hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多様なドナー分子からなる電荷移動錯体高分子複合膜の作製と構造、機能評価

コポリマーからなるCT錯体複合膜の特性を明らかにすることができたため、より実用的に使用可能な材料(脂肪族モノマーの導入による柔軟性の高いCT錯体高分子複合材料)の作製にも取りかかった。ホモポリマー、2種類の柔軟性の異なるコポリマーによるCT錯体複合材料の作製および評価を実施できた点で、当初目標をさらに広げることに成功している。一方、ポリマーブレンドCT膜に必要なドナー形ポリマーについては、平成26年度に明らかとなった分子設計上の問題を解決すべく、種々の高分子の合成を進めた。アクセプター性を有する芳香族を有するモノマーとドナー性モノマーによるポリマーでは、分子内で電子の授受が起こり、CT錯体を形成できなかった。そこで、主鎖にアルキル鎖を有するドナー性スルホン化ポリエーテル(SPES)を合成した。今後このSPESを用いて、ブレンドCT膜の作製を進めていく。平成28年度は、これまでの低分子とは異なり、フレキシブルなアルキル鎖を有するドナー性のポリエーテル(PES)を合成した。このドナー性PESとアクセプター性スルホン化ポリイミド(SPI)を溶液中で混合し成膜することで、これまで報告してきた高分子ー低分子間のCT錯体ではなく、高分子-高分子間のCT錯体ブレンド膜の作製を行った。ブレンド膜は濃い茶色を示し、目視でもCT錯体が膜形成されている事が確認された。比較として主鎖が芳香族からなる剛直なPESをブレンドした場合、PESの剛直性やCT形成を阻害する分子構造のため、錯体を形成しなかった。このことから、PES中に導入されたアルキル鎖は、CT錯体形成を促進する事が明らかとなった。ブレンド膜の可視スペクトルを測定したところ、530nmにDHNとNDIにより形成されるCT吸収が確認され、PES:SPI=1:1(mol)ブレンド膜のCT錯体濃度が最大となったことが確認された。ブレンド膜の機械強度も、1:1のブレンド膜が最も破断応力が大きくなった。プロトン伝導性は、80°C、90%RHで20mS/cmであり、Nafion212のプロトン伝導性の半分以下の値であったが、ガス透過性はNafion212の5.4倍低い値を示した。そこで、SPI:PES=2:1(mol)ブレンド膜をNafion212より5倍薄い10μmで成膜し、機能を評価した。ブレンド膜のOCVは、Nafion 212よりもやや低い程度で、ガスバリア性は十分に維持できた事が明らかとなった。IR損は、Nafion212とほぼ同等で、薄膜化により抵抗を下げ十分にプロトン伝導性を維持できる膜が作製できた。このように様々なドナー分子を用いてCT錯体膜を作製し、その機能と原理を明らかにしてきた。今後は、これまで得られた分子構造と機能の知見を生かし、さらに広範な分子構造へ応用して行く。本研究では、電子アクセプターユニットと電子ドナーユニットにより形成される3つのパターンの電荷移動(CT)錯体複合膜を作製し、構造と機能の関係を明らかにした。3種類の複合膜の結果から、ドナー性とアクセプター性を持つ分子同士であれば、低分子-高分子、高分子-高分子、組み合わせによらずCT錯体膜を形成することを明らかにした。これらのCT錯体膜は、分子の立体障害、サイズの問題を考慮すれば、多様なCT錯体膜を簡単に作製可能であり、ドナー、アクセプターの組成比を調整する事で、同じロットの高分子から異なる機能を持つ複合膜を複数作製可能な方法であることを実証した。
スペクトル分析と射影追跡法を融合した大規模ユーザネットワークの視覚的分析技術

情報ネットワークの安定運用を図るためには,背後にあるユーザの情報交換ネットワークの構造を知ることが重要であるが,ユーザネットワークはその大規模性と複雑性故に詳細な構造を分析することが困難である.本研究ではまず,直接観測できない社会ネットワークの構造を間接的に推定する方法を示す.また,ネットワーク上のアクティビティの伝播を記述するためのモデルを考察し,従来のネットワーク分析手法との違いを明らかにする.さらにネット炎上の発生メカニズムを工学的に理解することを可能とするモデルについて検討する.またランダム行列の普遍的な性質を用いて大規模な社会ネットワークの情報伝播特性を分析する.ユーザネットワークはその大規模性と複雑性故に詳細な構造を分析することが困難であり,スケールフリー性等のマクロな指標に基づいた分析に留まっている.本研究では,視覚的なネットワーク分析に関して大規模性や複雑性に起因する困難を克服するため,グラフスペクトル,ランダム行列等の考え方を組み合わせた分析法を確立する.以下の2つの課題に分けて考察を行った.[課題1]ラプラシアン行列の固有値を用いたマルチスケールネットワーク分析法リンクの表示を用いない大規模ユーザネットワークの視覚的分析法を確立するため,まずネットワークのつながり特性を表すラプラシアン行列を考え,その固有値と固有ベクトルが表すネットワーク構造をフーリエモード展開のような異なる空間スケール構造として理解する.ネットワーク構造を行列を用いて代数的に表現する場合,通常はノードの性質は行列の対角成分で表現され,リンクの性質は非対角成分で表現される.本課題では,リンクの非対称性をノードの特性に還元できるようなネットワークに対して,対称な行列を用いた分析が可能な非対称性ノードモデルを検討した.[課題2]射影追跡法によるラプラシアン行列の固有ベトルの視覚的分析法視覚的分析法を確立するために,まずネットワーク分析で利用されているネットワークの特性を記述するための指標について考察する.次数分布,クラスタ係数,各種のノード中心性などが提案されているがこれらはネットワークのトポロジカルな構造によって決定され,ネットワーク上の活動の詳細,例えば情報やアクティビティの伝播の起点となるノードの分布や,ネットワーク状態の時間変化などの状況は反映していない.本研究課題では,課題1のリンクの非対称性を還元したモデルを用いて,ネットワーク上の振動現象のダイナミクスのモデル化を考察し,多様な状況を反映可能なノード中心性の拡張法について考察を行った.課題1および2において,研究実績で述べたように概ね成果を得ている.また,上記課題それぞれについて成果の一部を電子情報通信学会の研究会および論文投稿,国際会議において発表しており,計画通りに進捗していると考えられる.本研究では,SNS分析に関して大規模性や複雑性に起因する困難を克服するため,グラフスペクトル,ランダム行列の考え方を組み合わせた分析法を確立するものであり,以下の課題に分けて研究実績を述べる.[ラプラシアン行列の固有値を用いたマルチスケールネットワーク分析法]我々はこれまで,ネットワーク上のアクティビティの伝播を記述するための振動モデルを検討し,多様なネットワーク状況を反映可能な一般化されたノード中心性指標を提案してきた.本課題では,次数中心性や媒介中心性だけでなく,PageRankや固有ベクトル中心性等,全く異なる定義のノード中心性を同じ枠組みで解釈できることを示した.また,行列の固有値及び固有ベクトルがネットワーク構造に関する全ての情報を含むという事実に着目し,固有値及び固有ベクトルから間接的にネットワーク構造を得る方法について検討した.ネットワーク上の強制振動ダイナミクスにおける共鳴現象を利用してLaplacian行列の固有値を推定する手法(ネットワーク共鳴法)を提案し,高い精度で推定が可能であることが示した.[ランダム行列によるユーザネットワーク分析法]本課題では,ネットワーク構造を表す行列をランダム行列として与え,ランダム行列の普遍的な性質を用いて大規模社会ネットワークの特性を分析する方法の確立を目指す.先行研究においては,ある条件下で,リンクに重みのないグラフの正規化ラプラシアン行列の固有値密度分布が半円則に従うことが報告されている.本課題においては,リンクの重みを乱数で与えたグラフの正規化ラプラシアン行列の固有値密度分布を評価し,固有値分布が半円則を満たすための条件を実験的に調査した.さらに半円則が成り立つ場合の社会ネットワーク分析の応用例についても検討を行った.研究実績で述べたように,それぞれの課題について順調に成果を得ている.また上記課題について成果の一部を国内研究会,学会,国際会議にて発表しており,計画通りに進捗していると考える.[ネットワーク上の振動モデルを利用した拡張ノード中心性の提案]これまで,ネットワーク上のアクティビティ伝播を記述する振動モデルを検討し,多様なネットワーク状況を反映する一般化されたノード中心性指標を提案してきた.本提案する振動モデルにより,全く異なる定義のノード中心性を同じ枠組みで解釈でき,SNSの情報伝播やダイナミクス解明へつなげることができた.[社会ネットワーク構造推定高速化手法の提案]本課題では,推定される固有ベクトルの符号決定を効率的に決定する手法を提案した.シミュレーションの結果,符号決定の処理を多項式時間で実行でき,圧縮センシングを利用することで更なる計算量の削減が可能であることを示した.[SNS上で発生するネット炎上の発生過程の考察]本課題では,ネットワーク上の振動モデルを利用し,縮退した振動モードから生じるネット炎上について,各振動モードの初期位相の与え方に関するネット炎上の発生過程を考察し,ネット炎上の発生メカニズムを工学的に理解可能なモデル化を行った.[社会ネットワーク上の情報伝播特性の分析]ランダム行列の普遍的な性質を用いて大規模な社会ネットワークの情報伝播特性を分析した.まずリンクの重みを乱数で与えた正規化ラプラシアン行列のスペクトル密度分布を評価し,スペクトル密度分布がWignerの半円則を満たすための条件を調査した.更に,この条件下のもと,社会ネットワークにおける情報伝播の特性の分析を行った.

[既存中心性(固有ベクトル中心性)の再考察]本課題では,固有ベクトル中心性に着目し,この指標が直観的に受け容れられる自然な結果とはならない場合があることを示した.理論的考察により,無向グラフの固有ベクトル中心性は「別のある有向グラフ」に対するPageRankを計算していることを示した.情報ネットワークの安定運用を図るためには,背後にあるユーザの情報交換ネットワークの構造を知ることが重要であるが,ユーザネットワークはその大規模性と複雑性故に詳細な構造を分析することが困難である.本研究ではまず,直接観測できない社会ネットワークの構造を間接的に推定する方法を示す.また,ネットワーク上のアクティビティの伝播を記述するためのモデルを考察し,従来のネットワーク分析手法との違いを明らかにする.さらにネット炎上の発生メカニズムを工学的に理解することを可能とするモデルについて検討する.またランダム行列の普遍的な性質を用いて大規模な社会ネットワークの情報伝播特性を分析する.本年度はネットワーク上のアクティビティの伝播を表すモデルとして,ある種のノード間非対称性も考慮した振動モデルを考察し,新しいノード中心性指標として個々のノードの運動エネルギーを用いる指標を提案した.この指標は,ある種のリンク非対称性,アクティビティーのソースノードの偏り,及び伝播の経時変化などの状況を反映した指標となっており,また特別な場合に次数中心性や媒介中心性に帰着する.そのため,提案指標は次数中心性と媒介中心性の拡張と見なせることに加え,共通の背景から次数中心性と媒介中心性の関係性を明らかにしたことになる.今後は,他の中心性,例えばGoogle検索アルゴリズムで利用されているPage Rankや固有ベクトル中心性が提案するモデルに対し,どのように解釈されるのかを明らかする.またより現実的なネットワーク(たとえば発信ノード分布の偏りのあるもの)を対象に,提案モデルに内在するパラメータと中心性指標との関連性を明らかにする.さらに,提案モデルを他の通信技術へ応用するための課題を検討し,評価を行う予定である.これまで,振動モデルを用いて一般的なノード中心性を表現できることを示してきたが,ネットワーク上の振動モデルを一般の有向グラフに拡張すると,ネット炎上のダイナミクスが記述可能であることがわかってきた.
ルーメン微生物を活用した牛糞バイオマスからの新しい水素エネルギー回収技術の開発

家畜排泄物の処理、及び資源回収法として水素発酵が注目をされている。水素発酵には単離された水素生産菌を種菌として接種する純粋培養系と、堆肥や活性汚泥、嫌気性消化汚泥などを純化することなく種汚泥としてそれらに含まれている微生物群を利用する複合培養系がある。複合培養系では、原料の滅菌が不要である利点があり、家畜排泄物などを原料とした場合に適している。近年、分子生物学的手法による有力な菌叢解析法として、16SrDNA領域の多型を利用したDenaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE)法が開発されている。本研究は、DGGE法による乳牛糞尿スラリーからの水素発酵に関与する微生物群の菌叢解析を実施して、その水素発生のメカニズム解明を検討する。60°Cと75°Cで嫌気培養した乳牛糞尿スラリーとコントロールとして、培養前のスラリーをDGGE解析の試料とした。その試料から16S rDNAのV3領域をGC-341Fと534RプライマーでPCR増幅した。そのPCR産物のDGGEで分離して、バンドに含まれているDNA配列を決定した。60°C発酵させたスラリーからは、Clostridium thermocellumやClostridium stereorariumに類似した細菌が検出された。これら細菌種は、高温水素発酵での種菌として使われる水素生産菌であることから、スラリーの60°C発酵における水素発生に関与する可能性が示唆された。また、75°C発酵させたスラリーからは、Caldanaerobaeter subterraneusに類似した細菌が検出された。C.subterraneusは、海底の熱水噴出口などの高度高温環境に生育する嫌気性高度好熱細菌であり、水素を発生することが知られている。従って、C.subterraneusに類似性を示す細菌がスラリーの75°C発酵における水素発生に関与する可能性が示唆された。本研究から、乳牛糞尿に水素を産生する有用細菌種が明らかとなった。家畜排泄物は発酵の汚泥として有用であり、また、微生物資源としても貴重であること考えられる。さらに、70°C以上に至適増殖温度を持つ嫌気性高度好熱細菌が家畜糞に含まれていることは想定されておらず、本研究結果は新規知見であると考えられる。複合系水素発酵の機能改善・メカニズム解明のためには、発酵に関与する微生物群の解析が必須である。近年、分子生物学的手法による有力な菌叢解析法として、16SrDNA領域の多型を利用したDenaturing Gradient Gel Electrophoresis(DGGE)法が開発されている。そこで、乳牛糞尿スラリーからの水素発酵に関与する微生物群の菌叢をDGGE法にて解析を試みた。60°Cで4日間培養した乳牛糞尿スラリーと、コントロールとして培養前のスラリーをDGGE解析の試料とした。それぞれの試料の遠心分離を行い、沈澱画分を洗浄の後回収した。その飼料から塩化ベンジル法にて微生物DNAを回収し、さらにFastDNA kitにて精製を行った。精製されたDNAを鋳型として、16SrDNA領域をPCR法にて増幅した。その16SrDNAを30-60%尿素/ホルムアミドのグラジエント変性剤を含む10%アクリルアミドゲルにて電気泳動条件を行った。その結果、十分な数のバンド(それぞれ10本以上)が出現し、培養後スラリー特異的なバンドも複数含まれていた。本DGGE条件にて乳牛糞尿スラリーに含まれている微生物群の菌叢解析が可能であることが分り、また、培養後スラリー特異的なバンドの中に水素生産に関与する細菌のバンドが含まれている可能性が推測される。全てのバンドのDNA配列を決定することで、乳牛糞尿スラリーの水素発酵の理解が得られると考えられる。

これら細菌種は、高温水素発酵での種菌として使われる水素生産菌であることから、スラリーの60°C発酵における水素発生に関与する可能性が示唆された。また、75°C発酵させたスラリーからは、Caldanaerobaeter subterraneusに類似した細菌が検出された。C.subterraneusは、海底の熱水噴出口などの高度高温環境に生育する嫌気性高度好熱細菌であり、水素を発生することが知られている。従って、C.subterraneusに類似性を示す細菌がスラリーの75°C発酵における水素発生に関与する可能性が示唆された。本研究から、乳牛糞尿に水素を産生する有用細菌種が明らかとなった。家畜排泄物は発酵の汚泥として有用であり、また、微生物資源としても貴重であること考えられる。さらに、70°C以上に至適増殖温度を持つ嫌気性高度好熱細菌が家畜糞に含まれていることは想定されておらず、本研究結果は新規知見であると考えられる。
マクロファージ由来LPS耐性変異株からのLPS耐性遺伝子の分離と解析

LPS耐性の評価法の改善:私たちは偶然に見いだした「蛋白合成阻害剤、シクロヘキシミド存在下に誘導されるLPSの細胞障害性」をさらに詳しく解析し、この性質をLPS耐性の評価法として利用できるか否かを検討した。その結果、LPS感受性の親株、JA-4細胞では、10μg/mlのシクロヘキシミド存在下、10ng/mlのLPSによって、37°C、4時間の培養で、60%以上に及ぶ顕著な細胞死が観察された。同じ条件でLPS1916細胞を処理しても、全く細胞死は観察されず細胞は無傷であった。この結果は、従来の細胞増殖阻害、あるいはコロニー形成阻害によって調べた両細胞のLPS耐性の濃度依存性の形とほぼ一致したことから、短時間で完了する新しいアッセイ法が、LPS耐性を評価する上で有効である。LPS耐性遺伝子の導入に関する条件検討:pSV_2CAT遺伝子を用いた導入条件の検討では、JA-4細胞への遺伝子導入はリン酸カルシウム法、電気パルス法、リポフェクションのいずれにおいても満足のできる結果はえらず、本研究の当初の計画による、LPS1916細胞で発現している遺伝子のcDNAライブララリーの作成とそれをJA-4細胞へ導入することによりLPS耐性遺伝子のクローニングを行う、という方法は、根本からの再検討が必要になった。なお、マウスのマクロファージ系細胞株、RAW264.7細胞では、ルシフェラーゼ遺伝子の導入と安定な発現に成功した、という報告がある。さらに、RAW264.7細胞株が、上記のLPS耐性評価法でLPSに対する感受性を示したので、現在は、このRAW264.7細胞株にJA-4及びLPS1916細胞から分離・作成したcDNAライブラリーを遺伝子導入し、得られたトランスフェクタントからLPS耐性遺伝子を回収することを検討している。本年度は、マウスマクロファージ系細胞株J774.1の亜株、JA-4を親株とし、これより分離・樹立したLPS耐性変異株、LPS1916細胞株変異株を用い、LPS耐性に関連すると思われる性質について検討した。マクロファージのLPSに対するレセプターと言われているCD14分子の分布をみたところ、LPS1916細胞では親株の約1/(10)に低下していた。しかし、CD14分子の存在とLPS応答性とが必ずしも一致しないことが明らかになった。また、LPSによるマクロファージ活性化によって産生されるもののうち、プロスタグランジンやH_2O_2、あるいは一酸化窒素ラジカル(NO・)等は、LPS1916に対しても親株JA-4に対しても、ほぼ同等の細胞傷害性を示したことから、これらに対する抵抗性が、LPS1916細胞のLPS耐性の本体ではないと考えられた。次に、この変異株のLPS耐性が遺伝学的に優性か劣性かを調べるため、親株、変異株それぞれの中から、ウワバイン耐性およびハイグロマイシン耐性株を樹立することを試みた。その結果、両株から、ウワバイン耐性株を分離できたが、ハイグロマイシン耐性株は、薬剤の毒性が強いため、分離に成功していない。現在、両株に対してハイグロマイシン耐性遺伝子の導入を行うことを検討している。これらの耐性株を用いた細胞融合実験により、LPS耐性遺伝子が優性か劣性かの判定を行い、遺伝子のクローニングの方針をたてる方針である。本研究の推進に当たって不可欠なのが電気パルス法による遺伝子導入である。本年度、優先的に購入した遺伝子導入装置は、しかし、実際に使用したところ、他の細胞の条件とはかなり異なった条件の設定が必要であった。現在、ようやく細胞の調整法その他の詳細な条件設定ができた。

このように、予想以上の困難に遭遇して当初の計画どおりの研究の進行が達成されていないが、ようやくさまざまな実験条件が定まったところである。J774.1マクロファージ細胞株へのhygromycin耐性遺伝子の導入を試みたが、リン酸カルシウム法も電気パルス法も、いずれも成功しなかった。遺伝子導入は本研究目標の達成にとって非常に重要な技術であるので、繰り返し、試みたが、現在までのところ、上手く行かない。いずれの場合にも、遺伝子導入の可能な条件では細胞が生存できず、また、細胞の生存が可能な緩和な条件下では、遺伝子は導入されなかった。そこで、他の研究者の予備実験が成功したという報告のある、別のマクロファージ系細胞株、RAW264.7細胞に遺伝子導入する方向で、現在、検討を加えている。一方、LPS耐性細胞のスクリーニング及び選別の過程に関し、本年度の研究によって、大きな進展が見られた。すなわち、従来の方法では、LPS耐性をコロニー形成法で調べていたため、結果の判定までに約7日間の細胞培養が必要であった。これに対し、本年度新たに見いだした、シクロヘキシミド存在下にLPSを添加して培養する方法により、J774.1細胞由来のLPS感受性細胞株、JA-4細胞は37°C、4時間の培養で50%以上が障害されて死ぬことが判った。これに対し、LPS耐性細胞株、LPS1916細胞は全く障害されなかった。LPSの濃度依存性は、この新しいアッセイ法とコロニー形成法とでほぼ同一で、これらの結果より、この方法が遺伝子導入後の細胞のスクリーニング及び評価法として利用可能であることが示唆された。さらに、現在、遺伝子導入を検討しているRAW264.7細胞においても、新しいアッセイ法でJA-4細胞と同様のLPS感受性を示すことが明らかにされたことから、今後は、JA-4及びLPS1916細胞由来の遺伝子をRAW264.7細胞に導入し、このアッセイ法を用いて耐性遺伝子のクローニングを進める方向で検討している。
英語・日本語文法の獲得における束縛現象とその理論的意義に関する研究

1おとなの文法の視点および文法獲得の視点からの束縛理論に関するこれまでの研究成果を整理し、これまでにすでに明らかになっている点にそうでない点を明確にした。2 1の成果をもとに、現時点でもっとも妥当と思われる束縛理論を暫定的に構築し、その理論が文法獲得に対してどのような予測をするかを明確にした。たとえば、どのような経験が必要とされるか、種類の違う名詞類の分布に関する知識はどのように発現するかなどの問題に対しいかなる予測をするかを明確にした。3 2の成果をもとに、英語・日本語文法の獲得の過程を実証的に調査した。調査の方法は、自然場面での子どもの発話資料の収集と分析によるもの、および、実験の実施およびその結果の分析によるものの二つである。実験による調査については、該当する知識を被験者である子ども(2-6歳児)から引き出すための効果的な方法を探るための予備実験をまず実施し、その上で本実験を行なった。4普遍文法の一部をなすと考えられる束縛理論、談話文法、経験の相互作用を明らかにした。5研究の取りまとめを行い、今後の研究の課題と展望をあきらかにした。6研究の成果の一部を本年5月にアメリカ合衆国メリ-ランド大学で開催予定の国際集会で発表の予定である。(招待講演)1おとなの文法の視点および文法獲得の視点からの束縛理論に関するこれまでの研究成果を整理し、これまでにすでに明らかになっている点にそうでない点を明確にした。(招待講演)本研究は英文法と日本語文法を対象としてその束縛理論の獲得過程を調査し、その調査結果が文法理論および文法獲得理論に対してどのような意味を持つのかを検討することを目的とするものである。本年度の研究は束縛現象の獲得に関連する諸問題のうち、(a)普遍文法と経験の相互作用および(b)文文法と談話文法の接点に関する問題を取り上げた。具体的調査としては、英文法を獲得中の3歳児-6歳児約40名を被験者として実験を行った。その結果、つぎの点が明らかとなった。1照応詞の分布については、英語の照応詞がどの語であるのかを学習するだけでよく、3歳児でもおとなと同質の判断が下せる。2代名詞類のうち同一指示的に用いられるものの分布については、談話文法も関与しており、その部分の発達が比較的遅いことから、おとなと同質の判断が下せるようになるのも遅れる(5歳児でも判断がゆれる)。一方、束縛変項として用いられる代名詞類の分布については普遍文法に含まれる束縛理論が関与するだけなのでその獲得は早い。文法獲得において普遍文法が重要な役割を果たしていることが確認されたが、同時に経験も普遍文法に含まれる諸原理を活性化させる上で不可欠であることが実証された。また、文文法と談話文法の区別が文法獲得を考えるうえでも重要であることも実証された。来年度は、日本語文法に関する調査と理論的考察を行う予定である。1昨年度に引き続き、おとなの文法の視点および文法獲得の視点からの束縛理論に関するこれまでの研究成果を整理し、これまでにすでに明らかになっている点とそうでない点を明確にした。2昨年度に引き続き、1の成果をもとに、現時点でもっとも妥当と思われる束縛理論を暫定的に構築し、その理論が文法獲得に対してどのような予測をするかを明確にした。3昨年度に引き続き、2の成果をもとに、英語・日本語文法の獲得の過程を実証的に調査した。なお、本年度は英語に関する実験の一部をアメリカ合衆国ボストン市において実施した。4研究の取りまとめを行い、今後の研究の課題と展望をあきらかにした。5研究の成果の一部を本年5月にアメリカ合衆国メリ-ランド大学で開催予定の国際集会で発表の予定である。(招待講演)
皮膚色素幹細胞の分離培養法および幹細胞の分化誘導機構解明に関する研究

マウスの皮膚を用いて、1回目の毛周期である生後19日目までと、2回目の毛周期に入ったところである生後20日以降の日齢において、1個の毛包を分離するのに適した条件設定を行い、毛包分離手技の確立を行った。現在までに生直後0-2日、19-20日、21日以降については、完全な毛包分離に100%成功するようになった。これらの毛包はそれぞれ成長期、静止期、成長期(2回目)であり、これらの単離毛包を用いて、毛母部、バルジ部を顕微鏡下に分離し、酵素処理で細胞を個々の細胞にわけてからそれぞれの細胞集団の培養を行った。メラノサイトのマーカーであるTyrosinase related protein2(TRP2)のプロモーターにLacZ遺伝子をつないだトランスジェニックマウスを用いると、単離毛包中のメラノサイトの位置を確認することができた、またケラチノサイト、メラノサイト、その他から成る集団の中でのメラノサイトを観察することができる。毛母部の細胞集団ではメラノサイトは培養下でも色素産生能を維持するが、バルジ部から成る細胞集団では、既知のメラノサイト用培養液を用いても増殖、分化がみられず、幹細胞としてとどまっていると考えられた。また、単離した毛包を、各毛周期に相当する皮膚の真皮成分を培養して得たconditioned mediumを用いて器官培養を試みた。細胞外マトリックスの代用が期待できるMatrigel【○!R】処理を施した膜に単離毛包をのせ、膜を培養液状に浮遊させて行った器官培養では、毛の伸長を認めた。が、毛包の成長については、毛包を構成する細胞は培養液中で生存していたが、毛周期に合致する3次元的な成長は現在までに確認できていない。生体においては、毛包周期に同調して、血管新生、真皮成分の増加がおきることが知られており、それらからの毛包成長促進因子によって複雑に制御されていることが推察できた。マウスの皮膚を用いて、生直後から1回目の毛周期の最後に相当する生後1920日までと、2回目の毛周期に入った生後20日以降の日齢において、1個の毛包を分離するための各日齢に適した条件につき検討を重ね、毛包分離手技の確立を行った。各日齢について酵素の濃度、処理時間などを調節して検討を重ねた結果、現在いくつかの日齢のマウスについては、再現性をもって毛包を完全な形で分離することに成功している。これまでの検討では、1回目の毛周期の成長期では、真皮成分が非常に密で堅牢であり、2回目の毛周期では、同じ毛周期でも周囲結合組織から毛包は比較的分離されやすいことがわかっている。これは毛包が周囲組織と離れる退縮期を一度経ているために、2回目の毛包の方が周囲との結合が緩やかであると思われる。また、メラノサイトのマーカーの一つであるTyrosinase related protein 2 (TRP-2)のプロモーターに、LacZ遺伝子をつないだトランスジェニックマウスを用いて、この毛包の分離を行った。得られた毛包を用いて、WholeでLacZ染色、および細胞核を染色するFeulgen反応を行ったところ,一毛包の中に存在するメラノサイト、およびメラノサイト幹細胞の位置が実体顕微鏡下に3次元的に確認できた。さらに、この一毛包を使い、蛍光抗体を用いて3重染色(2重染色プラス核染色)を行うことで、メラノサイト幹細胞とメラノサイトの性質の差について、いくつかのデータが集積された。
放物型混合問題に対する基本解の表象と指数定理について

指数定理の中でも、境界のあるリーマン多様体に対するガウス-ボンネ-チャーンの定理の表象計算による証明を目指した。そのために、まず境界のない場合に表象計算による証明を試み、更に、現在投稿中の放物型方程式に対する混合問題の基本解の構成方法の結果を応用した。以下の研究計画に従って研究実績を記述する。1.境界のない場合のガウス-ボンネ-チャーンの定理の擬微分作用素の表象計算による証明の考察を行う。2.境界のある場合のガウス-ボンネ-チャーンの定理を混合問題の基本解の構成方法を応用して証明を試みる。3.複素関数論に現われる複体に対する、例えば、Dolbeault complexsに対するリーマン-ロッホの定理に1.の手法の拡張を目指す。4.Dirac作用素の指数定理についてについても1.と同様に擬微分作用素の表象計算による証明をする。1.2.については論文としてまとめ投稿し、受理された。3.についてはケーラー多様体上のリーマン-ロッホの定理を擬微分作用素の表象計算によって証明を試みた。その結果、1.と異なって退化した放物型方程式の初期値問題に対する基本解の表象計算が重要な働きをする。その際には、ワイル表象を持つ擬微分作用素の研究が重要となる。更に表象計算における基本行列とケーラー多様体の曲率との関係がキーポイントであることが解明できた。これについては、目下論文としてまとめつつある。
環境変動の受容と脳・免疫系応答における脾臓交感神経の機能的意義

本研究目的は,各種ストレス状態によってひき起こされる,恒常性維持のための生体防御の中枢統御機構を明らかにすることにある.このため,(1)神経活性物質の動態を無麻酔無拘束で解析できる脾臓マイクロダイアリシス法を確立し,(2)これにより環境・情動ストレスおよびストレス関連物質による脾臓交感神経活動抑制機構を脾臓ノルアドレナリン(NA)の動態レベルで解析する.拘束ストレス開始後,脾臓NAは潜時20分以内に,基礎遊離量の約8倍にまで増大しその後20分間持続した.しかし,その後拘束ストレスの持続にもかかわらず,NAの遊離が減弱していくいわゆる順応反応が観察されたが,拘束解放後も数時間にわたって拘束前置の約2倍と有意に高かった.この拘束ストレスによるNAの遊離は,あらかじめ脾臓交感神経を切除することにより著名に抑制されることから,脾臓交感神経から遊離されたNAを反映していると考えられる.また拘束ストレスにより脾臓ナチュラルキラー細胞の活性が有意に抑制されたが,この抑制も脾臓交感神経の切除により有意に減弱することが判明した.一方,corticotropin-releasingfctor(CRF)の側脳室内投与(2μg)により,脾臓NA濃度は2峰性に増大し,それぞれ投予後20分および140分で最高値(投与前値の300%)を示した.さらに,IL-1βの腹腔内投与によっても脾臓NAは有意に増大し,投予後40分で最高値(投与前値の200%)となった後緩やかに回復したが,投予後80分においてもその増加は有意であった.このIL-1βの腹腔内投与による脾臓NAの増加は,CRF受容体の拮抗薬であるα-helical CRFを側脳室内に前投与することにより有意に減弱した.以上の結果は,サイトカインによる環境ストレス・脳-免疫系機能連関を示唆する.本研究目的は,各種ストレス状態によってひき起こされる,恒常性維持のための生体防御の中枢統御機構を明らかにすることにある.このため,(1)神経活性物質の動態を無麻酔無拘束で解析できる脾臓マイクロダイアリシス法を確立し,(2)これにより環境・情動ストレスおよびストレス関連物質による脾臓交感神経活動抑制機構を脾臓ノルアドレナリン(NA)の動態レベルで解析する.拘束ストレス開始後,脾臓NAは潜時20分以内に,基礎遊離量の約8倍にまで増大しその後20分間持続した.しかし,その後拘束ストレスの持続にもかかわらず,NAの遊離が減弱していくいわゆる順応反応が観察されたが,拘束解放後も数時間にわたって拘束前置の約2倍と有意に高かった.この拘束ストレスによるNAの遊離は,あらかじめ脾臓交感神経を切除することにより著名に抑制されることから,脾臓交感神経から遊離されたNAを反映していると考えられる.また拘束ストレスにより脾臓ナチュラルキラー細胞の活性が有意に抑制されたが,この抑制も脾臓交感神経の切除により有意に減弱することが判明した.一方,corticotropin-releasingfctor(CRF)の側脳室内投与(2μg)により,脾臓NA濃度は2峰性に増大し,それぞれ投予後20分および140分で最高値(投与前値の300%)を示した.さらに,IL-1βの腹腔内投与によっても脾臓NAは有意に増大し,投予後40分で最高値(投与前値の200%)となった後緩やかに回復したが,投予後80分においてもその増加は有意であった.このIL-1βの腹腔内投与による脾臓NAの増加は,CRF受容体の拮抗薬であるα-helical CRFを側脳室内に前投与することにより有意に減弱した.以上の結果は,サイトカインによる環境ストレス・脳-免疫系機能連関を示唆する.
高速画像法による神経細胞のカルシウム変動分布と伝達機能、麻酔作用連関の解析

本研究では、膜電位画像および高速カルシウム画像により、大脳皮質、海馬、延髄および脊髄における興奮伝搬と細胞内カルシウム変化を解析し、以下のように特徴づけることができた。1,大脳体性感覚野皮質切片において、第IV-V層への電気刺激が誘発する膜興奮と細胞内カルシウム変化の検索から、P/Q型カルシウムチャネルが、第I-VI層の全領域にわたり、前シナプスからのグルタミン酸放出を誘起するカルシウム流入に重要な役割を果たしていることが示唆された。また、第II-III層の神経興奮伝搬はAMPA/kainate型グルタミン酸受容体を介する応答が重要であり、その際の後シナプスにおける細胞内へのカルシウム流入には、NMDA型グルタミン酸チャネルが重要であること、また、L-型カルシウムチャネルのカルシウム応答への関与も示唆された。2,海馬の興奮伝搬についてもグルタミン酸受容体拮抗薬作用の検索から大脳皮質と同様にAMPA/kainate型グルタミン酸受容体が重要な役割を果たしていることがわかった。しかし、細胞内カルシウムの応答においては、とりわけ放射層における変化が大きく、大脳皮質で作用するのと同濃度での各種カルシウムチャネル拮抗薬の著明な影響は見られなかった。したがって、これらの応答に関与するカルシウムチャネルの分布や感受性には、部位により差異があることが示唆された。3,三叉神経脊髄路核尾側亜核における求心性の興奮伝達においてもAMPA/kainate型グルタミン酸受容体が重要であるが、その電位伝搬の抑制は細胞内カルシウム応答をも抑制したことから、大脳皮質や海馬でのカルシウム応答機構と違いがあることが示唆された。4,脊髄において侵害刺激を繰り返すと、刺激に対する興奮応答が増強してその伝搬領域も拡大し、いわゆるワインドアップといわれる現象脊髄における感受性増強との類似性が示唆された。本年度は、脳、延髄スライス標本を用い、蛍光指示薬による高速細胞内遊離カルシウムイオン(Ca^<2+>)画像解析の実験系の構築を行った。画像計測システムは、カメラ画素数1.7万で時間分解能0.6ms(最小)、または画素数24万で時間分解能0.1ms(最小)のいずれかのシステムを用いた。成熟マウス(生後8週以降)の大脳、延髄のスライスを蛍光性細胞内カルシウム指示薬Rhod-2で細胞内染色して測定用標本とし、電気的刺激パルスにより誘発された標本の蛍光画像を0.55msごとに連続的に記録し、細胞内カルシウム画像を、サブミリミリ秒レベルで記録した。大脳皮質IV、V層への単一刺激(100μA,100μs)では、刺激から数ms後に刺激部位近傍に、さらに数ms遅れてII、III層で細胞内Ca^<2+>濃度上昇が観察され、II、III層でCa^<2+>上昇は数十ms以上持続した。高頻度刺激(100μA,100μsで100Hz,30回)を加えると、刺激中のCa^<2+>上昇が刺激後さらに増大し、数秒間高いCa^<2+>レベルが持続した。この高頻度刺激による大脳皮質のCa^<2+>上昇はNMDA受容体拮抗薬MK-801により抑制され、NMDA受容体の活性化が要因となっていることが示唆された。延髄においても、辺縁層神経線維束への電気刺激は膠様質における細胞内Ca^<2+>上昇させた。これらのCa^<2+>濃度上昇の領域は、既に観察してきた膜電位画像における興奮伝搬の領域に一致しているが、時間的経過はCa^<2+>濃度変化が電位変化に比較して遅く、刺激前のレベルに戻るには、数百ms数秒を要することが,画像解析からも裏付けられた。

また、現在はRhod-2による蛍光強度変化から細胞内Ca^<2+>濃度を求めるため、fura-2による測定結果を基準に蛍光強度変化を較正して、細胞内Ca^<2+>濃度を間接的に定量しているが、その精度の向上が計測上の課題である。1.大脳皮質の興奮伝搬と細胞内Ca変化(高速Ca画像と膜電位画像による解析)(1)マウス大脳皮質切片において、蛍光性Ca指示薬Rhod-2を用いて細胞内Caイオン濃度([Ca^<2+>]_i)の空間的・時間的変化を観察した。V層への電気刺激(75μA,100μs)により、切片の[Ca^<2+>]_iは刺激から23ms後に刺激部位近傍で上昇、少し遅れてII-III層でも上昇し、その領域は1015msで最大となり、100200msをかけて減衰した。(2)II-III層における[Ca^<2+>]_i上昇は、前シナプスに分布するP/Q型Caチャネルの拮抗薬ω-agatoxinIVAにより抑制され、NMDA受容体拮抗薬MK-801によっても一部抑制された。一方、n型Caチャネル拮抗薬ω-conotoxinGVIAおよびAMPA/kainate受容体拮抗薬CNQXによる影響をほとんど受けなかった。(3)V層への刺激から遅れて生ずるII-III層の膜脱分極伝搬は、ω-agatoxinIVAとCNQXによって抑制されたが、MK-801による抑制はなかった。したがって、刺激によって前シナプスから放出されたグルタミン酸は、後シナプスのNMDA受容体を介するCa流入を誘起するが、そのCa流入は興奮伝搬と必ずしも連動していないことが示唆された。2.グルタミン酸(Glu)による[Ca^<2+>]_i上昇に対するエタノールの影響(一般のCa画像解析)マウス大脳皮質切片に5mmol/l(Glu)を作用させると、II-III層で[Ca^<2+>]_iが約20nmol/l上昇した。エタノール0.5%含有クレブス液の灌流により、持続性に510nmol/lの[Ca^<2+>]_i上昇が観察され、ここで5mmol/lGluを作用させると、作用時は[Ca^<2+>]_i上昇はなく、Glu作用後に2030nmol/lの[Ca^<2+>]_i上昇が起こった。エタノールはGluによる[Ca^<2+>]_i上昇を抑えながら、それ自体は[Ca^<2+>]_i上昇を誘発することが示唆された。本年度は、大脳皮質、海馬、延髄等の興奮伝搬と細胞内カルシウム変化との関連について、さらに検索を進めた。1,マウス大脳皮質体性感覚野切片の第V層への電気刺激による細胞内遊離カルシウム濃度上昇応答(以下、カルシウム応答)は、ω-アガトキシンIVAにより全領域で大きく減少したことから、前シナプスのP/Q型カルシウムチャネルからのカルシウム流入がグルタミン酸放出に重要で、興奮の伝搬に強く関与していることが示唆された。2,また、皮質切片では、NMDA受容体拮抗薬MK-801やL型カルシウムチャネル拮抗薬ニフェジピンが興奮伝搬をあまり抑えずに第II-III層でのカルシウム応答を抑制したことから、後シナプスにおけるカルシウム応答はNMDA型グルタミン酸受容体チャネルやL型チャネルからのカルシウム流入によることが示唆された。
養育者と子どもの相互行為に現れる即興的な物語の特質と構造

養育者が子どもに対し「その時・その場」で目の前にある参照対象を物語る際、その対象が安定してそこにある/いるとは限らない。養育者が当初想定し語り始めた通りに参照対象が存在する場合、養育者は自らの語りかけを子どもの発話に合わせ、響鳴(resonance,崎田2010)という先行する子どもの発話を自分の発話に取り込む文型を多用することにより参照対象への言及が観察された。一方、参照対象が存在しない場合には、参照対象を強く想起させるきっかけとなる対象に基づき発話を展開するという方略が取られていた。本年度は、幼児が養育者との間で交わした対話の映像コーパスデータ(2歳3歳)において、養育者が現前にない事物や事象についてどのように語るかについて検討を行った。現前にない事物や事象を語る際には、大別して1.幼児による脱線と2.養育者による発展的補足説明との2つの場面が散見されたが、そもそもどちらの場合も本筋に該当するトピックが存在するため、養育者により脱線や補足はすぐに回収されてしまう傾向にあり、語りとして展開される様を詳細に検討することはできなかった。そのため、幼児の年齢が3歳後半から4歳までの場面におけるコーパスをより詳細に検討する必要がある。また、こうした年齢の幼児が三項関係の共有にどの程度センシティブに語りを構築していくのかについても実験調査を実施した(未分析のため、成果報告は来年度後半となる見通し)。また、幼児が聞き手の状況に合わせて三項関係を構築していく過程を知るための遊び場面の映像コーパスも同時並行して収集しており、書き起こし作業も進めている。これらと合わせて動物園における実験調査のための予備収録も始めている。本年度は、昨年度に引き続き幼児が養育者との間で交わした対話の映像コーパス(2歳3歳)における子どもの発話に対する養育者の応答表現に関し分析を進めた。先行する子どもの発話をそのまま反復したり、その一部を変形しつつほぼ同一の表現を反復したりする表現のことを響鳴(resonance)として(崎田2010)定義し、その年齢とオノマトペ表現との間で響鳴現象としてどの程度の重複表現が見られるのかを分析した。その結果、2歳の時点に比べ3歳の時点では養育者の応答における同一表現による応答が減少するだけでなく、オノマトペを用いた表現に対してオノマトペで応答する場合であっても、先行する子どものオノマトペをそのまま用いなくなることを確かめた。さらに、本研究では、上記コーパスとは別に生後6ヶ月から不定期で週4日程度映像データを継続的に収録し、乳幼児が月齢とともに養育者とどのようなインタラクションを交わすのかをアーカイブ化中である(30ヶ月をメドに終了予定である)。また、アーカイブ化と並行して映像に対して養育者による発話の書き起こしを行っている。乳児が発話を行う前から、養育者が「いまここ」にないものをどのように乳児に語っているのかについてや、乳児が自発的に動けるようになり、養育者とのインタラクションの中に、外部の対象物を三項関係として取り入れようとする際、養育者がどのようにその対象を取り巻く環境下で顕在化させるのかについても分析していく。コーパス分析や映像データのアーカイブ化は進んでいるが、動物園における実験調査が準備段階で滞っているため。本年度は、昨年度に引き続き幼児が養育者との間で交わした対話の映像コーパス(2歳3歳)における子どもの発話に対する養育者の応答表現に関し分析を引き続き進め、先行する子どもの発話をそのまま反復したり、その一部を変形しつつほぼ同一の表現を反復したりする表現のことを響鳴(resonance)として(崎田2010)定義し、その年齢とオノマトペ表現との間で響鳴現象としてどの程度の重複表現が見られるのかを分析した結果に基づき、養育者の幼児への語りかけの形式の変化を引き続き検討した。近接分野における研究の成果(Yurovsky et al, 2016)も取り入れつつ、論文化を進める。他方で、本研究では昨年度から継続して上記コーパスとは別に生後6ヶ月から不定期で週4日程度映像データを収録している。乳幼児が月齢とともに養育者とどのようなインタラクションを交わすのかをアーカイブ化中であり、アーカイブ化と並行して映像における養育者の発話を書き起こしも行っている。乳児が発話を行う前から、養育者が「いまここ」にないものをどのように乳幼児に語っているのか、乳幼児が積極的に養育者に語りかける前には「いまここ」にない対象は「いまここ」にある何かを起点として立ち現れるのに対し、幼児が遅延模倣などにより自発的に「いまここ」にないものを言及した場合には「いまここ」から、なるべく幼児の発話状況の追認や追感情が言及される場面が生起していた。また、養育者はピッチのスイッチングにより、いわゆるCDS(Child-Directed Speech)との切り替えを行うことにより、養育者間で交わされる発話を挿入する場面も散見され、養育者間インタラクションが言語環境として変わらずに提示されていることも確認した。現在、これらについても分析を進めている。映像アーカイブ化への作業に伴う音声の書き起こし作業が遅れているため。本年度は、昨年度までに収集した幼児が養育者との間で交わした対話の映像をコーパス(2歳3歳)と、そのコーパス内の子どもの発話に対する養育者の応答表現に関し分析を進めた。

先行する子どもの発話をそのまま反復したり、その一部を変形しつつほぼ同一の表現を反復したりする表現のことを響鳴(resonance)として(崎田2010)定義し、その年齢とオノマトペ表現との間で響鳴現象としてどの程度の重複表現が見られるのかを分析した結果に基づき、養育者の幼児への語りかけの形式の変化を引き続き検討した。近接分野における研究の成果(Yurovsky et al, 2016)も取り入れつつ、検討を進めている。他方で、本研究では、継続して上記コーパスとは別に生後6ヶ月から不定期で映像データを収録し、乳幼児が月齢とともに養育者とどのようなインタラクションを交わすのかをアーカイブ化した。アーカイブ化と並行して映像における養育者の発話の書き起こしも行っていった。養育者が絵本や玩具などを起点として「いまここ」にないものを語りかける際、繰り返しや幼児の様子を盛んにモニタリングする場面が散見され、「いまここ」に戻ることができる状況を保ちつつ、幼児が受け入れやすい物語設定や場面構築を細かく行っている様子が観察された。また幼児から「いまここ」にない語りが表出した場合には、何を契機として、その語りが始まったのかを理解しつつ、その発話を遮らないよう養育者が次の発話を促していることが確認された。養育者が子どもに対し「その時・その場」で目の前にある参照対象を物語る際、その対象が安定してそこにある/いるとは限らない。養育者が当初想定し語り始めた通りに参照対象が存在する場合、養育者は自らの語りかけを子どもの発話に合わせ、響鳴(resonance,崎田2010)という先行する子どもの発話を自分の発話に取り込む文型を多用することにより参照対象への言及が観察された。一方、参照対象が存在しない場合には、参照対象を強く想起させるきっかけとなる対象に基づき発話を展開するという方略が取られていた。データ収集や予備収録などは進めているが、本調査の実施には至っていない。また、映像コーパスを用いた相互行為の分析が進んでおらず、こちらについてもやや遅れている。今後はアーカイブ化した映像の分析を進め、上野動物公園に研究協力を依頼し、動物園における実験調査も実施していく。引き続きアーカイブ化を進めるとともに、書き起こしデータの分析および映像データとの対応づけを行うとともに、データ分析・論文化を行う。子ども学映像コーパスの分析を進めるとともに、動物園での実験調査を早急に行いデータ収集とともに分析作業も並行して進める。H28年度に本格的に実験調査を進めるため、実験調査補助の謝金・その他経費として使用するため。アーカイブ化に伴う書き起こし作業を継続して行う必要があり、その作業への支払いとして次年度も使用するため。本年度に使用を計画していた調査が滞ったためであり、5月末には使用予定である。H28年度後期に4日間に分けて、実験調査を実施予定である。予算の使用計画としては、2名×4日を予定している。ほぼ書き起こし作業用謝金(細目上は「その他」に経常)および研究打ち合わせのための旅費として使用する予定である。次年度に実施計画の動物園における予備調査のための謝金および書き起こしのための経費として使用する。
形態形成遺伝子の発現パターン解析による悪性黒色腫の新しい診断・治療戦略

形態形成のマスター調節遺伝子としてホメオボックス(HOX)遺伝子が知られている.HOX遺伝子は,現在39個の遺伝子が知られている.近年,癌組織におけるHOX遺伝子の発現パターンは,正常組織とは異なることが明らかにされ,HOX遺伝子の発現異常と発癌,転移,浸潤とを関連させて考えることが可能になってきた.今回我々は,HOX遺伝子の発現異常が,悪性黒色腫の発癌,転移に関与すると考え,ヒト悪性黒色腫の原発巣,転移巣および色素性母斑のHOX遺伝子の発現パターンについて解析を行った.方法として,細胞や組織からRNAを抽出し,RT-Real-time PCR法にて39個全てのHOX遺伝子の発現パターンを定量的に解析した.まず,3株の悪性黒色腫細胞をヌードマウスに移植し,原発巣,転移巣ならびに移植前の培養細胞についてHOX遺伝子の発現を比較した.その結果,培養細胞・原発巣・転移巣において,その発現パターンに差を認めなかったが,各細胞株に特徴的な発現パターンを示した.次に,ヒト悪性黒色腫と色素性母斑の手術検体について比較した結果,悪性黒色腫は色素性母斑と比較して,HOXA11,A13,B9,D12,D13遺伝子の発現が増加していた.また,術後に遠隔転移を発生した症例では,HOXA1,A2,C4,B13遺伝子の発現量が遠隔転移を認めない症例と比較して増加していた.しかし,悪性黒色腫において,発生部位や転移先臓器に,特異的なHOX遺伝子の発現パターンは認めなかった.以上の結果から,ある特定のHOX遺伝子の発現変化が,悪性黒色腫の発生および遠隔転移に関与する可能性が示唆された.さらに、同じく形態形成遺伝子であるPAX遺伝子についても同様の実験を行った。形態形成のマスター調節遺伝子としてホメオボックス(HOX)遺伝子が知られている.HOX遺伝子は,胚発生過程において時空間的なコリニアリティーをもって発現が制御されており,現在39個の遺伝子が知られている.近年,HOX遺伝子は,胚発生過程だけでなく,成体においても組織や臓器に特徴的な発現パターンを示すことが分かってきた.さらに,癌組織におけるHOX遺伝子の発現パターンは,正常組織とは異なることが明らかにされ,HOX遺伝子の発現異常と発癌,転移,浸潤とを関連させて考えることが可能になってきた.今回我々は,HOX遺伝子の発現異常が,悪性黒色腫の発癌,転移に関与すると考え,ヒト悪性黒色腫の原発巣,転移巣および色素性母斑のHOX遺伝子の発現パターンについて解析を行った.方法として,細胞や組織からRNAを抽出し,RT-Real-time PCR法にて39個全てのHOX遺伝子の発現パターンを定量的に解析した.まず,3株の悪性黒色腫細胞をヌードマウスに移植し,原発巣,転移巣ならびに移植前の培養細胞についてHOX遺伝子の発現を比較した.その結果,培養細胞・原発巣・転移巣において,その発現パターンに差を認めなかったが,各細胞株に特徴的な発現パターンを示した.次に,ヒト悪性黒色腫と色素性母斑の手術検体について比較した結果,悪性黒色腫は色素性母斑と比較して,HOXA11,A13,B9,D12,D13遺伝子の発現が増加していた.また,興味深い結果として,術後に遠隔転移を発生した症例では,HOXA1,A2,C4,B13遺伝子の発現量が遠隔転移を認めない症例と比較して増加していた.しかし,悪性黒色腫において,発生部位や転移先臓器に,特異的なHOX遺伝子の発現パターンは認めなかった.以上の結果から,ある特定のHOX遺伝子の発現変化が,悪性黒色腫の発生および遠隔転移に関与する可能性が示唆された.形態形成のマスター調節遺伝子としてホメオボックス(HOX)遺伝子が知られている.HOX遺伝子は,現在39個の遺伝子が知られている.

近年,癌組織におけるHOX遺伝子の発現パターンは,正常組織とは異なることが明らかにされ,HOX遺伝子の発現異常と発癌,転移,浸潤とを関連させて考えることが可能になってきた.今回我々は,HOX遺伝子の発現異常が,悪性黒色腫の発癌,転移に関与すると考え,ヒト悪性黒色腫の原発巣,転移巣および色素性母斑のHOX遺伝子の発現パターンについて解析を行った.方法として,細胞や組織からRNAを抽出し,RT-Real-time PCR法にて39個全てのHOX遺伝子の発現パターンを定量的に解析した.まず,3株の悪性黒色腫細胞をヌードマウスに移植し,原発巣,転移巣ならびに移植前の培養細胞についてHOX遺伝子の発現を比較した.その結果,培養細胞・原発巣・転移巣において,その発現パターンに差を認めなかったが,各細胞株に特徴的な発現パターンを示した.次に,ヒト悪性黒色腫と色素性母斑の手術検体について比較した結果,悪性黒色腫は色素性母斑と比較して,HOXA11,A13,B9,D12,D13遺伝子の発現が増加していた.また,術後に遠隔転移を発生した症例では,HOXA1,A2,C4,B13遺伝子の発現量が遠隔転移を認めない症例と比較して増加していた.しかし,悪性黒色腫において,発生部位や転移先臓器に,特異的なHOX遺伝子の発現パターンは認めなかった.以上の結果から,ある特定のHOX遺伝子の発現変化が,悪性黒色腫の発生および遠隔転移に関与する可能性が示唆された.さらに、同じく形態形成遺伝子であるPAX遺伝子についても同様の実験を行った。