hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
治験環境整備を促進する医師主導治験データセンターの業務効率化に関する研究

それには、基礎的な用語の重み付けは不可欠であるが、医療の領域においてはこれまでには十分な研究がなされてはいなかった。本研究により、用語の重み付けをコメディカルへの医療情報教育を対象に、シミュレーションを行った。結果は、East Asia Regional Biometric Conference 2012(ソウル、韓国)で発表した。当初の計画であるダイナミックタスクオントロジーを構築するには、業務フローに沿ったタスクと行為者のリスト化が必要である。新人教育の終了などに伴い、バラツキをともなっていたフローが標準化されるタイミングで計測機器を導入し、業務効率とその評価の仕組みを構築する。本研究での被験者は、実際に業務を行うデータマネージャや症例登録担当者であるが、倫理委員会による研究参加への審査は必須であると考えられる。また、もともと業務に携わっているスタッフの数が限られているため、症例数の設計が難しいことがあげられる。本研究では、症例数を実施可能数とせざるを得ないが、後のシステム研究へ繋ぐための基礎データとして、本研究では業務タスクにかかる時間の信頼区間を算出し、その精度を評価する。ICカードシステムによる業務時間の計測については、新しい試験の開始により業務のフローが日々変化していたため、現状では計測が難しいと判断し、次年度に予定を変更した。データセンターの業務のうち、担当者にインタビューを行い、業務分析を行う。データマネジメントにおける行為および対象を抽出する。業務分析と平行して、ICカード記録システムを導入し、個々の業務にかかる時刻を自動記録する。この記録は、第2フェーズで開発したシステムによる業務の効率化を計測するために、計測時の負担を軽減する目的で導入する。本研究では、複雑な推論機構の実装を抑えて、臨床試験現場における適用可能性を高めるため時間概念を導入したダイナミックタスクオントロジーを構築する。平成23年度の研究では、そのシステム構築をするために既存のサーバー上にwebシステムを構築した。今後は、ダイナミックタスクオントロジーを構築し、汎用的な知識処理表現であるOWL(Ontology Web Language)を使用してコンピュータ可読の記述を行う。残額がでてしまった理由に以下の2点が挙げられる。当初の計画では、平成23年度にICカードシステムを導入し、業務フローに従って時間計測を行う予定であったが、組織改編や臨床試験自体のワークフローの変化もあり、定型業務に落とし込むことができず、ICカードを導入できなかった。また、ICカードの導入に当たって業者の選定をしていたが、業務フローを変更することなく計測できるようなシステムを構築するには、研究者がプログラミングを行える自由度の高いシステムが必要であるが、条件にみあうシステムが選定できなかった。データセンターの業務のうち、データマネジメント担当者にインタビューを行い、業務分析を行う。
ハロセンの血管作用の臓器特異性における筋小胞体の関与について

揮発性麻酔薬ハロセンは、摘出腸間膜動脈において筋小胞体(SR)からのCa^<2+>誘発Ca^<2+>遊離機構を促進して収縮を起こす。血管平滑筋(VSM)のSRに対し類似の薬理作用を有するカフェイン(CAF)は、摘出血管においてCa^<2+>遊離による一過性の収縮とそれに続く弛緩の2相性の作用を有している。ハロセンの血管作用の臓器特異性の機序を解明するため、それに先立ちCAFの2相性の血管作用のうち弛緩作用の機序の解明を行う必要がある。本年度は、CAFの血管弛緩作用の機序について検討した。1.摘出ラット大動脈のリング状標本をリンゲル液中で3gの静止張力下に懸垂し、その等尺性張力変化を記録した。フェニレフリン(3×10^<-7>M)で前収縮させ、CAF(10^<-4>10^<-3>M)累積投与による弛緩反応を種々の拮抗薬の前処置下に記録した。拮抗薬として、インドメサシン(IM,10^<-5>M)、ニトローL-アルギニン(L-NA,10^<-5>M)、オキシヘモグロビン(oxyHB,10^<-5>M)およびメチレンブルー(MB,10^<-5>M)を用いた。2.血管平滑筋のcGMPおよびcAMPの変化をラジオイムノアッセイ法で測定した。3.CAFにより再現性のある濃度依存性の弛緩が得られた。IMは弛緩に影響しなかったが、L-NA、oxyHBおよびMBの前処置により弛緩は有意に抑制された。内皮除去によって同程度の抑制が見られた。CAF投与5分後、cGMPおよびcAMPは有意に増加した。以上の結果より、CAFによる弛緩は、内皮依存性および非依存性の2つの機序から成ることが示された。内皮では、CAFは内皮依存性弛緩因子(EDRF/NO)産生を促進し、VSM中cGMPを増加させ、VSMに対しては、フォスフォジエステラーゼ阻害薬として作用し、cAMP量を増加させ、それぞれ弛緩作用を発現することが示された。
放射線の変異誘導を調節するヒトの生理機構におけるシャペロンとマイクロRNAの役割

ヒトにおける変異誘導調節メカニズムで、主として次の2点を明らかにした。(1)HSP27・アネキシンII複合体は核内で紫外線損傷DNA修復過程への関与で、HS27は、紫外線照射後の分解からアネキシンIIを保護している可能性、一方、アネキシンIIが細胞外へも放出され、その放出分子が細胞内のシグナル伝達系を介して紫外線抵抗性に関わることを明らかにした。(2)細胞増殖に関与することと変異の発生にも関わるmiRNAを見出した。本研究は、ヒトにおける異変誘導調節に関する分子生理メカニズムの解明を目的としている。その生理機構は、(1)サイトカイン様血清因子の血液中でのクロストーク的変動→(2)放射線照射直後のプロテアーゼの活性化を伴うシャペロン分子などの発現誘導→(3)核酸代謝の変動→変異誘導の調節である。3年間の研究では(1)、(2)、(3)の分子機構の解明を中心に進め、次の研究項目を実施し、新たな知見を得た。(1)シャペロン結合タンパク・プロテアーゼの解析;HSP27との結合を見出したアネキシンIIが、HSP27と共に細胞の核内へ移入することより、変異誘導を調節するとの示唆を得た(Photochem.Photobio1.,84,1455-81,2008)。(2)変異誘導調節血清因子の同定;シャペロン・プロテアーゼの応答システムを誘導する血清因子の存在が、すでに変異誘導の抑制を見出してあるGRP78を介していることを膵癌患者で見出した(Pancreas,36,e7-14,2008)。(3)新規タンパクの役割とDNA修復連結メカニズムの解明;シャペロン以外のたんぱく類で新規に放射線耐性化に関わるものを見出し、aldolaseA(Biochem.Biophys.Res.Commun.,369,948-52)やglyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase(Biosci.Biotechnol.Biochem.,72,2432-5,2008)と同定した。以上の研究成果は、未だ分子機構が判然としないclastogenic factorやバイスタンダードの効果をも包容した変異誘導調節というヒトの新しいホメオスターシスのメカニズムの一端を解明し、将来、そのホメオスターシスの調節方法が開発され、放射線被爆対処法や制癌などの研究で新たな手法を提供することも期待される。本研究は、ヒトにおける変異誘導調節に関する分子生理メカニズムの解明を目的としている。3年間の研究ては(1)、(2)、(3)の分子機構の解明を中心に進め、次の研究項目を実施し、新たな知見を得た。(1)シャペロン結合タンパク・プロテアーゼの解析;HSP27との結合を見出したアネキシンIIが、細胞の紫外線感受性に関わり、変異誘導を調節するとの示唆を得た(Biosci.Biotec.Biochem., 73, 1318-1322, 2009)。(2)放射線照射後の核酸代謝メカニズムの解明;X線照射後のDNA合成調節機構にSUMOとNM23-H1タンパクが関わることが示唆された(Arch.Biochem.Biophys., 486, 81-87, 2009)。(3)マイクロRNAの解析;変異誘導調節にマイクロRNAが関与するか調へるため、放射線による変異誘導頻度の異なるヒト細胞株間で、アレイを用いたマイクロRNAの発現量の比較解析を行った。細胞株間で、発現量の異なる複数のマイクロRNAか同定され、現在、候補マイクロRNA分子の機能解析を進めている。以上の研究成果は、未だ分子機構が判然としないclastogenic factorやバイスタンダードの効果をも包容した変異誘導調節というヒトの新しいホメオスターシスのメカニズムの一端を解明し、将来、そのホメオスターシスの調節方法が開発され、放射線被曝対処法や制癌などの研究で新たな手法を提供することも期待される。実施計画に基づき、(1)変異誘導調節分子類(HSP27・アネキシンII・プロテアーゼ複合体など)の解析、(2)シャペロン・プロテアーゼなどの変異誘導調節システムを誘導するサイトカイン様因子とマイクロRNA(miRNA)の同定、(3)既知のシャペロン以外で新規の分子も加えての変異誘導調節メカニズムの解明、について研究を実施し、新たな知見を得た。(1);HSP27・アネキシンII複合体は核内で紫外線損傷DNA修復過程に関わること、および、アネキシンIIは紫外線照射後プロテアーゼにより分解されるが、HSP27はその分解からアネキシンIIを保護していることが示唆された。

一方、アネキシンIIが細胞外へも放出され、シグナル伝達系を介して紫外線抵抗性に関わることも明らかになった。(2);放射線による変異誘導頻度の異なる培養ヒト細胞間で、3種のmiRNAにおいて、発現量の相異が確認された。それらのmiRNAは、細胞増殖に関与する遺伝子をTarget遺伝子としており、それら遺伝子の発現を抑制させ、細胞増殖に関与することをRT-PCR法、Western blotting法で確認した。また検討したmiRNAは、変異誘導頻度の高い培養ヒト細胞株で優位に発現上昇していたことより、変異の発生にも関わることの示唆も得た。(3);X線誘導DNA合成を発見しているが、その合成に関わるNM23-H1のsiRNA等を用い、PCNAとSUMOが関わることを見出した。
組織内ネットワーク消費電力削減のためのSDNスイッチ間通信速度切替方式の開発

本研究では,大学などの組織が,所属する拠点間を接続し,かつ外部ネットワークと接続するために所有する組織内ネットワークの消費電力削減方式を開発することを目的とする.ここで想定している組織内ネットワークとは,OpenFlowスイッチで構築されたSDN (Software Defined Network)であり,コントローラからリンクの最大通信速度などの設定を集中管理できることを仮定している.そして,一台のスイッチにつながるクライアントが,外部ネットワークへ接続することを想定した他のスイッチにつながっているサーバと,MPTCP (Multipath TCP)によるマルチパス通信を行う状況を前提としている.初年度の研究実績として,交付申請書の研究実施計画で述べた最初の計画である「(1)専用OpenFlowスイッチによる通信実験」のためのネットワークを構築し,この環境下で行った簡易的な通信実験における消費電力を測定したことが挙げられる.本実験により,キャンパスネットワークとISP (Internet Service Provider)を仮定した2種類のトラフィックパターンに当てはめた24時間分の合計の消費電力が,従来のALR (Adaptive Link Rate)と比較して,最大1.1%の消費電力が削減できた.一方,トラフィックの変動は提案方式の方が最大で0.7%の低下に抑えられたことを示すことができた.これにより,研究者らが提案している「省電力化のためのMPTCPによるSDNを用いたスイッチ間帯域切り替え方式」の有効性が,不完全ながらも,実ネットワーク上で検証できた.なお,本実験の研究成果は,情報処理学会第81回全国大会で発表している.「研究実績の概要」で述べた通信実験には,以下の課題がある.まず,(1)ネットワークを構成する3台のOpenFlowスイッチの内,1台はPCで構成したスイッチ(専用OpenFlowスイッチではない)ことが挙げられる.しかし,3台目のOpenFlowスイッチの購入は研究の第2年度に行うことを計画しており,今後,この問題は解消される.次に,(2)提案方式による実装が不完全であり,トラフィックの増減に応じて,動的に帯域を切り替えるできないことが挙げられる.この問題は,コントローラ側からOpenFlowスイッチの制御がうまくできていないことに起因するが,今後,コントローラのプログラムを修正することで,うまく動作できるようにできると考えている.以上のことから,研究は「おおむね順調に進展している」と言える.研究第2年度は,3台目の専用OpenFlowスイッチを導入して,専用OpenFlowスイッチのみによるネットワークを構築する.そして,提案方式の実装の問題を解消し,トラフィックの増減に応じて,動的に帯域を切り替えることができるようにする.これにより,24時間を通した通信実験を行い,提案方式とALRの消費電力の比較を行うことが第1の目標となる.次に,交付申請書の研究実施計画で述べたもう1つの計画である,「(2)複数の拠点が同時に通信した場合の通信速度切替方式の開発」の準備を行う.本研究では,大学などの組織が,所属する拠点間を接続し,かつ外部ネットワークと接続するために所有する組織内ネットワークの消費電力削減方式を開発することを目的とする.ここで想定している組織内ネットワークとは,OpenFlowスイッチで構築されたSDN (Software Defined Network)であり,コントローラからリンクの最大通信速度などの設定を集中管理できることを仮定している.そして,一台のスイッチにつながるクライアントが,外部ネットワークへ接続することを想定した他のスイッチにつながっているサーバと,MPTCP (Multipath TCP)によるマルチパス通信を行う状況を前提としている.初年度の研究実績として,交付申請書の研究実施計画で述べた最初の計画である「(1)専用OpenFlowスイッチによる通信実験」のためのネットワークを構築し,この環境下で行った簡易的な通信実験における消費電力を測定したことが挙げられる.本実験により,キャンパスネットワークとISP (Internet Service Provider)を仮定した2種類のトラフィックパターンに当てはめた24時間分の合計の消費電力が,従来のALR (Adaptive Link Rate)と比較して,最大1.1%の消費電力が削減できた.一方,トラフィックの変動は提案方式の方が最大で0.7%の低下に抑えられたことを示すことができた.これにより,研究者らが提案している「省電力化のためのMPTCPによるSDNを用いたスイッチ間帯域切り替え方式」の有効性が,不完全ながらも,実ネットワーク上で検証できた.なお,本実験の研究成果は,情報処理学会第81回全国大会で発表している.「研究実績の概要」で述べた通信実験には,以下の課題がある.まず,(1)ネットワークを構成する3台のOpenFlowスイッチの内,1台はPCで構成したスイッチ(専用OpenFlowスイッチではない)ことが挙げられる.しかし,3台目のOpenFlowスイッチの購入は研究の第2年度に行うことを計画しており,今後,この問題は解消される.次に,(2)提案方式による実装が不完全であり,トラフィックの増減に応じて,動的に帯域を切り替えるできないことが挙げられる.この問題は,コントローラ側からOpenFlowスイッチの制御がうまくできていないことに起因するが,今後,コントローラのプログラムを修正することで,うまく動作できるようにできると考えている.以上のことから,研究は「おおむね順調に進展している」と言える.研究第2年度は,3台目の専用OpenFlowスイッチを導入して,専用OpenFlowスイッチのみによるネットワークを構築する.そして,提案方式の実装の問題を解消し,トラフィックの増減に応じて,動的に帯域を切り替えることができるようにする.これにより,24時間を通した通信実験を行い,提案方式とALRの消費電力の比較を行うことが第1の目標となる.次に,交付申請書の研究実施計画で述べたもう1つの計画である,「(2)複数の拠点が同時に通信した場合の通信速度切替方式の開発」の準備を行う.次年度使用額が生じた理由として,結果的に,旅費が当初予定より抑えられたことが挙げられる.このため,謝金の使用が抑制された形となってしまった.

次年度は,この使用額を利用して,研究を補助する学生を増やし,「今後の研究の推進方策」で述べた「24時間を通した通信実験」をきめ細かく行う.これによって,謝金の利用を増やすことを計画している.
大規模オブジエクト指向データベースを対象とした知識獲得システムの研究

本研究では,大規模オブジェクト指向データベースを対象とした知識獲得システムの実現方法をあきらかにすることを目的として,研究をおこなった.このために申請者が提案した学習手法である極小多重汎化を,データベースを対象に拡張し,高速な学習手続きを開発した.具体的には,つぎの研究をおこなった.(1)オブジェクト指向データベースにおける概念継承と背景知識を統一的にあつかうために,背景知識として論理プロブラムが与えられた場合に,与えられデータベースの極小汎化を求める問題を考察し,高速な汎化手続きを開発した.さらに,この汎化手続きによって,制限された述語論理プログラムのクラスが,正例だけから多項式時間極限可能であることを示した.(2)計算量理論の立場から,最も単純な体系である原子式の極小多重汎化問題を考察し,未知仮説の正確な同定に必要な時間計算量と質問情報量を理論的に明らかにした.これにより,正確な同定を高速におこなうには,知識獲得システム自身が決定実験をおこない,必要な例を動的に得る仕組みが必要なことがわかった.(3)開発中の知識獲得システムを,本研究で得た汎化手続きの導入によって拡張し,遺伝子配列と蛋白質に関するオブジェクト指向データベースを対象として知識獲得実験をおこなった.この計算機実験によって,開発した汎化手続きの実際のデータベースにおける有効性を検証した.本研究では,大規模オブジェクト指向データベースを対象とした知識獲得システムの実現方法をあきらかにすることを目的として,研究をおこなった.このために申請者が提案した学習手法である極小多重汎化を,データベースを対象に拡張し,高速な学習手続きを開発した.具体的には,つぎの研究をおこなった.(1)オブジェクト指向データベースにおける概念継承と背景知識を統一的にあつかうために,背景知識として論理プロブラムが与えられた場合に,与えられデータベースの極小汎化を求める問題を考察し,高速な汎化手続きを開発した.さらに,この汎化手続きによって,制限された述語論理プログラムのクラスが,正例だけから多項式時間極限可能であることを示した.(2)計算量理論の立場から,最も単純な体系である原子式の極小多重汎化問題を考察し,未知仮説の正確な同定に必要な時間計算量と質問情報量を理論的に明らかにした.これにより,正確な同定を高速におこなうには,知識獲得システム自身が決定実験をおこない,必要な例を動的に得る仕組みが必要なことがわかった.(3)開発中の知識獲得システムを,本研究で得た汎化手続きの導入によって拡張し,遺伝子配列と蛋白質に関するオブジェクト指向データベースを対象として知識獲得実験をおこなった.この計算機実験によって,開発した汎化手続きの実際のデータベースにおける有効性を検証した.
ハイレゾ音源が認知機能に与えるメリットとそのメカニズムの解明

昨年度の脳波実験で使った音刺激提示装置には不具合があり,作成した音源ファイルを時間的に正確に提示できていないことが分かった。そのため,今年度の研究は,音刺激の提示に関する技術的な検討を行うところから始めた。2つの改善を行い,2つの実験を行った。(1)高品質のディジタルアナログコンバーター(DAC)を導入し,前回と同じ音源(ホワイトノイズバースト)を用いた脳波実験の追試を事前登録型研究(preregistered report)として実施した。43名の大学生が実験に参加した。可聴域を超える周波数帯をカットした音源とオリジナルの音源は主観的に弁別できず,聴覚感覚記憶を反映する脳波成分(ミスマッチ陰性電位)も惹起されなかった。ミスマッチ陰性電位が出現しないという結果は,昨年度の脳波実験と一致していた。これらの知見から,ハイレゾ音源に含まれる高周波数成分そのものは聴感に影響しない可能性が高まった。(2)市販DACは,その仕様が完全に明らかにされていないため,専用の音刺激提示装置の製作を依頼した。1.5秒間の自然環境音について,3種類の音源(オリジナル192 kHz,ダウンサンプリング44.1 kHz,再アップサンプリング192 kHz)を専用装置を用いて提示し,弁別テストを行った。サンプリング周波数が同じであるオリジナル音源と再アップサンプリング音源(22 kHz以上の成分を含まない)の弁別はまったくできなかったが,44.1 kHzとの違いはわずかに知覚できた。この結果は,ホワイトノイズを用いた実験と同様に,サンプリング周波数が同じであれば,高周波数成分の有無は聴感に影響しないことを示している。しかし,この専用装置にも時間制御の不具合が発見されたため,サンプリング周波数の異なる音源の聞き分けについては,再実験が必要となった。予期していなかった実験装置の不具合が2回異なる形で発生してしまったため,当初予定していた弁別訓練の実験に着手できていない。しかし,確実な知見とはいえないものの,現象の解明には近づいている。専用音刺激装置のファームウェアの更新とチェックを行っている。次の実験からは,信頼できる結果が得られると期待される。また,論文の執筆を優先して行う。3年間の研究に先立ち,これまでの研究データの再分析を行った。高周波成分を含むハイレゾ(high resolution)音源が認知パフォーマンスに与える効果は,最小限の注意しか必要としないヴィジランス課題では認められないが,認知負荷の高い暗算課題においてわずかに認められた。また,スピーカーだけでなく,ヘッドホンで提示したときにも,脳波のアルファ帯域パワーが増大することが確認できた。さらに,3つの実験を新たに開始した。1つ目は,自然環境音(森の中で録音した音)を用いて,CDに相当する音質の音源(サンプリング周波数44.1 kHz)とハイレゾ音源(192 kHz)が,聴取時の印象と脳波・自律神経系反応に与える効果について検討した。24名の男女大学生を対象として測定を行った。主観的な印象の差はほとんど認められず,ハイレゾ音源のほうが音質がよいとは知覚されなかった。2つ目は,ホワイトノイズに含まれる高周波数成分の有無を検出できるかを脳電位反応から検討した。男女大学生30名を対象として,大脳皮質における音の聞き分けの指標であるミスマッチ陰性電位(mismatch negativity: MMN)の測定を行った。3つ目は,音に対する潜在的な態度を測定する潜在連合テスト(implicit association test: IAT)の予備検討を行った。標準的な方法でIAT得点を計算したところ,長和音と短和音,協和音と不協和音がそれぞれ快と不快と連合していることが示された。現在は,1つ目と2つ目の実験についてのデータ分析を行っている。順調に進展しており,まもなく一定の成果が得られると期待できる。しかし,MMN実験を行う途中で,研究室で現在使っている装置では音刺激を正確に提示できないことが明らかとなった。そこで,音を測定する機材(マイク,アンプ等)を導入し,刺激音の属性についての詳細な検討を始めている。

この結果は,ホワイトノイズを用いた実験と同様に,サンプリング周波数が同じであれば,高周波数成分の有無は聴感に影響しないことを示している。しかし,この専用装置にも時間制御の不具合が発見されたため,サンプリング周波数の異なる音源の聞き分けについては,再実験が必要となった。予期していなかった実験装置の不具合が2回異なる形で発生してしまったため,当初予定していた弁別訓練の実験に着手できていない。しかし,確実な知見とはいえないものの,現象の解明には近づいている。音刺激を正確に提示するための特殊な装置を,専門業者とともに設計している。それが導入できれば,より精度の高い実験を行うことができる。次年度以降,新しい機材を用いて,今年度と同様の実験を行う予定である。また,刺激をディジタルで作成するのではなく,生の音を録音したものを加工して実験に用いるという方法も検討する。早い時期に適切な刺激と提示装置を確定して,弁別学習実験へと進めたい。また,IATにかぎらず,感度のよい主観評価を得るための方法の改善にも引き続き取り組む。専用音刺激装置のファームウェアの更新とチェックを行っている。次の実験からは,信頼できる結果が得られると期待される。また,論文の執筆を優先して行う。実験の途中で,研究室で現在使っている装置では音刺激を正確に提示できないことが予期せず明らかとなった。そのため,特殊な機材を導入する可能性について検討したところ,高額ではあるが特注可能であることが分かった。この機材を導入しないかぎり,精度の高い実験は行えず,信頼できる研究知見が得られない。そこで,初年度の研究経費を次年度に繰り越すことで,購入資金にあてることを計画した。
腎細胞がんにおけるmiRNA発現の網羅的解析を主体とする多層的オミックス統合解析

腎発がんにおけるmiRNAの発現異常の意義を明らかにするために、腎細胞がん95症例より得られた質の高いがん組織(T)および非がん腎皮質組織(N)検体のRNAアレイ解析を用いてmiRNA発現を網羅的に評価した。Tにおいて発現異常を示したmiRNA191分子を用いてパスウエイ解析を行ったところ、miR-200ファミリーに関わる上皮間葉移行(EMT)の分子経路に有意に集積することが判明した。再利用可能であった92症例のTおよびNのRNA試料を用いて、miR-200ファミリーとターゲット遺伝子ZEB1、ZEB2、さらに下流のCDH1の発現を定量RT-PCR法で検証すると、TにおけるZEB1、ZEB2の発現はNに比して有意に亢進し、CDH1の発現は有意に低下していた。さらにmiR-200ファミリーとCDH1の発現レベルは腎細胞がんの悪性進展や予後に有意に逆相関した。miR-200ファミリーの作用機序を検証するために、miR-200ファミリーのmiRNAミミックおよびmiRNAインヒビターを腎細胞がん株に導入すると、ZEB1、ZEB2およびCDH1発現の亢進・低下を再現でき、細胞浸潤能に差が生じた。次にmiR-200ファミリーの発現調節機構を明らかにするために、腎細胞がん92症例のエピゲノムデーターを用いてDNAメチル化状態を評価した。Tにおける12番染色体上のmiR-200クラスター(miR-141/miR-200c)の転写調節領域DNAメチル化は、Nに比して有意に亢進を認めた。さらに、腎細胞がん株に脱メチル化剤5-Aza-2'-deoxycytidineを処理すると、miR-141およびmiR-200cの発現が回復することを確認した。以上のことから、miR-200ファミリーはDNAメチル化によって発現抑制され、EMT等に寄与し腎細胞がんの悪性進展に関与する可能性が示唆された。腎発がんにおけるmicroRNA (miRNA)異常の意義を明らかにするために、腎淡明細胞がん95症例のがん組織検体(T)と非がん腎皮質組織検体(N)のRNA試料において、miRNA発現アレイを用いてmiRNA発現を網羅的に評価した。Tにおける発現がNに比して有意に変化したmiRNAのうち、2倍以上発現亢進していたものは39分子、1/2未満に発現低下していたものは152分子、合わせて191分子のmiRNAを同定した。腎淡明細胞がんにおいて発現異常を示したmiRNA191分子を用いてMetaCoreパスウエイ解析を行ったところ、このようなmiRNAは4つの分子経路に有意に集積することが判明し、最も有意だったのは上皮間葉移行(EMT)に関わる分子経路であり、miR-200ファミリーとして知られるmiR-141、miR-200a、miR-200b、miR-200c、miR-429が含まれていた。これら5つのmiRNAはTにおいて高頻度に発現低下を認め、特にmiR-200cは95症例中93症例(97.9%)で発現低下を示した。腎淡明細胞がん95症例中、RNA試料の再利用可能であった92症例のTおよびNを用いて、これらmiR-200ファミリーとターゲット遺伝子ZEB1、ZEB2、さらに下流のターゲット遺伝子CDH1の発現を定量RT-PCR法で検証すると、TにおけるZEB1、ZEB2の発現は有意に亢進し、CDH1の発現は有意に低下していた。さらにmiR-200ファミリーとCDH1の発現レベルは腎淡明細胞がんの悪性進展や予後に有意に逆相関しており、miR-200ファミリーの発現低下が腎淡明細胞がんの悪性進展、特にEMT等に寄与する可能性が示唆された。本研究は、多数の腎淡明細胞がん症例より得られた質の高いがん組織検体(T)と対照非がん腎皮質組織検体(N)において、microRNA (miRNA)発現の網羅的解析を行い、腎発がんにおけるmiRNA異常の意義を明らかにすることを第1の目的としている。miRNA発現アレイ解析からTにおいてNに比して有意に発現亢進する39分子、有意に発現低下する152分子、合わせて191分子のmiRNAを同定し、その中に発がん促進的に働くoncogenic miRNAと発がん抑制的に働くtumor suppressive miRNAの双方が含まれていたことから、腎発がんにおいてmiRNAの発現異常が関与している可能性が示唆され、さらに解析を進めている。また、発現異常を示したmiRNA191分子を用いたMetaCoreパスウエイ解析により、4つの分子経路が判明し、その1つであるEMTに関わる分子経路(miR-200ファミリーと標的遺伝子ZEB1、ZEB2、CDH1)が腎淡明細胞がんの悪性進展に寄与する可能性を明らかにすることができた。現在、腎がん細胞株においてmiR-200ファミリーの発現制御による標的遺伝子ZEB1、ZEB2、CDH1の発現解析と遺伝子機能解析の検証実験を進めている。また、他の分子経路についても順次解析を行い、腎細胞がんの発生と進展への寄与を検証している。よって、本研究は現時点でおおむね順調に進捗していると考える。

腎細胞がんにおいて上皮間葉移行(EMT)に関わるmicroRNA(miRNA)、miR-200ファミリーの作用機序を検証するために、腎細胞がん細胞株を用いて、miR-200ファミリーのミミックおよびインヒビターを細胞導入して48時間培養した後、導入細胞よりRNAを抽出し、定量RT-PCR法でmRNA発現を確認した。通常培養下でmiR-141およびmiR-200cの発現が低い腎細胞がん株786-O細胞にmiR-141またはmiR-200cのミミックを導入したところ、miR-200ファミリーのターゲット遺伝子であるZEB1、ZEB2のmRNA発現はコントロールに比して有意に低下し、さらに下流のターゲット遺伝子であるCDH1のmRNA発現は有意に亢進した。一方、通常培養下でmiR-200ファミリーの発現が比較的高い腎細胞がん細胞株ACHN細胞に5つのインヒビター(miR-141、miR-200a、miR-200b、miR-200c、miR-429)を混合導入したところ、ZEB1のmRNA発現はコントロールに比して有意に亢進し、CDH1のmRNA発現は有意に低下した。加えて、細胞浸潤におけるmiRNA-200ファミリーの影響を確認するために、腎細胞がん細胞株786-O細胞にmiR-200cのミミックを細胞導入して24時間培養した後Transwellを用いてインベージョンアッセイを行ったところ、細胞の浸潤能はコントロールに比して有意に低下した。以上、in vitro細胞導入実験においてmiR-200ファミリーの発現低下がEMT分子経路に関与しており、腎細胞がんの悪性進展に寄与する可能性が示唆された。腎発がんにおけるmiRNAの発現異常の意義を明らかにするために、miRNA発現アレイを用いて腎細胞がん95症例のmiRNA発現を網羅的に評価した。がん組織で発現異常を示した191分子のmiRNAには発がん促進的に働くoncogenic miRNAと発がん抑制的に働くtumor suppressive miRNAの双方が含まれていたことから、腎発がんにおいてmiRNAの発現異常が関与している可能性が示唆された。191分子のmiRNAを用いてMetaCoreパスウエイ解析を行ったところ、4つの分子経路に有意に集積することが判明し、最も有意だったEMTに関わる分子経路にはmiR-200ファミリー(miR-141、miR-200a、miR-200b、miR-200c、miR-429)が含まれていた。これらのmiR-200ファミリーは腎細胞がんにおいて高頻度に発現低下を認めており、そのターゲット遺伝子ZEB1、ZEB2、さらに下流のターゲット遺伝子CDH1の発現を定量RT-PCR法で検証すると、がん組織におけるZEB1、ZEB2のmRNA発現は非がん組織に比して有意に亢進し、CDH1のmRNA発現は有意に低下していた。in vitro細胞導入実験において腎細胞がん細胞株にmiR-200ファミリーを発現させると、ZEB1、ZEB2の発現は抑制され、CDH1の発現が亢進した。一方、miR-200ファミリーの発現をブロックするとZEB1の発現が亢進し、CDH1の発現が抑制された。加えて、miR-200ファミリーを発現させた細胞は浸潤能が低下することが判明した。臨床病理学的解析においてmiR-200ファミリーとCDH1の発現レベルは腎細胞がんの悪性進展や予後に有意に逆相関しており、miR-200ファミリーの発現低下が腎細胞がんの悪性進展、特にEMT等に寄与する可能性が示唆された。
スレーブアームにおける自己保存のための自律機能の研究

宇宙遠隔操作のような極限作業ロボットは高い信頼性を得るため,スレーブアームの安全性を十分に考慮する必要がある.そのためには,スレーブアームに身を守るための自律機能の研究を付加することが重要である.本研究ではスレーブアームにおける自己保存のための自律機能を目的としている.このため,自律的に危険を回避する機能と,危険を察知した場合効果的にオペレータに情報を呈示する機能の研究が必要である.本年度の研究の成果を以下に示す.(1)スレーブアームにとって過大な関節角速度を発生させる特異点における制御をヤコビ行列の余因子行列を用いることで安全に制御する手法を提案した.本手法はオペレータの指令方向だけを取り出し,その角速度の大きさを適当に変化させることで,過大な関節角速度を発生させることなく安全に特異点での制御を実現する手法である.オペレータでは,制御できない正確な方向をスレーブアームが自律的に解釈実行する.(2)従来,手先が障害物に接触するかは実画像を見ることによりおおよその見当をつけることができた.しかし,リンクが障害物に接触するかどうかをオペレータが認知することは困難である.そこで,障害物にリンクが接触するかどうかを計算機により検索し,接触しない安全な領域を手先位置レベルでオペレータに呈示する手法を提案した.さらに,より効果的に情報を呈示するためにマスタアームを用いて拘束感を与えることにより,危険領域の呈示を行う手法を提案し,有効性を実験により検証した.以上より,スレーブアームにおける自己保存のための自律機能の研究に関する基礎を確立した.宇宙遠隔操作のような極限作業ロボットは高い信頼性を得るため,スレーブアームの安全性を十分に考慮する必要がある.そのためには,スレーブアームに身を守るための自律機能の研究を付加することが重要である.本研究ではスレーブアームにおける自己保存のための自律機能を目的としている.このため,自律的に危険を回避する機能と,危険を察知した場合効果的にオペレータに情報を呈示する機能の研究が必要である.本年度の研究の成果を以下に示す.(1)スレーブアームにとって過大な関節角速度を発生させる特異点における制御をヤコビ行列の余因子行列を用いることで安全に制御する手法を提案した.本手法はオペレータの指令方向だけを取り出し,その角速度の大きさを適当に変化させることで,過大な関節角速度を発生させることなく安全に特異点での制御を実現する手法である.オペレータでは,制御できない正確な方向をスレーブアームが自律的に解釈実行する.(2)従来,手先が障害物に接触するかは実画像を見ることによりおおよその見当をつけることができた.しかし,リンクが障害物に接触するかどうかをオペレータが認知することは困難である.そこで,障害物にリンクが接触するかどうかを計算機により検索し,接触しない安全な領域を手先位置レベルでオペレータに呈示する手法を提案した.さらに,より効果的に情報を呈示するためにマスタアームを用いて拘束感を与えることにより,危険領域の呈示を行う手法を提案し,有効性を実験により検証した.以上より,スレーブアームにおける自己保存のための自律機能の研究に関する基礎を確立した.
一時的聴力損失メータの開発とそれを用いた環境音等の評価に関する研究

本研究では,TTS(騒音性一過性域値変化)の予測手法の原理を取り入れて,実際の騒音により生じるTTSを計算するシステム(TTSメータ)を考案することを目的としてた。そこで,今年度は,昨年度行ったTTSの予測精度に関する検討結果を基に,TTSを実時間で予測するシステムを開発した。このシステムは,1/3オクターブバンド分析機能を備える騒音計と,汎用のパーソナルコンピュータで構成した。騒音計からは,1/3オクターブバンドレベルのサンプリング値(最小データ取得間隔200ms)をパーソナルコンピュータにシリアルデータ転送(RS-232C,最大ボーレート38400bps)する。パーソナルコンピュータのWindows上で動作するアプリケーションが,転送された1/3オクターブバンドレベルを基にTTSのテスト周波数に対応する臨界帯域スペクトルレベルを合成して求め,時々刻々変化するTTSの予測値を表示する。ここで,実時間での動作を可能とするために既存の予測手法の計算手順を検討する中で,TTSのテスト周波数に対応する臨界帯域スペクトルレベルとTTSの予測値の関係が,予測式から導出されるインパルス応答との畳み込み和の形で表せることを示した。また,高木らの予測式を用いた場合,定常音の暴露と同様の方法で適用条件を処理すると予測するTTSに時間遅れが生ずるので,それを解消するための処理方法について検討した。さらに,TTSメータを使って,いくつかの環境音によりどの程度のTTSが生じるかを測定し,TTSの観点からそれらの音を評価した。本研究では,TTS(騒音性一過性域値変化)の予測手法の原理を取り入れて,実際の騒音により生じるTTSを計算するシステムを考案することを目的としている。そこで,今年度は,暴露実験を行ってTTSを測定し,それをもとに予測精度について検討を行った。暴露実験に用いた音は,我々の日常生活の身近に存在する音,例えば,パチンコ店の音やゲームセンターの音を,騒音計を通してDATテープに録音した。被験者として,聴力の正常な510名程度の人に協力してもらい,30120分間暴露を行った。閾値の測定は,自記オ-ジオメータを用い,テスト周波数2,3,4,6kHzの順で測定した。各テスト周波数の暴露後の閾値からの暴露前の閾値を引いてTTSの値を求めた。TTSの生起には,暴露音の周波数構成が深く関与しているとされている。つまり,ある特定のテスト周波数のTTSには,暴露音のある一定の周波数帯域(臨界帯域)内の成分のみが影響を与えている。この考え方をもとに,臨界帯域の中心周波数のスペクトルレベル及び暴露時間をパラメータとして,高木らの式と伊藤らの式がTTSの予測式として導出されている。実際の音は変動音であるため,このスペクトルレベルも時間的に変動する。そこで,このレベル変動を単位階段関数を用いて近似することにした。前述の2つの予測式により,各テスト周波数ごとにTTSを計算した。そして,暴露実験で得られた値との対応を検討した結果,両予測式とも実測値と比較的高い相関を示した。さらに,高木らの式で計算したTTSは時間的に細かく変動しており,暴露音の時間的変動をよく反映していることが分かった。本研究では,TTS(騒音性-過性域値変化)の予測手法の原理を取り入れて,実際の騒音により生じるTTSSを計算するシステム(TTSメータ)を考案することを目的としてた。

パーソナルコンピュータのWindows上で動作するアプリケーションが,転送された1/3オクターブバンドレベルを基にTTSのテスト周波数に対応する臨界帯域スペクトルレベルを合成して求め,時々刻々変化するTTSの予測値を表示する。ここで,実時間での動作を可能とするために既存の予測手法の計算手順を検討する中で,TTSのテスト周波数に対応する臨界帯域スペクトルレベルとTTSの予測値の関係が,予測式から導出されるインパルス応答との畳み込み和の形で表せることを示した。また,高木らの予測式を用いた場合,定常音の暴露と同様の方法で適用条件を処理すると予測するTTSに時間遅れが生ずるので,それを解消するための処理方法について検討した。さらに,TTSメータを使って,いくつかの環境音によりどの程度のTTSが生じるかを測定し,TTSの観点からそれらの音を評価した。
ライフログに基づくプライバシーを考慮した高度な見守りシステムの研究

少子高齢化社会への移行に伴い見守りシステムの必要性が高まっている。本研究では、プライバシーを考慮できる見守りシステムを検討した。特徴は、1長期間に渡って蓄積したGPSデータからユーザの生活圏を自動推定し、2生活圏を量子化(GeoHex)表現することでプライバシ制御を可能とし、3見守る量子化レベルをユーザの行動に基づいて適応的に変更できる点にある。生活圏の推定アルゴリズムはF値0.85程度の性能を得た。また、見守る側と見守られる側での量子化レベルの好みの実験を行い、見守られる側ではユーザ依存性が大きいことを明らかにした。1.見守り度合が制御できる生活圏推定アルゴリズム見守り領域を,人や状況に応じて自動的に設定するために,長期間に渡って取得した位置情報(GPSデータ)から生活圏を推定するアルゴリズムを検討した.生活圏を1自宅,2頻繁に訪れる滞在地,3それらを連結する経路,の3つの要素で定義した.1と2は,GPSデータから移動距離を求め,100m以内に5分以上停留した位置の平均値を滞在地候補とし,滞在地候補を「日」単位で処理した後,収録期間全体で候補をマージすることで滞在地を求める.3の経路の探索はGPSデータをGeoHexコードに変換して行う.この変換により,探索においてGeoHex間の接続性や距離を容易に算出できるばかりでなく,GeoHexコードのレベルにより位置情報の粒度を容易に変更できる.経路探索では,自宅と滞在地間を頻度の高いGeoHexコードが連なるようにで最良優先探索する.また,閾値を超えない限り探索を継続することとし,自宅とある滞在地間の複数の経路を抽出する.2.プライバシー制御プライバシーを守りつつ見守り領域を設定するために,ユーザ個人が感じる不快感を客観的に表現できる指標を検討した.その結果,地図上に表示する生活圏情報では,粒度,形状,頻度をユーザが気にすることが明らかとなった.これに基づき,生活圏表現の粒度をGeoHexコードのレベルで調整し,地図上に生活圏を表示させる機能を開発した.粒度は4段階とし,その大きさは内接円の半径が約15m,50m,150m,500mとなる六角形(GeoHex)である.どの六角形の中に人がいるかが分かる.また,不特定多数のアンケートを可能とするために,ブラウザでの表示とした.1.見守り度合が制御できる生活圏推定アルゴリズム生活圏推定に影響を与える要因として,広さ,経路の多さ,滞在地の頻度が考えらえる.そこで,これらの要因が異なる3人の学生が1年間に渡って収集したGPSデータを用いて評価を行った.生活圏の正解データは,滞在地を地図上に示し,各自に経路を地図上に描かせて作成した.評価の結果,提案方式のF値はユーザによる差はほとんどなく,その平均は0.85であった.被験者の移動領域やその広さに依存することなく生活圏が推定できると考えらえる.また,F値が高いことから,主観と一致した生活圏を抽出できると考えられる.なお,頻度だけを考慮した場合にはF値が0.5程度となったことから,滞在地間の連結を利用することの重要性が示された.以上により,生活圏推定アルゴリズムの基本検討は完了したと考える.2.プライバシー制御プライバシーを保つために好ましい粒度を明らかにするため,見守る側と見守られる側との立場からアンケート調査を行った.被験者は学生14名である.実験の結果,見守る側としては粒度が細かいほど好ましいとの回答を得た.一方,見守られる側では意見が大まかに2つに分かれた.A群は粒度が粗いほど好むグループであり,プライバシーを重視する.B群は粒度があまりに粗くなると見守りの効果が減ることを嫌うグループである.この結果から,見守られる側ではユーザの意見を反映させる機能が必須であることが示された.見守りシステムにプライバシー制御を組み込む際の方針が明らかになった.3.スマートフォンとクラウドサーバによる見守りシステムの構築見守りシステムの骨格を検討するためにプライバシー制御の必要条件を明らかにする必要があった.そこで,当初28年度に予定していた「プライバシー制御」の検討を先に行った.このため,本項目は部分モジュールの開発に留まった.1.認知症患者に関する調査認知症患者に直接アンケートを取ることは困難であることが判明したことから,長く認知症患者を診ているベテラン看護師に認知症患者の徘徊の実態,認知症の症状などについて聞き取り調査を行った.その結果,1患者は自らの認知症の進行を認知できておらず,徘徊したという事実すらも忘れてしまう.2見守る家族としては患者が自らの危険を認知できていないため不安がつのる.3認知症の進行は単調ではなく,突然悪化することが多い.4重度になると人の目を盗んで外出するようになり,裸足で徘徊する場合もある.等が明らかとなった.2.プライバシーを考慮した見守りシステムの検討1項の調査結果を踏まえ,認知症患者を見守るシステムの要件として,1認知症患者を均質に捉えるのではなく,認知症の進行度合いに応じた対応ができること,2認知症の進行度合いは本人が自覚できないことから,何らかの方法で進行度合いが把握できること,3認知症の度合が進んだ場合にはきめ細かい見守りが可能になるようにできること,を設定した.この要件を満たす見守り方式として,粗い粒度と細かい粒度の2つの粒度の生活圏を利用する見守りシステムを提案した.粗い粒度の生活圏は,認知症患者を見守る領域である.

この領域から認知症患者が逸脱した場合,通常の行動範囲から離れたと理解し,家族等の見守り側に逸脱した場所を通知する.一方,細かい粒度の生活圏は,認知症患者の細かな行動を監視するための領域である.この領域から逸脱した場合,通常とは異なる経路を通っていることになる.この逸脱が頻繁に生じる場合に迷子状態にあると判定する.さらに,迷子状態が頻繁に生じた場合には,認知症が進行したと考え,粗い粒度の生活圏を一段階小さくし,詳細に見守るようにする.1.認知症患者に関する調査認知症患者の家族の会岡山支部にコンタクトをとり,27年度に一般人で事前実験したアンケート調査を試行した.その結果,認知症患者を持つ家族は懸命な生活を送っていることから,アンケート調査には適さないとのコメントを頂いた.代案として,認知症患者と以前に暮らした経験がある家族,あるいは,数多くの認知症患者と接した経験のある看護師,からの聞き取り調査を検討し,後者を実施した.認知症患者は個人による症状が大きく異なるため,様々な事例を知っている方から,エッセンスを聞き出せたことは有益であった.これに基づき,認知症患者の見守りシステムの新たな要件を抽出することができた.2.プライバシーを考慮した見守りシステムの検討27年度に構築した生活圏抽出アルゴリズムを用いて,複数の粒度を用いた見守りシステムの基本検討を行った.生活圏を表現する粒度が粗ければ,患者の位置が曖昧であるため,プライバシーを守ることができる.認知症が軽い場合は,粗い粒度で見守るだけで十分である.健常者のデータを用いて,統計的に求めた生活圏からの日々の経路の逸脱量を明らかにした.また,迷子状態をシミュレーションして迷子検知をしたところ,F値0.9程度で検出が可能であることが明らかとなった.実験結果から,2つの粒度の生活圏を利用して,認知症の進行度合いに応じて見守り領域を適切に制御できる方式が実現できると考えられる.徘徊検知方式の検討前年度に提案した見守りシステムでは,細かい粒度の生活圏からの逸脱を検知して徘徊行動を判断し,その頻度から認知症の進行度を推定する.さらに,認知症が進行したと判断した場合,システムは詳細に見守るように見守り範囲を絞る.つまり,認知症が軽度な段階では大まかな見守りを行い,認知症が重くなると詳細な見守りを行う.
普遍的転写因子TBPと相互作用してその活性を調節する核内因子の解析

タンパク質をコードする遺伝子はPolIIにより転写されているが、その転写量は種々のDNA結合能を持つ転写調節因子により調節されている。これら転写因子の標的はTBPであるが、TBPは直接活性化シグナルを持け取らず、TAFと呼ばれる因子が、そのシグナルを伝達する。TAFは発生・分化・増殖というような様々な生命活動にかかわる転写調節に深く関与すると考えられ、本研究においては、動物個体組織からTAFを得る新たな実験系の確立を目ざした。マウスTBPのN端にヒスチジンのタグを付けたものを大腸菌で大量発現させ、Ni-アガロースで純品に精製した。別にラットの肝臓より核抽出液を大量に調製した。ヒスチジンタグ付TBP(HXmTBP)と核抽出液を混合し、これをNi-agaroseを通す事によりHXmTBPに結合する核内タンパク質(TBP結合性蛋白質:TIPs)をSDS-PAGEで検出した。その結果、核抽出液には多数のTIPsが含まれている事が明らかになった。抗マウスTBP抗体を用いて核抽出液内のTFIID複合体を解析したところ、TIPsのかなりのものはTAFとして分類される因子と同一である事が考えられた。このTIPsを得る時、熱処理を行なうと、かなりのTIPsは消失するが、残る分子も存在し、TIPsの中には、TBPに直接あるいは間接に様々な強さで結合するものが存在する事が明らかになった。肝以外に脳や腎,精巣などの核抽出液中のTIPsを解析したところ、「組織特異的」あるいは「増殖特異的」TIPsの存在が示唆された。
増殖因子制御による血管発生の時間的・空間的解析

本研究では、病的網膜血管新生理解への足がかりとするため正常網膜血管発生機構を詳細に把握することを目的とした。網膜血管形成における周皮細胞-内皮細胞のinteractionの役割を検討するため、血小板由来増殖因子(PDGF)受容体βにたいするモノクローナル抗体を新生児マウス腹腔に注入し、フラットマウント法にて網膜血管形成を観察した。抗PDGFR-β抗体を投与したマウスでは網膜血管は壁細胞による被覆を失い、顕著に拡張・蛇行しvascular remodelingにも異常をきたした。電顕像にても内皮細胞間結合の解離、細胞外マトリックス異常が見られた。網膜浮腫が起こった後10日目には網膜出血、硝子体出血がみられた。このような状態はpericyte loss後に進展する糖尿病網膜症に類似していた。抗PDGFR-α抗体では、グリア細胞抑制により網膜血管が伸長しないが、こうした周皮細胞の異常はみられなかった。周皮細胞は様々な因子を分泌し内皮細胞を制御している。アンジオポエチン1(Ang1)はそのような因子のひとつであるが、その単独投与により周皮細胞の被覆がない状態の血管においても網膜血管の正常な形成がみられた。以上の結果よりPDGFR-βによる制御が周皮細胞の制御因子になっていること、Ang1による制御が周皮から内皮への主要制御機構になっていることが示唆された。糖尿病網膜症などにおけるpericytelossの意義が明らかになったばかりでなく、今後の血管再生的治療法の開発にAng1が有用であることが示された。研究方法1.まず正常血管発生を観察するため、血管内皮および壁細胞(血管平滑筋・周皮細胞)特異的マーカーを用いた免疫染色により網膜血管発生過程における血管構築の解析した。2.血管新生因子である血小板由来増殖因子(PDGF)の血管発生における役割を解明するため、まず抗PDGF受容体-b(PDGFR-b)モノクローナル抗体を抗体産生ハイブリドーマ(APB5)の培養上清より抗体をアフィニティーカラムにて精製した。次に新生児マウス腹腔に抗体を連日投与し、フラットマウント法・組織切片・走査電子顕微鏡法などを用いて、網膜血管発生に対する時空的解析を行った。研究成果1.発生開始直後の網膜血管は、均一な微小血管より構築されているが、徐々に大小の血管に再構築(リモデリング)され、形態的に明らかな動脈・静脈・毛細管へと発達していく。こうした過程において、血管壁細胞は機能的・形態的多様性を獲得し、血管リモデリングに綿密に関わっていると考えられる。2.抗PDGFR-b抗体投与マウスにおいては、網膜血管壁は壁細胞による被覆を失い、著明に拡張・蛇行する。抗体投与マウス網膜血管では、その発達速度の遅延のみならず、血管網リモデリングにも異常をきたすことが確認された。また、走査電子顕微鏡により、血管内皮細胞間結合の解離および血球の血管外遊出をみとめた。APB5連続投与マウス組織切片にて、血管周囲網膜の浮腫を認め、生後10日目に網膜剥離、眼内出血をきたした。一方、抗PDGFR-aモノクローナル抗体投与では、これらの血管壁細胞異常や、リモデリング異常は認めなかった。こうした知見より、PDGF-B/PDGFR-bは網膜血管発生において、全ての壁細胞の制御に関与していると考えられる。また、血管内皮・壁細胞相互作用の破綻によりリモデリング異常・血管壁透過性亢進をきたすなど、病的血管と類似した血管異常が観察され、血管発生のみならず糖尿病網膜症など病的血管が関与する疾患における病態解明にもつながるものと考えられた。