hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯質接着性ボンディング材の開発:特に、酸処理なしの象牙質接着システムの検討

<-1>のリン酸基のピーク比は、すべての試作プライマーの場合、未処理象牙質とほとんど同じであったのに対し、比較対照群はかなり低下していた。このことは、前者が後者よりも、無機質成分の脱灰がほとんどなく、変質が少ないことを示唆している。今後、接着試験により優れたCプライマーを見出したい。本研究の目的は、根面う蝕や歯頸部う蝕などの治療に対して、従来のリン酸などの酸処理を施さなくても象牙質と接着するボンディングシステムを開発し、その接着メカニズムを解明することである。そこで、本年度は、昨年度に試作した101種のデンチンプライマー:Aプライマー(2-ヒドロキシエチルメタクリレート60重量部・蒸留水40重量部)、Bプライマー(Aプライマーに50種のアミノ酸0.5モル%それぞれ添加したプライマー)およびCプライマー(50種のBプライマーに合成したカルボキシル基を有するモノマー10重量部をそれぞれ添加したプライマー)を用いて、抜去牛歯象牙質に対する剪断接着強さ試験を行った。すなわち、各プライマーを象牙質面にそれぞれ30秒間処理し、15秒間エア-乾燥した後、試作した1液性ボンディング材をそれぞれ塗布し、30秒間光照射を行い、次いで可視光線重合型コンポジェットを充填し、試験体を作製し、24時間後に試験を行った。その結果、試作ボンディング材の場合、剪断接着強さは、Aプライマーで2.5MPa、50種のBプライマーで2.56.0MPaの範囲であったのに対し、50種のCプライマーでは6.410.8MPaの範囲となり、有意的に高い傾向を示した。このことは、カルボキシル基を有するモノマーをプライマー中に添加することが有効であることを示唆している。一方、50種のプライマーと試作ボンディング材の代りに市販1液性ボンディング材を用いて、同様の試験を行った結果、剪断接着強さは10.313.6MPaの範囲となり、試作ボンディング材を用いた場合よりも高い価を示し、他のボンディング材を試作する必要性が生じた。今後、破断後の接着強さ試験体のSEM観察を行い、接着のメカニズムを究明するとともに、高い接着強さを示したCプライマーについて、サーマルサイクリング、朝抜き有髄牛歯の引張接着強さ試験も行う予定である。そこで、本年度は、新たに50種のDプライマー(ヒドロキシエチルメタクリレート60wt%・蒸留水40wt%に50種のアミノ酸0.5mole%と4-アクリロキシエチルトリメリット酸10wt%をそれぞれ添加したプライマー)と新しいボンディング材を試作して、抜去牛歯象牙質に対する剪断接着強さ試験を行った。すなわち、各プライマーを象牙質面にそれぞれ30秒間処理し、20秒間エア-乾燥した後、新しい1液性ボンディング材をそれぞれ塗布し、30秒間光照射を行い、次いで可視光線重合型コンポジットを充填し、試験体を作製し、24時間後に試験を行った。その結果、昨年度のCプライマーと試作ボンディング材を使用した場合とCプライマーと市販ボンディング材(クレアフィルフォトボンド)を使用した場合の剪断接着強さが、6.4-10.8MPaと10.3-13.6MPaの範囲であったのに対し、Dプライマーと新しいボンディング材を使用した場合、剪断接着強さは、L-グルタミン酸の9.5MPaからL-バリンの30.3MPaの範囲となり、昨年度のものより有意的に高い値を示したDプライマーが多かった。
系列データからの頻出パターンの高速抽出アルゴリズムの開発

本研究の目的は,幅広い分野で利用されているさまざまな系列データから,自明でないが有意なパターンを高速に抽出することである.本年度の研究では,有向グラフとして定義されるエピソードの部分クラスである多部エピソードのマイニングアルゴリズムを,医療データである細菌検査データへ適用することで,院内感染の原因である菌交代現象を捕らえるエピソードの抽出実験を行った.自然数k≥1に対して,A_i(1≤i≤k)をイベントの集合とする.このとき,という形のエピソードをk部エピソードという.k部エピソードは,自然数1≤i中のすべてのイベントはA_iのすべてのイベントが出現した後に出現することを意味するエピソードである.本研究では,入力イベント列に頻出するすべての多部エピソードを高速に抽出するアルゴリズムを導入した(JSAI'10).さらに,エピソード抽出アルゴリズムを医療データに適用することで,院内感染の原因と考えられている菌交代現象に関する時系列規則を表す頻出エピソードを抽出した.具体的には,制約付きの多部エピソードに関するマイニングアルゴリズムを導入し,アルゴリズムを大阪府立急性期総合医療センターから提供された1999年から2007年までの164713レコードからなる細菌検査データに適用することで,菌交代現象に関する時系列規則の抽出実験を行った.その結果,菌交代現象を捉える多数の時系列規則の抽出に成功した(CME'10).本研究の目的は,幅広い分野で利用されているさまざまな系列データベースから,自明でないが有意なパターンとして,頻出エピソードを高速に抽出することである.本研究では,系列データベースから頻出エピソードを高速抽出するための基本的なアイデアとして,抽出対象の複雑なエピソードを,単純なパターンである直列エピソードに分解して抽出し,複雑なエピソードを再構成する直列構成という手法を用いた.はじめに,イベントの単純な列である直列エピソードを元にして高速に抽出できるエピソードのクラスを,直列構成可能なエピソードとして定式化し,直列構成可能なエピソードの理論的な性質を示した(PAKDD'08).次に,イベント列からエピソードの部分クラスである頻出菱形エピソードを高速に抽出するアルゴリズムを導入した.一つの出力から次の出力までの計算時間が入力長の多項式で抑えられるアルゴリズムを多項式遅延アルゴリズムという.本研究では,菱形エピソードが直列構成可能なエピソードであることを利用して,イベント列から頻出菱形エピソードを多項式遅延・多項式領域で抽出するアルゴリズムを導入した(PAKDD'09).最後に,医療分野にエピソードマイニング適用して,院内感染の原因である菌交代に関するエピソードを抽出した.病院のシステムの自動化に伴い,実験に使用している系列データベースには毎年多数の新しいデータが蓄積される.そこで,大阪府立急性期・総合医療センターより提供された最新の細菌検査データから,菌交代に関する直列エピソードを抽出する実験を行い,最新の菌交代発生パターンを医療関係者に提供した(CME'09).本研究の目的は,幅広い分野で利用されているさまざまな系列データから,有意なパターンを高速に抽出することである.本年度の研究では,有向グラフとして定義されるエピソードの部分クラスにして,入力列から,すべての頻出エピソードを抽出する頻出エピソードマイニング問題を高速に解くアルゴリズムの開発を行った.本研究では,入力列から頻出エピソードを高速抽出するための基本的なアイデアとして,エピソードの親子関係に基づいた頻出エピソードの列挙手法を導入した.まず,対象のエピソードクラスに含まれるすべてのエピソードに対して,親子関係を定義する.次に,エピソードの親子関係に基づいて列挙木を定義し,列挙木上を頻度による枝刈りを行いながら,根から深さ優先探索することで,すべての頻出エピソードを重複なく抽出する.このとき,抽出対象の複雑なエピソードを,単純なエピソードに分解して抽出する手法を用い,親のエピソードが持つ出現情報から,子のエピソードの出現情報を高速に計算する.具体的には,エピソードの部分クラスとして,二部グラフとして定義される二部エピソード(DS'09)と,多部グラフとして定義される多部エピソード(LLLL'09)を新たに導入し,それらのエピソードの性質を示した.また,二部エピソード,多部エピソード,および並列エピソードの拡張である菱形エピソードに対して,イベント列から頻出エピソードを多項式遅延・多項式領域で重複なく抽出するアルゴリズムを示した(DS'09, LLLL'09, TOD44).さらに,多部エピソードに対して,エピソードの出現位置を表すコンパクトなデータ構浩である極小出現を利用することで,マイニングアルゴリズムの高速化に成功した(SIG-FPAI76).本研究の目的は,幅広い分野で利用されているさまざまな系列データから,自明でないが有意なパターンを高速に抽出することである.本年度の研究では,有向グラフとして定義されるエピソードの部分クラスである多部エピソードのマイニングアルゴリズムを,医療データである細菌検査データへ適用することで,院内感染の原因である菌交代現象を捕らえるエピソードの抽出実験を行った.自然数k≥1に対して,A_i(1≤i≤k)をイベントの集合とする.このとき,という形のエピソードをk部エピソードという.k部エピソードは,自然数1≤i中のすべてのイベントはA_iのすべてのイベントが出現した後に出現することを意味するエピソードである.本研究では,入力イベント列に頻出するすべての多部エピソードを高速に抽出するアルゴリズムを導入した(JSAI'10).さらに,エピソード抽出アルゴリズムを医療データに適用することで,院内感染の原因と考えられている菌交代現象に関する時系列規則を表す頻出エピソードを抽出した.具体的には,制約付きの多部エピソードに関するマイニングアルゴリズムを導入し,アルゴリズムを大阪府立急性期総合医療センターから提供された1999年から2007年までの164713レコードからなる細菌検査データに適用することで,菌交代現象に関する時系列規則の抽出実験を行った.
科学研究者の環境に関する調査研究…男女比較を中心に…

戦後50年を経過した今日、4年生大学に学ぶ女性は3割、大学院に学ぶ女性は2割となったが、4年制大学の女性教員は、まだ1割を占める程度にすぎない。依然として学術研究に女性が占める割合は少数である。このような状況に照らして、本研究は、第15期日本学術会議の「女性科学研究者の環境改善の緊急性についての提言」(平成6年5月)を具体化することを目指して、女性科学研究者をとりまく研究環境の実態をジェンダーの視点から分析し、その改善と次世代育成のための方策を検討することを目的とする。調査対象は、日本学術会議第16期(平成69年)の諸研究連絡委員会委員及び前会員であった女性研究者84名のうち、24名の委員が関連している学会のなかから28学会を選び、それらの会員名簿をもとに男女会員5,000名(女3,225名男1,775名)を無作為抽出した。この対象者に郵送法で質問紙調査を行い、2042名(女1,353名男689名)から有効回答(40.84%)を得た。その結果を、併せて行った学会別状況調査と既存の諸統計等を参考にしつつ分析する。別添の報告書は具体的には以下の内容で構成されている。すなわち、はじめに、第1章本研究の概要、第2章回答者のプロフィール、第3章研究活動の実態、第4章研究活動を規定する認知的要因、第5章研究者の雇用状況、第6章ライフコース分析、第7章男女差別とセクシュアル・ハラスメント、第8章各学会における諸活動への女性研究者の参画状況の調査(学会別状況調査)結果、付録(調査票)となっている。本研究の目的は、女性科学研究者をとりまく研究環境の実態を男女比較を通じて明らかにして、その改善のための方策を検討することにある。この目的に向け、今年度実施した研究は以下の通りである。1,アンケート調査調査対象;日本学術会議7部門にわたる40余の登録学会の男女会員5000名抽出方法;男女別、部門別に抽出率を設定した上での無作為抽出実施方法;郵送による送付、回収調査期間;平成9年2月12日平成9年2月21日調査項目;(1)対象者の基本的属性について、(2)学会活動・論文などについて、(3)研究を実際に行っている環境について、(4)研究者となるにあたってのきっかけや促進要因、阻害要因などについて、(5)就職や勤務状況などについて、(6)ライフサイクルについて、(7)研究環境における差別などについて回収結果;有効回答数2023票(有効回収率40.46%)(3月25日現在)2,学会別状況調査調査内容;(1)学会員の年齢別・男女別構成、(2)男女別学会誌投稿状況・論文掲載状況、(3)評議員・理事等の役割の担い方、(4)若手研究者養成にどのような努力が払われているかなお、来年度は、1,2,の分析を行うほか、3,小数例の聞き取り調査を実施する予定である。このような状況に照らして、本研究は第15期日本学術会議の「女性科学研究者の環境改善の緊急性についての提言」(平成6年5月)を具体化することを目指して、女性科学研究者をとりまく研究環境の実態をジェンダーの視点から分析し、その改善と次世代育成のための方策を検討することを目的とする。

調査対象は、日本学術会議第16期(平成69年)の諸研究連絡委員会及び前会員であった女性研究者84名のうち、24名の委員が関連している学会のなかから28学会を選び、それらの会員名簿をもとに男女会員5,000名(女3,225名男1,775名)を無作為抽出した。この対象者に郵送法で質問紙調査を行い、2042名(女1,353名男689名)から有効回答(40.84%)を得た。その結果を、併せて行った学会別状況調査と既存の諸統計等を参考にしつつ分析する。別添の報告書は具体的には以下の内容で構成されている。すなわち、はじめに、第1章本研究の概要、第2章回答者のプロフィール、第3章研究活動の実態、第4章研究活動を規定する認知的要因、第5章研究者の雇用状況第6章ライフコース分析、第7章男女差別とセクシュアル・ハラスメント、第8章各学会における諸活動への女性研究者の参画状況の調査(学会別状況調査)結果、付録(調査票)となっている。
加齢による肝細胞の増殖と分化機能の調節機構

加齢による細胞密度依存性による機能発現を検討した結果、(1)グルコース6ーリン酸脱水素酵素、リンゴ酸脱水素酵素等のグルココルチコイドによる誘導、コレステロール及びトリグリセリド等の脂肪酸合成能は細胞密度依存性であった。(2)老齢肝細胞は、成熟及び新生仔肝細胞に比較してDNA合成能及びc-mycレベルの発現が低細胞密度培養時に、かつ、加齢とともに強く認められた。しかし、成熟肝細胞の低細胞密度で培養した細胞に、あらかじめ肝細胞表面から分離調整した膜因子を添加すると、高細胞密度培養時と同様な機能を発現する。しかし、この時、老齢ラット肝の膜因子添加ではこの作用が見られなかった。(3)EGF受容体の量的および質的な変化は、培養肝細胞のDNA合成の応答能に関係していることがわかった。また、受容体の数やKd値の変化は。反応温度や蛋白合成能に依存していた。(4)加齢によるEGFの受容体数およびKd値の変化には細胞骨格は関係していなかった。(5)培養肝細胞にホルボールエステルを添加し、PKCを活性化しても、増殖因子が存在していなければ、増殖作用を示さなかった。しかし、ホルボールエステルは高細胞密度の成熟および老齢ラットでDNA合成能を誘導する機構については今後さらに検討する必要がある。(6)初代培養肝細胞のDNA合成能はTGF-βやIL-1βによって強く阻害された。また、これら両因子の作用は、培養細胞密度においては相反的に影響を受けることがわかった。(6)アルツハイマー患者の脊髄液から抽出した蛋白画分(分子量:160-170KDa)を培養肝細胞に添加培養すると、DNA合成能が制御された。今後、さらにこの蛋白を精製して、その性質を明らかにしたいと考えている。加齢による肝臓再生及びその増殖停止機構の分子的解明のために、各年齢のラット初代培養肝細胞系を用いて比較検討した。その結果、老齢肝細胞は新生仔および成熟肝細胞に比較して、DNA合成能、c-mycの発現および増殖因子に対する応答能に顕著な差が、特に低細胞密度培養時に認められた。また、成熟培養肝細胞にジブチルcAMPあるいはホルボールエステル(TPA)の添加時間をG1期初期と後期に限定して、その増殖作用を見ると、TPAには作用点がみられずG1期全域に必要であるが、ジブチルcAMPではG1前期で増殖増強作用を後期では増殖抑制という二相性の作用が認められた。しかし、老齢および新生仔肝細胞ではこのような現象は見られなかった。さらに、微小管脱重合剤で処理した成熟肝細胞では弱い増殖作用を開始することから、細胞増殖因子として作用する物質(HGF様)が培養液中に分泌されるのではないかと考え、不活性のルミコルチン添加時の培養液濃縮液を添加して比較するも細胞増殖作用を示さなかったので、培養液中に増殖因子は分泌されていないと考えられる。従って、細胞内で微小管が脱重合すると、細胞外からの増殖因子刺激を与えたときに誘引されるDNA合成に至る一連の細胞応答とどこかで同じ反応が誘因するのではないかと考えられる。また、タキソ-ルによる前処理およびジヒドロサイトカラシンB添加による増殖能の抑制結果から、微小管ネットワークは増殖シグナル伝達過程において負の制御を、アクチンファイバーは正の制御を担っている可能性が示唆されるので今後さらに検討したいと考えている。また、微小管結合蛋白(MAP1とMAP2)のリン酸化と細胞密度培養時の機能との関係あるいはプロテインキナーゼCとの相互関係を検討することによって、老齢肝と成熟および新生仔肝の増殖能の相違を明らかにしたいと考えている。これらの結果の一部は、現在投稿中および準備中である。

成熟および老齢ラットの初代培養肝細胞における培養4時間目での、EGF受容体の数は、112,000/細胞,kd値はo.4nMと高値であるが、培養20時間目では、成熟肝のKd値は8nM、老齢肝では1.6nMと明らかに差が認められた。一方、生後3日目の新生仔肝細胞の初代培養系では、EGF受容体は低親和性でレセプター数も成熟肝細胞の1/4であることが分かった。オートクリン機構が主体である幼若肝細胞では、EGF受容体は十分に発現していない事が推察される。また、初代培養した肝細胞から、それぞれ肝細胞膜を精製し、膜レベルでbinding assayを行ってみると、培養初期および培養22時間後ともに高親和性であった。すなわち、親和性の変化が起こるのは培養細胞のみである事から、親和性の変化には新しい蛋白の生合成が必要である事がわかった。すなわち、肝細胞がG_0期からG_1期に移行するときに、蛋白の合成が活性化され、その蛋白がEGF受容体と結合することにより、親和性が変化する可能性が考えられる。これらの結果をまとめると、肝切除や低細胞密度培養においては、細胞膜の変化により多数の蛋白が合成または分解するが、その中に、ある種の蛋白がEGF受容体と結合し、その結果、親和性の低下が起こる。また、増殖する細胞のEGFレセプターはこの蛋白と結合しているが、cell-cell contactが正常に戻ると、この蛋白は減少し、親和性が高くなり、分化型への応答性が強く発現すると考えられる。従って、培養肝細胞系を用い、この親和性を変化させるある種の蛋白を分離、精製すれば、細胞周期や増殖制御の解明に寄与すると考えられるので、現在この蛋白について検討中である。現在、これらの研究内容は、数編の論文として投稿中あるいは投稿準備中である。
走行中ワイヤレス給電のロバスト化に関する研究

本研究は「走行中ワイヤレス給電のロバスト化に関する研究」と題し,走行中の電気自動車(EV)に非接触で直接エネルギー供給を行うインフラ構築を念頭に置き,諸種のパラメータ変動に強いシステムを実現するために必要な基盤技術に的を絞る。これまでに検討してきた「基礎研究」をもとにしながら,「インフラ構築に適する」という明確な視点を付加し,実用性を強く意識した研究開発を行う。走行中ワイヤレス給電方式はさまざまな可能性があるが,ハードウェア構成と制御系の工夫によって,いかに現実的なシステムを構築できるかを検討する。これらを実証するために,柏キャンパス内のテストベンチやEV実験走行路で実機実験を行う計画である。
椎間板損傷・修復過程におけるサイトカインの発現と役割-特にHGF・BMP・FGFについて-

関節軟骨の損傷・修復過程における成長因子の役割については多くの報告があるが、椎間板軟骨についての報告は少ない。我々は、ラットの傍脊柱筋を切除することで、脊柱不安定性による椎間板変性のモデル動物を作成した。また、その椎間板に成長因子(HGF、BMP、FGF)を投与し、その椎間板を対照群と比較することで、成長因子が椎間板変性過程に及ぼす影響について調査した。対照群の椎間板は、繊維輪の層状構造の破綻、亀裂の形成、髄核における線維性組織の増生といった変性椎間板にみられる組織像を呈した。一方、HGF、BMP、FGF投与群では亀裂部が軟骨性組織で覆われており、軟骨細胞の増殖が促進されたものと思われた。一方、髄核においても軟骨性組織の増殖が観察された。また、サイトカイン間の比較では、FGFやHGFよりも、BMPの増殖促進能が優れていた。この研究から、椎間板組織もサイトカインの投与に反応して、細胞増殖能が変化することが示された。この反応が、生体にとって合目的な反応であるか否かについては、脊柱運動単位の力学的強度を評価するなどの、生体力学的研究が必要である。今後、椎間板変性を人為的にコントロールする可能性を追及するべく、細胞学的研究と生体力学的研究の両面から研究を進める方針である。
アルジェリアはフランスでどう語られるのか―1990年代以降の政策の観点から

アルジェリアの植民地支配(1830-1962)と独立戦争(1954-1962)の記憶をフランスの公的機関がどのように扱っているのかを検討した。その結果、移民統合および国民的結合を促進する政策の一環として、これらの記憶を1990年代以降になって公的機関が取り上げるようになったことが明らかになった。一方で、自治体では住民の中での特定の集団を優遇する政策の一環としてアルジェリアに関わる記憶が承認されるようになったことが分かった。なぜフランスの政府や自治体が1990年代以降になってから、アルジェリアの植民地支配(1830-1962)および独立戦争(1954-1962)に関連する記憶(以下、アルジェリア関連の記憶)を承認するようになったのか、そして、アルジェリア関連の記憶の承認において国家の責任がどう捉えられているのかを明らかにすることを目的とした研究である。以上の目的を掲げ、2016年度はアルジェリアからフランス本土に主に1961年から1962年にかけて移住したヨーロッパ系住民について調査を行った。先行研究の検討に加えて、市民団体を結成し活動している者もいるため、市民団体の活動履歴や刊行物を考察した。とりわけ、研究では南仏に位置するペルピニャン市にある資料館(Centre de Documentation des Fran&ccedil;ais d'Alg&eacute;rie, CDDFA)が開館した過程を分析した。この資料館には引揚者団体が関係しており、その引揚者団体と市政の密接な関係に注目した。ペルピニャン市の事例に関しては、市議会に引揚者団体の者が選出されていたり、引揚者がペルピニャン市において票田を形成している、などといった点がCDDFAの開館い結び付いたことが明らかになった。また、植民地支配を礼賛し、植民地支配により生じた先住民に対する被害を度外視する展示がCDDFAで行われており、そうした内容に対して批判的な人権保護団体や政党、研究者がおり、反対行動を行ったにもかかわらず、学術委員会などによる監修がない常設展示が続いている点が指摘できる。一方で、自治体レベルではない、国家レベルにおける記憶の承認の取り組みについても検討した。その結果、植民地支配におけるフランスの責任を認めれおらず、移民統合と国民統合を促進する政策と関わっていることが明らかになった。ペルピニャン市の資料、引揚者団体の刊行物・文書の収集および分析はほぼ完了した。移民統合政策と国民的結合に関しては統合高等評議会などの政治系機関の報告書、上下院の審議の議事録、新聞などで報じられた主要政治家の発言などを取り上げ、植民地支配とその責任という観点からの考察もほぼ完了した。以上の目的を掲げ、2017年度は、国家レベルにおける記憶の承認の取り組みについて検討した。具体的にはフランス国立図書館(Bibliotheque Nationale de France, BNF)が所蔵している引揚者の団体による刊行物などを調査し、どういった活動を行っているのかを考察した。その結果、植民地支配におけるフランスの責任を認めることはなく、むしろ被害者として自己認識し、引揚者に対する国家としての責任を追及する姿勢が見られた。ただし、引揚者は一枚岩ではなく、「進歩的」と称する引揚者も結社を行っており、植民地責任を認める姿勢を見せていることには留意する必要がある。また、アルジェリアの植民地支配や独立戦争に関わる主要政治家の演説などを検討し、右派・左派に認識の違いがあるのかどうかを考察した。その結果、右派・左派では必ずしもアルジェリアに対する姿勢を区別できないことが明らかになった。植民地支配を肯定する言説に反対する市民団体が左派寄りであることが明らかなのに対して、必ずしも左派政党(主に社会党)の政治家が植民地支配の責任を国家に帰す主張をしているとはいえず、むしろ植民地支配に肯定的な態度を示すことがある点は注目に値する。2017年度は研究成果を発表していく。また、英語論文の投稿を予定している。政治学発表を予定していた国際ワークショップへの参加がキャンセルになったため、フランス渡航が不要になった。英語論文の校正・投稿に使用する。
ウェーブレット変換を用いた地中埋設物探査法の開発

本研究の最終目的は,電磁波の波動場としての解析性を積極的に利用し,地中に埋設された物体の位置,寸法,物体内部の屈折率分布等を精度よく推定するアルゴリズムを構築することにある.この目的に対する本年度の研究実施計画は次のとおりであった。1.均質媒質中におかれた誘電体円柱によるパルス波応答の計算機シミュレーションによる解析,2.探査アルゴリズムの構築,3.研究成果の公表,計画1については,まず,2次元物体の一例として2層からなる軸対称誘電体円柱を考え,これに平面パルス波を照射したときの前方および後法散乱応答の両方を,FDTD(時間領域差分)法により測定した.次に,得られたパルス波列の各応答時刻と幾何光学的応答時刻とを比較し,物体によるパルス波の散乱過程を同定した.この結果,物体内部の構造および媒質定数の違いをパルス波列の違いとして鋭敏に捉え得ることを明らかにした.なお,この成果については,計画3のとおり,国際会議および専門研究会等において既に公表済みである.計画2については,現在,得られた散乱応答のウェーブレット変換を用いて物体内部の情報を推定する手法の定式化を完成しつつある.即ち,時間領域と周波数領域の両方において定義される誤差汎関数を最小化し,最適モデルで物体を近似的に表現する手法である.定式化と並行して,計算機シミュレーションにより本手法の有効性を確認するためのプログラミング作業を進めており,成果が得られ次第,国際会議や専門研究会等で順次公表する予定である.以上のように,当初の目標はほぼ達成された.しかし,本研究で開発した手法では多大な計算時間を必要とするため,今後は計算時間を短縮し,リアルタイム処理が可能なアルゴリズムへの改良を行っていく予定である.本研究の最終目的は,電磁波の波動場としての解析性を積極的に利用し,地中に埋設された物体の位置,寸法,物体内部の屈折率分布等を精度よく推定するアルゴリズムを構築することにある.この目的に対する本年度の研究実施計画は次のとおりであった。1.均質媒質中におかれた誘電体円柱によるパルス波応答の計算機シミュレーションによる解析,2.探査アルゴリズムの構築,3.研究成果の公表,計画1については,まず,2次元物体の一例として2層からなる軸対称誘電体円柱を考え,これに平面パルス波を照射したときの前方および後法散乱応答の両方を,FDTD(時間領域差分)法により測定した.次に,得られたパルス波列の各応答時刻と幾何光学的応答時刻とを比較し,物体によるパルス波の散乱過程を同定した.この結果,物体内部の構造および媒質定数の違いをパルス波列の違いとして鋭敏に捉え得ることを明らかにした.なお,この成果については,計画3のとおり,国際会議および専門研究会等において既に公表済みである.計画2については,現在,得られた散乱応答のウェーブレット変換を用いて物体内部の情報を推定する手法の定式化を完成しつつある.即ち,時間領域と周波数領域の両方において定義される誤差汎関数を最小化し,最適モデルで物体を近似的に表現する手法である.定式化と並行して,計算機シミュレーションにより本手法の有効性を確認するためのプログラミング作業を進めており,成果が得られ次第,国際会議や専門研究会等で順次公表する予定である.以上のように,当初の目標はほぼ達成された.しかし,本研究で開発した手法では多大な計算時間を必要とするため,今後は計算時間を短縮し,リアルタイム処理が可能なアルゴリズムへの改良を行っていく予定である.
計算機ネットワーク構成の設計,検証及び管理のための形式手法

ネットワーク構成/経路の設計において、セキュリティの確保などを目的としたパケットフィルタは重要な要素の一つであり、今年度は、その設計、記述、検証の問題を研究した。1.要求仕様レベルの記述通信プロトコルの知識を仮定しない、サービスの利用/提供とその禁止を記述するようにした。ネットワーク構成の抽象度に対応して、段階的詳細化が可能である。2.実現仕様レベルの宣言的記述と操作的記述パケットフィルタは、通過するパケットの属性(始点、終点、フラグ等)を見て通過の許可/不許可やログの有無を決定するシステムであるので、1.の要求仕様に対して、ネットワークサービスを実現する通信プロトコルの知識に対応するルールベースの導出規則によって、論理関数による仕様の表現が生成できる。その際、例えばmust permit条件とmust deny条件とが矛盾していれば、それは1.の仕様が実現不可能なものであったことがわかる。複数フィルタの合成/分解や、包含/等価性の検証などはすべて論理関数の計算に帰着できる。また、実際のパケットフィルタでは、動作を決定する条件(マッチング規則)をある順序で逐次適用するものであるから、宣言的な論理関数から、積項の列としての、操作的記述を生成できる。そして、この規則列から、元の論理関数としての意味を変えずに、より望ましいフィルタ(実行効率やメモリ効率など)を探していくための等価変換則を導いた。3.現実のルータやファイアウォールでの記述言語との対応このような汎用的なパケットフィルタ記述が、現実のルータやファイアウォール(CISCO、富士通、IPFilterなど)でのパケットフィルタ記述にマッピングできることを検証した。1.形式表現と性質の検証ノード(エンドノード及びルータ)とサブネットワークをプロセスとし、その並列合成としてネットワーク全体をみて、単項π計算によって表現した。経路表はメッセージの宛先による和(選択)になり、代替経路も表現可能である(主経路のルータが利用不可であることをプロセス外からの通知によって知る必要がある)。このモデル化の上で抽象度の異なるネットワーク設計間の対応の検証(双模倣性等)や適切な様相論理を使ったイベント発生系列に関する性質の検証が可能になる。現在、その有効性/実用性を調べている。2.書換え規則による段階的なネットワーク構成/経路の設計クライアント/サーバ型の利用を想定したネットワークにおいて、異なる種類/異なる場所のものを含むサーバ及びクライアント群が与えられた時に、特定の種類のクライアント/サーバ関係や場所ごとの必要条件を満す単純なネットワークから始めて、分散、ネットワーク2重化、ルータ2重化、マージなどの書換え(変形/合併)規則を使って、最終的に適切な全体ネットワーク(構成と経路)を導出することを試みている。現在、規則の厳密化や意味付け、書換え過程で保存できる性質(例えば、その経路がある動的経路制御プロトコルを用いた時の安定解になり得るか等)について調べている。3.定量的性質の計算定量的性質(流量、遅延、通過禁止、帯域配分等)は、各宛先毎の経路木上の局所計算を繰り返し、最後に全宛先に関してマージすることで計算できる。そこで、属性文法を用いて各種属性を統一的に効率よく計算する手法、特に変更時のインクリメンタルな計算を検討している。ただし、宛先毎の経路木は(負荷分散経路を許す場合)必ずしも木にはならず、現在、属性文法の拡張(高階等)について調べている。
T細胞活性化に関わる脂質ラフトの分子基盤の解析

脂質ラフトとT細胞機能の関連を「加齢に伴うT細胞の活性化能の低下」に着目して解析した。T細胞の機能発現には抗原受容体(TCR)を介したシグナル伝達が重要な役割を担っている。このTCRシグナリングは細胞膜ラフトに集積する分子群によって「正」「負」の制御を受けている。CD4+およびCD8+T細胞を用いた解析によって、「負」の制御に関わるラフト局在のアダプター分子であるPAG(phosphoprotein associated with glycosphingolipid-enriched microdomains)が老齢マウスの細胞で著しく減少していることを明らかにした。このPAGの減少はT細胞の増殖能の低下と並行していることから、加齢に伴うT細胞の機能低下と関連している可能性が示唆された。また、PAGの減少がT細胞に特有の変化であること、および、mRNA発現量の低下がPAG減少の原因の一つであることが示された。さらに、PAGの減少により、活性化初期反応を「負」に制御するチロシンキナーゼCskのラフトへの集積量の低下が認められた。このことから、老齢マウスT細胞ではCskによるSrc-ファミリーキナーゼ活性の調節に異常を来している可能性が考えられる。以上の結果から、ラフトにおける「負」の制御系の変化が加齢に伴うT細胞機能低下の原因のひとつであることが示唆された。また、シグナル伝達関連タンパク質だけでなく、ラフト構成脂質の組成や局在様式もラフトにおけるシグナル伝達を規定する要因と考えられる。そこで、ラフトの主要構成成分であるコレステロールのシグナル伝達への関与を解析するために、細胞膜外葉・内葉におけるその局在様式を解析する方法の開発を併せて行った。T細胞活性化を始めとしたシグナル伝達における脂質ラフトの役割を理解するためには、ラフトの物性を規定する構成脂質の組成や局在様式を明らかにすることが必要である。特に、細胞膜ラフトの脂質二重膜外葉・内葉における脂質の分布状態は外葉・内葉各々に局在するシグナル伝達分子の挙動を規定する因子として重要と考えられるが、解析手段が限られているために不明な点が多い。そこで、ラフトの主要構成成分であり、シグナル伝達のためのプラットフォーム形成に必須の分子と考えられているコレステロールについて、その細胞膜外葉・内葉における局在様式を解析する方法の開発を行った。脂質ラフトの細胞膜内葉側に局在するコレステロールの検出のため、コレステロールに富む膜領域に選択的に結合する性質を持つタンパク質毒素(θ毒素)の断片(D4)をGFPとの融合分子(GFP-D4)として細胞内で発現させた。細胞膜外葉側のコレステロールはθ毒素の無毒化誘導体(BCθ)を細胞に結合させることによって解析した。生化学的な解析から、ラフトに局在するGFP-D4の大部分が細胞膜に内葉側から結合していることが示され、この細胞内発現系が細胞膜ラフトの内葉に局在するコレステロールの解析に利用できることがわかった。細胞膜外葉側に結合させたBCθと細胞膜内葉側に結合させたGFP-D4がいずれもラフト膜画分の中のコレステロールに富む膜亜集団に回収されることから、細胞膜には、脂質二重膜の外葉・内葉いずれもがコレステロールに富む構造をしたラフト膜亜集団が存在していることが示唆された。そこで、マウスT細胞を用いてこれらの分子の加齢変化を解析した。

その結果、「正」の制御に関わる分子群は明らかな加齢変化を示さなかったのに対し、「負」の制御に関わるラフト局在のアダプター分子であるPAG(phosphoprotein associated with glycosphingolipid-enriched microdomains)が老齢マウスの細胞で著しく減少していることが明らかになった。このPAGの減少はT細胞の増殖能の低下と並行していることから、加齢に伴うT細胞の機能低下と関連している可能性が示唆された。また、PAGの減少がT細胞に特有の変化であること、および、mRNA発現量の低下がPAG減少の原因の一つであることが示された。さらに、PAGの減少により、活性化初期反応を「負」に制御するチロシンキナーゼCskのラフトへの集積量の低下が認められた。このことから、老齢マウスT細胞ではCskによるSrc-ファミリーキナーゼ活性の調節に異常を来している可能性が考えられる。以上の結果から、ラフトにおける「負」の制御系の変化が加齢に伴うT細胞機能低下の原因のひとつであることが示唆された。
薄い一年氷の表層部における電気的特性の研究

合成開口レーダを用いた海氷厚の抽出には、海氷表面の誘電率を正確に知る必要があるが、誘電率の計測機器は高額かつ可搬性に乏しく、現場観測は困難であった。近年、可搬性に優れたVNAが利用できるようになり、雪氷域において自由空間法を基礎とした、マイクロ波を観測対象に垂直入射する場合の反射係数計測を用いた誘電率計測手法が提案され、その利用可能性が示されている。このことから、本研究では可搬型VNAと自由空間法を組み合わせたシステムを現場観測に応用することにより、海氷上の氷表面における誘電率の直接計測を実施した。誘電率の計測結果を誘電率モデルと比較した結果、過小評価の傾向にあるものの調和的な結果を得られた。衛星等のマイクロ波センサを用いた海氷の厚さ情報の抽出には、海氷の誘電率を正確に計測する必要があるが、サンプリングの際にブライン(鹹水)の脱落を完全には避けられず、高い精度で誘電率を算出するための障害となり得る。近年、可搬性に優れたネットワークアナライザが利用できることから、本研究では、現場観測において、海氷の誘電率を短時間で効率的に直接計測可能なシステム構築を目標としている。この目標の実現のため、現場観測を北海道東部に位置する冬季に結氷したサロマ湖で実施した。現場観測は、2015年2月25日から3月6日にかけて実施し、衛星マイクロ波センサであるSAR観測(ALOS-2およびPi-SAR2)と同期して、海氷の誘電率を直接計測だけでなく、SARにより観測される後方散乱を議論する上で必要な現場観測データを取得した。今年度の現場観測は、非常に大きな低気圧が2度通過したこともあり、数多くのデータ取得にはならなかったが、サロマ湖において1 kmメッシュとする21箇所の測定点を設けて、各測定点において、GPS受信機による位置計測、積雪深、氷厚、海氷については海氷表面の粗度(ラフネス)および塩分と、一部測定点では気温および水温、水深を計測した。さらに、サロマ湖東岸に設定した6箇所の測定点では、海氷の上の積雪について積雪断面観測(雪質、密度、粒径、温度、含水率)を実施すると共に、積雪および氷表面の誘電率を直接計測した。直接計測した氷表面の誘電率と氷表面の塩分の関係を導出した結果、塩分の増加に伴い誘電率が上昇する傾向が見られ、2014年2月下旬に実施した結果とほぼ同様な傾向を示した。衛星等のマイクロ波センサを用いた海氷の厚さ情報の抽出には、海氷の誘電率を正確に計測する必要があるが、サンプリングの際にブライン(鹹水)の脱落を完全には避けられず、高い精度で誘電率を算出するための障害であると考えられる。このことから、可搬性に優れたベクトルネットワークアナライザを用いることにより、現場観測において、海氷の誘電率を短時間で効率的に直接計測可能なシステム構築を目標としている。この目標の実現のため、現場観測を北海道東部に位置する冬期に結氷したサロマ湖で実施した。現場観測は、2015年2月25日から3月6日にかけて実施し、衛星マイクロ波センサであるSAR観測(ALOS-2)と同期して、海氷の誘電率を直接計測だけでなく、SARにより観測される後方散乱を議論する上で必要な現場観測データを取得した。昨年度と同様、今年度も非常に大きな低気圧の通過があったが、1日観測を中断するだけで済み、研究の進捗に大きな影響は無かった。サロマ湖の結氷範囲に1 kmメッシュ52カ所となる昨年度の2倍以上の測定点を設定することができ、GPS受信機による位置計測、積雪深、氷厚、海氷については海氷表面のラフネス(粗度)および塩分と、一部測定点では氷コアのサンプリングを実施すると共に、積雪および氷表面の誘電率および温度を直接計測した。直接計測した氷表面の誘電率と氷表面の塩分の関係を導出した結果、塩分の増加に伴い誘電率が上昇する傾向が見られ、これまでに実施してきた結果とほぼ同様な傾向を示した。当初の観測予定は、SARと関連する測定点を50点以上、誘電率の直接計測を実施する測定点を20点程度設定する方針であり、今年度は予定を充足するだけの観測を実施することができた。さらに、16の測定点では氷コアのサンプリングを実施することができ、今後、薄片の作成や同位体解析等により、詳細な氷の物理量を通して誘電率の計測結果を検証する予定である。このことから、可搬性に優れたベクトルネットワークアナライザ(VNA)を用いることにより、現場観測において、海氷の誘電率を短時間で効率的に直接計測可能なシステム構築を目標としている。現場観測は、2016年2月23日から3月5日にかけて実施し、衛星マイクロ波センサであるSAR衛星(ALOS-2およびSentinel-1A)と同期して、海氷の誘電率を直接計測だけでなく、SARにより観測される後方散乱を議論する上で必要な現場観測データを取得した。

昨年度と同様、今年度は昨年度のような低気圧の影響はないものの、吹雪による視界不良に係り1日観測を中断するだけで済み、研究の進捗に大きな影響は無かった。サロマ湖の結氷範囲に1kmメッシュ55ヶ所となる昨年度と同様の測定点を設定することができ、GPS受信機による位置計測、積雪深、氷厚、海氷については海氷表面のラフネス(粗度)および塩分と、VNA計測点における氷コアのサンプリングを実施すると共に、積雪および氷表面の誘電率および温度を直接計測した。直接計測した氷表面の誘電率と氷表面の塩分の関係を導出した結果、塩分の増加に伴い誘電率が上昇する傾向が見られ、これまでに実施してきた結果とほぼ同様な傾向を示した。合成開口レーダを用いた海氷厚の抽出には、海氷表面の誘電率を正確に知る必要があるが、誘電率の計測機器は高額かつ可搬性に乏しく、現場観測は困難であった。近年、可搬性に優れたVNAが利用できるようになり、雪氷域において自由空間法を基礎とした、マイクロ波を観測対象に垂直入射する場合の反射係数計測を用いた誘電率計測手法が提案され、その利用可能性が示されている。このことから、本研究では可搬型VNAと自由空間法を組み合わせたシステムを現場観測に応用することにより、海氷上の氷表面における誘電率の直接計測を実施した。誘電率の計測結果を誘電率モデルと比較した結果、過小評価の傾向にあるものの調和的な結果を得られた。当初の観測予定は、SARと関連する測定点を50点以上、誘電率の直接計測を実施する測定点を20点程度を設定する方針であったが、今年度の現場観測では、非常に大きな低気圧がオホーツク沿岸を2度通過したこともあり、吹雪による観測実施における安全確保の困難から、観測を実施できない日が数日続き、数多くの測定点を設けたデータ取得には至らなかった。しかし、氷の誘電率を直接計測する上で、最低限必要な氷厚の変化に伴う現場観測データの取得(GPSによる測定点の位置計測、氷表面のラフネスおよび塩分、氷厚、積雪断面観測)を実施し、2014年2月下旬に実施した氷の誘電率を直接計測した結果と、ほぼ同様な傾向を確認することができた。衛星マイクロ波センサデータから海氷の厚さを逆推定する際に、マイクロ波放射伝達方程式を基礎とする物理モデルへ入力する誘電率について、現場観測で取得した海氷誘電率の値と、これまでの塩分から誘電率を算出する搬経験的物理モデルによる結果との違いを比較する。さらに、最終的に求められる海氷の厚さは、現場観測による海氷の厚さにより評価する。最終年度は、自然状態の海氷の基礎物理量(温度・塩分・ラフネス)とマイクロ波との関係を体系化することにより、これまで経験的な手法に依存していた衛星マイクロ波センサデータから海氷の厚さ推定について不確実性を解消することを目指す。リモートセンシング工学はじめに、数多くの測定実績のある水の誘電率と標準反射体であるアルミ板を用いて、誘電率計測システム改良のための基礎実験を学内で実施する。この実験では、計測誤差を評価しながら短時間で計測するための手法および計測システムの最適化を図るため、試行錯誤的に取り組む。構築したシステムを用いた再度の実験を通して、システムの改良へフィードバックすることにより、計測にかかる時間を短縮すると共に精度向上を図る。つぎに、衛星マイクロ波センサデータから海氷の厚さを逆推定する際に、マイクロ波放射伝達方程式を基礎とする物理モデルへ入力する誘電率について、現場観測で取得した海氷の誘電率の値と、これまでの塩分濃度から誘電率を算出する半経験的物理モデルによる結果との違いを比較する。
蛍光偏光を用いた等方性分解能顕微鏡の開発と細胞膜動態の可視化

ダイナミックな生命現象を理解には、空間軸(x, y, z軸)と時間軸(t軸)の4次元すべてに関する情報が必要である。しかし、技術的限界からこの4次元情報すべての高分解能計測は不可能である。本研究では、蛍光の偏光と異方性を活用し、これまであまり注目されていなかった分子の「向き」を検出することで、すべての方向において等しい分解能と高い時間分解能を有する観察系を構築する。これにより、エンドサイトーシスの初期過程など細胞膜のダイナミクスの観察が可能となる。将来的には「角度」あるいは「向き」に着目した生物学の新領域の開拓や、生体膜のダイナミクスを理解する学術基盤の構築を目指したい。
EGFR阻害剤による皮脂腺細胞の変化と治療薬探索モデルの構築に関する研究

我々はヒト培養脂腺細胞SEB-1を使って、EGFR阻害剤によるざ瘡様皮疹がおこる病理学的機序を検討した。EGFR阻害により引き起こされるTNFαの産生には脂腺細胞の分化が関連していた。そしてこの過程にはPPARγ- COX-2経路とNFκB経路が関与していることが明らかとなった。したがってこれらの分子を阻害することでEGFR阻害によるざ瘡様皮疹の炎症症状を軽減させる可能性が示唆された。分子標的薬により様々な皮膚障害を起こすことが知られているが、詳しい機序は解明されておらず、エビデンスに基づいた治療法は確立されていない。代表的な皮膚障害であるざ瘡様皮疹では脂腺周囲に顕著な炎症が生じている。我々は培養脂腺細胞SEB-1を用いて、EGFR阻害剤を加え、その機序の解析を行っている。これまでに、TNF alfaやplasminogen activator inhibitor-1(PAI-1)などいくつかのサイトカインの上昇や、EGFR阻害剤を加えたSEB-1は油滴を含有することから分化が誘導されていることを見出している。EGFR阻害剤により(1)発現が変化するサイトカインの網羅的解析と、(2)活性化するシグナル経路について検討を行った。EGFR阻害剤であるエルロチニブをSEB-1に加え、PCRアレイ(キアゲン社のcommon cytokineシリーズで検討)、並びに代表的なサイトカインを選択してreal time PCRを用いてmRNAの発現の変化を検討したところ、TNF alfa、PAI-1、IL-5、IL-6、IL-12A、TLR(Toll like receptor)-2、TLR-3などが有意に上昇した。次に、これらの分子について、培養ケラチノサイトHaCaTと培養線維芽細胞WI-38を用いて、その変化について比較検討した。すると、SEB-1についてはTNF alfaが最も産生の上昇が認められた。さらに別のEGFR阻害剤であるゲフィチニブについてもTNF alfaが上昇することを確認した。エルロチニブをSEB-1に加えたウエスタンブロット解析では、Ikba p38のリン酸化蛋白の上昇を認めた。また、PPARのluciferase assayでも活性化を認めた。以上より、エルロチニブによりSEB-1では、NFkappaB、p38、PPAR経路が活性化していることが示唆された。EGFR阻害剤(エルロチニブ、ゲフィチニブ)を添加した培養脂腺細胞SEB-1では、TNFαをはじめとする様々な炎症性サイトカインが上昇すること、細胞が大粒の油滴を含有し肥大することから、炎症と分化が誘導されていると考えられた。そしてこの過程でPPAR経路やNFκB経路が関与していることが明らかとなった。SEB-1を用いて、さらに詳しいメカニズムを解析した。(1)PPARγと分化に関する検討:PPARにはα、β、γのサブタイプがある。γアゴニストを加えた細胞は、αやβを加えた細胞に比べて油滴の増数や細胞の肥大が顕著に認められ、これらの細胞はOil Red O染色にて陽性を示した。また、mRNAレベルで脂腺の分化マーカーadipophilinの発現がコントロールと比べ30倍上昇した。(2)PPARγと炎症に関する検討:SEB-1にα、β、γのアゴニストを加えてTNFαの上昇を比較した検討では、γアゴニストを加えた細胞のみ有意な上昇を認めた。また、エルロチニブにより産生が誘導されたTNFγは、PPARγアンタゴニストにより抑制された。(3)NFκBと分化に関する検討:SEB-1にNFκBの選択的アゴニストであるベツリン酸を加えたところ、油滴の増数や細胞の肥大が顕著に認められ、これらの細胞はOil Red O染色にて陽性を示した。また、ベツリン酸によりadipophilinとmelanocortin-5-receptor(MC5R)の発現が有意に上昇した。(4)NFκBと炎症に関する検討:ベツリン酸によりTNFαはコントロールと比べて有意に上昇した。また、エルロチニブにより産生が誘導されたTNFαは、NFκBアンタゴニストにより有意に抑制された。以上より、EGFR阻害剤によりPPARγ経路とNFκB経路は活性化するが、いずれも炎症と分化に関与していることが示唆された。分子標的薬により様々な皮膚障害が起きるが、詳しい機序は解明されておらず、エビデンスに基づいた治療法も確立されていない。そこで本研究では培養脂腺細胞SEB-1にEGFR阻害剤を加えて皮膚障害の発生機序を解析し、治療薬の探索のためのシステムの構築を目指した。次のような結果を得た。(1)EGFR阻害剤であるエルロチニブをSEB-1に加えるとTNF alfa、PAI-1、IL-5、IL-6、IL-12A、TLR(Toll like receptor)-2、TLR-3などのmRNAの発現が有意に上昇し、特に培養ケラチノサイトと線維芽細胞に比べるとSEB-1ではTNF alfaの産生が最も多かった。(2)エルロチニブをSEB-1に加えるとNFkappaB、p38、PPAR経路が活性化していることが示唆された。(3)エルロチニブを投与した患者のざ瘡様皮疹の病理組織では脂腺分化が顕著だった。

(4)しかし、マウスにエルロチニブを投与しても、対照群と比べて、臨床、病理組織学的に有意な差は認められなかった。(5)Luciferase assayによるPPARγとNFkappaBの上下関係の検討では、EGFR阻害による両経路は独立して活性化していることが示唆された。(5)エルロチニブを加えるとCOX-2のmRNA発現は上昇し、PPARγアンタゴニストにより有意に抑制された。(6)そこで、セレコックス(COX-2阻害剤)を加えたところ、エルロチニブにより誘導されたTNF alfa発現は抑制された。以上より、EGFR阻害剤により誘導されるTNF alfaは、PPARγ- COX-2経路とNFkappaB経路の活性化に関与していることが明らかになり、治療薬探索に有用な系となりうると予想された。EGFR阻害薬によるざ瘡様皮疹に対しセレコックスなどのCOX-2阻害剤が有用である可能性が示唆された。我々はヒト培養脂腺細胞SEB-1を使って、EGFR阻害剤によるざ瘡様皮疹がおこる病理学的機序を検討した。EGFR阻害により引き起こされるTNFαの産生には脂腺細胞の分化が関連していた。そしてこの過程にはPPARγ- COX-2経路とNFκB経路が関与していることが明らかとなった。したがってこれらの分子を阻害することでEGFR阻害によるざ瘡様皮疹の炎症症状を軽減させる可能性が示唆された。EGFR阻害剤では様々な皮膚障害を引き起こすがその詳細な機序はわかっていない。本研究の目的は、培養脂腺細胞SEB-1を用いて、1EGFR阻害剤により産生が誘導されるサイトカインは何か?2EGFR阻害剤により脂腺細胞の性質はどのように変化してサイトカイン産生異常を招くのか?3どんなシグナル伝達系に変化が生じるのか?を解明し、4最終的には新規の治療法の開発に結び付けることを目指している。今年度までに1-3まではおおむね達成できている。皮膚科学in vitroでは、EGFR阻害剤により炎症と分化が誘導されたことが明らかとなった。次に同様の変化がin vivoでも起こっているかの検討を行う。・臨床検体(EGFR阻害剤と投与された患者の皮膚病理組織)について、免疫染色を行い分化や炎症が誘導されているか確認する・EGFR阻害剤をマウスに投与し、脂腺周囲に炎症が引き起こされているかを確認する。平成25年度は、EGFR阻害剤により(1)発現が変化するサイトカインの網羅的解析と、(2)活性化するシグナル経路について検討を行い以下のような成果が得られた。EGFR阻害剤であるエルロチニブをSEB-1に加え、PCRアレイ(キアゲン社のcommon cytokineシリーズで検討)、並びに代表的なサイトカインを選択してreal time PCRを用いてmRNAの発現の変化を検討したところ、TNF alfa、PAI-1、IL-5、IL-6、IL-12A、TLR(Toll like receptor)-2、TLR-3などが有意に上昇した。次に、これらの分子について、培養ケラチノサイトHaCaTと培養線維芽細胞WI-38を用いて、その変化について比較検討した。すると、SEB-1についてはTNF alfaが最も産生の上昇が認められた。さらに別のEGFR阻害剤であるゲフィチニブについてもTNF alfaが上昇することを確認した。