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東日本大震災を踏まえた中小企業にも可能な有効な災害時事業継続方策の研究

中小企業にも有効で採用可能な災害時の事業継続方策を研究するため、2011年の東日本大震災で早期復旧を果たした被災企業のヒアリングを行い、加えて、2016年の熊本地震での被災企業にも同様に行った。これらより災害後の早期復旧の達成に必要な要素を把握し、さらに、被災の教訓を活かした改善策についても把握できた。これらを踏まえ、また、研究代表者らが参加する事業継続計画(BCP)の研究会の企業との意見交換も行ったうえで、BCPの策定や改善を促進するツールを開発した。これを「中小企業BCP導入ガイドBCP策定を目的意識、戦略の差異を踏まえて実効性重視で解説」という名称で研究代表者のHPから公開した。東日本大震災を踏まえた中小企業にも可能な有効な災害時の事業継続方策を研究するため、以下のような活動を行った。第一に、大震災で被災した後、早期復旧を果たした東北地方の中小・中堅企業10社に対して、現地ヒアリングを行った。このうち被災当時、既に事業継続計画(BCP)を策定していた企業は比較的少ないため、BCPを持っているのと同等に迅速な対応を行っていた企業も対象とした。ヒアリング内容は、(1)被災の状況と復旧の状況、(2)被災を踏まえた事業継続の対応の改善、(3)現在の平常時の事業継続力の維持管理の状況である。第二に、この結果の概要を、研究代表者が呼び掛け月1回のペースで開催している「企業・組織のBCP/防災勉強会(@仙台)」(参加メンバー40名程度)に提示し、ディスカッションを行った。第三に、これらの前提として、被災企業調査や復旧事例等の先行文献調査を行った。ヒアリングの企業の選定もそれらの分析に基づいている。これらの結果、大震災当時にBCPを策定していたか否かにかかわらず、1経営者が即座に「重要取引先を失う前に復旧する必要性」を意識し行動を起こしたことが重要であること、2拠点を失った場合、すぐ代替拠点を確保できるためには業界内のつながりが重要であること、3同業他社の復旧が遅れる中、代替供給者としてシェアを増やすことに成功した例も珍しくなく、事業継続の取組の成果として期待できること、などが判明した。また、早期復旧・事業継続に関しては行政の役割も大きく、許可手続などを迅速かつ柔軟に行ったことで企業の対応が円滑に進んだ例がある一方で、土地の嵩上げ工事の決定の遅れが工場再建の時期を遅らせ復旧の支障になった例もみられ、行政の企業の事業継続に対する理解と認識を災害前から高めておくことが必要であることも判明した。東日本大震災を踏まえた中小企業にも有効な災害時の事業継続方策を研究するため、平成27年度は以下のような研究活動を行った。第1に、東日本大震災で被災した後に早期復旧を果たした東北地方及び茨城県の中小・中堅企業を中心とする企業9社に対して、昨年度に続き現地ヒアリングを行った。ヒアリングの内容は、(1)被災の状況と復旧の状況、(2)被災を踏まえた事業継続の対応の改善、(3)現在の平常時の事業継続力の維持管理の状況である。その結果、昨年度の成果と合わせて、これら事項に関してほぼ十分な把握を行うことができた。第2に、ヒアリング調査の成果を議論する機会として、研究代表者が主宰し、月1回開催している「企業・組織のBCP/防災勉強会(@仙台)」において、事業継続の先進的なアプローチを行っているヒアリング先の企業を講師に迎えることを含め、調査結果について意見交換を行った。第3に、調査で把握できた早期復旧のための重要要素、すなわち、1経営者が即座に復旧行動を起こすこと、2代替拠点の確保には業界内のつながりが重要であること、3企業の早期復旧に地域の土地の嵩上げなどの復興事業に要する時間が支障になる場合が少なくないこと、などの点を学術論文としてまとめ、学会誌に投稿し、査読論文として掲載を果たした。また、被災地で行われた学会のワークショップで論文発表を行った。第4に、これら調査及び意見交換の結果を踏まえて、中小企業にも分かりやすいBCPの様式集の素案を試作した。さらに、所属研究所の被災地内のサテライトオフィスの協力も得てこの様式集について議論する場を設け、地元企業、組織と意見交換会を開催した。その結果、2年度にわたって進めてきた研究の成果について、企業・組織の経営者・担当者からも一定の理解と評価を得ることができた。東日本大震災で被災し、実際に早期復旧を果たした企業への個別ヒアリングは、昨年度からの累計で20社近くとなり、他に調査に協力を得られなかった企業もあることから、残るヒアリング候補がほぼない状況に至った。そこで、これまでの調査で把握できた災害発生時の事業継続に関する重要要素、企業の早期復旧を実現させるための留意事項などを整理し、文献調査の結果も合わせて論文化し、地域安全学会の学術誌に投稿し、査読者からの貴重な指摘も得ることができ、査読論文として掲載できた。なお、他の学術雑誌への一般論文の中でも調査成果の一部を紹介した。また、宮城県気仙沼市で開催された地域安全学会の「東日本大震災連続ワークショップ」において、執筆した論文を学会発表し、防災の専門家や地元関係者と意見交換を行うことができた。加えて、仙台で研究者代表者が主催しているBCPの勉強会(企業、行政、研究者が参加)でも論文内容に関する議論を行った。その結果、研究の成果について概ね良好な評価を得ることができた。さらに、本研究の成果の一つとして作成する予定の、中小企業を主に想定した事業継続計画(BCP)の普及・啓発資料について、第一段階として、BCPに記載すべき重要事項を網羅する簡易なBCPの様式集を作成した。

ただし、様式集に内容を埋めるだけで有効なBCPができるわけではないので、企業に説明しつつ意見交換をする必要がある。そこで、所属研究所の被災地における防災文化講演会活用し、地元事業者や行政関係者20名程度に対して試作した様式集に盛り込んだ事項やその意義などを説明し、意見交換を行って参加者から概ね理解を得ることができた。そこで、平成28年度には、この様式を基礎として、分かりやすい説明や事例を入れて拡充を行っていくことにより、本研究の成果として想定している中小企業にも有効な普及・啓発資料を完成できると考えている。平成26年度から29年度の3年間、東日本大震災に加え、熊本地震をも踏まえて、中小企業にも可能な有効な災害時の事業継続方策を研究し、以下の実績を上げた。第1に、東日本大震災で被災した後に早期復旧を果たした東北地方の中小・中堅企業13社及び参考として大企業3社に対して現地ヒアリングを行い、被災後の事業継続や早期復旧の成功要因を把握した。例えば、取引先へ原料転売の防止や別の調達先からの購入の防止などのために迅速な連絡が不可欠であること、経営者が日頃から工場等の代替拠点のイメージを持ち、被災後に即座に代替拠点の確保行動に着手することなどが重要な要因であった。これらを査読論文、一般論文等で発表した。第2に、平成28年4月に発生した熊本地震での被災企業も重要な調査対象事例となるため、熊本地震で被災した後に早期復旧を果たした中小・中堅企業5社、参考として大企業5社に現地ヒアリングを行い、被災後の事業継続や早期復旧の成功要因を把握した。例えば、事前の非構造材の耐震対策の重要性、被害が大きい場合の代替拠点での事業継続の必要性、被災した従業員への配慮などが重要な要因であった。その内容を査読論文としてまとめ、現在、論文審査中である。第3に、これらのヒアリング結果を、研究代表者が毎月主催している「企業・組織のBCP/防災勉強会(@仙台)等の場で説明し、企業、行政、研究者等のメンバーと、中小企業が有効な事業継続計画(BCP)を策定することを推進するマニュアルにどのように活かすのが有効かなどの議論を数回行った。第4に、上記の結果を踏まえて「中小企業BCP導入ガイドBCP策定を目的意識、戦略の差異を踏まえて実効性重視で解説」(14章構成)を作成し、研究代表者のホームページ(所属研究所よりリンクあり)から公表して一般の自由な利用に供した。中小企業にも有効で採用可能な災害時の事業継続方策を研究するため、2011年の東日本大震災で早期復旧を果たした被災企業のヒアリングを行い、加えて、2016年の熊本地震での被災企業にも同様に行った。これらより災害後の早期復旧の達成に必要な要素を把握し、さらに、被災の教訓を活かした改善策についても把握できた。これらを踏まえ、また、研究代表者らが参加する事業継続計画(BCP)の研究会の企業との意見交換も行ったうえで、BCPの策定や改善を促進するツールを開発した。これを「中小企業BCP導入ガイドBCP策定を目的意識、戦略の差異を踏まえて実効性重視で解説」という名称で研究代表者のHPから公開した。
木材・セルロースなどバイオマスからの生分解性高分子材料の創製に関する研究

本研究ではバイオマス特にセルロースアセテート(CA)の新しい可塑化法、及びバイオマスの液化とその三次元硬化性細脂への変換に関して検討した。前者について、まず二塩基酸無水物とモノエポキシドをCA共存下、70°C180°Cで2025分間混練反応することによるCAの可塑化を検討した。その結果、CAの残存水酸基と二塩基酸無水物のオリゴエステル化反応によるグラフトと、CAが関与しないオリゴエステル化物、すなわちホモオリゴマーによるCAの可塑化が効果的に発現することが知られた。この場合低分子量可塑剤を用いて可塑化するとき起こりがちなブリーディングが起こりえた。これはグラフト量を多くすることで抑制できることが知られ、グラフト効率を大きくする手法の開発を試み、ブリーディングの抑制をなしうる反応条件を求めた。同じ目的で乳酸、グリコール酸といったヒドロキシ酸のCA共存下での重縮合反応を検討し、同様の結果を得たが、反応時間が長いという欠点があった。次にこれらの試みで共通した問題点である高グラフト効率化が、スズ系触媒を用いる環状エステルの開環グラフト重合により解決しうることが明らかになり、関連の反応条件が検討されると共に、より優れた加工性と成形物物性を与えうる反応法が追求され、望ましい結果を得ることができた。他方、液化と熱硬化性樹脂化についても、より実際的な液化法である酸触媒液化法を含め液化機構の解明を分子オーダーで進めることができ、液化物の安全性についての知見を得た。また液化物の熱硬化反応性を測定し、それを液化条件と結びつけると共に、より高い反応性を持った液化物からの成形物の高物性化についても検討した。他に、官能基含量の少ない「米ぬかピッチ」への官能基導入とそれらをポリオール成分とするポリウレタン発泡体の調製についても検討を進め良好な結果を得た。なお、多くの反応生成物で生分解性の向上を確認した。セルロースジアセテートが生分解性高分子であることが、最近になってはっきりと証明されたが、それをプラスチックとしてみた時、熱可塑性が不十分デ、乾式加工性を欠いている。そこで生分解性を保ったままで、可塑化する研究が必要となる。本研究は新しい視点で、より範囲を拡げてそれを行おうとしているが、今年度は次のような結果を得た。(1)バイオマスの誘導体化による熱可塑化について、アセチル化を中心に検討した。とくにセルロースおよび木材の低濃度硫酸触媒高温法アセチル化が相対的に容易に進むこと、反応中に低分子化されやすいデンプンの場合でも、同アセチル化法で市販のセルロースジアセテートと同等の分子量を持つものが調製され得ることなどが知られた。(2)木材、セルロース及びデンプンのアセチル化物の生分解性脂肪族ポリエステルとのブレンドによるプラスチック性の増強を検討した。たとえば、上記のアセチル化デンプンとポリカプラクトンとのブレンド時に、両者のグラフト体を少量相溶化剤として添加すると、均一性の高い物性のすぐれた成形物が得られた。(3)セルロースアセテート等の存在下で乳酸のオリゴエステル化反応を行い、後者の前者へのグラフト物を分別して得た。この反応によりセルロースアセテートの熱可塑性を格段に向上させることが出来た。(4)アセチル化

バイオマスの反応性可塑剤を用いる混練反応による熱可塑性の増強について調べ、とくに、ホモオリゴマーのブリードアウトを防止する方法として、グラフト量とグラフト鎖長を大きくすることが効果的であることを明らかにした。(5)バイオマスのフェノール類あるいは多価アルコール類存在下での液化の条件と液化物の熱流動性を含む特性、樹脂化反応性、さらにはモデル化合物を用いての液化機構について検討を進めている。(6)上記液化物の応用の研究を進めている。セルロースジアセテートの新しい可塑化の研究、デンプンの熱可塑性高分子への変換の研究およびリグノセルロースとデンプンの液化と応用および液化機構解明の研究を昨年に引き続き行い、次のような結果を得た。(1)セルロースジアセテートの存在下で乳酸とグリコール酸あるいは乳酸と6-ヒドロキシカプロン酸の重縮合反応を行うことにより後者の共縮合体が効果的にセルロースジアセテートにグラフト鎖として導入され、それが熱可塑化されることを知った。その際、グリコール酸あるいは6-ヒドロキシカプロン酸がより多くグラフト鎖中に導入されること、グラフト鎖長は短いことが知られた。また、反応条件の制御により、ガラス状からエラストマー状間で広範な物性の生成物を作りうることを明らかにした。(2)セルロースジアセテートへのε-カプロラクトンないしそれとラクチドとの開環グラフト重合について検討し、触媒種の選択を主とする反応条件の適正化により、数分の反応で効果的にグラフト重合を行うことが出来、広範な物性の熱可塑性樹脂を創製しうることを明らかにした。この場合(1)の直接重縮合法と異なり、共重合組成的にはラクチル単位に富んだものとなることが知られた。(3)適切なデンプンのアセチル化法を選択し、他種生分解性プラスチックとのブレンドにより優れたプラスチック材料を作りうる見通しが得られた。(4)リグノセルロースのフェノールあるいはポリエチレングリコールやポリカプロラクトンなどポリオール存在下、酸触媒ないし無触媒液化について液化機構の解明を進めると共に、連続液化装置の開発に関する検討を進めた。とくに高温無触媒条件で多糖のフェノール液化を行う場合について、液化がラジカル開裂により進行すること、その際水の存在が重要な役割を演じ、それが十分に存在する場合グルコースが多量に中間生成物として生じることが実験的に知られた。木材・セルロースなどバイオマスから新規な生分解性高分子材料を作り出すという研究を、それらバイオマスを可塑化し、成形しうるプラスチック材料にするというテーマおよび多価アルコールやフェノール類の存在下でバイオマスを液化し、次に液化物を三次元硬化性の樹脂にするということに関連するテーマに大別して進めた。前者に関し、セルロースジアセテート(CDA)へのε一カプロラクトンとラクチドのグラフト共重合の検討をフラスコ法と二軸エクストルーダーを用いるリアクティブプロセシング法で行い、それぞれの手法でCDAが効果的に可塑化されること、その可塑化の程度と質は両モノマーの組成比、液比、触媒量で主として決まること、その際、導入グラフト鎖の凝集や、グラフト体間の凝集の質を変えうること、導入グラフト鎖のモノマー配列の決定を^1H-NMRスペクトルから行うことができ、それがグラフト鎖間凝集状態やグラフト体間の凝集状態を決めるキー因子となること、リアクティブプロセシングにより、小さい液比でのグラフト重合が可能となり、低度のグラフト重合で効果的な可塑化と物性改善をなし得ることなどを明らかにし、報文にまとめ投稿した。CDAへの乳酸とグリコール酸あるいは乳酸とε一
舌等尺性トレーニングによる舌形態の変化が閉塞型睡眠時無呼吸の病態に及ぼす影響

今回の研究の目的は、OSA患者において舌・舌骨上筋群の筋肉トレーニングにより咽頭、舌の形態がどのように変化し、OSAが改善できるかどうかについて検討するものである。口腔内装置は軽度から中等度のAHIに有効であるといわれているが、軽症の患者の中に口腔内装置が顎関節症や装着感により不適応となることもあり、治療に行き詰まることがある。今回我々は口腔内装置不適応の患者に筋肉トレーニングを導入し、睡眠時無呼吸が改善するかどうかを検討している。舌および舌骨上筋群の筋機能療法を導入し、OSAの変化および気道の形態変化をCTにて評価した。患者の対象は約6か月間の筋肉トレーニングを継続した。評価には簡易型携帯装置、CTにて行った。対象患者はトレーニング中、1か月に1度来院し、アンケート評価も行った。結果としては、筋機能療法を行うことによって、開始2か月後にはいびきが減少し始める。体重には変化はないものの、舌運動による顔面の下顎下縁のラインがシャープになり、また3ヵ月後にはCTにて舌骨挙上が認められ、気道の体積が増加していた。AHIの減少は患者によって違いがあるものの、6ヶ月後にはAHIの改善が見られている。また6か月経過してもAHIは元に戻ることもなく、減少し続けていた。患者本人の自覚症状も軽減しており、MFTは費用も必要なく、患者のコンプライアンスがあれば、有用な治療法としてあげられる。この治療法はOAやCPAPをしていても患者のトレーニングの継続を促すことで、根本的な治療法となると考える。現在論文投稿中である。閉塞型睡眠時無呼吸に対する治療法は,即効性のある経鼻持続陽圧呼吸療法や口腔内装置を適応するのが標準治療とされている。これまでにも口腔内装置に対する不応症例の原因を研究しており,顎顔面形態や精神疾患,その他の睡眠障害の併存が挙げられている。口腔内装置では下顎牽引による咽頭の変化は期待できるが,舌背の高さ,咽頭のゆるみと呼吸障害との関連性は不明である。また口腔内装置が顎関節症にて使用できない患者もいる。そうした患者に口腔内装置ではなく、トレーニングを行うことを推奨している。CTの画像診断モダリティを用いて,咽頭や舌形態を評価し,閉塞型睡眠時無呼吸の病態との関連性を明らかにし,さらに舌および舌骨上筋群の運動(等尺性トレーニング)により咽頭および舌の形態がどのように変化し,呼吸障害が改善できるかどうかについて検討することを目的とする。口腔内装置が適応でない患者に舌運動を指示し、AHIを測定。また運動前の気道形態をCTにて撮影している。約2か月運動を施行してもらい、顔貌・舌・気道形態・AHIにどのような影響がでるかを測定している。現在までのデータとしては約2週間後からいびきの改善が認められるようになり、気道の体積も増大していることがわかってきた。現在一人一人の評価をCT用いて行っている。途中脱落もあり、症例数が目標に達していない。少し計画より遅れているが、一人ひとりのデータとしては良好な結果が得られている。今後まず睡眠歯科学会発表にて研究結果を発表する予定である。その後論文にし、この運動が口腔内装置と同等の効果が得られることを証明したいと考えている。口腔内装置が不適応な患者の治療法として今後活用されるようにしたい。学会発表を1つやめたため、差額が生じた。今年症例数を追加し、結果について学会発表および論文作成の費用に充てる。
細胞内生命金属動態で理解する腎臓の生理機能制御

本研究は、in vivoとin vitroの両面から、近位尿細管における有害金属の輸送と毒性発現の機構、および、生命金属の調節機構を明らかにすることを目的とする。近位尿細管の部位ごとの方向性を持った輸送や毒性発現のメカニズムを解明するためには、培養細胞を用いた検討が適しているため、trans-wellを使用することで、血管側、および、管腔側からの取り込みや排泄を解析する。一方、in vivo元素イメージングなどを活用し、生命金属が腎臓の各部位にどのように分布し、経時的、濃度依存的にどのように変化するのか、その動態を明らかにし、腎障害マーカーの部位特異的発現パターンとの比較検討を行う。
腎糸球体上皮細胞に関連する新規蛋白の同定と機能解析

Yeast-two-hybrid systemを用いて、マウス腎臓由来cDNAライブラリーをスクリーニングし、腎糸球体特異蛋白であるポドシンとの結合が予想される13クローンを得た。このうち7クローンは、リボゾーム蛋白や熱ショック蛋白であった。3クローンはネフリン、CD2AP、ポドシンであった。未知の3クローンのうち発現が腎臓に比較的特異的な1クローンについてPCR-RACE法を用いてcDNAの全コード領域を単離した。コード領域は921塩基より成り、306アミノ酸をコードしていたが、明らかな機能モチーフは認めなかった。オルソログはヒトで確認され、アミノ酸の一致率81%、類似率92%であった。この遺伝子cDNAにFLAGエピトープを付加し、ポドシンを発現させたNIH3T3細胞(NIH-pod細胞)に導入した。抗FLAG抗体を用いて免疫沈降を行ったところ、この新規蛋白とポドシンとの結合が確認された。一方で、この新規蛋白をGSTとの融合蛋白質として大腸菌で発現させ精製、NIH-pod細胞抽出液とのプルダウンアッセイにおいてもポドシンとの結合が認められた。この新規蛋白に結合する分子を同定するため、yeast-two-hybrid systemを用いてマウス腎臓由来cDNAライブラリーをスクリーニングし、8クローンを得た。6クローンはリボゾーム蛋白であり、2クローンはポドシン、Ahalであった。Ahalは熱ショック蛋白質90(HSP90)と結合し、HSP90のATPase活性を増加させる働きをしている。HSP90はアクチン線維と結合し細胞骨格の形成に重要な働きをしている。本研究で同定した新規蛋白は、Ahalとの結合を通じ、HSP90をポドシンとネフリンめ近傍にリクルートすることで、アクチン線維の形成に関与し、糸球体上皮細胞の形態の維持の一端を担う可能性が示唆された。Yeast-two-hybrid systemを用いて、マウス腎臓由来cDNAライブラリーをスクリーニングしポドシンと結合すると思われるcDNA断片を得、DNAオートシークエンサーで塩基配列を決定した。このcDNAの塩基配列を基に、マウス腎臓由来cDNAを用いてPCR(Polymerase Chain Reaction)-RACE(Rapid Amplification of cDNA Ends)法を行った。5'方向、3'方向にPCR-RACE法を繰り返し、全コード領域を単離した。コード領域は1659塩基より成り、552アミノ酸をコードすると考えられた。このcDNAをプローブとし、種々の臓器由来のmRNAを用いたノーザンブロット解析では、主に腎臓に発現しており、他の臓器ではほとんど発現を認めなかった。遺伝子バンクを通じた検索では、既知の蛋白質とは一致しなかった。明らかな機能モチーフは認めなかったが、ラットの膜トランスポーター蛋白に軽度のホモロジーがあった。得られたcDNAをGST(グルタチオン-S-トランスフェラーゼ)との融合蛋白となるように大腸菌発現ベクターに組み込んだ。このプラスミドを大腸菌に導入し発現を誘導した。抗GST抗体を用いたウエスタンブロット解析では組み換え蛋白は不溶画分に認め、可溶画分には認めなかった。グルタチオンビーズを用いて大腸菌の細胞抽出液から組み換え蛋白の精製を試みたが、クマシー染色ではバンドを確認できず、ウエスタンブロットでごく淡いバンドを認めた。Yeast-two-hybrid systemを用いて、マウス腎臓由来cDNAライブラリーを繰り返しスクリーニングすることによりポドシン(腎糸球体上皮細胞に特異的に存在する)と結合が予想される既知、未知の13クローンを得た。このうち7クローンは、リボゾーム蛋白やヒートショック蛋白であった。

3クローンはネフリン、CD2AP、ポドシンであった。ネフリン、CD2APはポドシンと結合することが知られており、今回のアッセイ系が機能していると考えられた。また、ポドシンはホモ多量体を形成することが予測された。未知の3クローンは、ノーザンブロット解析ではいずれも腎臓に発現を認めた。このうち腎臓以外での発現が少ない(心臓や脳に弱い発現がある)1クローンについてPCR-RACE法を用いてcDNAの全コード領域を単離した。コード領域は1659塩基より成り、552アミノ酸をコードすると考えられた。遺伝子バンクを通じた検索では、明らかな機能モチーフは認めなかった。cDNAにFLAGエピトープを付加した後、発現ベクターに組み込みマウス上皮細胞に導入した。48時間後に全細胞抽出液を作成し、抗FLAG抗体を用いてウエスタンブロット解析したところ、導入した蛋白の発現を認めた。更に全細胞抽出液を抗FLAG抗体により免疫沈降し、抗ポドシン抗体でウエスタンブロット解析したところ、ポドシン蛋白の分子量の位置に淡いバンドを認め、この新規蛋白とポドシンが結合することが考えられた。組み換え蛋白を得るため、GST(グルタチオン-S-トランスフェラーゼ)との融合蛋白質として大腸菌に発現させた。融合蛋白質の発現を認めたが、不溶画分に分布し可溶性蛋白として精製が出来なかった。FLAGエピトープ、mycエピトープとの融合蛋白でも試みたが、同様の結果であった。抗体作成のため、cDNAから予測されるアミノ産配列から適当な抗原ペプチドを設計し、合成のうえ、ウサギを免疫した。Yeast-two-hybrid systemを用いて、マウス腎臓由来cDNAライブラリーのスクリーニングを行い、ポドシンと結合が予想される新規の蛋白質を同定した。cDNAのコード領域は当初1659塩基から成り552アミノ酸をコードすることが予想された。最近この新規蛋白質のホモロジー解析を改めて実施したところ、チンパンジーにおいてオルソログと考えられる315アミノ酸から成る機能不明な蛋白質が見出された。これによりこれまで解析してきたマウスの新規蛋白質は本来306アミノ酸から構成されていて、C端を欠いた蛋白と完全長の蛋白が融合し552アミノ酸となっていることが判明した。この306アミノ酸から成る新規蛋白のオルソログはラットとチンパンジーで同定でき、それぞれとのアミノ酸の一致率は98%(類似率100%)、81%(類似率92%)であった。この遺伝子cDNAにFLAGエピトープを付加した後、マウス上皮細胞に導入し安定形質転換株を得た。全細胞抽出液を調整し抗FLAG抗体を用いて免疫沈降を行った後、抗ポドシン抗体でウエスタンブロット解析を行ったところ陽性バンドを認め、この新規蛋白とポドシンが結合することが考えられた。また、この細胞株を抗FLAG抗体で免疫染色すると細胞質での発現が見られた。
言語と文体の階層制に関する研究―イタリアの「言語問題」を中心として

本研究では、ダンテの『俗語論』が提示した「高貴な俗語」の理念をいかに解釈するかという問いが「言語問題」における枢要な論争点であったことに注目した。たとえば、トリッシーノやペルティカリのような「イタリア主義者」は、「高貴な俗語」が「言語」の次元にあるものとして、自らが主張するイタリア共通語の根拠とした。それに対して、マキャヴェッリやマンゾーニのような「フィレンツェ主義者」は、「高貴な俗語」は文体上の様式にすぎないとして、フィレンツェ語の中心性を確保しようとした。本研究は、立場決定の試金石としての『俗語論』の役割に注目することで、イタリアの言語問題のもつ言語思想史上の意義を明らかにした。平成27年度においては、ダンテから16世紀のクルスカ・アカデミーの設立までにおけるイタリアの「言語問題」の流れを扱った。この時期の言語問題に関する先行研究は膨大であるが、本研究の独自性として、ダンテの『俗語論』の解釈が言語問題における立場決定とどのように関係するかという視点を設定し、俗語論解釈と言語問題の展開を結びつけて論じた点が挙げられる。ダンテの『俗語論』を「発見」したトリッシーノが、『俗語論』をフィレンツェ中心主義を批判する根拠として取り上げたことから、イタリアの言語規範についての論争は激しいものとなったこと、その流れに対抗してマキャヴェッリをはじめとするフィレンツェ主義者たちは『俗語論』の価値を否定しながらフィレンツェの慣用の優越性を主張したことに注目し、ダンテの『俗語論』がフィレンツェの言語的中心性を認めるか否かの試金石の役割を果たしたことを明らかにした。そして、クルスカ・アカデミーにおいては、「言語」のレベルにおけるフィレンツェ主義と「文体」における復古的純粋主義が調停され、その後のイタリアの言語規範についての考え方の基礎が作られたことを論じた。この研究の成果は、所属する研究科の紀要に発表した。また、平成27年度には、ほぼ30年間にわたって書き継いできた論文のうち主要なものを選んで集めた論文集を、韓国語に翻訳して韓国で出版した。その内容は、近代ヨーロッパにおける言語社会学、言語思想史、言語政策に関するものであり、イタリアの言語問題について論じた論文も含まれており、本研究を補完する研究成果とみなすことができる。本研究全体の目的は、ダンテから現代までのイタリアの「言語問題」を通して、言語と文体の階層制の問題を解明することであり、そのうち平成27年度の目的は、16世紀以前の「言語問題」の展開を独自の視点から考察することであった。上記研究成果に見られるように、ダンテ、ベンボ、トリッシーノ、マキャヴェッリ、ヴァルキなどの原典にあたり、言語問題の展開を具体的に追いかけたことで、16世紀のイタリアにおいて言語と文体の階層制がどのようにとらえられたかを明らかにすることができた。この点からみて、平成27年度の研究はおおむね順調に進展していると評価できる。平成27年度には16世紀の「言語問題」を取り上げたのに続いて、平成28年度には18世紀から19世紀前半までの『俗語論』解釈の変遷を通して、「言語問題」の枠組みの変容を考察した。研究実績としては、2017年3月に刊行された言語社会研究科紀要『言語社会』11号に発表した論文「イタリアの「言語問題」における言語と文体の概念(II)ーダンテ『俗語論』はどのように読まれたか」が挙げられる。この論文では、Cesarotti、Monti、Perticariなどの「イタリア主義者」の議論のなかで、イタリア共通の文化的書記言語の必要性が論じられるときには、必ずダンテの「高貴な俗語」の理念が引き合いに出されたことの意味を追究した。そして、その背景には、「言語問題」の焦点が文学的書きことばにおける規範だけではなく、社会の要請に応える文化言語や科学言語など、それまで取り上げられなかった言語領域に拡大したことを明らかにした。資料調査の実績としては、2017年3月に行なったフィレンツェへの出張を挙げることができる。この出張ではクルスカ・アカデミー図書室における資料調査を行った。クルスカ・アカデミーは1583年にフィレンツェで創設された言語アカデミー団体であり、それ以降短い中断をはさんで今日に至っている。図書室では19世紀に展開されたマンゾーニ主義をめぐる論争の資料を調査し、その過程で、当時の雑誌の抜き刷りなどをクルスカ・アカデミーが独自にまとめた資料集に出会うことができるなど、日本ではおよそ見ることのできない多くの重要な資料を閲覧・複写することができた。平成29年度の研究は、19世紀のマンゾーニ主義についての考察が中心となるため、この出張は次年度の研究の準備という点でも、たいへん充実した成果を挙げることができた。平成27年度には16世紀の「言語問題」を、平成28年度には18世紀後半から19世紀の「言語問題」を扱うというように、年度ごとに順調に研究が進行している。このように、統一的なテーマのもとで、時代順に問題の展開を跡づけるという方法論は、「言語問題」のように歴史的に長期に渡って続けられた論争を解釈するにはふさわしいやり方であるといえる。また、それぞれの年度における主な研究成果は、当該年度末に刊行される研究科紀要に論文として発表しており、成果の発表という点でも順調に進行している。これまで二年間の研究成果をまとめるなら、「言語問題」の枠組みには純粋主義、イタリア主義、フィレンツェ主義の三つの潮流があること、そしてダンテの『俗語論』、とりわけそこで提唱された「高貴な俗語」の理念は、それぞれ潮流に応じて異なる解釈を受けたことを明らかにした。

つまり、ダンテのいう「高貴な俗語」は「言語」のレベルで成立するのか「文体」のレベルで成立するのかという議論は、すぐさまイタリアにおける規範言語のあり方をめぐる立場決定に直結する性質のものであった。この点を具体的な文脈に即して鮮明にしたことが研究の大きな成果であり、現在までの研究の進捗が順調であることを示すものである。2017年度は、19世紀のイタリアの小説家マンゾーニによるダンテ『俗語論』解釈の特異性を明らかにすることを通じて、イタリアの「言語問題」における「言語」と「文体」の概念の位置づけを考察した。本研究の第一の成果は、マンゾーニによる『俗語論』解釈の歴史的文脈を明らかにしたことにある。1868年にマンゾーニは当時の教育大臣ブロリオの依頼によって、統一国家イタリアが取るべき言語政策の方針を作成する委員会の委員長に任命された。そしてマンゾーニは、イタリアの言語統一はフィレンツェで話される口語慣用に基づくべきであると提案した。このマンゾーニの主張が画期的であったのは、実際の社会で話される慣用に標準語の基礎を置いたことにある。そのとき問題となったのは、ダンテが『俗語論』で示した「高貴な俗語」の概念をどのように捉えるかという点であった。ダンテの『俗語論』はイタリアの「言語問題」のなかで論者の立場を測るリトマス試験紙のような役割を担っていたのである。本研究の第二の成果は、マンゾーニの『俗語論』解釈が当時の論争的文脈に根ざすだけではなく、マンゾーニ自身が長年にわたって展開してきた言語理論的考察に基づいていたことを明らかにした点にある。マンゾーニによれば、ダンテのいう「高貴な俗語」はひとつの言語の内部の「文体」の問題にすぎず、「言語」の次元の問題ではない。したがって、「高貴な俗語」を「国民語」のモデルとしてとらえるのは間違いだということになる。このマンゾーニの解釈は、マンゾーニ自身の独特な「言語(lingua)」概念にもとづいている。マンゾーニの「言語」概念とは、「一定の社会において恒常的なコミュニケーションに必要とされる記号の総体」を意味する。本研究の独自性は、マンゾーニの言語政策には、こうした抽象的な言語理論の背景があったことを指摘した点にある。本研究では、ダンテの『俗語論』が提示した「高貴な俗語」の理念をいかに解釈するかという問いが「言語問題」における枢要な論争点であったことに注目した。たとえば、トリッシーノやペルティカリのような「イタリア主義者」は、「高貴な俗語」が「言語」の次元にあるものとして、自らが主張するイタリア共通語の根拠とした。それに対して、マキャヴェッリやマンゾーニのような「フィレンツェ主義者」は、「高貴な俗語」は文体上の様式にすぎないとして、フィレンツェ語の中心性を確保しようとした。本研究は、立場決定の試金石としての『俗語論』の役割に注目することで、イタリアの言語問題のもつ言語思想史上の意義を明らかにした。今後の研究の方向は、16世紀以降のイタリアの「言語問題」に関する研究を進めることである。とくに18世紀後半から19世紀のリソルジメントにいたる時期は、イタリアの国民国家形成の時期にあたり、そうした文脈から言語規範の問題が論じられた。その流れの帰結が、小説家マンゾーニによる「国民語」の主張であった。
二重遺伝暗号と分割遺伝暗号を用いた人工翻訳システムの創成

本研究は新機軸の人工遺伝暗号を用いた翻訳合成系の創成を目的として行った。具体的には、開始反応専用の遺伝暗号表を人工的に作成し、開始反応に利用できる改変開始残基のバリエーションを増やす「二重遺伝暗号」と、普遍遺伝暗号表のコドンボックスを分割し天然アミノ酸と非天然アミノ酸とを共在させる「分割遺伝暗号」という二つの新規概念を考案し、これらの実験的実証を行った。さらに、これら二つの手法を組み合わせることで、翻訳に利用できるビルディングブロックの種類を飛躍的に高めた28種類以上人工翻訳合成系を創り出すことに成功した本研究は新機軸の人工遺伝暗号を用いた翻訳合成系の創成を目的として行った。さらに、これら二つの手法を組み合わせることで、翻訳に利用できるビルディングブロックの種類を飛躍的に高めた28種類以上人工翻訳合成系を創り出すことに成功した本研究は新機軸の人工遺伝暗号を用いた翻訳合成系の創成を目的とする。具体的に本年度は、天然では単一の遺伝暗号が翻訳反応において機能するのに対し、人工的に作成した開始反応専用・伸長反応専用の独立した二つの遺伝暗号表を利用する、遺伝暗号のリプログラミングにおける新規概念を実証した。これにより、開始反応に利用できる改変開始残基のバリエーションを増やすことが可能になった。この概念を「二重遺伝暗号」と名付け、実際にこの二重遺伝暗号を用いる新規人工翻訳合成系の開発にも成功した。この二重遺伝暗号は、1.AUGコドン以外にも複数のコドンが直交的に開始コドンとして機能できる(人工開始コドンが利用可能)、2.それらコドンが開始と伸長で別々のアミノ酸残基を指定可能(dual sense codonが成立する)、という特筆すべき事象を実験的に証明することで実証された。これらの科学的知見はこれまでに報告されておらず、生命活動を支える遺伝暗号を根底から書き換えるという視点、及び翻訳の生化学的観点から学術的に非常に意義深い。本翻訳系は一度に複数の翻訳開始剤を利用する事で、多様性なN末端骨格を持つペプチドを一気に合成する事が可能である。この特性のため、本研究で開発した新規人工翻訳合成系をペプチドライブラリー合成に応用すれば、従来よりも幅広いシークエンススペースをカバーした化合物ライブラリーを容易に構築することができ、新規生理活性ペプチドを探索する上で大きなメリットが期待できる。本研究は新機軸の人工遺伝暗号を用いた翻訳合成系の創成を目的とする。昨年度に達成した「二重遺伝暗号」を用いた合成系に加え、本年度には普遍遺伝暗号表において単一のアミノ酸によって占められたコドンボックスを人工的に分割することを行った。この概念を「分割遺伝暗号」と名付け、実際にこの分割遺伝暗号を用いる新規人工翻訳合成系の開発にも成功した。この分割遺伝暗号では、コドンボックスを二つに分割し、一方に元々の天然アミノ酸を指定し、他方には別の非天然アミノ酸を定義することが可能である。原理上、この翻訳システムでは、天然の20種類のアミノ酸に加えて、9種類までの非天然アミノ酸を伸長反応で同時に利用可能である。さらに、二重遺伝暗号と分割遺伝暗号の両方を同時利用した新規人工翻訳合成系の実証も行った。これにより20種類の全天然アミノ酸+9種類以上の改変開始残基+9種類の非天然アミノ酸を同時に一つの翻訳系で利用することが原理的に可能となった。本研究成果は、生命活動を支える遺伝暗号を根底から書き換えるという視点、及び翻訳の生化学的観点から学術的に非常に意義深い。さらに、本研究で開発した新規人工翻訳合成系をペプチドライブラリー合成に応用すれば、従来よりも幅広いシークエンススペースをカバーした化合物ライブラリーを容易に構築することができ、新規生理活性ペプチドを探索する上で大きなメリットが期待できる。
定量的データに基づくプラスチック短下肢装具機能の分析・評価

本研究では,健常者および装具使用者の歩行データから得られた装具にかかる荷重データをもとに,取得した装具の3次元形状データと有限要素解析ソフトを用いて,装具にかかる応力や変形を分析した.初めに,被験者の歩行中に装具にかかる力を装具脹脛部分に設置した6軸力覚センサを用いて健常者と装具使用者のデータを測定した.測定の結果,装具前後方向の荷重が健常者と装具使用者で異なることが分かり,同データが評価指標となる可能性が見出された.ついで,スキャナで獲得した装具形状に対し同データを外力として加えた有限要素解析を実施した.さらに,同手法を用いて装具をトリミングしたときの応力集中や変形などの状態を分析した.前年度開発した6軸力覚センサ内蔵の短下肢装具を用い、5名の健常者に加え新たに2名の短下肢装具装着者(片麻痺患者)によるデータを取得した。はじめに、健常者により、短下肢装具の形状をトリミング(プラスチックの一部を削ること)することで形状を変化させた装具により、どのように力学的データが変わるかを調べ、測定の結果、トリミングにより装具前後方向や足関節底背屈方向回りのモーメントの最大値が増えるなどのことが観察された。トリミングの影響は、次年度本格的に実施する予定である。また、今回実施した片麻痺患者の歩行により取得したデータと健常者によるデータとを比較し次に示す幾つかのポイントを得ることができた。○片麻痺患者の歩行では健常者と異なり立脚相初期の底屈荷重が背屈荷重と比較して大きい傾向にある。○片麻痺患者の歩行では底背屈に伴う下腿長軸方向(X軸)周りと内側軸周り(Y軸)のモーメントの値が大きい傾向にある。○片麻痺の症状が重度となるほど上記の荷重・モーメントが大きくなる傾向にある。○上記のことは、片麻痺患者は立脚相初期から中期にかけて装具にいわゆる“もたれかかる"ことで、歩行の安定性を確保していることが示唆される結果である。また、その傾向は重度の患者の方が大きいことが予想される結果であった。さらに、実験結果では、装具の後方への“もたれかかり"は、装具の後方よりも外側にあることが観測された。このことは装具設計の重要なポイントであると考えられる。また、健常者では強くみられた立脚相後期での前方推進を制限する力については片麻痺患者では比較的小さいことが観察された。本研究では,健常者および装具使用者の歩行データから得られた装具にかかる荷重データをもとに,取得した装具の3次元形状データと有限要素解析ソフトを用いて,装具にかかる応力や変形を分析した.初めに,被験者の歩行中に装具にかかる力を装具脹脛部分に設置した6軸力覚センサを用いて健常者と装具使用者のデータを測定した.測定の結果,装具前後方向の荷重が健常者と装具使用者で異なることが分かり,同データが評価指標となる可能性が見出された.ついで,スキャナで獲得した装具形状に対し同データを外力として加えた有限要素解析を実施した.さらに,同手法を用いて装具をトリミングしたときの応力集中や変形などの状態を分析した.装具の本体機能に影響のない装具後方上端部で装具を分割し、その部分に約0.1kgの6軸力覚センサを内蔵した歩行分析用装具を製作、ついで歩行中の床反力が測定できる2点の6軸力覚センサを内蔵した靴を製作し、さらにベルトにより生体に加わる荷重が測定できるセンサを製作、これらを一体として組込んだ装具歩行動的評価システムを開発した。被験者には、同システムに加え膝関節や足関節の動きを測定するためにフレキシブルゴニオメータを装着することで、装具歩行の運動学的データおよび運動力学的でデータをリアルタイムで取得できるシステムとして完成させた。ついで、開発したシステムを用い、歩行速度(ケーデンス)や歩幅等を変化させた様々な条件のもと5名の健常な被験者でのデータを取得した。実験の結果を分析することで、以下の事項が分かった。プラスチック短下肢装具の体重支持効果は立脚相後期に最大となるが、いずれの歩行条件でも支持効果は体重の3%程度しかなく、装具の体重支持効果は非常に少ないと考えられる。装具が足から受ける装具後方あるいは前方方向に受ける荷重は,立脚相中期から後期にかけて後方側に増加し,踵部離床時に前方方向に最大になる。また、それらの値は体重の約14%(平均約13%)となり、装具に掛かる力の中で最大であることが分かり、また、被験者が変わってもこの値はあまり大きく変化しないことも分かった。さらに、装具が足から受ける装具後方あるいは前方方向に受ける荷重は、歩行速度(ケーデンス)の変化に対し有意な差が見られず、このことは、装具に評価において歩行速度は大きく考慮する必要はないことが示唆された。一方、歩幅の変化に対しては、上記の荷重に有意な差が見られることが分かり、装具の評価において歩幅が重要な要素であることが示唆された。開発した6軸力覚センサー内蔵のプラスチック短下肢装具(PAFO)を用い、本年度新たに2名の健常者のデータと2名の短下肢装具使用者のデータを取得した。

データを分析した結果、前年度と同様に、立脚相のはじめに片足に全体重が負荷される付近で装具は最大後方荷重(底屈方向荷重)を受けるが、その値は健常者では小さく、比較的軽度の装具使用者、比較的重度の装具使用者の順で大きくなることが分かった。また一方、立脚相終盤(片足荷重から両足荷重に移る付近)では、先ほどと逆の順で装具が受ける最大前方荷重(背屈方向荷重)が小さくなることが分かった。これらのことから装具はそれを使用している人に対し、安定性を必要とする片足荷重時において、立位バランスを保つ際に役立っていることが分かった。一方、健常者のように前方への推進を必要とする場合には、装具により後方に引き戻されるような負荷を身体が受けていることが確認された。また、装具の踵部を取り除くなどのトリミングの作業にともなう装具の力学的挙動の分析については、取得した装具の3次元形状データに対し、上記実験により獲得した装具使用者の力学的データと有限要素解析ソフト(ANSYS)を用いたシミュレーションを実施した。シミュレーションでは、実際の装具におもりによる静的負荷をかけた時の変形とシミュレーション結果が一致することを確認した上で分析を進めた。分析によると、比較的重度の装具利用者において、踵部のトリミングを大きくした場合、装具の内果部分と外果部分および内側下方部分の応力集中が大きくなることなどが分かった。なお、同分析を行うにあたり、装具あるいは身体の3次元形状データを3Dスキャナーで取得し、そのデータをCADで加工した後ANSYSで分析し、さらに3Dプリンタで製作するというデータ変換を含む一連の処理手法も確立することができた。人間医工学、日本リハビリテーション科学・福祉工学当該研究の平成25年度の計画では、1装具を固定した状態での静的試験、2健常者による歩行実験、3動的ー静的実験データによる分析が主要な目標であった。これらの内、1については、トリミングを施したことで装具の静的試験にどのような変化がみられるかを調べることができた。また、2については、歩幅の影響が大きいなどの健常者による歩行実験結果を学会に提出し、原著論文として掲載された。3については、1と2による動的ー静的実験の比較を実施するともに、同研究ではトリミングによる装具の力学的変化に対して、有限要素法(FEM)の活用が有効であるという着想のもと、片麻痺患者からの力学的データを元に装具の厚みの影響やトリミングの影響について研究を進めているところである。また、今回は次年度に実施予定であった片麻痺患者によるデータが獲得できたことは非常に大きい成果であると考える。以上のことから、当該年度においては、ほぼ研究目的が達成できたものと考える。当該研究の平成24年度の計画では、1センサ内臓装具システムの開発、2それを用いた歩行分析システムの構築、3同装置を用いた歩行分析の実施と分析、が主要な目標であった。これらの内、1については装具に掛かる外力をリアルタイムで測定できるシステムとして当初の目標どおりの機能を発揮するものが製作できた。2については、膝や足関節などにセンサを用いることで、装具歩行を分析するシステムとして完成させることができた。さらに、3の歩行分析の実施については、被験者は5名であったが概ね目標となる実験を行うことができ、また、実験結果を分析することで、装具による歩行の支援あるいは制限に対する定量的なデータを取得することができた。今後進める研究は以下のとおりである。1装具使用者に対する歩行実験を実施することで、今年度獲得した立脚相での装具の役割に加え遊脚相での装具の役割を検証する。
大腸癌に対する血管新生阻害剤の新規作用機序の解明とこれに基づく効果予測法の開発

大腸癌では抗VEGF抗体である血管新生阻害薬であるベバシズマブが登場し、臨床応用されている。本研究は大腸癌におけるHOXB9発現と機能解析を通じて、HOXB9が大腸癌の進展に与える役割を検討し、血管新生阻害薬であるベバシズマブの治療との関連を明らかにすることを目的とした。HOXB9は大腸癌の悪性化に寄与し、HOXB9高発現腫瘍では血管新生阻害により著明な腫瘍抑制効果を示した。本研究によってIL-6が腫瘍微小環境における重要な因子であることが示唆され、HOXB9やIL-6が大腸癌患者に対する血管新生治療における新たなバイオマーカーとして治療法の適切な選択の一助になると考えられた。転写因子Homeobox B9 (HOXB9)は上皮間葉転換(EMT)を誘導する因子であり、乳癌細胞においてはその浸潤能・転移能を亢進すると同時に、周囲微小環境における血管新生を誘導することを我々は示した。(Hayashida, PNAS 2010)さらに臨床検体の検討からHOXB9が乳癌患者の予後因子であること(Seki, Ann Surg Oncol 2012)、またHOXB9発現によるEMT誘導は放射線耐性を生じることを我々は示した。(Chiba, PNAS 2011)大腸癌ではベバシズマブによる抗血管新生療法が有効であるが、組織に血管新生を強力に誘導するHOXB9の発現が、大腸癌の進展とベバシズマブによる抗腫瘍効果に与える影響についての知見は無いため、これについて研究を進めている。。HOXB9低発現細胞株HT29, HCT116にHOXB9を導入し、高発現株SW480, WiDrにおいて発現抑制を行ったところ、VEGF・bFGF・IL-8を含む血管新生促進因子の発現がHOXB9発現と正の相関を示した。HOXB9発現誘導細胞では、MTT法によりin vitroでは細胞増殖能力の低下を認めたにも関わらず、免疫不全マウス背部へ異種移植を行ったところ、新生血管に富んだ増大速度の極めて早い腫瘍を形成し、腫瘍径・重量・微小血管密度は有意に亢進していた。これに対して、ベバシズマブの投与を行ったところHOXB9発現誘導腫瘍ではコントロールと比較して劇的な腫瘍縮小効果を認めた。(腫瘍縮小率; 93% vs. 42%, HT29, 83% vs. 27%, HCT116)微小環境を擬似的に再現した、大腸癌細胞とHUVECs・繊維芽細胞の共培養モデルでは、HOXB9陽性大腸癌細胞からVEGFを含む血管新生促進因子が著明に分泌され、活性化された間質細胞との間にポジティブフィードバックを形成することで、大腸癌細胞増殖を促進したが、ベバシズマブはこれを遮断することで、効率的に細胞増殖抑制を行っていることを確認した。現在までに我々は、転写因子HOXB9を固形癌細胞に高発現させることで、新生血管に富んだ、増大速度の極めて早い腫瘍が形成されることを、マウス異種移植モデルを用いて確認した。(Hayashida, PNAS 2010)また、HOXB9高発現大腸癌細胞株では、同様の腫瘍増大を認めるが、ベバシズマブにより腫瘍の著明な縮小を認める、ベバシズマブ高感受性腫瘍を形成することを報告した。このベバシズマブ高感受性腫瘍を用いて、微小環境を擬似的に再現したin vitroの環境において、腫瘍細胞と間質細胞の間にポジティブフィードバックが成立しており、特に間質から発現するIL-6が腫瘍増大に重要な働きを行っていることを本研究により解明した。具体的には、腫瘍におけるHOXB9高発現環境において、培養上清中のIL-6の発現が有意に上昇し、それに伴い、腫瘍細胞のIL-6受容体の活性化とその下流に存在するJAK-STAT経路が活性化していることを確認した。本現象が、HOXB9発現によって、腫瘍単独では確認できず、間質細胞との相互作用下において確認されたことで、我々の仮説がある程度証明することができたと考えられる。現在はさらにこのポジティブフィードバック機構を明らかにするため、IL-6分泌の由来が間質細胞によることを確認すると同時に、IL-6濃度上昇とそれに伴う、IL-6受容体・JAK-STAT経路活性化が、ベバシズマブ投与によりどのような影響を受けるかを検討中である。この独自のベバシズマブ高感受性腫瘍モデルを検証することで新たな効果発現メカニズムと、予後予測因子を同定することが本研究の目的である。研究の結果、腫瘍におけるHOXB9高発現環境において、培養上清中のIL-6をはじめとする複数のサイトカインが有意に上昇し、その下流のJAK-STAT経路が活性化していることを確認した。さらに、IL-6分泌の由来を、標識することで間質細胞から発現していることを確認した。さらに、ベバシズマブ投与により、この腫瘍・間質間の相互作用が抑制され、著明な細胞増殖抑制が確認された。

これら結果より、今後IL-6の腫瘍中濃度のみならず、患者血清濃度を測定することで、ベバシズマブの効果を予測する可能性が示唆された。大腸癌では抗VEGF抗体である血管新生阻害薬であるベバシズマブが登場し、臨床応用されている。本研究は大腸癌におけるHOXB9発現と機能解析を通じて、HOXB9が大腸癌の進展に与える役割を検討し、血管新生阻害薬であるベバシズマブの治療との関連を明らかにすることを目的とした。HOXB9は大腸癌の悪性化に寄与し、HOXB9高発現腫瘍では血管新生阻害により著明な腫瘍抑制効果を示した。本研究によってIL-6が腫瘍微小環境における重要な因子であることが示唆され、HOXB9やIL-6が大腸癌患者に対する血管新生治療における新たなバイオマーカーとして治療法の適切な選択の一助になると考えられた。昨年度の目標であった、IL-6の微小環境における発現上昇と、これによる腫瘍細胞増殖メカニズムの解明が、微小環境を擬似的に再現したin vitroの系により知見を得ることができた。特に、IL-6受容体とその下流におけるJAK-STAT経路の活性化が、HOXB9発現によって、腫瘍単独では確認できず、間質細胞との相互作用下において確認されたことで、我々の仮説がある程度証明することができたと考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。外科学今後の実験手順として次に述べる事項を解析していく。1IL-6分泌の由来が、間質細胞によると考えられるが、その直接的な証拠が未だ確認できない。放射性同位元素や蛍光色素を用いて、これを確認することを目指す。2IL-6濃度上昇とそれに伴う、IL-6受容体・JAK-STAT経路活性化が、ベバシズマブ投与によりどのような影響を受けるかを確認する。3現在までに蓄積された臨床検体を用いて、HOXB9, IL-6などの発現とベバシズマブの効果の相関を検討する。既に確立されたベバシズマブ高感受性腫瘍を用いて、微小環境を擬似的に再現したin vitroの環境で基礎的な知見を得ると同時に、in vivoにおけるこれら結果の傍証を得ることを目的とし、研究を進めてきた。特にIL-6がベバシズマブの効果予測因子として、有用であるか、否かを検証している。昨年度は我々のモデルを繰り返し用いることで、IL-6以外に間質から分泌されるもしくは、分泌が抑制される因子の推定が可能であルと考え、方法を検討して網羅的解析を行ってきたが、現時点ではIL-6以上に癌細胞と間質細胞の間の正のフィードバックに関わるサイトカインは認められていない。よって、今後は研究の方向性として、IL-6をより深く掘り下げ、この現象にかかわっていることを示していく。効率的な調達を行った結果である。今後の実験手順として、次に述べる事項を解析していく。1癌細胞のみの単培養および間質細胞との共培養の両環境で、HOXB9発現によりVEGFおよびIL-6の培養上清における発現をELISAにて検証、2HOXB9発現による癌細胞株の増殖を単培養・共培養下で検証、3ベバシズマブ投与により培養上清中の濃度および細胞増殖能が変化するかを検証、4IL-6の中和抗体の投与により、上清中のIL-6濃度と細胞増殖能を検討、5IL-6の分泌が癌細胞もしくは間質細胞のどちらに由来するか。