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福岡県京築地区における神楽舞台の建築的特徴及び維持管理体制と住民定住化について

H18年度の研究実績の概要1.研究の目的(1)京築地区における神楽舞台の実態及び建築的特徴を明らかにする-前年度までは舞台の調査を重点的に行ってきたが、未調査である楽屋の実態調査を京築地区全体について行う。また、旧豊前国内の京築地区周辺部に存在する舞台をランダムに抽出して調査を行い、それと比較することにより京築地区における特徴をより明確にする。(2)舞台の維持管理体制が集落住民の共同体意識に果たす役割-神楽奉納が盛んな京築地区の中部、及び南部について舞台の維持管理に関するヒヤリング調査を行い、前年度調査済の豊前市の調査結果(52)と併せて分析。(3)神楽の奉納空間-前年度までは、最も神楽奉納が盛んな南部の神楽奉納についての調査を行ってきたが、まだ未調査である北部の神楽奉納についての特徴を明確にする。2.平成18年度研究調査実績(1)神楽舞台の実態調査(イ)京築地区内のH17年度に未調査である以下の境内配置・舞台・楽屋の実態調査を実施。苅田町(19)、行橋市(26)、旧勝山町(9)、旧犀川町(7)、旧豊津町(3)、旧築城町(10)、旧椎田町(18)、豊前市(2)、吉富町(9)、計103舞台(ロ)京築地区周辺部の旧豊前国内に存在する舞台をランダムに抽出し実態調査を実施。北九州市小倉南区(7)、旧田川郡(9)、旧中津市(11)、旧宇佐市(18)、計45舞台実態調査は予定通り完了。分析の結果、周辺部に存在する舞台の特徴は京築地区の舞台の特徴の延長上にあることが判明(周辺部北部は京築地区北部の、周辺部南部は京築地区南部の特徴)。これにより京築地区の舞台の特徴を豊前神楽の里である旧豊前国という広域の中で検証し、より明解にすることができた。(2)舞台の維持管理体制に関して区長又は氏子総代に訪問ヒヤリング調査を実施。調査・分析は予定通り完了。・地区中部:旧豊津町(16)、・地区南部:吉富町(6)、旧新吉富村(6)、旧大平村(15)、・計43舞台(調査済み豊前市(52)と併せて、計95舞台)共同体意識醸成には多変量解析の結果、奉納の有無、氏子軒数、年間清掃回数、清掃参加率、等の項目の中で、清掃参加率の寄与率が最も高いという結果を得た。即ち、集落の共同体意識の程度は集落全住民の舞台の維持活動への参加の度合いに依存する。(3)神楽の奉納空間の調査行橋市の安浦神社(稲童神楽)と草野正八幡神社の観察調査を実施。稲童神楽は拝殿式舞台での奉納、楽屋は拝殿の一部を使用。草野正八幡神社は境内の仮設舞台での奉納。いずれも中部・南部の奉納形態に比べて差異はみられない。1.研究目的(1)京築地区における神楽舞台の実態及びその建築的特徴京築地区11市町村(平成17年度9月に2村は1町に合併)の中で、北部の2町、南部の1市2旧村の舞台の調査を行った。その結果、舞台の規模は北部と南部で顕著な差異がみられること。また、楽屋は舞台が大きな北部には少なく、舞台が小さな南部において多く併設されており、最南部では別棟型の楽屋に移行する傾向がみられた。平成18年度は京築地区の中部の調査を行い、地区全体の舞台の特徴を明らかにする予定である。(2)舞台の維持管理体制が集落住民の共同体意識に果たす役割豊前市の各神社をまつる集落について、区長又は氏子総代にヒヤリング調査を実施。維持管理体制は氏子数(人口)が多い平野部では組織的、氏子数が少ない上に急速に高齢化が進む山間部では基本的に全員参加型に大別できることが判明した。18年度は京築地区北部地域(都市部)の調査を加え、維持管理組織とセンス・オブ・コミュニティとの相関を分析する予定である。(3)神楽の奉納空間調査舞台の使われ方は演目によって大きく異なること、また、京築地区南部では拝殿を主とする常設舞台以外に、仮設舞台及び路面での奉納等、奉納空間が多様であることが判明した。2.平成17年度研究調査実績(1)神楽舞台の実態調査豊前市(60)、旧大平村(18)、旧新吉富村(6)、勝山町(12)、計96軒について舞台の実測調査、CAD図面化及び配置形態の分類・規模の分析を行った。(2)舞台の維持管理体制に関するヒヤリング調査豊前市の60軒中53軒について調査を行い、年度計画をほぼ達成した。ただし、ヒヤリングをする区長若しくは氏子総代は土日でさえ不在の場合が多く、予想外の時間を要した。今後の調査計画にフィードバックする必要がある。(3)神楽奉納空間の調査京築地区南部の豊前市、吉富町に於いて、11集落の神楽奉納の調査を行った。

また、旧豊前国内の京築地区周辺部に存在する舞台をランダムに抽出して調査を行い、それと比較することにより京築地区における特徴をより明確にする。(2)舞台の維持管理体制が集落住民の共同体意識に果たす役割-神楽奉納が盛んな京築地区の中部、及び南部について舞台の維持管理に関するヒヤリング調査を行い、前年度調査済の豊前市の調査結果(52)と併せて分析。(3)神楽の奉納空間-前年度までは、最も神楽奉納が盛んな南部の神楽奉納についての調査を行ってきたが、まだ未調査である北部の神楽奉納についての特徴を明確にする。2.平成18年度研究調査実績(1)神楽舞台の実態調査(イ)京築地区内のH17年度に未調査である以下の境内配置・舞台・楽屋の実態調査を実施。苅田町(19)、行橋市(26)、旧勝山町(9)、旧犀川町(7)、旧豊津町(3)、旧築城町(10)、旧椎田町(18)、豊前市(2)、吉富町(9)、計103舞台(ロ)京築地区周辺部の旧豊前国内に存在する舞台をランダムに抽出し実態調査を実施。北九州市小倉南区(7)、旧田川郡(9)、旧中津市(11)、旧宇佐市(18)、計45舞台実態調査は予定通り完了。分析の結果、周辺部に存在する舞台の特徴は京築地区の舞台の特徴の延長上にあることが判明(周辺部北部は京築地区北部の、周辺部南部は京築地区南部の特徴)。これにより京築地区の舞台の特徴を豊前神楽の里である旧豊前国という広域の中で検証し、より明解にすることができた。(2)舞台の維持管理体制に関して区長又は氏子総代に訪問ヒヤリング調査を実施。調査・分析は予定通り完了。・地区中部:旧豊津町(16)、・地区南部:吉富町(6)、旧新吉富村(6)、旧大平村(15)、・計43舞台(調査済み豊前市(52)と併せて、計95舞台)共同体意識醸成には多変量解析の結果、奉納の有無、氏子軒数、年間清掃回数、清掃参加率、等の項目の中で、清掃参加率の寄与率が最も高いという結果を得た。即ち、集落の共同体意識の程度は集落全住民の舞台の維持活動への参加の度合いに依存する。(3)神楽の奉納空間の調査行橋市の安浦神社(稲童神楽)と草野正八幡神社の観察調査を実施。稲童神楽は拝殿式舞台での奉納、楽屋は拝殿の一部を使用。草野正八幡神社は境内の仮設舞台での奉納。いずれも中部・南部の奉納形態に比べて差異はみられない。
新学制(六・三・三・四制)の定着過程に関する総合的研究

本研究では、講和独立後(1952年以降)の文教政策を分析し、新学制の定着過程を明らかにしようとした。具体的には、文教政策の方針を審議した中央教育審議会を分析対象とした。すなわち新たに公開された議事録を使用し、答申形成過程を実証的に分析するとともに、その機能・評価について新たな視点を提示した。本年度は、資料の収集を重点的に行うとともに、関係資料の揃った部分から研究に着手した。資料収集については、主に国会図書館憲政資料室の関係史料を調査・収集した。具体的には、連合国軍最高司令官総司令部(GHQ/SCAP)民間情報教育局(CI&E)教育課中等教育班の史料について調査・収集した。この史料群については占領前期の研究は進んでいるが、本研究が対象とする占領後期(一九四八年以降)については不分明な点が少なくない。そこで当該期に焦点を合わせて史料の調査・収集を行った。また、補足史料として、横浜市が所有する森戸辰男関係文書(元文部大臣・中央教育審議会委員)の調査を進めた。研究については、「戦後教育改革と中央教育審議会-第1回答申(義務教育に関する答申)の形成過程を中心に-」(『広島大学文書館紀要』第11号)において、新学制に対する当該期の中央教育審議会の認識をまとめた。本論文では、発足当初の中教審と文部省の微妙な関係を明らかにするとともに、戦後教育改革に対する中教審のスタンスを明らかにした。史料的な限界から中教審の審議過程に踏み込んだ先行研究がほとんどないため、今後、研究の進展が期待される分野と考えている。また、派生的な問題ではあるが、新制大学と地域の関係について分析を行い、全国大学史資料協議会2008年度全国研究会において研究報告を行った。本年度は、史料の収集と研究を並行して行った。史料収集は、国立公文書館で中央教育審議会の議事録を、国会図書館憲政資料室でGHQ/SCAP文書を、それぞれ調査・収集した。中央教育審議会の議事録については、研究開始の段階で第一期、第二期中教審(昭和2832年)の議事録を収集していた。しかし研究を進めるにつれて、先行研究の評価と中教審の審議実態との乖離が大きいことが判明した。そこで第三期中教審(昭和3234年)まで研究範囲を広げて史料を収集し、研究を進めることとした。同時に補足史料として、横浜市が所有する森戸辰男関係文書(元文部大臣・中央教育審議会委員)の調査を進めた。研究については、「中央教育審議会の実態に関する一考察-「教員養成の改善方策(答申)」(昭和33年)の形成過程を中心に-」(『広島大学文書館紀要』第12号)において、教員養成制度に対する中央教育審議会の議論をまとめた。本論文では特別委員会に焦点を合わせて審議過程を分析し、当該期の審議の特徴を明らかにした。同時に議論の内容についても分析を行い、教員養成の問題と新制大学の問題とが一体的に議論されていたことを明らかにした。こうした点を踏まえて、「逆コース」との関連だけで「教員養成の改善方策(答申)」を評価してきた先行研究に対して疑義を示した。これまで中教審に関する研究は、史料的な限界により答申の本文のみを分析してきた。このため新規公開された議事録を分析することによって、今後も新たな事実を解明できると考えている。本年度は作業の重点を研究に置き、補足的に史料の調査・収集を行った。当初の計画では、大達文相期の施策のうち、(1)新学制批判と(2)義務教育国庫負担問題を取り上げ、文部省と中央教育審議会にかかる事項を分析する予定であった。しかし史料の分析を進めるうちに、答申の形成過程を個別に評価する前提として、第一期中教審全体の特徴を明らかにする必要を痛感した。すなわち中教審の期ごとに運営のあり方に差があり、この差が答申の形成に影響を与えているのではないかと考えたからである。そこで(1)や(2)の議論を含み込む形で第一期中教審全体の運営実態を分析し、「第一期中央教育審議会の運営実態に関する一考察」(『広島大学文書館紀要』第13号)にまとめた。その結果、第1期中教審が自主的な意思と判断に基づいて審議会を運営していたことを明らかにし、「政府の御用委員会」という先行研究の評価に対して疑義を示したなお史料の調査・収集については、森戸辰男関係文書(横浜市所蔵分)や和光大学附属梅根記念図書・情報館等の調査を進めた。
マイクロチャンネルヒートシンクの概念設計支援を目的としたトポロジー最適設計法

マイクロチャンネルヒートシンク(MHS)は、マイクロプロセッサ等の液冷式冷却装置として利用されており、従来の空冷式ヒートシンクと比較して高い冷却効率を有し、次世代の冷却装置として期待されている。本研究では、これまでにない革新的なMHSの創成を目的として、MHSの概念設計段階で利用することを視野に入れたトポロジー最適設計法の開発を行った。MHS設計において重要な評価関数である熱交換効率や圧力損失等について多目的最適化計算を行い、膨大でかつ多様な最適解を効率的に生成するために超並列計算機を利用した大規模トポロジー最適化アルゴリズムを開発した。マイクロチャンネルヒートシンク(MHS)は、コンピュータのマイクロプロセッサ等の液冷式冷却装置として利用されつつあり、従来の空冷式ヒートシンクと比較して、高い冷却効率を有する。近年、電子部品の熱流の増加に伴い、空気冷却だけでは集積回路の適切な動作温度を維持することが困難になっていることから、MHSは次世代の冷却装置として期待されている。本研究では、これまでにない革新的なMHSの設計案の創成を目的として、MHSの内部流路を対象としたトポロジー最適設計法を構築する。MHS設計において重要な評価関数である熱交換効率や圧力損失等について多目的最適化計算を行い、膨大でかつ多様な最適解を効率的に創成するために超並列計算機を援用した大規模トポロジー最適化アルゴリズムを開発する。また、MHS設計において重要となるホットスポットの緩和や、幾何学的な寸法の変更など、MHSの高性能化に繋がる設計因子を洗い出し、それらを最適化問題に組み込むことによって、MHSのさらなる高性能化が見込めるか検討する。そして、得られた知見をもとにMHSの概念設計支援のためのフレームワークを開発し、本研究の有効性を検証する。本年度は、二次元モデルを対処としたMHSのトポロジー最適設計法を開発し、各種最適化パラメータの適切な設定、ならびに得られた最適解の物理的考察に重点を置き研究を遂行した。また、大規模最適化計算のベンチマークとして単純な流路設計問題を対象として最適化アルゴリズムを開発し、その妥当性を検証した。MHSの二次元モデルを対象として、熱交換効率最大化と圧力損失最小化を同時に考慮したトポロジー最適設計法を構築し、数値的な安定性をある程度確保した上で、最適解を創成することが可能なアルゴリズムを開発した。三次元モデルについては、圧力損失最小化のみを考慮した最適化問題において、大規模並列計算によって極めて効率的に最適解の探索が可能となった。当初予定していたホットスポットの緩和やMHSの幾何学的な寸法に関する評価関数については未だ検討できてはいないものの、MHSの抜本的な高性能化にむけて、概念設計支援のフレームワークの基礎となる研究は概ね順調に進んでいる。本研究では、これまでにない革新的なMHSの設計案の創成を目的として、MHSの内部流路を対象としたトポロジー最適設計法の基礎構築を目的として研究を実施した。MHS設計において重要な評価関数である熱交換効の率最大化と、流路デバイスとして重要な圧力損失の低減・制御を目的とした最適化計算を行い、超並列計算機を援用した大規模トポロジー最適化アルゴリズムを開発した。そして、得られた知見をもとにMHSの概念設計支援のための基礎的なフレームワークの開発を検討し、本研究の有用性を確認した。最終年度は、前年度までに構築した二次元モデルを対象としたMHSのトポロジー最適設計法に基づき、大規模最適化アルゴリズムを開発し、スーパーコンピュータを用いて非定常熱流体場における最適化構造の創成に成功した。また、提案手法の応用展開として、フロー電池の流動場を対象とした方法論の構築も行い、MHSと同様に有望な最適化構造の創成が可能であることを明らかにした。本年度に得られた成果については、構造最適化分野のトップジャーナルであるStructural and multidisciplinary Optimizationに2報投稿し、いずれも掲載された。本年度は、当初の予定通り大規模並列計算の実装に重点を置き、膨大かつ多様な最適解を効率的に創成できる大規模トポロジー最適設計法を構築する。昨年度までに構築したMHS設計のための二次元モデルと、圧力損失最小化を目的とした大規模三次元モデルをもとにMHSの三次元モデルを構築し、超並列計算機により、これまでにない革新的なMHSの設計案の創成を目指す。

えられた知見をもとにMHSの概念設計支援のためのフレームワークを開発し、様々なパラメータ設定の下で最適化計算を実施することで、本研究の有効性を検証する。29年度が最終年度であるため、記入しない。最適設計29年度が最終年度であるため、記入しない。
骨格の歪みを有する新規ポルフィリンの合成とその機能

我々は、環周辺の立体障害のために骨格が歪んでいるオクタエチルテトラフェニルポルフィリン(OETPPLi2)とSOC12の反応の生成物が、酸化されたOETPP骨格を有することを見いだした。この化合物は、CH2C12によるCH-_相互作用によって安定化されていると考えられるが、この錯体のX線構造は、原系のOETPPH2と比較してもさらにひずんだ骨格を有していることが確かめられ、電通大岩崎・橋爪先生による詳細な解析の結果、N-Hを持たないことも確認できた。また、この錯体の骨格の結合長から、明らかな結合交替が観測され、この錯体が、16π電子骨格を有することがわかった。またさらに、本年、オクタエチルテトラフェニルポルフィリンよりも、外周のアルキル置換基を大きくした新規化合物、オクタイソブチルテトラフェニルポルフィリン、を合成することができた。まだ、X線解析には成功していないが、上記の酸化体と同様の錯体の単離にも成功した。この化合物は、さらに原系の骨格の歪みが増加し、CH2C12以外の酸性度の高い化合物を取り込むことが期待され、現在、検討を行っている。
日本のサイエニス・パ-クの調査研究

研究初年度である昨年度は、予備的アンケ-ト調査および訪問調査を実施し、全国のサイエンスパ-クプロジェクトを同定した。さらに、それらについて基本的諸事項についてアンケ-ト調査を実施した。研究最終年度である今年度は、昨年のアンケ-ト調査の回収を徹底し、得れらた内容について確認調査を実施した。研究最終年度である今年度は、昨年のアンケ-ト調査の回収を徹底し、得られた内容について確認調査を実施した。さらにこれらの結果を整理・集計し、解析を加えた。この解析のために、いくつかのサイエンスパ-クや自治体等の関係諸組織、約20ヵ所を訪問調査した。この調査研究の結果、概略次の結果と結論が得られた。1)日本におけるサイエンスパ-クの妥当な定義を与えた。2)全国で103ヵ所のサイエンスパ-クを同定した。3)全サイエンスパ-クについて、立地条件、目的および特徴、事業主体、現状、地域指定、総事業費、用地取得方式、施設概要、主な研究関連施設、その他の諸点をを明らかにし、整理した。4)3)の結果を解析し、サイエンスパ-クの類型を求め7つタイプに分類した。5)サイエンスパ-クに対する評価基準を定め、評価を試みた。6)サイエンスパ-クの問題点として、計画の立案、用地の分譲、センタ-機能、既存大学の協力、研究者の調達の諸点について問題点を指摘し、改善の為の方策を提案した。7)サイエンスパ-クの将来の方向についての判断を与えた。以上の結果は研究・情報交流センタ-レポ-トCRIー6「日本のサイエンスパ-ク1990年の現状」に報じた。なお、この研究の続報として、サイエスパ-クのセンタ-機能について、同レポ-トにて平成3年6月頃報告する予定である。研究初年度である本年度は、まず全国のサイエンスパ-クプロジェクトを同定することから調査を開始した。各都道府県レベルの自治性について、その企画担当部局、商工業振興担当部局等により、各々サイエンスパ-クプロジェクトについて資料の送付を求めた。これは政令指定都市その他の市町村についても同様である。また、地域開発の情報をもつ地域振興整備公団、(財)日本立地センタ-、日本開発銀行、日本長期信用銀行、民間有力デベロッパ-についても情報を求めた。この結果、全国約120件のプロジェクトが構想、計画、建設、運営の各段階にあることが分かった。これは現時点の日本全国の網羅的な情報としては極めて精度が高いものと考えられる。これら120ヶ所について、2種類のアンケ-ト調査を実施した。また、代表的な例8ヶ所については訪問調査を行なった。これらの120ヶ所中、民間主導のサイエンスパ-クは数ケ所にすぎず、残りは地方自治体主導のものである。このように地方自治体主導のサイエンスパ-クが大部分である理由としては、自治体の地域振興プロジェクトの中心にサイエンスパ-クが意識されていること、通産省他の地域振興政策としてのテクノポリス法、民活法、頭脳立地法等によりサイエンスパ-クの建設が誘導促進されていることが分かった。また、これらサイエンスパ-クは必ずしも大学の所在地の直近に立地しているわけではなく、大学の協力の確保については、有効な連携の方策を模索中であることが分かった。現在すでに運営中の15ヶ所について、中核的施設が完成しているのは10ヶ所であり、その経営には困難な点が多く、現状では自治体等の強力な支援により経営していることが分かった。来年度は上記アンケ-ト調査の県計と解析、参加企業の意向調査を実施する予定である。研究初年度である昨年度は、日本の全サイエンスパ-クを網羅的に調査すべく、予備的アンケ-ト調査および訪問調査を実施し、全国のサイエンスパ-クプロジェクトを同定した。

さらに、それらについて基本的諸事項についてアンケ-ト調査を実施した。研究最終年度である今年度は、昨年のアンケ-ト調査の回収を徹底し、得られた内容について確認調査を実施した。さらに、これらの結果を整理・集計し、解析を加えた。この解析のために、いくつかのサイエンスパ-クや自治体等の関係諸組織、約20カ所を訪問調査した。この調査研究の結果、概略次の結果と結論が得られた。1)日本におけるサイエンスパ-クの妥当な定義を与えた。2)全国で103カ所のサイエンスパ-クを同定した。3)全サイエンスパ-クについて、立地条件、目的および特徴、事業主体、現状、地域指定、総事業費、用地取得方式、施設概要、主な研究関連施設、その他の諸点をを明らかにし、整理した。4)3)の結果を解析し、サイエンスパ-クの類型を求め7つのタイプに分類した。5)サイエンスパ-クに対する評価基準を定め、評価を試みた。6)サイエンスパ-クの問題点として、計画の立案、用地の分譲、センタ-機能、既存大学の協力、研究者の調達の諸点について問題点を指摘し、改善の為の方策を提案した。7)サイエンスパ-クの将来の方向についての判断を与えた。以上の結果は研究・情報交流センタ-レポ-トCRIー6「日本のサイエンスパ-ク1990年の現状」に報じた。なお、この研究の続報として、サイエンスパ-クのセンタ-機能について、同レポ-トにて平成3年6月頃報告する予定である。
複雑な管状構造物の内面形状非接触測定装置の開発

本研究では加速管空洞の内部三次元形状測定装置の開発をおこなった.これは,電子-陽電子衝突実験用の直線加速器に用いる加速管空洞の内部三次元形状を0.1mmの精度で測定する装置である.加速管の1ユニットは,セルと呼ばれる単位空洞が9個連なった串団子状の複雑なベロー形状をもつ.その長さは約1000mm以上,直径は絞り・開口部φ80mm,赤道部φ210mmと大きく変化する.従来の手法では内部形状を測定できないため,管内に挿入する三次元形状測定器の開発を行った.最初に基礎研究としてレーザを用いた距離測定の精度,信頼性向上をおこない,アーティファク校正を用いた2次元形状の精密測定をおこなった.この結果をもとに,三次元測定可能な装置の製作・実験を行った.1セル測定装置を開発して内部形状が測定できることを確認し,ここで得られた知見をもとに,9連セルの測定装置を製作した.これにより,加速管の開発に寄与し,ひいては高エネルギー物理学の発展に寄与できる.また,本研究は工業的にも意義がある.CMMを始めとする現在の三次元形状測定は,殆どが対象の外部形状を測定する物である.比較的大型の複雑な形状を持つ工業製品の内部形状測定の需要は存在しており,本研究はそのような需要に応えられる.通常,三次元測定器は,剛性を持たせ,恒温室等の環境で使用する事で精度を保証する.しかし,内部測定では剛性を保つことは困難で,可搬型で恒温室以外の環境でも測定するため,精度を保つことが困難となる.そこで,現場で校正を行い,三次元座標系を構築する円筒アーティファクト三次元校正システムを考案した.この結果,精度が向上する,環境の変化に強い,測定時に精密位置決めを必要としない,測定対象に比べて装置が小型になる等の利点が得られた.これは,多関節型CMMの精度・信頼性向上にも適用できる.本研究では加速管空洞の内部三次元形状測定装置の開発をおこなった.これは,電子-陽電子衝突実験用の直線加速器に用いる加速管空洞の内部三次元形状を0.1mmの精度で測定する装置である.加速管の1ユニットは,セルと呼ばれる単位空洞が9個連なった串団子状の複雑なベロー形状をもつ.その長さは約1000mm以上,直径は絞り・開口部φ80mm,赤道部φ210mmと大きく変化する.従来の手法では内部形状を測定できないため,管内に挿入する三次元形状測定器の開発を行った.最初に基礎研究としてレーザを用いた距離測定の精度,信頼性向上をおこない,アーティファク校正を用いた2次元形状の精密測定をおこなった.この結果をもとに,三次元測定可能な装置の製作・実験を行った.1セル測定装置を開発して内部形状が測定できることを確認し,ここで得られた知見をもとに,9連セルの測定装置を製作した.これにより,加速管の開発に寄与し,ひいては高エネルギー物理学の発展に寄与できる.また,本研究は工業的にも意義がある.CMMを始めとする現在の三次元形状測定は,殆どが対象の外部形状を測定する物である.比較的大型の複雑な形状を持つ工業製品の内部形状測定の需要は存在しており,本研究はそのような需要に応えられる.通常,三次元測定器は,剛性を持たせ,恒温室等の環境で使用する事で精度を保証する.しかし,内部測定では剛性を保つことは困難で,可搬型で恒温室以外の環境でも測定するため,精度を保つことが困難となる.そこで,現場で校正を行い,三次元座標系を構築する円筒アーティファクト三次元校正システムを考案した.この結果,精度が向上する,環境の変化に強い,測定時に精密位置決めを必要としない,測定対象に比べて装置が小型になる等の利点が得られた.これは,多関節型CMMの精度・信頼性向上にも適用できる.本研究では,加速管の内部形状測定装置の開発を行う.亜-米-欧で進められているILC計画に用いられる直線加速器は,従来の円形加速器と比べて電子の高加速勾配が必要となる.現在,高加速勾配加速管の開発中であり,加速管の性能を決定する内部形状を直接測定する必要が生じた.加速管は長さ約1m,φ60mmφ210mmのベロー状の複雑な構造をしており,既存の装置ではこの内部形状を測定できない.そこで,加速管内部を3次元的に0.1mmの精度で測定する装置の開発を行う.内面までの距離を測定する手法として,非接触測定可能なレーザを用いた三角測量法を採用した.しかし,加速管の内部は,スペックルの悪影響があること,加速管内部測定のためには測定レンジの長さや装置の小型化が必要だが,これは精度とトレードオフであるという問題点があり,従来の手法をそのまま用いてはlmmの測定分解能すら達成できなくなってしまう.そこで,イメージプロセシングを用いて,レーザの幅やカメラ分解能によって決まる制限を超えた分解能を達成した.また,複数カメラを用いた誤差低減を用いて,測定精度を向上,安定な測定を可能にした.この結果最も条件が悪い箇所においても,繰り返し誤差0.06mmを達成した.次に,回転ステージに搭載して形状測定実験を行った.正確な形状測定をおこなうには回転軸と測定原点とのずれ量を測定し,キャリブレーションを行う必要がある.そこで円筒アーキテクチャを用いたパラメータ同定法を提案した.これは,任意の位置においた円筒アーキテクチャを測定するだけでキャリブレーションが可能とする手法であり,これによって精密位置決めをおこなうことなく,正確な形状測定を行うことが可能になった.

この求まったパラメータを用いてφ100mmの円筒の測定をおこない,φ99.9mmの測定結果を得ることができ,形状測定ができていることを示した.本研究では加速管空洞の内部三次元形状測定装置の開発をおこなった。これは、電子-陽電子衝突実験用の直線加速器に用いる加速管空洞の内部三次元形状を0.1mmの精度で測定する装置である。加速管の1ユニットは、セルと呼ばれる単位空洞が9個連なった串団子状の複雑なベロー形状をもつ。その長さば約1000mm以上、直径は絞り・開口部φ80mm、赤道部φ210mm程度と大きく変化する。従来の手法ではこの内部形状を測定できないため、管内に挿入する三次元形状測定器の開発を行った。本年度は、昨年度までの二次元形状の測定基礎実験の結果をもとに、三次元測定可能な装置の製作・実験を行った。1セル測定装置を開発して内部形状が測定できることを確認し、ここで得られた知見をもとに、9連セルの測定装置を製作した。これにより、加速管の開発に寄与し、ひいては高エネルギー物理学の発展に寄与できる。本研究は工業的にも意義がある。CMMを始めとする現在の三次元形状測定は、殆どが対象の外部形状を測定する物である。比較的大型の複雑な形状を持つ工業製品の内部形状測定の需要は存在しており、本研究はそのような需要に応えられる。通常、三次元測定器は、剛性を持たせ、恒温室等の環境で使用する事で精度を保証する。しかし、内部測定では剛性を保つことは困難で、可搬型で恒温室以外の環境でも測定するため、精度を保つことが困難となる。そこで、現場で円筒形アーティファクトを用いて校正をおこない三次元座標系を構築する円筒アーティファクト三次元校正システムを考案した。この結果、精度が向上する、環境の変化に強い、測定時に精密位置決めを必要としない、測定対象に比べて装置が小型になる等の利点が得られた。これは、多関節型CMMの精度・信頼性向上にも適用できる。
膠芽腫の低酸素誘導癌幹細胞化における多段階制御機構：腫瘍・間質相互作用との関連性

膠芽腫の病理組織標本で、癌幹細胞化を誘導する因子の検索として、胎生期の臓器形成に関与するSoxファミリー(Sox2, Sox6, Sox9, Sox11等)を中心に免疫組織学的に検索した。いずれのSox因子も壊死部を取り囲む腫瘍細胞に陽性所見を示したが、特にSox9発現が著しく高度であった。膠芽腫細胞株も用いて、膠芽腫におけるSox9の働きを立証をしていたところ、S100 A4が低酸素環境・血管周囲へ発現する事実を発見した。膠芽腫細胞株において、塩化コバルトを添加した低酸素環境下では、発現が増加した。S100A4は一般的にはがんの転移・浸潤に関わる因子として注目されている。膠芽腫において低酸素によるがん幹細胞化にS100 A4が密接に関与している可能性を考え、S100 A4と密接な関係性を持ちうる因子を検索している。実験系が不安定で、再現性を求める実験を繰り返し、時間を浪費したためS100 A4の発現がない細胞株を作製してS100 A4の機能解析をしていく他、S100 A4と密接な関係性を持ちうる因子を確定し、その機能解析も行っていく。膠芽腫の病理組織標本で、低酸素環境で癌幹細胞化を誘導する因子の検索として、胎生期の臓器形成に関与するSoxファミリー(Sox4, Sox6, Sox7, Sox9など)を中心に免疫組織学的に検索した。いずれのSox因子も壊死部を取り囲む腫瘍細胞に陽性所見を示したが、特にSox9の発現が著しく高度であった。一方、KINGS1やNo10などの膠芽腫の培養細胞において塩化コバルト添加による低酸素環境下において、低酸素環境の誘導経過とともにSox9発現増加が認められた。Sox9はある種の悪性腫瘍では癌幹細胞化と密接に関与する分子であると報告されていることから、膠芽腫において低酸素による癌幹細胞化にSox9が密接に関与している可能性を考え、その立証のために内因性Sox9発現を欠くKS-1膠芽腫細胞に外因性にSox9を遺伝子導入して、恒常的Sox9発現株を作製した。実験系が不安定で再現性を求める実験を繰り返したため、時間を浪費したため。実験系が不安定で、再現性を求める実験を繰り返し、時間を浪費したため作製したSox9恒常的発現細胞株で、低酸素環境下における癌幹細胞化の分子メカニズムを多様な分子病理学的手法を駆使して検索する。また、低酸素環境ではTGF-beta/HIF1aシグナル伝達系し上皮間葉転換を介した癌幹細胞系が活性化するため、このTGF-beta/HIF1aシグナル伝達系とSox9発現の関連性も併せて検索する。S100 A4の発現がない細胞株を作製してS100 A4の機能解析をしていく他、S100 A4と密接な関係性を持ちうる因子を確定し、その機能解析も行っていく。実験が予想以上に難航し、予定通りに進んでいないため使用額が少なかったため。今年度実施予定であった実験を、実験方法を変更して次年度の研究計画に組み込み、次年度に実施する予定の実験と並行して行う。実験が予想よりも進まず、使用額が少なかったため。今年度に予定していた実験を次年度分に組み込んで行っていく。
核酸およびペプチドの超高選択的高感度蛍光プロ-ブ試薬の創製

(1)アルコ-ルの蛍光ラベル化試薬2ー(5ークロロホルミルー2ーオキサゾリル)ー5,6ーメチレンジオキシペンゾフラン(OMBーCOC1)が,ヌクレオシド及びヌクレオチドの5'ー水酸基の選択的蛍光ラベル化試薬に成り得ることを明らかにした.(2)1,2ービス(4ーメトキシフェニル)エチレンジアミン試薬が,過ヨウ素酸ナトリウム存在下,酸性条件でリボヌクレオシド及びそのヌクレオチドのリボ-スと反応し強い蛍光を発することを見い出し,ポストカラム誘導体化HPLCによるヒト赤血球中のリボヌクレオチドの高感度分析法を開発した.(3)4ーカルバモイルベンズアミジン試薬がデオキシリボ-スに対して選択的に強く発蛍光することを見い出し,核酸塩基と糖部を塩酸加水分解することによって,プリンデオキシリボヌクレオシドおよびそのヌクレオチドの高選択的蛍光定量法を開発した.(4)グアニンに高選択的な蛍光試薬フェニルグリオキサ-ル(PGO)によりDNA鎖中のグアニン含量を,クロロアセトアルデヒド蛍光試薬による同鎖中のアデニン含量をそれぞれ測定する方法により,二本鎖DNAの高感度定量法を開発した.(5)カテコ-ルアミンの蛍光試薬1,2ージフェニルエチレンジアミンが,過酸化水素存在下,ペルオキシダ-ゼ活性により,エピネフリンまたはアドレナロンと反応し強い蛍光を与えることを発見した.(6)これにより,DNAハイブリダイゼイションアッセイに於けるPVDFメンブランフィルタ-に吸着されたDNAービオチンーアビジン複合体のペルオキシダ-ゼ活性の高感度検出法を開発した.(7)Nー末端にチロシン含有ペプチドの高選択的蛍光反応をHPLCのポストカラム蛍光反応システムに適用し,ラット脳組織に存在する7種類のオピオイドペプチド類の一斉定量法を開発した.(8)グアニン類の高選択的蛍光試薬であるPGOを用い,トリプトファンのみに強い蛍光を与える反応条件を見い出し,トリプトファンの新規蛍光定量法を開発した。1.核酸塩基及び糖鎖認識用蛍光試薬の開発(1)フェニルグリオキサ-ル(PGO):グアニンに高選択的な蛍光試薬PGOを既に発見している。本研究では、この試薬によるDNA鎖中のグアニン含量、並びに、他の研究者らが開発したクロロアセトアルデヒド蛍光試薬による同鎖中のアデニン含量をそれぞれ測定し得る諸条件を検討した。この結果、二本鎖DNAの場合、DNAの構造差に関係なくDNA濃度の定量が可能になった。(2)2ー(5ークロロホルミルー2ーオキサゾリル)ー5,6ーメチレンジオキシベンゾフラン(OMB-COCl):アルコ-ルの蛍光ラベル化試薬OMB-COClを既に創製している。本研究では、この試薬とヌクレオシド及びヌクレオチドのラベル化条件を検討した。この結果、OMB-COClによりヌクレオシド及びヌクレオチドの5′ーアルコ-ル性水酸基を選択的に蛍光ラベルし得ることが分かった。2.DNAハイブリダイゼイションアッセイにおけるペルオキシダ-ゼ複合体の高感度検出法の開発既に開発しているカテコ-ルアミンの蛍光試薬1,2ージフェニルエチレンジアミンが、H_2O_2存在下、ペルオキシダ-ゼ活性により、エピネフリンまたはアドレナロンと反応し強い蛍光を与えることを発見した。

さらに、この反応は、DNAハイブリダイゼイションアッセイに用いるPVDFメンブランフィルタ-に吸着されたDNA-ビオチンーアビジンーペルオキシダ-ゼ複合体の高感度検出を可能にした。3.トリプトファンの高選択的蛍光定量法の開発グアニンの高選択的蛍光試薬であるPGOが、強酸性(<pH2)条件下で加熱するとトリプトファンのみに強い蛍光を与えることを発見し、トリプトファンの新規蛍光定量法を開発した。1.核酸関連化合物の糖鎖認識用蛍光試薬の開発:(1)1,2ービス(4ーメトキシフェニル)エチレンジアミン試薬が,過ヨウ素酸ナトリウム存在下,酸性条件でリボヌクレオシドおよびそのヌクレオチドのリボ-スと反応し強い蛍光を発することを見い出した.この反応をHPLCのポストカラム反応システムに導入し,ヒト赤血球中のリボヌクレオチドの高感度分析法を開発した.(2)4ーカルバモイルベンズアミジン(CBA)試薬がデオキシリボ-スに対して選択的に強く発蛍光することを見い出し,核酸塩基と糖部を塩酸加水分解することによって,CBA試薬によるプリンデオキシリボヌクレオシドおよびそのヌクレオチドの高選択的蛍光定量法を確立した。2.DNAハイブリダイゼイションアッセイにおけるペルオキシダ-ゼの高感度蛍光検出法の開発:1,2ージフェニルエチレンジアミン,アドレナロン及び過酸化水素の蛍光反応により,合成ポリマ-膜上の西洋ワサビペルオキシダ-ゼ(HRP)活性を計測できることが分かった.これにより,被測定物質DNAとビオチン化_cDNAとのハイブリダイゼイションにおけるアビジン化HRP活性の新規蛍光検出法を開発した.3.ペプチドの高選択的蛍光定量法の開発:Nー末端にチロシンを有するペプチドに極めて高選択的な蛍光反応を見い出している.本研究では,この反応をHPLCのポストカラム蛍光反応システムに適用した.その結果,Nー末端チロシン含有ペプチドを高感度かつ高選択的に検出できた.開発した分析法は,ラット脳組織(大脳皮質,線条体,視床下部,脳下垂体,海馬)に存在する7種類のオピオイドペプチド類(エンケファリンなど)の一斉定量を初めて可能にし,それらペプチドの酵素分解による同定にも利用できた.
「作ることによる学習」と「誤りからの学習」を統合するモデリング学習環境の開発

学習者が対象系のモデルを作成することを通した「作ることによる学習」と、誤った考えに対するフィードバックを受け取って仮説を修正する「誤りからの学習」を統合するモデリング学習環境を開発し、その効果を予備実験によって検証した。誤り(制約違反)を含むモデルに対する頑健な計算能力を持つシミュレータ(ロバストシミュレータ)、モデルのおかしな振る舞いの物理的意味を物理世界オントロジー(制約の意味論)に基づいて診断するための知識ベースの実現により、二つの学習方略の長所を兼ね備えたモデリング学習環境を世界で始めて実現し、有効性を確認した。本研究において開発を目的とする「誤ったモデルの振る舞いに対する適応的説明機能を持つモデリング学習環境」は,次の6つのモジュールから構成される.すなわち,(1)GUIによりモデル部品を組合せてモデルを作成するモデル作成インターフェース,(2)作成されたモデルを内部の形式表現に翻訳するモデル翻訳器,(3)形式表現されたモデルの計算可能性をチェックした上でその振る舞いを計算するロバストシミュレータ,(4)学習者の作成したモデルと正しいモデルを照合して両者の差異を同定するモデル照合器,(5)両者の差異に基づき作成されたモデルの振る舞いを説明する説明生成器,(6)モデルを構成する制約群の物理的意味を格納した知識ベースである.また,補助的システムとして,(7)対象系とその正しいモデルを問題作成者が記述するためのシナリオ作成支援ツールを作成する.平成24年度末までに,モジュール(1)(6)の実装を完了し,各々の単体テストおよびモジュールを統合した動作検証において,問題ない動作を確認した.(4)の開発にあたり,効率性・汎用性を改善するため,当初予定にはなかったSME(構造写像エンジン)(米Northwestern大学のForbus教授の協力を得た)の組み込みを行ったため,検証作業にやや時間を要したが,平成23年度末の時点で進捗が予定より進んでいたため,全体としては遅れを生じていない.平成25年度は,引き続き(7)の設計・実装を行い,初頭力学を対象とした実験用シナリオを10個程度作成し,システムによる学習効果を予備実験によって確認する予定である.完成した試作システムおよび予備実験の結果について,国際会議および国内研究会において研究発表を行う予定である.本研究において開発を目的とする「誤ったモデルの振る舞いに対する適応的説明機能を持つモデリング学習環境」は,次の6つのモジュールから構成される.すなわち,(1)GUIによりモデル部品を組合せてモデルを作成するモデル作成インターフェース,(2)作成されたモデルを内部の形式表現に翻訳するモデル翻訳器,(3)形式表現されたモデルの計算可能性をチェックした上でその振る舞いを計算するロバストシミュレータ,(4)学習者の作成したモデルと正しいモデルを照合して両者の差異を同定するモデル照合器,(5)両者の差異に基づき作成されたモデルの振る舞いを説明する説明生成器,(6)モデルを構成する制約群の物理的意味を格納した知識ベースである.また,補助的システムとして,(7)対象系とその正しいモデルを問題作成者が記述するためのシナリオ作成支援ツールを作成する.平成24年度末までにモジュール(1)(6)の実装を完了し,平成25年度にはモジュール(7)の実装・検証を完了した.さらに,平成25年度には,初頭力学を対象とした6個の実験用シナリオを作成し,大学生数名を被験者として,システムによる学習効果を検証する予備実験を実施した.実験の結果,本システムが「作ることによる学習」および「誤りからの学習」において当初の狙い通りの効果を持つことを示唆するデータが得られた.これらの研究成果は,国内外の複数の研究会・学術会議において発表済みである.また,これらを踏まえ,本システムを実用に耐えるものへと改良し,教育現場において運用するための方法論の構築を,科研費別課題(採択決定済み)において実施する予定である.学習者が対象系のモデルを作成することを通した「作ることによる学習」と、誤った考えに対するフィードバックを受け取って仮説を修正する「誤りからの学習」を統合するモデリング学習環境を開発し、その効果を予備実験によって検証した。本研究において開発を目的とする「誤ったモデルの振る舞いに対する適応的説明機能を持つモデリング学習環境」は,次の6つのモジュールから構成される.すなわち,(1)GUIによりモデル部品を組合せてモデルを作成するモデル作成インターフェース,(2)作成されたモデルを内部の形式表現に翻訳するモデル翻訳器,(3)形式表現されたモデルの計算可能性をチェックした上でその振る舞いを計算するロバストシミュレータ,(4)学習者の作成したモデルと正しいモデルを照合して両者の差異を同定するモデル照合器,(5)両者の差異に基づき作成されたモデルの振る舞いを説明する説明生成器,(6)モデルを構成する制約群の物理的意味を格納した知識ベースである.また,補助的システムとして,(7)対象系とその正しいモデルを問題作成者が記述するためのシナリオ作成支援ツールを作成する.

平成23年度は,当初,モジュール(1)(3)を実装する予定であったが,これらの実装が予定よりも早く完了したため,引き続き(4)及び(5)の実装を開始し,実装をほぼ完了した.各モジュールの単体テストの結果は良好であり,これらを統合しての動作検証においても,問題ない動作を確認した.中核モジュールである(3)の実装には,当初の予定通りQSIMを用いたが,推論効率の改善のため,定性プロセス理論の適用を検討中である.また,(4)の開発にあたり,当初予定にはなかったが,研究代表者の在外研究滞在先のForbus教授の協力を得て,SME(構造写像エンジン)を組み込み,効率性・汎用性を大幅に改善した.引き続き(5)及び(6)の実装を行い,システム全体として統合すると共に,(7)の設計・開発を進めていく.現在までに完成している試作システムについて,国際会議及び国際ワークショップにおいて研究発表を行う予定である.本システムを構成する6つのモジュール(「研究実績の概要」参照)の内,平成24年度末までの当初計画であったモジュール(1)(6)の実装を完了した.各モジュールの単体テストの結果は良好であり,これらを統合しての動作検証においても,問題ない動作を確認した.中核モジュールである(3)ロバストシミュレータの実装には,当初の予定通りQSIMを用いたが,推論効率の改善のため,定性プロセス理論の適用を検討中である.また,(4)モデル照合器の開発にあたり,米Northwestern大学のForbus教授の協力を得て,SME(構造写像エンジン)を組み込み,効率性・汎用性を当初予定よりも大幅に改善した.本システムを構成する6つのモジュール(「研究実績の概要」参照)の内,平成23年度の当初計画であったモジュール(1)(3)の実装が予定よりも早く完了したため,引き続き(4)及び(5)の実装を開始し,実装をほぼ完了した.各モジュールの単体テストの結果は良好であり,これらを統合しての動作検証においても,問題ない動作を確認した.中核モジュールである(3)ロバストシミュレータの実装には,当初の予定通りQSIMを用いたが,推論効率の改善のため,定性プロセス理論の適用を検討中である.また,(4)モデル照合器の開発にあたり,研究代表者の在外研究滞在先のForbus教授の協力を得て,SME(構造写像エンジン)を組み込み,効率性・汎用性を当初予定よりも大幅に改善した.引き続き,モジュール(7)の設計・実装を行い,予備実験用シナリオの作成を通して動作検証を行う.そして,予備実験を実施し,システムによる学習効果を確認する.また,ユーザインターフェース(モデルの作成,及びシミュレーション結果・説明の表示)に関わる部分については,同予備実験を通して当初設計の改良を試みる.モジュール(7)に関しては,可能であれば物理教師の協力を得て,システムの実地での使用を視野に入れた改善を行っていく.引き続き,モジュール(5)及び(6)の実装を行い,他のモジュールと併せてシステム全体として統合し,動作検証を行う.
遺伝子改変NK細胞を用いた、白血病・リンパ腫に対する新たな治療戦略の開発

従来遺伝子導入が困難とされてきたヒトNatural Killer (NK)細胞の、抗がん治療の上で有用な遺伝子改変について検討した。NK細胞にリンパ球増殖因子であるIL-2遺伝子を導入したところ、NK細胞の生存促進と抗腫瘍効果の向上が示された。さらに、Bリンパ性腫瘍特異的キメラ型受容体遺伝子、IL-2遺伝子、マーカー遺伝子GFPを組み込んだ治療用ベクターを試作した。この3遺伝子を同時発現するベクターの実用化には、高い効率のパッケージング技術の確立が必要と考えられた。ヒトNK細胞のLifespanを延長する因子の選定するために、いくつかの候補遺伝子のクローニングを行った。機能解析が最もすすみ、サイトカイン療法にもすでに応用されているインターロイキン(IL)・2の発現ベクターは既に構築済みであった(pMSCV-IRES0GFPベクターを使用)。Packaging cellとしてはヒト由来細胞株293Tを使用し、ヘルパーベクター(pEQ-PAM3-E)、エンベロプ産生ベクター(pRDF)と同時にtransfectionを行い、3プラスミッドシステムでレトロウイルスを作成した。ヒトprimary NK細胞への遺伝子導入は高い効率で成功し(40-50%前後の導入率)、遺伝子導入後のcell expansion, viabilityはコントロールベクター導入NK細胞に比較して増強した。また、今後のウイルス大量調整に向けて、ヒトprimary immune cellへの高率の遺伝子導入が可能と報告されている10A1エンベロプを産生するPT67細胞株を入手し、permanent producercell lineの作成を試みた。PT67はマウス由来の細胞のため、この細胞への遺伝子導入はVSVGエンベロプによりレトロウイルス液を作成し使用した。複数回の遺伝子導入により、遺伝子導入の指標であるGFPはほぼ100%陽性となった。産生されるウイルス液のタイターは0,51.0x10e5/mlと比較的低く、今後サブクローニング、あるいはさらなる遺伝子コピー数の増加(遺伝子導入を繰り返す)が必要と思われた。これと平行して、IL-7、IL-15の遺伝子をPCRクローニングした。具体的には、human spleen cDNA libraryをtemplateとして、TAベクターを使用して目的の遺伝子をクローニングした。引き続き、pMSCV-IRES0GFPベクターのEcoRI、XhoI制限酵素サイトを利用して、目的の遺伝子断片をサブクローニングし、レトロウイルス発現ベクターを完成した。今後、この2つの発現ベクターを用いて、transient expression(293T)のシステムで、十分なタイターのレトロウイルス溶液を調整し、ヒトNK細胞への遺伝子導入を行い、NK細胞の生存延長、体外での細胞増幅、活性化、サイトカイン産生、NK-sensitive target(K562やU937など)に対するcytotoxicityなどについて、3者間で比較検討する予定である。前年に続きpermanent producercell lineの作製を遂行したが、多数回の遺伝子導入、limiting dilutionなどの試行錯誤によっても、293T一過性発現の系で作製されるウイルスタイターには及ばなかった。そのため、以後の全ての実験は後者により調整したウイルス液によって行なった。ヒトNK細胞にヒトIL-2遺伝子を導入し、詳細にその機能変化について検討した。高い純度(CD3^-CD56^+分画99.5%以上)と高率の遺伝子導入が得られた(GFP^+80.5±11.3%)。IL-2遺伝子を導入した細胞でのconstitutiveなIL-2の発現が細胞内サイトカイン染色(FACS)および培養上清ELISAにより示された。IL-2遺伝子導入NK細胞によるK562細胞株に対する4h-cytotoxicityはコントロールに比較しほぼ不変であったが、1週間の共培養ではIL-2遺伝子導入NK細胞で有意な腫瘍細胞増殖抑制を示した(残存腫瘍細胞58.4±1.3% vs 97.3±2.1%、E/T比0.5:1)。この結果は、細胞障害活性の測定前のexogenous IL-2 withdrawalによりさらに顕著となった。遺伝子改変NK細胞をIL-2非存在下で72時間培養した後で同様の検討を行なったところ、IL-2遺伝子導入NK細胞は細胞障害活性を維持していたが、mock NK細胞では著明な障害活性の低下を認めた(82.9±1.1% vs 30.9±4.1%、E/T比1:1)。IL-2 withdrawal後のNK細胞のsurvivalは、IL-2導入細胞で著しい生存延長を認めた(cell recovery176.2±5.9% vs 21.6±0.8%、72時間)。IL-2遺伝子導入により、患者への細胞輸注におけるIL-2 withdrawalによるNK細胞の生存低下と細胞障害活性低下を抑制し、結果としてより高い抗腫瘍効果を発揮できる可能性が示唆された。これらの作業に平行して、前年度に作製したIL-7を発現するベクター、IL-15を発現するベクターにより、それぞれレトロウイルス液を調整した。十分なタイターを有するものが調整できた。

次年度にIL-2、IL-7、IL-15のNK細胞への遺伝子導入の効果を比較する予定である。前年度に続き、ヒトNK細胞にヒトIL-2遺伝子を導入し、その機能変化について実験回数を重ね検討した。増幅NK細胞はhigh levelの活性化受容体(2B4、NKG2D、NCRp30/p44/p46)を細胞表面に発現していた。遺伝子導入効率は高く(GFP^+70.0%, n=9)、IL-2遺伝子を導入したヒトNK細胞でconstitutiveなIL-2の細胞内発現が観察され、培養上清に比較的少量ではあるが有意なIL-2分泌が認められた。IL-2遺伝子導入NK細胞によるK562細胞株に対する4h-cytotoxicityはコントロールに比較しわずかに高い程度であったが、1週間の共培養ではIL-2遺伝子導入NK細胞で有意な腫瘍細胞増殖抑制を示した。この結果は細胞障害活性の測定前のexogenous IL-2 withdrawalによりさらに顕著となった。遺伝子改変NK細胞をIL-2除去後72時間培養した後で同様の検討を行なったところ、IL-2遺伝子導入NK細胞は細胞障害活性を維持していたが、mock NK細胞では著明な障害活性の低下を認めた。IL-2除去後72時間でのNK細胞のapoptosis誘導は有意にIL-2遺伝子導入細胞で抑制され(アポトーシス細胞57% vs 12%)、7日後のNK細胞生存はIL-2導入細胞で著しい延長を認めた。さらにIL-2遺伝子導入は白血病細胞殺傷後のactivation-induced cell death(AICD)を有意に抑制した(72% vs 22% at 72h)。重要なことに、遺伝子導入と同等のAICDの抑制のためには100単位/ml以上の比較的大量のexogenous IL-2を要することも示され、autocrine/paracrine分泌によるIL-2供給の優位性が示された。以上より、患者への細胞輸注におけるIL-2 withdrawalによるNK細胞の生存低下と細胞障害活性低下を抑制し、より高い抗腫瘍効果を発揮できる可能性が示唆された。さらにIL-2遺伝子導入NK細胞は、全身的副作用を軽減しつつ局所へのIL-2供給できる可能性があり、特に多量の腫瘍浸潤T細胞が存在し得る悪性黒色腫や進行期腎細胞がんなどの患者における治療への応用も考えられる。