hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞機能局在に基づいた陽子線治療後残肝機能評価モデルの開発

肝細胞癌に対する陽子線治療の安全な施行をめざし、陽子線治療に伴う肝臓内の機能局在を評価するとともに、安全かつ正確な陽子線治療を行うために金マーカー留置術の安全性と有効性を評価したところ、陽子線照射による肝機能はMRIにより明確化できることが判明した。また、25G細径針によるマーカー留置術は麻酔なしでも施行可能であることが明らかになった。50例の陽子線治療後1年以上経過した患者の治療計画時の病変部の囲い込みの確認と、治療後EOB-MRIの融合を行い、定量化解析ソフトを開発し、そのうち10例について継時的な変化の定量化を行った。また、MRI画像とアシアロシンチ画像の融合を行うためのソフト開発の検討を開始した。これまでの検討ではEOBの細胞取り込み低下は陽子線照射後早ければ1か月で、遅くとも3か月までに腫瘍周囲および陽子線入射経路に出現し、その後内部の信号低下が増強するとともに徐々に範囲が縮小する現象を観察している。信号低下部分も周囲の非低下部分に対しての信号低下は認める一方で、造影前画像との比較では信号が上昇していることを観察しており、血流自体は保たれている一方で機能が低下している状態を想定している。早期に低信号となる部分の照射線量にはある程度の閾値が想定される一方で、その閾値よりも低い線量で肝細胞のEOB取り込み能の低下が疑われる症例があることも判明した。また、同一患者においても異なる入射方向ごとに信号低下に差がでる患者もおり、同一患者においても肝臓全体が同一の放射線感受性であるとは限らないことが推定される。従来から肝硬変患者の肝細胞は放射線感受性が高いことが知られているが、現段階ではChildーPugh分類と信号低下までの発現時間や出現範囲に関しては高い相関を示さない可能性もあり、高感受性と思われる患者から肝細胞に対する感受性を決定する因子を今後探っていく予定である。これまでの検討で陽子線照射線量とEOB取り込み能の低下にはある程度の相関があることを推定しているが、その一方で肝臓の陽子線照射後のEOB取り込みの低下にはある程度の個人差があることがわかり、また、同一患者であっても部位により信号低下の程度に差が生じる可能性のあることがわかった。陽子線に対する感受性に対する患者ごとの違いと、同一患者における局所ごとの差の因子が解明できれば、陽子線照射を行う場合の入射方向などを決定する際の残肝機能を温存するための方針決定に使用できる可能性もあると考えている。肝細胞がん陽子線治療後の肝機能悪化例の発生を防ぐため、EOB-MRIなどの画像を治療計画用CTにフュージョンすることで失われる肝機能を予測し、治療前にビーム方向を考慮する際のモデル構築を行うことを目的とし、陽子線治療後の信号変化を解析することにより残存肝機能評価の予測を行い、放射線誘発性肝障害の発生を予防することを目的として本研究を遂行している。これまで治療後の肝機能、照射された腫瘍サイズの変化、腫瘍マーカーの変動のデータ収集を行ったところ、治療前と比較し病変部のサイズに一過性の腫大を認めた症例が約5%、AFPが一過性に上昇した症例が10%, PIVKA-IIが一過性に上昇した症例が約40%あることが判明した。いずれの症例もさらなる経過観察により腫瘍サイズの縮小や腫瘍マーカーの低下が無治療で観察された。これらの腫瘍サイズの増大および腫瘍マーカー上昇の変化は、治療後の経過観察時の効果判定を行う際に、腫瘍残存あるいは再発との評価がなされる可能性があり、本来経過観察でよい患者に対する過剰な治療がおこなわれる懸念があることが判明した。EOB-MRIと治療計画にフュージョン評価では、症例によって出現する線量はことなるものの、治療計画時の30%ー40%程度の線量にほぼ合致していEOBの取り込み能が減弱することが明らかとなったが、同一患者においても肝臓内の信号強度の変化にムラがあり、局所評価と全体の評価であるChild-Pughスコアなどとの相関を検討する必要がある。ムラについては肝臓の線維化の影響によるものと推測している。陽子線治療後の局所の変化については照射後の時期と機能低下の範囲については評価が進み、腫瘍自体の変化にも治療効果判定を誤らせる懸念のある現象があることを明らかにすることができた。肝臓の局所変化と肝機能全体との関連については今後の検討項目であるが、症例の経過観察期間もさらに長期のものを利用することが可能になってきており、それらを加えた検討を進めていきた。肝細胞癌に対する陽子線治療の局所制御率は腫瘍サイズによらず90%をこえ、良好な成績の報告が多いが、肝細胞の発生母地が慢性肝障害から肝硬変であることより、安全な陽子線治療法の確立を目指して本研究をおこなった。陽子線治療開始前に全例においてICGテストとアシアロシンチをおこなうことで、治療前の肝臓予備能の評価を行った。ICG15分値とアシアロシンチのLHL15値の間には強い相関を認めた。外科手術で用いられている標準肝容積に基づき、アシアロシンチとICGのうち、評価が異なる場合には悪い方の数値により正常肝機能群と肝硬変相当群の2群に分け、正常肝機能群には30GyE照射される体積を全肝臓体積から腫瘍体積を引いた体積の30%以下、肝硬変相当群は同じ体積を20%以下になるように設定を行い治療を施行した。治療時には金マーカーを留置することで照射精度を高めた。また、マーカー留置の安全性についての検討でも有害事象が生じた例はなく、安全に施行できることを確認した。

経過観察は約3か月ごとのEOB-MRIで施行し、肝細胞相において照射体積と腫瘍サイズの変化を観察したところ、正常肝細胞群では約30GyEの照射領域に合致して、肝細胞相でのEOBの取り込み低下が認められ、肝硬変相当群では20GyE程度でのEOBの取り込み低下を認め、肝臓の硬変の程度による陽子線耐容線量に差があることを確認した。腫瘍マーカーと腫瘍サイズの計測ではPIVKA-2と腫瘍径でflare現象と考えられるpseudoprogressionが生じることを確認した。観察期間中にはグレード3を超える肝不全はは発生せず、肝予備能検査に基づく陽子線の照射体積を決定する方法の安全性が確認できた。肝細胞癌に対する陽子線治療の安全な施行をめざし、陽子線治療に伴う肝臓内の機能局在を評価するとともに、安全かつ正確な陽子線治療を行うために金マーカー留置術の安全性と有効性を評価したところ、陽子線照射による肝機能はMRIにより明確化できることが判明した。また、25G細径針によるマーカー留置術は麻酔なしでも施行可能であることが明らかになった。陽子線に対する感受性の高い患者の線維化マーカーなどの血清因子などが予測因子となりうるのかを検討し、細胞密度を反映している可能性のあるアシアロシンチと、EOB-MRIの信号低下部分の比較を行うことで細胞局在と陽子線感受性に相関があるのかどうかを検討する予定である。長期経過観察患者におけるChild-Pughスコアの変化とEOB取り込み範囲の変化の相関につき検討を進める予定である。また、同一患者においても肝臓内の信号濃度のムラが強い患者と均一な信号を呈する患者での差の要因を検討していきたい。放射線医学当初計画では解析ソフトによる解析をアシアロシンチと融合した画像まで用いて行う予定であったが、MRI画像解析を詳細に行ったため、アシアロシンチとの融合画像解析を次年度以降に変更したため。MRIと治療計画画像のフュージョンを行う際のソフト開発を想定していたが、既存のソフトで一部の使用できることが判明したため。現在行っているMRI解析をさらにすすめるとともに、アシアロシンチとの融合画像解析のためのソフト開発を行う。検討中にMRI画像にムラが生じることが判明し、線維化などの影響を考えており、陽子線治療の影響を含め検討を進める予定。
ＲＴ－ＬＡＭＰ法を用いた新規体液識別法の開発

1.研究目的近年、法科学鑑定における体液識別法として、体液に特異的に発現しているmRNAを指標とした方法が報告されている。mRNAの利用は、検査法の一元化による消費試料の削減や高い検出感度を達成できることから、利用価値が高いと考えられている。これまでに報告されているmRNAの検出法は、主に逆転写とリアルタイムPCR法を組み合わせた方法が用いられているが、反応に時間を要し、専用の機器を必要とする。そこで本研究では、逆転写・増幅を等温で迅速行うことができ、増幅を肉眼で簡便に確認できるRT-LAMP法が体液識別に応用可能か検討を行った。2.研究方法血液、精液、唾液について検討を行った。血液はhemoglobin-bata(HBB)、精液はsemenogelin1(SEMG1)、唾液はstatherin(STATH)を標的とし、プライマーを設計した。各体液からtotal RNAを抽出し、Loopamp RNA増幅試薬キット(栄研化学)を用いて増幅した。増幅の検出は、蛍光試薬を加えて目視で行った。血液、精液、唾液、汗、尿、膣液を用いて体液特異性及び各体液の検出感度について検討した。なお、本研究は日本法科学技術学会倫理審査委員会の承認を得て実施した。3.研究成果設計したプライマーを用いて増幅を行ったところ、各mRNAに特異的な増幅が見られた。次に、体液特異性について検討したところ、1時間以内の反応で、HBBは血液、SEMG1は精液、STATHは唾液でのみ蛍光を示した。検出感度は、血液は0.3nl、精液は30nl、唾液は0.3μl相当まで検出することができた。以上の結果から、RT-LAMP法は血液、精液、唾液の体液識別においで有効であることが考えられた。ただしSTATHは、鼻汁に含まれるとの報告があるため、唾液についてはその他の標的についても検討する予定である。
新しい高次リスク回避度の提案－理論と応用－

高次リスク回避度は(ノイマンーモルゲンシュタイン型)効用関数の高次微分の曲率の度合いを示すものである。高次微分の符号は高次積率と関連している高次リスクの選好を表している。Eeckhoudt and Schlesinger (2006)は新しい高次リスク回避の特徴付けを提案した。本研究課題では、彼らの枠組みを用いて、Arrow-Prattのリスク回避度の拡張となる高次リスク回避度の特徴付けを行った。また、本研究課題で提案した新しい高次リスク回避度が予備的貯蓄などに与える影響を確かめた。昨年度は主に二つの研究を進めた。1昨年度、Eeckhoudt and Schlesinger (2006, American Economic Review)の枠組みを用いて高次リスク回避度の特徴付けを行った。しかし、論文を投稿したところ、掲載拒否になってしまった。一つの理由として、私が提案した高次リスク回避度の経済学的な含意の乏しさが挙げられる。そこで、昨年度は経済学な含意について分析を進め、私が提案した高次リスク回避度が均衡利子率と結び付けられることを示した。2私が提案した高次リスク回避度は局所的な性質だったので、その大域的な性質について分析を行った。Eeckhoudt and Schlesinger (2006, AER)の枠組みを複合くじとして考えることで、Rossのリスク回避度の一般化によって大域的な性質が捉えられることをしめした。これらの二つの結果について、早い段階で論文としてまとめ、国際誌への投稿を行う予定である。また、高次リスク回避度に関連した経済学・ファイナンスの問題として以下の二つを行った。一つ目は、滑らかな曖昧性回避を用いた企業活動の分析である。期待効用の枠組みにおいて、これらの分析は高次リスク回避度が重要な役割を果たすことが知られており、本研究においても高次リスク回避度に一定の条件を課すことで、曖昧性回避が企業活動に与える影響を明らかにした。もう一つは、後悔回避度が損失削減努力に与える影響の分析を行った。この研究でも、期待効用の枠組みにおいて、高次リスク回避度が重要な役割を果たすことが知られている。しかし、後悔回避度では高次リスク回避度に特別な制約を課すことなく、後悔回避が損失回避に与える影響を明らかにした。これらの結果も論文としてまとめ、国際誌への刊行を行う予定である。昨年度は主として以下の研究を行った。1局所的なリスク回避度の特徴付け、そして、それを使って均衡利子率と高次リスク・高次リスク回避度の関係性を特徴付けた。この論文を学術誌に投稿したが、残念ながら、不採択になってしまった。この論文を改訂し、来年度の早い段階で適当な学術誌に再投稿することを予定している。2高次リスク回避・高次リスク回避度の最近の研究動向をまとめた論文を作成し、大阪産業大学経済学部の紀要に投稿した。紀要の刊行が遅れているが、来年度には刊行する予定になっている。この論文では期待効用の範囲に絞って議論を行っているが、最近では、非期待効用の議論も進展している。この流れを引き続き注視する。研究課題に関連した研究として以下を行った。期待効用を一般化した滑らかな曖昧性モデルを用いた分析を行った。具体的には、曖昧性が予備的貯蓄に与える影響、また、経済主体が制御できないバックグラウンドリスクに曖昧性を導入した場合、それが与える影響の分析を行った。今年度は、採択を含めて、二編の論文を国際学術誌に刊行することができた。また、二編の論文を大阪産業大学の紀要に掲載することになった。(本来であれば、今年度中に刊行する予定であったが、編集作業が停滞しているため、来年度の刊行になった。)また、国際会議で一回、国内学会で二回の研究報告を行った。(それに加えて、共著者の研究報告もある。)また、アウトリーチ活動の一環として、大阪産業大学が大東市民を対象に行う講演会でも報告を行った。今年度は研究課題に関連した研究として以下の二つを主に行った。・Eeckhoudt and Schlesinger (2006)が提案した高次リスクを表現する枠組みを用いて、局所的な高次リスク回避度の尺度を特徴付けた。これはArrow-Pratt近似を繰り返し用いることで導出し、Arrow-Prattの絶対的リスク回避度の尺度の一つの一般化になっていると見なせる。結果を論文としてまとめて、国際誌に投稿したが、残念ながら不採択になってしまった。査読者からのコメントを参考にして、改訂作業を続けている。近年、Rossのリスク回避度の尺度が高次に一般化された分析が進められている。この研究成果を適用することで、Eeckhoudt and Schlesinger (2006)の枠組みでの高次リスク回避度の特徴付けについて検討している。最終的には、改訂作業を続けている論文と組み合わせて一つの論文にする予定である。

・Eeckhoudt and Schlesinger (2006)の枠組みを用いた高次リスク回避度の実験が盛んに行われている。しかし、高次リスク回避度の尺度の実験による検証はほとんど行われていない。本研究課題も含めてEeckhoudt and Schlesinger (2006)の枠組みを用いた高次リスク回避度の尺度がいくつか提案されているが、理論的に不完全であり、尺度の実験には適用できないことが原因として考えられる。そこで、Jindapon and Neilson (2007)の枠組みを合わせることで高次リスク回避度の尺度の実験を進めている。Jindapon and Neilson (2007)の枠組みを実験に適した形に改良し、リスク回避度の検証を行った。この検証は関数形を特定化せずに行っていること、また高次リスク回避度の尺度に一般化できることに特徴がある。昨年度は主として以下の研究を行った。1.新しい局所的な高次リスク回避度を提案した。そして、それを使って均衡利子率が高次リスクと高次リスク回避度を使って表現できることをしめした。この研究は一昨年度から引き続き行っている。昨年度も学術誌に投稿したが、不採択になってしまった。そのため、再改訂を行い、早い段階で投稿を行う予定である。2.高次リスク回避度で得られた分析を曖昧性が存在する問題に応用した。具体的には、予備的貯蓄とバックグラウンドリスクの問題に応用した。これら2編の論文は学術雑誌に投稿して、改訂要求がされており、改訂作業中である。3.その他に予備的貯蓄の分析などを進めており、それらもなるべく早くに論文としてまとめ、国際誌に投稿する予定である。(私も含めて)多くの研究者が標準的な枠組みでの高次リスク回避度を使った理論的な研究を進めてきた。これを踏まえると、今後は以下の研究に着目している。1.非期待効用などへの拡張。2.理論的な結果を用いた応用研究。研究の流れを注視しながら、今年度以降もこの分野での研究を進める予定である。本研究課題と関連した研究成果について述べる。昨年度は一編の論文を国際学術誌に刊行した。また、四編の論文に対して国際学術誌から改訂要求があった。その中で一編の論文は掲載拒否されてしまったが、残りの三編の論文は改訂中、あるいは再投稿中である。その他、国際会議で2度、国内学会・研究会で3度の報告を行った。また、その他に共著者が行った研究報告もある。国内研究会の一回は高次リスク回避度の実験に関する最近の動向について報告を行った。今度も研究動向には注視していきたい。リスクの経済学、ファイナンス本研究課題における最大の課題は、Eeckhoudt and Schlesinger (2006, American Economic Review)の枠組みを用いて高次リスク回避度の特徴付けを行うことである。これらについては、昨年度までで概ね終えているので、予想よりも早い進度で研究を進めており、研究課題の進捗状況は極めて順調であると言える。
植物のセンシング及び生長メカニズムを模倣した新しいセンシング手法に関する研究

今年度は,(1)植物の機能をヒントにしたユニークなセンサ素材の開発と(2)植物機能の工学的応用に関する両テーマを並行させながら遂行した.(1)では,全三段階のうちの最終段階(素材の応用例を提示)まで進んだ.また,(2)の植物機能の工学的応用に関する研究では,植物フィトクロムAの機能からユニークなセンサ概念を提示した.(1)及び(2)とこれまでの成果から,植物機能の工学的応用に関する「植物模倣工学」という新しい領域の方向性を立てた.今年度の補助金は,主にセンサ素材を製作するための材料や装置と自動測定システムの構築(ソフトウェアも含む)に充てられた.1.センサ素材の開発では,植物フィトクロムAが「光受容体であるにも関わらず,光に対して生化学的に不安定」という性質を積極的に利用し,工学のセンサへ応用することを試みた,試行錯誤の実験の結果,検出パラメータの変化に対して不安定な構造を有するものの,電気的には極めて安定な抵抗値を有する素材を開発し,植物の機能を工学へ応用する一方法を明らかにした.この成果は国内の会議で発表し,査読付論文誌に投稿中である.この研究に関し,素材を製作する装置及び素材の抵抗値測定のための自動計測システム構築の関係などに補助金を充てた.2.植物機能の工学的応用に関する研究では,1で開発したセンサ素材の一応用例として「センサ付き書類入れ」を提示した.書類などを不正に閲覧する行為を検出する書類システムを試作し,センサ素材の機能が正しく動作していることを確認するための実験を行った.また,このような不正検出の方法及びシステムのニーズについてアンケート調査を実施し,そのニーズを明らかにした.その成果は,国内の会議で発表し,査読付論文誌に投稿中である.この研究に関し,実験用試料製作,長期測定システムの製作,アンケートにおけるプレゼンテーション用のソフトウェアなどに補助金を充てた.今年度は,(1)新しいセンサ材料の開発及び(2)植物機能の工学的応用に関する両研究を並行させながら遂行した.(1)では,全三期のうちの第二期(試作材料の基礎的電気特性に関する実験)に入った.また,植物機能の工学的応用に関する研究では,植物フィトクロームの機能を応用し,新しいセンサ概念及びその応用を提示した.そして,その成果を国内外の学会や発表した.今年度の補助金は,主にセンサ材料の開発と応用システムの製作に充てられた.(1):植物フィトクロームの機能を模倣し,センサ自体が機能的にその特性を変化させる材料の開発を,ここでは「ゴム」に「黒鉛粒子」を塗布する方法で試みている.この過程で,本材料が当初期待していた特性(温度と荷重に反応した抵抗値変化)以外に湿度(水分量)に反応する事が実験により分かった.そして,それは材料の置かれた環境の湿度が低く,荷重変化の無い場合は,本材料は湿度よりも温度の影響を受け易く,一方で湿度が高く,荷重変化の無い場合は,温度よりも湿度の影響を受け易いという現象を実験により発見している.この特性は本材料の製造工程に影響を受けていると予想される.これらの結果は,今後も更に実験を重ね,そのメカニズムを明からにする必要がある.この研究では,本材料の製造,基礎特性を測定するのための装置等の製作費,そして実験データ処理のパソコン関係などに補助金を充てた.(2):植物フィトクロームの単機能的なセンサ機能を積極的に応用し,従来のセンシング(例えば,モニタリング等)とは異なり,ユーザーのプライバシー確保を優先させるための新しいセンサ概念やセンシング概念を提案し,その一応用例として,これらの概念に基づいたセンサの開発及びその応用例(ベッドやチェアーなど)を提示した.その成果は国内及び海外の会議で発表し,査読付論文誌に投稿中である.この研究では,センサ及び応用システムの製作費に補助金を充てた.今年度は,(1)植物の機能をヒントにしたユニークなセンサ素材の開発と(2)植物機能の工学的応用に関する両テーマを並行させながら遂行した.(1)では,全三段階のうちの最終段階(素材の応用例を提示)まで進んだ.また,(2)の植物機能の工学的応用に関する研究では,植物フィトクロムAの機能からユニークなセンサ概念を提示した.(1)及び(2)とこれまでの成果から,植物機能の工学的応用に関する「植物模倣工学」という新しい領域の方向性を立てた.今年度の補助金は,主にセンサ素材を製作するための材料や装置と自動測定システムの構築(ソフトウェアも含む)に充てられた.1.センサ素材の開発では,植物フィトクロムAが「光受容体であるにも関わらず,光に対して生化学的に不安定」という性質を積極的に利用し,工学のセンサへ応用することを試みた,試行錯誤の実験の結果,検出パラメータの変化に対して不安定な構造を有するものの,電気的には極めて安定な抵抗値を有する素材を開発し,植物の機能を工学へ応用する一方法を明らかにした.この成果は国内の会議で発表し,査読付論文誌に投稿中である.この研究に関し,素材を製作する装置及び素材の抵抗値測定のための自動計測システム構築の関係などに補助金を充てた.2.植物機能の工学的応用に関する研究では,1で開発したセンサ素材の一応用例として「センサ付き書類入れ」を提示した.書類などを不正に閲覧する行為を検出する書類システムを試作し,センサ素材の機能が正しく動作していることを確認するための実験を行った.また,このような不正検出の方法及びシステムのニーズについてアンケート調査を実施し,そのニーズを明らかにした.その成果は,国内の会議で発表し,査読付論文誌に投稿中である.この研究に関し,実験用試料製作,長期測定システムの製作,アンケートにおけるプレゼンテーション用のソフトウェアなどに補助金を充てた.
吹雪の発生・発達に関わる削剥過程の解明とそのパラメタリゼーション

吹雪による視程障害等を予測し、その被害を防止するためには、風速だけでなく、積雪の種類や状態を考慮して吹雪強度を定量化する必要がある。吹雪の発生と発達を通じて吹雪強度と密接に関連する雪面の削剥過程について、環境条件を制御した低温風洞実験を行った。その結果、削剥は風速とともに増大するが、雪面硬度が大きくなると急速に減少し、雪温が-10°Cから0°Cに近づくと減少することなどを明らかにした。また、野外観測から雪面の削剥の実態を明らかにした。積雪面の削剥率を直接測定する風洞実験を行った。この実験では、風洞底面に雪を敷き詰め、その一部に雪を入れたトレイを埋め込み、風洞内に発生させた吹雪中に一定時間曝露した後に、その重量変化を測定し削剥率E(Aerodynamic Entrainmentによる削剥率E_<AE>とSplash Entrainmentによる削剥率E_<SE>の和)を求めた。この結果、Eは吹雪量と飛雪粒子の平均跳躍距離の比(近似的に積雪面に落下する質量フラックスGに等しい)に比例することが示された。また、その比例係数をFE(削剥係数)として、その風速依存性も明らかにした。さらに、トレイと周囲がともにほぐしたしまり雪の場合の削剥率EはAnderson and Haffにより提案されたExcesss tress ruleの仮定に基づき計算される恥よりかなり小さく、この仮定を再検討する必要があることが明らかとなった。降雪を伴う吹雪の場合には、降雪片が雪面に衝突する際にも削剥が生じると考えられるが、衝突時の降雪片の破壊・堆積過程について風洞実験と野外観測の結果を解析した。その結果、高度1mの風速U_1が2ms^<-1>以下であれば、降雪片はそのまま積雪面に堆積するが2ms^<-1>5ms^<-1>で降雪片は部分的に破壊し、5ms^<-1>を超えると粉々に破壊することが明らかとなった。また5ms^<-1>以上ではそのような粉砕された粒子は飛雪粒子となり、風下へ流されていくことも明らかとなった。これらよりU_1が5ms^<-1>(衝突臨界風速に近い)以上の場合は、降雪片が積雪面に衝突することにより飛雪粒子へ変化し吹雪の発達を促すと考えることができ、雪片による削剥も十分考えられることが明らかとなった。吹雪による削剥に伴い吹雪が発達する過程を北海道新得町において観測したが、計画した新雪面ではなく、やや硬い雪面でかつ風速があまり強くない場合のデータを取得した。吹雪による雪面の削剥率を直接測定する風洞実験を行った。この実験では、風洞底面に雪を敷き詰め、その一部に雪を入れた20cm×20cmのトレイを埋め込み、風上より吹雪粒子を供給して発生させた吹雪中に一定時間曝露した後に、トレイ内の雪の重量変化を測定して削剥率Eを求めた。さらに、Eと雪面に落下する質量フラックスG(吹雪量と飛雪粒子の平均跳躍距離の比に近似的に等しい)の比であるFE(削剥係数)を求めた。雪温はほぼ-10°Cとし、事前に風洞内の吹雪量の横方向の一様性を確認した。実験では、トレイの中および周囲の雪を適当な時間放置し焼結による硬度変化を実現し、同一風速における様々な硬度の雪面のFEを求めた。FEは雪面硬度の増大とともに指数関数的に小さくなり、硬度が50kPaでは雪粒子が焼結していない軟雪の値の1/100まで低下した。また、トレイの中および周囲が軟雪の場合、FEは概ね風速とともに線形に増加することを明らかにした。従来の研究では、実際には様々な雪面状態があるにもかかわらず、雪粒子の結合がない場合について削剥の素過程である風による粒子の取込過程や粒子の衝突によるスプラッシュ過程削剥の研究が行われてきた。本研究で得られた知見は、雪面条件を硬度で表し、吹雪による雪面の削剥をパラメタライズ可能とするもので、吹雪の発達を記述する際の下端の境界条件として重要なものであり、吹雪モデルの高度化に寄与するものである。この実験では、風洞底面に雪を敷き詰め、その一部にほぐしたしまり雪を入れた20cm×20cmのトレイを埋め込み、風上より吹雪粒子を供給して発生させた吹雪中に一定時間曝露した後に、トレイ内の雪の重量変化を測定して削剥率を求めた。本年度は特に削剥率の温度依存性を明らかにするため、雪温を-15°C-2°Cの間で変化させて実験を行った。なお、トレイ周囲の雪面は、雪粒子同士の結合がない軟雪と結合が強固な硬雪の2種類を対象とした。

この結果、周囲が軟雪の場合で温度を固定したときには、削剥率は風速とともにほぼ直線的に増大すること、ならびに周囲が硬雪の場合で風速を固定したときには、削剥率は雪温が-10°C以上において0°Cに近づくとともに低下することを明らかにした。この温度依存性の理由について検討するために、雪粒子の反発係数の温度依存性の把握と跳躍粒子の速度の測定を行った。従来は、削剥の素過程である風による粒子の取込過程や粒子の衝突によるスプラッシュ過程削剥の研究は雪粒子の結合がない場合を対象として行われてきた。しかし、現実の雪面は、雪粒子同士の結合や付着があるために、削剥率はそれらの影響を受け低下する。本研究で得られた知見により、雪面条件を硬度で表すとともに、雪温をパラメータとして削剥率を定式化することを可能とするものであり、吹雪の発達を記述する際の下端の境界条件として用いることが出来、吹雪モデルの高度化に寄与するものである。
乳幼児の社会的認知発達における内受容感覚の役割の解明とその評価・支援法の開発

内受容感覚とは,空腹,体温,心拍などの身体内部の状態を知覚することである。内受容感覚は,他者とかかわる上で必要となる社会的認知や,子どもの生存可能性を高める養育行動に寄与している可能性が議論されている。しかし,これまでの研究は成人対象のものがほとんどであり,発達初期において内受容感覚が社会的認知発達に果たす役割は明らかでない。本研究では,乳幼児を対象に,社会的認知発達における内受容感覚の役割を実証的に解明する。更に,養育者(母親)の内受容感覚の個人差が,養育行動や育児ストレスに及ぼす影響を明らかにし,社会的認知発達をボトムアップ的に再考する。
職業性胆管がん発症の原因となる究極発がん物質の究明

ヒト胎芽由来胆管細胞を用いた検討では、TNFα処理は体細胞超変異とクラススイッチ組み換えに関連する酵素およびNFκBのmRNAレベルを増加させた。同酵素の胆管細胞変異への関与の可能性が示唆された。胆管がん発症の原因物質を究明するために、被疑ハロゲン化炭化水素類としてジクロロメタン(DCM)ならびに1,2-ジクロロプロパン(DCP)のほかに1,2-ジブロモエタン(DBE)と1,2,3-トリクロロプロパンpropane(TCP)を選び、それらの細胞障害性とDNA損傷性を培養細胞系により検索した。Ames法による遺伝子突然変異試験ではDCP、DCE、DBE、TCPのいずれも用量依存的な増加は得られなかった。ヒト不死化胆管由来細胞株であるMMNK-1細胞に1,2-DCP2.00 mg/mL DMEM High Glucose (with 1%DMSO)を24時間曝露させRNAを回収した。そのRNAを逆転写し、PCRを行い、電気泳動によりRNAの発現の有無を調べた。その結果、コントロール群と比べて曝露群にどの遺伝子も変化は確認出来なかった。GST T1、CYP2E1ともに発現していないことから1,2-DCPが代謝されていないと考えられ、1,2-DCP自身は変化を引き起こさなかったと考えられる。1,2-DCP代謝物の毒性を調べるにはS9mixで処置や、GST T-1遺伝子の導入などの工夫が必要であると考えられた。次に、MMNK-1細胞にDBE5.00、2.50、1.25、0.63 mg/mL DMEM High Glucose (with 0.1 % DMSO)を24時間曝露し、RNAを回収した。その結果、コントロール群と比べて曝露群では、いくつかの遺伝子の変化が確認された。大阪府の胆管がん死亡率を地域別にクラスター分析を行ったところ、胆管がんが多発した大阪の工場近隣では、胆管がんの多発は認められなかった。全国の職業性胆管がん例の曝露量を推定し第3報として報告した。その結果、1,2-ジクロロプロパン(DCP)曝露とともにジクロロメタン(DCM)曝露も胆管がん発症に寄与していることが認められた。圓藤吟史と市原学が許容濃度等に関する委員会委員として参加する日本産業衛生学会は、オフセット印刷工程を発がん性分類から削除し、DCMを発がん分類の第2群Aとする提案を2015年総会で暫定として承認し、2016年5月24日の総会で確定した。ヒト不死化胆管由来細胞であるMMNK-1細胞において、遺伝毒性を有することが既に知られているハロゲン化炭化水素2-ブロモプロパン(2-BP)処置により生体防御系因子であるNRF2、宿主防御因子であるApobec3C、発がん遺伝子であるKRASおよびGNASの発現が誘導された。DMSO処理により高分化誘導されることで、初代培養細胞と同様にP450をはじめとする高い薬物代謝酵素活性を持つヒト肝腫瘍細胞を用いて、DCMおよびDCPを5-80 mM、1,2,3-トリクロロプロパン(TCP)を0.5-8 mMで24時間作用させたのち、薬物代謝酵素活性が細胞毒性に及ぼす影響をWST-8法にて調べた。DCM、DCPの毒性は酵素活性の影響を受けなかったが、TCPはIC50で比較した場合、約10倍程度DCMより低く,酵素誘導した細胞では明らかにTCPの方が毒性は強かった。また、TCPを24時間作用させmRNA量をTCP未処理細胞と比較した結果、複数分子種のP450s、GSTs、その他cytokinesのmRNA合成が上昇していることが明らかになった。DCM、DCP、1,2-ジブロモエタン、1,2,3-トリクロロプロパンがMMNK-1細胞のRNAのいくつかの遺伝子を誘導させることが明らかになった。DCPはGSTの分布で種差を説明することは困難であり、DCMや類似ブロム化合物との異同性を検討する必要が認められた。MMNK-1細胞において、2-ブロモプロパン処置によりNRF2、Apobec3C、KRASおよびGNASの発現が誘導された。TCPはIC50で比較した場合、約DCMより10倍程度低く,酵素誘導した細胞では明らかにTCPの方が強い毒性が認められた。オフセット校正印刷会社労働者にみられた胆管がんは、ハロゲン化炭化水素類の高濃度曝露による業務上疾病とされたが、実験動物では再現されていない。それ故、我々は胆管がんとの因果関係を究明するために、ハロゲン化炭化水素類の代謝経路と発がん過程における活性体の生成を明らかにすることを目的に、細胞障害性、遺伝毒性を検討し、原因物質の追究を試みた。TCPの細胞毒性はDCPよりも強い。薬物代謝酵素の誘導は毒性に影響を与えなかった。TCP処理細胞のmRNA解析により、CYPおよびGSTよりもGSH再生系酵素蛋白のmRNA合成が高い。CYPの関与よりもGSHによる代謝活性化が毒性発現機構に深く関与している可能性が示唆された。ヒト

胎芽由来胆管細胞を用いた検討では、TNFα処理は体細胞超変異とクラススイッチ組み換えに関連する酵素およびNFκBのmRNAレベルを増加させた。同酵素の胆管細胞変異への関与の可能性が示唆された。オフセット校正印刷会社労働者にみられた胆管がんは、ハロゲン化炭化水素類の高濃度曝露による業務上疾病とされた。代謝機序については、一般に、CYPによる酸化的代謝およびGSTによるグルタチオン抱合代謝に大別して理解されているが、個々の毒性についてはハロゲンの結合数や異性体で大きく異なり、代謝過程の定量的解析を含む詳細な発がん代謝活性化機構の解明が求められる。それ故、我々は胆管がんとの因果関係を究明するために、ハロゲン化炭化水素類の代謝経路と発がん過程における活性体の生成を明らかにすることを目的としている。被疑ハロゲン化炭化水素として、DCMならびにDCPのほかにDBEとTCPを選ぶことができた。Ames試験では化合物が変異原性を示すよりも早く細胞毒性が出てしまい、うまく検出できなかったと考えられ、Ames試験では有機ハロゲン系化合物は検出が難しい可能性がある。被疑化合物の毒性発現には代謝的活性化の関与が示唆されていることから、ヒト不死化胆管由来細胞株であるMMNK-1細胞を選定することができた。MMNK-1細胞にDBEを曝露し、RNAの発現の有無を調べたところ、いくつかの遺伝子が発現していることが確認できた。RT-PCRを用いて遺伝子の同定と各濃度での相対的発現量を測定する予定である。「研究の目的」は申請時に時点ではスクリーニングをして研究の方向性を探ることにしていたが、遺伝子の出現が明らかになったことから、転写因子の誘導などの解明が課題となり、胆管がん発症の原因となる未知の発がん物質とその発がん機序の解明が期待される。DCPはGSTの分布を種差でもって説明することは困難である。DCMや2-BPなどの類似ブロム化合物との異同性を検討する必要が認められた。そのためNRF2、Apobec3C、KRASおよびGNASなどの因子を考慮した毒性実験を計画する。次に、工業用DCPの不純物として推定されるTCPがもつ薬物代謝酵素活性における強い毒性に注目した実験を追求する。医歯薬学被疑化合物の毒性発現には代謝的活性化の関与が示唆されていることから、被疑化合物としてDCM、DCP、DBE、TCPを選択し、薬物代謝能の高い細胞系としてMMNK-1細胞を選択することができた。DBEがMMNK-1細胞のRNAのいくつかの遺伝子を誘導させることが明らかになったことから、被疑ハロゲン化炭化水素類から誘導された活性体を同定するために、被疑物質とヒト代謝酵素を反応させ、得られた代謝物をLC-MALD/TOFMSやLC-MS/MSの機器を駆使してメタボロミクス解析を実施する。MMNK-1細胞で活性化された遺伝子を明らかにするとともにその作用を解明する。マウス肝細胞系においても、同様な作用がみられるか、比較検討する。これらの研究により、胆管がんを惹起したハロゲン化炭化水素類の究極活性体を究明する。DCP曝露による各種動物でのグルタチオンS-トランスフェラーゼ(GST)の分布を見た。DCPはジクロロエタンや1,2-ブロモエタンと異なり、GSTによる活性化は示さなかった。一方、ヒト不死化胆管由来細胞であるMMNK-
サイトカイン異常からみた移植拒絶反応(GVHD,HVGD)誘導性自己免疫と制御

GVH病及びHVG病は、移植治療上重篤な合併症であるがその免疫学的解析、治療法の確立はいまだ十分ではない。我々はHVG病マウスにおいて(1)血清IgE,IgG1が高値であること。(2)HVG病の主として肝病変とIgE値に相関性があること。(3)抗IL-4抗体によってHVG病が抑制できることを報告してきた。今回さらにマウス骨髄移植後GVHDの実験系において次のことを明らかにした。即ち、BALB/c→GBF1の骨髄移植後慢性GVHDの実験系において、1)血清IgG1,ドナー由来IgE^aアロタイプの上昇が認められること2)胸腺ダブルポジティブT細胞(CD4^+,CD8^+)の減少、シングルポジティブT細胞(CD4orCD8)の増加。3)抗IL-4抗体によるGVHDの多臓器病変の制御が判明した。このことは骨髄移植後GVHDにおいて液性免疫異常が存在すること、T細胞分化障害が存在すること、IL-4が重要なサイトカインとしての役割を担っていることを示唆する。今後のGVHDの病態の解明、治療法の開発に役立つ研究と考えている。Graft versus Host(GVH)病及びHost Versus Graft(HVG)病は、移植治療上重篤な合併症であり、これは同種、異種拒絶反応として説明されるが、これまで多くの施設においてマウスモデルにおけるGVH病、HVG病の研究が行われ、多彩な多臓器アレルギー病態を主体とした、ヒト自己免疫疾患類似の病態が報告されている。我々は最近HVG病の研究で興味ある結果を得た。それはHVG病マウスにおいて(2)HVG病の主として肝病変とIgE値に相関性があること。(3)抗IL-4抗体によってHVG病が抑制できることなどである。これはHVG病にMosmanらが唱えるTh2 cellから放出されるIL-4が深く関与していることを意味する。これらの実験結果をもとに、今後以下の研究を新たに進めた。1.GVH病の病態解析(1)親系リンパ球のF1に投与し、GVH病の発症を誘導した。多臓器病変として肝炎および脾腫を認めた。また、病理組織額的検索において多臓器への強い細胞浸潤を認めた。(3)胸腺においてCD4^+ CD8^+T細胞の消失、脾細胞においてCD4^+ CD8^+T細胞の出現が示唆された。(4)これらの結果によりGVHDの病態にIL-4が重要な役割を果たしていると考えられ、現在サイトカイン・メッセージ(IL-4,IL-2,IFN-γ)を測定中である。即ち、BALB/c→CBF1の骨髄移植後慢性GVHDの実験系において、1)血清IgG1,ドナー由来IgE^aアロタイプの上昇が認められること2)胸腺ダブルポジティブT細胞(CD4^+,CD8^+)の減少、シングルポジティブT細胞(CD4 orCD8)の増加。今後のGVHDの病変の解明、治療法の開発に役立つ研究と考えている。
キャビテーション発生量の定量計測技術の開発

本研究は、キャビテーション発生量の定量計測技術の開発を目的としている。従来型の円筒形キャビテーションセンサでは、定在波音場中のキャビテーション発生量の分布を正確に測定できなかった。そこで、高空間分解能化を目指した新型キャビテーションセンサを試作した。パルスエコー法を用いた評価により、新型センサは従来型センサよりも空間分解能が向上していることがわかった。新型センサを用いて水槽内の定在波音場を走査した結果、新型センサはキャビテーション発生分布を正確に測定できる可能性があることを明確にした。本研究は、超音波洗浄の分野を対象として、高出力水中超音波に付随して発生するキャビテーション発生量の定量計測技術の開発を目的としている。我々は、キャビテーション由来の信号であるbroadband integrated noiseの高周波成分を積分した値であるbroadband integrated voltage (BIV)を用いて、キャビテーション発生量を定量的に計測する技術を開発している。25年度は以下の検討を行った。1.キャビテーションセンサの高度化→BIVを測定するために、円筒形キャビテーションセンサを使用している。24年度に続いて25年度も、キャビテーションセンサのさらなる小型化を検討した。キャビテーションセンサのサイズは、高さ約20 mmであったが、音場への影響を可能な限り小さくするために、高さ10 mmまで小さくした。その結果、試作した新型キャビテーションセンサにより、水槽内のキャビテーション発生分布をより正確に測定できた。2.一般的なキャビテーション評価方法の問題点→これまでに用いられてきたキャビテーション評価方法の問題点を明確にした。従来のキャビテーションの評価方法は、ハイドロホンなどにより測定される音圧が用いられている。そこで、超音波洗浄機の水槽内において、ハイドロホンにより測定した音圧とキャビテーションの発生分布を視覚的に確認できるソノケミカルルミネッセンス(SCL)を比較した結果、高音圧部分とSCLの高発光部分は必ずしも一致しないことを確認した。原因は、水槽内に発生する音響流によりキャビテーションバブルが移動していることが考えられる。本研究は、強力水中超音波に付随して発生するキャビテーション発生量の定量計測技術の実用化を目的としている。我々は、キャビテーション由来の信号であるbroadband noiseの高周波成分を周波数軸上で積分した値であるbroadband integrated voltage(BIV)を用いて、キャビテーションの発生量を評価する方法を検討している。Broadband noiseの受信には、円筒形のキャビテーションセンサを用いる。24年度は以下の検討を行った。1、高空間分解能を目指したキャビテーションセンサの開発→従来型キャビテーションセンサは、水槽内のキャビテーション発生量の空間分布を正確に測定できなかった。そこで、高空間分解能を目指した新型キャビテーションセンサを試作した。新型センサ内の超音波信号の受波部の材料であるポリフッ化ビニリデンフィルム(PVDF)のサイズを、従来の30 mmから2 mm以下まで小さくした。2、高空間分解能キャビテーションセンサの空間分解能の評価→新型キャビテーションセンサの空間分解能の評価を行った。測定は、パルサーレシーバによるパルスエコー法を用いた。円筒形センサ内側中心に、直径5 mmの2つの微小な球体を、2 mm間隔で置き、その後センサ内側のPVDFから超音波の送受信を行い、2つの球体の識別により空間分解能を評価した。結果として、新型キャビテーションセンサは、従来型より、空間分解能が向上していることがわかった。3、高空間分解能キャビテーションセンサを用いた超音波伝搬方向のBIVの空間分布測定→高空間分解能キャビテーションセンサを用いて、超音波照射システムの超音波伝搬方向のキャビテーション発生量の空間分布を測定した。結果として、高空間分解能キャビテーションセンサは、キャビテーション発生分布を正確に測定できる可能性があることを明確にした。高出力水中超音波に付随して発生するキャビテーションは、半導体などの超音波洗浄やがん治療などの超音波治療に応用されつつあるが、超音波照射対象を破壊する作用もあるため、キャビテーションを計測・制御する技術が求められている。我々は、キャビテーション由来の信号と言われているbroadband noiseを積分した値であるbroadband integrated voltage (BIV)を用いたキャビテーション発生量の計測技術を開発している。26年度は以下の検討を行った。・キャビテーションセンサの高空間分解能化→従来のキャビテーションセンサ内のポリフッ化ビリニデンフィルム(PVDF)のサイズは2 mmと小型化に成功したが、PVDFを接着するためのアクリル樹脂が10 mmと大きかったため、超音波音場への影響が懸念された。そこで、今回はアクリル樹脂のサイズを5 mm以下にした高空間分解能キャビテーションセンサを試作した。試作したセンサを、25年度に開発したパルスエコー法を用いたキャビテーションセンサの空間分解能の測定方法で評価したところ、従来のセンサより空間分解能が向上していることが確認できた。

また、新型センサを用いて、超音波照射システムの超音波伝搬方向のBIVを測定し、ソノケミカルルミネッセンスと比較した結果、BIV分布とソノケミカルルミネッセンスの発光分布が、従来よりも一致することを確認した。超音波計測本研究の達成度は、1.キャビテーションセンサの高度化、2.一般的なキャビテーション評価方法の問題点の成果により、おおむね順調に進展していると考えられる。また、25年度においては、超音波洗浄機を市販しているメーカからの協力により、現在、各メーカ独自に行われている超音波洗浄機の洗浄能力の評価方法についての情報も得られた。25年度に得られた成果は、IEEE-International Ultrasonics Symposium(IUS)などの国際会議で発表を行い、高い評価を得た。高出力水中超音波に付随して発生するキャビテーションは、医用治療分野やソノケミストリー分野でも応用されており、本研究は注目されている。本研究の達成度は、1.高空間分解能型キャビテーションセンサの試作、2.キャビテーションセンサの空間分解能の測定法の確立、3.高空間分解能型キャビテーションセンサによるキャビテーション発生分布の正確な測定の結果により、おおむね順調に進展していると考えられる。本研究を通して得られた成果は、国際会議であるIEEE International Ultrasonics Symposiumなどで発表し、ソノケミストリ分野や医用治療分野の研究者から高い評価を得た。また、本研究は、BIVを用いた超音波洗浄機の洗浄能力の評価方法の確立を目的としているため、超音波洗浄機メーカからも注目された。超音波洗浄の分野は、キャビテーションが積極的に応用されている分野の一つである。来年度以降は、高空間分解能型キャビテーションセンサを用いて測定したBIVと、半導体等の産業部品を洗浄している超音波洗浄機の洗浄能力の関係を評価する。そのための準備として、これまでに、超音波洗浄機を市販しているメーカと、超音波照射システムの仕様や洗浄機の洗浄能力の評価方法等の議論を行い、協力関係を築いている。今後は、高分解能化したキャビテーションセンサにより測定したBIVと超音波洗浄機の水槽内の洗浄能力の関係を明確にし、キャビテーション発生量の定量計測としてのBIVの可能性を示す。超音波洗浄機の洗浄能力の評価方法は、各メーカ独自の方法を採用しており、統一的な方法が無いために、超音波洗浄機の発展を阻害している。今後、メーカ独自で行われている洗浄能力の評価方法や従来のキャビテーション評価方法とBIVの関係を比較し、BIVがより洗浄能力を正確に評価できることを検討する。BIVが洗浄能力の統一的な指標になることを目指す。上記の成果を得るために、我々が確立したカロリメトリ法による超音波パワー測定方法を用いて、超音波洗浄機の水槽内の音響的な特性評価を行う。
停留精巣の造精機能獲得に向けた遺伝子治療と精子再生医療の研究

停留精巣モデル動物を作成し、造精機能障害に対して、精巣への増殖因子(EGF)の投与は、セルトリ細胞を刺激することにより造精機能改善し、今後停留精巣に対する男子不妊症を予防するための治療法になりうる可能性が示唆された。遺伝子導入については今後さらなる検討が必要と考えられた。これまで私達が用いてきた停留精巣モデルラットを本研究では用いた。停留精巣モデルラットは非ステロイド性抗アンドロゲン剤であるflutamideを,妊娠Sprague-Dawleyラットに15mg/日・腹腔内投与し,生まれてきた仔を停留精巣モデルラットとして用いた。(実際には約80%の雄ラットが停留精巣モデルとなった。本停留精巣モデル精巣の陰嚢を切開し精巣を脱転。精巣網より微小ガラス管を挿入し,増殖因子であるEGF,TGFB,IGFを1注入。14週で屠殺し,精巣容量,精巣の光学的顕微鏡による造精機能の観察およびTUNEL染色によるアポトーシスの観察,精子運動能,妊孕性の確認によって行った。EGFにより造精機能は劇的に改善し,アポトーシスは低下した。また精巣上体内精子の精子運動能は改善した。その他の増殖因子であるTGFB,IGF1投与によっては造精子機能の変化は残念ながら認められなかった。精巣への増殖因子(EGF)の投与は造精機能改善に有力な治療法になりうる可能性が示唆された。続いて,転写因子DAX-1を用いた遺伝子治療の可能性を探るため,Dax-1遺伝子導入アデノウイルスベクターの作製した。このウイルスベクターが培養細胞でセルトリ細胞に導入されることを確認したのち,invivo gene transferによる遺伝子導入をおこなった。造精機能の改善は今のところ認められず,条件設定を再度する必要があると考えている。停留精巣モデルラットは非ステロイド性抗アンドロゲン剤であるflutamideを、妊娠Sprague-Dawleyラットに15mg/日・腹腔内投与し、生まれてきた仔を停留精巣モデルラットとして用いた。EGFにより造精機能は劇的に改善し、アポトーシスは低下したことを確認したが、そこにセルトリ細胞における乳酸合成が関与することを明らかにした。セルトリ細胞培養株へEGFを投与したところ、同様に、乳酸合成を活性化させることが明らかになった。停留精巣の主要な合併症のひとつに、男子不妊症があげられ、精巣固定術だけでは妊孕性を保つ有用な治療法ではないことが明らかになっている。本研究では精巣への増殖因子(EGF)の投与は、セルトリ細胞を刺激することにより造精機能改善し、今後停留精巣に対する男子不妊症を予防するための治療法になりうる可能性が示唆された。また、昨年にひきつづいて、転写因子DAX-1を用いた遺伝子治療の可能性を探るためDax-1遺伝子導入アデノウイルスベクターの作製し、in vivo gene transferによる遺伝子導入をおこなった。遺伝子導入の機械的刺激により細胞のダメージが大きく、造精機能の劇的な改善は認めなかった。しかしながら培養細胞へのDax-1遺伝子導入を行ったところ、セルトリ細胞におけるStem cell factorの発現が上昇することがわかった。遺伝子導入法の改善などが今後の課題と思われた。
Na+/H+アンチポータの機能制御複合体を構成する新規タンパク質の探索

Na+/H+交換輸送体(NHE,SLC9)は,制御系の極めて発達したトランスポータファミリーである。これまでの研究から,普遍型NHE1のC末細胞質ドメインにはさまざまな制御分子群が結合し,シグナルを集積する一つの機能制御複合体を形成することが明らかになりつつある。平成18年度の研究では、HAタグ標識したNHE1を細胞に高発現して抗HA抗体樹脂を用いてNHE1を精製し,それに伴って共精製されてくるタンパク質を同定する試みを行った。その結果として,NHE1と等モルの必須サブユニットCHP1が共精製されること,これに付随して新しい結合蛋白質を数個見出した。そめうちの一つはCa^<2+>依存性蛋白質脱リン酸化酵素カルシニュリン(CaN-A/B複合体)であった。平成19年度の研究では,NHE1とCaNとの相互作用の生化学的な解析を行った。まず,NHE1の細胞質ドメインにはCaN-Aサブユニットが結合すること,およびその領域にはCaNによるNEATの脱リン酸化反応に必須の結合モチーフ(PxIxlT)と相同性の高い部分が含まれており,このモチーフが両者の結合に必要であることが明らかになった。興味深いことに,PxIxIT配列は脊椎動物由来のNHE1に広く保存されているが,哺乳類の形質膜に発現するNHE1-NHE5の中ではhouse-keeping型NHE1にしか存在しない。このことから,CaNとNHE1との相互作用によって何か普遍的に重要な生理機能が制御されていることが予想される。CaNは転写因子NEATの脱リン酸化を介して心肥大・心不全発症や免疫細胞活性化などのさまざまな生理的・病態生理的な役割を持つ極めて重要なシグナル分子であり、今後この相互作用の生理的意義を明らかにする予定である。Na+/H+交換輸送体(NHE, SLC9)は、制御系の極めて発達したトランスポータファミリーである。これまでの研究から、普遍型NHE1のC末細胞質ドメインにはさまざまな制御分子群が結合し、シグナルを集積する一つの機能制御複合体を形成することが明らかになりつつある。公募研究一年目は、HAタグ標識したNHE1を細胞に高発現して抗HA抗体樹脂を用いてNHE1を精製し、それに伴って共精製されてくるタンパク質を同定する試みを行った。これに付随して、i)NHE1に強固に結合するサブユニットは何個あるのか、ii)NHE1の生合成に際して、N末端に存在するシグナルペプチドのC末端側においてどの残基で切断されるか、という疑問に答える実験を行った。まず、HAタグ標識NHE1と未標識NHE1を安定に発現する細胞株を樹立した。これらの細胞を界面活性剤で溶解し、抗HA抗体樹脂を用いてNHE1を精製する方法を確立した。NHE1とともに既知のCHP1が精製されてくることがわかった。シプロルビー染色によってNHE1とCHP1の量比を定量したところ、NHE1分子あたり一分子のCHP1、すなわちNHE1ダイマー当たり二分子のCHP1がサブユニットとして常に結合することが判明した。しかし、CHP1以外の1:1で強固に結合しているタンパク質は検出されなかった。また、NHE1のN末アミノ酸配列を解析したところ、LQLSP...という配列が出現し、形質膜に発現するNHE1はGly36とLeu37の間で切断されることがわかった(論文執筆中)。また、CHP1以外の結合タンパク質を同定するため、ゲルからバンドを切り出しLC-MS/MS解析を行ったところ、少なくとも3個の新規(未報告)の結合タンパク質が発見された。