hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
対サイバー攻撃アルゴリズムのスループットと電力性能比を向上する計算機システム

(3)については、IPv6においてDHCPv6とRDNSSの2つのDNSサーバ割り当て方法の実装状態によってはサブネット内の悪意のある端末によって不正DNSサーバへの誘導することができること、および、複数DNS参照によるDNSサーバ間の結果検証を行う提案をし、国際会議にて発表を行った。(4)については、APまでの遅延を覗いたバックボーンネットワーク部の遅延の統計の差異から接続中の無線LANサービスの判別を行うことが可能ことを確認する予備実験を行い、結果を国内シンポジウムにおいて発表した。GPU等を利用した並列化と、並列化で改善した性能をDVFSによる消費電力削減に利用することによる電力性能比の向上は予定通りに進める。一方で、FPGA利用による電力性能比の改善については、名古屋大学側で研究を希望する学生が少なく、工学院大学側(研究協力者の異動により、豊橋技術科学大学から変更)で研究を推進する学生から希望者を募ることも考える。なお、名古屋大学側では代替として、対サイバー攻撃アルゴリズム自体の改良による電力性能比向上を試みる。対サイバー攻撃アルゴリズムの性能向上に関する研究、および、それを実行する汎用プロセッサの低消費電力化に関するについては順調であるため、計画通り推進する。一方で、GPGPUとFPGAを利用する研究については中止し、近年普及の著しいIoTおよびその基盤に関する対サイバー攻撃の電力効率向上の研究に転換する。IoT関係は特に電力制約が厳しいシステムとなるため、本研究課題名において研究を推進するのにふさわしい転換先と考える。物品調達価格の変化などにより1万円以下の少額の執行残が出たが、執行残を無理に執行するよりは次年度の予算と合算使用する方が合理的と考えた。次年度使用額は、次年度における研究成果の対外発表の旅費として使用する予定である。
ニトロゲナーゼの窒素固定反応に関する理論化学的研究

生態系が行う窒素循環において、ニトロゲナーゼが行う空気中の窒素分子をアンモニアに変換する窒素固定は、最も重要な生物反応である。ナイトロゲナーゼは、反強磁性状態にある{Fe_7MoS_9}及び{Fe_8S_7}を骨格中心にもち、電子伝達反応を行いながら常温・常圧条件下で窒素固定を行っている。本研究では、密度汎関数法および多配置関数法(RASSCF法)を用いて、ニトロゲナーゼ骨格中心の{Fe_7MoS_9}及び{Fe_8S_7}クラスターの電荷移動反応と窒素固定反応を理論的に明らかにした。電荷移動反応の過程で、いずれのクラスターもその骨格を保持する。{Fe_7MoS_9}および{Fe_8S_7}のいずれにおいても-1価の電荷で最安定構造であった。モリブデン挿入された{Fe_7MoS_9}の特徴は、{Fe_8S_7}より小さなエネルギー差で電荷移動可能であり、各電荷状態に低い励起状態が存在し、容易に電荷移動が可能であることである。2つのクラスターは電荷移動に関与する金属が全く異なり、{Fe_8S_7}ではクラスター中心の四つの鉄に存在するFe(3d)軌道の電子密度が変化するに対して、{Fe_7MoS_9}ではMo(3d)軌道の電子密度の変化が大きく、窒素固定反応の初状態にFeMocoのモリブデンが大きく関わってくる。窒素分子の挿入反応では、{Fe_8S_7}には窒素分子が全く挿入されないのに対し、{Fe_7MoS_9}では窒素分子の挿入により窒素分子の分子間距離も伸張する。これらの窒素分子の挿入反応では、窒素分子のπ^*軌道が電子受容体となるが、それぞれのクラスターの電子供与に関わる軌道(SOMO)の軌道エネルギーが異なり、窒素分子のπ^*軌道と、{Fe_8S_7}^<1->では全く相互作用をしないのに対し、{Fe_7MoS_9}^<1->では大きな相互作用を行う。これらの結果は、ニトロゲナーゼの窒素固定反応を解析する大きな足がかりとなった。
水素結合ドナー・ホスホニウム塩複合型有機分子触媒の設計開発

環境低負荷な触媒である有機分子触媒の利用は金属触媒に頼らない精密有機合成を実現するアプローチとして注目を集めている。本研究は酸・塩基触媒を中心とする有機分子触媒からの脱却をめざしており、ホスホニウム塩を利用した新規有機分子触媒の開発により、従来とは根本的に活性化様式の異なる有機分子触媒を創製することを最終的な目標としている。研究目的に沿ってH30年度もテトラアリールホスホニウム塩触媒を用いる反応を検討した。まず、H29年度に引き続きエポキシドとイソシアネートのカップリング反応を検討した結果、エポキシドとしてグリシドールを用いた場合に、他のエポキシドを用いた場合とは異なる生成物が得られることを見出した。単結晶X線結晶構造解析により生成物の構造が4ーヒドロキシメチルオキサゾリジノンであることを明らかにした。触媒のスクリーニングにより、二官能性テトラアリールホスホニウム塩よりもテトラフェニルヨージド誘導体を用いると高収率で対応する4ーヒドロキシメチルオキサゾリジノンが得られることがわかった。触媒作用を解明するために種々実験を行い、ホスホニウム塩が水素結合アクセプターとして機能しているという知見を得た。また、光学活性グリシドールからの光学活性オキサゾリジノン合成を検討し、アンモニウム塩や有機塩基との比較により、水素結合アクセプターとしてのホスホニウム塩触媒の優位性を示した。さらに、3位に置換基を有するグリシドールを用いると、ジアステレオ選択的に反応が進行することを明らかにした。エポキシドとイソシアネートのカップリング反応を検討中、テトラアリールホスホニウム塩の新しい触媒能を見出したことにより、その知見に基づきホスホニウム塩の性質を理解できるようになりつつある。生成物のオキサゾリジノンは合成医薬品中に数多く含まれる骨格であるため、前記の反応の高効率化を行うことにより、触媒系の合成化学的応用を進めることができている。一方、キラルホスホニウム塩については未だ優れた不斉触媒としての機能を明らかにできていない。したがって、現在までの進捗状況を「やや遅れている」と判断した。グリシドールとイソシアネートの反応において見出した水素結合アクセプターとしてのホスホニウム塩の触媒能は極めて興味深い。実験的な反応機構解析だけでなく、DFT計算による反応機構解析を行い、ホスホニウム塩の性質の理解を深める。この触媒能は他の反応系にも応用できると考えられるため、新規触媒反応の開発が期待される。また、不斉触媒を含む新規二官能性触媒の開発も継続的に行う予定である。近年、有機分子触媒の利用は金属触媒に頼らない精密有機合成を実現するアプローチとして注目を集めているが、その多くは酸・塩基触媒であり、他の機能をもつ有機分子触媒の開発が望まれている。本研究は“ホスホニウム塩"を触媒官能基として導入し、従来とは根本的に活性化様式の異なる有機分子触媒の創製をめざしている。本研究の目的は、新規有機分子触媒の創製と機能開拓ならびに触媒作用の解明とともに、高効率・高選択的反応の開発と医薬品などへの合成化学的応用である。研究目的に沿って、H29年度はこれまで開発に成功しているホスホニウム塩触媒系を主軸として、さらなる触媒反応の開発と新規触媒の設計開発を併行して実施した。まず、エポキシドと二酸化炭素のカップリング反応をベンチマークとして新規触媒の機能評価を行った。ホスホニウム塩触媒の置換基を種々検討したところ、リン原子上に電子豊富なアリール基を有するホスホニウム塩を触媒として用いるとその活性が向上するという興味深い結果が得られた。続いて、反応機構に関する知見を得るため量論量のホスホニウム塩を用いた反応や単離した中間体を用いた反応を行い、触媒の構造や置換基が反応のどの段階に関与しているかを明らかにした。さらに、DFT法を用いて遷移状態構造の計算を行い、エポキシドと二酸化炭素のカップリング反応におけるエネルギーダイアグラムを得た。また、エポキシドとイソシアネートのカップリング反応を検討し、開発したホスホニウム塩が同反応の極めて有効な触媒となることを示した。これまでの研究で開発したテトラアリールホスホニウム塩に関しては、触媒ライブラリーを構築し高活性な触媒の開発や反応系の探索を行っており、一定の目標は達成されたと考えている。一方、不斉触媒に関しては、いくつかキラルホスホニウム塩触媒を合成して反応に用いたものの、エナンチオ選択性の発現には至っていない。また、ホスホニウムイオンをルイス酸として利用する二官能性触媒の合成は十分検討できていない。

触媒作用を解明するために種々実験を行い、ホスホニウム塩が水素結合アクセプターとして機能しているという知見を得た。また、光学活性グリシドールからの光学活性オキサゾリジノン合成を検討し、アンモニウム塩や有機塩基との比較により、水素結合アクセプターとしてのホスホニウム塩触媒の優位性を示した。さらに、3位に置換基を有するグリシドールを用いると、ジアステレオ選択的に反応が進行することを明らかにした。エポキシドとイソシアネートのカップリング反応を検討中、テトラアリールホスホニウム塩の新しい触媒能を見出したことにより、その知見に基づきホスホニウム塩の性質を理解できるようになりつつある。生成物のオキサゾリジノンは合成医薬品中に数多く含まれる骨格であるため、前記の反応の高効率化を行うことにより、触媒系の合成化学的応用を進めることができている。一方、キラルホスホニウム塩については未だ優れた不斉触媒としての機能を明らかにできていない。したがって、現在までの進捗状況を「やや遅れている」と判断した。エポキシドと二酸化炭素ならびにイソシアネートのカップリング反応については、継続的に反応機構解明を行うとともに、DFT計算により得られた知見に基づきさらなる反応の効率化を行う予定である。特にイソシアネートの反応に関しては、エポキシドとしてグリシドールを用いた場合にオキサゾリジノンの位置異性体が得られるという知見が得られており、ホスホニウム塩の新しい触媒能の開拓が期待される。また、不斉触媒や新規二官能性触媒の開発も引き続き行いたいと考えている。グリシドールとイソシアネートの反応において見出した水素結合アクセプターとしてのホスホニウム塩の触媒能は極めて興味深い。実験的な反応機構解析だけでなく、DFT計算による反応機構解析を行い、ホスホニウム塩の性質の理解を深める。この触媒能は他の反応系にも応用できると考えられるため、新規触媒反応の開発が期待される。また、不斉触媒を含む新規二官能性触媒の開発も継続的に行う予定である。
天然ゼオライトによるメタンガスの回収・濃縮に関する研究

天然ゼオライトは我が国では農・水・畜産業中心に古くから活用されてきたが、工業的に用いられているのは合成ゼオライトである。しかしながら、その埋蔵量および経済性を考慮するならば、天然ゼオライトを新しい高機能性材料とする開発研究が望まれている。北海道産天然ゼオライトの数種にたいしアンモニウム塩水溶液による処理を行なった結果2-PAの脱水反応に対する触媒活性が著しく向上することが知れた。また酸処理を行なった活性はアンモニウム塩処理をしたものよりも低く、硫酸アンモニウム塩処理は2-PAの脱水反応以外の酸触媒反応に対しても有効であることが明かとなった。メタンガス、炭酸ガスはともに原石のものである程度の吸着能を有していることは昨年度までに確認している。表面処理は酸および塩基によって行ない、粒度は-2mmのもとを用いた。炭酸ガスに対しては酸処理を行なうと吸着能は低下し、塩基処理を行なうとCaO処理を除くすべての試料で吸着能が向上した。これは炭酸ガスが酸性ガスであるため、天然ゼオライトの表面を酸性にする酸処理では炭酸ガスとの親和性が減少し、塩基性にする塩基処理では親和性が増ますことによるものとおもわれる。メタンガスに対しては塩基処理を施したものは原石よりも吸着能が劣化したが、酸処理をしたものはすべて吸着能が向上し、塩酸処理によるものが最も高い吸着能を示した。この表面改質による吸着量は原石の56倍にもなり、メタンガスの濃縮・回収が十分可能になると考えられる。今年度は(1)メタンガス吸収能と(2)酸およびアンモニウム塩処理による表面改質の2テ-マに主眼を置いて実験を進めた。両実験とも常圧固定床流通方式を採用し、ガス分析にはガスクロマトグラフを用いたが、実験系統はそれぞれ独立した2系統とした。メタンガス吸収能の実験では350°Cで24時間焼成した粒〓2mm以下の太平洋炭礦産含ゼオライト岩のみを対象とした。試料ガスは炭礦のガス抜ガスを想定しCH_410.04%の空気混合ガスである。純メタン換算の積算吸収量は30°Cの場合18.2m^3/tであったのに対し15°Cで20.0m^3/t、0°Cでは27.5m^3/tで、低温側で吸収量が増加する傾向が現われた。このため今後より低温での吸収量を確認したい。この程度の吸収能があれば十分実用が可能であるが、更に能力の向上を計りたい。一方、数種の北海道産天然ゼオライトに対しアンモニウム塩水溶液による処理を行った結果、2ーPAの脱水反応に対する触媒活性が著るしく向上することが知れた。この場合、処理法の違いおよびアンモニウム塩の種類による活性向上の差異はほとんど見られず、低濃度でも十分な処理効果が得られた。また酸処理を行った活性はアンモニウム塩処理をしたものよりも低く、硫酸アンモニウム塩処理は2ーPAの脱水反応以外の酸触媒反応に対しても有効であることが明らかとなった。硫酸アンモニウム塩処理による天然ゼオライトの構造変化は起こらなかった。これにより触媒活性が向上するのは、天然ゼオライト表面上に新たなブレンステッド酸点が多数生成するためと考えられた。本研究では、太平洋炭鉱産ゼオライト岩に種々の処理を施して表面改質を行ない、その吸着能および触媒能を向上させることを目的としたが、本年度はメタンガス、炭酸ガスに対する吸着実験を行なった。実験装置は前年度から用いている常圧固定床流通式反応装置で、吸着分析にはガスクロマトグラフ(TCD)を使用した。

メタンガス、炭酸ガスはともに原石のものである程度の吸着能を有していることは昨年度までに確認している。表面処理は酸および塩基によって行ない、粒度は-2mmのものを用いた。炭酸ガスに対しては酸処理を行なうと吸着能は低下し、塩基処理を行なうとCaO処理を除くすべての試料で吸着能が向上した。これは炭酸ガスが酸性ガスであるため、天然ゼオライトの表面を酸性にする酸処理では炭酸ガスとの親和性が減少し、塩基性にする塩基処理では親和性が増すことによるものとおもわれる。メタンガスに対しては塩基処理を施したものは原石よりも吸着能が劣化したが、酸処理をしたものはすべて吸着能が向上し、塩酸処理によるものが最も高い吸着能を示した。この表面改質による吸着量は原石の56倍にもなり、メタンガスの濃縮・回収が十分可能になると考えられる。
神経回路網モデルによる学習並列情報処理の研究

1.甘利は神経回路モデルの情報処理様式の解明を目指して、学習の性能を表現する統一的理論を構築した。これにより、神経回路網の近似実現の問題や学習可能性の問題を統一的に議論する展望が開けてきた。これは回路の構造と学習に要する例題数との関係を明らかにするものである。2.脳の総合系としての働きを明らかにする研究の一還として、中野は認識,記憶機構にとどまらず、認識に有用な情報を積極的に獲得する過程を含めた能性的認識のモデルを神経回路網を用いて構成した。そらに、認識のために有効な情報表現機構の自己組織化について考察を進めている。3.鈴木は腕の運動の最適軌道生成の拘束条件としてトルク変化最小モデルを発展させ、筋張力変化最小モデルを提案し、サルの筋骨格系の解剖学的デ-タにもとずいて計算した軌道が行動実験とよく対応することを示した。また把持運動での手の最適な構えを生成する神経回路モデルを提案した。4.自己相関型の連想記憶においてはシグモイド型の出力特性の神経素子が用いられてきたが記憶容量や偽記憶などに問題があった。本研究で吉澤はシグモイド特性を非単調な特性に変えることによってこれらの間題が大幅に改良されることを計算機実験によって示した。さらに、区分線形近似を用いてこれらの改良に対する理論的証明をあたえた。平成元年度における研究は、まず現在までに明らかになっている神経回路網のダイナミクスや情報表現機構の自己組織化能力を基礎にして、脳内で使われている可能性のある情報表現形式に対して、論理的手法と数値計算的手法によって検討を加えた。脳の中では、一群の細胞の発火パタ-ンによって情報が表現され、それが研究分担者のひとりである中野らによって提案された並行計算による連想記憶モデルに近いメカニズムで処理されているとする説が有力視されている。連想記憶モデルを構成する細胞の数と、そのモデルに記憶できるパタ-ンの数との関係を明らかにすること(記憶容量の問題)は、連想記憶モデルに関する最も基本的な問題である。本年度の研究の結果、連想記憶モデルの記憶容量は、細胞の発火率に依存すること、スパ-ス・エンコ-ディングを用いたとき(発火率が低いとき)、記憶容量が非常に高くなることが判明した。また細胞数が一定ならば、モデルに蓄えられる総情報量(記憶できるパタ-ンの数×一個のパタ-ンに含まれる情報量)も、発火率が低いほど多くなるという意外な結果も得られた。この結果を応用して三層神経回路網の持つパタ-ン分類能力に関する新しい試価を得ることができた。つぎにフィ-ド・バック結合を持つ三層回路に、バック・プロパゲ-ション法によって動的パタ-ンを学習記憶するモデルを構築し、このモデルの性質をシミュレ-ションによって確認した。このようにして得られた基標的な結果をいかして、具体的な制御系を設計し、これによっておこなわれる腕の制御と、実際の人間の腕の制御を比較し従来のモデルには見られない良い一致を得ている。この結果は将来ロボットア-ムの設計をおこなうとき非常に役立つはずである。1.神経回路モデルの情報処理様式の解明を目指して、甘利は新しい情報幾何学を用いて神経回路網多様体を構成するのに成功した。神経回路網多様体の具体例として、a)高次ニュ-ロンの作る多様体、b)確率的動作をするボルツマン・マシンの多様体の二つを例として取り上げ、詳細な研究を開始している。これらの空間は双対平担構造を持つことを確かめている。2.神経回路網による運動軌道の設計および運動の学習制御の実現について大きな進展があった。すなわち、鈴木はトルク変化をもとにする評価関数最小の原理によって人間の腕の運動軌道が脳内で計算されているという仮説をさらに精密化し、これを人間が用いた新しいパラダイムの実験により実証した。さらに、軌道を具体的に計算し制御するための神経回路網についての考察を進めている。3.脳の総合系としての働らきを明らかにするために、中野は連想記憶神経回路モデル、自己組織神経回路モデルを含む大規模なシステムを取扱い、この上での知識表現を可能にするコンピュ-タシステムを開発した。4.視覚系の情報処理機能を解明するため、吉澤は人間を対象とする新しいパラダイムを用いて両眼画像の融合による立体知覚の形成過程を研究し、有用な知見を得た。現在この理論化に取り組んでいる。5.この他に、生理学実験とよく合う記憶モデルを開発し、その性質を全員が協力して調べている。

また把持運動での手の最適な構えを生成する神経回路モデルを提案した。4.自己相関型の連想記憶においてはシグモイド型の出力特性の神経素子が用いられてきたが記憶容量や偽記憶などに問題があった。本研究で吉澤はシグモイド特性を非単調な特性に変えることによってこれらの間題が大幅に改良されることを計算機実験によって示した。さらに、区分線形近似を用いてこれらの改良に対する理論的証明をあたえた。
CD4陽性T細胞の確率的な活性化によって制御される抗原特異的な細胞増殖

生体防御機構の免疫系は抗原特異的な免疫応答が動作機構の基本であり、個々の免疫細胞も保持すると考えられてきた。本研究では、CD4陽性ナイーブT細胞の抗原特異性や応答性は極めて乏しいことを見出した。さらに、免疫応答を亢進する活性化T細胞がAPCと相互作用しているとナイーブT細胞の抗原特異性は顕著になり、一方で、免疫応答に抑制的に機能する制御性T細胞が相互作用しているとナイーブT細胞の応答性は低く保たれた。T細胞の抗原特異的な免疫応答はAPCに相互作用する細胞により大きく変動することを発見した。免疫系は生体に備わる防御機構で、獲得免疫系ではある抗原に対してその抗原特異的に反応する免疫細胞のみが応答する。個体、組織レベルでは見事に抗原特異性を示す一方で、単一細胞系ではCD4陽性T細胞が初めて抗原と出会った時の抗原特異性は極めて低いことを事前実験で示していた。本研究では、CD4陽性T細胞のサブタイプに分類したり、抗原提示細胞の状態を変化させたりすることで、CD4陽性T細胞が抗原特異性を獲得する条件を探索する。単一細胞系の実験はCD4陽性T細胞をガラス管で捕捉した後、ガラス面に吸着させた目的の抗原提示細胞と直接接触させて行った。CD4陽性T細胞はOVAペプチド特異的に反応するトランスジェニックマウスDO11.10から精製し、ナイーブT細胞と免疫応答に抑制的に機能するとされる制御性T細胞に分類した。CD4陽性T細胞は抗原認識後活性化することが最初の免疫反応なので、活性化の指標として細胞内カルシウム濃度の上昇をカルシウム指示薬Rhod-2を用いて計測した。ナイーブT細胞をOVA有の単一の抗原提示細胞と接触させても活性化する細胞は20%程度で、最初の抗原認識時の抗原特異性は低いことを示した。しかし、抗原提示細胞に他の抗原提示細胞やT細胞が結合していると活性化する細胞は40%にまで上昇することが分かった。さらに、抗原提示細胞に結合している細胞がナイーブT細胞の場合活性化する細胞は50%を越えた。一方で制御性T細胞が結合していると活性化する細胞は30%に抑えられる。このように抗原提示細胞の状況が変化することによって初めて抗原と出会うナイーブT細胞の応答性が制御されていることを見出した。単一細胞操作の実験系を問題なく立ち上げることができたので、多様な状況下での実験が遂行でき、抗原特異性が低い状況と高い状況を作り出すことに成功し、計画していた段階まではプロジェクトを前進できた。実験系に関しては、当初はCD4陽性T細胞のサブタイプや抗原提示細胞の分類や生死判定を顕微鏡下で全て行うために顕微鏡の自動化が必要と考えていた。2台の計測カメラを別々に制御したり光学系を工夫することで細胞の分類とCD4陽性T細胞の細胞内カルシウム濃度の計測を簡単に手早くできるようになったため、当初予定したより実験の試行回数も増やすことができた。獲得免疫系における抗原特異性は単一細胞レベルにおいても機能すると考えられていたが、CD4陽性T細胞(ナイーブT細胞)の抗原特異的な活性化は単一細胞レベルでは非常に乏しく、さらに相互作用する抗原提示細胞に結合している細胞種によりナイーブT細胞の応答性が変化することを昨年度までに明らかにした。本年度はナイーブT細胞の応答性の時間的変化を昨年度までに構築した単一細胞の実験系を用いて計測し、これらの実験結果をもとに数理モデルを構築した。ナイーブT細胞の抗原への応答性が時間的に上昇するか、1回目の接触で活性化した細胞を再度抗原提示細胞に接触させてその応答性を調べた。その結果、1回目と同じ抗原提示細胞に複数回接触させても、異なる抗原提示細胞に接触させても活性化してから30分までは2度目の活性化は認められなかった。これは活性化によるT細胞受容体の細胞内への取り込みにより抗原認識能が低下することを反映したと考えられる。不応答期からの回復はT細胞の活性化マーカーであるCD69の発現と相関があり、抗原応答性は1回目の接触時より上昇することが分かった。以上の実験パラメータを用いて、システムとして抗原特異性を示す数理モデルを構築した。抗原特異性を示すまでに抗原提示細胞と接触できる回数を不応答期を考慮して40回と設定した。10000個のT細胞と抗原提示細胞がランダムに接触し、活性化するごとに活性化レベルを1つ上昇させて40回の試行により閾値が設定できるかを調べた。単一細胞同士の接触だけを認めた場合では閾値は設定できなかったが、活性化したT細胞の抗原提示細胞からの解離係数を低くすると閾値を設定することができた。このようにT細胞の活性化により他のT細胞の活性化を促進することで、個々のT細胞の応答能が低くてもシステムとして抗原特異性が保たれることを示すことができた。実験系の構築、ナイーブCD4陽性T細胞の抗原特異性の変化および理論モデルへの展開は当初の計画通り進み、一定の結果は得られた。しかし、2016年10月より異動に伴い、得られた結果の検証実験の試行回数が十分でなかったので論文投稿に至らなかった。しかし、試行回数を増やしていっても結論が変更されることはほとんどないと言える。最終年度は前年度までに得られた実験データを精査し、理論モデルの構築に発展させた。ナイーブT細胞が特異的抗原が存在する抗原提示細胞と接触させても必ず活性化するわけではなかった。

逆に特異的抗原が存在しない場合でも活性化を示す場合があった。さらに、抗原提示細胞に活性化T細胞や制御性T細胞が相互作用しているとT細胞の活性化頻度が調整されることを実験データとして示していた。各々の場合におけるT細胞の活性化頻度をパラメータとして使用して、ナイーブT細胞と抗原提示細胞をランダムに配置して、活性化する回数を測定した。さらにパラメータとして、一旦活性化すると3時間は抗原提示細胞と結合すること、1時間は再活性化が抑えられることも組み込んだ。実験データでは1回の接触では特異的抗原の有無で大きな差は捉えられなかったが、シミュレーションの結果24時間後には大きな差になることが示された。ただし、上記のセットでは3日以上経つと特異的抗原がなくても多くの細胞が活性化してしまうので、何らかのネガティブフィードバック機構があると考え、一定時間活性化しない場合は活性化のレベルが低下するパラメータを追加した。その結果、特異的抗原が存在しない場合は静止状態を保ち、存在する場合は時間が経つごとに活性化のレベルが上昇することを示すことができた。以上の結果から、T細胞は抗原の有無に関わらず低頻度で活性化するが、ネガティブフィードバック機構により静止状態を安定化する。特異的抗原を接触してネガティブフィードバック機構を凌駕する強いシグナルが入ることで、活性化の状態に遷移していくことが示唆された。生体防御機構の免疫系は抗原特異的な免疫応答が動作機構の基本であり、個々の免疫細胞も保持すると考えられてきた。本研究では、CD4陽性ナイーブT細胞の抗原特異性や応答性は極めて乏しいことを見出した。さらに、免疫応答を亢進する活性化T細胞がAPCと相互作用しているとナイーブT細胞の抗原特異性は顕著になり、一方で、免疫応答に抑制的に機能する制御性T細胞が相互作用しているとナイーブT細胞の応答性は低く保たれた。T細胞の抗原特異的な免疫応答はAPCに相互作用する細胞により大きく変動することを発見した。抗原提示細胞の状況が変化することによって初めて抗原と出会うナイーブT細胞の応答性が制御されていることが分かったので、本年度は応答性の変化が抗原提示細胞かT細胞がどちらに起因するものか時空間的に解析していく。同時に計測結果に基づく理論モデルを構築してCD4陽性T細胞が抗原特異性を示すようになるメカニズムを理解していく。昨年度までに得られた実験結果を確定させて、論文の共著者らと議論を重ねて、免疫学的に重要な結論を導きだす。これらの成果を学術論文に発表することで、本研究を完結させる。生物物理計測する顕微鏡を自動化するために電動化ソフトウェアを導入予定であったが、光学系の工夫などで自動化しなくても研究が進めることができるようになったため。当初の計画では、2016年度中に成果発表をする予定であったが、2016年10月より研究代表者の所属機関が変更になったため、最終的な成果発表に至らなかった。今後の実験計画としてCD4陽性T細胞を時空間的に制御することを考えている。現在のところ細胞の捕捉、操作は手動で行っているが、計測の再現性・正確性を出すためには手動では困難であることが予想される。
新規スクリーニング法を用いた機能的T細胞リンパ腫がん遺伝子の網羅的探索

ATLL(成人T細胞性リンパ腫白血病)リンパ腫型は、日本で最も多いT細胞性リンパ腫である。HTLV-1ウイルスの感染がその成立の前提条件ではあるが、それだけでは腫瘍化せず、何らかの付加的遺伝子異常が必須と考えられる。しかしながら、リンパ腫の病態形成に必須の遺伝子は未知である。本研究はT細胞性リンパ腫形成に働く遺伝子を、機能的スクリーニングにより網羅的に検索することを目的とする。具体的には、ATLLリンパ腫型細胞株からレトロウイルスcDNAライブラリーを作製し、正常のT細胞にライブラリーを導入し、形質転換能、マウスへの移植による造腫瘍能を指標に、リンパ腫形成に必須の遺伝子を探索するものである。本年度は、その手法を確立するために以下の研究を行い、一定の成果を収めた。(1)マウスの胎児肝細胞から造血細胞を純化し、OP9-DL1ストローマ細胞と共培養することにより、T細胞をin vitroで分化・増殖させることに成功した。(2)次に、この共培養のシステムにおいて、レトロウイルスを感染させることにより、T細胞に遺伝子を導入することに成功した。T細胞はCD3陰性からCD4陽性CD8陽性、さらにはCD4単独陽性と各分化段階の細胞が見られ、T細胞性リンパ腫の発生段階に対応する任意の細胞に遺伝子を発現させることが可能であった。(3)そこで、この共培養を応用したレトロウイルスによるT細胞への遺伝子導入システムが、T細胞性リンパ腫の発がん研究に応用できるかどうかを、モデル系で検討した。この目的のために、T細胞に活性型RasやAkt,Myc,ERGなどの既知のがん原性遺伝子を導入し、T細胞の増殖動態を観察した。その結果、いずれの場合もT細胞の増殖が確認でき、特にRas,Mycで強い作用を観察した。以上から、共培養を応用した本システムがT細胞性リンパ腫研究に応用可能であることが明らかとなった。
新規クロマチン構造調節因子SAB1によるT細胞分化制御機構

クロマチン構造を介して遺伝子発現を制御する因子にはHOX遺伝子の発現維持に必要とされるtrithorax-group及びPolycomb-group遺伝子群が知られているが、私は最近マウスの未分化T細胞で発生段階特異的に発現されるtrx-Gの新しいメンバーを発見し、sab1遺伝子と名付けた。SAB1はショウジョウバエASH1と線虫のLIN59ホモログで、少なくとも5つの機能ドメインを有する。特にSAB1にはASH1とLIN59に無いブロモドメインがあり、ゲノムのメチル化を欠くショウジョウバエや線虫との遺伝学的相違を反映している可能性がある。一方、SAB1はヒストンシャペロンSETに結合するSEBと高い相同性があり、ヒストン調節への直接的関与が示唆される。従ってSAB1はエピジェネティックな遺伝子制御の分子メカニズムを解明する新しい手掛かりになると考えられる。(1)in vitroでSAB1の機能を阻害することによりT細胞の分化が抑制されるが、前骨髄性白血病細胞でもSAB1はHOX遺伝子発現調節に関与している。(2)ヒトsab1ホモログはプロモーターがGC-rich領域にあってTATAボックスを欠く事が分かっていたが、私はマウスsab1遺伝子の全長を含むPACクローンをスクリーニングしsab1遺伝子上流の塩基配列を解析した。今後sab1の組織及び発生段階特異的な発現機序を明らかにする上で、プロモーター付近の機能解析が重要となる。(3)sab1遺伝子を欠損する動物モデルを作成しSAB1のin vivoでの機能を明らかにする目的で、翻訳開始コドンがあるエクソン2をターゲットにしたベクターを作成した。(4)SAB1の分子機能を明らかにする為にはSAB1と反応する因子を同定することが必須であり、SAB1のPHDドメインやブロモドメインを囮にした酵母2ハイブリッドスクリーニングから幾つかの候補を得た。
ヒト骨疾患シミュレーションのための骨成長モデルの構築

本年度は、昨年度に引き続いて大理石病モデルマウスを用いた研究をおこなった。成長期の大理石病マウスに、隔週で7回テトラサイクリンおよびアリザリンレッドを投与し、長期間の成長過程を蛍光顕微鏡観察によって観察した。その結果、(1)長軸方向への成長は生後7週目から著明に速度が低下する事(2)骨幹部の中央外側部に皮質骨形成が限局して起きている事(3)骨幹部中央に、わずかながら破骨細胞が出現し、骨吸収が起きている事(4)大理石病に特有のダンベル構造をとりながら成長が進む事などが判明した。また、昨年作製した骨成長モデルシミュレーションについて、東京理科大学の菊池教授とディスカッションし、骨にひねりストレスを加えた場合と、2方向以上から曲げストレスを与えた場合に、上記のような骨幹中央部に骨形成と骨吸収が起きる事が分かった。特に、多方向から曲げストレスを与える事によって、実際の骨に特有の、骨外表面の凹凸構造が形成される事がわかった。さらに、大理石病の症状を再現するためには、破骨細胞活性の低下だけではなく、局所応力への反応が低下する事が示唆された。この事実を証明するためには、さらに高解像度でのシミュレーションが必要であり、既に作製した3次元シミュレーションよりも2次元シミュレーションが適している事が判明した。現在、並列計算用大規模2次元骨リモデリングシミュレーションを作製中である。これらの研究成果は、21年度中に論文投稿するための準備を進めている。本年度は、顎骨手術シミュレーションと、大理石病マウスモデルの構築および基礎的なシミュレーションモデルの作製をおこなった。まず、昭和大学歯学部の山口先生より提供された、開咬症状を呈する患者モデルを使って、コンピュータ上で仮想手術をし、その結果生じる力学ストレスへの変化への適応をiBoneでシミュレーションする事で、手術後の骨吸収部位を予想した。また、大理石病マウスの成長期に、テトラサイクリンを複数回投与する事によって、その時々の骨形成部位を標識した脛骨を取り出した。マイクロCTによる形態観察および、非脱灰切片の作製と蛍光顕微鏡による観察によって、骨成長部位が近・遠位端および、骨幹部中央に限局している事が観察された。また、長軸方向への成長速度は、骨幹部皮質骨の肥厚に比べはるかに速く、骨の形態は軟骨成長によって与えられる初期形状に大きく依存している事が示唆された。これらの結果をもとに、コンピュータ上で長軸方向の軟骨成長と、骨への置換をモデル化し、さらに力学環境下での局所応力とそれへの適応をiBoneでシミュレーションする事で、脛骨成長モデルを作製した。また、今後解析に用いるのに適切な患者モデルを検索するために、新潟大学歯学部の渡邊先生と共同で、左右非対称性の顎変形症患者のモデルについて、検討をおこなった。
大腸菌ゲノムの一次構造の解析

大腸菌ゲノム構造の全体像を解明するためには、(1)実験データを効率よく得るための方法・技術を開発すること、及び、(2)データの収録・整理・統合などを効率よく行なうこと、が必要である。(1)の目的のためには、大腸菌の全ゲノムを網羅したいわゆる「整列クローンバンク」から、個々のクローンを取り出して塩基配列を決定する過程、および塩基配列決定を可能な限り機械化・自動化することを検討する必要がある。そこで本研究では、個々のクローンのDNAを直接、塩基配列決定のための酵素反応(ジデオキシ法)の鋳型として用いる方法を開発し、これを市販されているDNAシーケンサーで使用できるようにした。さらに、DNAシーケンサーをよりよく駆使できるように、ハード、ソフトの両面から改良を加えた。また、(2)の目的のためにはコンピューターの使用が不可欠であり、これを最大限有効に利用する方法を講じなければならない。大腸菌ゲノムの全構造が解明されれば、その約470万塩基対からなる塩基配列データは、それ自身で一個の独立のデータベースとして、取り扱われるようになるものと考えられる。そこで、すでに発表されている塩基配列データーを収録して整理し、これに遺伝子地図データおよび整列クローンのデータを加えて「大腸菌データーベース」として整理し、班員の利用に供した。このように本年度の研究では、実験方法の改良、特に実験の機械化、コンピューター化を計ることを綿密に検討するとともに、データの評価法を確立し、研究を進めていく過程でこれらをより普遍的なものに編成し、本重点領域研究の他の計画研究・公募研究を含めた実際の研究に反映させてきた。それとともに、各種の領域の塩基配列決定を行ない、大腸菌のゲノム全構造の解明に向けての努力を重ねた。
アメリカ高齢者法にみる「高齢」保障

本研究では、アメリカの高齢者法を検証することから、高齢者を社会保障の対象とする根拠として、高齢者がその人生を通じて社会に長年貢献してきた世代である点を考慮する「功績」という理念を、ニーズに加えて評価すべき点を考察した。社会保障材の配分を検討する際の新たな視角として、寿命の延びにあわせて何歳からを高齢者と捉えるかを見直したうえで、高齢者の「功績」に着目する意義を提起し、その中身を分析した点が本研究の成果である。本研究では、「高齢」を根拠に、高齢者を社会的に支援する制度を正当化する法理論を、アメリカの高齢者法(Elder Law)の研究を通じて探っている。今年度は、まず高齢者法の内容を把握するために、第一に、アメリカの第一次資料を収集・整理した。第二に、高齢者特有の社会保障法制を構築する理由を探るために、「ニーズ」以外の理論を検証し、高齢者の「功績」を評価するという理論の糸口をみつけた。第三に、高齢者をとりまく法政策の実情を探り、上記理論の有用性を問うために、3月末に渡米した。国際会議San Diego Health Policy Conferenceでは、薬剤費の高いアメリカをはじめとする諸外国において、偽造薬剤が高齢者の健康を阻害している問題などを討議でき、高齢者法をめぐる課題の多様性を検証できた。また、アメリカの研究者などと、年金給付との関係で導入された社会保障番号が、なりすまし犯罪などから高齢者の生活を脅かしつつも、番号の存在は疑問視されていないアメリカの実体や、医療保障改革の高齢者への影響などについて意見交換できた。この他、実地調査をした高齢者コミュニティPilgrimPlaceは、70代、80代の高齢者が他の者(お互い・貧困者向けのスープキッチンなど)をボランタリーに支えており、「高齢」の意味や高齢者の将来像を考察するうえで、貴重な実態を視察できた。第一に、高齢者法の原理を研究し、アメリカでは退役軍人への保障との関係などから着目された、高齢者の「功績」という我が国では新しい概念を掘り下げて分析し、「高齢」を根拠に高齢者を特別に保障する根拠を明らかにした。こうした高齢者をめぐる研究の成果は、内閣府における検討会での報告書「高齢社会対策の基本的在り方等に関する検討会報告書尊厳ある自立と支え合いを目指して」に盛り込まれた。これは、今後策定が予定されている、高齢社会対策大綱の土台となる報告書である。第二に、比較法研究としては、世界各国の医療保障制度を研究する研究者と共同し、世界の医療保障制度をめぐる研究に着手した。その一環として、アメリカの挫折を参考にしつつ創設された台湾の医療保障制度を実態調査し、現地の研究者・実務家と意見交換した。台湾では、アメリカで実現できなかった各種の工夫を盛り込んだ医療保障制度が確立されており、高齢者をめぐる各種の課題を抱えつつ制度改革が模索されているアメリカの医療保障改革の研究に、各種の示唆を得ることができた。本研究では、「高齢」を根拠に、高齢者を社会的に支援する制度を正当化する法理論を、アメリカの高齢者法(Elder Law)の研究を通じて探った。アメリカでは、実務家と研究者が協力しつつ高齢者法という法分野を確立してきており、今後、日本でも、こうした形で法分野を確立していくニーズが生じることが見込まれるなか、本研究では、法分野を確立するための方法を探った。具体的には、カリフォルニアにある非営利組織CANHAR (California Advocates for Nursing Home Reform)の事務局長パトリシア・マギニス氏、および弁護士であるプレスコット・コール氏を、他大学の研究者、日本弁護士会、日本において老人ホームなどにおける高齢者ケアの質の向上に取り組むNPO、Uビジョン研究所とともに、平成24年10月21日から28日まで日本に招聘し協同研究を行った。CANHRは、高齢者関連施設におけるケアの質の向上に取り組む非営利組織であり、そのなかに弁護士も常駐しており、カリフォルニア州の高齢者法を改革する役割を担ってきた。CANHRとの協同研究により、高齢者法がどのようにアメリカで確立していったか、実務との連携が本分野においていかに重要であるとともに、連携にはいかなる課題があるか、といった点が明らかになった。さらに、研究会やシンポジウムには、本分野に関心のある日本の研究者や若手弁護士なども多数参加したため、高齢者法の重要性を国内の研究者や実務家に発信できるとともに、今後日本で高齢者法を実務家と協働して確立していくうえでの礎を築くことができた。さらに、平成24年度は、研究の最終年度であるということで、平成22・23年度に計画どおりに研究が進まなかった介護をめぐる問題、およびアメリカで進んでいる医療保障改革について研究を掘り下げることができた。

交付申請書には、平成23年度は、高齢者差別と高齢者保護の関係、高齢者虐待、高齢者の住宅保障などについても研究することを記載したが、これについては、具体的な成果は挙げられなかった。ただし、平成24年度に、この分野に詳しいアメリカの実務家を日本に招聘し、シンポジウムなどを開催し共同研究を行うための準備に、平成23年度は着手し、招聘に向けた準備作業を進めている。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、本研究の最終年度であり、高齢者法の全体像を解明するために、2つの研究を進める予定である。第一に、アメリカの高齢者をとりまき各種の課題を抱えつつ改革が模索されている医療保障制度改革について、さらに研究を掘り下げる。アメリカの高齢者法の醍醐味は、実務家と協同して横断的に高齢者をとりまく法分野が確立された点にある。そのため、本年度は第二に、アメリカから専門家を秋に招き協同研究を行い、高齢者虐待、高齢者のケアの質といった課題をめぐる最新状況を探る予定である。具体的には、カリフォルニアにある非営利組織CANHAR(California Advocates for Nursing Home Reform)の事務局長および弁護士を、他大学の研究者、日本弁護士会、日本において老人ホームなどにおける高齢者ケアの質の向上に取り組むNPO、Uビジョン研究所とともに、日本に招聘する予定である。CANHRは、高齢者関連施設におけるケアの質の向上に取り組む非営利組織であり、CANHRを招聘し、シンポジウムや研究会を行うことにより、実務と研究が融合した高齢者法の真髄を探りたい(なお、本研究は招聘する資金が足りないため、渡航費や滞在費は手弁当で来ていただく予定である)。これにより、本研究の成果を国内外の研究者や実務家に問うていく予定である。
成人病胎児期発症説からみた低出生体重児増加と若年女性の健康力に関する検討

近年「成人病胎児期発症説」によって妊娠前女性の栄養管理が重要視されいる。本研究では、妊娠前女性を対象として、生殖予備能評価として注目されている抗ミュラー管ホルモン(AMH)を測定し、それと体格および血液栄養解析検査を行い、AMH低下者が置かれているライフスタイルの現状を検討した。本研究において日本人生殖可能女性において血清ビタミンDが低値であると血清AMHも低値であり、30歳未満では血清AMHと体脂肪率に正の相関が認められた。すなわち、やせ体型やビタミンD不足は卵巣予備能低下の一因となる可能性が示唆され、妊娠前女性の適切な栄養摂取や適正体脂肪が卵巣予備能の維持に重要であることが考えられた。【目的】わが国の低出生体重児出生率は増加傾向にあり、その背景には妊娠適齢期女性の「やせ」の増加や妊娠中の不十分な体重増加も一因と考えられている。平成25年度は、健康な生殖年齢女性を対象として抗ミュラー管ホルモン(AMH:卵巣予備機能を示す血液マーカーで、喫煙や加齢の影響を受ける)を測定し、体格および血中25ビタミンD値との関連性を検討した。【方法】102名の非喫煙女性(20-43歳)を対象とし、体格および血液学的な栄養検査を行った。データ解析は、まずA群(<30歳, n=45)とB群(≧30歳, n=57)に分けて、さらにAMH値に応じてL群(<2.0ng/ml)とN群(≧2.0ng/ml)に分類し比較検討した。【結果】A群:体脂肪率は、L群(n=11)はN群(n=34)に比して有意に低値を示した(p<0.01; 22.6±3.2 vs. 26.6±5.0%)。BMIおよび血中25ビタミンD値との関連は認めなかった。B群:BMIおよび体脂肪率と関連は認めなかった。血中25ビタミンD値は、L群(n=31)はN群(n=26)に比して有意に低値を示した(p<0.05; 22.6±9.1 vs. 27.9±7.4 ng/mL)。同様に血中Ca値(p<0.05; 8.97±0.30 vs. 9.14±0.23 mg/dL)と血中P値(p<0.05; 3.50±0.40 vs. 3.72±0.33mg/dL)にも有意差を認めた。【結論】本集団におけるAMH値は、30歳未満では体脂肪率、30歳以上ではビタミンD値の影響を受けていた。やせやビタミンD不足は卵巣予備機能低下の一因となる可能性が示唆された。【今後の研究の展開】ビタミンDのサプリメントがAMH値に与える影響を検討する。【目的】近年、わが国において若年女性のやせ志向が増加し、BMIの低下傾向が指摘されている。不適切な食習慣を続けることで、妊娠適齢期における「やせ」の増加や妊娠中の不十分な体重増加につながり、低出生体重児の出生率上昇の一因と考えられている。本研究では、健康な生殖可能年齢女性を対象として抗ミュラー管ホルモン(AMH:卵巣予備機能を示す血液マーカーで、喫煙や加齢の影響を受ける)を測定し、BDHQによる食事調査との関連について検討した。【方式】74名の非喫煙女性(20-43歳)を対象とし、簡易型自記式食事歴法質問表(BDHQ)から栄養摂取量、摂取食品群を算出した。データ解析は、AMHと摂取食品群の関連を調査し、A群(<30歳, n=30)とB群(≧30歳, n=44)に分けて比較検討した。【結果】本集団のBMIは20.3±2.8(mean±SD, range:15.9-32.9)であり、やせ傾向にあった。BDHQから算出された摂取食品群からいも類(r=0.320, p<0.01)、魚介類(r=0.293, p<0.05)、卵類(r=0.251, p<0.05)においてAMHとの相関がみられた。A群では、BMI(r=0.376, p<0.05)との間に関連性を認めたが、特定の食品群における関連性は認めなかった。B群では年齢(r=0.368, p<0.05)、豆類(r=0.300, p<0.05)、その他の野菜(r=0.367, p<0.05)、魚介類(r=0.380, p<0.05)、卵類(r=0.400, p<0.01)において関連性が認められた。【考察】年齢別にみると30歳未満では特定の食品群の摂取量よりもBMIの影響を受けており、AHM値の維持には体格が重要な因子と考えられた。一方30歳以上では年齢や特定の食品群の摂取量の影響を受けており、これらの食品群に比較的多く含まれるビタミンやミネラルなどの栄養摂取量との関連性が示唆された。【背景】近年、本邦では未婚化・晩婚化の影響により高齢出産が増加し、少子化に拍車がかかると同時に、不妊治療患者が増加している。さらに出生体重はこの十数年間次第に減少し、この背景には、女性の妊娠前からのやせ体型の増加も理由の一つと考えられる。

今回我々は、母体体格と妊娠中期の栄養状態、体重増加量、出生体重との関係を調査したので報告する。【方法】2013年2月2014年4月まで、当院で正期産にて出産した96例を対象に、妊娠前の体格と出生体重、妊娠中期の栄養状態、母体体重増加量、至適体重増加状況との関連を検討した。なお、栄養調査は簡易型自記式食事歴法質問票(BDHQ)を用いた。妊娠全期間の体重増加状況は、厚生労働省の基準を用いて妊娠前の体格別に「過小」、「適正」、「過剰」の3群に分けた。【結果】妊娠前の体格別に妊娠中期のエネルギー摂取量、出生体重・低出生体重児の割合を検討した結果、3群間に有意な差はみられなかった。妊娠全期間の体重増加が「適正」であった者の割合は、やせ群(BMI<18.5)53.3%、標準群(BMI18.5-24.9)59.7%、肥満群(BMI≧25)25.0%であり、やせ群・標準群に比較して、肥満群で有意に低値を示した(p<0.05)。出生体重は、妊娠中期の体重増加量(r=0.39、p<0.001)と有意な正の相関を示した。妊娠中期の体重増加量は、妊娠全期間の体重増加量(r=0.89、p<0.001)と有意な正の相関を示した。【考察】今回の検討において、妊娠中期と妊娠全期間の体重増加との間に関連が認められ、妊娠中期までの栄養指導が重要であると考えられた。特に肥満群では妊娠中期までの栄養介入によって良好な体重コントロールができる可能性が示唆された。今後、妊娠中期までの至適体重増加基準と実践的な個別栄養教育の検討が必要であると考えられた。近年「成人病胎児期発症説」によって妊娠前女性の栄養管理が重要視されいる。本研究では、妊娠前女性を対象として、生殖予備能評価として注目されている抗ミュラー管ホルモン(AMH)を測定し、それと体格および血液栄養解析検査を行い、AMH低下者が置かれているライフスタイルの現状を検討した。本研究において日本人生殖可能女性において血清ビタミンDが低値であると血清AMHも低値であり、30歳未満では血清AMHと体脂肪率に正の相関が認められた。すなわち、やせ体型やビタミンD不足は卵巣予備能低下の一因となる可能性が示唆され、妊娠前女性の適切な栄養摂取や適正体脂肪が卵巣予備能の維持に重要であることが考えられた。平成26年度は被験者の募集、研究データの解析(採取検体の生化学的測定を含む)、研究データの解析の一部を遂行しえた。研究計画書に示した予定に準じておおむね順調に進展している。栄養学平成27年度は研究から得られたデータを統計学的に解析し、学会報告および論文化を推進していく。平成25年度は研究計画に基づき、研究環境の整備(備品、書類作成など)および被験者募集等を行う研究準備期間として位置づけていた。予定より準備が順調に進んだため、一部の研究を開始し、データの集積・解析が実施できた。研究成果発表に関わる旅費について、予定額に達しなかったため次年度使用額とした。平成25年度内に研究計画の一部を開始することができたが、採取サンプルの一部の解析を行ったに過ぎない。今年度も被験者数を重ね、採取サンプルの生化学的な解析および統計学的解析を継続し、研究を推進していく。平成27年度は積極的に研究成果を発表し、国内外からの研究者から情報収集を行い、論文作成へと結び付けていく。研究成果発表に係わる旅費について、予定額に達しなかったため次年度使用額とした。平成25年度は積極的に研究成果を発表し、国内外の研究者から情報収集を行うことで、さらに研究を推進していく。
再発・進行神経芽腫の予後改善を目指したプロテオミクスによる新規マーカーの検討

予後不良な神経芽腫のマーカーを選出するため、2つの神経芽腫細胞株を用い、分化誘導を行い、分化した細胞、分化していない細胞からタンパク質を抽出した。Proteomicsによりタンパク質の同定を行い、合計713種類のタンパク質が検出され、12種類のタンパク質が分化していない悪性度の高い神経芽腫の細胞のみに発現していた。このうち、ATP-dependent RNA helicase(DDX39A)に着目し、検証を行った。神経芽腫の予後との検討では神経芽腫の予後因子の一つであるMYCN増幅と共に有意に予後と相関を認め、DDX39Aの高発現群でoverall survivalが不良であった。予備実験を26年度から始めていたため、現在までの進捗状況はおおむね順調に進行している。神経芽腫の新規予後不良マーカーとなる可能性を持つATP-dependent RNAhelicase(DDX39A)の選出に成功し、臨床検体を用いて、検証を行うことができた。これらは当初の計画通りに進行しており、28年度も引き続き、研究を行う予定である。神経芽腫の現在の統一された治療プロトコールでは、治療前の腫瘍生検による病理所見などの生物学的な予後因子と発症時の年齢、局所浸潤や遠隔転移の有無などの臨床的な因子を組み合わせ、リスク分類を行い、最適な化学療法を選択し、高リスク症例であれば、骨髄移植を伴う大量化学療法後に手術による局所切除と放射線治療を行う。そこで、一旦、治療は終了となるが、その後の再発、進行症例は40.6%に認められ、10年のoverall survivalは再発症例6.8%、進行症例14.4%と予後は極めて不良である。また、リスクの低いStage1やStage2の症例の中にも、局所再発などの再発、進行症例は7%、16.8%と存在し、これらに有効な維持治療、追加治療を行うことも重要であると考えられる。再発、進行神経芽腫症例の追加治療としては、vinblastineとsirolimusの併用療法、抗GD2抗体などの免疫療法、ALKインヒビターであるcrizotinib、131I-MIBGとirinotecanの併用療法、low-dose irinotecanなどがあげられ、予後不良群を同定するための新規マーカーが存在すれば、追加治療の必要な症例を選出し、より良い治療を行うことができると考えられる。そのため、我々は、ATP-dependent RNA helicase(DDX39A)について、神経芽腫の化学療法後の根治的外科切除の標本を用い、免疫染色を行う予定である。根治的外科切除の標本免疫染色の結果と予後、再発についての検討を行い、治療終了後の追加治療の是非を決めるマーカーとしての可能性を評価する。小児外科免疫染色に関する実験の一部を平成27年度に行ったため、消耗品等の購入費が予定よりも高額となったが、予備実験を平成26年度に終了できたため、Mass spectrometerの使用費を抑えることができた。Mass spectrometerの使用費を抑えることができたため、他の経費が予定を上回っても、次年度使用額が299,209円となりました。次年度使用額は引き続き免疫染色を行うための消耗品等の購入費、論文投稿料、成果発表に使用する予定である。