hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有機物質で実現するスピン液体におけるトポロジカル秩序の追求とエッジ状態の検出

三角格子有機物質EtMe_3Sb[Pd(dmit)2]2において、基底状態において磁気秩序のないスピン液体状態が生じていることを確定させた。さらにこの物質においては1K近辺でNMRスピン-格子緩和率に異常が生じるが、この異常が確かにスピン液体波動関数の本質的な振る舞いを反映していると結論づけることに成功した。このような異常が生じるシナリオの一つとしてカイラルスピン液体のようなトポロジカル秩序化が考えられるが、トポロジカル構造を持つ系に普遍的に存在するエッジ構造は検出されず、このようなシナリオに対しては否定的な結果が得られた。また、このスピン液体に対し、カチオン混晶化・加圧という2つの方法で系のパラメーターを変化させ、このスピン液体状態の安定性の議論を行い、また、スピン液体状態が消失するときにどのような電子状態が現れるかを明らかとした。本計画は、単結晶試料に対する面平行と面垂直印加磁場NMRの結果の差異を調べることにより、カイラルエッジ軌道電流の有無を結論付けることを目標としていた。この目的のため、4He冷凍機、3He-4He希釈冷凍機下で、EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2の面平行・面垂直印加磁場13C-NMR測定を行い、それぞれに対しスペクトル、スピン-格子緩和率を得ることに成功した。その結果、これまで単結晶集合体に対して観測されていた1K近辺での緩和率異常は、面平行・面垂直印加磁場の両方に対しても観測されることを見出した。ここでの眼目は、面平行・面垂直印加磁場の両者で異常温度の変化が見られるかどうかであるが、両測定で異常温度は1Kでほぼ一致することが見いだされた。従って、自発カイラルエッジ電流が実現しているシナリオは否定されることなる。ただし、異常温度は両者で一致するが、緩和率の振る舞いそのものは面平行・面垂直印加磁場で明確な違いが見受けられた。このことは自発カイラルエッジ電流そのものはないものの、面垂直に磁場をかけたときのみスピンダイナミクスが増強されていることを意味しており、カイラルエッジ電流と関連するMott絶縁体3次摂動項が働いていることを示唆するものである。上記混晶塩に対し13C-NMR測定を行い、次のことを見出した。x=0では16Kで磁気秩序を持つが、xの増大とともに急激に転移温度が低下することを明らかとした。x=0.64近辺において、磁気秩序が完全に消失する量子臨界点があることを見出した。これよりxが小さい領域においてはスピン液体状態が基底状態として実現しており、スピン液体が相として広い領域で成立していることを意味する。前年度までの研究成果によりEtMe3Sb[Pd(dmit)2]2の常圧スピン液体状態が示すNMR緩和率を確定させることに成功した。この物質はMott転移近傍に位置しており、弱いMott絶縁性がスピン液体実現のための重要な要素だと考えられる。前年度までの成果を発展させるため、EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2の圧力下NMR測定を行い、Mott転移時におけるスピンダイナミクスの解明を目指した。この目的のため、4,5,6,7,15kbarの5圧力における13C-NMRスペクトル、スピン-格子緩和率1/T1、スピン-スピン緩和率1/T2を測定した。Mott境界は56kbarにあるが、Mott境界直前まで磁気秩序を伴わないスピン液体状態が実現することを明らかとした。ただし、この物質においてMott境界線は明確な1次転移として現れず、低温までクロスオーバー的な性質を持ち得ることを指摘した。そして、このクロスオーバー領域において、1/T1、1/T2の温度依存性が大きく異なる特異な振る舞いを見出した。この両者の解析から、Mott境界ではkHz程度のダイナミクスが特異的に増大していることを見出した。このような低周波数ダイナミクスは、通常の電子系では考えられない。この特異的なダイナミクスを説明するためには、ランダムネスによりMott転移が不均一化し、結果として電子グリフィス相と呼ぶべき相が実現している可能性があることを提案した。この観点は、この物質における圧力下Mott転移の特異性を説明するだけでなく、現在議論されている常圧スピン液体状態の励起構造が実験プローブにより見え方が異なるという問題に対しても解決の糸口を与えるものである。本研究課題は平成24年度が最終年度のため、記入しない。24年度が最終年度であるため、記入しない。
糖鎖標的癌治療；癌幹細胞の特異的糖鎖に対するレクチン-トキシンによる新規癌治療

膵癌細胞の最外層に特異的なフコシル化糖鎖が発現していることを見いだし、その糖鎖構造にレクチン(rBC2)が特異的に反応する事を同定した。このrBC2レクチンを薬剤(=緑膿菌外毒素:PE)の担体として用い、膵癌の制御実験を行った。In vitroでのrBC2-PEの50%阻害濃度(IC50)は1.04fmolと従来の抗体融合薬に比べ1000倍以上強力であった。in vivoのマウス膵癌モデルに対してrBC2-PEを投与すると、優意に腫瘍を縮小させ、生存も延長した。本レクチンはヒト赤血球に対して血液凝集活性がないことも確認し、抗体治療に取って変わる新たな標的治療のプラットフォームを提案出来た。癌細胞も含めた全ての細胞の表面は、糖鎖修飾を受けた脂質2重膜や膜蛋白で覆われている結果、細胞の最外層は糖鎖で覆われていることになる。我々は膵癌幹細胞の糖鎖発現解析の結果、膵癌細胞には特異的な糖鎖Xが発現していることを同定し、更にその糖鎖構造に特異的に反応する糖結合タンパク「レクチンA」を同定した(特許申請済)。レクチンを薬剤の担体として用いて、癌細胞特異的な糖鎖をターゲットとして膵癌腹膜播種の制御実験を行った。本年度は、まずレクチンAーPE(緑膿菌外毒素)を本実験に使用するのに安定的に供給できるシステムを構築することに成功した。次に6種類のヒト膵癌細胞株に対するレクチンAの反応性を調べ、同じ膵癌細胞株でも臨床膵癌に近い組織形態をマウス腫瘍で再現する細胞株で強い反応性が確認できた。また、膵臓がんの手術検体を使用し、約70検体の臨床膵癌の切片へのレクチンAの反応性を免疫組織学的に確認し、膵臓がんに豊富にみられる間質には反応性はなく、癌細胞に特異的に反応性を有することがわかった。またIn vitroでのレクチンAーPEの殺細胞効果をMTT法で確認し、レクチンAに特異反応する糖鎖発現の有無で、殺細胞効果がどの程度異なるかを調べ、50%阻害濃度(IC50)をそれぞれの細胞株で算定した。また、マウスモデルでの抗腫瘍効果検証実験に備えて、レクチンA単独、レクチンAーPEをそれぞれ野生型マウスに投与し、半数致死量(LD50)を算定し、それぞれの投与したマウスでの組織学的な毒性を検証した。レクチンAにこれまで癌治療研究で使用されてきた歴史がある緑膿菌外毒素を融合し、まず、癌治療に十分に薬剤として安定的に供給できるシステムを構築した。レクチンAと緑膿菌外毒素(PE)の融合体(レクチンAーPE)のコンストラクトを大腸菌内で発現し、蛋白を精製し、高純度の試薬として調整することに成功した。次に代表的な6種類の膵癌細胞株に関してレクチンAの反応性を調べたところ、マウスに移植した腫瘍において臨床膵癌に近い形態を再現する細胞株に特異的に反応し、その他の臨床膵癌の再現性が乏しい癌には反応性が見られなかった。臨床膵癌検体の組織切片をレクチンAにHRPをコンジュゲートしたプローブで組織染色を行ったところ、膵癌の組織に豊富にみられる間質(線維芽細胞)には染色性はなく、全例で膵癌細胞に反応性を有することが分かった。そこで、レクチンAーPEによるIn vitroでの殺細胞効果を確認すると、レクチンAに反応性がない細胞株ではIC50=16,600 pmol/Lであったのに対し、反応性を有する細胞株ではIC50=0.0195pmol/Lと算定され、特定の糖鎖を持つ細胞株では極めて高い殺細胞効果があり、これは従来の抗体をキャリアーとしたADC(Antibody Drug Conjugate)と比較して約1000倍強い活性であることが分かった。In vivoでの実験に備えレクチンA単体および、レクチンAーPEの毒性実験、野生型マウスへの半数致死量(LD50)を算定したところ、レクチン単独では15&micro;g/mouseまで毒性が見られず、レクチンAーPEでは静脈投与、腹腔投与ともに約7&micro;g/mouseと算定され、投与群での毒性を組織学的に確認した。100%死亡投与量を投与した群では、マウスの消化管上皮(胃、小腸、大腸)の脱落、腎糸球体障害、膵腺房細胞の脱落などが確認され、現在投与量ごとに詳細な毒性を調査中である。

研究代表者らは膵癌幹細胞の糖鎖発現解析の結果、膵癌細胞には特異的なフコシル化糖鎖(H-type1/3/4)が発現していることを同定し、更にその糖鎖構造に特異的に反応するrBC2レクチンを同定した(特許申請済)。昨年度は、rBC2ーPE38(緑膿菌外毒素)を本実験に使用するのに安定的に供給できるシステムを構築することに成功した。次に6種類のヒト膵癌細胞株に対するrBC2の反応性を調べ、同じ膵癌細胞株でも臨床膵癌に近い組織形態をマウス腫瘍で再現する細胞株で強い反応性が確認した。さらに、膵臓がんの手術検体を使用し、約70検体の臨床膵癌の切片へのrBC2の反応性を免疫組織学的に確認した。すなわち、膵癌上のフコシル化糖鎖(H-type1/3/4)を標的とする、rBC2レクチンを薬剤キャリアとして利用する新規治療法が十分可能であるというエビデンスを得た。In vitroでのIC50は1.04fMolと従来の抗体融合薬に比べ1000倍以上強力な殺細胞効果であった。本年度は、in vivoでのrBC2ーPE38の抗腫瘍効果、毒性について検討した。膵癌細胞株をマウス皮下に移植したCell Xenograftモデルで局所投与により、投与量依存的な抗腫瘍効果を認めた。また、腹腔内に膵癌細胞株をし播種させた腹膜播種モデルを作成し、rBC2ーPE38を腹腔投与した所、有意に播種個数を減少し、生存も優位に改善した。さらに、rBC2ーPE38の経静脈的に血中投与したモデルにおいても、マウスの生存を有意に改善することに成功した(生食群MST:62日、腹腔投与群: 105日(P < 0.0001)、血中投与群:90日(P < 0.0001))。レクチンは血液凝集活性が懸念されるが、本レクチン単独ではヒト赤血球において血液凝集活性がないことも確認し、マウスに安全に投与する事が出来た。レクチンA単独、レクチンAーPE投与による詳細な毒性、および肝機能障害、腎機能障害の検証を継続し、抗腫瘍効果が認められる濃度と毒性の出現する濃度の差(Therapeutic Window)を同定する。その後、研究計画に従い、【A:薬剤レクチン腹腔投与における薬物動態の検討】蛍光標識、もしくはTagなどで標識したレクチンを投与し、投与後一定時間後に、臓器を摘出し、免疫組織学的に各臓器への分布を確認する。【B:レクチンAーPEによる皮下結節モデルでの抗腫瘍効果の確認】前年度の研究で得られた、ヒト膵癌細胞株へのレクチンAの反応性調査をもとに、レクチンAに高い反応を示す細胞株、反応性がない細胞株それぞれを用いて膵癌細胞株をマウスに移植した皮下結節モデルを作成し、腫瘍局所に投与し抗腫瘍効果、生存期間の延長効果を確認する。また、同様の細胞株をマウスに移植後3日目よりレクチンAーPEを投与し、腫瘍径を計測して腫瘍抑制効果を評価する。【C:レクチンAーPEによる腹膜播種抑制の検討】免疫不全マウスに上記で用いたヒト膵癌細胞株を腹腔内に注射し、膵臓がんの腹膜播種モデルを作成する。無治療では血清腹水と臓器不全により46週で死亡することが分かっている。このモデルに対し、レクチンAーPEを腹腔投与、血中投与することで腹膜播種を起こした腫瘍細胞の制御効果、腹水の評価、転移制御効果、生存期間をそれぞれ解析する。投与経路別に、生食投与群(コントロール群)と比較し生存期間の延長効果をKaplanーMeier法で検証する。がん標的治療本研究で行われる試薬購入費用の中心はレクチン、及び染色における薬剤費である。これまでの当研究室の研究における薬剤を使用することが可能であった。また臨床検体に関して、当附属病院での検体で研究を遂行することができた。そのため、次年度使用額が生じた。
神経突起伸長におけるFKBP38の機能解析

(1)FKBP38ノックアウトマウスにおいて、神経突起伸長異常の詳細な解析をした。FKBP38ノックアウトマウスにおいて、異常な突起伸長を示す神経細胞が認められる時期および領域、細胞の種類などを特定した。様々な種類の神経突起の異常が認められた。例えば脊髄の分化した神経細胞の走行を観察したところ、背側の神経繊維が異常に伸長し、左右で交叉して反体側に伸びている。FKBP38ノックアウトマウスの中枢神経系の様々な領域において、異常のある神経細胞の種類、分化段階、領域を特定した。神経細胞の分化マーカーやニューロフィラメントの抗体などの、ilet1, MAP2, TUJ1, Nestin, SMI35, SMI52, CR50, calbindin, calretinin, Tbr1, Pax2などを用い、どの領域で、どの分化段階の、どの種類の神経細胞に異常が出ているのか、組織免疫染色にて詳細に解析した。(2)FKBP38ノックアウトマウス細胞を用い、Protrudinの発現パターン、膜輸送の異常を検討した。FKBP38は膜シャペロンであるため、結合分子の細胞内局在や活性を変化させている可能性が予想された。よって結合分子のProtrudinの局在や膜輸送における活性について検討した。異常の認められた神経細胞について、Protrudinの発現パターンを解析する(Protrudinは細胞内膜成分を輸送するため、特徴的なゴルジから突起先端への発現パターンを示す)。また、ProtrudinはRab11やSNAREタンパク質と結合することにより膜融合を促進するが、FKBP38ノックアウトマウス細胞抽出液を用い、Protrudinとそれらの膜融合関連分子との結合や細胞内局在の異常を解析した。また、FKBP38ノックアウトマウス細胞抽出液中のProtrudinに関して、コントロールマウスと比較して翻訳後修飾(リン酸化、ユビキチン化、安定性)に異常がないか検討した。
高齢者の排尿障害、特に夜間頻尿に対する根本治療薬の開発に関する基礎研究

研究代表者が排尿機能を改善させることを見出した、エンリッチ環境と鎮咳薬はともに老化促進マウスSAMP8の頻尿症状を改善し、エンリッチ環境飼育はマウスの休息期である明期、鎮咳薬はマウスの活動期である暗期に選択性を示した。このことからエンリッチ環境は、SAMP8の夜間頻尿様の症状を改善することが示唆された。このエンリッチ環境の夜間頻尿改善作用の中枢性の機序にケモカインのひとつであるCxcl13が関与すること、またエンリッチ環境は摘出膀胱の収縮力を増強させ、その機序に膀胱のムスカリン受容体の関与が示唆された。さらに鎮咳薬の頻尿改善作用の機序の一部にセロトニン5-HT1A受容体の関与が示唆された。平成24年度の研究成果より、頻尿モデルのひとつである老化促進モデルマウス(SAMP8)の排尿活動に対して、5週間のエンリッチ環境飼育はマウスの休息期、非麻薬性中枢性鎮咳薬クロペラスチンは活動期にそれぞれ感受性を示し、排尿機能の異常を改善すること、さらに、排尿機能に対する5週間のエンリッチ効果の少なくとも一部に、中枢性の機序が関与する可能性が考えられた。そこで、平成25年度はまず、新たに購入したSAMP8に平成24年度と同様の処置を5週間行い、4群のSAMP8を作成した。具体的には、A)エンリッチケージでの飼育、B)通常の飼育ケージでの飼育、C)クロペラスチンの慢性皮下投与、D)生理食塩水の慢性皮下投与、である。これらのマウスから、脳および膀胱を摘出し、現在-80°Cで保存中である。これらの組織サンプルは、平成26年度より網羅的解析などに用いる予定である。上述したように、エンリッチ環境飼育は、SAMP8の休息期における排尿障害を選択的に改善した。このことから、エンリッチ環境飼育は、いわゆる夜間頻尿の根本治療薬を開発するための有力な研究ツールとなり得る可能性があり、さらに夜間頻尿以外の排尿障害モデルにも有用である可能性を秘めている。そこで、平成25年度は、臨床現場でしばしば問題となる、脳血管障害に伴う排尿障害に着目し、エンリッチ環境飼育は、この排尿障害に対しても改善作用を示すのか否かについて予備的検討を行った。その結果、脳血管障害モデル群は、偽手術群に比べ、1回排尿量、1回排尿時間、最大尿流率が低下すること、この低下に対し、エンリッチ環境飼育は改善作用を示すことがわかった。以上のことから、エンリッチ環境飼育は、頻尿のような排尿機能の過活動モデルに加え、排尿困難のような排尿機能が低下したモデルに対しても有効であることが示唆され、排尿障害治療薬の研究ツールとして、エンリッチ環境飼育は有用である可能性が考えられた。本年度は、まず覚醒下における老齢マウスの排尿活動に対するエンリッチ環境と鎮咳薬の作用の詳細解析を行った。8ヶ月齢の老化促進モデルマウス(SAMP8)を用いて、以下の4群の処置を行った。A)エンリッチケージ(広い飼育ケージ(100x100x30cm)に遊具を配置)での5週間飼育、B)通常の飼育ケージでの5週間飼育:A)の対照群、C)非麻薬性中枢性鎮咳薬クロペラスチン(10mg/kg)の5週間慢性皮下投与、D)生理食塩水の5週間慢性皮下投与:C)の対照群。これらの動物は、研究代表者が所属する研究室で独自に開発した新規排尿活動測定システムを用いて、無麻酔・無拘束下における24時間の排尿活動を明暗サイクル条件下でリアルタイムに測定した。その結果、1. 24時間の最大尿流率は、スタンダード環境飼育群に比べ、エンリッチ環境飼育群で有意に低下した。2.明時間の1回排尿量、平均尿流率、最大尿流率は、スタンダード環境飼育群に比べ、エンリッチ環境飼育群で有意に低下した。3.暗時間の総排尿量、1回排尿時間は、生理食塩水投与群に比べ、クロペラスチンの慢性皮下投与群で有意に低下した。これらのことから、エンリッチ環境と鎮咳薬はともにSAMP8の排尿活動を抑制するが、その抑制作用の詳細は異なり、エンリッチ環境飼育は明時間、鎮咳薬は暗時間に選択性を示す可能性が考えられた。次に8週齢のC57BL/6Jマウスを購入し、スタンダード環境またはエンリッチ環境で4週間飼育を行った後、麻酔下シングルシストメトリーを行った。その結果、2群間で有意な変化は認められなかった。覚醒下においては、同様のエンリッチ環境飼育により、排尿機能に変化が認められていることから、マウスの排尿機能に対するエンリッチ効果は、中枢性の機序が関与している可能性が示唆された。前年度までの研究において、4-5週間のエンリッチ環境飼育は、頻尿および排尿困難をともに改善させることを明らかにした。そこで今年度は、排尿機能に対するエンリッチ環境飼育の効果に着目し、8週齢のC57BL/6Jマウスを用いて5週間以上のエンリッチ環境飼育を行い、排尿機能に対する種々の基礎検討を行った。その結果、1.無麻酔・無拘束下における排尿活動に対するエンリッチ効果は、飼育期間を72週間まで延長しても持続して認められた。2.パッドテストの結果、失禁状態であることを示唆する直径が0.2cm未満の小さいスポット尿の数は、72週間飼育したスタンダード群に比べ、エンリッチ群で有意に減少した。

3.麻酔下シングルシストメトリーの結果、40週間および72週間の環境飼育は、スタンダード群に比べ、エンリッチ群で排尿量および尿流率が有意に増加し、残尿量は有意に低下した。4.覚醒下における脈拍数は、38週間飼育したスタンダード群に比べ、エンリッチ群で有意に低下した。これらの結果から、マウスの排尿機能に対するエンリッチ効果は、5週間以上の長期においても認められ、失禁状態を改善させる可能性が考えられる。さらに、中枢機能が低下した麻酔下の知見から、排尿機能に対するエンリッチ効果は、飼育期間を延長させることで、中枢のみならず末梢性の機序が関与すること、その作用の一部に副交感神経系などの自律神経系が関与している可能性が考えられた。平成27年度は、まずエンリッチ環境(EE)飼育による老化促進モデルマウス(SAMP8)の頻尿改善作用に関与する中枢性の分子を同定するため、マイクロアレイ解析によるスクリーニング、さらにリアルタイムRT-PCRによる定量的解析を行った。その結果、排尿関連中枢におけるCxcl13 mRNAの発現レベルは、スタンダード環境(SE)飼育したSAMR1群(SAMP8のコントロール)に比べSE飼育したSAMP8群で有意に増加し、SE飼育したSAMP8群に比べEE飼育したSAMP8群で有意に減少した。次に、昨年度の研究で明らかにした、排尿機能に対するエンリッチ効果の末梢性機序を追究するため、マグヌス法を用いて膀胱平滑筋の収縮実験を行った。その結果、1415週間および8182週間のEE飼育群は、SE飼育群に比べ、膀胱収縮力を増加させた。1415週間の飼育ではカルバコール誘発収縮と32Hzの経壁電気刺激誘発収縮を増加させ、8182週間の飼育では2, 4, 8, 16Hzの経壁電気刺激誘発収縮を増加させた。これらのことから、排尿機能に対するエンリッチ効果の中枢性機序にケモカインのひとつであるCxcl13が関与すること、末梢性機序に膀胱のアセチルコリンに対する反応性の増大や神経原性の機序が関与する可能性が示唆された。さらに、非麻薬性中枢性鎮咳薬の急性投与はSAMP8および膀胱内酢酸注入マウスの排尿障害を改善させること、さらにその作用メカニズムを薬理学的に解析したところ、セロトニン5-HT1A受容体の活性化が一部関与することが示唆された。以上、本研究で得られたSAMP8の頻尿様症状に対するEEと非麻薬性中枢性鎮咳薬の改善作用のメカニズムに関する基礎知見は、患者数が増大している高齢者の夜間頻尿など、排尿障害に悩む患者やその家族が求める根本治療薬の開発基盤の構築に貢献するものである。研究代表者が排尿機能を改善させることを見出した、エンリッチ環境と鎮咳薬はともに老化促進マウスSAMP8の頻尿症状を改善し、エンリッチ環境飼育はマウスの休息期である明期、鎮咳薬はマウスの活動期である暗期に選択性を示した。このことからエンリッチ環境は、SAMP8の夜間頻尿様の症状を改善することが示唆された。このエンリッチ環境の夜間頻尿改善作用の中枢性の機序にケモカインのひとつであるCxcl13が関与すること、またエンリッチ環境は摘出膀胱の収縮力を増強させ、その機序に膀胱のムスカリン受容体の関与が示唆された。さらに鎮咳薬の頻尿改善作用の機序の一部にセロトニン5-HT1A受容体の関与が示唆された。当初の予定より、網羅的解析の研究進捗が遅れてしまったため。薬理学・環境衛生学まず、網羅的解析の結果を踏まえ、老化促進
生活習慣病の主体的・継続的な改善を目指した食事メニュー推奨システムの開発

生活習慣病は,現代社会における深刻な病であり,予備群を含めると4人に1人が該当すると言われている.生活習慣病は,特に食生活の改善が重要である.しかし,健康診断などで医師に食生活を見直すよう促されても病に関する危機感が薄いことから,日々の多忙な生活の中で継続的に改善に取り組むことは困難である.この問題を解決するためには,日常生活の中で誰もが手軽に、かつ継続的に食生活を見直すことで,生活習慣病を改善できるユビキタスシステムを開発する必要がある.本研究は,人工知能技術を利用することで,利用者の主体性を促し生活習慣病の改善・治癒へと導くための献立メニューを作成・提示するシステムを開発した.生活習慣病は,現代社会における深刻な病であり,予備群を含めると4人に1人が該当すると言われている.生活習慣病は,特に食生活の改善が重要である.しかし,健康診断などで医師に食生活を見直すよう促されても病に関する危機感が薄いことから,日々の多忙な生活の中で継続的に改善に取り組むことは困難である.この問題を解決するためには,日常生活の中で誰もが手軽に、かつ継続的に食生活を見直すことで,生活習慣病を改善できるユビキタスシステムを開発する必要がある.本研究は,人工知能技術を利用することで,利用者の主体性を促し生活習慣病の改善・治癒へと導くための献立メニューを作成・提示するシステムを開発することを目的とする.本研究の特徴は,生活習慣病の改善を支援するため,利用者の嗜好を加味したメニューを複数提示することで利用者が主体的にメニューを選択できる環境を提供する点,継続を促すために,利用者のフィードバックに応じてメニューを動的に出力する点である.これまで献立メニューからカロリーなどを提示するソフトは存在するが,人工知能技術を用いて上記を実現したシステムは存在しない.本システムの普及は,国民の健康長寿に貢献するのみならず,国民医療費の大幅な削減や医師不足,介護者不足の解消にも貢献する.また献立作成という処理過程で生じる問題点は,現在の人口知能,食科学,臨床栄養学における分析方法にも還元することができることから,本研究の学術的意義は極めて大きいと考える.生活習慣病は,現代社会における深刻な病であり,予備群を含めると4人に1人が該当すると言われている.生活習慣病は,特に食生活の改善が重要である.しかし,健康診断などで医師に食生活を見直すよう促されても病に関する危機感が薄いことから,日々の多忙な生活の中で継続的に改善に取り組むことは困難である.この問題を解決するためには,日常生活の中で誰もが手軽に、かつ継続的に食生活を見直すことで,生活習慣病を改善できるユビキタスシステムを開発する必要がある.本研究は,人工知能技術を利用することで,利用者の主体性を促し生活習慣病の改善・治癒へと導くための献立メニューを作成・提示するシステムを開発した.生活習慣病は,現代社会における深刻な病であり,予備群を含めると4人に1人が該当すると言われている.生活習慣病は,特に食生活の改善が重要である.しかし,健康診断などで医師に食生活を見直すよう促されても病に関する危機感が薄いことから,日々の多忙な生活の中で継続的に改善に取り組むことは困難である.この問題を解決するためには,日常生活の中で誰もが手軽に,かつ継続的に食生活を見直すことで,生活習慣病を改善できるユビキタスシステムを開発する必要がある.本研究は,人工知能技術を利用することで,利用者の主体性を促し生活習慣病の改善・治癒へと導くための献立メニューを作成・提示するシステムを開発する.平成23年度は,基礎調査と調査に基づくデータ作成を実施した.本研究では生活習慣病として,肥満症,糖尿病,動脈硬化症,高血圧症を扱う.先ず,山梨英和大学臨床栄養学,及び山梨大学保険管理センターの助言の基,以下で示す5項目の調査を行った.(a)健康診断データから血糖値,血圧値など生活習慣病予備軍判定に必要な検査項目を明らかにした.(b) CRFで用いる素性の設計を行った.(c)改善に必要な食品の条件を詳細化した.(d)メニューの候補を列挙したラティス構造の作成を行った.(e)ノード(メニュー)同士の連接性を定義した.また, CRF(Conditional Random Fields)を実装し,時系列に沿ったメニュー系列が出力できることの確認を行った.平成23年度は,基礎調査と調査に基づくデータを作成することを目的した.健康診断データから改善に必要な各栄養素と必要な食品の条件を細分化することができているため順調に進展していると判断した.平成24年度は,サーバマシンへの実装を行う.実装は,前処理とCRFで構成される.前処理では,課題1で求めたデータから制約条件を出力する. CRFは制約条件を入力とし,複数から成る系列ラベリング(メニュー系列)を出力する.さらにシステムの拡張を実施する.拡張では,前年度,試作で実装したCRFを基に,利用者のフィードバックに応じて最適な系列ラベリングを動的に出力させるため,入力データの変更に対して再計算することができるようシステムの拡張を行う.さらに機械処理を行うことで,初年度作成した献立メニュー数の拡充を行う.具体的には,初年度用いたデータ,すなわち,食材,調理方法,各栄養素があらかじめ自明であるメニューを学習データとし機械学習を用いることで判別関数を作成し,メニュー,食材,調理方法を入力とするテストデータを用いて,その栄養素を出力することで,栄養素が付与された献立メニュー数を増やす.また,試験ネットワークシステムの構築と評価を実施する.

具体的にはユビキタス送受信ユニットとしてNoteOPCから送られたデータを受け取り,サーバで計算,結果を利用者に送信・提示するプロトタイプシステムを構築する.小規模からなる健康診断実データを用い,研究補助者の協力を得,システムの検証と評価を実施する.評価結果に基づき,知識(検査項目と栄養素,及び献立メニュー)の追加修正,CRFと再計算のアルゴリズムの改良を実施する.当初計画では,ワークステーションを購入して実装を行う予定であったが,内定交付額に減額が生じたためワークステーション購入を見送った.そのため平成23年度からの繰越金が生じた.そこで平成24年度は,これら繰越金と24年度予算額を合算し,実装と評価のためPCを2台購入する.またデモ用としてNotePCを1台,さらに成果発表のための旅費を計画している.
磁気異方性トルクによる新原理ダイオード効果

スピントロニクスでは半導体を超えるダイオード検出感度を示す(スピントルクダイオード効果)など、マイクロ波周波数帯における応用が期待されている。スピントルクダイオード効果は室温下でマイクロ波を高感度に検波でき、低温下で高検出感度を有するボロメータの特性に迫って来ている。スピントルクダイオード素子の検出感度を更に向上させるには、高効率なスピントルクによる磁化の制御が必要不可欠である。本研究では、新原理である熱誘起磁気異方性によるスピントルクを利用して、半導体の約60倍であるボロメータの検出感度領域(240,000 V/W以上)への到達を目指す。
職域レセプト分析：受診行動による生活習慣病の早期発見および重症化予防への効果

本申請課題は、壮年期職域コホートにおいて健診データとレセプトデータの突合を継続しながら、1循環器疾患のリスク因子と外来受診状況、疾病コントロール等の関連を評価すること、2がん検診および精検受診率と、がん発症との関連等を検討すること、を目的としている。3年目である2018年度も健診・検診データ、レセプトの医療費・診療日数データを追加した。また、全年度に続き生活習慣と循環器疾患発症、外来受診状況の関連した解析を進めた。このうち、2004年から13年間の縦断データを用いた解析では、禁煙者を禁煙を3年以上継続している群と、禁煙後3年未満の群に2分して、耐糖能障害発症リスクを検討した。その結果、男性において、禁煙後3年未満の者では非喫煙者に対する耐糖能障害発症のオッズ比が1.84倍(95%信頼区間:1.12-3.03)と有意に高い一方で、禁煙後3年以上経過群のオッズ比は1.07(0.75-1.51)であった。一方、女性では喫煙状況と耐糖能障害発症に有意な関連を認めなかった。以上から、本研究集団の男性では、禁煙期間が短い者では喫煙者同様に耐糖能障害発症リスクが高い可能性が示唆された。現行の特定保健指導対象者選定では、禁煙を開始していれば積極的支援の対象から除外されるが、禁煙期間が短い間は一定の支援を考慮する必要があると考えられた。レセプトデータからがん罹患を評価する作業が遅れており、がん検診受診状況とがん発症の関連の検討に未着手である。レセプトデータをもとに、がん検診精密検査受診状況、がん発症を評価し得るデータベースを整える。まずはがん検診精密検査の受診状況、がん発症の状況について基礎解析を行う。その後、がん検診や精密検査を受診していない者の中からのがん発症、精密検査受診状況とその他の生活習慣病のコントロール等についての探索的解析を進める。本コホートは毎年の健診受診率が9割を超えており、問診項目も充実しちえることが特筆に価する。今後もデータ特性を活かした解析を継続する予定である。本申請課題では、健診・検診受診率が高い壮年期職域コホートにおいて、1高血圧など循環器疾患のリスク因子に対する外来受診の診療状況により、8年後のコントロール状況や合併症有無が異なるか、2がんの検診および精検受診状況と、5年間のがん発見との関連、を分析し、健診とレセプトデータの突合によって外来診療やがん検診の評価が可能かどうかを検証することを目的としている。初年度である平成28年度は、上記1に資するために、既存データベースに2016年定期健康診断データを突合する作業を進めた。また2については、2012年2015年の胃がんリスク検診・大腸がん検診データを作成するとともに、レセプトデータから便潜血陽性者の精検受診状況(大腸バリウム造影または大腸内視鏡検査受診有無)やがん罹患の有無を評価する方法を整えた。その上で、まずは大腸がん検診について、各年度における便潜血陽性者の精検受診状況を記述するとともに、対象フィールドにおける保健事業実施方法の推移と精検受診率の関連について解析を行なった。その結果、本研究集団においては、大腸がん検診精検受診率は、便潜血陽性者に検査結果のみを通知していた2013年までは約3割であったが、消化器内科宛ての紹介状を発行を開始した2014年は62%となっており、陽性者に対して検査結果と同時に消化器内科宛ての紹介状を発行することが精検受診率の向上に役立つことが示唆された。また、循環器疾患コントロールに関連する課題として、女性高血圧者について、乳がん検診受診歴(保健行動)が2年後の血圧コントロールに関連するかを検討した。乳がん検診の定期的受診者では受診歴のない者に比べて血圧コントロール良好者が約1.7倍であることを学会報告した。平成28年に予定したデータベース拡充は順調に進み、基礎データの解析結果について関連学会に報告を行なったこと等から、概ね順調に進んでいるとした。本申請課題は、健診・検診受診率が高い壮年期職域コホートにおいて健診とレセプトの突合データベースを作成し、1高血圧など循環器疾患のリスク因子に対する外来受診状況により、その後の疾病コントロールや合併症有無が異なるかを検討すること、2がん検診および精検受診率と、がん発見との関連を検討すること、を目的としている。2年目である平成29年度は、既存の定期健康診断データベースに2017年健康診断データを突合した。また、2012 2017年の胃がんリスク検診・大腸がん検診データを追加した。更に、2010年以降のレセプトデータからがん検診精密検査状況(大腸内視鏡、胃内視鏡受診有無)データを試作した。現在、大腸がん検診(便潜血反応検査)陽性者について、精密検査受診状況を記述する準備を行なうとともに、大腸がん、胃がん、乳がんの罹患状況および医療費等について探索的に検討する準備を行なっている。なお、対象集団の定期健康診断データの基礎解析を進める過程で、本年度は対象集団の喫煙率の高さに着目した。その上で、喫煙習慣と循環器疾患リスクについて解析を進め、3つの学会発表(1若年代層ほど禁煙成功率が低く、継続的な支援が必要である。2禁煙直後には体重が増加するといわれているが、5年間追跡すると、体重増加リスクは認められないことが示唆された。3禁煙者が再喫煙・喫煙継続するとHDLコレステロール値が低下傾向となる)を行なった。平成29年に予定したデータベース拡充は順調に進んだ。

また、健診の基礎データの解析結果にもとづき修正可能な生活習慣病リスク因子である喫煙に着目し、喫煙習慣にかかる3本の報告を行った。ただし、本年度中に決める予定であった、レセプトデータ情報からがん罹患をどのように定義するかを吟味できていないことから、やや遅れているとした。データベース拡充と並行して今後も検討を続けていく。本申請課題は、壮年期職域コホートにおいて健診データとレセプトデータの突合を継続しながら、1循環器疾患のリスク因子と外来受診状況、疾病コントロール等の関連を評価すること、2がん検診および精検受診率と、がん発症との関連等を検討すること、を目的としている。3年目である2018年度も健診・検診データ、レセプトの医療費・診療日数データを追加した。また、全年度に続き生活習慣と循環器疾患発症、外来受診状況の関連した解析を進めた。このうち、2004年から13年間の縦断データを用いた解析では、禁煙者を禁煙を3年以上継続している群と、禁煙後3年未満の群に2分して、耐糖能障害発症リスクを検討した。その結果、男性において、禁煙後3年未満の者では非喫煙者に対する耐糖能障害発症のオッズ比が1.84倍(95%信頼区間:1.12-3.03)と有意に高い一方で、禁煙後3年以上経過群のオッズ比は1.07(0.75-1.51)であった。一方、女性では喫煙状況と耐糖能障害発症に有意な関連を認めなかった。以上から、本研究集団の男性では、禁煙期間が短い者では喫煙者同様に耐糖能障害発症リスクが高い可能性が示唆された。現行の特定保健指導対象者選定では、禁煙を開始していれば積極的支援の対象から除外されるが、禁煙期間が短い間は一定の支援を考慮する必要があると考えられた。レセプトデータからがん罹患を評価する作業が遅れており、がん検診受診状況とがん発症の関連の検討に未着手である。平成29年度は、データベースの拡充を進めるとともに、がん検診関連データを既存の健康診断データベースに突合する。また、レセプトデータから解析に必要な変数を速やかに抽出し、統計ソフトに出力できるよう準備を進める。平成30年度も予定したデータベースの拡充を進めながら、生活習慣病の精密検査、外来コントロールについて探索的な検討を続ける。レセプトからがん罹患、有病を定義する方法については検討を重ねていく。レセプトデータをもとに、がん検診精密検査受診状況、がん発症を評価し得るデータベースを整える。まずはがん検診精密検査の受診状況、がん発症の状況について基礎解析を行う。その後、がん検診や精密検査を受診していない者の中からのがん発症、精密検査受診状況とその他の生活習慣病のコントロール等についての探索的解析を進める。本コホートは毎年の健診受診率が9割を超えており、問診項目も充実しちえることが特筆に価する。今後もデータ特性を活かした解析を継続する予定である。平成28年度に予定していたデータベース整理が順調に進み、人件費等の支出を抑えることができた。データ作成に時間がかかったため、データ作成費用を次年度に繰り越した。レセプトデータの作製が遅れており、解析に用いるパソコンの発注を次年度に延期した。また、解析結果の成果公表を次年度に延期しした。今後はデータベース拡充を引続き進めるとともに、既に整えられたデータセットの解析を行う予定である。
鯉類の消費拡大と食文化イノベーションがもたらす環境負荷低減効果

コイ科の小型魚ホンモロコは休耕田を利用して単年で養殖できるため、内陸地域で淡水魚を食べる食文化の形成と耕作放棄地を減らす効果が期待される。そこでホンモロコ養殖のGHG排出量をLCAの手法に基づいて算出した。魚の排泄物や残餌の窒素化合物の硝化・脱窒過程で出る亜酸化窒素(N2O)の量も推算しGHG排出量に算入した結果、ホンモロコ養殖の単位面積当たりのGHG排出量は水田で米を生産した場合の34倍となった。花卉植物を養殖池中で水耕栽培し水中の窒素除去を行うための基礎実験結果をもとに、N2O除去が可能であると推算した。その結果を第9回LCA of Food国際会議(サンフランシスコ)で発表した。コイ科の小型淡水魚ホンモロコは、休耕田を利用して新たに養殖をはじめやすい。内陸地域において地産地消の魚として消費拡大を図る場合、養殖の環境負荷を検討することが求められる。養殖のGHG排出量を埼玉県の例をもとに求め、3.62tCO2/t、単位面積当たりでは、1,447g CO2/m2/yearという値を得た。一方、養殖池から直接大気に揮散するGHGについても算出した。養殖池から揮散するGHGはN2Oが主で、埼玉県の例をもとに揮散し得る最大量を見積もった。その結果13,700g CO2/m2/yearとなり、養殖池から揮散するGHGは養殖過程の9.5倍の排出能があることが明らかになった。ホンモロコ養殖における総GHG排出量は、同じ水田において大気へ揮散する分も含めた米生産と比較して約20倍という大きな排出能である事も明らかになった。したがってホンモロコ養殖の環境負荷を低減するためには、養殖池から揮散するGHG、主としてN2Oを低減することが最も重要で、植物の水耕栽培によって養殖池中に排出される無機塩類を吸収除去する事を提案し、その可能性を検討した。本研究の例では、平均163mg/m2/dayの窒素が養殖池へ排出されたが、花卉植物サンパチェンスを使った水中の栄養塩類除去実験では423mg/m2/dayの無機態窒素吸収能が明らかにされており、養殖池で同時に水耕栽培することで、水中に溶存する無機態窒素を充分除去できることが示された。この結果は、植物の水耕栽培を同時に行うことは養殖池中に排出される無機塩類を吸収除去でき、単位面積当たりで養殖できる魚の量を増やせる事も示す。養殖池に植物を水耕栽培し池内に排出される無機塩類をほぼ除去しながら養殖されたホンモロコは、地産地消の環境負荷の小さな養殖魚として消費を拡大し同時に養殖のあり方について社会の関心を向ける意義が認められる。鯉に関しては、全国的な鯉ヘルペスの影響と、主要な生産地福島の原発事故の風評の影響を受け、通常の養殖に関するLCAのためのデータ入手が困難な状況であることが明らかとなった。そこで、鯉科の小型魚ホンモロコが休耕田を利用した養殖によって生産量が伸びつつある事を知り、耕作放棄地増加を抑止する効果も期待してホンモロコの養殖生産の二酸化炭素排出係数を求める事とした。埼玉県農林総合研究センター水産研究所を訪問し聞き取り調査を行なった。埼玉県の水産研究所がまとめた収支報告を基に、積み上げ法で二酸化炭素排出係数を算出し、3.62(t-CO2/t)という値を得た。一般的に魚は廃棄率が大きい事から、可食部当たりの二酸化炭素排出係数を他の魚と比較して廃棄率0%のホンモロコの二酸化炭素排出係数は大きな値ではない事が明らかとなった。しかし、養殖池から直接大気放出される温室効果ガスを考慮していないことは限定的な二酸化炭素排出係数であると考え、野菜、畜産品等他の二酸化炭素排出係数においても農地から直接大気放出される温室効果ガス排出量は考慮されていない事から、他に先駆けて養殖池の温室効果ガスに言及した。しかし理論計算は正確には出来ない事が明らかとなり、養殖池から大気放出される温室効果ガスをほぼ吸収するための植物の利用について考察したが、最終的な植物の処理方法が確立されていないため、提案にとどまった。コイ科の淡水魚は養殖環境の制約が少ないことから、内陸地域における地産地消の食料に適している。特に小型魚のホンモロコは休耕田を小規模改修した養殖池で生産でき、設備や労力の負担が小さい。また単年養殖であることから初心者でも始め易い。そこで、休耕田を利用したホンモロコ養殖の環境負荷を検討するため、埼玉県水産研究所の養殖データをもとにGHG排出量を算出した。

養殖生産のGHG排出量はもとより、水中に排出される魚の排泄物の窒素成分から大気中に放出される亜酸化窒素(N2O)に関しても排出量を見積もった。窒素のうちN2Oになり大気へ放出される割合は、米国で実測された排水処理施設からのN2Oの放出割合を用いた。このN2Oも考慮したホンモロコ生産の単位面積当たりのGHG排出量は約2,000g-CO2e/m2/yearとなり、米生産の34倍と大きな値であることが明らかとなった。この水中に排出される窒素を植物の水耕栽培で吸収除去できればN2Oの排出を削減できるだけでなく、養殖できるホンモロコの量を増やせる可能性もある。そこで花卉植物サンパチェンスの水耕栽培による窒素吸収除去効果をワグネルポット内で10%Hoagland液を用いて実験した結果をもとに、一株の窒素除去能をホンモロコ養殖期間を通じて76g/m2と推算した。1000m2の水田の場合446株のサンパチェンスの水耕栽培を行なうことによって、水中に排出される窒素を一掃できる可能性があることが明らかになった。水産養殖一般において大気へ直接放出されるN2Oは大きな懸念材料である。世界では水産養殖が急速に拡大していることから、食料に関する国際会議で水耕栽培を組み合わせた養殖システムの重要性を発表したいと考え、この研究結果を9th International Conference LCA of Food, USA(2014)で発表した。食生活学、エネルギー学我が国では海面漁業が盛んで輸送や保存技術が向上したため内陸地域にも行き渡り、かつて内陸地域で盛んに消費されていた鯉などの消費量は年々減少している。地産地消の魚として内陸地域で養殖し易い鯉類等の消費拡大を考える際、養殖の与える環境負荷を計算した上で消費拡大の意義を考えることが必要である。そこで、消費者に受け入れられ安いと考えられるコイ科の小型魚ホンモロコについて、養殖におけるGHG排出量を算出した。その際養殖池から直接大気中に揮散し得るGHGも求めることができた。さらに、そのGHGの大半を吸収除去できる水耕栽培植物の利用によって、環境負荷の小さな養殖が可能となることを提案した。この結果によって、養殖業が盛んな我が国において、養殖がかかえる環境負荷をGHGの観点からも見直す必要性が明らかになった。また、魚養殖の環境負荷低減効果について、数値的な評価をもとに検討した例を示すことができたので、グローバルな食料問題のひとつとして今後世界的には拡大の一途をたどると考えられる養殖のあり方について、国際会議を通して発信できるところまで達した。現在LCA Food Conference 2014にアクセプトされたので、発表に向けて準備を進めており、おおむね順調に進展しているのではないかと考えられる。鯉に関しては鯉ヘルペスの影響で生きたままの鯉の移動が禁止されている状況が未だ続いており、さらに主要産地の福島では原発事故の風評の影響で通常とは異なる収支状況である事が明らかとなった。そのため通常の鯉の養殖のLCA用データを入手することは困難であることが明らかとなり、計画を修正してまず、鯉以外の淡水魚で養殖のための設備等へのエネルギー投入が小さな魚を対象とするLCAから始めることとした。また国際的には水産養殖は最も成長の早い動物性食品の生産部門として、人口増を上回る伸びが続いているにも関わらず、我が国では特に内水面養殖は最も生産量が多かった昭和55年の612万トンに対し、現在は87万トン(平成23年)まで減少している。
卵巣チョコレート嚢胞の癌化に関わるCOX-2並びにフリーラジカルの意義

◆卵巣癌におけるCOX-2の発現を検討した。卵巣癌と卵巣チョコレート嚢胞との合併は、全体で5例(8.8%)に認められ、その内訳は、類内膜腺癌2例(22.2%)、明細胞腺癌2例(13.3%)、漿液性腺癌1例(4%)、であった。腺細胞におけるCOX-2の発現は対照群(正常卵巣顆粒膜細胞)で最も低値であった。卵巣チョコレート嚢胞群でCOX-2は対照群に比し有意に強い値を示した(P<0.01)。卵巣癌群では、類内膜腺癌群で最も強い染色性を示し、評価ノモグラムは平均3.9と最も高い値を示した。次に明細胞癌(3.4)、ついで漿液性腺癌の順となった。以上より、卵巣チョコレート嚢胞の癌化には、過剰に発現したCOX-2が深く関与している可能性がある。◆フリーラジカル関連酵素のSODについては、子宮体癌および正常子宮内膜組織にて、発現を比較検討した。子宮体癌根治術を受けた子宮体癌51症例のパラフィン包埋標本を用いた。対照群は2相性の月経周期をもち、妊孕能のある正常婦人の子宮内膜23例で、そのうち増殖期が8例、分泌期が15例である。SODの発現はモノクロ抗体を用い、子宮内膜組織について免疫組織化学的に検討した。評価はH-scoreによる定量法で行った。成績:正常子宮内膜におけるSODのH-scoreは増殖期:0.34±0.24、分泌期:0.32±0.17であった。一方、子宮体癌腺上皮におけるSODのH-scoreは0.96±0.50で、対照群に比し有意に強い値を示した(p<0.001)。明細胞癌におけるSODの発現は、他の類内膜腺癌に比べて有意に(p<0.05)高く、また、5年生存率は有意に(p<0.0001)低かった。結果:子宮体癌組織、特に明細胞癌ではCu/Zn-SODの強い発現がみられた。本酵素が体癌患者の予後に深く関わっている可能性が示唆された。◆eNOSの発現の臨床的意義について検討した。子宮体癌30例および正常子宮を有する23例から組織を採取した。eNOSの発現はマウス抗ヒトNOSモノクローナル抗体を用い、間接法で染色した。発現はH score定量化した。(1)子宮体癌、増殖期内膜、分泌期内膜におけるH scoreは、それぞれ1.38±0.42(Mean±SD),0.30±0.31,0.35±0.11であり、子宮体癌組織は増殖期および分泌期内膜に比し、有意に強い発現を示した(p<0.001,ANOVA)。(2)子宮体癌における平均値(1.38)より高い、高値群(n=11)と低い、低値群(n=19)の2群に分けて予後を検討した結果、観察期間中における死亡例(3例)は全て高値群に属した。

eNOSの発現はマウス抗ヒトNOSモノクローナル抗体を用い、間接法で染色した。発現はH score定量化した。(1)子宮体癌、増殖期内膜、分泌期内膜におけるH scoreは、それぞれ1.38±0.42(Mean±SD),0.30±0.31,0.35±0.11であり、子宮体癌組織は増殖期および分泌期内膜に比し、有意に強い発現を示した(p<0.001,ANOVA)。(2)子宮体癌における平均値(1.38)より高い、高値群(n=11)と低い、低値群(n=19)の2群に分けて予後を検討した結果、観察期間中における死亡例(3例)は全て高値群に属した。子宮内膜症では、卯巣癌を高率に合併する。本研究では、フリーラジカル系の破綻が卵巣チョコレート嚢胞の悪性化に寄与するか否かを明らかにすることを目的とした。具体的に、卵巣チョコレート嚢胞の癌化に関わるCOX-2並びにフリーラジカル関連酵素の意義について検討した。婦人科的手術を受けた正常婦人の卵巣の一部(対照群)、卵巣チョコレート嚢胞壁の異所性子宮内膜組織(嚢胞群)および卵巣癌組織を、各患者の同意を得て採取した。卵巣癌群は、漿液型、類内膜型、明細胞型、粘液型の4亜群に分け、計6群で統計分析を行った。免疫染色の各値はHスコアにより定量化して比較検討した。免疫組織学的にCOX-2の発現は対照群で極軽度であった。一方、嚢胞群でCOX-2は著明に強く発現、ほぼ卵巣癌近似の値を示した(P<0.0001)。RT-PCR法によるCOX-2mRNA、及び蛋白レベルでの検討でも、COX-2分画の特異的発現を認めた。NOS蛋白の発現は、対照群、嚢胞群で極低値であったものの、卵巣癌群では強く発現し、各群間で有意の差(P<0.002)を認めた。SODの発現は、卵巣癌の各群で対照群より高値傾向を示したものの、有意の差ではなかった(P=0.0548)。さらに、DNAが酸化ストレスを受けた時に発現するその代謝産物、8-hydroxyguanosineは、対照群で低値、嚢胞群でやや上昇、卵巣癌群で高値を示し、全群では著明な有意差(P<0.005)を認めた。以上の成績から、(1)卵巣チョコレート嚢胞内の子宮内膜組織ではフリーラジカル産生の異常が認められること、(2)卵巣チョコレート嚢胞の癌化には、特に過剰に発現したCOX-2が深く関与し、(3)産生されるフリーラジカルが組織損傷を進め、結果として染色体の異常を惹起し、悪性化を来している可能性が示唆された。卵巣チョコレート嚢胞は類内膜腺癌や明細胞腺癌を高率に合併する。子宮内膜症や卵巣チョコレート嚢胞内の子宮内膜症組織では、PG合成酵素であるCOX-2が強く発現し、多量のPGsを産生していると考えられる。そこで本研究では、卵巣癌におけるCOX-2の発現を検討した。卵巣癌と卵巣チョコレート嚢胞との合併は、全体で5例(8.8%)に認められ、その内訳は、類内膜腺癌2例(22.2%)、明細胞腺癌2例(13.3%)、漿液性腺癌1例(4%)、であった。腺細胞におけるCOX-2の発現は対照群(正常卵巣顆粒膜細胞)で最も低値であった。卵巣チョコレート嚢胞群でCOX-2は対照群に比し有意に強い値を示した(P<0.01)。卵巣癌群では、類内膜腺癌群で最も強い染色性を示し、評価ノモグラムは平均3.9と最も高い値を示した。次に明細胞癌(3.4)、ついで漿液性腺癌の順となった。大多数の症例でCOX-2は、細胞質に瀰漫性、顆粒状に染色された。核内には陽性に染色されなかった。癌巣部分では細胞間差異は目立たず、ほぼ均一に発現されていた。卵巣間質細胞におけるCOX-2の発現は、腺細胞のそれより発現は弱い傾向を示した。以上より、卵巣チョコレート嚢胞の癌化には,過剰に発現したCOX-2が深く関与している可能性があると考えられた。また、フリーラジカル関連酵素のSODについては、子宮体癌および正常子宮内膜組織にて、発現を比較検討した。