hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地震波トモグラフィーによる滞留スラブの高分解能イメージング

得られた滞留スラブのイメージから、滞留スラブが660km不連続面に接して滞留しているのではなく、不連続面の上に浮くように滞留していることがわかった。4.日本列島のマントル異方性防災科研Hinet傾斜計データのScS波スプリッティング解析から、日本列島のマントル異方性分布を明らかにした。マントルウェッジでは火山フロントの海側ではスラブ沈み込みに直交する方向に速く、フロントの陸側では沈み込み方向に平行する方向に速い。また、スラブ内部では、海嶺でのプレート拡大軸に平行に速い異方性があることがわかった。5.下部マントル反射面の検出マリアナ深発地震のHinet記録から、複数の顕著なP波後続波を検出した。アレイ解析から後続波の到来方位とスローネスを求めた。スローネスや振幅の大きさから、震源直下の下部マントルにおけるSp変換波であることがわかった。推定された変換面は深さ700-950kmに複数分布する。6.データセンター秋より特定領域研究者向けのデータセンターを立ち上げ、極東ロシアデータを公開した。1.P波トモグラフィー既存データにフィリピン海のOBS,BBOBSなど海底地震計の波形データから測定したP波時刻データを加えて全マントルトモグラフィーを行った。伊豆・小笠原北部で660km不連続面上に横たわっているスラブが,マリアナ北部では660km不連続面の下で崩落し始めており,さらにマリアナ中部では下部マントルに沈み込んでいる様子を高分解能で捉えることができた。このようなイメージは海底地震計のデータを取り入れてはじめて得ることができたものである。2.マントル不連続面フィリピン海のBBOBデータを用いてレシーバー関数解析をおこない,410,660km不連続面の凹凸を求めた。マントル遷移層内にスラブが横たわっているところでは660km不連続面は690-700kmと深いが,その周辺域では660-670kmと全地球平均値に近いことがわかった。これから,スタグナントスラブ内部では300-500度程度周囲よりも低温であることで説明できる。3.下部マントル反射面Hinetデータを用いたP波後続波のアレイ解析により,マリアナ下部マントルでの地震波反射面の位置決定を行った。深さは700-950kmに分布し,下部マントルに沈み込むスラブ内部だけでなく,外部にも反射面が存在することが分かった。この反射面はスラブから剥離して沈み込む海洋性地殻である可能性があるが,それを確かめるためには今後反射面の性質をより詳細に推定することが必要である。4.データセンターでは,フィリピン海広帯域海底地震計と極東ロシア広帯域地震計のデータを管理し,特定領域研究者の利用の便宜を図った。1. P波トモグラフィー既存データにフィリピン海のOBS、BBOBSなど海底地震計や、極東ロシア、中国の広帯域観測点の波形データから測定したP波時刻データをすべて加えて全マントルトモグラフィーを行った。極東ロシアから中国、フィリピン海にかけて、滞留スラブを含むマントル構造が高分解能で求まった。特に、これまで鉛直に連続して下部マントルへ沈み込んでいると考えられてきたマリアナ・スラブが660km不連続面で断裂して下部マントルに沈み込んでいることが明らかになった。また、中部日本の深さ300km以深でスラブが横方向に裂けた後に遷移層で滞留していることも明らかになった。
高縮重電子励起状態における化学反応相の開拓：　ホウ素クラスターを例として

外場下での分子の非断熱電子動力学を記述できる理論を第一原理電子状態計算プログラムに実装し、価電子欠損性に由来する高擬縮重電子励起状態と電子揺らぎが期待されるホウ素クラスターへ適用した。結果、不対電子揺らぎと反応性との相関及び、その基礎となる電子状態特性分類に関して次の知見を得た。(i)揺らぎは状態密度の小さい低い励起状態で顕著(ii)高励起状態群における速やかな状態拡散と不対電子揺動の抑制(iii)励起状態の高低に応じた非断熱的電子状態混合の違いが電子位相緩和情報へ明確に反映される事(iv)電子構造異方性に応じ反応性と不対電子活性が協奏してレーザー分極方向に依存する事。レーザー照射下でのホウ素クラスターと水素分子の反応を取り上げ、電子動力学理論を用い、反応性、電子状態混合、非断熱性、レーザー場パラメーターの相関について調査を行った。クラスターの主要構成原子であるホウ素は価電子空間に高度な非占有性を有する為、凝集すると多様な構造を許す柔軟な化学結合形態並びに、励起状態における高縮重性を発現させる為、非断熱遷移による電子状態の混合が重要となる。非断熱性の増幅を狙い、レーザーパルスには電子状態にも振動状態にも非共鳴で、中程度強度そして短時間幅の波形を採用した。反応性がレーザー分極方向に強く依存し得ることを示唆する結果を得た。初期状態の選定には、低励起状態面上の遷移状態から反応座標に沿い進めることで得られた軌道を利用した。励起状態で反応しやすい経路領域を選択した事になるが、基底状態では非反応的であり、また、特定の状態に共鳴させる事無く多数の励起状態の重ね合わせで得られる非断熱電子混合下で吸着反応が進行した事を、励起状態群での反応の起こり易さに対応づけた。励起状態での結合の弱まりに伴う、反応経路沿いの遷移エネルギー障壁の低下や、まだ予測段階であるが、励起状態での結合柔軟性に伴う束縛領域の広域化に伴う長寿命化、エントロピー的な意味での安定化との関連の有無を探る必要があると考える。励起状態が多くなると一般に多数の反応経路が出現し、個々の類別は複雑になることが予想されるが、高縮重系では近接状態間のポテンシャル形状が類似している為、励起状態群毎の平均場近似は反応の探索にとり有効と予想している。また、ホウ素クラスターの励起状態に関し不対電子密度解析を行うことを通じ、今後の研究において電子構造と反応性との相関を探る上で必要となると思われる知見を集積した。以上の一部に関し、7回に渡る学会および研究会で口頭及びポスター発表を行った。短レーザーパルス照射により分子の高擬縮重励起状態に非定常電子波束を発生させ、(1)新規な化学反応経路の発現(2)その制御と最適化(3)動力学過程観測を目指す理論研究を引き続き進めた。電子多様性に富むクラスター励起状態が持つ反応性について、化学反応電子動力学の理論を第一原理電子状態計算に実装した自開発プログラムを用い調査を進め、計6回の学会研究会(内1回は招待講演)において成果を発表した。具体的には、ボロンクラスターを対象に、価電子軌道空間における電子欠損性に起因し、動力学において頻発する複雑な多体電子状態間の準位近接と状態の非断熱混合、加えて柔軟な化学結合変化を伴う電子揺らぎに伴って発現し得る、化学反応場の基礎知見に関して、以下の内容を発表した。開発と検討を進めてきた、反応過程との相関が期待される電子動力学励起成分を抽出し解析する方法を、ボロン系クラスター及びこれを含む反応系に適用した結果、擬縮退する励起状態群においては、不対電子成分がそれらの分別に有用であること、特に非定常な電子波束に対しても同様であることがわかった。更には、この成分の二体相関量を用いると、一体成分ですら分別できない状態を区別できる事が明らかとなった。低励起状態群と高励起状態群とでは状態密度の疎密に関連し反応に関わる不対電子の空間揺らぎに特徴的な相違が現れうる事を示した。また、レーザーパルス応答を調べる事で、原子サイト不対電子量の交差相関がレーザー分極方向と電子状態準位に特徴的な依存性を示す事を、ab-initio模型の下で見出した。不対電子の外場及び動力学応答を調べる事によって、反応過程において変化する励起状態や非断熱電子波束の特徴付けが可能となる。励起状態での化学反応性を知る手がかりとなる、外部摂動応答調査への展開と応用が期待できる。励起状態に発現する電子揺らぎは、基底状態とは異なり、多様な時間スケールを持つ動力学ならびに、非局所的でダイナミックなエネルギー移動を引き起こす可能性がある。本研究では、頻繁な非断熱遷移により多彩な電子揺らぎを伴う、高擬縮重励起状態に進行する化学反応の新規開拓を目指している。ホウ素の価電子欠損性に由来するホウ素クラスターの高擬縮重励起状態からは、化学結合や不対電子の空間的フラストレーションを期待できる。これと、反応場機能発現との相関を調べたいと考えた。低い周期表位置の元素をベースとした、複雑な励起状態群の中で進行する新規な化学反応の創出も期待できる。励起化学反応過程の研究で今後考察が必要になってくる要素は、複雑な励起化学過程における非断熱"電子動力学"であると考える。

前年度までに、量子化学計算に非断熱動力学理論を実装し、多数の励起状態を露に考慮した非断熱電子動力学エーレンフェスト動力学計算を通じて、クラスターと水素分子との反応性、アルコール分子との間の電荷移動特性について、外場に駆動される電子揺動との顕著な相関を見出した。本年度は、一旦基礎に立ち返り、高度に擬縮退した幅広い励起状態の群が状況に応じて持つ個性についての知見を得るべく、ホウ素クラスター単体の励起状態群の特性分類を行った。特に、結合電子にも分子内を超高速に移動する化学エネルギーキャリアにもなる、不対電子の生成消滅と揺らぎが生み出す電子場の自由度に注目した。不対電子の鋭敏性解析(結合次数密度、外場応答)と非断熱遷移による電子状態拡散の情報を用いる事により、高低に応じた高擬縮重励起状態の分別、及び、励起状態群の動的な意味での電子特性分類が可能になる事がわかった。これらは、化学反応性の上昇に有利な外場環境(レーザー場、原子付加)を理論提示する上で有用と考えられる。これらの内容を、学会及び論文誌において発表した。外場下での分子の非断熱電子動力学を記述できる理論を第一原理電子状態計算プログラムに実装し、価電子欠損性に由来する高擬縮重電子励起状態と電子揺らぎが期待されるホウ素クラスターへ適用した。結果、不対電子揺らぎと反応性との相関及び、その基礎となる電子状態特性分類に関して次の知見を得た。(i)揺らぎは状態密度の小さい低い励起状態で顕著(ii)高励起状態群における速やかな状態拡散と不対電子揺動の抑制(iii)励起状態の高低に応じた非断熱的電子状態混合の違いが電子位相緩和情報へ明確に反映される事(iv)電子構造異方性に応じ反応性と不対電子活性が協奏してレーザー分極方向に依存する事。高擬縮重状態での非断熱化学動力学に伴う電子励起成分と反応活性度を探る為に、不対電子成分の励起状態依存性とレーザー場依存性を調べ、系の局所的及び大域的励起特性の知見を深めた。レーザーパルス応答に関する系統的調査を通じ、不対電子量の原子サイト交差相関がレーザー分極方向と電子状態準位に対して特徴的な依存性を持つ事を、系の準位分布及び電子特性を反映するab-initio模型の下で見出した。クラスター内部の不対電子原子サイト交差相関増強は、照射するレーザーパルスの分極方向に依存し、また反応性の増加と顕著に相関することを見出した。更に、不対電子成分の結合次数密度分布形状に、反応進行部位特有の励起電子構造変化が反映されることがわかった。これらは、複雑な励起状態での反応性に関する、クラスター部位依存性についての知見の深化につながる。物理化学本年度は、以下を予定している。(1)過渡的な電子励起特性と反応性の相関についての知見を深化させる為、とくにサイト依存性に留意して動力学データの収集を行い、その理論解析を進める。(2)クラスターへの原子付加部位依存性とレーザー場中での非断熱化学反応性の相関に関する電子波束解析を行う。(3)系のレーザーパルス応答としての化学反応性変化について、パラメーターに対する相図を作る。(4)相図形状にあわせ、各区域毎の励起電子波動関数特性を調べる。(5)上の情報を元にして、反応性が高くなる電子状態を実現するに相応しい条件を探る。平成25年度の研究計画に先行して、衝突反応にレーザー場を当てた時に生じる電子動力学及び反応特性を、初期電子状態に毎に系統的に調査することができた。ただし、対象領域を高励起状態に広げていることもあり、一定近似下での扱いであることを明示した上で議論する必要がある。
ホ-ルマウント免疫組織化学染色法を用いた体性ならびに臓性の神経の発生学的研究

ニワトリ胚の末梢神経を全胚標本の状態で免疫組織学的に染色し、迷走神経と三叉神経の発生経過を三次限的に詳細に追跡した。三叉神経については第1枝の眼神経が他の2枝(上顎神経、下顎神経)よりも、きわめて早い時期に発達すること、三叉神経節が三叉の基部に神経突起を豊富に持つ網状構造として認められること、およびこれとは別のところにectopicな神経節が発生することを明らかにした(Anat.Embryol.)。迷走神経の発達ではおもに心臓と肺(臓)に神経枝が入り込んで様子を追跡した。この研究は発生学において大変難しい反面、人体の機能においては極めて重要である。研究者らはこの研究によって、沢山の知見を得て(Anat.Embryol.)、向後の人体発生をも含めた研究の発展の足場を作った。解剖学用語に立派に掲載されながらその意味が不明であった迷走・舌咽・顔面神経の交通について一つの答えを出した(Acta Anat)。第3と第6の大動脈弓は発生の途上で、時計方向に回転する。この時にそれまでは左右対象性であった迷走神経の上心臓枝は左が前に、右が後ろに位置するようになる。心臓の動脈門に入る枝の左右不対象性はヒトでも観察される。しかしながらこれまで光学的、また電顕的な研究によってある程度は報告されてきたが、明確な説明は為されていない。本研究によってそれが決定的に示されたと思っている。又、心臓には静脈門から入る迷走神経の枝がある。これは人体解剖学では深心臓神経叢と称されてきたが、本研究によってこれは肺臓が発達し、そこからの静脈ー肺静脈が心臓に入り込む時にこれに伴って心臓に入り込むことが分かった。これが心臓のペ-スメ-カ-の一つである房室結節ならびにその近辺にある心臓神経節に達している。以上のように心臓には動脈門から入り込む迷走神経枝と静脈門から入り込む枝があって、後者が肺の発達ー第6動脈弓ー肺静脈の一連の発生ときわめて密接に関連している。発生途上の末梢神経を免疫染色することは、胚子の切片標本を同法で染色(免疫染色)した研究においては、いくつかの論文が発表された。しかし、胚子そのものを"丸ごと"染色し、発生途上の末梢神経の姿を直接的に、三次元的に観察するという私共の発想は他に例を見ない。私共は、これ迄肉眼解剖学の研究の永い歴史の中で確立した、とされていた課題に、挑戦し、末梢神経をニューロフィラメント抗体で染色し、可視化させ、撮影し、拡大焼付け(10倍拡大)し、その上に克明にスケッチをし、記録をまとめて論文発表した。米国の解剖学雑誌に2編掲載され、私共の研究のやり方が認知されたと思っている。1.舌下神経の早期発生について(論文1)この論文では、A.Froriep(1882)が連続切片からの復工模型作製という苦労を伴う仕事の結果得られた模式図を、はじめて直接的に、徹底的に追究し、正当性を実証した。立体写眞化している。発生学の永年の夢がかなえられたと思っている。

従来言われた後頭体節に対応する神経(後頭神経)だけでなく、第1第3までの頸神経が網状吻合し、ヒトの頸神経ワナの発生を説明できる図を掲載発表した。2.最も注目に値する知見は、舌下神経根のさらに吻側方に、一連の神経根系が発生し、外転神経と一連を為すということである。これは、これ迄余り省みられなかったJ.L.Bremer(1908)の前舌下神経根である。外転神経が脊髄神経の一部であるという発表は論文のレフェリーの評価を得た。3.顔面神経の発生について(論文2)従来発表されたことがない神経が、顔面神経の発生の途上形成されることが明らかにされた。4.自律神経の発生(骨盤内蔵・心臓)については目下検索中であるが、学会発表は既に行っている。ニワトリ胚の三叉神経の発生について、ステ-ジ19から27まで詳しく調べた。方法は石川ら(1986)に従い、ニワトリ胚を丸ごとの状態でニュ-ロフィラメント抗体(一次抗体)にて染色、次にHRP標識二次抗体で染色し発色させた。ステ-ジ1921の早期胚において、背側技(ramus dorsalis)眼神経(nervus ophthalmicus)から発生しCavum epipterycumに赴くのが本研究方法により初めて把えられた。この背側技はステ-ジ25でもっとも良く発達し、この時にはCavum epipterycumの背側半分に分布している。この背側技は後の眼神経硬膜技となる。又、本研究で眼神経から毛様体神経節との間に交通機ができ、これが鼻毛様体神経の最初の形態であることが判明した。この神経技はその後毛様体神経節を通過して、発達途上の眼球の脈絡裂に入り込み網状となり水晶体周辺に分布する様子が把えられた。本研究でいまひとつ明らかになったことは、三叉神経基部の表層の外皮(ectoderm)の中とその直下に迷走を誤ったプラコ-ド細胞が把えられたことである。これはLe Douirinらのキメラ作製によるプラコ-ド細胞と三叉神経の密接な関係の論文を裏づけるところとなった。ニュ-ロフィラメント抗体でもプラコ-ド細胞が染色されるという所見は向後の研究の発展にとって有難いと思っている。上顎神経と下顎神経はステ-ジ19で上顎下顎神経叢を形成し、これから両技が分枝していく。ニワトリ胚の末梢神経を全胚標本の状態で免疫組織学的に染色し、迷走神経と三叉神経の発生経過を三次限的に詳細に追跡した。三叉神経については第1枝の眼神経が他の2枝(上顎神経、下顎神経)よりも、きわめて早い時期に発達すること、三叉神経節が三叉の基部に神経突起を豊富に持つ網状構造として認められること、およびこれとは別のところにectopicな神経節が発生することを明らかにした(Anat.Embryol.)。迷走神経の発達ではおもに心臓と肺(臓)に神経枝が入り込んで様子を追跡した。この研究は発生学において大変難しい反面、人体の機能においては極めて重要である。研究者らはこの研究によって、沢山の知見を得て(Anat.Embryol.)、向後の人体発生をも含めた研究の発展の足場を作った。解剖学用語に立派に掲載されながらその意味が不明であった迷走・舌咽・顔面神経の交通について一つの答えを出した(Acta Anat)。第3と第6の大動脈弓は発生の途上で、時計方向に回転する。この時にそれまでは左右対象性であった迷走神経の上心臓枝は左が前に、右が後ろに位置するようになる。心臓の動脈門に入る枝の左右不対象性はヒトでも観察される。しかしながらこれまで光学的、または電顕的な研究によってある程度は報告されてきたが、明確な説明は為されていない。本研究によってそれが決定的に示されたと思っている。又、心臓には静脈門から入る迷走神経の枝がある。
ヒトiPS/ES細胞からの副腎性腺原基の同定とその分化制御機構の解明

副腎皮質ホルモンはヒトの生命の維持に必須のホルモンであり、副腎皮質ホルモン欠乏は緊急治療を要する致死的病態として知られる。一方で、性腺ホルモンは生殖を司るホルモンであり、性分化や生命のリプロダクションに必須のホルモンである。両者は共通のステロイド骨格を持ち、その生合成経路にも共通している部分が多い。転写因子の発現解析などにより、副腎皮質と性腺は中間中胚葉から共通の副腎性腺原基を介して分化すると考えられているが、副腎性腺原基の特性や詳細は明らかになっていない。これまで、我々はヒトiPS細胞由来のOSR1陽性中間中胚葉細胞から副腎皮質ステロイド産生細胞を誘導するのに成功している。また、ケミカルライブラリーを用いたスクリーニングにより、ドーパミンD1受容体アゴニストがOSR1陽性中間中胚葉細胞におけるステロイド合成酵素3β-hydroxysteroid dehydrogenase(3β-HSD)の発現を上昇させることを見いだし、さらにSF-1導入OSR1陽性細胞において、ACTHとドーパミンD1受容体アゴニストは相乗的にsteroidogenic acuteregulatory protein(StAR)、3β-HSD、cytochrome P450(CYP) 11A1、CYP21A2、CYP11B1、CYP11B2、CYP17の発現を上昇させ、コルチゾール、アルドステロン、DHEAなど副腎皮質ステロイド分泌を促進させることを見いだした。さらに、SF-1導入OSR1陽性細胞は、17β-hydroxysteroid dehydrogenaseも発現し、テストステロン、エストラジオールなどの性腺ステロイドも産生・分泌していた。これらの結果から、これらSF1導入OSR1陽性細胞は、副腎と性腺が細分化する前の、副腎性腺原基に近い細胞であると考えられた。ヒトiPS細胞由来のOSR1陽性中間中胚葉細胞に転写因子SF-1を導入した細胞には、StAR、3β-HSD、CYP11A1、CYP21A2、CYP11B1、CYP11B2、CYP17のみならず、17β-HSD、アロマターゼの発現も認められた。培養上清中のステロイドホルモンを測定したところ、副腎皮質ホルモンであるコルチゾール、アルドステロン、DHEAと、性腺ホルモンであるテストステロン、エストラジオールのいずれもが分泌されていた。ACTH、ドーパミンD1受容体アゴニストによる刺激は、いずれのホルモンの分泌も促進したが、副腎方向、性腺方向に特異的な分化傾向は認められなかった。そこで、副腎性腺原基の分化に重要な役割を担うと考えられている転写因子LRH-1、DAX-1について、プラスミド、レンチウイルスベクターを作成し、遺伝子導入に最適な条件の検討も行った。また、SF-1の導入についても、これまではエレクトロポレーションで行っていたが、レンチウイルスベクターの作成とそれを用いた導入の条件検討も行った。OSR1陽性細胞に対し、SF-1発現レンチウイルスベクターをMOI 100500でトランスフェクションしたところ、従来のエレクトロポレーション法と同程度以上にSF-1および各種ステロイド合成酵素が発現することを確認した。発生学的に副腎皮質細胞、性腺細胞は中間中胚葉から共通の副腎性腺原基を経て分化すると考えられており、SF-1を発現したOSR1陽性細胞が副腎・性腺両方のステロイド産生能を示すのは妥当な結果であると考えられた。今後は、これらの細胞を用い、in vitroで副腎性腺原基から副腎方向、性腺方向に特異的に分化していくメカニズムの解析を行っていく。過去の間葉系幹細胞を用いた研究報告では、ステロイド産生細胞が分泌するステロイドホルモンのプロファイルはその細胞におけるSF-1の発現量と相関していることが示唆されている。そこで、SF-1発現量とステロイドプロファイルを比較することより、SF-1発現とステロイド産生能の関連を解明する。また、同じく転写因子であるLRH-1やDAX-1も副腎性腺分化に重要な役割を担っていると考えられている。DAX-1遺伝子は副腎被膜下に存在する副腎皮質前駆細胞での発現が認められる他、性腺でもその発現が確認されており、副腎・性腺分化および性分化への関与が報告されている。そこで、SF-1導入OSR1陽性細胞において、DAX-1の導入がステロイドプロファイルにどのような影響を与えるかを観察し、副腎性腺原基から副腎・性腺分化におけるDAX-1の意義について解析する。ステロイドホルモンはヒトの生存に必須のホルモンであり、アジソン病や先天性副腎皮質過形成で起こるコルチゾール欠乏は緊急治療を要する致死的病態として知られる。本病態における標準的治療はホルモン補充療法であるが、一生涯にわたる投薬が必要であるとともに投薬量の調整が難しく、不足しても過量になっても種々の合併症を引き起こす。これら臓器の機能障害に対する解決策として再生医療への期待が高まっているものの、幹細胞からステロイド産生細胞の誘導法の確立ならびにその分化機序の解明は未だ十分に行われていない。ステロイド産生細胞は中間中胚葉に由来することが知られており、これらは早期からOdd-skipped related 1 (OSR1)遺伝子を発現することから、我々は共同研究者らが樹立したOSR1レポーターヒトiPS細胞を用いてOSR1陽性中間中胚葉を誘導し、ここからステロイド産生細胞への分化誘導を試みるとともに、その発生分化機序の解明を目指すこととした。

我々はケミカルスクリーニング法を用いた実験を行い、OSR1陽性中間中胚葉からステロイド産生細胞の誘導に、ドーパミンD1受容体のシグナルが関わっていることを突き止めた。さらに、ステロイド合成酵素の発現に重要な転写因子であるsteroidogenic factor 1 (SF-1)をOSR1陽性細胞に遺伝子導入すると、それらはACTH受容体を発現するステロイド産生細胞へと分化し、またこれらの細胞においてもドーパミンD1受容体のシグナルはACTH刺激と相乗的にステロイド産生を促進した。本研究では初めにOSR1レポーターヒトiPS細胞を用いてOSR1陽性中間中胚葉を誘導し、それらOSR1陽性細胞において、ステロイド産生細胞への分化を誘導する小分子を同定するため、化合物ライブラリーを用いたケミカルスクリーニングを行った。その結果、ドーパミン作動薬であるカベルゴリンは、OSR1陽性細胞においてドーパミンD1受容体に対する低親和性作動薬として作用し、副腎ステロイド合成に必須の酵素である3β-hydroxysteroid dehydrogenase(3β-HSD)の発現を上昇させることがわかった。さらに、ステロイド合成酵素の発現に重要な転写因子であるSF-1をOSR1陽性細胞に遺伝子導入し、ステロイド産生細胞として分化させてからドーパミンD1受容体作動薬を投与したところ、3β-HSDのみならず、steroidogenic acuteregulatory protein、cytochrome P450(CYP) 11A1、CYP21A2、CYP11B1、CYP11B2、CYP17の発現が上昇した。またこれらの細胞ではACTH受容体を発現し、D1受容体作動薬はACTHと相乗的にステロイド合成酵素の発現を増強し、コルチゾールを含む各種ステロイドホルモンの産生を亢進させた。我々はヒトiPS細胞からACTH反応性を持つステロイド産生細胞を初めて誘導するとともに、ドーパミンD1受容体シグナルがヒトiPS細胞からステロイド産生細胞への分化に促進的作用を持つという我々の研究結果を報告した(Sci Rep. 2017;7:15120 )。さらに、我々はSF-1を導入したOSR1陽性細胞について追加解析を行ったところ、これらの細胞は17β-hydroxysteroid dehydrogenaseも発現し、テストステロンなど性腺ステロイドも分泌する能力があることが明らかとなった。副腎皮質ホルモンはヒトの生命の維持に必須のホルモンであり、副腎皮質ホルモン欠乏は緊急治療を要する致死的病態として知られる。一方で、性腺ホルモンは生殖を司るホルモンであり、性分化や生命のリプロダクションに必須のホルモンである。両者は共通のステロイド骨格を持ち、その生合成経路にも共通している部分が多い。転写因子の発現解析などにより、副腎皮質と性腺は中間中胚葉から共通の副腎性腺原基を介して分化すると考えられているが、副腎性腺原基の特性や詳細は明らかになっていない。これまで、我々はヒトiPS細胞由来のOSR1陽性中間中胚葉細胞から副腎皮質ステロイド産生細胞を誘導するのに成功している。
高レイノルズ数流れにおける微小慣性粒子の衝突機構の解明

定常等方性乱流場を実現するための効率的な強制法と、その強制法を組み込んだ大規模並列二相乱流シミュレーション法の開発を行った。実際にスーパコンピュータをも使った大規模並列計算を実行し、テイラーマイクロスケール基準乱流レイノルズ数Re_λが340という高いレイノルズ数における慣性粒子の衝突頻度データを得ることに成功した。得られたデータを使って既往の衝突頻度予測モデルの検証を行った結果、既往モデルは高レイノルズ数の時に乱流衝突頻度を過小評価することを明らかにした。初年度にあたる平成21年度には、乱流中における微小慣性粒子(雲粒)同士の衝突に関するデータを得るために、流体を通しての粒子間相互作用までを考慮した大規模並列二相乱流シミュレーションコードの開発,およびその検証を行った。本年度はコードの開発に専念したため,学会発表や掲載雑誌等はない.開発したコードは(1)気相乱流計算コードと(2)粒子運動計算コードから成る.それぞれのコードは3次元領域分割のMPI(分散メモリ方並列ライブラリ)に対応しており,大規模並列計算が可能な仕様である。それ以外の主な特徴を列挙する:(i)気相乱流の計算に差分法を採用し,さらに,開発した効率的な強制法(雑誌投稿,国際会議発表予定)と組み合わせる.これにより,高い並列化率で定常等方性乱流場を生成することができる.(ii)高いベクトル化率を持っ.これにより,ベクトル計算機で高い演算速度を発揮できる.(iii)粒子計算には,粒子追跡法を用いる.さらに,分子動力学シミュレーションで用いられるcell-index法(計算領域をk_<cell>^3個のセルに分割し、相互作用および衝突判定の計算は近接セル内にある粒子同士だけについて行われる)を採用することによって,効率良く粒子衝突を検出できる.開発したシミュレーションコードを使って,低レイノルズ数流れ場における衝突頻度を既往研究(Onishi et al.2009, Physics of Fluids)の結果と比べた.その結果,既往研究の結果と良く一致する結果が得られることを確認した.以上の成果により,既往のシミュレーションコードでは達成できないような高いレイノルズ数の流れ場における慣性粒子の衝突頻度データを得る準備ができた.初年度に(1)定常等方性乱流場を実現するための効率的な強制法と、(2)その強制法を組み込んだ大規模並列二相乱流シミュレーション法の開発を行った。本年度は、まず(1)に関して国際会議での成果発表、および雑誌投稿を行った。その結果、国際会議発表はプロシーディング集掲載に見事選ばれ、また、Journal of Computational Physicsという著名な計算科学雑誌に掲載されるという栄誉を受けた。(2)に関しては,コード検証を十分に行った上で、実際にスーパコンピュータをも使った大規模並列計算を実行し、テイラーマイクロスケール基準乱流レイノルズ数Re_λが340という高いレイノルズ数における慣性粒子の衝突頻度データを得ることに成功した。これは、たかだかRe_λ100という既往研究におけるレイノルズ数を大幅に更新するものであり、得られたデータは当該研究分野において貴重なデータである。この貴重なデータを使って、既往の衝突頻度予測モデルの検証を行った結果、既往モデルは高レイノルズ数の時に乱流衝突頻度を過小評価することが明らかとなった。この成果は、高レイノルズ数流れの中での慣性を持った微小粒子の乱流衝突メカニズムの一端を明らかにする重要なものであるので、学術雑誌に投稿した。また、(2)の計算アルゴリズムを国内特許申請した。国際特許も申請する予定である。さらに、得られたデータの公開も推進しており、専用ホームページ上で広く配布できるようにした。実際、データが他機関にも利用され、放射に与える慣性粒子の偏在現象の影響が評価された。その成果の一部は既に国内会議で発表されている。以上のように、コード開発、データ取得および考察に止まらず、得られた成果を学術雑誌、学術会議およびホームページ等を通して着実に学術界に発表することができた。
光エネルギー変換機能をもつベシクル反応系への流動システムの導入

本研究は、人工的に形成させた球状脂質二分子膜(ベシクル)を反応場に使用し、さらに流動システムを導入することによって、反応効率と拡張性を高めた光-化学エネルギー変換システムを構築することを目的としている。当初の計画に従って目的とする流動システムの製作には成功したが、これを二酸化炭素の光還元系に適用するには、送液による圧力変化で溶液中の二酸化炭素濃度が不安定になるなどの問題点があることが判明した。並行して検討したベシクルを反応場とする二酸化炭素の光還元系の高効率化に関する研究では顕著な成果が得られ、水中でアスコルビン酸を電子供与体とした可視光を用いる一酸化炭素発生系の構築に成功した。本研究は、光エネルギー変換機能をもつベシクル反応系に流動システムを導入することによって、その反応効率と拡張性を高めようとするものである。当初は、初年度に流動システムを設計・製作する計画であったが、製作の参考にする既存の流動システムがそのままでは本研究には適用できないことが判明し設計を変更する必要が生じたこと、および本反応系を評価するために必要となる光エネルギー変換機能をもつベシクル反応系を確立させることが急務であると判断したことから、本年度はおもにベシクルを反応場とする光反応に重点をおいて研究を進め、その結果、以下に示すような顕著な実績を挙げることができた。当初計画していたアスコルビン酸を電子供与体、ピレン誘導体を増感剤、白金錯体を触媒に用いたベシクルを反応場とする光水素発生系については、新規錯体の合成など様々な反応条件を検討したが、反応効率を高めることができなかった。そこで、同じ電子供与体を用いて、ルテニウム触媒を増感剤、レニウム錯体を触媒とする二酸化炭素光還元系に注目し、その反応系の構築に鋭意取り組んだ。長鎖アルキル基をもつ新規増感剤と触媒の合成、電子供与体や触媒濃度の反応効率に及ぼす影響の検討などにより、最適な反応条件を求めた結果、可視光を用いて高い触媒回転数で二酸化炭素を一酸化炭素に還元するベシクル反応系の構築に成功した。この結果は、英国の光化学専門誌に投稿し、論文査読者から高い評価を得た。本研究は、緑色植物が営む光合成を人工的に模倣した光化学反応系の髙効率化に関するものである。人工的に構築したベシクルとよばれる球状脂質二分子膜を光-化学エネルギー変換システムの反応場として利用することを確立するとともに、流動システムを導入することによって、その反応効率と拡張性を高めることを目的としている。研究の進行とともに、交付申請時に設計した流動システムを光化学反応系に適用するには大幅な改良が必要であることが判明し、また本システムを評価するために想定していたベシクルを反応場とする光化学反応系の効率がかなり低いことが明らかになった。このため、今年度は流動システムの構築と改良を視野に入れながら、流動システムの評価に適したベシクルを反応場とする光化学反応系の開発を行い、以下のような実績を挙げることができた。交付申請時には、本システムを評価する反応として、ベシクル疎水場に取り込ませたピレン誘導体を増感剤、白金錯体を触媒とする光水素発生反応系を想定していたが、反応効率が極めて低く、様々な条件検討にも関わらずその効率を高めることができなかった。そこで、増感剤として可視光を吸収するルテニウム錯体を用い、さらに疎水性置換基を連結した新規コバルト錯体を触媒とする新たな光水素発生系を検討し、ベシクル外水相に添加したアスコルビン酸を電子供与体として、この反応系を機能させることに成功した。本反応系は電子供与体がベシクル外部にあるため、本研究の流動システムの評価に最適な反応系である。さらに、ベシクルを反応場とする光誘起電子輸送反応系の開発も進め、研究成果を日本化学会速報誌に発表し、論文査読者から高い評価を得た。本研究は、緑色植物が営む光合成を人工的に模倣した光化学反応系の構築に関するものである。人工的に形成させたベシクルとよばれる球状脂質二分子膜を反応場に使用し、さらに流動システムを導入することによって、反応効率と拡張性を高めた光-化学エネルギー変換系を構築することを目的としている。本年度は、交付申請書の研究計画に記載した設計に基づいて流動システムを試作し、光化学反応を実施した。試作したシステムは当初計画していた二酸化炭素光還元系に適用するにはいくつかの問題点があることが判明したが、改良や反応系を選択することによってベシクルを反応場とする光エネルギー変換系のための有用な手法となることが明らかになった。本研究の流動システムで用いるセルは固定相と流動相を半透膜で仕切った構造をもつが、ポリジメチルシロキサンを型枠とし、セルロース半透膜をフレームシールで挟み込むことによって目的とするセルの製作に成功した。さらに蛍光剤を用いた予備実験により、固定相の溶液に含まれるベシクルが流動相を送液してもそのまま保持されること、および流動相の溶液に含まれる溶質が半透膜を通して固定相に拡散することを確認した。次いで、疎水場に二酸化炭素還元触媒を含むベシクル溶液を固定相、増感剤と電子供与体の水溶液を流動相とし、製作した流動システムを用いて光反応を行ったが、一酸化炭素は検出されなかった。種々の検討の結果から、この反応系では反応物である二酸化炭素を溶解させておく必要があるが、送液による圧力変化で溶液中の二酸化炭素濃度が不安定になることが原因と考えられた。副生成物である水素は検出されることから、本流動システムは、光水素発生反応など反応物が溶液中にある光反応系に適していることが明らかになった。

本研究は、人工的に形成させた球状脂質二分子膜(ベシクル)を反応場に使用し、さらに流動システムを導入することによって、反応効率と拡張性を高めた光-化学エネルギー変換システムを構築することを目的としている。当初の計画に従って目的とする流動システムの製作には成功したが、これを二酸化炭素の光還元系に適用するには、送液による圧力変化で溶液中の二酸化炭素濃度が不安定になるなどの問題点があることが判明した。並行して検討したベシクルを反応場とする二酸化炭素の光還元系の高効率化に関する研究では顕著な成果が得られ、水中でアスコルビン酸を電子供与体とした可視光を用いる一酸化炭素発生系の構築に成功した。本研究は、申請者が従来から研究しているベシクルを反応場とする光エネルギー変換システムの高効率化のために、ベシクル外水相を流動させることを着想し、それを実現するための装置の作製に挑戦するものである。ベシクルを反応場とする光エネルギー変換システムも未だ確立したものではなく、反応の一般性を高め反応効率を向上させるために、様々な反応条件を模索している段階である。交付申請時に設計した流動システムは、反応生成物を定量するに十分な反応系のサイズ、光照射の方法、気体状生成物の採取方法などの点で改良が必要であることが判明し、目的とする光反応系の作製に至っていない点で、研究はやや遅れていると評価せざるを得ない。しかし、昨年度に引き続き、ベシクルを反応場とする光エネルギー変換システムの開発と高効率化の観点からは研究は大きく進展している。特に、電子供与体をベシクル外水相に配した光水素発生系を構築できたことは大きな成果であり、本研究で挑戦している流動システムを適切に評価できる反応系を確立できたということができる。有機光化学研究の最終年度を迎え、本研究で確立したベシクルを反応場とする光水素発生系が適用できる流動システムの構築に全力をあげる。流動システムの作製については、類縁の灌流系を用いてベシクルの動的変化を観測した経験をもつ研究者の協力を積極的に仰ぎ、特に反応容器の大型化、および光照射と気体状生成物の採取部分の改良を進める。気体状生成物による反応系の評価が困難な場合には、ベシクルを反応場とする二酸化炭素のギ酸への光還元系を構築し、高速液体クロマトグラフィーを用いて流動相のギ酸を定量することによって反応系を評価する方針に変更する。さらに、光水素発生反応の触媒となるコバルト錯体の改良や長波長領域に吸収をもつ増感剤の適用を進め、ベシクルを反応場とする光エネルギー変換システムの確立を目指す。本研究は、申請者が従来から研究対象としているベシクルを反応場とする光エネルギー変換系の構築に対して、流動システムを導入することを着想し、その製作に挑戦しようとするものである。申請者は流動システムに関しては全く経験がなく着想のみから研究を開始したこと、また当初の設計に変更を加える必要が生じたこともあり、目的とする反応系の作製に至っていない点で、研究はやや遅れていると評価せざるを得ない。しかし、ベシクルを反応場とする光エネルギー変換系の構築という観点からは研究は大きく進展しており、本研究で挑戦しているシステムが製作できれば、それを評価する態勢は整ったということができる。交付された助成金額の範囲で、研究の遂行に必要な合成用試薬、およびガラス器具などの消耗品を購入した結果、若干の余剰が生じたため。
人口動態と財政経済の相互関係に関するシミュレーション分析

政策によってマクロ経済がどのように変化するかを予測する際に、人口動態の変化につながる家計の出生選択の影響まで考慮することは、マクロ経済の諸変数が人口の規模によって影響を受けるために重要である。そこで本研究では、人口内生モデルによる一連の研究を概観した後、Oguro et al. (2011)に基づいて、家計の出生選択が人口成長率の決定に影響がある人口成長率が内生的に決定する重複世代モデル(OLGモデル)において、種々の政策(例:子育て支援の財源選択)がマクロ経済や財政に与える影響について、シミュレーション分析により検証した。急速に少子高齢化が進む現状において、財政・社会保障の改革は喫緊の課題となっている。このような状況において、政府は、これまで財政・社会保障の改革を進めてきたが、最近は、将来の財政・社会保障の担い手を増やす観点から、子ども手当拡充や幼保一元化をはじめとする「子育て支援」等にも力を入れている。この関係で、本研究の目的は、人口内生OLGモデルの構築を行い、子育て支援の財源選択(例:消費税、賃金税、資本課税、年金給付の一部削減)や財政・社会保障の改革といった少子高齢化への対応策として想定できるいくつかの政策が、将来の人口動態や財政・経済をはじめ、各世代の効用に与える影響の定量的な把握を試みるというものであった。本研究の目的は、人口内生OLGモデルの構築を行い、子育て支援の財源選択(例:消費税、賃金税、資本課税、年金給付の一部削減)や財政・社会保障の改革といった少子高齢化への対応策として想定できるいくつかの政策が、将来の人口動態や財政・経済をはじめ、各世代の効用に与える影響の定量的な把握を試みるというものであった。た。これら分析によると、公的債務(対GDP)が累増する中で、財政の持続可能性を維持する観点から、消費税のみを増税する政策よりも、消費増税と子育て支援の拡充をセットで行う改革の方が、現役世代および将来世代の効用を改善する可能性があることが分かった。平成23年度においては、その試作版を構築するという計画であったが、そのベースとなるモデルを構築し、海外査読雑誌("Child Benefit and Fiscal Burden: OLG Model with Endogenous Fertility", Modern Economy, Volume 2, No.4, pp.602-613)に掲載を行った。この分析によると、公的債務(対GDP)が累増する中で、財政の持続可能性を維持する観点から、消費税のみを増税する政策よりも、消費増税と子育て支援の拡充をセットで行う改革の方が、現役世代および将来世代の効用を改善する可能性があることが分かった。なお、本研究の分析に利用するモデルも徐々に完成しつつある。モデルの頑健性について十分な検証が必要であることはいうまでもないが、タイムリーな公表を促す観点から、その試算結果を国内雑誌(「子育て支援の財源選択と世代間効用ー人口内生OLGモデルの視点からー」季刊個人金融vol 6, No.1, pp.50-63)に掲載した。平成23年度の研究実施状況報告書では、「必要に応じて、引き続き、政治システムが財政経済や人口動態に与える影響を分析するため、その理論モデルの構築も試みる」としており、現在、子育て支援と公的債務に関する理論論文を完成しつつあり、この論文の完成を目指す。平成24年度は、当初の研究計画のとおり、現在構築中のモデルを完成させる。その上で、子育て支援の財源選択(例:消費税、賃金税、資本課税、年金給付の一部削減)や財政・社会保障の改革(例:消費税の引上げ、年金給付の削減、年金保険料の一部の消費税化)が、将来の人口動態などに与える影響の分析を行う。その上で、できる限り、現実の問題意識に近い政策シナリオの設定とそのシミュレーション分析や、その結果の考察を行い、論文を完成させる。その後、これらシミュレーション分析の結果に基づき、まずは、本研究をディスカッションペーパーといった形で取りまとめ、学会・研究会等で報告後、論文を完成させる。また、必要に応じて、引き続き、政治システムが財政経済や人口動態に与える影響を分析するため、その理論モデルの構築も試みる。本研究では成果発表として、海外の査読付学術誌への掲載を予定していた。

そこで、上記の理論論文を海外の学術誌に投稿していたところ、平成25年1月に掲載が出来ない旨の連絡があった。このため、確実に掲載されるよう、論文の精度を高め、新たに論文の投稿を行う。これに必要となる経費については、平成24年の研究経費の効果的な使用を行ったところ発生した未使用額を充てる。具体的には、論文投稿料に加え、論文の精度を高めるために必要となる図書・資料の購入等も行う予定である。平成23年度に支出を予定していた英文校閲について、経費の効果的な使用を行ったところ、当初予定額を実支出額が下回ったために発生した次年度使用額121,068円は、平成24年度の研究遂行に必要な図書の購入に利用する予定である。また、平成24年度は、上記の研究を推進するため、必要に応じてデータセットの更新、関連書籍・先行研究の調査を行うとともに、研究成果の取りまとめと学会等での研究成果発表等を行う予定であり、そのために研究費を利用する予定である。また、海外査読雑誌等への投稿のための英文校閲などに研究費を利用する予定である。
ティッシュエンジニアリング技術を応用した小口径血管の再生

1.小口径血管再生のための新しい担体の開発:Electrospinning法で作製したナノファイバーを用い、層状構造を呈した小口径血管再生用の担体を開発した。ラット頸動脈置換モデルを開発し、in vivo評価系を効率化した。PLA単独の担体は数日から1週間前後で破綻した。PCLの担体は生存するものもいた。2.体制幹細胞から血管構成細胞への分化誘導法の開発(特に骨髄由来間葉系幹細胞の平滑筋細胞への分化誘導法および脱分化制御法)A.サイトカイン・成長因子を用いた誘導法骨髄間葉系幹細胞から平滑筋細胞への分化に、TGF-b1、アスコルビン酸の両者を添加することによって相加相乗的に平滑筋特異的蛋白や遺伝子の発現が亢進した。そのメカニズムにつき、細胞の分化・脱分化のキーレギュレーターであるシグナル伝達系の、AktやERKなどのプロテインキナーゼのリン酸化を検討したところ、ERKがアスコルビン酸単独投与よりも投与後30分の時点で有意に低くなった(脱分化の抑制が示唆された)。B.メカニカルストレスの影響(バイオリアクターによる生理的ストレスと脱細胞化マトリクス用いた研究)脱細胞化マトリクス(ブタ頸動脈)上に、磁性ナノ粒子を用いた層状細胞立体構築法で、骨髄間葉系幹細胞を層状に形成し、生理的ストレス環境下で培養したところ、平滑筋細胞特異的蛋白や遺伝子の発現が亢進した。同時に骨分化についても調べてみたところ、骨分化特異的遺伝子発現の上昇が認められた。このことは、すなわち、体制幹細胞を用いた血管再生において、細胞を血管構成細胞分化誘導させるとともに、細胞を目的外細胞への分化を抑制するような制御機構の開発も重要であることが示唆された。1.小口径血管再生のための新しい担体の開発:Electrospinning法で作製したナノファイバーを用い、全く新しい層状構造を呈した小口径血管再生用の担体を開発した。これらの細胞親和性を組織標本にて評価した。ナノファイバーはポリ乳酸とポリカプロラクトンの共重合体で作製し、内・外層にイオナイザー処理を施し、3層とした。細胞侵入性の良好な気孔率と繊維密度を見いだし、これらは知財として特許出願準備中である。2.バイオリアクターの開発:血管組織の再生に動的環境(拍動性の機械刺激)が有効な事はこれまでに示されてきたが、我々は、生理的なストレス(圧、流量、圧波形)が有効なことを見いだした。しかしながら、細胞を播種した担体に最初から生理的ストレスを加える細胞の定着は阻害されるため、徐々に圧・流量を増加させる方が有効であった。細胞は配向性を示し、細胞数、細胞外マトリクス、蛋白発現が増加した。3.体制幹細胞から血管構成細胞への分化誘導法の開発(1)血管内皮前駆細胞:イヌおよびヒト末梢血から単核球成分を分離しコラーゲン・コーティングシャーレと特殊成長因子含有の培地で培養し、内皮細胞特異的マーカー(Factor VIII、アセチルLDL、eNOS、DAF-2DA、Flk-1、CD31など)を発現する細胞を見いだした。(2)血管平滑筋前駆細胞:イヌおよびヒト骨髄間様系幹細胞あるいは骨髄間質細胞から、TGF-β1_やアスコルビン酸を添加した培地で、平滑筋細胞特異的マーカー(a-アクチン、カルポニン、カルデスモン、ミオシン重鎖、デスミンなど)を発現することを見いだし、この特殊培地は有意にこれらのマーカーの遺伝子発現が増加することを見いだした。また、これらの細胞は一定条件下で骨分化しないこともわかった。4.その他名古屋大学工学部の研究協力により、磁性ナノ粒子を用い血管用層状細胞立構築法を開発した。in vitro試験(細胞親和性、引張強度、SEM所見、気孔率など)で担体の評価を行い、特許出願した。また、動物移植試験を行い、低圧系(肺動脈パッチ)で良好な結果を得たが、高圧系(頸動脈移植)では瘤状変性した。瘤化した原因の一つとして中膜平滑筋層の欠如が考えられた。2.体制幹細胞から血管構成細胞への分化誘導法の開発(特に骨髄由来間葉系幹細胞の平滑筋細胞への分化誘導法)A.サイトカイン・成長因子を用いた誘導法骨髄間葉系幹細胞から平滑筋細胞への分化に、TGF-b1、アスコルビン酸の両者を添加することによって相乗的に平滑筋特異的蛋白や遺伝子の発現が亢進した。PDGF-BBの添加では有意にこれらは低下した。現在、レチノイン酸、インスリン様成長因子の効果も検討している。B.細胞外マトリクスの影響様々な細胞外マトリクス(ラミニン、コラーゲンtype IV、フィブロネクチン、なし)上で骨髄間葉系幹細胞を培養し、平滑筋細胞特異的蛋白や遺伝子の発現を比較した。ラミニン上で培養した時が最も平滑筋特異的蛋白が遺伝子の発現が亢進した。インテグリンの関与が示唆された。C.メカニカルストレスの影響(バイオリアクターによる生理的ストレスと脱細胞化マトリクスを用いた研究)

脱細胞化マトリクス(ブタ頸動脈)上に、磁性ナノ粒子を用いた層状細胞立体構築法で、骨髄間葉系幹細胞を層状に形成し、生理的ストレス環境下で培養したところ、平滑筋細胞特異的蛋白や遺伝子の発現が亢進した。1.小口径血管再生のための新しい担体の開発:Electrospinning法で作製したナノファイバーを用い、層状構造を呈した小口径血管再生用の担体を開発した。ラット頸動脈置換モデルを開発し、in vivo評価系を効率化した。PLA単独の担体は数日から1週間前後で破綻した。PCLの担体は生存するものもいた。2.体制幹細胞から血管構成細胞への分化誘導法の開発(特に骨髄由来間葉系幹細胞の平滑筋細胞への分化誘導法および脱分化制御法)A.サイトカイン・成長因子を用いた誘導法骨髄間葉系幹細胞から平滑筋細胞への分化に、TGF-b1、アスコルビン酸の両者を添加することによって相加相乗的に平滑筋特異的蛋白や遺伝子の発現が亢進した。そのメカニズムにつき、細胞の分化・脱分化のキーレギュレーターであるシグナル伝達系の、AktやERKなどのプロテインキナーゼのリン酸化を検討したところ、ERKがアスコルビン酸単独投与よりも投与後30分の時点で有意に低くなった(脱分化の抑制が示唆された)。B.メカニカルストレスの影響(バイオリアクターによる生理的ストレスと脱細胞化マトリクス用いた研究)脱細胞化マトリクス(ブタ頸動脈)上に、磁性ナノ粒子を用いた層状細胞立体構築法で、骨髄間葉系幹細胞を層状に形成し、生理的ストレス環境下で培養したところ、平滑筋細胞特異的蛋白や遺伝子の発現が亢進した。同時に骨分化についても調べてみたところ、骨分化特異的遺伝子発現の上昇が認められた。このことは、すなわち、体制幹細胞を用いた血管再生において、細胞を血管構成細胞分化誘導させるとともに、細胞を目的外細胞への分化を抑制するような制御機構の開発も重要であることが示唆された。