hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
セキュアなモバイルアプリケーションのためのOS支援機構

本研究班では,さまざまなモバイル端末上で活用されてきているモバイルソフトウェアをより安全に実行するためのオペレーティングシステムの支援機構,動的適応可能なセキュアエージェントソフトウェア,およびセキュアキャンパスコンピューティング環境の実現をめざして研究開発を行った.主な成果として以下が挙げられる。1)モバイルコードからの資源不正利用に対処するOS支援機構を設計し,そのプログラミングインタフェースとGUIを実装し,その性能評価を行った.2)メモリやCPUなどの計算資源をOSレベルで予約可能とする枠組および移動エージェントを認証する枠組の機能設計を行い,プロトタイプの実装およびアプリケーションの記述を通して,悪意のあるエージェントによる計算資源の浪費や正当なエージェントへの成りすましに対して両枠組みが有効であることを確認した.3)セキュアなモバイルアプリケーションを実践するためのテストベッドとして,ユーザが携帯する端末だけでなく,その周囲の環境に計算機や入出力機器を埋め込むことで情報処理能力を持たせ,それらを相互接続する環境,Smart Space LaboratoryおよびSmart Furnitureを構築した.4)キャンパス内で日常的に利用されているサービスやアプリケーションを対象に,セキュアな実行とともに,個人情報などが漏洩せず,かつ個人に適応した形でサービスが提供できる機構を実装,評価した.これらに関して,基礎的な技術開発だけでなく,実際に利用可能なセキュアなオペレーティングシステム支援機構,セキュアエージェントソフトウェア,セキュアキャンパスアプリケーションを実装し,評価した点がユニークである.また,研究コミュニティで利用されているReal-Time Machオペレーティングシステム上で開発・検証したOS支援機構を,実際に広く普及しているオープンソースのLinuxオペレーティングシステム上に研究成果を移植し,より多種のモバイルプラットフォーム上で利用できる改良を行った点も評価できる.本研究では,「なりすまし攻撃」,データやプログラムに対する「改ざん攻撃」,「サービス妨害」などの攻撃や動的な環境変化に対してセキュアなモバイルアプリケーションの実行環境を実現するためのオペレーティングシステム支援機構を研究開発し,実装評価を行うことを目的としている。モバイルアプリケーション基盤としては,移動可能エージェントソフトウェアを拡張した適応可能セキュアエージェントソフトウェアを開発する.また,オペレーティングシステムとの協調により,実行時のセキュアな作業の保証,作業継続性の保証,環境への動的適応を実現する手法の確立を目指す.今年度は、以下の3つの項目に対して研究開発を行った。第1に、実験環境を提供するテストベッドであるBinB(Box-in-the-Box)を構築した。セキュアなモバイルアプリケーションやさまざまなセキュアなサービス実験を行うことが可能となっている。また、Javaカード開発環境として、GemXpresso RAD211(日本ジェムプラス社)を使用し、開発環境を構築した。次年度以降に行う実証実験・評価などを効率よく実施する環境が整備された。第2に、モバイルアプリケーショのよりセキュアな実行環境を実現していくための実行時のセーフティネットを実現するために、オペレーティングシステムレベルでアプリケーションからの不正な資源利用を抑制するための機構について研究し、統一的資源予約機構の枠組みを開発した。この機構を利用することにより、不正アクセスから生じる資源消費を抑制することが可能となる。第3は、一般的に利用されてきている移動可能エージェントソフトウェアを拡張し,適応可能セキュアエージェントモデルを設計し、同モデルに対する機能的要求およびその実現方法について検討した。特に、適応可能セキュアエージェントソフトウェアの適用ドメインとして有力な,ユビキタスコンピューティング環境上でのユーザデスクトップ移送システムを例に,同モデルに対する機能的要求およびその実現方法について検討した。また、ユーザの近傍ホストにエージェントソフトウェアを呼寄せるためのセキュアな移送機構,移動先ホストでの環境情報の取得機構,移動透過な通信路の実現機構に焦点を当て考察した。1)モバイルコードからの資源不正利用に対処するOS支援機構を設計し,そのプログラミングインタフェースとGUIを実装し,その性能評価を行った.2)メモリやCPUなどの計算資源をOSレベルで予約可能とする枠組および移動エージェントを認証する枠組の機能設計を行い,プロトタイプの実装およびアプリケーションの記述を通して,悪意のあるエージェントによる計算資源の浪費や正当なエージェントへの成りすましに対して両枠組みが有効であることを確認した.3)セキュアなモバイルアプリケーションを実践するためのテストベッドとして,ユーザが携帯する端末だけでなく,その周囲の環境に計算機や入出力機器を埋め込むことで情報処理能力を持たせ,それらを相互接続する環境,Smart Space LaboratoryおよびSmart Furnitureを構築した.4)キャンパス内で日常的に利用されているサービスやアプリケーションを対象に,セキュアな実行とともに,個人情報などが漏洩せず,かつ個人に適応した形でサービスが提供できる機構を実装,評価した.これらに関して,基礎的な技術開発だけでなく,実際に利用可能なセキュアなオペレーティングシステム支援機構,セキュアエージェントソフトウェア,セキュアキャンパスアプリケーションを実装し,評価した点がユニークである.また,研究コミュニティで利用されているReal-Time Machオペレーティングシステム上で開発・検証したOS支援機構を,実際に広く普及しているオープンソースのLinuxオペレーティングシステム上に研究成果を移植し,より多種のモバイルプラットフォーム上で利用できる改良を行った点も評価できる.本研究グループは,これまでに,1)セキュアなモバイルアプリケーションを実験するためのテストベッド,2)資源の不正利用に対処するOS支援機構,3)マルチプラットフォームに対応した適応可能セキュアエージェントソフトウェアに関する研究開発を行ってきている.第1のテストベッド構築に関しては,セキュアなモバイルアプリケーションやさまざまなセキュアなサービスを実験するための実験環境を構築し,次年度以降に行う実証実験・評価などを効率よく実施することが可能となった.

また,本テストベッドを用いて,大学キャンパスにおけるセキュアキャンパスコンピューティングの実現に向けてスマートカードの一形態として携帯電話上のiアプリにおけるセキュリティ機能の調査,Javaカードを用いた電子マネーアプリケーションや成績証明閲覧アプリケーションの構築を行った.第2の不正利用に対処するOS支援機構に関しては,モバイルアプリケーションのよりセキュアな実行環境を実現していくための実行時のセーフティネットを構築するために,オペレーティングシステムレベルでアプリケーションからの不正な資源利用を抑制するための機構について研究し,統一的資源予約機構の枠組みを開発した.特に,CPU資源やネットワーク帯域に関してのモバイルアプリケーションからのDOS攻撃に有効なOS支援機構を研究開発している.第3の適応可能セキュアエージェントに関しては,一般的に利用されてきている移動可能エージェントソフトウェアを拡張し,適応可能セキュアエージェントモデルを設計し,同モデルに対する機能的要求およびその実現方法について検討した.特に,各種のなりすまし攻撃や改ざん攻撃に対する耐性を備えたモバイルアプリケーションであるフォローミーデスクトップを開発し,基本機能に関する評価をしている.本研究グループでは,1)セキュアなモバイルアプリケーションを実験するためのテストベッドの構築,2)資源の不正利用に対処するOS支援機構,3)マルチプラットフォームに対応した適応可能セキュアエージェントソフトウェアに関する研究開発を行ってきている.本年度の研究成果概要は、以下のようである。1)に関しては,既存の空間を即興的にセキュアなモバイルアプリケーションのためのテストベッドにする機構を構築した.既存のキャンパスはユーザにネットワークへの接続性のみを提供する.しかしモバイルアプリケーションを実現する際は,その実行環境が環境内に遍在する必要がある.
ナノ光学技術による神経成長円錐の動態とシナプス形成過程の研究

先端的光学技術を導入することによりシナプス形成に関する研究は推進し、幼若ラットから分離培養した神経細胞の成長円錐は伝達物質放出能、機械及び電場感受性を備えていることを明らかにした。急性分離した海馬神経細胞をグルタメートのセンサーとして用いることによって、DRG細胞の成長円錐からカルシウム依存性にグルタメートが放出されることを発見した。この放出はω-agatoxinによって消失し、ω-conotoxinによってかなり抑制された。DRG細胞にω-agatoxinを作用させた後、一次抗体として抗-ω-agatoxin抗体を作用させ、次いで、金コロイド(30nm)や蛍光物質を付けた二次抗体(抗-抗体)で処理してω-agatoxin感受性のCaチャネルを免疫学的に標識した。電子顕微鏡を用いて金コロイド標識したω-agatoxin感受性Caチャネルが成長円錐に存在することを明らかにした。直流電場内に置いた培養DRG細胞の成長円錐について細胞骨格(アクチン)、細胞内信号系(チロシン残基リン酸化蛋白)及び細胞核の動態を解析した。このために、3種類の蛍光プローブを用いてそれぞれを可視化して、共焦点レーザー顕微鏡で観察した。電場を与えると、アクチン細胞骨格とチロシン残基リン酸化蛋白ともに分布が非対称になり、細胞核の位置の偏位が起こることが分かった。培養DRG細胞の細胞体よりホールセルバッチクランプ膜電流測定(膜電位を-60mVに保持した状態で記録)を行いながら、微細ガラス管先端により機械的刺激を細胞の各所に与えた。そして、機械的刺激を成長円錐とラメリポディアに加えた時だけ刺激に対応した内向き電流が記録された。成長円錐刺激に対応して記録される電流の逆転電位などについて電気生理学的特性を解析した結果、内向き電流はクロライドチャネルの活性化によるものと推測された。蛍光色素DiIで染色した培養海馬細胞を光近接場に置いて、DiIから発生した蛍光を冷却CCDカメラで検出・観察した。DiI染色が細胞全体で均一であることを通常の落射蛍光顕微鏡で確認した後に、全反射型の近接場光学顕微鏡で観察した。カバーガラス上に培養したにもかかわらず、DiI蛍光は細胞体の中心部および神経突起の先端部に限られ、これらの部位では、ガラス面と細胞膜が200nm以下に接近していることが分かった。また成長円錐から伸び出しているフィロポディアの先端に相当する部位でもDiI蛍光が検出されたので、フィロポディア先端はガラス面に近接或いは接触していると考えられる。本研究はホールセルパッチクランプ等の電気生理学的手法とビデオ強化型微分干渉顕微鏡、カルシウムイオン濃度の光学的測定、レーザー光ピンセットなどの先端的光学技術を組み合わせて、培養神経の神経突起先端部に形成される神経成長円錐の構造と機能に関する解析を行うものである。本年度の研究経過と得られた新知見は次の通りである。幼若ラットの脊髄後根神経節から単離・培養した神経細胞の神経成長円錐から、細胞の興奮と同時にカルシウム依存性にグルタメートが放出されることを明らかにした。

このために、グルタメート受容体を持つ海馬細胞を幼若ラット脳から急性分離してセンサーとした。海馬細胞からホールセルパッチクランプ電流を記録しながら後根神経節細胞の神経成長円錐に接触させて同細胞を興奮させると、海馬細胞から内向き電流が記録された。この内向き電流について、電気生理学・薬理学的検討を行い、更にFura-2を用いた細胞内カルシウムイオン濃度の光学的測定を実施した結果、上述の結論を得た。この時に、海馬細胞から記録された内向き電流はω-agatoxinによって消失し、ω-cono toxinによってかなり抑制された。従って神経成長円錐に分布するカルシウムチャネルはP、N型(更にQ型も)と考えられる。これらのカルシウムチャネル遮断剤に対する抗体で処理した金コロイド粒子を利用して、神経成長円錐部におけるカルシウムチャネルの存在を電子顕微鏡で可視化する試みを開始した。アフリカツメガエルの脊髄から伸びる神経突起の方向が電場によって影響される仕組みを検討し、神経成長円錐の方向転換が神経成長因子によって増強されることを発見した。生体内の電位勾配と神経成長因子は発生初期の運動神経の伸展を左右する要因として互いに作用していると考えられ、更に神経伝達物質放出が増すと神経突起の屈曲を促進するようである。上述のようにシナプスを形成する前に神経成長円錐は伝達物質が放出する機構を備えていることは極めて重要なことと思われる。1.培養したラットDBB細胞の成長円錐に付着させたラテックビーズを、50mWの赤レーザー光ピンセットで掴み、膜面上を移動させることができた。そして、細胞体を電気刺激して成長円錐から伝達物質(アセチルコリン)が放出されると、ビーズの移動が制限された。伝達物質放出に伴って細胞膜の接着性が増したことを示唆する。2.培養ラットDRG細胞にω-agatoxinを作用させた後、一次抗体として抗-ω-agatoxin抗体を作用させ、次いで、金コロイド(30nm)や蛍光物質を付けた二次抗体(抗-抗体)で処理することによって、ω-agatoxin感受性のCaチャンネルを免疫学的に標識できる。金コロイドで標識したチャネルが成長円錐や細胞体の表面に存在することを電子顕微鏡で観察した。3.共焦点レーザー顕微鏡を用いて直流電場内に置いた培養DRG細胞(ラット)の成長円錐細胞内骨格(アクチン)、細胞内信号系(チロシン残基リン酸化蛋白)及び細胞核の動態を解析した。このために、3種類の蛍光プローブを用いて可視化した。電場を与えると、アクチン細胞内骨格とチロシン残基リン酸化蛋白ともに分布が非対称になり、細胞核の位置の偏位が起こった。4.培養したラットDRG細胞の細胞体によりホールセルパッチクランプ膜電流測定を行いながら、細胞の各所に微細ガラス管先端によりコンピュータ制御された機械的刺激を行ったときの電気的応答を記録した。膜電位を-60mVに保持すると、成長円錐に加えた機械的刺激に応じて内向き電流が記録された。
糖輸送担体の細胞内移動制御メカニズムと糖尿病における異常

インスリンの作用機序としては、p85/p110 PI-キナーゼの活性化が糖輸送担体の細胞膜上への移動に必須であることを証明し、その下流に位置するAktの活性型変異を過剰発現させることで、インスリン同様の糖取り込み促進がおきることを見出した。そこで、Aktをbaitに用いるyeast two hybrid法によって、結合蛋白のクローニングを行った結果、AktのC端に結合する200kDaの新規蛋白(p200)を同定することに成功した。このAkt結合蛋白p200は筋肉にも豊富に発現しており、糖輸送担体の細胞内分布に重要な役割を果たしている可能性が十分に考えられる。また、インスリンの作用の発現にはIRS蛋白にPI 3-キナーゼが結合することが極めて重要なため、その反応を可視化できるシステムの構築を東京大学理学部のグループと共同で開発した。その結果、IRS-1蛋白とPI 3-キナーゼに蛍光発色の蛋白をfusionさせ、両者の蛋白が結合するとFRET反応によって蛍光が発するという画期的なシステムが構築された。このシステムは1つの細胞中のIRS蛋白とPI 3-キナーゼの結合を、intactの状態で計時的に観察することを可能にし(Nature Biotech. in press)、分析化学の分野でも大きな反響を生んでいる。一方、動物モデルを用いたインスリン抵抗性のメカニズムについても、検討を進めた。高血圧のモデル動物やangiotensin II持続注入によって、塩分感受性高血圧ではPI 3-キナーゼ活性化までのシグナル伝達が亢進するタイプのインスリン抵抗性が生じることも明らかとなった。これらは、原因の違いによって異なる分子機序でインスリン抵抗性が生じることを明白に証明したものであり、インスリン抵抗性への臨床的アプローチを考える上でも重要な知見である。インスリンによる糖代謝促進作用にはp85/p110タイプPI-3キナーゼの活性化が不可欠である。そこで、PI-キナーゼの構造と機能に関して研究を進めるとともに、インスリン抵抗性状態におけるp85/p110タイプPI-キナーゼの活性化の変化について検討した。(1)PI-キナーゼの構造と機能p85/p110タイプPI-3キナーゼの活性サブユニットとして、p110αとp110βの2種類が存在するが、p110αはbasalの活性が高く、インスリンによる活性増加の程度が小さいが、p110βはインスリン等の刺激によって活性の上昇が顕著であり、インスリンの作用に重要な役割を果たしていることが示唆された。また、我々が新たにクローニングした55kDaの調節サブユニットはN端部分がtubulinと結合することが明らかとなった。(2)糖尿病状態における変化糖尿病の発症にはインスリン抵抗性が重要な役割を果たしているが、我々は肥満糖尿病モデルにおいては、PI-3キナーゼの活性化が強く障害されており、これがインスリン抵抗性の原因であることを示した。それに対し、高血糖によるインスリン抵抗性はPI-3キナーゼの活性化からAkt活性化に至る段階の障害であることが明らかとなった。また、グルココルチコイドによるインスリン抵抗性もPI-3キナーゼの活性化以降の下流の障害であることが示唆された。我々はAktに結合する蛋白をクローニングするため、yeast two hybrid法でAkt蛋白の活性調節に重要であるC端部分に結合する新規蛋白(p200)のクローニングに成功した。p200に対して特異的抗体を作製すると共に、培養細胞に発現させるためのadenovirusを作製した。CHO細胞、3T3-L1脂肪細胞、FaO肝芽細胞等にadenovirusを用い遺伝子を導入し、p200がAktと結合することを確認した。

さらに興味深いことにp200の過剰発現によって、Aktは非刺激状態で強くリン酸化され、キナーゼ活性も上昇していることが明らかとなった。従って、p200はAktのenhancer proteinである可能性が考えられる。現在、糖輸送担体の細胞膜上への移動や細胞への糖取り込み増加にどのような役割を有しているか、検討している。また、糖輸送担体の発現調節にERKとp38 MAPKが大きな役割を果たしていることが明らかとなった。すなわち、これらの活性化によってGLUT4の減少とGLUT1の発現増加が引き起こされ、インスリン依存性の糖取りこみ活性が抑制されることが示唆された。さらに、AMPキナーゼは筋肉の収縮に伴う細胞内ATPの枯渇に反応して、リン酸化されるキナーゼであり、運動刺激による糖取り込みに重要な役割を果たしている。我々は活性型および不活性型のAMPキナーゼを発現するadenovirusを作製し、糖取りこみに重要な役割を果たしていることを証明した。そこで、新規AMPキナーゼ結合蛋白のクローニングを精力的に進めており、いくつか興味深い蛋白のクローニングに成功している。
新規ARF GAPによるARF Gサイクル制御と生理機能の解明

最近我々が同定した新規ARF GAP (ADP ribosylation factor GTPase activating protein)のSMAP1とSMAP2は、これまで報告されているARF GAPとは蛋白質レベルでの相同性が低く、小胞を被覆するクラスリンと直接結合する点でユニークな存在である。培養細胞を用いて、1)SMAP1はARF6特異的と考えられ、ARF6とクラスリンに依存した細胞外から細胞内への輸送を担うエンドサイトーシスを制御することを、2)SMAP2は細胞内で働き、エンドソームとTGNとの間の小胞輸送を制御していることを明らかにした。さらに最近作製した遺伝子欠損(KO)マウスの予備的な解析から、SMAP2ホモ欠損マウスはオスが不妊で、あることを発見している。遺伝子欠損マウスの異常の分子メカニズムを探るために、SMAP2と相互作用する因子の検索を行い、SMAP1、CALM(Clathrin Assembly Limphoid Leulemia)などいくつかの候補遺伝子を取得した。そのうち、CALMとの相互作用に必要なSMAP2側の領域を決定した。SMAP1のconditional KOマウスがついに完成した。全身でSMAP1を欠損させたところ、驚いたことにホモの個体は成育したが、造血系の異常(白血病の前段階)の様相を示している。先に述べたようにSMAP2の相互作用候補遺伝子としてSMAP1が取れてきたことから両者のクロストークを想定して、SMAP1, 2のdouble KOマウスの作出を試みている。SMAP2のホモの雄が不妊であるので、SMAP1(-/-):SMAP2(+/-)同士のかけ合わせを行い50匹の子供を調べたが、double KO個体がいまだ見つかっていない。胎生致死の可能性が濃厚である。GTPase活性を有する低分子量Gタンパク質のARF (ADP Ribosylation Factor)は、細胞内小胞輸送や細胞骨格制御を介して、細胞の恒常性維持や外部刺激への応答に関与していることが推定されている。そのGTPase活性はARF GAP (GTPase Activating Protein)により厳密な制御を受けているが、1-6存在するARFのうちいくつかのARFについてはそのGAPは不明であった。我々は既に新規のARF GAPとしてSMAP1を発見し、昨年論文にて世界に発信した。今回、そのファミリー遺伝子と思われるSMAP2を発見し、その細胞内での機能を解析することに成功した。SMAP2はそのGAP活性を示す領域ではSMAP1と高い相同性を示したが、それ以外の部分では低い相同性を示した。SMAP1と同様にクラスリンに結合するが、結合部位はSMAP1の1ヶ所とは異なり2ヶ所存在した。さらに、リン脂質と結合し、クラスリンを集合させる因子であり、そのキメラ遺伝子が白血病の原因遺伝子でもあるCALM (Clathrin Assembly Lymphoid Myeloid leukemia gene)とSMAP2とが結合することを見出した。細胞内の分布もSMAP1とは異なり、詳細な解析の結果TGN (Trans Golgi Network)とエンドソームとの間での小胞輸送に関与していることを明らかにした。今後は、遺伝子操作マウスによる個体での機能の解析が必要であり、その結果と細胞レベルでの知見の関連、特にGサイクルとの関連を明らかにする必要がある。最近完成した遺伝子破壊マウスの予備的な解析からは、オスの不妊が観察されている。今後の詳しい解析がこの分野に大きく寄与するものと思われる。
安倍川上流域の堆積学的調査より迫る中部山岳周辺の巨大土石流災害の実像

本研究では安倍川上流域に分布する,江戸時代の大谷崩の大崩壊によって形成されたとされる堆積物を主対象として,(A)土石流から遷移して発生したハイパーコンセントレイテッド流(hyperconcentrated flow: HCF)堆積物中の,礫の3次元的な配列や形状から,礫の運搬様式を明らかにする,(B)礫砂粒子試料の円磨度を,岩種とサイズを揃えた上で測定し,円磨度をより実用的な運搬作用のパラメータとして利用できないか試みる,(C)土石流とHCFでは駆動様式が異なることに着目し,HCF堆積物の分布を再検討する,また安倍川流域での経験を基に,(D)中部山岳の他地域で大規模なHCF堆積物の痕跡を探す,以上4点を目標にしている.2018年度は安倍川上流域で現地調査を数回に分けて行い,主に目標(A)に関連してHCF堆積物の礫の配列の特徴(長軸の方位)を記録した.その結果細粒層と粗粒層の繰り返しからなるHCF堆積物のうち,粗粒層の下位から上位にかけて,礫の長軸の方位が流れに直交するものが卓越するようになる傾向が見出せた.これはいくつかあるHCF堆積物や類似の堆積物の形成モデルのうち,Sohn (1997)が示したtraction carpet (タービダイト下層の無層理部分)の形成を説明した「粗粒層が水底に接し,下位に細粒層が位置する」というモデルと整合的である.また目標(C)に関連して,河床縦断面に沿った地形断面図を作成し,HCF堆積物は巨大土石流が流下に従い遷移したと考えられること,またHCS堆積物による地形面は従来考えられていたより下流方向に3km以上分布する可能性が高いことを見出した.このHCF堆積物の推定分布範囲内で,安倍川の支流が合流点付近で流路を変えた痕跡をいくつか見出し,その一つでは支流の旧流路が土石流/HCF堆積物により充填されていることを確認した.目標(A):HCFは土石流が流下に伴い遷移することにより発生することが知られており,「土石流と通常河川流(掃流)の中間的な流れ」と呼ばれているが,具体的にはどのような流れであるか不明な点が多い.約300年前に形成され未固結であるHCF礫層から礫の長軸の方位が層準によって異なること,その結果が従来の幾つかのモデルの一つに整合的であることは意義深い.2018年度には学術論文として公表できるだけのデータの質を保証する測定数は取得できなかったが,2019年夏の国際学会にて予察的結果を発表する予定である.目標(B):後述する通り,アルバイトの確保ができず,試料処理が進まなかった.ただしこの項目は2020年度までかけて検討を行う予定であり,今後挽回が可能である.目標(C):宝永地震による大谷崩の崩壊量は1959年に崩壊堆積物が堆積した地形面から見積もられたものが現在でも使用されているが,土石流堆積物とそれが遷移したHCF堆積物では駆動様式が異なるため,HCF堆積物のみで地形面を推定すると,その分布は従来考えられていたより下流方向に数km以上延長され,実際に土石流/HCF堆積物による支流の埋積が認められた.このHCF堆積物の推定分布範囲内で,安倍川の支流が合流点付近で流路を変えた痕跡をいくつか見出し,その一つ(梅ヶ島関の沢)では旧流路が土石流/HCF堆積物により充填されていることを確認した.この堆積物の起源については引き続き調査・検討を進める必要があるが,仮に宝永の大谷崩の巨大崩壊起源であれば,大谷崩の崩壊量の見積もりはさらに増加することになる.目標(D):初年度である2018年度には実施しなかった.本研究の目標(A)(D)について,それぞれ述べる.目標(A)については2019年度前半に礫の長軸の方位の測定数を増やし,それから推定されるHCF流の特徴を国際学会にて発表するとともに,2019年度末または2020年度初頭にかけて国際学術誌への投稿を目指す.目標(B)については現状では十分な測定数を得ておらず,引き続き作業を進める.目標(C)については従来考えられている分布より下流にて巨大崩壊の産物である可能性が高い土石流/HCF堆積物を見出している.植生が繁茂しているため,2019年度夏季には地元の梅ヶ島村史等の文献調査,2019・2020年度の冬季に現地調査(堆積物の記載に基づく大谷崩起源か否かの判別,年代測定用試料の採取)を行う予定である.目標(D)については2020年度から実施予定であったが,土石流/HCF堆積物による本流および支流合流部での埋積地形の特徴については(C)にて理解しつつあるので,2019年度夏季に長野県北部の姫川流域または富山県の常願寺川流域で,予備調査を実施する予定である.本研究では安倍川上流域に分布する,江戸時代の大谷崩の大崩壊によって形成されたとされる堆積物を主対象として,(A)土石流から遷移して発生したハイパーコンセントレイテッド流(hyperconcentrated flow: HCF)堆積物中の,礫の3次元的な配列や形状から,礫の運搬様式を明らかにする,(B)礫砂粒子試料の円磨度を,岩種とサイズを揃えた上で測定し,円磨度をより実用的な運搬作用のパラメータとして利用できないか試みる,(C)

土石流とHCFでは駆動様式が異なることに着目し,HCF堆積物の分布を再検討する,また安倍川流域での経験を基に,(D)中部山岳の他地域で大規模なHCF堆積物の痕跡を探す,以上4点を目標にしている.2018年度は安倍川上流域で現地調査を数回に分けて行い,主に目標(A)に関連してHCF堆積物の礫の配列の特徴(長軸の方位)を記録した.その結果細粒層と粗粒層の繰り返しからなるHCF堆積物のうち,粗粒層の下位から上位にかけて,礫の長軸の方位が流れに直交するものが卓越するようになる傾向が見出せた.これはいくつかあるHCF堆積物や類似の堆積物の形成モデルのうち,Sohn (1997)が示したtraction carpet (タービダイト下層の無層理部分)の形成を説明した「粗粒層が水底に接し,下位に細粒層が位置する」というモデルと整合的である.また目標(C)に関連して,河床縦断面に沿った地形断面図を作成し,HCF堆積物は巨大土石流が流下に従い遷移したと考えられること,またHCS堆積物による地形面は従来考えられていたより下流方向に3km以上分布する可能性が高いことを見出した.このHCF堆積物の推定分布範囲内で,安倍川の支流が合流点付近で流路を変えた痕跡をいくつか見出し,その一つでは支流の旧流路が土石流/HCF堆積物により充填されていることを確認した.目標(A):HCFは土石流が流下に伴い遷移することにより発生することが知られており,「土石流と通常河川流(掃流)の中間的な流れ」と呼ばれているが,具体的にはどのような流れであるか不明な点が多い.約300年前に形成され未固結であるHCF礫層から礫の長軸の方位が層準によって異なること,その結果が従来の幾つかのモデルの一つに整合的であることは意義深い.2018年度には学術論文として公表できるだけのデータの質を保証する測定数は取得できなかったが,2019年夏の国際学会にて予察的結果を発表する予定である.目標(B):後述する通り,アルバイトの確保ができず,試料処理が進まなかった.ただしこの項目は2020年度までかけて検討を行う予定であり,今後挽回が可能である.目標(C):宝永地震による大谷崩の崩壊量は1959年に崩壊堆積物が堆積した地形面から見積もられたものが現在でも使用されているが,土石流堆積物とそれが遷移したHCF堆積物では駆動様式が異なるため,HCF堆積物のみで地形面を推定すると,その分布は従来考えられていたより下流方向に数km以上延長され,実際に土石流/HCF堆積物による支流の埋積が認められた.このHCF堆積物の推定分布範囲内で,安倍川の支流が合流点付近で流路を変えた痕跡をいくつか見出し,その一つ(梅ヶ島関の沢)では旧流路が土石流/HCF堆積物により充填されていることを確認した.この堆積物の起源については引き続き調査・検討を進める必要があるが,仮に宝永の大谷崩の巨大崩壊起源であれば,大谷崩の崩壊量の見積もりはさらに増加することになる.目標(D):初年度である2018年度には実施しなかった.本研究の目標(A)(D)について,それぞれ述べる.目標(A)については2019年度前半に礫の長軸の方位の測定数を増やし,それから推定されるHCF流の特徴を国際学会にて発表するとともに,2019年度末または2020年度初頭にかけて国際学術誌への投稿を目指す.目標(B)については現状では十分な測定数を得ておらず,引き続き作業を進める.目標(C)については従来考えられている分布より下流にて巨大崩壊の産物である可能性が高い土石流/HCF堆積物を見出している.
FUZZY理論を応用した総義歯装着者の咀嚼能力判定試験

篩を用いた咀嚼能力判定法(篩分法)は,比較的客観的な評価が得られやすい反面,咀嚼能力判定試験の手間が煩雑であり,また,判定までに時間を要することからチェアーサイドで行われていないのが現状である.それに代わる方法として,アンケートを用いた咀嚼能力判定法があるが,この方法で得られた結果は,患者の主観性に左右されていることが多く,判定結果としては客観性に乏しいと考えられる.一方,FUZZY理論は,結果から主観性を排除する目的で,様々な分野に応用されている.そこで,アンケートを用いた咀嚼能力判定法にこの理論を応用すれば,判定結果に客観性を持たせることが可能になるのではないかと考え,この研究を行った.平成10年度には,アンケートに用いる食品の決定およびアンケートの作製を行い,FUZZY理論を応用したコンピュータープログラムの作製を行った.平成11年度は,このプロフラムを実際の患者に用いて咀嚼能率の判定を行い,同時に,従来から行われている篩を用いた咀嚼能率判定法(篩分法)も行った.次にその両者の比較を行い,その両者の差が5%以下になるように,システムチューニングを施した.その結果,今回作製したコンピュータープログラムと篩を用いた咀嚼能率判定法(篩分法)に,70.6%の相関が得られた.しかしながら,実際の臨床に使用するためには,少なくとも75%以上の相関が必要と考えられるため,研究を継続していく予定である.咀嚼能力判定法は、比較的客観的評価が得られやすい反面、咀嚼能力判定試験の手間が煩雑であり、また判定までの時間を要することからチェアーサイドで行われていないのが現状である。それに代わる方法として、アンケートを用い、それを集計して咀嚼能力判定を行う方法があるが、この方法で得られた結果は、患者の主観性に左右されていることが多く、判定結果としては客観性に乏しいと考えられる。一方、FUZZY理論は、結果から主観性を排除する目的で、様々な分野に応用されている。そこで、アンケートを用いた咀嚼能力判定にこの理論を応用すれば、判定結果に客観性を持たせることが可能になるのではないかと考え、この研究を行ったまず、システムの構築に先立ち、アンケート用紙の作成を行った。総義歯装着者が、摂食しにくい食品を2品目、やや摂食しにくい食品を2品目、摂食可能な食品を2品目、やや摂食しやすい食品を2品目、摂食しやすい食品を2品目を任意に選択し、これらを用いたアンケートを、加入の総義歯装着者に対し行った。また、実際の咀嚼能率をSTTIを用いて測定した。これらのデーターを用いて、アンケートに用いる食品数を減らす目的に、実際の咀嚼能率を目的変数、アンケート結果を説明変数に用いた重回帰分析を行い、5品目を選択した。次に、これらの5品目を用いて、「if、then」ルールの作成を行った。前件部は、「摂食しにくい」「やや摂食しにくい」「摂食できる」「やや摂食しゃすい」「摂食しやすい」の5段階評価とした。また、後件部も、「よく噛めている」「やや噛めている」「噛めている」「やや噛めていない」「噛めていない」の5段階評価とし、「摂食しにくい」と「やや摂食しにくい」および「やや摂食しやすい」「摂食しやすい」は多重推論形式を用いて、また「摂食できる」は単独の推論形式を用いたルールを作成した。前件部のメンバーシップ関数は、「摂食できる」範囲を台形で表し、その他は、任意の三角形を対応させて、互いがグレード0.5で交わるように設定した後件部は、100点のスケールを5分割して、三角形のメンバーシップ関数で表現した。現在、ここまで開発を行っているが、このプログラムで得られた咀嚼能率と実際の咀嚼能率の相関性を高めるためのシステムの調整が必要であり、症例数を増やし、完成させる予定である。篩を用いた咀嚼能力判定法(篩分法)は,比較的客観的な評価が得られやすい反面,咀嚼能力判定試験の手間が煩雑であり,また,判定までに時間を要することからチェアーサイドで行われていないのが現状である.それに代わる方法として,アンケートを用いた咀嚼能力判定法があるが,この方法で得られた結果は,患者の主観性に左右されていることが多く,判定結果としては客観性に乏しいと考えられる.一方,FUZZY理論は,結果から主観性を排除する目的で,様々な分野に応用されている.そこで,アンケートを用いた咀嚼能力判定法にこの理論を応用すれば,判定結果に客観性を持たせることが可能になるのではないかと考え,この研究を行った.平成10年度には,アンケートに用いる食品の決定およびアンケートの作製を行い,FUZZY理論を応用したコンピュータープログラムの作製を行った.平成11年度は,このプロフラムを実際の患者に用いて咀嚼能率の判定を行い,同時に,従来から行われている篩を用いた咀嚼能率判定法(篩分法)も行った.次にその両者の比較を行い,その両者の差が5%以下になるように,システムチューニングを施した.

その結果,今回作製したコンピュータープログラムと篩を用いた咀嚼能率判定法(篩分法)に,70.6%の相関が得られた.しかしながら,実際の臨床に使用するためには,少なくとも75%以上の相関が必要と考えられるため,研究を継続していく予定である.
ロウ症候群(眼脳腎症候群)における責任遺伝子OCRL-1の異常とその生理的機能

Lowe症候群(眼脳腎症候群)は、X染色体上にその責任遺伝子(OCRL-1)が確認され、塩基配列も明らかにされている。欧米では患者における遺伝子異常の情報が集積され、本邦でも我々の施設を含め数施設で解析が行われている。自験例では、1例においてエクソン9での点変異により、コドン346においてATCからACCへのミスセンス変異となっていることを確認した。また、別家系において兄弟ともLowe症候群を呈した2例について遺伝子解析を行い、イントロン16の開始部においてgtgからgcgへの点変異を認め、ここがスプライシングのドナーサイトであることから、スプライシング異常が生じ、mRNAの長さに違いを生じていることをRT-PCR法により確認した。2家系とも母親において患児と同様の遺伝子異常をヘテロで保有していた。OCRL-1の生理的機能としてフォスファチジルイノシトール4,5二リン酸(PIP2)を脱リン酸化する酵素活性が示唆されている。PIP2は、細胞骨格や細胞内情報伝達に重要であり、OCRL-1の異常がもたらす細胞レベルでの表現型を検討する目的で、患児の皮膚繊維芽細胞を用いローダミン染色にて重合アクチンの染色性を検討した。通常培養条件では、正常コントロールとの差は認めなかったが、何らかのストレスに対する反応に差がでる可能性につき検討する余地を残している。Lowe症候群における腎障害発症メカニズムを検討する目的で、腎におけるOCRL-1発現の局在を検討した。腫瘍のため摘出した腎の正常部位を同意の上、in situハイブリダイゼーション法によるOCRL-1mRNAの検出に用いた。ウサギでの検討では尿細管全長にわたり発現を認めると報告されているが、それと同様の結果となった。年齢依存性に変化する腎障害が本症候群において特徴的であることを考えると、若年齢での検討の余地を残している。ロウ症候群は1952年、Loweにより記載された先天性白内障、腎尿細管機能異常症、腎不全、神経症状を呈する伴性劣性の遺伝性疾患である。その根底にある代謝異常の本態は長年不明であったが、その解明に先立ち、1992年ポジショナルクローニングにより責任遺伝子(OCRL-1)が単離された。OCRL-1遺伝子産物は、フォスファチジルイノシトール4,5-二燐酸-5-フォスファターゼ活性を持つと報告されているが、この蛋白の異常がいかにして臨床症状と結びつくかは知られていない。本研究では、本邦でのロウ症候群患者の遺伝子解析を行い、さらにOCRL-1遺伝子産物の機能解析を行うことを目的としている。白験例3例(2家系)およびその母親について遺伝子解析を行ったところ、OCRL-1遺伝子に異常が認められた。1例においては、9番エクソンにおいてアミノ酸置換(Ile→Thr)を伴うATC→ACCの点変異を認めた。患児の母親においても遺伝子解析を行った結果、母親は保因者であることが確認された。また、兄弟例の解析では、16番イントロンのドナーサイトに点変異(gtga→gcga)があり、スプライシング異常を生じ、同患児の皮膚繊維芽細胞より得られたcDNAには16番イントロンの一部が挿入されていた。この兄弟の母親も、遺伝子解析により、保因者であることが確認された。以上のごとく、本邦症例においてもOCRL-1がロウ症候群の原因遺伝子であることが確認された。今後、国内の他の症例についても引き続き遺伝子解析を行っていくと同時に、まだ未知であるOCRL-1遺伝子産物の機能についても検討を進める予定で、その一環として、腎での発現部位の検討や、皮膚繊維芽細胞、腎尿細管細胞等を用いた検討を行う予定である。
炎症時に発現されるADAMTS1遺伝子のトランスジェニックマウスの作製と解析

ADAM(A Disintegrin And Metalloproteinase)はヘビ毒メタロプロテアーゼおよびディスインテグリンと相同性を示す遺伝子群の総称である。我々はトロンボスポンジン(TSP)タイプIモチーフを有するユニークなADAMファミリー分子、ADAMTS-1を同定し、(Kuno K.et al.,1997)、その解析を行っている。今回、ADAMTS-1遺伝子の炎症における役割を調べる目的で、同遺伝子を過剰発現するトランスジェニックマウスの作製、解析を行っているが、この課題は現在進行中であるため、同時に進めていたADAMTS-1の細胞外マトリックス(ECM)結合領域の解析およびプロテアーゼ活性の解析結果について報告する。まずCOS-7細胞発現系を用いてADAMTS-1の分泌性等について調べた結果、ADAMTS-1がECM結合性であることが明らかとなった。また種々の部分欠損変異体を作製して解析した結果、ADAMTS-1の末端側領域のうち、3つのTSPタイプIモチーフおよびその間のスペーサー領域が、それぞれ独自にECM結合能を有することがわかった。一方、プロテアーゼインヒビターであるα_2-マクログロブリン(α2M)とプロテアーゼとの複合体形成は、そのプロテアーゼ活性に依存的であることが知られていることから、ADAMTS-1のα2Mとの複合体形成能を調べた。その結果、COS-7細胞で発現したADAMTS-1はα2Mと200kDa前後の高分子量の複合体を形成する活性があることがわかった。またADAMTS-1のZn結合モチーフにおける変異体ではα2Mとの複合体形成能が失われることがわかり、これらの結果からADAMTS-1が活性型のメタロプロテアーゼドメインを有することが示唆された。以上のことから、ADAMTS-1はECM結合性のメタロプロテアーゼであることがわかった。
液晶で観測する1次元スピノーダル分解の研究

1次元保存系のスピノーダル分解は,実験的な困難さ故に定量的な研究が行われていなかった。本研究では,ネマチック液晶のzigzag不安定性を利用して1次元保存系のスピノーダル分解に関する実験を行い,以下の基礎的な知見を得た。1.Isingドメインの平均の大きさの時間発展を計測した。特徴的な長さは時間の対数に比例して増大し,理論で予測されている結果と一致した。2.秩序変数の空間相関関数,構造関数,ドメインのサイズ分布関数,kinkの位置からkink-kink間の密度相関関数を計測した。スケーリング解析により,粗視化過程に動的スケール則があることが分かった。3.実験に対応する計算機シミュレーションを行い実験結果と比較した。シミュレーションにおいても特徴的な長さの対数的時間発展が存在することが分かった。4.初期過程において配向壁の形を画像処理によって解析した。ある空間モードが指数関数的に増加し,やがてそのモードが飽和すると配向壁の形はzigzag状になった。基本モードの指数関数的成長は,従来の3次元系のスピノーダル分解の特徴と同じであった。そして,配向壁の運動方程式を基にして,この指数関数的成長を理論的に説明した。5.実験では,配向壁の初期揺らぎを制御することはできない。そこで,実験系に対応するモデルを用いて,様々な初期分布を用いてその後の時間発展を計算するシミュレーションを行った。その結果,後期過程のzigzagの分布は,初期分布に影響することが明らかになった。6.2時間相関関数のベキ指数を実験によって求めた結果,約2であることがわかった。実験では,多くのデータを取ってこの指数を求めることが困難であるので,シミュレーションを行った。その結果,このベキ指数は,時間の基準の選び方に依存することがわかった。そこで,本研究では,ネマチック液晶のzigzag不安定性を利用して1次元保存系のスピノーダル分解に関する実験を行い,基礎的な知見を得ることを目的とした。1液晶のzigzag状の配向壁の角度が正の場合に1,負の場合に1をとるIsing秩序変数を定義し,この系の特徴的な長さであるIsingドメインの平均の大きさの時間発展を計測した。2秩序変数の空間相関関数,そのフーリエ変換である構造関数,ドメインのサイズ分布関数を計測した。また,kinkの位置からkink-kink間の密度相関関数を計測した。これらの関数を特徴的な長さのスケールである平均のzigzag間距離でスケールすると,各時刻の実験データが一つのユニバーサルな曲線上にのり,この系の時間発展に動的スケール則があることが分かった。3消滅するzigzag対の距離の変化を観測したところ,対消滅の過程では,zigzagの頂点間に指数関数的な引力相互作用が存在することが推察された。4実験に対応する計算機シミュレーションを行い実験結果と比較した。また,相関関数のスケーリングを調べたところ,スケーリング領域に入る以前から,特徴的な長さのスケールは対数的時間発展を示すことが明らかになった。ネマチック液晶MBBAに磁場を印加してsplay-bendの弾性変形を有する直線状の配向壁を作成し,更に電場を印加すると,弾性率の低いtwist変形が起きて直線状の配向壁は不安定化する。

その後,正弦的な揺らぎが増大し,その後に配向壁の形はzigzag状になる。この現象は,1次元保存系のスピノーダル分解と同等である。通常は,1次元系を観測することが困難であるが,液晶の性質を用いることにより,この観測が可能となる。今年度は,スピノーダル分解初期過程における空間揺らぎの時間発展,初期の空間揺らぎの分布が後期のzigzagのサイズ分布に及ぼす影響,2時間相関関数の指数に着目して研究を行った。1.初期過程の約60秒間,配向壁の形を画像処理によって解析した。ある空間モード(基本モード)が指数関数的に増加し,やがてそのモードが飽和すると配向壁の形はzigzag状になった。また,基本モードが成長するに連れて高調波成分も指数関数的に増大した。基本モードの指数関数的成長は,従来の3次元系のスピノーダル分解の特徴と同じであった。そして,配向壁の運動方程式を基にして,この指数関数的成長を理論的に説明した。2.実験では,配向壁の初期揺らぎを制御することはできない。そこで,実験系に対応するモデルを用いて,様々な初期分布を用いてその後の時間発展を計算するシミュレーションを行った。その結果,後期過程のzigzagの分布は,初期分布に影響することが明らかになった。3.2時間相関関数のベキ指数を実験によって求めた結果,約2であることがわかった。実験では,多くのデータを取ってこの指数を求めることが困難であるので,シミュレーションを行った。その結果,このベキ指数は,時間の基準の選び方に依存することがわかった。
新規ドラバー遺伝子変異の同定とその機能解析による骨髄増殖性腫瘍の新規治療法の開発

フィラデルフィア染色体陰性の骨髄増殖性腫瘍(以下MPNと略する)は、造血幹細胞レベルに体細胞変異が生じることで引き起こされる造血器の腫瘍である。MPNを引き起こすドライバー遺伝子変異として、JAK2、MPL、CALR変異が同定されているが、これらの遺伝子変異の検出されないtriple-negative症例が存在しており、その一部は予後不良との報告がある。これまでに、申請者の所属する研究室では、MPN疑い1804症例における、JAK2変異、CALR変異、MPL変異の有無と、各患者の臨床情報を収集し、WHO2008診断基準を用いて、triple-negative MPN確定症例を同定し、正常と腫瘍組織のゲノムDNAのペアが得られた40症例について、次世代シークエンサーを用いて全エクソン配列を決定した。そして、得られた配列情報を元に、腫瘍検体に共通するこれまでに報告のない新規体細胞遺伝子変異を同定している。2018年度は、2017年度に株化した新規のドライバー変異候補遺伝子とその野生型遺伝子を発現するBa/F3細胞を用いて、細胞の増殖アッセイを行い、変異遺伝子導入細胞がサイトカイン非依存性の細胞増殖能を有することを確認した。現在は、この変異型遺伝子を発現させることで、細胞内のどのようなシグナル伝達系が活性化することで、サイトカイン非依存性の細胞増殖が惹起されるのかについて、解析を行なっている。本研究の推進により、triple-negative MPN発症の新たな分子基盤が解明されることが期待され、患者の迅速な診断や、有効な治療法の開発に直結することから、本研究の医学的意義は極めて大きい。当初の計画通り、2017年度に株化したMPNを引き起こす新規のドライバー変異候補遺伝子の変異型遺伝子とその野生型遺伝子を発現する細胞を用いて、細胞増殖アッセイを行った。その結果、変異遺伝子を導入した細胞においてサイトカイン非依存性の細胞増殖が見られたことから、おおむね研究は順調に進んでいると言える。今後は、2017年度に樹立した細胞株を用いて、新規のドライバー変異候補遺伝子を発現させたことで、細胞内のどのようなシグナル伝達系が活性化され、サイトカイン非依存性の細胞増殖が惹起されるのかについて、解析を行なっていく。また、新規のドライバー変異候補遺伝子とその野生型遺伝子を発現するUT-7/GM細胞の細胞株を樹立し、分化の偏向性についても検証する。分化誘導シグナルとして、様々な濃度のエリスロポエチン(EPO)やトロンボポエチン(TPO)などを作用させ、ドライバー変異遺伝子によるサイトカインへの感受性の亢進が、細胞の分化の偏向性を引き起こすことを、赤芽球(CD235a)や巨核球(CD42b)マーカーの染色を行うことで明らかにする。2017年度は、MPNを引き起こす新規のドライバー変異候補遺伝子の腫瘍原性を証明するため、ドライバー変異候補遺伝子の野生型遺伝子のレトロウイルスベクターへのクローニングと、変異型遺伝子の発現ベクターの構築を行い、これらのウイルスベクターからレトロウイルスを作製し、BaF/3細胞に感染させた後、感染細胞のGFP発現を指標にセルソータで分取し、変異遺伝子を発現する細胞を株化した。現在は、細胞の増殖アッセイを行い、変異遺伝子導入細胞がサイトカイン非依存性の細胞増殖能を有するか、検討を行っている。当初の計画通り、MPNを引き起こす新規のドライバー変異候補遺伝子の野生型遺伝子とその変異型遺伝子を発現する細胞の株化を終えている。さらに、現在は、それらの細胞の増殖アッセイを行い、変異遺伝子導入細胞がサイトカイン非依存性の細胞増殖能を有するか、検討を行っており、おおむね研究は順調に進んでいる。

これまでに、申請者の所属する研究室では、MPN疑い1804症例における、JAK2変異、CALR変異、MPL変異の有無と、各患者の臨床情報を収集し、WHO2008診断基準を用いて、triple-negative MPN確定症例を同定し、正常と腫瘍組織のゲノムDNAのペアが得られた40症例について、次世代シークエンサーを用いて全エクソン配列を決定した。そして、得られた配列情報を元に、腫瘍検体に共通するこれまでに報告のない新規体細胞遺伝子変異を同定している。2018年度は、2017年度に株化した新規のドライバー変異候補遺伝子とその野生型遺伝子を発現するBa/F3細胞を用いて、細胞の増殖アッセイを行い、変異遺伝子導入細胞がサイトカイン非依存性の細胞増殖能を有することを確認した。現在は、この変異型遺伝子を発現させることで、細胞内のどのようなシグナル伝達系が活性化することで、サイトカイン非依存性の細胞増殖が惹起されるのかについて、解析を行なっている。本研究の推進により、triple-negative MPN発症の新たな分子基盤が解明されることが期待され、患者の迅速な診断や、有効な治療法の開発に直結することから、本研究の医学的意義は極めて大きい。当初の計画通り、2017年度に株化したMPNを引き起こす新規のドライバー変異候補遺伝子の変異型遺伝子とその野生型遺伝子を発現する細胞を用いて、細胞増殖アッセイを行った。その結果、変異遺伝子を導入した細胞においてサイトカイン非依存性の細胞増殖が見られたことから、おおむね研究は順調に進んでいると言える。今後は、2017年度に樹立した細胞株及び、UT-7/GM細胞を用いて、分化の偏向性について検証する。分化誘導シグナルとして、様々な濃度のエリスロポエチン(EPO)やトロンボポエチン(TPO)などを作用させ、ドライバー変異遺伝子によるサイトカインへの感受性の亢進が、細胞の分化の偏向性を引き起こすことを、赤芽球(CD235a)や巨核球(CD42b)マーカーの染色を行うことで明らかにする。本研究に利用するUT-7/GM細胞は、多分化能を有する極めてユニークな細胞株であり、エリスロポエチン(EPO)の刺激によって赤芽球に分化する一方で、トロンボポエチン(TPO)の刺激によって巨核球に分化することから、これらの細胞の産生が亢進しているMPNの病態を解析するには最適な細胞株であると考えられ、本研究課題の独創性は極めて高いと言える。今後は、2017年度に樹立した細胞株を用いて、新規のドライバー変異候補遺伝子を発現させたことで、細胞内のどのようなシグナル伝達系が活性化され、サイトカイン非依存性の細胞増殖が惹起されるのかについて、解析を行なっていく。また、新規のドライバー変異候補遺伝子とその野生型遺伝子を発現するUT-7/GM細胞の細胞株を樹立し、分化の偏向性についても検証する。研究協力者の協力により、順調に研究が進んだ。そのため、次年度への使用額が生じたが、細胞の培養に必要な培地や血清、また分化の偏向性を解析するにあたり使用を予定しているサイトカインや、マーカーを染色するための抗体の購入費用などに使用する予定である。