hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肝臓・肺生体交換移植ネットワークの構築

また、交換移植ネットワークの構築において,競合関係が発生するなどしたときのナッシュ均衡の存在性についての研究の基礎となるべく簡単なネットワーク上でその性質を明らかにした。また、岡山大学病院の肺移植に関連する患者やドナー、そして筑波大学の一般の学生にアンケートのデータを収集した。社会的受容性について、集計的な特徴を明らかにするとともに、ドナー交換移植が社会的に受け入れられるための障害についてデータ分析を行った。さらに、日本の現行の移植制度について、その登録事業、現況、そして今後の展望について考察を行った。移植医療ではドナー不足が深刻化している。生体移植数増加の有効な方法としてドナー交換移植がある。ドナー交換移植は、移植不適合な患者と(親族の)ドナーからなるペア同士で、ドナーを交換することで医学的不適合を解消し、本来は生体移植不可能な患者に移植を行うというものである。本研究では、生体移植に加えて、ハイブリッド移植(脳死ドナーからの片肺と生体ドナーの下葉)も考慮した望ましいマッチング・メカニズムを構築した。また、ドナー交換移植の受容性に関してアンケート調査を行い、実際の肺移植の患者やドナーの77%、一般の人々95%が支持した。そして、受容性の障害を統計的に分析した。基礎理論モデルの構築と分析を今年度中に終える予定である。また、アンケート調査の実施を今年度中に行う。アンケート結果を基にし、海外研究協力者と連携しながら、シミュレーションを開始する予定である。肺ドナー交換モデルを構築して、効率性、公平性及び誘引両立性の観点から優先メカニズムが望ましい性質を満たすことを明らかにした。また、この結果は腎臓や肝臓などsingle graftで移植手術を行うモデルでも成り立つことを示した。全ての成果をまとめて論文化する作業を行う。さらに移植に関するアンケートを行い、基本データを集めるとともに、データ分析を論文にまとめる。このデータをもとにシミュレーションを行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。ミクロ経済学、ゲーム理論、マッチング・マーケットデザイン29年度が最終年度であるため、記入しない。
建築家・松ノ井覚治の日米における活動と作品について歴史的研究

平成30年度も、前年度から継続して松ノ井覚治の国内外での活動について調査を進めた。国内については、当初計画に基づき、アメリカから帰国した後の活動、すなわち小寺工務店時代と松ノ井建築事務所時代について調査を進めた。建築雑誌の掲載作品調査と、関係者への聞き取りに基づき、松ノ井が関わった建築についての情報の収集と整理を行っている。小寺工務店時代についてはいまだ不明な点が多いが、松ノ井建築事務所時代についてはいくつかの成果が得られた。戦後にキリスト教関連の学校建築に多く関わっていたことが明らかになったことは、戦後の活動が戦前からの活動や人物とのつながりを示唆するものである。また、戦前期の日本の建築界にもたらされていたアメリカに関する情報の確認をおこない、松ノ井が現地で活躍していた当時の状況を把握することに努めた。国外については、今年度はアメリカでの調査も予定していたが、調査準備の進捗を鑑みて訪問を見送った。一方で、各アーカイブズでの調査を効率的に実施するための事前調査を進めている。この作業では、松ノ井の活動を多角的に明らかにすべく、松ノ井が関連した人物にいての調査を合わせて行っている。シカゴ芸術財団のインターネット公開されているアーカイブズからは、松ノ井と同時期にアメリカに渡った峰好治郎についての資料を得た。これによって、峰の渡米後の活動が明らかになり、晩年における同級生らとの交流についての情報も合わせて得ることができた。予定していたアメリカへの訪問調査が実施できなかった。アメリカでの調査は次年度も計画していたため、以後の調査と組み合わせて実施したい。平成31年度は、計画していた松ノ井建築設計事務所時代について調査を進めるとともに、これまで進めてきた調査を継続する。アメリカへの訪問調査については現地での調査内容を再検討し、予定していた調査をあわせて実施する。平成29年度は、松ノ井覚治の国内外における活動について調査を進めた。国内については、学生時代とヴォーリズ建築事務所時代について調査をおこなった。学生時代については、京都工芸繊維大学美術工芸資料館が所蔵する松ノ井覚治関連資料をあらためて分析したほか、山形県立工業学校時代に受けた建築教育の内容についても調査した。山形県立工業学校では卒業設計として伝統的な二階建木造住宅の設計に取り組んでいたことが明らかとなった。すなわち、松ノ井は山形県立工業学校時代に伝統的な木造建築についての素養を身につけ、早稲田大学において西洋由来の建築を本格的に学んでいったと思われる。ヴォーリズ建築事務所時代についての資料収集を進めた。ご遺族からこの時期に松ノ井が関与した作品について情報提供いただき、その調査を進めている。計画していたご遺族へのインタビューは実施できていないが、文書を通じて情報提供をいただいている。一方で国内に所蔵されている『The American Architect』誌の閲覧を通して、松ノ井および松ノ井が参加していたボザール・インスティテュート・オブ・デザインの活動について調査をすすめた。以上の成果は、拙稿「松ノ井覚治が残した建築図面:戦間期のニューヨークに馳せた青年建築家の足跡」(『描かれた都市と建築』昭和堂、2017年12月)に反映されている。アメリカでの調査は平成30年度以後も計画していたため、以後の調査と組み合わせて実施したい。平成30年度では計画していた小寺工務店時代および松ノ井建築設計事務所時代について調査を進めるとともに、平成29年度に進めてきた調査を継続する。アメリカへの訪問調査については現地での調査内容を再検討し、平成29年度に予定していた調査をあわせて実施する。

今年度計画していたアメリカへの訪問調査が本務の関係で実施ができなかったため残額が生じた。次年度以後に計画している訪問調査と合わせての実施することを計画しており、今年度の使用残額はそれに充当する予定である。計画していたアメリカへの訪問調査が本務の関係で実施ができなかったため残額が生じた。
CVD材料の超高圧処理による立方晶窒化ホウ素/ダイヤモンドナノコンポジットの合成

立方晶窒化ほう素(cBN)はダイヤモンドに次ぐ硬さ、熱伝導度、屈折率を持つ一方、ダイヤモンドより熱的安定性に優れ、鉄基金属に対する化学反応性が低いことから、切削・研磨工具材料、半導体基盤材料などとして先進的分野で重視されている。本研究はcBNとダイヤモンドの複合材料を開発することを目的とした。まずCVD法により炭素含有量の異なる2種のナノコンポジットを合成した。炭素含有割合に応じてBN(97)ーC(3)、BN(20)ーC(80)なる試料は、それぞれ乱層構造のBNまたはCを基本としているものである。これら2種の試料を10GPa、1700°Cまでの超高圧・高温条件で10分間処理した。X線回折で調べることにより、超高圧処理がもたらす相関係を検討した。BN(97)ーC(3)ではcBNが6GPa、1600°C以上または8GPa,1400°C以上で出現し、これらより低い条件下では黒鉛型(hBN)が現われるかまたは出発原料のままであった。炭素は黒鉛としてもダイヤモンドとしても認められなかった。次にBN(20)ーC(80)では10GPa、1600°CにおいてcBNとダイヤモンドの同時生成が認められた。同じ1600°Cでも圧力が8GPaになると、cBNは現われるがダイヤモンドはできず、黒鉛が認められるのみであった。一方、同じ8GPaでも温度が1700°Cに高くなると、ダイヤモンドが出現しcBNは認められなかった。以上の結果をBNとCの相図上にのせで眺めると、第1にダイヤモンドが無触媒条件にしては以上に低い圧力(すなわち8GPa)でも生成可能であること、第2にcBNが生成する温度がCの添加によって高温側にシフトすることの2つの重要な知見が得られた。立方晶BN(CBN)はダイヤモンドに次ぐ高硬度、高熱伝導率、高屈折率を有し、さらにダイヤモンドよりも熱的安定性に優れ、鉄基金属とも反応しないことから、切削工具、半導体基板など多くの分野で期待されている材料である。本研究では、cBNとダイヤモンドの両方の特長を合わせ持つcBN/ダイヤモンド複合材料を開発することを目的とした。特に、cBN中にダイヤモンドがナノメ-タ程度の大きさ分散したナノコンポジットでは、従来知られていない新規な特性が発現する可能性がある。そこで、本研究では、CVD法によって乱層構造および六方晶BNと炭素からなるナノコンポジットを合成し、その微細構造と諸性質を明らかにし、さらに、それを超高圧処理することによってcBN/ダイヤモンドナノコンポジットを合成することを試みた。BCI_3、NH_3、CH_4およびH_2ガスを原料として、直接通電により加熱した黒鉛基板上に、種々のガス組成で実験を行い、最高約3wt%のCを含むBN/Cナノコンポジットを合成した。得られたBN/Cナノコンポジョト中でBNとCが別々の相で混合物として存在するのか、BN中にCが置換固溶するのかについては、従来の研究でも全く明らかにされていなかった。そこで本研究では、誘電率、誘電損率、tanδの温度および周波数依存性を測定し、Cの存在状態を明らかにすることを試みた。その結果、CがIwt%以下ではホッピング伝導を示し、Cが固溶していると考えられた。また、CがIwt%以上ではマックスウェル・ワ-グナ-型の異常誘電分散が認められ、Cが第二相として存在することが明らかにされた。さらに、2wt%のCを含むBN/cナノコンポジットの超高圧処理に着手し、マトリックスのBNは高圧相ウルツ型BNと立方晶BNへ変態することが確認された。

今後は、種々の組成のBN/Cナノコンポジットを合成し、その超高圧処理を行い、変態機構を調べ、新材料としての可能性を検討する。立方晶窒化ホウ素(cーBN)はダイヤモンドに次ぐ硬度、高熱伝導性、高屈折率を持っている。さらにダイヤモンドより熱安定性に優れ、鉄基金属に対する化学反応性が低いことから、鉄鋼材料用の切削・研磨工具材料、半導体用基板材料などとしてきわめて重要視されている。本研究は立方晶窒化ホウ素とダイヤモンドのナノ・コンポジット材料を開発することを目的としている。はじめに、CVD法によりBCl_3、NH_3およびCH_4ガスを原料にして、直接通電により加熱した黒鉛基板上に、3%と20%のCを含むBNーCナノ・コンポジットを合成した。Cが1%以下ではBNにCが固溶しているが、それ以上ではCとBNとは混在している。ついで、この2種類のナノ・コンポジットを10GPa、1700°Cまでの超高圧・高温条件で10分間処理し、X線回折により相関係を調べた。BN(97%)ーC(3%)では立方晶窒化ホウ素は6GPa、1600°C以上または8GPa、1400°C以上で出現した。これより低い条件では六万晶窒化ホウ素が現れるか、出発原料のままであった。炭素は全く認められなかった。BN(20)ーC(80)では10GPa、1600°Cにおいて立方晶窒化ホウ素とダイヤモンドの同時生成が認められた。同じ1600°Cでも圧力が8GPaになると、立方晶窒化ホウ素は現れるがダイアモンドはできず、黒鉛のみ認められた。一方、同じ8GPaでも温度が1700°Cと高くなると、ダイヤモンドが出現し立方晶窒化ホウ素は認められなかった。以上の結果から、ダイヤモンドが無触媒条件にしては以外に低い圧力でも生成していること、立方晶窒化ホウ素が生成する温度がCの添加で高温側にシフトする2つの重要な知見が得られた。
B 細胞の親和性選択と記憶形成・維持の分子機構

免疫記憶形成維持の分子機構の解明は有効なワクチンの開発や感染防御対策において極めて重要である。免疫応答の過程で、末梢リンパ組織内の胚中心において抗原に高い親和性をもつB細胞が選択されて記憶B細胞に分化し、その後長期に維持されるが、その過程の分子機構はほとんど分かっていない。本研究では、我々が確立した誘導性胚中心B細胞培養系を用いて、記憶B細胞の分化と維持に関わる因子の候補を同定することに成功した。胚中心(GC)において抗原に高い親和性をもつB細胞が選択されて記憶B細胞や長期生存プラズマ(LLP)細胞に分化する機構を解明するために、CD40LとBAFFを発現する繊維芽細胞(40LB)をフィーダーとし、ナイーブB細胞からクラススイッチしたGC様(induced GC : iG)B細胞を著しく増殖させる培養系を作成した。最初にIL-4で増殖するiGB細胞(iGB-4)はinvivoで記憶様B(iMB)細胞に分化し、次にIL-21でさらに増殖したiGB-21細胞はin vivoでLLP細胞となった。さらに、iGB-21細胞を続けてサイトカイン無添加で培養した細胞(iGB-m)はiMB細胞への分化能を回復した。この系を用いて胚中心において高親和性B細胞が選択される機構、また、記憶B細胞の分化および維持に必要な因子を同定することを目標として研究を行っている。まず、ある時点で胚中心に存在する抗体より親和性の高いBCRを有するB細胞だけがFasシグナル耐性となり選択されるという仮説を証明するために、FasLを発現し、モデル抗原NP-CGGを提示する40LB細胞(40LB-FL-FcYR)を作製した。その上でNP特異的ノックインマウス由来のiGB-21細胞が選択・濃縮される系を確立した。同様に、膜型鶏卵白リゾチーム(mHEL)を細胞表面に発現する40LB-FL-mHEL細胞を作製し、HEL特異的iGB細胞を選択する系も作成した。また、iGB-21細胞に発現せず、iGB-4・iGB-m細胞およびiMB細胞や生理的記憶B細胞に発現する膜蛋白質gp49やその他の遺伝子を見出した。gp49B欠損マウスの免疫応答を解析したところ、記憶B細胞の比率が増加しており、また、T非依存性抗原に対する抗体産生も亢進していた。この結果の意味を理解するために、さらに解析を進めている。胚中心(GC)において抗原に高い親和性をもつB細胞が選択されて記憶B細胞や長期生存プラズマ(LLP)細胞に分化する機構を解明するために、CD40LとBAFFを発現するフィーダー細胞40LBを用いたB細胞培養系を用いて研究を進めている。この系では、最初にIL-4で増殖したB細胞(iGB-4)はin vivoで記憶様B(iMB)細胞に分化し、次にIL-21でさらに増殖したB細胞(iGB-21)細胞はin vivoでLLP細胞となる。さらにサイトカイン無添加で培養した細胞(iGB-m)はiMB細胞への分化能を回復する。この系を用いて、iGB-21細胞と比較してiGB-4・iGB-m細胞に高く発現する遺伝子を記憶B細胞分化誘導因子の候補として、それらをレトロウィルスベクターによりiGB-4細胞に過剰発現させたところ、その後のCD138+プラズマ系細胞の増加を抑制し、gp49Bの発現を増強する遺伝子を見出した。また、その中には過剰発現によりin vivoでのiMB細胞形成を促進する遺伝子が存在した。現在、これらの発現をiGB細胞においてノックダウンすると、過剰発現の場合と逆の現象が起こるか検証している。さらに、これらの遺伝子のノックアウトマウスにおける免疫応答を調べる。GCB細胞の親和性選択のメカニズムを解明するために、膜型鶏卵リゾチームを細胞表面に発現する40LB-mHEL細胞とFasLを発現する40LB-mHEL-FL細胞を作製し、これらを順次用いた培養系で少数混在させた抗HEL-BCRノックインマウスB細胞のみならずC57B1/6マウスB細胞からもHEL結合性B細胞を選択・濃縮することができた。抗原に反応したB細胞が増殖して胚中心を形成し、その中で体細胞突然変異により多様化した中から抗原に高親和性のB細胞が選択されて記憶B細胞や長期生存プラズマ(LP)細胞に分化する。この過程をin vitroで研究するために誘導性胚中心B(iGB)細胞培養系を用いた。この系ではB細胞をIL-4と共に1次培養すると記憶B細胞の、その後IL-21と共に2次培養するとLP細胞のそれぞれ前駆細胞となる。1.胚中心における高親和性B細胞の選択機構の解明:Fasによる細胞死が胚中心B細胞の親和性選択の基盤と考え、抗原およびFasLを細胞表面に発現するフィーダー細胞上で抗原特異的iGB細胞を選択する系を確立した。この系に抗原特異的抗体を加えたが選択されたiGB細胞の抗原親和性に影響はなかった。

また、抗体産生に必須の転写因子Blimp1をB細胞でのみ欠失するマウスの免疫応答においてB細胞の親和性成熟に異常は見られなかった。よって、胚中心B細胞の親和性成熟には抗体は必須では無いことが分かった。2.記憶B細胞への分化を誘導する因子の同定:1次培養後のiGB細胞と記憶B細胞に選択的に発現する遺伝子を複数同定し、それらを導入したiGB細胞をマウスに移入し、記憶B細胞への分化能を調べた結果、記憶B細胞分化誘導因子の候補が得られた。現在、それらのノックアウトマウスにおける記憶B細胞形成について解析中である。3.記憶B細胞の維持と応答に必要なシグナルの解明:1次培養後のiGB細胞と記憶B細胞に選択的に発現する膜受容体を選択した。現在、これらのノックアウトマウスをT細胞依存性抗原で免疫し、記憶B細胞の形成・維持について解析している。そのうち、gp49Bについては、記憶B細胞の抗体産生細胞への分化を負に制御していることが明らかとなった。胚中心においてある時点で存在する抗体より親和性の高いBCRを有するB細胞だけがFasシグナル耐性となり選択されるという仮説を証明するための研究が当初の予定よりやや遅れている。その理由は、NPを抗原とする系が不安定であったため、抗原をmHELとしてHEL特異的B細胞を選択する系を作り直したからである。また、記憶B細胞誘導因子の候補を同定することはできたが、その機能の検証、特に、siRNAを用いてiGB細胞においてノックダウンを行うことが容易でなく、手間取って24年度が最終年度であるため、記入しない。上述のHELを抗原とした抗原特異的B細胞選択系を用いて、種々の親和性の抗HEL抗体を用いて親和性選択のメカニズムの解明を進める。記憶B細胞誘導因子の候補については、iGB細胞におけるノックダウンを行い、in vitroおよびiv vivoでの表現型を調べ、さらに候補を絞っていく。さらに、現在導入を進めている候補遺伝子のノックアウトマウスの免疫応答、特に記憶形成について解析する。また、記憶B細胞に選択的に発現している膜受容体についても、同様の手法で、記憶B細胞維持と応答における役割を解明する。24年度が最終年度であるため、記入しない。
1番染色体上の大腸癌抑制遺伝子の役割

癌の発生、進展には複数の癌抑制遺伝子の不活性化が関与していることが明らかになってきている。大腸癌でも5番,17番,18番染色体上の欠失領域からAPC遺伝子、p53遺伝子、DCC遺伝子,DPC4遺伝子が単離、同定されている。しかし、1番番染色体短腕上でも高頻度に欠失が認められることから大腸癌抑制遺伝子の存在が示唆されている。そこで、1番染色体上の大腸癌抑制遺伝子を単離するために、正常1番染色体短腕34-36領域の移入により造腫瘍性が抑制された大腸癌細胞と、36領域の一部が脱落し造腫瘍性が再発現されたリバータント細胞からpoly(A)RNAを調整し、オリゴテックスを用いてサブトラクションを行いcDNAライブラリーを作製した。cDNAをプローブにスクリーニングを行い、移入細胞特異的に発現しているcDNAクローンを得たので、これらの塩基配列を解析しホモロジー検索を行ったところ既知の遺伝子との類似性は見い出されなかった。この遺伝子の組織での発現を調べたところ、正常粘膜で強く発現していたが大腸癌ではほとんど発現していなかった。各種組織での発現を調べると大腸、小腸をはじめ心臓、胎盤、卵巣、精巣などでも発現しており、また、ニワトリ、マウス、サル、ウサギ、牛、犬などでも発現していることから、この遺伝子は種を超えて保存されていることが分かった。現在RACE法により完全長の遺伝子の単離を試みている。大腸癌の発生、伸展には複数の癌抑制遺伝子の不活性化が関与していることが明らかになってきている。すでに、APC,p53,DCC,DPC4遺伝子が単離、同定されたが、大腸癌ではこの他にも特定領域で欠失が認められることから複数の癌抑制遺伝子の存在が示唆される。そこで、大腸癌抑制遺伝子を単離するために、正常繊維芽細胞由来の染色体移入により造腫瘍性の抑制された大腸癌細胞と、その一部が脱落し造腫瘍性が再発現されたリバータント細胞からpoly(A)RNAを調整し、サブトラクションを行い、cDNAライブラリーを作製した。移入細胞とリバータント細胞から作製したcDNAプローブでのスクリーニングにより得た移入細胞で特異的に発現しているcDNA断片は正常大腸粘膜で強く発現しているが、大腸癌では発現していなかった。また、小腸、大腸組織で強く発現し、さらに酵母、サル、ニワトリ、ラット、牛などでも発現されていることから、種を超えて保存されていることが分かった。そこで、RACE法により完全長遺伝子の単離を試みているが、現在までにえられた領域の塩基配列を解析し、ホモロジー検索を行った結果、既知遺伝子との類似性は見い出されなかったが、機能未知ヒトcDNAクローンとホモロジーが認められた。最近、効率よく2種類のゲノムの違いを比較する方法として、PCRと制限酵素を組み合わせたサブトラクション法であるRDA(Representational difference analysis)法が開発された。そこで、今年度はcDNA-RDA法を用いて、1番染色体上の癌抑制遺伝子を単離することを試みた。正常1番染色体短腕34-36領域の移入により癌形質の抑制された大腸癌細胞と、36領域一部が脱落し癌形質が再発現されたリバータント細胞のcDNAをSau3Alで切断後、アダプターをつけPCRで増幅して両者の間でサブトラクションを行い、cDNAライブラリーを作製した。移入細胞でのみ強く発現しているクローンを選別するために、1番染色体移入細胞とリバータント細胞のpoly(A)RNAからcDNAプローブを作製し、cDNAライブラリーをスクリーニングした。さらにノーザンブロット分析により移入細胞でのみ発現していることを確認したクローンのインサートのシークエンスを行いホモロジー検索をしたところ、既知遺伝子との類似性は見い出されなかった。そこで、得られたクローンのインサートをプローブとして組織間での発現を調べた結果、小腸、大腸をはじめ心臓、胎盤、卵巣、精巣などでも強く発現しており、また、ニワトリ、ラット、マウス、サル、ウサギ、牛、犬などでも発現していたことから、この遺伝子は種を越えて保存されていることが分かった。
生存時間モデルの統計的研究

1.研究目的生存時間モデルはカプラン・マイヤーによるノンパラメトリック推定量の研究やコックスによる比例ハザードモゲテルの研究で飛躍的に発展したが,生存時間モデルの問題点を理論的に研究することが研究目的である.2.研究計画稲垣・磯貝は単独または共同で以下のテーマの研究をする.(1)稲垣は生存時間データ解析には必ず伴って起こるデータの打ち切り問題を研究し,特に比例ハザードモデルでデータに打ち切りがある場合の統計的推測の理論的研究を行う.(2)白旗はカブラン・マイヤーのノンパラメトリック推定量の漸近分布について研究する.(3)磯貝は生存時間データを寿命モデルに適合させ寿命解析を行うとともに,寿命解析諸方の実効性の比較研究を行う.3.研究成果(1)稲垣は打ち切りを時間的な射影として考え,打ち切りを伴うデータに対して漸次打ち切り推定法を導入し,レーマン対立仮設に対してこの方法が有用であることを示した.(2)白旗はノンパラメトリック寿命解析法の統計プログラムを作成し,計算機実験によっその実効性を比較した.(3)磯貝は分布が正規分布からずれた場合の判別方法について研究し,データ解析における多変量正規分布の役割について論じた.(4)研究の考察と反省近年導入された生存時間モデルは理論的研究が十分でなく,とくに打切を伴う生存時間モデルの研究が必要.1.研究目的生存時間モデルはカプラン・マイヤーによるノンパラメトリック推定量の研究やコックスによる比例ハザードモゲテルの研究で飛躍的に発展したが,生存時間モデルの問題点を理論的に研究することが研究目的である.2.研究計画稲垣・磯貝は単独または共同で以下のテーマの研究をする.(1)稲垣は生存時間データ解析には必ず伴って起こるデータの打ち切り問題を研究し,特に比例ハザードモデルでデータに打ち切りがある場合の統計的推測の理論的研究を行う.(2)白旗はカブラン・マイヤーのノンパラメトリック推定量の漸近分布について研究する.(3)磯貝は生存時間データを寿命モデルに適合させ寿命解析を行うとともに,寿命解析諸方の実効性の比較研究を行う.3.研究成果(1)稲垣は打ち切りを時間的な射影として考え,打ち切りを伴うデータに対して漸次打ち切り推定法を導入し,レーマン対立仮設に対してこの方法が有用であることを示した.(2)白旗はノンパラメトリック寿命解析法の統計プログラムを作成し,計算機実験によっその実効性を比較した.(3)磯貝は分布が正規分布からずれた場合の判別方法について研究し,データ解析における多変量正規分布の役割について論じた.(4)研究の考察と反省近年導入された生存時間モデルは理論的研究が十分でなく,とくに打切を伴う生存時間モデルの研究が必要.
超空間の幾何学を用いた超弦理論の摂動論の研究

また、報告者はIIB弦理論における(p,q) 5-brane webと呼ばれる5次元場の理論のブレーン構成の拡張について研究を進めている。これは、より広い範囲の5次元超共形場理論の記述を可能とすることを目標としており、具体的には特殊直交群やE型のゲージ群をもつゲージ理論の紫外固定点にある超共形場理論や、6次元超共形場理論の円によるコンパクト化等である。28年度が最終年度であるため、記入しない。開超弦のNSセクターの場の理論を超幾何との対応が明確な形で構成する研究を行っている。開超弦においては、ボゾニック開弦の場の理論と同様の相互作用項(Witten vertex)によりつくられるFeynmann diagramは超モジュライを被覆しない。これを補うための高次の相互作用を再帰的に構成し、これらの相互作用がA∞代数とよばれるゲージ代数を満たす事を示す。このような構成をRセクターにも拡張したい。この研究は近年構成された超弦のOff-shell摂動論の理論と密接な関係がある。また、6次元超共形場理論の量子異常について共著者とともに調べた。6次元N=(2,0)超共形場理論はM理論から自然にたちあられる場の理論であり、多くの研究がなされている。超対称性の少ない6次元N=(1,0)超共形場理論も同様にM,F理論から存在が示唆されるが、これらについての研究が近年盛んになってきた。一般に6次元N=(1,0)超共形場理論はラグランジアンに依る記述がないため、物理量を計算する事は難しいが、量子異常多項式はくりこみ群で変化しないため計算が比較的容易な物理量であり、これに着目した。まず、E弦理論と呼ばれるタイプの6次元N=(1,0)理論に対してアノマリーインフローと呼ばれる手法を用いて量子異常多項式を計算した。さらに一般の6次元N=(1,0)超共形場理論に対して適応できるテンソルブランチアノマリーマッチングという手法を開発し、いくつかのクラスの6次元N=(1,0)超共形場理論に対して量子異常多項式を計算した。現在これらの6次元N=(1,0)超共形場理論をトーラスによってコンパクト化して得られる4次元N=2超対称理論についての研究を進めている。2014年度から引き続き立川裕二准教授(当時)および他の共同研究者と研究を行った。6次元の最大超対称共形場理論は、リーマン面に巻きつけることによりClass S理論と呼ばれる広いクラスの四次元N=2共形場理論を与えることが2009年より知られており、Class S理論のこの構成法は様々な双対性についての飛躍的な進展をもたらした。我々は同様の手続きを6次元の最小超対称共形場理論に一般化することを目標としており、今年度は8つ超対称電荷を保つトーラスコンパクト化2ついて研究を行った。最大超対称共形場理論にHiggs枝フローを持つような理論、およびE-弦理論と呼ばれる6次元超対称共形場理論にHiggs枝フローを持つ理論の一部を調べ、どちらの場合もコンパクト化した理論のIR固定点付近はClass S理論やそれらの組み合わせで記述できることを見出した。2013年のMason-Skinnerにより提唱されたambitwistor空間と呼ばれる、時空に付随する正則接触空間をターゲットとする弦理論は、Einstein gravityやYang-Mills理論の散乱振幅のCachazo-He-Yuan(CHY)公式(2013年)を直接再現する。さらにこの弦理論はツリーレベルの公式であるCHY公式をループレベルに自然に拡張することを可能にする。Mason-Skinnerの論文では不明確だったこの弦理論のモジュライ積分における幾何学的な構造を明らかにした。通常の弦理論と異なり、世界面理論がカイラルで、正則側の自由度しか持たないため、モジュライ積分をどのように定義すべきなのかは明らかではない。モジュライ積分をモジュライ空間の余接空間の中のモース流として定義することでMason-Skinnerの処方を再現できることを議論した。さらに、一般のループにおいてユニタリーティに伴う因子化を確認した。2014年度に引き続いて6次元超共形場理論についての研究が進捗した。当該年度においては6次元超共形場理論を円やトーラスでコンパクト化し、4,5次元理論との関係を調べることができた。また、新たに弦理論と場の理論の散乱振幅の関係についての研究を始めることができた。超モジュライの幾何学に依る超弦の場の理論の構成は当初研究目標の一つであり、まだ論文の発表には至っていないが、今後論文を執筆し発表できる見通しである。2014年度に引き続き、超空間の幾何学を用いた超開弦の場の理論の作用の構成の研究を大川祐司准教授と行っている。すでにNSセクターの3,4次相互作用の構成に必要な構造は明らかになっており、論文を取りまとめているところである。

2015年には、別の研究者によって超空間の幾何学の構造を用いて超開弦のRセクターの構成も行われており、超弦の場の理論の研究が盛り上がりを見せている。このため、大川准教授との共同研究をなるべく速やかに完成させることが必要である。さらに高次相互作用、R-セクターへの拡張、WZW型作用との関連を考える。また、6次元超共形場理論についての研究においては、一般のリーマン面についてのコンパクト化により4次元N=1理論を構成し、種々の双対性を調べることを目標とする。28年度が最終年度であるため、記入しない。執筆中である超モジュライの幾何学に依る超弦の場の理論の構成の論文を完成させ、さらにそれを開超弦のRセクター、閉超弦へと拡張する。超弦のOff-shell摂動論の理論との関連も研究する。
細菌の情報伝達機構をターゲットとした新しい感染症治療法に関する研究

本研究3年計画の3年目を実施し、以下の項目において研究の成果が得られた。(1)マクロライド誘導体のQuorum-sensing阻害活性について検討し、いくつかの化合物が強いQuorum-sensing阻害活性を有していることを確認した。(2)Antoinducer分子の誘導体を多数合成してその阻害活性を検討したところ、ある種の化合物が緑膿菌Quorum-sensing機構に対して強い抑制効果を有することを見出した。(3)緑膿菌Quorum-sensing機構に関与する遺伝子(lasI,lasR,rhlI, rhlRなど)のreal time PCR発現評価系により、それぞれの遺伝子発現について検討を加えた。その結果、マクロライド剤によるQuorum-sensing機構の抑制はこれら関連遺伝子の抑制では説明できないことが明らかとなった。これらの知見をもとに、現在マクロライド剤の標的蛋白の探索を行っている。(4)緑膿菌Quorum-sensing機構に関わる蛋白の精製と抗体作成を行い、autoinducer分子C_<12>-HSLのELISAによる定量評価系を確立するとともに、C_<12>-HSLに対するワクチン療法の可能性について検討を加えた。(5)autoinducer分子の生体細胞へ及ぼす影響について検討し、C12-HSLがマクロファージ・好中球に対して強いアポトーシス誘導能があることを確認し、さらにautoinducer分子に対する生体側受容体の探索、およびその細胞内シグナル伝達系への影響について検討を加えた。C12-HSLに対する生体側ターゲット分子の探索に関してはプロテイン・アレイ法およびDNAアレイ法を用いた検討も同時に実施しており、いくつかの候補蛋白が推定されている。本研究2年計画の1年目を実施し、以下の項目において研究の成果が得られた。(1)緑膿菌Quorum-sensing機構に関与する遺伝子(lasI, lasR, rhlI, rhlRなど)の発現評価系に関して検討し、real time PCRによる定量系を確立した。この系を用いて各種マクロライド剤の緑膿菌Quorum-sensing系への影響について検討した。(2)緑膿菌Quorum-sensing機構に関わる蛋白の精製と抗体作成を行い、autoinducer分子C_<12>-HSLの抗体を得た。この抗体を用いてEIAによるassay系を確立した。(3)autoinducer分子(C_4-HSL, C_<12>-HSL)の生体細胞へ及ぼす影響について検討し、C12-HSLがマクロファージ・好中球に対して強いアポトーシス誘導能があることを確認し、さらにautoinducer分子に対する生体側受容体の探索、およびその細胞内シグナル伝達系への影響について検討を進めている。また、autoincucer分子の各種誘導体を作製しており、これらのantagonistic活性についても、菌側・生体側の両面から検討を行っており、いくつかの誘導体においてQuorum-sensing阻害剤としての活性を認めている。
拡散燃焼の熱流体力学的不安定と乱れ生成・消滅に関する研究

本現究は,学術上,実際上重要な乱流拡散燃焼過程の解明の基礎となる乱れ渦の構造,その生成機構,および混合に及ぼす作用について実験的ならびに理論的に検討を行ったもので,次の3つの事項に分類される。すなわち,1.レーザシート法により噴流および噴流火炎内の乱れ渦構造を調査すること,2.実験結果に基づき熱流体力学的不安定性の立場から乱れの生成および消滅の機構を論じること,3.乱流場におけるガス流動の空間分布を求めるための画像解析方法について検討することである。それぞれの研究で得られた知見をまとめると以下のようになる。1.火炎の存在下では乱れ渦は一般に予想されているよりもはるかに粗大な構造を持ち,せん断層に生じるコヒーレント渦よりも円周面に入り組んだ様式が乱れ渦の主体であって,それにより空気が芯部まで取り込まれる。噴流火炎の外周では高温によって粘性層が形成され,その内部に閉じ込められた燃料流はノズル近傍から湾曲し,それが流れに沿って拡大して遷移点で外側のすす層まで及び空気飲み込み渦に成長する。2.燃料流中に生じる曲がり流れの作用による圧力勾配とそれに直交する火炎面の密度勾配によって渦度が生成し,それによって火炎面は大きく引き延ばされる。火炎面の変形は,密度勾配および圧力勾配の増加とともに大きくなり,なかでも火炎面に沿って生じた圧力勾配がある大きさ以上になれば,燃料-空気混合が促進し熱発生量が増加してより一層火炎面の変形を加速する。3.粒子画像流速測定法により適切な条件を選定すれば,乱流場の瞬間速度ベクトルの空間分布が効率良く計算機処理できる。さらに,低波数成分と高波数成分の分離,渦度分布,せん断ひずみ速度,乱れスケールなどの特性値の計算により拡散火炎の乱れ生成・消滅に関する有用な情報を求めることができる。本研究では、乱流拡散炎における乱れ生成機構を熱流体力学的不安定性の立場から検討するとともに、乱れ渦の挙動および燃料・空気混合機構を実験的・理論的に解明することを目的とする。本年度は、噴流火炎内の乱れ渦構造を基礎的に調査し、流体の安定性および乱れ渦の発生に関する理論の確立を目指して,主に次の事項について研究を実施した。1.乱れ渦構造の可視化観察YAGパルスレ-ザを光源とするレ-ザ-シ-ト法により噴流火炎断面を可視化した。とくに、トレ-サとして火炎中で生成するすす微粒子とあわせて燃料流に酸化チタン微粒子を加え、それによって乱れ渦の発達および散逸過程を詳細に観察するとともに、燃料と空気の混合状況を調べた。その結果、燃料流はノズル近傍かららせん状に乱れ始めるものの、燃料によって混合領域に生じた高温・高粘性層の内部に閉じ込められるために小渦への散逸が遅れることを明らかにした。さらに、燃料流の乱れはしだいに拡大し、火炎形状により観察される遷移点近傍において周囲のすす層を巻き込むこと、燃料流内部に取り込まれたすす層は乱れ渦によって薄いシ-ト状に引き延ばされ、軸上および横断面において折り畳んだ構造となることなどを示した。2.乱れ渦発生過程の数値解析燃料流中に生じる曲がり流れの作用による圧力勾配とそれに直交する火炎帯の密度勾配とによって乱れ渦が発生することを実験結果に基づいて推定し、その可能性を理論的に示した。すなわち、密度勾配のある界面の片側近傍に循環を仮定し、渦度方程式を解くことによって流れ場と界面の変形を計算した。その結果、界面に生じた比較的大きい渦は密度勾配と圧力勾配の直交する領域に発生する渦度によって引き延ばされること、および高温領域では渦度が早く消散することを示し、燃料が乱れ渦構造および燃料・空気混合に及ぼす作用を明らかにした。

本研究では乱流拡散燃焼を発熱を伴う界面と捉えて熱流体力学的不安定性の立場から乱れ生成を論じるとともに、十分発達した濃度・密度の不均一場における乱れの生成あるいは消滅の機構を明らかにする。本年度は前年度までに行った、噴流および噴流火炎内の乱れ渦の挙動調査を引続き行うとともに、乱れの発生機構を実験的・理論的に解明するため以下の事項を実施した。1.レーザシート法による乱れ渦可視化Yagレーザをシート光源とする乱れ渦の瞬間断面像の可視化および連続発振Arイオンレーザを光源とする乱流遷移状況の高速度撮影を行い、乱れの発生、成長、消滅の推移を詳しく観察した。2.速度計測2重撮影画像および高速度写真を画像解析する方法について検討するとともに、乱れ場のガス流動分布測定に適用した。これらの測定結果より乱れの発生条件、生成波数を考察した。3.乱れモデルによる検証前年度に行った圧力勾配ー密度勾配のリンクにもとづく乱れ生成モデルを離散渦法による数値解析シミュレーションプログラムに組み込み、実験結果と比較することによりその妥当性を検証した。さらに、温度不均一場における乱れ生成、曲り流れにのって動く不均一密度混合気における乱れ生成と混合などについて理論的に検討を加えた。その結果、火炎面における大きな密度勾配と火炎面に対する燃料流のら旋状曲がり流れによる圧力勾配とが作用して火炎面を変形し、乱れ渦を発生することを明らかにした。さらに、この渦は比較的大きいスケールの空気飲込み渦に発達し、とくに密度勾配の大きい方がその後の燃焼および火炎面の変形を促進することを示した。
高解像度地形データを活用した新たな電子活断層図の作成

平成30年度は, 23名の連携研究者,1名の研究協力者を専門別に振り分けたブラウザ班,判読班,震源モデル班の体制で望み,高解像地形データに基づく新たな地形判読法を用いた活断層変位地形のマッピング,検索エンジンの開発,震源断層モデル諸元決定のための活断層情報を収集した。その成果をまとめると以下の通りである。1)1)ブラウザ班では,構築したオンライン地形判読・記載クラウド型サーバーの不具合をほぼ改善することができた。とくに難しかった断層変位地形の凡例設定とその選択と編集作業工程が改善され,判読者は統一基準に基づいた理解を画面上で電子マッピングしながら,特記事項をメモできるようになった。さらに,同サーバー上でユーザーインターフェイスを考慮した検索エンジンの開発を行い,query方式の対話型検索システムを立ち上げることができた。2)判読班では,オンラインで結ばれた各位のPCディスプレイ上でアナグリフを用いた地形判読・記載(電子マッピング)・データ保存・結果に対する議論をリアルタイムで進めた。各地域で班員が主要断層帯において判読し議論を行った結果,Lidarによる5mDEMカバーエリアでは,これまで検出できなかった微少な断層変位地形とややブロードな撓曲変位のマッピング,また広域的な連続性の認定に本手法が極めて有効であることが再確認された。3)震源断層モデル班では,判読班より順次提供された活断層情報を基に震源断層のパラメータを絞り込み,検索エンジンに搭載可能な矩形モデリングに着手した。次年度中にクラウド型サーバーにおいて震源断層モデルも同時に公開する準備を整えた。構築したオンライン地形判読・記載クラウド型サーバーの不具合をほぼ改善することができたため,判読班での作業が迅速に遂行することができた。これにより震源断層モデリングのための活断層情報が集約された。合わせて検索エンジンの開発を同時に行い,クラウド型サーバーの完成度が高まった。判読班の作業を促進させ,次年度前半で活断層に関する地形判読・電子マッピングを終了させる。次年度後半ではクラウド型サービスで重要な検索システムの完成を目指す。合わせて活断層のグルーピングと震源断層の類型化を行い,震源断層モデルの高度化を進めることで当初の目的達成へ研究を推進する平成29年度は, 1名の研究分担者,20名の連携研究者,1名の研究協力者を専門別に振り分けた資料班,判読班,ブラウザ開発班の体制で望み,高解像地形データに基づく新たな地形判読法を用いた活断層変位地形のサンプルマッピングを行った。1資料班は,国土地理院から高解像度DEMデータ(5m,2mメッシュ)を入手し,地形判読用のアナグリフ画像を地勢図単位で作成し,判読班へオンライン上で提供することに成功した。これにより大容量データ送受信が可能となり判読作業への時間的貢献がなされた。2判読班は提供された判読用アナグリフ画像をダウンロードし,7つに区分された地域単位で断層変位地形の判読に着手した。各地域で特定の断層帯をサンプルとして集中的に班員が判読し議論を行った結果,Lidarによる5mDEMカバーエリアでは,予想以上の解像度で,これまで検出できなかった微少な断層変位地形とややブロードな撓曲変位を識別しマッピングに有効であることが判明した。3ブラウザ開発班では,地形判読と結果記入をさらに容易にするために,地形アナグリフ判読画像の表示と判読結果の記載機能を保有するソフトウエアの開発を推進し,ひな形を完成させた。これらのコンテンツをクラウド型コンピュータに搭載することで,判読班員はオンラインで結ばれ,各位のPCディスプレイ上で判読・記載(電子マッピング)・データ保存・結果に対する議論がリアルタイムで可能となった。この成果は画期的であり,次年度以降の研究進展を加速するプラットフォームができた。国土地理院から無償提供された高解像度DEMデータを活用しほぼ全国一律の精度で地形判読画像が整備・オンライン配信できたこと,それにより最も時間のかかる判読作業工程を短縮できたこと,そして判読材料と電子マッピング機能を搭載したブラウザの開発に成功したことにより,クラウド型電子活断層配信の実現が可能となったため。平成29年度は, 1名の研究分担者,23名の連携研究者,1名の研究協力者を専門別に振り分けたブラウザ開発班,判読班,の体制で望み,高解像地形データに基づく新たな地形判読法を用いた活断層変位地形のサンプルマッピングを行った。1)ブラウザ開発班では,地形判読と結果記入をさらに容易にするために,地形アナグリフ判読画像の表示と判読結果の記載機能を保有するソフトウエアの開発を推進し,クラウドサーバーで提供を開始した。この成果は画期的であり,次年度以降の研究進展を加速させるプラットフォームを完成させた。2)7つの地域に区分された判読班は上記クラウドサービスを利用して,断層変位地形の判読を継続的に実施した。

またDEMデータ補完プログラムの性格上,みかけ上断層崖を誤認する箇所が散見されため,ブラウザ開発班においてチェックを行い,注意箇所を指摘することができた。3)判読班において新規に見いだした断層変位地形あるいは従来の記載を修正した場所について検討し,詳細活断層デジタルマップ[新編]に一部のデータを先行的に提供した。国土地理院から無償提供された高解像度DEMデータを活用しほぼ全国一律の精度で地形判読画像と判読結果入力システムが完成したが,画像のタイル化に時間を要し,その公開が平成29年度の年度末になったため,判読結果の入力が全体的に遅れた。平成30年度は, 23名の連携研究者,1名の研究協力者を専門別に振り分けたブラウザ班,判読班,震源モデル班の体制で望み,高解像地形データに基づく新たな地形判読法を用いた活断層変位地形のマッピング,検索エンジンの開発,震源断層モデル諸元決定のための活断層情報を収集した。その成果をまとめると以下の通りである。1)1)ブラウザ班では,構築したオンライン地形判読・記載クラウド型サーバーの不具合をほぼ改善することができた。とくに難しかった断層変位地形の凡例設定とその選択と編集作業工程が改善され,判読者は統一基準に基づいた理解を画面上で電子マッピングしながら,特記事項をメモできるようになった。さらに,同サーバー上でユーザーインターフェイスを考慮した検索エンジンの開発を行い,query方式の対話型検索システムを立ち上げることができた。2)判読班では,オンラインで結ばれた各位のPCディスプレイ上でアナグリフを用いた地形判読・記載(電子マッピング)・データ保存・結果に対する議論をリアルタイムで進めた。各地域で班員が主要断層帯において判読し議論を行った結果,Lidarによる5mDEMカバーエリアでは,これまで検出できなかった微少な断層変位地形とややブロードな撓曲変位のマッピング,また広域的な連続性の認定に本手法が極めて有効であることが再確認された。3)震源断層モデル班では,判読班より順次提供された活断層情報を基に震源断層のパラメータを絞り込み,検索エンジンに搭載可能な矩形モデリングに着手した。次年度中にクラウド型サーバーにおいて震源断層モデルも同時に公開する準備を整えた。構築したオンライン地形判読・記載クラウド型サーバーの不具合をほぼ改善することができたため,判読班での作業が迅速に遂行することができた。これにより震源断層モデリングのための活断層情報が集約された。合わせて検索エンジンの開発を同時に行い,クラウド型サーバーの完成度が高まった。判読班の作業を促進するために判読画像と電子マッピング機能をもつソフトウエアの充実を図ると共に,それらを搭載したサーバーを早期に立ち上げ,オンライン作業を推進させる。これにより全国の活断層マッピングを予定より早く終了させ,クラウド型サービスで重要な諸元検索機能の開発・搭載を実施するとともに,活断層のグルーピングと震源断層の類型化を順次進めて,当初の目的達成へ研究を推進する。判読班の作業を促進するために判読画像と電子マッピング機能をもつソフトウエアが公開されたことを受けて,平成30年度初頭より判読班における結果入力と線分情報の確定を促進させる。そのために夏休み後半9月に全体合宿を敢行し,全国の活断層マッピングを予定より早く終了させる。
院内感染対策継続中のMRSA保菌者発生機序に関する分子疫学的研究

当教室の関連施設、愛野記念病院内科老人病棟において1991年10月より指消毒の徹底に加えて、ポビドヨードを用いた下気道感染防止対策、褥療対策、環境菌対策を行っている。対策の継続によりMRSAによる院内感染症(菌血症、肺炎)は明らかに減少した。しかしながら、院内でMRSA保菌者が月に数名発生し、MRSA保菌者の発生機序を明らかにすることによる合理的対策の確立が必要と考えられた。今回、重症の基礎疾患を有しMRSA分離者専用室に収容された高齢患者8名において2週間毎に3時間鼻腔、咽頭、喀痰、便、尿褥療、皮膚(頭髪部、右前腕部、右鼠径部の3ヶ所)の培養を実施する一方、専用室内5ヶ所と専用室出入口(廊下側)の計6ヶ所において2週間毎に拭きとり検査と落下細菌の収集を3ヶ月間行った。調査期間中に得られた患者由来黄色ブドウ球菌と環境由来黄色ブドウ球菌について薬剤感受性、コアクラーゼ型別エンテロトキシン型別、TSS7-1産生能を調べる一方、パルフィールドゲル電気泳動法による分子疫学的解析を行った。上記の検討により、専用室内での交叉感染がある特定の型によって生じていること、また空気浮遊細菌が気道における黄色ブドウ球菌の保菌者発生に関与している可能性が示唆された。特に便由来の黄色ブドウ球菌が患者の交叉感染や環境汚染への汚染源として注目された。メチレリン耐性黄色ブドウ球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)が,本邦では1980年前半より重要な院内感染起炎菌であることを永武が指摘し,1991年10月より関連施設A病院内科老人病棟にMRSA分離患者の専用室を設置し,手指消毒の徹底に加えて褥瘡対策,下気道感染防止対策,環境菌対策等の統合的院内感染防止対策(以下対策)を日々継続することにより,院内肺炎および菌血症が減少したことを既に報告した.しかしながら,対策継続中の問題点としてMRSAが鼻腔,咽頭,喀痰等より分離されるにもかかわらず臨床症状を呈さず,抗菌化学療法を必要としない患者(以下保菌者)が老人病棟190床あたり20ないし30名程度存在し,院内でMRSA保菌者が月に数名発生することも事実である.したがって,保菌者の発生機序については未だ不明な点もあり,保菌者の発生にかかわる因子をより明確にすることが今後の対策のあり方をより合理的なものにするために必要と考えられた.今回、時間的因子を考慮したMRSA保菌患者における病室内でのMRSAの獲得状況、他の患者へのかかわり方をより明確にすることで手指による伝播以外の院内におけるMRSAの伝播様式を明確にすることでより効率のよい院内感染防止対策の指針を打ち出したいと考えている。平成9年度は分離株の薬剤感受性の測定、コアグラーゼ型別、エンテロトキシン型別、TSST-1による解析を行った。現在パルスフィールドゲル電気泳動法によるMRSAの遺伝型を応用し、院内のMRSAの動態を分子疫学的解析を行っているが、これらの基礎的研究により特定の型の黄色ブドウ球菌の院内での動態を追跡することができ、保菌者の実態、特に環境汚染と保菌者の関連性がより明らかにされつつある。
ヒト悪性神経膠腫における壊死誘発遺伝子標的治療の基礎的研究

神経膠芽腫の壊死巣は大壊死巣(large necrosis)と小壊死巣(pseudopallisading)に分類される。本腫瘍における異なる壊死巣の機序が同定できれば、これを利用した治療の開発に結び付く可能性が考えられる。2種類の壊死巣形成機構とdeath receptor/death ligandの解析により、この機序を利用して治療に結び付けることを目指し、壊死原因遺伝子の解析をおこなった。神経膠芽腫の手術摘出材料10例において、小壊死巣と大壊死巣をそれぞれ認める5例づつを選び、壊死誘発遺伝子発現細胞の局在をTUNEL法、免役組織化学療法を用いて検討した。あわせて、RT-PCR法を用いて、TRAIL、DR4、DR5、DcR2、DcR3のmRNAの発現を検討した。抗体はFADD、Fas-L、TRAIL、DR4、DR5、DcR1、DcR1、DcR2、プロカスパーゼ3、活性型カスパーゼ3、プロカスパーゼ9、チトクロームCおよびPARPに対する抗体を使用した。結果はFADD、Fas-L、TRAIL、チトクロームCおよびPARPが全症例において、壊死巣とは関係なく大部分の腫瘍細胞に発現がみられた。DR4は血管内皮細胞に発現がみられた。DcR1、DcR2、プロカスパーゼ9は一部の症例で腫瘍細胞に発現がみられた。DR5は大壊死巣の周囲の腫瘍細胞に発現がみられ、プロカスパーゼ3および活性型カスパーゼ3は小壊死巣の周囲の細胞に発現がみられTUNEL陽性のアポトーシスをきたした細胞と使い関係を示した。DR5とTRAIL発現細胞の局在は、FasとFas-Lの局在の関係と極めて類似していた。小壊死巣におけるカスパーゼ3、特に活性型の発現は、本形態学特徴と極めて強い関係を示した。以上より、神経膠芽腫の組織学特徴である小壊死巣と大壊死巣は、異なった機構により発生すると考えられた。すなわち、大壊死巣は周囲の腫瘍細胞がdeath receptroであるFas、DR5を発現しており、小壊死巣はカスパーゼ3の活性により特徴づけられるものと考えられた。悪性神経膠腫細胞株U251、T98G、U373の3種類を用いて、抗癌剤であるACNU、CDDP、VP-16を投与し経時的に死細胞数を測定し、アポトーシスをヘキスト33258を用いて蛍光染色で同定した。同時にカスパーゼ3(Casp-3)のWestern blot法およびカスパーゼ3の活性化を測定した。さらに、PARPの限定分解をWestern blot法で確認した。その結果、U251とT98GでVP16の投与において多数の腫瘍細胞がアポトーシスに陥った。投与後、一過性にCASP3の増加がみられ、その低下と共にカスパーゼ3の活性化がおこり、同時期にPARPの限定分解が認められた。その後、多数の腫瘍細胞がアポトーシスに陥るのが観察された。なお、Casp-3の活性化は細胞の核内で主に観察された。CDDPの大量投与ではU251がアポトーシスに陥った。また、ACNU投与では、U251、T98Gで細胞死が観察されたが、おもにネクローシスであった。

以上から、悪性神経膠腫細胞株における抗癌剤誘導の壊死誘発遺伝子のカスケードの一部として、ProCasp-3の細胞質内増加、Casp-3の活性化が生じ、核内に移行後のPARPの限定分解が起こり、引き続きアポトーシスが生じることが判明した。Fas,FasLは抗癌剤投与による壊死誘発には直接関与しないと考えられた。Casp-2はCDDP投与後から少し増加する傾向は示したものの有意差はみられなかった。今後は、手術摘出標本において観察される壊死巣のnatural cell death pathwayにおけるFas/FasL,Casp1,2,3およびPARPの限定分解を解明する。さらに、マウスを使用し壊死誘発遺伝子の導入を試みる。神経膠芽腫の手術摘出材料10例において、小壊死巣と大壊死巣をそれぞれ認める5例づつを選び、壊死誘発遺伝子発現細胞の局在をTUNEL法、免疫組織学療法を用いて検討した。あわせて、RT-PCR法を用いて、TRAIL,DR4,DR5,DcR1,DcR2,DcR3のmRNAの発現を検討した。抗体は、FADD、Fas-L、TRAIL、DR4,DR5,DcR1,DcR2,プロカスパーゼ3、活性型カスパーゼ3、プロカスパーゼ9、チトクロームCおよびPARPに対する抗体を使用した。結果は、FADD、Fas-L、TRAIL、チトクロームCおよびPARPが全症例において、壊死巣とは関係なく大部分の腫瘍細胞に発現がみられた。DR4は血管内皮細胞に発現がみられた。DcR1、DcR2、プロカスパーゼ9は一部の症例で腫瘍細胞に発現がみられた。DR5は大壊死巣の周囲の腫瘍細胞に発現がみられ、プロカスパーゼ3および活性型カスパーゼ3は小壊死巣の周囲の細胞に発現がみられTUNEL陽性のアポトーシスをきたした細胞と強い関係を示した。DR5とTRAIL発現細胞の局在は、FasとFas-Lの局在の関係と極めて類似していた。小壊死巣におけるカスパーゼ3、特に活性型の発現は、本形態学特徴と極めて強い関係を示した。TRAIL、DR4、DR5、DcR3のmRNAは全例で発現が見られ、DcR1、DcR2は半数の症例で発現がみられた。以上の結果より、神経膠芽腫の組織学特徴である小壊死巣と大壊死巣は、異なった機構により発生すると考えられた。すなわち、大壊死巣は周囲の腫瘍細胞がdeath receptorであるFas、DR5を発現しており、小壊死巣はカスパーゼ3の活性により特徴ずけられるものと考えられた。