hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地盤災害予測のための拡張型相似則に基づく遠心力場での一斉実験・一斉解析

大地震時の液状化などの地盤災害を高精度に再現する遠心力場での空間・時間スケール縮小模型実験において,従来の縮尺の限界(50分の1)を超え,1001000分の1の縮尺領域での新たな模型実験を可能とする拡張型相似則に基づいた地盤災害予測の高精度化を図ることを目的とする。このため,遠心力場での一斉実験(3研究機関による同時平行での同一模型の実験)および一斉解析(海外の研究機関を含む4研究機関による同時平行での同一模型実験の解析(ブラインド予測形式))による地盤災害予測を行うことにより,予測精度の飛躍的な高度化を図った。本研究では大地震時の液状化などの地盤災害を高精度に再現する遠心力場での空間・時間スケール縮小模型実験において,従来の縮尺の限界(50分の1)を超え,1001000分の1の縮尺領域での新たな模型実験を可能とする拡張型相似則に基づいた地盤災害予測の高精度化を図ることを目的とする。このため,遠心力場での一斉実験(3研究機関による同時平行での同一模型の実験)および一斉解析(3研究機関による同時平行での同一模型実験の解析(ブラインド予測形式))による地盤災害予測を行うことにより,予測精度の飛躍的な高度化を図る。平成26年度は、水平成層地盤と傾斜地盤の地盤系を対象として,拡張相似則に基づく遠心力場での一斉模型実験を実施した。京都大学防災研究所に,2010年に竣工した最新鋭の遠心力載荷装置(有効半径2.5m)に,液状化に伴う地盤の大規模な側方流動を再現するための傾斜式せん断土層を設置して,さらに国内外で一流レベルの研究グループとしての愛媛大・東工大グループの参画を得て,地盤液状化に関する一斉実験を実施した。数値解析においては,第1段階として,水平成層地盤実験結果および砂の液状化特性試験結果を基に,解析モデルの基礎的キャリブレーションを行った後,第2段階として,液状化に伴う傾斜地盤の側方流動変位のブラインド予測を行った。対象とする地盤災害挙動計測項目は,地盤液状化に伴う地盤応答特性の変化,過剰間隙水圧の上昇と消散とこれに伴う地盤沈下,傾斜地盤における地盤流動変位とした。一斉解析・一斉実験では,地盤条件・加振条件について,標準的と考えられる“同一"実験条件・解析条件で,初回の検討を行い、ばらつきの原因などについて、国際会議形式(2014年9月京都、および2015年1月WashingtonDC)にて、複数の実験者・解析者が一同に会して,その原因を検討し、次年度以降への計画立案に、つなげている。平成27年度は,対象とする地盤・構造物系として,傾斜地盤中の杭基礎を対象とした一斉実験を実施した。地盤の液状化やこれに伴う流動変位が杭基礎に与える影響を計測し,これを相互比較することにより,地盤・構造物系の被害形態・被害程度の予測精度の向上を図った。仮想1g場の縮尺の変化に応じて,用いる杭模型の諸元も変化させたModelling of modelsの実験を実施した。計測項目としては,地盤に関する計測項目に加え,杭に発生する応力・ひずみの分布とその時系列的な変化を加えた。数値解析においては,平成26年度において実施した地盤系の解析結果を踏まえ,これに杭・地盤の動的相互作用が加えられた地盤・構造物系の挙動のブラインド予測のための枠組みについて,検討し,次年度の最終年度への研究へとつなげている。当初計画どおり,一斉実験を実施している。また,一斉解析のための枠組みについて,議論している。一部,一斉実験で,H28年度にフォローが必要な面がでてきており,これについて,複数の実験者・解析者が一同に会して,検討している。本研究では、大地震時の液状化などの地盤災害を高精度に再現する遠心力場での空間・時間スケール縮小模型実験において,従来の縮尺の限界(50分の1)を超え,1001000分の1の縮尺領域での新たな模型実験を可能とする拡張型相似則に基づいた地盤災害予測の高精度化を図ることを目的とする。平成28年度は、本研究で対象とする傾斜地盤中の杭基礎を対象としたフォローアップ実験・解析を実施し,本研究全体の成果の最終確認を行うとともに,これまでの成果を総合化した地盤災害予測の精度の高度化へのとりまとめを行った。特に、遠心模型実験に関しては、飽和度の制御および入力加振波形の制御などの実験技術に関する詳細についての精度の向上により、これまで困難であった拡張型相似則の適用性の検証が著しく進展した。

また、数値解析においても、特に、土の基本的力学特性を表現する要素試験の精度向上を図った結果、解析精度にも著しい向上が見られることが確認された。これらの共同研究を推進する情報交換の場としては、平成28年6月に、国際セミナー形式にて、これまでの関連分野における最近の学術的発展の展望をレビューするとともに、流動地盤中の杭基礎の挙動についての一斉実験・一斉解析の成果をとりまとめ、平成29年5月に、関係者が一同に会する国際会議LEAP-JAPAN2017にて、本研究3年間の成果の総合的なレビューおよび今後の国際プロジェクト計画を立案する予定である。大地震時の液状化などの地盤災害を高精度に再現する遠心力場での空間・時間スケール縮小模型実験において,従来の縮尺の限界(50分の1)を超え,1001000分の1の縮尺領域での新たな模型実験を可能とする拡張型相似則に基づいた地盤災害予測の高精度化を図ることを目的とする。このため,遠心力場での一斉実験(3研究機関による同時平行での同一模型の実験)および一斉解析(海外の研究機関を含む4研究機関による同時平行での同一模型実験の解析(ブラインド予測形式))による地盤災害予測を行うことにより,予測精度の飛躍的な高度化を図った。当初計画どおり、一斉実験・一斉解析を実施し、これを基に、国際会議形式にて、複数の実験者・解析者が一同に会して、結果のばらつきの原因を検討した。当初計画どおり,傾斜地盤中の杭基礎を対象とした一斉実験,一斉解析を実施し,最終とりまとめを行う予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。地盤地震工学当初計画どおり、水平成層地盤および傾斜地盤中の杭基礎を対象とした一斉実験。一斉解析を実施する予定である。購入予定だった遠心力場用せん断土槽の仕様調整の為購入が次年度に持ち越された28年度が最終年度であるため、記入しない。遠心力場用せん断土槽平成27年7月納入予定28年度が最終年度であるため、記入しない。
超音波定在波および進行波を利用した混合粒子の分離と分級

はじめに超音波振動により生じる音圧および表面振動による粒子と壁面間の摩擦低減効果を調べた。その結果,粒子径が大きくなるほど音圧による低減効果,粒子密度が大きいほど表面振動による低減効果が大きくなることがわかった。そして,この効果差を利用したシリカ粒子群の分級ならびに鉄とチタンの混合粒子群からの分離を試み成功した。次に,粒子の代わりに立方体を用いて,立方体の変形や振動板サイズによる影響を調べた。その結果,立方体が大きくなるほど粒子変形量が小さくなること,振動板サイズが大きいほど変形量も摩擦低減効果も大きくなり,粒子への振動エネルギ透過の影響も考慮する必要性を示すことができた。計画通り実験を行い,平成27年度は次の結果を得た。1)超音波振動による粒子-壁面間の摩擦低減評価。板上に粒子を散布し,周波数20.5kHzの超音波振動による音圧,表面振動を粒子に与え,摩擦係数を測定した。実験の結果,音圧の影響と比較すると表面振動では小さい振幅で摩擦係数が減少しており,同時に作用する場合は表面振動が支配的であることが明らかになった。また表面振動効果は,粒子径が小さい場合は差が見られないが,500μm程度以上では粒子密度が大きいほど低減効果が大きくなることが分かった。さらに音圧効果は,粒子径が大きいほど材料に関わらず低減効果が大きくなることが分かった。2)混合粒子群の分離・分級の試行。上記の通り摩擦低減効果に関し,粒子径や材料ごとの相違が明確に表れたため,計画になかった混合粒子群の分離・分級を試み,その可能性を調べた。分級では,粒子径の異なる4種類のシリカ粒子を混ぜて板上に散布し,超音波音圧を変えながら粒子に与え,板上から落下した粒子を抽出した。その結果,板から落下する粒子径が音圧により異なり,分級できることが分かった。また,粒子径が650μm付近のチタンと鉄粒子を均一になるように混ぜて板上に散布し,表面振動を与え,板上に残留した粒子と落下した粒子群に分けた。この粒子群をプラズマ発光分析法により調べた結果,鉄粒子を約80%抽出でき,分離に成功した。3)浮遊板・振動板上の粒子挙動評価。振動する板上に直接粉体を散布した場合と浮遊板を置き,その上に粒子を散布した場合でその挙動を高速度カメラを用いて調べた。その結果,振幅が小さい場合は粒子径と密度が大きいほど速く動くが,振幅が大きくなると逆に遅くなることが分かった。さらに振幅が大きくなるほどその相違が大きくなり,この差を利用することで,混合粒子群からの分離・分級の処理能力を向上できることを示した。平成27年度に予定していた振動周波数20.5kHzにおける粉体と壁面間の摩擦低減効果実験を計画通り粒子材料や粒子径を変えながら行い,音圧ならびに表面振動による影響を明らかにした。また事前の結果予測以上に粒子材料や粒子径による摩擦低減効果の相違が現れたため,当初平成29年度に実施する予定であった混合粒子群からの大きさごとの分級や材料毎の分離を振動周波数20.5kHzにて試みた。その結果,超音波により生ずる音圧を利用することで分級が可能であることが分かった。さらに,粒子径が500μm程度以上の混合粒子群であれば表面振動を利用することで材料毎に分離できることが明らかになった。当初の計画以上に研究が進んだため,これらの研究結果をまとめ,粉体工学会誌に論文投稿し,平成28年2月号に掲載された。しかし,分離・分級効率を向上させるため,ならびに処理量を増やすためには改善が必要であることも分かった。そこで,平成28年度は摩擦低減効果実験において周波数を38,50kHzの2種類で実験する予定であったがこれを38kHzのみとする。そして,音響透過係数による摩擦低減効果を評価するため,超音波振動板上に球形粒子を置き,跳躍する粒子高さを調べる実験を行うこととする。音響透過係数による粒子挙動差が明らかになれば,密度や粒子径以外にも分離・分級の物性値として用いることができ,分離・分級効率向上だけでなく,既存手法では困難であった混合粒子群に対しての適用性も示すことになる。当初の計画通り,平成27年度と比べ超音波振動の周波数を20.5kHzから28,39kHzに変更して実験を行い,下記の結果を得た。1.周波数が高くなっても表面振動による摩擦低減効果が音圧による効果と比べ30倍程度以上と大きく支配的である。そのため,超音波振動による摩擦低減効果を予測する場合は,表面振動のみを考えれば良い。2.音圧による摩擦低減効果は,周波数が高くなっても20.5kHz同様,粒子径が大きいほど大きくなる。また振動振幅が同じ場合,周波数が高いほど摩擦低減効果は大きくなる。しかし,これは単に音圧レベルが大きくなるためであり,粒子速度による影響は小さい。3.表面振動による摩擦低減効果においても20.5kHz同様,周波数が高くなっても粒子密度が大きいほど摩擦低減量が大きくなる。また周波数が高くなるほど低減効果は大きくなり,20.5kHzでは密度による相違が見られなかった粒子径300μmの摩擦低減効果が,高い周波数では相違が現れた。さらにこの表面振動による摩擦低減効果は粒子径,材料が同じ場合,振動面の移動速度の影響を受けることが分かり,つまり振動振幅が同じ場合,周波数が高いほど低減効果が大きくなることが分かった。しかし,これは単に振動振幅を大きくすることと同じであることを意味し,周波数が高くなっても直接的な効果は小さいと言える。

また,超音波振動板のピストン振動エネルギーがこの低減効果に影響していることを示唆する実験結果が得られた。つまり,振動エネルギーが粒子に透過することでそのエネルギーを消費する過程で粒子が動き,見掛けの摩擦抵抗が低減すると考えられる。しかしながら,この影響については不明であり,平成29年度当初の計画に対してこの検証実験を追加して行う。当初,38,50kHzでの実験を計画していたが,圧電セラミックスが周波数が高くなるほど小さくなり,さらに節のないピストンモードでの実験を行うため,振動板の肉厚が大きくなり,摩擦低減効果の実験で表面振動ならびに音圧効果を調べるための十分な振動振幅が得られなかった。また,50kHzでピストンモード振動板を製作する場合,板のサイズが小さくなり粒子挙動の観察が困難になるだけでなく,空間音圧分布が不均一となり,粒子に作用する音圧が位置により異なるため,信頼性の高い測定結果を得ることは困難と考えた。そのため周波数を28,39kHzに変更することとなったが,平成28年度は平成27年度と比べて高い周波数で実験を行い,表面振動ならびに音圧による粒子-壁面間の摩擦低減効果を定量評価することが目的であったため,周波数が変わったとは言え当初の計画通り順調に進んでいると考えている。実験結果としては,周波数が高くなることで表面振動ならびに音圧による摩擦低減効果が大きくなること,混合粒子群からの大きさごとの分級,材料ごとの分離の効率を周波数により向上できることを予想していた。しかし周波数による影響は音圧値を高め,板表面の移動速度が速くなる等間接的に働くため,結果として振幅を大きくすることと同じであることが分かり,分離・分級効率ならびに処理能力を向上させるためには他の手法をとることが必要であることがわかった。超音波振動により板と粒子間のみかけの摩擦抵抗が減少することが申請者の研究より示されていた。しかし、超音波振動により生じる音圧・表面振動が摩擦低減効果に及ぼす影響や粒子物性による効果差については定量的に示されていなかった。そこで超音波振動による粒子-壁面間の摩擦低減効果を定量的に示し、レアメタルリサイクルへの適用性を調べる目的で研究を実施した。初年度は20.5kHzのピストンモードとなる超音波振動板を用いた実験を行い、粒子径が大きいほど音圧による摩擦低減効果が大きくなること、音響透過係数が近い場合は材料密度が大きいほど摩擦低減効果が大きくなることを定量的に示した。さらに、3001000μm程度の異種サイズを混合したシリカ粒子の分級、鉄・チタンを混合した粒子群の材料ごとへの分離を試み、成功した。2年目は、この研究から周波数を28、39kHzに変更して同様に音圧ならびに表面振動による摩擦低減効果を調べた。その結果、20.5kHz同様に粒子径や材料密度により摩擦低減効果が異なること、振動振幅が同じ場合、周波数が高いほど低減効果が大きくなることが分かった。しかし単純な音圧レベルや板の振動速度により、この低減効果を整理することができず、振動エネルギ透過の影響を受けること、粒子物性だけでは低減効果を示すことができないことが分かった。そこで低減メカニズムを詳細に調べるため、3年目は立方体材料を用いて摩擦低減量と超音波振動による立方体材料表面の変形測定実験を行った。
炎症を感知する新規内因性リガンドセンサーの作動機構解明とがん進展における役割

S100A8/A9結合タンパク質の解析から新規受容体としてEMMPRINとR8(仮称)を見出すことに成功した。R8には、二つのスプライシングバリアント、αとβが存在した。EMMPRINとR8αはS100A9に、R8βはS100A8とS100A9に親和性を示した。これら受容体の下流信号伝達の解析から、全て(EMMPRIN, R8α, R8β)に共通してアダプタータンパク質群TRAF2を同定することにも成功した。全ての受容体の下流で、TRAF2はRac/Cdc42を介して細胞の走化性を上昇させる機能を持っていた。メラノーマ塊の組織染色の結果、メラノーマには、同定できた全て(EMMPRIN, R8α, R8β)の受容体が発現していた。興味深い事に、腫瘍周囲の正常組織ではS00A8/A9の発現が顕著であり、それに接しているメラノーマに受容体群の発現が特に顕著であった。移植実験を行ったところ、メラノーマでは、3種の受容体の中でも特にEMMPRINの機能抑制が、肺(S100A8/A9存在)へのメラノーマ転移の顕著な抑制につながることが判明した(EMMPRINは遠隔転移に関わる)。現在の研究からR8α, R8βは、周囲の正常組織からのS100A8/A9を受け、腫瘍塊増殖進展に関わっている事を示唆するデータが出つつあり、その詳細について検討を進めている。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、新規S100A8/A9受容体の発見(R8/R9仮称)を基盤に、炎症-がん進展(増殖、転移)応答ネットワーク形成の分子機構の一端を明らかにすることを目指す。そしてその成果を、将来、当新規受容体を標的とする新しいがん治療法開発や治療薬のスクリーニングシステム開発の基盤にしようというものである。当該年度では、R8, R9受容体のS100A8, A9に対する特異性を決定し、受容体下流信号伝達の分子機構を明らかにすることを目標とした。具体的な成果としては、以下の通りである。R8には、R8αとR8β(スプライシングバリアント)が存在することを見出した。これら受容体(R9、R8α、R8β)は、それぞれホモダイマーあるいお互いにはヘテロダイマーを形成する。結合解析からR9とR8αは、S100A9と、R8βは、S100A8、A9と結合することが判明した。受容体どうしのダイマー状態が、S100A8/A9への親和性を変化させるのである。次に下流信号伝達を解析した。R9の下流にはTRAF2がアダプタータンパク質として機能し、これがNFkB活性化とRac/Cdc42活性につながっていた。一方、R8αとR8βもTRAF2をアダプタータンパク質として持つが、これ以外に増殖誘導に密接に関わるアダプタータンパク質(X)も所有することが明らかとなった(増殖誘導性Erk分子の強力な活性化につながる)。この点が、R9と異なっていたのである。以上、S100A8/A9のR8/R9の結合特異性と受容体シグナル伝達分子機構のKeyとなる一端を解明することができた。当該年度での計画では、研究実績の概要に記述しているように目標の大半を達成するに至った。従って、進捗状況は良好であると考える。但し、受容体シグナルが及ぼす細胞形質の変化の解析がやや遅れている。詳細な成果は以下の通りである。(1) R8, R9とS100タンパク質の結合: S100AA8、A9を、受容体(R8α、R8β、R9)を強制発現させたHEK293細胞の培養系に添加した。細胞を回収し、両者間の結合を解析した。結果、S100A8に対する特異的受容体としてR8βを同定することに成功した。

R8αは、R9と同様にS100A9への強い結合性を示した。(2) R8とR9の2量体形成:次に、R8α, R8β, R9の3者間で、どのような2量体形成が起こるのかについて検討した。各受容体(R8α, R8β, R9)の相互作用の解析結果から、R8α, R8β, R9はそれぞれホモダイマー形性能(R8α/R8α、R8β/R8β、R9/R9)があること、そして、R8α/R8β、R8α/R9、R8β/R9のヘテロダイマー形成も可能であることが判明した。(3) R8とR9のアダプタータンパク質:R8とR9の細胞質領域には、TRAF結合モチーフが存在する。そこで、TRAF2に関して、R8とR9の細胞質領域への結合能を検討した。R8あるいはR9の細胞質領域とTRAF2をHEK293に同時トランスフェクションし、R8あるいはR9の細胞質領域を免疫沈降した。結合性アダプタータンパク質をWBにより解析したところ。R8とR9に、TRAF2が共通して結合してくることを見出した。さらにR8には、TRAF2以外に増殖誘導に密接に関わるアダプタータンパク質(X)が結合してくることが明らかとなった(増殖誘導性Erk分子の強力な活性化につながる)。この点が、R9と異なっていた。今後の研究方針は、以下の通りである。(1)各受容体(R8α、R8β、R9)シグナルが及ぼす細胞形質の変化の解析を終える。(2)各受容体(R8α、R8β、R9)が、がん組織内でどのような細胞種に発現があるかを解析する。(3)各受容体(R8α、R8β、R9)のドミナントネガティブ体を安定に発現するメラノーマクローンを作製し、マウス個体内に移植して、そのがん進展過程を解析する。また、尾静脈投与による肺転移能の検討も行う。25年度が最終年度であるため、記入しない。
都市直下型地震時における地下構造物の安定問題に関する研究

平成7年1月17日に兵庫県南部を中心に発生した地震は,大都市圏近傍で発生した内陸型地震で,市民生活に甚大な被害をおよぼし多数の死傷者をもたらした。被害は,地上構造物だけでなく地下構造物にもおよび,各種地下構造物の都市直下型地震に対する耐震性を検討する必要性に迫られている。本研究では,都市直下型地震に対して,各種地下構造物の震害調査と耐震性に関する検討を行うことを目的としている。まず,兵庫県南部地震で損傷を受けた地下構造物だけでなく,受けなかった地下構造物に対しても被害の調査を行い,それぞれの構造物に作用した地震動(直下型特有のもの)の特定,地形・地盤構造,構造物の形状,構造材料の特性,施工法を考慮に入れた総合的な評価を行う。これに関しては,山岳トンネル,都市部シールドトンネル,地下街,開削工法による地下鉄駅舎部等の情報が,被害の有無あるいは大小にかかわらず130件,先に述べた項目について整理を行い,項目と簡単な内容をデータ化している。これらは,今後行われる解析や検討の基礎資料となるものと考える。以上のような調査研究から,地下構造物は震害は,地上構造物に比べ軽微なものであり,開削工法による構造物に集中している傾向がある。また,同じ開削工法でも,地下街には被害はなく,駅舎部のような長手方向のある構造物で被害が多く見られた。また,地質の境界があるような地域は,振動が増幅し被害をもたらしている傾向を確認出来た。
半栽培(半自然)と社会的しくみについての環境社会学的研究

本研究では、ヨシをはじめとするさまざまな半栽培植物(または半家畜の動物)に焦点を当て、かかわる人間の側のしくみ・制度を論じることにより、自然のあり方とそれに対応する人間社会のあり方を統一的に把握するモデルを提示することを目標としている。本研究の最終年度に当たる平成19年度は、(1)宮城県の北上川河口地域でヨシ(葦)(Phragmites australis)原の利用のしくみと変遷についての現地調査を継続し、まとめにかかる一方、(2)研究会を開いて多様な専門分野の研究者が集まり、本研究の総括的な議論を行った。その結果、(1)の北上川河口地域での調査では、ヨシ原が歴史的に大きく変遷しており、それと地域組織や人々の生活構造の変遷が大きくかかわっていることが明らかになった。自然環境-自然利用-社会組織の3者が、相互に関連しながら、変遷している様子が見られ、さらに、そこでは、強固なしくみと柔軟なしくみとが折り重なるように存在していることが分かった。また、(2)の総括では、(i)「半栽培」概念の幅広さが明らかになり、(a)domestication(馴化、栽培種化)、(b)生育環境(ハビタット)の改変、(c)人間の側の認知の改変、の3つの次元で考えることが妥当であり、さらには、さまざまなレベルの「半」(半所有、半管理.)と結びついていることが明らかにされた。(ii)また「半栽培」と「社会的しくみ」の間に連関があることは確かだが、その連関の詳細はモデル化しにくいこと、したがって、各地域の地域環境史を明らかにすることから個別の連関を明らかにしていくことが重要であることがわかった。(iii)さらに、こうした半栽培の議論は今後の順応的管理の際に重要なポイントになってこと、これと関連して、欧米で議論され始めているadaptive governance概念が本研究にも適応できる概念ではないかということが分かった。本研究は、そうした総括を踏まえ、成果を商業出版する方向で進めている。本研究の初年度に当たる平成17年度は、(1)宮城県の北上川河口地域でヨシ(葦)(Phragmites australis)原の利用のしくみと変遷についての現地調査を進める一方、(2)4回の研究会を開いて多様な専門分野の研究者が集まり、本研究テーマに従った報告と議論を行った。(1)の北上川河口地域での調査では、ヨシ原が歴史的に大きく変遷しており、それと地域組織や人々の生活構造の変遷が大きくかかわっていることが明らかになった。自然環境-自然利用-社会組織の3者が、相互に関連しながら、変遷している様子が見られることがわかった。また、(2)の研究会では、ヨシ、山菜、きのこ、岩のり、(里山としての)ガーデニング(園芸)、中部アフリカにおける焼畑農耕と半栽培、マゲシカと奈良のシカ、ニホンザルなどがとりあげられ、それらがおおくくりでは「半栽培(半家畜)」という枠で議論できそうなこと、しかし、それぞれ、置かれている社会的な状況や歴史がからみ、「半栽培(半家畜)」にさまざまな方向のバリエーションがあることが明らかにされた。

研究会ではさらに、私たちが議論したい「人間と自然との間の多様な関係」がすでに「半栽培」という言葉では十分に言い表せないこと、なるべく多くの事例をもとにさらに議論する必要があること、自然管理や野生動物管理の現場での議論と接続性があること、なども議論された。本研究では、ヨシをはじめとするさまざまな半栽培植物(または半家畜の動物)に焦点を当て、かかわる人間の側のしくみ・制度を論じることにより、自然のあり方とそれに対応する人間社会のあり方を統一的に把握するモデルを提示することを目標としている。本研究の第2年次に当たる平成18年度は、(1)宮城県の北上川河口地域でヨシ(葦)(Phragmites australis)原の利用のしくみと変遷についての現地調査を継続する一方、(2)5回の研究会を開いて多様な専門分野の研究者が集まり、本研究テーマに従った報告と議論を行った。その結果、(1)の北上川河口地域での調査では、ヨシ原が歴史的に大きく変遷しており、それと地域組織や人々の生活構造の変遷が大きくかかわっていることが明らかになった。自然環境-自然利用-社会組織の3者が、相互に関連しながら、変遷している様子が見られることがわかった。また、(2)の研究会では、サクラソウ、渡良瀬遊水地のヨシ原、中国海南島の半栽培植物群、中国雲南省の圃場内半栽培植物群、竹林(主に竹林拡大問題)、)クロスズメバチ飼育、中国の「見立て」文化などをとりあげ、それらを半栽培と社会的しくみの議論に引きつけて議論し、さらに集中討議、中間総括会では、「半栽培」概念の妥当性などについて議論した。その結果、(1)「半栽培」という言葉で十分にくくれないものがあり、(a)domestication(馴化、栽培種化)、(b)生育環境(ハビタット)の改変、(c)人間の側の認知の改変、の3つの次元で考えることが妥当であること、(2)また「半栽培」と「社会的しくみ」の間に連関があることは確かだが、その連関の詳細はモデル化しにくいこと、が明らかにされた。さらに、また今後の議論の方向性としては、(1)「半栽培」の理論化、類型化、(2)自然-社会のダイナミック・モデルを立てる、(3)地域の生活環境史(地域生態史)の記述、事例集づくり、の3つの報告があることが明確になってきた。本研究の最終年度に当たる平成19年度は、(1)宮城県の北上川河口地域でヨシ(葦)(Phragmites australis)原の利用のしくみと変遷についての現地調査を継続し、まとめにかかる一方、(2)研究会を開いて多様な専門分野の研究者が集まり、本研究の総括的な議論を行った。自然環境-自然利用-社会組織の3者が、相互に関連しながら、変遷している様子が見られ、さらに、そこでは、強固なしくみと柔軟なしくみとが折り重なるように存在していることが分かった。また、(2)の総括では、(i)「半栽培」概念の幅広さが明らかになり、(a)domestication(馴化、栽培種化)、(b)生育環境(ハビタット)の改変、(c)人間の側の認知の改変、の3つの次元で考えることが妥当であり、さらには、さまざまなレベルの「半」(半所有、半管理、...)と結びついているることが明らかにされた。
海底熱水環境での前生物分子進化と自己触媒型分子セットの出現

本研究が着眼したのは,海底熱水噴出孔から噴出される熱水とその周りに広がる冷海水の界面において進行する分子重合過程である.そのため,海底熱水噴出孔の熱水環境を模した進化フローリアクターを実験室内に建設した.グリシン,アラニン,アスパラギン酸,バリンの4種類のアミノ酸を原料とする出発反応溶液を進化フローリアクターで運転したとき,120分経過後の生成物群には多種多様なパターンが現れた.その要因となるのはアスパラギン酸及びその化合物が造る反応生成物であり,アスパラギン酸がオリゴマーの構成素材のほかに触媒として機能を有することを示唆する.このことは,化学進化の過程でも生成物質問での相互作用による選択・淘汰が起こり得ることを明示する.熱水環境においては,アミノ酸のラセミ化が進み,金属イオンの種類によってエナンチオマ過剰率に差が生じた.熱水環境ではL-体,D-体の光学安定性に自発的な偏りが生じることを示唆する.AMPを出発物質に選び,トリメタリン酸をリン酸源にしたとき,それからADP, ATPの生成を確認した.AMPのリン酸化が進化フローリアクター内で進行し,海底熱水噴出孔の近傍がヌクレオシド,ヌクレオチドのリン酸化の環境に適していることがここに確認された.さらにイミダゾール存在下においてはオリゴマーの生成を確認した.リアクター運転の長時間化により3量体以上の分子量を持ち,3'-ホスホジエステル結合を有する物質が生成された.この実験事実は熱水環境が核酸の重合反応を促進する環境でもあり得たことを意味する.海底熱水環境がオリゴペプチド,オリゴヌクレオチド生成のそれぞれにおいて,反応物が次に起こる反応に影響を与え,かつそれらの反応が触媒型分子の出現をうながす,とする所期の研究目的に対してそれを肯定する結果がここに得られた.本研究が着眼したのは,海底熱水噴出孔から噴出される熱水とその周りに広がる冷海水の界面において進行する分子重合過程である.そのため,海底熱水噴出孔の熱水環境を模した進化フローリアクターを実験室内に建設した.グリシン,アラニン,アスパラギン酸,バリンの4種類のアミノ酸を原料とする出発反応溶液を進化フローリアクターで運転したとき,120分経過後の生成物群には多種多様なパターンが現れた.その要因となるのはアスパラギン酸及びその化合物が造る反応生成物であり,アスパラギン酸がオリゴマーの構成素材のほかに触媒として機能を有することを示唆する.このことは,化学進化の過程でも生成物質問での相互作用による選択・淘汰が起こり得ることを明示する.熱水環境においては,アミノ酸のラセミ化が進み,金属イオンの種類によってエナンチオマ過剰率に差が生じた.熱水環境ではL-体,D-体の光学安定性に自発的な偏りが生じることを示唆する.AMPを出発物質に選び,トリメタリン酸をリン酸源にしたとき,それからADP, ATPの生成を確認した.AMPのリン酸化が進化フローリアクター内で進行し,海底熱水噴出孔の近傍がヌクレオシド,ヌクレオチドのリン酸化の環境に適していることがここに確認された.さらにイミダゾール存在下においてはオリゴマーの生成を確認した.リアクター運転の長時間化により3量体以上の分子量を持ち,3'-ホスホジエステル結合を有する物質が生成された.この実験事実は熱水環境が核酸の重合反応を促進する環境でもあり得たことを意味する.海底熱水環境がオリゴペプチド,オリゴヌクレオチド生成のそれぞれにおいて,反応物が次に起こる反応に影響を与え,かつそれらの反応が触媒型分子の出現をうながす,とする所期の研究目的に対してそれを肯定する結果がここに得られた.本研究は,冷熱浴が物質進化に及ぼす影響を実験に訴えて明らかにすることを目的とした.対象とする冷熱浴は海底熱水噴出孔の周りに広がる冷海水であり,考察する物質進化過程は熱水塊からエネルギーを獲得することによって進行する分子重合過程である.そのため,海底熱水噴出孔を模した進化フローリアクターを実験室内に建設した.特に具体的な対象として選んだのはオリゴペプチドとオリゴヌクレオチドがお互いに相互触媒となる条件の探索である.本年度はその準備段階としてヌクレオシド(例,アデノシン)およびヌクレオチド(例:AMP)が進化フローリアクター内でリン酸化される条件の探索に的を絞った.リン酸源にはトリメタリン酸を用いた.トリメタリン酸は原始地球上において火山活動を想定するならば,容易に生成可能である.AMPを出発物質に選び,トリメタリン酸をリン酸源にしたとき,それからADP, ATPの生成を確認した.そのときの進化フローリアクターの主たる運転条件は,高温部100°C,低温部0°C,圧力15Mpa,流速8ml/minであった.反応溶液の全量は300mlに設定した.生成量の確認はリアクターの運転を開始してから180分後に行った.高温部の温度を100°C以上に設定すると加水分解が進行し,生成量の減少が認められた.一方,高温部を100°C以下に設定するとADP, ATPの生成そのものが抑制されることが判明した.AMPのリン酸化が進化フローリアクター内で進行することから,海底熱水噴出孔の近傍がヌクレオシド,ヌクレオチドのリン酸化の環境に適していることがここに確認された.

われわれはこれまで海底熱水環境がアミノ酸分子からのオリゴペプチドの生成に適した環境であることを認め,それを公表してきた.本年度の成果は,海底熱水環境がオリゴペプチド,オリゴヌクレオチド生成に対して,互いに他の生成を助長する,とした所期の研究目的を肯定,補強する材料を提供する.本研究が着眼したのは,海底熱水噴出孔から噴出される熱水とその周りに広がる冷海水の界面において進行する分子重合過程である.本年度は,海底熱水噴出孔を模した,温度設定の異なる2種の進化フローリアクターを実験室内に建設し,オリゴペプチドとオリゴヌクレオチの生成過程において現れる触媒分子の探索を行った.グリシン,アラニン,アスパラギン酸,バリンの4種類のアミノ酸を原料とする出発反応溶液を高温高圧部220°C,24MPaの条件下で進化フローリアクターを運転したとき,120分経過後の生成物群には多種多様なパターンが現れることを確認した.その要因となるのは温度やpHなどの示強パラメータではなく,アスパラギン酸およびその化合物が造る反応生成物であることが判明した.この事実はアスパラギン酸がオリゴマーの構成素材としての役割ばかりではなく,オリゴマーの生成を促進させ,触媒として機能を有することを示唆する.このことは,化学進化の過程でも,生成物質間での相互作用による選択・淘汰が起こり得ることを明示する.また熱水環境においては,アミノ酸のラセミ化が進み,金属イオンの種類によってエナンチオマ過剰率に差が生じた.この結果は熱水環境ではL-体,D-体の光学安定性に自発的な偏りが生じることを示唆する.AMPのリン酸化が進化フローリアクター内で進行し,さらにイミダゾール存在下においてオリゴマーの生成を確認した.リアクター運転の長時間化により3量体以上の分子量を持ち,3'-ホスホジエステル結合を有する物質が生成された.この実験事実は熱水環境が核酸の重合反応を促進する環境でもあり得たことを意味する.海底熱水環境がオリゴペプチド,オリゴヌクレオチド生成のそれぞれにおいて,反応物が次に起こる反応に影響を与え,かつそれらの反応が触媒型分子の出現をうながす,とする所期の研究目的に対してそれを肯定する結果がここに得られた.
患者-薬剤師のリスク・コミュニケーションに関する基礎的研究

良好な薬剤師-患者コミュニケーションは、患者の服薬コンプライアンスを向上させ、副作用を防止するうえで、不可欠の要素とされている。近年では、薬に伴う個人リスクの回避に関する問題として、専門家(医師、薬剤師)は使用法や副作用に関する情報を患者にどう伝えるかというリスク・コミュニケーションの問題として検討されている。本研究では、従来の方法に代えて、萩原らが提唱する方法である、薬剤師と患者をペアにし、自記式質問票を用いて、薬剤師の説明の程度に関する両者の認識のズレを用いて、薬に関する薬剤師-患者間のリスク・コミュニケーションについて評価した。対象は福岡県薬剤師会に所属する薬剤師250名、およびその患者1500名で、調査期間は2006年11月から2007年3月までである。薬剤師および患者の調査票の回収率は、それぞれ53.6%(134/250)及び42.9%(644/1500)であった。その結果、以下の点が明らかになった。(1)「薬剤師の説明の程度」「薬剤師の説明に対する患者の理解」「薬剤師の説明、指導、対応の適切さ」に関し、患者よりも薬剤師の評価が高い揚合("Phamlacist better")、患者アウトカムに関して悪影響を及ぼしている。(2)しかも、この知見は、医師・患者コミュニケーションの場合と同じであった。更に、(3)患者よりも薬剤師の評価が高い場合("Pharmacist better")に関連する要因は、薬剤師の年齢、薬剤師1人当りの患者数、薬局の薬剤師数であった。この情報は、今後、薬剤師に対するコミュニケーション研修を行ううえで有益であると思われる。しかしながら、何故このような知見が得られたのかという理由や背景については、更に検討を加える必要がある。また、回収率が低かったので、知見の外的な妥当性については更に慎重に検討する必要がある。本研究では、薬剤師と患者をペアにし、自記式質問票による薬剤師・患者間コミュニケーションに関する調査を行い、(1)薬の効果や効能、(2)薬の服用の必要性、(3)薬の服用方法や服用頻度、および、(4)薬の副作用、に着目し、患者の説明欲求の程度、薬剤師が行った説明の程度、患者の理解の程度に関し、薬剤師と患者の認識、および両者の認識のズレの定量的な評価を行う。更に、以上の諸点における薬剤師と患者の認識のズレに関連する要因(例、患者の年齢や性別、薬剤師の経験年数、薬局の患者数、患者の診療科等)を解明する。以上の研究目的を達成するため、平成18年度の前半で、萩原が中心になって信友および教室の大学院生と一緒に、患者-薬剤師関係を分析した研究についてレビューし、患者アウトカム(副作用、治療効果コンプライアンス、患者満足度、医療費)の観点から、知見を整理した。この文献的考察によって、患者-薬剤師コミュニケーションに関する、全ての要因を網羅した質問票(案)を作成し、福岡県薬剤師会の担当者を交えて検討した後、数個所の薬局の薬剤師と患者を対象にパイロット・スタディを行った。その結果を踏まえ、表現や内容を調整しながら質問票を確定し、年度の後半から、分担研究者(信友)が中心になって、福岡県内の数十箇所の薬局の薬剤師と患者を対象に、「患者-薬剤師コミュニケーション」に関する調査を実施した。得られた結果は、萩原が窓口になって、業者に依頼して順次コンピュータに入力してデータ・ベース化を進めている。全データの入力が終わり次第、萩原が中心になって、解析に着手する予定である。

先行研究は患者を対象にしたものが主流で、(1)薬の使用法の説明に比べ、副作用の説明が少ない、(2)薬の情報に関し、医師から求めるグループ、薬剤師から求めるグループ、書物やインターネット等を利用するグループ、求めないグループに大別される、といった概略的なことしか分っていない。リスク・コミュニケーション改善に役立っと思われる、(1)や(2)の知見の背景にある患者-薬剤師コミュニケーションの問題点については不明である。そこで、本研究では、従来の方法に代えて、萩原らが提唱する、福岡県内の薬剤師と患者をペアにし、自記式質問票による薬剤師・患者間コミュニケーションに関する調査を行い、薬に関する薬剤師-患者間のリスク・コミュニケーションを評価した。その結果、以下の点が明らかになった。(1)「薬剤師の説明の程度」「薬剤師の説明に対する患者の理解」「薬剤師の説明、指導、対応の適切さ」に関し、患者よりも薬剤師の評価が高い場合("Pharmacist better")、患者アウトカムに関して悪影響を及ぼしている。(2)しかも、この知見は、医師・患者コミュニケーションの場合と同じであった。更に、(3)患者よりも薬剤師の評価が高い場合("Pharmacist better")に関連する患者と薬剤師側の要因の特定は、今後、薬剤剤師に対するコミュニケーション研修を行ううえで有益であると思われる。しかしながら、何故このような知見が得られたのかという理由や背景については、更に検討を加える必要がある。また、回答率が低かったので、知見の外的な妥当性については更に慎重に検討する必要がある。
「公私」観念についての思想史的考察--18世紀スコットランド啓蒙哲学を中心として

本研究においては、スコットランド啓蒙哲学における「公私」観念についての研究を行った。そのために、グラスゴー大学アダム・スミス・リサーチ・ファンデーションの客員研究員となり、このテーマをめぐってグラスゴー大学のクリストフォー・ベリー教授と議論した。その結果、「私」的個人とは、単に利己的なだけでなく道徳的心性を有しており、自分たちで正義を導くことができることが分かった。本研究は、17世紀の社会契約論と比較しながら、18世紀スコットランド啓蒙哲学における「公私」観念の特徴を明らかにするものである。本年度においては、平成20年10-11月にかけてスコットランドへと渡り、エジンバラ大学とグラスゴー大学を訪問した。両大学とも、スコットランドを代表する大学であり、その知的伝統に基づいて多くの歴史的な資料を保持している。これらの一次資料を手に入れるために、両大学の図書館にある「スペシャル・コレクション・センター」を訪問した。これらのセンターにおいては、W.R.スコットによる『アダム・スミスへのギリシアの影響』や「(アダム・)スミスと(ロバート・)バーンズ」といった新聞記事に至るまで、多くの資料を手にいれることができた。グラスゴー大学においては、「アダム・スミス研究基金」(Adam Smith Research Foundation)の共同代表であるクリストファー・ベリー教授(Prof. Christopher Berry)と面会し、17世紀の社会契約論と18世紀のスコットランド啓蒙哲学における学問的方法論の違いを確認することができた。また、スコットランド啓蒙哲学の諸理論における、「自己-他者」間の応答による「社会性」(sociability)の意義について知ることができた。さらに、アメリカにおける公共哲学の分野をリードするハーバード大学のマイケル・サンデル教授を日本に招聘し、国際シンポジウムを行った。マイケル・サンデル教授は、現代リベラリズムの公共哲学となっている「手続的共和国」の形骸化を批判し、「自己統治」を基軸とする共和主義的な公共哲学の復権を主張したのである。一般的に、18世紀の商業社会の成立は、共同体から解放された利己的な個人の成立に特徴づけられてきた。しかし、その商業社会を論じたスコットランド啓蒙論者たちにおいては、17世紀の社会契約論のように個人を他者から遊離した利己的な存在としてのみ捉えていたのではない。むしろ、交換を通じて他者と関わり合い、一定の道徳的心性を有するようになると論じていたのである。彼らの道徳哲学には、他者との「共感」によって正義のルールを導出できることを明らかにしたところに特徴がある。本年度は、11月から2月までグラスゴー大学アダム・スミス・リサーチ・ファンデーションの客員研究員を務めた。ヒューム研究において世界的に有名であるグラスゴー大学のクリストファー・ベリー教授と度々議論し、ディビット・ヒュームの「道徳哲学」についての研究を行った。グラスゴー大学で行われている講義にも参加し、イギリス思想史についての知見を深めることができた。この研究成果を、千葉大学の「社会・政治思想研究会」と「公共哲学研究会」の双方において発表した。また、コミュニティを基盤とする公共哲学としての論文「市場と共同体--シティズンシップの政治経済論」が、広井良典・小林正弥編著『コミュニティ』(勁草書房、2010年)に収録されて出版された。
基底膜分子パールカン欠損による新規大動脈解離モデルマウスを用いた分子病態解明

基底膜分子パールカンを欠損した大動脈組織は、内皮依存性弛緩機能の低下を引き起こすことを示し、大動脈組織における内皮型NO合成酵素(eNOS)の発現低下を引き起こすことを示した。パールカン遺伝子の発現を人為的に低下させた大動脈内皮細胞も、eNOSの発現低下を示し、この低下したeNOSの発現は、組み換えパールカンの存在下で回復すること示した。これらより、パールカン欠損大動脈は、内皮依存性弛緩機能の低下で示されたような内皮機能低下を引き起こし、この機能低下は、eNOS発現の減少に起因することが明らかとなった。そして、パールカンは大動脈内皮のeNOS遺伝子発現維持に役割を果たしていることがわかった。基底膜は、細胞外環境の中核を形成していると考えられている。本研究では、血管基底膜の構成分子であるパールカンを欠損したパールカンコンディショナルノックアウト(Perl CKO)マウスの解析より、パールカンの血管組織における役割を明らかにすることを目的としている。本年度は、パールカン欠損大動脈および対照マウスに対し、更なる形態学的解析および分子生物学的解析を行った。24年度に行った組織染色をもとに、Perl CKOおよび対照マウスの大動脈組織の形態を透過電子顕微鏡により解析を行った。対照の大動脈組織と比較し、パールカン欠損大動脈組織の中膜層の弾性板に部分的に断裂や湾曲が観察された。大動脈組織の中膜におけるパールカンの分子の局在について免疫染色法を用いた共焦点顕微鏡での解析を行った。中膜層の弾性板への共局在を認めた。パールカン欠損大動脈観察された弾性板の形態異常や大動脈解離に対し、弾性線維形成能の低下あるいは弾性線維分解の亢進という2つの仮説を立て、弾性線維主要構成タンパク質および弾性線維分解酵素の遺伝子発現の解析を行った。Perl CKOマウスの大動脈組織における弾性線維主要構成タンパク質の遺伝子発現は、対照マウスと比較し減少傾向を示したが、統計的解析に向けて追加実験が必要と思われた。一方、弾性線維分解の遺伝子発現に違いは認められなかった。更に、Perl CKOおよび対照マウスの大動脈組織の成熟度を解析したが、有意な差は認められなかった。また、24年度に行った生理学的解析において、パールカン欠損大動脈で認められた内皮依存性弛緩作用低下が認められ、遺伝子解析より、内皮型NO合成酵素(NOS3)の発現の減少を認めていたが、タンパク質発現解析よりタンパク質レベルでの有意な減少も確認した。細胞外マトリックスの1つである基底膜は、細胞外環境の中核を形成していると考えられており、全ての組織に存在する。血管基底膜の構成分子であるパールカンは、様々な細胞内シグナルを修飾制御する機能分子としても働く。パールカンコンディショナルノックアウトマウスの解析より、パールカン欠損大動脈の約20%で大動脈解離を観察している。本年度は、この発症要因を明らかにすることを目標とした。パールカン欠損が大動脈組織にどのような変化を与えるかを示す為、パールカン欠損大動脈および対照マウスに対し、形態学的解析および生理学的解析を行った。形態学的解析として、パールカン欠損および対照マウスの大動脈組織を用いた組織染色(HE染色、エラスチカ・ワンギーソン染色)を行い、血管組織および弾性線維の形態変化について光学顕微鏡を用いて解析を行った。パールカン欠損大動脈組織における平滑筋層の肥厚や弾性線維の形態の乱れが観察された。一方、生理学的解析として、パールカン欠損および対照マウスの大動脈を用いた大動脈リング張力試験により、パールカン欠損大動脈組織の収縮・弛緩機能を検討したところ、外因性NO様物質による内皮非依存性弛緩作用においては差が認められなかったが、アセチルコリンによる内皮依存性の一酸化窒素(NO)遊離を介した弛緩作用に有意な低下が認められた。また、遺伝子解析より、内皮型NO合成酵素(NOS)の発現の減少を認め、新たにパールカンの収縮・弛緩機能への関与が示唆された。本研究は、血管基底膜構成分子であるパールカン(Perl)を欠損したパールカンコンディショナルノックアウト(Perl KO)マウスの解析より、血管組織におけるPerlの役割を明らかにすることを目的としている。前年度に引き続きPerl KO大動脈組織に対する解析を行うと共に、培養内皮細胞を用いた解析を行った。これまでのPerl KO大動脈組織の解析より、Perl欠損大動脈において弾性線維の主要構成タンパク質の発現やその成熟度が低下傾向を示した。大動脈における分化の検討した結果、収縮型平滑筋細胞で認められるアクチン、ミオシンのRNA発現の有意な減少が認められ、中膜層の脆弱化の可能性を示唆した。

また、これまでのPerl KO大動脈組織の解析より、内皮依存性弛緩機能低下を認め、内皮型NO合成酵素(NOS3)の有意な発現減少が認められていた。PerlとNOS3との関連を検討する為、ヒト大動脈内皮細胞(HAEC)にPerl siRNA処理後、NOS3の遺伝子発現について解析を行った。Perl siRNA処理HAECによりPerlのRNA発現が有意に減少し、それに伴いNOS3のRNA発現が有意に減少した。Perlのヘパラン硫酸鎖の関与を検討する為、酵素処理によるHAECのHS鎖除去を行い、経時的にNOS3のRNA発現変動を検討したが、発現に変動は見られなかった。一方、組み換えPerl存在下、Perl siRNA処理HAECのNOS3のRNA発現を検討した結果、Perl siRNA処理により減少したNOS3のRNA発現が、コントロールと同等レベルまで有意に回復した。本研究より、Perl欠損がNOS3発現減少起因の内皮機能低下を引き起こすことを示し、Perlは大動脈内皮のNOS3遺伝子発現維持に役割を果たしていることを示した。医歯薬学本年度では、引き続きパールカン欠損大動脈の電子顕微鏡を用いた形態解析、分子生物学的解析およびマウス胸部大動脈からの内皮・平滑筋初代培養細胞の樹立を予定していた。形態学的解析において、パールカン欠損大動脈組織の中膜層の弾性板に部分的に断裂や湾曲が観察した。分子生物学的解析においては、パールカンコンディショナルノックアウトマウス(Perl CKO)において弾性線維形成能の低下傾向を示し、弾性線維の分解亢進が起きていないことを示した。また大動脈組織の成熟度を比較も行った。また、前年度の生理学的解析において認められた内皮依存性弛緩作用の有意な低下に関して、遺伝子だけでなくタンパク質解析において有意な減少を示した。更に、マウス胸部大動脈からの内皮・平滑筋細胞の初代培養細胞の樹立において、両表現型マウスからの平滑筋初代培養細胞を樹立したが、予定していた両表現型マウスからの内皮初代培養細胞を樹立に至らなかった。予定していた解析の多くは行うことが出来たが、本研究で使用するPerl CKOマウスは産仔数が少ないことや、解析には健常部位を使用しており大動脈解離発症により解析に使用出来ない大動脈組織が生じる時があり、サンプル数の確保がやや困難である時が生じる為、統計的解析に向けて追加実験が必要があると思われる。平成24年度では、パールカン欠損における大動脈解離の発症要因を明らかにすることを目標とし、光学顕微鏡、電子顕微鏡を用いた解析による、正常大動脈組織がパールカン欠損によってどのような変化を起こしているかの形態学的解析および大動脈リング張力試験を用いた、血管収縮・弛緩機能の検討の生理学的解析を予定していた。形態学的解析において、対照マウス及びコンディショナルノックアウトマウスの胸部大動脈組織のHE組織染色、エラスチカ・ワンギーソン染色法により、パールカン欠損大動脈組織における平滑筋層の肥厚や弾性線維の形態の乱れが観察している。現在は、電子顕微鏡を用いた解析に進めている。
間葉系幹細胞／肝細胞を融合したスフェア移植による新しい重症肝障害の治療戦略

MSCの細胞速度、移動細胞数が遊走刺激の濃度依存的に変化することが示され、またGFP/ルシフェラーゼ遺伝子は6070%の効率でMSCに導入され、細胞生存率は80%以上と安定していた。このMSCをマウスに細胞移植した後、MSCの集積が病理組織学的に確認された。イメージングシステムによる画像解析によってMSCはin vivoにおいて経時的な集積傾向が見られ、病理組織学的に遊走刺激との関連が示唆された。本研究では、これまで明らかにされていたなったMSCの体内移植後の動態が明らかとなり、今後の自己由来MSCを用いた副作用のないターゲティング療法の開発へ大きな期待が持てる結果となった。本研究は、近年細胞移植治療に応用されつつある間葉系幹細胞の持つ、細胞間相互作用を介した直接的な或は様々な分泌因子を介した間接的な、免疫制御・細胞機能補助効果に着目し、肝臓治療分野に応用できるかをin vitro、in vivoのモデルを用いて評価することを目的としている。平成24年度は申請計画に上げたごとく、特に間葉系幹細胞のマウス動物モデルへの細胞移植によって、移植後の細胞が体内でどのような動態を示すか、また細胞が体内で一定の箇所に生着後の実際の細胞の局在・周囲組織との関連および治療効果を判定するため、in vivoでのライブイメージング技術を用いた解析を行った。実際に細胞動態を体外から動物が生存している状態でライブイメージを追跡できる装置:IVIS imagingsystemを用いて免疫不全マウスの局所に移植したヒト間葉系幹細胞が、時間単位日単位でどのように体内を移動し、生着していくのか、またどの程度の期間生存可能なのかを追跡評価した。細胞は時間単位で体内を移動し、炎症部位に集積するとともに7日間まで体内で生存し、さらに抗炎症効果を発揮することが示された。また同時に、細胞特異的抗体を用いた病理組織学的解析によって細胞が実際に組織内で生着している状態を示すため、炎症部位の一つでもある腫瘍を背部に植えた担癌マウスモデルを用い、腫瘍周囲での生着状態を示すことができた。この際、他部位への集積を同時に評価し、肺、脳、腎臓などへは集積せず、特に炎症の強い部位へ特異的に集積する可能性が示された。本研究は、間葉系幹細胞の持つ細胞間相互作用を介した直接的な或は様々な分泌因子を介した間接的な、免疫制御・細胞機能補助効果に着目し、肝臓治療分野に応用できるかをin vitro、in vivoのモデルを用いて評価することを目的としている。平成25年度は申請計画の最終項に上げた内容を基準に、特に間葉系幹細胞を用いたマウス動物モデルへの細胞移植によって、実際にin vivoでの細胞の動態を解析し、細胞としての免疫制御効果を示すかどうかを検討した。細胞移植後に組織を採取し、間葉系幹細胞に特異的なCD90およびCD105をマーカーとして用いた免疫染色を行うことによって、移植した細胞が実際に体内で7日間以上に渡って残存すること、また周囲の細胞の遊走を抑制し、免疫調整機能を維持することが示された。またこの間葉系幹細胞にエレクトロポレーション法を用いて遺伝子導入することによって、内部から特定のタンパクを多量に発現する遺伝子改変間葉系幹細胞を作成した。このタンパク(ABOX)がin vitroで十分に発現することを免疫染色やタンパク解析を用いて示した後、in vivoでも動物体内で持続的に発現することが組織学的に示された。この結果によって、本研究目的である医工学的に組織変化をもたらした間葉系幹細胞の細胞移植による動物体内での機能維持が明らかとなり、今後の間葉系幹細胞移植による臨床応用への可能性が示された。平成23年度は申請計画に上げたごとく、まずin vitroでの間葉系幹細胞の役割、細胞間相互作用に関するメカニズムを明らかにすることから開始した。間葉系幹細胞は様々な因子を分泌し、ある種の細胞に対する遊走能を有していると考えられている。間葉系幹細胞と細胞との相互作用を評価するために、まず対象となる細胞として入手し易い複数の異なる腫瘍細胞を用いて様々な刺激濃度での細胞遊走能を解析した。今回解析にあたっては、本申請時にはなかった新しい機器が導入されたことで、容易に細胞の移動速度・方向を経時的測定することが可能となった。このため平成23年度計画の一部を変更し、この新しいEZtaxiscanという機器を用いた詳細な間葉系幹細胞の動態解析を行った。