hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アジアを席巻する新変異型、新興型ロタウイルス感染症の流行動態と蔓延の分子機序

3.タイで以前分離されたヒトロタウイルス株Mc323株とMc345株の全遺伝子配列を解析した。これらの遺伝子型はG9P[19]-I5-R1-C1-M1-A8-N1-T1-E1-H1で、殆どの遺伝子分節の配列はブタロタウイルスのそれと高い一致率を示しかつ系統的にも同一であることから、ブタのウイルスが直接ヒトに感染したものであることが推定された。4.G2P[4]はヒトロタウイルスで普遍的によく見られる遺伝子型である。今回ケニアで1980年代に分離されたG2P[4]の2株を解析したところ、VP7、VP4遺伝子以外の遺伝子分節の多くがDS-1遺伝子群に属していたが、一部ウシまたは他の偶蹄類のロタウイルス由来とみられる遺伝子分節が検出された。これは動物ロタウイルスがヒトへ感染し遺伝子再集合体を形成したことを強く示唆した。本年度は、アジアにおける新変異型のヒトロタウイルスとして、遺伝子型G9P[19]、G3P[9]、P[10]のウイルス株、およびコモンな型G1P[8]の全遺伝子配列を解析した。タイで分離されたMc323、Mc345株のG,P遺伝子型はG9P[19]、全ゲノムによる遺伝子型はG9-P[19]-I5-R1-C1-M1-A8-N1-T1-E1-H1と決定された。両株の遺伝子配列は互いに高い一致率を示し、かつ多くの遺伝子分節がブタロタウイルスと高い相同性を示した。従ってこれらはブタから直接ヒトに伝播したウイルスであると推定された。G3P[9]はヒトロタウイルスにおける稀な遺伝子群でイヌ、ネコのロタウイルスに近いことが知られるが、今回の研究において中国で2株のG3P[9]株が分離された。全遺伝子配列の解析の結果、これらの株はイヌ、ネコのロタウイルスに近縁であり、それらの動物を起源としていることが示唆された。P[10]はヒトロタウイルスではきわめて稀なP型であるが、インドネシアで下痢症から分離された69M、57M株は各々G8P[10]、G4P[10]型を有する。これらの株の全遺伝子配列の解析では、遺伝子分節がヒトロタウイルスの2種類の遺伝子群(WaおよびDS1)、偶蹄類のロタウイルスの遺伝子分節が組み合わされたリアソータントであることが明らかとなった。G1P[8]ロタウイルスはヒトにおける最も多い型として、世界中に普遍的に見られる。中国ではしばらく優勢であったG3P[8]が最近減少し、G1P[8]が最も高頻度になっている。今回中国武漢市で検出された最近の3株のG1P[8]ロタウイルスのゲノムを解析したところ、1株のみブタロタウイルス由来と思われるNSP3遺伝子を有していた点以外は、いずれも近年アジアに分布する主流行型のウイルスと近縁であることがわかった。国内、国外の定型株および非定型株の解析が予定通り進められ、それらを報告した英文論文を6報発表することができたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。定型的ロタウイルス株については、研究対象となる株を増やしてフルゲノム解析を行い、近年の遺伝子変異の状況を明らかにする。非定型株については、P[9],P[10]などヒトでは稀なP型を有するヒトロタウイルスについて解析を行う。
Anthracycline系抗癌剤とフリーラジカルの相互作用と細胞周期制御機構

【目的】Anthracycline系抗癌剤の抗癌作用におけるフリーラジカルの関与ならびに細胞周期調節機構への直接作用をあきらかにしたい。【方法・結果】1.同調培養:対数増殖期ヒト大腸癌細胞株(HT29,HCT116,DLD-1)に対しM期同調を行う目的で、nocodazoleを各種濃度・時間作用させた。細胞周期は裸核処理を施した細胞にpropidium iodideにて染色を行いFACScanにてDNAcontentを測定した。nocodazole(0.4μg/ml)を16時間作用させ、薬剤を除去し12時間培養を継続したところ、いずれの細胞もG2M期に停止した。HT29,HCT116では8時間後にDLD-1では4時間後に90%以上の細胞集団はG1期に同調された。2.殺細胞効果:培養細胞にadriamycin(ADM)を作用させ、MTT法を用いて殺細胞効果を測定した。それぞれの細胞におけるIC50値はそれぞれ0.287±0.089μM、0.218±0.098μM、0.722±0.114μMであったが、同調細胞では、0.352±0.114μM、0.289±0.049μM、1.042±0.221μMとなった。3.superoxide dismutase(SOD)測定:G1期同調細胞にADMをIC70との条件下にて作用させた後、3×106個の細胞を採取し、SOD値を測定した。control群と比べてADM作用群ではHT29が1.12±0.35、HCT116で1.14±0.31、DLD-1で1.09±0.59倍とそれぞれ増加する傾向は認めたものの有意な差を認めることはできなかった。【まとめ】大腸癌細胞を用いて殺細胞効果、細胞周期とSDO活性との関係を明らかにする目的で行ったが、再検討が必要と考えられた【目的】本研究ではAnthracycline系薬剤の抗癌作用におけるフリーラジカルの関与ならびに細胞周期調節因子への直接作用をin vitroおよびin vivoで明らかにしたい。【方法・結果】(1)同調培養;対数増殖期にあるヒト大腸癌培養細胞(HT29,HCT116,DLD-1)に対してM期同調を行う目的で,nocodazoleを各種濃度・時間作用させた。細胞周期は裸核処理を施した細胞にpropidium iodideを用いた染色を行い,FACScanにてDNAcontentsを測定した。nocodazole(0.4μg/ml)を16時間作用させ,薬剤を除去し培養を継続したところ,その後12時間にわたっていずれの細胞もG2M期に停止した。(2)殺細胞効果;培養細胞にAdriamycin(ADM)をはじめとするAnthracycline系抗癌剤を作用させる。殺細胞効果は,MTT法を用いて測定する。それぞれの殺細胞効果曲線からIC50値を比較してみたところHT29では0.287μM,HT116で0.218μM DLD-1は0.722μMであった。【今後の方針】M期に同調培養した各種細胞にADMを投与し,活性酸素阻害剤、ICRF化合物との併用を行った後、aphidicolin処理によって細胞周期をG_1/Sに停止させる。この条件下にて抗腫瘍効果、DNA傷害の程度、細胞周期制御蛋白遺伝子の発現を検討する。【まとめ】大腸癌細胞を用いて殺細胞効果、細胞周期とSDO活性との関係を明らかにする目的で行ったが、再検討が必要と考えられた
自動制御・高頻度心臓刺激モード機能付き植え込み型骨格筋刺激装置の開発

我々は平7年より科学研究費の補助を得てCardiomyoplasty用の埋め込み型骨格筋刺激装置の研究開発を開始し,平成10年度までにCardiomyoplastyに必要なバースト刺激,テレメトリー,心同期機能を有する刺激装置を開発した。平成11年度からの本研究ではこれらの機能に加え,安定した心不全モデルを作成するためのRapid Pacing法,すなわち高頻度刺激を心筋に与え,心臓拍動を頻拍にすることで心不全モデルの作成が可能な埋め込み型骨格筋刺激装置を研究開発した。毎分250回350回で心室刺激可能な骨格筋刺激装置を製作し,6週間のpreliminary studyの後,8頭のビーグル犬を用いて慢性埋め込み実験を行った。毎分256回,4週間のpacingの後,8頭のうち6頭に食欲低下,腹水といった心不全徴候が認められた。心拍出量は1.10±0.1から0.48±0.1L/minに有意に低下し,左房圧,右房圧も有意に上昇した。生化学的検査で血清レニン活性,アルドステロン,ノルエピネフリン,ANP, BNPは全て有意に上昇を認めた。実験結果よりRapid pacingによる心不全モデルが作成されたことは明らかで,この装置の心不全モデル作成での有用性が示された。耐久性についても8台中6台が2ヶ月以上にわたって正常動作したことより問題ないと考えられた。これらの結果よりMCMS-0102は商品化され,現在までに3つの研究施設で導入された。また,ハードウエアは全面的に公開されている。今後はMCMS-0102の技術を導入した骨格筋刺激装置MCMS-1112の開発を継続し、心不全モデルを作成した上でのCardiomyoplastyの心補助効果等について検討していきたいと考える。幅広い慢性実験の要求に応え得る植え込み型骨格筋刺激装置の開発研究を継続し,これまでに刺激装置開発の基礎的技術を蓄積してきた。また,骨格筋を循環補助に応用する研究の最終段階では安定した心不全モデルの作成が不可欠であり,その方法としてRapid Pacing法(高頻度で心臓を刺激し頻拍にすることで実験的に心不全状態にする方法)が有用であることが認められている。このような状況の元に,加速度センサーによる自動制御・高頻度心臓刺激モード機能付植え込み型骨格筋刺激装置の開発を継続しているが,平成11年度には以下の研究・作業を行った。1これまでの研究成果に基づき,量産モデルの電子回路の基本設計が新潟大学工学部の牧野秀夫博士と新潟工科大学情報電子工学科の佐藤栄一博士によって行われた。しかしながら,試作機の動作確認の段階で基板設計の一部に誤りが発見され,現在修正作業中である。修正作業が終了ししだい,動物実験で基本動作確認を行う予定である。2テレメトリーシステムの信頼性向上と高速化のための改良を行い,急性動物実験でその基本性能を確認した。内部消費電力が極めて微小の共振型信号伝送方式を用いて,装置とプログラマの間隔が30mmの条件で,通信速度2400bpsでの通信が可能であることを確認し,8ビット解像度の心電図をサンプリング間隔4msでディスプレイ上に表示できることを確認した。3これまでの研究成果を学会で公表するとともに,開発された技術および機器を展示・発表し,将来のユーザーとなるであろう研究者の意見を求めた。

このような状況の元に,加速度センサーによる自動制御・高頻度心臓刺激モード機能付植え込み型骨格筋刺激装置の開発を継続しているが,平成12年度には以下の研究・作業を行った。1これまでの研究成果に基づき,量産モデルの電子回路の設計の詰めの作業が新潟大学工学部の牧野秀夫博士と新潟工科大学情報電子工学科の佐藤栄一博士により引き続き行われた。2一連の研究により,テレメトリーシステムの性能および信頼性向上のためには,現時点では通信方式の変更が必要との認識で一致し,新しいテレメトリーシステムとRapid Pacing法による心不全作成法の技術的確立を確認する目的で,実証機MCMS-0102を設計・製作した。3 MCMS-0102を10頭のビーグル犬に実際に植え込んで作動させ,新通信システムの信頼性とMCMS-0102により安定して心不全が誘導されることを実証した。我々はこれまでに,骨格筋を循環補助に用いるために必要な動物実験用埋め込み型骨格筋刺激装置の開発を継続して行ってきた。この骨格筋による循環補助の慢性実験に際しては,安定した心不全モデルの作成が不可欠である。そこで平成11年度,12年度の2年間では,これまでに達成されたバースト刺激,テレメトリー技術,心同期技術に加え,安定した心不全モデルを作成するためのRapid Pacing法,すなわち高頻度刺激を心筋に与え,心臓拍動を頻拍にすることで心不全モデルの作成を行った。平成13年度はバースト刺激,テレメトリー,心同期,Rapid Pacing機能を組み込んだMCMS-1112の電子回路を設計し,試作機を作成した。この試作機を用いて急性動物実験を行い,Pacingの基本動作の確認を行った。また,テレメトリーシステムの通信性能を評価し,必要な改良を加えた。さらに昨年度までに作成された慢性心不全モデルの詳細な解析を,分子生物学的手法も用いて行った。1)昨年度までに開発を行ってきたMCMS-0102のRapid Pacing機能を組み込み,量産モデルMCMS-1112の電子回路を設計し,試作機を作成した。2)テレメトリーの試験では外部からのプログラム変更が可能であることを確認した。3)1)で作成した試作機を用いて急性動物実験を行い,バースト刺激とテレメトリーによるプログラム変更が可能であることを確認した。心同期回路に一部改良を加えて,心同期も可能であることを確認した。4)慢性心不全モデルの解析では,実験犬の心筋に心筋繊維化をつかさどるとされるTGF-βの発現が認められ,生理学的指標との相関関係が示された。これまでの3年間で骨格筋を循環補助に用いるために必要な動物実験用埋め込み型骨格筋刺激装置の開発を行ってきた。平成11年度,12年度の2年間では,バースト刺激,テレメトリー技術,心同期技術に加え,安定した心不全モデルを作成するためのRapid Pacing法,すなわち高頻度刺激を心筋に与え,心臓拍動を頻拍にすることで心不全モデルの作成を行った。平成13年度はバースト刺激,テレメトリー,心同期に加えてRapid Pacing機能を組み込んだMCMS-1112の電子回路を設計し,試作機を作成した。
被災者における高リスク群の同定：前向きコホート研究

東日本大震災で被害の大きかった宮城県沿岸部を含む「宮城県コホート」において、震災後に増加した死因を調査し、東日本大震災がその後中長期にわたる死因別死亡リスクに与える影響について分析した。結果、津波被害の大きかった沿岸部(河北町・北上町・女川町・唐桑町)では震災後の死亡率の増加が顕著であった。また、死因別死亡率の推移では、震災前年の平成22年と比較して、平成23年は悪性新生物、肺炎、虚血性心疾患による死亡率が増加し、平成24年は肺炎、自殺の死亡率が増加していた。本研究において使用しているデータ(宮城県コホート研究)は、平成2年に宮城県内14町村に居住する40歳から64歳までの者全員(51,921人)を対象に生活習慣に関する質問票調査を実施し、有効回答者47,605人(91.7%)の生存・死亡状況(死亡原因)やがん罹患などを追跡しているものである。本年度は、平成21年4月1日から同25年3月31日までの4年間の死亡状況を調査した。その結果、平成2年9月からの累計(22.5年間)で9,936人が死亡したことを確認した。そのうち、897人(9.0%)が平成23年3月の1ヵ月間だけで死亡していた。これは、調査対象地区が、河北町・北上町・女川町・唐桑町といった津波被害の甚大であった地区を含むためであった。たとえば、河北町では、累積死亡者1,157人のうち438人(37.9%)が平成23年3月に死亡した。同様に、女川町では累積死亡者1,200人のうち657人(54.8%)が平成23年3月に死亡した。平成23年3月以降の5ヵ月間(平成23年4月8月)の1ヶ月あたり平均死亡者数は63.2人であり、その1年前(平成22年4月8月)のそれ(55.2人)より有意に多く、震災後長期にわたって過剰死亡が続いたことが示された。また、震災後の死亡率増加は沿岸部の町(前述)で顕著に見られた。現在、厚生労働省および総務省に人口動態調査死亡票の閲覧を申請しているところであり、データを入手次第、死亡原因の調査に着手するものである。これにより、震災の前後で死因別死亡率に変化があったかどうか、さらに平成2年調査における生活習慣・心理要因(パーソナリティ)などと死亡リスク変化との関連を解析する。本研究で使用しているデータ(宮城県コホート研究)は、平成2年に宮城県内14町村に居住する40歳から64歳までの者全員(51,921人)を対象に生活習慣に関する質問票調査を実施し、有効回答者47,605人(91.7%)の生存・死亡状況(死亡原因)やがん罹患などを追跡しているものである。平成25年度は、平成21年4月1日から同25年3月31日までの4年間の死亡状況を調査した。そのうち、897人(9.0%)が平成23年3月の1か月間だけで死亡していた。平成23年3月以降の5か月間(平成23年4月8月)の1ヶ月あたり平均死亡者数は63.2人であり、その1年前(平成22年4月8月)のそれ(55.2人)より有意に多く、震災後長期にわたって過剰死亡が続いたことが示された。平成26年度は、厚生労働省および総務省に人口動態統計の閲覧を申請し、死亡原因の調査を実施した。その結果、死因別死亡率(人口10万人対)の推移は、震災前年の平成22年と比較して、平成23年は悪性新生物、肺炎、虚血性心疾患による死亡率が増加していた。また、平成24年は悪性新生物の死亡率は変わらず、脳卒中、虚血性心疾患の死亡率は減少、肺炎、自殺の死亡率は増加していた。特に、自殺による死亡率の増加は顕著であった(平成22年:53.2、平成23年:36.5、平成24年:70.7)。

医歯薬学東日本大震災の前から追跡を続けている地域住民コホートを使って、大震災の後で死亡リスクが増えたかどうかを解明し、その関連要因を検討することが本研究の目的である。すでに死亡者リストは収集し終え、震災後に死亡率が沿岸部被災地を中心に増加したことが分かった。現在、現在、厚生労働省および総務省に人口動態調査死亡票の閲覧を申請しているところであり、データを入手次第、死亡原因の調査に着手することを予定している。また、震災後の死亡リスク増加と関連する要因として、震災前の生活習慣や心理要因(パーソナリティ)などとの関連について解析を行うことを予定しているが、そのデータはすでにある。以上のように、本研究は計画通り順調に進展している。研究計画の通り、以下の解析を行う。第1に、震災前後で死因別死亡リスクを比較することにより、震災後に増加した疾患を解明する。第2に、震災前の生活習慣・心理要因(パーソナリティ)などと震災後の死因別死亡リスクとの関連を解析する。その際、この関連が震災前と震災後とで変化したかどうかを検討する。第3に、これらについて地域別(沿岸部・内陸部)に解析する。これらの解析結果に基づいて、生活習慣・心理要因と大規模災害後の健康との関連という観点から、震災以前の生活習慣・心理要因をもとにした、大規模災害後の疾病リスク増加を予防するために取るべき対策を提言し、研究室ホームページ、講演会、メディア報道、図書出版などを通じて研究成果を社会へ還元する。
脂肪細胞由来の多彩な新規生理活性物質の発見と生理学的及び病理学的意義の解明-Common disease発症の分子機構における脂肪細胞中心説の確立

糖尿病や動脈硬化疾患などcommondisease共通の発症基盤として、過栄養による脂肪蓄積が大きな位置を占める。私達は腹腔内内臓脂肪蓄積が上記病態と密接に繋がり、内臓脂肪の分子特性を明らかにすることがcommon disease発症機構解明に貢献すると考え脂肪細胞発現遺伝子解析を行った。その結果単にエネルギー備蓄細胞と考えられてきた脂肪細胞が多彩な生理活性物質(adipocytokine)を分泌する内分泌細胞であることを見い出した。本研究の目的は、栄養状態に応じて活発に増減する脂肪細胞が、巨大な内分泌臓器としてadipocytokineを分泌し生態防御に貢献するが、肥満になると分泌が変化し、栄養状態と関連するcommon disease発症に関わること(脂肪細胞中心仮説)を証明することである。本研究では、まず私達が発見したadiponectinについて、その生理作用と病態における意義を検討した。1)Adiponectinは血管傷害時に局所に集積する性質を持ち、血管内皮細胞の接着分子発現や、平滑筋細胞増殖、マクロファージの泡沫化、サイトカイン分泌を抑制するいわゆる抗動脈硬化作用を有した。筋細胞に対してはインスリン感受性増強作用を示した。2)Adiponectinはヒト血中に高濃度で存在するが、肥満、特に内臓脂肪蓄積時には血中濃度が低下し、冠動脈疾患やインスリン抵抗性状態ではBMIを考慮しても血中濃度の低値を認め、過栄養によるadiponectin分泌不全がcommon disease発症の分子基盤となると考えられた。3)遺伝子スクリーニングにより見出された、血中濃度低下を伴うミスセンス変異例はメタボリックシンドロームの形質を示し、動脈硬化疾患の頻度も高く、本分子を遺伝的に欠損するマウスは、食事負荷により強いインスリン抵抗性が惹起され、内皮傷害により強い血管内膜肥厚が生じた。つまり本分子の血中濃度が一義的に低下することがcommon disease発症に繋がることが示された。4)一方動脈硬化を好発するモデルマウスにAdiponectinを高発現し血中濃度を上昇させると粥状動脈硬化巣の進展が抑制され、ヒトにおいても血中adiponectin濃度の高い群は、心血管イベントや糖尿病発症率も低いことが示された。これらの検討より脂肪細胞はadiponectinという抗動脈硬化、抗糖尿病作用をもつ生体防御分子を分泌しているが、過栄養による分泌不全がcommon disease発症に関わることが初めて示され、adiponectinが過栄養と病態を繋ぐ重要な分子基盤であることを明らかにしたとともに、common disease発症における脂肪細胞中心仮説の妥当性が証明されたと考える。本研究ではさらに新規水チャネル分子として同定したAquaporin adiposeが、脂肪細胞においてグリセロールチャネル分子として機能することを示し、これまで明らかでなかったグリセロール代謝の分子機構を明らかにした。グリセロールもまた脂肪細胞から分泌される生理活性物質として重要であり、脂肪細胞の分子生物学的機能特性と病態における調節異常を明らかにしたことによって、過栄養状態におけるcommon disease発症機構解明に大きく貢献し得たと考える。

本研究ではさらに新規水チャネル分子として同定したAquaporin adiposeが、脂肪細胞においてグリセロールチャネル分子として機能することを示し、これまで明らかでなかったグリセロール代謝の分子機構を明らかにした。グリセロールもまた脂肪細胞から分泌される生理活性物質として重要であり、脂肪細胞の分子生物学的機能特性と病態における調節異常を明らかにしたことによって、過栄養状態におけるcommon disease発症機構解明に大きく貢献し得たと考える。我が国の医療費の大きな割合を占める糖尿病、高脂血症、高血圧や動脈硬化性疾患などのcommon disease発症の共通の基盤として、過栄養、運動不足による脂肪組織の過剰蓄積が極めて大きな位置を占めている。私達は肥満により発症する病態は、必ずしも脂肪蓄積の程度と関連するのではなく、腹腔内内臓脂肪の蓄積と密接につながる事実を明らかにし、内臓脂肪型肥満という疾病概念を提唱した。この知見をもとに脂肪細胞とくに内臓脂肪の代謝学的、及び分子生物学的特性を明らかにすることが多彩なcommon disease発症メカニズムの解明に大きく貢献すると考え、脂肪細胞発現遺伝子の同定と解析を行った。その結果単にエネルギー備蓄細胞と考えられてきた脂肪細胞が多彩な生理活性物質を分泌する内分泌細胞であり、その中で従来脂肪細胞との関連が予想もされなかった血管作動性物質が内臓脂肪から多量に分泌され動脈硬化発症の分子機構のひとつであることを見出した。さらに脂肪細胞特異的に発現する新規のコラーゲン様蛋白としてadiponectinを発見し、本分子が動脈硬化に関連する血管細胞現象を強く抑制する作用や抗炎症作用を有することを明らかにした。本研究の目的は栄養状態に応じて活発に増減する特異な細胞である脂肪細胞が巨大な内分泌臓器として多彩な生理活性物質(adipocytokine)の分泌を行い生体防御に貢献しているが、肥満時にその分泌が変化することにより、栄養状態と強く関連するcommon diseaseの発症を制御していること(脂肪細胞中心性仮説)を証明することである。本年度は私達が同定したadiponectinの単球及びマクロファージに対する様々なサイトカイン分泌におよぼす効果、及び内皮細胞機能に対する効果を細胞内シグナル伝達機構の作用点を明らかにし報告した。さらに脂肪細胞分化に関わるPPAR-γがadiponectin発現に及ぼす影響を検討し、その高親和性リガンドであるチアゾリジン系の効果を明らかにした。adiponectinは肥満や2型糖尿病でその血中濃度が低下しているが、本分子とインスリン抵抗性との関連を検討し報告した。現在本分子がインスリン感受性そのものに及ぼす影響を検討している。また本分子の抗動脈硬化作用をin vivoで明らかにするために生体投与実験、ノックアウトマウスの解析が進行中である。
液液界面に生じさせたレーザープラズマフィラメントによる化学反応誘起

本研究は液ー液界面に発生させたプラズマによる有機化合物の高効率反応の開発を行うことを目的とし、有機/水二層溶液の水層にフェムト秒レーザーを集光照射することで、単一溶媒に比べて遙かに効率よく親水性、そして疎水性の炭素ナノ粒子を生成することに成功した。試料調製直後に、界面から離れた位置にレーザー照射を行うと誘導期間を経て界面から黒色粒子が発生する。水中で生成したナノ粒子が界面で凝集し、目視可能なマイクロメートルサイズの凝集体となって観測されたと思われる。逆に試料調製から1日置き、界面に近い位置にレーザー照射を行うと誘導期間なしで水中から発生した粒子が目視できた。いずれも分散したものは直径20 nm程度の粒子であった。また、試料調製直後であっても、攪拌しつつレーザー照射することで分散性の高い疎水性粒子を作ることにも成功した。赤外吸収測定により親水性の原因は水酸基であり、ラマン散乱測定により親水性、疎水性粒子共に典型的な炭素粒子の骨格を有していることが明らかになった。一方、シクロヘキサンおよびノルマルヘキサンではナノ粒子の生成は見られなかった。飽和炭化水素では水酸化が生じているものの、ナノ粒子に繋がるような炭素ネットワーク形成が起こらなかったものと思われる。トルエンではナノ粒子生成は起きたものの量は少なく、ベンジルラジカル形成によりナノ粒子生成が阻害されたと思われた。ナノ粒子の元素組成を制御するためベンゼンの代わりにヘキサフルオロベンゼンを用い、ベンゼンと同様に親水性疎水性粒子を作り分けることに成功した。XPS測定によりフッ素の存在が確認され、TEM測定よりいずれの粒子も直径20 nm程度であったことから、フッ素含有の親水性・疎水性炭素ナノ粒子が生成したと結論した。本手法では炭素源となる有機層を選択することにより炭素ナノ粒子の元素組成制御が可能であることを示すことが出来た。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は液-液界面界面に発生させたプラズマによる有機化合物の高効率反応の開発を行うことを目的とし、ベンゼン/水二層溶液の水相にフェムト秒レーザーを照射することで、単一溶媒に比べて遙かに効率よく、10 nm以下の親水性炭素ナノ粒子を生成することに成功した。酸素除去効果、過酸化水素の定量結果、そしてGC-MSによる反応生成物の同定により、水分解で生じる酸素と水のイオン化で生じる水和電子から生じるスーパーオキシドと過酸化水素が界面付近で反応して生じる水酸化ラジカルがベンゼンを攻撃し、逐次酸化反応によりナノ粒子を発生させたと結論した。さらに炭素ナノ粒子の表面修飾、そして組成を制御することを試みた。前者は2相を形成してからレーザーを照射するまでの時間により親水性・疎水性粒子のつくりわけに成功した。2相を形成後すぐにレーザー照射を行うと親水性粒子が生成し、一昼夜静置した後に照射すると疎水性粒子が生成することがわかった。これはベンゼン・水の相互溶解性に起因することを推測し、詳細を検討している。また、本手法ではベンゼンを他の有機分子で置き換えることで組成制御が可能である。ナノ粒子のフッ素化を狙ってベンゼン(C6H6)の代わりにヘキサフルオロベンゼン(C6F6)を用いて実験を行った。ベンゼンと比重が異なるため、ヘキサフルオロベンゼン相は水の下層となる。水相にレーザーを照射することでベンゼンと同様、水相にナノ粒子が生成した。

赤外吸収スペクトルの測定によりCF結合およびOH結合の存在が確認できた。現在官能基の特定のために必要な顕微ラマン分光装置を構築中である。24年度は本研究の目的に掲げた1.液液界面特異的な化学反応が起きること、2.照射方法により反応の制御が可能であること(界面からの距離に依存した生成物分布制御)を達成した。特に親水・疎水性ナノ粒子の作り分けを簡単な方法で達成した。3.の2、あるいは3液相の組み合わせにより多様な反応誘起が可能であることを示すことに関しては種々の2液相を試みナノ粒子の組成制御に成功した。ナノ粒子の新規生成法についてさらに、表面修飾、そして組成制御法を発展させる。種々の有機/水の組み合わせを試みると共に、ナノ粒子の官能基の特定のために24年度から製作を開始した顕微ラマン分光装置を完成、活用して生成したナノ粒子の組成を明らかにする。また、現段階では単一のレーザー照射条件でしか実験が行われていないため、レーザー照射のパラメーターにナノ粒子の形態や組成が実験条件にどう依存するかを明らかにする。25年度が最終年度であるため、記入しない。
セルゲイ・エイゼンシュテインとアニメーション:エイゼンシュテインの芸術理論研究

ロシアの映画作家セルゲイ・エイゼンシュテインが1930年代以降に残した芸術理論とアニメーションとの関係を考察するという目的の当研究は、エイゼンシュテイン芸術理論におけるアニメーションの位置づけを明らかにしたう昨年度の研究成果をふまえて、エイゼンシュテイン芸術理論のアニメーションへの適用可能性を考える後半の考察が行われた。中心的な考察の対象となったのは、エイゼンシュテイン理論に影響を受けたと公言する、ロシアのアニメーション作家ユーリー・ノルシュテインである。学会発表「ユーリー・ノルシュテイン『草上の雪』について」は、2008年にロシアにて出版された初の理論的著作『草上の雪』にみられるエイゼンシュテイン理論の影響を明らかにすると同時に、ノルシュテインが自作の中心概念とする「追体験」(スクリーン上の出来事を観客に体験させることで、他者性に対する気付きを与えること)をキーワードとして、アニメーションにおける他者表象の可能性について、著作での記述と実際の作品の分析をふまえて行った。このテーマはさらに学会発表「追体験としてのアニメーション-ユーリー・ノルシテイン『話の話』を中心に」において、ディズニー作品における一体化のモチーフの頻出と他者性の排除と比較されることにより、より考察が深められた。また、エイゼンシュテイン理論のアニメーションへの適用可能性という観点から、エイゼンシュテイン後期芸術理論における「イメージ」概念(実際には不在であるにも関わらずその存在が感じとられてしまうもの)を用いて現代アメリカのアニメーション作家ドン・ハーツフェルトの作品分析を行う論文「ドン・ハーツフェルト作品におけるシンプルな描画スタイルの意義について」を、海外の映画祭での作家からの直接の聞き取り調査もふまえて執筆した。ロシアの映画作家セルゲイ・エイゼンシュテインが1930年代以降に残した芸術理論をアニメーションという切り口から包括的に考察することを目的とする当研究は、2000年代の出版によりようやくその全貌を明らかにしつつある芸術理論家としての新たなエイゼンシュテイン像に迫るものである。論文「フレームを超えて-エイゼンシテイン芸術理論における「イメージ」について」は、晩年のエイゼンシュテインがアニメーションという表現形態に惹かれた理由を、エイゼンシュテイン芸術理論の最重要概念のひとつ「イメージ」-実在はせぬが、作品の受容において不可避的に知覚されてしまうもの-を切り口にして分析することにより、芸術理論家エイゼンシュテインの基本的立場を明らかにするものとなった。また一方、論文集『アニメーションの映画学』に寄稿した「柔らかな世界-ライラン・ラーキン、そしてアニメーションの原型質的な可能性について」は、エイゼンシュテイン理論においてあらゆるものへと変容可能であることを指す「原型質性」の概念を軸にして、アニメーションの美学的な考察を行うものであり、エイゼンシュテイン理論が映画に留まらない有効性を持つことを示すものとなった。さらに、論文「ノルシュテイン『話の話』にみられるエイゼンシュテイン理論の影響について」はエイゼンシュテイン理論の継承者であるアニメーション作家ユーリー・ノルシュテインが後期のエイゼンシュテイン理論に受けた影響を、『話の話』という作品の考察を通じて明らかにした。この点に関しては、ロシアへの渡航による資料収集及びノルシュテイン氏への直接の取材を行うことができたので、今後さらなる研究の進展が見込まれる。
マメ科植物-根粒菌共生における新しい共生経路の解明（国際共同研究強化）

本研究では、フランス農業開発研究国際協力センターのGiraud博士のグループと共同して根粒菌Nod factorに依存しないマメ科植物の根粒形成機構の解明を目指している。今年度の研究実績の概要は以下のとおりである。(1)ダイズへの根粒形成における根粒菌エフェクターの解析は主に日本側で行なった。ダイズ根粒菌Bradyrhizobium elkanii USDA61株のエフェクター候補遺伝子ORF5208をin-frameで欠失させたBE5208株を作成して根粒形成能力をUSDA61野生株と比較した。USDA61株はNod factor受容体変異ダイズEn1282へ根粒形成するのに対し、BE5208株は完全に根粒形成を失った。さらに、BE5208株にORF5208を相補した結果、当該株はダイズEn1282へ根粒形成した。以上の結果から、ORF5208がNod factorに依存しない根粒形成を担うエフェクターであることが証明された。(2)フランス側と共同してクサネム共生菌STM6978株のエフェクターNop380004の解析を行い、Nop380004が3型分泌機構で分泌されること、植物細胞(Nicotiana benthamiana)の核に局在すること、クサネムの根部に遺伝子導入した場合、根粒様組織を誘導することを明らかにした。以上の結果は、根粒菌エフェクターが単独でマメ科植物の根粒形成シグナルを起動できることを示した初めての事例であり、植物と微生物の共進化を紐解く鍵となる重要な知見と考えられる。また、本エフェクターを利用することで、将来的にはイネやコムギなどNF受容機構のない非マメ科植物への根粒形成に貢献することが期待される。上記クサネム共生菌のエフェクターについては、原著論文にまとめ国際誌に投稿した。内定年度:2015本研究では、根粒菌Nod factor(NF)に依存しないマメ科植物の根粒形成機構について、フランス農業開発研究国際協力センターGiraud教授のグループと共同研究を行い、双方の結果を融合してNF非依存的根粒形成機構解明を目指している。1.クサネム根粒菌の共生における3型分泌系の役割・・・クサネム根粒菌の共生に3型分泌系が関与しているかを解明するため、クサネム根粒菌STM6978株の3型分泌系遺伝子破壊株を作成し、ダイズ、ミヤコグサ、アルファルファなどのマメ科植物に接種した。その結果、ダイズにおいては野生株に比べて3型分泌系破壊株の根粒形成数が減少した。ミヤコグサ、アルファルファでは野生株、3型分泌系破壊株どちらについても根粒形成はみられなかった。したがって、クサネム根粒菌の3型分泌系はダイズの根粒形成シグナルを活性化するが、ミヤコグサ、アルファルファの根粒形成シグナルは活性化できないか、もしくは他の因子が必要であることが示唆された。2.クサネムの根粒形成を促進する根粒菌エフェクターの検索・・・情報学的解析によりクサネム根粒菌STM6978株ゲノム中でエフェクター遺伝子を検索し、約35遺伝子候補を検出した。これらの遺伝子の破壊株をフランス側と分担して作成し、クサネムへ接種して共生形質を評価した。その結果、3型分泌タンパク質をコードすると予想される遺伝子nop380004の破壊株では、野生株よりも顕著に根粒形成が低下していることが判明した。この結果から、nop380004がクサネムの根粒形成シグナルを活性化する根粒菌エフェクターであることが示唆された。NF非依存的根粒形成を促進するエフェクターの同定は本研究の最重要課題の1つであり、エフェクターの有力候補としてnop380004の同定に成功したことは、大きな進展といえる。今後nop380004の解析を進めることで、NF非依存的な根粒形成シグナルがどのように活性化されるのか、分子レベルで明らかにできると期待される。本研究では、Giraud博士のグループと共同して根粒菌Nod factorに依存しないマメ科植物の根粒形成機構の解明を目指している。1.ダイズへの根粒形成における根粒菌エフェクターの解析は主に日本側で行なった。ダイズ根粒菌Bradyrhizobium elkanii USDA61株のエフェクター候補遺伝子破壊株を作成し、ダイズに接種して根粒形成への影響を評価した。その結果、エフェクターNopL、NopM、ORF5208がダイズへの根粒形成を相乗的に促進し、特にORF5208はダイズにおいて劇的に共生を促進していることが明らかとなった。一方、クサネムにおいてはORF5208の影響はそれほど大きくはなく、エフェクターの効果は宿主植物に依存することが判明した。2.フランス側と共同でクサネム共生菌STM6978株のエフェクターNop380004が、クサネムAeschynomene indicaとの共生に必須であることを明らかにした。3.上記USDA61株のエフェクターORF5208とSTM6978株のエフェクターNop380004は互いの相同性は低いものの、どちらもシステインプロテアーゼと相同性を有する。この2つのエフェクターが、宿主植物の根粒形成において同様の機能を保持するか遺伝的相補試験により調査した。

STM6978株は根粒菌Nod factor receptor変異ダイズへ根粒着生できなかったが、ORF5208を相補したSTM6978::ORF5208株は根粒を着生した。一方、クサネムとの共生能力については、STM6978株と同様であった。この結果はORF5208がダイズで機能するがクサネムでは機能しないことを示しており、エフェクターが宿主植物との共進化の中で特異的機能を獲得してきたことを示唆するものであった。ダイズ根粒菌USDA61株のエフェクターORF5208、クサネム根粒菌STM6978株のエフェクターNop380004、それぞれの機能解析が進み、2つのエフェクターが宿主植物との共進化の中で特異的機能を獲得してきたことを示唆する結果を得たことは大きな進展と言える。本研究では、フランス農業開発研究国際協力センターのGiraud博士のグループと共同して根粒菌Nod factorに依存しないマメ科植物の根粒形成機構の解明を目指している。今年度の研究実績の概要は以下のとおりである。(1)ダイズへの根粒形成における根粒菌エフェクターの解析は主に日本側で行なった。ダイズ根粒菌Bradyrhizobium elkanii USDA61株のエフェクター候補遺伝子ORF5208をin-frameで欠失させたBE5208株を作成して根粒形成能力をUSDA61野生株と比較した。USDA61株はNod factor受容体変異ダイズEn1282へ根粒形成するのに対し、BE5208株は完全に根粒形成を失った。さらに、BE5208株にORF5208を相補した結果、当該株はダイズEn1282へ根粒形成した。以上の結果から、ORF5208がNod factorに依存しない根粒形成を担うエフェクターであることが証明された。(2)フランス側と共同してクサネム共生菌STM6978株のエフェクターNop380004の解析を行い、Nop380004が3型分泌機構で分泌されること、植物細胞(Nicotiana benthamiana)の核に局在すること、クサネムの根部に遺伝子導入した場合、根粒様組織を誘導することを明らかにした。以上の結果は、根粒菌エフェクターが単独でマメ科植物の根粒形成シグナルを起動できることを示した初めての事例であり、植物と微生物の共進化を紐解く鍵となる重要な知見と考えられる。また、本エフェクターを利用することで、将来的にはイネやコムギなどNF受容機構のない非マメ科植物への根粒形成に貢献することが期待される。上記クサネム共生菌のエフェクターについては、原著論文にまとめ国際誌に投稿した。1.根粒菌エフェクターを発現するクサネム形質転換毛状根の作出と根粒形成能の評価・・・クサネム細胞内における根粒菌エフェクターの局在が、クサネムとの共生成立を決定するスイッチとなるかを検証するために、エフェクターを発現するクサネム形質転換毛状根を作出し、その根粒形成を検討する。2.根粒菌エフェクターと相互作用するクサネムタンパク質の検索・・・根粒菌エフェクターが、クサネム側のどのようなタンパク質と結合するかをPull down assayにより検索する。3.根粒菌3型分泌系により活性化されるクサネム遺伝子の網羅的解析・・・根粒菌3型分泌系によりクサネムに引き起こされる遺伝子発現を網羅的に解析するために、トランスクリプトーム解析を行う。それぞれのエフェクターが宿主の根粒形成シグナルを如何に活性化するかを解明するため、以下の実験を行う。
ナノ構造金属薄膜・微粒子による高効率増強光化学プロセスの開発とデバイス応用

1.光吸収増強素子ナノレベルの粗さを有したバルク銀薄膜の表面プラズモン散乱を活用した拡張三層構造について、その最適化を試み、偏光特性や中間層の屈折率の効果などの検討を通じて、増強機構についての詳細な検証を行った。これにより、広い波長範囲で、様々な微弱吸収層の光吸収率を10倍以上に増強することに成功した、また、この高い増強率が、表面プラズモン散乱光と入射光との干渉による電場増強と、散乱光の内部全反射による光閉じ込め効果が相乗的に機能することにより発現することを実証した。2.吸収増強素子を利用した光電変換上記の光吸収増強素子において、中間透明層を導電性ITO膜に置き換えることにより、吸収増強機構を内包した湿式の光電変換素子のモデル系を作成した。これにより、増強された光吸収率が、それに比例する形で光電流を著しく増加させることを実証した。3.金属ナノ粒子のレーザー合成金属ナノ粒子は、高次ナノ構造のいわゆるBuilding Blockとして、様々な応用が期待されている材料である。本研究では、ケトン中に分散させた金属酸化物粉末へのパルスレーザー照射により誘起される超非平衡反応場を利用した新規なナノ粒子合成法を確立し、銀および銅について、有機保護膜なしに、数十wt%を超える安定な金属ナノ粒子分散液の作成を可能にした。4.表面プラズモン誘起増強発光系の新展開金属表面近傍における蛍光分子の発光増強は、一般的には金属表面から310nmの距離で働く近距離相互作用に由来する。この作用距離を、1nm程度の超近距離まで短縮するのみならず、逆に数十nm以上の長距離まで拡大可能な新規な金属超微粒子集積膜の構築に成功した。5.吸収増強素子と蛍光増強素子のハイブリッド化による超増強蛍光蛍光自身の強度を数十倍増強する上記のような素子と、前述の光吸収増強素子を組合わせると、単純な積から数百倍の蛍光増強が可能になることが予想される。これを実証するための予備的な実験として、レーザー合成した銀ナノ粒子を用いた蛍光増強層を拡張三層構造とハイブリッド化することにより、固有蛍光量子収率が小さな蛍光分子に対し、1000倍を超える増強率を実現できることを明らかにした。1.光応答性薄膜の光吸収率の増強素子開発に関する実績ガラスなどの透明基板表面に吸着または担持した際の最大光吸収率が3%未満の色素層を対象に、この吸収率を10倍以上に増強する新規な増強素子の開発を行った。用いた構造は、100nm以下の表面粗さを有する特殊なスパッタ銀膜を最下層とし、これに厚さ80nm程度の中間透明層を介して光吸収層を重ねた光散乱型拡張三層構造である。同スパッタ銀膜は、銀のナノ構造に特有の表面プラズモン散乱を発現し、この散乱光と入射光との干渉による電場増強、散乱光の内部全反射による閉じ込め効果が相乗的に機能することにより、広い波長範囲で目的を上回る、最大15倍程度の光吸収率の増強を実現した。2.高効率発光増強素子の開発に関する実績銀ナノ粒子の表面プラズモン共鳴を介した分子蛍光の増強はよく知られているが、この作用は一般的に強い近距離性に制限され、金属表面から10nm程度の距離でしか働かない。

本研究では、その周辺部にナノ構造を有したミクロ金属微粒子を利用することにより、孤立したナノ粒子には期待できないバルク的な表面プラズモンモードの励起が可能になり、このプラズモン励起を介して、表面から数百nmもの長距離に置かれた分子の発光が強く増強されることが明らかになりつつある。3.光電変換素子の開発に関する実績二種類のシアニン色素を混合した単層J凝集体を20Å程度のスペーサーを介して金表面に担持した電極を用いた湿式太陽電池のモデル系を作成し、その光電変換機能を調べた。混合によりJ凝集体の励起状態から速やかな電荷分離が生じ、金属のごく近傍に置かれた色素にも関わらず、20%以上の内部量子収率が達成できることがわかった。1.光吸収増強素子開発に関する実績前年度にほぼ予備的試験の終わった光吸収増強素子、すなわち、ナノレベルの粗さを有したバルク銀薄膜の表面プラズモン散乱を活用した拡張3層構造について、その更なる最適化を試み、偏光特性や中間層の屈折率の効果などの検討を通じて、増強機構についてさらに詳細な検証を行った。これにより、広い波長範囲で、様々な微弱吸収層の光吸収率を10倍以上に増強することに成功し、また、この高い増強率が、表面プラズモン散乱光と入射光との干渉による電場増強と、散乱光の内部全反射による光閉じ込め効果が相乗的に機能することにより発現することを確証した。2.吸収増強素子を利用した光電変換上記の光吸収増強素子において、中間透明層を導電性ITO膜におきかえることにより、吸収増強機構を内包した湿式の光電変換素子のモデル系を作成した。これにより、増強された光吸収率が、それに比例する形でこう電流を著しく増加させることを確証した。3.吸収増強素子と蛍光増強素子のハイブリッド化による超増強蛍光蛍光自身の強度を数十倍増強する素子と、上記の光吸収増強素子を組合わせると、単純な積から数百倍の蛍光増強が可能になることが予想される。これを実現するための予備的な実験として、銀ナノ粒子を用いた蛍光増強層を拡張三層構造とハイブリッド化することにより、元々の蛍光量子収率が小さな蛍光分子に対し、1000倍を超える増強率が実現できることを明らかにした。
圧電膜を利用した原子間力の計測

AFM(原子間力顕微鏡)の力検出系は、一般に試料表面からプロ-ブに働く力を変位に変換するカンチレバ-部とこの変位を検出して信号に変換する変位計とから構成されているため装置として複雑となっている。本研究ではAFMの簡略化,コンパクト化を図るべく、試料表面からの力の場を直接信号に変換する微小力センサ-プロ-ブを開発し、その基本的な特性を明らかにするとともに、原子間力の直接測定を行うことを目的とした。本研究で開発されたセンサ-の原理は共振力センサ-と同様で、系の機械的な共振周波数で強制振動された微小レバ-の先端に働く微小力場に応じて系の共振周波数が変化することを利用したものである。構造はSiを上台としたSiO_2薄膜のカンチレバ-上に電極/圧電膜/電極が形成されたものである。圧電膜にはマグネトロンスパッタリング法によるZnOーC軸配向膜とゾルゲル法によるPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)膜を用いた。ZnO膜は比抵抗値、圧電特性ともある程度良好なものが得られた。PZT膜はペロブスカイト単一相が得られ、良好な強誘電性を示すことが確認された。圧電膜に上述のZnOのC軸配向膜を用いて次のようなプロセスでセンサ-の試作を行った。まず(100)Siウエハに熱酸化膜,電極/ZnO/電極を形成し、次にこれらのパタ-ニングを行い、最後にパタ-ン面とは逆の面から7080°CのKOH水溶液中でSiの異変性エッチングを行った。試作されたセンサ-の1次の機械的共振周波数はセンサ-の構造から計算される値とほぼ一致し、圧電膜からの電荷出力は機械的な共振特性と同様になった。またセンサ-のQ値は200程度になった。このセンサ-を上記の共振周波数で強制振動させてセンサ-と試料表面間に作用する力場を測定した結果、数10nmの領域で力場の作用が観察された。
高率に心筋へと分化するヒト間葉系幹細胞の探索と細胞移植後の病理病態学

細胞移植は従来の臓器移植と異なり、自己の細胞を含め、細胞レベルで本来の臓器の機能を補填、改善することができる。心臓分野おいても急性心筋梗塞患者に骨髄単核球や骨格筋芽細胞を用いた心筋再生治療がすでに用いられ、心機能の改善を得るという一定の成果を上げている。しかしながら、細胞移植に用いうる間葉系細胞の明確な分子メカニズムは明らかになっていない。そこで我々は高率に心筋へと分化するヒト間葉系幹細胞の探索と細胞移植後の病理病態学として研究を遂行している。我々の施設では、世界に先駆けて骨髄間質多能幹細胞から心筋細胞を分化誘導することに成功し、その後、ヒト間葉系幹細胞から心筋細胞を分化誘導することにも成功している。それらの成果をもとに前年度に引き続き心筋になりうる細胞の供給源の検討を行った。元来、体性幹細胞は成体の臓器に広く存在し、高率に心筋へと分化誘導される幹細胞が骨髄以外にも分布している可能性は非常に高いことから、ヒト骨髄間葉系幹細胞の心筋分化技術を用いて、様々な臓器由来のヒト間葉系幹細胞株を樹立し、in vitroにおいて心筋に分化させることに重点を置いた。ヒト骨髄問葉系細胞で確立した心筋分化誘導の系をさらに発展させ、おもに臍帯血を用いてそれぞれの細胞の心筋分化能、分化効率について検討した。その結果、臍帯血に多くの心筋細胞への分化を確認できた。その分化誘導効率は極めて高く、心筋再生治療の有力な細胞供給源であることが示唆された。しかし再生心筋細胞を人体に移植する場合、再生心筋細胞の純度や移植効率など、多くの問題点が存在し、その問題点解決に向けて努力を続けている。特に、元来、体性幹細胞は成体の臓器に広く存在し、高率に心筋へと分化誘導される幹細胞が骨髄以外にも分布している可能性は非常に高いことから、ヒト骨髄間葉系幹細胞の心筋分化技術を用いて、様々な臓器由来のヒト間葉系幹細胞株を樹立し、in vitroにおいて心筋に分化させることに重点を置いた。本年度は特に次の内容について重点的に研究を進めた。間葉系幹細胞の単離及び培養間葉系細胞とは骨、軟骨、脂肪、骨格筋、真皮、靭帯、腱といった結合織細胞を総称しており、発生学的に沿軸中胚葉(paraxial mesoderm)由来の細胞である。間葉系幹細胞は、分化能に応じて階層構造を形成しているものと考えられている。このような間葉系細胞の供給源として、実際に検討が加えられているものは、骨髄、臍帯血、胎盤、月経血、子宮内膜、胎児由来の心筋と線維芽細胞、真皮、脂肪、末梢血と成体の臓器に広く存在しており、それぞれの細胞の分化能については、明らかにされていない点が多い。そこで上記のような成体内のさまざまな臓器由来の間葉系幹細胞を単離し、限界稀釈法によりサブクローニングを行った。遺伝子導入による細胞寿命延長ヒトの正常細胞を培養すると、一定回数分裂した後増殖を停止する。そのためヒト細胞の多分化能を研究する際、必要な細胞数を得ることや、再現性を確認することが困難である。そこで、サブクローニングによって得られた各種間葉系幹細胞に細胞寿命の延長に関わる遺伝子を導入、高発現させ、それに伴う細胞の増殖能の増加、寿命の延長を検討した。
エコフイジオロジーモデルによるヒラメ稚魚成育場機能の南北間比較

ヒラメ稚魚成育場機能の南北比較を行うために以下の4項目の研究を行った。1.浮遊期仔魚と着底期稚魚の密度変化と成長速度の推定:若狭湾と仙台湾において浮遊仔魚と着底稚魚を採集した。仙台湾よりも若狭湾の方が、仔魚密度で3-9倍、稚魚密度では30-60倍高かった。若狭湾において仔魚期の生残が高いことが示されたが、成長速度の比較からそのメカニズムを説明することはできなかった。2.着底稚魚成育場の稚魚密度、餌生物量、摂餌状態の南北比較:鹿児島県から北海道までの日本海側沿岸および岩手県、宮城県において、ヒラメ着底稚魚と餌生物の採集調査を行った。南西日本のヒラメ稚魚密度は、北日本沿岸域の510倍高かった。一方、稚魚の主要な餌料であるアミ類の密度をみると、北日本の方が高い傾向が明瞭であった。これを反映して、ヒラメ稚魚の摂餌状態は北日本の方が良好であった。これらの結果から、ヒラメ成育場の生産力は北日本で高いことが推察された。3.ヒラメの主要餌料であるアミ類の生産生態の解明:ヒラメ稚魚は、アミ類、とくにAcanthomysis属とArchaeomysis属を主に摂餌した。両属の主要種について、その生産生態を詳細に明らかにし、エコフィジオロジーモデルのパラメータに組み込んだ。4.エコフィジオロジーモデルの開発とフィールドへの適用:ヒラメ稚魚の個体成長を機構化したエコフィジオロジーモデルを作成した。岩手県大野湾のヒラメ稚魚をめぐる群集構造モデルに、個体成長モデルを組み込むことにより、ヒラメ稚魚個体群生産モデルを完成した。このモデルを、岩手県大野湾におけるヒラメ種苗放流再捕調査結果に適用したところ、成育場の余剰生産力を越えた過剰放流の可能性が示された。また、南西日本と比較すると、北日本の成育場においてヒラメ種苗放流のための余剰生産力が大きいことが示唆された。1.ヒラメ幼稚魚の個体成長を機構化したエコフィジオロジーモデルの基本構造を、ソフトウエアとしてSTELLAを用いて完成した。本モデルは個体成長をめぐるエネルギー収支のメカニズムをモデル化したものであり、摂取エネルギーの配分は環境要因の影響を強く受けて変化する。本モデルでは、水温、摂餌量および全長(または体重)の3因子が、個体成長の決定要因となる。これまでに飼育実験により報告されている様々なサイズや水温におけるヒラメ幼稚魚の成長結果とモデルからの予測値の差は、幼稚魚期に経験する水温とサイズの範囲(10-25°C、全長20-150mm)ではほぼ10%以内に収まった。このことから、本モデルはある程度の精度で幼稚魚の成長を予測できると判断された。また、我が国の太平洋沿岸域で卓越するミツクリハマアミを用いて、飼育実験と多数のフィールド採集調査の結果を分析し、本種の日間生産量(P)と現存量(B)及び水温(T)との関係を以下のように明らかにした。この関係を基礎にミツクリハマアミの生産モデルを完成した。これらのモデルをベースに、岩手県大野湾のヒラメ稚魚をめぐる群集構造を基本としたヒラメ稚魚個体群生産モデルを完成した。