hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
成体脳のニューロン新生に関与する新規遺伝子の探索

中枢神経系において、神経細胞(ニューロン)は胎生期から出生後のしばらくの時期にのみ、神経幹細胞から生み出されると考えられてきた。しかし、最近の研究によって、ヒトを含めたほ乳類の成体脳においても、側脳室周囲の脳室下帯や海馬歯状回といった特定の領域では神経幹細胞が存在し、ニューロン新生が継続していることが分かってきた。本研究課題では、さまざまなステージにおいて、脳内の神経幹細胞の増殖や分化を制御する分子実体を明らかにするため、マウスの胎児脳、生後脳、成体脳を用いて、大規模なRNAシークエンスを行い、遺伝子発現プロファイルを実施した。具体的には、神経幹細胞を蛍光タンパク質で標識するトランスジェニックマウスを作製して、FACSによりマウス脳内から神経幹細胞を採取し、これらの細胞を用いてRNAシークエンスを行なった。次にこれらの結果から、発生・発達・加齢に伴う遺伝子発現の変動を解析した。データベースや論文の情報を加味し、特に成体期において加齢に伴い増加あるいは減少する遺伝子の中で、ニューロン新生に関与し得るものを選択した。さらに、これらの抽出した遺伝子の機能解析を行うために、新規に光遺伝学ツールの開発を実施した。また、高純度かつ高いタイターのレンチウイルスやアデノ随伴ウイルス(AAV)を作製するプロトコールを確立し、マウス脳内にインジェクションすることによって、目的の遺伝子の強制発現を可能にした。さらに、開発した光遺伝学ツールと培養神経幹細胞を用いて、培養細胞レベルにおける遺伝子発現プロファイルを実施中である。神経幹細胞が増殖あるいはニューロンへと分化する過程において、転写因子やその下流因子の発現動態を解析する予定である。これらの解析を通して、神経幹細胞の増殖や分化制御メカニズムを明らかにし、アルツハイマーなどの神経疾患の脳機能改善に貢献できればと考えている。本研究課題では、神経幹細胞を標識する遺伝子改変マウスを作製し、さまざまなステージのマウス脳から、FACSにより神経幹細胞を採取し、これらの細胞を用いてRNAシークエンスを実施した。次に、発生・発達・加齢に伴う神経幹細胞の遺伝子発現の変動を解析した。発現変動の大きい遺伝子を抽出し、既存データベースや文献と比較して、ニューロン新生に関与し得る遺伝子の候補を選択した。さらに、これらの遺伝子の機能解析を行うために、新規に光作動性転写因子の開発に取り組んだ。これまで主に酵母細胞を用いて開発されてきた光作動性モジュールとTetシステムを組み合わせ、ヒト由来のHEK293T細胞を用いて大規模なスクリーニングを実施し、新規に光作動性Tetシステムの開発に成功した。この手法と培養神経幹細胞を組み合わせて、光照射により神経幹細胞の増殖、ニューロン分化を誘導し、これらの細胞を用いてRNAシークエンスを実施した。神経幹細胞の増殖・分化メカニズム解明のため、in vitroレベルとin vivoレベルの解析を並行して実施できている。そのため、当初の計画以上に進展していると考えている。これまでに、マウスの胎生期から成体期までのさまざまなステージにおいて、神経幹細胞の大規模な遺伝子発現プロファイルを実施することができた。各ステージにおける遺伝子発現を比較し、発現変動が大きい遺伝子の中から、特に成体脳においてニューロン新生に関与し得る遺伝子の候補を選択することができた。さらに、既存のデータベース等も活用し、in situ hybridization等の結果から、それぞれの発現部位を確認し、さらに候補遺伝子を絞ることができた。今後は、候補遺伝子を発現するレンチウイルス、レトロウイルス、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを作製して機能解析を実施する予定である。まずは、培養神経幹細胞や初代培養神経細胞などを用いて、候補遺伝子の機能解析を行う。さらに、海馬歯状回にウイルスをインジェクションし、in vivoレベルにおいて機能解析を行う予定である。また、光作動性Tetシステムの開発に成功したため、この手法を用いて、培養細胞レベルや生体レベルで目的遺伝子の発現を光制御して機能解析を行う。これらの解析を通じて、発生・発達・加齢に伴い、どのようにして神経幹細胞の増殖や分化が制御されているのかを明らかにする。将来的には、アルツハイマーなどの神経疾患の脳機能改善に貢献できればと考えている。中枢神経系において、神経細胞(ニューロン)は胎生期から出生後しばらくの時期にのみ、神経幹細胞から生み出されると考えられてきた。しかし、最近の研究によって、ヒトを含めたほ乳類の成体脳においても、側脳室周囲の脳室下帯や海馬の歯状回といった特定の領域では神経幹細胞が存在し、ニューロン新生が継続的に続いていることが分かってきた。本研究では、神経幹細胞の性質を制御する分子実体を明らかにするために、胎生期から生後・成体期までのさまざまなステージにおいて大規模なRNAシークエンスを行い、遺伝子発現プロファイリングを行った。具体的には、神経幹細胞を蛍光タンパク質で標識するトランスジェニックマウスを作製して、FACSにより脳内から神経幹細胞を採取した。これらの細胞を用いて、RNAシークエンスを行なった。次にRNAシークエンスの結果から、発生・発達・加齢に伴う遺伝子発現の変動を解析した。データベースや論文の情報も加味し、特に成体期において加齢に伴い増加あるいは減少する遺伝子の中で、ニューロン新生に関与し得るものをリストアップした。さらに、ニューロン新生への関与についての報告はないが、加齢に伴い増加あるいは減少する遺伝子についても抽出することができた。今後は、これらの候補遺伝子について機能解析を行う予定である。さらに、遺伝子発現プロファイリングと並行して、候補遺伝子の機能解析を行うための実験系の確立も行った。

高純度かつ高いタイターのレンチウイルスやアデノ随伴ウイルス(AAV)を作製するプロトコールを確立し、マウス脳内にインジェクションすることによって、目的の遺伝子の強制発現が可能になった。来年度以降は、遺伝子発現プロファイリングで選択した遺伝子の機能解析を行い、ニューロン新生やニューロン分化制御に関与するものを同定する予定である。本研究では、RNAシークエンスを行うために、マウスのさまざまなステージにおいて数十匹のダブルあるいはトリプルトランスジェニックマウスが必要となるため、マウスの準備が律速段階となる。そこで、シングルセルを用いたRNAシークエンス方法を参考にし、数匹のマウスからRNAシークエンスを行う方法を確立することができた。この方法により、当初の予定通りに解析を実施することができた。読み終えたRNAシークエンスについては、既存データベースや文献を参考にしながら、遺伝子発現プロファイルの解析を行った。この結果、ニューロン新生に関与し得る複数の遺伝子を絞り込むことができた。さらに、選択した遺伝子について、機能解析を行うための実験系の準備も順調に行うことができた。中枢神経系において、神経細胞(ニューロン)は胎生期から出生後のしばらくの時期にのみ、神経幹細胞から生み出されると考えられてきた。しかし、最近の研究によって、ヒトを含めたほ乳類の成体脳においても、側脳室周囲の脳室下帯や海馬歯状回といった特定の領域では神経幹細胞が存在し、ニューロン新生が継続していることが分かってきた。本研究課題では、さまざまなステージにおいて、脳内の神経幹細胞の増殖や分化を制御する分子実体を明らかにするため、マウスの胎児脳、生後脳、成体脳を用いて、大規模なRNAシークエンスを行い、遺伝子発現プロファイルを実施した。具体的には、神経幹細胞を蛍光タンパク質で標識するトランスジェニックマウスを作製して、FACSによりマウス脳内から神経幹細胞を採取し、これらの細胞を用いてRNAシークエンスを行なった。次にこれらの結果から、発生・発達・加齢に伴う遺伝子発現の変動を解析した。データベースや論文の情報を加味し、特に成体期において加齢に伴い増加あるいは減少する遺伝子の中で、ニューロン新生に関与し得るものを選択した。さらに、これらの抽出した遺伝子の機能解析を行うために、新規に光遺伝学ツールの開発を実施した。また、高純度かつ高いタイターのレンチウイルスやアデノ随伴ウイルス(AAV)を作製するプロトコールを確立し、マウス脳内にインジェクションすることによって、目的の遺伝子の強制発現を可能にした。さらに、開発した光遺伝学ツールと培養神経幹細胞を用いて、培養細胞レベルにおける遺伝子発現プロファイルを実施中である。神経幹細胞が増殖あるいはニューロンへと分化する過程において、転写因子やその下流因子の発現動態を解析する予定である。これらの解析を通して、神経幹細胞の増殖や分化制御メカニズムを明らかにし、アルツハイマーなどの神経疾患の脳機能改善に貢献できればと考えている。
反強磁性的相互作用準周期格子のフェイゾン空間磁気秩序のシミュレーションによる研究

正20面体相準結晶Zn-Mg-Ho準結晶の構造モデルのHo原子位置にIsing,スピンをおいた系で、Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida型のスピン間距離に対して振動的な相互作用を仮定して低温における磁気秩序状態に関するsimulated anneoling法によるシミュレーション計算を行った。Ho原子間の最短の距離と第3近接の距離が反強磁性的相互作用、第2近接と第4近接の距離が強磁性的相互作用の場合、系全体にわたる重磁性的な長距離磁気秩序が実現することが磁気回折図のシミュレーション結果から分かった。系体にわたる反強磁性的長距離磁気秩序が実現するためには、第2近接距離を越えた相互作用を取り入れることが必要であるとがこの研究で分かった。長距離磁気秩序を、準結晶の特徴であるフェイゾン空間で解析した結果、この磁気秩序はフェイゾン空間におけるスピン領域の分割という従来の周期結晶には存在しない全く新しい型の磁気秩序であることが分かった。2次元ペンローズ子においては、ペンローズの菱形の辺の上の矢印のマッチング規則に適合する反強磁性的な長磁気秩序が存在し、その秩序がフェイゾン空間におけるスピン領域の分割となっていることをした。長距離秩序が実現する場合の相互作用の特徴を実空間で解析し、実現している反強磁性序と長距離にわたって矛盾のない相互作用のつながり方をしていることを見いだした。シミュレーションによる磁気構造の研究に関連して、準結晶の構造と磁性に関する実験的な研究も行った。正20面体相準結晶Zn-Mg-Ho準結晶の構造モデルのHo原子位置にIsingスピンをおいた系で、Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida型のスピン間距離に対して振動的な相互作用を仮定して低温における磁気秩序状態に関するシミュレーション計算を行った。局所的なスピン状態更新にMetropolis法を用い、simulated annealing計算を行った。Ho原子間の最短の距離と第3近接の距離が反強磁性的相互作用、第2近接と第4近接の距離が強磁性的相互作用の場合、反強磁性的な長距離磁気秩序が実現した。系のスピン数が12524個と67896個の両方の場合とも磁気秩序は系全体にわたって実現していることが、磁気回折図のシミュレーション結果から分かった。本研究課題申請前に行っていた予備的な研究では第2近接距離までのスピン間相互作用を取り入れていて、その場合も反強磁性的な長距離磁気秩序が実現したが磁気秩序は系全体にわたっていなかった。系全体にわたる反強磁性的長距離磁気秩序が実現するためには、第2近接距離を越えた相互作用を取り入れることが必要であることがこの研究で分かった。実現した反強磁性的長距離磁気秩序を、準結晶の特徴であるフェイゾン空間で解析した結果、この磁気秩序はフェイゾン空間におけるスピン領域の分割という、従来の周期結晶には存在しない全く新しい型の磁気秩序であることが分かった。

このことから、反強磁性的な磁気秩序の特徴をさらにとらえやすいと考えられる、2次元ペンローズ格子上にIsingスピンをおいた系について、スピン間距離に対して振動的な相互作用を仮定して低温における磁気秩序状態に関するシミュレーション計算を行った。2次元ペンローズ格子上で、二種類の菱形の辺の上の矢印のマッチング規則に適合する反強磁性的な長距離磁気秩序が存在し、それがフェイゾン空間におけるスピン領域の分割となっていることを見出した。磁気構造の研究に関連して、準結晶の構造と磁性に関する実験的な研究も行った。2次元ペンローズ格子上にIsingスピンをおいた糸について、Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida型のスピン間距離に対して振動的な相互作用を仮定して低温における磁気秩序状態に関するシミュレーション計算を行った。局所的なスピン状態更新にMetropolis法を用い、simulated annealing計算を行った。二種類の相互作用の条件のもとでペンローズの菱形の辺の上の矢印のマッチング規則に適合する反強磁性的な長距離磁気秩序が存在し、それがフェイゾン空間におけるスピン領域の分割となっていることを見出した。その分割はペンローズ格子点を構成する4枚の平面の塗り分けになっている。二種類の相互作用の特徴を実空間で解析し、実現している反強磁性的秩序と長距離にわたって矛盾のない相互作用のつながり方をしていることを見いだした。このように磁気秩序と矛盾しない長距離にわたる相互作用のつながり方が許容されることは周期結晶では自明であるが、準周期格子では初めて見いだされたものである。この相互作用のつながり方をフェイゾン空間で解析し、ペンローズ格子点を構成する4枚の平面の間、および平面内に相互作用が分類され、相互作用のつながりは平面の塗り分けによる反強磁性的長距離磁気秩序と矛盾のないものとなっていることを見いだした。磁気秩序と相互作用のつながり方の無矛盾性はフェイゾン空間でもっともよく理解されることが分かった。
水素ハイドレート中の水素の拡散ダイナミクス

水素ハイドレート中の水素分子の緩和運動を中性子準弾性散乱手法を用いて調べた。中性子散乱用耐圧セルの設計・開発も行った。180K210Kの温度領域で10ps程度の緩和時間を有する水素分子の運動を観測することに成功した。緩和の散乱ベクトル依存性を調べたところ、この緩和は局所的な運動であることがわかった。一方、より遅い時間領域(0.1ns2ns)では、5K260Kの広い温度範囲において緩和挙動は観測されなかった。現在、10ps0.1nsの時間領域の緩和挙動を調べる測定を計画しており、これらの一連の研究により、ハイドレート中の水素分子の運動について明らかになると期待される。水素ハイドレートとは、水分子による水素結合ネットワークの中に水素分子が内包されている物質である。本研究の目的は、水素ハイドレート中の水素分子の拡散運動を中性子散乱により調べることである。本研究では、比較的低圧力下(10MPa程度)で試料作成するため、ヘルパーガスとしてテトラヒドロフラン(THF)分子を用いた。このハイドレートには大ケージと小ケージがあり、大ケージにはTHFが、小ケージには水素分子が内包される。これらゲスト分子の運動を明らかにするため、中性子準弾性散乱測定を行った。平成24年度はフランスのラウエ・ランジュバン研究所に設置されたIN5分光器を用いて行った。平成25年度は、米国国立標準技術研究所(NIST)に設置されたHFBS分光器を用いて、測定を行った。この2台の分光器はエネルギー分解能が異なり、IN5分光器では1ps10psの緩和挙動が、HFBS分光器では100ps2nsの緩和挙動を調べることができる。IN5分光器を用いた測定では150K以上で10ps程度の緩和時間を有する水素分子の運動が観測された。一方、HFBS分光器では、5Kから260Kの範囲で緩和挙動が100ps2nsの範囲で見られなかった。これは、150K以下で(1)緩和運動が消失する、あるいは(2)緩和時間がアレニウス則から外れ、トンネル拡散に移行したような振る舞いが現れていると考えられる。今後、さらに研究を進め、上述の解釈について決着をつける予定である。本研究のように、複数の中性子分光器を用い、広い時間領域においてハイドレート中の水素分子の微視的運動を調べた報告はなく、重要な結果である。本研究の目的は、水素ハイドレート中の水素分子の拡散運動、とくに量子トンネリングに関連した現象を中性子散乱により調べることである。平成24年度は、ヘルパーガスとしてテトラヒドロフラン(THF)分子を用いた水素ハイドレートに着目して研究を行った。H2-THFハイドレートは、比較的低圧力下(10MPa程度)で安定に存在できることから、注目を集めている。これらゲスト分子の運動を明らかにするため、中性子準弾性測定を行った。測定は、フランスのラウエ・ランジュバン研究所に設置されたIN5分光器を用いて行った。まず、THF分子の運動を測定するために、水素分子の入っていないTHFハイドレートを測定した。その結果、40K-210Kの広い温度範囲で、ケージ中のTHFが局所的な運動をしていることがわかった。次に、水素分子を内包したハイドレート(占有率0.27)の測定を行った。水素分子が小ケージに内包されていることは、中性子回折パターンの変化と非弾性散乱測定により観測されたラットリング振動から、確認した。水素分子の緩和挙動を調べるために、準弾性散乱測定を行った。その結果、水素分子は150K以上で運動していることがわかった。またそのスペクトルはローレンツ関数で解析でき、この緩和がDebye型であることを意味している。緩和時間の温度依存性から、活性化エネルギーを見積ったところ、THFの運動は3.9kJ/oml、水素分子の運動は23kJ/molであった。この23kJ/molという値は、ケージ間を移動する活性化エネルギーの理論計算の値とほぼ対応する。今後は、より低温での測定を行い、量子的挙動について調べる。24年度は、占有率が0.27の試料のみの測定を行った。当初の計画では、占有率の高い試料の測定も行う予定であったが、中性子散乱分光器のマシンタイムが十分でなかったため、断念した。この測定は、25年度に行う予定である。占有率の高い試料を作製するには、より高圧力に耐性があるガスラインが必要である。24年度の経験を活かし、より高性能のガスラインを作製するため、検討期間をとることにし、ガスラインの製作は25年度に見送った。

また、軽水素分子を内包する試料との比較のため、重水素分子の試料についても測定を行った。しかしながら、データの精度が十分ではなかったため、今回の測定からは明確な結果を得ることができなかった。以上の理由から、研究目的の達成度は「やや遅れている」とした。25年度は、24年度に得られた結果をもとに、さらに広い温度・時間領域で緩和挙動を調べる。低温での緩和挙動を調べるために、より高分解能の中性子散乱装置を用いて測定を行う。25年度6月に米国国立標準技術研究所(NIST)に設置されたHFBS分光器を用いて、測定を行う予定である。今回の実験では、占有率が0.27の試料だけではなく、占有率0.5の試料についても測定を行う。占有率の異なる試料を測定することにより、空孔の数によって拡散がどのように変化するかが明らかになる。この実験に向け、中性子用の高圧セルおよびガスラインの製作を現在進めている。また、SF6をヘルパーガスとした水素ハイドレートの作製も行う予定である。SF6はTHFよりも中性子散乱断面積が小さいため、水素分子の運動を実験的に取り出し易い。まずは、実験室系のX線装置を用いて、in-situでSF6-H2ハイドレートの作製し、その構造を調べる予定である。その後、中性子準弾性散乱により、緩和挙動を調べ、THFハイドレートとの比較を行いたい。24年度に見送った「水素ガス圧力用ライン」の作製のために、180万円を計上する。中性子散乱実験用の試料容器(金属加工品)の作製のため、金属素材を消耗品として30万円計上する。また、試薬の購入のため、10万円を計上する。海外の中性子散乱施設での測定のため、外国旅費として30万円を計上する。また、成果発表のため、国内旅費として10万円を計上する。
カルコゲン水素化合物の圧力誘起高温超伝導の探索

2015年に、150万気圧(150 GPa)の超高圧下で硫化水素が、これまでで最高の超伝導転移温度Tc 203 Kを示すことが発見された。硫化水素の高いTcの発見の後、様々な元素の水素化物が高圧下で超伝導となることが理論的に予測されたが、超高圧下の超伝導測定には未だ様々な困難があり、新たな超伝導体の発見は遅々として進んでいない。本研究では、さらに高いTcを持つ水素化物の発見を目的として、硫黄の周辺元素のうち、カルコゲン(セレンおよびテルル)の水素化物を主な対象とし、100 GPa以上の超高圧における電子輸送特性測定と大型放射光施設での結晶構造解析の同時測定により超伝導探索を行う。
グラフト吻合部狭窄進展機序の解明に関する研究-テネイシン-Cを介するゼラチナーゼB発現を中心に-

1.Lewis Ratを用いて、腹部大動脈に同種同系腹部大動脈を移植した後、末梢吻合部に50%絞扼術を追加し、動脈グラフト吻合部狭窄モデルを作製した。術後7、14、28、56日目にグラフトを採取し、Elastica-van Gieson染色にて組織学的検討を行い、同時にグラフトにおけるTenascinC(TN-C)蛋白およびmRNAの発現をそれぞれ免疫染色、in situ hybridizationにて検討した。また、絞扼術を加えない非狭窄モデルについても同様の検討を行った。さらにPDEIII阻害剤であるcilostazol20mgをグラフトに局所塗布しグラフト狭窄抑制効果を検討した。また培養平滑筋細胞を用いて、cilostazolのTN-C抑制効果について検討した。2.組織学的検討では、狭窄モデル、非狭窄モデル共に、術後14日日よりグラフト末梢吻合部、体部に新生内膜の形成を認めた。内膜/中膜比は、28、56日目で狭窄モデルで有意に高値であった。3.TN-C免疫染色では、グラフト内に特異的にTN-Cの発現を認めた。特に、術後14日目よりグラフト体部、吻合部の新生内膜に一致して、強い発現を認めた。in situ hybridizationでは7日目より中膜に、14日目では新生内膜にmRNAの発現を認めた。これらより、TN-Cがグラフト狭窄進展に関与している可能性が示唆された。4.術後28日目においてcilostazol投与群ではvehicle投与群に比べて内膜/中膜比は有意に低値であり、新生内膜形成の抑制を認めた。またcilostazolは培養平滑筋細胞のTN-C産生を抑制した。以上よりcilostazolは動脈グラフト狭窄の予防に有効であり、作用機序としてTN-C産生抑制が関与している可能性が示唆された。研究実績の概要1.純系Lewis Ratを用いて、腹部大動脈に同種同系腹部大動脈移植後、末梢吻合部に50%絞扼術を追加し、動脈グラフト吻合部狭窄モデルを作製した。術後14日目、28日目にグラフトを採取し、HE染色とElastica-van Gieson染色にて組織学的検討を行った。同時にグラフトにおけるテネイシンCの発現を免疫組織学的に検討を行った。また、末梢側吻合部に絞扼術を加えない非狭窄モデルについても同様の検討を行った。2.組織学的検討では、狭窄、非狭窄モデル共に、グラフト末梢吻合部、体部に新生内膜の形成を認めた。内膜/中膜比は、狭窄モデル14日で0.451、同28日で0.626、非狭窄モデル14日で0.233、同28日で0.441と、狭窄モデル術後28日目において著明な新生内膜の形成を認めた。しかし狭窄モデル、非狭窄モデルともnativeの大動脈では新生内膜の形成は認めなかった。また、α-SMC Actinに対する免疫組織学的検討では、中膜、新生内膜が陽性で、グラフト新生内膜は、平滑筋細胞が遊走、増殖したものと考えられた。3.テネイシンCの免疫組織学的検討では、狭窄、非狭窄モデルともnativeの大動脈では発現は認めなかったが、グラフト内に特異的にテネイシンCの発現を認めた。特に、グラフト体部、吻合部の新生内膜に一致して、強い発現を認めた。以上より、動脈グラフトにおける新生内膜形成には、テネイシンCが深く関与しており、吻合部狭窄進展に関与する可能性が示唆された。4.今後の計画として、ATl受容体拮抗薬(CV11974)を投与し、ATIIの抑制により、テネイシンの発現因子を抑制することで、ゼラチナーゼB活性が低下し、グラフトにおける新生内膜の形成が抑制され、吻合部狭窄の進展の抑制が可能かどうか検討する。ゼラチナーゼB活性はzymographyをもちいて測定する1.Lewis Ratを用いて、腹部大動脈に同種同系腹部大動脈を移植した後、末梢吻合部に50%絞扼術を追加し、動脈グラフト吻合部狭窄モデルを作製した。

これらより、TN-Cがグラフト狭窄進展に関与している可能性が示唆された。4.術後28日目においてcilostazol投与群ではvehicle投与群に比べて内膜/中膜比は有意に低値であり、新生内膜形成の抑制を認めた。またcilostazolは培養平滑筋細胞のTN-C産生を抑制した。以上よりcilostazolは動脈グラフト狭窄の予防に有効であり、作用機序としてTN-C産生抑制が関与している可能性が示唆された。
中央アジアの石刻絵画の形状解析から先史時代の状況とメッセ-ジを探る

中央アジアの石刻絵画の形状を画像処理によって定量的に表す方法を開発した。それは、2値化画像から求めたスケルトンを記号列に変換する方法、および周囲長と面積から画像の複雑さを求める方法である。これらをアイベックス(野生のヤギ)とウシ(野牛、絶滅種のオーロックスを含む)に適用することにより、相互の距離約300km以下の遺跡間で文化的交流の存在、およびウシの絵画様式と人間社会でのウシの役割の関係がわかった。中央アジアの石刻絵画、特にアイベックス(野生のヤギ)のスタイルの定量化データを、平成21年度までに開発した画像解析法によって求め、スタイルの差と遺跡間の距離や遺跡の時代差との相関を求めた。その結果、スタイルの差と遺跡間距離とは300km以下では相関があり、それ以上では相関が認められなかった。一方、スタイルの差と時代差とは、新石器時代から紀元後にわたって、相関が認められなかった。このことは、300km以下の比較的近い地域間で文化的な交流があったこと、および人々は時代の経過を越えて同じスタイルを維持しようとしたことを示唆する。時代の経過によらずスタイルが変わっていないことは、考古学者が一般にもっている印象であり、この結果はその印象を客観的に裏付けたことになる。石刻絵画のスタイルが変わらなかったことから、それが同時代や後世にメッセージを残す目的で描かれたと考えられる。そのメッセージを解読する試みを、ウズベキスタンのザルミス渓谷の遺跡にある、狩りの様子を表している1つの絵画群についておこなった。その際、当時の人々が種々の動物に対してもっていた信念、および日本の弥生式土器の線刻絵画のスタイルについての知見を基にした。個々の絵画群の解釈に加えて、描かれた動物の左向き右向きの違い、および午前午後の岩壁に当たる日差しの違いをもとにして、ザルミス渓谷の遺跡全体がもつと推定される構造について1つの提案をおこなった。それは、渓谷全体が奥の聖地を訪ねる巡礼路になっているというものである。個々の絵画群のメッセージ解読、および遺跡全体の構造の推定を、今後も続ける予定である。今年度は、多数刻まれているウシの絵画のスタイルについて、カザフスタンの考古学者アレクセイ・ロゴジンスキー博士と打ち合わせ、そのスタイル変化を客観的に評価する方法を開発することにした。ウシの絵画には、シルエットではなく体に多様な文様が刻まれている場合がかなりあり、それが時代とともに変化している。その変化を従来行った画像処理の手法で解析できることを、予備的な試行で確認した。なお、考古学者の間で時代とともに絵画が単純化したことが指摘されているが、そのスタイルの詳しい分類はされていないので、旧石器時代以来のウシの岩絵について、下記のようにまず目測で分類した。・旧石器時代後期(ショーべ洞窟、アルタミラ洞窟など):絵画は写実的であり、彩色も多様である。・新石器、青銅器時代(タッシリナジェール、中央アジア、北欧、中国雲南省など):シルエット状、あるいは単純な文様を含む。体の輪郭はかなり写実的である。彩色の場合は、単色である。・鉄器時代(中央アジアの石刻絵画):絵画が記号化され、体も太めの均一な線で表現されている。・紀元後中世(中央アジアの石刻絵画):記号化されたままで多数の線が追加され、装飾性が増した。このような変化は、絵画制作の目的が、聖域の荘厳化から、地域社会や家族単位の繁栄へと変化したことを示唆している。これが、メッセージ解読のヒントになる。分担者(出原立子)により、以前制作した石刻絵画に関わるアニメーションとゲーム(日本語版)の英語版を作成した。これは、絵画の保護PRのために今後活用できる。分担者(水野慎士)によって以前開発された、木版画をコンピューター内で制作するプログラムを用いて、仮想的に石劇絵画を制作できることを確認した。これは、絵画の仮想的な修復に応用できる。今年度は、中央アジアの遺跡に見られるウシ(野牛、絶滅種のオーロックスを含む)について形状解析を行った。ウシの絵画には、描き方に多様性があり、完全なシルエットだけでなく、内部構造が描かれているものもある。絵画の描き方をスタイルと呼ぶことにする。スタイルの差を特定する解析的方法として、従来の方法である画像のスケルトンから形状コードを抽出することに加えて、画像の周囲長と面積を求め、周囲長と面積の平方根の比(体形の細さと凹凸の多さを表す)、および内部構造も含めた全輪郭長と外周の輪郭長の比(内部構造の複雑さを表す)を計算した。その結果、新石器時代まではほとんど完全なシルエットであり、青銅器時代以降は完全なシルエットと内部構造をもつ複雑なスタイルが混じることがわかった。スタイルの差と遺跡相互の距離には、強い相関は見られなかった。一方、絵画の中でウシが果たす役割とスタイルには、一定の関係があることが明らかになった。このことは、スタイルによってメッセージを伝えようとした可能性を示唆する。絵画の中でウシが果たす役割を、

(1)単独で描かれる(役割は不明)、(2)動物集団の単なる一員、(3)家畜としての役割、(4)宗教的な場面に登場、(5)狩りの対象、(6)動物集団の中心的地位、の6つに分類した。これらのうち、(1ー4)のほとんどは完全なシルエットで描かれている。一方、(5、6)は、内簿構造をもつ場合が多い。内部構造の型には、白抜き(輪郭の内部が広い空白)、格子状の模様、斑点の分布、格子と斑点の共存、などがある。内部構造の型と動物の役割の差異には相関は認められなかった。以上から、次のことが結論される。内部構造の描写には野生のウシに対する人間の思い(賞讃あるいは恐れ)が込められていること、および人間社会に組み込まれ人間に従属するウシは、単純なシルエットで表現されていることである。分担者による活動は、予定通り進行している。代表者による、ウシの絵画のスタイル変化を考慮してメッセージを読み取る方法の開発は、文化的な背景を配慮しなければならないために手間取った。しかし、9.研究実績の概要で述べたようなスタイル分類をおこなったことにより、画像解析のためのワク組みが定まったので、「おおむね順調」とした。24年度が最終年度であるため、記入しない。主としてウシの石刻絵画について、従来開発した形状コード(動物の絵画のスタイルを記号列で表現したもの)の方法を、胴体にほどこされた文様(格子状や斑点など)も表現できるように拡張する。それによって、いままで主観的に記述されてきたスタイルの変化を定量的に確定する。それに基づいて、ウシを含む絵画群について、それらが伝えようとしたメッセージを推定していく。
Cbfa1はメカニカルストレスに維持された生体内での骨のリモデリングにおける必須因子である

前駆骨芽細胞において細胞外基質からの刺激によってMAPK pathwayが活性化されるが、その際にMAPK pathwayの下流において少なくとも一部はCbfa1が働くことが報告されている。よって、Cbfa1に依存した転写はメカニカルストレスによる情報伝達に働くことが推察される。しかしながら、Cbfa1がメカニカルストレスという刺激を生体内において骨量を制御するシグナルへの変換に重要な働きをするかどうかはまだ検討しなければわからない段階にある。この研究の目的はin vivoにおいてメカニカルストレスによる骨量制御にCbfa1が働くのかを調べることである。9-11週齢の野生型(Cbfa1+/+)マウスおよびCbfa1+/-マウスのlittermatesを用い、2週間のTail suspensionを行った。2週間のtailsuspensionによって海綿骨量は野生型マウスおよびCbfa1+/-マウスにおいて同レベルの骨減少を示した。しかしながら興味深いことにCbfa1+/-マウスの皮質骨量減少は野生型に比較して顕著であった。Tail suspensionによる大腿骨皮質骨の厚さおよびBMD減少においてもCbfa1+/-マウスでは野生型マウスに比較して有意な差が認められた。Cbfa1+/-マウスの骨細胞数および骨の構造は野生型と比べ変化がないため、Tail suspensionによって起きるCbfa1+/-マウスの皮質骨におけるこの顕著な変化はCbfa1+/-マウスの骨が未熟であるとうい理由ではないと考えられる。野生型マウスではTail suspensionによってMAR(mineral apposition rate)は50-80%の減少が認められたのに対し、Tail suspensionを行ったcbfa1+/-マウスではmineral appositionがまったく認められなかった。これらのデータはcbfa1遺伝子がメカニカルストレスによる骨量制御に働くことを示唆している。
石炭-ペルム系境界の策定に関する総合研究

わが国における石炭-ペルム系境界は、秋吉台を代表とする石灰岩相の中に求められる。しかしそれは塊状であるため、物理的な境界面を設定することは出来ず、化石群の変遷をトレースする方法によらざるを得ない。この目的のためもっとも有効なタクサはフズリナ類である。日本は当時テーチス海域下にあったが、問題の境界設定にあたっては、ウラル地方の標準区分の適用が可能である。ロシヤ側で広く受け入れられているSphaeroschwagerina vulgaris-fusiformis帯の下底を、石炭-ペルム系の境界とする見解をうけいれると、これは、日本の石灰岩相の中では、かなり広範に追跡されうることが判明した。この区分法に対してコノドント、小型有孔虫、サンゴ、こけ虫、頭足類、腕足類の資料によってみても、特に矛盾、支障はない。石灰岩は高エネルギー環境下で生成された海成部分が多く、その間に低エネルギー環境下の堆積物を含む。しかし、Triticites帯中にことに多く認められる黒褐色Sparry calciteは、古土壌形成に伴うものと考えられる。従ってこれらは、グローバルな海水準変動にも対応したシークエンスをなすものと判断される。なお、外洋性ベーズン相のチャート・シークエンスについては、コノドント・放散虫による研究が進行中で、分帯も細分化され、石灰岩相との対比も精確になって行くものと期待される。外地での研究も併せ、成果は260頁の別添最終報告書としてとりまとめた。1.仙台で開催された2つの国際学会、Shallow TeHiysIIIと,Benthos'90,および地質廻検に,総研メンバ-が参加した。ことに後者の秋吉台廻検は,分担者を案内者として,メンバ-の積極的参加を得て実施されたもので,総研のテ-マである石炭ーペルム系境界問題の導入部としての意義もあった。2.秋吉台科学博物館において総研の第1回の研究集会を行った。これは国際地質科学連合(IUGS)のペルム系層位小委員会,石炭ーペルム系境界ワ-キンググル-プの国内集会ともなったものである。ワ-キンググル-プの長であるWu Wangshi博士をはじめ、同委員の柳田教授、総研メンバ-他約30名(カナダ1名,中国2名を含む)による国際集会となった。秋吉台を中心に国内外のc/p境界問題の研究情況が報告された。3.国内におけるc/p境界問題へのアプロ-チとして、もっとも適当と予想された山口県秋吉石灰岩台地の2ル-トについて,総研メンバ-による合同調査を実施した。このとき採取した資料はメンバ-によってそれぞれの研究項目に沿って検討がすゝめられている。以上の経過に立って、現在までに予察的に得られた知見によると,a.生層序確立上、フズリナ、小型有孔虫が有力と思われる。他のタクサ、例えば腕足類,サンゴ類,コノドントなどは産出頻度が少なくて個々の群の地史的変遷を追うことも,細かくある特定の層準を設定することも難かしい。b.石灰岩の堆積相変遷は、地球化学的検討と併せてル-ト毎に実施可能であるが、古地磁気層序学的検討は困難である。c.生層序学的攻実にあたって、基礎となる各タクサの分類学に大変問題があることが新らたに判明した。1.1991年4月に総研連絡紙第1号(153頁)を発行した。これには、1990年10月秋吉で開催した第1回研究集会の記事が載せられている。2.各分担者において,それぞれ研究を進めた。その成果は、1992年1月の古生物学会,4月の地質学会,8月の国際地質学会等において発表される。

3.1992年3月、総研連絡紙第2号(108頁)を発行した。これは1991年12月新潟で開催した第2回の研究集会の際の発表論文をまとめたものである,1990年10月に,秋吉台で行った合同調査の結果の一部も発表された4.以上の経過によって,これまでに得られた知見は次のとおりである【O!a】ー石灰岩層の化石による帯分とその対比については,腕足類,サンゴ類,こけ虫,頭足類の産出デ-タは不充分である。コノドントは対比に当って有用と思われるが,これも産出頻度が小さい。フズリナ類と小型有孔虫がもっとも分帯に適しており、秋吉石灰岩中には合せて50以上のフズリナ化石によるデ-タムが設定可能である。このうちロシアの標準セクションに対比して、Sphaeroschwagerina fusiformis帯の下底に石炭ーペルム系境界を認めようという意見が多い。ただ,分帯の基礎となる各タクサの認定については,かなり異なった意見がある。【O!b】ー石灰岩は主として高エネルギ-環境下で生成された。水圧破砕にもとづくと思われる角礫化が著しい。化石による分帯との関係が,新らたな問題となってきた。【O!c】ー特異な黒褐色Sparry calciteについては,未だ成因的に判然としない。ある層準を占めている様でもあり,環境変遷上も注目される。今年度においては、総研独自の研究集会は行なわなかった。分担者、協力者は、京都で開催された第29回万国地質学会において研究発表し、地質見学会の案内をつとめた。この機会に国際地質科学連合(IUGS)のペルム系層位小委員会(SPS)が開かれ、総研メンバー多数が出席した。そこでは世界的な石炭-ペルム系境界として、ウラルを模式地とし、フズリナのSphaerdschwagerina vulgaris-fusiforms帯の下帯をもってするという意見が大勢を占めた、我が国の研究でも、この層準を広くトレースすることは可能である。ただ、わが国独自の研究からは、石炭-ペルム系境界の策定にあたって合理的な基準は、未だ得られていない。塊状石灰岩中に物理的境界を設定することは難かしく、今のところ生層序以外のメルクマルはないのである。何らかのイベントを想定することは今のところ出来ていない。生層序の方からみて、従来とられていたinflated schwagerinidの出現を重視するやり方が疑問となったのは一つの前進であった。生層序認定の基礎となる系統分類の攻究は、一層高いレベルで進められる必要がある。一方、地球化学と、石灰岩岩石学の方面からは、Triticites帯などにおいて土壌形成に伴うと考えられる黒褐色sparrycalciteのバンド・パッチが認められ、石灰岩堆積のエネルギー環境に高低のくり返しのみられることと併せて、海水準変動をトレース出来る可能性が開けてきた。古地磁気学的検討には進歩はなかった。フズリナ以外のタフサについては、産出状況の検討がすすめられている。なお、以上は石灰岩相についてであるが、チャート相についてはコノドント、放散虫による生層序の検討がすすみ、地球化学、堆積学的に研究されており、将来境界問題に関連して有力な資料を日本側から提出できる可能性がある。外地での研究も併せ、以上の成果は、260頁の最終報告書としてとりまとめた。
水素結合型強誘電体における同位元素効果の分子論的起源

これまで申請者は、水素原子核の量子揺らぎにも適用可能な量子多成分系分子理論を構築し、最近では世界最高精度の精密計算を実現することに成功した。そこで本研究課題では、量子多成分系分子理論を大規模系に拡張することにより、水素結合型強誘電体における同位元素効果の分子論的起源を解明する。具体的には、水素結合型強誘電体として四角酸を計算対象とした。本手法を駆使することにより、重水素置換に伴う、水素の量子揺らぎ、有効ポテンシャル変化、構造変化、電子状態変化、を定量的に解析し、分子論的起源の解明に挑戦した。水素結合型強誘電体の多くは、軽水素(H)を重水素(D)に置換することにより、構造相転移温度が100K近くも上昇するが、その分子論的な機構は未だ解明されていない。一方これまで申請者は、水素原子核の量子揺らぎにも適用可能な量子多成分系分子理論を構築し、数多くのシミュレーションを実現してきた。そこで本研究課題では、1.量子多成分系分子理論を大規模系に拡張することにより、2.水素結合型強誘電体における同位元素効果の分子論的起源を解明することを目的とする。本手法を駆使することにより、重水素置換に伴う、水素の量子揺らぎ、有効ポテンシャル変化、構造変化、電子状態変化、を解析し、分子論的起源の解明に挑戦する。特に初年度は、以下の2項目を実施した。1.量子多成分系分子理論の大規模化:大規模な高精度計算を見据え、量子力学的な取扱いと古典力学的な取扱いを併用するQM/MM法や、誘電体としてのPCM法を実装することにより、大規模計算可能なシステムを構築した。引き続き半経験的MO法やDFTB法との接続を行い、計算コストを抑える工夫も行っている。2.水素結合型強誘電体の同位元素効果の分子論的解析:先ず二量体クラスターモデルに対して計算を実行した。多成分分子軌道法は直接温度効果を取込むことはできないが、水素原子核自身の量子効果を効率的に取込むことができる。本手法により、重水素置換による有効ポテンシャルの変化、骨格構造の変化、電子状態の変化を、理論的に解析した。四角酸に代表される水素結合型強誘電体の多くは、軽水素(H)を重水素(D)に置換することにより、構造相転移温度が100K近くも上昇することが知られている。しかしながら、そのような劇的なH/D同位体効果に対する、分子論的な機構は未だ解明されていない。そこで本研究課題では、1.量子多成分系分子理論を大規模系に拡張することにより、2.水素結合型強誘電体における同位元素効果の分子論的起源を解明することを目的とした、大規模量子多成分系シミュレーションを実施した。量子多成分系分子理論を駆使することにより、重水素置換に伴う、水素の量子揺らぎ、有効ポテンシャル変化、構造変化、電子状態変化、を解析した。特に二年目は、以下の二項目を重点的に実施した。1.量子多成分系分子理論の大規模化:初年度に引続き大規模計算手法を開発する。特にon-the-fly経路積分分子動力学法に、効率よくDFTB法を接続させ、かつパラメータを部分的に最適化させることにより、精度をある程度保ったまま計算コストを抑えることに成功した。2.水素結合型強誘電体の同位元素効果の分子論的解析:水素結合型強誘電体として四角酸を計算対象とした。クラスターモデルだけでなく、周期境界条件を入れた予備計算を実施した後、様々な計算条件を決定した。H体およびD体のDFTB-on-the-fly経路積分分子動力学シミュレーションを、さらには古典計算によるDFTB-on-the-fly分子動力学シミュレーションを実施した。水素結合水素位置の温度変化に関する同位体効果(主にプロトントンネリング)や、重水素置換による骨格構造変化(幾何学的同位体効果)を再現することに成功した。当初の予定通り、初年度に計画していた1.量子多成分系分子理論の大規模系への拡張と、2.水素結合型強誘電体における同位元素効果の分子論的起源の二量体クラスターモデルに対する具体的計算、を終了することができた。量子化学大規模並列計算機環境で、具体的な大規模計算を実現する。量子多成分系分子理論手法を用いて重水素置換による物理量変化を探ることで、(A)プロトントンネリング、(B)幾何学的同位元素効果、(C)軽水素・重水素に属する電子数の違いを理論的に解析し、直接実験値と比較したい。当初計画では、昨年度中に並列計算機を購入して大規模計算を実施する予定であった。しかしながら本年度の量子多成分系分子理論の大規模計算システムを構築するのに、予想以上に時間がかかったため、並列計算機の購入を次年度に持ち越した。

さらに具体的な大規模計算には、横浜市立大学学生にも協力いただくが、昨年度はそのような計算実施が少なかったため学生への協力謝金は支出しなかった。その分、本年度に学生謝金として支出予定である。1並列計算機の購入と、具体的な大規模計算に際し横浜市立大学学生にも協力いただき、2学生への謝金として支出予定である。
NK細胞の初期分化および認識にかかわる分子の解明

本課題研究において、少なくとも一部のLGL(NK)が、胸腺外におけるT系細胞の分化様式の産物として把握しうることをマウスの実験系で、免疫生物学的および分子遺伝学手法により証明した。マウスに白血病ウイルス(MLV)を急性感染させると、著しいIL3産生が誘導され、おそらくそれにより脾臓の過形成がおこること、この脾細胞をさらに試験管内でIL2による刺激しつづけることにより、安定なLGL株を樹立しうることをまず示した。さらにこの現象にヒントを得、正常の脾細胞から,IL3とIL2との連続組み合わせ刺激のみによって、LGL株を確立しえる系を開発した(IL3/IL2培養系)。これら細胞株はすべて、すべてのT細胞レセプター(TCR)遺伝子の再構成および各mRNAの発現を有しており、他方で典型的なLGLとしての形態と明らかなNK活性を示した。このT系LGL生成の機構をさらに会席するため、IL3で誘導される多能性造血系幹細胞(IL3ブラスト)からのNK活性を示した。このT系LGL生成の構機をさらに解析するため、IL3で誘導される多能性造血系幹細胞(IL3ブラスト)からの、IL2によるLGLの分化誘導を試みた。その結果、単離されたIL3ブラストコロニーから、IL2と初助細胞の存在下でたしかにLGLが誘導されることがわかった。これらLGLも、NK活性とTCR遺伝子の発現を示すことから、胸腺外環境で造血系幹細胞より、IL3とIL2によってT細胞へのコミットメントとNK活性の獲得がもたらされることがはじめて証明された。さらに、各発生段階における同様の解析から、これらの分化形質の獲得、即ちTCR遺伝子の発現とNK活性の獲得は、胎生期造血系幹細胞においては著しく制限されていることが示され、幹細胞のLGLへの分化能力自体が、発生段階に伴って制御されていることが強く示唆された。以上の点から、いわゆるLGL/NKの分化と起源についての知見が、著しく進展し、新しい局面を迎えたといえよう。正常ヒト及び動物リンパ系組織中のLGL/NK細胞は, IL2に反応して増殖し活性化されるがそれは通常一過性である.それに反して我々は,マウス白血病ウイルス(MLV)を感染させたマウス脾臓より,試験管内IL2単独刺激培養により持続的かつ選択的LGLの増殖が認められ,再現性をもってNK活性を有するLGL株を確立しうることを見出した.T細胞レセプター(TCR)遺伝子は,これらすべてのLGL株において再構築を示し, T細胞型LGLと考えられたが,種々の検索によってもMLV遺伝子は検出されずMLV感染はないものと考えられた.ついで, MLV感染により脾臓中に選択的に大量のIL3が産生されること, IL3とIL2との連続刺激培養により正常マウス脾細胞からも同様のLGL株が確立されうることが判明し,上記現象にはMLVそのものより, MLVによって誘導されたIL3が一義的に関与していることが強く示唆された.そこで, LGLの分化と増殖におけるIL3の役割を直接的に証明するため,単細胞レベルでの実験を行った.5FU前処置マウスの脾細胞をIL3と共にメチルセルロース培地で培養することにより,すべての造血細胞へと分化しうる多能性幹細胞(ブラスト)のコロニーが得られる.

このIL3で誘導されたブラストコロニーを単離し,一個一個をマクロファージとIL2と共に二次培養することによって,一定の割合でLGLの分化と増殖が認められた.このLGLは, TCR遺伝子の再構築とCD3^+CD4^-CD8^-という特異な形質を示し,機能的には明らかなNK様のキラー活性を示した.以上の実験により, T細胞型LGLの少くとも一部が, IL3とIL2の共同作用により,骨髄幹細胞より直接に分化誘導されうることが証明された.次年度よりこの系を用い, LGL初期分化過程の分子遺伝学的解析を進めると共に,そのMLV感染における意義についても基礎的検討を加える予定である.前年度までの研究により、IL3/IL2培養系により試験官内で、造血系幹細胞より直接にT細胞系への分化誘導とその株化をもたらしうることを示した。同培養系を胎生期を含む種々の発生段階の諸臓器に適用して安定な細胞株を確立し、T細胞レセプター(TRC)を中心にその分子遺伝学的解析を行った。胎生肝、胎生胸線、胎新生児脾、ならびに成獣脾に由来する株はすべて、典型的なLGLの形態を示したが、NK活性は成獣脾由来LGのみに認められた。TCR遺伝子は、胎生肝由来LGLでは胎生型であったが、その他のLGL株ではすべて再構成(α、β、γ、δ鎮すべて)しており、これらについては完全長のmRNAが、α及びβ鎮において認められた。後者についてT3抗体による免疫沈降の結果、αβ鎮から成るTCR分子をすべて発現しており、γδ鎮TCRを発現するLGL株は皆無であった。他方、胎生肝由来LGLは、TCR遺伝子は全く再構成していなにも拘らず、明らかにβ鎮のmRNA発現が認められ、遺伝子レベルではT細胞系へのコミットメントをうけていることが強く示唆された。これらLGLはすべてIL2依存性であったがIL2レセプター(R)の解析の結果、胎生肝由来LGLは、中等度親和性の単一IL2Rを発現するのに対し、他のLGLは、低および高親和性の2種のIL2結合部位を有していた。これらの結果から、LGLの前駆体はすでに胎生期より存在すること、それらは種々の分化段階のT-活性はしかしかなり発生のおそい段階(成獣)において発現されること、そしてキラー活性そのものにはTCR分子は直接関与していないらしいこと、などの諸点が明らかとなった。
静止大気中を高速移動する１０００メートル毎秒級ジェットの音響放射特性解明

次世代超音速機/極超音速機の研究・開発が各国で進められている.実機が存在しないこれらの機体の「離陸騒音」は,「静止ノズル実験からの予測」より大きいのか?小さいのか?これが我々の「問い」である.ジェット騒音の強さは「ジェット速度の8乗」に比例する.超音速巡行に特化し,離陸時から「1,000 m/s級のジェット速度」で運用され,離床後の飛行速度も「150 m/sオーダ」と極めて高速である.この「音源の高速移動」を,ハイブリッドロケット推進の「高速走行軌道」で再現し,「静止ノズル実験のデータ」から「実機離陸騒音」を推算する手法の提案を目標とする.次世代超音速機/極超音速機の研究・開発が各国で進められている.実機が存在しないこれらの機体の「離陸騒音」は,「静止ノズル実験からの予測」より大きいのか?小さいのか?これが我々の「問い」である.ジェット騒音の強さは「ジェット速度の8乗」に比例する.超音速巡行に特化し,離陸時から「1,000 m/s級のジェット速度」で運用され,離床後の飛行速度も「150 m/sオーダ」と極めて高速である.この「音源の高速移動」を,ハイブリッドロケット推進の「高速走行軌道」で再現し,「静止ノズル実験のデータ」から「実機離陸騒音」を推算する手法の提案を目標とする.
骨髄幹細胞による蝸牛細胞の再生の検討

1、聴覚正常であるBALB/cマウスをホストとして実験を行った。このマウスに放射線照射後、SAMP1マウスの全骨髄細胞を骨髄内骨髄移植(IBM-BMT)した。SAMP1マウスは螺旋神経節細胞萎縮により生後3ヶ月から早期加齢性聴覚障害を生じる。BMT6ヶ月後のホストでのflowcytometryを用いた解析では、ドナー由来リンパ球は、ホストリンパ球に置き換わり、MLRでは、3rd partyのB6マウスに対してはSAMP1マウスの細胞活性と同程度の反応を示した。聴性脳幹反応(ABR)でも、この骨髄移植を受けたマウスは、SAMP1マウスと同程度の老人性難聴の進行を示した。よって、IBM-BMTによる全身免疫機構の変化と共に内耳機能も変化することが明らかとなった。内耳傷害機序の詳細はまだ不明であるが、今後、内耳傷害モデルに対する再生治療実験にて、内耳細胞の修復機序につき検討したい。2、骨髄移植に際し骨髄(幹)細胞が蝸牛により多く到達する方法を確立する目的で次の実験を行った。放射線照射後のホスト(Ly5.2-B6マウス)にドナー(Ly5.1-B6マウス)の全骨髄細胞を、IBM-BMTまたは経静脈骨髄移植(IV-BMT)を行い、次にホストの骨髄細胞をさらに第2のホスト(Ly5.2-B6マウス)にBMT(serial BMT)した。その後flowcytometry法やMLRで解析したところ、IBM-BMT施行群ではIV-BMT施行群に比し、ドナー由来T細胞の速やかな回復と、DCサブセットに関し正常個体に近い頻度を示し、また、Serial BMT後でも同様の結果を得た。よって、IBM-BMT施行群では、リンパ球系、骨髄球系の前駆細胞が正常に保持されていることが推測され、実際ドナー由来Lin陰性/c-kit陽性造血前駆細胞が第1、第2のホストで正常個体と同様の頻度を示した。移植後長期生存マウスを用いた解析からも同様の結果が得られた。したがって、IBM-BMTは造血幹細胞維持の点からも優れた移植法と考えられ、今後蝸牛細胞の修復・再生に用いたい。