hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ジアリールエテン-金微粒子複合系での電導性光スイッチング

電流値の変化が不連続であること、また電流値のヒストグラムにおいてピークを持つことから一分子由来の現象であることが示唆された。この変化は、光強度に依存し、また、有機物の吸収が起こる波長の光のみで起こることも明らかとなった。微分コンダクタンスマッピング等による定量的な評価の結果、不連続変化はクーロンアイランドのポテンシャルシフトに由来していることを明らかにした。つまり、光照射がゲート電圧をかけるのと同等の効果を与えていることになる。また、そのメカニズムは金ナノ粒子周辺のオリゴチオフェンのコンフォメーション変化によって説明できることが示唆された。ジアリールエテンの場合は電導に関与しない部分のジアリールエテンのフォトクロミズムがクーロンアイランドのポテンシャルシフトを引き起こしていることが示唆された。分子コンダクタンスで重要なトンネリング電導は、分子長に従って指数減衰する挙動をとることが知られており、そのため分子ワイヤーの電導特性は減衰定数βの値によって特徴付けられる。本研究では、ニトロニルニトロキシドラジカルを2個有するビシクロ[2. 2. 2]オクタンを持つオリゴフェニレン分子ロッドを作成し、その交換相互作用を測定することによりパラフェニレン分子ワイヤーの減衰定数β値を求めることを目的とした。オリゴフェニレンだけでは、ESRスペクトルにより交換相互作用を測定するための分子長が非常に長くなるために、剛直なビシクロ[2. 2. 2]オクタンで相互作用を調節した。ビシクロオクタンの左右にフェニレンが1つずつのもの、左に1つ右に2つのもの、左右に2つずつのものの3種類を合成した。ニトロキシドラジカルのESRスペクトルの線形のシミュレーションにより、交換相互作用の値は、真空のg値とボーア磁子で規格化した値としてそれぞれ、120G、16G、1.4Gと求められた。フェニレンの分子長を4.4Åとして求めた減衰定数βの値は0.51Å^<-1>となり、コンダクタンスから求められた文献値(0.42Å^<-1>)や電子移動から求められた文献値(0.32Å^<-1>)とよい一致を示すことがわかった。本方法は、電荷を持たない中性ラジカルを用いているために、ホッピングメカニズムを考慮しなくて良いために、トンネリング機構を精密に調べる上で、有用な手法になると考えられる。
研究大学の構造と存立基盤に関する日米比較

まず第一に、研究大学を検討するための枠組みを構築する。研究大学とは何か、研究大学と非研究大学との比較枠組みを検討し、組織的・財政的基盤でどこに着目すべきかを検討する。第二に、研究大学と非研究大学を比較し、研究大学独自の共通な構造を実証的に明らかにする。しかし、第三に、共通な構造を探すのと逆に、研究大学群の多様性に着目し、組織的・経済的基盤にどのような多様性があるのかを明らかにし、そのパターン化を行う。第四に、こうした研究大学の共通な構造や多様性の背景にあるメカニズムを探る。研究大学群および個別研究大学の形成の歴史も検討する。第五に、以上の検討を経て、日本の研究大学の在り方を考察する。
微分幾何学に基づく音声認識モデル適応法の研究

隠れマルコフモデル(HMM)を用いた現代の音声認識技術では、雑音環境・回線・話者などの使用条件が変わると、しばしば大きな性能低下を起こす。その理由は、環境雑音のような加法性要因、マイクロフォンやアンプの特性などのような乗法性要因、さらに話者の相違のように複雑な要素が絡み合っている要因などにより、音声スペクトルが変形するからである。この現象にHMMを適志させる手法において、微分幾何学的な発想で、定式化、アルゴリズム開発、検証を行った。今年度の主な成果を以下に示す。1.微分幾何に基づく音声認識モデルの雑音、チャネル、声道長への同時適応音声認識の音響特徴量としてよく用いられるケプストラム(MFCCもその一種)は、スペクトルを変形させる加法性の要因である雑音スペクトルに対しては非線形な関係を持つ。雑音環境下での音声は、雑音(応力に相当)によってそのケプストラムが歪む。その局所的関係はヤコビ行列(応カテンソルに相当)で表される。これを「ヤコビ適応法」の名で発表して以来、高速で性能が高いことから、国外からも関連研究発表がなされている。今年度は、話者による声道長の相違を、未知の声道長比で表し、観測された特徴量との関係を微分的な観点で局所線形モデルの最小二乗法で未知変数を求めるアルゴリズムを提案した。音声認識実験により、性能が向上することを実証した。2.ピッチ周波数(F_0)を要因とした変形を組み込んだHMMピッチ周波数と音声スペクトル包絡の間には何らかの相関があることは知られている。これを、HMMの隠れ状態ごとの未知のパラメータを含む線形モデルとして解くと、それを推定するEMアルゴリズムとしてはMLLR(最尤線形回帰)法に類似し牟アルゴリズムが導かれる。この方法による認識性能の向上を音声認識実験で実証した。3.雑音、チャネル、Lombard効果発声変形への同時要因推定と適応高騒音下での発声はいわゆるLombard効果により発声変形する、これをスペクトルの周波数軸の非線形伸縮として少数の未知パラメータによりモデル化すると、観測されるケプストラムは微分量で表現でき、雑音、チャネルと併せて同時適応アルゴリズムが構成できる。実験により音声認識性能向上を実証した。この現象にHMMを適応させる手法において、微分幾何学的な発想で、定式化、アルゴリズム開発、検証を行った。主な成果を以下に示す。1.微分幾何に基づく音声認識モデルの雑音への同時適応音声認識の音響特徴量としてよく用いられるケプストラム(MFCCもその一種)は、スペクトルを変形させる加法性の要因である雑音スペクトルに対しては非線形な関係を持つ。その局所的関係はヤコビ行列(応力テンソルに相当)で表される。これは、すでに報告者が「ヤコビ適応法」の名で発表しているアルゴリズムの幾何的解釈であり、高速で性能が高いことから注目を集め、国外からも関連研究発表があいついでいる。2.微分幾何に基づく音声認識モデルの雑音とチャネルへの同時要因推定と適応加法性の要因である雑音スペクトルと、乗法性の要因であるチャネルとの双方の未知の影響を同時に受けた音声が与えられた場合、両要因と歪みとの関係を微分幾何的に線形化し、各要因を最小2乗法で推定することにより、要因が分離推定できる。実験により、分離推定した要因からモデルを最構成すると音声認識性能が向上することを実証した。これは、この目的の最高速のアルゴリズムである。3.雑音、チャネル、異話者への同時要因推定と適応話者間のスペクトルの差異の要因の一つは声道長の相違であり、これはスペクトルの周波数軸の線形伸縮として現れる。伸縮係数λの微小変化(応力に相当)に対し、ケプストラムがどのように変動するか(歪みに相当)は、やはり微分量で表現でき、雑音、チャネルと合わせて同時適応アルゴリズムが構成できることを示し、実験により音声認識性能向上を実証した。以上の他に、ピッチ周波数(F_0)を要因とした変形を組み込んだモデルを提案し、性能向上を実証した。

これを「ヤコビ適応法」の名で発表して以来、高速で性能が高いことから、国外からも関連研究発表がなされている。今年度は、話者による声道長の相違を、未知の声道長比で表し、観測された特徴量との関係を微分的な観点で局所線形モデルの最小二乗法で未知変数を求めるアルゴリズムを提案した。音声認識実験により、性能が向上することを実証した。2.ピッチ周波数(F_0)を要因とした変形を組み込んだHMMピッチ周波数と音声スペクトル包絡の間には何らかの相関があることは知られている。これを、HMMの隠れ状態ごとの未知のパラメータを含む線形モデルとして解くと、それを推定するEMアルゴリズムとしてはMLLR(最尤線形回帰)法に類似し牟アルゴリズムが導かれる。この方法による認識性能の向上を音声認識実験で実証した。3.雑音、チャネル、Lombard効果発声変形への同時要因推定と適応高騒音下での発声はいわゆるLombard効果により発声変形する、これをスペクトルの周波数軸の非線形伸縮として少数の未知パラメータによりモデル化すると、観測されるケプストラムは微分量で表現でき、雑音、チャネルと併せて同時適応アルゴリズムが構成できる。実験により音声認識性能向上を実証した。
小胞体のクオリティコントロールコンパートメントの機能とその構築機構

小胞体は網目構造を有する連続した膜構造であるが、その中にいくつものサブドメインが存在する。クオリティコントロール(QC)コンパートメントは、プロテアソーム阻害剤を加えた時に、核近傍に形成される小胞体サブドメインとして見い出されたが、我々はBap31(Bcell-associated protein of 31 kDa)がこのコンパートメントの成分であり、核近傍と細胞周辺部を微小管に依存して循環していることを明らかにした。本年度はBap31の循環に関与する因子の同定を試みた。その結果、Bap31と結合するタンパク質の候補としてプロヒビチンとインポーチンを同定した。プロヒビチンは、最近、小胞体とミトコンドリアを繋ぐ構造体形成に関与することが示唆されており、QCコンパートメントがミトコンドリアに連関している可能性が考えられた。インポーチンはタンパク質の核への移行に関与しているので、Bap31はインポーチンと結合して核近傍へ運ばれているのかもしれない。また、興味深い知見として、Rer1(ゴルジ体から小胞体への逆行輸送に関与するタンパク質で、小胞体から誤送された膜貫通型タンパク質を小胞体へ戻す)の過剰発現によつて、Bap31が核近傍に集まるという知見が得られた。他の小胞体タンパク質の分布は変化しないので、この分布の変化はBap31が小胞体内を循環しているという性質と関連があると考えられる。Bap31はCFTRの小胞体関連分解に関与することが報告されているので、CD3δの分解におけるBap31の役割について解析を進めている。現在、分解のアッセイ系の構築を進めている。アッセイ系が構築できたら、小胞体内を循環しないBap31の変異体を発現させ、野生型の場合と比べて小胞体関連分解に関して差があるかどうかを調べる予定である。研究協力者:米川周佑(東京薬科大学・生命科学研究科・博士後期課程)小胞体(ER)で新規に合成されたタンパク質は、立体構造形成後に輸送小胞に乗り込んでゴルジ体へと輸送されるが、構造形成に失敗したものはサイトゾルへと輸送され、ユビキチン-プロテアソーム系で分解される(ERAD)。クオリティコントロール(QC)コンパートメントは、プロテアソーム阻害剤を加えた時に、核近傍に形成されるERサブドメインとして見いだされ、そこにはポリユビキチン化されたERAD基質が蓄積している。我々は最近、Bap31(B cell-associated protein of 31 kDa)がQCコンパートメントの成分であることを見いだし、Bap31が核近傍と細胞周辺部を微小管に依存して循環していることを明らかにした。本研究ではBap31のER内循環機構とQCコンパートメントのERADへの関与を調べた。Bap31は膜を3回貫通するタンパク質であるが、第2の膜貫通領域が核近傍から周辺部へ、第3の膜貫通領域が周辺部から核近傍への移動に関与していることが予備実験から判明している。一アミノ酸置換変異体を作製して調べたところ、第2膜貫通領域のGly-48、Thr-50、Val-54が核近傍から周辺部への輸送に関与していることが判明した。一方、周辺部から核近傍への輸送には複数のアミノ酸が寄与していることがわかった。現在、変異体と野生型Bap31に結合するタンパク質に違いがあるのかどうかを解析している。2) QCコンパートメントの機能と形成機構VCP(逆行輸送に関与するATPase)の変異体を動物培養細胞に発現させたところ、ERAD基質がQCコンパートメントに蓄積した。またこの時、アポトーシスを促進するBap31の分解物(p20)も生成した。これらの結果から、QCコンパートメントはERAD基質のサイトゾルへの輸送のドメインとして機能していることが示された。

アッセイ系が構築できたら、小胞体内を循環しないBap31の変異体を発現させ、野生型の場合と比べて小胞体関連分解に関して差があるかどうかを調べる予定である。研究協力者:米川周佑(東京薬科大学・生命科学研究科・博士後期課程)
津波を受ける橋の流出判定手法と機能回復方法に関する研究

平成30年度は,津波を受ける橋の流出判定手法を検討するために,以下を実施した.・津波により橋に作用する力の検討:津波による橋の挙動を検討するために水路実験を実施した.実験水路は,幅400mm長さ6000mの2次元水路(本実験装置は,ゲート開放方式により津波を発生)を用いて実験を行った.平成30年度は4主桁断面模型(1/100スケール)を実験の対象とした.実験は津波高を変化させることで橋梁模型に作用する力(津波作用力)を計測した.同時に模型周辺の流れの様子を撮影した.実験の結果,津波高と津波作用力の関係や津波作用力の発生メカニズムを把握することができた.・アンカーボルトの耐力に関する検討:津波に対する橋の抵抗力を明らかにするために,平成30年度は支承を構成する部品の1つであるアンカーボルトに着目し,アンカーボルトの耐力を静的載荷実験により検討した.アンカーボルトの実験供試体として,SS400材(アンカーボルト径は32φ,38φ,50φ.各35本)を用いた.実験施設の反力床に設けられている貫通穴を利用し,貫通穴に実験供試体を差し込み,載荷治具を用いて実験供試体が破断するまで水平方向に載荷した.また,貫通穴と実験供試体との間にスリーブ管(S45C)を用いた.実験では,実験1(純せん断載荷させた場合),実験2(載荷高さを125mmから750mmに変化させて載荷し,せん断と引張を作用させた場合.32φのみ実施)を実施し,アンカーボルトの最大荷重とそのばらつきについて検討を行った.実験1の結果,実験を行ったアンカーボルト径の最大荷重のばらつきは小さいことがわかった.また,実験で得られた最大荷重は,現在の道路橋示方書で記載されているせん断耐力の設計式(引張強さ/ルート3)に比べて,大きいこともわかった.実験2の結果,載荷高を変えることで最大荷重が徐々に低下することがわかった.水路実験により,津波高と津波作用力の関係および津波作用力の発生メカニズムを把握することができた.これにより得られたデータを基本データとして,津波作用力を軽減させる装置を設置した場合など,実験条件を変化させた結果との比較が可能になる.また,アンカーボルトの載荷実験により,アンカーボルトの耐力や耐力ばらつきを把握することができた.これにより,得られた実験結果を用いて,解析の妥当性を検証したうえで,支承部の解析をすることが可能になる.したがって本研究は,おおむね順調に進展していると考えられる.以下の方針で研究を実施予定である・水路実験:初期水深や橋の断面形状を変化させた場合における橋の挙動,および津波作用力を軽減させる装置(フェアリング,整流板)を設置した場合の橋の挙動について,水路実験や解析により検討を行う.・橋の抵抗力の検討:支承を構成する他の部品およびダンパーやその取付け部の耐力にについて,解析により検討を行う.・損傷シナリオをデザインする方法の検討:過去の損傷事例から,橋における致命的な損傷(橋の機能喪失)について分析を行い,さらに津波により致命的な損傷に至らない方にする方法(損傷シナリオをデザインする方法)について,解析により検討を行う.平成30年度は,津波を受ける橋の流出判定手法を検討するために,以下を実施した.・津波により橋に作用する力の検討:津波による橋の挙動を検討するために水路実験を実施した.実験水路は,幅400mm長さ6000mの2次元水路(本実験装置は,ゲート開放方式により津波を発生)を用いて実験を行った.平成30年度は4主桁断面模型(1/100スケール)を実験の対象とした.実験は津波高を変化させることで橋梁模型に作用する力(津波作用力)を計測した.同時に模型周辺の流れの様子を撮影した.実験の結果,津波高と津波作用力の関係や津波作用力の発生メカニズムを把握することができた.・アンカーボルトの耐力に関する検討:津波に対する橋の抵抗力を明らかにするために,平成30年度は支承を構成する部品の1つであるアンカーボルトに着目し,アンカーボルトの耐力を静的載荷実験により検討した.アンカーボルトの実験供試体として,SS400材(アンカーボルト径は32φ,38φ,50φ.各35本)を用いた.実験施設の反力床に設けられている貫通穴を利用し,貫通穴に実験供試体を差し込み,載荷治具を用いて実験供試体が破断するまで水平方向に載荷した.また,貫通穴と実験供試体との間にスリーブ管(S45C)を用いた.実験では,実験1(純せん断載荷させた場合),実験2(載荷高さを125mmから750mmに変化させて載荷し,せん断と引張を作用させた場合.32φのみ実施)を実施し,アンカーボルトの最大荷重とそのばらつきについて検討を行った.実験1の結果,実験を行ったアンカーボルト径の最大荷重のばらつきは小さいことがわかった.また,実験で得られた最大荷重は,現在の道路橋示方書で記載されているせん断耐力の設計式(引張強さ/ルート3)に比べて,大きいこともわかった.実験2の結果,載荷高を変えることで最大荷重が徐々に低下することがわかった.水路実験により,津波高と津波作用力の関係および津波作用力の発生メカニズムを把握することができた.これにより得られたデータを基本データとして,津波作用力を軽減させる装置を設置した場合など,実験条件を変化させた結果との比較が可能になる.

また,アンカーボルトの載荷実験により,アンカーボルトの耐力や耐力ばらつきを把握することができた.これにより,得られた実験結果を用いて,解析の妥当性を検証したうえで,支承部の解析をすることが可能になる.したがって本研究は,おおむね順調に進展していると考えられる.以下の方針で研究を実施予定である・水路実験:初期水深や橋の断面形状を変化させた場合における橋の挙動,および津波作用力を軽減させる装置(フェアリング,整流板)を設置した場合の橋の挙動について,水路実験や解析により検討を行う.・橋の抵抗力の検討:支承を構成する他の部品およびダンパーやその取付け部の耐力にについて,解析により検討を行う.・損傷シナリオをデザインする方法の検討:過去の損傷事例から,橋における致命的な損傷(橋の機能喪失)について分析を行い,さらに津波により致命的な損傷に至らない方にする方法(損傷シナリオをデザインする方法)について,解析により検討を行う.平成30年度に製作した橋梁模型が,予定していた金額より安く製作することができたため,次年度使用額で示した残金が生じた.次年度では,残金分は模型製作費に充てる予定である.
サレン金属錯体触媒を用いる酸化反応の反応機構の解明と新規触媒の開発

光学活性なサレン金属錯体は優れた不斉触媒であるが、その不斉誘起の機構には未だ不明な点が多い。本研究では、サレン金属錯体を触媒に用いる反応の立体化学の詳細な解析、さらにはサレン錯体の構造解析により、不斉誘起機構の解析を行った。従来、サレン配位子は平面構造をとると考えられていたが、スルフィドの不斉S-イリド化を触媒するキラルなサレンコバルト錯体の触媒活性に対するサレン配位子上の置換基効果の解析より、サレン配位子は平面構造ではなく折れ曲がったステップ構造をとることが強く示唆された。このことは、アキラルなサレンマンガン錯体をキラルな軸配位子とともに用いて不斉エポキシ化を達成することで確かめられた。一方、サレンマンガン錯体のX-線構造解析によって、上に述べたサレン配位子のステップ配座を制御する以下の要因を明らかにした。即ち、サレンマンガン錯体の中のエチレンジアミン部およびマンガンイオンを含む5員環キレートは半イス方配座をとり、サレン配位子に折れ曲がり構造を与える。そしてサレン配位子とマンガンイオン上の軸配位子の相互作用の有無が折れ曲がリの度合いを決定するというものである。これらの知見に基づき、アレンのラセミ体の速度論敵分割、ベンジル位のC-Hヒドロキシル化にも成功した。一方、サレンルテニウム錯体ではエチレンジアミン部およびルテニウムイオンを含む5員環キレートは歪んだエンベロープ型配座をとるため、より柔軟な構造を持つと推測される。実際にサレンルテニウム錯体を用いて不斉シクロプロパン化を検討したところ、高シスかつ高エナンチオ選択的に反応が進行することが明らかとなった。これは高シス選択性と高エナンチオ選択性を共に達成した最初の例となった。最近、筆者らやJacobsenらの研究によってサレンマンガン錯体を用いる不斉酸化の研究は大きく進展したが、その反応機構や不斉誘起の機構に関してはなお論争点が残されている。この問題の結論を得るためにはより確実な実験的証拠を得ることが強く期待されている。そこでまず、錯体のX線構造解析を検討した。不斉エポキシ化の活性種はオキソ-サレンマンガン錯体と考えられているが、極めて活性であり、未だ単離には至っていない。しかし類似の錯体の単結晶を得ることには成功したので、現在構造解析中である。筆者らはこれまで、サレン配位子の非平面構造に基づくキラリティーがサレン錯体の不斉誘起能と大きく関わっている不斉誘起機構を提案してきた。この仮説を基にサレンコバルト錯体を用いる不斉シクロプロパン化と不斉[2,3]-Wittig転位を検討した。即ち、一般にカルベノイドはオキセノイドと等電子構造を有することが知られているので、これまでのオキソ錯体の代わりに炭素アナログであるカルベン錯体を用いればオレフィンのエポキシ化の代わりにシクロプロパン化が可能になると期待した。そこでキラルなコバルト(II)錯体を臭素で酸化してコバルト(III)錯体とした後にジアゾ酢酸エステルと反応させた。その結果、スチレン誘導体のシクロプロパン化において高トランス選択性と高エナンチオ選択性の両方を初めて達成することができた。一方、アリルリ-ルスルフィドを同様の反応条件で反応させるとスルフィドとカルベン錯体との反応によりキラルなSイリドが一旦生成後、[2,3]Wittig転位が立体特異的に起こり対応する光学活性なエステルが立体選択的に得られることも判明した。触媒的不斉[2,3]Wittig転位としては最高の不斉収率であった。

これらの不斉誘起機構は前述のサレン配位子の非平面構造に基づくキラリティーによって説明される。最近、筆者らは所謂第2世代のサレンマンガン錯体がオレフィンの不斉エポキシ化やC-H結合の不斉ヒドロキシル化の優れた触媒であることを報告しているが、それらの不斉誘起機構にはまだ未解明の点が残されている。今回、東京工業大学資源化学研究所、諸岡良彦教授との共同研究により第2世代のサレンマンガン錯体の構造解析を行った。構造解析の結果より、以下の興味ある知見が得られた。1)筆者らが提唱していたようにサレンマンガン錯体の配位子は折れ曲がったステップド配座をとっており、その折れ曲がりのセンスが不斉誘起に大きな影響を与えることが明らかにされた。2)第2世代のサレンマンガン錯体の特徴である配位子内のビナフチル骨格部が基質の認識を行うことが示された。これは、これまで困難であったC-H結合の不斉ヒドロキシル化が第2世代のサレンマンガン錯体を用いることにより高選択的に達成されることと密接に関連しているものと思われる。このサレンマンガン錯体の分子認識能に関しては、他の基質を用いるなどして今後も研究を続けていく予定である。これらの研究と並行して、サレンコバルト錯体を用いる不斉シクロプロパン化と不斉[2,3]-Wittig転位を検討しているが、後者の生成物の立体化学を決定して、その不斉誘起の機構に関して有用な知見を得ることができた。オレフィンの不斉エポキシ化やC-H結合の不斉ヒドロキシル化の優れた触媒である第2世代のサレンマンガン錯体は、単結晶X線構造解析の結果などから折れ曲がったステップド配座をとっていることが分かってきた。また、この配座は柔軟性が高く、CH-πやOH-πなどの弱い相互作用などがその特性に大きく関わっていることなどかなり解明することができた。一方、これらの解析結果に基づいて設計した錯体を用いてこれまで困難であった数種の不斉触媒反応を検討し、以下のような成果をあげた。1)第二世代のサレンマンガン錯体の芳香環部分のナフチル基をフェニル基に置き換えた錯体を用いてオレフィンの不斉エポキシ化を検討したところ、基質がトランスオレフィンの場合でも高い不斉誘起が達成できることがわかった。例えばトランス-スチルベンの不斉エポキシ化で初めて99%ee以上の不斉収率を達成した。化学収率も十分高く、実用的な不斉エポキシ化法を開発することができた。2)サレンルテニウム錯体を用いる反応も種々検討したところ、ラセミのエポキシドの速度論的分割などにおいて不斉ルイス酸触媒として大変有用であることがわかった。興味あることに本触媒は光照射下で活性化される。例えば、ラセミのエポキシドを基質として用いた場合、光照射下で相対速度50以上という高い分割効率を達成した。また、シクロプロパン化でも初めて高シス、高エナンチオ選択性を達成することができた。
カリニ肺炎ワクチン開発に関する研究

ニュ-モシスチス・カリニ(以下、カリニと略す)肺炎は後天性免疫不全症候群(AIDS)などの患者で発症して重症化しやすい。診断や治療法の開発が望まれているが、培養系でカリニ病原体を増殖させることができないという問題があるために、遺伝子組換え技法を用いて病原体の蛋白質を量産する系の確立を目指して研究を進めてきた。組換えの標的物質を膜蛋白質であるGP115Kとし、アミノ酸配列の解読、その配列もとにして合成したオリゴヌクレオチッドプロ-ブを用いた標的遺伝子クロ-ニングの作業を行ってきた。まず、サザンハイブリダイゼ-ションにてカリニのゲノムDNAと反応するバンドを確認できたことから、ミックスチャ-プロ-ブから成るヌクレオチッドの組合せを絞る実験を行った。つぎに、プロ-ブと反応するゲノムDNA(Hind Шで消化したときに1.2kbpに切断されてくる)フラグメントをゲルから回収してpUCベクタ-に組込んで、ハイブリッド法によるスクリ-ニング作業を展開した。時間を費やしたが、プロ-ブと強く反応するクロ-ンが数個採れた。それぞれクロ-ンについて調べ、約1.2kbpの長さの遺伝子が組み込まれていることがゲル泳動で確認でき、挿入されたフラグメント部位がサザンハイブリダイゼ-ションでプロ-ブと反応することを確めた。挿入されたフラグメントの塩基配列を解読する作業を進めて、5'、3'末端からそれぞれ250塩基程、ゲノムの遺伝子配列を明らかにすることができた。つぎのステップに進み、mRNAから作成したカリニのcDNAライブラリ-からスクリ-ニングを進めている。現在のところはまだ最終目標とするGP115蛋白質をコ-ドしている遺伝子の全長を採るには至っていないが、先に解明されたゲノムの塩基配列の一部を用いて、PCRによるcDNAの部分的なスクリ-ニングの実験を平行して進め、この系でDNAの合成が認められているので合成された遺伝子の性質について調べている。ニュ-モシスチス・カリニ(以下、カリニと略す)肺炎は後天性免疫不全症候群(AIDS)などの免疫不全患者に発症しやすく診断や治療法の確立が望まれている。カリニ病原体の培養増殖が難しいことから遺伝子組換え技法が有用であり、蛋白質の量産を目指すことができる。ワクチン化する標的物質を膜蛋白質のGP115Kに決め、この物質のアミノ酸配列から試作したオリゴヌクレオタイドプロ-ブでクロ-ニングを展開してきた。合成オリゴペプタイドをデザインしてウサギの免疫も平行して進めている。これは以前に作成したモノクロナ-ル抗体がGP115Kの糖鎖部位を認識していることが判明したため、糖鎖を解離させた蛋白質部分のモノクロナ-ル抗体を再度作成することと併せて作成しているもので、これまでに後者の抗体を2種類作成できた。つぎに、クロ-ニングを実施するために、カリニのcDNAからライブラリ-を作成してλgt11に組込み、約1万個のコロニ-をスクリ-ニングした。しかし、目的のクロ-ンを採るまでには至らず作戦を変えて、ジェノムライブラリ-をEMBL3ベクタ-で作成してプラ-クハイブリによるスクリ-ニングを行った。プロ-ブと強く反応するプラ-クがえられたので遺伝子解析したところ、ホモロジ-のある塩基配列がEMBL3ベクタ-の短腕に位置し、<Cla>___ー1で消化される2.7Kbpの部位に存在することがわかった。このため、λ系のベクタ-からpUCベクタ-に変更した。

また、アミノ酸配列を再検討してオリゴプロ-ブも新らたに試作した。このプロ-ブはジェノミックサザンハイブリにおいて<Pst>___ー1で消化したカリニDNAの1Kbpの部位と反応することが確認できたので、この部位のDNAを寒天から回収し、pUCベクタ-に組換えてクロ-ニングしている。まだ目的とするクロ-ンが採れていないが、その原因のひとつに、組込み体をもったベクタ-の生成率が低いことがあげられ、この問題を解決するための検討も進めている。ニュ-モシスチス・カリニ(以下、カリニと略す)肺炎は後天性免疫不全症候群(AIDS)などの患者に多発し重症化しやすい。診断や治療法の開発が求められているが、培養系でカリニ病原体を増殖させることができないために,遺伝子組換え技法を用いた病原体蛋白質の量産系の確立を目指して研究を進めている。膜蛋白質分子であるGP115Kを組換えの標的物質に決め,アミノ酸配列の解読、その配列をもとに合成したオリゴヌクレオチッドプロ-ブを用いた標的遺伝子のクロ-ニングをこれまでに進めていた。今年度はクロ-ニングの作業の継続から始めて、採れたクロ-ンの性質を調べる実験を行った。まず、サザンハイブリダイゼ-ションにてカリニのゲノムDNAと反応するバンドが確認できていたので、この系を使ってミックスチャ-ブロ-ブのヌクレオチッドの組合せをさらに絞ることを行い、標識化合物の感度を上げた。次に、プロ-ブと反応するゲノムDNAフラグメント(Hind IIIで消化した場合1.2kbpに切断される)をゲルから回収してpUCベクタ-に組込み、先のプロ-ブを用いて大規模にスクリ-ニング作業を展開した。時間は費やしたが、ハイブリダイゼ-ションでプロ-ブと強く反応するコロニ-が数個採れた。その中から長さ1.2kbpの遺伝子が組み込まれているクロ-ンをゲル泳動で見分け、挿入された遺伝子の部位がプロ-ブと反応することをサザンDNAハブリダイゼ-ションで確めた。このクロ-ンの挿入フラグメントについて塩基配列を解読するための作業を進めて、5'、3'末端からそれぞれ250塩基程、ゲノムの遺伝子配列を明らかにした。次のステップに進み、mRNAから作成したカリニのcDNAライブラリ-からクロ-ニングを行っている。また、ゲノムの塩基配列の一部を応用してPCRを用いた系でcDNAをクロ-ニングする作業も平行して進めている。現在、部分的な合成が認められており、この遺伝子の性質を調べている。
強相関電子系超伝導の研究

1996年8月朝山邦輔、石田憲二、天谷喜一が第21回低温国際会議(プラハ)1996年強相関物理の国際会議(チューリッヒ)に出席し更に、ダルムスタット大学、ベルリン大学、グルノ-ブル原子核研究センター、ロシア科学アカデミー(モスクワ)、パビア大学(ローマ)を訪問し、重い電子系物理、高温超伝導体に関する研究成果発表(招待講演を含む)、情報収集、交換、共同研究の打ち合わせ等を行った。一方、同年9月シュテ-クリッヒ教授(ダルムシュタット大学)を招聘し、重い電子系超伝導体についての共同研究の打ち合わせ、成果の交換、討論を行った。1997年1月フル-ケ博士(グルノ-ブル原子核研究センター)を招聘し、重い電子系超伝導体、酸化物高温超伝導体について研究成果の交換、討論を行った。同年2月キャンベル教授(パリ南大学)を招聘し、高温超伝導体における渦系の運動およびスピングラス相の状態について研究成果討論を行った。同年3月北岡良雄、石田憲二が第5回超伝導国際会議(M^2S、北京)に出席し、高温超伝導体並びに関連物質について、研究成果発表(招待講演を含む)討論、情報収集を行った。また、三宅和正がグルノ-ブル原子核研究センターを訪問し、強相関電子系の理論的研究について情報交換討論を行った。CeCu_2Si_2には超伝導相(s相)と磁気相(A相)が共存し、両者はCuとSi濃度の微妙なずれから出現する。s相はd波超伝導を示し、A相の存在はs相の性質に影響を持つがその性格は未だ不明である。UPt_3は三重項超伝導を示す事が討論された。三重項対の超伝導はこれが最初である。ク-パ-対のスピン軌道相互作用は弱く、三重項スピンの方向は1000G程度の弱い磁場で磁場方向に自由に配向する。酸化物高温超伝導YBa_2(Cu,Ni)_3O_7系でNi添加によるCuの1/T_1の増大はTcの減少にスケールする。これより引力の原因は電荷のゆらぎではなくスピンにある事が結論された。Tc最高を与える水銀系でCuO_2の層数が3層より4層に増えるとTcは134Kから123Kに下がる。NMRの解析によりこの原因は4配位のCuO_2面にホールが入りにくく、また良質の試料が出来にくいためであると結論される。非銅系酸化物Sr_2RuO_4はp波三重項超伝導の可能性が高い事を結論した。1996年8月朝山邦輔、石田憲二、天谷喜一が第21回低温国際会議(プラハ)

1996年強相関物理の国際会議(チューリッヒ)に出席し更に、ダルムスタット大学、ベルリン大学、グルノ-ブル原子核研究センター、ロシア科学アカデミー(モスクワ)、バビア大学(ローマ)を訪問し、重い電子系物理、高温超伝導体に関する研究成果発表(招待講演を含む)、情報収集、交換、共同研究の打ち合わせを行った。一方、同年9月シュテ-クリッヒ教授(ダルムシュタット大学)を招聘し、重い電子系超伝導体についての共同研究の打ち合わせ、成果の交換、討論を行った。1997年1月フル-ケ博士(グルノ-ブル原子核研究センター)を招聘し、重い電子系超伝導体、酸化物高温超伝導体について研究成果の交換、討論を行った。同年2月キャンベル教授(パリ南大学)を招聘し、高温超伝導体における渦系の運動およびスピングラス相の状態について研究成果討論を行った。同年3月北岡良雄、石田憲二が第5回超伝導国際会議(M^2S、北京)に出席し、高温超伝導体並びに関連物質について、研究成果発表(招待講演を含む)討論、情報収集を行った。また、三宅和正がグルノ-ブル原子核研究センターを訪問し、強相関電子系の理論的研究について情報交換討論を行った。CeCu_2Si_2には超伝導相(s相)と磁気相(A相)が共存し、両者はCuとSi濃度の微妙なずれから出現する。s相はd波超伝導を示し、A相の存在はs相の性質に影響を持つがその性格は未だ不明である。UPt_3は三重項超伝導を示す事が結論された。三重項対の超伝導はこれが最初である。ク-パ-対のスピン軌道相互作用は弱く、三重項スピンの方向は1000G程度の弱い磁場で磁場方向に自由に配向する。酸化物高温超伝導YBa_2(Cu,Ni)_3O_7系でNi添加によるCuの1/T_1の増大はTcの減少にスケールする。これより引力の原因は電荷のゆらぎではなくスピンにある事が結論された。Tc最高を与える水銀系でCuO_2の層数が3層より4層に増えるとTcは134Xから123Kに下がる。NMRの解析によりこの原因は4配位のCuO_2面にホールが入りにくく、また良質の試料が出来にくいためであると結論される。非銅系酸化物Sr_2RuO_4はp波三重項超伝導の可能性が高い事を結論した。
ノックアウトマウスを用いたユビキチンリガーゼの機能解析

1)私達は、これまでにIKBやβ-Cateninの分解において、FWD1というF-box蛋白がCul-1、Skp1、Rbx1とともにSCF複合体を構成しユビキチンを付加するユビキチンリガーゼとして働くことを示してきた。本研究ではこれらSCF複合体の構成成分であるCul-1、Skp1や他のF-box蛋白であるSkp2のノックアウトマウスを作製し、ユビキチン-プロテアゾーム系蛋白分解機構の中で一つの大きなグループを構成しているSCF複合体による蛋白分解機構の生物学的意義を知ることを目的とした。2)Skp2ノックアウトマウスは、サイクリンEとP27のユビキチンリガーゼであるSkp2を欠失するマウスであり、サイクリンEとp27の過剰蓄積が観察された。それにともない染色体の倍数性異常、核の増大、中心体の過剰複製が認められた。3)このマウスをさらにp27ノックアウトマウスと交配しSKp2/p27ダブルノックアウトマウスを作製した。このマウスはp27遺伝子が破壊されているためにp27の蓄積はなく、サイクリンEのみが過剰蓄積したマウスとなる。このマウスではSkp2単独ノックアウトマウスでみられた、染色体倍数性の異常や中心体の過剰複製はみられず、むしろ正常に戻っており、有意な発癌率の上昇も認められなかった。4)Cul-1ノックアウトマウス及びSkp1ノックアウトマウスはいずれも胎生初期に発生を停止することが判明した(胎生5.5日6.5日に死亡)この初期胚にはサイクリンEの過剰蓄積が認められた。Cul-1、Skp1はSCF複合体の共通コンポーネントであり多くの基質蛋白の分解に関わることが予想される。胎生初期の死亡はそれを裹付ける結果であった。私達は、これまでにIκBやβ-Cateninの分解において、FWD1というF-box蛋白がCul-1、Skp1、Rbx1とともにSCF複合体を構成しユビキチンを付加するユビキチンリガーゼとして働くことを示してきた。Skp2ノックアウトマウスは、サイクリンEとp27のユビキチンリガーゼであるSkp2を欠失するマウスであり、サイクリンEとp27の過剰蓄積が観察された。このマウスをさらにp27ノックアウトマウスと交配しSKp2/p27ダブルノックアウトマウスを作製した。Cul-1ノックアウトマウス及びSkp1ノックアウトマウスはいずれも胎生初期に発生を停止することが判明した(胎生5.5日6.5日に死亡)この初期胚にはサイクリンEの過剰蓄積が認められた。胎生初期の死亡はそれを裏付ける結果であった。

Skp2ノックアウトマウスは、サイクリンEとp27のユビキチンリガーゼであるSkp2を欠失するマウスであり、サイクリンEとp27の過剰蓄積が観察された。それにともない染色体の倍数性異常、核の増大、中心体の過剰複製が認められた。Skp2ノックアウトマウスで認められた染色体倍数性の異常や中心体の過剰複製の成因を検討した。Skp2ノックアウトマウスにestriolを投与することによって、肝細胞の増殖を一過性に促進した。正常マウスではこの処理によって肝細胞の増殖が観察されるが、Skp2ノックアウトマウスでは肝細胞は正常にS期に進入するにも関わらず、M期への進入が見られなかった。このことから染色体倍数性の異常や中心体の過剰複製はp27の蓄積によるM期への進入阻害によると結論された。Skp2ノックアウトマウスより調製された胎仔線維芽細胞では、Cdk2活性のみならずCdc2活性の低下が見られることから、G2期からM期でのp27の異常な蓄積がCdc2活性の低下をもたらしていると考えられる。またNIH3T3細胞にp27及びSkp2によって分解されない変異型p27を過剰発現したところ、Skp2によって分解されない変異型p27を過剰発現したときのみ、中心体の過剰複製が認めらたことからも、正常では存在し得ないp27がG2期からM期に過剰に蓄積することが、Skp2ノックアウトマウスの表現型を引き起こしていると結論された。Cul-1ノックアウトマウス及びSkp1ノックアウトマウスはいずれも胎生初期に発生を停止することが判明した(胎生5.5日6.5日に死亡)この初期胚にはサイクリンEの過剰蓄積が認められた。Cul-1、Skp1はSCF複合体の共通コンポーネントであり多くの基質蛋白の分解に関わることが予想される。胎生初期の死亡はそれを裏付ける結果であった。
海底下地下生物圏における未知真菌群集の解明とその分離

深海底泥・地殻中における真菌多様性の調査を行い、海底下地下生物圏における未知真菌群集の多様性が予想以上に富んでいること、海底地下奥深くまでに及んでいること、またその新規性を初めて明らかにした。本研究では、深海底堆積物試料を始め、深海環境から採取された海綿や貝類、海底に沈んでいた海藻などの生物試料からの真菌培養分離にも成功した。100株を超えるこれら分離株について、同定試験や抗微生物物質スクリーニング等を行った。抗微生物物質を産生する株も数株確認できており、今後、応用研究へと繋がる可能性がある。今年度は、深海泥・地殻中における真菌由来DNAのクローン解析を中心に行い、真菌が深海環境中に広く分布していること、またその新規性と多様性を初めて明らかにした。真菌は、深度1万メートルに達する深海泥からも検出され、検出された真菌の中には地上に広く分布するAspergillus属やPenicillium属も含まれたが、その多くは既知のデータベースとは低い相同性、もしくは相同性を全く示さない配列を持った新規性の高いものであった。これらの配列の5.8S rRNA保存領域をもとに系統解析を行ったところ、深海底泥には原始的な性質をもっか進化上重要なグループに属する真菌が多く存在する事が明らかとなった。そのいくつかは、ツボカビ門類に属するRozella allomycisとクレードを形成した。Rozella属は、真菌の中で最も初期に分岐した種として知られ、それらに近縁な種が深海環境中に見つかった事は、真菌の初期進化を考える上で非常に興味深い。また、採泥場所や深度にかかわらず、ほとんどの試料から検出された配列も存在した。この新規性の高い配列グループ(DSF-Group1)は、子嚢菌類に属し、最も近縁なのはCandida属(70%)であることが明らかになっている。このDSF-Group1と高い相同性を示すものが、中国南海域のメタンハイドレート層やカリフォルニア湾の嫌気バクテリアマット(いずれも深海環境)からも検出されており、この配列をもった真菌は深海環境中にのみ広く分布している事が推測された。DSF-Group1は深海で特殊に適応、もしくは進化した真菌である可能性が高く、今後これらの菌の分離や性状解析が進めば、非常に意義のある研究となる。本研究の成果は、口頭発表として真菌の国際学会に選出され、受賞を受けた。この事からも、海底下地下生物圏における真菌研究の重要性が伺える。今年度は、昨年度に引き続き深海泥・地殻試料中における真菌由来DNAのクローン解析を行い、真菌が深海底泥中だけではなく、海底下深度40mに及ぶ地殻中にも存在する事を初めて明らかにした。検出された配列の中には、既知のデータベースとは相同性を示さない新規性の高いものも多く含まれた。昨年度の研究で、深海底表層の泥から特定のグループ(DSF-Groupl)が高頻度に検出される事が明らかになったが、地殻試料中からも同様にこのグループが多数検出された。また、海底下深度40mに及ぶ地殻サンプル中からの真菌の培養にも成功した。分離株の多くはPichia属とAspergillus属に分類された。これらの分離菌の多くは従来の方法である「培地表面に試料を塗る」方法では分離できず、培地が固まる直前に試料を培地に直接混ぜて培養する方法でのみ分離する事ができた。今年度は、地殻試料以外にも、深海環境から採取された海綿や貝類、海底に沈んでいた海藻などの生物試料からの真菌培養分離に成功し、100株を超えるこれら分離株について、同定試験や抗微生物物質スクリーニング等を行った。本研究によって、これまでにほとんど解明されていなかった海底下地下生物圏における未知真菌群集の多様性が予想以上に富んでいること、また海底地下奥深くまでに及んでいることが明らかになった。深海・地殻環境における生物多様性が重要視されつつある中にあって、本研究成果は生物科学上、非常に意義のある重要な知見である。
農産物消費行動研究への「解釈レベル理論」の適用可能性に関する理論的・実証的研究

2つの調査より農産物消費行動研究への「解釈レベル理論」の適用可能性を検討した。まず、選択実験による解釈レベル理論の計測方法の妥当性について検証した結果、解釈レベルの操作により、回答者の選択行動は有意に変化したことが確認された。次に、複数ある心理的な距離が農産物の場合にどのように表れるかを確認するためにWEB調査を実施した。その結果、社会的距離は商品品質、商品価格、店舗利便性、商品知名度の全ての評価軸で影響を与えた。時間的距離は店舗利便性の評価軸で影響を与えた。その他の心理的距離と評価軸の組み合わせでは有意差が得られなかった。国内外における解釈レベル理論研究、行動経済学など消費者の限定合理性に関する研究、農業経済学分野におけるこれまでの消費者行動研究のレビューを行い、解釈レベル理論研究が先行的に行われている消費者行動研究学会に参加し、農産物消費への適用の可能性や適用場面を検討した。その結果、複数ある心理的距離(時間的距離、社会的距離、空間的距離)がどのような関係にあるかについて十分に整理されていないこと、また、農産物消費のどのような場面にどの心理的距離を適応すべきか、さらに評価基準をどのようにすべきかの整理が重要であることが把握できた。また、解釈レベル理論の計測方法の妥当性について検討するために、Freitas et al.(2004)により提案された解釈レベルの操作、ならびに仮想バイアスを逓減させる手法としてDe Magistris et al.(2012)によって提案されたhonesty primingによる操作が、選択型コンジョイント分析の結果にどのような影響をもたらすか比較検討した。その結果、現実の選択行動と比較が必要であるが、比較的単純な事前作業によっても、選択実験の結果が変化しうることが示唆された。なお、この研究結果は、2014年度日本フードシステム学会大会(東京大学)で個別報告する予定である。新たな試みである食行動記録調査データを使った解釈レベル理論の検証については、関東及び関西の子供を持つ女性48人を対象に食行動記録調査を実施し、データの整理を行っているが、検証するための分析までには至っていない。本年度は、農産物を対象とした解釈レベル理論の妥当性を検証するために、学会での議論及びアンケートを実施した。まず、昨年度実施した解釈レベル理論の計測方法の妥当性については、日本フードシステム学会にて個別報告を行い、その方法の妥当性について議論を行った。その結果、解釈レベルの操作により、回答者の選択行動は有意に変化したことが確認されたものの、一方、仮想バイアスを低減させる効果があるとされるhonesty priming操作群では、有意な選択行動の変化は確認できなかった。このことから、何らかの事前作業により仮想的選択行動が変化する可能性とともに、事前作業の種類により、変化のあり様が変わってくることも示唆された。しかし、仮想バイアスと解釈レベルとの関係は、十分に検証することはできなかった。次に、複数ある心理的な距離(時間的距離、社会的距離、空間的距離)が農産物の場合にどのように表れるかを確認するために、アンケート調査を実施した。すなわち、解釈レベル理論は農産物消費行動分析においても一定の有効性を持つといえることが明らかになった。食行動食行動記録調査データ使った解釈レベル理論の検証方法やデータのコーディング作業が遅れている。これまでの研究成果を踏まえた実験的な方法による検証や研究レビューについては、ほぼ予定通りに進んでいる。これらの進捗状況を総合的に判断すると、おおむね研究目的に即した成果を得ることができている。第1に、購買行動実験・質問紙調査による解釈レベル理論適用妥当性の検討を行う。具体的には、購買時点とその前後で、消費者が選択する商品や購買時に注目する項目、商品の評価等に違いが見られるか(時間的距離の影響があるか)を、環境・条件を制御した模擬店舗での農産物購買実験(実際に購入してもらう等)を通して把握する。また、昨年度に引き続き表明選好法等を用いて、心理的距離を考慮した調査設計にすることで結果がどのように変わるか(表示する商品属性が高次(本質的)の場合と低次(副次的)の場合など)を確認する。第2に、食行動記録調査結果の整理と解釈レベル理論適用場面の抽出を行う。具体的には、前年度に収集した記録調査結果を用いて内容分析を行い、農産物の購買からメニュー決定及び調理での使用あるいは廃棄までのプロセスにおいて、対象農産物に関する心理的距離(時間的・社会的その他)が変化する(対象への評価の視点が変化する)場面や品目を抽出する。第3に、日本消費者行動研究学会における解釈レベル理論の研究者を招き、2年間の分析結果や農産物に対する解釈レベル理論適用についてのディスカッションを行う。

また、2年間の研究成果を取り纏め、日本農業経済学会等で報告する。また、日本及び欧米で開催される関連学会等に出席し、研究成果について意見交換を行う。食行動記録調査データのコーディング作業が計画通り進められなかったこと、研究打ち合わせの回数が予定より少なかったこと、の2点が残額となった理由である。次年度使用額は、食行動記録調査データのコーディング作業を8月までに終了するように作業を外部依頼するとともに、コーディング化されたデータも分担して分析する予定である。また、研究打ち合わせについては昨年度より多くの打ち合わせを行い、情報の共有化及び研究の進化を図るために使用し、次年度に請求する研究費と合わせて、研究計画遂行のために使用する。
手術時における脂肪組織含有幹細胞群の回収方法と移植法の開発

SVFはASCと比べ、すぐに回収でき、また、細胞培養を介さない点で非常に有利である。本研究ではSVFの気管再生における促進効果を確認した。また、SVFは幹細胞のマーカーであるCD90,CD105,CD29を発現しASCと同様に多分化能を有することを確認した。本結果は、SVFが再生医療において臨床応用可能である移植細胞群であることを示した。従来,再生医療では主に骨髄由来の幹細胞が注目され利用されてきたが,その採取には骨穿刺など患者に危険や侵襲を伴い,得られる細胞数も限られていた。それに対し,脂肪由来の幹細胞は,手術で本来捨てられる際の脂肪組織からも採取でき,また,治療に必要となる十分な細胞数を得ることが可能である。容易に細胞採取が可能であり,また,自家移植であるため,倫理的な問題も少なく安全性からも有利な点が多い。平成21年度,我々は説明と同意の上で,実際にヒトの手術標本から不要となった脂肪組織を採取した。採取した脂肪組織はコラゲナーゼ処理して分解し,脂肪組織由来の細胞群を採取することが可能であった。また,この細胞群の培養を行った。その結果7例中5例での培養が可能であった。安定した採取,培養技術を確立した上で,得られた脂肪由来の培養細胞に対し,その細胞の特性に関して,フローサイトメトリーを用いて調べた。間葉系幹細胞に関連した細胞表面マーカーであるCD90,CD105の発現率を調べた結果,CD90,CD105の発現率が83.3%,65.6%となり,得られた細胞が幹細胞の性質を有している可能性が高いことを確認することができた。現在,この培養細胞を,分化誘導培地を用いて,脂肪細胞,軟骨細胞への誘導分化を進行させている。今後はこの結果を踏まえ,気管の再生などの臨床応用を想定した即時移植に対応していくために,採取直後での脂肪組織由来細胞の多分化能を確認し,効率的な回収方法にっき研究を進めていく予定である。再生医療では主に骨髄由来の幹細胞が注目されてきたが、患者に危険や侵襲を伴い,得られる細胞数も限られていた。それに対し,脂肪由来の幹細胞は、手術で本来捨てられる際の脂肪組織からも採取でき、また,治療に必要となる十分な細胞数を容易に得ることが可能であり、それらの点は自家移植に適しており、倫理的な問題も少なく安全性からも有利な点が多い。平成21年度、説明と同意の上で、ヒト手術標本から不要となった脂肪組織を採取し、脂肪組織由来の細胞群を採取することが可能であった。また、同細胞群をフローサイトメトリーで解析した結果、間葉系幹細胞に関連した細胞表面マーカーであるCD90,CD105の発現率は、それぞれ83.3%,65.6%となり,得られた細胞が幹細胞の性質を有している可能性が高いことを確認することができた。平成22年度はヒト脂肪組織含有細胞群を成長因子、調整因子としてlnsulin、TGF-beta1を使用し軟骨細胞の誘導を行うことが可能であった。また、Insulin、dexamethasone、IBMXを使用した誘導培地で脂肪細胞への誘導も可能であり、得られた細胞群の多分化能が確認できた。それらの細胞群をヌードラットの頸部皮膚欠損モデルを作成移植実験を行った結果、脂肪組織含有細胞群を移植した場合、組織学的に線維芽細胞の遊送が促進され創傷治癒が進んでいた。ラット由来の脂肪組織含有細胞群を気管障害モデルへの自家移植実験でも気管上皮再生促進の確認ができ、ヒト由来脂肪組織含有細胞群を自家移植した場合、気管再生に大きく寄与できる結果と考えられた。細胞回収において酵素分散法を使用するため、反応温度を高めにすることで、細胞回収時間を短縮できた。このことは手術時の細胞回収効率をあげ臨床応用に有効であると考えられた。
乳歯歯冠計測値の地理的、時間的変異に関する研究

1.歯冠近遠心径、頬舌径20項目について、1つの集団の53個体(うち28個体は欠損値があり(5項目以下)、重回帰分析による推定を行った)による主成分分析を行った。相関行列からの分析では第4主成分まで固有値が1以上だった。第1、第2主成分は、従来の近遠心径だけによる分析と同じく、全体のサイズ、切歯と臼歯のプロポーションを表していたが、第3、第4主成分はそれぞれ乳犬歯の唇舌径、近遠心径を反映しており、乳犬歯に関しては近遠心径と唇舌径が独立の要因に支配されていることが示唆された。この結果は1集団から得られたものなので、普遍的なものかは不明であり、今後、他の集団についても頬舌径を含めた分析を行う必要がある。2.研究代表者自身が計測した7集団含む64集団で歯冠近遠心径、頬舌径20項目の平均値から主成分分析を行った。第1主成分は全体のサイズ、第2主成分は前歯と後歯のプロポーション、第3主成分は主に下顎第1乳臼歯の頬下径の大きさを反映していた。中期旧石器時代以降のデータがあるヨーロッパと西アジアでは、乳歯にサイズの減少は金石併用期あたりまでで、それ以後は余り変化がみられなかった。一方、前歯と後歯のプロポーションではアジア系の集団とヨーロッパ、西アジアの集団が明瞭に区別された。このプロポーションに関して、アフリカ、インド、オーストラリア先先住民は、アジア系とヨーロッパ系の中間にくる。第3主成分の下顎第1乳臼歯の頬下径については、1の分析ではこのような主成分は得られておらず、分析に使ったデータによるとも考えられるが、ヨーロッパ、西アジアの集団では時代と伴に下顎第1乳臼歯の頬舌径が増大する傾向にあり、時代変化を表しているのかもしれない。なお、各集団の平均値をZスコアに変換し、1の分析の因子負荷量をかけて主成分得点を求めプロットしてみたが、やはり平均値からの分析に比べ解釈しにくい結果だった。