hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
mafB相互作用転写因子によるOsteoclastの分化誘導について

本研究において、申請者はlarge maf familyのメンバーの一つであるヒトmafB転写因子に注目し、以下の結果を得た。1.これまでにmafB familyはホモダイマー形成によって、転写活性を示すことが報告されている。本研究ではロイシンジッパードメインがホモダイマー形成能に不可欠であることがyeast 2-hybrid systemを用いた実験によって確認された。また、その他のドメインはホモダイマー形成には関与していないことも明らかになった。2.Maffamilyは様々な細胞の分化と増殖に関わる転写因子であることが報告されている。そこでヒト細胞におけるmafB mRNAの分布を定量的RT-PCR法(TaqMan)によって比較検討した。様々な細胞においてmafB mRNAの発現が確認された。なかでもmonocyte cell lineのU937およびTHP-1 cell lineには顕著に発現していた。これはmafBがmonocyteからmacrophageへの分化誘導を行うことの裏付けとなる結果であった。3.1L-2またはIL-4,12刺激によってT細胞が分化する過程で、分化初期(24hr.48hr.)においてmafB mRNAの発生が抑制されることが、定量的RT-PCR法によって確認された。これは細胞分化過程で発生するシグナルがmafBのmRNA発現レベルを制御している可能性が予想されるが、詳細は今後の検討課題である。1.H-mafBのホモダイマー形成について:多くのmafファミリーはc-terminalのロイシンジッパードメインを通して他の転写因子や自身とへテロ・ホモダイマーを形成し、転写活性を示すことが報告されている。H-mafBについて転写活性に関する報告がないことから、申請者はまずh-mafBのホモダイマーを形成能について、yeast two hybrid techniqueを用いて確認した。ヒトMonocyteλgtllライブラリーより得られたfull length h-mafBをもとにPCR法で各ドメインごとのフラグメントを作成し、それぞれをyeast内発現ベクターにクローニングし、yeastないにトランスファーしβガラクトシダーゼアッセイを行った。その結果Cターミナルのロイシンジッパードメインを有するフラグメントの組み合わせのみにおいて、両者の相互作用を証明する、βガラクトシダーゼの産生が認められた。2.H-mafBGSTタンパク発現ベクターの構築:本研究の目的のひとつであるT cell内相互作用タンパクのエクスプレッションクローニングを行うため、クローニングに用いるプローブ、つまりH-mafB GSTfusionタンパク生成に必要なH-mafB GSTタンパク発現ベクターの構築を行った。1.のPCRで作成した各種h-mafBフラグメントをGSTタンパク発現ベクター内マルチクローニングサイトに構築した。これまでの報告でh-mafBが様々な細胞の分化・増殖に関わることが報告されていることから、ヒト細胞内におけるh-mafB RNAの細胞内分布を定量的RT-PCR法によって測定した。その結果h-mafB RNAは単球、リンパ球、B-cell、T-cell、肝細胞、平滑筋細胞、線維細胞からそれぞれ定量された。特に単球において顕著に定量された。これはh-mafBが単球からマクロファージへの分化を誘導する、というこれまでの報告を裏付ける結果であった。ヒト臍帯血より分離したTヘルパー細胞をヒトリコンビナントIL-12、またはIL-4を用いて、Th1またはTh2細胞に分化誘導し、分化過程におけるh-mafB RNAの変動を定量的RT-PCR法によって比較定量した。通常約7日で成熟したTh1およびTh2細胞に分化するが、分化初期(特に1および2日目)において顕著なダウンレギュレーションが確認された。これは何らかの形でh-mafBがTヘルパー細胞の分化・増殖過程を制御している可能性が推測される。
ソーラーセイル姿勢/軌道制御系の実験的検証と設計に関する基礎研究

宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部(ISAS/JAXA)で計画されているスピン展開型ソーラーセイルをターゲットとして,まず,想定されているミッション中の各フェーズ(地球周回時,惑星間航行時)におけるソーラーセイルの姿勢/軌道運動に対するダイナミクスを調べた.特に,展開の不完全性を考慮し,ソーラーセイルの質量中心-光圧中心間のオフセット量やスピンレートを計画値より変化させた場合の影響の程度を調べた.次に,それらの結果に基づき,地上での実験機実証システムを試作した.太陽光圧の模擬方式は,当初想定していた空気の流れを用いる手法では空気の乱れや渦の影響を強く受けることが明らかになったために,重力を利用した手法に変更した.また,ソーラーセイルの加速に伴うペイロード慣性力の模擬には,カウンターバランスを用いた重力補償システムを利用した.一方,スピン型ソーラーセイルにはセイルを展張するための剛な構造部材がないため,ソーラーセイルのペイロードを動かすことによりシステム全体の質量中心を移動させる姿勢/軌道制御方式が検討されている.そこで,2つのステッピングモータを用いて実験装置にも同様の機構を実現し,さらにセイル展開の不完全性に対応できるように,ソーラーセイルの光圧中心-質量中心オフセット量を可変とする機構を実現した.製作した実験機実証システムを用いて,ソーラーセイルに生じる力およびトルクを5分力検出器により計測し,回転速度や光圧中心-質量中心オフセット間距離が及ぼす影響を調べ,実験装置の基本的性能を確認した.宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部(ISAS/JAXA)で計画されているスピン展開型ソーラーセイルをターゲットとして,まず,想定されているミッション中の各フェーズ(地球周回時,惑星間航行時)におけるソーラーセイルの姿勢/軌道運動に対するダイナミクスを調べた.特に,展開の不完全性を考慮し,ソーラーセイルの質量中心-光圧中心間のオフセット量やスピンレートを計画値より変化させた場合の影響の程度を調べた.次に,それらの結果に基づき,地上での実験機実証システムを試作した.太陽光圧の模擬方式は,当初想定していた空気の流れを用いる手法では空気の乱れや渦の影響を強く受けることが明らかになったために,重力を利用した手法に変更した.また,ソーラーセイルの加速に伴うペイロード慣性力の模擬には,カウンターバランスを用いた重力補償システムを利用した.一方,スピン型ソーラーセイルにはセイルを展張するための剛な構造部材がないため,ソーラーセイルのペイロードを動かすことによりシステム全体の質量中心を移動させる姿勢/軌道制御方式が検討されている.そこで,2つのステッピングモータを用いて実験装置にも同様の機構を実現し,さらにセイル展開の不完全性に対応できるように,ソーラーセイルの光圧中心-質量中心オフセット量を可変とする機構を実現した.製作した実験機実証システムを用いて,ソーラーセイルに生じる力およびトルクを5分力検出器により計測し,回転速度や光圧中心-質量中心オフセット間距離が及ぼす影響を調べ,実験装置の基本的性能を確認した.宇宙航空研究開発機構(JAXA)の宇宙科学研究本部(ISAS)で現在計画されているスピン展開型ソーラーセイルのモデルを用いて,ミッション中の各フェーズ(地球周回時,惑星間航行時)におけるソーラーセイルの姿勢運動に対して,基本的なデータを計算した.具体的には,展開の不完全性を考慮し,ソーラーセイルの質量中心-光圧中心間のオフセット量が姿勢運動/軌道運動に及ぼす影響について調べた.また,スピンレートを計画値より変化させた場合に姿勢運動に及ぼす影響の程度を調べた.さらに,姿勢/軌道制御系の有力な候補である質量中心移動方式による姿勢制御系の基本性能を確認した.次に,計算機シミュレーションで得た外乱トルクの影響レベルを考慮しつつ,ソーラーセイル実験機検証装置について検討した.当初想定していた空気圧による太陽光圧の模擬は,乱れや渦の影響が想定される外乱レベルより遙かに大きくなることが予想されたため,重力を用いて光圧を模擬する方式に変更した.それに伴い,宇宙空間で加速するソーラーセイルに作用するペイロードの慣性力は,上方からの張力制御により模擬することにした.また実験装置では,ソーラーセイルに作用する姿勢外乱トルクを実験的に計測する一方で,外乱トルクの結果として生じる姿勢の変動はコンピュータで計算した量を実験装置に反映させる,いわゆるハイブリッドシステムとして実現する.この際,姿勢外乱トルクの計測精度が結果に大きく影響するため,センサの特性だけでなく信号処理回路についても検討した.これらの検討に基づき,現在実験装置を製作している途中である.宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部(ISAS/JAXA)で計画されているスピン展開型ソーラーセイルの姿勢/軌道制御系の実験機実証システムについて検討し,システムの製作および改良を行った.スピン型ソーラーセイルには,セイルを展張するための剛な構造部材がないため,姿勢制御装置をこの構造部材に取り付けることはできない.そこで,ソーラーセイルの中心に取り付けたペイロードを動かすことにより,ソーラーセイル全体の質量中心を移動させ,姿勢/軌道制御トルクを発生させる方式を採用する.実験装置でも同じ機構を実現した.ソーラーセイル実験装置の質量中心を移動するために2つのステッピングモータを,ソーラーセイルの回転速度を変更するために1つのディスクモータを用い,それぞれのモータの挙動はH8マイクロコンピュータを搭載した電子回路により制御する方法を採用した.また実験装置には,ソーラーセイルの光圧中心-質量中心オフセット間距離を変更できるようにした.ソーラーセイルに生じる各軸の力およびトルクは,5分力検出器により計測するようにした.

なお実験装置において,太陽光圧は,研究当初に想定していた空気の流れによる模擬方式では空気の乱れや渦の影響を強く受けるために,重力を用いた模擬方式とした.また,ソーラーセイルの加速に伴うペイロード慣性力は,カウンターバランスを用いた重力補償システムを用いて模擬するようにした.製作した実験機実証システムを用いて,ソーラーセイルの回転速度や光圧中心-質量中心オフセット間距離などをパラメータとして,実験装置の基本的性能を確認した.
マウス個体発生過程におけるカスパーゼ活性の生体イメージング

細胞死は細胞増殖と同様に個体の生存にとって不可欠であるにも関わらず、実際の生体内で細胞死がどのように制御され恒常性が保たれているのかは、殆ど理解が進んでいない。本研究では、哺乳類生体内における細胞死動態を明らかにすることを目指し、生体内で生じる細胞死を観察することができるマウスを世界で初めて作製した。今後、多細胞生物体の恒常性維持において細胞死が果たす役割の解明に大きな貢献をなすものと期待される。カスパーゼはアポトーシス制御に中心的役割を果たす分子である。カスパーゼシグナル経路のいくつかの遺伝子の機能欠損変異体では、外脳症などの脳神経系の形成異常が認められるが、この異常はカスパーゼシグナル欠損によるアポトーシスの減少だけでは説明がつかない。近年、カスパーゼはアポトーシス以外の自然免疫、細胞分化、形態形成といった広範な生命現象に関与することが明らかになりつつある。そこで本研究では、個体発生・発達過程でカスパーゼシグナルが果たす役割を理解するために、当研究室で作製されたカスパーゼ活性検出プローブを用いてカスパーゼ活性動態を明らかにすることを目指している。当研究室で開発されたカスパーゼ活性検出プローブSCAT3はこれまで培養細胞やショウジョウバエ個体では機能することが示されており、今回、マウス生体内においてもこのプローブが活用できるかを検討した。まず、子宮内電気穿孔法を用いて胎生10日目から14日目のマウス大脳皮質に外来遺伝子を強制発現させる系を用いて、SCAT3を大脳皮質錐体神経細胞に発現させた。その上で、胎生期および生後さまざまなステージにおいて脳神経系発達過程におけるカスパーゼ活性検出を組織学的手法およびライブイメージングを用いて試みている。現在までにマウス生体内組織においてもSCAT3を用いたカスパーゼ活性検出が可能であることが明らかになった。これらの結果をもとに、SCAT3を発現するトランスジェニックマウスを作製中であり、実験系の感度と信頼性をあげるべくさらなる改良を行っている。細胞死は多細胞生物体のからだの維持にとって必要不可避のイベントである。細胞死制御に中心的役割を果たす分子としてカスパーゼがある。近年、生体内においてカスパーゼは細胞死以外の自然免疫、細胞分化、形態形成といった広範な生命現象に関与することが主にショウジョウバエを用いた研究から明らかになってきた。さらに、細胞死シグナルとこれら広範な生命現象を関連づける機構にカスパーゼ自体が関与するという巧妙な仕組みがあることも明らかになってきている。しかしながら、哺乳類生体内の広範な生命現象において、細胞死がどのように制御され個体の恒常性が保たれているのかは、まだあまり明らかになっていない。そこで本研究では、カスパーゼ活性検出プローブSCAT3を全身で発現するトランスジェニックマウス(SCAT3 Tgマウス)を作製し、哺乳類生体内におけるカスパーゼの活性化の時期・領域・様式を調べることで、カスパーゼを介した細胞死シグナル伝達が関与する生命現象を明らかにすることを目指した。試行錯誤の結果、安定して実験に用いることのできるSCAT3Tgマウスを世界で初めて樹立することに成功した。さらに、このマウスを用いて、脳発生過程における細胞死動態を共焦点顕微鏡によってライブイメージングすることにも成功し、死細胞が生細胞集団の中でどのように生じるかを明らかにした。死細胞はすみやかに除去されるためこれまで細胞死動態を生体内で観察することは困難であったが、本研究はこれを可能にしたという点で非常に意義があると考えられる。本研究の成果は、今後、細胞死が多細胞生物体のからだの恒常性維持に果たす具体的な役割の解明に大きな貢献をなすものと期待される。
新規蛍光物質CdSeナノクリスタルによる食道癌細胞の生体内イメージング

(CdSeナノクリスタルの作成)CdSeナノクリスタルは、安定した作成法を確立したが、官能基を結合させるための外殻ポリマーコーティングが必要である。生体に無毒なシリカでコーティングを行ったところ、蛍光特性が減弱する現象が認められ、そのままでは本実験に使用できなかったため、種々の条件下で、改良したコーティング法を試行したが、その解決には至らなかった。(腫瘍の体外からのイメージング)Her2抗体を付加したCdSeナノクリスタルは坦癌マウス腫瘍特異的に集積し、体外からのイメージングができたが、高感度CCDカメラを組み込んだ装置と自家蛍光のsubtraction処理が必要である。800nmの蛍光で、約1cmの深部まで観察可能であった。(大動物によるセンチネルノードナビゲーション内視鏡下手術応用への基礎的実験)胸腔や腹腔など体腔内は皮膚の自家蛍光の影響が少なく、内視鏡下操作であれば基本的に暗い空間であるので蛍光波長を捉えるのに都合がよい。ブタを用いて大動物体内でCdSeナノクリスタルの蛍光検出を試みた。消化管内視鏡下に食道粘膜下層にCdSeを局注した場合の食道周囲リンパ節、反回神経周囲リンパ節を胸腔鏡で、胃粘膜下層に局注した場合の左胃動脈周囲リンパ節を腹腔鏡で観察した。このとき使用した体腔鏡は通常の手術用硬性内視鏡の先端にレーザー照射装置を組み込んだ自作のものを用い、ナノクリスタルは蛍光が長波長の800nmを用いた。リンパ節の蛍光が検出でき、少なくとも数十分観察が可能であることを確認した。センチネルナビゲーションに応用可能であり、官能基を付加したクリスタルであれば機能を持たせて、転移リンパ節だけに集積させることも可能となる。(CdSe-Her2抗体複合体の作成)新規蛍光物質CdSeナノクリスタルは、研究分担者・粕谷らにより安定した作成法が確立された。抗体を結合させるためには外殻表面をポリマーでコーティングする必要があり、生体に無毒なシリカを選択した。しかし、シリカによるコーティングを行うと物質の持つ蛍光特性が減弱する現象が認められたため、改良したコーティング法および抗体複合体の作成過程が進行中である。そこで、現在、並行して米国Quantum Dot社よりQDとして販売されているバイオマーカー用CdSeを用いて、当初の実験を進めている。複合体形成のための最適なヒトHer2抗体とCdSeのモル比は4:1であることを見出しており、複合体でも蛍光特性は維持されていることも確認した。ヒト食道癌細胞株TEシリーズを用いた。Her2を強発現しているTE4、8について、上記複合体(蛍光波長600700nm)でホルムアルデヒド固定細胞で細胞膜の蛍光撮影に成功した。また同細胞の培養液内で生細胞の染色にも成功した。退色はほとんど認められず、蛍光特性は維持されている。ヌードマウスBALB/CにTE8を移植し、坦癌マウスを作成した。長径5mm10mmの腫瘍となった時点で、尾静脈より複合体を静脈注射して観察したところ、CdSeの腫瘍への集積が予想通り観察された。マウスの自家蛍光が存在するため、subtraction処理が必要であるが、腫瘍の蛍光像の撮影を行い、生体内イメージングに成功した。また、より長波長の700800nmのQDを用いることでさらに深部のイメージングが可能と予想され、現在検討中である。マウスを解剖し、主要な臓器について病理組織学的にQDの集積を検討したところ、主腫瘍のほかに、肝臓、脾臓に強く集積していた。これは投与したCdSeの相当量が、大循環中に肝臓、脾臓などの網内系にトラップされる現象であり、これをなんらかの方法で回避することができればより効果的なイメージングが可能である。また、CdSeはナノサイズで毒性をもつかどうかは今後の検討課題であるが、本実験中に投与によるマウスの変調は観察されていない。排泄経路は肝、腎両方で排泄されていることを確認した。(CdSeナノクリスタルの作成)CdSeナノクリスタルそのものは、すでに安定した作成法を確立したが、官能基を結合させるための外殻ポリマーコーティングが必要である。CdSeが重金属であることをふまえ、生体に無毒なシリカでコーティングを行ったところ、物質の持つ蛍光特性が減弱する現象が認められ、そのままでは本実験に使用できなかった。現在種々の条件下で、改良したコーティング法を続けて試行中である。実験ではQuantum dot社の、QD(外殻がZnS)を用いている。(in vivo実験)ヌードマウスBALB/CにHer2発現ヒト食道癌細胞TEを移植し、坦癌マウスを作成した。長径5mm10mmの腫瘍となった時点で、尾静脈より605nm波長のCdSe-Her2抗体複合体を静脈注射して観察したところ、CdSeの腫瘍への集積が予想通り観察された。また、より長波長の700800nmのQDを用いることでさらに深部のイメージングが可能と予想され、検討の結果800nmで約1cmの深部でも体外から蛍光像のイメージングができることを確認した。(大動物による内視鏡下手術応用への基礎実験)官能基を付加したCdSeナノクリスタルの腫瘍集積性を臨床応用するための基礎実験として、ブタを用いて大動物体内でCdSeナノクリスタルの検出を試みた。

内視鏡下に食道粘膜下層にCdSeを局注した場合の食道周囲リンパ節および胃粘膜下層に局注した場合の左胃動脈周囲リンパ節を観察した。このとき使用した体腔鏡は通常の手術用硬性内視鏡の先端にレーザー照射装置を組み込んだ自作のものを用いた。局注と同時に局所-リンパ管-リンパ節の蛍光が検出でき、少なくとも数十分観察が可能であることを確認した。(CdSeナノクリスタルの作成)CdSeナノクリスタルは、安定した作成法を確立したが、官能基を結合させるための外殻ポリマーコーティングが必要である。生体に無毒なシリカでコーティングを行ったところ、蛍光特性が減弱する現象が認められ、そのままでは本実験に使用できなかったため、種々の条件下で、改良したコーティング法を試行したが、その解決には至らなかった。(腫瘍の体外からのイメージング)Her2抗体を付加したCdSeナノクリスタルは坦癌マウス腫瘍特異的に集積し、体外からのイメージングができたが、高感度CCDカメラを組み込んだ装置と自家蛍光のsubtraction処理が必要である。800nmの蛍光で、約1cmの深部まで観察可能であった。(大動物によるセンチネルノードナビゲーション内視鏡下手術応用への基礎的実験)胸腔や腹腔など体腔内は皮膚の自家蛍光の影響が少なく、内視鏡下操作であれば基本的に暗い空間であるので蛍光波長を捉えるのに都合がよい。ブタを用いて大動物体内でCdSeナノクリスタルの蛍光検出を試みた。消化管内視鏡下に食道粘膜下層にCdSeを局注した場合の食道周囲リンパ節、反回神経周囲リンパ節を胸腔鏡で、胃粘膜下層に局注した場合の左胃動脈周囲リンパ節を腹腔鏡で観察した。このとき使用した体腔鏡は通常の手術用硬性内視鏡の先端にレーザー照射装置を組み込んだ自作のものを用い、ナノクリスタルは蛍光が長波長の800nmを用いた。リンパ節の蛍光が検出でき、少なくとも数十分観察が可能であることを確認した。センチネルナビゲーションに応用可能であり、官能基を付加したクリスタルであれば機能を持たせて、転移リンパ節だけに集積させることも可能となる。
応力可変サンプルホルダーの開発とひずみシリコン電子状態の研究

半導体の格子ひずみと電子物性の関係は、微細化を伴わないキャリア移動度の向上などの点から電子デバイスの性能向上等において重要視されている。しかし実際のデバイス開発では経験や不十分な第一原理計算に頼るしかないのが現状であり、第一原理計算のミクロスコピックな実験的検証が望まれている。本研究では応力により可逆的な格子ひずみを半導体試料に印加できるサンプルホルダーを開発し、それを用いて操作トンネル顕微鏡(STM)や角度分解光電子分光方(ARPES)といった手法でひずみ半導体の構造および電子状態を直接観察することを試みた。平成19年9月1日に東京大学生産技術研究所から筑波大学大学院数理物質科学研究科、電子・物理工学専攻、講師として異動した。本研究では操作トンネル顕微鏡や光電子分光法を用いてシリコン表面に機械的な応力を与えた場合の物性を調べることを提案した。筑波大学ではターミナル電圧1MVの加速器のビームラインの一つを受け持つため、提案した内容に加えて加速器を用いた測定を導入し、より多角的にひずみシリコンの研究が行えるよう装置の開発を進めている。具体的には1MV加速器を用いてラザフォード後方散乱測定や反跳原子検出法を行うことができ、シリコン等の基板上に成長させた表面・薄膜の組成やその内部の水素など、軽元素の絶対的な定量ができるようになる。薄膜の成長過程や水素の内包には下地表面のひずみが大きく影響するとされており、加速器を使用した各種の測定はそれを研究する上で有効である。現在は東京大学物性研究所・小森研究室で申請者が過去に使用していた光電子分光器と同じ仕様のサンプルホルダーで加速器での測定ができるよう超高真空槽の準備を進めている。また小森研究室では同じサンプルホルダーを用いる操作トンネル顕微鏡を開発しているため、それが稼動すれば共通のサンプルホルダーでラザフォード後方散乱、反跳原子検出法、光電子分光法、操作トンネル顕微鏡を容易に行うことができる。今後はこのサンプルホルダーで半導体基板に応力を印加できる機構を開発していく予定である。東京大学生産技術研究所から筑波大学大学院数理物質科学研究科(研究基盤総合センター応用加速器部門)へ異動したことに伴い、イオンビームを利用した研究へとテーマをシフトした。応力可変サンプルポルダーを用いた電子状態研究は東京大学物性研究所の小森研究室にある光電子分光装置で行う計画である。そこで筑波大学応用加速器部門の1MV加速器に表面・薄膜用RBS-ERDA(ラザフォード後方散乱-反跳原子検出法)ビームラインを建設する際、小森研究室の光電子分光装置で用いているサンプルポルダー、マニピュレーターと完全な互換性を持たせた。20年度は建設したビームラインの評価も兼ねて、シリコンウエハー上にスパッタ成膜したMg系水素吸蔵合金の構造評価、水素分析を行った。Mg系水素吸蔵合金は水素化された際に金属・絶縁体転移を起こす。絶縁体状態では可視光に対して透明になるため、鏡状態とガラス状態をスイッチングできるデバイスとして期待されている。しかし耐久性に課題があり、スイッチングを繰返すと中途半端に水素化した状態で安定化してしまう。その理由として水素化した際の30%の体積膨張から来るひずみとそれによる触媒層と合金層の混成などが注目されているが詳細は明らかになっていない。本研究ではシリコンウエハー上に40nm厚のMg_3Niとその上に5nm厚のPdをスパッタ成膜したサンプルを作製し、新品と劣化後のサンプルの様子をRBS-ERDAで調べた。その結果、劣化後は化学量論的に安定なMg_2Ni層と純粋なMg層とに相分離してしまうことが分かった。排出されたMg層はPd層の下に位置し、そこが強固なMgH_2を形成することがスイッチングしなくなる原因と考えられる。相分離する原因の1つは水素化による格子ひずみと考えられるため、今後は応力可変サンプルホルダーと組み合わせた研究を行っていく予定である。
甲状腺ホルモンの遺伝子レベルにおける細胞増殖機構の解明

ホルモン分泌調節機構の一つとして負のフィ-ドバック機構の存在が知られているが、下垂体における成長ホルモン(GH)分泌に関してはインスリン様成長因子(IGF-1)がその因子として作用している。本年度は甲状腺ホルモンの下垂体IGF-1受容体発現調節に及ぼす影響をin vivoオ-トラシオグラフィ-の方法に従い検討した。12週令オスS-Dラットをコントロ-ル群と甲状腺摘出ラット群にわけさらに後者をT_4補充の有無で2群にわけた。^<125>I-IGF-1の摘出下垂体への結合率をコンピュ-タ-にて解析しIGF-1受容体のKd、Bmaxを算出した。〔結果〕正常ラット下垂体前葉の^<125>I-IGF-1結合は特異的に高く(Kd:1.2±0.2nM)、各群間におけるKd値の差は認めなかった。Scatchard解析の結果、甲状腺摘出ラット下垂体前葉におけるBmaxは著明に低下し(101±4fmol/ml vs 43±4fmol/ml、p<0.001)、さらにT_4補充ラット群では下垂体前葉Bmaxは正常に復した。他の組織におけるIGF-1受容体数の変化は甲状腺摘出又はT_4補充では観察されなかった。以上の結果から甲状腺ホルモンは特異的、選択的に下垂体前葉のIGF-1変容体数を調節し、IGF-1作用について下垂体前葉におけるその受容体レベルで影響を与えていることが示唆された。本年度の研究実績はin vivoにおける研究モデルを用いたが、、今後in vitroすなわち下垂体前葉細胞を用いてIGF-1受容体の発現調節機構を明らかにし、さらに遺伝子レベルにおける甲状腺ホルモン作用を明らかにする目的でIGF-1受容体遺伝子を用いた研究を開始する。すでに研究代表者は甲状腺細胞を用いても遺伝子レベルの研究をすすめており、ホルモン相互作用における研究を下垂体前葉レベルで行なう予定である。
器官形態形成における細胞動態制御機構の解明

器官は、その発生過程で上皮・間葉相互作用により時空間的に細胞の増殖分化、細胞運動が制御され、器官固有の形態が形成されると考えられている。本研究では、歯胚発生をモデルに、細胞の四次元的な動態解析を通して、器官形態形成の過程で細胞動態が時空間的に統合制御される仕組みとその制御分子を明らかにすることを目的とした。歯胚の発生では、上皮組織が間葉組織に陥入してダイナミックに形態が変化する。そこで、歯胚発生における三次元的な細胞動態を時空間的に可視化するため、H2B-EGFP/Fucciマウスを用いて、歯胚発生の細胞動態を共焦点顕微鏡によりライブイメージングを行い、歯胚の経時的な形態変化を三次元的な細胞位置情報より解析する四次元細胞動態解析法を開発した。本解析法より取得した上皮細胞の細胞動態情報をもとに、歯胚上皮組織の変形を数理解析したところ、歯胚形態変化と細胞の増殖・非増殖のパターンは相関し、歯胚中の部域依存的な差異の存在が明らかになった。特に、エナメルノット領域や歯堤領域は細胞増殖停止領域を形成して細胞の三次元的配置はほとんど変化しないのに対して、細胞増殖領域では細胞の分裂方向が制御されると共に、細胞移動距離が相対的に大きいことが判明した。細胞の運動や増殖、形態変化において細胞骨格が重要な役割を果たすことから、これらの領域での特異的局在を解析したところ、アクチン骨格の制御分子であるリン酸化型Cofilinが、発生段階を通して細胞増殖停止領域に局在することが明らかになった。この結果より歯胚上皮細胞の動態制御にCofilinが密接に関与していることが示唆された。以上の成果から、歯胚の形態形成では、細胞動態とアクチン骨格再編成の制御が密接に関与し、これらが統合的に制御されることにより、細胞動態の領域的な差異がうまれ、ダイナミックな形態変化が引き起こされることが示唆された。24年度が最終年度であるため、記入しない。器官は、上皮・間葉相互作用により時空間的に上皮細胞と間葉細胞の増殖や分化、細胞運動が器官内部の領域ごとに制御され、それぞれの器官固有の形態が形成されると考えられている。本研究課題では、器官の形態形成を制御するパラメーターを、器官発生の三次元的なライブイメージングと個々の細胞の時間軸における動態解析から明確化し、細胞動態が時空間的に統合制御される仕組みとそのパラメーターを制御する分子の実体を明らかにすることにより、ゆらぎ・自由度を内包する個々の細胞が「場」との相互作用を経て、秩序を形成する原理の解明を目指している。平成23年度では、動的な変化の集積である器官形態形成を解析するため、器官を構成する細胞の三次元的細胞動態を時間軸に従ってタイムラプス解析することにより、器官の動的変化を定量的な情報として取扱い、細胞動態が時空間的に統合制御される仕組みを明らかにすることを目指した。そこでまず、外胚葉性器官である歯をモデルに、歯胚発生における器官形態の変化と三次元的な細胞動態を、時空間的な細胞増殖と共に解析するため、細胞周期の進行をリアルタイムに観察可能なFucciマウスとHuman histone 2B(H2B)を蛍光標識したトランスジェニックマウスを用いて、臼歯歯胚の発生を器官培養下で高感度共焦点レーザー顕微鏡により三次元的に撮影した。その後、器官の動的変化を定量な情報として解析するため、ライブイメージ画像をもとに、細胞の位置情報を取得することにより、コンピューター上で歯胚上皮組織の形態変化と共に、個々の細胞の三次元的な空間配置の変化や細胞分裂、その方向を再現しうる四次元細胞動態解析法を構築した。本解析法により個々の上皮細胞を経時的に追跡し、細胞の移動距離や細胞分裂、細胞分裂の方向を解析したところ、歯胚上皮組織の中央部のエナメルノットでは細胞増殖が強く抑制され、上皮細胞の三次元的配置はほとんど変化しないのに対して、増殖領域では細胞分裂に伴って盛んに細胞が移動する様子が認められた。さらに、陥入・伸長する上皮組織の先端部では、細胞分裂頻度の高い細胞が維持され、伸長に伴って娘細胞を生み出し続け、つり鐘状形態が形成される様子が観察された。これらの解析により、歯胚発生を再現した四次元モデルを利用することにより、時空間的な細胞動態と器官形態の変化を精密にかつ定量的に解析できることから、数理生物学的な解析と実験生物学的な解析をすることが可能となった。

特に、エナメルノット領域や歯堤領域は細胞増殖停止領域を形成して細胞の三次元的配置はほとんど変化しないのに対して、細胞増殖領域では細胞の分裂方向が制御されると共に、細胞移動距離が相対的に大きいことが判明した。細胞の運動や増殖、形態変化において細胞骨格が重要な役割を果たすことから、これらの領域での特異的局在を解析したところ、アクチン骨格の制御分子であるリン酸化型Cofilinが、発生段階を通して細胞増殖停止領域に局在することが明らかになった。この結果より歯胚上皮細胞の動態制御にCofilinが密接に関与していることが示唆された。以上の成果から、歯胚の形態形成では、細胞動態とアクチン骨格再編成の制御が密接に関与し、これらが統合的に制御されることにより、細胞動態の領域的な差異がうまれ、ダイナミックな形態変化が引き起こされることが示唆された。24年度が最終年度であるため、記入しない。今年度目標とした器官発生の四次元的な細胞動態解析法が確立し、歯胚発生をモデルとした上皮細胞の動態解析を進めた結果、器官形態形成に重要な細胞動態を明らかにしている。これらの成果と並行して、すでに外部研究室との共同研究を通した器官形態形成を再現する数理モデルの構築や細胞動態を制御する分子の探索を進めており、数理モデルの基本的な枠組みの構築と細胞増殖を制御する候補分子のスクリーニングが完了した。そのため来年度は、当初の計画に従い、数理モデルの完成度を高めるとともに、細胞増殖を制御する分子を同定し、同定した分子の遺伝子発現を人為的に制御させることにより数理モデルの実験的な検証を進められる段階にある。研究計画の変更あるいは研究を遂行する上での問題点は特にない。研究計画に従って研究を推進する。
動詞と共起する名詞群の検索エンジンの構築と読解および聴解に対する共起知識の貢献

(1)18年分の新聞コーパスで、動詞と共起する主語と目的語の頻度と活用別頻度一覧を作成した。(2)自他対応動詞36対の頻度を比較して活用別頻度で自他動詞に違いがないことを証明した。(3)視線計測によりL1中国語の動詞統語情報がL2日本語の処理への影響を実証した。(4)理解テストで,L1中国語からL2日本語Lへの統語情報の影響を測定した。(5)脳波実験により、日中で言語非選択的活性化が起こることを検証した。(6)動詞と共起する目的語の共起頻度の影響を視線計測で実証した。(7)中韓越日の言語的特性の言語間の関係をWeb検索できるようにした。(8)新常用漢字の特性がWebで検索できるようにした。平成28年度は、7つのことを行った。第1に、1998年から2015年までの新聞記事テキストデータより、18年間の新聞記事データで、使用頻度を検索するための形態素頻度リストを作成し、大規模コーパスの頻度検索の基礎データを作成した。第2に、726語の基本動詞を選び、上記の形態素頻度リストを使って活用形別の頻度を検索した。そして、Excelに、これらの情報の一覧を作成した。第3に、自他対応動詞34対を選び、上記の頻度リストで自動詞と他動詞の使用頻度を比較した。その結果、未然形、連用形、終止形、仮定形、命令形および全活用の総使用頻度のすべてにおいて、自動詞と他動詞の使用頻度に有意な違いはなかった。命令形については、平方根変換した数値についてのみ、他動詞の頻度が自動詞より多かった。これまで日本語は「なる」言語とされ、自動詞がよく使われる傾向を予測してきた。しかし、動詞によって使われ方が多様であり、自動詞も他動詞もほぼ同じような頻度で使われていることを示した。第4に、日本語(L2)と中国語(L1)の2言語間の形同義漢語動詞の受動態に使用頻度の違いの影響を視線計測によって検証した。第5に、中国人日本語学習者の日本語処理におけるL1中国語とL2日本語の使用頻度の影響を、脳波によって検討すべく、実験を実施した。第6に、日本語、中国語、韓国語、ベトナム語の4言語間の漢字二字で表記される類似語の音韻類似性を計算している。音素の類似性、cbaというR上で起動する音韻的距離を算出した。音素の類似性とcbaによる音韻的距離の相関は、いずれの組み合わせでもr=0.80以上で、非常に高かった。現在、音声提示による語彙類似性判断の実験を韓国語と中国語で実施しており、近日中に分析に入ることができる。さらに、第7に、主観的な音韻類似性判断を測定して、音韻類似性指標の信憑性と信頼性を測定する予定である。動詞頻度コーパスを作成して、活用別の頻度一覧を作成した。これを使って、自他対応動詞36対の頻度を比較して、両者の頻度に違いがないことを証明した論文を投稿しており、現在、査読にかかっている。また、視線計測によりL1の動詞の統語情報がL2に影響することを実証した論文が印刷された。また、テストにより、L1とL2の統語情報の違いの影響を測定した論文も採択されて、印刷中である。2017年12月頃に印刷される予定である。さらに、脳波実験により、言語非選択的活性化を実証する実験を実施している。今後、動詞と共起する主語や目的語の共起頻度を検索することを目的としている。しかし、当初の予定であった名詞との共起頻度の検索は技術的に難しく、現在、進行中である。平成29年度は、5つのことを行った。第1に、日本語は「なる」言語である(池上1981, 2006;西光2010a, 2010b;寺村1976など)と言われており、他動詞よりも自動詞がよく使われる傾向が予測される。そこで、自他対応動詞36対を選び、18年分(1998-2015)の毎日新聞のコーパスを使って、自動詞と他動詞の使用頻度を比較した。その結果、自動詞と他動詞の使用傾向に違いがなく、類似した使用傾向であることを示した。第2に、フランス語や英語などのヨーロッパ諸語と比べて、日本語は、無生名詞が主語になり易く(Hinds, 1986;国広, 1974a, 1974b)、他動詞よりも自動詞に無生名詞を主語につけて表現する傾向がある(池上, 1981, 2006;西光, 2010;寺村, 1976)という議論がある。そこで,使用頻度の高い自他対応のある32対の動詞を選んで、主語にどのくらいの無生または有生の名詞が選ばれているかを調べた。その結果、自動詞の場合に、無生名詞のほうが有生名詞よりも主語になり易く、他動詞だと両名詞群が同じくらいの頻度で主語になることを実証した。第3に、目的語と他動詞で構成される動詞句の共起頻度の影響を視線計測によって実験を実施した。共起頻度の影響が観察され、さらに目的語の名詞の頻度の影響もみられ、詳細の動詞句の認知処理メカニズムを解明するデータを収集した。

第4に、日本語、中国語、韓国語、ベトナム語の4言語間の漢字二字で表記される類似語の音韻類似性を計算して、Web上(http://kanjigodb.herokuapp.com/)で検索できるようにした。第5に、新常用漢字2,136字の様々な特性を検索することができる検索サイトを作成して、誰でも自由にアクセスできるようにした(http://www.kanjidatabase.com/)。(1)18年分の新聞コーパスで、動詞と共起する主語と目的語の頻度と活用別頻度一覧を作成した。(2)自他対応動詞36対の頻度を比較して活用別頻度で自他動詞に違いがないことを証明した。(3)視線計測によりL1中国語の動詞統語情報がL2日本語の処理への影響を実証した。(4)理解テストで,L1中国語からL2日本語Lへの統語情報の影響を測定した。(5)脳波実験により、日中で言語非選択的活性化が起こることを検証した。(6)動詞と共起する目的語の共起頻度の影響を視線計測で実証した。(7)中韓越日の言語的特性の言語間の関係をWeb検索できるようにした。(8)新常用漢字の特性がWebで検索できるようにした。1998年から2015年までの新聞記事テキストデータより、18年間の新聞記事データで使用頻度を検索するための形態素頻度リストを作成し、726語の基本動詞を選んで、活用形別の頻度を検索した。今年度は、これらの動詞と共起する主語や目的語として使われる名詞の頻度を検索してデータベースを作成する予定である。また、共起頻度が日本語学習者の基本動詞の習得に影響するかどうかを実験およびテストで実証する予定である。心理言語学人件費が予定よりも安く上がったので、残金が生じた。コーパス検索により算出された頻度をExcel上で整理するための作業に、人件費を使用する。
適切含意の論理の研究

適切含意の論理の代表的な体系Eの含意断片(論理記号として含意だけを扱う体系)に対するUrquhartモデル(「半束」と「Kripke流の可能世界集合」を組み合わせたモデル)は,適切含意の直感的な意味を自然に反映した優れたモデルであるにもかかわらず,従来あまり研究が進んでいなかった.その中で平成10年度の本研究においては,公理系Eの線形Urquhartモデルに対する完全性定理(すなわち「どんな線形Urquhartモデルにおいても真になる論理式全体」は「Eの定理全体」に一致する」)を証明したが,さらに平成11年度には,周辺の他の論理に関する同様な完全性定理の証明に成功した.すなわち,Eに簡潔な公理を加えたいくつかの論理が「自然に制御されたUrquhartモデル」に対して完全であることを証明した.具体的には,Urquhartモデルに対する自然な制約条件としてmingle条件,hereditary条件,single cluster条件,single world条件を導入した.そしてこれらの条件にそれぞれE上で対応する公理を挙げ,その公理系とラベル付シークエント計算の体系との関係を精密に議論することによって完全性定理を証明した.なおmingle条件に対応する公理は本研究で初めて発見されたものである.この結果は,従来単発的にしか知られていなかった「Urquhartモデルの制約条件」と「公理」との対応関係が自然に統一的に扱えることを示しており,Urquhartモデルが適切含意論理の意味論の新しいパラダイムになる可能性を示している.適切含意の論理の代表的な体系Eの含意断片(論理記号として含意だけを扱う体系)については,すでにいくつものモデルが知られている.その中でもUrquhartによって考案された「半束」と「Kripke流の可能世界集合」を組み合わせたモデル(ここでは「Uモデル」と呼ぶ)は,適切含意の直感的な意味を自然に反映した優れたモデルである.公理系EがUモデルに対して完全であること(すなわち,どんなUモデルにおいても真になる論理式は,必ずEで証明できる)は従来知られていたが,本研究では,この完全性を以下の形に強めることに成功した:公理系Eは線形Uモデルに対して完全である(すなわち,可能世界間の到達関係が線形順序であるようなどんなUモデルにおいても真になる論理式は,必ずEで証明できる).この完全性の証明は,以下の方針でおこなわれる.まず従来のシーケント計算の体系を拡張して「構造化されたシーケント」を扱う体系を導入する.そしてそれが線形Uモデルに対して完全であることを示す.さらに,その体系で証明できる構造化されたシーケントに対して,それを適切に翻訳して得られる論理式がEで証明できることを示す.この翻訳によって,Eが線形Uモデルに対して完全であることが示される.以上の結果を含意以外の論理記号をも含む体系に拡張できるかというのは,来年度の重要な課題のひとつである.もしもそれが解明されれば,モデルの線形性が単に含意断片を扱っていることに由来しているのか,それとも適切含意論理の本質的な性質を表しているのかが明らかになり,適切含意論理の意味論に関するひとつの有用な情報を得ることができる.適切含意の論理の代表的な体系Eの含意断片(論理記号として含意だけを扱う体系)に対するUrquhartモデル(「半束」と「Kripke流の可能世界集合」を組み合わせたモデル)は,適切含意の直感的な意味を自然に反映した優れたモデルであるにもかかわらず,従来あまり研究が進んでいなかった.その中で平成10年度の本研究においては,公理系Eの線形Urquhartモデルに対する完全性定理(すなわち「どんな線形Urquhartモデルにおいても真になる論理式全体」は「Eの定理全体」に一致する」)を証明したが,さらに平成11年度には,周辺の他の論理に関する同様な完全性定理の証明に成功した.すなわち,Eに簡潔な公理を加えたいくつかの論理が「自然に制御されたUrquhartモデル」に対して完全であることを証明した.具体的には,Urquhartモデルに対する自然な制約条件としてmingle条件,hereditary条件,single cluster条件,single world条件を導入した.そしてこれらの条件にそれぞれE上で対応する公理を挙げ,その公理系とラベル付シークエント計算の体系との関係を精密に議論することによって完全性定理を証明した.なおmingle条件に対応する公理は本研究で初めて発見されたものである.この結果は,従来単発的にしか知られていなかった「Urquhartモデルの制約条件」と「公理」との対応関係が自然に統一的に扱えることを示しており,Urquhartモデルが適切含意論理の意味論の新しいパラダイムになる可能性を示している.
SiGe/Si超格子ヘテロフォトトランジスタを用いたビジョンチップに関する研究

Si_<1-x>Ge_xはその吸収端が1.11.95μmと組成xに応じて変化する材料であり,光通信で重要な1.3μm及び1.55μm用受光素子への適用を目指した研究がなされている。この波長帯がイメージセンサとして重要な点は,人間の目に対する被曝許容量が高い波長1.4μm1.8μmの光,所謂「アイセーフ帯」をカバーしていることである。照明光を変調して物体に照射し,その反射光から変調光のみ検波することで背景光に依存しない撮像が可能となる方式が提案されており,その変調照明光としてアイセーフ帯を用いることで,比較的強度の高い光を照射できる。このような変調光検波処理回路とアイセーフ帯受光素子とを画素内に集積化したイメージセンサであるビジョンチップは,SiGe BiCMOSプロセスを用いることで可能となると期待される。我々はこれまでSiGeを用いたアイセーフ帯ビジョンチップの提案と基本検討を行ってきた。今回,アイセーフ帯ビジョンチップへの適用を目指して,RF用のSiGe BiCMOSプロセスを用いて受光素子及びベース層にSiGeを用いたヘテロフォトトランジスタを受光素子として用いた32×32画素イメージセンサを試作し,その基本特性評価を行った。また,今後の展開としてSiGe BiCMOSプロセスを用いた高効率受光素子構造に関しての考察を行った。パルス変調方式はアナログ信号とデジタル信号の融合した方式といえ,微小なアナログ光入力信号を画素並列で取り扱うビジョンチップにとってはSN比やダイナミックレンジの点から非常に有効である。まずパルス変調の基本回路について実証を行い,次にビジョンチップを適用するため,画素間相互作用をパルス形式でいかに実現するかについて検討を行っている。今年度はパルス幅変調に関しては,抵抗ネットワーク結合を実装したビジョンチップについて検討を行った。画像処理には近傍画素間演算が多用されるのでビジョンチップでの近傍画素間演算の実装は非常に重要な課題である。パルス幅変調出力はそのままでは近傍画素間演算は困難であるため,一度コンデンサーに蓄積しアナログ値に変換した後に,バッファーアンプAMPを通して水平抵抗ネットワークによる近傍画素間結合を実装した。変換容量値は220fFであり,1st polyと2nd poly間容量を用いた。この受光回路を水平抵抗により4近傍画素と結合した。水平抵抗はパストランジスタ構成である。ゲート・ソース間にコンデンサを並列接続することでゲート電位を一定にし,線形性を向上させている。なお動作は飽和領域である。1.2μm 2-poly 2-metal CMOSプロセスを想定したHSPICEによるシュミレーションでは01Vの範囲で10kΩ程度が得られている。
非計量的主成分分析と数量化III類に基づくリッカート尺度の正当性の吟味

複数の質問項目に対して,47段階の反応を求め,それを合計して個人の得点とするというのがリッカーと尺度である。こうしたカテゴリカルな反応は,序数データ(順序尺度)と考えられるから,多くの初学者や心理学の外部の研究者はこの方法に疑問を持ち,無反省な数量化と呼ぶ者もある。一方,数量化III類は,これに対抗して推薦されることの多い方法であるが,項目群が複数の次元からなると考えられる場合,数量化III類と,カテゴリカルな反応を数値と見なして行なわれる(広義の)因子分析の結果とは食い違い,しかも数量化III類からは,特有の非線形な数量があらわれる。通常の心理学者は,因子分析から得られる多次元的構造を歓迎するであろう。本研究は,(アイテムカテゴリー型のデータに対する)数量化III類と,非計量的主成分分析の特徴を併せ持つ一般化された方法(Murakami,Kiers & Ten Berge,1999)を用いて,各種のリッカート型データを分析することを通じ,少なくとも通常用いられるような範囲の次元数である限り,数量化III類の意味での量化が正当であるとすれば,リッカート尺度とその因子分析も正当であるとみなせる場合が多いことを示した。また,数量化の結果にしばしば現れる非線形成分が,リッカート型のカテゴリカルデータの場合,極端反応傾向として解釈できる場合があることを示した。特に,第3主成分の解釈から,リッカート尺度において,実際に問題になる極端反応の影響を補正できる可能性が示唆された。それ以外に,非計量的主成分分析に斜交回転を導入することによって,結果の解釈可能性と説明しやすさが増すことや,尺度構成における,いわゆる残余項目の意味についても検討した。複数の質問項目に対して,賛成から反対までの47段階の評定を求め,それらを加算して尺度にするというリッカート法は,しばしば「無反省な数量化」として理論的には退けられながら,実際の心理学の研究においては,大変高頻度で用いられている。この方法の正当性を確認するために,理論的な整備と経験的な検討を行なった。経験面では,この方法を用いて,パーソナリティ測定に関するいくつかのデータ・セットを分析し,次のような暫定的な結論を得た(1999年度の教育心理学会大会で発表)。1.非計量的主成分分析で与えられるカテゴリーウェイトが,リッカート尺度で与えられる等間隔な整数値と著しく隔たることは少ない。2.リッカート尺度の主成分分析によって得られる多次元的特性は,数量化III類では得られないことが多い。本研究は,(アイテムカテゴリー型のデータに対する)数量化III類と,非計量的主成分分析の特徴を併せ持つ一般化された方法(Murakami, Kiers & Ten Berge,1999)を用いて,各種のリッカート型データを分析することを通じ,少なくとも通常用いられるような範囲の次元数である限り,数量化III類の意味での量化が正答であるとすれば,リッカート尺度とその因子分析も正当であるとみなせる場合が多いことを示した。

特に,第3主成分の解釈から,リッカート尺度において,実際に問題になる極端反応の影響を補正できる可能性が示唆された。それ以外に,非計量的主成分分析に斜交回転を導入することによって,結果の解釈可能性と説明しやすさが増すことや,尺度構成における,いわゆる残余項目の意味についても検討した。
食道癌に対する化学療法感受性および副作用予測におけるABCトランスポーターの意義

ABC transporterのうち特にABCC2について、切除サンプルを用いた定量的RT-PCR法および免疫組織染色により術前無治療症例と比較して術前化学療法症例で、また術前化学療法奏効例より非奏効例で食道癌腫瘍のABCC2発現が有意に高いことを見い出した。また、切除サンプルでABCC2高発現症例は低発現症例より予後不良であった。食道扁平上皮癌細胞株パネル(TE1,5,6,9,10,11,14,15)を用い、ABCC2発現解析と化学療法耐性(とくにCDDP)との相関を認めた。なおABCC2発現と化学療法副作用との明らかな相関は認めなかった。進行食道癌において化学療法の効果を治療前に予測できればテーラーメイド治療が確立できその臨床的意義は計り知れない。化学療法耐性や副作用に密接に関連するとされるATP-bidingcassette (ABC)transporterに着目し、これらの食道癌における発現、あるいは食道癌患者の正常組織における遺伝子多型(single nucleotide polymorphism:SNPs)を同定する。これらと化学療法の効果や副作用・予後との関連を明らかにし、その分子メカニズム解明をくわえ最終的に臨床応用しうる化学療法効果および副作用予測システムを確立する。食道扁平上皮癌切除サンプル・食道癌細胞株における各ABC transporter発現解析を行い、それらと臨床病理学的因子および予後についての相関を検討する。また腫瘍における化学療法前後での各ABC transporter発現変化と化学療法副作用・効果との相関について検討し生体サンプルを用いて内因性の耐性および獲得耐性についての理解を深める。また関連施設のデータベースを用いて日本人の食道扁平上皮癌患者に多くみられるABC transporterのSNPsを同定する。「食道癌に対する化学療法感受性および副作用予測におけるABCトランスポーターの意義」という研究テーマであるが、平成27年度の計画としては1食道扁平上皮癌切除サンプル・食道癌細胞株における各ABC transporter発現解析と臨床病理学的因子および予後との相関の検討、2腫瘍における化学療法前後での各ABC transporter発現変化と化学療法副作用・効果との相関、3関連施設のデータベースを用いて日本人の食道扁平上皮癌患者に多くみられるABC transporterのSNPsの同定、であったが、現在までの進行状況としては、1は現在進行中でありABCB1(MDR1)、ABCG2(BCRP)、ABCC1-5(MRP1-5)といった代表的なABC transporterについて遺伝子発現は定量的RT-PCR法により、蛋白発現はIHCにより食道癌切除サンプルおよび食道癌細胞株を用いた解析を行っている(ABCC2についてはすでに化学療法後腫瘍サンプルでの発現上昇を確認している)。2に関しては化学療法前後の生検サンプルのサンプリングを現在行っている段階であり、昨年度後半より今年2月まで食道癌新患症例(とくに術前化学療法症例)が減少していたこともありやや時間を要している。このため平成28年度の計画をやや前倒しして食道扁平上皮癌細胞株パネルを用い、ABC transporter発現解析と化学療法耐性との相関の検討を現在行っている。ABC transporterの蛋白発現解析であるが切除サンプルでの発現解析は比較的容易に方法の確立ができたが内視鏡下生検サンプルでの発現解析はサンプルが小さいため抗体の濃度や発色時間などの細かい条件設定が難しく進行の遅延の原因となっている。「食道癌に対する化学療法感受性および副作用予測におけるABCトランスポーターの意義」の研究計画として1食道扁平上皮癌切除サンプル・食道癌細胞株における各ABC transporter発現解析と臨床病理学的因子および予後との相関の検討、2腫瘍における化学療法前後での各ABC transporter発現変化と化学療法副作用・効果との相関、3関連施設のデータベースを用いて日本人の食道扁平上皮癌患者に多くみられるABC transporterのSNPsの同定、4食道扁平上皮癌細胞株パネルにおける各ABC transporter発現解析と化学療法耐性との相関、発現ブロックによる化学療法感受性への介入の検討(in vitro解析)、という内容を設定した。現在までの進行状況としては、1では代表的なABC transporterのうち特にABCC2について切除サンプルを用いた定量的RT-PCR法および免疫組織染色により術前無治療症例と比較して術前化学療法症例で、また術前化学療法症例のうち奏効例より非奏効例で腫瘍組織のABCC2発現が有意に高いことを見い出した。また、切除サンプルでABCC2高発現症例は低発現症例より有意に予後不良であった。2に関してはABCC2発現と化学療法副作用との関係を検討したが明らかな相関は認めなかった。3については関連施設のデータベース利用のIRB申請が滞っている状態のため現在まで研究進捗の遅延をみとめている。4について食道扁平上皮癌細胞株パネル(TE1,5,6,9,10,11,14,15)を用い、ABCC2発現解析と化学療法耐性(とくにCDDP)との相関を認めた。現在はABCC2以外のトランプポーターについても同様な実験をすすめている段階である。