hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
流体移動の可視化と音響トモグラフィによる岩盤内水理物質移動特性評価の高度化

実岩盤亀裂の賦存状態を再現した境界条件における亀裂のせん断ー透水・可視化同時特性試験を実施し、単一亀裂の力学・水理学連成特性を評価した。亀裂内の流れの数値解析を行い、亀裂の表面粗度と流れのレイノルズ数の影響を考慮した力学的開口幅と水理学的開口幅の関係式を提案した。複数の人工的割れ目を取り入れたガラス材を用いて、亀裂ネットワーク模型を試作し、着色したトレーサーによる室内透水試験を行い、亀裂の幾何学的分布特性とネットワークの透水特性との関係を調べた。実岩盤内の亀裂分布を基づいて亀裂ネットワークモデルを構築し、数値解析よりその水理・物質移行特性を評価した。花崗岩などの亀裂性岩盤を対象とした地下水流動評価や核種移行評価に際しては、亀裂を均質な平行平板に近似したモデルが一般的に用いられている。しかしながら、実際の亀裂の表面形状は複雑で開口部は不均質に分布していることから、亀裂の開口幅と透水量の関係が平行平板モデルから乖離することが多く報告されている。一年度目の研究では亀裂内流動過程可視化システムを活用して、亀裂のせん断ー透水同時特性試験を実施し、亀裂中の構造変化とチャンネル形成メカニズムを把握するとともに、チャンネル内の流れ・物質移動の不均質性を詳しく考察した。また、様々な表面粗さを持つ10本の表面形状プロフィールにおける流れの数値解析を行い、亀裂の表面粗度とレイノルズ数の影響を考慮した力学的開口幅と水理学的開口幅の関係式を新たに提案した。二年度目の研究では前年度の研究を引き続き、複数の人工的割れ目を取り入れたガラス材を用いて、亀裂ネットワーク模型を試作し、着色したトレーサーによる室内透水試験を行った。そして、それらの数値モデルを作成し、ナビエーストークス方程式を解くことにより、特に亀裂の交差部で発生する流れの屈曲や渦の形成などの現象を詳細に調べた。実験結果と比較・検証して、亀裂の数(密度)、開口幅、連結性などの要素が亀裂ネットワークの透水特性に与える影響を考察した。また、音響透水トモグラフィにより計測した岩盤内の亀裂の幾何学的分布データに基づいて亀裂ネットワークモデルを作成し、前年度に提案した関係式をモデルに導入することで、亀裂の表面粗度がネットワークの水理・物質移動特性に対する影響を定量的に評価した。以上のことより、単一亀裂の複雑な内部構造および亀裂の空間分布特性の影響を総合的に考慮した岩盤亀裂ネットワークの水理・物質移行モデルを提案することができた。花崗岩などの亀裂性岩盤を対象とした地下水流動評価や核種移行評価に際しては、亀裂を均質な平行平板に近似したモデルが用いられている。しかしながら、実際の岩石亀裂の表面形状は複雑で亀裂開口部は不均質に分布することから、ほとんどの既往研究では亀裂開口幅と透水量の関係が平行平板モデルから乖離すると報告している。そこで、本年度の研究は既往研究で妥当性が検証されている汎用解析コードを用いて、Bartonらが提案した亀裂表面粗さ係数(JRC)の10本のプロフィールにおける流れの数値解析を行い、亀裂の表面粗度とレイノルズ数の影響に着目した亀裂内の流体の挙動特性を詳細に評価すると共に、力学的開口幅と水理学的開口幅の関係の定式化を試みた。その結果、亀裂表面凹凸の幾何学的特性を評価するには、JRCと良好な相関関係を有するZ2は有効であることを確認した。亀裂の表面が粗いほど、またレイノルズ数が1を超えた量が大きいほど、流線の屈曲度が増え、渦の形成のような慣性効果による現象もより多く発生し、結果として亀裂の透水係数が減り、力学的開口幅と水理学的開口幅の差が大きくなる。本研究で提案した力学的開口幅と水理学的開口幅の関係式による予測値は解析値との良好な整合性を有しており,亀裂ネットワークを考慮した二次元解析モデルへの適用が期待できる。以上の研究成果を纏めた論文は「資源と素材」誌へ投稿し、採択されている。また、複数の人工的割れ目を取り入れたガラス材を用いて、亀裂ネットワークを有する二次元岩盤モデルを試作し、着色したトレーサーによる室内透水試験を行った。試験モデルに複数の亀裂が存在するため、流入口と流出口を自由に組み合わせることにより、亀裂の数(密度)、流れの方向が岩盤の透水特性に与える影響を考察することができる。本実験は現在進行中であり、結果の整理と成果の発表は次年度中に行うことを予定している。今年度の研究目標は(1)画像可視化計測に適応した単一亀裂のせん断ー透水同時特性の試験容器の試作、(2)可視化計測システムによる亀裂内の流体移動現象の観察と基礎データの蓄積、(3)音響透水トモグラフィによる岩盤内亀裂ネットワークの高精度測定技術の確立である。

(1)と(2)について、亀裂内の流体移動現象の可視化を実現するため、既に開発した「デジタル制御型一面せん断試験装置」を基に、供試体を収納するせん断容器を新たに設計した。具体的には、せん断容器の上部に観察用窓を設け、供試体の上部分を岩盤亀裂の表面形状を持つ透明なアクリル板で作製し、下部分は人工岩盤亀裂面を用いる。そして、着色したトレーサーを亀裂内に流入させ、せん断容器の上部に設置するCCDカメラより流れの様子を撮影する。以上の改造より、亀裂内の流体移動現象の観察と基礎データの蓄積を実現することを可能にした。また、(3)については、音響トモグラフィによる地盤調査の実績から、実現場に存在する亀裂ネットワークの特徴を反映した二次元岩盤モデルを試作し、室内透水試験を行っている。本試験より、亀裂ネットワークの貫通度と亀裂内の開口幅分布が岩盤の透水特性に与える影響を把握するとともに、音響トモグラフィによる地下水を含んだ亀裂分布の計測精度を検証することができる。以上のことに加え、数値解析による力学的開口幅と水理学的開口幅の関係の定式化も行っているため、「当初の計画以上に進展している」と評価する。平成24年度の研究では、画像可視化計測システムの作成や原位置不連続性岩盤の特徴を反映した室内亀裂ネットワークモデルの構築などを試み、亀裂内における流体の移動メカニズムの解明といった研究目標に向けて、実験的研究の基礎条件を整えた。それらに基づいて、今後の研究では、まず、画像撮影の技術を練り上げるとともに、照明設備などの撮影環境を改善し、画像解析に基づいた亀裂内における流れ場の定量的評価を行う。そして、室内透水試験で難題とされてきた様々な透水特性を持つ亀裂における流れの流速と水頭差の精密制御・計測を解決するため、高精密シリンジポンプを用いて、送液制御と流速計測の精度を向上させるとともに、亀裂の透水係数、力学的開口幅と水理学的開口幅の関係における定量的評価を行う。また、実験的研究と並行して、単一亀裂内空隙の空間的分布を忠実に再現した三次元的解析モデル、または亀裂ネットワークにおける二次元解析モデルを作成し、ナビエーストークス方程式を解くことで単一亀裂または亀裂性岩盤の透水特性を評価し、試験結果と比較・検証する。さらに、実フィールドの地層中の亀裂性岩盤(花崗岩)内の亀裂ネットワークを対象とし、音響トモグラフィ測定により亀裂の空間的分布を把握し、数値解析により亀裂性岩盤の浸透・物質移行特性を詳細に評価する。1、せん断ー透水同時特性試験を実施し基礎データを蓄積するため、人工模擬供試体の材料や透水試験の消耗品などを購入する必要がある(30万円程度)。2、高精度の透水試験を実施するため、水頭差と流量を精密に制御・計測する装置が必要となる。平成24年度で既に購入した高精密シリンジポンプを基に、高精密定流量・圧力制御送液および流速計測システムを構築していく(60万円程度)。3、流れ画像の画質をさらに向上させるため、撮影の環境、例えば暗室、均一な光を提供する照明機材などを整えていく(40万円程度)。4、亀裂性岩盤の幾何学特性を忠実に反映した室内亀裂ネットワークモデルを構築するため、業者と連携した現場調査を実施し、二次元のみならず、岩石模擬材料を用いた三次元岩盤モデルを構築することを予定している(80万円程度)。5、これまでの研究成果を纏めた論文を国際シンポジウムへ投稿し、学術講演を行うことで、学術界へ幅広く発信していくことを予定している(20万円程度)。
哺乳動物初期胚の発生に関与する卵管因子と細胞間接着に関する研究

マウス初期胚の体外発生において、受精後に卵管の影響を受けて発生した胚と、そうでない胚では胚盤胞期への発生率に大きな差が認めれ、また4細胞期での胚において割球間の接着性に大きな違いが認められる。マウス初期胚において割球間の接着に関与するE-カドヘリンは2細胞期にはすでに発現していることが、E-カドヘリンに対するモノクローナル抗体であるECCD-2を用いて明らかになった。しかしながら、体外培養系では卵管の影響を受けていない胚においては、E-カドヘリンの割球接着面への局在は4細胞期の時期にはまだ起っておらず、卵管の影響下で発生した胚においてのみE-カドヘリンの割球接着面での局在が4細胞期に観察された。また、E-カドヘリンの発現と関連したconnexin43のmRNAの発現についても検討したが、直接的な関連は認められなかった。しかし、E-カドヘリンとgap junctionの関連性についてはgap junction抗体を用いて、正確に検討することが望まれるが、gap junction抗体は入手が非常に困難であるため抗体の作製等も含めて今後検討する必要があると思われる。また、in situハイブリダイゼーションに固定しない細胞を用いてみたが、mRNAの場合分解が早いため固定した方が良い結果が得られた。また、共焦点レーザースキャン顕微鏡を用いることにより、ホールマウント標本をそのまま観察することができ、ミクロトームによる切片標本を作製する必要のないことが明らかになった。本研究においては、in situハイブリダイゼーションにDNAプローブを用いたが、RNAプローブを用いる方がより感度の高い検出ができると思われた。
第一原理計算による全固体リチウムイオン電池の正極/電解質界面の研究

蓄電池材料の高い出力特性を実現するには内部抵抗を低減する必要がある.主要な抵抗成分は電極/電解質界面に起因する.従って界面近傍でのイオン拡散をスムーズに起こさせるような材料設計には電極/電解質界面の反応の理解が必要不可欠である.昨年度の実績としてLiイオン電池(LIB)におけるグラファイト電極/EC溶液界面の電荷移動反応の解析を行なった.密度汎関数理論を用いた有効遮蔽媒質(ESM)法と溶液理論におけるReference Interaction Site Model (RISM)を組み合わせ(ESM-RISM法),電極/電解液界面の電荷移動過程に適用した.すなわち,電極と反応化学種の電子状態はESM法による量子力学(QM)計算で,電解液はRISMによる古典的な分布関数で扱う近似を導入した.電極・電解液はグラファイト(LixC6)・1 M LiPF6 EC溶液をそれぞれ扱った.今回計算したLiC12 | 1 M LiPF6 EC界面とLiイオンの挿入・脱離反応として仮定したLi移動経路に沿って電子の化学ポテンシャルを一定に保つようにESM-RISM計算を行った.反応の始状態と終状態の間で電子数の変化はほぼ1となり, Li挿入・脱離反応は電荷移動過程であることを確認した.さらに電荷移動過程の平衡電位での反応プロファイルの活性化障壁は0.59 eVと求められ,実験により得られた値(0.5-0.6 eV程度)とよく一致した.以上の内容は次の論文にまとめて出版した. J. Haruyama, T. Ikeshoji, and M. Otani, J. Phys. Chem. C 122, 9804 (2018).初年度と次年度は全固体電池中の正極/硫化物電解質の元素拡散に着目し解析を行った.昨年度は電極/電解質界面の電荷移動反応を理解するために密度汎関数理論と溶液理論を組み合わせた方法を用いてグラファイト/電解液界面のLi脱挿入のシミュレーションを行った.反応の活性化エネルギーは0.59 eVと求められ,実験により得られた値(0.5-0.6 eV程度)とよく一致した.以上のように当初の研究計画以上に進展している.今後はリチウムイオン電池の電極/電解液界面の電荷移動抵抗現象に関して不動態皮膜を含めた解析を行うことで,電極/不動態皮膜/電解液でどのように電荷移動が起きているかを検証する.またその知見を全固体電池の界面で起きている電荷移動に適用し界面抵抗を低減するための提案を行う予定である.リチウムイオン電池は高出力,高エネルギー密度の特性を持つため様々な携帯機器に利用されているが,充放電時の安全性に課題を抱えている.リチウムイオン電池中の液体の有機電解質をイオン伝導性の無機固体で置き換えた全固体リチウムイオン電池(All-Solid-State Li-Ion Battery, ASS-LIB)は,安定性・長寿命性の二つを有する革新的な次世代電池として研究開発が進められている.硫化物系の物質は高い成型性,イオン伝導性を持ち固体電解質の有力候補である.しかし,酸化物正極との接合界面は大きな界面抵抗が存在し,実用化するためには界面抵抗低減が急務である.本研究では正極/硫化物電解質の界面構造を第一原理計算から求め,界面抵抗の原因と考えられている性質を調べる.代表的なASS-LIB中のコバルト酸リチウム(LCO)/硫化物電解質界面は充放電を繰り返すことで電解質界面近傍にCo元素が流出・拡散しており,このような遷移金属元素の移動がリチウムイオン伝導度,正極の容量劣化,電池寿命に悪影響を及ぼすと考えられる.本研究は第一原理計算より得たLCO/チオリン酸リチウム界面(β-Li3PS4, LPS)の構造を用いて界面付近の遷移金属元素の拡散の解析を行った. Coの拡散としてCoと他の正イオンが置き換わっていく機構を素過程と考え, CoとLiまたはPを交換させた際のエネルギー差(交換欠陥の形成エネルギー)でCoの拡散しやすさを見積もった.結果, LCO/LPS界面ではCoとPの交換がエネルギー的に安定であることがわかった.さらに緩衝層の存在によってこのCo-Pの交換が抑制されることも示された.このような界面のミクロスコピックな性質を知ることはより界面抵抗の低いASS-LIBを作成する上で必要不可欠である.初年度は全固体電池中の正極/硫化物電解質の遷移金属元素の拡散に着目し, LCO/LPS界面を用いて界面付近のCo元素の拡散の解析を行った. Coの拡散としてCoと他の正イオンが置き換わっていく機構を扱い, Coと他の正イオンの交換エネルギーでCoの拡散しやすさを見積もった.結果, LCO/LPS界面ではCoとPの交換がエネルギー的に安定であり,実験で観測されたCoの拡散はCoとPのmixingによって起きていると推測された.さらに緩衝層の存在によってCo-Pの交換が抑制されることが示され,実験の観測結果とよく一致する結果が得られた.リチウムイオン電池は高出力・高エネルギー密度特性を持ち携帯機器やハイブリッド車などの車載用電池に利用されているが,充放電時の安全性に問題がある.リチウムイオン電池の構成要素である液体の有機電解質をイオン伝導性の無機固体で置換した全固体リチウムイオン電池(All-Solid-State Li-Ion Battery, ASS-LIB)は,安定性・長寿命性を有するリチウムイオン電池の次世代電池として精力的に研究開発が進められている.硫化物系の固体電解質は高い成型性,イオン伝導性を持ちASS-LIBの有力候補である.しかし,酸化物正極との接合界面には大きな界面抵抗が観測され, ASS-LIBの実用には界面抵抗低減が必要である.

本研究では正極/硫化物電解質の界面構造を第一原理計算から求め,界面抵抗の原因と考えられている性質を調べる. ASS-LIB中のコバルト酸リチウム(LCO)/硫化物電解質界面は充放電を繰り返すことで電解質界面近傍にCo元素が流出・拡散しており,このような遷移金属元素の移動がリチウムイオン伝導度,正極の容量劣化,電池寿命に悪影響を及ぼすと考えられる.本研究は第一原理計算より得たLCO/チオリン酸リチウム界面(β-Li3PS4, LPS)の構造を用いて界面付近の遷移金属元素の拡散の解析を行った. Coの拡散としてCoと他の正イオンが置き換わっていく機構を素過程とし, CoとLiまたはPを交換させた際のエネルギー差(交換欠陥の形成エネルギー)でCoの拡散しやすさを見積もった.結果, LCO/LPS界面ではCoとPの交換がエネルギー的に安定であることが示された.さらに緩衝層の存在によってこのCo-Pの交換が抑制されることも確認できた.初年度と次年度は全固体電池中の正極/硫化物電解質の遷移金属元素の拡散に着目し, LCO/LPS界面を用いて界面付近のCo元素の拡散の解析を行った. Coの拡散としてCoと他の正イオンが置き換わっていく機構を扱い, Coと他の正イオンの交換エネルギーでCoの拡散しやすさを見積もった.結果, LCO/LPS界面ではCoとPの交換がエネルギー的に安定であり,実験で観測されたCoの拡散はCoとPのmixingによって起きていると推測された.さらに緩衝層の存在によってCo-Pの交換が抑制されることが示され,実験の観測結果とよく一致する結果が得られた.以上のように概ね研究計画通りに進捗している.蓄電池材料の高い出力特性を実現するには内部抵抗を低減する必要がある.主要な抵抗成分は電極/電解質界面に起因する.従って界面近傍でのイオン拡散をスムーズに起こさせるような材料設計には電極/電解質界面の反応の理解が必要不可欠である.昨年度の実績としてLiイオン電池(LIB)におけるグラファイト電極/EC溶液界面の電荷移動反応の解析を行なった.密度汎関数理論を用いた有効遮蔽媒質(ESM)法と溶液理論におけるReference Interaction Site Model (RISM)を組み合わせ(ESM-RISM法),電極/電解液界面の電荷移動過程に適用した.すなわち,電極と反応化学種の電子状態はESM法による量子力学(QM)計算で,電解液はRISMによる古典的な分布関数で扱う近似を導入した.電極・電解液はグラファイト(LixC6)・1 M LiPF6 EC溶液をそれぞれ扱った.今回計算したLiC12 | 1 M LiPF6 EC界面とLiイオンの挿入・脱離反応として仮定したLi移動経路に沿って電子の化学ポテンシャルを一定に保つようにESM-RISM計算を行った.反応の始状態と終状態の間で電子数の変化はほぼ1となり, Li挿入・脱離反応は電荷移動過程であることを確認した.
血管肉腫の増殖・転移に対するシクロオキシゲナーゼ発現抑制効果の検討

血管肉腫は高齢者の頭部の皮膚に好発する悪性度の高い腫瘍である。外科的に摘出が可能な場合でも術後に再発・転移をきたすことが多く、最終的に死に至る経過をとる。このため病態の解析と有効な治療法の開発が望まれている。プロスタグランジンの産生を制御する酵素、cyclooxygenase (COX)を過剰に発現させた臍帯血管内皮細胞が血管肉腫に類似した腫瘍を形成したとの報告、COXが発現を誘導すると考えられているvascular endothelial growthfactor (VEGF)が血管肉腫の病変部で発現されるという報告や多くの皮膚腫瘍においてCOX発現の亢進が認められることなどからH14年度は血管肉腫におけるCOX、VEGFの発現を免疫組織化学染色により検討を加えた。結果としてすべての症例で血管肉腫の病変部にVEGFの発現を認め、COX-1、COX-2の発現に関しては、COX-1の有意の発現は認められなかったが、COX-2の発現は一部で認められた。また、今年度は、血管肉腫のin vivoにおける病態をあきらかにするため、我々は対照として正常組織および培養した皮膚微小血管内皮細胞における、COX-1、COX-2の発現を免疫組織化学染色により検討を加えた。結果としていずれもCOX-1は軽度発現しCOX-2は有意の発現は認められなかった.このことは、血管肉腫において、COXの発現がその病態に関与していることを示唆している。プロスタグランジンの産生を制御する酵素、cyclooxygenase(COX)を過剰に発現させた臍帯血管内皮細胞が血管肉腫に類似した腫瘍を形成したとの報告、COXが発現を誘導すると考えられているvascular endothelial growthfactor(VEGF)が血管肉腫の病変部で発現されるという報告や多くの皮膚腫瘍においてCOX発現の亢進が認められることなどから今年度、我々は血管肉腫の病態におけるCOXの作用とVEGFの相関の有無、特にin vivoにおける病態に注目し検討を加えた。標本としては、化学療法などの治療を受けていない血管肉腫の症例で外科手術にて摘出、パラフィンブロックとして保存していたものを使用した(4症例).抗体として、抗COX-1抗体、抗COX-2抗体、抗VEGF抗体を用いてlabeled streptavidin biotin法による免疫組織化学染色を実施した。結果としてすべての症例で血管肉腫の病変部にVEGFの発現を認めた。発現のパターンと.発現の強弱は一定していなかった。COX-1、COX-2の発現に関しては、COX-1の有意の発現は認められなかったが、COX-2の発現は一部で認められた。今回の検討では、COXとVEGFの発現部位は一致しておらず両者の直接の相関は証明できなかった。さらに、in situ hybridization法を用いたmRNAレベルでのCOXとVEGFの発現を検討する必要があると考えられる。
肺癌における上皮間葉系移行に関連するマイクロRNAに着目した薬剤耐性機構の解明

ヒト上皮成長因子受容体(EGFR)遺伝子に変異を有する肺癌においては、EGFRチロシンキナーゼ阻害薬(EGFR-TKI)に対する耐性獲得の克服が課題となっている。EGFR-TKIに対する耐性獲得において上皮間葉系移行(EMT)とマイクロRNAの一つであるmiR-200が関与していた。またLIN28Bという遺伝子が薬剤耐性株で発現が上昇していた。薬剤耐性株においてmiR-200cを誘導させるかLIN28B遺伝子をノックダウンすることにより、細胞増殖が抑制されたため、LIN28BがEGFR-TKIに耐性を獲得した肺癌に対する治療標的となり得ると思われた。平成27年度は、肺癌細胞株でのEMTと薬剤耐性に関与するmiRとして、既に候補であるmiR-200の解析を中心に行った。まず、元々miR-200の発現が乏しい肺癌細胞株でmiR-200を誘導すると細胞増殖が抑制された。また、EGFR変異陽性肺癌細胞株から作成したgefitinib耐性肺癌細胞株(EMTの特徴を示し、miR-200発現が抑制されている)において、miR-200を誘導すると同様に細胞増殖が抑制され、EMTが解除された。さらに網羅的解析の結果、親株と耐性株を比較すると、耐性株においてはLIN28B遺伝子の発現が上昇していることが示された。LIN28Bは腫瘍原性癌幹細胞因子(oncogenic cancer-stem cell factor)としても知られている。現在、細胞増殖や薬剤耐性におけるLIN28B遺伝子の意義について検討を進めている。EMTと薬剤耐性に関与すると思われるmiR-200について検討を進めた結果、miR-200の導入によって細胞増殖抑制やEMT解除といった現象が認められたため、一定の成果が挙げられている。また、耐性株においては親株と比較してLIN28B遺伝子の発現が上昇していることが示された。以上より、研究は概ね順調に進展していると考える。平成28年度は、前年度の解析で明らかになったLIN28B遺伝子について解析を行った。LIN28Bは、上皮間葉移行(EMT)の特性を有するgefitinib耐性肺癌細胞株において発現が上昇していた遺伝子であるが、gefitinib耐性株で発現が抑制されているmiR-200cを誘導すると、LIN28Bの発現が抑制され、EMTの特性が消失した。また、miR-200cを誘導させるかLIN28B遺伝子をノックダウンすることにより、gefitinib耐性株における細胞増殖が抑制された。一方で、gefitinib耐性株の親株で同様の操作を行っても細胞増殖に影響を認めなかった。miR-200cの発現低下とLIN28Bの発現上昇は、EGFR-TKIに耐性化した肺癌組織においても認められた。LIN28BはEGFR-TKIに耐性を獲得した肺癌に対する治療標的となり得ると考えられた。以上のデータを踏まえ、Scientific Reports誌に研究成果を投稿し、掲載された。前年度までに得られた、耐性株におけるLIN28Bの発現上昇の知見をさらに解析することで、LIN28Bの耐性株における細胞増殖への影響が明らかになった。得られた研究成果を学術雑誌に投稿し掲載されたので、研究は順調に進展していると考えられる。研究代表者らはEGFR-TKIに対する耐性獲得において上皮間葉系移行(EMT)とマイクロRNA (miR)の関与が示唆される知見を見出したため、本研究では今までの知見をさらに発展させ、EMTに関連するmiRに着目することで肺癌における薬剤耐性機序を解明することを目的として研究を進めた。平成27年度は、EMTと薬剤耐性に関与するmiRの一つとしてmiR-200が関与していることを解析により確認し、またLIN28Bという遺伝子が薬剤耐性株で発現が上昇していることを見出した。平成28年度は、そのLIN28B遺伝子の解析を進め、miR-200cとの関連を同定し、薬剤耐性株においてmiR-200cを誘導させるかLIN28B遺伝子をノックダウンすることにより、細胞増殖が抑制されることを確認したため、LIN28BがEGFR-TKIに耐性を獲得した肺癌に対する治療標的となり得ると思われた。この成果を学会・論文で発表した。最終年度では、薬剤耐性とEMTに関与する他のmiRを同定すべく、同様な解析を進めたが、有力なmiRの同定には至らなかった。しかしながら、研究機関全体を通じては上記のLIN28B同定に至ったため、一定の研究成果を挙げたと考えている。今後はLIN28B

遺伝子の薬剤耐性とEMTにおける意義について検討を進めるとともに、薬剤耐性とEMTに関与する他のmiRの同定・解析を行っていく予定である。今後は薬剤耐性とEMTに関与する他のmiRの同定・解析を行っていく予定である。呼吸器外科学物品購入において、一部当初の見込みよりも少額で購入できたものがあったため1,960円の余剰が生じたが、新たに物品を購入出来る程の金額ではなかったために年度内の使用は不可能であった。次年度に繰り越して物品購入に充当する。
全方位移動型トレッドミルによる昆虫の適応的行動選択指標の獲得と工学的再現

本研究では,昆虫の状況適応的に振舞う「賢さ」を工学的に再現可能か,という問いに対して,神経行動学と情報熱力学を統合的に用いることで挑戦する.昆虫は複雑に変化する環境に対して身体に備わる多様な感覚器情報を用いることで,次の行動を決定している.そこで本研究では,昆虫の行動選択指標を明らかにするために,まず,生物が環境から得る情報量と行動の関係性を神経行動学により取得する.次に,達成すべきタスクに必要となる情報を得るためにどのように行動を選択しているかを情報熱力学により定量的に解析する.最終的には,得られた現象を数理モデル化し,小型ロボットに実装することで,その性能を評価する.本研究では,昆虫の状況適応的に振舞う「賢さ」を工学的に再現可能か,という問いに対して,神経行動学と情報熱力学を統合的に用いることで挑戦する.昆虫は複雑に変化する環境に対して身体に備わる多様な感覚器情報を用いることで,次の行動を決定している.そこで本研究では,昆虫の行動選択指標を明らかにするために,まず,生物が環境から得る情報量と行動の関係性を神経行動学により取得する.次に,達成すべきタスクに必要となる情報を得るためにどのように行動を選択しているかを情報熱力学により定量的に解析する.最終的には,得られた現象を数理モデル化し,小型ロボットに実装することで,その性能を評価する.
情報社会における旅行者の地域イメージ関与とそのマネジメントをめぐる実態調査研究

本研究では「聖地巡礼」と呼ばれる旅行者行動およびそれらの行動が見られる地域住民の意識に焦点を当て、アニメファンにより形成された地域イメージが郊外地域の場所性を変容させるプロセスを明らかにすることを試みた。結果、そのような場所性の変容を可能とした一因として、地域住民が自らの地域を「無印の地域」と捉えているがゆえに、場所性の変容を積極的に受け入れていったことを見出せた。また、ファンが「聖地巡礼」を通じていかなる承認を得ているかについても知見を得ることができた。本研究は、アニメ作品の舞台と看做される地域=「アニメ聖地」における旅行者行動および住民意識に関する調査研究を通じて、メディア上で形成される地域イメージが郊外地域の場所性を変容させた過程、およびその後の影響について把握することを目的とする。研究開始年度である2014年度は、地域住民の「アニメ聖地」化に関する意識とその背景について、聞き取り調査を通じて明らかにすることを試みた。まず、埼玉県久喜市鷲宮・滋賀県犬上郡豊郷町・千葉県鴨川市・茨城県東茨城郡大洗町で「アニメ聖地」の景観成立および「アニメ聖地」化に対する意識に関する地域住民への聞き取りを実施した。その成果の一部は関西大学法学研究所第118回特別研究会「地域活性化と多様性」において口頭発表するとともに、『ノモス』No.35(2014年12月)に掲載された論文「趣味の包摂が生む地域活性化:アニメ聖地に見る他者の受け入れから」(pp.35-46)にまとめた。調査からは、観光地としての知名度がなかった地域においても地域外の人びとを受け入れやすい土壌があることやまちおこし当事者の地域イメージへの問題意識が、アニメファンを受け入れた背景にあることがうかがえた。また、ソーシャルメディアを活用したファンによる情報発信や地域でのファンの活動について、アニメ聖地に訪れるファンのネットコミュニティにおける参与観察を通じた分析を進めている。具体的には2014年7月に開催されたファン主催のイベント(「舞台探訪者サミット」)に司会として参加し、その際にファンの地域への関与に関する意見を探っている。以降も、アニメ聖地巡礼者のコア層に対する聞き取りを進めている。次年度では同様の課題について他地域も含めた調査研究を進め、そこで得られた知見を分析した報告書を公刊する予定である。本研究の目的は、アニメ作品の舞台と見做される地域=アニメ聖地における旅行者行動の実態の把握、および、住民への意識調査や地域の景観調査を通じて、郊外地域の場所性がいかに変容したかを明らかにすることである。アニメ聖地ではそこを訪れるファンが地域でのボランタリーな活動やウェブ上での情報発信を通じて独特の場所性を地域に付与していることがすでに知られている。その詳細ーとりわけアニメファンや地域住民の意識について「虫の視点」から具体的にとらえることを本研究ではねらってきた。平成27年度は昨年度から引き続き、対象地(久喜市鷲宮、豊郷町、大洗町など)での住民への調査を進めるとともに、アニメ聖地への巡礼行動をとるファン(特に「コア層」「リピーター層」)への聞き取りを中心に調査を進めてきた。前者の調査では、ファンが地域に関与することでもたらされた地域への影響について聴き取りし、それぞれの地域の住民の意識および現状をつかむことができた。後者の調査については、情報発信を積極的におこなっているファンの行動がどのような内発的動機を伴うものか。またその背景となる彼らのライフヒストリーがいかなるものかに焦点を当て、その結果、聖地巡礼をおこなうファンの【世代】によって動機に温度差が見られること、また、コア層に関しては、それぞれの情報発信を通じた自己実現を彼らが志向していることがうかがえた。なお、これまでの本課題の研究成果は地域活性学会第7回研究大会や関西学院大学大学院社会学研究科に提出し受理された博士学位申請論文などにおいて報告した。2014年度は「アニメ聖地」の景観成立の過程および住民意識について、「アニメ聖地」として知られる複数の地域での住民への聞き取りを通じた調査研究を進めるとともに、その成果の一部を論文としてまとめることができた。また、アニメ聖地巡礼をおこなう当事者(ファン)が自ら主催するイベントに参与観察し、彼らが地域とどのようなかかわり方を模索しているかについての知見を得ることができた。また、地域の場所性を巡る先行研究の中で、特に本研究課題と関連性の強いものについて選択・精読し、本研究の位置づけや学術的意義を明確にした。情報社会学研究調査活動については、大きくは三点ある。第一に、昨年度に行った地域住民への聞き取りをさらに多くの地域で実施し、地域が「アニメ聖地」という外部から付与された場所性に対しどのように向き合っているかについて明らかにしていきたい。第二に、アニメファンのライフヒストリーとその中での「聖地巡礼」行為や地域とのかかわりの位置づけについて、こちらもアニメ聖地巡礼者への聞き取りを中心に調査を進めていく。特に谷村が「リピーター型」と考えるアニメ聖地巡礼者を対象として実施したい。第三に、Web上における聖地巡礼者の情報発信行動についての分析である。

特にファンの情報発信とその受容に注目し、彼らの「聖地巡礼」行為にどのようにつながっているのか、分析を進めていきたい。各地域への旅費および調査等における謝礼については他の研究費も活用できたことにより、また、物品費は申請時に購入予定だったテキストマイニングソフトの購入を次年度に見送ったため、未使用額が生じることになった。データ集計用のソフトウェアなど物品費として20万円、調査対象地域への訪問、学会への参加など旅費として35万円、調査に伴う謝礼および人件費として18万円、文房具などの消耗品費・報告書印刷代として25万円を計画している。
高純度トリチウムによる金属-水界面での水素同位体移行挙動の解明とその制御

初期に酸化物層が存在しない純鉄試験体及び、界面に酸化膜層を有する純鉄試験体を用い、金属一水界面を介した化学形弁別水素同位体移行試験を実施した。結果を界面酸化膜の成長観察と比較し、トリチウムの存在状態観察の試みや計算機的手法による移行解析とも比較して、界面での水素同位体の移行機構を検討した。成果を、国内外の学会で報告し、論文を纏めた。以下に、具体的成果を示す。1)純鉄試料はφ10x75^1xlmm^tでSUS管に電子ビーム溶接して使用。酸化膜試料は、150°C、8気圧の高温水中で自然形成させて調整。10時間で約0.6μm、20時間で約1.4μm程度の緻密な膜(内層)の成長を観察。なお、外層にはポーラスな酸化物層があり全てマグネタイト(Fe_3O_4)。2)試料配管内部に7.4GBq、1kPaの高純度トリチウム(>90%)を封入し、150°C、8気圧で水容器中に移行するトリチウムを純He及び1%水素添加Heで水容器内をパージし、水中でのトリチウムの存在化学形を弁別しつつ連続的に移行量を把握した。3)結果、水へのトリチウムの移行速度はガス透過係数から計算機的手法により求めた値の約1/5程度で、酸化膜の有無・成長に影響無く定常的に移行していることが判明した。4)水中に移行したトリチウムは、初期に酸化物層がない場合はHTとしても存在したが(HTが>30%、他はHTO)、酸化膜の自然成長とともにHTは健著に減少し、約1.4μmの酸化膜存在下では殆どHTOとして存在するように劇的に変化すること(HTはく1%)、酸化膜を機械的に除去すると短期的にHT成分が増加することが判明した。5)パージガスとして水素の導入(溶存水素濃度の上昇)を試みたが、実験条件の範囲内で顕著な変化は無かった。オートラジオグラフ法で金属内部の一様なトリチウム分布を観測したが、酸化物層と金属内部の界面近傍の結果が得られなかった。6)以上の結果より、金属一水界面での水素同位体は、界面に酸化膜が存在しない場合は再結合してガス状で、酸化膜が存在する場合は界面で水酸基等を形成するなど相互作用し、その後主に水との同位体交換反応で水分子として水相に移行することが示唆された。7)また、純鉄においては、界面の自然酸化膜形成及び%程度の水素ガス導入等での水素同位体移行量の制御は難しいことが解った。8)原子力学会2006、2007年春の年会、2006ANSのトピカル会議で成果を報告。論文化した。

8)原子力学会2006、2007年春の年会、2006ANSのトピカル会議で成果を報告。論文化した。H17年度は、あらかじめ酸化物層などが存在しない表面組織構造を有する金属試験体(純鉄&Pd)を準備し、金属-水系面における双方向水素同位体移行実験を開始するとともに、トリチウムの配管内分布及び化学的存在状態分析手法に関する予備的データの取得整備を実施した。併せて、水素の挙動解析手法の整備、界面の組織構造分析を実施するとともに、原子力学会及び核融合炉材料国際会議に参加し、情報を収集すると共に関連成果を報告した。以下に具体的成果を示す。1,酸化膜を極力排除した金属管(純鉄:肉厚0.5mm)を用意し、その表面状態をSEM, XPS, XRDで観察して、試験前の界面金属組織構造の情報を蓄積した。2,金属管試料をステンレス容器に内包した2重気密容器を組立し、金属管内部に最大数百GBq程度の高純度トリチウムをヘリウム等で希釈した気体を封入、ステンレス容器内(金属管外部)に純水を封入し、双方圧力調整しながら全体を60°C程度に加温保持する試験を開始した。3,上記2の試験において、水側はヘリウムで常時パージし、水素分子状で存在するトリチウムと水状で存在するトリチウムの弁別積算測定を継続中。液性(pH,ORP,DOなど)についても定期的な測定を継続中。また、最終的に金属管試料内部の水素同位体組成をラジオガスクロにて測定予定。4,トリチウムの配管内分布計測のためのオートラジオグラフィ法+SEM観察の適用性と、界面でのトリチウムの化学的存在状態分析に対する重水素酸・アルカリ溶解法の適用性を確認するために専用の分析ライン整備と予備試験を実施し、その結果を原子力学会(2006年春の年会:茨城県)にて報告した。また、原子力学会2005年秋の大会(青森県)と第12回核融合炉材料国際会議に参加して関連する情報を収集するとともに、TMAP等を用いた水素挙動解析手法の適用性を検討し、界面組織構造との相関や移行経路に関する考察を開始した。今年度は、昨年度の、初期に酸化物層が存在しない純鉄試験体による金属-水界面水素同位体移行試験の結果に基づき、新に、界面に酸化膜層を有する純鉄試料を用いた試験を実施した。これらの結果を、表面酸化膜の成長の観察とともに比較し、トリチウムの界面での存在状態観察の試みや計算機的手法による移行解析とも比較して、界面での水素同位体の移行機構を検討した。成果を、国内外の学会で報告・議論・情報収集し、論文として纏めた。以下に、具体的成果を示す。1)酸化膜試料は、150°C、8気圧の高温水中で自然形成させて調整し、10時間で約0.6μm、20時間で約1.4μm程度の緻密な膜の成長を観察した。2)試料配管内部に7.4GBq、1kPaの高純度トリチウム(>90%)を封入し、150°C、8気圧で水容器中に移行するトリチウムを純He及び1%水素添加Heでパージし、水中での存在化学形を弁別しつつ連続的に移行量を把握した。3)結果、水へのトリチウムの移行速度はガス透過係数から計算機的手法により求めた値の約1/5程度で、酸化膜の有無・成長に影響無く定常的に移行していることが判明した。4)水中に移行したトリチウムは、初期に酸化物層がない場合はHTとしても存在したが(HTが>30%、他はHTO)、酸化膜の自然成長とともにHTは健著に減少し、約1.4μmの酸化膜存在下では殆どHTOとして存在するように劇的に変化することが判明した(HTは<1%)。5)パージガスとして水素の導入(溶存水素濃度の上昇)を試みたが、実験条件の範囲内で顕著な変化は無かった。6)以上の結果より、金属-水界面での水素同位体は、界面に酸化膜が存在しない場合は再結合してガス状で、酸化膜が存在する場合は水酸基等を形成するなど相互作用し、その後主として水分子との同位体交換反応で水分子として水相に移行することが示唆された。
コロケーション習得支援のためのeラーニング教材の開発とその効果に関する試行的研究

中上級レベルの日本語学習者を対象に,名詞と動詞のコロケーション習得のためのe-learningシステムを開発した.採用した名詞と共起する動詞は,「現代日本語書き言葉均衡コーパス」を利用し,頻度の高い動詞を中心に選出した.本システムの主な特徴は,構築したデータベースからコロケーションと例文を検索できる辞書機能を持ち,三種類の練習問題で学習できることなどが挙げられ,コロケーションの習得に効果があることが示唆された.中上級レベルの日本語学習者を対象に,名詞と動詞のコロケーション習得のためのe-learningシステムを開発した.採用した名詞と共起する動詞は,「現代日本語書き言葉均衡コーパス」を利用し,頻度の高い動詞を中心に選出した.本システムの主な特徴は,構築したデータベースからコロケーションと例文を検索できる辞書機能を持ち,三種類の練習問題で学習できることなどが挙げられ,コロケーションの習得に効果があることが示唆された.中上級レベルの日本語学習者のためのコロケーション習得のためのeラーニング教材開発の初年度の実績は以下の通りである。1.「コロケーション」の定義付けを行い、コロケーションの中でも最も重要かっ、習得が困難である名詞と動詞のコロケーションに焦点を当てた教材開発を行なうことを決定。ある名詞に対してどのような動詞が使えるのかを網羅している日本語学習者用の教材はあまりなく、本教材は学習者が論文等を書く際に参考になるよう、コロケーションを選択した上で、使い方を例文で示す。2.語彙の選定とグループ分け(1)日本語能力試験1級と2級語彙の中から学習指標値が9もしくは10の名詞を選定。(2)コロケーション動詞の選定のため、コーパスを利用したコロケーション選定を行った。コーパスは『現代日本語書き言葉均衡コーパス』を利用し、使用頻度の高いものを選定した。(3)コロケーション辞典と照らし合わせ、上記(2)以外にも日本語学習者にとって必要だと思われるコロケーション動詞を選定した。3.練習内容の確定、例文と各問題作成Web上で運用できる教材の特色を生かし、音声、絵、動画を挿入し、また、ゲーム的感覚を取り入れることにより、学習者が自らすすんで楽しみながら練習するという自律学習教材を目指す。選定した語彙に基づき、選択問題と穴埋め問題を作成。また、プレテストとポストテストにより実力判定を行えるようにし、学習履歴データ収集後、本教材の学習効果を検証できるようにする。4.システムの構築システム設計者と相談の上、各画面のデザインを決定。また、間違った問題のみを繰り返し練習させるシステムや、アイコンの色の変化や点滅により、復習を促すなどの機能を加えることにした。中上級レベルの日本語学習者のためのコロケーション習得のためのeラーニング教材開発について、今年度に実施した研究の成果は以下の通りである。1.試行版の完成・選定した名詞をグループに分け、学習者が興味等に応じて自身でグループを選択して学習できるようにした。・学習成果が一目でわかるようグループ毎に学習履歴を表示。・前年度に引き続き、選定した名詞とコロケーション動詞の例文、選択問題、穴埋め問題を作成し入力。・自動音声認識機能により例文と問題文に音声データを付け、聴覚からの記憶の定着を図る。・各名詞に該当するイラストデータを入力し、単調になりがちな語彙学習に変化を付けた。・[グループ]-[単語]を選択した際に表示されるコロケーションの一覧をFlashで動的に表示し、視覚的効果を盛り込んだ。・Web教材という機能を活かし、各練習問題のスピードを学習者が選択できる機能を追加。・学習者からのフィードバックを得るために、画面上にアンケート回答機能を追加。・フロントページのデザインを業者に依頼し、見やすく且つ操作しやすい教材になるようにした。2.学会発表で得たフィードバックに基づき、以下の点についてシステムの改修作業を行った。(1)コース分け機能追加・学会発表時に他大学から使用の要望があったため、管理者ユーザと教員ユーザを分け、各教員が担当するコース毎に登録ができる機能を追加することにより、他機関においても本教材の使用が可能になる設計に変更。・コース、年度ごとに各学習者の学習履歴の一覧を表示できるようシステムを変更。(2)各国語訳の追加・各名詞、動詞、例文を韓国語、中国語、英語に翻訳し、入力。3.学習者による試用を開始1.コロケーションデータベースの構築と検索機能の追加名詞とコロケーション動詞、例文、練習問題を追加した。これらコロケーション情報をデータベースとして格納し、検索画面でコロケーションについて調べたい名詞または動詞を入力すれば、該当語を含むすべての例文とその訳が表示されるようにした。この検索機能はコロケーションの使い方を調べるための辞書として活用できる。2.システムの有効性の検証学習者による試行により得られた学習履歴から、学習開始前に出題される実力診断の結果と、練習問題の後で行う総合問題の結果を比較した。平均値の差を両側検定の検定した結果、この二つの問題の平均値の差は有意であったことから、本システムはコロケーションの習得に効果があることが分かった。また、アンケート調査の結果、「日本語の勉強に役に立った」、「新しいコロケーションを覚えられた」等、本システムに対する全体的な評価は概ね高く、肯定的な評価を得ていることが分かった。3.学習者による試用の結果得られたフィードバックに基いたシステムの機能追加(1)メッセージボードの作成ログインした際に、個別のユーザー宛に教員が登録したメッセージや、ログイン回数や頻度に応じたメッセージが表示されるようにし、教員が学習者とコミュニケーションを図れるようにした。(2)履歴表示画面の変更学習履歴表示画面に☆

アイコンを表示し、未習の学習画面に直接移動できるようリンクを貼った。(3)練習問題3(短文作成)の修正学習意欲を高める試みとして、学習者が投稿した短文は教師の添削を受けられるようにした。また、添削後の文を他の学習者が閲覧でき、おもしろいと思った文に投票できるようにした。獲得数はポイントに反映される。学習者同士による評価機能を付与することで、協働学習の機会を作り、学習意欲の向上を図ることにした。4.学会発表と論文により研究成果をまとめた。
胎児期化学物質曝露が動脈硬化症に及ぼす影響のエピゲノム及び血管生物学的解析

動脈硬化症を基盤とした心血管疾患は我が国における死因の第一位となっており、その対策が急務である。疫学調査および実験的研究により胎児期環境が生活習慣病を含む様々な疾患に影響することが示唆されている。そこで、本課題「胎児期化学物質曝露が動脈硬化症に及ぼす影響のエピゲノム及び血管生物学的解析」では胎児期環境、特に化学物質への曝露が動脈硬化症に与える影響を明らかにするとともに、そのメカニズムを解明することを目指す。本研究はヒトの新生児を対象として、DOHaD仮説に基づく動脈硬化症の発症メカニズム解明を目的としている。DOHaDのメカニズムの一つとしてDNAのメチル化が提唱されているが、DNAメチル化がどのような機序に基づいて動脈硬化症を引き起こすかの詳細なメカニズムは不明である。本研究においては、(1)化学物質曝露を含む胎児期環境因子による胎児への影響を臍帯動脈を用いて検討すること、(2)臍帯動脈で影響が認められたDNAメチル化領域に、特異的なメチル化状態の変化を挿入し、その領域のメチル化が血管構成細胞に及ぼす影響を明らかにすることを目指している。本年度はすでに取得したDNAメチル化解析のデータを用い、虚血性心疾患などの動脈硬化性疾患と関連する胎児・新生児因子である出生体重と関連するDNAメチル化部位を抽出した。本検討の結果、出生体重と相関を認める複数の部位が得られた。これらの部位を標的としてDNAメチル化状態を変化させ、細胞機能への影響を明らかにする方法として、CRISPR-Cas9を応用した方法を用いることとした。そこで、この方法に用いるプラスミドベクターを入手し、増幅させた。今後、個別のメチル化制御用ベクターに改変し、細胞への導入を試みる予定である。研究計画において、前年度までに研究を完了する予定であった。しかし、臍帯動脈からのDNA抽出法の最適化の遅れやDNAメチル化改変手法の選択などに時間を要したため研究の進捗が遅れ、研究期間の延長を申請した。前年度までに、DNAメチル化アレイの結果と出生体重を用いた解析を行い、研究対象とするCpGサイトの選択を完了した。また、DNAメチル化改変法の検討を行い以前と異なる方法を選択し、DNAメチル化改変に用いるベクターの入手を行なった。ベクターの入手に際しては、学内における遺伝子組み換え実験に関する手続きに時間を要したため当初予定よりも遅れてしまい、年度後半での入手となってしまった。そのため、研究の進捗が遅れる結果となった。しかし、上述のように、標的部位の選定とベクターの入手は完了しており、次年度は研究計画を進められる予定である。上述の遅れに伴い、妊娠中母体血中化学物質濃度と関連するDNAメチル化領域の選定にも遅れが生じている。本年度までに、母体血中化学物質濃度(PCB等)の測定は完了しているので、次年度はこれらの物質と相関のある部位を抽出することができる。また、その際には、他の共変量も影響も考慮した上で行う。この結果を上述の細胞実験系に適用していく予定である。これにより、本申請課題の目的が達せられる見込みである。本年度は臍帯動脈DNAメチル化の網羅的解析の結果を用い、DOHaD仮説の重要な因子である出生体重を関連するDNAメチル化部位を抽出することができた。細胞生物学実験に関しても血管平滑筋細胞の入手はすでに完了し、新たに選択したDNAメチル化改変法に用いるベクターの入手も完了している。そのため次年度は研究の推進が可能と考えている。また、すでに測定を完了している妊娠中血中PCB濃度および臍帯血PCB濃度を用い、化学物質曝露と関連する臍帯動脈のDNAメチル化部位の抽出を行う予定である。共同研究者はヒトにおいて化学物質とDNAメチルの関連を解析した経験を持つため、順調な進捗が見込める。また、細胞生物学実験に関しては研究協力者と連携しながら進める予定であり、こちらに関しても今年度は推進できると考えている。上述のように、次年度は共同研究者との連携をさらに強めていくことで、より強力に研究を進めていく予定である。心血管疾患は我が国における死因の第一位となっており、その対策が急務である。心血管疾患は動脈硬化症を基盤としており、その危険因子・発症メカニズムを明らかにすることは心血管疾患による死亡を減少する上で有効と考えられる。近年子宮内環境が動脈硬化症に影響することが示唆されている。そこで、本課題「胎児期化学物質曝露が動脈硬化症に及ぼす影響のエピゲノム及び血管生物学的解析」では子宮内環境、特に化学物質が動脈硬化症に与える影響を明らかにするとともに、そのメカニズムを解明することを目指す。本研究においては、(1)POPsによる胎児への影響を臍帯動脈を用いて検討すること、(2)臍帯動脈で影響が認められたDNAメチル化領域に、特異的なメチル化状態の変化を挿入し、その領域のメチル化が血管構成細胞に及ぼす影響を明らかにすることを目指している。本年度は、試料としての臍帯・臍帯動脈および血清試料の採取は全て完了した。臍帯動脈におけるDNAメチル化解析に関連して組織からのDNA採取法を最適化することができたので、今後DNAメチル化の網羅的解析を行う予定である。

また、血清PCBの測定に関しては、一部検体において測定を行ったので、さらに検体数を増やす予定である。特定の領域におけるDNAメチル化を変化させる手法として、Cas9に基づく方法とTALEを用いる方法について検討を行った。コストおよび汎用性を考慮し、Cas9に基づく方法から試みることに決定し、ベクターを入手し、次年度にむけた準備を行った。研究計画において、本年度は臍帯動脈におけるDNAメチル化の網羅的な解析を行うことを主とした研究と考えていた。サンプルとしての臍帯の採取は順調に進んだものの、DNA抽出に関してトラブルが生じた。通常行っていたプロトコールでのDNA抽出を行う予定であったが、予備実験の段階でDNAが分解してしまう現象が起こっていることが判明した。そこで、この原因の究明と対策を行った。このために数ヶ月の期間を要することとなってしまった。その結果本年度においてDNAメチル化の網羅的な解析を行うことはできなかった。PCB測定に関しては、一部の検体で測定を行うことができ、比較的順調に進んでいると考えている。また、今後の研究に必要と考えられる特定領域のメチル化を制御する方法を検討した。Cas9を用いた方法から行うことを決定し、ベクターの手配などを行った。この点に関しては、次年度に行う予定のものを前倒しで行うことができた。動脈硬化症を基盤とした心血管疾患は我が国における死因の第一位となっており、その対策が急務である。近年子宮内環境が動脈硬化症に影響することが示唆されている。そこで、本課題「胎児期化学物質曝露が動脈硬化症に及ぼす影響のエピゲノム及び血管生物学的解析」では子宮内環境、特に化学物質が動脈硬化症に与える影響を明らかにするとともに、そのメカニズムを解明することを目指す。本研究はヒトの新生児を対象として、DOHaD仮説に基づく動脈硬化症の発症メカニズム解明を目的としている。DOHaDのメカニズムの一つとしてDNAのメチル化が提唱されているが、DNAメチル化がどのような機序に基づいて動脈硬化症を引き起こすかの詳細なメカニズムは不明である。本研究においては、(1)POPsによる胎児への影響を臍帯動脈を用いて検討すること、(2)臍帯動脈で影響が認められたDNAメチル化領域に、特異的なメチル化状態の変化を挿入し、その領域のメチル化が血管構成細胞に及ぼす影響を明らかにすることを目指している。前年度に試料としての臍帯・臍帯動脈および血清試料の採取は全て完了し、組織からのDNA採取法を最適化することができたので、本年度はDNAメチル化の網羅的解析を行った。実験にはイルミナ社のInfinium MethylationEPIC BeadChipを用いた。本年度は26名から採取した臍帯動脈において網羅的DNAメチル化解析を行い、約85万カ所のCpGサイトのメチル化状態に関するデータを取得した。また、網羅的メチル化解析を行う検体に対応する臍帯血PCBの測定も終了した。特定の領域におけるDNAメチル化を変化させる手法として、Cas9に基づく方法から試みることに決定し、網羅的DNAメチル化解析と出生体重あるいは妊娠中の母体体重増加などとの関連を検討後、変化させるCpGサイト決定することとした。