hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
免疫・アレルギーへ食からのアプローチ基礎研究

その結果、抗原特異的抗体価は高脂肪食(肥満)のストレス負荷群で最も低下した。さらに、ストレス負荷した肥満群の免疫機能にはレプチンが影響を与える可能性が示された。ストレスと肥満は免疫機能に重大な影響を与え、その病態にアディポサイトカインが関わる可能性があることを明らかにした。2.蛋白エネルギー栄養障害(PEM)とエンドトキシンショックにおける免疫機能高齢者に多いPEMと感染症にともなうエンドトキシンショックの関連性を検討するために、PEMマウスモデルにおけるエンドトキシンショック誘導時の免疫機能を解析した。その結果、摂取蛋白質の量と質の違いによって、生体防御機能に与える影響が変化し、食の重要性が示された。3.関節炎リウマチモデルにおけるHSP70と栄養タイプIIコラーゲン免疫による関節炎モデルマウスを用いて各臓器における熱ショック蛋白(HSP)70の発現を検討した。その結果、関節組織におけるHSP70の発現量と関節炎スコアは負の相関を示しHSP70が防御的に作用する可能性が示された。栄養によるHSP70発現の調節について検討中である。
進化工学的手法により分子構築した宿主可変ファージによる感染症の制御

乳房炎罹患牛から分離した黄色ブドウ球菌SA003と宿主域が広く溶菌活性が高いファージfSA012を選定し解析を行った。45回の回分培養を通じファージと宿主が共存し続け、各培養で生存したファージの全ゲノムを解析したところ、ORF(Open Reading Frame)103に変異の蓄積が見られ、宿主のレセプターを認識するリガンドであると特定された。同様の方法により大腸菌T2ファージのリガンドを特定することができた。CRISPR/Casシステムを用いリガンド(gp38)をコードする超可変領域にランダムな変異を導入することでファージ耐性大腸菌に感染性を示す変異ファージを得ることができた。申請者らは10年以上に渡り、大腸菌O157:H7や黄色ブドウ球菌特異的バクテリオファージ(ファージ)を自然界からスクリーニングし、病原菌のファージによるコントロール(ファージセラピー)を提唱してきた。平成25年度はスクリーニングした黄色ブドウ球菌特異的ファージと宿主の相互作用を解析することにより、ファージの宿主認識に関わる部位を特定することができた。また宿主認識の特異性を人為的に変換するためのデバイスとしてCRISPR-Casシステムを導入し、大腸菌ファージを例にファージの特定遺伝子を排除し、人為的に作成した遺伝子断片と入れ替えることに成功した。本研究の最終目標はファージの宿主認識に関わる分子機構を解明し、進化工学的手法を用い、宿主認識を自在に改変するための分子構築法を確立にある。スクリーニングに頼らない様々な病原菌に感染性を持つキメラファージの構築を可能とし、ファージセラピーの実践、またはファージによる病原菌の迅速検出技術の確立に寄与することを最終目的とする。家畜感染症の中で最も深刻な被害をもたらしている牛乳房炎(細菌が乳頭口を通し感染することにより発症する疾患の総称)へのファージセラピー(バクテリオファージによる感染症の治療)を目標に、黄色ブドウ球菌特異的ファージ2種(fSA012,fSA039)をスクリーニングし、解析を進めた。協力研究機関である酪農学園大が北海道地区の酪農家から得た乳房炎罹患牛乳汁から黄色ブドウ球菌をスクリーニングし、Multiplex-PCRにより150種以上に分類した。2種のファージはこれらの黄色ブドウ球菌に対し広いホストレンジを示した。特に、fSA012は特定されたすべての黄色ブドウ球菌に感染性を示し、さらにヒト由来MRSAにも感染性を示した。また次世代DNAシーケンサーを用いて2種のファージの全ゲノム配列を特定した。しかし、既存の黄色ブドウ球菌特異的ファージの遺伝情報と相同性検索を行ったが、利用できる情報は限られ、数種の例を除き各ORFがコードするタンパク質の機能を類推することはできなかった。fSA012を牛乳房で作用させると様々な問題が生じる。黄色ブドウ球菌は乳房内で葡萄の房状の凝集体を形成する。凝集体を形成した黄色ブドウ球菌は抗生物質に対し抵抗性を示すと同時にファージの感染も回避することが考えられる。そこで、黄色ブドウ球菌の乳房炎内凝集機構を解明するとともに、凝集体を形成した黄色ブドウ球菌に対するファージの感染性を評価した。乳房炎罹患牛からスクリーニングした黄色ブドウ球菌は一般培地では凝集体を形成しなかった。源乳から脂肪を除いたスキムミルク、さらにラクトースとカゼインを除いたホエーに分画し凝集性を解析したところ明確な凝集体を形成した。そこでホエーを構成する各タンパク質の凝集能を評価したところIgGが濃度依存的に黄色ブドウ球菌を凝集させることが判明した。ファージセラピーとはバクテリオファージの溶菌能を利用し細菌感染症の起因原因菌を殺す治療法を指す。本研究の最終目標はファージセラピーの実現化である。標的とする病原菌をファージで制御するためには病原菌に感染性を示すファージをスクリーニングし使用するのが一般的である。しかし、望むファージが得られる保証はない。本研究の目的はファージの宿主認識特異性を進化工学的に改変し、所望するファージを育種する手法の開発にある。牛乳房炎を起因する黄色ブドウ球菌に感染性を示すPhageSA012を宿主と長期間接触させると宿主はファージに耐性を示し、しばらくすると耐性化した宿主に感染性を示すファージが出現する。今年度はファージに耐性化した黄色ブドウ球菌11種のゲノム全配列を次世代シーケンサーで解析し、ファージ耐性化のメカニズムを探索した。ファージ耐性化宿主のゲノムを解析したところ、9つの遺伝子領域に変異の蓄積が見られた。これらの変異はファージのレセプターとして機能している構造タンパクか、レセプターの合成に必要な機能タンパクである可能性が高い。共同研究先である酪農学園大学岩野英知准教授のグループに精製したPhageSA012を提供し、生牛を用いた臨床実験を3度試みた。最初の実験では一頭の生牛が持つ4つの乳房を用い、人為的に黄色ブドウ球菌を接種し乳房炎を発症させ、ファージ投与の効果を検証した。投与した黄色ブドウ球菌とファージの乳房内濃度変化を追うことができたが、ファージ投与群で黄色ブドウ球菌の生育を抑制することはできなかった。2度目の臨床試験では黄色ブドウ球菌を接種後に生牛が死亡したため、実験を中断した。3度目の臨床試験では投与するファージ量を増やした。

1回目に実施したよりもファージの共投与条件下で黄色ブドウ球菌の増殖抑制が観察されたが再現性や統計的検証を行うために実験を継続する必要がある。牛乳房炎罹患牛の乳汁からスクリーニングした黄色ブドウ球菌(SA003)と下水流入水からスクリーニングしたファージ(ΦSA012)を用い38回培養を繰り返し、出現したファージ耐性化黄色ブドウ球菌と耐性化黄色ブドウ球菌に感染性を獲得した変異ファージを時系列的に分離することができた。次世代DNAシーケンサーを用い、幾つかの変異ファージと黄色ブドウ球菌の全ゲノム配列を解析し、両者の共進化における分子メカニズムを明らかにすることができた。ファージ耐性化宿主の全ゲノム解析から、細胞壁合成に関わるTarO遺伝子の欠損が同定され、同欠損変異をTargetronシステムを用いて宿主に導入したところ、ファージ耐性化が示された。細胞壁に発現される糖鎖構造がファージのレセプターであることが分かった。一方、耐性化宿主に感染性を獲得したファージの全ゲノム解析から宿主を認識するリガンドとして二つのタンパク質(gp103,105)が同定された。大腸菌O157:H7特異的ファージPP01の宿主認識に関わる二つのリガンドタンパク質(gp12,38)をコードする遺伝子を非病原性大腸菌K12感染性ファージT2にCRSPR/Casシステムを用い導入することができた。組換えT2ファージはPP01同様、大腸菌O157:H7に吸着性を示したが、宿主の溶菌を伴う感染性は示さなかった。吸着以降に感染に不可欠な工程が存在することが示された。本研究は抗生物質に代わり、ファージセラピーによる感染症の制御を目指している。着目したのは家畜の感染症の中でも特に問題視されている牛乳房炎である。本研究の特長はファージセラピーを具現化するために、ファージの宿主認識に関わる分子メカニズムを解析し、ファージの宿主認識特異性を人為的にスイッチングする方法を開発することにある。乳房炎罹患牛からスクリーニングした黄色ブドウ球菌(SA003)と下水流入水からスクリーニングしたファージ(ΦSA012)の感染実験により、ファージが宿主吸着時に利用するレセプター候補を同定した。ファージ耐性菌の全ゲノム解析からレセプターは細胞壁に発現されるタイコ酸(Teichoic Acid)であると考えられる。一方、ファージがレセプターに結合する際のリガンドタンパク質の候補を二つ(gp103,105)を同定した。さらなる解析によりレセプターとリガンドを決定する必要がある。進化工学的手法によりファージのリガンドに変異を導入し、宿主認識特異性を人為的にスイッチングするためには高効率でファージゲノムに変異を導入する手法の開発が必要である。遺伝子組換えのシステムが整っている大腸菌を用い、変異導入システムの検討を行った。対象としたのは非病原性大腸菌ファージT2と病原性大腸菌O157:H7特異的ファージPP01の組換えである。CRISPR/Cassystemを用いることでT2ファージに効率的かつ簡易に変異を導入することができ、組換えT2ファージは大腸菌O157:H7にPP01と同じ結合力で吸着することが実証された。ファージは抗生物質耐性菌にも感染性を示し新規抗生物質の開発に比べて安価に新規ファージを得ることができる。
Aβオリゴマーに基づくアルツハイマー病の発症機序の解明

アルツハイマー病の治療薬開発のために、現在最も有望なAbetaオリゴマー仮説を検証した。オリゴマーマウスに、新たにヒト型タウを導入した結果、記憶障害などアルツハイマー病の諸要件を再現するモデルを作製した。さらに、同モデルを用いた薬剤投与実験によりリファンピシンに空間認知能力や病変に改善効果を見出した。これらにより、オリゴマー仮説を検証できたこと、今回得られた新モデルが今後の薬剤スクリーニングに最適モデルとなると考えている。Abetaオリゴマー仮説は未だ検証が不十分である。この仮説を検証することを目的とした本研究では、私達が発見した大阪変異(Tomiyama et al, 2008)を発現するモデルマウス(ibid, 2010)で残されたタウ分子の関与する神経原線維変化解明に挑戦した。まずヒトタウゲノム型遺伝子を発現するモデルマウスを作製した。その結果、タウ分子の最大の特徴である幼弱期から成獣への成長に伴って生理的スプライシング変化を再現するゲノム型モデルマウスを世界で初めて作製することに成功した。同時に、このマウス研究では、FTDP-17変異であるイントロン変異(C+16T)をもつものと野生(正常)型の2種類の系統を作製しており両者の比較をした結果、変異の無い野生型ヒトタウモデルでは、タウの生理的発現はあるが、病理学的、電気生理学的、行動学的な異常性は認められなかった。一方、イントロン変異を発現するタウモデルでは、これらすべてのタウ病変である生化学的不溶性、異常リン酸化、電気生理学的異常、行動異常が生じており、24ヶ月齢では神経原線維変化形成まで観察できた(Umeda et al (2013) Am J Pathol 183:211-225)。つぎに、従来神経原線維変化が生じなかったAbetaオリゴマーマウスと、今回作製した野生(正常)型タウマウスは、いずれのモデルマウスも単独では神経原線維変化を形成することはできなかったが、両者の交配により得られたdouble Tgマウスでは、1718ヶ月齢という予想を超える早期に神経原線維変化が形成されることを明らかにした。つまり、Abetaオリゴマーはタウ病変を誘導することを実証できたわけであり、今回作製したdouble Tgマウスを用いて、従来考えられてきた病態カスケードを初めて証明できたと考えている。平成26年度の実績で、最も重要なのは、1脳Abetaオリゴマー再構成成分であるアミロイド蛋白を用いた再構成実験と、2病因Abeta特異抗体の作製である。このうち、後者は、我が国で初めてのタウ治療薬候補としてのポテンシーと思われる。これらは、本研究の研究目的とついて、申請時に記載したように、臨床診断と治療法開発の現実化を目指したtranslastional researchとしての位置づけも有り、基礎、臨床を越えて、我々研究者自身が関心を持つだけではなく、国民が望む研究内容となっている。本研究では、これまでアルツハイマー病の解明を目的に、新しいAβオリゴマー原因仮説に基づく病態解明を目指してきた。この研究課題の基盤となったのが、大阪変異と呼称している家族性疾患の遺伝変異の発見であるが、この変異を発現するモデル動物の作製、その検証を終え、最終年度である平成27年度は、治療薬開発のモデル研究を実施し、モデル動物の総合的検証と、次の研究段階へのシード研究となる研究成果に挑戦した。結核やハンセン病などの治療に使われてきた抗生物質リファンピシンを長期服用している人にアルツハイマー病が少ないという報告があり、我々のアルツハイマー病モデル動物へリファンピシン投与した薬剤効果を検証した。その結果、リファンピシンを1カ月間経口投与すると、脳のオリゴマーが減少し、シナプスが回復して、記憶障害が改善されることが分かりました。この他にもAβオリゴマーに作用する可能性のある薬剤を検討しましたが、リファンピシンが最も顕著な効果を示すことが示されました。最近の認知症治療薬開発は、より早期に対応することが求められるようになり、さらに発症を未然に防止できると考えられております。認知症を予防するには、長期にわたって薬を服用する必要があるため、予防薬には、安全・安価・内服可能なことが重要な鍵となってきます。今回明らかにした研究成果により、既存保険薬として安全に普及使用されているリファンピシンにアルツハイマー病発症予防効果があることが、最新のAβオリゴマー仮説からも指示されたことで、臨床応用への期待が大きく膨らむことになりました。脳Abetaオリゴマー再構成という究極の研究目的を直視した研究としている。世界中で誰も成功していないし、誰もが必要であると理解しているテーマであるが、次善策として、高価な実験には成るが合成ペプチドを使用した条件検討も並行して成功しつつあるからである。途方、抗体作製の方は、期待以上の研究成果を確認することができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。認知症病態学本研究課題

「Abetaオリゴマーに基づくアルツハイマー病の発症機序の解明」は、基本的にアルツハイマー病の病気の仕組みを解明し、その病変を制御することにある。病気の仕組みを知ることなく、薬剤開発をして当たることも否定できないが、我々研究者は、あくまでも正攻法で地道に解明していくのが正道である。本研究の進行は、ほぼ計画通りに進行しており、残る最大のポイントは、病態解明のツールを確かなものとして得ること、其れを利用した病気の生後である。この目標のために、最終年度は、総決算の年度として、再構成の成功に集中する予定である。モデルマウスとして導入した遺伝子長がゲノムが故に困難を経験したが、試行錯誤の末に作製できたモデルは、思わぬ生理的モデルである成果を得ることができた点はプラス面である。交配実験の途中で、double Tgマウス飼育スペースの物理的制約があり、協調的に研究を進めることを優先したために、厳密な比較検証実験のために必要数の確保に時間がかかった点がマイナス面として考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。合成ペプチドの標品が満足できるレベルの純度が得られなかったので、受領、支払いをせず、再合成の依頼指示をしたために、支払いが次年度に繰り越している。Abetaオリゴマー検証実験も並行して研究を推進させることで、全体としてAbetaオリゴマーの病態解明をさらに進めると共に、治療戦略の計算できる手段を探りたい。平成27年度の前半部に合成ペプチド試薬の購入にあてたい。年度末近くになって予期せぬ事態(炭酸ガス培養装置の故障と遠心分離機の不調)が生じた。継続性の高い培養器の更新は緊急的に手配したが、新年度は遠心分離機の復帰を図り、オリゴマーの生化学実験も推進する計画である。
レンチウイルスベクターを用いた2型糖尿病候補遺伝子ENDOGL1の機能解析

多遺伝子性疾患の疾患感受性座位を探索する遺伝統計学手法として、患者/健常者を対象とした関連解析、および連鎖不平衡解析が多く用いられる。我々は、異なる人種で疾患感受性が報告されている候補座位に対し『遺伝子領域に配置した等間隔・高アレル頻度SNPsをマーカーとして用いる2段階絞り込み関連解析法』を独自に開発し、日本人の2型糖尿病(T2D)の疾患感受性遺伝子を探索し、遺伝統計学的に3番染色体上に新規疾患感受性候補遺伝子(ENDOGL1)を見出だした.糖尿病発症に係わる機序を探索した結果、1)ENDOGL1遺伝子は膵β細胞に高発現し糖尿病の病態で発現が増加すること、2)ENDOGL1タンパクはミトコンドリアに局在すること、3)200mgの量ポリクローナル抗体精製に成功したこと、4)DNA/RNA nucleaseファミリーのEndo G遺伝子(アポトーシス刺激によりDNAの断片化を引き起こす)と約40%のホモロジーを持つ本遺伝子の発現が、アポトーシス誘導時に増加すること、さらに、5)ERストレスにより本遺伝子の発現量が増加することを見出だした。作製した抗体を用いて糖代謝、アポトーシスに及ぼす影響を継続して検討中である。第3番染色体の糖尿病の疾患感受性候補座位を対象とした関連解析(日本人2型糖尿病患者/健常対照者群)の結果、疾患感受性候補遺伝子として独自に見出したENDOGL1遺伝子の、糖尿病発症に関わる機序を検討した。本年度の研究期間で以下の知見を得た。1)ヒトおよびマウスENDOGLI mRNAの発現量(解析に用いたRNAは、10種類のヒト組織、2型糖尿病モデルマウスのdb/dbマウスおよび野生型マウスの8種類の組織、および胎生7-17日齢のC57BL6マウス)をリアルタイムRT-PCR法で解析した。その結果、ENDOGL1の発現量は、脳、膵島で野生型マウスと比べて有意に高く、特に糖尿病状態マウスの膵島で有意な増加が認められた。2)ENDOGL1cDNAの3'末端にEGFP、FLAGの配列をインフレームで連結した発現ベクターを構築し、ENDOGL1-EGFP融合蛋白を3種の細胞株(NIH3T3,C2Cl2,HEK293)に一過性に発現させ、蛍光シグナルを観察した。さらに、細胞内局在マーカー蛋白に対する特異的抗体を用いて、免疫組織染色およびウエスタンブロッテイング法で細胞内局在を検討した。その結果、ENDOGL1タンパクはミトコンドリアに局在することが確認された。3)HeLaS3およびHEK293細胞に2種類のアポトーシス誘導剤(スタウロスポリンおよびシクロヘキシミド)添加後、アポトーシス誘導時におけるENDOGL1の発現量の変動を観察した。その結果、シクロヘキシミド添加では、アポトーシス誘導時に3-5倍の発現量の増加を認めた。一方、スタウロスポリン添加後では、濃度依存的にENDOGL1の発現量の減少が確認された。現在、pETベクターを用いた大腸菌によるHisタグ融合蛋白発現系で、ポリクローナル抗体を作製し、ENDOGL1の機能を検討中である。第3番染色体の糖尿病の疾患感受性候補座位を対象とした関連解析(目本人2型糖尿病患者/健常対照者群)の結果、疾患感受性候補遺伝子として独自に見出したENDOGL1遺伝子の、糖尿病発症に関わる機序を検討した。1)我々が見出したENDOGL1遺伝子には抗体が無いため、大腸菌によるHisタグ融合蛋白発現系(pETベクター)でポリクローナル抗体を作製した。うさぎ皮下への6回の抗原感作後、血清のELISAスクリーニングで抗体価はプラトーに達することを確認、さらに、全採血をプロテインAカラムを用いて精製した。その結果、200mg量の抗体を精製することが出来た。mEndogl1を発現させた293FT細胞および無発現細胞より抽出した蛋白を用いて、精製抗体のWB解析の結果、抗体の特異性(41kDa)を確認した。現在、アポトーシス誘導時の細胞内挙動の検討、機能の相違の有無を検討中である。2)ENDOGL

1遺伝子は、DNA/RNA nucleaseファミリーのEndonucleaseG(アポトーシス刺激によりDNAの断片化を引き起こす)と、ヒト、マウスで35%以上のホモロジーを持っ。そこで、HeLaS3細胞を用いて、2種類のアポトーシス誘導剤、スタウロスポリン(STS)とシクロヘキシミド(CYC)添加後、2-7時間(STS),24-48時間(CYC)培養し、アポトーシス誘導時のhENDOGL1およびhENDOGの発現量を検討した。CYC添加24時間後のhENDOGL1の発現量は、3-5倍と増加を認めた(hENDOGの発現量には変動は認められなかった)。STS添加後の両遺伝子の発現量は、濃度依存的に減少した。さらに、低グルコース培養下、tunicamycin添加培養後のMIN6細胞では、ERストレスマーカーCHOPの誘導とともに、mEndogl1の発現量は有意に増加することを確認した(mENDOGの発現量には変動は認められなかった)。3)レンチウイルスベクターを用いた発現系では、高タイタークローンが得られなかった。そこで、HeLaS3細胞にエレクトロポレーション法にてEMDOGL1遺伝子を導入した安定株5クローン(高蛋白および低蛋白発現クローン)について、作製した抗体を用いて糖代謝、アポトーシスに及ぼす影響を検討中である。
牛における自然免疫記憶機構の解明とそれを応用した革新的呼吸器病予防法の検討

牛の呼吸器病は畜産業に多大な経済的損失をもたらす疾病であるが、様々な要因が複雑に絡み合って発症するため予防・治療が難しく未だそのコントロールには至っていない。健康な牛の呼吸器に存在する免疫細胞はほぼ100%がマクロファージであり、感染防御の主役を担っているのは自然免疫機構であると考えられるが、牛の自然免疫機構についてはほとんど明らかとなっていない。そこで、牛の自然免疫機構を解明し、それを応用して呼吸器病を予防することができないか検討する。
ヒト肝組織からの肝幹細胞の分離・同定と肝組織再構築

ヒト肝組織から肝幹細胞を分離・同定を行い、その細胞を用いて肝組織再構築し、さらに肝不全治療への有用性を検討するため本研究を行った。胎仔及び成体マウス肝から肝幹細胞を高効率に分離する手法を確立し特異的表面抗原の同定を行った。表面抗原解析により、Thy1陽性の間葉系細胞がCD49f陽性の肝幹細胞の分化・成熟化に重要な役割を果たすことを解明した。又、内胚葉系細胞に高いgreenfluorescent protein (GFP)発現を示すトランスジェニックマウスの成体肝を用い、GFP発現量の違いによりマウス肝幹細胞の同定・分離が可能となった。これにより分取した肝幹細胞を用い、肝幹細胞特異的な細胞表面抗原遺伝子の発現を成熟肝細胞との間でcDNAサブトラクション法によるスクリーニングにて30候補遺伝子を選択し、検討を行ったところ、3遺伝子についてマウス胎仔肝幹細胞に特異的に発現していることが判明した。肝組織構築においては非実質細胞の存在が不可欠と考え、自己細胞として利用可能であり、多分化能を持つ骨髄細胞に着目し、肝障害・肝再生時に骨髄細胞が血管内皮細胞、クッパ-細胞及び肝星細胞に分化することで肝再生に寄与することを確認した。ヒト成人肝組織を用いた研究においては、培養条件の工夫により長期培養でコロニー状に増殖するヒト肝細胞を確認した。高度な肝機能を発揮できるヒト肝組織の再構築を試み、コラーゲンタイプIシート上で類肝構造の形成を認めた。現在、ヒト肝幹細胞の同定を行っている。我々はこれまで長期培養が困難とされてきたヒト成熟肝細胞の分離・長期培養法を確立し、一部に増殖する細胞があることを報告してきた。本研究において培養条件の工夫により長期培養でコロニー状に増殖するヒト肝細胞は確認したが、増殖力を持つ肝組織幹細胞の分離同定純化には至らず引き続き検討中である。一方、これらの増殖能を持つ細胞が含まれると考えられる細胞群を用いて、高度な肝機能を発揮できるヒト肝組織の再構築を試みた。具体的には、ヒトの肝臓手術時に得られる正常肝組織よりコラギナーゼ穿刺灌流により細胞(肝細胞、小型肝細胞、胆管上皮細胞、伊東細胞、血管内皮細胞など)を分離しコラーゲンタイプIシート上で共培養すると、胆管上皮が表層を覆いその下層に肝細胞及び腺管構造(胆管、血管)を認める類肝組織の形成が可能となった。アルブミンの分泌は従来の単層培養に比し著明な増加を示した。今後、この類肝組織の詳細な形態的・機能的解析の検討を行う予定である。実験動物においては成熟ラット肝臓から分離した肝組織幹細胞である小型肝細胞を、非実質細胞との共培養により、毛細胆管構造、腺腔構造を有する三次元類肝組織を形成すること、この小型肝細胞の成熟化、組織化には細胞外基質である基底膜成分の三次元構造が重要な要因として関与していること、さらにscaffoldとしてコラーゲンタイプIシート上で培養することにより、組織構築の促進をすることを明らかにした。また、胎仔および成体マウスにおいては肝幹細胞を高効率に分離する手法を確立し、特異的表面抗原を特定した。また、同様の手法を用いヒト肝幹細胞を濃縮できることを確認しヒト成体肝の中にも同様の細胞集団の存在が示唆され、引き続きヒト肝幹細胞の特異的表面抗原の同定を目的として研究を継続している。肝幹細胞の分離・同定に関し、我々は昨年度までに細胞凝集塊形成による成体マウス肝からの肝幹細胞の分離法を確立した。本年度は同手法を用いて、成人ヒト肝組織からの肝幹細胞の分離を試みた。京都大学消化器外科において施行された肝切除症例のうち、インフォームド・コンセントが得られ、実験条件に合致した約20例について実験を施行した。約10グラムの肝組織を肝虚血前に採取し、コラゲナーゼ穿刺灌流により肝構成細胞を回収し、浮遊培養により細胞凝集塊を形成させヒト血清を加えた分化誘導培養液を用いて接着培養した。

マウスにおいては同法により、高効率に肝幹細胞を分離可能であったが、ヒト検体から肝幹細胞を再現性よく分離することは困難であった。このため、ヒト肝幹細胞を分離するためには同細胞に対する特異的表面抗原の同定が不可欠であると考えられた。我々は昨年度までに、先の手法により得られたマウス肝幹細胞と成熟肝細胞との間でcDNAサブトラクション法により、同細胞に特異的に発現する表面抗原遺伝子の候補を17種同定したが、本年度は同遺伝子が実際に肝幹細胞に発現しているかどうかを胎児由来の肝幹細胞を用いて確認し、有望な遺伝子を3種までに絞り込んだ。今後はこの表面抗原に対する抗体を用いて肝幹細胞をソーティングするシステムを構築する予定である。肝組織再構築に関しては、昨年度までにラット小型肝細胞で得られた結果をもとに、肝切除症例から得られたヒト肝組織からヒト小型肝細胞を採取して実験を施行した。コラーゲンシート内にヒト小型肝細胞を非実質細胞と共培養することにより、胆管様および脈管様構造を有する類肝組織を構築することに成功した。これらの成果は人工肝臓の開発に大きく寄与することが期待される。
不妊治療後の妊婦が安心して母親としての自分を好きになるための看護プログラムの開発

不妊治療後に妊娠した女性の妊娠期のケアニーズおよび育児期における自己認知を明らかにするために,体外受精を受けて妊娠末期育児期にある初産婦8名に半構成的面接法を実施した。その結果,妊娠期のケアニーズは,【妊娠継続に対する現実的なとらえ方ができるように支援する】【不妊体験の影響を受けている状況がら木妊ど異なる状況に向かっていけるように支援する】【出産や育児に主体的に取り組み,元気で安全に子どもを育めるように支援する】【家族が子どもを迎え入れるための役割調整ができるように支援する】のカテゴリが抽出された。また,育児期における自己認知の過程は,【「母親としての自己」の膨らみ】【「母親としての自己」の強化に拍車をかける】【自己の変化の獲得による「不妊としての自己」と「母親としての自己」の統合】【呼び起される「不妊としての自己」】【膨らんでいく否定的な「母親としての自己」】のカテゴリが抽出された。これらは妊娠期の自己認知によって異なり,【「母親としての自己」の強化に拍車をかける】,【膨らんでいく否定的な。「母親としての自己」】は,妊娠期に母親としてめ自己のイメージが乏しく,夫に対する肯定的な感情が少ない者に抽出されており,中には強い育児困難と自己否定によって抑うつ状態に至った者もいた。上記より,不妊治療後の妊婦が安心して母親としての自分を好きになるための看護の方向件として(1)不妊が母親に及ぼす心理的影響を理解しながら,妊娠や育児における現実的なをらえ方を促す,(2)不妊の悲嘆作業の支援を行い,現在は不妊と異なる状況にあることの意識化を促す,(3)不妊時とは異なる対処の提案を行ったり,身体機能の正常さの自覚や自己コントロール感を促す,(4)ストレス時における変化や成長の意識化を促す,(5)「母親になっていく自分」の意識化を促し,妊娠中期頃より育児の準備を始めていくことを促すが挙げられた。不妊治療後に妊娠した女性妊娠期における自己認知を明らかにすることを目的に、体外受精を受けて妊娠初期中期にある初産婦8名に、Aguirela & Messickの問題解決型危機モデルの視点を生かした半構成的面接法を実施した。以下に抜粋した対象に自己認知の過程の途中経過を報告する。不妊を意識し始めた頃は問題志向的対処を働かせていたが、【治療による苦痛】や【わかってもらえないあきらめ】を知覚する中で、対処は情動的となった。あるいは【治療中止への迷い】を感じても妊娠を断ち切る決断ができず【治療中止決定からの逃避】をしていた。妊娠してからは状況にみあわない【胎児喪失への不安感】をもち、胎児を思いやる『母親としての自己』と予防的に【次回の不妊治療を考える】『不妊としての自己』が共存し、その不安と情動的対処や防衛的対処で軽減していた。しかし【胎児喪失への不安感】や情動的対処を【現在の対処では問題解決できない】と知覚し始め、問題志向的対処の出現、情動的・防衛的対処の消失へ変化し、次第に現実を【異常ではない】と受け止めていった。また【次回の不妊治療を考える】『不妊としての自己』は【今回の出産に向かうべき】『母親としての自己』となり、悲嘆作業によって【不安を素直に表出できる】【不妊にこだわる】自分に気づき、周囲への【わかってもらえないあきらめ】から【助けてもらうように働きかける変化】を知覚するようになった。多くは胎児と同時期に「母親としての自己」が出現するが、胎動前では胎児喪失への不安感が強い者もおり、いかに現実の状況に即した感情に変えていけるかが重要な支援となる。胎動初覚後も不妊期の喪失体験が強く残る者は「不妊としての自己」から「母親としての自己」への移行が困難であるため、不妊期の悲嘆作業を行い、過去の自分の気持ちや対処の意識化および対象自身の変化の部分、例えば肯定的感情の増加や対処の変化などの意識化が重要な支援となる。

上記より,不妊治療後の妊婦が安心して母親としての自分を好きになるための看護の方向件として(1)不妊が母親に及ぼす心理的影響を理解しながら,妊娠や育児における現実的なをらえ方を促す,(2)不妊の悲嘆作業の支援を行い,現在は不妊と異なる状況にあることの意識化を促す,(3)不妊時とは異なる対処の提案を行ったり,身体機能の正常さの自覚や自己コントロール感を促す,(4)ストレス時における変化や成長の意識化を促す,(5)「母親になっていく自分」の意識化を促し,妊娠中期頃より育児の準備を始めていくことを促すが挙げられた。
レニウム-オスミウム法による初期地球試料の年代決定及び当時の環境の解読

本研究での主な成果は次の2点に集約される。(1)分析法における問題を解決したこと。本研究で対象としている岩石試料中のレニウム(Re)、オスミウム(Os)濃度は非常に低い。現在もっとも大きな問題は,Reのブランクである。海外の多くのRe-Os関係者が苦労しているなか、本研究では、白金リボン、バリウム溶液、フィラメントホルダー中のReブランク、及び、スポットウェルダー、フィラメント焼きだし装置のReメモリーなど、質量分析の各過程を入念にチェックし、そのブランクを1pg以下におさえることに成功した。このテクニックに関してGoldschmidt会議で報告したところ、学会後も中国、アメリカなど海外からの問い合わせが多く来ていることから、その重要性が海外でも認識されていることがわかる。(2)天然試料・標準岩石の測定。本研究で開発した方法を、予備的にカナダのRottenstone硫化物に対して適用した結果、27億年という生成年代とともに、この硫化物が地球のマントルを主な起源とすることが明らかになった。これは、本研究の目指すコマチアイト、片麻岩の正確な年代決定とその生成過程の探索に、Re-Os系が有効であることを示す。また、Osが酸化状態に敏感であることも考えあわせると、これらの岩石が生成した環境における酸化状態の情報も得られる可能性がある。今後の課題は、さらにRe、Os濃度の低い岩石の分析であるが、既にOs濃度の低い標準岩石JP-1(地質調査所発行)中のOsの正確な濃度3.59ppb(10^<-9>g/g)、同位体比0.1210±0.025の値を得ており、まもなく目的のコマチアイト、片麻岩の予備的分析に入る。(1)、(2)の結果を踏まえ、今後さらに多くの分析データを得て、地球史の解読に強力なツールとしてRe-Os系を利用していく予定である。
イラン系騎馬遊牧民の精神文化―祭祀・埋葬儀礼を中心として

本年度前半期はロシア連邦に長期滞在し、調査・研究活動を行った。まず、モスクワやサンクトペテルブルクの図書館において資料収集を行った。本年度は特にオセチアの精神文化について注目して資料を集めた。さらに、ロシア連邦北オセチア共和国を訪問し、地域博物館や北オセチア国立大学で考古学遺物を実見する一方で共和国内に点在するオセット人の「聖域」をまわって調査した。この「聖域」はオセット人がキリスト教(正教)と同時に信仰している土着的信仰の神々にまつわるもので、この土着の神々に対する信仰にはイラン系騎馬遊牧民の精神文化の影響があると考えられる。また、ロストフ・ナ・ドヌーにて、スキタイやサルマタイの遺物を多く所蔵するロストフ・ナ・ドヌー地域博物館、アゾフ博物館、タナイス博物館で実見を行った。続いて、7月下旬から9月上旬にかけて北オセチア、ディゴル渓谷に位置するサウアル遺跡発掘調査に参加した。サウアル遺跡は紀元前5-4世紀頃のカフカースの定住民文化であるコバン文化の遺跡で、スキタイがカフカースを通過した痕跡なども発見されている。発掘調査の一方でディゴル渓谷に存在するワストゥルジに関係する洞窟やニッコラの洞窟といった「聖域」の調査も行った。これらの「聖域」や神々に関しては平成24年1月に行われた比較神話学シンポジウムで発表し、その後論文としてこのシンポジウムの報告書に掲載された。また、昨年度から取り組んでいるアランのキリスト教改宗問題について、古代・東方キリスト教研究会で発表することができた。史料からコンスタンティノープル総主教がアランへの布教の音頭を取っていたことが判明した。平成24年2月には再度モスクワへ赴き、国立図書館と国立歴史図書館、考古学研究所で資料収集を行った。ナルト叙事詩のヴァリアントを収集し、19世紀末のロシア人が記録したオセチアの習俗及びカフカースにおけるロシア正教会の活動についても調査した。二度にわたる北オセチア共称国における調査が期待以上に順調に進み、予定していなかった「聖域」の調査も行えた。その結果、19-20世紀の報告と合わせてより具体的に現代に伝わる騎馬遊牧民の精神文化について明らかにすることが可能となった。また、各都市の研究者の協力により予定より多くの考古学資料を実見することができた。今後も、考古学資料と民族誌資料を利用してイラン系騎馬遊牧民の精神文化を明らかにしていく。特に、キリスト教(正教)及びイスラーム教を受容した現代でも維持されている多神教的信仰に注目して研究を進める。古典史料からアラン族(オセット人)が最初にキリスト教を受容したのは6世紀と分かっているが、その後の北カフカース地域におけるキリスト教の盛衰の状況を鑑みて検討する。中世のアラン-オセットに関しては史料が少ないが、グルジア語史料及びアルメニア語史料を利用することで、史料の不足を補う。本年度前半は、イラン系騎馬遊牧民の一部族集団であるアランに注目して史料を収集した。特にアランの精神文化に注目する中で、アランとキリスト教の関わりについて言及された史料が見られた。それによると、コーカサス地方で活動していたアランの中には6世紀にはすでにキリスト教へ改宗した集団が存在し、また10世紀初頭にはコンスタンティノープル総主教主導下でキリスト教布教活動が行われ、13世紀にはコンスタンティノープルから主教を派遣するという仕組みが出来上がっていたようである。従来、アランはスキタイ・サルマタイの後継となる騎馬遊牧民の部族集団という観点から注目されることが多く、その精神文化についても異教的習慣への関心が高かった。しかしながら、アランによるキリスト教受容の問題は、彼ら自身の精神文化の変容やビザンツ、ハザール、ペルシア等隣接地域との関係といった観点から非常に重要である。本年度後半は、モスクワのロシア国立人文大学に長期滞在し、資料の収集と研究動向の調査を行った。本研究で対象としているイラン系騎馬遊牧民に関しては、ロシア連邦において最も研究が盛んに行われている。そこで、最新の研究動向を調査するために滞在先をモスクワとした。まず考古学資料について、モスクワ歴史博物館やエルミタージュ美術館において、同館の研究者に詳細を訪ねながら収蔵品の調査を行った。また、物質文化史研究所主催の国際シンポジウムや考古学研究所における調査報告会に出席し、最新の発掘に関する情報を収集した。さらに、19世紀末のロシア人研究者によるオセット人の文化の記録について調査・検討した。オセット人はアランの末裔とされており、この記録においては伝統的な祭祀・埋葬儀礼が多数報告されている。これらの儀礼の中にはアランやそれ以前のイラン系騎馬遊牧民と共通するものと相違するものがあり、彼らの文化変容について知ることが可能となった。

続いて、7月下旬から9月上旬にかけて北オセチア、ディゴル渓谷に位置するサウアル遺跡発掘調査に参加した。サウアル遺跡は紀元前5-4世紀頃のカフカースの定住民文化であるコバン文化の遺跡で、スキタイがカフカースを通過した痕跡なども発見されている。発掘調査の一方でディゴル渓谷に存在するワストゥルジに関係する洞窟やニッコラの洞窟といった「聖域」の調査も行った。これらの「聖域」や神々に関しては平成24年1月に行われた比較神話学シンポジウムで発表し、その後論文としてこのシンポジウムの報告書に掲載された。また、昨年度から取り組んでいるアランのキリスト教改宗問題について、古代・東方キリスト教研究会で発表することができた。史料からコンスタンティノープル総主教がアランへの布教の音頭を取っていたことが判明した。平成24年2月には再度モスクワへ赴き、国立図書館と国立歴史図書館、考古学研究所で資料収集を行った。ナルト叙事詩のヴァリアントを収集し、19世紀末のロシア人が記録したオセチアの習俗及びカフカースにおけるロシア正教会の活動についても調査した。二度にわたる北オセチア共称国における調査が期待以上に順調に進み、予定していなかった「聖域」の調査も行えた。その結果、19-20世紀の報告と合わせてより具体的に現代に伝わる騎馬遊牧民の精神文化について明らかにすることが可能となった。また、各都市の研究者の協力により予定より多くの考古学資料を実見することができた。今後も、考古学資料と民族誌資料を利用してイラン系騎馬遊牧民の精神文化を明らかにしていく。特に、キリスト教(正教)及びイスラーム教を受容した現代でも維持されている多神教的信仰に注目して研究を進める。古典史料からアラン族(オセット人)が最初にキリスト教を受容したのは6世紀と分かっているが、その後の北カフカース地域におけるキリスト教の盛衰の状況を鑑みて検討する。中世のアラン-オセットに関しては史料が少ないが、グルジア語史料及びアルメニア語史料を利用することで、史料の不足を補う。
ILPに基づくたんぱく質一次構造からのフォールド予測

本研究ではプログラム細胞死に影響を与えるBcl-2ファミリーのたんぱく質を対象にして,シロイヌナズナの中から発見することを目的とした.たんぱく質の二次構造予測ツールを用いて二次構造を予測し,帰納論理プログラミング(ILP)を用いて予測された二次構造に基づいた背景知識から仮説を構築した.それを, Bcl-2ファミリーたんぱく質のフォールド予測に適用した.実験の結果,提案手法は予測精度,特に再現率を向上させることが実証された.本研究ではプログラム細胞死に影響を与えるBcl-2ファミリーのたんぱく質を対象にして,シロイヌナズナの中から発見することを目的とした.たんぱく質の二次構造予測ツールを用いて二次構造を予測し,帰納論理プログラミング(ILP)を用いて予測された二次構造に基づいた背景知識から仮説を構築した.それを, Bcl-2ファミリーたんぱく質のフォールド予測に適用した.実験の結果,提案手法は予測精度,特に再現率を向上させることが実証された.本年度の研究実績は次の3点にまとめられる.(1)マルチドメインを持つ遠縁なタンパク質のための相同性検索ツールの研究バイオインフォマティクスの中でも,相同性検索によって進化的に遠縁なタンパク質を発見することは生物学上重要である.本研究では,マルチドメインを持ち,かつ,遠縁なタンパク質を相同性検索によって発見するために,ドメインごとに検索し,その結果を統合する手法を提案した.提案手法に基づいて開発した相同性検索ツール「MDHMMER」と既存のツールを実験によって比較した結果,本手法が有効であることが明らかになった.(2)確率ネットワークを用いた相同タンパク質検索システムの研究本研究では,タンパク質の機能予測に用いるツールを組み合わせ,そこに生物学者が持つ知識や経験を考慮するための方法を提案した.タンパク質の機能予測を行う際,様々な観点から評価を行わなければならない.そこで,我々は,事象の依存関係をモデル化することができる確率ネットワークを用い,タンパク質を様々な観点から同時に検索できるシステムを構築した.その結果,従来よりも高性能なのタンパク質機能予測システムを構築できた.(3)モデル植物の変異体購買履歴に基づく遺伝子選択支援システムの研究一般に,遺伝子機能解析に携わる生物学者は,遺伝子の変異体を生物学のポータルサイトから注文し,変異体の遺伝形質を観察することにより遺伝子の機能の解析を行う.本研究では,変異体の購買履歴に着目し,購買履歴から異なる遺伝子が同じ研究者に購入される傾向を示す相関ルールを導出する方法を提案した.購買履歴から研究者の注目している遺伝子がわかるという点で論文よりも速報性があり,生物学者が研究する上で有用である.以上は,情報処理関連の論文誌及び全国大会にて発表した.たんぱく質のフォールド予測を実現するため、本年度は、ILP(帰納論理プログラミング)の実行・評価モジュールを開発・運用することと、背景知識自動生成モジュールの開発を実施した。その結果、ゲノム解析等で得られたデータベースを活用し、そこから学習に必要な背景知識を自動生成することで、フォールド予測までの一連のプロセスを一体化することに成功した。具体的には、ガン治療に有効なBCL2ファミリータンパク質を対象にし、二次構造予測ツールSSproを使って一次構造データベースSwiss-Protから二次構造間の位置関係やアミノ酸の出現パターンを求め、それらをILPの背景知識として自動構成した。一方で、タンパク質の立体構造データベースSCOPからたんぱく質のフォールド名を取り出し、これをILPの正・負事例とすることで帰納学習できるようにした。BCL2タンパク質のフォールドから正事例40、負事例40を取り出して学習したところ、28個のルールが得られ、予測精度は5-fold cross validationで80%となった。また、個々のルールに対しても再現率や精度を求めることに成功し、ルールの妥当性を明らかにした。従来、ILPは学習に必要な背景知識を明示的に与えることができる点で、データベースからの知識発見に対する強力なアプローチとして注目されていたが、タンパク質のフォールド予測という高度な問題に対して背景知識は人手で与える必要があり、ILPをフォールド予測のツールとしてみると、ユーザである生物学者の負担は大きく実際的ではなかった。本年度はこうした問題を解決し、その成果を学会発表した。本年度の研究は前年度までの成果が実用化可能かどうかを評価するために,プログラム細胞死(PCD)に影響を与えるBc1-2ファミリーのたんぱく質を対象にして,シロイヌナズナの中から発見することを目的とした.ここでは帰納論理プログラミング(ILP)を用いて,たんぱく質のフォールドを予測することによってその機能を予測した.ILPは一階述語論理で表現された構造化された知識を扱うことができるため,生物分子のような構造化されたデータにおける知識発見に応用されてきた.従来手法ではたんぱく質の立体構造データベースに登録されている情報を使用しているため,データベースに登録されていないたんぱく質のフォールドを予測することはできない,そこで今年度は,従来手法を拡張し,たんぱく質の一次構造からフォールドを予測する新しい手法を提案した,本手法では二次構造予測ツールを用いて二次構造を予測し,ILPを用いて予測された二次構造に基づいた背景知識から仮説を構築した,それを,Bcl-2ファミリーたんぱく質のフォールド予測に適用した.この手法は,ILPのための背景知識を二次構造予測のためのオンライン・ツールであるSSproの結果から構築し,予測された背景知識と事例から仮説を帰納するものである,獲得された仮説は一次構造からフォールドを予測するのに適用可能である.実験の結果,提案手法は予測精度,特に再現率を向上させることが実証された。なお,その成果は,Proceedings of the Workshop on Knowledge, Language, and Learning in Bioinformatics (KLLBI2008)で発表した.
微分積分学の論理の解明―規則の理論としての論理学に向けて

本研究の目標は「規則の理論(the theory of rules)としての論理学」の構想を提示することで、非形式的証明の論理を捉え得る論理学を構築する足がかりを得ることである。本研究は、微分積分学の歴史において現れた様々な証明を規則という観点から説明することによって、規則の理論としての論理学という構想に一つの内実を与えることを試みる。
プラズマ乱流の位相空間における新しい駆動力

本研究では、プラズマ乱流の位相空間における新しい駆動力を考察し、それが勾配ー輸送関係の輸送ヒステリシスに直結する事を示し、レビューをまとめた。この理論の応用として、従来謎とされて来たプラズマ閉じこめの水素同位体効果に関する新たなモデルを考案した。輸送ヒステリシスの高精度観測法を考案し世界の実験装置へ適用した。輸送ヒステリシス観測を博捜し国際恊働成果を得た。コアプラズマの輸送関係と周辺輸送障壁と双方を考察し、この機構が核融合炉の制御系にも重要な意味を持つ事を示した。本研究は「乱流に駆動される熱流束などが加熱入力に直接依存する」かどうかを理論的に解明することを目標とする。本年度は問題設定を行い、(1)熱流などが、空間勾配に加え、時間変化及び加熱入力に依存するという仮説をもとに、勾配ー輸送関係にヒステリシスが表れることと矛盾しないことを示し、それらの定式化を進展させる。(2)その新しい効果を繰り込んだ乱流輸送のモデル方程式を構築すること、等の問題を設定した。具体的な成果として次のような進展を得た。(1)加熱変調に対する熱流の急変、即ち勾配ー輸送関係にあらわれるヒステリシス現象について、実験結果を世界的に博捜し、レビュー論文をまとめて成果を発信した。[S.-I.Itoh, Plasma Fusion Research (2016)印刷中。]ヒステリシス現象を探索する方法も示した。[K. Itoh, et al. J. Phys. Soc. Japan 85 014501 (2016)など。](2)揺動の突発的な成長に関する成果を得た(M. Lesur, et al., Phys. Rev. Lett. 116 015003 (2016)など)。位相空間における新しい駆動力として運動論的非線形性を取り入れたモデルを導出した。初期に生じた揺動が初期周波数の2倍程度になった場合に、元来の周波数をもつ揺動が突発的に生じる機構を見出した。得られた理論予測は大型ヘリカル装置を用いた実験で観測されている現象をよく再現することが明らかとなった。さらに、「乱流に駆動される熱流束などが加熱入力に直接依存する」機構が、従来謎とされていた「閉じこめ時間に対する水素同位体効果」の一因であるとの着想に発展し、論文を取りまとめて投稿した。当初の個別目標に対して成果があがっている。すなわち、熱流パルスの高調波が拡散的振舞を破ることや、運動論的非線形効果を取り入れたモデルを提唱することができた。実験観測との比較にも着手することができている。これらの成果を踏まえ、当初の目標に対しておおむね順調に進展していると判断した。本研究は「乱流に駆動される熱流束などが加熱入力に直接依存する」事の理論的解明を目的とする。また、乱流輸送の加熱による直接効果やヒステリシスの関係等を実験で定量的に求める事も目標としている。具体的には以下のような成果と着想を得た。(1)プラズマ乱流の位相空間における新しい駆動力を考察し、それが勾配ー輸送関係の輸送ヒステリシスに直結する事を示し、レビューをまとめた。(2)熱流が空間勾配や加熱入力という異なる因子に駆動される場合、それぞれの過程でプラズマパラメタへの依存性が異なる事の重要性を指摘した。その応用として(従来謎とされて来た)プラズマ閉じこめの水素同位体効果を説明する新たなモデルを取りまとめた。(3)熱流が加熱に直接影響される事の検証法を考案した。そのアプローチとして、輸送ヒステリシスの高精度観測法を考案し世界の実験装置へ適用した。併せて、揺動を対象とする解析法も研究した。揺動のcross bispectrumを観測し解析する事により、錯綜する過程を分類・分析する事が出来る例を示した。(4)コアプラズマの輸送関係と周辺輸送障壁と双方を考察し、更に大域的な描像へと展開した。その結果、考察する機構が、乱流輸送物理学として価値があるだけに留まらず、核融合炉の制御系にも重要な意味を持つ事を示した。(5)成果の展開として、揺動の突発的な成長に関する新たな理解を提示した。位相空間における新しい駆動力として運動論的非線形性を取り入れたモデルを導出し、LHD装置での実験で観測された突発現象を説明した。さらに、原子・分子過程と結合した新たな駆動力の重要性を本研究のアイデアに基づき指摘した。成果を多くの国際会議で発表し論文として取りまとめた。輸送ヒステリシスが表れること核融合閉じ込めに置ける未解決問題である閉じ込め時間の同位体効果などとの関連を調査する。平成28年度に開催される核融合エネルギーIAEA会議などで成果を発信していく。

プラズマ物理学平成27年度の研究の成果が予想以上に進展し、当初の解析対象であった電子サイクロトロン周波数波動のモジュレーション加熱実験に加えて、中性粒子ビームやイオンサイクロトロン周波数波動のモジュレーション加熱実験を対象に、「乱流に駆動される熱流束などが加熱入力に直接依存する」過程を実験で検証する方法を示す事が可能になった。国際的にも、米・欧・中・韓等の研究者達からの興味も深まって来た。その結果、国際的な実験家との交流を強化し、理論へのフィードバックをより包括的に行う事が可能になった。そこで、研究計画における実験との比較を担当する分担者伊藤公孝を平成28年度に国際会議に派遣し、国際的な実験家との共同研究を包括的に実施させる事とした。具体的には、平成27年度の分担金と28年度の経費を統合させ使用する事で、国際的共同研究をより充実したものとする事とした。そのため、次年度使用額が生じた。分担者伊藤公孝を平成28年度に国際会議に派遣し、本テーマにかかわる国際的な実験の進展を調査させるとともに実験家との共同研究を包括的に実施させる。具体的には、平成27年度と28年度の分担金を統合して使用する事で、ヨーロッパ物理学会に参加させ、ドイツ、英国、フランス、スペイン、等の関連研究者との国際的共同研究やデータの探査を包括的に行わせる。その成果に立脚して論文をまとめ研究成果を発信する。
ヒト口腔扁平上皮癌幹細胞におけるGSK3βの発現及び機能解析

CD44およびALDH1は癌幹細胞同定のための有用なマーカーであるが、我々は、これまでGSK3betaが口腔扁平上皮癌における癌幹細胞の自己複製に関与することを明らかとした(Shigeishi et al. 2013)。今回の研究成果から、GSK3betaがCD44high/ALDH1high口腔癌細胞の癌幹細胞形質の維持に重要な役割を担うことが明らかとなり、口腔扁平上皮癌において、癌幹細胞形質と間葉形質との間には密接な関連があることが強く示唆された。(1)口腔扁平上皮癌細胞における癌幹細胞形質の解析(2)口腔扁平上皮癌幹細胞におけるアポトーシス抵抗性の検討(2)口腔扁平上皮癌細胞OM-1から、CD44high/ESAlow細胞、CD44high/ESAhigh細胞、CD44low細胞をsortingし、それぞれの細胞集団において、AnnexinVを用いて、抗癌剤により誘導されるアポトーシス細胞の検出を行った。その結果、すべての抗癌剤において、CD44high/ESAlow細胞は最も高いアポトーシス抵抗性を示した。また、CD44high/ESAlow細胞にSnailを強制発現させると、アポトーシス抵抗性が増加した。口腔癌細胞株において癌幹細胞形質を有する細胞集団を同定し、その幹細胞性の維持にはGSK3βが関与することを明らかとした。これまでの研究結果から、癌幹細胞形質とEMTとの関係が明らかとなったため、今後はSnail過剰発現口腔癌細胞を作成し、GSK3betaの発現及び機能の解析や癌幹細胞形質についての詳細な検討を行う。口腔外科学これまでの研究成果をさらに発展させるために、Snail過剰発現細胞を樹立し、EMTが誘導された細胞における癌幹細胞形質とGSK3βの役割を明らかとする。ノックダウン細胞を作成する際に使用した試薬等の購入金額が予定金額を下回ったため。次年度使用額については、引き続いてノックダウン細胞の培養に必要な試薬の購入に充てる計画である。