hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
量子流体の側面から見たシュレディンガー方程式の解の構造の研究

本年度は、KdV方程式に関する取り組みの第一歩として、KdV方程式の専門家である瀬片純市氏と共同で、質量劣臨界ケースにおける解析に適した枠組み作りを行った。より詳しく述べると、ルベーグ空間に属する関数たちのフーリエ変換による像全体という集合(以後フーリエルベーグ空間と呼ぶ)で考えた。フーリエルベーグ空間における適切性問題は、修正KdV方程式で先行研究があるが、私は新たに実解析におけるフーリエ制限問題で現れる評価を導入することにより、尺度不変なフーリエルベーグ空間の枠組みで時空分散型評価を導出することに成功した。質量劣臨界ケースを通常のソボレフ空間で考えると、尺度不変な空間は負の微分階数をもつため非常に困難が伴うが、この手法だと非常に見通しよく解析が行える。現在、この研究は論文としてまとめ投稿中である。最終年度では、一般化KdV方程式に関して、最小非散乱解の存在について考察を行った。この際、前年度に構築したフーリエルベーグ空間での解析の枠組みを用いた。その結果、一般化KdV方程式においても最小非散乱解が存在することを証明した。この解はソリトン解とは異なる未知の挙動である。さらに、この解はシュレディンガー方程式における最小非散乱解とも関係があることが分かった。この関係は、一般化KdV方程式のある特異極限において、一般化KdV方程式の解が非線形シュレディンガー方程式の解によって近似されるという現象に端を発するものである。本研究は、非線型シュレディンガー方程式の量子流体としての側面に焦点をあて、滑らかな解の崩壊現象と量子渦の生成現象の理解を目標として出発した。これには、結果を否定して架空の解を考慮するという背理法の議論を用いる計画であった。初年度に、この種の背理法による解析の鍵となる凝集コンパクト性の手法を重み付きL2空間の枠組みで構築した。この手法に意外な応用があることに気づいたことによって、本研究は予想外の進展を見せ、質量劣臨界ケースにおける最小非散乱解の発見という結果を得られた。この解は未知の挙動をもっており、この解の解析が学問的な重要性がより高いと判断し、当初の計画を変更しこの解の性質を明らかにすることを目標として研究を進めてきた。平成24・25年度は、非線型シュレディンガー方程式における最小非散乱解の存在について考察した。平成26年度からは、非線型シュレディンガー方程式と関係の深い一般化KdV方程式へと考察の対象を広げた。この解析のために、フーリエルベーグ空間での解析を行った。その際に、フーリエルベーグ空間における時空分散型評価を新たに導入した。平成27年度は、これらの枠組みを用いることによって、一般化KdV方程式にも未知の挙動の解が存在することを確かめた。本研究は、シュレディンガー方程式の量子流体としての側面に着目し、対応する古典力学の崩壊現象とシュレディンガー方程式の解の爆発現象との関係を調べることを目標として開始された。その際、近年分散型方程式で進展の目覚ましい、結果の否定から架空の解を構成するという背理法の議論を用いることにした。まずこの手法について研究を進めた結果、予想外の方向へ進展し、質量劣臨界と呼ばれる基底状態が安定となる場合に、適切な意味で最小となる特殊な非散乱解を発見するに至った。この解は、従来知られていた解とはどれとも異なる挙動を示すものである。
音響法・映像法による土石流監視システムの開発研究

本研究の目的は、毎年多くの被害を出している土砂災害を軽減・防止するために音響法と映像法を組み合わせた新しい監視システムの開発を目指して、その可能性を検討し実用化への見通しを着けることである。3年間の研究を通して次の点を明らかにすることができた。(1)音響法としては、土砂移動に伴って発生する地中振動をマイクロフォン型音響センサによって捉える方式を提案し、これが他の振動センサに比べてS/N比が優れていることを明らかにした。さらに、これをオイル浸タイプにすると検知範囲が約2倍向上することを示し、その改良に努めた。(2)映像法としては、土石流のビデオ映像から市販のMPEGソフトを用いて画像の動ベクトルを抽出し、その変化の大きさから土石流の近接を知る方式を提案した。同じビデオ映像に計算機対話型空間フィルタ速度計測法を適用して土石流の流下速度を計測することに成功した。また、他の画像処理法として時空間勾配空間法や相関法を適用して、土石流表面速度の2次元速度ベクトルの推定にも成功し、精度の点で相関法の方が優れていることを示した。(3)音響法と映像法を組み合わせることによって、濃霧や豪雨で見えにくくなった映像法を音響法が補い、また、音響法では実体が明確でない点を映像法が補うという利点を生かすことができると期待される。実際の土石流によってこの利点を確認するまでには至らなかったが、具体的なシステムを提案することによって次の研究を展望することができた。(4)これらの成果を、海外調査結果と併せて、2001年11月スイスベルン市郊外のスイス国立水理・地理調査所で開催された土石流モニタリング技術のワークショップで発表して評価を得るとともに、これからの研究の見通しを得ることができた。本研究の目的は、毎年多くの被害を出している土砂災害を軽減または防止するための新しい監視システムの開発を目指してその可能性を検討し、実用化への具体的な設計方針を示すことにある。本年度は第1年目であるので、これまで開発研究を進めてきた土石流検出用音響センサと画像センサについてそれぞれの特徴を整理し、さらに改善できる点を明らかにした。音響センサについては、圧電素子振動センサや可動コイル型振動センサとの性能比較の基礎実験を京都大学防災研究所穂高観測所で実施し、マイクロフォン音響センサがS/N比が最大であることを示した。さらにS/N比を向上させるには、マイクロフォンをパイプの中で絶縁オイルに浸ける方法が有効であることを見出し、現在その基礎実験を実施している。画像センサとしては、これまでのコンピュータ空間フィルタ法速度測定の精度を上げるために適応型空間フィルタ法を導入し、その可能性を確認した。さらに流れの1次元的な速度成分だけでなく速度の2次元ベクトル成分を得ることができるよう時空勾配空間法による新しい画像処理を開発し、その可能性を確認することができた。次年度以降は、これらの改善点をさらに発展させるとともに、両センサーの良さを生かすための組み合わせ方について検討を進める予定である。本研究の目的は、毎年多くの被害を出している土砂災害を軽減または防止するための新しい監視システムの開発を目指して、その可能性を検討し、実用化への方針を示すことにある。昨年度は、マイクロフォン音響センサの改良として、マイクロフォンを絶縁オイルに浸ける方法によりS/N比が向上することを明らかにした。画像センサでは、適応型空間フィルタ法の導入により速度測定精度を高め、また時空勾配空間法を適用した2次元速度ベクトル測定の可能性を示した。今年度は、これらの成果の上にさらにセンサーの性能の向上を図ると共に、両センサーの良さを生かすための組み合わせについて検討を始めた。オイル浸マイクロフォン音響センサでは、オイル以外の媒質やマイクロフォンの保護法について検討し、検知範囲が約2倍向上することを示した。

さらに上流域の検知を目指して、原理を異にする新しい双加速度素子土石流検知センサを提案し、その可能性を確認した。画像センサでは、土石流のビデオ映像からMPEG法により画像の動ベクトルを抽出し、その変化の大きさから渓谷内の土石流の流下を検知する新しい方式を提案して、その実用性を確認した。来年度は最終年であり、今年度から検討を始めた両センサーの良さを生かすための組み合わせシステムについて考察を深め、検知確率の高いセンサシステムの実用化を目指す予定である。本研究の目的は、毎年多くの被害を出している土砂災害を軽減・防止するために音響法と映像法を組み合わせた新しい監視システムの開発を目指して、その可能性を検討し実用化への見通しを着けることである。昨年度まで、音響法としてのマイクロホン型音響センサは地中の振動を捉える音響センサとしてS/N比の点において優れ、さらにこれをオイル浸タイプにすると検知範囲が約2倍向上することを明らかにしてきた。ただし、マイクロホンをオイルに浸けるための保護法にまだ改善の余地があることが分かった。映像法は土石流のビデオ映像からMPEGソフトを用いて画像の動ベクトルを抽出し、その変化の大きさから土石流の接近を検知する方式の有効性を示してきた。これらの成果から当初の目的を達成できる見通しを着けることはできた。本年度は研究の最終年であり、これまでの成果をまとめ、これからの課題を整理することに主点をおくことにした。それに先だって、音響法と映像法についてさらに改善すべきこととして、音響法では水中マイクロホンをこの目的に使用できるように改良し、ようやく開発の見通しを着けることができた。また、映像法では2次元速度計測法として相関法を取り上げ、相関法が時空間勾配空間法よりも測定精度が優れていることを明らかにした。以上の成果を基に、海外での調査結果と併せて、土石流のモニタリング技術全体の見通しを良くするために、2001年11月に調査先の一つであるスイス国立水理・地理調査所において、ワークショップを開催した。このワークショップによって、音響法、映像法をはじめとする土石流のモニタリング技術全般の現状を明らかにすることができた。音響法、映像法共に世界的に研究されていて、本研究は世界の中核にあることを確認することができ、今後の研究の展開の方向性を得ることができた。
量子プロトコルの検証のための形式手法

通常の計算の枠組みでは、プログラムやプロトコルの検証を行うための様々な形式手法が研究されている。本研究では、形式手法を量子計算に応用するための考察を行った。特に、量子プロトコルの安全性を検証することを目標に、量子プロセス計算の理論的考察を行った。その結果として、量子鍵配送プロトコルの安全性の証明を、量子プロセス計算の枠組みで形式化することに成功した。量子プロセス計算の双模倣に関する理論的な考察に基づいて、量子プロトコルの等価性判定ツールの開発を行った。ツールの実装とその応用については、久保田氏らとの共同研究として発表されている。等価性判定の応用例は、量子鍵配送プロトコルBB84の安全性証明である。BB84はShorとPreskillによって安全性が証明されているが、その証明では、BB84がEDPを用いたプロトコルと等価であることが議論されている。本研究では、プロトコルを量子プロセス計算の中で形式化し、プロトコル同士の等価性を双模倣によって保証した。量子プロセス計算における測定の取り扱いについては、昨年度の研究である程度明らかになっていたが、ツールを実装することで、多くの現実的な場合には、問題を取り除くために構文的な制約が有効であるということが分かった。量子プロセス計算の研究としては、双模倣以外の等価性についても理論的な成果が得られつつある。量子プロセス計算においては、これまで観察等価性の適切な定義は存在しなかった。本研究では、双模倣よりも物理的意味論に近い等価性として、ある種の観察等価性を提案した。ただし、観察等価性の適切さについては依然として議論の余地がある。量子プロセス計算を量子鍵配送プロトコルの安全性証明に応用した。量子鍵配送プロトコルBB84には、ShorとPreskillによる安全性証明が既に存在する。この証明では、BB84の安全性をEDPを用いる別のプロトコルの安全性に帰着している。本研究では、プロトコルを量子プロセス計算におけるプロセスとして形式化し、プロトコル間の変換を双模倣として捉えることに成功した。元の安全性証明においては、プロトコルの変換は複数のステップからなっており、個々のステップの変換の前後でプロトコルが等価であることを保証している。対して、本研究の手法を利用すれば、最初と最後の2つのプロトコルが双模倣であることを直接示すことが可能となる。プロトコルを量子プロセス計算の中で形式化するには、量子測定に関する問題が付随する。先行研究の量子プロセス計算の双模倣には、まだいくつか問題点が残されているが、最も大きな問題は、量子測定に対して複数の異なる形式化が存在することである。本研究では、等価なプロトコルの関係を双模倣として捉えるために、量子測定をどのように形式化するべきかについて考察を行った。この成果は、プロセス計算の研究分野と量子計算の研究分野を結ぶ上で、重要な結果だと考えられる。研究成果は、国際会議において発表され、論文として公開されている。また、この双模倣を自動的に判別するツールについても開発中であり、実装はある程度の段階まで進んでいる。一般に、プロセス計算においては等価性の議論が重要である。中でも特に、双模倣と観察等価性は利用範囲も広く、よく研究されている等価性概念である。量子プロセス計算では、これまで適切な観察等価性の定義は知られていなかったが、本研究により、観察等価性を与えることが可能となった。量子プロセス計算の観察等価性は、量子物理学における観測と密接な関係がある。量子物理学においては、状態は観測を通じてしか知ることができず、観測で区別できないものは同一視される。本研究で提案した観察等価性も、量子物理学における観測による区別に準じたものとなっている。等価性は、量子鍵配送プロトコルBB84の安全性証明においても利用されている。昨年度までの研究で、プロトコルを量子プロセス計算の中で形式化し、プロトコル同士の等価性を双模倣の枠組みで議論した。今年度の成果である観察等価性を用いても、その議論を行うことが可能となっている。その際、観察等価性はより物理学的直観に近いため、プロトコルの形式化の違いによる不一致を緩和することに成功している。双模倣と観察等価性の関係は自明ではなく、お互いに包含関係にないということが本研究により明らかとなった。観察等価性はある種の妥当性を意味していると言えるため、既存の定義による双模倣は量子計算においては健全ではないという結論になる。ただし、双模倣は機械的な判定に優れており、病的な例以外では依然として有用である。このような不都合を解消するため、本研究では、観察等価性に基づいてプロセス計算を設計し直す手法についても考察した。期間内に研究を終えることはできなかったが、この手法を用いると、双模倣が観察等価性に包含されることが分かっている。理論計算機科学双模倣に基づくツールの実装はほぼ終えることができ、その点では達成度は高いと考えられる。ツールの適用例を増やすことも課題であるが、量子鍵配送の分野において最も重要とされるBB84への適用が成功しており、とても順調である。

理論的には、双模倣をプロトコルの安全性証明の等価変換部分に応用するための手法を確立することができたことは、達成度の一つの基準である。加えて、ツールの実装を通じて、近似を双模倣的に捉える着想を得ることができた。この近似双模倣のアイデアは、量子計算のみならず確率付きの通常計算にも応用が可能であると予想される。近似双模倣の研究は、研究協力者である久保田氏の博士論文の内容と関係が深いが、それと合わせればある程度の理論的下地が達成されていると判断することができる。観測等価性の研究に関しては、今のところ完成度は低いもの、研究当初には予想していなかった成果も得られており順調であると言える。量子鍵配送プロトコルを量子プロセス計算の枠組みで形式化するという点は、現在までにほぼ達成されている。実用的な応用を見越して、量子プロセス計算におけるプロセスの等価性を議論するという点においては、先行研究の問題点を認識し、プロトコルを適切に形式化するための指針を指針を示せたことから、研究は順調に進んでいると判断している。特に、量子測定に関して、外部から見えるかどうかの区別が双模倣に影響を与えるということが明らかになった点は重要である。当初の計画では、対象となる量子プロセス計算として、量子π計算を利用するとなっていたが、実際には、量子CCSを利用している。量子的な部分においては、それらの2つの計算系に本質的な違いはないため、研究の進展としては問題ないと判断される。近似双模倣の理論的研究を中心に進めていく予定である。近似的な等価性を用いてプロトコルの安全性を別のプロトコルの安全性に帰着するという議論は、これまでも古典的な場合にはよく行われてきたが、量子プロトコルではほとんど例を見ない。本研究における近似性の議論が成功すれば、量子プロトコルに関して、これまでにない新たな安全性証明の手法が確立されるという可能性もある。また、通常の古典計算でも、近似的な観測等価性は議論されていたが、近似的な双模倣についての研究は少ない。このため、量子計算における近似双模倣の研究は、古典計算に対してもある程度の貢献が見込まれる。以上のことから、近似双模倣は非常に重要な研究課題であり、これを主体に研究を進めるのがよいと考えられる。また、観察等価性は双模倣と並んで重要とされる等価性であり、近似双模倣の正当化のためにも、観察等価性の研究を並行して進めておくべきである。観察等価性は、量子物理学における観測と深い関係があると予想されるので、量子物理学と理論計算機科学の融合という観点を重要視して議論を進める予定である。当初の計画では、次年度は理論的考察を続け、最終年度にツールの実装を行う予定であったが、既にツールの開発に着手しているため、ツールの実装を優先して進めることにする。ツールには理論的な裏付けが必要なので、理論的な考察も平行して行うのは当然である。これまでの研究で、量子測定の形式化の問題点が明らかになったので、今後はこの問題点を回避する新たな形式体系の考察も行なっていく予定である。もし新たな体系が得られた場合には、既に開発の進んでいるツールの方でもそれをサポートするように改良を行う。
食道扁平上皮癌に対する第3世代ＰＰＡＲγ　ａｇｏｎｉｓｔの抗腫瘍効果・機序の解明

食道扁平上皮癌の免疫染色にて、PPARγ発現が増殖抑制に関与することが示唆された。第三世代PPARγagonistはPPARγを強力に活性化し、食道癌細胞株に対し抗腫瘍効果を示した。その作用機序は、腫瘍増殖に関与するAkt Ser473、p21 Thr145を不活化、増殖抑制に関与するp21の核内蛋白発現の増加であった。一方、PPARγagonist投与にて増殖に関与するEGFRの活性化を認めた。抗EGFR抗体との併用にて相乗的に抗腫瘍効果を示した。本研究にて新規PPARγagonistの食道扁平上皮癌に対する抗腫瘍効果、PPARγagonistと抗EGFR抗体との併用効果が示された。申請者らは、第三世代PPARγagonistであるefatutazoneは、in vitroにおいて、9種類の食道扁平上皮癌細胞株に対して、抗腫瘍効果を認め、その抗腫瘍効果は濃度依存性、時間依存性であることを示した。細胞周期の解析では、efatutazone投与に伴い、G1期の細胞の増加とS期の細胞の減少を示した。Efatutazone投与後によって、PPARγの転写活性を示すマーカーであるPDK4mRNAの上昇を認めたが、p21の転写活性には影響せず、Akt Ser473およびp21 Thr145の脱リン酸化により、p21蛋白の核から細胞質への移行を制御していることを示した。食道扁平上皮癌細胞株(TE-4)を皮下移植したヌードマウスを作成し、コントロール群(n=8)、troglitazone投与群(n=8)、efatutazone投与群(n=8)の三群に分けて抗腫瘍効果を評価した。Troglitazoneには抗腫瘍効果は認めなかったが、efatutazoneは49.6%の増殖抑制効果を示した。作用機序の評価を行うと、in vitroの結果と同様に、efatutazoneはp21の転写活性には影響を及ぼさなかったが、Akt Ser473、p21 Thr145の脱リン酸化、p21の核内蛋白発現の有意な増加、Ki67の蛋白の発現の有意な減少が明らかになった。Efatutazoneの増殖抑制効果がAktの脱リン酸化と関係していることを示したが、AktはEGFRシグナルの下流にあるPI3K-Aktシグナルを介することから、EGFRチロシン1068 (Tyr1068)のリン酸化の状態を調べた。In vitroでの検討にて、TE-4細胞株においてefatutazone投与3時間後にAktが脱リン酸化される一方で、EGFR Tyr1068はリン酸化されることを示した。さらに、In vivoにおいては、EGFRの下流でMAPKの活性化が認められた。そこで、抗EGFR抗体であるCetuximabの併用投与をIn vivoにおいて検討した。Efatutazoneとcetuximabを併用投与することによって、Efatutazone投与に伴うEGFR、MAPKの活性化が阻害され、相乗効果を認めた。第三世代PPARγagonistは、In vitroにて9種類の食道扁平上皮癌細胞株に対し、抗腫瘍効果を示した。作用機序の評価に関して、PPARγagonistはp21の転写活性には影響を及ぼさなかったが、Akt Ser473、p21 Thr145の脱リン酸化、p21の核内蛋白発現の有意な増加、Ki67の蛋白の発現の有意な減少を引き起こすことを明らかにした。第三世代PPARγagonistとcetuximabを併用投与することで、EGFR、MAPKの活性化が阻害され、相乗効果が認められることを示した。さらにPPARγagonistの作用機序が、PPARγの転写活性に依存することを示すため、siRNAを用いPPARγの発現を低下させることで、PPARγagonistの抗腫瘍効果、AKTの脱リン酸化が減弱することを示した。PPARγagonistが抗腫瘍効果を示す一方で、EGFRの活性化を起こしていることも示した。またEGFRの活性化がパラクラインシグナルによって起こることを示した。次にEGFRの下流で食道癌の治療ターゲットとなりえるPI3K-AKT pathway, MAPKシグナルに関して評価を行った。食道扁平上皮癌細胞株において、AKT inhibitorであるMK-2006およびMEK inhibitorであるU0126は時間、濃度依存性に抗腫瘍効果を示した。PPARγagonistはAKT Ser473の脱リン酸化により抗腫瘍効果を示すため、AKT inhibitorとの併用効果は得られなかった。MEK inhibitorとの併用においては、MEK依存性のNegative feedbackの減弱、およびPPARγagonistのEGFRの活性化によりAktのリン酸化が増強するため、併用効果は十分ではなかった。第一世代、第二世代PPARγagonistはいずれもIn vivoで抗腫瘍効果を示さなかったが、第三世代PPARγagonistは、In vivoにおいて抗腫瘍効果を示した。PPARγagonistはp21の転写活性には影響せず、Akt Ser473、p21 Thr145の脱リン酸化、p21の核内蛋白発現の有意な増加、Ki67の蛋白の発現の有意に減少した。第三世代PPARγagonistの投与によりEGFRのリン酸化を認めたが、cetuximabの併用投与で、EGFR、MAPKの活性化が阻害され、相乗効果を示した。EGFR下流シグナルの阻害剤であるAKT inhibitor及びMEK inhibitorはいずれも新規PPARγagonistとの併用にて十分な併用効果は得られなかった。臨床試験ではPPARγagonistの感受性規定因子として、PPARγ及びRXRγの発現が高い症例は抗腫瘍効果が高いと報告された。

RXRγにおいて食道扁平上皮癌の臨床検体145例に抗RXRγ抗体を用いた免疫染色にて正常上皮においてPPARγは、有棘層から発現を認めたが、RXRγは全層に発現を認めた。30%以上の核に染色を認める症例を陽性とすると、食道扁平上皮癌におけるRXRγの陽性率は、37.2%(PPARγの陽性率は、24.6%)であった。PPARγの発現は、食道扁平上皮癌における独立予後因子であったが、RXRγの発現は、PPARγの発現とは相関せず、予後との関連は認めなかった。PPARγに関しては、In vitroにおいて、siRNAを用いPPARγの蛋白発現を低下させることで、PPARγagonistの抗腫瘍効果、AKTの脱リン酸化が減弱し、PPARγの発現がPPARγagonistの効果予測因子となりうることを明らかにした。本研究より、新規PPARγagonistの食道扁平上皮癌に対する臨床応用の可能性、PPARγagonistとcetuximab併用効果、及びPPARγagonistの効果予測因子が明らかとなった。食道扁平上皮癌の免疫染色にて、PPARγ発現が増殖抑制に関与することが示唆された。第三世代PPARγagonistはPPARγを強力に活性化し、食道癌細胞株に対し抗腫瘍効果を示した。その作用機序は、腫瘍増殖に関与するAkt Ser473、p21 Thr145を不活化、増殖抑制に関与するp21の核内蛋白発現の増加であった。一方、PPARγagonist投与にて増殖に関与するEGFRの活性化を認めた。抗EGFR抗体との併用にて相乗的に抗腫瘍効果を示した。本研究にて新規PPARγagonistの食道扁平上皮癌に対する抗腫瘍効果、PPARγagonistと抗EGFR抗体との併用効果が示された。動物実験も含めて、実験系が確立しており、実験結果を学会等で発表している。癌と代謝これまでの研究結果より、第三世代PPARγagonistのIn vitro、In vivoでの抗腫瘍効果、作用機序を示してきた。さらに、EGFRの下流におけるAkt、ERK経路のリン酸化状態を継時的により詳細なシグナル解析を行うことによって、新規PPARγagonistの抗腫瘍効果の機序をより詳細に解明した。臨床試験において、PPARγagonistの抗腫瘍効果は限られており、他抗癌剤、分子標的薬との併用療法に関する評価に加え、PPARγagonistの感受性規定因子の検索が重要と考える。臨床試験において、PPARγagonistの感受性規定因子として、PPARγおよびRXRγの発現が高い症例は抗腫瘍効果が高いと報告されている。食道扁平上皮癌の臨床検体において、RXRγの免疫染色を行うことでRXRγのバイオマーカーとしての発現意義を検索する。PPARγagonistの抗腫瘍効果機序に加え、感受性規定因子が明らかになれば、食道扁平上皮癌の新しい治療法につながると考える。動物実験も含め、実験系が確立しており、実験結果を学会等で発表している。
3次元仮想空間におけるコンピュータサイエンスアンプラグド教育法に関する研究

本研究は、コンピュータ科学を学ぶための学習法であるCSアンプラグドについて、その学習を補助する2次元並びに3次元のデジタル教材の開発し、より高い効果を得るための授業法を追求したものである。本研究で開発したデジタル教材やそれを使った授業法は、研究指導者からのアドバイスを受けながら改善させ、以下の研究発表の場を得ることができた。【研究発表等】・5月のICTEセミナー(早大)では、CSアンプラグドの授業法について講演した。・6月の日本情報科教育学会全国大会においては、論文『「情報A」における科学的な理解を意識した授業実践』を研究発表した。・8月の情報教育シンポジウムSSS2009(渋川)においては、論文「CSアンプラグドを活用した公開鍵暗号学習プログラムの情報科教育への適用」が査読を通過し、優秀な発表として発表賞を受賞した。・10月の高校教科「情報」シンポジウム2010秋(名古屋)では、CSアンプラグドを用いたディジタル化単元の授業について講演した。・論文『アンプラグド学習法による情報A「ディジタル化」の実践報告』は、日本情報科教育学会の査読を通過し、学会誌に採録された。・論文『CSアンプラグドの学習法とそのユニバーサル化』は、情報処理学会山下記念研究賞を受賞し、3月の全国大会(東京工業大)において表彰された。以上、CSアンプラグドとそのデジタルコンテンツの融合点を図りながら、その授業法確立へ向けて、有益となる知見を得ることができた。今後も研究を継続して行きたい。
強迫行為をひき起こす線条体ストリオソームの生理特性

強迫障害神経回路を構成する線条体ストリオソームの投射ニューロンは線条体ではこれだけがμオピオイド受容体を持つ。このμオピオイド受容体はムスカリン受容体を抑えておくとストリオソームへの抑制を解除するように働くことを見いだした。これは行動パターン形成時に起こるアセチルコリンの放出低下が行動の動機づけをコードするストリオソームの活動を脱抑制して活動的にさせ、行動学習を進めることを示唆するものである。本研究は強迫行為を引き起こす責任病巣と考えられる線条体ストリオソームを含む神経回路の生理特性を明らかにすることを目的とする。TH-GFPマウスにメタンフェタミンを慢性投与して強迫行為を引き起こした。行動の評価は齧歯類で知られる常同行動をリストアップし、得点化して常同行動を記録した。行動の記録を行った後、組織学的にc-fosの発現の程度を線条体のストリオソームおよびマトリックスに分けて定量化した。その結果、部位による違いはあるものの線条体ストリオソームにc-fosの発現が多いことが明らかになった。次にこの線条体ストリオソーム局所神経回路が皮質線条体路のテタヌス刺激によってどのようなシナプス可塑性の性質を持つか明らかにしようと試みた。方法は皮質-線条体-視床スライスを作成し、蛍光顕微鏡下に光るストリオソームを同定する。ストリオソームはμオピオイド受容体に富む領域なので、実験のあと免疫抗体染色を行って確認する。記録はパッチクランプ法を用いた。刺激のプロトコールは皮質刺激とストリオソームのニューロンの発火のタイミングを前後にずらして、spike-timing dependent plasticityの起こり方がストリオソームとマトリックスで違うか調べた。線条体の直接路と間接路の投射ニューロンでシナプス可塑性に違いがあることが明らかになっているので、これをストリオソームで比較するために、新たにドーパミンD1受容体を持つ細胞即ち直接路投射ニューロンをYFPで標識したマウスとドーパミンD2受容体を持つ細胞即ち間接路投射ニューロンをYFPで標識したマウスの2種類のマウスを導入した。これとTH-GFPマウスとを掛け合わせることにより、ストリオソームの細胞を蛍光顕微鏡下に直接路、間接路の細胞に分類しながらシナプス可塑性に違いがないか調べることにした。その後、アンフェタミンを投与して強迫行為を引き起こし、このときのシナプス可塑性の変化を調べる予定である。TH-GFPマウスは線条体ストリオソームがGFPで明るく標識されている。行動の評価は齧歯類で知られる常同行動をリストアップし、得点化して常同行動を記録して行った。メタンフェタミンを慢性投与して強迫行為を引き起こし、行動の記録を行った後、組織学的にc-fosの発現の程度を線条体のストリオソームおよびマトリックスに分けて定量化した。ストリオソームはμオピオイド受容体に富む領域なので、実験のあと免疫抗体染色を行って確認した。ドーパミン生合成の律速酵素であるtyrosine hydroxylaseをGFPで標識したTH-GFPマウスにメタンフェタミンを慢性投与してOCDの薬理学的モデルを作成した。

行動の記録を行った後、組織学的にc-fosの発現の程度を線条体のストリオソームおよびマトリックスに分けて定量化した。その結果、部位による違いはあるものの線条体ストリオソームにc-fosの発現が多いことが明らかになった。次にこの線条体ストリオソーム局所神経回路が皮質線条体路のテタヌス刺激によってどのようなシナプス可塑性の性質を持つか明らかにしようと試みた。しかし、長時間の記録は難しく、結果もさまざまで整合性のあるデータの取得は困難であることがわかった。そこで、ストリオソームのμオピオイド受容体の作用に着目した。μオピオイド受容体はストリオソームの投射ニューロンのみが持つ。その結果、μオピオイド受容体とムスカリン受容体とは拮抗していることが明らかとなった。ムスカリン受容体の陽害はprotein kinase Cの低下を来たし、μオピオイド受容体活性化による線条体ニューロンに対する抑制性シナプス後電流(IPSC)の抑制を更に増強する。すなわち、記憶形成時のアセチルコリンの放出低下はドーパミンの大量の放出を促すと同時に動機付けの情報を持つストリオソームの活動を脱抑制すると考えられた。また、線条体に固有のドーパミンニューロンも強迫行為に関係すると考え、その生理解剖学的性質を明らかにした。
ネパールの都市ポカラにおけるカースト社会実態のコンピュータによる定量的解析研究

山本と北村とは昭和61年5月及6月に原資料コード化の作業用マニュアルを作成し、希望者を募って遂次集中的特訓を施こした上でアルバイト学生団を組織化した。7月の夏季休暇に入ると、総計25名の学生が活水女子大学の一室に会衆し、毎日5時間余OCR用紙にコードを記入する作業が続けられた。山本はこの作業の監督をし、北村は週単位で記入済の用紙を回収しそれをOCR読取装置から電算機に入力した。北村が独自に開発した「コード化作業のエラー自動修正プログラムにより一度電算機に入力された素データは学生単位にエラーを修正してパソコンの出力印刷紙上に戻された。各学生はこの出力結果を原資料と再照合した上でプリント用紙上に読取装置の判読不明部分やエラー部分を赤インクで修正した。このようにコード化作業とその結果の修正作業とを短時間間隔でフィードバックさせたことは、学生の作業効率を累しく高めたものと考えられる。以上の作業は9月中旬で完了し夏季休暇の終了とともに原資料全量を一応電算機に入力する事が出来た。その後は出力印刷紙上に赤字で修正された個所をパソコンのキーボードを通して電算機に入力された素データの修正作業が現時点(昭和62年3月)まで続行中である。キーボードによる修正作業は主に山本が担当し、北村は修正ずみのフロッピーディスクを長崎大学に持ち帰り自室のパソコンを通じて電算機に入力された素データを最終的に修正する作業に従事している。現時点ではデータ全量(18区分)のうち8区分の素データの修正を終えることが出来た。更に山本と北村とは昭和61年末から区単位で最終的修正済みの素データをパソコンのフロッピーディスクに出力して、それに解析ソフト(SL-MICRO)を使用して、部分的ながら多方面の解析を試行しだしている。この分析結果からはネパール都市カースト社会の興味深い諸断面が既に顔をのぞかせている。
糖尿病合併症家系図の構築と糖尿病合併症候補遺伝子に検索

我々は1995年から糖尿病患者の家族歴、白血球DNA、臨床検査、合併症関連検査を含む項目の蓄積と共に長期前向き経過観察研究を当外来にて開始し、既に、患者836名において糖尿病合併症とangiotensinogen(AT)、angiotensin type 1 receptor(ATR)、angiotensin converting enzyme(ACE)、eNOS、TGF beta1、matrix metalloproteinase 9(MMP9)、aldose reductase (AR)、methlenetetrahydrofolate reductase(MTHFR)の遺伝子多型を検討した。MMP9遺伝子多型と糖尿病性腎症の発症に、またTGF-beta1遺伝子多型と糖尿病性網膜症の発症にcase-control studyにて有意な関連が認められたが、集団の階層化(population stratification)などによる偽陽性である可能性を否定することはできない。そこで、本研究では集団の階層化による影響を受けない伝達不均衡テスト(transmission/disequilibrium test : TDT)を用い糖尿病合併症感受性遺伝子を解明する目的で、糖尿病合併症に関する家系図の構築を目的とした。本年度は、1)酸化ストレス関連LOX-1及びHO-1遺伝子、PKC beta遺伝子、SREBP-1遺伝子多型とSNPの検索、2)上記1)のcase-control study、3)関連施設糖尿病患者の臨床分類と白血球DNA採取、4)滋賀医科大学の糖尿病患者家族の白血球DNA採取を開始した。成果として、1)LOX-1遺伝子多型(+、1多型)、HO-1遺伝子多型(-)、PKC beta遺伝子多型(+、7多型)を確認した。2)PKC betaC-546G多型と糖尿病性腎症との関連性が示唆された。3)関連施設糖尿病患者1995例の臨床分類と458例の白血球DNAを採取した。4)滋賀医科大学糖尿病患者836例の家系図構築と104家系からのDNA採取の承諾とDNA採取を開始した。さらに、患者836名の内299名の患者両親或いは片親は死亡しており、現在生存している両親を有する糖尿病患者537名に関する糖尿病性腎症の臨床的分類は、正常アルブミン尿;335名、微量アルブミン尿;124名、顕性腎症;64名、不明;14名であった。2001年度中に、これら腎症の臨床分類を行った患者計523名の両親のうち、104家系から白血球DNA採取の承諾を得た我々は1995年から糖尿病患者の家族歴、白血球DNA、臨床検査、合併症関連検査を含む項目の蓄積と共に長期前向き経過観察研究を当外来にて開始し、既に、患者836名において糖尿病合併症とangiotensinogen(AT)、angiotensin type 1 receptor(ATR)、angiotensin converting enzyme(ACE)、eNOS、TGF beta1、matrix metalloproteinase 9(MMP9)、aldose reductase (AR)、methlenetetrahydrofolate reductase(MTHFR)の遺伝子多型を検討した。2001年度中に、これら腎症の臨床分類を行った患者計523名の両親のうち、104家系から白血球DNA採取の承諾を得た
新しい機能性遺伝子同定技術の創出と成人病性血管障害関連遺伝子探索への応用

本研究の目的は、任意の表現形質を担う遺伝子を機能面から系統的かつ簡便に同定する技術として代表者らが独自に考案したAntisense Display法を新しい機能性遺伝子スクリーニング技術として確立し、成人病性血管障害関運遺伝子、特に血管新生抑制性遺伝子の分離に適用することである。平成14年度の研究で、以下の成果を得た。1.平成13年度に行なった血管新生関連遺伝子のスクリーニングで同定された、血管内皮細胞の増殖促進を示す10mer陽性アンチセンスプールの高次スクリーニングを以下のとおり行なった。陽性プールに含まれていた16種のアンチセンス配列を単独でスクリーニングし、単一の陽性配列を同定した。続いて当該配列の鎖長を12merに延長した16種のアンチセンス配列を調製してスクリーニングを行ない、単一の陽性配列を同定した。さらに当該配列の鎖長を14merに延長した16種のアンチセンス配列を調製してスクリーニングを行ない、血管内皮細胞の増殖促進を示す単一の14mer配列を同定した。2.同定したアンチセンス配列を基にRT-PCRクローニングを行ない、上記14mer配列を有するcDNAをヒト血管内皮細胞より分離し、その配列を決定した。3.決定した配列でヒトゲノムデータベースのサーチを行なったところ、当該配列はこれまで全く報告されていない新規の遺伝子で、11番染色体上に位置していることが明らかになった。
腫瘍微小環境による転移性腎癌細胞の教育メカニズムの解析

本年度は昨年度の結果を踏まえて、エピゲノム機構を標的とした治療効果の検討と、腎がん細胞が好中球の動態に及ぼす影響について検討を行った。[1]高悪性腎がんの転移に対するエピゲノム阻害剤の治療効果の検討炎症関連遺伝子の発現制御への関与が示唆されたエピゲノム機構の治療標的としての妥当性を検討した。高悪性腎がん細胞を同所移植したマウスに対してエピゲノム阻害剤を投与し、転移抑制効果を検討したところ、自然肺転移の有意な抑制が観察された。詳細な検討により、このエピゲノム阻害剤は高悪性腎がん細胞において見られた好中球を介した肺転移促進機構を抑制することが示唆された。[2]腎がん細胞が好中球の動態に及ぼす影響の検討好中球の遊走ならびに生存が高悪性腎がん細胞によって制御される可能性を検討した。高悪性腎がん細胞ならびに親株の培養上清を用意し、好中球の遊走能を評価したところ、前者のみ好中球の遊走を有意に亢進させることが示された。また高悪性腎がん細胞が好中球のアポトーシスを制御している可能性を評価した結果、培養上清によって好中球のアポトーシスは有意に抑制されることが示された。さらなる検討により、遊走、アポトーシスはそれぞれ独立の機構で制御されている可能性が考えられた。一方で高悪性腎がん細胞が好中球の遊走とアポトーシスに与える効果は、エピゲノム阻害剤を投与することでキャンセルされることが確認され、独立した機構を協調的に抑制するエピゲノム阻害剤の有用性が示唆された。この結果は[1]で見られたin vivoにおけるエピゲノム阻害剤の効果を支持していた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、腫瘍微小環境における高悪性腎癌細胞の発生のメカニズムを解析し、進展、転移に関わる新たな重要因子を同定することを目的としている。本年は年次計画に基づき、下記の研究を遂行した。[1]腎細胞癌細胞高悪性株の樹立:まず淡明細胞型腎細胞癌の細胞株にルシフェラーゼ遺伝子を導入し、元株となる細胞を樹立した。次に腎同所移植モデルを用いて元株から高悪性株の樹立を試みた。腫瘍の進展を生物発光イメージング法にて確認し、腫瘍形成と原発腫瘍組織からの細胞単離を複数回繰り返すことによって、癌微小環境に曝露され、悪性度の高い腎細胞癌細胞の候補株を複数樹立した。[2]高悪性株の形質の探索:樹立した高悪性株の形質を細胞培養実験にて探索したが、細胞増殖能、腫瘍形成能および運動能の変化はいずれも見られなかった。一方、樹立した高悪性株の形質を、再度腎同所移植を行うことで探索したところ、同所腫瘍形成能、転移能ともに高悪性株にて亢進する傾向にあった。さらに移植を行ったマウスの生存期間を有意に短縮したことから、樹立された候補株は高悪性株であることが分かった。また、HE染色による観察から、腫瘍組織中に分葉核を有する細胞集団の浸潤が確認された。さらにフローサイトメトリー法によるマーカー発現の解析から、これらの細胞集団は宿主由来の好中球である可能性が高いと予想され、高悪性株は悪性形質として、好中球の浸潤を促進させる作用を有していることが示唆された。[3]腎細胞癌進展における好中球関与の可能性の探索:好中球が悪性腎細胞癌の進展に与える役割を探索した。特異的認識抗体によって好中球を除去し、腎同所移植モデルから高悪性株の動態を確認したところ、原発腫瘍の形成に変化は無かったものの、肺転移が減少した。このことから、腎細胞癌細胞の肺転移には、好中球の作用が関与していることが示唆された。当初の年次計画において平成28年度は、腎細胞癌細胞高悪性株の樹立、および高悪性株の悪性形質の探索を予定していた。この二点に関しては本年度中に達成され、新規に樹立した高悪性株では、in vivoにおいて腫瘍形成能、転移能が亢進していることが確認された。また腫瘍微小環境と腎癌細胞の相互作用の一例として、高悪性株は好中球の浸潤を促進させ、好中球が高悪性株の肺転移を亢進させることが示唆された。これらは当初の年次計画では次年度以降に達成される見込みのものであったため、当初の計画以上に進展していると言える。本年度は好中球と腎細胞癌細胞との相互作用に焦点を当て、腎細胞癌細胞側の候補遺伝子を探索した。同時に、好中球依存的な肺転移促進機構ががん進展に伴って新たに露呈する表現型であると仮説を立て、候補遺伝子の転写制御機構の探索を試みた。[1]腎細胞癌細胞高悪性株における遺伝子発現の網羅的探索:前年度までに樹立した腎細胞癌細胞高悪性株三株および親株の遺伝子発現を、次世代シーケンサーを用いて網羅的に解析した。親株と高悪性株、ならびに高悪性株間の遺伝子発現比較によって候補遺伝子群を抽出した。得られた遺伝子群には好中球の遊走、活性化への関与が報告されている因子が複数含まれており、前年度確認した表現型を説明しうると考えられた。遺伝子オントロジー解析やGSEA解析を行ったところ、高悪性株においては低酸素応答、解糖系ならびに炎症応答に関連するシグナルの亢進が示唆された。

[2]候補遺伝子の転写制御機構の探索:原発腫瘍の進展に伴い、候補遺伝子の発現制御がエピジェネティックな機構で行われている可能性を考え、エンハンサーの活性化状態を示すヒストン修飾であるH3K27アセチル化をChIP-seqによりゲノムワイドに探索した。その結果、高悪性株では複数の候補遺伝子のエンハンサー領域でスーパーエンハンサーの形成が確認された。また、転写開始点上流でH3K27アセチル化の上昇が見られた候補遺伝子に関してDNAメチル化状態をバイサルファイトシーケンスによって確認した。その結果、親株では候補遺伝子の転写開始点近傍のCpGサイトがメチル化状態にあるものの、高悪性株ではメチル化が解除されていることが確認された。レポーターアッセイによりこのCpGサイトは、候補遺伝子の転写に寄与することが示唆された。以上より、高悪性株における候補遺伝子群の転写亢進にはクロマチンリモデリングが関与していると考えられた。平成29年度は、当初予定していたRNAシークエンスによるがん細胞側の候補遺伝子の探索のみならず、これらの遺伝子のエピジェネティックな発現制御機構を見出した。これらの結果は、高悪性株において見られる好中球依存的な肺転移には原発腫瘍微小環境での教育が寄与しているという仮説を支持している。申請時にはエピジェネティックな発現制御機構の解明は予想されなかったものであり、当初の計画以上に進展していると言える。本年度は昨年度の結果を踏まえて、エピゲノム機構を標的とした治療効果の検討と、腎がん細胞が好中球の動態に及ぼす影響について検討を行った。[1]高悪性腎がんの転移に対するエピゲノム阻害剤の治療効果の検討炎症関連遺伝子の発現制御への関与が示唆されたエピゲノム機構の治療標的としての妥当性を検討した。高悪性腎がん細胞を同所移植したマウスに対してエピゲノム阻害剤を投与し、転移抑制効果を検討したところ、自然肺転移の有意な抑制が観察された。詳細な検討により、このエピゲノム阻害剤は高悪性腎がん細胞において見られた好中球を介した肺転移促進機構を抑制することが示唆された。[2]腎がん細胞が好中球の動態に及ぼす影響の検討好中球の遊走ならびに生存が高悪性腎がん細胞によって制御される可能性を検討した。高悪性腎がん細胞ならびに親株の培養上清を用意し、好中球の遊走能を評価したところ、前者のみ好中球の遊走を有意に亢進させることが示された。また高悪性腎がん細胞が好中球のアポトーシスを制御している可能性を評価した結果、培養上清によって好中球のアポトーシスは有意に抑制されることが示された。さらなる検討により、遊走、アポトーシスはそれぞれ独立の機構で制御されている可能性が考えられた。一方で高悪性腎がん細胞が好中球の遊走とアポトーシスに与える効果は、エピゲノム阻害剤を投与することでキャンセルされることが確認され、独立した機構を協調的に抑制するエピゲノム阻害剤の有用性が示唆された。この結果は[1]で見られたin vivoにおけるエピゲノム阻害剤の効果を支持していた。平成28年度の研究成果から、腫瘍微小環境中との相互作用を経て、腎細胞癌細胞の肺転移能が亢進すること、およびその転移機構に好中球が関与することが示唆された。故に今後は好中球との相互作用機構に焦点を当て、研究を遂行する。平成29年度は具体的に下記の課題に関して検討を行う。・RNAシークエンスによる元株と樹立した高悪性株の遺伝子発現の比較検討・高悪性株移植下における宿主好中球の遺伝子発現変化の探索・上記二項目より抽出された悪性化関連遺伝子の妥当性の検討
破骨細胞におけるp38MAPキナーゼカスケードの役割の解明

骨吸収におけるp38MAPキナーゼの機能を明らかにするため、破骨細胞におけるリン酸化キナーゼの検出とp38MAPキナーゼの強制的活性化を行った。また、p38MAPキナーゼを制御する因子の探索を酵母ツーハイブリッド法で行った。(1)破骨細胞におけるp38MAPキナーゼ経路の活性化の解析破骨細胞と骨髄マクロファージは、p38MAPキナーゼを発現していた。しかし、LPSの刺激で骨髄マクロファージのp38MAPキナーゼはリン酸化されたが、破骨細胞のキナーゼはリン酸化されなかった。p38MAPキナーゼのリン酸化を担うMAPKキナーゼMKK3/6は、破骨細胞と骨髄マクロファージどちらにも発現していた。しかし、LPS刺激により骨髄マクロファージではMKK3/6が強くリン酸化されたが、破骨細胞のはリン酸化されなかった。MKK6CAを導入することにより初めて、破骨細胞でp38MAPキナーゼおよびMKK3/6のリン酸化が認められた。(2)恒常的活性型MKK6の導入によるp38MAPキナーゼ経路の制御恒常的活性型およびドミナントネガティブ型のMKK6を破骨細胞に導入することにより、p38MAPキナーゼの活性を制御して、破骨細胞の骨吸収機能と生存に対する影響を明らかにした。恒常的活性型MKK6は象牙切片上の骨吸収に対して影響しなかった。一方、破骨細胞の24時間および48時間生存率に対して、恒常的活性型MKK6によるp38MAPキナーゼ活性化は、顕著な生存率の向上を示した。この破骨細胞の生存はキナーゼ特異的阻害薬であるSB203580の添加によって阻害された。ドミナントネガティブ型のMKK6は、骨吸収および生存に対して影響を与えなかった。破骨細胞のp38MAPキナーゼはサイトカイン刺激によって活性化されない。また、上流のキナーゼMKK6もリン酸化されてなかった。そこで、上流のに対する不活化機構を予想し、と結合する阻害因子を酵母Two hybrid法で探索した。本研究期間に、MKK6結合因子の候補をいくつか単離することに成功した。骨吸収におけるp38MAPKの機能を明らかにするため、破骨細胞におけるリン酸化p38MAPKの検出とp38MAPKの強制的活性化を行った。マウス骨髄細胞と骨芽細胞との共培養により得た破骨細胞と、骨髄細胞由来のマクロファージ(骨髄マクロファージ)を実験に用いた。それぞれの細胞をLPS刺激後、p38MAPK、リン酸化p38MAPK、MKK3/6、リン酸化MKK3/6をWestern法で検出した。また、アデノウイルスを用いて恒常的活性化MKK6(MKK6CA)を破骨細胞に導入し、タンパク発現および象牙切片上での吸収窩とアクチンリング形成を評価した。さらに、破骨細胞の延命を経時的に測定した。これらの実験より得られた結果は、以下の通りである。破骨細胞と骨髄マクロファージは伴にp38MAPKを発現していた。

しかし、LPSの刺激で骨髄マクロファージのp38MAPKはリン酸化されたが、破骨細胞のp38MAPKはリン酸化されなかった。p38MAPKのリン酸化を担うMAPKキナーゼMKK3/6は、破骨細胞と骨髄マクロファージどちらにも発現していた。しかし、LPS刺激により骨髄マクロファージではMKK3/6が強くリン酸化されたが、破骨細胞のMKK3/6はリン酸化されなかった。MKK6CAを導入することにより初めて、破骨細胞でp38MAPKおよびMKK3/6のリン酸化が認められた。また、LacZを導入した破骨細胞コントロールに比べて、MKK6CAを導入した破骨細胞の吸収窩とアクチンリング形成には差が無かった。一方、MKK6CAを導入した破骨細胞は延命を示し、IL-1やRANKLで誘導される延命と同じ強さであった。以上の知見より、破骨細胞特異的にp38MAPKの不活化が起こり、強制的に活性化させたp38MAPKは破骨細胞の延命を誘導することが明らかとなった。1.恒常的活性型MKK6の導入によるp38 MAPキナーゼ経路の制御恒常的活性型およびドミナントネガティブ型のMKK6を破骨細胞に導入することにより、p38 MAPキナーゼの活性を制御して、破骨細胞の骨吸収機能と生存に対する影響を明らかにした。恒常的活性型MKK6は象牙切片上の骨吸収に対して影響しなかった。一方、破骨細胞の24時間および48時間生存率に対して、恒常的活性型MKK6によるのp38 MAPキナーゼ活性化は、顕著な生存率の向上を示した。この破骨細胞の生存はp38 MAPキナーゼ特異的阻害薬であるSB203580の添加によって阻害された。ドミナントネガティブ型のMKK6は、骨吸収および生存に対して影響を与えなかった。2.病態モデル動物におけるp38 MAPキナーゼ活性化の解析骨破壊の亢進している病態モデルとして、コラーゲン誘導性のリウマチ動物モデルとOPGノックアウトマウスを用いた。これらの病態モデルマウスの骨組織の中で、p38 MAPキナーゼの活性化が破骨細胞で誘導されているのか否かを、組織学的解析法を用いて明らかにした。OPGノックアウトマウスの骨髄骨ではリン酸化p38 MAPキナーゼ陽性を示す細胞が野生型マウスに較べて顕著に多くなっていた。一方、コラーゲン誘導性の骨破壊マウスでは、リン酸化p38 MAPキナーゼ陽性細胞は検出されなかった。破骨細胞のp38 MAPキナーゼはサイトカイン刺激によって活性化されない。また、上流のキナーゼMKK6もリン酸化されてなかった。そこで、上流のMKK6に対する不活化機構を予想し、MKK6と結合する阻害因子を酵母Two hybrid法で探索した。本研究期間に、MKK6結合因子の候補をいくつか単離することに成功した。