するKα蛍光X線を透過し、計測において大きなノイズ要素となるKα蛍光X線上方のエネルギー・スペクトルを有するコンプトン散乱等を除去する事を可能とする。フィルター物質のK吸収端を、発生するKα蛍光X線の直上に持ってこられる物質を選択した。しかし被射体から発生している大量のコンプトン散乱によりフィルター物質自身が励起されフィルター物質のKα蛍光X線が目的とするヨウ素の蛍光X線に重複してしまい、本法は散乱除去法として有効で無いことが明らかとなった。そのため大きな被射体の周辺から発生する散乱線が低濃度のヨウ素の検出を妨げる櫛状の小さなコリメータを用いる手法が、最も簡便な計測法である事が明らかとなった。蛍光X線のみを捕えるX線ラウエ・ミラー装置は、ミラーの作製と制御が非常に難しいが、うまく制御されれば計測上非常に利点が大きいと考えられた。
遺伝子治療技術とES細胞(胚性幹細胞)による新な再生医学の開発と先天疾患への応用

<研究目的>多くの先天疾患は根治療法がないため予後が悪く、遺伝子治療と、さらには先天的な組織の欠損には再生医学の開発が必要である。中でもES(胚性幹)細胞を体外で目的の細胞や組織へ分化誘導し、それを単離して移植して組織を再建するという方法の開発に、期待が寄せられている。このような再生医療実現のために本申請研究では、1)ES細胞からの目的の組織・細胞の分化誘導をコントロール可能にする、2)分化した目的細胞のみを確実に単離する、という新しい技術を開発し、先天疾患への再生医学を開発することを目的とする。<研究実績の概要>1.心筋細胞特異的プロモーターにマーカー遺伝子を繋いだ遺伝子コンストラクトを安定発現するES細胞株を樹立した。しかしこの従来の方法では、ES細胞から分化した心筋細胞を可視化し、単離することはできなかった。そこでこれを解決するため、いかなる細胞種でもES細胞から可視化し、単離できる、全く新しい方法を開発することに成功した。実際この方法で、ES細胞から、心筋の前駆細胞(成熟心筋に特徴的なサルコメアの構造、拍動機能を有する以前の細胞)、成熟心筋細胞を単離することに、初めて成功した。2.FGF-2とBMP-2を用いて、ES細胞から心筋細胞への分化を効率よく誘導する方法を開発した。併せて、FGF-2とBMP-2の心臓発生初期における重要な役割を解明した。3.マウスES細胞での研究実績を基に、「ヒトES細胞を用いた心筋細胞の再生医学の研究」を文部科学省の特定胚及びヒトES細胞研究専門委員会で平成15年7月4日の審議にて認可され、現在研究を進めている。<今後の方針>1.単離した心筋細胞の発生に係わる重要遺伝子をクローニングし、その分子メカニズムを解明する。2.疾患モデル動物に細胞移植し、治療効果を判定する。治療法としての可能性を検討する。3.ヒトES細胞を用いた同研究を進める。このような再生医療実現のために本申請研究では、1)ES細胞に目的遺伝子を導入しES細胞からの目的の組織・細胞の分化誘導をコントロール可能にする、2)分化した目的細胞のみを確実に単離する、という新しい技術を開発し、先天疾患への再生医学を開発することを目的とする。2.これを解決するため、いかなる細胞種でもES細胞から可視化し、単離できる、全く新しい方法を開発することに成功した。3.ES細胞への遺伝子導入、発現に最適なベクターの検討を行い、遺伝子導入系を確立した。

アデノウイルス、レトロウイルス、レンチウイルスでの遺伝子導入効率、発現の安定性、発現レベルを詳細に検討した。<今後の方針>1.これまでの成果に基づき、遺伝子導入による分化誘導法の開発、確立を行う。2.単離した心筋系統細胞の、詳細な解析を行う。3.疾患モデル動物に細胞移植し、治療効果を判定する。治療法としての可能性を検討する。<研究目的>多くの先天疾患は根治療法がないため予後が悪く、遣伝子治療と、さらには先天的な組織の欠損には再生医学の開発が必要である。中でもES(肝性幹)細胞を体外で目的の細胞や組織へ分化誘導し、それを単離して移植して組織を再建するという方法の開発に、期待が寄せられている。このような再生医療実現のために本申請研究では、1)ES細胞からの目的の組織・細胞の分化誘導をコントロール可能にする、2)分化した目的細胞のみを確実に単離する、という新しい技術を開発し、先天疾患への再生医学を開発することを目的とする。<研究実績の概要>1.心筋細胞特異的プロモーターにマーカー遣伝子を繋いだ遣伝子コンストラクトを安定発現するES細胞株を樹立した。しかしこの従来の方法では、ES細胞から分化した心筋細胞を可視化し、単離することはできなかった。そこでこれを解決するため、いかなる細胞種でもES細胞から可視化し、単離できる、全く新しい方法を開発することに成功した。実際この方法で、ES細胞から、心筋の前駆細胞(成熟心筋に特徴的なサルコメアの構造、拍動機能を有する以前の細胞)、成熟心筋細胞を単離することに、初めで成功した。2.FGF-2とBMP-2を用いて、ES細胞から心筋細胞への分化を効率よく誘導する方法を開発した。併せて、FGF-2とBMP-2の心臓発生初期における重要な役割を解明した。3.マウスES細胞での研究実績を基に、「ヒトES細胞を用いた心筋細胞の再生医学の研究」を文部科学省の特定胚及びヒトES細胞研究専門委員会で平成15年7月4日の審議にて認可された。
ハギア・ソフィア大聖堂の修復史とその評価、および今後の修復・保存に関する研究

過去になされたハギア・ソフィア大聖堂の修復の有効性を評価するためには、現状、特に上部のヴォールト架構の構造特性を理解する必要がある。本調査研究の構造領域では、これまで解析がなされていない東西半ドームとペンデンティヴについて有限要素法を適用した。解析の結果、4分の1球殻とはいえ、輪郭を大きく異にする東西半ドームは異なる力学特性を有することが明らかになった。西側では、頂部で内向きの大きな圧縮力が生じ、構造は中央ドームの推力に効果的に対応する。しかし、扁平度の大きい西側の半ドームは、基部では外向きの力を下部構造に及ぼすので、補強にあたっては、この点を考慮する必要がある。一方、全体形状が整っている東側半ドームの応力分布はより一様で、施工途中から生じた頂部の内側変位を除けば、変形性状は西側に比べ均質である。今後の修復計画立案では、中央ドーム直下の支持構造に見られるこの種の非対称性に注目しなければならない。モザイクの色彩分析では、特に金テッセラについて詳細なデータを修得し、分光反射率から、6、10、14世紀の金地に大きな成分相違があることを見出した。また、ハギア・ソフィア大聖堂南側ギャラリーの「デイシス」については、原寸作成のための簡易写真測量を完了し、図化の準備を進めている。同時に、この「デイシス」のほぼ全面の劣化診断を行った結果、相当部分に表層剥離が確認できた。脱落を防ぐためには早急に応急処置を施す必要がある。最終年度に向けて、現在博物館となっているハギア・ソフィア大聖堂の公開機能について、アンケート調査、観光動線調査を実施した。館内の展示・採光についても国際水準から検討を行った。歴史的建築物を博物館としているので、採光が均一でないことはやむを得ないが、展示技術、動線処理にも多くの問題があり、特に、混雑期の折れ曲がり斜路、シュナイダーの発掘を残す掘りこみ式展示など、危険とも言える問題個所が見られた。今後の修復と活用では、こうした問題点の解決が望まれる。現地調査に先立ち、パリ国立図書館ほかで史料調査を行ない、過去の調査に加えて、17世紀以降のモスクとして使われていたハギア・ソフィアに関する画像史料を複写、整理した。現地調査では、現在博物館として機能している旧大聖堂に関し、博物館機能調査、構造予備調査、側廊およびギャラリー階の実測調査、モザイク壁画の劣化現況調査を実施した。博物館機能調査では、堂内の動線、壁画・モザイク装飾に関する展示技術について観光客の行動追跡調査および照度調査を行なった。堂内では、方向により午前の陽光および午後の鋭い西日が壁面を直射するので、この直射光の制御も博物館機能の視点からは大きな課題である。構造予備調査では、地上階、ギャラリー階、第二コーニス階の現状を再度確認し、次年度の解析計算および振動測定に関する方針を決定した。堂内上部構造の実測は過去の調査ですでに終えているが、今回はこれに続き、極めて複雑な凹凸を持つ側廊ヴォールトおよびギャラリー・ヴォールトの実測をレーザースキャニングを用いて行なった。ヴォールトの南北断面には、目視によってすでに側廊外側へ向かう変形が見られるが、今回のスキャニングでは、この変位が高精度の三次元座標として得られた。データの可視化と解析は現在進行中である。モザイク壁画の劣化現況調査では、金地テッセラを対象として6世紀、10世紀、14世紀の発色性にどのような違いが見られるかを色彩計で測定した。

6世紀のテッセラは後補のテッセラに比べて発色が良いが、色彩計のスペクトル分析によれば、これは赤色成分を多く含む結果である。表面の汚れによる発色低下も色彩測定にはっきり表れており、極めて簡単な修復作業としてまず堂内モザイクの表面を洗浄する必要がある。次年度は、保存科学の専門家と共同してレンガや漆喰の劣化、大理石の材種同定と劣化を進めたい。平成18年11月16日から11月22日にハギア・ソフィア大聖堂で現地調査を行った。主たる調査項目は、前年度実施の写真測量の補足調査、堂内特に南北テュンパヌムの劣化調査、博物館機能調査、モザイクの劣化調査である。現在アヤソフィア博物館として公開されているハギア・ソフィア大聖堂の保存と活用を考察する上で、同博物館の展示環境、集客動線、展示手法についてのデータ収集と分析は欠かせない。見学路が決められた強制動線ではなく、堂内を自由に移動できる自由動線をもつ空間であるが、ほぼ主流となる動線路が定まっているので、堂内のサイン計画はこの主動線を意識して構成する必要がある。また、高所にあるモザイクは観客の視線域に入らずに見過ごされる場合も多く、展示案内に工夫が必要である。動線調査に加え、主たる展示物であるモザイク壁面の注視時間の測定、モザイク保存環境の基礎データとしての温湿度と直射光照度も実測したが、これらについては、分析と視覚化を進めている。同時に行ったモザイク壁画の劣化調査では、デーシス画像の劣化が深刻であり、ほとんどの部分で表装の浮きが観測された。重要な壁画の剥落を防ぐために、緊急の処置が必要であり、その旨博物館当局に注意喚起を行った。アヤソフィア博物館の機能面における課題としては、バリアフリー化への取り組み、防災対策とリスク・マネージメントが挙げられる。特に、春から秋にかけての各国観光客の集中は著しく、館内の自由動線システムの欠点として、地震等の災害時の来場者避難誘導には、案内言語を含め、多くの問題がある。収集したデータをもとに、これらの課題に対する具体的提案を構想中である。前年度調査の結果整理を続けるとともに、テッサロニキのハギオス・ゲオルギウス円堂の目視調査を実施し、年度末の2月24日から3月7日にかけてハギア・ソフィア大聖堂での現地調査を実施した。前者は、ハギア・ソフィア大聖堂の関連建築としてドーム架構の先例として重要であり、テッサロニキ大学のパティアス教授の研究グループと堂内のモザイクの目視調査を行ない、その修復に関して今後の共同研究態勢を打ち合わせた。ハギア・ソフィア大聖堂の現地調査は、(1)過去2年間の諸調査の補足調査、(2)ギャラリー階モザイクの現状記録と詳細原寸図作成のための写真測量、(3)博物館としての機能改善のための観光客動線調査、の3項目で行なった。(1)では、1-a)側廊ヴォールトのモザイク記録、1-b)アプシスの聖母マリア・モザイクの実測、1-c)第2コーニス上面の痕跡調査を進め、時間的制約から1-c)に十分な時間を取ることができなかったが、1-a)と1-b)については、データの整理と図化を進めている。いずれも不規則な球曲面に描かれたモザイク画であり、今回調査で初めて三次元実測図が完成する意義は大きい。(2)では、デイシス・モザイク、ゾイー・モザイク、コムネノス・モザイクの実測を写真測量により完了した。
高精度14C年代測定にもとづく先史時代の人類活動と古環境の総合的研究

本研究では,旧石器時代から縄文時代における考古遺跡と古環境の双方が調査された既発掘遺跡出土資料を中心に新たに高精度な14C年代測定を行い,遺跡と当時の古環境情報とを対応させ,人類活動の変遷とその背景となる古環境との関係を解明すること,これとともに,既存の年代測定例を集成・データベース化して活用できるようにし,先史時代の人類活動の変遷を正確な「時間軸」に基づいて記述できるようにすることを目的としている。本年度は以下の3項目について研究を進めた。1旧石器時代から縄文時代の既発掘遺跡での新規の14C年代測定:AMS法が普及する以前に発掘された遺跡出土資料を調査し,保存されている炭化物を採取し,新規の14C年代測定を実施した。対象としたのは,長崎県泉福寺洞窟(縄文時代草創期),長崎県直谷岩陰遺跡(後期旧石器時代),千葉県墨古沢南1遺跡(後期旧石器時代前半期),愛知県萩平遺跡(縄文時代草創期),鹿児島県上野原遺跡(縄文時代早期)などである。2旧石器時代から縄文時代の既分析済みの古環境資料の新規の14C年代測定:低湿地遺跡である千葉県道免き谷津遺跡(縄文前期晩期),千葉県雷下遺跡(縄文早期前期)において,古環境変遷に関わる資料から測定可能な試料を抽出し,新規に14C年代測定を行った。3遺跡発掘調査報告書14C年代測定データベースの構築と公開:国立歴史民俗博物館が所蔵する約6万冊にも及ぶ日本国内の行政の緊急発掘調査の報告書に記載された14C年代測定例を悉皆的に調査し,これをデータベース化する作業については,東海地方のデータの整備・公開の準備を進めた。また,九州の資料のデータ化を進め,鹿児島県については公開した。これにより,現在までに28560件のデータを公開した。2018年度は上記の遺跡・古環境関係資料について,これまで合計100点を超える試料の年代測定を実施した。このうち,墨古沢遺跡,道免き谷津遺跡および道免き谷津遺跡については発掘調査報告書においてその成果の一部を公開し,関連書籍での公表も準備している。一方,放射性炭素年代測定データベースについては,昨年度中に新規に6000点のデータをデータベース上で公開した。また,その後追加したデータ5000件の整理を進めており,当初の目的通り順調に進展している。来年度以降も,年代測定が可能な新たな資料の測定を進めていく予定であり,長崎県伊木力遺跡や東京都百人町三丁目遺跡,千葉県雷下遺跡などの資料については,順次調査を進めている。年代測定データベースも,来年度も10000件程度のデータ入力を行うべく準備を進めている。また,データベースについては将来的には英語化し,国際的なデータベースとして活用すべく,海外の研究者と検討を行っている。なお,研究代表者の所属が平成31年3月末で変更になったが,これに対応するため,平成31年4月から新規で研究分担者を1名追加し,当初の計画通りに研究が進むよう,研究組織についても変更を行った。

来年度以降も,年代測定が可能な新たな資料の測定を進めていく予定であり,長崎県伊木力遺跡や東京都百人町三丁目遺跡,千葉県雷下遺跡などの資料については,順次調査を進めている。年代測定データベースも,来年度も10000件程度のデータ入力を行うべく準備を進めている。また,データベースについては将来的には英語化し,国際的なデータベースとして活用すべく,海外の研究者と検討を行っている。なお,研究代表者の所属が平成31年3月末で変更になったが,これに対応するため,平成31年4月から新規で研究分担者を1名追加し,当初の計画通りに研究が進むよう,研究組織についても変更を行った。
SENDAの治療を目指したオートファジー不全と鉄代謝が神経組織に及ぼす機構の解明

代表者は脳内鉄沈着、パーキンソン様症状、知的障害を主症状とした、小児期発症後成人期に急速に進行し知的退行を認め寝たきりとなる神経変性症の新たな亜系SENDAの原因遺伝子がWDR45であることを特定し、その病態がオートファジー機能不全と関与していることを解明した.この成果を基に疾患の発症と進行を抑制する新たな治療法を開発すること次の目標とした.そのために詳細な病態の把握を目的として、まずオートファジー機能不全と鉄代謝が及ぼす神経細胞傷害の機構の解明を目的に本研究を開始した.はじめに神経細胞のモデルとしてヒト胎児由来のドパミン細胞株を使用して、ドパミン細胞株でWDR45機能抑制した際のオートファジー機能の変化やオートファジー誘導剤添加した際の野生型とのオートファジー誘導の比較といった事項を観察することとした.これまでにこの細胞株における細胞内小器官の構造を検討したデータがないため、、形態学的な観察を行う前提として野生型に対して各種オルガネラマーカーを用いた細胞内小器官の免疫蛍光染色を行い、共焦点レーザー顕微鏡で観察した.使用したマーカーはオートファゴソームに対してLC3、ライソソームにLamp-1、エンドソームにEEA-1、その他一般的なマーカーとしてMAP2、GM130、Bcl-2、VMAT2、DAT、GAP-43、Ubiquitin、b-Catenin, CD49b等を使用しnativeな状態での構造の確認と抗体の選択を検討した.次にWDR45機能抑制株の作成を行い、siRNAにより通常の15%程度にまで発現が抑制された株を得ることに成功した.これを基にオートファジー機能を観察することが可能となった.26年度以降は本経費から新学術領域研究へ移行して、今年度作製した機能抑制株および新たに患者から作製する疾患iPS細胞を用いて未実施の研究を継続していく.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
減数分裂特異的コヒーシン複合体による相同染色体の構造変換と対合に関する解析

Rad21LおよびREC8コヒーシンは、精母細胞および胎生期卵母細胞の減数分裂前期において相互排他的なパターンで染色体上に局在することが判明している。これらの観察から、当初減数分裂の前期に見られるRad21L型およびRec8型コヒーシンによって作り出される染色体構築の様式が、相同染色体のpairingに関与しているのではないかと推測された。RAD21L,REC8,Sun1, Spo11欠損マウスおよびそれらの二重欠損マウスにおける相同染色体のペアリングついてFISH法を用いて検討を行った。その結果、Rad21LがDSB非依存のペアリング機構に関与していることが判明した。またSun1欠損マウスの解析からは、テロメアを介する染色体運動自体がなくなってもある程度のペアリングが起きることが判明した。RAD21Lを欠損させるとbouquet構造とよばれる染色体配置が蓄積されることから、Rad21Lが相同染色体のペアリングに大きな寄与を果たしていることが示唆された。一方、REC8を欠損させても相同染色体のペアリングへの影響は少ないことが示唆された。RAD21L/Spo11およびREC8/Spo11二重欠損マウスを用いた比較解析からRad21LがDSBに依存して姉妹染色体の接着を果たしていること、REC8は通常の様式で姉妹染色体の接着に寄与することが示唆された。とりわけヒトゲノム中には反復配列と呼ばれるDNAが多数存在するため、ペアリング過程が破綻すると本来は相同染色体間だけで起こるべきDNA組換えが非コードDNA領域である反復配列どうしの間で無差別に起きてしまうリスクをはらんでいる。この問題を回避するために、染色体ごとに特異的なパターンを形成して局在するRAD21Lコヒーシンを介して、相同染色体の間で何らかの構造の認識が起きて相互作用が増している可能性が示唆された。25年度が最終年度であるため、記入しない。コヒーシンサブユニットRad21Lは、精原細胞および胎生期卵原細胞の減数分裂前期においてAxial elementに局在することが判明している。この局在はRec8型コヒーシンと相互排他的なパターンを示していることが判明した。これらの結果から、減数分裂の前期に見られるRad21L型およびRec8型コヒーシンの相互排他的な局在パターンがバーコードの様に作用して、相同染色体のpairingに関与しているのではないかと推測された。RAD21L,REC8,Sun1, Scp3, Spo11欠損マウスを用いた相同染色体のペアリングへの寄与についてFISH法を用いて検討を行った。一方、REC8を欠損させても相同染色体のペアリングへの影響は少なく、REC8は相同組換えのhomolog間へのバイアスに寄与していることが示唆された。RAD21L/Spo11およびREC8/Spo11二重欠損マウスを用いた解析からRad21LがDSBに依存して姉妹染色体の接着を果たしていることが示唆された。シナプトネマ複合体の形成過程について電子顕微鏡による解析を行った。その結果、それぞれのコヒーシンの欠損により、Axial Element構造および相同染色体の対合に部分的な異常が見られることが明らかとなった。

変異マウスを用いた減数分裂初期のAxial Element構造および相同染色体のペアリングついて比較解析を遂行することができた。その結果、それぞれのコヒーシンの欠損により、Axial Element構造および相同染色体の対合に異常が見られることが明らかとなった。このことは電子顕微鏡の解析からも明らかとなった。さらにSun1, Scp3, Spo11欠損マウスやRAD21LまたはREC8とSpo11二重欠損マウスを用いた総合的な解析からDSB非依存のペアリング機構が見出された。当初の計画通りの成果を達成することができた。Rad21L型コヒーシンはもうひとつの減数分裂特異的Rec8型コヒーシンと局在パターンやクロマチンへの結合のタイミングにおいて相違が見られるので、ゲノム上の局在位置を同定するためChip-seq法を用いた解析が必要である。予備的な実験結果から、精巣中には様々なステージの細胞があり不均一であることが解析を困難にしていることが判明したため、これに対応することが検討課題となった。25年度が最終年度であるため、記入しない。
光解離性修飾基を利用したタンパク質のフォールディング反応の追跡

タンパク質のフォールディング反応に関して、ストップドフロー法を用いた研究により比較的遅い時間帯での情報は多く得られている。しかし、ストップドフロー法の不感時間内である1ミリ秒よりも早い時間領域での知見は依然少なく、このフォールディング反応の初期過程を観測できる新しい研究手法が待ち望まれていた。本研究では、光でタンパク質のフォールディング反応を開始させる新規な手法を提案している。本年度は光解離性修飾基を用いる手法を発展させ、タンパク質の立体構造変化を可逆的に繰り返せるようにするため、以下の成果を得た。1.架橋修飾試薬として、4,4'-ジヒドロキシルメチルアゾベンゼンと四臭化炭素から可逆的に構造変化する4,4'-ジブロモメチルアゾベンゼンを合成した。2.合成した架橋修飾試薬をミオグロビンに導入するため、分子工学的手法によりミオグロビンの表面上で約8A離れた位置にシステイン残基を2つ導入した。2つのシステイン残基間距離約8Aは、ミオグロビンをアゾベンゼン誘導体で架橋した場合、アゾベンゼン修飾基がシス構造を取るときに修飾タンパク質の立体構造が天然タンパク質とほぼ同じ立体構造をとるように選んだ。これに対して、アゾベンゼン修飾基がトランス構造を取るときには、修飾タンパク質のヘムポケット空間が大きくなり、タンパク質の立体構造が変化することが期待できる。3.2箇所にシステイン残基を挿入したミオグロビンを大腸菌の高発現系を用いて精製し、得られたミオグロビンからヘムを除き、アポ型ミオグロビンを得た。合成した架橋修飾試薬は355nmのレーザー光を照射してシス体に変換した。次に、得られたシステイン導入アポミオグロビンとシス型架橋修飾試薬を反応させ、アゾベンゼン架橋アポミオグロビンを得た。修飾アポミオグロビンはカラムで精製し、吸収スペクトルよりアゾベンゼン誘導体による修飾を確認した。蛋白質のフォールディング反応に関して、ストップドフロー法を用いた研究により比較的遅い時間帯での情報は多く得られている。そこで、本研究では、蛋白質から光解離する修飾基を用いて、光で蛋白質のフォールディング反応を開始させる新規な手法を提案している。また、本手法を応用して、複合体形成による蛋白質の構造変化の追跡を目指している。本年度は以下の成果を得た。1.アポプラストシアニンの修飾蛋白質は未修飾蛋白質より不安定であることが解った。そこで、修飾蛋白質どうしの相互作用による変性を防ぐため、修飾を行う濃度は低め(10μM以下)にし、反応時間をできるだけ短くする(45°Cで10分程度)ことが良いことが判明した。2.本手法を応用して、細胞内シグナル伝達タンパク質であるphosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)のSH3ドメインとSH3ドメインで認識されるペプチドであるRLP1ペプチド(RKLPPRPSK)との分子認識の光制御を試みた。RLP1ペプチドを環状にするために、RLP1の両端にCysを付加させたペプチド(CRKLPPRPSKC,C-RLP1-C)を作り、両端のCysを新規光応答性架橋剤2,5-bis(bromomethyl)nitrobenzeneで架橋した。得られたペプチドの分子量はm/z=1473.76であり、Cysが2-nitrobenz-1,4-diylで架橋されたペプチド(modC-RLP1-C)の理論分子量(m/z=1473.75)とよい一致を示した。さらに、エルマン試薬によってmodC-RLP1-CからはSH基が検出されず、両端のCysが修飾されていることが示された。プルダウンアッセイにより、環状のmodC-RLP1-CペプチドはSH3ドメインと相互作用しにくいが、modC-RLP1-Cに光を照射すると、SH3ドメインとの相互作用が強くなることが解った。さらに、modC-RLP1-CをSH3ドメイン共存下で紫外光照射すると、SH3ドメインのαヘリックス由来のCDバンドの強度が減少し、SH3ドメインの芳香族アミノ酸由来のCDバンドの強度が増大した。以上のことから、本手法を用いてSH3ドメインの分子認識を光制御できることが示された。

これに対して、アゾベンゼン修飾基がトランス構造を取るときには、修飾タンパク質のヘムポケット空間が大きくなり、タンパク質の立体構造が変化することが期待できる。3.2箇所にシステイン残基を挿入したミオグロビンを大腸菌の高発現系を用いて精製し、得られたミオグロビンからヘムを除き、アポ型ミオグロビンを得た。合成した架橋修飾試薬は355nmのレーザー光を照射してシス体に変換した。次に、得られたシステイン導入アポミオグロビンとシス型架橋修飾試薬を反応させ、アゾベンゼン架橋アポミオグロビンを得た。修飾アポミオグロビンはカラムで精製し、吸収スペクトルよりアゾベンゼン誘導体による修飾を確認した。
新規ヒト単球系細胞株を用いた破骨細胞実験系の確立

UG3は急性骨髄性白血病患者より得た白血病細胞を単クローン化することにより株化に成功したヒト単球系細胞株であり、IL-3、GM-CSFなどのサイトカインに依存して増殖し、M-CSFの存在下でマクロファージに分化する特徴を持つ。また、M-CSFとIL-4の存在下でTRAP染色陽性の多核細胞に分化したことからヒト破骨細胞の分化モデルとしての期待が持たれ研究を開始し、研究費交付期間中に以下のような成果を得た。第1にM-CSFおよびIL-4の存在下で形成される破骨細胞様細胞はTRAP染色陽性多核細胞という破骨細胞の形質を備えているが、骨基質吸収能を待たず(ハイドロキシアパタイト吸収能は持つ)、カルシトニンレセプターの発現も認められないことが判明した。そこで破骨細砲の形成には間質細胞の支持が必要とする従来の報告に基づき、マウス間質細胞株であるMC3T3-PA6(PA6)をM-CSFおよびIL-4の存在下で形成されたTRAP染色陽性多核細胞に添加したところ骨吸収能が認められるようになり、破骨細胞としての機能を発揮するようになった。第2に1,25(OH)_2D_3が単球系細胞の細胞融合を促進するとの報告があることに着目し、M-CSFおよびIL-4に1,25(OH)_2D_3を加えると、TRAP染色陽性多核細胞の形成率が高まることが判明し、効率よく破骨細胞を形成することが可能となった。さらに実験を重ねていくうちに1,25(OH)_2D_3およびデキサメサゾンの存在下でマウス間質細胞株ST2と共存培養すると最も短期間に効率よく骨吸収能を持つ破骨細胞様細胞が形成されることが判明し、この系を用いて各種骨粗鬆症治療薬を添加する実験系を確立することができた。これらの成果は学会、論文等に発表した。UG3は我々が急性骨髄性白血病患者から得られた白血病細胞より株化に成功した単球系の細胞株であるが、M-CSFおよびIL-4の存在下で破骨細胞様細胞が形成されることが確認されている。この研究は第1にUG3細胞より誘導された破骨細胞様細胞と正常ヒト破骨細胞との相同性を有するかを検討すること、第2に、株化細胞ゆえ、多量の破骨細胞様細胞を何度も繰り返し得ることができる点を生かし、簡便な手段で短期間に大量の破骨細胞様細胞を採取する培養系を確立すること、第3に得られた破骨細胞様細胞を用い、破骨細胞機能評価の実験系を確立し、種々の骨代謝調節因子のヒト破骨細胞の機能に与える影響を評価することを目的としているが、平成10年度の研究において以下のような進展があった。そこで破骨細胞の形成には間質細胞の支持が必要とする従来の報告に基づき、マウス間質細胞株であるMC3T3-PA6(PA6)をM-CSFおよびIL-4の存在下で形成されたTRAP染色陽性多核細胞に添加したところ骨吸収能が認められるようになり、破骨細胞としての機能を発揮するようになった。

第2に1,25(OH)2D3が単球系細胞の細胞融合を促進するとの報告があることに着目し、M-CSFおよびIL-4に1,25(OH)2D3を加えるてみると、TRAP染色多核細胞の形成率が高まることが判明し、効率よく破骨細胞を形成することが可能となった。以上の結果はすでに学会報告しており、現在論文投稿の準備を進めている。UG3は急性骨髄性白血病患者より得た白血病細胞を単クローン化することにより株化に成功したヒト単球系細胞株であり、IL-3、GM-CSFなどのサイトカインに依存して増殖し、M-CSFの存在下でマクロファージに分化する特徴を持つ。また、M-CSFとIL-4の存在下でTRAP染色陽性の多核細胞に分化したことからヒト破骨細胞の分化モデルとしての期待が持たれ研究を開始し、研究費交付期間中に以下のような成果を得た。第1にM-CSFおよびIL-4の存在下で形成される破骨細胞様細胞はTRAP染色陽性多核細胞という破骨細胞の形質を備えているが、骨基質吸収能を持たず(ハイドロキシアパタイト吸収能は持つ)、カルシトニンレセプターの発現も認められないことが判明した。そこで破骨細胞の形成には間質細胞の支持が必要とする従来の報告に基づき、マウス間質細胞株であるMC3T3-PA6(PA6)をM-CSFおよびIL-4の存在下で形成されたTRAP染色陽性多核細胞に添加したところ骨吸収能が認められるようになり、破骨細胞としての機能を発揮するようになった。第2に1,25(OH)_2D_3が単球系細胞の細胞融合を促進するとの報告があることに着目し、M-CSFおよびIL-4に1,25(OH)_2D_3を加えると、TRAP染色陽性多核細胞の形成率が高まることが判明し、効率よく破骨細胞を形成することが可能となった。さらに実験を重ねていくうちに1,25(OH)_2D_3およびデキサメサゾンの存在下でマウス間質細胞株ST2と共存培養すると最も短期間に効率よく骨吸収能を持つ破骨細胞様細胞が形成されることが判明し、この系を用いて各種骨粗鬆症治療薬を添加する実験系を確立することができた。これらの成果は学会、論文等に発表した。