hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「歯のドック」歯・歯周再生療法の開発

われわれのグループでは歯や歯周組織についてそれを構成する細胞の動態などを明らかにし再生医学的なとりくみの臨床試験をしている.しかしながら歯根にある病因が除去できなければその対象にならない.抜去後でもその歯に含まれる組織は適当な細胞培養環境中であれば生活状態が維持できる.このうち病的な状態にあるものでも病因の完全除去ができればその健全化が見込める.そこで歯と歯周組織をいったん分離し一定期間で両者を健全化させた後に再結合する療法を開発する.本研究の目的は病因を除去した歯根面に歯根膜あるいはセメント質形成性細胞が誘導あるいは付着できるか,根尖孔を閉鎖する方向に歯髄組織を誘導できるか,その過程はどのようかを明らかにすることである.1.歯根膜培養方法の検討およびその結果の解析,評価無菌化し3分の2の歯根膜を除去した歯を培養環境下においた.歯根表面および根尖孔付近について,蛍光標識した細胞の挙動を蛍光顕微鏡下で画像再構成して観察した.経時的に実体顕微鏡下で得られる像を記録し画像解析し,歯根膜の増殖過程を記録した.その解析結果を定性的,定量的に評価している.2.移植実験およびその結果の解析,評価歯根膜を培養した歯を免疫不全ラットに移植してその周囲に形成される組織を観察した.経時的にX線学的,組織学的所見を得て,その解析結果を定性的,定量的に評価している.以上のまとめを学会で報告する予定である.われわれのグループでは歯や歯周組織についてそれを構成する細胞の動態などを明らかにし,再生医療の実現をめざした臨床試験をしている.しかしながら歯根にある病因が除去できなければその対象にならない。抜去後でもその歯に含まれる組織は適当な細胞培養環境中であれば生活状態が維持できる.このうち病的な状態にあるものでも病因の完全除去ができればその健全化が見込める.そこで歯と歯周組織をいったん分離し一定期間で両者を健全化させた後に再結合する療法を開発する.本研究の目的は病因を除去した歯根面に歯根膜あるいはセメント質形成性細胞が誘導あるいは付着できるか,根尖孔を閉鎖する方向に歯髄組織を誘導できるか,その過程はどのようかを明らかにすることである.そのために以下を並行して進めた.1.歯の病因除去装置の開発歯の病因となる異物や感染した組織を口腔外で完全に除去するための装置を考案し,基本設計をした.その試作をするにあたって細部の検討をしている.2.歯周組織を再生する方法についての検討ウサギから採取した歯根膜および歯髄を実験材料にした.それらを細片にし,一定条件の培養環境下に置いた.シャーレの底面あるいは歯根表面に付着して生活する細胞を分離して,それらを培養して増殖させた.細胞の動態を顕微鏡下で観察した.また培養液中に加える添加剤により骨を形成する方向に細胞を分化誘導し,その分化の程度をアルカリフォスファターゼ活性により評価した.以上,概ね予想したとおりに研究結果が得られている.今後は計画に細部の修正を加えながら研究を進めていく予定である.われわれのグループでは歯や歯周組織についてそれを構成する細胞の動態などを明らかにし再生医学的なとりくみの臨床試験をしている.しかしながら歯根にある病因が除去できなければその対象にならない.抜去後でもその歯に含まれる組織は適当な細胞培養環境中であれば生活状態が維持できる.このうち病的な状態にあるものでも病因の完全除去ができればその健全化が見込める.そこで歯と歯周組織をいったん分離し一定期間で両者を健全化させた後に再結合する療法を開発する.本研究の目的は病因を除去した歯根面に歯根膜あるいはセメント質形成性細胞が誘導あるいは付着できるか,根尖孔を閉鎖する方向に歯髄組織を誘導できるか,その過程はどのようかを明らかにすることである.1.歯根膜培養方法の検討およびその結果の解析,評価無菌化し3分の2の歯根膜を除去した歯を培養環境下においた.歯根表面および根尖孔付近について,蛍光標識した細胞の挙動を蛍光顕微鏡下で画像再構成して観察した.経時的に実体顕微鏡下で得られる像を記録し画像解析し,歯根膜の増殖過程を記録した.その解析結果を定性的,定量的に評価している.2.移植実験およびその結果の解析,評価歯根膜を培養した歯を免疫不全ラットに移植してその周囲に形成される組織を観察した.経時的にX線学的,組織学的所見を得て,その解析結果を定性的,定量的に評価している.以上のまとめを学会で報告する予定である.
顎運動解析による小児の顎口腔機能評価

小児の顎運動は、側方滑走運動時の作業側顆頭移動量が成人に比べて有意に大きいことが明らかとなっているが、これは小児期における平行移動要素の大きさが関与しているものと考えられる。また顎運動の解析モデルに「顎間軸」があるが、それによれば、複雑な顎運動を顎間軸の位置と方向、軸に沿った平行移動量と軸周りの回転量という4つのパラメータで端的に表現することが可能である。これまでの研究で、側方滑走運動時、成人では顎間軸は作業側顆頭付近に収束し、軸に沿った平行移動量は非常に小さいが、小児では顎間軸が顆頭付近には収束せず、軸に沿った平行移動量が有意に大きいことを報告し、顎間軸モデルが機能的な発育評価の指標として有用であることを提唱した。本年度は混合歯列期(IIIA期)小児10名、永久歯列期(IIIC期)小児5名、成人10名について、左右側方滑走運動時の顎間軸パラメータを求め、咬合状態が成人にかなり近いと考えられるIIIC期小児が、機能的にどの程度の発育を示しているのかを検討した。その結果、IIIC期小児の側方滑走運動時、顎間軸の位置はIIIA期小児よりも顆頭の近くに収束するようになるが、成人のように顆頭を貫くようには存在せず、また軸周りの回転量・軸に沿った平行移動量ともに、IIIA期小児と成人のほぼ中間かやや成人よりに位置する値を示した。以上の結果より、永久歯による側方ガイドが完成したと考えられるIIIA期小児においても、機能的にはまだ発育途上の段階であることが明らかとなった。顎運動解析による顎口腔機能評価を行う際に,小児と成人の顎骨の大きさの違いがデータ解析に与える影響を検討するために,顎口腔機能に異常を認めない個性正常咬合を有する混合歯列期小児9名(Hellmanの歯年齢IIIA期、平均年齢8歳11カ月),成人9名(平均年齢25歳9カ月)について顎運動測定を行い,切歯点の運動量が同じ場合の小児の運動負荷を検討した.顎運動測定には6自由度顎運動測定器(松風社製、MM-JI-E)を使用した.また正貌および側貌頭部X線規格写真を撮影し,加藤の方法に準じて解剖学的顆頭中央点も求めた.顎運動の解析点は切歯点,左右の運動論的顆頭点とした.解析は切歯点と解剖学的顆頭中央点との間の3次元的な距離を左右それぞれ求め、小児と成人で顎骨の大きさの相違を考慮した上で,側方滑走運動時の作業側および非作業側顆頭移動量について比較検討した.さらに小児について,ピアソンの積率相関係数を用いて顎骨の大きさと側方滑走運動時の顆頭移動量との関係について検討した.その結果,小児では切歯点-顆頭点間距離が成人より有意に小さく,成人の約90%であった.そこで側方滑走運動において小児の切歯点移動量を成人の90%に規定したところ,作業側顆頭移動量は成人より有意に大きく,非作業側顆頭移動量は成人と有意な差を認めなかった.また小児では側方滑走運動時,切歯点-顆頭点間距離と非作業側顆頭移動量との間に有意な相関関係を認めた.切歯点-顆頭点間距離と作業側顆頭移動量の間には相関関係を認めなかった.以上の結果から,小児の作業側顆頭移動量が大きいことは,運動負荷が過大なためではなく,小児の顎運動の特徴であることが明確になった.本報告の結果は第39回日本小児歯科学会大会および総会(2001年5月18日,大阪)にて発表予定である。
マウス閉塞性水腎症に対する新規AP-1阻害剤による腎線維化の制御

マウスの閉塞性水腎症モデルを作成した。水腎症作成後の時系列の変化について検証し少なくとも腎の線維化は皮質、髄質において手術後3日目から生じていることを確認した。非免疫性腎炎モデルにおいて、DHMEQ投与群ではコントロール群に比べ、間質の線維化、尿細管のアポトーシス、尿細管の増殖を抑制した。一方、DTCM(dodecylthiocarbonyl methyl)は、コントロール群に比べ有意な腎線維化の抑制効果を認めなかった。投与方法や投与経路、投与期間の更なる詳細な検討を要すると考えた。1)マウス水腎症モデルの作成マウスを腹腔内麻酔投与下、尿管を結紮し水腎症モデルを作成した。尿管結紮手術後、3日目、5日目、7日目、10日目、14日目、28日目、42日目と日数を変えてから両側腎臓(水腎症側と健側)を摘出しホルマリン固定ならびに-80°Cdeep freezer用に分けて保存した。2)水腎症モデルにおける腎線維化の時系列評価マウス水腎症において、各種サイトカインがどのように変化を起こしているのか、免疫組織学的に検討を行った。1)で摘出した腎臓を健常腎、閉塞腎それぞれの形態的変化を肉眼的に観察し、摘出腎臓の重量を測定した。間質の線維化はMasson's Trichrome染色およびcollagen III、fibronectinを免疫組織学的ならびにmRNAの測定で検討した。尿細管アポトーシスをTUNEL法を用いて検討した。Masson Trichrome染色に於いては諸家の報告の通り、3日目から線維化が生じ日数を経るごとに線維化の程度は強くなった。今後、線維化に関与するサイトカインがどのような時系列変化を生じているか評価検討していく予定である。3)新規薬剤DTCM投与における水腎症モデルに対する効果腎線維化1)と同様に水腎症モデルを作成し、水腎症作成翌日から連日7日間、本薬剤を30mg/kgで経腹腔的に投与を行いその効果・有用性につき2)と同様の方法で検討を行った。Masson染色における評価では、2)の薬剤非投与群と3)の薬剤投与群では線維化の程度には統計学的な有意差はなかった。In vivoにおける薬物動態および本剤の有効性を評価するため、現在、投与日数や投与方法および投与量を変えて今後同様に評価を行っていく予定である。1.マウス水腎症モデルの作成マウスを腹腔内麻酔投与下、尿管を結紮し水腎症モデルを作成した。尿管結紮手術後、3日目、5日目、7日目、10日目、14日目、28日目、42日目と日数を変え、両側腎臓(水腎症側と健側)を摘出しホルマリン固定ならびに一80°Cdeepfreezer用に分けて保存した。形態学的観察では、全症例において、尿管結紮側は、水腎症を呈しておりモデル作成の再現性を確認した。2.水腎症モデルにおける腎線維化の時系列評価マウス水腎症の形成および、線維化の過程において、各種サイトカインがどのような時系列変化を起こしているのか、免疫組織学的に検討を行った。1.で摘出した腎臓を健常腎、閉塞腎それぞれの形態的変化を肉眼的に観察し、摘出腎臓の重量を測定した。水腎症側の腎臓は、反対側の健常の腎臓に比べて顕著な萎縮ならびに重量の低下を認めた。間質の線維化はMasson's Trichrome染色およびcollagenIII、fibronectinを免疫組織学的ならびにmRNAの測定で検討した。MassonTrichrome染色に於いては諸家の報告の通り、3日目から線維化が生じ日数を経るごとに線維化の程度は強くなった。3.新規薬剤DTCM投与における水腎症モデルに対する効果腎線維化1.と同様に水腎症モデルを作成し、水腎症作成翌日から7日間連続で、本薬剤を30mg/kgで経腹腔的に投与を行いその効果・有用性につき2.と同様の方法で検討を行った。Masson染色における評価では、2.の薬剤非投与群と3.の薬剤投与群では線維化の程度には統計学的な有意差はなかった。投与日を水腎症モデル作成の前日からとし同様に水腎症作成過程での線維化の評価を2.と同様の方法で検討したが、薬剤非投与群との間で統計学的な有意差を認めなかった。
核酸構造に対する分子クラウディング効果の化学的解明と分子スイッチ開発への活用

本研究は、核酸の分子間相互作用データベースを作成し、細胞内やセンサー表面などの非水溶液環境で分子センシングが行える機能性核酸の開発を目的とした。まず、金ナノ粒子表面でのDNAのハイブリダイゼーション能力を調べたところ、非水溶液環境におけるDNA構造の熱安定性は水溶液中とは大きく異なることが示された。そこで、金ナノ粒子表面や細胞内部での分子環境が再現可能な分子クラウディング実験系を構築し、オリゴマー核酸が形成する様々な高次構造とその熱力学的安定性に対する影響を調べた。その結果、分子クラウディングは二重鎖構造を不安定化させるが、三重鎖構造・四重鎖構造・左巻き二重らせん構造を安定化させることが明らかになった。さらに、分子クラウディング効果の化学的側面を解明するために定量的な解析を行ったところ、構造形成反応に関わる水分子がDNA構造の安定性と構造形成速度に大きな影響を及ぼしていることが見出された。こうして得られた核酸の相互作用情報を基にして、ポリアミンあるいは塩基性ペプチドに応答して構造遷移するDNA分子、分子クラウディングが構造変化のトリガーとなるDNAスイッチ、分子環境の変化に応答するDNA論理素子の開発に成功した。さらに分子クラウディング効果を利用すると、酵素活性の調節や高効率なPCR増幅を実現できる新しい技術を創製できることも示された。一方で、望みの分子環境で機能を発揮できると期待される種々の機能性人工核酸(生体環境でRNAを位置選択的に切断する人工DNA,糖鎖部位をもつ人工DNA、ポルフィリン機能をもつ人工DNA、DNA構造を安定化させる人工DNA、金属イオンに応答して可逆的に構造変化する人工DNAなど)の開発も行った。このような分子クラウディングに注目した機能性核酸の開発研究は医療分野や工学分野でも必要とされており、社会的インパクトが非常に高いものであると考えられる。本研究では、細胞内やセンサー表面で分子センシングが可能な、非希薄水溶液中で機能をもつ核酸スイッチを開発するために、核酸構造に対する分子クラウディング効果の化学的解明を目指している。本年度は、DNAが形成する様々な高次構造とその熱力学的安定性に対する分子クラウディング効果を定量的に調べた。その結果、ポリエチレングリコールやグリセロール等の共存分子(クラウディング剤)はDNAとRNAが形成する二重鎖構造を変化させないが、Watson-Crick二重鎖を不安定化させることが見出された。さらに、この構造不安定化の効果は水酸基を多く持つクラウディング剤ではあまり顕著ではないことを定量的に明らかにした。一方で、三重鎖構造のWatson-Crick鎖とHoogsteen鎖の安定性を測定したところ、水酸基が多いクラウディング剤はHoogsteen鎖を逆に不安定化させることが明らかとなった。さらに、細胞のガン化・老化、染色体融合などに関与していると考えられているグアニンに富んだDNA配列(テロメア配列)が形成する四重鎖構造とその熱安定性を検討した結果、分子クラウディング環境下で形成する構造は希薄溶液中とは大きく異なり、配列によっては多数の核酸鎖が組織化したワイヤー構造を形成することも示された。また、金ナノ粒子やポリマー内で行われる核酸の認識に対しても検討を行い、水溶液中とは異なる興味深い挙動を観測することができた。今後は、分子クラウディング環境下ではどのような駆動力によって核酸構造やその安定性が決定されているのかを検討していく予定である。さらに、二重鎖・三重鎖・四重鎖のデータを比較することで、疑似細胞環境下における核酸構造とその安定性の予測手法を確立し、核酸構造制御スイッチなどの非水溶液中で分子センシングができる機能性オリゴ核酸の定量的な分子設計を試みる予定である。

本研究は、細胞内外で利用可能な機能性核酸の開発に必要な分子間相互作用データベースを作成し、細胞内やセンサー表面で分子センシング可能な核酸スイッチの開発を目的としている。昨年度、細胞内やセンサー基盤表面の分子環境を再現できる分子クラウディング実験系を用いて、分子クラウディング効果がDNA構造によって大きく異なることを見出した。今年度は、DNA相互作用に及ぽす分子クラウディング効果を定量化することで、分子クラウディング環境下ではどのような駆動力によってDNA相互作用が決定されているのかを明らかにするとともに、その駆動力を利用した分子環境応答性DNAスイッチの設計を行った。ポリエチレングリコールを利用した分子クラウディング実験系を利用することで、DNAポリメラーゼとDNAの相互作用(Biotech.J,2006,1,440)、及びDNAと水分子の相互作用(J.Am.Chem.Soc.,2006,128,7957)に対する分子クラウディングの影響を定量的に明らかにすることができた。これらの詳細な検討によって、分子クラウディング環境では、反応に関わる水分子がDNA構造の熱力学的安定性に大きな影響を及ぼしていることも見出された。また、昨年度にDNA四重鎖構造が分子クラウディングに応答して構造変化することを見出していたが、DNA二重鎖を用いた場合は分子クラウディングをトリガーとする分子スイッチ開発は困難であることが示された(Nucleic Acids Research,2007,35,486)。これは、二重鎖構造と四重鎖構造では、構造形成反応に関わる水分子の寄与が異なるためと推測された。そこで、DNA四重鎖構造がもつ分子環境応答性を利用した論理素子を設計したところ、望みの論理応答を示すDNA材料を構築することに成功した(Angew.Chem.Int.Ed.,2006,45,15461)。本研究は、核酸の分子間相互作用データベースを作成し、細胞内やセンサー表面で分子センシングができる機能性核酸の開発を目的としている。これまでは、細胞やセンサーで生じる非水溶液環境が再現可能な、PEGを用いた分子クラウディング実験系を用いて研究を進めてきた。本年度は、核酸の分子間相互作用を系統的に測定することで、核酸に対する種々のカチオンの結合エネルギー(Chem.Commun.,2008,700)、並びにカチオンの結合と水の結合を定量化することができた(Bull.Ckem.Soc.Jpn.,2007,80,1987)。さらに、DNA構造形成と解離に対する速度論的な影響についても明らかにし(Chem.Commun.,2007,2750)、非水溶液環境での核酸の分子間相互作用のデータベース化が大きく進んだ。また、金属イオンに応答して構造変化する人工DNAを開発することにも成功した(J.Am.Chem.Soc.,2007,129,5919)。この人工DNAは分子クラウディング中で活用できる。一方で、分子クラウディング効果が溶液のpHや金属イオン濃度にどのような影響を与えるかを調べるために、リボザイムが触媒するRNA加水分解速度を測定した。その結果、PEGは溶液のpHと金属イオンの活量にはほとんど影響を与えないことも見出した。
自己組織化ナノ炭素細線間反応による細孔炭素物質の合成と機能

ベンゼン環が長距離につながった二次元炭素構造グラフェンは、非常に大きなキャリア移動度を有するゼロギャップ半導体であるが実際には金属的性質(擬似金属)を示すため応用の範囲は透明電導膜など応用に限られる。このためグラフェンの構造改変による新しい応用法が望まれている。一次元細線構造や局所的二次元構造などの半導体に改変してフェルミ準位電近傍の電子状態密を高めることによりゼーベック係数を増強させ、更に化学構造が定まった空孔を導入することにより熱伝導率κを下げ、ドーピングを行うことにより適度な半導体の電気伝導度を調節すれば大きな熱電性能指数が得られる可能性が理論的に提案されている。しかしこの様な理論的に提案されている高い性能を持つために必要な分子レベルの微細構造形成やエッジ端の化学構造の制御を実験的に作り出すことには成功していない。本提案では、我々が開発した「分子設計した`Z型'前駆体原料分子の2ゾーン型化学気相成長法」を用いるGNR合成法を使い、表面上で組織化した一次元細線:グラフェンナノリボンを分子間反応させエッジ端の化学構造を厳密に制御した新しい二次元空孔構造を創成し基礎物性の探索とデバイス応用を目的とする。今年度は、前年度に2ゾーン型化学気相成長法を用い、分子設計したZ型前駆体原料分子から金属表面上で表面合成し、且つ自己組織化させた複数のGNR同士の鎖間反応により作成した二次元炭素構造:カーボンナノグリッドをAu(111)基板上から、エッチング法を用いて水面上に単離し、表面酸化シリコンなどの絶縁基板に転写することに成功した。目的とする新規炭素構造の単離に成功したため。研究計画に沿って推進していく。特に単離した材料の熱電計測を行う。本研究では、2ゾーン型化学気相成長法を用い、分子設計したZ型前駆体原料分子から金属表面上で自己組織化させたGNRを表面合成した。複数のGNR同士の鎖間反応により、エッジ端の化学構造を規定した従来に無い新しい二次元炭素構造:カーボンナノグリッドの表面合成に成功した。また走査トンネル顕微鏡によりその原子構造を同定した。目的とする新規炭素構造の表面合成に成功したため。
時間領域有限差分法による推定センサ信号を用いた非破壊検査法の研究

本研究では、時間領域有限差分法(FDTD法)による波動伝搬シミュレーションを我々の提案している衝撃弾性波法による大型コンクリート構造体の非破壊検査法に適用し、さらなる検査精度の向上を実現する手法の研究開発を行った。期間内における研究の結果、我々はFDTD法によって推定される波動伝搬を活用し検査精度を向上させることができることを明らかにした。さらに、FDTDにより検査時のセンサ信号を推定することができ、この推定センサ信号と測定センサ信号と組み合わせて利用することで、さらなる検査精度の向上が期待できる。1.我々が提案しているコンクリート構造体の非破壊診断の新たな診断手法として,実際に測定されるセンサ信号だけでなく,診断対象の構造体を時間領域有限差分法(FDTD法)で解析することで得られる推定センサ信号も用いて診断精度を向上させる手法の実現のため,FDTD法による推定センサ信号の精度やその適応手法などについての検討を行った.2.本研究は,計画では現在所有するコンクリートサンプル構造体を対象とした提案手法の検討から始める予定で実際にFDTD法による解析等を進めていたが,本年度の後半にプリプレストコンクリート(PC)橋梁のサンプル構造体を用いた測定実験を行うことができる機会があり,そのため当初の予定を変更し本年度後半ではPC橋梁サンプルによる解析及び測定実験を行った.3.PC橋梁を含めたPC構造物において,鋼線や鋼棒を通す穴にコンクリートを充填する際の充填不良による内部欠陥が問題となる.この場合,穴の位置は設計時に決められているため,診断すべき内部欠陥が発生しうる箇所や数はある程度限定することができる.今回用いたPC橋梁サンプルでは,表面付近と内部に計9箇所の穴がある.そこで測定実験では,穴が全て充填されている場合,および1箇所または複数箇所に未充填がある5種類の条件で作成されたPC橋梁サンプルを用い測定実験およびFDTD法による解析を行った.4.PC橋梁サンプルによる測定実験,およびFDTD法による解析から,測定実験および解析結果ともに充填状態と未充填状態では明らかな差異が確認でき,特に構造体表面付近の穴に関しては,その欠陥の有無の診断や診断に適切なセンサ及び打撃位置について様々な検討をすることができた.さらにセンサ信号の再現性という点では,充填状態でのFDTD法による推定センサ信号と実際の測定センサ信号との差分信号から欠陥の有無を診断する手法における可能性を確認できた.本年度は,我々が所有しているコンクリート構造体サンプルを用いた測定実験およびFDTD法による解析を主として行うという計画であったが,途中本年度の後半では,研究計画の後半に予定していたPC橋梁サンプルを用いた実験と解析を行うことになった.しかし,PC橋梁サンプルは,所有するサンプルより大型で形状がやや複雑ではあるがコンクリート構造体サンプルという点では基本的な部分は同じであると考えることができ,非破壊診断に測定センサ信号だけでなくFDTD法による推定センサ信号を用いることについての検討という点では、おおよそ計画どおりに進展しているものと考えている.1.これまでに提案・研究開発を行なっている大型コンクリート構造体の非破壊診断手法のさらなる診断向上のために,従来の提案診断手法と診断構造体の時間領域有限差分法(FDTD法)による衝撃弾性波解析を組み合わせ診断性能の向上とその実用化の目的のため,本申請研究ではFDTD法で得られる推定センサ信号の提案非破壊診断法への活用のための具体的な適用手法についての検討を行った.2.平成28年度は,平成27年度末に実施したプレストレストコンクリート(PC)橋のサンプル構造体を用いた測定実験データの解析,また同サンプル構造体に対するFDTD法による衝撃弾性波解析を行い,前年度の検討結果も踏まえた上でさらなる解析・検討を進展させた.平成27年度では,実験による測定センサ信号をFDTD法による推定センサ信号の差分信号から欠陥の有無を診断する手法の可能性は確認できたものの,測定実験において同じセンサ信号でも測定毎のばらつきが生じた.その結果,同じ構造体の同じセンサであっても,測定センサ信号と推定センサ信号とでは大きな誤差が生じる場合があった.3.実際の構造体の測定センサ信号と同条件での衝撃弾性波解析による推定センサ信号の誤差の原因としては,衝撃弾性波の信号源となる実験時の打撃信号とFDTD法による解析時の入力粒子速度が一致しないことが一因と考えられた.そこで,本研究では新たに,インパルスハンマから加振力が得られる利点を生かし,打撃信号と入力粒子速度により得られる逆フィルタを各センサに適用することで,測定センサ信号と推定センサ信号との誤差を低減できることを確認した.4.さらに,測定時における手動打撃のためと考えられる測定センサ信号のばらつきも提案する診断には影響を与える要因となることも確認されたため,打撃の安定化も必要な部分である.平成28年度は,PC橋のサンプル構造体についての測定実験結果のさらなる解析と,FDTD法による衝撃弾性波解析による推定センサ信号の具体的な適用手段について検討を行った.そこで,インパルスハンマによる打撃信号と衝撃弾性波解析での入力信号との間の逆フィルタを求め,それを各センサ信号に適応することで推定センサ信号を補正する手法を開発した.その結果,測定時のセンサ信号と解析による推定センサ信号との誤差を低減し,前もって診断対象の構造体条件で解析したセンサ信号と実際の測定センサ信号との差分信号を診断に活用できる可能性を高めることができた.しかし,提案する非破壊診断法において現在は手動でのハンマ打撃を行なっているため,打撃のばらつきによると考えられる測定センサ信号のばらつきが確認されている.そのため,推定センサ信号を効果的に活用するためには,安定した測定センサ信号を得られる必要があり,そのための方策を検討する必要がある.

我々が提案している加速度センサとインパルスハンマを用いたコンクリート構造体の非破壊検査法では,構造体内部の破損箇所からの反射波成分を利用し破損箇所の有無や位置推定を行う.しかし,センサ信号には破損箇所以外からの反射波やセンサ設置表面の表面波などの雑音成分が多く形状が複雑になるほど破損箇所からの反射波成分のみを抽出するのが困難となる.そこで本研究では,それら雑音となる信号成分の推定・除去精度の向上のため構造体形状に応じた衝撃弾性波の伝搬挙動を明らかにする目的から,時間領域有限差分法(FDTD法)により検査対象となる構造体の波動伝搬シミュレーションを行い,センサ信号に含まれる様々な信号成分が何に起因するものであるかを明らかにする.そこで本年度は,FDTD法により推定できるセンサ信号を実際の非破壊検査に活用する方法について,特にプレストレストコンクリート構造体である供試体を用いた実験およびシミュレーションによる検査手法の検討を行った.本年度の研究により,供試体のようにケーソンと比べ小規模且つ複雑な形状の構造体に対しても,ダムやケーソンなどの大型コンクリート構造体と同様にセンサ信号に含まれる様々な信号成分の原因の推定はおおよそ実現でき、破損箇所からの反射波成分の抽出精度の向上につながる知見を得ることができた.さらに,FDTD法による推定センサ信号についても,供試体を用いての非破壊検査による測定センサ信号との比較検討を通じ,一定のセンサ信号の再現性を確認できた.しかし,FDTD法において用いた媒質・弾性定数や入力信号の影響,また非破壊検査時の測定センサ信号のばらつきによる影響などは大型構造体の場合より顕著となることが明らかとなり,そのため研究期間後半における推定センサ信号の非破壊検査への具体的な活用手法の検証についてはまだ十分な成果が得られていないという結果となった.本研究では、時間領域有限差分法(FDTD法)による波動伝搬シミュレーションを我々の提案している衝撃弾性波法による大型コンクリート構造体の非破壊検査法に適用し、さらなる検査精度の向上を実現する手法の研究開発を行った。期間内における研究の結果、我々はFDTD法によって推定される波動伝搬を活用し検査精度を向上させることができることを明らかにした。さらに、FDTDにより検査時のセンサ信号を推定することができ、この推定センサ信号と測定センサ信号と組み合わせて利用することで、さらなる検査精度の向上が期待できる。PC橋梁サンプルを用いた測定および解析結果の検討については,現在はまだ構造体表面付近にある穴に関してのみの検討であるため,より内部にある穴に対する診断の可能性についても検討を進めていく予定である.
現代都市再開発期における「労働－生活」空間の編成と社会的排除に関する国際比較分析

本研究では、現代都市再開発期における「労働ー生活」空間の構成と社会的排除に関する、<社会ー空間の動態的関係>を国際比較分析に取り組んでいる。具体的には、1国内の労働現場の空間・組織編成に関する研究と、2米国とアジア諸国での労働現場のフィールド調査の結果をそれぞれ著作として研究成果を発表していく。その上で3国内・海外のそれぞれの事例をこれまで申請者が17年間にわたり継続的に行ってきた『「労働ー生活」空間の国際比較都市社会学』をまとめる集大成の3年間として位置づけている。なお、本研究は、先端事例分析法(Extended Case Method)を用いた国際比較研究として世界的にみても注目に値する研究に取り組んでいる。これまで研究を積み重ねていく上で、一方で、都市の社会ー経済空間の変容を分析しつつ、他方で、そうした変容によって生み出される社会的不平等や格差の現実を照射し、その両者の動態的過程の分析を進めている。都市周縁層という社会的属性を対象とすることで、従来の狭義の貧困研究や不平等研究に陥らない研究を提示することができる。本年度の成果として国内の労働現場への継続的調査をもとに『辞める研修辞めない研修ー新人育成の組織エスノグラフィー』(2019ハーベスト社)を出版した。従来、労働現場に社会学的なアプローチで入り込むことは手薄であった。空間は労働現場に限られたものではあるが、特に、組織編成について詳細な分析を行った。また、海外での比較調査に向けて、現地フィールド調査も継続してきた。本研究は、社会調査法の質的調査を主要分析手法として実施するものであり、研究の遂行に大規模で高額な研究設備投資は必要としない。資料整理やデータ分析については、現行勤務先の法政大学の研究室を常時利用している。国際比較文化研究の土台となる国内外でのフィールドワークを実施する上で、動画・静止画撮影機器、ICレコーダー等は準備し、計画的に研究に取り組んでいる。特に、都市の社会ー経済空間の変容を分析しつつ、他方で、そうした変容によって生み出される社会的不平等や格差の現実を照射し、その両者の動態的過程を分析してきた。都市周縁層という社会的属性を対象とすることで、従来の狭義の貧困研究や不平等研究に陥らない研究を進めている。研究を進めていく中で、一つ一つ掲げた問いの解明をすすめてきた。だが、質的調査法の調査特性もあり、国内での研究調査と比較して、国外での研究調査の分析と公開に時間を要している。その点は、研究計画通りではあるが、迅速な研究成果のアウトプットに至ってない点でもある。特に、現代都市再開発期に顕著な空間的隔離の今日的手法である「ジェントリフィケーション」・「ゲイティッド・コミュニティ」の余波で都市の周縁へと追いやられ「単身低賃仮宿、路上生活」をする者たちの<社会層>の労働世界と生活世界との相補分析。次に、都市周縁層の社会的排除に関する社会ー空間過程分析を展開してきた。本研究の目指すゴールは、現代都市再開発期における「労働ー生活」空間の構成と、社会的排除の施策を強化する社会動向について、フィールドデータと最新の理論的視座とを対話させ、国際比較の視点を導入して緻密な社会学的実証分析を展開していくことである。その点で、本研究は、ピエール・ブルデューが警鐘を鳴らしている新自由主義国家がもたらす「生活の破壊」の内在的分析かつ国際比較分析として、独創性を持っている。それゆえに12年といった短期間での研究期間では、充実した内在的な国際比較分析を実施することは難しい。これまで行ってきた米国での現地調査と、国際ネットワーク組織を最大限に活用し、さらに、今後計画的に遂行することで、大規模都市再開発期における社会周縁層の空間的滞留と社会的排除に関する先端的な国際比較研究として学内外で注目される研究成果をまとめていく。なお、本研究は、世界社会学会会長を務めたマイケル・ブラウォイ教授が提唱した先端事例分析法(Extended Case Method)を踏襲した上で検証していく。その成果として「組織エスノグラフィー」と「キャリアエスノグラフィー」を出版し、適宜、学会報告も行う。

また、海外での比較調査に向けて、現地フィールド調査も継続してきた。本研究は、社会調査法の質的調査を主要分析手法として実施するものであり、研究の遂行に大規模で高額な研究設備投資は必要としない。資料整理やデータ分析については、現行勤務先の法政大学の研究室を常時利用している。国際比較文化研究の土台となる国内外でのフィールドワークを実施する上で、動画・静止画撮影機器、ICレコーダー等は準備し、計画的に研究に取り組んでいる。特に、都市の社会ー経済空間の変容を分析しつつ、他方で、そうした変容によって生み出される社会的不平等や格差の現実を照射し、その両者の動態的過程を分析してきた。都市周縁層という社会的属性を対象とすることで、従来の狭義の貧困研究や不平等研究に陥らない研究を進めている。研究を進めていく中で、一つ一つ掲げた問いの解明をすすめてきた。だが、質的調査法の調査特性もあり、国内での研究調査と比較して、国外での研究調査の分析と公開に時間を要している。その点は、研究計画通りではあるが、迅速な研究成果のアウトプットに至ってない点でもある。特に、現代都市再開発期に顕著な空間的隔離の今日的手法である「ジェントリフィケーション」・「ゲイティッド・コミュニティ」の余波で都市の周縁へと追いやられ「単身低賃仮宿、路上生活」をする者たちの<社会層>の労働世界と生活世界との相補分析。次に、都市周縁層の社会的排除に関する社会ー空間過程分析を展開してきた。本研究の目指すゴールは、現代都市再開発期における「労働ー生活」空間の構成と、社会的排除の施策を強化する社会動向について、フィールドデータと最新の理論的視座とを対話させ、国際比較の視点を導入して緻密な社会学的実証分析を展開していくことである。その点で、本研究は、ピエール・ブルデューが警鐘を鳴らしている新自由主義国家がもたらす「生活の破壊」の内在的分析かつ国際比較分析として、独創性を持っている。それゆえに12年といった短期間での研究期間では、充実した内在的な国際比較分析を実施することは難しい。これまで行ってきた米国での現地調査と、国際ネットワーク組織を最大限に活用し、さらに、今後計画的に遂行することで、大規模都市再開発期における社会周縁層の空間的滞留と社会的排除に関する先端的な国際比較研究として学内外で注目される研究成果をまとめていく。なお、本研究は、世界社会学会会長を務めたマイケル・ブラウォイ教授が提唱した先端事例分析法(Extended Case Method)を踏襲した上で検証していく。その成果として「組織エスノグラフィー」と「キャリアエスノグラフィー」を出版し、適宜、学会報告も行う。
ヒト鼻粘膜上皮における新規drug delivery systemの構築

緑膿菌エラスターゼの濃度、薬剤との相互関係の詳細な検討緑膿菌は慢性の肺疾患の多くの原因となっており、患者の喀痰から培養された緑膿菌のエラスターゼの濃度は2U/mlであった。In vitroではヒト気管支上皮細胞株(Calu3細胞)における緑膿菌エラスターゼによるバリア機能への影響の検討が行われており、これを参考に0.1U/mlの濃度でヒト鼻粘膜上皮細胞にて実験を行うと一時的にタイト結合機能の低下が認められた。経鼻粘膜投与を行うとすれば、一時的にタイト結合の下がっている間に作用するように効果発現時間を調節する必要があり、また、C-CPEと同様にエラスターゼにより薬剤の効果が減弱してしまう可能性があるので、今後エラスターゼと薬剤の同時処置による検討が必要と考えられた。2014年度からの実験として、緑膿菌エラスターゼのシグナル伝達系に関して検討を行った。PKC,MAPK,PI3K,JNKを介してシグナル伝達を行っている可能性が示唆され,さらに詳細な検討を行う必要性があったが、研究費の廃止に伴い中断した。当研究の目的はヒト鼻粘膜上皮細胞において、一時的にタイト結合の開口作用を持つ緑膿菌エラスターゼ、C-CPEを用いたDrug deliverysystemの解明である。26年度では主に緑膿菌エラスターゼとタイト結合について検討を行った。緑膿菌エラスターゼはわれわれの研究でタイト結合タンパクの発現を低下させることが分かっていたが、その詳細な機序は不明であった。また、過去の文献で気管上皮細胞において緑膿菌エラスターゼはPAR(protease activated receptor)-2を活性化させることによりタイト結合機能の低下を起こしているとの報告があり、われわれは鼻粘膜上皮細胞を用いてPAR-2について詳細な検討を行った。過去のわれわれの実験結果では鼻粘膜上皮細胞では気管上皮細胞とは異なり、緑膿菌エラスターゼはPAR-2の発現を低下させる働きがあるのではないかと考えられていた。今年度では研究実施計画に記載したPAR-2とタイト結合タンパクの関連についての研究を行った。siRNAによりPAR-2をノックダウンした上で、タイト結合関連タンパクの発現を見たところ、発現の低下を認めた。このことからPAR-2がタイト結合タンパクの発現調節を行っている可能性が考えられる。また、PAR-2の発現低下は時間経過とともに発現の回復が認められる傾向があったため、PAR-2を一時的に発現低下させることにより、細胞間隙の透過性を上昇させている間に薬剤が細胞間に行き渡らせることができれば、薬剤の浸透性、効果が増すのではないかと考えられる。今後の新たなdrug deliverysystemの一つとして利用できる可能性が示唆される。研究実施計画に記載したPAR-2とタイト結合タンパクの関連についての研究を遂行できており、結果も伴っているためおおむね順調に進展していると判断した。PAR-2とタイト結合タンパクの関連についてシグナル伝達経路を含めさらに詳細に検討を行い、また、緑膿菌エラスターゼの濃度、薬剤との相互関係の詳細な検討が必要と考えられる。さらに、この研究におけるもう一つの検討課題であるC-CPEに関して細胞毒性のない範囲でかつ、タイト結合の開口の働きをする適切な濃度を詳細に検討し、投与するメインの薬剤との相互作用について検討する予定である。物品購入費が予想よりもかからなかったため、来年度へ繰り越した上で計上を予定している。実験器具購入費、実験薬品購入費など
分子認識を駆使する高分子超構造体の創製と機能

アロステリック効果を人工系に組み込むことで、ナノ分子集合体による機能創発を実現した。1)ゲスト添加によって伸張・収縮を制御可能な動的一次元超分子ポリマーを開発。2)規則性二次元配列を持つ導電性高分子の薄膜を構築。3)らせん性多糖を基本骨格に、ナノ物質輸送システムや高感度分子センサを開発。4)閾値型の金属センサやキラルメモリを開発。会合誘起型蛍光プローブとの協同的自己集合による分子センサを開発。アロステリズムの概念を導入した人工の架橋素子「分子クランプ」により、共役系高分子の規則的配列に成功している。このコンセプトを拡張して、新たな機能創発素子としてMulti-point Interactive Allosteric Receptor(MIAR)を創製し、機能性高分子の配列とその集積体形状のプログラム化、および外的環境に応答して物理的形状や化学的特性を動的に変える機能性高分子集積体を開発する。また、β-1,3-グルカン類はカーボンナノチューブ、導電性高分子などを巻き込み、一次元的な水溶性の合成高分子・天然物ハイブリッド機能材料を創出する。そこで、生体分子に対する結合モチーフを側鎖に導入したβ-1,3-グルカン類と機能性高分子との一次元的複合体を調製し、生体分子を仲立ちとした機能性高分子の多元的集積に挑む。さらに生体分子の動的機能特性を活用して、機能性高分子集積体の動的機能創発を目指す。本研究では多元的な分子認識過程を制御し、機能性高分子の能動的集積とその集積化に起因して動的に発現する機能の創発(運動特性、光学・電気化学特性の動的変換・制御など)を目指す。β-1,3-グルカン類はカーボンナノチューブ、導電性高分子などを巻き込み、一次元的な水溶性の合成高分子・天然物ハイブリッド機能材料を創出する。天然のシゾフィランをホストとし、アキラルなポリチオフェンをゲストとした複合体形成によつて、円偏光発光特性が発現することを見出した。この複合体は、溶液状態だけではなく固体状態でも高い量子収率を示した。これは、従来のキラルな超分子複合体では達成されておらず、シゾフィランの包接による孤立化によって達成されたものである。本研究成果は、共役高分子の超分子ホストゲスト複合体から円偏光発光を観測した最初の例であり、新たな光学デバイスの開発に寄与すると考えられる。共役ポリマーを規則的に配列させる新たな手法として架橋性の機能性分子(Aligner)を用いる手法を考案した。Alignerとは、分子内に共役ポリマーとの相互作用部位を少なくとも2個以上有する分子である。Alignerにアロステリズムの機能を持たせることにより、広範囲かつ高精度の配向制御ができるものと期待される。今回、パラジウム錯体を導入したAlignerを新たに設計し、ポリアニリンの配列制御を行った。その結果、本Alignerが、エメラルディン塩基型ポリアニリンに限らず、エメラルディン塩型のポリアニリンの両方に対して、2.5nm周期でポリマー鎖を配列化した組織体を与えることを見出した。以上により、本技術がAlignerの分子認識部位を目的の共役高分子に応じて変更するだけで、種々の共役高分子を規則的な間隔で配列させることができる方法論となることを見出した。さらに、シゾフィランの疎水性ポリマーへのラッピングをキープロセスとした超分子化学的なブロックポリマーの創製を試みた。まず、疎水性ポリマーを有機溶媒に溶解し、水中でエマルジョン化した。ここにシゾフィランのDMSO溶液を加え、有機溶媒/水の界面にてRenatureさせ、疎水性ポリマーへのラッピングを行った。このような界面でのラッピング過程を利用することにより超分子ポリマーの形成が可能となると期待される。得られた水溶液のDLS測定の結果、直径100-200nmの構造体の形成が示唆された。さらに、TEMによる観察の結果では内部に疎水性ドメインを持つ水溶性巨大ミセルの形成が明らかとなっている。平成22年度は、有機小分子の自己組織体や人工修飾β-1,3-グルカン類を利用して、分子集積、特に規則的階層構造の構築について知見を得ることを目標に研究を実施した。側鎖にアミノ基とカルボキシル基を導入した両性型カードランを合成し、pH応答的に集合・解離を制御することに成功した。さらに、この修飾カードランがDNAとの複合化が可能であり、pHに感応する遺伝子治療薬剤への展開の可能性を示すことに成功した。酵素反応を活用して、側鎖にアミロース鎖を導入した半人工分岐カードランの合成に成功した。主鎖であるカードランが形成する3重螺旋と側鎖となるアミロースが形成する1重螺旋がそれぞれ異なる物質包摂

能を示す。そこで、カードランにカーボンナノチューブを、アミロースにヨウ素を包摂することで、カーボンナノチューブを幹として、ヨウ素の一次元的集積体が枝状に配置された、高い階層性を有する分子集積体を、自己組織化によって形成することに成功した。さらに、この半人工多糖は蛍光性の導電性高分子とも複合化可能であることが確認された。有機溶媒と水が形成する液液界面において、Huisgen環化重合反応を進行させることで、正方形の形状を有するモノマー分子の構造的対称性がそのまま維持された、高分子薄膜の創製に成功した。この薄膜は数十μm角の大きさにも及び、本成果は、高い規則性と高い階層性を有する高分子薄膜の創製のための設計指針を与えるとともに、モノマーであるポルフィリン分子が持つ機能性と構造的な階層性とに基づく高次な機能性を発現する、全く新しい微小材料の開発が期待される結果である。本研究では多元的な分子認識過程を制御し、機能性高分子の能動的集積とその集積化に起因して動的に発現する機能の創発(運動特性、光学・電気化学特性の動的変換・制御など)を目指す。特に本年度は、自己組織能を有する小分子や螺旋状超構造を形成するβ-1,3-グルカン類に刺激応答部位を導入することで、その自己組織体形成や高次構造形成過程のコントロールを行うことを目標に研究を行った。熱感応性ポリマーであるpolyNIPAMを側鎖に導入したカードラン(CUR-pNIPAM)を合成した。この修飾多糖はカーボンナノチューブ(CNT)を螺旋状超構造の内部に取り込んで水中に分散させることが出来た。この水溶液に近赤外光を照射したところ、CNTの発熱によってpNIPAM部が応答し速やかに凝集することが確認された。この現象は光照射部を限定することで、局所的に発現させることが可能であり、時空間的に高度に制御された分子集積を実現することに成功した。β-1,3-グルカン類の側鎖にアミノ基とカルボキシル基を導入した両性多糖(AmphCUR)を合成した。この多糖は適切なpH条件でDNAと複合化できることが確認された。このAmpHCUR/DNA複合体を磁性ビーズ上に固定化し、交流磁界を照射したところ、pH条件と発熱条件が適正である条件でのみDNAを放出させることに成功した。π電子系分子の一次元的分子積層を狙って、長鎖アルキル基を導入したアントラセン誘導体を合成した。この分子は想定通り一次元会合する事が確認され、光照射によってアントラセン部を二量化させる事に成功した。さらに、系中にフラーレンを共存させることで、形成するゲルにチキソトロピーを付与することに成功した。本研究では多元的な分子認識過程を制御し、機能性高分子の能動的集積とその集積化に起因して動的に発現する機能の創発を目指す。アロステリズムに基づく刺激応答型非線形会合の創発により高感度検出系の構築に成功した。グアディジニウムを有するテトラフェニルエチレン誘導体を用いて、会合体形成により発光する会合誘起型蛍光プローブ(TPE)と標的物質(ATP)との協同的な自己集合により、S字型の非線形蛍光応答が得られることを初めて見出し、蛍光応答に閾値が存在して標的物質のON/OFF検出が可能となることを実証した。
昆虫脱皮ホルモン生合成器官におけるコレステロール取込機構の解明

本研究は、昆虫脱皮ホルモン生合成器官(前胸腺)におけるコレステロール取り込み機構の解明を目的として、以下の研究課題に取り組んだ。(1)リポタンパク質(リポフォリン、Lp)由来コレステロールのイメージング技術の開発コレステロールの蛍光アナログであるNBD-コレステロールをLpに含有させる方法を確立した。前胸腺器官培養系において、NBDシグナルがPTTH刺激時により増加することを確認し、Lp由来コレステロールの取り込み増加が示唆された。同様の方法で、安定同位体標識コレステロール(コレステロール-d7)をLpに含有させ、Lp由来コレステロールが前胸腺において7-デヒドロコレステロールに変換されているかどうかを検証した。その結果、7-デヒドロコレステロール-d7のシグナル並びに、最終産物であるエクジソン-d6と考えられるシグナルを確認した。また、エクジソン-d6の分泌量はPTTH刺激によって増加していた。これらの結果は、PTTH刺激した前胸腺において、Lp由来コレステロールが取り込まれていることを支持する結果であった。本成果は、昆虫脱皮ホルモン生合成時におけるLp由来コレステロール取り込みの役割に関する新たな知見である。(2)LpRを介する経路が主要な取り込み経路なのかどうかの検証LpRの抗体を作製、および前胸腺コレステロール取り込み機能を抑制剤の探索を検討したが、良好な結果が得られなかった。他方、今後もしこれらのツールの開発に成功すれば、前胸腺におけるLpRの機能並びに脱皮ホルモン生合成機構を標的とした農薬開発に結び付く重要な知見が得られる可能性がある。(抄録なし)本研究は、昆虫脱皮ホルモン生合成器官(前胸腺)においてコレステロール取り込みを担う分子の同定およびその機能解析を行うことを目的とした。コレステロールは細胞外でリポフォリンと結合しているため、リポフォリンの受容体とされるLpRが取り込みに関わると考えられた。そこで、LpRの取り込み機能の有無を判定するための実験系の確立を行った。まず、LpRを内在性のリポフォリン取り込み活性の低い培養細胞(CHO細胞)に発現させ、リポフォリン由来コレステロール取り込みの有無を検証した。しかし、コレステロール取り込み増加は認められなかった。一方、リポフォリン由来の植物ステロールの取り込み増加は認められたことから、コレステロール増加が認められないのはCHOの内在性のコレステロールが多量であったためと考えられた。そこで、リポフォリンを安定同位体標識コレステロール(コレステロール-d7)でラベルし、そのリポフォリン(コレステロール-d7-Lp)を用いて再度同様の実験を行うこととした。通常、このようなラベルを行う際は、精製したリポタンパク質およびDMSOに溶解させたコレステロール-d7を37°Cで混合する処理を行う。このため、同様の処理をリポフォリンについても行った。しかし、この条件ではタンパク質凝集が生じ、リポフォリンが失活してしまうことが分かった。そこで様々な条件検討を行い、結果として混合した後に4°Cで静置する、という条件で変性の抑制に成功した。これによりコレステロール-d7-Lpの作成が可能となり、改めて取り込み実験を行ったところ、LpR発現画分でコレステロール-d7の取り込みが認められた。また、LpR発現細胞におけるリポフォリンの局在を調べたところ、LpRとリポフォリンのシグナルが共局在することが分かった。以上の結果から、LpRがリポフォリンを取り込むことでリポフォリン由来コレステロールを取り込む受容体であることが示された。第一の目標であったLpRのコレステロール取込活性を解析するための培養細胞系の確立に成功したことが理由としてあげられる。特に、安定同位体標識コレステロール(コレステロール-d7)を用いることで、CHO細胞内在的に認められる高濃度のコレステロールの影響を受けない取り込み活性の評価系を構築できた。このことで、LpRの取り込み活性の定量的な評価や取り込みを阻害する化合物の探索が可能になった。LpRがコレステロール取り込み活性を示すことを明らかにしたが、実際の前胸腺でLpRがコレステロール取り込みの主要要因になっているかどうかは未だ不明瞭である。

このため、LpRが前胸腺でリポフォリンと結合する主要な受容体かどうかを明らかにする必要がある。そのような課題を解決するために、LpRに対する抗体の作成を検討している。LpR抗体ができれば、免疫染色等により前胸腺コレステロール取り込み時におけるLpRの重要性を明らかにできる。(抄録なし)
肥大軟骨の血管・骨誘導メカニズムの分子生物学的解明と治療応用に関する研究

1.骨髄間葉系幹細胞の分離し軟骨に効率的に分化させる技術の確立軟骨に分化した細胞に特異的にクラゲ発光蛋白を発現するトランスジェニックマウス(既に樹立済み)から、骨髄間葉系幹細胞を分離した。この細胞を用いて、蛍光を指標にしながら軟骨分化誘導能をもつ遺伝子の導入を行い分化条件を最適化した。その結果、Sox5、Sox6、Sox9遺伝子の導入によって、分化の速度と効率が飛躍的に上昇することが判った。このようにして分化した細胞は、軟骨特異的遺伝子(II、IX、XI型コラーゲン、アグリカン、コンドロモジュリン等)をRT-PCRで発現し、II型コラーゲンの免疫組織染色、トルイジンブルー染色による軟骨基質染色が陽性であった。2.肥大軟骨を誘導する技術を確立する。上記のように軟骨分化を誘導したマウス骨髄間様系幹細胞、C3H10T1/2などの間葉系細胞株、軟骨プライマリーカルチャーに添加して肥大分化への影響を調べたところ、特にWntシグナルベータカテニン経路の刺激、Runx2シグナルの刺激で、X型コラーゲンの発現が増加し、軟骨の肥大分化が促進された。また、抑制性のシグナルであるPTHrPの下流候補の刺激性G蛋白のノックアウトでは、肥大分化が異常に亢進していた。3.石灰化した肥大軟骨の骨血管誘導能ウサギの肋軟骨から細胞を採取し、Wntシグナル刺激で肥大軟骨に分化させ石灰化させた後、ペレット状にして移植した。移植部位には2週目ころから血管侵入が起こり、4週目頃には骨化とともに骨髄腔が形成されていた。従って、石灰化肥大軟骨には予想通り血管誘導能があることが示された。1.骨髄間葉系幹細胞の分離し軟骨に効率的に分化させる技術を確立する。軟骨に分化した細胞に特異的にクラゲ発光蛋白を発現するトランスジェニックマウス(既に樹立済み)から、骨髄間葉系幹細胞を分離した。この細胞を用いて、既存の軟骨プロトコルを基本にして、蛍光を指標にしながら軟骨分化誘導能をもつ遺伝子の導入を行い分化条件を最適化した。導入する遺伝子の候補としては、軟骨分化への関与が指摘されているIRS、FGF、Hh、Soxなどを選び、それらを発現するアデノウイルスを作成し、骨髄間葉系幹細胞に感染させた。その結果、Sox遺伝子の導入によって、分化の速度と効率が飛躍的に上昇することが判った。軟骨の肥大分化を制御するシグナルはとしてよく知られているPTHrPシグナル(抑制的)、Runxシグナル(促進的)、Wntシグナル(抑制促進の両方報告あり)の、それぞれアゴニストとアンタゴニスト、遺伝子(野生型および抑制型変異体を発現するアデノウイルス)、遺伝子(活性型および抑制型変異体を発現するアデノウイルス)を上記のように軟骨分化を誘導したマウス骨髄間様系幹細胞、C3H10T1/2などの間葉系細胞株、軟骨プライマリーカルチャーに添加して肥大分化への影響を調べたところ、特にWntシグナルベータカテニン経路の刺激で肥大分化が著明に促進された、分化を刺激した上記各種軟骨系細胞は、RT-PCR、免疫組織染色でX型コラーゲンが発現していることが確認された。1.肥大軟骨誘導シグナルの詳細な研究。軟骨の肥大分化は、軟骨内骨化の重要なステップであるが、これを制御するシグナルは幾つか知られている(Chungら、Proc Natl Acad Sci USA1998年)。特にPTHrPシグナルは、cAMPを介して肥大分化を抑制していることが示されている。