hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大腸癌におけるstatinの抗腫瘍効果メカニズムの解明と新規治療法の開発

通常の高脂血症治療薬として使用されているのと同程度のsimvastatinと、単剤ではほとんど増殖に影響のない、ある経路の阻害剤とを併用することにより、相乗的な抗腫瘍効果が大腸癌細胞株で認められた。しかも、この相乗効果は、K-rasもしくはBRAFに変異がある細胞株のみで認められる現象であり、どちらも野生型の場合、相乗効果は認められなかった。メカニズムは不明であるが、この現象は、これらの薬剤の併用が、変異型のK-rasもしくはBRAFの機能を制御できる可能性を示唆している。また、興味深いことに、相乗効果を持って抗腫瘍効果が発揮されるという現象が薬剤投与後72hrで明らかに認められるにもかかわらず、pERKやpAktの発現低下を必ずしも伴うものでもないことが明らかになり、これまで考えられていた、MEK/ERK経路、PI3K/Akt経路関連分子のリン酸化と腫瘍増殖とがparallelに動くとは限らないという事実に辿り着いた。その他、stageIII大腸癌の再発を予測するシステムの開発に成功し、学会報告、論文発表を行った。また、stageII結腸癌に対し、補助化学療法で予後が改善する集団の検出に成功し、現在、論文執筆中である。1.大腸癌細胞株におけるsimvastatin投与によるEZH2制御のメカニズム:スタチン類の1種であるsimvastatin投与がEZH2の発現低下を来すためには、EZH2のプロモーターであるElk-1のリン酸化阻害が条件になると考えられる。Elk-1が活性化するためにはMEK/ERK経路のシグナルが核内に入ることが必要と報告されているため、simvastatinがリン酸化阻害作用を有しているかを検討した。MEK inhibitorであるU0126に比して作用は弱いが、simvastatinにはMEK inhibitorとしての機能があることがWestern blottingで確認された。ところが、growth assayを行うと、MEK/ERK経路の抑制の度合いと、細胞増殖抑制効果が細胞株によって一律ではなく、simvastatinのEZH2制御には別の経路が存在することが示唆された。そこで、Akt/PKB経路を検討したところ、simvastatin投与で、p-Akt (Ser473)、p-Akt (Thr308)の両者が抑制されていることがWestern blottingで確認された。このことはsimvastatinがdual kinase inhibitorの機能を有する初めての発見である。どちらがElk-1のリン酸化制御に強くかかわっているのかを解明した上で、報告する予定としている。2. In vivoにおけるスタチンとHDAC inhibitorの効果:現時点で報告できる結果には至っていない。3.他の抗腫瘍薬とsimvastatinとの相乗的な抗腫瘍効果の検討:大腸がん化学療法剤のキードラッグである5-FUとsimvastatinとの間にはそれぞれの薬剤の和として効果は認められるものの、相乗的な抗腫瘍効果は認められなかった。他の薬剤(オキザリプラチンやCPT-11)との併用を検討中である。現状では、当初の予定よりやや遅れている。言い訳にはしたくないが、2016年4月に起きた熊本地震の影響は大きかったと言わざるを得ない。サンプルは全て使用不可能の状態となり、購入していた試薬も温度管理に不安があるため、継続しての研究に支障を来した。全てのサンプル、試薬を新たに作成、購入の必要があり、そのための時間が必要であり、また、震災後復興のための活動も急務であり、そちらを優先せざるを得ない状況が続いた。大腸癌における各種薬剤の反応を検討中に、新たな疑問が発生し、この検証を行っている。TCGAのデータを解析し、EGFR関連遺伝子変異の頻度が高い組み合わせに相当する4種類の細胞株を使用し、simvastatin、MEK阻害剤、Akt阻害剤投与での、MEK/ERK経路、PI3K/Akt経路、JAK/STAT経路の分子の動き、増殖抑制効果を検討した。昨年の報告で、simvastatinによるAkt inhibitorとしての可能性に言及したが、やはり、simvastatinにはAkt阻害剤としての機能があると考えられる。しかし、各種薬剤でpERKやpAktが抑制されるにもかかわらず、増殖に影響が出ないという現象が認められた。また、よく言われているようなpERK抑制によるpAktの活性化や、pAkt抑制によるpERKの活性化などの現象にも乏しい。これは、上記3つの経路以外に他の経路が薬剤抵抗性に関与していることを示唆している。この別経路の候補として、いくつかの経路が考えられるが、ある経路が可能性の高い候補として考えられ、研究を継続している。この経路はいくつかの遺伝子の発現に関わっているが、どれが最も薬剤耐性に寄与している分子なのか。既存の分子なのか、または報告されていない新たな分子なのか。また、この経路が薬剤耐性の原因であるならば、上記薬剤とこの経路の抑制で相乗的な抗腫瘍効果が認められる可能性がある。海外での臨床試験で、MEK阻害剤は副作用が強く、断念したことなどが報告されているが、低用量での相乗効果が得られれば、新規治療法としての可能性が出てくる。スタチン(simvastatin)を中心とし、MEK阻害剤やAkt阻害剤を使用した大腸癌の薬剤耐性メカニズムの一端が明らかにできる可能性が出てきている。

今後の研究計画(下記)は一つの仮説に則って行う予定であるが、この仮説が正しいことが証明されると、新規治療法開発だけでなく、今後の大腸癌に対する薬物療法として、分子の変異に応じて、どこを抑制することが最も効果的であるかという道筋を示すことが可能となる。また、基礎研究以外にも、臨床データを使用した多施設共同研究も行い、大腸癌Stage III根治術後の再発を予測する簡易スコアリングシステムの開発にも成功し、現在論文投稿中である。この内容は、本年4月の全国学会(第118回日本外科学会)でも報告予定である。当初の計画とは内容が変わってきているものの、基礎研究のみならず、臨床研究でも成果を出していることより、進歩状況としては順調であると考えている。通常の高脂血症治療薬として使用されているのと同程度のsimvastatinと、単剤ではほとんど増殖に影響のない、ある経路の阻害剤とを併用することにより、相乗的な抗腫瘍効果が大腸癌細胞株で認められた。しかも、この相乗効果は、K-rasもしくはBRAFに変異がある細胞株のみで認められる現象であり、どちらも野生型の場合、相乗効果は認められなかった。メカニズムは不明であるが、この現象は、これらの薬剤の併用が、変異型のK-rasもしくはBRAFの機能を制御できる可能性を示唆している。また、興味深いことに、相乗効果を持って抗腫瘍効果が発揮されるという現象が薬剤投与後72hrで明らかに認められるにもかかわらず、pERKやpAktの発現低下を必ずしも伴うものでもないことが明らかになり、これまで考えられていた、MEK/ERK経路、PI3K/Akt経路関連分子のリン酸化と腫瘍増殖とがparallelに動くとは限らないという事実に辿り着いた。その他、stageIII大腸癌の再発を予測するシステムの開発に成功し、学会報告、論文発表を行った。また、stageII結腸癌に対し、補助化学療法で予後が改善する集団の検出に成功し、現在、論文執筆中である。Simvastatinがdual kinase inhibitorの機能を有することがはっきりし、それがElk-1制御につながる証拠が得られれば、論文作成が可能となる。また、これらの経路を効率よく抑制する方法が得られれば、K-rasの変異に関わらず、大腸癌の増殖抑制が可能となり、新たな治療戦略となりうる。SimvastatinとHDAC inhibitorの持つ相乗的な抗腫瘍効果はin vitroでは証明済みであり、また、肺癌でも同様の結果が報告されている(Cancer Sci 107, 955-962, 2016)。In vivoでの検討がin vitro同様に効果が証明されれば、臨床試験への道も開けると考えている。他の抗腫瘍薬とsimvastatinの相互作用の検討は現状通り、一つずつ進めていく。基本的には現状通り進めていけば少しずつではあるが、結果が出るものと考えており、予定通り進めていく方針である。ただ、in vivoの検討は、実験動物を使用するため、極力無駄のない、綿密な計画を立てる必要があるため、in vitroの検討結果が出てから進めていく予定である。一つの仮説に基づき、今後の研究を進めていく。本報告書ではこの仮説の詳細は控えさせていただく。仮説中の経路を活性化もしくは抑制し、その経路に関連している分子の動きを、タンパクレベル、mRNAレベルで確認する。
強い表面磁気異方性を持つ合金微粒子の合成と新磁気機能性の研究

強磁性体は、そのサイズがnm付近に近づくと熱擾乱(超常磁性)が起こり、強磁性体材料としての機能を失う。本研究では、強磁性体微粒子の合成法を開発し、高分解能磁区観察法に応用するためにスパッター法によるnmサイズの微粒子合成法、合金化による高磁気エネルギー化、表面磁気異方性の解明と高磁気エネルギー化を研究した。以下がその成果である。(1)気相成長したCo微粒子は数10nm以下ではfcc相が安定になり、より大きいサイズではhcp相が安定相、また数10nm以下でも準安定相としてhcp相が得られること、さらにこれらの形成機構は、各微粒子結晶形態の表面エネルギーで説明できる。(2)この準安定相を安定化する目的でCo-Pt合金微粒子を作成するとhcp相が高体積率で得られること、また、その磁気異方性を実測すると、バルク値よりもはるかに高い値を示し、表面の磁気異方性(表面磁気異方性)の寄与が確認できた。(3)強い表面磁気異方性が期待できる希土類-遷移金属合金の微粒子を作成し、その磁気的性質を調べたが、酸化の進行による特性の変化が起こった。微粒子を被覆する技術を開発し、酸化の進行を非常に遅くすることができたが、高い抗磁力は得られなかった。この原因は、酸化の過程により表面から内部に酸素が進入するため、表面の状態が乱れて表面磁気異方性が形成されないためと推定し、この実験は中断した。(4)表面磁気異方性の計測・解析技術を開発し、遷移金属と酸化物からなるグラニュラー薄膜および多層膜を作成して表面磁気異方性の効果を調べ、Co/MgOの界面で非常に高い磁気異方性が存在することを確認した。(5)以上から、当初の目的であった高磁気エネルギー微粒子の形成は、Co-Ptについて10nmまで可能となり、高い表面磁気異方性を確認できた。この結果は、より高い表面磁気異方性を持つ10nm以下の微粒子合成に重要な指針をあたえる。まず、Co微粒子についてそのサイズと結晶形態について、数10nm以下ではfcc相が安定になり、より大きいサイズではhcp相が安定相であることを見出し、数10nm以下でも準安定相としてhcp相が得られること、さらにこれらの形成機構は、各微粒子結晶形態の表面エネルギーで説明できることを示した。これに基づき、結晶磁気異方性が高く、またhcp相の形成温度範囲が広いCo-(Pt,Cr)合金微粒子を合成し、高い抗磁力が得られることを見出した。次に、表面磁気異方性の効果を調べるために、Fe微粒子の表面酸化状態を制御し、酸化状態に応じて抗磁力が大きく変化し、理論的な考察から、表面磁気異方性の寄与が大きいことを実証した。これに基づき、Fe-(Al,Si)-Oのスパッター薄膜を作成し、微粒子サイズと抗磁力の関係から表面磁気異方性の寄与を定量的に求めた。以上の結果は、本研究の目的である「表面磁気異方性の制御による超常磁性の克服」の基礎的な検証である。

上記実験と同時に、微粒子磁化過程への表面磁気異方性の効果を計算機シミュレーションにより定量的に把握する準備をすすめた。また、表面酸化、窒化状態を制御するため、超高真空超微粒子作成装置による微粒子合成の実験をすすめている。より強い表面磁気異方性が期待できる希土類-遷移金属についても合成実験を行ったが、現行装置では表面酸化状態の制御が難しく、超高真空超微粒子作成装置による微粒子合成技術の確立を待って実験をすすめることにした。強磁性体は、そのサイズがnm付近に近づくと熱擾乱(超常磁性)が起こり、強磁性体材料としての機能を失う。本研究では、強磁性体微粒子の合成法を開発し、高分解能磁区観察法に応用するためにスパッター法によるnmサイズの微粒子合成法、合金化による高磁気エネルギー化、表面磁気異方性の解明と高磁気エネルギー化を研究した。先年度は、Co微粒子について、数10nm以下ではfcc相が安定になり、より大きいサイズではhcp相が安定相、また数10nm以下でも準安定相としてhcp相が得られること、さらにこれらの形成機構は、各微粒子結晶形態の表面エネルギーで説明できることを示した。本年度は、Co-pt合金微粒子について、hcp相が高体積率で得られること、また、その粒径依存性を見ると、これまでの単純な超常磁性理論では説明できない高い抗磁力を示すことがわかった。これは、Co-Pt単結晶薄膜の磁気異方性測定結果から得られる結晶磁気異方性では説明出来ない大きさであり、表面磁気異方性の存在を示唆するものであるが、同時に考えられる双極子相互作用を取り除くために、孤立した微粒子集団についてその相互距離を制御して磁化過程を調べた。その結果、双極子相互作用により抗磁力は上昇するが、Co-Ptの抗磁力を説明できるほどの効果でないことがわかった。また、強い表面磁気異方性が期待できる希土類-遷移金属合金の微粒子を作成し、その磁気的性質を調べたが、酸化の進行による特性の変化が起こった。そこで、微粒子を被覆する技術を開発し、酸化の進行を非常に遅くすることができた。現在、TbFe2の微粒子を作成中である。以上の実験の成果は以下のようになる。1) hcp相Co-Pt微粒子は非常に高い抗磁力を持ち、表面磁気異方性の効果がある。2)希土類-遷移金属の微粒子を安定化し、磁気特性を調べることが可能になった。以下がその成果である。(1)気相成長したCo微粒子は数10nm以下ではfcc相が安定になり、より大きいサイズではhcp相が安定相、また数10nm以下でも準安定相としてhcp相が得られること、さらにこれらの形成機構は、各微粒子結晶形態の表面エネルギーで説明できる。(2)この準安定相を安定化する目的でCo-Pt合金微粒子を作成するとhcp相が高体積率で得られること、また、その磁気異方性を実測すると、バルク値よりもはるかに高い値を示し、表面の磁気異方性(表面磁気異方性)の寄与が確認できた。(3)強い表面磁気異方性が期待できる希土類-遷移金属合金の微粒子を作成し、その磁気的性質を調べたが、酸化の進行による特性の変化が起こった。微粒子を被覆する技術を開発し、酸化の進行を非常に遅くすることができたが、高い抗磁力は得られなかった。
LSIの多様な要求品質に対応できる数理計画的アプローチによる体系的なテスト生成法

本研究では,大規模集積回路(LSI)に対して様々な質のテストを柔軟に生成するための枠組みとして,数理計画法(特に整数計画法)に着目し,種々のテスト生成問題から整数計画問題へのモデル化手法,求解の高速化手法を考案した.これにより,個々のテスト生成問題に応じた解法を新たに開発することなしに,既存の高性能な整数計画ソルバで問題を解くことが可能となる.以上の成果は低コストでLSIの信頼性を高めることにつながる.本研究では,大規模集積回路(LSI)に対して様々な質のテストを柔軟に生成するための枠組みとして,数理計画法(特に整数計画法)に着目し,種々のテスト生成問題から整数計画問題へのモデル化手法,求解の高速化手法を考案した.これにより,個々のテスト生成問題に応じた解法を新たに開発することなしに,既存の高性能な整数計画ソルバで問題を解くことが可能となる.以上の成果は低コストでLSIの信頼性を高めることにつながる.本年度は,LSIの非同期インターコネクトの有力な一方式であるCHAINのテストスケジューリング法とLSI内のホールド違反の検出法について議論をおこなった.前者の研究では,テスト時にのみ利用できる特別なデータ転送方法をCHAINのテストスケジューリングに導入し,従来は実現できなかったような柔軟なテストスケジュールを生成可能にした.この特別なデータ転送方法を考慮したテストスケジューリング問題を整数計画問題に定式化することで,従来法に対してテスト時間を最大で約40%削減することに成功した.また,整数計画法の求解時間の問題点を解消するための発見的手法も提案した.この発見的手法が整数計画法で得られたテスト時間と同等のテスト時間を達成できることを,実験的に示した.本研究は,今後その利用が広まると予想されている大域非同期局所同期(GALS)システムの非同期インターコネクト部分のテストコストを下げつつ,システムの信頼性を向上させるのに有用である.後者の研究では,スキャン設計された回路のスキャンシフト動作を利用することによって,回路の機能パス上のホールド違反を間接的にテストするという概念を提案した.また,スキャンチェーンの順序を適切に決めることで,機能パス上のホールド違反をテストできる能力が変化することに着目し,その問題に対する解法を提案した.提案手法でスキャンチェーン順序を決定することによって,機能パス上のほとんどのホールド違反を検出できることが計算機実験により明らかになった.今後,スキャンチェーン順序を決定する問題を整数計画問題に定式化し,先の解の最適性を評価する予定である.本研究は,現在の微細化されたLSIで顕在化しつつあるホールド違反による回路の誤動作を防ぐために役立つ.平成23年度は,1.遅延ばらつきによるホールド違反検出のためのテスト生成,2.充足可能性問題に基づくテスト生成の高速化,の二つの課題に取り組み,以下の成果を得た.課題1では,近年の微細化された大規模集積回路(LSI)で特に問題視されている遅延ばらつきによるホールド違反に対するテスト生成法を議論した.その中で,テスト時に消費される過度な電力によってホールド違反が見逃される可能性があることを示唆し,それを回避するための消費電力制約付テスト生成問題を整数計画問題としてモデル化した.これにより,ホールド違反のテスト品質が高まり,LSIの信頼性を向上させることが可能となる.しかしながら,消費電力制約付テスト生成問題が通常のテスト生成問題よりも解くのが難しい(テスト生成に時間がかかる)ことが予備実験により明らかになったため,今後,処理の高速化の議論が必要である.課題2では,整数計画問題(特に,すべて変数が2値の値をとる0-1整数計画問題)と密接に関係する充足可能性問題(SAT)に基づいたテスト生成の高速化について議論をおこなった.提案するテスト生成法では,ある故障に対するテストパターン(SATのインスタンスの解)が他の故障に対するテストパターンを生成する際に再利用される.解の再利用により,SATのインスタンスを一から解く場合と比べて処理の高速化が期待できる.提案手法では,解の再利用を成功しやすくするために,1.各インスタンスペアに対して類似度を定義し,類似度の合計が極大になるようにインスタンスを並び替える,2.過去の解の再利用状況(履歴)を考慮し,現在のインスタンスに対する変数割当て順序を決定する,の二つの前処理を導入することによって,テスト生成の高速化に成功した.この成果は,今後,複数の整数計画問題を効率的に解くための足掛かりになると期待する.平成24年度は,平成23年度に引き続き,近年の微細化された大規模集積回路において特に問題視されているホールドタイム故障に着目し,テストコストの重要な要素の一つであるテストパターン数の最小化を指向したテスト生成について議論をおこなった.以下にその概要を示す.ここで対象とする最小テストパターン集合生成問題(入力:テスト対象回路とホールドタイム故障集合,出力:すべての検出可能故障に対するテストパターン集合,最適化目標:テストパターン集合サイズの最小化)に対して,以下のように厳密解法とヒューリスティック解法の両面からアプローチした.厳密解法では,まず,各ホールドタイム故障の検出条件とテスト対象回路の論理動作を整数計画問題の制約式として表し,テストパターン数の上界の見積もりから必要な制約式数を決定する.

これにより十分な数のテストパターンを同時に生成することが可能となる.さらに,制約としてすべての故障の検出を保証するための不等式と不必要なテストパターンを識別するための不等式を考慮し,必要なテストパターン数の最小化を表現する目的関数を設定することで,上記の問題に対する最適解(最小のテストパターン集合)を原理的に得ることができる.一方,ヒューリスティック解法では,厳密解法では扱うことが難しい規模の問題にも対処できるようにするため,対象故障集合の中から一部の故障集合のみを考慮してテスト生成をおこなう.具体的には,部分故障集合に対して,検出故障数が最大となるようなテストパターンを生成する問題を整数計画問題として定式化し,それをすべての故障が検出されるまで繰り返し解く.これにより,解の最適性は失われるが規模の大きな問題にも対応が可能となる.以上の手法をベンチマーク回路に適用し,手法の利点・欠点を数値的に明らかにした.平成23年度の目標の一つである「テストパターン数の最小化」を達成できなかったため,(3)と判断した.しかし,その目標に向けた基礎的な考察(整数計画問題への定式化)は既におこなっており,平成24年度の早い段階でやや遅れている研究の進捗状況を取り戻せると考えている.24年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度において議論が不十分だった点を平成24年度(次年度)の始めに考察する.具体的には,テストパターン数を最小化するための整数計画モデルを複雑度(変数の数制約の数)の観点で理論的に評価するとともに,モデル化の有効性を実験的に評価する.また,計算量削減の観点から,ヒューリスティック解法についても考察し,テストパターン数と計算時間の関係を実験的に評価する.以上のことに加え,次年度における新たな目標にも取り組む.次年度は研究最終年度に当たることから,研究期間内に明らかにできたこと・できなかったこと,今後の課題等を整理し,研究を総括する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
心を測る：不正咬合がもたらす心理的障害の脳機能イメージング

歯科矯正治療に用いる装置装着が顔貌魅力度に与える影響を成人男女において比較した。視覚刺激には3種類の装置[クリアブラケット(CB)、金属ブラケット(MB)および透明な可撤式装置(AA)]を装着した男女各3名の正貌写真を用いた。それらの視覚刺激を6枚ランダムに(提示時間60秒)被験者に見せた際の眼球運動をアイトラッカーを用いて記録した。その結果、MB装着顔貌は、CBならびにAA装着顔貌に比べ口領域の総注視時間が有意に長かった。注視回数(に関しては3条件間に有意差は認められなかった。したがって、異なる矯正装置装着に伴い、顔貌の認知パタンが異なることが示唆された。矯正治療において、矯正装置装着直後に患者は発音の困難さを感じるが、一定期間経過後に改善することが質問紙等を用いた研究から明らかにされている。しかし、矯正装置装着に伴う構音時脳賦活状態の変化およびその経時的な変化については未だ報告がない。そこで、我々は、矯正治療で用いられるリテーナーを用い、装着後の発音に関する被験者の自己評価および構音分析を行った。健常成人9名について、リテーナー装着から1(Day1)、3(Day3)、7(Day7)日後において、発音困難度の主観的評価(VAS scoreによる)および構音の精度[音声認識システム(Voice Analyzer, Toshiba Digital Media Engineering Co., Tokyo, Japan)による]を解析した。その結果、発音の困難さに関する自己評価は経時的に低下した。各被験者のVAS scoreについて1要因の分散分析を行ったところ、装着条件(Day1、3、7)の主効果が有意であった[F(2,16)=15.712, p<.001]。また、Ryan法による多重比較(α=.05)の結果、Day1-Day3、Day3-Day7、Day1-Day7のいずれの組み合わせにおいてもVAS scoreに有意な差が認められた。一方、音声認識システムによる構音分析においては、被験音全体の認識率の平均値においてControlと比べてDay1、3、7において低下する傾向が認められたものの、装着条件(control、Day1、3、7)×音節(さ、し、す、せ、そ)の2要因分散分析を行った結果、いずれの主効果、交互作用とも有意ではなかった。ヒトは、自身の発音の正確さには意識的に注意を払わずとも正確な発音を習得することができる。だが、その習得過程に関する脳神経学的背景については、未だ詳細が明らかになっていない。そこで、新たな発音の運動パターン習得過程における脳神経学的変化を明らかにすることを目的とし、歯科矯正装置により発音が容易に出来ない状況から装置に適応していく過程での脳神経学的変化をfMRIを用いて調べた。日本語を母国語とする成人9名を被験者とし、一週間の上顎歯列用の保定装置装着を指示した。被験音には、サ行の五文字の平仮名を採用し、装置装着当日、装着から2日目、6日目の3時点において主観的発音困難さの評価とfMRI実験を実施した。fMRI実験では、発音、発声を伴わない発音動作のみ、および黙読の3課題を課した。その結果、以下の知見が得られた。1主観的発音困難さは、装置装着直後に最も高く、経時的に有意な減少が認められた。2装置装着時の発音のフィードフォワード制御および体性感覚フィードバック制御により賦活する脳領域を解析したところ、先行研究と同様の領域において賦活が認められたが、有意な経時的変化は認められなかった。3装置装着時の発音の聴覚フィードバック制御により賦活する脳領域を解析したところ、右側上側頭回を含む先行研究と同様の領域において賦活が認められた。また、右側上側頭回における賦活強度は、装置装着直後に最も強く、経時的に有意な減少が認められた。4主観的発音困難さは、装置装着状態での発音時の右側上側頭回における賦活強度と正の相関を示した。以上の結果から、矯正装置装着時の発音運動パターンへの適応の過程では、フィードフォワード制御および体性感覚フィードバック制御よりも右側上側頭回における聴覚フィードバック制御による脳賦活変化が直接的に関連することが示唆された。矯正歯科治療においては、矯正装置装着直後に患者は発音の困難さを感じるが、一定期間経過後に改善することがアンケート等を用いた研究から明らかにされている。しかし、矯正装置装着に伴う構音時脳賦活状態の変化については未だ解明されていない。そこで我々は、機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を用いて矯正装置を装着し発音させた際の脳機能の経時的変化を解析した。

個性正常咬合を有し構音障害を認めない健常成人6名を被験者とし、バイオスター®(ロッキーマウンテンモリタ社製)装着から1、3および7日の3時点において、装置装着/非装着の2条件下で被験音発音時のfMRIデータおよび音声データの採得、発音の困難さに関するVAS値の算出により客観的ならびに主観的評価を行った。fMRIデータについてはSPM5 (Wellcome Department of Imaging Neuroscience)を用いてBOLD信号強度を解析し、音声データは音声認識システム(東芝DME社製)により8ms毎にセグメントラベルに変換し、正しく構音された際に出現する適正ラベルの出現率(認識率)を算出した。矯正装置の装着日数が増加するにつれて、主観的な発音の困難さが減少することが認められた。また認識率は増大していく傾向にあるものの、有意な変化は認められなかった。1日目の装置装着条件での構音時には、非装着条件に比べて右側頭葉が賦活し、この活動は装着日数の経過に伴って低下する傾向が見られた。また、右側頭葉の活動は発音の困難さと正の相関を示した。矯正装置装着した状態での構音時には右側頭葉が関与することが示唆された。発音困難さに関する機能的磁気共鳴画像法(fMRI)データを採得するにあたり、使用MR装置の搬出および交換が迫っていたが、それまでにデータ採得は完了し、現在解析中である。新たな実験系の構築は修了し、データ採得を開始し解析を行っているところである。上述した発音困難さに関する機能的磁気共鳴画像法(fMRI)データの解析を進め、行動学的実験データとの相関まで行う予定である。現在進行している実験系でのサンプル数を増やし、解析を行う。データ解析が終了したら直ちに関連学会、シンポジウム等で発表し当該分野における研究者との討議に供するための旅費等に使用する予定である。実験遂行のための基本的な機材、データ解析装置、成果発表のための学会旅費などに使用する予定である。
学校へのCAIの導入が児童生徒の心身の健康に及ぼす影響に関する総合的研究

CAI導入校と非導入校において、子どもとマイクロコンピュータとのかかわりを、主として心身の健康の視点からとらえるために、質問紙調査、聞きとり調査および視機能・フリッカー等の測定を実施した。一部の学校においては3年間継続して調査・測定することができた。子どもとマイクロコンピュータとのかかわりは、何といってもファミコンなどのテレビゲームが一番大きいので、CAIのほかにテレビゲームの影響についても検討することとした。得られた結果を、まだ十分に構造化して提示できるまでに至っていないが、いくつかの点を指摘すれば次のようである。(1)ファミコンなどのテレビゲームへの親和性や熱中の程度は、自覚的健康度、外遊びの時間、友だちの数などと全体として関連はみられず、テレビゲームが子どもの自主性、社会性などに負の影響を及ぼしているといった結果はみられなかった。逆に、テレビゲームの友人関係が異学年集団を結び合わせていたり、心身の健康に対する愁訴の極めて多い子供には、コンピュータやテレビゲーム嫌いが目立つなどの事実も認められた。(2)自覚的な眼の疲れについては、テレビゲーム、CAIのいずれもあまり認められなかった。オートレフラクトメーターによる他覚的屈折測定においては、1時間程度のCAI授業、科学クラブの活動などの前後で、全体としてはあまり差は認められなかったが、一部の学校で「調節」の低下や近点距離の短縮などが認められた。作業の内容によっては影響が出る可能性が示唆された。(3)小中学校におけるマイクロコンピュータの設置については、外光や照明器具の映り込みに対する配慮がないなど、心身の健康の観点からの配慮は、まだまだ不足しているように思われる。1.CAIやテレビゲームの児童生徒の心身の健康に及ぼす影響についての研究は、これまでほとんどみられない。ファミコンなどテレビゲームに関する実態調査は、健康問題を重点としているわけではないが、1986年度後半になって急激に増大している。そこで、産業保健の分野での、いわゆるVDT問題についてと、テレビゲームについての調査を中心に、文献調査を行い、3年間の研究の初年度として、全体の方向づけを行った。その結果、(1)VDT作業と健康についての研究は、成人については、近年盛んになっているが、児童生徒を対象とした実験的研究はほとんど見られないこと、(2)テレビゲーム(いわゆるファミコン)は1985年86年に爆発的に普及し、児童生徒のほとんどが所有したり遊んだりしていて、ファミコン抜きの遊びは考えられない現状であるが、マスコミや行政サイドの実態調査が多く、実証的な研究はきわめて少ないこと、(3)しかしながら、日本学校保健学会で初めてこの主題の演題が発表されるなど、1986年後半に至り、若干の実証的研究がなされるようになっていること、などが明らかになった。しかし、コンピュータと健康に関する研究は、質量ともに絶対的に不足している現状である。2.以上の文献調査をふまえたうえで、金沢市,奈良県,愛知県の小中学校において、CAI導入や自覚的健康度などに関する一般的質問紙調査,人間関係調査,視覚負担,中枢性疲労,情動の変化などのCAIによる変化を測定する実験を実施した。これらは、単体としては、これまで類似のことが行われているが、3年間継続して調査・測定を続けることで、研究を深めたいと考えている。これまでの予備的分析では、(1)CAIやテレビゲームは児童生徒の自覚的健康にはほとんど影響を及ぼしていないこと、(2)ファミコンは勉強とは異なる人間関係を結びつけること、などが得られているが、次年度以降に一層の分析を進めたい。昭和62年度は,前年度にひき続き,CAI導入校における質問紙調査,ききとり調査及び他覚的視機能検査,フリッカー検査等を実施した.中間的な結果を含め,得られた結果は以下のようである.1.ファミコンなどのテレビゲームに親和性の高い児童生徒は,自覚的健康度,外遊びの時間,友だちの数などの点で,そうでない子との間に差があるとは言えない.

むしろ,逆に,同一学校での1年間隔の2回の調査で事例的に検討すると,テレビゲームが嫌いな子の方が心身の健康に対する愁訴数が多いこと,テレビゲームをやる頻度が減少した子どもの方に友だちが減った子が多いなどの傾向がみられた.また,ある小学校においては,テレビゲームをやる子の方がむしろふだん目が疲れない(一部学年の男子),CAIが好きな子ほど,CAI後に目が疲れない(一部学年の女子)などの結果が得られた.このように,質問紙調査からは,テレビゲームの心身の健康への悪影響を示唆する結果は得られなかった.2.一方,オートレフによる他覚的屈析度等の測定においては, 1時間程度のCAI授業や科学クラブの活動の前後に,一部学年で「調節」の低下がみられた.まだ例数も少なく,測定方法も万全ではないが,1の自覚的健康度の低下がなかったことと対照的な傾向であることが注目される.3.授業場面の観察および担任,養護教諭等へのききとり調査によれば,質問紙調査の結果,CAIやテレビゲームに親和性が低く,愁訴数の多い子どもの大部分が,授業場面でおちつきがなかったりなど問題をかかえていることが一見してみてとれた.この点については,ソシオメトリー調査などとも比較検討する予定である.昭和63年度は、前年度に引き続き、CAI導入権および非導入の小中学校における質問紙調査、人間関係調査及び他堂的屈折検査、フリッカー検査等を実施した。質問紙調査の結果は、全体としては、前年までの結果に類似している。テレビゲームに対する熱中度は女子を中心として全体に低下しているが、依然、子供の生活の中でかなりの部分を占めている。心身の愁訴数が非常に多い子供は、調査の結果ではテレビゲームやコンピュータに親和性が低かったが、授業場面で彼らの約半数は、落ちつきがなかったりなど、容易に問題性がみてとれた。しかし、残りの約半数は、学級担任や養護教諭の目から見てもあまり問題のある子どもではなかった。また、ソシオメトリー調査と対照しても、約半数は友人が少ないなどの特徴が見られたが、残りの約半数は格別の特徴のない子供であった。これらのことから、心身の愁訴数、教師の評価、ソシオメトリー調査は、一部重なるものの必ずしも一致しなかった。測定と調査の結果をクロスさせてみると、自覚的な健康度は視機能の測定結果とは、必ずしも関連がない。テレビゲームをやる程度と視力(学校で測定したもの)は有意な関連がなかった。一部の学校においては、女子のみでテレビゲームが好きな子どもほど調節力が優れる傾向があった。また、一部の学校において、男子で、テレビゲームをよくやる子供は遠視又は近視の傾向(屈折の絶対値が大)が見られた。テレビゲームが好きな子、テレビゲーム後に目がつかれる子供も同様な傾向があった。これらを整合的に解釈することは今後の課題である。
商店街のイメージ戦略について

既存文献を振り返ってみると、イメージに関する研究は店舗において勢力的に行われている。しかしながら、イメージを商店街に適応した理論的・実証的研究は少ない。そこで今回、商店街のイメージ調査を行うため奈良県下で2月3日と2月6日に質問票調査を実施した。両日あわせての有効回答数は、428票であった。得られた回答を集計しさらに平均値の差の検定・因子分析・回帰分析等を行った。平均値の差の検定の結果、「きれいな」「粋な」「明るい」「にぎやか」「高級感のある」で世代間で統計的に有意な差があることが明らかになった。次に因子分析を行った。その結果、2つの因子が抽出された。第1因子は、庶民的であるかどうかという因子であると解釈できる。第2因子は、高付加価値であるかどうかという因子であると解釈できる。続いて、重回帰分析を行った。その結果、第1因子は、品揃え、価格、レジの迅速さ、特売の魅力に影響を受けていることがわかった。第2因子は、品質、点舗のきれいさ、売り場の配置、レジの迅速さ、商品パッケージの大きさ、駐車場の整備、苦情処理体制に影響を受けていることがわかった。イメージ項目が全体的評価にどのような影響を与えているかについても分析した。イメージ項目のうち、「新鮮な」「きれいな」「楽しい」「広々とした」「価格が高い」が全体的評価に影響を与えていることが明らかとなった。競合するスーパーとのデータも同時に収集してあるので、今後はそのデータとの比較検討を行う予定である。
好酸球性副鼻腔炎の鼻茸における三次リンパ組織形成と局所T/B細胞の病的意義の解明

好酸球性副鼻腔炎におけるIgEはその病態形成において重要な因子の一つであると考えられている。そのIgEの産生源の一つと考えられている鼻茸中のT/B細胞と三次リンパ組織の存在に注目し、病態形成に関与する特異的な遺伝子発現パターンや免疫細胞サブセットを同定し、抗酸急性副鼻腔炎の免疫学的背景を細胞および遺伝子レベルで理解することでより効果的な新規治療の確立を目指す。
ソ連邦解体役のロシア国家の政治変動とイデオロギー状態

平成9年度は、ロシアについて語る際に不可欠の際にキ-概念とされて来た大国主義、メシア意識、更にはアンドラニク・ミグラニャンの議論によっても補強されている権威主義論がどれだけ有効なものであるか検証するべき時期に来ているとの問題意識を持って、エリツィン再選後のロシアの政治状況を分析した。エリツィン再選後の状況については『大統領選後のロシアの政治状況』(「スラブ・ユーラシアの変動」領域研究報告輯No28)のなかで明らかにしたが、そこでは選挙においては特定の政党、政治勢力を超越した全国民敵大統領のイメージを強調したエリツィンに対して、首相チェルノムィルヂンの運動体「我々の家-ロシア」からも大統領独走の傾向を牽制しようとする議論が見られたこと、またロシア連邦共産党の陣営においては、ジュガ-ノフら指導部は原則主義者の反発にも関わらず階級闘争路線から転換してロシアにおける二大政党制の確立の展望の上に立って広範な愛国派勢力の中核として自党を位置づけることに踏み切ったことを明らかにした。また、大統領派と反対派の双方が重視した知事選挙においてはイデオロギー論争、体制選択論争の意味合いは希薄化し、パイの分配という利益政治の様相が強くなっていることを指摘した。その上で、権威主義義的統治、カリスマ的指導者の可能性、有効性に関しては今日ロシア人自身の間で議論の対象とされていることを指摘し、その内容を紹介した。更に、大統領の権威主義的政治プラステクノクラートによる経済的リベラリズムの方式の可能性については1998年3月段階では不定的に語らなくてはならない事情に関しては「体制転換の現局面-権威主義機能不全のロシア」(『新防衛論集』、1998-No3に掲載予定)で分析した。1997年春以降の政治過程を中心に分析したその論文のなかでは大統領陣営、反対派のある意味での強い秩序感覚、濃厚なエリート主義にも関わらず、エリート自身の内部分裂がそれをはばんでおり、その意味で多元主義・民主主義の方向に否応なく向かっているのが今日のロシアの姿であることを明らかにした。平成8年度、9年度の2年間ロシアの政治過程とイデオロギー状況の分析を試みたが、イデオロギーに関しては改革派のリベラリズム対反対派の共産主義プラスロシア大国主義の二元的対立の構図から権威主義もリベラリズムも機能不全のまま、ソフトな大国主義の枠組みのなかで体制側、反対派が新たな自らの正統性を模索している段階にあると暫定的に結論づけることができる。
成人呼吸窮迫症候群時のサイトカイン、接着分子の動態と予後に関する臨床的検討

第2群エンドトキシン吸着カラムを併用した持続血液濾過透析。第3群グルタミン0.57g/kg/dayを持続点滴静注。を行い、治療前、治療後1日目、3日目、7日目に同様に循環動態、呼吸状態、各種サイトカインを測定するプロトコールを継続中である。1996年2月15日現在、各症例数は4例ずつで、統計学的検索を行うには不十分なため、更なる症例を集積中である。傾向としては、第1群で、1日目、3日目のIL-1、IL-8、顆粒球エラスターゼが低い傾向にあるが、予後に差はなく、全例死亡した。
モリブデン酸による金属イオンの高選択的捕捉とその制御

購入したポテンショスタット/ガルバノスタットおよびパーソナルコンピュータを用いて、コンピューター制御イオン移動ボルタンメトリー測定システムを新たに構築した。本測定装置の導入により、液液界面イオン移動ボルタンメトリーおよび固体電極(グラッシーカーボン電極)を用いる通常のボルタンメトリーの自動測定および自動解析が可能となった。まず、10種類のケギン型モリブデン酸錯体を合成単離し、ボルタンメトリックな酸化還元挙動に対する溶媒効果の検討を行い、酸化還元電位が錯体の電荷に対して直線的に変化することおよび第一波と第二波の酸化還元電位の差が種々の溶媒依存性を示すことが、錯体イオンへの溶媒和エネルギーの差により生じることを明らかにした。また、18-モリブドピロリン酸錯体を新規に合成しボルタンメトリックに検討を加えた結果、アセトニトリル中でこれまで報告例のない4電子酸化還元を受けることを見いだすと共に、酸化還元挙動に対する水共存の効果をポテンシオメトリックに解明することができた。さらに、水-アセトニトリル混合溶媒中で生成機構の検討を行ったところ、18-モリブドピロリン酸錯体が一旦生成した後、自発的に欠損型錯体(15-モリブドピロリン酸錯体)に変換するという化学反応が起こることを明らかにすることができた。ついで、イオン移動ボルタンメトリーを水溶液中におけるケギン型モリブデン酸錯体の生成機構解明に応用し、11-モリブドゲルマン酸錯体を合成単離する事ができた。イオン移動ボルタンメトリーの速度論的研究により、欠損型錯体がケギン型錯体の反応中間体であることを明らかにした。イオン移動ボルタンメトリーによる欠損型錯体の各種金属イオンの捕捉及びその制御に対する検討を行った結果、4価と5価のバナジン、2価と3価の鉄など各種金属イオンの状態分析に有効であることが分かった。
無転位単結晶Siシートの作製に関する研究

本研究では、無転位単結晶Siの成長において、始めからシートあるいはウエハ状で成長する方法の開発を目的としている。成長法には、溶媒からの溶質Siの析出による方法(液相法)を用い、シート状に成長させる手法として、板状スリット内での縦方向成長およびガラス基板上でのグラフォエピタキシーを検討した。1. Sn溶媒からの溶質Siの析出による方法(液相法)により、大きさ12×5mm^2の無転位単結晶Siが得られた。面方位(111)、厚さ約3mm、抵抗率10-20Ωcmであった。これにより、液相法によって無転位単結晶Siシートの連続作製の可能性を示すことができた。2. Sn溶媒上にフロートした状態で、無転位単結晶Siシートを作製することが原理的に可能である。浮力の効果および設定した温度分布に基づく過飽和度に関して、シミュレーションによるさらに詳細な検討が必要である。3.加圧することにより、カーボン製スリットの間に溶液を導入し、スリットの長さ方向の温度勾配により、シート状の単結晶Siを成長させることが可能性を示した。この方法が最も実用化に近い方法であり、太陽電池への応用が考えられる。LSIに関しては、さらに電気的性質の詳細な評価が必要である。4.ガラス板に周期的な溝を加工しておき、これを基板として単結晶成長を行なう(グラフォエピタキシー法)ことも可能と考えられる。Si層の厚さを1μm以下とすることができ、LSIへの応用に有利である。しかし、現在のX線リソグラフィーでは不可能な、原子オーダーの微細周期パターンを形成する方法を開発する必要がある。5.上記3の方法を実用化して、大面積Siシートを作製するためには、原料Siの連続供給、一定溶媒温度の保持、および結晶成長部の高精度温度制御が可能な大型装置を開発する必要がある。本研究では、無転位単結晶Siの成長において、始めからシートあるいはウエハ状で成長する方法の開発を目的とする。成長法には、溶媒からの溶質Siの析出による方法(液相法)を用い、シート状に成長させる手法として、板状スリット内での縦方向成長およびガラス基盤上でのグラフォエピタキシ-を試みる。本年度は、(1)種の温度制御が可能な、一定温度下での液相成長装置の設計・製作を行った。(2)Si成長の予備実験から、用いる溶媒(Sn,Al,Cu,Ga)を検討した。融点、反応性、価格、Si中での電気的性質を考慮して、Snを選定した。又、溶液を保持する坩堝材料の候補として、化合物半導体の液相成長用に使われる高純度カーボンおよび高純度アルミナを取り上げ検討した。その結果、高純度カーボンを用いた場合、粗さが大きな多孔質の表面になり、そこが結晶成長核として働くため、原料Siを効率良く種結晶に析出できないことが分かった。これに対し、高純度アルミナは高温でSn溶媒に接していても安定であり、表面粗さが小さく保てることから、坩堝材料として適していることが分かった。(3)Sn溶媒とスリット材料(高純度カーボン、石英)の濡れ性を調べた。いずれについても、濡れ性が悪く、500μmのスリットに溶媒が全く入り込まないことが分かった。スリット内に溶媒を入れるためには、圧力を加える必要がある。(4)試作した単結晶Siシート成長装置内の温度分布を測定した結果、溶液部分の温度分布は、±0.5°C以下であった。(5)溶媒材料については、(2)で述べたように、Snを選定した。(6)交付内定からの期間が短かったため、結晶成長パラメータについて基礎データを採集する実験は行えなかった。(7)グラフォエピタキシャル成長のための基板製作技術については、現在調査中である。

5.上記3の方法を実用化して、大面積Siシートを作製するためには、原料Siの連続供給、一定溶媒温度の保持、および結晶成長部の高精度温度制御が可能な大型装置を開発する必要がある。本研究では、無転位単結晶Siの成長において、始めからシートあるいはウエハ状で成長する方法の開発を目的とする。成長法には、溶媒からの溶質Siの析出による方法(液相法)を用い、シート状に成長させる手法として、板状スリット内での縦方向成長およびガラス基板上でのグラフォエピタキシ-を試みる。(1)昨年度の結果より、Si成長用溶媒としてSnを選定し、坩堝材料として高純度アルミナを用いた。Sn溶媒中へのSiの溶解度を測定し、その結果を元に、成長温度を900°C以下に設定した。(2)作製した液相成長装置を用いてSi結晶成長実験を行った。溶液温度900°Cから20°C/hで冷却する徐冷法、および溶液温度900°C一定で種子結晶を冷却する等温法を試みた。結晶成長は、溶液中の温度分布、Sn溶媒中で軽いSi原子が浮き上がることによってできる溶質濃度分布、および種結晶方位に依存することが明らかとなった。種子結晶として(112)端面を用いると単結晶成長するが、(111)端面を用いると多結晶となることが分かった。(3)X線ラウエ回折法により成長結晶の面方位を求めた結果、種子結晶方位と同一であった。また、成長結晶は{111}面に囲まれていることが分かった。(4)2次イオン質量分析法により、成長結晶中のSn濃度を定性分析した結果、成長温度が高い程Sn濃度が高いことが分かった。このことから、不純物濃度が均一な結晶を成長させるためには、冷却法による成長ではなく、等温法による成長が必要であることが確かめられた。(5)抵抗率の測定から、成長したSi結晶は1020Ωcmであり、原料Siとほぼ同じ抵抗率であることが分かった。(6)新しいグラフォエピタキシャル成長用基板製作技術として、共鳴レーザ光を用いた原子リソグラフィーの基礎技術開発に着手した。成長法には、溶媒からの溶質Siの析出による方法(液相法)を用い、シート状に成長させる手法として、板状スリット内での縦方向成長およびガラス基板上でのグラフォエピタキシーを検討した。(1) Sn溶媒からの溶質Siの析出による方法(液相法)により、大きさ12×5mm^2の無転位単結晶Siが得られた。面方位(111)、厚さ約3mm、抵抗率10-20Ωcmであった。これにより、液相法によって無転位単結晶Siシ一トの連続作製の可能性を示すことができた。(2)無転位単結晶Siシ一トの作製法の実用化について検討した。(1) Sn溶媒上にフロートした状態で、無転位単結晶Siシ一トを作製することが原理的に可能である。浮カの効果と設定した温度分布による過飽和度について、さらに詳細なシミュレーションによる検討が必要である。(2)加圧することにより、カーボン製スリットの間に溶液を導入し、スリットの長さ方向の温度勾配により、シート状の単結晶Siを成長させることができる。実用化に近い方法であり、太陽電池への応用が考えられる。LSIに関しては、さらに電気的性質の詳細な評価が必要である。
鎮静法の鎮静度の評価に関する研究

我々は鎮静量のフルニトラゼパムが動静脈吻合(AVA)を通じて静脈血を動脈血化させることを報告し、鎮静度とPv02との間に相関性が成立する可能性も示した(平成2年度科学研究費成果報告書)。しかし、SEPの測定は複雑なので、測定の容易なパラメータを用いて鎮静度に相関する可能性を検討することが必要と考えられる。今回、ミダゾラムについても検討を加えるとともに、両薬の手背皮膚血流量と皮膚温に及ぼす影響を観察した。研究(1)男子学生6名を対象とし、0.07mg/kgのミダゾラムを投与し、120分後まで肘窩の末梢静脈血血液ガス分析、循環動態、鎮静度、呼吸数(呼吸モニタOMR8101、日本光電)を測定した。研究(2)男子学生20名を対象とし、0.015mg/kgのフルニトラゼパムまたは0.07mg/kgのミダゾラムを投与し、手背部の皮膚血流量(ALF21、アドバンス)、平均皮膚温(サーモトレーサ6T67、日本電気三栄)の測定を行った。その結果、(1)ミダゾラムによりPv02はほぼ30分まで上昇し、P02とpHの動脈血・末梢静脈血較差はほぼ15分後まで減少し、静脈血が動脈血化された。心拍出量は低下し、収縮期・拡張期血圧は低下し、呼吸数は増加した。これらの変化は心拍出量の低下を除き、フルニトラゼパムより持続時間は短く、減少の程度は少なく、臨床的な鎮静度の評価に一致する傾向がみられた。(2)手背皮膚血流量はフルニトラゼパムでは75分後まで、平均皮膚温は60分後まで、Pv02は45分後まで上昇し、ミダゾラムでも同様の変動が見られたが、持続時間は短かった。またAVAが多い部位である指尖爪床部から温度が上昇する様子が観察された。したがって、ミダゾラムはフルニトラゼパムと同様にをAVAを拡大させるが、程度は少なく、臨床的な鎮静度と相関する可能性が示された。なお、鎮静度については、SEPとPv02・皮膚血流量・皮膚温との相関について今後検討する予定である。
食品中非栄養素の機能性と安全性に関する基礎的研究

ワカメなどに含まれる海産カロテノイドであるフコキサンチンの前立腺がん細胞増殖抑制作用が示された。フコキサンチンは、gadd45a遺伝子の発現と細胞周期のG1期での停止を誘導した。それらには、タンパク質リン酸化酵素SAPK/JNKが促進的に関与しており、フコキサンチン-SAPK/JNK-GADD45-G1アレストの経路が示唆された。一方、フコキサンチンは、異物代謝酵素CYP1A1、1A2、3A4の酵素活性を抑制することが示された。フコキサンチンは、発がん性物質に対する防御作用と薬物の作用増強作用がある可能性が示された。食品中非栄養素にはいくつかあるが、その中でも古くから有効性は言われているが、最近になり問題点も見つかってきているカロテノイドについて、その機能性と安全性を明らかにすることを目的とした。具体的には以下の内容を計画した。(1)機能性については、培養がん細胞の系で抗腫瘍作用についての研究を行い、その作用機序としてGADD45-MAPK-G1アレストの経路の関与について明らかにする。また、それ以外の経路、すなわち、PIM1やMDM2-p53の関与の有無について明らかにする。(2)安全性については、in vitroでのP450分子種誘導についての研究を行い、培養肝臓がん細胞におけるP450誘導の有無、誘導される分子種を明らかにする。また、発現誘導に加えて酵素活性に対する影響を明らかにする。1.機能性に関する研究;抗腫瘍作用の解析カロテノイドの1つであるフコキサンチンは、前立腺がん細胞DU145において経時的、濃度依存的に細胞周期のG1アレストをおこし、細胞増殖を抑制した。その時、GADD45Aの発現誘導が観察され、RNA干渉実験より、GADD45AがフコキサンチンによるG1アレストに関与していることが示唆された。一方、MAPKはJNK以外の活性化は見られず、DU145細胞においてはフコキサンチンによるG1アレストにはMAPKはほとんど関与していないことが考えられた。さらに比較のためにホルモン感受性の異なる前立腺がん細胞LNCapでフコキサンチンの作用を見たところ、同じくG1アレストとGADD45Aの誘導が見られた。またDU145と異なりp38MAPKとERKの一過性の活性化、そしてJNKの活性化が見られた。しかし、RNA干渉実験、MAPKの特異的阻害剤を用いた実験から、LNCapではフコキサンチンによるG1アレストにGADD45AやMAPKはあまり関与していないことが考えられた。このように、同じ前立腺がん細胞でもフコキサンチンによるG1アレスト誘導の作用機序は異なることが明らかとなった。2.安全性に関する研究;P450の誘導の有無P450のうち、CYP1A1酵素活性に対する影響を検討した。β-カロテンなど、いくつかのカロテノイドはCYP1A1活性を誘導したが、フコキサンチンは、CYP1A1活性を阻害することがわかった。フコキサンチンも他のカロテノイドと同じくCYP1A1の発現誘導は起こすが、酵素活性は阻害することが明らかとなり、より安全なカロテノイドである可能性が考えられた。1.機能性に関する研究;抗腫瘍作用の解析カロテノイドの1つであるハロシンチアキサンチンは、肝臓がん細胞HepG2において濃度依存的に細胞周期のG1アレストをおこし、細胞増殖を抑制した。そのとき、GADD45の誘導が観察された。RNA干渉実験より、GADD45がハロシンチアキサンチンによるG1アレストに関与していることが示唆された。また、MAPKに対しては、p38-MAPK,ERK1/2の活性化をおこし、MAPKの特異的阻害剤を用いた実験より、p38-MAPKがGADD45の発現誘導、G1アレストの誘導に抑制的に関与していることがわかった。一方、JNKに対しては明確な活性化が見られなかった。以上の結果は、フコキサンチンとほぼ同様であり、ハロシンチアキサンチンもGADD45-MAPK-G1アレスト経路に関係していることが明らかとなった。フコキサンチンとハロシンチアキサンチンは片方の側鎖以外は同じ構造をしており、作用と構造との関連が示唆される結果であった。また、フコキサンチンの関与する経路として、遺伝子発現の網羅的解析より新たにMDM2-p53経路が関与している可能性がわかった。2.安全性に関する研究;P450の誘導の有無ハロシンチアキサンチンはCYP1A1の発現誘導はおこすが、CYP1A1活性を阻害することが分かった。この結果はフコキサンチンと同じであり、CYP1A1に対する作用においても構造との関連が示唆される結果であった。1.機能性に関する研究;