hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
次世代型培養技術を駆使したびまん性星細胞腫モデル細胞の樹立

前年度は、オルガノイド培養の検討を行い、通常の液体三次元培養可能な神経膠芽腫の腫瘍幹細胞株を、様々な成長因子の組み合わせ下にてマトリゲル内で培養したが、この方法では増殖せず、むしろ従来の液体培地での浮遊培養の方の増殖が良かったため、グリア細胞には不向きである可能性が示唆された。さらに、正常アストロサイトに、IDH変異型の神経膠腫が一般に有する遺伝子異常を導入していくこととし、変異IDH1(R132H)遺伝子やhTERT、SV40の導入により、100継代以上経ても増殖を維持できる細胞を樹立し得たが、通常の低悪性度星細胞腫が有するようなATRX遺伝子の不活化した細胞は、途中でcrisisとなり、その作成は困難であった。H29年度は、さらに別なアプローチも考えつつ、モデル細胞の作成を継続した。その一つには、腫瘍手術切除検体からの初代培養によるIDH遺伝子変異陽性細胞の樹立であり、種々の悪性化過程にあるIDH変異のアストロサイトーマの腫瘍検体の培養を試みた。一定期間の培養は可能であるが、継代を続けると細胞増殖が困難となり樹立にいたらなかった。このため、初代培養細胞を一度iPS細胞化し、その後にこれを増殖させ、モデル細胞として用いることを計画する。そしてその前段階として、正常アストロサイトをiPS化する条件を確立することとし、エピソーマルベクターを用いて、iPS細胞誘導を行った。これによって、未分化なiPS様コロニーが取得できることが確認された。本研究は、過去に様々なグループが取り組むも樹立困難であったIDH遺伝子変異を有する神経膠腫細胞のモデル作成という困難な課題への挑戦である。モデル細胞の樹立は、我々にとっても容易でないが、もし樹立ができれば、特に低悪性度神経膠腫とその悪性転化における病態解明に非常に有用と考えられる。オルガノイド培養系でのグリア系腫瘍の培養は、樹立困難であること示唆されたが、他のがん腫で試されている、種々の培養技術を引き続き検討する必要があると考えられた。代替として、hTERT導入を使用した方法で人のアストロサイトを不死化し、さらに変異型IDH遺伝子変異を導入したところ、IDH遺伝子変異陽性の神経膠腫細胞株を作成し得た。これに関しては、液体クロマトグラフィーを用いてIDH1 R132H変異に伴う代謝産物2-hydroxyglutarateの蓄積の検証や、マウス生体内での腫瘍形成能など、低悪性度神経膠腫モデル細胞としての性質について、引き続き検証を行っている。IDH変異陽性神経膠腫切除検体からの、初代培養細胞の長期間の細胞継代が現在のところ困難であるため、これまでに確認したアストロサイトのiPS化技術を用いて、iPS細胞化を介した神経膠腫臨床検体からの腫瘍細胞株の樹立を目指して、技術改良を継続中である。本研究は、従来型培養方法で樹立困難なIDH遺伝子変異神経膠腫の細胞モデルを、種々の培養方法の工夫を用いることで作成することを目的とした。当初は、正常アストロサイトに変異遺伝子などの遺伝子導入を試みるも、星細胞腫モデルとしてより適しているATRX遺伝子の不活化した細胞の作成は困難であった。そこで、種々の悪性化過程にあるIDH変異星細胞腫腫瘍検体の初代培養を試みたが、継代を続けると細胞増殖が困難となり、やはり樹立にいたらなかった。
最終標的細胞への軸索誘導と特異的な樹状突起部位の認識過程

本研究課題では、マウス脊髄背側のdI1型交連ニューロンの軸索が対側の運動ニューロンを最終標的細胞として特異的に認識する過程をin vivoで明らかにすることを目指している。本年度は前年度までに確立させた運動ニューロンと交連ニューロンの両方を選択的に可視化する技術を用いることで、交連ニューロン軸索が運動ニューロンを認識する過程を個体レベルで詳細に解析した。その結果、交連ニューロンの軸索は正中交差後に運動ニューロンが存在する領域の全域に向かって軸索側枝を伸長させるがその伸長は運動ニューロンカラム内に留まること、その後に体幹筋を支配する運動ニューロンのサブクラスに選択的にさらなる軸索側枝を伸長させてそこで終末分枝を発達させること、その終末分枝は運動ニューロンの細胞体近傍で機能的なシナプスを形成しその部位特異性を生後も維持させていることを明らかにした。また、脊髄運動ニューロンを特異的に欠損している遺伝子改変マウスにおいて、上記の一連の過程がどのように影響を受けているのかを詳細に解析した。その結果、体幹筋を支配する運動ニューロンのサブクラスを特異的に認識する過程において、交連ニューロンの軸索挙動異常が生じていることを明らかにした。次に、交連ニューロン軸索による特異的な運動ニューロン認識に関わる分子を探索するために、運動ニューロンを特異的に欠損する遺伝子改変マウスを用いたDNAマイクロアレイによる網羅的な遺伝子発現解析を、交連ニューロン軸索が運動ニューロン認識を進行させている時期で行った。その結果、候補分子として運動ニューロンに特異的に発現している分泌性の短距離作動性分子や膜結合性分子が見出された。現在、これらの分子が交連ニューロンの軸索側枝形成ならびに終末分枝形成に関与しているかどうかを様々な機能的アッセイ系を導入することにより検討している。本研究課題では、マウスの脊髄交連ニューロンの軸索投射発達をモデルとして、交連ニューロンの軸索が最終標的細胞である運動ニューロンを特異的に認識する過程とその分子機構を明らかにすることを目指している。本年度は、運動ニューロンの樹状突起発達の詳細な解析を可能とさせる実験系を確立させるために、既存のCre/LoxPシステムを用いて、標的細胞である運動ニューロンをin vivoで特異的に可視化させる遺伝子発現システムの構築を行った。本研究ではまず、運動ニューロン特異的にその分化初期から発現することが知られる転写調節因子HB9に着目し、その時空間的な発現制御を担うエンハンサーとプロモーター領域をマウスのゲノムより単離した。次に、これらのエレメントの制御下でCreを発現させてLoxPの組換えを引き起こすことで、運動ニューロン特異的にその分化の初期から持続的に蛍光レポーター蛋白質(GFP)を発現させる発現ベクターを構築させた。さらに、この遺伝子発現システムの実際のin vivoでの有効性を評価するために、これらの発現ベクターを運動ニューロンが生まれる時期のマウス胎仔脊髄に子宮内電気穿孔法により遺伝子導入し、その後の胎仔の発達ステージにおいてGFP発現の運動ニューロン特異性をHB9の共発現を指標に調べた。その結果、運動ニューロンの分化初期段階から運動ニューロン特異的なGFP発現が確認された。そこで、この遺伝子発現システムを用いて運動ニューロンを低細胞密度で可視化し、その樹状突起発達を解析した。その結果、交連ニューロンが運動ニューロンへ軸索側枝を盛んに形成させている時期に、どのような樹状突起形態をとっているのかの詳細が明らかとなった。本研究課題では、脊髄交連ニューロンの軸索が最終標的細胞である運動ニューロンを特異的に認識する過程をin vivoで明らかにしようとしている。平成28年度においては、マウス胎仔の運動ニューロンをin vivoで特異的に可視化できる遺伝子発現システムの構築に成功し、本研究の目的達成のために必須で新規性の高い重要な基礎データが得られた。したがって、当初からの計画通りに研究が進展している。本研究課題では、マウス脊髄のdI1型交連ニューロンの軸索が運動ニューロンを最終標的細胞として特異的に認識する過程をin vivoで明らかにすることを目指している。本年度は前年度に確立させた運動ニューロン選択的可視化技術を、新規の部位特異的組換え酵素システムであるVCre/VLoxPシステムに導入し新たな遺伝子発現系を構築した。また、マウス胎仔への遺伝子発現システムの導入は、子宮内電気穿孔法により行い、in vivoにおいてその発現系の評価と最適化を行った。次に、VCre/VLoxPシステムによる運動ニューロン特異的な可視化技術と、これまでに確立させていたCre/LoxPシステムによるdI1型交連ニューロン特異的な可視化技術の両方を、マウス胎仔の同一個体で効率的に運用するための実験条件を検討した。さらに、ファルネシルシグナルを付加させた膜結合型蛍光レポーターの発現系も構築することで、形態発達の詳細な過程をモニターできるシステムとした。以上により、交連ニューロンの軸索側と運動ニューロンの樹状突起側の両方をそれぞれ選択的に同時に可視化させて解析が可能となるin vivoの実験系を確立させた。また、これまでの申請者らの研究により、正中交差後の交連ニューロン軸索の運動ニューロンへの投射にはいくつかの段階が存在していることが明らかとなっている。そこで、運動ニューロンの役割を直接的に検討することを目的に、運動ニューロンを特異的に欠損している遺伝子改変マウスにおいて交連ニューロン軸索の挙動をin vivoで詳細に解析した。

その結果、運動ニューロンに依存した軸索挙動の段階が見出され、運動ニューロンに特異的に発現している短距離作動性の分子がこのプロセスに関わっている可能性が示唆された。平成29年度においては、マウス脊髄のdI1型交連ニューロンの軸索側枝側と運動ニューロンの樹状突起側の両方を同時にそれぞれ選択的に異なる蛍光レポータで可視化させることが可能なin vivoの実験系を確立させた。また、運動ニューロンを特異的に欠損している遺伝子改変マウスを解析することで、運動ニューロンに依存した重要な軸索挙動の表現型を見出した。したがって、概ね当初からの計画通りに研究が進展している。本研究課題では、マウス脊髄背側のdI1型交連ニューロンの軸索が対側の運動ニューロンを最終標的細胞として特異的に認識する過程をin vivoで明らかにすることを目指している。本年度は前年度までに確立させた運動ニューロンと交連ニューロンの両方を選択的に可視化する技術を用いることで、交連ニューロン軸索が運動ニューロンを認識する過程を個体レベルで詳細に解析した。その結果、交連ニューロンの軸索は正中交差後に運動ニューロンが存在する領域の全域に向かって軸索側枝を伸長させるがその伸長は運動ニューロンカラム内に留まること、その後に体幹筋を支配する運動ニューロンのサブクラスに選択的にさらなる軸索側枝を伸長させてそこで終末分枝を発達させること、その終末分枝は運動ニューロンの細胞体近傍で機能的なシナプスを形成しその部位特異性を生後も維持させていることを明らかにした。また、脊髄運動ニューロンを特異的に欠損している遺伝子改変マウスにおいて、上記の一連の過程がどのように影響を受けているのかを詳細に解析した。その結果、体幹筋を支配する運動ニューロンのサブクラスを特異的に認識する過程において、交連ニューロンの軸索挙動異常が生じていることを明らかにした。次に、交連ニューロン軸索による特異的な運動ニューロン認識に関わる分子を探索するために、運動ニューロンを特異的に欠損する遺伝子改変マウスを用いたDNAマイクロアレイによる網羅的な遺伝子発現解析を、交連ニューロン軸索が運動ニューロン認識を進行させている時期で行った。その結果、候補分子として運動ニューロンに特異的に発現している分泌性の短距離作動性分子や膜結合性分子が見出された。現在、これらの分子が交連ニューロンの軸索側枝形成ならびに終末分枝形成に関与しているかどうかを様々な機能的アッセイ系を導入することにより検討している。平成28年度においては、Cre/LoxP組換えシステムを用いることで、マウス胎仔脊髄の運動ニューロンをin vivoで特異的に可視化させる遺伝子発現システムを確立した。そこで次のステップとして、Cre/LoxPをVCre/VLoxP組換えシステムに移行させた遺伝子発現システムを構築し、その有効性をin vivoで評価する。さらに、Cre/LoxPとVCre/VLoxPシステムの併用により、交連ニューロン軸索と運動ニューロン樹状突起の両方を同一個体で異なる蛍光レポーター蛋白質により特異的に可視化させて解析することで、交連ニューロン軸索の標的細胞認識の過程をin vivoで明らかにする。
悪性腫瘍の放射線、化学療法に対する感受性とApoptosis関連遺伝子変異の相関

食道癌と大腸癌細胞株において、Apoptosis関連遺伝子p53、Bcl-2、Bax、Bcl-XL、Bcl-XS、Bak、Badの発現をWestern Blottingを用いて解析した。p53の発現は、食道癌細胞株、大腸癌細胞株のそれぞれ約50%と約80%に認められた。一方、Bcl-2の発現は、食道癌細胞株、大腸癌細胞株のそれぞれ約30%と約20%に認められた。分子量の異なる2種類のBcl-2蛋白を発現している食道癌細胞株が認められた。p53、Bcl-2、Baxの発現の間に明らかな相関は認められなかった。p53遺伝子解析から、Mutant p53蛋白を発現している細胞株とWild-type p53蛋白を発現している細胞株があることが示唆された。Bax、Bcl-XL、Bcl-XS、Bak、Badの発現は、ほとんど全ての細胞株で認められたが、その発現量には細胞株の間で相違が認められた。食道癌細胞株における化学療法剤MMC、CDDPに対する感受性を解析した。MMC、CDDPを加えて、p53蛋白の発現上昇が認められる細胞株では、Apoptosisが誘導され、抗癌剤に対する良好な感受性が観察された。一方、p53蛋白の発現上昇が認められない細胞株では、抗癌剤に対する抵抗性が認められた。したがって、MMC、CDDPに対する感受性は、細胞がApoptosis誘導刺激に対する反応性を保持しているか否かにかかっており、p53-dependentなApoptosisが関与していることが示唆された。さらに、直腸癌に対する放射線療法感受性とp53、Bcl-2、p21の発現の相関を検討し、p53(+)/p21(-)の腫瘍は放射線療法に対して抵抗性を示し、p53(-)/P21(+)の腫瘍は放射線療法に対して良好な感受性を示すことが明らかになった。化学療法、放射線療法に対する感受性を規定する因子として、p53が重要であると考えられる。食道癌と大腸癌細胞株において、Apoptosis関連遺伝子p53、Bcl-2の発現をWestern Blottingを用いて解析した。p53とBcl-2の発現の間に明らかな相関は認められなかった。PCR-SSCPによるp53遺伝子の解析から、p53の発現が認められる細胞株の中にもp53遺伝子変異が検出されたものと、検出されなかったものがあった。したがって、p53の発現が検出された細胞株の中にも、Mutant p53蛋白を発現しているものとWild-type p53蛋白を発現しているものとがあることが示唆された。

したがって、MMC、CDDPに対する感受性は、細胞がApoptosis誘導刺激に対する反応性を保持しているか否かにかかっており、p53-dependentなApoptosisが関与していることが示唆された。現在までの結果では、Bcl-2の発現と抗癌剤に対する感受性とのあいだに明らかな相関は認められていない。c-Myc、Fas、MDR1(P-glycoprotein)、Glutathione-S-Transferase(GST)の発現、変異は現在解析中である。現在までの結果から、p53は、化学療法に対する感受性を規定する重要な因子の一つであると考えられる。食道癌と大腸癌細胞株において、Apoptosis関連遺伝子p53、Bcl-2、Bax、Bcl-X_L、Bcl-X_S、Bak、Badの発現をWestern Blottingを用いて解析した。p53の発現は、食道癌細胞株、大腸癌細胞株のそれぞれ約50%と約80%に認められた。一方、Bcl-2の発現は、食道癌細胞株、大腸癌細胞株のそれぞれ約30%と約20%に認められた。分子量の異なる2種類のBcl-2蛋白を発現している食道癌細胞株が認められた。p53、Bcl-2、Baxの発現の間に明らかな相関は認められなかった。p53遺伝子解析から、Mutant p53蛋白を発現している細胞株とWild-type p53蛋白を発現している細胞株があることが示唆された。Bax、Bcl-X_L、Bcl-X_S、Bak、Badの発現は、ほとんど全ての細胞株で認められたが、その発現量には細胞株の間で相違が認められた。食道癌細胞株における化学療法剤MMC、CDDPに対する感受性を解析した。MMC、CDDPを加えて、p53蛋白の発現上昇が認められる細胞株では、Apoptosisが誘導され、抗癌剤に対する良好な感受性が観察された。一方、p53蛋白の発現上昇が認められない細胞株では、抗癌剤に対する抵抗性が認められた。さらに、直腸癌に対する放射線療法感受性とp53、Bcl-2、p21の発現の相関を検討し、p53(+)/p21(-)の腫瘍は放射線療法に対して抵抗性を示し、p53(-)/p21(+)の腫瘍は放射線療法に対して良好な感受性を示すことが明らかになった。化学療法、放射線療法に対する感受性を規定する因子として、p53が重要であると考えられる。食道癌と大腸癌細胞株において、Apoptosis関連遺伝子p53、Bcl-2、Bax、Bcl-X_L、Bcl-Xs、Bak、Badの発現をWestern Blottingを用いて解析した。
焼畑移動農耕社会の出生・死亡動態と人口転換メカニズムに関する実証的研究

本研究は、エチオピアの焼畑農耕社会を対象に、数世代にわたる人びとのライフヒストリーデータを収集して約70年間の人口動態を正確に復元し、それを資源利用・社会経済変化との関連において分析することによって、これまで明らかにされてこなかった小規模生業社会の人口動態と人口転換のメカニズムを明らかにしようとするものである。前年度までの研究において、既存データをデータベース化して整理するとともに、現地調査によってデータの信頼性のテストと必要なデータの補足をおこなった。これにもとづいて最終年度である本年度は、前年度の現地調査によって得られたデータの整理出生・死亡に関する世代ごとの分析、成果のとりまとめ、を順におこなった。データ分析の結果、(1)定住化する1980年代以前のマジャンギル社会が合計特殊出生率4に満たない少子社会であったこと、(2)定住化の影響を受けた世代の女性とそれ以前の世代の女性を比較した場合、出生率と初産年齢ともに有意差が見られ、定住化によって出生率の顕著な上昇が確認されたこと、が明らかになった。狩猟採集社会や焼畑農耕社会が低出生率社会であることの理由については従来議論が見られ、ひとつの主張として「非定住社会は低出生率社会である」というものがある。本研究は詳細なデータ分析によってこの主張を支持する結果を提示したものとして、人口史研究に大きく貢献しうる成果を得ることができた。この研究成果は現段階において、第16回国際エチオピア学会、第44回日本アフリカ学会などの学会発表の他、論文・著書においてその一部を既に公表した。本研究は、エチオピアの焼畑移動農耕社会を対象に、数世代にわたる人びとのライフヒストリーデータを収集して約70年間の人口動態を正確に復元し、それを資源利用・社会経済変化との関連において分析することによって、これまで明らかにされてこなかった小規模生業社会の人口動態と人口転換のメカニズムを明らかにしようとするものである。研究初年度である17年度は、研究全体の基盤作りとして、(1)当該分野における先行研究の整理と検証すべき主要な仮設の絞込み、(2)人口データベースの構造の検討、(3)過去の現地調査において収拾した既存のデータのデータベース化、をまずおこなった。(1)において先行研究のリストアップと読み込みを行った結果、分析に必要なデータ項目が明らかになった。なかでもとくに、対象とされる個人の性別、生年、結婚・離婚歴、出産歴などの基本的な項目に加えて、移住歴を集落の位置とともに特定することで、移住・定住と人口動態の関係について有効な分析を加えることができるという見通しを得た。これらの知見をもとにデータベースの基本構造を決定し、過去の調査で収拾したおよそ500人の個人データの入力をまず完了した。なお、本年度に計画されていた実地調査は、既存のデータをデータベース化した結果、予想を上回る分析が可能なことが判明したことと、別のプロジェクトにおいて18年3月に現地を訪れることができたことを理由に、今回はおこなわなかった。なお欠損データを補うための現地調査は次年度の継続研究において遂行する予定であり、その調査において研究の完成に必要なデータ収集は十分可能である。さらに、次回の現地調査において移住歴の分析を行なうために必要なモバイルGIS関連のシステムを整備し、準備を整えた。本年度におけるこれらの準備経過、成果の一部公表については口頭発表を中心におこなった。本年度は、(1)前年度に整備されたエチオピア西南部焼畑民・マジャンギルの人口データベースを用いた基本的な人口構造と人口動態の分析(2)現地調査による欠損データの確認・修正とあらたなデータ収集、の2点に絞って研究をおこなった。成果の概要は以下の通りである。(1)データベースの分析による人口構造・人口動態の解明:およそ800人のデータベースのうち、人口構造の把握のために出産期をむかえた女性約300人のデータに絞り、その出産の歴史を明らかにし、世代間の比較をおこなった。(2)現地調査による欠損データの確認とあらたなデータ収集:既存の出産に関わるデータ、とくに出産期を終えた高齢女性に関するものの中には、初期のインタビューの問題により、乳幼児期に死亡した子供の出産歴が欠落している可能性が認められた。この点をおぎなうために現地調査(2007年2月から3月にかけてエチオピア・ガンベラ州で実施)において1962年以前に生まれた53人の女性から再インタビューをおこなった。この結果、約20%の女性からこれまでに報告されていなかった出産例をあらたに聴き取ることができた。この作業によってデータベースの正確性は飛躍的に向上したと言える。現地調査においては同時に、年齢推定のクロスチェックもおこない、人々の生年に関する信頼性のチェックをおこないことができた。以上により、18年度は計画通りの研究を遂行し、成果を上げることができた。次年度(最終年度)はこれらを基盤として、研究の最終的なとりまとめをおこなうことができる見通しである。

データ分析の結果、(1)定住化する1980年代以前のマジャンギル社会が合計特殊出生率4に満たない少子社会であったこと、(2)定住化の影響を受けた世代の女性とそれ以前の世代の女性を比較した場合、出生率と初産年齢ともに有意差が見られ、定住化によって出生率の顕著な上昇が確認されたこと、が明らかになった。狩猟採集社会や焼畑農耕社会が低出生率社会であることの理由については従来議論が見られ、ひとつの主張として「非定住社会は低出生率社会である」というものがある。本研究は詳細なデータ分析によってこの主張を支持する結果を提示したものとして、人口史研究に大きく貢献しうる成果を得ることができた。この研究成果は現段階において、第16回国際エチオピア学会、第44回日本アフリカ学会などの学会発表の他、論文・著書においてその一部を既に公表した。
産業政策と企業行動に関する計量経済学的分析

本研究は、日本とアメリカの産業政策が企業行動へのインパクトを通して、国内経済および国際経済に及ぼす影響を計量的に分析することを意図するものである。そのために、日米を含む環太平洋経済の相互依存を分析するための多国多部門モデルのフレーム・ワークで、繊維、鉄鋼、自動車に対する公共政策のインパクトをシミュレーション実験で検討した。研究成果としてまとめた第1の論文は、自動車を中心とする機械工業でのハイテク投資ーロボット導入の促進が日本、アメリカ、韓国等のマクロ経済とミクロ経済に及ぼすインパクトを分析するものである。そこでは、日本のハイテク化投資は成長促進的に作用し、雇用面へのマイナスは小さいが、アメリカでのハイテク化は、労働力代替の効果が大きく、成長にはマイナスに作用することが明らかにされている。第2の論文は、政府の社会基盤投資や為替レートの変更による国際競争力の変化のインパクトを環太平洋地域に焦点を合わせて検討するものである。第3の論文は、日米における企業成長を反映した国際競争力の変化が、韓国で代表されるアセアン経済にどういうインパクトを与えたかを分析するものである。企業活動に対する公共政策としての産業政策の効果を評価する場合、量的側面の効果を測定することは極めて重要であり、本年度の研究は、産業レベルにまで分割された計量モデルによる分析の有効性を明らかにするものと考えられる。
ビタミンD_3活性化酵素の精製と性質の解明

1α,25-ジヒドロキシビタミンD_3(1,25(OH)_2D_3は,小腸でのカルシウム吸収,骨からのカルシウムの動員など生体内でのカルシウム濃度の維持に関与するホルモンである。これまでに1,25(OH)_2D_3は,腎臓ミトコンドリアに存在するチトクロムP450によって25(OH)D_3の1α位が水酸化され生成することが知られている。しかし,未だこの1α-水酸化酵素の精製はなされていない。本研究では以下の手順で1α-水酸化酵素の精製を行った。孵化直後からビタミンD欠損食で3週間飼育したニワトリの腎臓を材料とした。まず,ミトコンドリアをコール酸により可溶化した。この超遠心上清を自作したペンチルセファロースカラム(疎水ゲル)にかけ0.3%エマルゲンで溶出した。つぎにヒドロキシアパタイトカラムを通した。活性は非吸着画分に回収された。これをCM-セファロースカラムで濃縮した後,PorosCMカラムを用いたHPLCにてリン酸緩衝液のグラジエントにより溶出した。これらのカラムクロマトグラフィーでは417nmでヘム蛋白質の溶出をモニターし,ヘムタンパク質を含む画分について25(OH)D_3を基質とし,アドレノドキシン,アドレノドキシンレダクダーゼを加えて水酸化反応を再構成し,1,25(OH)_2D_3の生成量をHPLCにて定量した。最終標品の比活性は10nmol product/min/mg proteinでありミトコンドリアの可溶化上清の2000倍であった。また,P450の比含量は1.3nmol P450/mg proteinであった。以上の方法で,これまでに報告されたものより高い比活性をもつ画分が得られたが,SDSポリアクリルアミド電気泳動では分子量56000付近に2本のバンドが認められた。今後さらにカラム条件を検討するとともに抗体作成を行う予定である。
情報技術を活用した環境教育システムの構築

本研究では小学校における「総合的な学習の時間」の中で、我々が開発した情報システムを取り込んだ授業実践を展開した。授業実践では、1)屋外での自然観察、2)自然観察を通して児童が興味、疑問を持った課題の決定、3)調べ学習、4)成果の発信、の4つの段階を設定し、それぞれに対応したシステムを用意した。1)の段階では、GPS受信機付PDAとデジタルカメラを組み合わせた取材システムを用意した。対象物に対してPDAでのメモ作成とデジタルカメラによる撮影を行うと、PDAに記録された位置情報と画像の撮影時刻の情報を用いて画像にも位置情報を添付した。2)の段階では屋外での自然観察活動で個々の児童が作成した観察記録(メモ)、画像、音声、動画等を教室内のサーバに保存し、すべて情報共有を可能とするシステムを構築した。3)と4)の段階では、自分用のフォルダに保存した画像、メモを材料として、調べ学習で得た知識等を電子的に整理・保存し、さらにそれらを元に情報発信用のHTML文書を簡単に作成するためのシステムを用意した。作成したシステムでは、児童の操作ログを自動的に履歴ファイルに保存できるように設計しており、これらの履歴ファイルを解析し、教師に授業全体の様子が分かるようなレポートを作成する機能(教師支援システム)も用意した。さらに、これらの履歴ファイルを元に児童の学習効果などについて定量的な解析を行った。さらに、デジタルポートフォリオの観点から授業を通して蓄積された過去の児童のコンテンツ(HTML文書、画像、音声メモ、動画等)を自由に検索・閲覧できるシステムも構築した。以上のように、本研究では屋外での自然観察と教室内での学習を有機的に結びつけた、情報機器を活用した新たな環境学習支援システムを提案できたと考える。本年度は、環境教育の実践の一つとして小学校に導入されている「総合的な学習の時間」における支援システムの実装を行った。京都市立稲荷小学校の協力を得て、同校の5年生、6年生の「総合的な学習の時間」において、自然観察ならびに調べ学習を支援するシステムの構築を行った。同校では近隣の稲荷山での自然観察を5年生、6年生の「総合的な学習の時間」の授業に取り入れており、そこで得られた観察記録をもとにそれぞれの児童がテーマを決めて調べ学習などを行い、年度末に成果の発表を行っている。そこで、自然観察ならびに調べ学習を支援するシステムを作成した。自然観察では、GPSと携帯端末(PDA)を用いて、観察地点でメモを作成する機能を実装した。その際、デジタルカメラを用いた対象物の撮影を行い、画像ファイルのタイムスタンプと、メモ作成時の時刻ならびにGPSで取得した位置情報をマージすることで画像にも位置情報を与えるようにした。また、教室内での授業を支援するために、サーバ機に自然観察で作成した児童全員の画像、メモを保存し、児童が各自の端末(クライアント機)でそれらの情報を地図ベースで閲覧できるようにした。また、表示された画像、メモのうち各自が興味を持ったものを自分のフォルダに保存できるようにした。さらに、フォルダに保存した画像、メモを利用して各自がPDAで表不可能なWebページを簡単に作成することができるシステムを用意した。これらのシステムを用いて、自然観察の結果を電子的に整理、保存し、他の児童が収集した情報などを共有することで自分の調べ学習に役立てることを可能にした。また、これらのシステムではすべての操作履歴を履歴ファイルとして保存しており、今後これらの履歴ファイルの解析により児童個人ごとの学習状態などの量的把握を可能としている。本年度は、京都市立稲荷小学校の協力を得て「総合的な学習の時間」の中で、屋外での自然観察と教室内での調べ学習を統合した1年間の授業全体を支援するためのシステムの実装を中心に行った。

本年度の授業では、1)屋外での自然観察、2)自然観察を通して児童が興味、疑問を持った課題の決定、3)調べ学習、4)成果の発信、の4つの段階を設定し、それぞれに対応したシステムを用意した。1)の段階では、昨年度開発したGPSとPDAを組み合わせた取材システムに音声メモの機能を追加し、児童が屋外で作成したメモ、画像(静止画、動画)、音声を位置情報付で保存できるようにした。また、2)の段階では、GISベースのインタフェースを用意し、自然観察で作成された自動全員のメモ、画像などを閲覧可能とした。このシステムを使うことで情報共有を促し、その中から児童が興味、疑問を持った画像や、メモを自分用のフォルダに保存することができる。また、3)と4)の段階では、自分用のフォルダに保存した画像、メモを材料として、調べ学習で得た知識等を電子的に整理・保存し、さらにそれらを元に情報発信用のHTML文書を簡単に作成するためのシステムを用意した。作成したシステムでは、児童の操作ログを自動的に履歴ファイルに保存できるように設計しており、これらの履歴ファイルを解析し、教師に授業全体の様子がわかるようなレポートを作成する機能(教師支援システム)も用意した。さらに、これらの履歴ファイルを元に児童の学習効果などについて定量的な解析を行った。GPSとPDAおよびデジタルカメラを用いた野外での観察記録作成システムを小学校での「総合的な学習の時間」の年間カリキュラムの中に取り込み、複数回の自然観察授業を実施した。これらの活動で個々の児童が作成した観察記録(メモ)、画像、音声、動画等を教室内のサーバに保存し、すべて情報共有を可能とするシステムを構築した。サーバへのこれらの情報の保存時には、位置データ、観察時刻、デジタルカメラで撮影した画像などの関連付けを自動的に行うシステムを作成し、さらに、これらの情報を作成した児童自らが個々のデータに対して簡単な情報(コメントやカテゴリ)を添付できるようにした。また、サーバに保存されたこれらの情報を有効に活用するために、野外での自然観察を行うための事前学習を支援するためのシステムの構築を行った。すなわち、サーバに蓄積されている過去の観察記録、画像などを児童にランダムに提示し、それらの情報に対する児童の評価を記録することで、児童の興味の抽出や動機付けを行うシステムとした。一方、これらの自然観察をベースとした調べ学習の成果を児童が発信するためのシステムとして、位置情報付のWebページを簡単に作成することができるシステムを構築した。このシステムはGUIベースの複数のテンプレートを用意し、児童が入力した情報や選択した画像を元にHTMLタグを自動的に付加してHTML文書を生成するものであり、ページ間のリンクも簡単に行えるように設計したものである。また、本研究で開発したGPSとPDAを組み合わせた教材提示システムを2005年の「愛・地球博」の期間中に同会場の北の森にて延べ8日間実証展示し、約900名の来場者に体験してもらった。これまでに、「総合的な学習の時間」の支援として、1)屋外での自然観察、2)自然観察を通して児童が興味、疑問を持った課題の決定、3)調べ学習、4)成果の発信、の4つの段階を設定し、それぞれに対応したシステムを用意した。
機械学習・人工知能による多剤耐性菌のモデル化と自動判別技術開発

多剤耐性菌の出現は現代の世界的な問題であり、感染症を克服することは医学的重要課題の一つである。耐性菌が出現するメカニズムを理解し、それらを抑制する手法を開発することは急務であり、迅速な多剤耐性菌検出法の開発が求められている。本研究は、細菌の多剤耐性化過程において形態学的変化が生じていることに着目し、機械学習を用いた多剤耐性菌画像判別法を確立することを目的とする。前年度では、エノキサシン耐性菌株4系統と非耐性菌株から得た凍結固定試料1個ずつから超薄切片を作成し、機械学習を用いて数百枚の電顕画像から作成したパッチ画像の判別を行った。1つの試料由来のデータセットでは90%以上の高い正答率で判別が成功したが、複数の試料で判別させると正答率が低下した。この結果は、実行した機械学習が凍結固定やその後の試料作成過程で生じるバラツキに対して頑健性を十分に有していないことを示唆した。そこで、平成30年度はこの問題を解決するため、凍結固定試料数および画像撮影に用いるグッリド数を大幅に増やして機械学習判別を試みた。耐性菌株の試料数を3倍、非耐性菌株の試料数をこれまでの6倍に増やし、撮影に用いるグッリド数もそれぞれの試料について5倍に増やした。これら試料の電顕画像を多量に取得し100万枚のパッチ画像を作成後、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を用いて画像の識別を行い、その結果から元画像の株を推定した。データセットを3つに分け、各セットをトレーニングとテストで入れ替えて交差検証を行い、試料作成時のバラツキに対する頑健性を評価した。耐性菌株と非耐性菌株の2クラス識別を行い、3分割交差検証の各分割に対して精度および、感度、特異度、AUCを求めて評価を行なった結果、全ての項目について90%以上の高い評価精度を得ることができた。試料作成時に生じるバラツキについて頑健性を十分に有する識別モデルが構築できた。機械学習に適した試料数が決定できた。パッチ画像を用いた機械学習について、エノキサシン耐性菌株と非耐性菌株の判別根拠を推定し、それぞれの特徴抽出を行う。また、シングルセルレベルでの画像識別も行う。他の薬剤耐性株についても凍結固定試料を作成し、同じアルゴリズムを用いて高い精度で画像判別できるか検証する。各薬剤耐性株の形態学的特徴量の抽出を行う。多剤耐性菌の出現は世界的な問題であり、感染症を克服することは医学的重要課題の一つである。耐性菌が出現するメカニズムを理解し、それらを抑制する手法を開発することは急務であり、病院検査室等においても簡便・迅速な多剤耐性菌検出法の開発が求められている。本研究では多剤耐性菌について耐性化過程で生じる遺伝子的、形態学的変化、耐性因子の動態変化を網羅的に解析し多面的オミクス情報を取得する。機械学習によるこれらの情報の融合とモデル化を行い、人工知能による薬剤耐性能自動判別技術基盤を構築する。平成29年度は、薬剤耐性菌株の1種であるエノキサシン耐性株を用い、光学顕微鏡及び電子顕微鏡を用いて形態情報を取得し解析した。光学顕微鏡画像を用いた定量的解析の結果、エノキサシン耐性株は耐性能を持たない親株と比較して球形に近い形状であることが判明した。さらに、詳細な形態情報を得るために透過型電子顕微鏡を用いて解析を行った。数種類の異なる試料固定法を検討した結果、高圧急速凍結法が最も細菌の構造保持が良好であり、本研究の目的に適している方法であると結論づけられた。電子顕微鏡観察の結果、エノキサシン耐性株は外膜の形状が親株と比較して変化している可能性が示唆された。次に、我々は多数の電子顕微鏡画像を取得し、機械学習を用いて耐性株の識別を試みた。学習には細胞の輪郭を用いる方法と小さなパッチを用いる方法(パッチ法)があるが、透過型電子顕微鏡画像は細胞の様々な角度の断面像が含まれていることから、まずはパッチ法を試みた。株ごとに数百枚の電子顕微鏡画像を取得し、それらから数万個のパッチを作成した。機械学習の1つである畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を用いてパッチの識別を行い、その結果から元画像の株を推定した。その結果、90%以上の正答率で画像を判別することに成功した。耐性菌の電子顕微鏡解析に最適な試料固定法が速やかに確立できた。また、機械学習による画像判別も予想を超える精度の結果を得ることができた。

そこで、平成30年度はこの問題を解決するため、凍結固定試料数および画像撮影に用いるグッリド数を大幅に増やして機械学習判別を試みた。耐性菌株の試料数を3倍、非耐性菌株の試料数をこれまでの6倍に増やし、撮影に用いるグッリド数もそれぞれの試料について5倍に増やした。これら試料の電顕画像を多量に取得し100万枚のパッチ画像を作成後、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を用いて画像の識別を行い、その結果から元画像の株を推定した。データセットを3つに分け、各セットをトレーニングとテストで入れ替えて交差検証を行い、試料作成時のバラツキに対する頑健性を評価した。耐性菌株と非耐性菌株の2クラス識別を行い、3分割交差検証の各分割に対して精度および、感度、特異度、AUCを求めて評価を行なった結果、全ての項目について90%以上の高い評価精度を得ることができた。試料作成時に生じるバラツキについて頑健性を十分に有する識別モデルが構築できた。機械学習に適した試料数が決定できた。今後は、パッチ法での画像識別の再現性を確認し、判別に用いられたエノキサシン耐性株の特徴抽出を行う。また、細胞の輪郭を抽出し機械学習による識別も試みる。他の薬剤耐性株についても同様の解析を行い、各薬剤耐性株の形態学的特徴量の抽出を行う予定である。パッチ画像を用いた機械学習について、エノキサシン耐性菌株と非耐性菌株の判別根拠を推定し、それぞれの特徴抽出を行う。また、シングルセルレベルでの画像識別も行う。他の薬剤耐性株についても凍結固定試料を作成し、同じアルゴリズムを用いて高い精度で画像判別できるか検証する。各薬剤耐性株の形態学的特徴量の抽出を行う。データ解析支援のための人件費を計上していたが、人材が見つからなかったため使用しなかった。尚、研究を遂行する上で支障は出なかった。
医療技術の発展に対する司法の応答性と司法判断の政策形成への影響

高度な医療技術が社会に提供されるに伴い、開発段階では認識されていなかった副作用や社会問題が発生し、裁判所がその解決を図る場として利用されることがある。訴訟提起が政策決定や社会の問題認識に先行し、その後の社会の判断に影響を与えることもある。そこで章は行政や立法の政策判断や裁量にどこまで踏み込むかのバランスが問題となる。とくに医療技術には生殖補助医療や終末期医療など、日本の死生観や家族観といった重要な価値観につながる問題もある。本研究において医薬品や医療などの安全問題において司法が積極的に責任を問う役割を果たし、一方で倫理的課題には消極的な態度が見られた。本研究の目的は、医療技術の発展に伴い起こってきた社会事象に対して、司法に問題解決の場としての機能が求められた場合、司法が行う政策形成機能・法創造機能を検討するものである。大きくは、薬害などの被害が発生した場合の国家賠償請求訴訟で、国の法的責任をどう見るかという点と、人工生殖や臓器移植などの医療技術の発展に伴う司法的な決定にどのような決定を行うかという点がある。今年度の研究実績としては、いわゆる現代訴訟の一つである薬害訴訟を中心に、被害救済を目的とした国家賠償請求に関する研究を行い、「医薬品被害に対する国家賠償請求の日本の状況」の題で、国際医事法学会での報告を行った。本学会では日本の特徴について報告を行うとともに、諸外国との国際比較に関する意見交換を得る機会を得た。また、医療技術の発展に伴う社会影響と、それに対する司法の政策形成機能については、『人間文化創成科学論叢』に「医療技術の発展と司法の政策形成・法創造機能ー日米比較を基に」の題で投稿し、掲載された。この論文作成の段階で、おもに、人工生殖の家族関係に関する日米での司法の政策形成・法創造機能に関する比較と、薬害訴訟を中心とする国家賠償請求訴訟での司法の役割の違いについて検討を行った。また、司法の機能という点で、政策形成機能あるいは法創造機能を認めるとしても、立法や行政といった政策形成機能を本来的に担う機関との振り分けををどのように考えるかなどの根本的な問題提起を行うこととなった。今年度の研究では、医薬品副作用や医療過誤訴訟では被告医師の義務違反を過失責任の立証を緩和する法解釈を用いて緩やかな賠償責任の認定を行ってきた一方、これら訴訟では賠償額は低額に抑えられ、責任の認定を被害者救済に傾けバランスを図ろうとしてきた司法の動きを司法の積極的機能と位置付けた。そのうえで理論的にそのような運用が可能になってきた背景として、民法学における利益衡量(考量)論が実務上広く受け入れられ、しかもその内容は、裁判官の裁量による柔軟な法解釈が可能であったことがあると考え、利益衡量論の展開との関係を考察した。同時に日米の医療分野の訴訟機能を比較すると、米国の訴訟件数は圧倒的に多いことに注目した。米国の賠償額の制限や出訴制限といった原告からの訴訟提起を抑止する方向でなされてきている。背景には、賠償訴訟による保険危機といった政治的要素に加え、懲罰的損害賠償制度や陪審制などの訴訟制度により訴訟結果の不確実性が日本に比較して高いことがある。この違いには、日本が緩やかな過失認定のもとで損害を薄く広く分担する意味での平等志向があったのに対し、米国では懲罰賠償や陪審制のもとで個別的正義の実現を前提としながらも、形式的、客観的基準によりそれを制限する方向があったと説明できる。この研究結果については、「医療分野における賠償訴訟における積極的司法とその影響ー米国の医薬品・医療の事例との比較を基に」としてまとめた。医療分野の賠償訴訟に焦点をあてて、裁判所における被害者救済の論理と低額賠償の傾向を積極的司法と位置付け、論文にまとめたことで当初の計画は達成できている。本研究は、医療技術の発展に伴う個別の訴訟において、司法が政策的問題にいかに応答したかを扱う。医療技術には生殖補助医療や終末期医療など、日本の死生観や家族観といった重要な価値観につながる問題もある。行政や立法の裁量に対しどの時点で、どのような基準で判断したかを法解釈の中で検討し、司法判断のその後の政策形成への影響をみることで、司法の現代的役割を探ることを目的とするものである。司法は行政や立法の政策判断や裁量にどこまで踏み込むかのバランスが問題となる。平成位28年度においては、医療技術と訴訟との関係において、終末期医療や認知症高齢者による事故被害など高齢化社会に伴う問題について、訴訟の果たせる役割、一方で果たせない役割とはなにかを検討した。例えば、認知症等により自らの意思を表明することが困難となった場合に、どのような医療を提供すべきかの医療同意の問題がある。成年後見制度では、後見人等に医療同意権を与えておらず、医療者、家族等の話し合いにより方針を決定することがガイドラインで示されている。この話し合いで出された結論については、司法も尊重するであろうと考えられている。しかしながら、医療者の中ではあとで殺人罪などの刑事責任が問題となるのではないかとの不安も根強い。司法が意思決定のプロセスに対する後ろ盾ともなるような方策の検討が必要となる。この点、比較法としてイギリス法を踏襲した香港では成年後見人もしくは裁判所に医療への同意権を与える点が興味深く考察された。香港大学での研究協力関係にあった若手研究者が10月に自己都合で退職したため、新たな研究協力を募るなどの必要があったため。

高齢化に伴い、人生の最終段階をどう過ごすか、特にどのような医療・ケアを受けるかについて本人の意思決定が求められ、病院以外での自宅や介護現場でも終末期医療の決定をめぐる困難なケースが予想される。国際共同研究の枠組みにおいて、香港を中心にアジアの終末期の意思決定に関する立法やガイドラインの動きを検討し、日本の検討に貢献することを目指した。平成29年度においては香港において2015年に行われた終末期医療に関する一般人への意識調査の結果を中心に、日本の終末期医療に関する意識の傾向や今後の課題について検討を行った。検討によって、香港と日本では終末期医療に関するAD(事前指示)やACP(アドバンスケアプランニング)などの言葉の認知度は高くないものの、このようなプロセスの重要性については賛成する意見が多かったことは共通であった。また、療養場所や最期を迎える場所については、比較的心身の状態が安定し、認知機能が保たれている状況では自宅を選び、死期が近づくなど専門的なケアが求められていくに従い、医療機関を希望する人が多いなどの似たような傾向が考察された。また自宅で療養しない理由に、家族の負担をあげる声が多いなど共通的も多かった。一方で、終末期医療について誰が決定するかについては、日本では家族の決定を重視する意見が多く、香港でも第一は家族の話し合いであったが、香港では日本に比べて医療者の決定を挙げる人が多いという特徴もみられた。また研究交流の機会として、東大の高齢社会総合研究機構が主催したAPRUの高齢社会ワークショップに、香港大学Sau Po高齢社会研究センターから若手研究者を招聘することができ、また研究者自身も複数の国際学会での報告を果たすことができた。高度な医療技術が社会に提供されるに伴い、開発段階では認識されていなかった副作用や社会問題が発生し、裁判所がその解決を図る場として利用されることがある。訴訟提起が政策決定や社会の問題認識に先行し、その後の社会の判断に影響を与えることもある。そこで章は行政や立法の政策判断や裁量にどこまで踏み込むかのバランスが問題となる。とくに医療技術には生殖補助医療や終末期医療など、日本の死生観や家族観といった重要な価値観につながる問題もある。本研究において医薬品や医療などの安全問題において司法が積極的に責任を問う役割を果たし、一方で倫理的課題には消極的な態度が見られた。2年目以降に視野に入っていた国際学会の報告と、査読付き論文の掲載ができた。今後の研究の推進方策は、これまでの研究結果を国内外の学会等で報告し、これまでの研究内容をさらに強化、補強していくこと、また他国での動向をもとに日本の司法の特徴について、さらなる検討を加えることにある。今年度の研究の中では、賠償訴訟の役割の課題について、医薬品被害救済制度をはじめとする各種救済制度と司法の相互影響や、近年の医療事故調査制度の創設による司法運営との相互関係を研究対象とし、従来の司法の役割とともに司法の限界についても考察した。この点、医療事故調査制度はまだ緒についたばかりの制度であり、今後の研究の中でその動向を見守っていく必要がある。また同時に次年度は、賠償訴訟以外の分野に目を向け、高度に倫理的な課題について司法はどのような役割を果たすかについて、研究を行う。
自然電位および土壌ガスの確率的トモグラフィによる火山の浅部熱水系の解明

本研究課題では,阿蘇火山をテストフィールドとして,土壌ガス(二酸化炭素)フラックスの分布と自然電位分布の関係を明らかにすることが主たる目的であった.1.このため,面的測定が容易なチャンバー方式のガスフラックス計を備品として購入した.2.阿蘇カルデラの周縁部および中央火口丘の一部で,これまで不足していた自然電位分布の測定を補充した.中央火口丘では中岳火口を中心とする高電位異常の他に,湯ノ谷温泉・地獄温泉の両地域では局所的な高電位異常が存在することが明らかになった.3.カルデラ内で二酸化炭素フラックス計による測定を行ったところ,上記温泉地域では,顕著に二酸化炭素フラックスが高いことが明らかになった.最もフラックスの高かったのは湯ノ谷温泉の噴気口近傍で,800g/m2/day程度の値が計測された.これらのことから,自然電位異常(高電位部分)は熱水の上昇に伴う流動電位である可能性が高い.ただし,高フラックスの領域はそれほど広くなく,むしろ噴気口の周辺に限られていた.阿蘇火山は,近年いくつかの火山で報告されているように山体の広い範囲からじわじわと二酸化炭素が放出されるタイプではないようである.4.3次元の電場計算コードを開発した.これにより,観測された自然電位マップから等価電流源の強さと位置を推定したところ,中岳火口直下の深さ約12km程度の位置に10A程度の電流源が推定された.5.中央火口丘のいくつかの地点から岩石をサンプリングし,ζ電位の測定を行った.その結果,高岳・杵島岳周辺の岩石はζ電位が通常とは逆符号の正の値をとることがわかった.この結果は,今後自然電位モデリングを進める上で極めて重要な情報となる.本研究課題では,阿蘇火山をテストフィールドとして,土壌ガス(一酸化炭素)フラックスの分布と自然電位分布の関係を明らかにしようとしている.1.このため,平成13年度は,面的測定が容易なチャンバー方式のガスフラックス計を備品として購入し,測定に向けてキャリブレーション用の薬品等を調達した.また,関連分野の情報を収集した.当初の目標では阿蘇カルデラ内で測定を実施する予定であったが,物品の納入までに時間がかかったため,今年度はガスフラックスの観測を行うことができなかった.2.阿蘇カルデラの周縁部および中央火口丘の一部で,これまで不足していた自然電位分布の測定を補充した.これにより,カルデラ縁に見られる地形効果の特徴を明らかにするデータが得られるとともに,中央火口丘では中岳火口を中心とする高電位異常がこれまで以上に明瞭になった.3.2次元流体流動計算コードを改良し,熱による対流系の計算が出来るようになった.さらに,自然電位シミュレータとしての機能を付加したことによって,地下の流体流動に伴う自然電位発生場のモデル化が出来るようになった.電位計算の部分については3次元の計算が可能になった.4.活動的火山における自然電位分布の比較研究のため,米国ロングバレーカルデラと長崎県雲仙火山においても他の研究プロジェクトと連携を取りつつ自然電位分布の測定を実施した.これらの観測によって得られた成果は関連学会・研究会において発表した.本研究課題では,阿蘇火山をテストフィールドとして,土壌ガス(二酸化炭素)フラックスの分布と自然電位分布の関係を明らかにすることが主たる目的であった.1.このため,面的測定が容易なチャンバー方式のガスフラックス計を備品として購入した.2.阿蘇カルデラの周縁部および中央火口丘の一部で,これまで不足していた自然電位分布の測定を補充した.中央火口丘では中岳火口を中心とする高電位異常の他に,湯ノ谷温泉・地獄温泉の両地域では局所的な高電位異常が存在することが明らかになった.3.カルデラ内で二酸化炭素フラックス計による測定を行ったところ,上記温泉地域では,顕著に二酸化炭素フラックスが高いことが明らかになった.最もフラックスの高かったのは湯ノ谷温泉の噴気口近傍で,800g/m2/day程度の値が計測された.これらのことから,自然電位異常(高電位部分)は熱水の上昇に伴う流動電位である可能性が高い.ただし,高フラックスの領域はそれほど広くなく,むしろ噴気口の周辺に限られていた.阿蘇火山は,近年いくつかの火山で報告されているように山体の広い範囲からじわじわと二酸化炭素が放出されるタイプではないようである.4.3次元の電場計算コードを開発した.これにより,観測された自然電位マップから等価電流源の強さと位置を推定したところ,中岳火口直下の深さ約12km程度の位置に10A程度の電流源が推定された.5.中央火口丘のいくつかの地点から岩石をサンプリングし,ζ電位の測定を行った.その結果,高岳・杵島岳周辺の岩石はζ電位が通常とは逆符号の正の値をとることがわかった.この結果は,今後自然電位モデリングを進める上で極めて重要な情報となる.
マウス転移性膀胱癌に対する実験化学療法と放射線療法

進行期尿路上皮癌に対する治療としてM-VACを中心とする多剤併用抗癌化学療法を種々試みた。その結果、M-VAC療法では約60%の奏効率が得られたが、これら症例の長期追跡結果では奏効期間が1年未満と短く、骨転移巣に対する奏効率が20%以下と低いなどの限界が明らかとなった。そこでこれらの限界への対応策を探る目的でFANFT誘導マウス膀胱癌細胞株MBT-2を用い、(1)In vitroでの各種抗癌剤の作用の強弱をMTT assay法を用いて確認し、(2)C3H/Heマウスを用いたin vivoでの実験系の確立と多剤併用抗癌剤の投与時期および投与量の増量の意義について検討した。その結果、M-VAC療法に用いられる4種の薬剤はいずれもMBT-2に対して高い抗腫瘍活性を有することが確認できた。MBT-2細胞をマウス尾静脈より注入して肺転移巣を作成したin vivoの実験では、MBT-2細胞注入2日後に抗癌剤を投与したマウス腫瘍転移巣は対照群に比較して抑制効果を認めたが、注入1週後に投与したマウスでは抑制効果は認められず、さらに2倍量の抗癌剤投与によっても抑制効果の増強は見られず、微小転移の時期に抗癌剤を投与することが奏効期間の延長につながるものと考えられた。骨転移巣モデル作成に関しては下大静脈クランプ後に尾静脈より腫瘍細胞を注入する方法は転移巣形成率30%と低くより確実な実験モデルの作成が必要であると思われた。またマウスMBT-2骨腫瘍巣には2倍量の抗癌剤でも効果が認められず、骨転移巣に効果が期待できないと言う臨床成績に一致するとともに単純な投与量の増加は副作用の増大につながるものと考えられた。(目的)臨床上、転移を有する尿路上皮癌に多剤併用抗癌化学療法が用いられ、奏効率約70%と優れた治療効果が示されている。しかし、この治療法は転移巣への効果が原発巣に較べて低く、奏効期間も比較的短いため、優れた治療効果が予後に結び付いていない。これらの問題解決の糸口を発現するため可移植性膀胱癌を用いた動物実験を行った。(方法および結果)1.膀胱癌転移性腫瘍の作成:従来、転移巣の作製には可移植性腫瘍組織片を細切して血中に注入する方法が取られていたが、今回は継代培養細胞を用い、より単離された癌細胞による転移巣の作製を試みた。a.肺転移巣の作成:継代中のマウス膀胱癌細胞株(MBTー2)を用いた。単離浮遊生細胞7.5x10^4個/mlをC3H/Heマウス尾静脈に注入、肺転移巣形成の有無を観察した。その結果、注入3週後では明かな転移巣形成は認められなかったが、6週後には多発性腫瘍の発生が肉眼的に明かとなり、8週後には転移巣のため担癌マウスは死亡した。b.骨転移巣の作成:骨転移巣は最近報告された脊椎転移作製モデルに従って行った。すなわち、雌C3H/Heマウス腹部を切開、下大静脈のクランプを行った後にMBTー2細胞を尾静脈波に注入、脊椎転移巣形成の有無について現在追跡中である。転移を有する(特に骨転移)膀胱癌に対する治療は困難である。現在臨床的にM-VACを始めとする多剤併用化学療法により、近接的にはまずまずの奏効率が得られるものの、その奏効期間の短かさと骨転移巣に対する効果の低さが問題となっている。我々はマウスの膀胱腫瘍細胞株であるMBT-2を用い、C3H/Heマウスにおいて人工転移モデルを作製した。これを対象として実験化学療法を行なった。腫瘍細胞の経尾静脈よりの移植と、下大静脈のクランプによって肺転移巣は100%に、また骨転移巣は移植