hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
骨代謝における低分子量ストレス蛋白質の分子標的の解析

ストレス蛋白質(heat shock protein;HSP)は熱刺激で誘導される一群の蛋白質の総称であり、分子シャペロンとして機能すると考えられている。本研究は骨芽細胞の増殖、分化、運動能等の細胞機能におけるHSPB(HSP27及びHSP22)の役割を検討した。その結果HSP27はPDGF-BBによる骨芽細胞のmigrationを抑制し、リン酸化型HSP27はその抑制効果をさらに増強することを明らかとした。一方、HSP22はTGF-βによる骨芽細胞のmigrationをSmad経路を介して抑制すること、及びTNF-αによるIL-6産生をmTORとの相互作用を介し促進することを明らかとした。我が国では骨粗鬆症罹患患者は年々増加の一途をたどっているが、その病態、治療法は解決すべき事項が多い。適切な治療がなされないと日常生活活動(ADL)や生活の質(QOL)が悪化し超高齢化を迎えている我が国では社会的損失が大きい。また細胞生物学的観点からは、骨代謝は、骨形成を担う骨芽細胞と骨吸収を担う破骨細胞によって、巧緻に制御されている。骨形成と骨吸収が絶えず活発に行われながらも平衡状態を保ち、正常な骨量が維持されている。しかし、ひとたびそのバランスが破綻すると骨粗鬆症に代表される代謝性骨疾患が生じることとなる。私共は骨代謝制御の中心を担う骨芽細胞の増殖、分化制御機構を検討し、骨代謝調節因子の細胞内情報伝達機序の詳細を明らかとしてきた。骨代謝における生体制御機構の解析という構想のなかで、特に機能細胞として骨代謝の中心的役割を果たす骨芽細胞におけるheat shock protein(HSP)と称される一連の蛋白質に着目し、骨代謝の関連について解析を進めてきた。HSPは近年では熱刺激のみならず様々なストレスに反応して発現されることが明らかとなり、現在ではストレスタンパク質と総称されている。HSPは、変性した蛋白質の3次元的構造の乱れを復元する(refolding)分子シャペロンと称される機能を有し、生体防御機構において中心的な役割を担う蛋白質であるが、その詳細は未だ明らかとされていない。今年度は、HSP22がTGF-βによって促進される骨芽細胞様MC3T3-E1細胞のmigrationについての影響を検討した。その結果、HSP22はTGF-βによるmigrationを抑制的に制御すること、またその抑制経路はTGF-β受容体IIのdegradationを促進しSmad経路を介していることを明らかとした。本研究に基づく成果を、国際的学術誌に英語論文として公表する。さらに国内外の関連分野の学会にて発表する。適切な治療がなされないと日常生活活動(ADL)や生活の質(QOL)が悪化し、超高齢化を迎えている我が国では社会的損失が大きい。骨形成と骨吸収が絶えず活発に行われながらも平衡状態を保ち、適切に骨量は維持されている。私共は骨代謝制御の中心的役割を担う骨芽細胞の増殖・分化の制御機構を検討し、骨代謝調節因子の細胞内情報伝達機序の詳細を明らかとしてきた。骨代謝における生体制御機構の解析という構想のなかで、特にheat shock protein(HSP)と称される一連のタンパク質に着目し、骨代謝におけるその役割について解析を進めてきた。HSPは、変性した蛋白質の3次元的構造の乱れを復元する(refolding)分子シャペロンとしての機能を有し、生体防御機構において中心的な役割を担うタンパク質であるが、骨代謝におけるその役割の詳細は未だ明らかとされていない。我々は骨代謝制御の中心的役割を担う骨芽細胞の増殖・分化の制御機構を検討し、骨代謝調節因子の細胞内情報伝達機序の詳細を明らかとしてきた。特にheat shock protein(HSP)と称される一連のタンパク質に着目し、骨代謝におけるその役割について解析を進めてきた。HSPは近年では熱刺激のみならず様々なストレスに反応して発現され、現在ではストレスタンパク質と総称されている。HSPは変性した蛋白質の3次元的構造の乱れを復元する(refolding)分子シャペロンとしての機能を有し、生体防御機構において中心的な役割を担うタンパク質であるが、骨代謝におけるその役割の詳細は未だ明らかとされていない。我々は既に骨芽細胞様MC3T3-E1細胞においてtumor necrosis factor-α(TNF-α)がp44/p42 mitogen-activated protein (MAP)kinaseを介してinterleukin-6(IL-6)の産生を促進すること、一方、mTORを介しp70 S6 kinaseを活性化し、IL-6の産生を抑制することを報告している。今年度は、低分子量HSPの一つであるHSP22に注目し、TNF-αによるIL-6産生におけるHSP22の役割を検討した。その結果、HSP22をノックダウンした細胞においてTNF-αによるIL-6産生は阻害されることを見出した。

またHSP22をノックダウンした細胞においてTNF-αによるp70 S6 kinaseのリン酸化は増強された。一方、p44/p42 MAP kinaseのリン酸化は抑制された。さらにHSP22がmTOR及びp70 S6 kinaseと結合するかどうかについて免疫沈降法を用いて検討した結果、HSP22はp70 S6 kinaseではなくmTORと結合を示した。またHSP22をノックダウンした細胞においてmTORのリン酸化は増強された。以上のことから、骨芽細胞においてHSP22はmTORと相互作用し、TNF-αによるIL-6産生を促進的に制御していることが示唆された。ストレス蛋白質(heat shock protein;HSP)は熱刺激で誘導される一群の蛋白質の総称であり、分子シャペロンとして機能すると考えられている。本研究は骨芽細胞の増殖、分化、運動能等の細胞機能におけるHSPB(HSP27及びHSP22)の役割を検討した。その結果HSP27はPDGF-BBによる骨芽細胞のmigrationを抑制し、リン酸化型HSP27はその抑制効果をさらに増強することを明らかとした。一方、HSP22はTGF-βによる骨芽細胞のmigrationをSmad経路を介して抑制すること、及びTNF-αによるIL-6産生をmTORとの相互作用を介し促進することを明らかとした。今後も骨芽細胞の増殖、分化等の細胞機能におけるHSP22及びHSP27などのHSPBの役割を検討し、さらにその分子標的を同定することを目的として研究を遂行していく所存である。骨代謝物品購入において、予定していた金額より安く購入できたため。研究の進捗により、当初予定していた物品購入の一部を次年度に変更したため。研究計画に沿って、必要な物品を購入する。次年度に購入するように変更した物品を含め、研究計画に沿って、必要な物品を購入する。
ミクロ相分離する系のレオロジー

(1)カイラルな脂質二重膜のヘリカル構造:胆汁酸のようなカイラルな両親媒性分子は、水中で二重膜を作り、全体としてヘリカルなリボン構造を形成することが知られている。これまで、ピッチ角は実験的にも理論的にも45°であると考えられてきた。ところが、最近のChungらの実験によると、胆汁酸の結晶化の過程で45°よりも大きいピッチ角(54°)と小さいピッチ角(11°)の二種類のヘリックス構造が観察されている。これらの構造を説明するために、液晶のコレステリック相の弾性エネルギーを出発点とした。我々はこの弾性エネルギーのオイラー・ラグランジュ方程式を導出し、その解として45°よりも大きいピッチ角と小さいピッチ角のヘリックス構造が存在することを示した。(2)高分子マイクロエマルションの計算機シュミレーション:近年、Batesらは高分子三元系のリフシッツ臨界点の近傍を詳しく調べることによって、驚くべき事実を発見した。電子顕微鏡写真の解析から、リフシッツ臨界点より少し下の温度において、ラメラ相と二相共存相の間に、双連結構造をもつ乱れたマイクロエマルション相が存在することを示したのである。我々はセルフコンシステントな平均場理論に基づく計算機シュミレーションを行うことにより、高分子マイクロエマルションの起源は、長距離秩序をもたないミクロ相分離した状態であることを示した。またブロック共重合体が相対的に長い方が強い界面活性剤として振る舞い、エマルション化に対して有効に作用することもわかった。本研究では,ブロック共重合体やマイクロエマルジョンのようなミクロ相分離する系において,複雑に入りくんだ界面や膜面の構造が系の巨視的な力学的性質(レオロジー)に返映されるかを調べることを主な目的とした.ここでは時間に依存した二秩序変数のギンツブルグ-ランダウモデルを用いて調べた.我々は新しく提案した時間発展方程式をセルダイナミクスの方法を用いて解いた.最初に一様な状態からずりを加えないで充分に緩和させ,系がミクロ相分離した段階で一定のずり流れを加えた.その結果ずり速度が小さい時,界面活性剤は水と油の界面の運動に追従し,界面の長さ全体であまり変化しない.一方,ずり速度が大きいと界面の長さは増加し,界面活性剤がすべての界面を飽和させることができないことがわかった.(1)カイラルな脂質二重膜のヘリカル構造:胆汁酸のようなカイラルな両親媒性分子は、水中で二重膜を作り、全体としてヘリカルなリボン構造を形成することが知られている。
下降流水ロッドを有する高温超臨界圧軽水冷却炉の安全解析

研究代表者が所属する東大・岡教授のグループは、超臨界圧水冷却原子炉の概念を考案し、設計研究や成立性の検討を進めており、現在では国内外の多くの機関が本概念の研究を行っている。15年度は安全解析コードの整備・制御系設計、プラント事故・過渡解析、配管大破断冷却材喪失事故解析等を行った。16年度も引き続き安全評価を行った。まず、配管中小破断による冷却材喪失事故を想定した解析を行った。厳しい解析結果を与えるために、大破断の解析と同様に、「格納容器内圧高」による非常用炉心冷却系(自動減圧弁含む)信号を無視した。中小破断時は、炉心冷却に重要な役割を果たす自動減圧弁の作動信号である「システム圧力低レベル2」の検知が大破断時に比べて時間がかかるので、減圧中の最高被覆管温度が高くなることが分かった。つまり、加圧水型軽水炉(PWR)と同様に超臨界圧水冷却炉も中小破断が厳しくなることが本研究で明らかになった。しかし、最高被覆管温度は主給水管12%破断時の960°C程度であり、判断基準として用いている1260°Cを余裕を持って満たした。次に、異常過渡時や事故時の機器のふるまいや安全系の作動条件を現行軽水炉との比較から合理的なモデルに見直した。タービン駆動補助給水系の起動に要する時間を現行の改良型沸騰水型軽水炉(ABWR)のタービン駆動原子炉隔離時冷却系と同様としたことで、炉心流量全喪失事象時に給水がゼロになる時間が生じたが、下降流水ロッド内の減速材による除熱(壁面を介した熱伝達、体積膨張による燃料チャンネルへの冷却材供給)で炉心冷却を維持できることが分かった。このように、下降流水減速棒が固体減速棒(水素化ジルコニウム等)に対して持っている安全上の利点が本研究で明らかになった。本研究では、主要設計である下降流水ロッドを有する高温熱中性子炉の安全設計・安全解析を行っている。15年度はまずプラント制御系を設計し、これまでに東大で開発したプラント過渡解析コードSPRAT-DOWNを用いて通常運転時の外乱を安全に制御・収束できることを確認した。次に、同コードを用いて超臨界圧状態での安全解析を行った。異常な過渡変化・事故共に、安全上の判断基準を逸脱することなく収束することを確認した。次に、亜臨界圧まで減圧する事象を解析できるように同コードを改良した。この改良型SPRAT-DOWNと過去に東大で開発された再冠水解析コードSCRELArefloodestimation moduleを用いて、配管の大破断による冷却材喪失事故の解析を行った。自動減圧弁を開くことにより十分な炉心冷却が得られることを確認した。この事故も、安全上の判断基準を逸脱することなく収束することを確認した。次に、発生確率は極めて低いが、米国等の原子炉で検討が行われている「異常な過渡変化時のスクラム失敗事象」(ATWS)の解析を行った。ATWSへの特別な対策が無くても既存の安全系と作動信号で安全上の判断基準を満たせることを確認した。さらに、ATWS対策として減圧弁を開くことで安全余裕が大きく増加することを確認した。
容姿を原因に拒絶されることへの過敏性と身体醜形懸念の関連についての生涯発達的検討

本研究では、容姿に起因する拒絶過敏性を測定する短縮版Appearance-based Rejection Sensitivityの日本語版(J-ARS scale)を作成し、容姿に起因する拒絶過敏性と身体醜形懸念の関連を検討した。その結果、J-ARS scaleは十分な信頼性および妥当性を有することが確認された。また、関連要因を統制した上でも、容姿に起因する拒絶過敏性は身体醜形懸念を有意に予測することが明らかとなった。本年度は容姿を理由に他者から拒絶されることへの過敏性を評価するためのアセスメントツールであるAppearance-based Rejection Sensitivity Scale(ARS scale)の日本語版の開発に着手した。ARS scaleの開発者であるPark, L博士より日本語版作成の許可を得ることができた。アセスメントの簡便性を考慮し,本研究では現在研究で利用されている同博士らによる短縮版ARS scaleを日本語版として開発することとした。短縮版ARS scaleは報告者を含む臨床心理学者複数名によって,英語から日本語への順翻訳が行われた。順翻訳された日本語版ARS scaleは専門の翻訳業者によって,英語へと逆翻訳が行われた。逆翻訳された英語表現に関してはPark博士に依頼し,内容の確認を行った。同博士からの指摘に基づき,日本語表現の修正を重ね,暫定日本語版ARS scaleとした。日本語版ARS scaleの信頼性と妥当性を検討することを目的として,本研究では2回のweb調査を実施した。1回目の調査では全国の20歳から69歳までの男女520名が日本語版ARS scaleおよび妥当性を検証するための質問項目に回答した。2回目の調査では,1回目の調査に協力した者のうち110名に対して日本語版ARS scaleへの回答を求めた。サンプリングの際には男女比および年齢比の統制を行った。統計解析の結果,日本語版ARS scaleはARS scale原版と同様に一因子構造を示し,十分な内的整合性および再検査信頼性を有することも確認された。更に,複数の関連指標との間でも有意な相関が認められたことから妥当性も十分であることが確認された。今年度の第二の目的は、容姿に起因する拒絶過敏性が身体醜形懸念を独自に予測するかについて検討を行うことであった。調査はweb調査によって行われ、520名の男女が日本語版BICI(身体醜形懸念)、J-ARS scale、CES-D(抑うつの測定)、EDI-91の下位尺度(やせ願望、過食、身体不満足感)、日本語版IPCM(拒絶過敏性の測定)FNE(他者からの否定的評価への恐れの測定)、OCI(強迫症状の測定)に回答を行った。身体醜形懸念を基準変数とし、性別、抑うつ、やせ願望、過食、身体不満足感、拒絶過敏性、他者からの否定的評価への恐れ、強迫症状をstep1、容姿に起因する拒絶過敏性をstep2とする階層的重回帰分析の結果、決定係数の増加量は有意であり、容姿に起因する拒絶過敏性は身体醜形懸念を有意に予測していた。これは仮説を支持する結果であった。昨年度までの研究において、容姿に起因する拒絶過敏性や身体醜形懸念が若年層において有意に高まることが明らかになっている。そこで、この若年層に該当する大学生を対象に実施した調査データの解析を行った。その結果、これらの変数との関連が予想される社交不安症状を統制した上でも、容姿に起因する拒絶過敏性は身体醜形懸念を独自に予測することが確認された。この結果については、2015年にスペインで開催されたヨーロッパ児童青年精神医学会議(16th International European Society of Child and Adolescent Psychiatry Congress)において報告を行った。次に、昨年度に得られたweb調査のデータを用い、容姿に起因する拒絶過敏性と身体醜形懸念との関連について、生涯発達的に検討を行った。その結果、30代以外の全ての世代(20代、40代、50代、60代)において、抑うつ、やせ願望、過食、身体不満足感、拒絶過敏性、他者からの否定的評価への恐れ、強迫症状を統制した上でも、容姿に起因する拒絶過敏性が身体醜形懸念を独自に予測することが確認された。以上の結果より、ライフサイクルを通じて、容姿に起因する拒絶過敏性と身体醜形懸念の関連に変容が生じる可能性が示唆された。当初の計画通り、初年度の成果報告の実施、および、その成果を通じた研究が順調に進展しているため。臨床心理学今年度は昨年度の成果について学会での成果報告を行い、更に、初年度の研究結果について論文として投稿することを目指す。当初の計画通り、日本語版の質問紙の開発が順調に進んでいるため。当初の計画より調査に関するコストを低減することが可能となったため。今年度は昨年度に開発した日本語版ARS scaleを活用し,容姿を原因に拒絶されることへの過敏性と身体醜形懸念との関連について,生涯発達的な視点から検討していくために、webによる全国調査を実施する。次年度の論文作成に際する英文校閲費用に充当する予定である。

調査の実施に際し,当初計画よりも若干費用が高騰したため,次年度以降の予算より前倒し支払い請求を行った。その残額が次年度使用額として計上されている。当初計画通り、2年目の調査や論文校閲及び旅費等に充当する計画である。
消化器癌多段階発癌に関与する癌抑制遺伝子の同定

本研究においてはゲノム全体を対象として遺伝子に生じた質的及び量的異常を解析することにより癌抑制遺伝子同定を行い、多段階発癌機構の解明を試みることを研究課題として掲げた.第一にDNAサブトラクション法であるRepresentational Difference Analysis (RDA)法を用いて染色体ホモ欠失領域の同定をはかり、癌抑制遺伝子座のクローニングから癌抑制遺伝子の同定を試みた。胃癌細胞株OCUM-2Mおよびその高腹膜播種性転移株2MD3を用いた解析により、1p、3p14、16q22の3カ所のホモ欠失領域を同定した。3p14、16q22領域は染色体脆弱部位FRA3BおよびFRA16にあたり、それぞれFHIT、WWOX遺伝子が存在することが判明した。1p領域よりは新規コラーゲン類似遺伝子ZAP1が同定され、変異転写産物が確認された。第2に、ヒトゲノム計画の急速な発展により、DNAアレイ解析により数千、数万の遺伝子の量的な変動について迅速かつ網羅的に解析が可能となった。上記の細胞株において、40,000個の遺伝子あるいはEST(Expressed Sequence Tag)を解析し、2MD3では扁平上皮系遺伝子群の発現抑制、2MLNではMHCクラスII遺伝子群の発現亢進が認められ、高転移性との因果関係について現在検討中である。一方、胃癌組織について6800遺伝子の発現プロファイルを比較し、癌部と非癌部、転移(-)と転移(+)群において発現の異なる遺伝子を抽出するアルゴリズムを開発した。発現プロファイル解析により、肝細胞癌の脱分化に関連する遺伝子群の同定を行い、進行度の診断・分類に有効であることがわかった。ノンパラメトリックな分析法であるKruskal-Wallis解析法と非階層的クラスタ解析法を組み合わせることにより、分子診断への応用でも良好な結果も得られた。消化器癌では正常粘膜から癌化に至るまでの過程を観察できることが多く、段階的に生じている遺伝子変化を同定することが診断及び治療の上でも大切である。本研究では発がんを抑制する作用を有する遺伝子座として染色体欠失領域をゲノムワイドに探索し、含まれる遺伝子群を体系的に同定し、消化器癌発がんへの関与について解析することを目的とする。(1)胃癌胃癌細胞株OCUM-2Mの亜株として腹膜播種を来すようになった胃癌細胞株OCUM-2MD3を用いて、その過程におけるゲノム変異を検出するべく体系的な解析を行った。1) RDA(Representational Difference Analysis)法によるゲノムサブトラクションにより・染色体3p14、1p22-23及び16q22-23に染色体ホモ欠失領域が検出された。2) 1p22-23領域よりホモ欠失を来しているゲノム領域が同定され、同領域より新規遺伝子ZAP1を単離した。また、ZAP1と類似するZAP2遺伝子が9qに存在し、ともに細胞外基質を形成するタンパク分子であると推定されることから、がん細胞の播種を引き起こす機構に関与するとともに、アポトーシス誘導を回避する機構に関与することが考えられる。3) 16q22-23領域における重複するホモ欠失変異を5つの癌細胞株で同定できた。同領域に細胞増殖を抑制するシグナル分子の存在が考えられる。(2)膵癌膵癌細胞株を用いてサブトラクションを行い、ホモ欠失の有無を解析中である。(3)大腸癌ミスマッチ修復異常とアポトーシス誘導の関連について検討している。がん細胞において生じる遺伝子異常をゲノム及びトランスクリプトームの両面から包括的に解析を進めてきた。

ゲノム解析においては、胃癌細胞株OCUM-2Mおよびその腹膜播種転移性株2MD3、において3カ所の染色体ホモ欠失領域を同定し、新規遺伝子ZAP1の単離を行い、機能解析を進めている。トランスクリプトーム解析については、オリゴヌクレオチドアレイ(GeneChip、Affymetrix社)による遺伝子発現レベルの解析を進めてきた。第一に、SAGE(Serial Analysis of Gene Expression)法との比較によりオリゴヌクレオチドアレイ法の定量性を検討した。SAGE法はcDNA由来の10塩基のタグの出現頻度を数えることにより、遺伝子の発現レベルを定量的に解析することができる。GeneChip法の発現強度とSAGE法の出現頻度との比較を行ったところ、大変よい相関が得られた。オリゴヌクレオチドチップ解析においては、対照検体なしに発現レベルをモニタリングできるので、組織間の発現量を比較しやすいと考えられる。具体的には、上記の細胞株に加えてリンパ行性転移性株2MLNにおける発現プロファイルも比較検討中である。一方、臨床検体としても原発巣およびリンパ節転移組織における発現プロファイルの比較をin vitroのデータとも比較しながら進めている。なお、遺伝子発現の組織特異性については、GeneChipデータとともにSAGEデータを統合することにより、遺伝子毎に種々の細胞や臓器での発現レベルが一覧できるようなデータベースを構築中である。現在、がん細胞及び癌組織を用いてのGeneChip解析に着手している。本研究においてはゲノム全体を対象として遺伝子に生じた質的及び量的異常を解析することにより癌抑制遺伝子同定を行い、多段階発癌機構の解明を試みることを研究課題として掲げた.第一にDNAサブトラクション法であるRepresentational Difference Analysis(RDA)法(Lisitsyn,1993)を用いて、多段階発癌過程における染色体ホモ欠失領域の同定をはかり、癌抑制遺伝子座のクローニングから癌抑制遺伝子の同定をめざしてきた。胃癌細胞株OCUM-2Mおよびその高播種性転移株2MD3および2MLNを用いた解析により、1p、3p14、16q22の3カ所のホモ欠失領域を同定した。3p14、16q22の領域は染色体脆弱部位FRA3BおよびFRA16にあたり、それぞれFHIT、WWOX遺伝子が存在することが判明した。1p領域よりは新規コラーゲン類似遺伝子ZAP1がクローニングされ、全ゲノム構造を決定した。スプライシング変異およびフレームシフト変異が確認されている(未発表データ)。第2に、DNAアレイ解析により発現変異を来している遺伝子群を網羅的に検索し、上記の細胞株において、40,000個の遺伝子あるいはEST(Expressed Sequence Tag)を解析し、2MD3では扁平上皮系遺伝子群の発現抑制、2MLNではMHCクラスII遺伝子群の発現亢進が認められた。転移性亢進との因果関係について現在検討を進めている。同様に、分化度の異なる肝細胞癌症例を8例ずつDNAチップによる発現プロファイル解析を行い、肝細胞癌の脱分化に関連する遺伝子群の同定を行い、進行度の診断・分類に有効であることがわかった。
核酸分解酵素(DNase)における疾患への病態遺伝および生理学的関与の解明

我々は、これまでの研究から、核酸分解酵素DNase Iの遺伝的多型がある種のがんや心筋梗塞等の疾患の新規な疾患感受遺伝子であること、あるいは核酸分解酵素DNase IIの遺伝的多型が自己免疫疾患やリウマチ等の疾患と相関をもつことなどを明らかにしてきた。本研究は応募者らの研究成果を基盤として、それら疾患の発症や診断に係るDNase IおよびDNase IIを含めた核酸分解酵素DNase familyの病態遺伝および生理学的関与について多型性をベースとして解明することによって、DNaseを疾患の危険因子や診断マーカーとして確証することを研究目的としている。本研究は、あらたな個人識別マーカーとしてのDNaseに基づいた法医学的研究成果を臨床医学へ波及することを目論んでいる。遺伝子マーカー(DNase I、DNase II、DNase1L2およびDNase1L3など)に対する極めて鋭敏なモノクローナル抗体をさらに作成し、遺伝子マーカーの実際的な定量を可能とするELISA法を確立中であり、遺伝子マーカーの各相違部に由来する培養細胞由来蛋白質を免疫学的手法によって比較解析している。各々のヒト遺伝子マーカーに対する特異抗体も作製する。既に様々な各種培養細胞、各種脊椎動物や解剖事例由来などからも臓器および体液を採取し、RNAを抽出、さらにcDNAを合成しており、各遺伝子に特異的なcDNAを検索し、統計学的に詳細な解析を加味しながら、死因への依存性を確認しているところである。特にDNase familyの活性低下と自己免疫疾患との関連、DNase IIが疾患感受性遺伝子として炎症性疾患に関与しているという知見、あるいは遺伝子改変細胞を用いたDNase IおよびIIの発癌への影響の各型の差異の解明などをさらに行っている。。本研究においては主目的が3つ存在しているが、そのうちのひとつである、下記目的1(1)様々な民族および集団からDNAを継続的に採取する。2) RCP-RFLP法、site-directed mutagenesis法、single radial enzyme diffusion(SRED)法等によって、DNase I遺伝子内に分布する全非同義置換型SNP約100座位について解析する。3) DNase I1型および2型に相当するcDNAを導入した哺乳類細胞発現ベクターを作成し、各種細胞などで発現させる。発現したDNase Iはタンパク質精製装置を用いてそれぞれ精製する。4)精製したDNase I1型および2型酵素について、DNase I1型と2型の生化学的相違(比活性、安定性、蛋白分解酵素・阻害物質抵抗性など)を解明する。5)前項で精製したDNase I1型及び2型を抗原として、モノクローナル抗体を作製する。)についてほぼ完成しつつあるため。また目的2のためのサンプルなどの収集状況もほぼ予定どおりであり、今後の目的2および目的3への移行も段階的に予定通り可能であろうと考えられる。今後は研究推進のために、以下に記載する目的2と3を施行していく。研究目的2として、収集の進んでいる各種の得られた血液試料について、DNAを抽出し、PCR-RFLP法によりDNase II SNP型を判定すし、死因および慢性関節リウマチ、動脈硬化、心肥大等の既往とDNase II SNP型の相関を随時検討する。また、1型および2型DNase I哺乳類細胞発現ベクターをCos-7やHepG2細胞など培養細胞に遺伝子導入し、それぞれの安定発現細胞株を樹立する。さらに、構築した安定細胞株を使用し、様々なアポトーシス誘導剤によって処理した後のアポトーシスの発生頻度の測定や発生形態を観察しながら、ミトコンドリアの膜電位の変化やAnnexinVで細胞膜の変化などを蛍光顕微鏡または共焦点レーザー顕微鏡で観察する。、activated caspaseの活性測定キットを用いて、それらの活性を測定する。研究目的3として、1型DNase Iを発現している膵臓がん由来QGP-1細胞を用い、CRISPRによるゲノム編集作業を行い、2型DNase I遺伝子に置換したノックイン細胞を樹立作製する。また、DNase I 1型及び2型にGFP蛋白を連結したキメラ変異体を作製し、培養細胞などに導入、共焦点レーザー顕微鏡を用いてそれらの細胞内局在、及びアポトーシスやストレス化におけるDNase Iの局在変動を調査する。さらに、DNase I 1型および2型に対するモノクローナル抗体がアポトーシスを阻止するかどうかを決定する。最後に、アポトーシス誘導前後におけるDNase I遺伝子発現の変動をDNase I産生細胞のQGP-1細胞を用いてreal-time PCR法によって解析する。アポトーシス誘導後におけるマイクロアレイを用いたトランスクリプトーム解析によって、遺伝子発現への多型性の影響を調査する。

既に様々な各種培養細胞、各種脊椎動物や解剖事例由来などからも臓器および体液を採取し、RNAを抽出、さらにcDNAを合成しており、各遺伝子に特異的なcDNAを検索し、統計学的に詳細な解析を加味しながら、死因への依存性を確認しているところである。特にDNase familyの活性低下と自己免疫疾患との関連、DNase IIが疾患感受性遺伝子として炎症性疾患に関与しているという知見、あるいは遺伝子改変細胞を用いたDNase IおよびIIの発癌への影響の各型の差異の解明などをさらに行っている。。本研究においては主目的が3つ存在しているが、そのうちのひとつである、下記目的1(1)様々な民族および集団からDNAを継続的に採取する。2) RCP-RFLP法、site-directed mutagenesis法、single radial enzyme diffusion(SRED)法等によって、DNase I遺伝子内に分布する全非同義置換型SNP約100座位について解析する。3) DNase I1型および2型に相当するcDNAを導入した哺乳類細胞発現ベクターを作成し、各種細胞などで発現させる。発現したDNase Iはタンパク質精製装置を用いてそれぞれ精製する。4)精製したDNase I1型および2型酵素について、DNase I1型と2型の生化学的相違(比活性、安定性、蛋白分解酵素・阻害物質抵抗性など)を解明する。5)前項で精製したDNase I1型及び2型を抗原として、モノクローナル抗体を作製する。)についてほぼ完成しつつあるため。また目的2のためのサンプルなどの収集状況もほぼ予定どおりであり、今後の目的2および目的3への移行も段階的に予定通り可能であろうと考えられる。今後は研究推進のために、以下に記載する目的2と3を施行していく。研究目的2として、収集の進んでいる各種の得られた血液試料について、DNAを抽出し、PCR-RFLP法によりDNase II SNP型を判定すし、死因および慢性関節リウマチ、動脈硬化、心肥大等の既往とDNase II SNP型の相関を随時検討する。また、1型および2型DNase I哺乳類細胞発現ベクターをCos-7やHepG2細胞など培養細胞に遺伝子導入し、それぞれの安定発現細胞株を樹立する。さらに、構築した安定細胞株を使用し、様々なアポトーシス誘導剤によって処理した後のアポトーシスの発生頻度の測定や発生形態を観察しながら、ミトコンドリアの膜電位の変化やAnnexinVで細胞膜の変化などを蛍光顕微鏡または共焦点レーザー顕微鏡で観察する。、activated caspaseの活性測定キットを用いて、それらの活性を測定する。
グローバルな対外不均衡の中長期的動向と、新たな国際通貨システムの成立可能性

研究では、「グローバルな対外不均衡の中長期的動向と、新たな国際通貨システムの成立可能性」という研究テーマを設定し、同テーマを、経済理論、計量経済学の最近の潮流を踏まえ、多角的に考究した。本年度は、グローバル・インバランスにおいて中核をなす、米国の貯蓄・投資バランスを、我が国との比較において分析することにした。特に米国の消費・貯蓄行動の特徴を精査しておくことは、米国の肥大化する経常収支赤字の動向を予測する上で、極めて重要な課題であると考える。より具体的には、以下の手順で分析を進めた。1まず、米国の消費行動の特徴を、資産効果の有効性と限界という観点に基づき、精緻に検証した。検証結果より、住宅資産から派生する各種現金化分は、必ずしも消費支出に直結しているわけではなく、金融資産、住宅資産の更なる蓄積に当てられている可能性が高いことを指摘している。このようなメカニズムが、実際に生じているとすれば「住宅価格の下落に伴い、大幅な逆資産効果が発生する危険性がある」という通説は、再検討を要することになる。2次に米国に部門別貯蓄の代替性を、理論的メカニズムを明確にし、定量的に考察した。民間部門の過剰な消費体質は、個人貯蓄を急速に低下させている。ただし、もし企業部門、政府部門の貯蓄が、これを代替するとすれば、マクロ経済全体における大胆な貯蓄低下は免れる可能性がある。今回の分析結果からは、家計貯蓄と企業貯蓄には、若干程度ではあるが、代替性が確認できた。ただし政府貯蓄と民間貯蓄(家計貯蓄+企業貯蓄)との間には代替関係は見られなかった。つまり財政赤字と民間貯蓄がともに低下する可能性は十分にあり得ることが確認できたことになる。3経常収支を、貯蓄・投資バランスのアプローチから理論的に解釈するという分析は、必ずしも十分に理解されているとは言い難い。とりわけ動学的枠組みに依拠する理論分析は、未だ包括的に展望、検討されているとは言い難い状況にある。本年度はこの点についても、大学院レベルのテキスト執筆によって、この点を体系に整理した。本研究では、「グローバルな対外不均衡の中長期的動向と、新たな国際通貨システムの成立可能性」という研究テーマを設定し、同テーマを、経済理論、計量経済学の最近の潮流を踏まえ、多角的に考究していくことにした。まず第1に対外不均衡の理論的メカニズムを正確に理解することを主眼として、経常収支の決定と変動の理論構造を整理した。この整理は大学院レベルの上級テキストの一部として結実させることができた。第2に、対外不均衡の変動を貯蓄・投資バランスの観点から捉え、貯蓄サイドのダイナミズムを検証した。具体的には、家計貯蓄・企業貯蓄・政府貯蓄という部門別貯蓄の代替性について、理論、計量の両側面から検討した。まず、代替メカニズムを、経済主体の異時点間にわたる最適化行動に立脚しつつ、理論的に明確にした。続いて定量的な分析を試みた結果、家計貯蓄、企業貯蓄については、両国ともに、1970年代以降、若干の代替性が観察された。この分析は、査読制雑誌(「経済分析」)に投稿、受理された。第3に投資サイドからの検証を行った。具体的には、為替レートの変動が、国内資本ストックにどのように影響するのかという点について考察した。この点は、開放経済にあるわが国においては、極めて重要な研究課題であるが、先行研究はほとんど存在していない。このような状況を鑑み、本分析ではまず既存の投資理論を拡張、修正させることによって、開放体系下における資本ストック調整のメカニズムを明らかにし、時系列分析を援用して現実妥当性を検証した。我が国の場合、為替レートの影響は、産業、期間ごとに様々である点が確認された。なお同分析は日本経済学会において報告した。第4に、これらの分析から得られた知見をベースとして、「グローバルインバランス」という現象の概念整理を行うとともに、同現象の中長期的な予測も試みた。この包括的展望は、「経済学研究年報」に結実させた。
起業家をモデルとした創造性と社会性を伸ばす社会体験型教材の開発

本研究は,アントレプレナーシップ教育の初等教育段階での教材開発とその教育効果の検証並びに学校教育における普及をその目的としたものである。初年度は,諸外国の実践事例と国内での先進校での取り組みを調査し,2年次はこの教育の実践家である現職教員による教材開発委員会を組織し、教材「キッズアントレ」を制作した。この教材の特色は、次の4点にある。1点目は小学生を対象とした初めての本格的なパッケージ型教材であること。2点目は学習の目標や方法を自ら設定し、社会体験を通じて学習のスキルを主体的の習得出来る教材であること。3点目はWEB上で利用し、学習者のコンピュータリテラシーを育成すると共に教員の情報教育の指導能力を開発する教材であること。4点目はWEB上の教材であるため学習者間の意見交流や実践者間の事例交流が図れる教材であること。内容は「遊び・学び」「働く」「くらし」「福祉」の4つテーマの社会的課題の解決にグループで挑戦する活動を柱とし、その過程で課題解決の方法や起業家の生き方を学ぶ構成になっている。最終年の本年度はこの教材を使用して小学校3校,中学校1校で授業実践を行った。事後調査では「授業の楽しさ」では88%が「またやってみたい」では74%が肯定的評価であった。学習では「自分たちでアイデアを考える」「パソコンを活用する」「グループで活動する」点でよい学習活動ができ,「自ら進んで挑戦すること」「最後まであきらめないこと」「自分で考えたり工夫すること」が将来役に立つことと思い,起業家に学んだ点では「新しい仕事を創り出すこと」「何のために仕事をしているのか」であった。また,学習者の自己評価は「仕事など将来のことをよく考える」では58%が肯定的という結果であった。この結果から教材のねらいが学習者によく理解され教材としで有効であったことが明らかになった。本研究は,アントレプレナーシップ教育における初等教育段階での教材開発とその教育効果の検証並びに学校教育における普及をその目的としている。初年度に当たる本年度は,諸外国の実践事例と国内での先進校での取り組みを調査し,その目的や方法,内容等を分析し,次年度の教材開発のための基礎資料の収集を行った。海外の先進事例の調査研究では,イギリスのスコットランド(グラスゴー市)と,フィンランドのバーサ市を中心に初等・中等教育の実際を調査した。調査研究の結果,明らかになった知見は,以下の通りである。1.この教育の教育的意義は子どもの自立とりわけ経済的自立を促す教育として,職業教育あるいは職業に関わるスキルの習得に重点を置いた教育として捉えられる面があったが,それ以上に自立への意欲や,職業観の形成,あるいは自己の能力開発に向けた態度の形成という面に重点が置かれているということが明らかになった。2.この教育の具体的目標や内容,学習活動の場は,子どもたちの生活の場,地域と深く結びついて展開されているということ。このことが具体的な自立の姿を目に見える形にすると同時に地域の活性化につながっていくことが明らかになった。3.この教育の普及に当たっては,教員への研修が重要であること。海外での調査研究の成果の詳細は,2004年3月発行の調査研究報告書において明らかにしている。国内では先進校の調査を行うとともに京都教育大学附属京都小・中学校並びに東京都三鷹市立第四小学校と共同で授業開発を行っている。この成果については,次年度の教材開発に生かす計画である。

初年度は,諸外国の実践事例と国内での先進校での取り組みを調査し,その目的や方法,内容等を分析し教材開発のための基礎資料の収集を行った。本年度は、京都市立小学校でこの教育の実践を行っている現職教員で構成された「教材開発委員会」を組織し、基礎調査と先行実践をもとに導入教材の検討をおこない、教材「キッズアントレ」を制作した。この教材の特色は、次の4点にある。1.小学5年生中学1年生を対象とした、学校教育での導入を前提とした初めての本格的なアントレプレナーシップ教育のための教材であること。2.学習者が学習の目標や方法を自ら設定し、グループワークと実習・体験を通じて学習のスキルを主体的の習得出来る教材であること。3.WEB上で利用することを基本としており、学習者のコンピュータリテラシーを育成すると共に、教員の情報技術の能力開発を促進する教材であること。4.WEB上の教材であるため教材の改良が容易であること、また、実践者からの事例のフィードバックのより内容の充実が図れる教材であること。教材は「遊び・学び」「働く」「くらし」「福祉」の4つテーマの社会的課題の解決にグループで挑戦する活動を柱とし、その過程で課題解決の方法や起業家の生き方を学ぶ構成になっている。また、多の地域の学校ともネット上でこれらの学習活動の成果が交流できるようになっている。教材は、学習者用と指導者用から構成されており、学習者の主体的な学習活動が進められるよう指導者を支援者として位置づけ、そのためのスキルを具体的に示している。本研究の最終年度となる平成17年度は、開発教材「キッズアントレ」を複数の小学校で実践し、この教材の有効性を明らかにすると共に、今後の改善点の検討を行う計画である本研究は,アントレプレナーシップ教育の初等教育段階での教材開発とその教育効果の検証並びに学校教育における普及をその目的としたものである。初年度は,諸外国の実践事例と国内での先進校での取り組みを調査し,2年次はこの教育の実践家である現職教員による教材開発委員会を組織し、初等教育用WEB教材「キッズアントレ」を制作した。最終年の本年度はこの教材を使用して小学校3校,中学校1校で授業実践を行い,授業後の調査で次のことが明らかになった。「授業の楽しさ」では88%が「またやってみたい」では74%が肯定的評価であった。その要因は「自分たちでアイデアを考える」「パソコンを活用する」「グループで活動する」点でよい学習活動ができたことであった。この学習が将来役に立つ点として「自ら進んで挑戦すること」「最後まであきらめないこと」「自分で考えたり工夫すること」が挙がり,起業家に学んだ点では「新しい仕事を創り出すこと」「何のために仕事をしているのか」であった。仕事に関する理解では「仕事をするときには顧客のことを考えること」「役割分担や協力の大切さ」に加えて「よい仕事をするための工夫」が挙がった。また,学習者の自己評価は「仕事など将来のことをよく考える」では58%が肯定的という結果であった。WEB教材としては情報収集や意見交換のツールとしての評価が高かった。社会体験活動を支えるスキル習得については学習者の自信を生み出す要因となっていることが示された。これらの授業実践と調査結果からアントレプレナーシップを育成する教材として有効であることが明らかになった。
唾液を検体とした食品の齲蝕誘発性評価方法およびリスク判定試験の開発

被験者16名より安静唾液5mlを採取し,以下の定量を行った。1.超音波による攪拌後の唾液の吸光度(OD at 500nm),2.唾液の不溶物中の非水溶性グルカン(IG)含有量,3.IG除去後の唾液の吸光度(OD at 500nm)。また,唾液にスクロースを終濃2%で添加し,37°Cで静置培養し,60,120,180分後に前記13の測定を行うと共に唾液pHの測定を行った。さらに唾液中のミュータンスレンサ球菌を半定量的に評価するため,唾液資料の一部をミューカウント【encircled r】に充てた。一方,チェアサイドではその時点の歯垢付着量(当初付着量)を評価し,歯垢細菌の酸産生能評価としてカリオスタット【encircled r】による検査を行った後PMTCにより,歯垢を可及的に除去した。この実験に先立って行った歯垢付着量評価法の妥当性の検討で視診として診査者間のκ値,分布の正規性などがもっとも良好であった我々が考案したPHP変法を用いた。被験者は2日間歯口清掃を停止した後,再び歯垢付着量(新規付着量)の評価を受けた。その結果,13の測定値および唾液pH低下量ならびにミューカウントスコアには高い相関が認められた。一方,それら測定値と歯垢付着程度の間には当初付着量,新規付着量とも負の相関が認められ,特に新規付着量は培養後の濁度,IG合成量などと有意な負の関連が認められた。また,カリオスタットの結果は歯垢付着程度と正の相関関係にあり,特に当初付着量との間には有意な関連が認められた。これら結果から,個人の安静唾液の濁度は唾液中のIG合成活性,酸発酵能を反映しているが,歯垢の付着程度の現状ならびに予測とは直接には結びつかないことが示された。しかし,本実験において,唾液と歯垢の微生物活性の動向が逆相関を呈したことにより,その原因に対するさらなる研究が,当初目的とした歯垢付着程度を予測するリスク評価法の開発に必要であると考えられた。採取唾液の培養条件を検討したところ,培養時の嫌気状態によりpHなどの測定結果が影響を受けることが判明した。そのため,より基礎的な課題としてミュータンスレンサ球菌培養に対する嫌気条件の影響を検討した。通常の静置培養とGasPak Systemによる嫌気培養,嫌気グローブボックスによる高度嫌気培養の3種の嫌気条件で種々の糖質を炭素源としてミュータンスレンサ球菌の培養を行い,pH低下速度,菌体増殖速度,非水溶性グルカン合成速度を比較した。その結果,培養時の嫌気度の高いほどpH低下速度,菌体増殖速度は速くなったが,非水溶性グルカン合成速度については菌種によってはGasPak systemでの培養でもっとも速くなることがあり,ミュータンスレンサ球菌の菌体の代謝・増殖と非水溶性グルカン合成に対する糖質利用にはある程度の独自性があることが示唆された。また,本実験により,ソルビトールがミュータンスレンサ球菌の長時間培養によりエナメル質臨界pH以下に発酵されることが菌種を問わず認められた。通常糖質の齲蝕誘発性評価の際,ソルビトールを発酵性の低いネガティヴコントロールとして用いているが,厚生省特定保健食品の検定基準に示されている20時間培養後の判定ではソルビトールが高齲蝕誘発性と評価されることが判明した。そのため,ミュータンスレンサ球菌培養試験を齲蝕誘発性評価法として用いる場合にはネガティヴコントロールとして用いる糖質を変更するか,培養時間を変更する必要のあることが示唆された。さらに,ミュータンスレンサ球菌のショ糖利用に対する各種代用甘味料の阻害作用を培養試験により評価することに対して同様の検討を加えたところ,一測定時における断面的評価では知り得ない各種代用甘味料の特性が,経時的測定結果を多重比較分析することによりさらに明瞭になることが示された。この方法により,従来より知られている代用甘味料の阻害作用は主として菌体増殖の対数増殖期に顕著であることが明らかとなった。一方,現在代用甘味料としての応用を研究中であるキシロシルフルクトシドは,菌体増殖のどの段階においても,他の代用甘味料に比べてはるかに高い非水溶性グルカン合成阻害効果を有することが認められた。

被験者は2日間歯口清掃を停止した後,再び歯垢付着量(新規付着量)の評価を受けた。その結果,13の測定値および唾液pH低下量ならびにミューカウントスコアには高い相関が認められた。一方,それら測定値と歯垢付着程度の間には当初付着量,新規付着量とも負の相関が認められ,特に新規付着量は培養後の濁度,IG合成量などと有意な負の関連が認められた。また,カリオスタットの結果は歯垢付着程度と正の相関関係にあり,特に当初付着量との間には有意な関連が認められた。これら結果から,個人の安静唾液の濁度は唾液中のIG合成活性,酸発酵能を反映しているが,歯垢の付着程度の現状ならびに予測とは直接には結びつかないことが示された。しかし,本実験において,唾液と歯垢の微生物活性の動向が逆相関を呈したことにより,その原因に対するさらなる研究が,当初目的とした歯垢付着程度を予測するリスク評価法の開発に必要であると考えられた。
モリブデン-ケイ素-アルミニウム系超高温用金属間化合物の高温酸化

1500°C以上かつ酸化性雰囲気で使用可能な高融点金属間化合物は現在のところ,MoSi_2のみである。MoSi_2の高温酸化では非晶質SiO_2が保護性皮膜として生成することが知られているが,これは高温でβ-クリストバライトに結晶化し,冷却時にα相に転移する。この際の体積変化により皮膜が剥離する。密着性の高い保護性皮膜を生成させるには,皮膜として相転移のないα-Al_2O_3を生成させるか,非晶質SiO_2の結晶化を抑制することが必要である。本研究ではこれらの観点から,Mo(Si_<1-x>,Alx)_2のを取り上げ,その高温酸化について調べた。Mo(Si_<1-x>,Alx)_2の高温酸化を空気中,18002050Kまでの温度範囲で行った。試料はx=0,0.14,0.28,0.37の4種類をアルゴンアーク溶解で調製した。x=0の試料ではすべての温度でSiO_2は結晶化し剥離が観察される。Alを含む試料ではSiO_<2->ムライト(3Al_2O_32SiO_2)系の共晶温度である1868K以下ではAl_2O_3が生成し,それ以上の温度ではAl_2O_3を固溶した非晶質SiO_2が生成する。両者とも密着性に優れ,加熱冷却を行う繰り返し酸化実験でも剥離は認められない。Al_2O_3を固溶した非晶質SiO2は結晶化が抑制されている。酸化速度はともにx=0の試料より高くなっている。共晶温度以下の酸化速度はAl_2O_3を生成する耐熱合金のそれに近く,Al_2O_3中のAlの拡散が律速している。Al_2O_3中のAlの拡散係数は非晶質SiO_2中の分子状酸素のそれより大きいことから,酸化速度が大きくなる。共晶温度以上では,Al_2O_3を固溶した非晶質SiO_2は酸素の透過経路となる微小空間が増加しており,酸化速度が増大する。結晶化の抑制機構は以下のように考えられる。すなわち,クリストバライト中のAl_2O_3の固溶度は無視し得るほど小さく,非晶質が結晶化するためにはAl_2O_3をムライトとして析出する必要があり,これには非常に遅いAlの拡散過程が律速となるので,結晶化が抑制される。以上のことから,クリストバライトには固溶せず,酸素の透過を促進する微小空間を増加させない元素との金属間化合物を設計することにより,耐酸化性の高い材料が創製できることが明かとなった。
酸素電極による細胞呼吸活性変化の経時的解析と生体組織イメージング解析法の開発

「呼吸活性の空間分布の解析-腫瘍組織の部分壊死を検出してイメージ化する酸素電極装置の開発」腫瘍組織は部分的に細胞が壊死を起こしており、表面の酸素消費活性が一様でなく、イメージング実験の対象として適している。本研究では2つの酸素電極装置を並列に用い、それぞれの電流応答の差から呼吸の活発な腫瘍組織までの距離を決定するアルゴリズムを開発した。RPMI培地中で1組の電極を平行に設置して、その間に位置したマウス腫瘍組織までの距離を決定する実験系の場合、マウス腫瘍の呼吸活性を高く保ち続けることに困難があることがわかった、この難点を克服するため、水溶性高分子に内包した微生物群に対して同様の実験を行い、有意な差が得られる条件を探索した。基本解は平行電極板の間に仮想的な複数の電極が平行かつ等間隔に並べられたものと数学的に同等と見なすことができ、離散的ながら十分な近似となるモデル系を表現することができた。1組の電極間にどのような呼吸活性の分布があるかは、このモデルをラプラス変換した場合に実および仮想電極の数に対応した次元の線型方程式を構成することを見出し、これを逆算して解のラプラス変換表現を得た。さらに実解を得るため、先に得られた数値解の逆ラプラス変換を試みたが、1)ノイズが拡大して実解を著しく歪めてしまうこと、2)逆ラプラス変換アルゴリズムが酸素呼吸活性の空間分布を再現する精度に問題があること、すなわち空間の対数に対して一様に逆変換解が得られるのみで、細部を再現するには対象と電極の距離を対数スケールで効果がある程度に十分近づけなければならないこと、などから未だに鮮明な逆変換像は得られていない。しかし、実際の実験系を使うことによりイメージングに関する問題を解決する上記のような重要な指針が得られ、これらの点を改善することにより当初の目的を達成できる展望が開いたといえる。細胞呼吸量変化の追跡-マウスがん細胞を用いた酸素消費速度の迅速決定法の確立と新規で簡便な抗がん剤感受性試験法の開発[腫瘍組織片の酸素消費活性]マウスcolon26腫瘍細胞をマウス腹部皮下に移植し、その増殖形成した腫瘍組織を組織断片(5.0mm×5.0mm×3.0mm,35mg wet)またはそのミンシング組織懸濁RPMI培地(50mg wet)としてDOX-10セルに入れて密閉下(5.0ml RPMI medium,37°C)で酸素消費を測定した。腫瘍組織の活性測定と同時にRPMI培地のみを試料として測定し、装置定数の決定に供した。また測定継続中20分後にアドリアマイシンを空気との遮断を保ったまま静かに注入し、アドリアマイシン投与前後の酸素消費活性の変化を追跡した。[対数相対酸素消費率の導入と同プロットによる細胞活性の変化の検出]酸素電極の理論モデルに基づき、酸素消費率R(%)を新たに定義した。測定セルの酸素消費が電極によるもののみの場合は、1/Rが測定時間の平方根に対して線形であることを利用して、直線プロットからのずれにより細胞による酸素消費を検出することに成功した。また、電極のみの場合との相対酸素消費率R/Reが近似的に細胞による酸素消費の指数関数となることを見出し、その対数プロットから腫瘍細胞組織片およびミンシング懸濁溶液の酸素消費活性を決定した。コントロールの場合に0で一定となったのは、電極以外の酸素消費がないことを表す。また、組織片の場合は直線的に増加し、一定の速度で組織片が酸素を消費することを反映している。ミンシング懸濁液は直線的増大の後、約45分後からはコントロールと同様に一定値を保つようになった。これは20分後に投与したアドリアマイシンの効果により細胞の酸素消費活性が著しく抑制されたためと考えられる。[結論]サンプルを空気から遮断して測定することにより、酸素消費活性の測定精度を向上させることができた。また新規な実験データプロットにより、細胞の酸素消費活性を電極による酸素消費の影響から独立に決定することができることを示した。本方法を適用して実際にマウス腫瘍組織の酸素呼吸活性を測定することに成功し、アドリアマイシン投与による呼吸活性の低下を観測することができた。この場合、投与から約25分後には呼吸活性の低下が認められ、ミトコンドリア活性の低下や増殖能への影響が現れる速度とは異なる速度で細胞の呼吸活性が低下することが認められた。

さらに実解を得るため、先に得られた数値解の逆ラプラス変換を試みたが、1)ノイズが拡大して実解を著しく歪めてしまうこと、2)逆ラプラス変換アルゴリズムが酸素呼吸活性の空間分布を再現する精度に問題があること、すなわち空間の対数に対して一様に逆変換解が得られるのみで、細部を再現するには対象と電極の距離を対数スケールで効果がある程度に十分近づけなければならないこと、などから未だに鮮明な逆変換像は得られていない。しかし、実際の実験系を使うことによりイメージングに関する問題を解決する上記のような重要な指針が得られ、これらの点を改善することにより当初の目的を達成できる展望が開いたといえる。