hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
形態の適応と形成過程の数理的研究

前年度に引き続き,腹足類殻形態の定量化手法の開発を進めた.今年度は特に殻形成の素過程である殻口辺縁部での付加成長の様式を見積もるためGrowth Vector Map(GVM)により定量化するための手法を開発した.腹足類の殻は外唇部で大きく,内唇部で小さく成長することでらせん状に巻く.殻口辺縁部でのミクロな成長の勾配の積み重ねとしてマクロな殻形態はつくられるため,殻形態の多様性の理解にはミクロな成長パタンの多様性や制御の仕組みを把握する必要がある.そこで,CTスキャナによりえられる3Dデータが利用できる場合に「巻きパタン」と「殻口形状」を測定・推定することでGVMを推定する手法を提案した.GVMはあらゆる局所的な成長パタンを記述できるが,それゆえに自由度が高く直接的な推定が難しい.本手法では,GVMを成長管モデルに従う成長に固定することで,推定を可能にした.本方法は「ミクロな成長の素過程とマクロな形態とを結びつける」上で重要な役割を果たす.局所的な成長に関する性質であるGVMを得ることができるようになったことで,形作りの上で重要な成長因子の分布との比較が半定量的に可能となる.現在,理論と実証の両面から形態情報と発生生物学的情報の比較を行っている.また,研究成果の一部を国際学会にて発表をおこなった.本研究は論文に取りまとめ現在投稿準備中である.また,本年度は海外の研究者等とも積極的に共同研究を進めた.マクロな形態とミクロな成長パタンが特定の対応関係を持つ場合の進化的な制約について解析を行った.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。腹足類殻形態の定量化とその適応的意義の定量的評価を行った.腹足類殻形態は多様な"巻き"パタンを示すが,その一般的な定量化法は成長管モデル(Okamoto,1988)により与えられている。しかし,実際の標本から直接モデルパラメータを測定することが難しいため,実証研究には殆ど用いられてこなかった.そこで,1)CTによりえられる3Dデータが利用できる場合にB-スプライン曲線で成長軌道を近似し,それとは独立に螺管成長率を推定し,パラメータの変化を推定する方法,2)デジタルカメラによる2Dデータのみが利用できる場合に測定の測定可能なモデルを介してパラメータを推定する方法の2つを考案した,本方法は今後,研究目的[1]及び[2]に取り組む上で有用なツールになる.特に,研究目的[2]で,ミクロなの成長の素過程とマクロな形態とを結びつける上で必須である.研究目的[1]については,腹足類の殻の正射影面積を殻が"邪魔になる度合い"の指標とすることで,殻高と殻口の傾きの関係が示すパタンをある程度説明しうること理論的解析及び標本の測定により明らかにした.さらに殻のバランスが陸生腹足類の殻高と殻口の傾きの分布パタンを強く制約していることを示唆する結果を得た.これは従来指摘されていた,殻高の高い殻は大きな殻口の傾きを持たないという観察事実をも説明する.現在はCTデータからの表面データの抽出,流体力学計算用ライブラリの導入といった流体力学的解析の準備を進めている.腹足類殻形態の定量化方法の開発と実際の標本への応用を行った.腹足類殻形態は多様な"巻き"パタンを示すが,その一般的な定量化法は成長管モデル(Okamoto, 1988)により与えられている.しかし,実際の標本から直接モデルパラメータを測定することが困難なため,実証研究には殆ど用いられていない.そこで, CTによりえられる3Dデータが利用できる場合に成長管モデルの解析解をフィッティングすることでパラメータを推定する方法を考案し,昨年度に引き続き成長管モデルを実証研究へ利用可能にする取り組みを進めた.本方法は今後,研究目的[1]及び[2]に取り組む上で有用なツールになる.特に,研究目的[2]で,ミクロな成長の素過程とマクロな形態とを結びつける上で必須である.研究目的[1]については,腹足類の殻形態の防御形質としての側面に注目し機能の定量化方法を提案した.特に,殻口部から侵入するタイプの捕食者への防御に係る形質の指標として先行研究で提案されている「螺管の長さ」,「曲率の変化」,「殻口形状」の定量化をCTデータやデジタルカメラデータから効率的に推定する手法を開発した.研究目的[2]については,腹足類の殻のCTやデジタルカメラデータといった形態データから殻口辺縁部での成長勾配を推定する方法を開発した.成長管モデルにより殻形態の定量化を行うことで,殻形態の局所的な性質であるAperture vector mapを得ることが可能になる.前年度に引き続き,腹足類殻形態の定量化手法の開発を進めた.今年度は特に殻形成の素過程である殻口辺縁部での付加成長の様式を見積もるためGrowth Vector Map(GVM)により定量化するための手法を開発した.腹足類の殻は外唇部で大きく,内唇部で小さく成長することでらせん状に巻く.殻口辺縁部でのミクロな成長の勾配の積み重ねとしてマクロな殻形態はつくられるため,殻形態の多様性の理解にはミクロな成長パタンの多様性や制御の仕組みを把握する必要がある.

そこで,CTスキャナによりえられる3Dデータが利用できる場合に「巻きパタン」と「殻口形状」を測定・推定することでGVMを推定する手法を提案した.GVMはあらゆる局所的な成長パタンを記述できるが,それゆえに自由度が高く直接的な推定が難しい.本手法では,GVMを成長管モデルに従う成長に固定することで,推定を可能にした.本方法は「ミクロな成長の素過程とマクロな形態とを結びつける」上で重要な役割を果たす.局所的な成長に関する性質であるGVMを得ることができるようになったことで,形作りの上で重要な成長因子の分布との比較が半定量的に可能となる.現在,理論と実証の両面から形態情報と発生生物学的情報の比較を行っている.また,研究成果の一部を国際学会にて発表をおこなった.本研究は論文に取りまとめ現在投稿準備中である.また,本年度は海外の研究者等とも積極的に共同研究を進めた.マクロな形態とミクロな成長パタンが特定の対応関係を持つ場合の進化的な制約について解析を行った.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の予定通り,本年度は形態の適応性の評価について重点的に取り組んだ.特に,陸生種と水生種に殻口の傾きについて異なる傾向が見られることを明らかにした.現在論文を準備中である.また,今後必要になってくる形態の定量化法について一つの目処がたった.現在は実際のCTデータに適用することで,問題点や改善点を明らかにする作業を行なっている.本作業が終了次第,論文投稿の準備を行う予定である.本年度は形態の定量化手法の開発に重点的に取り組んだ.特に,成長管モデルを利用した一般性の高い定量化手法の開発を通し,腹足類の殻のマクロな形態とミクロな発生的基盤とを繋ぎ理解する目処が立った.現在論文を投稿中である.更に発生生物学的な情報のうち,マクロな形態から得られる情報を効率的に得る手法を開発中である.今後はこれまでに開発した腹足類殻形態の"巻き"パタン定量化法の実際の標本への利用を行う.特に,分子レベルでの違いが形態的差異にどの程度反映されるのかを評価したい,最終的に論文の執筆を行い研究成果の公開を進める.また,腹足類の殻の発生を連続体力学的な観点からモデリングし,形態の多様性についての解析を進める.特に,外套膜の成長勾配が"巻き"パタン及び殻の外形にどういった影響を与えるかを検証する.また,外套膜の物性をどのように仮定するか,また,どのように仮定すると形態がロバストにつくられるかを理論的に解析する.本研究は東京大学の遠藤教授らのグループとともに取り組む予定である.今後はこれまでに開発した腹足類殻形態の"巻き"パタン定量化法の実際の標本へ適用するとともに,分子レベルでの違いが形態的差異にどの程度反映されるのかを評価する.本研究は東京大学の遠藤教授らのグループとともに取り組み,マクロな形態とそれを形成する発生生物学的な知見を統合する.最終的に論文の執筆を行い,研究成果を公開する.また,量的遺伝学的な手法を組み合わせ,進化的に生じやすい,または生じにくい殻形態とはどのようなものかを提示し,進化・発生・形態と異なる階層をつなぐ研究へと進めていく予定である.
胎児期から小児期の成長の軌跡を指標とした生活習慣病への先制医療の確立

新潟県見附市および五泉市で2013年以前に実施された小児血圧健診および小児生活習慣病健診の匿名された約12,000名のデータから、解析用データベースを作成した。小児血圧健診のデータベースを基に小中学生の各学年の血圧の平均値±標準偏差をもとめた。また、体格等との関連を検討した。その結果、小中学生の血圧は、身長SDスコアおよび肥満度と正の相関があり、高学年になるにつれて、肥満度との関連が強くなっていた。小児期からの肥満予防が、その後の高血圧発症予防にとって重要であることがあきらかになった。これらの結果は、日本高血圧学会編、高血圧診療ガイドライン2019の参考になった。小児生活習慣病健診のデータベースを基に、3歳時から6歳時時までのBMI増加および10歳時の腹囲と、10歳時のインスリンとの関連を解析した。その結果、両者は独立して、高インスリン血症と関連していた。したがって、思春期以降の高インスリン血症を予防するためには、幼児期の肥満予防が重要であることが明らかになった。また、小児生活習慣病健診のデータベースを基に、小児の中等度から高度肥満における代謝合併症の頻度を解析した。その結果、腹囲増大99.8%、高血圧4.4%、耐糖能異常1.2%、非アルコール性脂肪性肝疾患34.1%、高インスリン血症31.9%、脂質異常26.2%、高尿酸血症24.2%であった。全体の99.8%は、小児肥満症と診断された。肥満度30%以上の中等度肥満小児は、小児肥満症に準じた対応をするべきと考えられた。既存の匿名化された小児の生活習慣病健診データの解析用データベースの作成が一部完成し、解析中である。見附市小児生活習慣病健診の受診者に対する郵送健診やアンケート調査などの追跡調査研究は、来年度実施する。本調査研究に関して、見附市と共に詳細な研究計画書を作成した。見附市と締結書を交わし、2019年5月3日の見附市成人式で、研究参加者の募集を行う予定である。郵送健診委託業者との調整も終了し、契約予定である。既存の匿名化された小児の生活習慣病健診データの解析用データベースの作成を進行させる。特に、身長、体重、BMI、腹囲などの成長指標の縦断的解析データベースを作成する。解析結果は、小児科学会、糖尿病学会、肥満学会等で発表し、論文化する。見附市小児生活習慣病健診の受診者に対する追跡調査研究は、2019年5月3日の見附市成人式に、研究参加者を募集する。研究参加者に対して郵送健診やアンケート調査を実施予定である。2019年7月ごろ、調査結果が判明し、その後解析を開始し、2019年度内に論文化、学会発表の予定である。まず、見附市の血圧健診データからは、女子78名の小学1年生から中学3年生まで9年間の縦断解析データベースを作成した。血圧、特に収縮期血圧は年齢依存性に上昇し、トラッキング現象がみられた。また、小学生では、身長SDスコアや肥満度との関連もみらるが、中学生では、肥満度のみとの関連がみられた。したがって、血圧および身長SDスコア、肥満度は、小児期から思春期までトラッキング現象がみられ、身長と体重の増加に伴って増加していくことが明らかになった。また、最終身長到達後は、血圧は身長よりも体重(肥満度)に関連することも明らかになった。小学1年生での血圧測定が将来の高血圧発症のスクリーニングとして有用であり、また、小児期から肥満が高血圧の要因である。五泉市の小児生活習慣病健診のデータからは、肥満小児の骨成長に関するデータベースを作成した。小学4年生の肥満小児では、約2歳の骨年齢の促進がみられた。それは、3歳時健診から小学1年生までのBMI増加が強く関連しており、BMIが2以上増加した場合、骨年齢が2歳以上促進するオッズ比は1.99であった。したがって、幼児肥満は、学童期に骨年齢を促進させ、最終身長に影響を与えることが示唆された。一般に肥満幼児は、幼児期は高身長であるが、思春期以降は、予測される身長よりも低い最終身長になる可能性がある。この現象を社会に啓発し、小児期からの肥満予防に役立てるべきである。既存の匿名化された小児の生活習慣病健診データの解析用データベースの作成が進行中である。見附市小児生活習慣病健診の受診者に対する郵送健診やアンケート調査などの追跡調査研究の実施に関しては、見附市役所との調整中である。

これらの結果は、日本高血圧学会編、高血圧診療ガイドライン2019の参考になった。小児生活習慣病健診のデータベースを基に、3歳時から6歳時時までのBMI増加および10歳時の腹囲と、10歳時のインスリンとの関連を解析した。その結果、両者は独立して、高インスリン血症と関連していた。したがって、思春期以降の高インスリン血症を予防するためには、幼児期の肥満予防が重要であることが明らかになった。また、小児生活習慣病健診のデータベースを基に、小児の中等度から高度肥満における代謝合併症の頻度を解析した。その結果、腹囲増大99.8%、高血圧4.4%、耐糖能異常1.2%、非アルコール性脂肪性肝疾患34.1%、高インスリン血症31.9%、脂質異常26.2%、高尿酸血症24.2%であった。全体の99.8%は、小児肥満症と診断された。肥満度30%以上の中等度肥満小児は、小児肥満症に準じた対応をするべきと考えられた。既存の匿名化された小児の生活習慣病健診データの解析用データベースの作成が一部完成し、解析中である。見附市小児生活習慣病健診の受診者に対する郵送健診やアンケート調査などの追跡調査研究は、来年度実施する。本調査研究に関して、見附市と共に詳細な研究計画書を作成した。見附市と締結書を交わし、2019年5月3日の見附市成人式で、研究参加者の募集を行う予定である。郵送健診委託業者との調整も終了し、契約予定である。既存の匿名化された小児の生活習慣病健診データの解析用データベースの作成を進行させる。特に、身長、体重、BMI、腹囲などの成長指標の縦断的解析データベースを作成する。解析結果は、小児科学会、糖尿病学会、肥満学会等で発表し、論文化する。見附市小児生活習慣病健診の受診者に対する郵送健診やアンケート調査などの追跡調査研究に関しては、2019年度の見附市の成人式に関連する業務にともに実施する予定である。見附市小児生活習慣病健診の受診者に対する追跡調査研究は、2019年5月3日の見附市成人式に、研究参加者を募集する。研究参加者に対して郵送健診やアンケート調査を実施予定である。2019年7月ごろ、調査結果が判明し、その後解析を開始し、2019年度内に論文化、学会発表の予定である。見附市小児生活習慣病健診の受診者に対する追跡調査研究の実施に関しては、見附市役所との調整中であり、実施していない。調整後は、郵送健診やアンケート調査などに使用する予定である。見附市小児生活習慣病健診の受診者に対する追跡調査研究を2019年度に実施予定である。その研究の遂行のためには、郵送健診費用、研究参加者への謝礼、通信費等の研究費が必要である。そのため、2018年度の使用額を控え、2019年度に使用する予定である。
トキソプラズマ感染近交系マウスのインターフェロン産生と宿主抵抗性の相関

5系統の近交系マウスを用いて、トキソプラズマ(Tp)感染あるいは特異抗原(TLA)刺激により誘発されるインターフェロン(IFN)産生の系統差と宿主抵抗性の関連性について検討した。1.トキソプラズマ慢性感染マウスにTLAを注射すると、36時間後に最大活性を示すIFN-γが誘発され、C57BL/6NとC3H/HeNはhigh responder,BALB/cAはlow responder系、そしてDBA/2NとA/Jは中間型であった。4.正常およびTp慢性感染マウスにTpを感染させ、累積死亡率と平均生残日数を基準にして、Tpの初感染および再感染に対する感受性の差違について検討すると、C57BL/6NとC3H/Henはともに初感染・再感染に対し抵抗性であったが、BALB/cAやDBA/2Nは感受性系統であることが明らかにされた。以上のことから、Tp感染およびTLA刺激によって誘発されるIFN産生には系統差が存在すること、また同様に、Tp感染に対する近交系マウスの抵抗性においても系統差のあることが明らかにされた。すなわち、IFN産生のhigh responder系統はlow responder系統のマウスに比較して統計的に有意な抵抗性を示し、宿主のIFN産生能とTpに対する感受性の間には一定の相関関係のあることが明らかになった。
経済統治のメカニズムデザイン：理論、実証、実践

金融システムの違いが経済行動におよぼす効果:植田は実証面から、主に株式上場のもたらす資金制約への影響について分析し、学術論文にまとめた。平野は、柳川とのバブルのマクロ理論の学術論文を発展させ、学術論文にまとめた。松島は、資金制約がバブルにもたらす影響についてのゲーム理論を分析し、査読付き専門誌に採用された。早川は、中央銀行の決済システムに関する理論をまとめ、査読付き専門誌に採用された。動学的マーケットデザイン:松島は、野田との共同研究を進め、専門誌に再投稿中である。複雑なマーケットデザイン:松島は、オークションの制度設計についての学術論文を仕上げ、査読付き専門誌に採用された。松島は、一般書籍を出版し、メディアにマーケットデザイン制度設計の重要性をアピールした。日本学術会議分科会で電波オークションを研究する準備を進め、設立にこぎつけた。安田は関連する学術論文を掲載させた。中島は、limited attentionに関する意思決定理論を進展させ、査読付き専門誌に採用された。メカニズムデザインと立証可能性:松島は学術論文を改定し専門誌に投稿中である。マーケットマイクロストラクチャー:松島は一般書籍において、証券取引所の制度設計の重要性をアピールした。経営管理方式の違いがもたらす企業統治への効果:岡崎は歴史研究の観点から、学術論文をまとめ、専門誌に掲載させた。相互監視技術向上がもたらす暗黙の協調の可能性:松島と萱場は、遠山智久(ICU教員)との共同研究として、実験論文を改定し、現在専門誌に再投稿中である。労働インセンティブにおけるラベリング効果:松島と照山は、繰り返しマッチングモデルの追加実験を2018年1月に実施した。労働マッチングに関する実験を再度行う必要がでてきたために、繰り越しをしたが、予定通り実施でき、データが獲得できた。暗黙の協調についての実験研究は10年来の長期プロジェクトであったが、昨年度同様に、理論実験のトップジャーナルにRevise-Resubmitの状況が継続されている。多くの学術論文とともに、本年度もメディア向けの活動も非常に活発に行われたため、順調といえる。今までと同様に、理論、歴史研究、実験、実証データ解析、論文作成改定、投稿、学会発表、メディア活動を継続していく。金融システムの違いが経済行動におよぼす効果:植田は実証面から金融システムの違いに影響を受ける可能性を分析し、学術論文にまとめた。松島、前川、萱場は、花木伸行ニース大教授とともに、金融市場の安定性に関するネットワークの実験を2016年7月におこなった。柳川、平野はバブルのマクロ理論の学術論文を改定し最重要専門誌(REStud)に採用された。動学的マーケットデザイン:松島は、野田(スタンフォード院生)との共同で、ゲーム理論の学術論文の改定をおこない、現在専門誌に再投稿中である。複雑なマーケットデザイン:松島は、一般書籍を出版し、メディアにマーケットデザイン制度設計の重要性をアピールした。メカニズムデザインと立証可能性:松島は学術論文を改定し専門誌に再投稿中である。知財をめぐる制度設計:松島は一般書籍において、知財の制度面台の重要性をアピールした。相互監視技術向上がもたらす暗黙の協調の可能性:松島と萱場は、遠山智久(ICU教員)との共同研究として、実験論文およびその理論化のための学術論文を改定し、現在専門誌に再投稿中である。労働インセンティブにおけるラベリング効果:繰り返しマッチングモデルの実験を2017年1月、2018年1月に実施した。労働インセンティブおよび金融ネットワークに関する実験を再度行う必要がでてきたために、繰り越しをしたが、予定通り実施でき、データが獲得できた。暗黙の協調についての実験研究は10年来の長期プロジェクトであったが、理論実験のトップジャーナルにRevise-Resubmitの状況であり、2018年度に決着がつく可能性がでてきた。多くの学術論文とともに、メディア向けの活動も非常に活発に行われたため、順調といえる。

経営管理方式の違いがもたらす企業統治への効果:岡崎は歴史研究の観点から、学術論文をまとめ、専門誌に掲載させた。相互監視技術向上がもたらす暗黙の協調の可能性:松島と萱場は、遠山智久(ICU教員)との共同研究として、実験論文を改定し、現在専門誌に再投稿中である。労働インセンティブにおけるラベリング効果:松島と照山は、繰り返しマッチングモデルの追加実験を2018年1月に実施した。労働マッチングに関する実験を再度行う必要がでてきたために、繰り越しをしたが、予定通り実施でき、データが獲得できた。暗黙の協調についての実験研究は10年来の長期プロジェクトであったが、昨年度同様に、理論実験のトップジャーナルにRevise-Resubmitの状況が継続されている。多くの学術論文とともに、本年度もメディア向けの活動も非常に活発に行われたため、順調といえる。今までと同様に、理論、歴史研究、実験、実証データ解析、論文作成改定、投稿、学会発表、メディア活動を継続していく。
光合成の強光順化の分子メカニズム解明

本年度は、シアンバクテリアの強光応答における翻訳因子EF-Tuの役割について論文をPlant Physiologyに発表した。また、シアノバクテリアの強光順化におけるタンパク質合成活性への影響の解析を行った。昨年度までに、強光順化の過程でEF-Tu量が増大し、光化学系IIの修復が促進することを明らかにした。そこで、EF-Tu量と光化学系IIの強光耐性との関係を調べた。シアノバクテリアではEF-Tuの量が培養の光強度に応じて増大していた。さらに、翻訳因子EF-Gの量をウェスタンブロットで解析すると、EF-G量には変化がなかった。また、リボソームの大サブユニットに結合するL2タンパク質および小サブユニットに結合するS12タンパク質の量を解析すると、強光順化の過程で特に差は見られなかった。したがって、強光順化の過程ではEF-Tuが特異的に増大することが示唆された。また、強光に2時間晒した後の光化学系II比活性を解析し、光化学系IIの強光耐性の指標とした。その結果、光化学系IIの強光耐性と強光順化におけるEF-Tu量との間に高い正の相関があった。そこで、EF-Tuタンパク質を過剰に発現させた変異株を作製し、強光下における光化学系IIの強光耐性および強光下におけるタンパク質の新規合成活性を解析した。過剰発現株では強光1,500 μmol photonsの条件において、野生株に比べて光化学系IIの修復が促進していた。さらに過剰発現株では、野生株に比べてタンパク質の新規合成活性が促進していた。したがって、EF-Tuの過剰発現によって強光下におけるタンパク質合成が促進した結果、光化学系IIの修復が促進したと考えられる。すなわち、強光順化の過程では翻訳因子EF-Tu量の増大が重要な役割を担うことが明らかとなった。以上の研究内容を、国内学会および国際シンポジウムにて発表した。29年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、「頭脳循環を加速する若手研究者戦略的海外派遣プログラム」の支援を受けて、カリフォルニア大学バークレー校のKrishna K. Niyogi教授と共同研究を行い、緑藻クラミドモナス変異株コレクションから光酸化ストレスに感受性を持つ変異体を選抜し、光化学系II(PSII)の光阻害への影響を解析した。Niyogi教授の研究室で作成されたクラミドモナス変異株コレクションから、光酸化ストレスに感受性を示す変異株を10個体選択し、その表現型を解析した。さらに、それぞれの変異株を野生株と掛け合わせることで変異株における遺伝子変異とその表現型の相関を確認した。その結果、セリン・スレオニンキナーゼ11、Mitogen-Activated Protein Kinase (MAPK)、カゼインキナーゼII alpha、CNK8にそれぞれ遺伝子変異を持った変異株が表現型と相関することが明らかとなった。そのうち、MAPK変異株は、野生株に比べてPSIIの光損傷が促進していることが明らかとなった。またMAPK変異株では、光酸化ストレス下においてクロロフィル含量に急激な減少が見られたことから、MAPKがクロロフィル合成に関与することが示唆された。さらに比較リン酸化プロテオーム解析から、MAPK変異株では、PSIIのアンテナタンパク質LHCbmや集光性色素タンパク質CP26などがリン酸化されていることがわかった。これらの表現型と遺伝子型の相関を調べるため、数世代にわたって野生株とMAPK変異体を掛け合わせたところ、MAPK変異体ではPSII活性が著しく低下していることが明らかとなった。したがってMAPKによるシグナル経路が強光順化におけるPSIIの修復に重要な役割を担っていることが示唆された。これまでにMAPK変異株を含めた4株について光酸化ストレスの感受性とその遺伝型に相関が見られた。MAPK変異体について光阻害及びクロロフィル合成における変異の表現型が見られたため、さらに表現型と遺伝子型の相関を調べる必要が出た。そこでMAPK変異体と野生株を数世代にわたって掛け合わせたところ、当初の予想と異なり、MAPK変異体はPSII活性が著しく低下していることが明らかとなった。現在までにMAPKにおける変異をPCR法によって解析し、その挿入部位及びゲノムの破壊領域を特定した。MAPK変異体におけるPSII活性の著しい低下はPSIIの修復が機能していないためであると考えられるため、強光順化においてもMAPKシグナルがPSII修復を制御していることが示唆された。このように研究は概ね順調に進行していると考えられる。本年度は、特別研究員研究奨励費の援助を受けて、カリフォルニア大学バークレー校のKrishna K. Niyogi教授と共同研究を行い、緑藻クラミドモナスのMAPK変異株を用いてその光化学系II(PSII)の活性と相補株の作製を行った。MAPK変異体において野生株と比べて、PSIIの反応中心であるD1タンパク質およびD1タンパク質をコードするpsbA転写産物量が著しく低下していた。また、MAPK変異体にMAPK遺伝子のゲノム領域を導入すると、MAPK変異株における表現型が相補した。以上の結果から、MAPKは強光順化においてpsbA遺伝子の転写制御に重要な働きを担っていることが考えられる。本研究の成果は2016年8月にオランダのマーストリヒトで開催された国際光合成学会における口頭発表に選出され、発表を行った。今後は強光順化におけるMAPKシグナル経路の作用を抗MAPK抗体で解析する予定である。また、シアノバクテリアにおいて強光順化とタンパク質合成との関係を放射性同位体によって解析した。

強光順化したシアノバクテリアでは弱光順化株に比べて、タンパク質の新規合成活性が促進していた。さらにその際、翻訳因子EF-Tuの発現量をウェスタンブロットで解析すると、強光順化株では弱光順化株に比べてEF-Tuの発現量が著しく増加していた。そこで、野生株にEF-Tuを過剰発現させたところ、タンパク質合成に依存した修復が促進し、PSIIの光阻害が緩和した。以上の結果から、強光順化に伴いEF-Tu量の増加し、その結果としてタンパク質合成が促進しPSIIの修復が促進することが示唆された。本年度に担当者は、カリフォルニア大学バークレー校のKrishna K. Niyogi教授との共同研究で、光酸化ストレスに感受性を持つMAPK変異体における表現型を解析した。その結果、MAPK変異体では葉緑体の遺伝子であるpsbA転写物が著しく低下していた。したがって、MAPKにおけるPSII活性の低下はPsbAの転写物の低下によって、PSIIの反応中心であるD1タンパク質がうまく合成されていないことが原因であることが明らかとなった。さらにシアノバクテリアを用いた解析から、強光順化株においてタンパク質合成が促進していた。さらに強光順化した株ではEF-Tuのタンパク質量が増加していた。そこで野生株においてEF-Tuの発現量を増加させたところ、タンパク質合成の促進によって修復が促進した。したがって、強光順化の過程で翻訳因子EF-Tuの発現量が増大し、その結果としてタンパク質合成の促進によって光化学系IIの修復が促進することを見出した。このように研究は概ね順調に進行していると考えられる。本年度は、シアンバクテリアの強光応答における翻訳因子EF-Tuの役割について論文をPlant Physiologyに発表した。また、シアノバクテリアの強光順化におけるタンパク質合成活性への影響の解析を行った。昨年度までに、強光順化の過程でEF-Tu量が増大し、光化学系IIの修復が促進することを明らかにした。そこで、EF-Tu量と光化学系IIの強光耐性との関係を調べた。シアノバクテリアではEF-Tuの量が培養の光強度に応じて増大していた。さらに、翻訳因子EF-Gの量をウェスタンブロットで解析すると、EF-G量には変化がなかった。また、リボソームの大サブユニットに結合するL2タンパク質および小サブユニットに結合するS12タンパク質の量を解析すると、強光順化の過程で特に差は見られなかった。したがって、強光順化の過程ではEF-Tuが特異的に増大することが示唆された。また、強光に2時間晒した後の光化学系II比活性を解析し、光化学系IIの強光耐性の指標とした。その結果、光化学系IIの強光耐性と強光順化におけるEF-Tu量との間に高い正の相関があった。そこで、EF-Tuタンパク質を過剰に発現させた変異株を作製し、強光下における光化学系IIの強光耐性および強光下におけるタンパク質の新規合成活性を解析した。
新規作製法による半導体柱状量子構造

本研究では最も基本的な構造としてInAs/GaAsヘテロ構造を取り上げ、GaAs基板上にGaAs/InAs/GaAs量子構造を作製することを試みた。GaAs(001)面では格子不整合のため三次元成長になるが、比較的早く緩和が進み二次元成長するといわれているGaAs(111)A面上でInAsを成長した。GaAs(111)A面上のInAsにおいては、電気的特性は報告されているが、光学的特性はまだ報告例がない。最初GaAs/InAs/GaAs(111)A量子井戸構造を作製し、低温(10K)でのフォトルミネッセンス(PL)測定により評価した。これまで、GaAs/InAs/GaAs量子井戸構造のInAs井戸層からのPL発光は観察例がなく、本研究により初めて観察された。InAs井戸層が1.5ML,3ML,6MLに対してそれぞれ1.45eV,1.41eV,1.36eVにPLピークが観察された。しかし、InAs層が厚くなるとInAsの結晶性の劣化のためPL強度は減少した。したがって、GaAs/InAs/GaAs量子構造の結晶性の高品質化を目的にGaAsバッファ層の上に(15nmGaAs/25nmAlGaAs)x10の超格子バッファ層を積層し、その上にGaAs/InAs/GaAs量子構造を成長させた。その結果、GaAs(001)およびGaAs(111)A基板ともにGaAs/InAs/GaAs量子構造の品質改善が見られた。本研究により半導体柱状量子構造の作製技術の基礎検討が行われ、半導体柱状量子構造の作製およびデバイス作製へ引き続き研究を進める。GaAs層の上にGaAsドットを形成し、特定範囲のAs_4フラックスを照射すると平滑表面を維持しながら昇華し、しかもGaAsドットに覆われた部分はその形状を保ったまま残り、柱状結晶が得られることが研究代表者によって見出された。また、AlGaAs/GaAs超格子の上にGaAsドットを形成して昇華実験を行っても同様の結果が得られた。その後、比較的低温で昇華実験ができるInGaAs系で基礎的検討を始めた。本研究では最も基本的な構造としてInAs/GaAsヘテロ構造を取り上げ、GaAs基返上にGaAs/InAs/GaAs量子構造を作製することを試みた。本研究ではGaAs/InAs/GaAs(111)A量子井戸構造を作製し、低温(10K)フォトルミネッセンス(PL)測定により評価した。InAs井戸層が、1.5ML,3ML,6MLに対してそれぞれ1.45eV,1.41eV,1.36eVにPLピークが観察された。ただし、InAs層が厚くなるとInAsの結晶性の劣化のためPL強度は減少した。これまで、GaAs/InAs/GaAs量子井戸構造のInAs井戸層からのPL発光は観察例がなく、本研究により初めて観察され、InAs膜が高品質であることが証明された。

最初GaAs/InAs/ GaAs(111)A量子井戸構造を作製し、低温(10K)でのフォトルミネッセンス(PL)測定により評価した。これまで、GaAs /InAs/GaAs量子井戸構造のInAs井戸層からのPL発光は観察例がなく、本研究により初めて観察された。InAs井戸層が1.5ML,3ML,6ML対してそれぞれ1.45eV,1.41eV,1.36eVにPLピークが観察された。しかし、InAs層が厚くなるとInAsの結晶性の劣化のためPL強度は減少した。したがって、本年度はGaAs/InAs/GaAs量子構造の結晶性の高品質化を目的にGaAsバッファ層上に(15nmGaAs/25nmAlGaAs)x10の超格子バッファ層を積層し、その上にGaAs/InAs/GaAs量子構造を成長させた。その結果、GaAs(001)およびGaAs(111)A基板ともにGaAs/InAs/GaAs量子構造の品質改善が見られた。
発光性人工蛋白質の開発と生体シグナル解析への応用

本研究代表者は、ビピリジン骨格を有する非天然アミノ酸として5'-アミノ-2, 2'-ビピリジンー5-カルボン酸を3残基導入したペプチドをルテニウム錯体化することによって、一定の折り畳み構造をもつ発光性人工蛋白質の開発を行っており、Peptide Origami(ペプチド折り紙)と名付けられている。これまでに、折り畳み構造の異なる複数の異性体が得られ、それらを少量分離精製した後、細胞内導入挙動を検討してきたが、平成20年度は、これまで明らかにされていなかった折り畳み構造を解明する目的から、各異性体をミリグラム(mg)スケールで分離精製し、その二次元NMR測定を行うことにより、それぞれの折り畳み構造を決定することに成功した。また、これまでの研究から、このペプチド錯体はコア部分にルテニウムトリス(ビピリジン)型錯体を有するため、溶液中、室温条件下においても、励起三重項からのりん光発光が観測され、りん光発光は長寿命かつ大きなストークスシフトを示すことから、細胞内においてもバックグラウンド発光を抑えた発光挙動が観測されている。今年度は、細胞内導入機構を明らかとする目的から、経時変化ならびに低温での細胞内導入を検討した。その結果、低温条件下ではほとんど細胞内へ取り込まれないことが明らかとなり、エンドサイトーシス機構により取り込まれることが示唆された。一方、無置換体であるルテニウムトリス(ビピリジン)錯体も同様の細胞内導入挙動を示したが、低温条件下においても取り込まれたことから、取り込み機構が異なることが示唆された。本人工タンパク質はペプチド配列を容易に変えられることから、今後は目的に応じた分子設計を行い、細胞内導入ならびに細胞内における機能発現を検討する予定である。本研究代表者は、ビピリジン骨格を有する非天然アミノ酸として5' -アミy-2,2' -ビピリジン-5-カルボン酸を3残基導入したペプチドをルテニウム錯体化することによって、一定の折り畳み構造をもつ発光性人工蛋白質の開発を行っており、Peptide Origami (ペプチド折り紙)と名付けられている。このペプチド錯体はコア部分にルテニウムトリス(ビピリジン)型錯体を有するため、室温条件下においても、励起三重項からのりん光発光が観測され、同発光が長寿命かつ大きなストークスシフトを示すことから、細胞内における発光観測においてバックグラウンド発光を抑えることが期待される。本研究では、得られたルテニウム錯体をコアとする人工蛋白質を細胞(COS7およびHella)内に取り込ませ、共焦点レーザー顕微鏡により細胞内導入挙動について観察した。その結果、人工蛋白質は主にゴルジ体に局在化することが明らかとなった。さらに、百ナノ秒スケールの蛍光寿命時間イメージング(FLIM)測定により、完全にバックグラウンド光を消せることを確認できた。この人工蛋白質はペプチド鎖を有することから、シグナルペプチド鎖導入による細胞内局在制御や、センシング機能の付与など、高度な分子設計が可能であり、現在、細胞内で機能するりん光発光性分子センサーの開発を行っている。また、ルテニウム錯体が細胞内に取り込まれる機構についてはまだ明らかになっておらず、この点についても検討する予定である。
神経性食欲不振症の難治化する脳内ヒスタミン機能亢進とその治療法の開発

神経性食欲不振症(AN)における脳内ヒスタミン(HA)の病態生理学的意義を明らかにするため、以下のような実験を行った。1)るいそうモデルラットにおける行動異常と神経HA動態:体重減少を示すモデル動物として、絶食飢餓ラットおよびストレプトゾトシン(STZ)誘発性の糖尿病ラットを用いて解析した。絶食飢餓ラットはインスリン低下、慢性的低血糖という代謝動態を示し、行動上は体重減少にもかかわらず再給餌後の摂食量が減少した。STZ糖尿病ラットでは、インスリン欠乏、高血糖という状態下で同様に著明な体重減少をきたすが、摂食量は逆に増加しており、両者に相反する行動変化が観察された。視床下部HA、その主要代謝産物であるテレメチルヒスタミン(t-MH)、HA合成酵素であるhistidine decarboxylase(HDC)活性はいずれも絶食飢餓ラットで高値を示し、STZ糖尿病ラットでは低値を示していた。まとめると、両者にみられた摂食行動の差異はこのHA神経系の動態が反映されたものといえる。しかもこのHA神経系の賦活化は単なる体重減少で誘起されるのではなく、エネルギー基質の代謝動態に起因していることが明かになった。2)蛋白代謝動態と神経HA:蛋白欠乏食および必須アミノ酸欠乏食で飼育したラットでは、血中および脳内ヒスチジン量が増加し、脳内ヒスタミン含有量も増加した。ヒスチジン負荷食ラットでも、この代謝応答は同様であった。蛋白欠乏食、必須アミノ酸欠乏食、ヒスチジン負荷食で飼育したラットでは、いずれも摂食量が抑制された。蛋白および必須アミノ酸欠乏時のヒスチジンの主たる供給源は筋肉内貯蔵のヒスチジン含有アミンで、血中ヒスチジンの増加は他のアミノ酸の脳内移送に寄与していた。3)患者脳脊髄液の解析:AN患者の脳脊髄液のHA、t-MH、ヒスチジン、その他のアミノ酸それぞれの含有量を測定し、ヒスチジン-HA代謝動態を解析した。AN患者では健常群よりもヒスチジン含有量が有意に低値で、HA量は高かった。この結果、HA/ヒスチジン比は上昇しており、AN患者の脳内HDC活性が高いことが示唆された。蛋白欠乏食飼育ラットではヒスチジン増加に伴って脳内ヒスタミン量が上昇したが、このモデル動物とは異なり、AN患者で得られた結果はヒスチジン量が減少するにもかかわらず、ヒスタミン量が高いというものであった。この相異は、AN患者ではエネルギー基質欠乏そのものがHDC活性を賦活化し、ヒスチジンが低いにもかかわらず、ヒスタミン合成能を亢進させたことによる。現在、治療的応用として、エネルギー量とアミノ酸組成を考慮した食事、それにヒスタミンH1受容体阻害薬の使用等を検討中である。
銭屋五兵衛をめぐる歴史叙述と歴史意識-地域社会の歴史意識と共同性についての考察-

前年度までに行った理論・方法論的な考察およびフィールド調査の成果を統合し、銭屋五兵衛をめぐる歴史意識の変容過程とその意味を独自の観点から解明することができた。1.概要(1)幕末から明治初期にかけての銭屋五兵衛評価の転換は、これまで考えられていたような単純な国粋主義による歴史的事実の歪曲ではなく、国民国家成立による対外観の変化と近代史学の実証的な歴史記述という、近代的な思考の枠組みの浸透の結果であった。(2)明治中期以降の虚像の氾濫は、当時の風潮の中で大量に出版された、考証意識のない立志伝や講談の影響によるものであった。虚像に対する反発から、地元の人々による実像解明の問題意識が高まったが、それらには、地域社会が「近代」を受容する際の両義的な意識が、銭屋五兵衛の評価を通じて表現されていた。(3)昭和8年頃に起こった銅像建設論争の本質は、銭屋五兵衛を「近代」の先駆者とするモダニズム的な評価と、それに反発するナショナリズム的な評価の対立であり、後に地元の政治家、永井柳太郎によってそれらを強引に結合させた評価が現れたが、それは「近代」を日本の伝統を踏まえて克服するという問題意識であり、まさに総力戦下の歴史意識そのものであった。銭屋五兵衛をめぐる歴史意識には、近代以降「裏日本」化した地域社会における「近代の超克」が表現されていたのである。2.理論・方法論従来取り上げられることのなかった諸資料を分析することにより、虚像と実像の相互作用から「現実」が創造される過程および地域社会に与えた影響を実証的に解明できた。本研究は、文献史学と近年の表象分化研究の長所を融合した研究といえる。3.フィールド調査、資料調査調査によって、これまで知られていなかった戦前期の数多くの銭屋五兵衛に関する資料の存在が明らかとなり、これらをデータ・ベース化することができた。近日中に『文献検索』誌に投稿し、成果を公開する予定である。研究課題である、銭屋五兵衛および北陸地方を中心とする地域杜会の歴史意識について考察を進めるための本年度の研究計画は、第一に、理論的側面として研究方法および史料分析の方法論の問題を関連諸学問の最新の成果を踏まえて再検討すること、第二に、研究対象に関する関連書籍、史料の収集、第三に、史跡調査、聞き書きを目的とするフィールドワークを行うことであった。研究実績の概要は以下の通りである。第一点目は、これまでの問題点であった言説分析の方法について、民俗学、アナール学派、杜会学の研究方法を比較して考察を深めた。その要点は、言説分析は現在の歴史学では表象分析の一環として行われているが、下部構造(杜会組織)分析との関連が不明瞭であった。同様の問題を、民俗学では心意として柳田國男以来考察されていたが理論的に不備があった。理論的に精緻であるが実証性に欠けるアナール学派、社会学との比較検討を行うことによって、歴史研究の分析方法として確立させることを試みた。この作業により、これまで関係が不明瞭であった上部構造(言説)と下部構造を統一的に把握することが可能となった。具体的な実証研究については来年以降の課題である。また、史料分析の方法論は、これまでの課題であった、多様な非文字資料の位置づけ方について、歴史叙述を、叙事詩的志向と年代記的志向に分類して考察する川田順造の文化人類学的研究を参考にして再検討を行った結果、統一的分類を行う理論的基盤を整備することができた。第二点目は、郷土関連書籍をかなりの程度収集することができた。三点目は、3月に行うフィールドワークのための基礎作業として、当該地域(瀬戸内海周辺、金沢を中心とする北陸)の背景、文献調査を行った。以上の成果は、神奈川大学大学院歴史民俗資料学研究科の学内研究会で報告を行うた結果、ある程度支持が得られた。これを踏まえて今後の課題を追求していく予定である。本年度は、前年度に取り組んだ方法論ついての基礎的な考察と、文献収集を中心とした予備的なフィールド調査の成果を踏まえた上でより具体的な考察を行った。1.方法論・理論的な問題銭屋五兵衛をめぐる歴史意識について問題となっていた、(1)虚像と実像の問題、(2)歴史意識の分析方法について、近年の諸学問の成果を踏まえた上で独自の考察を行った。従来の歴史学では客観的事実の確定を目的とした史実考証が中心となっており、うわさ等の口頭伝承や非合理的な事象は虚像として排除される傾向が強かった。同様に、客観的把握が困難な歴史意識も学問的に分析されることはほとんどなかった。今回の考察では、その原因が事実概念の相違にあると考え、歴史研究における事実の概念を集合的事実に拡張することを提起した。また、これまで曖昧に「意識」と表現されてきた歴史意識を、心性、感性、言説、表象などの分析概念に基づいてより精緻な検討を加えた。これらの作業により、虚像と実像といった二項対立に陥らない分析が可能となったと言える。以上の成果は、学内研究会で二回の報告を行い(「歴史の事実、伝承の事実」、「心性/感性の資料化について」)、ある程度支持を得ることができた。内容を論文化する作業はほぼ完了しており、近日中に学会誌に投稿予定である。2.フィールド調査

金沢とその周辺地域における銭屋五兵衛をめぐる歴史意識の受容について、文献調査および聞き取り調査を精力的に行った。その結果、永井柳太郎ら地元の政治家、安宅弥吉ら経済人を始めとして、明治初期から金沢の裏日本化を憂慮する人々に多大な影響を与えていたことが明らかになった。瀬戸内海および下北半島周辺の北前船寄港地では石碑等の史跡が確認でき、銭屋五兵衛の活動範囲の実態をある程度明らかにすることができた。以上の成果についても、近日中に論文として学会誌に投稿予定である。前年度までに行った理論・方法論的な考察およびフィールド調査の成果を統合し、銭屋五兵衛をめぐる歴史意識の変容過程とその意味を独自の観点から解明することができた。1.概要(1)幕末から明治初期にかけての銭屋五兵衛評価の転換は、これまで考えられていたような単純な国粋主義による歴史的事実の歪曲ではなく、国民国家成立による対外観の変化と近代史学の実証的な歴史記述という、近代的な思考の枠組みの浸透の結果であった。(2)明治中期以降の虚像の氾濫は、当時の風潮の中で大量に出版された、考証意識のない立志伝や講談の影響によるものであった。虚像に対する反発から、地元の人々による実像解明の問題意識が高まったが、それらには、地域社会が「近代」を受容する際の両義的な意識が、銭屋五兵衛の評価を通じて表現されていた。(3)昭和8年頃に起こった銅像建設論争の本質は、銭屋五兵衛を「近代」の先駆者とするモダニズム的な評価と、それに反発するナショナリズム的な評価の対立であり、後に地元の政治家、永井柳太郎によってそれらを強引に結合させた評価が現れたが、それは「近代」を日本の伝統を踏まえて克服するという問題意識であり、まさに総力戦下の歴史意識そのものであった。銭屋五兵衛をめぐる歴史意識には、近代以降「裏日本」化した地域社会における「近代の超克」が表現されていたのである。2.理論・方法論従来取り上げられることのなかった諸資料を分析することにより、虚像と実像の相互作用から「現実」が創造される過程および地域社会に与えた影響を実証的に解明できた。本研究は、文献史学と近年の表象分化研究の長所を融合した研究といえる。3.フィールド調査、資料調査調査によって、これまで知られていなかった戦前期の数多くの銭屋五兵衛に関する資料の存在が明らかとなり、これらをデータ・ベース化することができた。近日中に『文献検索』誌に投稿し、成果を公開する予定である。
Chemogenomicsによる、卵巣明細胞腺癌に対する治療薬の開発

卵巣明細胞腺癌のマイクロアレイデータを元に、卵巣明細胞腺癌が腎細胞癌に類似していること、さらにRas活性が亢進していることを明らかにして、腎細胞癌に用いられるマルチキナーゼ阻害剤sorafenibが卵巣明細胞腺癌に有用であることを動物実験によって示した。その結果を元に、京都大学医学部医の倫理委員会の承認を得て、化学療法耐性の卵巣明細胞腺癌再発患者へのsorafenib投与を開始した。これまで我々は、もとの組織型の明らかな卵巣癌細胞株を38種類集めてマイクロアレイを行い、さらに、Websiteの臨床データと比較することによって、明細胞腺癌を特徴づける"Clear Cell Signature"を同定した。Clear Cell Signatureの解析により、Clear Cell Signatureに含まれる遺伝子は、鉄やチョコレートのう胞の内容液を不死化卵巣表層上皮細胞に添加することにより有意に発現上昇し、チョコレートのう胞という環境因子を反映していることが判明した。Clear Cell Signatureをさらに解析した結果、卵巣明細胞腺癌と、腎細胞癌はきわめて類似していることが判明した。卵巣明細胞腺癌を最も特徴づける転写因子はHNF1βであり、それは腎細胞癌にも特徴的であった。そして、卵巣明細胞腺癌細胞株RMG-2に対して、腎細胞癌で使われているSorafenibがin vivoで顕著な抗腫瘍効果を発揮することがわかった。Western blottingによる検討の結果、HNF1βの抑制は、リン酸化ERK発現を抑制させたので、Sorafenibの卵巣明細胞腺癌に対する効果は、HNF1βによるRas-Raf-ERK経路の活性化と関連している可能性がある。本研究の成果は、卵巣明細胞腺癌を特徴づける分子メカニズムを明らかにし、卵巣明細胞腺癌に有効な分子標的薬を探索することにつながる。卵巣癌は婦人科悪性腫瘍の中で死亡原因として最も多く、その予後の改善が望まれている。卵巣癌の組織型としては、漿液性腺癌、粘液性腺癌、類内膜腺癌、明細胞腺癌の4組織型が主なものであり、それぞれ臨床的、生物学的に性質が異なる。中でも特に明細胞腺癌は、欧米に比べ、日本人では卵巣癌全体の20%以上と頻度が高く、化学療法剤に抵抗性という特徴を有している。これまで卵巣癌の標準治療法は組織型が異なっても同じであったが、近年、組織型ごとに治療を個別化し、それぞれに最適な治療法を確立することの必要性が認識され、化学療法剤を組み合わせた臨床試験が世界的に行われている。しかし既存の化学療法剤に抵抗性の明細胞腺癌の治療のためには、分子標的治療薬など、新たな薬剤の開発が求められている。本研究における、卵巣癌細胞株および臨床サンプルを用いたマイクロアレイ解析によって、卵巣明細胞腺癌でMAPK活性が亢進していること、および、卵巣明細胞腺癌と腎細胞癌が生物学的に類似していることが明らかになった。そこで、腎細胞癌に有効であるマルチキナーゼ阻害剤sorafenibが卵巣明細胞腺癌に有効であると予測した。ヌードマウスにRMG-2明細胞腺癌細胞株を接種し、sorafenibの抗腫瘍効果を検証したところ、著効を示した。本研究の成果をもとに、京都大学医学部医の倫理委員会の承認を得て、化学療法抵抗性の卵巣明細胞腺癌再発症例に対するsorafenib投与を開始した。本研究によって、卵巣明細胞腺癌に対する治療法が確立することが期待される。
顎骨への海面骨移植による骨形成因子の活性化に関する研究

平成7年度は、顎骨における骨吸収調節機構を解明するために、顎骨嚢胞(角化嚢胞、濾胞性歯嚢胞、歯根嚢胞)を対象とし、顎骨嚢胞の骨吸収におけるサイトカインの関与について1)嚢胞内容液中のIL-1α、IL-1β濃度をELISA法にて測定するとともに、2)嚢胞壁組織におけるIL-1α、IL-1βの局在について免疫組織学的に検索を行った。結果:角化嚢胞、濾胞性歯嚢胞、歯根嚢胞における嚢胞内容液の平均IL-1α濃度はそれぞれ223.5pg/ml、68.3pg/ml、13.9pg/mlで、角化嚢胞でより高く、IL-1β濃度はそれぞれ168.1pg/ml、201.7pg/ml、83.6pg/mlで角化嚢胞、濾胞性歯嚢胞において高かった。嚢胞壁組織での免疫組織学的に検索では、嚢胞上皮、毛細血管にIL-1α、IL-1βの発現が認められた。一般に歯根嚢胞は顎骨内で小さな骨吸収病変を形成し、角化嚢胞、濾胞性歯嚢胞は大きな骨吸収病変を形成する。以上より、角化嚢胞、濾胞性歯嚢胞では嚢胞上皮ではさかんにIL-1α、IL-1βを産生し、骨吸収を促進しているものと考えられた。今後は、in situ hybridizationにて嚢胞壁でのIL-1α、IL-1βのmRNAの発現について検討を行っていく予定である。
腹膜播種成立に関与する腹腔内環境と免疫チェックポイント

近年、診断の向上や新規抗癌剤の登場により胃癌患者の生存率は向上したが、胃癌は本邦において依然癌死亡原因の第3位と主要な死亡原因の1つである。特に腹膜播種は根治的手術を施行された胃癌患者における再発様式の40-60%を占める最も重要な予後因子であり、腫瘍の進展そのもの以外にも随伴する症状が患者のQOLを著しく低下させる。腹膜播種に対する治療法は確立されていないが、近年では局所高濃度維持による効果の増強を期待して抗癌剤の腹腔内投与が行われている。抗癌剤の腹腔内投与時に温熱療法を併用することの有用性も既に示されているため、本研究で我々は、抗癌剤により傷害された細胞や、温熱処置により傷害を受けた細胞および傷害された細胞から受動的に放出される損傷関連分子パターン(DAMP)が、腹腔内細胞にどのような影響を及ぼすかを解明し、抗癌剤の抗腫瘍効果を増強するための手段や癌細胞の免疫逃避を解除する方法の開発を目指す。初年度は、胃癌症例の手術時の腹腔内洗浄液および大網より酵素的に細胞を分離し、フローサイトメトリー解析を行った。ヒト腹腔内免疫細胞をCD4+T、CD8+T、CD25+CD4+T、CD56+NK、CD14+Mac+B、CD70-CD20+CD43+CD27+B、CD38hiCD27hiCD138+CD20-プラズマ細胞に分画して解析可能であった。マウスモデルを用いた解析ではin vitroにおいて、マウス大腸癌CT26細胞およびマウス乳癌EMT6細胞が100%殺傷される条件(温度、時間、細胞密度など)を検討した。いずれの温度(42、45、50、55、60°C)においても熱処理直後の観察ではトリパンブルー染色陰性の細胞が存在したが、熱処理した細胞を再度培養して生細胞の有無を3日後に確認することで、45°C以上の温度では全ての細胞が殺傷されることが明らかとなった。現在、同様の処理を行った細胞をマウスの腹腔内に投与して、免疫細胞に及ぼす影響を経時的に解析中である。手術時の腹腔内洗浄液および大網より酵素的に分離したヒト腹腔内細胞の解析は順調に進んでいる。マウスモデルを用いた解析については、抗癌剤ないし温熱処理によりマウス癌細胞を100%殺傷する条件の設定、およびその確認が困難であった。初年度に引き続きヒト腹腔内細胞の解析を行うと同時に、in vitroにおいてマウス癌細胞株を100%殺傷される条件を見出したので、予定通りマウスモデルを用いて殺傷細胞が腹腔内免疫細胞に及ぼす影響の解析を進める。