hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
臨床的放射線耐性口腔癌細胞を用いた放射線抵抗因子の解明

臨床的放射線耐性口腔扁平上皮癌細胞株の解析は順調に進んでいるKON細胞、SAS細胞における、1Gyおよび2Gy耐性細胞の維持を行いながら、コロニー形成法、growth assayでの放射線耐性の確認を随時行ってる。増殖能は親株と比較して落ちているものの、連日の1Gy、2Gy照射下でも安定した細胞増殖が得られている。臨床的放射線耐性口腔扁平上皮癌細胞株において親株と比較し細胞形態が紡錘形へと変化しており、長軸の計測値において有意差を認めていた。このことから上皮間葉転換が誘導されている可能性が有るため、上皮間葉転換のマーカーとなる蛋白質(Vimentine, E-Cadherin, N-Canherin, β-Catenin, Snail, Slug,ZEB1, Claudin-1, ZO-1)の発現をイムノブロット法で検討を行った。KON細胞、SAS細胞において臨床的放射線耐性口腔扁平上皮癌細胞細胞株のプロテオーム解析を行い、親株と比較し2倍以上、1/2以下の変動を認めたスポットを21個認めており、上昇したものが8スポット、低下したものが13スポットであった。現在これらのスポットの切り出しを行い、TOF-MS解析を進めており、現在までに解析出来た蛋白質は上昇したものがPyruvate Kinase,Vimentin,Cofilin,低下したものはHeat shock 70 kDa protein,Fascinであった。臨床的放射線耐口腔扁平上皮癌細胞性株のメタボローム解析は現在進行中である。臨床的放射線耐性口腔扁平上皮癌細胞株の維持、耐性の確認は随時行えており、安定して耐性細胞が維持できており、おおむね順調に進んでいると考える。臨床的放射線耐性口腔扁平上皮癌細胞株におけるプロテオーム解析では、二次元泳動、画像解析、スポットのピックアップまで行い、TOF-MS解析も徐々に進んでいる、いくつかの蛋白質の同定が出来ているが、まだTOF-MS解析に至っていないサンプルが残っており、少し遅れていると考える。メタボローム解析においては、現在進行中であり、データはまだ出ていないため、少し遅れていると考える。臨床的放射線耐性口腔扁平上皮癌細胞株の維持はこれまで通り継続していく。今回作成している全ての臨床的放射線耐性口腔扁平上皮癌細胞株において上皮間葉転換が生じていることから、どの様なメカニズムで上皮間葉転換が誘導されているのか検討を行う。プロテオーム解析で同定した蛋白質を口腔扁平上皮癌の臨床病理検体を用いた免疫組織学的染色で検討し、臨床病態、治療結果と関連するかを検討する。臨床的放射線耐性株のメタボローム解析はそのまま継続する。臨床的放射線耐性口腔扁平上皮癌細胞株の解析は順調に進んでいるKON細胞、SAS細胞における、1Gyおよび2Gy耐性細胞の維持を行いながら、コロニー形成法、growth assayでの放射線耐性の確認を随時行っていが、三次元培養系を用いての悪性度の変化は確認は行えていない。このことから上皮間葉転換が誘導されている可能性が有るため、上皮間葉転換のマーカーとなる蛋白質(Vimentine, E-Cadherin, N-Canherin, β-Catenin, Snail, Slug, ZEB1, Claudin-1, ZO-1)の発現をイムノブロット法で検討を行っている。臨床的放射線耐性口腔扁平上皮癌細胞株における耐性の維持期間についても検討中であり、現在のところ照射休止後1か月の時点での耐性維持まで確認出来ているため、今後3か月、6か月、12か月でも確認予定としている。現在これらのスポットの切り出しを行い、TOF-MS解析を進めており、変動したタンパク質を同定する予定である。臨床的放射線耐性口腔扁平上皮癌細胞株の維持、耐性の確認は随時行えており、おおむね順調に進んでいる。臨床的放射線耐性口腔扁平上皮癌細胞株におけるプロテオーム解析では、二次元泳動、画像解析、スポットのピックアップまで行っているが、TOF-MS解析が行えておらず、蛋白質同定に至っていない。メタボローム解析においても、データの解析が出来いないため、やや遅れていると考える。

KON細胞、SAS細胞において臨床的放射線耐性口腔扁平上皮癌細胞細胞株のプロテオーム解析を行い、親株と比較し2倍以上、1/2以下の変動を認めたスポットを21個認めており、上昇したものが8スポット、低下したものが13スポットであった。現在これらのスポットの切り出しを行い、TOF-MS解析を進めており、現在までに解析出来た蛋白質は上昇したものがPyruvate Kinase,Vimentin,Cofilin,低下したものはHeat shock 70 kDa protein,Fascinであった。臨床的放射線耐口腔扁平上皮癌細胞性株のメタボローム解析は現在進行中である。臨床的放射線耐性口腔扁平上皮癌細胞株の維持、耐性の確認は随時行えており、安定して耐性細胞が維持できており、おおむね順調に進んでいると考える。臨床的放射線耐性口腔扁平上皮癌細胞株におけるプロテオーム解析では、二次元泳動、画像解析、スポットのピックアップまで行い、TOF-MS解析も徐々に進んでいる、いくつかの蛋白質の同定が出来ているが、まだTOF-MS解析に至っていないサンプルが残っており、少し遅れていると考える。メタボローム解析においては、現在進行中であり、データはまだ出ていないため、少し遅れていると考える。プロテオーム解析でピックアップしたタンパク質の同定を行い、口腔扁平上皮癌細胞において放射線耐性のキーとなる蛋白質の同定を行う。その後臨床検体を用いた免疫組織学的検討を行い、実際の治療成績との関連の検討を行う予定である。臨床的放射線耐性口腔扁平上皮癌細胞における上皮間葉転換を検討し、どの様なメカニズムで上皮間葉転換が誘導されているのか検討を行う。放射線誘発分泌性因子の検討を行い、放射線耐性に関連が見いだせるか解析する。臨床的放射線耐性株のメタボローム解析はそのまま継続する。臨床的放射線耐性口腔扁平上皮癌細胞株の維持はこれまで通り継続していく。今回作成している全ての臨床的放射線耐性口腔扁平上皮癌細胞株において上皮間葉転換が生じていることから、どの様なメカニズムで上皮間葉転換が誘導されているのか検討を行う。プロテオーム解析で同定した蛋白質を口腔扁平上皮癌の臨床病理検体を用いた免疫組織学的染色で検討し、臨床病態、治療結果と関連するかを検討する。放射線耐性口腔扁平上皮癌細胞のメタボローム解析において、サンプル調整の問題で、解析が途中までしか進行しておらず、脂肪酸解析を来年度に繰り越したため、その費用を次年度使用額へ使用する予定である。
リンパ節マクロファージに着目した新規バイオマーカーの探索と分子病理診断への応用

癌患者における腫瘍免疫機構の成立において、抗原提示・プライミング相でのリンパ節マクロファージ(Mφ)の重要性が注目されている。リンパ節に流入した癌由来抗原はリンパ節洞にまず到達し、リンパ節洞Mφに捕捉される。CD169は洞Mφに特異的に発現しているシアル酸受容体であるが、我々は洞MφのCD169発現の程度が患者毎で大きく異なることを見出し、種々の癌腫での解析を行ってきた。最終年度である今年度の実績として、食道癌および膀胱癌患者において、CD169陽性洞Mφが重要な役割を果たすことを明らかにした。食道癌患者182症例の所属リンパ節の免疫組織化学的解析(Pathol Int, 2018)では、洞MφにおけるCD169の発現は患者毎に異なり、CD169高発現群では低発現群に比し、癌特異的生存率が有意に高かった。さらに洞MφにおけるCD169の発現の程度は、腫瘍内のCD8陽性Tリンパ球の浸潤密度と正の相関を示した。これらの結果から、所属リンパ節の洞MφにおけるCD169の発現の程度は予後予測因子として有用と考えられた。次に手術治療を行った浸潤性尿路上皮癌44例を対象として、所属リンパ節の洞MφのCD169発現を解析(Cancer Sci, 2018)すると、食道癌と同様に、CD169高発現群で有意に腫瘍組織内CD8陽性リンパ球の浸潤密度が高く、術後の癌特異的生存率が良好であった。以上の結果から、所属リンパ節の洞MφのCD169発現を解析することは、食道癌や膀胱癌患者の腫瘍免疫能と予後を推測する分子マーカーとして有用だと考えられた。本研究課題のこれまでの検討から、我々はすでに大腸癌、食道癌、悪性黒色腫および子宮体癌でも同様の結果を報告しており、多くの癌腫において、リンパ節洞マクロファージに発現されるCD169が腫瘍免疫の成立に重要な役割を果たしているものと考えられる。リンパ節の洞マクロファージは、リンパ管を通して流入した腫瘍抗原を認識して抗原特異的なリンパ球活性化を誘導し、抗腫瘍免疫の成立に関わっている。CD169(Sialoadhesin, Siglec 1)はシアル酸含有分子との結合能をもつ膜蛋白で、生体内では主にリンパ節洞マクロファージに発現がみられる。ところが、担癌患者の所属リンパ節洞マクロファージにおけるCD169の発現強度は症例によって様々であった。そこで、大腸癌およびメラノーマ症例を検討すると、所属リンパ節のCD169陽性洞マクロファージが多い症例ではCD8陽性Tリンパ球の腫瘍内浸潤が増加し、術後生存率が高いことが明らかとなり、CD169陽性洞マクロファージが抗腫瘍免疫に重要な役割を果たしている可能性が指摘された。平成28年度の検討では、乳癌症例について同様の解析を行ったが、リンパ節転移がない乳癌症例群において所属リンパ節のCD169陽性洞マクロファージの数と割合が、転移症例群に比して有意に高く、所属リンパ節のCD169陽性マクロファージ数がリンパ節転移の評価に有用である事が示唆された。更に、CD169陽性マクロファージが特異的に産生する分子を同定できれば、リンパ節での微小環境や抗腫瘍免疫能を反映する新規マーカーとして利用可能と考え、IFNα刺激後に特異的に発現する分子について、DNAマイクロアレイを用いて網羅的に検索した。その結果、CCL8とCXCL10の発現が確認された。そこで、ヒト大腸癌のリンパ節を用いて免疫染色を行うと、CD169陽性マクロファージに一致してCCL8とCXCL10の陽性像が確認された。次に、大腸癌48例を対象として解析したところ、リンパ節洞マクロファージのCD169陽性率が高い群でCCL8の血中濃度が高い傾向がみられ、CCL8が抗腫瘍免疫能を反映する分子マーカーとなり得る可能性が示唆された。癌の免疫療法においては、患者個人の免疫能を的確に評価する免疫モニタリングが重要である。リンパ節の洞マクロファージは、リンパ管を通して流入した腫瘍抗原を認識して抗原特異的なリンパ球活性化を誘導し、抗腫瘍免疫の成立に関わっているが、癌患者におけるリンパ洞マクロファージの重要性はこれまで殆ど注目されておらず、抗腫瘍免疫能を反映する分子マーカーも不明のままであった。この様な観点から、本計画では、リンパ節のCD169陽性洞マクロファージに注目し検討を加えた。これまでの検索で、大腸癌やメラノーマ症例において、所属リンパ節のCD169陽性マクロファージが多い症例ほど、術後の生存率が良好であることを確認したが、平成28年度の検討では、乳癌症例においても同様の傾向がみられ、さらにリンパ節転移のない症例で、リンパ節転移症例に比してCD169陽性マクロファージ数が多いことを明らかにした。このことは、CD169陽性洞マクロファージが抗腫瘍免疫に重要な役割を果たしている可能性を示唆している。加えて、癌患者の免疫モニタリングに活用するため、CD169陽性マクロファージ由来の生理活性分子のうち、血中で測定可能な分子の同定を目指し検討を行った結果、大腸癌症例ではリンパ節洞マクロファージのCD169陽性率が高い群で、CCL8の血中濃度が高い傾向がみられ、免疫モニタリングの候補分子となりうることが示唆された。以上の結果から、計画は概ね順調に進んでいると考えられる。

昨年度からの継続研究として、CD169陽性マクロファージと関連する血中バイオマーカーの検索では、CD169を強く誘導するIFN α刺激によってCD169陽性マクロファージからCCL8とCXCL10の発現が増強することが分かった。さらに大腸癌48例の血清の解析から、洞マクロファージのCD169陽性率が高い症例群でCCL8の血液中濃度が高い傾向がみられた。次に今年度は他の癌腫についても検討を加え、膵癌70症例について癌組織と所属リンパ節を対象に免疫組織学的検討を行った。その結果、洞マクロファージでのCD169陽性率が高い症例では、癌病巣中のCD8陽性T細胞の浸潤数が多い傾向を認めた。さらにCD169陽性洞マクロファージが多い症例では全生存率が有意に良好であった。膀胱癌では44症例について同様の検討を加え、洞マクロファージのCD169陽性率と腫瘍組織中のCD8陽性T細胞の浸潤数に正の相関が得られた。また、癌特異的生存率との間にも有意の相関がみられた。すなわち、CD169陽性率の高い症例(11%以上)とCD169陽性率の低い症例(10%以下)の癌特異的5年生存率はそれぞれ88.3%と31.3%であった。これらの検討から、膵癌と膀胱癌では洞マクロファージにおけるCD169発現は癌患者のT細胞を介した抗腫瘍免疫の活性化の程度と予後を反映する分子マーカーとして有用であると考えられた。洞マクロファージにおけるCD169の発現増強は抗腫瘍免疫の賦活化に関わる可能性が示唆されたため、マクロファージのCD169発現を誘導する天然化合物の探索を行った。その結果、aculeatiside A, naringinおよびonionin AがマクロファージのCD169の発現を誘導することが明らかになった。さらに、aculeatiside Aとnaringinはマウスへの皮下投与によって、リンパ洞マクロファージにおけるCD169発現を誘導すると共にIL-1βとIL12のmRNA発現を誘導することが確認され、これらの化合物が抗腫瘍免疫の賦活に有用である可能性が示唆された。リンパ節の辺縁部に存在するリンパ洞には多数のマクロファージが存在しており、リンパ管を通じて流入した腫瘍抗原を認識して抗原特異的なリンパ球活性化を誘導し、抗腫瘍免疫の成立に関わっている。私達はリンパ節のCD169陽性洞マクロファージに注目し、大腸癌、悪性黒色腫、子宮内膜癌では、洞マクロファージのCD169発現が高いほど、術後の生存率が良好であることを確認している。今年度は、これらの癌腫に加え、膵癌と膀胱癌について、癌組織と所属リンパ節を対象に免疫組織学的検討を行った。その結果、いずれにおいても洞マクロファージのCD169陽性率と腫瘍組織中のCD8陽性T細胞の浸潤数に相関みられ、患者の生存率との間にも有意の相関がみられた。これらの結果から、多くの癌腫においてCD169陽性洞マクロファージは抗腫瘍免疫において重要な役割を担っていると考えられる。CD169陽性洞マクロファージと関連する血中バイオマーカーの検索では、CD169陽性率の高い症例でCCL8の血中濃度に上昇傾向が見られたが、必ずしも有意の結果ではなく、更なる解析が必要と考えられた。また、今年度からの検討として、マクロファージのCD169発現を誘導する天然化合物の探索を行い数種の候補化合物が確認された。この結果は、抗腫瘍免疫を介した新規治療法に発展する可能性があり、さらに解析を加えたい。
偏光を考慮した宇宙マイクロ波背景放射の逆問題

インフレーションモデルに密接に関係する初期ゆらぎのパワースペクトルは、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の温度ゆらぎや偏光といった観測量から調べることができる。本研究では、CMBの非等方性から直接初期スペクトルを再構築するために提案され"Cosmic Inversion"という手法において、温度ゆらぎだけでなく偏光も考慮した定式化を行った。このような方法の利点は、従来のパラメータフィッティングとは違い、初期スペクトルの形について一切の仮定を必要としないという点である。温度ゆらぎと偏光を線形結合させた公式を用いることにより、それぞれを単独で用いた場合に生じる特異点による数値的不安定が抑えられ、初期スペクトルを精度よく求めることができることを示した。これを踏まえて、今年度は特に宇宙論パラメータについて議論した。従来のパラメータフィッティングの方法では、初期スペクトルのパラメータとともにフィットするため、結果が初期スペクトルの関数形の仮定の仕方に依存してしまう。そこで、我々は初期スペクトルの再構築において、偏光の寄与にかかわらず、得られる初期スペクトルの形がコンシステントでなければならないという条件を課すことにより、宇宙論パラメータを制限するという方法を考案した。この方法を用いて、2007年打ち上げ予定の観測衛星PLANCKで予想される観測誤差を考慮したシミュレーションにより、宇宙論パラメータに対する誤差評価を行った。その結果、どれか1つをフリーパラメータとした場合は10%以下の精度で宇宙論パラメータが決まることが分かった。現在取り組んでいる研究は、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の非等方性からインフレーションによって生成されたと考えられている初期ゆらぎのパワースペクトルを再構築するというものである。今年度は、昨年2月にリリースされたWMAP衛星によるCMBの温度ゆらぎの精密なデータを用いた研究を行った。実際のデータを用いた再構築を行う際に、観測誤差が無視できないため、従来考えられていたモデルからのズレを調べるには詳しい解析が必要となった。そこで、仮定されたモデルのもとでモンテカルロシミュレーションを行うことによって、再構築された初期スペクトルが実現される確率を求めるという方法を試みた。その結果、スペクトルの一部に標準モデルからのズレが見つかった。これはWMAPチームが間接的な方法で指摘しているものと一致しており、我々の方法が実際の観測データに適応されたとき、正しい結果を導くことが示された。もし観測誤差が十分小さくなれば、このようなズレがよりはっきりしてくるため、今後も詳しい解析が必要である。また、宇宙論パラメータの依存性についても調べた結果、そのようなズレのパラメータ依存性は小さいことが分かった。宇宙論パラメータの制限についてはまだ問題が残されており、その解決も重要である。さらに、より精密な測定が期待されている偏光も考慮した手法も開発中である。偏光を考慮すると、温度ゆらぎとは独立な情報としての初期スペクトルが得られるだけでなく、宇宙の再イオン化や背景重力波などの新たな情報も得られるからである。我々が現在取り組んでいる研究は、宇宙初期にインフレーションから生成されたと考えられている初期密度ゆらぎのパワースペクトルを、現在観測される宇宙マイクロ波背景放射(CMB)のゆらぎから再構築するということである。特に本研究では、CMBの温度ゆらぎだけでなく偏光も用いた再構築の方法を考える。今年度は、実際に偏光を考慮した再構築の枠組みを完成させた。その結果、温度ゆらぎと偏光を各々独立に用いた場合には特異点による数値不安定が起こるが、それらを組み合わせて同時に用いるとその問題が解決され、正しい解が得られることが分かった。なぜなら、特異点がゆらぎの輸送関数のゼロ点に対応しており、温度ゆらぎと偏光ではそれらの位置が異なるからである。また、再構築の際に間違った宇宙論パラメータを用いた場合、偏光の温度ゆらぎに対する相対的な寄与によって初期スペクトルの形が変わってしまうことを発見した。このことを用いて、初期スペクトルの形を仮定しない宇宙論パラメータの制限の可能性についても調べた。具体的には、将来の観測で予想される観測誤差を考慮して、モンテカルロシミュレーションを行い、宇宙論パラメータに対する誤差を評価した。その結果、従来のパラメータフィッティングの方法ほど強い制限はできないが、初期スペクトルの関数形の仮定なしに宇宙論パラメータに対する制限をある程度与えることができることを示した。現在、このような枠組みをもとに、宇宙の再イオン化や背景重力波についてもどのようにしてそれらの情報をフィッティングによるバイアスなしに得るべきか検討中である。

この方法を用いて、2007年打ち上げ予定の観測衛星PLANCKで予想される観測誤差を考慮したシミュレーションにより、宇宙論パラメータに対する誤差評価を行った。その結果、どれか1つをフリーパラメータとした場合は10%以下の精度で宇宙論パラメータが決まることが分かった。
Ｂｅｌｌｅ実験におけるＢ中間子のレプトンへの崩壊を用いた荷電ヒッグス粒子探索

本研究では、解析者の主観によるバイアスを防ぐため、Belle検出器シミュレーションを含めたモンテカルロシミュレーションを使ってB→D*τν信号とその背景事象の特徴を詳細に調べ、τ→πν, ρνというτ崩壊を用いた信号再構成手法を開発した後に、この手法を実データに適用する。本年度は、当初の計画通り信号抽出手法の確立および実データを使ったシミュレーションサンプルの補正を行い、6月の研究会にて成果を報告した。さらに、荷電B中間子モードに加えて中性B中間子のB→D*τν崩壊を解析に加えることで、統計精度を約1.4倍向上させることに成功した。その結果、本崩壊におけるτ偏極度を約0.6の統計精度で測定するとともに、崩壊分岐比測定についても過去の測定と同等の統計精度を期待できることを示した。この成果を、9月に行われた日本物理学会秋季大会において報告した。本解析では、"ハドロン+ニュートリノ"という終状態を使っているため、B中間子のハドロニック崩壊が主要な背景事象となる。B中間子のハドロニック崩壊は複雑なハドロン化過程を経るために測定が難しく、実験結果がない部分が多いため信頼できるシミュレーションを行うことができない。従って、本解析では終状態の特徴によってハドロニック崩壊を分類し、実験的測定結果がない成分については信号事象を含まない実データを用いてコントロールすることで、背景事象を見積もることとした。これをもって測定手法の確立がほぼ完了し、過去の測定とは異なる終状態を使ってB→D*τν崩壊の崩壊分岐比を測定し、また本崩壊ではまだ測定の前例がないτ偏極度を測定することで新物理探索ができることを示した。これらの成果を3月のWorld Research Unit for Heavy Flavor Particle PhysicsSymposium 2016および日本物理学会年次大会にて発表した。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、まずBelle実験をアップグレードしたBelle II実験で使われる、TOPカウンター用MCP-PMTを1.5T磁場中で試験するためのシステムを整備した。TOPカウンターはBelle II実験において1.5Tの磁場中において運用されるため、そこで使用される全500本以上のMCP-PMTの1.5T磁場中における増幅率や時間分解能などの基礎特性を事前に確認しておく必要がある。TOPカウンター全16機の製作スケジュールからこの測定を2014年度半ばまでに完了させる必要があるが、申請者が構築したシステムにより本年度7月に測定が完了する予定である。磁場中で500本以上のMCP-PMTの測定をした前例はなく、その測定結果は光検出器の研究開発という観点でも興味深い。申請者は、本測定における測定結果の一部を国際会議「RICH 2013」において報告した。Belle実験データにおける荷電ヒッグス粒子探索については、2012年度にBaBar実験より報告されたB→D(^*)τν崩壊における標準模型予想からの3σ程度のずれに着目した。B→D(^*)τν崩壊は、当初着目していたB→τν崩壊によく似た崩壊であるが、D(^*)中間子が余分に生成されるために力学的自由度が大きくなり、さらに崩壊分岐比が100倍程度大きいために多様な解析が可能となる。申請者は、τ粒子がハドロンとニュートリノに崩壊する様式(τ→πνやτ→ρνなど)に着目した研究を開始した。特にτ粒子の偏極度を測定することで荷電ヒッグス粒子をはじめとする様々な新粒子に対して感度があり物理的興味が大きい。申請者はまずτ粒子偏極度の測定方法を考案し、原理的にτ粒子偏極度測定が可能であることを示した。現在、解析が比較的容易なτ粒子のレプトンへの崩壊を用いて、先行研究と照らし合わせながら解析フレームワークを構築中である。本年度は、τのハドロニック崩壊を用いたB→D*τνの崩壊分岐比測定およびτレプトン偏極度測定を目指し、まず高い効率で信号事象を再構成できる荷電B中間子モードに焦点を当てて、崩壊をシミュレーションした疑似データを使って解析手法の確立を目指した。τのレプトニック崩壊を用いた先行研究との比較において、本解析ではτレプトン偏極度の測定が可能となる一方で、信号の終状態粒子としてハドロンのみを含むために背景事象を排除しにくいという難しさがある。本年度の研究では、信号事象の特徴を表す変数に対する選別条件を丁寧に最適化した結果、τのハドロニック崩壊を使った場合でも統計的に有意なB→D*τν信号事象を得られることを示した。さらなる信号再構成効率の向上手法として、当初は信号選別にニューラルネットワークを用いた多変量解析を想定していたが、新物理のB→D*τν崩壊への寄与が存在した場合、力学的な分布の変更を受けることによる多変量解析への見積もりが難しいという問題があった。本研究では、最適化した信号選別条件を使うことで、新物理の影響を抑制しつつ十分な信号事象を得られることがわかった。これらの成果を、12月に行われたBelle実験グループ物理解析ミーティングにて報告した。さらに背景事象の抑制や、具体的な信号事象抽出手法の確立を行い、荷電B中間子モードにおいて期待される崩壊分岐比およびτレプトン偏極度の統計精度を見積もり、2015年6月に行われた研究会で報告した。また、Belle II実験用粒子識別装置TOPカウンターに使うための全500本以上のMCP-PMTの量産を、本年度でほぼ完了した。

これは高エネルギー実験のために大量のMCP-PMTを量産した世界初の事例であり、MCP-PMT全数の基本性能測定から得られた知見およびこれらのMCP-PMTをTOPカウンター試作機に取り付けて行ったビームテストの結果を、国際会議TIPP 2014にて報告した。B→D*τν信号に対する背景事象の抑制が難しく、信号選別条件の最適化に時間がかかった。従って、2016年3月末に完成する予定だった信号抽出手法の確立が遅れたが、6月のBelle実験グループミーティングおよびその前後の研究会にて発表に至った。本研究では、解析者の主観によるバイアスを防ぐため、Belle検出器シミュレーションを含めたモンテカルロシミュレーションを使ってB→D*τν信号とその背景事象の特徴を詳細に調べ、τ→πν, ρνというτ崩壊を用いた信号再構成手法を開発した後に、この手法を実データに適用する。本年度は、当初の計画通り信号抽出手法の確立および実データを使ったシミュレーションサンプルの補正を行い、6月の研究会にて成果を報告した。さらに、荷電B中間子モードに加えて中性B中間子のB→D*τν崩壊を解析に加えることで、統計精度を約1.4倍向上させることに成功した。その結果、本崩壊におけるτ偏極度を約0.6の統計精度で測定するとともに、崩壊分岐比測定についても過去の測定と同等の統計精度を期待できることを示した。この成果を、9月に行われた日本物理学会秋季大会において報告した。本解析では、"ハドロン+ニュートリノ"という終状態を使っているため、B中間子のハドロニック崩壊が主要な背景事象となる。B中間子のハドロニック崩壊は複雑なハドロン化過程を経るために測定が難しく、実験結果がない部分が多いため信頼できるシミュレーションを行うことができない。従って、本解析では終状態の特徴によってハドロニック崩壊を分類し、実験的測定結果がない成分については信号事象を含まない実データを用いてコントロールすることで、背景事象を見積もることとした。これをもって測定手法の確立がほぼ完了し、過去の測定とは異なる終状態を使ってB→D*τν崩壊の崩壊分岐比を測定し、また本崩壊ではまだ測定の前例がないτ偏極度を測定することで新物理探索ができることを示した。これらの成果を3月のWorld Research Unit for Heavy Flavor Particle PhysicsSymposium 2016および日本物理学会年次大会にて発表した。本研究では、B中間子のハドロニック崩壊からの背景事象に由来する系統誤差の見積もりが重要となる。2016年度には系統誤差の見積もりを完成させ、実データを使った測定に移行する。最終的に、B→D*τν崩壊の崩壊分岐比とτレプトン偏極度を実データから抽出する。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は修士課程に引き続きBelle II TOPカウンター用光検出器MCP-PMTに関する研究を進め、1.5T磁場中での検査システムを予定通り完成させた。
保育施設におけるオムツ処理規定モデルの構築

現在、保育施設における使用済みオムツの処理方法については国や自治体で明確な規定はなく、施設の判断に委ねられているため、現場の対応は様々である。中でも、家庭に持ち帰る決まりとなっている場合、多くの人の手を介して処分されるため、病原微生物による感染拡大のリスクが高まることが予測される。また、保育者(保育士や利用者)にとって衛生面、精神面、効率面で負担になる可能性が高い。本研究では、神戸市内の保育施設へアンケートを送付し、各施設のオムツ処理状況を調査する。さらに、手指、環境の汚染状況を調査し、病原微生物による感染拡大防止と保育者の負担軽減につながるオムツ処理規定モデルを構築する。
実験的胎児仮死における液性昇圧機構の循環調節にはたす役割について

胎児仮死発生の原因とされる子宮血流障害に着目し、昇圧物質投与時の妊娠子宮血流調節機序を動物実験によって検討するとともに、超音波ドプラー血流計測法による潜在胎児仮死時の胎児血行再分配の発現状態を観察した。また胎児仮死時におけるarginine vasopressin(AVP)ならびにangiotensinII(AII)の胎児循環調節にはたす役割についても妊娠ヒツジを用いて検討した。(1)妊娠未期家兎を用い、腸骨静脈内にnorepine phrine(NE)、angiotensinII(AII)を60分間投与した際のprostacyclin(PGI_2)、thromboxaneA_2の産生と子宮血流量変動を計測し、NE投与では子宮血流量が低下とともにPGI_2産生の増加があり、AII投与では子宮血流の増加がみられるがPGI_2産生増加は少なく、PGI_2産生は子宮血流量減少によって促進されると思われ、妊娠子宮血流維持にPGI_2産生を介する調節機構が働くことが推察された。(2)潜伏胎児仮死の胎児循環動態変動について超音波pulse Doppler血流計を用いて検討した結果、胎児系統血管抵抗の指数である胎児下行大動脈pulsatility indexは高値を示し、一方胎児脳血管抵抗の指数である胎児中大脳動脈pulsatility indexは低値であり、潜在胎児仮死には脳循環を優位に保つ血流再分配機構が発現していることを知りえた。(3)胎児低酸素症や胎児急性貧血時に血中で増量するAVPとAIIの胎仔循環動態に対する相互作用を、母仔への慢性カテーテル装着を行なった妊娠未期ヒツジを用いてAVPおよびAIIの単独または同時投与を行なって検討した。AVPの投与では胎仔の昇圧と徐脈の発生をみ、胎仔動脈血のPaO_2上昇およびpH低下が生じ、AII投与では昇圧と頻脈をみとめた。また、AVPとAIIの同時投与では昇圧は相加的に起こるがPaO_2は上昇傾向を保ったまま徐脈の度は軽減し、両者が協調して安定した心拍出量を保ちつつ循環調節効果を現わすことが推測された。超音波ドップラー血流計を用いた胎兒大動脈,臍帯静脈および腦底動脈の血流計測により,胎兒仮死時には低酸素症の進行に伴って大動脈血流の減少と後二者血流の増加が生じ,代償性循環動態変化と血行再配分が観察された.代償性循環調節機序としては,レニン・アンジオテンシン系およびバゾプレシン分泌機構の関与が示唆されている.よって実験的胎兒仮死時の状態の検討に先立ち,胎仔に液性循環調節物質を投与した際の胎仔循環動態について検討をした.妊娠末期ヒツジ(妊娠110130日)を用い,胎仔の股動・静脈に慢性的にカテーテルを装着した.手術侵襲より回復後,各種量のアンジオテンシンII(AII)またはバゾプレシン(VP)を胎仔股静脈を経て投与し,胎兒循環系統の反応について検討した.AII投与ではVP投与に比しPCO_2の減少, PO_2の増加が大であるがpHには変化を示さなかった.

胎仔平均動脈圧はVP10mU/min投与時には平均40.4mmHg(以下平均)から51.2mmHgと26.7%の増加を,またAII500ng/min投与時は43.7mmHgから55.7mmHgへ27.5%の増加を示し,両者を同時投与した時には42.3mmHgから71.7mmHgへ69.7%の著しい増加を示した.胎仔心拍数はVPの上記量投与によって178bpmから104bpmと41.6%の減少を示したが, AII投与時には172bpmから188bpmと9.7%の増加を認めた.また両者を同時に投与した際は182bpmから130bpmと28.5%の減少を示した. AII投与時の胎仔血漿レニン活性(PRA)は減少を示し, VP投与時においても相似たPRA減少がみられた.以上の様に外因性AIIならびにVPに対し胎仔循環系では平均動脈圧,心拍数の明らかな反応を示し,両物質は血圧に対しては相乗的に,心拍数に対しては相補的に作用し, AIIの心臓神経促進的な中枢作用が考えられた.現在胎仔実験的仮死時における上述の種々の反応について検討中である.胎児仮死においては神経性ならびに液性調節機序の発動に伴なう代償性循環変動の発現が推察されている。よって、超音波ドプラー血流計測法による潜在胎児仮死時の血行再分配の発現状態を観察するとともに、仮死時に胎児血中に増加をみるarginine vasopressin(AVP)ならびにangiotensinII(AII)の胎児循環調節にはたす役割について妊娠末期ヒツジを用いて検討した。(1)妊娠中毒症などにおける潜伏胎児仮死の循環動態変動について超音波pulse Doppler血流計を用いて検討した結果、胎児系統血管抵抗の指数である下行大動脈pulsatility indexは高値を示し、一方胎児脳血管抵抗の指数である中大脳動脈pulsatility indexは低値であり、潜伏胎児仮死においては脳循環を優位に保つ血流再分配機構が発現していることを知りえた。(2)胎児低酸素症や急性貧血時に胎児血中で増量するAVPとAIIの胎児循環動態に対する相互作用を、母仔への慢性カテーテル装着を行なった妊娠末期ヒツジを用いて、AVPおよびAIIの単独または同時投与を行なって検討した。羊胎仔ではAVP各種量(1.513.4mlU/min/kg)の投与によりdose dependentな血圧上昇と著しい徐脈の発生をみ、昇圧反応性は非妊娠成獣への投与時に比し亢進が認められた。この際胎仔動脈血pHの低下PpaO_2の上昇を認め、胎仔胎盤循環への血行再分配に寄与する事が推察された。AII各種量(18.533.0mg/min/kg)の胎仔投与によってもdose dependentな昇圧をみるが、成獣で徐脈を示すのに対し胎仔では頻脈を認めた。またAVPとAIIの同時投与では昇圧は相加的に起こるが、PaO_2は上昇傾向を保ったまま徐脈の度が軽減し、両者が協調して安定した心拍出量を保ちつつ循環調節効果を現わすことが推測された。
量子暗号理論と古典暗号理論の互換技法の開発

一般的に観測ベース量子計算モデルで議論されるブラインド量子計算の特別形として観測に適した系と計算に適した系が存在し観測は観測系でのみ行う計算モデルとして補助キュービット駆動量子計算がある.当該モデルにおいてブラインド量子計算が可能であるための十分条件を導出し,実際にその十分条件を満たす方法を与えた.暗号理論においては,他のプロトコルの部品として利用しても安全性を維持する性質は汎用結合可能性と呼ばれる.ブラインド量子計算の方式には様々な方式があるが,クライアントが観測を行うタイプのFujii-Morimae方式は汎用結合可能であることを証明した.万能ブラインド計算とは2者(アリスとボブ)の間の計算プロトコルであり,アリスが持つ入力と実行したいアルゴリズムを,自身が実行する替わりに代理としてボブに実行させる方式で,そのときに,アリスが持つアルゴリズムやその入出力をボブに知られることがないという性質を持つ.2009年にBroadbentらは,観測ベース量子計算モデルを用いて,無条件に安全な万能ブラインド計算が実現できることを示している.量子計算において標準的に利用されている回路ベース量子計算と観測ベース量子計算の中間的な計算モデルとして補助キュービット駆動型モデルがAndersらによって提案されている.計算を実際に行うシステムレジスタと観測を行うレジスタが物理的に分離されているため物理的な実現が容易であると考えられている計算モデルである.各レジスタの役割が明確に分離されている制約のため,回路ベース量子計算あるいは観測ベース量子計算を単純に発展させたものではないため,その点を考慮してAndersらは万能性を持たせるための十分条件を提示している.本研究課題において,補助キュービット駆動型モデルにおいて,万能性に加えてブラインド化が必要となる基本オペレータの十分条件を導出することに成功した.具体的には,まず,Andersらの万能性条件とブラインド条件を同時に満たすことは不可能であることを示し,さらに,Andersらの万能性条件を緩和しつつも万能性を失わず,かつ,ブラインド性を満たすための条件を与え,このような条件を満たす方法を幾つか提案した.また,ここで与えたブラインド化条件は,補助キュービット駆動型に限定した条件ではなく,観測ベース量子計算にも適用され,観測ベース量子計算におけるブラインド計算の効率化にも貢献している.暗号理論において代理計算と呼ばれる二者間プロトコルがあり,クライアントの入力や計算結果をサーバに秘匿にしたままで,サーバに代理計算を行わせることができる.古典暗号理論においては,Garbled回路と呼ばれる方法論があり,量子暗号理論においては,ブラインド量子計算と呼ばれる手法がある.それぞれの領域で,安全性を強化する方法が知られているが,それらの技術は互いに応用できる関係にあることを見出すことができた.互換技法を研究するに当たり,それぞれの領域を深める研究も行った.ブラインド量子計算は観測ベース量子計算と呼ばれる計算モデル上で議論するのが一般的であるが,物理的な実装を考慮すると,観測に適した系と計算に適した系が存在し,観測は観測系でのみで行う計算モデルとして補助キュービット駆動量子計算と呼ばれる計算モデルがある.観測ベース量子計算の特殊な形であるため,ブラインド量子計算が可能であるための十分条件を導出し,実際にその十分条件を満たす方法を与えた.暗号理論においては,プロトコルを単体で用いることは少なく,他のプロトコルの部品として利用されることが一般的であり,そのような状況においても安全性を維持する性質は汎用結合可能性と呼ばれる.ブラインド量子計算の方式には様々な方法があるが,クライアントが観測を行うタイプのFujii-Morimae方式は汎用結合可能であることを証明した.この証明は,Fujii-Morimae方式が一方向通信しか行わないという性質を利用したもので,従来証明手法を大幅に簡略化するとともに,no-signaling仮定だけで証明が可能であるという意味で従来よりも安全性が高いプロトコルになっていることを示したものである.一般的に観測ベース量子計算モデルで議論されるブラインド量子計算の特別形として観測に適した系と計算に適した系が存在し観測は観測系でのみ行う計算モデルとして補助キュービット駆動量子計算がある.当該モデルにおいてブラインド量子計算が可能であるための十分条件を導出し,実際にその十分条件を満たす方法を与えた.暗号理論においては,他のプロトコルの部品として利用しても安全性を維持する性質は汎用結合可能性と呼ばれる.ブラインド量子計算の方式には様々な方式があるが,クライアントが観測を行うタイプのFujii-Morimae方式は汎用結合可能であることを証明した.万能ブラインド計算とは2者(アリスとボブ)の間の計算プロトコルであり,アリスが実行したいと考えているアルゴリズムを自身で実行する代わりにボブに実行させる方式で,その際,アリスが持つアルゴリズムやその入出力をボブには漏らさないという性質を持つ.万能ブラインド計算の概念を弱めて,ボブには入出力は漏らさないがアルゴリズムは知られても構わない方式は安全な代理計算と呼ばれる.古典計算においては万能ブラインド計算の実現は不可能であることが知られているが,量子計算においては観測ベース量子計算モデルと呼ばれる新しい量子計算モデルを用いて実現できることが,2009年にBroadbentらによって示された.観測ベース量子計算のモデルにも,一方向性量子計算とテレポーテーション型量子計算の二つの方法があり,一方向性量子計算については広く研究されておりブラインド計算もこの方法に基づいて構築されている.本研究課題では,暗号理論の観点からテレポーテーション型の観測ベース量子計算の可能性について検討し,安全な代理計算方式が構成可能であることを示した.とくに,一方向性量子計算ではクラスター状態と呼ばれる量子状態を用意する必要があるが,これを用意するためにはエンタングルオペレータが必要である.

このエンタングルオペレータの代替として2キュービット観測を利用している点が従来方法と技術的に異なる点であり,この性質により拡張性が高くなっていると予想される.昨年度から,観測ベース量子計算を利用したブラインド計算手法の研究をスタートさせたが,物理的な実現の可能性が最も高いと考えられている補助キュービット駆動型量子計算においてもブラインド化が可能であることを示した.最も現実性の高い計算モデルにおいてもブラインド化が可能であるを示すことは,暗号理論的にも十分に意義があることと考えられる.特に,十分条件を与えるという汎用的な性質を導出したことにより,他の計算モデルに対して波及が期待できる.古典暗号理論においてもブラインド化に対応する概念があり,量子ブラインド計算のおける考え方を古典暗号へ適用することも期待できる.当初予定では,ある量子状態とインタラクティブハッシュプロトコルの関連に関する研究を発展させる予定であったが,暗号理論的な観点からのテレポーテーション型の観測ベース量子計算の可能性が,本研究課題に別の視点を与えてくれると予想されたためである.本来予定の研究は一時休止したものの,テレポーテーション型の観測ベース量子計算における暗号理論研究は大きく進展し,本研究課題全体としては順調に進展していると考える.古典暗号理論において,ブラインド計算は応用対象の一つであるが,量子ブラインド計算においては,基礎部品の一つとして考えることもでき,量子ブラインド計算をもとにした暗号プロトコルの構築や限界究明などへも期待がもてる.特に,ブラインド化手法は,古典暗号理論におけるYaoのGarbled回路の考え方と親和性があり,古典暗号理論の知見を量子ブラインド計算へ移植することも検討する.また,本研究課題の研究代表者が関係する科研費プロジェクト「量子プロトコル理論の深化」および「マルチユーザ型量子ネットワーク」のメンバーと意見交換することにより助言を得ながら進めて行くことも検討する.暗号理論の観点からのテレポーテーション型の観測ベース量子計算についての研究を発展させる.また,同時に量子状態とインタラクティブハッシュプロトコルとの関連に関する研究も同時に進展させる.両者の研究はセキュア計算という枠組みの要素技術として議論できるため,互いの関連について見極めつつ研究を遂行する.量子ブラインド計算を他の暗号プロトコルへ適用すること,あるいは,古典暗号理論との関連性などの検討は新しく検討する課題であり,それらの研究成果は国際会議や国内ワークショップなどで発表する予定である.そのための出張旅費や学会参加費を必要とする.また,研究推敲上必要な書籍や国際会議の会議録などの購入を予定している.テレポーテーション型の観測ベース量子計算にもとづいた安全な代理計算方式をさらに発展させ研究成果としてまとめ,その成果を国際会議や国内のワークショップで発表する予定であり,そのための旅費および学会参加費として利用することを計画している.また,研究遂行上必要な書籍や会議録などの購入を予定している.
腸管栄養吸収を制御するケミカルセンサーの解析と動物資源生産への応用

動物生産科学領域における機能性飼料の研究では、栄養成分の可視化と飼育環境評価が求められている。フーリエ変換型赤外分光光度計(FT-IR)を用いた可視化法は確立している。カルシウム沈着やコラーゲン成熟度の可視化は、形態学変化に連動する。栄養吸収の可視化研究では、SEM、一般染色、分光imaging法を併用し、異なる環境下の消化管でAmide l (C=O)発現を同定し、FT-IR、MALDI-TOF MSimagingを確立できた。栄養吸収時の陥入や細胞隆起等、腸管栄養吸収の可視化を可能とした。現在、飼育環境改善に向けたて腸内細菌叢、デキストリン量、薬剤取り込み差異の可視化を目指している。近年、食用米に含まれるmicro RNA(MIR156a)の機能性解析がすすみ、哺乳動物では、栄養吸収を盛んに行う消化器系での取り込み制御を通じて、生体機能内のコレステロール値を直接低下させる可能性が報告されつつある。これらは、栄養成分の取り込みメカニズムを客観的に評価する事により、新しい機能性飼料や添加物の開発に繋がり、強いては、動物生産科学の新しい発想をもたらすと考えられる。申請者らは長年にわたり飼料添加物(木酢酸、シリカゲル、乳酸菌、粉末生姜、酵母等)を家禽に給餌し、腸管上皮形態に注目した機能解析を行ってきた。結果の多くは、家禽の増体効果を介した畜産農家へ貢献に繋がったが、腸管上皮形態を電子顕微鏡(SEM)標本の客観的評価は十分に確立できていない。これまでに、家禽の飼育試験で得られた成果には、腸管上皮の基底部陰窩部における細胞周期制御で活性化に伴うAP2α発現の増加を示してきた(Histol. Histopathol.2011)。更なる解析の結果、栄養吸収機能の亢進に伴う腸管上皮の表面構造変化と共にGelsolinやCollagen発現が伴うことも明らかになった(投稿準備中)。乳酸菌等の付与による効果は、腸管上皮形態の隆起部でカルシウム制御性のアクチン結合タンパクとして栄養分の取り込みに働くと考えられ、アクチン重合分子発現が腸内ホメオスタシスを調整に関わる(投稿中)。さらに、消化器系の中でも十二指腸のAP2α発現は異なっており、Solute carrier family等を介したミネラルや脂質吸収への影響について現在解析中である。近年、食用米に含まれるmicro RNA(MIR156a)の機能性解析がすすみ、哺乳動物では、栄養吸収を盛んに行う小腸での取り込み制御を通じて、生体機能内のコレステロール値を直接低下させる可能性が報告された。これらを鑑みると、観的な評価法を確立しなければ、本当の意味で良好な飼養環境(安全な畜産技術)の確立は無いと考える。特に、動物生産領域において、機能性付加を望むのであれば、信頼できる飼料の評価基準なるものが存在し、さらに、横断的に利用される必要がある。そこで、申請者らは長年にわたり解析を行ってきた飼料や機能性を有した飼料添加物(木酢酸、シリカゲル、乳酸菌、粉末生姜、酵母等)の結果を精査を行い、増体効果と共に吸収上皮形態の観察、および、電子顕微鏡(SEM)標本を用いて腸管上皮形態を客観的数値化する技術の確立を目指した。形態隆起が観察できた試料では、Gelsolin等(アクチン重合分子含む)の発現が観察された。増体効果に関連した腸管上皮形態の変化を観察できた標本では、細胞周期制御に関わるAP2α発現が基底部陰窩領域で活性化することを明らかだった(Histol. Histopathol.2011)。この事は、基底部陰窩領域における細胞増殖との相関を新たに解析する着想をもたらした。また、乳酸菌等の付与による効果は、腸管上皮形態の隆起部でカルシウム制御性のアクチン結合タンパクとして栄養分の取り込みに働くことが明らかとなり、アクチン重合分子発現が腸内ホメオスタシスを調整する事を明らかにした(投稿中)。これら一連の研究成果は、AP2αによるアクチン重合分子発現制御を介し、Solute carrier family等の脂質吸収にも影響が出る可能性が考えられた。今後、交感神経や迷走神経による神経機能との相関解析を通じた解析へと発展させる。生産現場に主眼を置いた家禽の増体変化は、飼育環境や効果的な飼料給餌などの環境要因への適応性を評価できる優れた指標として世界中で利用されており、飼料や添加物の安全性評価を判定する上でもっとも簡便な指標として活用されている。一方、家禽における増体効果を導く作用機序の解明は、栄養吸収の機能性評価を行う為の消化率算出や、呼吸商算出など煩雑な研究が必要とされ形態学的な評価は大変難しい。

そこで、本研究では、腸管内におけるケミカルセンサー(転写因子AP2α等)の挙動(腸陰窩領域で増加する)に注目し、簡便に評価可能な解析法確立を目指し、最終年度は、作用機序解明を目指してきた取り組みを行ってきた。腸上皮組織は、腸上皮を構成する細胞と細網線維で満たされた細胞間質により保持され、非常に早いサイクルで上皮表面での栄養成分取り込みと組織全体のリモデリングが行われる。一方、腸管上皮における物質の取り込み様式は、十分に解明されていない。そこで、摂取後の飼料やその機能性成分の動態解析や可視化をめざした研究へと発展させるために、FT-IR(フーリエ変換赤外分光光度計)、Laser Raman spectroscopy、MALDI-TOF/MS (マトリックス支援レーザー脱離イオン化-飛行時間型質量分析)に搭載されたイメージング機能を用い、腸管組織上でコラーゲン等を構成するアミノ酸質量に注目し、組織上でのアミノ酸マッピングを作成し「栄養成分のみえる化」を成功させた。家畜が獲得した消化栄養吸収機能に注目することで、遺伝要因と環境要因の相関理解を目指すことも可能となり、腸管上皮組織中に観察される網目状構造、細網細胞(reticulum cell)やその構造を支える結合組織、散在する基質と組織液(reticular fibers, made of type III collagen)への影響について纏めている。動物生産科学家禽の消化器は、既に優れた栄養分の消化・吸収能を有しているが、さらなる家禽生産の効率化に向けた選択肢は極端に少ない。本研究期間には、次の1)5)の解明を通して貢献したい。1)試験飼育期間の短縮を目指すために、増体変化を予測できる内因性分子マーカーとしてのGelsolin動態を検証し、家禽生産の現場で活用できるよう実用化に向けた解析を行う。(現在、投稿中)2)吸収上皮形態を3次元的に解析し客観的評価法の確立とGelsolin発現の相関性を明らかにする。(現在、投稿準備中)3)AP2αとGelsolinの相関は、レポーターアッセイなどで確認後、家禽生産における機能性飼料(酸性・塩基性成分)と腸管での吸収性評価に応用する。(現在、実施中)4)栄養物質の取り込み量の増加(形態変化)には、細胞死の抑制機能(Gelsolinによる効果)が増強されると報告されているが、この分子メカニズムをGelsolinとEEA1発現、遺伝要因と環境要因との相関解析を検討する。(現在、リバイス中)5)Gelsolinは、タンパクやカルシウムと複合体を形成し、血中や神経軸索内を移動できる。十二指腸での栄養吸収が促進された家禽では、延髄孤束核および迷走神経支配を受けることから、増体変化、卵殻や骨形成に伴い血中や脳(脳脊髄液中)のGelsolin量も上昇することを実践的な環境下で明らかにしたい。(実施済み、投稿準備中)家禽の消化器は、既に優れた栄養分の消化・吸収能を有しているが、さらなる家禽生産の効率化に向けた選択肢は極端に少ない。(現在、投稿準備中)
有機亜鉛化合物による石炭の可溶化

亜鉛とヨウ化ブチルでの石炭の可溶化反応において反応活性種と考えられるジブチル亜鉛の(Bu_2Zn)とヨウ化ブチル亜鉛(BuZnl)とハロゲン化アルキル(RX)で夕張炭と石炭モデル化合物を反応させ、石炭の可溶化機構について検討し、以下の結果を得た。1.Bu_2Zn、BuZul、RXの3つの化学種を夫々組み合わせて夕張炭と反応させベンゼンへの溶解度を調べたところ、石炭をベンゼンに溶解させるにはこれら3つの化学種全てが必要であることがわかった。2.反応に用いるRXのアルキル基が短い場合でも石炭はベンゼンによく可溶化することがわかった。これはRXのアルキル基以外にBu_2Zn、BuZnlのブチル基が石炭中に導入されるためであることを明らかにした。石炭モデル化合物としてフィナントレンをBu_2Zn、BuZulとヨウ化プロピルで反応させたとき、生成物にブチル基とプロピル基の両方が導入されたことからも確認した。3.Bu_2Zn、BuZul、RXの反応ではアルキル基が石炭モデル化合物の芳香環に置換しただけでなく付加もしたことから、ラジカル型のアルキル化とフリーデルクラフト型のアルキル化が競争的に起こることが推定され、Bu_2Zn、BuZul、RXの反応ではラジカル型のアルキル化が優勢であり、Bu_2Zn、RXの反応ではフリーデルクラフト型のアルキル化が優勢であることがわかった。またアルキル基の付加反応の方が置換反応より石炭の可溶化に効果が大きいことを明らかにした。4.亜鉛とヨウ化ブチルで処理し、得られたヘキサン可溶化物は分子量が高く、還元ブチル化を受けていたことから、この方法で石炭が溶剤によく溶解するのは、芳香環の還元のためであり、架橋結合はあまり開裂しないことがわかった。
ヒト唾液腺細胞の機能維持培養法と新規自家移植法の開発研究

放射線治療による唾液腺萎縮によって引き起こされる口腔乾燥症は、咀嚼障害・嚥下障害等の機能障害だけでなく、義歯の適合問題や多数歯齲蝕にも深く関与している。唾液腺再生医療の研究が盛んに行われているものの、実用化には程遠いのが現状である。理由としては唾液腺細胞の初代培養が非常に困難である点があげられる。本申請研究に先立ち、申請者および千葉大学唾液腺細胞治療グループはヒト唾液腺細胞の長期安定培養法を確立した。放射線治療前に患者の口唇腺から唾液腺細胞を採取・培養・増殖させ、放射線治療後の萎縮した唾液腺に対して移植する、世界初の「唾液腺細胞治療」の実現を目指している。