hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
三次元培養心筋組織の作成:伸展刺激による細胞の配行と成熟、収縮力の増強

コントロールとしてES細胞をハンギングドロップ法により培養し同様に検討した。なお、この実験系においてはコラーゲンゲル内での三次元でES細胞の分化を阻害する物質を除去し培養することによって心筋細胞への分化が確認できれば、新たなES細胞の分化誘導方法となる可能性を示す結果であると考えられる。コラーゲンゲル内での培養、ハンギングドロップ法での培養の両方において、心筋細胞への分化がリアルタイムRT-PCR法によるαMHC遺伝子の発現の検討で明らかとなったが、アスコルビン酸の添加によって分化の割合が高くなることは確認されなかった。しかし、これはコラーゲンゲル内での三次元培養それ自体に心筋細胞への分化を誘導する可能性があることを示す結果であると考えている。この結果を踏まえ、現在は球状の人工心筋組織を作成する為のコラーゲン、馬血清、鳥胎児抽出物と細胞の混合物に添加するその他の物質についての検討を継続して施行している。コラーゲンゲルと単離した心筋細胞の混合物を球状の鋳型に入れ培養することによって、移植に適した形状である球状の人工心筋組織を作成し、その組織に伸展刺激を加えることによって細胞の配行、収縮力の変化などについての検討を行う予定であった。しかし、十分な収縮力を発生する人工心筋組織の作成に成功せず、人工心筋組織作成の条件設定を継続している状態である。24年度が最終年度であるため、記入しない。十分な収縮力を発生する人工心筋組織の作成を目標に、人工心筋組織を作成するのに使用するコラーゲン、馬血清、鳥胎児抽出物などの条件設定を行ってきた。しかし、それだけでは至適な組織の作成が困難な可能性があるため、組織の発生に立ち返り、心筋細胞の成熟について新たな添加物の有用性についての検討も施行する予定である。これまでの胚性幹細胞を用いた研究における様々な物質が心筋細胞の分化、成熟を促進するとの報告を参考に、コラーゲンゲル内での三次元培養という人工心筋組織を作成する条件でも同様の効果が認められるかどうかについての検討を行う。
神経芽腫におけるテロメラーゼ活性と予後との関係

神経芽腫症例の生物学的特性を明らかにするために、マススクリーニング発見例9例(以下、マス症例と略)を含む18例を対象として、手術的にあるいは生検により摘出された神経芽腫組織におけるテロメラーゼ活性を、fluorescence-based TRAP法を用いたDNA sequencerによる定量検査により測定した。テロメラーゼ活性の陽性率は、マス症例では100%(9/9)、マススクリーニングによらないで発見された症例(以下、非マス症例)では44.4%(4/9)であった。このうち、非マス症例では治療後の腫瘍組織2例、再発後の組織1例、神経節腫1例が含まれており、それらを除くと60%(3/5)の陽性率であった。治療後の2例と神経節腫1例はテロメラーゼ活性を検出しなかった。また、非マス症例の乳児例で陰性であった症例は、臨床的に予後良好とされているopsoclonus-polymyoclonia症候群(以下、op症候群)のケースであった。マス症例の乳児例が全例活性を認めていたことを考えると、op症候群の予後良好のメカニズムとテロメラーゼの抑制との関係を示唆する。陽性を示した症例におけるテロメラーゼ活性値は、14.2227.15unitsと全例が低値であった。病期やN-mycの増幅の有無、DNA ploidy、Shimada分類、TrkAなどの調べ得た予後因子とテロメラーゼ活性との間に有意な相関はなかった。今回は、解析できた症例数が十分ではなく予後不良の症例が少なかったため、テロメラーゼ活性と予後との関係で有意な一定の傾向を認めなかったが、マス症例については全例が低い活性を示し、生物学的には予後良好のタイプが大半を占めていることを示唆する結果であった。また、非マス症例に比べて、マス症例では低活性ながら全例にテロメラーゼ活性を認めたことにより、マス症例を中心に乳児期発症の神経芽腫は、その腫瘍の発生機構において低活性のテロメラーゼの働きが重要な役割を果たしている可能性が示唆された。平成9年度は神経芽腫の臨床材料のテロメラーゼ活性について検討した。今回対象としたのは、マススクリーニング症例10例(年令7カ月9カ月、ステージIが6例、ステージIIが4例)、非マススクリーニング症例6例(年令7カ月10才5カ月、ステージIが1例、ステージIIが2例、ステージIVAが1例、再発例が2例)であった。テロメラーゼ活性は、fluorescence based TRAP(telomeric repeat amplification protocol)法を用いたDNA sequencerによる定量検査により測定した。液体窒素に凍結保存されていた生検または摘出された神経芽腫組織からTRAP-EZE^<TM>Telomerase Detection Kitに基づいて蛋白質を抽出する。蛍光色素Cy-5を付加したテロメアに抽出蛋白質中のテロメラーゼを反応させて、(GGTTAG)nのテロメアリピートを付加させる。伸長したテロメアをPCR反応により増幅しDNA sequencerにより電気泳動を行いCy-5を検出し、この検体由来のピークの面積の合計と内部標準(internal telomerase assay standard)の面積との比から定量値を算出した。数種の白血病由来株化細胞のテロメラーゼ活性は71.54U362.58Uであった。神経芽腫では、マススクリーニング症例のテロメラーゼ活性は0U27.15Uであり、非マススクリーニング症例では、15.25U24.85Uで両群間に有意差はなかった。

1例を除いてテロメラーゼ活性を検出しており、神経芽腫発生におけるテロメラーゼの関与は大きいものと考えられる。今のところ、著しい高値を示す症例はないが、更に症例を増やして、予後との関係やN-myc増幅、trkA発現、DNA量などの予後因子との関係などを検討していく予定である。また、培養細胞での分化に伴うテロメラーゼ活性の変化、テロメラーゼ活性に関与する遺伝子の発現の変化などを調べる予定である。平成10年度は平成9年度に引き続き、神経芽腫組織のテロメラーゼ活性の測定と、これまでにテロメラーゼ活性を測定した神経芽腫組織におけるN-mycの増幅の有無、DNA量、病理組織所見(Shimada分類)、一部はTrkAの発現についてを検討した。マススクリーニング症例では、ステージIが4例、ステージIIが5例であり、全例がN-myc増幅はなく、DNA ploidyは全例aneuploidy、Shimada分類による病理組織所見は全例がfavorableであった。また、診断時より平均5年を経過し全例が無病生存中であった。テロメラーゼ活性は、14.2227.15U、平均21.63Uであり、上記のように予後因子としては全例が予後良好を示す組織において、低レベルながらテロメラーゼ活性を検出した。一方、非マススクリーニング症例は、ステージIが2例、ステージIIが2例、ステージIVが1例、再発が2例であった。N-mycはステージIVのl例を除いて増幅はなく、DNA量は3例でdiploidy 4例でaneuploidyであった。Shimada分類による病理組織所見は、2例がunfavorable 5例でfavorableであった。2例が死亡、1例が有病生存中で、残りは無病生存中であった。テロメラーゼ活性は、024.85U、平均11.08Uであった。上記両群間に有意差はなく、また、予後因子、予後との関係に有意な相関は認めなかった。
3d遷移金属酸化物のナノ超構造化技術構築と巨大磁気応答性評価

金属酸化物のナノ構造化による高機能創出を目的として、対象物質の成長位置、形状、サイズを3次元方向全てで精確に制御して作製する独自ナノ超構造創製技術「3次元ナノテンプレートPLD法」を確立した。金属-絶縁体転移(MIT)に伴う伝導度と相状態を解明するために、THz時間領域分光(THz-TDS)を計測手法としてLPCMOのTHz伝導度を求めた。得られたTHz伝導度スペクトルから、MIT過程の定量的な伝導度変化と相状態の割合変化と併せて導出することに成功した。イオン液体をゲート絶縁層に用いたLPCMO電界効果トランジスタ構造において、静電的キャリアドーピング効果でMIT特性のチューニングに成功した。機能性金属酸化物のナノ構造化による高機能創出を目的として、対象物質の成長位置、形状、サイズを3次元方向全てで精確に制御して作製する独自ナノ超構造創製技術「3次元ナノテンプレートPLD法」を確立してきた。3次元ナノテンプレートPLD法により線幅を精密に制御して室温強磁性半導体(Fe,Zn)3O4 (FZO)単結晶ナノウォール細線構造を実施し、その断面透過電子顕微鏡(TEM)観察を行った。TEM像より、FZOナノウォールが基板である3D-MgO側面から面内方向にエピタキシャル成長しており、高品質な結晶構造を有していることがわかった。この手法では、任意形状の選択、面内で厚みを制御したナノ構造の作製も実現できる。同手法で、ナノレベルで精密に空間制御し、自在にサイズを調整したナノ超構造体:巨大磁気抵抗効果を示すペロブスカイトMn酸化物(La,Pr,Ca)MnO3 (LPCMO)ナノボックス構造の創製にも成功した。硬X線光電子分光を用いた電子状態解析から、ナノボックス試料では通常の薄膜試料より50 K以上高い温度から絶縁相への転移が生じることを明らかにした。転移点の上昇は3次元ナノ構造形状に由来することが示唆され、ナノ構造化が遷移金属酸化物のエレクトロニクス機能開拓・特性向上に有用であることを示す成果である。更にデバイス展開に最適な構造である、線幅50 nmの(La,Pr,Ca)MnO3ナノウォール細線構造を創製し、電気特性評価を行った。バルクや薄膜試料では見られない抵抗の急峻な変化:デジタル磁気抵抗が発現すること見出された。ナノ細線では薄膜には見られない急峻なMR変化が現れた。これはsub-100nmのサイズを有する単一電子相をナノウォール細線中に閉じ込めたことにより、単一電子相の相転移を直接的かつ効率的に検出できたことに由来すると考えられる。機能性金属酸化物のナノ構造化による高機能創出を目的として、対象物質の成長位置、形状、サイズを3次元方向全てで精確に制御して作製する独自ナノ超構造創製技術「3次元ナノテンプレートPLD法」を確立した。3次元ナノテンプレートPLD法でペロブスカイトMn酸化物(La,Pr,Ca)MnO3 (LPCMO)のナノ細線構造体を作製し機能性酸化物3次元ナノ構造の伝導特性を計測し、バルクでは観察されない急峻なstep抵抗変化を見出した。金属-絶縁体転移(MIT)に伴う伝導度と相状態の相関を解明するために、光と電波の中間の周波数をもつテラヘルツ(THz)波を用いた、THz時間領域分光(THz-TDS)を計測手法として研究を行った。10-250Kの温度領域でTHz-TDS測定(0.5-3.5 THz)を行い、LPCMOのTHz伝導度を求めた。得られたTHz伝導度スペクトルの変化率から、温度により伝導特性は3つに分類できることが分かった。これが、金属状態、金属/絶縁体共存状態、絶縁体状態に対応し、金属の伝導を記述するDrudeモデル、絶縁体の伝導を描写するAustin-Mottモデルとを、金属/絶縁体の体積比率で重みを付けて組み合わせた複合モデルにより記述することに成功した。これにより、強相関物質のMIT過程の定量的な伝導度変化と相状態の割合変化と併せて導出できる解析手法が実現された。この手法は、非接触手法であるため電極の作製に困難が伴うナノ構造試料にも適応が可能である。確立した計測手法で100 nm線幅を持つLPCMOナノ細線構造体試料のTHz-TDS測定においても、定量的に伝導度と相状態の割合の変化の導出が可能となり、ナノ構造に起因する劇的な新現象:巨大物性の探索につながった。さらに、イオン液体をゲート絶縁層に用いたLPCMO電界効果トランジスタ構造において、静電的キャリアドーピング効果で金属-絶縁体転移温度の減少/増加、抵抗の増加/減少を制御することに成功した。ナノ構造科学研究期間内に明らかにする事として、以下の3点を当初目標として挙げた。

(1)10nmレベルのナノスケールで望みの物質の空間的配置と次元性を任意に制御した酸化物ナノ超構造の形成を実現し、従来困難であった3次元ナノ構造体制御およびその学理を構築する。(2)電気伝導、磁気抵抗効果評価などのナノ超構造体の基礎物性評価、デバイス機能評価を通じて、デバイスサイズと機能(増幅)特性の相関を明らかにする。(3)上記(1)、(2)で得た知見を基に、材料のもつポテンシャルを最大限に発揮できる構造をデザイン、作製し新奇省エネルギーナノデバイスのデモンストレーションを行う。現時点で(1)、(2)まで達成でき、(3)のデバイス化に向けた電界効果トランジスタ(FET)デバイス構造の作製に成功しており、電界による基本動作の確認に成功しており、当初目標を達成できる見込みである。今年度は、LPCMOナノ細線を基盤とした超省エネルギー電界制御型不揮発性スピンメモリの創製に注力する。ゲート電極から電界を印加し書き込み層の強磁性を抑制する事により、磁化を反転の為の書き込み電流を大幅に抑制する、電界制御型超省電力不揮発性スピンメモリ動作をデモンストレーションする。第一に、有機イオン液体をゲート絶縁層に用いたLPCMOエピタキシャルナノチャネル電界効果トランジスタ構造の輸送特性評価に重点的に取り組む。イオン液体の特徴は、電気二重層と呼ばれる分子層程度の帯電層にあり、わずか数Vの電圧においても電気二重層を介してMV/cmを超える電界が生じることで、巨大なキャリアドーピング効果が得られる。前哨実験として作製したLPCMO薄膜FETデバイス構造において、電圧極性、チャネル膜厚、温度依存性の詳細な評価を行った。イオン液体/LPCMO-FET構造においては、p型の挙動を示し+3Vのゲート電圧印可で電子ドープに相当する金属-絶縁体転移温度の減少、抵抗の増加がみられ、-3Vのゲート電圧印可で転移温度の上昇、抵抗の減少が観察されホールドープに相当する挙動が観察された。本プロジェクトで具体的出口に掲げている超省エネルギーナノスピンデバイスの具現化に当たり、これまでに達成したLPCMOナノ細線構造をベースにイオン液体ゲート絶縁層を追加することにより、電界制御で磁化をスイッチング機能を実現する。電界効果を効率的に行うべくナノデバイス構造の最適化を行った結果、当初計画していたナノ構造と変更を生じた。そのため、インプリント用モールドが当初計画より安価になり、経費が節約できたため。今年度推進するナノ細線構造の電気伝導測定用の電極材料、光学特性を評価するための、反射測定装置の購入に充てる。
本邦におけるLARの実態と病態解明に関する研究

アレルギー性鼻炎の診断は,鼻のかゆみ・くしゃみ、鼻漏、鼻閉の3主徴を有し、鼻汁好酸球、皮膚テストまたは血清特異的IgE抗体、誘発テストのうち2項目以上が陽性で診断される。アレルギー性鼻炎と類似の症状を持ちながら採血等でアトピー性の証明ができない症例があり、これらの中には,下鼻甲介粘膜局所で特異的IgE抗体が産生される例があると考えられる。既にLocal Allergic rhinitis (LAR)という概念が提唱されているが、我が国での実態、特にスギ花粉については未詳の点が多い。当研究は日常診療においてLARの実態調査を行い、診断基準の作成に寄与することを目指して研究を施行した。当院で鼻科手術を施行した50症例を対象とした。皮内テスト、誘発テストを施行、下鼻甲介粘膜局所における総IgE、特異的IgE(ヤケヒョウヒダニ、コナヒョウヒダニ、スギ)を測定し、末梢血IgEと比較した。末梢血IgE値と局所IgE値は相関関係を認めた。末梢血にて特異的IgEが測定感度以下でありながら、局所でダニ・スギ特異的IgEを検出する症例を認めた。誘発テスト・皮内テストの結果と合わせて、LARと診断できる症例を抽出した。我が国において、ダニ、スギに対するLAR症例は存在すると考えられた。今後は、LARと診断できた症例がやがては全身的なI型アレルギー反応陽性となっていくのかどうかといった自然経過(natural history)を検討する。アレルギー感作と発症、アレルギーマーチの病態解明にも関係すると考えられる。また、下鼻甲介粘膜における病理学的検討を追加し、免疫担当細胞の所在を検討していく。手術症例50例のデータの収集を終え、収集データの統計学的解析を行った。その結果をもとに耳鼻咽喉科アレルギー分野の論文を作成した。現在、耳鼻咽喉科アレルギー分野の学術誌に論文投稿中である。対象手術症例に対する、病理学的検討を加えていく。下鼻甲介粘膜の病理標本に対して、免疫染色を行う。下鼻甲介粘膜における樹状細胞、肥満細胞、マクロファージ等の評価を加え、臨床症状、末梢血採血データ、局所IgE値との関連を検討する。Local allergicrhinitis(LAR)と診断できた症例に対して、今後の自然経過に対する検討を加える。臨床症状の変化、末梢血採血データの変化、喘息などの他のアレルギー疾患の新規発症などの有無を検討する。鼻粘膜局所に限局したアレルギー性鼻炎病態に対して、local allergic rhinitis(LAR)といった呼び方が提案されている。LARの定義は、誘発テスト陽性and/or局所IgE産生陽性である。皮内反応や末梢血レベルでの抗原特異的抗体価といった、全身的なI型アレルギー検査では異常を示さないが、鼻粘膜局所では抗原特異的抗体産生とI型アレルギー反応に基づく症状を認める、花粉症を含めたアレルギー性鼻炎が存在する可能性が、このようにLARに対する関心が高まっており、欧州では診断といくつかの治療方針の提案までなされているが、本邦の臨床現場での実態把握は未だ不十分であり、非アレルギー性鼻炎と診断される症例においてLARがどの程度存在するかは不明である。そこで、スギ・ヒノキ花粉症、ハウスダスト・ダニアレルギーを中心とした本邦でのLARの実態を日常診療の中で検討する。これらは、診断と治療方針の確立に直結する検討である。一方でLARがやがては全身的なI型アレルギー反応陽性となっていくのかどうかといった自然経過(natural history)を検討し、アレルギー感作と発症、アレルギーマーチの病態解明にも関係すると考えられる。LARの我が国での実態、特にスギ花粉については未詳の点が多い。当研究は日常診療においてLARの実態調査を行い、診断基準の作成に寄与することを目指す。アレルギー性鼻炎または肥厚性鼻炎、慢性副鼻腔炎で、手術療法を施行した患者を対象とした。平成27年5月から29年2月までの1年10か月間に日本医科大学武蔵小杉病院において、下鼻甲介粘膜切除術もしくは粘膜下下鼻甲介骨切除術を施行し下鼻甲介粘膜が得られた28症例、性別は男22例,女6例,年齢は1476歳であった。当院の倫理委員会を認証し、本人の同意が得られた症例を対象とした。方法:術前に採血を施行し、血清特異的IgE抗体(13項目)を測定した。ダニ(コナヒョウダニもしくはヤケヒョウダニ)、スギの項目のうち、血清特異的IgE抗体価がクラス0、1の項目に対して、誘発テストを施行した。ダニ誘発テストは、アレルゲン対照ディスクに治療用ダニアレルゲンエキス皮下注「トリイ」10000JAUを滴下、スギ誘発テストは治療用標準化アレルゲンエキス皮下注「トリイ」スギ花粉2000JAUを対照ディスクに滴下したものを用いて施行した。

手術時に得られた粘膜をPBS内で5分間すりつぶし、遠心後に得られた上清を用いて、下鼻甲介粘膜局所での特異的IgE値(8項目)を測定した。手術で生じた下鼻甲介粘膜を生理食塩水ですすいでガーゼで拭い、付着した血液を除去した。直ちに液体窒素で凍結し、検体の重量を測定した。1mlPBS(pH7.0)内で採取した下鼻甲介粘膜を5分間すりつぶした。遠心分離機にかけ、300回転で10分間遠心した。上澄みを採取し、総IgE、抗原特異的IgE5項目(ハウスダスト、ヤケヒョウダニ、スギ、ヒノキ)を測定した。測定にはアラスタット3gを使用した。末梢血IgE値はIU/mlで表記されるため、測定値を検体1gあたりの値に換算した。結果:末梢血IgE値と鼻粘膜における特異的IgEは正の相関を認めた。ダニ、スギ個々における検討、誘発試験との関連については現在統計学的検討を行っている。内容:本邦におけるLocal Allergic Rhinitisの実態を解明する目的で、鼻科手術症例を対象として下鼻甲介粘膜における特異的IgEの測定を行っている。意義:アレルギー性鼻炎様の症状を持ちながら、皮膚テストや採血などの検査において全身アトピー性を認めない症例があり、その中にLARの概念に当てはまる症例があると考えられている。本邦におけるその頻度などは不明な点が多い。そのため、本邦における実態を解明するために研究を行う。研究結果:当院で鼻科手術を施行した症例を対象とした。術前に、末梢血IgE測定(総IgE、特異的IgE12項目)、鼻汁好酸球検査、皮内テスト(HD・スギ)、誘発テスト(ダニ・スギ)を施行した。術後、下鼻甲介粘膜をすりつぶし、その上清を用いて、総IgEと、特異的IgEをアラスタット3gを用いて測定した。下甲介粘膜の病理標本で、組織中好酸球を測定した。手術症例における下鼻甲介粘膜局所IgE測定において、基本的には末梢血特異的IgE値との相関を認めた。しかし、末梢血でIgEが検出されない症例でも、局所において微量ながら特異的IgEを検出した。その陽性率はスギよりもダニで高かった。局所特異的IgE値と皮内テストの検討では、皮内テスト陽性と陰性群では、陽性群で局所特異的IgE値が有意に高かった。鼻汁好酸球と、局所好酸球では、好酸球の陰性群・陽性群間で、局所総IgE値に有意差は認めなかった。誘発テストの結果と合わせて、LARと診断できる症例を抽出した。LARの診断にあてはまる症例は、ダニで2例認めた。今後、LARと診断した症例の自然経過を観察していく予定である。症例の蓄積を行い、手術症例50症例が得られた。現在、得られた症例に対する統計解析と論文作成を行っている。アレルギー性鼻炎の診断は,鼻のかゆみ・くしゃみ、鼻漏、鼻閉の3主徴を有し、鼻汁好酸球、皮膚テストまたは血清特異的IgE抗体、誘発テストのうち2項目以上が陽性で診断される。アレルギー性鼻炎と類似の症状を持ちながら採血等でアトピー性の証明ができない症例があり、これらの中には,下鼻甲介粘膜局所で特異的IgE抗体が産生される例があると考えられる。既にLocal Allergic rhinitis (LAR)という概念が提唱されているが、我が国での実態、特にスギ花粉については未詳の点が多い。当研究は日常診療においてLARの実態調査を行い、診断基準の作成に寄与することを目指して研究を施行した。
温暖化気候変動が落葉果樹の休眠と生育に及ぼす影響の解明

1.冬季温暖化による花芽異常の発生限界条件の解明1)ブラジルにおける現地調査:南伯では低温遭遇時間が少ない園ほど甚大な被害が発生し,品種,栽培,気象,標高や地形条件との関係を解析した。低温不足を補う対応技術としての休眠打破剤の使用適期は必要低温時間の57割経過時であり,我が国での再現試験時に花芽異常発生防止処理が有効になる生育ステージに一致した。2)花芽異常の再現試験:野外で不十分な低温時間を与えた「幸水」,「豊水」幼木を用いて,花芽異常の再現と高温ショックを利用した抑止技術の検討を行った。自発休眠覚醒に必要な低温要求性の品種間差が花芽異常の発生程度に大きく影響し,かつ抑止効果の高くなる時期にも関係していた。3)開花など生態情報データベースの構築と温暖化影響の解析:全国規模での約40年間の落葉果樹の開花や収穫日に関する資料を解析することにより,地域性や樹種・品種毎の特徴及び都市化の影響評価への利用法を明らかにし,収集整理を行った生態資料のデータベース化に取り組み,今後もデータの拡充・更新を継続する。開花から幼果の期間の温度経過が,「幸水」などの早生と「二十世紀」や「新高」などの収穫時期に及ぼす影響が異なり,果実の生育期間のモデル化には冬季の低温に加えて,盛夏期の高温の影響評価が重要であると推定した。2.冬季の低温量不足に対応した制御技術の開発水の気化熱を利用した冷却法と放射制御資材を組み合わせて積極的に樹体温の低下を図り,環境負荷が少なく,かつ省エネルギーである休眠開花の制御技術を開発した。気化熱+多機能資材の組み合わせに加え,高温ショック処理による花芽異常発生防止効果が検証でき,さらに実用的な制御法の開発を進めている。本研究は,冬期の温暖化による影響が顕著に発現しやすいニホンナシを対象に行った。1.冬期の温暖化に伴う花芽異常の発生限界条件の解明(1)ブラジルにおける現地調査2002年11月末12月初旬にブラジルにおいて,海外共同研究者と実際の発生状況と園地や栽培条件,地形条件,気象条件等の調査を行うとともに,気象観測データや既存の資料,現地での試験成績について検討・解析を行った。RS州カングスーの果樹農家の調査では,標高差20m程度の斜面の上下の微気象の違いにより,花芽異常の発生に明らかな差異が観察され,それは園地内で計測した低温遭遇時間の多寡の差異で説明できた。(2)花芽異常の再現試験露地で7.2°C以下の低温遭遇時間が450時間に到達した後,ニホンナシ「幸水」,「豊水」の鉢植え樹を(1)の対象地域を想定した冬から初春期の日較差が非常に大きい気温変化に遭遇させることで,花芽異常の再現試験行った。低温遭遇時間450時間は,現地の30年間の気象観測資料を基に研究代表者が解析した現地果樹園の平均的な低温遭遇時間を与えている。自発休眠の覚醒には,通常8001000時間は必要されるのに対し,このように不十分に低温遭遇させた後,昼1530/夜510°Cの日較差の大きい環境下に置くことにより,現地での開花条件と類似した反応,即ち「幸水」と「豊水」での開花率の違いや異常な花芽の発生などの現象が観察され,再現はほぼ可能となった。(3)開花その他の落葉果樹生態情報データベースの構築2.冬期の低温量不足に対応した制御技術の開発水の気化熱を利用した細霧冷却法と被覆資材の組み合わせにより,積極的に樹体温の低下を図り,自発休眠の覚醒促進や開花時期の制御効果を試験した。

開花に関するデータは未だ未開花のため次年度に報告するが,処理花芽の温度の計測結果から自発休眠の覚醒効果が高い温度帯域に維持する時間が,無処理の対照区に比較し長くなり,休眠覚醒に必要な低温量の確保に有効であった。本研究は,冬季の温暖化による影響が顕著に発現しやすいニホンナシを対象に行った。1.冬季の温暖化に伴う花芽異常の発生限界条件の解明(1)ブラジルでの花芽異常発生に関する現地調査海外共同研究者との調査・解析結果の検討から,花芽(混合花芽)中のCaやBについて,地域間,品種間,採取時期,芽の部位別などの含量の相違と花芽異常の発生に興味ある成果が得られた。調査対象品種は,Pyrus pyrifolia(二十世紀,幸水)とP.communisとP.pyrifoliaの雑種(Kieffer)である。花芽異常の発生にはB欠乏ではなく,B過剰とCa欠乏の関与が示唆された。(2)花芽異常の再現試験露地で7.2°C以下の低温遭遇時問が800時間に到達した後,1月初旬に27/22°Cのファイトトロンに搬入し,温度変動を与えると'幸水'よりも自発休眠覚醒のための低温要求量が高い'新高'では,1花房に1輪程度の貧弱な開花が多少みられるようなブラジル国での軽度の花芽異常発生状態を再現できた。(3)開花その他の生態情報データベースの構築生態情報データベースの構築に向けて,資料を収集解析中である。青梨の'二十世紀'と赤梨の'幸水'・'豊水'についての開花や収穫日の変動状況の比較解析を行い,国内の関連学会に発表するともに,さらに関連成果を国際シンポジウム(2件)で講演予定である。2.冬季の低温量不足に対応した制御技術の開発自発休眠期と他発休眠期の2回に分けて,水の気化熱を利用した細霧冷房法と高反射性資材の組み合わせにより,積極的に樹体温の低減を図る試験を行った。外気温が15°Cと自発休眠覚醒に無効な温度帯にあるときでも,処理区では46°Cの冷却効果があり,自発休眠覚醒に有効であった。そのような昼間の温度低減処理を行うことにより,無処理地区に比較し,ファイトトロン搬入後の発芽・開花率が向上した。本研究は,冬季の温暖化による影響が発現しやすいニホンナシを対象に行った。1.冬季の温暖化に伴う花芽異常の発生限界条件の解明(1)ブラジルでの花芽異常発生に関する現地調査海外共同研究者との調査・解析結果の検討から,芽の可溶性糖,ソルビトール,デンプン含量との関係を調べ,可溶性糖類は発芽期に急増すること,花芽異常の発生しやすいPyrus pyrifolia(豊水)の全可溶性糖は,発生の少ないP.communisとP.pyrifoliaの雑種(Kieffer)に比べて顕著に少ないことが明らかになった。(2)花芽異常の再現試験ニホンナシ「新高」を用い,自発休眠期の各段階で高温ストレスを与え,以後22/17°C下で低温に遭遇させないようにすると完了には不十分な1/4から1/3の7.2°C以下の低温遭遇時間経過後の温度処理により,ほぼ100%近い花芽異常現象が発生し,不十分な低温とそれに続く高温ストレスが大きく関与することが推察された。また,我が国での同種被害発生が報告されている熊本県の施設栽培地帯の発生状況の調査も行った。(3)開花その他の生態情報データベースの構築主要栽培品種「幸水」「豊水」「二十世紀」の開花・収穫日の変動状況の全国比較を引き続き行い,品種による温暖化影響の発現の相違,都市化拡大程度が開花日推定に及ぼす影響や開花等の生態資料から温暖化・都市化影響を推定可能であることを国内外の学会に発表し,一部は国際学術雑誌に掲載予定となった。
理工系口頭発表コーパスに基づいた専門日本語・英語の教育法の開発

日英語において非母語話者の理工系研究者へ言語支援を提供するため日本人学生が行った日本語による研究発表,米国人学生が行った英語による研究発表,および国際学会にて複数の国出身の研究者が英語によって行った研究発表を収録して書き起こした.口頭発表の内容を解析し,複数のmove(表現意図)を特定した.各moveはsectionとstepの組み合わせとし,発表内容の各文章に各move特有のタグを付けた.タグ付けされた発表の書き起こしをJECPRESE(The Japanese-English Corpus of Presentations in Science andEngineering, http ://www. jecprese. sci. waseda. ac. jp/)にアップロードして公開した.これによって全世界の研究者が口頭発表を準備する際にJECPRESEサイト上で単語・表現,およびmoveを指定して検索し,本研究で収録して解析した口頭発表内容を参考にすることができる.日英語において非母語話者の理工系研究者へ言語支援を提供するため日本人学生が行った日本語による研究発表,米国人学生が行った英語による研究発表,および国際学会にて複数の国出身の研究者が英語によって行った研究発表を収録して書き起こした.口頭発表の内容を解析し,複数のmove(表現意図)を特定した.各moveはsectionとstepの組み合わせとし,発表内容の各文章に各move特有のタグを付けた.タグ付けされた発表の書き起こしをJECPRESE(The Japanese-English Corpus of Presentations in Science andEngineering, http ://www. jecprese. sci. waseda. ac. jp/)にアップロードして公開した.これによって全世界の研究者が口頭発表を準備する際にJECPRESEサイト上で単語・表現,およびmoveを指定して検索し,本研究で収録して解析した口頭発表内容を参考にすることができる.本研究では理工系分野の英語非母語話者および日本語非母語話者研究者がそれぞれ,英語および日本語で口頭発表を行う際の負担を軽減するため理工系分野における日本語・英語による口頭発表コーパスを構築し,解析を行っている.平成21年度予算を用いて下記のとおり研究を実施した.1.以前に収録・書き起こしをした日本語による口頭発表と英語による口頭発表を解析し,32moves(表現意図)を特定して発表内容の各文章を分類し,タグした.3.英語による口頭発表を増やすため,Northern Arizona University(北アリゾナ大学,以降NAU)工学部の学部4年次生から収録した.NAU英語学科教員,NAUテレビサービス職員,NAU工学部副学部長を初めとする多数の教職員の協力を得て工学部の電気工学科,情報科学科,機械工学科,土木工学科および環境工学科に所属する学生から収録への許諾を得た.4.収録したデジタルテープをDVDに変換し,発表内容の書き起こしを専門会社へ委託した.新規に米国の大学にて収録した工学部学生による発表は,既存の日本語発表と類似であり,H22年度にそれらを中心に解析して下記のとおりmoveのリストを更新した.1.日英語による発表の各文章を,まず2階層のmoveに分類することにした.以前の32movesでは,例えば方法説明時に生起した「実験手順」は結果説明時に生起した「実験手順」は異なった2種類のmoveに分類されていたが,新分類方法では「手順」は発表内のどの部分に生起してもProcedureとして分類することにした.今後は各文章にこれらのSection/Stepをタグ付ける作業を行い,更新したコーパスを公開する.【研究の目的】理工系の分野では,communication skillsが重要視されているが,特に英語による口頭発表に関する教材については,執筆者の経験則に基づいたものが多く,定量的データ解析に基づいた教材はない.その結果,研究者が必要とする論理的情報発信能力を醸成する教育法が存在しないのが現状である.本研究では,理工系分野における日本語および英語による口頭発表のコーパスを構築し,口頭発表のsentence levelおよびdiscource levelの言語特徴を特定し,定量的データ解析に基づいて専門日本語教育および専門英語教育を統合した教育法の開発を目的としている.【研究方法】日本語による口頭発表は,工学研究科の複数の専攻にて修士課程を修了する学生から,本研究課題がスタートする以前にすでに収録していた.英語による口頭発表については,国際学会にて平成19年度に収録した後,アメリカの大学にて工学部の学部生から平成22年度に収録した.平成22年度以降,収録した発表内容を書き起こして解析し,各文にmoveタグを付けた.【研究成果】
不動点への高速な単調近似を実現する写像の新構成法と信号処理工学への応用

信号処理は,オンライン機械学習問題や適応フィルタリング問題など,幅広い分野に応用されており,誤差に頑健で低い計算量を有し,安定かつ高速な収束性能をもつアルゴリズムが望まれている.頑健性には「非可微分凸関数や指数型凸関数の値を十分小さくする点を見つける問題」に定式化が有効であり,低計算量で安定した収束の実現には「単調近似写像(解集合の点を不動点とし,それ以外の点は必ず解集合へ近づける写像)」の一つである劣勾配射影が有効である.しかし,劣勾配射影の収束は十分高速ではない.そこで,本研究は劣勾配射影と同程度の計算量で高速な収束を実現する単調近似写像を用いた高性能な信号処理アルゴリズムの構成を目的としている.今年度は,昨年度提案したAdaptive Proximal Forward-Backward Splitting(APFBS,「可微分凸関数と非可微分凸関数の和の最小化問題」の解集合への単調近似写像である前方後方分離型近接点写像を用いた適応システム同定問題の解法の設計原理)の応用を行った.APFBSの枠組みにHuber functionを導入する事で,インパルス性雑音に対する頑健性を有した適応システム同定問題の解法を提案している.これは,Benestyらが提案しているRVSS-NLMSの拡張となっており,RVSS-NLMSに比べ高い推定精度を実現している.さらに,「非可微分凸関数の和の最小化問題」の解集合への単調近似写像であるDouglas-Rachford splitting写像を用いた適応システム同定問題の解法を提案した.この解法は,非可微分凸関数の和を目的関数として扱う事のできる初めての適応システム同定問題の解法である.特に,複数の制約集合の指示関数(制約集合上で0,それ以外で無限大の値をとる関数)の和を目的関数として用いる事で,制約に対する忠実性を厳密に実現できる.適切に目的関数を選ぶ事で,APFBSに匹敵する性能を実現できることを確認している.また,Alternating Direction Method of Multipliers(ADMM,「非可微分凸関数の和の最小化問題」の逐次最小化原理)の計算時間削減法の提案を行った.ADMMの更新は補助問題の解法により構成される.信号処理への応用では,この補助問題に非線形反復解法が必要となることが多く,1回の更新に多大な計算時間を要していた.そこで,ADMMに現れる補助問題を「閉じた解を持つ特別な補助問題」に置き換えても,ADMMと同等の収束性能が実現できることを明らかにしている.また,提案法が計算時間をADMMの21-77%程度に削減できることを数値的に確認している.信号処理は、オンライン機械学習問題や適応フィルタリング問題など、幅広い分野に応用されている。そのため、誤差に頑健で低い計算量を有し、安定かつ高速な収束性能をもつ信号処理アルゴリズムが望まれている。頑健性には「非可微分凸関数や特定の指数型凸関数の値を十分小さくする点を見つける問題」に定式化する事が有効であり、低計算量で安定した収束の実現には「単調近似写像(解集合の点を不動点としそれ以外の点は必ず解集合へ近づける写像)」の一つである劣勾配射影が有効である。しかし、劣勾配射影の収束は十分高速ではない。そこで、本研究は劣勾配射影と同程度の計算量で高速な収束を実現する単調近似写像の構成と単調近似写像を用いた高性能な信号処理アルゴリズムの構成を目的としている。本年度は、特定の指数型凸関数に対して、劣勾配射影と同程度の計算量でより高速な収束が期待できる優れた単調近似写像の新構成法(成果1)を提案した。また、画像復元問題に対して「凸制約への射影」と非可微分凸関数に対する単調近似写像である「Moreauの近接点写像」の合成写像を用いたアルゴリズムを提案した(成果2)。さらに、近接点写像を世界で初めて適応システム同定問題の解法に導入し、種々の既存法の性能を著しく改善できることを確認している(成果3)。これらの成果は高く評価されており、特に成果1と成果3は権威のある信号処理の国際会議であるICASSPで発表を行い、注目されている。信号処理は,オンライン機械学習問題や適応フィルタリング問題など,幅広い分野に応用されており,誤差に頑健で低い計算量を有し,安定かつ高速な収束性能をもつアルゴリズムが望まれている。頑健生には「非可微分凸関数や指数型凸関数の値を十分小さくする点を見つける問題」に定式化が有効であり,低計算量で安定した収束の実現には「単調近似写像(解集合の点を不動点とし,それ以外の点は必ず解集合へ近づける写像)」の一つである劣勾配射影が有効である.しかし,劣勾配射影の収束は十分高速ではない.そこで,本研究は劣勾配射影と同程度の計算量で高速な収束を実現する単調近似写像を用いた高性能な信号処理アルゴリズムの構成を目的としている.今年度は,「可微分凸関数と非可微分凸関数の和の最小化問題」の単調近似写像である前方後方分離型近接点写像を用いたアルゴリズムを提案している.これは,画像のぼけ除去などで効果的であると考えられているiterative shrinkage/thresholding(IST)法の考え方を適応フィルタリング問題に拡張した初めてのアルゴリズムであり,低計算量で安定かつ高速な収束性能とともに高い推定精度を実現することを確認している。さらに,IST法の著しい高速化を実現するFast IST法の考え方も適応フィルタリング問題に拡張し,その有効性を数値的に確認している.また,Fast IST法のさらなる高速化を提案している.

Fast IST法とIST法の収束速度はステップサイズに依存しており,Fast IST法のステップサイズの自由度はIST法に比べ小さい.そこで,IST法と同じステップサイズを用いることができるFast IST法の拡張を提案し,それが高速化を実現する事を数値的に確認している.以上の提案法の理論的評価のため,推定精度の評価基準の一つであるStein's unbiased risk estimator(SURE)の研究も行った.本年度は,SUREが悪条件な問題では評価基準として不十分である事を理論的に明らかにし,悪条件下でも有効な評価基準を提案した.また,その有効性は数値例への応用によっても確認している.信号処理は,オンライン機械学習問題や適応フィルタリング問題など,幅広い分野に応用されており,誤差に頑健で低い計算量を有し,安定かつ高速な収束性能をもつアルゴリズムが望まれている.頑健性には「非可微分凸関数や指数型凸関数の値を十分小さくする点を見つける問題」に定式化が有効であり,低計算量で安定した収束の実現には「単調近似写像(解集合の点を不動点とし,それ以外の点は必ず解集合へ近づける写像)」の一つである劣勾配射影が有効である.しかし,劣勾配射影の収束は十分高速ではない.そこで,本研究は劣勾配射影と同程度の計算量で高速な収束を実現する単調近似写像を用いた高性能な信号処理アルゴリズムの構成を目的としている.今年度は,昨年度提案したAdaptive Proximal Forward-Backward Splitting(APFBS,「可微分凸関数と非可微分凸関数の和の最小化問題」の解集合への単調近似写像である前方後方分離型近接点写像を用いた適応システム同定問題の解法の設計原理)の応用を行った.APFBSの枠組みにHuber functionを導入する事で,インパルス性雑音に対する頑健性を有した適応システム同定問題の解法を提案している.これは,Benestyらが提案しているRVSS-NLMSの拡張となっており,RVSS-NLMSに比べ高い推定精度を実現している.さらに,「非可微分凸関数の和の最小化問題」の解集合への単調近似写像であるDouglas-Rachford splitting写像を用いた適応システム同定問題の解法を提案した.この解法は,非可微分凸関数の和を目的関数として扱う事のできる初めての適応システム同定問題の解法である.特に,複数の制約集合の指示関数(制約集合上で0,それ以外で無限大の値をとる関数)の和を目的関数として用いる事で,制約に対する忠実性を厳密に実現できる.適切に目的関数を選ぶ事で,APFBSに匹敵する性能を実現できることを確認している.また,Alternating Direction Method of Multipliers(ADMM,「非可微分凸関数の和の最小化問題」の逐次最小化原理)の計算時間削減法の提案を行った.ADMMの更新は補助問題の解法により構成される.信号処理への応用では,この補助問題に非線形反復解法が必要となることが多く,1回の更新に多大な計算時間を要していた.そこで,ADMMに現れる補助問題を「閉じた解を持つ特別な補助問題」に置き換えても,ADMMと同等の収束性能が実現できることを明らかにしている.
抗癌剤による肺障害の分子機構解析と新規治療薬開発

H19年度では以下の研究を行った。1.ミエローマ細胞を用いて抗ヒトIL-18モノクロナール抗体を5クローン樹立した。2.樹立した5クローンはすべてWestern Blot法に使用できた。18KdaのIL-18を認識した。3.樹立した5クローンのうち一つ(1-8D)の抗ヒトIL-18モノクロナール抗体は免疫染色法に用いることが出来た。5.これらの抗ヒトIL-18モノクロナール抗体の組み合わせではELISAは出来なかった。これらの実験結果から,これらの抗ヒトIL-18モノクロナール抗体は強い中和活性を持っていない可能性が高い。しかし抗ヒトIL-18モノクロナール抗体を5クローン樹立し,ヨーロッパ呼吸器学会誌に報告した。現在,"IL-18に対する高い中和活性能を持つモノクロナール抗体作成には,抗IL-18受容体抗体が良い"との作業仮説を持つに至っている。Redox蛋白チオレドキシン(TRX)ががIL-18/1L-2とブレオマイシンが誘導する2つの間質肺炎・肺障害モデルを抑制することを米国呼吸器学会誌に報告した。しかし、TRX欠損マウスは致死のため生体におけるTRXの役割は不明な点が多い。そこでTRXの機能解析のため、欠損マウスの代わりにダブルストランドRNAi (dsRNAi)を用いたKOマウスの樹立を試みている。dsRNAiを用いたTRXノックダウンマウスの作製のためマウスTRX (mTRX)のcDNAをRT-PCR法で増幅し、シークエンスして得た。このmTRX cDNAを3'←5'と5'→3'の2つ逆方向に繋がったinverted repeat (ir) mTRX cDNAを作製した。これを理研の石井俊輔博士から供与されたpDECAPvectorに組み込む(以下pDECAP-ir mTRX)。また確認のためmTRX cDNAを発現ヴェクターpcdef3に組み込む(以下pcdef3-mTRX)。これを常道に従い293細胞にpcdef3-mTRXとpDECAP-ir mTRXに一過性にこの2つの遺伝子を強発現(double transfection)しNorthern blot法でIn vitroでこのコンストラクトがTRXの発現を抑制するのを確認する。同時にmTRX抗体を自前で作製しこの抗体を用いてmTRXのELISAを樹立する。樹立できたらpcdef3-mTRXが発現した293細胞の培養上清中のmTRXがpDECAP-ir mTRXで抑制するか確認する。確認終了後、このコンストラクトを制限酵素で切り出し精製しした。現在このコンストラクトの機能を解析中である。
ナフトピジルを基盤とした新規悪性中皮腫治療薬の創製と作用メカニズムの解明

2018年度も2017年度に引き続き、誘導体合成を検討したところ、合成中間体として得られたナフトピジル代謝物がナフトピジルよりも細胞増殖抑制活性を有することが見出された。ナフトピジル代謝物の多くが尿中排泄タイプであり、膀胱に効率的に集積すると考えられるため、膀胱がんに細胞をターゲットし既知および予測代謝物を網羅的に合成した。合成した8つの化合物の1次評価として、膀胱癌細胞株KK47の増殖抑制活性(IC50)を評価した。その結果、既知代謝物Aの抗腫瘍効果はナフトピジルと比較して約1.3倍程度強いことが見出された。さらに、ヒト胎児腎細胞から樹立された正常細胞株HEK293に対する細胞毒性を評価したところ、既知代謝物Aはナフトピジルに比べて約0.45倍程度減弱した。正常細胞IC50/腫瘍細胞IC50の比で選択毒性の程度を比較したところ、既知代謝物Aはナフトピジルに比べ、約2.8倍程度改善していた。さらに、高次評価を行うための既知代謝物Aの大量合成法を確立した後、既知代謝物Aの血中濃度測定も行った。in vivoにおける既知代謝物Aの抗癌活性を検討するため、KK47細胞移植マウスXenograftモデル実験を行ったところ(32 mg/kg, ip,週1回投与)、ナフトピジルより強い癌細胞増殖抑制効果を示すことが明らかになった。現在、本成果の報文化を行うと共に中皮腫細胞への効果について検討を行っている。当初の目的とする新規誘導体ではないが、ナフトピジルより強力な活性を有する代謝物を見出すことができ、代謝物の薬物動態も確認した後に、膀胱がん細胞でin vivoで活性を示すことを明らかに出来た。2019年度は代謝物がin vivoにおいて中皮腫細胞で腫瘍増殖抑制があるかを検討することで、当初の目的である中皮腫細胞の抑制剤の開発が可能になると考えている。【平成28年度の計画】本研究では、臨床応用を視野に入れ抗がん活性が高く、毒性が低い新規ナフトピジル誘導体を見出すことを目的とする。in vitro活性向上のみを追いかけるのではなく、吸収性や代謝安定性を始め、物性なども考慮した誘導体デザインを行い、臨床応用可能な抗悪性中皮腫細胞作用を示す誘導体の探索合成を進め、合成サンプルは、研究分担者の長屋助教に依頼し、悪性中皮腫細胞株に対する増殖抑制効果の評価を実施する。【現在の進捗状況】探索合成は、順調に進んでいる。既に、HUHS1015の両鏡像異性体の合成を完了し、両鏡像異性体で中皮腫の抑制活性に差があることを見出した。さらに、HUHS1015の欠点である化学的不安定性を克服し、より活性の高い新規誘導体HUHS1022を見出した。本誘導体は中皮腫同様、臨床的に治療薬がほとんどない神経膠芽腫細胞においても増殖抑制効果を示すことが明らかとなった。さらに、HUHS1015の両鏡像異性体に関しては、大量供給が可能な合成ルートを完了した。新規誘導体に関しては、HUHS1022を中心にさらなる構造展開を進めている。さらに、ナフトピジルに続く、新規シード化合物の探索も並行して行い、ナフトピジルとは別の医薬品が細胞増殖抑制活性を有することを見出した。さらに、新シード化合物からも探索合成を展開し、元のシード化合物より2倍強さが向上したHUHS2009を見出した。探索合成は、順調に進んでいる。既に、HUHS1015の両鏡像異性体の合成を完了し、両鏡像異性体で中皮腫の抑制活性に差があることを見出している。本誘導体は中皮腫同様、臨床的に治療薬がほとんどない神経膠芽腫細胞においても増殖抑制効果を示すことを明らかとした。探索合成に関して、構造変換予定部位が完全にカバーできていないため、有望化合物の中量合成と並行して、残りの部位の探索合成を進めている。平成29年度の計画として, 1)高活性誘導体の探索合成・増殖抑制効果の評価, 2)高活性誘導体の中・大量合成ルートの確立, 3)ラットを用いた薬物動態試験の実施を計画した。1)の探索合成は、前年度見出したHUHS1022の活性を上回る誘導体は見出せていないものの,同等な活性を有する新規誘導体HUHS2009を見出した.さらに,評価を行っていく中で, HUHS1022およびHUHS2009が膠芽腫細胞に対し,走化抑制作用があることが見出されたことから,一部,今年度の予定を変更して走化抑制作用のメカニズム解析について,細胞骨格に関与する検討を行っている.2)の高活性誘導体の中・大量合成ルートに関しては,ラセミ体で10g以上の誘導体が合成可能なルートを確立した.光学活性体の合成においては, 3g程度の供給が可能なルートの構築は完了したが,光学分割の段階で収率が悪い問題が残されており,平成30年度でこの部分の問題を解決する,3)のラットを用いた薬物動態試験の実施に関しては,中皮腫細胞での実施の前に,動物モデルの基礎的データを確認すべく,前立腺がん細胞で確立していたモデルについて検討を行った.

この際,数種類の誘導体で血中濃度とin vivo活性の相関性が見られたことを確認した.本成果を基にして,平成30年度に中皮腫細胞において,同様の手法でin vivoモデルを構築し,誘導体のin vivoの活性について評価を行う.誘導体合成に関しては,平成29年度に有望な化合物が見出されなかった.細胞・動物モデルに関しては,化合物の予想外の知見について別途実験を計画したことや動物モデルの基礎的なデータ取得を行ったためである.2018年度も2017年度に引き続き、誘導体合成を検討したところ、合成中間体として得られたナフトピジル代謝物がナフトピジルよりも細胞増殖抑制活性を有することが見出された。ナフトピジル代謝物の多くが尿中排泄タイプであり、膀胱に効率的に集積すると考えられるため、膀胱がんに細胞をターゲットし既知および予測代謝物を網羅的に合成した。合成した8つの化合物の1次評価として、膀胱癌細胞株KK47の増殖抑制活性(IC50)を評価した。その結果、既知代謝物Aの抗腫瘍効果はナフトピジルと比較して約1.3倍程度強いことが見出された。さらに、ヒト胎児腎細胞から樹立された正常細胞株HEK293に対する細胞毒性を評価したところ、既知代謝物Aはナフトピジルに比べて約0.45倍程度減弱した。正常細胞IC50/腫瘍細胞IC50の比で選択毒性の程度を比較したところ、既知代謝物Aはナフトピジルに比べ、約2.8倍程度改善していた。さらに、高次評価を行うための既知代謝物Aの大量合成法を確立した後、既知代謝物Aの血中濃度測定も行った。in vivoにおける既知代謝物Aの抗癌活性を検討するため、KK47細胞移植マウスXenograftモデル実験を行ったところ(32 mg/kg, ip,週1回投与)、ナフトピジルより強い癌細胞増殖抑制効果を示すことが明らかになった。現在、本成果の報文化を行うと共に中皮腫細胞への効果について検討を行っている。当初の目的とする新規誘導体ではないが、ナフトピジルより強力な活性を有する代謝物を見出すことができ、代謝物の薬物動態も確認した後に、膀胱がん細胞でin vivoで活性を示すことを明らかに出来た。探索合成に関して、構造変換予定部位が完全にカバーできていないため、残りの部位の探索合成を進める。並行して有望化合物の中量合成を実施し、代謝安定性検討に入る予定である。また、新規シード化合物に関して、中皮腫のみならず膠芽腫に対する簡単な活性メカニズムの検討を行い、29年度内に論文発表を行う計画である。平成30年度は,これまでに得られたHUHS1022を中心に中皮腫モデルにおける血中濃度測定およびin vivo評価を行うと共に,ターゲット探索に向けたビオチン誘導体や蛍光標識化合物の合成を実施する.また, HUHS1022が,膠芽腫等の細胞に対しても抗癌活性を示していることから,中皮腫と並行して膠芽腫におけるターゲット探索も視野に入れて研究を進めていく予定である.2019年度は代謝物がin vivoにおいて中皮腫細胞で腫瘍増殖抑制があるかを検討することで、当初の目的である中皮腫細胞の抑制剤の開発が可能になると考えている。本年度は、化合物探索合成において、予定していた変換部位の化合物合成が実施できなかったため、未使用額が生じた。平成29年度に予定していた薬物代謝研究について進度が遅れていたため、実験動物購入費用の発生が少なくなり未使用額が生じた。平成30年度において、当該未使用額により薬物代謝研究用の実験動物を購入する。