hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
甲状腺分化癌に対する超選択的リンパ節郭清術の開発

原発性甲状腺分化癌9例と再発甲状腺分化癌4例に対して、十分なインフォームドコンセントを得た後、本研究の手術を施行した。手術直前に99mTc-MIBI 600Mbqを静脈内投与した後、根治切除とリンパ節郭清を行なった。手術中および摘出後にリンパ節から発せられる99mTc-MIBI量をカンマプローベを用いて正確に測定した。13症例から摘出されたリンパ節は合計149個であった。それらのうち転移陽性リンパ節は32個で、陰性リンパ節は117個であった。これらのリンパ節にて測定された99mTc-MIBI量と、肉眼的および病理組織学的癌転移の有無ならびに術前の画像検査所見等を比較検討したところ、癌転移が陽性のリンパ節では陰性リンパ節に比較して明らかに99mTc-MIBIのカウント数が大きかった。本研究の手術を施行した全例において術後経過は良好であり手術後数日で退院となった。これらの結果について、第36回甲状腺外科研究会(平成15年10月3031日、京都市)ならびに第37回甲状腺外科研究会(平成16年10月1920日、東京都)において成果発表を行なった。本研究結果から導かれる今後の課題として以下3点が挙げられる。1:病理組織学的転移陽性リンパ節と陰性リンパ節の間で99mTc-MIBIカウント数が近接しているものが、摘出されたリンパ節149個中6個にあった。99mTc-MIBIカウントの最適な境界設定をより詳細に検討する必要がある。2:実地臨床への応用を目標とするので、本研究の手術手技に要する手間を従来のen bloc郭清と同程度にまで簡素化し、かつ所要時間を短縮する工夫が必要である。3:もう一つの実地臨床への応用として、とりわけ局所進行を来した甲状腺癌に対する切除手術において、郭清を必要とするリンパ節の取り残しが無いことを手術中に確認できる可能性が期待される。これまでに、原発性甲状腺分化癌2例と再発性甲状腺分化癌2例に対して、十分なインフォームドコンセントを得た後に、本研究の手術を施行した。手術直前に99mTc-MIBIを600MBq静脈内投与し、甲状腺癌に対する根治切除とリンパ節郭清を行った。手術中および郭清摘出後のリンパ節の99mTc-MIBI量をガンマプローベを用いて正確に測定した。摘出されたリンパ節の個数は、14例目で、各々17個、21個、12個、2個であった。これらのリンパ節にて測定された99mTc-MIBI量と、それらリンパ節における病理組織学的所見ならびに術前の画像検査所見等を比較検討したところ、癌の転移が陽性のリンパ節では、転移陰性リンパ節に比較して明らかに99mTc-MIBIのカウント数が大きかった。本研究の手術を施行した全例において術後経過は良好であり、手術後数日で退院となった。この初期経験については、第36回甲状腺外科研究会(平成15年10月3031日、京都市)において結果発表を行った。現在さらに症例数を蓄積中であり、今後データを重ねることで、目的とする根治性と機能を維持した合理的な低侵襲性手術である99mTc-MIBIガイド下超選択的リンパ節郭清を開発できることが期待される。また、本研究の手技は、通常の甲状腺癌切除手術においては、郭清を必要とするリンパ節の取り残しが無いことを手術中に確認することへの応用が可能になるものと期待される。

3:もう一つの実地臨床への応用として、とりわけ局所進行を来した甲状腺癌に対する切除手術において、郭清を必要とするリンパ節の取り残しが無いことを手術中に確認できる可能性が期待される。
特定遺伝子産物を用いた環境エストロゲン暴露評価系の確立と発癌機構の解析

エストロゲン添加によりヒト乳癌細胞株MCF-7細胞にて発現が変動する遺伝子をSerial Analysis of Gene Expression法により網羅的に解析し、新規エストロゲン応答遺伝子WISP-2を得た。WISP-2に対するポリクローナル抗体を作製し、Westeen blotを行った。その結果、WISP-2が分泌蛋白であり、エストロゲン暴露のバイオマーカー分子となりうることを明らかにした。またWISP-2蛋白はMCF-7細胞の全細胞抽出物のみならず培養上清中にも検出され、分泌蛋白であることを示した。培養上清におけるWISP-2蛋白の発現量は72時間まで継時的に増加し、添加するエストロゲンの濃度依存的な誘導であった。またWISP-2の発現誘導はプロテインキナーゼA、プロテインキナーゼCの活性化により既知のエストロゲン応答遺伝子pS2とは異なる調節を受けることを明らかにした。最近Wnt係は脂肪細胞の分化を負に調節することが報告されている。そこでWntにて細胞をトランスフォームした時に誘導される遺伝子として見出されたWISP-2の脂肪細胞分化における役割を明らかにした。環境エストロゲンを含む環境化学物質の生体への影響を評価するためのcDNAマイクロアレイシステムを構築した。このアレイには、WISP-2を含む生体異物に対する応答遺伝子を搭載した。代表的な環境化学物質により発現が変動する遺伝子を解析し、本アレイの有用性を示した。エストロゲン添加によりヒト乳癌細胞株にて発現が変動する遺伝子をSerial Analysis of Gene Expression法により網羅的に解析し、新規エストロゲン応答遺伝子WISP-2を得た。WISP-2に対するポリクローナル抗体を作製しWestern blotをおこなったところ、蛋白レベルでのエストロゲン応答性が確認された。またWISP-2蛋白はMCF-7細胞の全細胞抽出物のみならず培養上清中にも検出され、分泌蛋白であることが明らかとなった。培養上清中におけるWISP-2蛋白の発現量は72時間まで継時的に増加し、添加するエストロゲンの濃度依存的な誘導であった。これまでエストロゲン応答遺伝子は,エストロゲン非存在下でプロテインキナーゼ系により発現調節を受けることが報告されている。WISP-2の発現は、プロテインキナーゼA、プロテインキナーゼCの活性化により既知のエストロゲン応答遺伝子pS2とは異なる発現調節を受けることが明らかとなった。
神経細胞の分化過程におけるアポトーシスの制御メカニズムの解析

これまで、ミトコンドリア依存性アポトーシスにおけるアダプター分子Apaf1を欠損するマウスを作成し、Apaf1が胎仔脳に強く発現することやApaf1欠損胎仔ではニューロンのアポトーシスが生じずニューロンの蓄積による脳の変形が生じること、またアポトーシス抑制分子Bcl-xlを欠損するマウスでは、ニューロンに過剰なアポトーシスが生じることを報告してきた。本研究の目的は、Apaf1、Bcl-xl両分子を欠損するマウスを解析する事により、胎生期、特に神経系の発生過程におけるアポトーシスの制御機構を解明することである。Apaf1、Bcl-xl両分子を欠損するマウス胎仔においては、Apaf1単独欠損マウスと同様に脳の変形やアポトーシスの低下が見られ、Bcl-xlの欠損がApaf1欠損による表現型を補えないことが示された。Apaf1はmitosis期にあるニューロン前駆細胞にアポトーシスを誘導する一方で、Bcl-xlはpost-mitosis期にあるニューロンのアポトーシスを抑制することが示唆されている。しかしながら、Apaf1、Bcl-xl両分子を欠損するマウス胎仔は、Bcl-xl単独欠損の場合と同様胎生13日に死亡することが明らかとなった。両分子欠損マウスの胎仔肝においては、Bcl-xl単独欠損と同様の血球系細胞のアポトーシスが観察され、このことは逆にApaf1欠損がBcl-xlの欠損による表現型を補えないことを示している。Apaf1やBcl-xlなどのアポトーシス関連分子は、すべての細胞で同じ働きを持つわけではなく、胎生期の様々な臓器・組織において異なる要求性に応じて細胞のアポトーシスを制御していることが示された。Apaf1は、ミトコンドリア依存性アポトーシスにおいてカスパーゼ9を活性化するアダプター分子である。Bcl-xLはミトコンドリアの膜安定作用などによりミトコンドリア依存性アポトーシスに対して抑制的に働く。Apaf1欠損マウスは脳の発生過程におけるアポトーシスの著しい減少のため神経細胞の蓄積をきたす一方、Bcl-x(L)欠損マウスでは、脳の発生過程において神経細胞の過剰なアポトーシスが認められる。脳神経の発生過程におけるアポトーシスの制御機構を解析する目的で、Apaf1/Bcl-x(L)両遺伝子を欠損するマウス(ダブルノックアウトマウス)を作成、解析した。ダブルノックアウトの脳における表現型は、Apaf1ノックアウトのものと基本的に類似しており、組織学的解析により、以下のことが示唆されている。1)Apaf1の発現は細胞分裂期にある神経(前駆)細胞に強く、したがって、遺伝子欠損により分裂が過剰に継続する。2)一方、Bcl-x(L)の発現は分裂を終えた細胞に強く、成熟神経細胞の維持に関与していると思われる。3)したがって、ダブルノックアウトの表現型は、まず過剰増殖が生じる、これはBcl-x(L)欠損では抑制できないためApaf1のみのノックアウトと類似する。以上の様に、神経細胞の分化・増殖には、細胞分裂期と細胞分裂期以後とで細胞死誘導・細胞維持機構の使い分けがなされていると思われる。一方、Bcl-x(L)欠損マウスは、血球系前駆細胞の過剰なアポトーシスにより胎生期に死亡するが、この表現型は、Apaf1欠損により回復しなかった。血球系の分化増殖にApaf1が関与するか否か、現在解析を続けている。これまで、ミトコンドリア依存性アポトーシスにおけるアダプター分子Apaflを欠損するマウスを作成し、Apaflが胎仔脳に強く発現することやApafl欠損胎仔ではニューロンのアポトーシスが生じずニューロンの蓄積による脳の変形が生じること、またアポトーシス抑制分子Bcl-xlを欠損するマウスでは、ニューロンに過剰なアポトーシスが生じることを報告してきた。

本研究の目的は、Apafl、Bcl-xl両分子を欠損するマウスを解析する事により、胎生期、特に神経系の発生過程におけるアポトーシスの制御機構を解明することである。Apafl、Bcl-xl両分子を欠損するマウス胎仔においては、Apafl単独欠損マウスと同様に脳の変形やアポトーシスの低下が見られ、Bcl-xlの欠損がApafl欠損による表現型を補えないことが示された。Apaflはmitosis期にあるニューロン前駆細胞にアポトーシスを誘導する一方で、Bcl-xlはpost-mitosis期にあるニューロンのアポトーシスを抑制することが示唆されている。しかしながら、Apafl、Bcl-xl両分子を欠損するマウス胎仔は、Bcl-xl単独欠損の場合と同様胎生13日に死亡することが明らかとなった。両分子欠損マウスの胎仔肝においては、Bcl-xl単独欠損と同様の血球系細胞のアポトーシスが観察され、このことは逆にApafl欠損がBcl-xlの欠損による表現型を補えないことを示している。ApaflやBcl-xlなどのアポトーシス関連分子は、すべての細胞で同じ働きを持つわけではなく、胎生期の様々な臓器・組織において異なる要求性に応じて細胞のアポトーシスを制御していることが示された。
ミスフォールド蛋白質の小胞体関連分解と核内凝集体形成機構の解析

新生蛋白質が正しい折れたたみを受けることは、蛋白質の正常な機能発現のために必須である。折れたたみ異常(ミスフォールド)蛋白質が分泌されると生体にとって有害になるので、これらは分泌前に識別され、小胞体内腔からサイトゾルへ逆行輸送したのちにプロテアソーム分解される。この細胞機構は小胞体関連分解(endoplasmic reticulum-associated degradation、ERAD)と呼ばれる。我々は、各種ミスフォールド蛋白質のERAD機構を解析し、小胞体マンノシダーゼIによるN型糖鎖のプロセシングがERADに重要であることを明らかにしている。本研究で我々は、東京都臨床研の吉田らによって発見された糖蛋白質に会合する新規ユビキチンリガーゼSCF^<Fbx2>(Skp1-Cu11-Fbx)複合体のERADにおける役割を解析した。その結果、Skp1との結合部位であるF-box領域を欠く変異体(Fbx2ΔF)は、優性ネガティブ変異体として働き、典型的なERAD基質蛋白質であるのう胞症繊維症のCFTRΔ508Phe欠失変異体やT細胞受容体α鎖のERADを抑制することを見いだした。さらに、CFTRΔ508Phe欠失変異体はプロテアソーム活性抑制時にアグリソームと呼ばれる核近傍セントロソーム部位に凝集体を形成することが知られているが、正常型Fbx2を共発現するとCFTRΔ508Pheのアグリソーム形成率が減少することが分かった。一方、Fbx2の欠失変異体はアグリソーム形成の抑制効果はなかった。これらの結果から、Fbx2は小胞体型のN型糖鎖をもつ蛋白質がサイトゾルに暴露された際にこれらの蛋白質を折れたたみ異常と認識し、ユビキチン・プロテアソーム分解に導くユビキチンリガーゼであることが示された。我々は、プロテインCのL鎖とGFPを融合させたキメラ蛋自(LC-GFP)はプロテアソーム阻害剤添加によって小胞体関連分解を抑制すると核内凝集体を形成することを見いだした。本研究でこの凝集体形成機構をより詳細に解析しいたところ、LC-GFPの凝集体は核内のPML核体に局在することが抗PML抗体や抗CREB結合蛋白質抗体を用いた蛍光染色から確認された。さらに、LC-GFPの核内凝集体と20Sブロテアソームや核内のブロテアソーム活性化因子(PA28γ)が共局在していた。また、ユビキチンやSumo-1に対する抗体染色からLC-GFPの核内凝集体との共局在が示峻されたが、ユビキチンのLC-GFPへの共有結合は認められたが、Sumo-1の共有結合は検出されなかった。これはPML核体に局在する他の蛋白質がSumo化されているためと考えられた。プロテアソーム阻害剤を除去するとLC-GFPの核内凝集体は消失したが、レプトマイシンB存在下で核外以降を抑制すると凝集体の消失が遅延した。これは、LC-GFPの核内凝集体は核外へ輸送され除去されると考えられる。また、小胞体関連分解の抑制によって形成されることが知られるアグリソームとの類似性を調べるため、ノコダゾール添加により微小管輸送を阻止したところ、アグリソームとは異なりLC-GFPの核内凝集体は形成された。以上の結果から、LC-GFPはプロテアソーム阻害剤添加によって小胞体関連分解を抑制すると、ユビキチン化され核内のPML核体に凝集体を形成するが、ブロテアソーム阻害剤除去すると核外移行に伴い消失することが示された。

新生蛋白質が正しい折れたたみを受けることは、蛋白質の正常な機能発現のために必須である。折れたたみ異常(ミスフォールド)蛋白質が分泌されると生体にとって有害になるので、これらは分泌前に識別され、小胞体内腔からサイトゾルへ逆行輸送したのちにプロテアソーム分解される。この細胞機構は小胞体関連分解(endoplasmic reticulum-associated degradation、ERAD)と呼ばれる。我々は、各種ミスフォールド蛋白質のERAD機構を解析し、小胞体マンノシダーゼIによるN型糖鎖のプロセシングがERADに重要であることを明らかにしている。本研究で我々は、東京都臨床研の吉田らによって発見された糖蛋白質に会合する新規ユビキチンリガーゼSCF^<Fbx2>(Skp1-Cull-Fbx)複合体のERADにおける役割を解析した。その結果、Skp1との結合部位であるF-box領域を欠く変異体(Fbx2ΔF))は、優性ネガティブ変異体として働き、典型的なERAD基質蛋白質であるのう胞性繊維症のCFTRΔ508Phe欠失変異体やT細胞受容体α鎖のERADを抑制することを見いだした。さらに、CFTRΔ508Phe欠失変異体はプロテアソーム活性抑制時にアグリソームと呼ばれる核近傍セントロソーム部位に凝集体を形成することが知られているが、正常型Fbx2を共発現するとCFTRΔ508Pheのアグリソーム形成率が減少することが分かった。一方、Fbx2の欠失変異体はアグリソーム形成の抑制効果はなかった。これらの結果から、Fbx2は小胞体型のN型糖鎖をもつ蛋白質がサイトゾルに暴露された際にこれらの蛋白質を折れたたみ異常と認識し、ユビキチン・プロテアソーム分解に導くユビキチンリガーゼであることが示された。
ウエブサイト音楽教育情報の有効活用に関する研究

本研究は、平成1314年度科学研究費補助金基盤研究C-2『ウェブサイト「音楽室」環境の確立と教育効果の実証』の延長線上の研究であり、教育の情報化が進まない日本の音楽科教育に対してウェブサイト音楽教育情報の有効活用を提案し、さらなる音楽教育情報の充実と内容面での体系化を目的としている。2年間で行ったことは以下の通りである。1.ウェブ上に散在している音楽鑑賞素材を整理し、それらを用いた指導方法の考案(主として日本の伝統音楽・地域の民謡)と学習指導案の作成、アップロードを実施した。2.韓国コンピュータ音楽教育研究会(KCME)において、「オンライン音楽室」(http://www.ongakushitsu.net/)を紹介し、日韓の音楽教育用コンテンツについての意見交換を実現した。3.「オンライン音楽室」の活用状況の調査3年間の運用期間後も自主的に運営している「オンライン音楽室」の活用事例を、「世界の音楽」や「日本の音楽」を中心に調査、収集した。4.「オンライン授業」の改良「オンライン授業」を使った授業実践を通じて判明した問題点を一部改良してCD-ROM化し、教育芸術社の音楽指導書に添付した。5.富山県・東京都・ソウル市の音楽科担当教員に対して情報リテラシー、音楽の授業におけるコンピュータ活用に関する実態調査を実施し、ウェブサイト「音楽室」環境確立のための基礎資料とした。6.情報処理推進機構教育用画像素材集「日本の祭り」「和楽器」「能と狂言」「文楽(人形浄瑠璃)入門」(http://www2.edu.ipa.go.jp/gz/edu-index.html)を中学校の音楽の授業で活用するための調査、分析を行った。7.6.に基づき、教育用画像素材を使った、日本の音楽のモデル学習指導案を作成した。本研究は、平成1314年度科学研究費補助金基盤研究C-2「ウェブサイト「音楽室」環境の確立と教育効果の実証」などで実施した、ウェブサイト「音楽室」(オンライン音楽室)の開発、運営、「オンライン授業」を使った授業実践、調査、及び改良、音楽教員のためのポータルサイト「音楽教育ドットコム」の開発、運営の延長線上として、さらなる音楽教育情報の充実と内容面での体系化を目的としている。一年目の今年度に行ったことは以下の通りである。昨年度の引き続き、ウェブサイト「音楽室」のコンテンツを補完する「リンク」の内容の点検と更新、音楽科担当教員に有益な研究会などの情報発信をする「掲示板」、筆者による「コラム」の更新。ウェブ上に散在している音楽鑑賞素材を整理し、それらを用いた指導方法の調査、分析(主として日本の伝統音楽・地域の民謡)と、学習指導案の作成、アップロード。より効率的な音楽鑑賞学習のための、ウェブ上の動画・画像の活用方法の模索。ウェブサイト「音楽室」の韓国音楽教育界への紹介と、韓国語化への発展。韓国コンピュータ音楽教育研究会(KCME)において口頭発表、論文投稿を行い、音楽教育用コンテンツに関して意見を交換した。その結果、一部のコンテンツは、著作権などの諸問題を解決し、韓国教育課程評価院などの協力で韓国語化が実現しつつある。コンテンツづくりと並行して、富山県小学校教員及び中学校音楽科専科教員、東京都中学校音楽科専科教員、総勢約1000名に対して、情報リテラシー、音楽の授業におけるコンピュータの活用に関する実態調査を実施。ウェブサイト「音楽室」のユーザである教員のモチベーションを把握し、「音楽室」環境の確立のための基礎資料とした。本研究は、平成1314年度科学研究費補助金基盤研究C-2「ウェブサイト「音楽室」環境の確立と教育効果の実証」の延長線上として、さらなる音楽教育情報の充実と内容面での体系化を目的としている。今年度に行ったことは以下の通りである。1.

「オンライン音楽室」の活用状況の調査3年間の運用期間後も自主的に運営している「オンライン音楽室」(http://www.ongakushitsu.net/)の、「世界の音楽」や「日本の音楽」の活用事例を中心に調査、収集した。2.「オンライン授業」の改良「オンライン授業」を使った授業実践を通じて判明した問題点を一部改良してCD-ROM化し、教育芸術社の音楽指導書に添付した。3.前年度に富山県・東京都の音楽科担当教員、計約1000名に実施した、情報リテラシー、音楽の授業におけるコンピュータ活用に関する実態調査と同じ内容の調査を韓国・ソウルで実施。2004年8月、韓国コンピュータ音楽教育研究会(KCME)においてその結果を口頭発表し、ウェブサイト「音楽室」環境確立のための基礎資料とした。4.未だ音楽科教員にはほとんど知られていない情報処理推進機構教育用画像素材集「日本の祭り」「和楽器」「能と狂言」「文楽(人形浄瑠璃)入門」(http://www2.edu.ipa.go.jp/gz/edu-index.html)を中学校の音楽の授業で活用するための調査を実施した。「和楽器」では各内容ごとに考察し、「日本の祭り」では中学校の音楽教科書と直接関連するコンテンツを中心に選択してまとめた。「能と狂言」「文楽(人形浄瑠璃)入門」は専門的な構成と内容になっているため、総括的に展望し、学校における活用方法を探った。5.4.に基づき、教育用画像素材を使った「日本の音楽のモデル学習指導案」を現在作成中。前年度に研究した内容とあわせ、教育の情報化が進まない日本の音楽科教育に対するウェブサイト音楽教育情報の有効活用の提案を研究成果報告書としてまとめる。
新規血管新生阻害因子による肺癌の浸潤、転移の制御に関する研究

EDはOPNと受容体を共有する内因性血管新生阻害因子であり、多くの腫瘍において血管新生阻害作用をin vitro, in vivoで示すことが報告されてきた。しかしながら、現在までに行われた臨床第一相試験の結果は、EDの臨床的に有効であった症例は26症例中2症例と散々たる成績で、特に肺がんに対する有効性は確立されているとはいえない。そこで今回我々はEDの肺癌における有用性をin vitroおよびin vitroで検討した。1)マウス肺癌細胞株LLCにマウスED遺伝子を導入したtransfectant(LLC/ED)を樹立した。2)結果は予想に反して、EDの遺伝子導入は血管新生を誘導することで造腫瘍能を亢進させた。3)血管新生を亢進した機序はED導入で、マウス肺癌細胞LLCからのVEGFの産生が亢進したためと考えられた。4)LLC/EDの培養上清はLLCneoに比較してHUVECに対する強い増殖活性を誘導した。本結果は肺癌におけるEDの臨床応用を考えた場合きわめて意味をあるものと思われる。つまり、EDの遺伝子導入は癌腫(あるいは細胞)によってはVEGFなとの血管新生を亢進させる他の増殖因子の発現を亢進させ、結果的に血管新生を亢進させてしまうこともあり、その投与においては十分な注意が必要と思われた。また、本結果は肺癌においてEDが有用でなかった結果を説明し得るものかもしれない。<結果>1,A/Jマウスの皮下にC1300/OPNとコントロールであるC1300/neoを皮下移植し、造腫瘍能を比較検討したところ、C1300/OPNの造腫瘍能がはるかに勝っていた。2,C1300/OPN腫瘍組織中のOPNの発現をNorthern blotで確認した。4,肺癌症例において血中OPNは健常コントロールと比較して高値であり、より臨床病期が進行すると、その値は高い傾向にあった。以上の結果より、OPNはin vitroおよびin vitroにおいて血管新生とそれに伴う造腫瘍能に密に関与することが明らかになった。一方、最近OPNと代表的血管新生阻害因子であるエンドスタチン(EN)が受容体を共有することが報告された。従って、C-OPNに代わる血管新生阻害因子であるENとOPNとの相互作用を解析する目的で、マウス肺癌細胞株LLCにENを強制発現させたトランスフェクタントを作成中である。
アズキゾウムシに寄生する利己的遺伝因子Wolbachiaの感染動態と共進化の解明

アズキゾウムシは、異なる3系統の細胞内共生細菌Wolbachia(wBruCon、wBruOri、wBruAus、以下、各々Con、Ori、Ausと略記)に感染していることがこれまで明らかになっている(Kondo et al. 2002 Mol. Ecol.)。これら3系統のうちAusのwspを含むゲノム断片は、宿主X染色体に水平転移した遣伝子断片として存在することが、昨年度の研究により明らかになっており、本年度は、これを世界で初めての原核生物から真核生物へのゲノム遺伝子水平転移の確実な証拠として米国科学アカデミー紀要に発表した。細胞内に存在するConとOriについて、宿主の遺伝的背景をそろえて各系統の存在量を調べた。Conの存在量は、単一感染系統に比べると、Oriとの二重感染時にはOriの存在量以上に抑えられており、2系統間に相互作用があることがわかった。さらに、適応度に対する影響を調べたところ、ConとOriの二重感染系統では、Conの単一感染および非感染系統に比べ、有意に適応度が低下することがわかった。一方、Conの単一感染と非感染系統間にも適応度に有意差があり、Conの単一感染は宿主の適応度にとって正の効果をもたらす可能性が示唆された。日本のアズキゾウムシ野外個体群において、ConとOriの二重感染は90%以上と非常に高頻度で見られることに加え(Kondo et al. 2002 Mol. Ecol.)、本年度は東アジアからアフリカにかけての広い地域で採集されたアズキゾウムシにおいても、同様に90%以上が二重感染していることが明らかになった。一方、これまでの研究から、Conは非常に強いCI、Oriは中程度のCIを示すことがわかっており、アズキゾウムシ個体群において、宿主への負の適応度効果を上回る強さのCI効果によって、二重感染が蔓延したと考えられた。
フラクタル上のラプラシアンとその固有関数の性質

自己相似集合上のラプラシアンの固有値分布及び固有関数について研究を行った。I.局所化された固有関数の存在と自己相似集合の対称変換群自己相似集合に対してその"対称変換"という概念を確立した。さらに対称変換のなす群の性質と、ラプラシアンの局所化された固有関数の存在の関係を明らかにした。主要な結果の概略は「自己相似集合が2つの異なる種類の対称性を持てば、そのうえラプラシアンは局所化された固有関数を持つ。」というものである。"2つの異なる種類の対称性"とはたとえば正5角形を境界とする自己相似集合の場合は、重心のまわりの回転と重心と一つの頂点を結ぶ直線に対する対称移動である。II.局所化された固有関数の存在と状態密度関数これまでの研究により自己相似集合上のラプラシアンで格子条件をみたさない場合は状態密度関数(固有値のカウンテング関数をスケーリングしたもの)は定数となることが証明されていた。この研究では格子条件をみたす場合に、局所化された固有関数が存在することと、状態密度関数が不連続点を持つことが同値であることを示した。上記I,IIの成果をNested fractal上にリンドストルムによって定義されたラプラシアンに対して応用した。すなはちNested fractalの対称変換群が十分大きいことを示してIの結果を使い、局所化された固有関数の存在を示した。さらにIIの結果によって状態密度関数が不連続点を持つことを明らかにした。」というものである。
家蚕タンパク質の構造と機能の相関性の解析

昆虫の血液には多量のタンパク質が含まれており、発育段階において大きく変動し、種々の機能を果たしている。これらの多くはサブユニット分子量が8万前後であり、6量体を形成する。すなわち、構造的な類似性をもつものの、機能的には異なっている。家蚕にも他の昆虫と同様の貯蔵タンパク質に分類される2種のタンパク質、アリルフォリンと幼虫型雌特異タンパク質が存在している。これらのタンパク質において、タンパク質の構造、特性、機能的な差異について研究を進めた。まず、タンパク質の精製方法を再検討し、種々の精製法を誠みるとともに、簡易に多量のタンパク質を得る精製法を確立した。次に、タンパク質の基本的な性状である分子量、等電点、糖などの他物質の含有等の点を明らかにし、タンパク質分子のサブユニットへの解離あるいはタンパク質への会合、凝集体の形成等の高次構造の変化について調ベた。これらの結果、アリルフォリンと幼虫型雌特異タンパク質は基本構造は類似しているものの、解離・会合等の高次構造の形成とその変化は異なっていると考察された。また、生体内での機能と役割を知る目的で、まず眠期を中心に幼虫発育過程におけるタンパク質代謝全体の変化を調べ、その結果を基にタンパク質代謝全体における貯蔵タンパク質の役割について解明した。さらに、発育段階、生理状態と貯蔵タンパク質の変動の関係を調べ、幼虫発育段階に特異的な変動と栄養条件による変化を明らかにし、その生理的意義について考察した。カイコの血液中に多量に含まれる2種の貯蔵タンパク質、SP1(幼虫型雌タンパク質)とSP2(アリルフォリン)は存在状態によって高次構造の変化を示すことが明らかになった。SP1は6量体のタンパク質で分子量約50万であるが、これらが通常状態ではさらに集合して高重合体の形成を示した。この現象はカイコの系統によって異なり、高重合体を形成しない系統もある。両者を用いて、重合体の形成を調べたところ、高重合体は還元型グルタチオンの共存で抑制されることが明らかになった。グルタチオン添加による重合体抑制の機構を解析する目的で、カイコの2系統のSP1をグルタチオン添加状態で精製し、アミノ酸分析を行った。アミノ酸分析値は既報値と比べ、グリシン、グルタミン酸が多く、グルタチオンがSP1と結合していることが判明した。このことからSP1の遊離のSH還元基が関与していると予想されるが、重合体を形成しない系統のSP1においてもグルタチオンの結合がみられた。従って、特定のSH基の関与を中心に、今後解析する必要があると考えられた。一方、SP2についてはアルカリ条件下でのサブユニットへの解離について調査した。双翅目のアリルフォリンではすでに知られているが、鱗翅目のタバコスズメガではこのような現象は生じないと報告されていた。まず、分子量について既報値を再検討したところ、6量体で44万、サブユニットで7万5千と推定された。次に精製したSP2を中性からアルカリ性の各種pHの緩衝液を用いて電気泳動により分析した結果、中性においては6量体の単一のバンドを示したものが、pH8付近から低分子のバンドがみられるようになり、9付近では単量体と推定されるものまでの各種の低分子物への解離がみとめられた。一方、アルカリにおいた後、中性に戻した場合には、低分子から高分子への会合が生じ、サブユニットへの解離は可逆的であると考えられた。カイコの貯蔵タンパク質は血液中で多量体として存在し、とくに幼虫型雌特異タンパク質SPー1精製過程で、凝集体を形成する。生体内での状態を知る目的で、採血直後の血液を電気泳動で分析した結果でも凝集体が泳動パタ-ンにみられた。精製時に形成された凝集体はpH条件を6.38.6の間で変化させても解離しないが、ph9.3では低量体への解離が観察された。グルタチオンを用いて6量体として精製したSPー1に対する過酸化水素の影響を調べたところ、処理により25量体へと低量体化が生じた。

凝集体を形成しないカイコの変異系統のSPー1においても同様の現象がみられ、現在のところSPー1の凝集体形成の機構、生体内での状態については解明されていない。貯蔵タンパク質と同様に、カイコ血液中で最終齢に増加して主成分となり、変態に利用されると考えられるタンパク質(30Kタンパク質)について検討した。従来、SDSーPAGEで分析されていたが、NativeーPAGEを用いて遺伝的な変異系について調べた結果、MO系統に個体変異の存在がみられた。この変異を選抜、固定し、遺伝様式を調査し、共優性対立遺伝子によって支配それていることが明らかになった。これについて、すでに報告されている遺伝子と比較したところ、Lpーfとして報告された遺伝子によるものと同一と推定された。しかし、調査の過程でカイコの血液タンパク質には種々の個体変異が観察され、多くのものは遺伝的な変異によるものと推測され、タンパク質の構造解析に適した材料を提供すると考えられた。家蚕血液の幼虫型雌特異タンパク質と類似のタンパク質がタバコスズメガにおいて検出されているが、その報告ではタンパク質は糖鎖を含まず、また同時にカイコの幼虫型雌特異タンパク質にも糖鎖はないと述べられている。一方、我々の得た結果では、電気泳動ゲルのPAS反応で陽性反応を示しており、この点に疑問がもたれたので調査した。糖鎖を含まないとの判断はconcanavalin Aと結合しないことを根拠としている。しかし、Con AーSepharoseのカラムに幼虫型雌特異タンパク質を通したところ、家蚕の幼虫型雌特異タンパク質はゲルに完全に吸着し、0.05MのMーαーDーMannosideによって溶出された。また、glucoseを標準物質として、フェノ-ル硫酸法によって還元糖を定量した結果、Bradford法で定量したタンパク質1mg当り6.25ー7.79μgの糖を検出した。また、電気泳動ゲルをSudan Black Bで染色した結果、2種の貯蔵タンパク質バンドは共に染色され、脂質を含むと推定された。次に、未知であった貯蔵タンパク質の等電点について、クロマトフォ-カシングより幼虫型雌特異タンパク質ではpH6.1、アリルフォリンではpH5.9、等電点電気泳動より雌特異タンパク質ではpH.6.7、アリルフォリンではpH5.8の値を得た。また、凝集をglutathionの添加によって抑制した幼虫型雌特異タンパク質に、H_2O_2を加えて酸化して電気泳動によって分析したところ、H_2O_2添加で雌特異タンパク質は低分子化した。これがサブユニットへの解離と低量体化であることは、H_2O_2添加試料のSDS並びに濃度匂配ゲル電気泳動によって、明らかとなった。これらの結果から、家蚕の貯蔵タンパク質は糖、脂質を含み、サブユニット構成も複雑である点で、貯蔵タンパク質と同様最終齢幼虫で著しく血液中に増加し、変態期の成虫発育に役立30Kタンパク質とは分子構造が大きく異なることが明らかとなった。
非線形移流拡散方程式系の解の漸近形

本研究は、非線形移流拡散方程式系の定性的性質の研究として、時間大域解の時間無限大での漸近挙動およびその漸近形を明らかにすることを目的として研究し、また時間大域解が存在するための条件について調べた。平成13年度と平成14年度において、走化性モデルに対する非線形移流拡散方程式系を主に考察の対象として、以下の成果を得た。1.空間2次元以上の全領域における初期値問題に対する有界な解の時間無限大での減衰に関して、スケーリング法と熱核の減衰評価を用いて、有界な解は減衰することを示し、また、その漸近形は熱核を定数倍したものであり、その定数は初期関数の積分量で与えられることがえられた。2.上述の非線形移流拡散方程式系に対する初期値問題の時間大域解の存在に関して、解は有限時間で爆発する可能性があるが、初期関数の絶対値の上限が大きくても、その大きさに応じて積分量を小さくすれば有界な時間大域的が存在することを示した。3.空間1次元の有界区間において、化学物質が拡散しない場合の非線形移流拡散方程式系に対して、ノイマン境界条件の下で考察した。まず、定常問題の解は定数解のみであることをえた。解の漸近挙動に関して、初期関数の積分量がある値より小ならば、初期値・境界値問題の解は定数定常解に漸近し、初期関数の積分量がある値より大ならば、定数定常解の近くには初期値・境界値問題の解が定数定常解に漸近する初期関数が存在する一方、解が非有解となる初期関数も存在することを示した。本研究は,非線形移流拡散方程式系の定性的性質の研究として,時間大域解の時間無限大での挙動およびその漸近形を明らかにすることを目的としてきた.平成13年度において,走化性モデルの非線形移流拡散方程式系に対して,空間次元が2次元以上の全領域における初期値問題について,時間大域的に有界な解の存在,有界な解の時間無限大での減衰,およびその漸近形について考察し,以下の成果を得た.1.時間を無限大としたとき時間大域的に有界な解の減衰に関して,スケーリング法を用いて解は減衰することを示した,また,熱核の基本的な性質を用いて,解の減衰の速さは熱方程式の減衰の速さと同じであることを示した.2.時間無限大で減衰する解は,熱核を定数倍したものに漸近することを示し,その定数は初期関数の積分で与えられることを示した.3.解は有限時間で爆発する可能性があるが,初期関数の絶対値の上限が大きくてもそれに応じてその積分量を小さくすると時間大域的に有界な解が存在することを示した.自己相似解の構造と漸近挙動との関係,および空間1次元の場合に減衰する解の漸近形については来年度の課題である.本研究は、非線形移流拡散方程式系の定性的性質の研究として、時間大域解の時間無限大での挙動およびその漸近形を明らかにすることを目的としてきた。平成14年度において、誘引化学物質が拡散しない場合の走化性モデルに対する非線形移流拡散方程式系を考察し、空間1次元の有界区間における初期値・境界値問題について、以下の成果を得た。1.上述の非線形移流拡散方程式系に対する初期値・境界値問題を2乗可積分な関数空間における非線形発展方程式の初期値問題としで定式化し、定数定常解での線形化作用素のスペクトルを決定した。2.初期関数の積分量がある値より小ならば、初期値・境界値問題の解は定数定常解に漸近することを示した。3.初期関数の積分量がある値より大ならば、定数定常解の近くには初期値・境界値問題の解が定数定常解に漸近する初期関数が存在する一方、初期値・境界値問題の解が非有解となる初期関数も存在することを示した。
共同作業時の協調的操作対象物を介した非言語的意図伝達過程に関する研究

本研究は、多人数共同作業場面における、非言語行為主体の意図伝達メカニズム解明を目的とする。立体構造物の組み立て作業といった、音声対話やアイコンタクトなどの一般的な非言語行為要素の表出が少なく、物体操作などの触力覚による非言語的意図伝達が多く行われる場面を対象とする。このような場面では、視点の差異や物体形状理解の困難性が、意図表出や解釈の過誤の原因になっていると考えられる。そこで物体操作に伴う触力覚など多様な非言語モダリティを利用した、共同作業のインタラクションモデルの開発を目指す。同モデルにより意図伝達不全状況を検出し、作業空間の安全・安心の確保に寄与することを目標とする。本研究は、多人数共同作業場面における、非言語行為主体の意図伝達メカニズム解明を目的としている。立体構造物の開発や組み立てといった、音声対話やアイコンタクトなどの一般的な非言語行為要素の表出が少なく、物体操作自体などの触力覚による非言語的意図伝達が多く行われる場面を対象とする。このような共同作業現場では、視点の差異や物体形状理解の困難性が、意図表出や解釈の過誤の原因になっていると考えられる。そこで物体操作に伴う触力覚など多様な非言語モダリティを利用した、共同作業のインタラクションモデルを開発し、同モデルを用いて意図伝達不全状況を検出し、作業空間の安全・安心の確保に寄与することを目指している。本年度は、共同作業課題として、複数人での把持と操作が可能であり、モーションキャプチャによる操作記録か容易な形状の立体構造物を用意し、立体構造パズルの組み立て課題実施環境を構築した。立体構造物にはモーションキャプチャ用のマーカと、ひずみゲージを内蔵し、位置検出と同時に、把持行為等による応力も計測できる。また被験者の動作、視線、発話も記録する。非言語行為による意図伝達の成否を明確にするため、立体構造物の把持箇所を制限し、構浩物一対の位置合わせを行う単純化した課題を設定した。被験者2名を1グループとして、1名には組み立て方法を教示し、1名には教示を不十分なものとした。なお被験者は20代30代の男性であり、計4グループで実施した。発話を制限して実施したことろ、視線や指差しのほか、立体構造物の強調的(意図的)移動による指示的非言語行為が観察された。計測、観察結果の分析を現在進めている。一方で、教示不十分な側の被験者による自己解決事例も散見されたた。このため、今後教示方法や被験者に与える情報量の制限方法について実験設定を再考し、再実験を行う予定である。立体構造物の開発や組み立ての教示といった、共同物体操作などの触力覚による非言語的意図伝達も多く行われる場面では、意図表出や解釈の過誤が多く発生している。共同作業課題として、複数人での把持と操作が可能であり、移動操作状況や把持行為等による応力変化も記録が容易な形状の立体構造物を用意し、立体構造パズルの組み立て課題実施環境を構築した。非言語行為による意図伝達の成否を明確にするため、発話の制限とあわせて、立体構造物の把持箇所を制限し、構造物一対の位置合わせを行う単純化した課題を設定した。組立知識を持つ1名と持たない1名の計2名による共同作業とした。本年度は、実験結果の分析を進めている。有知識側被験者による、顔角度やジェスチャによる明示的な指示動作は、多くの事例で観察された。一方で、無知識側被験者によるこれら指示動作の理解は十分ではなく、操作方向の齟齬が観察された。意図伝達の齟齬状況下において、有知識側被験者には、明示的指示動作を繰り返して意図理解を待つ場合と、立体構造物自体の強調的(意図的)移動により直接的指示動作を行う場合が観察された。無知識側被験者では、意図伝達齟齬の有無に関わらず、自らの理解に沿った移動を試みる場合と、把持から脱力して移動を有知識側被験者に委ねる場合が観察された。本実験結果から、特に無知識側被験者の共同作業戦略の類型化が可能であり、採用戦略に応じて移動方向等の補助的情報を提供することで、共同作業の安全安心に寄与することが可能と思われる。
薬剤耐性コロニーをモデルとした癌再発抑制へ繋がる化合物同定に関する研究（国際共同研究強化）

コンベンショナルな抗癌剤(以下、コ抗癌剤)での治療は我が国のがん治療では標準的な位置づけである。本研究では、当初コ抗癌剤誘導性シグナル伝達経路における活性化モジュールの同定を目指して開始したが、ゲノム・トランスクリプトームを加えた統合解析へのシフトを進めた。また、臨床検体を用いて再発をいち早く検出するための血中循環DNA(ctDNA)を使用した技術開発も行った。最終年度は、当初の目標であるコ抗癌剤誘導性シグナル伝達経路における活性化モジュールの同定に対しての統合解析を進め、コ抗癌剤4種類に対する感受性に対応する、(1)遺伝子変異候補の同定、(2)特異的転写産物の同定、および(3)誘導性シグナル伝達経路の同定、を完了した。現在、遺伝子変異、転写、および誘導性シグナルの関連について、Gene Ontologyとして集約し、最終的なコ抗癌剤によるeffectを確定する作業を行っている。また、コ抗がん剤治療後再発モニタリングにおけるctDNAの有用性は食道・胃・大腸癌手術検体を用いて行っており、画像診断による再発確定よりも数か月から半年早くctDNAの上昇が確認された。さらに、腫瘍内では遺伝子変異の多様性があるため、検体は複数か所より採取し遺伝子変異の整合性を検証し、腫瘍内の進化系統樹と照らし合わせどのような変異がctDNAの検出対象として適しているかの妥当性を検証した。その結果、ヒト癌で最も高頻度で変異が検出されるTP53に関しては、ctDNAとして検出可能な0.1%以下の血中アリル頻度に対応するためにデジタルPCRプローブライブラリーを設計した。内定年度:2015近年行われている進行胃癌に対する標準的な根治術後化学療法では、主に細胞傷害性のコンベンショナルな抗癌剤(コ抗癌剤)を用いているが、これは視認できないレベルの癌細胞がコ抗癌剤存在下で増殖することで再発が成立していることを示唆している。従って、術後化学療法後の再発抑制には、コ抗癌剤に反応する癌細胞のシグナル伝達経路を対応する分子標的薬を投与する戦略がまず考えられる。本研究では、代表者らが確立した逆相タンパクアレイ法(RPPA)を用いて、濃度や時間経過とともに変化する抗癌剤反応性タンパクの「高次データ」モニタリングを行い、ネットワーク解析の手法を用いて、細胞間に共通の活性化経路、またはコ抗癌剤ごとに誘導される活性化経路を同定し、普遍的あるいは特徴的な分子標的の候補を同定する。現在まで高次データ取得のために細胞(8種類)×薬剤(4種類)×濃度(3段階)×時系列(5点)×反復実験(4回)=1,920サンプルを回収した。今後これらのサンプルを逆相タンパクアレイ(RPPA)に集積し、300種類以上の抗体を含むライブラリーから免疫染色を行う予定である。画像解析および統計解析についても概ねシミュレーションは完了した。また、コ抗癌剤投与により出現する薬剤寛容性細胞集団(DTC)を術後再発の起点となる細胞モデルとして解析を進めている。現在まで、シスプラチン投与後または5-FU投与後の再発に関して、抑制的に働くそれぞれの化合物とその標的分子を同定した(Kume et al, Sci Rep, 2016; Ishida et al, Sci Rep, 2017)。これらのスクリーニング段階では、DTCの分子解析のためのColony Lysate Array(CoLA)法を、in vivoの薬剤投与モデルとして、マウスに対するヒト胃癌細胞の異種同所同組織モデルを確立した。最も時間が必要となるRPPAを用いた高次データ解析のために必要なサンプル回収を完了した。さらに、滞在する米国機関において約2000のサンプルセットをRPPAに集積する作業を進めると同時に、画像解析およびデータ出力後のネットワーク解析の予備解析を完了した。滞在する米国機関では、400種類以上の抗体からなるRPPA用のライブラリを現有し品質管理も徹底している。自験例の約250抗体ライブラリーの品質管理結果についても近くホームページで公開する準備が進んでいる。いわゆるコンベンショナルな抗癌剤(コ抗癌剤)による癌治療は我が国の進行消化器癌薬剤治療の「標準治療」として広く普及している。しかしながら、再発率は依然30-40%であり、再発に対する対応を確立することが急務である。本研究では、ヒト胃癌細胞株のコ抗癌剤に対する分子反応について、(1)誘導性シグナル伝達解析、(2)細胞亜集団の解析、(3)異種移植モデルの確立、(4)タンパク相互作用技術開発、の点から再発胃癌の包括的解析を試みた。前年度までに(2)(3)については完了し、昨年度は(1)(4)を中心に研究を進めた。(1)では当初予定していたタンパク解析に加え、ゲノム解析、トランスクリプトーム解析を加えた。統合的オミクス解析を継続中であるが、遺伝子変異に依存する特異的薬剤反応よりも転写レベル、タンパクレベルでの薬剤反応が再発と関連することが示唆された。特に前年度までの成果で示唆した5-FUへの反応性で重要なPI3Kパスウェイに再度注目し、現在検証を進めている。最終的には薬剤反応をパスウェイ単位での変化と解釈し、5-FU治療を受けた659人の自験例胃癌患者データと比較し臨床的意義を検証したい。(4)では独自に開発した免疫沈降逆相タンパクアレイを作製した。DNA傷害時におけるp53タンパクの相互作用メンバーが薬剤ごとに異なっていることが示唆された。シグナルの弱さや画像解析など検討の余地はあるものの、一つのタンパクに対して多数の結合パートナーを多条件から定量できるというコンセプトが確認された。

本研究は再発胃癌がコ抗癌剤に抵抗性を持つ細胞集団由来であることを前提とした研究であるが、最終年度は抗癌剤治療後患者の体内腫瘍量から臨床的再発(画像で確認できる再発)を予測するための腫瘍由来循環変異DNAの検出にも着手した。再発癌の統合的理解を進めたい。当初の予定にはなかったゲノム、トランスクリプトーム解析を加えた統合的シグナル伝達解析に必要なデータ出力が概ね完了した。胃癌細胞株の薬剤反応に対する時系列タンパクレベルの動態を追跡するための逆相タンパクアレイの作製は終了し、画像解析法は複数のプログラミング言語で新規スキャン法による画像解析に進める段階である。また、インフォマティクスによるオミクス統合解析を進め、最終的にタンパクレベルの重要なシグナルに関連する「モジュール」の同定が視野に入った。臨床的意義については、多施設共同研究で集積した胃癌患者サンプルを利用して「モジュール」関連タンパクを免疫組織染色を行い、予後との関連を統計学的に評価する予定である。胃癌サンプルの免疫組織染色はすでに先行研究で600例以上に行っており、そのプロセスに問題はない。免疫沈降逆相タンパクアレイについては、ジョージメイソン大との共同研究で必要な検証を加えて新たな技術として確立する段階に入った。コンベンショナルな抗癌剤(以下、コ抗癌剤)での治療は我が国のがん治療では標準的な位置づけである。本研究では、当初コ抗癌剤誘導性シグナル伝達経路における活性化モジュールの同定を目指して開始したが、ゲノム・トランスクリプトームを加えた統合解析へのシフトを進めた。また、臨床検体を用いて再発をいち早く検出するための血中循環DNA(ctDNA)を使用した技術開発も行った。最終年度は、当初の目標であるコ抗癌剤誘導性シグナル伝達経路における活性化モジュールの同定に対しての統合解析を進め、コ抗癌剤4種類に対する感受性に対応する、(1)遺伝子変異候補の同定、(2)特異的転写産物の同定、および(3)誘導性シグナル伝達経路の同定、を完了した。現在、遺伝子変異、転写、および誘導性シグナルの関連について、Gene Ontologyとして集約し、最終的なコ抗癌剤によるeffectを確定する作業を行っている。また、コ抗がん剤治療後再発モニタリングにおけるctDNAの有用性は食道・胃・大腸癌手術検体を用いて行っており、画像診断による再発確定よりも数か月から半年早くctDNAの上昇が確認された。さらに、腫瘍内では遺伝子変異の多様性があるため、検体は複数か所より採取し遺伝子変異の整合性を検証し、腫瘍内の進化系統樹と照らし合わせどのような変異がctDNAの検出対象として適しているかの妥当性を検証した。その結果、ヒト癌で最も高頻度で変異が検出されるTP53に関しては、ctDNAとして検出可能な0.1%以下の血中アリル頻度に対応するためにデジタルPCRプローブライブラリーを設計した。コ抗癌剤に対する癌細胞反応性タンパクの定量解析は、臨床的な分子標的薬の選定根拠になるにも関わらず、情報は極めて限定的である。本研究では、日本人胃癌から樹立された胃癌細胞株8種類を用いて、コ抗癌剤反応性タンパクを解析する。
ランダム振動型ジャイロ発電機の研究

予め錘に高速運動を与え,それを振動させることで,従来の単振動型に比べ発電量を大幅に増大させた振動発電機を2種開発した.第1は錘をモータで自転させ,錘に傾斜振動を与えるもので,慣性力の増大原理にコマ式ジャイロを用いている.任意の振動で発電し,最大0.2Wを発電した.第2は梁を曲げ振動させ,これにねじり振動を与えるもので,増大原理に振動ジャイロを用いている.ねじり振動の2倍の周波数で曲げ加振したとき,錘の振動振幅が非加振時の1.5倍に増大した,移動体の振動を電力に変換するジャイロ発電機の基本特性を理論と実験により明らかにした.1.理論解析発電性能の主要因のうち,ジャイロ効果,軸受抵抗,風損を解析した.ジャイロ効果については,トルクが自転速度に比例すること,歳差の固有振動数は回転数に無関係なこと,発電量は歳差の共振時に極大となること,損失がない場合の発電量は自転速度の3乗に比例することが分かった.軸受抵抗については,ピボット軸受は,流体軸受と玉軸受の損失の半分程度あり最も優れること,損失は自転速度に比例することが分かった.風損については,14,000rpm以下では層流であり,損失は自転速度の2.5乗に比例すること,4000rpmで風損はピボット軸受損失の10倍となり,後者は無視できることが分かった.以上から,ロータ半径40mm,自転速度6000rpm,加振振幅1degの場合について,モータと電磁誘導部の効率80%と仮定して損失を差し引いた発電量を計算し,0.7Wとなり,実用的な発電量を得る見通しを得た.2.実験装置理論解析結果を検証する実験装置を製作した.DCモータを外付けしたロータを2重ジンバルで支持し,歳差軸に永久磁石を固定し,電磁誘導により発電する.各ジンバルの回転はエンコーダにより計測する.実験により,歳差の固有振動数は自転速度に依存しないこと,入力振動が歳差共振時に発電量最大となることを確認した.以上により,理論の妥当性を定性的に確認した.3.プロトタイプの製作外形300×160×50のラージモデルを製作した.実験装置に比べ,電磁誘導効率を上げるため歳差軸に増速ギヤを装着したこと,永久磁石の慣性力を低減するためラチェットを挿入したこと,ロータに永久磁石を内蔵し,ロータがモータを兼ね,薄型化としたことが改良点である.正弦加振により,わずかであるが発電し,基本構成の妥当性が示された.振動を電力に変換するジャイロ発電機の特性を,理論と実験により明らかにした.前年度に回転特性を明らかにしたコマ式ジャイロに対して,発電電圧の自転への正帰還による出力増大法を検討した.また,前年度に発想を得た振動ジャイロについて,コマ式との発電量の比較を行った.1.コマ式ジャイロ発電電力を自転モータに帰還させることで,自転速度を増大させ,同一の振動からより多くの発電電力を得る方式を検討した.まず理論解析を行った.ロータの自転運動エネルギが,発電電力と風損の差だけ増大するとして,ジャイロの式,風損の式,エネルギ増大の式を解き,最大発電量を見積もった.その結果,発電量は振動振幅と周波数の10乗に比例するという結果が得られた.つぎに,実験による検証を行った.昨年度に製作したジャイロにハブダイナモを接続した.振動により発電したものの,自転増速は出来なかった.この原因は,自転モータと軸受の損失が大きく,発電量を上回ったためである.また,ロータ内蔵モータを試作した.ロータ内に永久磁石を内蔵し,ジンバルにコイルを2個設置し,コイルに交流磁界を掛けた.ロータが誘導モータとして動作し,かつ,振動に対してジャイロ効果による歳差振動が発生することを確認した.しかし磁気効率が悪く,またロータのアンバランスが大きく,発電に十分な回転速度が得られなかった.2.振動ジャイロ次年度試作機の小型化のため,理論と実験により,コリオリ力による発電効果を検討した.その結果,定速回転時には,コリオリ力は回転機からではなく,加振機から供給され,発電効果はないこと,回転が変動する場合は変動分の2倍の周波数かつ位相が90度ずれた振動を加えると入力エネルギ以上のエネルギを取り出せること,その場合でも,コマ式ジャイロと比較すると,同一体積では発電量は1桁少ないことが分かった.振動を電力に変換するジャイロ発電機の特性を理論と実験により明らかにした.自転の正帰還による増速法を考案し,試作機により発電および回転増速を確認した.25および26年度の成果は以下である.理論解析:コマ式発電機におけるロータの運動を解析した.ジャイロトルクが自転速度に比例すること,歳差の固有振動数は回転数に無関係なこと,損失がない場合の発電量は自転速度の3乗に比例すること,4000rpmで風損がピボット軸受損失の10倍となることを示した.ついで,歳差運動がすべて電力に変換される場合の発電量を求めた.ロータφ80,自転6000rpm,加振振幅1度,効率80%の場合,発電量は0.7Wとなった.