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ベラルーシ・ウクライナの体制転換開始過程での経済・社会・政治構造の微視的総合研究

吉野悦雄は7月25日より15日間,ベラルーシの東部国境地帯,すなわちロシアにもっとも近く,ロシアの社会・政治・文化環境の影響を強く受けている地域で9軒の個別家庭面談調査を行った。この地域での社会構造がかなり安定的であることを確認した。また吉野悦雄は10月30日より11日間,ウクライナの西部国境地帯,すなわちポーランドなど西側の社会・政治・文化環境の影響を強く受けている地域で8軒の個別家庭面談調査を行った。この地域での社会構造が,従来の安定したものから,西側市場経済の影響を受けてダイナミックに変動する萌芽的徴候を確認した。松里公孝は,8月19日から40日間にわたって,ベラルーシとウクライナの全域で地方の政党関係者や研究者と集中的な面接インタビューを行った。とりわけ吉野が西ウクライナを中心に調査をしていることを補足すべく,オデッサなど東部ウクライナで調査を行い,ロシア的要素が強固であることを確認した。松里が担当した政治学分野での調査はほぼ完了し,最終年度は歴史文化的領域での研究を行う予定である。吉野にあっては,これまで収集した膨大なインタビュー資料の分析がまだ開始したばかりであり,最終年度はその分析に集中する。ただし,方法論的な研究の全体像については,吉野は平成14年度に成果を公表した。平成15年度は、2名が2回ずつ合計4回の現地調査を行った。そのほか、最終年度であることから、いくつかの学会・シンポジウム等で発表を行った。吉野悦雄は、10月15日より10日間、ベラルーシの南部国境地帯、すなわちウクライナと国境を接するピンスク市郊外の農村部および都市部で6戸の長時間直接インタビューを行った。また12月17日から13日間、ウクライナ西部地帯で、ユダヤ人、ジプシーなど少数民族の家庭でインタビュー調査を行い、経済変動や社会変動が個人と華族にどのような影響を及びしたかを調査した。またこの2回の調査で、ポーランドのワルシャワを経由し、同地で資料を収集した。松里公孝は6月2日より15日までウクライナ中央部の数県の地域で政治状況と農村構造の変化を調査した。その成果は既に公刊されている。モスクワを経由し、同地で資料を収集した。また7月22日より38日間にわたって、ベラルーシの数県の地域で政治状況と社会情勢を調査し、とりわけ、ルカシェンコ大統領の大衆迎合路線(ポピュリスト政策)を詳細に研究し、その成果は既に公刊されている。平成16年1月28日から30日まで北海道大学で開催された国際シンポジウムで松里は当該地域におけるポピュリスト政策とドイツの影響について報告し、吉野は同分科会のパネルに参加した。また吉野悦雄は、2月22日に一橋大学で開催された国際シンポジウムで、当該地域の体制転換過程が出生率と死亡率に及ぼした影響について報告した。最終年度なので、3年間の研究実績をまとめておきたい。松里は、精力的に研究成果を発表し、他の科学研究費との合同研究も含めると14編の論文を公刊した。一方、吉野は公刊論文は2編であるが、7会の国際シンポジウムで発表し、また50軒以上の詳細な家系図を作成し、それは成果報告書(冊子)で公刊される。
サイズ効果を用いた高プロトン伝導高分子電解質膜の創成とメカニズム解析

イオン交換膜はプロトン伝導型の固体高分子形燃料電池や水の電気分解の電解質膜として使用されている。これまで、厚さが数μm程度の膜が使用されてきたが、さらに膜を薄くすると機械的強度の低下と引き替えに、プロトン伝導性が向上することが知られている。また、含水率の増加に伴いプロトン伝導性が向上することも知られているが、薄膜状態におけるプロトン伝導メカニズムの解明には至っていない。申請者は、高分子電解質膜の凝集構造に及ぼす膜厚の効果について明らかにした。パーフルオロスルホン酸系イオン交換膜はプロトン伝導型の固体高分子形燃料電池や水の電気分解の電解質膜として使用されている。これまで、厚さが50200 μm程度の膜が使用されてきたが、さらに膜を薄くすると機械的強度の低下と引き替えに、プロトン伝導性が向上することが知られている。申請者は、高分子電解質膜の凝集構造におよぼす膜厚の効果について明らかにした。Nafion膜の水浸漬時間と気泡接触角の関係では、浸漬直後における厚さ50および300 nmのNafion膜の接触角は、それぞれ31および28 °であった。これは、薄膜化に伴い膜表面が疎水的になることを示唆している。また、いずれの膜においても、接触角は浸漬時間の増加に伴い低下した。これは、水との接触により親水性のスルホン基を有する側鎖が膜表面へ濃縮、ならびに、水の収着によりNafion膜の凝集構造が変化したと考えることで説明できる。水中におけるNafion膜の厚さ変化と浸漬時間の関係では、膜厚の変化量(hwater/hair)は水中における膜厚(hwater)を真空乾燥直後の大気中における膜厚(hair)で除することで定義した。いずれの膜においても浸漬直後から10 min程度で急激に膜厚が増加した。また、厚さ50 nmのNafion膜におけるhwater/hairの平衡値は1.3であり、厚さ300 nmにおける平衡値1.5と比較して小さかった。これは、Nafion膜への水分子の収着量は膜厚の減少に伴い低下することを意味している。以上の結果より、Nafion膜は薄膜化に伴い大気中および水中における凝集構造が変化することを明らかにした。固体高分子形燃料電池に使用されているパーフルオロスルホン酸系の電解質膜は、プロトンを選択的に透過する役割を果たしている。膜は主鎖部分が集まった疎水性の骨格領域とイオン交換基(スルホン基)が集まった親水性のクラスター領域に相分離した構造である。このクラスター領域の大きさは5 nm程度であり、クラスター領域に水を取り込んで、その中をプロトンが移動することが知られている。こうした導電形態のため、電解質膜の機能向上はそのほとんどが化学構造の観点から研究が展開されている。申請者は、ナノメートルオーダーのサイズ効果という、これまでに例のない、全く新しい観点から高プロトン伝導化にアプローチした。平成23年度は、電解質膜における表面・界面の効果を評価し、得られた知見を基にナノレベルで表面・界面の構造を精密制御することを試みた。本研究では、表面・界面のサイズ効果を積極的に導入する方法として、薄膜、多層積層膜を用いた。具体的には、プロトン伝導率を膜厚の関数として評価した。また、最適な厚さの高分子膜を調製し、得られるナノ薄膜を蓄積することで電池を試作、その電池特性を評価した。電解質膜をナノレベルまで薄膜化し、バルクに対する表面および界面の割合を増加させることで、相分離構造が変化することが予想される。また、構造変化に伴いプロトン伝導率が変化するため、高プロトン伝導率を示す最適な膜厚が存在すると考えられる。走査プローブ顕微鏡測定、静的接触角測定および中性子反射率測定に基づき評価した表面・界面の構造はバルクと異なることを明らかにした。また、インピーダンス測定に基づき評価したプロトン電導度は膜厚に依存し変化した。以上の結果は、得られた知見はナノレベルで表面・界面の構造を精密制御し、電解質膜の機能向上を図るために必要不可欠である。パーフルオロスルホン酸系の電解質膜の凝集構造に膜厚の減少が及ぼす影響を評価することを目的とし、電解質膜上の対水接触角測定および原子間力顕微鏡観察を行った。その結果、膜厚が減少すると膜表面がより疎水的になった。また、中性子反射率測定に基づき膜厚方向における凝集構造を評価した。その結果、膜を薄化すると表面にフルオロカーボン鎖が濃縮し、その程度は膜厚に依存することが明らかとなった。したがって、電解質膜におけるプロトン伝導度の低下は、薄膜化によって表面に形成されるフルオロカーボン鎖の濃縮と関係があることを見出した。

また、水環境下における電解質膜の凝集状態について検討した。まず、水環境下における電解質膜の膨潤状態に対する膜厚依存性を検討した。その結果、電解質膜中への水分子の拡散は膜厚の減少に伴い低下した。したがって、膜の凝集構造が水分子の膜内部への拡散挙動を支配している可能性が示唆された。さらに、高分子電解質膜のプロトン伝導度における膜厚依存性を明らかにすることを目的とし、電気化学的インピーダンス測定に基づき電解質膜のプロトン伝導度に及ぼす膜厚効果を評価した。その結果、電解質膜を薄化するとプロトン伝導度が低下することが明らかになった。以上の結果は、平成23年度の『電解質膜における表面・界面の効果を評価し、得られた知見を基にナノレベルで表面・界面の構造を精密制御に活かす』という研究目的を十分に達成しているといえる。これまでに得られた知見をもとに、薄膜状態における高分子電解質膜の水環境下における凝集状態と水収着挙動の関係を明らかにし、ナノサイズ化された電解質膜のプロトン伝導性のメカニズム解析を実施する予定である。さらに、平成24年度には、それまでの成果に基づき、表面・界面の構造が制御されたナノ構造体を組織化することで、高プロトン伝導率を有する電解質膜を構築する。本課題では、電解質および電極触媒としてNafionおよびパラジウムをそれぞれ使用しており、次年度も継続して使用する。また、高分子電解質の薄膜化およびナノサイズ化を達成するために既存の装置の改良を行う必要があり、研究費は装置備品の追加にも使用する予定である。さらに、得られた高分子電解質膜の評価は、走査プローブ顕微鏡測定およびインピーダンス測定に基づき行うため、それらの消耗品の購入にも研究費を充てる予定である。平成23年度に得られた成果を学術会議等で発表を行い、国内外の学術的、工業的な基礎知見の収集や討議ため、各一回の欧州と米国への渡航、国内の学会への参加を計画している。継続して中性子反射率測定を行うため日本原子力研究開発機構(茨城県)での実験も想定している。
中華人民共和国雲南省における家畜の品種分化に関する遺伝学的調査

平成元年度から平成3年度の3カ年にわたり、中国雲南省における家畜の品種分化に関する遺伝学的調査を行った。得られた研究成果のうち主なものを上げるとつぎの通りである。(1)雲南省の黄牛の毛色は他のアジア地域の黄牛と同様に黄色ー褐色が一般的である(71.8%)。血液型判定の結果から、大理集団と西双版納集団間で出現頻度に著しい差がみられた因子は5種で、特にZ'因子は大理で0%、西双版納で57.1%であった。血液蛋白質型のうち、Hb^A、Hb^B、Hb^Xの遺伝子頻度は大理と西双版納集団ともHb^A、Hb^Bの頻度が高く、さらにHb^Xも検出された。これと同様の結果は、タイ国およびマレ-半島部の純度の高い在来牛でみられたのみで雲南省の在来牛の品種の分化をさぐる上で極めて興味ある結果といえる。(2)水牛における血液蛋白質型25座位の遺伝子頻度をもとに遺伝距離を推定し、これまで調査した他のアジア地域集団を加え合計30集団についてデンドログラムを作成して分析した。その結果、雲南省の沼沢水牛は台湾、沖縄、フィリッピンのグル-プに属し、インドネシア集団グル-プとは異なることが明らかとなった。この結果は台湾やフィリッピン地域の水牛の伝播は中国大陸から生じたという歴史的な事実と符合するものである。(3)在来牛および野生牛であるガヤ-ル(Bos frontalis)のミトコンドリアDNAの切断片長多型(RFLP)を分析した。その結果、有来牛はヨ-ロッパ牛とゼブ牛を共通の祖先としていることが判明し、さらにガヤ-ルはゼブ型を示すことが明らかとなった。(4)ガヤ-ルの雌の核型はこれまでの報告と同じでその染色体数は2n=58であった。しかし雄では染色体数は2n=59で、常染体色は56本のアクロセントリックおよび1本の大型サブメタセントリック型から成り、性染色体は大型のサブメタセントリックのXおよび小型のメタセントリックのYより構成されていた。さらにG分染法により常染色体の大型サブメタセントリックは1/28ロバ-トソン型転座であるという興味ある結果が得られた。(5)乳蛋白多型を遺伝子標識として雲南省で飼養されている文山黄牛、昭通黄牛、大理黄牛および版納黄牛の遺伝的変異性、遺伝的分化を解析した。乳蛋白4座位の遺伝子頻度から集団の遺伝的変異性を平均ヘテロ接合率で比較した結果、文山黄牛が最も高い値(45.4%)を示し、版納黄牛が最も低い値(20.1%)を示した。また比較した4品種の集団間の遺伝的分化を相対分化示数G_<ST>で定量した結果では9.7%という低い値が得られ、雲南省内の在来牛集団間ないし品種間の遺伝的分化の程度は高くないことが示唆された。(6)雲南省で飼養されている在来鶏、版納闘鶏、武定鶏および〓〓鶏について卵白蛋白質型7座位について分析を行った。その結果、Ov、G_2、G_3およびTf_<EW>の4座位に多型が検出された。さらに版納在来鶏と茶花鶏においてオボグロビリンG_3座位にこれまで報告のない新しい変異G_3^Cが検出された。(7)雲南省は在来家畜の品種の種類と飼養頭数が多いことで知られているが、近年欧米の改良種の導入による交雑が行われつつある。在来鶏や在来山羊は放し飼いによる庭先養鶏や自然放牧が多いこと、また在来牛や在来緬羊は、改良種の導入による交雑が計画的に行われていない点が多くみられることから、貴重な家畜遺伝資源の維持・保存に今後十分留意する必要性を痛感させられた。3カ年にわたる研究成果は、本年3月末の日本畜産学会大学での口頭発表(4題)を皮切りに秋の大会でも引続き行う予定である。また論文は、在来家畜研究会報告第15号(平成5年3月発行の予定)に特集号として掲載し発表すべく準備を進めている。

その結果、雲南省の沼沢水牛は台湾、沖縄、フィリッピンのグル-プに属し、インドネシア集団グル-プとは異なることが明らかとなった。この結果は台湾やフィリッピン地域の水牛の伝播は中国大陸から生じたという歴史的な事実と符合するものである。(3)在来牛および野生牛であるガヤ-ル(Bos frontalis)のミトコンドリアDNAの切断片長多型(RFLP)を分析した。その結果、有来牛はヨ-ロッパ牛とゼブ牛を共通の祖先としていることが判明し、さらにガヤ-ルはゼブ型を示すことが明らかとなった。(4)ガヤ-ルの雌の核型はこれまでの報告と同じでその染色体数は2n=58であった。しかし雄では染色体数は2n=59で、常染体色は56本のアクロセントリックおよび1本の大型サブメタセントリック型から成り、性染色体は大型のサブメタセントリックのXおよび小型のメタセントリックのYより構成されていた。さらにG分染法により常染色体の大型サブメタセントリックは1/28ロバ-トソン型転座であるという興味ある結果が得られた。(5)乳蛋白多型を遺伝子標識として雲南省で飼養されている文山黄牛、昭通黄牛、大理黄牛および版納黄牛の遺伝的変異性、遺伝的分化を解析した。乳蛋白4座位の遺伝子頻度から集団の遺伝的変異性を平均ヘテロ接合率で比較した結果、文山黄牛が最も高い値(45.4%)を示し、版納黄牛が最も低い値(20.1%)を示した。また比較した4品種の集団間の遺伝的分化を相対分化示数G_<ST>で定量した結果では9.7%という低い値が得られ、雲南省内の在来牛集団間ないし品種間の遺伝的分化の程度は高くないことが示唆された。(6)雲南省で飼養されている在来鶏、版納闘鶏、武定鶏および〓〓鶏について卵白蛋白質型7座位について分析を行った。その結果、Ov、G_2、G_3およびTf_<EW>の4座位に多型が検出された。さらに版納在来鶏と茶花鶏においてオボグロビリンG_3座位にこれまで報告のない新しい変異G_3^Cが検出された。(7)雲南省は在来家畜の品種の種類と飼養頭数が多いことで知られているが、近年欧米の改良種の導入による交雑が行われつつある。在来鶏や在来山羊は放し飼いによる庭先養鶏や自然放牧が多いこと、また在来牛や在来緬羊は、改良種の導入による交雑が計画的に行われていない点が多くみられることから、貴重な家畜遺伝資源の維持・保存に今後十分留意する必要性を痛感させられた。3カ年にわたる研究成果は、本年3月末の日本畜産学会大学での口頭発表(4題)を皮切りに秋の大会でも引続き行う予定である。また論文は、在来家畜研究会報告第15号(平成5年3月発行の予定)に特集号として掲載し発表すべく準備を進めている。平成2年度においては、雲南省の在来鶏ならびに黄牛、水牛および野生牛であるガヤ-ルについて形態学的・遺伝学的調査を行った。先ず在来鶏では、武定鶏、茶花鶏、洋〓鶏および版納闘鶏について、羽色、羽装、冠型、脚色などの形態形質を個体毎に調査し、集団での遺伝子構成を推定した。さらに、各品種の経済能力についても調査を行った。その結果、雲南省の在来鶏は改良種との交雑が殆ど行われておらず、卵用または肉用種としての貴重な家〓遺伝資源であることが判明した。一方、血液蛋白質型および卵白蛋白質型について電気泳動法により分析を行うと共に、染色体の核型分析を行った。形態形質および血液・卵白蛋白質の分析結果から、特に版納闘鶏は、雲南省と国境を接するミャンマ-、ラオス、ベトナムの在来鶏の遺伝的影響を受けていることが示唆された。つぎに黄牛については、〓川牛、大理黄牛、版納黄牛ならびに野生牛であるガヤ-ルを、また水牛については、版納水牛および下関水牛の毛色などの形態形質の調査と体尺測定を行った。さらに、各個体から血液を採取し血液型、血液蛋白質型および核型分析ならびに乳について乳蛋白質型の分析を行った。
特別予防的期待可能性理論の研究-リスト・シュミットの責任論を素材として-

近代学派学説の中で、期待可能性という概念は責任論のみならず行為論とも関係づけられるという示唆を得るとともに、刑罰論において刑罰本質論と刑罰目的論という基軸に着目することが有益であることを見出し、「刑罰本質論上の応報刑論と組み合わされた刑罰目的論上の特別予防論」という理論的枠組みを提示した。本研究においては、リストの刑法教科書改版前のリスト自身の責任論との比較を通じてシュミットによるリストの刑法教科書の改版(シュミットの責任論にあたる)を研究するという、これまでの先行研究とは異なる方向からシュミットの責任論を検討し、シュミットの責任論の意義、ならびに、リストの学説体系と規範的責任論との関係を解明することにより、規範的責任論の中核概念である期待可能性が近代学派理論では学説体系上いかに位置づけられるべきかを明らかにすることを目的とした。以上の目的のもと、一次資料(刑法教科書におけるリストとシュミット本人の記述)を最重要視し、リストの刑法教科書の第126版(リスト自身の手によるものとリストの死後にシュミットによって改版されたもの)すべてを検討するという方法に依拠し研究を進めた。上述の方法による研究を行うためには、リストとシュミットにより書かれた教科書の各版、責任論に関する著書・論文等の多くの一次資料が不可欠であり、加えて、上記文献に関する研究書・研究論文等の関連資料も必要であるが、遠隔地の資料および国内には存在しない入手困難な資料が多数あったため、今年度は研究計画で予定した手法に従ってそれらの所在を検索しそろえる作業を行った結果、研究計画の実施に欠かせない多くの貴重な資料を入手することに成功した。続いて、それらの資料を検討することにより、期待可能性という概念を論ずるにあたって新たに分析を開始する必要性を認識していた行為論との関係について有益な知見が得られたため、来年度はこれを土台として研究を継続することとする。少年犯罪・累犯・触法責任無能力者処遇は現代刑法学に課せられた重大な課題となっており、本研究はそれへの応答として、特別予防論に内在する新たな可能性を問うものである。しかし、今日の刑法学ではどの理論体系にとっても当然の共通前提となっている要素である期待可能性概念とそれを基礎に置く規範的責任論は、古典学派理論の一つとして誕生したものであり、また、これまで、近代学派理論(特別予防論)に取り入れられてはきたものの、その論理的・体系的関係性については議論が十分にはまとまっていない状況にある。よって、前年度に引き続き、リストの刑法教科書の改版を行って規範的責任論を採用したシュミットの責任論と同書の改版前におけるリストの責任論との比較をさらに継続し、学説史上および犯罪論体系上のシュミットの責任論の意義、ならびに、リストの犯罪論体系と規範的責任論との相関関係を検討することによって、規範的責任論の成立の契機となった期待可能性概念が特別予防論を中核とする学説体系上においていかなる機能を有するかを解明しようと試みた。以上の過程において、近代学派学説の中では、期待可能性という概念は責任論のみならず行為論とも関係づけられるという示唆を得たが、しかしそもそも近代学派の特別予防論の学説体系が「行為」主義、罪刑法定主義等とそれほどの理論的近親性を有さないのであれば、期待可能性概念を「行為」論との関係において論ずる意味は著しく減少することとなる。そこで、本研究の一部としてリストによる刑罰の位置づけを明らかにする必要性に対応するために、ドイツにおける最新のリスト研究の成果を参照しつつリストのマールブルク綱領の意義を検討したが、その結果、刑罰論においては刑罰本質論と刑罰目的論という基軸に着目することが有益であることを見出し、刑罰本質論上の応報刑論と組み合わされた刑罰目的論上の特別予防論という理論約枠組みを提示した(論文と学会報告の形態で公表)。
弱電離プラズマを伴う気液２相流体の可視化と電気流体力学効果の評価

本研究の目的は、弱電離プラズマ流を伴う気液2相流体のEHD現象の可視化と定量評価を具体化すること、ならびに気相ラジカル粒子と液相界面反応に基づくEHD効果を評価することであった。実験では気体側から気液界面および液体内部へ進展するパルス性状のイオン流によるEHD現象を対象とした。まず、弱電離プラズマを伴う気液2相流体の可視化結果については、気相および液相における誘電的特性および電気伝導特性を評価し、液体の導電率が電気流体力学効果に大きな影響を及ぼすことを定量化した。次に、相対湿度をパラメータとして電離作用の評価を行った。その結果、放電遅れ特性の解析からイオン極性の効果に関わる知見を得た。本研究は弱電離プラズマを伴う気液2相層状流を対象に可視化して解析すること、同時にラジカルによる電気流体力学(Electrohydrodynamics:EHD)効果の評価を具体化して応用面を開拓することを研究の目的としている。すなわち、EHD分野で重要な流れ場の解析を対象に、流速ベクトル分布を定量化するために粒子画像流速測定法(Particle Image Velocimetry:PIV)の適用技術をレーザー誘起燐光画像に適用して、気液2相流体の電気流体力学的イオン流場の流速計測技術を開発すると同時に、その電気的駆動力による流体力学的効果の定量評価とプラズマ分光診断により荷電粒子の電気作用力の定量評価を具体的にすることである。本年度は、まず弱電離プラズマを伴う気相および液相の各々特有なイオン流場(EHD現象)の評価モデルの構築に着手した。次に、本現象の流体力学的効果の特徴を定量化するため気液2相EHDの可視化計測を実施し、弱電離プラズマ流を伴う気液2相界面の各層状流の速度比等に関する実験データの解析に着手した。また、弱電離プラズマが本現象のトリガーであることから、発光分光法に基づくプラズマ診断により電子エネルギーと荷電粒子密度の計測を開始した。その結果、弱電離プラズマによる気相荷電粒子の電気作用力の定量評価を具体的するための基礎データを得ることができた。この新たな実験データに関する知見を得ることは、研究分野の発展における重要な役割を果たすものと考えている。本年度の研究活動においては、計画通り本現象の弱電離プラズマを伴う気相および液相の各々特有なイオン流場を構築し、この弱電離プラズマを伴う気液2相層状流のEHD効果に関わる電子エネルギーと荷電粒子密度の計測と解析へ前進させることができた。平成27年度の達成目標は、まず本研究で対象としている気液界面を構成する気液2相EHDの可視化計測を実施し、次に本現象の流体力学的効果の特徴を定量化することであった。特に、弱電離プラズマ流の解析を進めるために必要な電子エネルギーと荷電粒子密度の計測は、プラズマ診断により可能となった。このことから、予定通り実験による定量解析が具体化できる状況となった。特に、本研究は弱電離プラズマを伴う気相および液相の各々特有なイオン流場(EHD現象)の基礎となる評価を対象として実施してきた。本年度は、まず弱電離プラズマに曝された気液界面における流体力学的なエネルギー交換と荷電粒子の電磁的なエネルギー交換の解析方法を検討するため、プラズマ発光分光診断による電子エネルギーと荷電粒子密度の計測データの定量的な評価に着手した。弱電離プラズマが本現象のトリガーであることから、発光分光法に基づくプラズマ診断により電子エネルギーと荷電粒子密度の計測を実施した。その結果、弱電離プラズマによる気相荷電粒子の電気作用力の定量評価を具体的するための電子エネルギーの基礎データを得ることができた。平成28年度の達成目標は、弱電離プラズマに曝された気液界面における流体力学的なエネルギー交換と荷電粒子の電磁的なエネルギー交換の解析方法を検討するため、プラズマ発光分光診断による電子エネルギーと荷電粒子密度の計測データの定量的な評価を実施することであった。特に、弱電離プラズマ流を伴う気液2相界面の各層状流のEHD効果を解析については、プラズマ診断により電子エネルギーと荷電粒子密度の計測が可能となった。

すなわち、EHD分野で重要な流れ場の解析を対象に、流速ベクトル分布を定量化するために粒子画像流速測定法(Particle Image Velocimetry:PIV)の適用技術をレーザー誘起燐光画像に適用して、気液2相流体の電気流体力学的イオン流場の流速計測技術を開発すると同時に、その電気的駆動力による流体力学的効果の定量評価とプラズマ分光診断により荷電粒子の電気作用力の定量評価を具体的にすることである。特に、本研究は弱電離プラズマを伴う気相および液相の各々特有なイオン流場(EHD現象)の基礎となる評価を対象として実施してきた。本年度は、弱電離プラズマに曝された気液界面における流体力学的なエネルギー交換と荷電粒子の電磁的なエネルギー交換の解析方法を検討するため、気液界面から離れるミストの相対湿度をパラメータとして電離作用の評価を行った。具体的には加湿空気中のイオンの極性を考慮して電子なだれの発生と進展に要する時間項を算出するため、インパルス電圧に対する放電の遅れ時間に関する特性の分析を行った。その結果、弱電離プラズマによる気相ミスト粒子の電気作用力を評価するためのイオン極性の影響を考察することができた。この実験データに関する知見は、空気中の弱電離プラズマイオンによるEHD効果の電気的駆動力の解析を進める過程で重要な役割を果たすものと考えている。本研究の目的は、弱電離プラズマ流を伴う気液2相流体のEHD現象の可視化と定量評価を具体化すること、ならびに気相ラジカル粒子と液相界面反応に基づくEHD効果を評価することであった。実験では気体側から気液界面および液体内部へ進展するパルス性状のイオン流によるEHD現象を対象とした。まず、弱電離プラズマを伴う気液2相流体の可視化結果については、気相および液相における誘電的特性および電気伝導特性を評価し、液体の導電率が電気流体力学効果に大きな影響を及ぼすことを定量化した。次に、相対湿度をパラメータとして電離作用の評価を行った。その結果、放電遅れ特性の解析からイオン極性の効果に関わる知見を得た。本研究において実験による解析を目的としている評価モデルは、弱電離プラズマによる気相ラジカル粒子と液相界面反応に基づく気液2相流体の電気流体力学(EHD)現象である。本研究では気相ラジカル粒子を伴う気液2相層状流の解析方法を具体化して本現象を解明しようとする目的から、これまでに流れの可視化による電気流体力学的イオン流場の流速計測法を構築した。これより、研究の進展は電気的駆動力による流体力学的効果の定量解析方法を具体的にするために、電子エネルギーと荷電粒子密度の評価による電気流体力学的効果を検証できる段階に入った。平成28年度においては、弱電離プラズマに曝された気液界面における流体力学的なエネルギー交換と荷電粒子の電磁的なエネルギー交換の解析方法を検討するため、プラズマ発光分光診断による電子エネルギーと荷電粒子密度の計測データの定量的な評価を実施する。平成29年度においては、この弱電離プラズマを伴う気液2相流体についてその応用面の開拓に着手する。特に、本現象は液相の化学組成を含む弱電離プラズマ化が可能であるため、そのラジカルのエネルギー交換を主としたニュータイプのポンプの実証開発を行いたいと考えている。
液晶相を保持する新規脂質分散微粒子の微細構造評価と薬物担体としての利用

脂質モノオレインが形成する両連続キュービック相を高分子乳化剤Pluronic F127により分散した微粒子キュボソームについて分光学的研究と薬学的応用研究を行った。キュボソーム中に導入した蛍光プローブDPH-PAの時間分割蛍光異方性測定より粒子内部(キュービック相)の脂質膜の動的特性を評価した。疎水鎖の動きやすさの指標となる揺動角はMOキュービック相において約59°と、Palmitoyloleoylphosphatidylcholine(POPC)リポソーム(ラメラ相)と比べて約5°大きいことが判明した。また、POPC/MO混合系のリポソーム、キュボソームにおける揺動角の変化から、ラメラ相中のパッキングストレスの存在を確認することができた。キュボソームの血中での挙動を解明するため、in vivo、in vitroでの評価を行った。その結果、血漿中において微粒子内部のMOは血清アルブミンと結合し、速やかに微粒子外へ引き抜かれ加水分解されることが明らかとなった。このことはこの微粒子が血中において急速に崩壊することを示している。調製、保存時においては安定でありながら、血中投与後速やかに薬物が放出されるというメカニズムは、一つの投与形態として有効であると考えられるが、微粒子からの薬物のsustained releaseを想定するとこの特性は不利であり、血中での微粒子の早い崩壊挙動を改善する必要性が生じた。卵黄レシチン(EPC)、ジオレイン(DO)はともに二本のアシル鎖を有する脂質である。これらを混合するとDOの割合の増加により、ラメラ液晶相からIm3m、Pn3m、H_<II>へと相変化することがX線小角散乱により明らかになった。F127を乳化剤として高圧乳化を行うとEPC:DO=6:4および5:5において内部にH_<II>相を有する微粒子が得られた。この微粒子ではアルブミンによる脂質の引き抜きが回避されることが判明し、有効な薬物単体となる可能性が示唆された。脂質として、水和すると液晶相を形成することが知られているモノオレイン、乳化剤として、両親媒性高分子Pluronicを用い、高圧乳化法による液晶微粒子の調製を試みた。その結果、水中に平均粒径150250mmの粒子が形成され、これらが比較的狭い粒径分布を有すること、粒径は乳化剤濃度に依存すること、粒子内部に両連続キュービック液晶相が形成されていること、が動的光散乱、X線小角散乱測定により判明した。さらに、モノオレインにオレイン酸を混合すると、その混合比によって、粒子の内部構造が、逆ヘキサゴナル液晶、逆キュービックへと変化することが判明した。これらのことから、調製条件を上手くコントロールすれば、粒径や内部構造が制御された液晶微粒子を作成することが可能であることが強く示唆された。さらに、シフト試薬を用いたNMR測定により、粒子の外部から加えられたイオンは容易に粒子内部にまで浸透することが明らかになった。このような実験手法によって得られた結果は、粒子内に封入する薬物の徐放性や粒子の血中での安定性を考慮する上で有益な情報であると考えられる。微粒子は、緩衝液中では安定であるが、ラット血漿とインキュベーション後、ゲルクロマトグラフィーにより分離すると、モノオレインや内包した蛍光物質の多くがタンパク画分へ移動することが判明した。この微粒子からのモノオレインの引き抜きはアルブミンによって引き起こされていることも明らかになった。この結果は予想に反し微粒子が血中での安定性が低いことを示しているが、タンパクとの相互作用によって内封薬物の放出が起こるというメカニズムは他に応用できる。また、ジグリセリドやリン脂質などを添加してアルブミンによる脂質の引き抜きを抑えることが出来れば、血中での安定性を向上させ液晶構造の特長を生かすことが出来ると考えられる。

これらを混合するとDOの割合の増加により、ラメラ液晶相からIm3m、Pn3m、H_<II>へと相変化することがX線小角散乱により明らかになった。F127を乳化剤として高圧乳化を行うとEPC:DO=6:4および5:5において内部にH_<II>相を有する微粒子が得られた。この微粒子ではアルブミンによる脂質の引き抜きが回避されることが判明し、有効な薬物単体となる可能性が示唆された。
胃壁細胞H^+/K^+ ATPaseの制御機構

胃壁細胞に存在するH^+/K^+ATPaseは、細胞外にH^+を輸送し、これと交換に細胞内にK^+を輸送している。このATPaseの活性は神経、ホルモンおよびヒスタミンにより調節されていることが知られているが、詳細な機構は不明である。胃酸としてのH^+の分泌、細胞内イオンの恒常性の両面から考え、本酵素の調節制御機構は重要である。本研究では、酵素タンパクに対する調節および遺伝子の発現の制御の両面から解析を行った。主な成果を以下に要約する。1.ブタの胃壁細胞より本酵素を調製し、化学修飾の手法によって、Lys-497残基が活性中心の一部であることを示した。2.胃壁細胞の細胞質分画より本酵素を阻害する蛋白質を同定し、部分精製した。3.昨年度ブタ胃壁細胞より得たH^+/K^+ATPaseをコ-ドするcDNAを用い、CHO-K1細胞に於て発現するための予備実験を行った。4.ヒトの遺伝子ライブラリ-よりH^+/K^+ATPaseをコ-ドする遺伝子をクロ-ン化し、全塩基配列を決定した。H^+/K^+ATPaseの遺伝子のエクソン/イントロン配列は1個所をのぞきNa^+/K^+ATPaseと同じであった。5.H^+/K^+ATPase遺伝子のプロモ-タ-部位を、レポ-タ-遺伝子の上流にクロ-ン化し、発現の調節を解析した。その結果、H^+/K^+ATPaseの臓器特異的発現に関与すると考えられる配列が明らかとなった。その配列の中にはペプシノ-ゲン遺伝子の上流配列とよく似た配列が2個所存在した。以上、本研究は所期の計画どおりに進行した。
前頭連合野における記憶機構の大脳半球機能差に関する実験神経心理学的研究

本研究の目的は、前頭連合野における記憶機構として提唱されている仮説・モデルについて、大脳半球優位性の観点から実験神経心理学的に検討するところにあった。本研究でまず検討したのは、Tulvingら(1994)によるHERAモデルであった。これは、左前頭連合野が意味記憶検索とエピソード記憶符号化に関与しており、右前頭連合野がエピソード記憶検索に関与しているというものであった。このモデルに対して、本研究では意味記憶とエピソード記憶検索の大脳半球機能差を視野分割提示法を用いて検討した。その結果、実験1では言悟性エピソード記憶検索は左半球優位であったが、非言語性エピソード記憶検索は半球差がみられなかった。実験2では、材料に特殊化した大脳半球機能差がみられ、言語性記憶検索が左半球優位、非言語性記憶検索は右半球優位を示した。本研究で次に検討したのは、Luria(1973)によって提唱された言語による行動統制機能に関する前頭連合野における大脳半球機能差の問題であった。実験3において、言語による行動統制課題と前頭連合野優位型を測定する新近性テストを用いて検証した。その結果、言語性順序記憶能力上位群は下位群より高い行動統制力を示した。非言語性順序記憶能力の上位・下位群間には、行動統制力に差はみられなかった。本研究で最後に検討したのは、Goldman-Rakic(1992)によるワーキングメモリに関するGoldman-Rakic仮説であった。ワーキングメモリの形成、維持、消去に前頭連合野が関与しているというのがGoldman-Rakic仮説であった。実験4、実験5、実験6において、前頭連合野におけるワーキングメモリの大脳半球機能差について検討した。ワーキングメモリ課題としてリーディングスパンテスト(RST)を用い、前頭連合野優位型を測定するものとして認知的偏向課題(CBT)を用いて検証した。その結果、右前頭連合野優位型が左前頭連合野優位型よりRST得点が高く、高具体性語が低具体性語よりRST得点の高いことが示された。以上、前頭連合野における記憶機構として提唱されている仮説・モデルについて、大脳半球優位性の観点から検討した結果、意味記憶、エピソード記憶、ワーキングメモリ、さらに行動統制において半球差のみられることが示された。ただ、それぞれの半球差の方向性については、これまで提唱された仮説・モデルと必ずしも一致するものではなかった。今後、これらの不一致点について解明する研究を継続していくことが必要である。平成15年度の研究において検討したのは、Tulvingら(1994,2002)によって提唱されたHERAモデル(記憶の符号化・検索の大脳半球非対称性モデル)であった。それは、左半球の前頭連合野が意味記憶検索とエピソード記憶符号化に深く関与しており、また右半球の前頭連合野がエピソード記憶検索に深く関与しているというものである。このモデルに対して、本年度の研究では、前頭連合野におけるエピソード記憶検索と意味記憶検索の大脳半球機能差を視野分割提示法を用いて検討した。実験1において、言語刺激と非言語刺激に対するエピソード記憶検索の大脳半球機能差について検討した。

実験計画は、刺激(単語、絵)、媒体(言語、非言語)、視野(左視野、右視野)の2×2×(2)の要因配置であった。その結果、媒体×視野の交互作用に有意な傾向がみられ、言語媒体は右視野(左半球)優位であったが、非言語媒体は視野差のないことが示された。実験2において、言語刺激と非言語刺激に対する意味記憶検索の大脳半球機能差について検討した。実験計画は、刺激(単語、絵)と視野(左視野、右視野)の(2)×(2)の要因配置であった。その結果、刺激×視野の交互作用が有意であり、言語刺激が右視野(左半球)優位、非言語刺激が左視野(右半球)優位であることが示された。実験1のエピソード記憶検索に関する結果は、言語性エピソード記憶検索は左半球優位であり、非言語性エピソード記憶検索は半球差がみられないことを示した。これは実験2の意味記憶検索に関する結果において、言語性記憶検索は左半球優位、非言語性記憶検索は右半球優位を示した結果とは、一部異なるものであった。これらの結果は、HERAモデルより機能特殊化説の予測を支持するものとして解釈された。平成16年度の研究において検討したのは、Goldman-Rakic(1994,2001)によって提唱されたワーキングメモリに関するGoldman-Rakic仮説である。ワーキングメモリとは,状況の変化や作業の進行に伴って刻々と入ってくる情報や長期記憶から取り出した情報を一時的に保持し,作業が終わると消去される記憶である。このワーキングメモリの形成,維持,消去に前頭連合野が関与しているというのが,Goldman-Rakic仮説である。前頭連合野の記憶機構として提唱されたGoldman-Rakic仮説にかかわるワーキングメモリの大脳半球機能差に関して,認知的偏向テスト(CBT)とリーディングスパンテスト(RST)を用いて検討した。認知的偏向テストにより,左前頭連合野優位型と右前頭連合野優位型に分けて,リーディングスパンテストによって測定されるワーキングメモリを比較した。その結果,右前頭連合野優位型が,左前頭連合野優位型よりワーキングメモリ能力の高いことが示された。言語性のワーキングメモリを測定するリーディングスパンテストにおいて,右前頭連合野優位型が左前頭連合野優位型より得点が高かったことは,ワーキングメモリに大脳半球機能差のあることを示すとともに,右前頭連合野が何らかの形で言語性のワーキングメモリの促進に関わっていることが示唆された。さらに,左右前頭連合野の機能に関係する言語性と非言語性の時間的順序の記憶と,言語による行動調整機能との関係を検討した。その結果,言語性の時間的順序記憶力は言語による行動調整機能と関係し,非言語性の時間的順序記憶能力は関係しないことが示された。これらの結果は,言語の行動調整機能に関して,前頭連合野に半球差のあることを示している。以上の研究により,Goldman-Rakic仮説にかかわるワーキングメモリの大脳半球機能差のあるにとが示されたといえる。
アンテナ指向性と端末位置を考慮したアドホックネットワーク多地点情報配信システム

アドホックネットワークにおいて同一情報を広域に散在する多数の受信者へ送信する大規模多地点情報配信を実現するため,ネットワーク内に存在する端末の位置情報とアンテナ指向性を考慮して情報配信経路を最適化する新たなマルチキャスト通信方式の開発を行った.具体的には,まず効率的な多地点情報配信を実現するため,端末位置情報を利用したエリアベースマルチキャスト通信方式を開発した.続いて,端末位置情報だけでなくアンテナ指向性を考慮することでマルチキャスト通信の効率化および高信頼化を実現した.さらに,提案方式の応用システムの実装実験を行い,実用面での有効性を明らかにした.無線アクセスポイントや基地局等の固定インフラを必要とせず,ユーザの持つスマートフォンやタブレットなどの小型無線端末が相互に無線接続されることでネットワークを形成するアドホックネットワークにおいて,同一情報を多くの受信者に確実に配信する場合,通信手段としてはマルチキャスト通信が適している.アドホックネットワークでは,無線の不安定性のために本質的に信頼性が保証されず,また,無線の同報性のため,不必要な端末にまで受信処理・中継処理が引き起こされてしまい通信効率が低下する.このため,アドホックネットワークに適した効率の良い高信頼大規模多地点情報配信技術が必要となる.本研究では,すべての端末に情報を配信するブロードキャスト通信をマルチキャスト通信と組み合わせることで,双方の利点を併せ持つ大規模多地点情報配信方式の実現を目指す.本年度は,アドホックネットワークにおけるマルチキャスト経路制御への指向性アンテナ導入効果について検討した.具体的には,以下の結果を得た.1、指向性アンテナ導入効果の解明指向性アンテナを既存のアドホックネットワーク向けマルチキャスト経路制御プロトコルを用いた場合の通信性能について評価を行い,指向性アンテナが持つ狭指向性および長い通信距離が制御パケットの削減と経路長の短縮に寄与することを明らかにした.2、端末位置情報と指向性アンテナを用いたマルチキャスト経路制御の提案情報配信先を地理的エリアによって指定するエリアベースマルチキャストを対象に,指向性アンテナと端末位置情報を利用することで配信エリアに最適化する新しいエリアベースマルチキャスト経路制御法を提案した.既存手法の性能評価については,新しい提案を必要としないため,予定通りに進めることができた.また,新たな手法の提案に関しては,その大部分が研究代表者がこれまで蓄積してきた研究成果の発展・応用という側面を持つ.このため,概ね研究計画通りに研究を遂行することができた.基地局などの通信インフラによる支援を必要とせず,スマートフォンやタブレットなどの小型無線端末の相互接続のみによってネットワークを形成するアドホックネットワークを対象に,同一情報を多数のユーザへ効率的に配信するエリアベースマルチキャスト経路制御の高度化を行った.具体的には,以下の成果を得た.1,中継エリアの動的制御法:前年度に提案した指向性アンテナを利用したマルチキャスト経路制御に,各ノードの隣接ノード数に応じて,中継許可エリアを動的に設定する手法を提案し,その有効性を検証した.性能評価の結果,既存のエリアベースマルチキャスト経路制御と比較して,提案手法が,データ到達確率を維持しながら,制御パケット数を削減可能であることを示した.2,中継エリアの動的制御法の最適化:上記1で提案した中継エリアサイズの動的制御に加えて,隣接ノード数に基づいて中継許可エリアの形状を最適化する,適応的中継エリア変更法を提案した.3,エリアベースマルチキャストを利用した応用システムの開発,評価:提案したエリアベースマルチキャストの応用システムとして,車両アドホックネットワーク(VANET)を利用した車両可視化システムを開発し,実証実験を行った.実証実験の結果,提案システムが実用に足る応答性能を持つことを確認した.前年度に提案した手法の高度化について,2つの最適化手法を提案し,手法提案については予定通りに進めることができた.さらに,当初の予定通り,提案手法の性能評価の一部として,スマートフォンを用いた応用システムを開発し実証実験を行うことができた.研究全体として概ね研究計画通りに進行している.携帯電話網など既存の通信インフラによる支援を必要とせず,スマートフォンやタブレットなどの小型無線端末が相互に無線接続されることによって形成されるアドホックネットワークを対象に,位置情報を利用することにより同一情報を多数のユーザへ同時に配信するエリアベースマルチキャスト経路制御の高度化および本制御法の応用システムの開発を行った.具体的には,以下の成果を得た.1.端末過疎地帯を考慮した中継端末制御法の提案:端末過疎地帯における無駄なパケット中継を抑制しネットワーク資源の効率的利用を実現するため,各端末が自身の近隣エリアの端末密度を推定し,パケットを受信した際に近隣エリアの端末密度に応じて,受信パケットを再ブロードキャストするか否かを動的に判断する手法を提案した.本提案手法を平成27年度および28年度に開発した指向性アンテナを用いたマルチキャスト制御法へ適用することで,新たなマルチキャスト制御法を開発した.新マルチキャスト制御法の有効性を計算機シミュレーションにより検証し,既存手法と比較して,パケット到達率,制御パケット数,経路安定性の点で性能が向上することを確認した.2.上記1の新マルチキャスト制御法の車両アドホックネットワーク(VANET)への応用:高速道路環境下のVANET向け経路制御として,指向性アンテナと位置情報を用いた新たなマルチキャスト制御法を応用した新たな経路制御法を提案した.提案経路制御法の有効性を計算機シミュレーションにより検証し,既存手法と比較して,パケット到達率,遅延の点で性能が向上することを確認した.アドホックネットワークにおいて同一情報を広域に散在する多数の受信者へ送信する大規模多地点情報配信を実現するため,ネットワーク内に存在する端末の位置情報とアンテナ指向性を考慮して情報配信経路を最適化する新たなマルチキャスト通信方式の開発を行った.

具体的には,まず効率的な多地点情報配信を実現するため,端末位置情報を利用したエリアベースマルチキャスト通信方式を開発した.続いて,端末位置情報だけでなくアンテナ指向性を考慮することでマルチキャスト通信の効率化および高信頼化を実現した.さらに,提案方式の応用システムの実装実験を行い,実用面での有効性を明らかにした.当初計画では,指向性アンテナおよび端末位置を考慮したアドホックネットワーク多地点情報配信システムに必要となる要素技術の提案・評価をすべて終えてから,スマートフォン等を用いたプロトタイプシステムを作成し,実装実験を行う予定であった.しかし,ここ1年の急激なスマートフォンおよび開発環境の進化をふまえ,今後は,要素技術の性能評価の一部としてスマートフォン等を用いた実装実験を加え,実用性を強く意識した研究開発を行っていく.今後は,さらなる通信の効率化を目指し,これまで提案した手法に,端末位置を考慮してネットワーク符号化を行う手法を組み込み,符号化効果による通信効率化を図る.ネットワーク符号化機能の導入が完了した後,これまで開発した要素技術を統合し,包括的成果の実証を目的として,アドホックネットワーク大規模多地点情報配信システムのプロトタイプを作成する.情報通信ネットワーク当該年度で発表を予定していた国際会議発表を取り止めたため,その旅費分が未執行となった.残額については,学術論文誌掲載料として使用する計画であったが,当該論文が条件付き採録となり年度内に論文掲載の可否が判明しなかったため,執行できなかった.ヨーロッパで開催される国際会議に投稿予定であり,その参加費及び旅費として使用する予定である.当該論文の採録が決定すれば,当初の予定通り次年度に学術論文誌掲載料として執行する予定である.
アノイキス抵抗性に基づいた網羅的な肺癌ドライバー遺伝子特定の研究

本研究は肺癌の新規治療標的発見を目的とした。そのために、まず(1)正常ヒト気管支上皮細胞発癌モデル(HBEC)を用い、アノイキス抵抗性に基づいたプールshRNAライブラリーによる網羅的な腫瘍抑制ドライバー遺伝子の特定を行った。アノイキスはアポトーシスの一種であり、アノイキス抵抗性は癌細胞の代表的な悪性形質である。腫瘍抑制ドライバー遺伝子として遺伝子Xを特定した。次に、(2)悪性度の高い肺癌細胞株H460を用いて、プールshRNAライブラリーによる網羅的ノックダウンと遺伝子発現およびコピー数解析の統合解析を実施した。肺癌の新規治療標的としてプロテアソームサブユニット遺伝子PSMA6を同定した。【目的】応募者開発の正常ヒト気管支上皮細胞発癌モデル(HBEC)を用い、アノイキス抵抗性に基づいた網羅的な腫瘍抑制ドライバー遺伝子の特定を目的とする。アノイキスとは細胞外マトリックスへの接着を失った細胞におこるアポトーシスであり、アノイキス抵抗性は代表的な癌細胞の悪性形質である。【実験計画の概要】肺癌の悪性形質獲得に関与する腫瘍抑制性の“肺癌ドライバー遺伝子"の特定を目的とし、日本人由来の正常ヒト気管支上皮細胞モデル(HBEC)を樹立し、その細胞を用いて網羅的かつ機能的スクリーニングを行い、さらに、特定された遺伝子の腫瘍抑制作用を解析する。【これまでの進捗状況】日本人由来の不死化正常ヒト気管支上皮細胞においてプールshRNAによる網羅的ノックダウンを行う前の準備として、まず、cdK4とhTERTの導入によりすでに不死化済みのHBEC4細胞(欧米人由来)に、変異KRAS導入とp53ノックダウンを単独およびコンビネーションで導入した。導入の成功をウエスタンブロットで確認した。次に、これらのHBEC4細胞においてプールshRNAによる網羅的ノックダウンを行った。5,000遺伝子ずつのプールとして提供された2つのプールRNA干渉レンチウイルスプールをウイルスパッケージングベクターミックスと共ににヒト胎生腎細胞株293T細胞にコトランスフェクションし、レンチウイルス粒子を作成した。十分なタイターのウイルスが得られている事を確認した。今後は、アノイキス抵抗性の評価として、軟寒天中の増殖評価および超非接着フラスコにおける増殖評価を行う。さらに、これらのアノイキス抵抗細胞を回収し、次世代シークエンスにて定量する予定である。また、日本人由来の不死化正常ヒト気管支上皮細胞の樹立も推進していく。本研究は応募者開発の正常ヒト気管支上皮細胞発癌モデル(HBEC)を用い、アノイキス抵抗性に基づいた網羅的な腫瘍抑制ドライバー遺伝子の特定を目的とする。アノイキスは細胞外マトリックスへの接着を失った細胞におこるアポトーシスであり、アノイキス抵抗性は代表的な癌細胞の悪性形質である。2014年度において、日本人から採取した不死化正常気道上皮を対象として、網羅的遺伝子ノックダウンを行う前の準備実験として、cdK4とhTERTの導入によりすでに不死化済みのHBEC細胞を用いて網羅的遺伝子ノックダウンを行った。まず、HBEC細胞を前癌状態に導くために、HBEC細胞に変異KRASを導入した。次に、プールshRNAライブラリーによる網羅的ノックダウンを行った。5,000遺伝子ずつのプールとして提供された2つのプールRNA干渉レンチウイルスプールをウイルスパッケージングベクターミックスと一緒にヒト胎生腎細胞株293T細胞に一緒にトランスフェクションし、レンチウイルス粒子を作成した。ウイルスタイターを測定し、十分なタイターのウイルスが得られている事を確認した。2015年度は、アノイキス抵抗性KRAS導入HBEC細胞を回収し、次世代シークエンサーにて定量した。コントロールと比較し、2次元培養にてshRNA定量に有意な差がなく、かつ、アノイキス条件において、shRNA定量が有意に増加した遺伝子を、ドライバー候補遺伝子として特定した。次に、候補遺伝子の遺伝子発現、コピー数を共同研究者であるテキサス大学Minna研究室から提供された網羅的遺伝子発現、コピー数解析データ、および、一般公開データーベースを用いて調べることによって、より、ドライバー遺伝子である可能性の高い遺伝子を絞り込んだ。現在は、それらの遺伝子の、アノイキス抵抗性を個別ノックダウンを行うことにより、確認実験を行っている。プールRNA干渉レンチウイルスライブラリーにより、網羅的遺伝子ノックダウンによってアノイキス抵抗性に関与するドライバー候補遺伝子を特定した。さらに、網羅的発現、遺伝子コピーデーターベースとの照合を行い、より有望な候補遺伝子を絞り込んだ。さらに、それらの遺伝子のアノイキス抵抗性への関与を確認するための実験をおこなっている。このように、順調に遺伝子特定が進んでいると考える。本研究は、応募者開発のヒト正常気管支上皮細胞発癌モデル(HBEC)を用い、アノイキス抵抗性に基づいた網羅的な腫瘍抑制ドライバー遺伝子の特定を目的とした。アノイキスは細胞外マトリックスへの接着を失った細胞におこるアポトーシスであり、アノイキス抵抗性は癌細胞の代表的な悪性形質である。アノイキス抵抗性に関与する遺伝子の発見は肺癌の新規治療標的の発見につながる可能性がある。2014年度および2015年度は、アノイキス抵抗性に関与する遺伝子の同定を目的とし、変異KRAS導入HBEC細胞にプールshRNAライブラリーを導入して、アノイキス抵抗性に基づいたスクリーニング実験を行った。2016年度は、2015年度までに実施したスクリーニング実験によって絞り込んだ候補遺伝子が本当にアノイキス抵抗性に関与するかどうかの確認を行った。変異KRAS導入HBEC