hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
次世代MRI装置を実現するMgB2線材技術の開発

本研究では、MRI診断装置用の超伝導コイルの次世代化に向けて、二硼化マグネシウム(MgB2)線材の高性能化と、その材料を基盤とした要素技術の開発に従事した。その結果、線材コア組織の制御により、臨界電流特性や耐歪特性を向上するための新しい知見を得た。また、超伝導接続技術として、磁場下で優れた臨界電流特性を有する、炭素添加のMgB2単芯線材に着目し、本来の特性の約70%まで向上・維持できる接続性能を達成した。さらに、超伝導接続により閉じた小型MgB2コイルを作製し、固体窒素冷却下でその永久電流モードの性能を世界で初めて評価するとともに、冷却及び超伝導磁石としての性質・特性に関する様々な知見を得た。本研究対象となる二硼化マグネシウム(MgB2)は、超伝導マグネットを応用した磁気共鳴画像(MRI)装置の小型・軽量化とその運転・維持費の低減化が期待できる優れた物性を有しており、次世代超伝導材料の候補に挙げられている。しかしながら、この材料を実用化水準まで到達させるためには、輸送臨界電流特性の改善や原材料の低コスト化など、線材化するための技術・手法をさらに改善することが強く望まれている。そこで本研究では、次世代MRI装置用マグネットに適したMgB2超伝導線材の研究・開発に従事した。初年度は、原材料である硼素粉末と複合多芯線構造の最適化に関する研究に着手した。まず、研究協力者Jung Ho Kim准教授(University of Wollongong, Australia)が従事している、高純度で非晶質な硼素の微細粉末を低コストで精製するプロジェクトに着目し、その研究から得られた硼素粉末と炭素添加剤を用いてMgB2線材を作製して超伝導特性を評価した。その結果、市販の高価な非晶質粉末と炭素添加剤から作製したMgB2線材とほぼ同等の輸送臨界電流特性が得られることがわかった。しかしながら、実用化水準を満たす線材を作製するためには、硼素粉末の精製法のさらなる低コスト化が必要であることが明らかになった。この原材料に関しては、粒径もMgB2線材の組織と臨界電流特性に大きく影響することが知られている。この追試・検証実験と異なるアプローチによるコア構造の最適化研究に従事した結果、線材コア内の空隙制御法に関する新たな知見を得ることができた。また、単芯線だけでなく複合6芯線を作製して、その構造及び超伝導特性を評価した。その結果、Cold high pressure densification装置により線材コアを高密度化することで、複合多芯線においても、その臨界電流特性が大きく改善されることが示唆された。今後は、これらの知見を組み合わせることで、線材化技術・方法のさらなる改善が期待できる。本研究で次年度となる平成27年度は、二硼化マグネシウム(MgB2)線材の作製及び臨界電流特性の改善と熱的安定性の最適化に関する研究に従事した。まず、初年度と同様に引き続いて、研究協力者のJung Ho Kim教授(University of Wollongong, Australia)が従事している原材料の研究から得られた硼素粉末を主に用いて、MgB2線材の作製を行った。具体的には、主に3つの線材作製条件、すなわち、線材化の減面加工条件と熱処理・加圧条件、そして磁場下の臨界電流特性の改善に欠かせない炭素添加条件に焦点を当てて進めた。これらの異なる様々な条件からMgB2線材を作製して、その組織・構造と臨界電流密度の増減に与える影響の評価を行った。その結果、高臨界電流特性を有するMgB2線材の作製方法の最適化に関する知見を得ることができた。また、次世代の核磁気共鳴画像(MRI)診断装置用超伝導マグネットのコンセプトの一つである、固体窒素冷却下でのMgB2超伝導マグネットシステムに着目して研究を推進した。具体的には、実際にその冷却システムを適用した小型MgB2マグネットを作製して、世界で初めて液体窒素冷却下における超伝導接続による永久電流モードでの超伝導マグネット特性の評価を行った。その結果、MgB2線材のマグネット特性及び熱的安定性の最適化に関する知見を得ることができた。今後は、これらの知見を加味して研究を推進していくことで、次世代MRI装置用マグネットに適したMgB2線材化技術・方法のさらなる改善が期待できる。おおむね順調に進展している理由は、次年度となる平成27年度の研究実施計画だけでなく最終年度となる平成28年度の研究実施計画の一部も並行して従事したからである。具体的には、次年度となる平成27年度の研究計画のとおり、初年度に引き続き、硼素の研究で得られた新しい硼素粉末を原材料とし、この粉末を用いてMgB2線材の作製と構造評価及び臨界電流特性の改善に関する研究に着手した。この線材作製に関しては、本研究上で重要な申請設備であるSD-2000型スエージングマシーンや小型高真空管状炉に加えて、平成27年度に購入したドローベンチなどの装置を導入して推進することができた。このドローベンチは、当初の研究計画の変更及び改善のため、当初購入予定であったSD500型スエージングマシーンの代わりに導入した装置である。この装置の導入により、MRI装置用超伝導マグネットに重要となる形状対称性に優れたMgB2線材の作製を進めることができた。

しかしながら、初年度のSD-2000型スエージングマシーンによる線材化加工の工程条件と同様に、ドローベンチによる線材化加工の工程条件も極めて多数に及び、次年度となる平成27年度内に線材の臨界電流特性に関して最適な作製条件を見出す見通しを立てることができなかった。そこで平成27年度研究計画の遂行が当初より時間がかかることを見越して、最終年度となる平成28年度に研究計画していたMgB2線材の熱的安定性の最適化に関する研究にも並行して取り組み、次世代MRI超伝導マグネットに適した線材の熱的安定化に関する新たな知見を得ることができた。したがって、想定より時間を費やす研究もあったが、次年度以降の研究計画の導入による対処を考慮して、現在までの達成度を総合的に判断するとおおむね順調に進展しつつある。本研究において最終年度となる平成28年度は、二硼化マグネシウム(MgB2)超伝導材料を基盤とする、次世代MRI診断装置用マグネットの実現のための線材技術開発として、MgB2線材どうしを接続する超伝導接続技術の開発と、MgB2線材をコイル化した小型のMgB2超伝導マグネットの特性評価及びその最適化に関する研究に従事した。具体的には、MRI診断装置用の超伝導マグネット応用において、磁場発生とともにその磁場の時間的安定度を極めて高く維持する技術の構築が不可欠であり、その条件を満たすMgB2線材の技術課題の一つとして、永久電流モードによる高安定磁場を発生するための超伝導接続技術の確立が挙げられている。そこで本研究では、マグネット応用という磁場環境を考慮し、無添加のMgB2線材だけでなく、磁場下の超伝導特性を改善する炭素を添加した線材にも焦点を当て、MgB2多結晶材料を介した接続技術の開発研究を進めた。その結果、炭素を添加したMgB2線材において、本来有する輸送臨界電流特性の70%程度まで改善できる超伝導接続技術・方法に関する知見を得た。また、前年度に引き続き、固体窒素冷却下でのMgB2超伝導マグネットシステムに着目して研究を推進した。本年度はそのマグネット材料として、安定化材の銅を中心に配置したMgB2多芯線材を使用し、小型ソレノイドコイルを試作してその特性を評価した。その結果、固体窒素冷却下において、28Kの温度でコイルに200Aの電流を温度変化せずに、超伝導状態を保持したまま繰り返し通電することに成功した。このコイル性能の試験結果、すなわち、MgB2超伝導応用が期待される20K付近の温度よりも十分高く、さらに高安定かつ繰り返し数百アンペア級の大電流通電性能の達成は、まだ低い磁場を発生するだけの試作コイルであることを考慮すべきであるが、MgB2線材が次世代の固体窒素冷却MRI診断装置用マグネットの材料として期待できることを明らかにした。本研究では、MRI診断装置用の超伝導コイルの次世代化に向けて、二硼化マグネシウム(MgB2)線材の高性能化と、その材料を基盤とした要素技術の開発に従事した。その結果、線材コア組織の制御により、臨界電流特性や耐歪特性を向上するための新しい知見を得た。また、超伝導接続技術として、磁場下で優れた臨界電流特性を有する、炭素添加のMgB2単芯線材に着目し、本来の特性の約70%まで向上・維持できる接続性能を達成した。さらに、超伝導接続により閉じた小型MgB2コイルを作製し、固体窒素冷却下でその永久電流モードの性能を世界で初めて評価するとともに、冷却及び超伝導磁石としての性質・特性に関する様々な知見を得た。おおむね順調に進展している理由は、初年度の研究実施計画だけでなく次年度以降の研究実施計画の一部も並行して従事したからである。
遺伝子標的組換えマウスを用いた細胞内カルシウム動員機構の解析

リアノジン受容体は細胞内小胞体(ストア)に存在しているカルシウム放出チャネルで、1型(骨格筋)、2型(心筋)、3型(脳)のサブタイプがある。骨格筋の収縮はT管にあるジヒドロピリジン(DHP)受容体からの電気信号が小胞体にあるリアノジン受容体に伝わり、そこからCa^<2+>が放出されることにより引き起こされる。この一連の過程は興奮収縮連関と呼ばれているが、DHP受容体からどのように情報を伝えるかについて分子機構の実体が明らかでない。本研究は、骨格筋型興奮収縮連関の分子機構を解明する目的で、遺伝子標的組換えにより作成された1、3型リアノジン受容体欠損マウスの培養骨格筋細胞を使って興奮収縮連関の機能を担う1型リアノジン受容体一次構造上の部位の同定を行った。リアノジン受容体は、サブタイプ間に高いアミノ酸配列の相同性を示すが、数箇所の領域(D1、D2、D3)では、アミノ酸配列の相同性は低いことが報告されている。平成9年度は、1型リアノジン受容体のD2領域を欠損すると電気刺激による反応がなくなることより、骨格筋型興奮収縮連関に必須なアミノ酸配列の1つであることを明らかにした。今年度は、D1領域が骨格筋型興奮収縮連関にどのように関与しているかを調べるため、D1領域を削除した1型リアノジン受容体変異遺伝子を作製し、同様の方法で解析した。その結果、電気刺激による反応だけでなく、カフェインによる反応も消失した。そこで、より正確なリアノジン受容体機能を調べるため、低親和性色素であるfuraptraを用いた細胞内Ca^<2+>ストア内腔のCa^<2+>濃度を測定することを考え、細胞内Ca^<2+>ストア内腔のリアルタイムイメージングの実験系を確立した。現在この方法で、リアノジン受容体機能解析を進めている。リアノジン受容体は細胞内小胞体(ストア)に存在しているカルシウム放出チャネルである。リアノジン受容体には1型(骨格筋)、2型(心筋)、3型(脳)のサブタイプがあり、ザブタイプ間に高いアミノ酸配列の相同性(70%)を示す。この一連の過程は興奮収縮連関と呼ばれているが,DHP受容体からどのように情報を伝えるかについて分子機構の実体が明らかでない。遺伝子標的組換えにより作成された1、3型リアノジン受容体欠損マウスの培養骨格筋細胞を使って興奮収縮連関の機能を担う1型リアノジン受容体の一次構造上の部位の同定を行った。1型リアノジン受容体のアミノ酸配列13031406付近(D2領域)の相同性は、1型と2型では20%、また、3型はその部分のアミノ酸配列が欠損しているというように、アミノ酸配列の相同性は低いことが報告されている。この、D2領域が骨格筋型興奮収縮連関にどのように関与しているかを調べるため、D2領域を削除した、あるいは同じ領域を2型に置換した1型リアノジン受容体変異遺伝子を作製し、それらをリアノジン受容体が全欠損している培養骨格筋細胞に発現させて、機能を解析した。その結果、D2領域は、カフェインによるCa^<2+>放出に必須ではなく、1型と2型リアノジン受容体の興奮収縮連関におけるの機能的差異を決定する部分でなく、D2領域を欠損すると電気刺激による反応がなくなることより、興奮収縮連関機能に必須なアミノ酸配列の1つであることが明らかになった。これらの結果は、J.Biol.Chem.に掲載された。そこで、より正確なリアノジン受容体機能を調べるため、低親和性色素であるfuraptraを用いた細胞内Ca^<2+>ストア内腔のCa^<2+>濃度を測定することを考え、細胞内Ca
ラジオ波誘電加温がラット前立腺α_1-receptorにおよぼす影響について

【目的】前立腺を加温することにより、α_1-receptorがどのような影響をうけるか検討した。【対象と方法】実験動物:生後30週のウイスター系雄ラット、コントロール群4匹、加温群4匹をThermotron-RF8で8MHzの高周波radiofrequencyを用い、前立腺を4545.5°Cで60分間加温した。全結合数(Bmax):単位蛋白あたりの受容体の数解離定数(Kd):Prazosinとの親和性(受容体の性質)【結果】一方、Kd;receptorの性質は、有意の変化は認めず、それぞれの平均値はコントロール群、0.1032(nM)、加温治療群0.0988(nM)であった。今回の研究では、加温によりα_1-receptorが破壊されることを証明した。α_1-receptorの破壊により排尿障害が改善するという可能性が推察できる。加温療法の作用機序を解明したことにより、前立腺肥大症に対する加温療法をより効果のある治療法へと導く可能性がある。
固体-液体界面へのイオン照射による新規表面加工・改質法に関する研究

先端に蓋を付けたガラスキャピラリーにイオンビームを通過させることにより、マイクロビームを液体中に射出することが可能である。本研究ではこのビームを材料の表面加工・改質へ応用することを検討した。アルカリ溶液中でのPETの常温エッチング、固液界面における有機薄膜の重合コーティング、金属イオンの還元による微粒子の生成と材料表面への担持など、これまでのイオン照射にない応用可能性を示した。イオンビームを集束するガラスキャピラリーは、出口部に薄い蓋を設けることによりその射出口を液体中へ挿入することが可能である。このことよりこれまで技術的制約から難しかった固体-液体界面におけるイオンビームによるエネルギー付与と化学反応を利用した新しい表面修飾法や加工法に関する研究への道を開いた。本研究では、これまで調べられていない固体一液体界面においてイオンが引き起こす現象を明らかにし、上記の応用への足掛かりとすることを目的とした。本年度前半においては既存の汎用ビームラインを用いて、ガラスキャピラリーを液体照射容器の側壁から0リングを介して液中へ挿入する形態の液体中照射システムを構築した。試料はXYZ微動ステージによって保持し、上方から液体中に浸漬する形態とした。集束ビームを液相中に照射する実験では、200μm径のビーム束で2nA (3MeV,H^+)以上のイオン電流が得られている。本照射システムの完成後、有機モノマー水溶液中で高分子表面を照射する実験を行った。照射中はステージを走査する方法でパターンを描画した。アクリル酸モノマーを用いた照射試験では、疎水性のポリエチレンあるいはポリテトラフルオロエチレン表面へのコーティング描画に成功し、照射部分は親水性へと変化した。表面分光(顕微FT-IR)によって照射部分にはポリアクリル酸が生成していることが明らかになり、放射線グラフト重合が微小領域で高速に進んでいることが示された。その後、モノマー濃度、照射電流値、照射時間等のパラメータと、コーティング生成量との関係詳細に調べた。当該年度は前年度に制作したシステムを用いて、本研究の目的である新規表面改質法の開発を念頭に固体-液体界面におけるイオンビーム照射研究を行った。前年度確認したポリアクリル酸の堆積現象を利用して、厚膜形成ならびに立体形状形成を試みた。一点を長時間照射し,乾燥後光学顕微鏡にて観察した。その結果ポリアクリル酸は乾燥時の収縮が大きく、剥離や変形のため厚膜や立体構造の構築に適さないことが判明した。シリコン基板と生成物との密着性が悪いのも一因と考えられる。次に吸湿性のないポリアクリロニトリルを生成するアクリロニトリル水溶液中で照射を行った。ポリアクリロニトリル膜は剥離せず厚膜として残存したが、堆積初期段階において核形成を経るとみられ,平坦性の悪い表面となっている。立体構造構築を行うためには,基板との良好な密着性,照射領域内で均一な堆積が得られるモノマー・基板の組み合わせを探索する必要がある。上記の試験と並行して、無電解めっき液中に試料を浸漬し、キャピラリー集束ビームにより照射面に金属を析出させることが出来るか、検証を行った。次亜リン酸イオンを含む硝酸ニッケル溶液中で種々の基板に対して3MeVの水素イオン照射を行ったところ、照射部位とその周辺でニッケルが析出し試料加熱を経ることなく金属コーティングが可能であることが示された。精査の結果、金属析出は試料表面で起っているのではなく、水溶液中析出した金属微粒子が拡散により試料表面に付着していると考えられた。当該年度の結果より、本手法はポリマーのみならず金属の析出手段として利用可能であることが示された。これまで固体ー液体界面にイオンビームを到達させるためには、数十MeV以上のイオンを隔壁を通して大気中に取り出し、さらに液体中を通過させて固体表面まで導く必要があった。この方法では研究可能な施設が限定される他、放射化の問題もあり表面改質研究に利用された例は無い。本研究では、蓋付ガラスキャピラリーによってイオンビームを容易に固体ー液体界面へ誘導することが出来る点に着目し、数MeVのイオンを用いてこれまでに行われたことのない表面改質に関する研究に着した。当該年度は計画にある通り、物質のエッチング加工に関する研究を行った。KAPTONやPETのフィルムをアルカリ溶液中でプロトンビーム照射し、エッチングが進行することを明らかにした。本照射は室温にて実施しており、非照射部位への化学的ダメージがほとんどないことが特徴である。一方、計画外の実験としては金属イオン溶液中におけるイオンビーム照射を行った。その結果、カーボン、シリコン、ガラス等の基板上に金、銀、白金、ニッケル等の金属微粒子を析出させることに成功した。白金微粒子について詳細に解析を行ったところ、触媒活性が高いと予想される直径数nmのものが大量に生成していた。また、長時間の照射により微粒子が連結し、最終的には膜状に移行することを確認した。微粒子の生成は活性種の拡散によって照射領域外でも進行することが判明し、微細領域へのパターニングについては課題を残した。

前年度までに研究を行ったイオンビームによる高分子コーティング(パターニング)と併せ、本手法がこれまでにない表面改質手法として有望であることを示した。液体中イオンビーム照射が、ポリマー並びに金属の析出手法として利用可能であることを実証し、新しい表面改質手法としての能力を備えていることを示したことは、当初の計画通りである。24年度が最終年度であるため、記入しない。現時点では表面改質手法としての可能性を確認した段階であり、これを応用出来る形にすることが最終年度の目標である。そのためには、使用する溶液や照射条件等を適切に選択する必要があり、実験と調査を並行して行っていく。また、改質と並んでもう一つの目的である加工に関しても、高分子材料を中心に試験を行う。
エンテロウイルス71感染マウスモデルの構築

EV71は手足口病の原因ウイルスであり、稀に神経疾患を伴う。しかし適した動物モデルが確立されていないため神経病原性発症機構は明らかにされていない。そこでEV71神経病原性発症機構解明のためEV71の受容体であるヒトSCARB2を発現し、EV71に感受性を持つマウスの作出を目的とした。本研究期間にヒトSCARB2の発現分布がヒトと類似のトランスジェニックマウス(hSCARB2-Tgマウス)の作製し、EV71感染により神経症状を示し、ウイルスの主な増殖部は脳および脊髄であることを明らかにした。従って、hSCARB2-Tgマウスはヒトの症例と類似したEV71感染モデルであると考えられる。エンテロウイルス71(EV71)はピコルナウイルス科エンテロウイルス属、A群ヒトエンテロウイルスに分類される、手足口病の原因ウイルスである。一般的に手足口病は重篤化することはないが稀にEV71感染では神経疾患を伴う死亡例が報告されている。しかしEV71の宿主域は狭く成体マウスでは神経病原性は観察されないため、適した動物モデルが確立されていない。従って、神経病原性発症機構は明らかにされていない。そこでEV71神経病原性発症機構解明のためEV71の受容体であるヒトSCARB2を発現し、EV71に感受性を持つマウスの作出を目的とし実験を行った。前年度までにヒトSCARB2の発現分布がヒトと類似のトランスジェニックマウス(hSCARB2-Tgマウス)の作製を終了した。本年度はhSCARB2-Tgマウスの性状解析を行うことを目的に、ウイルス接種経路、接種ウイルス株、ウイルス増殖部位の解析を行った。EV71/Isehara/Japan/99株を脳内、静脈内、腹腔内、胃内接種するとどの接種経路においても四肢弛緩性麻痺および運動失調の神経症状を発現した。EV71/Isehara/Japan/99株以外にBrCr/USA/70株、SK-EV006/Malaysia/97株、C7/Japan/97株の接種よっても神経症状を発現した。次にウイルスを静脈内接種後、臓器内のウイルス力価測定および病理学的解析を行ったところ、神経症状を発現したhSCARB2-Tgマウスの脳および脊髄で高いウイルス力価を検出した。また大脳、小脳、中脳、橋、延髄、脊髄の神経細胞にウイルス抗原を見出すことができ、神経細胞脱落および細胞浸潤が観察された。従って、このhSCARB2-Tgマウスにおける病態とEV71標的部位はヒトの症例と類似していることからよいEV71感染動物モデルであると考えられる。エンテロウイルス71(EV71)は手足口病の原因ウイルスの一つであり、神経疾患を伴うウイルスとしてポリオウイルス根絶後の重要なウイルスの一つとして認識されつつある。しかしその病原性発症機構はいまだ明らかになっていない。EV71受容体であるヒトSCARB2をマウスで発現させれば、ヒトでの感染様式と病態を模したEV71感受性マウスを作製できるとの考えからヒトSCARB2発現トランスジェニックマウスとヒト型SCARB2発現ノックインマウスの作製に取り掛かった。ヒトSCARB2発現トランスジェニックマウスの作製を終了し、6系統のトランスジェニックマウスを得ることができた。得られたトランスジェニックマウスのヒトSCARB2発現部位をウエスタンブロット法と免疫組織化学法により解析したところ、おおむねヒト体内での発現分布と類似であることが明らかになった。特に中枢神経系においては神経細胞が最も強く染色され、発現レベルが高いことが推測された。次にEV71/Isehara/Japan/99株を脳内接種したところ4系統で四肢の弛緩性麻痺や運動失調などの神経症状を示した。また神経症状発現マウスの脳および脊髄で高いウイルス力価を示した。更に組織染色により脳および脊髄の神経細胞にウイルス抗原を検出した。一方、ヒト型SCARB2ノックインマウスは作製できたが、異常なヒト型SCARB2転写産物の割合が多く、結果的にEV71に対して感受性を示さないことが明らかになった。以上よりヒトSCARB2発現トランスジェニックマウスはEV71の感染が成立すること、そして弛緩性麻痺または運動失調などの神経症状を呈することを見出した。これらの知見からヒトSCARB2トランスジェニックマウスはEV71神経病原性発現機構解析のためのモデル動物として有用であると考えられる。平成23年度はEV71感受性マウスの作製を目的をして2種類の遺伝子改変マウスの作製を遂行した。1つ目のヒトSCARB2発現トランスジェニックマウスの作製は終了し、その性状解析も進んでいる。

更にEV71に対して感受性であり、かつ神経症状を呈することから本研究の最終目標である「エンテロウイルス71感染マウスモデルの構築」に向けて着実に研究が進展していると考えられる。一方、ヒト型SCARB2ノックインマウスも作製が終了し、系統の拡大・維持を行うところまで進んだが、スプライシング異常によりヒト型SCARB2転写産物の割合が極端に少ないため、結果としてEV71に対して感受性を示さないことが明らかになった。以上のようにヒト型SCARB2ノックインマウスを用いた解析は問題が生じたが、ヒトSCARB2発現トランスジェニックマウスの解析が進んでいることから本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。EV71感染マウスの病態解析ヒト型SCARB2ノックインマウスに関してはスプライシング異常の原因を追求して新たなマウスを作製することが正当な手段であるが、トランスジェニックマウスが良い成績を残していることからノックインマウスの作製は一時中断し、トランスジェニックマウスを用いてヒトでの感染様式と病態を模したEV71感受性マウスを選定する。選定のために以下の項目に重点を置き解析を行う。1)神経症状の有無、2)ウイルス増殖の有無、3)脳内の神経細胞への感染方法1)ヒトSCARB2を発現させた遺伝子改変マウスへのEV71接種、2)神経症状の観察および生死判定、3)体内でのウイルス力価の測定、4)病理解析(国立感染症研究所・永田先生との共同研究)、5)ヒト臨床検体及びサル感染実験結果とマウスの病態比較(マラヤ大学Wong先生、国立感染症研究所・清水先生、永田先生との共同解析)、6)系統間での感受性の比較EV71感染モデルマウスの選定および系統維持ヒト臨床検体及びサル感染実験結果との比較からよりヒトの病態に近いヒトSCARB2発現遺伝子改変マウスの系統を選別しEV71感染モデルマウスとしてその系統を維持する。本研究を推進するにあたり細胞培養実験と分子生物学的実験は必須であり、その実験試薬等の購入を予定している。また作製した遺伝子改変動物の維持費のための物品費を計上する予定である。また今年度は成果発表をすべく国際学会への参加も予定しているため、旅費も多く計上する。更に論文作成・投稿のための英文校閲代、投稿料が必要である。
都市構造と地域モラル水準からみた犯罪空間分析と防犯都市戦略への展開

1.犯罪発生の要因分析と犯罪に強いまちづくり方策の提案前年度までに実施したクライムマッピング(警察庁)と高解像度写真を活用した犯罪発生箇所の同定,及び,まち歩きの実施による地域モラル情報の収集・整理によって整備された犯罪空間データと犯罪発生率との関係を分析することによって,犯罪発生要因を明らかにした.具体的には,集合住宅,公園,駅,道路,コンビニエンスストアなどの公共施設との距離と,それらのインフラを維持管理していくための市民のモラル水準を説明変数とし,犯罪発生率との関係の定量化を行った.その結果,対象地域である京都市の地区特性と犯罪発生との関係を定量的に捉えることによって,区画整理や市街地開発を行う際に,集合住宅や公園の配置,さらには,その維持管理のための人的,金銭的投資配分など,具体的なまちづくり方策にっいて検討を行った.2.犯罪マップの公開と作成過程のパッケージ化による防犯意識の啓発本研究では,GIS機能をもつ,ESRI社ArcGIS,及び,一般にも閲覧操作可能なGoogleMapsの異なる特性をもっソフトウェアを用いて,1.の分析結果の可視化を試みた.また,これらのGISを活用して作成した犯罪マップは,最終成果物として地域やWeb GIS(インターネット上)での公開を行うことの必要性と効果の高さについて論じるとともに,今後の防犯への意識啓発への貢献について検討を行った.また,これまでの成果を通した犯罪マップ作成から公開までの一連の過程をパッケージ化し,かつ,マニュアル化することによって,他地域への普及を可能にしていくことを自治体等との議論をもとに整理した.1)クライムマッピング(警察庁)と高解像度写真を活用した犯罪発生箇所の同定警察庁科学警察研究所で公開している犯罪密度地図を用いて,ひったくりや空き巣など身近な犯罪が多発する地域を空間的に分析・把握した.具体的には,京都市を対象に,クライムマッピングに都市計画図や住宅地図等をレイヤーとして重ねるによって,対象地域での犯罪発生箇所を同定しながら,犯罪発生の多い都市空間(公園,団地,学校など)条件を明らかにした.ここでの検討結果は,次の市民とのまち歩きを効果的に実施するための基礎情報として活用した.2)まち歩きの実施による地域モラル情報の収集・整理地域の防犯上の安全・危険性を把握するために,1)で得られた犯罪空間情報をもとに,醍醐地区の小学生と共にまち歩きを実施した.ここでのまち歩きとは,実際に犯罪の発生した場所を見て歩き,そこでのモラル情報(GPS位置情報,状況写真,施設の維持管理状況の記録)を収集し,住宅地図上に整理していく作業とした.得られた情報を,1)で構築した犯罪空間GIS上に入力した.その際には,GISに関する基礎知識や支援ツールの使用方法について市民ユーザーにもわかりやすく,入力しやすいようなインターフェイス設計を行った.この成果は,従来の行政主導型の犯罪マップとは異なり,自分たちの住む地域の情報を,自分たちの参加活動によって,モラル情報に加えていくため,当事者意識の向上につながることが期待された.1.犯罪発生の要因分析と犯罪に強いまちづくり方策の提案前年度までに実施したクライムマッピング(警察庁)と高解像度写真を活用した犯罪発生箇所の同定,及び,まち歩きの実施による地域モラル情報の収集・整理によって整備された犯罪空間データと犯罪発生率との関係を分析することによって,犯罪発生要因を明らかにした.具体的には,集合住宅,公園,駅,道路,コンビニエンスストアなどの公共施設との距離と,それらのインフラを維持管理していくための市民のモラル水準を説明変数とし,犯罪発生率との関係の定量化を行った.その結果,対象地域である京都市の地区特性と犯罪発生との関係を定量的に捉えることによって,区画整理や市街地開発を行う際に,集合住宅や公園の配置,さらには,その維持管理のための人的,金銭的投資配分など,具体的なまちづくり方策にっいて検討を行った.2.犯罪マップの公開と作成過程のパッケージ化による防犯意識の啓発本研究では,GIS機能をもつ,ESRI社ArcGIS,及び,一般にも閲覧操作可能なGoogleMapsの異なる特性をもっソフトウェアを用いて,1.の分析結果の可視化を試みた.また,これらのGISを活用して作成した犯罪マップは,最終成果物として地域やWeb GIS(インターネット上)での公開を行うことの必要性と効果の高さについて論じるとともに,今後の防犯への意識啓発への貢献について検討を行った.また,これまでの成果を通した犯罪マップ作成から公開までの一連の過程をパッケージ化し,かつ,マニュアル化することによって,他地域への普及を可能にしていくことを自治体等との議論をもとに整理した.
癌細胞におけるゲノムDNA変異及びRNA発現変動の高速スキャニング法の開発

本研究においてはこれらの遺伝子に生じた質的及び量的異常をゲノム全体を対象として高速にスキャニングする技術を開発し、変異遺伝子同定への応用を試みることを開発課題として掲げた.我々は既にDNAサブトラクション法であるRepresentational Difference Analysis(RDA)法(Lisitsyn,1993)を用いて、多段階発癌過程における染色体異常の同定をはかり、癌抑制遺伝子座のクローニングから癌抑制遺伝子の同定をめざしてきた。本研究課題の計画段階では、サブトラクション法を効率化する手段の開発を目指すことを主たる課題としていたが、研究課題を実施する過程においてヒトゲノム計画は当初の予測を上回る速度で急速な発展を遂げ、ヒト22番および21番染色体の全塩基配列さらにヒトゲノム配列の概要版が決定され、数万個を越える遺伝子あるいはEST配列が報告されるにいたり、プローブ配列を任意に得ることが可能となり、マイクロアレイによる遺伝子探索がまさに現実化することとなった。予め数千、数万の遺伝子についてcDNAあるいは合成DNAの形で整列化することによって、個々の検体毎にライブラリーを作製する労力を省くことが可能であり、とりわけcDNAの量的な変動についてのモニタリングについては信頼度の高いデータを迅速に得られることが期待された。一方、ゲノム全体の多様性についてもSNP(一塩基多型、Single Nucleotide Polymorphism)の同定が急速に進み、多因子性疾患の遺伝解析に有用であることから、SNP判別のための方法論の開発が急務となり、迅速かつ高精度なゲノム変異の同定法についても検討を進めた。本研究においては遺伝子に生じた質的及び量的異常をゲノム全体を対象として高速にスキャニングする技術を開発し、変異遺伝子同定への応用を試みた.1.ゲノムスキャニング法の開発(1)癌細胞DNAにおけるゲノム変異領域の同定と解析RDA(Representational Difference Analysis)法により癌細胞DNAにおいて特異的に欠失している領域からDNAマーカーを増幅、同定した.癌細胞DNAをドライバーに用いることにより、ホモ欠失しているゲノム領域からのDNA断片を増幅できた。(2)スクリーニング用高密度フィルターの作成PCRにより増幅可能な制限酵素断片を予めライブラリー化し、全ゲノムをカバーすることをめざす。独立した3万個の100kb毎に1個のマーカー密度が得られる。マクロあるいはミクロアレーを作成することにより、スクリーニングの高速、簡便化を図る。BglIIにて切断後、アダプターを付加し、増幅したアンプリコンをインサートとするプラスミドライブラリーを作成し、既存のプローブにより現在そのrepresentationについて検討を加えている。2.RNA発現量の比較スキャニング法の開発cDNA-RDA法の開発2つの試料間での遺伝子発現レベルを比較するために、RNAより逆転写したcDNA同士を比較するべく、RDA法を改良・応用したサブトラクション法を開発中である。本研究においては遺伝子に生じた質的及び量的異常をゲノム全体を対象として高速にスキャニングする技術を開発し、変異遺伝子同定への応用を試みた.1.ゲノムスキャニング法の開発(1) DNAにおけるゲノム変異領域の同定と解析RDA(Representational Difference Analysis)法により癌細胞DNAにおいて特異的に欠失している領域からDNAマーカーを増幅、同定した.癌細胞DNAをドライバーに用いることにより、ホモ欠失しているゲノム領域からのDNA断片を増幅できた。BglIIにて切断後、アダプターを付加し、増幅したアンブリコンをインサートとするプラスミドライブラリーを作成し、既存のプローブにより現在そのrepresentationについて検討を加えている。(3) Representationによるグノムライブラリースクリーニング法の開発上記(1)で得られたBglIIによるミニライブラリーを利用して、アンプリコンに含まれるか否かをサブトラクションなしに判定することが可能であることを検討している。

(4)単塩基変異(SNP)の検出方への応用アンブリコンに含まれるか否かは使用する制限酵素の多型を反映する。上記(3)のライブラリースクリーニング法はゲノムワイドのSNP解析に応用可能であり、検討を加えている。2. RNA発現量の比較スキャニング法の開発ゲノムサイエンスの進展により、既に数万個のcDNAが同定され、その機能解析がより重要となりつつある。cDNA-RDA法による遺伝子発現レベルの比較検討に加えて、cDNAアレイによるより体系的な発現解析システムを導入しつつあり、その結果の比較検討を行うインターフェースづくりを行っている。がん細胞における生じる遺伝子異常をゲノム及びトランスクリプトームの両面から包括的に解析を進めてきた。ゲノム解析においては、胃癌において3カ所の染色体ホモ欠失領域を同定し、新規遺伝子ZAP1の単離を行い、機能解析を進めている。トランスクリプトーム解析については、オリゴヌクレオチドアレイ(GeneChip Affymetrix社)による遺伝子発現レベルの解析を進めてきた。第一に、SAGE(Serial Analysis of Gene Expression)法との比較によりオリゴヌクレオチドアレイ法の定量性を検討した。SAGE法はcDNA由来の10塩基のタグの出現頻度を数えることにより、遺伝子の発現レベルを定量的に解析することができる。GeneChip法の発現強度とSAGE法の出現頻度との比較を行ったところ、大変よい相関が得られた。オリゴヌクレオチドチップ解析においては、対照検体なしに発現レベルをモニタリングできるので、組織間の発現量を比較しやすいと考えられる。さらに、遺伝子発現の組織特異性については、GeneChipデータとともにSAGEデータを統合することにより、遺伝子毎に種々の細胞や臓器での発現レベルが一覧できるようなデータベースを構築中である。現在、がん細胞及び癌組織を用いてのGeneChip解析に着手しており、既知の遺伝子6800を対象として肝細胞癌において癌特異的な発現が誘導される遺伝子群として抽出される4つの遺伝子のうち1つはAFP遺伝子であり、正常肝及び他の組織では発現がなく肝細胞癌で数十倍の発現増加を示しており、腫瘍マーカーとして理想的な発現プロファイルを示していることが示された。他の3つについて詳細な検討を進めている。
油層の地球化学的・微生物学的特性に合わせたテーラーメード型枯渇油田再生技術の開発

油層環境の生物的原油分解メタン生成ポテンシャルを評価するため,東北日本地域の油ガス田から採取した原油の炭化水素組成をガスクロマトグラフー水素炎イオン化検出器とガスクロマトグラフー質量分析計(現有設備)で分析した結果,多くの原油ではn-アルカンが最も多い成分である一方,一部の原油(A油田)ではプリスタン,フィタンなどのイソプレノイドアルカンがn-アルカンよりも多く,原油生分解の影響が示唆された。またガス成分(メタンブタンや二酸化炭素)の組成と炭素同位体比をガスクロマトグラフー水素炎イオン化検出器とガスクロマトグラフー燃焼ー安定同位体比質量分析計(現有設備)で分析した結果,特にA油田のガスにおいて二酸化炭素,プロパン,n-ブタンの炭素同位体比が相対的に高い特徴があり,炭化水素の生分解とメタン生成の影響が示唆された。さらに,微生物の生育に影響する油層水中の各種イオン(塩化物イオン,アンモニウムイオン,リン酸イオンなど)、微生物の生理活性に関わる各種微量金属イオンやビタミン類、及びメタン生成菌と競合関係にある微生物の生育を支配する各種イオン(硫酸イオン,硝酸イオン,亜硝酸イオン,鉄イオン)の濃度を測定した。その他に,原油分解反応における最初の代謝産物であるアルキルサクシネートやベンジルサクシネートなどのアルカン誘導体,ベンゼン誘導体の油層水中濃度をガスクロマトグラフー質量分析計で測定し,原油分解メタン生成の兆候をより高精度に明らかにした。「油層の地球化学的特性の分析を行い、現場油層環境の原油分解メタン生成ポテンシャルの評価を実施する」という平成29年度の目標を達成しており、平成30年度の研究で原油分解メタン生成微生物群を獲得するための高圧培養実験の対象となる油田が明確となっているため。原油分解メタン生成ポテンシャルを有する油層を対象に,申請者が独自に開発した「現場の油層環境を模擬する高圧培養システム」と現場油層試料(油層水と原油)を用いて,油層のメタン生成プロセスを実験室で再現し,原油分解メタン生成微生物群を獲得(安定培養化)する。環境ゲノム解析技術等,最新の分子生態学的手法を組み合わせたることにより,獲得した原油分解メタン生成微生物群内で起こる代謝反応の全容を解明する。
前シナプス膜とグリア膜直下のセプチン細胞骨格の破綻を伴う精神・神経疾患病態の解析

重合性GTPaseであるセプチン(SEPT1-14)はニューロンやグリアの細胞骨格の構成要素である。優性変異型SEPT9による家族性ニューロパシー(KuhlenbaumerらNat Genet 2005)、統合失調症や双極性障害におけるSEPT5/6/11の増加(PenningtonらMol Psychiatry 2008)、ParkinによるSEPT4とSEPT5のユビキチン化などが報告されてきたが(ZhangらPNAS 2001など)、いずれも病態生理学的意義は不明である。シナプス病態班員としての研究期間を通じて以下の進捗があった。パーキンソン病の病態モデルとして「Parkinの変異で分解を免れたSEPT4などの基質の蓄積が神経を障害する」仮説が優勢である。そこで脳選択的SEPT4過剰発現マウスを作製して検証したが、軽度の自発活動量低下傾向以外に行動学的異常はなく、凝集体も含めた病理変化もなく、上記仮説の反証となった(in revision)。黒質-線条体ドーパミン伝達が減弱するSEPT4欠損マウス(猪原、木下らNeuron 2007)より重篤な病態を期待して、必須サブユニットを脳の一部で欠損するマウスを作製したところ、パーキンソン病末期に出現するアミロイド小体に類似した微小な凝集体が多発した。凝集体は幼若マウスにおいて既に多発しており、ほぼ全てのセプチンを含み、細胞質成分を巻き込んだ独特の形状であった。中間径線維や隔離膜で包囲されていなかったことから、アグリソームとして封入されていないことがわかった。多数の微小凝集体が残留する原因として、凝集蛋白質の輸送、アグリソームへの集積、オートファジーによる分解系からエスケープしている可能性を考え、これらパスウェイの既知分子を解析したところ、特定の蛋白質が著減していることがわかった(in preparation)。24年度が最終年度であるため、記入しない。エクソサイトーシス、オートファジー、蛋白質凝集体形成など普遍的な細胞現象におけるセプチン細胞骨格系の関与と、その異常が精神・神経疾患に及ぼす影響が明らかになりつつある。応募者らはセプチンの量的・質的異常が多面的な細胞機能障害を介してパーキンソン病(シヌクレイン病)における神経変性を加速・増悪する脆弱性因子となり得ることを示した(Neuron 2007)。その検証の一環として作製した小脳選択的セプチン欠損マウスでアミロイド小体様の凝集体が多発することを新たに見出し、これまでに解析した2か月齢6か月齢の全個体で再現性を確認した。免疫組織化学により、欠損させたサブユニット以外のセプチン・サブユニットが全て凝集体構成成分として検出されたことから、コアサブユニットを失った複合体を中心とし、おそらく他の蛋白質(未同定)を巻き込んだaggresomeと推測される。この興味深い病理現象は、ヒトの神経変性疾患に随伴する変性病態のモデルとなり得るため、24年度においてはこのモデルマウスで見られる現象を分子(構成成分の網羅的解析、aggresome形成ないしオートファジー関連分子、蛋白質分解系分子、小胞体ストレス関連分子)から運動学習機能障害までのレベルで系統的に解析する。少数匹の予備的な解析ではあるが、ローターロッド試験による運動学習機能障害は顕著ではなく、代償されている可能性が高いため、加齢や薬理学的負荷の効果も併せて解析している。同様に、ドパミンニューロン選択的セプチン欠損マウスではドーパミン神経伝達障害、シヌクレイン代謝異常、レビー小体の再現が期待されるため、並行して作製を進めている。

24年度が最終年度であるため、記入しない。年度半ばに交付通知があったため、研究開始が遅れたことによる。分子メカニズム・行動解析の両面で研究を加速する。ドパミンニューロン選択的セプチン欠損マウスではドーパミン神経伝達障害、シヌクレイン代謝異常、レビー小体の再現が期待されるため、並行して作製・解析を進める。
現代アフリカの周縁社会における土地強奪と地域開発

エチオピアで進展している土地収奪やそれに関連した開発政策が、同国周縁部にくらす農牧社会に与えている影響が明らかになった。対象としたのはエチオピアとケニア、南スーダンの国境付近である。対象地域には2000年代から国内外の資本が大規模農場を建設した。建設過程においてはコミュニティへ適切な説明や補償がなされず、多くの地元住民が半強制的に従来の居住地からの退去を迫られた。農場建設後に農場での雇用を得た人もわずかであった。また対象地域を流れるオモ川の上流部に巨大ダムが建設されたことで、巨大ダムが人びとの生活を大きく変化させていることも明らかになった本研究の目的は、今世紀に入ってアフリカ大陸を席巻している大規模な農場開発の現状を把握し、それらの開発事業が地域社会の生業様式や社会関係にもたらす変化を詳細に検討することである。本研究は、この「土地強奪」と呼ばれる動きの中心的な舞台の一つになっているエチオピアの牧畜民地域を対象とする。本年度は対象地域での農場に関する基本的情報を集めて、正確な情報が明らかになっていない「土地強奪」の実態について解明することを目的とした。文献調査等により明らかになったのは以下の点である。1エチオピアにおける土地強奪は、中央政府や国内資本がその動きの中心的なアクターとなっており、メディア等で頻繁に報道されるような外国資本による「アフリカの再植民地化」の動きとして位置づけるだけでは不十分であること、2対象地域においても、イタリアやインドの企業だけではなく、エチオピア北部出身の投資家らが土地を取得し、農場を建設していること、3エチオピアの他地域からも報告されているように、大規模農場の建設は地域社会と政府、地域社会と事業主、地域社会と農場労働者、地域社会の民族間関係、地域社会の民族内関係に、それぞれ新たな対立関係を生みだしていること、4ただし、土地取引がなされたからといって、必ずしも土地開発が単線的に進むわけではなく、資金不足により撤退する企業や、住民との関係悪化により事業の停滞が余儀なくされている農場があること、などである。研究の成果の一部は、すでに「国際社会学会世界会議」などの学会の場で発表した。また研究成果の一部は、『アジア・アフリカ地域研究』誌などに論文として掲載された。本年は、昨年度までに実地調査で収集してきたエチオピア西南部のフィールド・データの分析を実施するとともに、文献資料やウェブ記事などを用いて、エチオピアの土地収奪の現状を的確に把握するための調査をおこなった。エチオピアは土地収奪の「先進国」としてしばしばメディアに取り上げられてきた。外部資本によって100300万ha程度の土地が取得されたという報告もなされている。だがこの23年のあいだに、国内に建設された複数の大規模農場が、資金不足や現地の住民の抵抗によって、経営規模の縮小や経営からの撤退を余儀なくされていることが明らかになってきた。とくに、エチオピアにおける土地収奪の象徴とされてきた、西部ガンベラ州に10万haを取得していたインド資本の農場が経営に行き詰まりをみせたことは、メディアでも大きく報じられた。私が調査しているエチオピア西南部のサウスオモ県のある郡でも、経営上の理由から二つの農場が経営から撤退していった。農場がつくられていた土地は、再び地域の牧畜民が自由に家畜を放牧する土地となった。また、この一連の事態との関連は不明だが、エチオピア政府は5000ha以上の土地を一度に外部資本へ貸し出すことを中止することにしたり、稼働後の農場に対する監視をつよめることにした、との発表がなされている。この政策の部分的な変更が、農場が建設される地域社会の事情を考慮することのない、上からの一方的な土地開発政策から転換する兆しとして考えることができるのかは不明であり、今後も事態を見守っていく必要がある。2015年度は健康上の理由から、当初予定していたエチオピアでの実地調査を実行することができなかったものの、フィールド・データの整理と文献資料やウェブ記事の分析によって、エチオピアの周縁地域において土地収奪が地域社会に与える実態については、当初から予期していたペースで明らかになってきている。本研究をとおして、エチオピアで進展している土地収奪を始めとする開発政策が、同国周縁部にくらす農牧社会にいかなる影響を与えているのかが明らかになった。対象地域はエチオピア・ケニア・南スーダンの国境付近である。対象地域には2000年代後半から複数の大規模農場が外部資本によって建設されてきた。建設過程においてはコミュニティの意思は無視され、政府と企業によって多くの人がなかば強制的に退去させられた。結果として住民は、従来に比べて牧畜や農耕に不向きな土地での生活を強いられることになった。立ち退きに対する補償も受けとっておらず、農場での雇用を得た人もわずかである。ただし、2010年代に入ってからは、建設された農場の2つが資金不足により閉鎖され、現在では跡地がかつてと同様に地域住民に利用されている。今後、政府の土地利用政策を追跡調査していく必要がある。またオモ川下流に位置する対象地域では、氾濫原での農耕や家畜飼養が可能であり、半乾燥地域にもかかわらず比較的豊かな食料生産が可能だった。しかし、2015年にオモ川上流部に巨大なダムが完成したことで、氾濫が発生しなくなり、氾濫原農耕はほぼ不可能に、また牧畜も以前に比べて牧草の量が減少したため、実施が困難となった。農牧民の食生活は、政府のフードセキュリティ政策による食糧配給や援助食糧に大部分を依存せざるを得なくなっている現状が明らかになった。

もっとも、食糧配給は量が不十分であったり、配給時期が一定ではないため、住民は食料不足の問題に直面している。多くの住民は家畜や牧草、薪木を町で販売した現金で、外部から持ち込まれた穀物を購入している。政府としては、従来の生業の代替として灌漑農地を住民に配布して、定住的な農耕生活を送らせる目論見であるが、実際には灌漑農地の整備はいまだ十分に進んでいない。住民の政府に対する不満も日増しに強くなっている状況である。エチオピアで進展している土地収奪やそれに関連した開発政策が、同国周縁部にくらす農牧社会に与えている影響が明らかになった。対象としたのはエチオピアとケニア、南スーダンの国境付近である。対象地域には2000年代から国内外の資本が大規模農場を建設した。建設過程においてはコミュニティへ適切な説明や補償がなされず、多くの地元住民が半強制的に従来の居住地からの退去を迫られた。農場建設後に農場での雇用を得た人もわずかであった。また対象地域を流れるオモ川の上流部に巨大ダムが建設されたことで、巨大ダムが人びとの生活を大きく変化させていることも明らかになった本年度は、関連資料の収集とエチオピアでの実地調査の計画を予定していたものの、後者についてはエチオピア渡航の数日前に体調が悪化し急きょ渡航をとりやめたため、実施することができなかった。ただしそのかわりに、国内でアクセス可能な文献を広く入手し熟読すると同時に、昨年度まで収集してきた実地調査でのデータ整理を十分な時間をかけておこなうことができたため、現在の農場と地域社会の関係のあり方を明確にすることができた。具体的には、「研究実績の概要」欄に記した内容にくわえて、地域社会における農場に対する評価が世代やジェンダー、居住地域、教育を受けた年数により大きなちがいがあること、そのため、農場への対応をめぐって地域社会内部に多様な対立軸が生まれ、社会内部の緊張が高まっていること、農場建設により退去させられた人だけでなく、直接的な影響を受けていない人たちの多くも、近年になってトゥルカナ湖の湖岸近くに移住して漁撈活動を営み、新たな現金獲得手段としていること、ただしすでに移住先では土地の稀少化が進んでおり、これ以上の土地強奪が進むと、土地利用をめぐる深刻な対立が生じてくる可能性があることなどが明らかになった。なお本年度の研究成果の一端は、「研究発表」欄に記載したように、すでに学術雑誌の論文や書籍の1章を構成する論文として公開している。また、国内外の学会や研究会においても積極的に発表をおこなうことで、専門や対象地域を異にする研究者から広く意見を得ている。これらの助言を今後の研究の進展に活かしていきたいと考えている。2016年度は、当初から予定していたエチオピアでの実地調査をおこなうとともに、2015年にやむを得ざる事情からキャンセルした実地調査もおこなうことで、農場が撤退したあとに、地域住民が残された土地をどのように利用しているのか、また農場建設に賛成した人たちと反対した人たちとのあいだに、どのようなやりとりがなされているのかを、明らかにしていきたい。アフリカ地域研究次年度は、本年度と同様に国内で資料収集にあたるとともに、エチオピアの首都アジスアベバなどでも関連資料を収集する。
ヒトiPS細胞を活用した筋萎縮抑制食品成分の探索

超高齢社会を迎える我が国において、高齢者のQuality of Lifeの向上と医療費、介護費の抑制を実現する上で、健康寿命の延伸は喫緊の課題である。加齢性筋萎縮症(サルコペニア)は、寝たきりや要介護状態につながる主要な危険因子となっており、健康寿命延伸の実現に向けた最重要課題の一つは高齢者の身体機能の維持、つまりは筋量の維持にある。本研究では、ヒトiPS細胞から分化誘導したヒト骨格筋細胞を用いて、筋萎縮抑制効果を発揮する食品成分を同定することを目指します。
非培養脂肪由来幹細胞による放射線性顎骨壊死に対する細胞治療法の開発

本研究の目的は、口腔癌に対する化学放射線療法(CRT)の副作用として惹起される晩期顎骨壊死を対象に、脂肪由来細胞(ADC)による細胞治療を試みることで、障害の予防や組織の再生を図る治療技術を開発することにある。本研究期間では、まず新鮮脂肪由来細胞(ADC)の骨再生能について評価を行なった。その結果、骨形成因子であるBMP2を作用させた場合、培養脂肪由来MSCと同程度の異所性骨形成が認められた。次に作出を行なった顎骨壊死モデルについて、放射線照射直後にADCを静脈投与した場合の骨壊死の程度を評価した。照射後12週にて摘出したマウスの下顎を解析したところ、部位によっては顕著ではないものの、ADCを投与した群において、血管や骨細胞の消失の程度が低い傾向が認められた。本研究の目的は、口腔癌に対する化学放射線療法(CRT)の副作用として惹起される晩期顎骨壊死を対象に、脂肪由来細胞(ADCs)による細胞治療を試みることで、障害の予防や組織の再生を図る治療技術を開発することにある。申請者らは、静脈内投与した骨髄由来細胞(BMDCs)の局所への遊走・生着能や分化能に注目し、それを用いた放射線性唾液腺萎縮症に対する細胞治療法の開発に取り組んでおり、現在までにその有効性を確認している。本研究は、この基盤技術に脂肪組織由来の濃縮幹細胞を応用することで、CRTに伴う晩期顎骨壊死の発症軽減を試みるものである。これにより、組織障害の最小化を実現することで、口腔癌におけるQOL維持のための低侵襲治療体系の確立に寄与できると考える。初年度は、まず頭頚部への放射線照射と抗癌剤投与による組織障害モデルの作出を試みた。CRTに併発する組織障害モデルの作出については、放射線性の唾液腺萎縮と口内炎モデルが知ちれおり、それらの条件を応用した。即ち、C3Hマウスへの顎下腺領域まで含んだ頭頚部のみに放射線照射を与えることの出来る器具を用いて、15-20Gy(gamma-ray)の線量を照射することで、照射後約8週で約50%以下の唾液分泌量の低下を導く障害を唾液腺に与えることが出来る。本実験では、この照射条件に併せて、Ryuらによる頭頚部放射線化学療法による口内炎モデルを参考に抗癌剤の投与を行った(Ryu SH et al.2010)。抗癌剤(シスプラチン11mg/kg)の投与は、放射線照射の4時間前に腹腔内投与にて行う。その後、照射後4、8、12、24週にてマウスの体重計測と唾液分泌量の計測を行ない、同時に、照射後12週前後にて、顎骨壊死の発症状態を組織観察にて評価した。本年度は、まず脂肪由来細胞(ADC)の骨再生能について評価を行なった。脂肪由来培養MSCの骨組織再生に対する有用性は知られているものの、組織より抽出した新鮮ADCの骨組織誘導能は殆ど知られていない。そこで、マウス鼠頚部より抽出したADCをリン酸カルシウムの担体と共にマウス背部皮下に移植を行なった。次に昨年度から作出を行なっている顎骨壊死モデルについて、放射線照射直後にADCを静脈投与した場合の骨壊死の程度を評価した。現在、ADC投与による効果発現のメカニズムを様々な条件にて移植実験を行ない、解析を行なっているところである。放射線の遮蔽装置の試作段階に時間がかかったため、実際のモデルつくりを始める時期が遅れたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。頭頚部への放射線照射と抗癌剤投与による組織障害モデの安定化及び、ADCsの尾静脈内投与を行なう予定である。