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無機ガラスの非脆性挙動の解明

エネルギーは30kJ/mol以下で、粘性流動での値(>400kJ/mol)より、はるかに小さかった。ガラスの破壊における非脆性挙動について,ホウ酸塩ガラスのクラック進展挙動に関するインデンテーションフラクチャー法による研究と,ケイ酸塩ガラスの押し込み変形とそれに伴う破壊における塑性変形と高密度化の寄与の分離の研究を行った.その結果,以下の知見が得られた.インデンテーション誘起クラックのようにクラックの進展と共にクラック先端にかかる応力が低下する場合,応力腐食物質存在下では,ケイ酸塩ガラスの場合には応力が高いほどクラック進展速度が速くなるのとは異なり,ある応力以下では,応力に依存せずに一定の速度でクラック進展が生じることを見出した.この挙動は,クラック先端におけるガラスの溶解速度がクラック側面での速度より速いことで生じると考えられ,ある応力において,応力促進溶解挙動と通常の応力腐食現象のクロスオーバーが生じるとすることで説明できた.ケイ酸塩ガラスとホウ酸塩ガラスの挙動の違いは,水などの応力腐食環境中へのガラスの溶解速度の圧力依存性が異なるためと考えられた.シリカガラスとソーダ石灰ガラスにヌープ圧子で圧痕をつけてその大きさを測定し,続いて熱処理をした後,圧痕の大きさの減少を測定した.シリカガラスでは,熱処理温度がガラス転移温度の60%程度までの場合は熱処理による圧痕の長さ減少は10%以下であるのに対し,それ以上の熱処理温度の場合は10-25%の長さ減少が観測された.これに対しソーダ石灰ガラスの場合は,熱処理温度とガラス転移温度の比が同一のシリカガラスと比べ,圧痕の長さ減少は半分以下であった.したがって,シリカガラスにおける押し込み変形では高密度化の影響が大きいのに対し,ソーダ石灰ガラスの場合には塑性変形の影響が大きいことが明らかになった.本年度は研究の最終年であり、本研究の主目的である単純な応力下における破壊の原子レベルでの機構解明を行うと同時に、本研究のこれまでの成果を基にした発展的研究として、複雑な応力下における破壊機構の解析と、高強度ガラスの試作とを行った。これらの研究の結果、以下の成果が得られた。1)低速クラック伸長挙動を測定する手段として、DCDC試験片と応力波フラクトグラフィーを組み合わせた方法を開発し、この方法を用いると簡単な形状の試料で応力拡大係数とクラック伸長速度の関係を、広い速度範囲で正確に求められることを示した。2)上記の方法でソーダ石灰ガラスとリチウムダイシリケートガラスの不活性条件下でのクラック伸長の温度依存性を測定した。クラック伸長の活性化エネルギーはアルカリ拡散のものよりはるかに大きく、また前者のガラスでは後者のガラスの約2倍になった。3)ダイヤモンド圧子による引掻き試験をボロシリケートガラスに対して行い、引掻きキズの幅により引掻き硬さを評価した。引掻き硬さの組成依存性は破壊靭性値の組成依存性と同じ傾向を示し、押込み硬さの組成依存性とは異なっていた。4)透明結晶化ガラスを作製してその押込み硬さ測定を行った。微結晶の析出により硬さが上昇することを示し、その機構について解析を行った。5)オキシカーバイドガラスを作製し、炭素がクラスターを作製せずにガラスマトリックス中で結合に関与するように構造を制御することで、高い強度が得られることを示した。
21世紀中国大衆消費社会における文学現象の研究

本年度は本研究課題を行う最終年度にあたり、研究成果報告書『21世紀中国大衆消費社会における文学現象の研究』を刊行した。また21世紀以降の同時代中国における文化・社会現象について、広範な見取り図となる基礎研究資料『Chinese Culture Review(中国文化総覧)』vol.4を翻訳・出版した。現在、vol.5の翻訳作業を進めており、今後もこの分野の研究情報プラットフォーム構築に努める予定である。本研究課題では、急激な大衆消費社会化が進行する21世紀中国で、文学というジャンルがどう意味づけを変え、他のジャンルや海外文化とどう関連しているかを調査し、研究を行ってきた。本年度は市場化が本格化した1990年代以降、市場を利用しながら若者サブカルチャーをリードしてきた、1970年代生まれの世代が果した文化的役割について考察した。その具体的研究の成果として、「慕容雪村『成都よ、今夜は俺を忘れてくれ』試論」および「「七〇后」とボヘミアン幻想の終焉」の論文2本を発表した。それ以前には社会主義体制を支える一員として、その社会的役割が国によって決められ固定されていた状況が、市場化とともに個人の意志で、転職など社会的役割を変えることが1990年代半ばから可能になった。こうした社会変化を背景に、当時、20歳代だった1970年代生まれの若者がビート文学や海外サブカルチャーなどを参照しながら、例えばバックパック旅行など、自由な移動に強い志向を持つ若者カルチャーを形成してきた経緯、およびそれらがインターネットの普及と結びつくことによって、1990年代末から21世紀初頭にかけて、アングラから一気に社会の表層に躍りでてきた、文化現象の一端が明らかになった。21世紀以降の同時代中国における様々な文化・社会現象について、広範な見取り図ともなる基礎研究資料『Chinese Culture Review(中国文化総覧)』vol.1・2(原著『21世紀中国文化地図』広西師範大学出版社)を翻訳・出版し、今後のこの分野における研究情報プラットフォームの構築につとめた。現在、vol.3を翻訳中であり、今後ともこの構築作業は継続の予定である。また具体的な分析・研究としては、論文『李修文『泣きぼくろ』に見る村上春樹受容の一端--SMをめぐる綺想』を発表し、中国における村上春樹受容のあり方が日本とは異なり、性描写・性的関係がクローズアップされていること、村上春樹に限らず広く日本のテレビドラマやアダルト映画のイメージがクロスしている可能性が高いこと、ひいては同時代中国における日本イメージがそうした性的関係を巡るロマンスの中で生産・消費されている可能性があることについて論じた。こうした性的要素を含むロマンスという文脈の中で、村上春樹のみならず、渡辺淳一なども村上と同列に読まれている可能性が高いとの認識を得るに至った。村上春樹を初めとする日本文化の受容については、同時代中国における若者向けライトノベル市場と読者層が重なっている可能性があり、今後、こうした中国の読書市場との関係、青年読者層の社会的・文化的実態についても調査・考察していく予定である。こうした1年間の研究成果を踏まえ、今後も20世紀末から21世紀にかけて大きく変化した中国読書市場についての基礎資料収集・分析を進めていきたいと考えている。本年度は昨年度に引き続き、21世紀以降の同時代中国における文化・社会現象について、広範な見取り図となる基礎研究資料『Chinese Culture Review(中国文化総覧)』vol.3を翻訳・出版した。現在、vol.4の翻訳作業を進めているところであり、今後ともこの分野における研究情報プラットフォーム構築に努める予定である。また音楽・映像・イメージなど多領域にわたる同時代中国文化についての批評を順次、翻訳・出版する予定であり、本年度はその翻訳作業に着手した。また同時代中国における若者向け大衆文化について、本年度も青春小説を題材に具体的な分析を行い、「孫睿"青春三部作"に見る「虚無」の位置づけ:<存在の耐えられない軽さ>への抗い」と題する論文を発表した。2021世紀転換期の社会変化によって、モラトリアム期の若者が初めて大量に発生したことを受けて,社会的ポジションを探しあぐねる若者たちが、自らが置かれたモラトリアムの状況を「虚無」として認識し、且つ「虚無」が新しい風俗としてファッショナブルなニュアンスを帯びていること等を指摘した。また更に同論文中で、「虚無」を描く際にはミラン・クンデラ等が参照されている可能性に触れたが、この点については21世紀中国で起きた大衆的クンデラブームを理解する糸口になると思われるため、今後さらに分析を続けていく予定である。

それ以前には社会主義体制を支える一員として、その社会的役割が国によって決められ固定されていた状況が、市場化とともに個人の意志で、転職など社会的役割を変えることが1990年代半ばから可能になった。こうした社会変化を背景に、当時、20歳代だった1970年代生まれの若者がビート文学や海外サブカルチャーなどを参照しながら、例えばバックパック旅行など、自由な移動に強い志向を持つ若者カルチャーを形成してきた経緯、およびそれらがインターネットの普及と結びつくことによって、1990年代末から21世紀初頭にかけて、アングラから一気に社会の表層に躍りでてきた、文化現象の一端が明らかになった。
ミトコンドリア移植による哺乳類ミトコンドリアゲノムのパラダイム変換

本研究申請は以下の2つのパラダイム(パラダイムA及びB)の変換を目的とした。パラダイムA:ミトコンドリアゲノムの遺伝子産物は全て内膜に局在する。パラダイムB:呼吸欠損を誘発する突然変異は老化やがん等の原因になる。今回の研究成果として、パラダイムAでは、ミトコンドリアゲノムの遺伝子産物が細胞表面にも存在すると予測したが、それがミトコンドリアゲノム以外の未知の細胞質因子であるという結論を得た。パラダイムBに関しては、突然変異により誘発された「呼吸欠損」ではなく「活性酸素」がリンパ腫の原因になることと、さらに老化は突然変異ではなく核遺伝子のエピジェネティックな変化が原因であることを突き止めた。本研究は、ミトコンドリアゲノムの生理的役割に関する以下の二つのパラダイムを変換することを目指している。パラダイムA:ミトコンドリアゲノムそのものとその遺伝子産物はすべてミトコンドリア内膜に局在し、遺伝子産物のすべてはATP合成に関与する。したがって、ミトコンドリアゲノムの突然変異に起因する多様な病態はATP合成不全によって誘発されると考えられている。パラダイムB:ATP合成不全を誘発する病原性突然変異はがんや老化関連疾患、さらには老化そのものの原因になる。今年度は、このような2つの既存のパラダイムを転換しうる以下の成果を得た。1先行研究においてNZBマウス由来のmtDNA分子種を有する細胞はB6マウスの自然免疫系に認識されて排除されることを見出している。この成果に引き続き今年度は、老化促進モデルマウスSAMP1のmtDNA分子種を有する細胞でも自然免疫の応答を誘導できることを発見した。これらの成果はミトコンドリアゲノムがATP合成のみでなく、免疫応答制御にも関与することを示しているため、パラダイムAの転換を提案する実験的根拠となる。2老化モデルマウスSAMP1のmtDNAを有する細胞はがんを形成しないことがわかった。これは、老化に伴う突然変異型mtDNA分子種の蓄積ががん化の原因であるとする従来の「がんミトコンドリア原因説」に対する反証となり、パラダイムBの転換を提案する実験的根拠となる。<ミトコンドリアゲノムの遺伝子産物はすべて内膜に局在するというパラダイムの転換>mtDNAにコードされている13種の構造遺伝子は、すべてが呼吸鎖酵素複合体のサブユニットをコードしている。それゆえ、それらはすべて翻訳語にミトコンドリア内膜上に配置されると考えられてきた。しかし、我々の先行研究から、一部のmtDNAコードタンパクが細胞膜表面に提示され、自己抗原として機能している可能性が示唆されている。この現象をより詳細に解析するため、異なるmtDNAを有する細胞同士で細胞膜表面に提示されている膜タンパクの網羅的解析を試みており、現在その手法等を含めて検討を実施している。<ミトコンドリアDNA(mtDNA)の突然変異は、老化やがんの原因となるというパラダイムの転換>mtDNAの複製を行うDNAポリメラーゼ(Polγ)の校正機能を破壊したマウスを用い、mtDNAに蓄積したランダムな突然変異が老化の原因になるかどうかの検証を実施し、現在も実施している。昨年度は、骨密度に着目したところ、Polγ変異マウスは確かに老化現象と同様に骨密度の低下を示すものの、その特徴は老化でみられる表現型と明らかに異なっており、老化ではなくむしろミトコンドリアの機能異常によるミトコンドリア病に近似していることが分かった。すなわち、mtDNAへの突然変異の蓄積は老化と似た表現型を示すものの、それは厳密には老化ではなく、ミトコンドリア病の一部を再現しているにすぎないことが示された。今回の研究成果として、パラダイムAでは、ミトコンドリアゲノムの遺伝子産物が細胞表面にも存在する予測したのが、それがミトコンドリアゲノム以外の未知の細胞質因子であるという結論を得た。mtDNAの突然変異が老化の原因となるパラダイムの転換については、昨年度を含めて複数の視点から検証を実施しており、当初計画していた通りの成果を挙げている。ミトコンドリアDNAのポリメラーゼ校正機能破壊マウスを用いた実験では、当初の計画になかった新しい視点も盛り込むことができた。

一方で、mtDNAコードのタンパク質がすべて内膜上で機能するというパラダイムの転換については、細胞膜表面タンパクの網羅的解析方法の確立に予想よりも時間を要ものの、昨年度の検討から、概ね解析の方向性が定まったため、今年度の研究は順調に進むものと考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。分子細胞生物学、哺乳類ミトコンドリアゲノム生物学mtDNAの突然変異が老化やがんの原因となる、というパラダイム転換については、今後もこれまで通り計画された研究を遂行していく。また、これまでに樹立された新規mtDNA突然変異導入マウスの病態解析も進めており、その表現型が老化やがんとかかわりがあるかどうかについて詳細に検討する予定である。mtDNAコードのタンパク質がすべて内膜上に存在する、というパラダイム転換については、昨年度末に検討した細胞膜表面タンパクの網羅的解析手法の方法を応用して、実際の解析を進めていく。上記の2つのパラダイム転換を両輪として検証をすることにより、mtDNAの突然変異が生体に及ぼす影響について、新しい知見やパラダイムの創出を目指す。本研究では、既に一般化されている2つのミトコンドリアパラダイムを実験的に変換させることを目標としている。現時点で、mtDNAに関する既知のミトコンドリアパラダイムを超え、変異型mtDNA分子種が免疫応答に関与する事実(パラダイムAの転換)、さらには、老化とともに蓄積した変異型mtDNA分子種ががんそのものの原因にならない事実(パラダイムBの転換)を見出している。今後、このミトコンドリアパラダイム転換を担保する分子基盤を解析することで、mtDNAの生理基盤に新たなパラダイム提案する見通しがたったと考えている。申請者は2014年度で定年となり、2015年度は特命教授として本申請にかかる研究に従事していた。上記Web siteは、定年以前の申請者と同じ研究グループのHPである。以下の研究視点を重点的に検証するつもりである。1老化モデルマウスSAMP1のmtDNA分子種を有する細胞およびNZBマウスのmtDNA分子種を有する細胞がB6マウスの自然免疫によって排除される分子機構を解明する。2ミトコンドリア呼吸活性(ATP合成)の低下を誘発する病原性突然変異型mtDNA分子種を有するマウス培養細胞群を駆使して、それらの培養細胞の腫瘍形成能ならびに転移能などを総合的に比較評価することで、ミトコンドリアの呼吸機能とがん化ならびに悪性化の関連について検討する。
アポトーシスを阻害する抗HIV薬

AIDSとはHIVの感染により免疫細胞が減少し、日和見感染で死に至る病である。その細胞死はアポトーシスによることが示されているが、本研究はその阻害剤を微生物資源より探索し、AIDS治療薬の開発に繋げることを目的としている。またそのような阻害剤は同じくHIVの感染により引き起こされるHIV脳症の治療薬となることも期待され、AIDSで死に至らなくても大きな問題となる後遺症の治療薬としても有用性は高いと思われる。本年度は前年度に確立した検定系を用いて微生物の培養液よりアポトーシス阻害剤を探索し、放線菌や糸状菌、粘菌などの培養液及びそれらからの抽出物約7,000サンプルをスクリーニングした結果、土壌由来放線菌K05-0255株の培養液に有意な阻害効果を見出した。この培養液はAIDSに関与すると考えられるアポトーシスは阻害する一方で、類似した他の因子によるアポトーシスには少なくともその数倍以上の濃度でも阻害効果を示さず、特異的な阻害物質を含む可能性が高い。しかしながら本菌株については培養における生産性が著しく低下してしまったことから、現在活性物質の産生条件を検討している。本スクリーニング系については全体として選択率が非常に低いことが問題と思われる。ただしこの検定系はアポトーシスに関与するcaspaseの非特異的阻害剤Z-VAD-FMK 20 microMによりほぼ完全に阻害されたことから、アポトーシス阻害剤を探索する本研究に合目的であると考えられ、更にスクリーニングを継続している。本年度は研究計画に従って検定系の確立を行った。この検定系はアポトーシスに関与するcaspaseの非特異的阻害剤Z-VAD-FMK 20 microMによりほぼ完全に阻害されたことから、アポトーシス阻害剤を探索する本研究に合目的であることが確認できた。続いて本検定系を用いて微生物の培養液よりアポトーシス阻害剤を探索し、放線菌や糸状菌、粘菌などの培養液及びそれらからの抽出物約3,000サンプルをスクリーニングした結果、土壌由来放線菌K05-0255株の培養液に有意な阻害効果を見出した。現在活性物質の精製条件を検討するとともに、細胞レベルでの抗AIDS効果を検定し、真に有用な物質と期待できるかどうか検討している。
次世代SST用海上空港の試設計

我が国に次世代SST空港を建設しようとすると、必要な土地の広さ、騒音や環境問題などから海上立地以外に考えにくい。そこで、航空管制、航空機や乗客の制御に関し、経済性、安全性、信頼性の面で卓越性が期待される、年間旅客7、000万人規模のSST専用空港を浮体式で建設するものとする。本空港の設置海域は千葉九十九里沖の水深2530mの海域とし、既存の成田空港と一体運用することを前提とした。両空港は専用高速鉄道、自動車道路およびVTOL機で結ばれ、専用空港のターミナル用バ-ジは固定橋で陸と接続される。このような交通システムを採用することにより、成田空港は国内各地北東アジア各地のためのハブ空港として、またSST専用空港は東京を中心とする首都圏各地へのゲート空港としての機能を果たすことが出来ることなる。本空港の構造体としては、ターミナル・エプロンとしての大規模バ-ジ構造、それぞれ4、000m滑走路としての4本の半潜水式構造とで構成される複合浮体構造とした。ターミナル用バ-ジは海側、陸側2ヵ所の埋立人工島によって係留される剛体として解析され、滑走路用の半潜水式構造体は、波浪に対する応答を抑制するために、長さの中央と端部で支持構造で支持される梁として解析され構造設計された。以上のように次世代SST専用の浮体空港が試設計されたが、今後、この種の構造の構造設計をさらに信頼性の高いものにするために、情報の少ない大波高時の風荷重、特に鉛直方向に作用する風楊力の評価のための実験を行った。また、弾性体である浮体空港へ航空機が着陸する時の浮体空港の応答について基礎的な解析と実験を行った。これらの結果は付録として纏める。来世紀の早い時期に実用化を目ざした次世代超音速機(SST)の開発が米国を中心として鋭意進められている。我が国に次世代SST空港を建設しようとすると、必要な土地の広さ、騒音や衝撃波などの環境問題などから海上立地以外に考えにくいので、航空管制および空港における航空機や乗客の制御の面で単純さ故の経済性や信頼性・安全性の向上が期待されるSST専用空港を浮体式で建設するものとする。本空港の設置海域の選定に当っては、(1)ハブ機能を担う近隣空港の規模とそのアクセス、(2)ゲート機能として母都市・東京都心とのアクセス、(3)設置域の環境、(4)気象、(5)その他の自然環境データ、(6)アジアにおける競争力に関して、7ヶ所の海域を比較検討した結果、千葉九十九里沖、水深2530mの海域とした。空港形状と構造体としては数種について、予想就航率と就航空路、九十九里沖の気象状況の条件下で検討を行い、1700×900mのバ-ジをターミナル・エプロン用構造体とし、これを中心に南北に2本ずつの4000×320m滑走路計4本を半潜水式構造体として配置するものとした。現在の成田空港をハブ空港として、この空港と一体運用を行うものとし、両空港間の交通手段としては専用高速鉄道、自動車道路およびVTOL機によるものとする。前者のため、固定橋を建設し、ターミナルのバ-ジに接続する。このターミナルは、年間7000万人の想定旅客に対しリニア分散式の32ユニットターミナルを有し、エプロン上で航空機はコンベアに乗り、配置されたレール上を移動するシステムとした。ターミナル用バ-ジは剛体として挙動するものとして挙動解析を行い、海側、陸側、2ヶ所の埋立人工島によって係留され、海側のは消波施設として、陸側のは固定橋との接続部としても機能する。滑走路用半潜水式構造体は梁として挙動するものとして、波浪に対する近似応答解析を行い、応答の大きさを小さく抑えるために、それぞれの滑走路浮体の自由端を固定端とするとともに長さの中央にも支持構造を設けるものとした。

また、弾性体である浮体空港へ航空機が着陸する時の浮体空港の応答について基礎的な解析と実験を行った。これらの結果は付録として纏める。21世紀初期にコンコルドに替わる次世代超音速機が民間航空の遠距離分野の主役になる可能性が論じられている。我が国に次世代SST空港を建設しようとすると、必要な土地の広さ、騒音や環境問題などから海上立地以外に考えにくい。そこで、平成7年度では千葉九十九里沖の水深2530mの海域にSST専用浮体式海上空港の試設計をおこなった。本空港の構造体としては、ターミナル・エプロンとしての大規模バ-ジ構造、それぞれ4、000m滑走路としての4本の半潜水式構造とで構成される複合浮体構造とした。ターミナル用バ-ジは海側、陸側2ヵ所の埋立人工島によって係留される剛体として解析され、滑走路用の半潜水式構造体は、波浪に対する応答を抑制するために、長さの中央と端部で支持構造で支持される梁として解析され構造設計された。今後、この種の構造の構造設計をさらに信頼性の高いものにするために、平成8年度には2種類の実験的研究を実施した。一つは大波高時の風荷重、特に鉛直方向に作用する風揚力の評価のため実験であり、滑走路用の半潜水式構造が台風による荷重を受ける場合を模擬するものとして幅方向の大波と強風を同時に受ける時の特に風揚力を部分構造毎に測定して、波の存在により、最も風上の部分構造に大きな揚力が発生すること見い出し、その大きさについての無次元表示を得た。次に、半潜水式滑走路に航空機が着陸、走行する場合に、滑走路浮体の弾性体としての挙動の基礎を把握するための研究として、非常に単純化した浮体に航空機に相当する2次元物体が着陸する場合と、これが浮体上を走行する場合とについて、浮体を梁あるいは板と見なして基礎的な実験と解析を行い比較検討した。
高度な実践力を備えたスポーツ指導者養成を目指す大学院教育モデルの構築

本研究の目的は、体育分野における高度な実践力を備えた指導者(スーパーティーチャー及びスーパーコーチャー)の養成をねらいとした大学院教育モデルを構築することである。この目的に沿って平成24年度には以下のような研究を行った。(1)平成22年度に日本体育大学大学院修士課程の従来の教育組織を改編し、体育実践学コースを新設したが、スポーツ教育・健康教育学系およびコーチング学系ともに多くの学生を確保することができ、また平成25年3月にはこのコースに入学した第1期生が修了することができた。(2)このコースのコアカリキュラムである「プラクティカム」(I、II、III、IV)の充実を図るために東京都教育委員会や協力校との連携を強固にすることができた。さらに、電子メールを介した実習生と教員との指導システムも確立できた。(3)授業用の映像コンテンツの開発に向けて、多くの小・中学校の体育授業を観察収録した。その中から約50の「優れた体育授業」の映像を確保することができた。今後、これを映像コンテンツとして完成させるとともに、これらの授業の構造を解説書としてまとめ、コンテンツを含めて著書として出版する予定である。(4)コーチング学系では、優れたコーチング実践の映像コンテンツ、コーチング学知識の映像コンテンツの作成を行った。(5)コーチング学系を修了した第1期生に対して、インタビュー調査を行い、修士課程での学びの効果について分析を実施し、カリキュラムやその運営方法の改善策について検討した。●日本体育大学大学院の教育組織の改編を行い、「体育学実践コース」を立ちあげ、大勢の院生が入学し充実した研究生活を送っている。また、これにともない、スーパーティーチャー及びスーパーコーチャー育成のためのカリキュラムモデルを構築し、平成25年3月に体育学実践コースに入学した第1期生が修了した。●「プラクティカム」の指導方法として「電子ポートフォリオによる遠隔地指導システム」を確立した。●「プラクティカム」の充実を図るために東京都教育委員会や協力校との連携を強固にすることができた。●授業用の映像コンテンツの開発に向けて多くの小、中学校の体育授業を観察収録し、約50の「優れた体育授業」の映像を確保することができた。●アメリカのオハイオ大学、マサチューセッツ大学、オランダのウィンデスハイム大学、ドイツのケルン体育大学、オーストラリアのクイーンズランド大学等を訪問し、大学および大学院での体育教師教育やコーチャー養成のシステムやカリキュラムに関する資料を収集した。●大学院の教育システムやカリキュラム、指導方法の意義と改善点を実績(データ)に基づいて総括する。特にプラクティカムに関連して、院生の反省的授業(学校での実験的授業と大学での演習)が有効に機能したかどうかについて検証することに力点を置く(授業分析、意識調査、生徒の授業評価、観察者の授業評価)。●中学校並びに高校と一層緊密な関係を結び、理想的な実験校を生み出す必要がり、最終年度(25年度)ではこの点を重点課題とし、授業研究ができる体制を構築したい。●小、中学校の体育授業を観察収録し、約50の「優れた体育授業」の映像を確保することができた。今後、これを映像コンテンツとして完成させるとともに、これらの授業の構造を解説書としてまとめ、コンテンツを含めて著書として出版することにしたい。●海外の大学等を訪問して得られた大学および大学院での体育教師教育や、コーチャー養成のシステムやカリキュラムの内容について総括および評価を行い、日本の教師教育に生かすべき点を明らかにしたい。●これまで大学院生が課題研究として取り組んできた論文の中で優れた研究を学術論文に投稿発表する。本研究では、体育分野における高度な指導者(スーパーティチャー、スーパーコーチャー)の養成を目的として、日本体育大学大学院修士課程の教育組織を改編するとともに、フィールドワークを重視したカリキュラムを構築する。また、各授業科目の授業方法モデルを開発し、その有効性を院生による授業を分析することによって検証する。本研究グループ及び大学院設置準備委員会によって、2つの新学系の組織とカリキュラムを設計した。この設計に当たっては、特にオハイオ州立大学の修士課程のカリキュラムモデルをベースとした。なお、オハイオ州立大学には、現地を訪問し、授業の現状を視察するとともに、教授陣と長時間にわたって討議し、関連資料を得た。従来、博士前期課程は「体育科学専攻」一元化されていたが、これを図に示すように「体育科学コース」と「体育実践学コース」にわけ、さらに新設した「体育実践学コース」を「コーチング学系」と「スポーツ教育・健康教育学系」に区分し、それぞれ反省的なプラクティカム(実習)を重視した実践的なプログラムとした。教育学系においてはプラクティカムの試行的実施として「球技・ボール運動の教材開発」とし、ゴール型のフラッグフットボールと3サークルボールを教材として、戦術学習を合理的に進めるための授業づくりを行い、模擬授業を通してその有効性が確認された。加えて全国の優れた体育の授業を観察した記録DVDを作成し、その教材としての有効性を確認した。コーチング学系においてはさらにカナダコーチング協会(Coaching Association of Canada:CAC)の教育プログラムを加味し1)プランニング、2)リーダーシップ、3)リフレクションの3つをコンピテンスとして設定した。これらのコンピテンスを身につけさせるため、プラクティカムを多く取り入れたカリキュラムを考案した。以上の内容は11年3月に新大学院立ち上げに先立って本学で「キックオフセミナー」を開催し、そこで発表するとともに今後のスポーツ指導者養成の在り方について討議した。本研究の目的は、スポーツ・体育分野における高度な実践力を備えた指導者の養成をねらいとした大学院教育モデルを構築することである。

この目的にそって23年度には以下のような研究をおこなった。(1)22年度に日本体育大学大学院修士課程の従来の教育組織を改編し、体育実践学コースを新設したが、スポーツ健康学系及びコーチング学系ともに多くの学生を確保することができた。23年度には、スポーツ健康教育学系では、特に重視する授業科目:「プラクティカムI」の授業において、院生による教材開発と模擬授業を行ったが、その成果を「プラクティカムI報告書(103ページ)」にまとめた。また、ここで開発したスリーサークルボール教材の有効性を検討するために、小学校高学年で授業研究を行い、その成果を論文にまとめた。間もなく「スポーツ教育学研究」に投稿する。(2)プラクティカムII(学校現場での実習)にかかわって、電子ポートフォリオによる遠隔地指導システムを開発した。また、この授業に関わっても「プラクティカムII報告書(76頁)」にまとめた。(3)授業で活用できる体育授業映像コンテンツ(優れた体育授業を観る)を開発するために、継続的に授業観察を行ってきたが、多くの授業の中から30のすぐれた体育授業を選定し、1枚のDVDとしておおむね完成させることができた。今後、解説書を作成し、DVDとともに出版する予定である(現在出版社と交渉中)。(4)コーチング学系では、プラクティカムに関連して毎月1回のコーチングカンファレンスを開催し、コーチング現場で院生が感じた問題や課題を共有するとともに、課題解決の方法についてディスカッションを行った。(5)コーチング学に関わって先駆的実践を行っているオーストラリア・クイーンズランド大学に訪問し、コーチング学の実践的な指導の進め方について討議を深めた。(6)コーチング指導に役立つ映像コンテンツの開発に向けて準備を進めている段階である。本研究の目的は、体育分野における高度な実践力を備えた指導者(スーパーティーチャー及びスーパーコーチャー)の養成をねらいとした大学院教育モデルを構築することである。この目的に沿って平成24年度には以下のような研究を行った。(1)平成22年度に日本体育大学大学院修士課程の従来の教育組織を改編し、体育実践学コースを新設したが、スポーツ教育・健康教育学系およびコーチング学系ともに多くの学生を確保することができ、また平成25年3月にはこのコースに入学した第1期生が修了することができた。(2)このコースのコアカリキュラムである「プラクティカム」(I、II、III、IV)の充実を図るために東京都教育委員会や協力校との連携を強固にすることができた。さらに、電子メールを介した実習生と教員との指導システムも確立できた。(3)授業用の映像コンテンツの開発に向けて、多くの小・中学校の体育授業を観察収録した。その中から約50の「優れた体育授業」の映像を確保することができた。
ケラチノサイトの合成する190Kdコラーゲンポリペプチド遺伝子のクローニング

類天疫瘡患者四清を用いた免疫沈澱の結果、KC1,KC2いづれのコラーゲンタンパクも類天疫瘡抗原タンパクの一つである可能性が示された。さらにKC1,KC2のペプチドマッピングが一致すること、pulse-chaseの実験の結果KC1(190Kd)がprocessingをうけてKC2(120kcd)になることよりKC1は類天疫瘡抗原タンパクの一つのBPAG2と同一であると考えられた。BPAG2の遺伝子はすでにクローニングされているので既知の塩基配列の一部、5′ATGACTTCAGAGGGA3′と5′CTAAGCAGTGGCAGC3′をprimerとしてRT-PCR法によりCDNAを合成した。このCDNAはケラチノサイトの6KbのmRNAとハイブリダイズした。角膜、肝、腎、動脈、肺などの臓器のRNAとノーガンブロットを行った結果角膜にのみ5KbのmRNAを認めた。これは近年見い出されたいわゆるcornea-specific collagenとBPAG2が極めて類似していることを示している。タンパクレベルの検討の結果KCl,KC2とも基底膜成分のうちフイブロネクチンと結合能力が高く、ケラチノサイトと基底膜の接着に関し、少なくとも一部はKC1,KC2とフイブロネクチンの結合が関与していることを示唆するものである。培養マウスケラチノサイト約2×10^7個より塩酸グアニジウム法を用いて全RNAを約400μg抽出した。さらにこれをオリゴdTカラムを用いてpolyARNAを約62μgを単離した。このRNA1μgをテンプレイトとしてコラ-ゲン遺伝子n共通な配列、5'CCNGGNGGNCCNGG3'14merの合成オリゴヌクレオチドをプライマ-に用いてdouble strand cDNAを合成した。λgt10をベクタ-に用いてcDNAライブラリ-を作製し2×10^3個のクロ-ンを得た。各クロ-ンをSau96I消化し、コラ-ゲン遺伝子に特有な9bpのラダ-パタ-ンを示すクロ-ンを探した。その結果300クロ-ンのうち1個のクロ-ン(pKC7)がこのパタ-ンを示した。insertは約3.5kbでPstI,HindIII,KpnIの各siteを有し、SmaI,HincII、Xba、EcoRIの各siteは有していないことがわかった。Northern blotの結果、このcDNAは約6.0kbのmRNAのサイズを有することがわかった。現在このクロ-ンの塩基配列を決定中である。ケラチノサイトの合成するタンパクを^3Hプロリンで標識し、類天疱瘡患者血清を用いて免疫沈降法をおこなったところ190kd(KC1)、120kd(KC2)タンパクが特異的に認められた。この結果KC1、KC2いづれのタンパクも類天疱瘡抗原タンパク(BPAG2)であることが示唆された。KC1とKC2タンパクをSDSアクリルアミドゲルより抽出し、V8プロテアーゼ消化を行ったところ両者のペプチドマップは一致した。以上の結果は120kd(KC2)は190kd(KC1)タンパクより由来し190kd(KC1)タンパクは類天疱瘡抗原タンパク(BPAG2)と一致するものと思われた。BPAG2タンパクcDNAはすでに単離されておりコラーゲン様タンパクであることが知られている。KC1、KC2コラーゲンの機能を知るために基底膜成分との結合をbinding assayにて検討した。DEAEセルロースクロマトグラフィーにてpartiallyに精製した。この試料を用いてI型コラーゲン、IV型コラーゲン、フィブロネクチン、ラミニンを各々コートしたディッシュに添加し一定時間反応させた後洗浄し、ディッシュに残存するカウントを測定した。その結果他の成分に比べてフィブロネクチンに有意に結合することが判明した。一方ケラチノサイトの上記のディッシュへの結合を検討した結果やはりフィブロネクチンに最も結合しやすいことがわかった。このことはケラチノサイトと基底膜との結合は主にフィブロネクチンとの結合を介していること、その結合の少なくとも一部はKC1、KC2とフィブロネクチンとの結合によっていることが示唆された。
藻類回収トラップを用いた都市湖沼浄化システムの開発に関する研究

浮遊している藻類が集積された、いわゆるアオコはそれ自体の外観が醜悪なばかりでなく、それが分解される時に悪臭や異臭味を発生させ、このため大きな境阻害要因となっている。これを除去するための方法として殺藻剤の投入などの方法もあるが、それによる二次汚染の影響は計り知れない。そこで我々は藻類回収トラップを開発した。これは風下の汀に流入口としてのせきと分離槽を有するトラップを設置することによって、吹き寄せられたアオコを越波によって流入、分離するという非常に簡単なものである。このため建設費も運転費も非常に安価なものであり、かつ総ての濃縮過程が太陽エネルギー(正確には負のエントロピー)によるものであり、環境改善技術の基本を貫いたものである。本装置に関して現場実験,モデル実験ならびに理論解析を行なった。加えてトラップの設計のために集積したアオコの浮上速度の測定、ならびに回収したアオコの利用のために再浮上したアオコの濃度および脱水性についても実験を行なった。その結果次のような成果が得られた。1.本トラップによって現場において効果的にアオコを回収できた。2.その回収費は非常に廉価である。3.モデル実験の結果、ポテンシャル流によって予測された量の数倍の浮遊粒子がトラップに流入した。4.この現象を解明するために表面張力を考慮してナビアストークスの方程式をシミュレートできるようにSMAC法の修正を行なった。これにより、この表面粒子の流入がマランゴニ効果によって加速されることが分った。5.集積したアオコの浮上速度は大きく容易に分離でき、かつその濃度も高いが、脱水のための濾過はかなり困難であり、なんらかの前処理を必要とする。
沿岸ポリニヤにおけるフラジルアイスの生成とその物質循環へのインパクト

海氷域内の薄氷・疎氷域である沿岸ポリニヤにおいて、海中で生じる過程の解明が本研究の目的である。既存の係留観測による音響散乱強度データの解析より、過冷却の発生に伴う海中でのフラジルアイス(新生氷)生成や、強い流れと対流の発生に伴う海底堆積物の巻き上げ・上方輸送が検知された。これらは現場観測からの報告が著しく制限されている現象である。海氷による物質の取り込み、輸送、および海氷融解に伴う物質の放出の一連の過程によって極域海洋の物質循環が駆動される。本研究は、フラジルアイスが堆積物粒子と接触し、それを捕獲することで海氷内に堆積物を取り込む過程を、現場観測より初めて直接的に示唆した。上記の係留データの解析に加え、沿岸ポリニヤにおいて海中で生じる過程の詳細を解明するために、北極海バロー沖と南極ケープダンレー沖の海域にて係留系を設置した。これらは系の構成や測器の観測設定等を新たに構築したものである。前者の北極海観測はアラスカ大学との共同で、後者は第59次日本南極地域観測隊(JARE59)の観測行動の一環として行われたもので、両方とも自身が参加・実施している。係留系は2020年に回収が予定されている。現場海氷観測(海氷サンプリング)も実施した。これは海氷中の含有粒子の粒径分布の分析と、薄片解析による海氷構造の分析を比較し、海氷による堆積物の取り込み過程や、それに寄与する堆積物の大きさや量の解明を目的としている。北極海バロー周辺の定着氷域ではアラスカ大学等の米機関と共同で観測を実施し、堆積物層を含む海氷コアの採取に成功した。南極ではJARE59において、新生氷を中心とした海氷や海底堆積物を採取した。オホーツク海沿岸域においても海氷採取を行った。これらの観測や既存の観測から、様々な成長段階の海氷が得られている。今後は化学や生物の研究者との共同で分析を行う予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、沿岸ポリニヤ(海氷域内の薄氷・開放水面域)における海中でのフラジルアイス(大きさ数mm未満の氷の結晶)生成と物質循環を駆動する海氷による堆積物の取り込み過程を現場観測からの解明することである。1.係留データの解析オホーツク海サハリン北東岸沖やチャクチ海バロー沖の水深40ー100mの海域で過去に取得されたADCPデータを、手つかずであった音響散乱強度データに特に着目して改めて解析した。その結果、ポリニヤや氷縁域において、強風擾乱環境の下でフラジルアイスが30 m以浅の過冷却が生じた海中で生成することや、強い流れや混合によって海底堆積物が海面付近まで上方輸送されることが、同時に観測された。これらは、海面のみでなく海中でも海氷が生成されることを明らかにしただけでなく、フラジルアイスが海底堆積物に海中で接触し、それを捕獲する可能性を示唆する。フラジルアイスに捕獲された堆積物は、フラジルアイスが海氷盤へと固化する際に海氷内へと取り込まれると考えられる。この過程は室内実験による報告があるが、実際に現場観測に成功した例は本研究が初めてである。海中でのフラジルアイス生成についても観測例が未だ数例しかない。そのため、本研究は極域海洋での海氷生成や物質循環の過程の解明に大きく貢献したといえる。2.現場海氷観測上記の係留観測データからは測定できない、海面付近での過冷却の大きさ、海中のフラジルアイスの大きさや量の測定、海氷中の含有粒子の大きさと量を明らかにするために、オホーツク海沖での砕氷船「そうや」による観測やオホーツク沿岸域とチャクチ海沿岸域での海氷観測を行った。砕氷船による観測では、数観測点でフラジルアイスの海中での分布の測定や個々の氷の採寸を行った。また、全観測により数種類の海氷サンプルを採取した。これら観測データおよび海氷サンプルの分析・解析は現在進行中である。オホーツク海サハリン係留観測データから、海氷への海底堆積物の取り込み過程が明らかとなった。オホーツク海では海氷中に多量に含まれる鉄などの物質が、春に海氷の融解時に海中へと放出され、地球上で最大規模の植物プランクトンの大増殖を引き起こすとされている。海氷中の物質の起源や、それらの海氷への取り込み過程については諸説考えられていたが、どれも決定打を欠くものであった。本研究はこの問題に対し、海氷中の物質の起源は海底堆積物であり、海底堆積物の海氷による取り込みには海中での堆積物とフラジルアイスの接触が重要であることを現場観測から明確に示した。この研究結果をまとめた論文がJournal of Geophysical Research-Oceansに掲載された。チャクチ海バロー沖係留データについては、全6年の観測期間のうち初めの1年分のみの解析に留まってはいるものの、沿岸ポリニヤにおいて過冷却海水中でフラジルアイスが生成されることや、海底から海面付近まで海底堆積物が輸送されることが明らかとなった。この結果はサンフランシスコで開催された国際学会において口頭発表を行った。今後は、他の年のデータの解析も行い、沿岸ポリニヤでの諸過程の詳細を明らかにする必要がある。

上記の係留観測より明らかとなった海氷による堆積物の取り込み過程の検証や、フラジルアイスについての直接測定を目的とした海氷域(オホーツク海、チャクチ海)での現場観測を行い、数サンプルの採取に成功した。海氷域に人間が赴き、観測する機会は非常に限られているため、今回の直接観測が行えたことは、本研究において大きな意義がある。ただし、観測データの解析やサンプルの分析等にまで手が回っていない状況であり、今後取り組むべき大きな課題となっている。海氷域内の薄氷・疎氷域である沿岸ポリニヤにおいて、海中で生じる過程の解明が本研究の目的である。既存の係留観測による音響散乱強度データの解析より、過冷却の発生に伴う海中でのフラジルアイス(新生氷)生成や、強い流れと対流の発生に伴う海底堆積物の巻き上げ・上方輸送が検知された。これらは現場観測からの報告が著しく制限されている現象である。海氷による物質の取り込み、輸送、および海氷融解に伴う物質の放出の一連の過程によって極域海洋の物質循環が駆動される。本研究は、フラジルアイスが堆積物粒子と接触し、それを捕獲することで海氷内に堆積物を取り込む過程を、現場観測より初めて直接的に示唆した。上記の係留データの解析に加え、沿岸ポリニヤにおいて海中で生じる過程の詳細を解明するために、北極海バロー沖と南極ケープダンレー沖の海域にて係留系を設置した。これらは系の構成や測器の観測設定等を新たに構築したものである。前者の北極海観測はアラスカ大学との共同で、後者は第59次日本南極地域観測隊(JARE59)の観測行動の一環として行われたもので、両方とも自身が参加・実施している。係留系は2020年に回収が予定されている。現場海氷観測(海氷サンプリング)も実施した。これは海氷中の含有粒子の粒径分布の分析と、薄片解析による海氷構造の分析を比較し、海氷による堆積物の取り込み過程や、それに寄与する堆積物の大きさや量の解明を目的としている。北極海バロー周辺の定着氷域ではアラスカ大学等の米機関と共同で観測を実施し、堆積物層を含む海氷コアの採取に成功した。南極ではJARE59において、新生氷を中心とした海氷や海底堆積物を採取した。オホーツク海沿岸域においても海氷採取を行った。これらの観測や既存の観測から、様々な成長段階の海氷が得られている。今後は化学や生物の研究者との共同で分析を行う予定である。1.現場観測データやサンプルの解析・分析平成28年度に実施した海氷観測で得たデータの解析やサンプルの分析を行う必要がある。サンプルの分析については、低温室を利用して海氷の薄片解析などを行うと同時に、同一海氷サンプル中に含まれる粒子の粒径分布を分析し、両者を比較することで、海氷への堆積物の取り込み過程とみられるフラジルアイスによる堆積物の捕獲仮説の検証や、それに寄与する堆積物粒子の大きさや量を明らかにする。オホーツク海北海道沖での観測では海面付近の海中でのフラジルアイスの分布状況や個々のフラジルアイスの採寸を実施したので、これらの結果を整理し、未だ調査が行われたことがない、この海域でのフラジルアイスの基礎的な性質を明らかにする。2.現場海氷観測の実施平成28年度と同様にアラスカ沿岸での海氷観測(海氷コアの採取)を行う予定である。また、第59次日本南極観測隊に参加して南極海氷域での観測を実施する。これについては、ポリニヤ域や氷河周辺海域での海洋観測と同時に海中撮影を行い、フラジルアイスの直接観測を目指す。
インタラクティブな環境における脳の情報処理

インタラクティブな環境とは,実験参加者の意図的な行動に応答して何らかの知覚的変化が生じる環境のことである.本研究では,事象関連電位(event-related potential : ERP)を指標として,インタラクティブな環境における脳の情報処理過程を検討した.本年度は,昨年度に実施した聴覚刺激による実験に引き続き,視覚刺激を用いた実験を行った.第1実験では,16名の大学生/大学院生が3種類の視覚刺激を用いた弁別課題を行った.実験参加者が自分でボタンを押すと刺激が呈示される条件(SELF条件)と,同じ間隔で刺激が自動的に呈示される条件(AUTO条件)を比較したところ,SELF条件の方が弁別課題の成績がよかった.この結果は,刺激の呈示タイミングを自分で制御できるときに行動成績がよくなることを示している.しかし,事象関連電位には顕著な条件差が認められなかった.第2実験では,刺激の呈示時間を自由に制御できる鑑賞課題で事象関連電位を測定した.16名の大学生/大学院生が,新奇な線画120枚を1枚ずつ自分のペースで好きな時間だけ眺めた.実験終了後,線画を注視時間の長短によって2分して事象関連電位を求めたところ,長く見つめられた線画は,短くしか見られなかった線画にくらべて,呈示開始後150-300msの区間に生じる電位(P2-N2)がより陰性方向へシフトしていた.この結果から,はじめて見る線画をどのくらい長く見るかは,呈示後0.3秒以内にある程度決まっていることが示唆された.本研究の成果の一部は,第19回日本生理心理学会学術大会(2001.7.6,小倉),日本心理学会第65回大会(2001.11.8,つくば)で発表した.自分から環境に働きかけた結果として得た刺激と,意図とは無関係に自動的に与えられた刺激に対する認知情報処理の違いを,事象関連電位(ERP)を用いて検討した.SELF条件では,AUTO条件に比べて,逸脱刺激であるNon-targetに対するERPのP3a成分の振幅が増大したが,課題関連刺激であるTargetに対するP3b成分の振幅には条件差がなかった.本年度の研究により,被験者が自分から環境に働きかけて得た情報は,自動的に与えられた情報とは異なって処理されることが明らかになった.インタラクティブな環境では,自動的に情報が与えられる環境よりも,被験者は自分の行為の結果として生じる事象について強い期待や構えを持っている(そのため逸脱した事象に対してより大きな脳電位反応が生じる)と推測された.本研究の成果の一部は,第18回日本生理心理学会学術大会(2000.6.28,札幌),第27回国際心理学会議(2000.7.26,Stockholm),第30回日本臨床神経生理学会大会(2000.12.14,京都)で発表した.インタラクティブな環境とは,実験参加者の意図的な行動に応答して何らかの知覚的変化が生じる環境のことである.本研究では,事象関連電位(event-related potential : ERP)を指標として,インタラクティブな環境における脳の情報処理過程を検討した.本年度は,昨年度に実施した聴覚刺激による実験に引き続き,視覚刺激を用いた実験を行った.第1実験では,16名の大学生/大学院生が3種類の視覚刺激を用いた弁別課題を行った.実験参加者が自分でボタンを押すと刺激が呈示される条件(SELF条件)と,同じ間隔で刺激が自動的に呈示される条件(AUTO条件)を比較したところ,SELF条件の方が弁別課題の成績がよかった.この結果は,刺激の呈示タイミングを自分で制御できるときに行動成績がよくなることを示している.しかし,事象関連電位には顕著な条件差が認められなかった.第2実験では,刺激の呈示時間を自由に制御できる鑑賞課題で事象関連電位を測定した.16名の大学生/大学院生が,新奇な線画120枚を1枚ずつ自分のペースで好きな時間だけ眺めた.実験終了後,線画を注視時間の長短によって2分して事象関連電位を求めたところ,長く見つめられた線画は,短くしか見られなかった線画にくらべて,呈示開始後150-300msの区間に生じる電位(P2-N2)がより陰性方向へシフトしていた.この結果から,はじめて見る線画をどのくらい長く見るかは,呈示後0.3秒以内にある程度決まっていることが示唆された.本研究の成果の一部は,第19回日本生理心理学会学術大会(2001.7.6,小倉),日本心理学会第65回大会(2001.11.8,つくば)で発表した.
交感神経系神経堤幹細胞及び神経芽腫cancer stem cellsの分離・同定

ラット新生児副腎髄質より神経堤幹細胞の分離を試み、p75陽性分画に神経細胞とシュワン細胞の両方向性分化能を示すコロニー形成を確認した。p75発現を認める神経芽腫細胞株で、p75陽性分画が分化階層の上位にあることを細胞培養レベルで確認した。神経芽腫細胞株を用いたスクリーニングで、神経芽腫cancer stem cellや交感神経系神経堤幹細胞の細胞表面マーカー候補となりうる分子についてのデータを得た。神経芽腫の起源となる副腎髄質と交感神経節は、未分化な神経堤幹細胞から交感神経細胞とシュワン細胞の2種類の細胞に分化する。神経芽腫についても、神経細胞とシュワン細胞のマーカーもつ細胞が混在し、それらが1つの起源を持つことが示されているが、そのcancer stem cellに相当する細胞の性質は十分に明らかになっていない。我々は、neurosphere様の増殖形態を示す浮遊細胞と接着性のシート状増殖を示す細胞との2つのpopulationの見られる神経芽腫細胞株SMS-KCNRに注目し、神経芽腫cancer stem cellsの分離・同定を試みることとした。Serumの濃度を上昇させるに従い、sphere様の細胞が減少し接着細胞が増加することから、2つのpopulationを分離して培養したところ、sphere様の細胞を低濃度のserumで、接着性の細胞を高濃度のserumで安定的に維持できることが確かめられた。末梢神経細胞のマーカーであるperipherinの蛍光染色では、接着細胞には強い陽性像を示すのに対し、sphere様の浮遊細胞での発現は弱く、細胞培養の条件下ではsphere様の増殖を示す細胞が、より未分化な細胞であることが示唆された。Neurosphere様の浮遊細胞と接着性の細胞について、FACSでの検討の可能な約150の表面マーカーのRNAレベルでの発現をreal time PCRでスクリーニングした。その結果、integrinα4は浮遊細胞で約2.5倍、CD105は接着細胞で約5倍の発現が見られた。これらのマーカーを手掛かりに、神経芽腫cancer stem cellsの分離・同定方法、およびそのニッチについて解析中である。副腎髄質と交感神経節は、未分化な神経堤幹細胞から交感神経細胞とシュワン細胞に分化する。最近、末梢神経組織では、シュワン細胞のみならず、endoneuriumの線維芽細胞ないし筋線維芽細胞も神経堤由来であることが示されている。我々の検討では、多くの神経芽腫の細胞株で、末梢神経細胞とシュワン細胞のマーカーを発現する細胞とともに、少数smooth muscle actin陽性の筋線維芽細胞様の細胞がみられた。神経芽腫のcancer stem cellsないしcancer initiating cellsは、神経系、シュワン細胞系、筋線維芽細胞系への多分化能を持つ細胞であることが想定され、副腎髄質や末梢神経に分化する神経堤由来幹細胞のcounter partをなすと考えられる。神経芽腫細胞株SK-N-SHのクローン化を行うと、多くの株では末梢神経系マーカーに限定した発現を示したが、シュワンないし筋線維芽細胞への分化を示す株や3系統への分化を示す株が少数得られた。レチノイン酸、Brd-U、TGFβは、それぞれ末梢神経系、シュワン系、筋線維芽細胞系への分化を誘導するが、末梢神経系クローンでは、シュワンないし筋線維芽細胞への分化を示さないのに対し、シュワン・筋線維芽細胞系クローンでは、レチノイン酸処理で末梢神経系マーカー発現細胞へ少数分化した。シュワン・筋線維芽細胞系クローンは、継代中に一部から末梢神経系マーカーを示す細胞が出現した。血清無添加の神経堤幹細胞維持条件のメディウムでは、シュワン・筋線維芽細胞系クローンのみsphere様の増殖を示した。以上より、SK-N-SHでは、腫瘍細胞の多くが末梢神経系に分化した細胞で占められるが、少数多分化能を持つ細胞が存在することが示唆され、シュワン・筋線維芽細胞系細胞群からそのような細胞が出現する可能性が示唆された。これらの所見は、神経芽腫においてcancer initiating cellsとepithelial-mesenchymal transitionとの関係を示す1つのモデルとなる可能性も考えられる。