hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
機能的な制御性T細胞のin vitro創出を目指したCD4T細胞分化機構の研究

まず、Tregの前駆細胞を複数のステージに分類し、それぞれのステージにある細胞を解析した結果、Nr4aにより担われる分子イベント、担われないイベントそれぞれを明らかとし、Nr4aはTreg分化過程で、中期から後期にかけて重要な機能を担っていることを明らかとした。また、Nr4aにより発現誘導されたFoxp3は、今度はNr4aの発現を正に制御すること、つまり両分子間でポジティブフィードバック的相互作用が存在することを明らかとした。さらに、Nr4aを欠損したTreg前駆細胞は、Treg分化を完了できないのみならず、アポトーシスの減弱により生存し、自己攻撃性のヘルパーT細胞に転換することを突き止めた。1. Nr4aを制御性T細胞(Treg)特異的に欠損させたマウスは自己免疫疾患を発症することを見出したNr4aはTregの分化において必須であることを先行研究で見出したが、その発現は分化後のTregでも高く維持されることが明らかとなっている。従ってTregで特異的にCreリコンビナーゼを発現し、Nr4a遺伝子の欠損が引き起こされるマウス(Nr4a-Treg-TKOマウス)を構築した。このマウスは多臓器性の自己免疫疾患を発症し、多くのマウスは生後5ヶ月以内に死亡することを明らかとした。このマウスではIgE, IgG1アイソタイプの抗体価が著明に上昇しているうえ、自己反応性抗体の産生亢進が見られたため、Th2型やTfh型ヘルパーT細胞の活性化が示唆された。これらの結果から、Nr4aは分化後のTregでも重要な役割を担っていることを明らかとした。Nr4aを欠損したTregをNr4a-Treg-TKOマウスから単離し、マイクロアレイ解析を行ったところ、Nr4a欠損TregではFoxp3やEos等のTregで主要な遺伝子群の大部分が発現低下を示した一方、IL4, IL13, IL21等、Th2型やTfh型ヘルパーT細胞の機能において重要なサイトカイン遺伝子の著明な発現亢進が認められた。さらにクロマチン免疫沈降産物を次世代シークエンサーにより網羅的に解析した結果、Nr4aはFoxp3やEos, IL4, IL21遺伝子のプロモーターやエンハンサー部位に結合することを明らかとした。これらの結果から、Nr4aはTregにおいて発現されるべき遺伝子、抑制されるべき遺伝子群の多くをそれぞれ直接発現誘導および抑制していることを明らかとした。免疫システムは多様な病原因子の排除に機能する一方、自己抗原に対しては抑制的に機能しなければならない。その高度に制御された免疫応答の根幹を担うのが、胸腺におけるCD4T細胞の適切な発生分化である。具体的に述べると、自己分子を攻撃しかねないCD4T細胞には細胞死による排除、もしくは免疫抑制性の「制御性T細胞(Treg)」分化が誘導されることにより、自己細胞や自己組織に対する免疫反応が防がれている。我々の研究グループは先行研究で、転写因子Nr4aがCD4T細胞の分化制御において必須の役割を担っていることを見出している。昨年度までの研究では、その胸腺におけるCD4T細胞の発生分化を制御する分子機構をNr4aに焦点を当て解析し、免疫系の恒常性が形作られる仕組みや自己免疫疾患の発症機序の解明を試みてきており、以下に述べる点を明らかとしてきている。まず、我々は胸腺におけるCD4T細胞の運命決定を制御する分子イベントのうち、Nr4aに担われるイベント、担われないイベントを区別するため、Tregが分化する過程の前駆細胞を、複数のステージに分類し、それぞれのステージにある細胞の詳細な解析を行った。その結果、それらNr4aにより担われる分子イベント、担われないイベントそれぞれを明らかとし、Nr4aはTreg分化において、中期から後期にかけて重要な機能を担っていることを明らかとした。さらに、Nr4aはその中期から後期にかけた分化段階で、IL-2/CD25やTNFSF/TNFRSFといった、Treg分化で重要とされてきたシグナル伝達経路と協調的に作用し、Tregの主要転写因子「Foxp3」の発現を促進する機能を持つことを明らかとした。本研究の、昨年度までに達成を目指していた研究は、まず、Nr4aがCD4T細胞運命決定を引き起こす分子機構を解明することであった。特に、予定通り、'Treg分化がNr4a発現誘導の直前で止まった前駆細胞'を遺伝学的手法で捉え、強力なツールとして用い、それらの細胞を特徴付けることに既に成功していることから、順調に進んでいると評価できる。もう一つの目標としては、Nr4a共役因子の探索を行うことであった。昨年度までの研究で、それら因子の同定に留まらず、転写活性化型複合体と不活性化型複合体を明確に区別し、それぞれのTreg分化における機能も解析するすることにも成功しており、当初の計画以上に進展していると評価できる。さらに、最終年度の目標の一つである、前年度までのの研究を手掛かりとして見出された候補因子の中から、Nr4aとの共発現によりTregと同様の遺伝子発現パターンや抑制能を誘導する遺伝子セットを同定し、機能的なTregのin vitroでの創出を試みるという目標も、予定を前倒しにして着手しており、予備的なデータが得られている。この点からも、当初の計画以上に進展していると評価できる。

最後に、これらの研究の過程で、Nr4aを失ったTreg前駆細胞が炎症性疾患の病原性を獲得するという予想していなかった興味深い知見を明らかとしつつあり、以上の点を合わせて考慮し、当初の計画以上の進展と評価するに至った。免疫システムは多様な病原因子の排除に機能する一方、自己抗原に対しては抑制的に機能しなければならない。その高度に制御された免疫応答の根幹を担うのが、胸腺におけるCD4T細胞の適切な発生分化である。具体的に述べると、自己分子を攻撃しかねないCD4T細胞には細胞死による排除、もしくは免疫抑制性の「制御性T細胞(Treg)」分化が誘導されることにより、自己細胞や自己組織に対する免疫反応が防がれている。我々の研究グループは先行研究で、転写因子Nr4aがCD4T細胞の分化制御において必須の役割を担っていることを見出してきた。本研究は、その成果をさらに発展させ、Tregが分化する際の詳細な分子機構を解明し、さらに、得られた知見を基にTreg分化の人為的制御手法を開発するというものである。昨年度までの研究で、Tregが分化する過程の前駆細胞を、複数のステージに分類し、それぞれのステージにある細胞の網羅的解析を行った結果、Treg分化における分子イベントのうち、Nr4aに担われるもの、担われないものそれぞれを明らかとした。これら、昨年度までの研究で得られた知見を基に行った当該年度の研究では、Nr4aの機能を欠損させたTreg前駆細胞の運命を追うことで、免疫寛容の構築における新たな分子機構の解明をNr4aに焦点を当てることで追求した。その結果、Treg分化過程でNr4aの機能が抑制された場合、細胞はTregに分化できないのみならず、アポトーシスの減弱により細胞は生存し、さらにヘルパーT細胞様の形質を獲得することで自己攻撃性の細胞に転換してしまうことを突き止めた。以上、当該年度の研究により、自己攻撃性のT細胞が産生される新たな仕組みとして、Tregの分化不全および、それら分化不全Tregの生存という道筋を明らかとした。以上の研究成果の論文投稿を行った(査読中)。まず、Tregの前駆細胞を複数のステージに分類し、それぞれのステージにある細胞を解析した結果、Nr4aにより担われる分子イベント、担われないイベントそれぞれを明らかとし、Nr4aはTreg分化過程で、中期から後期にかけて重要な機能を担っていることを明らかとした。また、Nr4aにより発現誘導されたFoxp3は、今度はNr4aの発現を正に制御すること、つまり両分子間でポジティブフィードバック的相互作用が存在することを明らかとした。さらに、Nr4aを欠損したTreg前駆細胞は、Treg分化を完了できないのみならず、アポトーシスの減弱により生存し、自己攻撃性のヘルパーT細胞に転換することを突き止めた。当研究の目的は1多段階で進行し、多数の遺伝子が発現制御を受けるTreg分化プログラムのうち、どの部分がNr4aに担われるか?2Nr4aの活性強度が中程度の時はTregが誘導され、強度の時はネガティブセレクションが誘導されるが、それぞれにおける転写標的遺伝子は何か?3Nr4aと共役し機能する因子は何か?という、大きく3つの疑問点の解決に分けられる。
癌遺伝子調節発現マウスを用いた発癌モデルにおける肝臓癌幹細胞の同定及び特性解析

癌幹細胞は正常組織幹細胞と共通の性質を多く持つため組織幹細胞に由来するとも考えられている.今回我々は肝前駆細胞のマーカーであるalpha-fetoprotein(AFP)に注目し,胆管癌の細胞株においてAFP産生細胞が癌幹細胞の性質を持つことを検討した.5つの胆管癌由来細胞株(HuCCT1, OZ, RBE, SSP25, TFK1)を検討した.ヒトAFPエンハンサー/プロモーター下にEGFPを発現するベクターを導入し,EGFP蛍光の有無によりフローサイトメトリーで分離し,両者を比較したところ,RBEのみAFP及びEGFPの発現を認めた.AFP-EGFP陽性細胞は自己増殖能と二分化能を有することが示され,造腫瘍性も有していた.また,Notchシグナルが幹細胞性の維持に重要な役割を果たしていることが示唆された.さらに,癌幹細胞の起源を検索するため,癌遺伝子調節発現マウス(cMyc-ERマウス)を作成することに成功した.このマウスの胎仔肝細胞からのみ旺盛に増殖する細胞株を得られたことから,幹細胞が癌化することによって癌幹細胞が生じる可能性が示唆された.癌幹細胞は正常組織幹細胞と共通の性質を多く持つため組織幹細胞に由来するとも考えられている.今回我々は肝前駆細胞のマーカーであるalpha-fetoprotein(AFP)に注目し,胆管癌の細胞株においてAFP産生細胞が癌幹細胞の性質を持つことを検討した.5つの胆管癌由来細胞株(HuCCT1, OZ, RBE, SSP25, TFK1)を検討した.ヒトAFPエンハンサー/プロモーター下にEGFPを発現するベクターを導入し,EGFP蛍光の有無によりフローサイトメトリーで分離し,両者を比較したところ,RBEのみAFP及びEGFPの発現を認めた.AFP-EGFP陽性細胞は自己増殖能と二分化能を有することが示され,造腫瘍性も有していた.また,Notchシグナルが幹細胞性の維持に重要な役割を果たしていることが示唆された.さらに,癌幹細胞の起源を検索するため,癌遺伝子調節発現マウス(cMyc-ERマウス)を作成することに成功した.このマウスの胎仔肝細胞からのみ旺盛に増殖する細胞株を得られたことから,幹細胞が癌化することによって癌幹細胞が生じる可能性が示唆された.約300個のマウス受精卵に, CAGプロモーター下にヒトc-Mycとエストロゲンレセプターとの融合遺伝子を発現させる遺伝子を導入した.この受精卵を仮親に戻し,得られた仔マウスのジェノタイピングを行ったところ, 1匹の雌マウスに遺伝子が挿入されていることが分かった.以上により, C57B/Lを背景とするcMycERトランスジェニックマウスの作出に成功した.2. cMyc-ERマウス,ヘテロ接合体の繁殖上記のメスcMycERマウスをもとに交配を繰り返し,仔マウスを得た.それぞれジェノタイピングを行い,トランスジェニックマウスのみを維持している.現在,雌雄あわせて約60匹にまで達している.上記トランスジェニックマウスの作出と並行して, in vitroにおいて癌幹細胞の存在の有無を確認するために次のような実験を行った.癌幹細胞と組織幹細胞とは多くの共通点を持つことから,仮に胆管癌において癌幹細胞が存在するならば肝幹細胞/前駆細胞と共通のマーカー発現をしてることが予想される.そこで我々は肝幹細胞/前駆細胞の代表的なマーカーであるAFPに注目し, AFPプロモーター下にEGFPを発現するベクターを胆管癌細胞株に遺伝子導入した.AFP陽性胆管癌細胞は,自己複製能と分化能,造腫瘍性を有しているのに対し, AFP陰性細胞は自己複製能しか有しておらず, AFPは胆管癌の癌幹細胞マーカーとして有用であることが示唆された.CAGプロモーター下にヒトc-Mycとエストロゲンレセプターとの融合遺伝子を発現させる遺伝子を導入したcMycERトランスジェニックマウスの作出に成功した.これらを互いに交配させ,ホモ接合体のcMycERトランスシェニックマウスを得ることができた.成体ならびに胎仔トランスジェニックマウスより肝細胞を獲得し,これに40HTを添加して培養することにより,胎仔肝細胞のみが細胞増殖を繰り返すことを確認できた.さらに形態的にも,敷石上の上皮細胞であり,肝細胞であることが確認できた.in vitroにおいて癌幹細胞の存在の有無を確認するために次のような実験を行った.癌幹細胞と組織幹細胞とは多くの共通点を持つことから,胆管癌において癌幹細胞が存在するならば肝幹細胞/前駆細胞と共通のマーカー発現をしてることが予想される.そこで我々は肝幹細胞/前駆細胞の代表的なマーカーであるAFPに注目し,AFPプロモーター下にEGFPを発現するベクターを胆管癌細胞株に遺伝子導入した.AFP陽性胆管癌細胞は,自己複製能と分化能,造腫瘍性を有しているのに対し,AFP陰性細胞は自己複製能しか有しておらず,AFPは胆管癌の癌幹細胞マーカーとして有用であることが示唆された.
若者の自立志向の形成における社会的ネットワークの寄与に関する研究

25歳から39歳までの男女未婚者という、広い意味での「若者」の意識を調べると、自らの将来に関して不安を抱き、将来の見通しについても明るいとは思えないという回答が、全体の5割以上を占めている。こうした意識の背景には、雇用や社会的ネットワークの状況がある可能性がある。今後に関しては、現在の環境で努力を続けて将来を切り開くよりも、転職・結婚・資格取得など、現状と不連続な異なるステージへの移行による状況変化を志向していることがうかがえる。平成20年度は、(1)先行する関連諸分野の研究や調査法などについてのサーベイを勧め、(2)データ収集のための調査実施の準備、調査の設計を行い、(3)平成21年3月に調査を実施してデータを収集した(首都圏在住の2539歳の未婚男女2472名)。上記のサーベイやリサーチの結果、本研究にとって重要な知見ないし前提的知識を、調査の設計に反映させた。具体的には、(1)都市部での初婚年齢の上昇を踏まえ、「若者」としての対象年齢を39歳まで含めて実施した。(2)若い世代への調査は回収率が低くなることが多いため、対象者を捕捉しやすいインターネット調査という方法を採用した。それに先立ち、インターネット調査におけるバイアスの発生可能性など、先行研究を通じて留意すべき点を確認した。(3)若い世代の履歴が、かつてのような学校卒業→修飾→結婚という一方向的な典型的モデルにとどまらなくなっていることをふまえ、複雑な履歴(学歴・職歴)にも対応できる調査票を設計した。(4)社会的ネットワークについては、先行研究との比較可能性を考慮し、自分の仕事や生き方の現在・将来に関する悩みの相談相手をたずねた。(5)若い世代の意識構造を立体的に探るべく、仕事や生き方に関する質問項目を多面的に配置した。以上をもとに調査を実施したのが20年度の成果である。特に広い年齢層の対象者に対して(上記(1))、複雑化しつつある若者の履歴の状況を加味して調査した点(上記(3))は、特徴的で意義がある点だと考えられる。この調査で得られたデータをもとに、「若者」たちの現在や将来に関する意識の構造と社会関係について分析を進めることが21年度の課題となる。平成21年度は、(1)前年度に首都圏在住の2539歳の未婚男女(男性1236名、女性1236名、計2472名)に対して調査を実施して収集したデータについて、その分析を進めるとともに、(2)若者の意識をより具体的にとらえるべく、質的なデータ(自由回答データ)を特に収集することを目的として、追加的な第二次調査を設計・実施した。前年調査と同様に、対象は25歳39歳の首都圏在住の未婚男女とし(男性258名、女性258名、計516名)で、インターネット調査を利用してデータを収集し、あわせてその分析を行った。データ分析を通じて得られた知見としては、以下のものが挙げられる。(1)将来展望に対する否定的な認識は、男女問わず若者に広く共有されており、過半数の若者は自らの将来に不安を感じ、明るい展望を抱いていない。(2)そうした将来イメージに対して、具体的な対応として言及されるのは、資格・転職・結婚などの、「現在の状況と不連続な、別のステージへの移行」である。そのことは、現在の状況のもとで努力を続けることによって将来を切り開くというイメージがあまり抱かれてなくなっていることを示している。(3)その中で、ささやかであっても係留点たりうるものへの関心は一層強まっている(結婚・正社員)。なお成果のとりまとめとしては、発表がやや遅くなったが、平成22年7月刊行の研究誌に論文1点の発表を予定している(『季刊家計経済研究』[公益財団法人家計経済研究所]第87号に掲載予定)。これ以外にも、引き続き成果論文を執筆・公表するべく、研究を継続している。
『ガイドライン』策定後の指導力不足教員の現職教育に関する総合的研究

学校における指導力不足教員が問題となっている。都道府県・指定都市教育委員会は指導力不足教員の認定や教育センターでの研修の制度化を図った。平成20年2月には指導力不足教員に関する『ガイドライン』が策定されて、翌年の4月から教員免許更新制が導入されている。教員の現職教育・研修制度がどのように行われているかを知るために、65の教育委員会に対してアンケート調査を実施し、全ての教育委員会からの回答を得た(回収率100%)。さらに、20の教育センターを訪問して、担当者にインタビュー調査を実施した。そして、3冊の報告書を作成し、その内容を2つの教育学会で発表した。教員の任命権者である都道府県・指定都市教育委員会・教育センターに対して、教員の現職教育の全般的な取組から、「指導力不足教員」の対応を含む個別具体的な研修の内容・方法等について、アンケート調査とその分析・考察を行い、訪問インタビュー調査及び研究成果の報告・発表等を以下のように実施した。1アンケート調査の内容は、ア:教職生活の全体を通じた教員研修体系、イ:教育委員会・学校と大学との連携・協働による現職教育、ウ:教員免許更新制及び指導改善研修の現状と課題、についてであり、平成25年3月6日付けで依頼し同年4月中旬には全65都道府県・指定都市教育委員会・教育センターから回答を得た(回収率100%)ので、その結果の分析・考察を行った。2訪問インタビュー調査は、全国教育研究所連盟の研究協議会や各地区で開催される教育センターの研究大会に参加する機会などを活用して、平成25年度は国立教育政策研究所をはじめ、山梨県総合教育センターなど8教育機関を訪問し、情報交流及び資料収集を行った。3本研究の趣旨及び平成24年度から25年度に行った活動の研究成果を公表し普及を図るために、中部教育学会(6月29日・富山大学)と日本教育情報学会(11月10日・沖縄女子短期大学)で研究発表を行い、質疑応答・情報交換に努めた。4年度末には、今年度の研究成果として「『指導が不適切な教員』の現職教育に関する調査研究」(「『ガイドライン』策定後の指導力不足教員の現職教育に関する総合的研究」平成2426年度科学研究費補助金・基盤研究C)研究報告書第2号を、総ページ数78頁にまとめ印刷製本を行い、平成26年4月10日付けで、アンケート調査等で絶大な協力を受けた全ての都道府県・指定都市教育委員会・教育センターに、上記の研究報告書第2号を送付した。教員の任命権者である都道府県指定都市教育委員会・教育センターを対象として、教員の現職教育の全般的な取組から、特に「指導力不足教員」の対応を含む個別具体的な研修の内容・方法等について、アンケート調査と訪問インタビュー調査を以下のように実施した。1アンケート調査については、その実施主体が岐阜女子大学と岐阜県教育委員会・岐阜県総合教育センターとの連携協力の協定書に基づく「研究プロジェクトチーム」であることを明記し、調査の結果は必ず各教育委員会・教育センターに還元して現職教育の施策等に活かすよう便宜を確約して、平成25年3月6日付けで実施した。2訪問インタビュー調査については、全国教育研究所連盟の研究協議会や各地区で開催される教育センターの研究大会に参加する機会などを活用して、今年度は長野県総合教育センター(6月29日)、島根県教育センター(9月21日)、愛知県総合教育センター(11月7日)、鳥取県教育センター(11月21日)の4センターを訪問し、情報交流を行い貴重な資料を収集した。3本研究の趣旨及びこれまでの研究成果の普及・公表を図るために、中部教育学会(6月30日・信州大学)と日本教育情報学会(8月25日・聖徳大学)で研究発表を行い、質疑応答・情報交流に努めた。4年度末には、今年度の研究成果として「『指導が不適切な教員』の現職教育に関する調査研究」(「『ガイドライン』策定後の指導力不足教員の現職教育に関する総合的研究」平成2426年度科学研究費補助金・基盤研究C)研究報告書第1号を、総ページ数92頁にまとめ、印刷製本を行った(平成25年3月27日)。教員の任命権者である都道府県・指定都市の教育委員会・教育センターに対して、教員の現職教育の全般的な取組から、「指導力不足教員」の対応を含む個別具体的な研修の内容・方法等について、アンケート調査とその分析・考察を行い、訪問インタビュー調査及び研究成果の報告・発表等を以下のように実施した。1アンケート調査の内容は、ア:教職生活の全体を通じた教員研修体系、イ:教育委員会・学校と大学との連携・協働による現職教育、ウ:教員免許状更新制及び指導改善研修の現状と課題、についてであり、平成25年3月6日付けで依頼し同年4月中旬には全65都道府県・指定都市教育委員会・教育センターから回答を得た(回収率100%)ので、その結果の分析・考察を行い資料としてまとめ、研究報告書に収録するとともに学会等での発表内容に活用した。

2訪問インタビュー調査は、全国教育研究所連盟の研究協議会や各地区で開催される研究協議会に参加する機会を活用するなど、3年間で述べ20カ所の教育機関に対して実施した。また、教育センター等からの来訪が、この間7教育機関からあり互いの情報交流を行うことができた。3本研究の研究成果の公表・普及については、中部教育学会及び日本教育情報学会の年次大会には全て(3年間で6回)参加して研究発表及び研究協議を行った。4研究期間の各年度末には、当該年度の研究成果として「『指導が不適切な教員』の現職教育に関する調査研究」研究報告書第1号(H25.3月、92頁)、研究報告書第2号(H26.3月、78頁)、研究報告書第3号(H27.3月、98頁)を作成し、アンケート調査及び訪問インタビュー調査等に絶大な協力を受けた全ての都道府県・指定都市の教育委員会・教育センターに送付した。社会科学1本研究を推進するために岐阜県教育委員会・岐阜県総合教育センターの理解と同センターの研究プロジェクトチームの全面的な協力が得られたことで、全都道府県・指定都市教育委員会・教育センターに対するアンケート調査が円滑に実施(回収率100%)できた。また、全国教育研究所連盟の研究協議会及び各地区の教育センターの研究発表会等に参加し情報交換及び資料収集ができた。2アンケート調査の分析・考察を行うことで、本研究の目的の一つである「『ガイドライン』策定後の各教育委員会・教育センターにおける現職教育に関する施策(特に『指導力不足教員』への対応)の状況」等についての貴重な情報を得ることができた。3さらに、発展的な情報として、アンケート調査に盛り込んだ「教職生活の全体を通じた教員の資質能力の総合的な向上方策について(平成24年8月28日中央教育審議会答申)」の内容についても、例えば、「教育センター等で実施する研修について『理論と実践の往還』を重視している」か、或いは「教育委員会・教育センターと大学との連携・協働のについて」の情況や、「教育委員会・教育センターが行う『教員の現職教育(研修)』と大学等が主体となって実施する『教員免許状更新講習』との関係」等々、当初の計画を上回る貴重な情報を得ることができた。4各教育委員会・教育センターへの訪問インタビュー調査は、8教育機関へ訪問し意見交流・資料収集を行うことができた。また、本研究を進めることで、平成25年度に他県の教育センター等の5教育機関から、岐阜県総合教育センターへ来訪されたことにより資料収集・情報交流を行うことができた。5平成25年度に実施した研究活動の成果をまとめ、研究報告書第2号を総ページ数78頁の内容で印刷製本を平成26年3月10日に行い、全都道府県・指定都市教育委員会・教育センターへ同研究報告書第2号の送付を同年4月10日に実施することができた。1本研究を推進するために岐阜県教育委員会・岐阜県総合教育センターの理解と研究プロジェクトチームの全面的な協力が得られたことで、全国教育研究所連盟の研究協議会及び各地区の教育センターの研究発表会等に参加することができ、情報交流及び資料収集することができた。
重なる反射波の波形分離による超音波探傷法の高性能化

本研究では,通常の超音波探傷や超音波顕微鏡では測定不可能であった表面の極近傍にある傷や異物などを検出する方法や,従来超音波では測定することができなかった極々薄い表面コーティング層の厚さを測定する方法を確立するために研究を行ったきた.その結果,以下のようなことが明らかとなった.1.表面の極近傍にある傷や異物からの反射波は,表面からの反射波と合成され,重なり合った波形として観察される.このために,従来の超音波探傷法では検出することが不可能であった.本研究では,シンプレックス法を使用して2つの重なり合った波形を分離して,傷や異物を嘆賞することができた.2.コーティング層や塗装膜のように薄膜と母材の材質が明らかな場合には,その反射率を考慮することによって波形をより簡単に分離することができる.その結果,約5μm以上の薄膜の厚さを測定することができた.なお,薄膜としては,フッ素樹脂,アクリル樹脂について検討を行った.さらに,薄膜が剥離していることを検出できた.3.母材表面の表面粗さによって反射波の振幅は減少するが,その散乱する超音波の振幅を測定することによって粗さを推定し補正することができる.4.測定面と表面がなす角度が約10度程度であれば,反射波を観察することができるため,波形を分離してその時間間隔を測定することができる.5.超音波の周波数が高ければ,反射波のピークが鋭くなり波形を分離しやすいし時間間隔を測定しやすい.しかし,減衰が激しくなるため,20MHz程度が実用的である.なお,ピーク検出精度は波形をデジタル処理することである程度高められる.6.先端に音響レンズを付けた焦点型の場合には,超音波を約0.2mmに絞ることができる.本研究では,通常の超音波探傷や超音波顕微鏡では測定不可能であった表面の極近傍にある傷や異物などを検出する方法や,従来超音波では測定することができなかった極々薄い表面コーティング層の厚さを測定する方法を確立するために研究を行ったきた.その結果,以下のようなことが明らかとなった.1.表面の極近傍にある傷や異物からの反射波は,表面からの反射波と合成され,重なり合った波形として観察される.このために,従来の超音波探傷法では検出することが不可能であった.本研究では,シンプレックス法を使用して2つの重なり合った波形を分離して,傷や異物を嘆賞することができた.2.コーティング層や塗装膜のように薄膜と母材の材質が明らかな場合には,その反射率を考慮することによって波形をより簡単に分離することができる.その結果,約5μm以上の薄膜の厚さを測定することができた.なお,薄膜としては,フッ素樹脂,アクリル樹脂について検討を行った.さらに,薄膜が剥離していることを検出できた.3.母材表面の表面粗さによって反射波の振幅は減少するが,その散乱する超音波の振幅を測定することによって粗さを推定し補正することができる.4.測定面と表面がなす角度が約10度程度であれば,反射波を観察することができるため,波形を分離してその時間間隔を測定することができる.5.超音波の周波数が高ければ,反射波のピークが鋭くなり波形を分離しやすいし時間間隔を測定しやすい.しかし,減衰が激しくなるため,20MHz程度が実用的である.なお,ピーク検出精度は波形をデジタル処理することである程度高められる.6.先端に音響レンズを付けた焦点型の場合には,超音波を約0.2mmに絞ることができる.本年度は,重なる超音波の波形を分離して超音波探傷法を高性能化する方法を確立するために,以下のような研究を行った.1.プラスチック成形品のウェルド付近と他の種々の場所について焦点径0.2mmの焦点型超音波送受信子を使って,水浸法により成形品表面から反射してきた波形を観測した.また,水槽底面から反射してきた反射波の形と成形品表面からの反射波の形の違いについて調べた.2.他の反射波が重なり合っていないと思われる水槽底面からの反射波形状を基本として,成形品表面からの反射波は2つのこの波形が時間遅れと減衰を生じて重なり合うと仮定して,各反射波を求める方法について検討した.なお,この際,超音波波形をコンピュータによりデジタル的に処理するために,波形取り込みのプログラムを作成した.以上のような研究を行った結果,以下の事柄が明らかとなった.1.成形品表面で反射した反射波の形状は測定場所によって異なる.同じ形の送信波が投射されているので,表面からの反射波形状が異なる原因は,成形品表面近くで超音波が反射して表面での反射波と重なり合っていると考えられる.また,観測された成形表面からの反射波形状は水槽底面からの反射波形状とも異なる.2.観察された波形から個々の波形を分離する方法として,水槽底面からの反射波を基本波形として用い,シンプレックス法により個々の波形形状を重ね合わせた合成波形状が観察波形と一番一致するようにパーソナルコンピュータで計算・処理を行うプログラムを作成し,波形分離を行った.

その結果,成形品表面から30μm離れた一の欠陥を検出できた.しかし,初期パラメータの入力が分離結果に影響を与えるため,今後改良する必要がある.以上のように,デジタル処理により波形分離を行える目処が付いた.本研究では,通常の超音波探傷や超音波顕微鏡では測定不可能であった表面の極近傍にある傷や異物などを検出する方法や,従来超音波では測定することができなかった極々薄い表面コーティング層の厚さを測定する方法を確立するために研究を行ってきた.平成11年度は,昨年度得られた結果をもとに.以下のような研究を行った.1.材料中にある傷や異物が表面と平行になく,ある角度を持っているときの超音波反射波の状態について検討する.2.使用する超音波の周波数について検討する.3.焦点型の超音波送受信子について,その分解能について検討する.4.薄膜の厚さ測定に応用し,薄膜厚さ測定について検討する.以上のような研究を行った結果,以下のようなことが明らかとなった.1.測定面と表面がなす角度が約10度程度であれば.反射波を観察することができるため,波形を分離してその時間間隔を測定することができる.2.超音波の周波数が高ければ,反射波のピークが鋭くなり波形を分離しやすいし時間間隔を測定しやすい.しかし,減衰が激しくなるため,20MHz程度が実用的である.なお,ピーク検出精度は波形をデジタル処理することである程度高められる.3.先端に音響レンズを付けた焦点型の場合には.超音波を約0.2mmに絞ることができる.4.約5μm以上の薄膜の厚さを測定することができた.なお,薄膜としては,フッ素樹脂,アクリル樹脂について検討を行った.さらに,薄膜が剥離していることを検出できた.
高年齢者の医療需要増加に依る外部不経済

本研究は、国民の医療サ-ビス受益率の違いは則に保険加入者間の金銭的診療費の相違とみるのではなく、通院することによって犠牲となる仕事と時間(機会費用)の大小が受診率に大きく影響していると仮説をたて検証した。結果として、国民の間で如何にしたら医療サ-ビスが公平に得られるかを考察している。本研究あたり、米国では医療サ-ビスが国民の間でどのように受益されているか知るために平成2年6月1日から8月22日まで渡米し、私が所属する米国のシンクタンク(ナショナル・ビュ-ロ・オブ・エコノミック・リサ-チ)にて医療分野の専門家から意見を聞き研究をすすめた。本研究においては、家計の活動を消費活動ばかりではなく生産活動(例えば、家計構成員の健康)もしていると仮定している。トランス・ロッグ費用関数からコスト・シェアー関数(つまり、要素需要関数)をもとめ、計量分析している。対象となっている要素とは、医療・食料・住宅・衣類等の市場財に加え、勤労男子(25歳39歳)と勤労女子(25歳39歳)の労働以外の日常活動(睡眠・通院・家事)である。推定結果は、夫婦共働きの家計においては医療に対する所得弾力性(所得が1%増加すると、その消費は何%変化するかという数値)は2.29であり、食料(所得弾力性は0.19)・住宅(0.76)・衣類(1.68)より数段大きいことがわかる。勤労者家計の医療消費の伸び率は所得増加率の約2.3倍で、この医療需要の伸びに対応する医療供給が期待できない場合、将来医療費の高騰は避けられない。壮年期の勤労者は定年退職した人より一般的に健康であると考えられるが、前者が病院などで多くみられないもう一つの理由は機会費用の高さである。賃金の上昇は彼らの医療サ-ビスの利用を低めている。賃金の上昇に対して勤労男子の病院の利用度(診療に費やす時間)の弾力性はー4.31で、勤労女性の場合ではー0.53という研究結果が得られている。勤労男性は、賃金が1%上昇すれば病院の利用時間が約4%減少することになる。賃金と病院利用頻度のこのような負の関係から、医療サ-ビスを勤労者に低い機会費用で供給することが今後の医療システムの重要な課題である。供給量を増加させる他に、対処の方法として例えば、1)病院のアポイント制を強く推進する。2)より多くの企業に診療室をもつことを義務づけ推進する等が考えられる。
液体カルコゲン系の金属化に伴う「鎖形態のゆらぎ」と「空隙形成の動的過程」

液体カルコゲン(Se、Te)混合系の半導体一金属転移および、液体水銀の金属一半導体転移に関して、構造変化と電子状態変化の相関について研究を行った。液体カルコゲンについては、以前の原子の存在しない空隙(void)の半径・分布を用いた研究に引き続き、新しく三角形構造ユニットを用いた構造解析法を展開した。原子鎖の形態を分析するために通距離の原子間距離の詳細解析を行った。また、液体水銀の金属一半導体転移に関して電子状態を量子計算により解析している。温度上昇による構造変化に伴って電子状態の変化および波動関数の局在化についてこれまでの構造モデルに矛盾しない結果を得ている。液体カルコゲンの半導体ー金属転移に伴う構造変化を明らかにするために以下の測定、解析を行った。SPring-8の強力X線を利用し、液体Se80Te20の非弾性X線散乱測定を行った。半導体ー金属転移が生じる1000°Cまでの温度領域に渡って良好なスペクトルを得ることができた。測定データを元に解析を行い音速を決定した。その結果、超音波により求められた音速に比べ5-10%速い「fast sound」であることを見出した。液体Teの過冷却状態の中性子散乱について予備的測定を行った。その結果、融点より100K程度低い温度まで測定できるめどがついている。この後は試料環境を改善し、より精度の高い測定を継続する。以上および以前の測定結果を用いて液体カルコゲンの半導体ー金属転移に伴う構造変化に関する解析を行った。とくにカルコゲンの分子鎖の環状構造からジグザグへの変化を特徴付ける構造情報を得ることに焦点を置いた。そのなかで、原子の空隙(void)のサイズ分布を用いた解析により構造変化の明らかな兆候を得ている。この結果は2016年度開催の国際会議にて発表する準備を進めている。また、実験結果を基にして得られた構造モデルが電子状態の変化に対応していることを確かめるため、量子計算による電子状態の解析を進めている。今年度は、これまでの結晶に近い構造から実験結果に基づいた構造おもとにした計算に進めている。この結果、実験を基にした構造モデルにおいて電子状態の変化が生じていることを見出した。研究計画のうち、液体カルコゲンの非弾性散乱測定と過冷却Teの中性子散乱測定をある程度実施できている。中性子散乱測定は装置のトラブルおよび試料環境の改善のために得られているデータはやや劣っている。このようなデータを元に液体カルコゲンの半導体ー金属転移に伴う構造解析を進めることができた。とくに、液体Seについて、voidサイズ分布を元に解析したところ鎖構造の変化を示す指標を得ることができた。この結果について現在発表の準備を進めている。液体Seの高温高圧下における半導体ー金属転移のメカニズムについて研究を継続した。逆モンテカルロ法によって得られた液体構造から、1本鎖を抽出しらせんやジグザグによる構成分率を調べた。これまでは、四面体あるいは三角形構造ユニットをもとにして中距離(高次)構造について解析を行ったが、本年度において新しく、中距離の原子間距離の分布についても解析を行った。Seは共有結合により鎖状構造を有しているため、最近接や第2近接原子までの距離は結合距離や結合角により決定され、鎖構造の違いにかかわらずほとんど差がみられない。このため、本研究ではさらに遠い第4近接までの距離の分布を求めることによりSeの鎖構造の変化を解析した。この結果、Se鎖のらせんやジグザグ」構造を表すと考えられるピークを見出し、相転移近傍での構造変化での構造モデルと矛盾しないことを示した。この結果は、ドイツで開催された液体およびアモルファス金属国際会議にて口頭発表した。このほか、酸化チタンを基本とした希土類を含むガラスの構造解析をおこなった。この物質は非常に高い屈折率を有するため将来の光学材料として有望視されている。これらの物質の屈折率と構造の関係を調べるために金属イオン周りの局所構造の解析が望まれている。本研究では、安定同位体置換中性子散乱とX線散乱を同時に用いて希土類金属(ここではSm)周りの局所構造を明らかにした。以前は中性子散乱尾データのみを用いて解析を行ったが、Sm周りの構造についてあまり信頼性の高い結果が得られていなかった。今回のX線散乱も同時に用いた解析の結果すべての局所構造が信頼性があると考えられ、結果を同上の国際会議にて発表した。液体Seの半導体ー金属相転移に関する構造変化についておおむね解決することができた。また、動的構造に関する非弾性散乱データの解析に取り組んでいる。このために、従来の方法に加えて、特定のモデルによらない解析法について開発を進めている。液体カルコゲン(Se、Te)混合系の半導体ー金属転移および、液体水銀の金属ー半導体転移に関して、構造変化と電子状態変化の相関について研究を行った。液体カルコゲン(Se、Te)混合系の半導体ー金属転移については、以前から行ってきた原子の存在しない空隙(void)の半径・分布を用いた研究に引き続き、新しく三角形構造ユニットを用いた構造解析法を展開した。これにより、隣接する他の原子鎖に影響されることなく構造の特徴を解析できるようになった。また、新しく原子鎖の形態を分析するために通距離の原子間距離の詳細解析を行った。これにより、上記の解析結果を裏付ける結果を得た。これらの成果は国際会議(LAM16)で発表し、論文として公表している。液体水銀の金属ー半導体転移に関して電子状態を量子計算により解析している。

温度上昇による構造変化に伴って電子状態の変化および波動関数の局在化についてこれまでの構造モデルと対応した結果を得ている。これについては、論文として発表予定である。このほか新しい実験方法として蛍光X線ホログラフィーの解析を試みている。今のところ、結晶試料のデータへの逆モンテカルロ法の適用を進めている。現状では、液体などの不規則系への適用は難しい状況であるが、計算速度の向上が進めば液体の3次元構造の直接計算が可能になると考えている。液体カルコゲン(Se、Te)混合系の半導体一金属転移および、液体水銀の金属一半導体転移に関して、構造変化と電子状態変化の相関について研究を行った。液体カルコゲンについては、以前の原子の存在しない空隙(void)の半径・分布を用いた研究に引き続き、新しく三角形構造ユニットを用いた構造解析法を展開した。原子鎖の形態を分析するために通距離の原子間距離の詳細解析を行った。また、液体水銀の金属一半導体転移に関して電子状態を量子計算により解析している。温度上昇による構造変化に伴って電子状態の変化および波動関数の局在化についてこれまでの構造モデルに矛盾しない結果を得ている。液体カルコゲンのX線非弾性散乱、中性子散乱測定を進めていく。中性子散乱の試料環境については装置グループと協力して、測定精度を高めていく計画である。これにより、構造解析に必要な精度のデータを得て、これまでに測定みのデータを組み合わせ、信頼性の高い部分構造、中距離構造を明らかにしていく。また、量子計算を基にした電子状態計算をすすめ、実験による構造モデルと合わせて総合的に検討する。液体Seの静的構造に関する解析はおおむね終了したが、さらに構造変化について的確なデータを示すために鎖構造に制限を加えながら解析をすすめ、本年度中に発表する。同様に液体セレンのダイナミクスの変化を調べるために、非弾性散乱データの解析を進める。これまでに報告されている情報との比較のほかに、新しくモデルに依存しない解析法により励起状態の解析を進める。このために、計算機環境の増強を図るとともに解析プログラムの開発を行っている。このほか、光電子分光などの新しい手法との連携について模索していく。物理化学2015年度に計画した実験のうち、中性子散乱実験について装置トラブル等により予定より測定回数が少なくなった。そのため関係の試料容器に関する物品、旅費が未使用になった。J-PARCにおける試料環境の問題により予定した測定を延期しているため、試料セル、旅費等の必要経費が予定より少なくなったため。2016年度において、前年度分の測定も合わせて行う予定であり、そのための物品、旅費に使用する。上記の実験を平成29年度に行い使用する。
紙の風邪引き現象の研究

紙の風邪引き現象は、水に対する挙動が斑点状に不均一になることである。その斑点部では、親水性が特異的に高くなっており、膠と明礬の混合液であるド-サ塗布を繰り返してもなかなか、水滲性を克服できない。風邪引き箇所は、通常光下では不可視であり、ド-サ塗布後乾燥して水を塗布した時に初めて、斑点状に水滲箇所が観察出来る状態となる。生物的な要因:風邪引き箇所と健全部の化学分析により比較したところ、アミノ酸の一部に有為な差が認められた試料と認められなかった試料が混在している。繊維表面の物理的変化:X線マイクロアナライザーにより塗布した硫酸銅の挙動は、風邪引き箇所に集中している。試料の示す分析結果が、同一でないので、単一な理由で風邪引き現象が生起されるのではないことが、予想される。風邪引き現象の発現率調査は、文化財修復工房、日本画家の協力を得て行っているが、必ずしも湿度環境だけが原因とは考えられない状況である。
異種間ヘテロカリオン細胞の包括的遺伝子解析によるヒト心筋細胞初期変換因子群の確立

ヒト細胞における心筋細胞への直接誘導因子群は明らかでなく、本研究において、ヒト心筋前駆細胞とマウス成熟心筋細胞との異種間細胞融合法を用いてヘテロカリオン細胞を作製し、本質的な心筋細胞への再プログラム化因子群を同定した。本研究により、従来のGATA4, Mef2c, Tbx5に加え、Myocardin, Hand2といった複合的な制御転写因子群が必須であり、合計5因子群による心筋前駆細胞から直接心筋細胞への形質変換法の確立に成功した。特定諸因子群による線維芽細胞の人工多能性幹(iPS)細胞(Cell;126:663,2006)及び人工マウス心筋細胞(Cell;142:375,2010)への直接再プログラム化が報告された。しかし、ヒト心臓内細胞を人工的に心筋細胞に分化誘導する遺伝子群は不明である。細胞と細胞が融合すると新たに形成された細胞は、2種類の染色体情報をもったヘテロカリオン細胞となる。本研究目的は、1ヒト心臓内幹細胞とマウス心筋細胞の細胞融合を介した異種間ヘテロカリオン細胞の樹立。2ヘテロカリオンを示す融合心筋細胞のヒト遺伝子情報の読み出しと心筋誘導因子群の同定。3自己修復能が高い単心室症由来iPS細胞におけるヒト心筋細胞特異的転写因子群の同定。42と3における候補因子群またはGATA4/Tbx5/Mef2Cによる人工ヒト心筋細胞の樹立。ヒトとマウスの細胞間融合を介して形成されたヘテロカリオン細胞は、マウスの細胞性質を獲得したヒト遺伝子情報が独立して発現誘導しており、細胞形質変換の初期スイッチを握る重要な因子群の発現量が大きく変化していた。作成したヘテロカリオン細胞を用いて、マイクロアレイで選別したマウス由来の遺伝子群のうち、心筋細胞の再プログラム化因子群にかかわると想定される候補因子群を16個に絞り込み、それぞれの候補遺伝子群をヒト心臓内幹細胞内に導入することで、心筋細胞の成熟化を定量化した。一連のスクリーニング実験により、最終的にGATA4, Mef2c, Tbx5, Myocardin, Hand2が最もヒト成熟心筋細胞への直接分化誘導に必須不可欠な転写因子群であることを明らかにした。本研究成果は未分化の心筋前駆細胞から最も効率に成熟心筋細胞への系統誘導因子群を明らかにした研究であり、今後、実質的な心筋細胞を用いた再生医療研究への展開が期待される。(背景)ヒト胚性幹(ES)細胞とヒト皮膚線維芽細胞をポリエチレングリコール(PEG)処理下で共培養すると、細胞間融合を介して、ヒト皮膚線維芽細胞はES細胞に形質変換される。融合した細胞には、同数体の染色体をもった核融合細胞と両者の染色体が混合した形態を示すヘテロカリオン細胞の2種類に分けられる。ヘテロカリオン細胞の特徴は細胞分裂を伴わず、同数体のモザイク染色体をもち、分裂能力のあるハイブリッド細胞とは異なる。この現象は、細胞間融合後も、元細胞の染色体情報をそれぞれ読みだすことが可能となり、細胞の形質変換を司る重要な規定因子群の同定に極めて有用である。(目的)自己再生能が極めて高いzebrafishの心臓は単心室の形態を示すが、これまでに哺乳類で有用な単心室モデルは存在しなかった。ヒトヘテロカリオン細胞及び単心室症心筋細胞特有の遺伝子群を網羅的に解析し、新たなヒト心筋細胞分化誘導因子群を同定する。また、本開発技術をヒト心臓内細胞に応用しヒト心筋再プログラム化を試みる。(方法)特定諸因子群による線維芽細胞の人工多能性幹(iPS)細胞及び人工マウス心筋細胞への直接再プログラム化が報告された。本研究では、ヒト心臓内幹細胞とマウス心筋細胞の細胞融合を介した異種間ヘテロカリオン細胞を樹立し、ヘテロカリオンを示す融合心筋細胞のヒト遺伝子情報の読み出しすることで心筋誘導因子群を同定する。(意義)ヒト心筋細胞誘導法はいまだ不明であり、特定因子群による心筋細胞へ特化した分化制御法の開発により、あらゆる不全心筋疾患へ臨床応用できる。ヒト心臓内幹細胞とマウス心筋細胞用いたヘテロカリオン細胞の樹立に関しては、効率よくヒト細胞をマウスの形質に変換させるために、ヒト:マウスの混合細胞比を1:3より開始し、ヒト心筋細胞の形成率を全細胞の1%以上となるまで調節する。ヘテロカリオン細胞の純化法は、ヒト心臓内幹細胞をPGK-mcherryそしてマウス心筋細胞をPGK-eGFPでそれぞれ標識、共培養後PEG処理しに二重陽性細胞をソーティングすることに成功した。

PEG処理したヘテロカリオン細胞のヒト遺伝子情報は、心筋細胞の形質獲得に必須で最小限の遺伝子変化プロファイルを強く示唆する。このことは、候補因子群のsiRNAをヘテロカリオン細胞内に導入し、心筋分化誘導効率を心筋特異的alpha-MHCのプロモーター解析を行うことで、必須不可欠因子群の絞り込みができ、最終候補因子群をヒト心臓内幹細胞に導入する。人工ヒト心筋細胞を可視化するために、ヒト心筋とロポニン-Iプロモーターで制御されているRFPリポーター遺伝子をpuromycinカセットに連結し、心筋誘導されたクローンを可視化かつ選択できるようにする。導入した転写因子群のプロモーター特異的ChiPPCR arrayを行い、細胞形質変換時でのヒストン修飾と核内蛋白の結合状況を解析する。
M-CSF制御による矯正的歯牙移動のコントロール

矯正歯科領域において歯の移動のコントロールできることは治療期間の短縮に役立つ。我々は生体反応、特に骨吸収を行う破骨細胞の発現および機能をコントロールすることで歯の移動をコントロールできると考えている。破骨細胞は、M-CSF存在下でRANKLあるいはTNF-αによって形成される。本研究では、まず、破骨細胞形成に働いているM-CSFをブロックすることでTNF-αによる破骨細胞形成を効果的に抑制することを確認した。このことからTNF-αが関与する矯正学的歯の移動は、抗c-fms抗体で、効果的にコントロールできる可能性が示唆されたことから、野生型マウス(Wild type、C57BL6/J)の8週齢雄の上顎切歯と左側第一臼歯間に10gfのNiTiクローズドコイルスプリングを装着し、両側第一臼歯を近心移動した。歯の移動開始時から毎日、左側第一大臼歯頬側皮下に抗c-fms抗体を注射したところマウスの歯の移動は、有意に抑制された。前年度までにこれらのことを確認した。本年度は、まず、歯の移動開始時に左側第一大臼歯頬側皮下に抗c-fms抗体を注射する。抗体の注射量をそれぞれのグループで0、10、50、100および500μgとわけて、移動量の違いを検討した。50μg以上で歯の移動が抑制された。次に副作用の影響を検討した。抗c-fms抗体で反対側歯牙の破骨細胞数はコントロールと比較して変化がなかったことから副作用も少ないことがわかった。さらに、矯正力を加えることによっての歯根吸収に関しても抗c-fms抗体で抑制できることもわかった。また、我々のマウスの矯正学的歯の移動の実験モデルにおいてTNF-αが重要な働きをしていることがわかった。5週齢マウスの大腿骨および脛骨から骨髄細胞を採取し、さらに破骨細胞前駆細胞を分離し、M-CSF、RANKLまたはTNF-α存在下で培養し、同時にM-CSFの中和抗体抗(c-fms抗体)を濃度をかえて作用させ、それぞれ、破骨細胞形成の抑制効果を観察した。抗c-fms抗体を破骨細胞形成に作用させると用量依存的に破骨細胞様細胞形成を抑制した。またTNF-αによる破骨細胞形成がRANKLによる破骨細胞形成より低濃度で抑制した。これらのことからTNF-αが関与する矯正学的歯の移動は、抗c-fms抗体で、効果的にコントロールできる可能性が示唆された。次に野生型マウス(Wild type、C57BL6/J)の8週齢雄の上顎切歯と左側第一臼歯間に10gfのNiTiクローズドコイルスプリングを装着し、両側第一臼歯を近心移動した。歯の移動開始時から毎日、左側第一大臼歯頬側皮下に抗c-fms抗体を注射した。歯の移動開始後、12日目に距離を測定した。コントロールであるPBS注射の右側第一臼歯を対照群した。抗c-fms抗体を注射したマウスの歯の移動は、有意に抑制された。抗c-fms抗体で破骨細胞を抑制し、歯の移動を抑制したことが示唆された。

我々は生体反応、特に骨吸収を行う破骨細胞の発現および機能をコントロールすることで歯の移動をコントロールできると考えている。破骨細胞は、M-CSF存在下でRANKLあるいはTNF-αによって形成される。本研究では、まず、破骨細胞形成に働いているM-CSFをブロックすることでTNP-αによる破骨細胞形成を効果的に抑制することを確認した。このことからTNF-αが関与する矯正学的歯の移動は、抗c-fms抗体で、効果的にコントロールできる可能性が示唆されたことから、野生型マウス(Wid type、C57BL6/J)の8週齢雄の上顎切歯と左側第一臼歯間に10gfのNiTiクローズドコイルスプリングを装着し、両側第一臼歯を近心移動した。歯の移動開始時から毎目、左側第一大臼歯頬側皮下に抗c-fms抗体を注射したところマウスの歯の移動は、有意に抑制された。前年度までにこれらのことを確認した。本年度は、まず、歯の移動開始時に左側第一大臼歯頬側皮下に抗c-fms抗体を注射する。抗体の注射量をそれぞれのグループで0、10、50、100および500μgとわけて、移動量の違いを検討した。50μg以上で歯の移動が抑制された。次に副作用の影響を検討した。抗c-fms抗体で反対側歯牙の破骨細胞数はコントロールと比較して変化がなかったことから副作用も少ないことがわかった。さらに、矯正力を加えることによっての歯根吸収に関しても抗c-fms抗体で抑制できることもわかった。
コウジカビ菌糸体の成長戦略性の発現としてのフラクタル成長の研究

報告者は、コウジカビの培養実験で、栄養と培地の寒天(培地硬度を調節)濃度とを変量としたコロニー形態の相図を得た。平成6年度は、コロニーの環境変化に適応した積極的な戦略性の発揮に関する研究を行った。第1に、成長に伴う培地環境変化を捉えるため、低栄養培地上に定点添加した胞子の発芽率を調べた。この結果、コロニー近傍の空間が成長による栄養減少・老廃物蓄積に伴ない成長阻害的になること、胞子が沈潜する培地硬度では発芽率が顕著に低下し、基質中への沈潜が成長抑制をもたすことが確認された。第2にコロニー樹状化(成長部位の局在化)を理解するため、栄養消費しながら並行して1次元成長する部分コロニーの2次元集団系での、栄養総量と成長阻害的コロニー相互作用の強さとを変数とした確率成長モデルを考案した。これにより、高栄養では均一な全体形態、低栄養・高阻害では栄養消費とともに相互作用の効果が顕著となりコロニーが間引かれる競合形態、さらに低栄養では完全に間引かれた形態と、3種の形態相が出現することが分かり、フラクタル的樹状化は第2の競合成長相に対応することが観察された。第3に、栄養と培地硬度の2量を従来より細かく変えて培養し、広範囲での樹状化を調べることにより、一定期間均一コロニー相が形成され、その後栄養総量の減少と共に界面で菌糸密度が高まり樹状相が出現する特徴を見出した。この2相から菌糸を分離培養したコロニーには異なる形態的特徴が再現され、さらに樹状化相では形態の異なる集団がしばしが発生する。これらは環境劣化の下での菌糸の潜在的多型性の噴出を意味し、環境への積極的な対応として捉えられた。培地を100%重水で作成し、菌糸の生理的活動を抑制すると樹状化相の誘発が抑えられることが見出された。以上の他、顕微鏡下での継続培養観察のシステムを確立し計測中であり、寒天培地上のコロニーのバイオマスの測定法の試行錯誤はなお継続中である。