hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
エンヴェロープ理論に基づく実時間制御系の検証の研究

本研究は、我々の研究グループにより作られた実時間プログラム検証体系エンヴェロープ理論により、実時間プログラム・システムの検証系を構築し、さらに電子計算機上で自動的に行うことが目的である。エンヴェロープ理論はν理論を基にした実時間プログラム検証体系であり、ビークルの制御系や生ピアノの自動重奏システムなどの連続的に変化する外部の物理系を離散的に制御するプログラム系の検証システムである。我々の研究グループでは、他にもFAを基礎にした実時間プログラム検証体系SOFA、時制算術tense arithmetic(TA)も考案されている。エンヴェロープ理論の整備とともにこれらの体系を有機的に融合させることにより、より高度で厳密な検証を行うことを目指した。その結果、本研究では、エンヴェロープ理論に代わりTAを主として整備するとともに、これによる自動車合流問題、協調演奏システム等の具体例に対して検証・解析をするに至った。強調演奏システムの検証では、検証を用意にするため、より形式的な言語で演奏システムの仕様を表現し、その上で検証を行った。その際、演奏データ構造もプログラミングおよび検証がしやすいものを検討し、検証を行った。同時に、以上のことを電子計算機上で自動的に行う方法についても研究を行ったが、自動化の部分に関しては現在のところ外部に発表するような成果は得られていない。実時間プログラムの検証に関する研究は,現代のプログラム理論において重要な問題の1つである.本研究では,束を基にしたエンヴェロープ理論及び実時間プログラム検証体系SOFA,tense arithmetic等により,実時間プログラム・システムの検証系を構築した.解析的意味論で用いられるν-定義可能行為はプログラムを高階の数学理論の言語で表現するものであり,数学的,論理的に厳密な理論を展開することができる.またSOFA,tense arithmetic等の実時間プログラム検証体系はビークルの制御系や生ピアノの自動重奏システムなどの連続的に変化する外部の物理系を離散的に制御するプログラム系を検証するシステムである.本年度は連続変化外部系を離散的に制御するプログラム系の,tense arithmeticによる検証・解析システムの研究を行なうとともに,実時間システムの例題のひとつである音楽情報処理分野においては,楽曲構造に着目することにより,・実時間重奏システムの形式的理論的表現・演奏ルールの形式的理論的表現・それらの成果に基づいた楽曲分析システム,実時間重奏システムの実装等を研究し,成果を得た.本研究は、我々の研究グループにより作られた実時間プログラム検証体系エンヴェロープ理論により、実時間プログラム・システムの検証系を構築し、さらに電子計算機上で自動的に行うことが目的である。
大規模医療情報データベースを用いて疾患発症リスクを予測する統計学的モデルの構築

大規模医療情報データを用いた病態推移予測モデルの構築を目指し、高知大学医学部附属病院の医療情報データベースの検査値時系列を用いて、個人における検査値の変遷を予測するモデルの構築を行った。糖化ヘモグロビンの検査値時系列データを対象として集団の従う分布を背景に個々のデータを評価しながら解析できる潜在曲線モデルを集団の特徴抽出と個々のデータ予測を可能なモデルとして検討した。さらに採用したモデルの適応範囲を調査する為に、数値シミュレーションによって得られた理想的な模擬データを用いてモデルの適応範囲を明らかにした。近年の高度な高齢化社会において課題である医療費抑制には、疾病予防や健康維持に対する方策が効果的であると考えられる。これらの方策をたてる上で十分な情報の確保が必須となるが、その一つの候補として殆どの病院において利用されている病院情報システム内の医療情報データベースがある。全国に散在するこれら医療情報を統合し利用できるようになれば疾病予防方策を検討するための情報量は十分に確保できるものと考えられる。近い将来実現されるであろう統合医療情報データベースより得られる大規模医療情報データを解析して様々な疾病予防のための病態推移予測モデルの構築を目指す。本課題では高知大学医学部で所有する医療情報データを利用して大規模医療情報データを扱う統計学的手法を開発し、更に病態推移予測モデルを開発する。方法としては個人における状態の遷移(検査値の変遷)を確率過程に従う現象として捉えモデル化した病態推移予測モデルを構築し生活習慣病関連する検査の時系列データに適用して、各検査値におけるモデルの変数分布を求める。この変数分布は個人の既往歴やその時点での状態に影響されるため、集団の適切なカテゴリー設定が必要となる。集団における適切なカテゴリーを検査値毎に明確化し、得られた変数分布を用いて病態予測を検証してモデルの予測に対する適用範囲を明確にする。平成21年度では、糖尿病の診断基準の一つであるHbAlcのデータ解析を中心に(1)医療情報データベースからの検査値時系列データの抽出、(2)各検査値時系列データのカテゴリー設定と事前解析、(3)潜在曲線モデルによる検査値系列データの変数分布の導出を行った。モデルの妥当性を評価する方法を検討しながら、最終的な病態予測への適応とその適応範囲の明確化を平成22年度に進める。大規模医療情報データを用いた疾患予防を目的とした病態推移予測モデルの構築を目指し、高知大学医学部附属病院で所有する医療情報データベースの検査値時系列を用いて、個人における検査値の変遷を予測するモデルの構築を行ってきた。本課題では糖尿病の診断基準の一つであるHbAlcの検査値時系列データを対象として集団の従う分布を背景に個々のデータを評価しながら解析できる潜在曲線モデルを集団の特徴抽出と個々のデータ予測を可能なモデルとして検討した。HbAlcの検査値時系列データは性別および初期検査値(4.0%5.5%,5.5%6.5%)でのカテゴリー分け行い、それぞれカテゴリーにおいて直線近似をもとにした潜在曲線モデルを適応した。分布関数の違いによる比較とバラメータ分布の決定を行い先行研究と整合性のある結果となった。さらに採用した潜在曲線モデルの適応範囲を調査する為に、数値シミュレーションによって得られた理想的な模擬データを用いてモデルの適応範囲を調査した。個人の傾向から集団の特徴を導出する従来型の解析手法との比較からサンプル数が比較的少ない場合でも集団の特徴を正確に推測できることが示された。解析対象とする患者数および一人当たりのデータ数を十分大きくとることによって、もとのとなる分布を再現できる一般的な性質は確認できたが、量的な見積りは元となる分布の幅に依存する傾向があることがわかった。これらの解析を通して、検討した潜在曲線モデルには、揺らぎの取り扱いが不十分であり、個人に起因する検査値の揺らぎ(分布)と測定誤差などの外的な要因による揺らぎを別にした取り扱いが重要であると考えられた。
カニクイザルを用いた胎児造血幹細胞遺伝子治療のモデル実験

1.カニクイザル個体における造血再構築カニクイザルの造血幹細胞移植の系を確立した。次に、レトロウイルスベクターによって遺伝子標識したカニクイザルの造血幹細胞を自家移植し、ベクターのゲノム挿入部位を指標にして体内造血のクローナルな解析を行った。本研究によって、サルでは多数の造血幹細胞クローンが個体の造血に参加していることがわかった。大型動物の造血動態はマウスとは異なることが明らかにされ、ヒトの造血モデルとしては、サルなどの大型動物を用いる必要性が強調される結果になった。2.カニクイザルを用いた胎児細胞移植治療の基礎的検討カニクイザルES細胞の同種移植の系として、同細胞をカニクイザル胎仔4頭へ移植した。2頭は腹腔内へ、2頭は肝臓内へ移植した。いずれも妊娠経過は順調であった。これらのサル胎仔では、広範な組織に移植細胞の生着を認めた。胎仔にはとくに前処置を加えなくても移植した幹細胞が生着できるスペースが存在すること、生着した細胞はその場に応じた分化を遂げること、移植細胞は拒絶されないことが明らかになった。胎児細胞治療の根拠になるデータが得られたといえる。一方、1頭のサルではテラトーマ形成もみられたことから、臨床応用の際には未分化ES細胞の混入がないよう十分注意が必要である。(1)カニクイザル末梢血幹細胞採取法の確立:末梢血は骨髄に比べてアクセスが容易で、造血幹細胞のソースとして適当である。カニクイザルの系で、サイトカイン(G-CSFおよびSCF)によって末梢血へ動員された造血幹細胞の採取を試みた(6頭)。この結果、末梢血からも骨髄血に比較してほぼ同じ量のCD34^+細胞が採取可能であった。(2)カニクイザル造血幹細胞の遺伝子標識研究:造血幹細胞をサル個体へ移植する場合、移植した造血幹細胞を体内で追跡できるように、移植細胞をあらかじめGFP等のマーカー遺伝子で標識しておくことが必要になる。そこで我々は、green fluorescent protein (GFP)を発現するレトロウイルスベクターを作製し、カニクイザル骨髄CD34^+細胞へ遺伝子導入を行った。そして遺伝子導入したCD34^+細胞を成体ザルヘ自家移植することにより、体内における造血幹細胞の増殖・分化を追跡できるかどうか調べた(9頭)。その結果、GFPはカニクイザルの造血幹細胞において分化障害を引き起こす可能性が示唆された。現在、このGFPの毒性を回避する方法を検討している。(3)胎児移植へ向けての準備:サル胎仔は頭数が限られる見込なので、まずヒツジ胎仔を用いた予備的実験を国立小児病院外科の北野良博博士の研究協力を得て行っている。ヒツジ胎仔はヒト細胞に対する寛容性が他の動物に比べて高く、出生後、ヒト由来細胞のキメラ率が高いことが知られている。来年度は、ヒツジ胎仔に加えてサル胎仔への細胞移植技術の確立をめざしたい1.遺伝子導入ベクターの作成:サル免疫不全ウイルス(SIV)に由来するベクターを作成した。このSIVベクターはgreen fluorescent protein(GFP)遺伝子を発現する。また3'LTRのU3領域を欠失したいわゆるself-inactivating(SIN)ベクターである。またエンベロープは小水泡性口内炎ウイルスGタンパク質を用いた。2.移植する細胞の準備:移植する細胞は、カニクイザルES細胞またはカニクイザルES細胞からから血液細胞へ分化誘導した細胞を用いた。(1)移植細胞の遺伝子標識:GFP遺伝子を発現するSIVベクターを用いると、カニクイザルES細胞の90%前後にGFP遺伝子導入が可能であった。しかも、この高いGFP遺伝子発現は、遺伝子導入後5ヶ月経ても続いた。さらに、GFP遺伝子を導入したカニクイザルES細胞から胚様体を作成したところ、GFP遺伝子の発現は衰えなかった。これはES細胞を初期分化させても導入遺伝子の「サイレンシング」が起こらなかったことを示す。(2)血液細胞への分化誘導:カニクイザルES細胞を特殊なフィーダー細胞(OP9)上に置き、骨形成因子(BMP)-4の存在下で培養すると、浮遊細胞が出現する。

この細胞は極めて未熟な造血細胞と考えられ、その表面マーカーなどの解析を行っている。3.胎仔への移植:上記2(1)で得られたGFP標識した未分化ES細胞をカニクイザル胎仔へ移植した。胎仔の一部はすでに帝王切開によって取り出した。現在、移植したES細胞の生着、増殖、分化をGFPを指標にして解析中である。上記2(2)で得られた細胞(血液細胞に分化誘導したカニクイザルES細胞)の中に造血幹細胞が含まれるかどうかを調べるために、これらの細胞をヒツジ胎仔へ移植した。また、対照実験として、未分化のままのカニクイザルES細胞をヒツジ胎仔へ移植した。これらの胎仔の一部はすでに帝王切開によって取り出した。現在、その体内にサルの血液が出来ているかどうか解析中である。1.カニクイザル胎仔への移植GFP(green fluorescent protein)遺伝子で標識した未分化ES細胞をカニクイザル胎仔4頭へ同種移植した。そのうち2頭は腹腔内へ、2頭は肝臓内へ移植した。腹腔内へ移植した2頭と肝臓内へ移植した1頭は移植1ヶ月後に、肝臓内へ移植した残りの1頭は移植3ヶ月後に、それぞれ帝王切開によって取り出した。移植1ヶ月後に取り出したサルでは、GFPを指標とするin situ PCRによって多数の胎仔組織に移植細胞を検出した。移植細胞の占める比率はreal time PCRで1%以下であった。テラトーマは認めなかった。移植3ヶ月後に取り出した胎仔では胸腔内にテラトーマを1個認めた。一方、多数の組織に、テラトーマを形成することなく移植細胞を認めた。移植細胞め古める比率はreal time PCRで1%前後であった。移植細胞は集蔟せず孤立して存在し、周囲の細胞から区別できない形態を呈していた。以上の結果から、カイニクイザル胎仔には、移植したES細胞を生着できるスペースがあって、このスペースにうまく「はまりこんだ」細胞は、周囲の微小環境から適切な増殖・分化のシグナルを得て生着し分化を遂げるが、胸腔内などに「もれた」細胞は周囲から適切なシグナルを得ることができずテラトーマを形成すると推察された。また、テラトーマ形成結果から、ES細胞移植応用にあたっては未分化ES細胞の除去の重要性が明らかである。2.ヒツジ胎仔への移植血液細胞に分化誘導したカニクイザルES細胞の中に造血幹細胞が含まれるかどうかを調べるために、これらの細胞をヒツジ胎仔へ異種移植した。これらの胎仔のうち3頭はすでに自然分娩によって生まれた。3頭のうち2頭のヒツジ体内にサルの造血細胞が出来ていることを確認した。今後は、ヒツジの体内においてサルの造血が占める比率を上げる工夫を行う一方、造血幹細胞へ分化誘導したカニクイザルES細胞をカニクイザル胎仔へ同種移植する実験を予定している。
大規模構造系の動的応答解析と異常診断に関する研究

本研究では,システムの異常を早期に検知し,万一事故が発生した場合でもシステムの応答を正確に把握し被害の拡大防止を行うシステムの開発を目的としている.昨年度は事故発生時の応答解析システムの開発を行い,構造物の制振のために取り付けられる様々な非線形要素について応答シミュレーションを行った.本年度は,この応答解析システムの改良を図り,カーディナルBスプライン関数を利用した新たな逐次積分法を提案し,その有効性を確認した.具体的な内容を以下に示す.1.区分的に連続な関数であるカーディナルBスプラインの線形結合により応答変位を仮定し,その線形結合の係数を逐次的に求めることで,時刻歴応答を得る逐次積分法を提案した.この手法は用いるカーディナルBスプラインの種類により様々な逐次積分法を定式化でき,その中にはNewmark-β法やWilson-θ法など従来の陰解法と物理的に等価なものも含まれる.すなわち,提案した手法は従来の陰解法を一般化したものであり,目的に応じた種類の逐次積分を選択できる汎用性に富んだ手法であることが明らかになった.2.提案した手法は,従来の陰解法と比較して計算手順が非常に簡潔に表されるため,計算速度を大きく向上することができた.3.不連続性をもつ非線形系の解析では,カーディナルBスプラインの特徴であるトゥースケール関係を利用して,応答が不連続点を通過する位置を近似的に非常に簡単に求めうることを明らかにした.これにより逐次積分の発散を防ぎ,計算精度の向上にも大きく寄与することを示した.本研究では,システムの異常を早期に検知し,万一事故が発生した場合でもシステムの応答を正確に把握し被害の拡大防止を行うシステム,具体的には,部分的な異常振動,配管系におけるリ-クなどの局所的異常の検出,ならびに,突発的事故発生時の応答解析システムの開発を目的としている.本年度は主に事故発生時の応答解析システムの開発を行い,さらに,構造物の制振のために取り付けられる様々な非線形要素について応答シミュレーションを行った.具体的な内容を以下に示す.1.大規模構造系の高速・高精度ならびに数値的に非常に安定した振動解析手法として,本研究者らはこれまでに伝達影響係数法を提案し,工学的に重要な構造物への適用を通じてその有効性を実証してきた.この伝達影響係数法を援用し,系を簡略化することなくそのまま大規模系として取り扱い,系に部分的に存在する非線形性の影響をも考慮できる能率的な非線形時刻歴応答解析法を提案した.とくに,非線形要素のなかでもクーロン摩擦に関しては,特有の性質であるスティック-スリップをも考慮しうるアルゴリズムを提案した.これは伝達影響係数法の種々の境界条件に対する強さを利用したものである.2.Runge-Kutta-Gill法など従来からの手法との比較検証を行った.その結果,提案した手法は実用上十分な精度で非常に高速な解析が可能であることが明らかになった.とくに,系の自由度が増大するほどそれらの優れた点が顕著になることを確認した.3.実際のプラントの配管系を模したモデルに対して種々の数値計算を行った.具体的には,制振のために意図的に取り付けられるガタ,クーロン摩擦,弾塑性ダンパなどを想定し,地震波などに対する制振,免振の基礎的研究を行った.本研究では,システムの異常を早期に検知し,万一事故が発生した場合でもシステムの応答を正確に把握し被害の拡大防止を行うシステムの開発を目的としている.昨年度は事故発生時の応答解析システムの開発を行い,構造物の制振のために取り付けられる様々な非線形要素について応答シミュレーションを行った.本年度は,この応答解析システムの改良を図り,カーディナルBスプライン関数を利用した新たな逐次積分法を提案し,その有効性を確認した.具体的な内容を以下に示す.1.区分的に連続な関数であるカーディナルBスプラインの線形結合により応答変位を仮定し,その線形結合の係数を逐次的に求めることで,時刻歴応答を得る逐次積分法を提案した.この手法は用いるカーディナルBスプラインの種類により様々な逐次積分法を定式化でき,その中にはNewmark-β法やWilson-θ法など従来の陰解法と物理的に等価なものも含まれる.すなわち,提案した手法は従来の陰解法を一般化したものであり,目的に応じた種類の逐次積分を選択できる汎用性に富んだ手法であることが明らかになった.2.提案した手法は,従来の陰解法と比較して計算手順が非常に簡潔に表されるため,計算速度を大きく向上することができた.3.不連続性をもつ非線形系の解析では,カーディナルBスプラインの特徴であるトゥースケール関係を利用して,応答が不連続点を通過する位置を近似的に非常に簡単に求めうることを明らかにした.これにより逐次積分の発散を防ぎ,計算精度の向上にも大きく寄与することを示した.
螢光画像解析を結合した自動落射型顕微螢光多重測光システムの開発利用

落射型顕微蛍光測光法は細胞内生理活性物質の高感度定量法として、細胞の増殖・その他の機能解析に用いられる上、細胞の形態観察やオートラジオグラフィーが併用できるなどの、フロー・サイトメトリーにはない特徴をもつ。一方、画像解析法は最近の目ざましい機器の発達にもかかわらず、細胞形態の解析法としては、細胞機能との関連における意義づけが困難であるため、今なお一般化されていない。本課題は、従来われわれが進めてきた落射型顕微蛍光多重測光法に関する基礎的研究を基本にし、これに蛍光画像解析法を結合した新しいシステムを試作開発するとともに、これを用いた細胞の機能と形態を関連させた定量解析法を研究することを目的とした。その結果、先ず、業者(日本光学)の技術協力のもとに、研究室で試作開発してきた自動ステージ落射型顕微蛍光測光装置を改良するとともに、これにモノクロ用の高感度テレビカメラと小型の画像解析装置を結合した。次いで、データ処理系に関しては、(イ)信号はRS-232C(測光)とGP-IB(画像)で転送し、(ロ)粒度分布解析用パッケージソフト(機械語)を基本にして細胞形態の定量解析用プログラムを自作するとともに、(ハ)従来から開発してきた顕微蛍光測光法の解析プログラムを結合して、これら全体をパーソナル・コンピュータでBASICプログラムを用いて運用するシステム・ソフトを試作開発した。細胞形態画像は擬似カラー表示とした。そしてこの応用解析を通じて、(1)自動ステージ機構により、個々の細胞に関する蛍光測光法と蛍光像に基づく形態定量解析法を結合して実施する新しい細胞解析法を開発し、(2)画像解析法に基づく細胞内蛍光標識物質の濃度と分布の両定量解析も可能とし、(3)細胞の形の歪みを評価する形状計数を細胞測光値に相関させることにより、ヒトがん細胞診断に関する新しい補助判定法の手がかりを得た。現在、この判定基準と手法の改良に努めている。落射型顕微螢光測光法では細胞内微量代謝物質の含量を超高感度に螢光定量するが、細胞形態観察を併用できることがフロー・サイトメトリーに優る点である。本年度はこの利点を生かして、従来試作開発してきた落射型顕微螢光測光装置を基本にし、(1)画像解析装置を試作し、現有の落射型自動ステージ顕微螢光測光装置に結合する、(2)この開発測光システムを用いて、細胞測光と関連した螢光画像解析を行い、細胞の機能と形態を併わせ定量解析する新しい細胞学研究手法を拓く、そして(3)癌細胞の研究に応用し、細胞測光法による客観的診断基準を確立することを目的とした。まず、画像解析装置の試作に関しては、細胞螢光像をフィルターで特定波長域の像に選択してモノクロ画像処理を行う方式とした。この試作のための設計思想と具体的計画、及び画像解析のためのソフトウェアの機能に関する基礎検討を重ねて、従来の開発経過に沿って日本光学(光機設計部糸井信夫部長)に試作を発注し、目的とする装置(細胞螢光画像処理ユニット;高感度テレビカメラ付)を作り、測光装置に結合した。次いでこのシステムを用い、自動ステージに基づく同一細胞群の繰り返し測光による細胞螢光多重測光法の開発と、測光に相関した細胞螢光画像処理法、とくにこのためのソフトウェアの開発のための研究を進めた。これには自動ステージ測光法のために自作してきたBASICプログラムを基本にして、画像処理のための基本ソフトパッケージを組み込んで解析システムプログラムを作成している。

この手法を用いた新しい細胞解析法を研究しているが、細胞増殖サイクルにおける細胞の機能と形態の両面からの詳細な解析法が可能となりつつあり、今後の広い細胞学研究手法が拓けたと考えられる。また、測光法による人癌細胞の診断法に関する解析研究も進め、我々の基準を把握できたと考えている。以上、本年度の研究計画はほぼ達成でき、さらに進歩すべく研究中である。
揮発性成分の析出・分別実験によるマグマの脱ガス機構の解明

近年,火山噴出物の分析的研究が進められた結果,"CO_2フラクシング"と呼ばれる,マグマシステムの内部を深部由来のCO_2ガスが大規模に流れる現象が起きている可能性が提案されている.これを示唆する分析データは,全地球の火山で報告されていることから,CO_2フラクシングは地球上で一般的に起こる現象と考えられる.この現象は火山噴火機構を理解するうえではもちろん,大気の化学進化,地球表層の環境変動,マントルの脱ガス速度などとも密接に関係しているので,これらを定量化するには,CO_2フラクシングの詳細なメカニズムを解明する必要がある.しかし,そのような研究は行われてこなかった.本年度はこれを解明するため,実施計画に従い,2つの研究を完成させた.一つは,昨年度より開始していた,CO_2フラクシングの数値計算実験である.本年度は方程式系の一部を是正し,モデルをビショップタフデータに適用することで,流紋岩マグマ中におけるCO_2輸送機構として,ストークス流がありうることを示した.この研究を国際誌Earth and Planetary ScienceLettersに投稿し,微修正の要請で査読から返却され,現在修正中である.もう一つは,CO_2フラクシングに伴う揮発性成分交換に関する高温高圧実験である.この実験では,CO_2とH_2Oの拡散速度差に起因するマグマの脱水作用が見出された.また,多成分系では気泡のガス組成によっては気泡が溶解する場合もあることを示した.以上を方程式で記述してChemical Geologyに投稿し,本年度受理された.地殻内部におけるマグマの移動現象は,ガスの発生・輸送様式によって制御される.したがって火山噴火などダイナミックな現象を理解するには,ガス発生を律速する拡散係数を決定する必要がある.そこで初年度は,マグマ性揮発成分の主成分であるが拡散係数がまだ断片的にしか決まっていないCO_2の化学拡散実験を行った.得られた拡散係数データは断片的に知られているCO_2トレーサー拡散係数と調和的であった.現在更に高精度のデータを得るため,実験を継続している.また実験を繰り返すうちに,マグマ学の分野では知られてこなかつた新しい過程を見出した.すなわち,H_2Oに飽和したメルトにCO2を少量(数100PPm)溶解させると,代わりに多量のH_2O(数wt%)が析出するのである.このことは,マグマにCO_2が導入される場合,多量のH_2Oガスが析出することを示唆する.例えば,地殻浅部のH_2Oに富むマグマにCO_2に富む玄武岩質マグマが注入する場合,マグマ間でH_2O-CO_2の化学交換が起こり,多量のH_2Oが析出して気相分率が増加し,噴火を引き起こす可能性が考えられる.この予測は,多くの火山で噴火の直前にCO_2が供給されていることとも調和的である.以上のことは,火山学的・岩石学的に極めて重要な内容なので,まずこれを論文しようと考えた.現在Chemical Geologyに投稿し,査読中である.また近年,深部由来のCO_2が浅部マグマの内部を反応輸送されるCO_2フラクシングという現象が一般的に起きていると提案されている.この現象では先に述べたH_2O-CO_2化学交換がマグマ全体でおきていると考えられるが,その実態にアプローチした研究はない.そこで計算機シミュレーションによってCO_2フラクシングを再現し,その基本的性質を明らかにした.この内容はAGUFallMeetingの招待講演となった.現在,国際誌に投稿準備中である.近年,火山噴出物の分析的研究が進められた結果,"CO_2フラクシング"と呼ばれる,マグマシステムの内部を深部由来のCO_2ガスが大規模に流れる現象が起きている可能性が提案されている.これを示唆する分析データは,全地球の火山で報告されていることから,CO_2フラクシングは地球上で一般的に起こる現象と考えられる.この現象は火山噴火機構を理解するうえではもちろん,大気の化学進化,地球表層の環境変動,マントルの脱ガス速度などとも密接に関係しているので,これらを定量化するには,CO_2フラクシングの詳細なメカニズムを解明する必要がある.しかし,そのような研究は行われてこなかった.本年度はこれを解明するため,実施計画に従い,2つの研究を完成させた.一つは,昨年度より開始していた,CO_2フラクシングの数値計算実験である.本年度は方程式系の一部を是正し,モデルをビショップタフデータに適用することで,流紋岩マグマ中におけるCO_2輸送機構として,ストークス流がありうることを示した.この研究を国際誌Earth and Planetary ScienceLettersに投稿し,微修正の要請で査読から返却され,現在修正中である.もう一つは,CO_2フラクシングに伴う揮発性成分交換に関する高温高圧実験である.この実験では,CO_2とH_2Oの拡散速度差に起因するマグマの脱水作用が見出された.また,多成分系では気泡のガス組成によっては気泡が溶解する場合もあることを示した.以上を方程式で記述してChemical Geologyに投稿し,本年度受理された.
疼痛による扁桃体抑制性神経回路可塑性機構の解明

プレガバリン(PGB)は抑制性神経伝達物質γ-アミノ酪酸(GABA)の誘導体で神経障害性疼痛、線維筋痛症に伴う疼痛に用いられ、その鎮痛のメカニズムはα2δサブユニット含有電位依存性カルシウムチャネルを介した神経伝達物質の遊離抑制と考えられている。扁桃体中心核(CeA)は痛みやストレスなどの有害事障に対する情動応答の責任神経核である。CeAへの興奮性入力には扁桃体基底外側部(BLA)から入力する間接経路と脊髄後角や三叉神経脊髄路核から外側腕傍核(LPB)を経て扁桃体中心核の外側外包部(CeLC)へ入力する直接経路とがある。LPBおよびBLAともにα2-δmRNA発現や[3H]PGBの結合がみられることから、これらの領域とCeAニューロンとの間の興奮性シナプス伝達にPGBが作用することが考えられる。過去に我々はBLAからCeAに入力する興奮性神経伝達がPGBによって抑制されることを報告したが、PGBの作用が経路によって異なるかどうかについてはわかっていなかった。そこで、ホルマリン足底注入による炎症性疼痛モデルマウスを用い、PGBの侵害刺激によるCeAへの興奮性入力に対する作用が直接経路と間接経路で異なるかどうかを、2つの経路を刺激し同じ細胞から記録し比較したところ、PGBの投与により、ホルマリン注入を用いた炎症性疼痛モデルマウスでのみBLAからCeAへの興奮性刺激伝達の振幅が有意に小さくなったるとともに、その振幅の抑制作用はPPRの増大を伴っていたことから、PGBの興奮性入力抑制作用には神経伝達物質の遊離の抑制が関与していることが示唆された。CeAへの侵害刺激の直接入力経路であるLPB経路刺激では振幅、PPRともに有意差を認めなかったことからPGBの作用は経路によって異なりLPBを介した直接経路よりBLAを介した間接経路への作用が強いことが分かった。痛みやストレスなど有害事象は負情動を形成し、内分泌変化、自律機能変化や気分の変調などの情動応答を引き起こす。負情動の形成に扁桃体中心核の可塑性が重要な役割を果たしていることが分かってきた。今回、ホルマリン足底注入モデル(亜急性炎症疼痛モデル)マウスを用いて、扁桃体中心核と痛みの関係について2つの成果を得た。成果1.扁桃体中心核を構成するニューロンのほとんどはGABA作動性抑制性神経であるが、抑制性神経回路が疼痛によりどのように変化するのか分かっていない。ホルマリン足底注入により、侵害刺激が扁桃体中心核内側亜核への抑制性入力を増強させることを明らかにした。さらに、この増強作用は時間の経過とともに減弱するが、ノルアドレナリンの投与による抑制性入力増加作用は時間の経過とともに増強することが分かった。このことから侵害刺激により扁桃体中心核内に可塑性の変化が生じたことが考えられる。この機序は痛みによる負情動の形成に重要である可能性がある。成果2.神経障害性疼痛の治療に用いられるプレガバリンは、GABA作動薬として開発されたがその鎮痛のメカニズムはα2-d auxiliary subunit of voltage-gated calcium channelsへの結合とそれによる神経伝達物質の遊離抑制であることが分かってきた。プレガバリンの結合するAlpha2-delta-subtype 1が扁桃体に多く発現していることから、その鎮痛作用に扁桃体が関与していると考え、扁桃体基底外側部から扁桃体外側外包部への興奮性入力がプレガバリンでどのように変化するかを調べた。プレガバリンはホルマリン足底注入モデルマウスでは興奮性を抑制し、その抑制作用には遊離抑制作用が関与していることを明らかにした。しかし、未処置のマウスでは抑制しなかった。このことはプレガバリンの作用は炎症がある場合のみに限られることを意味する。本年度、疼痛モデルマウスを用い、疼痛による扁桃体中心核内側亜核抑制性神経伝達の入力変化の解析することを予定していたが、ホルマリン足底注入モデルマウスを用い侵害刺激により扁桃体中心核内側亜核への抑制性入力が増強することを明らかにすることができた。さらに、その増強作用は時間の経過とともに減弱するにも関わらず、ストレスホルモンの1つであるノルアドレナリンを投与した場合の反応は減弱するどころか増強していることを明らかにした。このことは侵害刺激により扁桃体中心核内に可塑性の変化が生じたことを示唆し、慢性痛のメカニズムや治療法を考える上で重要な成果であると考えられる。当初の予定では亜急性炎症疼痛モデルとしてのホルマリン足底注入モデルとともに、慢性神経障害性疼痛モデルとして脊髄神経結紮モデルでも同様の実験を行う予定であったが、予定していなかったプレガバリンを用いた研究を行い、興味深い結果が得られたことから、そちらの実験を継続して行った。プレガバリンは慢性疼痛の治療用いられる。プレガバリンが結合するα2-δ-1voltage-gated calcium channelsは扁桃体を含む下行抑制系に関連する部位に多く発現していることから、その鎮痛作用に扁桃体の関与が示唆されている。実際、すでにホルマリン足底注入モデルを用いた行動実験では、ホルマリンによる2相性の疼痛関連行動のうち、中枢性感作が関与する第2相を抑制することが報告されている。今回の実験により、スライスパッチクランプ法を用いることで神経細胞レベルで、プレガバリンが扁桃体基底外側部から扁桃体外側外包部への興奮性入力を抑制すること。さらに、プレガバリンの抑制作用は炎症により興奮性の高まった場合にのみ作用することが明らかにした。

神経障害性疼痛、線維筋痛症に伴う疼痛の治療に用いられるPregabalin(PGB)の作用機序はα2-δauxiliary subunit of voltage-gated calcium channelsへの結合とそれによる神経伝達物質の遊離抑制と考えられている。痛みやストレスなどの有事障害に対する情動応答に重要な役割をはたしている扁桃体中心核(CeA)への興奮性入力には脊髄後角や三叉神経脊髄路核から外側腕傍核(LPB)を経て扁桃体中心核の外側外包部へ入力する直接経路と扁桃体基底外側部(BLA)から入力する間接経路がある。昨年度我々はBLAから入力する興奮性神経伝達が炎症疼痛モデルマウスでのみPGBの投与により抑制されることを明らかにした。本年度、我々はLPBからの入力に対してもBLAからの入力と同じ様にPGB投与により変化するかどうかを調べた。方法:マウスの足底にホルマリンを皮下注し、8時間後に急性脳スライス標本を作製。CeLCの神経細胞にホールセルパッチクランプを行いBLAとLPB入力経路をそれぞれ2連刺激し、同一細胞から膜電流を記録した。振幅と最初のシナプス電流に対する次の電流の比(paired pulse ratio;PPR)のPGB灌流投与による変化を解析した。結果:PGB投与によりBLAでは70%の細胞で振幅が縮小し、かつPPRが増大し(LPB経路刺激:40%)、20%の細胞で振幅が縮小かつPPRが減少(LPB経路刺激:30%)、10%の細胞で振幅が増加した(LPB経路刺激:30%)。BLA刺激ではPGB投与により振幅は有意に減少するとともにPPRは有意に増加したが、LPB刺激では振幅、PPRともに有意差は認められなかったことから、LPBを介した直接経路よりもBLA経由の間接経路のほうがPGBの遊離抑制による興奮性入力抑制作用が強いことが明らかになった。昨年度、神経障害性疼痛、線維筋痛症に伴う疼痛の治療に用いられるPregabalin(PGB)が扁桃体基底外側部(BLA)から扁桃体中心核(CeA)への興奮性入力を抑制すること、さらにその抑制にはシナプスからの神経伝達物質の遊離抑制を介することを明らかにした。外側腕傍核(LPB)を経て脊髄からの侵害刺激が扁桃体中心核へ直接入力するLPB→CeA経路はホルマリン注入モデルで興奮性入力が増強することが既に他の研究で明らかになっているが、LPB→CeAに対するPGBの作用については不明であった。そこで、同じホルマリン注入痛みモデルマウスを用いてLPB→CeAへの興奮性入力がPGBによってどのように変化するのかを調べBLA→CeAと比較した。結果、PGBの作用はBLA→CeAへの入力のほうにLPB→CeAより強く作用することが明らかになった。また、CeAの同一細胞からBLA→CeA刺激とLPB→CeA刺激のダブル刺激を行い、記録した記録でもこの傾向はみられた。また、この結果はPGBがその作用に中枢の感作を必要とし、慢性疼痛により効果が見られることにも一致する。
分子内電子移動を示す機能性多中心金属錯体クラスターの開発

生体系の電子移動反応は非共有結合を通して制御されていることが知られている。キノン分子はアミノ酸と水素結合を形成することによって酸化還元ポテンシャルがポジティブシフトしその還元反応が促進される。現在、このような水素結合の効果を解明することで、生体内での電子移動の優れた仕組みを明らかにしようという研究が数多く行われている。しかし、それらの研究の多くが溶液中で行われているため研究対象の構造が必ずしも明確ではない。そこで本研究では、キノンと水が水素結合を形成し分子内電子移動を示す一次元鎖コバルト錯体を合成し、それらの構造を明らかにした上で水素結合が分子内電子移動に与える影響を検討した。キノンが水素結合を形成している物質1H([Co^<III>(3,5-DTBC)(3,5-DBSQ)(bpe)]_n・2CH_3CN・2H_2O)と水素結合を形成していない物質1([Co^<III>(3,5-DTBC)(3,5-DBSQ)(bpe)]_n)を合成し物性を検討した結果、水素結合の切断によりキノン分子の酸化還元電位のネガティブシフトが起きることがわかった。また、コバルト-キノン間の光誘起酸化還元反応が水素結合により大きく影響を受けることが分かった。1Hと1の低温での基底状態は[Co^<III>(3,5-DTBC)(3,5-DBSQ)(bpe)]であり、可視域にキノンからCo^<III>への電荷移動吸収バンドが存在する。物質1Hに5Kで532nmの光照射(電荷移動吸収バンドの励起)を行ったところ磁化の変化はほとんど観測されなかった。一方、物質1Hに5Kで532nmの光照射を行ったところ磁化の増大が観測された。IRの測定から、この変化は光照射によりキノンからCo^<III>への長寿命電子移動が誘起されたためであることが分かった。本研究は生体機能の解明、分子内電子移動を示す機能性多中心金属錯体クラスターの開発という点で重要であると同時に、生体機能を模倣した新しい分子デバイスの開発の観点からも重要である。FeとCoがCNにより架橋されたFe-Co多核クラスターが注目されている。今回我々はFeCo五核錯体に着目しそのゲスト分子に依存した光応答性について検討した。4'-Dimethoxy-2,2'-bipyridine(L)とCo(NO_3)_2 6H_2OをMeOH溶媒中で撹拌したものに(TEA)_3Fe(CN)_6のMeOH溶液とNaB(Ph)_4を加え、溶液を静置することでFeCo五核錯体(錯体1・12H_20)を得た。錯体1・12H_20はFeとCoがシアノ架橋された5核のクラスターを形成しており、ゲストとして水分子を含んでいた。1の磁化率測定の結果に370Kで磁化の増大が見られた。TGAの測定から結晶からゲストである水分子が脱着し、その後相転移が起きていることが分かった。この時の電子状態の変化は[Co^<III-LS>(L)_2]_3[Fe^<II-LS>(CN)_6]_2[BPh_4]・12H_20→[Co^<II-HS>(L)_2]_2[Co^<III-LS>(L)_2][Fe^<III-LS>(CN)_6]2[BPh4]と表せる。また、水分子が脱着した試料1は約230K付近で相転移{Co^<II-HS>(L)_2]_2[Co^<III-LS>(L)_2][Fe^<III-LS>(CN)_6]_2[Bph_4]→[Co^<III-LS>(L)_2]_3[Fe^<II-LS>(CN)_6]_2[BPh_4]}を示した。水分子を脱着した物質は大気中で容易に水分子を吸着し元の状態に戻り水の脱吸着と原子価異性は可逆であることが分かった。水が再吸着した試料は温度上昇により約340K付近で水が脱着し再び1に変化した。さらに、水が脱着する前の試料(=1・12H_2O)と脱着した後の試料(=1)の光応答性について検討した。吸収スペクトルの測定により鉄一コバルト問電荷移動バンドが550nm付近に存在することがわかっている。そこで、5Kにおいて波長532nmの単色光を照射した。その結果、水が脱着する前の試料は為7値の上昇が見られないことがわかった。すなわち、電荷移動吸収バンドを励起し鉄コバルト問電子移動を誘起しても長寿命の準安定状態は生成せず最安定状態に緩和してしまうことが分かった。一方水が脱着した後の試料(=1)は光照射により磁化が増大し、長寿命の準安定種が生成することが分かった。すなわち、[Co^<III-LS>(L)_2]_3[Fe^<II-LS>(CN)_6]_2[BPh_4](=1)が光照射により[Co^<II-HS>(L)_2]_2[Co^<III-LS>(L)_2]

[Fe^<III-LS>(CN)_6]_2[BPh_4]の状態に変化した。生体系の電子移動反応は非共有結合を通して制御されていることが知られている。キノン分子はアミノ酸と水素結合を形成することによって酸化還元ポテンシャルがポジティブシフトしその還元反応が促進される。現在、このような水素結合の効果を解明することで、生体内での電子移動の優れた仕組みを明らかにしようという研究が数多く行われている。しかし、それらの研究の多くが溶液中で行われているため研究対象の構造が必ずしも明確ではない。そこで本研究では、キノンと水が水素結合を形成し分子内電子移動を示す一次元鎖コバルト錯体を合成し、それらの構造を明らかにした上で水素結合が分子内電子移動に与える影響を検討した。キノンが水素結合を形成している物質1H([Co^<III>(3,5-DTBC)(3,5-DBSQ)(bpe)]_n・2CH_3CN・2H_2O)と水素結合を形成していない物質1([Co^<III>(3,5-DTBC)(3,5-DBSQ)(bpe)]_n)を合成し物性を検討した結果、水素結合の切断によりキノン分子の酸化還元電位のネガティブシフトが起きることがわかった。また、コバルト-キノン間の光誘起酸化還元反応が水素結合により大きく影響を受けることが分かった。1Hと1の低温での基底状態は[Co^<III>(3,5-DTBC)(3,5-DBSQ)(bpe)]であり、可視域にキノンからCo^<III>への電荷移動吸収バンドが存在する。物質1Hに5Kで532nmの光照射(電荷移動吸収バンドの励起)を行ったところ磁化の変化はほとんど観測されなかった。一方、物質1Hに5Kで532nmの光照射を行ったところ磁化の増大が観測された。IRの測定から、この変化は光照射によりキノンからCo^<III>への長寿命電子移動が誘起されたためであることが分かった。本研究は生体機能の解明、分子内電子移動を示す機能性多中心金属錯体クラスターの開発という点で重要であると同時に、生体機能を模倣した新しい分子デバイスの開発の観点からも重要である。
喫煙と乳癌リスクにおける宿主要因との相互作用：閉経の有無別による検討

本研究の目的は、能動喫煙・受動喫煙と乳がんリスクとの関連を明らかにし、閉経の有無、ホルモン受容体発現の有無などとの相互作用を検討することである。乳がん患者223名と対照群349名について、喫煙習慣を含む生活習慣の面接調査を行い、能動喫煙・受動喫煙と乳がんリスクとの関連を検討した。閉経の有無にかかわらず、能動喫煙は乳がんリスクと有意な関連があり、閉経前女性では喫煙本数と、閉経後女性では喫煙期間との量反応関係があることが明らかとなった。また、閉経の有無にかかわらず受動喫煙と乳がんリスクとの有意な関連を認めた。これらの結果は、ホルモン受容体やHER2の発現の有無にかかわらず確認された。平成25年度は、鹿児島県内で2013年までに鹿児島大学附属病院および関連病院にて診断・治療を受けた乳がん患者150例と、乳がんの検診目的で外来を受診した274名の対象群について、喫煙歴と乳がんリスクとの関連について解析を行った。すべての対象者へ担当者が説明を行い、同意を得た後に質問票を用いた生活習慣調査および採血を行った。共通の質問票を用いて、喫煙・飲酒習慣および食事、運動などに関する生活習慣、婚姻や出産に関する項目、授乳歴などについて情報収集を行った。ロジスティック回帰分析を用いて、統計学的解析を行った結果、喫煙者の乳がんリスクは閉経前後いずれにおいても有意に高かった。年齢、BMI、出産の有無、運動、野菜の摂取などの要因を調整したオッズ比は、閉経前女性では3.8(95%信頼区間:1.7, 8.6)、閉経後女性では3.4(95%信頼区間:1.3, 8.8)であった。また閉経前女性では、喫煙本数とともに乳がんリスクが高くなる傾向を認めたが、閉経後女性では、そのような傾向は確認できなかった。受動喫煙リスクについても検討を行ったところ、閉経後女性では有意に高いオッズ比(3.0, 95%信頼区間:1.6, 5.5)を認めたが、閉経前女性では確認できなかった。血液試料については、遠心分離にて血漿成分とbuffy coatおよび赤血球成分に分け、ー80°Cで保存した。buffy coatからDNA抽出を行った。鹿児島県内で2014年末までに鹿児島大学附属病院および関連病院にて診断・治療を受けた乳がん患者223名とがん検診目的で外来を受診した349名のコントロール群について、面接調査で得た喫煙歴と乳がんリスクとの関連を検討した。ロジスティック回帰分析を行った結果、喫煙者の乳がんリスクは閉経の有無にかかわらず、有意に高くなっていた。年齢、BMI、出産の有無、運動、野菜の摂取などの要因を調整したオッズ比は、閉経前の現在喫煙者では3.1(95%信頼区間:1.3, 7.8)、閉経後女性では4.2(95%信頼区間:1.5, 12)であった。さらに5年以内の禁煙者も含めると、閉経前は3.5(95%信頼区間1.5, 7.8)、閉経後は3.3(95%信頼区間:1.3, 8.5)であった。さらに閉経前女性では喫煙本数とともに乳がんリスクが高くなる傾向を認めた(傾向性のP値=0.021)が、閉経後女性では確認できなかった。喫煙開始年齢については、閉経前女性では18歳未満で吸い始めた女性ではオッズ比が7.8(95%信頼区間:2.0, 31)とリスクが高くなっていたが、閉経後女性ではそのような傾向はなかった。一方、非喫煙女性に限定し受動喫煙と乳がんリスクを検討した結果、閉経後女性では有意に高いリスクの増加(オッズ比:2.9, 95%信頼区間:1.5, 5.8)を認めたが、閉経前女性では増加傾向は見られなかった(オッズ比:1.1, 95%信頼区間:0.5, 2.7)。鹿児島県内の30歳79歳の乳がん患者227名と、がん検診目的で外来を受診した335名の対照群について検討した。乳がん患者の病理学的所見およびホルモン受容体(ERおよびPgR)、HER2、分化増殖マーカーであるKi67の発現を調べ、喫煙による乳がんリスクへの修飾作用の有無を検討した。喫煙状態とこれらの蛋白の発現頻度に関連は認められなかった。年齢、BMI、出産の有無、運動、野菜の摂取などの要因を調整した上で、喫煙による乳がんリスクを検討した結果、HR陰性(ER、PgRともに陰性)の現在喫煙者ではオッズ比が3.8(95%信頼区間:1.1, 13)、HR陽性群(ER、PgRのどちらかが陽性)では3.3(95%信頼区間:1.5, 7.1)であり、HR発現の有無によって、喫煙と乳がんリスクとの関連に顕著な違いは見られなかった。また、HER2陰性群の現在喫煙者のオッズ比は3.4(95%信頼区間1.5, 7.5)、HER2陽性群は2.9(95%信頼区間:0.6,15)であり、こちらも有意差はなかった。乳がんのサブタイプ別の解析においては、HER2タイプ(HR陰性、HER2陽性)で、喫煙による乳がんリスクが高い傾向を示したが、HER2タイプは9例と少ないために今後の検討が必要である。

一方、非喫煙女性において受動喫煙と乳がんリスクを検討したところ、受動喫煙によるオッズ比が、HR陰性群では3.2(95%信頼区間:1.2, 9)、HR陽性群では2.2(95%信頼区間:1.2, 3.9)とHR発現の有無による有意差はなかった。またHER2陰性群では2.2(95%信頼区間1.2, 4.0)、HER2陽性群は4.0(95%信頼区間:1.3, 12)と、HER2陽性群で高い傾向を認めた。呼吸器系上皮細胞において、喫煙によってHER2活性化が誘導される可能性があり、乳腺でも詳細に検討する必要がある。本研究では、ベトナムにおける乳がんの症例・対照研究も計画に含めておりましたが、現地研究協力者であるNgoan博士が2014年8月から2015年12月の間、米国および日本において研修のため不在としていたために、現地調査が途中で滞っておりました。2016年度は、ベトナムハノイにおいて20代80代の一般女性145名を対象とし、喫煙習慣を含む生活習慣の予備的調査を行った。ベトナム女性の喫煙者は145名中3名(2%)で、日本(鹿児島県)の対照群の喫煙率4%よりも低く、最近、ベトナムで実施された他の調査結果(1.9% Trieuら2017)とほぼ同じであった。3名の喫煙者の年齢分布は33歳51歳で、いずれも既婚者である。ベトナム女性の喫煙率は非常に低く、乳がんのリスク要因となっている可能性が低いことが示唆された。これはTrieuらの報告とも一致している。一方、日本の症例については前年度に引き続きホルモン受容体(ERおよびPgR)、HER2の発現状況を調べ、閉経後女性に限定してこれらの蛋白の発現別に、喫煙による乳がんリスクへの修飾作用の有無を検討した。年齢、BMIおよび出産の有無を調整した上で、喫煙による乳がんリスクを検討した結果、HR陰性(ER、PgRともに陰性)の現在喫煙者ではオッズ比が2.9(95%信頼区間:0.5, 16)、HR陽性群(ER、PgRのどちらかが陽性)では4.4(95%信頼区間:1.1, 15)と、HR陽性群においてオッズ比が高い傾向を認めたが有意な差ではなかった。また、HER2陰性群の現在喫煙者のオッズ比は3.9(95%信頼区間1.2, 13)、HER2陽性群は5.3(95%信頼区間:0.9,32)であり、こちらも有意差はなかった。非喫煙女性において受動喫煙と乳がんリスクを検討したところ、HR陰性群はオッズ比3.7(95%信頼区間:1.2, 11)、陽性群オッズ比3.9(95%信頼区間:1.7, 8.5)であった、またHER2陰性群では、オッズ比4.0(95%信頼区間:1.8, 8.8)、HER2陽性群でオッズ比4.5(95%信頼区間:1.2, 17)と蛋白発現の有無に関わらず、有意な関連を認めた。本研究の目的は、能動喫煙・受動喫煙と乳がんリスクとの関連を明らかにし、閉経の有無、ホルモン受容体発現の有無などとの相互作用を検討することである。乳がん患者223名と対照群349名について、喫煙習慣を含む生活習慣の面接調査を行い、能動喫煙・受動喫煙と乳がんリスクとの関連を検討した。閉経の有無にかかわらず、能動喫煙は乳がんリスクと有意な関連があり、閉経前女性では喫煙本数と、閉経後女性では喫煙期間との量反応関係があることが明らかとなった。また、閉経の有無にかかわらず受動喫煙と乳がんリスクとの有意な関連を認めた。これらの結果は、ホルモン受容体やHER2の発現の有無にかかわらず確認された。症例と生体試料の収集と試料の処理は予定通り進んでおり、病理学的情報もほとんどの症例について収集が済んでいる。遺伝子多型の解析を一部開始した。現地協力者のNgoan博士が帰国し、現地調査の遂行が可能となったため、研究期間を延長して行うこととする。
婦人科腫瘍における細胞接着分子をターゲットとした新規治療の開発と治療戦略の個別化

初年度はin vitroにおいて子宮内膜癌細胞での細胞間コミュニケーションによるバイスタンダー効果を証明した。さらに性ステロイドホルモンやレチノイドなどを用いてより細胞間コミュニケーションを促進させることによりバイスタンダー効果が増強されるか検証を行った。1. RL-952細胞におけるバイスタンダー効果の発現HSV-tk遺伝子を導入したRL-952-HSV-tk細胞に対するGCVの添加実験では、20mMと2mMの濃度ではほとんどすべての細胞が96時間後には死滅し、200mMでは75%、20mMでは40%が96時間後に死滅した。以降の実験ではGCVの濃度は200・Mと20・Mで行った。また、RL-952-HSV-tk細胞とRL-952-wildの混合培養にGCVを添加した実験では、フルシートのRL-952-wildにRL-952-HSV-tk細胞を100個、150個、200個、250個と増やしてゆくとそれに比例して死細胞数が増加した。2.レチノイドがコネキシンの発現に与える影響al trans-RAの添加実験では、レチノイドが100・Mの濃度でコネキシン26の発現が最も強く認められた。in virtoでの実験を通じて生体内でのバイスタンダー効果の変動と最終的には新しい治療法の開発について研究を進めた。本年度は腹腔内腫瘍の形成と、レチノイド投与によってコネキシンの発現が変動する事を証明した。1.RL-952細胞におけるバイスタンダー効果の発現HSV-tk遺伝子を導入したRL-952-HSV-tk細胞に対するGCVの添加実験では、20mMと2mMの濃度ではほとんどすべての細胞が96時間後には死滅し、200mMでは75%、20mMでは40%が96時間後に死滅した。以降の実験ではGCVの濃度は200μMと20μMで行った。また、RL-952-Hsv-tk細胞とRL-952-wildの混合培養にGCVを添加した実験では、フルシートのRL-952-wildにRL-952-Hsv-tk細胞を100個、150個、200個、250個と増やしてゆくとそれに比例して死細胞数が増加した。2.レチノイドがコネキシンの発現に与える影響al trans-RAの添加実験では、レチノイドが100μMの濃度でコネキシン26の発現が最も強く認められた。以上のように、レチノイドが細胞間コミュニケーションを促進することによりバイスタンダー効果を増強させる事が明らかになった6今後はin vitroでの実験を通じて生体内でのバイスタンダー効果の変動と最終的には新しい治療法の開発を到達点として研究を進める。また、RL-952-HSV-tk細胞とRL-952-wildの混合培養にGCVを添加した実験では、フルシートのRL-952-wildにRL-952-HSV-

tk細胞を100個、150個、200個、250個と増やしてゆくとそれに比例して死細胞数が増加した。2.レチノイドガコネキシンの発現に与える影響al trans-RAの添加実験では、レチノイドが100・Mの濃度でコネキシン26の発現が最も強く認められた。in virtoでの実験を通じて生体内でのバイスタンダー効果の変動と最終的には新しい治療法の開発について研究を進めた。本年度は腹腔内腫瘍の形成と、レチノイド投与によってコネキシンの発現が変動する事を証明した。初年度はin vitroにおいて子宮内膜癌細胞での細胞間コミュニケーションによるバイスタンダー効果を証明した。さらに性ステロイドホルモンやレチノイドなどを用いてより細胞間コミュニケーションを促進させることによりバイスタンダー効果が増強されるか検証を行った。1.RL-952細胞におけるバイスタンダー効果の発現HSV-tk遺伝子を導入したRL-952-HSV-tk細胞に対するGCVの添加実験では、20mMと2mMの濃度ではほとんどすべての細胞が96時間後には死滅し、200mMでは75%、20mMでは40%が96時間後に死滅した。以降の実験ではGCVの濃度は200・Mと20・Mで行った。また、RL-952-HSV-tk細胞とRL-952-wildの混合培養にGCVを添加した実験では、フルシートのRL-952-wildにRL-952-HSV-tk細胞を100個、150個、200個、250個と増やしてゆくとそれに比例して死細胞数が増加した。2.レチノイドがコネキシンの発現に与える影響al trans-RAの添加実験では、レチノイドが100・Mの濃度でコネキシン26の発現が最も強く認められた。