hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人工神経細胞回路の複雑ダイナミクスに基づく時系列情報処理とそのモデル化

生物の脳がバイオ素子に基づいて高次情報処理を実現するメカニズムの理解は,医学・生物学のみならず,工学の観点からも重要性が増している.本研究の目的は,神経回路網を多細胞システムとして捉え,その情報処理をボトムアップに解析する実細胞実験系を構築することにある.これを実現するためには,まず,神経細胞の初代培養系における非生理的な同期発火を抑制するための細胞パターニング法を確立し,生体脳に類似した複雑な時空間パターンを安定に保持する神経回路を構築する必要がある.初年度の平成30年度はまず,神経回路が無入力状態において生成する自発活動の解析に注力し,複雑な自発発火パターンを安定に保持する培養神経回路の作製に取り組んだ.ここでは特に,生物の神経系において進化的に保存されている「モジュール性」と呼ばれる配線構造に着目した.おおよそ25個の神経細胞が密に相互結合したユニットが4つあり,それらが細線で結ばれた構造を作製した.細線上には複数本の神経突起が往来し,ユニット間を機能的に結び付けるが,細線部に入る神経突起の数は限られているため,ユニット内部の相互接続に比べて,ユニット間の接続は弱い.細線の本数を変化させることでモジュール性の強さを外因的に制御し,それらの自発活動パターンを比較解析したところ,ユニット間の接続が非常に疎で,モジュール性が高いネットワークにおいては,同期状態と非同期状態が入り交じった複雑な自発発火パターンが現れることを見出した.このほか,来年度以降に実施する刺激応答の解析に向けて,ダイナミックパッチクランプシステム法を用いた微小神経回路の機能解析にも成功し,またパターン光照明システムの立ち上げも進めることができた.初年度における検討項目であったモジュール構造型培養神経回路の作製と自発発火パターンの解析を進めることができ,並行して次年度に向けて刺激応答の解析システムの構築も進めることができた.モジュール構造型培養神経回路の刺激応答パターンの解析が中心的課題となる.また本年度の研究を進める中で,計画書作成時には想定していなかった新たな発見もあったため,自発活動パターンの解析(実験)と数理モデリングも引き続き進めることとする.生物の脳がバイオ素子に基づいて高次情報処理を実現するメカニズムの理解は,医学・生物学のみならず,工学の観点からも重要性が増している.本研究の目的は,神経回路網を多細胞システムとして捉え,その情報処理をボトムアップに解析する実細胞実験系を構築することにある.これを実現するためには,まず,神経細胞の初代培養系における非生理的な同期発火を抑制するための細胞パターニング法を確立し,生体脳に類似した複雑な時空間パターンを安定に保持する神経回路を構築する必要がある.初年度の平成30年度はまず,神経回路が無入力状態において生成する自発活動の解析に注力し,複雑な自発発火パターンを安定に保持する培養神経回路の作製に取り組んだ.ここでは特に,生物の神経系において進化的に保存されている「モジュール性」と呼ばれる配線構造に着目した.おおよそ25個の神経細胞が密に相互結合したユニットが4つあり,それらが細線で結ばれた構造を作製した.細線上には複数本の神経突起が往来し,ユニット間を機能的に結び付けるが,細線部に入る神経突起の数は限られているため,ユニット内部の相互接続に比べて,ユニット間の接続は弱い.細線の本数を変化させることでモジュール性の強さを外因的に制御し,それらの自発活動パターンを比較解析したところ,ユニット間の接続が非常に疎で,モジュール性が高いネットワークにおいては,同期状態と非同期状態が入り交じった複雑な自発発火パターンが現れることを見出した.このほか,来年度以降に実施する刺激応答の解析に向けて,ダイナミックパッチクランプシステム法を用いた微小神経回路の機能解析にも成功し,またパターン光照明システムの立ち上げも進めることができた.初年度における検討項目であったモジュール構造型培養神経回路の作製と自発発火パターンの解析を進めることができ,並行して次年度に向けて刺激応答の解析システムの構築も進めることができた.モジュール構造型培養神経回路の刺激応答パターンの解析が中心的課題となる.また本年度の研究を進める中で,計画書作成時には想定していなかった新たな発見もあったため,自発活動パターンの解析(実験)と数理モデリングも引き続き進めることとする.
学童と親を対象とした日常生活習慣改善プログラムの試作と検討

本研究は,日常生活習慣上の問題の程度に関わらず、より健康な生活をするためのアプローチが可能である学校の場を利用して,養護教諭とともに学童と親を対象とした日常生活習慣改善のために楽しく、親子で、段階的に行うプログラムの試作と検討を行うことを目的としている。研究の対象校は,平成10年度に実施した学童とその親に対する日常生活習慣と健康状態に関する調査で協力が得られた岩手県内の2つの小学校であった。小学校3年生1クラスと小学校5年生1学年(3クラス)で実施の協力が得られ,平成12年度には前回の調査結果と,学校内の協力体制,身体計測や学級活動等のスケジュール,体育や理科,家庭科の学習内容などを考慮して「学童と親の日常生活習慣改善プログラム」を試作した。平成13年度にプログラムを実施し,平成14年度にプログラム前後で行った生活習慣の変化,プログラムの満足度や家族の参加と反応,プログラムで学童が学んだことを視点に評価を行った。その結果,食習慣についてのプログラムを中心に実施した小学校5年生では,「好き嫌い」「野菜の摂取」「夕食時間」「排便習慣」と,「近くに出かけるときには歩く」項目でプログラム前後に有意な改善がみられた。また,学童はブレーン・ストーミングやグループワークを取り入れた学習に積極的に参加していた。運動習慣についてのプログラムを中心に行った小学校3年生では万歩計を用いた学習に学童は強い興味を示し,生活目標や,がんばったこととして運動に関することを最も多くあげていた。また,いずれの学年も,1年間通して使用した「健康ファイル」を家庭に持ち帰り,家族と共に健康目標を立てたり,学校での学びを家族にも伝えていた。健康ファイルは,肥満学童の保護者面談の資料としても用いることが出来た。看護職者と養護教諭の連携による学童と親への健康教育の有効性が示唆された。本研究では、養護教諭とともに学童と親を対象とした日常生活習慣改善のために楽しく、親子で、段階的に行うプログラムの試作と検討を行うことを目的としている。本年度は,昨年度までの学童とその親を対象とした,日常生活の実態と認識についての調査結果を学校に説明し,プログラム作成の視点と方法について検討を重ねた。また,学童の日常生活習慣を改善しにくくしている要因について検討した結果,日常生活習慣の内容や,学童の年齢によって,改善できない理由に特徴がみられた。この結果を基に,運動についてはスポーツを行うことより日常での活動を,特に長期休暇の前や冬季に,親を巻き込んで行うというプログラムの方向性が確認された。また,食事については,低学年時期に偏食改善のための親子のプログラムと,高学年時期に学童を中心に行う間食・夜食・買い食いについてのプログラムが必要であることを確認した。そして,運動や食事は,生活規律を含め関連しあっていることをふまえ,一つの生活習慣に焦点を当てるときには,他の生活習慣との関連を意識してプログラム作成に当たることが確認された。現在,来年度のプログラム実行に向けた養護教諭とのより具体的な調整を行っている。また,プログラムの評価方法を,生活習慣の改善,生活習慣に対する認識の変化,プログラムを行った感想の3視点から検討している。本研究では養護教諭とともに、学童と親を対象とした日常生活習慣改善のための楽しく、親子で、段階的に行うプログラムを試作し、検討することを目的としている。本年度は、昨年度に検討されたプログラムの方向性(一つの生活習慣に焦点を当てるときは、学年による特徴や他の生活習慣との関連を意識する。出来るだけ親子でプログラムを共有できるようにする。長期休暇の前後を大切にする)に添って、小学校2校において、保健体育・家庭科等授業の内容や、学校での協力体制、各校での学童の健康問題等を考慮してプログラムを作成し、実行した。

A校では5年生3クラス115人を対象に、養護教諭・学級担任・栄養士らの協力を得て、主に食習慣に焦点を当て、学年全体にかかわりをもった。B校では3年生1クラス32人を対象に養護教諭・学級担任の協力を得て、主に運動習慣に焦点を当て、クラス全体、および個別のかかわりを行った。2校ともに、各学童に1年間通して親子で使うことができるファイルを作成し、プログラムに添って使用できるようにした。また、プログラムを実施する際は、できるだけ親が参加できるように配慮した。現在は、1年間のプログラムを終え、プログラム終了後の日常生活習慣調査を行ったところである。今後は、学童の生活習慣の改善、生活習慣に対する認識の変化を分析すること、および、親を含めたプログラムについての感想や、プログラムを行った養護教諭・担任などの意見や感想をまとめ、評価に加える予定である。本研究は,日常生活習慣上の問題の程度に関わらず、より健康な生活をするためのアプローチが可能である学校の場を利用して,養護教諭とともに学童と親を対象とした日常生活習慣改善のために楽しく、親子で、段階的に行うプログラムの試作と検討を行うことを目的としている。本年度は,平成12年度に試作し,平成13年度に小学校3年生1クラスと小学校5年生1学年(3クラス)で実施した「学童と親の日常生活習慣改善プログラム」の評価を,以下の視点で行った。(1)プログラム前後で行った生活習慣の変化について評価を行う。(2)プログラムの満足度や家族の参加と反応などを評価する。(3)プログラムで学童が学んだことを評価する。その結果,食習慣についてのプログラムを中心に据えて実施した小学校5年生では,「好き嫌い」「野菜の摂取」「夕食時間」「排便習慣」と,「近くに出かけるときには歩く」項目でプログラム前後に有意な改善がみられた。また,学童はブレーン・ストーミングやグループワークを取り入れた学習に積極的に参加していた。運動習慣についてのプログラムを中心に行った小学校3年生では,生活習慣調査の項目ではプログラム前後で有意な改善はみられなかったものの,学童は万歩計を用いた学習に学童は強い興味を示し,生活目標や,がんばったこととして運動に関することを最も多くあげていた。また,いずれの学年も,1年間通して使用した「健康ファイル」を家庭に持ち帰り,家族と共に健康目標を立てたり,学校での学びを家族にも伝えていた。健康ファイルは,肥満学童の保護者面談の資料としても用いることが出来た。看護職者と養護教諭の連携による学童と親への健康教育の有効性が示唆された。今後は健康児を含めた集団指導と,肥満児など生活習慣病のリスクが高い学童と家族への個別指導を洗練していきたい。
血管基底膜構築コラーゲンのがん浸潤、転移制御作用

がんの増殖、転移には血管新生が主要な役割を果たすことから、近年血管新生阻害剤の抗腫瘍作用が注目され、種々の薬剤が開発途上にある。その中でエンドスタチンは内因性の血管新生阻害因子、すなわち基底膜構成成分の分解産物であり、強力な抗腫瘍作用を示すことが報告されてきた。ところがエンドスタチンの作用の機序は全く解明されていないことから、本研究では分子レベルで作用メカニズムを解析することを目的とした。また平行して動物モデルを利用しヒト脳腫瘍並びに大腸癌に対する有効性を評価する事を計画した。エンドスタチンは内皮細胞特異的にその増殖、遊送を阻害することから受容体の存在を仮定し、細胞とエンドスタチンの結合を顕微鏡下で観察した結果、細胞膜に点状の特異的な染色像が認められた。またエンドスタチンを固定化したカラムを用いて内皮細胞抽出液中の結合画分を調製したところ、2種の蛋白が含まれており現在シークエンス解析から蛋白の同定を進めている。エンドスタチンに対する特異抗体を作成し性状解析を行った結果、nativeな抗原を認識するクローンが得られたので、その抗体を利用して免疫沈降法の確立、抗体カラムの作製を行った。エンドスタチンの活性中心の検索では分子表面に位置する領域が活性中心と推測され、ペプチドによる確認を行っている。ヒト脳腫瘍摘出組織の抽出液にはウエスタンブロットで25kDのエンドスタチン様のフラグメントが検出され、その発現量はグレードの高い悪性グリオーマで有意に増加していた。従って悪性度との相関性からマーカーとしての有用性が考えられた。ラットの脳内に腫瘍を移植し、エンドスタチンを投与して腫瘍の増殖に対する影響を検討した。腫瘍の大きさをMRIにより測定したところ投与群では対照群に比して明らかな増殖の抑制が認められた。
船尾流とプロペラ性能に関する研究

1.舵の影響によるプロペラの流入速度変動とスラスト・トルク変動舵の直前でプロペラが回転する時、プロペラ後流中で舵が作り出す誘導速度場は、船の伴流分布と同じような不均一流になり、そのため周期的に変動する流体力がプロペラ翼に発生する。この非定常な舵とプロペラの干渉問題について渦格子法を適用して数値計算を行い、その変動力(スラスト・トルク変動)が決して小さくないことを明らかにした。2.渦格子法による均一流中の固定翼付プロペラ性能の理論計算プロペラ直後に固定翼を付けることによってプロペラ後流中の回転流のエネルギ-損失を回収してプロペラ効率が510%改善されることが、実験的研究により明らかになったが、今回、渦格子法を用いた理論計算を行ってその効果を理論的に検証した。さらに、固定翼の理論的設計法の電算プログラムの開発にも成功した。3.船のまわりの境界層と造波の干渉問題船のまわりの境界層とくに船尾付近の厚い境界層と船の造波との相互干渉問題を解明するために、3次元境界層理論に基づく一種の積分法とポテンシャル造波理論によるランキン・ソ-ス法を組み合せて、自由表面条件の中に粘性による水頭損失を考慮した数値計算法を開発し、ウィグレイ数学船型とシリ-ズ60船型について数値計算を行ってその適用性を検証した。4.プロペラと舵との干渉作用に関する研究舵はプロペラの後流中に置かれていて相互に干渉し合う。プロペラが舵に与える影響と舵まわりの流れのプロペラの有無による違いについて、レ-ザ-ドップラ-流速計を用いた実験と、等角写像法を用いた理論計算とを行って、舵の整流効果ならびに舵の影響によるプロペラ推力増加のあることを明らかにした。1.プロペラの非定常性能に及ぼす舵の影響舵の直前でプロペラが回転するとき、プロペラ後流中で舵が作り出す誘導速度場は、舵の伴流分布と同じような不均一流になり、従ってその中で回転するプロペラ翼に流入する流速は一回転の間に変動し、そのため周期的に変動する流体力がプロペラ翼に発生することに着目し、この非定常な舵とプロペラとの干渉問題に対して、渦格子法を適用して理論計算を行い、その変動力(スラスト・トルク変動)が可成り大きいことを明らかにした。さらに舵周囲の流場についてLDVによる流速分布計測を行い、プロペラ回転流が舵によって整流されて減少し直進方向成分に変換していることを実験的に検証した。2.船のまわりの粘性流と造波との干渉に関する研究船のまわりの境界層及伴流(即ち粘性流)と造波(即ちポテンシャル流)との間の相互干渉を考慮して、自由表面のある場合の流れを数値的に解く事を試みた。3次元境界層及伴流の解法には池畑外の積分反復解法を用い、外部のポテンシャル流の解法にはランキン・ソース法を適用し、自由表面条件に粘性に因くヘッドロスの効果を考慮する事で造波に及ぼす粘性の影響を考慮し、造波による流速及圧力の変化を境界層及伴流の計算の中で考慮することで造波の粘性に及ぼす影響をとり入れ、反復的計算で相互干渉を解く事に成功した。水槽及風洞における模型実験の結果は計算の結果に良く合い、この方法の有効性を示した。3.固定翼付プロペラの理論的性能計算渦格子法を用いて、固定翼付プロペラの性能を理論的に計算する方法を開発し、実験結果とも良く合うことを確認した。さらに従来実験的手法に頼ってきた固定翼の設計も理論的に行えるように理論を拡張することができた。1.舵の影響によるプロペラの流入速度変動とスラスト・トルク変動舵の直前でプロペラが回転する時、プロペラ後流中で舵が作り出す誘導速度場は、船に伴流分布と同じような不均一流になり、そのため周期的に変動する流体力がプロペラ翼に発生する。

この非定常な舵とプロペラの干渉問題について渦格子法を適用して数値計算を行い、その変動力(スラスト・トルク変動)が決して小さくないことを明らかにした。2.渦格子法による均一流中の固定翼付プロペラ性能の理論計算プロペラ直後に固定翼を付けることによってプロペラ後流中の回転流のエネルギ-損失を回収してプロペラ効率が510%改善されることが、実験的研究により明らかになったが、今回、渦格子法を用いた理論計算を行ってその効果を理論的に検証した。さらに、固定翼の理論的設計法の電算プログラムの開発にも成功した。3.船のまわりの境界層と造波の干渉問題船のまわりの境界層とくに船尾付近の厚い境界層と船の造波との相互干渉問題を解明するために、3次元境界層理論に基づく一種の積分法とポテンシャル造波理論によるランキン・ソ-ス法を組み合せて、自由表面条件の中に粘性による水頭損失を考慮した数値計算法を開発し、ウィグレイ数学船型とシリ-ズ60船型について数値計算を行ってその適用性を検証した。4.プロペラと舵との干渉作用に関する研究舵はプロペラの後流中に置かれていて相互に干渉し合う。プロペラが舵に与える影響と舵まわりの流れのプロペラの有無による違いについて、レ-ザ-ドップラ-流速計を用いた実験と、等角写像法を用いた理論計算とを行って、舵による整流効果ならびにプロペラ推力増加のあることを明らかにした。
グルクロン酸抱合反応による医薬品の副作用発現機構の解明と予測評価系の構築

生体高分子との反応性が比較的高いアシルグルクロン酸抱合体(AG)の毒性評価方法について、創薬研究の実際に適用できる方法を構築した。(1)THP-1細胞およびヒト末梢血単核球細胞を用い、AGの細胞障害性を定量的に評価した。(2)In vitroで3種類の方法(1. AGの物理的半減期、2.ジペプチドアダクト、3.<1>の方法)でAGの毒性を定量的に評価できることを示した。(3)ゾメピラクをモデル化合物としてAGの毒性についてマウスで、酵素阻害剤を用いて示す事ができた。(4)ジクロファナク(DCF)についてもマウスin vivoで、AGに由来する肝障害性を強く示す事ができた。近年、薬物または反応性代謝物による直接のストレスの他に、免疫細胞活性化に伴う炎症反応を介した肝障害が注目されている。アシルグルクロニド(AG)は比較的反応性が高いことから細胞毒性に対する関与が示唆されているが、その毒性を直接証明した報告はない。本研究ではAGによる細胞毒性について炎症性因子を指標として評価検討した。最初に、AGによる炎症性因子の発現誘導についてヒト末梢血単球細胞(PBMC)を用いて評価し、ジクロフェナクアシルグルクロニド(DCF-AG)、プロベネシドアシルグルクロニド(Pro-AG)およびトルメチンアシルグルクロニド(Tol-AG)において炎症性因子の発現が誘導されることを見出した。また、DCF-AGが炎症性因子の発現を強く誘導することから、そのメカニズム解明のためにMAPK経路を解析した結果、DCF-AGによる炎症性因子の発現誘導にはp38およびc-Jun N-terminal kinase(JNK)経路が関与することを示した。次に、PBMC中の各細胞に与える影響についてフローサイトメトリーにより検討した。PBMC中のCD3およびCD19陽性細胞に対するAGの影響は認められなかったが、CD14陽性細胞においてのみDCF-AG、Pro-AGおよびTol-AGにより細胞生存率の低下が認められた。MAPK経路の解析の結果、DCF-AG処置によるCD14陽性細胞に対する細胞傷害にはp38経路が関与していた。本研究では、AGが炎症性因子の発現を誘導すること、PBMC中のCD14陽性細胞特異的に細胞傷害性を示すこと、それらにp38経路が関与することを初めて明らかにし、AGが薬物誘導性肝傷害の原因の一因になる可能性を示した。本研究で明らかにしたAGの細胞毒性およびメカニズムの情報は、臨床における薬物誘導性肝障害の予測に役立ち、医薬品開発に資することが期待される。カルボン酸の構造を有する薬や代謝物は、グルクロン酸転移酵素によって、生体内でアシルグルクロニド(AG)に構造変換される。AGは比較的反応性が高いことから細胞毒性に対する関与が示唆されているが、その毒性を直接証明した報告はない。1年目には、ヒト末梢血単球細胞(PBMC)を用いて、ジクロフェナクアシルグルクロニド(DCF-AG)、プロベネシドアシルグルクロニド(Pro-AG)およびトルメチンアシルグルクロニド(Tol-AG)において炎症性因子の発現が誘導されることを見出し、そのメカニズムがCD14陽性細胞に特異的に作用が及ぶことを見いだした。本年度はAGの免疫関連の毒性発現がin vitroで示唆されたことから、マウスin vivoでAGに起因する毒性を証明する系を構築することを目指した。すなわち、DCFとゾメピラク(ZP)を用いて、動態関連因子を考慮した投与方法を考案し、マウスin vivoで、DCFとZPついてそれぞれヒトで報告されている肝障害と腎障害を発症させることに成功した。具体的には、DCFまたはZPを投与する2時間前にグルタチオンを低下させるBSOを投与し、また、AGから未変化体への逆反応を阻害する阻害剤を12時間前に投与することによって、肝臓中および血中のAGの濃度を特異的に増加させ、併せて肝障害と腎障害を発症させた。BSOまたは阻害薬のいずれも副作用発症には必須であった。現在、その詳しい発症機序とAG特異的な副作用であることの検証を行っている。In vitroにおいては、ヒトPBMCにZPを暴露後マイクロアレイによる解析を行い、新たなバイオマーカーの候補因子を3種類見いだした。現在その有用性を、in vitroで検討中である。グルクロン酸転移酵素は一般に解毒酵素として知られているが、カルボン酸の構造を有する薬や代謝物は、この酸転移酵素によって、生体内でアシルグルクロニド(AG)に構造変換される。AGは比較的反応性が高いことから、その毒性が示唆されているが、直接証明した報告はないために、医薬品開発において懸念材料の一つとされている。1年目には、ヒト末梢血単球細胞(PBMC)を用いて、AG標品と用いて炎症性因子の発現が誘導されることを報告した。さらにCD14陽性細胞に特異的に作用が及ぶことを見いだした。2年目はin vitroの試験系をまとめて報告した。すなわち、AG標品の半減期、ダンシルLys-Phe (dKF)のアダクト量のデータを取得し、さらに、ヒトPBMCにZPを暴露後マイクロアレイによる解析を行い、新たなバイオマーカーの候補因子を見いだし、より毒性予測性の高い系として、論文報告した。今年度は、マウスin vivoでAGに起因する毒性を証明する系を構築し、研究を完遂し論文投稿まで進めた。

すなわち、ジクロフェナク(DCF)とゾメピラク(ZP)を用いて、動態関連因子を考慮した投与方法を考案し、マウスin vivoで、DCFとZPついてそれぞれヒトで報告されている肝障害と腎障害を発症させることに成功し、詳しく検討した。具体的には、DCFまたはZPを投与する2時間前にグルタチオンを低下させるBSOを投与し、また、AGから未変化体への逆反応を阻害する阻害剤を12時間前に投与することによって、肝臓中および血中のAGの濃度を特異的に増加させ、併せて肝障害と腎障害を発症させた。BSOまたは阻害薬のいずれも副作用発症には必須であった。DCFでは、AGから見変化体への逆反応の阻害は機能しておらず、ZPの場合と異なっていた。いずれの報告も、AG代謝物が肝臓および腎臓に障害性を持つことをin vivoマウスで証明した最初の例であり、いずれも論文投稿中である。生体高分子との反応性が比較的高いアシルグルクロン酸抱合体(AG)の毒性評価方法について、創薬研究の実際に適用できる方法を構築した。(1)THP-1細胞およびヒト末梢血単核球細胞を用い、AGの細胞障害性を定量的に評価した。(2)In vitroで3種類の方法(1. AGの物理的半減期、2.ジペプチドアダクト、3.<1>の方法)でAGの毒性を定量的に評価できることを示した。(3)ゾメピラクをモデル化合物としてAGの毒性についてマウスで、酵素阻害剤を用いて示す事ができた。(4)ジクロファナク(DCF)についてもマウスin vivoで、AGに由来する肝障害性を強く示す事ができた。26年度には、cell-based試験は、あくまでもin vivoの毒性に対しての参考データに過ぎないことを鑑みて、in vivoでのAGの毒性への関与を定量的に評価出来る系を考案するという大きな命題を掲げた。これについて、マウスin vivoを用いた系を確立することができた。AGの毒性をin vivoで証明できるモデル動物は、世界で最初の事例である。未変化体薬および代謝物の体内動態はほぼ検討を終えたが、発症メカニズムについての解明が途中段階である。しかし、DCFのみでなく、ZPについてもin vivoでのモデル構築ができたことは当初の予定以上の進捗である。ヒトPBMCを用いたin vitroの系においては、当初の予定通り網羅的な遺伝子発現解析を行い、新しいbiomarkerを提案することができた。これについては、様々なAGにいて検討を行い、その妥当性を検証した。これらの成果は、現在論文にまとめて投稿直前の段階である。これについても、当初の予定通りの進捗状況である。しかし、細胞を用いたin vitroの系が、in vivoを外挿できるかは、動物in vivoを用いて精査・検証する必要がある。27年度が最終年度であるため、記入しない。毒性学、医薬品安全性学AGの毒性を証明できるマウスin vivoモデル構築の目処がDEFとZPでできた状態であり、今後データを揃え、再現性を検証する。すなわち、マウスの例数を増やし、in vivoでの未変化体薬と代謝物の濃度変化を詳細に検討し、さらにその動態に及ぼすグルタチオン低下薬の影響と、AG生成の逆反応の阻害薬の影響を検証し、確かにAGの毒性が認められていることを明確にする。さらに、in vivoマウスから肝臓、腎臓または副腎などからRNAを調製し、どのような変化が起きているかを明らかにする。
ヒト頭頸部の皮溝について

皮膚表面には,いわゆるしわと言われている溝と,それ以外に,皮膚紋理を構成している小さな溝,すなわち皮溝が存在します。これらは,皮膚の切開線を設定する際に考慮が必要であると言われています。しわは加齢にともない増加傾向を示すのに対して,皮溝は指紋,掌紋と同様に不変であると言われています。このしわ及び皮溝に関する報告はいくつかなされていますが,これを定量化した詳細な報告はみあたりません。そこで今回は頭頸部の皮溝に注目し,性差,年齢差,部位差について比較検討を行ったところ,若干の興味ある知見が得られましたのでここにご報告いたします。2次元的計測項目として,皮溝の密度,幅,方向性及びSpecific length(単位面積あたりの皮溝の長さの総和)に着眼し計測を行いました。被検者は,6歳保育園児,20歳学生,65歳以上老人とし,以下の5箇所から皮溝の印象採得を施しました。A:前額部中央,B:左右内眼角を結ぶ中点,C:右側外眼角外側,D:右側頬部中央,E:右側頸部中央。以上の5箇所から採取した資料を走査電顕にて撮影,画像解析装置CB-TASPERを用いて解析を行いました。皮溝は部位により大きな違いがみられ,特に皮溝の密度及び方向性に関しては性差,年齢差もみられました。また,頬部中央においては全く皮溝の存在しないものも観察されました。今後は,皮溝の3次元的計測(皮溝の深さ及び表面積など)を行い,皮下組織及び表情筋との相関関係を追求することにより,口腔外科領域における切開線の設定など,臨床的にも役立てたいと思います。
P450薬物代謝酵素CYP1A1微量発現者の解析による同遺伝子発現機構の解明

当該健常者ボランティアの末梢血白血球画分及び末梢血リンパ球画分のCYP1A1のmRNAの発現量を、複数回の採血時において定量的RT-PCR法により測定したところ、大きく変動しているものの他の健常者ボランティアより低い傾向が確認された。そこで当該健常者ボランティアの遺伝的多型を、芳香族炭化水素受容体(AhR)、AhR nuclear translocator (Arnt)、AhRR (AhR repressor)の各分子やxenobiotic responsiveelement (XRE)やbasictranscription element (BTE)の各エンハンサー配列に関して詳細に検討したが、既知の遺伝的多型のみで新しいものは確認されなかった。これらの既知の遺伝的多型は、当該健常者ボランティア以外の他の対象者にも存在しているため、CYP1A1の発現量に強く関与している遺伝的多型は、他の関連分子に存在しているものと推定される。一方、今回の対象者を含め、複数の健常者ボランティアにおいてCYP1A1及びCYP1B1の発現量の相関に関して検討してみたところ、CYP1B1のみの発現量が少なくCYP1A1は他と同レベルであるという対象者が存在した。CYP1A1及びCYP1B1は、ともにダイオキシン類やベンゾ[a]ピレン等の芳香族化合物がAhRに結合して核内に移行し、最終的にAhR-Arnt複合体がXREに結合することにより転写が活性化されると現在考えられている。従って、CYP1A1及びCYP1B1は共通の機構を持つことにより、同時に転写が活性化される場合が多いと考えられるが、この発現量の差は異なる制御機構の存在を示唆しており、非常に興味深い知見である。今後、このCYP1A1とCYP1B1の発現機構の違いについても検討していく予定である。本年度は当該健常者ボランティアの末梢血白血球画分、及び末梢血リンパ球画分よりmRNAを抽出し、定量的RT-PCR法によりCYP1A1の発現量の正確な定量を行った。その結果、CYP1A1の発現量が非常に低いと思われていた当該健常者ボランティアにおいて、採血した日時の違いにより、β-アクチンで補正したCYP1A1の発現量が大きく異なる場合のあることが見出された。そこで他の健常者ボランティアにおいて、異なる日時で複数回の採血を行い、末梢血白血球画分及び末梢血リンパ球画分でのCYP1A1の発現量を測定したところ、同様に同じ対象者の間で大きな変化が観察された。末梢血白血球はCYP1A1の主要な発現組織ではないため、低いレベルの発現量をべースラインとして維持していると考えられる。そのため例えばダイオキシン類やその他の多環芳香族炭化水素の曝露により、芳香族炭化水素受容体(AhR)を介した誘導が起きると、大きな変化として現れると考えられる。今回測定を行った対象者は全て非喫煙者であり、タバコによるCYP1A1の誘導には注意を払ったが、それでも受動喫煙による影響や、自動車等の排気ガス、及びダイオキシン類等の曝露量の変化による影響を否定することができない。従って、さらに同一対象者で同じ測定を重ねて行い、CYP1A1の発現量の定常的なレベルの推定を行い、その発現レベルとCYP1A1の発現に関与していると考えられる各分子の遺伝的多型との関連について、解析を行う予定である。
相同組換え開始機構の再構成系を用いた解析

出芽酵母の減数分裂時における相同組換えの大部分は、染色体の特定の部位(ホットスポット)に生じるDNA二重鎖の切断によって開始される。我々は前年度までに、出芽酵母相同組換えのホットスポットで、二重鎖切断に先行してクロマチン構造の局所的な構造変化が起こることを見出した[EMBOJ.,13,p 5754-5763(1994)]。今回、このクロマチン構造変化の相同組換え開始機構における意義を調べる目的で、出芽酵母組換え欠損株数種(mre2,m rell,rad50,rad50S)のホットスポット上のクロマチン構造の変化について解析を行った。これらの株は相同組換えホットスポット(頻発部位)上のDNA二重鎖の切断に欠損を示す。実験としては、減数分裂期にある各種変異株からクロマチン画分を単離し、球菌ヌクレアーゼで部分消化を行った。続いて、減数分裂期のホットスポットであるARG4及びCYS3遺伝子座のプローブによる間接末端標識法を行った。その結果、1)いずれの変異株においても超感受性部位の位置については有糸・減数分裂を通じて同一で、野生型における位置と変わらなかった。2)rad50の遺伝子破壊株およびrad50sでは、野生型に匹敵するMNaseに対する感受性の増大が減数分裂初期に認められた。3)mre2とmer11では感受性の増大が著しく低下していた。以上から、ホットスポット上でのクロマチン構造変化が組換え開始の制御に密接な関連を持つものであることが明らかになった。また、クロマチン構造の変化については、MRE2及びMRE11によって間接あるいは直接的に制御されている可能性がある事が示唆された。クロマチン構造変化を試験管内で誘起する系の開発については、プライマー伸長法を利用したクロマチン構造変化の検出系を構築し、MRE11、RAD50遺伝子をクローニングした。
1920年代の東アジアをめぐる外交史研究

本年度の研究実績は、基礎文献の購入、原文書の複写、消耗品の購入、および謝金によるデータ整理に大別できる。まず、基礎文献の購入としては、『アジアから考える周辺の歴史』、『イギリスと20世紀世界』、および『日本外交史ハンドブック』といった東アジア外交史に関連した近刊書を購入し読解した。また、原文書としては、国立国会図書館憲政資料室所蔵の上田仙太郎文書を複写した。上田仙太郎は昭和初期の日本を代表するソ連通外交官であり、近年公開された上田仙大郎文書を活用することで当該期日本の外交関係を内面から解明することを試みた。一例を挙げれば、大正9年の上田仙太郎宛清浦奎吾〈後の首相)書翰には、国際連盟への参加に失敗したアメリカに対する懐疑的見解が克明に記されている。消耗品としては、ファイルを購入し、外交史データの保存に充てた。さらに、前年度に提出した博士論文「東アジア国際環境の変動と日本外交-1918-1931-」を増刷し、専門を共有する研究者に助言を求める際の素材とした。謝金は主に、英語、ロシア語、中国語の各国外交文書を翻訳することに使用した。とりわけ、ロシア語と中国語の文献には近年新規に公開されたものが多数含まれており、1920年代の東アジアをめぐる外交史研究に実証面から貢献する部分が少なくない。それ以外では、上述の基礎文献や外交官個人文書のデータを整理することにも謝金を活用した。1920年代の東アジア外交史研究の基礎文献を収集し、研究補助を依頼することで翻訳とデータ処理の作業を進めた。その成果の一端は、「済南事件の経緯と原因」(『軍事史学』、第34巻第2号、平成10年9月、19-30頁)、「田中内閣とソ連-日ソ不可侵条約問題と対日政治宣伝禁止問題を中心として:1927-1929-」(『政治経済史学』、第387号、平成10年11月、1-9頁)、「パリ講和会議と五・四運動」(千葉大学大学院社会文化科学研究科『社会文化科学研究』、第3号、平成11年2月、3-25頁)、「ワシントン会議と極東問題-1921-1922-」(『史学雑誌』、第108編第2号、平成11年2月、1-33頁)、として公表した。公表論文の抜刷は既に配布してある。また、年度末には「中国修約外交と日米英-1924-1927-」と題する論文を脱稿した。この論文は、『国際政治』(第122号、平成11年年10月)に掲載が決定している。この間、博士論文「東アジア国際環境の変動と日本外交-1918-1931-」を神戸大学大学院法学研究科に提出し、口頭審査を終了した。博士号の正式な授与は、平成11年3月末を予定している。学会報告としては、史学会にて「済南事件の起源」と題する報告を平成10年11月15日に東京大学で行った。その要旨は、『史学雑誌』(第107編第12号、平成10年12月、108頁)に掲載されている。
Bacteroidales目細菌の窒素固定と水素利用の新機能の解明

Bacteroidales目細菌において、窒素固定あるいは古細菌の水素代謝に関連する遺伝子をゲノム上に有する細菌種を見出し、培養株で活性を検出した。シロアリ腸内の窒素固定と水素利用還元的酢酸生成に働く細菌として、セルロース分解性原生生物の細胞内共生スピロヘータを同定した。この細胞内共生細菌と原生生物の細胞表層に共生するBacteroidales目細菌2種について、シングルセルゲノム解析で機能と共生機構の解明を行なった。ゲノム配列が解読されたBacteroidetes門細菌の1346のゲノム配列情報を検索して、窒素固定機能に必須と考えられているnifH, nifD, nifK, nifE, nifN, nifBの6つの遺伝子をもつ総計8種の細菌を同定した。いずれもBacteroidetes門のなかのBacteroidales目に属する種であったが、Candidatus Azobacteroides属、Paludibacter属、Bacteroides属、Dysgonomonas属、Geofilum属、Saccharicrinis属の種で、目内の広い系統に分散しており、分離源も様々な環境であった。これらのうち、5種については、実際にアセチレン還元法にて窒素固定活性を検出した。系統解析の結果、8種の細菌の窒素固定遺伝子は嫌気性細菌が有する窒素固定遺伝子の系統の中で単系統となった。窒素固定能はBacteroidales目の祖先が有していた機能がこれら8種に残っているもので、他の多くの目内の系統では恐らく生態と関連して窒素固定能を失ったものと考えられた。また、自然環境中から培養を介さずに直接解析されたnifH遺伝子配列のなかで、シロアリ腸内から得られた遺伝子配列の多くがこれらBacteroidales目細菌の窒素固定遺伝子に相同であり、Bacteroidales目の細菌がシロアリ腸内での窒素固定に重要な役割を果たしていると考えられた。この他に、2種のBacteroidales目細菌のゲノムにおいて、窒素固定遺伝子に低い相同性を有するが、窒素固定には働かない機能未知の遺伝子も見出した。シロアリ腸内の細菌による窒素固定と水素利用の2つの機能を確認するため、オオシロアリ(Hodotermopsis sjoestedti)において腸内容物を分画して活性を測定した。水素利用に関しては、シロアリ腸内に特徴的な活性である水素と二酸化炭素から酢酸を生成する還元的酢酸生成活性として測定した。その結果、大型のセルロース分解性のEucomonympha属原生生物の細胞内共生細菌が、窒素固定では腸内のほとんどの活性を、還元的酢酸生成では腸内の6割程度の高い活性を担っていた。一般に窒素固定反応は水素によって阻害されるが、この細胞内共生細菌ではむしろ水素存在下で活性が増加しており、セルロースを分解して盛んに水素を生成する原生生物細胞内への適応進化と考えられた。細胞内共生細菌を同定したところスピロヘータ門のTreponema属に分類され、シングルセルに分離してゲノム解析も実施し、これら2つの機能を果たすために適した代謝上の細胞内共生機構を解明した。また、シロアリ腸内のセルロース分解性原生生物の細胞表層で共生するBacteroidales目細菌をシングルセルゲノム解析した結果、予想外にセルロース・ヘミセルロースの分解に関与している可能性が考えられた。これまでセルロース分解性原生生物を共生させているシロアリ腸内では細菌は分解に役割を果たしていないと考えられていた。この細胞表層共生細菌は原生生物の細胞内で窒素固定をする細菌と姉妹系統関係にあったが、窒素固定遺伝子群はゲノムに認められなかった。古細菌の水素関連代謝酵素ホモログの遺伝子は共通してみられた。今年度は、シロアリ腸内のBacteroidales目細菌のうち、セルロース分解性の原生生物の細胞表層に共生する種について、シングルセルゲノム解析を実施して、古細菌の水素利用酵素ホモログ遺伝子群を見出し、宿主原生生物が産生する水素を利用していると考えられた。予想外に、ゲノム解析で多くのセルロース・ヘミセルロース分解酵素遺伝子が見出されたので、その視点で論文をまとめた。窒素固定遺伝子群はみられなかった。セルロース分解性原生生物の細胞表層共生細菌で別種のBaceroidales目細菌に窒素固定遺伝子が確認され、この細胞表層共生細菌種でゲノム解析を進めている。また、窒素固定や水素利用について、シロアリ腸内の微生物群集での活性を評価したところ、驚くべきことにセルロース分解性の原生生物の細胞内共生細菌が両方の働きにきわめて重要であることがわかった。細胞内共生細菌はスピロヘータ門の細菌であったが、本研究課題提案のきっかけとなった、別種の原生生物の細胞内共生Bacteroidales目細菌と比較するためにゲノム解析を実施して論文にまとめた。このように、研究を進めていく上で、予想外で驚くべき成果を得たので、詳細な解析をして成果を取りまとめた。これらは、当初予期していなかった成果で、論文にまでまとめられたという点では、計画以上に進行した。一方、これらの予期せぬ結果の解析に時間をさいため、当初予定していた課題である水素利用酵素ホモログ遺伝子群の機能解析については、やや遅れた状況となった。シロアリ腸内のセルロース分解性原生生物の細胞に共生するBacteroidales目の細菌について、昨年度までにゲノム解析をしたAzobacteroides属の細胞内共生細菌とSymbiothrix属の細胞表層共生細菌とは異なる属であるが近縁な細胞表層共生細菌であるArmantifilum属細菌について、シングルセルでゲノム解析を行った。Symbiothrix属細菌とは異なり、Armantifilum属細菌のゲノムにはセルロース分解

関連酵素遺伝子は乏しかったが、Azobacteroides属のものと相同性の高い窒素固定遺伝子に加えて、金属補因子の異なる酵素をコードするもう一つの窒素固定遺伝子(anf)が見出された。腸内全体の発現遺伝子の解析から、後者のanf遺伝子が腸内で主に発現するものとの報告があり、このArmantifilum属細菌が腸内での窒素固定に主要な役割を果たしていることが確認できた。水素代謝に関しては、ゲノム上に古細菌の水素代謝関連酵素のホモログ遺伝子を有しているが、典型的なヒドロゲナーゼ遺伝子を有していないBacteroidales目細菌として、Prevotella paludivivensとDysgonomonas hofstadiiを同定し、培養株を用いて水素代謝関連活性を測定した。両者に古細菌の酵素が関与する硫化水素生成活性も、水素生成活性も検出できなかったが、Dysgonomonas hofstadiiにおいて、ベンジルビオロゲンを電子受容体として水素吸収ヒドロゲナーゼ活性が検出された。検出できる活性は再現性が得られたが、用いた測定条件下で数分間程度で消失するというものであり、水素からの電子が細胞内で他の反応に利用されて速やかに消費されているものと考えられた。Bacteroidales目細菌において、窒素固定あるいは古細菌の水素代謝に関連する遺伝子をゲノム上に有する細菌種を見出し、培養株で活性を検出した。シロアリ腸内の窒素固定と水素利用還元的酢酸生成に働く細菌として、セルロース分解性原生生物の細胞内共生スピロヘータを同定した。この細胞内共生細菌と原生生物の細胞表層に共生するBacteroidales目細菌2種について、シングルセルゲノム解析で機能と共生機構の解明を行なった。窒素固定機能に関しては、Bacteroidales門のゲノム情報の検索、系統解析、活性測定が完了し、その進化過程も推定することができた。Bacteroidales門細菌のゲノムから見いだした遺伝子配列との比較から、シロアリ腸内での窒素固定にこの門の細菌が重要であることも確認された。既にシロアリ腸内の細菌のシングルセルでのゲノム情報の解析も進めている。水素利用機能についても、Bacteroidales門細菌の代表的な細菌種において、関与が推定される古細菌のホモログ遺伝子を有しているが既知の典型的なヒドロゲナーゼ遺伝子をもたないものを見いだしており、活性測定などで解析ができる状態となっている。概ね計画どおり順調に研究を推進していると考えている。水素利用機能について、古細菌のホモログ遺伝子を有しているが既知の典型的なヒドロゲナーゼ遺伝子を持たないBacteroidales目細菌について、水素利用ヒドロゲナーゼ活性の測定、培養条件や電子受容体についての検討、非変性ゲルでの電気泳動後に活性染色したタンパク質の解析を実施する。時間の許す限り、遺伝子のノックアウトや異種発現の解析を試みる。
長寿命核廃棄物セレン79の高速中性子捕獲断面積の研究

セレンの全安定同位体のセレン74,76,77,78,80,82について、15600keVの入射中性子エネルギー領域において、中性子捕獲断面積と捕獲ガンマ線スペクトルを精度良く測定した。測定結果を理論解析し、理論計算に必要な入力パラメータに関する情報を得た。この情報を基に、現在では測定が困難な長寿命核廃棄物セレン79に対する理論計算入力パラメータを決定し、セレン79について信頼性の高い中性子捕獲断面積の計算値を得ることができた。これからの原子力研究開発利用において、長寿命核分裂生成物(LLFP)を他の核分裂生成物から分離して、安定核種あるいは短寿命核種に核変換処理することが重用である。このLLFPの核変換処理研究において、LLFPの中性子捕獲反応の精度良い断面積データが必要不可欠である。本研究では、現時点では直接測定が不可能なLLFPであるSe-79に対して、Se-79の安定同位体について捕獲断面積と捕獲ガンマ線スペクトルを系統的に測定し、これらを同時に統一的に理論解析することにより、Se-79の高速中性子捕獲反応機構に関しての知見を得、その結果、Se-79の高速中性子捕獲断面積の理論予測精度を飛躍的に向上させることを目的としている。平成19年度は、高速中性子捕獲実験用試料としてSe-74,76,77,78,80,82の試料を購入・調整し、また、その他の実験準備を行った。そして、東京工業大学・原子炉工学研究所・広領域線質放射線照射実験室に設置されている3UH-HC型ペレトロン加速器、超高感度ガンマ線検出装置(重遮蔽体付き大型コンプトン抑止型NaI(T1)検出器)、及びデータ収集・処理装置を用いて、入射中性子エネルギー15100keVの領域で、Se-74,76,77,78に対する測定を実施した。測定によって得られた実験データの処理を、我々のグループでこれまでに整備・開発してきたコンピュータ・プログラムを用いて行い、Se-74,76,77,78の中性子捕獲断面積及び捕獲ガンマ線スペクトルを、中性子エネルギー15100keVの領域で導出することができた。また、測定によって得られたSe-74,76,77,78の高速中性子捕獲断面積及び捕獲ガンマ線スペクトルに対して理論解析を進めることができた。平成20年度は、高速中性子捕獲実験用試料Se-74, 76, 77, 78, 80, 82の調整、及びその他の実験準備を行った。そして、東京工業大学・原子炉工学研究所・広領域線質放射線照射実験室に設置されている3UH-HC型ペレトロン加速器、超高感度ガンマ線検出装置(重遮蔽体付き大型コンプトン抑止型NaI(Tl)検出器)、及びデータ収集・処理装置を用いて、入射中性子エネルギー15100keVの領域でSe-80, 82に対する測定、550keV付近でSe-77に対する測定を実施した。測定によって得られた実験データの処理を、我々のグループでこれまでに整備・開発してきたコンピュータ・プログラムを用いて行い、これらの核種の中性子捕獲断面積及び捕獲ガンマ線スペクトルを導出することができた。また、これまでの測定によって得られたSe-74, 76, 77, 78, 80, 82の高速中性子捕獲断面積及び捕獲ガンマ線スペクトルに対して理論解析を進めることができた。平成21年度は、高速中性子捕獲実験用試料Se-74,76,77,78,80,82の調整、及びその他の実験準備を行った。

そして、東京工業大学・原子炉工学研究所・広領域線質放射線照射実験室に設置されている3UH-HC型ペレトロン加速器、超高感度ガンマ線検出装置(重遮蔽体付き大型コンプトン抑止型NaI(T1)検出器)、及びデータ収集・処理装置を用いて、入射中性子エネルギー550keV付近において、Se-74,76,77,78,80,82に対する測定を実施した。測定によって得られた実験データの処理を、我々のグループでこれまでに整備・開発してきたコンピュータ・プログラムを用いて行い、これらの核種の中性子捕獲断面積及び捕獲ガンマ線スペクトルを導出した。また、これまでの測定によって得られたSe-74,76,77,78,80,82の高速中性子捕獲断面積及び捕獲ガンマ線スペクトルに対して理論解析を実施し、LLFPであるSe-79の信頼性の高い計算入力パラメータを得た。そして、そのパラメータを用いたSe-79の捕獲断面積の理論計算を行った。最後に、本研究の成果を取り纏めた。
ソ連経済統計の整理と経済政策の数量分析

本年のソ連の経済統計の公開状況は、そのグラ-スノスチ(情報公開)政策分野での一定の発展にも拘らず、結果として期待を裏切るものであった。たとえば、ソ連の経済社会統計の最も中心的資料として期待されている『ソ連国民経済統計年報』の最新年度版(1988年)をとってみると従来の情報量とほとんど変化なく、その内容に於いて、若干の統計項目においてその接続制が失われている。このことは、産業別長期傾向分析をする際に大きな妨げになるものである。一方、この統計集以外に並行して専門分野別の統計集(労働、農業、建設など)の発行が復活発行されはじめたほか、新規情報紙『事実と論議』には、しばしば従来未公開であった統計数字が掲載されるようになった。現在のソ連統計の研究では、このようなミッシングリングを忍耐強く掘り起こす調査活動が必要である。モスクワで財政問題の専門家に面接し、国家予算の不明な項目をただし、財政欠損に通貨発行に結び付くものと、中央銀行借入れによる分があることを確かめた。軍事予算の構成項目がよりはっきりした。しかし項目別の価格の歪は依然不明である。西側と比較可能なGNP計算値が発表されるようになったが、その計算の項目別統計は依然不透明である。対外債務残高は発表されるようになったが、国内通貨発行高、外貨取引、金取引に関する体系的統計数字は未公開。財政、対外経済関係と経済循環との関係も不明。中央数理経済研究所から社会統計部門が研究施設として独立、シェビャコフ氏(元スラ研外国人研究員)が所長に就任し、札幌で研究会を開催、ソ連統計の改革動向を説明した。その際消費統計に関する共同研究実施に同意した。アメリカでは、ソ連の地下経済に関する優れた研究も発表されている。近く、以上の調査を踏まえ、ソ連統計に関する論文をまとめる。
微小重力環境で培養した間葉系幹細胞による脊髄再生治療の開発と作用機序の解明

中枢神経疾患に対する有効な再生医療技術は未だ確立されていない。移植に用いる間葉系幹細胞の治療効果を高める培養環境のひとつとして微小重力環境が考えられ、本研究では微小重力環境で培養した間葉系幹細胞の治療効果を明らかにすることを目的とし、実験を行っている。今年度は、骨髄間葉系幹細胞、頭蓋骨由来間葉系幹細胞を通常重力環境もしくは微小重力環境で培養し、一部の遺伝子発現を解析した。その結果、骨髄間葉系幹細胞、頭蓋骨由来間葉系幹細胞ともに微小重力環境で培養することで、発現が変化する遺伝子の存在を確認したが、変化する遺伝子は由来によって異なる可能性が示された。具体的には、頭蓋骨由来間葉系幹細胞ではGdnf、Cxcr4等の神経保護や細胞遊走に関与する遺伝子発現が、骨髄間葉系幹細胞ではVegf等の遺伝子発現が変化した。また、脊髄損傷モデルラットに対し、微小重力環境で培養した間葉系幹細胞の投与実験も予備的に進めており、移植によって運動機能改善が得られる可能性が示された。複数の組織由来の間葉系幹細胞を微小重力環境で培養し遺伝子発現の変化を解析した。当初予定していた全ての由来もしくは遺伝子発現の解析が済んでいないが、次年度以降の解析で予定通り進むと判断している。次年度以降、他の組織由来間葉系幹細胞も解析に追加し、引き続き微小重力環境での培養による遺伝子発現変化を検討するとともに疾患モデル動物への移植効果についても検討する予定である。微小重力環境で培養した間葉系幹細胞が放出する因子についてELISA法によるサイトカインアレイを予定しているが、ELISAは未実施であり、次年度以降に試薬を購入予定である。