hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
蛍光プローブの創製による,細胞応答の生きたままの状態での可視化

異なる2波長での蛍光強度を測定しその比(レシオ)を検出するレシオ測定法は,バイオイメージングを行う際に特に有利な測定法である.レシオ測定を行うためには,標的分子との相互作用で励起波長ないし蛍光波長がシフトする特性をもつ蛍光プローブが必要となる.本年度は,蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)を基本原理としたレシオプローブ設計法の確立を行った.空間を介したエネルギー移動であるFRETの効率は,Forster式に従って変化する.このうち,重なり積分:Jに着目し,プローブ分子をデザインした.フルオレセインが吸収特性の大きく異なる2つのコンフォメーションをとることに着目して,重なり積分変化をスイッチとする設計法を新規に考案した.この原理に基づき,リン酸基を導入した1__-をチロシンホスファターゼ(PTP)レシオプローブとして設計・合成した.1__-は水溶液中で450nm付近のクマリン蛍光を示したが,PTP添加するとクマリン蛍光が減少し515nm付近のフルオレセイン蛍光が増大した.1__-を生細胞に導入しレシオイメージングを行った結果,経時的にレシオ(アクセプター蛍光/ドナー蛍光)の増大が観測された.次に,1__-を用いたイメージングで正常細胞の接触阻止とPTP活性の関連について解析することを試みた.接触阻止を起こすマウス筋芽細胞C2C12を用いて細胞密度とPTP活性との関係を調べたところ,周囲がすべて細胞で埋まっているDensoの状態において,PTP活性の増大が観測された.一方,接触阻止能を欠損しているHeLaでは,細胞密度によるPTP活性の変化は見られなかった.よって,生きた細胞からPTP活性を直接検出することで,接触阻止が起こる際にPTP活性が増大することを示した.また,阻害剤を用いた検討の結果,アラキドン酸代謝経路より産生されるROSがPTP活性の調節因子となっていることが示唆された.申請者はZn^<2+>選択的蛍光センサー分子ZhAF-2の開発に成功した.ZnAF-2は生理的な重要性が報告されている.Zn^<2+>の動態,作用機序を解明する手段として生細胞,組織などに応用されている.特に既存の亜鉛蛍光センサー分子の問題点であったZn^<2+>に対する選択性を.ZnAF-2は克服しており,Ca^<2+>やMg^<2+>など他の生理的に重要なイオンには影響を受けない.またZn^<2+>に対するみかけの解離定数(K_d)はnMオーダーであり,低濃度、(0.1nM10nM)のZn^<2+>の濃度変化を検出することができる.しかし,研究を進めるうちに中枢神経系ではμMオーダーまで濃度が達する可能性に気が付いた.その範囲では蛍光強度が飽和するため,all or noneの定性的な評価はできるが,正確な濃度を求めることはできない.より広い範囲でのZn^<2+>の濃度範囲を測定可能にするためにはセンサー分子を低親和性にする,つまりK_d値を大きくする必要がある.この場合重要な点として,親和性を変化させてもZn^<2+>以外のイオンへの特異性は維持しなくてはいけないことが挙げられる.低親和性亜鉛蛍光プローブの候補を,ZnAF-2の構造を基本骨格としてデザイン・合成した.具体的にはピリジン環の6位にメチル基を組み込み立体障害を導入したもの(ZnAF-2M),配位数を減らしたもの(ZnAF-3),配位子間の距離を伸ばしたもの(ZnAF-4、ZnAF-5)である.いずれのプローブもZn^<2+>に対する選択性が高く、膜透過型の合成を行うことで生細胞や組織への応用も可能となり,これらのセンサー分子を用いてnMからμMに至るまで広い濃度範囲でZn^<2+>濃度変化をイメージングすることに成功した.異なる2波長での蛍光強度を測定しその比(レシオ)を検出するレシオ測定法は,バイオイメージングを行う際に特に有利な測定法である.レシオ測定を行うためには,標的分子との相互作用で励起波長ないし蛍光波長がシフトする特性をもつ蛍光プローブ(レシオプローブ)が必要となる.本年度は,蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)を基本原理としたレシオプローブ設計法の確立を行った.空間を介したエネルギー移動であるFRETの効率は,Forster式に従って変化する.このうち,重なり積分:Jに着目し,プローブ分子をデザインした.フルオレセインが吸収特性の大きく異なる2つのコンフォメーションをとることに着目して,重なり積分変化をスイッチとする設計法を新規に考案した.この原理に基づき,リン酸基を導入した1をチロシンホスファターゼ(PTP)レシオプローブとして設計・合成した.1は水溶液中で450nm付近のクマリン蛍光を示したが,PTP添加するとクマリン蛍光が減少し515nm付近のフルオレセイン蛍光が増大した.PTP活性によって蛍光波長がシフトしたことから,レシオによる検出が可能であることが示された.1を生細胞に導入しレシオイメージングを行った結果,経時的にレシオ(アクセプター蛍光/ドナー蛍光)の増大が観測された.このレシオ増大は,PTP阻害剤であるSodium Orthovanadateによって抑制されたことから,PTP活性を反映していることが示された.

次に,1を用いたイメージングで正常細胞の接触阻止とPTP活性の関連について解析することを試みた.接触阻止を起こすマウス筋芽細胞C2C12を用いて細胞密度とPTP活性との関係を調べたところ,周囲がすべて細胞で埋まっているDenseの状態において,PTP活性の増大が観測された.一方,接触阻止能を欠損しているHeLaでは,細胞密度によるPTP活性の変化は見られなかった.よって,生きた細胞からPTP活性を直接検出することで,接触阻止が起こる際にPTP活性が増大することを示した.また,阻害剤を用いた検討の結果,アラキドン酸代謝経路より産生されるROSがPTP活性の調節因子となっていることが示唆された.異なる2波長での蛍光強度を測定しその比(レシオ)を検出するレシオ測定法は,バイオイメージングを行う際に特に有利な測定法である.レシオ測定を行うためには,標的分子との相互作用で励起波長ないし蛍光波長がシフトする特性をもつ蛍光プローブが必要となる.本年度は,蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)を基本原理としたレシオプローブ設計法の確立を行った.空間を介したエネルギー移動であるFRETの効率は,Forster式に従って変化する.このうち,重なり積分:Jに着目し,プローブ分子をデザインした.フルオレセインが吸収特性の大きく異なる2つのコンフォメーションをとることに着目して,重なり積分変化をスイッチとする設計法を新規に考案した.この原理に基づき,リン酸基を導入した1__-をチロシンホスファターゼ(PTP)レシオプローブとして設計・合成した.1__-は水溶液中で450nm付近のクマリン蛍光を示したが,PTP添加するとクマリン蛍光が減少し515nm付近のフルオレセイン蛍光が増大した.1__-を生細胞に導入しレシオイメージングを行った結果,経時的にレシオ(アクセプター蛍光/ドナー蛍光)の増大が観測された.次に,1__-を用いたイメージングで正常細胞の接触阻止とPTP活性の関連について解析することを試みた.接触阻止を起こすマウス筋芽細胞C2C12を用いて細胞密度とPTP活性との関係を調べたところ,周囲がすべて細胞で埋まっているDensoの状態において,PTP活性の増大が観測された.一方,接触阻止能を欠損しているHeLaでは,細胞密度によるPTP活性の変化は見られなかった.よって,生きた細胞からPTP活性を直接検出することで,接触阻止が起こる際にPTP活性が増大することを示した.また,阻害剤を用いた検討の結果,アラキドン酸代謝経路より産生されるROSがPTP活性の調節因子となっていることが示唆された.
ヒト胃・大腸癌幹細胞の分離同定と治療標的分子の特定

癌幹細胞の存在は、癌治療において非常に重要なものであると考えられる。本研究では、大腸癌幹細胞マーカーである細胞表面抗原CD133にCD44を加え、フローサイトメトリーによってより高純度な分離を目指し、癌幹細胞の存在が示唆された細胞群の特性解析を実施した。また、分画された細胞に対し正常な腸管幹細胞マーカーであるLGR5の発現を指標とした167症例の予後解析の結果から、CD133、CD44、LGR5の発現は予後予測因子として重要であると考えられた。近年、正常組織と同様、癌組織においても癌幹細胞を頂点とした階層的な細胞社会が存在することが明らかになった。癌幹細胞は化学・放射線療法に耐性を有し、転移・再発の起点となる細胞であると考えられている。従って、癌幹細胞を標的とした治療戦略を構築することで、癌の再発・転移の制御が可能になるのではないかと期待されている。その為には、癌幹細胞特異的な解析が不可欠であり、同細胞の高純度な分離が必須であることは言うまでもない。大腸癌においては既にCD133等の表面抗原の発現を指標として細胞の分離・同定が試みられている。しかし、先行研究における大腸癌幹細胞の分離純度は低く、特異的な分子発現を明らかにすることは困難である。従って、CD133に加え複数の表面抗原の発現を指標に癌幹細胞の分離を行い、分離純度の向上の必要がある。本研究では大腸癌幹細胞特異的な解析を目標として、高純度な分離を試みた。臨床検体より得られた細胞集団についてフローサイトメトリー解析を行ったところ、CD133^+細胞をCD44の発現を指標に分画化可能であることが示された。次いで、腫瘍形成アッセイを行ったところ、CD133^+細胞およびCD44+細胞に腫瘍形成が認められた。また、CD133^+CD44^+細胞においては僅か100個の移植で腫瘍形成が確認され、癌幹細胞が純化されていることが示唆された。癌幹細胞は化学・放射線療法に耐性を持つとされており、その原因の一つに癌幹細胞が血管から離れた位置に存在するという点が考えられる。CD133^+CD44^+細胞と腫瘍内血管の位置関係を解析した結果、腺管の管状構造の内腔面に局在するCD133^+CD44^+細胞が他の表現型を有する癌細胞と比して有意に血管から離れた位置に局在していることが示された。癌幹細胞の化学・放射線療法耐性が同細胞の局在部位に起因するものであるならば、それを標的とすることで癌の根治が可能になるかもしれない。近年、癌組織においても正常組織と同様、自己複製能と多分化能を保持した幹細胞が存在し、幹細胞を頂点とした階層的な細胞社会が存在することが明らかになりつっある。癌幹細胞は腫瘍形成に寄与するだけでなく、転移や再発の原因となっていると考えられている事から同細胞群の特性解析は非常に重要なものであると言える。大腸癌においては既にCD133等の細胞表面抗原の発現を指標に癌幹細胞の分離・同定がなされているが、その分離純度は低く癌幹細胞の詳細な特性解析を行うには不十分である。従って、本研究ではより高純度な癌幹細胞の分離を目指すと同時に、癌幹細胞の存在が示唆された細胞群の特性解析を実施した。まず正常組織幹細胞と癌幹細胞の類似性に着目し、正常大腸上皮における幹細胞マーカーを探索した。その結果、腸管幹細胞が存在する大腸陰窩底部においてCD44の限局的な発現が見られたため、このCD44と既存の癌幹細胞マーカーであるCD 133を組み合わせる事で癌幹細胞の分離と特性解析を試みた。フローサイトメトリーにより分画化した各細胞画分の腫瘍形成能を評価した所、CD 133^+CD44^+細胞においては僅か100細胞の移植で腫瘍が形成され、高い腫瘍形成能が示された。次いで、分画化した細胞に対して正常な腸管幹細胞マーカーであるLGR5の発現解析を行った所、高い腫瘍形成能を持つCD133^+CD44^+細胞でLGR5^+細胞が多数確認された一方、腫瘍形成率が低かったCD 133^-CD44^-細胞ではLGR5^+細胞の頻度は少なかった。これらの事からCD 133^+CD44^+細胞は腸管幹細胞を起源とする可能性が考えられた。また、CD133^+CD44^+細胞、及びLGR5^+細胞は腫瘍組織の腺腔構造の内腔側、腫瘍内血管から優位に離れた位置に局在し、低酸素状態の指標であるHIF1αに陽性を示していた。これらの事からCD 133^+CD44^+細胞及びLGR5^+細胞は低酸素領域に存在する事で、幹細胞様の性質と化学・放射線療法耐性を獲得している可能性が推察された。

近年、癌組織においても正常組織と同様、自己複製能と多分化能を保持した幹細胞が存在し、幹細胞を頂点とした階層的な細胞社会が存在することが明らかになりつつある。癌幹細胞は腫瘍形成に寄与するだけでなく、転移や再発の原因となっていると考えられている事から同細胞群の特性解析は非常に重要なものであると言える。大腸癌においては既にCD133等の細胞表面抗原の発現を指標に癌幹細胞の分離・同定がなされているが、その分離純度は低く癌幹細胞の詳細な特性解析を行うには不十分である。従って、本研究ではより高純度な癌幹細胞の分離を目指すと同時に、癌幹細胞の存在が示唆された細胞群の特性解析を実施した。まず正常組織幹細胞と癌幹細胞の類似性に着目し、正常大腸上皮における幹細胞マーカーを探索した。その結果、腸管幹細胞が存在する大腸陰窩底部においてCD44の限局的な発現が見られたため、このCD44と既存の癌幹細胞マーカーであるCD133を組み合わせる事で癌幹細胞の分離と特性解析を試みた。フローサイトメトリーにより分画化した各細胞画分の腫瘍形成能を評価した所、CD133+CD44+細胞においては僅か100細胞の移植で腫瘍が形成され、高い腫瘍形成能が示された。また、NOD/SCIDマウス皮下で作成した移植片におけるフローサイトメトリー解析の結果、移植片では原発巣と比較し優位にCD133+CD44+細胞の割合が増加しており、腫瘍再構築の際にも重要な役割を示している可能性が示唆された。次いで、分画化した細胞に対して正常な腸管幹細胞マーカーであるLGR5の発現解析を行ったところ、症例毎にLGR5の発現がばらついたものの、167例における予後解析ではCD133,CD44,LGR5の発現が高い症例において優位に予後不良であった。これらの事からCD133+CD44+細胞は癌幹細胞の可能性が高く、CD133、CD44、LGR5の発現は予後予測因子として重要であると考えられた。
ＭＥＭＳ　２軸力センサを用いた局所滑りの発生メカニズムの解明

本年度の研究目標である,液滴の滑りにおける液滴表面の振動計測を行った.具体的には,昨年度に設計・製作したMEMS力センサを用いて,520μlの液滴がセンサ上を滑る際の振動を計測した.また,液滴の大きさや滑り速度,表面粗さを変化させたときに,振動の周波数がどのように変化するかを明らかにした.実験に使用したセンサは,0.3μmの薄いシリコン構造を土台として,その上に高さ30μmのマイクロピラーが多数形成されている.マイクロピラーアレイの上面は超撥水性となっているので,その上に乗せた液滴は球形に近い形を保ち,アレイを傾けると自重によって滑り落ちる.実験ではセンサ上に液滴を滑らせたときの振動を計測した.力の正負としては,液滴がマイクロピラーを押すときを正,液滴がマイクロピラーを引っ張るときを負と定義した.計測の結果から,接触面の中央付近では液滴がマイクロピラーを押すことがわかった.また,得られた力の大きさには小刻みな変化が含まれ,このことから液滴表面に微小な振動が発生していることが確認された.この力の変化をフーリエ変換して周波数領域で解析したところ,約3kHzにピークをもつ振動が認められた.このピーク周波数は(予想に反して)液滴の大きさにも滑り速度にも依存せず,マイクロピラーアレイの密度に反比例することがわかった.マイクロマシン分野では最大級の国際学会であるMEMS2016に参加し,これらの研究成果を発表した.また,センサ上に液滴を滴下させたときのインパクトを圧力分布として計測することもできた.この結果は国際会議MEMS2016にて口頭発表を行い,各国から参加した研究者の方々に大変興味をもっていただいた.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の研究目標のうち、液滴が滑る際に剛体基板に及ぼす力を直接計測できる2軸力センサを設計・製作した。また、水滴がセンサ上を滑り落ちるとき、垂直方向の力(圧力)と水平方向の力(せん断力、摩擦力)の計測を行い、その計測結果を解析することにより、水滴と基板との接触面での力分布を算出した。試作したセンサは薄いシリコン構造とその中央に配置されたマイクロピラーから構築されている。マイクロピラーに働く圧力とせん断力は、計測されるシリコン構造の抵抗変化率から算出可能である。センサのサイズは数十μmであり、数μLの液滴と比べて十分小さいため、液滴の滑りへの影響が無視できると考えられる。また、シリコン構造は非常に薄い(0.3μm)ため、製作したセンサは高感度である(分解能は0.2μN以下)。試作したセンサで滑り落ちる水滴を計測した結果、接触面内で特徴的な力分布が生じていることがわかった。接触面の中央部では液滴は基板を押し、外周部では基板を引っ張っていることが明らかになった。また、水滴において生じる摩擦力は、滑り落ちる水滴の後端に集中することもわかった。本年度の研究目標である,液滴の滑りにおける液滴表面の振動計測を行った.具体的には,昨年度に設計・製作したMEMS力センサを用いて,520μlの液滴がセンサ上を滑る際の振動を計測した.また,液滴の大きさや滑り速度,表面粗さを変化させたときに,振動の周波数がどのように変化するかを明らかにした.実験に使用したセンサは,0.3μmの薄いシリコン構造を土台として,その上に高さ30μmのマイクロピラーが多数形成されている.マイクロピラーアレイの上面は超撥水性となっているので,その上に乗せた液滴は球形に近い形を保ち,アレイを傾けると自重によって滑り落ちる.実験ではセンサ上に液滴を滑らせたときの振動を計測した.力の正負としては,液滴がマイクロピラーを押すときを正,液滴がマイクロピラーを引っ張るときを負と定義した.計測の結果から,接触面の中央付近では液滴がマイクロピラーを押すことがわかった.また,得られた力の大きさには小刻みな変化が含まれ,このことから液滴表面に微小な振動が発生していることが確認された.この力の変化をフーリエ変換して周波数領域で解析したところ,約3kHzにピークをもつ振動が認められた.このピーク周波数は(予想に反して)液滴の大きさにも滑り速度にも依存せず,マイクロピラーアレイの密度に反比例することがわかった.マイクロマシン分野では最大級の国際学会であるMEMS2016に参加し,これらの研究成果を発表した.また,センサ上に液滴を滴下させたときのインパクトを圧力分布として計測することもできた.この結果は国際会議MEMS2016にて口頭発表を行い,各国から参加した研究者の方々に大変興味をもっていただいた.本年度は液滴が滑り落ちる際に、液滴と剛体表面との間に発生する力を計測できるMEMS力センサの設計・試作・評価を行った。また試作センサを用いて、センサ表面上を滑り落ちる液滴の接触面における圧力及びせん断力の計測を行った。研究計画に沿って、計画通りに進捗したと考えている。今後の目標は提案したセンサを用いて、液滴の滑りメカニズムに影響するパラメーターについて調べることである。具体的には下記の計画で研究を行う。・液滴のサイズと滑り速度を変えて、接触面における圧力とせん断力がどのように変化するかを調べる。

また、液体の粘性を変えて、粘性がどのように液滴の滑りに影響するかを明らかにする。・センサ表面に成形されるピラーアレイのサイズと間隔を変えて、その効果を調べる。・さらに、液滴が周期微小凸凹構造を有した表面上に滑り落ちる際、各微小構造との相互作用よる振動をセンサで計測し、その振動に関する解析を行う。27年度が最終年度であるため、記入しない。
高齢者の身体的自立に必要な体力レベルに関する研究

本研究の目的は、高齢者が身体的に自立した日常生活活動を過ごすために必要な体力レベルが明らかにするために、60歳以上の高齢男女25名(女性19名、男性6名)を対象に日常の身体活動状況調査、大腿伸展パワー及び乳酸性作業閾値の相互関連について検討した。1.日常の身体活動量と体力の関係(平成7年度)覚醒時の総エネルギー消費量と乳酸性作業閾値との間に有意な正の相関関係が認められた。また、覚醒時の総エネルギー消費量が高くなるに従って脚伸展パワー値も高くなる傾向にあった。これらの結果から、高齢者においては日常の身体活動それ自体が有酸素性作業能力や脚筋力(脚伸展パワー)の改善に有効な運動刺激なることが明らかにされた。2.加齢による体力の変化(平成8年度)加齢に伴う体力の変化と身体活動量の関係について検討した。その結果、脚伸展パワーと乳酸性作業閾値はいずれも12年後に有意な低下はみられなかった。しかし、乳酸性作業閾値の経年変化は、ほぼ65歳前後を境にそれ以降では低下の割合が高い傾向にあった。加齢に伴う乳酸性作業閾値の変化と年間総歩数との間には有意な正の相関が認められたが、脚伸展パワーとの間には有意な関係はみられなかった。以上の結果から、高齢者においては日常生活において歩行運動による身体活動量の増大は加齢に伴う体力の低下を遅らせる可能性があることが示唆された。さらに対象者を増やして加齢による体力の変化について検討中である。高齢者が身体的に余裕を持って日常生活を営むために必要な体力レベルを明らかにするとともに、その体力の維持・向上のための運動指導法の作成のための基礎的資料を得るために、60歳以上の高齢男女(女性19名、男性6名)を対象し、日常の身体活動状況調査、大腿伸展パワー及び乳酸性作業閾値を測定した。1日の総エネルギー消費量は申請者らが開発した身体活動量測定器によって測定した。また、毎日の身体活動状況は歩数を指標にし、歩数計によって歩数から評価した。全身持久力は乳酸性作業閾値を指標にして評価した。下肢筋力は脚筋力と脚伸展パワーを指標にして評価した。これらの測定項目の相互の関連性について検討し、以下のような結果が得られた。1,覚醒時の心拍数は、女性が77.6±8.0拍/分(平均値±標準偏差)、男性が73.7±8.5拍/分であり、出現頻度のピークは、女性が80拍/分の区分、男性が70拍/分の区分にみられた。2,1日の総歩数は8898±3374歩(481017790歩)で、覚醒時の1分あたりの歩行率数は8.6±3.5歩であった。3,覚醒時のエネルギー消費量(HR法)は2089±737kcalであった。4,覚醒時のエネルギー消費量と乳酸性作業閾値の間に有意な正の相関関係が認められた。5,覚醒時のエネルギー消費量が多い者は脚伸展パワーは高い傾向にあった。以上の結果から、高齢者の日常の身体活動の大部分は間欠的な動作で占められていることが明らかにされた。特に興味ある結果として、高齢においては日常の身体活動それ自体が全身持久力や脚筋力(脚伸展パワー)の改善に有効な運動刺激となることが明らかにされた。1.日常の身体活動量と体力の関係(平成7年度)

覚醒時の総エネルギー消費量と乳酸性作業閾値との間に有意な正の相関関係が認められた。また、覚醒時の総エネルギー消費量が高くなるに従って脚伸展パワー値も高くなる傾向にあった。これらの結果から、高齢者においては日常の身体活動それ自体が有酸素性作業能力や脚筋力(脚伸展パワー)の改善に有効な運動刺激なることが明かにされた。2.加齢による体力の変化(平成8年度)加齢に伴う体力の変化と身体活動量の関係について検討した。その結果、脚伸展パワーと乳酸性作業閾値はいずれも12年後に有意な低下はみられなかった。しかし、乳酸性作業閾値の経年変化は、ほぼ65歳前後を境にそれ以降では低下の割合が高い傾向にあった。加齢に伴う乳酸性作業閾値の変化と年間総歩数との間には正有意なの相関が認められたが、脚伸展パワーとの間には有意な関係はみられなかった。以上の結果から、高齢者においては日常生活において歩行運動による身体活動量の増大は加齢に伴う体力の低下を遅らせる可能性があることが示唆された。さらに対象者を増やして加齢による体力の変化について検討中である。
平安時代後期政治構造の史料学的研究

摂関政治と院政についてはその連続性がたびたび指摘されるが、両分野の研究状況の違いから、このことは院政期研究の立場から論じられることが多かった。しかし近年摂関期研究は大きく進展し、摂関政治と院政の連続性を摂関期研究の側から捉え直すべき段階に到達している。この課題へのアプローチとして本研究では移行期にあたる藤原頼通以降の摂関期を重点的に扱い、史料の調査・検討および政治構造についての研究を行う。
細胞遊走現象における細胞骨格の非平衡ダイナミクス

本研究では細胞遊走現象における接着に誘起される張力と細胞骨格の非平衡ダイナミクスの相関を解明することを目指す。具体的には、細胞と基板の力学的カップリングを空間的に制御可能な新しい実験系として、申請者の専門である精密に機能化された細胞膜モデルを用いる。独自に開発した物理学的手法を駆使して、細胞接着とそれに誘起される張力を定量し、これが細胞内微小空間における細胞骨格の自己秩序化や遊走の時空間パターンに与える影響を解析する。顆粒細胞ニューロンと、癌細胞を用いた実験を行い、異なるモードの遊走や形態変化を比較することで、自己駆動する細胞内での骨格タンパクの動態の本質を明らかにする。本研究では、精密に機能化された新しい細胞膜モデル(Supported Membranes)を用いて、移動し、形態変化する顆粒細胞ニューロンの(A)接着の箇所と接着強度、(B)ニューロン内における細胞骨格のダイナミクス、そして(C)形状と動きの時空間パターンを解析する。2014年度は接着分子であるラミニンのフラグメントを担持した細胞膜モデルを構築し、神経顆粒細胞の接着と運動の制御が出来る系を確立した。実験装置面では、形状ゆらぎをラベルフリーで追跡する反射干渉顕微鏡(Reflection Interference Contrast Microscopy, RICM)の光学系を改善し、従来の装置と較べてはるかに高いコントラストで反射干渉パターンを得ることに成功したほか、「レーザーパルスで誘起される圧力波を用いた細胞接着機能の定量化装置」の光学系およびサンプル台を本研究のために改善した。特にモーター制御型のXYステージを導入することにより測定のスループットを約10倍程度(毎時2030回の計測頻度を毎時200以上に)向上させた。これは一般的に広く用いられる原子間力顕微鏡(1日23回)に較べると約2000倍のスループットに対応し、細胞接着強度の時間発展を高い時間分解能で追跡することが可能となった。細胞実験の実空間モデルの最適化と技術面の改良と並行して、解析面でも大きな進歩があった。ハイデルベルク大学・大学病院内科(血液学・腫瘍学)のA. Ho教授の協力のもと、造血幹細胞の形状ゆらぎによるエネルギー散逸にサイトカイン(CXCL12)が与える影響を、生細胞のタイムラプス画像のパワースペクトラム解析から計算することに初めて成功した(Burk,.. Tanaka, Ho, Sci. Rep. (2015))。本研究では、生命物理学(田中求・主申請者)の研究の流れと、神経発生生物学(見学美根子・分担者)を融合し、細胞遊走現象における接着に誘起される張力と細胞骨格の非平衡ダイナミクスの相関を解明することを目指す。ここでは、細胞と基板の力学的カップリングを空間的に制御可能な新しい実験系として、申請者の専門である精密に機能化された細胞膜モデルを用いる。これまでの二年間で、ラミニンE8フラグメントで機能化した基質モデルを用いて、マウス神経顆粒細胞の再集合体からの遊走の集団的挙動がラミニンの表面密度によって変化することを示したほか、単一細胞レベルでの基質モデルへの接着面積や接着強度の測定に成功した。さらに異なるモードの遊走を行う、転移性胃腺がん細胞を用いての実験系を立ち上げ、自己駆動する細胞内での骨格タンパクの動態の本質を明らかにすることを目指している。系の確立の過程で「単一細胞(微視的観測)から細胞集団(疎視化した運動の解析)へ」という当初の計画を若干変更して、初年度H26年度は神経顆粒細胞の最集合体から放射状に広がる集団的な遊走運動に注目し、2年目に当たるH27年度は細胞密度を減らした条件で単一細胞の接着や形状ゆらぎに重点を置いた。具体的な実験としては、円形偏向した淡色光が屈折率の変化の大きい界面でおこす多重反射の干渉光強度から細胞接着面をラベルフリーで定量計測する反射干渉顕微鏡(Reflection Interference Contrast Microscopy)を用いて、ラミニンE8フラグメントを高密度で固定化した基質のモデル表面の上で神経顆粒細胞が接着する箇所やその接着面積の定量に成功した。また最近、タイムラプス機能を顕微鏡に追加することで接着面の形態ダイナミクスをいくつかの細胞で並行に追跡することを可能にした。また、LifeActでアクチン細胞骨格を染色した筋芽細胞を用いて、ダイナミックな力学的刺激を受けた際の細胞骨格の再構成を、細胞骨格のネマチック秩序変数を用いて定量的に記述することにも成功した(Inoue, Frank,... Tanaka,Biomater. Sci. (2016) cover article )。細胞と基質モデルの接着強度の測定には、細胞培養チャンバー内に集光したピコ秒レーザーパルスによって誘起される衝撃波を用いている。ここでは限られたサンプル数から最大限のアウトプットを引き出すために、ある距離での細胞の脱離する確立分布を指標として新たに導入した。本研究では、細胞遊走現象における細胞接着と細胞骨格のダイナミクス、細胞形状と運動モードの間の相関を解明することを中心に進めた。ここでは、細胞と基板の力学的カップリングを空間的に制御可能な新しい実験系として、申請者の専門である、精密に機能化された細胞膜モデル("Supported Membranes")を用いた。ラミニンE8フラグメントで機能化した基質モデルを用いて、マウス神経顆粒細胞の再集合体から遊走する神経細胞の集団挙動ダイナミクスがラミニンの表面密度によって変化することを示したほか、単一細胞レベルでの基質モデルへの接着面積の時間変化の精密測定に成功した。

また細胞核、アクチン、微小管の同時染色により、ラミニン表面密度の変化による細胞骨格構造への影響を明らかにした。さらに異なるモードの遊走を行う転移性胃腺がん細胞を用いた実験系を確立し、自己駆動する細胞の運動モードと形状・接着の時間変化の同時測定に成功した。これにより、葉状仮足が支配的な細胞遊走と、神経突起が選考する細胞遊走という全く異なる形態と遊走パターンを示す細胞において、接着斑が運動制御に与える影響を明らかにした。本研究では細胞遊走現象における接着に誘起される張力と細胞骨格の非平衡ダイナミクスの相関を解明することを目指す。具体的には、細胞と基板の力学的カップリングを空間的に制御可能な新しい実験系として、申請者の専門である精密に機能化された細胞膜モデルを用いる。独自に開発した物理学的手法を駆使して、細胞接着とそれに誘起される張力を定量し、これが細胞内微小空間における細胞骨格の自己秩序化や遊走の時空間パターンに与える影響を解析する。顆粒細胞ニューロンと、癌細胞を用いた実験を行い、異なるモードの遊走や形態変化を比較することで、自己駆動する細胞内での骨格タンパクの動態の本質を明らかにする。マウスの顆粒細胞を用いた接着と遊走の実験を新しいin vitro系で確立することは、我々にとっても分担研究者である見学美根子教授のグループにとっても新しい挑戦であり、当初計画していたよりも条件の絞込みに時間がかかった。両グループの若手研究者の緊密な連携により、顆粒細胞の再凝集体から放射状に広がる細胞遊走現象を再現性よく制御することに成功した。一方で実験装置の改善という観点からは、自ら開発した細胞接着機能の定量化装置の光学系およびサンプル台を本研究のために改善し、一般的に広く用いられる原子間力顕微鏡(1日23回)に較べると約2000倍のスループットで細胞接着強度の時間発展を高い時間分解能で追跡することを可能にした。また細胞の揺らぎとエネルギー散逸に関する解析については、ハイデルベルク大学・大学病院内科のA. Ho教授との共同研究を通じて、ヒト造血幹細胞や急性骨髄性白血病芽球のゆらぎの振幅をフーリエに変換すること(パワースペクトル解析)で目に見えないケモカインCXCL12の影響を定量的に示すことに初めて成功した(Burk,.. Tanaka, Ho, Sci. Rep. (2015))。最終年度は、引き続き反射干渉顕微鏡による接着面積の解析、圧力波を利用した新技術を駆使して細胞接着の強さ(接着した細胞をはがすのに必要な圧力の閾値)の測定をさらにラミニンE8の表面密度の関数として精密計測する。特に本年度は、細胞骨格の構造秩序と細胞接着面の相関を固定した細胞で調べる「静的」なアプローチに加え、見学グループの専門である分子生物学的なツール(例・蛍光タグで修飾したチューブリン・Lifeactによるアクチンの生体細胞での染色)を組み合わせて、接着面近傍でのアクチン・微小管の自己秩序形成とダイナミクスを追跡する。運動の解析においては、顆粒細胞の再集合体からの細胞の遊走運動のアンサンブル的挙動の解析をさらに展開する。遊走運動の持続長や変形のモードと運動方向の交差相関といった次元まで深めた解析を行う。
絵本の読み聞かせに関する基礎研究とADHD児教育への応用

本研究は、絵本の読み聞かせに関する基礎研究と、ADHDを含む発達障害児への継続的な読み聞かせ実践に関する研究から構成されている。基礎研究は、絵本の読み聞かせ実践者に対するアンケート調査、読み聞かせの読み手の行動分析、そして聞き手(健常幼児)の行動分析を行った。また、発達障害児への読み聞かせに関する実践的研究では健常幼児を対象とした時と同様の分析方法に基づいた。研究の結果、本研究の分析で用いた行動指標は読み手の行動のみならず、聞き手の行動を分析するうえで有効であることが認められた。また、聞き手の行動分析に用いた行動指標も、絵本のどのような場面で感情の喚起があるのか、また、読み聞かせ過程での子どもの行動の変化から絵本毎に分析する有効な手がかりになるものであることが確かめられた。さらに、発達障害児への継続的な読み聞かせ実践や、読み聞かせ実践者へのアンケート調査からは、絵本の選択が重要な問題であることが明らかになった。平成18年度は、3つの点で研究課題を進めることができた。まず、第一点は、読み聞かせ研究の展望と本研究の課題設定を行ったことである。これについては、滋賀大学教育学部研究紀要第56号(2006)に掲載した。そこでは、子どもの発達において絵本がもつ意味について研究を展望しつつ、読み聞かせに関わる要因として、読み手側の要因、聞き手側の要因、そして絵本の選択の問題について検討した。また、絵本の読み聞かせに関する心理学的研究の変遷を明らかにしながら教育実践のなかで読み聞かせが検討されてくるようになる経過を明らかにした。さらに、発達障害児を対象とした読み聞かせ研究について研究の展望を行い、障害が重くても絵本が楽しめること、また、絵本に集中できるようにするために考案された工夫についても紹介した。しかしながら、発達段階や障害特性を考慮した検討はなされておらず、今後の課題であることを明らかにした。そのうえで、本研究の課題としてADHD児を対象として読み聞かせの研究を行うことの意味づけを行った。また、研究を行ううえでは、「読み聞かせの場面作り」「導入」「読んでいく上で」「読み終わった後で」という4過程において結果を検討していくこと、および、読み手と聞き手のビデオ録画にもとづく詳細な行動分析が必要なことを明らかにした。これらの作業は、研究を進めていくうえでの原点になるものであり、研究の基盤を築くものとして位置づけた。第二点は、読み聞かせの熟達者に対して行ったアンケート調査である。このアンケート調査は、読み聞かせの熟達者が集う「この本だいすきの会」の協力を得て行ったものである。質問項目は、先に述べた「読み聞かせの場面作り」「導入」「読んでいく上で」「読み終わった後で」という4過程のそれぞれで日頃、配慮していることについて尋ねた。また、聞き手のなかに多動な傾向を示し、読み聞かせに集中しない子どもがいたときは、どのようにしたかという質問などを行った。質問項目は記述形式を中心とした12項目で成り立っている。このアンケート調査用紙の回収は現在進行中であり、興味深い回答が寄せられている。第三点は、実際に行動指標の妥当性を検討するために、読み聞かせ活動中の読み手と聞き手のビデオ録画を繰り返し行ない、その結果を時間見本法で行動分析をしているところである。その結果によると、読み手について設定した行動指標(どこを見ているかという視点、絵本の内容に関連した意見表出、感情の身体化などの身振り、など)も、聞き手の行動指標(感情の身体化、多動傾向を示す動作、対象操作を伴った行為、絵本の内容を理解した行動の変化、拒否ないしは無関心を示す動作)も発達的な検討をするうえで有効であることが分かった。また、子どもについては、読み聞かせ中の発話分析や、笑いの頻度分析が絵本理解と関連して特に有効であることが明確になりつつある。平成19年度に実施した研究は,絵本の読み聞かせに関する基礎研究に該当する部分であって,大きく分けるならば読み手の行動と,聞き手の行動の詳細なビデオ分析にもとつくものであった。まず,読み手の行動に関しては読み聞かせ中の行動について視点,発話、発声,身ぶり,表情,視覚呈示,声色という6つの行動指標に設けたカテゴリーに該当する頻度を時間見本法で分析した。5人の読み聞かせ実践者を対象としたところ,共通する特徴が認められたものとともに差異も認められ,聞き手である子どもの理解に与える効果を考察した.

次に,20年以上の読み聞かせ経験をもつ熟達した読み手を対象に幼児と大学院生に読み聞かせを行った実験では,共通して観察される行動と,幼児を対象としたときのみ現われる行動が認められた。特に,子どもを対象とした読み聞かせでは視線を頻繁に子どもに向ける行動が認められ,子どもの注意を喚起する意味があることが考察された。また,聞き手の行動に関しては,5歳前半児と5歳後半児を対象に,視点,発話,動作という3つの行動指標に含まれる各カテゴリーの生起頻度を時間見本法で分析した。その結果,視点に関しては顕著な差はなかったが,発話は,5歳前半児で「絵本の内容に関連した意見表出」や「感情表出」が多く観察され,5歳後半児では「友達と絵本のことで話し合う」行動が顕著であった。これらは3篇の論文にまとめたが,いずれも絵本毎,場面毎に分析しており,絵本のどの場面でどのような行動が生起するのか図で明確に表現することができた。また,研究で設けた行動指標や行動カテゴリーは,今後,読み聞かせ研究を推進していくうえで有効であることが確かめられ,意義あることと考えられる。まず、発達障害児を対象とした読み聞かせ研究からは、健常幼児について検討した研究と符合する結果が得られた。すなわち、発達年齢が5歳以上である発達障害児の場合は、周囲の子ども達を意識し、「他の子どもを見る」行動が多く認められたことである。なぜならば、絵本に集中できていないことではなく、絵本に身を乗り出し、絵本に強く集中しながらも、同時に認められているからである。つまり、絵本を楽しみながら同時に相手の立場や気持ちがわかるようになるという自我の発達の側面を表した行動であると考えられた。一方、発達年齢で5歳に達していない子ども達に関しては、怖かったりはらはらしたりする感情がそのまま言葉になって表現されることが認められた。次に、絵本の読み聞かせを実践しておられる方を対象としたアンケート調査から、読み聞かせの実践者がもっとも重視していることは絵本の選択であることが明らかになった。また、読み聞かせ実践者が重視することとして、絵本の選択に続いて、読み方のスキル、読み手との信頼関係、環境設定も大切にしていることが明らかとなった。さらに、調査では、ADHD児のような不注意で多動な子どもが読み聞かせる子どもの中にいた場合についてどのように対応するか尋ねた。その結果、導入では絵本への注目を促したり、聞くときのルールが明確にされていた。また、読んでいく過程では、不注意や多動な行動が現われても「無理やり座らせたりせず、関心をもつようになるのを待つ」というように、子どものこれからを信頼しつつ、気にはしているが敢えて注意しないという積極的無視を貫いていることである。読み終わった後で配慮することは、よく聞けたときには、しっかりと褒めるという回答が見られた。
バイカル湖最古堆積物域に発現するメタンハイドレートの多様性と生成機構の解明

交付申請書に記載した研究目的および研究実施計画に沿って、研究調査に関する準備会議を電子メール会議として実施して運営委員会を設置した。その後、南湖盆南岸沖のバイカル湖最古堆積物が存在する水域のうち平成28年度調査より水深の深い水域および南岸沖との比較のための南湖盆北岸沖における物理探査候補水域の決定をおこなった。平成29年6月に物理探査を実施し、南湖盆の水深約300 mより深い全ての水域においてマルチビームエコーサウンダー物理探査を完了した。物理探査データの解析を行い、南湖盆全水域の湖底3次元マップ作成を完成した。その後、湖底3次元マップとこれまでの物理探査データおよび文献情報等を合わせて、湖底表層堆積物コア採取に基づく調査候補サイトを検討した。その際、隣接する湖底表層でも湖底深部構造が異なることが判明し、本申請研究目的である試料採取に基づく生成環境解明のためには、一部調査に関しては平成30年度に延期した。一方、本学予算による調査計画を立案し、調査船の傭船日程、事前準備の日程、各機関からの参加者、作業内容等を決定して、平成29年8月に海外共同研究者および国内共同研究者の参加による調査船を用いた湖底コア採取に基づく研究調査を実施した。一部の調査は平成30年度調査の情報を得ることを目的に、本申請研究の調査サイトと同じ水域で実施した。この調査の結果、南湖盆南岸沖の平成28年度調査で発見したメタンハイドレート(MH)サイトにおいて、MH存在域の広がりに関する知見を得た。さらに比較研究調査の中央湖盆において新たに3箇所のMHサイトを発見した。平成30年8月の湖底コア採取に基づく研究調査では新たに4箇所のMHサイトを発見した。両調査ともに、採取後のコア試料は本申請研究の研究実施計画に沿って前処理および土質試験等を実施し、サブサンプリングした試料は化学・物理解析に供した。申請した研究計画および平成29年5月までに実施した準備会議に沿って、研究調査に関する運営委員会を設置した。文献情報および予備調査結果を基に平成29年度の物理探査候補水域およびコア採取候補水域の決定をおこない、フィールド調査計画案(調査船傭船日程、事前準備日程、参加者、作業内容等)について、海外共同研究者および国内共同研究者と会議のうえ決定した。調査に用いた調査船と湖底堆積物コアを採取するための重力コアラーも、研究計画に沿って準備をおこなった。計画に沿って調査を実施した結果、南湖盆南岸沖の平成28年度調査で発見したメタンハイドレート(MH)サイトにおいてMH存在域の広がりに関する知見を得た。さらに比較研究調査の中央湖盆において、新たにMHサイト(合計3箇所)の発見に成功した。その際、隣接する湖底表層でも湖底深部構造が異なることが判明し、本申請研究目的である試料採取に基づく生成環境解明のため、一部調査に関しては平成30年度に延期した。これらの情報を基に実施した平成30年8月の湖底コア採取に基づく研究調査では、新たに4箇所のMHサイトを発見した。両調査ともに採取した堆積物コア試料およびMH試料の測定で新たな知見が得られ、英文学術論文誌および国内外の学会にて研究発表をおこなった。従って、交付申請書の目的に対する達成度はおおむね順調といえる。交付申請書の研究実施計画に沿った調査において南湖盆南岸沖で発見したメタンハイドレート(MH)サイトでは、結晶構造がI型のMHと構造II型のMHが半径0.2 km程の狭い範囲に共存していることを明らかにした。バイカル湖において中央湖盆ククイキャニオン域以外で結晶構造II型のMHが発見されたのは南湖盆南岸沖が初めてである。構造I型と構造II型が狭い範囲に共存している事実は、特異的なMH生成環境を意味する。平成28年度調査で発見したメタンハイドレート(MH)サイトにおける平成29年度および平成30年度の追加の調査によって、MH存在域の広がりに関する知見も得ることができた。さらに比較研究調査の中央湖盆において、新たにMHサイトを発見した。今後は、これらのMHサイトの水域および比較研究調査の中央湖盆から北湖盆において詳細な物理探査をおこない、湖底状態だけではなく湖底深部情報の取得を試みる。その上で、得られた湖底堆積物コア試料を交付申請書に沿って化学分析(ガスおよび水)、物理分析(結晶解析)および土質分析に供し、物理探査情報と合わせて考察を試みる。本研究代表者らがこれまでのバイカル湖中央湖盆ククイキャニオン泥火山等で実施した研究調査で採取したMH含有コアの分析結果との比較を通して、南湖盆南岸沖の最古堆積物存在水域のMH含有コアの特徴の抽出をおこなう。中央湖盆・北湖盆湖底表層コア採取に基づく比較研究調査も試みたい。採取堆積物コア中および間隙水中での水およびガスの移動および混合とMH産状との関係より深部構造の把握を試みる。交付申請書に記載した研究目的および研究実施計画に沿って、1.平成28年度の研究調査に関する準備会議を電子メール会議として実施して運営委員会を設置した。

その後、2.南湖盆南岸沖のバイカル湖で最古堆積物が存在する水域における物理探査候補地点の決定をおこない、3.平成28年6月に同水域において物理探査を実施した。その後、4.物理探査データの解析によって、同水域において初めてとなる湖底3次元マップの作成に成功した。その後、5.湖底3次元マップとこれまでの文献情報等を基にして、平成28年度の湖底表層コア採取候補地点の選定をおこない、6.コア採取フィールド調査の計画(調査研究作業内容、調査船の傭船日程、事前準備の日程、各機関からの参加者等)を決定し、7.平成28年8月21日から8月30日に、海外共同研究者および国内共同研究者の参加による調査船を用いた湖底コア採取に基づく研究調査を実施した。その結果、南湖盆南岸沖では初めてとなるメタンハイドレート(MH)存在サイト(合計4箇所)の発見に成功した。採取されたMHの結晶構造はI型とII型であった。バイカル湖において、中央湖盆ククイキャニオン域以外で結晶構造II型のMHが発見されたのは、本研究調査域である南湖盆南岸沖が初めてである。一方、比較研究調査の中央湖盆においても、平成28年度に新たに4箇所のMH存在サイトの発見に成功した。採取後のコア試料は、研究実施計画に沿って調査船内にて直ちに前処理および土質試験を実施し、サブサンプリングした試料は化学・物理解析に供した。申請した研究計画および平成28年3月にロシア連邦イルクーツク市にて実施した準備会議および電子メール会議に沿って、1.研究調査に関する運営委員会を設置し、2.文献情報および予備調査結果を基に平成28年度の物理探査候補水域およびコア採取候補水域の決定をおこない、3.フィールド調査計画案(調査船傭船日程、事前準備日程、参加者、作業内容等)について、海外共同研究者および国内共同研究者と会議のうえ決定した。調査に用いた調査船と湖底堆積物コアを採取するための重力コアラーも、研究計画に沿って準備をおこなった。計画に沿って調査を実施した結果、南湖盆南岸沖において初めてとなるメタンハイドレート(MH)存在サイトを発見した。比較調査域としての中央湖盆においても新たに4箇所のMH存在サイトを発見した。物理探査解析結果、採取した堆積物コア試料およびMH試料の測定結果からは新たな知見が得られた。これらの新規知見を学術論文誌および国内外の学会にて研究発表をおこなったことから、交付申請書の目的に対する達成度はおおむね順調といえる。交付申請書に記載した研究目的および研究実施計画に沿って、研究調査に関する準備会議を電子メール会議として実施して運営委員会を設置した。その後、南湖盆南岸沖のバイカル湖最古堆積物が存在する水域のうち平成28年度調査より水深の深い水域および南岸沖との比較のための南湖盆北岸沖における物理探査候補水域の決定をおこなった。平成29年6月に物理探査を実施し、南湖盆の水深約300 mより深い全ての水域においてマルチビームエコーサウンダー物理探査を完了した。物理探査データの解析を行い、南湖盆全水域の湖底3次元マップ作成を完成した。その後、湖底3次元マップとこれまでの物理探査データおよび文献情報等を合わせて、湖底表層堆積物コア採取に基づく調査候補サイトを検討した。その際、隣接する湖底表層でも湖底深部構造が異なることが判明し、本申請研究目的である試料採取に基づく生成環境解明のためには、一部調査に関しては平成30年度に延期した。
肝癌惹起性HBx変異の存在下で形成される腫瘍微小免疫環境の解析

B型肝炎ウイルス(Hepatitis B Virus, HBV)は慢性肝炎;肝硬変;肝癌を引き起こす。HBVの慢性持続感染症例に対して、核酸アナログ製剤が導入され、肝発癌が抑制されることが明らかになった。しかしながら、HBV関連肝癌の割合は依然として、肝癌全体の約15%を占めており、減少傾向を示していない。外科的切除術やラジオ波焼灼術がHBV関連早期肝癌に対する根治療法として用いられるが、HBV関連進行肝癌に対する根治療法は開発されていない。HBV関連肝癌の約20%が進行期に発見されることを考えると、HBV関連肝癌の新規治療法の開発が期待される。HBV関連肝癌に対する新規治療法の開発のためには、病態生理の理解が不可欠である。HBV関連発癌はHBV(ウイルス)側の病原因子と宿主側の因子がお互いに影響を及ぼしあって、発症すると考えられている(Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2015;12:681-700)。HBVはDNAウイルスであり、宿主のゲノムDNAに組み込まれて発癌作用を引き起こすと想定されている。HBx遺伝子(HBx)はHBV-DNAのなかで最も高頻度に肝癌において検出される。また、本邦のHBV関連肝癌ではHBxの遺伝子変異(C1485TおよびC1653T変異)が肝癌の発症に関わることが知られている(J Hepatol 2006;45:646, J Hepatol 2006;45:805)。しかしながら、HBxC1485TおよびC1653T変異がHBV関連発癌を引き起こすメカニズムは解明されていない。申請者らは新規に樹立したHBxC1485T強制発現マウスは実験肝癌に対する感受性が高いことを報告した。このように、HBxC1485T変異をウイルス側因子として同定したが、HBxC1485T変異が惹起する宿主側の反応は未解明である。そこで、本研究ではHBxC1485T変異の存在下に誘導される腫瘍微小免疫環境を解明し、HBV関連発癌の新規治療標的の同定を目指す。これまで、HBx遺伝子導入発癌モデルマウスにおいてPD-1抗体とLenvatinib併用療法は、各々単独療法と比較して有意に腫瘍増殖を抑制していることを確認した。また腫瘍抑制されていなかった群と比較すると、TAMsやMDSCsの細胞数が抑制されており、抗腫瘍効果の要因の一つと考えられた。NOD1, NOD2欠損マウスを用いた肝癌モデルでは、NOD1あるいはNOD2の欠損下では肝癌が著明に増殖することが判明した。マウスの肝臓の自然発がんモデルでは、腫瘍の発育が遅く、1年程度かかるため、LenvatinibとPD-1抗体の効果確認に予想外の時間がかかった。そのため今後は発がんの時間を勘案した上で、併用療法が肝癌の発育に対する効果をXenograftなどの実験系を用いて検証を行うことも考慮していく。

また腫瘍抑制されていなかった群と比較すると、TAMsやMDSCsの細胞数が抑制されており、抗腫瘍効果の要因の一つと考えられた。NOD1, NOD2欠損マウスを用いた肝癌モデルでは、NOD1あるいはNOD2の欠損下では肝癌が著明に増殖することが判明した。マウスの肝臓の自然発がんモデルでは、腫瘍の発育が遅く、1年程度かかるため、LenvatinibとPD-1抗体の効果確認に予想外の時間がかかった。そのため今後は発がんの時間を勘案した上で、併用療法が肝癌の発育に対する効果をXenograftなどの実験系を用いて検証を行うことも考慮していく。一部の試薬をキャンペーン価格で購入したため、計画時よりもやや使用額が減ることとなった。
化学圧力で相制御可能な多形磁性体の創製と磁気応答機能の探索

本研究では化学組成が同じで結晶構造が異なる相が複数存在する磁性体を多形磁性体と呼ぶ。多形磁性体は、磁場による相制御が実現した場合、大きな磁気応答機能を持つことが期待される。本研究は、磁気応答機能が期待される多形磁性体は新たな機能性材料となりうるかという学術的問いに基づく。多形鉱物Al2SiO5と同じ化学組成の磁性体A2BO5の研究には(1)化学圧力で相制御可能な多形磁性体の創製、(2)結晶構造と磁性との相関の研究、(3)磁気応答機能の探索、という点に学術的独自性・創造性がある。そこで本研究ではA2BO5を系統的に合成して化学圧力で相制御可能な多形磁性体を創製し、基礎物性の評価により巨大磁歪などの磁気応答機能を探索することを目的とする。当該年度はB=Geの場合に注目した。A2BO5は、カイヤナイト、アンダルサイト、シリマナイトの3種類の結晶構造をとる多型であるが、A2GeO5でははカイヤナイトとアンダルサイトの構造の磁性体しか得られていない。そこで、シリマナイト構造の磁性体の探索を行った。その結果、AとしてAl,Ga,Feをある混合比で合成した(Al,Ga,Fe)2GeO5においてシリマナイト構造をとる磁性体となることが明らかになり、また、シリマナイト構造となる物質が満たす構造パラメータの条件を明らかにすることができた。今後、この構造パラメータの条件を満たし、かつ磁性元素を含むさまざまなA2GeO5の合成を行い、シリマナイト構造のA2GeO5の磁性の特性を明らかにしたい。これまで磁性体であるシリマナイト構造の(Al,Fe)GeO5の合成には成功していたが、その磁性がが全く明らかになっていなかった。純良な試料を用いて中性子散乱実験を行った結果、非整合の磁気構造であることが明らかになった。また、メスバウアー効果を用いた実験により、低温での磁気状態が明らかになった。(Al,Fe)GeO5の純良な試料が合成できたことにより、精密な中性子散乱実験を行うことができ、アンダルサイト構造の磁性体の磁気構造を明らかにすることができた。各種の磁性体試料の合成に成功したので、今後は、それらの物質の基礎物性測定を行って磁性を評価する。具体的に、結晶構造解析、磁化および交流帯磁率の測定を行う。合成した磁性体試料に対して磁化曲線や磁歪の測定を行い、磁気応答機能の有無、及び磁気応答機能がある場合はその大きさを評価する。多型磁性体を示す(Al,Fe)2GeO5では2種類以上の構造が共存する試料も合成可能である。共存状態の試料は、準安定状態にあるために低磁場で容易に相変化できる「やわらかさ」を備えている可能性がある。そこで、磁気応答機能の評価は共存領域の試料についても行う。

合成した磁性体試料に対して磁化曲線や磁歪の測定を行い、磁気応答機能の有無、及び磁気応答機能がある場合はその大きさを評価する。多型磁性体を示す(Al,Fe)2GeO5では2種類以上の構造が共存する試料も合成可能である。共存状態の試料は、準安定状態にあるために低磁場で容易に相変化できる「やわらかさ」を備えている可能性がある。そこで、磁気応答機能の評価は共存領域の試料についても行う。低温での磁化測定装置が年度末に不調となり、3月に入って液体ヘリウムを用いた実験が行えなかったため、当初予定していた寒剤代が計画通り使用できなかった。当該年度予定していた残りの実験を、次年度に行う。