hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中枢神経悪性リンパ腫におけるＪＡＫ－ＳＴＡＴ阻害薬による新たな治療法の開発

中枢神経悪性リンパ腫(PCNSL)における髄液中インターロイキン-10(IL-10)濃度とJAK-STAT経路の活性化との関連性を解析すると、髄液IL-10値が高いPCNSLではJAK-STATの活性が高くその下流分子(PIN-1など)のmRNAの発現も増加していた。PCNSL組織中のマクロファージ(TAM)の浸潤量が髄液IL-10濃度と相関していた。in vivoにおいてマウスへの移植腫瘍内にIL-10を投与するとリンパ腫細胞のJAK-STAT3経路の活性化が生じたが、JAK-STAT阻害剤を投与しても有意な腫瘍縮小効果は認められなかった。中枢神経原発悪性リンパ腫(PCNSL)は、大量MTX療法+放射線療法を行っても極めて予後不良であり、新たな治療法が必要である。また、PCNSL患者の髄液ではIL-10が上昇し、IL-10高値の患者は低値の患者に比べて予後不良である。IL-10は免疫抑制的に働き、JAK-STAT経路を活性化して、悪性リンパ腫の細胞の増殖や生存を促進すると考えられる。そこで本研究では、臨床サンプルを用いてPCNSLにおける髄液IL-10とJAK-STAT経路の活性化との関連性を解析し、さらにJAK-STAT経路を阻害することで、抗腫瘍効果が得られるかを解析することを計画している。まず、40例のPCNSLの臨床サンプルを用いて、STAT3発現およびSTAT3のリン酸化状態を免疫染色で調べた。STAT3の発現はほぼすべてのPCNSL組織で強陽性を示した。リン酸化STAT3の発現については、発現強度および陽性細胞率でscore1score6に分類した。結果は、score6が13例、score5が8例、score4が6例、score3が4例、score 2が9例で、平均score 4.3であった。髄液IL-10, IL-6の濃度との相関を検討したところ、髄液IL-10高値群ではリン酸化STAT3の発現が有意に高く、IL-6では有意な相関を認めなかった。また、western blotでもリン酸化STAT3の発現量と髄液IL-10濃度との統計学的な正の相関を認めた。このことから、髄液IL-10がPCNSLの細胞のSTAT3を活性化している可能性が示唆された。次に、PCNSL培養細胞を用いて、髄液IL-10を投与すると、STAT3のリン酸化蛋白の発現が上昇し、IL-10抗体で抑制すると、STAT3のリン酸化蛋白の減少を来したことから、髄液IL-10が実際にPCBNSL細胞のSTAT3を活性化していることが明らかとなった。また、ヌードマウスの皮下にPCNSL細胞を移植し、成長した皮下リンパ腫組織内にIL-10蛋白を注射すると、リンパ腫のSTAT3のリン酸化蛋白の上昇を認めたため、IL-10がin vivoでPCNSL細胞のSTAT3を活性化することが判明した。髄液IL-10の濃度と、中枢神経リンパ腫組織のJAK-STAT3活性の関係を、免疫染色及びウェスタンブロットで調べ、有意な相関を認めたこと、また、ヌードマウスの皮下にPCNSL細胞を移植してできた皮下PCNSL腫瘍組織でも、IL-10投与によりJAK-STAT3経路の活性化を認めたことで、順調に進展しているものと思われる。中枢神経原発悪性リンパ腫(PCNSL)は未だ極めて予後不良であり、新たな治療法が切望されている。PCNSLではIL-10が上昇し、IL-10高値の患者は低値の患者に比べて予後不良である。本研究は、臨床サンプルを用いてPCNSLにおけるIL-10とJAK-STAT経路の活性化との関連性を解析し、さらにJAK阻害薬等を用いて抗腫瘍効果を調べることを目的とする。40例のPCNSLの組織を用いて、STAT3の発現および活性化を解析したところ、STAT3はほぼすべてのPCNSL組織で強陽性を示し、リン酸化STAT3の発現も確認できた。リン酸化STAT3の発現量を免疫染色でスコア化すると、スコア6(33%)、スコア5(20%)、スコア4(15%)、スコア3(10%)、スコア2(23%)で、平均スコアは4.3と発現量は非常に高かった。IL-10の発現量との関係を解析すると、IL-10発現高値群では有意にリン酸化STAT3の発現が高かった。一方、IL-6やIL-2Rの発現量とは相関性は認めなかった。また、PCNSLの培養細胞(HKBML)を5日間培養すると、その培養液中IL-10の量が増加し、リンパ腫自体からIL-10が分泌されることが分かり、HKBMLにIL-10のリコンビナント蛋白を添加すると、HKBMLのSTAT3の発現量およびリン酸化蛋白量が増加し、IL-10の中和抗体を添加するとSTAT3の活性化が抑制された。したがって、IL-10はPSNALのリンパ腫細胞のJAK-STAT3経路を活性化することが分かった。また、PCNSL組織内の腫瘍関連マクロファージもIL-10を産生、分泌し、PCNSLのSTAT3活性化および予後に関係することが明らかとなった。一方、PCNSL細胞を皮下に移植して、JAK阻害剤のAZD1480を投与したが、明らかな腫瘍抑制効果は認めなかった。

PCNSLの臨床サンプルを用いて、JAK/STATのリン酸化状態をwestern blotや免疫染色で解析し、IL-10の発現との相関性をみることができた。PCNSL細胞株を用いて、IL-10投与によるJAK-STAT経路の活性化の程度や、増殖能などについて、in vitroで解析できた。Negativeな結果であったが、PCNSL細胞の移植マウスモデルにJAK阻害薬を投与し、抗腫瘍効果を検討した。中枢神経原発悪性リンパ腫(PCNSL)は未だ極めて予後不良であり、新たな治療法が切望されている。PCNSL患者の髄液ではIL-10が上昇し、IL-10高値の患者は低値の患者に比べて予後不良であった。また、IL-10はJAK-STAT経路を活性化して、悪性リンパ腫の細胞の増殖や生存を促進した。臨床サンプルを用いてPCNSLにおけるIL-10とJAK-STAT経路の活性化との関連性を解析すると、IL-10の発現が高いPCNSLではJAK-STATの活性化が高く相関していることが判明した。また、IL-10によるJAK-STATの活性化で、その下流のPIN-1, SOCS, CISなどのmRNAの発現が増加しており、IL-10のmRNA量も上昇し、positive feedbackが認められた。PCNSLのIL-10の上昇が腫瘍細胞から分泌されるものか、腫瘍内炎症性細胞から分泌kされるものか検討したところ、腫瘍細胞からも分泌されるが、腫瘍内マクロファージ(Tumor-associated macrophage, TAM)にも強く発現しており、TAMの浸潤量がIL-10の発現量と相関していた。このことから、腫瘍細胞がTAMを腫瘍内に誘導し、M1マクロファージからM2マクロファージに変換させてIL-10を分泌できる状態にし、さらにTAMから放出されたIL-10が腫瘍細胞のJAK-STAT経路を活性化してIL-10がさらに亢進するという腫瘍細胞とTAMとの相互関係が示唆された。ヌードマウスにPCNSLの細胞であるHKBMLを脳内移植してJAK2 inhibitorであるAZD1480, JAK3 inhibitorであるTafacitinib,JAK2/3 inhibitorであるAT9283, STAT3 inhibitorであるStatticをマウスに投与して腫瘍の縮小を観察したが、コントロールに比較して有意な腫瘍縮小効果は認めなかった。中枢神経悪性リンパ腫(PCNSL)における髄液中インターロイキン-10(IL-10)濃度とJAK-STAT経路の活性化との関連性を解析すると、髄液IL-10値が高いPCNSLではJAK-STATの活性が高くその下流分子(PIN-1など)のmRNAの発現も増加していた。PCNSL組織中のマクロファージ(TAM)の浸潤量が髄液IL-10濃度と相関していた。in vivoにおいてマウスへの移植腫瘍内にIL-10を投与するとリンパ腫細胞のJAK-STAT3経路の活性化が生じたが、JAK-STAT阻害剤を投与しても有意な腫瘍縮小効果は認められなかった。今後は、PCNSL細胞株や患者由来のPCNSL細胞を用いて、IL-10投与によるJAK-STAT経路の活性化の程度や、増殖能、薬剤耐性能、アポトーシス抵抗性などについて、in vitroで解析する。また、PCNSL細胞にJAK阻害薬を投与し、増殖能の低下やアポトーシス誘導などの抗腫瘍効果を解析する。さらにヌードマウスの脳内にPCNSL細胞を移植したモデルを作製し、JAK阻害剤をマウスに投与して、JAK阻害剤のPCNSLに対する抗腫瘍効果をin vivoで検討する。
ヒト免疫構築マウスをもちいた感染症モデルマウスの樹立および末梢T細胞分化の解析

小動物におけるヒト免疫系の構築およびヒト感染症のモデル動物の樹立を目指し、ヒト免疫構築マウスの作製を試みたところ、NOD/SCID/Jak3ノックアウトマウス新生仔の肝臓にヒトCD34陽性臍帯血幹細胞を移植することで、移植マウスの末梢血中にヒトB細胞と考えられたCD19陽性細胞およびヒトT細胞と考えられたCD3陽性細胞等の発生が認められた。そこで、ヒト免疫構築マウスにおけるヒトT細胞の分化・成熟について詳細な解析を行ったところ、CD8 T細胞およびCD4 T細胞の両者において、CD45RA+CCR7+CD27+CD28+のナイーブ表現型を示したT細胞が多く認められたマウス(Tn群)と、CD45RA-CCR7-CD27+CD28+のエフェクターメモリー表現型を示したT細胞は多く含まれていたが、ナイーブT細胞はほとんど認められなかったマウス(Tem群)の2群が確認された。しかしながら、いずれのマウスにおいても、エフェクター表現型を示した細胞は認められなかった。また、Tn群ではIL-2産生細胞が多かった一方、Tem群ではIFN-γやTNF-αを産生する細胞が多く、それぞれの群におけるT細胞の表現型を反映したサイトカイン産生能が確認された。CD8 T細胞の機能として重要な細胞傷害性因子の発現についても解析したところ、granzyme Aおよびgranzyme Bの発現は認められた一方、いずれのヒト免疫構築マウスにおいてもperforinの発現は全く認められなかった。したがって、ヒト臍帯血由来幹細胞の移入によって作製されたヒト免疫構築マウスでは、ヒトにおけるT細胞の発生・分化とは異なる結果、偏ったT細胞分布が生じていると考えられ、マウスにおいてヒト免疫系を構築するためには、サイトカインやケモカインが免疫細胞の分化・成熟に及ぼす影響等について詳細な解析が必要であると思われる。NOD/SCID/Jak3ノックアウトマウス新生仔の肝臓に、ヒトCD34陽性臍帯血幹細胞を移入し、移入から10週後、移入マウスより末梢血を採取し、ヒト免疫細胞の発生を確認したところ、移入マウスの末梢血細胞の約0.2-18%がヒトCD45陽性細胞であり、それらヒト免疫細胞中にはヒトCD19陽性細胞およびヒトCD3陽性細胞が含まれていた。また、移植から17週後もこれらのヒト免疫細胞は移入マウスの末梢血において維持されていることも明らかになった。そこで、移入マウスから肺臓、胸腺、骨髄を採取し、各臓器におけるヒト免疫細胞の局在について解析したところ、ヒト免疫構築マウスの脾臓細胞の約43%がヒト免疫細胞であり、末梢血よりも高頻度のヒト免疫細胞が存在していた。また、胸腺中のヒトCD45陽性細胞のほぼすべてがヒトCD3を発現しており、骨髄中にはCD19陽性細胞が確認された。したがって、マウス新生仔の肝臓に注射されたヒト臍帯血幹細胞は胸腺、脾臓、骨髄へ遊走し、ヒトT細胞およびヒトB細胞へと分化・成熟していることが示唆された。加えて、移入マウスのヒトCD3陽性細胞中にはヘルパーT細胞であるCD4陽性細胞および細胞傷害性T細胞であるCD8陽性細胞の発生も認められた。そこで、ヒト免疫構築マウスにおけるヒトCD8T細胞の分化・成熟について解析を行ったところ、ナイーブ表現型およびメモリー表現型を示す細胞集団が認められ、移入マウスの末梢においてヒトCD8T細胞がナイーブ細胞からメモリー細胞へ分化していることが示唆された。以上のことから、NOD/SCID/Jak3ノックアウトマウス新生仔の肝臓にヒトCD34陽性臍帯血幹細胞を移入することにより、ヒト免疫構築マウスの作製に成功し、本研究で樹立したヒト免疫構築マウスはヒト免疫細胞の分化およびワクチン開発の研究において有用なモデル動物であると期待される。したがって、ヒト臍帯血由来幹細胞の移入によって作製されたヒト免疫構築

マウスでは、ヒトにおけるT細胞の発生・分化とは異なる結果、偏ったT細胞分布が生じていると考えられ、マウスにおいてヒト免疫系を構築するためには、サイトカインやケモカインが免疫細胞の分化・成熟に及ぼす影響等について詳細な解析が必要であると思われる。
損傷船舶の先進的安全性評価に資する数値シミュレーション手法の構築

粒子法を用いた船体損傷部に働く流体力推定とポテンシャル理論を用いた船体非損傷部に働く流体力推定を組み合わせた損傷浸水時の船体動揺シミュレーション手法について、スケーラビリティに優れる陽的MPS法を採用し、GPUクラスタ上での大規模計算が実行可能な計算コードへと拡張を行った。これにより、浸水解析に求められる十分な数の流体粒子を使用することが可能となり、複雑な内部区画を有する自動車運搬船について、浸水中の過渡的運動や浸水状況の経時変化の定量的な予測が達成された。CADデータからの壁粒子自動生成など前処理でも大きな進展があり、大型クルーズ船への適用においても新たな問題は生じないことが確認された。損傷船舶の安全性評価においては損傷区画への浸水シミュレーションが重要となるが、損傷破口周りや区画内部の複雑な流れを予測し、大変形する自由界面を高精度に補足できる計算手法が求められる。そこで、ラグランジュ系のメッシュレス法である粒子法に着目し、浸水問題への適用性の確認と精度検証を試みた。はじめに、2次元損傷区画模型を用いて強制横揺れ試験を実施し、MPS法とSPH法による計算との比較を行った。その結果、両計算手法は破口からの流出入を伴う複雑な流体挙動、区画内部に働く流体力の高精度推定が可能であった。また、区画内部に閉じ込められた空気の影響が無視できないことが確認されたので、水に加えて空気まで解く2層流計算およびボイルの法則にもとづく圧縮空気圧力の簡便な取り扱いについて検討し、前者は定量的な予測精度が得られるが計算負荷が高いこと、後者は実用的な予測精度にとどまるが計算負荷が変わらない利点があることを確認した。つぎに、単純化した区画形状と損傷破口に対して、MPS法とSPH法を用いた3次元の浸水シミュレーションを行った。2次元の場合と同様に、両計算法の結果に有意な差は見られないこと、模型実験結果との一致度から粒子法は3次元浸水問題に対しても適用可能であることを確認した。最後に、自動車運搬船の車両甲板を模した実際に即した水密区画模型を製作し、内部に浸水させた状態での強制横揺れ試験を行った。車両用のランプを介して甲板間の滞留水移動が生じるような複雑な流れに対しても、MPS法は安定して計算が可能であり、流体挙動や流体力について実用的な予測精度を与える結果となった。車両区画形状を単純化した2次元計算も行ったが、流体力の計算精度が著しく低下しており、3次元計算の必要性が認識された。また、滞留水挙動に関しても区画内部の空気の運動が少なからず影響を及ぼすことを確認した。衝突や座礁により損傷した船舶の安全性を確保するためには、損傷破口からの浸水状況や船体動揺を正確に予測することが求められる。昨年度までは浸水シミュレーションに半陰解法MPS法を用いていたが、圧力を得るためのポアソン方程式の求解に係る計算負荷が高いため、弱圧縮性流体を仮定した陽解法MPS法の導入を行った。陽解法MPS法は半陰解法MPS法に比べて自由表面付近の圧力推定精度が低下する傾向にあるが、計算負荷の低減およびポアソン方程式に起因する計算の破綻を回避できることが判明した。次年度以降に大規模浸水シミュレーションの実施を計画しているが、この目的には陽解法MPS法の使用が効果的であると考えられる。損傷浸水時の船体動揺予測に関しては、計算領域を損傷部と非損傷部に分割し、前者に働く流体力を陽解法MPS法により、後者に働く流体力をポテンシャル理論にもとづくストリップ法により求めて、船体運動方程式を時間領域で解く損傷船舶の浸水時動揺シミュレーション手法を構築した。この計算手法の精度検証を行うため、水密車両区画を再現した自動車運搬船を対象に区画内部への3次元浸水が生じる損傷条件での模型実験を行い、数値シミュレーションとの比較により、これまで予測が困難であった浸水時の過渡的な船体動揺や浸水状況を定性的に再現可能であることが示された。その一方で、予測精度の更なる向上のためには粒子数の増加と閉じ込められた空気の影響評価が必要であることも確認された。次年度以降は、実際の船内区画アレンジメントを再現した大型客船に対する大規模な浸水シミュレーションに取り組み、模型実験との比較検証を通じて計算手法の有用性を実証していくことが望まれる。損傷破孔からの船内区画への浸水予測に用いるMPS陽解法の数値計算コードについて、NVIDIA社が提供するCUDA開発環境を用いてGPUを利用した大規模計算を可能とする計算コードの開発を行った。このGPGPU計算コードを用いた損傷部の浸水計算および流体力推定とストリップ法に基づく非損傷部の流体力推定を組み合わせることで、複雑な損傷浸水状況下での船体動揺を高速にシミュレートすることが可能となった。開発した計算コードを用いた数値シミュレーション結果と昨年度に実施した船内の車両甲板区画をアクリルで再現した自動車運搬船模型に対する水槽試験との比較により、大規模浸水時の過渡的な船体動揺と浸水状況について、ほぼ定量的な予測精度を有することを確認した。さらに、数値計算の前処理作業に該当する壁粒子の生成に関して、損傷区画を有する船体のような複雑物体形状に対しても壁粒子を効率よく配置できるように、CADデータを用いて物体表面を三角形ポリゴンメッシュで表現し、このメッシュを用いた壁粒子の自動生成法を開発した。本手法ではメッシュの重心位置への粒子配置を行い、付属情報として法線ベクトルと面積を各壁粒子に保持させる。この方法で壁粒子の生成を行った場合、元々の三角形ポリゴンメッシュが不均一であり、壁粒子の配置には粗密が生じるため、従来の壁境界条件では正しく計算がなされない。

そこで、ミラー粒子を用いた鏡面壁境界条件と組み合わせることで壁粒子の粗密に起因する問題を解決した。以上のGPUコンピューティング技術にもとづく計算速度の飛躍的な向上と鏡面壁境界条件の導入による壁粒子生成の自動化を達成したことにより、船内区画への複雑な浸水状況や船体動揺を高精度かつ実用的な計算時間でシミュレートすることが可能となった。GPUに搭載された大量のCUDAコアを用いた並列計算が実行可能となり、従来のCPUコードに比べて計算速度が飛躍的に向上した。これと同時にミラー粒子を用いた鏡面壁境界条件と三角形ポリゴンメッシュからの壁粒子の自動生成を組み合わせることで、内部区画を有する船体のような複雑物体形状に対しても高速な前処理が可能となった。これらの成果により、損傷船舶の過渡的応答や区画内への浸水状況を実用的な時間内でシミュレートすることが可能となり、最終年度の定量的な精度検証に向けて数値シミュレーション手法の構築がほぼ完了したと考えられるため。昨年度までに構築したGPGPUによる損傷部の浸水計算および流体力推定とポテンシャル理論による非損傷部の流体力推定を組み合わせた損傷浸水時の船体動揺シミュレーション手法にもとづき、浸水解析に十分な空間解像度を有する2700万粒子を用いた数値シミュレーションを実行した。過去に実施した車両甲板区画を有する自動車運搬船の模型実験との比較により、浸水中の過渡的な船体挙動や船内浸水の経時変化など、損傷時の安全性評価に資する予測精度を有することが確認された。また、舷側や船底に破孔が生じた場合の車両区画の強制動揺試験とシミュレーションの比較を行った結果、デッキ間の滞留水移動が生じるような複雑な状況下においても、損傷区画全体に働く流体力を定量的に推定可能であった。開発した数値シミュレーションの更なる検証データを得るため、多数の乗客が搭乗し、損傷浸水時の影響が懸念される大型クルーズ船の模型を用いて、損傷時復原性の確保が厳しくなる船首部と船体中央部の水密区画への浸水実験を実施した。浸水実験は模型船を完全に自由とした状態にて実施し、浸水と船体運動との相互作用、最終的な平衡姿勢などの計測を行った。また、損傷浸水後の横波中動揺特性についても模型実験を実施した結果、大規模な浸水が生じても復原性上の問題は生じないが、波浪中では条件によって倍周期の非線形横揺れが発生した。この水槽試験で使用した模型船のCADデータをもとに、昨年度に考案した鏡面壁境界条件の導入による壁粒子生成の自動化を用いることで、複雑な船体形状を有する大型クルーズ船についても、内部区画を含めて壁粒子の自動生成が可能であり、船内区画への浸水シミュレーションにおいて新たな問題は生じないことを確認した。粒子法を用いた船体損傷部に働く流体力推定とポテンシャル理論を用いた船体非損傷部に働く流体力推定を組み合わせた損傷浸水時の船体動揺シミュレーション手法について、スケーラビリティに優れる陽的MPS法を採用し、GPUクラスタ上での大規模計算が実行可能な計算コードへと拡張を行った。これにより、浸水解析に求められる十分な数の流体粒子を使用することが可能となり、複雑な内部区画を有する自動車運搬船について、浸水中の過渡的運動や浸水状況の経時変化の定量的な予測が達成された。
アメリカの授業料依存型大学における経営戦略

本研究の目的は、アメリカの大学の中でも、とくに授業料依存型の財務構造をもつ大学における経営戦略の実態を明らかにし、日本の大学経営に対する具体的な示唆を導きだすことにある。アメリカの私立大学のなかでも、潤沢な基本財産をもつ大学に注目が集まりがちだが、アメリカにおいても数の上では大半を占める授業料依存型の私立大学である。こうしたタイプの大学の多くは研究機能より教育機能で個別化戦略を立てていることが多い。そこで、アメリカで近年盛んにおこなわれている学生の学習状況調査(とくにインディアナ大学が行っているNational Survey of Student Engagementを中心に検討)で高い評価を上げている大学を探し、その中から、授業料依存率の高い大学をいくつか抽出してその特徴を検討した。アメリカの私立大学のなかでも、潤沢な基本財産をもつ大学に注月が集まりがちだが、アメリカにおいても数の上では大半を占める授業料依存型の私立大学の経営戦略である。また、かつて経営危機が叫ばれた割には、倒産にいたる大学の数も多くないが、どのような秘訣があるのか、先行研究ではほとんど注目を集めてこなかったためである。こうしたタイプの大学を類型化し、それぞれの経営戦略の特徴をまとめている。そこで、アメリカで近年盛んにおこなわれている学生の学習状況調査(とくにインディアナ大学が行っているNational Survey of Student Engagementを中心に検討)で高い評価を上げている大学を探し、その中から、授業料依存率の高い大学をいくつか抽出した。これで平成21年度に詳細な分析を行う事例が定まった。こうした大学がどのような背景で、また体制で、現在の教育向上により、経営を強化しているのかを明らかにすることが現在の日本の私立大学にとっても非常に重要である。とくに、全学的な教育改革を行うためには、組織上の工夫も合わせて把握しておく必要がある。本研究は日本の大学経営に対する示唆を導くことも目的に掲げており、こうした観点で日米の大学がどのように異なっているのかも文献調査を中心に検討を行った。こうした成果の一部については、(学会ではないが、大学関係者の専門家が集まる複数の機会で)口頭発表を行った。教学補助部門の役割、そこで働く専門スタッフの位置づけ等も検討した。ただし、アメリカと日本では、ガバナンス構造が異なるため、このモデルを日本に適用すればよいわけではない。こうした成果の一部については、(学会ではないが、大学関係者の専門家が集まる複数の機会で)口頭発表を行ったが、本格的なまとめは現在、行っている最中である。本研究ではいくつかの事例をとりあげ検討したものの、バラエティの大きいアメリカの大学について全体的な動向を把握するところには至っておらず、この点については引き続き研究を行う予定である。
低プラントル数流体における液柱内マランゴニ対流現象の解明

融液からの半導体結晶成長時には,振動化した温度差マランゴニ対流が不純物縞の生成要因となることが明らかとなっており,このような材料プロセスによる製品の高品質化・技術向上においては,マランゴニ対流の理解と制御が必要不可欠である.金属融体に代表される低プラントル数流体では,これまで実験的研究と数値解析的研究で,流れの駆動力であるマランゴニ数に大きなギャップがあることが相互理解の妨げとなってきた.特に,実験的に低駆動力流れを実現することが戦略的な要求となっている.本研究では,従来用いられてきたハーフゾーン液柱において,自由表面の一部を酸化膜などで覆うことで,実験的に低駆動力流れを実現できる可能性に着目し,このモデルにおける流れの理解を目的とした数値解析的研究を進めてきた.前年度までに,自由表面を局在化した場合には,通常の液柱系では見られない,軸対称定常流から振動流への直接遷移が起こることを見出した.本年度は,この系における不安定性メカニズムについて整理し,体系的な理解を与えることを目的として,さらに詳細なエネルギー解析を広範な幾何学条件について実施した.結論として得られた知見は以下である.低温ディスクと自由表面とが直接接続されているか否かが,不安定性の変化における幾何学的な要件である.直接接続されている場合には,軸対称定常流の安定臨界マランゴニ数が通常のハーフゾーンと同程度で,不安定性メカニズムが常に同一となるため,実験的に低駆動力流れの実現する場合に従来のハーフゾーンの代替として有効であると結論した.流れ場の対称性を表す周方向波数については,幾何学条件への依存性として本研究で経験則を提示した.一方,低温ディスクと自由表面との間に固体膜が設けられている場合には,自由表面を局在化する割合によって,少なくとも4種類の異なる不安定性メカニズムが出現し,このうち2つは通常液柱では見られない振動型の不安定性である.楕円型不安定性が幾何学形状に大きく依存し,遠心力不安定性とのバランスが変化することが,全体との不安定性の多様化において支配的な要因である.これらの成果の一部は日本金属学会,日本機械学会などで報告し,Physics of Fluidsなどの学術雑誌にて発表した.本研究は,融液からの半導体結晶成長時に導入される不純物縞形成の主要因のひとつである液柱構造型の融液内温度差マランゴニ対流を解明して,対流制御に有用な情報を与えることを目的としている.特に,対流の駆動力であるマランゴニ数Maが増大して対流が不安化し複雑流動に至るまでの過程において未解明な現象の中から,今年度の課題として以下を設定した.1)対流が軸対称定常流から3次元定常流に遷移する臨界Ma数近傍の流れの解明において,実験的に設定することが困難である低温度差条件を実現するのに,自由表面を局在化する方法が有効と提案されている.この方法を適用した場合に,流れの不安定性メカニズムの変化が生ずることが予想されるため,これを数値解析的に検証する.2)不透明な金属性融体においては,内部流れの直接可視化が困難であるが,内部流と連成する周囲気体流れを可視化することによる内部情報の抽出を試みる.1)については,軸対称定常流の3次元擾乱に対する線形安定性解析を行った.自由表面を局在化した場合,通常の液柱系では見られない軸対称定常流から振動流への直接遷移が存在することを以前に報告したが,この際,異なる不安定化機構の関与が示唆された.本年度,不安定擾乱についてエネルギー解析を行った結果から,第1遷移臨界での不安定性に関与する要素メカニズムは,楕円型不安定性と遠心力不安定性の双方であり,自由表面の局在化によって楕円型不安定性の効果が減少することを明らかとした.加えて,遠心力不安定性が相対的に強くなるにつれて,2つの振動型モードを含む,4つの異なる不安定化メカニズムが現れることを見出した.2)については,本年度は要求される実験系の構築に注力し,トレーサー粒子,PIVを用いた光学系,加熱装置等の設計および実装を行った.問題となった気相側の激しい浮力対流を,上下ロッド付近に遮蔽版を導入することで抑制した.加熱炉内の均熱化,可視化における光量不足などを,今後解決すべき課題として抽出した.融液からの半導体結晶成長時には,振動化した温度差マランゴニ対流が不純物縞の生成要因となることが明らかとなっており,このような材料プロセスによる製品の高品質化・技術向上においては,マランゴニ対流の理解と制御が必要不可欠である.金属融体に代表される低プラントル数流体では,これまで実験的研究と数値解析的研究で,流れの駆動力であるマランゴニ数に大きなギャップがあることが相互理解の妨げとなってきた.特に,実験的に低駆動力流れを実現することが戦略的な要求となっている.本研究では,従来用いられてきたハーフゾーン液柱において,自由表面の一部を酸化膜などで覆うことで,実験的に低駆動力流れを実現できる可能性に着目し,このモデルにおける流れの理解を目的とした数値解析的研究を進めてきた.前年度までに,自由表面を局在化した場合には,通常の液柱系では見られない,軸対称定常流から振動流への直接遷移が起こることを見出した.本年度は,この系における不安定性メカニズムについて整理し,体系的な理解を与えることを目的として,さらに詳細なエネルギー解析を広範な幾何学条件について実施した.結論として得られた知見は以下である.低温ディスクと自由表面とが直接接続されているか否かが,不安定性の変化における幾何学的な要件である.

直接接続されている場合には,軸対称定常流の安定臨界マランゴニ数が通常のハーフゾーンと同程度で,不安定性メカニズムが常に同一となるため,実験的に低駆動力流れの実現する場合に従来のハーフゾーンの代替として有効であると結論した.流れ場の対称性を表す周方向波数については,幾何学条件への依存性として本研究で経験則を提示した.一方,低温ディスクと自由表面との間に固体膜が設けられている場合には,自由表面を局在化する割合によって,少なくとも4種類の異なる不安定性メカニズムが出現し,このうち2つは通常液柱では見られない振動型の不安定性である.楕円型不安定性が幾何学形状に大きく依存し,遠心力不安定性とのバランスが変化することが,全体との不安定性の多様化において支配的な要因である.これらの成果の一部は日本金属学会,日本機械学会などで報告し,Physics of Fluidsなどの学術雑誌にて発表した.
農業用水路の水理環境に対する魚群の応答行動とそのモデリングに関する研究

魚類にとって良好な棲息環境とはどのようなものかを農業用水路を対象に水理学的側面から検討し,水理環境に対する魚群の応答行動の評価モデルの構築を試みた.まず,静水中の魚群行動の数理モデルを構築するため水槽実験と数値実験を行った.実験にはヒメダカを用いた.水槽内でヒメダカを自由に遊泳させ,この軌跡から,個体の特徴パラメータとして遊泳速度とNearest Neighbor Distance(NND),魚群の結合性のパラメータとして拡がり度,魚群の並行定位性のパラメータとして偏向度を得た.以上の水槽実験で得られた知見を基に,群行動の数理モデルを検討した.Newton力学モデルと行動パターンモデルによる数値実験によって両モデルの特徴を明らかにするとともに,水槽実験の再現には行動パターンモデルが有効であるとの結論を得た.行動パターンモデルによって,水槽実験で得られた遊泳速度,NND,拡がり度,偏向度を再現することができた.また,多層パーセプトロンモデルを用いて魚群行動のモデリングを試みた結果,水槽実験で得られた遊泳速度,NND,拡がり度,偏向度を良好に再現することができた.さらに,魚類の遊泳行動の特徴抽出を目的として,カオス工学のリターンマップ,フラクタル次元,相関次元を上記水槽実験で得られた遊泳軌跡に適用し,これらによって定量的な特徴抽出が可能であることを示した.最後に,農業用水路の水理環境に対するヒメダカの選好性を評価するため,水理実験を行った.まず,流速因子および水深因子,遮蔽因子を変化させ,これらの因子に対するヒメダカの選好強度を定量化する一方で,魚巣ブロック内の流れ場の詳細な計測によってその水理環境を明らかにした.魚類にとって良好な棲息環境とはどのようなものかを農業用水路を対象に水理学的側面から検討し,水理環境に対する魚群の応答行動の評価モデルの構築を試みた.まず,静水中の魚群行動の数理モデルを構築するため水槽実験と数値実験を行った.実験にはヒメダカを用いた.水槽内でヒメダカを自由に遊泳させ,この軌跡から,個体の特徴パラメータとして遊泳速度とNearest Neighbor Distance(NND),魚群の結合性のパラメータとして拡がり度,魚群の並行定位性のパラメータとして偏向度を得た.以上の水槽実験で得られた知見を基に,群行動の数理モデルを検討した.Newton力学モデルと行動パターンモデルによる数値実験によって両モデルの特徴を明らかにするとともに,水槽実験の再現には行動パターンモデルが有効であるとの結論を得た.行動パターンモデルによって,水槽実験で得られた遊泳速度,NND,拡がり度,偏向度を再現することができた.また,多層パーセプトロンモデルを用いて魚群行動のモデリングを試みた結果,水槽実験で得られた遊泳速度,NND,拡がり度,偏向度を良好に再現することができた.さらに,魚類の遊泳行動の特徴抽出を目的として,カオス工学のリターンマップ,フラクタル次元,相関次元を上記水槽実験で得られた遊泳軌跡に適用し,これらによって定量的な特徴抽出が可能であることを示した.最後に,農業用水路の水理環境に対するヒメダカの選好性を評価するため,水理実験を行った.まず,流速因子および水深因子,遮蔽因子を変化させ,これらの因子に対するヒメダカの選好強度を定量化する一方で,魚巣ブロック内の流れ場の詳細な計測によってその水理環境を明らかにした.本研究では,魚類にとって良好な生息環境とはどのようなものかを農業用の用排水路を対象に水理学的側面から検討し,水理環境に対する魚群の応答行動の評価モデルを構築することを最終目標とする.今年度は,その研究の第一歩として,まず静水中の魚群行動の数理モデルを構築するため,水槽実験と数値実験を行った.水槽実験には,100cm四方,水深5cmの水槽を使用し,実験魚にはヒメダカを用いた.水槽内でヒメダカを自由に遊泳させ,その様子を上方からビデオ撮影し,得られたビデオ画像を画像処理することで,魚群中の全個体の遊泳軌跡を得た.この軌跡から,個体の特徴パラメータとして,遊泳速度,Nearest Neighbor Distance (NND),魚群の結合性のパラメータとして拡がり度,魚群の並行定位性のパラメータとして偏向度を得た.以上の水槽実験で得られた知見を基に,群行動の数理モデルを構築した.モデル化には行動パターンモデルを使用した.同モデルでは,個体の周りを,誘引領域,並行定位領域,反発領域,探索領域にゾーニングし,個体間の相互作用とそれに伴う行動パターンを,このゾーニングによって決定した.すなわち,誘引領域ではお互いの方向に,並行定位領域では同じ方向,また反発領域では衝突を回避する方向へ,探索領域ではランダムな方向へそれぞれ遊泳するとした.この行動パターンモデルの各領域の境界は水槽実験結果から決定した.以上のモデルを用いて,数値実験を行った結果,水槽実験で得られた遊泳速度,NND,拡がり度,偏向度を再現できた.以上から,散水中の魚群行動はモデルで再現できると考える.次年度は,静水中のモデルを改良すると共に,流れの場での魚群行動のモデリングを行っていきたい.魚類にとって良好な棲息環境とはどのようなものかを農業用水路を対象に水理学的側面から検討し,水理環境に対する魚群の応答行動の評価モデルの構築を試みた.まず,静水中の魚群行動の数理モデルを構築するため水槽実験と数値実験を行った.実験にはヒメダカを用いた.

水槽内でヒメダカを自由に遊泳させ,この軌跡から,個体の特徴パラメータとして遊泳速度とNearest Neighbor Distance(NND),魚群の結合性のパラメータとして拡がり度,魚群の並行定位性のパラメータとして偏向度を得た.以上の水槽実験で得られた知見を基に,群行動の数理モデルを検討した.Newton力学モデルと行動パターンモデルによる数値実験によって両モデルの特徴を明らかにするとともに,水槽実験の再現には行動パターンモデルが有効であるとの結論を得た.行動パターンモデルによって,水槽実験で得られた遊泳速度,NND,拡がり度,偏向度を再現することができた.また,多層パーセプトロンモデルを用いて魚群行動のモデリングを試みた結果,水槽実験で得られた遊泳速度,NND,拡がり度,偏向度を良好に再現することができた.さらに,魚類の遊泳行動の特徴抽出を目的として,カオス工学のリターンマップ,フラクタル次元,相関次元,リアプノフ数を上記水槽実験で得られた遊泳軌跡に適用し,これらによって定量的な特徴抽出が可能であることを示した.最後に,農業用水路の水理環境に対するヒメダカの選好性を評価するため,水理実験を行った.まず,流速因子および水深因子,遮蔽因子を変化させ,これらの因子に対するヒメダカの選好強度を定量化する一方で,魚巣ブロック内の流れ場の詳細な計測によってその水理環境を明らかにした.
英語習熟度別編成による教育・学習の時系列的効果検証

第1に、習熟度効果検証のために、G-TELPからTOEICをどの程度推定できるかの検証を行った。より精緻に分析できる手法である一般化線形モデルの当てはまりが最も良かったが、それでも6割程度の説明ができなく、とりわけ、G-TELPのスコアが高いかまたは低い場合の予測値と観測値の乖離が大きくなる傾向が見られた。また、個人差を組み込んだモデルを利用することの必要性が示唆された。第2に、習熟度別編成に関しては、(1)有効なプレースメンとテストの必要性、(2)より多くの習熟度別クラス編成の必要性、(3)クラスサイズを小さく保つことと受講生の意欲を勘案することの必要性が示唆された。本研究の目的は、習熟度別少人数英語クラスの教育・学習効果を、これまでの非習熟度別大人数英語クラスのそれと、時系列的に比較検討することで、明らかにすることである。具体的には、(1)習熟度別英語クラスの非習熟度別英語クラスと比しての効果、(2)習熟度別英語クラスの適切なクラスサイズ、(3)早期習熟度別英語クラス導入の効果、(4)教養英語と専門課程「アカデミック英語教育プログラム」の連携の効果の検討・検証である。また、国内外における習熟度別英語クラスの先進的事例から英語教育プログラムへの知見を得ることで、上記のデータの検証とあわせて、効果的な英語教育プログラムの実現につなげることを目的とする。上記の目的に基づき、本年度は、基礎的データ収集およびその予備的分析についての以下を実施した。具体的には、(a) G-TELP(レベル3)のスコアからTOEICスコアをどの程度予測できるかについて(あるいは、できないかについて)、1,300名ほどのデータを用いて、考察を行った;(b) e-learning教材を、教養教育英語クラスの一部で必修化することによる効果について、G-TELPスコアの比較と学生へのアンケート調査の観点から行った;(c)言語テスト学会(立命館大学)に参加し、本研究課題に関わる情報の収集に努めた;(d)英語能力に関する国際比較調査に関する予備調査(TOEICやGTELPスコアを用いた調査から明らかにする盲点(学生が苦手な領域)をいかに克服するかついて、さらに詳しく検討するための質問票を先行して試行したもの。調査対象は、タイ人大学生(有効回答数28名)および本学学生(有効回答数15名));(e)本研究課題に関わる文献資料に基づく、授業実践やカリキュラム導入の準備を開始した。これらの成果の一部は本年度発表を行ったが、多くは次年度に発表を予定している。また、国内外における習熟度別英語クラスの先進的事例から英語教育プログラムへの知見を得ることで、上記のデータの検証と合わせて、効果的な英語教育プログラムの実現につなげることを目的とする。このような目的に基づき、本年度は、昨年度に引き続き、英語試験データの収集および収集したデータの分析を継続した。具体的には、1G-TELPスコアとTOEICスコアの蓄積されたデータを用いた推定式の検討、2複数回の英語試験データから英語を習熟度を伸長させる学生に関わる分析、3推定式をより精緻化させるためのGLM(General Linear Model)やベイズモデルを用いた分析、4文献資料や学会年次大会参加を通じて、英語習熟度身長や習熟度別クラスの有効性の検討、さらに、5これまでの分析にもとづいて、より効果的な英語学習指導に関する予備的検討を行った。これらの成果の一部は、本年度中に発表し、残りは、次年度中に発表を予定している。初年度の研究遅れを十分に取り戻せていないため。G-TELP(レベル3)スコアとTOEICスコアの関係を、1線形回帰モデル、2一般化線形モデル(Generalized Linear Model)、3階層ベイズモデル(Hierarchy Baysian Model)の3つを用いて、予測式を検討した。また、これまでの丹念データの分析に加えて、これまで収集した2011年から2015年のデータをすべて、統合して、分析を試みた。また、予測式の推定に際し、2テストの実施時期に数ヶ月程度の差があるのが通常であるが、より精緻に予測式を構築するためには、同時期に2テストを実施することが必要である。今年度は、その観点から、ほほ同時期に実施されたデータから、時間差がある場合との比較を通じて、予測精度の検証を行った。さらに、これらのデータによる予測式のみならず、記述統計的、時系列的分析も試みた。予測式の種々のモデルからは、入学年度による違い、学部の違い、さらに、個人差が大きく予測式に影響を与えていることが判明した。個人差を検討するモデルの検討が次年度の重要な課題となった。2テスト間の実施時期の影響に関しては、同時期のデータによる精度が高いことが実証的に明らかになった。記述統計データや時系列データからは、これまでの研究と同様の点が明らかとなった。

つまり、G-TELP(レベル3)は、TOEICスコア400から600点程度の習熟度の受験者に適しており、それ以下、以上の受験者には、当てはまりがよくないことや、スコア低位の受験者が、次学期にスコアを上昇させる傾向があった。これらの結果を受けて、次年度は、習熟度別クラスの効果の検証と、適切な英語教育プログラムのあり方についての検討を行う予定である研究者の学内業務多忙による、初年度におけるデータ収集、分析の遅れを完全には取り戻せていないため。本年度は、過去数年の研究を継続し、これまでのTOEIC並びにG-TELPスコアの分析を行った。それに基づき、習熟度編成クラスの効果分析につなげた。英語習熟度編成の効果検証では、習熟度クラス編成の方法を勘案しなければならない。本研究では、いくつかの方法によって編成を試みた。それらは、(1)入学直後のTOEICスコア、(2)eラーニング教材付属のミニTOEICテストのスコア、(3)入学試験の英語のスコアである。年度によって、異なるスコアが用いられたのは、主として、データの利用可能性によるものである。現在、詳細な分析を進めているところであるが、授業担当者への聞き取り調査を含む予備的考察によって、示唆されることは以下の通りにまとめられる。第1に、ミニTOEICテストでは、スコアのばらつきが小さく、クラス編成には不適切であり、また、スコアは信頼に足りない。第2に、入学試験の場合、総点よりも、英語エッセイの箇所の得点がクラス編成には有効ではないかということ。第3に、クラス編成における適正なクラスサイズの問題である(習熟度編成の効果が、クラスサイズが大きいことによって減少してしまう)。第4に、習熟度に加えて、受講生の意欲を編成に勘案すること(上位クラスの受講生が、必ずしも、意欲が高いわけではない)。最後に、習熟度編成に関し、より多くの段階のクラス編成が必要である。これは、時間割制約上、習熟度編成が3段階にしか設定できなかったため、また、スコア分布が中位に偏っていたために、上位クラスに、中位レベルが混在することとなった。結果として、効果的なクラス編成にいたらなかった。より多くのクラス編成が可能であれば、上位クラスのスコア分布の散らばりが小さくなり、より効果的なクラス編成になると考えられる。上記については、より仔細な分析を現在行っており、近いうちにまとめたものを発表の予定である。第1に、習熟度効果検証のために、G-TELPからTOEICをどの程度推定できるかの検証を行った。より精緻に分析できる手法である一般化線形モデルの当てはまりが最も良かったが、それでも6割程度の説明ができなく、とりわけ、G-TELPのスコアが高いかまたは低い場合の予測値と観測値の乖離が大きくなる傾向が見られた。また、個人差を組み込んだモデルを利用することの必要性が示唆された。第2に、習熟度別編成に関しては、(1)有効なプレースメンとテストの必要性、(2)より多くの習熟度別クラス編成の必要性、(3)クラスサイズを小さく保つことと受講生の意欲を勘案することの必要性が示唆された。必要なデータ収集は行えたものの、その分析と成果発表については、本務多忙および病気療養休職があったため、研究計画通りに実施できなかった。これまで収集したデータをさらに分析するとともに、今後は、習熟別クラスの効果や英語習熟度の伸長や習熟度別クラスの有効性の検討、それらに基づいた効果的な学習指導法の検討を行う。
アルジェリア・ウラマー協会の思想と運動 : ナショナリズムとの関係を中心に

本研究の目的は、アルジェリア・ウラマー協会(1931-57年)に関して、(1)文献調査に基づく思想の分析、(2)文書史料、文献資料に加えてフィールド調査の成果を取り入れた社会活動の分析を行うことである。以下、項目ごとに本年度の研究成果を述べる。(1)思想の分析。まず、近代のイスラーム思想、運動に関する各国語研究書の購入を行い、研究状況を整理し、アルジェリアの事例をイスラーム思想史全体に位置づける作業の準備とした。一次史料の精読による分析で得られた成果は、上智大学イスラーム地域研究機構(SOIAS)による文部科学省「特色ある共同研究拠点の整備の推進事業」公募研究「イスラーム社会の世俗化と世俗主義」の平成23年度第一回研究会(7月3日)において、「アルジェリア・ウラマー協会における政教関係-『権威ある地位にある人々(ulual-amr)』の解釈をめぐって-」として口頭発表した。また、3月5日から16日まで行ったフランスでの調査において、フランス外交文書館(Paris郊外La Courneuve)にてウラマー協会の海外(主にエジプト)での活動についての文書史料調査を行ったほか、言語・文明大学図書館(Paris)ではウラマー協会に強い思想的影響を与えたエジプトのアラビア語雑誌『ファトフ』を閲覧・精読した。この調査により、エジプトのイスラーム思想の影響の具体的様相が明らかになった。(2)社会活動の分析。(1)同様、研究書の購入と同時代のイスラーム運動に関する先行研究の整理を行った。宗教施設におけるウラマー協会の宣教活動を分析した成果を、日本中東学会第27回年次大会(京都大学、5月22日)において「モスクから議会へ、議会からモスクへ:第二次大戦後のアルジェリアにおける政教分離法適用問題とウラマー協会の『政治化』」として口頭発表した。なお、日程上の都合で、研究実施計画に記したアルジェリアにおける1か月の調査は行うことができず、上記のフランスでの2週間の調査に代えることになった。本年度の研究においては、アルジェリア・ウラマー協会(1931-57年)の政治思想について研究し、これと教育活動などの社会実践との関わりを論じた。この際、6月21日から7月15日にかけて行ったフランス、アルジェリア調査で閲覧した一次史料、補助金により購入した文献、パソコンとパソコンソフトを用いた。1.政治と宗教の関係に関するウラマー協会の理解についての論文は、UTCPブックレット17に英語で掲載された。フランス、アルジェリアで入手したアラビア語、フランス語一次史料を分析し、(1)ウラマー協会においては、「政治」は意見の対立をもたらす「党派主義」の意味で否定的に捉えられていたこと、(2)政治団体ではなく宗教団体であるウラマー協会は政党より高い位置にあると考えられていたことを明らかにした。2.ウラマー協会の共同体思想の論理構造を、同時代のエジプトのイスラーム主義の雑誌『マナール(al-Manar)』派との比較を行いながら明らかにした論文は、『日本中東学会年報』27-1号に掲載予定である。アルジェリア居住者のうち、フランス国籍を持つヨーロッパ系入植者を除いた現地系ムスリムの集合的な主体「アルジェリア・ムスリムのウンマ」という概念の形成は、マナール派と異なるアルジェリア独自のイスラーム思想であった。これによりウラマー協会は、世界中のムスリムの一致団結を志向するイスラーム主義的な方向性と、アルジェリアの紐帯を強調するナショナリスト的な方向性を、矛盾なく統合した。なお、論文の作成にはイスラーム主義とナショナリズムに関する多数の文献を購入し、パソコンソフト(イラストレーター)を使用した。(1)思想の分析。
マウス胸腺微小環境を構成するWntシグナル活性化細胞の動態と機能の解析

胸腺におけるT細胞の増殖・分化・成熟は、胸腺微小環境を構築する胸腺上皮細胞との連続的な細胞間相互作用により、多段階を経て執り行われるが、この過程では、各段階で機能する特定の分子を発現する胸腺上皮細胞の存在が不可欠である。本研究では、マウス胸腺を構成する胸腺上皮細胞のうち、Wnt/β-cateninシグナル伝達系を活性化する細胞群が、T細胞産生に適した胸腺微小環境の構築や、生後の胸腺上皮細胞の安定供給に特定の役割を担う可能性を追求するため、本年度は、胸腺上皮細胞でWnt/β-cateninシグナル伝達系の活性制御が可能な遺伝子組み換えマウスの作出と表現型の解析を行った。胸腺上皮細胞特異的なβ5t-Creマウスを用いてβ-catenin欠損マウスおよびβ-catenin機能亢進マウスを作出し、胸腺上皮細胞でWnt/β-cateninシグナル伝達系の入力を制御した場合の胸腺微小環境の変化について、免疫組織化学的解析やフローサイトメトリー解析により評価した。その結果、胸腺上皮細胞特異的なβ-catenin欠損マウスでは、胎生期から生後にかけて胸腺内で産生されるT細胞の総数が低下する一方で、胸腺上皮細胞特異的なβ-catenin機能亢進マウスでは、胸腺の形成異常により胸腺内でのT細胞分化が障害されることが明らかとなった。本研究で得られた以上の結果から、胸腺上皮細胞では、Wnt/β-cateninシグナル伝達系の微調整により、胸腺上皮細胞の正常な分化や胸腺内でのT細胞の産生量が制御されることが明らかになり、Wnt/β-cateninシグナル伝達系の緻密な制御が、胸腺微小環境の初期構築および生後のT細胞産生に関わる胸腺上皮細胞の安定的供給に必須であることが示された。分泌シグナル因子であるWntは、胸腺内でT細胞分化の制御に働くことが知られるが、胸腺上皮細胞の分化をどのように空間的に制御しているかについては分かっていない。本研究では、マウス胸腺を構成する胸腺上皮細胞のうち、Wnt/β-cateninシグナル伝達系を活性化する細胞群が、胸腺微小環境を構築する過程を、細胞系譜追跡法を用いて明らかにするとともに、トランスクリプトーム解析や、遺伝子改変マウスを用いた機能解析により、Wntシグナル活性化細胞が生後の胸腺皮質上皮細胞の安定的供給に特定の役割を担う可能性を追求する。本研究の初年度であるH29年度は、Wntシグナル活性化細胞の特性を明らかにするため、以下の解析を行った。I.トランスクリプトーム解析による新規Wnt活性化細胞群の細胞特性の決定と関連遺伝子群の同定:Wntレポーターマウスを用いたFACS解析や免疫組織化学的解析により、生後2週齢の胸腺皮質上皮細胞は、Wnt活性化の有無により2つの細胞集団に大別されること、Wnt活性化細胞は胸腺皮質において被膜下領域に多く分布することが明らかになった。現在、胸腺被膜下領域の胸腺上皮細胞を採取し、トランスクリプトーム解析を進めている。II.細胞系譜追跡法によるWnt活性化細胞の分化経路および胸腺微小環境構築過程の解明:細胞系譜追跡により、4週齢のマウス胸腺皮質領域に認められるWnt活性化細胞の約8割が、胎生期のβ5t発現細胞に由来することが判明した。また、2週齢のマウス胸腺内でWntシグナルを活性化した細胞の一部は、網状の胸腺皮質上皮細胞に分化することが明らかになった。H29年度は、いくつかのマウス系統について、実験の遂行に必要なマウスが得られるまで時間を要したため、I.トランスクリプトーム解析による新規Wnt活性化細胞群の細胞特性の決定と関連遺伝子群の同定については、まだ進行中であり、H30年度も引き続き解析を行う予定である。II.細胞系譜追跡法によるWnt活性化細胞の分化経路および胸腺微小環境構築過程の解明については、Wnt活性化細胞の分化経路を特定できており、当初の計画に従って順調に進行している。