hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人工塩基対を用いた転写系によるRNAの部位特異的蛍光標識化

プリン(v)の蛍光性人工塩基が一本鎖DNA中に導入された場合、どのように蛍光強度が変化するか調べた結果、APの蛍光強度はヌクレオシドの蛍光に比べて6%まで大きく消光されてしまうが、sやvの蛍光は隣接する核酸塩基の消光作用をあまり受けずに、ヌクレオシドの蛍光強度に対して49%(s),36%(v)保持していることを明らかにした。さらにsやvを含むDNA断片が二本鎖を形成した場合、ヌクレオシドの蛍光強度に対して23%(s),10%(v)に消光されるが、二本鎖形成に伴う蛍光強度変化はAPに比べて大きく、核酸の構造変化を感度よく追跡できる蛍光プローブとして利用できることがわかった。またsやvの発光極大は、フルオレセインのUV吸収と重なりが存在するため、フルオレセインへの蛍光共鳴エネルギードナーとしても利用することが可能であることもわかった。さらに最近所属研究室により開発されたDs-Pa塩基対は、複製(PCR)と転写で機能する人工塩基対である。Ds塩基は、370nmに発光極大を有する蛍光性人工塩基で、その蛍光量子収率は0.19である。このDs塩基の蛍光量子収率は、sやvよりも小さく、短波長側に発光極大が存在するため、sやvに比べて蛍光プローブとしての実用性は少ない。そこで、このDs塩基を改良したDss塩基を化学合成したところ、発光極大はsやvとほぼ同様の460nmに長波長側にシフトし、蛍光量子収率も0.32と大きいことから、このDss人工塩基は実用レベルの蛍光性人工塩基になる可能性があることがわかった(特許出願準備中)。
インプラント/生体組織界面のナノレベル解析法の確立

インプラント/生体組織界面におけるナノレベルの結合様式については、未だ全く明らかになっていない。従来の試料作製法では、インプラントと骨が剥離するため、電子顕微鏡レベルでのインプラント/生体組織界面の観察は極めて困難であった。本研究の結果、アルゴンイオンによるイオン研磨法とFocused IonBeam (FIB)による試料作製法との組み合わせによって、観察部位を特定した上で、電子顕微鏡レベルでのインプラント/生体組織界面を、破壊しないまま観察することが可能となった。従来の生物学的な試料作製法では、インプラントと骨が剥離するため、電子顕微鏡レベルでのインプラント/生体組織界面の観察は極めて困難であった。本研究の目的は、工学分野の先端試料作製技術を生物試料に応用することにより、インプラント/生体組織界面を、破壊しないまま観察可能な超薄切片を作製する技法を確立することである。イオンスライサは,アルゴンイオンを低角に照射することにより試料のダメージを最小限に抑えながら超薄切片を作製するための装置である。本年度研究分担をしている鳥井が基盤研究(B)に使用してきている装置であり、予備実験の結果から、この装置を用いた試料作製によって、本研究の目的を達成できる可能性が非常に高いが、技法的に確立してはいない。チタンプレート上に、光重合性樹脂製の凸版を用いて、骨誘導タンパク(BMP-2)などのサイトカインを固定化した光反応性ゼラチンをプリントし、チタンプレート上にマイクロパターンを作製した。このマイクロパターン処理したチタンプレート上に培養細胞を播種し,一定条件下で培養後、樹脂包埋した。樹脂包埋試料を、チタンプレート上に作製したサイトカイン固定化光反応性ゼラチンのマイクロパターンと細胞との境界が観察できるようにトリミング後、試料の上にシールド・ベルトを置き,アルゴンイオンにて試料をごく浅い角度で研磨し、観察試料を作製した。試料の穴の開いた周辺の薄膜部をTEMにて観察した。観察されたTEM像はチタン、細胞を同時に観察できるものの、高分解能による詳細な検討ができる試料作製にはなかなか至らず、現在、試行錯誤をしている最中である。今後は、並行して、その他の超薄切片作製法である、ダイヤモンドナイフによる切片作製法、断面観察試料作製法、Focused Ion Beam(FIB)による試料作製法を試み、界面の観察が可能となった時点で動物実験に移行する予定にしている。本研究の目的は、インプラント/生体組織界面を、破壊しないまま観察可能な超薄切片を作製する技法を確立することである。平成21年度は、平成20年度にイオンスライサを用いた界面観察で、界面観察が可能となったマイクロパターン処理する試料作製法に準じて、その他の超薄切片作製法であるダイヤモンドナイフによる切片作製法、断面観察試料作製法ならびにFocused Ion Beam(FIB)による試料作製法を試み、TEMにてチタンプレート/生体組織界面の観察を行った。その結果、チタンプレート上に、光重合性樹脂製の凸版を用いて、光反応性ゼラチンのマイクロパターンを作製したチタンプレート上に培養細胞を播種し,一定条件下で培養・樹脂包埋し、観察試料とする手法は、比較的観察断面が出しやすく、TEMにてチタンプレート/生物組織との界面を観察するには有効な手法であることが明らかとなった。そこで、本来の目的であったインプラント/生体組織界面を観察する試料を作製するために、15週令のラット7匹の各左足(けい骨)に表面処理を施した市販のチタニウム合金製のインプラント(プロシード製デュアル・トップオートスクリューII)を埋入する動物実験を行った。現在、TEM観察用に固定、包埋し、現在、各超薄切片作製法のための試料を作製中である。ただし、残念なことに、市販のインプラントは形状が立体であることに加え、材質がチタン合金である為、純チダンのプレートで確立した表面処理法が応用できず、チタン表面加工法に課題を残す結果となった。この点については、現在作製中の試料の観察結果をみて、次年度の検討課題としたい。インプラント/生体組織界面におけるナノレベルの結合様式については、未だ全く明らかになっておらず、そのことがインプラントの研究開発の障害となっている。超高倍率での観察に最も有効な透過電子顕微鏡(TEM)においても、従来の生物学的な試料作製法では、インプラントと骨が剥離するため、電子顕微鏡レベルでのインプラント/生体組織界面の観察は極めて困難であった。平成22年度は、平成21年度に行ったラットの各左足(けい骨)に表面処理を施したインプラント体を埋入する動物実験によって得られた標本を、通法に従ってTEM観察用に固定、包埋し、超薄切片作製法のための試料を作製した。試料作製には、平成21年度までに確立した試料作製法を用いた。

すなわち、アルゴンイオンビームとイオンビームの遮蔽板を用い、試料の断面を無歪でイオン研磨できる日本電子製クロスセクションポリッシャ(SM-09020CP、日本電子)を用い、作製した断面観察試料をFE-SEM(JSM-6701F、日本電子)下で観察した。その後、観察部位を特定した上で、工学分野の試料作製先端技術であるFocused Ion Beam(FIB)による試料作製を行い、TEMにてインプラント/生体組織界面の観察を行った。本研究の結果、アルゴンイオンによるイオン研磨法とFocused IonBeam(FIB)による試料作製法との組み合わせによって、目的とする観察部位を特定した上で、TEM観察レベルでのインプラント/生体組織界面を、破壊しないまま観察することが可能となった。本手技を用いれば、従来の熟練を要する機械研磨による方法に比較して、簡便に試料作製ができ、効率的に高分解能観察を行うことが可能であると考えられる。
フェルミオン場と非可換ゲージ場の相互作用について

本研究の目的は,ゲージ場の理論に現れるフェルミオン揚と非可換ゲージ場の相互作用の効果を数学的に解明することである.その相互作用を記述するヤン・ミルズ・ディラック方程式の時間大域解の存在,漸近挙動,解の滑らかさを調べるのが主な目的である。そのための準備としてフェルミオン揚と可換ゲージ場の相互作用を表すマクスウェル・ディラック方程式で磁場がない場合をこれまで考察してきた.この場合の方程式はハートリータイプの非線型項をもつディラック方程式である.この非線型項に含まれるポテンシャルはクーロンポテンシャルと呼ばれるものでべきは-1であるが,数学的問題として一般の負べきに置き換えて研究を進めた.前年度までわかったことは,非線型項に含まれるポテンシャルのべきが-1より小さく空間4次元以上であれば,ストリッカーツ評価式と呼ばれる方法を用いて小さな初斯値に対して時間大域解の存在が示される.ところが空間3次元においてはこの方法はうまくいかないことがわかった.そこで今年度は違う手法を試みた.非線型項の中の合成積部分と非線型項全体の各点評価を行ったのである.簡単のため,空間2,3次元におけるディラック方程式で質量項がない場合を考察した。まず,初期値の無限遠方での減衰評価を仮定すると線型ディラック方程式の解の各点評価式が求まる.この評価式を基にして解の重みつきノルムを定義する.このノルムを用いて合成積部分および非線型項全体の精密な各点評価式を導くことができた.シュレディンガー方程式などを含めハートリータイプの方程式に対して各点評価を用いる手法は初めての試みである.得られたこの結果を論文にまとめている.本研究の目的は,ゲージ理論に現れるフェルミオン場と非可換ゲージ場の相互作用の効果を数学的に解明することである.その相互作用を記述するヤン・ミルズ・ディラック方程式の時間大域解の存在,漸近挙動を調べるのが主な目的である.今年度はフェルミオン場を記述するディラック方程式の解の,ストリッカーツ評価式と呼ばれる時空ノルムの評価式を導くことを目標とした.文献を調べていて,クライン・ゴルドン方程式の解のストリッカーツ評価式が最近になって町原・中西・小澤氏の共同研究によって得られていることがわかった.これはディラック方程式にも適用できる.ディラック方程式の解はクライン・ゴルドン方程式の解にもなるからである.このストリッカーツ評価式の精度を調べるため,ポテンシャルタイプの非線形項をもつディラック方程式への応用に取り組んでみた.その詰果,時間大域解の存在,解の漸近挙動を示すことに成功した.しかも時間大域解はエネルギークラスよりも広い.関数空間の中で構成することができた.これはスケーリングの議論から最良と言える.この結果は,ポテンシャルの無限遠方での減衰の度合いと初期値の滑らかさから決まり,大変興味深いものである.得られた結果は町原氏との共同研究によるもので,論文にまとめている.このように,町原・中西・小澤氏の評価式は精度のよいものと言える.次年度の研究を進めていくための1つの土台が見つかったことは大きな収穫であり,本研究の目標達成に近づくであろうと期待される.本研究の目的は,ゲージ場の理論に現れるフェルミオン場と非可換ゲージ場の相互作用の効果を数学的に解明することである.その相互作用を記述するヤン・ミルズ・ディラック方程式の時間大域解の存在,漸近挙動を調べるのが主な目的である.今年度はヤン・ミルズ・ディラック方程式の非線型項について研究する予定であったが,変更して前年度に得られた結果を細かく検討した.前年度はハートリータイプと呼ばれる立方合成積を非線型項としてもつディラック方程式の初期値問題について研究し,時間大域解の存在および解の漸近挙動を示した.非線型項の1つの特徴はポテンシャルが入っていることである.時間大域解はエネルギークラスよりも広い関数空間の中で構成することができた.今年度文献を調べたところ,このタイプの方程式は空間2,3次元におけるフェルミオン場と可換ゲージ場の相互作用を記述するマクスウェル・ディラック方程式で磁場がない場合から導かれることがわかった.ただし,このときのポテンシャルはクーロンポテンシャルと呼ばれるもので,べきは-1である.前年度の自分の出した結果を検討してみて,ポテンシャルについての仮定はクーロンポテンシャルを含んでいないことがわかった.ポテンシャルのべきは空間3次元では-1より小さく狭い範囲になっている.空間4次元以上の場合ではべきの範囲はより広いが,-1に届かない.そこで,クーロンポテンシャルを含むよう改善を試みた.しかし,証明方法で鍵となっているストリッカーツ評価式ではうまくいかず限界があることが判明した.別の方法を模索し,違うノルム,関数空間を使えばクーロンポテンシャルの場合も扱えるのではないかという見当がついたところで本年度は終了した.本研究の目的は,ゲージ場の理論に現れるフェルミオン揚と非可換ゲージ場の相互作用の効果を数学的に解明することである.その相互作用を記述するヤン・ミルズ・ディラック方程式の時間大域解の存在,漸近挙動,解の滑らかさを調べるのが主な目的である。そのための準備としてフェルミオン揚と可換ゲージ場の相互作用を表すマクスウェル・ディラック方程式で磁場がない場合をこれまで考察してきた.

この場合の方程式はハートリータイプの非線型項をもつディラック方程式である.この非線型項に含まれるポテンシャルはクーロンポテンシャルと呼ばれるものでべきは-1であるが,数学的問題として一般の負べきに置き換えて研究を進めた.前年度までわかったことは,非線型項に含まれるポテンシャルのべきが-1より小さく空間4次元以上であれば,ストリッカーツ評価式と呼ばれる方法を用いて小さな初斯値に対して時間大域解の存在が示される.ところが空間3次元においてはこの方法はうまくいかないことがわかった.そこで今年度は違う手法を試みた.非線型項の中の合成積部分と非線型項全体の各点評価を行ったのである.簡単のため,空間2,3次元におけるディラック方程式で質量項がない場合を考察した。まず,初期値の無限遠方での減衰評価を仮定すると線型ディラック方程式の解の各点評価式が求まる.この評価式を基にして解の重みつきノルムを定義する.このノルムを用いて合成積部分および非線型項全体の精密な各点評価式を導くことができた.シュレディンガー方程式などを含めハートリータイプの方程式に対して各点評価を用いる手法は初めての試みである.得られたこの結果を論文にまとめている.
植物の小胞体で合成されるタンパク質の安定性に関する研究

植物の小胞体で合成されるタンパク質の安定性を規定する分子機構をモデル植物であるシロイヌナズナを用いて明らかにすることを目的とした。具体的には植物の小胞体ストレス応答の分子機構の解明に主眼を置いた。当初の計画では小胞体ストレス応答に異常を示す変異体を単離し、その原因遺伝子の同定を予定したが、このアプローチからは期待した結果が得られなかった。その一方で、ゲノム情報の活用により植物から初めて小胞体ストレス応答において遺伝子発現を制御する転写因子AtbZIP60を単離した。AtbZIP60は通常は膜に局在し、必要に応じてタンパク質レベルの切断を受け、核へ移行し転写活性化に関与する。このような制御を受ける転写因子は植物では初めての発見であり、その新規性は本研究で得られた大きな成果の1つである。本研究の遂行中に他のグループからタンパク質レベルで切断を受ける転写因子の発見が報告された。今後、このような制御を受ける膜タンパク質の発見が相次ぐと予想され、本研究は、タンパク質の膜内切断という観点からも植物における新たな情報伝達機構を発見したという点で大きな意味を持つと考えている。タンパク質の膜内切断による制御は動物では研究が進んでいるが植物での知見は非常に限られている。従って、AtbZIP60の膜内切断機構の解明が期待される。AtbZIP60の場合、S1P、S2Pなどのプロテアーゼの関与の可能性は少ないと考えられ、他のプロテアーゼが関っていると考えられる。また、AtbZIP60以外の転写制御因子の同定が植物の小胞体ストレス応答の包括的理解には不可欠である。遺伝子破壊株の解析からAtbZIP60が小胞体ストレス応答に関ることは明白である一方で、他の転写因子の存在が強く示唆される。IRE1の標的の同定などにより植物の小胞体で合成されるタンパク質の安定性に関する分子機構の全容解明が今後の課題である。植物における外来タンパク質の効率的な生産を念頭に置き、小胞体で合成されたタンパク質の安定性を向上させるために基礎的知見を収集し、安定性向上のための具体的アプローチへの基盤研究が目的である。小胞体で合成されるタンパク質が正しくフォールディングされなければ、BiPに代表される小胞体シャペロンが誘導され、フォールディングの介助に働くが、正しくフォールディングされないタンパク質は最終的には分解される。この機構は小胞体ストレス応答と呼ばれ、実験的知見およびゲノム情報から植物でもこの機構が存在することが想定される。シャペロンの中でもBiPは単にフォールディングを促進するだけでなく、正しくフォールディングできないタンパク質の分解にも関与するとされているが、その詳細は植物では殆んど不明である。本研究では、シロイヌナズナを用いてBiPを始めとする小胞体シャペロンの挙動を調べることから、小胞体で合成されるタンパク質の安定性に関する分子機構に迫る。小胞体ストレスによるBiPの誘導には、新規のbZIP型転写因子AtbZIP60が重要な役割を果たすことを明らかとした。続いて、誘導されたBiPが小胞体ストレス応答において果たす役割を調べることした。興味深いことに、BiPはツニカマイシン処理などの小胞体ストレスにより転写レベルでは数十倍の誘導を受ける。プロモーターを用いてレポーターアッセイを行っても、レポーター活性の顕著な誘導が見られる。ところが、BiPタンパク質はツニカマイシン処理により顕著に蓄積量が増加しない。これは、GRP94などの他のシャペロンにおいても同様であった。しかし、細胞分画をおこなったところ、BiP、GRP94ともに一部で、液胞への局在変化が見られた。現在、液胞局在の確認とともに、その意義について検討している。

さらに、過度の小胞体ストレスが細胞死を引き起こすことも明らかとした。植物で有用タンパク質を生産するモレキュラー・ファーミングにおいて小胞体で合成されるタンパク質の安定性が重要である。本研究は小胞体タンパク質の安定性に重要な小胞体タンパク質の品質管理機構の分子機構の解明を目指している。平成17年度は小胞体の主要なシャペロンに着目し、1、翻訳後の挙動、2、発現制御機構について検討した。1については、シロイヌナズナのBip、カルレティキュリン、PDI対する抗体を作成し、タンパク質の挙動を調べた。Bipは転写レベルでは糖鎖合成阻害剤であるツニカマイシンにより顕著に誘導されるのに対してタンパク質レベルでは殆ど増加しなかった。パルスチェイス実験と免疫沈降実験からBipタンパク質の合成は増加する事が示され、小胞体ストレス下ではBiPのターンオーバーが促進される可能性が示唆された。2については、シロイヌナズナに3個の遺伝子が存在するBipについて主として解析した。Bip1,2は構造、発現様式ともに非常に類似しているがBip3は構造が異なる。またBip1,2が低ベレルで恒常的に発現しており、小胞体ストレスにより誘導されるのに対し、Bip3は通常は殆ど発現せず、小胞体ストレスにより顕著な誘導を受ける。加えて転写因子AtbZIP60の遺伝子破壊株においてBiP1,2の発現誘導に変化は見られないがBiP3の誘導は大きく抑制される。以上のことからBiP1,2とBiP3は異なる転写調節機構を受ける事と考えられる。実際、BiP1,2のプロモーターにはP-UPRE、BiP3のプロモーターにはERSEという異なる配列が存在する。AtbZIP60のP-UPRE、ERSEに対する結合をゲルシフトおよび酵母one-hybrid法により確かめたところ、結合に違いがあることも認められた。酵母one-hybrid法によりAtbZIP60以外の転写調節因子の探索を開始している。植物で有用タンパク質の生産を試みる場合、小胞体で合成されるタンパク質の安定性が重要である。ここでいう安定性とはタンパク質が正しく成熟(立体構造を獲得)することを意味する。本研究ではモデル植物であるシロイヌナズナを用いて小胞体タンパク質の成熟に重要な品質管理機構の分子機構の解明を目指している。主として小胞体の主要なシャペロンに着目し、1)翻訳後の挙動、2)発現制御機構、について検討を行った。1)については、平成17年度にBiPは転写レベルでは糖鎖合成阻害剤であるツニカマイシンにより顕著に誘導されるのに対してタンパク質レベルでは殆ど増加しないという結果を得た。ところが平成18年度に作成したペプチド抗体を用いた結果ではタンパク質レベルでの誘導が確認された。特にBiP3では顕著なタンパク質の蓄積が認められた。これまではBiPの早いターンオーバーを予測していたが必ずしもそうではない事が明らかとなった。2)については、以前に単離した転写因子AtbZIP60が関与する系以外の因子の探索をおこなった。
レーダー画像解析問題の基礎的研究

1.ステレオレーダー画像、トリプレットレーダー画像を利用して地形図をリアルタイムに作成するためには、重複レーダー画像のステレオマッチング(対応点探索)を自動化する必要がある。この問題については、現在実用化されている手法の幾何学駅精度が十分ではないので、基本的考察から研究を行ない、シミュレーテッドアニーリングの概念を導入した新しいステレオマッチング手法を開発して、その実証的特性をシミュレーションデータ、実画像データを用いて検討した.その結果、開発した手法は非常に高精度を有することが明らかになったが、計算に長時間を要するので、現在計算時間短縮のためのアルゴリズムを開発中でである.2.画像情報を利用した被写体の識別問題については、トレーニングデータを既存の土地利用より得ることにし、まずトレーニングデータに含まれる異常値除去問題(教師データの再抽出問題)の研究から開発した。そして、シミュレーティッドアニーリングの概念を利用した教師データの再抽出を開発し、得られた結果をMSS画像データを利用した被写体識別問題に適用した.その結果、解析精度が数パーセント向上することがわかった.3.航空機レーダー画像を通常の航空写真、航空機CCDラインスキャナー画像等の異種画像と重ね合わせて解析し、幾何学的精度向上を図る問題については、時間投影画像(レーダー画像)と中心投影画像(航空写真等)の評定問題の考察を行ない、種々の幾何学的特性を明らかにした.1.ステレオレーダー画像、トリプレットレーダー画像を利用して地形図をリアルタイムに作成するためには、重複レーダー画像のステレオマッチング(対応点探索)を自動化する必要がある。そして、シミュレーティッドアニーリングの概念を利用した教師データの再抽出を開発し、得られた結果をMSS画像データを利用した被写体識別問題に適用した.その結果、解析精度が数パーセント向上することがわかった.3.航空機レーダー画像を通常の航空写真、航空機CCDラインスキャナー画像等の異種画像と重ね合わせて解析し、幾何学的精度向上を図る問題については、時間投影画像(レーダー画像)と中心投影画像(航空写真等)の評定問題の考察を行ない、種々の幾何学的特性を明らかにした.1。画像解析問題の幾何学的諸特性を明らかにするためには、通常一般論から出発しなければならないが、時間投影原理に基づいて撮影されるレーダー画像に関しては画像解析の基礎方程式である一般投影関係式が与えられていなかった。そこで、まず、レーダー画像の構成単位である時間投影原理に基づく線画像に対する一般投影関係式について考察し、電磁波の伝播が等方等質でないと仮定すればレーダー画像解析の基礎方程式を誘導できることを見出した。2。時間投影原理に基づく線画像解析の基礎方程式を利用して、重複レーダー画像の一般標定理論を考察し、モデル形成問題(相互標定問題)、モデルと被写体との1:1対応(対地標定問題)の幾何学的諸特性を明らかにした。3。レーダー画像の標定要素間に拘束のある場合の画像解析問題を検討するため,モデル形成条件の標定要素決定能力をポテンシャル理論を利用して調査し,実際にレーダー画像が撮影される特殊ケースにおける画像解析問題の幾何学的諸特性を明らかにした。4。重複レーダー画像の3次元解析問題の基礎方程式を誘導し、実レーダー画像を解析する場合必要な地上基準点の個数、配置等について検討するとともに、実用的な画像解析手法を開発した。5。人工衛星レーダー画像,航空機レーダー画像の解析プログラムそれぞれ別個に作成し,シミュレーションデータを使用してレーダー画像解析問題の実証的特性を検討した。1.人工衛星レーダー画像の解析問題では人工衛星の飛行高度に比べて地表面の凹凸が非常に小さいのでレーダー画像の一般標定理論を利用した場合、解が不安定になることが予想される。解の安定化を図るためには地上座標の高精度近似値を得る必要があるが、その近似値取得法としてアツフィン変換が最適である。そこで、時間投影原理により撮影されたレーダー画像を平行投影原理に基づくアツフィン投影画像に変換する方法を構築し、人工衛星レーダー画像(シミュレーション画像)を利用してアツフィン投影幾何学に基づくレーダー画像解析問題の特性を検討した結果、非常に有効な地上座標の近似値取得法であることが明らかになった。2.人工衛星レーダー画像情報は地形図作成分野ばかりでなく、リモートセンシング分野においても非常に注目されているが、リモートセンシング分野において人工衛星レーダー画像情報を人工衛星CCDラインスキャナー画像情報と重ね合わせて利用する場合、精密位置合わせが必要になる。そこで、撮影方式が異なる2種類の画像を同時に解析する場合の標定理論について考察し、種々の幾何学的特性を明らかにするとともに、実用的な画像解析手法開発への手がかりを得た。3.レーダー画像を用いた地形図作成問題の自動化を図るため、シミュレーテッドアニーリングによるステレオマッチング手法の研究を行なうとともに、この手法を実際のレーダー画像のステレオマッチングに適用するために重要な時間投影原理に基づく線画像のエピポラ-幾何学に関する考察を行なった。

この問題については、現在実用化されている手法の幾何学的精度が十分ではないので、基本的考察から研究を行ない、シミュレーテッドアニヘーリングの概念を導入した新しいステレオマッチング手法を開発して、その実証的特性をシミュレーションデータ、実画像データを用いて検討した.その結果、開発した手法は非常に高精度を有することが明らかになったが、計算に長時間を要するので、現在計算時間短縮のためのアルゴリズムを開発中でである.2.画像情報を利用した被写体の識別問題については、トレーニングデータを既存の土地利用図より得ることにし、まずトレーニングデータに含まれる異常値除去問題(教師データの再抽出問題)の研究から開始した。そして、シミュレーティッドアニーリングの概念を利用した教師データの再抽出法を開発し、得られた結果をMSS画像データを利用した被写体識別問題に適用した.その結果、解析精度が数パーセント向上することがわかった.3.航空機レーダー画像を通常の航空写真、航空機CCDラインスキャナー画像等の異種画像と重ね合わせて解析し、幾何学的精度向上を図る問題については、時間投影画像(レーダー画像)と中心投影画像(航空写真等)の標定問題の考察を行ない、種々の幾何学的特性を明らかにした.
siRNAを用いた腎尿細管機能解析の検討

本研究テーマは、灌流された腎尿細管にsiRNAを導入し、標的遺伝子がノックダウンされた際の腎尿細管機能を微小単離尿細管灌流法で解析することだった。これを達成するために、48時間以上の長時間灌流法の確立を進めた。最終的には、灌流開始約36時間後に皮質部のヘンレの太い上行脚において、経上皮電位の測定に成功した。細菌の混入を防ぐためにチャンバーのディスポ化を実現できれば、さらに長時間灌流できる可能性が示唆された。今年度は、用手的に単離した細いヘンレの上行脚(ATL)にリポフェクション法を用いたsiRNA導入の確立を研究目標としていた。しかし、灌流液組成などを検討しながら研究を遂行したが、短時間灌流実験時と同じような生きの良い尿細管を一晩のインキュベーション後に得ることが出来なかった。また、ホールディングピペット近傍の尿細管細胞の見ばえが芳しくなく、この状態では経上皮電位の測定が行えない可能性が危惧された。そこで、siRNA導入実験と並行して顕微蛍光法の技術再習得やシステムの確認を行った。研究計画にも記載したが、siRNA導入後の尿細管の中で幾つかの細胞がダメージを受ける可能性があるが、本法では状態の良い細胞を選んで実験を行えば、尿細管の機能解析が可能である。そこで、今年度は試みにカルセイン(細胞容積を検討する際に用いられる蛍光指示薬)を用いて集合尿細管の灌流実験を行い、ここ数年間使用していなかった顕微蛍光システムが従来通り問題なく稼働することなどを確認した。さらに、実験に使用するカルセインの濃度や測定方法を詳細に検討することで、集合尿細管における水透過性の評価がほぼできる状態にまで、実験条件を詰めることができた。現時点では、siRNAを尿細管細胞に導入するという第一段階でつまづいているが、次年度はsiRNAを導入する際の試薬の変更や一晩のインキュベーション時に使用する灌流溶液組成に更なる工夫を凝らして、研究を推し進める予定である。管腔構造を保持した尿細管細胞にsiRNAを導入することが、今年度の最も重要な課題だった。siRNA導入時の溶液はDMEM+10%牛血清を基本としたが、一晩のインキュベーション後に尿細管細胞の状態(顕微鏡下における尿細管細胞の見ばえ)が悪くなってしまう状態が続いている。そのため、自己評価は「(4)遅れている。」とした。次年度は、siRNAを導入する際の溶液や試薬の見直しをさらに推し進め、この状況を打開できるように邁進する予定である。昨年度は、基底膜が非常に薄い細いヘンレの上行脚(Ascending Thin Limb : ATL)を用いてsiRNA導入の確立を試みた。灌流液組成を検討しながら研究を推し進めたが、一晩経過すると尿細管の見ばえが悪くなることを繰り返した。これを踏まえ、今年度はATLではなく尿細管の単離に時間を要さない太いヘンレの上行脚(Thick Ascending Limb : TAL)を用いて検討を行った。しかし、細菌の混入など種々の問題のため、TALを用いてもsiRNA導入に必要な一晩のインキュベーションに耐えうる実験条件を確立できなかった。従来の微小単離尿細管灌流実験では浴液側の温度を37度で行ってきたが、細菌や真菌などの成育にとってもこの温度は至適であり、低温で実験を行った方が細菌の増殖を抑制できるかもしれないと推察した。文献検索をさらに行った結果、集合尿細管を室温で灌流した実験が過去に報告されていたため、集合尿細管を室温で灌流し、蛍光色素(FITC)でラベルされたデキストランを用いたflux studyで水透過性を測定した。過去の報告ではナノフローという特殊な測定機器を用いて測定が行われていたが、今回我々はより簡便にマイクロプレートリーダーを使用して測定できる方法を確立した。加えて、少なくとも実験時間が34時間であれば、室温でも問題なく実験が可能であることがわかった。最終年度はsiRNA導入のファーストステップを乗り越えるため、灌流液温度や灌流液組成を再検討し、まだ未検討な他の尿細管分節を用いることも視野に入れて、研究を推進する予定である。平成28年度に研究代表者の森本が異動したこともあり、研究の進捗が遅れている。siRNAの導入時に、一般的に一晩程度のインキュベーションが必要だが、灌流された尿細管の見ばえ(viability)が種々工夫したにもかかわらず低下してしまった。年度後半から、細菌の混入を軽減するために灌流液の温度を室温に下げて研究を行ったが、集合尿細管を用いた34時間の微小単離尿細管灌流実験は十分可能であることが確認できた。この2年間の研究では、短時間灌流実験時と同様の生きの良い尿細管を一晩のインキュベーション後に得ることができず、研究が進まなかった。また、細いヘンレの上行脚(平成27年度)や太いヘンレの上行脚(平成28年度)などを用いて検討したが、いずれの分節を用いても、実験開始24時間以降に尿細管機能を検討できるような尿細管状態を維持することが困難だった。

平成28年度には、溶液が37度であることが細菌の増殖を惹起しているのではないかと推察し、室温で集合尿細管を用いたflux studyによって水透過性を測定し得ることを確認できたが、siRNAを導入できるような長時間灌流を維持することはできなかった。そこで、最終年度は灌流システムを抜本的に見直した。灌流液の温度をより精密に制御するために、サーモプレートとチューブヒーターを購入し、チャンバー内の溶液温度が37度前後で一定になるように設定した。さらに、溶液のpHを7.4前後に維持するため、可能な限り回路を短くしたり、観賞魚用のエアポンプを流用してインキュベーター内の溶液(重炭酸イオン含有)を十分に撹拌することで、pHが既存のシステムよりも飛躍的に安定した。さらに、培養液MEMαに抗菌薬、抗真菌薬、抗マイコプラズマ薬を添加して、病原体の混入が少なくなるようにした。これらの工夫により、24時間後に経上皮電位を測定することが可能となり、尿細管の外観も灌流開始時とほぼ遜色がない程度にまで維持することができた。ただ、48時間後になると今回の研究期間に行った条件では、細菌の混入を回避することは不可能で、実験を継続できる状況を作り出せなかった。この点をクリアできれば、本研究の目的であるsiRNAを尿細管細胞に導入することが可能になると考えられた。本研究テーマは、灌流された腎尿細管にsiRNAを導入し、標的遺伝子がノックダウンされた際の腎尿細管機能を微小単離尿細管灌流法で解析することだった。これを達成するために、48時間以上の長時間灌流法の確立を進めた。最終的には、灌流開始約36時間後に皮質部のヘンレの太い上行脚において、経上皮電位の測定に成功した。細菌の混入を防ぐためにチャンバーのディスポ化を実現できれば、さらに長時間灌流できる可能性が示唆された。今年度は、siRNAを尿細管細胞に導入する際にT社の試薬を用いた。しかし、リポフェクチン法の試薬は各社から出ており、次年度は状況によっては他社の試薬に変更して、研究を遂行することを考えている。また、最も得意な尿細管分節である細いヘンレの上行脚を用いた実験を行ってきたが、顕微蛍光実験に用いた集合尿細管や過去に用いた経験のある太いヘンレの上行脚などの異なる分節に変更して、siRNAの導入法を確立することも視野に入れている。いずれの分節であっても導入に成功した際には、研究計画に則りノックダウン効率や機能解析を推し進める予定である。最終年度は、前年度後半から導入した灌流液の温度調節や更なる灌流液の改良を行い、単離できる全ての尿細管分節を用いて研究を行う予定である。また、siRNAの導入効率が浴液側と管腔側とで異なる可能性もあるため、siRNAの添加をいずれの側からも試みる計画である。siRNAの導入に成功した際には、速やかにノックダウン効率や尿細管機能解析を行う予定である。腎臓内科学研究の進捗状況が芳しくなかったため、学会発表などの旅費は予想よりも使用することがなかった。また、siRNAを導入するステップで研究が滞ってしまい、次のステップであるリアルタイムPCR法を用いたsiRNAによるノックダウン効率を検証する実験を行えず、これらの実験に使用する予定だった試薬を購入する必要がなかったこともあり、次年度使用額が生じた。研究の進捗状況が遅れたため、学会発表等の旅費は発生しなかった。また、研究代表者の異動に伴い、新しい研究環境を整備するために主要な実験消耗品の購入に研究費を使用したが、研究が第一段階で滞ってしまったため、siRNA導入によるノックダウン効率の確認実験などは行えず、これらに関連する試薬等を購入しなかったこともあり、次年度使用額が生じた。尿細管灌流実験のため、実験動物代(マウス)と溶液を作成する際に必要な試薬代に研究費を充てる必要がある。
任意長文字列統計処理を利用したネットワークログ解析

P2Pトラフィックの検出方法を検討するにあたり、実データのトラフィックではどれがP2Pトラフィックなのか判別が難しいこと、Winnyのみのデータを分析することでP2Pの特徴を捉えやすくなると考えたため実験環境を製作した。今回の実験ではP2PソフトはWinnyとした。Winnyのノードが定期的にキー情報を交換する様子を観測しようと考え、実験環境として実際の環境に近いネットワークの構築を行った。この実験環境のデータを用いてP2Pトラフィックの特定プログラムを作成した。これはパケットキャプチャのファイルを入力して、画面にどのアドレス間で通信が行われているか表示するプログラムであるP2Pトラフィックの検出方法を検討するにあたり、実データのトラフィックではどれがP2Pトラフィックなのか判別が難しいこと、Winnyのみのデータを分析することでP2Pの特徴を捉えやすくなると考えたため実験環境を製作した。これはパケットキャプチャのファイルを入力して、画面にどのアドレス間で通信が行われているか表示するプログラムである今年度は,環境の構築を行うことをおこなっており,データの分析ができていないため,対外発表は分析に利用するアルゴリズムを応用したものとなる。処理をしたデータは自然言語であるが,自然言語に依存する辞書を利用していないので,ネットワークから収集した情報にも利用できる。発表は,データが自然言語を対象としているため,自然言語処理関係のものとなり,テーマとの関連性がわかりにくいが,使用しているアルゴリズムはテーマに利用することを想定しているものである。一つは,赤池の情報量を利用した統計的な判定のアルゴリズムと,もう一つは文字列を利用したテキスト分類である。これはパケットキャプチャのファイルを入力して、画面にどのアドレス間で通信が行われているか表示するプログラムである
レーザー誘起結晶化法による新規光デバイス材料の創製

本研究ではレーザー誘起結晶化法を利用して、結晶化ガラスによる新規光デバイスの開発を目的として研究を行ってきた。これまでガラス表面にのみ結晶ラインが作製されてきたが、前年度までの研究成果によりガラス内部に対しても結晶ラインの作製に成功した。そこで、今回はファイバ形状のガラスを作製し、ガラスファイバ内部への結晶ライン作製を行い、ファイバ中心に結晶化コアを有する機能性光ファイバの創製を目的に研究を行った。融液を引き上げて線引きすることでガラスファイバの作製を行い、レーザー照射することで結晶ラインを作製した。レーザー照射位置を移動しながら徐々にレーザーの焦点を内部へ移動させることでファイバ中心部へ結晶ラインを作成することに成功した。さらに、結晶化部分から第二高調波の発生を確認できたことから、機能性光ファイバとしてのデバイス応用への可能性を見出した。また、作製した結晶ラインの構造調査を行うために透過型電子顕微鏡を用いて観察を行った。収束イオンビームを用いて結晶ラインから観察部分を切り出し、さらにイオンビームで薄く削ることで電子顕微鏡観察を行った。その結果、結晶ラインの配向性や微細構造の観察に成功し、結晶ラインが高い均質性を有していることを明らかにし、さらに結晶ラインの形成機構を考察することができた。本研究により、レーザー誘起結晶化法の新しい応用方法を提案することに成功し、さらにもう一つの目的として掲げていた周期構造を有する結晶ラインの配向性の調査を行い、レーザー照射によって特異な結晶成長を示すことを明らかにすることができた。今回の成果により、結晶化コアを持つ機能性光ファイバの創製に成功しているが、今回取り組んだ結晶は1種類のみであるため、今後他のガラス系や結晶にも適用できるか検討する必要がある。また、今後はデバイスとしての性能評価に取り組んでいきたい。これまでレーザー照射によってガラス表面に結晶を析出させることを可能にしてきたが、ガラス内部に結晶を析出させることに成功していなかった。そこで今回、レーザー照射を用いてガラス内部に結晶を析出させることを目的に研究を進めた。析出させる結晶を非線形光学結晶として知られるβ-BaB_2O_4結晶とし、Sm_2O_3-BaO-B_2O_3系ガラスにレーザー照射を行った。波長1080nmのYb:YVO_4ファイバーレーザーをガラス表面に照射し、表面に結晶ドットを作製した後、レーザー照射位置を移動させ結晶ラインを作製しながら、徐々にレーザーの焦点位置をガラス内部に移動させた結果、結晶ラインをガラス内部に作製することに成功した。さらに、ファイバ形状のガラスを作製し、ガラスファイバ内部への結晶ライン作製も試みた。ファイバに対しても、レーザー照射位置を徐々に内部へ移動させることでファイバ中心部へ結晶ラインを作製することに成功した。これらの成果は今後、レーザー照射による三次元の結晶ライン形成や、ファイバ型光デバイスなどの開発への応用に期待が寄せられている。これまでの研究によって、ガラスファイバ中心部にも結晶ラインを析出させることに成功しており、三次元結晶パターニングへと研究を深化させることができ、予想以上の成果を出すことができた。しかしながら、もうひとつの研究目的である周期構造を有する結晶ラインの配向性調査については困難を極めており、未だ配向性を明らかに出来ていない。現在、ガラス内部への3次元結晶パターニングに取り組んでおり、最終的には3次元構造を有する機能性光導波路の開発へ繋げていこうと考えている。また、レーザー照射によって形成される結晶ラインの析出機構や構造を明らかにしようと試みており、集束イオンビームを用いて結晶ラインの一部を切り出し、透過型顕微鏡を用いて微細構造を観察していく予定である。また、周期構造を有する結晶ラインの配向性についても透過型顕微鏡を利用して調査していこうと考えている。

今回の成果により、結晶化コアを持つ機能性光ファイバの創製に成功しているが、今回取り組んだ結晶は1種類のみであるため、今後他のガラス系や結晶にも適用できるか検討する必要がある。また、今後はデバイスとしての性能評価に取り組んでいきたい。
ニュートリノ混合行列の究明に向けたニュートリノ―原子核反応断面積の精密測定

本研究では,T2K長基線ニュートリノ振動実験におけるニュートリノ-原子核反応断面積の不定性による系統誤差を削減するために,ニュートリノ反応を測定する既存の前置検出器の拡張として荷電カレント反応の包括的断面積測定に特化した新しい検出器を導入し,原子核の違いによる反応断面積の差を高精度で測定することを目標としている。本年度は,前年度にビーム中心(オンアクシス)位置に設置した1台目のモジュールと,本年度中にオフアクシス位置に設置した2台目のモジュールの双方を用いて,ニュートリノ-原子核反応断面積の測定を進めた。1台目のモジュールでは取得したデータの解析を行い,検出器の性能を評価して,水標的およびプラスチック標的での荷電カレント反応の包括的断面積,およびその比の測定を行った。さらに,異なる場所に置かれた既存の検出器のデータと合わせて解析することで,前置検出器によるニュートリノフラックスおよび断面積の測定を検証する手法を新たに開発した。2台目のモジュールは信号読み出し回路の試験を完了させ,本年度に建設を完了した。既存の別のニュートリノ検出装置INGRIDと組み合わせて統合試験を完了し,2017年秋から反ニュートリノビームでデータを取得した。これと並行して,ミューオンレンジ検出器用の信号読み出し回路の生産・試験を行ない,さらに将来のニュートリノ反応測定器に向けた開発として,キューブ型のプラスチックシンチレータと光検出器MPPCを組み合わせた測定器の性能評価を行なった。1台目のモジュールでのデータ解析は順調に進み,ニュートリノ反応断面積の測定を行うことができた。2台目のモジュールも完成させ,データ収集を開始した。ミューオンレンジ検出器用で十分な時間分解能を得るために信号読み出し回路の修正が必要となったが,他の既存の検出器を一時的に代替として使用することで予備的な測定を開始できており,全体スケジュールに大きな遅れはなく,おおむね順調に進展している。オンアクシス位置に置いた1台目のモジュールに続いて,オフアクシス位置の2つ目のモジュールでの予備的な断面積測定を完了させる。ミューオンレンジ検出器を完成させて,予定していた検出器配置でのデータ収集を行う。さらに,これら複数の測定器による測定を組み合わせてニュートリノ反応断面積に対し最大限の情報を得られる解析方法の開発を行い,T2K実験の系統誤差削減に向けた研究を進める。本研究の目的は,T2K長基線ニュートリノ振動実験でのニュートリノ振動測定の系統誤差を削減するために,荷電カレント反応の包括的断面積測定に特化した新しい検出器を開発し,原子核の違いによる反応断面積の差を約3%の精度で測定することである。そのために,これまで(1)モンテカルロシミュレーションによる検出器設計の最適化,(2)新しいプラスチックシンチレータの開発,(3)光検出器MPPCの試験システムの構築,(4)信号読み出しシステムの開発,を中心的に行ってきた。現在までに,それぞれの開発項目について,以下のような成果が得られている。(1)検出器の最適化を終え,工学的設計図を作成した。(2)米国フェルミ国立加速器研究所と協力し,3mm厚の新たなプラスチックシンチレータを開発した。(3)MPPCの試験システムを構築し,部分的に試験を行った。(4)フランス・エコールポリテクニク大学のグループと共同で,信号読み出しシステムの開発を進めている。さらに,実寸大プロトタイプ検出器として,標的部の一部分の製作を進めている。今後,このプロトタイプをニュートリノビームラインに設置し,ニュートリノビームを照射して予備的なデータを取得するとともに,得られた知見を最終的な検出器の設計に反映させるとともに,ニュートリノ反応断面積の測定に生かす。さらに,フルスペックの検出器を製作して,ニュートリノ反応の測定を行うことで系統的不定性を削減し,T2K実験でのニュートリノ振動測定の精度を向上させることを目指す。新型ニュートリノ検出器に用いるプラスチックシンチレータに関して,T2K実験で使用しているシンチレータを開発・製作した米国フェルミ国立加速器研究所の協力を得て,プラスチックシンチレータの開発を行った。特に,今回必要となる3mm厚の薄型シンチレータは,これまで製作実績のある1cm厚のシンチレータに比べ安定した製作が難しく,試作の段階で成型用の型の再製作が必要であることが判明したため,計画に若干の遅れが生じたが,最終的に生産に成功し,ビーム試験で要求性能が出ていることを確認した。その他の,検出器設計の最適化,光検出器の試験,読み出し回路の開発,については並行して進めることで計画全体としては大きく遅れることなく,プロトタイプ検出器の製作を開始することができ,おおむね順調に進展している。本研究の目的は,T2K長基線ニュートリノ振動実験でのニュートリノ振動測定の系統誤差を削減するために,荷電カレント反応の包括的断面積測定を行う新しい検出器を開発し,標的原子核の違いによる反応断面積の差を約3%の精度で測定することである。これまでに,米国フェルミ研究所と協力して新たなプラスチックシンチレータを開発し,また浜松ホトニクスと協力して光検出器MPPCの開発を行ってきた。これらの測定器要素の試験を行い,性能が達成されていることを確認した。特に,MPPCに関しては1,000個以上の全素子の性能試験を行い,較正用の基礎データを取得した。また,標的部検出器の実寸大プロトタイプを製作し,J-PARC加速器施設のニュートリノ前置検出器ホールに設置してニュートリノ反応断面積の測定を行うための準備として宇宙線を用いた性能試験および約1000チャンネルの較正を行った。

プロトタイプ検出器の制作で得た経験は検出器の設計に反映し,組み立て時に波長変換ファイバーを損傷しないよう構造を修正した。最終的な検出器のための信号読み出し回路の開発を,フランス・エコールポリテクニク大学のグループと協力して進め,当初は設計より雑音が大きいなどの問題はあったものの原因究明後修正を行うことで開発を完了し,量産を開始した。今後,フルスペックの検出器を製作し,ニュートリノ反応断面積の測定を行って系統誤差を削減し,T2K実験でのニュートリノ振動測定の精度を向上させることを目指す。光検出器MPPCの全数試験やプロトタイプ検出器の建設は予定通りの進展があり,ニュートリノ反応断面積の予備測定に向けて研究が進んでいる。フルスペック検出器に向けた信号読み出し回路の開発では,雑音が設計時の想定よりも大きいという問題があったが,修正を行うことで解決し要求性能を満たす回路の開発を完了することができた。他の部分の開発・製作を並行して進めているため検出器製作の全体スケジュールに大きな遅れはなく,おおむね順調に進展している。本研究では,T2K長基線ニュートリノ振動実験におけるニュートリノ-原子核反応断面積の不定性による系統誤差を削減するために,ニュートリノ反応の測定を行っている既存の前置検出器の拡張として荷電カレント反応の包括的断面積測定に特化した新しい検出器を導入し,原子核の違いによる反応断面積の差を高精度で測定することを目標としている。本年度は,検出器標的部のフルスケールプロトタイプを実験ホールに設置し,水標的でのニュートリノ-原子核反応の断面積測定を始めた。ニュートリノビームでのデータ収集を進め,ほぼ100%の効率で安定な運転を実現した結果,すでに当初予定のデータ量を収集することができた。同時に検出器の性能評価も進み,目標とする数%の精度での荷電カレント反応の包括的断面積の測定が可能な見込みを得ている。また,プロトタイプの製作・運転で得た知見をもとに,二つめのモジュール製作を進めた。プロトタイプでは組み立て時に波長変換ファイバーに力がかかり損傷する事象が見られたため,これを避けるよう手順を見直した。プロトタイプでは既存のデータ収集システムを利用したが,新たなモジュールでは信号読み出し電子回路を新たに開発している。前年度の試作回路で明らかになった不備を修正した最終プロトタイプ回路の試験を行い,必要な性能が得られることを確認した。実機用の回路の生産を進め,必要数の生産を終了した。全ての回路を接続して動作させるシステム試験を進めた結果,フロントエンド回路をある程度以上の数つなぐと不具合が発生することがわかったが,原因の究明と回路の一部修正による対応を行なった結果,全回路を正しく動作させることに成功した。プロトタイプ検出器でのデータ収集や解析には予想以上の進展があり,ニュートリノ反応断面積の予備測定の結果はすぐに得られる見込みである。2つ目のモジュールの建設は予定通り進んでいる。信号読み出し回路の開発では,実機用の回路の生産を完了できた。全数をつないで動作させた際に予想しなかった問題が発生したが,原因は判明し対処も終わっている。
下垂体incidentalomaの臨床・組織学的検討-症候性 非機能性下垂体腺腫との比較-

近年、画像診断の進歩に伴い、CT・MRIにより偶然発見される下垂体の腫瘤生病変いわゆるincidentalomaの発見される頻度が高まっているが、その治療方針は明確にされていない。incidentalomaの自然史ならびに生物学的特性を明らかにする事を目的に本研究を行った。下垂体偶発腫(pituitary incidentaloma)に関して全国多施設二次調査を実施した。その結果40施設から506症例(男213例、女293例)が回答された。内訳は、手術施行258例(51%)、6ヶ月以上視察した上で手術10例(2.0%)、非手術(6ヶ月以上観察)238例(47.0%)であった。手術例計268例における診断の契機は、頭痛40%、脳ドック16%、めまい等11%であり、手術理由は鞍上進展(大きい腫瘤)58%、患者の希望10%であった。組織診断は非機能性腺腫81%、ラトケ嚢胞等19%、観察例計248例における推定診断は腺腫46%、ラトケ嚢胞40%、その他の嚢胞4%等で、腫瘤の経過は、不変70%、縮小12%、増大10%であった。縮小した群ではラトケ嚢胞と推定された例が52%と多く、増大した群では腺腫とみられた例が80%であった。非機能性腺腫の免疫染色の結果、ホルモン非産生性が54%と多かったが、46%は何らかのホルモン陽性で、その多くはゴナドトロピンサブユニット陽性であった。また、incidentalomaも含めた非機能性腺腫197例においてそれぞれのホルモン産生細胞への機能分化を支配する転写活性因子の発現を検討した。その結果、pit-1陽性率は60.9%,NeuroD1:71.7%,SF-1:54.8%,DAX-1:100%,GATA2:58.1%であり、非機能性腺腫の潜在的機能分化には機能性腺腫で提唱されているような細胞系譜によらない、異なるメカニズムが存在する可能性が示唆された。画像診断の進歩により、偶然発見される下垂体の腫瘤性病変いわゆるincidentalomaの頻度は増加している。平成12年度は過去5年間約400例の下垂体手術症例から、incidentalomaおよび症候性非機能性腺腫をリストアップし、臨床症候と組織学的所見につき検討を加えた。過去5年間に経験したincidentalomaは104例、手術71例(68.3%)、経過観察33例(31.7%)であった。組織学的内訳は非機能性腺腫44、ラトケ嚢胞23、その他4例であった。臨床症候は非機能性腺腫の88%が視力視野障害で発症し、ついで女性では月経不順が22%と多かった。incidentalomaは頭痛30%、めまいの精査25%、脳ドック、頭部外傷などを契機にCTまたはMRIにて偶然発見された。内分泌学的には非機能性腺腫では81%、incidentalomaで75%に1種類以上の前葉ホルモン分泌予備力低下を認めた。

手術摘出組織について免疫組織化学染色を行うと、gonadotropin subunitが65%(FSHβ55%,α-subunit 65%)の症例で陽性となり、in situ hybridization法でもgonadotropin mRNAの発現がほとんどに認められた。電子顕微鏡的所見では差を認めなかった。MIB-1抗体を用いた増殖能の検討では非機能性腺腫0.78%、incidentaloma 0.65%と差はなかった。Incidentalomaは通常の非機能性腺腫と同様、潜在的にホルモン産生能を有する腫瘍群であることが明らかとなった。近年、画像診断の進歩に伴い、CT・MRIにより偶然発見される下垂体の腫瘤生病変いわゆるincidentalomaの発見される頻度が高まっているが、その治療方針は明確にされていない。incidentalomaの自然歴ならびに生物学的特性を明らかにする事を目的に本研究を行った。下垂体偶発腫(pituitary incidentaloma)に関して昨年度の一次調査に引き続き全国多施設二次調査を実施した。その結果40施設から506症例(男213例、女293例)が回答された。内訳は、手術施行258例(51%)、6ヶ月以上視察した上で手術10例(2.0%)、非手術(6ヶ月以上観察)238例(47.0%)であった。手術例計268例における診断の契機は、頭痛40%、脳ドック16%、めまい等11%であり、手術理由は鞍上進展(大きい腫瘤)58%、患者の希望10%であった。組織診断は非機能性腺腫81%、ラトケ嚢胞等19%であった。6ヶ月以上の観察例計248例における推定診断は腺腫46%、ラトケ嚢胞40%、その他の嚢胞4%等であった。腫瘤の経過は、不変70%、縮小12%、増大10%であり、増大、縮小を繰り返す例もみられた。縮小した群ではラトケ嚢胞と推定された例が52%と多く、増大した群では腺腫とみられた例が80%であった。非機能性腺腫の免疫染色の結果は、ホルモン非産生性が54%ともっとも多かったが、46%は何らかのホルモン陽性で、その多くはゴナドトロピンサブユニットが陽性であった。従来の免疫染色やin situ hybridizationを用いた検討結果と一致し、潜在的にホルモン産生能を有する腫瘍が含まれることを示していた。さらにin situ hybridizationによるmRNAの発現、電子顕微鏡による検討により微細構造を検討を予定している。下垂体偶発腫(pituitary incidentaloma)に関して全国多施設二次調査を実施した。腫瘤の経過は、不変70%、縮小12%、増大10%であった。非機能性腺腫の免疫染色の結果、ホルモン非産生性が54%と多かったが、46%は何らかのホルモン陽性で、その多くはゴナドトロピンサブユニットが陽性であった。