hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大腸上皮細胞の分化と癌化におけるBGP(CD66a)の役割の解析

1.バキュロウイルス/カイコ発現系を用いて調製したBGPリコンビナントタンパクを抗原として,BGPに特異的なモノクローナル抗体の作製を試みた結果,CEAやNCAと交差反応する抗体は得られたが,BGPとのみ反応する抗体クローンは得られなかった.現在引き続きBGPに特異的なアミノ酸配列をもつペプタイドを免疫原としてモノクローナル抗体の作製を行っている.2.大腸癌の摘出標本よりRNAを抽出し,BGP特異的なプライマーを用いたRT-PCRを行いBGP mRNAの発現を周辺正常粘膜と比較した結果,癌組織での低下が認められた.3. in vitroでグルコース非存在下に培養することにより正常大腸上皮細胞に似た形質を獲得するヒト大腸癌由来細胞株HT-29の培養前後のBGPおよびCEAのmRNAレベルでの発現の変化を,RT-PCRにより調べたが,どちらも有意な差は認められなかった.4. BGPのcDNAを組み込んだpdKCR-neo vectorをHT-29細胞にトランスフェクトし,geneticin耐性クローンを得た.さらに異なる特異性を有するCD66抗体の組み合わせによるflow cytometryによりBGP高発現クローンを選択した.得られたクローンのBGPおよびCEAの発現をRT-PCRにより検討したがやはり有意な差は認められなかった.5.以上のように当初の目的はまだ達成されていないが,今後定量性にやや問題のあるRT-PCRの代わりにRNA protection assayを,またBGPに特異的なモノクローナル抗体を用いて解析を行う予定である.1.バキュロウイルス/カイコ発現系を用いて調製したBGPリコンビナントタンパクを抗原として,BGPに特異的なモノクローナル抗体の作製を試みた結果,CEAやNCAと交差反応する抗体は得られたが,BGPとのみ反応する抗体クローンは得られなかった.現在引き続きBGPに特異的なアミノ酸配列をもつペプタイドを免疫原としてモノクローナル抗体の作製を行っている.2.大腸癌の摘出標本よりRNAを抽出し,BGP特異的なプライマーを用いたRT-PCRを行いBGP mRNAの発現を周辺正常粘膜と比較した結果,癌組織での低下が認められた.3. in vitroでグルコース非存在下に培養することにより正常大腸上皮細胞に似た形質を獲得するヒト大腸癌由来細胞株HT-29の培養前後のBGPおよびCEAのmRNAレベルでの発現の変化を,RT-PCRにより調べたが,どちらも有意な差は認められなかった.4. BGPのcDNAを組み込んだpdKCR-neo vectorをHT-29細胞にトランスフェクトし,geneticin耐性クローンを得た.さらに異なる特異性を有するCD66抗体の組み合わせによるflow cytometryによりBGP高発現クローンを選択した.得られたクローンのBGPおよびCEAの発現をRT-PCRにより検討したがやはり有意な差は認められなかった.5.以上のように当初の目的はまだ達成されていないが,今後定量性にやや問題のあるRT-PCRの代わりにRNA protection assayを,またBGPに特異的なモノクローナル抗体を用いて解析を行う予定である.
音声入力を想定したあいまいな発話文の理解システムに関する研究

本一般研究は、実際に動作する音声対話システムを構築するために重要である音声発話文のあいまいさについて広い範囲の検討を行なった。1.言語のあいまいさエルゴディックHMMを用いて4ヵ国語の言語識別を行ない、HMMの尤度とHMMの最適状態系列を用いる識別基準で、98%の識別率を得た。2.音韻認識のあいまいさ間投詞や未知語を含む音声を認識するために間投詞・未知語を任意の音韻系列でモデル化する認識手法を検討し、この手法が全出現間投詞の辞書登録法よりも高い認識精度を持ち、未知語にも対応できることを示した。3.話者のあいまいさ最大事後確率推定法を用いた連結学習による教師あり話者適応化と、教師なし話者適応化について提案・検討を行ない、言語情報に基づく文認識結果をそのまま教師信号とする教師なし話者適応化手法が、教師あり話者適応手法に匹敵する性能を持つことを明らかにした。4.自然な発話のあいまいさ音声対話文における助詞落ち、倒置、間投詞、ポーズ、言い直しについて統計的な分析と処理手法の提案を行なった。5.解釈・生成のあいまいさ音声対話システムが入力文の認識・解釈と応答文生成を行なう段階でのあいまいさを排除するためのいくつかの手法を検討した。6.入力表出のあいまいさ連続文音声認識手法を用いた音声対話システムでは、ユーザにとってどのように発声すればよいかがあいまいである。このあいまいさを削減するために、メニューに基づく音声入力手法と、画像やタッチパネルと音声入力を併用したマルチモーダルな入力手法を提案・評価した。書き言葉に対する文法・解析技術をあいまいな音声発話文に適用する際、まず問題となる助詞落ち・倒置についての分析と解析手法の開発、及び対話文の意味的な曖昧さを解消するための質問生成システムを試作した。助詞落ち・倒置の分析には、実際の人間の対話を書き起こしたテキスト約1800文を使用した。名詞文節の約4%の助詞が省略されており、省略される助詞は「が、を、に、は」など述部に係る場合に必須格の機能を持つものが80%を占めていた。係り先の性質としては、述部に係る助詞落ち名詞文節の99%が最も近くの述部に係る。また、係り関係(格)については、述部の格構造の簡単な意味制約によって、90%が推定できることが分かった。倒置に関しては、述部に係る文節が倒置される場合が94%を占めており、倒置された句が1つ前の文節に係る場合が91%であった。以上の分析をもとに助詞落ちと倒置を復元するメカニズムを提案した。語彙が700の小規模な実験タスクで評価した結果、助詞落ち、倒置共に90%の例を正しく解析できることが分かった。対話における発話文は文法的に正しく解析できても、意味的に曖昧な場合が多くある。このような場合、人間はその曖昧さを解消するための質問を行う。現在の技術では、計算機が曖昧さを解消する機能は人間よりも劣るため、曖昧さに関する質問を積極的に生成するべきであると考え、このような質問を生成するシステムを試作した。本システムでは意味・文脈の知識を使用して、できるだけ曖昧さの解消を図り、2つ以上の曖昧さが残った場合に質問文を生成する。曖昧さを解消するために以下の3種類の知識を使用した。(1)以前に発話された文の内容、(2)動詞が名詞などの間に取れる意味的な関係の集合、(3)疑問代名詞が質問している意味的な内容の候補。これら3種類の知識は、それぞれ候補の制約として機能し、すべての制約を満たす解が最終的な候補となる。これまでに研究されてきた音声対話システムは、その対象を主に整った形の話し言葉を中心としている。しかし、話し言葉には文法を逸脱した表現が付き物であり、さまざまな逸脱した文に対する分析・理解が必要とされている。

昨年度は、助詞落ちと倒置の表現に対して、通常の文のように解析できる手法を提案した。本年度は、話し言葉の文法の逸脱の一つとして間投詞を対象として、その出現位置の特徴を分析し、その結果に基づいて音声認識システムを構築し、評価した。今回、節という概念を導入し、最大で4個所(前後を別に考えれば6個所)の観測位置のみでも90%弱の間投詞が観測できた。この結果から、間投詞の出現位置には偏りがあり、文の意味的な区切りとなるような所に現れやすいことがわかった。間投詞を含んだ文を音声認識部で取り扱うために、文脈自由文法によって記述されているタスクの構文知識の中に、間投詞の語彙を追加し、間投詞の挿入を認めるよう書き換え規則を修正した。認識実験のためのタスクは観光案内に関するもので、富士山周辺以外の観光地名等を含めて、総語彙数は約500単語である。構文知識を記述する文脈自由文法は、間投詞の語彙を含まないオリジナルのものは、非終端記号184、ワードクラス数(文法的に等価な非終端記号の集合)193、書換規則数440からなっている。この他にワードクラスから終端記号への書換規則が556ある。間投詞を含んだ文の認識のための文法には、新たに「えと」、「えーと」、「あの」、「あのー」、「え」、「えー」、「あ」、「あー」、「ま」、「まー」、の計10個の間投詞を語彙として追加登録し、文頭などに入ることができるように書き換え規則を修正した。この方法は、単語パープレキシティの増加と計算量の増加が問題となるが、文認識の性能としては、間投詞を含まない文の認識結果とあまり変らず、良好な結果が得られた。本一般研究は、実際に動作する音声対話システムを構築するために重要である音声発話文のあいまいさについて広い範囲の検討を行なった。1.言語のあいまいさエルゴディックHMMを用いて4カ国語の言語識別を行ない、HMMの尤度とHMMの最適状態系列を用いる識別基準で、98%の識別率を得た。2.音韻認識のあいまいさ間投詞や未知語を含む音声を認識するために間投詞・未知語を任意の音韻系列でモデル化する認識手法を検討し、この手法が全出現投詞の辞書登録法よりも高い認識精度を持ち、未知語にも対応できることを示した。3.話者のあいまいさ最大事後確率推定法を用いた連結学習による教師あり話者適応化と、教師なし話者適応化について提案・検討を行ない、言語情報に基づく文認識結果をそのまま教師信号とする教師なし話者適応手法が、教師あり話者適応化手法に匹敵する性能を持つことを明らかにした。4.自然な発話のあいまいさ音声対話文における助詞落ち、倒置、間投詞、ポーズ、言い直しについて統計的な分析と処理手法の提案を行なった。5.解釈・生成のあいまいさ音声対話システムが入力文の認識・解釈と応答文生成を行なう段階でのあいまいさを排除するためのいくつかの手法を検討した。6.入力表出のあいまいさ連続文音声認識手法を用いた音声対話システムでは、ユーザにとってどのように発声すればよいかがあいまいである。このあいまいさを削減するために、メニューに基づく音声入力手法と、画像やタッチパネルと音声入力を併用したマルチモーダルな入力手法を提案・評価した。
哺乳類着床・妊娠維持におけるカルシウムオシレーションの生物学的意義の解明

2018年度の結果から,哺乳類(マウス)の受精時にはPLCz以外の卵活性化因子関与する可能性があること,またカルシウムオシレーションとともに亜鉛スパークも重要であると考えられた.そこで本年度はそれらを明らかにする目的で,はじめにPLCz遺伝子欠損マウス作製とその解析を行った.PLCz遺伝子欠損マウス(Plcz1-/-)はすでに大阪大学の伊川らのグループで作製されており,本研究のために供与いただいた.Plcz1+/-マウスを交配させることでPlcz1-/-マウスを作製した.Plcz1-/-マウスの妊孕性を確認したところ,Plcz1-/-雌マウスは対照区Plcz1+/+マウスと同様に産子が得られた.一方Plcz1-/-マウス雄マウスにおいても妊孕性が確認され,1腹当たりの産子は減るものの完全な不妊とはならなかった.そこでPLCz以外の卵活性化因子のクエン酸合成酵素(Citrate Synthase, CS)の役割を調べる目的で,ブタ精巣および精子におけるCSの発現を調べた.その結果,ブタ精巣および精子の両方においてmRNAおよびタンパク質レベルでCSの発現が確認された.また,ブタ体外受精時に受精培地に抗CS抗体を添加すると,非添加区と比べて受精率は変化したものの発生率は著しく低下した.以上のことから,ブタ精子においてもCSは発現しており,受精以降の胚発生に重要な役割を持っている可能性が考えられた.また亜鉛スパークの意義を明らかにする目的で遺伝子改変マウスを用いて卵特異的な亜鉛トランスポーター遺伝子欠損マウスを作製し,その妊孕性を確認した.その結果,卵特異的な亜鉛トランスポーター遺伝子欠損マウスでは完全は不妊とはならなかったが,産子の数が著しく減少していた.このことから,受精時において卵の亜鉛トランスポーターが重要な役割を持っていることが示唆された.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。生殖工学・発生工学技術の進歩により,体細胞核移植や顕微授精を用いて産仔作出が可能となったが,現在でもその個体への発生率は低く,家畜ではさらに低い.その原因の一つとして,それらの技術により作製した卵の発生には人為的活性化処置が必要となるが,カルシウムオシレーション(反復的な卵内カルシウム濃度の上昇)と呼ばれる哺乳類の受精時に特有な現象を再現できておらず,その結果胚の発生率および母体への着床・妊娠率が低下している可能性が考えられる.本研究ではカルシウムオシレーションの制御に関連する因子に焦点を当て,着床および妊娠維持における哺乳類特有なカルシウムオシレーションの生物学的意義を明らかにする.本年度は,異なる活性化処理および異なる種のPLCz mRNAの注入により活性化を誘起させたマウスの発生能の違いについて検討した.その結果,異なる種のPLCz mRNAの注入により誘起されるカルシウムオシレーションの頻度,カルシウム濃度の上昇には大きな違いがあることが明らかとなり,種によってPLCzのオシレーション誘起能が異なることが明らかとなった.またカルシウムシグナルと同様に近年注目されている亜鉛シグナルにも着目し,受精・着床について検討を行った.その結果,亜鉛イオンの輸送に関与する亜鉛トランスポーターが,生殖細胞・組織で発現しており,受精,胚着床および妊娠に重要な役割を果たしている可能性が示唆された.異なる種のPLCzのmRNAをマウス卵に注入し,カルシウムオシレーション誘起能が異なることを明らかにできた.また現在,ゲノム編集技術を用いた遺伝子改変マウス・ブタの作製にもすでに着手しており,おおむね順調に進展していると考えられる.本年度は,カルシウムオシレーションの意義を調べる目的で,ブタICSI時におけるカルシウム動態およびその後の卵の発生能を検討した.その結果,凍結や超音波処理といった刺激によりブタ精子頭部に含まれる卵活性化因子(PLCz)は流出してしまうこと,またその結果,ICSI後の胚発生能が低下してしまうことが明らかとなった.さらに,それら低発生能を示す卵では,カルシウムオシレーションが十分に誘起されていないことも明らかとなった.一方で,パーコールを使って精子を選別することで,よりPLCz量の多い精子のみを回収することができること,またそれらの精子をICSIに用いた場合,高い胚発生能が期待できることも明らかにした.これらのことから.ブタにおいても卵活性化因子であるPLCzが受精時のカルシウムオシレーションを誘起すること,またカルシウムオシレーションが胚発生能と密接に関わっていることが明らかにされた.一方,近年の研究で哺乳類の受精時に一過性の亜鉛イオンの細胞外放出(亜鉛スパーク)が起こることが報告され,カルシウムオシレーションと同様に哺乳類の受精に重要であると考えられている.そこでカルシウムオシレーションの意義とともに亜鉛スパークの役割にしても検討を行った.亜鉛イオンは亜鉛輸送体を介して細胞内外に輸送されることから,哺乳動物卵において亜鉛輸送体が発現しているか否かについて分子生物学的に検討を行った.その結果,哺乳類で現在知られている亜鉛輸送体のいくつかは,マウス卵においてもmRNAおよびタンパク質レベルで発現していることが明らかとなった.受精時のカルシウムオシレーションとともに亜鉛スパークが重要であることが報告されているが,実際に哺乳類卵で亜鉛トランスポーターが発現していることを確認できた.

さらに,遺伝子改変ブタの作製についても現在進行中である.本年度は,実験1として異なる動物種のPLCzにより活性化を誘起されたマウス受精卵の胚発生能よび個体への発生能について検討した.また実験2として受精時におこる一過性のZn2+細胞外放出(Zn2+スパーク)の役割についても遺伝子改変マウスを用いることで検討した.実験1の結果として異なる動物種のPLCzを注入することで活性化を誘起させたマウス受精卵の受精率および胚発生率よび産子への発生率を検討したところ,ICSI後,Ca2+オシレーション誘起能が高いことが知られているウマPLCzのmRNAを注入した区においても受精卵が得られ,高い胚盤胞への発生能を示した.しかし,高濃度のウマmRNAを注入した区では,発生率は低下した.また得られた受精卵を胚移植したところ,産子へと発生した.以上のことから,異なる動物種のPLCzでも卵活性化能を有し,その活性化により受精卵は産子まで発生可能であることが示された.また実験2において,最近Ca2+オシレーションと同様に受精時におこるZn2+スパークの役割についても検討した.亜鉛輸送体を卵子特異的にノックアウトした遺伝子改変マウスを作製した,そのマウスから過剰排卵処置により得られた卵を体外受精に供し,受精率および胚盤胞への発生率を調べた.その結果,対照区と比較して亜鉛輸送体をノックアウトした卵では,受精率は有意に低下した.しかし,受精した卵はほとんどが胚盤胞へと発生した.以上のことから,受精までに卵内にZn2+イオンが蓄積されることがマウスの受精において重要であることが示された.PLCzノックアウトマウスを作製する予定としていたが,他グループから供与いただくことで,速やかに解析が可能となった.引き続きノックアウトブタの作出は検討している.2018年度の結果から,哺乳類(マウス)の受精時にはPLCz以外の卵活性化因子関与する可能性があること,またカルシウムオシレーションとともに亜鉛スパークも重要であると考えられた.そこで本年度はそれらを明らかにする目的で,はじめにPLCz遺伝子欠損マウス作製とその解析を行った.PLCz遺伝子欠損マウス(Plcz1-/-)はすでに大阪大学の伊川らのグループで作製されており,本研究のために供与いただいた.Plcz1+/-マウスを交配させることでPlcz1-/-マウスを作製した.Plcz1-/-マウスの妊孕性を確認したところ,Plcz1-/-雌マウスは対照区Plcz1+/+マウスと同様に産子が得られた.一方Plcz1-/-マウス雄マウスにおいても妊孕性が確認され,1腹当たりの産子は減るものの完全な不妊とはならなかった.そこでPLCz以外の卵活性化因子のクエン酸合成酵素(Citrate Synthase, CS)の役割を調べる目的で,ブタ精巣および精子におけるCSの発現を調べた.その結果,ブタ精巣および精子の両方においてmRNAおよびタンパク質レベルでCSの発現が確認された.また,ブタ体外受精時に受精培地に抗CS抗体を添加すると,非添加区と比べて受精率は変化したものの発生率は著しく低下した.以上のことから,ブタ精子においてもCSは発現しており,受精以降の胚発生に重要な役割を持っている可能性が考えられた.
糸球体上皮細胞におけるインスリンシグナル伝達系障害と糖尿病腎症との関連の検討

糸球体上皮細胞におけるインスリンシグナル伝達系と糖尿病腎症との関連を検討するため、糸球体上皮細胞特異的ノックアウト(KO)マウスを作製し、腎機能への影響を解析した。KOマウスは生後3週齢よりアルブミン尿を呈し、腎機能不全により10週齢までに死亡した。KOマウス腎臓では糸球体上皮細胞の腫大、および足突起消失が認められ、週齢の経過とともに糸球体硬化病変やPAS陽性尿円柱を有する尿細管が観察された。本研究において、糸球体上皮細胞におけるインスリンシグナル伝達系の障害は高度蛋白尿を誘発し、糸球体上皮細胞の機能制御において重要な働きを担うことが示された。糸球体上皮細胞特異的Cre recombinaseトランスジェニックマウスとインスリンシグナル伝達分子のfloxマウスとの交配により糸球体上皮細胞特異的なインスリンシグナル伝達分子欠損マウス、ならびに対照としてのfloxホモマウス、Creトランスジェニックマウスを作製した。加えて、インスリンシグナル伝達分子のfloxマウスをGFP-floxマウスと掛け合わせたダブルトランスジェニックマウスを作製し、Creトランスジェニックマウスと交配することにより糸球体上皮細胞にてGFP発現を検証することが可能とするマウス作製も行った。糸球体上皮細胞特異的インスリンシグナル伝達分子ノックアウトマウスはメンデルの法則に従って生まれ、また外観上顕著な異常は観察されなかった。ノックアウトマウス、floxホモマウス、Creトランスジェニックマウスより培養糸球体上皮細胞を調製し当該遺伝子の発現量を解析した結果、floxホモマウス、Creトランスジェニックマウスに比べノックアウトマウスにおいてmRNAの有意な発現減少が認められた。一方、ノックアウトマウス心臓、肝臓、腎臓(皮質部)、骨格筋、傍精巣上体脂肪における当該遺伝子の発現レベルはfloxホモマウス、Creトランスジェニックマウスと比べ有意差を認めなかった。糸球体上皮細胞特異的Cre recombinaseトランスジェニックマウスとインスリンシグナル伝達分子のfloxマウスとの交配により、糸球体上皮細胞特異的なインスリンシグナル伝達分子欠損マウス(KOマウス)、ならびに対照としてのfloxホモマウス、Creトランスジェニックマウスを作成した。KOマウスは生後3週齢頃よりアルブミン尿を呈し、作製したKOマウスは9週齢までに全例死亡した。血清生化学検査では、KOマウスのCre、K、TC、TG、HDL-Cが対照群に比べて有意な高値を示すのに対し、Alb、TPは有意な低値を示した。さらにKOの腎組織学的解析では4週齢からすでに糸球体上皮細胞の腫大や多数の蛋白円柱が認められ、8週齢になるとボウマン嚢と癒着する糸球体領域が認められた。糸球体上皮細胞における当該分子の発現低下は高度蛋白尿を引き起こし、糸球体上皮細胞の機能制御において重要な働きを担うことが考えられるため、KOマウスの詳細な表現型解析を引き続き行うとともに、これらの表現型を引き起こす分子機序解明に取り組む予定である。糸球体上皮細胞特異的KOマウスの表現型解析より、当該分子が糸球体上皮細胞の機能制御において重要な働きを担う可能性が示唆されたため。糸球体上皮細胞特異的Cre recombinaseトランスジェニックマウスとインスリンシグナル伝達分子のfloxマウスとの交配により、糸球体上皮細胞特異的なインスリンシグナル伝達分子欠損マウス(KOマウス)、および対照としてのfloxホモマウス、Creトランスジェニックマウスを作製した。KOマウスは生後3週齢よりアルブミン尿を呈し、10週齢を迎えるまでに全例死亡した(n=75)。KOマウスの血糖値は対照マウスと同程度であったが7週齢ではBUN、Scr、K濃度が対照群に比べて有意な高値を示したことから、KOマウスの死因は末期腎不全と考えられた。KOマウスの腎組織病理学的解析では4週齢からすでに糸球体硬化病変や多数の蛋白円柱が観察され、電子顕微鏡による観察でもKOマウスにてポドサイト腫大とfoot process消失が認められた。なお、KOマウスの糸球体基底膜厚は対照群と同程度だった。KOマウスからの単離培養糸球体上皮細胞を用いてDNAマイクロアレイ解析を行った結果、発現上昇を認めた遺伝子群からglutathione-mediated detoxification、oxidative stressなどのパスウェイが抽出され、糸球体上皮細胞における酸化ストレス亢進が示唆された。また、KOマウス糸球体上皮細胞ではオートファジー誘導に関連するFIP200、Atg101遺伝子の発現低下とともにLC3-II量の低下と細胞内p62蓄積量の増加が認められ、糸球体上皮細胞におけるオートファジー障害が示唆された。本研究における検討結果より、糸球体上皮細胞におけるインスリンシグナル伝達系の障害は高度蛋白尿を引き起こし、ポドサイトの機能制御において重要な働きを担うことが示された。

糸球体上皮細胞特異的なインスリンシグナル伝達分子欠損マウスを作製することが出来たため。糸球体上皮細胞特異的KOマウスの詳細な表現型解析を引き続き行うとともに、これらの表現型を引き起こす分子機序についてin vitro, in vivoにて解明を試みる。糖尿病学糸球体上皮細胞特異的なインスリンシグナル伝達分子欠損マウスの基本的な代謝表現型(体重、血糖、総コレステロール、BUN、電解質濃度など)や、尿中アルブミン量、クレアチニン量、アルブミン・クレアチニン比などの推移を対照マウスとともに計測、比較することにより、糖尿病腎症の発症、進展との関連を解析する。
深海底鉱物資源の成因的分類と分布

平成7年度の研究では、平成6年度の海底熱水鉱床に関する研究をさらに前進させた。すなわち、さらに約100編の文献を加えて、鉱床の型及び形態の多様性、型と形態との関係などを主として地球化学的側面から追求した。具体的に言えた、鉱床生成までの過程を次の5項目に分け、それぞれの項目に地球化学的解釈を加えて行った。(1)海水の地殻中への浸透:海底から噴出する熱水の起源は主として海水である。(2)海水/玄武岩間の化学的交換反応:熱せられた海水は玄武岩と反応し、玄武岩を変質させ、同時に玄武岩から金属等のさまざまな成分を溶脱して取り込む。(3)金属の運搬と沈殿:玄武岩から溶脱された金属等の成分は熱水に溶けて地殻を上昇し、一部は海底面下で沈殿して鉱脈等の鉱床を形成するが、残りは海底面上に噴出する。(4)熱水の噴出と鉱床の生成:海底から噴出した熱水は海水によって急冷され、溶けていた金属等の成分は硫化物、酸化物等として沈殿する。(5)硫化物-硫化物、硫化物-酸化物及び酸化物-酸化物分別:沈殿物は主として海底流によって流され、分別される。そして最後に鉱床生成のモデルを提案した。本年度の研究成果は、平成6年度分の成果を合わせて、「海底熱水鉱床の分布と分類」と題する論文にまとめ、資源地質学会に投稿した。この論文はすでに2名のレフェリーによる査読をパスし、受理されている。平成6年度は、深海底鉱物資源のうち海底熱水鉱床に関する研究を行った。研究は当初の計画どおり進展した。すなわち、海底熱水鉱床に関する約200編の文献を収集し、発見の位置、海底地質、海底地形、産状、鉱物種、調査国機関、調査船名等の項目について調べ、一覧表を作成した。そして、それらを地質学的位置付けの違いや鉱物・鉱床形態の違いなどにより分類した。最後に、それらを海底地形図上にプロットし、精度の高い分布図を作成した。この研究によって、海底熱水鉱床の分布や分類に関して多くの新しい知見が得られ、資源地質学会(平成6年6月、東京)及び三鉱学会(平成6年10月、松本)において学会発表を行った。海底熱水鉱床は中央海嶺系、島弧海溝系、及びホットスポット系に分布する。金属鉱物種の違いによって硫化物型、酸化物型、及び硫化物一酸化物混合型鉱床に分類され、混合型が多い。硫化物型鉱床はさらに銅-亜鉛-鉛型とヒ素-アンチモン-水銀型とに、酸化物型はマンガン型と鉄型とに細分される。また海底熱水鉱床に産出する鉱物は硫化物、酸化物、硫酸塩鉱物、シリカ鉱物、粘土鉱物、炭酸塩鉱物が主体であり、これらの鉱物と鉱床型との関係も明らかになった。銅-亜鉛-鉛型鉱床は塊状やチムニ-の形態をなし(噴出口近くに固まる傾向がある)、マンガン型や鉄型鉱床はmoundやmetalliferous sedimentの形態をなす(広く分散する傾向がある)等、鉱床に型と形態との関係も明らかになった。以上のような成果は今後の海底熱水鉱床調査の基礎的資料として利用できるであろう。平成7年度は、当初の計画どおり、主としてマンガン団塊に関する研究を行なう。
オセアニア・南アジアの労働者・低所得者における生活習慣病の実態と社会的危険因子

パラオの外国人労働者およびバングラデシュ都市貧困層居住地域住民を対象とし、慢性非感染性疾患(NCD)の有病状況とその危険因子を解明するため、疫学調査および質的調査を実施した。パラオ在住フィリピン人はパラオ人より過体重有病率が低かった。バングラデシュ貧困層男性は低体重と過体重の有病率が等しく、女性は過体重有病率が高かった。HbA1c値による糖尿病有病率は、空腹時血糖値によるWHO推定有病率の倍以上であった。質的分析から、住民は貧困がNCDの原因と考えており、不健康な食事をとっているという認識があったが、健康意識も高まっていて、女性のグループが早朝ウォーキングをしていることがわかった。平成25年度は、パラオ、バングラデシュにおけるNCDの有病状況及び危険因子に関する調査の準備を進める計画であった。しかし、パラオにおける大型台風被害、バングラデシュにおける総選挙前のゼネスト頻発による治安悪化のため、計画の一部を翌年度に繰り越して実施した。まず、名古屋大学の生命倫理委員会、パラオ保健省、Bangabandhu Sheikh Mujib医科大学から承認を得て、具体的な研究調査計画を策定した。パラオに関しては、まずパラオにおける外国人労働者の概要を調査し、人口の2割を占めるフイリピン人と、バングラデシュでの調査結果と対照させるためのバングラデシュ人を対象とすることとした。次に、フィリピン人を対象に、キーインフォーマントインタビュー、フォーカスグループディスカッションを英語で行い、録音記録を逐語的に文書化した。疫学調査については、最近実施された保健省・WHOによるNCD危険因子全国調査にフィリピン人が含まれていたため、そのデータを活用することとし、バングラデシュ人に対してのみ実施することにした。バングラデシュに関しては、現地研究協力者と協議して、ダッカ市内の低所得層居住地域1地区(Bauniabad地区)を対象とすることとし、同地区を訪問して状況を観察し、住民代表に調査の趣旨を説明して協力を得た。住民登録等がないため、まず世帯数と世帯構成員の年齢・性別等を調査するベースライン世帯調査を行うことになった。また、バングラデシュから共同研究者を日本に招聘して、情報交換し研究打合せした。パラオの共同研究者については、別の研究事業により来日した際に、情報交換と研究打合せを行った。パラオにおいては、当初の計画では外国人労働者を対象とする疫学調査を実施する予定であったが、人口の2割を占めるフィリピン人はすでに最近の全国調査に含まれていたため、そのデータを活用とすることにした。バングラデシュ人は、個人に雇用されていることが多く居住地も散在していて、予想以上に掌握が困難であった。そのため、今年度は所在の確認をしながら質的調査を実施し、次年度に疫学調査をすることにした。都市部、および村落部において、キーインフォーマントインタビューとフォーカスグループディスカッションを行い、ベンガル語の録音記録を文書化し、逐語的に英語に翻訳し、質的解析を始めた。バングラデシュにおいては、対象地区の住民や保健専門職等、12人を対象として、キーインフォーマントインタビューを行った。調査に先立ち、調査員の研修のため、質的研究方法に関するワークショップを開催した。ベンガル語の録音記録を文書化した後、逐語的に英語に翻訳し、質的解析をすすめている。また、調査対象地区の住民登録がないため、世帯数、世帯構成員の年齢、性別、既往歴、所得水準の指標となる事項(建物、台所、トイレ等)、安全な水へのアクセス等について、世帯調査を実施した。各世帯を調査員が訪問して、世帯の代表者から聞き取り調査をした。その結果、同地区の人口は、男性17,041人、女性17,129人、計34,170人であり、低所得層および低位中所得層の住民が居住していることがわかった。現在、ベースライン調査結果を横断分析して、プロフィール論文を作成中である。次年度の疫学調査の方法については、現地共同研究者と協議し、ナショナル心臓財団病院で健診を行い、血液試料は臨床検査室の機器を使って測定することになった。また、貧困層労働者の空腹時血糖を測定することがきわめて困難なため、随時血糖を測定しHbA1c値とあわせて評価することとした。パラオでは、平成26年度に実施した質的調査により、バングラデシュ人労働者のネットワークと連携することができ、平成27年度は100名を目標として疫学調査を実施した。質的調査結果に基づき、WHO-STEPS標準質問票を一部修正し、さらにバングラデシュでの調査で使用したベンガル語質問票を参照して、英語の質問票内容を説明しながら調査した。仕事の後の夕方から夜間に、アクセスのよい公共の集会所に来てもらい、標準化された方法で、身長、体重、腹囲、腰囲、血圧を測定した。末梢血を採血し、ポータブル機器を用いて、随時血糖、コレステロール、HDLコレステロール、中性脂肪、HbA1cを測定した。その場で結果がわかるので、異常を示した者には保健指導したり受診を勧めたりした。結果的に、113名が調査に参加し、得られたデータを匿名化して入力した。バングラデシュでは、性別、所得等で分けた地域住民5グループのフォーカスグループディスカッションを行い、録音記録をベンガル語に書き起し、逐語的に英訳した。平成26年度に実施したキーインフォーマントインタビューのデータと合わせて、英語テキストデータを質的分析した。対象地域にて、平成26年度に実施した世帯調査をもとに、男女別、所得水準別に各500名、計2000名を層化抽出した。質的調査結果に基づいて、WHO-STEPS標準質問票を改訂しベンガル語に翻訳して使用した。

同意の得られた者に質問票調査した後、National Heart Foundation病院に来てもらい、標準化された方法で、身長、体重、腹囲、腰囲、血圧を測定した。静脈血を採血し、病院検査室の機器を用いて、随時血糖、コレステロール、HDLコレステロール、中性脂肪、HbA1c、CBCを測定した。平成27年度は、2000名のうち400名を対象とする予定であったが、調査が順調に進んだため、平成28年度予算を前倒しして、1000名を調査した。バングラデシュでの疫学調査は、平成27年度に2000名中400名を実施する予定であったが、調査が順調に進んだため、平成28年度予算を前倒しして、1000名実施した。バングラデシュでは、平成27年度後半から平成28年度前半までに、都市部貧困層地域住民を対象とした疫学調査を実施した。男女・世帯所得水準別の4層各500名・計2000名を目標として、WHOの標準調査方法に準じた方法て調査した。質問票調査に回答したのは2551名、うち身体測定・血液検査まで実施したのは2009名であった。その結果、以下のような有病率が判明した。たばこ使用者:男性59%・女性22%、過体重・肥満:男性19%・女性39%、低体重:男性21%・女性7%、高血圧:男性19%・女性21%、糖尿病:男性15%・女性22%、高総コレステロール:男性26%・女性34%、低HDLコレステロール男性73%・女性56%、高LDLコレステロール男性12%・女性13%。男性では過体重と低体重が同程度であり、途上国都市貧困層の特徴と考えられた。糖尿病有病率はWHOの推定値よりかなり高く、また過去の報告と異なり女性のほうが高かった。空腹時血糖が測定できなかったため、HbA1c値により診断したが、途上国の疫学調査でのHbA1c測定は少なく、さらに検証が必要である。現地でシンポジウムを開催して、調査結果を関係者に報告、現地の新聞にも報道された。この疫学調査結果と、平成26-27年度に実施した社会人類学調査の質的分析結果については、それぞれ学術論文としてまとめ、現在投稿中である。平成26年度に実施した世帯調査結果については、学術論文として発表した。パラオでは、既存の全国調査結果を解析し、パラオ在住フィリピン人は、パラオ人に比して肥満有病率が低く、非肥満者にも高血圧・高血糖がみられることを明らかにした。今後、フィリピン人の質的調査結果と合わせて、分析をすすめる。バングラデシュ人については、対象者が少なく、疫学調査・質的調査の結果の混合分析を進めている。当初の予定では、平成29年度に、現地の関係者に対する調査結果のフィードバックをする計画であった。しかし、平成28年度前半に疫学調査を完了、予備分析結果を報告書としてまとめ、現地でシンポジウムを開催して関係者にフィードバックすることができた。
フリップ・フロップ応答を示すフォトクロミック反応系の開発

外部刺激によりONとOFFを振動するようなフリップ・フロップ反応の実現を目指し、2位にカルボン酸を導入したノルボルナジエン(N)ークアドリシクラン(Q)光クロミック系について検討した。両者の間でpKaで2程度の酸性度の差をもつ基質を見出し、水と有機溶媒の二層系において、Nが水層で直接光照射を受け、異性化したQが有機層に選択的に溶解するような光反応が実現されたが、有機層に溶解させた光増感剤の存在によりQがNに戻る反応については、2つの層への十分な分配率の差が得られるような溶媒中では実現できなかった。現在、有機層での増感による逆反応を達成できる基質や増感剤・溶媒系について検討中である。本研究は、パルス光照射により一回ごとにOn-Offを繰り返すflip-flop型フォトクロミズムを、カルボン酸が置換したノルボルナジエンのクアドリシクランへの光異性化と、クアドリシクランの一電子酸化による逆反応を用いて実現させる目的としている。この実現には、(1)カルボン酸の酸性度に大きな違いがあり、水-油層混合系において、ノルボルナジエンが水層に、クアドリシクランが油層に溶解するような基質と溶媒の組み合わせと、(2)油層のみに存在してクアドリシクランを選択的に異性化させることができる光増感剤の開発が必要となる。現時点で、エステルを導入した基質においてノルボルナジエンとクアドリシクランの酸性度に約2の違いをもつ化合物が見出され、また、ヘキサンのような溶解度の低い溶媒を油層とすることで、エチルエステルをもつノルボルナジエンが主に水層に溶解するのに対し、異性化したクアドリシクランは主に油層に分配されるような反応系が構築され、(1)についてはある程度達成された。しかしながら、充分な分配率を達成できるような低濃度の条件で、ヘキサンのような低極性の溶媒において光増感一電子酸化反応を実現するのは容易ではなく、その条件に適応できる(2)の増感剤が見出されていない。ノルボルナジエン(N)ークアドリシクラン(Q)光異性化系の2位にカルボン酸を導入し、3位にエステル基をもつ基質について、光異性化によりpKaの差で2程度の酸性度の違いをもつことを見出し、水とシクロヘキサンの二層系においてNが水層、Qが有機層に溶解することを見出した。これにより、水層では直接光照射によるNの異性化のみ、また、油層では光増感一電子移動による逆反応のみが進行し、光照射と物質移動の1サイクルごとにONとOFFの状態間を振動するようなフリップ・フロップ応答フォトクロミック系の実現を目指したが、シクロヘキサン溶媒では適切な光増感剤がなく、また極性の低い溶媒中では開環反応の進行が困難であった。そこで、他の様々な溶媒について検討したが、pKa2程度の差では溶解度が高い溶媒ではカルボン酸の水層への溶解が起きにくく、水/有機層間の十分な分配率の変化を達成することができなかった。そこで、新たな基質として様々な置換体について計算化学的に検討し、3位にシアノ基をもつ基質ではpKaの差がより大きくなることが見出され、水への溶解度も向上すると期待された。また、この基質では、Qの一電子酸化により発生するラジカルカチオンが安定構造を持たず、速やかにNに開環するため、比較的低極性の溶媒中でも異性化が進行すると予想された。さらに、水への溶解度を上げるために、5,6-位の置換基についてもフェニル基からメチル基に変更した基質について合成を検討し、最終の脱水反応の前段階まで合成が成功している。酸性度に大きな差をもつノルボルナジエンークアドリシクラン光異性化系については実現されたが、油層に用いる溶媒の溶解度が高い場合にはノルボルナジエンもある程度油層にも溶解してしまい、充分な分配率が得られないことが明らかとなった。そこで溶解度の低いヘキサンを用いることで、ノルボルナジエンが水層、クアドリシクランが油層にそれぞれ90%以上存在するような基質と溶媒の組み合わせが見出されたが、その条件では、油層のみに増感剤が存在してクアドリシクランを光電子移動により異性化させることができるような反応系の構築が非常に困難であることが明らかとなった。現在は、酸性度の差が更に大きくなると期待されるシアノ基を導入した基質の合成を検討しており、ベンゼンなどの溶解度の大きな溶媒を用いても充分な分配率が実現できれば、通常の電子受容型増感剤を用いても油層での逆反応が可能となると考えている。有機反応化学論理演算回路を考える上で最初に取り上げられるFlip-flopを、フォトクロミズムを用いて分子反応系で実現できれば、情報処理や演算を指向した機能性分子素子への展開が期待される。

また、電子移動を連鎖反応とすることで一光子から多数の分子を変換することができれば、数学的に「ロジスティック写像」と表現される変化が実現でき、条件を選ぶことによりカオスが発現する可能性がある。このためには、溶媒や添加剤など反応系を工夫し、光増感反応の効率を上げる必要がなる。また、AとBの組成比がほんの僅かに偏っている状態から、パルス光照射を繰り返すことにより存在比の差が拡大していくような反応系の設計ができれば、自己増殖・自己修復の意味で、人工生命の概念に通じるシステムが構築できると期待される。目的とする反応系の実現が達成できなかったため、当初計画した振動フォトクロミズムの実験が初年度にできず、発表にいたらなかったため。現在、実現のための基質の開発を行っており、反応系が構築できれば、計画していた論理演算回路につながる実験を行う予定である。
ピクチャマイニングの体系化とその分析手法の確立

本研究は、ピクチャマイニングの方法論的研究において「サンプリング・データ収集」と「分析手法」に関する研究成果を出すことができた。「サンプリング・データ収集」に関する研究成果として、サンプリング方法、データ収集方法と指示の出し方、調査テーマと被験者の負荷についての課題を克服するための研究を行った。また、「分析手法」については提唱されてきた分析プロセスの確認を行い、新しくグループワークによる分析手法を実験的に試みた。ピクチャマイニングの有効性研究も行い、言語非依存的調査とバイアス、その情報量の豊かさから、有効な領域として、ライフスタイル分析、新商品開発、ファッション等のデザイン領域を指摘した。当初研究計画は、平成24年度にはピクチャマイニングの方法論研究の中で「分析手法に関する研究」であった。収集されたピクチャを分析するに際して、主観的評価を排除するための方法、探索的分析として定性調査にどのような発展可能性があるのかを既存の統計的分析手法との関係を比較し研究する予定であった。平成24年度はこの当初計画を進めつつ、平成23年度の研究からわかってきた「サンプリング・データ収集」の課題に関する研究を行った。そのため、引き続き「かっこいいクールビズ」に関する写真回答調査を実施し、ピクチャマイニング技法を用いて分析を行った。サンプルエラー(回答された写真が指示通りになっていないものや写真解像度が極端に低いもの)を避けるための指示の工夫を行った結果、エラーは減少し、一定の成果が出た。また、ピクチャマイニング技法を用いてかっこいいクールビズの条件を抽出した。この研究については、口頭と論文として発表した。「サンプリング・データ収集」の研究として、回答者の属性、写真による例示の比較研究も行った。上述の調査は、インターネットモニターを用いた比較的オープンな形で回答者を募集したので、得られる回答の質にばらつきがあったことから、異なった回答者属性で、かつ若干クローズドな募集との比較をした。同時に例示した写真の影響についても測定するべく実験的な調査を行った。写真の品質については、クローズドな調査はエラーは少なく、信頼性が高いといえる。例示した写真の影響については有意な差はみられなかった。平成25年度以降も継続して、これらのピクチャマイニングの方法論的研究が必要であることがわかった。探索的分析として定性調査の発展可能性については、商品開発におけるその有効性について研究を行った。企業と合同のワークショップを行い、ピクチャマイニング技法を用いて商品コンセプト開発のための有用性を確認した。当初の研究計画は、平成25年度にはピクチャマイニングの定量的研究を行う予定であったが、平成23年度における「サンプル収集に関する研究」及び平成24年度における「分析手法に関する研究」における課題が発見されたこと、また定量的研究よりもピクチャマイニングの持つ定性的かつ探索的研究の発展可能性があることがわかってきたことから、平成25年度はさらにサンプル収集に関する研究と、分析手法に関する研究を進めてきた。そのため、継続的調査が必要ということから平成23年度より行っている「かっこいいクールビズ」に関する写真回答調査を実施し、ピクチャマイニング技法を用いて分析を行った。サンプルエラー(回答された写真が指示通りになっていないものや写真解像度が極端に低いもの)は平成24年度の研究成果により改善されたが、インターネットからのダウンロード等の不良回答が散見されており、写真回答方法の問題点がさらに浮彫になっている。また、海外でのピクチャマイニングの可能性についても、外国人研究者との連携により課題と展開が明らかになった。一方、クローズドで制約のある集団(文化学園大学大学生10名)に対して行ったライフスタイル研究に関するものを平成24年度に引き続き行った。調査技法と分析技法としてライフスタイル分析および新商品開発のコンセプトづくりにおいては有効性があることが確認されている。【本研究の目的と実施計画の概要】本研究の目的は、ピクチャマイニングの体系化とその分析手法の確立していくことである。この研究目的を達成するために、2つの主要研究テーマを設定した。第1のテーマは「ピクチャマイニングの方法論的研究」である。第2のテーマは「ピクチャマイニングの拡張研究」である。これはピクチャマイニングの適用可能性を広げるための研究であり、「定量的ピクチャマイニング」と「大規模ピクチャデータを用いた定性的研究」が具体的研究テーマである。【平成23年度の研究実績と成果】本研究の第1のテーマである「ピクチャマイニングの方法論的研究」は、「サンプリング・データ収集に関する研究」と「分析手法に関する研究」の2つのサブテーマがある。本年度は、「サンプリング・データ収集に関する研究」を中心に行った。ピクチャ調査の先行研究や既存調査を体系的に整理するとともに、サンプリング方法、データ収集方法、実査方法について研究を行った。連携研究者や研究協力者と研究会を定期的に行い、従来型の調査方法には、統計学に基づいたサンプリング理論、心理学等をベースとした質問紙の作成方法について行い、ピクチャ調査の課題を抽出した。

そこからピクチャ調査におけるサンプリングやデータ収集に関する仮説を導き出し、それを検証するための調査を行った。結果として、被験者はデジカメの普及などにより、写真撮影には抵抗がないものの、正しく指示に従える者は、想定より少ないことがわかった。サンプリングやデータ収集のための方法論確立には、追加的研究の必要性が判明した。また、平成25年度以降に研究を行う「定量的ピクチャマイニング」や「大規模ピクチャデータを用いた定性的研究」のために、画像処理技術において先端的研究を行っている米国シリコンバレーの企業・大学訪問のための視察調査を行い、情報収集を行った。本研究の最終ゴールである定量的ピクチャマイニングに関する研究を行う前に定性的ピクチャマイニングにおいて克服しなければならない課題が研究過程で発見された。そのため、平成25年度以降はこれらの課題解決のための研究を中心に進めてきており、定性的ピクチャマイニングがどのような領域において有効であるか、サンプル収集やデータ分析の方法論、マーケティングにおけるピクチャマイニングの重要性について研究を進めてきた。平成26年度は、平成25年度に出したこれらの研究課題に対する成果を公表することができた。定性的ピクチャマイニングが有効な領域としては、新商品開発、ライフスタイル分析そしてデザイン分野が強い領域においてその有効性を確認することができた。サンプル収集はオープンなデータ収集方法では精度が下がることが確認されており、クローズドあるいは親密度が高いサンプル集団の必要性が指摘される。写真データ分析については、客観性を保つために研究チーム以外のメンバーによる分析を行うことで対応したが、科学的根拠に乏しい研究になっており、さらなる方法論的研究が必要である。また、マーケティングにおけるピクチャマイニングの重要性については、近年のマーケティングの変化を捉えながら、今後のピクチャマイニングの発展可能性について議論し、その成果を公表した。さらに平成26年度は、定量的ピクチャマイニング研究の基礎となるような研究も行うことができた。近年、大きく変化している写真調査環境に関する定量的調査を実施した。若者の写真投稿意識及び写真投稿アプリであるInstagramの利用状況について調査を行い、精度の高い写真回収のための方法やサンプリングについての知見を得ることができた。マーケティング、マーケティングリサーチ平成23年度からの継続的課題であった「サンプリング・データ収集」に関する研究、平成24年度の研究課題である「分析手法に関する研究」についての大部分のテーマについて研究着手し、成果を上げることができた。特に、探索的分析としての発展可能性については大きな成果があった。ただし、収集されたピクチャの主観的評価を排除するための方法についての研究が不十分であり、平成25年度以降に実施していかなければならない。
骨髄由来細胞の動態からみたトレーニングによる心血管骨格筋リモデリング機構の解明

実験的大動脈瘤モデルにおいて、CD34陽性細胞の局在と分化が血管リモデリング及び血行動態の制御に密接に関連していることを明らかにした。また、血流負荷により活性化された内皮細胞は、一度増殖し始めると血流の消失にも関わらず一定の段階まで増殖することを明らかにした。すなわち、血管リモデリングの初期に見られる一過性の内皮細胞の増殖には特別な性格を持った細胞が関与していると考えられる。さらに、大動脈瘤を構成する平滑筋細胞が血行動態の変化に伴って増殖とアポトーシスを来すこと、短時間の血流量の増減により動脈リモデリングが劇的に生じることを形態学的及び分子病理学的に明らかにした。CSA(C3H系統特異抗原)骨髄キメラ長期生存マウス及びGFP (green fluorescent protein)骨髄キメラ長期生存マウスの検討から、毛細血管レベルの内皮細胞と分化不明の間葉系細胞に骨髄由来細胞の基本的な動態が、脳、心、肺、肝、脾、腎、膵、消化管、胸腺、骨格筋等の全身諸臓器に存在することを明らかにした。脳においても毛細血管内皮細胞とグリア細胞に骨髄由来細胞を認めた。すなわち、血流変化の乏しい定常状態においても、全身諸臓器の毛細血管系において骨髄由来細胞の基本的な動態が存在することになる。また、心筋毛細血管の骨髄由来内皮細胞は骨格筋毛細血管の骨髄由来内皮細胞より約50倍から100倍多く存在する。臓器に動員され、かつ生着している骨髄由来内皮細胞数は血流量により規定されている可能性がある。さらに、2-4週間のトレッドミル運動負荷によるフィジカルトレーニングにより骨格筋毛細血管の骨髄由来内皮細胞が増加した。すなわち、毛細血管壁を構成する骨髄由来細胞をフィジカルトレーニング等による血流量増大により多量に誘導させ、毛細血管内皮細胞をリフレッシュさせることは可能である。一方、全身諸臓器にドナー骨髄由来の心筋細胞、骨格筋細胞はほとんどなかった。近年、骨髄由来細胞の難病治療への応用が大きく取り上げられているが、臨床応用においては骨髄由来細胞の基本的動態を改めて認識する必要がある。循環器学的、血管生物学的、及びスポーツ医学的アプローチによる骨髄由来細胞を用いた確かな臨床応用が期待される。平成16年度の本研究で、心血管毛細血管系において骨髄由来細胞の基本的な動態が存在することを明らかにし、トレーニングにより骨格筋等の全身諸臓器の毛細血管に骨髄由来細胞を誘導しうる可能性を見出した。C3H系統特異抗原(CSA)を用いた骨髄キメラ長期生存マウスモデルにおける全身の骨髄由来細胞の局在を検討したところ、脳、心、肺、肝、脾、腎、膵、消化管、胸腺、骨格筋の諸臓器で、毛細血管レベルの内皮細胞と分化不明の間葉系細胞にドナー骨髄由来細胞が観察された。ドナー骨髄由来上皮細胞、神経細胞、心筋細胞、骨格筋細胞はほとんどなかった。すなわち、全身諸臓器の毛細血管系において骨髄由来細胞の基本的な動態が存在するが、上皮細胞、神経細胞、心筋細胞、骨格筋細胞における骨髄由来細胞は極めて少ないと考えられた。トレッドミル負荷により運動させたところ、骨格筋毛細血管の内皮細胞と分化不明の間葉系細胞(周皮細胞を含む)にドナー骨髄由来細胞が多く観察された。毛細血管壁を構成する骨髄

由来細胞をトレーニングによる血流量増大により多量に誘導させうる可能性が示唆された。また、大動脈瘤モデルで、血流量の変化がCD34陽性細胞の大動脈瘤壁の局在と分化に影響を及ぼすことを証明した。さらに、一過性の血流量増大惹起後に取り出された内皮細胞は、血流のないin vitroの状態においても一定の増殖を続けることを証明した。循環器学、血管生物学、スポーツ医学の融合を目指し、平成17年度はこれらの結果を確実にすべく、免疫電顕学的および分子病理学的解析を加え研究を進めていく予定である。平成17年度の本研究で、CSA(C3H系統特異抗原)骨髄キメラ長期生存マウス及びGFP(green fluor escent protein)骨髄キメラ長期生存マウスを詳細に検討し、毛細血管レベルの内皮細胞と分化不明の間葉系細胞に骨髄由来細胞の基本的な動態が、脳、心、肺、肝、脾、腎、膵、消化管、胸腺、骨格筋等の全身諸臓器に存在することを明らかにした。脳においても毛細血管内皮細胞とグリア細胞に骨髄由来細胞を認めた。すなわち、血流変化のない状態においても、全身諸臓器の毛細血管系において骨髄由来細胞の基本的な動態が存在することになる。また、心筋毛細血管の骨髄由来内皮細胞は骨格筋毛細血管の骨髄由来内皮細胞より約50倍から100倍多く存在する。さらに、2-4週間のトレッドミル運動負荷によるフィジカルトレーニングにより骨格筋毛細血管の骨髓由来内皮細胞が増加した。臓器に動員され、かつ生着している骨髄由来内皮細胞数は血流量により規定されている可能性がある。すなわち、毛細血管壁を構成する骨髄由来細胞をフィジカルトレーニング等による血流量増大により多量に誘導させ、諸臓器の毛細血管をリフレッシュさせうる可能性が示唆された。一方、全身諸臓器にドナー骨髄由来の上皮細胞、神経細胞、心筋細胞、骨格筋細胞はほとんどなかった。近年、骨髄由来細胞の難病治療への大きな可能性が取り上げられているが、臨床応用においては骨髄由来細胞の基本的動態の意味を改めて考察する必要がある。循環器学、血管生物学、スポーツ医学が融合し、骨髄由来細胞を用いたより確かな臨床応用が期待される。