hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
抑制性シナプス編成を制御する分子間相互作用と時空間ダイナミクスの解析

抑制性シナプス編成過程の一端を明らかにするため、生きた単一の神経細胞におけるグリシン受容体とその足場タンパク質であるゲフィリンの時空間的な局在変化と相互作用を検討した。その結果、ゲフィリンはグリシン受容体の活性化にかかわらず安定的にシナプスに局在する一方、グリシン受容体は活性化依存的にゲフィリンクラスター領域で安定化していた。更に、グリシン作動性シナプス編成において、グリシン受容体に先行してゲフィリンの局在が重要であることが示唆された。中枢神経系において、抑制性神経伝達は興奮性神経伝達とともに必要不可欠な働きである。しかし、抑制性シナプスに関連した分子群がどのような時系列で集積し、機能的な抑制性シナプスを編成するのか、という神経回路構築の基本原理は今なお十分明らかになっておらず、とりわけ各分子がどのように協調して働くのか、という問いは未解明である。そこで、本研究はグリシン受容体をはじめとする抑制性シナプス関連分子の相互作用と時空間ダイナミクスを系統的に解析し、神経活動や受容体の活性化に伴う抑制性シナプス編成機構を明らかにすることを目的としている。先行研究より、シナプスにおいてグリシン受容体の足場タンパク質として働くゲフィリンが、細胞内輸送にも関与することが示唆されている。そのため、マウス培養神経細胞を用いてグリシン受容体とゲフィリンの移動性をライブセルイメージングにて検討した。すると、約1時間の経時観察において、ゲフィリンは比較的安定しており、低い移動性を示した。一方、グリシン受容体は高い移動性を示したことから、グリシン受容体とゲフィリンは少なくとも常に結合した状態で移動するのではないことが考えられる。今後は、ゲフィリンの安定性を制御する要因を確認するとともに、細胞接着分子と細胞骨格、モータータンパク質との相互作用を検討し、神経細胞の活動と受容体の活性化によってこれら各分子の挙動が時間及び空間的にどのように変化するのか、より詳細な解析を行う。しかし、抑制性シナプスに関連した分子群がどのような時系列で集積し、機能的な抑制性シナプスを編成するのか、という神経回路構築の基本原理は今なお十分明らかになっていないことから、抑制性神経伝達物質受容体とその関連分子に着目し、それらの時空間的ダイナミクスを検討した。マウス脊髄由来の培養神経細胞においてグリシン受容体を可視化し、その足場タンパク質であるゲフィリンとの時空間的動態を比較検討した。すると、およそ1時間の経時観察において、いずれの分子も樹状突起上において移動性が認められた。しかし、グリシン受容体に比べてゲフィリンの空間的変化は非常に限局されており、少なくとも1時間以内にはゲフィリンクラスターの消失と出現は認められなかった。一方、グリシン受容体クラスターは1時間以内においても出現と消失が生じ、ゲフィリンよりも高い移動性をもつことが示唆された。また、グリシン受容体はゲフィリンクラスターのない突起上で高い側方移動も認められた。次に、グリシン受容体の活性化に伴うそれら分子の局在変化を検討したところ、活性化群ではシナプスにおけるグリシン受容体の側方拡散が有意に低下しており、より安定的なクラスターを形成していることが示唆された。また、この安定性は受容体の活性化を1時間阻害しても維持されているが、48時間阻害すると、再び安定性が低下し、側方拡散が上昇するという結果であった。一方、ゲフィリンはグリシン受容体の活性化に非依存的にクラスター形成することが示唆された。このように、グリシン受容体とゲフィリンの移動性は異なっており、本研究における一連の結果から、これら分子の相互作用は樹状突起上の移動中よりもシナプス局在において重要であると考えられる。実施計画に基づき、本年度は抑制性シナプス関連分子のDNAコンストラクト作製、培養神経細胞への遺伝子導入および分子挙動の観察を行った。グリシン受容体とその足場タンパク質であるゲフィリンの挙動を同一細胞の突起上において観察し、それぞれの移動性が異なることを確認した。現在は他の分子の挙動についても解析を行っており、おおむね計画通りに研究を進めている。神経科学今年度の結果を踏まえ、より多様な抑制性シナプス関連分子の組み合わせで、相互作用および分子挙動の解析を進める。現在対象としている分散培養神経細胞での遺伝子発現効率が低いことから、状況に応じて脳・脊髄の切片培養神経細胞を用いることも検討している。今年度は、当初予定していた加温チャンバー等を用いない方法で実験を行った。そのため、当該機器は次年度に購入することを検討している。ライブセルイメージングで用いる温度コントローラー、細胞培養および遺伝子導入に使用する試薬および器具等を購入予定である。
粒状体の局所的・大局的変形機構について

砂や粉体などの粒状体の力学的挙動をモデル化する方法として,粒状体全体の運動が個々の粒子の変形の結果とみるよりも,粒子間のすべりやころがりの結果と見なすことが自然な場合もある.すなわち,砂などを想定するとき,DEMなどで仮定されている粒子自体の変形はそれほど大きいものとは思われない.そこで本研究では,粒子を円形の剛体と仮定し,全体の運動は粘着力のみに支配される粒子の「すべり」と「ころがり」のみによって生じるとして塑性極限解析を行った.連続体モデルによる剛塑性解析はすでに開発されているが,粒状体についてはほとんど見られない.ここでは,その解析上の原理と例題および簡単な実験との比較を行ない,以下のような結論が得られた.1.剛体要素からなる粒状体に対する上界定理とつりあい条件の関係が明らかになった.2.上界法に基づき定式化された問題は線形計画法により数値解析することができる.3.解析に必要な材料定数は簡単な実験により求めることができる.4.数値解析結果は10円硬化を用いた実験をかなりの精度で再現できる.今後,不規則な初期配置を仮定する場合,要素の大きさが異なる場合あるいはより多くの要素を含む場合などについて検討する予定である.砂や粉体などの粒状体の力学的挙動をモデル化する方法として,粒状体全体の運動が個々の粒子の変形の結果とみるよりも,粒子間のすべりやころがりの結果と見なすことが自然な場合もある.すなわち,砂などを想定するとき,DEMなどで仮定されている粒子自体の変形はそれほど大きいものとは思われない.そこで本研究では,粒子を円形の剛体と仮定し,全体の運動は粘着力のみに支配される粒子の「すべり」と「ころがり」のみによって生じるとして塑性極限解析を行った.連続体モデルによる剛塑性解析はすでに開発されているが,粒状体についてはほとんど見られない.ここでは,その解析上の原理と例題および簡単な実験との比較を行ない,以下のような結論が得られた.1.剛体要素からなる粒状体に対する上界定理とつりあい条件の関係が明らかになった.2.上界法に基づき定式化された問題は線形計画法により数値解析することができる.3.解析に必要な材料定数は簡単な実験により求めることができる.4.数値解析結果は10円硬化を用いた実験をかなりの精度で再現できる.今後,不規則な初期配置を仮定する場合,要素の大きさが異なる場合あるいはより多くの要素を含む場合などについて検討する予定である.本研究の目的は,「理想的な粒状体を想定し,その局所的な運動メカニズムから巨視的な変形挙動を説明し,あわせて粒子間の力学定数と大局的な材料定数の関係を明らかにすること」にある.本年度では以下のような研究成果を得た.(1)粒子間摩擦角を考慮した場合のモデル化と数値実験古典的塑性論の極限解析法の1つである「上界法」に立脚してながら,すなわち,粒状体全体における速度場を仮定し,「外力仕事率=内部塑性消散率」より求められる外荷重の上界を最小化行なうことにより,粒状体の解析方法を開発した.粘着力型のみならず摩擦力型についても,本数値解析法が有効であることを確認した.(2)硬貨を用いた粒状体の室内実験本実験の意義は数値解析法の正しさ確認である,つまり,上記の数値解析で得られる結果が,実験上で再現できるかを調べることが目的であった.昨年すでに試作してある実験装置を用い,重力の効果も考慮しながら多くの場合について実験を行なった.その結果,上述の数値解析法の予測値をほぼ等価なデータを得た.砂や粉体などの粒状体の力学的挙動をモデル化する方法として,粒状体全体の運動が個々の粒子の変形の結果とみるよりも,粒子間のすべりやころがりの結果と見なすことが自然な場合もある.すなわち,砂などを想定するとき,DEMなどで仮定されている粒子自体の変形はそれほど大きいものとは思われない.そこで本研究では,粒子を円形の剛体と仮定し,全体の運動は粘着力のみに支配される粒子の「すべり」と「ころがり」のみによって生じるとして塑性極限解析を行った.連続体モデルによる剛塑性解析はすでに開発されているが,粒状体についてはほとんど見られない.ここでは,その解析上の原理と例題および簡単な実験との比較を行ない,以下のような結論が得られた.1.剛体要素からなる粒状体に対する上界定理とつりあい条件の関係が明らかになった.2.上界法に基づき定式化された問題は綿形計画法により数値解析することができる.3.解析に必要な材料定数は簡単な実験により求めることができる.4.数値解析結果は10円硬化を用いた実験をかなりの精度で再現できる.
オープンデータ活用のためのデータ統合・可視化サイトに関する研究

オープンデータやSNS情報などインターネットを利用することにより入手できる情報について整理し,それらを有効活用する方法について調査した。当初は,その種のデータを統合するサイト構築を想定していたが,それらを有効に活用したシステム構築例を多く示す方が有益考えた。第一の対象領域は減災であり,Twitter,GoogleAPI,GoogleMapなどを利用しGIS可視化システムを構築した。その他,Rで簡単にWebアプリケーションが構築できるShinyを利用し,心肺停止患者の救急搬送に関するウツタインデータの可視化システムを構築した。更に,よりインタラクティブにユーザの利便性を上げる機能も実装した。本研究は,インターネット上に公開されている統計情報,地理情報などのオープンデータを活用し,他の情報と結合し,統計解析やデータの可視化に取り組んでいる。特にWeb上のデータの可視化については科学研究費を獲得し新たな方法も提案している。近年では,Twitterやブログなどインターネット上に拡散されている情報を要約し,Web上の地図と連携することで,地域に関連する有用な情報の可視化が可能となる。本研究計画では,インターネットと統計解析システムを利用して,オープンデータや地理情報を有効に活用した,新たな統計データの可視化の実現と,そのような可視化に必要なデータを統計解析可能な形に統合し,解析や可視化を実現するシステムを構築することを目的として申請する。今年度の計画は、(1)「インターネット上のオープンデータをWebAPI等で自動収集する方法の調査・開発」として、国内のオープンデータについて調査を行うとともにExcel、R、PHPなどでデータを取得する方法について整理する。データ解析コンペ、スポーツデータ解析コンペで利用可能なオープンデータの取得方法について優先して調査し、コンペ参加者への情報提供を行うこと、(2) SNSからの情報収集方法とオープンデータと統合する方法の開発Twitterからの情報収集および興味対象のデータについてデータの蓄積も並行して行う。過去情報のとりやすいBlogなどからの情報収集やFacebookやgoogle+などからの情報収集についても調査研究を進める。データベースに保有する方法と、Rなどでリアルタイムに分析する方法、Shinyなどでサーバーアプリケーションにする方法などについても研究し、単純なシステムから開発を行うことである。今年度の計画はとしては、(1)「インターネット上のオープンデータをWebAPI等で自動収集する方法の調査・開発」および、(2) SNSからの情報収集方法とオープンデータと統合する方法の開発であり、それぞれについて進捗を以下に示す。(1)「インターネット上のオープンデータをWebAPI等で自動収集する方法の調査・開発」として、国内のオープンデータについて調査を行うとともにExcel、R、PHPなどでデータを取得する方法について整理するためにWebからの情報収集にとどまらず、国内外の学会、研究集会においても情報収集を行った。データ解析コンペ、スポーツデータ解析コンペで利用可能なオープンデータの取得方法について優先して調査し、コンペ参加者への情報提供を行った。(2) SNSからの情報収集方法とオープンデータと統合する方法の開発に関しては、Twitterからの情報収集および興味対象のデータについてデータの蓄積に関して調査および研究をすすめた。データベースに保有する方法と、Rなどでリアルタイムに分析する方法、Shinyなどでサーバーアプリケーションとしてユーザがインタラクティブにデータ取得、解析できる方法についても研究し、単純なシステムの構築を開始した。本研究計画では,インターネットと統計解析システムを利用して,オープンデータや地理情報を有効に活用した,新たな統計データの可視化するシステムを構築することを目的としている。今年度の計画は、(1)インターネット上のオープンデータをWebAPI等で自動収集する方法の調査・開発、として海外のオープンデータのサイト構築を調査し、サイト構築の必要事項を確認し、開発を行う。平成27年度に行った成果を活かし、データ解析コンペで利用可能なオープンデータについては、解析や視覚化が実施可能なシステムの開発を進める。(2) SNSからの情報収集方法とオープンデータと統合する方法の開発、としてTwitterからの情報収集および興味対象のデータについてデータの蓄積も並行して行う。データベースに保有する方法と、Rなどでリアルタイムに分析する方法、Shinyなどでサーバーアプリケーションにする方法などについても研究し、単純なシステムから開発を行う。(3)統合されたデータをWeb上で解析・可視化するシステムの開発として、(1)(2)の研究成果として、データ統合をWeb上で行う方法について、現状でその種のサービスを提供しているサイトについて調査し、基本的なサービスについて構築する。統計解析、統計的可視化によりデータ統合サイトが、よりわかりやすい可視化を行えるように配慮するとともに、可視化方法についても更に開発を進める。今年度の計画はとしては、研究実績の概要に記述した(1)から(3)であり、それぞれについて進捗を以下に示す。(1)海外のオープンデータのサイト構築を調査し、サイト構築の必要事項を確認し、開発を行った。データ解析コンペティションで利用可能なデータサイトについて準備したが、公開し広く利用してもらうことまではできなかった。(2) Twitterからの情報収集については、主に災害時のTwitterについて収集を行い、災害に関連した地理情報のオープンデータを利用して可視化を行った。Rなどでリアルタイムに分析する方法としてShinyアプリケーションとして開発を行った。(3) (1)(2)の研究成果として、データ統合をWebを利用して行う方法については、クラウドを活用することを念頭に入れて、調査を行った。

平成28年度までに,様々なオープンデータについてAPIなどを利用して、データの取得と可視化する方法について検討してきたが、現状としてはAPIは仕様変更が多く、データの提供方法が変更されることが多々あり、情報をまとめて公開しても情報が古くなるケールが多いことが確認された。そのため、APIなどの仕様に特化せず、どの種の情報をオープンデータとして入手でき、それらの組み合わせや、独自のデータに追加して用いることで得られる知見についてまとめる方向とした。平成29年は、(1)「インターネット上のオープンデータをWebAPI等で自動収集する方法の調査・開発」として平成28年度までの研究成果をまとめ、解析および視覚化が実施可能なシステムのプロトタイプを構築した。(2)「SNSからの情報収集方法とオープンデータと統合する方法の開発」については、平成28年度までの研究成果をまとめ、対象をTwitterからの災害情報の抽出に絞り、オンラインでの情報抽出とその可視化についての研究を行った。また、より即時的な分析のために、情報収集結果についてShinyによりインタラクティブな処理が可能なサーバアプリケーションとして実装について開発を行った。更に(3)スポーツの分野についてオープンデータと新規取得データを用いたデータ解析について検討し、動画からのデータ抽出やインターネットサイトからのスクレイピングなどを利用したデータの取得と取得背れた情報をサーバ上で即時的に解析する方法について検討した。(4)救命救急処置に関するウツタインデータのように完全にはオープンではないものの、研究目的で入手でき、その研究成果を発表できるタイプのデータについても分析と有効な可視化について検討し国内学会においていくつかの報告を行った。オープンデータやSNS情報などインターネットを利用することにより入手できる情報について整理し,それらを有効活用する方法について調査した。当初は,その種のデータを統合するサイト構築を想定していたが,それらを有効に活用したシステム構築例を多く示す方が有益考えた。第一の対象領域は減災であり,Twitter,GoogleAPI,GoogleMapなどを利用しGIS可視化システムを構築した。その他,Rで簡単にWebアプリケーションが構築できるShinyを利用し,心肺停止患者の救急搬送に関するウツタインデータの可視化システムを構築した。更に,よりインタラクティブにユーザの利便性を上げる機能も実装した。
遠隔虚血プレコンディショニングによる敗血症治療の可能性

敗血症は感染に起因した全身性の炎症反応症候群で、依然として重症敗血症の死亡率は高いことが問題となっている。虚血プレコンディショニングとは、短時間の虚血エピソードがその後の虚血再灌流障害を軽減するという概念で、例えば下肢の短時間の虚血により心臓の再灌流障害が軽減されることが遠隔虚血プレコンディショニングとして知られている。虚血再灌流による臓器障害と全身性炎症による臓器障害は類似点も多いことから、遠隔虚血プレコンディショニングが敗血症の治療へ応用できるかどうかを検討した。マウスの敗血症モデルを用いた検討では、血中の炎症性物質の濃度が軽減される傾向は認めたが、予後の改善を認めるには不十分であった。敗血症は感染に起因した全身性炎症反応症候群と定義され、その発症頻度は増加傾向にあるとされている。抗菌薬の早期投与や人工呼吸管理の改善をはじめとする治療法の進歩により全体の死亡率は減少傾向にはあるものの、重症敗血症患者においては、依然として死亡率は25 - 50%と高く、医学的また医療経済的にも非常に重要な問題となっている。動物実験では、様々な薬剤投与や遺伝子操作により敗血症モデルにおいて劇的な治療効果が示されているものの、実際の無作為化臨床試験において有効性が十分に確立した予防・治療手段はほとんどなく、臨床現場においてはガイドラインに則った集学的治療が主体となっている。虚血再灌流障害は非常に精力的に研究がなされている領域であり、短時間の虚血エピソードによりその後の虚血再灌流障害が軽減されるとする虚血プレコンディショニングの概念は確立しており、特に心臓領域では臨床的にも有用性がほぼ確立している。全身性炎症による臓器障害と虚血再灌流による臓器障害のメカニズムの類似性の観点から、敗血症においても何らかの虚血プレコンディショニング相当する効果をもたらす手段によって重症化を予防できる可能性がある。虚血再灌流障害の予防法として心血管領域で注目されている遠隔虚血プレコンディショニングをその作用機序から一種の“全身性"プレコンディショニングと捉え、“炎症"と“虚血再灌流障害"の共通性の観点から、遠隔虚血プレコンディショニングが全身性炎症も軽減すると予測し、敗血症治療への応用の可能性を探るのが本研究の目的である。本年度は昨年度に引き続き顕微鏡下で大腿動脈を露出し、血管クリップにて大腿動脈遮断を間欠的に行う遠隔虚血プレコンディショニングモデルを確立させつつある段階であり、今後、全身性炎症への効果を検討したいと考えている。全身性炎症による臓器障害と虚血再灌流による臓器障害のメカニズムの類似性の観点から、敗血症においても何らかの虚血プレコンディショニングに相当する効果をもたらす手段によって重症化を予防できる可能性がある。本年度はまずマウスを用いて全身麻酔下に大腿切開を行い、顕微鏡下で大腿動脈を露出し、血管クリップにて大腿動脈遮断を間欠的に行うことで遠隔虚血プレコンディショニングモデルとした。虚血時間の調整等を行い、最適なモデルの確立を目指して研究をすすめているところである。敗血症は感染に起因した全身性炎症反応症候群と定義される。抗菌薬の早期投与や人工呼吸管理の改善などにより全体の死亡率は減少傾向にはあるが、依然として重症敗血症の死亡率は高く、医学的また医療経済的にも非常に重要な問題となっている。

動物実験では、様々な薬剤投与や遺伝子操作により劇的な治療効果が示されているものの、実際の臨床試験において有効性が確立した予防・治療手段はほとんどなく、臨床現場ではガイドラインに則った集学的治療が主体となっている。虚血再灌流障害は非常に精力的に研究がなされている領域であり、短時間の虚血エピソードによりその後の虚血再灌流障害が軽減されるとする虚血プレコンディショニングの有用性がほぼ確立している。全身性炎症による臓器障害と虚血再灌流による臓器障害のメカニズムの類似性から、虚血再灌流障害の予防法として心血管領域で注目されている遠隔虚血プレコンディショニングが全身性炎症も軽減すると予測し、敗血症治療への応用の可能性を探ることが本研究の目的である。本研究では、マウスの大腿動脈遮断を間欠的に行うことで遠隔虚血プレコンディショニングとした。LPSの腹腔内投与による敗血症モデルでは、プレコンディショニング群では生存時間がやや延長する傾向は認められたものの死亡率の有意な改善は認められなかった。LPS投与6時間後の血漿中の各種炎症性サイトカイン濃度は著明に上昇していたが、プレコンディショニング群では上昇の程度がやや抑制される傾向であった。なかでもG-CSFの変化は最も顕著でありプレコンディショニングが全身性にもたらす抗炎症効果に好中球の役割が重要であることが示唆された。本研究により下肢の虚血再灌流により抗炎症効果が得られる可能性は確認できたが、敗血症のような重度の全身性炎症の予後を改善するには不十分であり、今後はより軽度な炎症性病態における役割の解明が期待される。麻酔科学平成24年度に当初の計画よりも大幅に遅れていたことに加え、平成25年度は研究棟の電気・空調設備の工事、新研究棟建築にともなう工事の騒音のため研究が中断される期間が多く、計画の遅れを取り戻すことはできなかった。応募当時は一定の研究活動時間の確保ができることを予想して研究計画を立てていたが、平成24年度は通常の麻酔科臨床業務に加えて、麻酔科人事部員を任命されたため、人事管理上の業務が非常に多く、実際に研究活動が行える時間は想定していた時間の3分の1程度しかなかった。動物実験という性格上、細切れの時間ではうまく研究をすすめられず、当初の計画よりも大幅に遅れるという結果となった。研究の進行は遅れているが、現時点で研究内容・方法に変更を加える必要はないと考えている。研究活動時間を確保できるようにし、大学院生の協力も得ながら進行状況の遅れを取り戻したいと考えている。研究の進行は遅れているが、現時点で研究内容・方法に変更を加える必要はないと考えており、なるべく研究活動時間を確保できるようにして、進行状況の遅れを取り戻したいと考えている。研究の進行が当初の計画より遅れており、機器および測定試薬の購入などを次年度以降に遅らせる方針とした。研究の進行状況の遅れを取り戻すに従い、次年度の研究費と合わせて使用したいと考えている。研究時間が十分に確保できなかったため、研究の進行が当初の計画より遅れており、機器の購入などを次年度以降に遅らせる方針とした。
感応性酸化活性種としての高原子価ルテニウム錯体の合成と反応性

1.これまでに殆ど研究されていなかった、Ru(III)-ヒドロキソ錯体による基質酸化反応について、反応機構の速度論的解明を行った。5座ピリジルアミン配位子を有するRu(II)-アクア錯体を水溶液中で電解酸化し、対応するRu(III)-ヒドロキソ錯体を生成させた。その結果、基質濃度に対して見かけの速度定数が飽和挙動を示し、基質と酸化活性種との間に、水素結合によるアダクト形成平衡の存在が示された。2,5-ジクロロヒドロキノンを基質とした場合、同位体効果は1.7であることから、水素移動(HAT)が律速過程に含まれることが示唆されたのに対し、酸化電位が低いヒドロキノンなどを基質に用いた場合には、反応速度が大きく同位体効果も示さないため、電子移動(ET)機構で反応が進行するものと考えられる。また、速度定数の対数を電子移動のドライビングフォース(-ΔGET)が大きくなるにつれて、-ΔGET +0.5 eVにおいて、基質反応の律速段階がHATからETへと切り替わることが明らかになった。2.Ru(V)-イミド錯体による、水溶液中での基質酸化反応を反応速度論に基づいて解析し、その反応機構の解明を試みた。基質酸化反応において、イミド配位子の窒素は、基質に移らずに錯体上に残ることがわかった。2-プロパノールのC-H結合に対する速度論的同位体効果(KIE(C-H))と、溶媒に対するKIE (KIE(sol))は、それぞれKIE(C-H) = 0.92、KIE(sol) = 2.0となり、溶媒のKIEが示された。さらに、水溶性エチルベンゼン誘導体を基質に用いた場合、生成物として1-フェニルエタノールが得られ、KIE(sol)は6.2となり、このイミド錯体は、明確な溶媒のKIEを示すことがわかった。以上の結果から、Ru(V)-イミド錯体と有機基質との反応は、基質からのRu(V)-イミド錯体へのヒドリド移動に付随して、オキソニウムイオンからのプロトン引き抜き反応が起こり、生成物とRu(III)-アンミン錯体が生じることが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。ルテニウム(IV)-オキソ錯体及び高原子価ルテニウムーナイトライド(Ru≡N)錯体の反応性及び基質酸化機構の本質に迫ると共に、高効率な酸化触媒系の構築を目指す。これらを通じて、生体内酸化反応で重要な「感応性化学種」としての高原子価金属錯体の反応性を探求する。1.N4Py (N4Py = N,N-bis(2-pyridyl-methyl)-N-bis(2-pyridyl)-methylamine)を配位子とするRu(II)-アンミン錯体を合成し、結晶構造解析、各種分光分析、電気化学測定によるキャラクタリゼーションを行った。その結果、Ru(II)-アンミン錯体の酸性水溶液中における電解酸化により、Ru(V)-イミド(NH)錯体の生成とそのキャラクタリゼーションを行った。また、そのRu(V)-イミド錯体は、1.5倍モルの2電子供与体であるヒドロキノンと反応して、Ru(II)-アンミン錯体に戻ることが確認された。さらに、Ru(V)-イミド錯体は、ベンジルアルコールをベンズアルデヒドに酸化することを見いだし、速度論解析を行った。2.Me2Py5 (Me2Py5 = 2,6-bis(1,1-bis(2-pyridyl)ethyl)pyridine)を配位子とするRu(II)-アクア錯体を合成し、その酸化により、酸化活性なRu(III)-ヒドロキソ錯体を合成した。その錯体による緩衝水溶液中での基質酸化反応について、速度論的解析を行った。その結果、基質からの電子移動のドライビングフォースが0.6 eVにおいて、基質酸化機構が、水素移動反応から電子移動反応へと切り替わることを見いだした。

2-プロパノールのC-H結合に対する速度論的同位体効果(KIE(C-H))と、溶媒に対するKIE (KIE(sol))は、それぞれKIE(C-H) = 0.92、KIE(sol) = 2.0となり、溶媒のKIEが示された。さらに、水溶性エチルベンゼン誘導体を基質に用いた場合、生成物として1-フェニルエタノールが得られ、KIE(sol)は6.2となり、このイミド錯体は、明確な溶媒のKIEを示すことがわかった。以上の結果から、Ru(V)-イミド錯体と有機基質との反応は、基質からのRu(V)-イミド錯体へのヒドリド移動に付随して、オキソニウムイオンからのプロトン引き抜き反応が起こり、生成物とRu(III)-アンミン錯体が生じることが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。Ru(II)-アンミン錯体のプロトン共役電子移動(PCET)酸化によるRu(V)-イミド錯体の生成とキャラクタリゼーションについて、世界で初めて成功した。さらに、その反応性について、ベンジルアルコールのベンズアルデヒドへの酸化、2ープロパノールのアセトンへの酸化などを明らかにした。さらに、前者の反応について速度論的解析を行い、速度論的同位体効果が1.2と小さいことを明らかにした。また、その他の基質に関する酸化反応も進行することが明らかとなり、これまで知られていないRu(V)-イミド錯体の反応性と性質を明らかにしつつある。一方、これまで殆ど知られていない、Ru(III)-ヒドロキソ錯体による水素引き抜き過程を伴う基質酸化反応において、基質の酸化還元電位、すなわち基質からRu(III)中心への電子移動のドライビングフォースに依存して、その反応機構が電子移動律速から水素移動律速へと切り替わることが明らかになった。これらの成果については、近日中に論文としてまとめて投稿する予定である。Ru(IV)-オキソ錯体によるシクロヘキセンの酸化反応において、C=C二重結合の酸化(エポキシ化)とアリル位C-H酸化の選択性が、どのような要因によって制御されるかについて検討する。特に、溶媒の極性に着目し、生成物の変化、速度論的解析による速度論的パラメータの決定を通じて、溶媒効果の本質に迫りたい。また、プロトンや金属イオンといったルイス酸の相互作用による、Ru(IV)-オキソ錯体の反応性の変化についても明らかにしたい。
近世江南郷村社会における宝巻の役割をめぐる研究

近世中国江南地方を中心に行なわれた宝巻は,教義系のものと,故事系のものと分かれる。教義系宝巻は,杭州・瑪瑙寺などで印刷され,一方の故事系宝巻は上海などの近代都市で石印されて流布した。故事系のものは,近代中国人にとって娯楽的に受容されていたように見なされて来たが,実はなお宗教活動の重要要素としても維持されている。現代においては,社会主義体制の強化により表面に現われなかった時期があるが,依然として農村部の郷村社会でも表演されていることが判明している。郷村の宗教的定期活動において、在俗の人士が宝巻を唱導する。また,宝巻の流布地区は,従来の通説では江南地方,つまり長江以南とされてきたが,近年の調査では中国の西北,それも甘粛方面でも行なわれているとされる。宝巻の調査報告によれば,演目は江南と同一のものであるが,既存の蒐集宝巻の内容と比較するとかなり内容が異なる。その流行地域の拡大,内容の相違については,新たな分析が必要になろう。今年度蒐集した宝巻・宝典は多くは清末のものであったが,国内に乏しい版本,鈔本であるものもあり,その紹介を行なった。また,東京大学でも目録等に記載されていない宝巻がいくか存在し,教義系・故事系双方に亘っている。宝巻については,中国側はなお迷信ということで制約を加えつつあるため,国外研究者のアプローチが大切になっている。富山大学の蔵本として蒐集した宝巻名については,紀要に報告した。目下,中国でも禁書扱いとなっているため,外国人が宝巻研究をする必要にある。中国近世江南の都市・農村で流布した宝巻は、前期と後期とで、その性格・内容が相違する。前期では、宗教の宝典として共同体構成員の意識裡に留められ、その刊行部数は少なかった。それに反して、後期に入ると、白話小説や戯曲を多少宗教的な色付けをした一種の読み物として再登場し、地方の人々に対しては知識普及の役割を有した。その結果、前期宝巻は清朝政府の弾圧に遭ったが、後期のものは都市部で公然と印刷されて売られるまでになった。その情況変化のもとで、観音十二円覚宝巻や十王宝巻、羅祖五部六冊などの教派系宝巻が再度、重印されたが、宗教的な受容ではなく、一種の語り物としての要素が強く意識された。この考察結果は、従来の宝巻研究史には欠ける点と思われる。新たに蒐集した清代及び民国初期の宝巻原本は十数種に及び、宝巻所蔵目録に補足されるものであり、その一方、中華書局影印本宝巻全集は、未見の宝巻及び白話文学作品との関係で重要な手懸りを与えている。宝巻に対する士大夫の取り扱いは、『破邪群弁』の記載に見られるごとく、迷信及び宗教結社の秘儀としてあり、明末に皇妃皇親などが許容し参画してのを除けば、常に禁圧の対象であった。清代は王朝の転覆を図る教匪と密生な関係にあったため、ことに厳禁された。清末、官憲の取り締まりが弱体化し、外国勢力の乱入もあって一時清朝の王后らが教匪を利用したことと関連して宝巻が多数重印された。現存の宝巻刊本(鈔本)が明末・清初、そして清末光緒刊本が多いのは、かかる士大夫・王朝側の対宝巻・教匪への施政状況が如実に反映する。

これに対し、下層社会、とりわけ郷村にあって宝巻は宗教行事の一環として行われ、表面には出さないが、村民の共同体意識を支えるものとしてありつづけた。民国時代、宝巻は故事系のものが残ったが、反迷信運動で都弔部の市民(主に知識人)はこれを離れ、郷村の老人層による宗教活動の中で、かろうじて生き延びている。しかし、現代改革と自由を叫ぶ中国指導層は宝巻が迷信を助長するものとして禁書化し、中国人が接し得ない情況を作っている。禁書対策は、清代よりつづいているわけである。
ナノ低次元構造が拓く新奇二重らせん磁気強誘電特性とその変形連動力学

本研究では、量子力学に基づく第一原理解析を用い、ナノスケールの低次元磁性強誘電体(マルチフェロイクス)中に発現する特異な強誘電・磁気秩序とその特性を解析した。ナノワイヤ中では、強誘電分極と磁気モーメントの両者がらせんを描く「二重らせん」構造が形成されることを明らかにした。この発現は、表面によって生じる反電場とナノ構造体内部の結合に起因することを示した。また、らせん状の強誘電・磁気特性は、ねじり負荷によって反転が可能であることを示し、力学-強誘電性-磁性間に顕著な相互作用(マルチフィジックス特性)があることを示した。磁性強誘電体(マルチフェロイクス)は、ナノ・バイオ機械システム(NEMS)や高密度記録媒体などの次世代ナノ・生体・エネルギー科学技術の基幹を成す最重要材料である。通常、マルチフェロイクスのバルク材中の強誘電性と磁性は共存するものの、それらの相互作用は比較的弱く、互いに直線的な性質を有している。ところが、マルチフェロイクスの構造体寸法がナノスケールになると、両物性間に強い非線形相互作用が現れ、渦状やらせん状など特徴的な分極・磁気モーメントが現れる。本研究では、ナノ・マルチフェロイクスの低次元形状に依存して発現する特異な磁性・強誘電性を解明することを目的とする。さらに、負荷ひずみに対する同特性の連動作用(マルチフィジックス)の究明を目指す。初年度である平成26年度は、まず、(1)強誘電性と磁性が共存するマルチフェロイクスの複雑な電子状態を評価するため、従来より高度な電子状態計算法であるDFT+U法ならびにハイブリッド汎関数法を導入した。バルク材に対して予備計算を実施し、これらの方法がマルチフェロイクスの材料特性・電子状態をよく表現できることを示した。(2)大規模な量子解析用の並列計算システムを構築し、これらの手法を同計算システムに実装・調整を行った。(3)上記2項目にて開発した量子計算システムを用いて、幾何形状の異なるナノ・マルチフェロイクスの磁気モーメント・自発分極特性を原子/電子レベルから評価した。(4)その結果、2次元ナノ構造体であるナノ薄膜では、バルク材では見られない渦状の分極構造が表面部に特定の周期で現れることが分かった。また、1次元ナノ構造体であるナノワイヤ・ナノチューブでは、磁気モーメントと自発分極がともにらせんを描く二重らせん状のマルチフェロイクス特性が現れることを明らかにした。磁性強誘電体(マルチフェロイクス)のバルク材中の強誘電性と磁性は共存するものの、それらの相互作用は比較的弱く、互いに直線的な性質を有している。二年目である平成27年度は、まず、(1)ナノ構造を有するマルチフェロイクスに対して力学負荷第一原理解析を実施し、その変形特性を評価した。強誘電分極・磁気による二重らせん構造が現れるマルチフェロイクス・単層ナノチューブでは、ねじり変形に対して、強誘電分極・磁気二重らせんのカイラリティが反転することが明らかになった。また、Ruddlesden-Popper構造を有する層状ナノ・マルチフェロイクスでは、負荷によってIncommensurateな長周期分極・磁性が発現することが明らかになった。これらは、いずれもバルク材に存在する単純な直線状分極・反強磁性秩序とは全く異なるものである。(2)ナノ構造体の原子構造・電子状態について検討したところ、マルチフェロイクスBiFeO3ナノ構造体中の強誘電性はBi-O間の共有結合が、また、磁性はFe-O間に働く超交換相互作用によって支配されていることを明らかにした。(3)こうしたナノ構造体における特異なマルチフェロイクス特性の起源を明らかにするため、構造体内部の反電場等を解析するプログラムを開発し、(4)開発した計算装置に組み込み、調整・最適化を行った。(5)次年度実施するナノ力学モデル構築のため、Phase-Fieldプログラムの開発・改良を行った。本年度の計画は、(1)ナノ・マルチフェロイクスの負荷解析の実施とマルチフィジックス特性の評価、(2)マルチフィジックス特性の原子・電子レベル機構の解明、(3)反電場等メカニズム解明用のプログラムの開発と(4)その計算システムの構築、(5)ナノ力学モデル構築のためのPhase-Fieldプログラムの開発・改良、である。研究実績欄に記載のとおり、これらの予定項目(1)(5)はすべて実施し、それぞれの目的を達成している。したがって、本研究は当初予定通り、順調に進展している。

最終年度である平成28年度は、まず、(1)ナノ・マルチフェロイクス中での電気的・磁気的分布を解析し、構造体内部の反電場等を解析した。(2)この反電場等と電子状態から、らせん状や渦状などの特性は、表面部分に発現する表面電荷による反電場の影響を緩和するよう原子配置が変形することで生じるものであることを示した。特に、Bi-O間に生じる孤立電子対や共有結合がナノ構造体での同特性変化を支配していることも明らかにしている。(3)磁性・強誘電性間に生じる相互作用を定式化し、力学-磁性-強誘電性が相互作用するマルチフェロイクスの力学モデルを作り、(4)それを現有のPhase-fieldプログラムへと実装した。これを用いた解析により、ナノ・マルチフェロイクスでは、マクロ材と比較して、数桁大きい磁性-強誘電性相互作用(巨大な電気磁気効果)を示すことを明らかにした。(5)これらの研究成果をまとめ、英文著書「Multi-physics in Nanostructures」を執筆しており、近いうちに出版予定である。本研究では、量子力学に基づく第一原理解析を用い、ナノスケールの低次元磁性強誘電体(マルチフェロイクス)中に発現する特異な強誘電・磁気秩序とその特性を解析した。ナノワイヤ中では、強誘電分極と磁気モーメントの両者がらせんを描く「二重らせん」構造が形成されることを明らかにした。この発現は、表面によって生じる反電場とナノ構造体内部の結合に起因することを示した。また、らせん状の強誘電・磁気特性は、ねじり負荷によって反転が可能であることを示し、力学-強誘電性-磁性間に顕著な相互作用(マルチフィジックス特性)があることを示した。本年度の計画は、(1)マルチフェロイクスの特性を再現する第一原理解析法の導入、(2)大規模量子計算を実現する計算システムの構築、(3)大規模量子計算の実施、(4)ナノ構造体内部の磁気・分極分布の三次元解析、である。研究実績欄に記載のとおり、これらの予定項目(1)(4)はすべて実施し、それぞれの目的を達成している。したがって、研究は当初予定通り、順調に進展している。研究は順調に進展しており、今後の研究の推進方策も当初予定した以下のとおり実施する予定である。(1)ナノ・マルチフェロイクス構造体中の形状に依存した特有の反電場等を解析・評価する。(2)ナノ・マルチフェロイクスの電子状態を解析し、特異な強誘電性・磁性発現のメカニズムについて検討する。(3)マルチフェロイクスの力学モデルを構築する。(4)力学モデルをPhase-fieldプログラムに実装し、演算装置に実装・調整・解析を行う。(5)研究成果をまとめ、総合検討を行うとともに、将来展望・発展性について検討する。28年度が最終年度であるため、記入しない。工学研究は順調に進展しており、今後の研究の推進方策も当初予定した以下のとおり実施する予定である。(1)ナノ・マルチフェロイクスに対して負荷を与え、ナノ特有の変形特性について検討する。同時に、負荷と連動して変化する磁性・強誘電性(マルチフィジックス特性)を解析・評価する。(2)上記の項目で得られたマルチフィジックス特性について、原子構造・電子状態の観点からのその機構について検討する。(3)ナノ構造体内部に生じる反電場など評価するプログラムを開発する。
公理的集合論の無限組合せ論への応用

本研究で研究目的とした主な課題は,(1)"P(ω)が,weak Freese-Nation propertyを持つ",という命題からの帰結,および,これに関連する問題の研究.(2)連続体が大きな濃度を持つような集合論のモデルについての研究.(3)実数の集合論を含む,集合論的,無限組合せ論的研究.であった.(1)については,研究代表者と海外共同研究者のStefan Geschkeは,P(ω)のweak Freese-Nation propertyを弱めて得られるSEPや(N_1,N_0)-ideal prpertyなどと呼ばれる概念を考察し,これらの関係についての幾つかの結果を得,SEPの成り立つような,新しい集合論のモデルを構成した.2002年に入ってから,Saharon Shelahは,SEPをさらに弱めた条件から,Juhasz, Soukup, Szentmiklossyによる組合せ論的命題C^s(N_2)が導けることを証明した.研究代表者は,.Shelahの証明を一般化し,これを用いて,Juhasz, Soukup, Szentmiklossyによる結果を再構成し,その一般化の別証を与えることができた.(3)に関しては,研究代表者と海外共同研究者のStefan GeschkeとLajos Soukupによる,almost disjoint setsに関する新しいcardinal invariantsの研究の他,研究分担者ブレンドルヤーグ(Jorg Blendle)や,嘉田勝(平成12年度分担者),塩谷真弘(平成12年度分担者),宮元忠敏などによりいくつかの新しい研究成果が得られている.本研究で研究目的とした主な課題は,(1)"P(ω)が,weak Freese-Nation propertyを持つ",という命題からの帰結,および,これに関連する問題の研究.(2)連続体が大きな濃度を持つような集合論のモデルについての研究.(3)実数の集合論を含む,集合論的,無限組合せ論的研究.であった.(1)については,研究代表者と海外共同研究者のStefan Geschkeは,P(ω)のweak Freese-Nation propertyを弱めて得られるSEPや(N_1,N_0)-ideal prpertyなどと呼ばれる概念を考察し,これらの関係についての幾つかの結果を得,SEPの成り立つような,新しい集合論のモデルを構成した.2002年に入ってから,Saharon Shelahは,SEPをさらに弱めた条件から,Juhasz, Soukup, Szentmiklossyによる組合せ論的命題C^s(N_2)が導けることを証明した.研究代表者は,.Shelahの証明を一般化し,これを用いて,Juhasz, Soukup, Szentmiklossyによる結果を再構成し,その一般化の別証を与えることができた.(3)に関しては,研究代表者と海外共同研究者のStefan GeschkeとLajos Soukupによる,almost disjoint setsに関する新しいcardinal invariantsの研究の他,研究分担者ブレンドルヤーグ(Jorg Blendle)や,嘉田勝(平成12年度分担者),塩谷真弘(平成12年度分担者),宮元忠敏などによりいくつかの新しい研究成果が得られている.本研究の海外共同研究者の一人であるDavidFremlinの提出した,「実数値可測基数の存在するような集合論のモデルでSolovayによる標準的なモデルと本質的に異なるものが作れるか」という問題に対する一つの肯定的な解答を与えることができた:Saharon Shelahと渕野は,連続体より真に小さい実数値可測基数で,その濃度でのclub principleの成立するようなものの存在するような集合論のモデルを構成した.この構成法での強制法に用いられた半順序は,測度代数を"ゆがめ"て得られる半順序により,ground modelでの可測基数個のrandom実数を付加するようなものとなっている.一方本研究の研究分担者の一人であるJorg Brendleは,これとは異なるが,類似のアイデアにより,付加するrandom実数の数より小さい基数での弱い形のclub principleを強制する半順序集合を(巨大基数に関する考察を含まないコンテクストで)得ている.これらの手法と,その変形は,更に色々な角度から考察してみる価値がありそうに思われる.上のShelahと渕野による実数値可測基数に関する研究のcategoryでのdualや,連続写像のBlumberg propertyに類似の性質に関してSolovayのモデルと異なる挙動を示すようなモデルの構成法についての研究は,現在さらに進行中である.random実数を付加する半順序や実可測基数に関連した研究の動機の一つは,P(ω)がweak Freese-Nation propertyを持つことの,測度でのdualとなる原理を発見することであったが,Shelah-渕野やBrendleによる結果は,このための足掛かりとなる可能性を持つものとなっているようにも思われる.上記の他,研究代表者,研究分担者により,P_κ(λ)の組合せ論,実数の集合論,ブール代数などの分野においても幾つかの新しい研究結果が得られている.weak Freese-Nation property(WFN)の研究は,研究代表者の平成911年における科学研究費補助による研究を中心として,研究代表者とS. GeschkeおよびL. Soukupとの共同研究により押し進められてきたが,その後,今世紀に入ってから,A. Dow & K. P. Hartによる(N_1,N_0)-iedal propertyや,I. Juhasz & K. Kunenによる,SEPなど,weak Freese-Nation propertyを弱めた幾つかの条件が提案され,それらについての研究が始まった.

このような背景のもとで,研究代表者と海外共同研究者の一人であるS.Geschkeは,従来P(ω)がWFNを持つ,という条件のもとで証明されていた命題の多くが,既にP(ω)がSEPを持つ,という仮定から導けることを示し,SEPの見通しの良い特徴付けを与えることに成功した.なお,この方向の研究では,平成14年になってから,S.Shelahにより,SEPをさらに弱めた条件からJuhasz-Soukup-SzentmiklossyのC^s(N_2)が導けるという全く予想外な結果が得られており,これを契機として,さらに新しい展開の可能性が見えてきているように思われる.以上のようなテーマの他,本研究の枠内で,部分関数の連続性,club principleのvariations,強制法の反復の理論などに関する研究も行われた.また,研究分担者のBrendleと宮元は,2002年1月,独逸Oberwolfach数学研究所における集合論の国際学会において,関連する研究結果の発表を行っている.
歯周組織に存在する幹細胞ニッチの同定とその分子制御機構の解明

歯を支える周りの組織や顎や顔面の骨格には、幹細胞と同様な性質を持った細胞が存在する。本研究においては、このような細胞がどのように発生するかを理解することを目的とし、遺伝子改変マウスを用いた実験を行った。その初期知見は、骨格系の未熟な細胞が多様な性質と運命を持つ異質性の高い細胞の集団であることを示唆し、それぞれの前駆細胞が異なる目的を持って恒常性の維持と再生に関与していることが推察された。本研究の目的は歯周組織及び顎顔面骨格系に存在する組織特異的幹細胞のin vivoにおける同定とその性質の解析である。1)pulse-chase法を用いた長期ラベル保持能を有する組織特異的幹細胞の同定、2)Cre-ERTシステムを用いた早期骨格系細胞の分化運命追跡の2つの方法に着目した。1当初想定した核酸アナログBrdUを用いたpulse-chase法では長期ラベル保持細胞の事前回収が不可能であり、その解析において著しい制約を伴う。そのためテトラサイクリン系薬剤でヒストン結合GFPの発現制御(Tet-Onシステム)が可能なノックインマウス(Rosa26-M2rtTA ; Collal-TRE-H2B-GFP)の譲渡を受け、遺伝子発現および細胞レベルの解析を行う。ノックインマウスに胎生14日から生後7日目まで薬剤を投与した結果、骨格系を含む大部分の組織の細胞核がGFPによりラベルされた。薬剤投与中止後2週間経過後においてGFPラベルは一部の細胞のみに保持されることが確認された。2)早期骨格系細胞の分化に関与する転写因子としてMsx2およびRunx2に着目し、これらを発現する細胞の分化運命をCreERTシステムにより追跡する。Runx2-CreERTおよびMsx2-CreERTコンストラクトはBacterial Artificial Chromosome(BAC)を用いたrecombineeringにより作成した。Runx2-CreERTおよびMsx2-CreERTトランスジェニックマウスを現在作成中である。これらのノックインマウスおよびトランスジェニックマウスを用いた複合的なアプローチにより、骨格系に存在するさまざま段階の幹細胞とその分化運命の決定機序を解明する。本年度は骨および軟骨に存在する幹細胞がin vivoにおいて発現する遺伝子を同定するために必要な遺伝子改変マウスの作成を行った。1)骨格系の成長中心である成長板軟骨の頂点に存在する幹細胞の細胞周期が長くラベル保持能を持つ。Pulse-chase実験による長期ラベル保持細胞を分離するためのTet-offシステムによるpulse-chase系に併せCreERtシステムを用い軟骨細胞を特異的に標識する2重蛍光マウスを作成した。骨端部軟骨細胞をコラゲナーゼで遊離し、軟骨系長期ラベル保持能をフローサイトメトリーにより解析する系を確立した。2)骨に存在する間葉系幹細胞は神経前駆細胞のマーカーであるNestinを発現することが報告されている。Nestin-EGFPマウスの成長中の骨を解析した結果、骨端部においては傍軟骨膜の内側および一次海綿骨の血管周囲にNestin発現細胞が認められた。Nestin発現細胞の発生には上皮間葉相互作用が関与していると推察され、転写因子Msx2が関与していると考えられる。Msx2-CreERtBACマウスを作成し解析を行った。作成した2系統はいずれもCreERt遺伝子を発現することが認められた。第2系統は特に毛嚢、嗅上皮および歯根表面上皮遺残に高い発現が認められた。第1系統でCreERtをtamoxifenにより胎生9.5日において一時的に活性化した結果、生後3日において頭蓋骨および四肢骨端軟骨に子孫細胞が認められた。さらに生後21日においては成長板軟骨および腱の一部に子孫細胞が認められた。これらの遺伝子改変マウスを用いた複合的なアプローチにより、骨および軟骨に存在するさまざま段階の幹細胞とその分化運命の決定機序を解明する。中間径フィラメントnestinは神経系幹細胞および神経堤細胞の標識分子であるが、近年間葉系幹細胞においても同様に発現することが報告されている。また我々はこれまで、浮遊培養系においてスフィア形成能を持つ歯根膜細胞がnestinを発現することを明らかにしている。今年度は骨原基初期発生におけるnestin陽性細胞の関与を検討するために、inducible Cre-LoxPシステムおよびGFP、tdTomatoレポーターシステムを組み合わせたトランスジェニックマウス系を用いた実験を行った。胎生10日肢芽においてnestin陽性細胞は栂指原基側および中央部に網状に幅広く存在し、網状細胞はCD31を共発現していた。胎生12日においてnestin陽性細胞は軟骨原基内部には存在せず、それを取り囲む軟骨膜に多数認められた。胎生14日中央部軟骨膜においてnestin陽性細胞層は重層し、CD31あるいはosterixを共発現する群、または単発現するものなどの異質化が認められた。

胎生14日に軟骨膜においてosterixを発現した細胞は、軟骨原基に侵入し骨芽細胞および骨細胞へと分化し一次骨化中心を形成し、出生時までは自己複製を行いほぼ全ての骨芽細胞系に寄与したが、その後急激に消退し生後21日においては骨幹部の骨細胞を除いて完全に消失した。生後8日骨端部においてnestin陽性細胞は成長板軟骨直下一次海綿骨領域に限局し、多数がCD31を共発現していた。生後8日においてnestinを発現した細胞は、14日後あるいは35日後においてはごく一部が骨芽細胞および骨細胞へと分化したものの、大半はCD31陽性血管内皮細胞および骨髄間質細胞へと分化した。以上の知見よりnestin陽性細胞はosterixを発現する骨芽細胞系前駆細胞とは明らかに異質な細胞集団である事が示唆され、骨原基初期発生と成熟骨髄環境におけるnestin陽性細胞の性質は異なることが推察される。