hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
前立腺がんの発生・進展と癌関連遺伝子異常

本研究ではヒト前立腺癌において癌関連遺伝子を解析することにより、その発癌機構の解明を目的とした。2年度にわたる研究期間を通じて、我々が三重大学泌尿器科、千葉大学泌尿器科、および大阪府立成人病センターと共同して採取、凍結保存している前立腺癌標本を用い、癌関連遺伝子の染色体欠失、遺伝子変異、増幅、およびアンドロゲンレセプター遺伝子の変異、増幅およびメチル化について解析をおこなった。その結果、染色体8p、10pq、16qの領域に共通したLOHを認めた。また、染色体第8番短腕のLPL遺伝子のLOHは臨床病期と正の相関関係を示し、癌の進展に関与すると考えられた。一方、家族性乳癌や一部の前立腺癌に関与すると報告のあるBRCA1およびBRCA2遺伝子についてはLOHの頻度は低く、またBRCA2遺伝子の変異も認められないことより、これら遺伝子の日本人症例での関与は少ないと考えられた。P53遺伝子では、全体の30%、病期D症例を中心に12%に遺伝子変異が検出され、これらの点では欧米との差は認められなかった。しかし、transversion型変異が多く、欧米のtransition型主体の変異様式とは異なっていた。APC遺伝子では、35例中1例に変異が認められたに過ぎず、その関与は低いと考えられた。AR遺伝子変異並びに増幅は、病期D症例13例中6例(46%)に認められ、ホルモン不応性への移行に関与していると思われた。AR遺伝子exonAのmethylationについては、2症例(6%)にHhaI及びHpaII領域にmethylationを認めた。以上より、前立腺癌における癌関連遺伝子の関与が明らかとなり、また癌関連遺伝子の変異頻度および変異様式が日本と欧米で異なることにより前立腺癌における発癌過程の違いが示唆された。しかしながら、前立腺発癌機構の解明に端緒を付けたに過ぎず、なお一層の研究が必要と考えられた。本講座に保管されている前立腺がん凍結標本及びホルマリン固定パラフィン包埋標本を用いて、潜在癌、各臨床病期の前立腺がんのがん関連遺伝子変異及び遺伝子不安定性について分子生物学的手法を用いて、臨床病理学的検討を加え、前立腺がんの進展について解析中である。23個のマイクロサテライトマーカーを用いて、遺伝子不安定性について解析した。潜在癌は浸潤型を中心に8%の頻度で、臨床がんは14%の頻度で確認された。潜在癌或いは臨床病期早期から遺伝子不安定性が認められた。がん関連遺伝子に関して、p53及びAPC遺伝子変異について、PCR-SSCP法にて解析した。p53遭伝子変異に関して、臨床病期Dを中心に、12%の頻度で認められた。また、その変異様式は、欧米の前立腺がんと異なり、transversionが55%、transitionは36%の頻度で確認され、前立腺がん発がん、進展に関して影響を与える因子が異なるのではないかと推察された。APC遺伝子に関して、同遺伝子の存在する5q21のLOHが進行がんに多いと報告され、其の関与が疑われていた。しかし、臨床病期Bがん一例(3%)に、またLOHは16%に認められただけで、其の関与は少ないものと考えられた。アンドロゲンレセプター遺伝子の異常に関して、全codingregionに関してPCR-SSCP法を用いて36症例について解析した。5症例(14%)の変異を認め、臨床病期Dがん2症例がミスセンス変異、臨床病期A,B,D各1症例はexon Aに存在するCAGリピート数の変化を認めた。アンドロゲン不応性の獲得にレセプター遺伝子変異は一部に関与するものの、大部分は違うメカニズムによるものと推察された。

現在、アンドロゲンレセプター遺伝子のプロモタ-領域の変異、BRCA2遺伝子変異及びLOHについて解析中である。我々は、日本人前立腺癌36症例を対象に既知癌関連遺伝子領域を含む12lociの染色体欠失(以下LOH)、BRCA1、BRCA2、及びアンドロゲンレセプター(以下AR)遺伝子変異、および増幅について、また同90症例のp53遺伝子変異を解析した。その結果、染色体8p、10pq、16qの領域に共通したLOHを認めた(8p22-21.3,10q22-24,10q25.1,10p11.2-pter,16q22.1,16q23.2-24.1,16q24.3-qter)。また、染色体第8番短腕のLPL遺伝子のLOHは臨床病期と正の相関関係を示し、癌の進展に関与すると考えられた。一方、家族性乳癌や一部の前立腺癌に関与すると報告のあるBRCA1およびBRCA2遺伝子についてはLOHの頻度は低く、またBRCA2遺伝子の変異も認められないことより、これら遺伝子の日本人症例での関与は少ないと考えられた。P53遺伝子では、全体の30%、病期D症例を中心として遺伝子変異が検出され、これらの点では欧米との差は認められなかった。しかし、transversion型変異を主体とし、欧米のtransition型主体の変異様式とは異なっていた。APC遺伝子では、35例中1例に変異が認められたに過ぎず、その関与は低いと考えられた。AR遺伝子変異並びに増幅は、病期D症例13例中6例(46%)に認められ、ホルモン不応性への移行に関与していると思われた。、AR遺伝子exonAのmethylationについては、2症例(6%)にHhaI及びHpaII領域にmethylationを認めた。以上の如く、本研究では分子病理学的手法を用いて、その発癌機概の解明を試みた。その結果、癌関連遺伝子の変異頻度および変異様式は日本と欧米で異なることが明らかとなり、前立腺癌における発癌過程の違いが示唆された。しかしながら、前立腺発癌機椛の解明に端緒を付けたに過ぎず、なお一層の研究が必要と考えられた。
血栓症の成因と病態、とくに血液凝固とその制御機構障害への分子生物学的アプローチ

1.凝固線溶因子の遺伝性変異分子の解析1)Fibrinogen(Fbg)異常症:2年に亘る本研究において2変異型、AαGly-17→Val(Fbg Bremen)およびAαGlu-11→Gly(Fbd Mitaka II)同定の作業を完了し、報告した。Fbg Bremenは術中出血と創傷治癒不全をもつ14才のドイツ人男子に見出され、構造解析を依頼されたものである。Fibrin(Fbn)・α錯N末3残基Gly-Pro-ArgはFbnの重合反応基を構成すると想定されているが、事実、N末Glyの置換を持つ本異常分子でFbnの重合障害が主徴である。種々の合成ペプチドを用いた実験からN末GlyのValあるいはAlaへの置換は他のアミノ酸への置換に比し機能障害は軽かったことから、重合反応基は遊離アミノ基の立体配置に依存しているものと推定された(業績15)。Fbg Mitaka IIはthrombinとの結合障害が特徴的で、AαGly-11がthrombinとの結合に必須と判明した(業績16)。最近、結晶回析実験から、このGlu残基のcarboxy側鎖はthrombinのArg-173のもつguanidino側鎖とsalt bridgeを作ること、またAαGly-12と共にfibrinopeptide Aに固有のβ-turnの形成に寄与しているとする仮説が提唱された。本異常分子での所見はこれを支持するもので、今後この方向での検索が必要と思われる(業績13)。2)軽症血友病Bを惹起する異常第IX因子:Tokyo I:活性型第XIまたは第VII因子による活性化に際して開裂される部位近傍にVal-182→Ala置換を遺伝子解析で同定するとともに、これに符号する活性化遅滞の分子機作を精製異常IX分子を用いて酵素化学的に解明し、報告した(業績14)。2.細胞接着に関する研究:ヒト高分子キニノゲンが2本鎖に開裂すると細胞接着を阻害することからその分子機作を種々の合成ペプチドやモノクロナル抗体を用いて解析中である。別に、ヒトglioma cellでintegrinの発現と分布を血漿中の各種接着分子との接着反応系で観察した。その結果、生理的環境下には発現しないαVβ3とα5β1の発現および細胞膜上での特異な分布とその移動を見出し、Brain Researchに投稿中である。1.凝固線溶因子異常症の解析:フィブリノゲン(Fbg)異常分子として新しい変異2型を同定した。この中AαGlu-11→Gly変異型(Fbg Mitaka 2)ではトロンビン(Thr)との親和性が著しく低く、Thr凝固が遷延したが、Thr様蛇毒酵素では正常に凝固した。AαGlu-11のもつカルボキシル基がThrとの結合に必須であることを示す重要な所見である。ドイツからの検体、Fbg BremenではThr開裂部位のAαGly-17→Val転換という新しい変異が見出された。

本分子ではフィブリン重合障害は軽度で、フィブリンα鎖NH_2基末アミノ酸のαNH_2基の立体配置が脂肪族アミノ酸間での置換のためほとんど障害されていないことを示唆し、このαNH_2基のフィブリン重合にもつ重要性が確認された。第IV因子異常(IV-Tokyo)ではAla-182→Valという新しい変異が同定され、このため活性化が遅延し、軽い出血をみている。2.細胞表面で進展する凝固線溶系:Fbgをはじめ種々の接着蛋白質に対する血小板の結合を強力に阻害する蛋白質が血漿中に同定され、アミノ酸配列分析から高分子キノニゲン(HMW-Kg)の誘導体(HKa)と判明した(Asakura,S.et al.,J.Cell Biol.116:465-476,1992)。本研究ではHKaに対するモノクロナル抗体の作成に着手しており、2年度にその性状分析を予定している。HKaの種々のプロテアーゼ断片の細胞接着への影響を調べた所、ヒスチヂンに富む断片内に接着を阻害する領域と促進する領域とが同定された。血小板のほか線維芽細胞、ヒト骨肉腫細胞株MG63に対する成績を1993年度のGordon Conferenceおよび国際血栓止血学会で報告予定である。接触相の補酵素とのみ目されてきたHMW-Kgに細胞接着への関わりが見出されたことは血栓症の発症や腫瘍の転移、創傷治癒などの機作解明への足掛りとなるものと期待される。1.凝固線溶因子の遺伝性変異分子の解析2)Factor IXTokyo Iの解析:軽症血友病B患者に見出された本異常分子では活性化に伴って開裂される部位近傍にArg-182→Val置換を同定した。酵素学的分析から、活性化反応は遅延するが、一旦活性化されると、基質である第X因子を正常に活性化するだけでなく、antithrombin IIIによって正常に中和されることが判明した。別にVI性型第VII因子と本異常分子との複合体モデルを用いたコンピューター画像分析でも、上の事実が矛盾しないことが確認された(業績2)。2.細胞接着に関する研究:ヒトgliomacell lineは血液由来のvitronectinやfibronectinに触れるとこれら接着分子に対するreceptoralphavbeta3,alpha5beta1を新たに発現し、その細胞膜上での分布が経時的に変化することを見出した。この現象は脳損傷に伴うgliosisが血液との接触で始動されることを示唆しており、広く創傷治癒機転解明への含蓄を持つものと考えられる(Brain Res.投稿中)。
ヒトMHCクラスII遺伝子領域における多重遺伝子群の構造解明

ヒトMHCクラスII抗原遺伝子領域には, 6個のα鎖遺伝子(DR_α, DQ_α, DX_α, DP_α, SX_α, DQ_α)と8個のβ鎖遺伝子(Dβ1, DRβ2, DRβ3, DQβ, DXβ, DPβ, SXβ, DOβ)が, α鎖-β鎖遺伝子対を形成している.この多重遺伝子群の生成機構と,それに伴う機能分化の機構を調べるために,以下の実験を行なった.1.ヒトβ細胞株のDNAからジェノミックライブラリーを作製し,クロモソームウォーキングによって計500キロ塩基対の領域をクローニングし,クラスII遺伝子の配置と遺伝子間領域の塩基配列上の特徴を調べ,多重遺伝子群の生成機構を検討した. Aluファミリーなどの反復配列の存在様式を調べた結果, DQ遺伝子対とDX遺伝子対の構造が極めてよく似ていることが確認された.またDP遺伝子対とSX遺伝子対の間にも高い相同性がみられる.これらの結果から,租先型のα-β鎖遺伝子対が,少なくとも7回重複して現在のクラスII遺伝子領域を形成したと考えられる.また,この結果は,各クラスII抗原分子の多型性の形成過程を考える上で大きな示唆を与える.2.DR, DQ, DP遺伝子対が形成されるに伴って,各遺伝子産物の機能もまた分化したと考えられている.浜松医科大学微生物学教室の吉田教授,小出助教授らとの共同研究によって,各遺伝子対産物の機能上の差異を検討した.各遺伝子対をコードするコスミドDNAをマウスL細胞内に導入し,得られた形質転換細胞株について, T細胞増殖反応と抗体産生反応の活性化能を調べた. DR, DQ, DP抗原分子はいずれもT細胞増殖反応を活性化した.一方, DRおよびDP抗原分子が抗体産生反応を活性化するのに対してDQ抗原分子は全く活性化能を示さなかった.この結果は, DQ抗原が機能的に他の抗原分子と異なることを明確にした.機能分化における遺伝子重複の役割についても検討した.ヒトMHCクラスII抗原遺伝子領域には, 6個のα鎖遺伝子(DR_α, DQ_α, DX_α, DP_α, SX_α, DQ_α)と8個のβ鎖遺伝子(Dβ1, DRβ2, DRβ3, DQβ, DXβ, DPβ, SXβ, DOβ)が, α鎖-β鎖遺伝子対を形成している.この多重遺伝子群の生成機構と,それに伴う機能分化の機構を調べるために,以下の実験を行なった.1.ヒトβ細胞株のDNAからジェノミックライブラリーを作製し,クロモソームウォーキングによって計500キロ塩基対の領域をクローニングし,クラスII遺伝子の配置と遺伝子間領域の塩基配列上の特徴を調べ,多重遺伝子群の生成機構を検討した. Aluファミリーなどの反復配列の存在様式を調べた結果, DQ遺伝子対とDX遺伝子対の構造が極めてよく似ていることが確認された.またDP遺伝子対とSX遺伝子対の間にも高い相同性がみられる.これらの結果から,租先型のα-β鎖遺伝子対が,少なくとも7回重複して現在のクラスII遺伝子領域を形成したと考えられる.また,この結果は,各クラスII抗原分子の多型性の形成過程を考える上で大きな示唆を与える.2.DR, DQ, DP遺伝子対が形成されるに伴って,各遺伝子産物の機能もまた分化したと考えられている.浜松医科大学微生物学教室の吉田教授,小出助教授らとの共同研究によって,各遺伝子対産物の機能上の差異を検討した.各遺伝子対をコードするコスミドDNAをマウスL細胞内に導入し,得られた形質転換細胞株について, T細胞増殖反応と抗体産生反応の活性化能を調べた. DR, DQ, DP抗原分子はいずれもT細胞増殖反応を活性化した.一方, DRおよびDP抗原分子が抗体産生反応を活性化するのに対してDQ抗原分子は全く活性化能を示さなかった.この結果は, DQ抗原が機能的に他の抗原分子と異なることを明確にした.機能分化における遺伝子重複の役割についても検討した.1.ヒトB細胞株のDNAを抽出し、ジェノミックライブラリーを作製した。既に得ているクラスII抗原DR,DQ,DP,DO,DX,SX各α、β鎖遺伝子対をプローブとして、ライブラリーを新たにスクリーニングしたが、新しいクラス【II】遺伝子または遺伝子断片を含むクローンは得られていない。2.α、β鎖から成る遺伝子対の重複単位の大きさと境界を決定するために、DQ遺伝子対の遺伝子間領域をプローブとして他の遺伝子対クローンと、ハイブリダイゼーションを行なった。その結果DQ遺伝子対とDX遺伝子対との間に強い相同性が認められた。またヒトの反複配列であるAluファミリーおよびKpnファミリーをプローブとして、ハイブリダイゼーションによってその分布を調べたところ、AluファミリーはDR,DQ,DX,DP,SXの各遺伝子対の内部に、またKpnファミリーはDQ遺伝子対に存在することがわかった。DQ遺伝子対とDX遺伝子対においてAluファミリーの配列が存在する場所は互いによく似ており、DQ遺伝子対とDX遺伝子対が、遺伝子重複によって形成されたのが、比較的最近であることが強く示唆された。この知見は、DQαとDXα、およびDQβとDXβ遺伝子の塩基配列に高い相同性があるという先に明らかにされた知見を補強し、ヒトMHC遺伝子領域が形成されてきた過程を考える上で重要である。3.62年度は、HLAクラス【II】領域全体の大きさとその中に含まれる抗原遺伝子の数と配置についてより詳細に調べるために、ジェノミックライブラリーのスクリーニングを行ない、得られたクローンの構造の詳細な解析を進める。
マイクロ振動デバイス開発を促進する高感度３次元振動モード可視化システム

圧電デバイスは,情報通信機器を始めとして多くの電子機器に使用されている.その設計では,その主モードとスプリアスモードの結合回避が重要である.実験的な検証により,解析結果からは得られないスプリアスモードに関する情報を得ることができる.しかしながらこれらの測定法は,被測定デバイス表面を機械的に走査することで得られたデータから振動分布を再構成するものであり,光学系の精密な調整や走査のための測定時間が必要となる.本研究ではレーザスペックル法に,ウェーブレット変換を用いたノイズ除去機構を導入しその効果を検証した.圧電現象を利用した振動子やフィルタは携帯通信機器をはじめ多くの電子機器に利用されている.外部の高周波信号が素子の固有周波数と一致することで圧電を介して共鳴現象を起こし,電気素子では生み出せない安定な周波数を発生することが出来る.特に厚み滑り振動を利用した高周波水晶振動子は,温度に対する周波数安定度が優れているために,電子機器へ応用され小型化および高性能化が急速に進行している.短時間で高精度な振動変位の可視化を行うシステムの実現は,圧電デバイス分野のみならず,広い科学・光学分野での応用が可能である.「実時間ナノメートル振動分布計測」という技術が今後の振動デバイス,科学技術の発展に寄与できるよう価値ある情報を提供したい.課題として「波長の異なるレーザの同軸照射による各振動変位成分の絶対測定」があるが,前年度改良したシステムによる測定結果,すなわち3次元振動変位分布の絶対測定結果の確度を検証するために,マイケルソン干渉計を利用した既存の絶対変位測定系による比較測定を行う.また,これまでの研究に平行して設計製作を行ってきた無振動温度可変温度槽をシステムに導入し,温度可変時の測定の可否について検証する.他のマイクロ振動デバイスにも適応できるようにデバイス保持部分を改良し,汎用性の高いシステムを構築する.さらに全体の研究のとりまとめを行う.圧電デバイスは,情報通信機器を始めとして多くの電子機器に使用されている.その設計には通常FEM (有限要素法)が用いられ,設計検証には試作された圧電デバイスの振動モードを実験的に計測することが有力な手段となる.解析結果と実験結果の比較を行うことで,設計の信頼性を保証することができる.また,圧電デバイスの設計では,その主モードとスプリアスモードと呼ばれる不要振動の結合回避が重要である.実験的な検証により,解析結果からは得られないスプリアスモードに関する情報を得ることができる.上記の理由から,これまでにもX線トポグラフィーやレーザドップラ干渉計等の様々な振動モード測定法が提案されている[1-4].しかしながらこれらの測定法は,被測定デバイス表面を機械的に走査することで得られたデータから振動分布を再構成するものであり,光学系の精密な調整や走査のための測定時間が必要となる.本研究室では,粗く処理された圧電デバイス表面に,レーザ光のようなコヒーレントな光を照射した際に生じる散乱光の干渉光(スペックル)と画像処理技術を用いて振動モードを可視化するレーザスペックル法を提案している[6-12].この手法では,デバイス表面に発生させたスペックルパターンをCCDカメラで取り込み,画像処理を行うことで面内及び面外の振動モードを可視化することができる.レーザスペックル法は簡単な光学系で構成されており,光学系の精密な調整の必要がない.また機械的走査を必要としないため,非常に短時間で振動分布の測定が可能である.圧電デバイスは,情報通信機器を始めとして多くの電子機器に使用されている.その設計では,その主モードとスプリアスモードの結合回避が重要である.実験的な検証により,解析結果からは得られないスプリアスモードに関する情報を得ることができる.しかしながらこれらの測定法は,被測定デバイス表面を機械的に走査することで得られたデータから振動分布を再構成するものであり,光学系の精密な調整や走査のための測定時間が必要となる.本研究ではレーザスペックル法に,ウェーブレット変換を用いたノイズ除去機構を導入しその効果を検証した.我々は,比較的シンプルな機器構成で高周波デバイスの絶対振動変位を短時間で可視化するレーザ干渉計測システムを既に開発している.このシステムのマイクロ振動デバイスへの適用は,デバイスサイズに応じた光学システム,およびさらに微小となる振動変位量に対応した高輝度分解能撮像システムが必要であり,現状システムでの対応は困難である.本研究では以下を目的とした.【高倍率実体顕微鏡導入とレーザ照射システムの構築】機器更新に伴う既存測定システム(ハードウェア)の再構築,および面外方向からのレーザ照射を実現するための光学設計を行う.面外成分測定を実現するための半導体レーザの組み込みを行い,面外成分が既知の圧電振動子を用いて,システムの動作確認を行う.実際にマイクロ振動デバイス(所有するFBAR振動子)を用いて予備実験を実施する.また実験結果を整理し,測定における問題点を抽出する.【HHカメラ導入による測定感度の向上】機器更新に伴う既存測定システム(ハードウェア)の再構築,および測定処理を最適化するための設計(ソフトウェア)を行う.画像処理を最適化するためのソフトウェアの改良を行い,上記の圧電振動子を用いて,システムの動作確認を行う.ビット数による感度向上の検証,実際の測定を通して,ソフトウェアを最適化する.これまでの実験結果を整理し最適測定条件を抽出する.しかし,東日本大震災の影響により納品期日が大幅に遅れ,実験装置の組み始めが年明けになってしまった.

今回の報告書では,まだ具体的な測定値などを盛り込むことはできないが,24年度は引き続き実験装置の調整,測定を行っていくこととする.東日本大震災の影響は,ほぼ完了した.課題としては「高倍率実体顕微鏡導入とレーザ照射システムの構築」と「波長の異なるレーザの同軸照射による各振動変位成分の絶対測定」において,当面の課題を克服した.具体的には,前年度製作したシステムで,マイクロ振動デバイスの面外振動変位分布測定を実施すると共に,面内変位測定に対応した光学システムを組み込み,面内変位が既知の圧電デバイスを用いて予備実験を行うという1点.さらに,本システムの性能をチェックし,面内変位測定上の問題点を洗い出した.また,マイクロ振動デバイスの3次元振動変位分布観測のためのシステム構築が終了した後,振動変位の絶対値が測定できるようシステムの改良を行った.ここまでのシステムではレーザ波長を一定として振動変位分布を測定していたが,絶対変位を求めるために異なる波長のレーザをそれぞれの方向に対し同軸で照射できるようにシステムを改良した.東日本大震災の影響により,可視化システム構築の中核で不可欠である「顕微鏡」や「カメラ」といった機器の納品期日が大幅に遅れたため,実験装置の組み立てを始めることが年明けにずれ込んでしまった.精密なシステム構築のためには,周到な調整が必要であり,安定した測定値を得ていくことはこれからの作業となる.波長の異なるレーザの同軸照射による各振動変位成分の絶対測定があるが,前年度改良したシステムによる測定結果,すなわち3次元振動変位分布の絶対測定結果の確度を検証するために,マイケルソン干渉計を利用した既存の絶対変位測定系による比較測定を行う.また,これまでの研究に平行して設計製作を行ってきた無振動温度可変温度槽をシステムに導入し,温度可変時の測定の可否について検証する.他のマイクロ振動デバイスにも適応できるようにデバイス保持部分を改良し,汎用性の高いシステムを構築する.なお順次発表を行う予定である.【高倍率実体顕微鏡導入とレーザ照射システムの構築】前年度製作したシステムで,マイクロ振動デバイスの面外振動変位分布測定を実施すると共に,面内変位測定に対応した光学システムを組み込み,面内変位が既知の圧電デバイスを用いて予備実験を行う.マイクロ振動デバイス用の面内変位光学系の製作には,高い工作精度と確実な実験検証のため時間が必要であるため実施期間が長く設定されている.上記で得られた結果から,本システムの性能をチェックし,面内変位測定上の問題点(レーザ入射角や除振のための対策,光学モデルの妥当性など)を洗い出す.しかし,東日本大震災の影響により,実験装置の組み始めが24年度を越えてしまった.今後急ぎ修正を行う予定である.【波長の異なるレーザの同軸照射による各振動変位成分の絶対測定】マイクロ振動デバイスの3次元振動変位分布観測のためのシステム構築が終了した後,振動変位の絶対値が測定できるようシステムの改良を行う.ここまでのシステムではレーザ波長を一定として振動変位分布を測定していたが,絶対変位を求めるために異なる波長のレーザをそれぞれの方向に対し同軸で照射できるようにシステムを改良する.科研費で購入予定・旅費予定の内訳は,電子部品と旅費(京都)である.その他,JJAP(応用物理学会)の掲載料も含んでいる.
複雑領域上における構造保存数値解法に関する研究

本研究は,国産の数値手法である「離散変分法」を有限要素法に拡張することを目的としていたが,その中で以下の知見を得た.まず,本研究において空間1次元の場合にH^1の枠組みで有限要素法版離散変分法が構成可能であること,およびいくつかの代表的な偏微分方程式(非局所作用素を含む方程式を含む)に対して適用し,実際に保存則を保つ数値計算が可能であることを示した.またこの枠組みが空間2,3次元の場合にも基本的に拡張可能であることを示した,特に2次元磁場無しのGinzburg-Landau方程式(超伝導現象を記述する方程式)の場合に,実際にスキームが動作することを確認した.また計算の高速化のため,新たに線形化する手法も開発し,その有効性を確認した.本研究は,国産の数値手法である「離散変分法」を有限要素法に拡張することを目的としていたが,その中で以下の知見を得た.まず,本研究において空間1次元の場合にH^1の枠組みで有限要素法版離散変分法が構成可能であること,およびいくつかの代表的な偏微分方程式(非局所作用素を含む方程式を含む)に対して適用し,実際に保存則を保つ数値計算が可能であることを示した.またこの枠組みが空間2,3次元の場合にも基本的に拡張可能であることを示した,特に2次元磁場無しのGinzburg-Landau方程式(超伝導現象を記述する方程式)の場合に,実際にスキームが動作することを確認した.また計算の高速化のため,新たに線形化する手法も開発し,その有効性を確認した.研究実績の概要は以下の通りである.本研究は,国産の数値手法である「離散変分法」を有限要素法に拡張することを目的としていたが,その中で以下の知見を得た.まず前年度までの研究により,空間1次元の場合にH^1の枠組みで有限要素法版離散変分法が構成可能であること,およびいくつかの代表的な偏微分方程式(非局所作用素を含む方程式を含む)に対して適用し,実際に保存則を保つ数値計算が可能であることが示されていた.本年度は,この枠組みが空間2,3次元の場合にも基本的に拡張可能であることを示し,特に2次元磁場無しのGinzburg-Landau方程式(超伝導現象を記述する方程式)の場合に,実際にスキームが動作することを確認した.ただしこの際,通常の方法で構成した非線形スキームが,空間2次元以上の大規模な計算状況下では計算量が非常に多く,実用性に難があることが分かった.そのため,当初の研究計画を若干変更し,計算量を大幅に削減するための原理的な工夫:「スキームの線形化手法」を併せて新たに開発した.これは,有限要素法版離散変分法では元来一段法スキームが構成されるところを,多段法スキームに緩めることで,スキームを線形化する手法である.この手法を用いた場合,元来狙っていた構造保存性は近似に緩められるが,一方で未知数(次段の数値解)に関して線形なスキームを構成可能である.このスキームの時間発展には線形方程式の解法さえあればよく計算量の削減が期待される.実際にこの手法により線形化したスキームを2次元磁場無しGinzburg-Landau方程式の場合に実装し,効率よく適切な数値計算が可能であることを示した.研究実績の概要は以下の通りである.本研究は,国産の数値手法である「離散変分法」を有限要素法に拡張することを目的としていたが,その中で以下の知見を得た.まず前年度までの研究により,空間1次元の場合にH^1の枠組みで有限要素法版離散変分法が構成可能であること,およびいくつかの代表的な偏微分方程式(非局所作用素を含む方程式を含む)に対して適用し,実際に保存則を保つ数値計算が可能であることが示されていた.またこの枠組みが空間2,3次元の場合にも基本的に拡張可能であることが示され,特に2次元磁場無しのGinzburg-Landau方程式(超伝導現象を記述する方程式)の場合に,実際にスキームが動作することを確認されていた.また計算の高速化のため,新たに線形化する手法も開発されていた.本年度はこれらを踏まえ,2次元磁場付きGinzburg-Landau方程式の線形スキームを開発し,数値実験により性能を評価した。その結果,標準的に用いられているスキームよりも定性的により正しい解が得られることが分かった.また,非線形スキームの実装に向けて,現代的な非線形方程式ソルバの調査と性能評価も行った.研究実績の概要は以下の通りである.本研究は,国産の数値手法である「離散変分法」を有限要素法に拡張することを目的としていたが,その中で以下の知見を得た.まず前年度までの研究により,空間1次元の場合にH^1の枠組みで有限要素法版離散変分法が構成可能であること,およびいくつかの代表的な偏微分方程式(非局所作用素を含む方程式を含む)に対して適用し,実際に保存則を保つ数値計算が可能であることが示されていた,またこの枠組みが空間2,3次元の場合にも基本的に拡張可能であることが示され,特に2次元磁場無しのGinzburg-Landau方程式(超伝導現象を記述する方程式)の場合に,実際にスキームが動作することを確認されていた.また新たに線形化する手法も開発され,その有効性が確認されていた.本年度はこれらを踏まえ,非線形スキームを空間2次元の場合に実装し,数値ニュートン法,自動微分,および数式処理などを含むいくつかの実装方式下で,非線形スキームの性能評価を行った.
持続照明環境ストレスを用いたNAFLD モデルラットの構築と治療法の探索

非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)は、不規則な食生活が原因の一つとして位置づけられている。しかし、生理的な条件下でのNAFLD病態をモデルとした実験動物の報告は稀である。門脈血中のサイトカイン濃度の上昇は、肝組織中における炎症反応を亢進させNAFLDを惹起すると考えられている。その病態メカニズムは近年の研究で明らかになりつつある。本研究は、実験動物に明暗周期を変調させた環境を負荷し、NAFLD病態モデル動物の作製を目標とする。肝組織中における炎症物質の遺伝子発現量の同定を目指した。これまでの実績として持続照明環境を負荷した実験動物の肝組織を光学顕微鏡にて観察した結果、中心静脈周囲に大型の脂肪滴の沈着を若干の炎症性細胞の浸潤を認めた。29年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、大分大学医学部分子解剖学講座の藤倉教授から必要な研究サンプルを可能な限り提供してもらった。実験動物は、Wistar系雄性ラット10週齢を用い、持続照明環境として照明の強さを150-200Luxの環境下にて4週間飼育した。飼育期間中は標準固形飼料を自由摂取させた。経過観察中の実験動物の体重の変化は、持続照明環境を負荷した群において有意な体重の増加を示した。しかし、24時間あたりの摂食熱量は群間に有意な差は認められなかった。所定の飼育期間経過後、実験動物を深麻酔下にて開胸し、門脈血の採血後、左心尖部より灌流を行った。その後、肝臓および肩甲骨下部の褐色脂肪組織を30mg程度の重量で抽出し、液体窒素にて凍結させ、ー80°Cにて保存した。一方、4% Paraformaldehydにて灌流固定し、肝臓を抽出し、パラフィン包埋法に則って、組織標本を作製した。組織ブロックは、ミクロトームにて5μmの薄切切片を作製し、スライドグラス上に静置した。組織標本はHE染色を施し、生物顕微鏡にて観察を行った。肝組織の小葉のうち、門脈域と中心静脈周囲に焦点を絞った。それぞれの血管周囲に脂肪沈着を認め、特に中心静脈周囲には肝細胞の核を偏在させる大型脂肪滴が存在した。類洞は若干の拡大を認め、炎症性細胞の軽微な浸潤所見を認めた。他方、肝細胞の壊死、Mallory小体および風船様に腫大した所見は認められなかった。非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)の病態進行後は、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)に進展することから、肝組織中の線維化の評価が必要である可能性があると考えた。平成28年度は、実験計画を推進するため、Wistar系雄性ラットの飼育室の照明環境を持続的に明期に置き換え、4週間飼育した。実験動物一検体あたり4サンプルを抽出し、液体窒素中にて凍結させた後、ー80°C以下で保存した。さらに、織標本用に肝臓を抽出し、4% Paraformaldehydにて24時間浸漬固定し、組織標本はパラフィン包埋法に則り、薄切切片組織標本を作製し、HE染色像を生物顕微鏡にて観察した。一方、当初の計画では、実験動物一群あたりN=10の検体を予定していたが、一群あたりN=4と検体数に若干の変更が生じた。この理由として、麻酔装置等の研究備品および消耗品の整備の遅れが原因として考えられるが、本研究課題の進行を妨げるものではないと判断した。他方、観察した肝組織のうち、炎症性細胞の浸潤所見が軽微な組織標本があった。本研究のストレス応答には個体差が生じることが考えられた。照明環境を持続的に明期に置き換えた実験動物の体重は、通常明暗周期群と比較して有意に増加した。一方、肝組織標本のうち門脈域と中心静脈周囲における病変は、脂肪滴の沈着を認め、特に中心静脈周囲には肝細胞の核を偏在させる大型脂肪滴が存在した。肝細胞の壊死、Mallory小体および風船様に腫大した所見は認められなかった。これらのことから、肝組織全体の炎症反応の惹起は軽微である可能性が考えられた。門脈血を採血し、ELISAにてサイトカイン濃度を定量する。また、実験動物の体重の増加傾向および肝組織中の脂肪沈着が顕著であったことから、体内脂肪の過剰に蓄積していることが考えられた。事前に実験動物の肩甲骨下部の褐色脂肪組織を摘出していることから、脱共役タンパク質(Uncoupling protein:UCP)ー1の定量し、実験動物の熱産生機構の解析を分子生物学的に行う必要があると判断した。

具体的には、抽出した褐色脂肪組織のタンパク質を抽出し、Western Blotting法にてUCP-1の発現量を検討する。NAFLDは、生活習慣病関連疾患に位置づけられ、病態背景に肥満や脂肪肝をはじめ、内臓脂肪の蓄積が深く関連することから、本研究課題の熱産生機構の解析は意義深いと考えられる。以上のことから、平成29年度は、照明環境を持続的に明期に置き換えた実験動物の体内脂肪分布の解析を計画に取り入れて推進する。他方、当初の計画では、実験動物一群あたりN=10の検体を予定していたが、一群あたりN=4と検体数に若干の変更を生じたため、麻酔装置等の研究備品および消耗品の整備を推進し、所定の検体数の確保に努めたい。29年度が最終年度であるため、記入しない。
地域社会を支える地域交換交易システム(LETS)に関する総合研究

近年における地域通貨の台頭はきわめて急で、日本においても100を超える地域通貨が存在しており、界的には数百に及ぶと推測される。本研究では、地域通貨台頭の背景を、都市・地域経済の転換やコミュニティの変質に求め検討を行った。ここでは、社会的経済の急進や地域産業集積の再編という潮流変化のなかで、グローバル化のもうひとっの側面としての局地化が加速しており、ここに地域通貨の急激な拡大の要因があることを論じた。地域交換交易システムに関する研究は、英国における若干の蓄積があるだけで、研究分野としては萌芽段階にある。そこで、既往コミュニティ論の系譜を展望したうえで、転換期にある現下の地域経済を支える新たなコミュニティ構築の視点を明確にすることを試みた。実際には、LETS研究の専門家(大阪ガスエネルギー文化研究所豊田尚吾氏、宝塚NPOセンター山本麗子氏、神戸商科大学野間克敏氏)との研究会を開催し、LETSのあり方や日本や海外におけるLETSの実態についての議論を経済地理学会において行った。また、海外事例として、タイにおいて実験的に行われた地域通貨やコミュニティ・ビジネスの状況について検討を行っている。タイ東北のヤソトン県グッチュム郡ナソ村で2000年3月より地域通貨(ビア・グッチュム)が始まった。本論文では、資料と2002年2月の現地調査をふまえ、次の三点を明らかにした。1.実施までの経緯・1998年からナソ村有志とNGOとの共同作業により、地域通貨が準備された。2.実施可能とした条件1970年代より自立的な農村開発事業が行われていた。NGOとのネットワークが強固だった。指導者層に地元の仏教僧侶がおり、精神的支柱となった。3.実施による成果地域通貨準備のための学習を通じて、地域経済の仕組み、自然環境、健康問題など多様な知識が学ばれ、集団の結束も強固になった。次世代社会経済システムにおける地域通貨の可能性は、なお未知数であるが中小企業群への適用を含め、大きな可能性を有している。本年は、地域交換交易システムに関連する既往研究の展望と理論研究を進めている。そこで、既往コミュニティ論の系譜を展望したうえで、転換期にある現下の地域経済を支える新たなコミュニティ構築の視点を明確にする。実際には、LETS研究の専門家との研究会を開催し、LETSのあり方や日本や海外におけるLETSの実態についての情報収集を行った。わが国においては、現在、「クリン」「ZUKA」「らく」といったボランティア型ともいうべきエコマネーと、「おうみ」「ピーナッツ」「アスタ券」といった市場取引を基軸とする地域通貨の2つのタイプが存在している。いずれも現在実験的な状況から出ていないが、本研究チームはこれらの現場と連動しつつ研究を進めている。地域交換交易システムに関する理論研究は、現時点でほとんどないといってよいが、豊田尚吾氏(大阪ガスエネルギー文化研究所)による分析はに先駆的である。氏との意見交換等を行いながら研究を進めている。現在、地域交換交易システムは、英国などのヨーロッパ諸国、米国・カナダの北米において1,000余の事例が報告されている。また、タイなど発展途上国においても類似の仕組みが報告されている。本研究では、インターネット等を通じて得られる情報をもとに、地域交換交易システムの全体像を検討してきた。

わが国においては、草津、横浜などにおいて先行的に実験が行われている。神戸では被災地復興の過程で、商店街復興と地域コミュニティ再生を連動する仕組みも提案されており、来年度の詳細調査に向け現場との調整を進めている。地域交換交易システム(Local Exchange and Trading System)とは、限定された地域内においてのみ流通する地域通貨ないし域内取引の仕組みを指している。近年における地域通貨の台頭はきわめて急で、日本においても100を超える地域通貨が存在しており、世界的には数百に及ぶと推測される。本研究では、地域通貨台頭の背景を、都市・地域経済の転換やコミュニティの変質に求め検討を行った。ここでは、社会的経済の急進や地域産業集積の再編という潮流変化のなかで、グローバル化のもうひとつの側面としての局地化が加速しており、ここに地域通貨の急激な拡大の要因があることを論じている。また、海外事例として、タイにおいて実験的に行われた地域通貨やコミュニティ・ビジネスの状況について検討を行っている。タイ東北のヤソトン県グッチュム郡ナソ村で2000年3月より地域通貨(ビア・グッチュム)が始まった。本論文では、資料と2002年2月の現地調査をふまえ、次の三点を明らかにした。1.実施までの経緯-1998年からナソ村有志とNGOとの共同作業により、地域通貨が準備された。2.実施可能とした条件-1970年代より自立的な農村開発事業が行われていた。NGOとのネットワークが強固だった。指導者層に地元の仏教僧侶がおり、精神的支柱となった。3.実施による成果-地域通貨準備のための学習を通して、地域経済の仕組み、自然環境、健康問題など多様な知識が学ばれ、集団の結束も強固になった。次世代社会経済システムにおける地域通貨の可能性は、なお未知数であるが中小企業群への適用を含め、大きな可能性を有している。
患者の平均在院日数による病院機能の類型化に関する研究

1.対象:大阪府I市の国民健康保険による入院医療について、昭和58年度および61年度の診療報酬細書を対象に分析を行った。被保険者数は、昭和58年度が3万332人、61年度が2万9804人であり、対象となった明細書枚数は、両年度においてそれぞれ6548件、8000件、患者数は2249人、および2651人であった。2.結果:(1)患者1人当たり在院日数区分別患者数は、両年度において「30日以下」がそれぞれ1296人(57.6%)、1458人(55.0%)、「31ー90日」が505人(22.5%)、630人(23.7%)、「91ー180日」が222人(9.9%)、238人(9.0%)、「181日以上」が226人(10.0%)、325人(12.3%)であった。なお3年間に、それぞれ12.5%、24.8%、7.2%、43.8%の増加があった。(2)在院日数区分別患者1人当たり平均在院日数は、両年度において「30日以下」が11.6日、11.7日、「31ー90日」が54.1日、54.0日、「91ー180日」が125.4日、127.9日、「181日以上」が308.2日、288.4日であった。3.まとめ:(1)今日の病院機能は、平均在院日数が1か月未満の急性病院、1ー3か月の亜急性病院、3ー6か月の中期病院、6か月以上の長期病院に類型化しうると考えられる。(2)それぞれの必要病床数(ただし61年度実績による)は、急性用は約50床、亜急性用は約100床、中期用は約85床、慢性用は約260床、計495床と計算される。病床数割合は、それぞれ10.1%、20.2%、17.2%、52.5%である。1.大阪府I市の昭和58年度国民保険診療報酬明細書(以下レセプトという)のうち入院分について,市の国保課において確保された全レセプト6,548枚をもとに,入院患者の性別,年齢,入院年月日,医療機関の所在地および経営種別,在院日数,病名(疾病中分類により3個まで採用)に関して,全てのデータのコンピュータへの入力を完了した.2.本データから得られた主な分析結果は,以下のとおりである.(1)年間の入院患者数は,男が1,014人(レセプト枚数3,050)女が1,235人(レセプト枚数3498枚),総数2,249人であった.患者の年齢分布について, 70歳以上高齢者の占める割合は,男が24.7%,女が25.3%,総数が25.0%であった.(2)年間の診療点数は,男が101,597千点,女が104,528千点,総数が206,125千点であった.このうち70歳以上高齢者の診療点数は,男が35.6%,女44.6%,総数が40.2%であった.(3)疾病大分類別の患者数の割合は,主な疾患として循環系疾患が25.1%,消化器系疾患が19.4%,妊娠等の合併症が12.8%,新生物が9.2%,呼吸系疾患が9.1%などであった.(4)在院日数区分別の患者数の割合は, 1-30日が最も多くて57.6%を占め,ついで31-60日が14.7%, 61-90日が7.8%などであった.また181日以上の者が10.1%(226人)を占めた.(5)疾病分類別の総在院日数について,循環系疾患では男が22,035日,女が28,833日で,総数が50,858日であった.また循環系疾患の平均在院日数は男が80日,女が100日,総数が90日であった.3.なお昭和61年度のデータ(レセペト枚数約9000枚)については,現在パンチ穿孔依頼中である.1.対象:大阪府I市の国民健康保険による入院医療について、昭和58年度および61年度の診療報酬細書を対象に分析を行った。2.結果:(1)患者1人当たり在院日数

区分別患者数は、両年度において「30日以下」がそれぞれ1296人(57.6%)、1458人(55.0%)、「31ー90日」が505人(22.5%)、630人(23.7%)、「91ー180日」が222人(9.9%)、238人(9.0%)、「181日以上」が226人(10.0%)、325人(12.3%)であった。なお3年間に、それぞれ12.5%、24.8%、7.2%、43.8%の増加があった。(2)在院日数区分別患者1人当たり平均在院日数は、両年度において「30日以下」が11.6日、11.7日、「31ー90日」が54.1日、54.0日、「91ー180日」が125.4日、127.9日、「181日以上」が308.2日、288.4日であった。3.まとめ:(1)今日の病院機能は、平均在院日数が1か月未満の急性病院、1ー3か月の亜急性病院、3ー6か月の中期病院、6か月以上の長期病院に類型化しうると考えられる。(2)それぞれの必要病床数(ただし61年度実績による)は、急性用は約50床、亜急性用は約100床、中期用は約85床、慢性用は約260床、計495床と計算される。病床数割合は、それぞれ10.1%、20.2%、17.2%、52.5%である。(1).本研究は大阪府I市の昭和58年度、および61年度の国民健康保険診療報酬明細書のうち入院分として、同市の国保課で確保された全ての明細書、それぞれ6548件(患者数2249人)、8000件(同2651人)の実績をもとに実施したものである。(2).昭和58年度、および61年度における患者の年間総在院日数は、それぞれ13万9815日と17万5188日であり、25%(3万5373日)の増加率であった。最も増加率の大きかったのは、60ー64歳の者、次いでは55ー59歳の者で、これらの者の増加日数が全増加日数の50%を占めた。70歳以上老人の増加は45.0%を占めた。(3).患者1人当たり平均在院日数は、両年度においてそれぞれ66.5日、65.7日であり、差を認めなかった。70歳以上老人についても、180日以上入院した者の平均在院日数はそれぞれ308日、267日であり、同未満では50.8日、49.7日であり、在院日数の増加傾向は認められなかった。(4).患者1人当たり在院日数区分別患者数は、30日以下がそれぞれ57.6%、55.0%、31ー90日が22.5%、23.7%、91ー180日が9.9%、9.0%、181日以上が10.0%、12.3%であった。それぞれの患者数の増加率は、12.5%、24.8%、7.2%、43.8%であった。なお、181日以上の在院日数の者の中では70歳以上老人が、それぞれ48.7%、(110人)、45.2%(147人)を占めた。(5).以上の患者の在院日数の分布からみると今日の病院機能は、平均在院日数が1か月未満の急性病院(病床数約55%)、1ー3か月の亜急性病院(同23%)、3ー6か月の中期病院(同10%)、6か月以上の長期病院(同12%)に類型化しうると考えられる。
短工程で合成可能な有機π共役系分子を基盤とした光電子プラットフォーム材料の創出

可視近赤外領域の光吸収特性に優れた有機π共役系分子は、半導体特性や特異な発光特性から、色素としての利用のみならず有機薄膜太陽電池(OPV)をはじめとする有機エレクトロニクスへの応用がなされ、現代社会を支える機能性分子材料として広く研究されている。一方で、真に有機エレクトロニクスに資するためには、生産コストの観点から、優れた物性を有するだけでなく簡便に合成可能かつ化学修飾が容易で、種々の応用が可能な分子骨格が求められている。本研究では、これまで研究対象としてきた新規色素をプラットフォーム骨格として用いることで、物性と生産コストを両立させる新規有機π共役系分子の創出に挑む。
マウス肝臓癌発生におけるH-ras遺伝子の役割についての検討

腫瘍の発生には癌遺伝子の突然変異による活性化または過剰発現が重要と考えられている.これまで我々はヒトプロト型H-ras遺伝子導入トランスジェニック(Tg)マウスに四塩化炭素を慢性投与することによりnon-Tgマウスに比べ約5倍の肝腫瘍発生がみられることを報告してきたが,この際導入H-ras遺伝子に突然変異による活性化はみられず,腫瘍発生には突然変異による活性化は直接関係しないことが明らかとなった.ヒトプロト型H-ras遺伝子導入Tgマウスはそもそも肝臓内で正常の2-3倍のH-ras遺伝子の発現があるが,一般にH-ras遺伝子が線維芽細胞をトランスフォームするには少なくとも正常の10-100倍のH-ras遺伝子発現が必要とされている.そこで今回,Tgマウスに四塩化炭素を慢性投与した際,H-ras遺伝子発現量に変化があるかどうか,マウス肝臓よりmRNAを抽出することによりcompetitive PCR法にて測定した.その結果,四塩化炭素を慢性投与することにより,前回の実験と同じく,Tgマウスではnon-Tgマウスに比べ5倍の肝腫瘍発生がみられ,Tgマウスでは肝細胞癌の発生もみられたが,H-ras遺伝子発現量はTgマウスに生じた肝細胞癌においても四塩化炭素非投与群と同様,non-Tgマウスに比し2-3倍の増加のみで,細胞を単独でトランスフォームするような発現増加はみられなかった.以上より,マウスにおいて,プロト型H-ras遺伝子の発現は,たとえ単独で腫瘍発生させるのに不十分な量でも,四塩化炭素慢性投与により肝細胞に繰り返す壊死再生をおこすことにより,肝腫瘍発生促進的に作用していることが示された.腫瘍の発生には癌遺伝子の突然変異による活性化または過剰発現が重要と考えられている.これまで我々はヒトプロト型H-ras遺伝子導入トランスジェニック(Tg)マウスに四塩化炭素を慢性投与することによりnon-Tgマウスに比べ約5倍の肝腫瘍発生がみられることを報告してきたが,この際導入H-ras遺伝子に突然変異による活性化はみられず,腫瘍発生には突然変異による活性化は直接関係しないことが明らかとなった.ヒトプロト型H-ras遺伝子導入Tgマウスはそもそも肝臓内で正常の2-3倍のH-ras遺伝子の発現があるが,一般にH-ras遺伝子が線維芽細胞をトランスフォームするには少なくとも正常の10-100倍のH-ras遺伝子発現が必要とされている.そこで今回,Tgマウスに四塩化炭素を慢性投与した際,H-ras遺伝子発現量に変化があるかどうか,マウス肝臓よりmRNAを抽出することによりcompetitive PCR法にて測定した.その結果,四塩化炭素を慢性投与することにより,前回の実験と同じく,Tgマウスではnon-Tgマウスに比べ5倍の肝腫瘍発生がみられ,Tgマウスでは肝細胞癌の発生もみられたが,H-ras遺伝子発現量はTgマウスに生じた肝細胞癌においても四塩化炭素非投与群と同様,non-Tgマウスに比し2-3倍の増加のみで,細胞を単独でトランスフォームするような発現増加はみられなかった.以上より,マウスにおいて,プロト型H-ras遺伝子の発現は,たとえ単独で腫瘍発生させるのに不十分な量でも,四塩化炭素慢性投与により肝細胞に繰り返す壊死再生をおこすことにより,肝腫瘍発生促進的に作用していることが示された.
大腸がん浸潤先進部におけるがん間質相互作用に関する分子機構の研究

大腸がんの浸潤先進部において、がん細胞周囲に存在する間質組織に注目し、圧排性発育を呈するがん間質と、浸潤性発育を呈するがん間質の発現を比較した。浸潤性発育を呈する腫瘍の周囲において発現の高かった候補遺伝子のうち、CXCL12(ケモカインのリガンドの一種)においてヒト大腸がん症例165例を用いた免疫組織化学染色を施行した。浸潤性発育を呈する腫瘍部分に高頻度にCXCL12の発現を認め、CXCL12高発現群は有意な差をもって予後不良であることがわかった。ヒト大腸がんにおけるがん間質相互作用の発現解析を行うため,ヒト大腸がんの手術検体より,がんの浸潤先進部が含まれる凍結標本を作製し,レーザーマイクロダイセクション法によりがん間質のみを回収した。組織学的に,腺管構造が保持されているがん周囲の間質をType1,腺管構造が崩れ脱分化傾向を認めるがん周囲の間質をType2と分類し,各群10例ずつ症例を選び,上記の形態学的特徴を有するがん間質組織のみを回収した。回収した組織より抽出したRNAをサンプルとしAffymetrix社のGene Chip(HumanU133 Plus2.0)による発現解析を施行した。得られたデータを遺伝子発現データ解析ソフトウエアであるExpressionistを用い,fold値2倍以上,p<0.05の条件から567遺伝子を選び出した。候補遺伝子の中で著明な差を認める遺伝子について,定量的PCRにてvaridationを行った。定量的PCRにて有意な差を認めた遺伝子に対し,ヒト大腸がん組織切片(ホルマリン固定パラフィン包埋切片または凍結切片)を用い,候補遺伝子のコードするタンパク質に対する抗体で免疫組織化学染色を行った。Type1と比較しType2で発現の高い候補遺伝子の中には,間質の線維芽細胞や血管内皮細胞に発現を認める分子と共に,腫瘍の浸潤先進部の低分化傾向を示す腫瘍細胞に強く発現を認める分子も複数認められた。そのうち,ケモカインの一つであるCXCL12(またはSDF-1:stromal derived factor-1)は,間質にも弱い発現を認めるが,大腸がん細胞により強い発現を認めた。臨床経過のおえるヒト大腸がん症例のホルマリン固定切片を用いた免疫組織化学的検討を行い,大腸がん細胞において,CXCL12高発現症例は,CXCL12低発現症例と比して,有意に予後不良であることが示された。またその他の臨床病理学的因子との検討を行い,リンパ節転移および深達度と共に独立した予後予測因子となることが示された。ヒト大腸がんを組織形態により2つのtypeの間質に分け、それぞれの像を認める部分をレーザーマイクロダイゼクションにより組織を採取し、RNAを抽出し、がん間質の発現解析[Affymetrix社のGene Chip (HumanU133 Plus2.0)]を施行した。得られたデータを遺伝子発現データ解析ソフトウエアであるExpressionistを用い、fold値2倍以上、p<0.05の条件から567遺伝子を選び出し、数種類の抗体を用いて免疫組織化学染色を施行した。昨年報告したCXCL12を用いた臨床病理学的因子の検討をさらに詳細に行い、腫瘍全体におけるCXCL12の発現程度と、腫瘍の浸潤先進部におけるCXCL12陽性のbuddingの個数により大腸がん症例165例を各2群に分けた。高発現群は低発現群に比して、budding多数群は少数群に比して有意に予後不良であることがわかった。またそれら2つの因子を組み合わせたCXCL12高発現・budding多数群は、それ以外の症例と比して、統計学的にさらに強力な予後予測因子となることが分かった。また、その他の候補遺伝子として挙げられたLumican、TLE4などにおいても免疫組織化学染色を施行し、これら分子の間質における発現程度と大腸がんの予後との間に相関があることが分かった。また候補遺伝子の上位に挙げられたが免疫組織化学染色に適応する抗体が手に入らなかったMARCO、EphrinB3、SERPINB5については、モノクローナル抗体を作製した。EphrinB3に関しては免疫組織化学染色が可能な抗体を作製することができ、EphrinB3はがん間質にfocalに発現することが確認された。以上より、がん間質に発現し、大腸癌の予後と相関する重要な分子を多数選出することができた。