hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
三量体Gタンパク質G12/13を介した生理活性脂質の生体制御

B:アディポネクチンがLPA4-KOマウスの表現型へ寄与する度合いについてアディポネクチン-KOマウスを米国ジャクソン社から輸入し、LPA4-KOマウスと交配して二重KOマウス、LPA4単独KOマウス、アディポネクチン単独KOマウス、野生型マウスの4群を獲得した。現在、更なる解析のためにこれらマウス群を繁殖中である。実験系の確立は順調であり、研究課題の達成に支障を来す問題は生じていない。今年度以降は、実験を繰り返し論文発表に向けてデータを蓄積する予定である。A: LPA4-KOマウスの白色脂肪細胞におけるミトコンドリア(mt)について通常食を給餌したLPA4-KOマウスの精巣上体周囲白色脂肪組織(eWAT)において、mtの生合成関連遺伝子の発現が抑制されていた。そこで、eWATに含まれるmtDNAの量(核のDNA量で補正)を調べたところ、野生型マウスに比べLPA4-KOマウスで高かった。また、eWATに含まれるmtの機能(基礎酸素消費量率)はLPA4-KOの方が高かった。以上の結果は、LPA4-KOマウスの白色脂肪細胞において、mtの数と機能が亢進していることを示唆する。B:LPA4-KOマウスの表現型とアディポネクチン(Adipoq)についてLPA4-KOマウスで亢進するAdipoq産生を抑制したときの、LPA4-KOマウスの表現型に及ぼす影響をin vivoで検討した。Adipoq-KOマウスをLPA4-KOマウスと交配して二重KOマウスを作製した。通常食を給餌した二重KOマウス、LPA4-KOマウス、Adipoq-KOマウス、野生型マウスの計4群(30 g前後の体重)でeWAT重量(対体重比)、肝臓重量(対体重比)を調べた。過去の結果と矛盾なく、LPA4-KOマウスの血中Adipoq濃度は野生型マウスよりも高い値を示した。eWAT重量比・肝臓重量比はともに、LPA4-KOマウスで野生型マウスよりも低かった。また、LPA4-KOマウスと二重KOマウスの間に差は認められなかったことから、LPA4-KOマウスに対しAdipoqをKOしても影響はほとんどないと考えられた。なお、Adipoq-KOマウスのeWAT重量比と肝臓重量比は、野生型マウスと同等であった。以上の結果は、LPA4-KOマウスで観察される二つの代謝関連組織重量の比の低下が、Adipoq産生上昇非依存的に形成されることを示唆する。引き続き研究計画に沿って、LPA4に共役するG12/13に由来する細胞内シグナルが引き起こす「PPΑRγの機能抑制」「ミトコンドリアの生合成関連遺伝子の発現抑制」「アディポネクチン産生抑制」という3つの抑制現象の相関関係を分子生物学的に明らかにする。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
固体音の伝搬と音の放射に関する研究

これまでの模型実験,実物実験,現場実測の成果を総合的に解析し,固体音に関して,床版や梁などの振動性状,建物内での伝搬性状,音の放射特性等の基本的なデータを整備すると共に,要素毎の理論解析を進め,特に低音域の床衝撃音について,重点的に研究を行った.まず床版振動場と下室音場の連成系の挙動について,両者の減衰比をパラメータとしたモードの比較分析を行い,床版から下室への一方向直列伝搬連成系計算モデルとして取扱い得ることを明らかにした.ついで,衝撃による床版振動の周波数応答関数と床版振動から下室音への周波数応答関数並びに衝撃による下室音の周波数応答関数を,それぞれ実験によって求め,有限要素法などによる個々の計算結果と連成系の波動的積分計算結果等の検証を行い,本計算モデルの妥当性を確認した.さらに,下室音圧の周波数応答関数すらJISによる床衝撃音相当値を計算する方法を示し,実測値と対比して,境界条件等の単純な場合は十分な予測精度をもつこと実証した.また,別途,超高層集合住宅の排水管系について,流水加振と衝撃加振を用いた固体音と空気音の現場測定を行い,建物系と管系の固体音伝搬に関する資料を得た.板振動からの音の放射に関しては,板振動のモードで板の各微小部分がピストン振動をしているものとして,下室受音点の周波数応答関数を波動的に面積分する手法の有効性が確認された.上記分の如く,床衝撃音に関しては,一応計算方法を提案できたが,今後,境界条件の取扱いや木造床など複雑な床構造の解析を進めて行く必要があり,建物内の伝搬あるいは建物と配管の相互伝搬など多くの問題を残している.固体音に関する研究が、加振源,振動媒体,音の放射体に亘る広い対象をもつことから、初年度においては、その要素技術ともいうべき基礎的研究に重点を置いて実施した。まず、曲げ振動場として捉えられる床版の振動性状に関する基礎的研究を模型実験を中心に行った。すなわち、アクリル板で床版模型を作り、周辺の固定条件、それに加える質量,弾性,粘性などの拘束条件を色々と変化させて、今回導入したモーダル解析装置を中心に各種の振動解析を行い、それらが版振動に与える影響を明らかにした。その知見の一端を紹介すると、版振動系と空気音系を併せた系の相似則を全体的に成立させるには、版の材料物性を等価なものとする必要があるが、コンクリートの代りにアクリル樹脂を用いてもある程度の定量的な検討が可能であり、付加質量を腹部分に設定することによってモードを抑え、接合部に粘性を与えることで更にその効果を高めることができること、支柱による弾性固定によっても同様な効果の得られることが確認された。給水音など配管系についても管の径方向、軸方向の振動モードの解析を行い、基本的な振動姿態の理論的解析結果とも併せて検討を行っている。建築物内の広域的な振動伝搬に関しては、実際の建築において床,梁,柱系の振動姿態とその連接系における振動伝搬性状をインパルスLスポンスの形で捉え、モードや伝達関数等を定量的に把握した。上記の他、床衝撃音に対する床表面仕上材の改善効果の実験室測定方法の標準化に関して、試験床の振動性状の影響を衝撃インピーダンス、床版のモード解析結果等を手掛りとして検討した。また、建築構造の鋼板耐力壁の発生音についてその振動モード解析を行って防止対策を検討した。昨年度、FFTアナライザー・モーダル解析装置を導入し、アクリル板模型による版振動の基本的な解析、及び床衝撃音試験用の床版や現場の実際の床版に対する実測を重ねてデータの蓄積を計ってきたが、今年度は、新たに音響インテンシティ計測器を加え、以下のように研究を進めた。先ず、実験室実験として、アクリル板模型を用いた付加質量・間柱等の変化による床版振動性状の測定、およびモーダル解析を行うことにより、床版の基本的な振動性状を解明すると共に、閉空間内の一部位の曲げ振動による空間内への音の放射について、床版振動と空気振動を連成して解析する方法を検討し、計算機による数値計算方法、シミュレーションへの大きな足掛りを得た。次ぎに、給・排水管、接続部、支持部、床・壁版などの単独、および連接系の振動解析を行い、理論解析と対応させて、発生源のメカニズム、振動伝搬特性等の基本性状を明確にすると共に、特に、給水騒音の発生から音の放射までの連成系における防止対策を実験的に検討し、実用的な防止手法の提案を行った。さらに、実際の建物における現場実験については、鉄骨系デッキプレート床版、鉄筋コンクリート空中スラブ床版等について現場測定を行い、床版等の振動特性、建物内の振動伝搬性、音の放射特性などの定量的データを収集・解析した。また、体育館空気膜屋根のような特殊な構造体についても、現場測定を行いその振動性状を明らかにし、このような特殊な構造物の振動測定方法についての検討を行った。来年度は、以上の成果を総合的に分析すると共に、補足的なモデル実験を行い、相似則の問題も含めて、加振-振動伝搬-音の放射の全体的予測計算システムの体系化を行う。これまでの模型実験,実物実験,現場実測の成果を総合的に解析し,固体音に関して,床版や梁などの振動性状,建物内での伝搬性状,音の放射特性等の基本的なデータを整備すると共に,要素毎の理論解析を進め,特に低音域の床衝撃音について,重点的に研究を行った.

まず床版振動場と下室音場の連成系の挙動について,両者の減衰比をパラメータとしたモードの比較分析を行い,床版から下室への一方向直列伝搬連成系計算モデルとして取扱い得ることを明らかにした.ついで,衝撃による床版振動の周波数応答関数と床版振動から下室音への周波数応答関数並びに衝撃による下室音の周波数応答関数を,それぞれ実験によって求め,有限要素法などによる個々の計算結果と連成系の波動的積分計算結果等の検証を行い,本計算モデルの妥当性を確認した.さらに,下室音圧の周波数応答関数すらJISによる床衝撃音相当値を計算する方法を示し,実測値と対比して,境界条件等の単純な場合は十分な予測精度をもつこと実証した.また,別途,超高層集合住宅の排水管系について,流水加振と衝撃加振を用いた固体音と空気音の現場測定を行い,建物系と管系の固体音伝搬に関する資料を得た.板振動からの音の放射に関しては,板振動のモードで板の各微小部分がピストン振動をしているものとして,下室受音点の周波数応答関数を波動的に面積分する手法の有効性が確認された.上記分の如く,床衝撃音に関しては,一応計算方法を提案できたが,今後,境界条件の取扱いや木造床など複雑な床構造の解析を進めて行く必要があり,建物内の伝搬あるいは建物と配管の相互伝搬など多くの問題を残している.
エイズウイルス感染阻害と破壊性を有する硫酸多糖体の合成

本研究ではまず、硫酸化オリゴ糖を親水性陰荷電部分、長鎖アルキル基を疎水性部分とする硫酸化アルキルオリゴ糖が高い抗エイズウイルス活性を持つことを見出している。天然には存在しない510糖残基のラミナリオリゴ糖を化学合成するため、同構造の高分子量体である多糖カードランのアセドリシスとHPLCによる単離を行った。アセトリシスによって適当な糖残基数のアセチル化オリゴ糖混合物を得た後、脱アセチル化してオリゴ糖混合物を得た。オリゴ糖混合物の分画はアミド80充填剤を備えた高速HPLCで数10日かけて行ない、ラミナリペンタオースラミナリノナオーズを各約100mgずつ得た。ラミナリオリゴ糖の水溶性はヘキサオース以上では低くなった。オリゴ糖の還元末端にO-アルキル基をつけるグリコシデーションを調べ、高収率でアルキルオリゴ糖を合成する反応経路を見出した。β-パーアセチルオリゴ糖は四塩化スズ、塩化第一鉄やヘテロポリ酸のようなルイス酸触媒により長鎖アルコール(C_<12>C_<18>)と反応し、アルキルパーアセチルオリゴ糖を約6070%の収率で与えた。アルキルパーアセチルオリゴ糖の脱アセチル化後、生成したアルキルオリゴ糖を三酸化イオウ-ピリジン錯体やクロル硫酸で硫酸化した。糖残基当り3個存在する水酸基はすべて硫酸化されるよう条件設定した。n-ドデシル基(C_<12>H_<25>)を選んでラミナリペンタオースノナオースの還元末端に結合させて作った。硫酸化ドデシルラミナリペンタオシドノナオシドの抗エイズウイルス活性(50%感染阻害濃度EC_<50>)と細胞毒性(50%細胞傷害濃度CC_<50>)を、MT-4細胞およびHIV-1_<HFLU>-IIIウイルスを用いて測定した。すべての薬剤はEC_<50>=0.150.26μg/mlと非常に高い抗エイズウイルス活性を示した。
DNA高分子分散系の流動特性の解明

本研究では,DNA解析に関連するDNA高分子のマイクロ流れ場での伸張・配向性の解明,DNA高分子分散系の機能性流体としての応用などを目的として,DNA高分子分散系の流れ場における分子の伸張性を中心に,その流動特性を系統的に検討した.また,高分子ダイナミクスにおける高分子のミクロ挙動のモデル化に対して有効なデータの供給も目的の一つとした.このような観点から,ミクロ流れ場での研究を中心的に進めた.まず,ミクロサイズの急縮小流路・L字型流路・T字型流路を用いて,蛍光染色したDNA高分子の直接観察を行い,複雑な流れ場におけるDNA高分子の変形挙動を明らかにした.そして,急縮小流路を用いた流れ場では,収縮したDNA高分子が急縮小部において伸張していくパターンを明らかにした.さらに,DNA高分子の伸展に対する効果としては,伸張流れ及びせん断流れ双方の効果が加えられたDNA高分子が,伸張流れのみの場合よりも大きく伸張することを解明した.また,L字型流路・T字型流路でのDNA高分子の伸張過程を比較検討し,伸張流動が強く現れるT字型流路の方が高分子の伸展効果が高いことを明らかにした.また,ミクロンオーダーのすきまで発生させたクエット流れ場でのDNA高分子の挙動を観察,検討し,そのスタートアップ流れおよび停止流れでのDNA高分子の変形挙動を明らかにした.特に,流動停止時のDNA高分子の緩和過程では,DNAの長さの指数的な変化を解明した.また,高分子溶液としてのマクロ的な物性もレオメータを用いて,力学的な手法と光学的な手法により測定し検討を加えた.そして,定常せん断流動場における流動複屈折の測定から,ずり速度の増加に伴う複屈折の増加と配向角の減少傾向を明らかにした.この複屈折特性はDNA高分子の固有複屈折性に起因するものであり,せん断流動と分子の平均的な伸張状態の関係が確認された.本研究では,DNA解析に関連するDNA高分子のマイクロ流れ場での伸張・配向性の解明,DNA高分子分散系の機能性流体としての応用などを目的として,DNA高分子分散系の流れ場における分子の伸張性を中心に,その流動特性を系統的に検討した.また,高分子ダイナミクスにおける高分子のミクロ挙動のモデル化に対して有効なデータの供給も目的の一つとした.このような観点から,ミクロ流れ場での研究を中心的に進めた.まず,ミクロサイズの急縮小流路・L字型流路・T字型流路を用いて,蛍光染色したDNA高分子の直接観察を行い,複雑な流れ場におけるDNA高分子の変形挙動を明らかにした.そして,急縮小流路を用いた流れ場では,収縮したDNA高分子が急縮小部において伸張していくパターンを明らかにした.さらに,DNA高分子の伸展に対する効果としては,伸張流れ及びせん断流れ双方の効果が加えられたDNA高分子が,伸張流れのみの場合よりも大きく伸張することを解明した.また,L字型流路・T字型流路でのDNA高分子の伸張過程を比較検討し,伸張流動が強く現れるT字型流路の方が高分子の伸展効果が高いことを明らかにした.また,ミクロンオーダーのすきまで発生させたクエット流れ場でのDNA高分子の挙動を観察,検討し,そのスタートアップ流れおよび停止流れでのDNA高分子の変形挙動を明らかにした.特に,流動停止時のDNA高分子の緩和過程では,DNAの長さの指数的な変化を解明した.また,高分子溶液としてのマクロ的な物性もレオメータを用いて,力学的な手法と光学的な手法により測定し検討を加えた.そして,定常せん断流動場における流動複屈折の測定から,ずり速度の増加に伴う複屈折の増加と配向角の減少傾向を明らかにした.この複屈折特性はDNA高分子の固有複屈折性に起因するものであり,せん断流動と分子の平均的な伸張状態の関係が確認された.本研究では,DNA高分子分散系の工業的流れ場での高分子機能性流体としての応用,DNAチップへの応用ならびに医工学的観点からのDNAの構造と力学的特性との関連性に関連して,DNA高分子分散系の流動特性をせん断流と伸張流について力学的方法と光学的方法により系統的に検討している.本年度は,まず,DNA高分子分散系のマクロ流れ場でのせん断流動特性と伸張流動特性を測定し,その定常粘弾性特性を明らかにした.また,その生分解性についても検討を加えた.また,マイクロ流れ場においてDNA高分子の運動を観察するための流路,観察システムの構築を行った。流れ場として平面伸張流動及びクエット流れを想定しこれらの変形を受けた後のDNAの配向状態を観察することを目指している.ガラス基盤上に1から10μmのすき間を持つマイクロ流路を用いて塗布を行い,液膜の光学異方性を測定する.マイクロ流路の形状によりせん断変形が支配的な条件と平面伸張変形が支配的な条件を発生させる.塗布用ステージおよびクエット流れ用マイクロ流路が完成し,ほぼ所定の液膜が作成できることを確認した。

さらに,DNA高分子をマイクロ流れで機能性流体として応用する基礎実験として,PDMSによるマイクロチャネルを作製し,流動時のDNA高分子を蛍光染料により可視化する実験を試みた.また,このマイクロチャネルには電場印加できるようになっており,電場下でのDNA高分子の挙動についても同様に観察を行った.実験条件ならびに観察条件を変化させて実験を行い,各種条件による挙動の違いを確認した.また,この点の数値シミュレーションによる検討も試みた.本研究では,DNA解析に関連するDNA高分子のマイクロ流れ場での伸張・配向性の解明,DNA高分子分散系の機能性流体としての応用などを目的として,DNA高分子分散系の流れ場における分子の伸張性を中心に,その流動特性を力学的方法と光学的方法により系統的に検討した.本年度は,昨年度測定したマクロ的なせん断流れ場での特性と比較するため,ミクロな流れ場での流動特性を確認した.100μmオーダーの断面寸法を有するPDMSの矩形流路での流動特性を調べた結果,マクロな流れ場から見積もられる流動抵抗に比較し,低い結果すなわち流れ易くなる結果が得られた.この点は,現在も再現性も含めより確認中であるが,ミクロ流れ場でも流動抵抗低減に有効であることになり,機能性流体としての利用が期待できる.また,ジェット推力法による伸張応力の測定も行い,DNA高分子溶液の伸張流動特性を明らかにした.さらに,昨年度行ったDNA高分子の蛍光染料による可視化実験を発展させ,急縮小または分岐流路におけるDNA高分子の伸張特性を定量的に調べた.高さ25μmで4:1(200μm:50μm)の急縮小流路などにおいて,壁面近傍と中心高さでのDNA高分子の縮小流に伴う伸びの測定を行い,以下の点を明らかにした.この縮小流ではDNA高分子が数倍に伸展する伸張変形が生じる.壁面近傍と中心付近の比較したところ,伸張のみが加わる中心領域の伸びの方が壁面近傍の結果より2倍程度大きくなる.また,壁面近傍では分子の回転による伸張・縮小を繰り返す様子も確認された.同心二重円筒型セルを用いて定常せん断流動場における流動複屈折を測定したところずり速度の増加に伴い複屈折の増加と配向角の減少が観察された,この複屈折特性はDNA高分子の固有複屈折性に起因するものであり,せん断流動と分子の平均的な伸張状態の関係が定量的に確認された.
B型肝炎ウイルスX遺伝子によるヒトEF-1αmRNAの転写後調節機構

1.B型肝炎ウイルス(HBV)X遺伝子を発現する組み換えアデノウイルスの作製HBVX遺伝子の上流にP1ファージのCreリコンビナーゼによって認識されるloxP配列と、それに挟まれたスタッファー配列を持つ組み換えアデノウイルスを293細胞に感染させ、高力価の非感染型標的ウイルスを大量に精製した。同様にして、Creリコンビナーゼを発現する制御ウイルスを大量に精製した。次に、両ウイルスをHepG2細胞に共感染させ、Creリコンビナーゼによるスタッファー配列の切り出しが起こり、X蛋白質が発現することを、X蛋白質に対する抗体を用いたWestern blot法および細胞の免疫染色法で解析した。その結果、X遺伝子発現アデノウイルスの単独感染ではX蛋白質の発現は認められないが、Creリコンビナーゼ発現アデノウイルスとの共感染によって、X蛋白質の発現が認められた。加えて、X蛋白質の細胞内局在は細胞質とミトコンドリアであることがわかった。従って、本研究で確立した組み換えアデノウイルスCre/loxPシステムは、X蛋白質の発現を制御できる優れたシステムとして、in vivoにおいてX蛋白質によるヒトEF-1αmRNAの転写後調節機構を解明するために有用である。2.内在性ヒトEF-1αmRNAレベルの解析X遺伝子発現アデノウイルスを単独に、またはCreリコンビナーゼ発現アデノウイルスを共に感染させたHepG2細胞からRNAを抽出し、Northern blot法にて内在のEF-1αmRNAレベルを比較した。その結果、X蛋白質が発現している細胞でEF-1αmRNAレベルの低下が認められた。3.GAPDHのEF-1αmRNA22塩基への結合活性の解析X遺伝子発現アデノウイルスを単独に、またはCreリコンビナーゼ発現アデノウイルスを共に感染させたHepG2細胞から抽出した細胞質抽出液と、in vitroで合成したEF-1αmRNA22塩基に相当するRNAプローブを用いてゲルシフトアッセイを行なった。その結果、X蛋白質の発現によってGAPDHのEF-1αmRNA22塩基への結合活性の減弱が認められた。1.ヒトEF-1αmRNAの5'非翻訳領域22塩基に結合する蛋白質のN端アミノ酸配列の決定2.GAPDHのEF-1αmRNA22塩基へのin vitro結合実験(1)精製GAPDHとin vitro転写系により合成したEF-1α22塩基のRNAを結合させ、紫外線を照射した。次に、GAPDH抗体を用いてGAPDH-RNA複合体を免疫沈降し、それをSDS-ポリアクリルアミドゲルで電気泳動した。(2)精製GAPDHをSDS-ポリアクリルアミドゲルで電気泳動し、PDVF膜に吸着させた。次に、in vitro転写系により合成したEF-1α22塩基のRNAプローブを用いて、膜とハイブリダイズさせた。(1)、(2)の結果、GAPDHはEF-1αmRNA22塩基と特異的に結合することがわかった。in vitro転写系により合成したEF-1αmRNAとGAPDHを予め除去した細胞質抽出液を混合し、室温で反応させた。次に、それを変性ポリアクリルアミドゲルで電気泳動し、オートラジオグラフィーでRNAを検出した。その結果、RNAは分解された。また、予め精製GAPDHをRNAに結合させた後に、GAPDHを除去した細胞質抽出液を加え、同様に解析した。その結果、GAPDHによってRNAの分解が抑制された。従って、GAPDHはEF-1αmRNAの22塩基に結合してmRNAを安定化していることがわかった。
珪酸塩鉱物多結晶体石器石材の機械的特性および微構造解析と石器製作への影響

世界各地で膨大な数の資料が発掘されている前期・後期旧石器時代の石器材料には,初期人類の材料選択・使い分けの結果が反映されていることから,当時の集団の対象物に対する認知構造,知識獲得,知識表現,概念形成の発達過程等,心的様態の進化を探る上で欠くことのできない資料であることが指摘されている.またこれらの資料の分析を通して,現在様々な角度から取り上げられている天然資源利用の初源的実態をも明らかにすることができ,考古学分野のみならず他分野からも注目を集めている.しかし現在,遺跡出土石器材料は,岩石表面の性状差に基づいた岩石学的分類もしくは表面性状の主観的な分類が主流を占めており,材料の科学的かつ定量的評価はなされていない.当研究では後期更新世期において利用された材料を定量に評価し,石器の製作および性能に大きな影響を与える材料特性という観点から当時の天然資源・材料利用の実態を実証的に解明するために,材料科学分野で用いられている先端的材料解析手法を初めて後期旧石器資料に援用した.用いた解析手法は,三点曲げ強度試験,マイクロビッカース硬度試験,X線回折分析,エネルギー分散型X線分光分析,走査型電子顕微鏡および透過型電子顕微鏡分析である.分析の結果,鉱物組成・化学組成,機械的特性,微構造の各点において,最も適した材料が限定的に選択されていたことが明らかとなった.それらの中には現代のファインセラミックスや金属材料に匹敵する特性を持つ材料も含まれており,当時の高い材料選択能力を表す証左となった.さらにはこれらの材料特性が,石器製作の難易にも大きな影響を与えていた可能性を指摘した.以上の結果,人類史の開始期における資源利用の初源的形態を実証的データと共に明らかにした.さらには材料特性と石器製作の技術発展や材料改変技術等との相互関係を探る上での重要なデータを提供し得た.人類進化上最も長期にわたって継続されてきた前期・後期旧石器時代の石器資料は,人類初源の実相を明らかにする上で欠くことのできない分析対象である.中でも石器に用いられてきた石材は初期人類の対象物に対する認知構造,知識獲得,知識表現,概念形成の発達過程等,心的様態に関する数多くの情報を内包している可能性が高いことから,近年特に認知科学の分野からも注目され議論され始めている.しかし現在までのところ,これら石器石材に関する研究は,材料表面の肉眼観察に基づく岩石学的分類もしくは主観的な記述に基づく論考が主流を占めており,材料の客観的かつ定量的評価方法の必要性が国内外で叫ばれているにもかかわらず,その評価方法はほとんど確立されていないのが現状である.以上の問題点を踏まえ,当研究では後期更新世人類が石材を選択する際,対象をどのように認識し,またどのような基準で選択・利用していたのかを解明するため,材料科学的分析手法を用いて実際の後期旧石器遺跡出土資料の解析を行った.その際,石材物性が石器製作に与える影響,さらに材料特性が石器の切削性能に与える影響に特に注目し検討を行った.具体的には3点曲げ強度試験,マイクロビッカース硬度試験,X線回折分析,エネルギー分散型X線分光分析,走査型電子顕微鏡および透過型電子顕微鏡を用いて詳細かつ多角的に材料分析を行った.その結果,鉱物組成・化学組成および機械的特性,微構造の各点において,製作される石器に最も適した石材が限定的に選択・利用されていた傾向が指摘された.それらの中には現代のファインセラミックス材料や金属材料に匹敵する特性を持つ材料も含まれており,当時の高い材料選択能力を現す証左となった.以上の結果により,既に後期旧石器時代から,石器の製作および使用を念頭においた長期的な視座に立った石材選択が行われていた可能性を初めて実証的に提示した.世界各地で膨大な数の資料が発掘されている前期・後期旧石器時代の石器材料には,初期人類の材料選択・使い分けの結果が反映されていることから,当時の集団の対象物に対する認知構造,知識獲得,知識表現,概念形成の発達過程等,心的様態の進化を探る上で欠くことのできない資料であることが指摘されている.またこれらの資料の分析を通して,現在様々な角度から取り上げられている天然資源利用の初源的実態をも明らかにすることができ,考古学分野のみならず他分野からも注目を集めている.しかし現在,遺跡出土石器材料は,岩石表面の性状差に基づいた岩石学的分類もしくは表面性状の主観的な分類が主流を占めており,材料の科学的かつ定量的評価はなされていない.当研究では後期更新世期において利用された材料を定量に評価し,石器の製作および性能に大きな影響を与える材料特性という観点から当時の天然資源・材料利用の実態を実証的に解明するために,材料科学分野で用いられている先端的材料解析手法を初めて後期旧石器資料に援用した.用いた解析手法は,三点曲げ強度試験,マイクロビッカース硬度試験,X線回折分析,エネルギー分散型X線分光分析,走査型電子顕微鏡および透過型電子顕微鏡分析である.分析の結果,鉱物組成・化学組成,機械的特性,微構造の各点において,最も適した材料が限定的に選択されていたことが明らかとなった.それらの中には現代のファインセラミックスや金属材料に匹敵する特性を持つ材料も含まれており,当時の高い材料選択能力を表す証左となった.さらにはこれらの材料特性が,石器製作の難易にも大きな影響を与えていた可能性を指摘した.以上の結果,人類史の開始期における資源利用の初源的形態を実証的データと共に明らかにした.さらには材料特性と石器製作の技術発展や材料改変技術等との相互関係を探る上での重要なデータを提供し得た.
金属結晶原子ステップが操る細胞の秩序配列化

本研究では、金属結晶の2つの塑性変形モードである「すべり変形」と「双晶変形」により導入される特徴的な原子レベルでの表面起伏に着目し、世界初の原子ステップによる骨芽細胞配列化、ひいては骨配向化制御に挑戦している。具体的には、以下の項目について研究を実施した。(1)浮遊帯溶融(FZ)法により生体用純TiおよびTi合金単結晶を育成し、背面ラウエ法による結晶方位決定を行った。(2)シュミット因子計算に基づき圧縮軸を決定、圧縮試験による変形誘起に基づき、すべり変形・双晶変形の導入を行った。(3)塑性変形により導入される表面起伏(角度)・幅・高さの計算予測と実測を行った。(4)作製した基板上での細胞制御に向け、初代細胞抽出のためのマウスを準備した。「研究実績の概要」に記載のとおり、本年度(平成30年度)に計画していた研究項目は当初の計画以上に進展し、細胞配列化制御のための塑性変形に基づく表面起伏の導入とその形状予測・実測までを達成した。以下に、具体的な項目ごとの進捗を示す。なお、記号の意味は、◎:当初の計画以上に進展、〇:計画どおり進展、とする。1浮遊帯溶融(FZ)法による生体用純Ti(hcp)およびTi-20Nb合金単結晶の育成、背面ラウエ法による結晶方位決定(〇)、2シュミット因子計算に基づく圧縮軸の決定(〇)。圧縮試験による変形誘起に基づき、すべり変形・双晶変形を導入(◎)3表面起伏(角度)・幅・高さの計算予測と実測(〇)4細胞制御のための初代細胞抽出のためマウスを準備(〇)平成30年度に計画していた研究項目は当初の計画以上に進展し、金属単結晶の塑性変形に基づき結晶方位に依存したすべり線・双晶トレースの方向制御を達成した。今後は作製した表面起伏に対する骨芽細胞伸展・配列化応答を定量的に明らかにするとともに、その分子機序解明により金属結晶の原子レベルでの表面起伏が細胞骨格形成、細胞接着およびその配列化に及ぼす影響を明らかにする。
概均質ベクトル空間のゼータ関数の研究

(1)被約既約正則概均質ベクトル空間のゼータ関数の収束の一般的な証明を与え、それらの局所ゼータ関数による表示を与えた。これはさらに必ずしも既約でない概均質ベクトル空間の多変数のゼータ関数へも一般化可能であると思われる。(齋藤裕)(2)対称行列の表現と関係する概均質ベクトル空間(佐藤-木村の分類のタイプ15)の場合に、非アルキメデス局所体上のゼータ関数の関数等式を具体的に決定した。これらの局所体上の代数群の表現論への応用が期待される。(齋藤裕)(3) p-進体上の簡約群の、球部分群と極大コンパクト部分群による両側コセット分解の代表としてトーラスの部分半群がとれることを示した。この結果は局所体上の概均質ベクトル空間のゼータ関数の計算への応用が期待される。(加藤信一)(4)コンパクトリー群の二つのinvolutionに関する両側剰余類分解について、その分解定理、分類およびルート系の理論を構成し、旗多様体上の軌道分解については、最大軌道の余次元が1の場合のいくつかに例について軌道分解の構造を計算した。(松木敏彦)(5)半単純リ一群のBernstein次数の積分表示を得、特別な場合に随伴サイクルの計算が可能になった。(西山享)(6)ワイル群の表現の川中不変量の計算について、古典群の場合に完全な結果を得た。(西山享)(1)被約既約正則概均質ベクトル空間のゼータ関数の収束の一般的な証明を与え、それらの局所ゼータ関数による表示を与えた。(西山享)非アルキメデス局所体上の概均質ベクトル空間の軌道上のゼータ関数の計算が,タイプが,(1),(2),(15)のものについて,標準的な関数に対してはほぼ完成した.(2)型のものについては,4元数体上の歪対称行列の空間の場合が,また(15)型のものについては,剰余体の標数が2の場合など,2,3の部分型のものが残っている.これらの計算は,かなり難しいと思われる.また代数体上の概均質ベクトル空間のゼータ関数を,ある収束性の仮定の下に,局所体上のゼータ関数で表す公式を得た.これと,上にのべた非アルキメデス体上のゼータ関数の計算と合わせて,(1),(2),(15)の型の場合に代数体上のゼータの具体形を得た.これにより,ゼータ関数の数論的性質,特に特殊値についてより深い情報が得られると思われる.加藤は,非アルキメデス局所体上の球等質空間について,そのカルタン分解と,それを用いて球部分群不変な球関数の一意性を示した.これはより一般の場合の,局所体上の概均質ベクトル空間のゼータ関数の計算への応用が期待される.松木は,コンパクトリー群の2つの対合に関する両側剰余類分解について,その分解定理と,分類およびルート系の理論を構成した.西山は,シンプレクティック群の特異ユニタリ表現で最高ウエイトを持つものについて,表現を多項式環上の部分空間上に実現して,随伴多様体やベルンシュタイン次数などの計算を行った.(1)被約既約正則概均質ベクトル空間のゼータ関数の収束の一般的な証明を与え、それらの局所ゼータ関数による表示を与えた。(加藤信一)

(4)コンパクトリー群の二つのinvolutionに関する両側剰余類分解について、その分解定理、分類およびルート系の理論を構成し、旗多様体上の軌道分解については、最大軌道の余次元が1の場合のいくつかに例について軌道分解の構造を計算した。(松木敏彦)(5)半単純リー群のBernstein次数の積分表示を得、特別な場合に随伴サイクルの計算が可能になった。(西山享)(6)ワイル群の表現の川中不変量の計算について、古典群の場合に完全な結果を得た。(西山享)
師長の日常行動分析から役割機能のモデル化を図る

臨床現場の看護実践は(1)患者と医師等,医療職との調整,(2)患者の自己決定への支援(3)意思の伝達(患者が自分のことばで語る)への支援,(4)日常生活支援の4つに分類された。師長の役割は,「患者へ質の高い看護を提供できるように調整すること」をあげていたが,質の高い看護と表現する具体的内容はそれぞれ別であった。しかしいずれも先に述べた4つの支援に通ずるものであり、A病院の師長は「患者にまた来てもらえる病院」と表現した。その実践にはスタッフの育成を重要視していた。育成方法は研修等のプログラムに計画的に組み込むものと,実践の場での日常のできごと,患者からのクレーム,インシデントなど患者との相互関係の場からの学びが大きいことが明らかになった。これらの結果を基に、以下の発表と学習会を開催した。・学会発表(口頭):日本看護管理学会,2006年8月(東京)看護組織におけるマネージメントの分析-看護師長のインタビューから-・学習会開催:2007年1月13日テーマ「実践知を超える」調査協力病院の看護部長・師長を対象に実施した。調査結果から臨床現場の看護師たちは思考と行動が同時進行あるいは、無意識の行動が大きな意味を持つことが考えられたことから、現場の看護師の身体言語を学問的な理論につなぐ方法について,東京学芸大学国際教育センターの高木光太郎氏に講義を依頼した。27名の参加者の意見から今後も学習会を継続していく計画である。当研究では、臨床現場の日常性にこだわり、師長が具体的に実践している行動を徹底的に分析し解明する。福島真人は「暗黙知の解剖」の中で「複雑な仕事が繰り返され、注意深くやっていた仕事がいつしかルーティンになり身体の知となる。これが組織を支えている、ところが環境が変わるとお手上げになる。」これを「熟練の煉獄」と表現している。研究的に、日常のあいまい性・多義性・複雑性をモデル・理論・ツールを使用して科学的にすることは、福島のいう「暗黙知および熟練の煉獄」を解剖することに結びつく。臨床現場を科学的に分析する先駆的・独創的研究といえる。研究結果から作成する師長としての看護管理概念モデルは、複雑な師長の役割実践の指標となる。また、看護管理教育においても意義がある。研究の進捗状況1)文献検索:師長の日常行動を追跡した調査はなかった。2)研究方法の検討:参考文献をもとに学習会先行研究をもとにオリジナリティーを明確にできる研究方法の検討。3)倫理委員会審査申請:承認を得た。4)調査:師長1名にマイクをつけ、日常を音声に収録収録。研究者および研究協力者で分析をした。さらに分析したものを用いて対象である師長にインタヴューをおこなった。分析結果はキーワードに記載した9項目を、師長の役割機能としてカテゴリー化することができた。今後は、これまでの調査結果をもとに、さらに師長1名にマイクをつけ,日常を音声に収録し分析する。また、師長の日常行動分析結果をもとに、師長経験5年以上、56名を対象にグループインタヴューをおこなう。グループインタヴューは、2医療機関(合計10名)を予定し依頼中である。16年度に実施した師長の日常行動分析では、看護師長の役割として、情報収集と必要部所あるいはスタッフへ情報を伝達することが重要であることが明らかになった。17年度は、これらの調査結果を基に一般病院2施設およびリハビリテーション専門病院1施設、計3施設の看護師長(マネージャー)を対象に具体的役割に関する調査を行なった。調査方法:フォーカス・グループ・インタビュー法期間:7月10月インタビュー内容:(1)現場の看護実践の概要(2)日々の実践で重要視していること(3)その中でマネージャーとしての役割(4)その役割の実践について(5)その他これらのインタビュー内容を、ビデオに収録し、言語化したものを分析している。現在まだ分析途中ではあるが、師長(マネージャー)たちの語りから、師長の役割機能として「病院経営の理念の伝達」「職場環境の管理」「教育環境の整備」「事故防止対策」「他職種との連携や調整」などが明らかになっている。

調査結果から臨床現場の看護師たちは思考と行動が同時進行あるいは、無意識の行動が大きな意味を持つことが考えられたことから、現場の看護師の身体言語を学問的な理論につなぐ方法について,東京学芸大学国際教育センターの高木光太郎氏に講義を依頼した。27名の参加者の意見から今後も学習会を継続していく計画である。
生薬成分の炭素11標識体の合成と動態解析

生薬として市販されている半夏、乾姜、鬱金、夏白菊、呉茱萸から、有機溶媒での抽出およびカラムクロマトグラフィーを用いた精製によりβ-sitosterol、6-gingerol、curcumin、parthenolide、およびevodiamineを単離した。これらを原料もしくは評品としてβ-sitosterolおよびcurcuminのPETプローブ前駆体(ボロン酸エステル体)の合成を達成した。生薬や漢方薬の体内動態研究は含有成分が多く構造が複雑で全合成や化学変換が難しいことから、一般に新薬で行われる放射性標識体での研究がほとんど行われていない。生薬や漢方薬の薬効発現メカニズムや副作用の予測などを行うには、その体内動態研究が必須である。陽電子放出断層画像法(PET法)は陽電子で標識した極微量の化合物を使用し、高感度かつ高精度で生体内の薬物動態を定量性高く評価できる方法である。そこで生薬や漢方薬の主成分を陽電子放出核種(^<11>C)で標識したPETプローブを合成し、これを再び副成分と混合して経口投与すれば、生薬中の主成分の体内動態が解明でき、生薬や漢方薬の有効性のエビデンス構築が可能となる。しかし生薬の主成分は構造が複雑なものが多く、その構造を保持した状態で陽電子放出核種(^<11>C)を導入するには全合成するか骨格から^<12>Cを除去しそこに再度^<11>Cを導入するしかない。いずれにしても容易ではなく研究期間内に下記の生薬の主成分(半夏(ハンゲ)のβ-sitosterol、乾姜(カンキョウ)の6-gingerol、鬱金(ウコン)のcurcumin、夏白菊(ファーバーフュー)のparthenolide、呉茱萸(ゴシュユ)のevodiamine)の陽電子放出核種体の合成と、一種については詳しい体内動態研究の実現を目指し研究を開始した。本年度は市販の半夏、乾姜、鬱金、夏白菊、呉茱萸の粉末1kgを購入し、ブレンダーで粉砕、ソックスレー抽出、カラムクロマトにより生成、単離し、標品または原料となるβ-sitosterol、6-gingerol、curcumin、parthenolide、およびevodiamineを得た。現在パンプキンシードのstigmasterolを出発原料として、β-sitosterolの^<11>C標識体の前駆体となる化合物の合成に着手している。いずれにしても容易ではなく研究期間内に下記の生薬の主成分(半夏(ハンゲ)のβ-sitosterol、乾姜(カンキョウ)の6-gingerol、鬱金(ウコン)のcurcumin、夏白菊(ファーバーフユー)のparthenolide、呉茱萸(ゴシュユ)のevodiamine)の陽電子放出核種体の合成と、一種については詳しい体内動態研究の実現を目指し研究を開始した。
異なる大脳皮質錐体細胞サブタイプの線条体への投射様式

脳の高次機能を担う大脳皮質の情報処理様式の特徴として、大脳皮質は皮質下領域や他の皮質領野に多様な出力を行っていることが挙げられる。これまでに様々な投射領域に対応した錐体細胞サブネットワークを同定し、オプトジェネティクスを用いて錐体細胞サブタイプ選択的に神経活動を操作し、誘発される神経活動について解析した。その結果、錐体細胞サブタイプ依存的にオシレーション活動が発生することがわかった。オシレーション活動は脳の高次機能に関与していることが知られている。そこで、本研究課題では錐体細胞サブタイプ依存的に発生するオシレーション活動の運動学習への寄与と皮質-線条体投射の運動学習による調節機構を明らかにすることを目的とした。回転かごを用いて足場バーの間隔を変えることによって、バーのパタン学習をラットに行わせた。一次運動野から局所電場電位を記録した結果、学習中にオシレーション活動が発生しており、ChR2を用いて光刺激を行うとオシレーションが増強された。さらに、学習中の動物に光操作を行うと錐体細胞サブタイプに依存して学習形成に影響が見られた。特定の錐体細胞サブタイプが学習形成に重要な役割を担っていることが示唆される。本年度は、学習による調節機構を理解するために、ChR2を片側運動野に発現させたラットの錐体細胞サブタイプから線条体への投射様式についてスライス標本を用いて解析した。その結果、線条体の主要な細胞タイプである投射細胞(D1、D2受容体陽性)、FS細胞、non-FS細胞、Chat陽性細胞において2/3層や5層から神経終末への光刺激によって誘発されたシナプス入力がみられた。5層錐体細胞サブタイプ間では、線条体への投射様式に違いは見られなかったが、2/3層と5層間では介在細胞への投射に違いがみられた。皮質からの入力に対して異なる情報処理を線条体で行っていると考えられる。研究代表者は、これまでに様々な投射領域に対応した錐体細胞サブネットワークを同定した。また、fast-spiking細胞が異なる錐体細胞サブタイプ間の活動を協働させる役割を担っていること示唆した。さらに、オプトジェネティクスを用いて錐体細胞サブタイプ選択的に神経活動を操作すると、サブタイプ依存的にオシレーション活動が発生することがわかった。オシレーション活動は様々な高次機能に関与していることが知られている。本研究では、錐体細胞サブタイプの大脳基底核線条体投射の運動学習による調節機構を明らかにすることを目的とした。本年度は、回転カゴを用いた足場バーのパタン運動学習において、錐体細胞サブタイプ選択的に神経活動を光操作し錐体細胞サブタイプの機能的役割をラットを用いて検討した。子宮内電気穿孔法を用いてチャネルロドプシンやアーケロドプシンを2/3層や5層錐体細胞サブタイプ選択的に発現させ、運動学習中に一次運動野前肢領域を光操作した。その結果、錐体細胞タイプに依存して学習の形成に影響がみられた。運動学習において特定の5層錐体細胞サブタイプが重要な役割を担っていることが示唆された。また、皮質から線条体への錐体細胞サブタイプの投射様式についても検討した。線条体の投射細胞タイプを同定するために、記録後に単一細胞のRT-PCR法を用いる方法を確立した。チャネルロドプシンを発現させたラットを用いて、2/3層や5層錐体細胞サブタイプの同側線条体への投射を線条体細胞タイプ別に検討した結果、2/3層と5層錐体細胞からの投射では、線条体介在細胞のnon-FS細胞への投射に違いがみられた。平成28年度は、回転カゴを用いた足場バーのパタン学習における錐体細胞タイプの機能的役割について光操作を運動学習中に行い検討する計画を立てた。チャネルロドプシンとアーケロドプシンを用いて特定の錐体細胞タイプの神経活動を誘発・抑制させ、学習形成への影響を検討した。その結果、特定の5層錐体細胞サブタイプが重要な役割を担っていることが示唆された。また、皮質から線条体へのシナプス投射を線条体細胞タイプ別に解析するために、単一細胞でのRT-PCR法を導入しD1受容体陽性(直接路)とD2受容体陽性(間接路)投射細胞を同定する方法を確立した。チャネルロドプシンを子宮内電気穿孔法を用いて錐体細胞タイプ選択的に発現させたラットを用いてスライス標本を作製し、神経終末への光刺激を行いシナプス入力を誘発し、線条体細胞への投射様式について細胞タイプ別に解析を行った。当初の計画に従っておおむね研究は進んでいる。また、皮質の主要な介在細胞であるfast-spiking(FS)細胞同士はギャップジャンクションを介して電気結合し、抑制性のサブネットワークを形成していることが知られている。錐体/FS細胞間の結合様式について、電気結合に依存して錐体細胞から共通入力を受けることを示した。さらに、錐体/FS細胞間は錐体細胞サブタイプに依存せず相互結合を形成していることも示した。これらのことから、FS細胞は錐体細胞サブネットワーク間の活動を協働させる役割を担っていると考えられる。

錐体細胞サブタイプの皮質回路におけるネットワーク活動の制御機構を理解するために、オプトジェネティクスを用いて錐体細胞サブタイプ選択的に神経活動を操作し、誘発される神経活動について検討した。その結果、錐体細胞サブタイプ依存的にオシレーション活動が錐体/FS細胞間で発生することがわかった。オシレーション活動は様々な脳の高次機能に関与していることが知られている。そこで、本研究課題では錐体細胞サブタイプ依存的に発生するオシレーション活動の運動学習への寄与と皮質-基底核線条体投射の運動学習による調節機構を明らかにすることを目的とした。平成28年度は、回転カゴを用いた足場バーのパタン運動学習において、錐体細胞サブタイプ選択的に神経活動を光操作し錐体細胞サブタイプの学習への寄与をラットを用いて検討した。その結果、特定の5層錐体細胞サブタイプが運動学習の形成に重要な役割を担っていることが示唆された。平成29年度は、運動学習による皮質-基底核シナプス投射の調節機構を理解するために、皮質から線条体への錐体細胞サブタイプの投射様式について検討した。線条体の投射細胞タイプは、記録後に単一細胞のRT-PCR法を用いて同定した。チャネルロドプシンを片側の運動野に発現させたラットを用いて、ラベルされた神経終末への光刺激を行いシナプス応答を誘発することによって2/3層や5層錐体細胞サブタイプの同側線条体へのシナプス投射を線条体細胞タイプ別にスライスパッチ法で検討した。その結果、線条体の主要な細胞タイプである投射細胞(D1またはD2受容体陽性)、FS細胞、non-FS細胞、Chat陽性細胞において2/3層や5層からシナプス入力がみられた。5層錐体細胞サブタイプ間では、線条体への投射様式に違いは見られなかったが、2/3層と5層間では介在細胞への投射に違いがみられた。脳の高次機能を担う大脳皮質の情報処理様式の特徴として、大脳皮質は皮質下領域や他の皮質領野に多様な出力を行っていることが挙げられる。これまでに様々な投射領域に対応した錐体細胞サブネットワークを同定し、オプトジェネティクスを用いて錐体細胞サブタイプ選択的に神経活動を操作し、誘発される神経活動について解析した。その結果、錐体細胞サブタイプ依存的にオシレーション活動が発生することがわかった。オシレーション活動は脳の高次機能に関与していることが知られている。そこで、本研究課題では錐体細胞サブタイプ依存的に発生するオシレーション活動の運動学習への寄与と皮質-線条体投射の運動学習による調節機構を明らかにすることを目的とした。回転かごを用いて足場バーの間隔を変えることによって、バーのパタン学習をラットに行わせた。一次運動野から局所電場電位を記録した結果、学習中にオシレーション活動が発生しており、ChR2を用いて光刺激を行うとオシレーションが増強された。さらに、学習中の動物に光操作を行うと錐体細胞サブタイプに依存して学習形成に影響が見られた。特定の錐体細胞サブタイプが学習形成に重要な役割を担っていることが示唆される。本年度は、学習による調節機構を理解するために、ChR2を片側運動野に発現させたラットの錐体細胞サブタイプから線条体への投射様式についてスライス標本を用いて解析した。
Xrs2/Nbs1のゲノム安定性維持における分子機能解析

酵母XRS2遺伝子ははヒト高発がん性遺伝病ナイミーヘン症候群原因遺伝子NBS1のホモログである。Xrs2(Nbs1)蛋白質はMre11/Rad50と複合体を形成し、DNA傷害修復、テロメア長維持、DNA損傷チェックポイント、減数分裂期組換えに関わり広くゲノム安定維持機構に関わっている。このように多機能蛋白質複合体として機能する、Xrs2(Nbs1)の単独での機能とそのゲノム安定維持における分子作用を明らかにするために解析を行った。酵母Xrs2においてヒトNbs1との間で保存されているドメインの機能を知るために、様々な欠失変異、あるいは保存領域における点変異株を作製し解析を行った。その結果、Xrs2は酵母ATMホモログTel1結合ドメイン、Mre11結合ドメインそしてFHAドメインの3つの機能ドメインからなることを明らかにした。(Shima H. etal. Genetics in press)FHAドメインについて詳細に解析を行った結果、DNA二重鎖切断修復の経路の一つである非相同末端結合(NHEJ)に必要であることを明らかにした。また、Xrs2がFHAドメインを介してNHEJ特異的なDNAリガーゼであるLif1/Dnl4と物理的あるいは遺伝学的に相互作用することを見いだし、またその機能はNbs1においても保存されていることを明らかにした。この結果は、ヒトNbs1もまた相同組換えと非相同末端結合の両方に関わっていることを示し、NBSでの高発がん性がNHEJ欠損に起因する可能性を示唆している。
生物機能性ポリマーアレイによる癌幹細胞ニッチの分子要素同定とシグナル経路の解明

(1)計画していたRGDペプチドやラミニンペプチドをリンクした合成ポリマーに関しては次の成果を得た。合成ポリマー96種類がスポットされたスライドを用いてKLM1膵臓癌幹細胞に対する「維持ポリマー」および「接着ポリマー」のスクリーニングを行った結果、維持ポリマー候補として3種類と維持ポリマーに対するコントロールポリマー候補として2種類を選別した。また、接着ポリマーの候補として3種類と接着ポリマーに対するコントロールポリマー候補として1種類を選別した。これらについてスケールアップした系で確認実験を行った結果、維持ポリマー2種類とそのコントロールポリマー1種類について確認できたことから更に検証することとした。(2)計画していた糖鎖ポリマーpoly-N-p-vinylbenzyl-4-O-b-D-galactopyranosyl-D-gluconamide (PVLA)およびその類縁のPVMA、PVCA、PVMan等の合成ポリマーに関しては次の成果を得た。これらのポリマーについては初めてのアプローチになることから基材となるシャーレの検討をした結果、従来用いて来たEOG滅菌のものとγ線滅菌のものでラットグリオーマ幹細胞の挙動が異なり、γ線滅菌シャーレにコートしたPVmanで特徴的なチューブ様の形態が観察されたが他のポリマーでは観察されなかった。その他の結果も総合すると、PVLA・PVCA・PVMAは癌幹細胞を維持する方向に、PVmanは癌幹細胞の維持を抑制する方向に働く傾向にあったが、あまり顕著なものではなかった。(3)計画していた癌幹細胞性維持に働きかけるニッチ特性の解明に関しては次の成果を得た。準備研究で進めていた合成ポリマーを用いたニッチ擬態ポリマーの探索の過程で、グリオーマ幹細胞のニッチにおいて鉄代謝の強い関与が示唆されたことから、グリオーマ幹細胞のマウス脳内移植モデルにおいて脾臓おび骨髄における赤血球系の細胞の動態を観察したところ、坦癌マウスの骨髄と脾臓で赤血球系分化が亢進することを見出した。当初計画していたポリマーカテゴリーのうち、RGDペプチドやラミニンペプチドをリンクした合成ポリマーに関してと、糖鎖ポリマー関しては、スクリーニングを一通り終えることができた。また、当初計画していた癌幹細胞性維持に働きかけるニッチ特性の解明に関してもin vivoの実験から坦癌マウスの骨髄と脾臓で赤血球系分化が亢進することを見出すことができた。これはこれまでの研究で提唱した癌幹細胞ニッチにおける鉄代謝の関与の重要性をさらに裏付ける成果であり、且つ次年度以降に展開出来る成果であることから、概ね順調な進捗状況と考える。今年度に見出したことの一つである、グリオーマ幹細胞のマウス脳内移植モデルにおける骨髄と脾臓での赤血球系分化の亢進は、大変重要な事象であることから、グリオーマ幹細胞がどのように生体に働きかけることでこの事象が生じるかについて研究を展開させる。そのために、ラット脳腫瘍細胞株の癌幹細胞集団とそれ以外の細胞集団の培養上清を調製して、マウス胎仔肝臓細胞を出発材料として試験管内で赤血球産生過程を再現する培養系に添加して、赤血球系の細胞系譜の各ステージのプロファイルに及ぼす影響をFACSにて解析する研究を推進する。ニッチの複合的要素の関与も念頭に置いて腫瘍随伴マクロファージとの相互作用による赤血球産生過程への影響も推進するべき研究と考える。また、癌幹細胞ニッチ擬態ポリマーについてはスクリーニングで絞り込んだポリマー候補についてさらに機能の検証を行うこととする。

また、当初計画していた癌幹細胞性維持に働きかけるニッチ特性の解明に関してもin vivoの実験から坦癌マウスの骨髄と脾臓で赤血球系分化が亢進することを見出すことができた。これはこれまでの研究で提唱した癌幹細胞ニッチにおける鉄代謝の関与の重要性をさらに裏付ける成果であり、且つ次年度以降に展開出来る成果であることから、概ね順調な進捗状況と考える。今年度に見出したことの一つである、グリオーマ幹細胞のマウス脳内移植モデルにおける骨髄と脾臓での赤血球系分化の亢進は、大変重要な事象であることから、グリオーマ幹細胞がどのように生体に働きかけることでこの事象が生じるかについて研究を展開させる。そのために、ラット脳腫瘍細胞株の癌幹細胞集団とそれ以外の細胞集団の培養上清を調製して、マウス胎仔肝臓細胞を出発材料として試験管内で赤血球産生過程を再現する培養系に添加して、赤血球系の細胞系譜の各ステージのプロファイルに及ぼす影響をFACSにて解析する研究を推進する。ニッチの複合的要素の関与も念頭に置いて腫瘍随伴マクロファージとの相互作用による赤血球産生過程への影響も推進するべき研究と考える。また、癌幹細胞ニッチ擬態ポリマーについてはスクリーニングで絞り込んだポリマー候補についてさらに機能の検証を行うこととする。