hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
『今昔物語集』を中心とするパラレルコーパス作成による平安語彙の層状構造の解明

資料(和文説話・漢文説話)とのパラレルコーパスを作成し、語のレベルで対応づけたデータが取得できるところまで到達したこと、(2)平安語彙の層状構造解明のために、『日本語歴史コーパス』だけでは不十分なところを補うコーパスを作成したこと、(3)それらのコーパ及び『日本語歴史コーパス平安時代編』『同鎌倉時代編』を用いた平安語彙の層状構造の解明を進めたこと、の3つを挙げることができる。本研究は、平安時代の語彙に文体的な層状構造が存し、その文体的な層は、意味的な層に基づくことを解明することを目指す。まず、『今昔物語集』と和文資料及び漢文資料とのパラレルコーパスを作成し、相互で対応することが多い語の対を抽出することで、語彙を3つの層に分けることができた。また、『日本語歴史コーパス』なども用いることで、平安時代の語彙には、5段階の文体的な層を確認することもできた。これらの各層間で対立する語の意味・用法を分析すると、そこに意味的な対立を認めることができた。これらのことから、文体的な層状構造は、意味的な構造に基づいていると考えることができた。パラレルコーパス設計のための基本問題の研究を完了させ、実際のコーパス作成作業を加速する。作成したコーパスに基づいた、平安語彙の層状構造の解明については、分類する語彙の範囲を拡大するととも、対立する対の抽出作業を継続する。抽出できた対について、対立が生じる背景や事情についての語誌研究を充実させていく。また、層状構造の全体的把握のために、国立国語研究所から2016年3月に公開開始となった『日本語歴史コーパス鎌倉時代編I説話・随筆』を用いた計量的研究に着手する。和文説話集とのパラレルコーパス作成は間もなく終了する見込みであり、漢文説話集とのパラレルコーパス作成について作業を本格化させ、平成29年度夏までに、コーパス作成をひとまず完了させる。平成29年夏以降は、これを用いた、計量分析による語彙の層状構造の全体的記述を進めるとともに、適切な事例を取り上げて、パラレルコーパス以外の資料も用いて、層状構造の細部を記述していく。その上で、全体的な記述と細部の記述を総合して、平安時代語彙の層状構造の研究をまとめていく。日本語学パラレルコーパス作成作業の一部を、大学院生を作業補助者として進めることにしていたが、計画時に想定していた院生個人の事情で、依頼できなかったため。パラレルコーパス作成作業については、学生を作業補助者として進めたが、その補助者の事情によって、開始時期が遅れ、委託できた作業量が、当初見込みより下回ったため。パラレルコーパス作成作業は、平成27年度は、研究代表者が自身で行ったが、平成28年度はそれを継続するとともに、別の作業補助者に依頼して、進めていく予定である。平成28年度後半から、作業を多く委託できる作業者が見つかったため、平成29年度もその作業者に作業を委託して進めていく予定である。
樹木形成層帯におけるオーキシン輸送様式の季節的変化に関する研究

樹木の形成層活動は、顕著な季節的変動を示す。その変動を制御する主要因として、オーキシンの量的変動が重要視されている。一方、量的変動が形成層活動を制御するという説とは別に、形成層細胞自体のオーキシンに対する反応性が変化し、この反応性の違いが形成層活動の季節的変化を導くという説が報告されている。この反応性の本質に関しては依然明らかにされていないが、反応性が異なる原因の1つとして、オーキシンの形成層帯での輸送様式や存在状態が季節的に変化することが考えられる。そこで本研究では、形成層帯でのオーキシンの濃度局在及び移動速度を検討した。まず、形成層領域に存在するオーキシンの濃度分布を調べた。供試木はトドマツを使用し、形成層活動が活発な期間に師部、形成層帯、木部等を含む小ブロックを樹幹より採集し、直ちに液体窒素で凍結した。木口面切片により構成組織の位置関係を確認した後、樹皮側より100mum厚の連続板目面切片を切り出しメタノールで抽出した。抽出液には、内部標準としてオーキシンの同位体標識化合物を一定量加え、さらに各種精製処理を行い、最終的には選択イオンモニタリング法で定量した。その結果、オーキシンは形成層帯において多く含まれ、次いで分化中の木部帯に含まれていた。一方、外樹皮や木部では検出されなかった。この分布パターンは、形成層活動が持続している期間ではほとんど変化がなく、従ってオーキシンの濃度局在の変化が形成層細胞の反応性の変化に関連している可能性は薄い。しかしながら、本研究の結果では細胞レベルでの局在については不明であり、今後、オーキシンの検出感度や試料の調整方法の検討が重要である。次に、オーキシンの移動速度について研究に着手したが、本研究では放射性同位体の代わりに、扱いが容易な安定同位体を用いて移動状態を検出しようと試みた。しかしながら、検出感度が十分ではなく正確な検出には至らなかった。
感じの良い顔は注意を引くのか？：事象関連電位を用いた研究

本研究では、信頼できると評定された顔刺激が注意を自動的に引くのかについて、脳波の指標のひとつである事象関連電位(Event-Related Potential: ERP)を用いて検討することを目的とした。しかしながら、研究遂行にあたって、ERP測定の信頼性についての問題が生じた。すなわち、目的とする注意効果は極めて微細であり、それを高い信頼性を伴って測定するためには、現状のERP測定技術並びにその統計的な処理についてさらなる研究を進める必要が生じた。本研究ではこの問題のうち、特に研究計画法ならびに統計学に関する部分に関して理論的な研究を進め、事前登録制度を伴う再現可能な研究方法の確立に努めた。2015年度は、研究員が以前行った恐怖表情に対する自動的な注意捕捉効果に関する研究(Ikeda, Sugiura, & Hasegawa, 2013)をもとに、ほぼ同一のパラダイムを用いて、同様の効果が笑顔と怒り顔についても生じるかを検討した。参加者には単純な視覚探索課題が課され、課題関連刺激と同時に、左右視野のいずれかに表情顔が、他方に中立表情顔が呈示された。予測としては、課題とは無関係に提示された顔表情が注意を捕捉し、N2pcと呼ばれる脳波成分が観測されると考えられた。第一実験では恐怖顔と中立顔のペアを用いて先行研究の追試を行い、第二実験では、笑顔と中立顔、怒り顔と中立顔のペアを用いて検討を行った。また両実験で、ペアの顔両方が同一人物の場合と、異なる人物の場合の2条件間でも比較を行った。結果、予測通りN2pcに類似したERP成分を観測することに成功したが、必ずしも頑健と言えるデータではなかった。先行研究と同様に、表情顔に対するN2pcは極めて微細であったが、先行研究とほぼ同様のデザインで測定されたにも関わらず、今回の測定結果は比較的不安定なものであった。このことは、表情顔に対して生じるN2pcが、必ずしも先行研究で報告されたような安定したものではない可能性を強く示唆している。技術的に最も大きな問題と考えられたのは、確かにN2pcが予測される時間帯(刺激提示後170-270 ms)に陰性方向への電位差が確認されるものの、それが本当にシグナルとして、ベースライン区間(刺激提示前100 ms)において観測されている自発的なノイズから区別されるかどうかという点である。今後はpermutation法(Sawaki, Geng, & Luck, 2012)などを用いて、統計的手法にシグナルを分離するか、あるいはより効果量を大きくする実験デザインを検討する必要があると思われる。研究代表者自身の先行研究で頑健に観察されていた効果を、完全に再現することができなかったために、研究計画がやや遅れている。おそらく最も大きな原因は、以前の研究では脳波測定に慣れた大学院生などの参加者を多くリクルートしたため、筋電位由来のノイズが少なかったのに対して、今回の研究では、よりナイーヴな参加者からデータ取得をすることを重視し、一般大学生からランダムに参加者を募集したため、緊張から来る金電位由来のノイズを除去しきれなかったためと思われる。S/N比を高めるため、先行研究と比べて二倍の参加者数を確保したが(N=40)、効果はあまり無かった。事象関連電位測定に関する技術的検討を行った。事象関連電位は試行ごとに測定された脳波データを加算して算出するが、その際に、どの程度の効果の大きさであれば、どのていどの試行数が必要となるのかについての基礎的データを採った。また、近年心理学全体で問題になっている再現可能性問題への対処方法をまとめ、それを事象関連電位測定に対しても応用するべく、Open ScienceFrameworkが提供している事前登録制度の利用を試みた。技術的に基礎的な検討を行っていたため、当初予定していた研究課題そのものに取り組むことができなかった。本年度は、この問題のうち、特に研究計画法ならびに統計学に関する部分に関して理論的な研究を進め、事前登録制度を伴う再現可能な研究方法の確立に努めた。具体的には、ERP測定に限らず一般的に、多種の指標を用いて認知現象の測定を行う際に生じる多重比較の問題を解決するため、予定する統計検定を列挙し、データ取得前にその検定方法の詳細を一般に公開された事前登録システム(e.g. Open Science Framework)に登録することによって、本来は存在しない効果を存在すると報告してしまう「第一種の過誤(Type I Error)」の確率を、科学的に適切な範囲であると考えられている5%以下に抑える方法を採用し、その実施に努めた。この手法と、近年開発されたmass univariate analysisの手法を同時に用いることで、問題の一角である多重比較については、根本的な解決を試みることが可能となった。

すなわち、目的とする注意効果は極めて微細であり、それを高い信頼性を伴って測定するためには、現状のERP測定技術並びにその統計的な処理についてさらなる研究を進める必要が生じた。本研究ではこの問題のうち、特に研究計画法ならびに統計学に関する部分に関して理論的な研究を進め、事前登録制度を伴う再現可能な研究方法の確立に努めた。今後はその原因の特定と実験デザイン等の改善を行う必要があり、特に効果自体をより大きく検出できる実験デザインの検討が必要と思われる。既にKappenman et al. (2015) Front. Psychol.を参考とした次の実験デザインを策定しており、まずこれを用いて、再度の追試を行う。同時に、信頼できる統計的手法によって、シグナル(N2pc)をノイズから切り分けるため、Permutation法や状態空間モデルなどの適用を検討する。基礎的検討を終えて、予定していた課題に取り組む。認知心理学・社会心理学当該効果の測定が、当初の予想よりも難航したため、予定分の研究費を次年度に回し、さらに研究計画を練り直して、今後の研究遂行に関わる基礎をより強固なものとするため。測定技術に関する基礎的検討を行い、予定していた研究が行えなかったため。既に策定済みである、新たなパラダイムを用いた先行研究の追試に関わる参加者への謝礼に使用する。次年度においては、基礎的検討を終えたのち、予定していた研究をすべて行う予定である。
偏微分方程式に応用のある解析接続の研究

本年度は研究計画書のうち,研究面ではinverse source problemsを重点的に行ない,7月に大阪工業大学で開催された第2回Inverse Problems in Engineering Sciencesの国際シンポジウムに参加し,論文を発表し,討論の成果を投稿中である。ポアソン方程式とヘルムホルツ方程式における逆問題の解をLaplace以来最もよい結果を得たと主張している。京都大学でも講演し,総合的なSurreyを与えるとともに数理解析研究所講究録に2編の論文として出版した。東京大学での国際研究集会に招待され,逆問題について討論するとともにCauchy変換について新しい問題があることが分かったので,今後研究していく計画である。解析接続については,第37回函数論シンポジウム(島根大学)で招待講演を「R^n上のFourier-Laplace変換とSZegO型空間」の題のもとで行なった。積分変換全般については,福岡大学から招待され,A.P.Pradnikov教授(ロシア)との討論から大きな成果が得られ,36ページの論文としてまとめ,出版が確定し,校正済みである。
分泌顆粒局在型カルシウムチャネルORAI2による新たな分泌制御機構の解析

マスト細胞の分泌制御に極めて重要な役割を持つ細胞内カルシウム動態、特に分泌顆粒に局在するカルシウムチャネルORAI-2が制御する分泌メカニズムの解明を試みた。マウス耳介組織を用いた解析からORAI-2は培養細胞の分泌顆粒だけでなく、生体内マスト細胞においても分泌顆粒に同様の局在が観察された。さらに、各種バイオセンサーを用いた画像解析や生化学的な解析から、マスト細胞の抗原刺激に伴い、ORAI-2はSTIMやtubulinと相互作用を強め、ORAI-2が発現する分泌顆粒において脱顆粒を起こしていることが明らかになった。アレルギー疾患には、マスト細胞が中心的な役割を担っており、抗原によってマスト細胞が活性化されると、分泌顆粒内の炎症性メディエータが放出され、アレルギー反応が惹起される。顆粒内炎症性メディエータの放出メカニズムの解明は、アレルギー疾患の原因を追究する上で重要である。我々の研究から、これまで細胞膜に存在していると考えられていたカルシウム遊離活性化Ca2+チャネル(ORAIファミリー)のサブタイプの1つであるORAI2が、マスト細胞において分泌顆粒に局在し分泌反応を制御していることが明らかになった。そこで、分泌顆粒局在型Ca2+チャネルORAI2による分泌メカニズムの解明を試みた。具体的には、以下の項目について追究した。(1)分泌反応における分泌顆粒局在型Ca2+チャネルORAI2の機能解明のため、マスト細胞の刺激応答に伴うORAI2の局在変化を観察した。その結果、抗原によって活性化されたマスト細胞では、分泌顆粒膜と細胞膜の膜融合に伴い、ORAI2の局在が細胞膜に変化していることが分かった。(2)分泌顆粒内Ca2+動態測定のため、Ca2+バイオセンサー(GCaMPなど)と分泌顆粒や小胞体に局在させるためのキメラ遺伝子の作製とイメージング解析を実施した。本項目では、当初予定した方法ではCa2+バイオセンサーを分泌顆粒に局在させることが困難であったため、新たな候補分子として分泌顆粒局在蛋白質VAMPとGCaMPを融合させることで、分泌顆粒への局在が可能になった。(3)顆粒トラフィッキングにおけるORAI2の機能を追究するため、細胞骨格蛋白質とORAI2の相互作用の追究したところ、マスト細胞の刺激応答に伴う相互作用の増強が観察された。(4)ヒトマスト細胞株を用いた解析では、ORAI2はヒトマスト細胞においても分泌顆粒に局在していることが明らかになった。これまでの当研究室の研究成果から、Human Growth Hormone(hGH)のSignal Sequence(ss)部分を付加したキメラ遺伝子は、目的蛋白質を分泌顆粒に局在させることに成功していた。そこで本研究では、分泌顆粒内Ca2+測定するためCa2+バイオセンサー(GCaMPなど)とhGH-ssのキメラ遺伝子を作製し、分泌顆粒に局在するCa2+バイオセンサーによって、分泌顆粒でのCa2+動態を測定する予定であった。しかし、Ca2+バイオセンサーの場合には、hGH-ssのシステムが十分機能しなかったため、別の分泌顆粒局在蛋白質を用いてCa2+バイオセンサーを分泌顆粒に局在させることに成功した。そのため、現時点では細胞レベルでの解析は十分には行えていないが、進捗状況(到達状況)としては概ね計画通りである。アレルギー疾患には、マスト細胞が重要な役割を担っており、抗原によってマスト細胞が活性化されると、分泌顆粒内の炎症性メディエータが放出され、アレルギー反応が惹起される。顆粒内炎症性メディエータの放出制御機構を明らかにすることは、アレルギー疾患の原因を追究する上で極めて重要であると考えられる。そのような中、我々は、多くの細胞で細胞膜に発現しているカルシウム遊離活性化Ca2+チャネル(ORAIファミリー)のサブタイプの1つであるORAI2が、マスト細胞においては分泌顆粒に局在し開口放出を制御していることを明らかにした。そこで本研究では分泌顆粒局在型Ca2+チャネルORAI2が制御する分泌メカニズムの解明を試みた。そこで、以下の項目について研究を実施した。(1)本研究の実施により作成に成功した分泌顆粒に局在するCa2+バイオセンサー(Soluble N-ethylmaleimide-sensitive factorattachment protein receptors(SNARE)-GCaMPなど)を細胞内導入し一分泌顆粒レベルでの分泌顆粒内Ca2+動態を追究した。(2)分泌顆粒局在ORAI2が、顆粒の移動(トラフィッキング過程)を制御しているのか、その分子メカニズムを明らかにするため細胞骨格(Tubulin)と相互作用について追究した。(3)これまでの結果についてさらに詳細に分泌顆粒局在型Ca2+チャネルORAI2の機能を追究するため、これまでの研究で用いてきたORAI2ノックダウン細胞に加え、CRISPR/Cas9ゲノム編集システムを用いたORAI2ノックアウト細胞の樹立を実施した。これまでの研究成果から、分泌顆粒に局在するCa2+バイオセンサー(SNARE-GCaMPなど)を用いてイメージング解析を行った。その結果、一分泌顆粒レベルでの顆粒内Ca2+動態の解析に進展が得られた。しかし研究を進める過程で、移動する分泌顆粒のCa2+動態を正確に測定するためには、顆粒が移動する際の焦点面からのズレ等についても詳細に検討する必要性が生じた。そこでそのような問題点も考慮した分泌顆粒のCa2+動態の観察可能なシステムについても検討を行った。

その結果、酸性顆粒を染色する蛍光指示薬を用い顆粒の蛍光強度も同時に測定することで、分泌顆粒の移動やズレに伴う詳細なCa2+動態の測定が可能になった。また、マスト細胞の刺激応答に伴う細胞骨格(Tubulin)と分泌顆粒局在型ORAI2の相互作用について追究したところ、刺激依存的に両者の相互作用が増強していることについて生化学的な解析にも成功した。さらに、CRISPR/Cas9ゲノム編集システムを用いたORAI2ノックアウト細胞の樹立に着手し、ORAI2を欠損した幾つかの有望な細胞株の樹立に成功し現在詳細な解析を行っているところである。そのため、現時点での進捗状況(到達状況)としては概ね良好と考えられる。アレルギー疾患は、国民の約半数が罹患していると考えられており解決すべき急務の研究課題である。アレルギー疾患には、免疫細胞の一つであるマスト細胞が重要な役割を担っており、アレルゲンによってマスト細胞が活性化すると分泌反応が惹起され、アレルギー反応が誘導される。我々は、多くの種類の細胞で細胞膜に発現しているカルシウム遊離活性化Ca2+チャネル(ORAIファミリー)のサブタイプの1つであるORAI2が、マスト細胞では分泌顆粒に局在し開口放出を制御していることを明らかにした。本研究はマスト細胞の分泌顆粒に局在するORAI2のCa2+チャネルとして、顆粒分泌制御機構や開口放出制御蛋白質SNAREとの分子間相互作用に焦点を当てORAI2の機能を追究した。1マウス皮膚組織内マスト細胞を用いたORAI2の局在解析から、ORAI2は分泌顆粒に発現していた。2ORAI2-DsRedとSEpHluorinを用いた開口放出のイメージング解析から、ORAI2発現分泌顆粒で脱顆粒が起こっていた。3分泌顆粒に存在するORAI2は、マスト細胞の刺激応答に伴いSTIM1、STIM2と相互作用していることが明らかになった。4カルシウムバイオセンサーRCaMP1hを用いたマスト細胞の刺激応答に伴う分泌顆粒内カルシウムイオン動態の解析から、アレルゲン刺激前後の分泌顆粒では顆粒内Ca2+が変動している可能性が示唆された。5生化学的解析から、ORAI2とSTIMsは開口放出制御蛋白質SNAREと複合体を形成し、開口放出反応を制御していることが明らかになった。このように上記のような研究の試みから、マスト細胞の開口放出におけるカルシウム遊離活性化Ca2+チャネルORAI2の機能の一端が明らかになった。マスト細胞の分泌制御に極めて重要な役割を持つ細胞内カルシウム動態、特に分泌顆粒に局在するカルシウムチャネルORAI-2が制御する分泌メカニズムの解明を試みた。マウス耳介組織を用いた解析からORAI-2は培養細胞の分泌顆粒だけでなく、生体内マスト細胞においても分泌顆粒に同様の局在が観察された。さらに、各種バイオセンサーを用いた画像解析や生化学的な解析から、マスト細胞の抗原刺激に伴い、ORAI-2はSTIMやtubulinと相互作用を強め、ORAI-2が発現する分泌顆粒において脱顆粒を起こしていることが明らかになった。本年度は、これまでの成果を基盤にさらに研究を展開する。
HIV-1コレセプターの特殊立体構造に対する分子認識自己抗体誘導によるエイズ制御

従来のワクチンの基本概念エイズワクチンの開発は、必ずしも成功に至っておらず、改めてエイズワクチン開発の困難さが再認識されている。本研究では、ワクチンの基本的な戦略を逸脱し、生体の守りを固め、ウイルス侵入を防止する手段を自己抗体に求めた。HIV-1の侵入に必須なコレセプター(CXCR4,CCR5)の第2細胞外ドメインの一部を構成する特異的立体構造に注目した。CXCR4(UPA : N_<176>VSEADDRYIC)およびCCR5(UPA : R_<169>SQKEGLHYTC)の各々のUPA(undecapeptidyl arch)からC末端のCysを除き、スペーサアームジペプチド(Gly-Asp)を挿入し、環状化して特殊立体構造を再構築した(cDDX4およびcDDR5)。前者をHIV-1 X4 virus、後者をHIV-1 R5 virusの侵入を防止する抗体を産生させるための抗原とした。本抗原をmultiple antigen peptide (MAP)を結合させ免疫抗原として用いた。これらの抗原(cDDX4およびcDDR5)をマウスおよびカニクイサルに免疫すると、生体はこれらの抗原を認識する抗体を産生し、精製した単クローン抗体を用いた解析により、誘導された抗体が細胞表面のCXCR4およびCCR5のnativeな構造をそれぞれ認識し、HIV-1の感染を阻害することが示された。つまりUPAをミミックした抗原(cDDX4およびcDDR5)は生体に対してHIV-1感染をブロックする自己抗体を産生させることができることが明らかになった[Misumi, S.,Endo, M., and Shoji, S.et al.J.Biol.Chem.278,32335-32343,2003]。今後、本抗原免疫が、生体レベルでAIDS進行にどのような影響を与えるかどうかの検討を行っていく予定である。
物理化学的解析を基盤とした抗Ｐ－ｃａｄｈｅｒｉｎ抗体の内在化機構の解明と分子設計

本研究では、抗体医薬を用いた癌治療戦略に影響を与える「抗体の内在化現象」に注目し、物理化学的手法に基づき抗体の内在化を制御する抗体の物性、機能の解明を行う。研究モデルとして、膵臓癌や肺癌で大量発現する蛋白質「P-cadherin」と4種の抗P-cadherin抗体を用いる。当該年度においては、抗体の内在化効率を調べる上で重要な基礎となる以下の3つの項目を行った。1.各抗体の結合がP-cadherinの細胞接着へ与える影響の解析:抗体A, B, C, Dの結合がP-cadherinの細胞接着へ与える影響を蛍光観察により解析した。全ての抗体はEC1ドメインを認識するが、抗体Aのみ細胞接着を阻害する働きがあることが明らかになった。2.各抗体の結合がP-cadherinのホモダイマー形成へ与える影響の解析:SECを用いて、抗体の結合がP-cadherinのホモダイマー形成へ与える影響を解析した。抗体AのみP-cadherinのホモダイマー形成を阻害する働きがあることが明らかになった。3.抗体AによるP-cadherinのホモダイマー形成阻害機構の解析:抗体AによるP-cadherinのホモダイマー形成阻害機構を解明するために、抗体AとP-cadherinの共結晶構造解析を行った。共結晶構造より、抗体Aは抗体間の立体障害によりP-cadherinのホモダイマー形成阻害をしていることが明らかになった。27年度が最終年度であるため、記入しない。当該年度においては、抗体の内在化効率を調べる上で重要な基礎となる以下の4つの項目を行った。1分子レベルにおけるP-cadherinの接着メカニズムの解析: P-cadherinの構造変化と抗体の内在化現象の関係を調べることを目指し、P-cadherinがどのような構造変化を伴い細胞間接着を形成しているのか解析をした。各種P-cadherin変異体のX線結晶構造解析、dimer形成反応の熱力学的解析、速度論的解析を行うことで、P-cadherinは、X-dimerと呼ばれる中間構造を経て接着機能をもつss-dimerと呼ばれる安定dimerを形成することが明らかとなった。2P-cadherin変異体安定発現細胞の樹立:分子レベルで明らかとなったダイマー形成過程が、細胞の接着機能においても当てはまるか調べるために、P-cadherin変異体を発現する安定株の樹立を行った。Flp Inシステムを用いて、安定発現CHO細胞株を6種類樹立した。3細胞レベルにおけるP-cadherinの接着メカニズムの解析:樹立した安定発現株を用いて、接着機能を調べる手法の確立を行った。E-cadherin発現細胞の接着形成に関する論文を参考にし(Veerle Van Marck et al., Cancer Res, 2005, 65, 8774-8783)、文献同様に、野生型を発現する細胞株を用いて行った。Cadherinに関して一般的に言われている通り、P-cadherin発現細胞もカルシウム依存的に細胞同士が結合することがわかった。4抗P-cadherin抗体とP-cadherin発現細胞の相互作用解析:抗体とP-cadherin発現細胞の結合を解析する手法の確立を行った。抗体Aと野生型のP-cadherinを発現する細胞を用いて、Cell ELISA、免疫染色の条件検討を行った。両手法を組み合わせることで、内在化効率の定性的、定量的評価が可能となる。解析の結果、抗体AはEC_<50>=5nM程度と強力な結合を示すこと、細胞間に存在するP-cadherinを特異的に染色可能であることが明らかとなった。1. P-cadherinの接着メカニズムの解析:各種P-cadherin変異体のX線結晶構造解析、dimer形成反応の熱力学的解析、速度論的解析を行うことで、P-cadherinはEn-X、Tr-X、ss-X-dimerと複数の中間体構造を経ることで、熱力学的に最も安定なss-dimer形成を迅速に達成していることが明らかになった。細胞レベルにおいても、X-dimer形成が素早い細胞接着形成において重要であることが分かった。2.抗体による免疫染色:複数のP-cadherin抗体を用いて染色を行った。抗体の局在から、P-cadherinの接着を阻害する抗体やP-cadherinの接着には影響を与えず細胞間に局在する抗体などが観察された。3.抗体のエピトープマッピング:P-cadherinの接着を阻害する抗体と阻害しない抗体の違いを解明するためにエピトープの特定を行った。

阻害する抗体と阻害しない抗体は共にP-cadherinの接着活性ドメインであるEC1に結合した。しかし、アミノ酸レベルでのエピトープマッピングを行うと、両抗体はEC1内の別々の部位に結合することが分かった。本研究では、抗体医薬を用いた癌治療戦略に影響を与える「抗体の内在化現象」に注目し、物理化学的手法に基づき抗体の内在化を制御する抗体の物性、機能の解明を行う。研究モデルとして、膵臓癌や肺癌で大量発現する蛋白質「P-cadherin」と4種の抗P-cadherin抗体を用いる。当該年度においては、抗体の内在化効率を調べる上で重要な基礎となる以下の3つの項目を行った。1.各抗体の結合がP-cadherinの細胞接着へ与える影響の解析:抗体A, B, C, Dの結合がP-cadherinの細胞接着へ与える影響を蛍光観察により解析した。全ての抗体はEC1ドメインを認識するが、抗体Aのみ細胞接着を阻害する働きがあることが明らかになった。2.各抗体の結合がP-cadherinのホモダイマー形成へ与える影響の解析:SECを用いて、抗体の結合がP-cadherinのホモダイマー形成へ与える影響を解析した。抗体AのみP-cadherinのホモダイマー形成を阻害する働きがあることが明らかになった。3.抗体AによるP-cadherinのホモダイマー形成阻害機構の解析:抗体AによるP-cadherinのホモダイマー形成阻害機構を解明するために、抗体AとP-cadherinの共結晶構造解析を行った。共結晶構造より、抗体Aは抗体間の立体障害によりP-cadherinのホモダイマー形成阻害をしていることが明らかになった。抗体の内在化現象を解き明かすためには、ターゲット分子の理解、抗体と細胞の相互作用解析の手法の確立が重要となる。当該年度は、研究実績概要で示したように、ターゲットの機能を分子レベル、細胞レベルで明らかにし、さらに、複数の抗体がP-cadherinの機能に与える影響に関しても、免疫染色法や細胞凝集観察により明らかにした。また、機能の違いが抗体の結合するエピトープの違いによることも明らかにした。内在化する抗体とP-cadherinの接着機能の阻害の間に相関が観られていることからも、概ね順調に研究は進んでいると言える。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度は、P-cadherinの機能阻害と抗体の内在化の関係に関して詳細に解析を進める予定である。具体的な研究予定は以下の通りである。1.接着阻害のメカニズムに関する解析(P-cadherinの中間体X-dimerに対して抗体の結合が与える影響の解析)2.内在化機構の解明(エンドサイトーシス阻害による影響)3.内在化抗体の局在の解明(エンドソームと抗体の共染色)抗体の内在化現象を解き明かすためには、ターゲット分子の理解、抗体と細胞の相互作用解析の手法の確立が重要となる。当該年度は、研究実績の概要に記述したように、ターゲット分子の機能を分子レベル、細胞レベルで明らかにし、Cell ELISA、免疫染色等複数の手法で抗体と細胞の相互作用を解析できるようになったため、研究計画は順調に進んでいると考えている。平成26年度は、抗体の内在化現象にどのような要因が関わっているのかをさらに詳細に解析すると共に、内在化効率を変えるような変異体の設計を行う予定である。
GIS・GPSとICタグの活用による基盤地図情報の鮮度向上および更新技術の構築

本研究は地理空間情報活用推進基本法に基づき、高度空間情報社会を実現するために、VRS-GPSとパッシブRFIDを用いて建物周辺の位置情報をシームレスに取得する実験を行った。各データの軌跡をGISで表示した結果、シームレスに位置情報を取得することに成功した。さらに、アクティブRFIDを用いて建物内で位置情報取得実験を行った。その結果、精度が低く、単独での位置情報の取得は不向きであることが判明した。そこでパッシブセンサーを併用することで、1m以下の範囲でも位置情報の取得が可能であることを証明した。「GIS・GPSとICタグの活用による基盤地図情報の鮮度向上および更新技術の構築」を構成する研究プロセスから、これまで実施してきた「リアルタイムGIS」の概念を用いて、基盤地図情報の位置合わせおよび鮮度向上の検証をおこなった。さらにICタグの基本性能を調査するため、ICタグのりーダー・ライターの規格(周波数およびタグの形状)から室内外実験などを通して、GPSを補完するための位置データ取得特性について実証実験を実施した。平成20年度の具体的な研究として(1)高精度地域変換パラメータ作成のための都市再生街区基準点の適用(2)基盤地図情報鮮度向上の三角点、水準点、図根点等の活用(3)基盤地図情報鮮度向上のための高精度地域変換パラメータの検証(4)ICタグの基本性能の調査のための検証実験(室内外実験)(5)ICタグデータの基本解析のためのプログラム開発(6)VRS-GPS,D-GPSによる位置情報取得とユニバーサルマップの構築のための基礎調査を予定し、(1)-(3)については実証実験を実施した。(4)-(6)については21年度、22年度の実験実施に向けて、20年度中は確実なデータ取得のための予備実験を実施した。さらにICタグの基本性能を調査するため、ICタグのリーダー・ライターの規格(周波数およびタグの形状)から室内外実験などを通して、GPSを補完するための位置データ取得特性について実証実験を実施した。平成20年度は(1)高精度地域変換パラメータ作成のための都市再生街区基準点の適用(2)基盤地図情報鮮度向上の三角点、水準点、図根点等の活用(3)基盤地図情報鮮度向上のための高精度地域変換パラメータの検証について研究をおこなった。平成21年度の具体的な研究内容は(4)ICタグの基本性能の調査のための検証実験(室内外実験)(5)ICタグデータの基本解析のためのプログラム開発である。平成21年度の研究ではVRS-GPSとICタグを用いてシームレス測位実験を行い、その結果をGIS上に表示させた。最終年度(次年度)の研究では、最新のRFID技術と空間情報工学を用いることにより、歩行空間の連続性を確保し、いつでも、どこでも、だれでも、安全、安心、快適に位置情報を取得することができる、ユビキタスな地理空間情報高度活用社会の実現を目指す。平成22年度の具体的研究内容および成果は(1) GPSデータ補完のためのICタグによる位置情報の検出GPSで検出不可能な場所(たとえば、天蓋の下、樹木等の障害物のある場所)の位置情報や歩行ナビを行うICタグ活用のための実証実験(研究成果:GPSとICタグの併用による位置情報取得の連続性および歩行ナビの検証)鮮度のよい基盤地図情報を想定したユニバーサルマップの試作および問題点の抽出(研究成果:安心・安全・快適を援護するユビキタス社会のための大縮尺ユニバーサルマップの創出)(3)平成22年度に打ち上げられた準天頂衛星(みちびき)を用いた高度位置情報取得のための予備実験を実施するとともに、平成23年度(申請中)の科学研究費における実験内容に基づく予備的な実証実験を実施した。
地層中のメタンハイドレート形成跡とその認定基準

千葉県房総半島の更新統上総層群を中心とした変形構造調査と,ガスの発生と移動がもたらす変形構造の水槽実験を行った.ガスを注入すると逆ロート状噴出構造が,ガスに続いて水を注入すると砂脈やシルとして地層中に破壊構造を残した.これらの破壊様式は,上総層群にみられる多様な変形構造をよく説明することから,メタンハイドレート分解に伴う変形構造の証拠となりうる.千葉県房総半島の更新統上総層群を中心とした変形構造調査と,ガスの発生と移動がもたらす変形構造の水槽実験を行った.ガスを注入すると逆ロート状噴出構造が,ガスに続いて水を注入すると砂脈やシルとして地層中に破壊構造を残した.これらの破壊様式は,上総層群にみられる多様な変形構造をよく説明することから,メタンハイドレート分解に伴う変形構造の証拠となりうる.千葉県の上総層群梅ヶ瀬層には,未固結の塊状タービダイト砂層が卓越している.その特定層準には多様な未固結変形構造と脱水構造がみられる.すなわち,(1)砂の層状注入:注入砂は堆積砂層と異なり級化がみられない,(2)砂脈:上部に噴出構造は見られない,(3)砂のレンズ:泥層内部にレンズ状不規則な形状で注入した小規模な構造で,泥層中に注入しやすい層準となる砂のラミナなどはみられない.(4)elutriationpipes:厚い砂層中に直径310mmほどのパイプ状に粘土分を洗い流した構造が多数形成されている,(5)泥脈:下位の泥層から上位の砂層中に泥が細脈状に注入した構造で,その上方には(4)が多い,(6)砂のブロック:下位の砂層の塊が,タービダイト砂層中に偽礫としてとり込まれている,(7)鉛直の粒子配向:砂層中の広範囲にわたって粒子長軸方位が鉛直を示す,(8)浮上した偽礫:砂層最上部に濃集し,上位の泥層に癒着するようなものもある,(9)大型ピラー構造:ロート状噴出構造とは逆に,砂層中の葉理が上方に突き破られたような変形構造.これらの変形構造のうち,(1)や(2)は地震による液状化によっても形成されると考えられているが,(5)や(7)はこれまでに知られていない.(4),(5),(7),(9)は互いに密接な関係があると考えられる.Frey et al.(2009)によると,脱水の場合は流動化した砂が対流を引き起こして砂脈に接した部分が下方に沈降してロート状噴出構造となるが,気泡が上昇すると,砂層を持ち上げてこれを突き破り大型ピラー構造を作る.この点に着目して,細粒砂層を用いて,脱水および脱ガス実験を行った結果,空気を注入すると大型ピラー構造が形成され,たが,水の上昇だけでは一時的に形成されても保存されなかった.上総層群の変形には少量の水とガスの両者が関わっている可能性が考えられる。砂泥互層中の未固結変形構造の中には,砂層の液状化・流動化だけでは説明できないものが見出され,少なくともその一部はガスの移動が原因と考えられた.そこで,砂層および泥層中にガスが発生した場合にどのような変形が起こるかを実験的に観察して,露頭にみられる構造と比較した.実験方法:間隙水で満たされた砂層および泥層中でガスを発生させるために,大型の真空デシケータに水槽を設置して,真空ポンプでデシケータ内を減圧した.A.砂層中で発生した気泡の移動様式:減圧すると砂層の間隙水中に微少な気泡が発生し膨張し始め,砂層は不飽和となる.間隙水は主として上方に押し出されていく.砂層の上部に間隙水が集まると同時に間隙水圧も上昇して,砂層は強度が低下し流動しやすくなる.膨張した気泡の一部が砂層上部に達すると,流動的な砂層中を一気に上昇し,砂層を破壊する.砂層の上位に泥層があると,間隙水・気泡ともに滞留し,ガス溜まりと水溜まりを形成する,さらに膨張したガスが上位の泥層を破壊する'と,そこにまずガスが,続いて水が脈状に注入する,このとき流動的な砂の一部も注入して砂脈やシルとして地層中に破壊構造を残す.B.泥層中で発生した気泡の移動様式:泥層に見立てたゼラチンの上に水で飽和した砂層を堆積・させ,減圧すると,微少な気泡が発生し膨張し始めるが,水中とちがって気泡は上昇することがなく,その場でレンズ状になってさらに膨張する.レンズ状気泡が拡大し連結て上位の砂層に達すると,ガスは砂層中へ一気に注入し,それと入れ替わりに砂層中の間隙水が閉じつつあるレンズに入り込む.こうしてゼラチン層上部には上位の砂層から注入した小規模な砂脈として破壊構造を残した.これらA・Bの破壊様式は,上総層群にみられた砂層中のいくつかの未固結変形構造をよく説明する.地質時代のメタンハイドレート存在の証拠となる地層中の変形構造とその判定基準を明らかにすることを目的として,千葉県房総半島の更新統上総層群を中心とした変形構造調査と,ガスの発生と移動がもたらす変形構造の水槽実験を行った.

上総層群梅ヶ瀬層の特定層準には多様な未固結変形構造と脱水構造がみられる.すなわち,(1)砂の層状注入,(2)砂脈,(3)砂のレンズ:泥層内部にレンズ状不規則な形状で注入した小規模な構造.(4)ストロー状構造:砂層中パイプ状に粘土分を洗い流した構造,(5)泥脈,(6)砂のブロック:タービダイト砂層中にとり込まれた砂層の偽礫,(7)粒子配向の乱れ,(8)浮上した偽礫,(9)逆ロート状噴出構造,である.砂層中に水を注入しただけでも,上記(1)と(2)の構造が,ガスを注入すると(9)の構造が,ガスに続いて水を注入すると(2)の構造が,それぞれ再現された.間隙水で満たされた砂層中でガスを発生させるために減圧したところ,(A)砂層を減圧した場合は,砂層の間隙水中に微少な気泡が発生して膨張するため不飽和で強度を増した.しかし砂層上部に間隙水が集まると間隙水圧も上昇して,強度が低下して流動した.膨張した気泡が砂層上部に達すると,流動的な砂層中を一気に上昇して破壊した.上位に泥層があると,ガスと水の層を形成する.これが泥層を破壊すると,ガスに続いて水が脈状に注入し,砂脈やシルとして地層中に破壊構造を残した.さらに,(B)泥層に見立てたゼラチン中では,その場でレンズ状気泡が拡大した.それらが連結して上位の砂層に達すると,ガスは砂層中へ一気に注入し,入れ替わりに砂層中の間隙水が入り込んで小規模な砂脈を残した.これらの破壊様式は,上総層群にみられる多様な変形構造をよく説明することから,メタンハイドレート分解に伴う変形構造の証拠となりうる.飽和砂層や泥層中でガスが発生した場合を再現したところ,天然の地層中の破壊構造がうまく説明できるという見通しが得られたため.24年度が最終年度であるため、記入しない。実験結果を天然に適用するための条件をクリアしなければならない.そのための力学的なモデルの構築を進める.同時に,ハイドレート分解時特有の堆積物物性を明らかにする.24年度が最終年度であるため、記入しない。
糖尿病網膜症における線維血管増殖膜の形成機構の解明

増殖糖尿病網膜症では線維血管増殖膜に含まれる筋線維芽細胞の起源について、諸説あるものの未だ明らかにされていない。一方、我々が確立したペリサイト消失網膜症モデルマウス(Ogura et al. JCI Insight 2017)では、血管透過性亢進に伴う漿液性網膜剥離に引き続いて、網膜下の線維化が進行されることが明らかとなった。平成30年度はEdnraCreERT2:R26R-EYFPレポーターマウス、およびTyrCre:R26R-H2B-mCherryレポーターマウスを用いたcell fate mapping解析により、網膜下の線維化組織に含まれる筋線維芽細胞が、血管壁から解離したペリサイトと、網膜色素上皮細胞の双方に由来することを明らかにした。さらに筋線維芽細胞の周囲には、多数のマクロファージが浸潤することが明らかとなったが、CX3CR1-CreERT2:R26R-EYFPレポーターマウスの解析により、マクロファージが筋線維芽細胞に分化転換する可能性は否定された。線維化が進行する過程では、TGFβ, CTGF, IL-4, IL-10, IL-11, IL-13などの発現が上昇することから、これらのサイトカインが、マクロファージと筋線維芽細胞の相互作用や、筋線維芽細胞の分化・増殖・遊走・マトリックス産生を制御すると考えられた。当初の予定通り、順調に進展している。平成31年度は、IL-11-GFPマウスなどのレポーターマウスや、免疫組織化学染色法、in situ hybridization法などを用いて、線維化に関与することが予想されるシグナル分子と、その受容体の網膜組織内局在を同定する。さらに、遺伝子組換えマウスや阻害抗体等を用いて、ペリサイト消失網膜における線維化の分子メカニズムを解明する。
ブレイドシステムのHurwitz同値不変量の列の構成と曲面ブレイドへの応用

円柱の中で、何本かの紐を上底から下底へ編みながら通したものを組み紐(ブレイド)と呼びます。また,紐同士の交差によって「空間」を「ひねる」ことができ,これをその組み紐によるその空間へのHurwitz作用と呼びます。この研究では「空間」として「群」という代数系を扱います。群の2つの元がHurwitz作用で移りあうかどうかを判定する方法を見つけることは,4次元空間内の曲面の埋め込み型の分類問題など,低次元トポロジーの種々の問題解決に役立つことが知られています。本研究ではその判定方法を探求していきます。
体内時計の進化と共生の分子基盤

シアノバクテリアは体内時計をもつ最も単純な生物であり、Kaiタンパク質から成るきわめて精緻な体内時計を有し、その体内時計は真核生物と同じ基本性質を保持している。しかしながら、生物全体におけるKaiタンパク質の分布は、シアノバクテリアと一部の細菌に限られ、同じ光合成生物である植物はKaiタンパク質とはまったく異なる時計システムを有する。本研究においては、共生という普遍的な生命現象によって駆動される進化を、体内時計という観点で生命の多様性が生み出された原理を明らかにすることを目的とする。今年度は昨年度に引き続き、概日的遺伝子発現パターンを解析するためのツール作成および機器の立ち上げを実施した。本研究においては、生物細胞由来の概日振動を測定することが必須である。測定装置の適切な稼働のため、新たにプログラムを作成し、また機器本体の改良を実施し完成に至った。この作業に当初の想定以上に時間を要したたため、研究期間を2年からさらに1年延長することにした。一方、絶対嫌気性の緑色硫黄光合成細菌において、シアノバクテリアSynechococcus elongatus PCC 7942のKaiABCを強制発現させた。細胞内のKaiタンパク質の量およびKaiCのリン酸化状態の比率を、ウエスタンブロット法により検証した。機能的なKaiタンパク質を発現させるために遺伝子発現系の改良、また細胞の生育制御、同調させるための環境条件を検討した。その結果、光合成細菌においてKaiCのリン酸化状態を概日的に周期変動させることが可能であると考えられた。今年度、測定装置の適切な稼働のためプログラムと機器本体の改良が終了した。当初の想定以上に時間を要したため、当初の期間である2年を1年延長することにした。最終年度において、当初の計画に沿った研究を進める。また、状況に応じて新しい技術導入などを組み入れ研究の推進を図る。細胞内の重要な生命システムである体内時計の分子機構について、これまで哺乳類、高等植物、昆虫、菌類、原核生物などにおいて多くの時計遺伝子が同定され解析が進められている。各生物がもつ時計タンパク質は一次配列に有意な相同性が見いだせず、各生物が固有の遺伝子セットを有することが明らかになってきた。時計タンパク質は異なる進化的起源から固有の進化を経て創出されており、その多様性は生物進化を考える上で非常に興味深い。3つのkai遺伝子がシアノバクテリアの体内時計の中核をなし、Kaiタンパク質による時計再構成系が確立している。植物の葉緑体の起源は、シアノバクテリアの祖先生物の細胞内共生によると提唱されているが、生物界全体におけるKaiタンパク質の分布は、シアノバクテリアと一部の細菌に限られ、植物はKaiタンパク質とはまったく異なる時計システムを有する。今年度は、共生系における概日的遺伝子発現パターンを解析するためのツール作成および機器の立ち上げを実施した。また、絶対嫌気性の緑色硫黄光合成細菌Chlorobaculum tepidumにおいて、シアノバクテリアSynechococcus elongatus PCC 7942のKaiABCを強制発現させた。その結果、絶対嫌気的な細胞内環境であっても機能的なKaiタンパク質が発現すれば、シアノバクテリアの細胞内と同じ様にKaiCのリン酸化状態が周期的に変動することがわかった。挑戦的研究であるため、手法等ゼロからの立ち上げとなり、検討すべき課題が予測より多く発生した。また本研究は、年度途中の採択であったため、研究協力を予定していた学生の協力を得ることが難しかった。しかしながら、異生物への時計遺伝子導入およびタンパク質の発現を確認することができ、内生体内時計を人工的に別の時計システムによって撹乱するための基礎的知見が得られた。

今年度、測定装置の適切な稼働のためプログラムと機器本体の改良が終了した。当初の想定以上に時間を要したため、当初の期間である2年を1年延長することにした。今後は、研究協力者を3名として、当初の計画に沿った研究を進める。また、状況に応じて新しい技術導入などを組み入れ研究の推進を図る。最終年度において、当初の計画に沿った研究を進める。当初の計画で購入する予定の試薬等を、所属機関の研究推進プログラム研究費により賄うことができた。次年度においては、培地や一般試薬、プラスティック器具等の購入、および、研究補助者の人件費、成果発表のための学会出席の旅費として使用する。また論文の英語校閲費用と投稿料にも使用を計画している。また、研究補助員の人件費の一部も、所属機関のプログラムにおいてサポートされた。次年度においては、培地や一般試薬、器具等の購入、および研究補助者の人件費、成果発表のための学会出席の旅費として使用する。
口腔領域の免疫学的疾患の発症のメカニズムに関する研究

口腔領域の自己免疫疾患のうち唾液腺が障害されるシェ-グレン症候群に注目し、この発症メカニズムを解明するために、病巣に浸潤したT細胞を詳細に解析した。従来より、病巣に浸潤しているT細胞のサブセットおよびその局在について、さらに分子生物学的しゅほうであるPCR(Polymerase Chain Reaction)法により病巣中に多く存在するT細胞レセプターのalpha鎖・beta鎖のレパトアを同定し報告してきた。これらの結果から、病巣に浸潤しているT細胞のoligoclonalityが証明され、T細胞が認識する特定の標的抗原が存在していることが考えられる。今回、このT細胞の標的抗原を同定するために、T細胞レセプターの抗原結合部位(CDR3)の同定を分子遺伝学的アプローチにより試みたが、特定のCDR3の同定はできなかった。しかし、病巣内のT細胞をアロの白血球とIL-2の存在下で増殖させることには成功しており、増殖したT細胞の表面抗原や機能の解析、ならびにT細胞クローンの樹立を現在行なっている。T細胞クローンが樹立できれば、そのT細胞レセプターの同定、さらにはその標的抗原の同定が可能になる。また、病巣内のサイトカイン産生についてもPCR法を用いて検討を加えており、IL-2、IFN-gamma、IL-10はすべての患者で検出されたが、IL-4、IL-5は病期が進んだ一部の患者でのみ検出された。このことより、発症にはIL-2、IFN-gamma、IL-10を産生するCD4陽性のTh1サブセットが重要な役割を果たしていることが示唆され、今後はこのサブセットに注目してさらに解析を行なう予定である。本研究がさらに進めば、シェ-グレン症候群の発症に重要な役割を持つT細胞が同定でき、今後、動物モデルで試みられているペプチドを用いた特異的免疫療法などの新しい治療法の開発に結びつくものと期待できる。また、同様のアプローチによる研究は口腔扁平苔癬においても進んでいる。
悪性胸膜中皮腫に対する次世代型内視鏡（複合型光ファイバー）治療

悪性胸膜中皮腫は極めて予後不良の疾患である。手術、化学療法、放射線治療といった集学的治療として臨床試験が施行されてきたが、我が国では標準的な治療法でないことが示唆されている。我々は新たな治療戦略として、局所療法である光線力学的治療を極細径ファイバーを利用して肋骨横隔膜角等の極小部に十分な抗腫瘍効果を得られるか否かをブタを用いて検証することとした。結果は、大きな副作用はなく肺や腹腔内臓器への影響も無かったため、比較的安全に行える手技であることが確認された。また抗腫瘍効果も従来のファイバーと同等の効果が認められ、今後の悪性胸膜中皮腫の集学的治療の一つとして大いに期待出来ると思われた。悪性胸膜中皮腫に対する標準治療は確立されておらず、予後不良の疾患である。手術、化学療法、放射線治療といった集学的治療として臨床試験が施行されてきたが、我が国ではfeasibleな治療法でないことが示唆されている。我々は、難治性固形がんである悪性胸膜中皮腫に対する新たな治療戦略として、局所療法である光線力学的治療(Photodynamic therapy)を極細径ファイバーを利用して、手術で切除困難である肋骨横隔膜角等の極小部に十分な抗腫瘍効果を得られるか否かを検証することとした。1mm径の極細径ファイバー(複合型光ファイバー)は、内視鏡カメラ及びレーザー照射が可能な次世代内視鏡であり、今後臨床応用が大変期待されている。我々はクラウンミニブタ(15kg雌)を使用して、全身麻酔下に第二世代の腫瘍親和性光感受性物質であるレザフィリンを静脈注射(10mg/kg)した直後に、ブタの胸壁に3cm程度の小切開を加えポート孔を作成し、肋骨横隔膜角等の極小部へPDTを施行した。比較試験の為、従来のダイオードレーザーを気管支鏡をガイドに挿入し肋骨横隔膜角へ照射(100J/cm2 150mW)し、PDT施行7日後にブタの壁側胸膜及び横隔膜を摘出した。病理組織検査では照射した横隔膜及び胸壁の狭小部分に壊死組織が認められた。さらに1mm径の極細径ファイバーでも同様の実験を行ったところ、病理検査で従来のダイオードレーザーと同等の効果を認めた。両者において極小部への照射後7日で、ブタに大きな副作用はなく、肺や腹腔内臓器への影響も無かったため、比較的安全に行える手技であることが確認出来た。横隔膜付近は呼吸性変動が大きく、僅かな胸郭の動きで臓器にファイバー先端が接触し、血液等の付着でレーザーの出力が落ちてしまうことも考えられたが、今後、悪性胸膜中皮腫の集学的治療の一つとして大いに期待出来ると思われた。悪性胸膜中皮腫に対する標準治療は確立されておらず、極めて予後不良の疾患である。我々は、難治性固形がんである悪性胸膜中皮腫に対する新たな治療戦略として、局所療法である光線力学的治療(Photodynamic therapy: PDT)を極細径ファイバーを利用して肋骨横隔膜角等の極小部に十分な抗腫瘍効果を得られるか否かを検証することとした。1mm径の極細径ファイバーは、内視鏡カメラ及びレーザー照射が可能な次世代内視鏡であり、今後臨床応用が大変期待されているデバイスである。今回我々はクラウンミニブタ(15kg雌)を使用して、全身麻酔下に第二世代の腫瘍親和性光感受性物質であるレザフィリンを静脈注射(10mg/kg)した後に、約2cmの小切開をブタの側胸部に加えポート孔を作成し、肋骨横隔膜角等の極小部へPDTを施行した。比較試験の為、まずは従来のダイオードレーザーのファイバーを気管支鏡をガイドに挿入し照射した(100J/cm2 150mW)。PDT施行7日後にブタの壁側胸膜及び横隔膜を摘出し、現在照射部分の壁側胸膜及び横隔膜を病理学的検討している段階である。極小部への照射後7日間で、ブタに大きな副作用はなく、肺や腹腔内臓器への影響も無かったため、比較的安全に行える手技であることが確認出来た。今後極細径ファイバーでの照射を肋骨横隔膜角へ行い、安全性の検討及び効果判定を行う予定である。まず、大動物実験を行った。若干の遅れはあるものの、従来の低出力レーザー照射を行い、安全性は確認出来ており、現在病理学的検討を行っているところである。

複合型光ファイバーを用いてクラウンミニブタの主に肋骨横隔膜角へレーザー照射して、従来の低出力レーザーとの効果の評価を行う予定である。クラウンミニブタの購入、麻酔、点滴、ガーゼなどの諸物品、病理料金等に充てる予定である。