hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
属性ベース署名の集約化による機能向上と効率化

本研究では、デジタル署名方式の発展方式である属性ベース署名方式について、複数の文書と署名を同時に扱い、その検証コストを削減する集約機能を持つ方式を考案した。具体的には、集約機能つき属性ベース署名方式のフレームワークを考案し、その構成方法を与えた。また、研究の遂行にあたり、基礎研究として、署名方式の安全性として求められる安全性証明の構築条件について考察を行い、種々の条件、およびそれを回避し高い安全性を持つデジタル署名方式の構成方法を与えた。電子署名方式の構成法の確立にあたり、必要となる安全性証明を構成できるか、という問題について、安全性証明を構成できない条件の究明を行った。研究の結果、フィアットシャミア型に属する幅広い電子署名について、安全性証明を構成できない一般的な条件が明らかになった。また、上記の結果を拡張し、現在標準的とされている安全性に焦点を絞った結果についても研究を行った。その結果として、現在電子署名の安全性としてデファクトスタンダードとなっている、選択文書攻撃に対する存在的偽造不可性を、フィアットシャミア型の電子署名が達成できない条件が明らかになった。この条件は上記の1つ目の結果で示された条件よりもシンプルなものであり、安全性証明を持つ電子署名を設計する際の指針として効果的に機能すると考えられる。また、フィアットシャミア型電子署名の安全性を向上させる一般的な手法を構築した。この手法ではデュアルモードコミットメントと呼ばれるコミットメントを部品として組み込むことで、従来のモデルでは達成できなかった安全性を達成できるようになる。またこの新しい部品を組み込むことによる処理のオーバヘッドは高々定数2倍程度であり、元来高速な処理性能が特徴であったフィアットシャミア型電子署名の性能を損ねることなく安全性を向上させることができる。また、集約機能つき属性ベース電子署名のモデルを定義し、具体的な構成を行った。本構成では集約できる属性の形に制限があるものの、これまで知られていなかった、集約機能を持つ属性ベース電子署名としては初めての方式となっている。第一の目標であった集約機能を持つ属性ベース電子署名の開発を行った。まず、土台となる集約機能を持つ属性ベース電子署名モデルの定義、およびそのモデルを用いて必要となる安全性の定義を行った。また、考案したモデルを満たす具体的な方式を構成し、その安全性証明を行った。上記の集約機能つき属性ベース電子署名の開発、およびその安全性証明を行う過程で発見された、電子署名の安全性証明を達成するための必要条件について詳細な究明を行った。また、その条件を回避し、より安全性の高い電子署名方式を構成するための一般的な手法についても考察を行い、その効果を検証した。ディジタル署名方式の構成において標準的な安全性の保証手段である安全性証明の構成法について、安全性証明を構成できない条件の究明を行った。研究の結果、フィアットシャミア型と呼ばれるディジタル署名方式のカテゴリについて、安全性証明を構成できない条件が明らかになった。これは前年度に解明した同様の条件をさらに広げるものであり、フィアットシャミア型のディジタル署名において、現在標準的とされている、標準モデルにおける選択偽造文書攻撃に対する存在的偽造不可能性を達成することは非常に困難であることを示唆する結果である。上記の結果を受け、オリジナルのままでは標準モデル上での安全性証明構成が非常に困難であることが予想されるフィアットシャミア型ディジタル署名に対し、それを回避し安全性証明が可能となる改良方式を考案した。考案方式は特定のディジタル署名方式にのみ適用可能なものではなく、フィアットシャミア型のディジタル署名方式全てに適用可能なものであるため、応用の範囲は広大である。また改良方式においては部品として新たな暗号技術が必要となるが、従来知られているものよりも緩い条件ものでも改良方式に使用可能であることを示した。これは適用するディジタル署名方式の性質に応じてよりよいものを選びやすいことに繋がる。集約可能な属性ベースディジタル署名方式の具体的な構成を与えた。本研究で考案した構成法では、多線形写像と呼ばれる最新の暗号技術を用いて処理の高速化を行っている。また、集約可能属性ベースディジタル署名のモデルについて、より高度な安全性を考案し、詳細な定式化を行った。集約可能な属性ベースディジタル署名方式の具体的な構成を考案し、安全性証明が成立することを証明した。また、より高度な安全性の定義を考案し、今後の研究における土台とすることができた。ティジタル署名方式における安全性証明を成立させるための条件について、前年度よりもより詳細な条件を解明することができた。また、それを回避するための方法も合わせて考案し、実際に既存のディジタル署名方式に対する改良方式として多くの方式に適用可能であることを示した。これらの成果はより強い安全性を持つ集約可能な属性ベース署名方式の構成を考える上で重要な知見と考えられる。ディジタル署名方式においてその安全性を保証する手段として標準的な手法となっている安全性証明の構成について、それを構成するための手法の確立、またそれが原理的に構成できないことを証明するための条件の解明を行った。ディジタル署名の1種である、フィアットシャミア型ディジタル署名方式について、安全性証明を構成できないことを示す状況証拠を与えた。これにより、現在ディジタル署名方式が持つべきとされている標準モデルにおける存在的偽造不可性をフィアットシャミア型ディジタル署名方式が持つことは非常に困難であることが明らかとなった。また、フィアットシャミア型ディジタル署名方式の代表的方式であるシュノア署名方式について、より強い仮定を使用したとしても同じく安全性証明を構成できないことを示した。

これは、シュノア署名方式の安全性に関わる未解決問題を部分的に解決するものであり、現在シュノア署名方式について示されている安全性が最適であることを示唆している。このシュノア署名方式における結果を拡張し、フィアットシャミア型ディジタル署名方式の全てにおいて、同様の結果が成立することを示した。すなわち、現在フィアットシャミア型ディジタル署名方式について証明されている安全性がほぼ最適なものであることを示しており、より高い安全性を持つためには方式自体の改良が必須であることを示唆するものとなっている。これらの結果を受けて、属性ベースディジタル署名方式の一部であるIDベース型ディジタル署名において、高い安全性と効率性を両立する方式を開発した。本研究では、デジタル署名方式の発展方式である属性ベース署名方式について、複数の文書と署名を同時に扱い、その検証コストを削減する集約機能を持つ方式を考案した。具体的には、集約機能つき属性ベース署名方式のフレームワークを考案し、その構成方法を与えた。また、研究の遂行にあたり、基礎研究として、署名方式の安全性として求められる安全性証明の構築条件について考察を行い、種々の条件、およびそれを回避し高い安全性を持つデジタル署名方式の構成方法を与えた。本年度に開発した集約機能つきの属性ベース電子署名は、その集約できる属性の形に制限が残るものとなっている。その制限を撤廃し、任意の属性つき署名を集約できる方式の開発を行う予定である。また、現在開発済みの集約機能つき属性ベース電子署名は、その構成要素として多重線形写像という高度な暗号プロトコルを用いている。近年、この多重線形写像の実装において安全性上の脆弱性が発見されている。これが直ちに開発方式の脆弱性を意味する訳ではないが、多重線形写像を用いない方式の開発も合わせて行うこととする。その後、属性鍵を発行できるセンタの複数の存在を許容する、複数鍵センタ属性ベース方式への対応を行う。本年度に開発した集約可能な属性ベースディジタル署名方式の安全性は、基本的なものを満たすのみであり、同じく本年度に定式化したより高度な安全性を達成できるかは不明である。よって、この方式についてより高度な安全性を満たすかどうか検証を行い、必要があれば方式の改変、または新しい方式の構築を行う。また、本年度に解明したディジタル署名方式の安全性証明を成立させるための条件について、より詳細な解析を行い、上記の集約可能な属性ベースディジタル署名方式の構築方法に反映を行う。また、本年度に開発した、既存のフィアットシャミア型ディジタル署名方式を改良し、標準モデル上での安全性証明を達成するための改良方法において、必要な部品となっていた暗号技術の改良を行い、この改良方法によって得られるディジタル署名方式の処理効率が向上した新たな方式を開発する。暗号理論今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であるため。
コロナ質量放出の発生機構及び発生後の惑星間空間への影響についての数値的観測的研究

本研究では、「宇宙天気予報」の基礎となる太陽フレアやコロナ質量放出(CME)初期の物理過程の解明及び観測データに基づく現実的なモデリングを行うための三次元シミュレーションコードの開発を行った。太陽フレアやCMEのエネルギー蓄積機構やトリガー機構伝播過程において、磁場のねじれなどの磁場の三次元構造が本質的に重要であると考えられる。特に、大局的な磁場構造はCME発生・進化過程に大きく影響するため、フレア・CMEの現実的なモデリングのためには、周囲の磁極が球面上に分布する効果を考慮したモデルである必要がある。以上の要求から本研究では、HLLD近似リーマン解法と有限体積法を用いた三次元球座標電磁流体シミュレーションコードの開発を行った。球座標系におけるシミュレーションの弊害の一つに、極域で方位角方向の格子点間隔が小さくなることにより時間間隔が小さくなる弊害がある。我々はこの弊害を回避するために、方位角方向のグリッドを結合した新たな手法の開発に成功した。さらに、観測結果を取り入れる、任意の速度場を与えるなど制御可能にした磁場・速度場の太陽表面境界条件の開発にも成功した。上記の計算コードを用いて、単純な双極磁場の太陽表面境界に磁場を捻る速度場と、その後磁極を押し付ける速度場を与えて磁力線のつなぎ変えによりCMEを発生させる三次元磁気流体シミュレーションを行った。また、軸対象二次元シミュレーションも行い、三次元性の効果の検証を行っているところである。研究計画では、コード開発の後、フレア・CMEの物理過程を明らかにする研究を行う予定であったが時間が足りず、今後も本研究を継続していく予定である。しかし、本研究で開発した電磁流体コードは、長時間安定に計算を続けることができる非常に優れたコードであり、降着円盤など他の電磁流体現象への幅広い発展も期待できる。本研究は、太陽フレアやコロナ質量放出(CME)などの太陽コロナ中での爆発現象における物理過程を明らかにすることを目的としている。1.CMEの2次元磁気流体モデリングフレア・CMEの2次元磁気流体シミュレーション結果と観測結果との詳細な比較によって、それまで解明されていなかったCMEにともなう様々な現象(ディミングと呼ばれる密度の低下現象や、CMEの型的な構造であるthree-part structureなど)の形成過程を明らかにすることに成功した。この結果はThe Astrophysical Journalに掲出出版された。また、これらのシミュレーション結果から次期太陽観測衛星Solar-Bによって得られる観測についても計算し、観測計画への提案を行った。2.3次元磁気流体シミュレーションコード開発太陽フレアやCMEのエネルギー蓄積機構やトリガー機構、伝播過程を明らかにするために、磁場のねじれなどの3次元性が本質的に重要であると考えられ、3次元シミュレーションが最も有効な手段である。CMEの発生から地球軌道までの伝播を計算するため、球座標で離散化した3次元磁気流体シミュレーションコードの開発を行ってきた。計算方法として近似リーマン解法の一つであるHLLD法を用いた。HLLD法は、CME前面などに形成される衝撃波を性格に捉えることができるだけでなく、他の手法よりも数値不安定が起こりにくいという利点がある。研究計画では、コロナ底部と惑星間空間を別々のコードでシミュレーションを行う予定であったが、このコードは両方に適用することが可能であるため、これらのシミュレーション間のデータの受け渡しが容易にできる。現在、全球でのテスト計算に成功しており、極域で格子点間隔が小さくなることによる弊害を回避するための新しい手法を開発テスト中である。
ヘマトポルフィリン結合抗癌剤による内腫肺転移の治療

1.高肺転移系ラット骨肉腫S-SLMの移植:S-SLMは肺転移巣を無菌的に採取し,以下のように5群各群10匹で,計50匹のFisher系雄性ラットの背部に皮下移植した.2.ヘマトポルフィリン(以下Hp)結合マイトマイシンC(以下MMC)の作成:両者のconjugateは,脱水剤と4-dimethylaminopyridinの存在下で暗所で脱水縮合させ作成した.適正濃度の設定実験4.結果(1)生存期間:MMC低量群で生存率が90%と最も良好であった.Hp-MMC群は約70%,MMC群は肺出血が強く,生存率は20%であった.Hp-MMC低量群では生存率は約50%であった.(2)肺転移数:MMC低量群が平均で35個であり,Hp-MMC群の80個,Hp-MMC低量群の120個に比較し少なかった.MMC群では35個であったが,肺出血が広範に認められた. (3)転移巣内壊死面積比:MMC低量群が55%であり,Hp-MMC群とHp-MMC低量群の12%,Control群の9%に比較し良好であった.5.結論:Hp-MMC結合体はMMC単独投与よりも,むしろ抗腫瘍効果は低かった.しかし同濃度での副作用は少なく,使用法により応用可能な新しいdrug delivery systemと考えられた.1.高肺転移系ラット骨肉腫S-SLMの移植:S-SLMは肺転移巣を無菌的に採取し,以下のように5群各群10匹で,計50匹のFisher系雄性ラットの背部に皮下移植した.2.ヘマトポルフィリン(以下Hp)結合マイトマイシンC(以下MMC)の作成:両者のconjugateは,脱水剤と4-dimethylaminopyridinの存在下で暗所で脱水縮合させ作成した.適正濃度の設定実験・Control群:基剤(DMSO)のみ投与4.結果(1)生存期間:MMC低量群で生存率が90%と最も良好であった.Hp-MMC群は約70%,MMC群は肺出血が強く,生存率は20%であった.Hp-MMC低量群では生存率は約50%であった.(2)肺転移数:MMC低量群が平均で35個であり,Hp-MMC群の80個,Hp-MMC低量群の120個に比較し少なかった.MMC群では35個であったが,肺出血が広範に認められた. (3)転移巣内壊死面積比:MMC低量群が55%であり,Hp-MMC群とHp-MMC低量群の12%,Control群の9%に比較し良好であった.5.結論:Hp-MMC結合体はMMC単独投与よりも,むしろ抗腫瘍効果は低かった.しかし同濃度での副作用は少なく,使用法により応用可能な新しいdrug delivery systemと考えられた.1.高肺転移系ラット骨肉腫S-SLMの継代と,実験群の作成S-SLMは肺転移巣を無菌的に採取し,Fisher系雄性ラットの背部に皮下移植し継代した.実験群は以下のように4群,各群10匹で,計40匹のラットにS-SLMを皮下移植し作成した.2.ヘマトポルフィリン(以下Hp)結合マイトマイシンC(以下MMC)の作成適正濃度の設定実験・control群:基剤(DMSO)のみ投与結果1)生存期間:Hp-MMC大量群が約80%と良好な生存率を示した.Hp-MMC群とHp-MMC低量群では生存率は約60%,Control群では約50%であった.2)肺転移数でもHp-MMC大量群が平均で54個であり,Hp-MMC群の80個,Hp-MMC低量群の120個,control群の250個に比較し少なかった。3)転移巣内壊死面積比でもHp-MMC大量群が平均で18%であり,Hp-MMC群とHp-MMC低量群の12%,Control群の9%に比較し良好な腫瘍の壊死が観察された。1.高肺転移系ラット骨肉腫S-SLMの移植:S-SLMは肺転移巣を無菌的に採取し,以下のように5群各群10匹で,計50匹のFisher系雄性ラットの背部に皮下移植した.2.ヘマトポルフィリン(以下Hp)結合マイトマイシンC(以下MMC)の作成:両者のconjugateは,脱水剤と4-dimethylaminopyridinの存在下で暗所で脱水縮合させ作成した.3.適正濃度の設定実験・Control群:基剤(DMSO)のみ投与4.結果(1)生存期間:MMC低量群で生存率が90%と最も良好であった.Hp-MMC群は約70%,MMC群は肺出血が強く,生存率は20%であった.Hp-MMC低量群では生存率は約50%であった.(2)肺転移数:MMC低量群が平均で35個であり,Hp-MMC群の80個,Hp-MMC低量群の120個に比較し少なかった.

MMC群では35個であったが,肺出血が広範に認められた.(3)転移巣内壊死面積比:MMC低量群が55%であり,Hp-MMC群とHp-MMC低量群の12%,Control群の9%に比較し良好であった.5.結論:Hp-MMC結合体はMMC単独投与よりも,むしろ抗腫瘍効果は低かった.しかし同濃度での副作用は少なく,使用法により応用可能な新しいdrug delivery systemと考えられた.
減数分裂周期における分裂期/分裂期移行の制御機構

アフリカツメガエルを含む多くの脊椎動物の成熟卵はCSF活性によってCdc2キナーゼ活性が高い状態で停止し受精を待つ。今年度はCSFがどのようにしてcyclinBの分解を抑制しているのかを明らかにするため、特にAPCの活性化因子であるfizzyに着目し、解析を行った。まず、Meta-II停止卵ではfizzyがMAPKに依存したリン酸化を受けており、このリン酸化はcyclinBの分解活性が高い、カルシウムで附活した直後の卵および体細胞分裂期では見られないことが明らかとなった。このことから、Meta-II卵ではfizzyがMAPK依存的なリン酸化によって抑制されていると考えられた。そこでこのリン酸化部位の同定を行ったところ、59番目のセリンであることが明らかとなった。次にこのリン酸化の生理的意義を調べるため、アンチセンスDNAを卵に顕微注射し内在性fizzyの発現を抑えた上で、S59A-FizzyのmRNAを注射しMeta-II停止が起こらないか調べた。その結果、S59A-Fizzyを打ったものでもMeta-IIでの停止が起こり、カルシウムを加えることで附活した。このことから、fizayはMAPK依存的にリン酸化を受けているが、そのリン酸化は活性制御に関わっていないことが示唆された。そこでFizzyの機能ドメインの解析を行ったところ、fizzyの制御に関わるであろうと思われる主要なリン酸化サイトを除いたフラグメントでもcyclinBの分解を誘起でき、これまでfizzyの活性に必要であると報告されていたN末118アミノ酸よりも遙かに短い部位さえあればfizzyの機能に十分であることが明らかとなった。今後は実際にこの機能部位だけでMeta-IIでの抑制を受けるのに十分であるのか、もしくはFizzy自体はMeta-IIで抑制を受けていないのかを明らかにしたい。
気管支喘息における新規myeloid系細胞の役割の解明

気管支喘息において気道炎症によって誘導された単球由来樹状細胞(iDC)が如何なる働きをするのかは不明であった。本研究者は1)Th2細胞依存的炎症によって誘導されるiDCがM2マクロファージのマーカーであるarginase1等を強く発現すること、2)その発現は内在性STAT6に依存することを示し、iDCは炎症環境によって性質が制御されていることを明らかにした。さらにTh2細胞依存的炎症によって誘導されたiDCは気道炎症とは独立して気道過敏性の誘導に重要な働きをすることを明らかにした。myeloid系細胞は組織・周囲の環境により様々な特異的マクロファージ、樹状細胞へと分化し、ホメオスタシスの維持、自然免疫系感染防御、獲得免疫系への橋渡し、組織修復を担っている。しかし気道の慢性アレルギー性炎症を病因とする気管支喘息におけるmyeloid系細胞の働きに関して一定の見解は得られていない。本研究では、気管支喘息における肺内myeloid系細胞を新規サブセット毎に解析し、気管支喘息におけるmyeloid細胞の役割を明らかとすることを目的とした。平成23年の研究では、まず各種表面抗原によりアレルギー性気道炎症により誘導されるmyeloid系細胞を明確な7種に分類し、中でもCD11b+ CD11c+ MHC classII+細胞がアレルギー性気道炎症の局所で著明に増加することを明らかにした。この細胞は単球様形態を呈し刺激により樹状突起を出現させ、また高い抗原提示能を持つことから単球由来樹状細胞と考えた。この単球由来樹状細胞はarginase1, FIZZ1, Mgl1/2等を発現する一方、mannose receptor, Ym1等は発現しておらず、M2マクロファージの一部の性質を併せ持つ新規樹状細胞サブセットと考えられた。さらに気管支喘息の気道過敏性誘導因子であるarginase1に着目して解析した結果、この新規樹状細胞サブセットはアレルギー性気道炎症におけるarginase1の主要産生細胞であることを見出した(Arginase1-producing inflammatory DC (Ar-iDC)。Ar-iDCの肺への浸潤にはCCR2が関与すること、Ar-iDCの分化はSTAT6依存的に誘導されることも見出している。H24年度の研究では、CCR2欠損マウス、STAT6欠損マウス等を用いて、Ar-iDCの生理的意義と分化・誘導機構を解析予定である。樹状細胞はプロフェッショナル抗原提示細胞であり、獲得免疫の誘導に重要な働きをする細胞である。単球由来樹状細胞は炎症の存在下で単球より分化する樹状細胞であり、常在性樹状細胞と同様に獲得免疫を誘導する能力を持っている。アレルギー性気道炎症を主たる病態とする気管支喘息においては、樹状細胞がアレルギー性炎症の惹起と増幅に重要な働きをしていることは明らかであるが、その主症状である気道過敏性に対してどのように働くかは依然不明である。気管支喘息の気道過敏性誘導因子であるarginase1に着目して解析した結果、この新規樹状細胞サブセットはアレルギー性気道炎症におけるarginase1の主要産生細胞であった。単球由来樹状細胞の消失するCCR2欠損マウスでは、Th2細胞性気道炎症は野生型マウスと同等に誘導されるが気道過敏性のみ減弱すること、さらにこの気道過敏性の減弱は新規樹状細胞サブセットの細胞移植により増悪することから、新規樹状細胞サブセットは気道炎症の誘導と別のメカニズムで気道過敏性を誘導することが明らかとなった。一方、Th1細胞性気道炎症により誘導される単球由来樹状細胞は、細菌感染においてエフェクター機能を持つTip-DC(TNF-αand iNOS producing DC)の性質を持つことから、単球由来樹状細胞はその誘導される炎症環境により性質を変化させ、獲得免疫誘導とは別の機序でエフェクター機能を持つことが明らかとなった。以上のことより単球由来樹状細胞の新たな役割が明らかとなり、今後炎症性疾患の病態形成の理解に更なる発展が期待できる。当初研究計画では、各種myeloid系細胞を広く解析することを目的としていたが、新規樹状細胞サブセットであるAr-iDCの発見により、このサブセットの詳細な解析をする方向に軌道修正した。したがって当初の計画と一部研究内容が変更されているが、アレルギー性気道炎症におけるmyeloid系細胞の役割の解明という観点からはおおむね順調に進んでいると判断できる。Ar-iDCの分化・誘導機構の解明と生理的意義の解明、さらにそれらの制御を目的に研究を行っていく。消耗品と実験動物の購入、飼育、管理に研究費を使用予定である。
微生物の感染が誘導するヒト樹状細胞遺伝子群の網羅的解析

Genome projectが進行するにつれ、微生物由来の遺伝子断片がヒト・マウスにも多数存在し、機能するもの、可動性のものも含めて500以上見い出されることが判明した。これらはミトコンドリア(かつて独立のprokaryoteであった)などの由来に限定しない。進化は感染と宿主防衛の抗争史であった。感染に対抗する宿主側の要因として,既成の「免疫系」よりprimitiveな生体防御系・innate immunityがハエからヒトにまで普遍的な系として最近見出された。この系はToll-like receptor(TLR)familyからなる。TLRとは宿主細胞に存在して微生物に特有な成分を見分けるレセプター(パターン認識レセプター)で、直接の細胞応答で侵入微生物を排除する。ヒトの抗原提示細胞は、微生物成分/TLRによって成熟化し、リンパ球を活性化する。既成の免疫系とはこのinnate immunityの先行的活性化の産物と言える。パターン認識レセプターについてはgenome projectの情報のみが先行している状況である。その機能、活性化の分子機構,リガンド同定は今後の問題である。微生物成分の多様性に対応して認識レセプターがgenome levelで保持されているとの予測があるが,実証的な解析がなされたものは極めて限られる。ヒトではさらに不明の事項が多い。ヒト樹状細胞のTLR刺激前後の抗原提示細胞から遺伝情報を槐集し差をとれば、微生物への生体防御に関与する遺伝子の基礎資料を体系化できるはずである。申請者はTLRを活性化するBCG成分をTLR ligandとしてこの1年で生体防御に関与する遺伝子群約120をリストした。このほかに未報告のヒト遺伝子約30を得ており、機能解析中である。
再発性尿路感染症に対する乳酸菌膣坐剤の有効性に関する基礎・臨床的エビデンスの構築

再発性尿路感染症に対する乳酸菌膣坐剤の有効性に関する基礎・臨床的エビデンスを構築するために、臨床研究ならびに基礎研究を実施した。1.本研究課題の2年目である30年度は、乳酸菌タブレットの直腸・膣内細菌叢に及ぼす効果に関する臨床試験で、次世代シーケンサーにより得られた47例でのデータ(全ゲノム配列)を使用して細菌叢解析を行った。乳酸菌タブレット服用前(47例)の解析結果を属レベルで上位から3種類ずつ示すと、直腸ではVeillonellaceae属、Bacteroidaceae属、Prevotellaceae属、膣ではPrevotellaceae属、Veillonellaceae属、Tissierellaceae属の順であった。Lactobacillaceae属が分離されたのは直腸では10.6%(5/47)、膣では25.5%(12/47)であった。乳酸菌タブレット服用後の細菌叢解析は進行中である。2.30年度に新たに反復性膀胱炎患者3名に過酸化水素の産生能が高い乳酸菌膣坐剤を週3回投与した。3名は7074歳(平均72.36±12.4歳)で全例閉経後であった。乳酸菌投与前での尿路感染症発症頻度は平均7.7回/年であった。29年度に投与を開始し30年度に1年間の投与を終了した5例では、投与前の尿路感染症発症頻度は平均4.6回であったが、投与中は平均1.8回と減少していた。3.in vitro実験系を用いて、緑膿菌尿路バイオフィルム感染症に対する乳酸菌と抗菌薬の併用効果について検討した。コロニーバイオフィルム法では、緑膿菌は乳酸菌により増殖が抑制され、LVFXだけでなくCAZの併用でもバイオフィルムの形成抑制効果の増強が示唆された。フローセルシステムでは、乳酸菌による緑膿菌バイオフィルムの形成抑制効果がみられ、LVFXまたはCAZとの併用で抑制効果が増強するイメージが得られた。再発性膀胱炎患者に対する乳酸菌膣坐剤を用いた臨床研究が特定臨床研究の範疇となり、その申請に時間を要した。申請以降新規登録を控えていたため、症例数が伸び悩んでいる。また特定臨床研究申請・審査に時間を要した影響で平成30年度に新たに予定していた「過去に乳酸菌膣坐剤を挿入したことがある閉経後の女性を対象に、過酸化水素の産生能が高い乳酸菌膣坐剤を投与し、次世代シーケンサーを用いて膣内細菌叢を評価し、投与した乳酸菌の定着を検討する」という特定臨床研究は申請できていない。再発性膀胱炎患者に対する乳酸菌膣坐剤を用いた特定臨床研究で得られた膣内細菌叢サンプルの全ゲノム配列を次世代シーケンサーにより決定し、細菌叢解析を開始した。in vitro実験はおおむね順調に進んでおり、価値ある基礎的エビデンスを得ている。1.乳酸菌タブレットの直腸・膣内細菌叢に及ぼす効果に関する臨床試験で、臨床背景の分析と共に次世代シーケンサーにより得られたデータ(全ゲノム配列)の細菌叢解析を継続する。2.反復性膀胱炎に対する乳酸菌膣坐剤の予防効果に関する臨床試験は、引き続き31年度も継続する。3.反復性膀胱炎に対する乳酸菌膣坐剤の予防効果に関する臨床試験で、次世代シーケンサーにより得られたデータ(全ゲノム配列)の細菌叢解析を行う。4.平成31年度に新たな特定臨床研究を立ち上げる。5.in vitro実験系を用いて、複雑性尿路感染症の主要原因菌(緑膿菌、大腸菌、黄色ブドウ球菌など)に対する乳酸菌と抗菌薬の併用効果について検討を継続する。画像イメージ(生菌と死菌)の数値化の方法を確立し、乳酸菌と抗菌薬の併用効果について詳細な解析を試みる。1.本研究課題の初年度である29年度は、次世代シーケンサーによる基礎データの集積を目的に、乳酸菌タブレットの直腸・膣内細菌叢に及ぼす効果に関する臨床試験を行った。尿路の基礎疾患の有無については問わないが、閉経後の女性外来患者に乳酸菌タブレットを投与し、47例で直腸・膣内細菌叢サンプルの全ゲノム配列を次世代シーケンサーにより決定した。2.一方、反復性膀胱炎患者5名(29年度)に過酸化水素の産生能が高い乳酸菌膣坐剤を週3回投与した。5名の年齢は5285歳(平均68.6±12.1歳)で全例閉経後であった。乳酸菌投与前での尿路感染症発症頻度は平均4.4回/年であった。まだ投与1年以内のため比較はできないが、投与後尿路感染症発症頻度は減少している印象である。コロニーバイオフィルム法では、緑膿菌は乳酸菌により増殖が抑制され、LVFXとの併用でバイオフィルムの形成抑制効果が示唆された。フローセルシステムでは、乳酸菌による緑膿菌バイオフィルムの形成抑制効果がみられ、LVFXとの併用で抑制効果が増強した。検討した乳酸菌3株(L. crispatus)のなかで、過酸化水素産生能の最も高い株の有用性が示唆され、抗菌薬との併用による治療効果も期待できる。

平成29年度は過去に乳酸菌膣坐剤を挿入したことがある閉経後の女性を対象に、過酸化水素の産生能が高い乳酸菌膣坐剤を投与し、次世代シーケンサーを用いて膣内細菌叢を評価し、投与した乳酸菌の定着を検討する新たな臨床研究を立案していたが、臨床研究法の公布、施行により特定臨床研究の範疇となり、新規申請の準備に時間を要しており、開始できていない。再発性膀胱炎患者に対する乳酸菌膣坐剤を用いた臨床研究は順調に進んでいる。in vitro実験はおおむね順調に進んでおり、価値ある基礎的エビデンスを得ている。再発性尿路感染症に対する乳酸菌膣坐剤の有効性に関する基礎・臨床的エビデンスを構築するために、臨床研究ならびに基礎研究を実施した。1.本研究課題の2年目である30年度は、乳酸菌タブレットの直腸・膣内細菌叢に及ぼす効果に関する臨床試験で、次世代シーケンサーにより得られた47例でのデータ(全ゲノム配列)を使用して細菌叢解析を行った。乳酸菌タブレット服用前(47例)の解析結果を属レベルで上位から3種類ずつ示すと、直腸ではVeillonellaceae属、Bacteroidaceae属、Prevotellaceae属、膣ではPrevotellaceae属、Veillonellaceae属、Tissierellaceae属の順であった。Lactobacillaceae属が分離されたのは直腸では10.6%(5/47)、膣では25.5%(12/47)であった。乳酸菌タブレット服用後の細菌叢解析は進行中である。2.30年度に新たに反復性膀胱炎患者3名に過酸化水素の産生能が高い乳酸菌膣坐剤を週3回投与した。3名は7074歳(平均72.36±12.4歳)で全例閉経後であった。乳酸菌投与前での尿路感染症発症頻度は平均7.7回/年であった。29年度に投与を開始し30年度に1年間の投与を終了した5例では、投与前の尿路感染症発症頻度は平均4.6回であったが、投与中は平均1.8回と減少していた。3.in vitro実験系を用いて、緑膿菌尿路バイオフィルム感染症に対する乳酸菌と抗菌薬の併用効果について検討した。コロニーバイオフィルム法では、緑膿菌は乳酸菌により増殖が抑制され、LVFXだけでなくCAZの併用でもバイオフィルムの形成抑制効果の増強が示唆された。フローセルシステムでは、乳酸菌による緑膿菌バイオフィルムの形成抑制効果がみられ、LVFXまたはCAZとの併用で抑制効果が増強するイメージが得られた。再発性膀胱炎患者に対する乳酸菌膣坐剤を用いた臨床研究が特定臨床研究の範疇となり、その申請に時間を要した。申請以降新規登録を控えていたため、症例数が伸び悩んでいる。また特定臨床研究申請・審査に時間を要した影響で平成30年度に新たに予定していた「過去に乳酸菌膣坐剤を挿入したことがある閉経後の女性を対象に、過酸化水素の産生能が高い乳酸菌膣坐剤を投与し、次世代シーケンサーを用いて膣内細菌叢を評価し、投与した乳酸菌の定着を検討する」という特定臨床研究は申請できていない。再発性膀胱炎患者に対する乳酸菌膣坐剤を用いた特定臨床研究で得られた膣内細菌叢サンプルの全ゲノム配列を次世代シーケンサーにより決定し、細菌叢解析を開始した。1.乳酸菌タブレットの直腸・膣内細菌叢に及ぼす効果に関する臨床試験で、次世代シーケンサーにより得られたデータ(全ゲノム配列)を解析する。2.平成30年度は臨床研究法に基づき特定臨床研究の研究責任医師になるために講義を受け、特定臨床研究の研究責任医師として認定を受け、新たな特定臨床研究を立ち上げる。
リポソーム内での効率的な逐次酵素反応をめざした酵素重合高分子の構築

高分子鎖によって、タンパク質を物理的に近接させることによりタンパク質の逐次反応が効率化を目的としている。そして、これらをリポソームへ封入させ、複雑な反応が可能な人工細胞創成を目指す。今年度は、スイス連邦工科大学(ETH)チューリッヒ校のPeter Johann Walde教授とメールのやり取りにて、高分子の設計やターゲットタンパク質の選定を行った。本年度は、メールベースで合成する高分子鎖について相談を行い、次年度の訪問予定を決定した。次年度は、スイス連邦工科大学(ETH)チューリッヒ校へ行き、生体分子を連結させた高分子鎖の合成を行う。内定年度:2017高分子鎖によって、タンパク質を物理的に近接させることによりタンパク質の逐次反応が効率化を目的としている。
機能性中間層による金属‐高分子接合新技術の開発と強度・耐久性発現メカニズムの解明

本研究は,提案法により,高い強度と耐久性を示す金属-プラスチック接合体を開発することを目的とし,その優れた接合性が発現するメカニズムの解明を目指すものである.平成30年度は優れた接合性を示す機能性中間層の組成とポーラス被膜生成条件の確立を目標とした.本年度は樹脂の中でも最も多く用いられている無極性の汎用プラスチック,ポリプロピレン(PP)を金属との接合対象として実験を行った.金属材料にはアルミニウム合金A6063を使用した.まず,アルミ表面へのポーラス被膜生成条件の検討として,異なる細孔形態を有する多孔質陽極酸化アルミナ(PAA)を被覆した.これを金型に予め挿入してその表面上に樹脂を射出成形することで重ね継手を作製し,引張せん断試験により接合強度を評価した.接合強度は,走査型電子顕微鏡を使用して測定されたPAAの細孔面積密度(PAD)および被膜厚さに関連づけて評価した.結果として,処理時間20分,電流密度0.3A /dm2でリン酸陽極酸化することによって調製されたPAAを被覆したアルミは,溶融樹脂が細孔中に深く浸透することにより最高接合強度を示すことが明らかとなった.これより,ポーラス被膜生成条件を確立した.また,PPにナノ炭酸カルシウム(CaCO3)を30wt%添加することでPPの熱膨張率を抑制することができ,接合性を高められることが明らかとなり,機能性中間層として有効であることが示唆された.しかし,機能性中間層については相溶化剤との配合をさらに検討すべきであり,次年度以降でさらなる検討が必要である.平成30年度は優れた接合性を示す機能性中間層の組成とポーラス被膜生成条件の確立を目標としていた.本年度の結果において,ポーラス被膜生成条件は,処理時間20分,電流密度0.3A /dm2でのリン酸陽極酸化が最適であることが明らかとなっており,機能性中間層材料についても熱膨張を抑制して接合性を高める組成が明らかになっている.したがって,目標はおおむね達成しており,ほぼ計画通りに進んでいるといえる.計画はおおむね順調であることから,H31年度(R1年度)は,予定通り接合界面のモルフォロジーとその形成機構の解明に取り組み,最終年度に強度・耐久性発現メカニズムの解明に挑む.H31年度(R1年度)は,前年度の知見を活かして接合体を作製する.中間層の流動方向と垂直方向に沿って断面を切り出し,光学顕微鏡やSEM,透過型電子顕微鏡(TEM)などにより界面モルフォロジーの特徴を捉え,中間層組成との関係を明らかにする.さらに,現有の赤外顕微鏡(FT-IR)によりプラスチック-中間層界面領域の,X線光電子分析装置(XPS)により中間層-金属界面領域の組成と化学結合状態のマッピング測定を実施し,接合メカニズムを考究する.本研究は,提案法により,高い強度と耐久性を示す金属-プラスチック接合体を開発することを目的とし,その優れた接合性が発現するメカニズムの解明を目指すものである.平成30年度は優れた接合性を示す機能性中間層の組成とポーラス被膜生成条件の確立を目標とした.本年度は樹脂の中でも最も多く用いられている無極性の汎用プラスチック,ポリプロピレン(PP)を金属との接合対象として実験を行った.金属材料にはアルミニウム合金A6063を使用した.まず,アルミ表面へのポーラス被膜生成条件の検討として,異なる細孔形態を有する多孔質陽極酸化アルミナ(PAA)を被覆した.これを金型に予め挿入してその表面上に樹脂を射出成形することで重ね継手を作製し,引張せん断試験により接合強度を評価した.接合強度は,走査型電子顕微鏡を使用して測定されたPAAの細孔面積密度(PAD)および被膜厚さに関連づけて評価した.結果として,処理時間20分,電流密度0.3A /dm2でリン酸陽極酸化することによって調製されたPAAを被覆したアルミは,溶融樹脂が細孔中に深く浸透することにより最高接合強度を示すことが明らかとなった.これより,ポーラス被膜生成条件を確立した.また,PPにナノ炭酸カルシウム(CaCO3)を30wt%添加することでPPの熱膨張率を抑制することができ,接合性を高められることが明らかとなり,機能性中間層として有効であることが示唆された.しかし,機能性中間層については相溶化剤との配合をさらに検討すべきであり,次年度以降でさらなる検討が必要である.平成30年度は優れた接合性を示す機能性中間層の組成とポーラス被膜生成条件の確立を目標としていた.本年度の結果において,ポーラス被膜生成条件は,処理時間20分,電流密度0.3A /dm2でのリン酸陽極酸化が最適であることが明らかとなっており,機能性中間層材料についても熱膨張を抑制して接合性を高める組成が明らかになっている.したがって,目標はおおむね達成しており,ほぼ計画通りに進んでいるといえる.計画はおおむね順調であることから,H31年度(R1年度)は,予定通り接合界面のモルフォロジーとその形成機構の解明に取り組み,最終年度に強度・耐久性発現メカニズムの解明に挑む.H31年度(R1年度)は,前年度の知見を活かして接合体を作製する.中間層の流動方向と垂直方向に沿って断面を切り出し,光学顕微鏡やSEM,透過型電子顕微鏡(TEM)などにより界面モルフォロジーの特徴を捉え,中間層組成との関係を明らかにする.さらに,現有の赤外顕微鏡(FT-IR)によりプラスチック-中間層界面領域の,X線光電子分析装置(XPS)により中間層-金属界面領域の組成と化学結合状態のマッピング測定を実施し,接合メカニズムを考究する.
森林の時空間的存在様式が昆虫の遺伝的特性に及ぼす影響ーブナ林の昆虫を対象としてー

ルリクワガタ属、オオトラフハナムグリ種群、アリガタハネカクシ属、ブナアオシャチホコ等の遺伝子解析から、ブナ林に代表される冷温帯落葉広葉樹林の昆虫は、西南日本で高い遺伝的多様性を持つことが示唆された。いくつかの分類群では西南日本での地域分化が種分化を伴っていた。冷温帯林に生息する昆虫の遺伝的多様性や種分化の端緒を保全するためには、西南日本の小規模かつ細分化した冷温帯林の保全が特に重要であることが示唆された。(1)本研究課題の目的ブナ(イヌブナ)林に代表される冷温帯の天然林は、西南日本で隔離される傾向が強く、東北日本では比較的連続的である。ブナ林は豊かな自然の象徴であり、そこには多くの動植物が存在するが、その多様性とブナ林の時空間的な存在様式との関係が検討された研究例はほとんど知られていない。本研究課題では、ブナ林に生息する昆虫類を主たる対象として、各地域個体群の遺伝的、生態的、形態的分化に焦点を当て、その存在基盤となる森林の歴史的・空間的存在パターンが、昆虫の多様性創出にどのような影響を与えているかを検討することを目的とする。(2)本研究課題の内容研究代表者らのこれまでの研究によって、比較的移動能力に乏しい昆虫には、非常に近縁な隠蔽種が存在していたり、地域的な遺伝的分化が非常に進んでいたりするケースが、これまでに考えられていた以上に普通に存在することがわかりつつあった。比較的孤立の度合いが高いブナ林の昆虫は、遺伝的分化を検討するのに適していると考えられるので、穿孔虫、食葉性昆虫、地表性昆虫等、生活様式の異なるグループからできるかぎり多くの分類群を選び、遺伝的、生態的、形態的分化の実態を検討することとした。さらにはこの結果と森林の存在パターンとの関係を考察し、今後の気候変動の影響等も加味しながら、生物多様性の保全という視点からの森林管理の方向性を検討することを目指している。本研究では過去の地史的イベントを含めた森林の時空間的存在様式が、これに依存する昆虫種の遺伝的特性に及ぼす影響を明らかにすることを目的とする。特に豊かな自然を象徴する存在となっているブナ(イヌブナ)林に焦点をあて、比較的広汎にブナ林が存在する東北日本と小集団として隔離されている場合の多い西南日本の個体群を比較することなどによって、林の存在様式が種分化、個体群分化、生態分化などにどのような影響を及ぼし、生物多様性の創出過程に関係したのかを検討する。本年度の成果としてまず、久保田を中心として、ブナを中心とした冷温帯林に強く依存するルリクワガタ属の中でも地域変異が多いとされていたコルリクワガタについて交尾器の精査等による分類の再検討を行った。この結果、コルリクワガタとされていた種の中に隠蔽種がふくまれていおり、計4種が混在することを明らかにし、新種記載を含む分類学的改訂を行った。また、ルリクワガタ属全体の遺伝子解析を継続中であり、核遺伝子、ミトコンドリア遺伝子の解析にもとつく基本的な系統関係についてはすでに明らかになっている。ルリクワガタ属の種分化は冷温帯林の孤立化している西南日本で著しいことがわかり、また東北日本では過去の低温期に低地に隔離されて種分化がおこったと考えられることを明らかにした。また、同じく冷温帯林に依存するオオトラフコガネ類やブナアオシャチホコのサンプル採集を久保田・鎌田を中心に行った。共同研究者(池田)を中心に進められていたSilpha属のヒラタシデムシ類(近畿以北の冷温帯林亜高山帯に分布)の地域分化に関する遺伝学的研究を取りまとめた他、韓国で同様に高地の森林帯に孤立しているEucarabus属のオサムシの遺伝子解析(核遺伝子、ミトコンドリア遺伝子)を行った。現在までに得られている成果は歴史的に見て孤立化の傾向が強い森林が、昆虫の多様性創出に大きな意義を持っていることを示唆するものである。本年度は、当初予定していた分類群のうち、ルリクワガタ属、オオトラフハナムグリ(コガネ)種群において大きな進展があった。ルリクワガタ属については、形態形質にもとづく系統解析論文を公表し、日本各地少数個体ずつの遺伝子解析は核遺伝子28S領域とミトコンドリア遺伝子COI領域について予定していた大半の地域で終了し、いくつかの地域についてCOI領域の集団遺伝解析に着手した。結果として、ブナを中心とした冷温帯林の孤立化傾向の強い西南日本での種分化が著しく、地域間の遺伝的多様性が高いことが明確になりつつある。また、側所的な種間では遺伝子流動が制限されていて、雑種形成は頻繁にはおこらないことが明らかになった。さらに、ルリクワガタ属を含むクワガタムシ科で広く共生していることがわかった酵母類の遺伝子による系統解析も進めている。オオトラフハナムグリ種群についても形態解析、COI領域の遺伝子解析が進み、同様に西南日本での遺伝的分化が大きいことが明らかになりつつある。

しかし、遺伝的分化と分類形質としてよく用いられてきた側片の分化は地域的に大きく食い違うことが明らかになった。また、ブナアオシャチホコについてはサンプル収集が進展したものの、ブナヒメシンクイは各地からのサンプル収集が困難で解析対象外とした。さらに本年度はヒラタシデムシ属のCOI領域を用いた遺伝的分化について論文を公表し、北海道のヒラタシデムシの遺伝的分化が小さく、本州高地のホソヒラタシデムシの遺伝的分化が大きいことが明らかになった。近縁種に比べて山地に分布が偏るシズオカオサムシのミトコンドリア遺伝子ND5領域の解析も進めている。これら多様な材料を用いた一連の研究で、冷温帯林に分布の中心がある昆虫種に関しては一貫して西南日本で遺伝的分化が大きいという結果が得られ、それぞれの分類群に応じて特異な分化傾向も認められる。本研究課題では、ブナ林に生息する昆虫類を主たる対象として、各地域個体群の遺伝的、生態的、形態的分化に焦点を当て、その存在基盤となる森林の歴史的・空間的存在パターンが、昆虫の多様性創出にどのような影響を与えているかを検討することを目的としている。解析対象は穿孔虫(ルリクワガタ属、オオトラフハナムグリ種群、ヒゲナガカミキリ族)、食葉性昆虫(ブナアオシャチホコ)、歩行性昆虫(オサムシ族、ヒラタシデムシ属、アリガタハネカクシ属)等である。特にルリクワガタ属、ヒラタシデムシ属では大きな成果が得られており、分類学的な新たな知見も得られた他、遺伝子解析によって大陸の種との分化や日本列島における分化・分散過程を分岐年代まで含めて概ね推定できた。また、第四紀の気候変動のいくつかと分化・分散時期も対応させることができた。その結果、西日本の孤立レベルの高い冷温帯林において遺伝的分化が著しく、東北日本の比較的連続的な冷温帯林では遺伝的分化が浅い傾向が認められた。また、ルリクワガタ属では、種分化が高温期に進んだグループと低温期に進んだグループがあることもわかってきた。その他の分類群でも解析は進んでいるが、冷温帯林に限定される昆虫では、穿孔虫において種内の地域分化が比較的進んでいるのに対し、ブナアオシャチホコでは分化が浅く、比較的新しい時代に国内で分布を拡大したらしいことがわかりつつある。本研究課題では、ブナ帯(冷温帯落葉広葉樹林帯)に生息する昆虫類を主たる対象として、各地域個体群の遺伝的、生態的、形態的分化に焦点を当て、その存在基盤となる森林の歴史的・空間的存在パターンが、昆虫の多様性創出にどのような影響を与えているかを検討することを目的としている。本年度、ルリクワガタ属の遺伝子解析による分化過程を推定した論文及び、分化後二次的接触をおこした近縁2種間の遺伝子流動を解析した論文が公表された。また、ブナアオシャチホコの遺伝的分化、オオトラフハナムグリの房総半島個体群の特性、アリガタハネカクシ属の分布境界域における遺伝子流動等に関わる研究が進展し、学会で成果を公表した。また、比較対照研究を行うため、韓国でのサンプル採集を行った。主な成果として、ブナアオシャチホコでは種内分化が非常に新しく、後氷期に津軽海峡をも越えて分散したこと、コウチュウ目の種では、地域分化の大きい種の存在や種分化後に二次的な遺伝子流動をおこしていること等の分類群ごとの特徴が明らかになった。
抗がん剤による膵がん細胞の浸潤形質獲得の分子機構の解明とがん治療への応用

近年、生物学においてエクソソームを含めた細胞外小胞が各種細胞のコミュニケーションに大きな役割を果たしていることが明らかになり、論文数は劇的に増加している。エクソソームは、自然な細胞の相互作用のキープレーヤーの一つであり、真にその役割を解析するには、生体内で起きている現象を再現し、相互作用についての研究を行う必要がある。これまでに共培養を利用した研究は多く行われているが、現時点で共培養技術を利用したエクソソーム研究は、比較的少ない。また、エクソソームの動態と抗癌剤の関係は明らかとなっていない。我々は、エクソソームの動態に対する抗癌剤の影響について新しい共培養容器を使用して解析を行った。エクソソームを介した癌細胞の動態を解析することを1つの目標としている本研究では、エクソソームに関する定量的な評価方法の確立が必要である。そのために、エクソソームをGFPでラベルした細胞を作成し評価を行う必要がある。既に作成に成功していたe-PANC1については、CD63とGFPが同時に検出されることや、GFPについては、ウエスタンブロットなどの定量的方法により、そのエクソソームを定量的に測定する方法を確立した。また、赤色色素であるRFPをCD63の遺伝子と融合させたプラスミドを新たにPANC-1に対して導入した細胞樹立を試みた。しかし、その発現効率は不十分であり、樹立は成功しなかった。次年度の研究進行具合により、再度樹立を試みる予定である。その他、エクソソームの抽出方法については、市販のキットによりエクソソームが問題なく抽出できることを確認した。エクソソームの動態解析のために、エクソソームを取り込んだ細胞内でのエクソソームの動態について、顕微鏡を用いて観察した。一部薬剤を用いて、そのエクソソームの発現・取り込み量には違いがあることを確認し、今後薬剤の濃度やその他の条件などについて検討を行う予定とした。エクソソームと細胞周期の関係を見るために、細胞周期を可視化するFucci細胞に、エクソソームをGFPで可視化した新たな細胞eFucciを樹立した。これらにより、エクソソーム分泌と細胞周期の関係を調べることが可能になった。初年度は、これらエクソソームと癌細胞の関係について解析を行うための、基礎的な条件や、必要や細胞などの樹立を行った。エクソソームの定量的な評価方法の樹立に時間がかかり、目的としていたmiRNAの解析までは到達しなかった。膵がん細胞に対して標準的抗がん剤であるGemcitabineを投与すると、膵がん細胞からHeat Shock Protein 90(HSP90)などの液性因子が放出されることを見出し、細胞外HSP90が上皮間葉移行(EMT)を誘導することを明らかにした。HSP90は、細胞のダメージの際に放出あるいは、細胞表面から切り離されることが推定されている。次に我々は、細胞外小胞の一つであるエクソソームにHSP90が含まれていることから、抗がん剤による細胞のダメージ状態においては、何らかの機序によりエクソソームがより放出されるようになり、その中に含まれているHSP90を検出していたためではないかと推測した。抗がん剤により細胞外HSP90が増加することをWesternblotにより確認したため、次に同じ条件において、Gemcitabineでは、エクソソームの細胞外への放出が増加することを微粒子計測装置にて確認し、エクソソーム表面マーカーCD63,CD9を用いてWesternblotでも確認した。一方、抗がん剤の種類を変えてみたところ、エクソソームの放出量を低下させるものがあり、違いがあることが判明した。そのため、分子標的薬などによるエクソソームの量的変化についても解析を行った。これらの事実は、細胞の状態でエクソソーム排出量が大きく変化することを示しており、抗がん剤治療における負の側面としてエクソソームを介した転移誘導効果の可能性を示唆するものである。しかし一方でエクソソーム排出量を低下させる抗がん剤も見出したことから、がん細胞からのエクソソーム排出抑制剤としての可能性を見出した。本研究では、これまでに明らかにされていなかったがん細胞からのエクソソーム排出量の変化について、その変化させる要因の一つが抗がん剤であることを明らかにすることができた。今後は、これまでに確立した手法を用いて、薬剤によるエクソソームの分泌の違いなどを検討した上で、エクソソームに含まれるmiRNAについても解析を行う予定である。腫瘍生物学初年度は、到達目標のうち、遺伝子解析などを行うことが出来なかったため、支出項目の金額が少なくなった。2年目は、初年度の到達目標である遺伝子解析を含めた解析も行う予定である。
財政制度ならびに政治的要因が財政政策に与える影響について

日本の市区町村データを用いて、財政ルールが自治体の財政政策にどのような影響を与えるのかを明らかにする。具体的には、2006年に行われた地方債の起債制度の変更(許可制度から協議制度への移行)が、自治体の財政赤字、支出、あるいは政策を通じて地方経済へどのような影響を与えたのかという問題について、新ルールが有している制度的特徴を利用した準実験的な分析アプローチ(quasi experimental approach)を用いて財政制度の因果的効果を推定する。また、得られた推定結果をもとに、財政ルールと財政規律の関係を政治経済学の理論モデルを用いて検証する。