hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本のイノベーション・システムにおける知識の創出・伝達・活用の構造分析

本研究では、日本において産学官を含めた行動主体間に発生する複雑なネットワークがイノベーションを創出していく際に、どのような科学技術的知識が生産され、その生産・流通・活用システムはどのような相互作用を通じて、その構造・機能をダイナミックに変化させていくのか、知識内容と知識生産の共進化の過程を分析した。社会における知識循環のプロセスでは、大学,民間企業,公的研究機関,政府,非政府組織など様々なアクターがおり,働いているインセンティブが異なることに対応して独自の行動様式を持っている.アクター間のネットワークの存在は,交換,競争,協力といった相互作用を通じて、イノベーションを促進するにあたって非常に重要である.慣習,規則,規制,政策などの制度環境は,特に,市場における競争や知的財産権に関わる法律や規制,教育や人材育成システム,さらに投資に関する金融システムは,関係するアクターの期待や行動に大きな影響を与える.イノベーション・システムを構成する主要な構造的な要素として,知識,アクター,制度をスタティックな観点から分析する上に、イノベーションは本質的にダイナミックな現象であり,その進化のプロセスが重要である.イノベーションに要求される様々な機能を詳細に分析し,各機能がどのようなフェーズ,タイミングで顕在化するのかが鍵となる.イノベーション・システムにおける機能として,実験的・試験的な探索,知識の生産・展開,市場の同定・創出,社会的な正統性の獲得,必要なリソース(人材,資金など)の投入,正のフィードバック・メカニズムなどが考えられる.このような機能が適切に組み合わされて,イノベーションのライフ・サイクルが形成されると考えることで,どのような機能がどのタイミングで重要になるかが明らかとなる.イノベーションを創成していくにあたっては、知識循環システムにおける不整合性が大きな問題となる可能性がある。これまで日本は、エレクトロニクス産業の強固な基盤を背景として、太陽電池に関する技術開発及び住宅などへの導入において世界をリードしてきたが、ここ数年は欧州、特にドイツにおける普及が急激に進み、累積導入量では日本を抜いて世界一となるに至っている。従来、日本における太陽電池の開発では、新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)を中心としたコンソーシアムを形成し、関連する大学や企業の研究者がネットワークを通じて地道な研究開発が進められ、その結果研究成果を着実に積み重ねてきた。しかし近年になって、米国などでは太陽電池を始めとしてエネルギー技術への民間投資が急激に増えてきている。ドイツにおいて市場が急速に立ち上がるのに合わせて、欧州、米国、中国などのベンチャー企業が、数多くの投資家が出資するファンドを形成することで大規模な投資を行うことが可能となり、それを挺子にして太陽電池の生産量を急増させている状況である。これは、イノベーション・プロセスとして、公的機関による研究開発の着実なサポートが重要である段階から、民間部門による積極的な投資を通じた社会全体への普及が中心となる段階へと質的に異なったフェーズに移行してきているとみなすことができる。従来日本での技術開発においては、社会を支えるインフラの供給・管理という観点から、既存の大学や企業を中心としたアクターがネットワークを形成し、安定的な制度環境の下で科学技術に関わる基盤的な知識を創出し、イノベーションにつなげていくという形式が主導的であった。今後は、金融市場を通じた情報・知識の流通も適切に活用することを通じて、ベンチャー型のアクターによる新たなイニシアティブを社会におけるイノベーションとして創出していくための制度設計も重要となる。社会における知識循環のプロセスでは、大学,民間企業,公的研究機関,政府,非政府組織など様々なアクターがおり,働いているインセンティブが異なることに対応して独自の行動様式を持っている.アクター間のネットワークの存在は,交換,競争,協力といった相互作用を通じて、イノベーションを促進するにあたって非常に重要である.慣習,規則,規制,政策などの制度環境は,特に,市場における競争や知的財産権に関わる法律や規制,教育や人材育成システム,さらに投資に関する金融システムは,関係するアクターの期待や行動に大きな影響を与える.イノベーション・システムを構成する主要な構造的な要素として,知識,アクター,制度をスタティックな観点から分析する上に、イノベーションは本質的にダイナミックな現象であり,その進化のプロセスが重要である.イノベーションに要求される様々な機能を詳細に分析し,各機能がどのようなフェーズ,タイミングで顕在化するのかが鍵となる.イノベーション・システムにおける機能として,実験的・試験的な探索,知識の生産・展開,市場の同定・創出,社会的な正統性の獲得,必要なリソース(人材,資金など)の投入,正のフィードバック・メカニズムなどが考えられる.このような機能が適切に組み合わされて,イノベーションのライフ・サイクルが形成されると考えることで,どのような機能がどのタイミングで重要になるかが明らかとなる.
再生療法におけるEr:YAGレーザー照射によるTGF-β1の動態

本研究は,細胞増殖能や分化を制御する重要な生理活性物質であるTGF-β1に着目し,歯根膜細胞,歯髄細胞を用いてEr:YAGレーザーの低出力照射(LLLT)におけるTGF-β1の動態を経時的に比較検討することを目的とし,TGF-β1の活性に深く関わるMMP,HSPを中心に研究を行った。歯根膜細胞において,rh-MMPとLatent TGF-β1混合物添加によるALP活性の評価(MMP-2,3,8),Er:YAGレーザー照射後のMMPs遺伝子発現,MMPsインヒビター添加によるALP活性・MTSアッセイを評価した。それらの結果から歯根膜細胞に対するEr:YAGレーザー照射によって惹起されたMMP-2およびMMP-3の機能として,MMP-2はTGF-β1を制御することで硬組織誘導に関与し,両MMPは細胞増殖を制御することから,創傷治癒に関与する可能性が示唆された。また,細胞増殖能は,0,3日目の照射群で有意に低下し,アポトーシスは,1日目の照射群が未照射群と比較して約5.5倍,照射3日目では約7.5倍と有意に上昇した。遺伝子発現において,COX2は1日目で,HSP90は3日目で照射群が有意に上昇した。以上のことから,レーザー照射によるアポトーシスや細胞増殖にHSP,COX2遺伝子発現が密接に関わっていることが示唆された。歯髄細胞(PPU-7細胞)においては,Er:YAGレーザー照射によるアポトーシスに対する影響に関し調査を行った。その結果,レーザー照射群は,照射後1日目,3日目ともに未照射群に比べアポトーシス陽性率が高く,3日目で顕著であり,歯根膜細胞同様Er:YAGレーザー照射はアポトーシスに影響を及ぼしていた。また,Er:YAGレーザー照射による遺伝子発現において,象牙芽細胞の分化マーカーに上昇が認められたが,骨芽細胞および軟骨細胞の分化マーカーは減少傾向にあった。平成30年度の研究実施計画に従い,歯根膜細胞において,rh-MMPとLatent TGF-β混合物添加によるALP活性(MMP-2,3,8),Er:YAGレーザー照射後のMMPs遺伝子発現,MMPsインヒビター添加によるALP活性・MTSアッセイを評価した。一方,歯髄細胞(PPU-7細胞)においては,Er:YAGレーザー照射によるアポトーシスに対する影響に関し調査を行った。その結果,Er:YAGレーザー照射群は,照射後1日目,3日目ともに未照射群に比べアポトーシス陽性率が高く,3日目で顕著であり,歯根膜細胞同様Er:YAGレーザー照射はアポトーシスに影響を及ぼしていたことが示唆された。また,Er:YAGレーザー照射による遺伝子発現に対する影響において,象牙芽細胞の分化マーカーに上昇が認められたが,骨芽細胞および軟骨細胞の分化マーカーは,減少傾向にあった。以上のことから,おおむね順調に進展していると考える。平成30年度の研究結果から歯根膜細胞に対するEr:YAGレーザー照射によって惹起されたMMP-2およびMMP-3の機能として,MMP-2はTGF-β1を制御することで硬組織誘導に関与し,両MMPは細胞増殖を制御することから,創傷治癒に関与する可能性が示唆され,レーザー照射によるアポトーシスや細胞増殖にHSP,COX2遺伝子発現が密接に関わっていることが示唆された。本年度は,アポトーシスと深く関わり,細胞増殖を制御するPGE2を活性化させると考えられているカスパーゼ3に着目し,レーザー照射後のカスパーゼ3の動態およびカスパーゼ3インヒビター添加後の細胞増殖能を経時的に調査を行う。一方,歯髄細胞(PPU-7)においては,平成30年度の研究結果からEr:YAGレーザー照射群は,照射後1日目,3日目ともに未照射群に比べアポトーシス陽性率が高く,3日目で顕著であり,歯根膜細胞同様Er:YAGレーザー照射はアポトーシスに影響を及ぼしていたことが示唆された。本年度は,歯根膜細胞同様,Er:YAGレーザー照射後のMMPsインヒビター添加によるALP活性・MTSアッセイ,HSP,COX2など各種遺伝子発現を経時的に比較検討する予定である。

歯根膜細胞において,rh-MMPとLatent TGF-β1混合物添加によるALP活性の評価(MMP-2,3,8),Er:YAGレーザー照射後のMMPs遺伝子発現,MMPsインヒビター添加によるALP活性・MTSアッセイを評価した。それらの結果から歯根膜細胞に対するEr:YAGレーザー照射によって惹起されたMMP-2およびMMP-3の機能として,MMP-2はTGF-β1を制御することで硬組織誘導に関与し,両MMPは細胞増殖を制御することから,創傷治癒に関与する可能性が示唆された。また,細胞増殖能は,0,3日目の照射群で有意に低下し,アポトーシスは,1日目の照射群が未照射群と比較して約5.5倍,照射3日目では約7.5倍と有意に上昇した。遺伝子発現において,COX2は1日目で,HSP90は3日目で照射群が有意に上昇した。以上のことから,レーザー照射によるアポトーシスや細胞増殖にHSP,COX2遺伝子発現が密接に関わっていることが示唆された。歯髄細胞(PPU-7細胞)においては,Er:YAGレーザー照射によるアポトーシスに対する影響に関し調査を行った。その結果,レーザー照射群は,照射後1日目,3日目ともに未照射群に比べアポトーシス陽性率が高く,3日目で顕著であり,歯根膜細胞同様Er:YAGレーザー照射はアポトーシスに影響を及ぼしていた。また,Er:YAGレーザー照射による遺伝子発現において,象牙芽細胞の分化マーカーに上昇が認められたが,骨芽細胞および軟骨細胞の分化マーカーは減少傾向にあった。平成30年度の研究実施計画に従い,歯根膜細胞において,rh-MMPとLatent TGF-β混合物添加によるALP活性(MMP-2,3,8),Er:YAGレーザー照射後のMMPs遺伝子発現,MMPsインヒビター添加によるALP活性・MTSアッセイを評価した。一方,歯髄細胞(PPU-7細胞)においては,Er:YAGレーザー照射によるアポトーシスに対する影響に関し調査を行った。その結果,Er:YAGレーザー照射群は,照射後1日目,3日目ともに未照射群に比べアポトーシス陽性率が高く,3日目で顕著であり,歯根膜細胞同様Er:YAGレーザー照射はアポトーシスに影響を及ぼしていたことが示唆された。また,Er:YAGレーザー照射による遺伝子発現に対する影響において,象牙芽細胞の分化マーカーに上昇が認められたが,骨芽細胞および軟骨細胞の分化マーカーは,減少傾向にあった。以上のことから,おおむね順調に進展していると考える。
触覚と3次元仮想空間を利用した運動学習における視覚と運動感覚の役割の解明

視覚的運動予測と触覚的運動予測に基づく運動予測の特徴を明らかにするために、脳活動を混乱させる非侵襲性手技である経頭蓋磁気刺激法(TMS)、触覚提示ロボット(把持力計測:GF)、バーチャル3次元空間を用いて研究を行った。その結果、視覚情報と運動学習・機能を研究するために有用で斬新な3Dバーチャル触力覚提示システムを開発することに成功した。さらに、開発したシステムを用いて、視覚的運動予測に基づく運動学習における運動皮質の興奮活動と運動力学的な把持運動の特性に関する基礎的な知見を得ることができた。平成24年度は前年度に構築した3Dバーチャル把持運動システムを改良し、空間上の物体と視覚情報が矛盾した視覚的歪みを生じさせる事の出来るシステムを開発した。本システムを用いて視覚的運動予測に基づく重さ知覚(重さの感じ方)と運動学的把持特性を調査した。視覚遅延の増加に伴って、挙上する物体が重く感じることを明らかにした。視覚情報の運動感覚における役割について明らかにするために重要な研究成果であると考えられる。工学的にも、力覚エフェクトの増強に効果的なヒューマンインターフェイスの開発や視覚-力覚の機能回復といったリハビリテーションへの応用に発展可能と考えらえる。また、国内外の研究発表を通して、研究成果の発信と今後の研究の発展につながるフィードバックを得ることができた。研究期間全体を通して視覚的運動予測と触覚的運動予測に基づく運動予測の特徴を明らかにするために、脳活動を混乱させる非侵襲性手技である経頭蓋磁気刺激法(TMS)、触覚提示ロボット、バーチャル3次元空間を用いて研究を行った。今後は、開発した本システムを空間的に拡張することによって、広い空間における運動学習の研究と現実的なリハビリテーション応用への発展が期待される。本研究は、運動学習の違いによって、運動予測の記憶が脳のどの部位に収納されているかについて、脳活動を混乱させる非侵襲性手技である経頭蓋磁気刺激法(TMS)、触覚提示ロボット、バーチャル3次元空間を利用して明らかにするものである。当該年度は、触覚と3次元仮想空間を利用した運動学習における視覚と運動感覚の役割の解明を行うために、触覚提示ロボットとバーチャル3次元空間を用いた把持運動実験システムの構築を行った。このシステムによって、被験者が握って持ち上げる物体の形・大きさ・重さなどを任意で変更することが可能となり、被験者の握る強さや持ち上げる3次元情報を正確に計測する事が出来るようになった。同様に、外部の計測装置(筋電図)や刺激装置(磁気刺激装置)との時間同期も可能となった。触覚提示ロボットを用いた3次元バーチャル空間においての把持運動が実環境と同じように実行されるという事を確認できた上で、視覚的運動予測と触覚的運動予測の運動記憶の役割について実験を行った。これまでの研究において、物体を持ち上げるための運動予測は、物体の視覚的な情報と以前の運動記憶によって実施されるという事が定説であった。しかしながら、連続する把持運動において1つ前の物体の物理情報がそれまでの大きさ(視覚情報)と重さ(触覚情報)の関係において矛盾が生じた場合には、次の物体を持ち上げるための運動予測は、物体の視覚的な情報だけでなく、1つ前の触覚情報が大きな影響を及ぼすという事が明らかとなった。これは、従来の定説(視覚的運動予測の優位性)に対して、触覚情報を用いた運動予測の重要性を明らかにするものであり、運動学習や運動機能回復などのメカニズムを考える上で非常に重要な知見である。当初は、バーチャル3次元空間も含めた実験システムの作成は次年度に完成する予定であったが、初年度においてシステムの完成と評価を行う事が出来た。また、同様に次年度に行う予定であった実験の一部も完了し、重要な研究成果が見られたために、当初の計画以上に進展していると思われる。本年度は、昨年度に作成したバーチャル3次元空間(3Dステレオ表示器)提示実験システムを用いて、3次元空間上の物体と視覚情報が矛盾した視覚的歪みを生じさせ、その場合の視覚的運動予測と触覚的運動予測に基づく運動学習が脳内においてどのようになっているかについて、経頭蓋磁気刺激法を用いて明確にしていく予定である。特に、運動命令の最終出力である運動皮質や視覚的運動予測に基づく一時的な運動記憶の部位に関与していると予想される後頭頂葉皮質について検討を行う予定である。また、学会発表、論文発表を通して研究成果の社会発信に努めるとともに、国内外からの助言や研究動向を踏まえ研究を柔軟に推進していく予定である。

研究費は、学会発表、論文発表を通して研究成果の国内外の社会発信に努めるための旅費(40万程度)、データ等の保存や実験システムの改善等に対する物品費(消耗品:10万程度)に使用し、また、論文作成を行う上での助言に対しての謝金に使用する予定である(20万程度)。
地方自治と公的扶助-「地方公共団体の事務としての公的扶助」の成層と現代的課題

本年度も、地方公共団体が公的扶助を負う意味に関する研究を進めた。第1に、公的扶助事務の一部であるケースワーク活動を行政指導論の分析枠組みの中で位置づける試みを行った。その際、むしろ行政指導の分析枠組みを改めて考えて、行政指導を行政指導たらしめるコンテクストの分析を行う必要とその際に多極的な利益構造を考慮する必要を意識すると同時に、ケースワークは敢えて利益構造を単純化させ行政と被保護者の二極関係と考えることに意味があることを認識した。第2に、従来のいわゆる「三位一体改革」や現下の地方分権推進改革などの動きも踏まえながら、公的扶助活動の社会保障全体における位置付けとそれを担当する団体のあり方を検討した。公的扶助が自由な政治社会を成立させるために基礎的な(原始的な)社会保障として必ず用意されねばならないこと、国と地方公共団体の分担については、単純なナショナルミニマム論ではこの問題を制御しきれず、シャウプ勧告に基づく分離型と利益帰属の観点からの分担型との間の整序が必要なこと、その際には一般的な財政法・行政法原理を踏まえなければ制度の透明性を欠く危険が高まることを認識した。第3に、地方公共団体の公的扶助を規律する生活保護法が、住民に対するサービスではなく、住民か否かを問わずサービスを地方公共団体に義務付けることを意識した作りになっていることを踏まえ、地方公共団体の住民であることの要件である住所規定の意義を改めて考える必要があること、これが近時ホームレスの住所の問題を考える基礎を提供すること、この観点から見ると地方公共団体は開放的強制加入団体ともいうべき性格を示し、このことを踏まえて地方公共団体の公的扶助活動を位置付けねばならないことを認識した。以上の結果のうち、第2の成果については、ジュリスト2008年5月1・15日合併号と6月1日号に、第3の成果については月刊地方自治2008年6月号に公表される予定である。第1の成果についても平成20年度中にはある論文集の一編として公表される予定である。一年目である今年は、当初の予定どおり、ドイツの資料収集と分析に当てた。19世紀プロイセンに関する歴史分析においては、未だ研究計画に記した仮説を確証するに至るほどの成果はあがらず、公表できる段階には至らなかったが、そこに示した仮説の正しさを確証し考察をまとめ公表することができるとなお考えている。すなわち、この時代の公的扶助法の変遷は、領邦が国民に移動の自由を認めると同時に、公的扶助事務を義務として課すことによる中央集権国家の編成が進むという領邦国家と地方自治体の綱引きの中で展開され、この磁場の中で事務の性格の理解と公的扶助を求める権利を認めるか否かの議論とが関連しながら進められていたその実際を、来年度には公表したい。現在の状況の分析に関しては、当初の予定どおり資料収集と分析の他、地方自治の一般理論の分析を行い、翻訳という形でではあるが、一部を公表した。地方公共団体の活動・組織を分析するために重要な正統化の観念などについて得るところがあったと考えている。さらに、社会保障における自治の機能を確認し地方自治との比較を可能にするため、従来からの研究の延長という側面も持つが、医療保険における自治の研究を進め、この部分の成果も一部は翻訳として、一部は自らの論文として公表した。給付水準・給付にかかる費用の負担・効率的な給付のあり方を実現するための各アクターに対する制御といった諸要素が入り乱れる社会保障の中で、自治という要素は、どのような要素を決定する際に意味を持つのかについて得るところがあった、と考えている。
ソリトンの力学と余剰次元模型への応用

スカラー場が値を持つヒッグス相でゲージ理論に生じるソリトンを考察した。特に、8個の超対称電荷を持つ理論に埋め込める場合には、ソリトン解をすべて求めることができた。本研究において、「モジュライ行列」という方法を提案し、解の持つパラメター(モジュライ)をすべて尽くすことに成功した。ヒッグス相では、ドメーン・ウォールと渦糸(ボーテックス)が単独で存在可能であることがわかり、それらは超対称性を1/2保つ。磁気単極子やインスタントンは渦糸を必ず伴うので、複合ソリトンとなり、超対称性を1/4保つ。一方、平行でない壁は交わるので、ネットワークを作ることもできる。この場合も超対称性を1/4保つ。これらすべての場合について、有効理論を構成し、ソリトンの力学を考察することができた。ドメーン・ウォールを応用して、余剰次元模型における超対称性の破れを考察した。本年度は、さまざまのソリトンを場の理論を用いて研究した。特に余剰次元模型への応用を念頭において、8個の超対称性を持つゲージ理論を中心として研究した。また、ソリトンの性質に触発されて、超対称性を持つ余剰次元模型のさまざまな性質を考察した。我々の4次元時空がより高次元の時空の壁状の部分空間(ブレーン)であるとする余剰次元模型の考え方は、ドメーン・ウォールのようなソリトンを模型の構成要素として必要とする。このようなソリトンの性質を詳しく調べることが余剰次元模型の基礎を築くことになる。一方で、ソリトンは超弦理論でも場の量子論でも、非摂動論的効果の解明に中心的な役割を果たしている。非摂動論的効果のために、また、余剰次元模型での有効場理論構築のためにも、特に、ソリトン解の持ちえるパラメター、すなわちモジュライを知ることが重要である。我々は超対称な非アーベルゲージ理論を用いて、ドメーン・ウォールだけでなく、さまざまのソリトン解の構成に成功した。我々はU(N)ゲージ理論を採用したので、ドメーン・ウォールのモジュライ空間は全体として複素グラスマン多様体となることがわかった。また、弦理論からヒントを得て予想されていた渦糸のモジュライ空間も、場の理論から正確に導くことに成功した。この超対称U(N)ゲージ理論では、一般にヒッグス場が真空期待値を持ち、系はヒッグス相となる。このヒッグス相では、磁気単極子やインスタントンは磁束の源となるため、単体では存在できず、磁束の渦糸を伴う。これらは超対称性を1/4保存する複合ソリトンとなる。このような複合ソリトンについても、解が持つモジュライをすべて数え上げる枠組みを作った。一方、平行でないドメーン・ウォールが共存すると、ジャンクションが生まれる。これはウェッブともいうべき複雑なパターン構造をもたらし、超対称性を1/4保存する。こうした系のモジュライも明確にした。本年度は、場の量子論を用いてさまざまのソリトンの性質を研究した。特に余剰次元模型への応用を念頭におき、高次元時空に適用できるように、8個の超対称性を持つゲージ理論を中心として研究した。また、ソリトンの性質からヒントを得て、超対称性を持つ余剰次元模型の構成を試み、それらのもつさまざまな性質を考察した。余剰次元模型では、我々の4次元時空がより高次元の時空の壁状の部分空間(ブレーン)であると考える。この考え方では、模型の構成要素としてドメーン・ウォールのようなソリトンが必要となる。したがって、このようなソリトンの性質を詳しく調べることが余剰次元模型の基礎を築くことになる。一方で、超弦理論でも場の量子論でも、ソリトンが非摂動論的効果を中心的に担っている。非摂動論的効果の理解のために、また、余剰次元模型での有効場理論構築のためにも、特に、ソリトン解の持ち得るパラメター、すなわちモジュライを知ることが重要である。我々は超対称な非アーベルゲージ理論を取り上げ、それらが実現するヒッグス相でのさまざまなソリトンを系統的に構成し、そられの解のモジュライ空間を決定した。そのさい、ドメーン・ウォールだけでなく、さまざまのソリトンについて、すべての解を尽くすことに成功した。我々の取り上げたU(N)ゲージ理論では、ドメーン・ウォールのモジュライ空間は全体として複素グラスマン多様体となることがわかった。また、ドメーン・ウォール・ジャンクションのモジュライ空間の全体も、同じ複素グラスマン多様体となる。ポーテックスに対しても、同様の方法でモジュライ空間を構成できた。

これらの構成に当たっては,モジュライ行列と呼ぶ行列が本質的な役割を果たすことがわかった。ヒッグス相では、磁気単極子やインスタントンは磁束の源となるため、単体では存在できず、磁束の渦糸を伴う。その結果、これらの複合ソリトンは超対称性を1/4保存する。このような1/4BPS複合ソリトンについても、一般に解が持つモジュライをすべて数え上げることに成功した。一方、平行でないドメーン・ウォールが共存すると、ジャンクションが生まれ、ウェッブともいうべき複雑なパターン構造をもたらす。こうした系について、そのモジュライ空間の計量を確定した。本年度は、ヒッグス相のソリトンを場の量子論を用いて研究した。余剰次元模型への応用を考え、高次元時空に適用できるように、8個の超対称性を持つゲージ理論を中心として研究した。また、ソリトン,特にドメーン・ウォールを用い、超対称性を持つ余剰次元模型の構成を検討した。非摂動論的効果の理解と、余剰次元模型での有効場理論構築を目指して、ソリトン解の持ち得るパラメター、すなわちモジュライを完全に知ることを第一目標とした。我々は超対称U(N)ゲージ理論を取り上げ、そのヒッグス相でのソリトンを系統的に構成し、解のモジュライ空間を決定した。そのためには,ソリトン解のパラメターをすべて含むモジュライ行列が中心的な役割を果たす.我々の取り上げたU(N)ゲージ理論では、ドメーン・ウォールのモジュライ空間は全体として複素グラスマン多様体となる.ボーテックスに対しても、同様の方法でモジュライ空間を構成できた.一方,ヒッグス相では、磁気単極子やインスタントンは磁束の源となるため,単体では存在できず,磁束の渦糸を伴う.その結果,これらの複合ソリトンは超対称性を1/4保存する.このような1/4BPS複合ソリトンについても、一般に解が持つモジュライをすべて数え上げることに成功した.特に,平行でないドメーン・ウォールが共存すると、ジャンクションが生じ、ウェッブともいうべき複雑なパターン構造をもたらす。こうした系について、そのモジュライ空間の計量を確定し,それらの力学を考察した.本年度は、超対称性を持つゲージ理論を用いて、ヒッグス相のソリトンの研究を行った。高次元時空に適用できるように、8個の超対称性を持つ場の量子論を用いたので、余剰次元模型への応用が可能である。さらに、ソリトンの中でも,主にドメーン・ウォールを用いた余剰次元模型を考察し、そこでの、超対称性の破れを検討した。非摂動論的効果の理解にも役立つように、ソリトン解の持つパラメター、すなわちモジュライを完全に知ることと、それを用いたソリトンの性質の探求を主要課題とした。主として超対称なU(N)ゲージ理論を取り上げ、そのヒッグス相でのソリトンを系統的に構成し、解のモジュライ空間を決定する方法を与えた。我々はソリトン解のパラメターをすべて含むモジュライ行列という概念を提唱した.我々の取り上げたU(N)ゲージ理論では、ドメーン・ウォールのモジュライ空間は全体として複素グラスマン多様体となる.ボーテックスに対しても、同様の方法で一般的にモジュライ空間を構成できた.これに対して,磁気単極子やインスタントンは磁束の源となる。
神経芽腫のNGFR細胞表面局在応用診断法と情報伝達制御遺伝子療法の開発

神経芽腫は、小児科の主要な疾病である。我々は、分子生物学的手法を用いてこの腫瘍の病態に迫り、診断治療法への寄与を目的として研究を継続してきた。本申請では基礎的検討から臨床応用を視点において研究を推進する予定であったが、研究代表者の辞職に伴い、現在までの研究期間に興味深い知見が得られた計画B-2「NGFR高発現神経芽腫におけるNGFR不活性化機構に対するStat3の関与」について報告する。NGF刺激で神経分化するPC12細胞株において転写因子Stat3の活性化が神経分化に関与することが既に知られている。そこで、神経芽腫培養株について検討した。その一つNB-1は、進行悪性神経芽腫から樹立された株にもかかわらず予後良好の指標である高NGFR(TrkA)を発現している。この相反する特質には多段階腫瘍存続機構が関与し、NGFRの分化シグナルが下流で阻止もしくは変換された結果、腫瘍として存続していると思われる。そこで、この株でのStat3の発現、活性を免疫沈降法と特異抗体を用いて検討したところ、Stat3が恒常的に活性化していることが判明し、神経栄養因子NGF刺激によるNGFRの活性化の有無にも関係しなかった。つまり、この株の状態は高NGFRを発現しつつ、NGFの存在する体内で腫瘍として存続する一部の進行神経芽腫の状態を示していると思われ、なぜ生体内で神経に分化しないかという神経芽腫の根元的問題に対する一つの可能性を示した。この仮説を証明するためには、この株におけるStat3の活性抑制実験が必要であり、Dominant Negative Stat3の遺伝子導入を試みたが成功していない。しかし、従来全く説明できなかった高NGFR発現神経芽腫腫瘍存続機構の解析モデルの一つを提供できたと思われる。研究グループは他事情により残念なが本ら解散するが、願わくば、本分野に関心のあるグループにより神経芽腫へのStat3の関与のさらなる検討が行われることを切望する。
放物型ハーディー空間とその上で定義された積分作用素に関する研究

近年,ユークリッド空間の上半空間において定義された放物型ベルグマン空間という新しい関数空間が導入され,放物型ベルグマン空間について様々な研究がなされてきた。放物型方程式L(α)u=0の解uをL(α)-調和関数と呼ぶ。放物型ベルグマン空間とは,L(α)-調和で,かつ上半空間においてp-乗可積分な関数uからなる空間のことをいう。特に,α=1/2のときに調和関数からなるベルグマン空間に一致する。α=1/2のときは特殊な場合であり,有用な性質が数多くあって研究しやすい。この概念をもとに我々は,放物型ハーディー空間の概念を導入した。本研究の目的は,n次元ユークリッド空間の上半空間において定義された放物型ハーディー空間について様々な方面から解析を行い,その空間の性質を明らかにすることである。L(α)-調和な関数からなる関数空間の解析において,重要な役割を果たすのは,放物型作用素L(α)の基本解である。特に,α=1/2のときの基本解は,ポアソン核となることが知られている。それ以外のときの基本解については,具体的には記述されていない(ただし,α=1のとき,L1は熱方程式となるので基本解が記述できる)。本研究では,L(α)の基本解とn次元ユークリッド空間で定義された関数とのコンボリューションを考え,それをL(α)-調和な拡張関数と呼び,それらの関数の性質について研究した。特に,のちの研究で重要となって来るであろう放物型極大関数との関係や,ファトゥー型の境界極限存在定理などについては詳しく調べた。また,関連する作用素であるトエプリッツ作用素の不変部分空間の性質についても調べ,これらの研究成果は論文として,現在ある雑誌に投稿中である。調和関数からなるハーディー空間で重要な研究対象となったのは,共役調和関数の性質であり,フェファーマンの研究が非常に良く知られている。共役調和関数と極大関数の性質は深く結びついており,様々な研究結果がある。ここでは,放物型ベルグマン空間において研究した放物型共役関数をモデルにして,放物型ハーディー空間においても同様の概念を持つ関数を定義し,それらについて研究する予定であった。これらについては,予定通りに進んでいる。また,調和関数からなるハーディー空間において,トエプリッツ作用素やハンケル作用素が詳しく研究されている。本研究でも,放物型ハーディー空間の解析を行ったあとで,それらの研究結果の応用例として,放物型ハーディー空間上でトエプリッツ作用素やハンケル作用素を定義し,それらに関する研究を行う予定であった。今年度は,トエプリッツ作用素の不変部分空間の性質について研究を行い,それらの結果を論文にまとめて投稿中である。以上から,おおむね順調に進展していると判断する。研究年度の最後の年度に当たる2019年度は,主に,放物型ハーディー空間上でトエプリッツ作用素やハンケル作用素を定義し,それらに関する研究を行う予定である。2018年度は,トエプリッツ作用素の不変部分空間の性質について研究を行い,一定の成果を得たと考えている。2019年度は,引き続きトエプリッツ作用素の有界性,可逆性,コンパクト性やその他の性質について調べる予定である。また,ハンケル作用素についても,有界性,可逆性,コンパクト性について研究を行う予定である。放物型ハーディー空間の性質の研究を行った。特に,平成28年度における研究では,L(α)-調和な拡張関数と放物型極大関数との関係に関する研究を行った。これらの関係が明らかになれば,ファトゥー型の境界極限存在定理などの研究にも取りかかることが出来る。境界極限存在定理については,論文としてまとめ既に出版されている。ここでは,一般の測度についての拡張関数の境界極限値について調べている。調和拡張のときと同様に,ルベーグ体積測度に関して特異な測度の境界極限値は,ほとんどいたるところ0となることを示した。また,ファトゥー型の境界極限存在定理については,平成28年度の終わり頃から着手して少しずつその性質を明らかにしている。L(α)-調和な拡張関数と放物型極大関数との関係に関する研究では,放物型極大関数と密接に関連しているハーディー・リトルウッドタイプの評価式やルージンタイプの評価式を与え,これらの論文について執筆中である。放物型ハーディー空間における放物型共役関数について,研究代表者は放物型ベルグマン空間における放物型共役関数に関する共同研究を行ってきた。ここでは,その研究を参考に放物型ハーディー空間においても同様の概念を持つ関数を定義し,それらについて研究を行った。放物型共役関数に関する研究結果は,p=1のときの双対空間の研究に応用されるであろうことが,予想されている。平成28年度では,p=1のときの双対空間の研究の取りかかりまで着手した。平成28年度と29年度では,主として放物型ハーディー空間の性質の解析を行う予定であった。特に,L(α)-調和な拡張関数と放物型極大関数との関連性,及びハーディー・リトルウッド型の極大関数との関連性を調べ,ファトゥー型の境界極限存在定理などについての研究へとつなげていきたいと考えていた。また,これらに加えて,放物型共役関数の解析も精力的に行う予定であった。平成28年度では,研究実績の概要で記入したとおり,この予定に沿っておおむね順調に研究が進展している。

本研究の目的は,n次元ユークリッド空間の上半空間において定義された放物型ハーディー空間について様々な方面から解析を行い,その空間の性質を明らかにすることである。これまで,放物型ベルグマン空間については様々な研究がなされてきたが,放物型ハーディー空間については,ほとんど研究がなされていない。放物型ハーディー空間についても,α=1/2のときに調和関数からなるハーディー空間に一致することが知られている。調和関数からなるハーディー空間についての研究は,フェファーマンやシュタインらによる非常に有名な結果がある。29年度は,ハーディー・リトルウッドタイプ関数とルージンタイプ関数について,放物型ハーディー空間上で解析を行った。得られた主結果を述べる。n次元ユークリッド空間上の関数に対して,それをn+1次元の上半空間へ放物型関数として拡張した関数のx方向の微分に適切な荷重を付けた2乗積分ノルムは,もとの関数の2乗積分ノルムの定数倍に一致する。また,それは,拡張した関数のt方向の非整数次微分で,適切なオーダーを与えて,同じ適切な荷重を付けた2乗積分ノルムにも一致する。これが,ハーディー・リトルウッドタイプ関数に関する評価を与える等式である。次にルージンタイプ関数について評価を与える等式について述べる。n次元ユークリッド空間上の関数に対して,パラボリックなエリアに関するn+1次元のルージンタイプ関数を考える。このルージンタイプ関数のn次元ユークリッド空間上の2乗積分は,もとの関数の2乗積分ノルムの定数倍に一致する。これも,ルージンタイプ関数について,x方向の微分に適切な荷重を付けた2乗積分ノルム,t方向の非整数次微分で,適切なオーダーを与えて,同じ適切な荷重を付けた2乗積分ノルムにそれぞれ一致するという意味である。平成29年度以降は,放物型ハーディー空間の解析を引き続き行うとともに,放物型ハーディー空間の上で定義されるトエプリッツ作用素やハンケル作用素を中心とした積分作用素に対する解析を行う準備にも着手する予定であった。29年度は,放物型ハーディー空間の解析を行い,結果を得られた。よって,30年度以降は,予定通りに,放物型ハーディー空間の上で定義されるトエプリッツ作用素やハンケル作用素を中心とした積分作用素に対する解析を行う準備が出来ると考えている。近年,ユークリッド空間の上半空間において定義された放物型ベルグマン空間という新しい関数空間が導入され,放物型ベルグマン空間について様々な研究がなされてきた。放物型方程式L(α)u=0の解uをL(α)-調和関数と呼ぶ。放物型ベルグマン空間とは,L(α)-調和で,かつ上半空間においてp-乗可積分な関数uからなる空間のことをいう。特に,α=1/2のときに調和関数からなるベルグマン空間に一致する。α=1/2のときは特殊な場合であり,有用な性質が数多くあって研究しやすい。この概念をもとに我々は,放物型ハーディー空間の概念を導入した。L(α)-調和な関数からなる関数空間の解析において,重要な役割を果たすのは,放物型作用素L(α)の基本解である。特に,α=1/2のときの基本解は,ポアソン核となることが知られている。
シクロホスファミド投与により臼歯や頭蓋骨縫合部の形成異常に至るメカニズムの解明

近年の小児がん生存者の増加に伴い,小児がん治療により顎顔面領域の晩期合併症として顎顔面形態異常や歯の形成異常が生じたといった報告が増加している。しかし,小児がん治療が顎顔面領域の発生過程に与える影響については未だ不明な点が多い。本研究では,顎顔面領域での発生に重要とされているカノニカルWntシグナルをGFPで可視化するマウス(R26-WntVisマウス)を用い,代表的な小児がん治療薬であるシクロホスファミドを投与することで,顎顔面発生ならびに歯の発生過程への影響の探索を行う。本研究により,小児がん治療に伴う顎顔面領域の合併症の基礎的理解が深まり,予防法や治療法の確立に貢献できる。
アルケン類からのカルベン錯体生成に基づく触媒的分子変換反応の開発

カルベン錯体は特徴的な分子変換反応を行うことができる有用な化学種である。しかし、活性なカルベン錯体は隣接する炭素原子上に存在する水素原子の1,2-移動により、容易にアルケンへと変換されてしまう。そのため、逆反応であるアルケンからのカルベン錯体生成は困難である。しかし、これを実現できれば入手かつ取り扱い容易なアルケンをカルベン等価体として利用可能となるため、今後の有機合成化学に大きな影響を与えることが期待される。アルケン類からのカルベン錯体生成を利用した分子変換反応を目指し、アルケン部位のC-H結合切断、続くβ位での求電子部位への付加反応を利用したカルベン錯体の生成を目指し検討を行った。この手法によって生じたカルベン錯体は隣接する炭素上に水素原子を持たないため、1,2-移動によるカルベン錯体の分解を抑制することが可能であると考え研究に取り組んだ。種々検討を行った結果、C-H結合切断を容易にするためにピリジン環を有し、分子内に求電子部位としてアセタール部位を持つ基質を設計し、Rh触媒存在下、基質および錯体の活性化のためにトリメチルアルミニウムおよび塩化アルミニウムを添加し、ジオキサン溶媒中100 °Cに加熱し反応を行った。その結果、カルベン錯体が生成しC-H結合挿入反応がしたと考えられる生成物を得ることができた。しかし、種々条件を検討した結果、Rh錯体は反応に関与しておらずアルミニウム試薬によって本反応が進行していることが明らかになり、アルケン類からカルベン錯体が生成していないことがわかった。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
気相イオン化で生成した有機イオン種のマトリックス単離赤外分光

本研究の目的は,気相イオン化とマトリックス単離を用いた有機イオン種の赤外分光法を開発することである。そこで,(1)有機イオン種生成部分の製作と(2)低温用真空槽の改良を行なった後,(3)多環芳香族炭化水素イオンの赤外吸収スペクトルの測定と(4)質量選別化学種の赤外吸収スペクトルの測定を行なうことを目標に研究を行なった。(1)の有機イオン種生成部分は,現有の同軸筒型グリッド電子銃に改良を加え,低温用真空槽と真空排気型赤外分光器に取り付けられるよう,ベースフランジとベローズつきニップルの製作を行った。また,本研究費により有機イオン種生成真空槽や高圧電源(2kV)の製作も行なった。(2)の低温用真空槽は既に製作されていたが,真空排気装置の性能が不十分で必要とする真空度まで到達しえなかった。また,真空測定装置も本研究で必要となる10^<-4>Pa以下の真空度を測定するには不十分であった。そこで本研究費により,真空排気装置をターボ分子ポンプから油拡散ポンプに置き換え,電離真空系を真空槽に直接取り付けられるよう改良を施した。その結果,マトリックス単離と気相イオン化で必要とするに十分な真空度と低温が得られるようになった。(3)の多環芳香族炭化水素イオンに関しては,密度汎関数法を用いた理論計算によりナフタレンからペリレンまでに至るまでの多環芳香族炭化水素のイオンについて,赤外吸収スペクトルのシミュレーション計算を行なった。また,イオン種のスペクトルを解析する上で不可欠となる中性分子のスペクトルの測定と精密解析を行なった。(4)の質量選別化学種については,四重極マスフィルターを用いた実験の測定条件に関する重要な知見を得た。
骨髄脂肪変性における間葉系細胞の役割

SAMP6マウスの骨髄では、加齢に伴い間葉系細胞である脂肪前駆細胞の増加と線維芽細胞前駆細胞の減少による脂肪化が観察された。同時にB細胞造血が低下したことから、間葉系細胞分化が造血に重要であることが明らかになった。生理的に脂肪化が起こらないC57BL/6マウスの骨髄を脂肪化させるために低酸素環境にて飼育し、その環境評価のために造血を観察したところ、低酸素期間を通して赤血球数が増加していた。初期には赤血球造血を促進するEPOが増加し赤血球産生が亢進していたが、3週目以降は「無効造血」といわれる赤血球の自己死の割合を減少させ、赤血球増加を維持していることが新規知見として判明した。造血器官である骨髄の脂肪髄化は、生理的現象と考えられる一方、造血障害の原因となっており、本来骨髄間葉系幹細胞が有する骨、軟骨、脂肪など種々の細胞への分化能が失われ、脂肪細胞のみに分化するようになった結果と推察される。そこで老化促進マウス(Senescence-accelerated mice: SAM)のうち、造血微小環境の機能低下を示すSAMP1および骨髄の脂肪変性を認めるSAMP6マウスを用い、加齢に伴う骨髄脂肪変性を観察した。骨髄の脂肪細胞前駆細胞(CFU-Ad)数は10wマウスと比べ、加齢マウス(35週齢以上)においてSAMP1でもSAMP6でも増加していた。線維芽細胞前駆細胞(CFU-F)数はSAMP1では加齢に伴い増加、SAMP6では減少を認めた。骨芽細胞前駆細胞(CFU-Ob)数はSAMP1において加齢に伴う増加を認めたが、SAMP6では若齢マウスでも検出困難であった。これらの結果、SAMP6ではCFU-F数が減少しCFU-Ad数が増加することで脂肪変性を起こしている可能性が示唆され、間葉系細胞分化が骨髄造血に重要な役割を担っていることを明らかにした。さらに動脈硬化により脂肪髄化が起こることが示されているため、低酸素環境飼育により脂肪髄化を誘導可能か実験を行ったところ、CFU-Ad数は増加傾向を示した。この低酸素飼育実験の対象としてC57BL/6マウスの造血能を確認したところ、低酸素状態が続く間多血状態を維持していることを20週にわたり観察した。ところが、赤血球系の造血前駆細胞数は低酸素飼育開始後2週の間しか増加を認めなかった。興味深いことに骨髄の赤血球系前駆細胞のアポトーシスの割合を観察したところ、長期飼育マウスではその割合が減少しており、すなわち間葉系細胞による無効造血の調節機構の存在により多血状態が維持されていることが新たに明らかとなった。造血器官である骨髄は生後脂肪細胞の増加により脂肪髄となる。本研究はこの脂肪髄発生機序が造血機能低下に与える影響を解明すると共に脂肪髄化発生機序を解明することを目的に、特に骨髄間葉系幹細胞の脂肪細胞分化に注目し、形態・機能両面より造血環境の解析を行った。実験には老化促進マウス(Senescence-accelerated mice: SAM)を用い、造血指示能に与える影響を評価した。平成24年度は研究実施計画に基づき、造血組織の骨髄間葉系細胞の培養および脂肪髄化促進実験を行うために、低酸素飼育の予備実験を行ったところ、1週間の低酸素飼育によりSAMP1マウスにおいて脂肪細胞前駆細胞数が増加することを確認した。申請書に記載した研究実施計画に沿って実験はほぼ予定通り進行しており、遅滞、変更等は現時点では特にない。平成24年度からすすめている老化に伴う骨髄における脂肪細胞および骨髄間葉系幹細胞(BMSC)の形態的、機能的解析実験を継続し、平成25年度研究実施計画に沿って以下の研究を行う。1)脂肪髄化骨髄の造血能回復実験:マウスの尾骨は若齢ですでに脂肪髄である。この脂肪髄は、個体が造血を亢進させる必要が迫られた際には造血能が回復することが知られている。この造血能を回復させた状態は、BMSCが脂肪細胞だけでなく、種々の細胞、特に骨芽細胞へ分化し、正常な造血微小環境を再構築しているものと考えられる。この実験および、前年度実験の結果から、BMSCの分化が脂肪細胞に偏り続け、脂肪髄を維持していることが証明可能である。マウスの骨髄での造血を亢進させるために、本実験では40週齢および56週齢マウス脾臓を摘出し、さらに顆粒球コロニー刺激因子投与を行う。2)脂肪分化に関与する遺伝子群発現解析:脂肪細胞への分化において転写因子であるPPARγが重要であることが知られている。

また、低酸素がBMSCの分化方向性に影響した場合、その背景に転写因子HIF-1αが関与していると考えられる。そのため、これらの転写因子の遺伝子発現についても、各実験、各週齢のマウス骨髄においてリアルタイムPCRを用いて定量的に解析を行う。該当なし
細胞外基質アリールスルファターゼの分子環境の構築と形態形成制御機構の解明

本研究では、アリールスルファターゼB(ArsB)を、硫酸化基質と複合体をなす細胞外基質であるという視点に立ち、ArsBを含む細胞外基質の分子環境が、どのような機構により構築され、形態形成が円滑に制御されているのかを解明することを目的とした。細胞外分泌型のArsBを主に発現しているメダカ脳のArsBを免疫組織化学的に検出し、ArsB局在域の微細構造を電顕により解析した。ArsB変異メダカの発生への影響も調べた。ArsBは、脳脊髄液循環を介して、脳室ごとの領域特異的な機構により分泌されて、細胞外環境が築かれている可能性が示唆されたが、ArsBの機能の確定には至らなかった。細胞外基質アリールスルファターゼ(ArsB)による形態形成制御機構の解明を目的として、メダカを主に、ラットも併用して以下の研究を実施した。(1)ArsBの分子環境の解明......ArsBを核とした細胞外基質の分子環境を解明するために、メダカ脳とラット肝臓を用いて、細胞外基質を保持した条件下で免疫染色を行った。メダカでは細胞外分泌型ArsBが脳に多く、第三脳室脈絡叢の髄膜由来の細胞にArsBの強い発現があり、上衣細胞頂端側にも弱いシグナルを検出した。菱脳室にもArsBの強いシグナルが検出され、コンドロイチン硫酸プロテオグリカンと共局在していた。我々が細胞外ArsBを報告したラット肝臓では、類胴血管内皮細胞、肝実質細胞表層に加えて、ディッセ腔コラーゲン繊維上や密着結合にもArsBが局在することを免疫電顕により明らかにした。(2) ArsBの分子環境構築機構の解明......細胞外基質ArsBの分子環境を築く系を明らかにするために、樹脂包埋したメダカ脳の前頭断と矢状断切片を作成して、脳の内部構造を確認した。第三脳室では発達した脈絡叢を認めた。菱脳室の脈絡叢の発達は悪かったが、菱脳室底に上衣細胞が特殊化した分泌細胞があり、細胞間をムコ多糖が占めていた。ArsBの細胞外への分泌経路は脳室ごとに異なる可能性がある。肝臓では、ArsBは主に肝実質細胞で合成され、分泌されていることを、ラットのin situハイブリダイゼーションにより示した。(3) ArsB発現異常の影響解析......TILLING法によりArsBのスルファターゼドメインのアミノ酸が変異したメダカを作成したが、外部形態、運動能力に対する影響は低く、TALENによりスルファターゼドメインを破壊した個体を作成し、解析を行っている。細胞外基質アリールスルファターゼ(ArsB)による形態形成制御機構を解明するために、メダカを用いて、以下の研究を実施した。1. ArsBの分子環境の解明......ArsBを核とした細胞外基質の分子環境を明らかにするために、細胞外分泌型ArsBを主に発現しているメダカ脳を用いて、第三脳室脈絡叢、菱脳室の構造に注目し、ArsBの局在を細胞外基質を保持した条件下の免疫電顕により精査した。第三脳室脈絡叢のArsBの反応は、髄膜由来の発達した間質細胞の細胞質内顆粒状構造と細胞膜、上皮細胞のライソゾーム、小胞体、細胞膜、糖衣で認められた。間質細胞と上皮細胞で合成されたArsBの脳室内への分泌の可能性を検討している。菱脳室は、脈絡叢の発達は悪いが、菱脳室底に上衣細胞が特殊化した分泌細胞が占める領域があり、ArsBの発現と分泌細胞との対応を調べている。2. ArsBの分子環境構築機構の解明......ArsBの分子環境を形成するArsBの輸送経路を調べる目的で、固定した脳を樹脂包埋し、ArsBの局在を確認した領域の純形態微細構造を電顕により観察した。第三脳室脈絡叢でArsBの顕著な発現を認めた密集した間質細胞の内部には、繊維状の構造物を含む多数の顆粒状の構造体があり、これらには、小胞体、細胞膜と繋がっているものがあった。上皮細胞には、発達した微絨毛と密着結合が認められ、電子密度が高い暗調細胞も含まれていた。菱脳室底に関しては、分泌細胞の形態をより保持した電顕の条件検討を行っている。これらの構造は、ArsBが脈絡叢から脳室内に分泌されて機能している可能性を支持する。3. ArsB発現異常の影響解析......TALENにより、ArsBのスルファターゼドメインからC末側を破壊したメダカを作成した。初期発生には、顕著な影響が認められなかったことから、後期発生の形態形成における機能を解析している。アリールスルファターゼ(ArsB)の細胞外基質としての分子環境とその構築機構及び形態形成における機能を明らかにするために、メダカを用いて、以下の研究を実施した。1. ArsBの分子環境の解明......細胞外分泌型ArsBが豊富なメダカ脳を、細胞外基質を保持した条件下で固定し、免疫電顕によりArsBを含む細胞外基質の分子環境を解析した。

ArsBの反応は、第三脳室脈絡叢の特定の間質細胞の細胞質内に存在する顆粒状構造で強かった。上皮細胞のライソゾーム、小胞体、細胞膜、糖衣にも、ArsBの反応が認められた。脈絡叢が発達していない菱脳室では、菱脳室底の上衣細胞の細胞質と細胞膜や繊毛の表面に発現が認められたが、免疫電顕の条件の改訂を行っている。2. ArsBの分子環境構築機構の解明......ArsB合成細胞の特定とその輸送経路を調べる目的で、樹脂包埋した脳を用いてArsB発現領域の純形態微細構造を電顕により観察した。ArsBの顕著な発現は、第三脳室脈絡叢で密着して存在する種々の形態の間質細胞のうち、多数の顆粒状の構造体を細胞質に持つ細胞にあることを確認した。この顆粒は、小胞体と繋がるもの、細胞膜と融合して開放されているものがあり、内部には、繊維状の構造が観察された。ArsBの弱い反応が認められた菱脳室底では、分泌物が充満したり、細胞表面から遊離している形態を示す上衣細胞が認められた。ArsBは、主に第三脳室脈絡叢の間質細胞から上皮細胞をへて、脳室内に分泌されて機能している可能性が高いことが示唆された。3. ArsB発現異常の影響解析......ゲノム編集により、ArsBのスルファターゼドメインからC末側を破壊したメダカを作成したが、初期発生、幼魚期、成魚期の発育速度や外部形態には野生型との差が認められなかった。ArsB疾患で異常が報告されている組織に注目し、成魚以降の加齢に伴う影響を解析している。本研究では、メダカ脳をモデルに脳脊髄液循環を介したArsBの細胞外基質としての分子環境の形成過程とArsBの欠失が形態形成に及ぼす影響を解析することにより、ArsBによる形態形成制御モデルの構築を目指している。メダカ脳を用いた分子環境の解析では、脳室を構成する細胞の構造を維持した純形態の電顕解析により、第三脳室脈絡叢の特殊な顆粒状構造を持つ特定の間質細胞が主にArsBを合成し、脳室内に分泌している可能性を示唆する結果を得られたが、菱脳室の分泌性の上衣細胞等の免疫電顕に関しては、条件の更なる改善を必要としている。ArsBの発現の発生過程における変化等の解析によるArsB供給経路の明確化、ラットの脳におけるArsBの局在の比較解析も平行していたが、実験上の支障が生じ、遅れている。ArsBの欠失メダカを作成し、発生過程をおって解析をしたが、顕著な影響を検出できない原因を解決して、機能解析に結びつける必要がある。アリールスルファターゼ(ArsB)の細胞外基質としての分子環境とその構築機構及び形態形成における機能を明らかにするために、メダカを主に使用して以下の研究を実施した。1. ArsBの分子環境の解明......細胞外分泌型ArsBを主に発現しているメダカ脳を用いて、細胞外基質を保持した条件下で免疫染色を行い、ArsBを核とした細胞外基質の分子環境を解析した。脈絡叢が発達している第三脳室では、脈絡叢の特定の間質細胞の顆粒状構造と上皮細胞の小胞体、ライソゾーム、細胞表層に、脈絡叢が発達していない菱脳室では、底表層の一部の特殊化した上衣細胞でArsBの反応を検出した。2. ArsBの分子環境構築機構の解明......メダカ脳を樹脂包埋し、脳内部構造の解析とArsB発現領域の微細構造の電子顕微鏡観察により、ArsBの分子環境構築に関わる経路を調べた。ArsBの顕著な発現は、第三脳室脈絡叢に存在する内部に繊維状構造物を含み、小胞体や細胞膜と繋がる多数の顆粒状構造を細胞質に持つ間質細胞にあることを確認した。ArsBの弱い反応を検出した菱脳室底には、細胞膜が破れ、内容物を分泌している様々な変性段階にある全分泌の特徴を示す上衣細胞を認めた。