hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
次世代無線LANの実用化に対する検証とチャネル利用状況を用いた性能改善手法の研究

本研究は、同一空間上に多数の無線LAN通信が存在しチャネル干渉により互いに影響し合う環境において、各通信が周辺のチャネル利用状況を把握し活用することで空間全体の通信性能を向上させることを目的としている。平成30年度は、ベンダーが市場に投入しているアクセスポイント(AP)は、チャネルボンディング及びフレーム集約技術に関連する動作と各種パラメータが異なることが確認できたため、これらのAPが競合する環境においてどのような影響が発生するか調査を行った。具体的には、競合する通信に対して適切なチャネル幅を選択する動的チャネルボンディング(DCB)に対して、フレーム集約技術のパラメータやボンディングの動作の違いからチャネルの占有時間が異なる通信を競合させた場合の通信性能を調査した。その結果、DCBの通信に他の通信が競合する環境では、従来の静的チャネルボンディングと比べてフレーム衝突が発生する可能性が高く、通信性能が著しく低下する可能性があることを確認した。そのため、異なる無線LAN規格および異なるパラメータの機器が混在する環境では、各通信の公平性を保証するための仕組みを導入する必要があることを明らかにした。さらに、DCBの通信に対して競合する通信が存在する場合における各通信間の公平性を改善するためのフレーム集約数決定方式を提案した。具体的には、DCB使用時にフレーム送信毎に利用可能なチャネル幅に合わせてフレーム集約数を動的に調整することで、各通信のチャネル占有時間に対する公平性を改善する。シミュレーション評価より、適切な集約数を用いて通信する提案手法を用いることで各通信間のチャネル占有時間の公平性を改善できることを示した。また、スループット性能に着目すると、DCBの通信は、競合する通信への影響を最小限に保ちつつ、固定の集約数を用いる場合よりも性能を改善できることを明らかにした。本研究は、同一空間上に多数の無線LAN通信が存在し、チャネル干渉により互いに影響し合う環境において、各通信が周辺のチャネル利用状況を把握し活用することで空間全体の通信性能を向上させることを目的としている。平成29年度は、ボンディング幅が異なる通信が混在する環境下における各通信の相互影響を実機実験により検証した。本実験では、最新のIEEE 802.11ac Wave2機器と従来の11ac Wave1/11n/11a機器が混在する環境において、互いの通信がどのような影響を与えるか調査を行った。具体的には、チャネルボンディングする11ac Wave2のアクセスポイント(AP)の通信に対して、11ac/11aのAPを設置して競合させた。そして、Wave2 APのボンディング幅を80 MHzに固定し、競合する通信をそのボンディング幅にあわせてチャネルを様々に切り替えた場合における、両APの通信への影響をフレームレベルで解析することで検証した。その結果、11ac規格の通信は、AP及び端末の製造メーカーの組み合わせによって動作が異なる事を確認した。さらに動作が異なる通信が競合する場合、機器が使用している通信方式の組み合わせにより通信性能の勝者と敗者が変化することを確認した。これらの成果は国内研究会において対外発表している。加えて、上記の実験と同様にチャネルボンディングする通信に対して競合する他の通信が存在する場合の通信性能を改善するため、待ち行列理論を用いた解析を実施した。また、競合する通信に応じてボンディング幅を変化させる動的チャネルボンディングにおいて、競合発生下のチャネル有効活用を目的としたチャネル利用方法について提案し、その有効性をシミュレーションにより評価した。これらの成果に関しても国内研究会において対外発表している。平成29年度に予定していた項目に対して、当初の計画以上に研究が進展している。具体的には、ボンディング幅が異なる通信が混在する環境下における各通信の相互影響を実機実験により検証した。その結果、様々なメーカーのIEEE 802.11ac準拠の無線LAN機器を用いてフレームレベルでの検証することで、機器の組み合わせによりこれまで想定できていない(規格において規定されていない)チャネルボンディングの動作の違いについて確認することができた。さらに、これらの機器を競合させることでIEEE 802.11acにおけるチャネル競合時の通信性能について詳細な評価結果を得ることができた。これにより、平成29年度に予定していた実機実験による相互影響の調査に関する目標を達成できたと考える。さらに上記の実証実験と並行して、チャネル競合時のチャネルボンディングの性能向上を目的として、待ち行列理論を用いた性能の解析と、動的チャネルボンディングを有効活用するためのチャネル利用方法について提案し、シミュレーションによる評価を実施した。この結果から動的チャネルボンディング時におけるフレーム集約の数を周囲の競合通信に応じて調整することで公平な性能を獲得できることを確認した。以上のことから、当初の計画以上に研究が進展している。

そのため、異なる無線LAN規格および異なるパラメータの機器が混在する環境では、各通信の公平性を保証するための仕組みを導入する必要があることを明らかにした。さらに、DCBの通信に対して競合する通信が存在する場合における各通信間の公平性を改善するためのフレーム集約数決定方式を提案した。具体的には、DCB使用時にフレーム送信毎に利用可能なチャネル幅に合わせてフレーム集約数を動的に調整することで、各通信のチャネル占有時間に対する公平性を改善する。シミュレーション評価より、適切な集約数を用いて通信する提案手法を用いることで各通信間のチャネル占有時間の公平性を改善できることを示した。また、スループット性能に着目すると、DCBの通信は、競合する通信への影響を最小限に保ちつつ、固定の集約数を用いる場合よりも性能を改善できることを明らかにした。平成30年度は当初の計画通り、以下の課題に取り組む。(1)ボンディング幅が異なる通信が混在する環境におけるチャネル割り当て手法の考案・評価平成29年度の成果から、チャネルボンディング内において競合する通信によりボンディングする通信の性能が影響を受ける無線通信環境を考慮し、同一周波数帯を利用するAP同士が協調することで自律的に干渉を回避可能なチャネル割当を考案する。具体的には、各APは利用可能な全チャネルにおいて、他のチャネルの通信におけるチャネルボンディングとフレーム集約の状況からチャネル利用率を算出し、自身に影響する通信がどれだけ存在するのか把握する。このチャネル利用率と平成29年度の実験結果を基に、他の無線LAN通信を含めた空間上のスループットを改善可能な協調型チャネル割当手法を考案する。このチャネル割り当て手法の有効性をシミュレーション、及び実機実験により、評価する。(2)様々な無線LAN高速化技術の影響を考慮したレート制御アルゴリズムの考案・評価平成29年度の実験結果から抽出したレート制御に関する実態と、(1)で算出したチャネル利用率を用いて、周辺の通信状況を考慮した適切なレート制御アルゴリズムを考案する。11acの伝送レートは符号化方式やボンディング幅、MIMOストリーム数によって決定されるが、現在の11acのレート制御手法では単純にフレームの伝送エラーに着目しレートを下げるため、チャネルの競合に関して考慮していない。そのため伝送レートを下げてもチャネルの競合は避けることができず通信性能が低下する。そこで、考案するレート制御アルゴリズムでは、周辺の通信状況を考慮し適切な伝送レートを設定することで、空間全体の通信性能の向上を実現する。そして、本方式をネットワークシミュレータ上に実装し、その有効性を評価する。
微生物における転写調節系の比較ゲノミクス・プロテオミクス

全ゲノム配列が公開されているバクテリア36種について、既知の転写因子との配列の相同性および文献調査をもとに、網羅的な転写因子のサーベイを行ない、一次構造に基づく分類を行なった。また比較のために古細菌11種と真核生物2種(出芽酵母とシロイヌナズナ)についてもバクテリア型転写因子がどの程度保存されているかを調べた。バクテリアにおいてはほとんどの転写因子がDNA結合ドメインとしてHTH型の構造を持ち、全体として階層的な蛋白質ファミリーを形成していた。このことはホモロジー検索による転写因子の同定をある程度容易にしている反面、ホモロジースコアのみからオーソログを推定することを困難にしており、不適切なアノテーションの一因ともなっている。一方では調節ドメイン(リン酸化ドメイン、補助因子結合ドメイン等)と他の蛋白質(酵素、輸送蛋白等)との相同性に起因する分類の間違いも少なくない。そこで転写因子の同定と分類に際しては、ドメインごとの相同性検索を基本とし、最終的にはファミリーごとのアラインメントを行なって転写因子としての特徴的な構造が保存されていることを確認する手段をとった。バクテリアにおいては、どの分類群に属するかにかかわらず、ゲノムサイズと転写因子の数との間には明らかな正の相関が見られた。例えばゲノムサイズが4.6Mの大腸菌では約260種類、4.2Mの枯草菌では約230種類の転写因子を持つと推定された。ゲノムサイズの減少とともに転写因子の数は急激に減少し、ゲノムサイズが1.5M程度以下の生物種では、極端に低い値を示した。生物種間のファミリー構成の比較、および各ファミリーについての系統解析から、それぞれの転写因子ファミリーはかなり古い起源を持つものと推定された。またDNA結合ドメインとの相同性から新規の転写因子ファミリーと推定される蛋白質群をいくつか見いだした。コドン使用頻度の主成分分析に基づいて各遺伝子の内在性、外来性の評価を行なった。これらのデータをデータベース化しWeb上で公開する準備をすすめている。
無症候性脳腫瘍のデータベース構築のための基盤的研究

本研究では、脳神経外科診療において重要な課題と思われる無症候性脳腫瘍の治療適応を明確にする目的で、今後さらに発見の機会が増えると考えられる髄膜腫/聴神経腫瘍/下垂体腺腫/その他の腫瘍について、より明確で患者に利する治療/追跡の適応ガイドラインの策定を目指し、その基盤となる試験的研究「無症候性脳腫瘍データベースの構築」を行う。これらの手始めとして平成30年度は以下のように研究に着手し、実績を得た。まず、将来的な全国悉皆データベースの構築を想定し、試験的に全国の主要な脳神経外科診療施設(10-15施設程度)における無症候性脳腫瘍を収集してデータベース(レジストリ)を創造するために、それらの候補となる施設の代表者に本研究への参加の意向を打診した。基幹施設では無症候性脳腫瘍の追跡を行っていないケースが予想外に多く、現在のところ本課題の遂行に賛同する施設は8施設程度に留まっているが、最終的には10-15施設の研究体制になる見込みである。これと並行して、インターネットによる症例のオンライン登録(レジストリ)を目指して、1髄膜腫、2聴神経腫瘍、3下垂体腺腫、4その他の腫瘍、のそれぞれにおいての調査項目を選定するために、これまでの文献約100編を分担研究者とPubMedなどを通じて収集/取り寄せを行い、分担して査読した。これらの情報から、それぞれの腫瘍のオンラインフォームがほぼ完成し、これを分担研究者間で相互にレビューを行なっている段階にある。本研究では、将来的な全国悉皆データベースの構築を目標にして、試験的に全国の主要な脳神経外科診療施設における無症候性脳腫瘍データベースを構築する。平成30年度中に日本脳神経外科学会の基幹施設とがんセンター脳神経外科のうち、本課題の遂行に賛同する施設を募り、10から15施設の研究体制とする予定であったが、基幹施設では無症候性脳腫瘍の追跡を関連病院等に委ねているケースが予想外に多く、現状では8施設の参加となっている。現在、無症候性脳腫瘍のデータを多く有している施設を基幹施設に紹介していただく作業をすすめている。また、インターネットによるオンライン登録(レジストリ)を行うため、1髄膜腫、2聴神経腫瘍、3下垂体腺腫、4その他の腫瘍、のそれぞれにおいて調査項目を厳選し、オンラインフォームを作成する予定であったが、研究分担者との検討の結果、研究者の経験値による調査項目の選定よりも、文献の検索から始めたほうが学術的であるとの判断から、当初予定していなかった無症候性脳腫瘍の自然経過にかんする文献検索を行い、それらを抄読し、協議の上で項目を選定することに時間を要した。これらのことから、UMIN/INDICEsystemを用いたインターネットによるオンライン登録(レジストリ)のシステムそのものの構築には至っておらず、若干の研究進捗の遅れが生じているものである。現在、無症候性脳腫瘍のデータを多く有している施設を基幹施設に紹介していただき、それらの施設に打診する作業をすすめている。このことから、平成30年度に達成できなかった10から15施設の研究体制の確立を早急に行う。また、インターネットによるオンライン登録(レジストリ)を行うための1髄膜腫、2聴神経腫瘍、3下垂体腺腫、4その他の腫瘍、のそれぞれにおいてのオンラインフォームに関してはほぼ完成しているが、現在は研究分担者間での相互レビューを行っており、早急に最終版を完成させる。その上で、UMIN/INDICEsystemを用いたインターネットによるオンライン登録(レジストリ)のシステムそのものを構築し、腫瘍型に特化したオンラインフォームと登録システムの作成を完了する。これらを整備した上で、令和元年度後半には実際の登録を開始し、中央解析に入る。目標症例数は、「その他の脳腫瘍」を除くと、髄膜腫1000症例(1施設あたり50-100症例)、聴神経腫瘍200症例(同10-20症例)、下垂体腺腫も200症例(同10-20症例)とする。令和2年度前半までには「無症候性脳腫瘍データベース」を完成し、「腫瘍体積の経時的推移と生長様式」のデータを揃えて、同年度後半にはそれらのデータと臨床情報の関連を解析する予定とする。これらと並行して、日本脳神経外科学会へ学会補助/協力研究として認めていただくように申請し、将来的には学会主導の全国悉皆データベースの構築の基盤とする。

これらの情報から、それぞれの腫瘍のオンラインフォームがほぼ完成し、これを分担研究者間で相互にレビューを行なっている段階にある。本研究では、将来的な全国悉皆データベースの構築を目標にして、試験的に全国の主要な脳神経外科診療施設における無症候性脳腫瘍データベースを構築する。平成30年度中に日本脳神経外科学会の基幹施設とがんセンター脳神経外科のうち、本課題の遂行に賛同する施設を募り、10から15施設の研究体制とする予定であったが、基幹施設では無症候性脳腫瘍の追跡を関連病院等に委ねているケースが予想外に多く、現状では8施設の参加となっている。現在、無症候性脳腫瘍のデータを多く有している施設を基幹施設に紹介していただく作業をすすめている。また、インターネットによるオンライン登録(レジストリ)を行うため、1髄膜腫、2聴神経腫瘍、3下垂体腺腫、4その他の腫瘍、のそれぞれにおいて調査項目を厳選し、オンラインフォームを作成する予定であったが、研究分担者との検討の結果、研究者の経験値による調査項目の選定よりも、文献の検索から始めたほうが学術的であるとの判断から、当初予定していなかった無症候性脳腫瘍の自然経過にかんする文献検索を行い、それらを抄読し、協議の上で項目を選定することに時間を要した。これらのことから、UMIN/INDICEsystemを用いたインターネットによるオンライン登録(レジストリ)のシステムそのものの構築には至っておらず、若干の研究進捗の遅れが生じているものである。現在、無症候性脳腫瘍のデータを多く有している施設を基幹施設に紹介していただき、それらの施設に打診する作業をすすめている。このことから、平成30年度に達成できなかった10から15施設の研究体制の確立を早急に行う。また、インターネットによるオンライン登録(レジストリ)を行うための1髄膜腫、2聴神経腫瘍、3下垂体腺腫、4その他の腫瘍、のそれぞれにおいてのオンラインフォームに関してはほぼ完成しているが、現在は研究分担者間での相互レビューを行っており、早急に最終版を完成させる。その上で、UMIN/INDICEsystemを用いたインターネットによるオンライン登録(レジストリ)のシステムそのものを構築し、腫瘍型に特化したオンラインフォームと登録システムの作成を完了する。これらを整備した上で、令和元年度後半には実際の登録を開始し、中央解析に入る。目標症例数は、「その他の脳腫瘍」を除くと、髄膜腫1000症例(1施設あたり50-100症例)、聴神経腫瘍200症例(同10-20症例)、下垂体腺腫も200症例(同10-20症例)とする。令和2年度前半までには「無症候性脳腫瘍データベース」を完成し、「腫瘍体積の経時的推移と生長様式」のデータを揃えて、同年度後半にはそれらのデータと臨床情報の関連を解析する予定とする。これらと並行して、日本脳神経外科学会へ学会補助/協力研究として認めていただくように申請し、将来的には学会主導の全国悉皆データベースの構築の基盤とする。
ペルオキシソーム欠損症全相補性群の遺伝子診断法の確立と遺伝子治療法開発の基礎研究

1)ペルオキシソーム膜欠損性CHO変異細胞ZPG208に対する相補遺伝子PEX3のクローニングに成功、ペルオキシソーム欠損症相補性群G群の病因遺伝子であることを明らかにした。2)ペルオキシソーム膜透過装置構成因子であるペルオキシンPex12Pに関し、C-末端部の亜鉛フィンガーRINGはPex12pの機能に必須であること、Pex5p, Pex10pなどと相互作用することを見出した。3)未確認のヒト相補性群6群が相補性群C群(欧米4群、PEX6)と同一相補性群であることを見出した。従って、ペルオキシソーム形成異常症は12種の相補性群に分類されることになった。4)PTS1レセプターであるPex5pには哺乳類ではPex5pSおよびPex5pL(S型配列215-216の間に37アミノ酸の挿入配列)が存在すること、Pex5pLはPTS2タンパク質輸送をPTS2レセプターPex7Pとの結合により担っていることを見出した。Pex5pLのPex5Pドッキング因子Pex14PおよびPex5P相互作用因子Pex13Pとの結合にはN末端側(1-243)に存在する7個のWxxxF/Ymotifsが必須であること、Pex7PとはPex5pL特異的挿入配列のN末端側約半分とさらに上流側27アミノ酸領域で結合することを明らかにした。さらにPTS1カーゴは膜透過装置構成因子のうちPex14Pを通過したのちPex13Pより手前で解離することも見出した。またPex7PのPTS2およびPex5pLとの結合にはほぼ全長が必要であること、RCDP患者(変異L292ter、G217R, A218V)およびZPG207(W221ter)由来Pex7pはいずれもPTS2およびPex5pLとの結合活性を失うことを明らかにした。5)長年不明であった相補性群A群(欧米8群)の相補遺伝子として、CHO変異細胞ZPG167を用いた機能相補活性スクリーニング法により新規遺伝子PEX26のクローニングに成功した。これで、12相補性群のペルオキシソーム形成異常症のすべての病因遺伝子が解明されたことになり、全相補性群に対し出生前DNA診断が可能になるなど、その成果は高く評価されている。1)私たち独自に分離したCHO変異細胞ZPG208に対しラットcDNA libraryを用いた機能相補活性スクリーニング法によりペルオキシソームの形成異常を相補するPEX3遺伝子のクローニングに成功した。ついでこのPEX3がペルオキシソーム欠損症相補性群G群の病因遺伝子あることを以下の知見により見出した。i)ZPG208細胞と同じ相補性群である相補性群G群の患者由来細胞にPEX3を発現させたところペルオキシソームの形成障害が相補された。ii)この患者細胞のPEX3遺伝子をRT-PCR法により解析したところ、1塩基置換によるエクソン11の欠失をホモ接合型として有していた。iii)

この変異型PEX3は相補活性を有していないことがZPG208細胞および患者細胞において確認された。一方、PEX3遺伝子変異細胞ではペルオキシソームの膜形成にも異常を有することから、ZPG208細胞は膜形成の分子機構を解明するうえでも有用性が高い。2)私たちは、PTS1レセプターであるPex5pには哺乳動物系ではアイソフォーム、Pex5pSおよびPex5pL(S型内部に37アミノ酸配列の挿入が認められる)が存在することを先に見出している。両者の機能に関し、新たに分離した特異的表現型(PTS2タンパク質の輸送のみに異常を示すが変異遺伝子はPTS1レセプターをコードするPEX5であった)を示すCHO変異細胞ZPG231の分子細胞生物学解析から、PTS1タンパク質輸送に関わる一方、Pex5pLはPTS2タンパク質の輸送をPTS2レセプターPex7pと結合することにより担っていることを見出した。またこれらのカーゴ・レセプター複合体はPex14p,Pex13pを主体とした膜透過装置を経てペルオキソーム内へ局在化されることも見出した。今後これら諸因子を用いることにより膜透過過程の詳細な解析が可能になると考えられる。3)ペルオキシソーム膜透過装置の構成因子の一つと考えられるPex12pについて、まずPEX12異常CHO変異細胞ZP104およびZP109の変異部位を決定、ついでPex12pの構造と機能に関し検討した結果、C-末端部に存在する亜鉛フィンガーRINGはPex12pの機能に必須であることを明らかにした。またPex12pは他のペルオキシンPex5p,Pex10pなどと相互作用することも見出した。今後、カーゴタンパク質のオルガネラマトリックス側での解離機構や両レセプターの細胞質へのシャトル機構などの解明が待たれる。1)長年不明であった相補性群6群のZellweger症候群患者由来線維芽細胞の相補性群を再検証した結果、相補性群C群(PEX6,欧米4群)と同一相補性群であること、PEX6の発現によりペルオキシソームの形成不全が相補されかつPEX6変異を見出した。この結果、ペルオキシソーム形成異常症は現在のところ12種の相補性群に分類されることになる。2)私たちは、PTS1レセプターであるPex5pには哺乳動物系ではPex5pSおよびPex5pL(S型内部215-216の間に37アミノ酸の挿入配列)が存在すること、Pex5pLはPTS2タンパク質の輸送をPTS2レセプターPex7pと結合することにより担っている。Pex5pLのPex14pおよびPex13pとの結合にはN末端側(1-243)に存在する7個のWxxxF/Y motifsが必須であること、Pex7pとはPex5pL特異的挿入配列のN末端側約半分とさらに上流側27アミノ酸領域で結合することを明らかにした。さらに詳細な解析の結果、PTS1カーゴは膜透過装置構成因子のPex14pを通過したのちPex13pの前で解離することが判明した。2)先にクローニングした相補性群D群(欧米9群)のペルオキシソーム形成異常症原因遺伝子PEX16に関し、新たなZellwger症候群2患者の変異解析を行い、両者ともにexon10-skippingを引き起こす同じ変異(IVS10+2T->C)を見出した。3)従来、相補性群11群(PEX7障害性)CHO変異細胞はZPG207のみであったが、新たな変異細胞の分離へ向けたスクリーニングにより、2種のpex7変異細胞ZPEG227およびZPEG231の単離に成功、ZPEG227はPex7p-W158terを有していることを明らかにした。同様に、新たな表現型を示すpex2変異細胞ZPEG309を単離した。
運動および脱荷重が骨から分泌される多臓器連関制御物質に及ぼす影響

本年度の研究においては、ラットを用いる動物実験において、骨に荷重を及ぼす運動トレーニングをさせた場合および骨への荷重を減少させた場合、骨代謝がどのように変化するかを評価するとともに、骨から分泌される多臓器連関制御物質の血液中の濃度変化を明らかとすることを目的とした。多臓器連関制御物質としては、骨細胞から分泌され糖・脂質代謝に影響を与えるOC(osteocalcin)、およびリン・カルシウム代謝に影響を与えるFGF23(fibroblast growth factor 23)について測定した。10週齢のウィスター系雄性ラット25匹をコントロール群(9匹)、ホイールランニング群(8匹)、尾部懸垂群(8匹)の3群に分けて4週間飼育した後、脛骨の骨密度、骨強度などの骨代謝を測定するとともに、血清中のOCおよびFGF23の濃度について測定した。この結果、脛骨の骨強度には3群間に有意差が認められなかったが、脛骨の骨密度は尾部懸垂群が他の2群に比べて有意に低値を示した。本実験において尾部懸垂による荷重の減少は、骨形成を抑制させるまたは骨吸収を亢進させることが明らかとなった。OCについては骨形成の指標と考えられるGlaーOC、多臓器連関制御物質として機能すると考えられるGluーOCなどに分けて血清濃度を測定した。GlaーOCについては尾部懸垂群およびホイールランニング群においてコントロール群よりも低値を示し、骨形成が抑制されていることが明らかとなった。しかし、GluーOCについては3群間に有意差は認められず、4週間の下肢の荷重の増減において、骨代謝がOCを介して糖・脂肪代謝に影響を与えていることは証明されなかった。また、FGF23についても3群間に有意差は認められず、この条件において骨代謝がFGF23を介してリン・カルシウム代謝に影響を与えていることは証明されなかった。本研究の統合的な研究目的は骨へのメカニカルストレスの荷重の負荷または軽減によって骨細胞に刺激が加わった場合、骨細胞から分泌される多臓器連関制御に関わるOC(osteocalcin)、およびFGF23(fibroblast growth factor 23)分泌量が変化し、多臓器に影響を与える可能性について検討することである。まず、平成30年度の研究では、4週間の介入期間において、自由走運動による荷重の増加、および尾部懸垂による荷重の軽減による骨代謝の変化と、OCおよびFGF23の血清濃度の変化について検討した。その結果、これらの多臓器連関制御物質の血清濃度には有意な変化が認められず、今回の実験方法による継続的な荷重の増減によって測定対象とした物質の血清濃度は影響を受けないことが明らかとなった。しかしこの結果は、ネガティブデータではあるものの、このような負荷ではOCならびにFGF23の血清濃度は変化しないという知見を与えている。さらに、今後の実験計画を考えるうえで参考となるものである。すなわち今後は平成30年度とは異なるメカニカルストレスの負荷によって、多臓器連関制御物質の血清濃度の変化を検討する必要がある。これらを総合的に判断して、全体の研究計画としてはおおむね順調に進展していると考えられる。平成30年度の研究において、一定期間継続的に荷重を増減させても、今回測定対象とした骨から分泌されるOC(osteocalcin)、およびFGF23(fibroblast growth factor 23)などの多臓器連関制御物質の血清濃度は影響を受けない可能性が指摘された。一方、急性的な一回の持久走運動の後において、今回対象とした多臓器連関制御物質の一つであるOC濃度が上昇することが先行研究によって報告されている。しかし、先行研究においてはOC濃度が増加した原因が、持久運動による代謝の影響なのか、骨へのメカニカルストレスの影響なのかが明らかではない。そこで平成31年度以降は、急性的なメカニカルストレスを与えた後の多臓器連関制御物質の血清濃度の変動を検討する。具体的には急性的に骨へメカニカルストレスを与える課題として、ラットにジャンプ運動を行わせる。ジャンプ運動は1日520回の少ない反復回数でも下肢の骨塩量の増加が明確であり、そのような運動は1分程度で完結するため持久的な要素は殆ど含まれておらず、骨に有効なメカニカルストレスを与える方法として考えられる。このジャンプ運動前から2時間後までの血清のOC濃度などの濃度を測定し、一過性のメカニカルストレスが多臓器連関制御物質に及ぼす影響を検討する。さらに、トレッドミル走や遊泳を行わせて同様な実験を行い、異なる一過性の運動が多臓器連関制御物質の血清濃度に与える影響を検討する。さらに、OCの血清濃度が変化した場合には、糖・脂質代謝がどのように変化するかを明らかとするため、血清の糖・脂質代謝関連物質濃度を測定する。

この結果、脛骨の骨強度には3群間に有意差が認められなかったが、脛骨の骨密度は尾部懸垂群が他の2群に比べて有意に低値を示した。本実験において尾部懸垂による荷重の減少は、骨形成を抑制させるまたは骨吸収を亢進させることが明らかとなった。OCについては骨形成の指標と考えられるGlaーOC、多臓器連関制御物質として機能すると考えられるGluーOCなどに分けて血清濃度を測定した。GlaーOCについては尾部懸垂群およびホイールランニング群においてコントロール群よりも低値を示し、骨形成が抑制されていることが明らかとなった。しかし、GluーOCについては3群間に有意差は認められず、4週間の下肢の荷重の増減において、骨代謝がOCを介して糖・脂肪代謝に影響を与えていることは証明されなかった。また、FGF23についても3群間に有意差は認められず、この条件において骨代謝がFGF23を介してリン・カルシウム代謝に影響を与えていることは証明されなかった。本研究の統合的な研究目的は骨へのメカニカルストレスの荷重の負荷または軽減によって骨細胞に刺激が加わった場合、骨細胞から分泌される多臓器連関制御に関わるOC(osteocalcin)、およびFGF23(fibroblast growth factor 23)分泌量が変化し、多臓器に影響を与える可能性について検討することである。まず、平成30年度の研究では、4週間の介入期間において、自由走運動による荷重の増加、および尾部懸垂による荷重の軽減による骨代謝の変化と、OCおよびFGF23の血清濃度の変化について検討した。その結果、これらの多臓器連関制御物質の血清濃度には有意な変化が認められず、今回の実験方法による継続的な荷重の増減によって測定対象とした物質の血清濃度は影響を受けないことが明らかとなった。しかしこの結果は、ネガティブデータではあるものの、このような負荷ではOCならびにFGF23の血清濃度は変化しないという知見を与えている。さらに、今後の実験計画を考えるうえで参考となるものである。すなわち今後は平成30年度とは異なるメカニカルストレスの負荷によって、多臓器連関制御物質の血清濃度の変化を検討する必要がある。これらを総合的に判断して、全体の研究計画としてはおおむね順調に進展していると考えられる。平成30年度の研究において、一定期間継続的に荷重を増減させても、今回測定対象とした骨から分泌されるOC(osteocalcin)、およびFGF23(fibroblast growth factor 23)などの多臓器連関制御物質の血清濃度は影響を受けない可能性が指摘された。一方、急性的な一回の持久走運動の後において、今回対象とした多臓器連関制御物質の一つであるOC濃度が上昇することが先行研究によって報告されている。しかし、先行研究においてはOC濃度が増加した原因が、持久運動による代謝の影響なのか、骨へのメカニカルストレスの影響なのかが明らかではない。そこで平成31年度以降は、急性的なメカニカルストレスを与えた後の多臓器連関制御物質の血清濃度の変動を検討する。具体的には急性的に骨へメカニカルストレスを与える課題として、ラットにジャンプ運動を行わせる。
一般均衡における金融政策と銀行の最適規模

銀行取引とマクロ経済に関する私の研究は3つの研究テーマを完成させることに焦点が当てられてきた。第1のトピックは預金供給についてである。家計が預金の主な供給者であることは周知の事実であるが、この研究は人口統計の推移が家計の代替的資産区分需要、ひいては預金供給にどのように影響を与えるかということを調査するものである。Braun, Ikeda and Joines(2006、執筆中)では上記要素を盛り込んだコンピューターOLGモデルを発展させた。家計の有効期間は80年間あり、労働供給の決定をする。我々はこのモデルのパフォーマンスを1960年からのデータと、出生率、税、技術、死亡危険度、政府の負債における時間変化のモデルを用いて計測した。この論文では貯蓄率の年代別詳細情報を提供しているが、資産配分の決定については述べていないため、こちらは久保田敬一教授と和田賢治助教授との共同研究(2004)で家計の資産配分をモデル化を試みた。この研究は世紀の変わり目までさかのぼったデータを使い、人口統計の相互作用と各資産区分の超過収穫を調査した。これら2つの研究を組み合わせて、銀行預金の供給の構成と総体的なサイズに関する情報を供給した。第2のトピックはマネー・サプライの増加がゼロ金利下での経済にどのように影響を与えるか、ということである。Braun and Waki(2006)では硬直価格モデルを定式化し、1990年代の日本からの実質的・名目的事実を説明する規格を作り出した。金融政策が経済を安定させる力は名目金利がゼロの時は崩壊してしまうこと、そして名目ゼロ金利を強制されたことに対する福祉のコストは大きい、ということを発見した。Braun and Shioji(2006a,2006b)では日本の金融政策が利回り曲線に与える影響を調査し、日本、アメリカ、韓国の金融政策のクレジット・チャンネルの国際比較を行った。最後に3番目のトピックはこの3つの研究をひとまとめにし、金融政策の相互作用と銀行セクターの健全性を調査した。Braun and Gilman(2006)ではインフレの低下が銀行の健全性や家計の福祉に与えるであろう影響を調査した。また、家計の福祉と銀行セクターの収益性に与える影響に関する政府の代替政策の意味合いについても検討した。主に次の二点に重点をおいた所究を行った。1日本の銀行部門の規模及び健全性の指標となるようなデータの収集、整理。2日本の銀行部門と金融政策の関係を説明すべく動学的一般均衡モデルの設定。この研究の目的は銀行部門の規模や健全性に金融政策が如何なる影響を及ぼすかを分析することにある。まず第一に金融政策に関する指標と銀行部門の規模及び健全性に関する指標の相関関係を調査するため、日本の銀行部門における雇用者数、付加価値の総額、資産及び負債などを時系列にそったデータを作成した。とりわけ負債に関しては貨幣との密接な代替的性格を有するものに焦点をあて預金の時系列データセットをも別途作成した。このような銀行部門における変数と金融政策の指標となるような変数の間に如何なる相関関係があり、それがどのくらいの大きさであるかを正確に分析できるものがある事が必要である為それらの点に関しては特に注意をはらった。次にこのデータ間における相関関係の事実を裏付けるような理論をいくつか設定した。

私が想定するモデルでは銀行の提供するサービスは家計や企業の活動に貢献する。このような前提のもと不完全競争下において銀行部門でインフレ率の4%から1%までの下落が銀行部門の規模や健全性にどのような影響を及ばすかを考察した結果,もし政府の介入がまったくないものであれば,その規模や短期の利益は急激に収縮してしまう(家計の銀行業への需要の低下に伴って銀行部門の雇用率は40%も下がる)。現に日本のデフレ期に政府は資本注入,ペイオフの延期等、銀行部門を援助する策をいくつか打ち出した。私が設定したモデルでは数ある政府の政策のうち、銀行部門の付加価値のみならず、雇用面でももっとも銀行部門の回復に役立つのは預金保険であるとの結論に至った。現在私は内生成長をも考慮してモデルを一般化し、銀行部門が経済成長に影響をあたえるような分析をし,また新たな金融政策の可能性について研究を進めている。銀行とマクロ経済に関するこの研究は3つのトピックに焦点をあてて行われた。最初のトピックとして、人口統計の変化が家計需要の代替的資産クラスに与える影響を考察した。銀行のサービスに対する家計の需要はその家庭の年齢によって異なる。若年者の家計は圧倒的に負債者であり、高齢になるほど銀行にとって主な預金供給者となる。人口統計の変化は負債者と預金者の割合を変え、その結果市場の利子率と銀行の健全性に影響を与えている。この研究は人口統計変化への市場金利の反応を計測するために世紀の変わり目までさかのぼったデータを使用し、貯蓄率と実質金利の将来的発展のための人口変化予測も考察した。第2のトピックは金融政策と銀行の健全性の相互作用についてである。データを集め、1990年の7%から1998年の0%まで名目金利が下落した影響と、同時に起こった他の資産の下落が銀行の健全性に与えた影響を計測するモデルを考案し、シミュレートした。このモデルは1990年代に日本が経験した銀行の健全性と銀行における雇用が急速に減少したことを再現した。次に政府の雇用と銀行収益に対する政策代案の効果を考察したが、このモデルにおいては預金保護は銀行における雇用にとってはよいが、収益性にはなんの影響も与えない、という結果が出た。逆に資本増強は収益性を回復するが、銀行の雇用は救済されないという結果になった。第3のトピックとしてはマネーサプライの増加が名目金利ゼロの状態で信用経路にどのように影響を与えるかを考察した。名目金利がゼロの状態では貨幣は他の短期資産の完全なる代替物であり、幅広い意味でのマネーサプライのルールは実質的な影響は持たない。しかし、銀行、負債者、預金者の最適化の問題を注意深くモデリングしてみると、マネーサプライが十分に増加した場合、預金者の資産に対する需要には必ず影響があり、実質的な効果を持つことを発見した。過去の銀行取引とマクロ経済に関する私の研究は3つの研究テーマを完成させることに焦点が当てられてきた。第1のトピックは預金供給についてである。
重症肺高血圧症モデルマウスにおける内皮血球転換と肺血管リモデリング機構の解明

実臨床において肺高血圧症(PH)の原因として肺動脈性、肺血栓塞栓性によるものが多数を占めている。発症には組織の線維化や血管新生(Angiogenesis)を含む肺動脈の異常リモデリングが関与し、その病態は未だ不明な点が多い難治性疾患である。近年、肺高血圧症や急性肺障害等の疾患モデルにおける組織障害と再生応答時の肺構成細胞レベルの解析にて内皮、間葉間の相互の形質転換(EndMT)が病態形成と組織修復に関与することが明らかになった。本研究では未だ検討が十分では内皮血球転換の分子メカニズムを、複数の肺高血圧症モデルマウスを使用して網羅的に解析し新規治療シーズ探索に繋げていくことを目的とする。
喫煙の眼内微小循環に及ぼす影響に関する研究

1.煙草主流煙の脈絡膜組織血流量に及ぼす影響に関する研究:14週齢Wistar系ラットに喫煙負荷としてハンブルグII型動物用吸入装置を用いて市販紙巻タバコ30本分の主流煙を1日約30分間、16週間にわたり吸入させた。対照としては同一の環境と飼料で16週間飼育したラットを用いた。脈絡膜組織血流量を水素クリアランス法で測定し,同時に尾動脈収縮期血圧を測定した。収縮期血圧を脈絡膜組織血流量で除した値を脈絡膜血管抵抗指数とした。脈絡膜組織血流量(ml/min/100g)は対照群305±12.3(N=9)、喫煙群311±20.8(N=6)で有意差を認めない。尾動脈血圧(mmHg)は対照群115±10.8、喫煙群138±12.0で喫煙群において有意(p<0.01)に上昇していた。脈絡膜血管抵抗指数(mmHg/ml/min/100g)は対照群0.38±0.05,喫煙群0.41±0.04で喫煙群に増大傾向がみられた。従つて長期にわたる喫煙は脈絡膜循環障害を惹起する可能性が示唆された。2.煙草主流煙の網膜微小循環に及ぼす影響に関する研究:先に私達の教室で開発したビデオ蛍光眼底造影と画像解析による人眼に対する網膜平均循環時間(MCT)の測定システムを有色家兎に利用した。喫煙負荷として500mlのポリエチレン容器に市販紙巻き煙草1本分の主流煙を採集し約30秒間有色家兎に自発呼吸下で経鼻的に吸入させた。MCTは喫煙負荷前1.88±0.52秒(N=10)に比べ、喫煙直後は1.42±0.51秒(N=10)で有意(p<0.01)に短縮した。負荷10分以降のMCTは負荷前と比し有意差を認めなかった。耳動脈平均血圧は喫煙負荷前70.6±7.06mmHgに比べ喫煙直後は82.0±6.26mmHgで有意(p<0.05)に上昇していた。負荷10分以降の血圧は負荷前と比し有意差を認めなかった。負荷前後で眼圧には有意差はなく、網膜循環時間の短縮には眼灌流圧の喫煙による上昇が関与していると思われる。3.喫煙と老人性円板状黄斑変性症との関係に関する研究:喫煙が本症の脈絡膜新生血管発生と退縮に危険因子として関与していると結論した。1.家兎に自発呼吸下で煙草主流煙を吸入させると,脈絡膜組識血流量は吸入直後に最を減少し,減少率18.8±16.7%であり, 10分後まで有意に減少し, 30分後にはほぼ吸入前値に回復した.平均血圧は喫煙負荷直後に有意に上昇したが, 1.01.5分後には負荷前値に回復した.心拍数は喫煙負荷直後に最も減少し, 20分後まで有意に減少していた.2.家兎に自発呼吸下で煙草主流煙抽出液を静注した場合,脈絡膜組識血流量は静注直後に最も減少し,減少率7.2±11.3%であり, 5分後まで有意に減少し, 20分後にはほぼ静注前値に回復した.平均血圧は静注直後に有意に上昇したが, 1.01.5分後には静注前値に回復した.心拍数は静注直後のみ有意に減少した. 3.家兎にニコチンを投与した場合,脈絡膜組識血流量は投与直後にわずかに増加したが,投与5分後より減少し始め, 1020分後には有意に減少した.20分後に最も減少し,減少率は17.3±15.7%であった.55分後にはほぼ投与前値に回復した.平均血圧は投与直後に有意な上昇を示し, 15分後にはほぼ投与前値に回復した.心拍数は投与直後より減少し, 520分後まで有意に減少していた.4.家兎にニコチンを長期間(1220週)投与した場合,脈絡膜組識血流量は減少傾向を示したが,有意ではなかった.しかし大腿脈絡血管抵抗は12週群で0.36±0.08mmHg/m1/分/100g,20週群で0.38±0.06mmHg/m1/分/100gで, 20週群では対照群に比して有意に増大していた.5.家兎にプロスタグランジンI_2を静注すると脈絡膜組識血流量は30分後に有意に増加し,平均増加率は7.8±3.6%であった.この時点で煙草主流煙を吸入させると血流量は有意に減少し,平均減少率は16.0±8.5%であった.ニフェジピン静注によって増加した脈絡膜組識血流量も煙草主流煙吸入によって同様の減少した.6.喫煙が老人性円板状黄斑変性症の発生の危険因子であることを確認し,また用量ー反応関係のあることも証明された.1.煙草主流煙の網膜微小循環に及ぼす影響に関する研究:先に私達の教室で開発したビデオ蛍眼底造影と画像解析による人眼に対する網膜循環時間の測定システムを有色家兎に利用した。人眼の場合と同様に網膜動静脈それぞれの蛍光希釈曲線から測定した網膜平均循環時間は有色家兎眼においては、十分な再現性がみられなかった。

しかし網膜動静脈の蛍光希釈曲線から測定した最高濃度出現時間差は有色家兎眼において再現性を認めた。有色家兎に煙草主流煙を負荷した場合、負荷直後に網膜循環時間は短縮し、その後延長する傾向を認めたが、最高濃度出現時間差は喫煙負荷によって有意な変化を認めなかった。今後、例数を増やして再検討する必要がある。2.喫煙と老人性円板状黄斑変性症との関係に関する研究:(1)喫煙率について本症患者群と一般人口とを比較すると、患者群に高く、ことに標本数の多に60歳以上の男性群において有意差を認めた。(2)年齢と喫煙が本症の新生血管膜の大さとの間に有意な正の相関を示した。喫煙係数(1日当りの本数×喫煙年数)が大きい程、新生血管膜が大きく、用量反応関係を認めた。(3)年齢と性に基づいた1:1のマッチングによる患者対照研究により、喫煙にのみオッズ比が有意であった。(4)本症の悪化群では瘢痕化群に比べて有意に喫煙係数が大であり、また過去の喫煙量と本症の悪化とは有出の用量反応関数を認めた。(5)喫煙習慣と本症悪化との関係は、喫煙を継続すると悪化例が多く、禁喫すると悪化例が少ないことを認めた。(6)視力経過は本症悪化群に低下の傾向を認め、喫煙係数によって視力予後に差を認めた。(7)以上の結果から本症に対する喫煙の影響としては、発症、新生血管膜の拡大、滲出や出血の持続と再発、光凝固後の新生血管膜の再発などが考えられる。1.煙草主流煙の脈絡膜組織血流量に及ぼす影響に関する研究:14週齢Wistar系ラットに喫煙負荷としてハンブルグII型動物用吸入装置を用いて市販紙巻タバコ30本分の主流煙を1日約30分間、16週間にわたり吸入させた。対照としては同一の環境と飼料で16週間飼育したラットを用いた。脈絡膜組織血流量を水素クリアランス法で測定し,同時に尾動脈収縮期血圧を測定した。収縮期血圧を脈絡膜組織血流量で除した値を脈絡膜血管抵抗指数とした。脈絡膜組織血流量(ml/min/100g)は対照群305±12.3(N=9)、喫煙群311±20.8(N=6)で有意差を認めない。尾動脈血圧(mmHg)は対照群115±10.8、喫煙群138±12.0で喫煙群において有意(p<0.01)に上昇していた。脈絡膜血管抵抗指数(mmHg/ml/min/100g)は対照群0.38±0.05,喫煙群0.41±0.04で喫煙群に増大傾向がみられた。従つて長期にわたる喫煙は脈絡膜循環障害を惹起する可能性が示唆された。2.煙草主流煙の網膜微小循環に及ぼす影響に関する研究:先に私達の教室で開発したビデオ蛍光眼底造影と画像解析による人眼に対する網膜平均循環時間(MCT)の測定システムを有色家兎に利用した。喫煙負荷として500mlのポリエチレン容器に市販紙巻き煙草1本分の主流煙を採集し約30秒間有色家兎に自発呼吸下で経鼻的に吸入させた。MCTは喫煙負荷前1.88±0.52秒(N=10)に比べ、喫煙直後は1.42±0.51秒(N=10)で有意(p<0.01)に短縮した。負荷10分以降のMCTは負荷前と比し有意差を認めなかった。耳動脈平均血圧は喫煙負荷前70.6±7.06mmHgに比べ喫煙直後は82.0±6.26mmHgで有意(p<0.05)に上昇していた。負荷10分以降の血圧は負荷前と比し有意差を認めなかった。負荷前後で眼圧には有意差はなく、網膜循環時間の短縮には眼灌流圧の喫煙による上昇が関与していると思われる。3.喫煙と老人性円板状黄斑変性症との関係に関する研究:喫煙が本症の脈絡膜新生血管発生と退縮に危険因子として関与していると結論した。
磁場中その場光電子分光の開発

固体内部の電子状態解析が可能な硬X線光電子分光(HAXPES)を外部磁場印加条件下で測定可能にするための計測技術開発を行った。従来、磁場影響下での光電子分光は、光電子の放出角度が大きく曲げられ計測自体が困難であることから積極的に実施されてこなかった。光電子が高エネルギーであり、外場に強いHAXPESの利点を生かすとともに、試料からの漏洩磁場を磁気回路で低減させることで、永久磁石による0.4 Tの磁場印加下において磁性多層膜のHAXPES測定に成功した。本研究は、磁性体の電子・磁気状態の詳細な解析を可能とする磁場印加中試料に対するその場光電子分光測定技術の開発を行うことを目的としている。今年度は、そのフィージビリティスタディとして巨大な磁化を有する着磁済みネオジム磁石の光電子分光測定技術の開発を行った。ネオジム磁石のようなバルク強磁性体からは強い漏洩磁界が発せられるため、それにより光電子の飛行軌道が曲げられることが懸念される。磁気回路に磁石試料を埋め込み、漏洩磁界を磁気回路中に閉じ込めることにより、容易磁化軸方向で0.3 Tの表面磁束密度を有するネオジム焼結磁石のHAXPES測定が可能となった。さらに、Fe 2p内殻スペクトルの円偏光依存性測定を行い、明瞭な磁気円二色性の観測に成功した。今年度は当初の予定通り、着磁済みバルク強磁性体の光電子分光測定技術の開発を行い、これに成功した。これは、本研究の目的である磁場印加中その場測定技術開発の指針を与える。本研究は、磁性体の電子・磁気状態の詳細な解析を可能にする、磁場印加中試料その場光電子分光測定技術の開発を行うことを目的としている。一般に光電子分光測定では、試料への外部磁場印加が困難であり、これまで磁性材料への適用は積極的に行われてこなかった。これは試料に外部磁場を印加すると、漏洩磁場により光電子がローレンツ偏向を受け、運動量が保存できなくなる、計測自体が困難である問題があるためである。昨年度、巨大な磁化を有する着磁済みネオジム磁石のHAXPES測定に成功し、漏洩磁場の遮蔽において磁気回路の有用性を確認したのを受け、本年度は、磁気回路と試料着磁用電磁石を組み合わせることにより、任意試料に対する磁場印加中その場HAXPES測定技術の確立を目指した。最大0.5 Tの磁場印加が可能な磁気回路サンプルホルダーを作製し、未着磁(熱消磁状態)のネオジム磁石に対し測定を行ったが、漏洩磁場により0.07 T以上での光電子検出が不可能であった。これは試料であるネオジム磁石の比透磁率がほぼ1であること、また、大きな磁場を発生させるためにサンプルホルダーが複雑な形状になってしまい、凹凸から漏洩磁場が発生しやすい状況であることが原因と考えた。そこで、一般に透磁率が高い磁性多層膜にターゲットを絞り、また、磁気回路の形状をシンプルで磁場の閉じ込めにおいて最も効率的なリング形状にし、測定を行った。着磁には表面磁束密度0.4 Tの永久磁石を用いた。その結果、Fe/Pt/Fe多層膜において、光電子放出に対する漏洩磁場の影響があるものの、補正電場を印加することにより角度分解HAXPES、および、その磁気円二色性(MCD)測定に成功した。つまり、本研究により0.4 Tの磁場印加下において磁性多層膜の深さ約20 nmまでの元素・磁化分布解析を可能にした。この内容について学会発表し、現在、論文を2本執筆中である。本研究の目的である磁場印加中その場光電子分光測定技術を実現させる。そのために、磁場印加用電磁石と磁気回路を備えた試料ホルダーを作製する。光電子の飛行軌道に影響を与えないよう、電磁石、および、試料と磁気回路間の境界部からの漏洩磁場の遮蔽を強固にする必要があるが、今年度で得られた知見をもとに開発を進める。もし、電磁石からの漏洩磁場の遮蔽が難しいなど、電磁石を用いた磁場印加測定が困難であれば、永久磁石を用いた磁場印加を試みる。開発したシステムを用いて磁性多層膜の磁場印加中その場HAXPES測定を行う。放射光科学今年度実施した着磁済みネオジム磁石の光電子分光測定技術開発において、実験後の解析の際に論文執筆のためには追加実験が必要であることが判明した。そのため、論文執筆後の発表を予定していた学会発表を取りやめた。予定していた発表を行うための学会費用に充てる。一方で、現在製作している電磁石と磁気回路を備えた試料ホルダーを用いた磁場印加実験において、漏洩磁場の遮蔽が難しいなどの問題が生じる可能性がある。その際には、試料ホルダー形状を検討するために、複数の試作品を製作し、最適な形状を検討することを考えており、その製作費に充てることも考えられる。
大腸癌の検診に利用しうる新規遺伝子スクリーニング法の開発

エピジェネティック診断法を便での検出に応用し、免疫学的便潜血反応の感度および特異度を向上させた大腸癌スクリーニング法の開発を行ってきた。進行大腸癌20例、対照として、内視鏡的に全く異常を認めない症例20例において検討を行った。癌症例は内視鏡診断および組織診断によって診断が確定しているものを対象とした。進行大腸癌の症例においては切除組織、対照部分としての非腫瘍部組織、便サンプルに加えて血清をサンプルとしてインフォームドコンセントを取得し使用した。各サンプルよりDNA抽出を行い問題なくメチル化の検討ができることを確認できた。また、それぞれのサンプルより抽出したDNAにbisulfite処理を行い、DNAメチル化の検出を行なうことが可能であった。メチル化DNAの検出方法としては、重点をおいたMethylLight法に加え定量的な検討を行う為、Pyrosequencing法での検出を行った。メチル化を検出する対象遺伝子としては、いくつかの検討後にPRDM5,MINT25,RASSF1,RASSF2,SFRP1,SFRP2を用いた。結果として、腫瘍サンプルのメチル化パターンは便サンプルのメチル化パターンときわめてよく一致した。内視鏡的に異常のない症例の便中からは異常を検出しなかった。進行癌検出の感度は100%で、特異度はおよそ9096であった。大腸ポリープを含めた検討を開始している。進行大腸癌の症例においては切除組織、対照部分としての非腫瘍部組織、便サンプルを準備が可能であった。メチル化DNAの検出方法としては、これまで主として使用してきたCOBRA法(Combined bisulfite restriction analysis法)に加えて、より定量性に重点をおいたMethylLight法での検出、さらに高精度に定量が可能なリアルタイムシーケンサーを用いたメチル化定量システムの確立を行った。メチル化を検出する対象遺伝子としては、すでに大腸癌において高頻度にメチル化している遺伝子として、SFRP1、SFRP2遺伝子のCpG領域、DFNA5遺伝子、AMEG1遺伝子、hMLH1遺伝子を当初検討遺伝子として用いた。これまでの検討でSFRP1遺伝子のメチル化は64.7に認められ、SFRP2遺伝子のメチル化は92.3%に認められている。さらに他の遺伝子を検討し、これまでの中間段階では感度75.4%、特異度98.4%の結果であった。さらに対象遺伝子を変えて検討を行っている。また、本システムでは陰性症例に大腸癌発症が含まれないようにするため、特異度よりも感度を優先するシステムを開発する予定である。メチル化DNAの検出方法としては、重点をおいたMethyLight法での検出を行った。メチル化を検出する対象遺伝子としては、いくつかの検討後にRASSFI、RASSF2、SFRP1、SFRP2、BNIP3、CHFRを用いた。

結果として腫瘍サンプルのメチル化パターンは便サンプルのメチル化パターンときわめてよく一致した。内視鏡的に異常のない症例の便中からは異常を検出しなかった。進行癌検出の感度は100%で、特異度は90%であった。大腸ポリープを含めた検討を開始している。