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東南アジア諸国の経済成長に与えた財政の役割の研究

東南アジア諸国は、1999年に東南アジア諸国連合(ASEAN)にカンボジアが加盟したことによって、すべての主権国家がASEANに結集することになった。本研究では、それにかかわって、東南アジア諸国が経済統合する場合に、財政がどのよう役割を果たしうるか、または、果たせないかということから、はじめた。ちょうど、時期的に財政と経済統合とを議論する機会となった。続いて、1997年に生じた通貨危機からの回復過程において、為替レートとインフレーションがどのように進行したかを分析した。財政の果たした役割は、きわめて大きかったが、それが経済成長に与えた影響かというと別問題となる。少なくとも景気後退を食い止めるには、財政が果たす役割が大きいということがわかった。さらに、景気後退下で、生活水準がどう変化したか、言い換えると実質賃金がどのように変化したかを分析した。やはり、財政支出を拡大できたタイやマレーシアでは、生活水準の低下は少なかったが、インドネシアでは大きく厚生を下げた。財政と経済成長のかかわりに関する研究は、貿易と経済成長のかかわりに関する研究などと比べると、きわめて少なく、その意味で十分に研究を行う意義があったといえよう。しかし、その成果は対象となる地域を東南アジアに限ったこともあって、必ずしも大きなものではなかった。また、以前から研究を続けてきた安全保障と財政とのかかわりについても、東南アジア諸国を視野に入れて分析を行ったが、開発途上国の安全保障支出は経済成長と負に相関することがわかったにとどまり、その因果性までたどり着けなかった。今回の研究は、財政支出と経済成長とのかかわりにとどまってしまったが、同様に重要な問題としては、税制や租税収入と経済成長のかかわりもある。この問題について、今後は研究を続ける所存である。東南アジア諸国は、1997年以降経済危機に見舞われ、現在ではすでに回復軌道に乗っているものの経済成長は打撃を受け、財政もその回復のため赤字化し、政府債務をふやすことになった。これまでの研究では、経済危機にいたる期間の財政の動向と経済成長とのかかわりが分析されたが、経済危機に財政部門がどのように対処したかについては、裏面にあげた論文にまとめた。これは、インドネシア、マレーシア、タイの3カ国に限ったものであるが、他の各国にも共通した含意を得た。すなわち、為替レートの切り下げとそれとともに生じた不況(雇用の悪化)に対して財政支出を拡大したが、そのタイミングが最も重要であった。インドネシアはそれを失したために、金融危機はマクロ経済全般の危機に拡大し、最終的には政治不安を導いた。また、きわめて特徴的なことは、この経済危機といわれた期間にソーシャルセーフティネットという考え方が定着し、東南アジア諸国に「福祉国家」という考え方が根付いたことである。言うまでもなく「福祉国家」という考え方は、所得水準が上がった先進国に芽生えたわけだが、東南アジア諸国では社会的弱者を救済する必要から、政府に期待される役割が変わってきたのである。いっぽうで、インフラストラクチャーの整備などの公共財の供給については不充分なままにとどまっている。この変化は、これら諸国の将来の成長に暗雲を投げかけるものである。幸いなことに、経済危機の痛手をこうむった諸国は、それほど大きな政府債務に苦しめられているわけではないことである。また、経済危機によって生じた債務は多くが民間のものでもある。ラオス、ミャンマー、カンボジアなどの債務を負った国々は、通貨下落も軽微にすんだのである。

続いて、1997年に生じた通貨危機からの回復過程において、為替レートとインフレーションがどのように進行したかを分析した。財政の果たした役割は、きわめて大きかったが、それが経済成長に与えた影響かというと別問題となる。少なくとも景気後退を食い止めるには、財政が果たす役割が大きいということがわかった。さらに、景気後退下で、生活水準がどう変化したか、言い換えると実質賃金がどのように変化したかを分析した。やはり、財政支出を拡大できたタイヤマレーシアでは、生活水準の低下は少なかったが、インドネシアでは大きく厚生を下げた。財政と経済成長のかかわりに関する研究は、貿易と経済成長のかかわりに関する研究などと比べると、きわめて少なく、その意味で十分に研究を行う意義があったといえよう。しかし、その成果は対象となる地域を東南アジアに限ったこともあって、必ずしも大きなものではなかった。本研究は、本来財政と経済成長とのかかわりを分析しようとしたものだが、むしろ景気循環とのかかわりに重点が置かれてしまった。今後は、税収と経済成長とのかかわりなどを研究する必要がある。これは、経済発展水準とのかかわりもあり、きわめて興味深い研究となろう。
極低発現遺伝子の発現頻度解析を目的とした超高感度DNAチップECAの研究開発

【研究の目的と進め方】ヒト遺伝子の塩基配列が明らかになり全ORFが予測同定されつつある。しかしcDNAライブラリーから得られたクローンを元にした網羅的遺伝子発現解析では低発現遺伝子の機能解析は難しい。発現量の低い遺伝子の解析が可能になれば機能未知の遺伝子の解析にきわめて有用になると考えられる。本研究では、そのための高感度DNAマイクロアレイの研究開発を行うと同時に、がんにおけるDNAコピー数異常を指標にゲノム配列から機能的に意義のある配列を同定する。【研究の当初計画】1)極低発現遺伝子の発現頻度解析用、超高感度DNAチップの研究開発。2)組織特定部位における低発現遺伝子の同定。3)ゲノム全塩基配列との比較による低発現mRNAを指標にした新規遺伝子の同定。【成果】1)成果の内容:合成オリゴヌクレオチドプローブを固定化した微小電極の作成とハイブリッド形成を電気化学的に定量性を維持しつつ高感度に検出するための研究を行った。1.0mmの直径の金電極を4.5mm間隔で25個配置させた各電極間の均一性のあるアレイ電極と単電極用電気化学測定装置とほぼ同じ性能の試作マルチ電極対応電気化学活性測定装置を用いて再現性のある測定結果を得た。2)マイクロダイセクションにて切り出したマウスの脳切片を用いた遺伝子発現フロファイルを行うため、マウス胎児由来の15,000個に加えて能由来の5,000個のcDNAからなるマイクロアレイを整備した。3)1コピーから数コピーの差を検出できる定量PCR法を確立し、DNAコピー数異常の検出を試みた結果、がんサンプルで遺伝子欠失領域を同定し、対応する遺伝子を34個ピックアップした【今後の課題】1)オリゴヌクレオチド固定化法の改良による高感度化。厳密な定量性と高感度を両立させる。2)網羅的DNAコピー数異常解析方法の確立とスループット化を行う。
温度圧力条件下の赤外分光法による耐熱性ロドプシンの光反応機構の解明

本研究では、好熱菌由来のロドプシンTRの光反応を熱力学的に特徴づけることを目指して、様々な温度条件と圧力条件下で、時間分解赤外分光法を用いて光反応の解析を試みた。変異体の測定を組み合わせたTR光反応の解析から、まず光反応における分子内プロトン移動の経路を明らかにした。次に30°Cから70°Cまでの様々な温度における測定から、TR光反応機構が約40°Cでスイッチすることを見出した。最後に、圧力下での時間分解赤外分光計測が可能な系を構築し、バクテリオロドプシンを用いて、初めて圧力下での時間分解赤外スペクトルを得た。しかし、測定系の問題から期間内にTR光反応に適用し、圧力下測定を行うことはできなかった。好熱菌由来のロドプシンThermophilic rhodopsin (TR)は、最近初めて発見された耐熱性ロドプシンであり、光励起によりプロトンポンプを行う。平成27年度においては時間分解赤外分光法を用いて、TRの光反応における発色団レチナールからのプロトン伝達過程を明らかにし、その温度依存性について検討することができた。TRの赤外スペクトルにおいて、特徴的なシグナルとして分子内のカルボン酸残基のプロトン化を示すシグナル、および後期反応中間体におけるタンパク質骨格の変化を示すシグナルが認められた。変異体を用いて赤外分光計測を行ったところ、前者のプロトン化は発色団レチナール近傍にあると予想される95番アスパラギン酸残基で起きており、さらにこのプロトン化は近傍の229番アスパラギン酸残基も存在しないと起こらないことが分かった。これらの事実から、TRの光反応においてレチナールから95番アスパラギン酸へプロトン移動が起こり、さらにこのプロトン移動過程は近傍の229番アスパラギン酸により制御されているという分子機構を提案した。さらにTRの反応機構を特徴づけるべく、ロドプシン分子系統樹上で比較的TRと近い位置に存在する常温性ロドプシンGloeobacter Rhodopsin (GR)を用いて、同様に時間分解赤外分光計測を行い、比較解析を行ったところ、GRではTRと異なる骨格構造変化が起きていることが示唆された。次にTRの光反応を30°Cから70°Cまでの温度条件で測定を行い、温度摂動による影響を検討したところ、発色団からのプロトン移動過程が温度により異なる中間体で起こっていることが示唆され、この過程が、単なる温度上昇による速度増加とは異なる温度依存性を持つことが分かった。さらに各反応中間体間の遷移速度の温度依存性より、中間体間の活性化エネルギーを見積もることにも成功している。研究計画では平成27年度において、「1TRの光反応を明らかにすること、2TRの光反応の温度依存性を検討すること、3次年度に向けて加圧装置を分光器内に導入し、圧力下測定の条件検討を行う」の3つの達成を掲げていた。1と2については研究実績で記述したように達成することができたが、3については実際にダイアモンドアンビルセルや加圧装置を購入し、赤外レンズなどの光学部品も揃えることができたが、高圧セルを分光器内に導入し圧力を用いた測定系を完成させるには至っていない。この理由として、高圧セルであるダイアモンドアンビルセルにはいくつかの種類があり本研究に適した系を選定、製作するにあたって慎重な検討が必要であったことが挙げられる。製作にあたっては、高圧セルの製作業者と綿密な打ち合わせを行いダイアモンドの材質やサイズ、加圧装置の仕様について検討を行った。さらに高圧セルの分光器内への導入に当たっては、1 mm程度の大きさのダイアモンドアンビルセル試料室に赤外光の集光位置を合わせる必要があり、このためには分光器内に設置可能で精密な位置制御が可能なセルホルダーが必要である。加えてセル自身の温度を制御し、その温度をモニター可能な仕様である必要がある。このようなセルホルダーを製作する必要があったため、平成27年度内の計画3の達成には至らなかった。このセルホルダーについては分子科学研究所・装置開発室の協力を得て、現在製作に当たっている。好熱菌由来のロドプシンThermophilic rhodopsin (TR)は、最近初めて発見された耐熱性ロドプシンであり、本研究は、時間分解赤外分光法を用いて、TRの光反応を温度条件や圧力条件を変えながら検討することを目指したものである。平成27年度は、温度条件を変えながらTRの光反応の計測を行い、TRの光反応が温度でどのように変わるのかを明らかにした。本年度においては、圧力条件を変えながら測定することを目指し、新たに圧力下で時間分解赤外計測が可能な系の立ち上げを開始した。測定試料への圧力印加のために、ダイアモンドアンビルセル(DAC)を購入し、さらに分子科学研究所の装置開発室の協力のもと、DACの位置と温度を正確に制御できるようなDACホルダーを製作した。これを赤外分光器内に取り付け、ここに励起光を導入することで、圧力下での時間分解赤外分光計測が可能となった。我々はこの系を、まずバクテリオロドプシン(BR)の光反応に適用した。これはBRが比較的大きな赤外差スペクトルを与えるためである。その結果、初めて圧力下でBRの光反応の時間分解赤外差スペクトルを計測することに成功した。圧力下では、K中間体の寿命が長くなること、O中間体の存在比率が顕著に減少することなどの光反応への影響が見られた。

しかしながら、本測定系においては、DACを透過する赤外光量が小さく、得られる信号の信号ノイズ比(SN比)が悪いという短所がある。TRの赤外差スペクトルは、BRのそれよりもかなり小さいので本系をTRの光反応に適用するにあたって、この問題を解決する必要がある。残念ながら、本研究計画の期限内には、SN比を改善してTRに圧力下計測を適用することはできなかった。しかし、本研究において、初めて圧力下において時間分解赤外法でタンパク質反応の計測に成功し、意義深い成果が得られたと言える。本研究では、好熱菌由来のロドプシンTRの光反応を熱力学的に特徴づけることを目指して、様々な温度条件と圧力条件下で、時間分解赤外分光法を用いて光反応の解析を試みた。変異体の測定を組み合わせたTR光反応の解析から、まず光反応における分子内プロトン移動の経路を明らかにした。次に30°Cから70°Cまでの様々な温度における測定から、TR光反応機構が約40°Cでスイッチすることを見出した。最後に、圧力下での時間分解赤外分光計測が可能な系を構築し、バクテリオロドプシンを用いて、初めて圧力下での時間分解赤外スペクトルを得た。しかし、測定系の問題から期間内にTR光反応に適用し、圧力下測定を行うことはできなかった。今後の方針として、研究課題の推進は圧力条件下でのTR光反応の赤外分光測定の達成に注力し、一定温度下におけるTR光反応の圧力依存性を得ることを目標とする。上記のように、分子科学研究所装置開発室の協力を得て、精密な位置制御および温度管理が可能な高圧セルホルダーを現在製作中であるが、完成次第、セルホルダーを用いてダイアモンドアンビルセルの赤外分光器内への取り付けを行う。そしてまずは標準試料を用いて「実際にどの程度の圧力が発生しているか」の検討など実験系の測定条件検討を行う。このような試験実験を経て、次に定常状態におけるTRへの圧力効果を赤外スペクトルの圧力依存性を見て検討する。圧力軸を通したTRの構造安定性の検討からは、これまでなされてきた温度軸からの検討では得られない情報を提供しうるため、この定常状態における計測自身も意義ある結果を生むことが期待できる。これらを踏まえた上で、最後にTR光反応の圧力下時間分解赤外計測に取り掛かる。そのために、励起光源からのパルスレーザー光をダイアモンドアンビル試料部に、赤外光と同軸に導入してアンビル内のTRを光励起できるようにして、圧力下での光反応計測を行う。測定は一定温度条件で、1GPa以下の圧力範囲で行う。このように圧力下測定を推進していくと同時に、昨年度までで得られたTRの光反応機構や反応への温度効果に関する知見のとりまとめも行っていく。また圧力下測定に関する結果も国内学会で成果を発表していき、最終的に得られた成果のとりまとめも行っていく。28年度が最終年度であるため、記入しない。物理化学28年度が最終年度であるため、記入しない。
熱性けいれんの機序解明による中枢神経の高温感受性の理解

熱性けいれんの特徴(乳幼児期に発症する、体温上昇期に起こる)を分子生物学的に解明し、発作予防法を探る。1ラットに電極と微小透析プローベを留置し、加温による脳波、脳血流、神経伝達物質の変化を測定する。2ラット脳スライスの活動電位を温度別、温度変化別に比較する。3高温域で活性化するtransient receptor potential (TRP) V1とV2 channelの脳内発現を調べ、それらの阻害剤投与マウスおよびKOマウスを用いて発作を抑制する。123それぞれについて、モデルの日齢別による差を調べる。結果を我々が行ってきた低温域での脳機能研究の結果と合わせ、温度-年齢-脳機能の関係を体系化する。
寒冷海域にあるコンクリートのスケーリング発生に及ぼす水分の挙動に関する研究

寒冷海域にあるコンクリートの凍害機構を解明するために、海水と淡水中で冷却速度が異なる凍結融解試験を行いセメントペースト中の水分の挙動がスケーリングに及ぼす影響について検討した。水セメント比が50%の海水あるいは淡水に28日間浸したモルタル供試体(φ1×2cm)を用いて最低温度を-30°C、冷却速度を0.25°C/min、0.5°C/min、0.75°C/minの3種類とした凍結融解試験を海水あるいは淡水中で12サイクルまで行った。冷却速度が0.25°C/minの凍結融解作用を受けた海水浸漬供試体では凍結融解サイクルに伴いスケーリング率や細孔水率が増加したため、セメントペーストが劣化しやすく水分が浸入しやすい状態になるといえる。さらに、示差走査熱量分析を用いて凍結水率を求めた結果、冷却速度が0.25°C/minの凍結融解作用を受けた場合では凍結水率が増加した。淡水浸漬供試体では冷却速度やサイクル数に関わらずスケーリング率、細孔水率や凍結水率は増加しなかった。このことから、冷却速度が遅い凍結融解作用を受けた海水浸漬供試体ではセメントペーストに海水が浸入しやすいことに加え、浸入した水分が凍結する割合も大きいため水分の凍結によって生じる圧力が増加しセメントペーストを劣化させたと考えられる。さらに、海水あるいは淡水中で冷却速度が0.25°C/minの凍結融解試験を行った後のセメントペーストの微細構造を観察したところ、凍結融解サイクルが増加するに伴い微細ひび割れが多く発生した。また、細孔水率の増加と微細ひび割れの発生には相関関係があることからセメントペースト中の水分が凍結すると、凍結する際に発する圧力によってセメントペーストに微細ひび割れが発生しやすくなり、この微細ひび割れの発生が海水と凍結融解の複合作用を受けるコンクリートのスケーリング発生を左右する重要な要因であることを明らかにした。海洋コンクリートの凍害機構を解明するために、海水と淡水中で冷却速度が異なる凍結融解試験を行いセメントペースト中の水分の挙動がスケーリングに及ぼす影響について検討した。この結果から得た知見を以下に示す。水セメント比が50%の海水あるいは淡水に28日間浸したモルタル供試体(φ1×2cm)を用いて最低温度を-30°C、冷却速度を0.25°C/minと0.5°C/minの2種類とした凍結融解試験を海水あるいは淡水中で行った。なお、凍結融解試験は1サイクルを5時間とし12サイクルまで行った。海水浸漬供試体では凍結融解サイクルに伴いスケーリングが増加した。特に、その傾向は冷却速度が0.25°C/minの凍結融解作用を受けた場合に顕著となった。一方、淡水浸漬供試体では冷却速度やサイクル数に関わらずスケーリングは発生しなかった。冷却速度が0.25°C/minの凍結融解作用を受けた海水浸漬供試体では凍結融解サイクルに伴い細孔水率が増加し、セメントペーストに水分が浸入しやすい状態となった。さらに、示差走査熱量分析を用いて凍結水量と凍結水率を求めた結果、冷却速度が0.25°C/minの凍結融解作用を受けた場合では冷却速度が0.5°C/minの場合に比べ凍結水量と凍結水率が増加した。淡水浸漬供試体では冷却速度やサイクル数に関わらず細孔水率、凍結水量と凍結水率は増加しなかった。

このことから、冷却速度が遅い凍結融解作用を受けた海水浸漬供試体ではセメントペーストに海水が浸入しやすいことに加え、浸入した水分が凍結する割合も大きいため水分の凍結によって生じる圧力が増加しセメントペーストを劣化させたと考えられる。この作用によって冷却速度が遅い凍結融解作用を受けた海水浸漬供試体ではスケーリングが発生しやすい状態になることが明らかとなった。寒冷海域にあるコンクリートの凍害機構を解明するために、海水と淡水中で冷却速度が異なる凍結融解試験を行いセメントペースト中の水分の挙動がスケーリングに及ぼす影響について検討した。この結果から得た知見を以下に示す。水セメント比が50%の海水あるいは淡水に28日間浸したモルタル供試体(φ1×2cm)を用いて最低温度を-30°C、冷却速度を0.25°C/min、0.5°C/min、0.75°C/minの3種類とした凍結融解試験を海水あるいは淡水中で12サイクルまで行った。海水浸漬供試体では凍結融解サイクルに伴いスケーリングが発生した。特にその傾向は凍結融解試験の冷却速度が遅くなるほど顕著となった。淡水浸漬供試体では凍結融解サイクルや冷却速度に関わらずスケーリングはほとんど発生しなかった。さらに、海水中で冷却速度が遅い凍結融解試験を受けた場合では凍結融解サイクルに伴い細孔水率や凍結水率が増加した。このことから、冷却速度が遅い凍結融解作用を受けるとセメントペースト中の水分が増加し、凍結する割合も高くなることで凍結する際に発する圧力の影響をより多く受けると考えられる。さらに、海水あるいは淡水中で冷却速度が0.25°C/minの凍結融解試験を行った後のセメントペーストの微細構造を観察したところ、凍結融解サイクルが増加するに伴い微細ひび割れが多く発生した。また、細孔水率や凍結水率の増加と微細ひび割れの発生には相関関係があることからセメントペースト中の水分が凍結すると、凍結する際に発する圧力によってセメントペーストに微細ひび割れが発生しやすくなり、この微細ひび割れの発生が海水と凍結融解の複合作用を受けるコンクリートのスケーリング発生を左右する重要な要因であることを明らかにした。
実世界ネットワーク最適化問題に対する高性能アルゴリズムの開発

移動系に対する経路選択を考えた場合には,最適な経路を決定するための重要な情報である網構造が時間と共に変化し,動的環境の変化に対応可能なスケーラビティを重視した技術を確立することが必要である.このような要求に応えるため,各ノードが動くことによりノード間の距離,網の形状が時々刻々と変化し,さらには,ノードに巡回時間の制約を考えたネットワーク網上での移動ノード巡回最適化問題として定式化し,アルゴリズムの開発を行った.1.平面上にn個のノードが与えられ,各ノードは一定の速さであらかじめ定められた曲線上を動き回る.また,巡回可能となる開始時刻と巡回不可能となる終了時刻が決められている.巡回者は,平面上の原点を出発して,正確に1個のノードを訪れて,原点に戻る.この動作を繰り返して,できるだけ多くのノードを巡回するような巡回ノード個数の最適化(最大化)問題として定式化する.この問題の計算複雑さの検討を行い,ノードが一般の曲線上を移動する場合にはNP困難であることを示した.また,移動体が同心円周上を移動するように限定してもNP困難であることを証明し,1.582近似アルゴリズムの存在も示した.2.同様の条件の下で,n個のすべてのノードが等速直線移動し,さらには,すべてのノードが巡回者の速さよりも速い場合には,O(nα(n)log n)時間の最適な巡回アルゴリズムが設計可能であることを示した.ここでα(n)はアッカーマンの逆関数である.しかし,巡回者よりも遅いノードがある場合には,例えノードが等速直線移動をするような非常に強い制限を考えたとしても,NP困難となってしまうことを証明した。ネットワーク環境での最も基本的な要求は,効率よくネットワーク内を巡回できるようなルーティングアルゴリズムを設計することにある.しかし,大規模なネットワーク網や移動系に対する経路選択を考えた場合には,最適な経路を決定するための重要な情報である網構造が時間と共に変化し,動的環境の変化に対応可能なスケーラビティを重視した情報処理技術を確立することが必要である.本年度はこのような要求に応えるため,各ノードが動くことによりノード間の距離,網の形状が時々刻々と変化するネットワーク網上での移動ノードの巡回問題に対するアルゴリズムの設計を行った.1.xy座標系において,すべての移動体がx座標に平行に等速直線移動し,それらの移動体を巡回者がy座標に平行に移動した場合に最も多くの移動体を巡回できるような最大巡回位置発見アルゴリズムの設計を行った.すべての移動体が平行な二直線上を移動している場合にはO(n^3)時間のアルゴリズムが存在し,三直線以上の一般の場合にはO(n^6)時間のアルゴリズムが存在することを示した.2.移動体の移動領域に制限がある場合には,有向非巡回グラフの最長路を求める問題の拡張問題になることを示し,最大巡回のためのO(n^3)時間のアルゴリズムを設計した.3.一度に巡回できる移動体の数(容量)を制限した移動体に対する最大巡回問題の考察を行った.容量を1に制限した場合,移動体が任意の速さで等速移動する場合には,α(n)をAckermann関数の逆関数としたとき,O(n2^<O(α(n))>logn)時間で最大個数の移動体を巡回するアルゴリズムが存在することを2002年度冬のLAシンポジウム/EATCS Japan Chapter Workshopにおいて発表した.大規模なネットワーク網や移動系に対する経路選択を考えた場合には,最適な経路を決定するための重要な情報である網構造が時間と共に変化し,動的環境の変化に対応可能なスケーラビティを重視した技術を確立することが必要である.本年度はこのような要求に応えるため,各ノードが動くことによりノード間の距離,網の形状が時々刻々と変化するネットワーク網上での移動ノード巡回問題およびネットワーク網の構造再設計問題についての検討を行った.1.xy座標系において,すべての移動体がx座標に平行に等速直線移動し,それらの移動体を巡回者がx座標またはy座標方向に移動体と同じ速度で移動できるような場合を考え,さらに,一度に巡回できる移動体の数(容量)を制限した移動体に対する最大巡回問題の考察を行った.容量を2に制限した場合について,0(nlog n)時間で最大個数の移動体を巡回できるアルゴリズムを設計した.2.容量を制限しない場合については,巡回者の可動方向に関する検討を行った.可動方向を4方向(xの正負,yの正負方向)とする場合には0(nlog n)時間の最大巡回アルゴリズムを設計可能であること,3方向(xの正,yの正負方向)に制限をした場合には,0(n^3)時間ですべての移動体を巡回することが可能であるか否かを判定できるアルゴリズムを設計可能であることを示した.この結果については,2003年度冬のLAシンポジウム/EATCS Japan Chapter Workshopにおいて発表した.3.ネットワーク網の構造再設計問題に関しては,有向非巡回グラフ上でのクラスタリング問題として定式化し,そのNP困難性を示した.移動系に対する経路選択を考えた場合には,最適な経路を決定するための重要な情報である網構造が時間と共に変化し,動的環境の変化に対応可能なスケーラビティを重視した技術を確立することが必要である.このような要求に応えるため,各ノードが動くことによりノード間の距離,網の形状が時々刻々と変化し,さらには,ノードに巡回時間の制約を考えたネットワーク網上での移動ノード巡回最適化問題として定式化し,アルゴリズムの開発を行った.

1.平面上にn個のノードが与えられ,各ノードは一定の速さであらかじめ定められた曲線上を動き回る.また,巡回可能となる開始時刻と巡回不可能となる終了時刻が決められている.巡回者は,平面上の原点を出発して,正確に1個のノードを訪れて,原点に戻る.この動作を繰り返して,できるだけ多くのノードを巡回するような巡回ノード個数の最適化(最大化)問題として定式化する.この問題の計算複雑さの検討を行い,ノードが一般の曲線上を移動する場合にはNP困難であることを示した.また,移動体が同心円周上を移動するように限定してもNP困難であることを証明し,1.582近似アルゴリズムの存在も示した.2.同様の条件の下で,n個のすべてのノードが等速直線移動し,さらには,すべてのノードが巡回者の速さよりも速い場合には,O(nα(n)log n)時間の最適な巡回アルゴリズムが設計可能であることを示した.ここでα(n)はアッカーマンの逆関数である.しかし,巡回者よりも遅いノードがある場合には,例えノードが等速直線移動をするような非常に強い制限を考えたとしても,NP困難となってしまうことを証明した。
食育支援のための顎機能評価法の考案

本研究では,成人期,高齢期を対象とした「食べ方」に焦点を置き,食物を捕食し,咀嚼,嚥下するまでの一連の過程における顎運動および筋電を測定し,測定データを分析することで,食育支援のための顎機能評価法の考案を試みることを目的とした.顎口腔機能に自覚的・他覚的に異常を認めず,第三大臼歯以外に欠損のない成人7名(2144歳,平均年齢27.8歳)を被験者とし,顎運動と筋電の同時測定を実施した.顎運動測定には6自由度顎運動測定器CS-IIiを使用し,筋活動は咬筋,側頭筋,顎二腹筋より双極誘導し,小型4チャンネル筋電図アンプ(ニホンサンテク社製BA1104m(EMG))に入力した.GPS同期型刻時装置のパルス時刻コード(IRIG-B)にて両データの時間的対応を図った.(徳島大学病院臨床研究倫理審査委員会承認:1312)被験運動は,各種限界運動,ストッピング噛みしめ,咀嚼運動,飲水とし,咀嚼中の顎運動,筋活動の推移や運動の滑らかさなど12項目についてデータ解析した.中でも主機能部位記録の際の作業側咬筋活動開始時と最大筋活動時の下顎頭運動に注目し,運動論的顆頭点における下顎頭の偏位量を求めて検討を行った.結果,筋活動開始時(物を噛み始めたとき)には,作業側下顎頭は平衡側下顎頭に比べて咬頭嵌合位の下顎頭位に有意に近い位置に復位していた.最大筋活動時には両側下顎頭ともに咬合嵌合位に近い位置に復位していたが,平衡側下顎頭は作業側下顎頭よりも有意に内上方にあり,上下的には咬頭嵌合位の下顎頭位より上方に偏位していた.習慣性咀嚼側と非習慣性咀嚼側との比較では,筋活動開始時および最大筋活動時ともに,両側下顎頭の偏位量に有意差は認められなかった.このことは咀嚼運動時の下顎頭の動態と同様の傾向にあり,主機能部位記録時の下顎頭運動の解析が「噛みやすさ噛みにくさ」の客観評価法に繋がる可能性が示された.顎口腔機能に自覚的・他覚的に異常を認めず,第三大臼歯以外に欠損のない成人5名(2144歳,平均年齢28.4歳)を被験者とし,顎運動と筋電の同時測定を実施した.顎運動測定には6自由度顎運動測定器CS-IIiを使用し,筋活動は咬筋,側頭筋,顎二腹筋より双極誘導し,小型4チャンネル筋電図アンプ(ニホンサンテク社製BA1104m (EMG):新規購入)に入力した.GPS同期型刻時装置のパルス時刻コード(IRIG-B)にて両データの時間的対応を図った.(徳島大学病院臨床研究倫理審査委員会承認番号:1312)被験運動は,各種限界運動,ストッピング噛みしめ,咀嚼運動,飲水とし,咀嚼中の顎運動,筋活動の推移や運動の滑らかさなど12項目についてデータを解析した.中でも主機能部位での咬合力発現時の顆頭運動からその運動論的特徴を検討することに注目した.左右運動論的顆頭点を解析対象点とし作業側咬筋活動開始時の作業側および平衡側の咬頭嵌合位の顆頭点からの各軸方向への偏位量を求めた(基準座標系:咬合平面座標系).作業側咬筋活動開始時の作業側顆頭の偏位量は中央値(最小最大)で前後方向:0.19mm(-0.340.90mm),左右方向:0.11mm(-0.621.17mm),上下方向:-0.30mm(-1.19-0.00mm)で,平衡側顆頭では前後方向:2.28mm(0.584.01mm),左右方向:0.01mm(-0.661.19mm),上下方向:-1.63mm(-2.49-0.39mm)であり,作業側顆頭は平衡側顆頭に比較して筋活動開始時に咬頭嵌合位の顆頭位に有意に近い位置に戻っていた(Wilcoxon符号付順位検定p<0.05).このことは咀嚼運動時の下顎頭の動態と同様の傾向にあり,主機能部位記録時の顆頭運動の解析が「噛みやすさ噛みにくさ」の客観評価法に繋がる可能性が示された.本研究では,成人期,高齢期を対象とした「食べ方」に焦点を置き,食物を捕食し,咀嚼,嚥下するまでの一連の過程における顎運動および筋電を測定し,測定データを分析することで,食育支援のための顎機能評価法の考案を試みることを目的とした.顎口腔機能に自覚的・他覚的に異常を認めず,第三大臼歯以外に欠損のない成人7名(2144歳,平均年齢27.8歳)を被験者とし,顎運動と筋電の同時測定を実施した.顎運動測定には6自由度顎運動測定器CS-IIiを使用し,筋活動は咬筋,側頭筋,顎二腹筋より双極誘導し,小型4チャンネル筋電図アンプ(ニホンサンテク社製BA1104m(EMG))に入力した.GPS同期型刻時装置のパルス時刻コード(IRIG-B)にて両データの時間的対応を図った.(徳島大学病院臨床研究倫理審査委員会承認:1312)

被験運動は,各種限界運動,ストッピング噛みしめ,咀嚼運動,飲水とし,咀嚼中の顎運動,筋活動の推移や運動の滑らかさなど12項目についてデータ解析した.中でも主機能部位記録の際の作業側咬筋活動開始時と最大筋活動時の下顎頭運動に注目し,運動論的顆頭点における下顎頭の偏位量を求めて検討を行った.結果,筋活動開始時(物を噛み始めたとき)には,作業側下顎頭は平衡側下顎頭に比べて咬頭嵌合位の下顎頭位に有意に近い位置に復位していた.最大筋活動時には両側下顎頭ともに咬合嵌合位に近い位置に復位していたが,平衡側下顎頭は作業側下顎頭よりも有意に内上方にあり,上下的には咬頭嵌合位の下顎頭位より上方に偏位していた.習慣性咀嚼側と非習慣性咀嚼側との比較では,筋活動開始時および最大筋活動時ともに,両側下顎頭の偏位量に有意差は認められなかった.このことは咀嚼運動時の下顎頭の動態と同様の傾向にあり,主機能部位記録時の下顎頭運動の解析が「噛みやすさ噛みにくさ」の客観評価法に繋がる可能性が示された.研究費の分割交付に伴い,新規購入した小型4チャンネル筋電図アンプで研究費の1回目の交付分のほとんどを使用したため,実際の測定に必要な材料費や被験者謝金の捻出が困難となって測定作業開始前の準備にとどまっていた.2回目の交付を待ったが当初の想定より遅い10月になってようやく交付を受け,そこから測定を開始することになったため,予定の被験者数には届かなかった.よって今年度の達成度を「やや遅れている」とした.しかし測定を開始してからは順調に被験者数を伸ばしているので,次年度では当初の計画どおりに十分挽回できると考えている.本年度と同様の顎運動と筋電の同時測定を健常被験者についてさらに15名実施し,データの蓄積を勧める.本年度注目した主機能部位記録時の顆頭運動以外の評価項目についても詳細に検討を行っていき,「噛みやすさ噛みにくさ」を客観的に表すパラメータの抽出や評価法の考案をこころみる.一方で,「噛みにくさ」を訴える被験者についても10名測定し,健常者で求めたパラメータや評価法の妥当性や,有用性について検討を行っていく.得られた成果については,順次国内の関連学会で発表を行っていく.本年度では,当初予定していた被験者数10名より少ない5名にとどまったことから,被験者謝金や研究協力者への謝金,材料費等の支出が計画より少なかった.その分を含めて次年度の研究遂行に利用していく予定である.すなわち,25名分の被験者謝金と研究実施支援者への謝金,測定に必要な材料類や被験食品,資料等の印刷費として使用する.また得られたデータを格納する電子媒体(HDD等)の購入にも使用する.一方で研究を推進していく上で有用な情報・資料収集および成果発表のための出張旅費としても使用する予定である.
極めて困難な離散最適化問題に対する厳密解法

今年度は,整数計画問題に対する厳密解法を主な研究対象とした.まず,近年提案された整数計画問題に対する主算法であるIntegral Basis Methodについて,昨年度は二次割当問題への適用を行い,問題構造を利用したアルゴリズムの提案を行ったが,今年度は一般の整数計画問題に対するアルゴリズムの効率化の検討を始めた.すでに共同研究として,緩和問題の利用と変数の選択規則による改善方法を提案したが,それらの精密化,および,プログラムの見直しによって大規模な問題を扱うことができるはずである.また,Integral Basis Method以外にも主算法が1960年代から70年代にかけて提案されていたが,これらの見直しを行った.次に,巡回セールスマン問題を対象として,整数計画問題による定式化の比較を行った.これは,近年の整数計画ソルバーの進歩により,問題固有のアルゴリズムを開発することなく,定式化を行うことによって解決できる可能性が高まっていることが背景にある.巡回セールスマン問題には,古典的な定式化に加え,最近新しい定式化が何種類か提案されている.これらを比較したところ,問題固有の解法を上回るような定式化があるわけではなく,今後,切除平面を加えるなどの工夫が必要であることがわかった.また,共同研究として,整数計画ソルバーの並列化に関する研究を行った.これも整数計画ソルバーの進歩が背景にある.既存の並列化の研究は,分枝限定法や分枝カット法のフレームワークを与えるものがほとんどであったが,この研究では,分枝カット法自体を利用するものであり,整数計画ソルバーの性能を最大限活用することを目的としている.現在実験を行っているところである.今年度は,主としてスケジューリング問題に対する厳密解法,および,整数計画問題に対する主算法に関する研究を行った.まず,二つの目的関数に優先順位が与えられる階層的二機械フローショップ問題の一般化を検討し,二つの目的関数をそれぞれ単独で最適化することは容易であるが,二つを同時に考慮するとNP困難になる問題を取り上げた.問題の性質を利用し効率的な分枝限定法を提案したが,それでもなお扱うことができる問題の規模には限界があり,階層的スケジューリング問題は理論上ばかりでなく実際の計算上も困難な問題である,という結論に至った.次に,総滞留時間(完了時刻の総和)の最小化を目的関数とする,二機械フローショップ問題に対する優越関係を扱った.本研究では,基本補題を用意し,これを用いることによって過去に提案されたさまざまな優越関係を統一的に扱うことができ,しかも関係を強化することができた.また,基本補題を用いることで,より柔軟な子問題表現に対して優越関係が導出できた.さらに,計算機実験によって,本研究で提案した優越関係の有効性を調べた.続いて,整数計画問題に関する主算法として,近年提案された,Integral Basis Methodの研究を行った.まず,この解法の実際の有効性を詳しく理解するためにプログラムを作成し,この解法の動きについて調べた.また,組合せ最適化問題に対してこの解法を適用し,計算効率を高めるための工夫について検討し,また,始めに与えるべき定式化(タブロー)の重要性についても検討を行った.今年度も引き続き,スケジューリング問題に対する厳密解法,および,整数計画問題に対する主算法に関する研究を主に行った.総滞留時間(完了時刻の総和)を最小にするスケジュールを求める二機械フローショップ問題について,昨年度は基本補題を用意し,これらを用いることによって既存の優越関係(分枝限定法における限定操作に使われる)を統一的に扱うことができること,そしてより強い条件が導けることを示した.本年度は,これらの結果を整理し直すと同時に,近年Akkan and Karabtiにより提案された,ネットワークを用いた定式化に基づく分枝限定法を実装し,優越関係の有効性について調べた.その結果,優越関係を用いることによって計算時間が短縮され,また,与えられた時間内に解くことができる問題数も増加した.続いて,整数計画問題に対する主算法として近年提案されたIntegral Basis Methodの,二次割当問題への適用を行った.二次割当問題は,組合せ最適化問題の中でも厳密解を求めるのが非常に難しいと認識されており,実際,最適と思われる解がわかっているとしても,その最適性の証明ができていないことが多い.Integral Basis Methodはそのような問題に適していると考えられる.今回は,Kaufman and Broeckxの定式化に対してIntegral Basis Methodを適用し,この定式化の性質を利用した緩和方法を提案した.その結果,(メインループの)反復回数が減少し,多くの問題に対して計算時間が短縮された.これらの技法は一般の整数計画問題にも適用可能であると考えられる.今年度は,整数計画問題に対する厳密解法を主な研究対象とした.まず,近年提案された整数計画問題に対する主算法であるIntegral Basis Methodについて,昨年度は二次割当問題への適用を行い,問題構造を利用したアルゴリズムの提案を行ったが,今年度は一般の整数計画問題に対するアルゴリズムの効率化の検討を始めた.すでに共同研究として,緩和問題の利用と変数の選択規則による改善方法を提案したが,それらの精密化,および,プログラムの見直しによって大規模な問題を扱うことができるはずである.また,Integral Basis Method以外にも主算法が1960年代から70年代にかけて提案されていたが,これらの見直しを行った.次に,巡回セールスマン問題を対象として,整数計画問題による定式化の比較を行った.

これは,近年の整数計画ソルバーの進歩により,問題固有のアルゴリズムを開発することなく,定式化を行うことによって解決できる可能性が高まっていることが背景にある.巡回セールスマン問題には,古典的な定式化に加え,最近新しい定式化が何種類か提案されている.これらを比較したところ,問題固有の解法を上回るような定式化があるわけではなく,今後,切除平面を加えるなどの工夫が必要であることがわかった.また,共同研究として,整数計画ソルバーの並列化に関する研究を行った.これも整数計画ソルバーの進歩が背景にある.既存の並列化の研究は,分枝限定法や分枝カット法のフレームワークを与えるものがほとんどであったが,この研究では,分枝カット法自体を利用するものであり,整数計画ソルバーの性能を最大限活用することを目的としている.現在実験を行っているところである.
子宮内膜・胚受容能発現に関する基礎的研究

妊娠にいたる過程の中で、とりわけ着床の機構は不明の点が多い。本研究では、着床の成立を左右する子宮内膜と胚との相互作用がその様な要件によって構成されているのかを明らかにするために、マウス胚・マウス子宮を用いた胚移植系ならびに当研究室で開発したin vitro着床モデルを用いて、胚・子宮上皮の接着がどの様に発現するかを検討した。また、マウス胚を各種の発生段階に達した時点でin vivoより回収し、あらかじめ交配したのち偽妊娠状態に入った雌より各種の偽妊娠日令のものを選び、子宮腔内あるいは子宮内膜内に胚移植を行った。子宮内膜内移植を行った場合、胚の日令にかかわらず着床が成立し、Day1の1細胞期の胚を移植した場合でも生児が得られ、子宮内膜内環境が他の組織における間質と異なり極めて胚発生にとって好適な部位であることが判明し、同時に通常の着床の過程を省略しても着床は成立することが明らかとなった。妊娠マウス又は偽妊娠マウスより回収した種々の日令の子宮内膜と、すでに接着能を獲得している胞胚との相互作用を、接着能の獲得、あるいは発現が子宮内膜に見られる場合どの様な様式で観察できるかを検討したところ、胚が雌の卵管内に存在した場合に子宮内膜上皮に胚に対する接着能の誘導が観察された。しかし、この子宮上皮に誘導される接着能は、胚が4日令に達していることが必要であり、またその後胚が除去されてしまうと、子宮上皮はその接着能を失うことが明らかとなった。この様に遂行された研究の中から以下2点が明らかとなった。まず第1点は、子宮内膜の間質は他の組織にはみられない胚の生育を助ける能力があること。即ち、子宮内膜間質細胞が胚発生に重要な役割を荷っていること。第2点は、胚自身がもたらす何等かの因子の作用で、胚がこれから着床しようとする子宮上皮にあらかじめ何等かの変化をもたらすこと。これらの2つの点は、従来知られていなかった新知見である。研究計画に従ってまず胚の各種マトリックスに対する接着能の検討を行った。hCG投与後90時間に子宮潅流法により回収したマウス胚盤胞をαーMEM+10%FCSの培養液中で培養しプラスティックシャ-レ、コラ-ゲンtypeIおよびtypeIVガラスおよび培養マウス子宮上皮のそれぞれに対して接着する様子を観察した。その結果接着はhCG後110時間の胚から開始し、hcG130時間でほぼ完了した。また接着するマトリックスは上記の5種について接着のタイミングや効率に差がないことも判明した。よってここで観察された接着現象の本態は子宮上皮に対してのみ観察される様な特異的なものではないと判断された。一方培養子宮上皮に対する接着とは別にin vivoより子宮を摘出して切開し、培養液中で器官培養を行いこの子宮上皮に対する接着を観察したところ非妊マウス子宮に対してはDay4からDay5にかけて20%の胚盤胞が60分以内に接着を示したが、妊娠ラット子宮上皮に対してはDay5の午後以降急激に接着能を上昇し、およそ80%の胚が60分以内に接着を示した。このDay5の午後6ー7時にはすでに着床が完了している時期であり急激に増加した胚ー子宮上皮の接着率は着床の過程によって子宮上皮に誘起された変化によるものと思われた。

この接着率の増加は子宮卵管角を結紮して卵管内に胚盤胞が存在しても誘起されずまた卵巣ステロイドの増減によっても影響されないことが明らかとなった。一方胚と子宮上皮との共培養および子宮液添加による胚培養の実験からマウス雌の性周期とは無関係にある一定の胚発生促進効果が観察された。この事は子宮内環境ひいては子宮内膜内環境が常に性周期とは独立して胚に対して一定の受容性を持つ可能性が示唆され子宮上皮をつき破って子宮内膜マトリックスへ侵入する過程が着床現象全体の効果を左右する最も重要な機序に相当するのではないかと考えられた。妊娠にいたる過程の中でとりわけ着床の機構は不明の点が多い。本研究では着床の成立を左右する子宮内膜と胚との相互作用がどの様な要件によって構成されているのかを明らかにするためにマウス胚・マウス子宮を用いた胚移植系ならびに当研究室で開発したinvitro着床モデるを用いて胚・子宮上皮の接着がどの様に発現するかを検討した。またマウス胚を各種の発生段階に達した時点でinvivoより回収し、あらかじめ交配したのち偽妊娠状態に入った雌より各種の偽妊娠日令のものを選び子宮腔内あるいは子宮内膜内に胚移植を行なった。子宮内膜内移植を行なった場合胚の日令にかかわらず着床が成立し、Day1の1細胞期の胚を移植した場合でも生児が得られ、子宮内膜内環境が他の組織における間質と異なり極めて胚発生にとって好適な部位であることが判明し同時に通常の着床の過程を省略しても着床は成立することが明らかとなった。妊娠マウス又は偽妊娠マウスより回収した種々の日令の子宮内膜とすでに接着能を獲得している胞胚との相互作用を接着能の獲得あるいは発現が子宮内膜にみられる場合どの様な様式で観察できるかを検討したところ胚がメスの卵管内に存在した場合に子宮内膜上皮に胚に対する接着能の誘導が観察された。しかしこの子宮上皮に誘導される接着能は胚が4日令に達していることが必要であり、またその後胚が除去されてしまうと子宮上皮はその接着能を失うことが明らかとなった。この様に遂行された研究の中から以下二点が明らかとなった。まず第1点は,子宮内膜の間質は他の組織には見られない胚の生育を助ける能力があること。即ち子宮内膜間質細胞が胚発生に重要な役割りを荷っていること。第2点は胚自身がもたらす何等かの因子の作用で胚がこれから着床しようとする子宮上皮にあらかじめ何等かの変化をもたらすこと。これらの2つの点について更に解析を進めている。
化学療法抵抗性尿路上皮がんに対する5-Aza-CdRの臨床応用を目指した基礎研究

転移を有する膀胱癌に対する2次治療として5-aza-CdRの臨床研究への応用に向け、ヌードマウスを用いたin vivoでの研究を施行した。in vivoの実験ではCDDP耐性膀胱癌細胞株に5-aza-CdRを投与した後にヌードマウスへ移植、その後CDDPを腹腔内投与し腫瘍のサイズを計測した。5-aza-CdRはmockおよびCDDP単独投与群と比較し、有意な腫瘍の増殖抑制効果をみとめた。低用量の5-aza-CdR(0.1μM, 48時間)とCDDPとの相乗効果に関しても明らかになった。現在、化学療法抵抗性膀胱癌に対して5-aza-CdRの効果を認め、副作用を最小限に抑える5-aza-CdRおよびCDDPの濃度を調整中であり、臨床研究を計画している。5-Aza-CdRを用いた細胞増殖能試験の妥当性の検証を行うために、新たに膀胱癌細胞株EJ-138, J82を用いてシスプラチン(CDDP)耐性株を作成、樹立に成功した。すでに樹立していたCDDP耐性株T24-RC, UMUC3-RCを用いてCDDP濃度を減量し、5-Aza-CdRが薬剤感受性の再獲得を行っているかを検証。CDDP減量を行った細胞増殖試験においてもCDDP感受性を獲得していることを証明した。現在、薬剤による副作用を最小限に抑え薬剤の効果を高める至適濃度を設定するために、CDDP濃度を減量しin vivoの実験を行っている。研究の妥当性検証のための新規薬剤耐性株の樹立については新たに膀胱癌細胞株EJ-138, J82を用いてシスプラチン(CDDP)耐性株を作成、樹立に成功した。ゲムシタビン(GEM)耐性株に対するヒストン脱アセチル化酵素阻害剤(HDACi)を用いた細胞増殖実験もすでに行っている。HDACiのGEM耐性株に対する効果に関しては、HDACi投与後もGEMの感受性に変化は見られなかった。以上からGEM耐性株についてはエピジェネティックの変化による薬剤再感受性は獲得できないと判断された。今後はゲノム網羅的な解析を追加し、新たな標的遺伝子を遺伝子発現の観点から追及する。以上より5-Aza-CdR、HDACiを用いた新規の治療の開発はおおむね予定通り進んでいる。申請者はシスプラチン耐性株、ゲムシタビン耐性株にゲノム網羅的な染色体構造解析をAcceSssIble assayを用いて行い、ゲムシタビン耐性株、シスプラチン耐性株および薬剤感受性を有する膀胱癌細胞株の比較を行った。その結果、ゲムシタビン耐性株ではM.SssI (CpG Methyltransferase)によってDNAメチル化されないinaccessibleな部位が多いことが判明した。ヒストンによる修飾機構がゲムシタビン耐性株において薬剤耐性化の機序に関与している可能性が考えられた。そこでゲムシタビン耐性株に対してヒストン脱アセチル化酵素阻害剤(HDACi)を用いた増殖試験を行った。しかしHDACiを用いた実験ではゲムシタビン耐性株に対する薬剤再感受性を確認することはできなかった。CDDP耐性株については5-Aza-CdRにより薬剤の再感受性を獲得することが確認できており、in vivoでの造腫瘍能、薬剤耐性の検討を行った。樹立したcell lineをヌードマウスに移植し、遺伝子操作を加えていない、尿路上皮癌cell lineと造腫瘍能を検討した。5-Aza-CdRの濃度を1μM、0.5μM、0.1μMにて検討を行った。その結果、1μM、0.5μMにおいてはin vitroとことなり5-Aza-CdRのみにて十分な腫瘍増殖抑制を認めた。0.1μMにおいては5-Aza-CdRによりCDDP再感受性が見られた。このことから生体内では低濃度の5-Aza-CdRによりCDDP再感受性を獲得すること、0.5μM以上の濃度では5-Aza-CdRのみで十分な抗腫瘍効果を認めることが判明した。申請者はin vivoの事件においてCDDP耐性株において5-Aza-CdRによるCDDPの再感受性を確認するのみならず、in vitroと異なり5-Aza-CdRのみで十分な抗腫瘍効果を発揮することを確認した。CDDP耐性膀胱癌耐性株において5-Aza-CdRを用いたin vivoでの実験の報告は無く、今後臨床応用に発展する可能性が示唆された。しかしゲムシタビン耐性株についてはヒストン修飾による耐性化を想定しており、当初ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤(HDACi)により腫瘍抑制効果を期待したが、HDACiによる再感受性は認められなかった。しかしAcceSssIble assayにより染色体構造異常が耐性化に関与していることが考えられており、ヒストン修飾に対する異なる対応を行う必要になった。CDDP耐性株にてin vivoにおいてin vitroに見られない抗腫瘍効果を認めることから、免疫系が関与している可能性があり、他の報告でも見られるendgeneous retrovirusを中心とした免疫系が5-Aza-CdRにより活性化されている可能性があり検討中である。

低用量の5-aza-CdR(0.1μM, 48時間)とCDDPとの相乗効果に関しても明らかになった。現在、化学療法抵抗性膀胱癌に対して5-aza-CdRの効果を認め、副作用を最小限に抑える5-aza-CdRおよびCDDPの濃度を調整中であり、臨床研究を計画している。CDDP耐性株に対して5-Aza-CdR、CDDPを組み合わせたin vivoの実験を行い、薬剤による副作用を最小限に抑え薬剤の効果を高める至適濃度を設定する。至適濃度設定後はPhase1臨床試験を計画する。ADAMTS1, SERPINB2を薬剤耐性を持たない親株T24, UMUC3に対してリポフェクション法を用いてを強制発現し、薬剤耐性化を獲得するか検証する。申請者は今後、CDDP耐性株、ゲムシタビン耐性株に対するゲノム網羅的メチル化解析、ゲノム網羅的染色体構造解析の結果をさらに解析を進め、ゲノム網羅的に耐性化が起こる変化を確認する。in vivoにおいて統計解析を行うに十分な実験を追加し、5-Aza-CdRに対する抗腫瘍効果を確認する。その後Endgeneous retrovirus、virus defense geneに対して遺伝子発現解析を行い、CDDP耐性株、ゲムシタビン耐性株に対して上記の免疫系がどのように発現しているか確認し、5-Aza-CdRによる薬剤再感受性の機序を明らかにする。ゲムシタビン耐性株に対してはヒストンメチル化酵素阻害剤であるEZH2阻害剤による細胞増殖試験を行う予定である。EZH2阻害剤にて腫瘍抑制効果が認められた場合、5-Aza-CdRと同様にin vivoでの実験を行い生体内での抗腫瘍効果を確認する予定である。