hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
関節破壊を制御するマイクロRNAの統合的解析と軟骨における機能解析

具体的には、二つのアルゴリズムを用いて、サイトカイン刺激時およびサイトカイン刺激にメカニカルストレス刺激を加えたときの二点において発現変化を来すmicroRNAを網羅的に解析を行った。また、メカニカルストレス単独刺激においても、ストレスの度合いを変化させることで細胞外マトリックス分子およびマトリックス分解酵素であるアグリカナーゼの発現量に違いがみられることが明らかとなったため、伸展率5%と10%で各マトリックス分子およびアグリカナーゼの発現がどの様に変化するのか定量的リアルタイムPCR法で明らかにした。これらの成果は国内・国外学会において発表した。最終年度は新たに同定した候補microRNAのin vitroでの機能解析を実施する。28年度が最終年度であるため、記入しない。分子生物学これまでの研究成果から、ターゲットとなるRNAに対して働く候補microRNAが複数同定されてきたので、まずはターゲットRNAがサイトカイン単独刺激と、サイトカインにメカニカルストレス刺激を追加した場合で発現がどの様に変化するかを検討する。microRNAが作用するとタンパクに翻訳されることなく分解してしまうと考えられるので、発現量をRNAレベルのみならずタンパクレベルでも検討を行う。すなわち、ウエスタンブロッティングにて検討することを計画している。次に、候補microRNAのうち、いくつかのものに着目し、ルシフェラーゼベクターに組み込み刺激によるプロモーター活性を検討する。さらに、候補microRNAに対するRNA干渉法をおこなうべく実験系を構築する。
大腸癌肝転移・腹膜播種におけるexosomeによる微小環境誘導メカニズムの解明

本研究では、大腸癌の遠隔転移・腹膜播種形成において微小環境がどのように関与しているのかを検討し、そのメカニズムを解明することを目的としている。1【腹水・門脈系exosomeからのDNA KRAS変異の解析、インテグリン蛋白ファミリーの測定】プレリミナリーな実験として、まず血清サンプルや膵液などの消化液からのexosome抽出を行い、抽出方法の妥当性について検証した。超遠心法によりサンプルからexosomeを抽出し、ナノ粒子トラッキング解析(Nanosight)や電子顕微鏡による小胞確認、ウェスタンブロッティング法によるexosomal markerの確認を行った。本抽出法で得られたexosomeの検体量や質が、条件の悪い膵液サンプルでも今後の今後の研究に耐用可能であることを確認し、exosome中のmicroRNAレベルを測定、膵癌診断に有用なマーカーであることを論文報告した。大腸癌症例のサンプルからもexosomeを抽出し、その量的・質的評価も行っている。2【転移巣由来線維芽細胞による癌間質相互作用や大腸癌の転移形成促進効率の検討】当研究室では主に膵癌を対象とした癌関連線維芽細胞の初代培養を行っている。その手法を用いて、大腸癌および肝転移巣などから間質細胞の初代培養を開始しており、同手法が応用可能であることを確認している。3【他方面からの解析】StageIV大腸癌症例約100例を対象として臨床病理学的背景ならびに臨床経過・予後の解析を進めており、解析すべき予後良好・不良症例の選別や化学療法の有効・無効例の選別を行っている。蛍光X線分析を用いたOxaliplatin抵抗性形成に関する解析では、癌間質相互作用と化学療法抵抗性の関連性が明らかになり、論文化して投稿中である。Exosomeの抽出法やその質的検証法は確立しつつあるものの、対象となるStageIV大腸癌の手術症例が少なく、また、肝転移を始めとした転移巣切除症例も少ないため、サンプルの集積が遅れているため、研究はやや遅れている。癌関連間質細胞の初代培養方法もほぼ確立しているが、研究に応用可能な線維芽細胞の樹立には至っておらず、遅延の理由の一つとなっている。一方で蛍光X線分析を用いたOxaliplatin抵抗性形成に関する解析では、癌間質相互作用と化学療法抵抗性の関連性が明らかになり、同実験へ主軸を移した。大腸癌間質への白金集積とオキザリプラチン感受性との関連性が明らかになり、現在論文化して投稿中である。大腸癌における癌間質相互作用と抗癌剤耐性の関連性について更なる知見が得られる可能性が高く、今後も同研究を深めていく予定である。サンプル採取を継続し、得られたexosomeからRNAやmicroRNA、蛋白を抽出して臨床病理学的データと照らし合わせ、その臨床的・分子生物学的意義について検討を進める。また、StageIV大腸癌サンプルに限らず、他の癌腫に関連するサンプルからもexosomeに関連する研究を推進し、本研究に関連する実験手法の確立を目指す。一方で多方面からの研究も進める。予後良好・不良症例の網羅的遺伝子解析や蛍光X線分析を用いた癌間質相互作用による抗癌剤耐性発現メカニズムの解析を推進し、最終的に大腸癌微小環境に関連する分子生物学的因子の解明を進める。1.腹水・門脈系exosomeからのDNA KRAS変異の解析、インテグリン蛋白ファミリーの測定血清サンプルや膵液などの消化液からのexosome抽出を行い、抽出方法の妥当性について検証した。Stage IV症例を含む大腸癌手術症例の切除標本より静脈血を採取し、その血清から超遠心法によりサンプルを分離し、抽出キットを用いてexosomeの抽出を行った。大腸癌由来exosomeの表面マーカーとして報告されているCD9/CD147を測定し、大腸癌症例の静脈血血清内に大腸癌細胞由来のexosomeが含まれていることを明らかにした。また、抽出したexosomeの量的・質的評価も行った。ナノ粒子トラッキング解析(Nanosight)や電子顕微鏡による小胞確認、Western Blotting法によるexosomal markerの確認を行い、本抽出法で得られたexosomeの検体量や質が、条件の悪い膵液サンプルでも今後の今後の研究に耐用可能であることを確認した。2.転移巣由来線維芽細胞による癌間質相互作用や大腸癌の転移形成促進効率の検討当研究室では主に膵癌を対象とした癌関連線維芽細胞の初代培養を行っている。その手法を用いて、大腸癌および肝転移巣などから間質細胞の初代培養を開始しており、同手法が応用可能であることを確認した。3.他方面からの解析Stage IV大腸癌症例約100例を対象として臨床病理学的背景ならびに臨床経過・予後の解析を進めており、解析すべき予後良好・不良症例の選別や化学療法の有効・無効例の選別を行っている。蛍光X線分析を用いたOxaliplatin抵抗性形成に関する解析では、癌間質相互作用と化学療法抵抗性の関連性が明らかになりつつある。exosomeの抽出法やその質的検証法は確立しつつあるものの、対象となるStage IV大腸癌の手術症例が少なく、また、肝転移を始めとした転移巣切除症例も少ないため、サンプルの集積が遅れているため、研究はやや遅れている。

本研究では、大腸癌の遠隔転移・腹膜播種形成において微小環境がどのように関与しているのかを検討し、そのメカニズムを解明することを目的としている。1【腹水・門脈系exosomeからのDNA KRAS変異の解析、インテグリン蛋白ファミリーの測定】プレリミナリーな実験として、まず血清サンプルや膵液などの消化液からのexosome抽出を行い、抽出方法の妥当性について検証した。超遠心法によりサンプルからexosomeを抽出し、ナノ粒子トラッキング解析(Nanosight)や電子顕微鏡による小胞確認、ウェスタンブロッティング法によるexosomal markerの確認を行った。本抽出法で得られたexosomeの検体量や質が、条件の悪い膵液サンプルでも今後の今後の研究に耐用可能であることを確認し、exosome中のmicroRNAレベルを測定、膵癌診断に有用なマーカーであることを論文報告した。大腸癌症例のサンプルからもexosomeを抽出し、その量的・質的評価も行っている。2【転移巣由来線維芽細胞による癌間質相互作用や大腸癌の転移形成促進効率の検討】当研究室では主に膵癌を対象とした癌関連線維芽細胞の初代培養を行っている。その手法を用いて、大腸癌および肝転移巣などから間質細胞の初代培養を開始しており、同手法が応用可能であることを確認している。3【他方面からの解析】StageIV大腸癌症例約100例を対象として臨床病理学的背景ならびに臨床経過・予後の解析を進めており、解析すべき予後良好・不良症例の選別や化学療法の有効・無効例の選別を行っている。蛍光X線分析を用いたOxaliplatin抵抗性形成に関する解析では、癌間質相互作用と化学療法抵抗性の関連性が明らかになり、論文化して投稿中である。Exosomeの抽出法やその質的検証法は確立しつつあるものの、対象となるStageIV大腸癌の手術症例が少なく、また、肝転移を始めとした転移巣切除症例も少ないため、サンプルの集積が遅れているため、研究はやや遅れている。癌関連間質細胞の初代培養方法もほぼ確立しているが、研究に応用可能な線維芽細胞の樹立には至っておらず、遅延の理由の一つとなっている。一方で蛍光X線分析を用いたOxaliplatin抵抗性形成に関する解析では、癌間質相互作用と化学療法抵抗性の関連性が明らかになり、同実験へ主軸を移した。大腸癌間質への白金集積とオキザリプラチン感受性との関連性が明らかになり、現在論文化して投稿中である。大腸癌における癌間質相互作用と抗癌剤耐性の関連性について更なる知見が得られる可能性が高く、今後も同研究を深めていく予定である。サンプル採取を継続し、得られたexosomeからRNAやmicroRNA、蛋白を抽出して臨床病理学的データと照らし合わせ、その臨床的・分子生物学的意義について検討を進める。また、Stage IV大腸癌サンプルに限らず、他の癌腫に関連するサンプルからもexosomeに関連する研究を推進し、本研究に関連する実験手法の確立を目指す。一方で多方面からの研究も進める。
高度化社会における新しい消費スタイルに関する研究-贅沢消費の日米比較-

本研究は、贅沢消費の日米中の比較調査を行った。調査を通じて浮かびあがった重要な概念を検討した。たとえば、「レレバンシー」である。レレバンシーとは、自分がその財に思い込みやなじみ、思い出をこめたりすることである。研究者は、消費者を対象に消費者の自宅でインタビューを行った。調査を通じて、現代人は財と自分との関連性を見出さずにはいられない。そのような「思い入れを見出すことのできる財」が贅沢であることを明らかにした。本研究は,ラグジュアリなモノの構成概念を明らかにした。これまでは,ジンメル(1919)がトリクル・ダウン理論を用いて議論したとおり,一般の人々にとってラグジュアリなモノは富裕層が持つラグジュアリなモノを世俗化してしまっていると言われてきた。確かに,ラグジュアリな所有物は高価であり,その機能は他者への顕示でありステイタスである。アメリカと日本とイタリアで調査を行った。アメリカは,ニューヨークの市内と郊外に住む主婦を対象とした。日本では,東京に住む主婦を対象とした。イタリアは,フィレンツェの貴族を含む裕福な人々を対象とした。用いた方法論はビデオグラフィーである。ビデオグラフィーとは,ビデオを用いてデプス・インタビューと参与観察を行い,オーディオのみならずビジュアルのデータも分析し,ビデオ編集して研究成果を発表する新しい方法論である。ビデオグラフィーを通じて,我々は,ラグジュアリなモノの意味を明らかにし,日米の異なった文化の共通点を見つけた。一般の人々にとって,ラグジュアリなモノは,希少性があり,他者への顕示に用いられ,現実からの逃避となり,自己アイデンティティを強化するものであった。イタリアの富裕層は,これらいずれのファクターもラグジュアリなモノに見出していなかった。なぜならば,彼女たちはモノに頼らなくても,自身の家柄や伝統や何代も続くファミリービジネスによってアイデンティティを構築できていたからである。本研究は、ラグジュアリな体験・経験に内在する対立する構成概念を明らかにした。今年度は、モノからコト、具体的には海外旅行に目を向けた。フォト・エリシテーション・テクニックを用いた。海外に行ったときの写真で、インフォーマント(調査対象者)がもっともラグジュアリだと認識している体験を撮影した写真を、事前に数枚準備しておいてもらう。写真を眺めながら、なぜその体験がラグジュアリと感じるのかを、インタビューで尋ねた。ビデオカメラを用いて、インタビューの様子を記録した。この手法は、ビデオグラフィーと呼ばれる。オーディオのみならずビジュアルのデータも分析し、ビデオ編集して研究成果を発表する新しい方法論である。ビデオグラフィーを通じて、我々は、ラグジュアリな体験には、対立する概念が共存することを発見した。具体的には、1)日常VS非日常(the ordinary versus the extraordinary)、2)期待通りVS予想外(the expected versus the unexpected)、3)特殊な体験VS過去とのつながり(the separate versus the connected)、4)時間の効率的使用VS時間の非効率な過ごし方(the efficient versus the free or "wastefull" use of time)である。一般的な認識として、海外旅行は、非日常で、期待通りのことが起こって、特殊な体験で、時間を効率よく使うものである。ところが、調査によって、消費者は、海外旅行で、日常と同じように過ごし、予想外のことが起こり、過去とのつながりを見出し、無駄な時間の過ごし方をするとき、贅沢だと感じることが明らかになった。豪華な体験だけではなく、消費者の心の中の意味がラグジュアリを生み出すのである。この研究の目的は、日本の茶道のなかにみられるもてなし行動を通じて、ぜいたく感情がどのように生成するか、ぜいたく感情の生成メカニズムを見るにとにある。我々の今回の主要なリサーチ・クェスチョンは、「なぜ茶会の参加者は贅沢を感じるのか?」である。今回は日本の茶の湯を対象として、ビデオグラフィーを行うことにした。なぜ日本の茶道を研究対象としたのか。茶道は実用的な消費者行為ではなくて、非日常的に行われる儀式であり、ぜいたくである。そこにはもてなしという行為が基底にあり、ぜいたくを感じさせるための仕組みがあるのではないかと考えられたからである。お茶会のセッションを三人の女性に行ってもらい、ビデオにその茶会の様子を撮影した後でインタビューを行った。インタビューを通じて明らかになったことは、茶会という機会に亭主と客との間にさまざまなインタラクションが存在することである。こうしたインタラクションは次の3つのキーワードで表すことができる。1.チームワーク、2.テーマ性、3.ゲームである。重要なことは、茶会において茶道具のようなモノや、茶会という貴重な社会的価値のある事態(event)を通じて、参加者がそこに自分の人間関係のあり方を読み取っているということである。

つまりこうした茶会というコンテキストで提供される飾りつけや道具は単に価値のあるモノというだけでなく、亭主と客との人間関係、あるいは自分自身のアイデンティティについてのメッセージを伝える媒体になっているということなのである。例えば、貴重な茶道具を出された客は、亭主からその茶道具の言われや歴史を聞いてとてもうれしく思う。なぜそのような話を聞くのが喜びなのか。ひとつは亭主が自分のために貴重な茶道具を出してくれたということ、もうひとつは、そうした歴史のある茶道具と触れ合うことによって自分が歴史的存在であることを感じさせてくれるからなのである。
母体炎症に伴う胎児脳ミクログリアの炎症性変化を誘導する頭部間葉の免疫系構築

昨年度までの結果から、髄膜・脈絡叢・血管周囲腔に存在する細胞群が、末梢の炎症応答を脳に伝達する主体であることがわかった。しかしながら、嗅球にはこれらのルートを介さずに炎症応答が伝達される可能性が考えられた。そこで本年度は、成体マウスの鼻腔にLPSを片側投与し鼻腔に炎症を起こした後、嗅球にそれがどのように伝達されるかを調べた。成体マウスの片側鼻腔にLPS(1mg/mL)あるいは生理食塩水を10μLずつ隔日で投与し、1, 3, 6, 9回投与後、最後の投与から3日目にマウスを固定し解析した。その結果、嗅上皮には投与1回後に多くの好中球や単球が集積し、単球は炎症性サイトカインIL-1bを高発現した。嗅神経が発現する様々なタンパクがLPS投与側でのみ発現が減少し、嗅神経が傷害されていることが示された。投与回数が増えるにつれ、嗅神経の傷害はより拡大した。嗅球には、LPSを1回投与した後に好中球や単球の侵入が見られ、局所的に脳炎が起こることが示された。また、嗅球内のミクログリアやアストロサイトはLPS投与側でのみ活性化した。糸球体付近のチロシン水酸化酵素の発現は、LPS投与6回後から減少し9回投与後には有意に発現が減少したことから、嗅球の傍糸球体細胞のうち、チロシン水酸化酵素陽性細胞が傷害を受けたことが考えられた。さらに、外網状層におけるvGLUT1の発現がLPS投与9回後に有意に減少したことから、ここに存在する房飾細胞が傷害を受けることが示された。以上の結果より、鼻腔で生じた炎症は嗅球に伝達され、嗅球の神経細胞を損傷させたといえる。このことは、鼻腔を介して末梢の炎症が脳に伝達されたことを示しており、嗅覚系独自の炎症伝達経路であると考えられた。妊娠母体の炎症が胎仔脳を炎症性プロフィールに変動する機構として、胎仔脳頭部間葉に存在するマクロファージ前駆体が炎症性に変化し、炎症性プロフィールを保持したまま脳に進入して反応性の高いミクログリアに分化することを検証したい。本年度はその前段階として、成体マウスにおいて、全身の炎症が脳のサイトカインプロフィールを変動する機構を調べた。成体マウスに細菌毒素のLPSを腹腔投与し、その1, 4, 24時間後に脾臓と海馬を回収しマルチプレックスアッセイを行い、15種類のサイトカインを一斉定量した。その結果、脾臓では投与1-4時間後にすべてのサイトカインが有意に増加した。海馬では10種類の細胞が4-24時間に増加したが、5種類のサイトカインは変動しなかった。免疫染色により、海馬で増加するサイトカインの発現細胞を調べた。その結果、投与4時間後に海馬で増加するサイトカインは、血管内皮細胞、髄膜・脈絡叢間質の間葉系細胞、脈絡叢上皮細胞が発現していた。それらのサイトカインの受容体はすべてアストロサイトが発現しており、特に、血管周囲および髄膜下のエンドフィートに強発現していた。投与24時間後に増加するサイトカインはアストロサイトが発現した。これらの結果から、全身の炎症に応答してまず血管内皮細胞、髄膜・脈絡叢間質の間葉系細胞、脈絡叢上皮細胞といった、脳と免疫系の境界領域に存在する細胞群が活性化し、それがアストロサイトのエンドフィートで受容され、アストロサイトの活性化を引き起こして脳内のサイトカインプロフィールを変動することが推測された。

このことは、鼻腔を介して末梢の炎症が脳に伝達されたことを示しており、嗅覚系独自の炎症伝達経路であると考えられた。妊娠母体の炎症が胎仔脳を炎症性プロフィールに変動する機構として、母体の免疫系、胎盤、胎仔の免疫系、胎仔の脳というルートがあると考えた。このルートの最後の過程である「免疫系から脳へとサイトカインプロフィールの変動が伝わる」という部分は、胎仔のみならず成体でも起こりうる過程である。そこでまずは、成体マウスを用いて、全身の免疫応答がどのようにして脳に伝達されるかについて詳細に調べることにした。本年度は成体マウスを用いた実験を行ったため、当初の実験計画はやや遅れることとなった。全身の免疫応答が脳に伝達される過程を調べた結果、髄膜・脈絡叢・血管に存在する細胞群が、全身から脳へと炎症応答を伝達する主体であることがわかった。しかしながら、嗅球へはこれらの細胞群を介さずに炎症応答が伝達される可能性が考えられた。すなわち、全身から脳へと炎症応答が伝達されるルートとして、嗅覚系もひとつのルートになると考えられる。そこで次は、成体マウスを用いて嗅覚系を介する脳への炎症応答の伝達を調べることにする。妊娠母体から胎仔脳という長い伝達経路を調べる前に、全身から脳への考えられる伝達機構をすべて調べておくことはきわめて重要である。したがって、来年度は片側鼻腔にLPSを投与し(5マイクロリットル, 10マイクログラム)鼻腔に炎症を起こし、嗅球に炎症応答が伝達されることを確かめ、どの細胞が炎症応答の伝達の主体かについて解析する。予定より試薬が安く購入できたため。抗体等の試薬の購入を予定している。
ミクロネシアにおけるスカイスケープ考古学の実践

2018年度はヤップ島において調査を行った。2018年度当初は2017年度のポーンペイ島ナンマタール遺跡の原型ともいえるコスラエ島レル遺跡の調査を予定し、航空機やホテルなどの手配を行っていたが、現地のコスラエ州文化財局の関係者がみな不在であり、対応できないことがわかり最終的には調査地を2019年度行く予定だったヤップに変更した。2018年のヤップ島の研究では地表面で観察できる石組み遺構のGPS測量によって平面線型を確認し、それと真北を基本とした方位を確認する。次にその遺構において天体を観察する可能性のある視線のベクトルをできるだけ網羅するため、壁の方位、入り口、石塚、周囲の自然岩などの組み合わせを確認する。さらに推測される遺跡の年代における天体の動きを、天文学者の協力で歳差運動を考慮して推測するための基礎的なデータを作った。とくにヤップ島は村のセツルメントパタンや儀礼的な踊り場であるmalalの調査が従来主であった。一方タブー地とされるtaliiw (or teliu)の本格的な調査は少なかったが、2018年は文化財局を通して各村の関係者に接触をしていただいたために、3カ所のtaliiwの調査を行うことができた。そのうち二カ所は神話で語られる、最初に設置されたもっとも由緒ある7つのtaliiwのうちの二つであった。さらに2019年3月には研究旅費の残高を利用し、ミクロネシアの調査と連動して今後調査を進めていきたいと考えている中央ポリネシアのクック諸島、ラロトンガ島とアイツタキ島の予備調査を行うことができた。その中でクック諸島からニュージーランドへポリネシア(マオリ)人が移住するときの目印にしたコンパスストーンなどを実見し方位の確認などを行うことができた。またマラエ(神殿)も数カ所、現地の方と踏査することができた。過去三年間、ほぼ計画通りミクロネシアの各島での調査を行ってきている。2016年度はキリバス・アロラエ島の航海石、2017年はポーンペイ島のナンマタル遺跡のGPS測量調査を行った。2018年は年度当初のコスラエ島調査の計画を、現地の文化財保存局係担当者不在という理由で変更したが、ヤップ島における聖地の調査を行うことができた。2019年度は2018年度にやり残したコスラエ島のレル遺跡を調査する予定である。現在、現地の文化財保存局担当者がポロポーザルの審査、また飛行機のスケジュールなどを確認、班員の予定などを調整中である。さらに2018年度はミクロネシアと地理的に連結し、天文的航海術などの進展が見られたと思われる中央ポリネシアのクック諸島の予備調査を、2019年3月に行うことができたので、計画以上に進展していると思われる。研究全体の目標はスカイスケープすなわち天文現象を含む、空間に属する自然条件を考慮に入れ、ミクロネシアの首長制社会の成り立ちを明らかにすることである。そのために2017年度行ったポーンペイ島の巨石文化といわれる世界遺産ナンマタル遺跡の原型とも言われるミクロネシア連邦東カロリン諸島のコスラエ島のレル遺跡の調査をGPSを用いて行いたい。とくに王墓といわれるInsruun, Inol and Instuの石塚状の墓地の方位、首長の居住域といわれるLurumおよびKinyeir Fulutの遺構の基本方位を確認する。さらに内陸部の重要な遺跡といわれるMenkaやSafonfokからレル遺跡がどのように展望出来るかの景観調査も行いたい。同時に、島民から天体や季節風に基づく伝統的な暦や儀礼、それ以外に天体の利用法について聞き取りを行いたい。その結果を持ち帰り、天文学者の助言を得ながら景観シミュレーション、天文シミュレーションを行い、東部カロリン諸島の季節変化や天体に基づく暦と遺跡との関係を探る。まず6月に南山大学人類学研究所において全体会議を行い、各自の貢献の可能性と2016年度の研究計画について話し合った。後藤から4年間の研究の構想、基礎的な文献や仮説の説明のあと、2016年度に調査予定しているキリバスについて、キリバスで調査経験のある連携研究者の石村と大西から概要の説明があった。それをふまえ8月には後藤、大西、石村の3名がキリバス調査に赴いた。調査は過去に行った経験をもち、現地のカウンタパートと知己でのある石村が中心となって調査許可や現地調整を行った。まずタワラ島で伝統家屋や遺跡(聖地)の調査を行った。さらにアロラエ島に飛行機をチャーターし移動し、島北端の岬にある航海石の調査を行った。方法はGPSによって位置を確認し分布図の作成を行うことであった。この結果、かつてB.HilderおよびD. Lewisが報告していた航海石の存在は確認できたが、その位置関係にが不明確な部分について確認し、GPSデータとして記録することができた。帰国してからそのデータを元に、方位と天文シミュレーションから見た天体との関係について分析を進めている。従来、推測されてきたように、その方位が目指す島の方を直接示すのではなく、それに至るために使われる星座の没入位置を同時に示す可能性が大きいのではないかと現時点では推測される。これらの研究成果は後藤が南山大学人類学研究所の公開シンポジウム「天文学と人類学の融合第2回公開シンポジウム:人はいかにして時を知り、季節を愛でるのか」(3月5日)で発表し、現在2017年度内に出版準備中である。また後藤が現在出版を予定している(2017年5月刊行予定)

著作『天文の考古学』(同成社)にて一部成果を発表する予定である。2016年度はキリバスを含め、4年間の調査地のジェネラル・サーベイを予定していたが、すべての地域を短期間で周るのが無理だったために、キリバスで調査経験のある石村、大西によって現地カウンタパートの選定や調査計画をたて、2017年にキリバスで予定していた調査を前倒しで行うことができた。他の島での予備調査ができなかったことを指し引いて、概ね順調に進展していると判断される。平成29年度はミクロネシア連邦ポーンペイ島にてスカイスケープ考古学的な調査を行った。まず太平洋で最大級の遺跡であるナンマタールの調査を行った。手法はGPSを用いて真北ベースの測量を遺構の壁や墓について行った。まず主要遺構で王墓と考えられるナンドワスの内壁お外壁および水路を隔てて設置されている防波堤について方位測量を行った。その結果この遺構はほぼ東西南北を基本に造られていることを確認した。真北ベースの方位とのずれはせいぜい2,3°程度であった。次に主要な墓地遺構である東部地区のカリアン、また西部地区で王宮があったとされるパーンカディラそしてそれに隣接する最も重要な儀礼が行われたとされるイドゥヘにおいて測量を行った。パーンカディラでは王宮とも考えられるNankieilmwahu Templeの方位を計測した。その結果カリアン、パーカディラの王宮およびイドゥヘという異なった遺構において、建築の基本軸が57.6から60°という共通性を持っていることが判明した。もしこれが何らかの天体と関係するならもっとも可能性のあるのは双子座であった。双子座はミクロネシアの多くの島で航海や方位の指標とされる星座ではあるが、暦の指標あるいは建築の指標とされるかどうかは不確定である。ミクロネシアで雨季と乾季の区分をするのに重要であるプレアデスの出現方位はこの軸とずれるが、出現方位を地平線(水平線)ではなく、ある一定の高度に達した時を目印にするのであれば、上記の建築基本軸に若干近くなることを指摘した。さらに各村にある「季節を変える石」という情報を得て、3つの村落でその石を実見した。この石は雨季(豊穣の季節)を到来を示す指標ということである。詳細な情報は得ることができなかったが、かつて神官などが風向きや特定の天体の出現を見て、この石を反転させて、季節を交替させるという情報も得ることができた。平成29年度は計画していたポーンペイ島において上記のように計画通り調査を挙行した。ポーンペイ島のナンマタール遺跡の最大遺構ナンドゥワスでは真北ベースでほぼ東西南北の方位を持っていることを確認できた。またそれ意外のカリアン、パーケンディラおよびイドゥヘという異なった人工島に存在し、互いに目視できるわけではない遺構の間でも、基本的な建築方位が共通していることを発見した。これが従来いわれている隣接するチェムエン島の海岸線に沿ったものなのか、それとも何か意味合ある方位(たとえば天体との関係)なのかを引き続き検討する必要がある。そのために島内の遺跡や関連する遺跡であるコスラエ島のレルにおいて建築の基本方位の確認などをする必要がある。しかし予備調査で行く予定だったコスラエ島は航空会社の問題で行くことができなかったが、平成30年度は当初の計画どおり調査に赴く予定である。2018年度はヤップ島において調査を行った。
非小細胞肺癌におけるデジタル画像解析システムを用いた核グレード判定に関する検討

進行期非小細胞肺癌においては、小リンパ球を用いた肉眼的解析およびデジタル画像解析のいずれにおいても、大型核を有する癌細胞の存在は、全生存期間の短縮に関連し、さらに大型核の癌細胞は治療開始後の無増悪生存期間の短縮にも相関していた。小リンパ球を用いた肉眼的解析およびデジタル画像解析で計測された癌細胞核の計測値は、統計学的に相関していた。画像解析装置の性能がよいため、解析が順調に進んでいる。肺癌における癌細胞核形態の予後因子としての可能性に関しては、十分な検討が行われていない。本研究課題では進行期非小細胞肺癌における気管支擦過細胞診を用いた核グレードおよび切除肺癌における核グレードの予後因子としての可能性を検討した。研究方法としては、当院で2007年2015年の間に、気管支擦過細胞診で非小細胞肺癌と診断され、治療が行われた進行期非切除症例97例を対象とした。まずパパニコロウ染色標本を用いて、強拡大視野(対物40倍)で小リンパ球を指標にして癌細胞の核径を計測した。100個の癌細胞を判定し、小リンパ球径の5倍以上の核径を有する癌細胞が優位である場合に大型核として分類した。さらにデジタル画像解析装置を用いて、核径が>15 μmを大型核として分類した。次に、Kaplan-Meier法により全生存期間と無増悪生存期間を解析した。結果としては、小リンパ球を用いた肉眼的解析およびデジタル画像解析のいずれにおいても、大型核を有する癌細胞の存在は、全生存期間の短縮に関連し、さらに大型核の癌細胞は治療開始後の無増悪生存期間の短縮にも相関していた。さらに、当院で切除された肺扁平上皮癌の216症例を対象にして、大型癌細胞核の存在が、術後の予後不良因子(全生存期間および無再発生存期間の短縮)となることを報告した。今後はさらに症例を蓄積して、同様の解析を続けていく。肺癌試薬を必要とする工程の一部が本年度実施予定となったため。免疫染色に必要な試薬を順次購入予定である。
凍結保存による同種食道移植の基礎的研究

凍結保存による同種食道移植の基礎的研究本研究では,消化管に対する凍結保存法の応用の可能性を基礎的に検討分析し,同種食道移植という新たな食道再建術の開発を目的としており,具体的には,平成12年度末までに食道の凍結保存法を確立し,さらに凍結保存した同種食道を用いて移植実験を行う予定であった.0.予備実験平成10年度より我々は,予備実験を開始した.ブタあるいはウシの食道を屠殺場で入手し,それを5cm大の大きさにしたものを用いて凍結実験,保存実験,解凍実験を行った.平成12年度も基礎研究に入る前にそれらを継続した.凍結という特殊な状態の特性から移植片に起こる変化を捉え,有用なものと有害なものとに分けた.それらから検討した結果,凍結に関してはプログラムドフリーザーを用いて20度から-20度までの間を-1度/分で凍結させるのが良いことがわかった.しかし,これについても凍結パックに入れる移植片の個数や保存液の容量によって潜熱の出方が変わってしまったり,室温によっても全体の状態が変わってしまうなどの微妙な問題があることがわかった.具体的には,凍結・解凍時の組織構造の破壊・崩壊についてH.E.染色により検討したが,プログラムドフリーザーを用いた場合には,組織構造はよく保たれていた.さらにviabilityに関しても検討した.主にBrdUを中心に調べたが,解凍した移植片をBrdUでラベルする方法は一般的には確立されていない.恐らく3740度の恒温槽で温度を一定に保ちながら3気圧で加圧し,3時間,移植片をBrdUに曝す方法が良いと考えられたが,未だ確証は得られていない.この予備実験を行っただけで,ラットの食道を用いた基礎研究や移植実験までは行えなかった.引き続き実験を行って行く予定である.凍結保存による同種食道移植の基礎的研究本研究では,消化管に対する凍結保存法の応用の可能性を基礎的に検討分析し,同種食道移植という新たな食道再建術の開発を目的としており,具体的には,平成12年度末までに食道の凍結保存法を確立し,さらに凍結保存した同種食道を用いて移植実験を行う予定であった.0.予備実験平成10年度より我々は,予備実験を開始した.ブタあるいはウシの食道を屠殺場で入手し,それを5cm大の大きさにしたものを用いて凍結実験,保存実験,解凍実験を行った.平成12年度も基礎研究に入る前にそれらを継続した.凍結という特殊な状態の特性から移植片に起こる変化を捉え,有用なものと有害なものとに分けた.それらから検討した結果,凍結に関してはプログラムドフリーザーを用いて20度から-20度までの間を-1度/分で凍結させるのが良いことがわかった.しかし,これについても凍結パックに入れる移植片の個数や保存液の容量によって潜熱の出方が変わってしまったり,室温によっても全体の状態が変わってしまうなどの微妙な問題があることがわかった.具体的には,凍結・解凍時の組織構造の破壊・崩壊についてH.E.染色により検討したが,プログラムドフリーザーを用いた場合には,組織構造はよく保たれていた.さらにviabilityに関しても検討した.主にBrdUを中心に調べたが,解凍した移植片をBrdUでラベルする方法は一般的には確立されていない.恐らく3740度の恒温槽で温度を一定に保ちながら3気圧で加圧し,3時間,移植片をBrdUに曝す方法が良いと考えられたが,未だ確証は得られていない.この予備実験を行っただけで,ラットの食道を用いた基礎研究や移植実験までは行えなかった.引き続き実験を行って行く予定である.
究極の細胞核再構成系の構築を目指した生細胞内における人工核創製の試み

本研究は、生きたヒト培養細胞に生体分子結合ビーズを導入し、それを種として細胞内に「人工細胞核(核膜)」を創製することを目的とする。核膜形成への関与が知られている分子を結合させたビーズの周囲で起こる現象について、生細胞蛍光ー電子相関観察法等によって解析した結果、DNAやBAFなどを結合させたビーズの周囲に、核膜に類似した形態の膜構造が形成されることを見出した。また、DNA結合ビーズの周囲におけるBAF依存的な核膜様構造の形成が、ビーズのオートファジー回避に繋がることを明らかにした。以上の結果から、生細胞内に導入したビーズの周囲に核膜様構造の形成を誘導できる実験系の構築に成功した。本研究は、生きたヒト培養細胞内に生体分子結合ビーズを導入し、それを種として細胞内に「人工細胞核」を創製することを目指すものである。通常、ヒト細胞では細胞分裂期に核膜の崩壊および再形成というダイナミックな膜構造変化が起こる。そこで、初年度であるH25年度には、様々な生体分子結合ビーズをHeLa細胞内に導入した後、分裂期を経た細胞を主な対象として、ビーズ周囲における核膜形成の有無を解析した。まず、直鎖状二本鎖DNAを結合させたビーズ(直径2.8 μm)を細胞に導入し、生細胞蛍光・電子相関顕微鏡法(live CLEM)および免疫染色法等によって解析したところ、DNAには、核膜によく似た膜構造(人工核膜)を形成させる能力があることが分かった。そのメカニズムを検討し、DNAにDNA結合タンパク質barrier-to-autointegration factor (BAF)が結合し、さらにBAFに核膜タンパク質emerinが結合するためであることが分かった。しかし、この人工核膜には核膜孔複合体が見られなかったことから、DNAは、少なくともHeLa細胞においては、完全な機能を持つ核膜を形成するのに不十分であることが分かった。さらに、タンパク質であるRanGTPaseおよびImportin betaを結合させたビーズを検討したところ、それぞれのタンパク質を結合したビーズ周囲に核膜孔複合体と思われる構造体を有する核膜構造が観察された。以上の結果から、生体分子結合ビーズをヒト培養細胞に導入することにより、様々な性状の核膜構造をビーズ周囲に人為的に形成させ、その過程を詳細に解析できる実験系の構築に成功したと結論した。本研究は、生きたヒト培養細胞に生体分子結合ビーズを導入し、それを種として細胞内に「人工細胞核」を創製することを目指すものである。昨年度の解析から、DNAや核膜形成関連タンパク質であるRanGTPaseなどが結合したビーズの周囲には、核膜に類似した形態の膜構造(核膜様構造)が形成されることが分かった。そこで本年度は、これらの核膜様構造の機能評価を行った。まず核膜孔複合体の構成因子に対する免疫染色を行ったところ、DNAビーズ周囲にはほとんどシグナルが見られなかったのに対し、RanGTPase結合ビーズの場合にはシグナルが高頻度に検出された。一方、いずれのビーズについても、核移行シグナル配列を付与した蛍光タンパク質の、ビーズ表面への蓄積は見られなかった。上記と並行して、DNAビーズ周囲における核膜様構造形成の意義を調べた。オートファジーのマーカーであるGFP-LC3、および、昨年の解析でDNAビーズへの集積が見られていたmRFP-BAFの両方を発現する細胞にDNAビーズを導入して、生細胞蛍光観察と電顕観察を組み合わせた観察法により解析したところ、ビーズ周囲へのBAFの集積はLC3の集積に先立つこと、および、時間の経過とともにLC3のシグナルは消失し、核膜様構造がビーズ全体を覆って存在するようになることが分かった。また、BAFノックダウン細胞では、DNAビーズは効率よくオートファジー経路へ取り込まれた。これらの結果は、BAFが外来DNAのオートファジー回避に役立つDNAセンサー分子として働くことを示している。以上のように、生体分子結合ビーズをヒト培養細胞に導入することにより、様々な性状の核膜様構造をビーズ周囲に形成させ解析できる実験系の構築に成功した。今後、より詳細な条件検討を進めることによって、より機能的な人工細胞核の創製に繋がるものと期待できる。細胞生物学生体分子結合ビーズの種類や顕微鏡法による観察の時期等の実験条件を複数検討して解析を行い、実際に生細胞内でビーズ周囲に核膜が形成される条件を見いだせたことは、当初の計画通りである。各種生体分子を結合させたビーズの周囲に形成される核膜構造(人工核膜)の機能評価を行う。具体的には、人工核膜内外での物質輸送の選択性について、核移行シグナル配列を付与した蛍光標識タンパク質が人工核膜の内側(ビーズ表面側)に顕著に蓄積するかどうかを指標にして調べる。

また、人工核膜が持つバリア機能について、どのような分子量までの蛍光標識デキストランが単純拡散によりビーズ表面にアクセスし得るかを指標にして調べる。また、これらと並行して、各実験条件での人工核膜の形成メカニズムについて、顕微鏡法等を用いた解析を行う。
新発想アフィニティ担体によるケミカルバイオロジーの推進

創薬研究において重要な手法である生理活性物質に対する標的タンパク質の検索に対して,従来には無い全く新しい概念のモノリス型のアフィニティ担体を開発し,その特性について詳細に検討を行った。その結果,新規に開発したアフィニティ担体は,そのソフト界面由来の非特異的タンパク吸着の大幅な低減と,標的タンパク質の高い捕捉能を実現し,既存のアフィニティ担体を凌駕する特性を得た。また,表面修飾により,リガンドの存在環境を変化させることが可能であり,存在環境における標的タンパク質の捕捉が可能であることが示された。本成果は,ケミカルバイオロジーの推進に大きく寄与するものと確信している。本研究の目的,ならびに平成19年度研究実施計画に基づき,下記の検討を行った。1.モノリス型アフィニティ担体の合成法の確立2.非特異的吸着の無いモノマー類の検索と利用3.アフィニティ担体の表面環境の制御その結果,リガンドとなる低分子化合物の担体への固定化に必要なアミノ基を自在の密度で定量的に導入し,併せてモノリス構造を維持することができるアフィニティ担体の合成方法を確立することができた。この際,アミノ基密度は最も少ない場合の約60倍程度までは,モノリス構造を全く損なうことなく,導入することが可能であった。また,非特異的吸着の無いモノマー類の検索を種々行った結果,スペーサーにオリゴエチレングリコール鎖を有するモノマーが最も適していることが判明し,しかも,その鎖長が有る程度長い場合には,ほぼ完全に非特異的吸着の無いアフィニティ担体を合成できることが明らかとなった。さらに,オリゴエチレングリコール鎖長・密度を自在に配置することによって,タンパク質の形状,機能保持に極めて重要な役割を果たすとされる「ソフト界面」の形成が可能となり,従来は,リガンド密度の増加に伴い,不可避とされた非特異的タンパク質吸着を,ほぼ完全に抑制できることが明らかとなった。得られたアフィニティ担体をベースとして調製したアフィニティ樹脂を用いるタンパク質捕捉実験においては,従来では不可能とされてきた標的タンパクの捕捉に加えて,新たな標的タンパク質と思われる複数の特異的タンパク質の捕捉を確認することが可能となった。このように,平成19年度の目的であったモノリス型アフィニティ担体の合成方法の確立,さらにはその特性解析に関して,当初の目的にかなう成果を得ることができた。予定は極めて順調である。本研究の目的,ならびに平成20年度研究実施計画に基づき,下記の検討を行った。1.モノリス構造を改良し,タンパク質ライゼートを含む溶液がフロースルー可能な構造を得る2.アフィニティ担体表面を親水的,あるいは疎水的に改質する簡便な方法を開発する3.獲られたアフィニティ担体に種々の生理活性物質をリガンドとして固定化し,その標的タンパク質候補を解析するその結果, 1について,モノマー組成を変化させることにより, 0.5mm内径のキヤピラリ管の中で,タンパク質ライゼートが充分にフロースルー可能なアフィニティ担体を得ることに成功し,アフィニティ実験が「流れ」の中で可能であることを証明できた。また, 2については,開発したアフィニティ担体上に導入した官能基(アミノ基)が表面集中型で導入されることを証明し,その簡易定量法を確立した。これに基づき,リガンドの反応率を任意かつ正確に制御し,リガンド廻りに新たに疎水性基あるいは親水性基を導入することによってリガンド廻りの環境制御にも成功した。一方, 3については,カビ毒の一種であるアフラトキシンをリガンドとして用い,その標的タンパク質と考えられるタンパク質の分離,同定まで行った。加えて,基礎検討の一環として,性質のことなるリガンドを担持し,標的タンパク質の捕捉状況について詳細に検討を行い,個々のリガンドにおいて,至適結合量,至適環境が存在し,効率のより標的タンパク検索のためのストラテジーを示すことに成功した。これらは論文発表を行った。本研究の目的,ならびに平成21年度実施計画に基づき,下記の研究を行った。1.前年度までの成果として得られた新発想アフィニティ担体に,種々の生理活性物質をリガンドとして担持し,その標的タンパク質を検索した。2.キャピラリ内で作成したフロースルー可能なアフィニティ担体を用い,キャピラリアレー型とすることにより,その分子認識能を検討することにより,表面特性を明らかにした。3.今までに得られた成果を結集し,効率のよい標的タンパク質検索を可能にする方法を詳細に検討した。その結果,担体となるアフィニティ樹脂の表面状態,特に化学的な性質,およびソフト界面であるか否か,が同じリガンドを担持した場合でも,そのタンパク質捕捉能に大きな「差異」を与えることが明らかとなった。

これらの結果の原因を究明するために,担体主成分でもあるポリエチレングリコール鎖を含むポリマーをモノリス構造としてキャピラリ内に作成し,セミミクロ高速液体クロマトグラフを用いてその分子認識能について詳細に検討を行った。その結果,新規アフィニティ担体は,比較的弱い疎水性認識を基とし,カルボン酸,フェノール類などに対して付加的な保持を示す極めて面白い分子認識能を有することが明らかとなった。これらのことを総合し,表面に第三の修飾をおこたったアフィニティ樹脂において,様々なリガンドに対応できうるアフィニティ樹脂を得ることができた。
エクソソーム医療へ向けたナノ脂質ベシクルと固体表面との相互作用の解明

エクソソームとは細胞から放出されるナノスケールの小胞体であり、ホスト細胞の性質を引き継いでいるため、その解析はガンの早期診断に有力である。本研究ではエクソソームの特徴抽出に原子間力顕微鏡(AFM)を用い、固体基板への吸着様態とそれに伴う変形を定量化する新しい手法を提案した。ガン細胞から抽出した3種類のエクソソームを用い、その特徴を高い信頼性で抽出する方法として機械学習を採用した。AFM画像から得られる個々のエクソソームのデータを14次元空間にプロットすることにより、高い正答率で識別が可能なことを示した。固体表面との相互作用に注目した本手法は、新たなガン診断法として期待できる。エクソソームはあらゆる細胞から放出され、あらゆる体液に含まれており、ホスト細胞のもつタンパク質やマイクロRNAなどの特有の物質を運んでいるため、ガンの早期発見に有力な手段を提供すると期待されている。しかし、エクソソームは脂質二重膜で覆われた直径30-150nmの小胞であり、光学顕微鏡の分解能以下のサイズであるため、観察・特徴抽出技術が容易ではなかった。これまで透過電子顕微鏡により観察されてきたが、試料作製が煩雑である一方、得られる情報が小胞の直径などに限られていた。一方、エクソソームの固体基板への吸着様態は、小胞を作る脂質やその骨格タンパク質、あるいは膜に埋め込まれたタンパク質や内包物の量などのホスト細胞の特性を反映し、ホスト細胞を特定するための様々な特徴抽出が可能である。また、観察手段として広く普及している原子間力顕微鏡(AFM)などの簡便な手段が利用できる。本研究では、エクソソームをSi酸化膜上に吸着させ、緩衝溶液中で吸着様態を観察した。その結果、吸着はエクソソームの性質を反映して、(1)変形のみを伴う吸着、(2)周辺がつぶれて目玉焼き状になった吸着、(3)破裂はしないが内包物が流出して2層の脂質二重膜につぶれた吸着、(4)破裂展開を伴う単層の脂質二重膜を形成する吸着の4種類に分類されることが分かった。さらに、3種類のガン細胞から採取したエクソソームの特徴を、平均高さ、最大高さ、吸着面積、など11個のパラメータで特徴づけると、3種類のガン細胞のどれかから得た別のAFM像のエクソソームは、信頼性の高い誤差範囲で正しいホスト細胞に分類されることが分かった。これらの結果から、固体基板への吸着による変形を積極的に用いるホスト細胞特定方法は非常に有力な手段であることが証明された。本研究の目標の第一点は、固体基板上でのエクソソームの変形・破裂・展開を含む吸着モードの観察技術を確立し、エクソソーム一個一個のタイプと基板表面との相互作用を明らかにすることによって、エクソソームのホスト細胞に関する特徴を抽出する技術を開拓することであった。この点については、ガン細胞から抽出したエクソソーム一個一個を平均高さや最大高さなどの多数のパラメータによって特徴づけ、その多次元データによってホスト細胞を特定する手法の有用性を明瞭に示すことができている。この手法は機械学習と呼ばれる解析手法であるが、原子間力顕微鏡という観察手段を採用したことにより、多くのパラメータの抽出を可能にしている。次に目標とした点は、生体内で作られるエクソソームという複雑な膜構造をもつ小胞を、既知の組成をもつ人工ベシクルと比較することにより特徴抽出を行うことであった。研究実績の概要でエクソソームの吸着様態は4種類に分類されることを示したが、人工脂質二重膜小胞では基本的に(1)変形のみの吸着か、(4)膜展開する吸着のどちらかであることを既に実験的に得ている。この特徴から、エクソソームはさまざまな骨格タンパク質によって強化されており、展開しにくいことが分かる。すなわち、固体基板への吸着と変形によってエクソソームの機械強度が評価でき、それはすなわちホスト細胞の特徴を引き継いでいるため、ホスト細胞特定の有力な情報となる。以上のように初期の目標にはすでに到達しており、現在、さらに拡大して機械学習による高信頼なホスト細胞の特定方法の確認と、基板によるエクソソームの選別へと目標を拡大している。エクソソームとは細胞から放出されるナノスケールのベシクル(小胞体)で、直径は30150nm程度、ガン細胞を含むあらゆる細胞から放出され、またあらゆる体液に含まれている。エクソソームはホスト細胞の性質を引き継いでいるため、エクソソーム解析はガンの早期診断に有力であると期待されている。本研究では、エクソソームの特徴抽出に、原子間力顕微鏡(atomic force microscopy, AFM)を用いて吸着様態と吸着に伴う変形を定量化する新しい手法を提案した。実験では、培養ガン細胞から抽出した3種類のエクソソームを用い、まず固体基板上の吸着様態をAFMにより観察した。その結果、変形のみを伴う単純な吸着、内容物が流失して潰れてはいるが破裂展開していない二層の脂質二分子膜形成、破裂展開した結果の一層の脂質二分子膜形成、および周辺のみ潰れて二層の脂質二分子膜を形成し中央に集められた内容物が半球をつくる目玉焼き形状の形成、以上の4種類の吸着が観察された。吸着に伴う変形とホスト細胞の特徴を高い確率で関連付ける方法として機械学習を採用した、AFM観察で利用できる形状抽出ソフトウェアから14パラメータを選び、AFM画像から得られる個々の粒子(エクソソーム)のデータを14次元空間にプロットすることにより判別器を作成した。

その後、判別器作成に用いなかったAFM画像のデータをプロットしたところ、6085%の確率で対応するホスト細胞の領域にプロット(正答)された。特に、基板として二酸化チタン単結晶を用いると、8085%の正答率が得られた。従来、エクソソーム観察に用いられていた透過電子顕微鏡では、形状とサイズ以外の情報が乏しい。固体表面との相互作用に注目した本手法は、様々な基板を用いて吸着様態を比較することが可能であり、新たなガン診断法として期待できる。エクソソームとは細胞から放出されるナノスケールの小胞体であり、ホスト細胞の性質を引き継いでいるため、その解析はガンの早期診断に有力である。本研究ではエクソソームの特徴抽出に原子間力顕微鏡(AFM)を用い、固体基板への吸着様態とそれに伴う変形を定量化する新しい手法を提案した。ガン細胞から抽出した3種類のエクソソームを用い、その特徴を高い信頼性で抽出する方法として機械学習を採用した。AFM画像から得られる個々のエクソソームのデータを14次元空間にプロットすることにより、高い正答率で識別が可能なことを示した。固体表面との相互作用に注目した本手法は、新たなガン診断法として期待できる。「現在までの進捗状況」で述べたように、すでに初年度で当初計画の目標を達成する成果を挙げているので、2年度目は目標をさらに高度化する。まず、これまで開拓してきた機械学習によるエクソソームの特徴抽出については、原子間力顕微鏡による固体基板上での吸着・変形を特徴づけるパラメータの数をさらに増し、あるいは真に特徴抽出に有効なパラメータに限定し、ホスト細胞特定の精度を高める。また、吸着様態のデータを取得する基板の選択についても検討し、特徴抽出に適した基板があるのかどうかを明らかにする。次に、固体基板上に吸着し変形したエクソソームは、液中で本来の形状を保っている試料に比べてはるかに情報が豊かであり、ホスト細胞の特徴抽出に有利であることが明らかになった。したがって観察手段として緩衝溶液中に限る必要はなく、「乾いた」試料からも異なるデータが得られることが予想できる。すなわち、乾燥させることによって膜内に閉じ込められたタンパク質などの情報が得られることが期待できる。これは、タンパク質と同スケールの金属ナノ粒子包埋脂質二重膜によっても確認されており、特徴抽出に有力であることが示唆される。以上のように、吸着様態の観察による特徴抽出は予想以上に強力なツールとなりえるので、連携研究者のがん研究所・蛋白創製研究部・芝清隆部長との連携も強化し、サンプルの提供を受けるとともに、ガン診断につながる評価手段を目標とする議論を深める。表面界面科学27年度はエクソソームのAFM像からの特徴抽出が予想以上に有効であったため、経費の比較的かからないソフト上の研究にまず注力した。一方28年度は、27年度に判明した乾燥試料の有効性検証まで計画を拡大しており、そこでは凍結乾燥などの新たな実験が必要となる。したがって、28年度は27年度開始時期には予定していなかった消耗品の経費が新たに発生することになり、27年度経費の一部を28年度に繰り越して使用することとした。「理由」で述べたように、本研究は予想以上の成果が出ており、開始時期には予定していなかった研究まで含めることとした。