hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Bas-Congo virusのウイルス学的および人獣共通感染症の可能性検索

さらに、未同定の受容体に結合後にclathrinを介して細胞内に侵入することが示唆された。H30年度はBASV感染におけるclathrinなどを含む細胞内侵入経路を調べた。その結果、Huh7細胞においてはchlorpromazineやdynasore等のclathrin介在性経路阻害剤及びgenisteineやnystatin等のcaveolin介在性経路阻害剤の処理にBASVの感染が影響を受けないことが分かった。一方、tunicamycinでHuh7細胞に処理すると、BASVpvの感染が40%程度抑制されることから、BASVpvの感染には細胞の糖鎖が関与することがが示唆された。また、HeLa細胞をclathrin介在性経路阻害剤であるdynasoreで処理すると、BASVの感染が抑制された。この結果から、細胞によりBASVの細胞内侵入経路が異なることが示唆された。すなわちclathrin介在性感染を主体とする細胞と別経路を感染経路の主体をする細胞があると考えられた。さらに、BASVの受容体を同定するためviral overlay protein binding assay (VOPBA)を用いた。すなわち、BASVpvに最も感受性の高いHuh7の細胞膜を精製しBASVpvを反応させ、結合するタンパク質をimmunoblotにより確認した。現在、更に検討中である。平成30年度はBASV細胞内輸送経路及び受容体の解明に関する研究を行った。まず、細胞内輸送経路については感受性の高い細胞を用いて検討したが、細胞によって異なる結果が得られたため、更なる検討が必要となった。受容体の解明については感受性の高い細胞の細胞膜を精製し、BASVpvを反応させ、結合するバンドをimmunoblotにより検出するVOPBA法を用いて、弱陽性のバンドが確認されたため、更なる検討が必要となった。BASVの細胞内輸送経路を受容体抑制剤および表現型knockout細胞を用いて検討する。また、neuraminidaseやlipase等の処理にBASVの感染性は影響を受けないことがわかり、受容体は蛋白質であることが示唆された。そこで、当初計画した3)感受性細胞由来のcDNA library-レトロウイルスを用いた受容体検索に加え、近縁関係にあるウイルスの受容体を候補にいれ、BASVの感染への関与を検討する。HeLa細胞もHuh7同様、BASVpvに高い感受性を示すため、HeLa細胞を用いて、更なる細胞内輸送経路を検索する。受容体検索においてはVOPBA法で確認された陽性バンドをゲルから切り取り、質量分析による同定等更なる解析を行う。(理由)年度末納品等にかかる支払いが平成30年4月1日以降となったため、当該支出分については次年度の実支出額に計上予定である。また、論文作成予定であったが、間に合わなかったため、論文用に取っておいた分が残ってしまった。次年度に論文及び学会発表用に支出するよていである。(使用計画)
東アジア砂漠におけるダストの乱流・対流による輸送過程の微細数値解析

本研究は、東アジア砂漠域における鉱物性エアロゾル(ダスト)の地表面からの放出と鉛直輸送に果たす乱流や対流の力学的な役割を数値モデルにより解明することを目的としている。用いる数値モデルは、非静力学雲モデルにダストの放出・輸送過程を組み込んだものであり、乱流混合過程のモデリング手法としてラージエディシミュレーション(LES)モデルを用い、高解像度の数値シミュレーションを行う。解析にあたっては、風送ダスト研究計画ADECにより取得された現地観測データおよび気象庁GPVデータを利用する。前年度の実績をもとに、格子幅100mの高解像度で晴天時の対流境界層および積雲の発達過程についてLESを行った。LESを実施することにより、格子幅以上のスケールの乱流過程は直接計算できるため、高解像度の計算結果を前年度実施した比較的粗い解像度(500m)での数値シミュレーションと比較してみると、対流境界層および積雲の物理過程についてより詳細に表現することができた。境界層の発達がよりスムーズに再現され、より現実的な計算結果が得られた。ダストは、午前の時間帯には乾燥対流により境界層内で混合され、午後の時間帯には積雲により自由対流圏へと間欠的に輸送される様子が示され、乱流過程の重要性が明らかとなった。以上の数値シミュレーション結果を1年間分の現地観測データのうちで晴天条件の場合のものと比較した。研究成果は国内外の学会・ワークショップなどで発表を行い、また学術雑誌の原著論文としてまとめた。観測データの比較のために情報通信研究機構の研究グループと共同で作業を進め議論を深め、その成果は学術雑誌の論文として投稿準備中の段階にある。用いる数値モデルは、非静力学雲モデルにダストの放出・輸送過程を組み込んだものであり、ラージエディシミュレーション(LES)の手法を用いた高解像度の数値シミュレーションを行う。まずLESを実施する準備として、境界層内の乾燥対流や積雲対流を解像できる程度の粗い解像度(500m)での数値シミュレーションを行い、境界層内の組織だった乱流構造や積雲による運送過程の解析を行った。計算の初期条件には、ゴビ砂漠南部における晴天時の観測データを用いた。計算により、日射による地面加熱により接地逆転層が崩壊して急速に混合層が発達する日変化の様子が再現され、観測データと定性的によく一致した結果が得られた。午前11時頃に急速に混合層が発達するのに応じて地面でのダストフラックスが生じ、境界層内の乾燥対流により素早く混合され、午後の積雲の発達に伴い、ダストの一部が自由対流圏へ輸送される様子がシミュレートされた。感度実験の結果、乾燥対流と積雲対流の両者が結合することにより、より多くのダストが放出され、より上空まで輸送されることが分かった。また、格子解像度をいく通りか変化させることでダストの輸送量がどの程度変わるのかについて調べ、粗くても2kmの格子解像度が必要であることが分かった。さらに、ダストの雲微物理過程とのより高度な結合モデルの構築の準備を進めており、またこれに並行してさらに高解像度のLESを実施し、計算データの整理を行った。研究成果は国内・国外の会議等で発表し、学術雑誌に印刷済みあるいは掲載決定の論文を完成させた。
立体多様性を鍵とするシクロプロパン型βターンミメティックの創製とその展開

前年度までの研究において、シクロプロパン型βターンミメティックに基づき、メラノコルチン受容体に親和性を有するリガンドを見出し、構造活性相関研究を重ねてその親和性を10倍にまで向上させた。本年度はまず、前年度に行った構造活性相関研究に対する実験科学的な裏付けを得るために、X線結晶構造解析によるリガンドの立体構造の考察に注力した。シクロプロパン型βターンミメティックは8種の立体異性体で構成され、全体として高い三次元多様性を有することを特徴としている。そこで、各立体異性体に関して比較的簡単な化合物を合成し、その立体構造についてX線結晶構造解析により考察した。その結果、シクロプロパン型βターンミメティックは期待通りの三次元多様性を有していることが示唆され、前年度に行った構造活性相関研究の結果とよく合致していた。この結果は、今後シクロプロパン型βターンミメティックを用いた創薬理論を多数の標的タンパク質に拡張していく上で、強固な基盤となるデータであると考えている。メラノコルチン受容体リガンドの改良研究を続ける一方で、オキシトシン受容体を新たな標的として設定し、そのリガンドの創製研究を行っている。創薬理論は同一であるが、合成する化合物の構造はメラノコルチン受容体リガンドとは大きく異なっているため、新たに合成経路を確立する必要があった。種々検討を行った結果、全22工程で設計したオキシトシン受容体リガンドの合成を達成した。オキシトシンとの競合阻害実験の結果、合成したリガンドは確かにオキシトシン受容体に対して親和性を有し、アンタゴニストとして機能するという結果が得られた。この結果は、シクロプロパン型βターンミメティックが複数の標的タンパク質に対するリガンド創製に有用なものであることを示す重要なデータである。今後は、さらなる標的タンパク質拡張を目指していく。申請者が考案したシクロプロパン型βターンミメティックに基づき設計した化合物8種を合成し、それぞれのメラノコルチン受容体サブタイプ(MC3R,MC4R,MC5R)に対する親和性を評価した。その結果、シクロプロパンによりペプチド主鎖をトランス形に制御した化合物群が比較的良好な親和性を示した。即ち、シクロプロパン型βターンミメティックがGタンパク質共役型受容体(GPCR)リガンドの創製に有用であるという結果が得られた。また、良好な親和性を示した化合物についてMC4Rに対する機能活性を評価したところ、生体内アゴニストであるα-メラノサイト刺激ホルモンの働きを阻害するアンタゴニストであることが分かった。MC4Rアンタゴニストはがんによる悪心を抑制するなどの薬理効果が知られており、臨床応用可能なMC4Rアンタゴニストの創製が強く望まれている。申請者の合成した化合物はペプチド結合をシクロプロパンに置換することで、ペプチド特有の薬物動態(代謝的不安定性、体内分布の悪さ)が改善されているとは考えられるが、本化合物は未だ十分な親和性を有していないと考えられる(Ki=400nM)。したがって今後は、最も親和性の高かった化合物を母骨格とし、官能基の炭素鎖長の増減、脂溶性側鎖の追加などを行って構造活性相関を充実させ、より親和性の高いMC4Rアンタゴニストの創製を目指す。更に、本シクロプロパン型βターンミメティックの一般性を検証するために、メラノコルチン受容体とは異なるGPCRを標的として、同様の方法論によりリガンド創製を行う予定である。前年度までの研究において、本特別研究員は独自に考案したシクロプロパン型βターンミメティックに基づき、メラノコルチン受容体(MC4R)リガンドを見出している。その結果、ペプチド主鎖をシクロプロパンによりトランス型に配座制御した化合物群が、シス型と比較して良好なMC4R親和性を有していた。今年度は、トランス型化合物群に更なる改良を加えて構造活性相関の充実を図るとともに、より優れた高活性リガンドの創出を試みた。具体的には、ジアステレオマー間の活性差を大きくすることを目的として、アセトアミド基を不斉点近傍に導入した。MC4R親和性自体が低下する結果となったが、望みとするジアステレオマー間の活性差拡大には成功した。この結果を受けて一方のジアステレオマーを基本骨格とし、適する置換基を探索したところ、アセトアミド基に脂肪鎖(フェニルエチル基)を導入した化合物において10倍もの活性向上が観察された。本結果は近日中に学術雑誌に投稿する予定であり、今後も更なる高活性リガンドをデザイン・合成する予定である。一方で、本シクロプロパン型βターンミメティックの汎用性を確かめるため、異なる標的を設定しリガンド創製を試みた。新たな標的受容体は、近年自閉症治療薬などの標的として注目を集めているオキシトシン受容体とした。これまでの研究と同様にして化合物群を設計し、まずはシス型化合物群を合成して受容体親和性を評価した。詳細なデータは出ていないが、オキシトシン受容体に結合する結果は得られており、シクロプロパン型βターンミメティックが複数の受容体リガンド創製に適用できることが示唆された。

シクロプロパン型βターンミメティックは8種の立体異性体で構成され、全体として高い三次元多様性を有することを特徴としている。そこで、各立体異性体に関して比較的簡単な化合物を合成し、その立体構造についてX線結晶構造解析により考察した。その結果、シクロプロパン型βターンミメティックは期待通りの三次元多様性を有していることが示唆され、前年度に行った構造活性相関研究の結果とよく合致していた。この結果は、今後シクロプロパン型βターンミメティックを用いた創薬理論を多数の標的タンパク質に拡張していく上で、強固な基盤となるデータであると考えている。メラノコルチン受容体リガンドの改良研究を続ける一方で、オキシトシン受容体を新たな標的として設定し、そのリガンドの創製研究を行っている。創薬理論は同一であるが、合成する化合物の構造はメラノコルチン受容体リガンドとは大きく異なっているため、新たに合成経路を確立する必要があった。種々検討を行った結果、全22工程で設計したオキシトシン受容体リガンドの合成を達成した。オキシトシンとの競合阻害実験の結果、合成したリガンドは確かにオキシトシン受容体に対して親和性を有し、アンタゴニストとして機能するという結果が得られた。この結果は、シクロプロパン型βターンミメティックが複数の標的タンパク質に対するリガンド創製に有用なものであることを示す重要なデータである。今後は、さらなる標的タンパク質拡張を目指していく。
混合境界条件を伴う制限付き変分問題の新展開

まず研究経過として特記すべきことは、平成15年12月21日平成16年1月11日までの約3週間、研究代表者の坂口がイタリア・フィレンツェ大学へ出張し、海外共同研究者のR.Magnanini教授との共同研究を行ったことである。次に今年度の研究実績と今後の課題について述べよう。N次元ユークリッド空間の有界領域Ωに穴D⊂Ωを空ける。Ωの境界∂Ω上では斉次ノイマン境界条件を課し、穴の境界∂D上では斉次ディリクレ境界条件を課する混合境界条件を考える。つまり、境界∂Ωは断熱されていて、穴の境界∂Dからは熱が逃げていく状況での領域Ω-Dでの熱伝導を考える。時刻無限大での熱伝導の挙動は対応する定常問題の第一固有値に左右される。制限として次の2つの場合を考える。(i)穴Dの体積を一定にする。(ii)Dの形状を固定し、Dはその位置だけの自由度をもつ。それぞれの場合において、第一固有値を最小または最大にする制限付き変分問題を考える。第一固有値を最小にすることは熱を一番逃げないようにすることを意味し、第一固有値を最大にすることは熱が一番逃げるようにすることを意味する。上記制限付き変分問題の第一固有値を最小にする穴の存在は示すことができる。しかし、第一固有値を最小にする穴の性質についてはほとんどわかっていない。MATLABを用いたN=2の場合の数値計算からは最小にする穴は境界∂Ωと接触することが予想される。また、制限(ii)の場合、例えばDを円板とするとき、第一固有値を最大にする穴は境界から離れることも予想される。これらは全て今後の課題である。熱伝導を多孔質媒質中のガスの拡散に置き換えた同様な制限付き変分問題についても解の穴の存在は示すことができるが、解の穴の性質を調べることは今後の課題である。まず研究経過として特記すべきことは、平成15年2月に約3週間、海外共同研究者のR.Magnanini教授(イタリア・フィレンツェ大学)を愛媛大学へ招聘し共同研究を行ったことである。次に今までに得られた研究成果と今後の課題について述べよう。ユークリッド空間の有界領域Ω上での混合境界条件下のporous medium方程式の初期境界値問題の解u=u(x,t)の時刻無限大(t→∞)での挙動について考察した。変数分離解の空間変数xにのみ依存する部分をf=f(x)とおくとf(x)は混合境界条件下のある非線形楕円型境界値問題の正値の一意解になり、このとき、もし初期値u(x,0)に不等式0≦cf(x)≦u(x,0)≦Cf(x)を満たす2つの正定数cとCの存在を仮定すれば、解u(x,t)の時刻無限大での挙動は変数分離解で記述されることがわかった。そこで、次の課題は、初期値u(x,0)は単に非負で必ずしも上の不等式を満たさない場合に、ある十分大きな時刻T>0が存在してu(x,T)が上の不等式を満たすことを証明することにある。これが示されれば、もちろん解u(x,t)の時刻無限大での挙動はいつでも変数分離解で記述されることがわかり、多孔質媒質からなる領域Ωからガスが一番逃げないようにするには面積Aの窓Γをどのように設計すればよいかという問題は、Γの面積がAであるという制限の下でf(x)のΩ上での積分値を最大にする問題とみなせる。
積層型ウィスパリングギャラリモード誘電体円板共振器の共振特性に関する基礎的研究

本研究はウィスパリングギャラリモードで動作する誘電体円板共振器を間隔dを持って積層化し,その透過電力特性をミリ波帯での帯域通過フィルターに応用しようとするものである.平成13年度の研究では,上記構造により帯域通過フィルターを実現することが可能である事をマイクロ波帯での実験で明らかにした.平成14年度はこの研究をさらに推進した.すなわち,理論的にはまず2枚の円板間の結合係数や励振用及び検出用外部回路と円板間の外部Q値をフィルター設計理論から算出した.その結果,フィルターの中心周波数及び帯域幅を与える事により,所望のフィルターを実現することが可能となった.また2枚の円板間の結合係数を電磁界的に求めるために本研究代表者が考案した近似変数分離法を用いた.これらのことより,円板間距離d及び励振用及び検出用外部回路と円板間の距離sを決定する事ができた.実験的には本科学研究補助金で購入したミリ波ソースモジュール等を用いてミリ波帯での実験を行い,帯域通過フィルターの実現性を明らかにするとともに理論解析結果の妥当性を確認した.ウィスパリングギャラリモードはその性質から数多くの周波数で共振するため,これまで扱った対称5層構造では所望する通過帯域の近傍にスプリアスな通過帯域が存在する.そこで,この不要な通過帯域を消去するために2枚の円板間に異なる比誘電率を持つ誘電体円板を挿入し実験を行い,不要帯域の消去に一部成功した.(次ページの最初の発表論文参照)本研究はウィスパリングギャラリモードで動作する誘電体円板共振器を間隔dを持って積層化し、その透過電力特性をミリ波帯での帯域通過フィルターに応用しようとするものである。本年度は、上下の円板が全く同じ対称5層構造から成る積層型誘電体円板共振器の共振周波数を数値解析的に求めるべく固有値方程式を近似変数分離法を用いて誘導した。その結果、間隔dが大きい場合の共振周波数は円板が単独に存在しているときのそれにほぼ等しいものの、間隔dが小さくなると、2枚の円板が互いに影響し合い、偶モードの共振周波数fevenと奇モードの共振周波数foddに分かれ、間隔dの減少とともにそれらの差は大きくなることが理論的及び実験的に分かった。これらの特性により得られる円板間の結合係数や、実験的に得られる励振用導波路と円板間の外部Q値をフィルターの設計理論に適用することにより、本構造は十分ミリ波帯での帯域通過フィルター(通過域はfodd-feven)に応用可能であることが分かった。なお、本年度算出された固有値方程式は上下の円板が異なる非対称5層構造から成る積層型誘電体円板共振器にも容易にできることが、現在までの研究により明らかになっている。また本年度の実験は本科学研究補助金で購入した低損失誘電体材料(アルミナ)からなる全く同じ2枚の円板共振器を積層化し、現有設備であるマイクロ波測定装置を用いたモデル実験である。現在、本研究代表者及び分担者は本科学研究補助金で購入したミリ波ソースモジュール等を用いたミリ波帯での実験回路の構築に誠心誠意取り組んでおり、近い将来ミリ波帯での実際に即した実験が可能と思われる。本研究はウィスパリングギャラリモードで動作する誘電体円板共振器を間隔dを持って積層化し,その透過電力特性をミリ波帯での帯域通過フィルターに応用しようとするものである.平成13年度の研究では,上記構造により帯域通過フィルターを実現することが可能である事をマイクロ波帯での実験で明らかにした.平成14年度はこの研究をさらに推進した.すなわち,理論的にはまず2枚の円板間の結合係数や励振用及び検出用外部回路と円板間の外部Q値をフィルター設計理論から算出した.その結果,フィルターの中心周波数及び帯域幅を与える事により,所望のフィルターを実現することが可能となった.また2枚の円板間の結合係数を電磁界的に求めるために本研究代表者が考案した近似変数分離法を用いた.これらのことより,円板間距離d及び励振用及び検出用外部回路と円板間の距離sを決定する事ができた.実験的には本科学研究補助金で購入したミリ波ソースモジュール等を用いてミリ波帯での実験を行い,帯域通過フィルターの実現性を明らかにするとともに理論解析結果の妥当性を確認した.ウィスパリングギャラリモードはその性質から数多くの周波数で共振するため,これまで扱った対称5層構造では所望する通過帯域の近傍にスプリアスな通過帯域が存在する.そこで,この不要な通過帯域を消去するために2枚の円板間に異なる比誘電率を持つ誘電体円板を挿入し実験を行い,不要帯域の消去に一部成功した.(次ページの最初の発表論文参照)本研究はウィスパリングギャラリモードで動作する誘電体円板共振器を間隔dを持って積層化し,その透過電力特性をミリ波帯での帯域通過フィルターに応用しようとするものである.昨年度の研究により上記の構造により帯域通過フィルターを構築することが可能である事がわかっている.今年度はこの研究をさらに推進した.すなわち,昨年度の科学研究補助金で購入したミリ波ソースモジュール等を用いてミリ波帯での実験を行い,実験的にも帯域通過フィルターの実現性を明らかにした.この際,2枚の円板間の結合係数や励振用及び検出用外部回路と円板間の外部Q値をフィルター設計理論から得られるパラメータと比較検討しながら研究をすすめた.

その結果,フィルターの中心周波数及び帯域幅を与える事により,所望のフィルターを実現することが可能となった.昨年度の研究では2枚上下の円板共振器は全く同じ対称5層構造を扱ったが,ウィスパリングギャラリモードの性質により,所望する中心周波数の近傍にも帯域通過域が存在する事が実験的に明らかになった.そこで,今年度は上下,2枚の円板の半径は同じであるが、比誘電率と厚さが異なる非対称5層構造を理論的にとり扱った.比誘電率と厚さの決定には円板が単独に存在している場合について近似変数分離法を応用し,そして所望する中心周波数でのみ2枚の円板がともに共振するようにそれらを決定した.理論的にはこれらの決定方法は現時点で確立しているので,今後は実験的に非対称5層構造を取り扱い,優れた帯域通過フィルターを構築する予定である.
世帯移動予測モデルを用いた住宅・土地利用計画支援システムの開発

本研究の目的は、住宅・土地利用計画支援システムを開発することである。まず、徳島市周辺部を対象に、セルオートマトンモデルを用いて市街化を予測するモデルを開発し、それを用いて地区別に世帯数を予測した。次に、世帯数変化の特徴を明らかにするため、世帯数変化傾向を、小地域統計データを用いて分析し、変化の特徴を類型化した。これらの成果から、住宅・土地利用計画支援システムで用いる世帯数予測モデル開発に関する知見を示した。本年度は、システムの中核となる世帯数予測モデル開発を中心に行った。まずは、徳島都市圏を対象にアンケート調査を行い、世帯移動の特徴を把握した。その結果、世帯主年齢40歳以下の世帯は現状の徳島都市圏の住環境に満足している割合が高いこと、世帯の移動先選択に日常買い物施設までの距離が重視されていること等が分かった。この成果を踏まえ、セルオートマトン型の市街化予測モデルを開発した。このモデルでは、空間を120mメッシュに区分し、セルごとに利便性、区域区分、周囲の市街化率を計算し、そこから得られる市街化ポテンシャルと乱数を用いて市街地遷移を判定する。このモデルを用いて、(1)現状維持、(2)線引き廃止、(3)森林開発禁止、(4)区域区分ごとに開発面積を制限、(5)市部の市街化区域を残し町部全域を市街化調整区域に変更、の5つの政策シナリオを想定し2006年から10年後の市街化を予測した。この結果を用いて、対象地域を17に区分した地区別の世帯数を予測した。その方法は、まず2006年の各地区における1セルあたりの世帯数を計算し、この値に各シナリオの予測結果から得られる将来の市街地セル数を掛け合わせ、地区別の世帯数を予測した。その結果、シナリオ(2)の結果はシナリオ(1)と比べて八万・勝占地区で1569世帯、川内・応神地区で3132世帯、北島町で1786世帯増加した。これらの地区は、調整区域の規制が解除されたことで利便性要因が大きく影響し、市街化が進んだと考えられる。その一方、藍住町ではシナリオ(1)の結果よりも9843世帯減少した。線引きを廃止することにより、藍住町で発生していた開発需要が周辺に分散する傾向が示された。次年度は、地区別の住宅供給の違いが将来の世帯数変化に現れるようなモデルに拡張し、GISと統合することで、計画支援システムを開発する予定である。当初の計画では、本年度は世帯数変化と市街地変化の予測モデルとGISを統合した計画支援システムを開発する予定であった。しかし、モデル開発にあたり、町丁目単位の世帯数変化の特徴を詳細に分析する必要があったため、その分析を中心に行うことでモデル開発のための知見を得た。用いたデータは、平域17年と平成7年の国勢調査町丁・字等別集計その1(徳島県)で、研究対象地域は徳島市周辺部である。まず、住宅所有形態別、住宅形式別に世帯数変化を集計した。持ち家世帯は徳島市の市街化区域周辺部と郊外部で増加、徳島市中心部で減少、民営借家世帯は、徳島市中心部と徳島市の市街化区域周辺部で増加していた。戸建て世帯は徳島市、藍住町、松茂町で増加、長屋建て世帯は徳島市で減少、共同住宅世帯は徳島市中心部とその周辺部で増加していた。区域区分別に変化の特徴をみるために、市街化区域、市街化調整区域、市街化区域に隣接する市街化調整区域別に、主成分分析とクラスター分析により町丁目を分類した。その結果、徳島市の市街化区域では、中心部で共同住宅の借家世帯が、周辺部で持ち家世帯が増加していた。交通利便性や開発のしやすさが影響し、郊外ではなく、中心部の周辺で世帯が増加していたと考えられる。鳴門市の市街化区域では、共同住宅のファミリー層が、大学周辺で共同住宅の単独世帯が増加していた。小松島市の市街化区域では、共同住宅のファミリー層と共同住宅の65歳以上世帯が増加していた。市街化調整区域では、変化は少なかったものの、ほぼ全域で戸建ての夫婦世帯が微増していた。市街化区域に隣接する市街化調整区域では、一つの町丁目内に市街化区域と市街化調整区域の両方が含まれるケースが多く、それが原因で開発が進み、様々なパターンの世帯変化が起こったと考えられる。今年度は、町丁目別に世帯数変化傾向を示したことで、世帯数変化予測モデル開発のための知見を得た。
次世代型ホウ素中性子捕捉療法の実現に向けた多角的アプローチ

本研究ではがんで高発現する葉酸受容体に着目し、シクロデキストリンに葉酸を標識した葉酸修飾シクロデキストリン(ND201)を用い、既存ホウ素化合物の腫瘍特異的かつ能動的な集積性の向上を目指した。BSHをND201で包接した結果、高い結合安定度を示した。葉酸受容体高発現Colon-26腫瘍を移植したマウスにおいて、BSHは血中および腫瘍内で投与後の時間依存的に減少したのに対し、BSH-ND201投与群では投与後24時間で高いホウ素集積を確認し、その集積は72時間まで継続した。腫瘍/血液比(T/B ratio)はBSHの1.1に対し、BSH-ND201では10.6と極めて高値を示した。本研究では、ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)で従来から用いられているホウ素化合物、特にBSHの腫瘍内分布および滞留時間を改善することで、BNCT治療効果の向上を最終目標とする。BSHのドラッグデリバリーを改善させる方法として、その構造上から化合物の包接が可能であり、また包接する化合物の水溶性を向上させる特徴から、シクロデキストリン(CD)に着目した。このCDに対し、多くのがんで高発言することが知られる葉酸受容体(folate receptor)を標的とするため、葉酸(folic acid)を修飾した葉酸修飾シクロデキストリンを合成した。ホウ素化合物であるBPAおよびBSHと葉酸修飾シクロデキストリンとの相互作用を吸光度による安定度定数および化学量論比を算出することで評価した。紫外可視分光光度法(UVスペクトル法)を用いた。520μMに調整した葉酸修飾シクロデキストリン溶液に対して、5μMに調整したBPAおよびBSHを加え、紫外可視分光光度計(V-550UV/VIS Spectrophotometer)を用いて、葉酸修飾シクロデキストリン溶液添加によるスペクトルの変化を観測し、相互作用の有無と極大吸収波長を確認した。吸光度からScott式を用いて安定度定数Kcを算出した結果、BSHに対し1.4x10^4/M、BPAに対し1.2x10^4/Mであった。次いで、吸光度変化による化学量論比(包接個数)の算出を行った。25μMの葉酸修飾シクロデキストリン溶液、BSH溶液、BPA溶液をそれぞれ調整し、混合比を変え各混合比サンプルを紫外可視分光光度計にて吸光度を測定した。BSHおよびBPAの吸光度変化から、連続変化法により化学量論比を算出した。バラツキが大きく再検討が必要だが、BSHおよびBPA共に葉酸修飾シクロデキストリンと1:12:1の比率で複合体を形成する可能性が示唆された。研究が遅れている最大の要因は、ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)の実施に必須である中性子線源の利用が困難だったことである。当初の予定では、平成27年度は京都大学原子炉実験所の研究用原子炉の熱中性子線を用いて、細胞およびマウス移植モデルに対する照射を行う予定であった。しかしながら、原子力規制委員会による試験研究用原子炉の新規性基準へ適合確認取得が大幅に遅れたため、平成27年度は1回の照射実験も実施できなかった。さらに、筑波大学が茨城県東海村にあるいばらき中性子医療研究センター内で開発を進めている加速器型BNCT装置についても、中性子ビームの取出しには成功したがその後のコミッショニングが想定より大幅に遅れており、細胞照射に最低限必要な電流値(2 mA)と照射時間(30-60分)の確保ができなかった。このため原子炉中性子源の代替として加速器中性子源を使用することもできず、当初予定した平成27年度研究計画は遅れていると判断せざるを得ない。葉酸受容体が高発現しているマウス大腸がん由来Colonー26細胞および低発現のヒト肺がん由来細胞A549を用いた。葉酸修飾シクロデキストリンND201(ナノデックス株式会社でBSHを包接し、BPAおよびBSH(ステラファーマ株式会社)との比較を行った。腫瘍内のホウ素濃度測定には、ICPS-8100(島津製作所)を使用した。既存ホウ素化合物であるBPA、BSHとND201との結合安定度を調べた結果、化学濃度平衡定数KcはBPAで1.2 x104(/M)、BSHで1.4 x104(/M)であり、生体血液内でも安定的な結合を示すことが示唆された。また、BPA、BSHをND201で包接した化合物を効率的に得るため、それぞれのホウ素化合物のND201に対する化学量論比を調べた。その結果、ND201はBPAおよびBSHと1:1または1:2で複合体を形成する可能性が示唆された。次に、BALC/cマウスに移植したColon-26腫瘍およびA549腫瘍に対するBSHを包接したND201(BSH-ND201)の集積性をICPにて測定した。BSH単独では投与後30分程度で腫瘍内ホウ素濃度がピークを示し、その後はplateauを示した一方で、BSH-ND201では投与後2-3時間でピークを示し、その後減衰傾向を示した。この結果から、それぞれの化合物でピークを示すタイミングで血中内および腫瘍内のホウ素濃度を測定し、腫瘍/血液比(T/B ratio)を算出した結果、BSH-ND201はColon-26で10.6を示し、BNCTにおいて臨床的安全面から必要とされるT/B比>10を満たした。一方で、葉酸受容体の発現が低いA

549に対するT/B比は1.6を示し、BSH-ND201の有用性は葉酸受容体の発現に依存することが示された。茨城県東海村のいばらき中性子医療研究センター内に開発を進めている加速器型BNCT装置のビームコンディショニングが大幅に遅れており、平成28年度中の生物実験利用ができなかったため。また、加速器型BNCTによる生物効果の比較対象として使用予定の京都大学原子炉実験所の研究炉からの中性子線によるBNCT生物実験についても、原子力規制庁からの稼働許可が依然として降りず、遂行困難となっている。ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)は腫瘍細胞に集積させたホウ素化合物に熱中性子を照射し、生じたα線とLi核により腫瘍細胞選択的に高LET線照射を行う次世代放射線治療法である。BNCTの治療効果はホウ素を腫瘍部位に集めるホウ素化合物に大きく依存し、現在使用されているBPAおよびBSHは集積するがん種が限られることや腫瘍組織への特異的集積が不十分であることから、より腫瘍細胞集積性が高い新規ホウ素化合物およびキャリア物質の探索が行われている。本研究では、多くのがんで高発現している葉酸受容体に着目し、種々の薬物に対する包接性を有するシクロデキストリンに葉酸を標識した葉酸修飾シクロデキストリン(ND201)を用い、既存ホウ素化合物であるBPAおよびBSHを葉酸修飾シクロデキストリンND201で包接した。葉酸受容体高発現マウス大腸がん由来Colonー26細胞と低発現ヒト肺がん由来細胞A549を用いた。腫瘍内のホウ素濃度はICPS-8100(島津製作所)で測定した。昨年度までに得られた薬剤合成結果、安定性試験等の結果を踏まえ、BALC/cマウスに移植したColon-26腫瘍およびA549腫瘍に対するBSHを包接したND201(BSH-ND201)の集積性をICPにて測定し,それぞれの化合物でピークを示すタイミングで、血中内および腫瘍内のホウ素濃度を測定し、腫瘍/血液比(T/B ratio)を算出した。BSH-ND201はColon-26で10.6を示し、BNCTにおいて臨床的安全面から必要とされるT/B比>10を満たした。一方で、葉酸受容体の発現が低いA549に対するT/B比は1.6を示し、BSH-ND201の有用性は葉酸受容体の発現に依存することが示された。本研究結果から、葉酸受容体を標的とした既存ホウ素化合物に対する化学的修飾が、BNCTの治療効果向上に寄与する可能性が示唆された。本研究ではがんで高発現する葉酸受容体に着目し、シクロデキストリンに葉酸を標識した葉酸修飾シクロデキストリン(ND201)を用い、既存ホウ素化合物の腫瘍特異的かつ能動的な集積性の向上を目指した。BSHをND201で包接した結果、高い結合安定度を示した。葉酸受容体高発現Colon-26腫瘍を移植したマウスにおいて、BSHは血中および腫瘍内で投与後の時間依存的に減少したのに対し、BSH-ND201投与群では投与後24時間で高いホウ素集積を確認し、その集積は72時間まで継続した。腫瘍/血液比(T/B ratio)はBSHの1.1に対し、BSH-ND201では10.6と極めて高値を示した。中性子線源に関して:京都大学原子炉実験所の研究用原子炉を用いた実験については、2016年4月時点で原子力規制委員会からの適合確認が取れたため、平成28年度の原子炉運転および照射実験の遂行が可能であると考える。
虐待予防のための看護職による育児支援－オーストラリアの調査より－

本研究では、オーストラリアでの看護職による虐待予防のための取り組みを明らかにすることを目的とし、オーストラリアニューサウスウェールズ州にある保健センター、ファミリーケアセンター等を訪問し、現地調査を実施した。ニューサウスウェールズ州では、SAFE STARTプロジェクトにより、周産期の家族を包括的にアセスメントし、家族のニーズに応じて虐待予防のためのサービスが提供されていた。また、地域の保健センターとNPOが連携し、多様な虐待予防プログラムが実践されていることが明らかとなった。オーストラリアにおける母子保健サービスと、そこで実践されている看護職による虐待予防を目的とした育児支援方法を明らかにするため、オーストラリア・ニューサウスウェールズ州の政府機関や研究機関のホームページ上に公開された資料の他、学術論文や書籍からの情報収集と現地調査を実施した。平成28年3月にオーストラリア・ニューサウスウェールズ州にあるTresillian Family care center、Blue Mountains Hospitalを訪問し、育児支援サービスに関わる看護職、臨床心理士、ソーシャルワーカーらに対して面接調査を行った。オーストラリア・ニューサウスウェールズ州では、SAFE START Projectにより、妊娠期から継続して家族のアセスメントを実施し、虐待のリスクが高い場合にはユニークな支援が実践されていた。今回の訪問調査により、Family care centerでは、虐待ハイリスク者へのサービスとして、電話相談、家庭訪問のほか、Day Stay、4泊5日のResidential Stayサービスが行われていることが明らかになった。その他、一般の親子を対象として地域の教会で実施されているParenting Programの実践例についても明らかにすることができた。今年度の調査により、オーストラリア・ニューサウスウェールズ州での育児支援の実践例が具体的に明らかになり、今後の日本での虐待予防のための育児支援について検討する上で有用な知見を得ることができた。今後は、これらの調査結果をまとめ、日本での育児支援サービスと比較し、日本での育児支援のあり方について検討を行っていく。オーストラリア・ニューサウスウェールズ州での現地調査が終了し、調査はほぼ計画通り進めることができている。母子保健制度に関するデータ、虐待予防のための育児支援活動や家族のアセスメント方法についてのデータ収集は終了した。しかし育児支援プログラムのアウトカム評価や費用対効果については、訪問調査時に研究協力者より提供された資料をもとに、さらにデータ収集を行う必要があり、研究目的に即して全てのデータを収集するにはさらに時間を要する。追加のデータ収集は平成28年度も継続して実施していく。訪問調査により、Family care centerでは、虐待ハイリスク者へのサービスとして、電話相談、家庭訪問のほか、Day Stay、4泊5日のResidential Stayサービスが行われていることが明らかになった。平成28年度は、平成27年度の研究成果をもとに、SAFE START Projectに位置づけられた家庭訪問プログラムに関する資料をさらに収集し、そのプログラムの効果まで調査することができた。今後、これらの調査結果をまとめ、研究の成果を報告していく。今年度は平成27年度の現地調査の結果をもとに、虐待予防プログラムの効果について追加のデータ収集を実施した。研究目的に即したデータ収集はほぼ終了したが、オーストラリア・ニューサウスウェールズ州での虐待予防プログラムについて全体像をまとめ、研究成果を報告する必要がある。本研究の目的は、オーストラリアにおける母子保健サービスと、そこで実践されている看護職による虐待予防を目的とした育児支援方法を明らかにすることである。研究の最終年度である平成29年は、これまでの調査内容の分析と追加調査を実施した。平成29年11月にオーストラリア、ニューサウスウェールズ州にある保健センターを訪問し、Child and Family Health Nurseによる虐待予防を目的とした州のプログラムに参加し、面接調査を実施した。オーストラリアでは、地域の公的な機関とNPOが連携し、子どもと家族のニーズに応じて、多様な虐待予防プログラムが実践されていることが明らかになった。NSW州では、虐待の早期発見、早期介入を目的として、州の公的機関(Mental Health and Drug and Alcohol Office)によるSAFE STARTプロジェクトが行われている。このプロジェクトにより、地域の母子保健サービスの中で、虐待のリスクのある家族をスクリーニングし、ハイリスクの家族にはより集中的なサービスを看護職が中心となって提供することで、虐待予防に取り組んでいた。地域の公的機関と連携して虐待予防プログラムを提供しているFamily Care Centerは、州政府の財政支援、民間企業等からの寄付を受けて運営されているNPO機関である。このFamily Care Centerでは0歳5歳までの子どもとその家族を対象とした育児支援が行われているが、特に虐待のハイリスク家族への支援に力を注いでいた。Family Care Centerでの実践例から、虐待ハイリスク家族にも看護職による支援により、十分対応可能であることが示された。

また、地域の保健センターとNPOが連携し、多様な虐待予防プログラムが実践されていることが明らかとなった。平成28年度は、オーストラリアでの訪問調査で得られた資料の整理、育児支援プログラムのアウトカム評価や費用対効果について追加のデータ収集を実施する。これまでの調査結果をまとめ、日本での育児支援サービスと比較し、日本での育児支援のあり方について検討を行っていく。また、これまでの研究成果については、学会発表や学術雑誌への投稿を予定している。平成29年度は、これまでの調査結果をまとめ、研究成果の報告、学術雑誌等への投稿を行う。平成27年度に実施した現地調査でのインタビュー内容をさらに詳細に分析し、ニューサウスウェールズ州でのSAFE START Projectの全体像およびプロジェクトに位置付けられた各育児支援プログラムとその効果について研究結果をまとめ、報告する予定である。小児看護学データ収集が当初の予定よりやや遅れているため。また訪問調査が平成28年3月末になったことにより、ICレコーダーに録音した面接内容のテープ起こしが45月となった。これについては、研究協力者の協力を得て面接内容の書き起こしを進めているところであり、研究協力謝金の使用が平成28年度へ繰越となった。本研究目的を達成するための調査はほぼ終了したが、当初の予定より研究の遂行が遅れ、研究成果の報告にさらに時間を費やす必要があるため、研究期間を延長し、研究成果の報告に必要な経費については、平成29年度に使用することとした。平成28年度も継続してデータ収集が必要なため、文献印刷費、書籍代として使用していく。平成28年度は、研究データをまとめ、成果を発表する上で、学会発表のための旅費、学術雑誌への投稿費用、論文の英文校正費が必要となる。研究成果の報告として、学術集会での発表、学術雑誌への投稿を予定している。学術集会での発表に関わる経費として、参加費や交通費が必要となる。また、学術雑誌への投稿費用として使用する。
慢性ストレスがヒトの生理心理状態に与える影響とその対処法

慢性的なストレスが健常人の日常の生理心理状態に与える影響を明らかにするため,同一個人を4週間の間隔をあけて2回測定し,慢性ストレスや生活習慣の変化と生理指標の変化の対応を検討した。生理指標にはコルチゾールの日内リズム,ストレスの指標には質問紙を用いた。各変数の1回目から2回目への変化の関連を検討したところ,コルチゾールの日内リズムの変化には,ストレッサー,ストレス知覚,ストレス対処行動,睡眠時間等が影響することが示唆された。本研究は,慢性的なストレスが健常人の日常の生理状態に与える影響を明らかにすることを目的としている。そのために個人を繰り返し測定することにより,慢性ストレスや生活習慣の変化により生理指標が変化するという因果関係の検討を行なうことを計画している。本年度は測定実験の計画期間と位置づけ,以下のような事項を実施した。1.質問紙および調査対象者の検討慢性ストレスのレベルを測定するための質問紙として,どのようなものを用いるのがよいかを資料収集・文献調査などにより検討した。また調査対象をどのような人とするかについて検討を行なった。その結果,生理指標への影響を考慮して,規則正しい生活をしている社会人が適切と判断した。また同一人物について繰り返し測定を行なう予定であるが,その間隔と測定回数について検討した。その結果,1人につき1ヶ月以上の間隔をあけて2回以上(可能であれば3回)の測定を行なうことが望ましいと結論付けた。1回の測定においては,指標の日内変動を見るため,1日に4回から5回の心理・生理測定を行なうことを計画した。2.生理指標の検討日常の生理状態を反映する生理指標として,唾液中コルチゾールの日内変動を使用することを決めた。またこれ以外の指標の可能性として,交感神経系の指標の一つと考えられる唾液中クロモグラニンAに着目し,その挙動を実験室場面で検討した。その結果,唾液中クロモグラニンAコルチゾールに比べて結果の解釈が難しく,指標として使用するには注意が必要であることがわかった。本年度は情報収集の期間と位置づけ,以下のような事項を実施した。1.学会および文献により,慢性ストレスレベルを測定するための質問紙,および生理指標測定時のストレスレベルを測定するための質問紙の2種類について,使用する可能性のある質問紙について複数の候補を選定した。2.生理指標を測定する調査実験の実施方法についての検討を行った。測定対象を社会人とすることを予定しているため,被験者の募集方法,実験の運営方法,唾液検体の収集・分析方法について複数の実施案を作成した。3.個人差に関する要因について,パーソナリティや生活習慣を生理測定と同時期に測定しておく必要性に関して検討した。本年度は以下の通り,同一人を2回繰り返し測定するストレス調査を実施した。1.被験者:健康で規則正しい生活をしている就労男性21名2.質問紙測定期間中1回記入:パーソナリティ質問紙,コーピング質問紙,ソーシャルサポート質問紙測定日前日記入:最近の生活習慣・睡眠に関する質問紙,最近のストレスに関する質問紙最近の精神状態に関する質問紙測定日当日記入:唾液採取時刻記録用紙,唾液採取時心理状態記録用紙3.生理指標:唾液中コルチゾール4.手続き被験者は約1か月の間隔をあけ,普段通りの日常生活を送りながら2回ストレス測定を行った。まず測定に先立ち,パーソナリティ質問紙・コーピング質問紙などの特性に関する質問紙に記入を行った。ストレス測定日の前日には,最近の生活習慣・睡眠に関する質問紙最近のストレスに関する質問紙等に記入を行った。測定日当日は日常生活を送りながら8:00,ll:00,15:00,20:00の1日4回,唾液の採取とその時の心理状態の記入を行った。約1か月の問を開けて,全く同じ測定を再度実施した。そのために個人を繰り返し測定することにより,慢性ストレスや生活習慣の変化により生理指標が変化するという因果関係の検討を行なう。生理指標にはコルチゾールの日内リズム,ストレスの指標には質問紙を用いる。昨年度までに同一人を2回繰り返し測定するストレス調査により21名のデータを取得したが,本年度はその追加調査と,25名全てのデータを用いた結果の解析を実施した。調査方法:昨年度と同様の手続きで調査を実施した。被験者4名は約1か月の間隔をあけ,普段通りの日常生活を送りながら2回ストレス測定を行った。

まず測定に先立ち特性に関する質問紙に記入を行った。ストレス測定日の前日には,最近の生活習慣,ストレス,感情,健康状態等に関する質問紙に記入を行った。測定日当日は日常生活を送りながら8:00,11:00,15:00,20:00の1日4回,唾液の採取とその時の心理状態の記入を行った。約1か月の間を開けて,全く同じ測定を再度実施した。解析:昨年度に取得したデータと合わせ,25名分のデータを用いた解析を行った。唾液中からはコルチゾール濃度を測定した。コルチゾールの日内リズムの指標として,時間を横軸,濃度をlog変換した値を縦軸とした時の,コルチゾール濃度の回帰直線の傾きの値を算出した。質問紙からはストレッサー,ストレス知覚,ストレス対処,感情状態,心身の健康状態等の尺度値を指標として算出した。各変数の1回目から2回目への変化の関連を検討したところ,生理指標(コルチゾールの日内リズム)の変化にはストレッサーとストレス知覚(ストレッサーをどう感じるか)が影響することが示唆された。またストレス知覚にはストレス対処行動が影響することが示唆された。本研究では,慢性的なストレスが健常人の日常の生理状態に与える影響を明らかにするために個人を繰り返し測定することにより,慢性ストレスや生活習慣の変化により生理指標が変化するという因果関係の検討を行なうことを計画している。本年度ストレス調査を実施しデータを取得できたため,おおむね順調に進展していると評価した。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度取得したデータについて解析を行う。唾液についてはコルチゾール値を同定した後,日内リズムに関する指標を算出する。質問紙からは慢性ストレスや生活習慣に関する指標を算出する。同一人について行った2回の繰り返し測定から,個人内での慢性ストレス度の変化に応じたコルチゾールリズムの時系列的な変化の対応が見られるかを検討し,慢性ストレスがコルチゾールのリズムの変化に影響するかどうかという因果関係の検討を行なう。
性モザイクマウスを用いた肝臓発生過程における細胞増殖・分化パターンの解析

spf^<ash>ヘテロ型雌マウスを用いて、肝臓と小腸におけるオルニチントランスカルバミラーゼ(OTC)発現のモザイクパターンを発生を通じて免疫組織化学的に解析し、次のように肝臓と小腸の細胞系譜を明らかにした。1.肝臓発生過程におけるモザイクパターンを解析したところ、パッチサイズは発生の進行とともに増加した。また胎児期から新生児期にかけて、パッチは細い索状構造をとったが、生後結節状のものが増加した。パッチの3次元的な接続性については、成体肝臓や生後2週個体肝臓においてはよく接続していたが、胎児肝臓では、約5-70細胞からなる孤立パッチがしばしば観察された。以上の結果は、胎児期ならびに新生児期において肝細胞の移動・細胞混合が盛んであること、また娘細胞の配置が肝細胞索の長軸方向に行われること、生後は肝細胞が娘細胞を結節状に配置することを示唆している。2.胎児肝臓において、成熟肝細胞と胆管細胞への分化はおこるので、この時期に観察される3次元的孤立パッチ中に含まれる胆管細胞と成熟肝細胞前駆体を免疫組織化学的に解析した。その結果、3次元的孤立パッチは、胆管細胞前駆体だけからなるもの、成熟肝細胞前駆体だけからなるもの、両方の前駆体をふくむものの3タイプが観察され、これは、細胞系譜上で、胆管細胞だけになる肝芽細胞、成熟肝細胞だけになる肝芽細胞、両方になる肝芽細胞が存在することを示唆している。3.小腸発生過程で、単クローン性の成体型陰窩は、生後2週頃成立し、それより以前はOTC陽性と陰性の細胞からなる混合型の陰窩が観察された。この結果は、陰窩の初期形態形成と幹細胞域の成立がカップルしていないことを示しており、個々の陰窩成熟過程で、幹細胞のタネになる細胞1個がどうやって決定されるか、興味深い。spf-ashヘテロ型雌肝臓におけるオルニチントランスカルバミラーゼ(OTC)発現のモザイクパターンを発生を追って免疫組織学的に解析した。妊娠15.5日目と17.5日目胎児、新生児、生後1週、2週、8週個体の肝臓を用いた。パッチ(切片上でのOTC陽性肝細胞あるいは陰性肝細胞の集合体)サイズは発生の進行とともに増加した。血管周囲をとりまくような肝細胞の増殖、あるいは肝小葉を横切るような規則的なモザイクパターンはみられなかった。以上の結果は、胎児期ならびに新生児期において肝細胞の移動が盛んであること、生後、肝細胞は娘細胞を結節状に配置することを示唆している。パッチの3次元的な接続性については、成体肝臓や生後2週個体肝臓においてよく接続していた。胎児期後半には、門脈周囲の肝細胞が胆管細胞に分化をし、また生後1週から2週個体肝臓において、中心静脈周囲1-2層の肝細胞はグルタミン合成酵素を局所的に発現する。これらのパターンとOTC性モザイクパターンとの関係を、二重免疫染色により検討したところ、ほとんど相関はみられず、ランダムであった。これらの結果は、肝細胞集団中に、将来胆管細胞に分化するべく、あるいはグルタミン合成酵素を発現するべくコミットされたものがあって、それらが増殖し上記パターンを形成するのではなく、分化能力や遺伝子発現について等価な肝細胞が場に応じて胆管細胞になったり、グルタミン合成酵素を発現することを示唆している。次年度はパッチの接続性ならびに肝細胞における遺伝子発現パターンとの関係を3次元レベルで解析する。

spf-ashヘテロ型雌肝臓におけるオルニチントランスカルバミラーゼ(OTC)発現のモザイクパターンを、前年度に引き続き免疫組織化学的に解析した。本年度は特に胎児肝臓(妊娠15.5日目と17.5日目胎児)におけるOTC陽性パッチの3次元的な接続性と形状を解析した。マウス胎児期肝臓は造血器官であるため、肝芽細胞以外に非常に多くの造血細胞が移入してきており、spf-ash型へテロ型胎児肝臓においては、相対的にOTC陽性の肝芽細胞の割合が低くなり(肝実質部におけるOTC陽性肝芽細胞の占める割合は、10から15%)、非常に小さいパッチを形成した。そのために、3次元的にもOTC陽性バッチ同士が結合する確率が低くなり、孤立した3次元的パッチをしばしば観察することができた。孤立した3次元的パッチを構成する細胞群は約1070細胞であったが、この数字は肝臓原基を出発点とする肝芽細胞の増殖を考えると理論的に合致する値でもある。またこの孤立パッチの中に含まれる胆管細胞と成熟肝細胞前駆体を解析したところ、胆管細胞前駆体だけからなるもの、成熟肝細胞前駆体だけからなるもの、両方の前駆体をふくむものの3タイプが観察された。この結果は、細胞系譜の上で、胆管細胞だけになる肝芽細胞、成熟肝細胞だけになる肝芽細胞、両方になる肝芽細胞が存在することを示唆している。しかし、胆管分化がおこる門脈周辺と、それ以外の領域におけるモザイクパターンを比較したところ、差はなく、肝芽細胞自身はこれらの分化に関して等価であり、肝芽細胞をとりまく環境がその分化に重要であると考えた。次年度はインサイチュハイブリダイゼーション法を用い、モザイク像の解析をさらに初期にさかのぼれるか、検討する。spf-ashヘテロ型雌マウス肝臓と小腸におけるオルニチントランスカルバミラーゼ(OTC)発現のモザイクパターンを、前年度に引き続き免疫組織化学的に解析した。本年度は特に胎児肝臓(妊娠13.5日目)におけるOTC陽性パッチと、小腸の発生過程におけるOTCモザイクパターンを解析した。肝臓におけるモザイク解析がどこまでさかのぼれるか、妊娠13.5日目野生型肝臓におけるOTC発現を調べたところ、この時期には全ての肝細胞がOTCを発現するわけでなかった。したがって、spf-ashヘテロ型肝臓におけるモザイク解析は妊娠14.5日目以降可能であることがわかった。小腸発生過程で、OTCモザイクパターンを解析したところ、単クローン性の成体型陰窩は、生後2週頃成立し、それより以前はOTC陽性と陰性の細胞からなる混合型の陰窩が観察された。この結果は、陰窩の初期形態形成と幹細胞域の成立がカップルしていないことを示しており、個々の陰窩成熟過程で、幹細胞のタネになる細胞1個がどうやって決定されるか、大変興味深い。また肝臓の場合と同様、胎児小腸においても、パッチサイズが非常に小さく、細胞の移動や混合が非常に顕著であることが推察できる。3年間の研究により、マウス肝臓の発生過程ならびに小腸の発生過程における細胞系譜を、モザイクマウスを用いて明らかにすることができ、その成果を報告書にまとめた。