hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高齢者における社会的不利の重層化の機序とその制御要因の解明

1、高齢者の場合、高齢期に至るまでのライフコース上の社会的不利が蓄積された結果として社会階層による健康格差が生じているという仮説(蓄積的不利仮説)が示されている。しかし、実際のプロセスの解明は遅れている。本研究の目的は、高齢者における社会階層による格差が著しい運動習慣に着目し、低学歴出身の高齢者が運動習慣の未実施に至るプロセスを実施群との対比において質的に解明することにあった。分析の結果、低学歴出身の高齢者が運動習慣の未実施に至るプロセスには、この層の不健康な生活・労働環境、中でも職業上の特徴である肉体的な労働負担が強く影響していることが示された。2、最近、高齢期の健康がライフコース上の社会・経済的な要因に影響されることが明らかにされつつある。他方、健康維持習慣の形成については、周囲の人々の習慣の影響も大きいことが明らかにされている。以上の研究成果を踏まえ、本研究の目的は、ライフコース上のいくつかの時期を取り上げ、各時期における身近な人の健康維持習慣が高齢期の健康維持習慣にどのような影響を与えているかを明らかにすることにあった。取り上げた健康維持習慣は禁煙、運動、食物摂取の3種類であり、ライフコース上の時期としては、中学生の頃、20歳位の頃、40歳位の頃の3時期を設定した。ライフコース上の身近な人の健康習慣の影響を分析するモデルとしては、潜在期間モデル、蓄積モデル、経路モデルの3種類を設定した。分析の結果、高齢期における健康維持習慣がライフコース上の身近な人の健康維持習慣の影響を受けること、さらに、その影響の仕方は健康維持習慣の種類によって異なり、運動は蓄積モデルと経路モデル、喫煙は潜在期間モデル、食物摂取は蓄積モデルが適合的であることが示された。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。1.「国民生活基礎調査」のデータを活用して、高齢者を対象に、所得階層による健康度自己評価の格差の存在と、その格差が年齢、時期、生年コホートによって異なるか否かを分析した。分析の結果、所得階層によって健康度自己評価に有意な格差があること、その格差は高齢になるほど有意に減少するものの、時期とコホートによる有意差がないことが明らかとなった。2.「日本版総合的社会調査」のデータを活用し、高齢者を対象に、学歴による健康度自己評価の格差の存在と、その格差が年齢、時期、生年コホートによって異なるか否かを分析した。分析の結果、学歴によって健康度自己評価に有意な格差があること、しかし、その格差は年齢、時期、コホートによって有意差がないことが明らかになった。3.「透析患者全国調査」を活用し、所得階層による合併症への罹患の格差の存在と、その格差が年齢、時期、コホートによって異なるか否かを分析した。分析の結果、合併症罹患には所得格差があること、その格差が年齢と時期によって有意に異なることが明らかになった。4.「透析患者全国調査」を活用し、高齢透析患者の社会的不利が透析導入の年齢によって異なるか否かを分析した。分析の結果、30歳未満で透析を導入した人では、それ以降に導入した人と比較して身体的・社会的・経済的不利が深刻であることが明らかとなった。5.高齢者における社会的不利の重層化の機序とその制御要因の解明のための研究方法論と調査票の作成に向けて、1ライフコース上の社会階層、ライフイベントの測定指標、2社会階層と健康・保健行動との間の媒介要因、3社会階層による健康格差の制御要因と解明のための研究方法論、を中心に検討した。3.高齢者の社会的不利の重層化の機序と制御要因解明のための量的調査については、当初の計画の見直しを行った。すなわち、当初は、都内1地域のみの高齢者を対象に実施する予定でいたが、本研究グループ内の研究者による精査の結果、住民の社会階層分布など特性の異なる2地域の高齢者を対象に調査を行うことが結果の妥当性を高める上で必要であるとの結論に達した。その準備のために時間が必要であったことから、調査時期を次年度に延期した。4.次年度行う予定である「雇用延長施策の強化と中高年者の社会的不利の拡大の関係を分析するための量的調査」の準備を行った。この調査は平成11年に実施した調査の繰り返しの横断調査としての位置にある。グループ内で平成11年調査の調査項目を精査し、本研究課題と直接関係のない項目を削除するとともに、雇用延長のために新しく導入された施策についての評価項目を加え、調査票を完成させた。1.平成26年度で行った既存データベースの二次分析については、分析方法論の解決を図った上で論文を完成させ、欧文誌に投稿するなど、おおむね計画通りに進めることができた。2.高齢者の社会的不利の重層化の機序と制御要因解明のための量的調査については、今年度実施予定であった。しかし、当初の計画(都内1地域のみの高齢者を対象に実施)を再検討し、特性の異なる2地域で行うことが結果の妥当性を高める上で必要であるということになった。加えて、対象とした地域の自治体に問い合わせたところ、標本抽出のための住民基本台帳の閲覧が月に2回という制約があり、各1,000人を抽出するためには、当初の予定よりもかなり時間を必要とすることがわかった。以上のような理由から調査時期を2ヵ月遅らせたため、実査については28年度に実施することとした。したがって、この課題については、当初の計画通りに進めることができなかった。

3.次年度行う予定である「雇用延長施策の強化と中高年者の社会的不利の拡大の関係を分析するための量的調査」の準備については、調査票を完成させ、当初の計画通りに進めることができた。1)高齢者における社会的不利の重層化の機序とその制御要因の解明のために、量的・質的調査とその解析を行った。量的な調査では、社会階層分布が大きく異なる東京都内A区とB区に在住の65歳以上の住民各1,000人を対象とし、739人から回答を得た。質的調査では、階層が低く、かつ保健行動を実施していない人、階層が低いが保健行動を実施している人を対象に行った。量的調査の分析の結果、1運動習慣の学歴による格差は、運動に対する社会的支援と運動に関する自己効力感によって説明できること、2高齢期の喫煙習慣と運動習慣がライフコース上身近な人がこれらの習慣を持っているか否かによって影響を受けることが明らかになった。2)雇用延長施策の強化と中高年の社会的不利の増大を解明するための調査を実施した。5564歳の男性2,500人に対する調査の結果、919人から回答を得た。現在、量的データを分析中である。3)昨年までと同様に「国民生活基礎調査」のデータの分析を継続して行い、所得による健康格差に対する年齢、コホート、時期の影響を分析した。高齢者(65歳以上)においては、所得階層による日常生活動作の障がいの格差が存在すること、その格差は高齢になるほど減少するとともに、時期による差も存在することが明らかとなった。4)「長寿社会における中高年者の暮らし方の調査」(東京都健康長寿医療センター・ミシガン大学の共同研究)のデータを活用し、ライフコース上の経済的困窮が高齢期の健康(有病数、日常生活動作、認知症状、うつ症状、健康度評価)に与える効果を、潜在期間モデル、経路モデル、社会移動モデル、蓄積モデルの4モデルに基づき分析した。分析の結果、いずれの健康指標に対しても経路モデルが妥当であることが明らかとなった。平成28年度は、以下3課題の実施を計画した。第1の課題は、平成27年度に実施予定であった「高齢者における社会的不利の重層化の機序とその制御要因の解明のための量的・質的調査」を実施するとともに、データ解析を行うことであった。平成27年度実施予定の調査を延期した理由は、対象者のより幅広い階層分布を確保するため、対象地区を1地域から2地域に増やす必要があったからである。量的な調査を終了するとともに質的調査も行うことができた。加えて、量的なデータを分析することで、当初予定していた研究課題に関する知見も得ることができた。以上により、平成28年度はおおむね順調に進展したと考える。第2の課題は、「雇用延長施策の強化と中高年の社会的不利の増大を解明するための調査」を実施することであった。高年齢者雇用安定法が施行される以前の平成11年に実施した全国5564歳の男性を対象とした調査データとの比較可能性を考慮し、この調査とほぼ共通する項目を用いて全国5564歳の男性2,500人に対する調査を実施した。この課題もおおむね順調に進展した。第3の課題は、初年度から継続している「国民生活基礎調査」「日本版総合的社会調査」「透析患者全国調査」という既存のデータベースの二次分析を行うことであった。2本の論文を欧文誌に投稿し、おおむね順調に進展した。
Can-Doリストと連動させたシミュレーション型ESP能力自己評価サイトの構築

自律学習を目的とした場合、学習の流れを作り興味を持続させるタスクを工夫することが必要である。シミュレーションタイプのタスクは、学習者に実際言語が使われる場面の仮想体験をさせることができるので、この目的のためには有効である。本研究は、ESPの能力を自己評価することができ、かつ学習することも可能なe-Learningサイトを構築した。そのサイトに提供されているのはシミュレーションタイプのタスクである。タスクの枠組みを設定する際にCan-Doリストを利用していることから、学習者は、同時に自己のESPの能力も自己診断できる。言語運用能力が国際基準ではどの程度のレベルにあるのかを自己査定することのできる指標作りが世界中でトレンドとなっている。これらの指標の代表的なものが、Can-Doリストを指標とする"Common European Framework of Reference for Languages"(以下CEFR)である。日本においても、日本版CEFRを作成する試みが進んでいる。しかし、CEFRは一般的な英語能力の査定のみを目標としたもので、専門英語(ESP : English for Specific Purposes)能力の査定は視野にない。そこで、CEFRのCan-Doリストの枠組みを利用し、専門分野の英語を客観的に評価することができるサイトを構築することを試みた。具体的に言えば、(A)知的財産分野の仕事をする際に必要な英語運用能力自己査定用のCan-Doリストに基づき、そのリストに自己診断テストを連動させたサイトをウェブ上に構築することで、ユーザーの専門分野英語の運用能力を自己診断できるようにすることが本研究の目的である。さらに本研究の特徴として、自己診断テストはシミュレーション形式となっていて、実際のコミュニケーションの現場を疑似体験できるものとなっていることがある。このことから、(B)「シミュレーション型」ESP能力自己評価サイトは自己診断テストの提供だけでなく、専門英語のe-Learning教材さらには、ベーシックレベルのパートについては入学前学習教材として有効利用できるようにすることも目指している。本研究では、知的財産英語をターゲットとして専門分野英語の自己評価サイトのパイロット版作成を試みる。平成21年度は、A1レベル-B2レベルの31章(リスニング15章・リーディング16章)を完成させた。このことから、(B)「シミュレーション型」ESP能力自己評価サイトは専門英語の自己診断テストの提供だけでなく、ベーシックレベルのパートについては入学前学習教材として有効利用できるようにすることも目指している。平成22年度は、完成させた教材を一部システムにアップし、問題や解答、システムの不具合を修正した。最終年度は、パイロット版をユーザーである学生に公開して試用してもらい、アンケート調査を行いながら、最終調整を行う。しかし、CEFRは一般的な英語能力の査定のみを目標としたもので、専門英語(ESP: English for Specific Purposes)能力の査定は視野にない。そこで、CEFRのCan-Doリストの枠組みを利用し、専門分野の英語(本研究では知的財産英語)スキルを客観的に評価することができるサイトを構築することを試みた。具体的に言えば、知的財産分野の仕事をする際に必要な英語運用能力自己査定用のCan-Doリストに基づき、そのリストに自己診断テストを連動させたサイトをウェブ上に構築することで、ユーザーの専門分野英語の運用能力を自己診断できるようにすることが本研究の目的である。

このことから、「シミュレーション型」ESP能力自己評価サイトは自己診断テストの代用として用いることも可能である。本研究では、知的財産英語自己評価サイトの構築を試みているが、知的財産英語は、法学英語と工学英語にも関連しているので、それらの分野にも応用できる。最終年度にあたる平成23年度は、リスニング15章・リーディング15章を完成させ、実際にWebで公開して、大阪工業大学知的財産学部の授業で試験運用を行い、ユーザー・アンケート実施をし、サイトの評価を行った。
卵巣がんにおける人工知能とロボット技術を用いた次世代型エピゲノム解析

卵巣がんの新規治療標的・感受性マーカーを探索するため、機械学習・深層学習などの人工知能技術を用いて、臨床情報・病理画像データおよびゲノム・エピゲノム解析データ等の多層化データを統合的に解析する。また、汎用ヒト型ロボット「まほろ」を技術的難易度の高いエピゲノム解析に適用することで、大規模数の臨床検体に対して効率的に実施し、かつ再現性の高いデータを得る。これらの新規技術の融合により、卵巣がんの発生・進展に関する分子生物学的メカニズムを包括的に解明し、早期診断や治療効果・副作用予測などの重要な臨床的知見を得て、将来的なPrecision Medicine (精密医療)の実現に貢献する。
アクティブラーニングを促すノートテイキングの指導方法の開発

平成30年度は,初年度として,文献資料の収集整理,ノート取り行動を測定するための尺度構成などを行った。ノート取り行動に関する尺度構成として,大学生対象のノート取り方略使用尺度を作成した。同尺度にはアクティブ・ラーニングに関連する「学習中の気づきや疑問などを書き込む」,「学習中に考えたことを書き込む」といった思考の外在化とみなせる項目が含まれている。尺度の妥当性の検証を兼ねて,大学授業を対象として,学習者の認識論的信念の個人差(知識利用に関する信念,絶対的な知識が存在するという信念など)と授業中のノート取り方略使用や実際に作成されたノートの特徴との関連を調べた。その結果,信念の個人差によって方略使用やノートの特徴に差が生じることが確認された。この成果については,現在,学会誌等に発表準備中である。また,ノートの紙面構成に関する予備的研究として,社会科の資料を素材として,眼球運動や記憶量等を指標として,資料の配置や構成が理解に与える影響を調べた。社会科内容理解の熟達度の差異(社会科教師や教師志望学生とそれ以外の学生等の群間で操作)によって,地図の読み取り方や配置された情報の利用方法が異なるという知見を得た。この知見は,熟達者である教師が有する資料やノートに関する信念と非熟達者である学習者の信念,教師の想定する学習者の処理様式と実際のそれとの間等に乖離が存在することを示唆している。この知見を元に,授業資料の作成や授業中のノート取りに関する指導方法について検討を加えた。この成果を学会誌等に発表した。資料収集に関連して,アクティブ・ラーニングやメタ認知,文章作成等に関する研究を所属機関の紀要,教育心理学会シンポジウム等で発表した。初年度として,大学生を対象とするノート取り方略使用尺度を作成し,その妥当性の検証を行ったこと及びノートや資料の紙面構成の研究方法として眼球運動を手がかりとする分析方法の有効性が検証できたことなどから,次年度以降の学習者のノート取り行動の実態調査,ノート指導に関する教師の意識調査の準備が概ね整ったと言えるため。2年目として,初年度の準備を踏まえて,学校現場における調査研究を計画している。調査対象は,大学初年次教育,初等教育等とし,学習者のノート取り行動の実態調査を実施する。それと並行して,ノート指導に関する教師,あるいは教師志望学生を対象としてノート指導に関する意識調査を実施することを計画している。旅費,消耗品等の支出が予定よりも少なかったため。次年度の旅費,消耗品等に充当する。
コールドスプレー金属皮膜の密着力向上とセラミック基材への金属厚膜の形成

新しいコーティング技術であるコールドスプレーによるAl皮膜は、スプレー角度を鋭角化するとセラミック基材に対しても皮膜の密着力は増加した。また、TEM観察によるAl粒子とソーダガラス基材の界面には、50100nm程度の密度の小さなアモルファス状の反応層が観察され、密着力の高い一因と考えられる。また,超音波衝撃処理による皮膜の後処理により、皮膜表面の緻密化とナノ結晶化が可能となった。新しいコーティング技術であるコールドスプレー(Cold Spray,以下CS法という)は優れた皮膜特性も持つが,実用化は限定的な部分に止まっている。このため,CS法をより実用的なコーティング技術にするため,皮膜の密着力および特性の改善を行った。得られた主な成果は以下である。1.超音波支援による衝撃波緩和による粒子衝突速度および加振による粒子衝突速度の向上の効果の確認:超音波支援は,塑性加工の分野で研究は行われはじめているが,皮膜性能の向上の取組は,国内外での報告がなく,期待される技術である。まず,超音波発振器の先端に超音波ホーンを製作した。基材を前後または上下に振幅を変えて震動させ,CS法のガスジェット衝撃波の緩和による銅粒子付着率は顕著な効果がなかった。しかし,後処理として超音波ホーンによる金属皮膜の緻密化はできた。2.化学的な親和力に関する研究:CS法によるガラス基板上のアルミニウム皮膜の密着力の特異性は,Naなどの化学組成含有の有無によるガラスの種類によらず,ガラスとアルミニウム間の酸素の共有による化学結合である可能性が高いことがわかった。これは,今後,セラミックへの金属皮膜を形成する際の重要な指針となる可能性がある。3.スプレー角度の鋭角化による粒子滑動付与と衝撃波緩和による密着力向上:スプレー角度を鋭角化による皮膜密着力を向上するためには,鋭角化による膜厚を最小限に抑え,その後90°にして成膜する必要があることが分かった。新しいコーティング技術であるコールドスプレー(Cold Spray、以下CS法という)は優れた皮膜特性も持つが、実用化は限定的な部分に止まっている。このため、CS法をより実用的なコーティング技術にするため、皮膜の密着力および特性の改善を行った。(1)超音波支援による後処理として皮膜表面の緻密化超音波支援は、塑性加工の分野で研究は行われはじめているが、皮膜性能の向上の取組は、国内外での報告がなく、期待される技術である。後処理として超音波ホーンによる金属皮膜の緻密化ができ、手動から自動化が行えるようになった。(2)スプレー角度の鋭角化による粒子滑動付与による密着力向上鏡面仕上げした黄銅(硬さ122HV)、軟鋼(173HV)、合金鋼(304HV)、窒化ケイ素(1450HV)、アルミナ(1800HV)の基材に、アルミニウムと銅の皮膜について、スプレー角度を90°から60°に鋭角化すると、皮膜の密着力はいずれも向上した。ソーダガラス(646HV)基材上のアルミニウム皮膜は、ガラス基材内から破壊し、スプレー角度の影響は確認できなかった。(3)化学的な親和力に関する研究CS法によるガラス基板上のアルミニウム皮膜の密着力の特異性は、ガラスとアルミニウム界面に凹凸を形成せず、滑らかなその界面に約100nmの反応層が生成し、その反応層は、主にO、Al、Siが含まれることがTEMによる観察でも示唆された。なお、この密着力20MPa以上で、界面でなくガラスの基材層から破断する。(1)超音波支援による後処理として皮膜表面の緻密化:超音波支援は、塑性加工の分野で研究は行われはじめているが、溶射を含め皮膜性能の向上の取組は国内外での報告がなく、期待される技術である。成膜時のノズル-基材間の衝撃波の緩和による付着率と密着力の向上に効果を得られなかった。しかし、後処理として超音波ホーンによる超音波加工は、装置を試作し、金属皮膜の表面の平滑化、緻密化ができ、表面付近ではナノ結晶組織が形成され、皮膜特性の改善ができた。(2)スプレー角度の鋭角化による粒子滑動付与による密着力向上:鏡面仕上げした黄銅、軟鋼、合金鋼、窒化ケイ素、アルミナの基材に、AlとCuの皮膜について、スプレー角度を90°から60°に鋭角化すると、皮膜の密着力はいずれも向上した。ソーダガラス基材上のアルミニウム皮膜は、ガラス基材内から破壊し、スプレー角度の影響は確認できなかった。なお、Al皮膜-ガラス基材間の密着力は20MPa以上で、ガラスの基材層から破断した。

(3)化学的な親和力に関する研究:CS法によるガラス基板上Al皮膜の密着力の特異性は、SEMやTEMによるAl単粒子と基材界面の観察から、ガラスとアルミニウム界面に凹凸を形成せず、滑らかなその界面に約100nmのアモルファス状のO、Al、Siなどからなる反応層が生成し、界面に生じる引張応力などにより比較的密度が小さかった。さらに、この反応層の厚さは、粒子の大きさに依存した。界面から僅かにガラス基材の一部が噴出していることが確認で、密着力が高い一因と予想された。当初計画の実施項目は実施し、研究実績の概要に記載した成果は得られているものの、化学的な親和力による皮膜付着のメカニズムの解明やその評価が難しく、全体の進捗状況はやや遅れていると判断される。24年度が最終年度であるため、記入しない。効果の確認できた(1)超音波支援による後処理として皮膜表面の緻密化、(2)スプレー角度の鋭角化による粒子滑動付与による密着力向上、(3)ガラス基材とアルミニウム皮膜の特異な密着のメカニズムの検討に注力する。一方、効果の確認ができない(4)超音波支援による衝撃波緩和による皮膜密着力向上、装置の作製が現状で困難なことが分かった(5)超音波支援による基材表面活性化による皮膜密着力向上に関しては、検討を見合わせる。
リアルタイム多波長可視化法による食肉品質及び安全性の非破壊評価

近赤外分光分析は、当該光の高い透過性に着目し、対象物からの拡散反射光等から統計解析で情報を抽出することにより、内部品質を非破壊で予測する手法である。本研究では、食肉を試料として研究を行い、応用範囲の広い、可視近赤外分光分析による肉類品質の非破壊判定法について検討した。2 cmの厚さの牛肉および豚肉をハイパースペクトルカメラで撮影した。光源は150 Wキセノンランプと150 Wタングステン-ハロゲンランプの混合光源、光センサーは12ビット(4096諧調)の精度で光の強弱を判定できるCCDカメラ、分光器は透過型回折格子、レンズは16 mmのものを使用した。全ての光学部品は光学ベンチにて固定した状態で試料をカメラ撮影するため、試料、光源、光センサーの幾何学的位置関係が常に不変である。これは、再現性の高い計測データを得るために有効であった。4001,000 nmの波長範囲の分光反射/吸収データを5 nmごとに取得し、Savitzky-Gorey法によって二次微分に変換した。当該処理により、ベースライン変動の影響が除去され、光吸収バンドが明確になった。スペクトルデータ解析には統計解析ソフトウエア「The Unscramblae ver. 10.3(カモソフト(株))」を用いた。部分最小二乗回帰分析により国際照明委員会CIELABのL*、a*、b*値をそれぞれ決定係数0.92、0.73、0.93、交叉検証最小二乗誤差0.93、0.51、0.97の精度で予測可能であった。また、牛肉への馬肉の混合割合(298%)の非破壊判定を試みた結果、決定係数0.98、交叉検証最小二乗誤差2.23%の精度で判定可能であった。本成果は、牛肉偽装問題の防止に貢献できると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。2cmの厚さの牛肉および豚肉をハイパースペクトルカメラで撮影した。光源は150Wキセノンランプと150Wタングステン-ハロゲンランプの混合光源、光センサーは12ビット(4096諧調)の精度で光の強弱を判定できるCCDカメラ、分光器は透過型回折格子、レンズは16mmのものを使用した。これは、再現性の高い計測デークを得るために有効であった。4001,000nmの波長範囲の分光反射/吸収データを5nmごとに取得し、Savitzky-Gorey法によって二次微分に変換した。部分最小二乗回帰分析により国際照明委員会CIELABの明度(L*)、水分保持力、pHおよび水分に対する予測モデルを構築した結果、交差検証相関係数はそれぞれ0.91、0.83、0.80および0.94、交叉検証最小二乗誤差はそれぞれ1.93、0.33%、0.03および0.45%の制度で予測可能であった。

本成果は、牛肉偽装問題の防止に貢献できると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。初年度は、分光分析による食肉の非破壊品質評価に必要な測定条件設定まで行う予定であったが、実際には条件設定を終え、食肉品質評価まで行えたため、計画以上に進展したと考えられる。初年度は一点測定による食肉の非破壊品質評価を行ったが、今後は、二次元画像を利用した品質分布の可視化に取り組みたい。
教師なし・半教師あり学習を用いた検査情報複合型医療診断システムの構築

一般に,深層学習には大量の教師データが必要であるが,医療分野では臓器ごと,疾患ごとに十分な量の教師データを得ることは難しく,既存の深層学習手法の単なる医用データへの適用では十分な診断精度を達成できない.したがって,教師データの少なさをカバーできる方式の実現を目的とする.具体的には,胸部CT画像を主とした教師なし疾患検知システムと,経験を積むごとに賢くなる半教師あり疾患検知システムを研究する.さらに,肺聴診音など複数の検査情報を統合した診断システムへ展開し,放射線科医の評価も取り入れながら臨床展開の可能性を探る.一般に,深層学習には大量の教師データが必要であるが,医療分野では臓器ごと,疾患ごとに十分な量の教師データを得ることは難しく,既存の深層学習手法の単なる医用データへの適用では十分な診断精度を達成できない.したがって,教師データの少なさをカバーできる方式の実現を目的とする.具体的には,胸部CT画像を主とした教師なし疾患検知システムと,経験を積むごとに賢くなる半教師あり疾患検知システムを研究する.さらに,肺聴診音など複数の検査情報を統合した診断システムへ展開し,放射線科医の評価も取り入れながら臨床展開の可能性を探る.
神経筋シナプスを標的としたサルコペニアのバイオマーカー確立に向けた研究

サルコペニア(加齢に伴う筋萎縮と筋力の低下)を迅速に診断して適切な治療を早期に開始するためには、筋萎縮の状況を正確にモニタリングできる血中バイオマーカーを所定の臨床診療に取り入れることである。申請者は、筋萎縮のprimaryeventである神経筋シナプス(運動神経と骨格筋のつなぎ目)の変化を反映する分子が早期に筋萎縮を検出できるバイオマーカーになり得ると考え、神経筋シナプスの構造維持に必須の分子であるMuSK (muscle-specific kinase)に着目した。本研究では、筋萎縮とMuSKの関係を明らかにすることで、MuSKがサルコペニアのバイオマーカーとして有用であることを示し、臨床現場への応用に繋げることを目的とする。昨年度までで筋萎縮の動物モデルにおけるバイオマーカーとしての有用性が認められたことから、平成30年度はヒトを対象とした研究を進めた。これまでの定量アッセイ系はマウス・MuSKのみを標的としたものであったが、抗原に対する親和性(Kd値)がより高いモノクローナル抗体を用いてヒト・MuSKの定量アッセイ系を構築し、ヒト血清中のMuSKが高感度で検出・定量可能となった。実際にヒト血清中に存在するMuSKはモノクローナル抗体を用いたIP-WBで検出され、質量分析によってもMuSKの細胞外領域部分に由来する配列が同定された。このアッセイ系を用いることで、血中MuSK濃度が高い疾患患者が存在することが明らかとなり、臨床現場における利用可能性が示唆された。平成28年度は筋萎縮の動物モデルを作成し、MuSKの血中濃度と病態の関係を検討した。マウス坐骨神経の切除モデルでは、筋量の低下が生じる前に血中MuSK濃度が上昇することが明らかとなった。また、坐骨神経を挫滅して一過的な除神経の後に筋の再神経支配を誘導すると、筋量の回復に先行して血中MuSK濃度が低下することが明らかとなった。これらの結果は、血中MuSK濃度が筋量ではなく筋の神経支配状況を反映して変化していることを示しており、筋萎縮のリスクを迅速に診断可能にする特徴であると考えられた。加えて、ギプス固定による筋萎縮においても血中MuSK濃度が上昇することが示され、神経原性の筋萎縮だけでなく、筋原性の筋萎縮にもバイオマーカーとしての有用性があると考えられた。動物モデルの有用性が確認されたことから、これらの成果を学会や論文で発表する見通しが立っているため、順調に進展していると考えている。昨年度は除神経による筋萎縮の動物モデルでバイオマーカーとしての有用性が認められたことから、平成29年度は、ALS (筋萎縮側索硬化症)を発症するG93A-SOD1マウスを用いて、MuSKの血中濃度と病態の関係を検討した。ALSマウスにおける発症の徴候である体重減少や筋力低下が生じる前に血中MuSK濃度が上昇することが明らかとなった。電気生理学的手法や分子生物学的手法を用いることで、血中MuSK濃度は、神経筋シナプスの脱神経支配による運動単位の減少に伴う骨格筋のMuSK遺伝子およびタンパク質の発現変化を反映して変化していることが明らかとなった。ALSは運動ニューロン病であるが、近年は末梢の神経筋シナプスでの脱神経支配が初期変化として注目されている。特に、SOD1マウスはALSの新規治療法や治療薬を検討する前臨床研究で頻繁に用いられており、血中MuSKがALS研究におけるツールとして有用性があると考えられた。疾患動物モデルでの有用性が確認されたことから、これらの成果を学会や論文で発表する見通しが立っているため、順調に進展していると考えている。

本研究では、筋萎縮とMuSKの関係を明らかにすることで、MuSKがサルコペニアのバイオマーカーとして有用であることを示し、臨床現場への応用に繋げることを目的とする。昨年度までで筋萎縮の動物モデルにおけるバイオマーカーとしての有用性が認められたことから、平成30年度はヒトを対象とした研究を進めた。これまでの定量アッセイ系はマウス・MuSKのみを標的としたものであったが、抗原に対する親和性(Kd値)がより高いモノクローナル抗体を用いてヒト・MuSKの定量アッセイ系を構築し、ヒト血清中のMuSKが高感度で検出・定量可能となった。実際にヒト血清中に存在するMuSKはモノクローナル抗体を用いたIP-WBで検出され、質量分析によってもMuSKの細胞外領域部分に由来する配列が同定された。このアッセイ系を用いることで、血中MuSK濃度が高い疾患患者が存在することが明らかとなり、臨床現場における利用可能性が示唆された。自然発症性の筋萎縮モデル動物(ALS)も用いて、血中MuSK濃度と病態の関係を検討していく予定である。膜貫通タンパク質であるMuSKが細胞外に遊離する機序を検討していく予定である。平成28年度内に使用すべき民間からの助成金が残っており、それらを優先して使用したことから剰余分が生じた。(理由)平成29年度内に使用すべき他の助成金が残っており、それらを優先して使用したことから剰余分が生じた。(使用計画)本研究では比較的高額な試薬または消耗品をコンスタントに使用しており、また多数の実験動物を使用するため、それらの購入や維持費用に回していく予定である。本研究では比較的高額な試薬または消耗品をコンスタントに使用しており、また多数の実験動物を必要とするため、それらの購入や維持費用に回していく予定である。
メルLSP音声分析合成システム

本研究は従来,線形領域で求められていた分析合成系のパラメータを非線形領域において求めることにより,中帯域伝送路における,音声の品質向上を目的とするものである.一般的に音声の情報圧縮によく用いられる分析合成系は,その伝送パラメータを線形な周波数領域において求めているが,人間の聴覚特性は周波数に於て非線形である.本研究はこの事に着目し,人間の聴覚特性に基づくメル目盛り上での分析合成系を構築することにより音声の品質向上を目指した.62年度科学研究費の補助により,まずLSPを用いた分析合成系をメル目盛り上で実現する方法を提案した.これにより線形時間軸上の音声信号から直接メルLSP分析合成を行なうことを可能にした.次に,低周波数域はメルLSPで非線形に表現し高周波数域は従来のLSPで線形に表現するようなLSP分析合成システムをパーソナルコンピュータPC-9801上で構築した.これにより音声を非線形領域に変換して分析を行う際に従来から問題となっていた音質向上効果の低減を防ぐことが可能となった.またこのシステムを用いてメルLSPとLSPの分析次数の割当の最適化を行い,分析次数の和が10のときは,メルLSPの分析次数を8,従来のLSPの分析次数を2とした場合に合成音声の音質が最も良いことを確認した.さらに本システムと従来のLSP分析合成系との合成音声の音質の比較を行なった結果,本システムによる合成音声は従来法の12次の合成音と同等あるいはそれ以上の音質であることを確認した.これにより従来の分析合成系より高音質な合成音声を得ることが可能となった.本研究は従来,線形領域で求められていた分析合成系のパラメータを非線形領域において求めることにより,中帯域伝送路における,音声の品質向上を目的とするものである.一般的に音声の情報圧縮によく用いられる分析合成系は,その伝送パラメータを線形な周波数領域において求めているが,人間の聴覚特性は周波数に於て非線形である.本研究はこの事に着目し,人間の聴覚特性に基づくメル目盛り上での分析合成系を構築することにより音声の品質向上を目指した.62年度科学研究費の補助により,まずLSPを用いた分析合成系をメル目盛り上で実現する方法を提案した.これにより線形時間軸上の音声信号から直接メルLSP分析合成を行なうことを可能にした.次に,低周波数域はメルLSPで非線形に表現し高周波数域は従来のLSPで線形に表現するようなLSP分析合成システムをパーソナルコンピュータPC-9801上で構築した.これにより音声を非線形領域に変換して分析を行う際に従来から問題となっていた音質向上効果の低減を防ぐことが可能となった.またこのシステムを用いてメルLSPとLSPの分析次数の割当の最適化を行い,分析次数の和が10のときは,メルLSPの分析次数を8,従来のLSPの分析次数を2とした場合に合成音声の音質が最も良いことを確認した.さらに本システムと従来のLSP分析合成系との合成音声の音質の比較を行なった結果,本システムによる合成音声は従来法の12次の合成音と同等あるいはそれ以上の音質であることを確認した.これにより従来の分析合成系より高音質な合成音声を得ることが可能となった.
バクテリオロドプシンとカーボンナノチューブの複合型マイクロナノ光センサーの構築

本研究の目標は(1)カーボンナノチューブ(CNT)の電極端子間架橋構造の構築,(2)CNT側面部分への光感応蛋白質であるバクテリオロドプシン分子の配向・固定,(3)光でON/OFFするFET(電解効果トランジスタ)型の超高感度光バイオセンサーの作製・動作検証,であった.しかし残念ながら最大のボトルネックであったCNT-FETの供給が最後まで十分に得られず,率直に言って再現性の確認の取れるような光照射によるFET動作のmodulationは確認できていない.ただし,生体分子計測研究所に移籍した杉山幸宏氏と静岡大学電子科学研究所の藤本教授との共同研究は進んでおり,ほぼ,CNT-FETの自力供給が静岡大学でできるようになってきている.このCNT-FETの作成方法は従来のCCVD法とは異なる被覆固定法を用いており,この点に関しては当初の目標(1)が達成できているし,今後(2),(3)に向かって進める予定である.また,バクテリオロドプシンとCNTの結合・付着条件の検討を行う途中できわめて興味深いことが発見された.電子顕微鏡でCNT上に付着した変性バクテリオロドプシンを観察すると,特徴的な縞模様が見られた.そのフーリエ変換から周期を求めると約0.7nmとなり,βシート構造の周期性と一致した.更にアミロイド構造に対して蛍光を発するFSBを用いて蛍光観察を行ったところ,はっきりした蛍光がCNT上に見られた.これらの知見は主にαヘリックスからなるバクテリオロドプシンが変性してCNTに吸着することによってβ構造に転移したことを示唆しており,想像をふくらませるとBSEの原因となるプリオン繊維の形成とも共通性があるのではないかと思われる.現在そのような可能性も考えて,バクテリオロドプシンとCNTの接着様式について高分解能TEMによる観察を静岡大学電子科学研究所の藤本教授の下で行っている.本研究は三洋電機株式会社の杉山幸宏氏の全面的協力の下に行われている.本年度は,まずバクテリオロドプシンを無機材料からなる基板に結合するために,いったん無機材料の表面を変性蛋白からなる薄膜で覆い,その表面をビオチン化し,同じくビオチン化したバクテリオロドプシンとストレプトアビジンを介して結合することを試みた.蛍光性のビオチン化試薬を用いることによりビオチン化の有無を調べ,良好な結果を得た.CNT-FETは名古屋大学工学部の水谷研究室の大野博士らの協力を得て作られたものを用いてその表面にバクテリオロドプシンを固定化し,光照射による応答を調べた.しかし今のところ光を当てることにより特性の変化は見られていない.光応答の見られなかったCNT-FETを全て電子顕微鏡で観察したところ,結合したバクテリオロドプシンの密度が低すぎてCNTをまったく覆っていないことが判った.現在,バクテリオロドプシンの結合密度を上げるとともに,CNT-FETの特性をより精密に評価できる実験系を構築している.一方で,水面上に展開して表面変性したバクテリオロドプシンがCNTに付着する際に規則的な層状構造を作ることが電子顕微鏡による観察で明らかになった.この電子顕微鏡増をフーリエ変換することによってその周期を計算したところ,β構造に特徴的な周期とほぼ一致した.このことはほとんどαヘリックスだけからなるバクテリオロドプシンが変性とCNTの表面への吸着によってβ構造にとむ形に遷移した可能性を示唆している.このことは本研究の目的,すなわちバクテリオロドプシンとCNT-FETを組み合わせてマイクロナノセンサーを作成する,と言うことには直接の関係はないが,最近注目されている蛋白質のアミロイド形成の問題との関連から興味深いものであると考えている.本研究の目標は(1)カーボンナノチューブ(CNT)の電極端子間架橋構造の構築,(2)CNT側面部分への光感応蛋白質であるバクテリオロドプシン分子の配向・固定,(3)光でON/OFFするFET(電解効果トランジスタ)型の超高感度光バイオセンサーの作製・動作検証,であった.しかし残念ながら最大のボトルネックであったCNT-FETの供給が最後まで十分に得られず,率直に言って再現性の確認の取れるような光照射によるFET動作のmodulationは確認できていない.ただし,生体分子計測研究所に移籍した杉山幸宏氏と静岡大学電子科学研究所の藤本教授との共同研究は進んでおり,ほぼ,CNT-FETの自力供給が静岡大学でできるようになってきている.このCNT-FETの作成方法は従来のCCVD法とは異なる被覆固定法を用いており,この点に関しては当初の目標(1)が達成できているし,今後(2),(3)に向かって進める予定である.また,バクテリオロドプシンとCNTの結合・付着条件の検討を行う途中できわめて興味深いことが発見された.電子顕微鏡でCNT上に付着した変性バクテリオロドプシンを観察すると,特徴的な縞模様が見られた.そのフーリエ変換から周期を求めると約0.7nmとなり,βシート構造の周期性と一致した.更にアミロイド構造に対して蛍光を発するFSBを用いて蛍光観察を行ったところ,はっきりした蛍光がCNT上に見られた.これらの知見は主にαヘリックスからなるバクテリオロドプシンが変性してCNTに吸着することによってβ構造に転移したことを示唆しており,想像をふくらませるとBSEの原因となるプリオン繊維の形成とも共通性があるのではないかと思われる.現在そのような可能性も考えて,バクテリオロドプシンとCNTの接着様式について高分解能TEMによる観察を静岡大学電子科学研究所の藤本教授の下で行っている.
ペルチェ素子と形状記憶合金を用いたマィクロポンプの開発とナノ流体の流動解析

1)ペルチェ素子と形状記憶合金との動特性ペルチェ素子に直流電流を加えることによって、片面が加熱される。これによって形状記憶合金が膨張する。一方、電流を停止すれば、その面は発熱されないので、形状記憶合金は元の状態に戻る。但し、加熱されていた面が加熱される前の壁温に戻るには時間を要するので、形状記憶合金の変化も遅い。従って、その合金が元の状態に戻るために、ペルチェ素子を流れる直流電流を逆方向に流すことによって、その素子が吸熱され、形状合金は元の状態に戻る。このプロセスを規則的に行なうために、以下の事を明らかにした。(1)ペルチェ素子の両側に極細熱電対を取り付け、直流電流を流す。その電流の方向を規則的変化した場合の壁温の時間変化を把握した。(2)ペルチェ素子の片方に形状記憶合金を接触させ、ペルチェ素子の規則的な温度変化に対応する合金の形状変化を記録して、応答性を把握した。2)マイクロポンプの製作(1)製作するマイクロポンプは、デフューザーバルブ、ペルチェ素子と形状記憶合金とが組み合わさった熱電運動素子、ノズルバルブからなっている。これらをアルミプレート上に深さ1mmで加工し、ナノ流体又はナノ粒子を含まない流体はこの加工部分を流れるようになっており、その流動が可視化できるようにパイレックスガラスでアルミプレート全体を覆った。(2)極狭い流路を液体が流れるために、流路壁との浸水性を検討した。(1).ペルチェ素子の両側に極細熱電対を取り付け、直流電流を流す。(2).ペルチェ素子の片方に形状記憶合金を接触させ、ペルチェ素子の規則的な温度変化に対応する合金の形状変化を記録して、応答性を把握した。2)マイクロポンプの製作(1).製作するマイクロポンプは、デフューザーバルブ、ペルチェ素子と形状記憶合金とが組み合わさった熱電運動素子、ノズルバルブからなっている。これらをアルミプレート上に深さ1mmで加工し、ナノ流体又はナノ粒子を含まない流体はこの加工部分を流れるようになっており、その流動が可視化できるようにパイレックスガラスでシリコンプレート全体が覆った。(2).極狭い流路を液体が流れるために、流路壁との浸水性を検討した。デフューザーバルブ、ペルチェ素子と形状記憶合金とが組み合わさった熱電運動素子、ノズルバルブからなるマイクロポンプを製作した。その結果、下記のことが明らかとなった。1)ペルチェ素子にパルス電力を加えることによって、それに追随して素子が吸熱・発熱を規則的に繰り返した。2)ペルチェ素子の規則的な吸熱・発熱に伴って形状記憶合金が規則適に変形できることを確認した。3)フューザーバルブ、ペルチェ素子と形状記憶合金とが組み合わさった熱電運動素子、ノズルバルブからなるマイクロポンプを製作した。アルミプレート上にレーザーを使って加工した。4)作動媒体として水を使用し、形状記憶合金の変形によってポンプ内の水が移動することを、申請して購入した画像顕微鏡で記録した。5)ナノ粒子状物質として、ナノダイヤモンドを使用した。まず、従来使用されているアルミナ、CuOをナノ粒子状物質を使用した場合のナノ流体の熱物性との比較を行った。

同率の体積分率のナノダイヤモンドを含んだ場合の熱伝導率はアルミナやCuOのナノ流体と比較して高い値を示す事を明らかにした。6)ナノダイヤモンドからなるナノ流体を用いた熱流動実験を行い、温度助走領域および熱的に十分発達した領域で単相流の値に比べて高い値を示すことを明らかにした。また、層流域でありながら、ナノダイヤモンドの体積密度によってヌセルト数が変化し、体積密度が増すにつれて(実験では5%まで)、ヌセルト数が増加することが分かった。
ラチスシェルの動的崩壊挙動予測手法の提案

本研究は,災害時にも防災拠点として使用可能な空間構造物を具現化することを目標とした,ラチスシェルの動的崩壊性状の分析,崩壊挙動の評価手法に関する研究である。2006年度には,数値解析により動的崩壊挙動を分析した上で,静的座屈荷重に着目した崩壊加速度予測手法を提案した。また,簡易モデル置換によってひずみエネルギー推定方法を提案した。2007年度以降は,スケール縮小モデルを対象として,実挙動における崩壊挙動分析の前段として弾性範囲内での地震応答実験を行い,応答性状の分析を行った。平成18年度においては,ラチスシェルの動的崩壊性状を分析するにあたり,まず現在日本国内に存在するラチスシェルの現状調査を行い,本研究で対象とするモデルを設定した。その調査より以下の研究において対象とした二層立体ラチスドーム,単層ラチスドームのモデルを設定した。二層立体ラチスドームを対象とした研究では,ドームの上層と下層に採用する網目形状の違いによる静的弾塑性座屈性状を分析した上で,周期特性が明確かつ単純なステップ波を受ける場合の動的崩壊性状を明らかにした。更に,それらの座屈荷重は,正規化細長比を用いた修正ダンカレー式により評価可能であることを明らかにした。単層ラチスドームを対象とした研究では,まずドーム半開角をパラメータとして,水平方向に地震動を受ける場合の動的崩壊性状について分析した。更に,質量比例の水平荷重に対する静的座屈荷重を加速度換算し,その加速度を応答倍率が1倍における崩壊加速度とみなして基準として用い,各地震波に対するドームの崩壊加速度の予測を行った。その手法では,ドームの固有周期における各地震波の応答倍率として一質点系の加速度応答スペクトル値を採用した。また,ドーム屋根と下部構造を単純な二質点系に置換し,その二質点系の応答から崩壊直前にドームに発生するひずみエネルギーを推測する方法を提案した。以上の予測手法により,単層ラチスドームの地震波入力に対する崩壊加速度および崩壊直前に発生するひずみエネルギーの予測が可能となった。平成19年度には,ラチスシェルの地震波入力に対する実挙動を把握した上で,応答評価手法の妥当性を検討するため,円筒ラチスシェルを対象とした振動台実験を行う予定である。平成18年度において,まず現在日本国内に存在するラチスシェルの現状調査を行い,本研究で対象とするモデルを設定した。その調査より研究の対象とした二層立体ラチスドーム,単層ラチスドームのモデルを設定した。更に,それらのラチスドームを対象として,水平方向に地震動を受ける場合の動的崩壊性状について分析し,崩壊加速度および崩壊直前に発生するひずみエネルギーの予測手法を提案した。この結果を受け,平成19年度は,ラチスシェルの実挙動を把握するため,基本的な構造であるアーチ構造を対象とした地震応答実験を行った。ここでは,支持構造の固有周期と屋根構造の固有周期の関係および支持構造の質量の違いが地震応答性状に与える影響について明らかにし,更に既往の研究において提案した地震応答評価手法の妥当性について検証した。引き続いて現在は,曲率を一方向のみに有する屋根型円筒ラチスシェルを対象として,地震動を受ける場合の実挙動の分析を行っている。また,昨年度に引き続き,二層立体ラチスドームを対象として,動的崩壊挙動を明らかにすることの前段階として,構造物の基本性状である静的座屈性状を分析した。ここでは,支持部の境界条件と網目形状の違いが座屈性状に与える影響について検討している。平成20年度には,19年度に対象とした屋根型円筒ラチスシェルの実挙動について更なる分析を行い,構造物が塑性化を伴うような過大な入力に対する応答の分析および応答低減機構の付加による応答低減効果について明らかにする予定である。平成18年度において,まず現在日本国内に存在するラチスシェルの現状調査を行い,対象とするラチスシェル,ドームを設定した。更に,そのラチスドームを対象として,水平方向に地震動を受ける場合の動的崩壊性状について分析し,崩壊加速度および崩壊直前に発生するひずみエネルギーの予測手法を提案した。また,平成19年度には,実挙動を把握するため,基本的な構造であるアーチ構造を対象とした地震応答実験を行い,支持構造の固有周期と屋根構造の固有周期の関係,支持構造の質量の違いが地震応答性状に与える影響について明らかにした。更に既往の研究において提案した地震応答評価手法の妥当性についても検証した。

以上の結果を受けて,平成20年度には,曲率を一方向にのみ有する屋根型円筒ラチスシェルを対象として,振動台実験により地震動を受ける場合の分析を行った。ここでは,実挙動における動的崩壊性状の分析の前段として,エネルギー吸収機構をラチスシェルに組込むことにより,構造物が塑性化を伴うような大地震に対する応答制御法について検討した。ここで用いた試験体は,本補助金による前年慶の試験体を元に製作した屋根型円筒ラチスシェルとする。この試験体の下部構造部にエネルギー吸収機構として市販のオイルダンパーを組込み,この機構の付加による応答低減効果を,機構を付加しない場合の応答と比較することにまり分析した。また,前年度行った円筒ラチスシェルを対象とした地震応答実験を更に進め,支持構造の質量および入力地震動の周期特性の違いが地震応答性状に与える影響についても分析した。今後は,ここでは実現できなかったラチスシェルの動的崩壊時の実挙動について更なる分析を進めていく予定である。
TIAP/Survivinによる細胞死,細胞周期の制御と発癌機構

1.TIAPトランスジェニックマウスを用いたTIAPの機能解析:Lck-TIAP Tgの胸腺および脾臓T細胞を抗CD3抗体、concanavalinA, PMA, Ionomycinなどで刺激し、細胞増殖能についてサイミジンのとりこみにより調べたところ、PMA+Ionomycinの刺激に対してのみ細胞増殖の増強がみられ特に未熟なT細胞において増殖が盛んになっていた。2.TIAPトランスジェニックマウスを用いたリンパ球腫瘍化の解析:放射線照射によるリンパ球腫瘍化の検討:マウスに1.6Gyの放射線を一週間隔で四回照射することにより、リンパ球が高率に腫瘍化(胸腺腫)することが知られている。そこで、前述のlck-TIAP Tgマウスに放射線を照射して、胸腺腫の発生までの期間、発生頻度、クローナリテイについてコントロールと比較し、TIAPと細胞腫瘍化との関わりについて検討した。予備実験の結果ではTgはコントロールと比較しても腫瘍発生頻度には差はなかったがより悪性度の高い腫瘍が発生した。現在例数を増やして検討中である。3.新しいTIAPホモログの遺伝子クローニング:申請者らはTIAPプローブと反応するフラグメントをサザン、ノザンブロットで見い出した。マウス胎児cDNAライブラリーよりcDNAの断片をクローニングした。この塩基配列解析より、新規遺伝子はBIRドメインをコードしTIAPおよび既知のIAPのいずれでもない新しいIAP遺伝子TIAP2である可能性が高いことが分かった。またマウスにおいては9番染色体上に存在することを明らかにした考察:TIAP/survivinは生体内においては過剰発現しても直接アポトーシスを阻止する作用は認められなかった。またTgマウスの腫瘍発生の解析よりTIAPは癌遺伝子として発癌の初期に作用するのではなくむしろ細胞周期制御の破綻により癌の進展に働く因子と考えられた。今後TIAPと細胞周期制御にかかわる分子の相互作用やその癌化におよぼす影響について研究をすすめていく予定である。
活性炭吸着エタノールにより消化器癌リンパ節転移の新しい治療法の開発

本研究の目的は治療困難な消化器癌のリンパ節転移に対する全く新しい治療法を開発することにある。平成2年度および平成3年度における研究でCH3/HeSIC系雄性マウス(5週齢)の左後肢足背皮下に腹水肝癌MH134の細胞浮遊液(5*10^5cells/mouse)を移植し,腰部リンパ節の転移モデルを作製した。転移が成立したマウスの膝窩リンパ節内に,リンパ指向性の高い微粒子活性炭CH40のと強力な組織障害性のある純エタノールのを1:4(v/v)の割合で混和したCH-ETを0.05ml注入し,4日後に屠殺して同側の膝窩リンパ節および腰部リンパ節の重量を測定したところ著明な治療効果が認められ,組織学的にも著明な凝固壊死が認められた。平成4年度における研究ではCH-ETの効果をさらに高めるため微粒子活性炭CH40と純エタノールを1:4(v/v)の割合で混和したCH-ETにマイトマイシンCを250μg/mlの割合で混和したMMC-CH-ETを作成した。そして、マウス白血病細胞P388をBDF1マウスの左後肢足背皮下に移植したモデルで,P388移植後8日目に左膝窩リンパ節にMMC-CH-ETを0.1mlを注入してその4日後に腰部リンパ節を摘出し,細切組織浮遊液をrecipientマウスに移植して他の治療群と生存率を比較したところ,本治療法の生存率が他の治療法と比べて有意に良好であった。臨床応用は,切除不可能な大動脈周囲リンパ節転移を認めた胃癌1症例(70歳,男性)に対して,術中大動脈周囲リンパ節にMMC-CH-ET12mlを注入したところCT検査による経過観察で,リンパ節転移の縮少と壊死を示す画像が得られた。1)マウス腹水肝癌MH134の細胞浮遊液(5×10^5cells/mouse)を、C3H/He/SIC系5週齢雄性マウスの後肢足背に注入したところ、移植9日目に同側膝窩リンパ節および腰部リンパ節に転移が形成され、リンパ節転移の実験モデルが確立された。2)転移が成立したマウスを全身麻酔下に転移の形成された後肢膝窩リンパ節に(1)CHエタノ-ル(微粒子活性炭CH40と純エタノ-ルを1:4の割合で混ぜたもの)(2)純エタノ-ル(3)生食をそれぞれ0.05ml注入し、4日後に屠殺して膝窩リンパ節および腰部リンパ節の重量を測定した。各群10匹の平均重量は膝窩リンパ節ではCHエタノ-ル群12.3±6.5mg,純エタノ-ル群16.8±1.9mg,生食群22.0±6.5mgとなり、前二者の治療効果が認められた。腰部リンパ節ではCHエタノ-ル群5.1±2.2mg,純エタノ-ル群13.0±6.7mg,生食群15.5±6.4mgとなり、CHエタノ-ル群は他の2群と比べて有意に軽く、遠隔リンパ節での治療効果が認められた。3)つぎに各リンパ節を摘出して、10%ホルマリンで24時間固定後、ヘマトキシリンエオジン染色を行って組織学的な変化を比較した。その結果、CHエタノ-ル群では注入部位である膝窩リンパ節全体に微粒子活性炭CH40の滞留と凝固壊死を認め、脈管内に血栓の形成を認めた。