hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
粉末による細菌の凝集システム構築とレーザー照射に起因した殺菌機序解明に関する研究

これまで,歯質表面に生じる衝撃応力を測定しており,懸濁液を封入する容器素材や形状を改良して高精度化を図った.また,酸化チタン粉末に加えてジルコニア粉末,二酸化ケイ素粉末,二酸化マンガン粉末を用いてレーザー条件と誘起衝撃応力との関係を明らかとした.実験には波長が1064nmのパルスNd:YAGレーザーを用い,使用した粉末の平均粒径は1μmである.実験の結果,使用した全ての粉末でレーザー照射に起因して誘起衝撃応力が生じることが明らかとなった.生じた誘起衝撃応力は,ピーク出力が大きくなるにつれて大きくなり,懸濁液中の濃度が大きくなるほど大きくなった.同一濃度で比較すると,二酸化マンガン粉末を用いた時の誘起衝撃応力が最も大きく,二酸化チタン粉末,ジルコニア粉末,二酸化ケイ素粉末の順に小さくなった.実験終了後の導光ファイバー先端を観察した結果,先端の損傷程度からも同様の傾向が得られた.その他,粉末粒径の違いによる誘起衝撃応力の変化を調べた結果,粉末粒径が小さいほど大きな誘起衝撃応力が生じることがわかった.得られた誘起衝撃応力について,熱伝導率や比熱などの熱物性値との関連を調べたが,これらとの相関は認められなかった.交付申請書に示した平成24年度の実施内容について,予定通りの実験を行うことができた.前年度からの懸案事項である,水中でレーザー照射したときのファイバー先端の様子を可視化する実験も順調に行うことができた.各種粉末による細菌の凝集性についてSEMによる観察を行ったが,粉末種類と細菌の凝集性との顕著な相関は認められなかった.実験方法や観察方法について検討を行い,これらの相関について明らかとしていきたいと考えている.交付申請書に示した平成23年度の実施内容について,予定通りの実験を行うことができた.得られた誘起衝撃応力について,熱伝導率や比熱などの熱物性値との関連を調べたが,これらとの相関は認められなかった.そこで,レーザー吸収率や透過率などの光物性値との相関についてさらに調べる必要があると考えている.また,申請書では懸濁液内部でNd:YAGレーザーを照射したときの誘起衝撃応力を測定することが主目的であったが,レーザー波長の違いによる誘起衝撃応力を比較するため,Er:YAGレーザーを照射したときに生じる誘起衝撃応力の測定も行った.しかしながら,Er:YAGレーザー照射時の誘起衝撃応力を測定することができなかった.それぞれのレーザー波長の違いに起因して,懸濁液に対するレーザー吸収機構が異なるためであると考えており,現在,測定方法について再検討を行っている.また,レーザー照射時のファイバー先端の様子について,高速度ビデオカメラを用いた可視化に向けて準備を進めている.レーザー照射に起因して発現する殺菌についてそのメカニズムを検討するため,懸濁液に細菌を含有した菌浮遊液にレーザー照射を行い,菌液を適宜稀釈してMS寒天培地に接種・培養した後,一定時間経過後に生じた集落数を測定し,粉末条件,レーザー条件,温度,衝撃応力と殺菌作用発現との関連を調べる.また,インパルスハンマーを用いて菌浮遊液に機械的な衝撃応力を加え,それらの比較から衝撃応力のみによる殺菌効果も評価する.加えて,グラム陽性菌とグラム陰性菌で比較して,膜厚の違いによる衝撃応力の効果も調べる.これまで,混合液全体を70°Cで15分間保持すると混合液内の生菌が0となることを示している.
コンデンシンⅠの活性化におけるCDK１の役割

コンデンシンIは、染色体構築過程において中心的な役割を果たすタンパク質複合体である。我々はこれまでに、分裂期キナーゼCDK1によるコンデンシンIのリン酸化が染色体再構成に必要かつ十分なタンパク質修飾であることを示してきた。本研究では、個々のリン酸化反応がコンデンシンIの機能をどのように制御しているのかについて明らかにしていくことを目的としている。本研究の主な解析方法として、昆虫細胞を用いて組換えコンデンシンI複合体を発現・精製し、内在性コンデンシンを除去したカエル卵抽出液へ精製した複合体を添加し、それが引き起こす染色体形態の変化を観察している。昨年度、精製した複合体に若干の技術的懸念が生じていることが判明したが、コンストラクトおよび精製方法の見直しを行ったことで、ほぼその問題を改善することができた。本年度はさらに他の候補部位にも対象を広げ、計14ヶ所のCDK1リン酸化候補部位をアラニン変異に置換した組換えホロ複合体(14A変異体)を作製し、その変異体が引き起こす染色体形態の異常について観察を行った。その結果、野生型に比べクロマチン上の14A変異体がやや低下しており、太い染色体が観察された。しかしながら、依然として染色体構造の形成を観察することができるため、今回調べた候補部位以外のリン酸化も染色体形成に関与していることが示唆される。現在までに、in vitroにおいて、組換えcyclin B1 / CDK1によってリン酸化された組換えコンデンシンIサブユニットの質量分析によるリン酸化部位の同定も試みている。この結果から見出されたリン酸化部位を含む計20ヶ所のCDK1リン酸化候補部位をアラニン変異に置換した組換えホロ複合体(20A変異体)を作製し、現在解析中である。計14ヶ所のCDK1リン酸化候補部位をアラニン変異に置換したことにより、十分とは言い難いが、染色体の形態異常を観察することができた。(1)作製した20A変異体をもちいて、内在性コンデンシンを除去したカエル卵抽出液中で機能解析を進める。(2)カエル卵抽出液中において、CDK1以外のM期関連キナーゼが組換えコンデンシンIによる染色体形成へ影響を与えているかどうかを調べる。(3)精製タンパク質を用いた試験管内再構成系へ、野生型および変異型組換えコンデンシンI複合体の導入を試みる。コンデンシンIは、染色体の構築において中心的役割を果たすタンパク質複合体である。我々の研究室ではこれまでに、6種類の精製タンパク質(コアヒストン、ヌクレオプラスミン、Nap1、FACT、トポイソメラーゼII、およびコンデンシンI)を用いた試験管内染色体再構成系において、コンデンシンIのCDK1によるリン酸化が染色体再構成に必要かつ十分な唯一のタンパク質修飾であることが示されている。しかしさらにこのリン酸化制御の詳細を理解する上で、コンデンシンIのどのサブユニットのどの部位がCDK1によってリン酸化されるのか、そして個々のリン酸化反応がコンデンシンIの機能をどのように制御しているのか、という問いに答えることは重要である。これまでに、昆虫細胞を用いてコンデンシンIサブユニット内にある計10ヶ所のCDK1リン酸化候補部位をアラニン変異に置換した組換えホロ複合体(10A変異体)を発現・精製を行った。そして、内在性コンデンシンを除去したカエル卵抽出液へこの10A変異型複合体を添加し、それが引き起こす染色体形態の異常について観察を行った。その結果、10A変異型複合体を用いて形成された染色体は、野生型と比べて若干の形態異常しかみとめられなかった。しかしながら、精製した複合体には若干の技術的懸念が生じていることが判明したため、その解消を目指すとともに他の候補部位にも対象を広げ詳細な解析を進めていく。当初計画していた通り、新たに4ヶ所のCDK1リン酸化候補部位に対するリン酸化抗体を作製した。現在までに、そのいくつかで有望な結果を得ている。またこれまでに、計10ヶ所のCDK1リン酸化候補部位を含め複数の変異複合体の機能解析を進めることができた。また現在までに、精製した複合体に生じていた技術的懸念についても概ね解消できつつある。

現在までに、in vitroにおいて、組換えcyclin B1 / CDK1によってリン酸化された組換えコンデンシンIサブユニットの質量分析によるリン酸化部位の同定も試みている。この結果から見出されたリン酸化部位を含む計20ヶ所のCDK1リン酸化候補部位をアラニン変異に置換した組換えホロ複合体(20A変異体)を作製し、現在解析中である。計14ヶ所のCDK1リン酸化候補部位をアラニン変異に置換したことにより、十分とは言い難いが、染色体の形態異常を観察することができた。(1)引き続き他の候補部位にもアラニン変異を加え、内在性コンデンシンを除去したカエル卵抽出液中で機能解析を進める。(2)染色体形成に対するコンデンシンIとCDK1の関係をより直接的な手法により調べるために、精製タンパク質を用いた試験管内再構成系への組換えコンデンシンI複合体の導入を試みる。(1)作製した20A変異体をもちいて、内在性コンデンシンを除去したカエル卵抽出液中で機能解析を進める。(2)カエル卵抽出液中において、CDK1以外のM期関連キナーゼが組換えコンデンシンIによる染色体形成へ影響を与えているかどうかを調べる。(3)精製タンパク質を用いた試験管内再構成系へ、野生型および変異型組換えコンデンシンI複合体の導入を試みる。複数の組換えコンデンシンI変異複合体の作製・解析を予定しているため、主には組換えタンパク質の発現・精製や機能解析にかかる試薬等の購入に使用する。本研究ではこれまでに、計14ヶ所のCDK1リン酸化候補部位をアラニン変異に置換した組換えコンデンシンI複合体を作製し、内在性コンデンシンを除去したカエル卵抽出液においてこの変異型複合体の機能解析を行ってきた。しかし、これまでに調べた候補部位以外のリン酸化も見出しており、これらのリン酸化による染色体形成への影響を詳細に調査するためにはさらなる時間を要する。組換えタンパク質の発現・精製や機能解析にかかる試薬等の購入・カエルの飼育費用に使用する。
無声映画伴奏譜集にみられる楽曲構造の分析

無声映画期には、映画の場面や感情・アクションを想定して作曲あるいは編曲された伴奏用音楽がインデックスと共にまとめられ、伴奏譜集として数多く編纂・出版された。本研究は、当時の伴奏譜集に収録された豊富な楽譜資料をもとに、情景・感情・アクションなどがどのように音楽構造に表出されるのか、楽譜分析ソフトウェアツールを用いながら、作品・作家単位ではなくマクロな視点から通底する要素を明らかにすることを目的としている。またその研究成果が、今後の映画・映像のための音楽創作においても活用し得るものとなるよう、体系的にまとめることを目指す。
構造物の減衰定数、振動モード形の正確な推定手法の確立および減衰データベース再構築

地震時や強風時の構造物の応答を予測する上で重要なパラメータである固有振動数、固有モードおよび、減衰定数の推定手法として、さまざまな手法が提案されているが、汎用性がある解析手法はない。本研究の目的は、上記のような汎用性がない解析手法ではなく、建物形状・構造種別等によらず適用可能な解析手法を確立することであり、今年度は下記の項目について研究を行った。・本大学が所有する加速度計30チャンネルを用いて、各種構造物の常時微動実測および加速度の常時計測を行ない、解析手法による減衰定数のばらつきおよび空力減衰の推定に対する予備検討を行った。・昨年度までに多数の建築物、通信鉄塔、大スパン屋根等の常時微動実測を既に行っており、新規の実測に加え、それらのデータを用いて、多種多様な構造物における減衰および振動特性についての検討を行った。・昨年度に引き続き,加速度計を用いて新規に各種構造物の常時微動実測および風向風速測定を行い、加速度データの蓄積を行った。・種々の構造特性を有する建物モデルを作成し,多点同時の常時微動計測を行った。また,振動台に建物モデルを設置し,様々な振幅レベルでのランダム加振を行い,動特性の振幅依存性について検討した。・蓄積されたデータを用いて、各種解析方法による振動特性のばらつきおよび信頼性を検討した。・鉄塔の応答の常時計測を行ない、風速レベル毎の振動特性について検討を行ない、得られた結果より、構造減衰および空力減衰の切り分けについて検討を行った。・各種構造物の動特性の同定をする際の問題点および適用範囲を明らかにするとともに,動特性の正確な同定が可能な手法を確立する。・実測により得られた加速度データに対して解析を行い,減衰定数や固有振動数のデータベースの構築を行った。結果として大スパン屋根構造物、中層建物、高層煙突、屋上設置鉄塔、低層住宅、制震装置付き住宅等、種々の構造物の減衰データベースを構築することができた。構造物の応答を正確に推定するための重要なパラメータの1つである減衰定数は理論的な推定方法がないため、実測資料に基づいて推定されるが、同定手法によって結果が大きくばらつくことがある。そのことを踏まえて今年度は、下記の作業を行った。・従来の減衰定数を推定する手法(ハーフパワー法、伝達関数法、1/√<2>法、位相勾配法)の適用範囲および精度を検討するため、2種類の模型を作製して常時微動計測を行い、従来の手法の問題点を明らかにした。・減衰データベース再構築のために、制振装置を有する住宅の常時微動実測を新規に行い、加速度データを蓄積するとともに、減衰定数の評価を行い制振装置の効果を確認した。・高さ230mの超高層鉄塔の強風時の応答実測を行い、減衰定数の振幅依存性および常時微動時の減衰定数との違いを明らかにするとともに、同調質量ダンパーの効果を確認した。・すでに蓄積されている実測データを用いて、RD法およびFDD法により得られる振動特性のばらつきについて検討した。・鉄塔の応答の常時計測を行い、風速レベル毎の振動特性について検討を行い、得られた結果より、構造減衰および空力減衰の切り分けについて検討を行なった。
限界状態近傍にある飽和土の弾塑性境界値問題の解析・実験とその応用に関する研究

本研究の主な目的は、土がせん断破壊に至るまで正確に変形を追跡する解析を実施し、限界状態近傍にある土の挙動を詳細に調べることであった。飽和粘土にCam-Clay Modelを適用し、有限変形の水-土骨格連成弾塑性解析を行った結果、(1)非排水せん断により限界状態に至った粘土に水を与えることにより、その粘土は吸水軟化挙動し、やがてせん断前の元の粘土と同じ物性を持つ粘土に戻ることを示した。実際の川崎粘土の3軸供試体においても同じ現象が起こるかどうか、非排水せん断後に吸水させた供試体を50分割してそれぞれ含水比を精密に計測した結果、(2)小さな3軸供試体といえども、硬化域、軟化域、除荷域が存在し、ある部分によっては弾性除荷では決して説明できないような、元の粘土に比べて高含水比になっていることが確かめられた。上記(1)(2)の結果は、粘土の正規圧密曲線が非可逆的な「処女圧縮曲線」とまでいわれている従来の概念を覆すものではあるが、粘土をスラリー状に撹拌した後圧密すれば何度でも同じ粘土が作製することができることを考えれば、粘土は一旦壊しさえすれば何度でも再生可能であることが理解できる。また、一度非排水せん断した粘土から、排水コックを開放することによって過剰水圧を抜いた(排水させた)後、再び非排水せん断すると一度目のせん断強度よりも大きくなるという実験結果も、先の吸水挙動と全く同様に解析することに成功した。土の挙動はダルシー則に支配されるから、その土要素を囲むまわりの土要素群での水頭場が当該土要素の硬化、軟化(あるいは弾性除荷)を支配することになる。つまり土要素自身の応力、応力履歴だけではつぎのtime-stepでの力学挙動が決まらない、いわゆる「Non Local」な性質を持つことになる。本研究の応用例としては、SCP打設による杭間粘土の破壊とその後の強度上昇の挙動をほぼ説明することができるようになったことが挙げられる。
ジャカルタ都市圏の都市開発史に関する時系列可視化の手法および体系化

本研究は、世界で最大級のメガ都市の一つ、ジャカルタ都市圏(ジャカルタ、ボゴール、デポック、タンゲラン、ブカシ)を対象に、その形成過程において人為的な開発計画の変遷と具体的な土地利用の変化がどのように関係してきたかを明らかにする。また、世界中に分散するインドネシア・ジャカルタ都市圏の古地図や都市開発計画関連文献、写真・図表資料を収集・精査した上で、それを地理情報システム(GIS)によってデータとして比較可能な形式で統合化する。具体的には、1)開発動向の史的データの整備およびGIS化、2)インドネシアにおける「開発」概念の変遷、3)住宅地域開発の実態把握および都市政策の開発動向を明らかにした。本研究は、地理情報システム(GIS)を援用した都市の時系列可視化の手法および体系化を目的とし、ジャカルタ都市圏の人口増加・無秩序な郊外化が及ぼす土地利用の変化、都市の縁辺地域の都市・農村(デサコタ)の都市化の動向を解き明かすことである。平成26年度の研究実績は、1)メガ都市・ジャカルタ都市圏の位置付けと「開発」の定義、2)開発動向の史的データの収集およびGIS化を行った。また、研究の成果として、論文の投稿と研究発表会においてジャカルタ都市圏の現状把握と歴史的な変遷について考察し、さらに、WebGISのMapserverを用いてプロトタイプ版の都市の時系列可視化の構築を行った。都市の時系列可視化の構築では、これまで収集していた1910、1930、1970、1990年代の地図を重ね合わせ、さらに都市域の変遷が理解できる仕組みを構築した。アメリカ渡航では、コーネル大学、カルフォルニア大学バークレー校、テキサス大学オースティン校、アメリカ国立公文書記録管理局を訪問し、各機関が所蔵するジャカルタ都市圏の資料に関して、概ね把握・収集することができた。史的データは、古地図50枚、映像16本、開発計画文書65冊の戦後ジャカルタ都市圏に関する情報を収集した。これらの情報は、インドネシア本国で収集することがとても困難であるものが多く、貴重な資料の発掘できたといえる。今後の研究の展開は、WebGISによる都市の時系列可視化と収集した資料の統合化を通して、ジャカルタ都市圏の開発動向について明らかにする。本研究は、地理情報システム(GIS)を援用した都市の時系列可視化の手法および体系化を目的とし、ジャカルタ都市圏の人口増加・無秩序な郊外化が及ぼす土地利用の変化や都市の縁辺地域の都市・農村(デサコタ)の都市化の動向を解き明かすことである。平成27年度の研究実績は、昨年度の研究実績であるジャカルタ都市圏の「開発」の定義や都市計画文書類の収集結果および都市の時系列可視化の構築を踏まえて、第1に戦後ジャカルタにおける「準中間大衆」の位置付けと定義、第2に日英による論文の発表、第3にインドネシア・ジャカルタでの現地視察を行った。具体的には、第1では、ジャカルタ都市圏における「開発」とは、大規模ニュータウンの開発環境が新たな生活様式や価値観を形成していることを明らかにした。第2では、8th EuroSEAS conference(8月)および東南アジア学会(12月)において研究成果の発表を行った。特に発表では、本研究の特色である史的データとGISによる考察を通して、数理的・空間的な実態に基づくジャカルタの開発傾向の実態について新たな視座を示すことができた。第3では、ジャカルタにおける都市開発の現状を継続的に把握するため、現地のフォローアップを行った。ジャカルタ都市圏は、活発な不動産投資もあって短期間でも変貌が激しく、視察ではインタビュー等を通して都市景観の変貌を把握することができた。平成26年度では、情報収集とGISによる基盤構築を行ったが、都市計画文書類の収集が作業の中心となっていたため、過去データとの比較対象となる現在のジャカルタ都市圏での土地利用の変化についてフォロー調査ができずにいた。平成27年度では研究成果の発表と現地の視察を行い、概ね順調に研究が遂行できた。特に、平成27名年度は、ジャカルタ都市圏における「開発」の概念をさらに具体化させるため、古地図やGISを用いて数理的な解析によって特殊な建造環境エリアの導出を行った。それら導き出されたエリアを「準中間大衆」と定義して、地域の普遍的な現象を明らかにした。この結果は、他のアジア都市においても適応可能だと思われ、今後の研究発展に大きく期待される。また、研究成果の発表後には、学術誌への投稿依頼や他の学会での発表依頼受けるなど、高い評価を得ることができた。平成28年度は、これまでの研究実績であるジャカルタ都市圏の「開発」の定義、都市計画文書類の収集結果および都市の時系列可視化の構築を踏まえて、学会・研究会での発表および論文投稿・執筆を行った。学会・研究会発表では、「2016年度アジア政経学会春季大会(6月)」や「第1回エコヘルス・シーズ研究会(8月)」、さらに、「食と暮らしの研究会ーグローカルな視点からー(11月)」において研究成果の発表を行った。アジア政経学会では、本研究の研究体制の特色でもあった分野を横断した研究成果の一つ、GISを活用したミクロとマクロの視点による学際研究の成果と言える。また、研究会では健康や食、暮らしについてこれまで研究対象にしてこなかった、ライフスタイルの傾向分析を加え、新たな研究の可能性について議論した。

その結果、別予算であるがインタビューを目的にジャカルタへ渡航し、NGO団体や地域で活動するさまざまな住民に聞き取りを実施することができた。論文投稿および執筆では、学会での発表を整理し、アジア研究に投稿中である。また、アジア研究で行った手法を用いて、地理情報システム学会への論文投稿を検討している。本研究は、世界で最大級のメガ都市の一つ、ジャカルタ都市圏(ジャカルタ、ボゴール、デポック、タンゲラン、ブカシ)を対象に、その形成過程において人為的な開発計画の変遷と具体的な土地利用の変化がどのように関係してきたかを明らかにする。また、世界中に分散するインドネシア・ジャカルタ都市圏の古地図や都市開発計画関連文献、写真・図表資料を収集・精査した上で、それを地理情報システム(GIS)によってデータとして比較可能な形式で統合化する。具体的には、1)開発動向の史的データの整備およびGIS化、2)インドネシアにおける「開発」概念の変遷、3)住宅地域開発の実態把握および都市政策の開発動向を明らかにした。現在までの達成度は、1)都市の時系列可視化の構築、2)開発動向の史的データの収集およびGIS化、3)古地図と現在の人の流れデータの統合において実績を上げることができた。都市の時系列可視化の構築は、平成27年度に予定していたが、情報共有の円滑を図るため、先に構築することにした。これにより研究成果と可視化に関するアウトプットの道筋を示すことができた。次に、開発動向の史的データの収集およびGIS化は、アメリカ渡航において新たに1957年発行の開発計画文書を入手することができ、これまで収集していた開発計画文書(1965年)よりさらに古い開発計画の実態について明らかにすることができた。さらに、1957年に収録されている都市計画図をGISで統合し、開発動向の実態についても明らかにした。最後に、古地図と現在の人の流れデータの統合は、現在と過去を繋げる一つの事例として示すことができた。今後はさらに情報を加えていくことで、多角的な考察に役立つことができる。研究の進捗状況としては、開発動向に関する資料が予想より遥かに多くの情報を収集することができたため、当初の計画で設定していた作業仮説である3つ時代区分(スカルノ時代・スハルト時代・ポストスハルト時代)の見直しを行うため、平成27年度も継続して研究を行う。研究の今後の推進方策は、未整備の都市計画文書をGIS化させることを推進させる。開発動向に関する資料が予想より遥かに多くの情報を収集することができたため、当初の計画で設定していた作業仮説である3つ時代区分(スカルノ時代・スハルト時代・ポストスハルト時代)の見直しを行うため、平成28年度も継続して研究を行う。さらに、都市の時系列可視化の構築のさらなる成果発信の可能性を検討している。申請段階では、WebGISのMapserverによる基盤構築をひとつの成果として掲げていたが、情報発信を教材にして、広くわかりやすく発信できると考えている。教材は、もともと予定していないことであるが、限られた予算の中でプロトタイプを作成して、今後の研究へ繋げられる成果物として見える形で残したいと考えている。
適時構造・機能変化型触媒系を用いる多段階促進型反応の開発

不斉触媒反応は光学活性ビルディングブロックを供給する上で最も合理的かつ効率の高い合成法を提供する。実質的に触媒量低減化に繋がる方法論として固相担持等による再利用可能型不均一系触媒とする手法があるが,立体制御の不要な単純な反応系においては幅広く不均一系触媒が開発されている一方で,触媒的不斉反応においては実用性を伴う例に乏しいのが現状である。本年度我々は,既に開発していたNd/Na異種2核金属触媒の特異な自己組織化特性を利用して簡便な不斉触媒の固定化法を探索し,触媒活性や立体選択性の低下を伴わない不均一系触媒の形成法を確立するとともに連続フロー反応への適用を目指すこととした。高付加価値の不斉触媒反応の連続フロー合成形式による実施を志向し,新規カーボンナノチューブ固定化触媒の創製に至った。アミド型不斉配位子1,NdO1/5(OiPr)13/5,NaHMDSから調製される触媒は,異種2核金属不均一触媒としてanti選択的触媒的不斉ニトロアルドール反応を効率的に促進する。本触媒は自己組織化により不溶性の不均一触媒を形成する。この自己組織化過程を微細網目状ネットワークを有する高アスペクト比の多層カーボンナノチューブ(MWNT)共存下に行う事で,微細な触媒クラスターがMWNT中に高分散されると同時に固定化され,触媒表面積の増大により触媒活性が大幅に上昇した再利用可能型触媒を与える事がわかった。連続フロー反応への適用で,立体選択性を維持したままにbatch反応を越えるTONが観測された。25年度が最終年度であるため、記入しない。反応系中で触媒機能を変化させる人工触媒の研究は世界的にもあまり進んでいないのが現状である。我々の有する光応答性凝集小分子を活用し、凝集・解離を鍵とする触媒機能のON/OFFを可能にする触媒系の探索を試みた。我々が見いだしたazobenzene含有光応答性bis(hydroxyphenyl)diamideは、アミド部位・フェノール部位が水素結合形成による凝集を促し、中央のazobenzeneユニットのcis/trans異性によりその水素結合ネットワークを制御することで、凝集・解離を可逆的に再現できる事が特徴である。本分子の可逆的凝集・解離、及び光応答性アゾベンゼンユニットの機能発現に競合しない部位に触媒機能の導入を試みた。検討の結果,分子右側のアニリド部位を4-アミノピリジンとすることで,凝集・解離の光応答を阻害することなく求核触媒として働くことを見いだした。本分子は、azobenzeneユニットがcis型で触媒分子が液相に存在する解離状態と、azobenzeneユニットがtrans型で凝集して液相から排除されている状態とでは、その求核触媒機能大きく異なることが観測された。ナフトールのt-ブトキシカルボニル化、2-アシロキシベンゾフランの転位反応において有意な反応速度差が確認された。本触媒分子の凝集・解離は光照射により繰り返しが可能で、反応系中での触媒機能のON/OFFも可能であった。光応答性bis(hydroxyphenyl)amideの分子間水素結合による可逆的凝集・解離を利用する光応答性触媒の開発に成功し、国際学術誌に論文発表するとともに国際会議で発表した。24年度に開発した触媒では機能のON/OFFのみが可能で、異なる触媒機能を発現させる事はできない。25年度は多機能発現型の触媒開発を目指す。
心臓疾患における自律訓練法を用いた心理学的介入の治療効果の検討

本研究は,心臓循環器の患者に対して,自律訓練法により自律神経系の機能がどのように回復し調整されるかを,個々の練習中の自律神経系の変動を査定するとによって検討を行うことを大きな目的としていた。今回は,主に多剤の抗不整脈薬およびカテーテルアブレーションに抵抗性の発作性心房細動等の患者を対象とした。また,健常者を対象に,自律訓練法の修得にあわせて、練習中の自律神経機能の変化がどのように起こるのかもあわせて検討することを目的としていた。結果は,自律訓練法の練習を実施して約3カ月程度で,不整脈の発作が無くなったかあるいはかなり減少し著効を示した患者が3名'約11ヵ月間実施して著効が認められなかった患者が1名,もともと発作は少なかったため発作についての効果は不明であった患者が1名であった。発作について効果が認められた患者は全員,自律訓練法を毎日定期的に練習し,練習が習慣化し生活の一部になっていた。そして,発作以外にも,生活全般での行動面や心理面での変化や効果も報告されていた。また,発作に対する不安もなくなり,生活上の制約も改善されていた。しかし,個々の指導時の自律神経機能の評価結果からは,練習の進度にあわせた数値の改善は認められなかった。個々の指導時の自律神経機能の評価結果については,7名の健常者を対象とした検討においても,臨床群と同様に,訓練にあわせた体系的な変化は認められなかった。今回のような指導時の自律神経機能指標の比較だけではなく,指導の前後や日常生活での自律神経系の活動性の変化も査定しながら検討していくことが必要と思われた。また,自律訓練法を日常生活の中で定期的に行っていくことのどのような要因が治療上有効であったかを明らかにしていくことが重要であり,より多面的で組織的な介入計画を立てていく必要があると思われた。自律訓練法によってもたらされる生理的な変化の特徴として,これまで一般的には交感神経優位な状態から副交感神経優位な状態へと変換するといわれてきていたが,実証的な自律神経機能の評価研究は少ない。本研究は,近年新しく開発された自律神経機能指標を用いて、自律訓練法の自律神経機能への治療効果を基礎的、臨床的に検討することを目的としている。研究1では,健常者を対象とした自律訓練法練習中の自律神経機能の評価を検討している。自律訓練法の個々の練習中の自律神経機能の変化を査定しながら、短期的、長期的変化の様相を検討している。また,訓練の前後ではホルター心電計を用いた日常生活の中での評価も行っている。現在,被験者によっては練習初期の特徴として,回数を重ねた場合の方がローレンツ・プロットは広がる傾向や,交感神経系と副交感神経系の機能指標は練習間でバラつく傾向も伺えた。続けて被験者数を増やしながら検討していく予定である。研究2では,心臓疾患患者おける自律神経機能からの自律訓練法の治療効果の検討を行っている。心臓疾患の患者として現在は不整脈の患者を中心に実施している。患者によっては,練習行うことによってすぐに眠れるようになり,心理的にも心地よさを体験しながら生活の中に自律訓練法を取り入れ,不整脈も減ったという報告もあるが,不整脈の減少については他の要因も考えられるため,自律訓練法そのものの効果かどうかはまだ判別しがたい。ローレンツ・プロットも,健常者に比べて散らばりが少なくなかなか変動しない傾向も伺える。病院の外来で実施しているため,訓練の指導間隔が1ヶ月に1回ということも多く,日々の練習を維持していくための動機付けなども重要であった。

今後も症例を増やしながら検討を続けていく予定である。昨年度に引き続き、健常者と心臓疾患患者を対象に自律訓練法を実施し、練習中の自律神経機能指標の変化を検討した。研究1では、7名の健常者を対象に自律訓練法練習中の自律神経機能の評価を行った。指導は、標準練習の第二公式まで行った。指導期間は約3か月間(12週間に一回の間隔)であった。ホルター心電計を用いて練習中の心拍を記録し、自律神経機能(ローレンツ・プロット)の評価を行った。その結果、個々の指導時においては、交感神経系と副交感神経系の活動性にバラつきもみられたが、指導が進むにつれて相対的に副交感優位な自律性状態のパターンもみられるようになった。練習期間を通じた自律神経機能指標の変化から、被験者の修得状況の評価ができるとこがある程度示された。研究2では、7名の不整脈の患者を対象に、自律訓練法の長期的な治療効果の検討を行った。指導は、月に1回の外来受診時に個別に行った。結果は、約3カ月程度で不整脈の発作が無くなったかあるいはかなり減少し著効を示した患者が3名(全練習期間が14カ月の患者が1名、約7カ月の患者が2名)、約11カ月間実施して効果が認められなかった患者が1名、もともと発作は少なかったため発作についての効果は不明であったが約5カ月間の練習で発作以外の効果を報告した患者が1名、約2カ月でドロップアウトした患者が2名であった。発作について効果が認められた患者は全員、毎日定期的に練習し練習が生活の一部になっていた。さらに、発作以外にも、生活全般で行動面や心理面の変化が報告されていた。また、24時間のホルター心電計での検査で自律神経機能の改善のみられた患者もいた。逆に、効果の認あられなかった患者の場合には、日常生活での練習の頻度も少なく、練習中の心地よさやリラックス感なども体験できていなかった。個々の指導時の自律神経機能の評価は、おおよそ健常者と同様の結果であった。
筋萎縮医療を創出するための基盤研究

運動神経細胞と筋の相互作用により相互が維持する機構がMuSKにより制御され,未知の逆行性シグナルにより運動神経終末の機能が制御されることを明らかにした.逆行性シグナルの同定を日的として、モデルマウスの萎縮筋の発現遺伝子データーベースを作成し運動神経細胞の初代培養を使い探索した.運動神経細胞と筋の相互作用により相互が維持する機構がMuSKにより制御され,未知の逆行性シグナルにより運動神経終末の機能が制御されることを明らかにした.逆行性シグナルの同定を日的として、モデルマウスの萎縮筋の発現遺伝子データーベースを作成し運動神経細胞の初代培養を使い探索した.(1)神経筋接合部の逆行性シグナル分子の同定(1)シビレエイ電気器官からcDNAライブラリーを作成した.cDNA2万個について、両端から核酸配列を決定した.現在活用できる全動物種の遺伝子情報と比較してアノテーションを行い,データーベースを作成した.(2)MuSK(muscle-sppecifc kinase)抗体により100%のマウスが筋萎縮を発症するマウス疾患モデルの作成に成功した.筋から神経筋接合部を介して運動神経終末へ伝わる逆行性シグナルが障害されて発症することが明らかとなった.逆行性シグナルの候補分子について今後このモデルマウスを使って明らかにする.(3)運動神経細胞および一部の介在細胞でGFPが発現するマウス胎児(HB9-GFPトランスジェニックマウス)から運動神経細胞培養とFACSによる運動神経細胞分離の方法確立を行った.シビレエイ電気器官の発現遺伝子データーベース、除神経で誘導される筋萎縮に伴って発現が上昇する遺伝子群(マイクロアレー法)で逆行性分子を絞りこみ、運動神経細胞に対する効果(分化、神経細胞栄養)を解析することが可能となった.(1)神経筋接合部の逆行性シグナル分子の同定(1)シビレエイ電気器官の発現遺伝子のcDNAライブラリーを作成しcDNA2万個の核酸配列データーベースを作成、逆行性シグナル分子の候補分子を絞りこんだ.(2)MuSK(muscle-specifc kinase)抗体により、筋萎縮を発症するマウス疾患モデルの神経筋接合部の構造と機能障害の解析を電気生理、免疫組織化学、電子顕微鏡で行った.順行性だけでなく逆行性の機能障害を明らかにして論文を投稿した.逆行性シグナルの候補分子に対する抗体でマウスモデルによる発症のメカニズムの解析を進めている.(3)運動神経細胞および一部の介在細胞でGFPが発現するマウス胎児(HB9-GFPトランスジェニックマウス)から運動神経細胞を含む神経細胞の培養系の確立に成功した.運動神経の生細胞の分化はHB-GFPでトレースすることが可能である.胎児脊髄からFACSで運動神経細胞分離して培養する方法は23年度に継続して検討が必要である.世界的にもまだ良い培養条件が確立されておらず、成功すれば新規性が高い.確立したデーターベースで絞り混んだ逆行性シグナル分子のリコンビナント蛋白を発現することに成功した.23年度はこれを使って、運動神経細胞に対する効果(分化、神経細胞栄養)を解析する.1.神経筋接合部の逆行性シグナル分子の同定と機能解析、および筋萎縮についての解析(1)作成したシビレエイ電気器官の発現遺伝子データーベース作成解析、筋萎縮を誘導したマウス筋組織のマイクロアレーのデーター解析を行い、逆行性シグナル分子の候補を絞りリコンビナント蛋白も作成した。(2)1つの候補遺伝子についてノックアウトマウス・薬剤誘導性のコンディショナルノックアウトマウスの作成を完成させて機能解析を遂行している。(3)マウス胎児の脊髄から運動神経細胞の初代培養法を確立して、リコンビナント蛋白を添加して機能解析を行い、候補分子を見いだした。(4)Muscle specific kinaseが神経筋シナプスを介した筋から運動神経終末への逆行性シグナルの誘導・制御しており、その機能を抗体で阻害すると筋力低下・筋萎縮を誘導する新しい疾患動物モデルを作成し報告した(Mori et al.The Am J of Pathol,2012)。発症の新しい分子機構を発見してモデルを提唱し(Mori et al.J Neuroimmunol.2012.a)、さらに神経終末の機能を改善する薬物を発見し報告した(Mori et al.J Neuroimmunol.2012.b)。本課題により、マウスの全筋線維タイプを生体で観察することができる可視化マウスを作成することに成功した。このマウスを使い、サルコペニア(加齢性筋肉減少症)や神経筋難病により誘導される筋の代謝変化の分子機構を解明する。筋から運動神経側への逆行性シグナル分子を探索するために、データーベースを作成した。既に見いだした候補分子に加え新たな因子を検索して運動神経細胞を使った機能解析を遂行する。MuSKの機能抑制を抗体で誘導して、筋萎縮を誘導する疾患モデルマウスを使い未同定逆行性シグナル分子の機能を明らかにする。筋萎縮のバイオマーカーの測定システムを作ることに成功したので、今後は臨床開発研究を進めていく。
情報処理系へのカオス制御の応用に関する研究

カオス情報処理系と関連した,カオス制御の情報処理への応用に関する基礎的な研究を遂行した.1.カオス制御を応用した不安定化制御によるカオス生成法を提案した.非線形常微分方程式で記述された系に安定なアトラクタが存在する場合に,そのアトラクタの線形安定性をフィードバックにより不安定化し,カオスアトラクタを得ることができた.従来のバックプロパゲーションを用いたニューラルネットワークによる最適解探索で問題となっていた,局所解に落ち込む性質は,この手法を用いて脱出させることにより克服できることも示している.カオス応答を行う自律系,非自律系,高階微分方程式系において,不安定軌道の安定化,不安定化の制御の数値実験を行い,脳の記憶想起モデルとしての基礎的な機能である,複数アトラクタを彷徨するカオス軌道についてのシミュレーションを行った.2.アナログ神経回路付による,大規模双方向結合系,ネットワーク構造結合系の振舞いの解析を行った.興奮性と抑制性ニューロンを対にして結合すると,二次元自律系発振器となる.このニューロン対をさまざまな形で結合させた場合の解の振舞い,同期現象を解析した.対称性を崩した結合系の場合には,一般的にカオス的発振を得ることが判明した.これらのニューロン対の発振に関する分岐の詳細も検討した.また,対称な双方向結合系においては,一般的に同期現象がみられ,各ニューロン対がそれぞれ,同相,逆相などにロックする.この数理的な仕組みを,平衡点の分岐解析により説明した.つまり,平衡点のHopf分岐は,系全体の極のうち2個の複素共役な極の不安定化によってもたらされるため,この固有空間によるヤコビ行列のブロック対角化変換により,発振開始パラメータ,発振モード-すなわち同期のメカニズムを明らかにすることができた.この研究は現在も継続中であり,今後,ニューラルネットワーク構造を持たせた場合の分岐について検討を予定している.カオス情報処理系と関連した,カオス制御の情報処理への応用に関する基礎的な研究を遂行した.1.カオス制御を応用した不安定化制御によるカオス生成法を提案した.非線形常微分方程式で記述された系に安定なアトラクタが存在する場合に,そのアトラクタの線形安定性をフィードバックにより不安定化し,カオスアトラクタを得ることができた.従来のバックプロパゲーションを用いたニューラルネットワークによる最適解探索で問題となっていた,局所解に落ち込む性質は,この手法を用いて脱出させることにより克服できることも示している.カオス応答を行う自律系,非自律系,高階微分方程式系において,不安定軌道の安定化,不安定化の制御の数値実験を行い,脳の記憶想起モデルとしての基礎的な機能である,複数アトラクタを彷徨するカオス軌道についてのシミュレーションを行った.2.アナログ神経回路付による,大規模双方向結合系,ネットワーク構造結合系の振舞いの解析を行った.興奮性と抑制性ニューロンを対にして結合すると,二次元自律系発振器となる.このニューロン対をさまざまな形で結合させた場合の解の振舞い,同期現象を解析した.対称性を崩した結合系の場合には,一般的にカオス的発振を得ることが判明した.これらのニューロン対の発振に関する分岐の詳細も検討した.また,対称な双方向結合系においては,一般的に同期現象がみられ,各ニューロン対がそれぞれ,同相,逆相などにロックする.この数理的な仕組みを,平衡点の分岐解析により説明した.つまり,平衡点のHopf分岐は,系全体の極のうち2個の複素共役な極の不安定化によってもたらされるため,この固有空間によるヤコビ行列のブロック対角化変換により,発振開始パラメータ,発振モード-すなわち同期のメカニズムを明らかにすることができた.この研究は現在も継続中であり,今後,ニューラルネットワーク構造を持たせた場合の分岐について検討を予定している.
仮想壁、術中ＭＲと超音波映像に基づいた手術ナビゲーションシステムの開発

本研究では、ロボット支援前立腺癌根治手術における人工知能を用いたナビゲーションシステムの構築を目的として研究してきた。最初の年度において、光学的センサーと超音波、位置情報登録システムなどを用いて、前立腺、膀胱、尿道との境界を解剖学的に識別する方法を確立した。最終年度においては、ロボット手術のリアルタイム内視鏡画面から、ディープラーニング手法とregional proposal network(RPN)を用いることで、鉗子先端を追尾し、鉗子先端を識別し、枠組みで囲んだ状態で抽出するソフトウエアを開発することができた。本技術には、人工知能を用い、鉗子先端を追尾するソフトウエアの改善を図った。RPNの技術は、非常に複雑な手術画面における鉗子先端の抽出を可能とするものである。人工知能を用いたソフトウエアの訓練用データとテスト用データとして臨床データを確保することができ、精度の向上を図ることができた。これにより鉗子先端位置周辺の解剖学的医用画像情報を重畳して、手術ナビゲーションをもちいることでより安全・確実な誘導を可能とすることができるようになる。しかしながら、まだ実臨床における手術ナビゲーションシステムとして利用するには、frame rateが少なく、精度の向上との間にはトレードオフの関係にあり、まだロバーストなパフォーマンスを発揮するには不十分と言わざるを得ない。今後の解決策としては、これまでの位置情報は2Dカメラからの情報であったので、単独のカメラではなく、二個以上のカメラを用い、ステレオ技術を導入し、3D情報とすることで、鉗子先端の位置情報をさらに正確に把握でき、臨床用に本システムを応用することができるようになると考える。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
3D MRI撮像法開発による新規子宮頸癌MRI/CT画像誘導小線源治療の確立

子宮頸癌に対する腔内照射時にアプリケータを挿入した状態でMRI、CTなどの3次元画像を撮像し治療計画に利用する3次元画像誘導小線源治療(3D Image-Guided Brachytherapy: 3D IGBT)が開発され、特にMRI based IGBTによる腫瘍制御率の更なる向上と正常組織障害の低減が認められている。本研究は腔内照射毎のMRI撮像が困難な本邦の現状を踏まえて、1回目はMRIとCTを,2回目以降はCTのみを撮像し、これを基にIGBTを行うMRI/CT image based IGBTの確立と臨床応用を目的とする。本研究は腔内照射毎のMRI撮像が困難な本邦の現状を踏まえて。1回目はMRIとCTを、2回目以降はCTのみを撮像し,これを基にIGBTを行うMRI/CT image based IGBTの確立と臨床応用を目的とする。本研究はリソースの少ないMRIというモダリティーを最大限に有効活用し、汎用性があり患者スループットの向上が見込めるCTと組み合わせることで世界標準と日本の現状の間にあるギャップを埋めるピースとなり得る。平成30年度はMRI/CT image based IGBTの確立へ向けた応用研究の発表を中心に行った。H28-29年度の研究結果で子宮組織を模したファントム(現有機器)を用いてIGBTに適した3D MRI撮像条件の最適化を行い,MRI撮像パラメータを変化させた際,コントラスト比や信号強度がどのように変化するかについて研究発表を行った.さらに、これらが臨床成績に与える影響についても調査することが臨床的に重要であり、研究成果として社会へ還元すべき成果である。このため、3D IGBTを開始して以降の治療成績・有害事象等についてデータ解析を行った。研究目的をより精緻に達成するために、臨床的意義を勘案して、H30年度当初の予定になかった、3D IGBT開始以降の治療成績・有害事象等についてデータ解析、およびこれらの研究成果の発表・報告を行う必要が生じたためである。また、本研究分野は近年新しい知見が次々と発表されているため、2019年5月17日18日に徳島において開催が予定されている小線源治療部会第21回学術大会へ参加し、情報収集を行う必要がある。本研究目的をより精緻に達成するために、H30年度当初の予定になかった、3D IGBT開始以降の治療成績・有害事象等についてデータ解析、およびこれらの研究成果の発表・報告を行う必要が生じた。このためH31年度は以下のような研究計画とする。2019年5月17日18日に徳島において開催が予定されている小線源治療部会第21回学術大会へ参加し、情報収集を行う。現在までに得られたデータと、新しい知見、追加で行う予定の解析結果を合わせて学会発表・論文投稿を行う。予定している発表学会は2019年9月15日からシカゴにおいて開催予定のAmerican Society for Radiation Oncology 61st annual meetingと、11月23日から名古屋において開催が予定されている日本放射線腫瘍学会第32回学術大会である。投稿を予定しているJournalは米国小線源治療学会誌、日本放射線腫瘍学会誌などである。研究目的をより精緻に達成するために、臨床的意義を勘案して、3D IGBT開始以降の治療成績・有害事象等についてデータ解析の追加した子宮頸癌に対する腔内照射時にアプリケータを挿入した状態でMRI,CTなどの3次元画像を撮像し治療計画に利用する3次元画像誘導小線源治療(3D Image-Guided Brachytherapy: 3D IGBT)が開発され,特にMRI based IGBTによる腫瘍制御率の更なる向上と正常組織障害の低減が認められている.本研究は腔内照射毎のMRI撮像が困難な本邦の現状を踏まえて,1回目はMRIとCTを,2回目以降はCTのみを撮像し,これを基にIGBTを行うMRI/CT image based IGBTの確立と臨床応用を目的とする.本研究は腔内照射毎のMRI撮像が困難な本邦の現状を踏まえて,1回目はMRIとCTを,2回目以降はCTのみを撮像し,これを基にIGBTを行うMRI/CT image based IGBTの確立と臨床応用を目的とする.本研究はリソースの少ないMRIというモダリティーを最大限に有効活用し,汎用性があり患者スループットの向上が見込めるCTと組み合わせることで,世界標準と日本の現状の間にあるギャップを埋めるピースとなり得る.平成28年度はMRI/CT image based IGBTの確立へ向けた基礎研究を中心に行った.特に子宮組織を模したファントム(現有機器)を用いてIGBTに適した3D MRI撮像条件の最適化を行った.MRI撮像パラメータを変化させた際,コントラスト比や信号強度がどのように変化するか基礎データを収集した.この基礎データにより3D MRIに最適なMRI撮像パラメータの目処をつけることが可能となった.この結果をもとに臨床例の撮像,症例蓄積を重ねた.臨床例はファントムと異なり呼吸性移動,小腸等の臓器移動による影響を受けるため,ファントムのみでは検証できないMRI撮像変数(データ収集方向,パッキング内容物)について解明が進むことが期待される.予定通りの症例が集積している。また、MRIについて3D撮像法を用いた場合のコントラスト比についてデータを得られた。

本研究は腔内照射毎のMRI撮像が困難な本邦の現状を踏まえて、1回目はMRIとCTを,2回目以降はCTのみを撮像し、これを基にIGBTを行うMRI/CT image based IGBTの確立と臨床応用を目的とする。本研究は腔内照射毎のMRI撮像が困難な本邦の現状を踏まえて。1回目はMRIとCTを、2回目以降はCTのみを撮像し,これを基にIGBTを行うMRI/CT image based IGBTの確立と臨床応用を目的とする。本研究はリソースの少ないMRIというモダリティーを最大限に有効活用し、汎用性があり患者スループットの向上が見込めるCTと組み合わせることで世界標準と日本の現状の間にあるギャップを埋めるピースとなり得る。平成29年度はMRI/CT image based IGBTの確立へ向けた応用研究を中心に行った。H28年度の研究結果で子宮組織を模したファントム(現有機器)を用いてIGBTに適した3D MRI撮像条件の最適化を行った.MRI撮像パラメータを変化させた際,コントラスト比や信号強度がどのように変化するか基礎データを収集した.この基礎データにより3D MRIに最適なMRI撮像パラメータの目処をつけることが可能となった.これを基に臨床症例の蓄積を行った。臨床例はファントムと異なり呼吸性移動,小腸等の臓器移動による影響を受けるため、ファントムのみでは検証できないMRI撮像変数(データ収集方向,パッキング内容物)について解明が進むことが期待される。臨床例の蓄積は順調に進んでいる。臨床例はファントムと異なり呼吸性移動,小腸等の臓器移動による影響を受ける。現在までのところ、ファントムで得られた撮像パラメーターの適応に問題はないため、順調に進展していると考えられる。学会発表を行い、論文化する作業に入っている。子宮頸癌に対する腔内照射時にアプリケータを挿入した状態でMRI、CTなどの3次元画像を撮像し治療計画に利用する3次元画像誘導小線源治療(3D Image-Guided Brachytherapy: 3D IGBT)が開発され、特にMRI based IGBTによる腫瘍制御率の更なる向上と正常組織障害の低減が認められている。
２重鎖ＲＮＡ誘導性クロスプレゼンテーション制御機構の解明および新規制御分子の探索

本研究では、TLR3アジュバントであるpoly(I:C)による樹状細胞(DC)を介した細胞傷害性CD8+ T cell (CTL)活性化の分子制御機構、およびそれに起因する抗腫瘍メカニズムの解明を目的とした。前年度までの研究により、腫瘍移植マウスにおいてpoly(I:C)による抗腫瘍効果を効果的に誘導するためには、転写因子Batf3により分化誘導されるCD8+ DCが重要であることが示された。そのため今年度においては、引き続きBatf3依存的CD8+ DCによる抗腫瘍免疫誘導メカニズムに着目し解析を進めた。まず、Batf3依存的CD8+ DCにおける分子発現パターンおよび表現型の解析を行った。その結果、Batf3依存的DC8+ DCサブセットはXCR1-hi, CLEC9A+という分子発現パターンを示し、TLR3を高発現していることが確認された。また、このDCサブセットはpoly(I:C)刺激時に、非常に強いCTL誘導能およびIL-12産生能を発揮することが明らかとなった。このような表現型はヒトの体内に存在するCD141+ DCサブセットと一致するものであったため、Batf3依存的CD8+ DCはヒトCD141+ DCのカウンターパートであり、このサブセットがTLR3アジュバントによる腫瘍退縮を担う責任細胞であることが明らかになった。また腫瘍を移植したBatf3欠損マウスでは、腫瘍内に浸潤しているCD8+ DCの数が非常に少なく、poly(I:C)治療を行った際の腫瘍組織からのケモカイン産生が誘導されなかった。その結果、腫瘍内へのCTL浸潤が起こらず腫瘍退縮が十分に誘導されないことが明らかとなった。以上、本研究よりTLR3アジュバント療法における責任細胞の同定、およびその抗腫瘍メカニズムの一端が明らかとなった。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、TLR3アジュバントであるpoly(I:C)の樹状細胞(CD)を介したCD8+T cell活性化の新規分子制御機構の解明を目的とし解析を行った。今回、DCの中でも高いクロスプレゼンテーション能を有することが知られているCD8a+DCの機能に特に着目した。CD8a+DCはTLR3発現が非常に高く、poly(I:C)刺激により高いクロスプレゼンテーション及びIL-12産生能を示した。しかし、DCの分化に関わるとされている転写因子BATF3が欠損したマウスではCD8a+DCが減少し、かつ残存したCD8a+DCにおけるTLR3発現量が大きく低下していることが明らかとなった。さらに、Batf3欠損CD8a+DCではpoly(I:C)依存性クロスプレゼンテーション能及びIL-12産生能が著しく低下していた。これらのCD8a+DCの数的・質的要因により、Batf3を欠損している担がんマウスではpoly(I:C)依存性腫瘍退縮誘導能が著しく低下していることが明らかとなった。今実験により、poly(I:C)依存性のクロスプレゼンテーション、及びそれに引き続く効果的な腫瘍退縮には、CD8a+DCにおけるTLR3シグナル経路が重要であることが明らかとなった。またそのような機能的に成熟したCD8a+DCの分化には転写因子BATF3の制御が必要であることが示された。なお現在、本研究成果を学術雑誌へ投稿中である。樹状細胞を介したpoly(I:C)依存性CD8+ T cell活性化メカニズムの一端を明らかにし、その機構が抗腫瘍免疫療法においても重要であることを示すことが出来たため。また、本研究成果を学術雑誌に投稿する段階まで進捗が認められたため。

これまでに得られた研究成果は現在学術雑誌に投稿中であるため、掲載に向けて必要な追加研究を行う。また今回解析を進めた制御機構以外の、poly(I:C)依存性クロスプレゼンテーション制御に関わる可能性がある新規分子の解析を並行して行ってゆく。28年度が最終年度であるため、記入しない。