hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
テロメラーゼ関連遺伝子のメチル化を指標とした簡便で高精度な細胞診システムの開発

発現を免疫組織学的に検出し、メチル化との相関を評価した。対象は、本学附属病院口腔外科を受診し、本研究に同意が得られた口腔癌(OSCC)、白板症(OL)を有する患者と正常口腔粘膜(NOM)を有する健常ボランティアとした。検体は口腔内全体を拭って採取された剥離細胞と病変局所からの剥離細胞、病変から採取した組織とした。各検体からDNAを抽出、亜硫酸処理しPCRで増幅したのち、hTERT遺伝子のメチル化頻度を測定した。測定には九州工業大学竹中研究室が開発したElectrochemical Hybridization Assayを用いた。また、免疫染色によりhTERTタンパクの発現を調べた。結果はOSCC患者ではNOMと比較し、hTERT遺伝子のCpG部位における異常メチル化が高率に見られた。OL患者はOSCC患者と健常者の中間を示した。疾患群(OSCC + OL)とNOMあるいはOSCCとそれ以外の患者群(OL + NOM)の識別を行うためにROC解析を行った結果、高い正診率を示した。また、hTERTタンパク発現とhTERT遺伝子の異常メチル化は有意な相関関係を示した。口腔癌におけるhTERT遺伝子の異常メチル化は口腔癌のスクリーニングシステムとして有用である可能性が示唆された。口腔癌の早期発見・早期治療が重要であるが他の口腔粘膜疾患と類似するものもあり、診断に苦慮することも多い。ゆえに口腔癌の早期診断の一助となるスクリーニングシステムの開発が重要である。テロメラーゼは癌患者の80%以上に発現しており、われわれはテロメラーゼの構成要素であるhTERTに着目し、同遺伝子プロモーター領域の異常メチル化を検出することで口腔癌の早期発見が可能かどうか検討した。その結果、口腔癌患者では、正常口腔粘膜と比較して、hTERT遺伝子プロモーター領域のメチル化頻度が有意に高く、hTERT遺伝子の異常メチル化を測定することで、口腔癌の早期発見の一助となる可能性が示唆された。現在各測定は順調に進んでいるが、サンプル数を増やし評価していく必要がある。また抗体の決定には至っていないため、早めに決定し研究を進めていく必要がある。今後は検体数をさらに増やして検討する予定である。また、前癌病変である白板症において、異形成の有無でのhTERTタンパク発現の違いやhTERT遺伝子プロモーターにおけるメチル化の違いについて検討していく予定である。加えて、口腔癌においてもhTERTタンパク発現量や同遺伝子プロモーター領域のメチル化頻度と臨床病理学的所見や予後との関係についても検討していく予定である。口腔外科学臨床サンプルの採取を積極的に進め、それぞれの解析を行い評価する。九州工業大学所有の機器を使える機会が多く、試薬も共用したたため、予定の支出額に達しなかった。しかし、研究成果はほぼ予定通り出てきており、今後、免疫組織染色との関連にも一定の成果を得た。購入予定であった口腔癌由来細胞株が本学の感染分子生物学分野の所蔵のものの供与を受けることができたため、購入予算が不要となった。
電極表面再構成の第一原理理論

本年度の研究計画としては(1)電極表面の再構成の第一原理理論の準備,及び(2)走査トンネル顕微鏡像の定量的解析を取り上げた。(1)については電極表面の状況についての考察を行い,最も簡単で計算可能な出発点の近似模型として,シリコン電極を考え,電極としても電流が流れていない状況で興味がある場合が実験的にも少なくないことを考慮し,表面に水分子を適当に並べた模型が適当であるとの結論を得た。実際の計算は残念ながら,カーパリネロ法のプログラムの当大学情報処理センターの大型計算機への適応に手間取り,計算を進めることが出来なかった。(2)については東北大学金属材料研究所の桜井利夫教授の好意で得られた,シリコン(100)アルカリ金属吸着表面の32枚の走査トンネル顕微鏡像について,7人の学部学生諸君の協力を得て,ステップの揺らぎ,ダイマー欠陥及びアルカリ金属吸着子の相関関数を求める試みを行った。予備的であるが,ステップについてはランダムウオークで説明できること,相関関数の距離依存性についてはダイマー欠陥の場合ダイマー列に垂直な方向には距離のべきに比例すること,アルカリ金属吸着子の場合はすべての方向に距離のべきに比例することを見いだした。ダイマー欠陥の場合は相互作用が非常に異方的であることを,アルカリ金属吸着子の場合はおそらく熱平衡に達していないことを示唆するものと思われる。
擬似粒子を用いたポリオ後症候群モデルマウスの作製

ポリオウイルス(PV)擬似粒子を用いてPVレセプター発現マウス(TgPVR21マウス)に残存性ポリオ様麻痺を生じさせる条件を確立し、残存性ポリオ様麻痺を長期間生じさせたマウスについて解析した。また、ポリオ後症候群の発症に関与する宿主遺伝子群を同定することを目的とし、PVの複製を阻害する化合物の探索を行った。結果、4.1×10^6感染単位以上のポリオウイルス擬似粒子を脊髄内に接種した場合、ほぼ全てのマウスが重篤な残存性ポリオ様麻痺を呈した。このマウスを運動負荷の有無で6ヶ月間飼育したが、誘導されたポリオ様麻痺と運動負荷を原因とする異常を確認することができなかった。PV複製を阻害する化合物として、GW5074(Raf-1阻害剤)を同定し、GW5074と協調的に働くキナーゼ阻害剤としてMEK1/2阻害剤、EGFR阻害剤、PI3K阻害剤を同定した。GW5074に対する耐性変異を同定し、阻害機構が不明である既知の抗ピコルナウイルス化合物enviroximeに対する耐性変異と同じ変異であることを見出した。さらに、GW5074が宿主のphosphatidylinositol 4-kinase III beta (PI4KB)の活性を阻害することによりPVの複製を阻害することを見出し、PI4KBがenviroxime様化合物のエンテロウイルス複製阻害活性の標的の一つであることを明らかにした。ポリオウイルスの感染により引き起こされる小児麻痺はリハビリテーションによりある程度の回復を示しうるが、初感染から数十年後に、疲労、筋肉痛、筋力低下を示すポリオ後症候群と呼ばれる疾患に進展する。本研究では、ポリオ後症候群のモデルマウスを作製し、ポリオ後症候群発症の指標となる分子および遺伝子を同定することを試みる。ポリオウイルス擬似粒子を用いてマウスに残存性ポリオ様麻痺を生じさせる条件の確立を目的として,擬似粒子の接種経路,接種量,および感染に感受性である組織について検討した。結果,ポリオウイルス擬似粒子は,脊髄内に接種したときにのみマウスにポリオ様の麻痺を引き起こした。擬似粒子を筋肉内接種および静脈内接種した場合には,脊髄内における複製および麻痺を検出できなかった。特に,4.1×10^6感染単位以上のポリオウイルス擬似粒子を脊髄内に接種した場合,ほぼ全てのマウスが重篤な残存性ポリオ様麻痺を呈した。ポリオ後症候群の発症に関与する宿主遺伝子群を同定することを目的として,ポリオウイルスの複製に関与する遺伝子群の探索を行った。具体的には,宿主細胞の因子をターゲットとする薬理活性が確認されている化合物のライブラリーを用いて,ポリオウイルスの複製への影響を調べた。結果,GW5074というRaf-1阻害剤が強い複製阻害効果を持つことを見出した。GW5074存在下でポリオウイルスを感染・継代を繰り返しても,耐性を示す変異株が分離されなかった。GW5074は,ポリオウイルスに近縁であるが異なる種であるエンテロウイルス71の複製に対しても阻害効果を示したが,異なる科に属するセンダイウイルスの複製は阻害しなかった。ただし,siRNAを用いた遺伝子ノックダウン解析により,GW5074のターゲットであると考えられているRaf-1の発現を低下させても,ポリオウイルスの複製およびGW5074の阻害作用曲線に影響しなかった。よって,GW5074は宿主の遺伝子もしくはエンテロウイルスで非常に保存された部位をターゲットとして,ポリオウイルスの複製を阻害することが示唆された。ポリオウイルス擬似粒子を用いてマウスに残存性ポリオ様麻痺を長期に渡って生じさせた場合の影響について解析した。前年までに確立した条件を用いてマウスに麻痺を誘導し、7"10ヶ月の間観察を行った。その結果、4.1×10^5感染単位のポリオウイルス擬似粒子を接種したメスのマウスにおいて、感染後5ヶ月以上経った場合に、活性の低下および新たな麻痺の発現が見られた。

ポリオウイルス擬似粒子を接種したマウスを感染後7"10ヶ月に解剖したところ、肝臓、腎臓、脾臓、胸腺に異常が見られた。また、血液検査でもこれらの臓器が原因であると考えられる異常が確認された。現在、これらの異常における擬似ウイルス粒子感染の影響を確認している段階である。ポリオ後症候群の発症に関与する宿主遺伝子群を同定することを目的とし、これまでに見出した新規抗ポリオウイルス阻害剤GW5074についての解析をさらに進めた。GW5074はRaf-1阻害剤として知られているが、前年までの解析によりRaf-1およびその他既知の標的キナーゼがGW5074のポリオウイルス複製阻害作用に関与していない可能性が示唆された。そこで、GW5074のターゲットを同定することを目的として、宿主細胞のキナーゼをターゲットとするキナーゼ阻害剤のライブラリーを用いて、GW5074の持つポリオウイルス複製阻害効果を促進する作用を指標としてスクリーニングを行った。また、同定されたキナーゼ阻害剤を用いて、ポリオウイルスの複製を合成的に阻害する活性を持つキナーゼ阻害剤のスクリーニングを行った。結果、GW5074と協調的に働くキナーゼ阻害剤として、MEK1/2阻害剤、EGFR阻害剤、PI3K阻害剤を同定した。さらに、GW5074の非存在下でこれらのキナーゼ阻害剤の活性を促進するキナーゼ阻害剤として、AKTI/2阻害剤を同定した。現在、これらの阻害剤の相互作用について解析を進めている段階である。ポリオウイルス擬似粒子を用いてマウスに残存性ポリオ様麻痺を生じさせ、運動負荷を与えた場合の影響について解析した。現在のところ、運動負荷の有無による異常はまだ観察されていない。今後さらに解析を進める予定である。その結果、チロシンキナーゼ阻害剤であるFlt3 Inhibitor IIが強い抗エンテロウイルス活性を持つことを見出した。さらに、これらの阻害剤に対する耐性ウイルスの回収を行い、その耐性変異がエンテロウイルスの複製過程を阻害する化合物として知られているenviroximeに対する耐性変異と同一であることが明らかとなった。Enviroximeの直接の標的は不明であるが、enviroximeとキナーゼ阻害剤は共通の標的を持つことが示唆された。昨年度までの研究により、GW5074は既知の抗エンテロウイルス化合物enviroximeと同じ耐性変異をウイルスに誘導することを見出し、共通の標的を持つ化合物群(envfiroxime様化合物群)に属すると考えられた。近年、新規抗エンテロウイルス化合物として、宿主のホスファジチルイノシトールキナーゼに対する非特異的阻害剤であるPIK93が同定された(Hsu et al., Cell, 2010)。この化合物に注目して、これまでに構築した耐性ウイルスのパネルを用いた性状を解析したところ、驚いたことにPIK93はenviroxime様化合物に分類されることがわかった。このことは、enviroxime様化合物の標的が、宿主のホスファチジルイノシトールキナーゼであることを示唆するものであると考えられた。
結晶性ブロック共重合体の相互侵入球晶と結晶ラメラ間における輸送現象

結晶性のブロック共重合体において、ある成分の球晶の内部において、別の成分が球晶成長することがある(相互侵入球晶の形成)。本研究では、結晶性ブロック共重合体のラメラ形成と、ラメラ間におけるダイナミクスについて検討した。この結果未結晶成分は、主に結晶成分の狭いラメラの間に閉じ込められること、ラメラ間における結晶化ダイナミクスは、ラメラ間隔とブロック間結合の存在の両方の影響を受けること、及び結晶化条件によりラメラ間のアモルファス領域における物質の拡散挙動を制御可能であることを明らかにした。1.これまでの研究において、結晶性/結晶性ポリマーブレンド、ブロックコポリマーにおける、高融点成分の結晶ラメラ間に存在する低融点成分の結晶化挙動の解析を目的として、光によりブロック間を切断可能なコポリマーを用いた実験を行ってきたが、コポリマーの光切断率は30%以下であった。そのため、アセタールを介して結合したブロックコポリマーを新たに合成した。このコポリマーを光酸発生剤と混合後に光照射実験を行ったところ、ブロック間結合をほぼ完全に切断することが可能であった。2.相溶の結晶性ブロック共重合体の、メルト中での結晶化に対するブロック間結合の影響について調べるため、結晶性のpoly(ethylene oxide) (PEO)に、相溶の高分子であるpoly(methyl methacrylate)(PMMA)を共重合させたコポリマーを合成し、球晶成長速度を測定した結果、同組成のブレンドと比較して成長速度が遅かった。これを解析した結果、ブロック間結合が分子輸送の活性化エネルギーを上昇させるという結果を得た。3.プロトン伝導性の共重合体における結晶成分が構築する相構造ついて検討するため、poly(m-benzamide) (PmBA)を結晶成分とし、酸性高分子の代わりにpoly(ethylene oxide)を用いたモデルコポリマーを合成し、PEOの融点以上でアニール後、透過電子顕微鏡にて観察した結果、315nmのミクロドメイン構造が得られた。またコポリマーは、PmBA分子量が高くなるほど、得られる相構造の大きさは小さくなった。これはPmBAに融点が存在せずに水素結合を介して凝集しており、高分子量のコポリマーほど分子が運動しにくいためであると考えられる。またコポリマーの共通溶媒の蒸気中でアニールした試料のドメイン構造は、蒸気を用いない場合と比較して大きくなった。1.相溶の結晶性ブロック共重合体であるpoly(ethylene succinate)-block-poly(ethylene oxide)(PES-b-PEO)を合成し、示差走査熱量計や、パルス法NMRにより、等温結晶化の測定を行ったところ、同組成のブレンドと比較してPESの結晶化開始時間と半結晶化時間はともに遅くなった。これはブロック共重合体では、PESが結晶化する際、PEO鎖を引きずりながらコンフォメーション変化をするためである。2.相溶性のブロック共重合体において、ラメラ間での結晶化に対するブロック間結合の影響について調べるため、酸により開裂するアセタール基をブロック間結合に導入し、光酸発生剤と組み合わせることで、紫外光によりブロック間結合を切断可能なコポリマーの合成を試みた。この結果、オリゴマー同士の結合によるブロックコポリマーは合成可能であったが、分子量が高くなると十分な収量は得られなかった。そこで、予め高分子末端にアセタール基を導入し、反応性の高いクリック反応による分子同士の反応を検討したところ、モデル物質を得ることに成功し、また紫外光によるアセタール基の切断も可能であった。3.プロトン伝導性を有するブロック共重合体を得るため、結晶性のポリマーである芳香族ポリアミド末端に開始剤を導入し、また同様の化学構造を有するモデル開始剤から、強酸性高分子であるpoly(acrylamido methylpropanesulfonate)(PAMPS)が重合可能であった。また、比較として、非晶性高分子とPAMPSのブロック共重合体を合成し、透過電子顕微鏡にて観察した結果、PAMPS導入率が高いほど、共連続構造に近いナノ相分離構造を形成し、熱アニーリングによる相構造の本質的な変化は見られなかった。1.相溶する結晶性高分子で構成されるポリエチレンサクシネート/ポリエチレンオキシドブロック共重合体(PES-b-PEO)において、PEOブロックの分子量を変化させ、PES結晶ラメラスタックの長周期とPESラメラ間におけるPEOの結晶化ダイナミクスの関係を調べた。ブロックコポリマーではPEO分子量が増加するとともにPESのラメラ間隔が広がったが、同組成のポリマーブレンドでは、ラメラ間隔に明確なPEO分子量依存性は無かった。またコポリマーにおけるPESラメラ間を成長するPEOの結晶化速度は、PEOの分子量が増加するほど速くなった。これは、PEO分子量の大きいコポリマーではPESのラメラ間隔が広がり、この空間で結晶化するPEOの分子運動性が高くなったこと、およびラメラ間非晶域における組成が変化したことが原因として考えられる。2.PES-b-PEOにおいて、アセタール基をブロック間に導入する方法について検討した。

この際、PEOとPESの末端どうしをクリック反応により結合させたところ、高収率で目的のPES-b-PEOが得られた。このコポリマーのブロック間を繋ぐアセタール基は、PESが結晶化しPEOが融解した状態で、紫外光と光酸発生剤を用いることで切断可能であった。3.結晶性ブロックとプロトン伝導性ブロックからなるポリエチレン/ポリスチレンスルホン酸ブロック共重合体を合成した。このコポリマーを製膜すると、水に対して膨潤度の低い薄膜が得られた。これは試料の結晶性ブロックが膜の膨潤を抑制しているからであると考えられる。この膜の結晶化温度を変化させプロトン伝導性を測定すると、結晶化温度が低いコポリマーにおいて高いプロトン伝導度を示した。これは、結晶化温度が結晶化度に与える影響、およびラメラ晶とラメラ間非晶域のサイズに与える影響の二つの観点から説明できると考えられる。目的とする結晶性ブロック共重合体の合成が当初の計画よりも困難であり、合成法を低分子のモデル化合物などにより再検討を行う必要性があった。またそのため、物性測定がモデル化合物を対象としたものに留まっている研究もある。24年度が最終年度であるため、記入しない。1.互いに相溶する結晶性/結晶性ブロック共重合体の結晶化挙動の解析では、更に分子量の異なる高分子を合成して測定を行い、議論する。また、低融点成分の結晶化については、パルス法NMR,熱量測定いずれも手法においても、信頼性のあるデータが得られていないため、結晶化条件や分子量などを変え、引き続き検討する。2.アセタール結合を有するブロック共重合体の合成には、昨年度までに得られた知見をベースに、予め高分子末端にアセタール基を導入した後、反応性の高いクリック反応により、高分子同士を結合させる。得られたコポリマーの結晶化挙動の解析には主に偏光顕微鏡を用い、光照射前後における球晶成長速度を測定し、解析する。3.プロトン伝導性ブロック共重合体については、モデル開始剤を用いた強酸性高分子の重合と、結晶性の芳香族ポリアミド末端への開始剤導入に成功しているため、結晶性高分子からの強酸性高分子の重合を行う。得られた結晶性のコポリマーは、透過電子顕微鏡により相構造の観察を行うとともに、プロトン伝導について測定する。
悪性リンパ腫における発癌、増殖機構の解析

昨年度我々は、65例のびまん性大細胞型B細胞性リンパ腫(DLBCL)において、tissue microarray(TMA)法によりarray slideを作成し、種々の抗体を用いた免疫染色を行い、生物学的予後因子の解析を行った。その結果、GC type(N=31),non-GC type(N=34)に分類することができ、5年生存率は高齢者、若年者に関わらずGC群が生存率がよい傾向にあった。またMUM1陽性群の5年生存率は28%であり、MUM1による層別化は予後判定に有用と考えられた。BCL6の免疫染色の結果、BCL6陽性例はrituximab導入後の生存率改善がなく、一方、BCL6陰性例はrituximab導入後に生存率の改善が認められた。これらの結果からGC群、non-GC群の分類や、MUM1とBCL6は生物学的因子、予後因子として臨床的にも有用であると考えられた。これらの結果を踏まえ今年度は同様にT細胞性リンパ腫に対し、生物学的予後因子の解析を行った。T細胞性リンパ腫は一般的にB細胞性リンパ腫より予後が不良であり特にperipheral T-cell lymphoma unspecified (PTCL-u)は、分子生物学的に不明な点が多い。今回我々は、PTCL-u15例と種々の組織型を含む52例のT細胞性リンパ腫についてtissue microarray(TMA)法によりarray slideを作成した。T細胞の分化にかかわり、T細胞性リンパ腫の予後との相関が示唆されているケモカインレセプターCCR3, CCR4, CXCR3について免疫染色を施行した。PTCL-u15例中8例CCR4陽性、2例CCR4陽性、3例CXCR3陽性であった。症例数が少ないこともあり今回の結果からは予後に関する知見は得られていない。現在PTCL-u以外のT細胞性リンパ腫に対するケモカインレセプターと、他の因子につき検討を施行中である。【はじめに】びまん性大細胞型B細胞性リンパ腫(DLBCL)は現在においても予後不良な疾患であり、分子生物学的にheterogeneousな疾患群と考えられている。今回我々はDLBCLのパラフィンブロックからtissue microarray(TMA)法によりarray slideを作成し、種々の抗体を用いた免疫染色を行い、生物学的予後因子の解析を行った。【症例と方法】2000年から2006年まで当院で治療を行い、初発時生検組織を得たDLBCL65例。年齢は15才から88才で平均59.7才、CHOP群が32例でR-CHOP群33例。5年生存率はCHOP群37% vs R-CHOP群68%(P=0.07)だった。TMA法によりCD10,BCL6,MUM1の免疫染色を施行した。【結果】Hans(Blood 2004)の報告に従い、免疫染色の結果からGC type(N=31),non-GC type(N=34)に分類することができた。5年生存率はGC群60% vs non-GC群41%(P=0.15)で、年齢別に検討した結果、高齢者、若年者に関わらずGC群が生存率がよい傾向にあり、60歳以下IPI L+LI群に限ると5年生存率はGC群100% vs non-GC群52%(P=0.04)であった。またMUM1陽性群の5年生存率は28%であり(MUM1+28% vs MUM1-68%(P=0.001)年齢やIPIに関わらず、予後不良因子だった。特に、60歳以下のIPI L+LI群は通常予後良好と考えられているが、そのうちのMUM1陽性群は5年生存率33%と予後不良であり(MUM1+33% vs MUM1-81% P=0.003)、MUM1による層別化は予後判定に有用と考えられた。BCL6の免疫染色の結果、陽性例はIPI scoreが低く予後良好な傾向にあった。また、BCL6陽性例はrituximab導入後の生存率改善がなく(CHOP群56% vs R-CHOP群64%)、rituximabの感受性が低い可能性が示唆された。一方、BCL6陰性例はrituximab導入後に生存率の改善が認められた(CHOP群32% vs R-CHOP群80%)【まとめ】免疫染色を用い分子生物学的側面からDLBCLを検討した。GC群、non-GC群の分類や、MUM1とBCL6は生物学的因子、予後因子として臨床的にも有用であると考えられた。

これらの結果からGC群、non-GC群の分類や、MUM1とBCL6は生物学的因子、予後因子として臨床的にも有用であると考えられた。これらの結果を踏まえ今年度は同様にT細胞性リンパ腫に対し、生物学的予後因子の解析を行った。T細胞性リンパ腫は一般的にB細胞性リンパ腫より予後が不良であり特にperipheral T-cell lymphoma unspecified (PTCL-u)は、分子生物学的に不明な点が多い。今回我々は、PTCL-u15例と種々の組織型を含む52例のT細胞性リンパ腫についてtissue microarray(TMA)法によりarray slideを作成した。T細胞の分化にかかわり、T細胞性リンパ腫の予後との相関が示唆されているケモカインレセプターCCR3, CCR4, CXCR3について免疫染色を施行した。PTCL-u15例中8例CCR4陽性、2例CCR4陽性、3例CXCR3陽性であった。症例数が少ないこともあり今回の結果からは予後に関する知見は得られていない。現在PTCL-u以外のT細胞性リンパ腫に対するケモカインレセプターと、他の因子につき検討を施行中である。
乾燥ハイドロゲルを利用した氷薄膜の創成と表面解析

宇宙空間には大量の水が存在し、生命の発生源の一つとして注目される。水は条件に応じて様々な形態をとるが、星間分子雲中の水の場合にはアモルファス氷薄膜として存在する。星間分子雲では、アモルファス氷表面上で様々な分子の合成反応が起こると考えられているが、その表面構造については研究された例がほとんどなく、明らかではない。本研究では、乾燥ハイドロゲル中に残存する水がアモルファス氷様の構造を持つことに着目し、構造解析を行った。この成果として、乾燥ゲル中に残存する水の構造が、残存する水の量や温度、ポリマー種等の条件に応じて変化することが明らかなった。また、温度変化の解析により、相転移挙動が明らかになった。本研究では、乾燥ハイドロゲル中に残存する水がアモルファス氷様の構造を持つことに着目し、これを用いた新たなアモルファス氷生成法の確立を目指している。本年度は、試料生成用の低温真空チャンバーを作成し、このチャンバーを組みこんだラマン分光測定システムを構築した。このチャンバーを用いて真空乾燥したポリマーハイドロゲルを冷却することで、乾燥ゲル中に残存した水が氷薄膜を形成することを確認している。さらに、この氷薄膜のラマンスペクトルを測定し、フィッティング解析により分子振動状態を解析する手法を確立している。本年度は、昨年度までに作成した試料生成用の低温真空チャンバーおよび、このチャンバーを組みこんだラマン分光測定システムを利用し、乾燥ゲルのラマンスペクトルの温度依存性を解析した。この結果により、乾燥ゲル中に残存する水分子の構造が含水率や温度等の条件に依存して変化することを明らかにした。当初の計画通りに研究が進んでいる。これまでの研究により、氷薄膜の生成法およびラマン分光法を用いた分子振動状態の解析法は確立できた。また、含水率の異なるハイドロゲル試料を用いた氷薄膜の生成を試み、水の構造の違いを解析することに成功している。本年度は、様々なポリマーを用いてゲルを生成し、ラマンスペクトルの温度依存性を解析した。この結果により、乾燥ゲル中に残存する水が形成する氷の構造の温度変化が、ポリマー種に依存して変化することを明らかにした。当初の計画通りに研究が進展している。今年度は、さらに異なるポリマー種を用いて氷薄膜の生成を試み、氷薄膜構造のポリマー種が依存性を解析する。これまでの研究により、氷薄膜の生成法およびラマン分光法を用いた分子振動状態の解析法は確立できている。この解析法により、含水率や温度に依存した水の構造変化を解析することに成功している。そこで、今年度は、側鎖の構造が異なるポリマー種を用いてハイドロゲルを生成し、この編目中に形成する氷薄膜の構造変化を解析する。この実験の結果を基に、高分子の構造が氷薄膜の構造に及ぼす効果を明らかにしたいと考えている。数物系科学これまでの研究により、氷薄膜の生成法およびラマン分光法を用いた分子振動状態の解析法は確立できている。

そこで、今年度は、異なるポリマー種を用いてハイドロゲルを生成し、この編目中に形成する氷薄膜の構造変化を解析する。使用するポリマー種としては、主鎖の構造がこれまで使用してきたpoly-N,N,-dimethylacrylamide (PDMAA)と同様で、側鎖の官能基のみが異なるポリマー(polyacrylamide等)の使用を計画している。この実験の成果を基に、高分子の構造が氷薄膜の構造に及ぼす効果を明らかにしたいと考えている。本年度は、温度変化の解析に時間を要したため、予定よりも使用した試薬の量が少なかった。このため、研究費に残金(108,109円)が生じた。本年度は、本研究費を使用して試料生成用の低温真空チャンバーを作成し、このチャンバーを組みこんだラマン分光測定システムを構築した。この測定システムの構築に時間を要したため、予定よりも使用した試薬の量が少なかった。このため、研究費に残金(98,405円)が生じた。平成28年度は、主に試料生成に使用する試薬や液体窒素等を購入するための消耗品費として研究費を使用する予定でいる。また、その他の経費としては、得られた成果を国内外の学会で発表するための旅費や論文印刷費として使用したいと考えている。平成27年度は、主に試料生成に使用する試薬や液体窒素等を購入するための消耗品費として研究費を使用する予定でいる。
ドイツ連邦共和国の中等学校制度の社会的基板に関する基礎的研究

研究計画において立てた三つの柱に即して研究実績の概要を述べる。第一に、ドイツの三分岐型中等学校制度に対する実践的・理論的な批判については、主にアカデミックな議論、統計的な就学動態に即して現時点での問題点をほぼ一覧することができた。就学動態においてはギムナジウムへの集中の度が一層強まりつつあること、再編された旧東ドイツ地域の制度においては二分岐型に近い、より高い資格へのシフトが生じていることを明らかにした。議論状況においては、親や生徒の意識および労働市場構造の変化を前提とした分岐型中等学校制度の破綻を語る議論がすでに一般化していることを確認できた。第二に、近年の新しい中等学校制度建設の理念については、当初予定していた議会資料の利用は十分進めることができなかったが、文献資料の収集と分析により、従来日本ではほとんど注目されていなかったドイツの教育制度論議の二つのトピックとして、「理念による分化」の提唱と「地域化」の実践的展開を明らかにできた。方法的アプローチには変更があったものの、内容的には当初計画の意図に沿った知見を得ることができた。第三に、経済界や産業界の中等教育に対する明示的な要求については、日本での研究ではまだ注目されることの少ない「鍵的資質」という概念をめぐる70年代以降のドイツでの議論の展開と、近年の学校教育への影響について若干の考察を進めることができた。ドイツでも産業構造の変化と労働力要求の変化は教育制度に相当の影響を与えており、それはドイツの伝統的なデュアルシステム職業訓練制度を無用化し、むしろ一般教育的な分野の強化を求めるものとなっていることなどを明らかにすることができた。全体として、現代ドイツの中等教育の社会的基盤について相当程度の学問的知見を蓄えることができたと考える。今後、さらに一部の州で取り組まれている政策的な中等学校制度再編の動向の検討にも取り組み、先進工業国での中等学校制度論の比較研究を深めたい。
フッ化炭素鎖を含む両親媒性化合物における分子組織膜の形成とその構造

すでに多方面で実用化がなされているフッ化炭素鎖を含むポリマーやその薄膜は,今後,磁気disk表面のnmオーダーの潤滑性保護層としてや,また炭化水素鎖を含む化合物との相分離特性による表面のpatterningを利用した新規の分子素子の構築等,nano technologyにおける応用に期待がもたれている.我々はbasic scienceの観点からこの様なフッ素系有機薄膜の単分子膜レベルでの構造評価と機能発現を目指し,^<60>Coγ線照射により固層重合を行った,化学構造や鎖長が系統的に異なるフッ化炭素鎖を側鎖にもつ櫛型高分子化合物の組織分子膜について,表面圧-面積(π-A)等温曲線,ブリュースター角顕微鏡(BAM)観察,走査型電子顕微鏡(SEM),原子間力顕微鏡(AFM)測定,out-of plane X線回折並びにin-plane X線回折,X線吸収端微細構造(NEXAFS)分光法,更には摩擦力顕微鏡(FFM)測定を用いて水面上単分子膜挙動の検討,膜内分子の配向秩序の解析,そしてフッ素系有機薄膜の摩擦特性評価を行った.その結果,フッ化炭素鎖を含む櫛型ポリマーの組織分子膜が非常に高度な分子配列を形成することを見出し,またそれらが化学構造のマイナーチェンジによって制御可能であることが見出された.加えて最外層となるフッ化炭素鎖の末端元素を1原子置換することにより,表面の摩擦特性がドラスティックに変化することが示された.また一方で,両親媒性ジアセチレン誘導体の組織分子膜中の光重合において,累積膜に対するannealingによる高度な分子配列の達成が,従来の青色及び赤色の高分子薄膜のみならず新規の緑色の高分子薄膜を形成することを発見し,その共役骨格の配列変化をNEXAFS分光法により見出した.紫外光照射や熱処理により色相転移を繰り返し,最終的に蛍光発光能を持つ赤膜に転移するこのmaterialは,新規の分子色相センサーとして応用が期待される.すでに多方面で実用化がなされているフッ化炭素鎖を含むポリマーやその薄膜は,今後,磁気disk表面のnmオーダーの潤滑性保護層としてや,また炭化水素鎖を含む化合物との相分離特性による表面のpatterningを利用した新規の分子素子の構築等,nano technologyにおける応用に期待がもたれている.我々はbasic scienceの観点からこの様なフッ素系有機薄膜の単分子膜レベルでの構造評価と機能発現を目指し,^<60>Coγ線照射により固層重合を行った,化学構造や鎖長が系統的に異なるフッ化炭素鎖を側鎖にもつ櫛型高分子化合物の組織分子膜について,表面圧-面積(π-A)等温曲線,ブリュースター角顕微鏡(BAM)観察,走査型電子顕微鏡(SEM),原子間力顕微鏡(AFM)測定,out-of plane X線回折並びにin-plane X線回折,X線吸収端微細構造(NEXAFS)分光法,更には摩擦力顕微鏡(FFM)測定を用いて水面上単分子膜挙動の検討,膜内分子の配向秩序の解析,そしてフッ素系有機薄膜の摩擦特性評価を行った.その結果,フッ化炭素鎖を含む櫛型ポリマーの組織分子膜が非常に高度な分子配列を形成することを見出し,またそれらが化学構造のマイナーチェンジによって制御可能であることが見出された.加えて最外層となるフッ化炭素鎖の末端元素を1原子置換することにより,表面の摩擦特性がドラスティックに変化することが示された.また一方で,両親媒性ジアセチレン誘導体の組織分子膜中の光重合において,累積膜に対するannealingによる高度な分子配列の達成が,従来の青色及び赤色の高分子薄膜のみならず新規の緑色の高分子薄膜を形成することを発見し,その共役骨格の配列変化をNEXAFS分光法により見出した.紫外光照射や熱処理により色相転移を繰り返し,最終的に蛍光発光能を持つ赤膜に転移するこのmaterialは,新規の分子色相センサーとして応用が期待される.
高次元宇宙論における大域的時空構造の研究

当該科研費による平成15年度17年度の期間における研究により得たれた主要な成果は次の通りである.1.静的高次元ブラックホールの摂動論:宇宙項をもつ任意次元のEinstein-Maxwell系において,一般化された静的ブラックホール解の摂動方程式が,互いに分離したSchrodinger型2階常微分方程式(マスター方程式)の系と同等であることをゲージ不変な定式化を用いて示し,対応する有効ポテンシャルおよび源項の具体的表式を世界で初めて与えた.さらに,この定式化を用いて,任意次元のSchwarzschildブラックホール,宇宙項がゼロ以上で4次元および5次元の電荷をもつブラックホールが摂動的に安定であることを証明した.2.高次元ブラックホールの摂動的一意性:漸近的de Sitter4次元正則ブラックホール解,任意次元の漸近的平坦および漸近的反de Sitter正則ブラックホール解が,静的極限の近傍で球対称解およびそれに回転を加えた解に限られること(摂動的一意性定理)を示した.3.フラックスコンパクト化の安定性:IIB型超重力理論におけるフラックスコンパクト化により得られるワープした超対称定常解が,フラックスや内部空間の構造の詳細によらず,常に不安定であること,また,その不安定性はサイズモジュラスに対して加法的に発現することを一般的に示した.4.ワープしたコンパクト化の4次元有効理論:IIB型超重力理論およびヘテロ型M理論におけるフラックスコンパクト化に関して,内部空間のサイズモジュラスと4次元時空計量に対する,ワープを考慮した4次元有効理論を世界で初めて導いた.それを用いて,4次元有効理論が元々の高次元理論から得られるものより広い解を許容することを指摘した.5.M理論における光的厳密解:11次元超重力理論における光的な厳密解のある一般的なクラスを求めた.この解は,一般に1個以上の1変数任意関数を含んでおり,これを適当に取ると,2つの異なる漸近的平坦領域をつなぐ時空が得られ,そのトーラスコンパクト化によりコンパクト化の動的な変化を研究するのに利用できる可能性があることを指摘した.当該科研費による平成15年度17年度の期間における研究により得たれた主要な成果は次の通りである.1.静的高次元ブラックホールの摂動論:宇宙項をもつ任意次元のEinstein-Maxwell系において,一般化された静的ブラックホール解の摂動方程式が,互いに分離したSchrodinger型2階常微分方程式(マスター方程式)の系と同等であることをゲージ不変な定式化を用いて示し,対応する有効ポテンシャルおよび源項の具体的表式を世界で初めて与えた.さらに,この定式化を用いて,任意次元のSchwarzschildブラックホール,宇宙項がゼロ以上で4次元および5次元の電荷をもつブラックホールが摂動的に安定であることを証明した.2.高次元ブラックホールの摂動的一意性:漸近的de Sitter4次元正則ブラックホール解,任意次元の漸近的平坦および漸近的反de Sitter正則ブラックホール解が,静的極限の近傍で球対称解およびそれに回転を加えた解に限られること(摂動的一意性定理)を示した.3.フラックスコンパクト化の安定性:IIB型超重力理論におけるフラックスコンパクト化により得られるワープした超対称定常解が,フラックスや内部空間の構造の詳細によらず,常に不安定であること,また,その不安定性はサイズモジュラスに対して加法的に発現することを一般的に示した.4.ワープしたコンパクト化の4次元有効理論:IIB型超重力理論およびヘテロ型M理論におけるフラックスコンパクト化に関して,内部空間のサイズモジュラスと4次元時空計量に対する,ワープを考慮した4次元有効理論を世界で初めて導いた.それを用いて,4次元有効理論が元々の高次元理論から得られるものより広い解を許容することを指摘した.5.M理論における光的厳密解:11次元超重力理論における光的な厳密解のある一般的なクラスを求めた.この解は,一般に1個以上の1変数任意関数を含んでおり,これを適当に取ると,2つの異なる漸近的平坦領域をつなぐ時空が得られ,そのトーラスコンパクト化によりコンパクト化の動的な変化を研究するのに利用できる可能性があることを指摘した.本年度の研究内容および成果は次の通りである.1.4次元軸対称ブラックホールの大域的構造の研究:Kerrブラックホールの一般化である富松佐藤解(TS解)およびその非回転極限であるZipoy-Voorhees-Weyl解(ZVW解)の大域的時空構造を調べ,これまで知られていなかった特異構造およびホライズン構造を明らかにした.特に,ZVW解に関して,その特異点集合は変形パラメータδが1より大きいときリングの構造をもつこと,特異点は裸であるにもかかわらずδ>0のとき正の質量を持つこと,δが2,3ないし4以上のときこの特異リングを赤道とする縮退型ホライズンをもつことを示した.また,TS解については,δ=2の解が2成分の縮退型ホライズンをもち,それらが円錐特異性をもつ軸でつながっていることを見いだした.これらの成果は,Class. Qauntum Grav.誌に発表された.2.静的高次元ブラックホールの摂動論:宇宙項をもつ任意次元のEinstein-Maxwell系において,球対称な場合を含む一般化された静的ブラックホール解の摂動方程式が,互いに分離したSchrodinger型2階常微分方程式(マスター方程式)の系と同等であることをゲージ不変な定式化を用いて示し,対応する有効ポテンシャルおよび源項の具体的表式を世界で初めて与えた.

さらに,この定式化とS-変形という手法を用いて,宇宙項がある場合の4次元球対称静的ブラックホール,任意次元のSchwarzschildブラックホール,宇宙項がゼロ以上で4次元および5次元の電荷をもつブラックホールが摂動的に安定であることを証明した.また,定常的摂動解の振る舞いを詳しく調べることにより,漸近的de Sitter4次元正則ブラックホール解,任意次元の漸近的平坦および漸近的反de Sitter正則ブラックホール解が,静的極限の近傍で球対称解およびそれに回転を加えた解に限られること(摂動的一意性定理)を示した.これらのうちマスター方程式およびブラックホールの安定性に関する成果は,Prog. Theor. Phys.誌に3編の論文として発表した.また,摂動的的一意性に関する成果については現在論文を作成中である.本年度の研究内容および成果は次の通りである.1.高次元ブラックホールの摂動的一意性:高次元の静的ブラックホールに対する定常的摂動解の振る舞いを詳しく調べることにより,漸近的de Sitter4次元正則ブラックホール解,任意次元の漸近的平坦および漸近的反de Sitter正則ブラックホール解が,静的極限の近傍で球対称解およびそれに回転を加えた解に限られること(摂動的一意性定理)を示した.この成果は,Prog.Theor.Phys.誌に論文として発表した.2.ブラックブレイン解の摂動:ブラックブレイン解の摂動方程式の構造を調べ,特に,Sモードに対する摂動方程式がSchroedinger型の方程式に帰着できることを示した.これは,Gregory-Lafflameにより最初に行われたこのモードの解析をより見通しよく行うことを可能にする.現在,磁気的な電荷を帯びたブラックブレイン解に対して同様の解析を行っている.3.高次元回転ブラックホール解の摂動安定性:特殊Myers-Perry解の摂動方程式の構造を調べ,特に,テンソル型摂動に対する方程式が変数分離可能であることを示し,それを用いてテンソル型摂動に対する安定性を示した.現在,ベクトル型およびスカラ型に対して同様の解析を行っている.4.高次元超重力理論におけるコンパクト化の安定性:10次元IIB型超重力理論のコニフォールド型コンパクト化に対してそのモジュライパラメーターの安定性を調べ,ラディオンセクターにおいて超対称性を破れを伴う不安定性があることを示した.この成果については現在,論文を作成中である.本年度は,10次元および11次元超重力理論のコンパクト化におけるモジュライ動力学の問題を研究し,次の成果を得た.1.フラックスコンパクト化の安定性:最近,内部空間複素モジュライ自由度の完全固定を実現するモデルとして,IIB型超重力理論におけるフラックスコンパクト化が注目を集めている.そこで,このモデルにおけるに超対称解であるワープした定常解が,内部空間サイズの摂動に対して安定化かどうかをフラックスおよびディラトン場についてのある自然な仮定のもとで調べ,フラックスや内部空間の構造の詳細によらず,常に不安定であること,また,その不安定性はサイズモジュラスに対して加法的に発現することを一般的に示した.この結果は,JHEP誌に発表した.
固有経営パラダイムの転換とアライアンス価値創造とのダイナミズム

本研究は、企業がアライアンスといった外部資源の活用を通じて固有の経営パラダイムから転換を図りながら新たな競争優位を構築していくプロセスを定量・定性的な研究手法によって究明してきたものである。特に、パナソニックのノートパソコンの技術形成の事例を中心に、アライアンスによる同社のパソコン技術の深化プロセス及び要因を解明したうえで、社会ネットワーク分析によりパナソニックの経営パラダイムを可視化し、両者の相互作用のダイナミズムを考察し明らかにした。本研究は、主にパナソニックのパソコン技術の取得と固有経営パラダイムの転換との関係を事例として考察を行う。21年度の研究課題は、(1)データベース構築・分析の準備、(2)パナソニックの組織内部における経営パラダイムの再構築についての考察、の2つを中心に進めた。(1)については、パナソニックのパソコン技術における提携相手からの学習効果を定量的な手法から分析するために、パソコン関連雑誌『ASC II』からパソコンメニカー各社の機種・規格などのデータを入手し、データベースの構築を始めた。なお、入手したデータの期間は1991年1月1995年6月であった。(2)の研究課題においては、パナソニックの経営パラダイムの転換を確認するために、社会ネットワーク分析という定量的な手法を用いて、同社グループ内外の連携形態が調整されたかどうかを分析した。同社は2001年に創生21改革を行い、この改革はパナソニックの組織形態や取引関係に大きな影響を与えた。そのため、創生21改革をパナソニックの経営パラダイムの転換点として捉え、改革前後を表す2002年と2005年のデータを中心に、同社グループと協力企業のネットワークに関するデータベースの構築をスタートした。分析に当たって、グラフ理論と、次数中心性・近接中心性・媒介中心性といった中心性指標を用いたことにより、パナソニックグループの取引関係の可視化と数量化をはかることができた。本研究では以下の点が明らかになった。第1に、パナソニックの2005年の取引ネットワークに含まれる企業数が2002年のそれに比べ少なかった。第2に、2005年のパナソニックグルニプと協力企業の次数中心性・近接中心性・媒介中心性の3つの指標が2002年より低かった。第3に、2005年の取引ネットワークにおけるパナソニックの次数中心性、(in-degree)が低くなったが、ネットワークにおけるパナソニック本社の相対的重要性は高くなった。第4に、改革後のパナソニックの取引ネットワークにおいて、部品・デバイスや、デジタルAVCネットワークなどのドメイン会社の重要性が高くたった、第5に、2005年め仕入先(out-degree)の次数中心性は2002年に比べ低くなった以上の発見をとに、パナソニックの取引関係の変化を明らかにしたうえで、同社がどのように組織改革によって内外の取引関係を再構築したのかを推論した。さらに今後同社の経営パラダイムの転換との関連性を精査する予定である。本研究の目的は、主にパナソニックのパソコン技術の形成を事例とし、同社がアライアンスといった外部資源の活用によって、固有の経営パラダイムから転換を図りながら新たな競争優位を構築していくプロセスを分析することにある。平成22年度の研究計画としては、アライアンスに伴う資源内部化の成果の測定のためのデータベース構築・分析、パナソニックの取引関係に関するネットワーク分析、パナソニックの経営パラダイムの再構築への予備的考察などを挙げている。当該年度の研究は、パナソニックの取引関係ネットワークの変化と経営パラダイムの転換との関係について考察を進めてきた。その結果として以下の点を指摘できる。第一に、パナソニックは2001年以降、グループ内部ネットワークの戦略的集約化を行ったことが明らかになった(Yousin Park and Yunju Chen, 2010)。それ以前は、内部調達は分散的であり、コア部品の外部調達も行われていたことが分かったため、従来の経営パラダイムはしばしばいわれるように垂直統合の構造だったのかどうかを今後改めて確認する必要がある。第二に、次数中心性による分析では、部品・デバイスや、デジタルAVCネットワークなどのドメイン会社の重要性が高くなったことから、パナソニック社内ではコア技術を中心とした部品の統合化が行われたと推測される。第三に、パナソニックの外部調達ネットワークには性質と量の変化が見られた。2005年の仕入先の次数中心性は2002年に比べ低くなり、仕入先の企業もモジュール部品から素材・材料メーカーに変わった。これは、パナソニックの部品生産の内部化とブラックボックス化を図ることといえる。また、パナソニックの経営パラダイムの転換を通じて、従来の日本的経営が変化したかどうかという視点から、その意義の考察を試みた(朴・陳、2011)。平成23年度の研究計画は、引き続きパナソニックグループを事例とし、(1)同社の外部資源の学習・内部化メカニズムに関する分析要因の抽出および内部における経営パラダイムの再構築、(2)ネットワーク分析による同グループ内外の連携形態の再確認、(3)研究成果発表の3つを予定していた。研究成果の概要は以下にまとめる。(1)パナソニックのモバイルパソコン

「レッツノート」の技術深化プロセスと技術優位性の源泉について(研究計画(1)と関連する)。陳・魏(2011)では、「レッツノート」の技術深化プロセスに見られる特徴として、技術シーズの分散、提携によるパソコン般計思想の獲得、周辺装置技術の保持・深化、撤退したアナログ技術の転用(e.g.ラジオ事業部等)、グループ調達ネットワークの選択的垂直統合などを明らかにし、「レッツノート」の技術深化をめぐる外部資源の学習・内部化メカニズムを吟味した。「レッツノート」は日本パソコン産業を代表する製品の一つであるため、この研究から日本企業の内部要素技術を十分に利用していなかった可能性、また、従来の垂直統合体制における要素技術の蓄積や開発力の活用の可能性を示したといったインプリケーションがあると考えられる。上記の研究発表以外に、「レッツノート」とその技術の源流の一つであるIBM「ThinkPad」の性能を対比させるデータベースの構築・分析も完了した。「レッツノート」は「ThinkPad」の技術をキャッチアップしていたものの、「レッツノート」は先進的な性能の慎重な採用等の性能の取捨選択的傾向、模索的かつ柔軟な製品投入傾向、パソコン事業部と顧客との接近といった点によって独自の技術優位性を獲得したことも明らかになった。(2)パナソニックグループの経営パラダイムの転換と業績との関係について(研究計画(2)と関連する)。Park & Chen(2012)においては、パナソニックグループ内外の連携形態とソニーと対比させた結果、それぞれ垂直統合強化と水平分業強化という対照的な戦略を取っていることが明らかになった。構造転換と業績との関連性と併せて検証すると、パナソニックの垂直統合強化路線は2008年まで収益の改善と上昇に貢献したことから、近年日本製造業の不振は垂直統合以外の原因によるものだと推測する。これは本研究の重要な発見の1つである。
肥満の運動療法が影響する脂肪由来幹細胞の分化プログラムの解明

メタボローム解析の結果は,高脂肪食摂取(HFD)や運動トレーニング(EX)によって脂肪由来幹細胞(ADSC)のから分化させた脂肪細胞(分化脂肪細胞)のアミノ酸代謝が大きく変化することを示していた。分化脂肪細胞のマイクロアレイ解析によって網羅的解析を行った結果,糖源性アミノ酸代謝系のいくつかの遺伝子発現がHFDやEXによって著しく変化し,こうした変化は内蔵脂肪組織(VAT)と皮下脂肪組織(SAT)で大きく異なっていた。さらに,VATとSATの発生遺伝子発現におよぼすEXの影響について詳細に検討した。Hox遺伝子などの発生遺伝子群の発現がSATとVATで異なり,体脂肪分布や脂肪細胞の分化に関連していることが報告されている。発生遺伝子群の発現に及ぼすEXの影響を検討した結果,HoxC8,HoxC9,Gpc4,Bmpr1a,Pparγ, Pgc1α, Adrb3, HslのmRNA発現量と脂肪組織重量増加との相関関係はVATとSATで異なり,その相関関係に及ぼすEXの影響も脂肪組織の部位に特異的であった:SATではHoxC8, HoxC9, HoxC10, Gpc4, PparγのmRNA発現量がEXによって低下し,HoxA5とPgc1αmRNAの発現量は増加するが,VATでは, HoxC9, Gpc4, PparγのmRNA発現量がEXによって増加し,HoxA5の発現量は低下していた。また,ADSCの多分化能を検討する目的で神経細胞への分化能を検討したところ,HFDはその分化能を低下させ,EXがこれを改善することも明らかにした。以上の結果は,肥満や運動によるADSCの分化能変化のメカニズム解明や,ADSCに焦点を当てた新しいストラテジーによる運動処方法の開拓を加速させるものである。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。内蔵脂肪組織(VAT)と皮下脂肪組織(SAT)の脂肪組織由来幹細胞(ADSC)は,それぞれの脂肪組織に固有の脂肪細胞に分化する.こうした固有の「細胞記憶」が後天的な環境刺激(たとえば高脂肪食摂取による肥満や継続的な運動トレーニング)によって書き換えられる可能性について検討した.はじめに,Wistar系雄ラットを用いて,運動トレーニング(9週間のトレッドミル運動)(トレーニング)や高脂肪食(60kcal%脂肪含有量)摂取が,成熟脂肪細胞とADSCからin vitroで分化させた脂肪細胞(分化脂肪細胞)の脂肪分解反応ならびに様々な代謝関連遺伝子のmRNA発現に及ぼす影響を比較検討した.トレーニングはVAT(精巣上体脂肪組織)ならびにSAT(鼠蹊部皮下脂肪組織)の成熟脂肪細胞の脂肪分解反応を増強し,様々な代謝関連遺伝子のmRNA発現を増加させた.分化脂肪細胞においても同様の現象が見られた.また,高脂肪食摂食によって起こる脂肪分解反応の低下も成熟脂肪細胞と分化脂肪細胞の両者で観察された.加えて,トレーニングや高脂肪食摂取によるADSCの分化シグナル変化が代謝遺伝子群の変化と併起する事を発見した.この現象をさらに見極めるため,成熟脂肪細胞やADSCからの分化脂肪細胞における代謝プロファイルをメタボローム解析によって検討した.メタボローム解析の結果,高脂肪食摂取やトレーニングはアミノ酸代謝プロファイルに著しい影響を与えることを見いだした.具体的には,高脂肪食摂取群では分枝鎖アミノ酸の生合成と代謝が有意に低下し,トレーニング群ではその代謝が亢進していた.以上の結果は,トレーニングや高脂肪食摂取の影響が成熟脂肪細胞に分化する前のADSCに「記憶」されていることを強く示唆し,本研究の目的を達成する上で重要な基盤的データとなった.当初予定の一つに,エピジェネティクス変化を追求する計画があった.しかし,脂肪組織由来幹細胞(ADSC)において、シーケンスに必要なDNA濃縮の収率が想定外に低い事が判明したため,申請時に代替法として考えていたPCR法による定性的解析を行った.その結果,運動や肥満によるADSCの分化シグナル変化は代謝遺伝子群の変化と併起する事を発見することができた.そこで,標的分子の確実な同定と細胞機能の包括的理解をするため,代謝遺伝子の表現形(代謝物質)の網羅的解析を目的として,メタボローム解析を追加で実施した.メタボローム解析の結果は,高脂肪食摂取やトレーニングはアミノ酸代謝プロファイルに著しい影響を与えることを示し,この知見は極めて有意義なものである.本年度は,当初計画からを変更した実験があるものの,予想以上に重要な基盤的データを得ることができた.前年度に実施したメタボローム解析によって,ADSCから分化させた脂肪細胞においてアミノ酸代謝を中心とするエネルギー代謝応答が継続的な運動トレーニング(トレーニング)や高脂肪食摂取によって著しく変化することを明らかにした.この現象の本質を見極めるため,分化前のADSCのマイクロアレイによる一括した定性的検索を行なった.実験動物,運動トレーニング,高脂肪食摂取の方法は前年度と同様であった.マイクロアレイ解析の結果,トレーニングや高脂肪食摂取が代謝ならびに分化関連遺伝子の発現変化を惹起させる事を認めた.この結果は,脂肪組織のエネルギー状態がADSCの分化能に影響を与えること,ならびにADSCの多分化能もトレーニングや高脂肪食摂取によって影響を受けることを強く示唆している.そこで,脂肪組織の高エネルギーリン酸を枯渇させた試料において脂肪分解反応や脂肪合成反応に関わる因子のタンパク質発現についても測定した結果,脂肪組織の高エネルギーリン酸の枯渇は,脂質代謝ネットワークの鍵因子であるペルオキシゾーム増殖剤応答性受容体(PPAR)αとPPARγコアクチベータのタンパク質発現に著しい影響を与えることが分かった.