hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
現代日本人の日常身体活動定量化に関する研究

全活動区域をとうして、基準化心拍数と歩行率との間には強い正の相関が得られた。このことは、歩行率が日常身体活動量評価の指標となることを示唆している。さらに、歩行率と消費熱量との関係を類推させることから、この両者の関係についてよく検討する必要があるだろう。2.日常生活活動における筋活動量の定量化と活動強度の相対的評価これまでに筋収縮を定性的に観察する方法として用いられて来た表面筋電図法を定量的に解析するために、補助金によって購入した波形解析装置MacLab/8eによって積分解析を行った。おもに「座位」「立位」活動時の波形を、基準波形によって相対的に表す試みを行った。基準化は自覚的最大筋力ならびにマッスルテスティングfairレベルによった。それによれば、最も弱い活動(字を書く)に対する最も強い活動(大根すりおろし)は約10倍の基準化値を示した。日常活動を筋活動量から強度分類することが可能であると考えられた。このような試みは極めて独創的であり、身体活動を定量化する一つの方法として検討するに値するだろう。
古気候データベースの構築による中世気候異常期の気候変動の解析

「中世温暖期」の気候変動とその影響の解明のため、文書記録から気候史料を収集し、データベースを構築し、気候変動の復元・解析・影響の検討を行った。その結果、日本と中国の気候災害分布から、東アジアにおける乾燥と湿潤の変動が示された。多種の古記録により、79世紀は寒冷、1012世紀は温暖、1315世紀は冷涼、1618世紀は寒冷、19世紀以降は温暖、と示された。降雪率と降水日率から、冬季は11世紀から16世紀末に降温し、夏季は11世紀から13世紀後半に昇温し、16世紀末には降温した。なお、日本と中国の台風の出現から、1855年を境に冷涼状態から温暖状態へ変化したとみられる。気候史料の収集:これまでも行ってきた、六国史などのデータ化・公開されたものや、大日本古記録、群書類従、公家の日記など公刊されたものから、中世気候異常期を中心にした、気候史料の収集を継続した。さらに各地の文書館や古寺社などから、気候史料の収集を行った。また日本周辺でも朝鮮半島の三国史記のようにデータ化・公開されたもの、中国の中国三千年気象記録全集のように公刊されたものから、気候史料の収集を進めた。そのほかにも中国方志、全宋文など豊富な気候情報を含むものなどからも気候史料を収集した。データベースの整備:収集した気候史料を、各データベースに入力し、さらに諸データベースの統合を進めた。すなわち歴史時代の天候や気候災害等の記録を収集した「歴史気候データベース」、伝統的な民間の防災祈願行事の「祭りデータベース」、防災祈願行事などの行われる地の「神社データベース」、地域住民の防災、豊穣などへの祈願、感謝にかかわる霊場の「霊場データベース」、関連行事の地の「寺院データベース」などの統合を進めた。さらにデータベースに地形、土地利用、気候などを加えて「統合型地理情報システム」を構築して、空間分布を含めた背景を分析できるよう準備を進めた。前年度の研究を継続し発展させた。すなわち、気候史料の収集、データベースへの入力して統合型地理情報システムを構築し、また気候史料の分析も行った。この歴史時代の気候復元研究は、文書記録の分析など隣接分野からのアプローチの必要性も増しているため、研究成果について多方面の学会で研究発表を行った。すなわち、1)歴史地理学会国際会議、2)日本地理学会、気候と災害の歴史研究グループ、3)気候影響・利用研究会である。またその成果を論文にまとめた。すなわち、1)、2)富山大学人間発達科学部紀要、3)Ciel et Terreである。前年度の研究を継続し、発展させた。すなわち文書館や古社寺などでの、気候災害や防災祈願行事を含む、気候史料の収集を継続した。また気候史料を分析した。データベースを利用する前提として、気候災害に加え、とくに祈雨や鎮風等々の祭祀・祈願行事などを分析した。それらの斎行は霊地や名社で行われ現在にも伝わるが、現地調査を含めて代替資料中の気候情報の意義について分析した。また中国の古記録などより、東アジアにおける祭祀・行事の、類似性、相互の影響、観念などに分析を加えた。これらの成果を日本地理学会などで、3回の発表を行うとともに、3篇の論文にまとめた。平成28年度は、3年の研究期間の最終年度にあたる。前年度まで行ってきた、気候史料の収集、データベースへの入力を継続して、統合型地理情報システムを構築した。また気候史料の分析についても継続した。この統合型地理情報システムには、とくに日本の気候災害史料のうち、中世気候異常期を中心にデータ入力を行ってきたが、さらに後続する小氷期における気候災害史料の入力も行った。また、中国においても中世気候異常期の気候災害史料のデータベースへの入力を行ってきたが、後続する小氷期についてもデータ入力を行った。文書記録である気候災害史料について、とくに強風災害の史料を幕末期における気象観測記録と比較したところ、強風災害と異常な気圧低下にはよい対応がみられた。このことから強風災害が台風の通過を示すことが確認された。日本と中国の強風災害記録を、統計的また空間的に解析すると、日本を含む東アジアの気候状態が太平洋高気圧の盛衰と関わることが示された。すなわち循環系の変動を示すことが確認された。そのため気候災害史料の分析から、循環系による変動の復元が可能となった。さらに広域の変動についても、これまでに明らかにしてきた日本や欧州での気候変動にもとづいて、復元できた。歴史時代の気候復元研究には、文書記録の分析など隣接分野からのアプローチの必要性も増しており、日本地理学会の気候と災害の歴史研究グループほかで、研究成果について意見交換を行った。この、中世気候異常期の気候変動については日本地理学会で発表を行い、さらに今秋刊行予定の学術論文として投稿準備を進めている。

なお、日本と中国の台風の出現から、1855年を境に冷涼状態から温暖状態へ変化したとみられる。14・15世紀の東アジアの気候災害史料を、日本と中国を中心にして収集し、データベース化して分析することにより、気候変動に顕著な数十年スケールの変動が存在することが明らかになった。その成果は、日本地理学会にて報告するとともに、富山大学人間発達科学部の紀要に掲載された。また藩日記などから毎日の天候記録を収集し、祈雨記録の収集も進めた。さらに日本と中国の気候災害記録も含めて、データベース化を進めた。これまでの研究を継続し、発展させる。すなわち気候史料の収集、データベースへの入力を継続して、統合型地理情報システムを構築し、気候史料の分析についても継続する。つぎに、その統合型地理情報システムを活用して、気候変動の分析を進める。中世の気候変動の復元から、とくに現在の変動との相異にかんしてそのシステムを解析する。またこれまでの成果もとづき、中世気候異常期がアジアや欧州の地域におよぼした影響について分析する。さらに、日本地理学会の気候と災害の歴史研究グループほかで、研究成果の発表、意見交換をする。また国際歴史気候学会などから得られる、中世気候異常期の関連情報、とくに1)中世のアルプスの氷河の変動の再検討、2)中世の欧州北辺でのワイン生産状況、3)中世の地中海沿岸での祈雨行事の変遷、4)中世の欧州の沿岸漁民の間での風神祭祀、等々、本研究に最も関連の深いグローバルな研究成果との比較検討にもとづき、研究を論文としてまとめていく。気候学前年度の研究の継続と発展:文書館や古社寺などでの、気候災害や防災祈願行事を含む、気候史料の収集を継続する。また、対象地域の環境に関しての解析が容易となるように、衛星画像データなどもWEB上などより入手しデータベースに加える。気候史料の分析:データベースを利用する前提として、気候災害に加え、とくに祈雨や鎮風等々の祭祀・祈願行事などの分析を行う。それらの斎行は霊地や名社で行われ現在にも伝わるが、現地調査を含めて代替資料中の気候情報の意義について分析する。また風雲雷雨山川壇として、祭祀・祈願行事、施設などが記される中国の四庫全書などを利用して、東アジアにおける祭祀・行事の、類似性、相互の影響、観念など、地域的差異、歴史的変容について分析を加える。研究発表など:日本地理学会で研究成果の発表を行うとともに、関係者の意見より研究方法の検討・修正を行う。データベース作成など、多くの作業を自ら行ったため、資料整理のため計上した人件費・謝金の支出が、予定よりも抑えられた。データベース作成作業などで、多くを自ら行ったため、資料整理のため計上した人件費・謝金の支出が予定よりも僅かに少なかった。データ入力作業などで生じる可能性のある不足分について、補填する。データ入力作業などで生じる可能性のある不足分について補填する。
複数の抗原を特異的に認識する抗体の抗原認識機構の解明

我々は、多くの免疫学の教科書に載っている「一つの抗体は一つの抗原を認識する」という概念から外れ、「複数の抗原を特異的に認識する」ことのできる抗体G2を発見している。本研究の目的は、このG2の抗原認識機構を解明することである。本研究により、タンパク質の構造揺らぎが異なる3つの準安定構造を可能とし、それぞれが異なる抗原を認識することで複数の抗原を特異的に認識することが可能となっていることを明らかにした。本研究のさらなる発展は、抗体の抗原認識の概念の拡張、蛋白質の分子進化の理解、さらには、二つの経路を同時に阻害しするという新規抗体医療創出に繋がる可能性がある。最近我々は、多くの免疫学の教科書に載っている「一つの抗体は一つの抗原を認識する」という概念から外れ「複数の抗原を特異的に認識する」ことのできる抗体G2を発見した(Kamatari et al., ProteinSci. 23, 1050-1059, 2014)。本研究は、このG2の抗原認識機構を構造生物学や生物物理学的な立場から解明することである。本年度は、一本鎖可変領域抗体(scFv)の作成とNMRを用いた抗原ペプチドの結合実験を行い、抗原ペプチドの結合により抗体側の構造及び揺らぎが大きく変化することを明らかにした。また、小分子化抗体(Fab)を作成し、抗体及び複合体の構造解析も進めているところである。NMRを用いた結合実験が可能となり、抗原ペプチドの結合により抗体側の構造及び揺らぎが大きく変化することを発見することができたため。我々は、多くの免疫学の教科書に載っている「一つの抗体は一つの抗原を認識する」という概念から外れ、「複数の抗原を特異的に認識する」ことのできる抗体G2を発見した(Kamatari et al., Protein Sci. 23, 1050-1059, 2014)。本研究は、このG2の抗原認識機構を構造生物学や生物物理的な立場から解明することである。本年度は、G2の認識する3つめのタンパク質SEPT3の中のエピトープ配列(Pep395)を同定した。この配列は、免疫源のトリプリオン蛋白質(ChPrP)中のエピトープ(Pep18mer)とも、G2の認識するもう一つのタンパク質ATP6V1C1中のエピトープ(Pep8)とも大きく異なっていた。3つの全く異なる配列を強く認識できる抗体の報告は初めてである。また、NMRの結合実験より、フリーのG2の構造は比較的フレキシブルであり、これが複合体を作ることにより揺らぎの抑えられた一つの構造に収束することを見いだした。さらに、異なる抗原ペプチドを結合したG2の構造はそれぞれ異なることを示した。これらの情報に基づき我々は、タンパク質の構造揺らぎが、異なる3つの準安定構造を可能とし、それぞれが異なる抗原を認識しうるというモデルを提唱した。G2の認識する3つめのエピトープ配列(Pep395)を同定し、3つの全く異なる配列を強く認識できる抗体を初めて見いだしたため。本年度は、G2の認識する3つめのタンパク質SEPT3上のエピトープ配列(Pep395)の同定を論文化した(Mahmud et al., Protein Sci. 26, 2162-2169, 2017)。さらに、我々はG2の原型の抗体(G2VL95P)は、3つ目の抗原(SEPT3)を認識する抗体で、軽鎖可変領域の95番目のProの欠損により、抗体作成に使ったChPrPへの結合能を獲得したことを見いだした(Usui et al., Biochem Biophys Res Commun. 490, 1205, 2017)。本研究により、G2のユニークな抗原認識機構や抗体の分子進化の一端が明らかにされた。本研究のさらなる発展は、蛋白質の機能発現機構の解明、抗体の抗原認識の概念の拡張、蛋白質の分子進化の理解、さらには、二つの経路を同時に阻害しするという新規抗体医療創出にも繋がる可能性がある。今後、下記の項目の研究をすすめていく予定である。

1.抗体G2のscFvの収率の改善、2.抗体G2と抗原の複合体の構造解析、3.高圧NMR法を用いた広い構造空間の探索、4. NMR緩和法を用いた準安定状態の構造解析、5.蛋白質の柔軟な分子認識機構の理解。今後、下記の項目の研究を進めていく予定である。1.抗体G2のscFvの収率の改善、2.抗体G2と抗原の複合体の構造解析、3.高圧NMR法を用いた広い構造空間の探索、4. NMR緩和法を用いた準安定状態の構造解析、5.タンパク質の柔軟な分子認識機構の理解。生物物理学当該年度の必要な物品等を購入した結果、27円余ったため。当該年度の必要な物品等を購入した結果、差額が生じた。次年度の消耗品購入に使用する。次年度の消耗品の購入に使用する。
ウェルギリウスにおける伝統の継承と詩的創造

平成11年度は、ウェルギリウスの作品『アエネーイス』における創作技法を考察する手がかりとして、『国家について』(De Re Publica)等、膨大な作品群を残したマルクス・キケロの思想のこの作品に対する影響関係を取り上げた。『アエネーイス』第一巻の冒頭には、国家(ローマ)建設を主人公の使命として位置づけるモチーフが繰り返し認められる。この使命を、トロイア崩壊とともに全ての希望を失った主人公にたいし、詩人はどのように、あるいは、それがどのようなものであるとして、伝えているのだろうか。この問題は、詩人の言葉で言うところのpietasとは何か、という問題と不可分である。当時のローマ社会独特の社会通念、宗教観、倫理観などの考察を抜きに、この問題を検討することはできない。このとき、とりわけ、「国家の父」と呼ばれ、当時のローマ社会のみならず、後代のヨーロッパ社会に絶大なる思想的影響を与えたキケロの思想を手がかりとして、同時代の桂冠詩人であったウェルギリウスの作品解釈を行うことが有益である。従って、平成11年度は、キケロの作品の中でも、とりわけpietasの概念を中心として扱っている『神々の本性について』(De Natura Deorum)を取り上げ、その作品解釈を綿密に行うことを研究の中心課題とした。従来、『アエネイス』第一巻426行の表現は、その前後の描写(カルタゴの建造物の描写)といかなる関連を持つのか、問題とされてきた。私は第一巻全体の構成の特色と、作品全体の主題との関連に注目することによって、次の解釈を提案する。まず、第一巻全体は、次に示すリング構成を示すこと、その中で上記426行の表現はきわめて重要な意義を持つことが窺える。すなわち、a「ユノのたくらみ」(50-91)、b「トロイア人の今」(92-222)、c「過去の苦しみの経験」(198-207)、d「ウェヌスとユピテルの対話」(223-304)および「アエネアスとウェヌスの対話」(305-417)、e「カルタゴの町の描写」(418-29)、f「勤勉なカルタゴ人」(430-36比喩)、g「ユノの神殿の絵」(446-93)、f'「美しいディド」(498-502比喰)、e'「カルタゴの支配者ディドの姿」(503-8)、d'「イリオネウスとディドの対話」(520-78)および「アエネアスとディドの対話」(594-630)、c'「過去の苦しみの経験」(628-30)、b'「トロイア人の今」(631-56)、a'「ウェヌスのたくらみ」(657-756)といった第一巻を構成する各要素は、中央のエクプラシス表現(g)を包みながら均等に配置され、いわゆるリング構成を示す。g「ユノの神殿の絵」は『アエネイス』における他のエクプラシス表現と同様、主人公の体験を読者の過去、現在、未来の出来事と関連づけようとする詩人の創作意図(ホメロスの作風の影響)を反映する。それは人間の普遍的営みを描こうとする意志を意味するものである。第一巻426行の表現に見られる「法」(iura)のモチーフは、このような詩人の創作意志と密接に関連するのみならず、上記リングコンポジションを成り立たせる上で不可欠の要素となっている。
胎児治療における脂肪乳剤投与時の母児間脂質代謝の動的解析

(目的)我々はIUGRの治療に対し,静注用脂肪乳剤の有用性を報告してきたが,今回脂肪乳剤投与後の母児間の脂質,糖,及びアミノ酸代謝さらに,胎児成長因子であるIGF-1とインスリンの動態について検討した.(方法)対象は正常妊婦で予定帝切施行3時間前に脂肪乳剤400mlを点滴静注した.分娩時母体血,臍帯血,羊水を摂取し, TG, FFA,糖,遊離アミノ酸インスリン, IGF-1を測定した.(成績)本剤投与後,臍帯血中FFA, TGのリノール酸分画は非投与群に比し,増加したが, FFA, TGの濃度には有意差を認めなかった.母体血中アミノ酸濃度は非投与群217.2μmol/ml,投与群238.7μmol/ml,と上昇傾向を認めたが,有意差は認めなかった.臍帯血中では非投与群304.9μmol/ml,投与群231.3μmol/mlと有意の低下(P<0.1)を示し時にアラニン,バリンなど糖原性アミノ酸濃度が低下した.一方,母体血中グルコース値は非投与群で96.2mg/dl,投与群で140.8mg/dlと有意に増加した. (P<0.1)インスリン値は平均値で減少したが有意の差ではなかった.臍帯血中グルコース値には有意の変化はなくインスリン値が非投与群6.7w/ml,投与群83w/mlと有意に上昇した. (P<0.1)IGF-1は母体血中,臍帯血中ともに投与群で有意の差はなかった.(結語)今回の本剤投与方法により(1)胎児側にリノール酸をより多く供給しながらも高脂血症を惹起しない. (2)又血中遊離アミノ酸,主として糖原性アミノ酸を減少させる.(3)インスリン分泌を軽度刺激し胎児側での血糖に変化をひきおこさず.(4)IGF-7の分泌に影響を及ぼさない事がわかった.脂肪乳剤投与は胎児側でのエネルギー代謝を脂質代謝へ傾斜させ,蛋白からのアミノ酸動員及び,糖新生を軽減させているものと推察された.(目的)我々はIUGRの治療に対し,静注用脂肪乳剤の有用性を報告してきたが,今回脂肪乳剤投与後の母児間の脂質,糖,及びアミノ酸代謝さらに,胎児成長因子であるIGF-1とインスリンの動態について検討した.(方法)対象は正常妊婦で予定帝切施行3時間前に脂肪乳剤400mlを点滴静注した.分娩時母体血,臍帯血,羊水を摂取し, TG, FFA,糖,遊離アミノ酸インスリン, IGF-1を測定した.(成績)本剤投与後,臍帯血中FFA, TGのリノール酸分画は非投与群に比し,増加したが, FFA, TGの濃度には有意差を認めなかった.母体血中アミノ酸濃度は非投与群217.2μmol/ml,投与群238.7μmol/ml,と上昇傾向を認めたが,有意差は認めなかった.臍帯血中では非投与群304.9μmol/ml,投与群231.3μmol/mlと有意の低下(P<0.1)を示し時にアラニン,バリンなど糖原性アミノ酸濃度が低下した.一方,母体血中グルコース値は非投与群で96.2mg/dl,投与群で140.8mg/dlと有意に増加した. (P<0.1)インスリン値は平均値で減少したが有意の差ではなかった.臍帯血中グルコース値には有意の変化はなくインスリン値が非投与群6.7w/ml,投与群83w/mlと有意に上昇した. (P<0.1)IGF-1は母体血中,臍帯血中ともに投与群で有意の差はなかった.(結語)今回の本剤投与方法により(1)胎児側にリノール酸をより多く供給しながらも高脂血症を惹起しない. (2)又血中遊離アミノ酸,主として糖原性アミノ酸を減少させる.(3)インスリン分泌を軽度刺激し胎児側での血糖に変化をひきおこさず.(4)IGF-7の分泌に影響を及ぼさない事がわかった.脂肪乳剤投与は胎児側でのエネルギー代謝を脂質代謝へ傾斜させ,蛋白からのアミノ酸動員及び,糖新生を軽減させているものと推察された.
アレルギー性疾患の先制医療を目指して：アトピー性皮膚炎における鼻腔常在菌叢の意義

25人のアトピー性皮膚炎患者の皮膚病変と鼻から綿棒で2本を採取した。1本は16S rRNA解析を行い、門レベルでは鼻腔でActinobacteria, Firmicutes、皮膚ではFirmicutes, Proteobacteriaが多かった。もう1本は細菌培養し、ブドウ球菌を3コロニー純培養してPOT (PCR based-open reading frame typing)法で株レベルを解析した。同一患者で鼻腔と皮膚では同じPOT型を示す株の組合せが多く認められた。以上から、環境からでなく本人の鼻などの定着菌がリクルートされ、皮膚炎の悪化と連関していると考えられた。健常人ボランティアを対象として、肘窩皮膚から綿棒で擦ってDNA回収液に回収する方法(QuickExtract DNA Extraction Solution、エピセンター社)、粘着式のテープ(毛穴すっきりパック、ビオレ社)で毛穴から角栓を回収する2つの方法を試み、回収した溶液からエタノール沈殿でDNAを抽出した。また、回収した溶液からキアゲンのDNA抽出試薬(QIAmpマイクロキット、キアゲン社)でDNA精製した。DNA量をナノドロップ、Qubitで測定したところ、前者では数字はでるものの260 nmにピークはなく、Qubitによる定量では非常に小さな値となった。すなわち、DNA回収量が小さかった。ヒトDNAを増幅するプライマー、細菌の16SリボゾームRNA(rRNA)遺伝子を増幅するプライマーでPCRを行ったところ、QUBITの測定値が信頼できることは判明したが、やはりDNA量として多くなかった。既報も参考に、適正な検体採取法、DNA抽出法を選択し、アトピー性皮膚炎患者から無駄なく検討用試料を得て本番のマイクロバイオーム解析に持ち込める系を確立させていく。16S rRNA解析の結果、門レベルでは鼻腔でActinobacteria, Firmicutesが多く、皮膚ではFirmicutes, Proteobacteriaが多かった。また、属レベルでは、鼻腔ではCorynebacterium, Staphylococcusが、皮膚ではCorynebacteriumがStaphylococcus, Propionibacteriumが増えていた。これは、アトピー性皮膚炎としては納得できるデータであると考える。この病変部位である皮膚にいるStaphylococcusの特徴を調べるために株レベルでの解析を試み、その手段としてPOT法を選択した。その結果、各患者から得られた3株のStaphylococcusはほぼ同じものであったが、異なる株も含まれていた。また、それぞれの患者間では異なるPOT型が多かったが、患者内での鼻腔と皮膚では同じPOT型を示す株の組合せが多く認められた。ただし、全例ではなく、鼻腔と皮膚で異なる株の組合せも見られた。解析した症例数はやや少ないが、目的を達成するための実験自体は順調に進んでいる。ほぼ仮説に見合った結果が得られつつあり、概ね順調に進んでいると考えている。1年目に行った下準備、研究チームの構築ができ、2年目で各種の実験結果が出たことによる。16S rRNA解析も順当に進み、また菌株解析もPOT法は完了した。これら得られた結果をもとに論文作成の段階に入っており、不足している実験、データを裏打ちする実験を調整している。また、属レベルでは、鼻腔ではCorynebacterium, Staphylococcusが、皮膚ではStaphylococcus, Propionibacteriumが増えていた。皮膚のStaphylococcusのPOT法解析の結果、各患者から得られた3株のStaphylococcusは同じものが多く、また患者間では異なるPOT型が多かったが、患者内での鼻腔と皮膚では同じPOT型を示す株の組合せが多く認められた。さらに、Staphylococcusの株レベルの解析を細菌同定用の医療機器である質量分析計2種類(MALDI-TOF-MS)で解析した。それぞれの質量分析計でのクラスター解析の結果、概ね患者内での鼻腔と皮膚では同じPOT型を示す株の組合せが多く認められた。以上から、当初の仮説通り、アトピー性皮膚炎患者の皮膚には、環境からよりも本人の鼻などに常在している菌がリクルートされ、皮膚炎の悪化に伴い表皮のバリアが剥がれ湿度を失った皮膚には定着している場合が多いと考えられた。年度途中からのマンパワーの減少があったこと。皮膚から常在菌由来のDNAを採取する方法を確立するために、健常人ボランティアを対象として、綿棒で擦る、粘着式のテープで毛穴から角栓を回収するなどの方法を試み、さらにキアゲンのキットなどを使用してDNAを抽出しているが、得られるDNA量が少なくDNA採取条件の構築が完成していないこと。以上の2点のため、その先にまだ進んでいない。

アトピー性皮膚炎の患者の皮膚は健常人よりさらにドライなので、健常人で確実にDNA抽出できる系を確立した後に、患者から適切に検体採取を行えるよう、さらなる条件設定を行って本番に進めていきたいと考える。アトピー性皮膚炎患者の検体を採取することに関しては、倫理委員会で既に承認を得ている。16SリボゾームRNA(rRNA)遺伝子の配列多型を用いて解析するために、V4領域周辺の保存性の高い領域にプライマーを設定し、MiSeqシステム(イルミナ社)を用いて150塩基のペアエンド解析を行う試薬などの準備は進んでいる。これまでのデータを詳細に解析し、論文作成を行うことに注力する。当初、16S rRNA解析が主な実験であり、主体となる結果だと考えていたが、むしろ結論を導くのは株レベルでの解析であると考え、その結果の裏付けをPOT法以外にタンパク質レベルでも進めることを企画している。一つはマススペクトル解析であり、2種類の細菌同定用のTOF-MSを使用した実験を行っている。これにより、菌株の相同性についての情報が追加できるのではと期待している。最終的には、これらのデータも含めて論文投稿を行う予定である。臨床検査医学マイクロバイオーム解析を可能とするために、患者皮膚から適切にDNAを採取する方法を確立した後、アトピー性皮膚炎の好発部位である肘窩を検体採取部位として、皮疹の増悪前、増悪後、治療後の時点で、皮膚から検体を採取する。また、同時に鼻腔の常在菌も綿棒によって採取する。そこからDNAを抽出し、16SリボゾームRNA(rRNA)遺伝子の配列多型を用いて解析する。すなわち、16S rRNA遺伝子の4番目の超可変領域(V4)をシーケンスするために、V4領域周辺の保存性の高い領域にプライマーを設定し、MiSeqシステム(イルミナ社)を用いて150塩基のペアエンド解析を行う。その結果を元にマイクロバイオーム解析を行い、菌種のプロファイルを比較する。皮膚、鼻腔のスワブ、綿棒を通常の血液寒天培地、BTB培地、黄色ブドウ球菌選択培地で塗抹・培養し、通常の微生物検査と同じ流れで、微生物検査学的に各細菌の同定・感受性試験を行い、最も優勢な菌を同定し、同一患者の皮膚と鼻腔でその性状の分子生物学的および微生物検査学的に比較検討を行う。そのために、DiversiLabによる遺伝型タイピング検査、全ゲノムシーケンスを行い、相同性を評価する。11の項に記した理由により研究の遂行が遅れ、予定よりも試薬消耗品の使用が少なくなり、研究費を使用せずに次年度に回すこととなったため。今後の推進方策に記載したように実験を進めることで、遅れている分も使用していく予定である。
社会階層間における投票参加の不平等に関する計量社会学的実証研究

本研究の目的は,社会経済的に不利な有権者が,再分配を支持するにもかかわらず,投票を棄権することは起きるのか,また起きるとすればなぜなのか,という政治社会学上の問題を解明することにある.日本におけるこのメカニズムを解明するために,申請者は次の分析を行う.第一に,社会経済的に不利な階層の有権者が,再分配をどの程度支持しているかという点を明らかにする.第二に,そのような階層が再分配を支持しても,政治に対する不信や無力感が投票を忌避させる実態があるかという点を明らかにする.また,こうした傾向が頑健であるかを確認するために,マクロデータを用いて社会階層と投票参加についての傾向について実態を分析する.本研究の目的は,社会経済的に不利な有権者が,再分配を支持するにもかかわらず,投票を棄権することは起きるのか,また起きるとすればなぜなのか,という政治社会学上の問題を解明することにある.日本におけるこのメカニズムを解明するために,申請者は次の分析を行う.第一に,社会経済的に不利な階層の有権者が,再分配をどの程度支持しているかという点を明らかにする.第二に,そのような階層が再分配を支持しても,政治に対する不信や無力感が投票を忌避させる実態があるかという点を明らかにする.また,こうした傾向が頑健であるかを確認するために,マクロデータを用いて社会階層と投票参加についての傾向について実態を分析する.
微小重力環境下での薄膜PMMAを伝播する火災の解析

近年ますます有人宇宙活動が活発になっているが,宇宙ステーションのような閉鎖空間での火災は,乗員の生命を直接脅かすだけでなく,火災による搭載機器の損傷が致命的となりうる.宇宙ステーション内部は地上と異なり,微小重力かつ高酸素濃度(30%)という特殊な環境である.とくに,微小重力環境では,浮力による自然対流が発生せず火炎周囲の流れが非常に遅いという特徴がある.本研究では,理論解析により,火炎周囲の流れが極めて遅い場合には,周囲へのふく射損失の影響が顕在化し,火炎伝播が抑制されるという予想を立てた.平成11年度においては通常重力環境においてPMMA試料を鉛直下向きに伝播する火炎の伝播速度の測定を行い,スケール解析の結果と比較をおこなった.平成12年度は,さまざまな条件(周囲流速,酸素濃度,試料厚さ)での微小重力環境での火炎伝播速度を測定し,ふく射損失により火炎伝播速度が減少する条件を見出した.そして,平成13年度は,これらの条件で火炎周りの温度場を干渉系により測定を行った.その結果,火炎と周囲流れの相対速度が低下することにより,ふく射損失が大きくなり,定常的な火炎伝播が出来なくなる様子を捉えることが出来た.また,試料厚さにより,火炎伝播速度が極小を示す周囲流速が異なるという結果が平成12年度に得られていたが,温度場を測定した結果,火炎伝播速度が極小となっている条件では,上の述べた相対速度が極小となっていることが確認された.この実験結果から,当初立てた火炎伝播モデルが妥当であることが示され,この結果から,無次元ふく射損失に及ぼす各パラメータの効果が明らかになり,たとえば定常火炎伝播が出来なくなる試料厚さの予想などが出来るようになった.近年ますます有人宇宙活動が活発になっているが,宇宙ステーションのような閉鎖空間での火災は,乗員の生命を直接脅かすだけでなく,火災による搭載機器の損傷が致命的となりうる.宇宙ステーション内部は地上と異なり,微小重力かつ高酸素濃度(30%)という特殊な環境である.とくに,微小重力環境では,浮力による自然対流が発生せず火炎周囲の流れが非常に遅いという特徴がある.本研究では,理論解析により,火炎周囲の流れが極めて遅い場合には,周囲へのふく射損失の影響が顕在化し,火炎伝播が抑制されるという予想を立てた.平成11年度においては通常重力環境においてPMMA試料を鉛直下向きに伝播する火炎の伝播速度の測定を行い,スケール解析の結果と比較をおこなった.平成12年度は,さまざまな条件(周囲流速,酸素濃度,試料厚さ)での微小重力環境での火炎伝播速度を測定し,ふく射損失により火炎伝播速度が減少する条件を見出した.そして,平成13年度は,これらの条件で火炎周りの温度場を干渉系により測定を行った.その結果,火炎と周囲流れの相対速度が低下することにより,ふく射損失が大きくなり,定常的な火炎伝播が出来なくなる様子を捉えることが出来た.また,試料厚さにより,火炎伝播速度が極小を示す周囲流速が異なるという結果が平成12年度に得られていたが,温度場を測定した結果,火炎伝播速度が極小となっている条件では,上の述べた相対速度が極小となっていることが確認された.この実験結果から,当初立てた火炎伝播モデルが妥当であることが示され,この結果から,無次元ふく射損失に及ぼす各パラメータの効果が明らかになり,たとえば定常火炎伝播が出来なくなる試料厚さの予想などが出来るようになった.最近の国際宇宙ステーションの打ち上げに見られるように,今後更に宇宙での有人活動が活発になる事が予想されるが,宇宙船内部のような低周囲流速でかつ高酸素濃度の微小重力環境において固体表面上での火炎がどのように伝播するかは非常に興味深い対象である.とくにPMMAに代表されるポリマー樹脂のような可燃性の材料に対しては,その安全性を高める意味から火炎伝播機構の解明が求められる.これまでにBhattacherjeeらによって試料の厚さと周囲雰囲気の違いにより,火炎伝播速度がどのような因子に大きく支配されるかが,理論解析によって予測されていた.また,厚さの厚い試料上での火炎伝播に関してはスペースシャトルなどのミッションによって低流速あるいは静止雰囲気における微小重力環境での挙動が調べられている.本研究では,理論解析により比較的延焼しやすいと予測されている薄いPMMA試料上の火炎伝播速度を,通常重力場および落下塔を使用した微小重力場において,試料厚さおよび周囲雰囲気を変えて実験を行なった.固相内の余熱帯厚さと試料厚さの大小関係から,火炎伝播速度が試料厚さに反比例して増加する領域と,試料厚さの影響を受けない領域を分ける臨界厚さが存在することが理論より示されていたが,この臨界厚さの存在が地上実験より明らかとなった.また,自然対流のような比較的早い対向流が存在するもとでは,火炎伝播は火炎から固相への熱伝導が大きな支配要因として働いていることが分かった.一方,微小重力実験では,火炎への対向流速が遅い領域では地上実験で予想された挙動に反し,対向流速の減少とともに火炎伝播速度は減少し,酸素濃度の低い領域では消炎するという現象が見られた.この原因として,低周囲流速・低酸素濃度環境ではふく射損失により温度拡散と濃度拡散の速度に差が生じていることが考えられた.次年度はこれらの現象を定量的に測定することを試みる.近年国際宇宙ステーションの建設に代表されるように,有人宇宙活動がますます盛んになってきているが,このような微小重力環境での燃焼現象は未解明の部分が多い.

特に,宇宙船のような閉鎖空間での火災発生は乗員の生命に直接危険を及ぼすため,着火や伝播といった現象に対しての解明が求められるが,微小重力環境においては,自然対流が存在しないため,燃焼現象は地上と大きく異なる.本研究では,代表的なポリマー試料としてPMMA(Polymethylmethacrylate)フィルムを用いて,熱的に薄い材質上を伝播する火炎について,試料厚さ,対向流速,雰囲気酸素濃度などをパラメータとして伝播速度の測定を行ない,理論計算と比較検討を行なった.その結果,比較的速い自然対流の存在する通常重力場と比較して,微小重力場においては対向流側の現象とともに地上に比べて火炎伝播が抑制されることが,実験的に明らかになった.この原因として,火炎に向かってくる流れの速度が小さくなると,火炎から周囲へのふく射損失が相対的に増大し,最高温度が低下することによって温度拡散と物質拡散のスケールにギャップが生じることが挙げられる.本実験においても,火炎が燃料蒸気に包まれ消炎していく様子が捕らえられ,理論予想の結果を支持している.また,対向流側が非常に小さい場合でも,火炎伝播速度がもともと速い材料においては,微小重力環境においても通常重力場に比べてさほど違わない火炎伝播速度を有することが明らかになった.上に述べた,ふく射消炎は火炎と周囲ガスとの相対速度が小さい場合に生じるため,非常に薄くもともと燃焼速度が大きい試料に対しては,十分な酸素の供給があるためと考えられる.近年ますます有人宇宙活動が活発になっているが,宇宙ステーションのような閉鎖空間での火災は,乗員の生命を直接脅かすだけでなく,火災による搭載機器の損傷が致命的となりうる.宇宙ステーション内部は地上と異なり,微小重力かつ高酸素濃度(30%)という特殊な環境である.とくに,微小重力環境では,浮力による自然対流が発生せず火炎周囲の流れが非常に遅いという特徴がある.本研究では,理論解析により,火炎周囲の流れが極めて遅い場合には,周囲へのふく射損失の影響が顕在化し,火炎伝播が抑制されるという予想を立てた.昨年度までのPMMA試料を用いた実験により,さまざまな条件(周囲流速,酸素濃度,試料厚さ)での微小重力環境での火炎伝播速度を測定し,ふく射損失により火炎伝播速度が減少する条件を見出した.本年度は,これらの条件で火炎周りの温度場を干渉系により測定を行った.その結果,火炎と周囲流れの相対速度が低下することにより,ふく射損失が大きくなり,定常的な火炎伝播が出来なくなる様子を捉えることが出来た.また,試料厚さにより,火炎伝播速度が極小を示す周囲流速が異なるという結果が昨年度に得られていたが,温度場を測定した結果,火炎伝播速度が曲生となっている条件では,上の述べた相対速度が極小となっていることが確認された.この実験結果から,当初立てた火炎伝播モデルが妥当であることが示され,この結果から,無次元ふく射損失に及ぼす各パラメータの効果が明らかになり,たとえば定常火炎伝播が出来なくなる試料厚さの予想などが出来るようになった.今年度の研究内容は,現在国際学会に投稿中である.また今年度は最終年度であるため,これまで結果を冊子にまとめる予定である.
完全主義者の特異な認知スタイルに関する検討

本研究は、過度に完全性を追い求める完全主義者が、どのようにして特異な判断や行動を行い、その結果として不適応に陥ってしまうのかを実証的に検討することを目的とするものである。本研究では、「外界からの情報の抽出(失敗に対する選択的注意)」と「抽出された情報の解釈(過度に高い目標設定・二分法的思考)」という2つの認知プロセスにおいて、完全主義者が特異な認知スタイルを持っているという仮説モデルを提案している。これらの完全主義者に特異な認知プロセスを2つの課程に弁別して検討する。平成28年度においては、選択的注意バイアスを定位過程と解放過程に弁別して測定した上で、完全主義との関連を、性差も含めて検討した。具体的には、成功関連語や失敗関連語に対する選択的注意を、認知行動実験パラダイムである修正ドット・プローブ課題(Rudaizky et al., 2014)を用いて定位バイアス・解放困難バイアスに弁別して測定し、質問紙(MSPS,桜井・大谷, 1997; MPCI,小堀・丹野, 2004; MPS,大谷・桜井, 1995)によって測定した完全主義パーソナリティとの関連を検討した。その結果、男性でのみ成功関連語に対する定位バイアスや失敗関連語に対する解放困難バイアスを有することが明らかになった。そのため、これまでドット・プローブ課題で見られていた成功や失敗に対する選択的注意バイアスは、それぞれ異なる過程におけるバイアスであることが明らかになった。28年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度においては、認知行動実験パラダイムであるドット・プローブ課題を用い、完全主義者の特異な「外界からの情報の抽出」である選択的注意を、性差も含めた検討を行った。具体的には、成功関連語や失敗関連語に対する選択的注意を、ドット・プローブ課題によって測定し、質問紙(MPCI,小堀・丹野, 2004; MPS,大谷・桜井, 1995)によって測定した完全主義パーソナリティとの関連を検討した。実験の結果、男性でのみ成功関連語や失敗関連語に対する選択的注意と完全主義パーソナリティとの関連が見られた。このことから、男性において、完全主義者は、成功や失敗に対して選択的注意を行うことが示された。一方、女性において関連が見られなかったことについては、女性の完全主義者が本当に成功や失敗に対して選択的注意を行わないのか、それとも、ドット・プローブ課題で用いられた刺激語のためなのかが判然としなかった。そのため、今後、刺激語の種類を増やし、ドット・プローブ課題を用いたさらなる検討が必要であると考えられる。前年度の研究から明らかになった男性の完全主義者のみが成功や失敗に対して選択的注意が見られるといった結果が、女性の完全主義者が選択的注意を本当に行わないためなのか、課題で用いた刺激語のためなのかが判然としなかった。そのため、平成27年度においては、認知行動実験パラダイムであるドット・プローブ課題を用い、女性にとって馴染みが強いと考えられる対人場面における成功関連語・失敗関連語に対して完全主義者が選択的注意を行うのかを、性差も含めた検討を行った。具体的には、対人場面における成功関連語や失敗関連語に対する選択的注意を、ドット・プローブ課題によって測定し、質問紙(MSPS,桜井・大谷, 2007; MPCI,小堀・丹野, 2004; MPS,大谷・桜井, 1995)によって測定した完全主義パーソナリティとの関連を検討した。その結果、性別にかかわらず、完全主義者は対人場面における成功関連語や失敗関連語に対して選択的注意を行わないことが示唆された。このことから、完全主義者は、対人場面における成功・失敗に対しては選択的注意を行わないことが示唆された。実施計画通り、認知行動実験パラダイムであるドット・プローブ課題を用い、対人場面における完全主義者の選択的注意を、性差も含めて検討した。また、選択的注意バイアスを定位と解放に弁別した実験によって、より詳細に完全主義者の選択的注意を検討する必要性が生じた。そのため、修正ドット・プローブ課題(Rudaizky et al., 2014)を用いる新たな実験計画を考案し、実験に用いる素材(質問紙、刺激プログラムなど)の準備を完了した。

本研究は、過度に完全性を追い求める完全主義者が、どのようにして特異な判断や行動を行い、その結果として不適応に陥ってしまうのかを実証的に検討することを目的とするものである。本研究では、「外界からの情報の抽出(失敗に対する選択的注意)」と「抽出された情報の解釈(過度に高い目標設定・二分法的思考)」という2つの認知プロセスにおいて、完全主義者が特異な認知スタイルを持っているという仮説モデルを提案している。これらの完全主義者に特異な認知プロセスを2つの課程に弁別して検討する。平成28年度においては、選択的注意バイアスを定位過程と解放過程に弁別して測定した上で、完全主義との関連を、性差も含めて検討した。具体的には、成功関連語や失敗関連語に対する選択的注意を、認知行動実験パラダイムである修正ドット・プローブ課題(Rudaizky et al., 2014)を用いて定位バイアス・解放困難バイアスに弁別して測定し、質問紙(MSPS,桜井・大谷, 1997; MPCI,小堀・丹野, 2004; MPS,大谷・桜井, 1995)によって測定した完全主義パーソナリティとの関連を検討した。その結果、男性でのみ成功関連語に対する定位バイアスや失敗関連語に対する解放困難バイアスを有することが明らかになった。そのため、これまでドット・プローブ課題で見られていた成功や失敗に対する選択的注意バイアスは、それぞれ異なる過程におけるバイアスであることが明らかになった。実施計画どおり、認知行動実験パラダイムであるドット・プローブ課題を用い、完全主義者の選択的注意の関連を、性差も含めて検討した。また、この結果を学会誌へ投稿した。一方で、女性において結果が見られなかったことについて、追加の認知行動実験を行う必要性が生じた。そのため、刺激語の種類を増やした新たな実験計画を考案し、実験に用いる素材(質問紙、刺激プログラムなど)の準備を完了した。そして、この準備のため、次の作文評価実験を行うための準備があまり進んでいない。以上のことから、研究の進展はやや遅れていると考えられる。平成28年度には、平成27年度に行った研究の結果をまとめ、論文化する。また、平成27年度の研究において見出された問題を解決するため、すでに準備を完了している修正ドット・プローブ課題を行い、その結果を論文化する。28年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度には、平成26年度に行った研究での問題を解決するため、すでに準備を完了している刺激語の種類を増やしたドット・プローブ課題を行う。その結果をまとめる傍ら、作文評価実験についても準備を進め、年度内に実験を完了させる。平成28年度には、作文評価実験についての結果をまとめ、「外界からの情報の抽出」と「抽出された情報の解釈」の両方を同時に弁別して測定し、関連を検討する研究について進め、これを完了させる。
Neurovascular Unit形成による脳組織再生法の開発

Neurovascular Unitは、神経細胞、脳血管内皮細胞、グリア細胞、細胞外マトリックス等からなる脳の構成単位であり、その保護・再生が脳における新たな再生治療の戦略として期待されている。特に、神経前駆細胞と血管前駆細胞を細胞外マトリックスの豊富な3次元ゲル上で共培養することで、Neurovascular Unitを再構成できる可能性が考えられている。今回、我々は、マウス人工多能性幹細胞(iPS細胞)から血管前駆細胞あるいは神経前駆細胞への分化、さらに血管内皮細胞あるいは神経細胞への分化に関わるG蛋白質共役型受容体の関与を検討した。その結果、マウスiPS細胞由来胚葉体をレチノイン酸とともにbeta-アドレナリン受容体アゴニストであるイソプロテレノールで刺激すると、神経前駆細胞および神経細胞への分化が促進された。また、beta-アドレナリン受容体と同じくGs蛋白質に共役する受容体である5-HT4受容体の刺激も、レチノイン酸による神経前駆細胞および神経細胞への分化を促進した。一方、マウスiPS細胞をBMP-4およびアクチビンとともにイソプロテレノールで刺激すると、血管前駆細胞および血管内皮細胞への分化が促進され、この作用にはGs蛋白質依存的なcAMP/PKAシグナル系の活性化の関与が示された。次に、マウスiPS細胞由来の神経前駆細胞および血管前駆細胞を、3次元マトリゲル上で共培養してさらなる分化を誘導し、蛍光抗体染色にてNeuNおよびCD31の発現を確認し神経細胞および血管内皮細胞に分化していることを確認した。また、イソプロテレノールの刺激がそれぞれの分化効率を高めていることを明らかにした。今回の結果より、マウスiPS細胞からのNeurovascular Unit形成がGs蛋白質共役型受容体刺激により効率的に行えることが示唆された。
BDNF－TrkB系によるスパイン形態変化の時空間解析

スパインにおいてBDNF-TrkB系が活性化した際に、スパイン形態やそれを司る細胞骨格系分子の変化は近傍のスパインあるいは細胞全体に影響を及ぼすのか、ということを解析するためには、単一スパインレベルの解析が必要である。そのために、TrkBと同じチロシンキナーゼ型受容体であるPDGFRβの細胞外領域を抗フルオレセイン一本鎖抗体に置き換えたキメラ受容体を発現させた細胞にケイジドフルオレセインを多価に配した化合物と光照射依存的に細胞内カルシウム濃度上昇を誘導することが可能であるかどうかを評価した。PDGFRβのキメラ受容体を発現させた細胞にケイジドフルオレセインを多価に配した化合物を細胞外液に加えた。光照射を行う前は細胞内カルシウム濃度上昇は生じないが、光照射を行うことで細胞内カルシウム濃度上昇が観察された。この結果は、光照射依存的にキメラ受容体由来の細胞内シグナル誘導が可能であることを示している。更に限局したシグナル誘導を行うために、ケイジドフルオレセインを多価に配した化合物にフルオレセインを一つだけ結合させた人工ケイジドリガンドをPDGFRβのキメラ受容体を発現した細胞に加え、光照射依存的な細胞内カルシウム濃度上昇が生じるかどうかを評価した。その結果、光照射を行った細胞群でのみ細胞内カルシウム濃度上昇が観察された。この結果は光照射依存的に受容体の活性化を制御出来ることを示している。光は局所的な制御が可能であるのでTrkBのキメラ受容体と神経細胞とを組み合わせることで神経細胞上でBDNF-TrkB系シグナルの活性化を局所的に制御することが可能である。この方法論はBDNF-TrkB系シグナルによって単一スパインの形態変化がどのようなタイムコースで生じるのか、またその影響は近傍のスパインにどのように波及するのかということを解明するために重要なツールとなりうると考えられる。そのために、既に申請者が開発に成功しているTrkBと同じチロシンキナーゼ型受容体であるPDGFRβの細胞外領域を抗フルオレセイン-本鎖抗体に置き換えたキメラ受容体に人工ケージドリガンドの基となるケージフルオレセインが光依存的に結合するかどうかを確かめた。PDGFRβのキメラ受容体を発現させた細胞に光照射を行っていないケージドフルオレセインは結合しなかったが、光照射を行ったケージドフルオレセインは結合した。この結果は光依存的に人工ケージドリガンドが受容体と結合することを示している。更にケージドフルオレセインを多価に配した化合物にフルオレセインを一つだけ結合させた人工ケージドリガンドをTrkB又はPDGFRβのキメラ受容体を発現した細胞に加え、光照射依存的な受容体のリン酸化を調べた。その結果、光照射を行った細胞群でのみ受容体のリン酸化が観察された。この結果は光依存的に受容体の活性化を制御出来ることを示している。
ヒト皮膚細胞培養における増殖パターンの解析と知的制御バイオリアクターの開発

形成外科領域では、ヒトの皮膚、軟骨、骨等の組織内にある細胞を分離し、in vitroで培養および組織の再構成をおこなった後、患者に移植する形成治療技術が開発されきた。特に、火傷患者に対して皮膚組織の角化細胞を培養して、培養皮膚(スキングラフト、表皮細胞をin vitroで皮膚組織に再構成したもの)を生産・移植する際、培養工程がもっとも重要となってくる。本申請課題では、平成10年度にフィーダーレイヤーを用いずヒト角化細胞を培養する方法を確立するため、培地組成、細胞付着面の改善、培地量、接触量等の基礎的培養条件について検討を行なった。また同時にCCDカメラを付設した光学顕微鏡にて本培養条件下での角化細胞の増殖形態を解明し、速度論的解析を行なった。平成11年度は、CCDカメラを付設したバイオリアクターシステムを構築して、角化細胞の細胞間隔、倍化時間、さらには、細胞分裂時の培養容器底面への細胞の付着機構を明らかにし、培養データを蓄積した。特に、無血清培地を用いた角化細胞の単層培養において、増殖に対する種々の細胞摂取量の影響について検討を行った。細胞配置型モデルを適用し、接種後の細胞接着期、誘導期、対数増殖期、および細胞密度が高いときの接触阻害により生じる定常期を表現した。本モデルを用いることにより、細胞分裂が起こるまでの誘導期の時間は細胞摂取量の対数値に比例して短くなり、その結果、細胞増殖が向上することがわかった。さらに、提案したモデルは、角化細胞の効率的な増殖を実現する最適な細胞摂取量の決定に有効であることを実証した。このことは、本モデルが、スキングラフトの生産に対し最良な培養計画を予測するための有用なツールとなることを示した。形成外科領域では,ヒトの皮膚,軟骨,骨等の組織内にある細胞を分離し,in vitroで培養および組織の再構成をおこなった後,患者に移植する形成治療技術が開発されてきた.特に,火傷患者に対して皮膚組織の角化細胞を培養して,培養皮膚(スキングラフト,表皮細胞をin vitroで皮膚組織に再構成したもの)を生産・移植する際,培養工程がもっとも重要となってくる.しかし,培養工学的検討に関しての報告はほとんど存在せず,表皮細胞の増殖速度論的解析,培養方法の最適化が望まれている.本申請課題では,フィーダーレイヤーを用いずヒト角化細胞を最適に培養する方法を確立するため,本年度は以下の検討を行った.まず,培地組成,細胞付着面の改善,培地量,接種量等の基礎的培養条件について検討し,速度論的解析を行った.MCDB153培地,または199培地をベースとした無血清培地が,角化細胞の培養に優れている事を見出した.培養容器としては,親水性テフロン膜床を有するディッシュが細胞接種後の接着を短時間に行わせ,ラグタイムを短縮し,その結果,増殖が無処理の培養容器に比べ向上する事が分った.得られた結果を,増殖モデルにて速度論的解析を行い,速度論的に解析し,平面増殖モデルを構築した.細胞増殖形態をより詳細に観察した結果,細胞は培養中ほぼ一定の大きさで増殖するため,コンフルエンス(培養容器底面の細胞占有率)と細胞数の直線相関が確認された.そこで,CCDカメラを付設した光学顕微鏡にて,画像処理技術を用い,細胞濃度のオンラインモニタリングシステムを確立した.さらに,培養中のコロニー形成率に対する容器内位置的分布および容器形状について検討を行なったところ,培養底面が円形である容器はコロニーが比較的センターに集まりやすい事が分り,培養容器中の均一なコロニー分散を実現するためには,角型容器の使用が望ましい事が分った.形成外科領域では、ヒトの皮膚、軟骨、骨等の組織内にある細胞を分離し、in vitroで培養および組織の再構成をおこなった後、患者に移植する形成治療技術が開発されきた。