hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
哺乳動物において2時間周期の分子時計が果たす機能の解析

本研究では、bHLH型転写因子Hes1が形成する2時間周期の生物時計が果たす機能の解析を目的として、培養細胞における新規オシレーション分子の同定とそれぞれのオシレーション分子の相互作用に注目して解析を進めてきた。今年度までの研究によって、培養細胞における新規オシレーション分子であるSocs3、Smad6、Gse1をマイクロアレイ法によって同定し、その後の詳細な解析から、Jak/StatパスウェイにおいてSocs3とリン酸化型Stat3が、また、SmadパスウェイにおいてSmad6とリン酸化型Smad1/5/8が、それぞれネガティブフィードバックループを形成してオシレーションしていることを明らかにした。具体的には、例えばJak/Statパスウェイの場合、リン酸化型Stat3による転写の活性化によってSocs3の発現が誘導され、Socs3はStat3のリン酸化を抑制することでネガティブフィードバックループを形成する。この繰り返しによってリン酸化型Stat3とSocs3のオシレーションが起こっている。また、Hes1、Stat-Socs、Smadパスウェイ間の相互作用の有無を調べた結果、Stat-SocsパスウェイのオシレーションがHes1のオシレーションを制御していることが明らかとなり、その機序は、リン酸化型Stat3によるHes1タンパクの安定性の制御によるものであることが明らかとなった。つまり、リン酸化型Stat3を低レベルに保つとHes1タンパクが安定化し、Hes1のオシレーションが見られなくなり、リン酸化型Stat3のレベルを高く保つと、Hes1タンパクが安定化し、この場合もHes1のオシレーションが見られなくなる。このことから、リン酸化型Stat3がオシレーションすることで、Hes1タンパクの安定性が周期的に変化することが、Hes1のオシレーションに重要であることが考えられ、Jak/Statパスウェイのオシレーションは、Hes1タンパクの安定性を制御することによって、Hes1のオシレーションを制御しているのではないかと考えられた。これらの結果から、様々なシグナル伝達経路においてオシレーションという現象が観察されることがわかり、このオシレーションという現象が、これまで考えられていたよりももっと一般的な、シグナル伝達経路に共通な反応と呼べるものであると考えられた。このオシレーションを介した遺伝子の発現制御によって、発生のタイミングのみならず、様々な生命現象における多様性が確保されているのされているのではないかと考えられる。本研究では、bHLH型転写因子Hes1が形成する2時間周期の生物時計が果たす機能を解析する事を目的として、この時計が機能している時期と部位、この時計が制御している下流の因子とその因子が果たす役割、そして、この時計の制御に影響を与えていると思われる他のシグナル伝達経路との関係を明らかにしようとしている。今年度の研究は、以下の2つの項目に重点を置いて行った。1.Hes1タンパクの可視化2.Hes1オシレーションによって制御されている因子の同定1については、Hes1タンパクに蛍光タンパク(Venus)を融合させたVenus-Hes1融合タンパクをコードする遺伝子を組み込んだトランスジェニックマウスを作成し、蛍光顕微鏡を用いて経時的に融合タンパクの蛍光を観察することによって、Hes1がオシレーションする部位と時期を明らかにしようと試みた。しかし、蛍光強度が検知できるレベルに至らず、Hes1のオシレーションを観察する事ができなかった。現在は、ルシフェラーゼ遺伝子をレポーターに用いてHes1発現の可視化を試みている。2については、マイクロアレイ法を用いて、2時間周期でオシレーションする因子の網羅的な解析を試みた。具体的には、C3H10T1/2という培養細胞に血清刺激を与えた後、経時的(1時間おき)にRNAを回収し、マイクロアレイ法によって様々な因子の発現変化を網羅的に解析し、2時間周期でオシレーションする因子の同定を試みた。その結果、Hes1と同じように2時間周期でオシレーションする因子を幾つか同定する事ができた。また、それらの因子について解析を行ったところ、Hes1のオシレーションの制御に関係しているものが含まれていることが分かった。現在、その分子機序を詳細に検討しているところである。本研究では、bHLH型転写因子Hes1が形成する、2時間周期の生物時計が果たす機能を解析する事を目的として、以下の3つのテーマについて研究を行っている。まず、この時計が機能している時期と部位を、Hes1タンパクの可視化によって明らかにする。また、この時計が制御している下流の因子を同定し、その因子が果たす役割を解析する。そして、この時計の制御に影響を与えていると思われる他のシグナル伝達経路とこの時計との関係を明らかにする。今年度の研究は、前年度のマイクロアレイ法を用いた解析の結果得られた新規のオシレーション分子の解析を中心に行った。まず、マイクロアレイ法によって同定された新規のオシレーション分子が本当にオシレーションしているかどうかを、Real Time PCR法やNorthern Blotting法、Western Blotting法を用いて確かめた。また、それら新規のオシレーション分子に制御されている別の因子についても同様にして調べたところ、それらの因子の中にもオシレーションするものがあることがわかった。また、これら新規のオシレーション分子のオシレーションと、Hes1のオシレーションとの関係を、Hes1や他の因子の過剰発現や、Hes1 nullマウスから取ったMEF(mouse embryonic fibroblast)を用いて、Real Time PCR法やWestern Blotting法などによって調べたところ、幾つかの因子によって、Hes1のオシレーションが変化することがわかった。現在、これらの因子がどのようにしてHes1のオシレーションに影響を与えているかについて、より詳しい解析を進めているところである。

本研究では、bHLH型転写因子Hes1が形成する2時間周期の生物時計が果たす機能の解析を目的として、培養細胞における新規オシレーション分子の同定とそれぞれのオシレーション分子の相互作用に注目して解析を進めてきた。今年度までの研究によって、培養細胞における新規オシレーション分子であるSocs3、Smad6、Gse1をマイクロアレイ法によって同定し、その後の詳細な解析から、Jak/StatパスウェイにおいてSocs3とリン酸化型Stat3が、また、SmadパスウェイにおいてSmad6とリン酸化型Smad1/5/8が、それぞれネガティブフィードバックループを形成してオシレーションしていることを明らかにした。具体的には、例えばJak/Statパスウェイの場合、リン酸化型Stat3による転写の活性化によってSocs3の発現が誘導され、Socs3はStat3のリン酸化を抑制することでネガティブフィードバックループを形成する。この繰り返しによってリン酸化型Stat3とSocs3のオシレーションが起こっている。また、Hes1、Stat-Socs、Smadパスウェイ間の相互作用の有無を調べた結果、Stat-SocsパスウェイのオシレーションがHes1のオシレーションを制御していることが明らかとなり、その機序は、リン酸化型Stat3によるHes1タンパクの安定性の制御によるものであることが明らかとなった。つまり、リン酸化型Stat3を低レベルに保つとHes1タンパクが安定化し、Hes1のオシレーションが見られなくなり、リン酸化型Stat3のレベルを高く保つと、Hes1タンパクが安定化し、この場合もHes1のオシレーションが見られなくなる。このことから、リン酸化型Stat3がオシレーションすることで、Hes1タンパクの安定性が周期的に変化することが、Hes1のオシレーションに重要であることが考えられ、Jak/Statパスウェイのオシレーションは、Hes1タンパクの安定性を制御することによって、Hes1のオシレーションを制御しているのではないかと考えられた。これらの結果から、様々なシグナル伝達経路においてオシレーションという現象が観察されることがわかり、このオシレーションという現象が、これまで考えられていたよりももっと一般的な、シグナル伝達経路に共通な反応と呼べるものであると考えられた。このオシレーションを介した遺伝子の発現制御によって、発生のタイミングのみならず、様々な生命現象における多様性が確保されているのされているのではないかと考えられる。
不規則波浪場の下での底泥移動機構解明と三次元数値モデルの構成

海底に堆積した底泥が浅海域に伝播する表面波や流れの作用によって再び輸送される物理過程の数値モデルを、局所的な傾斜の効果を含めて二次元で完成した。底泥を粘弾塑性体と仮定し、水層を粘性流体と仮定して、底泥の挙動を表す理論解を、泥層内の含水比の鉛直分布を含めて導き、二次元造波水路における、質量輸送速度、地形変化量などの実験結果と比較した。その結果、粘弾塑性体モデルは界面波高の減衰などの物理現象を精度良く説明できることがわかり、また、傾斜した泥の輸送についても適用可能であることを示した。現地の泥浜には緩やかな局所的勾配が存在するため、今回のモデルの拡張は、底泥移動場を評価する際に重要である。次に現実の海岸に適用可能とするために、底泥移動の外力となる、砕波帯内の乱れを含む圧力場・流速場を予測する数値モデルを二次元レベルで完成した。このモデルは渦動粘性係数の値を場所的、時間的に変化させることにより乱流現象を表現しており、砕波による乱流発生機構の評価を精度よく行っており定常流速場、波高減衰、圧力場などを説明しうる。さらに、現地波浪の下での、底質砂泥の準3次元移動モデル作成を目指して、現地における砂移動の観測結果の解析を引き続き行なった。現地海岸では、砂は砕波による乱流あるいは底面における摩擦力によって局所的に巻き上げられる。その際、浮遊後にその場に沈降するものと、浮遊したまま移流するものがあり、この区別を明確にすることに現地レベルの観測で成功した。今後は以上に述べた素過程を統合し、それぞれのモデルを用いて波の場、海浜流の鉛直方向の分布を算定し、さらに本研究で求めた浮遊砂泥の鉛直分布と組み合わせることにより底質移動量を算定する必要があり、このために、まず3次元の乱流を含む流体数値モデルを試作した。また、底泥移動の3次元的な挙動を把握するために移動床実験を行い、岸沖、沿岸の底泥移動を計測した。本年度は、海底に堆積した底泥が浅海域に伝播する表面波や流れの作用によって再び輸送される物理過程の数値モデルを、新たに局所的な傾斜の効果を含めて二次元問題のレベルで試作した。底泥を粘弾塑性体と仮定し、また水層を粘性流体と仮定して、底泥の挙動を表す理論解を、泥層内の含水比の鉛直分布を含めて導き、二次元造波水路における、質量輸送速度、地形変化量などの実験結果と比較した。その結果、粘弾塑性体モデルは界面波高の減衰などの物理現象を精度良く説明できることがわかり、また、傾斜した泥の輸送についても適用可能であることを確認した。現地の泥浜を観察すると、緩やかな局所的勾配が存在するため、本研究によるモデルの拡張は、底泥移動場を評価する際に重要である。次に現実の海岸に適用可能とするために、底泥移動の外力となる、砕波帯内の乱れを含む圧力場・流速場を予測する数値モデルを試作した。このモデルは渦動粘性係数の値を場所的、時間的に変化させることにより乱流現象を表現しており、砕波による乱流発生機構の評価に改良の余地が残されているものの定常流速場、波高減衰、圧力場などを説明しうる。さらに、現地波浪の下で、底質砂泥の準3次元移動モデルを作成ことを目指して、現地における砂移動の観測を行なった。

その際、浮遊後にその場に沈降するものと、浮遊したまま移流するものがあり、この区別を明確にすることに現地レベルの観測で成功した。今後は以上に述べた素過程を統合し、それぞれのモデルを用いて波の場、海浜流の鉛直方向の分布を算定し、さらに本研究で求めた浮遊砂泥の鉛直分布と組み合わせることにより底質移動量を算定することを目指す。この移動量を底質の連続式に代入し、干潟に代表されるような泥浜の地形変化を予測することが可能となると期待できる。海底に堆積した底泥が浅海域に伝播する表面波や流れの作用によって再び輸送される物理過程の数値モデルを、局所的な傾斜の効果を含めて二次元で完成した。底泥を粘弾塑性体と仮定し、水層を粘性流体と仮定して、底泥の挙動を表す理論解を、泥層内の含水比の鉛直分布を含めて導き、二次元造波水路における、質量輸送速度、地形変化量などの実験結果と比較した。その結果、粘弾塑性体モデルは界面波高の減衰などの物理現象を精度良く説明できることがわかり、また、傾斜した泥の輸送についても適用可能であることを示した。現地の泥浜には緩やかな局所的勾配が存在するため、今回のモデルの拡張は、底泥移動場を評価する際に重要である。次に現実の海岸に適用可能とするために、底泥移動の外力となる、砕波帯内の乱れを含む圧力場・流速場を予測する数値モデルを二次元レベルで完成した。このモデルは渦動粘性係数の値を場所的、時間的に変化させることにより乱流現象を表現しており、砕波による乱流発生機構の評価を精度よく行っており定常流速場、波高減衰、圧力場などを説明しうる。さらに、現地波浪の下での、底質砂泥の準3次元移動モデル作成を目指して、現地における砂移動の観測結果の解析を引き続き行なった。現地海岸では、砂は砕波による乱流あるいは底面における摩擦力によって局所的に巻き上げられる。今後は以上に述べた素過程を統合し、それぞれのモデルを用いて波の場、海浜流の鉛直方向の分布を算定し、さらに本研究で求めた浮遊砂泥の鉛直分布と組み合わせることにより底質移動量を算定する必要があり、このために、まず3次元の乱流を含む流体数値モデルを試作した。また、底泥移動の3次元的な挙動を把握するために移動床実験を行い、岸沖、沿岸の底泥移動を計測した。
ウラン系列核種間の放射非平衡系を利用した地質年代測定に関する研究

半減期が75,000年のα放射体である^<230>Thの成長率や減衰龍に基づく年代測定法について、適用試料の種類を増やし、より一層信頼できる年代値を得ることを心がけながら、本研究では、以下に箇条書きする成果を得た。1.天然試料に含まれる微量のウランおよびトリウム同位体をαスペクトル法で定量するための測定システムを改良する一方、試料から上記同位体を抽出・分離・精製するための迅速で簡便な方法を開発した。2.沖縄県南北両大東島における詳細な地質および地形調査によって、合計9地点で更新統石灰岩体の存在を確認し、合計90個の年代測定可能な未変質のサンゴ化石試料を採集した。それらの内46試料から計50の放射年代を求めたところ、両島上の更新統は、すべてが約13万年前の"最終間氷期"とそれ以降に形成されたこと、そして、当時の海面高度を指示する離水サ-フベンチの現在の海抜高度から、両島が過去13万年間に数m(北大東島が少なくとも4.0m、南大東島が6.7m)隆起したと推定した。3.同県与那国島北西部の琉球石灰岩についても、同様の手法で詳細に検討したところ、島の北部海岸一帯に発達する最高高度約25mまでの平坦面を成す海成段丘が、約13万年前・約21万年前・約30万年前の3回の間氷期に形成された礁複合体石灰岩で構成される"多重平坦(段丘面)"であることが判明した。4.神奈川県三浦半島に分布する津久井層産非礁性単体サンゴから、酸素同位体ステ-ジ9相当(約30万年前)の年代値を得たが、このことによって、三浦半島と房総半島の更新統が正確に対比できることになった。5.ニュ-ジ-ランド上部更新統中の鍵層として極めて重要なRotoehu火山灰が71,000±6,000年前に噴出したことを明らかにし、同国第四系の研究にテフロクロノロジ-が有効であることを実証した。化石硬組織,海底堆積物および火山噴出物中に見られる^<230>Th・^<238>U(或は^<234>U)間の放射非平衡関係から信頼性の高い地質年代を求め,過去20万年間の地殻変動量や海底の環境変遷を論ずることを目指し,(1)一般には極めて少量しか含まれない天然試料中のウランおよびトリウム同位体組成を出来るだけ正確に求めるたる,従来使用していたものより効率・精度をさらに向上できるα線測定システムを完成させた.それによって,(2)沖縄県北大東島産の11個の化石サンゴから^<230>Th/^<234>U年代を得,同島の最終間氷期における海水準到達高度が,少なくとも6.5m以上であることが確証された.(3)ニュージーランド北東における後期更新統中の最重要示標テフラの一つであるロトエフ火山灰の噴出年代せ^<238>Uー^<230>Thアイソクロン法によって求め,71,000±6,000年の結果を得た.(4)同方法によって,本邦第四系の編年にとって重要な火山噴出物

6試料(九重火山起源の飯田火砕流と山川凝灰角礫岩,阿蘇4火砕流,御岳第一軽石,立山D軽石および大山倉吉軽石)の形成年代(それぞれ,35±8,218±26,80±2,82±5および43±8ka)を求めた,(5)従来Uーpd年代値の信頼性チェックなどに利用されていたコンコーディア(concordia;年代二致曲線)をウラン系列年代測定法に導入することを試み,喜界島産化石サンゴのうち,^<230>Th/^<234>U・^<231>Pa/^<235>U両年代が一致しない5試料が,実は230,000+50,000-30,000年前に死亡し,それらが今から4,000±4,000年前に,一度ウラン・トリウムおよびプロトアクチニウム同位体に関して開放系となった可能性があること,そして,このことから,波照間島同様,本島上にも,おおよそ21万年前の温暖期(penultimate interglacial)に形成されたサンゴ礁性石灰岩が存在することが推論できた.本年度中に得られた新知見は以上の通りである.後期更新世以降の地殼変動解析が充分ではない南西諸島の3島(北大東島・南大東島・与那国島)から、それぞれ42・48・52個の年代測定試料を収集するとともに、それらの^<230>Th/^<234>U年代を求めた。その結果、3島に共通して、最終間氷期に形成された石灰岩体が、現在の海抜高度20m以下の海岸線付近のみに分布し、それら3島の過去13万年間の降起量が、喜界島に比較して1桁少ないことが確証された。与那国島から、"penultimate interglacial"期相当の^<230>Th/^<234>U年代を初めて得、変動速度に若干の差は認められるものの、本島が波照間島と同様、21万年前から降起傾向にあることが明白になった。降起環礁として知られる南北大東島では、約8m迄の高度に最終間氷期を指示する現地性サンゴが産出することから、僅かながら、過去13万年間に両島が降起したことを推論することができた。しかし、元来環礁として発達してきた両島が、現在のように海上に姿を露わすことになった降起運動は、上記の結果から、極めて遅いものだったと考えられる。日本海海底堆積物中の"authigenic"なUおよびTh同位体組成の変化を、隠岐堆で採取されたKH-79-3-C3ピストンコアを用いて、約8万年間を30層準に分割して詳細に検討したところ、同位体組成と堆積物構成要素(砕屑物の鉱物組成・生物源炭酸カルシウム量および有機物含有量)との関係から、日本海の場合、UおよびTh同位体組成の変化が、海底環境の変化を知る上で極めて有効なことが明らかになった。本年度、幸いにも、南カリフォルニア大学(USC)地球科学教室に滞在の機会が与えられ、同教室Teh-Lung Ku教授ほかのスタッフとともに、最近10年間各国の研究グループで用いられてきたU・Th同位体分析のための試料処理方法を総括し、それらの検討から、現在のところ最も簡便で効率の良い方法の確立に成功した。^<230>Th/^<234>U年代測定法を適用しながら、南北両大東島と与那国島に分布する更新統の礁性堆積物(琉球石灰岩)の形成年代を詳しく検討した。そして、それらの結果と各島々の旧汀線を指示する離水地形の認定とその高度測量の結果をあわせ、周辺地形の地殻変動量の推定を試みた。南北両大東島では、かって環礁を形成し、現在ではほとんどの部分がドロマイト化されている礁性堆積物(大東ドロストン)を薄く覆って産する更新統石灰岩を合計9地点で見い出したが、それらは、いずれもが最終間氷期(酸素同位体ステ-ジ5e相当)あるいはそれ以若であることが明らかになった。そして、最終間氷期当時の汀線を、現在の海岸線に形成されつつあるサ-フベンチと同規模(奥行き25m)の離水平坦面から推論し、それらの高度から両島の過去13万年間の隆起量が、それぞれ4および6.7mと極めて小さいとの結論に達した。
確率的情報処理への統計力学的アプローチに関する総括研究

総括班は評価グループ(研究協力者:高山一氏(東京大学・教授),土屋和雄氏(京都大学・教授),D.Saad氏(英国Aston大学・教授),D.Sherrington氏(英国Oxford大学・教授),坂野鋭氏(NTTデータ・シニアスペシャリスト),岩本貴司氏(三菱電機・グループリーダー))の評価・助言を受けながらそれを各計画研究に反映させ,平成17年度までに本特定領域の各計画研究で得られた成果を平成18年度に以下の通り総括した.(1)2006年6月に京都大学数理解析研究所で開催された研究会「情報物理学の数学的構造」に田中和之および研究分担者である西森秀稔,樺島祥介,田中利幸が出席し,本研究領域の研究成果の公開を行うとともに,情報統計力学の数学面での最新の研究成果についての情報収集を行い,本特定領域の研究成果のとりまとめに反映させた.(2)平成17年度までに本特定領域の各計画研究で得られた成果およびデータを研究分担者である西森秀稔,樺島祥介,田中利幸が各計画班の班長として整理し,計画研究代表者である田中和之に報告し,計画研究代表者である田中和之は研究成果報告書(冊子体)を作成した.同時に2006年9月に国立情報学研究所で行われた文部科学省の特定領域事後評価ヒアリングで研究成果の説明を行った(3)雑誌「数理科学」(サイエンス社)において2004年11月号からの10回シリーズで掲載した本研究領域の各研究項目の研究成果をわかりやすく紹介するリレー連載をとりまとめ,サイエンス社から確率的情報処理の教科書として臨時別冊・数理科学SGCライブラリ「確率的情報処理と統計力学--様々なアプローチとそのチュートリアル」を2006年9月に出版した.2002年12月に東京において本特定領域の第1回公開シンポジウムを開催した.2003年7月に岡山において国際会議「HayashibaraForum2003 ---Physics and Information---」を林原共済会と協力して開催した.2004年7月には湘南国際村センターにおいて国際研究集会「Statistical Physics of Disordered Systems and Its Applications(第1回)」を開催し,英文のProceedingsを理論物理学刊行会から2005年4月に出版した.2005年7月には公開シンポジウム「Randomness and Computation」を仙台国際センターにおいて開催し,特に科研費特定領域「新世代の計算限界-その解明と打破-」と連携することによりアルゴリズム論を中心とする理論計算機科学分野の研究者との交流を行った.2005年9月にはイタリア・ローマにおいて開催された国際研究集会「Statistical Physics of Disordered Systems and Its Applications(第2回)」の組織・運営に協力し,本特定領域の研究成果の国際発信を行った.・2004年12月および2005年12月には公開シンポジウム「確率推論の数理」を東北大および東工大においてそれぞれ開催し,各計画研究の研究進展状況を確認した.2004年11月から2005年12月までサイエンス社の雑誌「数理科学」においてリレー連載を企画し,さらに2006年8月には数理科学別冊「確率的情報処理と統計力学---様々なアプローチとそのチュートリアル」を出版した.これらの啓蒙活動および専門家による議論の両面を通して,関連分野の研究者に対する研究成果の定着を促進し,確率的情報処理の理論的骨格を構築することができた.平成14年12月1日公開チュートリアル「確率的情報処理としての移動体通信技術」と題して,池田思朗氏,田中利幸氏,岡田真人氏を講師として,情報幾何,確率伝搬法,神経回路網理論等の確率的情報処理の最先端の理論を駆使したCDMA方式移動体通信技術における若手研究者・大学院生向けのわかりやすいチュートリアルを,東京大手町サンケイプラザで開催した(参加者103名).その際,わかりやすい講義ノートを印刷し,参加者に配布するとともに,ホームページを通して公開した.平成14年12月2日から4日まで平成14年度研究成果発表会を,東京で開催し(参加者131名),今年度の各計画研究代表者の研究成果を公開し,これを講演概要集として印刷し,参加者に配布し,ホームページを通じて公開した.研究成果発表会においては,甘利俊一氏(理研),根本幸児氏(北大)をはじめとする関連分野の最先端の研究者に素人向けのわかりやすい講演を行っていただき,これにより参加者に本特定領域の情報科学・物理学の境界領域としての位置づけを印象づけることに成功した.樺島祥介氏(研究分担者)は平成14年11月13日,計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会2002において「情報処理と統計力学」と題するオーガナイズドセッションを企画した.更に,田中利幸氏(研究分担者)は,池田思朗氏(九工大),M. Welling氏(University of Toronto)とともに国際会議Neural Information Processing Systems 2002において分科会として「Workshop on Propagation Algorithm on Graphs with Cycles : Theory and Applications」を提案し,平成14年12月13日-14日,Whistler(Canada)で開催した.本特定領域研究の研究成果を公式ホームページURL:http://www.smapip.eei.metro-u.ac.jp./を通して公開している.2003年7月に国際研究集会「情報の物理学」(岡山,参加者70名)を林原共済会との共同開催企画の形で本特定領域の平成15年度公開シンポジュームとして企画し,関連分野の外国人招待講演者7名を招聘した.計測自動制御学会からの依頼により同会誌「計測と制御」

2003年8月号において研究代表者の田中和之,研究分担者の樺島祥介をゲストエディターとして,本特定領域の計画研究代表者を執筆者とするミニ特集「ベイズ統計・統計力学と情報処理」という形でわかりやすい解説記事を通して成果の一部を公開した.本特定領域の平成15年度のチュートリアルとして2003年11月に若手研究者・学生向けに最新技術をわかりやすく紹介する講演会「確率的アルゴリズムによる情報処理」(京都)を日本神経回路学会および電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティとの共同開催企画として主催し,100名を越える参加者があった.更に2003年情報論的学習理論ワークショップ(2003年11月,京都)を共催し,実行委員として研究代表者の田中和之,研究分担者の樺島祥介が協力した.研究分担者の田中利幸が本特定領域の研究課題をテーマとするオーガナイズドセッションを組織した.また,研究分担者の西森秀稔が英国物理学会の学術雑誌Journal of Physics Aからの依頼を受けて本特定領域研究のテーマを主題として含むSpecial Issue of Statistical Physics of Disordered Systems : from Real Materials toOptimization and Codesを編集し,2003年10月に出版した.これらの啓蒙活動を通して関連分野の研究者に対する研究成果の定着を促進することができた.これらを具体的に示す成果として研究分担者の田中利幸が移動体通信における確率的手法の成果が認められ,平成15年度ドコモモバイルサイエンス賞を受賞した.2004年7月に国際研究集会「Statistical Physics of Disordered Systems and Its Applications」(葉山,参加者110名)を本特定領域の平成16年度第1回公開シンポジュームとして企画し,関連分野の外国人招待講演者10名を招聘した.この国際研究集会のProceedingsは,学術雑誌「Progress of Theoretical Physics」から2005年4月に出版されることとなっており,研究分担者西森秀稔氏,研究代表者田中和之および計画研究代表者の一人である福島孝治氏が編集責任者として編集にあたった.また本特定領域の平成16年度のチュートリアルとして2004年9月に日本物理学会2004年秋季大会領域11シンポジューム「確率的情報処理の生み出す平均場理論の新展開」(青森),2004年10月に電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会における「確率的情報処理への統計力学的アプローチ・ベイジアンネットセミナー合同チュートリアル」(京都)を共同開催企画として開催し,それぞれ100名を越える参加者があった.更にサイエンス社と本総括班との協力により,当該特定領域の研究課題をテーマとするリレー連載「確率的情報処理と統計力学」が「数理科学」(サイエンス社)から2004年11月号からの10回シリーズで開始された.その執筆者
新規ゲノムマイクロアレイによる骨髄幹細胞由来膠芽腫幹細胞の解析

癌は多種類の癌遺伝子および癌抑制遺伝子の異常が経時的に蓄積され、種々の段階を経て発生すると一般的に考えられている。それら遺伝子異常のパターンが癌の細胞生物学的特性を規定し、放射線および化学療法の感受性や患者の予後に深く関与している。しかし癌には遺伝子単位の変異だけでなく、染色体単位の欠失、倍加、逆位などのゲノム単位の大きな変異も認められる。最新の分子遺伝進化学によれば生物進化によって新しい表現型を獲得した種にはゲノムの大幅な構造変化が先行している。癌を自己に生じた新しい種と捉えることは、根源的な治療法の開発に重要な示唆を与えてくれるものと考えられる。本研究ではまずグリオーマにおけるゲノム異常を最新のゲノムマイクロアレイ(PropGene CGH Array)で明らかにし、それを患者リンパ球のゲノムデータと比較検討することを目的とした。一方、脳腫瘍細胞の一部に神経幹細胞マーカーが発現していたり、脳腫瘍細胞を神経幹細胞培養系で培養するとニューロスフェアーを形成することなどから、膠芽腫(グリオブラストーマ)組織中に腫瘍細胞を供給する癌幹細胞が存在することが疑われている。もし癌幹細胞が存在するならば、その細胞はもともと存在した神経幹細胞が腫瘍化したものなのか、または腫瘍化した組織幹細胞が幹細胞循環システムにより脳に運ばれたのかのいずれかの可能性が考えられる。我々はこれまでarray-CGH(GenoSensor)にて膠芽腫のゲノム異常解析を進めてきたが、膠芽腫で認められたゲノム異常パターンが同一患者のリンパ球ゲノムにも観察された症例を経験した。この現象は骨髄幹細胞ゲノムにある特定の変異を来たしたものが末梢血から脳組織に運ばれて膠芽腫を発生させ、同時にリンパ球への分化を起こしたと考えることも出来る。このことから膠芽腫の中には骨髄幹細胞に生じた異常幹細胞に由来するものが存在するのではないかとの着想を得た。このような研究計画の下、現在もGSP-Array 7700により脳腫瘍組織及びヒトリンパ球の遺伝子解析を継続している。今回の研究においては、膠芽腫のゲノム異常解析をGenoSensorおよびPropArray CGHにより行った。PropArray CGHは日本人胎児由来のゲノムからBAC cloneを作製して、7500の染色体マーカーとしてスライドグラス上に貼り付けたものであり、現時点で最高のゲノム解析の解像度が得られる。GenoSensorと同様の方法でゲノムDNAを標識し、PropArray CGH(PropGene Inc.)にハイブリダイズさせ、専用スキャナーで蛍光強度を測定する。このデータから染色体ごとのイデオグラムを作製した。特に同一患者の膠芽腫組織とリンパ球のゲノムをより詳細に比較し、両者のパターンの類似性をwavelet解析法で検証している。

また、これらのゲノム構造変化が癌組織にどのような頑健性(robustness)を与えるかを、ゲノム重複や遺伝子増幅によるredundancyおよびdiversityの観点から推測し、構造変化をきたした染色体部位が癌細胞全体に与える影響をモチーフ構造・モジュラー構造などの解析を行うことで、ゲノム進化学的観点から検討中である。我々はこれまでarray-CGH(Geno Sensor)にて膠芽腫のゲノム異常解析を進めてきたが、膠芽腫で認められたゲノム異常パターンが同一患者のリンパ球ゲノムにも観察された症例を経験した。この現象は骨髄幹細胞ゲノムにある特定の変異を来たしたものが末梢血から脳組織に運ばれて膠芽腫を発生させ、同時にリンパ球への分化を起こしたと考えることも出来る。このことから膠芽腫の中には骨髄幹細胞に生じた異常幹細胞に由来するものが存在するのではないかとの着想を得た。今回の研究においては、膠芽腫のゲノム異常解析をGeno SensorおよびProp Array CGHにより行った。Prop Array CGHは日本人胎児由来のゲノムからBAC cloneを作製して、7500の染色体マーカーとしてスライドグラス上に貼り付けたものであり、現時点で最高のゲノム解析の解像度が得られる。Geno Sensorと同様の方法でゲノムDNAを標識し、Prop Array CGH(Prop Gene Inc.)にハイブリダイズさせ、専用スキャナーで蛍光強度を測定する。このデータから染色体ごとのイデオグラムを作製した。特に同一患者の膠芽腫組織とリンパ球のゲノムをより詳細に比較し、両者のパターンの類似性をwavelet解析法で検証してきた。これらのゲノム構造変化が癌組織にどのような頑健性(robustness)を与えるかを、ゲノム重複や遺伝子増幅によるredundancyおよびdiversityの観点から推測し、構造変化をきたした染色体部位が癌細胞全体に与える影響をモチーフ構造・モジュラー構造などの解析を行ってきている。更に最近では、より脳腫瘍の臨床に密接した診断装置として約500の染色体マーカーをスライドグラス上に貼り付けたArray CGHにより、簡便かつ安価で解析できる方法を考案中である。
多光子励起顕微鏡と量子ドットを用いたANCA関連血管炎の腎臟イメージング解析

1.多光子励起顕微鏡を用いたマウス腎糸球体観察法の確立昨年度作製法を確立したmaMPOを量子ドット(Qdot)で標識したもの(maMPO-Qdot)を調製し、簡易的に倒立型蛍光顕微鏡で、maMPO-Qdot投与後におけるその腎臓内分布を凍結切片上で観察。その結果、微弱ながら腎臓におけるmaMPO-Qdotの蛍光を観察したが、傾向強度は微弱であった。そこで現在、量子ドット以外に通常の有機蛍光化合物も利用したmaMPOをラベリングしたmaMPOの生体内分布を継続中。2.maMPOの腎炎誘導活性評価maMPOとLPSの併用によるC57BL/6マウスの半月体性糸球体腎炎モデルについて、腎臓切片のHE染色・PAS染色・蛍光免疫染色、腎臓中のmRNA発現の定量PCR解析を行った。その結果、LPSの単独投与によって、主に好中球と考えられるGr-1+細胞の糸球体への浸潤が見られたが、maMPOの単独投与ではそのような変化が見られなかった。また、好中球、マクロファージの浸潤に関与する接着分子ICAM-1、ケモカインKC、MCP-1などの腎臓におけるmRNA発現を検討したところ、LPSの投与によって有意に増加することを確認した。従って、LPSによる好中球浸潤に加え、maMPO投与による好中球の活性化が血管傷害の主たる原因であることが推察された。maMPOによる糸球体血管内皮細胞の直接的活性化メカニズムに関わる新規抗原分子Moesinを同定し、maMPOがMoesinに交差反応で結合。血管内皮細胞に活性化シグナルを伝達している事を明らかにした。G-CSFで多核白血球に分化誘導したマウス骨髄細胞32Dcl3からmouse MPOを精製することに成功した。これを免疫用抗原として、いくつかの免疫プロトコールを検討した結果、25μg/回でMPO欠損マウスに4回免疫を行った後、回収した血清からProtein G Sepharoseを用いてポリクローナルmαMPOを精製することに成功した。また、同マウスから回収した脾臓細胞を用いてハイブリドーマの作製も行い、1クローンのモノクローナル抗体を得ることにも成功した。2.mαMPOの腎炎誘導活性評価1で得られたmαMPOをC57BL/6マウスに尾静脈投与し、血尿・蛋白尿などのモニタリングを行ったが、糸球体腎炎発症が見られなかった。そこで、lipopolysaccharide(LPS)の腹腔内投与を併用したところ、投与後2日後をピークとする急性の血尿・蛋白尿が観察された。これらのマウスを屠殺し、腎臓・肺の組織像を観察したところ、半月体性糸球体腎炎や肺胞出血を伴う炎症像が観察された。また、腎臓・肺組織中には多数の白血球浸潤が見られたことから、現在これらの白血球について、その分類や機能について解析中である。また、1で得られたモノクローナル抗体についても、その腎炎誘導性について検討を行ったが、腎炎誘導活性は現在のところ確認できていない。3.多光子励起顕微鏡を用いたマウス腎糸球体観察法の確立1で得られたmαMPOを量子ドット(Qdot抗体標識キット、Invitrogen)で標識したものを調製した。現在、これを用いてmαMPO投与後の生体内分布について検討を行っている。
多核種多技法磁気共鳴脳活動画像による脳内ニューロン再生機構のin vivo解析

「目的」磁気共鳴法(MR)による"神経細胞再生"に関する画像解析法の開発とそれによる損傷脳回復の機構の解明、さらには臨床的展開を目標とした。具体的に、以下のニューロンの再生過程を画像解析する多技法磁気共鳴法方法を確立し、動物実験脳損傷モデルで神経再生の解明を行った。さらに、これらの方法を臨床装置へ適用し、臨床例での応用・解析を試みた。(1)ニューロン自体の電気的興奮をMRIにて画像化した、(2)拡散強調テンソル画像法を発展させ、神経線維の再生の方向性や連絡性を画像化した、(3)2次元磁気共鳴スペクトル法(2D-MRS)の改良にて、神経細胞特有のアミノ酸(NAA、Glutamate等)や神経伝達物質やセカンドメッセンジャーの分布を解析し、再生ニューロンの代謝活性を解析した、(4)水分子をtracerとする非侵襲的脳血流画像法を得て、ニューロン再生との再開通組織血流量変化の関係を解析した。「方法・結果」上記記載のMR法によるニューロン再生画像解析法を用いて、主に動物基礎実験への適用の検討を行なった(動物実験用NMR装置(4.7T, Biospec, Brucker))。また一部は臨床装置への適用を行った。(1)神経細胞興奮画像法によるニューロン活動の解析:独自に開発したManganese enhanced MRI (MEMRI)は、神経細胞の興奮にて生じるシナプスでのCa^<2+>の出入りと共約して動くCa^<2+>を媒体としてEPI画像を撮像する方法であるが、実験虚血モデルでその有用性を検討した。その結果、MEMRIで検出された病巣は、拡散強調画像や脳血流画像での検出範囲よりも広く、いわゆる可塑性領域をより忠実に反映しうることが確認された。また、この方法では、ラットで、脳皮質、海馬、臭球などの神経線維走行や微細な層構造の描出が可能であった。(2)超高速拡散テンソル画像法による神経線維走行画像(Fiber tracking Imaging)の実用化:6軸拡散用傾斜磁場を加えたEPI拡散強調画像からテンソル画像を作成し、その連続性を追跡して脳内神経線維の3次元方向性を画像化した。今後臨床現場で、fMRIとの組み合わせで脳機能の解析に用いられることが示唆された。(3)2次元磁気共鳴スペクトル法(2D-MRS)の実用化:従来の方法では不可能であった神経細胞特有のアミノ酸(NAA、Glutamate等)分布の画像解析を可能にした。3.OTの臨床用装置でその有用性が発揮できた。(4)非侵襲的脳血流画像法による再生脳組織の血流再開通の検討:血管内の水分子を指標とする非侵襲的脳血流画像法を可能にした。ニューロン再生を脳血流再灌流の観点から解析できる可能性が示された。

ニューロン再生を脳血流再灌流の観点から解析できる可能性が示された。「目的」磁気共鳴法(MR)による"神経細胞再生"に関する画像解析法の開発とそれによる損傷脳回復の機構の解明、さらには可及的な臨床的展開を目的として基礎的研究を行う。具体的には、以下の多技法の磁気共鳴法を開発・実用化してin vivoでニューロンの再生過程を画像解析する方法を確立し、動物実験脳損傷モデルで神経再生の解明を行う。さらには、これらの方法を臨床装置へ適用し、臨床例での応用・解析を試みる。即ち、(1)拡散強調テンソル画像法を発展させ、神経線維の再生の方向性や連絡性を画像化する、(2)ニューロン自体の電気的興奮をMRIにて画像化する。(3)2次元磁気共鳴スペクトル法(2D-MRS)の改良にて、神経細胞特有のアミノ酸(NAA、Glutamate等)や神経伝達物質やセカンドメッセンジャーの分布を解析し、再生ニューロンの代謝活性を解析する。(4)血管内の水分子をtracerとする非侵襲的脳血流画像法を得て、ニューロン再生との再開通組織血流量変化の関係を解析する。「方法・結果」本年度はMR法によるニューロン再生in vivo画像解析法の開発と動物基礎実験への適用の検討を行なった。装置は動物実験用NMR装置(4.7T, Biospec, Brucker)を用いた。(1)超高速拡散テンソル画像法による神経線維走行描出画像(Fiber tracking Imaging)の実用化:6軸に異なる拡散用傾斜磁場を加えて測定したEPI拡散強調画像からテンソル画像を作成し、その連続性を追跡して脳内神経線維の3次元方向性の画像描出法を確立した。ニューロン再生時での線維連絡の解析に用いることに適用できると考えられる。(2)神経細胞興奮画像法によるニューロン電気活動の解析:神経細胞の興奮にて生じるシナプスでのCa^<2+>の出入りと共約して動くMn^<2+>を媒体としてEPI画像を撮像する方法(Manganese enhanced MRI : MEMRI)を開発・発展させた。ニューロン再生モデルでの動物実験や虚血などの病態モデルに適用できることが判明した。(3)2次元磁気共鳴スペクトル法(2D-MRS)の実用化:従来の1次元MRS法では不可能であった神経細胞特有のアミノ酸(NAA、Glutamate等)の分布の画像解析を可能にした。脳虚血病巣などの脳損傷時および再生過程のニューロンの代謝変化のin vivo画像解析に用いるように検討中である。(4)非侵襲的脳血流画像法による再生脳組織の血流再開通の検討:血管内の水分子を指標とする非侵襲的脳血流画像法を可能にした。「目的」磁気共鳴法(MR)による"神経細胞再生"に関する画像解析法の開発とそれによる損傷脳回復の機構の解明、さらには臨床的展開を目標とした。具体的には、以下のようなニューロンの再生過程を画像解析する多技法磁気共鳴法方法を確立し、動物実験脳損傷モデルで神経再生の解明を行う。即ち、(1)ニューロン自体の電気的興奮をMRIにて画像化する。(2)拡散強調テンソル画像法を発展させ、神経線維の再生の方向性や連絡性を画像化する、(3)2
椎体終板軟骨、椎間板軟骨の増殖・分化の異常からみた脊柱靱帯骨化の発生メカニズム

(目的)脊柱靱帯骨化の発生機序を解明するため、ヒト強直性脊柱骨増殖症モデルとされているtwyマウスを用いてその掘る増殖変化過程を病理組織学的に検索した。今回は椎間板線椎軟骨と骨化との関連、それに伴う血管系に着目して実験を行った。(方法)材料は4週24週のtwyマウス40匹とコントロールとして同週齢のICRマウス20匹を用いた。脊柱の血管系の検索のため、それぞれ麻酔後心臓よりゼラチン強化墨汁を灌流した後、10%中性緩衝ホルマリン固定、パラフィン包埋し、正中矢状断面標本を作製した。HE、Toluidin blue染色に加え、PCNA(proliferating cell nuclear antigen)、S-100蛋白、コンドロイチン硫酸プロテオグリカンのそれぞれの抗体を用いた免疫組織化学染色をABC法にて行った。また共焦点レーザーを用いた微分干渉像と抗体の蛍光発色像との合成も行った。さらに走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて脊柱の割断像を観察するクラクトグラフィーを行った。(結果および考察)twyマウス頸椎では6週齢以降より椎間板髄核の脱出が起こり始め、週齢を増す毎に著明な椎間板線維輪の断裂、不整像がみられ、靱帯部の血管増生が著明であった。また椎間板線維軟骨はどの週齢においてもS-100蛋白が高頻度に陽性で、PCNAは断裂椎間板線維軟骨細胞、後縦靱帯部の間葉系細胞に陽性であった。また断裂に伴い、靱帯部にコンドロイチン硫酸プロテオグリカンが増加していた。さらに、SEMに共焦点レーザー顕微鏡での解析より、椎体終板軟骨は保たれており、椎間板線維輪の断裂に伴い、線維輪軟骨が靱帯部に増殖伸長している像が観察できた。この結果よりtwyマウスの脊椎骨増殖性変化は、Ca結合蛋白のS-100蛋白を有した線維軟骨よりなる椎間板線維輪が、髄核の脱出により構築の破錠が起こることで増殖能が高くなり、靱帯部にまで侵入して、そこに血管の侵入を伴い起こる内軟骨性骨化と線維輪断裂により刺激された靱帯部間葉系細胞の骨芽細胞化による骨化が起こっていることが示唆された。
β−BaB＿2O＿4の2次非線形光学定数の精密測定

β-BaB_2O_4(BBO)は吸収端が190nmと短く,紫外域まで波長変換が可能な材料として実用化を目指した研究が精力的に行われている。ところが最も基本的な物理量である2次非線形光学定数の測定例がBBOでは極めて少なかった。本研究ではBBOの非線形光学定数を可視から紫外第2高調波波長の領域にわたって精密に測定し,その絶対値を決定した。測定試料はソニー中央研究所久保田研究室でチョクラルスキー法により成長したものを提供していただいた。基本波波長1.313μm,1.064μm,0.852μm,0.532μmにおいて,d_<22>をウェッジ法を用いた絶対測定により求めた。各波長での測定用光源には,いずれも単一縦モード連続発振で動作する,DFBレーザ,半導体レーザ励起Nd:YAGリングレーザ,Ti:サファイアレーザ,半導体レーザ励起Nd:YAG SHリングレーザをそれぞれ用いた。また,その他の独立な成分d_<33>,d_<31>,d_<15>は値が小さく上記の光源では解析に十分なパワーの第2高調波が得られなかったため,基本波光源にQスイッチNd:YAGレーザを用い,波長1.064μmでd_<22>との間で相対測定を行った。得られた測定データに対しては試料内での基本波,第2高調波の多重反射を考慮した解析を行った。その結果,d_<22>の絶対値は基本波波長1.313,1.064,0.852,0.532μmでそれぞれ1.9,2.2,2.3,2.6pm/Vと決定した。また,1.064μmでの相対測定から得られた他の成分の絶対値は,それぞれd_<33>=0.04pm/V,d_<31>=0.04Pm/V,d_<15>=0.03pm/Vで,いずれもd_<22>の2%以下と小さいことがわかった。各波長でのd_<22>の値から求められるMillerのΔの値は測定誤差(±5%以下)を考慮しても波長に対して一定であるとは言えず,したがって,本研究のように各波長毎に非線形光学定数を測定することが正しい値を得るためには重要である。BBOに限らず紫外第2高調波波長での非線形光学定数の測定例はほとんど無く,今回,特に0.532μmで非線形光学定数を決定したことにより,今後BBOを紫外第2高調波波長における参照物質として用いることができる。
悪性骨軟部腫瘍の治療選択・層別化のためのバイオマーカーの開発と新たな治療法の探索

軟骨肉腫、粘液線維肉腫、骨巨細胞腫の全エクソン解読ならびに全トランスクリプトーム解読を行い、新規ドライバー変異、融合遺伝子を同定した。また、粘液線維肉腫はエピゲノムの特徴から予後と関連する3群に分類されることを見出した。microRNA133aの発現抑制によって骨肉腫の、microRNA135bの発現抑制によって粘液型脂肪肉腫の浸潤能及び肺転移が抑制されることを明らかにした。TFE3免疫染色、WT1遺伝子FISH検索、FGF23免疫染色、USP6遺伝子FISH検索、H3K27me3免疫染色が種々の肉腫の病理診断に有用であることを明らかにした。本研究は、稀でありながら多彩な生物学的特徴を有する悪性骨軟部腫瘍(肉腫)の分子生物学的異常を遺伝子からタンパク質まで重層的に解析し、臨床上重要な表現型に関与する因子を明らかにすること、それによって各腫瘍の分子背景に基づく治療法の選択、特異的な分子生物学的異常を標的とした新たな治療法の開発を促進することを目的としている。平成26年度は、軟骨肉腫、骨肉腫、胞巣状軟部肉腫の3種類の肉腫に関して研究を進めた。1.10例の軟骨肉腫凍結検体ならびに同一患者の正常リンパ球よりDNAを抽出し、次世代シークエンサーを用いて、全ゲノム解読並びに全トランスクリプトーム解読を行い、体細胞ゲノム異常の包括的な同定を行った。さらに47例の軟骨肉腫を追加して検証実験を行った結果、約20%の症例で軟骨細胞の分化に重要な働きをしている細胞外基質であるCOL2A1遺伝子に高頻度なゲノム異常を同定した。また、新たにアクチビン受容体を含む融合遺伝子(FN1-ACVR2A)を発見した。さらに軟骨肉腫における体細胞変異の分布を他の固形がんと比較した結果、紫外線による悪性黒色腫や喫煙による肺がんとは異なった分布を示し、前立腺がんと強い相似性を示すことが明らかとなった。3.胞巣状軟部肉腫で特異的に発現が亢進しているタンパク質を網羅的タンパク質発現解析の手法を用いて解析し、SETタンパク質が胞巣状軟部肉腫で高発現していること、同タンパク質の発現抑制によって細胞増殖や浸潤能などが抑制されることを見出した。本研究は、稀でありながら多彩な生物学的特徴を有する悪性骨軟部腫瘍(肉腫)の分子生物学的異常を遺伝子からタンパク質まで重層的に解析し、臨床上重要な表現型に関与する因子を明らかにすること、それによって各腫瘍の分子背景に基づく診断精度の向上、治療法選択の根拠、特異的な分子生物学的異常を標的とした新たな治療法の開発を促進することを目的としている。平成27年度は下記の研究を行った。1.遺伝子解析:軟骨肉腫、粘液線維肉腫、骨巨細胞腫の3組織型の腫瘍に関して、全エクソン解読ならびに全トランスクリプトーム解読を行い、体細胞ゲノム異常の包括的な同定、融合遺伝子の検出を試み、いずれの組織型においても新規ドライバー変異、融合遺伝子を同定した。また、国立がん研究センター中央病院における臨床検体より樹立した肉腫ゼノグラフト株7種(軟骨肉腫、骨肉腫、類上皮肉腫、滑膜肉腫)と細胞株2種(骨肉腫、滑膜肉腫)について、がん遺伝子パネルを用いたターゲットシークエンシングにより、遺伝子異常(変異、増幅、欠失)を解析した。さらに、粘液型脂肪肉腫の網羅的mRNA発現データをDNAマイクロアレイで採取し、遠隔転移の有無など臨床病理学的所見との関連を調べた。2.タンパク質解析:粘液型脂肪肉腫のプロテオーム解析によって同定した転移関連タンパク質について、免疫染色による検証実験を実施した。3.病理学的研究:胞巣状軟部肉腫の診断におけるTFE3免疫染色や、線維性小円形細胞腫瘍診断におけるWT1遺伝子の分離プローブを用いたFISH検索の有用性を検証した。また悪性末梢神経鞘腫瘍診断においてH3K27me3免疫染色の消失現象の有用性を検証した。さらに、肉腫や肉腫と鑑別が必要となる癌腫におけるSMARCA4の発現状態を免疫染色で確認した。本研究は、悪性骨軟部腫瘍(肉腫)の分子生物学的異常を遺伝子からタンパク質まで重層的に解析し、分子背景に基づく診断精度の向上、治療法選択、新たな治療法の開発を促進することを目的としている。これまでの研究で、病理学的診断の難しい線維性小円形細胞腫瘍や悪性末梢神経鞘腫瘍において、H3K27me3免疫染色やWT1分離プローブを用いたFISH検索が鑑別診断に有用であることを示した。また、軟骨肉腫、粘液線維肉腫の遺伝子解析から、新たな治療標的となり得るtargetableなドライバー変異、融合遺伝子を同定するとともに、粘液型脂肪肉腫のプロテオーム解析によって、新たな転移関連タンパク質を同定した。本研究は、多彩な生物学的特徴を有する悪性骨軟部腫瘍(肉腫)の分子生物学的異常を遺伝子からタンパク質まで重層的に解析し、臨床上重要な表現型に関与する因子を明らかにすること、分子背景に基づく診断精度の向上、治療法選択の根拠、特異的な分子生物学的異常を標的とした新たな治療法の開発を促進することを目的とした。1.遺伝子解析:軟骨肉腫、粘液線維肉腫、骨巨細胞腫の全エクソン解読ならびに全トランスクリプトーム解読を行い、体細胞ゲノム異常の包括的な同定、融合遺伝子の検出を試み、いずれの組織型においても新規ドライバー変異、融合遺伝子を同定した。