hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シミュレーション・リサンプリング支援統計システム

そして,これらの機構を簡単に利用するためのグラフィカルユーザインタフェース(GUI)とプログラミングのためのキャラクタユーザインタフェース(CUI)を改良した.Jaspのユーザインタフェースでは,CUIとGUIが相互に密接に関連しており,両方を使った解析が可能である.また,他言語とのリンク,他の統計解析システムとの協力のための機能の設計と実験的な実装を行った.そして,統計数理研究所内のサーバでJaspのWorld Wide Webホームページの公開を開始した(http://jasp.ism.ac.jp/).ここではJavaアプレットとしてJaspを試すことができる.また,ソースコードも公開しているため,ダウンロードして自分の計算機にインストールすることもできる.なお,シミュレーション・リサンプリングの優れたライブラリを含む本「Bootstrap Methods and their Application」(A.C.Davison and D.V.Hinkley,Cambridge)をメンバーで読んでわれわれのライブラリの設計の参考にした.本年度は,汎用的な統計解析システムJasp(Java based statistical processor)の拡張性と並列分散処理機能の検討と設計を行い,主に拡張性の実装を行った.Jaspは,シミュレーション・リサンプリングのことを考慮しながら設計され,統計手法を記述するためのJasp言語が備わっている.しかし,計算量の関係もあり,外部プログラムを簡単に呼び出して実行できる機能や並列分散処理機能の必要がある.拡張性に関しては,Jaspに他言語または他のシステムとのリンク機能を実現した.まず,他言語とのリンク機能は,Jasp言語にJava言語やC, Fortran言語などで実現された統計計算やグラフ表示のためのソフトウエアをJasp言語から利用できるようにした.次に,他のデータ解析システムとのリンク機能については,2種類のシステムを利用できるようにした.1つは,Microsoft Windows上において広く利用されている表計算ソフトウエアの1つであるMicrosoft Excelである.これによって,ExcelのデータをJaspに取り込むことやExcelにJaspのデータを送り込むことができる.もう1つのシステムは,データ解析システムであるXploReである.
椎体固定機能を有する新しい人工椎間板デザインの確立とその臨床応用

本研究では人工椎間板自体に椎体との初期内固定機能を包含した新しい人工椎間板デザインを確立した。これには従来の前方置換型と同時神経除圧が可能な後方分割挿入型の二つの異なる手術アプローチ用デザインを含んでいる。研究では高強度生体内吸収性材料(HA/PLLA)を多孔プレート形状とし、これにHA/PLLA性ピンを人工椎間板全体を貫く形で配置し、椎体との強固な固定が可能となるようにした。頚椎・腰椎前方全置換モデルと腰椎後方進入用の分割置換モデルを作成し、人屍体脊椎を用いた生体力学的な評価とサルを用いた術後12ヶ月までの生体内評価を行った。生体外評価の結果、第5/6頚椎椎間板を人工椎間板で置換した椎間は、正常椎間に近似した力学特性を示した。腰椎人工椎間板はサル腰椎に良好に適合し、試験中の移動や脱転は見られなかった。軸回旋、屈曲-伸展、側屈負荷のいずれにおいても、人工椎間板置換椎間は正常椎間と同等な力学特性を示した。サルを用いた人工椎間板置換実験では成熟サル44頭を使用し、腰椎では前方全置換および分割置換を、頚椎では前方全置換を行い、術後12ヶ月までの評価を行った。頚椎置換では術後6ヶ月において屈曲-伸展で正常椎間の108%、軸回旋で72%、側屈で65%の可動域を保持し、麻痺の発生やDeviceの脱転・移動を示した例はなかった。組織学的に人工椎間板-椎体界面は介在軟組織なく骨梁が直接接触し、安定した界面を形成していた。上記の良好な実験結果に基づいて、本人工椎間板の厚生労働省への臨床治験計画の提出を行い、多施設共同研究による臨床試験を頚椎前方置換および腰椎後方分割置換形式で予定している。対照症例は脊髄または神経根障害を呈する頚椎変性疾患(1椎間病変)と後方神経除圧と椎間板機能再建を要する腰椎変性疾患としている。現在、治験計画の詳細について厚生労働省との最終検討を行っている。本研究では高強度生体内吸収性材料を脊椎初期内固定として使用した人工椎間板置換術の有用性を、動物モデルにおいて生体力学的、組織学的に検討した。平成14年度はサル16頭を用いて腰椎L2/3とL4/5椎間に対し、デザインを変更した前方置換型および後方置換型の二種類の人工椎間板をそれぞれ前方・後方進入で挿入した。後方置換モデルは左右分割型とし、特別に開発した椎間板挿入用治具を用いて、外側進入にて左右両側より椎間板再建を行った。前方置換モデルはFabric内に高強度吸収性材料によるピンを設置して、置換早期のデバイスの安定性を付加した。また骨伝導能を高める目的で人工椎間板表面にハイドロキシアパタイト/PDLLA材料を付加した新しいモデルの移植を行い、6ヵ月後の界面状態について検討した。現在最終報告をまとめつつある段階で、結果の概略のみ述べると、前方置換椎間の可動性は正常椎間の軸回旋で80-90%、屈曲-回旋で60-70%と比較的良好に保たれていた。しかし、後方置換椎間ではデバイスの脱転が見られたほか、椎間可動性が減少または消失したものが多かった。今回の実験から前方置換型は臨床応用を支持する有用な結果が得られたが、後方置換型ではデザインと進入路の更なる検討が必要であることが明らかになっている。

平成15年度は腰椎および頚椎におけるNon-human primate(サル)を用いた最終デザイン候補の人工椎間板置換実験を行った。また人屍体頚椎および腰椎を用いた人デザインによる人工椎間板置換椎間の生体力学試験を行い、初期椎間安定性の評価を行った。動物実験は第一次試験としてサル16頭(腰椎)、第二次試験として22頭(頚椎および腰椎)を行い、最短6ヶ月から最長12ヶ月の経過観察を行う。第一次試験の6ヶ月の結果では、再建椎間の可動域は正常椎間の50-60%に減少し、界面骨癒合も不十分であった。そこで最終デザインでは3-DF表面に骨伝導能と生体内吸収性を兼ね備えたHA/PLLAプレートを接着し、頚椎部と腰椎部への移植を行った。腰椎部では前方腹部正中切開による分割置換と全置換を2椎間に行い、頚椎部では第5/6頚椎椎間板を全置換した。すべての椎間で移植は問題なく行われ、術直後の安定性も良好であった。人屍体腰椎試験では第4/5腰椎を前方および後方よりそれぞれ全置換、部分置換し、頚椎試験では第5/6頚椎を全置換した。置換後の椎間可動域はいずれも正常椎間と統計学的に同等であり、生理的な椎間安定性を獲得できた。力学試験後の置換インプラントは極めて安定であり、脱転や移動等も認めなかった。今後は動物実験第二次試験の6ヶ月試験の結果を確認した後、臨床治験に入る予定である。前年度の腰椎人工椎間板置換に引き続いて、平成16年度はNon-human Primate(サル)を用いた頚椎人工椎間板置換実験を行った。成熟サル7頭(Papio Cynocephalus,6-10才、体重20-25Kg)を使用し、左側前方進入により第5/6頚椎椎間板を切除し、人工椎間板で置換した。人工椎間板は当該動物の椎間板のサイズにあわせて適切なものを製作した。術後2,4ヶ月で腰椎単純X線を撮影し、人工椎間板-椎体界面の骨硬化や弛み、Deviceの脱転の有無を評価した。術後6ヶ月で動物を屠殺し、頚椎を摘出した後、脊椎機能単位(FSU)の生体力学的解析と人工椎間板界面の組織学的解析を行った。結果、術後6ヶ月の脊椎機能単位の可動域は、屈曲・伸展で正常値の108%、軸回旋で72%が良好に保持されていた。組織学的にはインプラント周囲に異常な炎症性反応はなく、界面を形成する吸収性材料の旺盛な骨伝導能により、新生骨梁がインプラントに接して形成されていた。2、臨床治験計画の確立と臨床応用治験対象、適応疾患を含めたInclusion criteria、手術部位、方法、評価方法を詳細に検討し、治験計画を確立した。この治験計画を基に、厚生労働省への治験申請をすでに行い、その施行計画につき詳細を再検討中である。
固液テーラ渦カオス乱流の超音波速度計測法の確立と細胞保護バイオリアクターへの応用

Taylor Vortex Flow(TVF)は,乱れ中にも一定の秩序が発現され急激な乱流遷移が抑えられる可能性がある.また固液二相では粒子が主渦の中心に内包されるなど,TVFはせん断流れに弱い動物細胞や未分化細胞などの培養にも適する.しかし,その流体力学的なメカニズムは未解明な部分が多い.ここでは超音波流速計と数値解析により,特に低周波領域に発現するBroad Componentの存在を明らかにした.これがTVFの急激な乱流への遷移を抑えているとも考えられる.またバイオリアクターの試験では紫外領域を利用する新しい吸光法の開発に着手し,藻体破壊から漏洩する微量なタンパク物質を検知した.バイオ工学や再生医工学で注目される血球細胞や未分化幹細胞などの動物細胞は、細胞壁を持たないため、撹拌培養時に生じる流体のせん断力によって損傷を受けやすい。Taylor渦(Taylor Vortex Flow: TVF)は、単純な装置で流れの安定且つ均一な混合の可能性を有することから、細胞の損傷率も低く抑えられると期待される。そこで我々は実験上安全な植物細胞の中から細胞壁を持たない特定の光合成植物微生物を選定し、TVFによる効果を調査している。目下TVF撹拌では細胞増殖に支障を来す損傷は確認されておらず、流体力学的な挙動と損傷率の関係をより深く解明することが重要である。本年度は、TVFバイオリアクター内の細胞損傷率を計測する方法として、従来の可視光680nmの吸光波長に加え、紫外線吸光の可能性を新たに検討した。具体的には細胞を超音波によって強制破砕後,希釈定量化されたクロロフィル濃度と可視光あるいは紫外線吸光度の相関についてキャリブレーションを試みた。この結果、可視光波長680nmでの吸光スペクトルには明確なピークが観測されたが、紫外吸光ではピークが観察される場合とされない場合があった。この点について今後更に検討する必要があるが、紫外吸光でもピークの発生が出現したため、より少ない細胞損傷率でも損傷率が高感度で測定できる可能性が出てきた。流体力学的なアプローチとして、直接数値解析によるTVFカオス乱流コードの開発に着手した(ただし単相流)。カオス流から乱流へ遷移する過程が解析できれば、より低Reynolds数での効率的な撹拌混合の実現に資する。今後周波数解析を実施し、その解像度を実験と比較して精度検証する。超音波速度計速法の開発ではUVP法(超音波ドップラ流速計)によるカオス乱流計測法の高精度化とS/N比向上を検討した。バイオ工学や再生医工学で注目される血球細胞や未分化細胞などの動物細胞は、細胞壁を持たないため、撹拌培養に生じる流体のせん断応力によって損傷を受けやすい。Taylor渦(Taylor Vortex Flow:TVF)は、単純な装置で流れの安定かつ均一な混合の可能性を有することから、細胞の損傷率も低く抑えられると期待される。本年度は、浮遊細胞の損傷率について吸光度スペクトルの分布測定に加えて、光学顕微鏡画像から得られたスピルリナ微生物細胞の長軸方向長さ分布を統計的に処理することによって損傷率を求め、吸光度スペクトルとの相関について調べた。この結果、従来から得られた知見と同様、TVFバイオリアクターでの損傷率は低く、逆に培養期間中に成長する細胞群の分布も確認された。ただし、より高いReynolds数領域においては、細胞増殖に影響はないものの、これまでの可視光吸光度スペクトルでは見られなかった微量な損傷劣化が捕捉されるようになり、高精度測定に繋がる結果が得られたと言える。本手法をインペラ撹拌による細胞の損傷測定にも応用した結果、TVFよりも優位に損傷が確認される結果も得られたことから、今後更にデータを取得する予定である。また、TVFの単相流によるカオス流動挙動の把握については、超音波法と数値解析を比較することにより、速度成分の周波数スペクトル分布の現れ方が訂正的によく一致する結果が得られた。特に低周波領域におけるブロードバンドのスペクトルが捕捉されている。当初計画に即した実験が実施されており、予測した結果も概ね得られている。ただし、固定化培養実験における固定化培地(BSPs)と浮遊細胞の超音波による速度同時計測法の確立は、当初の想定よりノイズの影響が大きく若干の遅れが生じている。

バイオ工学や再生医工学分野で注目される血球細胞や未分化細胞などの動物細胞は,細胞壁を持たないため,培養時の撹拌で生じる流体のせん断応力によって損傷を受けやすい.Taylor渦(Taylor Vortex Flow: TVX)は,単純な装置で安定で均一な混合を供する可能性があるため,細胞損傷を低く抑えられることが期待される.本実験では取り扱いが安全で且つ工学上も有用な光合成微生物に注目し,特に細胞壁を持たない種株を選定してTVFによる混合特性を調査した.本年度は浮遊細胞の藻体破壊評価法,並びに固定化される細胞の均一化率を評価する方法についてそれぞれ探索し,特に藻体破壊評価については以前から開発中の紫外も含めた可視吸光度計による吸光度スペクトルの問題点に焦点を当てた.吸光度法では270nmの紫外波長域で特定のスペクトルを検出できたが,藻体破壊によって露出するクロロフィル以外の培養液濃度にも反応しているため,それらの分離法を確立する必要が生じた.数回の実験により培養液から得られるスペクトルは再現性が高く独特の形状を示すため,培養条件ごとのパターン化を図れば分離できると判断される.これより可視光スペクトルでは検出できなかった微量漏出クロロフィルでも,このスペクトル域を使えば捕捉できる可能性が見出された.また微生物固定化の不均一性の一因として,付着補助剤であるポリイミン剤の固定化担体への含浸斑の可能性を考え,ポリイミン剤と優位に反応する色素を見出して色素分布による評価を試みた.目視的には質量天秤では捉えられない微量な固着量も色差の違いにより分別できたが,計測的に優位な数量差となるまでのデーター化は未だ模索中である.Taylor Vortex Flow(TVF)は,乱れ中にも一定の秩序が発現され急激な乱流遷移が抑えられる可能性がある.また固液二相では粒子が主渦の中心に内包されるなど,TVFはせん断流れに弱い動物細胞や未分化細胞などの培養にも適する.しかし,その流体力学的なメカニズムは未解明な部分が多い.ここでは超音波流速計と数値解析により,特に低周波領域に発現するBroad Componentの存在を明らかにした.これがTVFの急激な乱流への遷移を抑えているとも考えられる.またバイオリアクターの試験では紫外領域を利用する新しい吸光法の開発に着手し,藻体破壊から漏洩する微量なタンパク物質を検知した.当初計画により想定した現象が検証できた。ただし、紫外吸光のピークの有無については再現性の課題が残されている。開発に遅れが生じている固定化培養法における固定化培地と浮遊細胞の速度同時計測は、超音波計測法に並行してPIV可視化計測など他の計測法も検討する。機械工学TVF乱流解析コードと超音波ドップラ法による実験結果の整合性について検討する。特にカオス乱流における振動場の空間分布は,TVF混合の特異的なメカニズムの解明に重要な指針を与えるため、より綿密に計測実験する。微生物の多孔質担体への固定化率と浮遊微生物の速度差の相関を調べる足掛かりとして、超音波ドップラ法による2相流の速度分布同時計測法の可能性について検討する。また固定化担体のとして2mm角を利用しているが,担体の大きさによる均一化率への影響についても調べる予定である。インペラ撹拌法では孤立混合領域の存在も可視化するが、せん断場と細胞損傷の因果関係については別途測定法の確立についても試みる。当初計画してた超音波による二種類の流体同時計測法の確立がノイズ除去の困難から遅れを生じ、新たに購入するプローブの機種選定を保留にしたため。本年度計画の中にあった微生物細胞の損傷率検証において、クロロフィル濃度が微小でも高い感度で紫外吸光におけるピーク発生が得られる等、大きな成果が出たものの、その再現性については未だ時間を要している。また超音波計測法において、廉価なパルサーレシーバーで従来のUVP程度の高精度が得られる条件を試行錯誤により見つけたことから、複数個のパルサーレシーバーを使用した粒子分散分布測定法の可能性が大きくなった。このため次年度への予算措置に組み込むことが合理的と判断した。超音波法の確立が困難な場合を想定し、可視化技術による計測法も視野に入れる。
高分子材料の劣化経路の評価

高分子材料の疲労は,マクロ的には材料の集合体として振舞うのに対し,ミクロ的には高分子鎖の集合体として,高分子鎖の切断,架橋,絡み合いの解れなどによる現象が現れる.このことは,金属材料に適用しうる材料評価手法を高分子材料に適用することへの問題点としてあげることができる.しかし現在,高分子材料の材料評価には,金属材料の評価手法を適用しており,工学的合理性の面からみても,信頼性のある評価がなされている.ところで,高分子材料は重合によって製造されることが一般的である.重合についての研究は古くからなされており,その状態は反応速度論で整理することができる.本課題で扱う劣化は,重合の逆反応(解重合)であるといえる.そこで,本課題では種々の劣化の状態を再現し,それぞれの劣化の状態を反応速度係数で整理し,機械的性質評価の統一的なパラメータとしての可能性について検討を行った.その結果,以下のことが明らかとなった.高分子材料の劣化が高分子鎖の分解(低分子量化)のみの場合,疑一次反応として整理することができることがわかった.また,この劣化では劣化の化学的な状態と機械的性質の変化がよく一致し,劣化による材料寿命予測などに応用できる可能性があるものと考えられる.また,劣化が分解と架橋(低分子量化と高分子量化)が行われる場合については,次の二つの方法で整理できることがわかった.一つ目は分解と架橋が同時に進行する場合,疑一次もしくは二次反応として整理できる.二つ目は分解が先行し,ついで架橋反応が伴う場合,疑一次反応と疑一次もしくは二次反応の時系列変化的な関係となることである.これらの場合,機械的性質との関連性はみられず,複雑な様相を呈することが明らかとなった.今後は,劣化が分解と架橋を伴う場合の劣化メカニズムの解明と,複合的な劣化因子がある場合での機械的性質評価の確立が課題としてあげられる.高分子材料は一般に"壊れやすい材料"との認識が強い.高分子材料は金属結合とは異なり高分子の共有結合で構成されている.分子鎖(共有結合)の切断を材料の崩壊として考えると理論上は高強度になるが,実際には分子鎖の切断よりも分子鎖が引抜かれることにより力学強度が大幅に低下する.金属材料の劣化はほぼ体系化されており,信頼性の高い材料として主要工業材料に用いられている.一方,高分子材料の劣化は,マクロ的にみると分子の集合体であり金属材料と同様であるが,ミクロ的には共有結合の分子鎖で組成されているため,必ずしも金属材料の劣化と同様とはいえない.このことから,金属材料に倣った材料評価試験の結果からでは予期し得ない破壊が生じてしまうことがある.また劣化は,分子鎖の状態に大きく影響しているが,分子鎖の集合体の構造の変化や分子量の増減が多様であり,また,劣化経路(劣化環境)によっても異なるため一様に評価することが非常に難しい.本研究では高分子材料を構成する高分子鎖に着目し,これらの状態を診断することで,材料の劣化の状態とそれまでに至る劣化経路を評価することを目的とした.H14年度はレオメーターを用いた絡み合い状態の解析と,ESRを用いた分子鎖の切断の状態の観察を主に行った.その結果,従来測定が難しいといわれていた,ESRを用いて高分子材料のラジカルの測定法を確立し,劣化とラジカル発生の関係を明らかにした.また,レオメーターを用いた分子量測定および粘弾性挙動解析の結果から高分子材料の力学的性質の低下と化学的劣化との関係を明らかにすることができた.高分子材料の疲労は,マクロ的には材料の集合体として振舞うのに対し,ミクロ的には高分子鎖の集合体として,高分子鎖の切断,架橋,絡み合いの解れなどによる現象が現れる.このことは,金属材料に適用しうる材料評価手法を高分子材料に適用することへの問題点としてあげることができる.しかし現在,高分子材料の材料評価には,金属材料の評価手法を適用しており,工学的合理性の面からみても,信頼性のある評価がなされている.ところで,高分子材料は重合によって製造されることが一般的である.重合についての研究は古くからなされており,その状態は反応速度論で整理することができる.本課題で扱う劣化は,重合の逆反応(解重合)であるといえる.そこで,本課題では種々の劣化の状態を再現し,それぞれの劣化の状態を反応速度係数で整理し,機械的性質評価の統一的なパラメータとしての可能性について検討を行った.その結果,以下のことが明らかとなった.高分子材料の劣化が高分子鎖の分解(低分子量化)のみの場合,疑一次反応として整理することができることがわかった.また,この劣化では劣化の化学的な状態と機械的性質の変化がよく一致し,劣化による材料寿命予測などに応用できる可能性があるものと考えられる.また,劣化が分解と架橋(低分子量化と高分子量化)が行われる場合については,次の二つの方法で整理できることがわかった.一つ目は分解と架橋が同時に進行する場合,疑一次もしくは二次反応として整理できる.二つ目は分解が先行し,ついで架橋反応が伴う場合,疑一次反応と疑一次もしくは二次反応の時系列変化的な関係となることである.これらの場合,機械的性質との関連性はみられず,複雑な様相を呈することが明らかとなった.今後は,劣化が分解と架橋を伴う場合の劣化メカニズムの解明と,複合的な劣化因子がある場合での機械的性質評価の確立が課題としてあげられる.
急性呼吸器感染症ウイルスの上皮での増殖機構に関する研究

イヌジステンパーウイルス(CDV)が上皮や中枢神経に感染する時に用いる受容体が、ネクチン4であることを明らかにした。CDVは最近、サルに致死的な流行を起こしているが、CDVが、イヌの受容体のみならず、サルの受容体を効率よく利用できること、Hタンパクのひとつのアミノ酸置換で、ヒトの受容体も利用できるようになることを証明した。また、CDVが効果的にヒトの自然免疫系を抑制できることを明らかにした。TMPRSS2ノックアウトマウスの作出し、そのマウス内では、インフルエンザウイルスの膜融合タンパク質の開裂は起こらず、TMPRSS2がインフルエンザウイルスの生体内活性化酵素であることを証明した。本研究は、宿主の気道に発現している膜タンパク型セリンプロテアーゼによる急性呼吸器感染症ウィルス(インフルエンザウイルス、パラインフルエンザウイルス、ヒトメタニューモウイルス)の膜融合タンパク質活性化機構を解明することを目的にしている。具体的には、膜タンパク型セリンプロテアーゼのうちTMPRSS2にまずは着目し、(1)TMPRSS2に対するウイルス膜融合タンパク質の基質特異性を明らかにし、(2)TMPRSS2ノツクアウトマウスやTMPRSS2が感受性変異組換えウイルスを利用して肺炎発症におけるTMPRSS2の重要性を解明することを計画した。TMPRSS2で開裂を受けるタンパク質のアミノ酸配列の比較から、TMPRSS2で開裂される基質のP1P3位のアミノ酸はRSQという特徴的な配列があることを明らかにした。パラインフルエンザウイルス(センダイウイルス)Fタンパク質のこの領域のアミノ酸に系統的な変異を導入した組換えセンダイウイルスを作成し、TMPRSS2への感受性や、ウイルスの増殖性を解析した。その結果、P2位のS、P3位のQともに、トリプシンによるウイルス増殖の活性化には、あまり重要ではないが、TMPRSS2による活性化には、重要であることが明らかになった。この結果は、急性呼吸器感染症ウイルスが、TMPRSS2で活性化を受けるように進化してきたことを示唆している。来年度は、この変異ウイルスのマウス感染実験を計画している。また、TMPR-SS2ノックアウトマウスは、F1のオスとメスを合計10匹作出することに成功し、現在、最終-的な交配を行っている。膜タンパク型セリンプロテアーゼによるインフルエンザウイルス、パラインフルエンザウイルス、ヒトメタニューモウイルスの膜融合タンパク質活性化機構の解明を目的に実験を行った。膜タンパク型セリンプロテアーゼTMPRSS2ノックアウトマウスやプロテアーゼ感受性変異組換えウイルスを利用して肺炎発症における膜タンパク型セリンプロテアーゼの病原性発現における重要性を解析した。(1)TMPRSS2による開裂性を決めるウイルス膜タンパク質アミノ酸残基の特定やウイルス増殖や病原性発現における重要性の解明:TMPRSS2で開裂される基質のP1P3位のアミノ酸は特徴的な配列(QSR)がある。マウスパラインフルエンザウイルス(センダイウイルス)のFタンパク質のQSR配列に系統的な変異を導入し、ウイルスの増殖性を解析した。その結果、センダイウイルスは、TMPRSS2依存的に増殖し、その場合、P2位のS、ならびにP3位のQともに、効率の良い増殖のために必須であることが明らかになった。(2)ノックアウトマウスを用いたTMPRSS2の病原性発現における重要性の解析:TMPRSS2ノックアウトマウスの作出に成功した。センダイウイルスの感染実験を実施した。その結果、高力価のセンダイウイルスの接種においては、TMPRSS2ノックアウトマウスにおいても、肺炎が発症することが明らかになった。しかしながら、ウイルスの量やウイルスの株を変えることにより、センダイウイルスのマウス肺内での増殖にTMPRSS2が重要な役割を担っていることが明らかになった。一方、インフルエンザウイルスH1N1のマウス肺内での増殖にTMPRSS2は必須であることが証明できた。膜タンパク型セリンプロテアーゼによるインフルエンザウイルス、パラインフルエンザウイルス、ヒトメタニューモウイルスの膜融合タンパク質活性化機構を解析する。細胞内でプロテアーゼが働く場所と、ウイルス膜タンパクと会合する機構の解明を目指す。膜タンパク型セリンプロテアーゼノックアウトマウスやプロテアーゼ感受性変異組換えウイルスを利用して肺炎発症における膜タンパク型セリンプロテアーゼの病原性発現における重要性を解明する。(1)TMPRSS2による開裂性を決めるウイルス膜タンパク質アミノ酸残基の特定やウイルス増殖や病原性発現における重要性の解明TMPRSS2で開裂される基質のP1P3位のアミノ酸は特徴的な配列(QSR)がある。(2)ノックアウトマウスを用いたTMPRSS2の病原性発現における重要性の解析TMPRSS2ノックアウトマウスの作出に成功した。現在、センダイウイルスの感染実験を実施した。

その結果、高力価のセンダイウイルスの接種においては、TMPRSS2ノックアウトマウスにおいても、肺炎が発症することが明らかになった。現在、他のウイルスや、低力価のウイルス接種による効果を解析中である。組換えウイルスならびにノックアウトマウスの作出に予定通り成功した。また、膜タンパク型セリンプロテアーゼTMPRSS2の基質特異性を決めるアミノ酸の同定に成功した。25年度が最終年度であるため、記入しない。予定通りノックアウトマウスの作出に成功した。予定通り組換えウイルスの作出に成功し、重要なアミノ酸の特定に成功した。現在までにマウスパラインフルエンザウイルスの感染実験を実施できた。予定通り、来年度には、その他のウイルスの感染実験や、ウイルス量を変えたセンダイウイルスの感染実験も実施できると考えられる。現在、パラインフルエンザウイルス(センダイウイルス)を用いて、順調に研究が進行している。今後は、組換えセンダイウイルス、TMPRSS2ノックアウトマウスを用いた動物実験を進めていって、病原性発現への関与を明らかにする。また、センダイウイルスに加えて、インフルェンザウイルス、ヒトメタニューモウイルスについて同様の実験を推進する。現在のところ、研究は非常に順調に進んでおり、研究遂行の上での問題点はない。研究計画は、非常に順調に進行している。来年度は、動物実験が多くなると思われる。ABSL3での実施が必要なウイルスもあるので、慎重な実施が必要である。インフルエンザウイルス(H1、H3、H5、H7亜型)、SARSコロナウイルスなどの感染実験も計画している。実験は順調に進むと予想されるが、来年度中に論文としてまとめることが課題である。
多波長大規模サーベイによる活動銀河核・銀河の共進化の解明

XMMニュートン衛星を用いたセレンディピタスサーベイの結果をまとめ、X線源の数かぞえ(log N logS関係)をこれまでにない範囲にわたって過去最高の精度で決定した(Carrera, et. al. 2007)。この結果は、活動銀河核(AGN)の進化を精密に制限する上で重要な基礎データとなる。また、XMMニュートンディープサーベイ(SXDS)計画を進め、電波と中間赤外線を用いて2型クエーサーを探査し、そのかなりの割合が非常に大きな吸収を受けていてX線さえ検出されていない「コンプトン厚AGN」であること、その数密度が1型AGNのそれに匹敵する可能性があることを見出した(Martinez-Sansigre, et. al. 2007)。これは遠方宇宙において、ブラックホール成長がガスや塵に隠された状態で起きていることを意味し、共進化を考える上で重要な発見である。さらにSXDS計画において可視天文学者と協力し、広がったライマンα天体における活動銀河の割合を調査した(Saito, et. al. 2008)。これら深宇宙サーベイと平行し、近傍宇宙における隠されたAGNの探査を進めた。Swift衛星による硬X線サーベイで見つかった天体を「すざく」による追求観測し、分厚い卜ーラスに深く埋もれた新しいタイプのAGNを発見した(Ueda, et. al. 2007)。これらの新天体も含めたSwiftサーベイの完全サンプルに対し、南アフリカ天文台で系統的な可視分光観測を進めた。また、これまでに得られたX線サンプルを用い、過去最高の精度でAGNのX線光度関数を決定し、その結果について、ギリシア・アメリカで行なわれた国際会議で招待講演を行なった。銀河中心巨大ブラックホールと銀河が宇宙論的タイムスケールでダウンサイジングを示し、共進化しているらしいという証拠を観測的に検証するため、以下の方法で研究を進めた。まず、申請者らが2年前に求めた硬X線で選択された活動銀河核の光度関数を用いて、ブラックホールの質量関数の「連続の式」を赤方偏移3において適当な初期条件を仮定して解き、その時間発展を求めた。いっぽう、これとは全く独立に、最近の系統的な銀河サーベイで求まった楕円銀河(バルジ成分)の光度関数から、近傍宇宙で得られたブラックホール質量とその光度の関係(いわゆるマゴリアン関係)を仮定することでブラックホール質量関数を求めた。その結果、両者のブラックホール質量関数は、赤方偏移1以下の範囲で矛盾なく一致することが分かった。この結果は、少なくとも赤方偏移1以下においては、ブラックホールと銀河が共進化しているという描像と合致するものである。以上の結果はMNRAS誌に報告した。これらと平行して、活動銀河核の硬X線光度関数の精度を向上させる研究を続け、最新の結果をスペインで開かれた国際学会で口頭発表(招待講演)した。さらに「すばる」-XMMディープサーベイ計画においては、X線カタログと可視カタログに加えスピッツア衛星による赤外カタログを用いることでX線源の同定の信頼性を向上させた。特に、可視で暗い天体の「すばる」での分光結果をまとめ、それらの多くが吸収された大光度活動銀河であることをつきとめた。可視天文学者と協力し、「あすか」で発見された2型AGNの母銀河の研究を行なった。活動銀河核の母銀河の研究は従来、ほとんど1型活動銀河核を用いて行われてきた。しかし、1型では中心核が極めて明るいため母銀河の研究は困難を極めていた。2型のサンプルを用いればこの問題は回避でき、母銀河の構造を詳細に探ることが可能となる。この解析の結果、赤方偏移が1以下の範囲では母銀河のスフェロイド光度とその中心に存在するブラックホール質量の関係(マゴリアン関係)が、現在の宇宙にみられるそれと同じであることを見出した。つまり、赤方偏移1以下の最近の宇宙ではブラックホールと銀河は共進化してきたと考えて矛盾しない。この結果はアストロフィジカル・ジャーナル誌に論文として発表した。また、すばるXMMディープサーベイのX線カタログと電波カタログを比較し、遠方宇宙での非常に強い吸収をうけた活動銀河核の存在量について制限をつけた。この結果は、マンスリーノーティスオブロイヤルアストロノミカルソサイエティ誌に論文として発表した。巨大ブラックホール成長の理解において重要になるのが、ブラックホール誕生直後におきたと考えられる、非常に高い質量降着率下でのスペクトルの理解である。この問題に切り込むべく、銀河系で非常に高い質量降着率を定常的に示すブラックホール天体であるGRS1915+105のX線スペクトルの詳細解析を「すざく」衛星のデータを用いて行ない、その多波長スペクトルやアウトフローの性質について調査した。この結果は、イタリアで行なわれた国際ワークショップで口頭発表した。

これは遠方宇宙において、ブラックホール成長がガスや塵に隠された状態で起きていることを意味し、共進化を考える上で重要な発見である。さらにSXDS計画において可視天文学者と協力し、広がったライマンα天体における活動銀河の割合を調査した(Saito, et. al. 2008)。これら深宇宙サーベイと平行し、近傍宇宙における隠されたAGNの探査を進めた。Swift衛星による硬X線サーベイで見つかった天体を「すざく」による追求観測し、分厚い卜ーラスに深く埋もれた新しいタイプのAGNを発見した(Ueda, et. al. 2007)。これらの新天体も含めたSwiftサーベイの完全サンプルに対し、南アフリカ天文台で系統的な可視分光観測を進めた。また、これまでに得られたX線サンプルを用い、過去最高の精度でAGNのX線光度関数を決定し、その結果について、ギリシア・アメリカで行なわれた国際会議で招待講演を行なった。
下地基板の制約を軽減した酸化物結晶薄膜形成技術の研究開発

本報告は,SiO2のような非晶質基板上への薄膜単結晶形成方法の研究開発について述べたものである.提案手法は,酸化物結晶薄膜形成時における下地基板への依存性という課題を解決する方法の一つとして有効である.石英等の非晶質基板上に単結晶薄膜の材料を堆積した後,結晶化装置にセットし,熱処理の直前にArプラズマによりサンプルと種結晶片の表面をドライエッチングすることによってリフレッシュする.その直後,真空を破ることなくリフレッシュ面同士をコンタクトさせる.コンタクトさせた状態で適度な加圧と熱処理を施すことにより結晶化を促進し,所望の結晶薄膜を得るという画期的な方法である.本報告は,SiO2のような非晶質基板上への薄膜単結晶形成方法の研究開発について述べたものである.提案手法は,酸化物結晶薄膜形成時における下地基板への依存性という課題を解決する方法の一つとして有効である.石英等の非晶質基板上に単結晶薄膜の材料を堆積した後,結晶化装置にセットし,熱処理の直前にArプラズマによりサンプルと種結晶片の表面をドライエッチングすることによってリフレッシュする.その直後,真空を破ることなくリフレッシュ面同士をコンタクトさせる.コンタクトさせた状態で適度な加圧と熱処理を施すことにより結晶化を促進し,所望の結晶薄膜を得るという画期的な方法である.エピタキシャル薄膜単結晶形成における下地基板の制約を軽減するため,独自の技術開発をめざしている.今年度は結晶化装置を導入し,装置の基本的な特性について確認と検討を行った.薄膜形成時の下地として,エレクトロニクスで欠くことのできないSiO_2膜を想定し,任意の方位制御あるいは単結晶薄膜を形成する技術が確立できれば,異種材料の集積化,ハイブリッドデバイスへと適応できる可能性が広がる.第1段階として,我々が提案し検討している酸化物単結晶薄膜形成技術を確立するため,磁気光学材料であるCe:YIGあるいはBi:YIGを対象として検討をすすめた.結晶化処理は大きく2つの処理過程となっている.ステップ1の成膜の段階では,下地基板が非晶質であり,たい積した膜はアモルファス状態である.ステップ2では,通常のエピタキシャル成長時に使用する単結晶基板片を用いた熱処理を行う.単結晶基板片は熱処理時の種結晶として使用する.熱処理前にArプラズマによりサンプルと種結晶片の表面をリフレッシュした後に,真空状態でリフレッシュ面同士をコンタクトさせる.結晶片をコンタクトさせた状態で適度な加圧と熱処理を施すことにより,結晶化を促進し所望の単結晶薄膜を得る.Ce:YIGでは結晶化処理の条件が分かりつつあるので,平行してBi系を対象に実験を進めた.実験により結晶化温度は670°C近傍であることが示唆されている.しかしながら,顕著な方位の制御にはまだ至っておらず,引き続き検討を行っている.本手法は種結晶によって得られる単結晶の方位面が制御できる可能性がある.今後はこの技術応用として,強誘電体材料等の酸化物単結晶薄膜形成への適応を想定し,用途の広いLiNbO_3への本手法の適用をめざす.エピタキシャル薄膜単結晶形成における下地基板の制約を軽減するため,独自の技術開発をめざしている.今年度は結晶化装置を導入し,装置の基本的な特性について確認と検討を行った.結晶化処理は大きく2つの処理過程となっており,第2ステップでは単結晶基板片を用いた熱処理の温度制御が重要である.温度制御装置並びにヒータ部の改造を行い,結晶化処理装置の性能向上を図った.熱処理系統の改良後にBi系YIGへと適用したところ,一部に結晶が認められ,今後の熱処理条件の最適化を図ることによってCe系YIGと同様に結晶薄膜の形成が可能であることが確認された.さらに,本手法の広汎な適用について検討を進めるため,材料としてLiNbO3薄膜を対象とした実験も行った.コンタクトエピタクシー法を用いた薄膜形成フローに沿ってLiNbO3の形成を試みた.アモルファス状の薄膜堆積条件としては,基板温度300°C,酸素5%アルゴンガスによるRFマグネトロンスパッタによる薄膜形成を行った.基板は1インチφの石英基板とし,出発材料にはLi_<1.2>NbO_3の焼結体ターゲットを使用した.結晶化前の膜厚は約400nmである.一例ではあるが良好な配向が得られている.作成した薄膜の圧電応答を測定した結果はいずれも良好な値を示した.最も良好な値を示したサンプルの場合,X-cut水晶との比較測定による圧電定数d_<33>は,11.5pC/N程度であり,良好な値であるといえる.熱処理条件や他の方位については引き続き処理条件の最適化を図りながら実験を行う必要がある.今年度は,これまでの研究成果を総括する意味を含め,提案手法の有効性を確かめ,プロセス面でのブラッシュアップを図り,再現性やトレランスの確保を研究の狙いとした.その根幹をなす結晶化装置のヒーター部について詳細な検討を重ねた。申請者は結晶化のための補助ヒーターを自作しその特性を調べた.ヒーターのベース素材には溶融石英基板1インチ厚み0.7mmを用いた.これにヒーターのパターンを形成した.薄膜ヒーターの構造は,真空中での高温でのプロセスに耐えるよう,線材としてNiCrを蒸着した後にSiO2をスパッタして保護膜を形成した極めてシンプルな構造である.今回の実験では,中心部(種結晶片の配置される部分)がサンプル基板の周辺部よりも温度が数度高い状態を得る予備的な検討を進めた.

最終的に中心部から周辺部に懸けて温度勾配が0.51.0°C/mmを目標とした.装置全体の改造に時間を要したが,自作の薄膜ヒーターを用いる方法で,従来の熱処理方法よりも良好な薄膜を得られる兆候がみられた.現在のところ,結晶化は確認できるが,温度制御プロファイルについては不明な部分が多い.特にメインヒーターを併用している状態でのサンプルステージの温度勾配などを詳細に調査し,条件の最適化を図る必要があることが明らかとなった.非晶質基板への単結晶薄膜形成の技術の確立をめざし薄膜形成処理を検討した.薄膜ヒーターが有効な手段となる可能性は示唆されたが,最適化条件の把握には至ってはいないが,さらなる検討により条件の把握と最適化は可能であると考えられる.薄膜型ヒーターの改良と使用条件によっては一層良好な結晶薄膜の形成が可能となると期待できる.また,精密な温度勾配の設定と制御によって,所望の結晶方位面に配向制御された薄膜の成長にも有効な手法であると考えられる.熱処理装置の改良も終え,対象材料を磁気光学材料だけでなく,誘電体材料へと拡張する段階に入りつつある.予備実験では今後の成膜条件の最適化に向けたデータを収集できている.24年度が最終年度であるため、記入しない。装置特性に依存しない成膜条件の最適化をはかるため,測定試料の特性の再現性に注意を払いながら研究を遂行する。磁気光学薄膜や誘電体薄膜の評価として,X線回折法の他,磁気光学特性や圧電定数の定量的な評価などを行い,成膜条件(結晶薄膜形成の主たるファクター)の最適化を図る計画である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
安心と信頼が両立する階層的メカニズムの解明―地域社会群に対するマルチレベル分析―

先行研究から、集団内部に形成された「安心」は、他者一般に開かれた「信頼」の形成を阻害することが提示されてきた。一方で、日本国内の地域社会を対象とした調査研究の結果からは、これら安心と信頼は相乗的に形成されることが示唆されてきた。しかし、何故このような結果の齟齬が生じているかは十分に明らかにされていなかった。このような理論的背景の下で本研究では2018年度、1)これら研究間の結果の齟齬が生じる理由を明らかにするための調査を行い、2)安心を基盤として信頼が形成されるモデルの検討を行った。それぞれの概要を以下に記載する:1)国勢調査データを分析し、地域社会群の住居流動性(操作的な指標として「居住年数が10年未満の住民割合」)を把握した。そして、多段抽出法(1段目で都道府県、2段目で市区町村、3段目で字・町丁目)を用いた地域社会群の選定を行った。その上で、選定した地域社会群に対する質問紙調査を行った。2)予備的データを用いた分析の結果、以下の2点を明らかにした。1信頼の「解き放ち理論」と「還元(根ざし)理論」は必ずしも相反するものでは無く、流動性の単位(個人or地域社会)の違いから両立して生じ得る。すなわち、流動性が高い個人ほど、社会的知性としての信頼が形成されていた(→信頼の解き放ち理論)。その一方で、地域社会全体の流動性が高い環境に置かれることで、安心に根ざして信頼が形成されていた(→信頼の還元(根ざし)理論)。2住居流動性に応じた信頼形成プロセスの背景には、人間関係の自由選択に基づく同類性原理(Fischer, 1972)が関与している可能性があることを示唆した。すなわち、住居流動性が高まるほど、個人単位の人間関係は同類性が高くなるとともに、地域外部に拡張されていた。その一方で、地域社会単位で形成される人間関係は、住居流動性が低いほど同類性が高くなっていた。当初の計画であった「1.地域社会の流動性を把握する」「2.地域社会群に対する質問紙調査を行う」ことに加えて、住居流動性が相対的に高い東京都を対象とした予備的データを用いて「3.安心を基盤として信頼が形成される階層的なメカニズムを検証する」ためのモデルの生成を行った。2018年度の予備的データを用いた分析の結果、1信頼の「解き放ち理論」と「還元(根ざし)理論」は必ずしも相反するものでは無く、流動性の単位(個人or地域社会)の違いから両立して生じ得ること、2住居流動性に応じた信頼形成プロセスの背景には、個人単位の人間関係の自由選択に基づく同類性原理が関与している可能性があることが示唆された。しかしながら、この同類性原理による説明は、「解き放ち理論」に基づく個人単位の信頼の形成プロセスには直接的に適用可能であるものの、「還元(根ざし)理論」に基づく地域社会単位の信頼の形成プロセスに適用することは適切ではない。そこで2019年度は、地域社会単位の信頼の形成プロセスの背後にあるメカニズムを明らかにする。具体的には、地域社会全体の住居流動性が低いほど人間関係の同類性が高くなっていたことは、個々人の自由選択に基づく同類結合ではなく、住民に共有された社会規範への同調・順守に基づくものであることを示す。一連の検証結果を通じて、個人単位の自由選択に基づいて信頼が形成されるプロセスと、地域社会単位の安心を基盤として信頼が形成されるプロセスを包括的に整理・提示する。

その一方で、地域社会単位で形成される人間関係は、住居流動性が低いほど同類性が高くなっていた。当初の計画であった「1.地域社会の流動性を把握する」「2.地域社会群に対する質問紙調査を行う」ことに加えて、住居流動性が相対的に高い東京都を対象とした予備的データを用いて「3.安心を基盤として信頼が形成される階層的なメカニズムを検証する」ためのモデルの生成を行った。2018年度の予備的データを用いた分析の結果、1信頼の「解き放ち理論」と「還元(根ざし)理論」は必ずしも相反するものでは無く、流動性の単位(個人or地域社会)の違いから両立して生じ得ること、2住居流動性に応じた信頼形成プロセスの背景には、個人単位の人間関係の自由選択に基づく同類性原理が関与している可能性があることが示唆された。しかしながら、この同類性原理による説明は、「解き放ち理論」に基づく個人単位の信頼の形成プロセスには直接的に適用可能であるものの、「還元(根ざし)理論」に基づく地域社会単位の信頼の形成プロセスに適用することは適切ではない。そこで2019年度は、地域社会単位の信頼の形成プロセスの背後にあるメカニズムを明らかにする。具体的には、地域社会全体の住居流動性が低いほど人間関係の同類性が高くなっていたことは、個々人の自由選択に基づく同類結合ではなく、住民に共有された社会規範への同調・順守に基づくものであることを示す。一連の検証結果を通じて、個人単位の自由選択に基づいて信頼が形成されるプロセスと、地域社会単位の安心を基盤として信頼が形成されるプロセスを包括的に整理・提示する。質問紙調査を今年度末の3月に実施したため、予算使用が次年度に回された。
内胚葉由来臓器の形成とその異常の分子機構

遺伝子トラップ法におけるスクリーニング法の開発を行なった。ES細胞を浮遊培養すると単純胚様体になり、その後さらに嚢胞性胚様体が形成される。この嚢胞性胚様体は、形態的に6.5日胚に類似している。機能的にも類似しているかどうかを、マーカー遺伝子の発現パターンで解析した。用いたマーカーは、転写因子としてvHNF1,HNF1,HNF3β,HNF4、肝臓特異的遺伝子としてtransthyretin,alpha-fetoprotein,albumin遺伝子である。解析の結果、発現パターンは正常の内胚葉の形成過程のパターンと類似していること、したがって胚様体形成が正常発生を反映することが分かった。トラップベクターが複数コピー組み込まれた場合は、トラップクローンからの内在性遺伝子の単離は容易ではない。このため、ES細胞に挿入された余分なベクター部分を取り除くために、マーカー遺伝子の両端にloxP配列を組み込んだ。このベクターを用い、ES細胞に電気穿孔法で導入し、ネオマイシン耐性トラップクローンを120個単離した。これらの胚様体形成過程で、X-gal染色を行ない、発現パターンを解析した。このうちβ-geoが常時発現するもの、最初は発現しているが胚様体形成と共に発現消失するもの、最初は発現しないが後に発現するもの、途中で発現が消失するもの4つのESクローンについて未知遺伝子の単離を行なった。その結果、前記発現パターン順に、サイクリンB2、リボゾームRNA、未知遺伝子、ミトコンドリア遺伝子であった。以上から、loxP配列をベクターに挿入しておくことにより、比較的容易にトラップした遺伝子を単離できること、胚様体形成時の発現パターンと単離できた遺伝子との間に特に相関はないこと、しかし、このスクリーニング法は極めて有効であることが明らかとなった。遺伝子トラップ法において、どういうトラップクローンを選択して解析するかが重要なポイントとなる。選択法として、胚様体形成を用いることにした。まず、胚様体が正常発生をどのていど反映しているかを解析するため、内胚葉由来臓器である肝臓で発現する遺伝子である、α-fetoprotein、transthyretin、albuminをマーカーとして用い、胚様体形成の過程での発現を解析した。その結果、α-fetoproteinとtransthyretinは早期から遺伝子が発現するが、albuminはかなり後期にならなければ発現しないことがわかった。したがって、正常発生をある程度は反映していると考えられ、選択法として採用してもよいと推察された。このため、ES細胞に挿入された余分なベクター部分を取り除くために、マーカー遺伝子の両端にloxP配列を組み込んだベクターの作製に成功した。マーカー遺伝子としては、大腸菌のlacZ遺伝子とネオ耐性遺伝子を融合したβ-geo遺伝子を用いた。このベクターを用い、ES細胞に電気穿孔法で導入し、ネオマイシン耐性トラップクローンを100個単離した。これらを順次フィーダー細胞を除いて浮遊培養し、胚様体を形成を行なわせた。胚様体形成過程で、X-gal染色を行ない、発現パターンを解析した。その結果、基本的には6つの発現パターンに分類することができた。第1は、ずっと発現するタイプ、第2は、胚様体形成と共に、発現が消失するタイプ、第3は、胚様体形成と共に、発現が増加するタイプ、第4は、ネオ耐性ではあるもののlacZの発現は検出できないもの、第5は、中間の時期に発現が減少または消失するもの、第6は、中間の時期のみに発現が増大するものである。遺伝子トラップ法を用いた変異マウス作製において、トラップクローンをどのような基準で選択するのかが重要なポイントとなる。胚様体形成過程が、初期胚ことに内胚葉の発生過程に類似しているかどうかを詳細に解析した。

用いたマーカーは、転写因子としてvHNF1,HNF1,HNF3β,HNF4、肝臓特異的遺伝子としてtransthyretin,alpha fetoprotein,albumin遺伝子である。解析の結果、発現パターンは正常の内胚葉の形成過程のパターンと類似していること、したがって胚様体形成が正常発生を反映することが分かった。トラップベクター(loxP-splice acceptor-β-geo-loxP-pUC19の構造を持つ)を導入した120クローンを単離した。このうちβ-geoが常時発現するもの、最初は発現しているが胚様体形成と共に発現消失するもの、最初は発現しないが後に発現するもの、途中で発現が消失するもの4つのESクローンについて未知遺伝子の単離を行なった。その結果、前記発現パターン順に、サイクリンB2、リボゾームRNA、未知遺伝子、ミトコンドリア遺伝子であった。以上から、loxP配列をベクターに挿入しておくことにより、比較的容易にトラップした遺伝子を単離できること、胚様体形成時の発現パターンと単離できた遺伝子との間に特に相関はないこと、しかし、このスクリーニング法は極めて有効であるとが明らかとなった。
肺の慢性上皮傷害病態における発癌分子機構の解明とその制御

慢性上皮傷害の存在は、多くの腫瘍の癌化過程に大きな影響を及ぼしている。その分子機構を解明し癌予防への道筋を示すことは、期待される重要な研究と考えられる。特に、肺においては、多彩な原因による慢性上皮傷害が存在するが、この臓器における慢性上皮傷害の癌化過程への影響を解明する目的で、各種慢性上皮傷害病変合併肺癌及び対照となる肺癌腫瘍のCdna arrayによる網羅的発現スクリーニングを進めた。特に、特発性肺線維症における発癌分子機構の解析途中でTGF-β下流シグナルの因子の発現異常を多く認めた。TGF-βは、特発性肺線維症などにおいて、過剰に発現していることが明らかとなっているため、この役割を明確にする研究を進めている。具体的には、TGF-β感受性を有する気道上皮細胞を用いて、TGF-βの比較的長期刺激による発現の変化をcDNA、2D-DIGE、抗体アレイにより解析し、多数の因子や変動するスポットを得た。これらの因子やスポットについて、質量分析などを含めた解析を行い、mRNA、蛋白レベルで変化している因子を同定した。これらの因子の中から選択した因子の機能解析を行った。特に、この機能解析により、EMTで重要な役割を果たしている興味深い因子が同定された。そのシグナルとSmad familyとの関係は複雑であり、その整理を行っているが、難解であり、将来の課題と考えられた。特に、肺においては、多彩な原因による慢性上皮傷害が存在するが、この臓器における慢性上皮傷害の癌化過程への影響を解明する目的で、各種慢性上皮傷害病変合併肺癌及び対照となる肺癌腫瘍のcDNA arrayによる網羅的発現スクリーニングを進めている。現在、得られた候補因子について、northern blot、Real time RT-PCRにより、発現量の異常を確認している。TGF-βは、特発性肺線維症などにおいて、過剰に発現していることが明らかとなっているため、特に先行し、この役割を明確にする研究を進めている。具体的には、TGF-β感受性を有する気道上皮細胞を用いて、TGF-βの比較的長期刺激による発現の変化をcDNA、2D-DIGE、抗体アレイにより解析し、多数の変動するスポットを得た。これらのスポットについて、質量分析などを含めた解析を行い、mRNA、蛋白レベルで変化している因子を同定した。これらの因子の中から選択した因子の機能解析を行っている。このシグナルの気道上皮に対する働きを解明し、応用可能な予防法や治療法を開発する予定である。特に、肺においては、多彩な原因による慢性上皮傷害が存在するが、この臓器における慢性上皮傷害の癌化過程への影響を解明する目的で、各種慢性上皮傷害病変合併肺癌及び対照となる肺癌腫瘍のcDNA arrayによる網羅的発現スクリーニングを進めた。そのシグナルとSmad familyとの関係は複雑であり、その整理が将来の課題と考えられた。