hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多元系新固溶半導体の組成およびストイキオメトリ-の同時制御

近年、半導体材料の研究は2元系から多元系へと進みつつある。本研究は波長3.5μm帯の次世代光通信用半導体レ-ザ材料として期待される4元系新固溶半導体(Pb_<1-x>Cd_x)(S_<1-z>se_x)_<1+y>を取り上げ、材料の物性を支配する組成x、z及びストイキオメトリ-からの偏差yの同時制御法を提案して、その有効性を実験的に検証しようとするものである。あらかじめ作成した3元系(Pb_<1-x>Cd_x)S単結晶を試料として、この試料の同時制御熱処理を通じて行なったが、この際2つのリザ-バ、硫黄とセレンの混合体リザ-バ及びCdSリザ-バを設け、それぞれの温度を制御して、SとSeの蒸気圧と目的固溶体の端化合物CdS_<1-z′>s_<ez′>の活量Acd_<1-z′>S_<ez′>の制御を行った。その結果、所定の配合組成をもつ(S、Se)混合体リザ-バ温度一定の下で組成xは活量Acds_<1-z′>s_<ez′>の増加と共に単調に増加することが見い出され、Acds_<1-z′>s_<ez′>=1の時x=0.185まで変化した。次に組成Zの制御について検討した。熱処理温度を一定として(S、Se)混合体リザ-バの配合組成を変化させると配合比によって組成Zは単調に変化することが知られた。これはカルコゲン元素2種類を含む3元系固溶体において理論的に予測され、実験的に確められた結果と一致する。次に所定の組成X及びZの下でストイキオメトリ-からの偏差yの同時制御であるが、所望の組成X及びZに対応するようにAcds_<1-z′>s_<ez′>及び(S、Se)の配合比を定め混合体リザ-バの温度を変化させることによって試みた。ここで組成Zが混合体リザ-バの温度変化によって変らないよう、各実験で混合体のSとSeの配合比を僅かに変化させた。その結果、4元系新固溶半導体(Pb_<0.9>Cd_<0.1>S_<0.6>Se_<0.4>)において目標のP_<(Ps2+Pse2)>-T(熱処理温度)-y(ストイキオメトリ-からの偏差)図を作成することができた。本研究は波長3.5μm帯の次世代光通信用レーザ材料として期待される多元新固溶半導体(Pn_<1-X>CDx)(S_<1-Z>S_<PZ>)_<1+Y

>をとり上げ、材料の物性を支配する組成X、Zおよびストイキオメトリーからの偏差yの同時制御法を提案し、所望の特性をもつ材料を再現性よく得ようとするものである。この同時制御は試料の熱処理を通じて行ったが、この際、2つのリザーバ、硫黄とセレンの混合体リザーバおよびCdSリザーバを設け、それぞれの温度を制御して、SとSeの蒸気圧と目的固溶体の端化合物CdSSeの活量、a_<cdsse>の制御を行った。その結果、所定の配合組成をもつ(SiSe)混合体リザーブ温度一定の下で、組成Xは活量a_<cdsse>の増加とともに単調に増加することが見出されており、a_<cdsse>〓0の時の組成X=0.10はa_<cdsse>=1において固溶限のX=0.185まで変化することが知られた。熱処理温度を種々変化させ、a_<cdsse>=1の下で固溶限(X)を求める検討も行ったが、その温度依存性も得られている。次に、組成Zの制御について検討した。熱処理温度を一定とし、(S、Se)混合体リザーバの配合組成を変化させると、配合比によって組成Zは単調に変化する。混合体の蒸気圧を硫黄とセレン独立に見積もり、組成Zとの関係を考察すると、組成Zはカルコゲンの分圧比(P_<52>/Pspz)に依存して変化することが知られた。この結果はカコゲン2種含む3元系固溶体において理論的に予測され、実験的に実証された結果と一致する。次に所望の組成X、Zの下でのストイキオメトリーからの偏差yの同時制御であるが、それぞれのX、Zに対応するようリザーバの活量a_<cdsse>と(S、Se)の配合組成を定め、混合体リザーバの温度を変化させることによって試みているが、現在、組成X、Zのある範囲で、ストイキオメトリーyが有効に制御できることが認められている。引続き、来年度詳細に検討し、圧力(Ps_2+Se)-温度(熱処理)-組成(所定のX、Zの下でのYの変化)図を作製することを目ざす。本研究は波長3.5um帯の次世代光通信用半導体レ-ザ材料として期待される4元新固溶半導体(Pb_<1-X>(dx)(S_<1-z>Spz)_<1+y>を取り上げ,材料の物性を支配する組成x,zおよびストイキオメトリ-からの偏差yの同時制御法を実験的に確立し,所望の特性をもつ材料を再現性よく得ようとするものである。本年度は前年度までの研究成果を踏え,計画に従ってまず,固溶体中でのCdの固溶限と熱処理温度及び組成zとの関係を検討した。その結果,固溶限xは組成zの増加と共に僅かに増加すること,及び熱処理温度に顕著に依存し,1173KでX=0.20程度まで固溶することが知られた。次に所望の組成x及びzの下でストイキオメトリ-からの偏差yの制御を行なうにあたり,実験では硫黄とセレン混合体リザ-バの配合比を一定とし、その温度を変化させて行なったが,リザ-バの温度変化によってリザ-バ上の分圧比(Ps_2/Pse_2)も変化し、組成zも変化することが知られた。そこで各熱処理温度でSとSeの配合比と組成zの関係を詳細に明らかにして,組成zの値が変化しないように,リザ-バの温度に対応して配合比を僅かに変えた。以上の結果を基に,所定の組成x及びzの下でストイキオメトリ-からの偏差yの制御を試み,(Pb_<0.9>Cd_<0.1>S_<0.6>Se_<0.4>)の4元系新固溶半導体において目標のP(Ps_<2+>Pse_2)-T(熱処理温度)-y(ストイキオメトリ-からの偏差)図を作成した。その結果,p-n境界がPbsに比べて,カルコゲン分圧和(Ps_2+Pse_2)の近い側によっており,n型領域が狭くなっていることが知られ,分圧制御の効果が認められた。
ディアスポラの文学──サン＝ドマングからアメリカへ

ジャマイカ系アメリカ作家Cliffの研究では、1993年の小説Free Enterpriseで描いた1859年のジョン・ブラウンのハーパーズフェリー襲撃を裏で支えたアメリカからジャマイカに繋がる黒人女性のアボリショニストの創造に、国境や国民国家を超える歴史構築の可能性を論じる研究発表と論文執筆を行った。2016年に発表され、ピュリッツァー賞や全米図書賞を受賞したWhiteheadのThe Underground Railroadは、近年のアメリカで遺跡発掘や記念碑の樹立など「地下鉄道ブーム」が起こっている時代に書かれた話題作である。「地下鉄道」とは19世紀に、奴隷制の南部から自由州やカナダへと逃亡する奴隷を援助する秘密の援助活動を指す言葉であるが、その確たる実像ははっきりせず、善意の白人による英雄的活動をして神話化される傾向にある。Whiteheadの地下鉄道神話をめぐるアメリカの歴史構築に対する批判的なメッセージを読み取る講演と論文執筆を行った。2018年度は、本研究が扱うテーマや目指す方向性から、研究発表(国際学会2回)、講演1回、研究書の出版(編著1冊、共著2冊)と、おおむね順調な研究活動を行うことができたと考えている。本研究が目指すところは、アメリカ文学、日本文学など文学研究を国家単位で扱う国民国家と文学の関係を問い直すことである。現代のグローバリゼーションの時代が顕現させる人やモノや情報の移動の現象は、16世紀に始まる大西洋奴隷貿易の時代から存在しており、国境を越えた人や情報のネットワークから生み出される文化的現象はとうてい国民国家の単位で論じきれるものではない。文学的想像力は国境を越えて生み出され、共有されるものであり、そこに残された記憶や形象に新しい文学研究を切り開く可能性がある。今後は国境を超えて存在する吸血鬼やゾンビといった文学的想像力を問い、そうした文学表象とアメリカスの奴隷制度や人種関係との関わりを現代アメリカを代表する作家Colson WhiteheadのZone Oneなどを中心に考察したいと思っている。B-Aの131円については、次年度の研究助成金で有効に活用したいと考えている。
擬似逆行列補題を用いた適応型ブラインド信号分離技術の開発とMIMO通信への応用

これまでの「ブラインド信号分離のための擬似逆行列補題とそれを用いた適応型超指数法」に関する理論的な研究成果をベースにして(1)ブロックベースへの拡張による適応型超指数法の高速化(2) DSPリアルタイムシミュレータを用いたMIMO通信実験システムの構築(3)適応型超指数法のMIMO通信実験システムへの実装と評価および改良を行った.特に,従来のブロック型の逆行列補題を行列が正則でない場合に拡張した擬似逆行列補題の一般解を証明し,その有効性を適応型超指数法の高速化で確認することができた.これまでの「ブラインド信号分離のための擬似逆行列補題とそれを用いた適応型超指数法」に関する理論的な研究成果をベースにして(1)ブロックベースへの拡張による適応型超指数法の高速化(2) DSPリアルタイムシミュレータを用いたMIMO通信実験システムの構築(3)適応型超指数法のMIMO通信実験システムへの実装と評価および改良を行った.特に,従来のブロック型の逆行列補題を行列が正則でない場合に拡張した擬似逆行列補題の一般解を証明し,その有効性を適応型超指数法の高速化で確認することができた.本研究は,これまでの「ブラインド信号分離のための擬似逆行列補題とそれを用いた適応型超指数法」に関する理論的な研究成果をベースにして,(1)ブロックベースへの拡張による適応型超指数法の高速化(2)DSPリアルタイムシミュレータを用いたMIMO通信実験システムの構築(3)適応型超指数法の実環境(MIMO通信実験システム)への実装と評価および改良を行うことにより,第5世代(G5)移動通信で採用されるであろうMIMO(Multi-Input Multi-Output)通信におけるブラインド信号分離技術の確立を目的とするものである.このうち,平成21年度は適応型超指数法の高速化とMIMO通信実験システムの構築を行った.(1)適応型超指数法の高速化各時刻の観測信号に対して処理を行うサンプルベースから,ある時間分の観測信号をまとめて処理するブロックベースへの拡張を行った.このブロックベースの擬似逆行列補題を用いた適応型超指数法のアルゴリズムを考案し,コンピュータシミュレーションによりその有効性を検証した.(2)MIMO通信実験システムの構築アジレント・テクノロジー(株)のオシロスコープ「DSO7014A」およびベクトル信号解析ソフトウェア「89601A」を導入することにより,DSPリアルタイムシミュレータを用いたMIMO通信の模擬実装実験と解析を行う「MIMO通信実験システム」を構築した.これにより,通信信号をDSPリアルタイムシミュレータ内で混合させ,適応型超指数法アルゴリズムにより実時間で分離し,分離結果を解析・評価することが可能となった.本研究は,これまでの「ブラインド信号分離のための擬似逆行列補題とそれを用いた適応型超指数法」に関する理論的な研究成果をベースにして,(1)ブロックベースへの拡張による適応型超指数法の高速化(2)DSPリアルタイムシミュレータを用いたMIMO通信実験システムの構築(3)適応型超指数法の実環境(MIMO通信実験システム)への実装と評価および改良を行うことにより,第5世代(G5)移動通信で採用されるであろうMIMO( Multi-Input Multi-Output)通信におけるブラインド信号分離技術の確立を目的とするものである.このうち,平成22年度は適応型超指数法高速化の成果発表,およびDSPリアルタイムシミュレータを用いたMIMO通信の模擬実装実験と解析を行う「MIMO通信実験システム」上に適応型超指数法の実装を行った.(1)適応型超指数法高速化の成果発表(2)MIMO通信実験システムへの適応型超指数法の実装平成21年度に構築した「MIMO通信実験システム」上で,高速化した適応型超指数法を用いたアルゴリズムをSimulinkで記述して実行できるようにした.しかし,復元分離行列の推定と観測信号からの原信号の復元分離の切り替え方法およびSimulinkの標準Blocksetにない機能の実現に問題が残ったので,平成23年度に引き続き取り組む予定である.本研究は,これまでの「ブラインド信号分離のための擬似逆行列補題とそれを用いた適応型超指数法」に関する理論的な研究成果をベースにして,(1)ブロックベースへの拡張による適応型超指数法の高速化(2)DSPリアルタイムシミュレータを用いたMIMO通信実験システムの構築(3)適応型超指数法の実環境(MIMO通信実験システム)への実装と評価および改良を行うことにより,第5世代(G5)移動通信で採用されるであろうMIMO(Multi-Input Multi-Output)通信におけるブラインド信号分離技術の確立を目的とするものである.このうち,平成23年度は,平成22年度に行った適応型超指数法高速化の成果発表,および平成21年度に構築したDSPリアルタイムシミュレータを用いたMIMO通信の模擬実装実験と解析を行う「MIMO通信実験システム」をベースにして,このMIMO通信実験システム上に適応型超指数法の実装ならびに評価・改良を行った.(1)適応型超指数法のMIMO通信実験システムへの実装平成22年度に引き続き,MIMO通信実験システム上において,適応型超指数法のアルゴリズムをSimulinkで記述して実行できるよう試みた.特に,前年度からの課題であった復元分離行列の推定と観測信号からの原信号の復元分離の切り替え方法およびSimulinkの標準Blocksetにない機能の実現について,その解決に向けて取り組んだ.(2)MIMO通信実験システムに実装した適応型超指数法の評価および改良MIMO通信実験システムに実装した適応型超指数法の評価と改良を行う予定であったが,問題点の抽出にとどまり改良までは至らなかった.
子宮頸癌センチネルリンパ節ナビゲーション手術におけるリンパ節微小転移の検索

子宮頸癌に対する広汎子宮全摘術における、センチネル(=見張り)リンパ節ナビゲーション手術において、色素法単独で外腸骨節・閉鎖節に存在するセンチネルリンパ節の同定に成功し、陰性的中率(センチネルリンパ節に転移がない場合に他のリンパ節にも転移がない確率)は100%であった。また、通常の病理学的検査で転移を認めたリンパ節は、すべてRTーPCR法においても同様に転移の検出が可能であった。病理学的検査のみではその検出が困難である微小転移をRT-PCRで検出することを試みたが、本研究では該当する微小転移を有する症例が存在しなかったため、さらなる症例集積と解析が望まれる。・アイソトープ取り扱い訓練:本研究はラジオアイソトープを使用するため、新潟大学アイソトープ総合センター放射線障害予防規程第19条に基づいた平成25年度の教育訓練を受講・修了し、放射性同位元素等取扱者の資格を継続した。・病院各部門との実施調整;研究を順調に遂行するにあたり、科内はもとより手術部・病理部・アイソトープ部門等の担当者と相談・調整を行った。・各種学会等における情報収集;本研究課題に関連する婦人科悪性腫瘍関係の各学会に出席し、情報収集を行った。なお、平成24年度に整えた研究実施体制をもとに、平成25年度には実際の子宮頸癌症例を集積し、手術検体採取解析を行う予定であったが、実際には当初想定していた適格基準を満たす患者の絶対数が予想より少ない状況であり、症例を十分に集積することができず、実際の研究・解析は進捗しなかった。そのため、本課題については補助事業期間を1年間延長申請した。その結果延長申請が受理され、来年度の症例・検体集積が促進されるよう、近隣施設への症例紹介を重ねて依頼した。本年度は、研究の準備段階として以下の項目について実施した。・新潟大学医学部倫理委員会、ならびに新潟大学医学部遺伝子倫理委員会での審議ならびに承認;本研究は患者検体から抽出したDNA, RNAを用いて分子生物学的な手法を用いた解析を行う予定であるため、上記2委員会において研究の倫理面についての審議をお願いし、倫理的に妥当であるとの承認を得た。・アイソトープ取り扱い訓練:本研究はラジオアイソトープを使用する予定があるため、新潟大学アイソトープ総合センター放射線障害予防規程第19条に基づいた平成24年度の教育訓練を受講・修了し、放射性同位元素等取扱者の資格を得た。計7例の子宮頸癌症例から文書同意を取得し、本研究の解析対象とした。7例中5例(71.4%)で色素法によるセンチネルリンパ節(SN)の同定に成功した(ラジオアイソトープ(RI)法については施設RI取扱い状況により今回実施できず、色素法単独とした)。同定が不可能であったのは、複数の骨盤内リンパ節転移が画像上強く疑われ、術前化学療法後の広汎子宮全摘術による摘出物病理診断でpN0であったIIB期症例と、乳癌に対する色素法SN生検後、同時に広汎子宮全摘術を行ったIB1期症例であった。同定したSNは5症例で計9個、1症例あたり13個(平均1.8個)であり、すべて外腸骨節と閉鎖節に存在した。病理学的に、5例中2例(40%)でリンパ節転移が確認された。2例ともSN転移のみで他の骨盤リンパ節転移や微小転移は確認されなかった。SN転移陰性で、他の骨盤リンパ節転移を認めた症例(偽陰性例)は存在しなかった。分子生物学的検索では、RT-PCRにより病理学的転移陽性であった2個のSNはともにサイトケラチンの増幅が確認され、逆に病理学的転移陰性のリンパ節についてはすべてで増幅が見られず、RT-PCRのみで転移陽性と診断しうるリンパ節は存在しなかった。今回の検討ではSN以外のリンパ節転移を有する症例がみられず、SN生検の感度等の評価はできなかったが、少なくとも偽陰性例は存在せず陰性的中率は100%(3/3)であった。また、リンパ節微小転移症例が存在せず、その検出におけるRT-PCRの有効性の検証が行えなかったが、本研究において、本手法は少なくとも病理学的検査と同様にリンパ節転移の検出が可能であることが証明された。病理学的に確認困難な微小転移のRT-PCRでの検出は理論上可能かつ高い期待が持たれており、今後のさらなる症例集積によって、RT-PCRと病理学的アプローチ、それぞれによる微小転移の検出率やその差異を検討する意義があると思われる。

婦人科腫瘍学当初想定していた適格基準を満たす患者の絶対数が予想より少ない状況であり、症例を十分に集積することができなかったため。院内で研究を遂行する準備、すなわち各種倫理委員会での審議や必要資格の取得、関係各部門との調整に予想以上に時間を要した。本課題については補助事業期間を1年間延長申請し受理されたため、平成26年度の症例・検体集積が促進されるよう、近隣施設への症例紹介を重ねて依頼した。平成24年度で研究を遂行する基盤は整ったため、今後適格症例があった場合には積極的に本試験参加を案内し、同意の得られた症例を集積し、本研究を推進していく。症例集積が十分でなかったため、実際の研究解析に要する消耗品購入等が進まなかったため。実際の研究解析に必要な消耗品購入費用、さらには引き続き、当該研究に関する最新の情報を得るための各種関連学会への参加に本研究費を使用する予定である。引き続き、当該研究に関する最新の情報を得るための各種関連学会への参加に本研究費を使用する。また、研究を遂行するために必要な物品についても引き続き検討を行った上で購入する。
ムスカリン受容体機能に関連する細胞内伝達系のパッチクランプ法による研究

副賢髄質クロム親和性細胞を神経細胞のモデルとして用い、ムスカリン受容体性興奮に関連するイオンチャンネル機構と細胞内情報伝達系をパッチクランプ法を用いた電気生理学的研究により検討した。ラットから摘出単離した副賢髄質クロム親和性細胞を恒温漕中で維持し、アセチルコリンおよび種々のコリン作動薬を局所投与することにより生じる細胞活動の変化および膜電流を解析した。アセチルコリン(Ach)は10^<ー6>ー10^<ー4>Mの濃度において用量依存性に脱分極性の興奮作用を発現した。膜電位固定下にAchを投与すると、投与直後に生じる一過性の初期電流と投与中に漸増する特続的な遅延性電流の2種類の内向き電流を誘発した。ニコチンは初期電流のみを誘発し、ムスカリンは遅延性電流のみを誘発したことから、ムスカリン受容体刺激は遅延性の内向き電流を誘発すると推定された。プロテインカイネ-スC(PKC)の活性化作用を持つホルボ-ルエステルもムスカリン様の興奮作用と内向き電流を誘発した。Achあるいはムスカリン投与により遅延性電流が生じる間は細胞膜コンダクタンスが減少すること、また、遅延性電流の逆転電位がKチャンネルの平衡電位付近にあることから、ムスカリン受容体性の内向き電流はK電流の減少に基づくものであると推定された。次いで、副賢髄質を静止膜電位付近に保った状態で単一チャンネル電流を記録したところ、短時間の開口時間を持つカリウム性の電流が記録された。細胞外に投与したムスカリンは静止状態で開口するカリウムチャンネルの電気伝導度、開口時間の時間定数に影響することなく、開口頻度のみを選択的に減少した。以上の結果は、ムスカリン受容体刺激により細胞内PKCの活性化が起こり、PKCによる静止力リウムチャンネルのリン酸化によってカリウムチャンネルが不活性化され、持続的な脱分極性の興奮作用が発現することを示すものである。
局所磁化測定による二次元有機超伝導体の磁束状態とその動的特性観測の試み

1.к-(BEDT-TTF)_2Cu(NCS)_2の高温低磁場域における磁束格子融解観測これまでは試料のHall素子への設置にはグリースを用いていたが、この方法では試料の密着性が悪く測定が困難で、さらにHall素子の寿命をも短くしていた。これを根本的に解決するため、試料ホルダーの試作と実験を繰り返した末、最終的にグリースを用いずに試料を固定する、押しバネ式ホルダーを設計、製作した。これにより、研究開始当初からの課題であった100Oe以下での磁束格子融解の観測に成功した。80Oe以下では、磁化の不可逆温度直下において転移幅50mK以下のシャープな磁化の飛びが観測され、一次相転移と考えられる。一方80Oe以上では、よりブロードなステップ構造が現れ、こちらは過去の報告と一致する挙動である。この80Oeという磁場は磁化の第二ピーク磁場(H_p)に相当する。温度-磁場相図において磁束格子融解線でのシャープな飛びは、H_pの外挿線より高磁場側で抑圧されているように見える。酸化物との類推から、80Oe以上のブロードなステップは一次相転移ではなく、ピンニングに関係する転移またはクロスオーバーと思われる。測定の利便性向上のため、それまでのMS-DOS環境から一新し、MS-Windows環境での測定プログラムを作製し、測定を行った。しかし本試料には冷却速度依存性だけでなく試料依存性の影響が少なからずあると思われ、現時点で磁束格子融解と思われる顕著な実験成果は得られていない。3.к-(BEDT-TTF)_2Cu(NCS)_2の磁束状態に関する動的特性観測の試み課題[1]への取り組みで大半の時間を費やしたため、年度中に本課題に着手するまでに至らなかった。1.有機超伝導体κ-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Brの巨大単結晶育成では、これまで厚みのある試料しか得られず、薄くて大きな試料の作成は困難であった。今回、電解合成に用いるエタノール溶媒の純度を下げることで二次元面間方向の結晶成長を抑制し、本研究の磁化測定に都合の良い、厚みの薄い平板状の良質単結晶が得られることがわかった。溶媒純度を下げすぎると質が悪化し微結晶しか得られなくなるといった悪影響が見られるため、さらに継続的な合成条件探索が必要である。2.κ-(BEDT-TTF)_2Cu(NCS)_2の局所磁化測定のため高精度の測定環境構築を行うことで、磁束格子融解(一次相転移線)が不可逆磁場の直上高磁場側で起こることがわかったが、100G以下の低磁場領域においては現時点でも観測が困難で、課題として残っている。3.Cu[N(CN)_2]Br塩の磁束混合状態に関して、磁化測定を通じて温度-磁場相図の冷却速度依存性を研究した。一次相転移線の冷却速度依存性が主な目的であったが、これに先だって500 Oe付近に現れる磁化の第二ピークに焦点を絞って実験を行ったところ、磁束のピン止め効果の起源を考察する上で重要な結果が得られた。すなわち、急冷するほど第二ピークは低磁場側にシフトするとともにピークの大きさが小さくなっており、急冷により生じたdisorderはむしろをピン止めする機構そのものを妨げる方向に働いている。従ってdisorderは直接、ピン止めの中心となっておらず、アモルファス超伝導体的に実効的なピン止め力を弱めているものと考えられる。また、温度-磁場相図の冷却速度依存性からは磁化ヒステリシス幅の極小点(200 Oe)が温度、磁場、および冷却速度の関数としていずれもほぼ一定値であり、これが磁束の三次元・二次元クロスオーバー近傍の磁場に相当すると考えられる。3.к-(BEDT-TTF)_2Cu(NCS)_2の磁束状態に関する動的特性観測の試み課題
胎盤血管内皮由来ｉＰＳ細胞の樹立及び疾病モデル（ブタ）に対する治療戦略の創成

ヒト胎児付属物(胎盤・羊膜)由来細胞株を樹立に成功しそれらの心筋細胞や血管細胞への高い分化能を示してきた。本研究では上記の細胞を用いた心不全・心筋梗塞など各種心疾患に対する新しい治療法の可能性を検討した。ヒト胎児付属物由来細胞に由来するiPS細胞株樹立に成功した。胎盤血管内皮細胞を特徴づける遺伝子として内皮細胞特異的分子だけでなく心臓血管の恒常性維持を担う因子も導かれた。マウス胎盤の胎仔に由来する組織に心筋分化能をもつ細胞が存在した。ラビリンスおよび絨毛膜有毛部において心筋前駆細胞特異的遺伝子陽性細胞が観察された。以上の結果は心筋分化能をもつ細胞の胎盤における局在を示した新しい知見である。幹細胞は多岐に渡る可能性を有し、再生医療や細胞移植の最適な対象として期待されている。その中でも間葉系幹細胞は再生医療という治療戦略の重要な一翼を担う。現在、骨格筋芽細胞、骨髄細胞、内皮前駆細胞による細胞移植が臨床試験中であるが、臨床的に十分な数の心筋細胞と血管の両者を再生する方法は確立されていない。このような背景の中、先行研究において、組織量が豊富でかつ非侵襲的に得られるヒトの胎盤および羊膜に由来する細胞株の樹立に成功し、それらの心筋細胞や血管細胞への高い分化能を持つ可能性を示してきた。本年度は昨年度樹立したヒト胎盤血管内皮細胞を含むヒト胎盤細胞の特性解析を行った。新規胎盤細胞株および継代を重ねた細胞株の網羅的発現遺伝子プロファイリング解析ならびに免疫染色、および細胞表面抗原解析を行った結果、由来組織や継代数によって細胞の性質が異なることがあきらかになった。本研究の最終目標はヒトの冠動脈疾患、虚血、肺高血圧、脳血管疾患、先天性心疾患患者の予防と治療であることから、その病態回復を効果的にサポートする細胞が必要と考え、網羅的発現遺伝子プロファイリング解析と細胞表面抗原解析結果を精査した。階層的クラスター分析を行った結果、胎盤血管内皮細胞を特徴付ける遺伝子として内皮細胞を規定する分子として知られているPECAM1と血管発達に寄与する内皮細胞由来分泌因子であるEGF様因子EGFFL7が導かれた。また、胎盤絨毛膜板細胞を特徴付ける遺伝子として心臓血管の恒常性の維持に主要な役割を担うNPPB(BNP)が導かれた。これまでの結果を熟慮したうえで心筋梗塞の病態回復において効果がより期待できるヒト胎盤細胞を選定し研究協力者から供与を受けた。マウス心筋への細胞移植による生着、機能発揮、組織構築能に関する検討を行う次年度以降の研究を円滑に進めるための基礎データが得られたといえる。幹細胞は再生医療や細胞移植の最適な対象として期待されている。申請者が細胞供給源として着目したのは“細胞を獲得するために健常部の損傷や疼痛を伴うことがない"、“同一種類の細胞が大量に調整できる"、“患者の性別を問わない"、以上の項目を満たす胎児付属物(胎盤、羊膜、臍帯)である。胎盤は上皮細胞増殖因子、繊維芽細胞増殖因子、インシュリン様成長因子など多様な増殖因子を発現している極めて特殊な組織であり、ヒト生体内において他に類を見ない。このように胎盤は胎児を形作り成長させることに特化している組織であり、多分化能を有する幹細胞が含まれることも報告されている。本年度、網羅的発現遺伝子プロファイリング解析と細胞表面抗原解析結果を精査した結果、ヒト胎盤細胞の中でも特にヒト胎盤血管内皮細胞は継代を重ねるにしたがってその形態および発現遺伝子が大きく変化させることがわかり、またそれが分化能にも影響を及ぼすことが示唆された。上記細胞の長期培養および継代を継続することは細胞へのダメージが多きく、ひいては本研究へのデメリットが大きいと判断し、in vivoにおける細胞の分化能評価を進めることにした。ヒト胎盤細胞およびヒト胎盤血管内皮細胞の免疫寛容という特性を生かし、in vivoにおける導入細胞の生着、機能発現、組織構築能の検討と腫瘍化能の評価を目的として野生型新生児マウス左心室組織への移植を試みた結果、現時点ではマウス心筋への細胞移植による生着が観察できていない。今後は個体数を増やすだけでなく、移植方法、移植細胞数、移植から屠殺まで観察期間等の検討が必要であるが、ヒト胎児付属物に由来する細胞のヒトへの移植法の臨床的実現化に近づく成果が得られたといえる。

"細胞を獲得するために健常部の損傷や疼痛を伴うことがない"、"同一種類の細胞が大量に調整できる"、"患者の個人差をカバーできる複数の細胞株の樹立が見込まれる"、"患者の性別を問わない"、以上の項目を満たす細胞を探索する中、細胞供給源として胎児付属物に着目した。胎児付属物とは胎盤、羊膜、臍帯、臍帯血をさす。本年度新たにヒト胎盤細胞3種類・ヒト羊膜細胞2種類、ヒト胎盤血管内皮細胞6種類の樹立に成功した。また、将来再生医療の一翼を担う人工多能性幹細胞(iPS細胞)の樹立にも着手した。iPS細胞は体細胞に4遺伝子(OCT3/4・SOX2・KLF4・C-MYC)を組み込むことによって得られる細胞で、胚性幹細胞(ES細胞)と同様に未分化性、多分化能性、三胚葉を含む奇形種形成能を持つことが特徴である。iPS細胞樹立に際しても安全性の高い非侵襲的な細胞供給源が望ましいと考え、本研究ではiPS細胞の原料となる体細胞に、上記のヒト胎盤細胞、ヒト羊膜細胞、ヒト胎盤血管内皮細胞を用いて研究を遂行した。その結果、本年度はヒト羊膜細胞から2株、ヒト胎盤血管内皮細胞から2株のiPS細胞を樹立することに成功した。自家移植・他家移植に向けた基準を定め、安全かつ倫理的に問題のない新しい治療システムの確立目的として、作製した細胞の品質評価を開始した。具体的には一部のヒト胎盤細胞、ヒト羊膜細胞、ヒト胎盤血管内皮細胞に対して網羅的遺伝子発現解析(Affimetrix社GeneChip)、細胞表面抗原解析、細胞形態変化、増殖能の評価を行った。また、一部のiPS細胞に対して、形態観察、アルカリフォスファターゼ陽性確認、細胞表面マーカー(SSEA-3/4, TRA-1-60/81)に対する免疫染色、未分化マーカー(OCT-3/4, SOX2, NANOG)の免疫染色、奇形種の形成(三胚葉分化)検定を行った。幹細胞は多岐にわたる可能性を有し、再生医療や細胞医療の最適な対象として期待されている。本年度までに、ヒト胎盤に由来する細胞が心不全および心筋梗塞の細胞治療の材料として非常に有用であることを示すと同時に、胎盤には成人組織を再生する能力を有する幹細胞や前駆細胞が存在する可能性を強く示唆する結果を得ている。さらに解析を進めていく中で、樹立したヒト胎盤血管内皮細胞を含むヒト胎盤由来細胞の性質は、由来組織および継代数によって異なることもわかってきた。しかしながら、心筋細胞や血管細胞への高い分化能の可能性をもつ細胞が、胎盤および胎盤血管内皮組織のどこに存在しているのかはいまだ不明である。これらの局在を明らかにし高効率で分取して治療に用いることが、本研究の最終目標である臨床応用への近道であると考え、本年度は材料の確保が有利なマウス胎盤および胎盤血管内皮組織に存在すると推察される前述の細胞の局在を明らかにすることを目標として研究を行った。マウス胎盤における心筋分化能をもつ細胞の有無を確認することを目的として、まず胎生期マウス胎盤の胎仔に起因する領域由来の細胞とMEF(マウス胎仔由来線維芽細胞)を共培養した結果、心筋細胞特異的遺伝子である心筋トロポニンT陽性細胞が確認できた。この結果はマウス胎盤の胎仔由来の組織に心筋分化能をもつ細胞が含まれていることを示唆するものであった。また、マウス胎盤のラビリンスおよび絨毛膜有毛部において心筋前駆細胞特異的遺伝子陽性細胞が観察された。以上の結果は、心筋分化能をもつ細胞がこれらの領域に局在する可能性を示した本研究によって初めて得られた知見である。
多元的情報伝達とその制御における蛋白質間相互作用の役割

細胞骨格のシグナル制御を含む細胞内シグナル伝達及び核内シグナル伝達の機構を蛋白質の高次構造に基づいて解明することを目的として、本特定領域を組織した.この目的のために1班細胞内シグナル伝達における蛋白質間相互作用の役割とその制御.2班核内シグナル伝達における蛋白質間相互作用の役割とその制御.3班蛋白質間相互作用解析のための新しい解析法の開発.の3班構成とした.学際研究としての性格上、各班は分子生物学、細胞生物学、構造生物学研究者のヘテロな班構成になるため、緊密な連携を行うために総括班を置き、総括班の指導の元に研究を推進した.但し、上記の班の境界は厳密なものではなく、班を越えて密接な共同研究が行われた.本特定領域は平成13年に終了したが、領域内で多くの共同研究が行われ、80以上の新規の蛋白質および複合体の立体構造が決定され、欧米の一流紙に報告された.これも、泊まりがけで合同班会議を行ない、班員相互の意思の疎通を図ってきた成果である.特定領域の活動を通して、我が国にも、欧米並の共同研究体制が整ったと自負している。また、若手研究者を積極的に公募班員として採択するとともに、海外からすぐれた講義を行うことで定評のあるケンブリッジ大学James Keeler博士を講師として招聘し、NMRワークショップを2回にわたり開催した。NMRの基礎から最新の技術まで網羅した講義は、大学院生、若手研究者を魅了し、NMR分野の底上げに計り知れない貢献を行ったと考えている。本特定領域研究は、異分野間の交流を促した点で、我が国の構造私物学の発展に尽くした点で、重要な貢献を行った。今後、このような形で、構造生物学分野の特定領域研究が継続されることを切望する。総括班は、各班の班長(稲垣、白川、阿久津)、本特定領域研究の全体としての企画・事務・庶務・ニュース発行等を担当する班員(京極、森川、西村、相本、寺沢)、評価委員(荒田、御子柴、宇井、藤井)からなる。総括班は研究計画全体の調整を行うと共に、班会議、シンポジウム、ワークショップを開催し、班員相互の意思の疎通を計った。平成10年度は班員相互の研究連絡を密接にするために、シンポジウム、ワークショップ、班研究会を主催或いは後援した。具体的には、公開シンポジウム(東大・山上会館)、特定班研究会・総括班会議(湘南国際村)、NMRワークショップ(三島・東レ研修センター)、生化学会シンポジウム(名古屋国際会議場)、公開シンポジウム(澁谷・薬学会館)、分子生物学会シンポジウム(パシフィコ横浜)である。本特定領域では、以下の大型機器を総括班において重点的に配備し、広く特定領域研究参加者の利用に供した。500MHzNMR分光計(阪大・蛋白研)、固体NMR分光計(横浜国大)、500MHzNMR分光計(横浜市大)、MALDI-TOF/MS(都臨床研)総括班は、各班の班長(稲垣、白川、阿久津)、本特定領域研究の全体としての企画、事務、庶務、ニュース発行等を担当する班員(京極、森川、西村、相本)、評価委員(荒田、御子柴、宇井、藤井)からなる。総括班は研究計画全体の調整をおこなうとともに、班会議、シンポジウム、ワークショップを開催し、班員相互の意志の疎通を計った。本年度は、特に中間ヒアリングに焦点を合わせて領域の運営を行った。平成11年度は班員相互の研究連絡を密にするために、シンポジウム、ワークショップ、班研究会を主催あるいは講演した。具体的には、公開シンポジウム(平成12年2月7日、東大・山上会館)、合同班会議(9月13日-15日)、東レ三島研修センター)、NMRワークショップ(8月3日-6日、北大学術交流会館)を主催した。

また、構造生物学シンポジウム(7月21日-22日、薬学会館長井記念ホール)、CGGHシンポジウム(10月8日-9日、横浜パシフィコ)、生物物理学会シンポジウム(10月5日、和光市民文化センター)を後援した。本特定領域では、以下の大型機器を総括班において重点的に配備し、広く特定領域研究参加者の利用に供した。X線結晶構造解析用イメージングプレート(奈良先端大)、シリコングラフィックス社製グラフィックコンピューター(北大薬、横浜国大)である。細胞骨格のシグナル制御を含む細胞内シグナル伝達及び核内シグナル伝達の機構を蛋白質の高次構造に基づいて解明することを目的として,本特定領域を組織した.この目的のために1班細胞内シグナル伝達における蛋白質間相互作用の役割とその制御.2班核内シグナル伝達における蛋白質間相互作用の役割とその制御.3班蛋白質問相互作用解析のための新しい解析法の開発.の3班構成とした.学際研究としての性格上,各班は分子生物学,細胞生物学,構造生物学研究者のヘテロな班構成になるため,緊密な連携を行うために総括班を置き研究を推進した.但し,上記の班の境界は厳密なものではない.本特定領域が発足して以来,3年目を終了したが,領域内で多くの共同研究が行われ,40以上の新規構造が決定され,数々の研究成果が報告された.泊まりがけで合同班会議を行ない,班員相互の意志の疎通を図ってきた成果である.平成12年度も,ニセコにおいて7月19日より22日にわたり合同班会議を開催し研究連絡を行った.また,平成13年2月には本特定領域研究の公開シンポジウムを東京大学山上会館で主催し,GPCRの最近の進歩について,海外からの招聘者を含み討論を行った.また,学会シンポジウム,分子生物学会ワークショップを後援し,海外からの研究者を招聘した.また計画班員のために^<13>Cグルコースを購入し,使用に共した.細胞骨格のシグナル制御を含む細胞内シグナル伝達及び核内シグナル伝達の機構を蛋百質の高次構造に基づいて解明することを目的として、本特定領域を組織した.この目的のために1班細胞内シグナル伝達における蛋白質間相互作用の役割とその制御.2班核内シグナル伝達における蛋白質間相互作用の役割とその制御.3班蛋白質間相互作用解析のための新しい解析法の開発.の3班構成とした.学際研究としての性格上、各班は分子生物学、細胞生物学、構造生物学研究者のヘテロな班構成になるため、緊密な連携を行うために総括班を置き研究を推進した.但し、上記の班の境界は厳密なものではない.本特定領域が発足して以来、4年目を終了したが、領域内で多くの共同研究が行われ、40以上の新規構造が決定され、数々の研究成果が報告された.泊まりがけで合同班会議を行ない、班員相互の意思の疎通を図ってきた成果である.平成13年度も、定山渓において7月3日5日にわたり合同班会議を開催し研究連絡を行った.
一遺伝子突然変異体を用いたセルロ-ス生合成機構の解析

我々はセルロ-ス含量の極めて低く、かつ折れやすいオオムギ突然変異体を見いだした。しかしセルロ-スの少ない理由について全くわかっていなかった.正確なセルロ-ス含量を定量するためにはヘミセルロ-ス含量に混入しているリグニンを取り除き、かつセルロ-スの分子量を低下させない加水分解法を考案した。さらにセルロ-スをカトキセンに溶解させ、分子量を定量したところ、折れやすいオオムギと、折れにくいオオムギも両方とも重合度は等しく、約1,000であった.このことから考えてセルロ-スの分子量は正常型と、折れやすい型も等しいが、セルロ-スの本数は1/5から1/6しかないことがわかり、折れやすいオオムギはセルロ-スの合成を減少させるが、長さには無関係であることがわかった.この折れやすいオオムギを走査電子顕微鏡で観察すると、稈のどの細胞壁も薄いことが判明した.なおセルロ-ス突然変異体はリグニン,ペクチン,ヘミセルロ-ス量には全く関係がなかった。折れやすいオオムギの中で、fs_3遺伝子をもつ突然変異体はfs_2よりも若い時期に発現することから、折れやすい遺伝子はセルロ-ス合成遺伝子の上流域でセルロ-ス合成の本数を支配していることが考えられる。さらに本研究の応用としてセルロ-ス含量の少ない植物は家畜に食べさせたとき、嫌気的なメタンガス発酵が低下すると考えられる。現在地球温暖化が環境問題の重要な課題となっているとき、セルロ-スレス突然変異遺伝子をもった牧草を作ることは、地球温暖化を防ぐ近道であると考えられる。このような遺伝子をHordeum bulbosumのような球根をもった植物に遺伝子導入することにより、提案したようなことが実現可能なものとなると考えられる我々はセルロ-ス含量の極めて低く、かつ折れやすいオオムギ突然変異体を見いだした。このような遺伝子をHordeum bulbosumのような球根をもった植物に遺伝子導入することにより、提案したようなことが実現可能なものとなると考えられる1)セルロ-ス合成能力の低い一遺伝子突然変異オオムギの中,Fs2の2種およびfs3の一種の第4節間を使用して、セルロ-ス量を測定したところ,正常のものと比較して、セルロ-ス合成能力の低いものでは1020のセルロ-ス量しかなかった。ペクチン,ヘミセルロ-ス,リグニン量には特別な変化は見られなかった。そうしたことから新しく使用した一遺伝子突然変異オオムギはすべてセルロ-ス合成能の低い系統であった。2)セルロ-ス合成能の低いのはセルロ-スの分子量が低いためか、セルロ-ス分子の本数が少ないのかを調べる目的で、リグニンを取り除く際に通常使用されるアルカリ法ではセルロ-スの分子量を低下させることが判明したため,酸性で加水分解するのがセルロ-スの分子量を測定するために必須であることがわかった。酸性法でセルロ-スを純粋に取り出し、固有粘度法でセルロ-ス分子量を測定した結果,どの系統も分子量は全く変化していないことから、セルロ-ス合成能の低い原因は合成されるセルロ-ス分子の本数が少ないためであることが判明した。3)走査電子顕微鏡で組織の断面を観察したところ,表皮,皮層,維管束など、いずれの組織でも細胞壁が薄いことがわかった。4)fs2はfs3と比較して成長後期からセルロ-ス合成能が低下することから、セルロ-ス合成停止の時間的差があることが判明した。以上のような結果から、セルロ-ス合成能の低い系統もセルロ-ス合成酵素を持っており、成長後期から何らかの理由でセルロ-ス合成能が停止することがわかった。来年度は一遺伝子突然変異系統の細胞培養を行い,細胞のセルロ-ス合成停止の条件を調べたい。

セルロ-ス含量の極めて少ないオオムギ突然変異系統3種を用いて、セルロ-スが何故合成されないか,および遺伝子fs_2,fs_3のあいだに何か差があるかどうかを調べた。野外で成育させたオオムギは4月はじめから抽苔を開始するが、抽苔を開始した直後(簡間長が2cm以内)に節間を採取し、セルロ-ス量を定量した。fs_2の遺伝子をもつ於七および於七変,白瀬戸および白瀬戸変のあいだにはセルロ-ス含量に全く差がなく,この時期にはセルロ-ス合成の異常がみられないことがわかった。一方fs_3遺伝子をもつコビンカタギ4号変は正常型のコビンカタギ4号に比較してセルロ-ス含量は約1/3しかなかった。さらに暗室で3系統およびその突然変異系統を発芽させ、セルロ-ス含量の変化を調べた。若い組織である幼葉鞘はfs_2をもつ系統ではセルロ-ス含量に全く差がなかった。またfs_3の系統では明らかに突然変異の方がセルロ-ス量が小さかった。また幼葉鞘を引きちぎり法でちぎれやすさを見た所、fs_3だけが引きちぎれやすかった。このことからfs_3はfs_2よりも早い時期にセルロ-ス含成が停止することがわかった。このことから、折れやすさの遺伝子は折れやすさを支配する遺伝子より上流の部分で制御している可能性が示された。
知的撮影に基づく「究極の高臨場感中継」の実現

本研究では,ステレオカメラやKinectで獲得する色情報と奥行き情報をフル利用することによって,ビデオレートで注目選手(髪の毛,顔,頭部)を自動的に検出,追跡するシステムを提案している.提案システムでは, 1)各画素の特徴は6次元のベクトル(3次元色空間, 3次元ワールド座標)で表現する.2)ピクセルワイズのクラスタリングの方法を利用する.3)前景(髪の毛,顔,頭部)と背景のクラスタ中心の特徴ベクトルをオンラインで学習・更新する.従って,髪の毛の色とスタイルに関わらず,照明変化があっても,髪の毛と類似している色を持つ背景の前でも安定な追跡が行える.また,前景の初期学習対象を顔,或は顔と髪の毛とすれば,顔あるいは頭部の追跡システムになる.本研究では,ステレオカメラやKinectで獲得する色情報と奥行き情報をフル利用することによって,ビデオレートで注目選手(髪の毛,顔,頭部)を自動的に検出,追跡するシステムを提案している.提案システムでは, 1)各画素の特徴は6次元のベクトル(3次元色空間, 3次元ワールド座標)で表現する.2)ピクセルワイズのクラスタリングの方法を利用する.3)前景(髪の毛,顔,頭部)と背景のクラスタ中心の特徴ベクトルをオンラインで学習・更新する.従って,髪の毛の色とスタイルに関わらず,照明変化があっても,髪の毛と類似している色を持つ背景の前でも安定な追跡が行える.また,前景の初期学習対象を顔,或は顔と髪の毛とすれば,顔あるいは頭部の追跡システムになる.1.ステレオ画像からビデオレート(30fps)で注目対象の自動検出・追跡方法について、初期あるいは追跡失敗した時、ほぼ正面の顔を自動検出し、検出された顔領域とその周辺の背景領域の色情報にもとづいて追跡用の新しい色モデルを作成・更新してから、人物の追跡を再開する方法を提案し、システムを構築している。この研究成果は国際会議(PRSIVT09, URAI09)で発表し、ICCV09でデモを行った。従来方法と比べ、照明環境変化に対して、より安定に追跡できるようになっている。2.視点固定型能動カメラの回転パラメータと映像から抽出された特徴点・領域のconsistencyより背景と追跡対象の分離法について、SIFTとHarrisで特徴点を抽出し、SIFT特徴量で動画像間の対応点を取り、対応点のフレーム間の移動ベクトルと視点固定型能動カメラの回転パラメータとの関係より、前景シードと背景シートを求め、グラフカットで背景と追跡対象の分離方法を提案している。この研究成果は国内会議(MIRU09)に発表された。3.その他、物体検出に有効な特徴生成法、一般物体認識に有効なBoGの生成法、K-meansトラッカの拡張、K-meansトラッカのための領域初期化などの研究も行っている。2.追跡対象と背景の色を似ている場合でも安定に物体を追跡するために、ステレオ画像から得られた距離情報を追加した拡張K-meansTracker1アルゴリズムを提案した、提案手法では、距離情報を効率よく配置し、前景と背景をビデオレート(30fps)で分離できた。この研究成果は国際会議(URAI2010(Best paper),CJKPR2010)で発表された。さらに、高解像度の画像内の大きいターゲットを正確・安定に追跡するために、マハラノビス汎距離を導入することによって、空間情報の正規化が実現できる拡張K-meansTracker2を提案した。この研究成果は国内会議(CVIM2011)で発表された。3.K-meansTrackerのため、MDLと運動一貫性評価を用いたターゲットクラスタセンタを自動的に初期化できる方法を提案し、この研究成果は国内会議(MIRU2010)に発表された。また、K-meansTrackerを用いた人物の能動追跡システムを構築している。この研究成果は国内会議(電気学会・次世代産業システム研究会2011)で発表し、デモを行った。4.Partical FilterとSeparability Filterを用いた均一な色を持つ物体の検出・追跡アルゴリズムとそれによって、識別に有効な特徴生成法を提案した。この研究成果は国際会議(URAI2010)で発表された。1.追跡対象と背景の色を似ている場合でも安定に物体を追跡するために、ステレオ画像あるいはKinectから得られた距離情報を追加した拡張K-meansTracker1アルゴリズムを提案した、提案手法を用いて、髪の毛など対象を追跡するシステムを構築した。この研究成果は国内会議(MIRU20111とCVIM2012)でデモと口頭でそれぞれ発表された。以上の研究成果は国際会議(IVS2011)で発表された。2.高齢者・障碍者の見守りと日常生活の支援システムの構築として、K-means TrackerとSURFを用いた注目人物を識別しながら追跡できる能動追跡システムを構築している。また、瞬きによる電気の制御システムを開発した。この研究成果は国内会議(電気学会・次世代産業システム研究会2012)で2件発表した。3.日常生活支援用一般物体認識に有効なBag of Features(BoF)の生成法に関する研究を行い、Relevant Component Analysis(RCA)を用いた局所特徴変換法を提案した。この研究成果は国内会議(PRMU2012)に発表された。認識率をさらに向上するために、複数の対象物体と複数の対称軸を同時に検出できるアルゴリズムを提案した。

この研究成果は国際会議(ACPR2011)で発表された。4.近赤外線カメラで撮影された画像を対象とした、幾何制約付HOGとNFTGによる夜間歩行者検出の方法を提案した。この研究成果は国内会議(MIRU2011とPRMU2012)で発表された。
ヒト脂肪組織由来幹細胞移植による脳梗塞再生療法の臨床応用のための研究

本研究では、まずヒト脂肪組織から幹細胞を分離する方法を確立し、その細胞が間葉系幹細胞であること、良好な増殖能を持つこと、多分化能を有すること、ならびに神経分化可能であることを示した。その上で、ヒト脂肪組織由来幹細胞の投与が、脳梗塞による神経行動学的な悪化を改善し得るかどうかを検討した。結果、脳梗塞モデルマウスに対し、ヒト脂肪組織由来幹細胞の急性期における静脈内投与により、脳梗塞後の神経障害が改善することが示された。今後、臨床応用を目指した安全試験などが必要である。ヒト脂肪組織を当科で下垂体手術もしくはシャント術を行う患者の腹部から、同意取得後に採取した。得られたヒト脂肪組織を以前に確立した培養法を元に分離培養し、脂肪組織由来幹細胞(ADSC)の確立を再度確認した。次に血清条件によるADSC培養の差につき検討した。自家血清、ヒトAB血清、無血清、ウシ血清を用いた各培養条件を、細胞増殖速度、得られる細胞数の観点から検討した。この中では自家血清、無血清において培養速度が速く、十分な細胞数が得られた一方、ヒトAB血清ではその培養速度は遅く、現実的には厳しいと考えられた。将来的にヒトへの臨床応用を考慮すると、得られる細胞数、他家由来血清成分を含有するという点から、無血清での培養が最も有力と考えられた。次に細胞播種濃度、脂肪分離に用いる酵素、投与酸素濃度についても検討した。この検討についても、得られる細胞数、培養速度に主眼を置いて検討した。これらの培養条件を組み合わせることで、ADSCの至適培養条件とした。現在は、決定したプロトコールを用い、次の動物実験に用いるADSCの分離培養を行っているが、まだ十分な量を確保できておらず継続が必要である。この培養が完了すれば、FACSを用いたADSCのマーカーの面からの評価を予定している。同時に、次年度のマウス脳梗塞モデルの作成を開始した。通常、マウス脳梗塞モデルは安定した脳梗塞を作成するために、数十匹におよぶ習熟が必要である。そのため、細胞の検討と合わせて脳梗塞モデルの作成にも着手し、安定したモデル作成に成功している。平成27年度に計画していた、ヒトADSCの分離培養とその培養法の検討は概ね終了している。一方で次年度に予定しているマウス脳梗塞モデルを用いた研究に用いる細胞はまだ十分に確保できていない。また平成28年度に用いるマウス脳梗塞モデルの安定した作成には成功しており、細胞が整い次第、動物実験を開始する。当科の脂肪を採取する手術症例から同意取得後にヒト脂肪組織を採取した。得られたヒト脂肪組織に対し、添加血清による培養効率を検討し、将来的な臨床応用の可能性を十分に考慮し、無血清培地を選択して脂肪組織由来幹細胞(hADSC)を確立した。まず無血清培地にて培養したhADSCの増殖能や分化能・細胞特性の検討を行った。培養効率は良好であり、FACS(fluorescence activated cell sorting)を用いた表面抗原の検討では、CD90、CD44、CD105、CD73が高発現しており、間葉系幹細胞の要件を満たしていた。また分化試験により、神経・脂肪・骨への分化を確認した。また将来的な急性期の他家移植を想定し、凍結・解凍による細胞傷害を検討したところ、hADSCは凍結保存・解凍の操作によっても96.4%の細胞が生存していた。次にマウス脳梗塞モデルを用いたhADSCの神経機能改善効果を検討した。CB-17マウスを用い、開頭・凝固切断による中大脳動脈閉塞による脳梗塞モデルを作成し、脳虚血誘導24時間後にhADSC1,000,000個を静脈内投与した。hADSC投与4-5週後に行動学的評価を行ったところ、オープンフィールドテスト・テイルサスペンションテスト・オープンスイミングテストでそれぞれhADSC静注群において行動学的な改善を認めた。これらの行動学的試験の結果を総合的に評価すると、脳梗塞による運動機能や活動性の低下が、hADSCの静脈内投与により改善すると考えられた。今後はその神経機能改善効果のメカニズムの解明と、臨床試験に向けた準備を進めていく予定である。平成28年度はまずhADSCの培養法を含めた確立に成功し、その間葉系幹細胞としての性格の確認、凍結による影響の検討が終了した。またマウス脳梗塞モデルを用い、in vivoでのhADSCの静脈内投与による神経保護効果を示すことができた。(1)臨床応用のためのヒト脂肪由来間葉系幹細胞の分離培養法確立添加する血清の検討:自己血清および無血清培養にて細胞培養を開始し、両者を比較した。自己血清培養では培養効率は良好であったが、静脈内投与に必要な細胞数の確保のために必要な血清量が多量となるため、現実的には自己血清培地での培養は困難であった。無血清培地では5から6継代にて、静脈内投与に必要な細胞数の確保が可能であった。