hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ATLマウスモデル白血病の癌幹細胞に高発現する細胞間接着分子の解析

成人T細胞白血病(ATL)は、HTLV-1の感染後数十年を経て発症する極めて悪性度の高い末梢性T細胞腫瘍である。HTLV-1のtax遺伝子をlck近位プロモーター下に発現させるトランスジェニックマウスはATLと同様の白血病(mATL)を発症する。本研究では、ATLマウスモデルに存在する白血病の癌幹細胞に焦点を当て、癌幹細胞に特異的に発現する治療標的候補分子を探索した。その結果、膜タンパク質カドヘリンの一分子を癌幹細胞特異的分子として同定することに成功した。同定されたカドヘリンは正常の幹細胞での発現は報告されていなことから、Taxにより誘導される白血病に対する癌幹細胞特異的治療法の標的分子の候補となると考えられた。HTLVー1のtax遺伝子をlck近位プロモーター下に発現させるトランスジェニックマウスはATLと同様の白血病(mATL)を発症する。我々は、癌幹細胞を標的としたATL治療法を開発するためにTax Tgマウスを用いて癌幹細胞で特異的に発現している分子の同定を試み、Cadherinを新たなmATLがん幹細胞のマーカーとして同定した。Cadnerinは非がん幹細胞での発現がほとんど見られず、mATLがん幹細胞に特異的に発現しており、mATL細胞によって起こる白血病の良い治療標的になることが考えられた。そこで、抗体医薬による治療を試みるために、この分子に対する特異的なモノクローナル抗体の作製を試みた。まず、モノクローナル抗体を作成するためにコムギ胚芽無細胞タンパク質合成系を用いて、抗原となるCadherinの合成を試みた。Cadherinは巨大な膜タンパク質であり抗原を得ることが難しいことから、活性に重要なN末領域のみを合成した。条件を至適化し、大量合成をして最終的に3.6mgの精製タンパク質を得た。さらに、このタンパク質をマウスに免疫し、常法によりモノクローナル抗体を作成した。一次スクリーニングとして免疫に用いたタンパク質を抗原としたELISAを行い、41クローンのモノクローナル抗体を得た。更に細胞膜上に存在する分子を認識する抗体を選択するために293T細胞の細胞表面上にCadherinのN末領域を発現させ、フローサイトメーターによってモノクローナル抗体の選択を行った。その結果、計12クローンのモノクローナル抗体を得ることに成功した。これらのモノクローナル抗体は、マウスにてmATL発症を抑制することが期待される。我々は、HTLVー1のtax遺伝子をlck近位プロモーター下に発現させるトランスジェニックマウスを作成し、このマウスではATLと同様の白血病(mATL)を発症することを報告している。最近、この白血病細胞中に癌幹細胞が存在していることが報告され、新たな治療標的として有望視されている。癌幹細胞を標的とした治療法を開発するためには、正常の細胞、幹細胞に極力影響を与えないような癌幹細胞特異的な機構を標的とすることが重要でありことから、我々は癌幹細胞で特異的に発現している分子を同定するために白血病細胞の中から癌幹細胞を集め質量分析計によるタンパク質発現差異解析を行った。mATL細胞のがん幹細胞はCD38(-), CD71(-), CD117(+)という特徴を持っている事が明らかになっていたが、この解析によりCadherinを新たなmATLがん幹細胞のマーカーとして同定した。Cadnerinは非がん幹細胞での発現がほとんど見られず、mATLがん幹細胞に特異的に発現していた。また、このcadherinは非古典的カドヘリンに分類され、正常の血球幹細胞などでの発現は報告されていない。このような理由から、mATL細胞によって起こる白血病の良い治療標的になることが考えられた。そこで、この分子に対する抗体を用いてCadherin発現細胞除去によるIn vivo白血病形成能をSCIDマウスを用いた移植実験により検討した。その結果、処理群において血中異型リンパ球数が低下する傾向が見られたが、有意な差が見られなかった。今後、特異的なモノクローナル抗体を作製し、持続投与による治療実験を試みる必要性があると考えられた。今年度は、癌幹細胞の細胞表面マーカーの発現パターン解析を行い、Cadherinは、以前同定された他のがん幹細胞のマーカーCD38(-), CD71(-),CD117(+)と相関していることを明らかにした。

さらに、当初は平成24年度に予定した実験であるSCIDマウスに移植したmATL細胞の白血病形成能についてCadherin発現細胞除去により抑制されるかを検討した。1×10^6個のCadherin発現細胞を除去したmATL細胞を移植した場合も移植後、約1ヶ月で白血病を発症し、脾臓内に異型リンパ球の浸潤が認められた。しかしながら、明らかな有意差はないものの末梢血中のリンパ球数はコントロール群に比べCadherin発現細胞除去群において低い傾向が見られた。1×10^6個のmATL細胞中には約300個のがん幹細胞が存在するが、今回の処理では全てのがん幹細胞が除去できていないと考えられ、今後、実験系の至適化を行う必要が考えられた。条件検討が必要となる動物実験を優先させた結果、免疫組織化学的解析に遅れが見られるが、抗体の作成や選定は進んでおり、さらに特異的モノクローナル抗体の作成も行っている事から、おおむね研究は順調に進んでいると考えられる。1)カドヘリン(+)細胞とカドヘリン(ー)細胞の腫瘍形成能比較カドヘリンが腫瘍形成にどのように関わっているかを検討するためにカドヘリン陽性の細胞集団と陰性の細胞集団に分画し、それぞれを免疫不全マウスに移植し腫瘍形成能を比較する。昨年度までの結果により移植の条件を検討する必要が考えられた事から、移植細胞数を段階的に設定し移植実験を行う。腫瘍形成能については、白血病の発症だけでなく、どのような臓器に腫瘍細胞が浸潤しているかなど病理組織学的に詳細に検討する。2)mATLL細胞由来白血病発症マウス組織でのカドヘリンの免疫組織化学的解析mATLL細胞を免疫不全マウスまたはTaxトランスジェニックマウスに移植すると、1ヶ月から2ヶ月で白血病を発症する。そこで、この白血病発症マウスの脳、心、肺、肝臓、腎臓、脾臓、腸管、リンパ節、骨髄、末梢血などを採取し、カドヘリン陽性腫瘍細胞がどのような組織に存在するかを免疫組織化学的解析により検討する。3)カドヘリンの細胞間接着能の検討カドヘリンはホモオリゴマーもしくはカドヘリンファミリーに属する他の分子とヘテロオリゴマーを形成し細胞間接着に寄与していることが知られている。そこで、同定されたカドヘリンとオリゴマーを形成することが知られている分子の分泌型タンパク質を合成し、その分子を用いて接着能の検討を行う。この分泌タンパク質は、293フリースタイル細胞などの哺乳類細胞の浮遊細胞系を用いた大量発現系を用いて作成する。接着能は、分泌型タンパク質を蛍光色素で標識し、それを細胞に反応させてフローサイトメーターで解析することにより定量する。カドヘリン(+)細胞とカドヘリン(ー)細胞の腫瘍形成能比較の実験のためには、SCIDマウスを購入する必要がある。また、カドヘリンに対する抗体を購入する必要もあり、この実験に用いる動物や試薬を購入する。mATLL細胞由来白血病発症マウス組織でのカドヘリンの免疫組織化学的解析の用いる抗体やスライドガラス、染色試薬を購入する必要がある。また光学顕微鏡のレンズなども購入する必要がある。カドヘリンの細胞間接着能の検討の用いる浮遊細胞培養系を構築するためにシェーカーなどを購入し、さらに特殊な培地やトランスフェクション試薬、プラスミドを購入する必要がある。
情報財の保護と自由利用 : 著作権法上の事前差止めに関する憲法学的考察

著作権保護と表現の自由との関係については,一方でデジタル化・ネットワーク化による情報発信が容易になり現の自由を促進しており,他方で保護期間延長,技術的保護手段によるコンテンツのプロテクトなど権利強化が進み,表現の自由との緊張関係も主張されている。そのような中で,本研究では,憲法学と知的財産法の双方から考察を行なった。従来,著作権法の領域における差止請求権は,表現の自由の「聖域」とされてきた。しかしながら,憲法学においては,事前抑制は極めて限定した局面でしか認められていないにも関わらず,著作権法は予防的差止め(著作権法112条)も広範に認めており,創作性や権利制限などの著作権法内在的な安全弁のみでは,規制的側面が強すぎるのではないかということである。憲法学の観点からは名誉毀損,プライヴァシー保護等の領域とも比較対照しながら検討を進めた。知的財産法の観点からは権利制限規定(フェアユース)の機能,技術的保護手段の持つ表現抑制的効果等も含めて検討を進めた。考察を行なう際には,いわゆる「法と経済学」の観点を重視している。知的財産法がビジネスローの一部である以上,表現の自由による規制と,それがもたらす市場への影響を考えると,できる限り市場に対して中立性を保てる規制手段が用いられるべきであろう。いかなる場合には,差止請求権ではなく,対価請求権が望ましいのかということについての検討に重点を置いた。最終的には,双方の知見を総合する形で研究成果を取りまとめることを目指した。個人情報がライアビリティ・ルールによって保護されるべきか、それとも、プロパティ・ルールによることが、より効率的で賢明であるのか、という論点について、阪本昌成が「名誉・プライバシー」只野=阪口編『憲法事典』(青林書院、2009=近刊)において論じられる。また、プライバシー保護または個人情報保護のためには、(ア)「不法行為プライバシー/情報プライバシー」の区別のもとで、(イ)後者について情報主体による管理可能性を付与するにあたっては、著作権的な理論構成を参考にして、個人情報を財産権の対象と考えられないか、を検討しつつ、(イ)自由な情報流通という社会的効用を考えたときには、情報に対して排他的な管理可能性を与えないという選択が賢明ではないか、といった論争に遭遇する。この点を阪本昌成「個人情報の管理可能性序説」として、松井=大石他編集代表『佐藤幸治先生古希記念現代国家と法の支配』(成文堂、2009=近刊)において論ずるだろう。また、小島は、著作権法の観点から、情報取引問題に取り組み、その際、著作権と表現の自由との対立調整のあり方について分析中である。著作権は、一方で排他性(独占権)を権利者に与えることを通して、知的創造へのインセンティヴを創造者に与え、他方で情報(知識)の持つ「公共財」としての属性を活かすことによって、その自由な使用を法認しようとしている。言い換えれば、著作物は「情報財」としての属性と公共財としての属性の双方を持っている。財産権としての著作物を法的に保護するための強力な手段が事前差止めである。日米ともに、著作権保護を理由とする事前差止めは、「事前抑制禁止の原則」または「検閲禁止の法理」と関連づけられることなく、許与されてきた。アメリカの研究者が、これを「表現の自由に対する事前抑制ではないか」と問い始めたのは、ごく最近である。本研究は、このアメリカの動向を探りながら、著作物の「情報財/公共財」としての属性を、法的に(ときに、Law and Economicsの視点から)分析し、事前抑制の許与要件を析出することを目的としている。阪本は、プライバシー・個人情報保護との比較から、この問題へのアプローチを試みた。プライバシーや個人情報の保護についても、これを財産権と類似なものとして法的保護を考えるべきとするアメリカ法の学説があるためである。この成果は日中公法学シンポジウムでの報告や、近刊の論考

「プライバシーの権利と個人情報の保護-情報財の保護か自由な流通か」(『現代国家と法の支配』佐藤古希記念)、さらには『憲法2-基本権クラシック』の改訂に生かされている。小島は、デジタル環境における情報取引の局面から、著作権と表現の自由の問題にアプローチをした。その成果は、国際著作権法学会での報告や、知的財産研究所編の『デジタル・コンテンツ法のパラダイム』として発表した。
非定常非平衡電離プラズマに対する統合的衝突輻射モデルの開発とプラズマ診断の研究

非平衡プラズマにおける多価イオンの統合的スペクトル線モデルを構築するため、スペクトル線強度を計算するための衝突輻射モデルに用いる様々な原子データについて検討及び計算を行った。二電子性再結合速度係数は既存のデータがほとんどないため、ボロン様酸素イオン、炭素様酸素イオン、マグネシウム様鉄イオンのエネルギー準位、自動電離係数、放射遷移確率を多配位ハートリーフォック法によるコーワンの原子コード及び相対論的多体摂動理論モデル(RMBPTコード)を用いて計算し、各終状態ごとの二電子性再結合速度係数を求めた。窒素様酸素イオンについても同様に計算を行ったが、低価数のため十分な精度での計算が困難であることがわかり、引き続き検討することになった。得られた二電子性再結合速度係数を検討すると、いずれのイオンにおいても準位の混合により速度係数が増大する効果や、主量子数の大きな準位からの寄与が大きいレベルが存在することがわかった。M殻鉄イオンの電子衝突励起速度係数及び陽子衝突励起速度係数について、既存のデータを収集して比較し、現在の段階でもっとも信頼できるデータを評価済みデータとするデータ集の作成を行った。また、多価イオンに対する様々な過程として、低エネルギー衝突による電離断面積、水素分子との衝突による荷電交換反応、非熱平衡プラズマでの輻射過程、高密度プラズマからの輻射過程などに関して検討した。10価のXeイオンなど高Z元素イオンの原子データも調べ、スペクトル線や放射損失について検討した。炭素イオン、酸素イオン、鉄イオンの衝突輻射モデルで計算したスペクトル線強度をプラズマ分光計測により得られたスペクトル線と比較して実験室プラズマの性質を調べた。特にL殻酸素イオンについては再結合過程及び一つ下の価数のイオンからの部分内殻電離過程を考慮した。非平衡プラズマにおける多価イオンの統合的スペクトル線モデルを構築するため、スペクトル線強度を計算するための衝突輻射モデルに必要とされる様々な原子データについて検討を行った。ベリリウム様酸素イオンが電子との衝突によってボロン様酸素イオンへの再結合を起こす二電子性再結合過程について、詳細な検討と速度係数の計算を行った。ボロン様酸素イオンの励起状態(束縛状態)、二重励起状態(自動電離レベル)について電子レベル構造を調べ、エネルギー準位、自動電離係数、放射遷移確率について、多配位ハートリーフォック法によるコーワンの原子コードおよび相対論的多体摂動理論モデル(RMBPTコード)を用いて計算を行った。ボロン様酸素イオンの各励起状態に対する二電子性再結合速度係数は、これらの原子データを用い、主量子数の大きな二重励起状態までスケール測を用いて考慮して求めた。ボロン様酸素イオンの原子レベル構造として、準位の混合が様々な遷移の振る舞いに大きな影響を及ぼしていることがわかり、これにより二電子再結合速度係数も大きくなることがわかったこのような振る舞いはベリリウム様酸素イオンに対する二電子性再結合速度係数にも見られた。多価イオンに対する様々な過程の原子データとして、低エネルギー衝突による電離断面積、水素分子との衝突による荷電交換反応、非熱平衡プラズマでの輻射過程、高密度プラズマからの輻射過程などに関しても検討した。衝突輻射モデルを用いたスペクトル線強度モデルをプラズマ分光計測により得られたスペクトル線と比較して実験室プラズマの性質を調べた非平衡プラズマにおける多価イオンの統合的スペクトル線モデルを構築するため、スペクトル線強度を計算するための衝突輻射モデルに必要とされる様々な原子データについて検討を行った。前年度のボロン様酸素イオンに引き続き、本年度は炭素様酸素イオンの二電子性再結合過程について詳細な検討と速度係数の理論計算を行った。

ボロン様酸素イオンが電子との衝突によって炭素様酸素イオンへ再結合する二電子性再結合過程を検討するために必要とされる、炭素様酸素イオンの励起状態(束縛状態)と二重励起状態(自動電離レベル)の電子レベル構造を調べ、エネルギー準位、自動電離係数、放射遷移確率を、多配位ハートリーフォック法によるコーワンの原子コード及び相対論的多体摂動理論モデル(RMBPTコード)を用いて計算した。これらの原子データを用い、さらに主量子数の大きな二重励起状態はスケール則を用いて考慮し、炭素様酸素イオンの各励起状態に対する二電子性再結合速度係数を求めた。炭素様酸素イオンの原子レベル構造として、準位の混合が様々な遷移の振る舞いに大きな影響を及ぼすことがわかり、これにより二電子性再結合速度係数も大きくなることがわかった。このような振る舞いは、ベリリウム様酸素イオン、ボロン様酸素イオンに対する二電子性再結合速度係数にも見られ、L殻酸素イオンに共通の性質であることが示唆される。また、多価イオンに対する様々な過程の原子データについても、低エネルギー衝突による電離断面積、水素分子との衝突による荷電交換反応、非熱平衡プラズマでの輻射過程、高密度プラズマからの輻射過程などに関して検討した。特に10価のXeイオンなど高Z元素イオンの原子データを調べ、スペクトル線や放射損失について検討した。衝突輻射モデルを用いたスペクトル線強度モデルをプラズマ分光計測により得られたスペクトル線と比較して実験室プラズマの性質を調べた。非平衡プラズマにおける多価イオンの統合的スペクトル線モデルの構築を進めるため、スペクトル線強度を計算するための衝突輻射モデルに用いる様々な原子データについて検討及び計算を行った。これまでのボロン様酸素イオン、炭素様酸素イオンに引き続き、窒素様酸素イオンへの二電子性再結合過程について、エネルギーレベルなどの検討を行った。多配位ハートリーフォック法によるコーワンの原子コードを用いて電子レベル構造及びエネルギー準位等を調べたが、低価数のため十分な精度での計算が困難であることがわかり、再度検討する必要がある。酸素原子への二電子性再結合過程についても同様であり、出版されている原子データの調査なども行った。M殻鉄イオンのうち、マグネシウム様鉄イオンへの二電子性再結合過程を計算した。励起状態及び二重励起状態(自動電離状態)の電子レベル構造を調べ、エネルギー準位、自動電離係数、放射遷移確率をコーワンの原子コード及び相対論的多体摂動理論モデル(RMBPTコード)を用いて計算した。これらの原子データを用い、二電子性再結合速度係数を求めた。主量子数の大きな二重励起状態の寄与はスケール則を用いて取り込んだ。M殻イオンにおいても準位の混合の影響などが見られ、二電子性再結合速度係数の振る舞いは、L殻イオンの場合と良く似ていることがわかった。また、M殻鉄イオンの電子衝突励起速度係数及び陽子衝突励起速度係数について、既存のデータを収集して比較し、現在の段階でもっとも信頼できるデータを評価済みデータとするデータ集の作成を行った。そのほか、多価イオンや分子などの様々な衝突過程の原子データについても検討した。
双曲多様体に対するトーション不変量の研究

最終年度はねじれアレキサンダー多項式とゼータ関数の関係解明を中心に研究を進めた.その結果,ねじれアレキサンダー多項式は行列重み付きゼータ関数で表現できるのではないかという知見を得,平成31年2月4日に大阪電気通信大学で開催された研究会「低次元多様体の幾何的性質と不変量の研究」および3月9日に日本大学文理学部で行われた研究会「Seminar on Geometric Topology of dimension 3」にて「ねじれアレキサンダー多項式と伊原ゼータ関数」というタイトルで講演しレヴューを受けた.現在証明の詳細を精査しているところである.双曲結び目群GはSL(2,C)へのホロノミー表現をもつ.本研究ではこの表現をn次元既約表現に拡張した表現G→SL(n,C)に注目しこの表現に付随したねじれアレキサンダー多項式を研究してきた.初年度にはこのねじれアレキサンダー多項式の具体的な計算を行った.そこで得た知見を元に前年度までの研究でこのねじれアレキサンダー多項式を用いた双曲結び目補空間の体積表示を得ている.本年度の研究によりこの行列重み付きゼータ関数を使って双曲結び目補空間の体積表示や行列のトレースを用いた表示ができるのではないかと考えている.その他,平成30年10月21日早稲田大学で行われた「ハンドル体結び目とその周辺11」にて「セルバーグ跡公式から結び目体積公式へ」というタイトルで、平成30年12月9日に奈良女子大学で行われたトポロジーセミナーで「双曲結び目体積と多項式不変量」というタイトルでサーベイレクチャーを行った.今年度は研究初年度なので,本研究に必要な専門的知識を得るために書籍,論文,特に研究代表者にとっては未習であった複素幾何および表現論の専門書を購入し集中的に読んだ.その結果,当初から本研究の一つの鍵となると考えていた先行研究であるカスプ付き双曲三次元多様体の高次ライデマイスタートーション関係の論文をかなり理解することができた.acyclicライデマイスタートーションとnon-acyclicライデマイスタートーションに関わる先行研究論文にある手法を応用することで,本研究の目的の一つであったある結び目不変量を用いての結び目補空間の体積公式を得ることができたと現在考えている.証明の詳細を再検討すると同時に論文執筆の準備を始めている.一方で,予定していた具体例の計算について,ホロノミー表現および幾何的状況のよく知られている8の字結び目についてはかなり満足のいく結果が得られた.これについては上記得られた公式の威力を十分に反映する計算結果となっている.更に様々な結び目に対して具体例の計算を行いたいところであるが,計算の要であるホロノミー表現が単純で計算可能であるものの例が少なく,コンピュータの性能も含めてなかなか難しい状況であることが判明した.今年度は研究初年度であり自らの研究発表は行わなかった.専門的知識の提供を受けるために2件農工大セミナーにて専門家に講演して頂き,また4回研究集会参加を行った.これらの招へい,出張では当該研究に関わる有益な情報を得ることができた.双曲多様体の基本的な事項の勉強から始め,研究に必要だと思われる複素幾何および表現論の基礎の知識の拡充を行うことが出来た.研究目的のうちの一つ「具体的な双曲結び目のトーションの計算」については,ホロノミー表現その他幾何学的性質のよく知られている8の字結び目についてはかなり満足な計算結果が得られた.また研究目的の一つである「結び目不変量による体積表示」についてはほぼ完全なものが得られたと考え現在証明の詳細を再点検中である.昨年度終盤になって得られた結び目不変量を用いた結び目補空間の体積表示について証明の詳細を再検討した.そして5月に秋田大学のセミナー,8月に大阪電気通信大学で行われた拡大KOOKセミナー,10月に東北大学で行われた東北結び目セミナー2016で講演発表しレヴューを受けた.これらの研究発表は本研究に関連する研究を進めておられる数学者の方達から様々な意見・アドバイスを受けることができ,非常に有益であった.そしてこの研究について論文にまとめ現在専門誌に投稿中である.秋からはこの結果を拡充することと,ホロノミー表現の持ち上げに関してより精緻な議論・計算を進め現在に至っている.なお計算ミスを防ぐためにそれまで使っていた計算ソフトに加えてMathWorks社のMatLabを購入し使用している.当研究分野の第一人者であるバルセロナ自治大学のPorti教授が10月に奈良女子大学で行われた国際研究集会に参加講演された.その講演を聞くために集会に参加し,更に本研究分野の研究最新情報の交換を行った.また1月には再度秋田大学にて研究打ち合わせを行った.2月には東京農工大学に5名の研究者に来て頂きトポロジーセミナーを開催し当該分野の専門的知識の提供を受け,更に東京大学で開催された国際研究集会The 12th East Asian School of Knots and RelatedTopicsのlocal organaizerを務める一方でPlenary Talkにて講演を行った.

本国際集会にて専門的知識を提供して頂くために東北大学の大学院生の方を招聘し旅費を支出した.昨年度の研究と合わせて本研究課題の一つの目的であった結び目不変量を用いた結び目補空間の体積公式を得,論文にまとめることが出来た.そしてこの公式を用いて8の字結び目に関しては現在研究室にあるコンピュータ及び計算ソフトでは性能上これ以上は時間の浪費になると思われるまで計算することが出来た.5月と1月に本研究課題に関わる研究を行っている研究者の方が在籍される秋田大学を訪問し,証明の細部について議論することが出来た.また本研究に関連する研究を行っていると思われる数学者の方達が集う研究集会,具体的には8月の大阪電気通信大学で行われた拡大KOOKセミナー,10月に東北大学で行われた東北結び目セミナー2016,2月に東京大学で開催された国際研究集会The 12th East Asian School of Knots and RelatedTopicsにて研究発表講演を行いレヴューを受けることが出来た.本国際集会のlocal organizerを務め専門的知識の提供を受ける為の旅費の算出,プログラム作成等を行う一方で研究関連分野の最新情報の収集を行う事が出来た.平成28年度に得たねじれアレキサンダー多項式を使った双曲結び目補空間の体積表示について,4月23日から30日にスペインのバルセロナ自治大学CRM研究所のJoanPorti教授を訪問し当研究所のGeometry Seminarで研究発表を行いレヴューを受けた.今後の研究の方向性についても専門的知識の提供,意見交換を行うことができ非常に有益な研究打ち合わせを行うことが出来た.続いて境界が2つ以上ある双曲絡み目補空間についての体積公式について論文をまとめ専門誌に投稿した.その際,最新コンピュータとソフトウエアを購入し基本群の高次既約表現に付随するねじれアレキサンダー多項式の計算を行いそのデータを記述した.あるクラスに属する結び目に対するねじれアレキサンダー多項式とある微分幾何学的不変量の間に成り立つ関数等式を示し群馬大学トポロジーセミナーで報告した.対象となる結び目のクラスをより一般なものとするための方策を探るために様々なゼータ関数の勉強を行っている平成28年度に得た結び目不変量を用いた結び目補空間の体積公式を2成分以上の絡み目に対する公式に拡張することが出来た.そしてこの公式を用いてWhitehead linkに関して高次結び目不変量の漸近挙動を具体的に計算することが出来た.4月23日から30日までスペインのバルセロナ自治大学を訪問した.本研究課題の先行研究を行ったJoan Porti教授を訪問し研究のレヴューを受け,今後の研究方向性について議論することが出来た.さらに東京大学数理科学研究科のトポロジー火曜セミナー,京都大学数理解析研究所で行われたIntelligence of Low-dimensional topology,東海大学で行われた第64回トポロジーシンポジウムにて講演させて頂けた.上記の研究をさらに推し進め,あるクラスの結び目についてある結び目不変量とある微分幾何学的不変量から得られる関数等式を示し,群馬大学トポロジーセミナーにて報告することが出来た.最終年度はねじれアレキサンダー多項式とゼータ関数の関係解明を中心に研究を進めた.その結果,ねじれアレキサンダー多項式は行列重み付きゼータ関数で表現できるのではないかという知見を得,平成31年2月4日に大阪電気通信大学で開催された研究会「低次元多様体の幾何的性質と不変量の研究」および3月9日に日本大学文理学部で行われた研究会「Seminar on Geometric Topology of dimension 3」にて「ねじれアレキサンダー多項式と伊原ゼータ関数」というタイトルで講演しレヴューを受けた.
難治性心臓病を標的とした新規リンパ管新生療法の開発研究

課題1として、心臓リンパ管の生理学的状況下および心不全発症過程での役割の解明に取り組む。まずは、生理学的条件下の心臓におけるリンパ管の機能解析を行ったのちに、心筋炎後心不全発症過程において誘導される内因性リンパ管新生の観察と、その機能解析を機能阻害実験などにより検討する。最後に、心不全に対する治療的リンパ管新生の開発を予定する。課題2として、虚血耐性現象における新規心保護機序としての心臓リンパ管の役割の解明に取り組む。まずは虚血耐性現象により誘導されるリンパ管再構築の検討および、虚血耐性現象によるリンパ管再構築機序の検討をする。さらに、リンパ管新生調節によるIPC調節効果を検証する。
統合的知識表現を用いた仮想現実空間における分散協調学習環境構築に関する研究

本研究の目的は「仮想現実空間における統合学習環境の記述手法の開発とシステム構築」にある.ここでの統合学習環境とは,学習者の状態,目的に応じて,協調学習環境,個人学習環境,探求的学習環境など多様な学習環境を動的かつシームレスに提供可能な学習環境を指す.この下で本研究の主な目的は次の3点である.(1)仮想現実空間おける統合学習環境構築を目的とした多様な学習環境の統一的記述手法の提案(2)学習者の行動管理・制御(ナビゲーション)を目的とした,学習環境個々に依存しない学習者の振る舞いに関する統合的知識表現の提案(グローバルな観点からの学習者モデリング)(3)VR技術を用いた『仮想教室』として統合学習環境の具現化と教育的利用の可能性の評価この『仮想教室』はVideo VR技術を用いたWWWベースのシステムとして,3-D空間で表現された仮想的な環境を提供する.また,システムは常に学習者の行動をモニタリングしており,学習者の「学習状態,学習目的,学習内容」に応じて適応的に,すなわち学習者にとって適切な学習形態を指向して学習環境・学習ツールを提供(ナビゲート)することにより,学習者の自己組織的な学習を適切に支援可能である.そして,システム構築の後,評価実験を実施し,統合学習環境に関して多角的に検証し,新しい学習観のもつ教育的意義を追求する.平成12年度は,平成11年度の成果を受けて,上記の(3)に焦点化して研究を推進し,統合学習環境の具現化としての『仮想教室』の構築を行った.『仮想教室』における上述の学習環境・学習ツールは殆どのものが既に開発済みである.したがって,(1)(2)の成果と各アプリケーションとの整合性,実現性の検証が問題となる.よって,次のような評価も重点的に行った.・統合学習環境構築を指向した多様な学習環境の統一的記述方法の汎用性と実現性の検証・統合学習環境下における学習者の振る舞いに関する統合的知識表現の汎用性と正当性の検証・統合学習環境の教育効果(統合学習環境の目指す教育的意義の実現性)・仮想現実空間,VR技術の教育的応用の可能性上記の評価はWindow-Basedな端末を数台用意し,分散環境下で実施した.基本的には,システムのモニタリングによる学習者情報(行動履歴,学習履歴,ナビゲーション履歴)による定量的側面と,学習者に対するアンケート調査結果による認知的側面の双方から総合的に実施した.2年間の研究を通して仮想現実感の教育システムへの応用の可能性と必要となる技術的・教育的要因の抽出ができたと考える.本研究の目的は「仮想現実空間における統合学習環境の記述手法の開発とシステム構築」にある.ここでの統合学習環境とは,学習者の状態,目的に応じて,協調学習環境,個人学習環境,探求的学習環境などの多様な学習環境を動的かつシームレスに提供可能な学習環境を指す.この下で本研究の主な目的は次の3点である.(1)仮想現実空間における統合学習環境構築を目的とした多様な学習環境の統一的記述手法の提案(2)学習者の行動管理・制御(ナビゲーション)を目的とした,学習環境個々に依存しない学習者の振る舞いに関する統合的知識表現の提案(グローバルな観点からの学習者モデリング)(3)VR技術を用いた『仮想教室』として統合学習環境の具現化と教育利用の可能性の評価この『仮想教室』はVideoVR技術を用いたWWWベースのシステムとして,3-D空間で表現された仮想的な環境を提供する.また,システムは常に学習者の行動をモニタリングしており,学習者の「学習状態,学習目的,学習内容」に応じて適応的に,すなわち学習者にとって適切な学習形態を指向して学習環境・学習ツールを提供(ナビゲート)することにより,学習者の自己組織的な学習を適切に支援可能である.そして,システム構築の後,評価実験を実施し,統合学習環境に関して多角的に検証し,新しい学習観のもつ教育的意義を追求する.平成11年度は上記の(1)(2)に関する研究を重点的に推進した.『仮想教室』では多様な学習環境・学習ツールを統一的な記述手法で統合し,シームレスに統合された学習環境の枠組み(統合学習環境)を実現した.具体的には,統合学習環境における多様な学習環境・学習ツールを学習者の「学習状態,学習目的,学習内容」から構成される3次元空間に位置づけ,学習形態を指向したオントロジー的アプローチにより統一的な記述を試みた.これにより,以下のことがほぼ現実可能となった.・学習者の学習状態(現状),学習目的,学習内容に応じたシームレスかつ動的な学習環境の提供・移行・学習環境の移行に伴う,学習者の役割(個人,グループの一員,グループにおける役割など)の動的な割り当て・統合学習環境下における学習者情報の管理,学習者制御(ナビゲーション)本研究の目的は「仮想現実空間における統合学習環境の記述手法の開発とシステム構築」にある.ここでの統合学習環境とは,学習者の状態,目的に応じて,協調学習環境,個人学習環境,探求的学習環境など多様な学習環境を動的かつシームレスに提供可能な学習環境を指す.この下で本研究の主な目的は次の3点である.(1)仮想現実空間おける統合学習環境構築を目的とした多様な学習環境の統一的記述手法の提案(2)学習者の行動管理・制御(ナビゲーション)を目的とした,学習環境個々に依存しない学習者の振る舞いに関する統合的知識表現の提案(グローバルな観点からの学習者モデリング)(3)VR技術を用いた『仮想教室』として統合学習環境の具現化と教育的利用の可能性の評価

この『仮想教室』はVideo VR技術を用いたWWWベースのシステムとして,3-D空間で表現された仮想的な環境を提供する.また,システムは常に学習者の行動をモニタリングしており,学習者の「学習状態,学習目的,学習内容」に応じて適応的に,すなわち学習者にとって適切な学習形態を指向して学習環境・学習ツールを提供(ナビゲート)することにより,学習者の自己組織的な学習を適切に支援可能である.そして,システム構築の後,評価実験を実施し,統合学習環境に関して多角的に検証し,新しい学習観のもつ教育的意義を追求する.平成12年度は,平成11年度の成果を受けて,上記の(3)に焦点化して研究を推進し,統合学習環境の具現化としての『仮想教室』の構築を行った.『仮想教室』における上述の学習環境・学習ツールは殆どのものが既に開発済みである.したがって,(1)(2)の成果と各アプリケーションとの整合性,実現性の検証が問題となる.よって,次のような評価も重点的に行った.・統合学習環境構築を指向した多様な学習環境の統一的記述方法の汎用性と実現性の検証・統合学習環境下における学習者の振る舞いに関する統合的知識表現の汎用性と正当性の検証・統合学習環境の教育効果(統合学習環境の目指す教育的意義の実現性)・仮想現実空間,VR技術の教育的応用の可能性上記の評価はWindow-Basedな端末を数台用意し,分散環境下で実施した.基本的には,システムのモニタリングによる学習者情報(行動履歴,学習履歴,ナビゲーション履歴)による定量的側面と,学習者に対するアンケート調査結果による認知的側面の双方から総合的に実施した.2年間の研究を通して仮想現実感の教育システムへの応用の可能性と必要となる技術的・教育的要因の抽出ができたと考える.
著作権法の業界保護法化の防止-著作権・著作隣接権における公共的創作空間の確保へ-

最終年度の研究課題は、音楽CD還流防止措置導入と競争政策と定めて、著作権法改正の経緯を検証するものとした。日本の若者に支持された音楽(Jポップ)が東アジアでも受け入れられたところから、日本のレコード会社は、その海賊版が東アジアで横行することをおそれ、現地でのプレスをライセンスし、日本市場より廉価な価格設定を許した。ところが、安価の価格設定のために、現地ライセンスの音楽CDが日本市場に環琉し、日本のCD市場の価格の脅威になりはじめた。レコード制作者とレコード協会は、廉価な音楽CDが日本市場に環流しないように、何らかの法的な措置がとれる著作権法改正を求めた。相応の議論の結果、平成16年の通常国会で、この議論は著作権法の一部改正に結実した。この問題の研究は、この改正の過程で、どのような利益をどのように考慮すべく、いかなる議論が展開されたのか、それらにふまえて、どのような立法技術が駆使され、侵害の見なし規定の新設(著作権法113条5項)に結実したのか、を明らかにするものである。また、その後、CD市場に何らかの注目すべき変化がもたらされているかどうかも可能な限りで明らかにした。それによって本研究は、音楽CD還流防止措置導入のための著作権法改正劇の一幕を、競争政策の観点から、改めて評価することを可能にしたと考えている。すなわち、競争政策の観点からも、音楽CD還流防止措置導入の必要性は認められるが、法案を策定する過程のおける議論のより一層の公開や消費者の参加が必要である、と。この研究成果を報告する機会が与えられた。11月に、国際経済法学会の午前の部の共通論題「知的財産権保護を巡る諸問題」の第3報告「音楽CD還流防止措置導入と競争政策との調整」として報告した。著作権が関連するソフトウェア開発の課題は、映画や音楽のエンターティンメント産業だけの問題ではない。医薬品産業にも関連がある。今、医薬品産業は、バイオ・インフォーマテックスなどによる遺伝子の機能解析のための研究開発費と著作権や特許権の集積を求めて、世界的に統合の時代に入っている。とりわけ、著作権が遺伝子解析のソフトウェア開発を保護しており、企業買収の目的が医薬関連のソフトウェア開発に強いベンチャー企業の買収を目的にしている。日本の公正取引委員会の2004(平成14)年6月の合併ガイドラインは、著作権がかかわるソフトウェアの研究開発力を「効率性」として肯定的に評価し、同時に、同じソフトウェアの研究開発力を「総合的事業能力」として否定的に評価している。すなわち、医薬品産業の企業結合の場合、外国の巨大医薬会社(メガファーマ)が日本の有力なソフトウェア会社を買収するときに、メガファーマが、医薬関連ないしバイオ関連のソフトウェア開発を「効率性」をもって行う可能性(プラスの面)と、ソフトウェア開発を通じた「総合的な事業能力」をさらに高める懸念(マイナスの面)との評価項目になっている。これは矛盾しているだろうか。検討の結果、ソフトウェア開発において、研究開発の「規模の経済」(資金力など)を重視することがよいか、ソフトウェア開発の多様性を維持することがよいか、一概に断定できないことから、米国のように、もっぱら、ソフトウェア開発の「規模の経済」(資金力など)を重視するのではなく、ソフトウェア開発の多様性を軽視することも必要であると考えた。そうなると、2004年の合併ガイドラインは、ソフトウェア開発における多様性にも目配りした妥当なガイドラインであり、矛盾はないという暫定的な結論を得た。今年度は、コンピュータ・ソフトウェア産業における競争政策の課題を、(1)抱き合わせ、(2)接続清報の提供拒絶、(3)NAP条項に絞って検討し、その規制のあり方を検討した。コンピュータ・ソフトウェアの市場は多層構造をなしており、そのいくつかの市場が独占的になっている。その原因はネットワーク効果による。ネットワーク効果は、事業者の競争戦略に影響を与え、その帰結は、協力による規格標準の形成か、競争による事実上の標準の奪取か、という形をとる。協力による場合は、価格カルテル等や競争者の排除行為などの逸脱行為、規格標準の基礎として不可欠となった特許技術群に対する事後的な権利主張などが問題になる。競争による場合は、事実上の規格標準を奪取するための手段を選ばない不正な競争が問題となり、事実上の規格標準が成立した後では、標準となった基本ソフト(「OS」)に応用ソフト(「AP」)を抱き合わせて能率競争を排除する類の行為や、OSにAPを接続するための技術情報の非開示ないし不十分な開示、取引相手からの特許侵害訴訟を回避するNAP条項が問題となる。事実上の規格標準が成立した後、OSへのAPの抱き合わせ行為、接続情報の提供拒絶、NAP条項などの競争制限は、市場の多層性により、競争への影響も多面的に及ぶことになる。しかし、いずれの行為も、相応に合理的な背景や事情があり、単純に違法行為と決めつけて規制することはできないとして、慎重な規制を提言した。また、それを規制する必要がある場合には、欧州型の独占規制(市場支配的な地位の濫用規制主義)と米国型(原則禁止主義あるいは市場支配力の形成・維持・強化をもたらす抑圧行為の禁止)とでは、いずれが如何なる面で有効性をもっているかということも検討し、日本では、現在の米国型に加えて、欧州型の規制の補完的な導入の必要性を明らかにした。

日本の若者に支持された音楽(Jポップ)が東アジアでも受け入れられたところから、日本のレコード会社は、その海賊版が東アジアで横行することをおそれ、現地でのプレスをライセンスし、日本市場より廉価な価格設定を許した。ところが、安価の価格設定のために、現地ライセンスの音楽CDが日本市場に環琉し、日本のCD市場の価格の脅威になりはじめた。レコード制作者とレコード協会は、廉価な音楽CDが日本市場に環流しないように、何らかの法的な措置がとれる著作権法改正を求めた。相応の議論の結果、平成16年の通常国会で、この議論は著作権法の一部改正に結実した。この問題の研究は、この改正の過程で、どのような利益をどのように考慮すべく、いかなる議論が展開されたのか、それらにふまえて、どのような立法技術が駆使され、侵害の見なし規定の新設(著作権法113条5項)に結実したのか、を明らかにするものである。また、その後、CD市場に何らかの注目すべき変化がもたらされているかどうかも可能な限りで明らかにした。それによって本研究は、音楽CD還流防止措置導入のための著作権法改正劇の一幕を、競争政策の観点から、改めて評価することを可能にしたと考えている。すなわち、競争政策の観点からも、音楽CD還流防止措置導入の必要性は認められるが、法案を策定する過程のおける議論のより一層の公開や消費者の参加が必要である、と。この研究成果を報告する機会が与えられた。11月に、国際経済法学会の午前の部の共通論題「知的財産権保護を巡る諸問題」の第3報告「音楽CD還流防止措置導入と競争政策との調整」として報告した。
震災における広報誌の実態と課題：「広報」と「広聴」

東北大震災直後の地方自治体の広報誌の内容調査、さらに作成担当者、市民・読者の面談を行った。対象広報誌は、「広報大船渡」、「市報石巻」、「なみえ」、「市報ひがしまつしま」、「仙台市政だより」とした。その結果、情報を一方的に開示、伝える「広報」としての機能が最も強く、さらに読者もそれを期待していることがわかった。しかしながら、広報誌の一部では住民・読者からの近況報告、意見、要望などを取り入れた「広聴」の側面も観察された。さらに、この住民参加の活動、共感の表出、育成、発展、エンパワーメントという点では、地域マスコミ・地方紙などが大きな役割を担っていることが判明した。データ収集として、東北各県にて街頭ポスターなどを写真撮影した。その数は約300枚近くにのぼった。文字によるものだけでなく、デザイン、イラスト、写真なども挿入されているものなど、多岐にわたる情報を得ることができた。また、関連する物品(震災に関する呼びかけ、注意喚起の文字などが記されたもの)も収集できた。さらに地域の図書館、集会場、役場などでの、広報物(市民だより)なども収集できた。また広報担当者との面談を通じて、その仕組み、課題などに関して聞き取りを行った。その中で、浮かび上がってきたは、多忙を極める広報担当者が直面する課題であった。一つは、いかに広報物の内容を充実させ、役所からの一方的な情報の伝達ということにならないようにするため、住民、読み手の参加、貢献、反映をどう生かしていくかということであった。また、さらには広報誌の作成そのものを外注にする場合の方向性、対応のしかたなどに関するものであった。また、分析、関係する手順などについて、研究会(国立国語研究所主催など)にも参加し、研究者との情報、助言、アイデアなどを得ることもできたのは収穫であった。さらに、分析結果の一部(進行中ではあるが)を、国際会議等で発表し、研究者との情報交換を勧めることができた。特に、記号学という分野、視点からの考察、発展について、貴重な示唆を得ることができたのは大きな成果であった。また、海外の学会での発表ということもあり、アジア、欧米からの新たな視点を考察することができたのは、今後の研究発展において、意義深いことであった。広報と広聴という相互方向性のコミュニケーションが、危機的状況といった緊急性を要する時空では、どのように行われているか、その具体的なケースとして、紙媒体の報道を探った。特に、東北の震災に関連したものとして、石巻日々新聞(石巻市)、河北新報(仙台市)の2紙を取り上げ,其の紙面の内容分析、さらに、担当記者、デスクなどの編集責任者へのインタビューを行った。さらに、成果の一部を全米アジア学会(シアトル市)にて口頭発表を行った。抽象的な概念論に終始するのではなく、具体的な事例によった研究、調査を現地へ赴いて実施することができた。また、成果の一部を国際学会にて、口頭発表することもできた。最終年度では、主に今まで収集してきたデータ、資料の整理、分析、そしてそれを基にして、学会発表、さらに一部の結果を使って、論文執筆、投稿を行った。特に、今までの研究成果の一つとして、情報の送り手と受け手の関係、またその性格、中身、目的について、次の二点に集中して考察した。まず一点目として、送り手、受け手という一方的で静的な関係から、相互影響、双方向型の関係への変貌であり、そこから生じる「意味の共同産出」(joint production)という視点、活動、実績の表出である。これの好例としては、東松島市の広報紙で他の地域へ避難している住民の近況、声をかなりの紙面を割いて掲載するという取り組みが挙げられる。つまり、広報誌作成者(送り手)からの情報ではなく、住民(受け手)からの情報を大幅に取り入れ、そこから意味を共同で作り上げるという手法である。第二点目として、研究を進めるにつれて、震災直後に情報伝達、広報の大きな役目を担った存在として、地方自治体の広報以外に、特に地域マスコミ(地方紙)の存在、その貢献が大きな意義を持っていることがわかってきた。そこで、地方紙にも研究範囲を広げてみた。具体的には、石巻日日新聞(夕刊)、河北新報などである。なかでも、石巻日日新聞は、自治体広報誌の外注先でもあり、研究に大いに役立てることができた。そして、紙面の内容分析から、単純な情報(例えば被害状況など)伝達だけでなく、住民、読者への積極的な働きかけ、心理的一体感、共感・感情移入(empathy)が、紙面作成の大きな視点、特徴となっていることが判明した。そして、これらの研究成果を国際学会(全米コミュニケーション学会)、さらに論文の一部としてまとめることができた。データ収集、また分析(一部ではあるが)、さらには発表(学会)などで、順調に進んでいる。

特に、データ収集については、収録したものをデジタル化し、項目、内容、場面ごとに整理が完了した。これには、時間を要する作業であったが、この整理されたデータは、今後の研究において貴重なものとなる。というのは時間の経過によって風化され、二度と再構築できないデータとなるからである。また、初期分析の結果を、日本文化の「わきまえ」という概念に応じて、海外学会にも発表できたことにより、順調に研究を進めることがきた。ここまで得られた情報、知見を、理論的に整理し,発展させることを目標としたい。具体的には、ニュースの作り手、受け手を有機的に結びつける構成主義(constructionism)を念頭において、対話(dialogic)という概念を掘り下げて、日本のケースにどう応用、発展させることができるか、検討を加えていきたい。そして、最終報告へとつなげていきたいと考えている。社会言語学さらに現地調査を続け、震災後、時間が経過していくなかで、どのように広報活動が変化、進展、発展していくのかを、面談などでさらに掘り下げて行きたい。特に、課題となるのは、現地の住民、読者、市民たちが、広報をどのように受け取り、何を望み、何を期待しているか、その評価と展望についての聞き取り調査を重点的に行って行く予定である。これと平行して、関連研究会参加、行政、地元新聞者とのインタビュー、さらにその整理、分析などをさらに進めて行く計画である。
血管新生と神経新生の融合による三次元脳組織工学の開拓

脳は神経科学などの基礎研究は進んでいるが、組織工学は未開拓である。従来研究では、二次元培養や脳オルガノイド培養が行われている。二次元培養は手法が簡便であるが単一細胞レベルに着目した研究であり、立体組織を構築することはできない。一方、オルガノイド培養は組織レベルに着目した三次元の浮遊細胞塊であるため微小培養環境が制御できない。以上のように従来研究では三次元・多細胞レベルの研究が欠如している。このギャップを解消することで、【神経科学(単一細胞レベル)→三次元脳組織工学(多細胞レベル)→脳オルガノイド培養(組織レベル)】のシームレスな脳組織工学の学問体系を創出し、基礎研究から再生医療・創薬研究へ展開することが期待できる。そこで、本研究ではマイクロ流体デバイスを用いて、脳の三次元ユニット構造を再現する培養モデルを構築し、神経・血管組織の機能を解析することを目的とした。平成30年度は、脳の発生段階を模擬した脳血管新生モデルを作製することに着目し、以下の研究成果を得た。1マイクロ流体デバイスの設計と作製:フォトリソグラフィ法によってマイクロ流体流路パターンの鋳型を作製し、これを用いてマイクロ流体デバイスを作製した。次に、マイクロ流路からヒト神経幹細胞を導入し、マイクロ流体デバイスにおいてヒト神経幹細胞が培養できることを確認した。2神経幹細胞から異なる分化段階の細胞を誘導:三次元神経・血管ユニットを構築するためには、血管と組み合わせる神経幹細胞の分化状態が重要となる。脳の発生段階において神経幹細胞は、神経前駆細胞・ニューロン・アストロサイトに分化する。そこで、神経幹細胞の分化誘導実験を行い、これらの細胞のマーカーを発現する細胞が得られることを確認した。3神経幹細胞由来分化細胞と脳血管新生モデルの誘導:マイクロ流体デバイスを用いて2で誘導した神経系細胞と血管系細胞の共培養を開始した。平成30年度は、脳の発生段階を模擬した脳血管新生モデルを作製することを中心に研究を進めたが、培養プラットフォームとなるマイクロ流体デバイスを作製し、実際に神経幹細胞の三次元培養を行うことが可能になっている。また、ヒト神経幹細胞の分化誘導実験を行い、ニューロンやアストロサイトのマーカータンパクを発現することを免疫蛍光染色によって確認済みである。さらに、これらの神経系細胞と血管系細胞を合わせた培養を開始したことから、平成30年度の研究はおおむね順調に進展している。平成30年度において検討を進めた脳の発生段階を模擬した脳血管新生モデルを用いて、今後の研究では三次元神経・血管ユニットの構築や、より高次な細胞機能の解析を行う。具体的には、以下の項目について取り組む。1三次元神経・血管ユニットの構築:特定の分化段階の神経幹細胞と脳血管培養モデルを組み合わせることによって三次元神経・血管ユニットを構築する培養条件を検討する。その際、三次元神経・血管ユニットの特徴として「神経幹細胞による三次元ネットワークの形成」「血管系細胞による内腔を有する血管ネットワークの形成」「アストロサイトの直接接触による脳血管と神経ネットワークの仲介」に着目して評価する。2薬剤刺激による細胞間相互作用の解析:三次元神経・血管ユニットは、神経ネットワークがアストロサイトを介して血管に接続している構造を特徴とする。そこで、血管に作用させた薬剤がアストロサイトを仲介して最終的に神経ネットワークに作用するような組織レベルの機能を解析することが期待される。3血管透過性の評価:三次元神経・血管ユニットでは、脳血管に特異的な血管透過性(血液脳関門)が再現されている可能性が高い。そこで、血管内腔側に蛍光デキストランを充填し、血管透過性を評価する。この実験では血管内皮細胞の起源による違いにも着目する。また、血液脳関門の機能維持に重要なタイト結合タンパク質などの発現について評価する。

平成30年度は、脳の発生段階を模擬した脳血管新生モデルを作製することを中心に研究を進めたが、培養プラットフォームとなるマイクロ流体デバイスを作製し、実際に神経幹細胞の三次元培養を行うことが可能になっている。また、ヒト神経幹細胞の分化誘導実験を行い、ニューロンやアストロサイトのマーカータンパクを発現することを免疫蛍光染色によって確認済みである。さらに、これらの神経系細胞と血管系細胞を合わせた培養を開始したことから、平成30年度の研究はおおむね順調に進展している。平成30年度において検討を進めた脳の発生段階を模擬した脳血管新生モデルを用いて、今後の研究では三次元神経・血管ユニットの構築や、より高次な細胞機能の解析を行う。具体的には、以下の項目について取り組む。1三次元神経・血管ユニットの構築:特定の分化段階の神経幹細胞と脳血管培養モデルを組み合わせることによって三次元神経・血管ユニットを構築する培養条件を検討する。その際、三次元神経・血管ユニットの特徴として「神経幹細胞による三次元ネットワークの形成」「血管系細胞による内腔を有する血管ネットワークの形成」「アストロサイトの直接接触による脳血管と神経ネットワークの仲介」に着目して評価する。2薬剤刺激による細胞間相互作用の解析:三次元神経・血管ユニットは、神経ネットワークがアストロサイトを介して血管に接続している構造を特徴とする。そこで、血管に作用させた薬剤がアストロサイトを仲介して最終的に神経ネットワークに作用するような組織レベルの機能を解析することが期待される。3血管透過性の評価:三次元神経・血管ユニットでは、脳血管に特異的な血管透過性(血液脳関門)が再現されている可能性が高い。そこで、血管内腔側に蛍光デキストランを充填し、血管透過性を評価する。この実験では血管内皮細胞の起源による違いにも着目する。また、血液脳関門の機能維持に重要なタイト結合タンパク質などの発現について評価する。当初予定していた学会発表に要する出張旅費を節約することができたため次年度使用額が生じた。今後の研究において構築した三次元神経・血管ユニット構造の三次元的な解析を行う予定であるが、そのためには免疫蛍光染色を行い、共焦点レーザー顕微鏡にて蛍光観察しなければならない。これらの実験には1次抗体や2次抗体などが必要となる。そこで、これらの抗体・蛍光試薬の購入に次年度使用額を充当する。