hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
EAスピングラスにおける温度カオス効果、及びそのダイナミクスへの影響

最初に、連続スピン型のEAスピングラス(近接スピンとのみ相互作用するスピングラス)において温度カオス(熱平衡状態のカオス的な温度依存性)の存在を示唆する結果を得た。次に、温度カオスがある系でもダイナミクスにおけるメモリー効果が存在しうることを示した。また、イジングEAスピングラスにおける磁場中スピングラス相の不在を示した。最後に、長距離相互作用系のための新しいモンテカルロ法の開発とその応用を行った。1.イジングスピングラスの平均場模型は磁場中スピングラス相が存在することが知られているが、EAイジングスピングラス(低次元・短距離相互作用型のイジングスピングラス)において磁場中スピングラスが存在するかどうかは今なおはっきりとした結論が得られていない。本研究では、ドメイン壁実空間繰り込み群法とモンテカルロ法を組み合わせた手法によって有効カップリング・有効磁場のデータを得て、それをスケーリング解析することにより、この間題に対する検証を行った。その結果、例えその大きさが無限小であっても磁場はスピングラス秩序を破壊すること、つまり磁場中スピングラス相は存在しないことを強く示唆する結果を得た。またスビングラスは、ゼロ磁場のスピンパターンと磁場中のスピンパターンはある特性長1(H)より長いスケールで完全に無相関になると考えられているが(磁場カオス)、この特性長1(H)の定量的見積もりに成功した。この磁場カオスは、磁場中スピングラスの非平衡ダイナミクスで観測される奇妙な現象と大いに関連があると考えられており、本研究は両者の関連を研究する上で重要な役割を果たすものと考えられる。[研究業績1]2.XYスピンを持つEAスピングラスにおいて、個々のサンプルにおける有効カップリングの温度依存性を調べた。そして、有効カップリングがある温度では強磁性的であるのに別の温度では反強磁性的になるといった、温度カオスの存在を示唆する結果を得た。ただし、有効カップリングを精度良く測れるサイズが小さいため、有限サイズスケーリングによって温度カオスの存在を定量的に示す所まではいたっていないのが現状である。有効カップリングの測定方法に関しては、通常のモンテカルロ法を用いた方法の他にJarzynski等式を用いた手法も開発するなど、本年度の研究でも幾つかの工夫を試みたのだが、今後更なる工夫が必要である。1.RKKYスピングラスやランダム磁気異方性を持つ磁気双極子系など、長距離相互作用を持つランダムスピン系が、短距離相互作用しかもたないEAスピングラスと同様に温度カオスの性質を持つかどうかは興味深い問題であるが、この問題に取り組むために必要不可欠な、長距離相互作用系のための効率的モンテカルロ法の開発を行なった。一般に粒子数Nの長距離相互作用系では、1モンテカルロステップあたりN^2オーダーの計算時間が必要であるが、本手法では近似無しで計算時間をNlogNオーダーに削減することに成功している。現在のところ本手法は粒子が格子上に規則正しく配列している場合のみ適用可能であるが、粒子が不規則に配列している場合にも適用可能な手法を現在開発中であり、その成果は次年度に発表する予定である。2.Sinaiモデルと呼ばれる、ポテンシャルが複雑な多谷構造をしている一次元モデルにおいて、温度変化を伴う非平衡ダイナミクスの研究を行なった。過去にも同様の研究が行なわれているが、モンテカルロ法が用いられたため短いタイムスケールのみが調べられていた。それに対して本研究では、マスター方程式に現れる遷移行列を数値対角化する事により同モデルのダイナミクスを厳密に解いており、任意のタイムスケールを調べることが可能である。また、モデルに温度カオス効果を導入し、それがダイナミクスに及ぼす影響を調べた。本研究で得られた結果は以下の通りである。(1)タイムスケールが増えるにつれ、温度による緩和スピードの差がより顕著になる。(2)その結果、長いタイムスケールのダイナミクスでは、例え温度カオス効果があってもメモリー効果(温度を一時的に下げても、系が高温での履歴を覚えている現象)が観測される。(3)逆に温度を上げた場合、温度カオス効果が無い場合は緩和の促進が、ある場合は緩和の再初期化が観測される。RKKYスピシグラスや粒子配置がランダムな磁気双極子系など、長距離相互作用を持つランダムスピン系が、短距離相互作用しかもたないEAスピングラスと同様に温度カオスの性質を持つかどうかを調べるため、昨年度に引き続き、長距離相互作用系のための効率的なアルゴリズム(確率的カットオフ法)の開発を行なった。昨年度の段階では、この手法はスピンが格子状に規則正しく並んでいる場合にのみ適用可能であったが、現実のランダムスピン系ではスピンがランダムに配置されている場合がほとんどなので、重力多体系のシミュレーションなどでよく用いられる空間の8分木分割を組み合わせることにより、本手法を粒子配置がランダムな場合にも適用可能なものに改良した。また、比熱・熱平均エネルギーやレプリカ交換法における交換確率を短い計算時間で評価するための手法もあわせて開発した。従来の手法では、1モンテカルロステップ当たりの計算時間や比熱・熱平均エネルギー・レプリカ交換確率の評価に必要な計算時間は全てN^2オーダーであったのに対し(ここでNはスピン数)、今回申請者が開発した手法を用いると、これら全ての計算時間をNlogNオーダーに抑えることができるため、計算時間の大幅な削減が可能となる。

また、磁気双極子相互作用が働いている磁性粒子が3次元空間中にランダムに配置されているモデルに本手法を適用した研究も行なった。このモデルがスピングラス相転移を起こすかどうか、これまではっきりしていなかったのだが、今回の研究により、かなり低い温度でスピングラス相転移が起きていることが明らかとなった。ただし、このモデルのスピングラス相の温度範囲はかなり狭いため、温度カオスの有無の検証をするところまでは至らなかった。
農業を中心とする食資源産業においては、とりわけ「メガFTA元年」とされる2019年以降、急速なグローバル化の進展が見込まれる。こうした食資源産業のグローバル化は、従前は国家の保護政策の下で、小規模経営を維持してきた農業経営に危機をもたらす反面で、新たな食資源供給体制の構築をはじめとして、新たな展開の端緒となる可能性を有している。かかる現状認識を踏まえた本研究は、法学・行政学・農業経済学の研究者が、多角的フィールド調査(利害が対立する関係者から広くヒアリングを行うことによる立体的な実態把握)による実証研究に挑戦し、食資源確保のための実践的な法戦略の構築をめざす異分野融合型研究である。
海洋と水素エネルギー：超伝導応用の水素製造・貯蔵・輸送技術への新展開

始めに、海流/潮流エネルギーを利用したMHD(MagnetoHydroDynamics)発電/水素発生器の開発(テーマA)では、ヘリカル型発生器内部の流速分布に対する整流器の効果を明らかにした。また発電/水素発生特性に及ぼす磁場方向/誘導電場方向の影響を調べたところ、起電力は誘導電場方向に依存しないことがわかった。続いて、スロッシングよりみた舶用液体水素(LH2)タンクの開発(テーマB)では、外部加熱型超伝導MgB2(二ホウ化マグネシウム)液面センサーを長尺化した場合の最適ヒーター入力値の予測が可能になった。また、液面センサーの動的液面検知特性も良好であり、3Dスロッシング計測が可能となった。我々がこれまでに蓄積してきた超伝導技術をベースとして、海洋に無尽蔵に存在する水素エネルギーを製造・貯蔵・輸送するために、新しい応用展開を図っている。海流MHD(Magneto-Hydro-Dynamics;電磁流体力学)発電/水素発生に関する研究(テーマA)と液体水素のスロッシング(液面揺動)に関する研究(テーマB)に分けて、主に以下の研究成果を得た。海流MHD発電/水素発生に関する研究(テーマA):新型(ヘリカル型)海流MHD発電/水素発生器の電極の特性改善を目指して、電気分解電圧を低く抑えることができるDSE電極を設置した電極分割式MHD発電/水素発生器を製作した。これを用いて7 Tの磁場下で実験を行ったところ、電気分解電圧の低減効果および電極の直列接続による起電力上昇効果が得られた。続いて、海流MHD発電/水素発生器のプロトタイプモデルおよび実用モデルを設計するために、流体損失、起電力、発電出力等に関する単純な計算モデルの検討を行った。この計算モデルによる計算値は過去の実験値に近いものであり、大型化に伴う性能予測から最適形状に関する知見が得られた。液体水素のスロッシングに関する研究(テーマB):スロッシング計測の高精度化のために、外部加熱型超伝導MgB2(二ホウ化マグネシウム)液面センサーの測定電流依存性を詳しく調べた。その結果、出力信号の直線性に着目すると測定電流に依存しないが、有効液面検知長さの割合に着目すると測定電流に依存することがわかった。続いて、超伝導液面センサーの温度分布および静的液面検知特性を調べ、超伝導液面センサーを長尺化した場合の最適なヒーター入力値の予測が可能になった。さらに、海上輸送中のスロッシング状態の解明を目指して、停泊中の練習船深江丸の船上において小型容器を対象とした、液面・温度・圧力・加速度の同時計測システムを構築した。海流MHD発電/水素発生に関する研究(テーマA):新型(ヘリカル型)海流MHD発電/水素発生器では、海水が同軸電極周りを螺旋(ヘリカル)状に運動するので、比較的大きな流体損失を伴う。誘導起電力の向上には、流体損失を低減して海水流速を増加させるとともに流速分布を明らかにすることが重要である。そこで、5孔ピトー管および3D CADを用いて3D流速分布の詳細を調べるとともに、流速分布に対する整流器設置の効果を明らかにした。続いて、海流MHD発電/水素発生特性に及ぼす磁場方向/誘導電場方向の影響を調べるために、電極分割式ヘリカル型海流MHD発電機を作製し、ヘリカル流と発生起電力との関係を実験的に明らかにするとともに、起電力が誘導電場方向に依存しないことを見出した。液体水素のスロッシングに関する研究(テーマB):舶用液体水素タンク内部のスロッシング状態を解明するために、汎用解析ソフトANSYSを用いて、小型容器および2000 Lタンクを対象としたスロッシングのシミュレーション解析を行った。解析結果と実験結果を比較したところ、両者は定性的に一致した。続いて、舶用液体水素タンク内部の温度分布変化を把握するために、液体水素用超伝導MgB2(二ホウ化マグネシウム)液面センサーを利用して、センサーの全体および各部の電気抵抗を計測することにより液面・温度同時計測を試みた。測定精度の問題は残ったが、同時計測の目処が立った。海流MHD発電/水素発生に関する研究(テーマA):新型(ヘリカル型)海流MHD発電/水素発生器の電極の特性改善等を目指して、電気分解特性に及ぼす強磁場の効果を調べるために、小型発電セルを製作した。これを用いて10 Tの強磁場下で実験を行ったところ、印加電圧一定の状態で回路内電流の増加が見られた。続いて、海流MHD発電/水素発生器のプロトタイプモデルを設計するための知見を得るために、模擬発電機を製作して、線形テーパー設置の影響について調べた。

この発電機を回流水槽の水面下へ固定して、5孔ピトー管による発電機内部の流速測定を行い、内部流量比に対する線形テーパー設置の影響を明らかにした。液体水素のスロッシングに関する研究(テーマB):舶用液体水素(LH2)タンク内部のスロッシング状態を解明するために、製作した中型容器を対象として、外部加熱型超伝導MgB2(二ホウ化マグネシウム)液面センサーを5本用いて、液面位置の時間変化を計測した。センサー出力電圧と高速度ビデオカメラの画像データを比較して、センサーの良好な動的液面検知特性を確認した。続いて、MgB2液面センサーを長尺化した場合の最適なヒーター入力値、およびセンサー性能のセンサー長依存性を明らかにした。さらに、舶用LH2タンクのプロトタイプモデルを設計するための計算モデルを構築するために、市販の解析ソフトを用いて、大型LH2タンク内部の熱流体解析を試みた。その結果、液面位置の時間変化に対して初期充填率による違いが見られた。我々がこれまでに蓄積してきた超伝導技術をベースとして、海洋に無尽蔵に存在する水素エネルギーを製造・貯蔵・輸送するために、新しい応用展開を図っている。海流MHD(Magneto-Hydro-Dynamics;電磁流体力学)発電/水素発生に関する研究(テーマA)と液体水素のスロッシング(液面揺動)に関する研究(テーマB)に分けて、主に以下の研究成果を得た。海流MHD発電/水素発生に関する研究(テーマA):新型(ヘリカル型)海流MHD発電/水素発生器の発電特性等を明らかにするために、製作した小型発電セルを用いて同特性に及ぼす電磁ブレーキの影響を調べた。特に、模擬発電状態における磁場印加時の電流と圧力損失の関係に着目すると、電流に対する圧力損失の傾きと磁場の関係が線形近似できることがわかった。これは理論と定性的に一致している。また小型発電セル内における電気分解特性を調べたところ、電圧印加順方向に関して印加磁場が大きくなるほど電気分解電圧が小さくなる傾向が見られた。液体水素のスロッシングに関する研究(テーマB):舶用液体水素タンク内部のスロッシング状態を解明するために、中型容器を対象として、長さ500 mmの外部加熱型超伝導MgB2(二ホウ化マグネシウム)長尺液面センサーを用いて、液体水素のスロッシング計測を行った。センサー出力電圧と高速度カメラの画像データを比較したところ、液面誤差の平均値は±4 mm程度、また応答時間の平均値は0.15 s以内であることがわかった。さらに、作製した長尺MgB2線材全体の超伝導特性の均一性を明らかにするために、長さ20 mmのショートサンプルを対象として、超伝導特性の個体差を詳しく調べた。その結果、サンプルを切り取った場所に関係なく、超伝導特性のやや異なるサンプルがまばらに存在した。しかし、5本の長尺液面センサーの出力信号には個体差は見られなかった。始めに、海流/潮流エネルギーを利用したMHD(MagnetoHydroDynamics)発電/水素発生器の開発(テーマA)では、ヘリカル型発生器内部の流速分布に対する整流器の効果を明らかにした。また発電/水素発生特性に及ぼす磁場方向/誘導電場方向の影響を調べたところ、起電力は誘導電場方向に依存しないことがわかった。
大腸菌染色体分配に関わるMukFEB蛋白複合体の分子機構の解明

1.MukFEB蛋白複合体の同定と精製MukF、MukE蛋白はMukB蛋白のC末球状ドメインに結合して600kDの複合体を形成していた。MukFEB複合体はDNAのメチル化状態に関係なく一本鎖DNAと二本鎖DNAに同じ強さで結合した。またATP加水分解能はDNAに依存しなかった。MukFEB複合体とMukBの電子顕微鏡による形態観察を行った。MukFEB複合体はMukB単独に比べ明らかに両方の球状ドメインが大きく、MukB部分の球状ドメインを介する高次構造も観察された。2.SeqA蛋白の細胞内局在SeqA蛋白は複製直後の半メチル化GATC配列に特異的に結合し、細胞内で数個のクラスターを形成する。細胞周期を同調した細胞で、SeqAクラスターの動きを詳細に観察した。DNA複製開始直後にSeqAクラスターは細胞の中央に1個出現し、その後2個になって、DNA複製が終了する前に反対方向に分離した。また染色体複製開始領域(oriC)は細胞中央で2個になり、しばらく対をなして存在することがわかった。3.MukB蛋白の細胞内局在MukBはMukF、MukEがともに存在する時に、SeqAと同じように細胞内で数個のクラスターとして局在した。しかし新生細胞ではSeqAクラスターが細胞中央に1個存在するのとは対照的にMukBクラスターほ細胞の1/4、3/4長の位置に1個ずつ存在していた。その後SeqAクラスターは2つになり、それぞれMukBクラスターの近くに移動した。4.SeqA蛋白に結合するDNA領域の同定細胞周期を同調した大腸菌をin vivoで蛋白とDNAのクロスリンクをかけ、SeqA抗体で免疫沈降しSeqAに結合しているDNA領域を同定した。複製フォークの進行に伴い複製開始領域(oriC)から複製終結領域(ter)に向かってSeqAの結合部位が次々と移動していくのが観察できた。今年度は申請書の2つの研究計画のうち、Muk蛋白複合体の精製と生化学的解析に的を絞り研究を行った。(1)MukF、MukE、MukB蛋白を複合体として精製するために、3つのMuk蛋白を大量に発現する細胞をリゾチーム処理によって穏やかに溶菌させた後、可溶蛋白をゲル濾過カラムによって分画した。Muk蛋白を含む画分を陰イオン交換カラムに二度通すことにより、最終的に95%以上の純度を持ったMuk蛋白複合体を精製することに成功した。3つのMuk蛋白は全ての精製段階でMukFEB複合体として存在していた。またMukFEB複合体とともに精製されてくる45kDaと20kDaの大きさの蛋白が認められたので、これらの蛋白の同定と複合体に存在する生物学的意義について検討していく予定である。(2)精製したMukFEB蛋白複合体は一本鎖DNAと二本鎖DNAの両方に同じ親和性で結合し、ATP加水分解能はDNAの存在によって影響を受けなかった。この特徴は他のバクテリアでMukBと同じ機能を持つと考えられているSmc蛋白と大きく異なっている。またMukFEB蛋白複合体の生化学的活性はMukB蛋白単独の活性と有意な差は認められなかった。複製直後の半メチル化DNAに結合するSeqA蛋白がMukB蛋白と遺伝学的相互作用をすることが示唆されており(未発表データー)、MukFEB複合体の生化学的活性に対する半メチル化DNAやSeqA蛋白の影響を調べていきたい。

(3)MukF、MukE蛋白がMukFEB複合体の中でどのようにMukBダイマーと結合しているのかを調べるために、精製したMukFEB複合体の形態学的観察を生物部分子工学研究所の真柳浩太博士との共同研究で進めている。1.MukFEB蛋白複合体の構造の解析生物分子工学研究所の的場氏、真柳博士、森川博士らとの共同研究で、精製したMukFEB蛋白複合体とMukB蛋白をロータリーシャドーイング法により電子顕微鏡で形態観察した。MukFEB蛋白複合体はMukB単独に比べ明らかに両方の球状ドメインが大きく、またこの球状ドメインを介して高次構造をとっている像も観察された。これらからMukF、MukEをリンカーとしたMukB蛋白のネットワーク形成の可能性が示唆された。2.SeqA蛋白に結合するDNA領域の同定SeqA蛋白はin vitroで半メチル化GATC配列に特異的に結合するが、大腸菌の染色体上にはGATC配列が約19,000個存在する。またSeqA蛋白は細胞内でDNAのメチル化に依存して数個のクラスターを形成する。これらから複製直後の半メチル化DNAはSeqAクラスターに一時的に捕捉され、DNAが全メチル化されるとクラスターから解き放たれるというモデルを考えた。この仮説を証明するために細胞周期を同調した大腸菌をin vivoで蛋白とDNAのクロスリンクをかけ、SeqA抗体による免疫沈降でSeqA蛋白に結合しているDNA領域を同定した。その結果、複製フォークの進行に伴い複製開始領域から複製終結領域に向かってSeqA蛋白の結合部位が移動していくのが観察できた。3.MukB蛋白の細胞内局在MukB-Gfp融合蛋白を大腸菌で発現させるとSeqA蛋白と同じく数個のクラスターとして存在し、その局在はMukF、MukEの存在に依存していた。新生細胞ではMukBクラスターは細胞の1/4、3/4長の位置に1個ずつ存在したが、SeqAクラスターは細胞中央に1個しか存在しなかった。その後2つになったSeqAクラスターがそれぞれMukBクラスターの位置に移動し、しばらく後にMukBクラスターはさらに分裂移動して、4個のクラスターになった。また定常期ではSeqAクラスターは認められないが、MukBクラスターは細胞の中央に1個存在していた。これらからMukFEB複合体は複製後の染色体DNAを細胞の両極で折り畳み、再構成しているのではないかと考えた。
琉球諸島における「弥勒神」の図像学的研究

弥勒芸能を図像学の視点から体系化するために、来訪神信仰に関する資料収集と調査を行った。弥勒芸能は「マレビト芸能」の一種であると位置づけ、他の来訪神(マレビト)を表象する仮面芸能との比較研究を進め、『マレビト芸能の発生』(芙蓉書房出版)という研究書にまとめた。本研究では、各地の「弥勒神」の伝承誌を作成するために、過去に映像記録した「仮面」「衣装」「芸態」を分析して比較する作業を行った。また、弥勒芸能を図像学の視点から体系化するために、先行研究を参考にして弥勒神の分布図・リストを再構成し、本島26、八重山21の計47芸能について書類調査をした。風流系踊りと来訪神信仰に関する資料収集も行った。1.伝承誌の記録・作成:初期研究として弥勒神に関連する資料を収集してきたが、聞き取り調査を進めてゆく上で一番の障害となっているのは、出典があいまいな字誌(村落誌)や、用語定義や芸態の分類方法が濫立している研究資料群である。民俗芸能論的な視点や、既存の関連資料を吟味してゆき、図像学的に分析・分類する基礎研究を行った。2.芸態の記録・分析:各地の弥勒神の芸態を比較するために、すでに研究代表者が収集したデジタル映像による記録保存を始めた。収集した映像記録から、踊り・道巡りの構成、身体動作の技法、踊り手の仮面・仮装について分析する方法を検討し、それらの結果から、図像学的な視点からの分類を試み、弥勒芸能に顕現する<弥勒神イメージ>を体系化する基礎調査を行った。平成20年度に引き続き、弥勒芸能を図像学の視点から体系化するために、先行研究を参考にして弥勒神の分布図・リストを再構成し、本島26、八重山21の計47芸能について書類調査をした。風流系踊りと来訪神信仰に関する資料収集も行ってきた。現地調査も実施し、現在、その映像と画像を分析する作業を進めている。1.伝承誌の作成:平成21年4月平成22年3月初期研究として弥勒神に関連する資料を収集してきたが、聞き取り調査を進めていく上で一番の障害となっているのは、出典があいまいな字誌(村落誌)や、用語定義や芸態の分類方法が濫立している研究資料群である。民俗芸能論的な視点や、既存の関連資料を吟味していき、図像学的に分析・分類する基礎研究を行った。2.芸態の記録・分析:平成21年7月平成21年12月各地の弥勒神の芸態を比較するために、すでに研究代表者が収集したデジタル映像による記録保存を始めた。収集した映像記録から、踊り・道巡りの構成、身体動作の技法、踊り手の仮面・仮装について分析した。それらの結果から、図像学的な視点からの分類を試み、弥勒芸能に顕現する〈弥勒神イメージ〉を体系化する基礎調査を行った。「マレビト芸能の発生」の論理的構築にむけ、来訪神芸能の比較検証を試みた。特に、久高島の来訪神儀礼(ハンジャナシー)、波照間島のムシャーマ、石垣登野城のアンガマ、竹富島の種取祭、古宇利島のウンジャミ、小浜島の結願祭、大里古堅のミーミンメーなどとの比較検証するために、現地調査を行った。平成20年度・平成21年度に引き続き、弥勒芸能を図像学の視点から体系化するために、来訪神信仰に関する資料収集と調査を行った。弥勒芸能は「マレビト芸能」の一種であり、他の来訪神(マレビト)を表象する仮面芸能との比較研究を進め、『マレビト芸能の発生琉球と熊野を結ぶ神々』(芙蓉書房出版)という研究書にまとめた。1.伝承誌の分析:平成22年4月平成23年3月初期研究として弥勒神に関連する資料を収集し、聞き取り調査を進めた。民俗芸能論的な視点や、既存の関連資料を吟味していき、図像学的に分析・分類する比較研究を行った。2.芸態の記録・考察:平成22年7月平成23年3月各地の弥勒神の芸態を比較するために、すでに研究代表者が収集したデジタル映像による記録保存を整理した。それらの結果から、図像学的な視点からの分類を試み、仮面芸能に顕現する<神イメージ>を体系化する調査を行った。「マレビト芸能の発生」の論理的構築にむけ、来訪神芸能の比較検証を行った。特に、南城市の大里古堅のミーミンメー、佐敷外間のミルク、佐敷津波古のミルクなどとの比較検証するために、現地調査を行った。また、来訪神の一形態である「長者大主」に着目し、玉城百名、玉城前川、知念知名を調査した。
光機能化処理によるインプラント周囲骨形成促進の試み。ー微小循環からのアプローチー

本研究では、紫外線(UV)照射によりチタン表面の親水性を増加させ、インプラント体表面に血管や骨芽細胞を積極的に誘導する事が可能とされる光機能化処理について形態学的な視点から検討を行なった。チタンスクリュー型インプラントに光機能化処理を行い血管鋳型標本にて観察を行った。術後14日、対照群ではオッセオインテグレーションは充分に獲得されていなかったのに対してUV群では新生血管を覆う骨組織が観察された。30日、UV群では石灰化が進み一定の厚さを持つ緻密な骨となっていた。以上より光機能化処理により、インプラント周囲には血管新生とそれに伴う骨形成がより明確に生じ、炎症防御にも働いていることが示唆された。光機能化処理インプラントを埋入し、周囲の血管新生と骨形成を比較するための動物実験を行った。オッセオインテグレーションは血管新生に始まる。骨-インプラント界面に新生した血管の間隙に既存骨から骨形成が行われることは我々の過去の研究で報告されている。パイロットスタディにおける結果でも、光機能化処理を行ったインプラント表面には従来より早期に血管新生さらにはオッセオインテグレーションが得られることを観察した。これらを発展的かつ症例数を増やすべく検討を行った。今年度の研究実績について概要を示す。実験動物の口腔内管理を30日間行い臨床的に健康な歯周組織であることを確認した。ビーグル犬の左右下顎にインプラント外科手術を行った。右側にインプラント体光機能化処理インプラント、左側に未照射インプラント処理を行った後、各2本ずつ埋入した。インプラント体はチタンスクリュー型でを用いた。90日間オッセオインテグレーションの獲得を待った。インプラント埋入前後のLDF血流計測を行った。この結果インプラント歯肉における微小循環の変化は光機能化処理で大きな影響は受けないことが示唆された。同時にエックス線撮影においては周囲骨の形成が光機能化処理処理によって明確に得られることが臨床的な観察より分かった。現在マイクロCT撮影、引き続き電顕試料作製を行い詳細な解析データを行う準備に入っている。平成25年度に行った実験動物よりデータをを導きさらに追加実験を行いたいと考えている。[目的]近年,光機能化処理によるインプラント表面性状の改良が注目されている。本法は紫外線を照射によりチタン表面の親水性を増すことにより、インプラント体表面に血管や骨芽細胞を積極的に誘導しオッセオインテグレーションを速やかに獲得する事が可能とされる。本研究では、光機能化処理が実験的インプラント周囲炎の防御機構に影響するか形態学的な視点から検討を行なった。[方法]実験動物にはビーグル犬4頭を用い、全身麻酔下において,下顎左右前臼歯部を抜去し、歯槽骨頂縁を平坦に整形した。第二前臼歯の遠心歯槽窩と第四前臼歯の近心歯槽窩内に純チタンスクリュー型インプラント(直径3.3mm,長さ8mm,表面性状SLA)を即時埋入した。片側のインプラント体には光機能化処理を行い、他方は対照群とした。実験は血管鋳型標本を作製し、走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察を行った。[結果および考察]術後14日、対照群では骨-インプラント界面には血管が新生し、インプラント体に沿った周囲骨は多孔性の幼若骨であった。未だオッセオインテグレーションは充分に獲得されていない状態であった。それに対してUV群では新生血管を覆うインプラント周囲骨が観察された。術後30日、UV群では骨の石灰化が進み一定の厚さを持つ緻密な骨となっていた。対照群では周囲骨の石灰化は進んでいるがUV群に比較すると粗造な骨形成を示していた。術後60日、両群ともほぼオッセオインテグレーションは達成されていた。骨梁の構造はUV群において骨梁の幅、配列とも明確に再生していることが観察された。[結論]以上の結果より紫外線を用いた光機能化処理により、インプラント周囲には血管新生とそれに伴う骨形成がより明確に生じることがわかった。【目的】光機能化処理は紫外線を用いてインプラント表面性状の改良を行う方法の1つである。本法によりインプラント周囲の骨芽細胞の集積や血管新生などが促進され骨結合期間が短縮されるとされる。また、抗炎症性が増加するとの報告もある。本研究では、光機能化処理が実験的インプラント周囲炎の防御機構に影響するか検討を行なった。【方法】本研究は学内動物倫理委員会の承認後、実験指針に沿って行った。ビーグル犬を用い、下顎前臼歯部歯槽窩内に純チタンスクリュー型インプラントを即時埋入した。片側は光機能化処理を行った実験群、他方は対照群とした。90日後、オッセオインテグレーションを確認後、インプラント体歯頚部にデンタルフロスを設置し、さらに90日間実験的インプラント周囲炎を惹起させた。試料は、MicroCT撮影し骨吸収面積を計測した。また、走査電顕にて観察した。【結果と考察】オッセオインテグレーション獲得時には光機能化群、対照群とも大きな差はなかった。実験的インプラント周囲炎の惹起後、対照群ではインプラント体歯頚部を中心としたリング状の骨吸収が観察された。それに対して、実験群ではその歯頚部の骨吸収量は有意に小さかった。

以上の結果から光機能化処理はインプラント周囲組織への炎症波及を抑制する可能性が示唆された。【まとめ】前年度までに光機能化処理はインプラント体周囲への血管および骨形成を促進することがわかった。本年度はそれが炎症防御にも役立つことを検証することができた。前年度までに光機能化処理はインプラント体周囲への血管および骨形成を促進することがわかった。光機能化処理は紫外線を用いてインプラント表面性状の改良を行う方法の1つであり、本法によりインプラント周囲の骨芽細胞の集積や血管新生などが促進され骨結合期間が短縮されるとされる。また、抗炎症性が増加するとの報告もあるためほ本年度は光機能化処理が実験的インプラント周囲炎の防御機構に影響するか検討を行なった。これらについて発表を国内学会、国際学会において行う事ができた。また、論文化することができた。近年,光機能化処理によるインプラント表面性状の改良が注目されている。本法は紫外線を照射によりチタン表面の親水性を増すことにより、インプラント体表面に血管や骨芽細胞を積極的に誘導しオッセオインテグレーションを速やかに獲得する事が可能とされる。本研究では、光機能化処理が実験的インプラント周囲炎の防御機構に影響するか形態学的な視点から検討を行なった。実験動物にはビーグル犬4頭を用い、全身麻酔下において,下顎左右前臼歯部を抜去し、歯槽骨頂縁を平坦に整形した。第二前臼歯の遠心歯槽窩と第四前臼歯の近心歯槽窩内に純チタンスクリュー型インプラント(直径3.3mm,長さ8mm,表面性状SLA)を即時埋入した。片側のインプラント体には光機能化処理を行い、他方は対照群とした。実験は血管鋳型標本を作製し、走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察を行った。術後14日、対照群では骨-インプラント界面には血管が新生し、インプラント体に沿った周囲骨は多孔性の幼若骨であった。未だオッセオインテグレーションは充分に獲得されていない状態であった。それに対してUV群では新生血管を覆うインプラント周囲骨が観察された。術後30日、UV群では骨の石灰化が進み一定の厚さを持つ緻密な骨となっていた。対照群では周囲骨の石灰化は進んでいるがUV群に比較すると粗造な骨形成を示していた。術後60日、両群ともほぼオッセオインテグレーションは達成されていた。骨梁の構造はUV群において骨梁の幅、配列とも明確に再生していることが観察された。以上の結果より紫外線を用いた光機能化処理により、インプラント周囲には血管新生とそれに伴う骨形成がより明確に生じることがわかった。本研究では、紫外線(UV)照射によりチタン表面の親水性を増加させ、インプラント体表面に血管や骨芽細胞を積極的に誘導する事が可能とされる光機能化処理について形態学的な視点から検討を行なった。チタンスクリュー型インプラントに光機能化処理を行い血管鋳型標本にて観察を行った。術後14日、対照群ではオッセオインテグレーションは充分に獲得されていなかったのに対してUV群では新生血管を覆う骨組織が観察された。30日、UV群では石灰化が進み一定の厚さを持つ緻密な骨となっていた。
心血管系以外におけるアドレノメデュリンの産生と機能の解明

アドレノメデュリン(AM)は褐色細胞腫より単離された血管弛緩性ペプチドで、血管内皮細胞や平滑筋細胞が多量に産生し、血管壁でオートクリン・パラクリン因子として収縮・弛緩調節に関与する。本研究により、血管内皮細胞のAM産生を炎症性サイトカインとともに酸化LDL、リゾフォスファチジールコリンなどが促進し、分泌されたAMが平滑筋細胞の増殖を制御し、動脈硬化発症に対し抑制的に機能する可能性が示された。血管系以外細胞として3種の線維芽細胞につき検討した結果、由来組織によらずAMを活発に産生し、その産生は血管平滑筋細胞に類似し、炎症性サイトカイン、LPS、ステロイドなどで亢進した。また、Swiss 3T3線維芽細胞では、cAMP-PKAを介し細胞増殖を促進すること、インターロイキン6(IL-6)産生を約5倍に増加すること、TNF、IL-1、LPSとの共投与によりIL-6産生を相乗的に増加し、TNFとの共存下では基礎値の270倍まで産生を亢進することがわかった。単球/マクロファージ系の3種の培養細胞や初代培養細胞においても、量的には少ないもののAMが産生され、マクロファージへの分化、活性化に相関してAM産生が強く促進されることが確認された。その産生調節は、インターフェロンγが促進的に作用するなど、炎症性サイトカインの産生に近い調節を受けることがわかった。また、RAW264.7細胞において、LPS刺激で数百倍に増加したTNF-α産生をAMは最大で40%抑制し、同様に冗進したIL-6産生をAMは約20%抑制した。以上の結果、心血管系以外の線維芽細胞や単球/マクロファージ系細胞でもAMは活発に産生され、サイトカイン産生や細胞増殖を調節する因子として、特に炎症と関連して機能している可能性が示唆された。今後、血管の収縮弛緩調節だけでなく、炎症をはじめとするより広い見地から、AMの機能を検討することが必要となった。本年度の研究により、血管系では内皮細胞のAM産生を酸化LDL、リゾフォスファチジ-ルコリンが炎症性サイトカインとともに促進し、分泌されたAMが動脈硬化発症に対し抑制的に機能する可能性を示した。ただ、内皮細胞のAM受容体は動物種により親和性が異なるため、受容体特異性と機能との検討が必要である。間質系細胞の例として、ヒトおよびマウス由来の3種の線維芽細胞につき検討した結果、胎児、皮膚、肺などの由来組織にかかわらずAMを活発に産生し、その産生調節は血管平滑筋細胞に類似し、炎症性サイトカイン、LPS、ステロイドなどで産生が亢進した。また、マウス由来のSwiss3T3細胞はAM特異的な受容体を発現し、細胞内cAMP濃度を強く上昇することが確認された。静止期にした同細胞にAMを作用させると、細胞増殖を促進し、インスリン存在下で10%胎児血清の75%に対応する増殖促進効果を示した。

また、同細胞より分泌されたAMの作用は中和抗体によりブロックされるため、分泌されたAMが、オートクリン成長因子として線維芽細胞の増殖を調節する可能性が示された。単球-マクロファージ系細胞としては、RAW264.7、THP-1、HL-60につき検討した。いずれの細胞もAMを産生したが、分化誘導とAM産生の間に強い相関性が認められ、マクロファージへの分化、活性化によりAM産生が亢進することが確認された。AM産生調節は平滑筋細胞と異なりステロイドが抑制的に、インターフェロンγが促進的に作用するなど、炎症性サイトカインの産生に近い調節を受けることが分かり、血管とは異なり炎症のメディエーターとしてAMが機能する可能性が強く示唆された。アドレノメデュリン(AM)は副腎髄質細胞腫より単離された血管弛緩性ペプチドで、血管内皮、平滑筋細胞も多量に産生し、血管の収縮・弛緩調節に関与する。昨年度までの研究で、血管系細胞での産生調節を明らかにするとともに、間質系細胞の線維芽細胞や、血球系の単球-マクロファージ系細胞においてもAMが活発に産生されることを示した。本年度は、AMの心血管系以外での機能を明らかにするため、サイトカインなどの産生を中心に検討を進めた。マウス胎児由来のSwiss 3T3細胞はAM特異的な受容体を発現し、AMにより細胞内cAMP-PKAを介して増殖促進効果を発揮することがわかった。次に代表的なサイトカインとして、インターロイキン6(IL-6)産生への影響を調べたところ、AM単独でもIL-6産生を約5.5倍に増加するが、TNF、IL-1、LPSで増加したIL-6産生をAMはさらに相乗的に増加し、特にTNFとの同時刺激によって基礎分泌量の270倍までIL-6産生を増加することが示された。AMのIL-6産生誘導反応は極めて迅速で、TNF共存下では30分後にほぼ最大となり、4時間以降は基礎値に戻ることが確認され、炎症メディエーターとして機能することが明らかとなった。一方、単球-マクロファージ系細胞のRAW264.7細胞で、AMはTNF-α産生を約60%増加したが、LPS刺激で数百倍に増加したTNF-α産生を逆に最大で40%抑制した。また、LPS刺激で増加したIL-6産生を、AMは約20%抑制したが、IL-1β産生には変動を与えなかった。以上の結果、AMは心血管系以外の線維芽細胞や単球-マクロファージ系細胞でも産生され、サイトカイン産生調節因子として機能していることが確認されたため、より広範な細胞、組織についてAMの産生や機能を検討することが必要となった。
高機能自閉症スペクトラム障害学生へのキャリア教育・就職支援プログラムの開発

本研究では、学生と支援者との面談のプロセスを一定の流れでルーティン化し、対話の場をキャリア教育そのものとして位置付けた。プロセスとは1問題が起きた場合、現状を整理する、2多様な視点(生活面,課題の理解度,授業の理解度,課題への取り組み方等)から問題を把握する、3Plan-Do-Seeサイクルで課題解決を試みる、4失敗をすぐに改善に活かしていく、5学生と支援者は課題解決のための協働者としての関係性を持つ、等である。修学支援に引き続き、就職活動支援、就職後のフォローアップ支援という支援の流れを構築し、卒業生同士の交流も取り入れることによって、卒業生が生活の質について認識する機会を持つことができた。本研究は、高機能自閉症スペクトラム障害大学生に対するキャリア教育のあり方を明らかにすると共に、就職活動のための支援プログラムを開発することを目的としている。場環境を整えていくことによって、雇用が促進されることが期待される。平成27年度は、修学支援を継続している高機能自閉症スペクトラム障害学生に対して、1ボランティア活動、2ピアサポート活動、3学外就労移行支援事業所での訓練をもってインターンシップとみなし、企画した。それぞれの活動における当該学生の行動分析を行うとともに、当該学生とその指導に当たった支援者に対するインタビューを行い、支援者は活動を共にしながらどのようにコミュニケーションすることが、当該学生の活動性を高めることに繋がるのかを分析した。一般的に、「誰かのために働く」ということは、高機能自閉症スペクトラム障害学生が最も苦手とする「他者の視点(自分の視点とは異なる視点を他者は持っているという認識)」を想像する必要があるため、インタビューでは、自分の行動が相手に影響を与えるという状況を、ビデオや写真を通して振り返り、「自己ー他者」関係を俯瞰的に図表に表すための資料作りを行った。ボランティア活動やピアサポート活動よりも、学外インターンシップでの体験が彼らの行動変容に直結するという結果が得られた。ボランティア活動やピアサポート活動は、学内での活動であり、大学支援者が指示する立場として行動を共にするため、支援者依存的であり、働くことや職業人としての態度を意識しにくい環境であったため、疑似体験の域を超えることができなかった。しかし、学外就労移行支援事業所では、大学支援者は同席せず、事業所支援者からの訓練のみであり、他の訓練生と同様の職業評価を受けたことにより、働く意識を明確に持ち、職業人としての未来像を描くことができたことが成果につながったと思われる。学内で行う1ボランティア活動、2ピアサポート活動は修学支援の延長線上で行うことができ、当初の目的を達成している。当初は、学内インターンシップを計画していたが、1と2に関する学生の振り返りを見ると、大学支援者が学内インターンシップに介入することによって、「働く」ことを意識しにくい環境になってしまうことが想定された。そこで、大学と協力関係を取り結ぶことができる就労移行支援事業所を複数選定し、学外訓練をインターンシップのプレ体験として位置づけ、1週間ずつのプログラムを行った。その結果、当初は次年度に行う予定であった「学外の就労移行支援事業での体験プログラムに参加し、同様の調査を行う」という段階に早めに取り組むことができている。高機能自閉症スペクトラム学生が学外の就労移行支援事業での体験プログラムに参加し、学内就労体験と同様の調査を行う。1活動における当該学生の行動分析を行った。2当該学生とその指導に当たった学外支援者をペアとしたインタビューを行った。3「働く」イメージが学外での職場体験により、どのように「働く意識」へと変化していくのかを分析した。結果は以下のとおりである。1.学外実習を行うこと、あるいは学外支援者が指導に当たることにより、当該学生の「働く」という意識が学内実習の場合と異なり、他者との比較を通して、自己否定的にとらえがちであった。2.就労移行支援機関で他の利用者と協働しながら行う活動の際、そこでの「自己ー他者(複数人)」関係を俯瞰的に表し、他者に影響を与える自分と他者に影響される自分など、関係性を図表に表していくことで、客観的な評価が可能になった。3.就労移行支援事業所を経て企業に就職した卒業生に「働く」意識についてのインタビューと、職場での行動観察を行った。また、企業の担当者と面談し、自閉症スペクトラム障害の特性による課題についてのインタビューを行った。苦手な対人コミュニケーションには、合理的配慮を提供し、得意な能力を仕事に反映させることによって、安定的な職業人としての意識を高めていくことができたという。4.職業体験の場を学内から学外へ、そして、企業へと発展させていくことによって、新奇な場や出来事に不安感を持ちやすい高機能自閉症スペクトラム障害学生の就職活動への不安感を減少する可能性があると推測できる結果となった。1.「働く体験」に関して、学外の就労移行支援事業所との連携は可能になったが、体験する自閉症スペクトラム障害の学生が3名と少なく、データとしては不十分であるため、今後は学生数を増やし、同様のデータを分析する必要がある。2.企業へのインタビューをさらに進めていく必要がある。1.高機能自閉症スペクトラム学生の就労移行支援事業所での体験プログラムが、働くイメージを具体化し、自身の働き方を客観的な指標であらわされることの有効性が示された。特に、「働く人」と「上司」、「客観的な評価者」の立場を交代させることによって、自身の振る舞い方や発語についての気づきが多く、支援者からの一方的な評価よりも内政が可能であった。

一方で、インターンシップでは、環境への配慮や人的サポートの体制を担保することができにくく、受け入れ先との連携がとりにくい状況であり、「働く」ことの意義を感じることができない学生が多かった。2.企業に就職した卒業生が職場に適応していくプロセスを、1大学支援者、2就労移行支援事業所、3企業担当者で整理し、段階的な移行支援の在り方を提案した。大学や就労移行支援事業所では、一人の担当者がすべての活動を継続的に支援するスタイルがとられるが、企業では「直接的な指示を与える指導者」、「仕事以外の情報を提供する者」、「全体を調整する上司」というように、複数の担当者が重層的に指導に当たるというスタイルが卒業生にとって有効な支援体制となった。3.就職した卒業生へのフォローアップ支援が、継続的で安定的な就職を果たす大きな要因となっている。配置換えや異動による環境の変化が、もともと持っている社会的脆弱さを誘発するきっかけとなる場合もあるが、フォローアップ支援という安定的な支援の場があることで、卒業生の混乱は早期に収束することができる。4.修学支援に引き続き、就職活動支援、就職後のフォローアップ支援という支援の流れを構築し、卒業生同士の交流も取り入れることによって、QOLやWLBについてそれぞれが認識し、適応的な社会生活の実現に寄与することが実証された。本研究では、学生と支援者との面談のプロセスを一定の流れでルーティン化し、対話の場をキャリア教育そのものとして位置付けた。プロセスとは1問題が起きた場合、現状を整理する、2多様な視点(生活面,課題の理解度,授業の理解度,課題への取り組み方等)から問題を把握する、3Plan-Do-Seeサイクルで課題解決を試みる、4失敗をすぐに改善に活かしていく、5学生と支援者は課題解決のための協働者としての関係性を持つ、等である。修学支援に引き続き、就職活動支援、就職後のフォローアップ支援という支援の流れを構築し、卒業生同士の交流も取り入れることによって、卒業生が生活の質について認識する機会を持つことができた。(1)前年度で得られた知見をもとに、高機能自閉症スペクトラム学生が学外の就労移行支援事業での体験プログラムに参加するとともに、企業での施設外就労体験を行い、同様の調査を行う。つまり、1活動における当該学生の行動分析を行うとともに、2当該学生とその指導に当たった学外支援者をペアとしたインタビューを行い、3学外支援者が活動を共にしながらどのようにコミュニケーションすることが、当該学生の活動性を高めることに繋がるのかを解明する。企業での学外実習を行うこと、あるいは学外支援者が指導に当たることにより、当該学生の「働く」という意識が事業所内実習の場合とどのように異なり、どのように意識の変容や行動の変容をもたらすかについてインタビューを通して振り返る。活動の場を学内から学外へ、そして、企業へと発展させていくことによって、新奇な場や出来事に不安感を持ちやすい高機能自閉症スペクトラム障害学生の就職活動への不安感を減少する可能性があると推測するが、実際には当該学生の意識変容が場の違いによって起こりうるのかを検証していく。(4)学外での活動が修学上、どのような影響があるかを個別面談でのやり取りを分析することによって明らかにする。
肺癌のSOCS-1遺伝子による新規遺伝子治療の研究

JAKs/STAT系,特にSTAT3の異常な活性化が悪性腫瘍の増殖に関連していることが報告されている。肝細胞癌における報告では、抑制性転写因子suppressor of cytokine signaling-1(SOCS-1)遺伝子のCpG領域のmethylationのためにSOCS-1の発現低下が起こり、結果としてSTAT3が活性化される可能性が示唆されている。つまり癌におけるSTAT3の活性化にはSOCS-1の発現低下が関与している可能性がある。本研究では肺悪性腫瘍細胞株を用いて以下のことを明らかにした。(1)我々が樹立した肺悪性腫瘍細胞株のうち、いくつかの細胞株では対数増殖期にSTAT3のリン酸化を認め、JAKs阻害薬の添加によりSTAT3の発現および細胞増殖が抑制された。(2)STAT3のリン酸化を認めた細胞株ではリン酸化を認めない細胞株と比較してSOCS-1 mRNAの発現が低下していた。(3)SOCS-1 mRNA発現が低下したいくつかの細胞株でSOCS-1遺伝子のCpG領域のmethylationを認めた。(4)SOCS-1の発現が低下した肺悪性腫瘍細胞株にアデノウイルスベクターを用いてSOCS-1遺伝子の導入を行うことにより細胞増殖が抑制された。しかしながら、SOCS-1 mRNAの発現低下を認めない細胞では、SOCS-1遺伝子の導入を行っても細胞増殖は抑制されなかった。なお、腫瘍細胞株を免疫不全マウスに移植し、形成された腫瘍組織に対して、経皮的にSOCS-1遺伝子の導入を行い腫瘍組織の増大の抑制および縮小効果につき検討を行う予定であったが、免疫不全マウスへの腫瘍の移植は難しく、in vivoでのSOCS-1遺伝子導入実験はできなかった。肺悪性腫瘍細胞株の増殖にSOCS-1遺伝子の発現低下に起因するJAKs/STAT3の活性化が関与しており、SOCS-1遺伝子の導入により、JAKs/STAT3の抑制および細胞増殖の抑制を認めることが、本研究によって明らかになった。SOCS-1遺伝子を用いた肺悪性腫瘍の遺伝子治療への応用の可能性を示唆する重要な研究と思われた。JAKs/STAT系、特にSTAT3の異常な活性化が悪性腫瘍の増殖に関連していることが報告されている。肝細胞癌における報告では、抑制性転写因子supressor of cytokine signaling-1(SOCS-1)遺伝子のCpG領域のmethylationのためにSOCS-1の発現低下が起こり、結果としてSTAT3が活性化される可能性が示唆されている。本年度は以下を目的として研究を行った。(1)種々の肺悪性腫瘍細胞株(肺癌、胸膜悪性中皮腫)において、immunoprecipitationおよびWestern blot法を用いてJAKs/STAT3の活性化について検討する。JAKs阻害薬の添加による活性化STAT3の発現の低下や細胞増殖の抑制について検討する。(2)肺悪性腫瘍細胞株において、SOCS-1 mRNAの発現をNorthern blot法で確認する。また、SOCS-1遺伝子のCpG領域のmethylationの有無について、PCR法を用いて検討を行う。我々が現在までに樹立した肺悪性腫瘍細胞株のうち、いくつかの細胞株では対数増殖期にSTAT3のリン酸化を認めた。

STAT3のリン酸化を認めた細胞株では、JAKs阻害薬の添加により細胞増殖の抑制を認め、さらにリン酸化を認めない細胞株と比較してSOCS-1の発現が低下していた。SOCS-1遺伝子のCpG領域のmethylationの有無については、PCR法を用いて検討中である。今後、SOCS-1の発現が低下した肺悪性腫瘍細胞株にSOCS-1遺伝子の導入を行うことにより、JAKs/STAT3の活性化の抑制および細胞増殖が抑制されることを明らかにしたい。さらに、上記の細胞株を免疫不全マウスに移植し、形成された腫瘍組織に対して、経皮的にSOCS-1遺伝子の導入を行い、腫瘍組織の増大の抑制および縮小効果につき検討を行いたい。一方、臨床的検討として、手術時および剖検時に肺癌患者から得た癌組織において、SOCS-1遺伝子のCpG領域のmethylationの有無について検討を行いたい。JAKs/STAT系特にSTAT3の異常な活性化が悪性腫瘍の増殖に関連していることが報告されている.肝細胞癌における報告では,抑制性転写因子suppressor of cytokine signaling-1(SOCS-1)遺伝子のCpG領域のmethylationのためにSOCS-1の発現低下が起こり,結果としてSTAT3が活性化される可能性が示唆されている.つまり癌におけるSTAT3の活性化にはSOCS-1の発現低下が関与している可能性がある.昨年までの研究では,(1)我々が樹立した肺悪性腫瘍細胞株のうち,いくつかの細胞株では対数増殖期にSTAT3のリン酸化を認め,JAKs阻害薬の添加によりSTAT3の発現および細胞増殖が抑制されること,(2)STAT3のリン酸化を認めた細胞株ではリン酸化を認めない細胞株と比較してSOCS-1 mRNAの発現が低下していることを明らかにした.本年度は以下を目的として研究を行った.(1)肺悪性腫瘍細胞株において,SOCS-1遺伝子のCpG領域のmethylationの有無について,PCR法を用いて検討を行う.(2)JAKs/STAT3が活性化され,SOCS-1遺伝子のCpG領域のmethylationのためにSOCS-1の発現が低下した肺悪性腫瘍細胞株に,アデノウイルスベクターを用いてSOCS-1遺伝子の導入を行うことにより,JAKs/STAT3の活性化の抑制および細胞増殖の抑制がおこることを明らかにする.我々が検討中の肺悪性腫瘍細胞株のうち,SOCS-1 mRNAの発現が低下したいくつかの細胞株でSOCS-1遺伝子のCpG領域のmethylationを認めた.さらに,SOCS-1の発現が低下した肺悪性腫瘍細胞株にアデノウイルスベクターを用いてSOCS-1遺伝子の導入を行うことにより細胞増殖が抑制された.今後,上記の細胞株を免疫不全マウスに移植し,形成された腫瘍組織に対して,経皮的にSOCS-1遺伝子の導入を行い,腫瘍組織の増大の抑制および縮小効果につき検討を行いたい.