hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
炭化ケイ素の照射欠陥－高温水腐食相関解明とその防食の実証

これは表面のバンドを効果的に湾曲させるために実施しており、電気化学試験によればドーパントの種類によって防食効果が異なることまで判明している。本研究開始前は照射前のSiCの基礎的な電気化学データでさえなかったことを考えれば、その測定手法の確立ができたこと、および徹底的に電気化学特性を評価し熱力学的観点からデータを揃えられたことは、本研究分野以外にも波及する結果であり「順調に進展している」といえる。最終目標である照射が及ぼす電気化学特性への効果は未だ明確にはできていないものの、当初の目的であった「原因の学術的解明」の第一歩である照射線量ー腐食電流相関が取得できたことは、この研究の方向性に今のところ矛盾が無いことを示しており、研究方針の大幅な変更が必要ないことを示すものである。また、当初は2年目以降に予定していたイオン注入実験を前倒しして開始できだことにより、その他の表面改質法への試みが可能となるような時間的余裕が生まれている。現段階で得られた結果から考案した照射による腐食速度加速のメカニズムは、当初の予測の範囲内であるが、溶存酸素の還元がカソード反応であることが明らかになるなど新しい知見も既に得られており、実験結果とともに論文としてまとめ出版した。原子炉の事故耐性を飛躍的に高めるため、炭化ケイ素(SiC)で炉心構造材(チャンネルボックスや燃料被覆など)を作る試みがある。しかし、SiCが中性子照射に晒される環境では、冷却水として使用される高温高圧水による減肉を伴う腐食が加速されること(照射加速腐食)が課題になっている。本研究では、照射によるSiCの加速腐食について、その原因の学術的解明とそれに基づいた耐食表面の開発を目標としている。より具体的には、照射によって導入された欠陥(空孔などの格子欠陥)に由来する表面構造の変化(原子配列構造やそれに伴うバンド構造の変化も含む)が加速する方向に変化させた、とこれまでの研究結果から予測しており、これを証明することを目的として設定した。初年度に単結晶3C-SiCを対象に電気化学試験(cyclic voltammetry)を室温HF中で実施し溶解挙動を調べたところ、腐食電流が照射線量の増大(つまり格子欠陥量の増大)に伴い増加する傾向を明確に捉えた(現段階では腐食電流と欠陥の材料中への蓄積量が1対1で相関があるのかは調査中)。30年度は本手法をほとんど絶縁体である多結晶材料に拡張するため電気化学セルと電極形状の開発を行った。現在、例えばターフェルプロットなどでは再現性の良い曲線が得られるに至っており、単結晶と同様の傾向が観測された。また、加速腐食が単結晶よりも顕著であり、粒界周辺でのカソード反応(溶存酸素の還元)が照射後に顕著に大きくなることがその原因であることを示すデータが得られている。これらの結果を鑑み、溶存酸素の還元の実体である溶存酸素からの正孔注入(より正確には注入された正孔の表面蓄積)を緩和すべく、正孔空乏層を形成するように表面をp型にしたSiCを作製した。オートクレーブでの腐食結果では著しい腐食速度の低減が認められており、これが狙ったメカニズムに由来するのか今後確認していく予定である。本研究開始前は照射前のSiCの基礎的な電気化学データでさえなかったことを考えれば、その多結晶体を含めて測定手法の確立ができたこと、および徹底的に電気化学特性を評価し熱力学的観点からデータを揃えられたこと。
自己抗体に起因する睡眠覚醒障害と精神疾患の病態の解明

(1)傍正中視床下部の病変により2次性にオレキシン神経が障害された過眠症が多く報告されており、2004年にMSのサブタイプであるNMOに特異的に検出される自己抗体が発見され、その標的抗原は脳内の水分子チャネルであるAQP4であることが見出された。AQP4抗体が陰性でもMOG抗体陽性のNMO spectrum disorder症例など報告されており、亜型が存在する。AQP4抗体の陽性例、陰性例、および抗MOG抗体陽性例のオレキシン値についても検討した。NMO35症例のうちで、AQP4抗体陽性例は26例、AQP4抗体陰性例は9例、男性3例のみMOG抗体陽性であった。オレキシン値はMOG陽性例では比較的に高値であった。両抗体とも陰性例では、ステロイドパルスやγグロブリン療法後のオレキシン値の改善が乏しかった。(2)抗NMDA受容体抗体に関しては、髄液だけの症例に限定して検討を行った。金沢医大での測定例も対象に加えて、精神科由来の髄液169例で14例が陽性であった。その他に22例の睡眠障害の測定で、6例の陽性例を見いだした。14例のうちの7例は脳炎に至った症例であり、当初は緊張病と診断されていた。もう7例は神経症状の無い精神症状のみの症例であり、精神科の診断としては、緊張病3例、短期精神障害2例、統合失調症2例であった。睡眠障害の6例の陽性例の内、5例がナルコレプシーで、1例が反復性過眠症であった。ナルコレプシーの1症例は、NMDAR脳炎に罹患後に遷延する眠気に関しての検索であったが、ナルコレプシー・タイプ2の診断であり、脳炎に罹患前の高校生の頃より症状は存在したと考えられた。脳炎症状の無い精神症状のみの症例をSZ圏の入院患者の全体も含めて、詳細に検討したところ、約1000例のうちで、80例がNMDA受容体抗体の存在が疑われて検査をされ(8%)、5例が陽性であった(0.5%)。(1)パーキンソン病とナルコレプシーについては、GFAPは高値であり、オレキシン値と逆相関を認めることは既に明らかにしている。H.28年度には、ギランバレー症候群や多発性硬化症にて、GFAP値を検討したが、オレキシン値との比較を含めて特に有意な所見は見いだせなかった。今後は対象疾患を増やして検討して行く予定である。症候性のナルコレプシーを来すAQP4抗体陽性の視神経脊髄炎に加えて、3例の抗myelin- oligodendrocyte glycoprotein抗体(MOG抗体)陽性の症例を見いだしたので、両者の病態の比較検討も進めて行く。(2)これまでに経験した抗NMDA受容体抗体陽性例は23例となり、これを大きく3群に分割して比較検討を行った。典型的な辺縁系脳炎の経過をたどる群(脳炎群)、精神疾患と診断され加療が行われていた群(精神疾患群)、精神症状を伴う睡眠障害群(睡眠障害群)とした。第2グループは、精神科疾患の診断よりさらに、i統合失調症あるいは統合失調感情障害と診断された群、iiうつ病あるいは神経症と診断された群に分類した。また、第3グループも、ベースにある睡眠障害よりiナルコレプシーと診断された群、ii Klein-Le vin症候群と診断された群に分けた。精神症状が主体となる群に関しては、1 m-ECT(電気けいれん療法)が奏功し、他の治療法では症状の軽快を得られなかった例、2各種薬剤抵抗性で難治例と判断された例、3精神科にて、悪性緊張病と診断・加療を行われた例、4非典型的な経過をたどり診断が二転三転するなど定まらない長期経過例、などに自己抗体陽性例が多数認められると考えている。視神経脊髄炎, NMDARに起因する睡眠障害と精神疾患の病態の解明を行うために、多くの症例を集積して、抗体の測定を行っている。おおむね順調に進んでいると考える。今年度は、認知症(アルツハイマー型認知症、レビー小体型認知症)の42名にて、検討したところ、以前のパーキンソン病とナルコレプシーについての結果と同様に、オレキシン値とGFAP値は逆相関を認めることが明らかになった。現在はより詳細な検討を多数例にて行っている。(2)抗NMDA受容体抗体に関しては、血清での測定症例では偽陽性の場合があるとの指摘もあり、髄液だけの症例に限定して検討を行った。金沢医大での測定例も対象に加えて、精神科由来の髄液169例での測定のうちで14例で陽性であった。その他に20例の睡眠障害の測定のうちで、4例の陽性例を見いだした。

睡眠障害の4例の陽性例の内、3例がナルコレプシーで、1例が反復性過眠症であった。アストロサイトの障害に起因する睡眠障害と、NMDAR抗体による精神疾患の病態の解明を行うために、多くの症例を集積して、抗体の測定を行っている。おおむね順調に進んでいると考える。(1)傍正中視床下部の病変により2次性にオレキシン神経が障害された過眠症が多く報告されており、2004年にMSのサブタイプであるNMOに特異的に検出される自己抗体が発見され、その標的抗原は脳内の水分子チャネルであるAQP4であることが見出された。AQP4抗体が陰性でもMOG抗体陽性のNMO spectrum disorder症例など報告されており、亜型が存在する。AQP4抗体の陽性例、陰性例、および抗MOG抗体陽性例のオレキシン値についても検討した。NMO35症例のうちで、AQP4抗体陽性例は26例、AQP4抗体陰性例は9例、男性3例のみMOG抗体陽性であった。オレキシン値はMOG陽性例では比較的に高値であった。両抗体とも陰性例では、ステロイドパルスやγグロブリン療法後のオレキシン値の改善が乏しかった。(2)抗NMDA受容体抗体に関しては、髄液だけの症例に限定して検討を行った。金沢医大での測定例も対象に加えて、精神科由来の髄液169例で14例が陽性であった。その他に22例の睡眠障害の測定で、6例の陽性例を見いだした。14例のうちの7例は脳炎に至った症例であり、当初は緊張病と診断されていた。もう7例は神経症状の無い精神症状のみの症例であり、精神科の診断としては、緊張病3例、短期精神障害2例、統合失調症2例であった。睡眠障害の6例の陽性例の内、5例がナルコレプシーで、1例が反復性過眠症であった。ナルコレプシーの1症例は、NMDAR脳炎に罹患後に遷延する眠気に関しての検索であったが、ナルコレプシー・タイプ2の診断であり、脳炎に罹患前の高校生の頃より症状は存在したと考えられた。脳炎症状の無い精神症状のみの症例をSZ圏の入院患者の全体も含めて、詳細に検討したところ、約1000例のうちで、80例がNMDA受容体抗体の存在が疑われて検査をされ(8%)、5例が陽性であった(0.5%)。連携研究先の新潟大の田中惠子教授が測定に関与したNMDA脳炎疑いの症例に関しても、連携して解析を進めてゆく予定である。アストロサイトに起因するオレキシン神経障害に関しては東京医大の認知症疾患の研究グループと連携し、NMDAR抗体による精神疾患の病態の解明を行うために、新潟大の神経内科と連携して、多くの症例を集積して、抗体の測定を行う。端数の少額であるため、平成30年度分と合わせて使用する
シミュレーション技術を活用した災害時の健康危機管理演習システムの開発

病院や避難所等、災害時に公衆衛生従事者が必要な情報を地図上から取得し、必要な対策のための意志決定を行うための情報支援システムを構築した。このシステムを利用して、現実的な状況設定で図上演習を行い、システムの実用性の確認も行った。また、従来、広く利用されてきた溶岩流シミュレーションモデルについて改良案を考案し、簡便かつコンパクトな計算で、より現実的な現象の再現が可能な計算手法できることを示すことにも成功した。平成24年度は、本研究が目標としているリアリティーのある状況設定の中で自治体(特に医療・保健関連の組織)における危機管理担当者が災害対応の演習を実施できる情報支援システムのフレームワークを構築するため、ワールドワイドウェブ上の地図表示システムに避難所や病院等の位置を災害要因の分布とともに表示し、災害の全体像を把握できる実用的なソフトウェアを作成した。この表示システムでは、地図の左右に表示した避難所ならびに病院の一覧から位置情報を取得したい施設を選択することで、位置と住所、電話番号等の詳細情報が表示できるようになっている。インターネットの検索機能を組み込むことで、一覧にない任意の関係施設(市役所や高齢者施設等)の位置情報も取得できる機能も加えた。さらに、試験利用をしていただいた保健医療従事者等からの要望が多かった保健所管轄や二次医療圏の区分も表示できるよう画像データの整備も行った。一方、本情報支援システムで火山災害を想定した図上演習を行うための物理モデルの開発においては、本年度は溶岩流シミュレーションを中心に作業を進めた。富士山のハザードマップで利用されている溶岩流シミュレーションモデルについて、ハザードマップ検討委員会で指摘されている問題点を改良することで、簡便かつコンパクトな計算で、できる限り現実的な現象が再現できることを目指した。その結果、従来のモデルでは、仮想敵な水平面上で溶岩流シミュレーションを行った場合、計算格子の配列方向では、それに45度ずれる方向よりも約1.3倍程度、速度を大きく見積もり、点源から供給される溶岩がひし形の分布を示すという不適切な結果を導くことになる。本研究における検討において、この結果を導く計算手法の問題点を見出すことに成功し、その回避方法も提案することができた。本研究では、リアリティーのある状況設定の中で自治体の医療・保健福祉関連の部署の担当者が災害対応の演習を実施できるシステムを構築するため、シミュレーション技術を活用した支援ソフトウェアを開発することを目指してきた。特に火山災害によって溶岩流が発生する事例を取り上げ、従来モデルよりも信頼性が高い溶岩流シミュレーションの計算コードを提案し、それによって得られる溶岩流分布を組み込んだ災害情報マッピングシステムを構築する段階まで到達することに成功した。これらの研究発表を通して本研究の取り組みが火山研究者にも評価され、平成26年度より山梨県富士山科学研究所の火山防災研究部と共同研究を進める方向で検討を進めている。平成25年度末には、静岡県、山梨県、神奈川県合同での富士山火山防災対策協議会で富士山噴火に備えた広域避難計画が策定され、今後、関連する市町村ごとに細分化された具体的な避難計画案が提案されていくことが予想される。その際には、病院の入院患者や高齢者、障がい者等、避難行動に援護が必要な住民のスムーズな避難が可能な計画を策定することが重要である。平成24年度からの2年間の本研究では、このために実践的に活用できる技術の基盤を整備することができたものと認識している。平成24年度において、健康危機管理研修に実際に利用可能な情報支援システムを稼働できる段階にまで到達することができ、しかも、火山災害の主要因の一つである溶岩流シミュレーションにおいてこれまで長年にわたって問題とされてきた計算手法の欠点を改良する手法も見出すことができたため、本研究課題は、これまでのところ、おおむね順調に進展しているとみなすことができる。情報支援システムに関しては、実際、平成25年1月に国立保健医療科学院で開催された「健康危機管理研修(高度編)」ならびに同2月に国立精神・神経医療研究センターで実施された「災害時精神保健医療指導者情報支援システム演習」にて、試験的に研修生らに利用していただき、その操作性や情報把握の容易さ等について、おおむね好意的なコメントをいただくことができた。また、2004年に公表された富士山のハザードマップで示されている災害要因を情報支援システムに組み込む作業もすでに終了しており、現状の富士山噴火の被害想定を表示しながら避難所や病院の危険度を検討するという形であれば、すでに十分、学習効果の高い演習が可能なレベルに到達している。この内容については、平成25年5月に開催予定の地球惑星科学連合2013年度大会の「火山防災の基礎と応用」のセッションにて発表する予定である。溶岩流シミュレーションの改良案に関しても、平成24年10月に開催された日本火山学会において発表し、多くの研究者から好意的な反応を得ている。平成25年度内には査読付きの論文として公表できるよう、現在、準備を進めている段階であり、こちらの進展状況もほぼ本研究課題の計画に沿ったものとみなすことができる。25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後は、富士山噴火を想定したモデルケースにおいて、昨年度までに構築した地図表示システムに、現在、改良ならびに簡素化を進めている溶岩流シミュレーションの計算モデルを組み込んだ情報支援システムを完成させる予定である。同システムを研究代表者が所属する国立保健医療科学院の健康危機管理研修等で実際に試験利用し、さらに操作性が高く、情報把握が容易なものに洗練化させていく予定である。また、火山災害要因の可視化手法にも工夫を凝らし、従来の紙ベースのハザードマップよりも実用性の高い新しいスタイルのウェブ版ハザードマップとしての標準化も目指す予定である。さらには、富士山のハザードマップが作成された際に検討委員会の報告書の中で指摘されていた溶岩流モデルの欠点を改良する手法の開発に昨年度中に成功したため、本年度は、その手法の有用性を十分に検討した上で、情報支援システムに組み込んで利用できるように開発を進める予定である。このようにすることで様々な状況を想定した演習が可能になる上、実際に富士山で火山噴火が発生した際にも時々刻々変化する状況を即座に情報支援システムに組み込んで危機管理担当者の意思決定の支援に活用することが可能となる。また、昨年度中には検討があまり進められなかった人間や社会の脆弱性に基づいたリスク評価という観点での計算パラメータの導入検討に関しても、本年度後半には本格的に取り組む予定である。特に、火砕流ならびに火山ガスの拡散を組み込み、火山現象の多様性を十部に反映させたシステムに仕上げる予定である。25年度が最終年度であるため、記入しない。
心筋症剖検心における細胞外マトリックスに関する形態学的研究

特発性心筋症20例(肥大型4例、拡張型様肥大型3例、拡張型13例)の剖検心における細胞外マトリックスの改変を解明する目的で、心筋内の型別コラーゲン(I型、III型、IV型、V型、VI型)分布とコラーゲン性タンパク分解酵素であるmatrixmetalloproteinase(MMP)-1,-2,-3,-9、およびその阻害タンパクであるtissue inhibitor of metalloproteinase(TIMP)-1、-2についてそれらの局在を形態学的に調べた。その結果特発性心筋症ではその型によらず心筋細胞周囲(endomysium)から細胞外マトリックスの改変が生じ、これにはI、III、VI型コラーゲンが主に関与していることが示された。肥大型心筋症における心筋コンプライアンスの上昇には心筋細胞間のメッシュワーク線維症の他この線維症も関与していることが示唆された。拡張型心筋症では心筋細胞の変性・萎縮と線維症の分布が必ずしも一致しなかった。このことから、線維症は心筋細胞障害とは関係なく生じ、その機序もまた互いに異なるように推測される。拡張型様肥大型および拡張型心筋症ではMMP-1、2、9が発現されており、これらが協調して細胞外マトリックスの分解に関与している可能性が示唆された。TIMP-1、2は全症例で発現されていなかった。このことは心筋症では分泌されたMMPsは酵素活性を発現しやすい環境にあり、細胞外マトリックスの活発な分解が生じていることが示唆された。一方、生理的には心筋内に多くは存在しないVI型コラーゲンが心筋症では多量に沈着することは、VI型コラーゲンがMMPsに抵抗性であることを考えると、その意味は重要であると考えられた。なお本研究の目的の一部であった細胞外マトリックス代謝にあずかる間質細胞の同定は現在進行中である。
膵島細胞症様変化に着目した糖尿病に対する次世代細胞療法の創成

本年度に実施した研究の成果については以下の通りである。1膵島移植モデル作成とその生着メカニズムの検証:昨年度に引き続き、ブタを用いてストレプトゾトシン(STZ)誘発膵島障害モデルでのnesidioblastic changeを解析した。nesidioblastic changeを示す膵島細胞でより生着改善効果が確認された。また、生着膵島細胞の膵β細胞マーカーの再現性については、成熟マーカー、未熟マーカーいずれも一定の傾向は認められなかった。2膵島移植モデルの肝内リンパ球及び脂質動態の解析:STZ誘発膵障害ブタからnesidioblastic changeが豊富な膵島細胞を分離して膵島移植を行い、レシピエント動物の肝灌流液中の制御T細胞をフローサイトメトリー解析を行った。膵島移植前と後で経時的にリンパ球を回収し解析した結果、制御性T細胞(FoxP 3+CD4+CD25high)の分画が極めて微量であり、症例によっては解析不能であった。採取する灌流液量を再検討するなどの対策をとり、引き続き次年度も解析を継続することとした。脂質動態についても解析を次年度に継続する方針とした。3膵島移植モデルの膵島細胞培養実験:動物実験モデルから分離したnesidioblastic changeが豊富な膵島を24-48時間培養後、ストレス関連蛋白についてウエスタン・ブロット解析を実施し、ストレス蛋白発現の亢進が認められた。各種増殖シグナルの阻害剤各シグナル阻害剤(炎症= IL-1/IL-6/COX2阻害剤;酸化ストレス=抗酸化剤;細胞死= TNF-α/カスパーゼ阻害剤; DNA修復= ATM/ATR阻害剤)による検討は継続中である。昨年度に引き続き、動物種を大動物(ブタ)に切り替えて継続することにより、実験モデル作製が安定し、予期せぬ動物死による実験の遅れが回避できた。フローサイトメトリー解析が予想したような結果が得られていないが、検体の採取、解析方法を修正することで対応可能と予想される。その他の実験系は概ね順調に進捗していると判断し上記の評価とした。1今年度実施した実験のうち、レシピエント動物の肝灌流液中のフローサイトメトリー解析については採取する灌流液量を増やし再解析を行う。また膵島移植前後のリンパ球解析についても、1回の採血量を増やす等の対策を行い再解析を行う。脂質動態についても解析を継続する。2膵島移植モデルの膵島細胞培養実験動物実験モデルから分離したnesidioblastic changeが豊富な膵島を24-48時間培養後、ストレス関連蛋白についてウエスタン・ブロット解析を実施し、各種増殖シグナルの阻害剤による検討を継続して検討する。また、膵島細胞のストレス蛋白・生存に関与する候補因子についてRNA干渉(siRNA)導入による細胞生存の影響を検証する。3ヒト膵島移植後組織における検証実験ヒト移植後膵島を用いた肝内生着過程を検討するため、プロトコール肝生検時の残余検体を用いて、これまでの実験結果と得られた知見をもとに肝内リンパ球と脂質動態、移植膵島血管新生、ストレスタンパクと調節因子について解析を行う。今年度実施した研究の成果については以下の通りである。1ヒト移植膵組織におけるストレス蛋白の観察:慢性膵炎組織で生じたnesidioblasticchangeでは、ストレス蛋白が強く発現していることを確認した。ストレス蛋白は移植組織片の生着を促進することが報告されているが、ストレス関連蛋白がnesidioblastic changeを呈した移植片の生着にも関与している可能性は高いことが裏付けられた。また、移植後のnesidioblastic changeに最も強く関与する因子については解析を継続中である。解析成果を基に、今後は特定のストレス蛋白の人為的調節による移植膵の機能改善や、移植片生着率のマーカーの同定に繋げる。2ヒト膵島組織におけるβ細胞分化度の検証:生体内で膵導管細胞や腺房細胞が膵島に移行する過程を検討した。nesidioblastic changeの膵島細胞への分化誘導過程を明らかにする目的で、膵β細胞誘導転写因子をRT-PCR,ウエスタン・ブロット、免疫染色で検討したが、現段階でnesidioblastic changeとβ細胞分化度との相関は明らかではない。また、インスリン分泌能・細胞増殖/成熟度を明らかにする目的で、膵成熟マーカーについても同様の解析を継続中である。3膵島移植モデル作成とその生着メカニズムの検証:ヒトを対象にした初年度実験の普遍性を確かめる目的で、動物モデルの解析を行った。ストレプトゾトシン(STZ)誘発膵島障害モデルでのnesidioblastic changeを確認した。動物をラットからブタに変更し、STZ誘発膵島傷害モデルから膵島組織をコラーゲン灌流・遠心分離法で回収して、経門脈的に同種移植した。移植膵島の生着を確認し、さらに耐糖能の改善についても確認した。膵β細胞マーカーの再現性について実験を継続中である。上記研究実績の概要3膵島移植モデル作成とその生着メカニズムの検証において、当初は動物種としてラットを用いた実験を予定していたが、実験を進めていく過程でブタを用いた大動物モデルに変更した。その理由は、得られたデータの解釈で、ヒトとラットの膵島移植ではあまりに違いが大きく、直接の比較検討が難しいためである。大動物では動物の管理が難しく、短期間に多くの実験を行うことは難しいという欠点がある。しかしながら、幸い、ブタを用いた予備実験は既に済んでいたため、膵島移植モデルの作成は比較的順調に進めることができた。次年度以降においても動物は主にブタを用いて行う方針とした。そのほか研究実績の概要

1、2においてはまだ実験継続中のものもあるが、おおむね結果が出そろっているため、研究計画全体としては順調な進展と判断した。本年度に実施した研究の成果については以下の通りである。1膵島移植モデル作成とその生着メカニズムの検証:昨年度に引き続き、ブタを用いてストレプトゾトシン(STZ)誘発膵島障害モデルでのnesidioblastic changeを解析した。nesidioblastic changeを示す膵島細胞でより生着改善効果が確認された。また、生着膵島細胞の膵β細胞マーカーの再現性については、成熟マーカー、未熟マーカーいずれも一定の傾向は認められなかった。2膵島移植モデルの肝内リンパ球及び脂質動態の解析:STZ誘発膵障害ブタからnesidioblastic changeが豊富な膵島細胞を分離して膵島移植を行い、レシピエント動物の肝灌流液中の制御T細胞をフローサイトメトリー解析を行った。膵島移植前と後で経時的にリンパ球を回収し解析した結果、制御性T細胞(FoxP 3+CD4+CD25high)の分画が極めて微量であり、症例によっては解析不能であった。採取する灌流液量を再検討するなどの対策をとり、引き続き次年度も解析を継続することとした。脂質動態についても解析を次年度に継続する方針とした。3膵島移植モデルの膵島細胞培養実験:動物実験モデルから分離したnesidioblastic changeが豊富な膵島を24-48時間培養後、ストレス関連蛋白についてウエスタン・ブロット解析を実施し、ストレス蛋白発現の亢進が認められた。各種増殖シグナルの阻害剤各シグナル阻害剤(炎症= IL-1/IL-6/COX2阻害剤;酸化ストレス=抗酸化剤;細胞死= TNF-α/カスパーゼ阻害剤; DNA修復= ATM/ATR阻害剤)による検討は継続中である。昨年度に引き続き、動物種を大動物(ブタ)に切り替えて継続することにより、実験モデル作製が安定し、予期せぬ動物死による実験の遅れが回避できた。フローサイトメトリー解析が予想したような結果が得られていないが、検体の採取、解析方法を修正することで対応可能と予想される。その他の実験系は概ね順調に進捗していると判断し上記の評価とした。平成30年度では以下の実験を実施する1膵島移植モデルの肝内リンパ球及び脂質動態の解析:本実験では、nesidioblastic changeが膵島生着率の延長にどのように寄与するのかを、免疫学的に解析する。具体的には昨年実施した動物実験モデルの結果からnesidioblastic changeが豊富な膵島細胞を分離して膵島移植を行い、レシピエント動物の肝内の制御T細胞について灌流液を回収して解析する。この際、コントロール群からも膵島細胞を分離して移植を行い、リンパ球解析を行うことでnesidioblastic changeが免疫細胞に与える影響を比較検討する。
皮膚創傷治癒促進作用を有する環状ペプチドの作用機序解明とその応用

環状ペプチドSEK-1005は、皮膚創傷治癒促進能、血管誘導能、抗菌作用、免疫抑制作用などを有し、創傷治癒促進薬、脳動脈瘤治療、1型糖尿病の皮下膵島移植などへの臨床応用が想定されている。しかし、その分子メカニズムは全く分かっていない。本研究では、皮膚創傷治癒に関わる表皮細胞、血管内皮細胞、線維芽細胞でシグナル伝達系を解析すると共に、SEK-1005が直接作用する標的蛋白質を同定し、その作用機序を解明することを目的とする。SEK-1005が結合する標的蛋白質を同定するため、SEK-1005と標的蛋白質を架橋するための架橋薬(クロスリンカー)の検討を行った。SEK-1005は、天然の環状ペプチドで生合成も難しく、クロスリンカーの挿入可能な部位も2箇所のアミンと極めて少ない。これまでの研究で、NHS基による一方のみのビオチン標識(1価)では細胞遊走促進活性を保持しているが、両方にビオチン標識する(2価)と活性が低下することを明らかにしている。高い架橋効率を持つベンゾフェノン基をNHS基で導入したが、1価導入でも活性が見られなかった。ベンゾフェノン構造による立体障害で失活したと考えられた。そこで、SEK-1005の物性には影響を与えず、ビオチン基以下のサイズのものを1か所だけ導入することとした。その候補としてNBDラベリングユニットに注目した。これを搭載したSEK-1005は、SEK-1005に結合する蛋白質を蛍光標識することができ、抗NBD抗体で単離も可能である。SEK-1005にPEGを導入し、それにクリック反応を利用してNBDラベリングユニットを結合させ、NBDラベリングユニットを搭載したSEK-1005を合成することに成功した。このSEK-1005は活性を保持しており、標的蛋白質の同定に使用できることが明らかになった。環状ペプチSEK-1005は、皮膚創傷治癒促進能、血管誘導能、抗菌作用、免疫抑制作用などを有し、創傷治癒促進薬、脳動脈瘤治療、1型糖尿病の皮下膵島移植などへの臨床応用が想定されている。SEK-1005からのシグナル伝達系の解析では、皮膚創傷治癒に関与する表皮細胞の遊走促進作用での解析をin vitroの創傷治癒モデル及び単一細胞の遊走測定にて行った。SEK-1005による表皮細胞の遊走促進作用では、SEK-1005の下流に表皮細胞からのTGF-betaの分泌さらにEGF受容体の活性化があることを明らかにした。SEK-1005の標的蛋白質同定については、SEK-1005のビオチン標識を行った。SEK-1005は、天然の環状ペプチドでクロスリンカーの挿入可能な部位は2箇所と極めて少ない。このうちの一方のみのビオチン標識は活性を保持しているが、両方にビオチン標識すると失活することが明らかとなった。活性を保持している標識部位を利用して標的蛋白質を架橋し、同定することが可能となった。SEK-1005からのシグナル伝達系の解析で、表皮細胞の遊走促進作用における細胞内での下流のシグナルを明らかに出来た。また、SEK-1005の標的蛋白質同定のためのクロスリンカー挿入可能部位を明らかにした。これらの成果により本研究は順調に推移しているものと思われる。SEK-1005からのシグナル伝達系の解析では、血管内皮細胞を用いて血管新生に関与する細胞遊走作用及び管腔形成作用への解析を行った。細胞遊走作用では、単一内皮細胞遊走測定により、SEK-1005が内皮細胞の遊走を促進することを明らかにした。この遊走促進作用では、SEK-1005の下流に内皮細胞からのTGF-betaの分泌、さらにVEGF受容体の活性化があることを明らかにした。また、コラーゲンの3次元培養実験からSEK-1005が内皮細胞の管腔形成に促進的に働くことが分った。この管腔形成促進作用では、SEK-1005の下流でVEGFが主要な役割を果たすことが明らかとなった。SEK-1005の標的蛋白質同定については、昨年度に引き続きSEK-1005の標識の検討を行った。SEK-1005の標識では、活性を保持した状態で標識可能な部位は一箇所のみである。この際、ビオチンなど小さな官能基では問題ないが、光架橋の官能基など大きなものになると活性を阻害することが明らかとなった。そのためPEGなどのリンカーを介して標識すると、活性を保持することが出来た。

これらの標識法を利用して標的蛋白質を架橋し、同定することが可能となった。SEK-1005からのシグナル伝達系の解析では、血管内皮細胞の遊走促進作用における細胞内での下流のシグナル及び管腔形成におけるシグナル系を明らかにすることが出来た。また、SEK-1005の標的蛋白質同定のためのクロスリンカー挿入方法を確立した。これらの成果により本研究は順調に推移しているものと思われる。環状ペプチドSEK-1005は、皮膚創傷治癒促進能、血管誘導能、抗菌作用、免疫抑制作用などを有し、創傷治癒促進薬、脳動脈瘤治療、1型糖尿病の皮下膵島移植などへの臨床応用が想定されている。しかし、その分子メカニズムは全く分かっていない。本研究では、皮膚創傷治癒に関わる表皮細胞、血管内皮細胞、線維芽細胞でシグナル伝達系を解析すると共に、SEK-1005が直接作用する標的蛋白質を同定し、その作用機序を解明することを目的とする。SEK-1005が結合する標的蛋白質を同定するため、SEK-1005と標的蛋白質を架橋するための架橋薬(クロスリンカー)の検討を行った。SEK-1005は、天然の環状ペプチドで生合成も難しく、クロスリンカーの挿入可能な部位も2箇所のアミンと極めて少ない。これまでの研究で、NHS基による一方のみのビオチン標識(1価)では細胞遊走促進活性を保持しているが、両方にビオチン標識する(2価)と活性が低下することを明らかにしている。高い架橋効率を持つベンゾフェノン基をNHS基で導入したが、1価導入でも活性が見られなかった。ベンゾフェノン構造による立体障害で失活したと考えられた。そこで、SEK-1005の物性には影響を与えず、ビオチン基以下のサイズのものを1か所だけ導入することとした。その候補としてNBDラベリングユニットに注目した。これを搭載したSEK-1005は、SEK-1005に結合する蛋白質を蛍光標識することができ、抗NBD抗体で単離も可能である。SEK-1005にPEGを導入し、それにクリック反応を利用してNBDラベリングユニットを結合させ、NBDラベリングユニットを搭載したSEK-1005を合成することに成功した。このSEK-1005は活性を保持しており、標的蛋白質の同定に使用できることが明らかになった。SEK-1005からのシグナル伝達系の解析では、創傷治癒に関与するSEK-1005の血管形成促進効果の細胞内シグナル伝達系の解析をヒト臍帯静脈内皮細胞及びin vivoの血管形成モデルを用いて行う。SEK-1005の標的蛋白質同定については、ビオチン標識したSEK-1005を用いた結合実験からSEK-1005の標的蛋白質への結合様式を明らかにする。さらに光架橋薬を用いた架橋実験を行い、質量分析計を用いてSEK-1005標的蛋白質の同定を行う。SEK-1005からのシグナル伝達系の解析では、創傷治癒に関与する皮膚表皮細胞、血管内皮細胞に加えて皮膚線維芽細胞形成へのSEK-1005の効果を解明し、細胞内シグナル伝達系の解析を行う。SEK-1005の標的蛋白質同定については、標識したSEK-1005を用いた結合実験からSEK-1005の標的蛋白質への結合様式を明らかにする。
近世成立期の大規模戦争と幕藩体制-占領・国分・仕置の視点から-

本研究では、小牧・長久手の戦いを中心に取り上げた。この大規模戦争を、中世における戦争の最終段階として、すなわち関ヶ原の戦いにも比肩する「天下分け目の戦い」と位置づけて、その実態を総合的に追究することをめざしたのである。本能寺の変によって、信長家臣団が分裂して後、戦争は新たな段階を迎えることになる。主だった大名が二大陣営に結集し、その首将が天下人の座を競う大規模戦争の段階へと突入するのである。それに属するのが小牧・長久手の戦いと関ヶ原の戦いである。研究の結果、これらには次に示すような共通した特徴が認められた。I.両軍の首将がめざしたのは、天下人としての実権の掌握であったこと。小牧・長久手の戦いは、信長の後継者を決する最終戦であり、関ヶ原の戦いは豊臣体制の継続か徳川政権の成立かをめぐって争われた。II.直接関係のない大名・領主も、どちらかの陣営に属することを強制されたこと。小牧・長久手の戦いは、旧織田大名ばかりではなく、周辺の戦国大名や一揆勢力が巻き込まれた。関ヶ原の戦いは、直接・間接を問わず、全国的規模で大名を動員することになった。両戦争においては、参戦せねば敵方与同とみなされたのである。III.主戦(大会戦)ばかりか全国的規模で局地戦がおこなわれ、長期に及んだこと。いずれの戦争においても、主戦と局地戦のありかたが、相互規定的であり、高度な情報戦であったことが重要である。IV.戦後も支配秩序確立のために、戦争が続行されたこと。秀吉が「征伐」と称する諸大名に対する侵略戦を繰り返したこと、家康が大坂の陣を強行したことが指摘される。本年度は、以下の研究会をおこなった。・第1回研究会藤田達生研究の全体像(戦争と城郭)山本浩樹戦場調査法確立のために谷口央小牧・長久手の戦いデータベースについて南伊勢戦場遺跡(三重県久居市上野遺跡・木造城下町跡など)の見学・第2回研究会谷口眞子戦争論の現在下村信博小牧・長久手の戦いに関する研究史とその問題点谷口央小牧・長久手の戦い主要人物居所論長久手の戦い戦場遺跡見学(愛知県長久手町)これらの結果、本能寺の変以後、豊臣秀吉の関白任官までの時期(天正10年同13年)に集中する大規模戦争に着目しつつ、天正12年(1584)に発生した小牧・長久手の戦いを中心的に取り上げることを決定した。そのうえで、参加者を4班(戦場・城郭・史料・絵図の各班)に編成して調査を実施した。各班ごとに得られたデータを集積し、データ・ベースを構築しながら、適宜報告会を実施して全体像を明確化するように努め、それと同時にデータの公開(『織豊期研究』などを利用した)をおこない、その相互活用を図った。共同研究の成果としては、「小牧・長久手の戦い関係史料集」と「小牧・長久手の戦い史料データ・ベース」の作成、三鬼清一郎編『織田・豊臣政権研究文献目録』の入力(最近の成果や索引を加えて公開を検討中)などがあげられる。本年度は、本能寺の変以後、秀吉の関白任官までの時期(天正10年同13年)に集中する「天下分け目の戦い」に着目し、中心テーマを天正12年(1584)の小牧・長久手の戦いに絞り、戦場調査法を確立すべく、以下の研究会をおこなった。・第1回研究会(2002年8月2325日於大阪城天守閣会議室)白峰旬氏天正12年の東海戦役(小牧・長久手の戦い)における秀吉・信雄・家康の城郭戦略竹田憲治氏北畠氏関係の城郭群杉本喜一氏清洲会議における蒲生忠三郎(氏郷)への所領宛行状について-他三通の織田家宿老連署状と関連して-

高田徹氏松之木城について山本浩樹氏高田報告へのコメント高橋成計氏小牧・長久手の戦いに呼応した余田城について木村忠夫氏16世紀西国の飛び道具-鉄炮・矢・石打ち-報告会終了ののち展示および「吉村文書」見学大坂の陣関係戦場遺跡(八尾市立歴史民俗資料館・久宝寺寺内町・常光寺など)の見学・第2回研究会(2003年1月11・12日於岐阜県立図書館)長屋隆幸氏江戸初・中期における軍隊編成の変化について-主に土佐藩を例に-高橋修氏大名家における「戦国合戦」研究-尾紀両徳川家と小牧長久手の戦い-藤田達生戦争と城郭津野倫明氏小牧・長久手の戦いと長宗我部氏報告会終了ののち所蔵コレクション見学本年度は、以下の戦場調査を実施した。2002年6月9日(木曽川流域)と同年11月9日(犬山・小牧周辺)におこない、関係遺跡(城跡・陣所跡など)および史料の調査を実施した。本年度は、織豊期研究会(会長三鬼清一郎、事務局長藤田達生)の刊行する学術誌『織豊期研究』4号(2002年11月)に、下記の調査成果を発表した。両名ともに、研究協力者である。立花京子秀吉政権の成立高田徹松ノ木城について今年度は、以下に示す研究会とシンポジウムを行った。シンポジウムは、三重県菰野町教育委員会との共催で、これまで3年間の研究成果を一般の方々に還元するための企画である。・研究会2003年9月5日(金)7日(日)会場長浜城歴史博物館伊藤裕偉「考古資料から見た上野遺跡中世集落の形成時期」杉本史子「日本への「謀反」を演じること-並木正三の「世界」」伊藤真昭「寺社と戦争」加藤益幹「小牧・長久手の戦い期の尾張国境域の動向-八神毛利氏と毛利長秀(秀頼)の関係を中心に-」新行紀一「戦国自分史と徳川創業史-水野勝成自記を手掛りに-」萩原淳也「室町公方権限の喪失過程をめぐって」水野智之「小牧・長久手の戦いと朝廷」立花京子「『小牧・長久手の戦い』と東国」巡検豊公荘出発→姉川古戦場→関ヶ原古戦場(笹尾山陣所跡・桃配山陣所跡・関ヶ原町歴史民俗資料館)→大垣城跡シンポジウム織田・豊臣政権と合戦主催菰野町教育委員会織豊期研究会文部科学省科学研究「近世初頭の大規模戦争-占領・国分・仕置-」グループ・日時2004年3月27日(土)10時17時・場所菰野町町民センターホール・司会...三鬼清一郎氏(名古屋大学名誉教授・神奈川大学教授)基調講演・播磨良紀(織田・豊臣政権と北伊勢)・加藤益幹(織豊期土方雄久の動向)・藤田達生(戦争論-砲術師の役割-)個別報告・下村信博(小牧・長久手の戦いと伊勢・尾張の武士)・山本浩樹(小牧・長久手合戦と民衆)・谷口央(小牧長久手合戦の計画と現実)・高田徹(濃尾国境地域における城郭争奪戦)・竹田憲治(織豊政権と北伊勢の城館)・高橋修(長久手合戦図屏風の世界)パネルディスカッション本年度は、織豊期研究会(会長三鬼清一郎、事務局長藤田達生)の刊行する学術誌『織豊期研究』5号(2003年11月)に、下記の調査成果を発表した。長屋氏は研究協力者、山本氏は分担者である。長屋隆幸近世前中期における土佐藩の陣立山本浩樹三河野田城をあるく今年度は、以下に示す研究会を開催した。
初等教育におけるプログラミングを用いた理数科教育パッケージの開発

本研究で、我々は初等教育におけるプログラミング教育のカリキュラムを開発した。具体的には、我々は理科や数学に関するカリキュラムパッケージの開発した。私たちは、東京都の小学校19校において、3年間でのべ1000人程度の児童に対して授業をした。同時に、我々は児童調査と教員調査を行った。その結果、プログラミング学習を通じて思考を深化させること、教員が実施において不安に思っているということが明らかになった。平成26年度は小学校高学年の教科(理科・算数)でのプログラミングが効果を持つ単元・内容の検証し、選んだ単元・内容におけるプログラミングを用いた教育実践の開発を行った。まず、理科(生活科)と算数の教科書からプログラミング教育で効果が得られそうな単元を選定し、検討した。都内公立小学校に協力を得られ、小学1年生2クラス、小学2年生6年生各1クラスの計7クラスに対してそれぞれの単元と関連するプログラミング授業を実施した。具体的には、1年生3年生は生き物(ゾウ・キリン・アメンボ)の動きのプログラミング、4年生は人の身体の動きのプログラミング、5年生は電流の流れと電子の動きをシミュレーション、6年生は太陽系の軌道のプログラミングを各2時間で実施した。その結果、14年生の生き物の動きや人間の動きのプログラミングからは、プログラミングを行うことで、児童の観察する際の着目点が「全体」から細かな「部分」に着目点が移行することが明らかになり、検証すべきプログラミング教育の狙いとした「再現することによる仕組みへの深い理解」が確認された。さらに、56年生の実際に目で見て確認することができないものをシミュレーションで作ることで、予測や理解が向上することが明らかになった。昨年度の反省点を協力校の先生と検討し、カリキュラムを改善し、小学1年生6年生に対してプログラミング学習を行った。一例として小学校6年生の理科における発展的な学習の太陽系を学習を取り上げる。プログラミングを用いた太陽系のシミュレーションを自ら作成し表現する試みを行い、その前後にプログラミング学習の動機に関するアンケート調査を行った。アンケート調査の結果、シミュレーションを用いた学習によっても、児童の太陽系のイメージ図の比較により太陽系への理解に効果があることが明らかになった。さらに、パソコン学習への態度とプログラミング学習の前後に行ったプログラミング学習の動機のアンケート結果から、普段パソコンを用いた学習をあまり肯定的にとらえていない児童は学習前にはプログラミングにも肯定的にとらえられていないことが明らかになった。しかし、プログラミング学習の後はそのような児童が少なくなることが明らかになった。このことは、児童にとってプログラミングで何かを表現したり、自ら作成したことを通じて、少し自信につながったり、楽しいと思えたからではないかと考えらえる。また、事後アンケートにおいて、「シミュレーションを作ることでわかるようになることは何か?」という自由記述で「太陽を中心にその周りを惑星が回っていることがわかる」という回答が10名/25名と多数を占めたが、3名/25名とわずかではあったが、「日食、月食の日程、仕組み」「日食、月食のタイミング」「天体現象の正確な日時」と書いた児童がいた。これは、「シミュレーションによる予測力」を育成するためのICTツールとしてプログラミング学習は有効である可能性がある。昨年度と今年度と、協力小学校と打ち合わせをしながら、Plan→Do→Check→Actionを行い、1年生6年生に対してプログラミング学習を行ってきており、学習者の動機を明らかにしたり、カリキュラムも構築できはじめているためおおむね順調に進展していると考えている。プログラミング学習は、論理的構造の理解と実践が、因果関係や問題構造の理解や解釈を促進し、理科系教科はもちろんのこと、さまざまな学習・教育効果をもたらす可能性がある.そこで本研究では、協力小学校計19校、延べ約1200名の児童に対して3年間(2年目までは1校全学年で、3年目は区の教育委員会に依頼をして9校27クラスでプログラミング教育を実施)した。内容は、高学年は「太陽系シミュレーション、天秤のつりあい、電気の流れ方、ゲームを作ろう等」、中学年では、「星座のシミュレーション、関節の動きの再現、昆虫の足の動きの再現等」、低学年では、「人の足の動きの再現、動物の足の動きの再現、水族館をつくろう等」の内容であった。主な成果としては、高学年における理科の発展的な学習において、星座や天体の発展学習における太陽系の仕組みをプログラミングでシミュレーションすることによって、その学習効果を検証することを目的とした。プログラミング学習において太陽系の理解が進んだこと、さらにプログラミング学習の動機を学習前後で比較した結果、プログラミングは役に立ちそうだと思う児童が増えたこと、さらにパソコンを用いた学習に肯定的ではない児童は学習前にはプログラミング学習にあまり肯定的な態度を持っていなかったが、学習後には改善されたことが明らかになった。さらに、学習後にプログラミングの理解度を測るテストを行った結果,順序処理と繰り返しを問う問題は全体の8割以上の児童が正解したのに対して,条件判断を問う問題では正解者が全体の3割以下であった.学習後に実施した批判的思考態度尺度アンケートの結果,条件判断まで正解した児童の群が不正解の児童の群に比べ,探究心に関する質問において高い平均値を示す結果となった.これらの研究より、初等教育ににおけるプログラミング学習は、工夫次第で十分有効なICTツールとなることが明らかになった.本研究で、我々は初等教育におけるプログラミング教育のカリキュラムを開発した。

昨年度は、都内公立小学校に協力を得られ、小学1年生2クラス、小学2年生6年生各1クラスの計7クラスに対してそれぞれの単元と関連するプログラミング授業を実施し、プログラミングを用いた授業の効果と改善の視点を検討できたため、おおむね順調に進展していると考えている。今後は、さらに改善したカリキュラムで教科に関連したプログラミングの実践授業を行い、学習者への効果の検証を重ねることを目標にしている。さらに、広く普及に向けた実践授業の展開、教員研修などの実施、教科にプログラミング学習を用いる際の教材のパッケージを構築し、普及に努めたいと考えている。認知心理学平成27年度は、昨年度実施した教育プログラムを改善し、実践授業を行う。実践授業を行うとともに育成される能力の検証を行い、開発された教育プログラムについてPDCAサイクル(教育実践開発(Plan)→教育実践(Do)→検証(Check)→改善(Action))に従い検証を行う。そして、昨年度よりも現職の先生方に実際に実践授業に加わっていただき、実際に教育現場で実施する際の本教育プログラムを改善の視点を明らかにする。
ケモカインSDF-1/PBSFの造血、血管形成における作用機構に関する研究

(1)発生過程における臓器内の幹細胞、前駆細胞の動態の制御私たちは、胎児肝の系列決定直後の最も初期のB前駆細胞を同定し、胎児および成体のBリンパ球造血において、最も早期の前駆細胞の発生にCXCL12が必須であることを明らかにした。この研究により、Bリンパ球の発生において、系列決定直後の前駆細胞を支持するサイトカインがはじめて明らかとなった。また、細胞運動と関連が強いケモカインのひとつCXCL12が系列分化直後の最も初期のBリンパ球前駆細胞に作用することから、CXCL12が、発生過程において系列決定と密接に関連する前駆細胞の臓器内の移動定着を制御する可能性が示唆された。今後、最も初期のBリンパ球前駆細胞、CXCL12産生細胞に注目し、発生過程における臓器内の前駆細胞の動態を解析する他、最も初期のBリンパ球前駆細胞をCXCL12の純化された生理的標的細胞として用い、造血、血管形成など、前駆細胞の系列決定、生存、増殖、臓器内の動態などにおけるCXCL12の細胞レベル、分子レベルでの作用機構の解明を試みる。(2)発生過程における臓器間の幹細胞、前駆細胞の動態の制御一方、私たちは、血管内皮周囲のCXCL12が、発生過程における、末梢血管から骨髄への造血幹細胞、骨髄球のホーミング、生殖細胞の幹細胞である始原生殖細胞の生殖腺へのホーミングに必須であることを明らかにし、CXCL12は、造血にとどまらず発生における組織幹細胞、前駆細胞の臓器へのホーミングにも必須であることを示した。さらに、CXCL12産生細胞は組織幹細胞のニッチである可能性も示した。今後、その作用機構の研究により、組織幹細胞、前駆細胞の臓器へのホーミングの分子機構が明らかになることが期待される。我々は、これまでケモカインファミリーの1つSDF-1/PBSFとその受容体CXCR4が、胎児の生存、胎生期のBリンパ球の生成、骨髄での骨髄球系造血、心室中隔形成に加えて、胃腸管を栄養する大型の血管の形成に必須であることを明らかにしてきた。ケモカインは走化性因子として知られ、SDF-1/PBSFの作用に臓器特異性があるため、血液細胞や血管内皮細胞の、臓器(場)内での移動定着など細胞間相互作用に関与している可能性がある。本年度は造血におけるこのサイトカインの作用機構の解析を行うため、まず標的細胞の決定を試みた。SDF-1/PBSF、CXCR4が血管形成に関与することにより、その造血における作用が造血臓器の血管内皮細胞などの微小環境の形成を介している可能性がある。そこで我々は、血球細胞上のCXCR4の機能を明かにするために、正常マウスとSDF-1/PBSF欠損マウス、CXCR4欠損マウスの胎児肝造血細胞を致死量放射線を照射し内因性の造血能を欠失させた成体正常マウスに移植し、移植されたキメラマウスの造血の再構築を解析した。SDF-1/PBSF欠損マウス由来の血球細胞は正常マウスに移植されると正常のSDF-1/PBSFよりの信号を受け取ることができるが、CXCR4欠損マウス由来の血球細胞は、これができない。結果は、SDF-1/PBSF欠損マウスの細胞を移植されたキメラマウスは正常のマウスの細胞を移植されたキメラマウスと同様の造血の再構築を示したが、CXCR4欠損マウスの細胞を移植されたキメラマウスでは、骨髄のBリンパ球、骨髄球系細胞、胸腺のTリンパ球、脾臓のBリンパ球の再構築が有意に低下していた。

特に、骨髄のBリンパ球は骨髄の他の系列の細胞や、脾臓のBリンパ球と比較して、より著明に減少していた。これより、血球細胞上のCXCR4はリンパ球系、骨髄球系造血の成体での再構築に必須であることが明らかとなり、とくに成体のBリンパ球の成体においては骨髄特異的に作用していることが示唆された。造血や血管形成において、細胞分化に伴う臓器内での前駆細胞の移動、定着の分子機構は明らかでない。我々は、これまでに炎症性サイトカインとして知られていたケモカインファミリーの1つSDF-1/PBSFとその受容体CXCR4を同定し、これらの分子が、胎児の生存、Bリンパ球の生成、骨髄での骨髄球系造血、心室中隔形成、胃腸管を栄養する大型の血管の形成に必須であることを発見した。SDF-1/PBSFは走化性因子のファミリーに属し、発生おける作用には臓器特異性があるため、細胞分化に伴う血液細胞や血管内皮細胞の、臓器内での移動、定着を制御している可能性がある。そこで我々はSDF-1/PBSFの作用機構を明らかにするため、分化の指標の解析が進んでおり、細胞分化の研究に最も適した系の1つであるBリンパ球の発生においてSDF-1/PBSFがどの分化段階で作用しているかの解析を試みた。Bリンパ球の発生は、分化が決定した直後の前駆細胞(早期プロB細胞)の生成から始まり、抗体遺伝子重鎖が再構成された後期プロB細胞へと進む。これまで後プロB細胞の生成にはIL-7が必須であることが明らかとなっているが、分化決定とより密接に関係する早期プロB細胞の生成を支持するサイトカインは明らかでなかった。我々は、胎児胸腺培養によるアッセイ系を用いて、胎生期の中心的な造血臓器である胎児肝において、これまでで最も初期のB前駆細胞を同定し、SDF-1/PBSF欠損マウスではこのB前駆細胞の生成が著明に障害されているが、胎児肝に存在するT前駆細胞や、多くの血球系列に分化能をもつ多分化能前駆細胞は正常マウスと同様に生成されることを明らかにした。これにより、Bリンパ球生成において、分化決定直後に造血臓器の微小環境依存性となる分子基盤を担うサイトカインがはじめて明らかとなったと共にSDF-1/PBSFが作用する分化段階が同定された。SDF-1/PBSFが、Bリンパ球の発生においてどの分化段階で作用しているかは明らかでなかった。一方、Bリンパ球の発生において、Bリンパ球への分化決定とより密接に関係している系列決定直後の早期の前駆細胞の生成を支持するサイトカインも明らかではなかった。この問題を明らかにするためには、系列決定直後の前駆細胞の同定が必要となる。成体の骨髄では、最も初期のBリンパ球前駆細胞の候補が報告されているが、それらの分画が発生経路上の前駆細胞か否かは明らかでない。そこで私たちは、前駆細胞が発生系列にそって経時的に出現する胎児肝に注目した。最近、胎児肝において、セルソーターにより細胞分化マーカー陰性のBまたはTリンパ球前駆細胞を濃縮する分画が同定されたのに続き、我々はこの分画より、Bリンパ球前駆細胞を分離濃縮することに成功した。この新しい分画は、Bリンパ球特異的遺伝子を発現し、発生過程においてBリンパ球マーカー陽性の前駆細胞より早期に出現し、Ig遺伝子の再構成も遅れていることから、胎児肝における最も早期のB前駆細胞分画であると考えられた。さらに、IL-7を欠損したマウス胎児肝では、この分画は正常マウスと著差なかったが、SDF-1/PBSF欠損マウスでは著減していた。また、CXCR4欠損造血幹細胞により造血を再構築された放射線キメラマウスにおいて、成体骨髄での最も早期のB前駆細胞分画の候補は、いずれも著減していた。
Cu-64 PSMA-PETによる分化型甲状腺癌でのPSMA発現に関する研究

転移性分化型甲状腺癌の治療として分子標的薬レンバチニブがI-131治療抵抗性症例にて近年、保険適用となった。レンバチニブの効果が十分な症例がある一方、効果が不十分な症例でも、甲状腺癌の予後は比較的良好であるため、高額な分子標的薬を長い期間飲み続けなければならないことも問題となっている。一方、去勢抵抗性前立腺癌のPSMA治療が、ミュンヘン工科大学などで行われ有効性が確認され、前立腺癌以外の癌でのPSMA発現も報告されている。本研究では、甲状腺癌でのPSMA抗原をターゲットとしたPSMA治療の可能性の評価のために、Cu-64PSMA-PETが有用であるかにつき評価を行う。