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「NIRSによる脳機能測定」を異分野の共通課題とする高等専門学校の分野横断的教育

本研究は、工業高等専門学校(5年一貫教育と専攻科2年教育)における専門分野教育に、異分野の共通課題を取り入れ、分野横断的な教育を効果的に実施する教育プログラムを構築するとともにその教育効果を検証するものである。舞鶴工業高等専門学校の電気情報工学科の多くの専門分野科目に、異分野である医学分野の共通課題「NIRS(Near Infra-Red Spectroscopy)による脳機能測定」を取り入れた。課題解決には医学分野の知識の他に本学科で教育する電気、電子、情報、通信工学の知識が要求される。異分野の課題解決のために、電気、電子、情報、通信分野の様々な専門科目を連携させる学習が必須であることが学生に教育され、効果的に分野横断的な専門分野教育が実施されるための取組みが行われている。第1学年から第5学年、さらに専攻科の専門分野の授業科目に、異分野である医学分野の共通課題を、年次進行で取り入れた。講義科目に加え、第2学年では実験科目にも異分野課題として、生体信号を取得する電子機器の製作実験を取り入れた。第4学年では、医学分野の、より具体的で高度な内容として、血流量を電気信号として検出する理論や、その電子装置の開発に関する教育を取り入れた。第5学年でも、より専門的な内容として、NIRSによる脳血流量測定データの解析を卒業研究テーマとして取り入れた。また専攻科の特別研究においては、NIRS脳血流量測定に関する研究で、学位取得、外部研究発表に至った。低学年からの異分野課題の導入により、本学科で教育する電気・電子・情報・通信の基盤技術が多くの異分野で利用され、また全ての基盤技術が課題解決に必要となることが、効果的に、かつ具体的に学生に教育された。低学年からの電気・電子・情報・通信の基盤技術の分野横断的な教育は、高学年における実際の医学分野における研究として学生が成果をあげるに至っている。研究代表者の平成27年度の長期海外滞在のため、引続き研究遅延がある。平成30年度のおもな研究活動は、引き続き年次進行で異分野である医学分野の課題を授業に導入し、本学科で教育する電気・電子・情報・通信技術の異分野への係わりを教育するとともに、その分野横断的な教育の効果に対する評価、低学年からの教育の成果としての高学年の学生に対する異分野課題解決の研究指導とその活動への評価であった。初年度(平成26年度)に生体情報の測定機器の整備を終えている。これらの機器を利用し、異分野である医学分野への電気・電子・情報・通信技術の係わりについての導入教育として、生体情報のデータ取得や解析のデモンストレーションが可能となった。平成27年度からは第2学年実験科目「電気情報工学実験IB」において、生体信号測定装置に関する実験を導入している。脈波測定装置の製作実験を導入し、センサからの入力信号処理、計測情報の出力処理を行うマイコンの基礎教育を実際の製作を通じて行えるようになっている。平成28年度以降は、研究にもつながるようなより高度な内容の課題を高学年において導入した。第4学年実習科目「工学基礎研究」においては、反射型フォトセンサを利用した血液中のヘモグロビン量を検出する電子装置の研究・開発に取り組んてでいる。また第5学年「卒業研究」においては、NIRSによる脳血流量測定データの解析に関する研究に取り組んでいる。さらに低学年からの分野横断教育の成果を評価するために専攻科における特別研究においても異分野課題の研究テーマを取り入れた。現在、分野横断的教育を目的に、異分野の課題を全学年の専門分野科目に取り入れることができ、また低学年からの取り組みの成果を評価するため、高学年や専攻科でも異分野課題の研究に取り組めるよう整備した。今後はさらにその教育成果の検証に関する取り組みを継続する。分野横断的教育のための、異分野である医学分野の共通課題の授業への導入はほぼ終えているが、第3学年の授業科目への導入が遅れている。すでに異分野課題を導入済の授業科目においては、これを継続するとともに、導入が遅れている科目については早急に対応する。舞鶴工業高等専門学校の電気情報工学科で教育する電気・電子・情報・通信分野の基盤技術が、異分野で必要とされ、また全ての基盤技術の知識が線品開発や研究にも要求されることが、具体的な事例により教育される講義や実習を今後は定着させる。教育の成果を評価する方法をさらに検討する。アンケートなどによる学生への調査の実施により、異分野の課題の授業への導入方法の改善を図ることや、分野横断教育に対する効果を評価することについて検討する。また学生の就職希望先の動向、研究対象の希望などの調査により、異分野課題を積極的に導入することの影響についても検討したい。また、本研究の工学教育における成果についてさらに発表を行う。本研究は、工業高等専門学校における専門分野教育に異分野の共通課題を取り入れ、分野横断的な教育を効果的に実施するとともにその効果を検証するものである。本校の電気情報工学科の専門分野教育における多くの科目の授業の一部に、異分野である医学分野の1つの共通課題を取り入れる。この医学分野の共通課題として、「NIRS(Near Infra-Red Spectroscopy)による脳機能測定」を採用した。異分野の課題解決には医学分野の知識に加え本学科で教育する電気、電子、情報、通信工学の多くの知識が要求される。本学科の電気・電子回路、アナログ・ディジタル回路、電気磁気学、アナログ・ディジタル信号処理、ソフトウェアなどの講義科目の多くと、実験・実習科目、卒業研究に、これらの科目と「NIRS(Near Infra-Red Spectroscopy)による脳機能測定」との関連を授業に取り入れる。

初年度の平成26年度は、より実践的な教育の実施のために脳機能検査等の生体情報の測定機器の整備を行う必要があった。これらの装置の導入により、学生が取り組む各種生体信号の取得実験の実施を可能にした。本学科の第1学年講義科目「電気概論」の一部に、生体情報取得に関する講義と、生体情報のデータ解析等のデモンストレーションを導入した。講義後には調査を実施し、その教育効果について評価を行った。また「NIRS(Near Infra-Red Spectroscopy)による脳機能測定」を課題とし、実験・実習科目である「工学基礎研究」、「卒業研究」の教育を行った。より高度な教育にも1つの共通異分野課題が導入でき、分野横断的な教育が工業高等専門学校の全学年で効果的に実施できることを確認した。本研究は、工業高等専門学校(5年制教育)における専門分野教育に異分野の1つの共通課題を取り入れ、分野横断的な教育を効果的に実施するとともにその教育効果を検証するものである。舞鶴工業高等専門学校の電気情報工学科の専門分野教育の多くの科目の一部に、異分野である医学分野の1つの共通課題「NIRS(Near Infra-Red Spectroscopy)による脳機能測定」を取り入れる。課題解決には医学分野の知識の他に本学科で教育する電気、電子、情報、通信工学の多くの知識が要求される。本学科の電気・電子回路、アナログ・ディジタル回路、電気磁気学、アナログ・ディジタル信号処理、ソフトウェアなどの講義科目と、実験・実習科目、卒業研究に、これらの科目と「NIRS(Near Infra-Red Spectroscopy)による脳機能測定」に関連する課題を授業に取り入れる。初年度(平成26年度)に脳機能検査等の生体情報の測定機器の整備を終えている。これらの機器を利用し、平成26年度に引き続き平成27年度も本学科の第1学年講義科目「電気概論」で生体情報のデータ取得や解析のデモンストレーションを行った。これにより、異分野である医学分野への電気・電子・情報・通信技術の係わりについての導入教育を継続して行った。また講義後には調査を実施し、その教育効果についても継続して評価を行った。実験・実習科目である「卒業研究」でも生体情報の取得を課題とする教育を継続して行った。平成27年度はさらに他の科目にも異分野である医学分野への係わりを課題として取り入れた。第2学年の実験・実習科目「電気情報工学実験I」で脈波計測を目的とする装置の製作実験を一部導入した。研究代表者の長期海外滞在のため研究に遅れが生じた。平成27年度のおもな研究活動は、異分野である医学分野の課題を授業に導入し、本学科で教育する電気・電子・情報・通信技術の異分野への係わりを教育するとともに、その分野横断的な教育に対する効果を評価する基礎を築くことであった。以下のとおり課題導入を行い評価の基礎を築いた。【第1学年】講義科目
動物モデルを用いた新たな抗腫瘍治療戦略の開発

我々はC3Hマウスにおいてレトロウイルスの一つであるフレンド白血病ウイルス(FLV)の感染が放射線誘発p53依存性アポトーシスを著明に増強する実験系を見出した。FLVに感染したC3Hマウスに低線量の放射線を全身照射すると、マウスは照射後2週間で著明な貧血を起こして死亡し、骨髄造血細胞には高頻度のアポトーシスが観察される。この現象に関与する宿主特異的因子を同定するため、FLV接種後に放射線照射したマウス骨髄より採取した蛋白のTOF-Mass解析を行った。C3HマウスとDBAマウスの比較により、AcinusおよびMCM2という2つの分子がC3Hマウス特異的に見出された。そこで、C3Hマウス由来の放射線誘発骨髄性白血病細胞株を用いた解析を行った。培養細胞株でも動物の骨髄細胞でみられたのと同様に、FLVによってDNA損傷誘発アポトーシスが増強する現象が確認され、AcinusおよびMCM2の発現増強が重要な役割を果たしていることがわかった。加えて、microarayを用いた網羅的解析を行って、C3Hマウスにおけるアポトーシス誘導経路の推定を行った。また、種々の細胞株を用いた実験系を構築してウイルス蛋白と宿主蛋白の相互作用の詳細な解析を行った。アポトーシス増強作用を応用した白血病治療マウスモデルについても実験系の確立を目指して解析を開始した。遺伝子改変動物を用いた実験からFLV感染下で起こるこのp53依存性アポトーシスの増強にはDNA-PKとATMが関与していることがわかった。これらのPI3キナーゼのうち特にDNA-PKが、ウイルスのgp70と関連したp53の活性化に重要な意味を持っている。この現象に関与する宿主特異的因子を同定するため、マウス骨髄より採取した蛋白のTOF-Mass解析を行った。C3HマウスとDBAマウスの比較により、AcinusおよびMCM2という2つの分子が見出された。C3Hマウス由来の放射線誘発骨髄性白血病細胞株を用いた解析を加えて、詳細なメカニズムを検討する準備を開始している。加えて、他の細胞株を用いた実験系を構築して、詳細なメカニズムを検討する準備を開始している。HIVに感染したC3Hマウスに低線量の放射線を全身照射すると、マウスは照射後2週間で著明な貧血を起こして死亡し、骨髄造血細胞には高頻度のアポトーシスが観察される。

C3HマウスとDBAマウスの比較により、AcinusおよびMCM2という2つの分子がC3Hマウス特異的に見出された。そこで、C3Hマウス由来の放射線誘発骨髄性白血病細胞株を用いた解析を行った。培養細胞株でも動物の骨髄細胞でみられたのと同様に、FLVによってDNA損傷誘発アポトーシスが増強する現象が確認され、AcinusおよびMCM2の発現増強が重要な役割を果たしていることがわかった。加えて、microarayを用いた網羅的解析を行って、C3Hマウスにおけるアポトーシス誘導経路の推定を行った。また、細胞株を用いた実験系を構築してウイルス蛋白と宿主蛋白の相互作用の詳細な解析を行った。アポトーシス増強作用を応用した白血病治療マウスモデルについても実験系の確立を目指して解析を開始した。
粒径10μｍを超える大きなエアロゾルによる大気からの硝酸の除去効果

大気中の硝酸の除去経路としての粒径10μm以上のエアロゾルの重要性を検証するため、粒径10μm以上のエアロゾルを1014μm、1425μm、2540μm、40μm以上の4段階に分級して採取するエアロゾルサンプラーを開発した。このサンプラーを用いて、実大気において0.43-40μmの粒径範囲のエアロゾルについて粒径別に化学成分濃度を求めた。粒径別のエアロゾルの乾性沈着速度を抵抗モデルから算出し、これを濃度に乗じて各成分の乾性沈着量を推定した。その結果、大気中硝酸のおよそ10%は、粒径10μm以上のエアロゾルに取り込まれ沈着することにより除去されていることが明らかになった。粒径10μm以上のエアロゾルを4段階の粒径区分に分級可能なエアーサンプラーの製作を行った。粒径10μm以下のエアロゾルを8段階の粒径区分に分級可能な市販のアンダーセン型エアーサンプラーの最上段に直列に接続できる分粒ステージを4段、アルミニウム材を加工することにより自作した。各ステージの50%分級径は、粒径の小さい側から10μm、20μm、29μm、50μmとした。その設計は、既報の空力学的分粒理論とインパクターの性能試験データに基づいた。これにより、粒径10μm以上のエアロゾルを1020μm、2029μm、2950μm、50μm以上の4段階に分級し、10μm以下のエアロゾルも8段階に分級可能なエアーサンプラーが作製された。続いてこのサンプラーの捕集・分級性能を検証するための実験装置を製作した。これは、半密閉チャンバー内に飽和食塩水を霧状に噴霧し、その霧粒子の個数濃度粒径分布を光学的に測定すると同時に、自作サンプラーで捕集するものである。発生させた飽和食塩水の霧粒子の個数濃度粒径分布を光学式カウンターで計測したところ、1050μmの霧粒子が多く存在しており、これは自作サンプラーの性能試験に適切なサイズである。また、イオンクロマトグラフとオートサンプラーを1台ずつ新たに導入し、既存のイオンクロマトグラフと接続したシステムを構築した。これにより、今後自作エアーサンプラーの性能試験を行った際、或いは、これを用いてフィールドにおいて大気試料を採取した際に得られる、多数の試料について、陽イオン成分と陰イオン成分の定量を同時にかつ迅速に行うことが可能になった。この他、10μm以上の粒径も含めたエアロゾルの沈着速度を求める抵抗モデルの開発も行った。今後フィールドにおいて大気試料を採取した後、エアロゾル中成分の乾性沈着量を求めることになるが、本モデルはその際に用いる予定である。昨年度製作した、粒径10μm以上のエアロゾルを1020μm、2030μm、3050μm、50μm以上の4段階に、10μm以下のエアロゾルも8段階に分粒可能なエアーサンプラーの性能試験を行なった。半密閉チャンバー内に飽和食塩水を霧状に噴霧し、その霧粒子の個数濃度の粒径分布を光学的に測定すると同時に、自作サンプラーで捕集した。発生させた飽和食塩水の霧粒子の個数濃度粒径分布からは、1050μmの霧粒子が多く発生していることが確認された。この個数濃度粒径分布から求めた霧粒子の体積濃度粒径分布と、自作サンプラーで捕集された試料の分析から得られた霧粒子の質量濃度粒径分布から求めた体積濃度粒径分布は、後者の体積濃度がやや過小計測の傾向にあることを示し、その程度は粒径が大きいほど大きいことが確認された。これはサンプラー内部の、主に壁面における粒子のロスを示唆している。このことは予想されたことであり、そのロスの割合を数値化して計測値を補正できるようにすれば、本サンプラーは実観測で有効となるが、現時点ではこのロスの割合にばらつきが大きく、有意な補正方法が得られていない。昨年度の課題として残ったチャンバー内での霧粒子の空間的分布の不均質さの解消が今なお不十分であるためと考えられる。実大気において粒径10μm以上のエアロゾルを採取した試料の分析も試みたところ、硝酸塩が粒径210μmの粗大粒子領域のおよそ20%程度の濃度で検出されることも確認された。その測定値には大きな不確かさが残ったままだが、硝酸の大気からの除去、地表への沈着経路として粒径10μm以上のエアロゾルが重要であることは本研究からも確認された。平成25年度製作した、粒径10μm以上のエアロゾルを1020μm、2030μm、3050μm、50μm以上の4段階に分粒可能なエアーサンプラーの性能試験を行なった。当初計画していた霧粒子を用いた性能試験では再現性に限界があることが平成26年度の実験結果より明らかになったため、平成27年度はフライアッシュを用いた分級性能試験を行なった。その結果、20μm、30μm、50μmを50%効率でカットするよう空気力学的理論から設計し自作した各インパクターステージの実際の50%カット径は、それぞれ21μm、37μm、59μmであり、空気力学的理論に比して実際のカット径が大きい側にずれていた。

これより自作したサンプラーは粒径10μm以上のエアロゾルを1021μm、2137μm、3759μm、59μm以上の4段階に分級することが確認された。一方、インパクター内部壁面への粒子損失は粒径59μm以上で約50%と大きいが、粒径が小さくなるに連れ減少し、粒径1021μmでは10%以下であった。この損失率は粒径の関数であり、分析結果の補正が可能である。実大気において10μm以上の粒径も含んだエアロゾルを採取し各成分の粒径別濃度を求めた後、本研究課題の中で開発した抵抗モデルにより求めた粒径別の乾性沈着速度を乗じて乾性沈着量を推定した。その結果硝酸態窒素のおよそ50%は粒径10μm以上のエアロゾルとして沈着していることが明らかになった。大気中の硝酸の除去経路としての粒径10μm以上のエアロゾルの重要性を検証するため、粒径10μm以上のエアロゾルを1014μm、1425μm、2540μm、40μm以上の4段階に分級して採取するエアロゾルサンプラーを開発した。このサンプラーを用いて、実大気において0.43-40μmの粒径範囲のエアロゾルについて粒径別に化学成分濃度を求めた。粒径別のエアロゾルの乾性沈着速度を抵抗モデルから算出し、これを濃度に乗じて各成分の乾性沈着量を推定した。その結果、大気中硝酸のおよそ10%は、粒径10μm以上のエアロゾルに取り込まれ沈着することにより除去されていることが明らかになった。本研究は、1)粒径10μm以上のエアロゾルを分級採取可能なサンプラーの製作、2)その性能試験、3)実大気エアロゾルの採取・分析、4) 10μm以上のエアロゾルの動態や窒素沈着への寄与の解明、の大きく4つの内容に分かれている。1)は初年度に完了している。本年度は2)を完了し、3)のデータを蓄積する予定であった。しかし、2)についてはサンプラー内での粒子のロスの程度を数値化するに至っておらず、3)についても様々な気象条件下におけるデータの蓄積という当初の目的に適うだけの観測を行えていない。従って研究の進捗状況は不十分といえ、上記の区分と判断される。大気化学サンプラー内での粒子のロスを精度よく数値化することに注力する。飽和食塩水による霧粒子を用いた方法では限界がある可能性もあり、フライアッシュなど他の模擬粒子の利用も検討する。実大気でのサンプリングも、研究代表者の所属機関のある甲府でも行うなど、機会を見つけてできるだけ多く行い、粒径10μm以上のエアロゾルの動態解明に資するデータの蓄積を目指す。得られたデータを用いて4)の考察を行なう。初年度はこのうち、1)と2)を完了する予定であった。1)については予定通り進んだが、2)については次のような問題が発生している。性能試験には、飽和食塩水を噴霧して発生させた霧粒子を用いる予定であるが、発生させた霧粒子の個数濃度粒径分布を光学式カウンターで計測したところ1050μmの霧粒子が多く存在しており、これは自作サンプラーの性能試験に適切なサイズであった。しかし、チャンバー内における空間的分布の不均質さが大きく、光学式カウンターで得られた霧粒子の個数濃度粒径分布を、自作サンプラーにより採取された霧粒子に当てはめて自作サンプラーの捕集効率、分級性能の評価を行った場合、その精度が低くなることが予想される。現在この問題を解消できておらず、性能試験は完了していない。性能試験に用いる霧粒子の試験チャンバー内での空間分布の把握、及びサンプラー内での粒子のロスの検討に時間を取られ、実大気でのサンプリングをあまり行なわなかった。
糖鎖プライマー法を活用した新規グライコミクスを基盤とする細胞機能の解析と制御

糖鎖プライマー法を用いた新規なグライコミクスとして、細胞間での比較糖鎖解析を実施した。これにより、骨肉腫や肺腺がん細胞の転移性およびHCVのゲノム複製に関与する糖鎖などを特定し、細胞の遊走能やHCVゲノム複製の抑制に成功した。また、糖鎖プライマー法により得られた糖鎖ライブラリーを用いて、インフルエンザウイルスの検出法やムコ多糖症の新生児マススクリーニングのための診断基質を開発した。さらに、iPS細胞の品質評価や新規ドラッグデリバリーの開発などの多方面への展開についての成果が得られた。糖鎖プライマーとして、Lac-C12、GlcNAc-C12、およびGalNAc-Thr-C12、GalNAc-Ser-C12(C10,C14)の合成をおこなった。合成した糖鎖プライマーを細胞への投与して糖鎖伸長生成物の構造解析を行なった。糖鎖プライマーを添加した培養液を用いて細胞と2日間程度培養した。細胞としては、HCVの感受性の異なる細胞、転移性のがん細胞などを用いた。培地中の生成物は逆相カラムを用いて回収して得られた生成物を、MALDI-TOF-MSやLCーMSを用いて分析した。LCでの溶出時間およびMS(n)スペクトルが糖鎖に固有の情報となることから、得られた糖鎖構造の解析のためのデータベース化を行なった。LC-MSでの構造解析の確認のために、必要に応じて糖加水分解酵素に対する基質特異性を検討し、メチル化した糖鎖をMALDI-TOF-MSで解析した。用いた細胞で得られた糖鎖構造および生成量を表示した糖鎖パネルを作成した。従来の研究で用いた細胞株での結果を含めて、発現糖鎖の比較解析を行なった。特に、転移性のがん細胞では細胞遊走と関係している糖鎖、HCVの感染性の高い細胞に発現する糖鎖を見いだした。ipS細胞での糖鎖解析も実施した。また、迅速かつ信頼性の高い糖鎖のマススペクトルの解析を行うためのソフトウエアを開発するために、糖鎖構造を予測するアルゴリズムの作成を行なった。糖鎖プライマー法を用いて、細胞の機能と細胞の有する糖鎖生合成経路との関係について検討を行った。まず、糖鎖プライマー法によりC型肝炎ウイルス(HCV)の感受性はネオラクト系列の糖鎖の発現と関係していることが示された。そこで、HCVサブゲノム複製細胞に対して、単糖を添加してネオラクト系列の糖鎖の発現を向上させたところ、ウイルスゲノム量の抑制が見られた。さらに、ネオラクト系糖鎖の合成酵素の発現ベクターを作製し、HCVサブゲノム複製細胞にトランスフェクションさせたところ、HCVのウイルスゲノムの複製量が大きく抑制されていた。次に、糖鎖プライマー法を用いてがん細胞の転移性に関与する糖鎖の構造解析と機能解析を行った。高転移性ヒト肺腺がん細胞で硫酸化糖鎖が多く検出され、る硫酸基転移酵素遺伝子のノックダウンにより遊走能の変化がみられた、胃がん細胞や乳がん細胞など対象のがん細胞を増やして、がん細胞の遊走性と硫酸化糖鎖の発現との関連を評価した。硫酸基転移酵素の遺伝子を細胞に導入して過剰発現させたところ、細胞の遊走性の顕著な向上が観察され、硫酸化糖鎖と細胞の遊走生徒の関連性が示された。また、グリコサミノグリカン(GAG)型の糖鎖を伸長する糖鎖プライマーを用いて糖鎖伸長生成物についての検討を行なった。硫酸基付加糖鎖伸長生成物の回収および解析方法の検討を行い、GAG型糖鎖ライブラリーの構築を行なった。さらに、ムチン型糖鎖を得る事ができる2種類の糖鎖プライマーを用いて、ムチン型糖鎖ライブラリーの構築を行なった。ヒト胃がん細胞において、糖鎖プライマーの糖アミノ酸の構造の違いにより異なった糖鎖伸長生成物が得られた。オリゴ糖鎖の質量分析装置により得られるスペクトルより糖鎖構造を推定するプログラムの改良を行い、より高精度に構造を予測することが可能になった。各種がん細胞を用いて比較グライコミクスを糖鎖プライマー法などにより実施した。特に、転移性のがん細胞などを用いることで、糖脂質型および0ーグリカン糖鎖の発現解析を行なった。他の細胞を含めた各種幹細胞の分化誘導による発現糖鎖の変化についても検討した。これにより、肺がん細胞や骨肉腫細胞の転移性に関与する糖鎖を明らかにした。さらに、C型肝炎ウイルス(HCV)の感受性を有する細胞での糖鎖構造の解析を行い、HCVゲノム複製に関与する糖鎖を見いだした。ヒトiPS細胞での発現糖鎖解析を実施し、未分化状態のiPS細胞に特異的に発現する新規の糖鎖マーカーを見いだした。以上で用いた細胞において見いだされた特徴的な糖鎖に対する合成遺伝子を定量PCR法により検出した。これにより、糖鎖構造の発現と糖鎖合成遺伝子の発現レベルとの関連性を明らかにした。糖鎖合成遺伝子をsiRNAによりノックダウンを行うことで、がん細胞の転移性を制御できることを明らかにした。以上の様に、糖鎖の解析技術を元にして、細胞の機能に関わる糖鎖を明らかにすることで、創薬ターゲットを明確にし、再生医療における幹細胞の品質評価についても有用な情報を得ることができた。また、糖鎖構造解析ツールの開発を行なった。迅速かつ信頼性の高い糖鎖のマススペクトルの解析を行うためのソフトウエアを開発するために、マススペクトルデータを元にして糖鎖構造を予測するアルゴリズムの構築を行なった。

また、アルゴリズムの改良に用いる糖鎖のマススペクトルデータとしては、各細胞から得られた糖鎖解析の際のLC-MSのデータベースを活用する。そのために、細胞からの糖鎖の回収方法を検討して、正確なLC-MSスペクトルの測定手法の確立を行なった。異なった細胞から得られたLC-MSスペクトルデーターを用いて、オリゴ糖鎖の構造異性体を区別する手法について検討した。糖鎖プライマー法を用いたグライコミクスとして、細胞機能での糖鎖の役割の解明、タンパク質の翻訳後修飾の仕組み、およびオリゴ糖の活用としてウイルスの検出手法の開発に関する検討を行った。これまでの本課題での研究により、糖鎖プライマー法を用いて肺腺がん細胞の遊走性と、硫酸化糖鎖や硫酸化糖鎖合成酵素の発現との関係が明らかになった。そこで、硫酸化糖鎖合成酵素GAL3ST3を過剰発現させた細胞をすることで、SM3型糖鎖と硫酸化T抗原型糖鎖が増加し、遊走性が増加することを明らかにした。次に、タンパク質の翻訳後修飾に関する検討として、GalNAc-Ser, GalNAc-Thrを骨格に持つ2種類の糖鎖プライマーを用いて、ムチン型糖鎖のアミノ酸残基依存的な糖鎖生合成について検討した。胃がん細胞ではシアリルTn抗原型糖鎖、フコシルT型糖鎖、硫酸化T抗原型糖鎖、あるいはシアリルT型糖鎖の生合成が、糖鎖プライマーのアミノ酸残基に依存していた。また、無細胞系での糖鎖伸長反応でもアミノ酸の違いがムチン型糖鎖の糖鎖構造に影響を与えていることが示された。インフルエンザウイルス(IFV)の検出法の一つである赤血球凝集アッセイに代わる新しい検出法が求められている。そこで、糖鎖プライマー法により得られたオリゴ糖を用い、それを基板および粒子に固定化することで新しい検出法の開発を目指した。MDCK細胞にアジド化糖鎖プライマーを投与することで、シアル酸含有糖鎖や硫酸化糖鎖などIFVと親和性が高い糖鎖が得られた。そのような糖鎖を固定化した粒子を作製し、HAおよびIFVとの凝集を目視で観察することが出来た。赤血球凝集アッセイと比較して、その感度は2100倍に上昇した。糖鎖プライマー法で得られたオリゴ糖を固定化した粒子を用いた凝集アッセイは赤血球凝集アッセイに代わる方法となり得る可能性が示唆された。糖鎖プライマー法を用いたグライコミクスとして各種がん細胞に発現する糖鎖の比較解析を行った。液体クロマトグラフィーとイオントラップ型の質量分析装置を接続したLC-MSを用いて迅速且つ簡便に発現糖鎖の比較解析を行った。特に前立腺がん、肝がん、胃がん、乳がん細胞で発現する糖鎖プライマー由来の糖鎖伸長生成物での検出量での比較を行い、特定の糖鎖プライマーからの糖鎖伸長生成物により、各がん細胞が明確に区別されることが明らかとなった。さらに前立腺がんではこれまでに糖鎖マーカーは殆ど知られていなかったが、他のがん細胞とは異なる糖鎖が過剰発現されている事が見いだされたことから、新たな腫瘍マーカー候補を見いだした。ムコ多糖症(MPS)の早期診断を行うための診断薬の候補となる糖鎖ライブラリーの構築を行った。MPS診断薬の獲得を目指し、正常ヒト皮膚線維芽(NB1RGB)細胞に糖鎖プライマーXyl-Ser-C12を投与した。
仏教資料から見た紀元二世紀頃の東西交流の研究

本研究の目的は、仏教の中国伝来をインド文化圏と中国文化圏との東西交流と見たときに、一体どのようなことが見えてくるのかその実態に迫ることである。従来、仏教の東漸は篤信の外国三蔵によって行われたと簡単に考えられてきたのであるが、そうした面が否定できないにしても、より大きな働きは文化圏同士の交流にあったのではないかと考えるべき点がいくつもある。中国に仏教が伝来したのは、ほぼ紀元1世紀頃であり、2世紀中旬以降になると経典翻訳も次第に数を増してくるが、この時代は中央アジアにおいて大月氏国が隆盛となる時代と重なっている。この時代の中国における仏教受容を伝える中国側の歴史資料は、伝説的な要素が多くて信用することができないと一般的には考えられているが、こうした点を今回改めて検討した結果、いくつかの理由によって記述に信愚性が高いことが明らかになった。こうした点から考えるに、インドと中国を結ぶ大月氏国の存在は想像以上に大きかったはずであり、こうした点の研究がますます重要であることが明らかとなった。また、漢代の牟融撰述の「理惑論」にはある程度詳細な仏伝や、仏経は万巻に及ぶといった言及があり、後漢当時の訳経のみによっては到底知ることのできなかったはずの記述がなされている。こうした事実は牟融が後漢の都であった洛陽を離れて、交趾(現在のハノイ)に至って初めて知ったことであった可能性が高い。こうした点から考えるに、当時交趾には相当量の仏典が齎されていたことが想像され、仏教の東漸が中央アジアの陸路経由ばかりでなく、インドシナを経た海路によっても盛んに行われたことを窺わせる重要な事実であると言うことができる。言うまでもなく、物流という面から見れば、海路によるほうが圧倒的に有利であり、「物」としての経典の将来はこうした面を見逃すことができないと考えられ、こうした視点に立った研究が一層重要である。本研究の目的は、仏教の中国伝来を中央アジアを介した東西交流のなかにおいてみたときにどのようなことが見えてくるか、その実態に迫ることである。仏教の中国伝来は、篤信の外来三蔵の個人的な業績のように考えられてきたが、仏教側の記録にはそうした視点では到底理解できない記述もあり、それらを精査して紀元2世紀頃の東西交流の実態を解明したいのである。10月からの途中採択であったために、本年度は主として関係資料の調査と収集に焦点を絞った。研究代表者(織田)は仏教側の関係資料を、研究分担者(米田)は東アジア関係資料の収集を中心に役割分担した。仏教側の『高僧伝』等の資料は既に索引等も完成しているので、手がかりを見つけることは当該資料に関しては容易であるが、これまでほとんど研究されてこなかった資料もあり、今後が楽しみである。まだ資料整理の途中であるが、いくつか気づいた点を記しておきたい。まず、最初期の大乗経典の成立を紀元後まもなくの頃と考えると、それを伝えた人に、ガンジス河中流域と考えられる中インド出身の人と、現在のアフガニスタン・パキスタン北部と考えられる大月氏出身の人とがある。この点は仏像の起源とも重なる点があり興味深い問題であり、大乗仏教の起源・発達を知る手がかりになるかもしれない。次に三国呉の支謙の伝記などには、誰も手をつけない大量の貝葉があったことを記しており、これなどは物流の一環として経典が伝えられたのではないかと推察することもできる。こうしたこれまで知られていなかった点を精査して、新たな仏教史観を提示したい。

本研究の目的は、仏教の中国伝来を中央アジアを介した東西交流の中に置いて見たときにどのようなことが見えてくるか、その実態に迫る事である。今年度は昨年に引き続き、『高僧伝』等の伝記資料の精査と、必要資料の収集に専念した。まず、伝記資料の精査に関して言えば、研究代表者は『高僧伝索引』等を手がかりとして、本研究に関連すると思われる語彙に見当を付け、その語彙を網羅的に選び出し、当該の箇所の文脈をできる限り広い範囲で検討するという方法によって、作業を進めた。選び出した語彙は、当該文献を整理するうえで必要な記事(当該文献が対象とする人名、その人の出身地、時代、特記事項など)を付してデータベース化している。こうした地道な作業によって、これまで予想もしなかった交流の軌跡が浮き彫りになりつつある。たとえば『60巻華厳経』を翻訳した仏駄跋陀羅は、カシミールの出身であるが、3年かかって交趾(現在のベトナムのハノイ)に到り、そこから船に乗り換えて山東へついたと記されている。こうした記述がどのような意味を持つのか、他の用例等を参照にしない限り不明であるが、タクラマカン砂漠をはさんだ、天山南路(西域南道、西域北道)とその周辺のみを東西交流の要路とする概念では理解できない行動であると言う事ができる。こうした例は、全体からみれば一つの点に過ぎないような事であろう。従って、このような点を可能な限り集めて線とし、それを拡大して面に近づけていく事が当面の課題である。必要資料の収集に関しては、本研究の中心を為す「大月支国」関係の文献を集中的に集めた。大月支国は仏教のみならず、ゾロアスター教、キリスト教などとも関係が深かったようなので、広い視野からの検討が必要であることが明らかとなった。本研究の目的は、仏教の中国伝来をインド文化圏と中国文化圏との東西交流と見た時、一体どのようなことが見えてくるのかその実態に迫ることである。従来、仏教の東漸は篤信の外国三蔵によって衡されたと簡単に考えられてきたのであるが、そうした面が否定できないにしても、より大きな働きは文化圏同士の交流にあったのではないかと思われる点がこれまでの調査によって浮かび上がってきた。中国では、しばしば王朝の交代時期に社会が大混乱したのであるが、仏教が伝来した後漢の末頃も例外ではなかった。中国側の資料によれば、そうした際に漢人はしばしば江南およびそれ以南に非難したようであり、当時の交趾(現在のベトナムのハノイ)がその拠点の一つであったようである。交趾はインド・インドシナ・中国の中間にあって、陸路における敦煌のような位置にあり、海路による東西交通の要衝であった。梁の僧祐が編集した『弘明集』には、漢代の牟融撰述の「理惑論」を収めているが、それは牟融が後漢末の混乱を交趾に避けたことがきっかけとなって書かれたものであることを記している。「理惑論」は、初期中国仏教の受容を考察するための極めて重要な著作と言えるが、そこにはある程度詳細な仏伝や、仏経は万巻に及ぷといった言及があり、後漢当時の訳経のみによっては到底知ることのできなかったはずの記述がなされている。この事実は、おそらく牟融が交趾に至って初めて知ったことだったはずであり、已に交趾には相当量の仏教経典が齎されていたことを想像させるのである。少し後の時代には、インド経由で中央アジアから交趾に至った重要な仏教者もあり、東西交流が北方のシルクロード経由ばかりでなかったことを証明している。物流という面から見れば、海路のほうが圧倒的に有利であり、「物」としての経典の将来という視点を見逃すことはできないと考えられる。
衣服の保温・透湿性の基礎研究

衣服保温・透湿性を最適化するために、布の保温・透湿特性の基礎となる各種物性値を得るための実験・解析を行った。布本来の熱伝導率(真空中での値)、透過率、空隙率、見かけ厚さを正確に測定し、ASTM規格によって定められる熱通過率の妥当性を検討し、ASTM規格そのものの改良の方向を示した。平成3年度の成果の概要は以下の通りである。1.非定常平板法(O.KRISCHER法)により真空中および空気中での布の熱浸透率、比熱、熱伝導率を同時測定する測定装置を製作し、ポリエステル繊維を平織りした標準布の測定を行った。2.ダルシー則の成立する、流速の低い状態で安定した流量を保ちながら布の透過率を正確に測定できる測定装置を設計・試作し、標準布の測定を行った。3.ASTM規格に準拠した布の熱通過率測定装置を製作し、上記1.2.の場合と同じ布について熱通過率の測定を行った。その結果、ASTM規格による測定法の問題点としてガードヒーターの制御が極めて困難であることと、測定試料布上面の自然対流の補正が適切でないことを明らかにした。平成4年度は、平成3年度の研究結果を詳細に検討するとともに、内容を補った。衣服の保温・透湿性を最適化するために、布の保温・透湿特性の基礎となる各種物性値を得るための実験・解析を行った。布本来の熱伝導率(真空中での値)、透過率、空隙率、見かけの厚さを正確に測定し、ASTM規格によって定められる熱通過率の妥当性を検討し、ASTM規格そのものの改良の方向を示した。具体的な内容の概要は以下の通りである。1.非定常平板法(O.KRISCHER法)により、真空中および空気中での布の熱浸透率、比熱、熱伝導率を同時測定する測定装置を製作し、ポリエステル繊維を平織りした標準布の測定を行った。2.ダルシ-則の成立する、流速の低い状態で安定した流量を保ちながら布の透過率を正確に測定できる測定装置を設計・試作し、標準布の測定を行った。その結果、ASTM規格による測定法の問題点として、ガ-ドヒ-タ-の制御が極めて困難であることと測定試料布上面の自然対流の補正が適切でないことが明かとなり、それらの点の改良の可能性を検討した。本年度は研究計画の最終年度にあたるため、昨年度の研究結果を詳細に検討するとともに、内容を補った。すなわち、昨年度に引き続き、布の保温・透湿特性の基礎となる各種物性値を得るための実験・解析を行った。布本来の熱伝導率(真空中での値)、透過率、熱通過率などの値を測定し、それらの値をもとに、ASTM規格によって定められる熱通過率の妥当性などを総合的に検討し、ASTM規格そのものの改良の方向を考察した。3.ASTM規格に準拠した布の熱通過率測定装置を製作し、上記1.2.の場合と同じ布について熱通過率の測定を行い、非定常平板法によって得られる諸量との関連を検討した。その結果をもとに、ASTM規格による測定法の問題点を抽出し、改良法を模索した。
削除構文における移動操作に関する通言語的統語研究

本研究では、削除部分と話題化要素の統語・意味・音韻的類似点に基づき、削除される要素はまず話題化移動することにより派生されると分析した(cf. Johnson 2001)。このような削除の話題化移動分析により、削除部からの抜き取り制限を移動要素からの抜き取り制限と同様に分析することが可能になる。特に、削除と移動の介在効果を移動要素間に見られる相対的最小性の原理に還元することを試みた。本分析により、英語のshort answer、sluicing、スペイン語のsplit questionsなどの削除構文における要素の抜き取り制限を統一的に説明した。本研究課題は、統語論研究において、従来、独立した事象として扱われてきた移動操作と削除操作に関して、通言語的研究や方言研究を行うことにより、移動と削除に共通した原理や規則を見出すことを目的としている。具体的には、例えば、単一文に削除と移動が共起する文に関して、削除もまた移動により派生されると仮定し、削除文における移動の禁止を「単一文における二種の移動操作の禁止」に還元する可能性を探る。さらに、移動と削除を同時に内包する文の容認度には音韻強勢が深くかかわるため、統語構造と音韻構造の相互作用も考察することを目指している。平成26度は本研究の1年目にあたり、主に文献の収集と分析を行うとともに、国際的な学会に参加し、国際的に活躍する専門家と貴重な情報交換を行った。特に、4月1920日に同志社大学で行われたThe English Linguistic Society of Japan 7th International Spring Forumでは、共同発表者である福井大学の中村太一講師と活発な議論を交わし、削除構文における移動の制限と音韻効果に関してphase理論に基づく分析を提案した。さらに、同発表に際し、専門家から貴重なコメントをいただくことができた。また、6月27日29日に国際キリスト大学で行われたFormal Approaches to Japanese Linguistics 7に際しては、共同発表者である岐阜大学の牧秀樹准教授と活発な議論を交わし、長崎方言と沖縄方言、標準語の名詞句削除の違いを歴史的な観点から分析した。上記の活動により、削除構文に関しては知見を深めることができた。しかし、本研究課題の目標である削除と移動の共通原理の解明や、通言語的研究、通構文的研究に関しては、次年度以降分析を精密化させる必要がある。本研究の目的は、生成統語論における主要な研究課題である移動操作と削除操作を統一分析することである。本研究は、削除文において移動操作にかかる制限について通言語的研究を行い、削除構文の統語派生を明らかにするとともに、削除操作と移動操作の相互作用と介在効果を解明することを目標とする。また、対象事象には音韻強勢が関わるため、統語構造と音韻構造の相互作用も検討する。平成27年度の研究計画は、以下のとおりである。日本語、英語、イタリア語などにおいて、単一文に削除と移動が共起する事象を収集し、比較検討する。特に、動詞句削除、名詞句削除、間接疑問縮約などの削除構文におけるwh移動、焦点化移動、話題化移動などの種々の移動の容認性を精査する。また、日本語の名詞句削除に関しては、九州方言と標準語の比較研究も行う。これらの観察により得られる記述的一般化を基に、削除操作と移動操作の原理の統語分析を行う。その際、削除と移動が統一的原理により支配されている可能性を探る。統一的原理の存在を明らかにできなかった場合、削除と移動を区別する要因を探求する。さらに、移動現象と削除現象に影響を与える音韻的条件の研究により得られた結果をフィードバックすることを通して、実証研究を行っていく。しかし、育児休業の取得に伴い、平成27年度1年間補助事業を中断したため、研究は進まず、育児の合間に削除と移動に関する先行研究を集め、言語事実を収集するに留まった。平成28年度は、言語事実の収集をさらに進め、上記計画を基に研究を進めたいと考えている。平成27年度は、育児休業の取得のため、研究は進まなかった。育児の合間をぬって、削除と移動に関する先行研究を集め、その分析や言語事実を収集したため、その成果を平成28年度の研究につなげたい。本研究の目的は、生成統語論における主要な研究課題である移動操作と削除操作を統一的に分析することである。平成28年度は、削除文において移動操作にかかる制限について統語分析を行った。特に、動詞句削除と動詞句話題化移動の類似性から、削除は話題化移動の結果起こると仮定し(Johnson (2001))、削除文における移動の可否を、削除のために話題化移動した要素からの抜き取り移動の可否に還元することを提案した。この提案により、動詞句削除などの削除構文において、wh移動や関係代名詞のが不可能であることを、話題化移動した句からのwh抜き取りが不可能であることに還元した分析を行った。さらに、間接疑問縮約、空所化、動詞句削除などの構文において、削除部からの焦点化移動や対比主題の移動が可能であることも、話題化移動した要素からの焦点要素、対照主題の抜き取りが可能であることに還元する統語分析を行った。また、as-引用節やso-倒置文、比較倒置文においては動詞句削除が義務的に生じるが、これらの構文は島を内包できない、wh移動や否定が不可能、主語が義務的に焦点化されるなどの興味深い特徴を持つ。これらの特徴に関しても、動詞句削除の話題化移動分析を仮定し、動詞句削除部からの主語の焦点化移動、null Operatorの移動の可否を移動要素間の介在効果に還元する統語分析を提案した。

平成28年度は、上記の分析を全国学会や招聘発表で口頭発表し、平成29年度の論文執筆のため有益な意見交換ができた。育児休暇を取得した平成27年度に収集した言語事実をもとに、平成28年度は削除の話題化移動分析に基づき移動の介在効果を統語分析した。また、その分析を日本英語学会や日本言語学会などの全国学会で口頭発表し、来年度の論文執筆にむけての基盤を築いた。また、名詞句削除に関して、大分方言の言語事実を収集・分析し、統語分析している。さらに、助詞残留削除(太郎は来たの?は、来ませんでした等)の統語分析も進めている。本研究では、削除部分と話題化要素の統語・意味・音韻的類似点に基づき、削除される要素はまず話題化移動することにより派生されると分析した(cf. Johnson 2001)。このような削除の話題化移動分析により、削除部からの抜き取り制限を移動要素からの抜き取り制限と同様に分析することが可能になる。特に、削除と移動の介在効果を移動要素間に見られる相対的最小性の原理に還元することを試みた。本分析により、英語のshort answer、sluicing、スペイン語のsplit questionsなどの削除構文における要素の抜き取り制限を統一的に説明した。前半は、文献の収集、分析を行うとともに、専門家との活発な議論を交わすことにより、削除構文、特に動詞句削除や名詞句削除に関して知見を深めることができた。このことは、今後移動と削除の還元論を追求するための礎となった。しかし、後半は妊娠に伴う体調不良のため安静生活を余儀なくされ、研究を思うように進めることができなかった。単一文に移動と削除が共起する事象を比較検討する。例えば、英語の動詞句削除文において動詞句からのwh移動は禁止されるが、イタリア語の同様の例では禁止されない。また、英語のAs-引用句やSo-倒置文では動詞句削除が義務的であるが、これらの構文は島を内包できないことから、移動も生じていると考えられる。すなわち、これらの構文では義務的な動詞句削除からの移動が必要である。このように削除文における移動の振る舞いを比較検討する。また、日本語の名詞句削除に関しては、九州方言の名詞句削除が標準語とは異なり代名詞の「と」を生じさせる(健の態度は由紀んと態度より礼儀正しかった)が、これは英語の名詞句削除と類似している(John bought a blue one.)。このことから、九州方言と標準語の比較研究を行うことにより日本語と他言語との比較研究にも役立てることができる。上記のような移動と削除にかかる制限を統語分析し、そこから移動操作と削除操作を支配する原理を解明する。例えば、削除もまた移動により派生されると仮定し、削除文における移動の禁止を「単一文における2つの移動操作の禁止」に還元する可能性を探る。このような還元論が立証できなかった場合は、移動と削除を区別する要因を削除操作にのみかかる平行性条件(Fox (2000))や移動操作にのみかかる島の条件(Ross (1967))等に帰する可能性を検討する。
ガンキリンのプロテアソーム制御機構を利用した展開医療研究

多くの肝癌は慢性炎症による組織の線維化を背景に発癌し、この過程において活性酸素種(ROS)の蓄積およびその下流分子JNKが重要な役割を果たしている。癌幹細胞の増殖にはROS依存性と非依存性の経路があり、前者にはc-Jun/JNK, SOX2が、後者にはガンキリンによる血管内皮増殖因子(VEGF), Nanog発現の制御が関与している。ヒト大腸、肝癌において、ガンキリンの発現量は癌幹細胞マーカーであるCD133の発現量と有意な相関を認め、ガンキリンは炎症や幹細胞の制御を介して発癌に関与していると思われる。ROS、ガンキリンを標的とした新しい治療効果予測のバイオマーカーや治療薬の開発が期待できる。Thioacetamide (2.5%)をマウスに10か月間経口投与することで、慢性肝炎、肝線維化を経て肝細胞癌ができることを見出した。TAA投与による慢性肝炎において、ROS依存性にc-Jun/JNK経路の活性化およびstemness factorSOX2の発現が亢進し、またROS非依存性にガンキリンの発現が亢進し、発癌に貢献する(Sakurai et al 2013)。ヒト癌組織においてガンキリンとVEGFの発現量との間に有意な相関を認め、癌細胞株においてガンキリンがVEGF, stemness factor Nanogの発現を促進し、VEGFはNanogの発現を直接制御することを確認した(Lui et al 2012; Mine et al 2013)。ガンキリンが幹細胞の増幅を制御している可能性がある。分子標的薬ソラフェニブ治療前に肝生検にて採取した肝組織を用いた検討にて、治療抵抗性に関わる遺伝子を検討した肝癌患者におけるソラフェニブ治療抵抗性および予後と癌幹細胞マーカーであるCD133の発現量との間に相関があり、治療抵抗性の獲得における癌幹細胞の重要な関与が示唆された(Hagiwara et al 2012)。JNK活性がソラフェニブ治療抵抗例で高い傾向を示した。epitherial mesenchymal transition (EMT)は癌細胞の浸潤、転移に重要な病態と考えられている。ガンキリンは、TWIST, SNAILなどEMTに関わる遺伝子発現に影響があった。一方で、ガンキリンknock-downによるNF-kB, MAPKへの影響は限定的であった。ストレス応答蛋白は外界からの刺激に対して生体の恒常性維持に重要な役割を果たしている。HSP27はROSの蓄積を阻害し、肝発癌を抑制し、一方でEMT及び癌の脱分化に関与する可能性がある。ガンキリンとストレス応答蛋白の関連について今後研究を進めていく。分子標的薬ソラフェニブ治療前に肝生検にて採取した肝組織を用いた検討にて、治療抵抗性に関わる遺伝子を検討した肝癌患者におけるソラフェニブ治療抵抗性および予後と癌幹細胞マーカーであるCD133の発現量との間に相関があり、治療抵抗性の獲得における癌幹細胞の重要な関与が示唆された。ガンキリンの幹細胞制御機構を考えると、ガンキリンがソラフェニブなど化学療法奏功性と関連があることが予想される。今後ヒトにおいても研究を進めていく。HBx promoter/enhancerを使用したガンキリントランスジェニックマウスは生後10か月の時点で血管肉腫様の腫瘍が出現した。また、化学発癌剤であるdiethylnitrosamine (DEN)を2週齢の雄に投与すると、8か月後に高分化肝細胞癌を認め、トランスジェニックマウスでコントロールマウスに比べてその腫瘍数と腫瘍サイズが有意に亢進した。SAP promoterを使用したトランスジェニックマウスにおいても同様に、DEN投与後の肝発癌が亢進した。ヒト肝細胞癌の生検サンプルよりRNAを抽出しqRT-PCRを行った。ガンキリンの発現量とvascular endothelial growthfactor (VEGF)の発現量との間に正の相関を認めた。

このことはガンキリンが血管新生を介して肝発癌に関わっていることを示唆している。肝癌細胞株を用いて実験を行った。ガンキリンは検討したすべての細胞株で発現が亢進していた。siRNAにてガンキリンの発現を低下させると、VEGFの発現が低下した。epitherial mesenchymal transition (EMT)は癌細胞の浸潤、転移に重要な病態と考えられている。ガンキリンは、TWIST, SNAILなどEMTに関わる遺伝子発現に影響があった。一方で、ガンキリンknock-downによるNF-kB, MAPKへの影響は限定的であった。MAPKの一つであるp38は肝発癌に重要である。p38alphafloxed mouseとAlbumin-Creトランスジェニックマウスを交配すると、肝細胞だけでなく幼若な細胞においてもp38alphaが欠損する。このconditional KO mouseにおいて、DEN投与後、ガンキリンおよび幹細胞の分子マーカーであるSOX2の発現が亢進する。TAAをマウスに10か月経口投与することで、慢性肝炎、肝線維化を経て発癌することを見出した。このマウスモデルは慢性炎症からの発癌の機序を考察するうえで有用であると考える。このモデルにおいてガンキリンがROS非依存性に発現が亢進する(Sakurai et al Cancer Res 2013)。Albumin-Cre, Mx-1-Creトランスジェニックマウスを用いて2種類のガンキリンのconditional knockout mice(肝実質細胞特異的欠損マウス、肝実質細胞および炎症細胞における欠損マウス)を既に作成し、diethylnitrosamine (DEN)およびTAAも投与済みで、間もなく発癌に関するデータがすべて出そろう状況である。CAG promoterの下流でガンキリンのN端にloxP配列に挟まれたstop codonsが配置された配列をもつマウスを作製した。Creトランスジェニックマウスと掛け合わせることで、組織特異的にガンキリンを高発現させることができる。このマウスを用いて、TAA, DENによる肝障害、慢性肝炎、肝発癌へのガンキリンの影響を検討することが可能となった。HBx promoter/enhancer、SAP promoterトランスジェニックマウスを用いた実験の進展を認め、ガンキリンがin vivoにおいて肝発癌に関わっていることが示唆された。その分子機序として、ヒトの組織を用いた実験によりVEGFを介する血管新生が関与していることがわかった。またガンキリンの幹細胞における機能、EMTへの影響について示唆に富むデータが得られ、今後、炎症からの発癌、癌の浸潤、転移ついての研究を進めていくうえで重要な成果であったと考える。慢性炎症を伴う肝臓において、ROS非依存性に癌遺伝子産物ガンキリンの発現が亢進する(Sakurai et al Cancer Res 2013)。
欧米探査機との協働で追う火星大気環境の変動と進化

本研究は、TGO探査機が実現する火星周回軌道初の火星大気鉛直構造とその変動の高精度観測を足がかりとして、火星環境変化の決定要因「大気と水の流出」の現在を掌握し(目標1)、その過去の再現へと活かす(目標2)。[目標1]現火星で、表層と結合する下層大気から宇宙へと開かれた上層大気へ至る物質・エネルギーの鉛直輸送機構を、平常時と大規模擾乱時の比較によって掌握する。[目標2]目標1で得られた知見によって、過去火星の大気環境とその変動の支配プロセスを評価し、数値モデルによる過去火星の大気環境とその変動・進化の再現を目指す。欧米火星探査機による観測データとマウイ島ハレアカラ山頂望遠鏡や南米チリの電波望遠鏡および航空機搭載望遠鏡による観測データを結合して、火星の微量大気成分の鉛直分布構造を明らかにし、数値モデルにより再現・検証することで、火星大気の循環・変動、特に鉛直輸送機構の解明を目指す研究である。現在の火星大気の観測データから火星大気の鉛直輸送機構が解明され、観測から得られた結果を用いて過去の火星の大気環境とその変動の支配プロセスを評価し、数値モデルにより過去の火星の大気環境とその変動・進化が再現されれば、過去の火星で大気と水が消失した過程の理解が大きく進展すると期待される。