hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
関節圧に基づく新しい人工膝関節手技の確立

まず簡易的な膝蓋大腿関節圧を測定する装置を使用して実験を行った。市販されている人工膝関節(Triathlon、Stryker社製)の膝蓋骨コンホーネントを2つに分割し、その間に薄型の圧センサー(Flexiforce、Nitta社製)を組み込んだ膝蓋大腿関節圧装置を作成した。それを用いてCS(Condyler stabilizing)モデルのトライアルインサートを用いて人工膝関節置換術を行ったときに後十字靭帯(PCL)を切除した時と切除しない時に膝蓋大腿関節圧がどう変化するかをCadaverを用いて調査した。結果は2017年のORS(Orthopaedic Research Society)AnnualMeetingで発表した。同時に、膝蓋骨を置換しない状態で膝蓋大腿関節圧を測定するために、小型の6軸センサーを組み込んだ大腿骨コンポーネントの作成に着手した。第1段階目のプロトタイプを実際に作成し、模擬骨を用いて膝蓋大腿関節圧の測定実験を行った。センサーがインプラントから4mmほどはみだしたため、設計を修正した。最終的に昨年度末にセンサーをインプラント内に完全におさめたセンサー付きインプラントが完成した。また、膝蓋骨を2mm内側に設置した時の膝蓋大腿関節圧の変化を測定するために、2mm中心位置がずれた膝蓋骨コンポーネントも完成した。2018年8月に膝蓋骨を上下に6ミリ移動可能な可動性膝蓋骨コンポーネントを作成した。2019年2月にインプラントに表面形状を合わせた、ガス滅菌可能な膝蓋骨コンポーネント圧センサーが完成した。2019年も引き続きデータ収集を行う予定である。すでに膝蓋骨の厚みを変化させたCadaver実験は終了し、結果に関しては本年の学会で発表予定である。今後は手術中の関節圧と術後の膝関節可動域や患者満足度との関連性について明らかにしたいと考えている。それと同時に、研究分担者らとともにミーティングを重ね、膝蓋骨を置換しない状態で膝蓋大腿関節圧を測定するために、小型の6軸センサーを組み込んだ大腿骨コンポーネントの作成に着手した。センサーを購入し、人工関節のモデルに若干の変更を加えつつ、第1段階目のプロトタイプを実際に作成し、模擬骨を用いて膝蓋大腿関節圧の測定実験を行った。しかしながら、センサーがインプラントから4mmほどはみだしたため、現在は設計の修正を行っている。更にまた、膝蓋骨を2mm内側に設置した時の膝蓋大腿関節圧の変化を測定するために、2mm中心位置がずれた膝蓋骨コンポーネントの図面を作成した。膝蓋骨コンポーネントとして、円形と楕円形を想定して検討を重ねている。実際の膝蓋第関節圧に関しては、測定可能であることは確認したが、実際に使用するインプラントと同じ形状にするために更に改良を試みており、試作品が完成予定である。膝蓋骨を置換しない状態で膝蓋大腿関節圧を測定するために、小型の6軸センサーを組み込んだ大腿骨コンポーネントの作成を始めたが、現状では進捗状況がやや遅れている。その原因として、第一に予想される膝蓋大腿関節圧に耐えうる強度の6軸センサーを小型化するに時間がかかったことが挙げられる。大腿骨インプラントの内部に組み込むため、センサーを約15mm×15mm×25mmよりも小さく設計しなければならず、この作成に時間を要した。第二に、作成した6軸センサーをインプラントに取り付ける方法が難しかったことが挙げられる。大腿骨インプラントに強固にセンサーを固定しなければいけなく、そのためにスペース確保が必要であった。プロトタイプは出来上がったが、実際に実験を行うと、インサートのポストの部分にセンサーがはみ出してぶつかることが分かった。センサーの取り付け方法を工夫することでスペースに余裕を持たせることができたため、現在新たな6軸センサー付き大腿骨インプラントの作成をしているところである。まず、簡易的な膝蓋大腿関節圧を測定する装置を使用して実験を行った。市販されている人工膝関節(Triathlon、Stryker社製)の膝蓋骨コンポーネントを2つに分割し、その間に薄型の圧センサー(Flexiforce、Nitta社製)を組み込んだ膝蓋大腿関節圧装置を作成した。それを用いてCS(Condyler stabilizing)モデルのトライアルインサートを用いて人工膝関節置換術を行ったときに後十字靭帯(PCL)を切除した時と切除しない時に膝蓋大腿関節圧がどう変化するかをカダバーを用いて調査した。現在は、センサーの試作品を作製している段階である。現在は、膝蓋骨を上下に数ミリ移動可能な部品を作成しており、この完成は2018年8月の予定である。これが完成したら実験を行う予定である。

膝蓋骨を置換しない状態で膝蓋大腿関節圧を測定するために、小型の6軸センサーを組み込んだ大腿骨コンポーネントの作成を始めたが、現状では進捗状況がやや遅れている。その原因として、第一に予想される膝蓋大腿関節圧に耐えうる強度の6軸センサーを小型化するに時間がかかったことが挙げられる。大腿骨インプラントの内部に組み込むため、センサーを約15mm×15mm×25mmよりも小さく設計しなければならず、この作成に時間を要した。第二に、作成した6軸センサーをインプラントに取り付ける方法が難しかったことが挙げられる。大腿骨インプラントに強固にセンサーを固定しなければいけなく、そのためにスペース確保が必要であった。プロトタイプは出来上がったが、実際に実験を行うと、インサートのポストの部分にセンサーがはみ出してぶつかることが分かった。センサーの取り付け方法を工夫することでスペースに余裕を持たせることができたたが、今度はセンサーの固定力が弱まったため、固定ねじを長くするなどの調整を余儀なくされた。再度設計を行い、2017年度末にセンサー付き大腿骨インプラントは完成したが相当な時間を要した。膝蓋骨を2mm横にずらす部品については予定通り作成が終了し、現在は膝蓋骨を上下に稼働させる部品を作成中であり、8月までに完成予定である。これが完成しだい実験開始となる。まず簡易的な膝蓋大腿関節圧を測定する装置を使用して実験を行った。市販されている人工膝関節(Triathlon、Stryker社製)の膝蓋骨コンホーネントを2つに分割し、その間に薄型の圧センサー(Flexiforce、Nitta社製)を組み込んだ膝蓋大腿関節圧装置を作成した。それを用いてCS(Condyler stabilizing)モデルのトライアルインサートを用いて人工膝関節置換術を行ったときに後十字靭帯(PCL)を切除した時と切除しない時に膝蓋大腿関節圧がどう変化するかをCadaverを用いて調査した。結果は2017年のORS(Orthopaedic Research Society)AnnualMeetingで発表した。同時に、膝蓋骨を置換しない状態で膝蓋大腿関節圧を測定するために、小型の6軸センサーを組み込んだ大腿骨コンポーネントの作成に着手した。第1段階目のプロトタイプを実際に作成し、模擬骨を用いて膝蓋大腿関節圧の測定実験を行った。センサーがインプラントから4mmほどはみだしたため、設計を修正した。最終的に昨年度末にセンサーをインプラント内に完全におさめたセンサー付きインプラントが完成した。また、膝蓋骨を2mm内側に設置した時の膝蓋大腿関節圧の変化を測定するために、2mm中心位置がずれた膝蓋骨コンポーネントも完成した。2018年8月に膝蓋骨を上下に6ミリ移動可能な可動性膝蓋骨コンポーネントを作成した。2019年2月にインプラントに表面形状を合わせた、ガス滅菌可能な膝蓋骨コンポーネント圧センサーが完成した。2019年も引き続きデータ収集を行う予定である。すでに膝蓋骨の厚みを変化させたCadaver実験は終了し、結果に関しては本年の学会で発表予定である。
物理層セキュリティの実用に向けた理論と符号化の構築

ディジタル通信における雑音を積極的に利用して通信の安全性を実現する物理層セキュリティを検討した.特に秘密鍵共有プロトコルを対象として,雑音通信路の出力を基に通信を行う二者が共通のビット列を生成する手順に関する性能解析を行った.この状況は,復号器に補助情報が与えられた順序つき確率変数列に対する情報源符号化として定式化でき,確率変数列の統計的性質を踏まえた誤り確率の理論的解析を行った.得られた結果により,誤り率特性を精度良く予測することが可能となった.また,この手順に関わる線形符号の構成,および量子化の手法についても検討を行った.本研究課題では,ディジタル通信における雑音のランダム性を積極的に活用することで安全な通信を実現する物理層セキュリティを対象としている.特に2人のプレイヤー,アリスおよびボブが第3者の存在の下で秘密鍵の生成を行う秘密鍵共有プロトコルを扱っている.このプロトコルでは,まず雑音通信路ないしは相関のある情報源から得られた信号列に対して誤り訂正符号の手法を利用することで共通のビット列を共有し,これに対してある種の圧縮を行うことで秘密鍵を生成する.ただし,この手順を実行する上では両プレイヤーはメッセージ認証がされた通信路を利用できるものと仮定する.本年度はこのプロトコルに対する総合的な性能解析を目指した理論的検討を行った.ここでは,アリスが送信信号に関連する情報をボブに提供することで,ボブがアリスと同一のビット列を入手することを目的とするが,第3者に漏洩する情報量を最小限とすることが求められる.これは情報理論における復号器において補助情報が得られる情報源符号化の問題と等価である.この枠組みの下で,特に雑音通信路を通して得られた信号列に対してボブが選択的に信号を抽出した上で,符号化を行う状況を想定している.さらに,線形ブロック符号を用いて符号化を行う場合に,両プレイヤーが同一系列の共有に失敗する確率の上界を理論的に導出した.ここでは,信号の選択法に応じた確率分布を踏まえる必要がある.得られた誤り確率に関する上界式は,計算機実験の結果と合致しており,正確な性能予測が行えることを確認した.また,多ユーザ環境における物理層セキュリティを視野に入れ,通信する2者の間に中継局が介在する通信路における符号化系の誤り確率に関しても理論的な検討を行った.本研究課題では,ディジタル通信における雑音のランダム性を積極的に利用することで安全な通信を実現する物理層セキュリティを対象としている.特に2人のプレイヤー,アリスおよびボブが第3者の存在の下で秘密鍵の生成を行う秘密鍵共有プロトコルを扱っている.このプロトコルでは,まず雑音通信路を通して得られた信号列に対して誤り訂正符号の手法を利用することで共通のビット列を共有し,これに対してある種の圧縮を行うことで秘密鍵を生成する.ただし,この手順を実行する上では両プレイヤーはメッセージ認証がされた通信路を利用できるものと仮定する.本年度は特にこのプロトコルの前半部分に注目して検討を行った.ここでは,アリスが送信信号に関連する情報をボブに提供することでボブがアリスと同一のビット列を推定することが目的であるが,第3者に漏洩する情報量を最小限とする必要がある.これは情報理論における復号器において補助情報が得られる情報源符号化の問題と等価である.特に,汎用性の大きい符号化方式を与えること,およびその性能に関して理論的な基盤を与えることを狙いとして以下の課題に取り組んだ.一般的な離散アルファベットに対して直列連接符号を用いた符号化法を提案するとともにその評価を行い,理論限界に迫る性能を達成することを示した.併せて有限のブロック長の線形符号に対する復号誤り確率の解析に関して基礎的な検討を行っている.さらに,雑音通信路の出力より離散情報を得る手法に関して,特に2元線形符号を用いた格子を着目し,その量子化の手順の提案と評価を行った.これらの成果により,効率的な秘密鍵共有を実現するための要素技術の基礎が与えられたものと考えられる.本研究課題では,ディジタル通信における雑音のランダム性を積極的に利用することで安全な通信を実現する物理層セキュリティを対象としている.特に2人のプレイヤー,アリスおよびボブが第3者の存在の下で秘密鍵の生成を行う秘密鍵共有プロトコルを扱っており,攻撃者が無限の計算能力を有する場合でも安全性が保証される情報理論的安全性を志向するものである.このプロトコルでは,まず雑音通信路を通して得られた信号列に対して誤り訂正符号の手法を利用することで共通のビット列を共有し,これに対してある種の圧縮を行うことで秘密鍵を生成する.ただし,この手順を実行する上では両プレイヤーはメッセージ認証がされた通信路を利用できるものと仮定する.前年度までに,このプロトコルにおける誤り訂正に関して,特に線形符号を用いた手法に関する性能解析を行っている.復号誤り確率に対する上界式が導出されており,計算機実験による数値結果とも合致していた.一方,この上界式は多重積分が必要とされることから,その数値計算が実行できるのは用いている線形符号の最小距離が小さい場合に限定されていた.本年度はこの問題を解決するため,上記の限界式に対する近似式を導出した.対象としている符号化法では,第3者に漏洩する情報量を最小限とするため,信頼性の高い信号のみを抽出する手順が含まれるが,これにより生成される仮想的通信路の統計的性質を踏まえることで,誤り率予測の精度が損なわれない限界式を与えた.その計算結果は数値実験とも整合しており,従来よりも最小距離が大きい線形符号に対する性能予測が容易となった.

さらに,雑音通信路の出力より離散情報を得る量子化手法に関して,特に低密度パリティ検査畳込み符号を用いた格子に着目し,その処理法の提案と性能評価を行った.本研究課題では,ディジタル通信における雑音のランダム性を積極的に利用することで安全な通信を実現する物理層セキュリティを対象としている.特に2人のプレイヤー,アリスおよびボブが第3者の存在の下で秘密鍵の共有を行う秘密鍵共有プロトコルを扱っている.このプロトコルでは,雑音通信路を通して得られた信号列に対して誤り訂正符号の手法を利用することで共通のビット列を共有する手順が重要な役割を果たすが,この符号化の手順と性能解析に関して継続的に検討を行ってきた.前年度までに,特に線形符号を用いた場合について,復号誤り確率の上界式を導出し,さらにそれに対する近似計算法を与え,両者が計算機実験による数値結果と整合することを確認した.しかし,厳密な上界式は線形符号の最小距離が小さい場合にしか数値計算を実行することが困難であった.また,近似計算法はより効率的に計算が行えるものの,その手順が煩雑である点に問題が残された.そこで本年度は,より簡潔に数値計算が行える近似式を提案し,線形符号の最小距離が大きい場合でも正確な性能予測が可能となることを示した.特に検討対象である符号化法では,信頼性の高い信号のみが抽出される手順が含まれるが,これにより生成される仮想的通信路上における信号の符号パターンが誤り率特性を予測することに有用であることに着目している.また,雑音通信路を含む通信系の一般化として,相関のある情報源を共有する2者間での同一情報を共有を想定すると,離散情報を得るための量子化を行うことが不可欠となる.この量子化には畳込み符号を用いることが有効であるが,その基本的な性能を評価することで,最近になり盛んに研究されている低密度行列に基づく手法に比肩する性能を達成可能であることを明らかにした.ディジタル通信における雑音を積極的に利用して通信の安全性を実現する物理層セキュリティを検討した.特に秘密鍵共有プロトコルを対象として,雑音通信路の出力を基に通信を行う二者が共通のビット列を生成する手順に関する性能解析を行った.この状況は,復号器に補助情報が与えられた順序つき確率変数列に対する情報源符号化として定式化でき,確率変数列の統計的性質を踏まえた誤り確率の理論的解析を行った.得られた結果により,誤り率特性を精度良く予測することが可能となった.また,この手順に関わる線形符号の構成,および量子化の手法についても検討を行った.本研究課題の実施計画において,雑音通信路を用いた情報理論的に安全な秘密鍵共有プロトコルにおける誤り訂正に関する検討を挙げていた.これは情報理論分野において知られる,復号側で補助情報が得られる状況下での符号化としてモデル化できる.その一方,送信者および受信者の双方が,事前に確率変数列の部分列を選択的に抽出する点に大きな相違がある.このため,誤り訂正方式の性能解析を行う上では,上記の操作に即した統計量を踏まえることが不可欠となる.本年度の研究課題では,この問題に対して導出されていたタイトな誤り確率の上界式に対して,精度の高い近似式を得ている.
セレン結合性タンパク質が関与する心臓のセレン代謝経路の解明

必須微量栄養素セレン(Se)の欠乏は重篤な心筋障害の原因となるが,そのメカニズムや代謝過程の詳細は未だ不明である。そこで本研究では心臓におけるSe代謝経路,特に心筋細胞へのSeの取り込み機構の解明を目的とする。著者らは以前に,タンパク質のチオール残基とセレンによるセレノトリスルフィド(-S-Se-S-, STS)の形成が,セレンの膜透過や輸送過程に関与していることを報告しており,本研究では心臓のSe代謝においてもこのようなSTSの化学形が関わるメカニズムが存在する可能性を検討する。
市場のグローバル化と地域の政策対応に関する理論・実証研究

理論面では、関税や法人税率に関する政策協調が達成されたとしても、税制度、国内所得再分配の規模、公共投資額、利益団体への規制強度、税率決定のタイミングなど、国家間の協調が困難な政策手段を用いた場合の財政競争理論を構築する成果を上げている。また、協調困難な状況では、課税ベースを基準にした地域間財政移転制度が協調可能性を高めることを解明した。実証面では、外的ショックが日本の地域経済に与えた影響、および地方自治体の政策反応について長期時系列的な傾向を実証的に捉えることに成功した。加えて、東日本大震災をはじめとした自然災害に伴う地域企業、金融機関、家計の行動変化を定量的に明らかにすることができた。本年度の特徴的な活動成果としては、以下の2つがある。第一に、初年度の研究成果を各研究分担者が国際学会等で発表し、それを国際学術雑誌への掲載につなげたことである。第二、国際研究集会「Regional Economic Development in East Asia」を名古屋大学において開催し、各班が進めている研究成果について報告を行い、海外に向けた成果の発信を行ったことである。3つの研究班が進める研究の成果は多岐にわたるが、その一つとして、International Tax and Public Finance誌に掲載された財政競争の理論研究班の成果は、本研究のきっかけとなったアイデアが国際雑誌への掲載という形で形になったものである。標準的な財政競争研究では、各国が税率を用いた競争を行うとされているが、税率決定のタイミングという各国で協調が困難な操作可能な政策手段を用いた場合の均衡の特性を明らかにしている。本研究が公表されて以降、Handbook of Public Economics誌に研究が引用・紹介されるなど、財政競争研究に対する意義ある貢献をなしたといえる。また、Journal of Public Economics誌に掲載された研究では、標準的な公共経済分野の教科書にも出てくる不完全競争市場における「従価税の優位性」定理が、グローバル市場では成立しないことを示す意義ある貢献をなしている。第一に、国際研究集会「Globalization and Regional Economic Policies」を名古屋大学において開催し、各班のリーダー(小川・家森・内藤)が、各班が進めている研究成果について報告を行い、海外に向けた成果の発信を行ったことである。第二に、「グローバル化と企業支援に関する企業アンケート」を行ったことである。現在、アンケート結果についての解析を進めており、次年度にアンケート結果の取りまとめを行う。3つの研究班が進める研究の成果は多岐にわたるが、その一つとして、Journal of Comparative Economics誌に掲載された財政競争班と地域実証班の共同研究では、日本の市町村自治体に関する長期時系列データを解析することによって、何らかの財政ショックに対して市町村がどのような政策手段でもって、また、どの程度の期間をかけて当該ショックを吸収しているのかを明らかにすることができた。自然災害や経済危機など様々な外的経済ショックが生じる現代において、外的ショックに地域政府がどのように対応しているかを明らかにした事実解明的研究であり、諸外国の政策対応と比較することで我が国の特徴を明らかにすることができたという点で意義深い研究と評価されている。とりわけ、日本の地域政府の政策対応として特徴的な点は、租税や地方債、公共支出といった政策手段ではなく、公共投資量の変化によって、外的ショックのほとんどを吸収しようとしているところにある。次年度は、同様の分析を都道府県を対象にした研究を進める予定であり、これによって垂直的政府間関係を含めた地域政府全体の政策対応を明らかにする予定にしている。理論研究班では、本事業における理論研究の最大の課題である、国際的な協調が難しい政策変数を用いた場合の財政競争モデルの構築に関して、政策決定のタイミングを手段とした新たな税競争モデルを国際誌に論文という形で掲載することに成功した。このテーマに関しては2010年に最初の論文が公刊されて以降、財政競争理論研究の分野ではホットイシューの1つとなっており、現在進行形で研究者が論文を発表する競争を繰り広げている。この公刊によって、当該領域の研究者の注目を集めることを期待できる成果を出すことが出来たと考えている。地域経済の実証研究班では、グローバル化に由来して発生する外的ショックに対する地域経済や中小企業、地域金融機関の対応をVECM、空間計量経済分析、動学的因子分析などによって明らかにする研究が進められた。以前に比べて外的ショックから受ける影響が異なる都道府県間で連関しやすくなっていることなど、政策的にも重要な結果を得ることに成功している。また、昨年度に実施したアンケートの解析を進めた結果、外的ショックから受ける損失は中小企業のほうが大きいにもかかわらず、中小企業のほうがショックに対する備えが進んでいないことや、従業員数が小さい企業ほどグローバル化を機会と捉えるよりも脅威と捉える傾向が多いこと、海外との取引を行う理由としては、国内市場の停滞と海外市場の成長、国内でのコスト上昇が大きな比重を占めており、為替変動や自然災害といったリスク要因を挙げている企業は多くないこと等が明らかになった。さらに自治体の外的ショックにたいする政策反応に関する研究は、その後、米国・ドイツ・スペインとの国際比較を行うまで進む成果を得ている。平成27年度は、(1)名古屋大学における定期的なワークショップ開催を利用して研究情報の収集と定期的な研究交流を図ること、(2)前年度のアンケート結果のまとめと各班へ基礎的情報として提供すること、および(3)研究期間前半の成果の整理と研究終了に向けての成果取りまとめの方向性の検討を行う計画をたてていた。(1)については、研究代表者が年度前半に大学を異動したため、年度後半において名古屋大学におけるワークショップ開催数が若干減少した。

他方で、新しい所属先でグローバル市場研究ワークショップという形態で研究集会を開催すると同時に、国際学会(WEAI-Singapore)と国内学会(日本応用経済学会)において当事業の研究課題を論題とした特別セッションを組むことなどによって、研究担当者以外の関連研究者の関心を引くことができるなど、結果としては当初計画以上の進捗があった。(2)については、2度にわたるクローズドな会合の中で期間前半の研究成果のとりまとめを行い、出版に向けた準備を進めてことができている。研究期間終了後に成果をとりまとめて出版して世に成果を問う予定であったが、3年目が終了する現時点で原稿の執筆内容と章立てもほぼ固まり、出版社も決まるなど、1年以上も早い進捗となっている。(3)については、RAを利用してデータ解析を行うことで結果を整理し、それを当初計画にあった研究分担者への情報提供にとどめることなく、結果を国内雑誌に公表することに、本事業に携わらない研究者へも情報を提供することができている。(1)-(3)を踏まえた各班による研究も、学会発表数、論文公刊数が年度当初の予定よりも大幅に増加しており、(1)-(3)のいずれもが年度の予定を一歩超えた水準で進捗を見せていることからすると、初計画以上に進展した1年であったと判断できる。理論研究班は、本事業における中心課題である、国際的な協調が難しい政策変数を用いた場合の財政競争モデルの構築に関して、昨年度に完成され、国際雑誌に掲載された基本モデルの拡張を図った。特に、国内で所得格差を是正するための所得再分配を各国が行う場合には、かりに税率の協調設定に成功したとしても、再分配政策の規模を政策変数とすることによって、国民の人的資本蓄積の誘因を変えることで、税率を独自の政策変数とできる場合と同様に、非効率な均衡に陥ることなどを明らかにしている。この研究は、国内の国民間に差異があるケースにおける税の協調問題を分析した研究として、国際雑誌に掲載される成果を上げている。また、税率ではなく、税制度自体を政策手段とした場合の租税競争モデルを構築し、従来は従量税(固定資産税)を政策手段とした財政競争が想定されてきたなかで、従価税(=法人所得税)を政策手段とした競争が生じるメカニズムを明らかにし、税率だけでなく、税制度自体の協調も必要となることを明らかにした。実証研究班は、アンケートデータおよび自然実験などを用いて、外的ショックが生じたときの経済主体の反応に関する定量分析を進めた。例えば、東日本大震災に伴う医療費一部負担金の免除施策が被災地の医療サービス利用にあたえた影響やリーマンショック以降、人民元がリスク回避先になったかどうか、地震保険の購入に夫婦の交渉がどの程度影響しているか、などについての計量経済分析をもとにして、その影響の定量化に成功している。
プラズマによるがん培養細胞の細胞死の細胞内分子機構の解明

超高電子密度大気圧プラズマを照射した培養液が脳腫瘍培養細胞にアポトーシスを誘導することを発見し、この培養液を「プラズマ活性培養液」と名付けた。プラズマ活性培養液が脳腫瘍培養細胞にアポトーシスを誘導する細胞内分子機構として、生存・増殖シグナリングネットワークを抑制すること、またプラズマ活性培養液が細胞内に活性酸素種(ROS)を上昇させることが関与していることを明らかにした。プラズマ活性溶液の成果はプラズマ医療科学の分野に大きな波及効果をもたらし、研究期間全体を通じて、プラズマ活性溶液に関する10件の論文公表と7件の特許出願を行った。平成25年度は大気圧プラズマを照射した培養液(プラズマ培養液)による脳腫瘍培養細胞グリオブラストーマのアポトーシス(プログラム細胞死)誘導についてその細胞内分子機構の解明を目指した研究を行った。グリオブラストーマを含む多くのがん細胞においてEGFR遺伝子やPTEN遺伝子の変化によりRas-MAPKシグナル伝達経路やPI3K/PTEN-AKTシグナル伝達経路を含むいわゆる生存・増殖シグナリングネットワークが異常に活性化されている。ウェスタンブロッティング解析などにより、プラズマ培養液を投与したグリオブラストーマ培養細胞においては、活性化状態のAKT, ERK, mTORなどがダウンレギュレートされており、プラズマ培養液が概してこれらの生存・増殖シグナリングネットワークを抑制することを発見した。すなわち、プラズマ培養液は生存・増殖シグナリングを抑制することによりグリオブラストーマ培養細胞にアポトーシスを誘導するという細胞内分子機構に基づくモデルを組み立てることができた。プラズマ培養液がmTORに影響を及ぼすことから、オートファジーと呼ばれる飢餓応答シグナル伝達機構にも何らかの影響を与えることも考えられたが、Atg5, Beclin1などのオートファジーのマーカー分子を用いた解析により、プラズマ培養液はグリオブラストーマにオートファジーを誘導することなくアポトーシスを誘導することが示唆された。本研究成果は6つの国際会議、国際ワークショップ、国際研究会などで口頭発表を行い、そのうちの2つは招待講演として口頭発表を行った。更に本研究成果を論文としてまとめPlasma Medicineとよばれる雑誌に投稿し受理された。名古屋大学プラズマナノ工学研究センターで独自に開発された超高電子密度大気圧プラズマを照射した培養液が脳腫瘍培養細胞にアポトーシスを誘導することを発見し、この培養液を「プラズマ活性培養液」と名付けた。プラズマ活性培養液が脳腫瘍培養細胞にアポトーシスを誘導する細胞内分子機構として、PI3K-AKTシグナル伝達経路とRAS-MAPKシグナル伝達経路を抑制すること、またプラズマ活性培養液が細胞内に活性酸素種(ROS)を上昇させることが関与していることを明らかにした。多くの共同研究によりプラズマ活性溶液の医療応用の可能性が拡がった。例えば、産婦人科との共同研究によりプラズマ活性培養液は抗癌剤耐性卵巣がんにも抗腫瘍効果を発揮することを動物実験により実証し、産婦人科・消化器外科との共同研究によりがん性腹膜炎の治療にプラズマ活性溶液が期待できることが示された。更に眼科との共同研究により、プラズマ活性溶液はレーザーで誘起された脈絡膜新生血管を抑制し、加齢黄斑変性の治療にも有望であることが示された。プラズマ活性溶液の論文はプラズマ医療科学の分野に大きな波及効果をもたらし、Plasma Medicine誌において「最もダウンロードされた論文」となった。またプラズマ医療関連の国際会議においてプラズマ活性溶液のセッションが設けられるようにもなった。研究期間全体を通じて、プラズマ活性溶液に関する10件の論文公表と9件の特許出願を行った。プラズマ医療平成25年度中に研究計画調書に記した「PI3K-AKTシグナル伝達経路のAKTの上流及び下流でプラズマが細胞内分子にどのような影響を与えているのかを明らかにする。」、「Ras-MAPKシグナル伝達経路にプラズマがどのような影響を与えているのかを明らかにする。」、「オートファジーシグナル伝達経路への影響も評価する」に関して実際に実験を行い研究実績の概要に示すような結果を得ることができ研究は順調に進展していると言える。またより大きな研究目的として、プラズマあるいはプラズマ培養液ががん細胞を選択的に殺傷する細胞内分子機構を解明することを掲げていたが、プラズマ培養液がグリオブラストーマなどのがん細胞において特異的に異常に活性化されている生存・増殖シグナリングネットワークを攻撃していることが、プラズマ培養液が選択的にグリオブラストーマ培養細胞をアポトーシスに導くことの1つの説明にはなっていると言える。cDNAマイクロアレイを用いたゲノムレベルでの遺伝子発現比較実験もデータ取得は終了しており、現在、大量のデータを解析することにより、プラズマ培養液ががん細胞のシグナル伝達ネットワークシステムに及ぼす影響を網羅的な視点から調べているところである。平成26年度に行う予定のRNAiやノックアウトセルラインを用いたプラズマ培養液に対する感受性を司る遺伝子の探索に向けて実験系の構築を行っている。プラズマ溶液の作成法にはプラズマ装置の種類、照射距離、照射時間、照射量など様々なパラメーターが存在するが、経験的に得られた条件からよりシステマティックな知見が得られつつある。

これまでのところ、研究計画調書に記載した計画通りにプロジェクトが進んでいるので、平成26年度は予定通り、RNAiやノックアウトセルラインを用いて、細胞のプラズマやプラズマ培養液に対する感受性に関わる遺伝子を探索する。具体的には、多くのがん細胞で突然変異が見られ、DNAダメージなどからアポトーシス誘導などのシグナル伝達を媒介するがん抑制遺伝子であるTP53遺伝子や生存・増殖シグナリングネットワークで重要な役割を果たすがん抑制遺伝子PTENをグリオブラストーマ培養細胞においてRNAiによりノックダウンすることによりプラズマ培養液に対する感受性が変化するかどうかを調べる。更には、ノックアウトセルラインを用いた解析により、TP53遺伝子やPTEN遺伝子のプラズマ培養液に対する細胞応答に関する普遍的な役割の発見を目指す。ノックアウトセルラインは使用可能なリソースが限られているが、結腸癌培養細胞系や乳腺上皮培養細胞系のセルラインにおいてリソースが豊富であることから、これらの様々なセルラインを用いて普遍的な遺伝子の役割を追及する。PI3K/PTEN-AKTシグナル伝達経路やRas-MAPKシグナル伝達経路を含む生存・増殖シグナリングネットワークやTP53シグナリングネットワークは非常に複雑な制御構造を有することが知られているが、平成25年度に得られたウェスタンブロッティング実験やcDNAマイクロアレイ実験などから得られた知見と平成26年度に行う予定のRNAiやノックダウンセルラインを用いた実験から得られる知見を用いて、プラズマ培養液が細胞内のシグナリングネットワークシステムにどのような影響を与えるのかを総合的に理解することを目指す。
KIRアリル多型は慢性骨髄性白血病におけるTKI中止の成功予測因子となり得るのか

慢性骨髄性白血病(chronic myeloid leukemia; CML)のチロシンキナーゼ阻害剤中止後におけるtreatment-free remissionの維持にNK細胞免疫が関わる。NK細胞にはKiller immunoglobulin-like receptor (KIR)を介したNK細胞活性制御機構があり、次世代シークエンサー(NSG)によるKIRのアリル多型解析の結果、KIR3DL1*005を有する個体でNK細胞免疫を介したCMLの治療効果が高いことを我々は見出した。この結果に基づき我々は、KIRのアリル多型がCMLにおけるTFRに影響を及ぼすかを検証する。
網膜電図を利用したマウス網膜神経節細胞応答の記録法の開発

マウスを中心とした実験動物において、網膜電図を用いた網膜神経節細胞応答の記録法の開発を行った。マウス網膜電図のScotopic threshold response(STR)は-7.2 log cd s m^2から-4.2 log cd s m^2の刺激で記録ができた。視神経断裂モデルで著しくSTRの振幅が減弱したことより、STRは網膜神経節細胞の応答を示していると考えられた。次に最近ヒトで網膜神経節細胞の応答といわれているPhotopic negative response(PhNR)をマウスで評価した。テトロドトキシンを使用したマウスでは有意なPhNRの有意な減弱は認めずPhNRはマウスでは網膜神経節細胞の電位を評価するのに有用でない可能性が示された。家兎を用いた実験では振幅の減弱がみられ網膜神経節細胞の応答と考えられた。PhNRは動物種によって構成成分に違いがあると考えられた。網膜電図(ERG)を利用したマウス網膜神経節細胞応答の記録法の開発ということで、平成21年度は今まで主にヒトのERGで報告されてきた網膜神経節細胞の評価法をマウスに応用して実験を行った。はじめにSTR (Scotopic threshold response)と呼ばれる、暗順応下に弱い光刺激により生ずる反応により、網膜神経節細胞の機能を解析できるか、またどのような条件が最も適しているかを検討した。まず記録に際し完全な暗順応の状態が非常に大切であり、完全な暗室を用いなければ質的な評価をすることはできなかった。刺激強度としては、我々の施設では、-7.2 log cd s m^2から-4.2 log cd s m^2の刺激強度で記録できた。振幅は-5.2 log cd s m^2の刺激で21.6+8.6(mean+SD)μVであった。網膜神経節細胞障害のポジティブコントロールである視神経切断モデルを使った評価でも、切断モデルでは7.3+1.6(mean+SD)μVとSTRが有位に減弱した。この結果よりSTRは視神経の評価に有用であることがわかった。つぎにPhNR (Photopic negative response)と呼ばれる錐体ERGの一成分の中に網膜神経節細胞の成分が含まれるかどうかを検討した。ヒトのPhNRは錐体ERGを青色の背景光下に赤色刺激にて記録をすると網膜神経節細胞反応が記録しやすいとの報告があり、我々も赤色刺激にて錐体ERGを記録しPhNRの評価を行った。視神経切断モデルにおいてPhNRの振幅は対象群と比較して有意な差は認められなかった。以上よりヒト臨床で用いられているPhNRは、マウス網膜神経節細胞の評価法としては機能しないことが判明した。今年度はマウス網膜神経節細胞の評価法の検証を行い、STRによる記録は有用であることが判明した。平成22年度はさらなる評価法の検証と、実際のモデルマウスの評価を行う予定である。網膜電図(ERG)を利用したマウス網膜神経節細胞応答の記録法の開発の研究で、平成22年度は今まで主にヒトのERGで報告されてきた網膜神経節細胞の評価法をマウス及び家兎に応用して実験を行った。はじめにSTR(Scotopic threshold response)と呼ばれる、暗順応下に弱い光刺激により生ずる反応により、網膜神経節細胞の機能を解析できるか、またどのような条件が最も適しているかを検討した。つぎにPhNR(Photopic negative response)と呼ばれる錐体ERGの一成分の中に網膜神経節細胞の成分が含まれるかどうかを検討した。またテトロドトキシンを硝子体内投与した霊長類ではPhNRが減弱していることが報告されたため、マウスで同様の実験を行ったが有意な振幅の減少は認めなかった。追加実験で家兎の硝子体内にテトロドトキシンを投与してPhNRの振幅の変化を検討した。

家兎ではPhNRは、有意に減少したが、他のb-waveなどの成分にも影響を与えることがわかりPhNRだけが網膜神経節細胞特異的な成分でないことが分かった。この結果PhNRマウス網膜神経節細胞の評価法としては機能しないことが判明したが、家兎ではある程度評価できることを示唆していた。
不定形運動からのダイナミクス・ベースト制御の新展開

本研究の目的は,生物がもつ非構造的で予測不可能的に変動する環境下で実時間かつ合目的的に振る舞いを自己組織化しながら対処する知(生存脳機能)の発現メカニズム・設計原理を明らかにすることにある.特に本研究では,最も原初的なロコモーション様式かつ不定形であるアメーバ様ロコモーションの発現原理を解明することを目的とする.この目的のため,アメーバ様ロボットを開発し,そのような多自由度でしなやかな機構にも適応可能な制御即を提案してきた.具体的には,機構系に保存則(内部に原形質を持たせ体積が一手になるように設計)と受動性と能動性を兼ね備えたアクチュエータ「可変弾性要素」外皮に組み込むことで,力学的長距離相互作用が生起されるように設計した.また,その機構系に「齟齬関数(discrepancy function)に基づく局所センサフィードバック」を組み込むことで,しなやかで適応的なロコモーションが生成可能なことを示した.さらに,提案した齟齬関数に基づく局所センサフィードバック」の妥当性をシミュレーションならびに実機実験にて検証した.この制御側の妥当性は同研究室のヘビ型ロボットにおいても確認されており,別の形態のロボットにも応用できる可能性が高い.また,本研究の結果から得られる知見は大自由度系やソフトロボットを構築する際に非常に重要であると考えられる.本研究の目的は,生物がもつ非構造的で予測不可能的に変動する環境下で実時間かつ合目的的に振る舞いを自己組織化しながら対処する知(生存脳機能)の発現メカニズム・設計原理を明らかにすることにある.特に本研究では,最も原初的なロコモーション様式かつ不定形でるアメーバ様ロコモーションの発現原理を解明することを目的とする.平成20年度には,シミュレーション上でロボットを構築し,狭窄空間などの環境において環境変動に対する実時間適応性の検証を行った.さらに,シミュレーションモデルをもとに実機製作を行い,実世界においてもロコモーション生成に成功した.シミュレーションモデルを構築するにあたり,Discrepancy Functionに基づく局所センサフィードバックの設計方策を提唱した.アメーバや粘菌を模した柔らかいロボットを設計する場合,その機構系がもつ膨大な自由度を巧みに,自律分散的に制御する必要がある.本研究では,機構系に保存則(内部に原形質を持たせ体積が一定になるように設計)と柔らかさを持たせることで,力学的長距離相関が生起されるように設計し,本研究で提案した局所センサフィードバックを組み込むことで,完全自律分散でロコモーションを生起させることに成功した.また狭窄空間においても,その形態しなやかに変形させて,狭窄空間を通り抜けることを示した.さらにシミュレーションモデルをもとに,実機および実験に必要な装置を制作し実世界での実験を行った.力学的な長距離相関を生起させるために内質としてバルーンを組み込み,それらの周りを自然長が改変可能な可変弾性要素で構成した外皮もったソフトロボットを構築し,ロコモーション生成に成功した.これらの結果から得られる知見は,大自由度系やソフトロボットを構築する際に非常に重要であると考えられる.本研究の目的は,生物がもつ非構造的で予測不可能的に変動する環境下で実時間かつ合目的的に振る舞いを自己組織化しながら対処する知(生存脳機能)の発現メカニズム・設計原理を明らかにすることにある.特に本研究では,最も原初的なロコモーション様式かつ不定形であるアメーバ様ロコモーションの発現原理を解明することを目的とする.この目的のため,アメーバ様ロボットを開発し,そのような多自由度でしなやかな機構にも適応可能な制御即を提案してきた.具体的には,機構系に保存則(内部に原形質を持たせ体積が一手になるように設計)と受動性と能動性を兼ね備えたアクチュエータ「可変弾性要素」外皮に組み込むことで,力学的長距離相互作用が生起されるように設計した.また,その機構系に「齟齬関数(discrepancy function)に基づく局所センサフィードバック」を組み込むことで,しなやかで適応的なロコモーションが生成可能なことを示した.さらに,提案した齟齬関数に基づく局所センサフィードバック」の妥当性をシミュレーションならびに実機実験にて検証した.この制御側の妥当性は同研究室のヘビ型ロボットにおいても確認されており,別の形態のロボットにも応用できる可能性が高い.また,本研究の結果から得られる知見は大自由度系やソフトロボットを構築する際に非常に重要であると考えられる.
頭頸部痛患者に対する学際的な診断システムの確立

頭頸部痛患者と顎関節症患者を比較し,鑑別に有用となるデータを検索した.本研究の結果から,習慣性開閉口運動を行わせる際,一番はじめの開口時には頭部と下顎の動き始めるタイミングが健常者と比較して,顎関節症IIIa型患者の方が早く動き始めていた(Cranio 2012, 272-279)他の研究グループでは,健常者と比較して,鞭打ち症患者では頭部が遅く動き始めるという研究結果と合わせると,本研究の結果は,顎関節症IIIa型患者と鞭打ち症患者の鑑別に有用となる可能性が考えられる.さらに,顎関節症患者の頭部回転中心については,これまで報告がないが,健常者と比較し,その頭部回転中心がばらつく傾向のあることが明らかになった(Journal of Biomedical Graphics誌に報告予定).頭頸部痛患者と顎関節症患者を比較し,鑑別に有用となるデータを検索した.本研究の結果から,習慣性開閉口運動を行わせる際,一番はじめの開口時には頭部と下顎の動き始めるタイミングが健常者と比較して,顎関節症IIIa型患者の方が早く動き始めていた(Cranio 2012, 272-279)他の研究グループでは,健常者と比較して,鞭打ち症患者では頭部が遅く動き始めるという研究結果と合わせると,本研究の結果は,顎関節症IIIa型患者と鞭打ち症患者の鑑別に有用となる可能性が考えられる.さらに,顎関節症患者の頭部回転中心については,これまで報告がないが,健常者と比較し,その頭部回転中心がばらつく傾向のあることが明らかになった(Journal of Biomedical Graphics誌に報告予定).本研究の目的は顎関節症患者,及び頸堆症等の整形外科疾患患者における頭部運動動態や筋電図波形の特徴を明らかにすることにより,顎関節症と頸堆症等の他疾患を鑑別する低侵襲で簡便な検査方法を確立することである。今年度は,データ収集に重きを置きつつ,これまで収集したデータを解析し,日本顎口腔機能学会第42回学術大会と日本補綴歯科学会第118回学術大会にて学会発表を行った。解析方法も,これまでの運動動態の分析のみでなく,時系列分析を新たに行い,健常者と顎関節症III型の患者では異なる様相を示すことを明らかにした。具体的には,健常者においては,下顎開閉口運動の開始時点では,下顎運動が先行する割合が高く,その後頭部運動が先行する運動の割合が高くなるのに対し,顎関節症皿型の患者では,運動の進行との明確な関連が認められないことを明らかにした。これらに頸部痛患者のデータ結果を付き合わせ,今後は運動の進行に伴う,頭部と下顎の運動がどのように変化するかを明らかにし,診断に役立てることを目標としている。一方,データ収集においては,健常被験者の選定について学会にて示唆を受けたことから,新たなデータ収集を行った。顎関節症III型患者,頸部痛患者のデータ収集も適宜行っている。その際新たに筋電図と頭部運動の同時記録が可能になったことから,これらのデータを収集している。目的:申請者はこれまで顎関節症患者の診断に役立てるため頭部運動解析を行ってきた.一方で,頭頸部痛を訴える患者の中には,頸椎症等の重篤な疾患が含まれていることがあり,顎関節症患者と早期に鑑別診断することが課題となっている.本研究では,顎関節症患者,および頸椎症等の整形外科歯科患者における頭部運動動態や筋電図波形の特徴を明らかにすることにより,顎関節症と他疾患を鑑別する低侵襲で簡便な検査方法を確立することを目的とした.22年度の研究実施計画:21年度前半に学会発表した内容について,被験者の選定等について問題あるとの指摘を受けたため,21年度後半は追加データの測定を行った.今年度は21年度に学会発表した健常被験者のデータを改めて,89^<th>IADRでその成果を発表した.また論文投稿のための準備を進めた.22年度に新たに得られた知見:顎関節症患者の繰り返しの開閉口運動について,運動の開始点を頭部と下顎で比較した結果,以下のことが明らかになった.健常者では,運動開始直後(随意運動)は下顎が頭部に先行して動き始めるのに対し,III a型の顎関節症患者では,頭部が下顎に先行して動き始めることが明らかになった.これは,開口し始める際に,顎関節症患者では予測制御が強く働き,運動の本体である下顎より頭部が先行して動き始めていることが示唆された.これは,これまで他のグループが鞭うち症患者の頭部運動と下顎運動から得られた結果と異なり,今後顎関節症患者と鞭うち症との鑑別に役立つ可能性が考えられた.下顎の開閉口運動において,健常者では,頭部は開口時に後上方へ,閉口時に前下方へと動いており,その運動は下顎と協調しているが,顎関節症患者では,下顎と協調する頭部運動の出現率が低下する.本研究では関節円板転位患者(以下IIIa型患者と略す)10名と健常者11名が開口する際の,頭部と下顎の動き始めるタイミングついて詳細に調べた.健常者では,運動開始直後(随意運動)は下顎が頭部に先行して動き始めるのに対し,IIIa型の顎関節症患者では,頭部が下顎に先行して動き始めることが明らかになった.これは開口し始める際に,顎関節症患者では予測制御が強く働き,運動の本体である下顎より頭部が先行して動き始めていることが示唆された.

この結果は,これまで他の研究グループが鞭うち症患者の頭部運動と下顎運動から得られた結果と異なり,顎関節症患者と鞭うち症とでは,同じ頸部痛があっても運動生理学のメカニズムに相違があることが考えられた.これらの内容は国際誌に投稿し,今年度に受理された.頭頸部痛患者と顎関節症患者を比較し,鑑別に有用となるデータを探すことを目的に本研究は行った.顎関節症IIIa型の患者では,これまで他の研究グループが示している鞭うち症患者にみられる特徴と異なる傾向のあることを明らかにした.具体的には,習慣性開閉口運動を行わせる際,最初の開口時には頭部と下顎の動きはじめるタイミングに健常者と相違がみられるということである(Cranio 2012,272-279).しかしながら,本研究は顎関節IIIa型患者,鞭うち症患者,健常者を比較はできておらず,今後はその点を追究したい.さらに,顎関節症患者の頭部回転中心についてはこれまで報告がないが,健常者と比較し,その頭部回転中心がばらつく傾向にあることが明らかになった.これについては,Journal of Biomedical Graphics誌に報告予定である.また下顎の機能運動時には頭部のみならず,体幹も協調して運動していることを金城らとともに明らかにした(顎機能誌2012,115-124)顎運動を測定するにあたり,欠損歯が多いことで測定ができない患者が散見された.そのため,新たに歯牙がなくても顎運動や頭部運動を測定可能かを模索するため,モーションキャプチャを用いたトライアルも並行して行った.モーションキャプチャーは皮膚上に標点を貼付するため,歯牙に標点を貼付するよりも測定精度を得るのが難しいため,当初予定していた習慣性開閉口運動では運動量が小さすぎ,頭部の動きを測定することが難しいことが判明した.従って,被験運動は大きい開口量の運動(食物取り込み運動)とし,皮膚上の点でも頭部と下顎の動きがある程度評価可能という結果を得た.これらは,第48回の日本顎口腔機能学会で成果発表を行った.今年度,昨年国際学会で発表した内容が国際誌に受理され,概ね予定通りに進展している.しかし,今のところ本研究で最終的にターゲットとしたい患者が被験者として十分集められていないため,他施設等との協同研究などの検討が必要かもしれない.24年度が最終年度であるため、記入しない。上記にも記載したが,ターゲットとしている被験者が十分集まっていない.他施設との協同研究等を視野に入れてデータを増やすことを検討したい.一方で,顎関節症患者のデータの中にも,未解明な点があるため,顎関節症に特有の運動様相等を明らかにすることも並行して進める予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
CD271を発現する肺癌幹細胞の解析と治療戦略への応用

悪性度の高い肺癌では癌幹細胞理論に基づく悪性化機序が想定される。そこで扁平上皮癌の癌幹細胞マーカー候補CD271による癌幹細胞の分画と解析を行った。超免疫不全マウスに対する扁平上皮癌の異種移植系の構築に成功した。次にCD271+細胞の癌幹細胞としての性質を調べた。同細胞は高い造腫瘍能を示し、増殖した腫瘍ではCD271陽性細胞から陰性細胞が生じており分化能を有していた。腫瘍細胞が形成するスフェアではCD271+分画の割合が増加しており、幹細胞性と一致すると考えられた。CD271+細胞はプラチナ製剤に対して抵抗性を示した。本研究によりCD271は新たな扁平上皮癌幹細胞マーカーであることが判明した。非小細胞肺癌(NSCLC)は、世界的に発症が多い悪性腫瘍であり、最も致死的であるといえる。自覚症状に乏しいことも多く、進行癌として発見される症例も多い。転移や再発が多く、放射線療法、化学療法を施行しても予後不良例が多い。本課題では、扁平上皮癌のがん幹細胞(CSC)マーカーとして申請者らが同定したCD271に着目し、「肺扁平上皮癌幹細胞」における機能解析と臨床応用に取り組む。具体的には、1肺癌「がん幹細胞」の機能発現におけるCD271細胞内ドメインの果たす役割は何か?、2がん幹細胞性の発揮に関わるエフェクター分子および複合体は何か?3CD271の活性化するパスウェイおよび標的遺伝子は何か?、4CD271を標的とした特異的治療法の開発は可能か?の4点を検討する。これらのアプローチによりCD271陽性がん幹細胞群に関する研究を展開し、肺がん幹細胞の新たな標的を探索した。細胞内領域を欠損させたCD271の過剰発現株を作成し、超免疫不全マウス(NOG)に移植したところ、腫瘍形成能が低下した。腫瘍形成には、CD271の細胞内領域が必要であると考えられた。さらにCD271の下流シグナルが重要と考えMAPK, JNK,p38などのシグナルに着目した。siRNAを用いてCD271をノックダウンすることに成功したため、同条件下で造腫瘍能に関するパスウェイを解析した。ERKには顕著な差異が認められなかったが、JNKおよびp38シグナルが減少していた。以上の結果から、CD271は扁平上皮癌の癌細胞性質を付与する機能分子であることが示唆された。本年度はCD271の活性化するパスウェイおよび標的遺伝子を同定するためCD271複合体を細胞可溶化液から高度精製した。プロテオミクス解析の結果、Vps35を同定した。V5タグ付きVps35とHAタグ付きCD271を293T細胞に共に発現したところ、弱い会合が認められた。次に両者の発現を共焦点顕微鏡で観察したところ、共局在が認められ、さらに細胞内オルガネラマーカーであるRab7と共局在した。Vps35はレトロマー複合体を形成する鍵分子であることから、CD271の細胞表面ー細胞内オルガネラ間の輸送に関与することが考えられた。ヒト扁平上皮癌細胞株を用いてVps35のノックダウンを行ったところCD271発現に変化が認められたため、癌幹細胞としての機能を制御する可能性が示唆された。細胞を用いた解析が予定通り進んでいる。呼吸器病学予定通り、肺癌幹細胞の解析を行う。当初研究計画から特に変更はない。超免疫マウスの解析に時間がかかるため。消耗品試薬類およびマウス購入に充当する。