hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大腸の癌化における異なる変異p53遺伝子の作用の解析

突然変異と対立遺伝子欠失によるp53遺伝子の異常が大腸腺腫から早期癌への転換に関与していること、突然変異には6つのホットスポットがあることをすでに見いだしている。p53遺伝子の異常はあらゆる臓器の癌で検出されており、細胞の癌化に極めて重要であると考えられる。しかし、正常p53蛋白質の癌抑制機序やそれに対する変異体の作用については未だ十分には解明されていない。そこで本研究は大腸癌に多発しているp53遺伝子の変異の意義を明らかにするため、それらの変異を導入したP53cDNAを作成しその生物活性の差異を解明することを目的としている。6つのホットスポットを含む変異を有するp53cDNAを12種(175His,213stop,238Tyr,238Arg,245Ser,245Asp,245Val,248Gln,248Trp,273Cys,273His,282Trp)合成した。各変異体をCMVプロモーターとneo耐性遺伝子を含む発現ベクターに繋げ、活性ras遺伝子による初代培養ラット胎児繊維芽細胞(REF細胞)の形質転換に及ぼす影響を調べた。11種のミスセンス変異体は活性ras遺伝子との協同作用を示したが、その効率は変異の種類によって異なっていた。ナンセンス変異体と正常p53cDNAにはこのような作用は認められなかった。さらに8種のミスセンス変異体については、活性ras遺伝子と同時にREF細胞に導入して形質転換細胞を単離することができた。これらの細胞には外来性p53DNA、mRNA、蛋白質および外来性ras遺伝子の存在が認められ、ヌードマウスへの造腫瘍性も観察されたが、DNA量を調べるとaneuploidのものとdiploidのものがあった。これらの結果からp53遺伝子の変異によって悪性転換の機序が異なることが示唆された。
不応性貧血の病態解明を目的とした赤芽球分化成熟誘導機構の解明

平成25年度は、前年度に引き続き、分化成熟制御分子の候補分子の発現解析・機能解析・シグナル解析を行った。(1)候補分子の発現解析;終末期分化成熟関連分子の最終候補分子として膜受容体Yに注目し(特許[特願2012-182058]秘匿事項)研究を推進した。Y発現解析を行う為、抗Yモノクローナル抗体を作製し、最終的に活性が高い2クローンを選出した。ハイブリドーマ培養上清由来及び腹水由来精製抗体を用いてwestern blot法・免疫染色法にてquality checkを行い、クローン29F7の特異性が高いことを確認した。当精製抗体を用いて、ヒト赤白血病細胞株及び末梢血におけるY発現を確認した。(2)候補分子の機能解析;胎生16.5日目のマウス胎仔肝臓より、Y発現細胞を選別し、分子Yに対する±リガンド条件下、赤血球系細胞への分化培養を行った。リガンド添加条件でCD71-/Ter119+(成熟赤血球)細胞への誘導亢進(4.1倍)及びグロビン遺伝子発現亢進を認めた(Hba-a1 ; 3.2倍,」Hbb-b1 ; 5.2倍)。『リガンドーY』シグナルは終末期赤血球造血を亢進することが示唆された。さらにYに対する中和抗体を共同研究者から入手し、マウスへの投与実験を行った。全体として終末期赤血球造血に関与する分子を2分子同定し正常マウスにおける発現解析を終了した。このうち1分子に関しては機能解析及び下流のシグナル探索まで終了し、正常終末期赤血球造血における分子基盤を一部解明できた。(抄録なし)不性貧血は赤血球の分化成熟過程で脱核障害および終末期赤血球分化異常が発生し、赤五球の量的・質的異常により貧血症状を呈する病態だが、その病因分子機構は未解明である。正常および異常赤血球分化・成熟制御機構やその分子基盤を明らかにすることで、不応性貧血の改善につながる新規治療法の開発が期待できる。初年度(平成23年度)は正常終末期赤血球造血に焦点を絞り、その脱核および分化成熟制御分子の探索を行った。具体的には、赤血球造血が盛んな胎仔肝臓をGata1-GFPトランスジェニックマウスより採取し、(1)終末期Ter119^+赤血球の詳細な分画化(2)分画化細胞の特性解析(3)DNAマイクロアレイ法による分画化細胞の網羅的発現解析を行った。結果、意義、重要性;(1)GFP発現(Gata1発現を反映)及び核染色マーカーXの組み合わせにより、Flowcytometry法で終末期Ter119^+赤血球(Sca-1^-c-Kit^-CD71^-Ter119^+)を更に詳細に3群(A; Ter119+GFP+X+,B; Ter119+GFP+X-,C; Ter119+GFP-X-)へ分画化することに成功した。(2)終末期赤血球で発現が報告されているβ-major,β-minor,Gata1,K1f1等の遺伝子発現解析により、A,B,C間において発現パターンに多様性が認められた。また免疫抗体染色法ではβ-globinタンパク質の発現パターンに差が認められた。更に形態学的解析(メイギムザ染色、ニューメチレンブルー染色、電子顕微鏡観察)の結果、細胞群Aは正染性赤芽球、Bは網状赤血球、Cは成熟赤血球を主に含む事が認められた。本結果は、終末期赤血球同定をTer119抗原のみに依存してきた既存の同定法を改善させた点で大変重要である。生体内では正染性赤芽球から網状赤血球への分化段階で脱核、分化成熟が起きることから、これらの細胞間での網羅的な遺伝子発現解析により、脱核および分化成熟制御に関与する新規分子の探索が期待できた。(3)細胞群AとBを用いたDNAマイクロアレイ解析、in silico解析の結果、AからBで発現が亢進する分子、AからBで発現が低下する分子を20個ずつ同定した。現在、候補分子をさらに絞り機能解析を行っている。昨年度に引き続き、正常終末期赤血球造血の分化成熟制御分子の探索および機能解析を行った。具体的には、赤血球造血が盛んな胎仔肝臓をGata1-GFPトランスジェニックマウスより採取し、(1)分画化した終末期Ter119+赤血球と特性解析(2)DNAマイクロアレイ後の候補分子の絞りこみ(3)候補分子の機能解析を行った。成果;(1)GFP発現(Gata1発現を反映)及び核染色マーカーXの組み合わせにより、Flowcytometry法で終末期Ter119+赤血球(Sca-1-c-Kit-CD71-Ter119+)を更に詳細に3群に分画化した(A群;Ter119+GFP+X+、B群;Ter119+GFP+X-、C群;Ter119+GFP-X-)。分画3群を用いてCD44,CD47,CD29の発現解析を行った。

既報ではCD44,CD47,CD29はin vitro分化培養系での発現解析になのに対し、本研究では初めて生体由来の分化成熟細胞を同時に比較解析した点が新しい。(2)上述(1)の分画A,Bを用いたDNAマイクロアレイ解析後、最終分化成熟関連分子の絞り込みをqPCR法によるmRNA発現解析及びFlow cytometry法によるタンパク質発現解析を行った。細胞表面分子に注目した場合、最終候補として2分子Y,Z(特許[特願2012-182058]秘匿事項)を抽出した。これら2分子は既知の分子であるが、最終赤血球造血における役割は報告されておらず、極めて新規性が高いといえる。(3-1)上述(2)で抽出したYの機能解析を行うため、抗Yモノクローナル抗体を作製した。分子Yの細胞外ドメインを抗原部位として設計後、ラットに注射し、その脾臓細胞よりハイブリドーマを作製した(50クローン)。さらに細胞培養上清を用いてELISA及びFlow cytometryで活性が高い5クローンを選出した。5クローンの抗体精製まで終了した。(3-2)分子Yに対するリガンドを用いて、マウス胎仔肝臓細胞・マウス末梢血への添加実験を行い、分化成熟および細胞増殖における意義を検討中である。平成25年度は、前年度に引き続き、分化成熟制御分子の候補分子の発現解析・機能解析・シグナル解析を行った。(1)候補分子の発現解析;終末期分化成熟関連分子の最終候補分子として膜受容体Yに注目し(特許[特願2012-182058]秘匿事項)研究を推進した。Y発現解析を行う為、抗Yモノクローナル抗体を作製し、最終的に活性が高い2クローンを選出した。ハイブリドーマ培養上清由来及び腹水由来精製抗体を用いてwestern blot法・免疫染色法にてquality checkを行い、クローン29F7の特異性が高いことを確認した。当精製抗体を用いて、ヒト赤白血病細胞株及び末梢血におけるY発現を確認した。(2)候補分子の機能解析;胎生16.5日目のマウス胎仔肝臓より、Y発現細胞を選別し、分子Yに対する±リガンド条件下、赤血球系細胞への分化培養を行った。リガンド添加条件でCD71-/Ter119+(成熟赤血球)細胞への誘導亢進(4.1倍)及びグロビン遺伝子発現亢進を認めた(Hba-a1 ; 3.2倍,」Hbb-b1 ; 5.2倍)。『リガンドーY』シグナルは終末期赤血球造血を亢進することが示唆された。さらにYに対する中和抗体を共同研究者から入手し、マウスへの投与実験を行った。全体として終末期赤血球造血に関与する分子を2分子同定し正常マウスにおける発現解析を終了した。このうち1分子に関しては機能解析及び下流のシグナル探索まで終了し、正常終末期赤血球造血における分子基盤を一部解明できた。研究計画の通り、マイクロアレイ実験を行い、データベース構築を行えた為。また候補遺伝子の機能解析実験まで着手できた為。最終候補分子が2分子(Y,Z)まで絞り込みに成功している。Xの機能解析に必要なツールである抗体作製も7割終了している。終了次第、機能解析がさらに進展する。抗Z抗体は販売があるため、すぐ機能解析を開始可能な状態である。2年度目は候補遺伝子のin vitro能解析(機能獲得実験、機能欠失実験)に加え、in vivo解析の準備を行う。3年度目はin vivo解析をマウスで行うとともに、不応性貧血患者のサンプルを用いた解析を行い、健常人と比較検討を行う。今後、継続的に機能解析を行う。
機械式発話ロボットのためのソフトチューブ式ワイヤ駆動による柔軟舌機構の開発

ソフトチューブ埋込方式によるワイヤ駆動柔軟舌機構のための,変形モデル構築用試作機を製作した.区分曲率一定を仮定した最も簡便な変形モデルを立式した.主たる柔軟部材料の硬さについて,硬いものから柔らかいものまで製作し,この実機における変形形状と変形モデルとの差を評価した.角度誤差は20度以下,位置誤差は10 mm未満となり,概ね良好なモデルであることを確認した.細径人工筋肉を用いた2自由度の柔軟空気圧湾曲アクチュエータを開発し,モデル同定および硬さによる振動パラメータの評価を行い,変位と曲率の同時制御系を構築した.整定時間は270 ms未満となり,これの有効性を確認した.この成果を,2つの国内学術講演会,1つの国際ワークショップで発表した.柔軟物変形計測のための誘電エラストマセンサを開発した.複数の誘電層材料により製作し,応答速度やヒステリシスを評価した.センサパターンにより曲げ方向の判別できることを確認した.この成果を,2つの国内学術講演会,1つの国際ワークショップで発表した.当初計画では初年度にソフトチューブ埋込式ワイヤ駆動による柔軟舌機構のモデリングおよび機構配置の決定を終えるつもりであったが,これには到達しなかった.しかしながら,次年度以降に予定されていた変形運動の計測・制御手法の開発に既に着手しており,全体としては順調に進展していると考えられる.まず,ソフトチューブ埋込式ワイヤ駆動による柔軟物の変形モデリング手法の改良を行う.これによって,より精緻な変形モデルを構築し,直列・並列の柔軟機構の組み合わせによる多自由度機構の機構学的解析を可能とする.次に,多自由度柔軟舌機構を構築し,発話時調音形状の模擬を行う.また,柔軟物の変形運動の計測・制御手法を構築し,発話時調音運動の模擬を行う.さらに,声帯機構と統合し,開発した柔軟舌機構によって,喉頭原音の調音を行い,ヒト様の発話を実現する.ソフトチューブ埋込方式によるワイヤ駆動柔軟舌機構のための,変形モデル構築用試作機を製作した.区分曲率一定を仮定した最も簡便な変形モデルを立式した.主たる柔軟部材料の硬さについて,硬いものから柔らかいものまで製作し,この実機における変形形状と変形モデルとの差を評価した.角度誤差は20度以下,位置誤差は10 mm未満となり,概ね良好なモデルであることを確認した.細径人工筋肉を用いた2自由度の柔軟空気圧湾曲アクチュエータを開発し,モデル同定および硬さによる振動パラメータの評価を行い,変位と曲率の同時制御系を構築した.整定時間は270 ms未満となり,これの有効性を確認した.この成果を,2つの国内学術講演会,1つの国際ワークショップで発表した.柔軟物変形計測のための誘電エラストマセンサを開発した.複数の誘電層材料により製作し,応答速度やヒステリシスを評価した.センサパターンにより曲げ方向の判別できることを確認した.この成果を,2つの国内学術講演会,1つの国際ワークショップで発表した.当初計画では初年度にソフトチューブ埋込式ワイヤ駆動による柔軟舌機構のモデリングおよび機構配置の決定を終えるつもりであったが,これには到達しなかった.しかしながら,次年度以降に予定されていた変形運動の計測・制御手法の開発に既に着手しており,全体としては順調に進展していると考えられる.まず,ソフトチューブ埋込式ワイヤ駆動による柔軟物の変形モデリング手法の改良を行う.これによって,より精緻な変形モデルを構築し,直列・並列の柔軟機構の組み合わせによる多自由度機構の機構学的解析を可能とする.次に,多自由度柔軟舌機構を構築し,発話時調音形状の模擬を行う.また,柔軟物の変形運動の計測・制御手法を構築し,発話時調音運動の模擬を行う.さらに,声帯機構と統合し,開発した柔軟舌機構によって,喉頭原音の調音を行い,ヒト様の発話を実現する.当初計画では有限要素解析ソフトウェアを購入する予定だったが,これの無償版を利用することができたため.これによって生じた次年度使用額は,高価なセンサ用材料の購入に充てられる.
高速船の甲板海水打ち込みの推定に関する研究

平成8年度から平成10年度の3ヵ年にわたり、高速船の甲板打ち込みの推定に関する研究を行ってきた。本研究で得られた主な成果は次の通りである。(1)波浪中を航行する高速船に働く非定常流体力の推定において、船体周りの定常流場の干渉があることが判明した。このためにこの干渉影響を表す非線型自由表面条件を誘導した“速度流場法"の開発を行った。この結果、定常流ポテンシャルの二次微分項の影響が重要であることが判明した。(2)定常流体力と非定常流体力間の相互干渉影響を実用的に推定する方法として、線形三次元パネル法を開発した。さらに実験結果との比較から、本方法が高速船の耐航性のを推定するのに有効な方法であることが判明した。(3)非定常流場に対する定常流場の影響は、diffraction流体力よりもradiation流体力に対して大きく現れる。特に低周波数領域において顕著である。(4)船体表面上の圧力分布を正確に推定するために、定常流場の影響は自由表面条件ならびに船体表面条件の両方に考慮しなければならない。(5)船首近傍のdiffraction waveは船首形状にナックルラインを付けることによって小さくすることが出来る。従って、船首近傍の海水打ち込みを小さくするためには、船首にナックルを設けた方が望ましい。(6)定常流体力と非定常流体力との干渉影響は、前進速度力状きくなるにつれて増大する。特に定常船首波形は水面上の船首形状の影響を受けるため、船首甲板への海水打ち込みを含めた波浪中の耐航性を精度良く推定するために、先のパネル法を改良した新たな理論の提案が必要である。(7)高速船の事故原因の大半は、その動的不安定性と強い関連が有ることが判明した。高速船の安全性向上のために、この動的不安定性を引き起こす流体力特性の解明が急務である。波浪中を高速で航行する船舶の運行性能を正確に推定するために、高速船に働く流体力を正確に推定する必要がある。今年度は非定常流体力の推定精度向上を計る目的で、主に理論的推定法の開発を行った。得られた成果は次の通りである。(1)波浪中を航行する船体に働く非定常流体力の推定は、船体周りの定常流体力とは分離して推定されていた。しかしながら、高速船の場合、両者の間の強い相互冠省は無視出来ないことが判明した。このために、その干渉影響を表す非線形事由表面条件を誘導し、新しい推定法"速度流場法"の開発を行った。この結果、定常流ポテンシャルの二次微分の項の影響が重要であることが判明した。(2)このために、船体周りの定常流場を表す自由表面形状を正確に表示する方法が必要となり、高次のB-splineを適用したロバストな数値計算法の開発を行った。この結果、流場ポテンシャルならびにその二次微分の推定誤差は、それぞれ0.005%、1%以下であることが判明した。(3)次に、自由表面や船体表面のような任意の三次元表面を表示するために必要なグリッドシステムの開発を行った。(4)以上の成果を基に、定常流場の波形を求め解析結果との比較より、本方法は優れた推定精度を有していることが判明した。(5)さらに、乱流モデルを適用したナヴィア・ストークス方程式の数値解析により、物体周りの流場に対する粘性影響に関する検討を行った。この結果、物体前面の形状曲率と自由表面形状との関連を明らかにした。

波浪中を高速で航行する船舶の安全性検討するために、今年度はこれまでに行われてきた高速船の動的不安定動揺に関する研究調査を行うと共に、船首形状の異なる2隻の高速模型船を製作して水槽実験を行い、理論並びに実験の両面から波浪中における高速船の運動性能について検討を行った。得られた主な成果は次のとうりである。(1)文献調査により高速船の事故原因の大半は、その動的不安定性と強い関連が有ることが判明した。高速船の安全性向上のために、この動的不安定性を引き起こす流体力特性の解明が急務である。(2)前進速度Fn=0.6までは、上下揺付加質量利用を除いて従来の理論により推定可能であることが、水槽実験との比較から明らかになった。特に、3次元パネル法は実験値を良く推定できる。(3)既存の線形理論は、波浪中における高速船の上下揺性能に大きく影響を与える上下揺付加質量係数を過小評価している。今後、この流体力係数の推定法の改善が必要である。(4)定常流体力と非定常流体力との干渉影響の推定には、従来のグリーン関数を用いたNeuman-Kelvinの方法よりも、3次元パネル法を用いた方が良い。(5)定常流体力と非定常流体力との干渉影響は、前進速度が大きくなるにつれて増大する。特に定常船首波形は水面上の船首形状の影響を受けるため、船首甲板への海水打ち込みを含めた波浪中の耐航性を精度良く推定するために、先のパネル法を改良した新たな理論の提案が必要である。昨年度に引き続き、船首形状の異なる2隻の高速模型船を用いて水槽実験を行った。特に今年度は船首近傍の相対波高に対する船首形状の影響について理論並びに実験の両面から詳しい検討を行った。また、波浪中を高速で航行する船舶の安全性検討するために、海難事故例の調査を行った。本年度得られた主な成果は次の通りである。(1)高速船の事故原因の大半は、転覆あるいは衝突によるものであることが判明した。しかしながら、その事故に至る要因に関しての情報・資料が乏しく、これらの事故に至る過程と関連する流体カ特性の解明が急務である。(2)コロケーション法は高速船の耐航性能を推定するのに有効な方法である。(3)非定常流場に対する定常流場の影響は、diffraction流体力よりもradiation流体カに対して大きく現れる。特に低周波数領域において顕著である。(4) Fn=0.5および0.6の実験結果ならびに理論計算を通して、船速影響は低周波数領域において大きくなることが明らかになった。(5)船体表面上の圧力分布を正確に推定するために、定常流場の影響は自由表面条件ならびに船体表面条件の両方において考慮しなければならない。(6)船首近傍のdiffraction waveは船首形状にナックルラインを付けることによって小さくすることが出来る。従って、船首近傍の海水打ち込みを小さくするためには、船首にナックルを設けた方が望ましい。
巨大筋弾性タンパク質コネクチンを鍵とした、Z線の構造・形成機構の解明

コネクチン(タイチン)は横紋筋に含まれる巨大な弾性タンパク質であり、サルコメア構造の形成と維持の要となっている。ニワトリ骨格筋においてコネクチンN末端部約800アミノ酸がZ線に組み込まれていることを、私たちはすでに明らかにしてきた。不明な点の多いZ線の構造を解明するため、その重要な構成成分であるコネクチンZ末端部と相互作用するタンパク質をtwo-hybrid systemにより検索した。1まず、7週齢ニワトリの胸筋からmRNAを調製し、二本鎖cDNA合成後にpGAD424ベクターのEcoRI部位に挿入し、two-hybrid system用プラスミドライブラリーを作製した。2ニワトリ胸筋コネクチンのN末端部約63kDaの範囲を標的とし、ライブラリーを検索したところ、α-アクチニンをコードする二つのクローンを得た。α-アクチニンはZ線の主要な構成成分として知られている。ELISA法によりin vivoでも両者の結合性が確認できた。この結果は、初めてコネクチンとα-アクチニンとの結合性を明瞭に示したものであり、FEBS Letters誌に掲載された(401(1997)65-67)。より詳細にZ線の構造を明らかにするために、two-hybrid systemを用いて各々の結合ドメインを調べた結果、コネクチンN末端付近に見られるリピート配列(Zリピート)のうち、Zリピート5内の26アミノ酸がα-アクチニン結合ドメインだった。一方、α-アクチニンについてはC末端部の73アミノ酸内でコネクチンと結合していることが明らかとなった。この結果は、コネクチンのZ線内での結合形態の解明第一歩として重要であり、投稿中である。3コネクチンmRNAを制御するタンパク質の遺伝子をクローニングするため、three-hybrid systemを検討した。いくつかのモデル系を構築したが今のところ有効に機能しておらず、さらに検討を続けている。
局所体上の多様体の高次Chow群

多様体の高次Chow群は、代数的整数論におけるイデアル類群の広範な一般化であり、数論幾何における主要な研究対象である。多様体が局所体上で定義されている場合、高次元類体論やBrauer-Manin双対などの数論的な現象に高次Chow群が自然と現れる。本研究では、曲線の積の場合に高次元類体論を進展させることができた。また、これまでは完備な多様体に対してしか考察されていなかったBrauer-Manin双対を開多様体へと拡張し、いくつかの例について示唆的な結果を得た。染川氏により導入された半アーベル多様体を係数に持つMilnor K群は、通常のMilnor K群と同様にsymbolによって曲線の積の高次Chow群を記述する。染川氏は、このMilnor K群とガロア・コホモロジーを結ぶsymbol写像を構成し、その単射性を予想した。この予想はBloch-加藤予想の一般化であり、サイクル写像や相互写像の単射性とも密接に関係する。この群に関する数論的な研究として、Birch-Tate予想の拡張を得た。Birch-Tate予想は、総実代数体のK_2とデデキントゼータ関数の特殊値の関係を記述する。この関係をトーラス係数のMilnor K_2に一般化した。ここで、デデキントゼータ関数は余指標のArtin L関数に置き換えられる。証明の鍵は上記の染川氏の予想を特別な場合(トーラスと乗法群を係数とする場合)に示すことである。一方で、特別なトーラスふたつを係数とする場合を考察することで、染川氏の予想は一般には成り立たないことを示した。(Bielefeld大学のMichael Spiess氏と共同研究。)また、これはBeilinsonによる最近の予想(同氏の有名な予想とは別のもの)への反例も与える。最後に、代表的な代数的完全可積分系であるMumford系のスペクトル曲線が最大限に退化した場合(より詳しくは、A_{2g}型の特異点を持つ場合)に、等位集合が「完備化された一般ヤコビ多様体」の開部分多様体と同型となり、力学系の流れがヤコビ多様体の作用による流れとして線形化されることを証明した。さらに、その応用としてKdV方程式の有理関数解を(すべて)構成した。(Poitiers大学のPol Vanhaecke氏および東京大学の井上玲氏との共同研究。)染川氏により導入された半アーベル多様体を係数に持つMilnor K群についてを行った。主な結果は、総実代数体のK群とデデキントゼータ関数の特殊値の関係を記述するBirch-Tate予想の拡張である。K群は(ある種の)トーラス係数のMilnor K群へと、デデキントゼータ関数は余指標のArtin L関数へと一般化される。トーラスとして一次元分裂乗法群をとった場合として、もともとめBirch-Tate予想が含まれる。(証明はこの場合に帰着することでなされる。)この結果の大部分は昨年度中に証明を得られていたが、それを論文にまとめる過程でいくつかの新しい観察が得られた。特に興味深い点は、トーラス係数のMilnor K群に対するHasseノルム定理の類似である。p-進体上の代数多様体の高次Chow群の構造について、萌芽的な観察を行った。結果は、特定の次数の高次Chow群は一意可除群になるというものであり、証明にはやはり染川氏のMilnor K-群を用いる。また、この一意可除群が連続濃度の無限次元であることも証明した。最後に、Mumford系という代数的完全可積分系の特異ファイバーの研究に、特異曲線の完備一般ヤコビ多様体の理論を応用することにより、KdV方程式の有理関数解をすべて構成する新しいアルゴリズムを開発した。(Poitiers大学のPol Vanhaecke氏および鈴鹿医療科学大学の井上玲氏との共同研究。多様体が局所体上で定義されている場合、次のような形で数論的な現象に高次Chow群が自然に現れる:---高次Chow群CH_0(X,1)は高次元類体論の相互写像により基本群のアーベル商という数論的な対象と結びつけられる。ここで「結びつけられる」と述べたのは、両者を結ぶ写像があるというだけの意味であり、その写像がどれくらい同型に近いかということは一般には分かっていない。ただし、一次元の場合は完全に解明されており、高次元の場合にも特殊な場合(具体的な多様体や、幾何的・数論的な仮定を設けた場合)にもさまざまな研究がなされている。これらの研究はすべて、多様体が完備であるという仮定が本質的であった。

実際、開多様体に対しては通常の高次Chow群を用いたのではこれらの理論を拡張することは不可能であることが簡単に分かる。しかし、Suslinにより導入された代数的特異ホモロジー群を利用することで、これが可能になるということを発見し、Chatelet曲面・三次曲面・Tate曲線の積など、興味深い実例を計算した。また、基礎体が二次元局所体の場合にも同じような構成が可能であるが、前年度にSpiessとの共同研究で得られたBloch-加藤予想の類似の反例に、この文脈(完備でない二次元局所体上の多様体に対する高次元類体論・Brauer-Manin双対の類似)で幾何的な解釈を与えた。
複合辞および連語形成の通時的・計量的研究

1複合辞・連語情報付与用N-gramデータの作成:『日本語歴史コーパス』に収録された資料よりN-gramデータを抽出し整備する。2情報付与の試行・情報付与マニュアルの作成:上記1のデータに「分類」「固定度」の情報付与を試行し、作業マニュアルを作成する。3作業者による複合辞・連語情報付与:2のマニュアルに基づき、複数の作業者が分類・固定度の情報を付与する。また、その結果の再検討を行う。4分析対象資料の拡充:3の結果をふまえ、追加する資料を検討する。5情報付与されたデータに基づく複合辞・連語の研究:複合辞・連語的表現の一覧表の作成・構成要素の分析、資料間・時代間の比較等の観点から研究を行う。
情報インフラにおけるセキュリティ投資の経済分析

本年度は、前年度に社団法人インターネットサービスプロバイダー協会に加盟しているインターネット・サービス・プロバイダ(ISP)を対象に実施した情報セキュリティ対策に関するアンケート調査結果の分析を行った。その結果、以下の2点のことが明らかになった。まず、多くのISPが(過去に実施した同様のアンケート調査と比較して)情報セキュリティ対策・投資に対する意識変化が見られた。具体的には、依然としてISPの経営状態は良いとは言えないものの、企業の社会的責任(CSR)を意識して対策・投資を実施するとともに、ユーザに対しても種主の啓発活動を行っている。次に、近年各省庁から独自に情報セキュリティに関する法律等が施行され、その対応に(比較的従業員数の少ない)地方ISPでは限界を感じていることがわかった。これらは、ISPは情報セキュリティ対策・投資への積極的な態度が見られるものの、法律等に関する政府のコーディネーションが特に行われていないことによる生産性や効率性が低下していること、また逆に情報セキュリティ水準が低下してしまう危険性が示唆している。そうならないためにも、政府は情報セキュリティに関する環境(特に、省庁横断的な法整備)を早急に整備していくことが望まれる。この他にも、本年度は、spamメールの経済に与えるインパクトについても公表データ等を用いて測定した。そして、その被害の低減には各ISPによるOP25B(Outbound Port 25 Blocking)の実施が有効となることについての示唆を与えている。上記の研究成果は、雑誌論文、著書や国内外の学会や研究会発表において積極的に公表してきた。また、アンケート調査結果は報告書を作成し、(報告書を希望した)ISPおよび関連各所に郵送をして意見を求めた。本研究の目的は、重要インフラの一つである情報インフラを提供している企業のセキュリティ投資を経済学的に分析し、そして安定した情報インフラを提供し続けるために各企業及び政府が取るべき対策は何であるかを具体的に提示することにある。本年度は、そのための準備として、国内におけるセキュリティ対策やセキュリティ投資の現状について包括的な調査研究をまず行った。その結果、実務面においては、国レベルの情報セキュリティ政策、産業レベルの情報セキュリティ対策、また情報セキュリティ対策の最新技術についての動向を把握することができた。効果的な情報セキュリティ対策のためには官民業の連携が必須であり、また日本においてそれが実施されていることが分かった。一方で、経済学や経営学の分野において、理論研究は海外で蓄積が進んでいるが、国内では遅れていることが分かり、また実証研究に関しては国内外問わずに、蓄積が開始されたばかりであることが分かった。これらは後述の雑誌論文・著書に一部まとめられている。これらを踏まえて、次に、2007年2月に社団法人インターネットサービスプロバイダー協会に加盟しているインターネット・サービス・プロバイダ(ISP)を対象として情報セキュリティ対策に関してアンケート調査を行った。現在、このアンケート調査の結果(有効回答率は11%である)を分析中であり、2007年7月を目処に報告書としてまとめる予定である。さらに、上述の研究を補完する意味で、公表されたデータを用いた情報セキュリティインシデントの経済学的インパクトについて研究を行っている。
農村整備における田園都市形成のための地域資源の利用調整に関する研究

昨年度に引き続いて、農業農村整備を田園都市形成として実現するために兵庫県篠山町、豊岡市、ならびに滋賀県安曇川町を調査地区に選定して、景観の保全と都市機能の形成を目的に、基本的な整備計画手法を画像処理解析、CADシステムを導入して基礎的分析とシステム解析を行った。今年度は特に、安曇川町田中三尾里地区における大区画圃場整備計画を作成し、区画、農道、潅漑排水施設の配置と圃場排水施設の具体的な水理計画を行った。また、圃場整備手法を用いた土地・水資源の利用調整の方法についても検討を試みた。主な検討項目は次の通りである。1.農業生産の安定・維持(大区画化、大規模経営の実現)2.水田・山地の田園風景の構成・保全3.自然動植物の生息空間の形成、用水路のビオトープ4.水質汚濁原因の除去なお、CADシステムは、大区画汎用化水田のための整備計画・設計に際し、その方法は大いに有用である。また、圃場整備手法による土地利用計画のコンピュータシステムの導入は期待できる。しかし、現在保有しているが画像システムは容量不足、機能不足で、その実用化について検討を試みているところである。圃場排水施設の水理設計についても、CADシステムを利用して、水田整備計画・設計の中で一貫して行えるように検討していく予定である。農業農村整備を田園都市形成として実現するため、兵庫県篠山町、豊岡市、ならびに滋賀県安曇川町を調査地区に選定して、景観の保全と都市機能の形成を目的に、基本的な整備計画手法を画像処理解析、CADシステムを導入して基礎的分析とシステム解析を行った。1.農業生産の安定・維持(大区画化、大規模経営の実現)2.水田・山地の田園風景の構成・保全3.自然動植物の生息空間の形成、用水路のビオトープ4.水質汚濁原因の除去兵庫県では、丹波田園都市形成機能調査事業を実施しているが、この地域は都市計画設定が成されていず、その整備計画手法も十分に開発されていない。現在、基本的な構想を作成して集落単位で土地・農地の利用調整計画の作成を検討している。特に、大区画水田のための圃場整備により、非農地の創設、土地利用計画の作成を中心に、画像処理技術の実用化を試みているところである。また、兵庫県、関係市町村におけるそれぞれの農業振興計画、産業振興計画、都市計画等との関係の調整をはかり、計画手法の応用的研究を進めている。なお、CADシステムを利用する方法は期待できる。
ゲージ理論の双対性による箙W代数の研究

また超対称ゲージ理論における厳密な評価手法である局所化の方法を,コンパクト空間と非コンパクト空間の両方を含む場合に適用し,新しい4次元ゲージ理論分配関数の厳密な表式を得た.局所化の方法により評価出来るのは分配関数と超共形指数であるが,我々の成果はN = 1超対称理論における初めての分配関数における結果になっている.この表式の基づいて4次元N = 1ゲージ理論における双対性や,N = 2理論との関係などを明らかにした.当初計画していた箙ゲージ理論・箙W代数の方法の応用という観点ではnon-simply-laced型ゲージ理論と量子可積分系との対応関係を明らかにし,概ね順調に進展していると言える.また他にも共形場理論を用いたQCD近藤効果の解析や,位相的開弦理論に基づいた量子幾何などについての成果も挙げている.最終年度では複数の共同研究者と行なっているプロジェクトを引き続き継続し,特に現在までに得られている予備的な成果を論文にまとめて公表することを目指す.また共同研究を推進するために長期滞在・招聘を併せて行う予定である.本研究課題の初年度である本年度は我々の提案する箙W代数の基礎的な性質の解明に向けた研究に重点を置き,いくつかの重要な結果が得られた.まず箙の代数的性質を統一的に理解するためにnon-simply-laced型の代数を一般に含んだ分化箙(fractional quiver)とそれに付随した分化箙ゲージ理論の構成を行なった.この構成法は箙ゲージ理論とW代数との双方向的な対応である箙W代数に基づくものであり,特にnon-simply-laced型W代数のq類似を自然に再現するものである.また有限型でないアフィン型・双曲型で,かつnon-simply-lacedな箙も構成が可能になり,これによって任意の箙に対するゲージ理論的な取り扱いが可能となった.この分化箙に関連していくつかの関連の結果も得ている.箙ゲージ理論の超対称真空に対するモジュライ空間は代数的古典可積分系の相空間と同一視されるが,ゲージ理論側で同変変形と呼ばれる自然な変形が可積分系側での量子変形になることが知られている(Nekrasov-Shatashvili対応).このとき同変変形は2種あるパラメータのうち1つを用いるが,分化箙ゲージ理論の場合にはこの2種のパラメータは対等でなく,つまり量子化の際に2つの可能性があることに対応している.我々はこの2つ現れる量子可積分系に対して転送行列やベーテ仮設方程式を導出し,その関係性を明らかにした.その他,分化箙の幾何学的な理解に向けた研究を行った.この時,ゲージ理論の定義される4次元ではなく,ゲージ折紙と呼ばれる高次元理論からスタートすることでその統一的な記述が可能であることを明らかにした.本年度は箙W代数と関連のテーマについて基礎的な結果を複数得ることができた.一方で出版論文自体はあまり件数は多くないが,これは特に初年度であり今後の研究の萌芽となるようなアイデアを育てることに注力したことがその1つの理由である.実際に国内外の複数の研究者と様々なアイデアについて継続的に議論を行なっており,今後の発展の見込まれる結果も現れつつある.また超対称ゲージ理論における厳密な評価手法である局所化の方法を,コンパクト空間と非コンパクト空間の両方を含む場合に適用し,新しい4次元ゲージ理論分配関数の厳密な表式を得た.局所化の方法により評価出来るのは分配関数と超共形指数であるが,我々の成果はN = 1超対称理論における初めての分配関数における結果になっている.この表式の基づいて4次元N = 1ゲージ理論における双対性や,N = 2理論との関係などを明らかにした.当初計画していた箙ゲージ理論・箙W代数の方法の応用という観点ではnon-simply-laced型ゲージ理論と量子可積分系との対応関係を明らかにし,概ね順調に進展していると言える.また他にも共形場理論を用いたQCD近藤効果の解析や,位相的開弦理論に基づいた量子幾何などについての成果も挙げている.現在進行形で進めている共同研究者との複数のプロジェクトを継続し,具体的な成果をあげて行くことを目指す.またこれまでに議論されていない新しい方向性についてのプロジェクトの立ち上げも目指し,これまでとは異なる分野の国内外の研究集会などでも積極的に成果を公表する.従来より議論を継続している共同研究者との交流も引き続き積極的に行い,例えば長期的な滞在,および招聘を行う予定である.最終年度では複数の共同研究者と行なっているプロジェクトを引き続き継続し,特に現在までに得られている予備的な成果を論文にまとめて公表することを目指す.また共同研究を推進するために長期滞在・招聘を併せて行う予定である.当初予定していた書籍などの購入を見送ったために軽微な残額が生じた.これについては次年度以降に改めて書籍などの物品の購入にあてる予定である.
生存戦略としての体内時計システムの分子解剖

体内時計は活動や代謝など様々な生理機能の日周リズムを生み出すと共に、光や食餌など環境・生体シグナルの変化に応答して翌日のサイクルを予知する。ほ乳類では視床下部に存在する中枢時計の上に高次の脳機能が発達した。本研究では体内時計の応答や発振の分子機構を探求し、さらに脳機能への時計出力の分子機構を探った。その結果、1)入力経路に関わる新たな分子群を発見した。2)記憶や情動などの脳機能を体内時計が制御していることを明らかにし、その鍵分子SCOPを同定した。さらに3)体内時計の振動因子としてFBXL3/21やADAR2など新しい分子群を同定し、時計発振における転写後・翻訳後修飾の重要性を明らかにした。《1》入力系:哺乳類の概日光受容は網膜の光感受性神経節細胞ipRGCが担うが、本研究により、ipRGCの光受容蛋白質OPN4が新たなシグナル伝達経路を駆動する可能性が浮かび上がってきた。RNAiを用いた機能阻害実験の結果、三量体G蛋白質の一つのサブタイプがこの新規OPN4シグナル経路に必要であることが示唆された。《2》脳機能:記憶効率の概日変動におけるSCOPの重要性を明らかにするため、SCOP-ノックアウト(KO)マウスを作成した。このSCOP-KOマウスを用いて記憶形成効率の時刻依存性を解析したところ、野生型でみられる長期記憶の形成効率の概日変動が消失したが、短期記憶の形成効率はSCOP-KOにより影響されないことを見出した。《3》分子時計: CRYをユビキチン化して分解に導くF-box型E3リガーゼFbxl3と、これと相同性が高いFbxl21に着目し、そのKOマウスの輪回し行動リズムを解析した。Fbxl3-KOマウスでは行動リズムの周期が著しく延長した。この周期延長効果はFbxl3とFbxl21のダブルKOマウスにおいて緩和されたが、一部のダブルKOマウスは行動リズムが消失するという顕著なリズム異常を示した。機能解析から、FBXL21はCRYをユビキチン化して安定化することを見出した。以上の成果をまとめた論文はCell誌に掲載された。これと並行して、転写因子CLOCKのDNA結合領域を決定するために、自作抗体を用いたChIP-Seq解析を行った。さらに新たなバイオインフォマティクス技術MOCCSを開発し、CLOCKのDNA認識配列を網羅的に抽出した。またRNA-Seqとsmall RNA-Seq解析を行い、CLOCKの時刻特異的なDNA結合が転写リズムを生み出すネットワーク機構を明らかにした。以上の成果をまとめた論文はMol.Cell.Biol.誌に掲載された。交付申請書に記載した3課題に絞り以下の研究成果を得た。《1》入力系:マウス網膜の光感受性神経節細胞ipRGCに存在する光受容蛋白質OPN4が三量体G蛋白質を介した新たなシグナル伝達経路を駆動する可能性を見出した。そこでCre/loxPシステムを用いて、ipRGC選択的にこのG蛋白質αサブユニット遺伝子を欠失した変異マウスを作出した。《2》脳機能:前脳特異的なBmal1 KOマウスを作成し、情動や記憶形成効率の概日変動が消失する事を明らかにした。また、海馬初代培養細胞を用い、細胞刺激に伴うERKの活性化がSCOP量に依存して上昇する事を見出した。つまりSCOP量の概日変動がERKの活性化レベルを制御し、記憶形成効率のリズムを生み出すと考えられた。一方、我々はニワトリ松果体が新奇ニューロステロイドである7αOH-プレグネノロンを合成分泌することを見出していたが、マウスでの微量定量解析に向け、HPLCと組み合わせた精密質量分析の方法を新たに開発した。《3》分子時計:カルモジュリン依存性キナーゼII(CaMKII)がCLOCKをリン酸化し、その結果、CLOCK-BMAL1の複合体形成が促進されて転写活性が上昇する事を見出した。CaMKIIの活性阻害により細胞リズムの振動は減弱し、CaMKIIalphaの活性欠損マウスでは、恒暗条件においてEvening-Morning振動体の脱共役により一日の活動時間帯が延長する重篤なリズム障害を示した。細胞レベルでは、CaMKII阻害により視交叉上核ニューロンの個々のリズム同調が減弱し、左右の神経核のグローバルな同期も崩れることを見出した。以上の成果はGenes Dev.誌に掲載された。この他、CRY1、CRY2、CLOCK、DBPなどの時計タンパク質と新たに相互作用する因子をインタラクトーム解析から同定した。現在、これら相互作用因子の機能解析を通じて、時計タンパク質による新たな時計制御機構を探っている。《1》入力系:多くの脊椎動物は2種類のメラノプシン遺伝子(Opn4-1とOpn4-2)をもつが、哺乳類はその片方(Opn4-1)を失っている。ニワトリ由来の2種類のメラノプシンを用いた生化学的実験により、その光シグナリングが互いに異なることを見出した。この違いが細胞や個体の光応答特性に及ぼす影響を調べるため、ニワトリ由来のOpn4-1やOpn4-2をipRGC特異的に発現誘導するためのマウス系統を作製した。《2》脳機能:マウス海馬CA1における膜ラフト内SCOP量は日周変動するが、ラフト内のK-Ras量もSCOP量の変動と並行して増減することを見出した。

さらに、SCOP-KOマウスにおいては膜ラフトに含まれるK-Ras量が大きく減少し、日周変動も消失した。海馬CA1内のSCOP量が記憶形成の強さを決定している可能性が示唆された。一方、ニューロステロイドとしての7α-OH-Pregの脳内生合成過程に着目し、7α-OH-Preg合成酵素群が脳内の様々な領域に発現していることを確認した。《3》分子時計:時計タンパク質CRY2は、Ser557がDYRK1Aによりリン酸化されるとSer553がGSK3βにより二次リン酸化され、プロテアソーム分解へと導かれる。このリン酸化依存的な分解系の生理的意味を理解するためにSer557をAlaに置換したノックインマウスを作製した。その結果、この分解は細胞質においてCRY2の過剰蓄積を抑制するように働き、マウスの行動リズムを強く制御していることを見出した。一方、CLOCKのChIP-Seq解析の結果、RNAのA-to-I編集酵素の一つであるADAR2がCLOCKの標的遺伝子の1つであり、リズミックに転写制御されていることを見出した。さらに、野生型マウスの肝臓で見られたRNA編集の日周変動は時計遺伝子Bmal1の欠損やAdar2遺伝子の欠損により完全に停止することを示した。《1》入力系:2種類のメラノプシン重複遺伝子の機能的な違いを世界に先駆けて示すことができた。哺乳類がその一方を失っていることを考え併せて、この機能的な違いにどのような生物学的な意義があるのか、分子進化学的な面からも非常に興味深い成果である。《2》脳機能:海馬ラフトにおけるK-Ras量の日周変動を示しただけでなく、SCOP量との相関を明らかにし、SCOP量の変動から記憶形成の概日変動に到る経路にK-Rasが関わる可能性を示すことができた。また、7α-OH-Pregの合成系酵素の存在を脳内で確認する事により、7α-OH-Pregの脳における重要性が示唆された。《3》分子時計:我々がこれまでに報告した逐次リン酸化制御されたCRYタンパク質の分解について、ノックインマウス作製によりその生理的意義を個体レベルで示すことができた。Cryの遺伝子レベルの欠損ではなく、アミノ酸レベルでの変異により細胞内シグナルを破綻させた結果、実際に時計振動の撹乱が観察され、当該分野に強いインパクトを与えた。《1》入力系:マウス網膜の光感受性神経節細胞ipRGCに存在する光受容蛋白質OPN4が新たなシグナル伝達経路を駆動する可能性を見出した。そこで、この経路がipRGCにおいて実際に光活性化されることを検証するため、二次メッセンジャー検出用レポータ遺伝子をipRGCに発現誘導する変異系統を作製した。《2》脳機能:前脳特異的なプロモータを用いて、前脳特異的にSCOPを欠損するマウス(SCOP cKO)とBmalを欠損するマウス(Bmal cKO)を作製した。これら変異マウスでは長期記憶効率が低下し、長期記憶効率の日周変動が消失した。前脳の概日時計機構がSCOPを介して長期記憶効率の日周リズムを形成すると考えられた。また、Scop-floxマウスの扁桃体BLAにCre発現アデノ随伴ウィルスを局所投与し、BLA特異的にScopを機能阻害したところ、不安様行動の日周変動が消失し、SCOP cKOと同様、不安様行動が一定の低値を示した。
悪性黒色腫における腫瘍免疫の破綻を解明する！～マウスリンパ浮腫モデルを用いて～

本研究は、我々が過去に報告したマウス後肢におけるin transit転移モデルを使用して、予後不良因子であるin transit転移の成立機構を解明することを目的とした。また、in transit転移モデルの基盤となるマウス後肢のリンパ浮腫モデルを改良し、安定的に浮腫が再現することを試みた。更にこのモデルを使用して、後肢浮腫モデルの分子生物学的解析を可能とした。リンパ管機能不全をきたした腫瘍微小環境における腫瘍免疫の破綻が、腫瘍の増殖や転移に影響を与えることが示唆された。マウスリンパ浮腫モデルにおけるin transit転移の機序を解明するため、まずマウスリンパ浮腫モデルの安定的な作成を試みた。マイクロサージャリーの技術を用い、マウスの後肢のリンパ管を10-0ナイロンで結紮し、膝窩領域のリンパ節、脂肪組織を十分に郭清することで、安定的にリンパ浮腫モデルを作成することができた。作成したマウスリンパ浮腫モデルに悪性黒色腫細胞であるB16F10細胞を移植したところ、3週間前後でin transit転移が出現することを確認できた。しかし、マウスリンパ浮腫モデルに悪性黒色腫細胞を移植しても、in transit転移を認めない群もあり、in transit転移の発生においてリンパ浮腫がどのように関与しているかは更なる検討が必要である。免疫組織学的染色で、リンパ浮腫後肢に悪性黒色腫細胞を移植した群では原発腫瘍内および腫瘍周囲のCD3陽性T細胞とFoxp3陽性T細胞(制御性T細胞)の数が正常後肢に移植した群と比較して低下している可能性があった。次に原発腫瘍内および腫瘍周囲のFoxp3発現をreal time PCRで検討したところ、現時点でFoxp3のmRNA発現に明確な差を認めなかった。In transit転移モデルにおいて何らかの免疫学的機序が関与している可能性が示唆されたが、免疫寛容が生じているかはまだ明らかとなっておらず、in transit転移モデル作成時の腫瘍を移植するタイミングなど今後の検証が必要である。マウス後肢リンパ浮腫モデルにおいて、in transit転移が成立する機序を解明するために、マウス後肢におけるリンパ浮腫の基本病態の解析を行うことにした。浮腫やリンパ流鬱滞が持続することで生じる皮膚・皮下組織の変化を長期間観察できるように、リンパ浮腫モデルの改良を試みた。従来のリンパ浮腫モデルでは術前に放射線照射を行っていたが、放射線照射による免疫系への影響を考え、放射線照射を必要としないモデル作成の可能性について検討した。マウス後肢の鼠径領域と膝窩領域のリンパ節と周囲の脂肪組織を外科的に十分切除し、更に後肢皮膚に存在する浅リンパ管を焼却処理したモデルにおいて、浮腫とリンパ流鬱滞が長期間持続することを確認した。また、鼠径部に線維化を生じさせることは、浮腫の持続を促進することが判明した。リンパ節と周囲脂肪組織を徹底的に郭清することによって、浮腫とリンパ流鬱滞が長期間持続することを確認した。浮腫とリンパ流鬱滞が高度である後肢に悪性黒色腫を移植すると、浮腫や鬱滞が軽度である群と比較して腫瘍の大きさや進展の度合いに差異があることを確認できた。また、ルシフェラーゼ遺伝子を導入した悪性黒色腫細胞を用いて、腫瘍の肺への移行性について検討した。リンパ浮腫群の後足皮下に悪性黒色腫を移植すると肺転移が生じることを確認できた。In transit転移の発生を予防する上で、リンパ浮腫を制御することの重要性が示唆された。放射線照射を併用しないマウス後肢リンパ浮腫モデルを利用して、悪性黒色腫細胞の移植実験を施行した。蛍光リンパ管造影にて、高度なリンパ流の鬱滞が確認できたリンパ浮腫モデルにおいては、全例で後肢にin transit転移を生じた。次に、ルシフェラーゼを遺伝子導入した悪性黒色腫細胞(B16F10Luc2)をリンパ浮腫後肢に移植する実験を行った。マウスの腹腔内にルシフェリンを投与することで、腫瘍からの生物学的発光をin vivoイメージングで検出することが可能となった。原発巣における腫瘍の動態を経時的に追跡したところ、リンパ浮腫モデルでは、早期(移植後1週間以内)の段階から、腫瘍の増大を示す発光シグナルの増強を示すことが確認され、統計的に有意な結果となった。また、肉眼的にin transit転移が確認される前に、in vivoイメージングにて腫瘍の転移と考えられる発光シグナルの増強を検出することが可能であった。リンパ管機能不全の程度が悪性黒色腫細胞の動態に影響を及ぼすことが示唆された。手術操作を行わないコントロール群、膝窩リンパ節のみを摘出する群、膝窩領域の郭清群、膝窩領域と鼠径領域の同時郭清群(リンパ浮腫を生じる)の4群に分けて腫瘍動態の検討を行った。結果は、リンパ浮腫群が、最も腫瘍の増殖能が高く、肺転移量が多いことが明らかとなった。しかし、膝窩領域の手術操作を行った群においても、コントロール群と比較して、原発巣の腫瘍増殖と肺転移量が高くなる所見が確認された。以上の所見から、手術操作に伴うリンパ管機能不全は、腫瘍の増殖・転移に影響を与える重要な因子であることが示唆された。リンパ管機能不全を来す手術操作の中でも、より低侵襲の手術操作においては、腫瘍の増殖・転移が抑えられる結果となった。これらの所見から、残存したリンパ節・リンパ管は腫瘍免疫に重要な役割を果たすことが判明した。

本研究は、我々が過去に報告したマウス後肢におけるin transit転移モデルを使用して、予後不良因子であるin transit転移の成立機構を解明することを目的とした。また、in transit転移モデルの基盤となるマウス後肢のリンパ浮腫モデルを改良し、安定的に浮腫が再現することを試みた。更にこのモデルを使用して、後肢浮腫モデルの分子生物学的解析を可能とした。リンパ管機能不全をきたした腫瘍微小環境における腫瘍免疫の破綻が、腫瘍の増殖や転移に影響を与えることが示唆された。放射線照射を施行しなくても、外科的にリンパ管、リンパ節、脂肪組織を十分に切除することでリンパ浮腫、リンパ流鬱滞が長期間持続するマウス後肢リンパ浮腫モデルを安定的に作成することが可能となった。リンパ浮腫後肢に悪性黒色腫を移植すると、浮腫の程度によって腫瘍の増大・進展が異なることが確認された。以上から、腫瘍が存在する部位のリンパ浮腫を制御する事で、悪性黒色腫の特徴的な転移様式であるin transit転移を予防できる可能性が示唆されている。また、マウスリンパ浮腫モデルあるいはin transit転移モデルより組織を採取しRNAレベル、タンパク質レベルで解析できる分子生物学的手法が確立されつつある。よって、研究は概ね順調に進展していると考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。皮膚悪性腫瘍、乳房再建、顔面神経麻痺マウスリンパ浮腫モデルにおけるリンパ管新生因子の発現に関する検討を行う。in transit転移の進行において、リンパ行性の腫瘍の進展は重要である。リンパ浮腫モデルにおけるVEGF-C、VEGFR-3などのリンパ管新生に関連する因子の発現をreal time PCRとウエスタンブロッティングで解析し、正常組織と比較・検討していく。リンパ浮腫組織におけるVEGF-Cの発現を調節するメカニズムを解明して、リンパ行性の転移を抑制する因子を同定する。次にin transit転移の成立における免疫寛容の有無、制御性T細胞(regulatory T cells,Treg)の病態への関与についても引き続き検証を行う。マウスリンパ浮腫モデルとin transit転移を生じたマウスから、それぞれ皮膚組織、腫瘍組織、脾臓を採取しフローサイトメトリーと免疫組織学的染色によってCD4リンパ球内のTregの比率を測定し、検討する。リンパ浮腫組織にin transit転移が生じる際のTregの変動を詳細に解析していく。以上の知見をもとにin transit転移を予防あるいは進展を抑制することが期待できる遺伝子治療薬、分子標的治療薬をin transit転移モデルに投与する。治療効果の判定は、安定的にホタル発光遺伝子(ルシフェラーゼ)を発現する悪性黒色腫細胞株(B16-F10-Luc2)をリンパ浮腫モデルに移植し、生体内イメージング技術を用いて生物発光を検出することによって腫瘍の動態を追跡し評価する。マウス後肢リンパ浮腫モデルの安定的な作成が可能となった。マウス後肢リンパ浮腫に悪性黒色腫細胞を移植した後にin transit転移が成立することも確認できた。免疫組織学的染色で原発腫瘍内および腫瘍周囲にCD3陽性T細胞とFoxp3陽性