hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
IoT技術を用いた生産物流向け位置情報システム

生産・物流を対象として,IoT (Internet of Things)技術を用いた機器の組合せによる,人・物の位置および状態を収集および利用する位置情報システム構築した。大別して,測位手法の開発と,デバイスの開発,情報システムの開発の3項目が含まれる。最終年度は主に(2)と(3)の項目についての実施および検証を行った。(1) BLE (Bluetooth Low Energy)ビーコンを用いた歩行者ナビゲーション向けの測位手法による生産・物流現場での有効性の確認,電波発信機器と受信機器の配置の検討,および周波数差を利用した屋内における精度向上に関する理論構築を行った。(2)センサおよびプロセッサなどを組合せることにより,汎用の電波送受信機器と比較して,生産・物流のための位置情報システムの構築に適したIoTデバイスであるスマートタグの開発を行った。これは,加速度・ジャイロなどの各種センサを搭載することにより状態を把握できる他,移動する物を含めてセンシング可能とする測位機能を有する。さらに,BLEを用いて周囲約50mにブロードキャスト配信することで,読み取り作業なしで人・物の状態や位置を把握可能としている。(3)結果の提示方法に関する検討を行い,前項で開発した手法およびデバイスを利用した情報システムの設計および構築を行った。スマートタグを所持する人(作業員)の現在地や運動量などをリアルタイムに示す他,蓄積した情報を元に多角的な分析を行った結果を示すことを可能にした。対象となる設備のある屋内で,既に開発したBLEビーコンを用いる測位手法に基づく測位実験を行った。距離とRSSIの関係は通常の屋内環境と同等であり,これまでに開発した技術がそのまま測位に利用可能であると考えられる。設備におけるノイズ発生についても,当初想定したような問題はなく,新しい測位モデルや手法は必要ないと言える。一方,生産・物流における測位において,測位対象にBLEビーコンを取り付ける場合,測位対象が非常に多い場合,ビーコンが密集することがあり,輻輳によると考えられる問題が発生した。実測では,ビーコン1個の場合は多くの端末で正常にRSSIが取得できる割合が90%以上,一部の取りこぼしのある端末でも80%以上であった。しかし,ビーコン40個を1箇所にまとめて置いた場合,正常にRSSIが取得できる割合は6025%程度となった。また,Wi-Fiの併用については,多くの端末において,かえって精度の低下に繋がることがわかった。これは,2.4GHz帯の物理層をBluetoothとWi-Fiで共有しているためと考えられる。各種センサによるPDRを併用した方式の開発も進めているが,測位対象にこれらのセンサをもつ端末をつけなければならなどの問題があり,より簡易な機器の開発についても今後検討する。平成28年度の研究実施計画に記載した事項については,実施して国内の学会で発表を行った。また,一部平成29年度の計画に含まれる内容を実施した。このためおおむね順調に進展していると言える。ただし,新たな問題を発見したことと,それらの中に未解決のものが含まれているため,当初の計画以上に進展しているとは言えない。生産物流向け測位のため,配置に関する検討と新規デバイスの開発を行った。配置に関する検討において,まず固定機器(送信機)一か所分からの測距の精度向上に関する手法の開発と実験を行い,その効果と限界に関するデータを取得した。精度向上について,具体的には周波数(チャネル)別の受信信号強度を用いることにより,反射波との干渉による影響(マルチパスフェージング)を低減する試みである。理論上はある程度の効果が得られる見込みがあるものの,実用上は課題が残されている。また,別の試みとして,異なる高さに複数の送信機を設置することが効果的であることがわかったが,その最適な配置については次年度に検討する。また,Bluetooth Low Energyの送受信機能を持つ小型のデバイスのプロトタイプを作成した。これを用いてスマートフォン等を用いずに,受信信号強度や各センサからの値を元に処理を行い,位置情報(近接ビーコンの判定)の後,その情報を送信することが可能である。このデバイスの評価や,デバイス内での処理のアルゴリズムの改良などを行った。処理に用いるプロセッサは性能が限定されているものであるが,その能力で処理可能な統計処理(検定なども含む)の組合せにより十分な精度の近接判定を実現した。また,これまでのアルゴリズムでの誤判定の原因を明らかにした。今後,これらの結果を踏まえたIoT (Internet of Things)デバイスの開発と,それを用いた位置情報システムの開発・実験を行う。平成30年度に開発予定であったデバイスについては既にプロトタイプの作成・評価まで行っており,当初予定よりもやや早く進んでいる。一方,測位精度向上のための機器の配置について,測距精度が不十分であったこともあり,やや検討が遅れている。この遅れからは既に回復している。総合的に見て,おおむね順調に進展していると言える。

(2)センサおよびプロセッサなどを組合せることにより,汎用の電波送受信機器と比較して,生産・物流のための位置情報システムの構築に適したIoTデバイスであるスマートタグの開発を行った。これは,加速度・ジャイロなどの各種センサを搭載することにより状態を把握できる他,移動する物を含めてセンシング可能とする測位機能を有する。さらに,BLEを用いて周囲約50mにブロードキャスト配信することで,読み取り作業なしで人・物の状態や位置を把握可能としている。(3)結果の提示方法に関する検討を行い,前項で開発した手法およびデバイスを利用した情報システムの設計および構築を行った。スマートタグを所持する人(作業員)の現在地や運動量などをリアルタイムに示す他,蓄積した情報を元に多角的な分析を行った結果を示すことを可能にした。計画に基づき,施設に固定する機器と,移動体(人・モノ)に付与する機器の組合せについての検討を行う(一部実施済)。調査した環境を元にあらゆる組合せのシミュレーションを行い,配置を決定する。目的関数としては,計測精度,全体のコスト,電池交換頻度など電源供給に関するものなどがある。また,上記成果を元に,従来の測位ライブラリの改良と,それを利用したソフトウェア開発を行う。さらに,複数の機器の機能を組み合わせた新規デバイスの検討を行う。移動体,特にモノへの機器の付与が多くなることが考えられるため,このコストを最小化し,モノの周辺に高機能なデバイスを置くことによって全体のコストを下げることを想定している。また,新たに発見されたビーコンの密集時の問題の解決も試みる。若干遅れていた機器の配置に関する検討を完了させる。その後は,当初の計画通り,デバイスの試作・検証と,生産物流向け位置情報システムの開発・実験を行う。デバイスの試作について,具体的には,IoT向けとして販売されているセンサやプロセッサを組み合わせ,新規デバイスを試作する。作成する上で必要な技術に関して,Bluetooth関連機器を製造している企業の協力・助言を得ている。また,最終的な測位デバイスやプログラムを位置情報システムとしてまとめ,実際の生産・物流の現場に於いて実証実験を行う。旅費の節約などによる端数が生じたため。物品の購入の際,割引などによって端数が残った。今後の物品購入に充てる計画である。国際会議をはじめとする旅費に充てる。
溶融塩電解法による新しいホストーゲスト型強相関遷移金属酸化物の物質開発

本研究は、溶融塩電解装置を開発すること、それを利用し新しいホスト-ゲスト型強相関遷移金属酸化物を作成すること、の二段階から成り立っている。第一段階に関しては、電気炉や純アルミナ製ルツボ、白金電極を組み合わせて目的を達した。電気炉に挿入されている熱電対温度計の読みと、実際の試料の温度との差が合成条件に影響を及ぼす事がわかったが、放射温度計を購入して試料部の温度を正確に読み取ることで解決した。白金電極に流す電流値は、時間的とともに増大させていくほうが良質の結晶が得られることがわかり、必要なプログラムを作成した。この装置を用いて、既知物質ではあるが、トンネル構造をもつ典型的なホストゲスト系であるホランダイト型マンガン酸化物とモリブデン酸化物の長さ数ミリの良質の結晶を得ることに成功した。現在、これらの磁性を始めとする諸物性の測定を開始している。特に、ルビジウムを含むホランダイト型マンガン酸化物では低温で多段階の磁気相転移が出現するなど、興味深い結果が得られている。今後、電気伝導度測定の結果も含め、投稿する予定である。第二段階の新規物質の探索として、通常の条件下では得られにくい4価や5価のクロム酸化物の合成を試みた。ルチル型やペロブスカイト型の4価のクロム酸化物では金属的導電性と磁性が共存するなど興味ある結果がすでに報告されているが単結晶の作成は非常に困難である。我々はこれらの物質やホスト-ゲスト系であるホランダイト型のクロム酸化物の合成を溶融塩電解法で試みたが、残念ながら現在までに成功には至っていない。その理由としては、クロムは3価や6価になる傾向が非常に強く、4価を安定化させる温度条件や母体となる最適な溶融塩を見出すのが簡単でないことがあげられる。今後は、これらの条件をさらに突き詰めるのと同時に4dや5d電子系などの興味ある酸化物についても物質探索を行っていきたい。狭義においては本課題では合成手段を溶融塩電解法に限っているが、通常の条件では得られにくい強相関電子系の合成として、水熱合成法による研究も進めた。その成果として、ルチル型のマンガン酸化物の良質な結晶を得、放射光を用いてらせん磁性の磁気相転移の臨界現象を精密に観測することができた。その成果は広島の低温物理国際会議で発表し、PhysicaBに掲載可となっている。
マイクロナノ融合プロセスによる光電気複合型ナノポアセンサデバイスの基盤技術構築

提案する光電気複合型ナノポアセンシングデバイスを作製し、サブnmサイズの分子識別と構造変化のセンシングを実証するために、以下の4つのステップで研究を遂行する。ステップ1:直径5nm程度のナノポアを形成した単層グラフェン自立メンブレンとトンネル電流測定用電極を形成したシリコンデバイス構造の作製ステップ2:NAナノ構造と金ナノ粒子(AuNP)をセルフアセンブルしたDNA/AuNP複合構造の作製ステップ3:NA/AuNP複合構造のナノポア/電極基板へのアセンブルステップ4:DNAナノ構造除去によるAuNPとトンネル電流測定用電極接合とAuNPナノギャップ形成と提案デバイスの原理検証提案する光電気複合型ナノポアセンシングデバイスを作製し、サブnmサイズの分子識別と構造変化のセンシングを実証するために、以下の4つのステップで研究を遂行する。ステップ1:直径5nm程度のナノポアを形成した単層グラフェン自立メンブレンとトンネル電流測定用電極を形成したシリコンデバイス構造の作製ステップ2:NAナノ構造と金ナノ粒子(AuNP)をセルフアセンブルしたDNA/AuNP複合構造の作製ステップ3:NA/AuNP複合構造のナノポア/電極基板へのアセンブルステップ4:DNAナノ構造除去によるAuNPとトンネル電流測定用電極接合とAuNPナノギャップ形成と提案デバイスの原理検証
悪性脳腫瘍に対する遺伝子銃を用いた遺伝子治療法の開発

(1)遺伝子銃によるex vivo遺伝子導入の検討:次に、F344ラット皮下に移植生育させた9Lグリオーマ腫瘍組織を摘出して、ex vivoで遺伝子銃によりLacZ発現ベクターを導入し、再度、皮下にもどして7日間生着させ、遺伝子導入の効率を検討した。100、200、400、600psiと発射圧に応じて、遺伝子導入効率が最も高い部分で3±1.5%、5-±3.5%、7±5.1%、9±5.5%と増加した。一方、アデノウイルスを感染させた腫瘍では、MOI20、40,100とウイルス濃度に応じて、遺伝子導入効率が、5.5±3.2%、7.8±4.3%、15.9±7.8%と増加した。(2)遺伝子銃による皮下腫瘍組織へのin vivo遺伝子導入の検討:(1)と同様にして、皮下にグリオーマ細胞を移植して20日間生育させ腫瘍を形成させ、腫瘍上部の皮膚を切開して、遺伝子銃およびアデノウイルスベクターにより遺伝子導入を試みた。処理後、創部を再縫合して、7日間生育させた。遺伝子銃を用いたものでは、100、200、400、600psiと発射圧に応じて、遺伝子導入効率が最も高い部分で3.6±1.8%、5.9-±4.1%、7.2±4.1%、9.5±6.5%と増加した。一方、アデノウイルスを感染させた腫瘍では、MOI20、40、100とウイルス濃度に応じて、遺伝子導入効率が、5.8±4.1%、7.5±4.1%、13.2±7.2%と増加した。以上、遺伝子銃は、アデノウイルスに比して、導入効率が劣るという結果であったが、ウイルスより調整、取り扱いが簡易で、さらに、抗原性、毒性などウイルス固有の問題点を考慮にいれる必要がなく、腫瘍の免疫原性を変える方法等、遺伝子導入効率の大小がcriticalではないような遺伝子治療に有用であることが期待できると考えられる。遺伝子銃は本来、細胞壁を有するため通常の方法では遺伝子導入が困難な植物細胞に物理的に遺伝子を導入する方法として開発されたもので、金製の微細粒子に遺伝子を付着させたものを高圧のヘリウムガスで噴射して細胞に撃ち込むものである。近年、遺伝子治療への応用も踏まえて動物細胞にしかもin vivoの状態で撃ち込めるハンディタイプのものが開発されたがこれを実際の遺伝子治療に応用しようというものである。本年度は、当初の研究計画にしたがって、まず、(1)遺伝子銃によるin vivo遺伝子導入に関する基礎データ集積をおこなった。ラットを用いて、麻酔下に開頭手術を施行し、直接、脳にLacZ発現ベクターを撃ち込み、遺伝子導入の効率、到達深度、範囲等をLacZ発現アデノウイルス注入法と比較検討した。その結果、くも膜の上から撃ち込むと発射圧500psiに上げるまでほとんどの粒子がくも膜に捕捉され、それ以上、上げると風圧のために脳に広範な挫傷をつくることが明らかになった。また、くも膜を除去すると発射圧100300psiの範囲では脳に挫傷をつくることなく遺伝子を撃ち込むことが可能であること、到達範囲は脳表から数mmであること、到達範囲内での遺伝子導入の効率は約90%でアデノウイルスよりやや劣る程度であること、個々の細胞での発現効率は両ベクターでプロモーターが異なるため一概に比較できないがアデノウイルスの方が67倍程度高いということがわかった。今後、皮下あるいは脳内に移植した脳腫瘍組織に同様の検討を加えていく予定である。

(1)遺伝子銃によるex vivo遺伝子導入の検討:次にF344ラット皮下に移植生育させた9Lグリオーマ腫瘍組織を摘出して、ex vivoで遺伝子銃によりLacZ発現ベクターを導入し、再度、皮下にもどして7日間生着させ、遺伝子導入の効率を検討した。100、200、400、600psiと発射圧に応じて、遺伝子導入効率が最も高い部分で3±1.5%、5-±3.5%、7±5.1%、9±5.5%と増加した。一方、アデノウイルスを感染させた腫瘍では、MOI20、40、100、とウイルス濃度に応じて、遺伝子導入効率が5.5±3.2%、7.8±4.3%、15.9±7.8%と増加した。(2)遺伝子銃による皮下腫瘍組織へのin vivo遺伝子導入の検討:(1)と同様にして、皮下にグリオーマ細胞を移植して20日間生育させ腫瘍を形成させ、腫瘍上部の皮膚を切開して、遺伝子銃およびアデノウイルスベクターにより遺伝子導入を試みた。処理後、創部を再縫合して、7日間生育させた。遺伝子銃を用いたものでは、100、200、400、600psiと発射圧に応じて、遺伝子導入効率が最も高い部分で3.6±1.8%、5.9-±4.1%、7.2±4.1%、9.5-±6.5%と増加した。一方、アデノウイルスを感染させた腫瘍では、MOI 20、40、100とウイルス濃度に応じて、遺伝子導入効率が、5.8±4.1%、7.5±4.1%、13.2±7.2%と増加した。以上、遺伝子銃は、アデノウイルスに比して、導入効率が劣るという結果であったが、ウイルスより調製、取り扱いが簡易で、さらに、抗原性、毒性などウイルス固有の問題点を考慮にいれる必要がなく、腫瘍の免疫原性を変える方法等、遺伝子導入効率の大小がcriticalではないような遺伝子治療に有用であることが期待できると考えられる。
重層扁平上皮の増殖、分化、がん化におけるTHG-1の役割

我々はTsc-22ファミリータンパク質の一つであるTHG-1(Tsc22D4)の機能を解析する過程で、THG-1が皮膚、食道などの重層扁平上皮の基底細胞に特異的に発現することを見出した。基底細胞には幹細胞が存在しがん化と密接に関わっていることから、食道、肺がんの組織アレイを用いて、THG-1の発現について検討したところ、食道、肺の扁平上皮がんにTHG-1が高発現することを見出した。そこで皮膚角化細胞株にTHG-1を発現させたところ、EGFによる細胞形態の変化、及び増殖、運動性が亢進することが認められた。さらにコラーゲンゲル上で表皮構造を構築させたところ、THG-1発現細胞では有棘層や顆粒層への分化が抑制されることを見出した。また食道がん細胞株においてTHG-1遺伝子の塩基配列を検討したところ、一部の食道がん細胞株においてアミノ酸置換を伴う変異が存在することが明らかになった。さらにその変異体は、EGFによる増殖促進能が正常型に比べて亢進することを見出した。以上よりTHG-1は、扁平上皮がんの新規がん遺伝子として機能することが示唆された。今後もTHG-1の重層扁平上皮の増殖、分化、がん化における役割を明らかにし、さらに新規がんの診断法の開発、及びTHG-1が制御する経路を標的にした新規治療法の開発に結びつけていきたいと考えている。皮膚や食道は重層化した上皮細胞によって微生物感染、物理的刺激や水分の喪失から組織を防御する重要な役割を果たしている。そしてその構成細胞は常に更新され、絶妙なバランスで一定の細胞数を維持することで組織の恒常性が保たれている。構成細胞は基底部に存在する幹細胞が非対称分裂を行うことで供給され、それらが有棘層、顆粒層に移動するに伴い増殖を止めて分化する。しかしながらこのような重層扁平上皮の構築が、どのような機構で行われているのかは不明な点が多い。また重層扁平上皮を主な起源とする扁平上皮がんは、食道、皮膚、肺、頭頸部などに認められ、腺がんに次いで多いがんである。近年がんの発生には、その組織幹細胞に変異が蓄積することで、がん幹細胞が発生することが重要であると考えられており、組織構築機構の解明とともに注目されている。今後THG-1の重層扁平上皮の増殖、分化、がん化における役割を明らかにし、新規がんの診断法の開発、及びTHG-1が制御する経路を標的にした新規治療法の開発に結びつけていきたいと考えている。扁平上皮は皮膚や食道に認められ、上皮細胞が3次元的に多層化して構成される組織で、様々なストレスから体を守るバリアとして働いている。その構成細胞は常に更新され、絶妙なバランスで一定の細胞数を維持することで恒常性が保たれている。構成細胞は基底層(Basal layer)に存在する幹細胞が非対称分裂を行うことで供給され、表層(suprabasal layer)に移動するに伴い増殖を止めて分化する。

また近年がんの発生には、その幹細胞に変異が蓄積し、がん幹細胞が発生することが重要であると考えられている。特に扁平上皮由来のがんは扁平上皮がんと呼ばれ、皮膚、食道、肺等に認められる予後不良のがんである。しかしどのようにして、がん幹細胞の発生、がんの発症、及び悪性化へ導かれるのかは不明である。申請者はTsc-22ファミリータンパク質の一つであるTHG-1(Tsc22D4)の機能を解析する過程で、THG-1が皮膚、食道などの扁平上皮の基底層に発現することを見出した。基底層には幹細胞が存在し、がん化と密接に関わることから、食道、肺、子宮頸がんの組織アレイを用いて、THG-1の発現について検討したところ、扁平上皮がんの大部分にTHG-1が高発現することを見出した。そこで皮膚角化細胞株にTHG-1を発現させたところ、EGFによる増殖、運動性の亢進、がん細胞様の形態変化、及び分化抑制が認められた。次に食道がん細胞でTHG-1をノックダウンすると、がん細胞の増殖、浸潤、腫瘍形成能が低下することを見出した。またTHG-1はEGF-Ras-ERK経路によってリン酸化され、現在までに複数のリン酸化部位を見いだしている。さらに扁平上皮がんにおいてTHG-1遺伝子を解析したところ、一部でアミノ酸置換を伴う変異が存在することが明らかになった。さらにその変異体は正常型に比べて、EGFによる増殖促進能を亢進させることを見出している。以上よりTHG-1は、扁平上皮がんの新規がん遺伝子として機能することが示唆された。さらに現在THG-1ノックアウトマウスを作製し、THG-1の生理的な役割について解析を進めている。
効率的な3次元比抵抗インヴァージョン手法の開発とその実データへの適用

・昨年度に開発を行った,データスペースにおける3次元インヴァージョン手法(REBOCC法)に基づくコードを用いて,まず,データ数の少ない三宅島でのネットワークMT法観測データより,三宅島での2000年噴火直前の2000年5月における3次元比抵抗構造の推定を試みた.その結果,地下浅部1km以内の深さに島を取り囲むように低比抵抗領域が決定され,海水の島への浸透を見ていると解釈した.島の北側ほど,より低比抵抗であり,北部ほど多量の海水が浸透しているか,熱水などが存在している可能性がある.この比抵抗構造は,三宅島で観測された傾斜ステップに伴う地電位差変化を定量的に解釈するために必須のものであり,例えば,島の北側で上記地電位差変化が等電位的になることと比抵抗分布とは,調和的であった.地震学的観測から山頂直下3km以深にマグマだまりが存在する可能性が指摘されているが,それに対応する低比抵抗領域は決定されなかった.最終モデルのRMSは2.3であり,感度解析から,このRMSでは,マグマだまりの存在を議論するのに十分ではないことが明らかとなった.これは,浅部に非常に強い低比抵抗領域が存在することによる.・ついで,同じコードを用い,2次元的に分布したデータを3次元で解析することをsyntheticデータを用いて行った.syntheticデータは3次元モデルに基づいて作成し,これにガウス誤差を加えたものを観測データとして,インピーダンステンソルの非対角成分のみを用いる従来の2次元解析結果とフルテンソルを用いる3次元解析結果との比較を行った.この結果,対角成分を用いることで,データの配列方向に直行する方向の構造変化がとらえられ,より正しい構造が決定できることが明らかとなった.・列島スケールの大規模構造を決定することを目指し,北海道東部において行われたネットワークMT法観測データの整備,再解析をおこなった.Siripunvarapornが開発を行ってきた新しい効率的な2次元インヴァージョン手法(REBOCC法)を3次元問題に拡張した。完成したコードを用いて、簡単なsyntheticモデルについてインヴァージョンを試み、通常のMT法の観測データ(同一地点で磁場と電場の水平2成分を取得)については、効率的に3次元インヴァージョンを行えることを確認した。定点で磁場を測定し、通信回線を用いて地域的な電位差変動を測定、定点磁場との間のレスポンスを求めていくネットワークMT法観測データのインヴァージョンを行うための改良を行った。順問題と感度行列を求める時に、上記観測法に合致するように改良を試みたが、特に感度行列を求める計算の収束速度が遅くなり、現在その原因を究明しているところである。今年度得られた成果を、オーストラリア、アデレードで開かれた「第3回3次元電磁場国際シンポジウム(2003.2.20-21)」にて公表し、関係研究者と意見交換を行った。・昨年度に開発を行った,データスペースにおける3次元インヴァージョン手法(REBOCC法)に基づくコードを用いて,まず,データ数の少ない三宅島でのネットワークMT法観測データより,三宅島での2000年噴火直前の2000年5月における3次元比抵抗構造の推定を試みた.その結果,地下浅部1km以内の深さに島を取り囲むように低比抵抗領域が決定され,海水の島への浸透を見ていると解釈した.島の北側ほど,より低比抵抗であり,北部ほど多量の海水が浸透しているか,熱水などが存在している可能性がある.この比抵抗構造は,三宅島で観測された傾斜ステップに伴う地電位差変化を定量的に解釈するために必須のものであり,例えば,島の北側で上記地電位差変化が等電位的になることと比抵抗分布とは,調和的であった.地震学的観測から山頂直下3km以深にマグマだまりが存在する可能性が指摘されているが,それに対応する低比抵抗領域は決定されなかった.最終モデルのRMSは2.3であり,感度解析から,このRMSでは,マグマだまりの存在を議論するのに十分ではないことが明らかとなった.これは,浅部に非常に強い低比抵抗領域が存在することによる.・ついで,同じコードを用い,2次元的に分布したデータを3次元で解析することをsyntheticデータを用いて行った.syntheticデータは3次元モデルに基づいて作成し,これにガウス誤差を加えたものを観測データとして,インピーダンステンソルの非対角成分のみを用いる従来の2次元解析結果とフルテンソルを用いる3次元解析結果との比較を行った.この結果,対角成分を用いることで,データの配列方向に直行する方向の構造変化がとらえられ,より正しい構造が決定できることが明らかとなった.・列島スケールの大規模構造を決定することを目指し,北海道東部において行われたネットワークMT法観測データの整備,再解析をおこなった.
日本の農家の家族経営協定における生活協定指標に関する研究

平成7年より、農林水産省、全国農業会議所、農業協同組合等により農家の家族経営協定の普及が進められている。5年を経過し、初期に締結したケースの効果や反省、農業者年金の仕組みの変更等の影響も受けて、協定に対する批判的見解も出てきている。加えて、自分たちの人生・生活設計にあわせた生活協定を多く盛り込んだ協定を締結する農家も出てきており、家族経営協定の締結の推進は、第二段階に入ったと見ることができる。変化しつつある家族経営協定締結状況と今後の協定に含められるべき指標の提案のための基礎的データとして、1999年家族経営協定に関心をもつ夫妻50カップルの生活時間調査と意識調査を実施した。生活時間調査結果については昨年度報告したので、意識調査部分について報告する。1)農業従事日・農休日の両方において妻は夫より「全労働時間」が長いにもかかわらず、自己の労働に見合った評価と報酬を要求することは、諦めている。妻の報酬・収益配分は形式的に流れ、妻の管理のものとなっていない場合が多い。2)夫妻の間において農業経営・生活経営に対する話し合いが不足している。特に、夫の生活経営に対する関与は少なく理解は低い。3)夫の家事参加が少なく、妻の側もまた夫に家事参加を要求していない伝統的なジェンダー観を反映した意識と行動様式を変えていない。妻はその状況に満足しているわけではなく、「不平等」を感じてはいるが、その不満を解決に向けて行動してはいない。4)女性農業者の社会参画を肯定的にとらえているが、妻は自分が積極的に社会的役割を引き受ける主体となることにはしりごみする気持ちをもっている。5)農家の場合「多世代同居」が前提として語られ、「別居」に関しては、話題にすること自体がタブーとされている。しかし、夫妻、特に妻は、別居でなくとも「親と離れた時間をもちたい」と思っている。6)親の介護に関して、妻は夫の親と自分の親の介護についでまわりの人と話し、状況づくりをしているが、夫は自分の親に関しては自分のきょうだいと話しても、妻の親の介護には無関心であり、伝統的な「家父長」制度的意識をもっている。平成7年以来、農家の家族経営協定が施策として普及推進されており、締結数は平成11年8月農林水産省の調査においては12030戸である。現在締結されている家族経営協定において、問題となっている点は、(1)生活のバランスと(2)女性の地位向上に関わる項目、すなわち生活協定が無視されたり、内容的に貧弱になりがちな点である。今後、生活経営協定を充実させていくことが課題である。本研究では、生活協定項目の提案をしていくことを目的とするが、そのための農家夫妻の基礎的データとして、家族経営協定に強い関心をもつ農業者夫妻50カップルの生活時間調査とアンケートによる意識調査を実施した。生活時間調査結果について述べる。生理的生活時間、全労働時間(農業労働+家事労働時間)、社会的文化的労働時間それぞれにおいてジェンダーを反映している。1)生活のバランスの視点からは、2点指摘できる。(1)農休日の取得率が夫62%、妻72%である状況と、(2)労働時間が労働偏重で、豊かで人間らしい労働力の再生産のための時間は少ない状況にある。

これは家事労働時間の平等分担や社会的文化的生活時間の最小限の保障を指標化し提案する必要を示している。2)女性の地位向上視点からは次の2点指摘できる。(1)全労働時間は妻の方が長いにもかかわらず生理的生活時間は夫より短く、(2)中でも家事労働時間は著しく妻に偏り、(3)社会的文化的生活時間は夫も短いが、妻はその夫の70%にすぎず、不平等な状態となっており、これを衡平で平等なものにしていくための指標を提案していく必要を示している。3)妻の家事労働時間もまた、一般の農家の状況と比較するならば短縮されている。夫の母親によって家事が担われるようになっていることを意味する。これは(1)親世代の生活設計とも関わらせた家事労働の経済的評価、(2)人間らしい生活を営むための夫の家事・世話能力の育成に関する指標を提案する必要を示している。平成7年より、農林水産省、全国農業会議所、農業協同組合等により農家の家族経営協定の普及が進められている。5年を経過し、初期に締結したケースの効果や反省、農業者年金の仕組みの変更等の影響も受けて、協定に対する批判的見解も出てきている。加えて、自分たちの人生・生活設計にあわせた生活協定を多く盛り込んだ協定を締結する農家も出てきており、家族経営協定の締結の推進は、第二段階に入ったと見ることができる。変化しつつある家族経営協定締結状況と今後の協定に含められるべき指標の提案のための基礎的データとして、1999年家族経営協定に関心をもつ夫妻50カップルの生活時間調査と意識調査を実施した。生活時間調査結果については昨年度報告したので、意識調査部分について報告する。1)農業従事日・農休日の両方において妻は夫より「全労働時間」が長いにもかかわらず、自己の労働に見合った評価と報酬を要求することは、諦めている。妻の報酬・収益配分は形式的に流れ、妻の管理のものとなっていない場合が多い。2)未妻の間において農業経営・生活経営に対する話し合いが不足している。特に、夫の生活経営に対する関与は少なく理解は低い。3)夫の家事参加が少なく、妻の側もまた夫に家事参加を要求していない伝統的なジェンダー観を反映した意識と行動様式を変えていない。妻はその状況に満足しているわけではなく、「不平等」を感じてはいるが、その不満を解決に向けて行動してはいない。4)女性農業者の社会参画を肯定的にとらえているが、妻は自分が積極的に社会的役割を引き受ける主体となることにはしりごみする気持ちをもっている。5)農家の場合「多世代同居」が前提として語られ、「別居」に関しては、話題にすること自体がタブーとされている。しかし、夫妻、特に妻は、別居でなくとも「親と離れた時間をもちたい」と思っている。6)親の介護に関して、妻は夫の親と自分の親の介護についてまわりの人と話し、状況づくりをしているが、夫は自分の親に関しては自分のきょうだいと話しても、妻の親の介護には無関心であり、伝統的な「家父長」制度的意識をもっている。
表面プラズモン共鳴を利用した高速広域ラマン分光応力イメージング装置の開発

平成30年度は,高速広域ラマン分光応力イメージング装置の要素開発と樹脂の応力測定の可能性の評価を行った.第一に,昨年からの継続項目であったバンドルファイバーの製作を行った.バンドルファイバーの入射側の光ファイバーは2次元配列で10×10の100点とし,検出側は二分岐させて一つの出射側に1次元配列で50点とした.製作したバンドルファイバーでSiのラマン散乱光を評価した結果,一分岐側ではレイリー光ならびにラマン散乱光の両方が検出され,他方では他点の散乱光がクロストークして検出されるなど改善が必要となった.原因としては,検出側の光ファイバーの端面精度が不十分であったことが分かり,現在改良中である.第二に,樹脂のラマン散乱光ならびに偏光測定,ひずみ測定を行った.対象は一般的な工業用樹脂であるポリカーボネート(PC)とし,ラマンスペクトルを測定した.樹脂は熱に弱いため,樹脂に適した測定条件を検討した.その条件で測定した結果,PCのラマン散乱光を600から3200 cm-1の広範囲で,複数検出することができ,ベンゼン環に由来するピーク等,PCの構造との対応関係を検討した.次に入射光を0180°の間で偏光制御することでPCのラマン散乱光の偏光測定を行った.一部のラマン散乱光で偏光依存性はなかったが,多くのラマンピークにおいて散乱光の強度に周期性が得られ,分子の配向方向と関連することが分かった.最後に,4点曲げにより負荷ひずみを段階的に付与し,各ひずみに対するラマンシフト変化量を測定した.ラマンシフト変化量と負荷ひずみの関係は,グレーティングの波数分解能がやや低かったためばらつきが大きくなったものの,多くのピークで負荷ひずみに対して負の傾きをもつ線形傾向が得られ,ラマンシフト変化量から樹脂の応力を推定できる可能性を示した.平成30年度では,1100点のバンドルファイバーの製作ならびに2樹脂のひずみ測定を行った.予定では,3として表面プラズモンレンズの製作を行う予定であったが,製作準備と評価実験の準備のみとなった.また1の100点のバンドルファイバーについては完成したが,評価した結果,検出性能が不十分であり,改善が必要となった.そのため平成30年度後半より改良を行っており,現在の完成度は50%程度となっている.以上により,平成30年度目標としてきた内容が十分に達成できていないため,やや遅れていると判断した.今後は,まず100点バンドルファイバーの製作ならびに評価を7月までに完了させることで,バンドルファイバーを組み込んだ面分光技術(次元変換検出光学系)を有する高速広域ラマン分光応力イメージング装置を構築する.入射・検出側ともに光ファイバーの端面を表面研磨し,光ファイバー本来のNAで光を入射と出射できる様に製作する.同時に,表面プラズモン共鳴レンズの創製を実施する.現在,共鳴レンズは,移流集積法を用いて金ナノ粒子の自己組織化を利用して曲率の大きい平凸レンズあるいはガラス板上に一層のナノ粒子配列層を形成させて製作する予定である.可能な限り一層で粒子の自己組織化を目指すためUV-LIGAプロセスによる製作方法も検討し,両者で性能の良い方を使用する.第二に,樹脂の応力測定の精度を向上させるため,グレーティングの波数分解能を3倍程度に上げて,ひずみに対するラマンスペクトル変化量の高精度解析を行う.樹脂のどのラマンシフトがひずみに対して最も感度が高くなるかを実験的に明らかにできつつあるので,ピーク選択による高精度のひずみ測定の可能性を検討する.最後に,表面プラズモン共鳴レンズと組合せ,試験片の樹脂のある一定領域のひずみ分布の測定が可能かどうかを検討する.バンドルファイバーが完成している場合,ある一定領域の同時分光が可能となるので,100点の同時分光を試みる.平成29年度は,高速広域ラマン分光応力イメージング装置の要素開発を行った.第一に,広範囲のレーザー照射光学系の開発を実施した.広域測定で必要となる目標直径10100μm程度のレーザー照射領域を確保する光学配置を検討した.現在の光学系では,中心波長488nmの固体レーザーを入射レーザーとして,偏光板,ビームエキスパンダー,λ/2板,対物レンズで構成し,途中に回折光学素子(DOE)を用いて約40μmまで拡大した.第二に,面分光技術(次元変換検出光学系)の開発を行った.10×10の100領域に分割する次元変換光バンドルファイバーの開発を目標とし,2次元配列の入射側が2(1×2),4(2×2),36(6×6)領域,2分岐した出射側を有する3種類の次元変換光バンドルファイバーの開発を行い,性能評価を行った.性能評価は,3種類のバンドルファイバーとイメージング分光器2台,2次元検出CCD検出器2台で,Siのラマンスペクトルについて光ファイバーからの光の出射像,強度,ラマンシフトの観点から評価し,改善をして同時測定に成功した.これにより,照射面からのラマン散乱光を,マイクロレンズアレイを用いて10×10の100領域に分割し,同時検出する次元変換検出光学系(光学配置)の基礎が開発できた.現在,2次元配列の入射側100領域(10×10)で2分岐した出射側(50×2)のバンドルファイバーを製作中である.

第三に,応力成分のイメージングに必要となるひずみに対するラマンシフト変化量を第一原理計算で求めた.特に縮退したラマンスペクトルを有するシリコン(Si)とグラフェンを対象とし,ひずみ負荷に伴い縮退が解けるラマンスペクトルピークを個別に評価し,ラマンシフト変化量を明らかにした.さらに,Siの実験で得られるラマンピーク変化量と比較し高精度で計算できることを明らかにした.平成29年度では,1広範囲レーザー照射光学系の開発,2面分光技術(次元変換検出光学系)の開発,3第一原理計算によるラマンシフト変化量によるひずみ評価パラメーターの算出を行った.1では,広域照射による検出空間分解能の低下という問題点があることが分かったが,現在新たな照射方式を検討している.2では10×10の100領域に分割するバンドルファイバーが製作途中であるものの,バンドルファイバーが完成すれば,100点の同時検出が可能となる.以上より,平成29年度目標としてきた内容の8割以上を達成できているため,順調であると判断した.平成30年度は,高速広域ラマン分光応力イメージング装置の要素開発と樹脂の応力測定の可能性の評価を行った.第一に,昨年からの継続項目であったバンドルファイバーの製作を行った.バンドルファイバーの入射側の光ファイバーは2次元配列で10×10の100点とし,検出側は二分岐させて一つの出射側に1次元配列で50点とした.製作したバンドルファイバーでSiのラマン散乱光を評価した結果,一分岐側ではレイリー光ならびにラマン散乱光の両方が検出され,他方では他点の散乱光がクロストークして検出されるなど改善が必要となった.原因としては,検出側の光ファイバーの端面精度が不十分であったことが分かり,現在改良中である.第二に,樹脂のラマン散乱光ならびに偏光測定,ひずみ測定を行った.対象は一般的な工業用樹脂であるポリカーボネート(PC)とし,ラマンスペクトルを測定した.樹脂は熱に弱いため,樹脂に適した測定条件を検討した.その条件で測定した結果,PCのラマン散乱光を600から3200 cm-1の広範囲で,複数検出することができ,ベンゼン環に由来するピーク等,PCの構造との対応関係を検討した.次に入射光を0180°の間で偏光制御することでPCのラマン散乱光の偏光測定を行った.一部のラマン散乱光で偏光依存性はなかったが,多くのラマンピークにおいて散乱光の強度に周期性が得られ,分子の配向方向と関連することが分かった.最後に,4点曲げにより負荷ひずみを段階的に付与し,各ひずみに対するラマンシフト変化量を測定した.ラマンシフト変化量と負荷ひずみの関係は,グレーティングの波数分解能がやや低かったためばらつきが大きくなったものの,多くのピークで負荷ひずみに対して負の傾きをもつ線形傾向が得られ,ラマンシフト変化量から樹脂の応力を推定できる可能性を示した.平成30年度では,1100点のバンドルファイバーの製作ならびに2樹脂のひずみ測定を行った.予定では,3として表面プラズモンレンズの製作を行う予定であったが,製作準備と評価実験の準備のみとなった.また1の100点のバンドルファイバーについては完成したが,評価した結果,検出性能が不十分であり,改善が必要となった.そのため平成30年度後半より改良を行っており,現在の完成度は50%程度となっている.以上により,平成30年度目標としてきた内容が十分に達成できていないため,やや遅れていると判断した.
新しい並進対称性の破れのメカニズムと相転移構造

一様磁場中におけるn次元トーラス上の量子力学我々の研究で、磁場は非常に重要な役割を果たすことが分かってきた。そこで、n次元トーラスに一様磁場がかけられている量子力学系を考察した。古典的にはトーラスの持つ並進対称性は破れていないにもかかわらず量子論的には連続的な並進対称性が離散的な並進対称性に破れることが明らかになった。また、非可換幾何との対応も具体的に示され、代数的な表現論による解析もなされた。特異点を持つ1次元量子力学系における超対称性特異点を持つ量子力学系は最近の研究により、非常に物理的に豊富な内容を持っていることがしだいに分かってきた。特異点の存在は、必然的に系の並進対称性を破る。我々は円周に特異点を等間隔に配置して特異点の数や種類をうまく選べば、任意の個数の超電荷を持つ超対称性理論を構成することが出来ることを具体的に示した。この仕事は次の高次元ゲージ理論に内在する隠れた超対称性の発見、及び階層性問題の新しい解決の機構へと結びついた。高次元ゲージ理論に内在する隠れた超対称性高次元ゲージ理論をより詳細に解析した結果、高次元ゲージ理論には量子力学的N=2超対称性が内在していることが一般的に証明された。この超対称性は場の量子論的なボーズ粒子とフェルミ粒子の間の対称性を意味しない。その代わりに、4次元有効理論におけるスペクトラムの縮退の背後に隠れた対称性であると理解することができる。この超対称性の非摂動論的な破れを、余剰次元を持つ場の理論へ応用することにより、低エネルギー有効理論における階層性問題の解決の新しい機構を与える可能性が下の仕事で示唆された。ビッグス場を伴わないゲージ対称性の破れと階層性問題の解決階層性問題を余剰次元を持つゲージ理論の枠組みで解決しようとする研究が最近精力的になされている。われわれは、上の研究から余剰次元を持つゲージ理論には量子力学的超対称性が常に内在していることを示した。この超対称性を非摂動論的に破り、うまく余剰次元方向の境界条件を選ぶことによって、ゲージ対称性の破れのスケールを系のエネルギースケールに比べて指数関数的に小さくすることが可能であることが示し、階層性問題を解決する新しい機構を与えることに成功した。1.一様磁場中におけるn次元トーラス上の量子力学これまでの研究で、磁場は非常に重要な役割を果たすことが分かってきた。そこで、n次元トーラスに一様磁場がかけられている量子力学系を考え、その厳密解、及び、物理的諸性質を明らかにした。2次元系での解析はこれまでになされていたが、任意の斜方n次元トーラス上の解析はなされていなかった。高次元への拡張は自明ではなく、磁場の対角化と絡み数学的に非常に興味深い系になっていることがわかった。古典的にはトーラスの持つ並進対称性は破れていないにもかかわらず、量子論的には連続的な並進対称性が離散的な並進対称性に破れることが明らかになった。このことは、これまでの研究では明確な形で示されていなかった点である。

また、非可換幾何との対応も具体的に示され、代数的な表現論による解析もなされた。この量子力学系を場の理論へ拡張し、フェルミオン、及び、ゲージ場をカップルさせた解析が次の課題である。2.特異点を持つ1次元量子力学系における超対称性特異点を持つ量子力学系は最近の研究により、非常に物理的に豊富な内容を持っていることが次第にわかってきた。特異点の存在は、必然的に系の並進対称性を破る。我々は円周に特異点を等間隔に配置して、その特異点の種類をうまく選ぶことによって系に超対称性が現れることを示した。特異点の数や種類をうまく選べば、任意の個数の超電荷を持つ理論を構成することが出来ることを具体的に示した。この超対称性は、量子力学レベルであるので、いわゆる場の理論的な超対称性とは異なるが、余剰次元をもつ高次元場の理論へ応用することにより、低エネルギー有効理論に現れる粒子が質量を持たないことを保証する機構として使えるのではないかと期待している。1.特異点を持つ1次元量子力学系における超対称性特異点を持つ量子力学系は最近の研究により、非常に物理的に豊富な内容を持っていることがしだいに分ってきた。このとき、どのような特異点をどのように与えるのかの完全な分類に成功した。この超対称性は、量子力学レベルであるので、いわゆる場の理論的な超対称性とは異なるが、余剰次元を持つ場の理論へ応用することにより、低エネルギー有効理論における階層性問題の解決の新しい機構を与える可能性を調べたのが下に述べる研究である。2.余剰次元を持つゲージ理論におけるヒッグス場を伴わないゲージ対称性の破れと階層性問題階層性問題を余剰次元を持つゲージ理論の枠組みで解決しようとする研究が最近精力的になされている。われわれは、上の1.の研究から余剰次元を持つゲージ理論には量子力学的超対称性が常に内在していることを示した。この超対称性は、高次元ゲージ対称性を4次元有効理論から見たときの名残である。実際、この超対称性は4次元の質量スペクトラムに質量の縮退として現れる。量子力学的超対称性は、基底状態が超対称性変換の下で不変ならそのエネルギーはゼロであることを意味し、このことは質量ゼロの粒子の存在を保証する。質量ゼロの粒子は、4次元ゲージ場あるいは、スカラー場に相当する。従って、4次元ゲージ対称性の有無は、ゼロエネルギー解の存在の有無、言い換えると、基底状態が超対称性変換の下で不変かどうかで決まる。我々は1.での結果を用いて、うまく余剰次元方向の境界条件を選ぶと基底状態が超対称性を保たないモデルを作ることが出来、基底状態のエネルギースケールが系のエネルギースケールに比べて指数関数的に小さくなれるを示した。まだ、現実的な現象論的なモデルではないが、階層性問題を解決する新しい機構を与えることに成功したことになる。今年度は、余剰次元を持つ高次元ゲージ理論を主な研究対象とした。4次元時空は平坦としたが、余剰次元方向はより一般性を持たせ曲がった空間を対象とした。この系で特に注目したものは、素粒子理論に残された階層性問題に対する解決の機構が高次元ゲージ理論の枠組みの中に組み込まれているかどうかである。
自己免疫および真菌感染の成立機構の両者に働く遺伝子の機能解析

自己免疫と真菌の認識・感染成立機構の両者に働くAIRE遺伝子の分子動態を詳細に解析する目的で、本年度は蛍光蛋白GFPとAIRE cDNAとの融合遺伝子を構築し、HeLa細胞に導入したstable transfectant(GFP-AIRE/HeLa)細胞株を樹立して研究を行った。GFP-AIRE/HeLaを蛍光顕微鏡下に観察したところ、予想通りnuclear bodyの形成を認めた。細胞分画蛋白を用いたウエスタン・ブロットにより、AIRE遺伝子産物が種々の転写因子が存在するnuclear matrixに存在することが明らかになった。また、GFP-AIRE/HeLaにプロテアソーム・インヒビターを作用させるとGFP-AIREの発現増強と核小体への集積が観察された。以上から、AIREはnuclear matrixで転写調節因子として機能し、また、プロテアソーム系の作用を受けながら、免疫系における自己・非自己の識別機構にはたらくことが示唆された。AIRE遺伝子産物が、どのようなメカニズムにより自己寛容の確立と真菌に対する感染防御にはたらくかを明らかにする目的で、1)AIRE遺伝子が、抗原提示に関わる免疫関連遺伝子に対してどのように転写調節作用を発揮するか、2)逆に、AIRE遺伝子自身の発現がどのように調節されているか、3)AIREは単独で機能するのではなく、他の遺伝子と協調的に働いている可能性が高いため、AIREと協調して働く分子を同定する、などの解析項目を中心に、現在、AIREの細胞生物学的解析を継続している。
MCL温熱治療による高リスク表在性および浸潤性膀胱がんに対する新たな治療法の開発

浸潤性膀胱がんの標準的治療は尿路変更術を必要とし、患者のQOLを著しく低下させている。そのため新たな膀胱温存治療の開発は急務となっている。私たちはこれまでに、新たながん治療法の開発を目的に、磁性ナノ粒子(Magnetic cationic Liposome:MCL)を用いたがん病巣のみを特異的に加温できる新しい治療法を開発し(MCL Thermotherapy)、前立腺がんをはじめ様々ながんに対する治療効果と強い腫瘍免疫の誘導を報告してきた。一方、がん免疫治療もその分子機構が明らかにされ、膀胱がんにおける免疫治療の感受性の高さが明らかにされている。今回これまでの研究成果を踏まえて、MCL膀胱内注入療法とがん免疫治療の併用による、浸潤性膀胱がんに対する新たな膀胱温存治療法を開発することを目的とする。私たちはこれまでに、MCL Thermotherapyを用いて様々な腫瘍を完全退縮させることに成功している。さらに最新の研究で、抗腫瘍免疫の強い誘導を見出した。本研究では、MCL膀胱内注入療法とがん免疫治療の併用治療の浸潤性膀胱がんに対する治療効果を検討する。in vitroの研究として、ヒト膀胱がん細胞株におけるMCLの吸着と免疫誘導サイトカインの検討を、in vivoの研究として、浸潤性膀胱がん動物モデルの作成し、MCL Thermotherapyの治療効果と免疫誘導サイトカインの検討を行う。そしてMCL Thermotherapy+がん免疫療法の併用による浸潤性膀胱がんに対する治療効果の検討を行う。1.ヒト膀胱がん細胞株におけるMCLの吸着の検討について、当研究室にて保管しているヒト膀胱がん由来の4つの細胞株(RT4, RT112, 5637, T24)におけるMCLの吸着および取り込みを走査型電子顕微鏡にて確認した。2.高温度暴露によるヒト膀胱がん細胞株における免疫誘導サイトカインの検討について、がん細胞が死滅しない温度(43°C)に30分間暴露を繰り返し施行し、免疫誘導サイトカイン(IFN-γ,TGF-β,IL-4,IL-5,IL-6,IL-12,IL-13,IL-17)の発現量を計測した。3.浸潤性膀胱がん動物モデルの作成について、0.05%のBHBNの自由飲水により浸潤性膀胱がんマウスを作成している。現在モデルマウス作成段階である。0.05%のBHBNの自由飲水により高リスク非浸潤性膀胱がん(上皮内がん)マウスを作成した。26週継続し、浸潤がんモデルを作成した。4週から26週にかけて、過形成、異形成、上皮内がん、浸潤がんと進行していくことを確認した。次いで、MCLの膀胱内注入におけるMCLの吸着の検討を行った。作成した浸潤性膀胱がん動物モデルにMCLを膀胱内注入し、MCLの吸着および取り込みを走査型電子顕微鏡にて確認した。MCLを陽電化しているため、細胞への吸着に優れ、膀胱がん細胞への有意な吸着が確認できた。さらに膀胱がん皮下腫瘍に対するMCL Thermotherapyの治療効果の検討を行った。BALB/c Slc-nu/nuにT24:1×106cells/100 μlを背中の左右に皮下移植し、モデルマウスを作成、MCLの注入の有無により2群に分けた。(1)MCL注入群(2)MCL非注入群。片側のみをMCL Thermotherapyにて治療した。治療された皮下腫瘍は有意な腫瘍縮小傾向が認められ、さらにはMCL Thermotherapyにより免疫が獲得されてることが考えられるため、未治療の腫瘍は免疫賦活により縮小した。MCLの濃度は33mg/ml、用量は100μl/回とし、2方向から腫瘍中心部に5μl/minの速度で注入した。両群共に交番磁場を照射、照射時間は30min/回、2日おきに施行した。腫瘍塊が消失するまで繰り返した。現在皮下移植モデルを作成、MCLの注入の有無により2群に分けた。片側のみをMCL Heat Therapyにて治療した。MCLの濃度は33mg/ml、用量は100μl/回、2方向から腫瘍中心部に5μl/minの速度で注入した。両群共に交番磁場を照射、照射時間は30min/回、2日おきに施行、腫瘍塊が消失するまで繰り返すした。その結果ある程度の治療効果を得ている。MCLが注入された腫瘍の有意な縮小を認め、さらにMCL非注入の腫瘍の縮小も確認している。現在は、腫瘍検体および血液検体を分析中である。今後は作成した膀胱がんモデルを使用し、研究を遂行していく予定である。研究自体はおおむね順調に進展していると考えられる。効率的に研究を進めるため、研究方法毎に研究者を分担している。また、教授・講師の指導的立場の医師が研究をコントロールしつつ、助手、研究員、大学院生がそれぞれの研究を個別に行い、定期的な研究報告会を行うことにより、研究の共有化をはかることとしている。定期的に催される研究グループの報告会で、研究の進捗状況、その方法を検証し、研究の方向性、妥当性を適宜検討している。問題が生じた場合には、その都度学内外の専門家より適切な指示を受け修正している。さらに当大学内の定期的な研究報告会で、研究の妥当性と進捗状況を他グループの研究者からも客観的に評価してもらい、研究を円滑に行うよう努めている。筋層浸潤膀胱がんの標準的治療は、根治的膀胱摘除術+骨盤リンパ節郭清術+尿路変更術である。

しかしながら術後ストーマ設置を余儀なくされ、患者のQOLを著しく低下させている。そのため新たな膀胱温存治療の開発は、浸潤性膀胱がんに対する治療において非常に重要である。私たちはこれまでに、新たながん治療の開発を目的に、MCL Thermotherapyの基礎研究を一貫して行ってきた。ラット前立腺がん皮下移植モデルでの抗腫瘍効果、ヒト前立腺がん細胞株の腫瘍完全退縮効果、さらにラット前立腺がん頭頂骨モデル大腿骨転移モデルにおける、強い腫瘍免疫活性の誘導を明らかにし、その過程でHSP70の発現とCD8陽性Tリンパ球誘導サイトカインであるIFN-γ,IL-2の発現増強が免疫賦活に関与することを証明した。がん患者末梢血リンパ球は健常人のそれに比べ、異常にT細胞応答が低下している。これは、がん増殖とともに、宿主の免疫応答を抑制し、がんが増殖しやすい場を形成するための免疫逃避機構によるものである。がん細胞あるいは免疫担当細胞による免疫抑制因子の産生などが免疫逃避の主なメカニズムとして報告されている。近年、新たにTh17と制御性T細胞(Treg)が見出され、免疫バランス制御の新たなパラダイムが提唱されている。がんは自分自身の増殖を自らの機能で増幅させているばかりではなく、がん細胞由来のサイトカイン(TGF-βやIL-6)でTh17およびTregを誘導し、本来がん細胞を抑制すべき免疫監視機構をがん細胞の都合のよいものに切り替える仕組みを有している。がん免疫治療においてTh1主導免疫への誘導が非常に重要である。今回これまでの研究成果を踏まえて、MCL膀胱内注入療法とがん免疫治療を併用することで、浸潤性膀胱がんに対する新たな保存的根治的治療法を開発することを目的とする。1.MCLの膀胱内注入におけるMCLの吸着の検討作成した浸潤性膀胱がん動物モデルにMCLを膀胱内注入し、MCLの吸着および取り込みを走査型電子顕微鏡にて確認する。2.膀胱がん皮下腫瘍に対するMCL Thermotherapyの治療効果の検討BALB/c Slc-nu/nuにT24:1×106cells/100 μl (in PBS)を背中の左右に皮下移植し、モデルマウスを作成する。MCLの注入の有無により2群に分ける。(1)MCL注入群(2)MCL非注入群。片側のみをMCL Thermotherapyにて治療する。MCL Thermotherapyにより免疫が獲得されていれば、未治療の腫瘍は免疫賦活により退縮すると考えられる。MCLの濃度は33mg/ml、用量は100μl/回、2方向から腫瘍中心部に5μl/minの速度で注入する。両群共に交番磁場を照射、照射時間は30min/回、2日おきに施行する。腫瘍塊が消失するまで繰り返す。消失した場合MCL Thermotherapyは中止とし、局所再発を認めた場合、再開する。1.MCL膀胱内注入療法による免疫誘導サイトカインの検討:腫瘍免疫については、近年新たにTh17と制御性T細胞(Treg)が見出され、免疫バランス制御の新たなパラダイムが提唱されている。