hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
PD-1遺伝子破壊マウスにおける自己免疫性拡張型心筋症の発症機構の研究

これまでの研究で我々は、PD-1遺伝子破壊マウス(PD-1KO)が特異的自己抗体の心筋への沈着を伴う拡張型心筋症を発症することを報告してきた。本研究課題は、その発症機構を明らかにすることを目的とし、以下の結果を得た。(1)発症マウスの自己抗体により対応抗原の精製に成功し、心臓型のトロポニンl(cTnl)であることを明らかにした。(2)cTnlに対するモノクローナル抗体を樹立し、正常マウスに投与することにより、PD-1KOと同様の拡張型心筋症の発症が認められることを確認した。(3)抗cTnlモノクローナル抗体は、単離された心筋細胞において電位依存性のカルシウム細胞内流入を誘導しうることが示された。これら一連の実験結果によって、PD-1KOマウスにおける拡張型心筋症は心筋細胞特異的自己抗体の心筋機能亢進効果による自己免疫性疾患であることが証明された。この結果に基づき、ヒトの拡張型心筋症発症における抗cTnl自己抗体の関与を検討すべく、ヒト血清中自己抗体検出のためのELISA法を確立した。この検出系をもちいてヒト患者における系統的自己抗体のスクリーニングを進め、ヒト拡張型心筋症における抗cTnl自己抗体の関与について結論を得たい。平行して我々は、PD-1/PD-L系の腫瘍免疫における意義に関するモデル実験を行い、PD-L1発現腫瘍においては同分子が宿主エフェクターT細胞からの攻撃の回避に寄与しており、担癌個体への抗PD-L1抗体の投与により有効な抗癌性エフェクターT細胞の機能発現とそれによる癌増殖抑制効果を誘導しうることを確認した。これについても、将来的なヒト癌治療への応用を視野に入れ、PD-1/PD-L分子相互作用を阻害しうる可溶性のPD-1およびPD-L1のリコンビナント蛋白の生成条件の検討を進めている。PD-1はイムノグロブリンファミリーの抑制性免疫レセプターであり、これまでの研究でPD-1遺伝子破壊マウスにはループス様の全身性自己免疫疾患や拡張型心筋症が発症することを示してきた。後者は、血清中の心臓特異的自己抗体とその心筋への特異的沈着が認められることから、臓器特異的自己免疫疾患と考えられる。さらに、PD-1リガンド(PD-L1)に対するモノクローナル抗体を作成し検討した結果、PD-L1は正常の心臓に強く発現されることを確認した。今年度は、心筋に特異的な自己抗体の標的抗原の同定を進めた。正常心臓抽出液を、罹患マウス血清中の自己抗体で免疫沈降により精製し、アミノ酸部分配列を決定した結果、トロポニン-Iであることが判明した。さらに、罹患マウス自己抗体精製がトロポニン-Iに特異的に反応することが確認されたことから、自己免疫性拡張型心筋症の主たる自己抗原であることが強く示唆された。そこで、??に対するモノクローナル抗体を作成し、サンドイッチELISAアッセイを確立し、マウスモデルにおいて自己抗体の定量的検出法となりうることを確認した。予備的ながら、抗トロポニン-I抗体が、パッチクランプ法によりin vitroで心筋の電位に影響を与えることも確認されている。次年度は、同モノクローナル抗体を正常マウスに投与することにより。拡張型心筋症の発症の有無を確認するとともに、抗体による心筋機能への影響の生理学的解析、およびヒトの拡張型心筋症におけるELISAアッセイによる自己抗体の検索も進める予定である。

本研究課題は、その発症機構を明らかにすることを目的とし、以下の結果を得た。(1)発症マウスの自己抗体により対応抗原の精製に成功し、心臓型のトロポニンl (cTnl)であることを明らかにした。(2)cTnlに対するモノクローナル抗体を樹立し、正常マウスに投与することにより、PD-1KOと同様の拡張型心筋症の発症が認められることを確認した。(3)抗cTnlモノクローナル抗体は、単離された心筋細胞において電位依存性のカルシウム細胞内流入を誘導しうることが示された。これら一連の実験結果によって、PD-1KOマウスにおける拡張型心筋症は心筋細胞特異的自己抗体の心筋機能亢進効果による自己免疫性疾患であることが証明された。この結果に基づき、ヒトの拡張型心筋症発症における抗cTnl自己抗体の関与を検討すべく、ヒト血清中自己抗体検出のためのELISA法を確立した。この検出系をもちいてヒト患者における系統的自己抗体のスクリーニングを進め、ヒト拡張型心筋症における抗cTnl自己抗体の関与について結論を得たい。平行して我々は、PD-1/PD-L系の腫瘍免疫における意義に関するモデル実験を行い、PD-L1発現腫瘍においては同分子が宿主エフェクターT細胞からの攻撃の回避に寄与しており、担癌個体への抗PD-L1抗体の投与により有効な抗癌性エフェクターT細胞の機能発現とそれによる癌増殖抑制効果を誘導しうることを確認した。これについても、将来的なヒト癌治療への応用を視野に入れ、PD-1/PD-L分子相互作用を阻害しうる可溶性のPD-1およびPD-L1のコンビナント蛋白の生成条件の検討を進めている。
漢文文献読解の基層構造を解明するための敦煌漢文文献の精密記述研究

今年度は以下の研究を実施した。1)Pelliot書誌情報ファイル及びStein書誌情報ファイルに、敦煌本論語65点、史記1点、漢書7点の書誌情報を記載し、一部の資料について加点情報付テキストを作成した。2)漢文本文と加点との関係の全体像を把握するために、書写者(テキスト作成)、読者(注釈活動・加点)、所蔵者(伝承過程)といった人の関わりに基づく「階層構造」というモデルを考え、日本現存の唐鈔本漢書について分析を試み、『訓点語と訓点資料』第141輯に「階層構造から見た唐鈔本漢書楊雄伝の研究課題」を発表した。3)敦煌漢文文献の加点現象として重要な「破音」について原理的な考察を行い、ハノイ大学国際シンポジウム報告書『グローバル化時代における日本語教育と日本研究』に「漢字文化圏における漢文文献への破音加点の意義」を発表した。4)敦煌漢文文献の加点内容を視覚的に把握できるようなテキスト処理として、S.85春秋経伝集解をモデルとして記述研究を行い、『訓点語と訓点資料』第142輯に「敦煌本春秋経伝集解(S.85)について」を発表した。加点情報付テキストの作成が若干遅れているが、全体的な研究計画はほぼ予定通り進捗している。今年度は、引き続き論語、史記、漢書について加点情報付きテキストの作成を続けるとともに、あらたに周易9点、尚書30点、毛詩24点、礼記4点について書誌情報ファイルに書誌情報を記述し、加点情報付テキストの作成を行う。未使用金が少額であったため執行できなかった。2019年度は残額を含めて執行する予定である。
『カンタベリー物語』Hg、El写本及び刊本の言語的比較

本研究の目的は、コンピュータを利用し、『カンタベリー物語』の2つの代表的な写本と2つの代表的な刊本を取り上げ、4つのテクストのコンコーダンスを作成し、チョーサーの言語研究及びテクスト批評に貢献することである。写本は、最も重要なHengwrt(以下、Hg)写本とEllesmere(以下、El)写本を、そして刊本は、Blake(1980、Hgに依拠)とBenson(1987、Elに依拠)を扱った。2写本と2刊本の言語特徴を網羅的に検出できることで、チョーサーのテクスト批評及び言語の研究を大きく発展させるものと期待できる。本研究の目的は、コンピュータを利用し、『カンタベリー物語』について、2つの代表的な写本と2つの代表的な刊本を取り上げ、4つのテクストを対応させたコンコーダンスを作成し、Chaucerの言語研究及びtextual criticismに貢献することである。写本は、Hengwrt(以下、Hg)写本とEllesmere(以下、El)写本を、そして刊本は、Hgに依拠したN.Blake(1980)とElに依拠したBenson(1987)を取り上げた。平成18年度においては、残りのコンコーダンスの作成、The Man's of Law's TaleとThe Wife of Bath's Prologue and Taleに関して、上記2写本及び2刊本に基づいて、包括的な校合コンコーダンス、各種語彙リストの作業を終えた。テクスト生成及び編集過程を一層客観的・網羅的に示すことが可能になった。Oxford大学のT.Hoad教授を訪問し(平成18年9月)、作業しているコンコーダンスデータについて、指導助言を受け、有益な情報を得た。2写本と2刊本の言語特徴を網羅的に検出できることで、チョーサーの言語の研究を大きく発展させるものと期待できる本研究の目的は、コンピュータを利用し、『カンタベリー物語』の2つの代表的な写本と2つの代表的な刊本を取り上げ、4つのテクストのコンコーダンスを作成し、チョーサーの言語研究及びテクスト批評に貢献することである。
生物及び環境に関するマルチメディア実験教材の開発とその開発途上国における利用支援

中・高等学校における生物及び環境教育に関する生徒実験・観察を支援するための実験開発を行い、実験材料の検討、実験手法、実験過程、実験結果、考察の方法、問題点とその解決方法などに関して、デジタル映像を記録・編集して教材を開発した(報告書目次:ゼブラフィッシュを用いた教材の開発)。次いで、開発した教材をWeb教材として、広島大学教育学研究科に保有するサーバーを介して一般に公開し、教育現場における利用支援を新たに開始した。また、従来から開発を続けてきたコンテンツを加えて英語版を編集し、フィリピン大学理数科教師訓練センターにおける生物教員再研修プログラムの一部として教材を使用し、アンケート調査を実施して開発した教材の有用性や問題点を分析した(報告書目次:フィリピン共和国を対象とした中等教育段階の生物教育の実情と教材支援への取り組み)。その結果、開発した教材は映像としては非常に有用であるが、日本の教育現場を想定して作製したために、フィリピンのカリキュラムに合致しない部分も存在し、また材料等をフィリピンで入手可能なものに変更したり、教師自身に実験手法が獲立されていない現状が明らかとなった。これらの点でさらなる改良が必要である。また、フィリピンにおいてはハードウエアの点で学校教育現場では未だ問題が多く、Webで教材を十分に活用し得る状況にはなく、CD-ROMによる教材提供の方が効果が高い事が明らかとなった。本年度は以下の2点を中心に,教材開発の素材研究ならび試行版教材の作成・検討を行った。1)生物教材開発研究生物並びに環境を中心とした教材に関しては、以下の5項目について内容の検討、情報の収集ならびに実験観察の実施,記録を行った。(1)動・植物の発生の観察(2)遺伝に関する実験教材の検討(3)地域の材料を用いた教材内容の検討(4)環境教育に関連する実験教材の情報収集(5)途上国の特性に合わせた簡易実験の開発。上記の各項目について、それぞれ実験方法の開発や試行を行い、教材としての適性を検討するとともに、観察方法や結果などをデジタル映像機器により記録した。2)マルチメディア教材の構築ならびに利用・評価(1)開発した教材のマルチメディア化:すでに開発がすんでいる先行Web教材について,海外での利用を目的とした英語版の作成を行った。また、1)において記録した結果や映像についてマルチメディア教材の素材として編集を行った。(2)途上国における利用と改良:海外共同研究員であるRodolfo S.Treyesを招へいし、フィリピン大学理数科教師訓練センターとの提携による教員再研修プログラムへの導入や教員実態調査のための素案作成などについて協議した。また、次年度以降における上記プログラムへ導入予定のマルチメディア教材について検討をはかり、施行形態、利用調査並びに評価に関する問題について議論した。(3)評価・改良:上記の結果及び途上国におけるWeb教材に関する要求などに関して検討するために、試行段階の教材をもとにしてオーストラリアで開催されたアジア生物学教育協議会に参加し、アジア諸国の研究者からのレビューをうけると同時に、資料収集や情報交換を行った。本年度は以下の3点を中心に,教材開発ならびにマルチメディア教材の構築,予備調査を行った。1)生物・環境教育教材開発平成14年度に引き続き,web教材のコンテンツ作成のための実験,記録映像の収集を行った。本年度は、コンテンツ内容として、海外において要望の高い内容項目となっている植物の花のつくり、熱帯魚ゼブラフィッシュの発生を選択し、実験観察記録をもとにしたweb教材の作成を行った。また、遺伝内容として不完全優性形質を有する植物を材料とした教材の開発についても準備段階に入った。さらに、環境教材として、海外で取り組まれているプログラム"プロジェクト・ワイルド"をもとに日本版のweb教材作成を実施した。2)マルチメディア教材の構築ならびに改良上記1)で開発したweb教材を学内に既設のサーバー内に構築し直し、一部一般公開を始めた。また、すでに開発済みのweb教材について、海外利用のための英語版を作成し直し、改良を行った。3)マルチメディア実験教材の有効性に関する予備調査フィリピン大学理数科教師訓練センターを訪問し、海外共同研究員であるRodolfo S.Treyesと共同で、ネット環境のない教育現場でも利用可能なように、開発したWeb教材の一部をCD-ROM化したものを用いて、当地の現職教員を対象とした教材の評価ならびに利用実態について調査を行った。

また、広島大学において行われている開発途上国理数科教師実技訓練コースにおいて、web教材を提供し、教材の評価調査を行った。それらの調査結果をもとに、最終年度に向けての改良案、追加案などについて検討を行った。生物および環境教育に関する実験観察教材の開発および、生徒実験支援のためのWeb教材(日本語版および英語版)を開発し、さらに、開発した教材を日本の高等学校教育現場およびフィリピンの理科教師再教育において使用してその有用性を評価した。教材開発においては、ゼブラフィッシュを用い、生殖行動・発生の観察教材を検討した。その結果、飼育温度を調節することで季節に左右されず年間を通して生殖行動や発生の過程が観察可能であり、約2ヶ月で成熟して次の世代が得られ、熱帯魚店で安価に購入出来ることなど、教材として極めて有用であることがわかった。本種は特に、初期発生から幼生まですべての段階が観察可能であり、しかもメダカに比較して色素を持たず透明であるため、体表のみならず体内の構造変化が外部から観察されるなど、発生の観察に関して有用であることが明らかとなった。生徒実験支援のためのWeb教材は、日本では広島大学附属高等学校において生物の授業の中に組み込んで行い、使用した生徒のアンケート結果から、実験観察の支援として有効であることが実証された。開発した日本語版を英訳し、フィリピン大学理数科教師訓練センターにおける教員再研修プログラムの一部に組み込んで教材の有用性を検討した。フィリピンでは、未だインターネット環境が十分には整備されておらず、特に通信速度が遅い環境では本教材のようなカラー画像や動画を含む場合には使用が困難で、CD-ROMで配布しなければならない場合が多く、未だ教育現場でのWeb教材としての利用には問題があることがわかった。CD-ROMで配布して教材の有用性について教師のアンケートを集計したところ、高い評価を受けた。しかしながら、フィリピンで入手可能なローカルな材料を用いるべきだとの意見を得、この点でさらに改良すべきであることが判明した。
骨髄成体幹細胞から分化誘導した再生心筋による心不全治療の可能性

本研究の最終目的は、骨髄細胞からの"心筋再生"を持って実際に心不全の新しい治療戦略を開拓することにあり、初年度である平成15年度の目標は、(1)骨髄成体幹細胞からの心筋細胞分化誘導法の確立(2)その過程における各種細胞増殖因子の解析(3)細胞移植に有効な生体材料と細胞増殖因子のドラッグデリバリーシステムの検討、にあった。(1)についてまず、心筋細胞の生死に関わる細胞内伝達機構について、これまでの研究代表者の研究成果をまとめた(Biochem Biophys Res commun 2003;305:898-903.)。次に、in vitroにおける骨髄成体幹細胞から心筋細胞への分化誘導を検討するため、GFP遺伝子組み換えマウス骨髄間葉系幹細胞と新生児マウス培養心筋細胞との混合培養、もしくはマウス骨髄間葉系幹細胞を心筋培養液で培養した。骨髄細胞における心筋特異的蛋白の発現を、免疫染色法やWestern blotting法で見たところ、約7日間でTroponin Iや心筋actinなどの発現を認めた。(2)の検討のため、心筋特異的蛋白を発現するようになった骨髄細胞の培養液を、ELISA法を用いて細胞増殖因子の関与を調べた。各種細胞増殖因子の中では特に、肝細胞増殖因子(HGF)の関与が示唆された。さらに、(3)の検討のため心不全モデルラットにHGFを生体吸収性徐放ゼラチンを用いて心筋投与すると、心不全からの改善を認めた。
瞬時再点灯新機構を備えた新型HID光源の開発

光予備電離型HIDランプの基礎研究としてHIDランプ内にレーザ光を照射して放電管内の封入気体および電極をターゲットとし、初期電子を生成して放電開始電圧を低下させる。そして、これにより高圧水銀ランプの再点弧時間を短縮するという実験を行った。また、補助電極に直列にダイオードを接続して、その極性を変化させることによる再点弧時間の変化を調べ、以下の結論を得た。1.レーザ光照射による高圧水銀ランプの再点弧時間の短縮効果は、照射位置によって異なり、効果の大きい順に、(i)陰極を直接照射、(ii)陽極を直接照射、(iii)陰極近傍を照射、(iv)電極の中間を照射、(v)陽極近傍を照射となる。2.陰極を直接照射した時以外では、レーザ照射と補助電極の併用で、再点弧時間の短縮効果が大きくなる。3.再点弧時間は、レーザ照射が無い時の230秒から、陰極を直接レーザで照射し補助電極を併用した時に85秒にまで短縮された。補助電極を使用せず、ターゲットとしないで、レーザを陰極近傍に照射した場合でも、再点弧時間は170秒にまで短縮された。4.再点弧時には予備電離により生じた陽イオンはほとんど移動していないことが明らかになった。5.補助電極にダイオードを接続し、補助電極側の主電極が陰極となったときにのみ補助電極が動作するように制限することで、ダイオードを使用しない場合に比べて再点弧時間を10秒程度短縮できた。以上の結果から、紫外光照射による初期電子供給効果によりHIDランプの再点弧時間の短縮効果が生じることが明らかになった。従って、今後は、重水素ランプなどを使用した光予備電離型のHIDランプの実用化の研究を行う必要がある。HIDランプの瞬時再点灯問題の解決法として、ランプ内で予備光電離を起こし、これにより生じた荷電粒子により主放電を誘発し、瞬時再点弧を可能にするという新しい方式のHIDランプの基礎研究として行われた。具体的には、HIDランプ内に光予備電離用紫外光をXeClエキシマレーザ光で模擬し、ランプ内にこれを照射して放電管内の封入気体および電極をターゲットとして初期電子を生成し、これにより放電開始電圧を低下させて高圧水銀ランプの再点弧時間を短縮するという実験を行った。その結果、以下の結論を得た。2.陰極を直接照射した時以外では、レーザ照射と補助電極を併用すると、再点弧時間の短縮効果が大きくなる。3.再点弧時間は、レーザ照射が無い時の230秒から、陰極を直接レーザで照射し補助電極を併用した時に再短の85秒にまで短縮された。4.補助電極を使用しない場合は、初期始動、再点弧ともに不可能であるが、レーザ照射により、初期始動、再点弧とも可能になる。これにより、次年度に重水素ランプなどの構造の簡単な紫外光源からの紫外光による光予備電離型のHIDランプの実現の可能性が高くなると期待される。従って、今後は、重水素ランプなどを使用した光予備電離型のHIDランプの実用化の研究を行なう必要がある。
電気光学効果によるサブピコ秒過渡赤外分光の開発

ZnTe結晶を用いた電気光学効果やテラヘルツ波のエアープラズマ発生法、およびエアー・バイアス・コヒーレント検出法、デコンボリューションを用いた解析法を用いて300 cm^-1までの遠赤外領域の短パルスの発生と測定に成功した。まず赤外領域の短パルス光源の開発を行った。本研究では、低波数帯の遠赤外パルスを発生するが、3つの異なる手法を用いた。一つは、再生増幅器の出力(パルス幅約100fs)を用いてBBO結晶による光パラメトリック発進(OPA)を用いて2色の近赤外光を発生させ、AgGaS2結晶を用いて差周波発生(DFG)を行ったが、この手法だと1000 cm-1以下の低波数領域のパルスを発生させることができない。ZnTe結晶に再生増幅器の出力を集光させ光整流により発生させる方法では、上限が150 cm-1であった。次に、エアープラズマを用いて発生させたところ、250 cm-1程度まで上限があることがわかった。エアープラズマ法では再生増幅器の出力をBBO結晶を通し2倍波を発生させる。それを基本波とともに空気中に集光することにより発生させることができる。検出方法としては、ZnTe結晶を用いた電気光学効果を用いた方法を使用した。この方法は簡便ではあるが、ZnTe自身の吸収が低波数領域に現れる可能性がある。そこで、air-biased-coherent-detection法を用いた検出を行った。テラヘルツパルスと再生増幅器の一部を集光するが、集光点にDC電圧(1.5kV)をかける。3次の非線形現象により第2高調波が発生するが、DC電圧による電場が局所電場として働くヘテロダイン検出となり、テラヘルツパルスの電場を検出する。このABCD法とエアープラズマによる発生法を組み合わせることにより250 cm-1程度のパルスのスペクトル上限を得た。また、再生増幅器の出力を用いて近赤外ポンプーテラヘルツプローブの実験を行い、アライメント改良により従来よりS/N比を向上させることができた。ポンプ光とプローブ光の遅延時間を制御する2次元表示の測定プログラムを製作し測定の迅速化をはかった。本研究では、中赤外領域の短パルスを、電気光学効果を用いて検出し、通常、赤外アレイ検出器を用いて行うサブピコ秒の過渡赤外分光の進展をはかる。特に100 cm-1から600 cm-1の、従来、過渡赤外分光で行われてこなかった振動数領域での開発を目指す。赤外アレイ検出器は高価であり、液体窒素を必要とし、さらに検出波長に限界がある。本手法では、赤外短パルスを非線形結晶に集光し、電気光学効果により非線形結晶に誘起される複屈折性を検出するため、800nmの短パルスを非線形結晶に導入し楕円偏光特性をバランスフォトダイオードにより検出する。非線形結晶としてZnTeを用いる検出光学系を構築した。使用するミラーなどを極力減らした簡素化な光学系のデザインとした。これにより、800nm-ポンプーテラヘルツ(遠赤外)プローブ分光装置を作成し、ZnSeなどの無機半導体の信号の検出に成功した。本光学系における電気光学効果の検出のS/N比の向上をはかった。バランスフォトダイオードで検出した信号を、従来はロックインアンプに直接入力し、変調周波数で検出していたが、今回、この出力を、ボックスカー積分器に導入し、ウインドウをかけて検出し、その出力をロックイン検出した。これにより、電気的なノイズの除去が可能となり、また、検出用の短パルスとしてフェムト秒チタンサファイアレーザー共振器の出力を用いた場合、赤外パルスと同期しているパルスのみを検出することができる。また、本手法では、励起パルスと赤外検出用パルスの二つのパルスを制御する遅延光路が存在するため、過渡スペクトルの検出には、二つの遅延時間を制御する、信号の2次元表示法が必要であり、その制御プログラムを作成した。また、現在のZnTeを用いた光整流法で発生する赤外パルスの上限が200 cm-1以下であるため、光パラメトリック発振器の作成に取り掛かった。本研究では、特に100 cm-1から600 cm-1の赤外領域の短パルスの検出を目的としているため、光源として、通常、中赤外領域の短パルスの発生に用いられている光パラメトリック発振と差周波発生を用いることを計画しており、23年度では、その作成に取り掛かったがまだ完成まで至っていないため。しかし、ZnTeなどの非線形光学結晶に近赤外短パルスを集光して遠赤外領域の短パルスを発生させる光整流法でもある程度、高波数までの電磁波を発生させることは可能であり、光整流法のほうが、光パラメトリック発振と差周波発生よりコンパクトで操作性が高いため、この手法による100 cm-1から600 cm-1の赤外領域の短パルスの発生も十分検討しなければならない。一方、制御ソフトの作成やボックスカー積分器の使用など、予定以上に進展したところもあった。100 cm-1から600 cm-1の赤外領域の短パルス光源の開発に力点をおく。

3つの異なる方法を検討する。一つは、ZnTeなどの非線形結晶を用いた光整流法である。ZnTe結晶として、厚さが薄いものを使用し、群速度分散の影響を極力押さえる。次に、BBOなどの非線形結晶を用いた光パラメトリック発振と差周波発生法である。差周波発生用結晶としては、ZnSeなどの結晶を検討する。三つ目は、プラズマ発生法であり、再生増幅器からの800nmのパルスとその二倍波の400nmのパルスを空気に集光することにより、発生させる。この手法では、1000 cm-1以上の高波数領域までの赤外短パルスの発生が確認されている。また、検出法としては、ZnTeを用いた電気光学効果のほかに、air-based-coherent-detection法を用いる。この手法は空気を非線形媒体とした検出法であるため、非線形媒体自身の吸収の影響などが無く、広い波数範囲での検出が可能である。また、制御用ソフトの開発を行い、100 cm-1から600 cm-1における過渡赤外分光の測定を行い、結果のまとめ、発表を行う。上記のとおり、100 cm-1から600 cm-1の赤外領域の短パルス光源の開発として、1.ZnTeなどの非線形結晶を用いた光整流法。2.BBOなどの非線形結晶を用いた光パラメトリック発振と差周波発生法。3.プラズマ発生法。再生増幅器からの800nmのパルスとその二倍波の400nmのパルスを空気に集光することにより、発生させる。以上の3つの方法を行い、比較検討を行う。さらに、制御用ソフトの開発を行い、100 cm-1から600 cm-1における過渡赤外分光の測定を行い、結果のまとめ、発表を行う。
明治大正期の『実業之日本』の修養言説に関する思想史・メディア史的研究

本研究は、雑誌『実業之日本』が明治大正期に発信した修養に関する言説に注目し、その言説の思想的特徴、編集顧問(19091912)として修養言説を継続的に発表した新渡戸稲造(1862-1933)と他の修養言説の執筆者とが有していたネットワークについてあきらかにすることを目的とするものである。上記の目的に向けて以下の計画で研究を実施した。雑誌『実業之日本』は主に国立国会図書館で収集を行った。収集した資料については量的分析(執筆者、タイトル、掲載年)、質的分析(執筆者の思想、頻出ワードを手がかりとした内容の分析)を行った。分析の結果、当該時期における修養言説の中心的な執筆者は増田義一(実業之日本社社長)、新渡戸稲造、浮田和民(大正期中心)らであったこと、他の執筆者としては渋沢栄一などの実業家、教育者、宗教家を確認することができた。そして、そこに新渡戸と実業之日本社、早稲田大学関係等との知的ネットワークを見出すことができた。修養言説の内容では苦境を乗り越え「成功」するための心の鍛錬が重視され、成功者の体験や古典を取り上げて具体性を持たせて説くことが多くみられ、「実業国民」の人格教育のあり様として注目される。研究成果として、その一部を「『実業之日本』と修養」(日本宗教学会、2015年9月)など、学会や研究会で口頭発表を行った。今後、口頭発表をもとに論考を学会誌に投稿する予定である。
複合表面改質処理によるフレッティング疲労特性の改善と破壊機構の解明

フレッティング疲労は,各種の機械構造物の接触部で発生するわずかな表面損傷を起点とする疲労破壊過程であり,機器の疲労寿命を著しく低下させることから,設計上あるいは安全性確保の観点より重要な検討項目となっている.本研究では,有効な耐フレッティング疲労対策法を検討する研究の一環として,新しい溶射法である高速フレーム溶射(HVOF)を用いてWC-Coを溶射したNiCrMo鋼(SNCM439)のフレッティング疲労特性を検討した.得られた主な結果をまとめると,下記の通りである.(1)WC-Coを溶射した試験片の通常疲労強度は,未処理材のそれらに比べ低下した.これは,溶射の前処理として皮膜の密着性を高めるために行うブラスト処理時に生じる基材と皮膜界面の凹凸,および残留したブラスト粒子が疲労き裂の発生起点となったためである.(2)WC-Co溶射材のフレッティング疲労強度は,未処理材のそれらに比べて全般的に向上した.これは,溶射膜のもつ優れた耐摩耗性により寿命初期の段階での接線力(摩擦力)が軽減された結果である.(3)試験片および接触相手材の双方にWC-Coを溶射を施したところ,試験片のみにWC-Coを溶射した場合に比べフレッティング疲労強度は全般的にさらに向上した.その割合は,未処理材に対して1.4倍2.5倍であり,代表的な耐フレッティング疲労対策であるショット・ピーニングによるフレッティング疲労強度向上割合よりも高い値であり,耐フレッティング疲労対策としてWC-Co溶射がきわめて有効であることが明らかとなった.(4)試験片のみにWC-Coを溶射した場合,試験中に生じる接触相手材の摩耗粉(Fe系)が接触面間に凝着してしまい,寿命の中期以降は比較的高い接線力を示したのに対して,双方にWC-Coを溶射した場合には,そのような凝着が顕著に起こらず,より長期間にわたって低い接線力を維持した.フレッティング疲労は,各種の機械構造物の接触部で発生するわずかな表面損傷を起点とする疲労破壊過程である.本研究では,有効な耐フレッティング疲労表面処理法を検討することを目的とし,新しい溶射法である高速フレーム溶射(HVOF)を用いて高強度鋼の表面に耐摩耗性に優れる炭化タングステン(WC)を溶射した被覆材のフレッティング疲労特性を検討する.本年度は,初年度であり本研究にあわせた現有疲労試験機の改良と,有効な耐フレッティング疲労表面処理方法を検討するために必要不可欠な,供試材(NiCrMo鋼JIS SNCM439鋼およびWC溶射鋼)の基本的な疲労強度特性とフレッティング疲労強度特性に関する調査を行った.得られた主な結果をまとめると,下記の通りである.(1)現有の疲労試験機を改良した新しいフレッティング疲労試験装置は,本研究を遂行する上で必要十分な性能を有し,特に実験結果を左右する試験片と接触片の接触状態を極めて正確かつ均一に保てることが可能となった.(2)炭化タングステンを溶射処理した試験片の通常疲労寿命(強度)は,溶射処理を施していない未処理材のそれらに比べ,低下する傾向を示した.これは,溶射の前処理として皮膜の密着性を高めるために行うブラスト処理により生じる基材と皮膜界面の凹凸が疲労き裂の発生起点となったためである.また,わずかではあるが,ブラスト処理の際に用いるアルミナ粒子が界面に残留しており,そのような場合には,そのアルミナ粒子が疲労き裂の発生起点となる場合もあった.(3)WC溶射材のフレッティング疲労試験を行った結果,試験中に測定される接触面間の接線力(摩擦力)は,未処理材のそれらに比べて著しく小さな値を示した.接線力の大きさはフレッティングき裂の発生条件を大きく左右することから,耐フレッティング疲労対策としてのWC溶射処理の有効性が示唆された.フレッティング疲労は,各種の機械構造物の接触部で発生するわずかな表面損傷を起点とする疲労破壊過程であり,機器の疲労寿命を著しく低下させることから,設計上あるいは安全性確保の観点より重要な検討項目となっている.本研究では,有効な耐フレッティング疲労対策法を検討する研究の一環として,新しい溶射法である高速フレーム溶射(HVOF)を用いてWC-Coを溶射したNiCrMo鋼(SNCM439)のフレッティング疲労特性を検討した.得られた主な結果をまとめると,下記の通りである.(1)WC-Coを溶射した試験片の通常疲労強度は,未処理材のそれらに比べ低下した.これは,溶射の前処理として皮膜の密着性を高めるために行うブラスト処理時に生じる基材と皮膜界面の凹凸,および残留したブラスト粒子が疲労き裂の発生起点となったためである.(2)WC-Co溶射材のフレッティング疲労強度は,未処理材のそれらに比べて全般的に向上した.これは,溶射膜のもつ優れた耐摩耗性により寿命初期の段階での接線力(摩擦力)が軽減された結果である.(3)試験片および接触相手材の双方にWC-Coを溶射を施したところ,試験片のみにWC-Coを溶射した場合に比べフレッティング疲労強度は全般的にさらに向上した.その割合は,未処理材に対して1.4倍2.5倍であり,代表的な耐フレッティング疲労対策であるショット・ピーニングによるフレッティング疲労強度向上割合よりも高い値であり,耐フレッティング疲労対策としてWC-Co溶射がきわめて有効であることが明らかとなった.

(4)試験片のみにWC-Coを溶射した場合,試験中に生じる接触相手材の摩耗粉(Fe系)が接触面間に凝着してしまい,寿命の中期以降は比較的高い接線力を示したのに対して,双方にWC-Coを溶射した場合には,そのような凝着が顕著に起こらず,より長期間にわたって低い接線力を維持した.
多孔質内CO2-油-水三相システムの挙動解明を目指したデジタルロック解析法の開発

本研究は、CO2圧入による回収率増進技術であるCO2-EOR(Enhanced Oil Recovery)や、CO2地中貯留技術における、岩石孔隙内に超臨界状態のCO2、鉱物、油及び水の複雑な流動現象を解明することを目指した。そのため、油-水-CO2三相モデルを開発し、大規模デジタルロックシミュレータを構築した。実験では時間的・コスト面から実現が困難あるいは不可能な条件下のCO2ーEORシナリオを再現できた。実の岩石空隙スケールレベルでの流れ計算によって、三相浸透率を正確に推定することに成功した。原油の回収率が三相流の界面張力、粘性及び岩石の濡れ性などのパラメータへの依存性を調べた。革新的な流体計算手法である格子ボルツマン法(LBM:Lattice Boltzmann Method)を基礎に、超大規模実岩石X線CTモデルでCO2-油-水三相システムの流体シミュレーションを行った。岩石CT断面図から、間隙サイズ、均一性を分析し、画像処理技術によって間隙形状が明確に分かるように最適化することによって、岩石3次元形状モデルを再構築した。計算高速化するため、GPGPU(General Purpose Graphics Processing Unit)並列計算技術を利用し、開発したコードをスーパーコンピュータに実装した。高解像度且つ高効率の三相流計算モデル及び大規模デジタルロックシミュレーターを開発することで、実験では時間的・コスト面から実現が困難あるいは不可能な条件下のCO2ーEOR(CO2圧入による石油回収率増進技術)シナリオを容易に再現することができた。三相流の界面張力、粘性及び岩石の濡れ性などのパラメータが岩石間隙内の複雑流れの挙動に大きい影響を与えるため、これらのパラメータを調整し、CO2ーEORにおける原油の生産排出過程のシミュレーションを行った。また、実の岩石空隙スケールレベルでの流れ計算によって、三相浸透率を正確に推定することに成功した。得られた結果を従来のマクロモデル(貯留層シミュレーター)に組み込み、より正確且つ信頼性の高い情報をCO2-EORプロジェクト評価に提供できる。CO2ーEORのメカニズムの更なる解明に貢献できる。格子ボルツマン法三相流動モデルの開発及び検証はすでに完成できた。多相分離、ラプラース法則、接触角などの検証シミュレーションを行って、計算精度を確認した。多孔質媒体内における超臨界CO2ー水ー油が共存した流体挙動のモデリングが成功した。また、GPUを用いて開発した三相流シミュレーターを高速化及び大規模化することができた。以上のことから本研究はおおむね順調に進展していると判断している.革新的な流体計算手法である格子ボルツマン法(LBM:Lattice Boltzmann Method)を基礎に、超大規模実岩石X線CTモデルでCO2-油-水三相システムの流体シミュレーションを行った。計算高速化するため、GPGPU(General Purpose Graphics Processing Unit)並列計算技術を利用し、開発したコードを東京工業大学のスーパーコンピュータ(TSUBAME)に実装した。三相流の界面張力、粘性及び岩石の濡れ性などのパラメータが岩石間隙内の複雑な流れの挙動に大きい影響を与えるため、これらのパラメータを調整し、CO2ーEORにおける原油の生産排出過程のシミュレーションを行った。また、トポロジー理論で岩石の非均一性を定量評価する方法を開発した。開発した三相シミュレーション手法をCO2ーEORのメカニズムの更なる解明及び回収率評価に応用する。三相流体挙動が界面張力・粘性・濡れ性の依存性を調べ、飽和度、トラップ現象及び相対浸透率の変化など評価し、原油回収率向上する手段を検討する。回収率を向上するための最適なパラメータを割り出すことに試みる。計算力学参加する予定の国際学会が都合により出席できなかったため、その分の旅費が次年度に使用する予定です。研究成果を学会で発表するための旅費に当てる
多層的ネットワークによる災害時要援護者支援を目的とする災害福祉活動に関する研究

災害時要援護者の支援は、発災直後の緊急避難期から復旧・復興生活期に至る長期の災害プロセスを念頭に、多層的なネットワークによる支援が求められるため、福祉医療系短期大学である本学を拠点に、地域住民主体の諸組織(第1次ネットワーク)、地域包括支援センターやNPOなどの組織(第2次ネットワーク)、行政・社協や広域支援の組織(第3次ネットワーク)の多層的ネットワーク・システムの方法についてインタビュー調査や学生との活動を通して明確化し、地域の要援護者支援を考える本学拠点の参加型地域防災研修・訓練を実施した。本研究は、災害時の福祉マンパワーの活用について、大規模災害時に避難行動や生活継続性に困難をきたす災害時要援護者支援の視点から探究するものである。福祉・看護・歯科衛生3学科で構成されている本学小鹿キャンパスを拠点に、発災直後の緊急避難期から復旧・復興生活期に至る長期の災害プロセスにおいて、福祉マンパワーの持つ専門性や他分野連携を最大限に発揮して被災者支援を展開するための多層的な地域防災ネットワーク・システム構築のあり方を検証・提言することを主要目的とする3か年の研究である。研究助成初年度の平成20年度は、多層的ネットワーク支援を本学拠点に展開するための基盤整備及び基礎研究を行った。第1次ネットワーク(地域住民主体の見守り・緊急支援ネット)の基盤研究では、社会福祉協議会や地域包括支援センター等との協議により、その支援内容や方法等について考察した。第2次ネットワーク(保健・医療・福祉専門職主体の専門的支援活動ネット)の基盤研究では、静岡市駿河区福祉ネットワークとの協議により、その連携方法や課題等について検討した。第3次ネットワーク(公的・広域的な行政支援・広域支援・特殊支援ネット)の基盤研究では、行政やNPO団体との協議により、公的・広域的支援の現状や課題を明確化した。防災福祉拠点化活動の研究では、小鹿地区5自治会・自主防災組織代表者との懇談会開催や地域住民対象の本学地域防災懇話会の開催により地域住民の災害に関する意識やニーズを把握、学生との協働による小鹿地区避難所避難ルートマップや携帯電話を活用する災害用伝言版サービス・緊急地震速報ガイドブック作成などを行った。また、災害関係図書などの文献研究、研究テーマに関する学会・フォーラムの参加、防災対策に先駆的・実践的に取り組む神戸地区及び石巻市の現地調査を実施した。研究助成2年目の平成21年度は、多層的ネットワーク支援を本学拠点に展開するための基盤整備及び基礎研究を行った。第1次ネットワーク(地域住民主体の見守り・緊急支援ネット)の基盤研究では、清水及び静岡災害ボランティアセンター立ち上げ訓練参加や地域防災リーダーへのインタビュー調査等により、その支援内容や方法等について考察した。第3次ネットワーク(公的・広域的な行政支援・広域支援・特殊支援ネット)の基盤研究では、静岡県危機管理局地震防災センター主催の研修会講師や災害福祉広域ネットワーク・サンダーバード研修会に参加し、公的・広域的支援の現状や課題を明確化した。防災福祉拠点化活動の研究では、静岡大学防災訓練参加、災害用伝言版マニュアル作成、緊急地震速報チラシ作成、静岡市駿河区代官町自治会の地域防災マップ作成などを行った。また、災害関係図書などの文献研究、研究テーマに関する学会・フォーラムの参加、防災対策に先駆的・実践的に取り組む神戸地区及び輪島市門前地区の現地調査を実施した。福祉・看護・歯科衛生3学科2専攻で構成されている本学小鹿キャンパスを拠点に、発災直後の緊急避難期から復旧・復興生活期に至る長期の災害プロセスにおいて、福祉マンパワーの持つ専門性や他分野連携を最大限に発揮して被災者支援を展開するための多層的な地域防災ネットワーク・システム構築のあり方を検証・提言することを主要目的とする3か年の研究である。研究助成最終年度の平成22年度は、多層的ネットワーク支援を本学拠点に展開するための研究活動を行い、最終的に平成23年2月11日-12日に本学体育館を会場に地域住民と共に障害者宿泊防災研修・訓練を実施することで、本学拠点の多層的ネットワーク・モデル形成を実現した。

防災福祉拠点化構想は、その第1次ネットワークとして、本学周辺自治会・町内会(自主防衛組織)及び民生委員児童委員協議会等の地域住民主体の見守り・緊急支援体制、第2次ネットワークとして、駿河区福祉ネットワーク、地域包括支援センター、駿河区地域福祉推進センター等の保健・医療・福祉専門職主体の専門的支援活動、第3次ネットワークとして、静岡市、静岡市社会福祉協議会等の公的・広域的な行政支援・広域支援・特殊支援ネットを構築した。さらに、本学学生との協働による防災啓発パネルの作成及び学生の協力を得て静岡市社会福祉協議会が主催する「ふくしフェスタ」での要援護者防災意識調査委及びパネル説明を行うなど、社会福祉学科で学ぶ学生マンパワーを活用した取り組みを実施した。
調和解析とその応用に関する諸問題の研究

調和解析学は数学の他の分野(及び、物理、工学等)に有効な解析の手段を提供すると共に、またこれらの応用が刺激となって、調和解析学自身の発展をうながして来た。従って、本研究の目的を調和解析自身の研究(下記(i))とその応用(下記(ii))に設定した。以下(i)及び(ii)について研究実績の概要を述べる。(i).R^n内の有界領域上の楕円型偏微分方程式の解の実解析的な性質について調べた。特に、harmonic measureとsurface measureとの絶対連続性についての条件を整理した。また、これに関連して、非線形放物型の方程式を差分近似することにより、変分問題に還元してこの方程式の解の実解析的な諸性質を調べた。特に、解のヘルダ-連続性、ハルナックの不等式等の性質について新しい知見を得た。また、実ランク1な半単純リ-群のプランシェル公式を、k不変関数に対するものから誘導した。また、waveletの理論は、最近の調和解析のトピックスであるが、これについて整理した。この結果、従来非常に複雑であった反例等がwaveletの理論を使うと簡単に導けることがわかった。(ii).ハイゼンベルグの同時測定に於ける不確定性関係の研究は数学的には非可換調和解析の範疇と見なせるが、物理的な疑問点を完全に解消させるには、量子力学の従来の測定公理の見直しから始めなければならない。このために、consistent history解釈に新しくcompatibilityの性質を付加して、これを改良した公理を提案した。この公理のもとに、ハイゼンベルグの同時測定に於ける不確定性関係を非常に見通しよく議論できた。また、確率論と調和解析の手法を使って、多粒子系のランダム運動の研究、フラクタルの研究において、興味深い成果を得た。多粒子系においては、3次元Ising modelのinterfaceの挙動を研究した。具体的にはinterface上のstandard wallsから決まる量に関するLarge derivationprincipleを導た。
膀胱癌由来癌幹細胞の生存・増殖・分化・遊走における間質細胞の役割とその制御機構

表在性、浸潤性膀胱癌株と脂肪組織間質細胞(ATSCs)との混合培養で、癌幹細胞のマーカーであるCD44、CD105の発現が亢進した。表在性ではmyofibroblastへの分化が示唆された。浸潤性ではpreadipocytesへの分化が示唆され、癌のタイプによりATSCsの分化能が変化することが示唆された。網羅的蛋白解析を行い、表在性ではCD147, galection-3, galection-3BPの発現が亢進した。Cathepsin D, CRELD2は表在性では発現低下したが、浸潤性では発現亢進した。これらの蛋白が間質細胞誘導性の癌幹細胞動態の仲介因子の一部と示唆された。本年度は、膀胱癌細胞-間質細胞相互作用のうち、脂肪組織由来の線維芽細胞に与える影響に着目して検討した。計画に沿って、間質細胞の癌幹細胞の生存・増殖・分化能に与える影響ついてCollagen gel invasion assaysystemを用いて、膀胱癌細胞株と脂肪組織由来間質線維芽細胞(ATSCs)との混合培養を行った。癌細胞株は、表在性膀胱癌細胞株(RT4, RT112)と浸潤性膀胱癌細胞株(EJ, HT1376)使用した。対照群の線維芽細胞解析モデルとして線維芽細胞株(NIH3T3)を用いた。また、癌細胞株単独培養も行った。ゲルを膀胱壁に見立て、ATSC, NIH3T3をゲル内に包埋し、ゲル上に癌細胞株を播種して相互作用をHE染色・免疫染色にて検討し比較を行った。表在性、浸潤性膀胱癌株いずれの実験系でも、癌幹細胞のマーカーであるCD44、CD105の発現が、ATSCs混合培養で、癌細胞株単独培養群よりも亢進した。また、間質細胞に着目すると、表在性膀胱癌株との混合培養で、ATSCsは、αSMAの発現が亢進し、myofibroblastへの分化が促進した。一方、浸潤性膀胱癌株との混合培養では、s-100の発現が亢進し、preadipocytesへの分化を促進したことから、癌細胞の浸潤特性の有無により、間質細胞へ与える相互作用も異なることが示唆された。前年度までの結果より、表在性、浸潤性膀胱癌株それぞれとの混合培養で、癌幹細胞のマーカーであるCD44、CD105の発現が、ATSCs単独培養群よりも亢進した。表在性膀胱癌株では、ATSCsは、αSMAの発現が亢進させ、myofibroblastへの分化が示唆された。一方、浸潤性膀胱癌株では、s-100の発現が亢進し、preadipocytesへの分化が示唆され、癌のタイプによりATSCsの分化能が変化することが示唆された。最終年度は、膀胱癌ー脂肪組織間質細胞(ATSCs)相互作用解析モデルを用いてその他の細胞動態の仲介因子の解析を行った。蛋白アレイを用いて、可溶性レセプターと非造血性仲介因子(119種類)に対して網羅的蛋白解析を行った。表在性膀胱癌では、ATSCsとの混合培養でCD147, galection-3, galection-3BPの発現亢進がみられた。一方、浸潤性膀胱癌では、ATSCsとの混合培養で発現低下がみられた。Cathepsin D, CRELD2は、ATSCsとの混合培養で表在性膀胱癌では発現低下したが、浸潤性膀胱癌では発現亢進した。その他の因子では、発現がみられなかった。以上の結果より、CD147, galection-3, galection-3BP, Cathepsin D, CRELD2が間質細胞誘導性の癌幹細胞細胞動態の仲介因子の一部と示唆された。今後は、阻害因子の投与実験等を行い更なる解析を行っていきたい。泌尿器科臨床症例からの癌組織が採取できておらず、癌細胞株のみの検討となった。癌細胞株や手術検体の癌組織より、μビーズ法を用いて、CD44+/EMA-癌幹細胞を単離し、癌幹細胞-ATSC相互作用解析モデルを用いて、アポトーシス・増殖・未分化性・自己複製率・癌細胞産生率を検討する予定である。
膠芽腫に対するBevacizumab治療における血中バイオマーカーの同定

Bevacizumabにて治療が行われた膠芽腫において、治療効果の予測や判定を血液中で行うことを目的とした。膠芽腫患者の血液中から腫瘍由来のDNAを採取し、標的遺伝子の同定を試みた。しかし、結果として、標的遺伝子の同定はできず、negative control群でも同定できなかったことから、血液中には腫瘍由来のDNAは存在しない可能性が高いと判断した。代替として髄液で同様の実験を行い、こちらでは標的遺伝子の同定が可能であった。liquid biopsyの材料としては髄液が妥当であると判断し、今後は実験を進めていく予定である。Bevacizumab投与患者の血液ライブラリーを構築することを初年度の目標として研究を進めており、サンプル数は順調に伸びている。膠芽腫において抹消血液中において腫瘍由来のDNA,RNAが分泌されているかという基礎実験を繰り返し行ってきたが、実験結果の再現性に乏しく、少なくとも膠芽腫においては末梢血はバイオマーカー探索の検体対象としてはやや否定的な印象をもっている。過去の文献などでは膠芽腫患者において血液を用いたliquid biopsyの文献も散見されるが、そもそも脳腫瘍においては血液脳関門が存在しており、血液中に脳腫瘍由来物質が存在したとしても、中枢神経外の悪性腫瘍と比較して、量が少なく、liquid biopsyの対象としては適当でないとする論文も多い。それらを踏まえて、今後の実験の進め方としては下記の2つが考えられる。1予定どおり、血液中の成長因子やサイトカインの測定を行う(IL-1,bFGF,TNF-α,PDGF-Cなど)。2測定対象を血液以外のものとする。現段階で入手可能なものとしては髄液や尿があげられる。現在は髄液ライブラリーの構築も平行して行っており、徐々にサンプル数は増えつつある状況である。プレリミナリーな結果のみであるが、髄液中の腫瘍由来物質(主に核酸)の測定実験においては、ある程度安定した結果が出つつあり、今後は髄液を使った実験を進めていく予定である。しかしながら、倫理的な観点から髄液の収集についてはやや難があることもあるのが現状である。現在、膠芽腫患者の血液、髄液サンプルライブラリを構築中であり、相当数の検体の貯蔵ができている状況であり、これに関しては、順調に進んでいると思われる。膠芽腫患者において血液中に腫瘍由来の物質(腫瘍由来の核酸や成長因子、サイトカインなど)が分泌されているかどうかについての基礎実験をおこなっている。成長因子やサイトカインなどについては腫瘍由来か、もともと血中に存在しているのかを区別することは困難であるため、まずは腫瘍由来のDNAやRNAが血中に存在しているかどうかについての検討を行っている。具体的には患者血液から微量サンプル様のDNA,RNA回収キットを用いて核酸を回収し、その後通常のサンガーシークエンス、マイクロサテライトを用いたLOH解析、digital PCRなどを行っている。結果としては、再現性のある結果がでておらず、結論としては血中には腫瘍由来核酸は非常に少ないあるいはほとんど存在しない可能性が高い(すくなくとも膠芽腫においては)と考えている。Bevacizumab投与患者において、術前、初回化学療法前後の血液サンプルライブラリーを作成した。膠芽腫における血液を使用したliquid biopsy確立のため、血液中のcell free DNAの同定をまず目標として実験を遂行した。血液中の微量な核酸を同定するため、リアルタイムPCR法およびデジタルPCR法を用いたが、再現性のある実験結果は得られなかった。我々の結果からも血中の腫瘍由来核酸を用いたliquid biopsyは困難であるという印象を持っている。代替案として、膠芽腫患者より術中に採取した脳脊髄液数例の解析を行った。WHO grade2,3の乏突起神経膠腫においては、変異型IDH1遺伝子を髄液中から同定できたが、膠芽腫においては変異型IDH1遺伝子の頻度は数パーセント程度と低く、本実験では同定はできなかった。今後も髄液を使った実験を進めていく予定である。しかしながら、腰椎穿刺は侵襲的な検査であり、頭蓋内の脳ヘルニアを助長する可能性があることから、初回手術時以外に髄液を採取することは倫理的に難しく、実験の遂行に難渋している。膠芽腫においては血液はLiquid biopsyの対象検体とならない可能性が高いと考えている。そこで、その他の検体について検討する必要があると思われる。具体的には脳脊髄液が有望であると考えている。理由としては、神経膠腫はしばしば脊腔内播種をきたし、腫瘍初期の段階でも髄液中内には腫瘍細胞あるいは腫瘍由来物質が存在する可能性が高いこと、頭蓋内胚細胞腫瘍などでは髄液中の腫瘍マーカーとして確率しているものがあることなどがあげられる。

現在、実際に髄液のライブラリーも構築中であり、随時髄液を使った実験も進行している状況である。具体的には血中のときと同様に髄液中の腫瘍由来核酸の同定を行っており、こちらでは血液と異なり、ある程度信頼性の高いデータが出つつある。本年度は髄液を使った実験を推進していく予定である。同時に臨床データの活用も行っていく。髄液中バイオマーカーと臨床像、画像データなどとの相関についても検討を行っていく予定である。脳腫瘍本研究を進めるにあたり、初年度においては、ライブラリの構築に時間が割かれたため、実験物品の消費が予想よりも下回ったことが、物品費の請求額と、実際の消費との乖離が生じた原因と思われる。今後は、多数のバイオマーカー候補についての解析実験を行うことから、実験量が増大することが予想され、実験器具や試薬の購入額の増加が想定される。他施設とのコラボレーションも検討していることから、謝金などの支出も発生すると考えられる。これらに対して初年度からの繰越を有効に活用する方針である。