hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
食料加工技術からみた北日本における農耕受容過程に関する研究

本研究では、北日本における縄文晩期の農耕受容過程を説明するため、使用痕・残存デンプン分析法を用いた調査・研究を行った。結果、北日本15遺跡を分析し、考古学資料から使用痕の変遷を明らかにした。また晩期の複数の遺跡から残存デンプンを検出することに成功した。また12の機関・個人所有の150点余の民具観察・残存デンプン分析を行ったほか、現生デンプン標本を作成し、考古資料との比較に十分な基礎資料を作成した。少なくとも、大洞A ́式期には加工技術面から農耕の定着化がうかがえず、堅果類・根茎類を中心とした植物質食料の比重が高かったと推察される。1.実地調査による考古学資料からの使用痕分析と残存デンプン粒分析実地調査は、分析に良好な資料を保管している岩手県埋蔵文化財センター、青森県埋蔵文化財センター、遠野市教育委員会、花巻市教育委員会で実施した。縄文前期晩期の比較的時期が明瞭な資料を扱ったため、使用痕の変遷を解明できる有効なデータを得ることができた。たとえば、前期中期に多く認められる側面磨耗系の磨石や特殊磨石に認められた使用痕と、後晩期の磨耗系の磨石に認められた使用痕の違いを把握することができた。同時に、晩期の複数の遺跡から残存デンプンを検出することに成功した。当該期での資料の検出は初めてである。形状・大きさのばらつきが少ないため、加工対象物の種類が限られることが想定される。今後の安定的な事例の増加や同定技術の精緻化により、加工対象物の変遷を追うことも可能となる。2.実験による使用痕データ収集および現生デンプン標本の拡充飛騨市・遠野市・能登半島・長野県にて民俗資料の使用痕分析と残存デンプンの調査を行った。これまで石製民具の詳細な使用痕分析は行われてなく、実態が解明された点で意義を持つ。特に、堅果類(ドングリ類・トチ・クルミ)・ワラ・根茎類を対象物とする民具は、伝承者が少なくなってきており、現段階で聞き取りを含めた調査ができた点は貴重である。調査の結果、石材・使用法・加工対象物・使用時間に関する各条件下の相関性を見出すことができた。よって基準データを作成することができ、考古資料との比較が可能となった。さらに、残存デンプン分析に必要な基準資料について、東北大学植物園の協力をえて、現生標本から種子の基準資料を得ることができた。これらの種子をもとに現生デンプン標本を作成することが可能となった。(1)実地調査による考古学資料からの使用痕分析と残存デンプン粒分析実地調査は、分析に良好な資料を保管している青森県埋蔵文化財センター、山形県埋蔵文化財センターで実施した。縄文晩期の比較的時期が明瞭な資料を扱ったため、使用痕の地域的変遷を解明できる有効なデータを得ることができた。特に晩期の堅果類加工に用いられたことの明らかな水さらし場状遺構周辺検出の磨石・石皿の使用痕の特徴を明らかにできた。(2)実験による使用痕データ収集および現生デンプン標本の拡充岐阜県白川村・北海道平取町・北海道立開拓記念館・国立民族学博物館にて民族資料の使用痕分析と残存デンプンの調査を行った。これまで木製民具の詳細な使用痕分析や残存デンプン分析は行われてなく、その有効性が検証できた点で意義を持つ。特に、アイヌ民族資料における根茎類対象の道具、世界各国の農耕民の使用している道具の調査ができた点は貴重である。さらに、残存デンプン分析に必要な基準資料について、300種以上の現生標本から種子デンプンの基準資料を得ることができた。これらの種子をもとに現生デンプン標本を作成するとともに網羅的なデンプン間の特徴を見出すことが可能となった。1.実地調査による考古学資料からの使用痕分析と残存デンプン粒分析の追認実地調査はこれまでの調査で追認作業の必要な青森県下北半島不備無遺跡資料の分析を行った。不備無遺跡資料は本地域の晩期資料が層位的に確認でき、分析に有効な遺跡である。調査は金属顕微鏡を用いて、使用痕の写真撮影と資料の法量や石材名などの基本的なデータの記録を取った。同時に、残存デンプン分析のための試料をピペットで採取し、偏光顕微鏡で観察した。その結果、使用痕分析では石匙を中心に皮、骨、イネ科以外の植物を加工したと推定される光沢を見出したほか、磨石類から残存デンプン粒を発見した。

これまでの分析をふまえたうえでイネ科を積極的に加工したと考えられる痕跡を見出せなかったことから、晩期を通じて北日本ではイネ科植物が栽培の主体となっていた可能性は低いと想定された。2.実験による使用痕データおよび現生デンプン標本テータベースの作成石材・使用法・加工対象物に関する各条件下の穀物と堅果類の脱穀・製粉実験をおこない、使用痕データを集積した。また、これまで作成してきた現生デンプン標本に不足していた50種分を追加しテータベースを作成した。作成したテータベースは統計的に傾向を見出し、今後遺跡検出デンプンとの比較のための基礎データとなった。3.使用痕分析・残存デンプン粒分析の結果の公表分析結果を全国学会、国際学会で公表した。また、これまでの成果を論文化した。
アクティブラーニングを経験した学生によるディープラーニング到達評価尺度の開発

学生がアクティブラーニング等による学習を経験するだけに終わらず、学習課題に対して「深い学び」を得ることが重要であると考える。しかし、「深い学び(以下、DLとする)」を得たかどうかの質的な評価はを教員と学生双方で行うことは、時間がかかる等の障壁がある。そのため、学生が自分自身で「どのような学びが出来たか、DLであったか」を評価できる標準化された尺度が必要ではないかと考えた。そこで本研究の目的は、学生がDLへと達成するために必要な学びの質を自己評価する際に活用できる測定尺度『DL到達評価尺度』を開発することである。今回、DL到達評価尺度を開発するにあたっては、保健師基礎教育において必須である「地域診断」に関する学習場面を用いた。尺度の構成概念となる因子を抽出するために、「地域診断」の講義を受講した対象者13名に対し、半構成的インタビュー調査を実施した。インタビュー内容は逐語録とし、質的帰納的に分析を行っている。対象者の学習経験と学びのプロセスからは、231のコードが抽出され、最終的に4つのコアカテゴリと15のカテゴリが得られた。以下、コアカテゴリは《》、カテゴリは< >にて示す。主要な結果としては、《学びが構造化する》では<地域診断の意義を自分なりに考える><情報収集の手段を得る><気付きをつないでいく><試行錯誤して内容を煮詰める><教室外の状況へ適応して考える>で構成されていた。《気づきが生じる刺激を受ける》では<気づきへ導かれる><グループ活動に影響される><疑似経験により気づく>であった。《学習への新たな感情が生まれる》では<出来不出来により充実感に差がうまれる><効力感を得る><日常の行動が変容する>等であった。平成30年度、当初の予定であった尺度構成に向けた構成概念の抽出のための調査、文献検討を行うことが出来た。しかし、信頼性妥当性の検証のための量的調査までは実施することが出来なかったため、上記の区分としている。今年度は平成30年度に尺度の構成概念の抽出に関する論文化を行う。そして尺度化に向けて信頼性妥当性の検証を行っていく。その過程でICEモデルの開発者であるカナダQueens大学のスー・F・ヤング博士との研究会を実施することを目的に、海外研修を行う準備をしている。同時に研究会等にて尺度の完成を行うことを目指す。当初、量的調査の実施のために予定していたPC等の購入を延期としていたため、繰越金が発生していた。次年度はカナダでの研究会を予定しているため、その予算として計上したい。
鋼/アルミニウム突合せレーザ接合板のマルチスケール接合構造に関する基礎的研究

本研究では,加圧突合せレーザ接合による鋼/アルミニウム合金接合材の接合界面領域におけるマルチスケール構造に注目し,その構造-強度-成形性の基礎的な関係を調査した.実験より,接合条件による界面近傍の生成化合物,接合界面(ミクロ構造)および接合界面近傍の外形(マクロ構造)と接合強度の変化をそれぞれ求めた.接合強度の向上には,界面の複雑化とたる形形状が重要と考えられる.また,接合板の成形性に関する基礎的な知見を得ることができた.本研究では,加圧突合せレーザ接合による鋼/アルミニウム合金接合材の接合界面領域におけるマルチスケール構造に注目し,その構造-強度-成形性の基礎的な関係を調査した.実験より,接合条件による界面近傍の生成化合物,接合界面(ミクロ構造)および接合界面近傍の外形(マクロ構造)と接合強度の変化をそれぞれ求めた.接合強度の向上には,界面の複雑化とたる形形状が重要と考えられる.また,接合板の成形性に関する基礎的な知見を得ることができた.1.接合界面および界面近傍の基本的なミクロ構造の調査加圧突合せレーザ接合用の装置を高圧力(360MPa)が負荷できるものに改良した.その後,接合条件を変化させてSPCC/A1050-OおよびSPCC/A5052-H34のおよび接合実験を行い,得られた試験片の強度試験から基本的な接合特性を把握した.高圧力の負荷によって接合強度の向上は見られず,逆に過大な圧力負荷では減少する傾向が得られた.接合強度は最大140MPaであった.また,界面近傍の顕微鏡観察から接合界面が低圧力負荷では入り組んだ形状になるこどが確認できた.2.接合界面近傍のマクロ構造の調査SPCC/A5052-H34接合材の接合界面近傍の材料の減少およびたる形変形の具合を板厚分布測定などによって調査し,接合圧力による基本的な形状の変化を把握した.また,強度試験によって得られた試験片の破断部の観察から破断部の状態が主に2種類に分けられることがわかった.過大な圧力負荷では形状が大きくたる状になると共に,破断部に平らな箇所が見られた.また,界面近傍のビッカース硬さ試験から熱の影響と生成化合物の存在の様子を調査した.生成化合物による硬さの極大ピークは加圧力力状きくなるほど不鮮明になった.3.加圧突合せレーザ接合による接合界面の形成メカニズムの検討接合後の界面近傍に関して,XRDによる破断部の生成金属間化合物の同定およびXPSによる界面近傍の元素分布の調査を行った.生成化合物はアルミニウム側,鋼側ともにAl,Al_2O_3,FeAl_2,FeA1,Fe_3AlおよびFeが主なものと考えられる。過大な圧力の負荷では,アルミニウム側ではFe_3A1の存在が確認できず,原子拡散が十分でないことが接合強度低下の原因であることが示唆された.元素分析の結果では測定精度力十分でなかったことから,詳細な分布を得ることができなかった。1.接合部のマルチスケール構造の調査SPCC/A5052-H34に加えて, SPCC/A5052-0の加圧突合せレーザ接合実験を高圧力負荷領域で行い,得られた試験片の接合強度を評価した.結果において, A5052-H34のときのような大幅な強度低下は見られなかったものの, A1050のときのような強度の増加傾向も見られなかった.界面近傍マクロ構造に関する調査を行った結果,たる形形状になっているものの試験片の座屈や表面への材料のかぶりが発生していた.2.加圧突合せレーザ接合による接合界面の形成メカニズムの検討接合時の温度変化を調べた結果,接合時に界面の温度がおよそ700°C1400°Cになることがわかった.また,これら高温の状態にあるのは1秒未満であると考えられる.接合界面のミクロ構造として,界面近傍の元素分布の測定した.結果から,高圧を負荷することによってアルミニウム側への鉄の拡散が生じやすくなるような傾向がみられた.このことから,接合材の破断がアルミニウム側の鉄リッチな箇所から生じている可能性が強くなった.3.接合部のマルチスケール構造と接合強度の関連の整理本研究では,解析の精度や接合時の座屈・かぶりの発生などに課題が残ったが,暫定的に接合部のマクロ構造とミクロ構造および接合強度の関連を整理した.また,接合部のマルチスケール構造を考慮して2段階の圧力負荷を行ってSPCC/A5052-H34の接合を行った結果,接合強度の向上が見られた.4. SPCC/アルミニウム合金突合せレーザ接合材のテーラードブランク成形の可能性の検討SPCC/A1050-0成形用接合板の作製を行い,成形性試験(引張試験,エリクセン試験,深絞り試験等)によって板材成形性を調査した.結果から軟鋼/アルミニウムテーラードブランク成形における基本的な特徴を明らかにした.
制限増殖型アデノウィルスを用いた次世代遺伝子治療の基盤研究

癌に対するウイルスベクター投与治療の研究開発では、新たな薬剤創製、そして臨床効果の検証と効果増強法への展開が中心的課題となっている。我々は「癌治療遺伝子REIC/Dkk-3を用いた前立腺癌に対するin-situ遺伝子治療」の臨床研究において、腫抗腫瘍効果を確認しさらに「癌細胞の選択的アポトーシス」の誘導を実証している。本研究は、癌治療遺伝子REIC(Reduced Expression in Immortalized Cells)を制限増殖型アデノウイルスベクター(Oncolytic Adenovirus)で超高発現させることにより、抗腫瘍効果と抗癌免疫活性を著明に高める治療法に関する研究である。すなわち、強力なOncolyticシステムをREIC遺伝子治療薬に組み込んだ新規のアデノウイルスベクター治療剤を用いることにより、尿路癌における当該治療法の治療効果の最大化および最適化を目指す研究を実施している。従来の研究により当該Oncolytic Ad-REICの各種癌細胞に対する抗腫瘍メカニズム・有効性が検証され、その局所投与による作用機序として「腫瘍局所での癌選択的細胞死による大量の癌抗原の提示」と「樹状細胞の分化誘導による抗癌免疫の同時活性化」が報告されている。そこで本年度の本申請研究では、アデノウイルスベクターの腫瘍内局所投与方法に関して基盤となる研究を実施した。また同様の観点から、前立腺癌のみならず膀胱癌に対する次世代遺伝子治療の基盤の確立を目指した研究を実施した。尿路癌において、「腫瘍局所での癌選択的細胞死による大量の癌抗原の提示」と「樹状細胞の分化誘導による抗癌免疫の同時活性化」とを可能にする『自己癌ワクチン化療法』の実現を目指す基盤研究を行っている。本年度、癌組織内に試験薬を浸透・拡散させる為の投与システムについての研究を実施した。研究はおおむね順調に進展している。今後も引き続き、アデノウイルスベクター等の薬剤局所投与の治療効果を、より安全にかつ最大限に引き出す為の薬剤注入法に関する条件検討も実施する。各種の担癌マウスモデルにおいて、前立腺癌のみならず膀胱癌に対する局所遺伝子治療を念頭に、投与システムに関する研究基盤を確立させる。本年度の研究においては、局所遺伝子治療の効果の最大化を念頭に、薬剤局所投与方法に係る研究を優先して遂行した。今回、Oncolytic Ad-REIC剤による各種癌細胞に対する殺細胞効果の分子メカニズムの解析について、予定と比べて未使用額が生じたものである。今年度未使用額を平成31年度分にあてがい、今回確立しつつある癌組織内に試験薬を浸透・拡散させる為の投与システムも利用することにより、引き続き研究目的の達成に向け執行する計画である。
サイボ-グ医療倫理の科学技術史的基盤に関する研究

本研究では、人工呼吸器や意思伝達装置を用いて在宅で生活する全身麻痺性患者を、サイボーグ医療利用者の先駆的存在ととらえ、将来のサイボーグ医療の倫理的課題を科学技術史的に考察した。在宅人工呼吸器は専門家と素人、医療と福祉の境界に位置する装置であり、その使用に関する倫理は越境的に構想される必要がある。また気管切開をともなう人工呼吸管理と拡大・代替コミュニケーションは不可分であり、在宅人工呼吸使用の倫理と意思伝達装置の活用は一体的に考究する必要がある。現在、機械工学・情報工学と融合した生体工学は、ライフサイエンスや脳神経科学を巻き込みながら先端医療技術を再編しつつある。本研究は、日本の在宅療養における人工呼吸器と意思伝達装置を科学技術史的に検証することを通じ、当事者の生活に根ざしたサイボーグ医療倫理の構築を目指すものである。本年度は、人工呼吸器・意思伝達の研究開発史に関する資料の収集と調査を実施するのと並行して、サイボーグ医療の倫理的問題に関する下記の検討を行った。(1)ロボエシックス:ロボット技術は福祉・医療分野にも進出し、人々の感情やコミュニケーションの質を変容させつつある。特に欧州ではロボット技術の倫理的・文化的研究がロボエシックスの分野で活発にすすめられている。2011年9月にイタリア・ベルガモ大学と共同開催した国際ワークショップでは、サイボーグ論・生命倫理の観点から神経難病患者ならではの知恵と技法で人工呼吸器・意思伝達装置を運用する状況について報告し、工学や医学などの専門家と家族・患者との権力の非対称性を認識しつつ、患者独自の技術利用を支援する重要性が確認された。また関連する論文がCybernics Technical Reports : Special Issue on Roboethicsに掲載された。(2)合成生物学:DNA、膜など細胞部品から人工的に細胞を再構成する合成生物学は、生命進化研究や再生医療への貢献が期待される一方で、倫理的懸念も生み出している。合成生物学はライフサイエンスからサイボーグ医療に接合する分野であるため、2010年12月にシンポジウム「合成生物学・倫理・社会」(日本科学史学会生物学史分科会主催)を共同企画した。実験研究者と科学技術社会論・科学史研究者が倫理的・社会的観点から議論を行い、サイボーグ医療倫理が患者・被験者保護を超え広義の生命倫理に接合する問題系を含むことが確認された。本年度は、人工呼吸器・意思伝達の研究開発史に関する資料の収集と調査を実施するのと並行して、下記の検討を行った。(1)身体と意思伝達装置の関係の考察:視線入力装置「アイライター」はALS患者のアートパフォーマンスのためにアメリカで開発された装置で、意思伝達装置としての転用可能性を期待させる。オープンソースのDIYスタイルで制作され、仕様が公開されているアイライターは、意思伝達装置の開発と普及の新しい可能性を示唆する。2011年度はアイライター開発チームの主要メンバーであるJames Powderly教授(弘益大学)との国際ワークショップを実施し、ALS患者のコミュニケーション支援とアート、オープンソースでの開発との関係について議論した。その一部をインタビューおよび解題として『生存学』Vol.5に発表した。近年、感覚モダリティ変換を行う機器の開発がすすみ、インテラクティブ・アートとして一般の人々が機器による感覚変容を経験する機会も増えている。身体と意思伝達装置の関係について考察を深める上で、アートからのアプローチは理論的に重要である。(2)新生児医療の背景の検討:人工呼吸器利用をめぐる倫理的議論の一つに、重度障害新生児と呼吸障害をもつ子供の治療・ケアに関する問題がある。この問題を検討するうえで、日本における妊娠・出産に関する状況の把握は不可欠である。産科医療と生殖補助医療における産科婦人科学会のガバナンスについて検討し『新通史日本の科学技術』3巻に執筆した。本年度は昨年度に引き続き人工呼吸器・意思伝達の研究開発史に関する資料の収集と調査と並行して、サイボーグ医療の倫理的考察の基盤を形成する以下の研究を行った。優生学の再検討:生存や意思疎通に困難をもつ重度身体障害者や難病者は、治療や支援の対象として医療技術、医薬品、ロボティクスやICTの開発の契機となる。しかし同時に、高額な医療費を要し機械に依存する存在ともみなされ、科学技術に支えられた生存やコミュニケーションの意義自体が否定される危険にも常に晒されている。重い障害と共に生きる人々は、科学技術の使用が尊厳ある生の必要条件とみなされたとき、生身の身体は価値のない剥き出しの生となる。科学技術と身体と尊厳の関係について、優生学の再検討を通して整理を試みた。本年度は優生学研究の典型的なアプローチである遺伝学、遺伝子技術、遺伝子検査を媒介に、優生学の否定的・肯定的評価と歴史的社会的背景の関係、また現代の出生前診断の報道や反響を糸口に、再考されるべき優生学の論点を論じた。

優生学の是非に関わる議論の枠組みの分節化、また異なる枠組みがどのような歴史的状況に依存しているのかについて、1970年代から2000年代の米国の状況を中心に生命倫理学との関係で明らかにした。「生命科学と当事者」:現代の生命科学研究における日本の市民団体や患者団体の役割の解明は、今後の生命科学の方向性に大きな影響を与える。日本ではまだ、本格的な研究が開始されていない。受精卵診断における市民団体と産婦人科医、また再生医療研究における患者会の役割に関する研究会を企画し、生命科学、社会学等の専門家と患者会関係者をまじえて、今後の研究課題を議論した。テーマの複合性に相応して、調査が多角的に進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は最終年度となるため、多角化したテーマを収束させ、これまで得た知見の意義の確認と補強に専念し、論点を絞込み執筆活動をすすめる。
流域及び地域レベルにおける洪水予測・水資源問題に与える降水データのスケール効果に関する研究

本研究室で所有するドップラーレーダによる10年以上に渡る観測より,関東で発生するメソスケール現象の雷雨の多くは,関東北部及び西部の山間部で発生していることがわかっている.また,関東一円で行っている気象観測より夏期の強い日射が陸面と海面に温度差を生じさせ,それを起因として発生する海から陸へ向かう海陸風が関東北部,西部の山岳部まで進入し,地形により押し上げられることにより地形性の雷雨が発生を明らかにしている.以上のことより,地形条件と大気状態が雷雨発生に大きく寄与していることがわかっている.本研究では,地形影響の定量的評価を行う基礎的段階として,ガウス分布である単峰性の仮想地形を設定し,非静力学モデルによるメソスケール場の降雨に対する地形の影響について解析を行った.降雨を発生させない条件の下で,山地地形の形状及び2層の密度成層を有した大気の成層度を変化させ,山地地形の風下側に発生する重力波についての解析を行った.等流状態で重力波が発生するときは,山地の風下側で渦の発生を確認し,重力波を発生するフルード数の条件について明らかにした.実大気において海陸風の風速が夜半に現象していくように,シミュレーションにおいても水平風速を徐々に減少させた結果,山地の風下側で発生した重力波が風上側へ伝播することがわかった.降雨形成について微物理過程を導入し,仮想地形の下で地形形状,大気状態,それに起因する重力波の影響が降雨量に与える影響について解析を行った.山地標高が高くなるに従い総降雨量,降雨強度のピークは増加するが,ピークの位置は山地の風上側であり,山地の幅が広くなるに従い風下側へ片寄った降雨量分布となることがわかった.弱い水平風速では広範囲に降雨をもたらし,水平風速を徐々に減少させることにより降雨量のピークは風上側へ移動していくことがわかった。山地の風上側へ伝播した重力波による上昇流が強い対流を引き起こし,雷雨発生に関係しているものだと考えられる.本学の所持するドップラーレーダーで観測した関東一円の降雨強度30(mm)以上の降雨強度を持つ雷雨の多くは足尾山地や秩父山地といった山岳地形で発生した地形性降雨である.これら地形性降雨は山地斜面に沿う強制上昇風により,尾根の風上側で発生することは広く知られている.関東では,東京湾や鹿島灘から遡上する海風が地形性雷雨の発生に起因することを著者らは大気観測を行い確認している.本研究では強制的に密度境界層の高度まで押し上げられた空気塊が密度差により生じるブラントヴァイサラ振動で発生する重力波が地形性降雨に与える影響に着目し,重力波が地形性降雨の発生に与える影響の解明を行った.3次元の計算場においてガウス分布の風向きに垂直な山脈状の地形と2層の密度成層の大気を考慮した数値シミュレーションを行い,山脈状地形の尾根より風下側で発生する重力波の解析を行った.本研究の数値シミュレーションにはnon-hydrostaticメンスケール気象モデルであるMM5を用いた.著者らは,過去行った研究でフルード数の小さな流速では低層の空気塊は山脈地形によるブロッキング減少により高度上昇できないことを数値解析で確認した.更にフルード数の大きな値を持つ流速を与えた場合,成層効果より慣性力が卓越し,ポテンシャル流れに近づくことも確認した.本研究では等流を与えた数値シミュレーションで重力波が発生するとき尾根より風下側において渦の発生を確認し,重力波を発生するフルード数の条件を解明した.さらに実大気において夜半海陸風の風速が減少するように,数値シミュレーションにおいても水平方向に与えた風速を徐々に減少させた.結果,水平風速が減少するに従い重力波が風上方向に遡上し,尾根より風上側まで発達することが分かった.この重力波の遡上は,ドップラーレーダーで観測した実大気での雷雨の発生メカニズムに関係するものと考えられる.本研究室で所有するドップラーレーダによる10年以上に渡る観測より,関東で発生するメソスケール現象の雷雨の多くは,関東北部及び西部の山間部で発生していることがわかっている.また,関東一円で行っている気象観測より夏期の強い日射が陸面と海面に温度差を生じさせ,それを起因として発生する海から陸へ向かう海陸風が関東北部,西部の山岳部まで進入し,地形により押し上げられることにより地形性の雷雨が発生を明らかにしている.以上のことより,地形条件と大気状態が雷雨発生に大きく寄与していることがわかっている.本研究では,地形影響の定量的評価を行う基礎的段階として,ガウス分布である単峰性の仮想地形を設定し,非静力学モデルによるメソスケール場の降雨に対する地形の影響について解析を行った.降雨を発生させない条件の下で,山地地形の形状及び2層の密度成層を有した大気の成層度を変化させ,山地地形の風下側に発生する重力波についての解析を行った.等流状態で重力波が発生するときは,山地の風下側で渦の発生を確認し,重力波を発生するフルード数の条件について明らかにした.実大気において海陸風の風速が夜半に現象していくように,シミュレーションにおいても水平風速を徐々に減少させた結果,山地の風下側で発生した重力波が風上側へ伝播することがわかった.降雨形成について微物理過程を導入し,仮想地形の下で地形形状,大気状態,それに起因する重力波の影響が降雨量に与える影響について解析を行った.

山地標高が高くなるに従い総降雨量,降雨強度のピークは増加するが,ピークの位置は山地の風上側であり,山地の幅が広くなるに従い風下側へ片寄った降雨量分布となることがわかった.弱い水平風速では広範囲に降雨をもたらし,水平風速を徐々に減少させることにより降雨量のピークは風上側へ移動していくことがわかった。山地の風上側へ伝播した重力波による上昇流が強い対流を引き起こし,雷雨発生に関係しているものだと考えられる.
トランスジェニック鳥類作製技術を用いた TGFβ含有卵によるアレルギー治療法の開発

本研究では、スギ花粉アレルゲンエピトープならびにアレルギー抑制性サイトカインTGF-ssを遺伝子導入ニワトリに生産させ、目的タンパク質含有卵白を用いた経口摂取によるアレルギー治療法の開発を目指し、以下の結果を得た。1. cLys-7crp含有卵白を用いた経口摂取では、花粉症モデルマウスにおける花粉症症状の軽減を、くしゃみ回数、血清中IgE量ならびに炎症細胞の肺への浸潤度を評価することで、証明した。2. MHC-Crpを遺伝子導入ニワトリで生産させ、マウスでの効能評価を行った。3. TGF-ss遺伝子導入ニワトリを、卵管特異的発現システムを用いることで作製することができた。本年度は、昨年度に引き続き卵管特異的発現可能なTGFβ遺伝子導入ニワトリの解析と、アレルゲンエピトープ含有卵白を用いたアレルギー治療を行った。TGFβ遺伝子導入ニワトリの血餅より抽出したゲノムDNAを鋳型として、PCRしたところ、これまで作製した遺伝子導入ニワトリと同程度の頻度で外来遺伝子の導入を確認することができた。性成熟したメンドリの各組織における転写産物を評価したところ、卵管特異的にTGFβ遺伝子の発現が認められた。このところから、レポーター遺伝子だけでなく目的遺伝子でも卵管特異的遺伝子発現システムを達成することが可能であったといえる。並行して、より効果的な免疫寛容誘導を目指して、スギ花粉アレルゲンエピトープを、T細胞への認識能増加ならびに血中安定性向上可能な融合タンパク質とし、遺伝子導入ニワトリで発現させた。ウエスタンブロット解析を行ったところ、卵白中に適切な構造で発現していることがわかった。ELISA法の測定結果から、目的タンパク質は卵白中に長期間安定的に生産されていた。同卵白をあらかじめ経口投与させたマウスでは、花粉症症状が緩和されており、花粉症モデルマウスへの経口投与においても花粉症のアレルギー症状が軽減していたことから、遺伝子導入ニワトリ由来のエピトープペプチド含有卵白はアレルギー治療に有効であると考えられる。現在詳細な解析を行っているTGFβ遺伝子導入ニワトリ由来の卵白と併用することで、さらなるアレルギー治療になりうることが示唆された。本研究では、トランスジェニック鳥類作製技術を用いて、卵中に生産させた免疫抑制性サイトカインTGFβを経口摂取することで、腸管での免疫系を活性化させ、効果的に経口免疫寛容誘導可能なアレルギー治療法の開発を行うことを目的としている。はじめに、これまで作製済のスギ花粉症アレルゲンエピトープを生産する遺伝子導入ニワトリが産卵した卵白を、スギ花粉症モデルマウスへ経口投与した。その結果、くしゃみ回数ならびに血清中の抗原特異的IgE量を減少させることができた。このことから、エピトープペプチド含有卵白がアレルギー治療に適応できうることを示せた。次に、TGFβ遺伝子のクローニングを行った。MEFからRT-PCRにより取得したTGFβ遺伝子は、遺伝子導入ニワトリでの発現に実績のあるニワトリβアクチンプロモーターで発現調節できるユニットとしてレトロウイルスベクターへ組み入れた(PactT)。ウイルス生産用細胞からレトロウイルスベクターを生産させ、超遠心機で濃縮することで高力価ウイルス溶液を調製し(PactT:1.8-3.6E9 [IU/ml])、ニワトリ胚への遺伝子導入を行った。PactTでは、導入直後から胚の死亡が観察され、ふ化個体も平均5%と低く、またふ化直後に死亡が観察された。そこで、目的遺伝子を、申請者らが開発した卵管特異的に発現させる人工合成プロモーターで発現調節できるベクターシステムへ組入れた(OTOt)。高力価のレトロウイルスベクターを生産させることができた(0.6-2.2 E9 [IU/ml])ので、ウイルス溶液をニワトリ胚へ注入した。卵管特異的発現型のOTOtを用いた場合では、平均26%(12/47羽)のふ化率で遺伝子導入ニワトリを作製することができた。性成熟後メンドリが産卵を開始し始めたので、現在卵中での解析を行っている。遺伝子導入ニワトリが生産したアレルゲンエピトープ含有卵白をアレルギーモデルマウスへ経口投与し血中のIgE量等を評価したところ、有効な結果を得ることができたことから、免疫調節関連タンパク質を発現する遺伝子導入ニワトリ由来の卵白がアレルギー治療に適応できることを示した。これらの成果を複数の国内学会に報告した。さらに効率的なアレルギー治療を目的として免疫抑制性サイトカインであるTGFβを発現する遺伝子導入ニワトリを作製するために、TGFβ遺伝子のクローニングを行い、遺伝子導入ニワトリ作製用のレトロウイルスベクターに組入れた。同ベクターを用いてニワトリ胚へ遺伝子導入を行い、遺伝子導入ニワトリを作製したところ、全身発現型ではふ化個体が得られなかった。一方、申請者らが開発した卵管組織

特異的発現システムを用いたところ、多くの遺伝子導入ニワトリ個体を作出することができた。本年度はおおむね研究計画書どおりに実行することができ、目的を達成することができたと考えている。作製したTGFβ遺伝子導入ニワトリが性成熟したため、卵の産卵を開始した。そこで、卵白中をウエスタンブロット法やELISA法により解析することで、生産性や分子構造を評価するとともに培養細胞を用いて卵白由来のTGFβのバイオアッセイを行う予定である。また、アレルギー(OVAおよびスギ花粉症)に対するモデルマウスを作製した後、遺伝子導入ニワトリ由来卵白をマウスへ経口投与させる。マウス血清中の抗原特異的IgE量を測定することや脾臓細胞を培養し、IL-4、INFガンマなどのサイトカイン量の解析ならびにヒスタミン量の定量を行うことで、TGFβ含有卵の有効性を証明していく。あわせて、TGFβは制御性T細胞を活性化させることが期待されるため、TGFβ含有卵の経口投与で、制御性T細胞が誘導されたかどうかを表面マーカーCD4+CD25+Foxp3+を指標にFACSにより解析する。制御性T細胞からのIL-10、TGFβの分泌量を測定し、TGFβ含有卵がTGFβ自身の発現制御を正に調節しているか評価する。経口アレルゲンは腸管上皮細胞層に存在するM細胞のTLRを介して取り込まれることで、M細胞の基底膜側に存在する樹状細胞やリンパ球が活性化されることから、M細胞にターゲッティングされるアレルゲンおよびTGFβの分子改変を行うことで、より効率的な免疫寛容誘導法の確立を行う。これまでの細胞レベルでの解析では得られにくかった個体レベルで腸管免疫を介したアレルゲン特異的免疫寛容メカニズムの解析に適応し、アレルギー予防・治療に役立つ基礎研究へも発展させたいと考えている。卵白中TGFβの機能解析およびアレルギーモデルマウスを用いた腸管免疫寛容系の構築を行い、それぞれの研究項目において次年度も大学院生3名の協力により、研究遂行を行う。本申請では、全体に対して消耗品の割合が比較的高くなっているが、これは、ウイルス生産、細胞培養のために高価な試薬である制限酵素・核酸抽出キット・抗体・血清・動物細胞用培地・遺伝子導入試薬などの種々の遺伝子工学関連試薬や、プラスチックおよびガラス器具を使用するためである。なお、旅費は関連学会における成果発表と情報収集のために使用し、謝金は英文校閲費のために使用する。その他分として、高度な画像撮影および分析が可能な実験機器のレンタルのために使用する。
国際関係における弱者の意思表示メカニズム：米国ピースコーの追放をめぐる検証

冷戦期のラテンアメリカでは、米国の政府系国際協力組織・ピースコーの撤退が相次いだ。その撤退要因には、政情不安や治安悪化のみならず、米国と任国間の政治的な問題によるものも存在する。ピースコーの追放に関する研究は、一部の国を対象とした事例研究は存在するが、域内の傾向を網羅する研究は皆無である。そこで、本研究では、ラテンアメリカ6ヶ国における追放事例をアーカイブ調査によってミクロに検討し、ピースコー追放に至る背景と米国との交渉過程を明らかにし、比較検証を行う。本研究の目的は、ピースコーの追放という米国への抵抗手段の分析を通し、国際関係における弱者の意思表示のメカニズムを明らかにすることである。
英語史におけるポライトネス：中英語期の文体・対人関係と行為指示表現

中英語期のポライトネス・ストラテジーを、行為指示表現の分析を通して明らかにすることを目指す本研究において、本年度の研究成果は次の2点に集約される。1点目は中英語期と現代英語の間接言語行為が用いられる状況の差異、2点目は文体と丁寧標識の意味・機能の関連である。1点目については、現代英語では聞き手のフェイス侵害を避けるために用いられるとされている間接言語行為について、中英語期では話し手の社会階層によりその用法に差があることを実証した。中英語期においては、さまざまな身分の人物が登場する『カンタベリー物語』やヨーク劇の分析を通して、身分の低い人物は聞き手に関わらず、間接性の高い言語行為を用いていないことがわかった。これらの調査について、6月に慶應義塾大学藝文学会で発表し、拡張させる形で学会誌『藝文研究』第115号に論文を掲載した。2点目について、中英語期の文体(韻文か、散文か)は、中英語期に用いられていた丁寧標識の機能に差を生むかどうかについて、談話標識の概念や近年勃興している周辺部の知見を援用すること、コンコーダンスやPCMEP Corpusをはじめとするコーパスを用いることを通して、中英語期の丁寧標識の韻文と散文における丁寧さの機能は,ほとんど差がないことを示した。また、I prayをはじめ、丁寧標識によっては、相手への対人的配慮が進んでいることを、周辺部の知見を用いて、散文においてそれらが間主観化を起こしやすい右周辺部に現れていること、談話標識のようにも機能していることを例証した。得られた成果について、第34回日本中世英語英文学会全国大会で発表した。今年度は研究計画書において記した文体とポライトネスに関する調査を行うことが出来た。この成果に基づいた日本中世英語英文学会での発表を通して、学会参加者から多くの有益な助言を仰ぐことが出来た。加えて、周辺部をはじめとする近年の言語理論や、比較的研究の進んでいる初期近代英語期の歴史社会言語学のアプローチによる先行研究から知見を深め、今後のデータを分析する上で下地を築くことが出来た。今後は、行為指示表現の典型的な表現であり、ポライトネスの知見から論じられることの多い命令文についてまず調査を行う方針である。加えて、行為指示表現と共起しやすい表現があるという特性を調査の過程で得られたため、これまでほとんど言及されていない、行為指示表現と共起する表現について研究し、重層的にポライトネスを考察していく。また、査読付き論文集への掲載を目指し、一つの論文としての帰結点を明確に定めていく指針である。
消化管癌の発生・進展におけるmicroRNAの意義とそれを利用した診断治療開発

miRNAの面から食道扁平上皮癌、胃癌の発生・進展機構を明らかにした上で、これらの癌に対する新しい個性診断系を確立することを目的として、最終年度となる本年度は以下のとおり実施した。1)胃癌および正常胃粘膜における網羅的miRNA発現解析と機能解析約250miRNAのプローブを搭載したマイクロアレイおよび188mRNAを解析できる繊維型マイクロアレイ(三菱レイヨンMICH07)を用い、胃癌および正常胃粘膜の新鮮凍結組織を材料としてmiRNAの発現を解析した。胃癌と正常とで有意に発現レベルが異なっていたmiR-21等について、定量的RT-PCRにより発現の検証を行なった。さらに、組織型との関連ではmiR-100,miR-105等が、進行度との関連ではmiR-100,miR-125b等が発現が異なっていた2)胃癌におけるmiRNAの標的遺伝子の解析3)胃癌特異的miRNAのエピジェネティック発現制御の解析胃癌細胞株をヒストン脱アセチル化酵素阻害剤TSAで処理することにより、増殖・浸潤の抑制、p21等の発現の誘導がみられた。この細胞について、上記のマイクロアレイで発現が変化するmiRNAを解析し、1)で捉えた組織型や進行度、予後に相関するmiRNAリストと比較した。ここに得られたデータは、癌の個性診断、治療に直結した診断に有用な分子マーカーと考えられる。今後、これらを搭載した診断用miRNAミニアレイを作成し、診断の場に還元したい。miRNAの面から食道扁平上皮癌、胃癌の発生・進展機構を明らかにした上で、これらの癌に対する新しい個性診断系を確立することを目的として、本年度は以下の通り実施した。1)胃癌および正常胃粘膜における網羅的miRNA発現解析約250miRNAのプローブを搭載したマイクロアレイを用い、胃癌および正常胃粘膜の新鮮凍結組織を材料としてmiRNAの発現を解析した。その結果、miR-21をはじめ約30のmiRNAが胃癌と正常とで有意に発現レベルが異なっていた。さらに、臨床病理学的事項とmiRNA発現パターンとの関連を解析したところ、組織型、深達度、転移の有無、予後と有意な相関を示すmiRNAセットを見いだした。2)胃癌におけるmiRNAの標的遺伝子の解析上記で抽出された癌で特異的な発現態度を示すmiRNAに関しては、miRanda、TargetScan、PicTarを用いてその標的遺伝子の候補の抽出を開始した。想定されたいくつかの候補遺伝子とmiRNAの発現レベルの有意な相関を確認している。さらに、標的遺伝子として当研究室においてSAGE法で同定したREGIVやGW112などの胃癌特異的発現遺伝子に注目している。本年度に得られたデータを基盤として、最終年度となる来年度には、食道扁平上皮癌におけるmiRNA発現および特異的発現を示すmiRNAのターゲット遺伝子の同定についての解析を進め、最終的な目標である病理診断への還元を目指す。
粒子法の数値解析へ向けた基盤技術の整備

粒子法は,有限差分法や有限要素法などと異なり評価点の依存関係を定める格子や多面体分割を用意する必要がない.この特徴から粒子法は,移動境界を持つ問題に対する数値計算手法の一つとして盛んに用いられている.一方でメッシュが不要であるという粒子法の特徴は,離散化パラメーターの自由度が増大する欠点を生む.このため,領域内に配置する粒子の数と粗密,選択する参照関数の滑らかさや影響半径の大きさ,参照関数の結合に用いる粒子体積の大きさなど,離散化パラメーターの選択を適切に行う必要がある.研究代表者は昨年度までに,従来用いられてきた手法を含んだある一般化粒子法を提案した上で,その打ち切り誤差評価に関した離散化パラメーターの選択に関する十分条件を導出することで,この問題を解決した.さらに導出した十分条件を元に,移流拡散方程式に対する一般化粒子法の誤差評価を導いた.本年度は昨年度に引き続き,誤差評価を導くことで数学的正当化がなされた移流拡散方程式に対する一般化粒子法を用いた数値実験を行った.最初に,数学的に示された誤差の収束次数を数値的に計算することで,数値計算コードが正しく実装されているかを確認した.この際,昨年度とは異なり移流が卓越する比較的大きなPechlet数での数値実験も行った.ここで実装の正しさが確認された数値計算コードを用いて,解析領域やPechlet数が一般の場合に対する数値計算を実施した.これにより提案手法の有効性を広い枠組みで確認できた.最後に本研究課題の,一般化粒子法の次の段階において対象となる問題として考えられる,また重要となる, Navier--Stokes方程式への適用を見据えた数値解析および数値計算の準備を昨年度に引き続き行い,新たな研究提案が可能となる知見の準備を行うことができた.粒子法は,考える領域内に粒子と呼ばれる点を配置し,粒子に対応した有界な台を持つ参照関数の1次結合によって対象となる問題を近似する.粒子間の依存関係は,粒子間の距離と参照関数の台を定める影響半径にのみ依存する.したがって有限差分法や有限要素法などの数値計算手法と異なり評価点の依存関係を定める格子や多面体分割を予め用意する必要がない,という特徴を持つ.この特徴から粒子法は,流体領域が時間に依存して変化する問題に対する数値計算手法の一つとして盛んに用いられている.一方でメッシュが不要であるという粒子法の特徴は,離散化パラメーターの自由度が増大する欠点を生む.このため,領域内に配置する粒子の数と粗密,選択する参照関数の滑らかさや影響半径の大きさ,参照関数の1次結合の係数に含まれる粒子体積の大きさなど,離散化パラメーターの選択を適切に行う必要がある.しかし粒子法に対する数学の理論整備が進んでいない現状では,離散化パラメーターの選択を経験則に頼っているだけでなく,そもそも数値解が元の偏微分方程式の厳密解に収束するかも未解明である.そこで我々は,粒子法の信頼性を数値解析学の観点から保証し,かつ現実的な問題への応用に耐えうる理論整備を目的としている.我々は,強形式で表された微分方程式を近似する粒子法として広く用いられている, SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics)法やMPS (Moving Particle Semi-implicit)法などの粒子法を統一的に記述できる一般化粒子法を提案し,一般化粒子法に対する誤差評価を導くために必要となる離散化パラメータに対する十分条件を導出した.さらにこの十分条件を元に,補間作用素と近似微分作用素の打ち切り誤差評価やPoisson方程式と熱方程式の誤差評価を導いた.本年度は計画に従い, Poisson方程式に対する粒子法の誤差評価から始めた.最初に広く用いられているSPH法やMPS法などの粒子法を統一的に記述できる一般化粒子法を提案した.次に誤差評価の鍵となる作用素の適合性と近似方程式の安定性を示した.補間作用素,および近似微分作用素の適合性を導く際には,離散化パラメーターを適切に選択するための指標が必要となる.まず,粗密のない粒子の分布を表す良い粒子配置の指標として,粒子分布の正則性を定義した.このとき配置した粒子を母点とする考える領域のVoronoi分割を基とした概念を導入したことで,重み関数を定める影響半径と1次結合の係数を定める粒子体積の適切性を同時に規定することが可能な指標となっていることが特徴である.この指標を元にした十分条件を確立したことで,補間作用素,近似微分作用素の適合性を導いた.近似方程式の安定性を導く際には,粒子法が差分法の一般化に相当することに留意すれば,方程式の離散化によって得られる近似方程式の最大値原理が鍵となる.このとき影響半径を基とする接続性の概念を導入したことで,差分法の議論を拡張して近似方程式の一意可解性および最大値の原理を導くことに成功した.さらに適合性を示す際に用いた十分条件が影響半径の選択にも影響していることを利用して,適切な離散化パラメーターの選択が為されていれば,一意可解性や最大値原理のための十分条件が,実際には十分小さい影響半径の選択のみに依存することも示した.これら鍵となる成果を基に,差分法で用いられている議論を発展させることで, Poisson方程式に対する一般化粒子法の誤差評価を導いた.また今年度は予定していなかった放物型方程式に対する誤差評価の出発点として,粒子の移動を考慮しない熱方程式に対する誤差評価まで導くことが出来た.粒子法は,有限差分法や有限要素法などの数値計算手法と異なり評価点の依存関係を定める格子や多面体分割を予め用意する必要がない,という特徴を持つ.

この特徴から粒子法は,流体領域が時間に依存して変化する問題に対する数値計算手法の一つとして盛んに用いられている.一方でメッシュが不要であるという粒子法の特徴は,離散化パラメーターの自由度が増大する欠点を生む.このため,領域内に配置する粒子の数と粗密,選択する参照関数の滑らかさや影響半径の大きさ,参照関数の結合に用いる粒子体積の大きさなど,離散化パラメーターの選択を適切に行う必要がある.研究代表者は昨年度までに,まず一般化粒子法を提案し,次に一般化粒子法における離散化パラメーターの選択に関する十分条件を導出することで,この問題を解決した.さらに導出した十分条件を元に, Poisson方程式と熱方程式に対する一般化粒子法の誤差評価を導いた.本年度は次の段階として,移流拡散方程式に対する一般化粒子法の誤差評価を行った.粒子法の特徴は,近似評価に用いる粒子を流体粒子として捉え,流れ問題に現れる物質微分をLagrange的に直接近似することにある.しかしながらこの事実は,時間の経過と共に粒子の偏在を招き,近似制度の悪化,数値振動の発生,数値計算の破綻を引き起こすことが知られている.この問題を解決するために,研究代表者は流れが卓越した問題に対する数値計算手法として知られている半陰的特性曲線法の導入を行った.これにより,各時刻ステップにおいて前述の十分条件を満たすような粒子の配置を用いることが可能となり,移流拡散方程式に対する特性曲線一般化粒子法の安定性評価および誤差評価を導くことが出来た.前年度までに得られたPoisson方程式や熱方程式に対する粒子法の誤差評価を基に,次に解決すべき課題は,粒子法が考案された当初に必要とされた,粒子をあたかも実際の流体粒子のように捉えて移動させた場合の数値計算手法に対する誤差評価である.その出発点として,本年度は,移流拡散方程式に対する一般化粒子法の誤差評価を行った.研究実績の概要で述べた通り,粒子法の特徴は,近似評価に用いる粒子を流体粒子として捉え,流れ問題に現れる物質微分をLagrange的に直接近似することにある.しかしながらこの事実は,時間の経過と共に粒子の偏在を招き,近似制度の悪化,数値振動の発生,数値計算の破綻を引き起こすことが知られている.この問題を解決するために,研究代表者は流れが卓越した問題に対する数値計算手法として知られている半陰的特性曲線法の導入を行った.これにより,各時刻ステップにおいて前述の十分条件を満たすような粒子の配置を用いることが可能となり,移流拡散方程式に対する特性曲線一般化粒子法の安定性評価および誤差評価を導くことが出来た.さらに数値実験を行い,初等的な簡易モデルに対しては,得られた数値解析結果を再現することが出来た.またこれらの成果を基に,関連する国際会議等で成果発表を行った.以上のような進捗状況から,計画が順調に進展していると判断した.粒子法は,有限差分法や有限要素法などと異なり評価点の依存関係を定める格子や多面体分割を用意する必要がない.この特徴から粒子法は,移動境界を持つ問題に対する数値計算手法の一つとして盛んに用いられている.一方でメッシュが不要であるという粒子法の特徴は,離散化パラメーターの自由度が増大する欠点を生む.このため,領域内に配置する粒子の数と粗密,選択する参照関数の滑らかさや影響半径の大きさ,参照関数の結合に用いる粒子体積の大きさなど,離散化パラメーターの選択を適切に行う必要がある.
異種細胞間における放射線誘発バイスタンダー効果に関する細胞応答解析

放射線がん治療は、がん患部への線量集中性により非常に高い治療効果を上げている。本課題では、照射がん細胞と非照射正常細胞の間における細胞間情報伝達の有無とその影響を明らかにすることを目的とした。そのためにマイクロビーム細胞照射装置SPICEを活用し、細胞レベルでがん患部を模擬するべく、がん細胞と正常細胞の共培養条件下で、がん細胞へのみ陽子線を照射することを実現した。その結果、照射されたがん細胞は、隣接する正常細胞による細胞間情報伝達によって、誘発されたDNA二本鎖切断の修復に関与することを見出した。つまり、照射されたがん細胞とその隣接する正常細胞は、双方にシグナル伝達を行っていることを確認した。平成25年度は、マイクロビーム細胞照射法を用いたバイスタンダー効果及びレスキュー効果に関する解析に重点を置いて実験を進めた。まずは、ヒト肺がん由来A549細胞同士(A549-A549)間およびA549細胞とヒト肺由来正常WI38細胞(A549-WI38)間におけるギャップジャンクション(GJ)の有無について、GJの主要構成要素と考えられているコネンキシン43(Cx43)タンパク質をウェスタンブロット法を用いてその存在有無について検出した。その結果、両細胞にCx43が存在することを確認した。また、ギャップジャンクション(GJ)の機能性について、A549-A549、またA549-WI38間の異種細胞間においてもGJを経由したカルセイン蛍光色素の移動が可能であることを共焦点レーザー顕微鏡によるフォトブリーチ法を用いて確認した。つまり、異種細胞間であるA549細胞とWI38細胞であっても、GJを形成していることを確認した。照射には、放医研マイクロビーム細胞照射装置SPICEで導入される3.4 MeVプロトンを用いた。まずは、a) A549-A549、b)A549-WI38を共培養した2つの条件において、照射したA549細胞と非照射群のA549細胞とWI-38細胞として評価した。照射細胞および非照射(バイスタンダー)細胞におけるDNA二本切断誘発についてヒストンタンパク質H2AXのリン酸化(γ-H2AX)を指標とし、免疫蛍光染色を行い、蛍光顕微鏡画像からその蛍光量から定量した。その結果、A549-A549の場合、非照射のA549細胞に対してバイスタンダー効果として、γH2AXの有意な増加が検出された。しかし、A549-WI38の場合、バイスタンダー細胞であるWI38細胞には、γH2AXに有意な増加が検出されなかった。その反面、照射されたA549細胞に誘発されたDNA二本鎖切断の修復は、A549のみの集団比べて修復が促進されるような結果を得た。このことより、放射線照射による細胞応答は、異種細胞間の細胞間情報伝達によって放射線感受性が影響されることを示唆している。今年度は、SPICEマイクロビームを用いて(1)がん細胞と正常細胞の共培養条件下(A549-H2BGFP(以下A549GFP)・WI38)、(2)がん細胞のみ(A549GFP・A549)、の二条件について実験を行った。すべての試料においてA549GFP細胞へのみに照射し、照射陽子数は500個とした。照射後1、4、24時間にDNA二本鎖切断(DSB)のマーカーであるγH2AXに対して免疫蛍光染色を行い、取得した蛍光画像をもとに細胞核あたりのγH2AX量を測定した。バイスタンダーWI-38細胞のγH2AX量は照射後1、4時間後の両方において非照射細胞皿(対照群)に比べて2割程度の増加後24時間後にはほぼ同程度まで下がった。がん細胞のみの条件(2)では、バイスタンダーA549細胞にγH2AXの増加は確認できなかった。また、照射されたA549GFP細胞については、共培養(1)とがん細胞のみ(2)の両方の条件においてγH2AX量は照射後24時間にかけて減少したが、4時間後の共培養(1)はがん細胞のみ(2)の条件と比較して3割高い量を示した。また、(1)がん細胞と正常細胞の共培養条件下(A549-H2BGFP(以下A549GFP)・WI38)において照射4時間後のA549GFPのγH2AX量はギャップジャンクション(GJ)を阻害するとと2割ほど少なかった。結果をまとめると、バイスタンダー細胞WI-38細胞が存在する場合、照射されたA549GFP細胞のDSB修復が、A549細胞のみの集団に比べて遅く、また、バイスタンダーWI38細胞へのシグナルもGJを主とした細胞間情報伝達である可能性を示唆した。また、照射A549GFP細胞のDNA修復は、周辺のWI-38細胞密度に依存する可能性があり、そのため、A549GFP細胞のDSB修復がA549細胞のみの集団のものに比べて、高密度でWI38細胞が存在すると遅くなり、逆に低密度であれば速くなるといった結果(平成25年度報告)を得ている。放射線がん治療のおいて非がん患部領域への線量付与量を減らすために、複数の方向からの多門照射によってその線量の集中性は格段に上がり、非がん患部への線量を軽減する、一方で、低線量放射線による被ばく領域が拡大する。この低線量放射線の影響としてバイスタンダー効果が考えられる。