hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
産業連関モデルを用いた原子力発電所立地自治体の経済・財政構造分析

また移出入の把握において、先行研究では統一的見解が示されていないため、研究協力者(静岡大学土居英二名誉教授)とも議論・検討を重ね、作成作業を進めていったが、本年度は完成までには至ることができなかった。(2)マクロ分析(量的リサーチ)「財政依存度の解明」:電源三法交付金が及ぼす影響について周辺自治体も含めた考察が必要であるとのことから、立地自治体のみならず隣接自治体にも着目したデータ整理を行った。本研究は次の点について課題を残したものの、おおむね順調に進展している。課題とは、市町村の産業連関表作成にあたって、「移出入」をどのように把握するかという点である。先行研究においても最難関な問題であり、研究会等を通じたメンバー間での議論の末、慎重をきす必要があることから当該課題は次年度まで持ち越されることとなった。本研究は、原発自治体の経済・財政構造を解明することを目的とする。平成30年度の研究成果は、次の4点であった。(1)「福井県産業連関表における重大な過ちの発見」:分析対象であった福井県の市町村産業連関表を作成する過程で、福井県の公表データに重大な誤りがあることが本研究チームによって明らかとなった。具体的には、「移輸出額」「移輸入額」における非現実的な数値である。(2)「製造業における需要額対移輸入額の線形性の発見」:製造業について、京都府と隣接府県の府県内需要額対移輸入額に綺麗な曲線を得ることができた。これは、先行研究(浅利・土居(2013)(2016))で提唱される生産額対移輸出額の線形性利用法を応用し、さらに展開させたものである。(3)「隣接府県の市町村産業連関表の完成」:福井県若狭地域に隣接し、原発の周辺地域に属する京都府北部5市2町の市町村産業連関表を完成させた。その結果、地域産業の特性として「公務」「教育」の2部門が、7市町すべてで上位にあることが分かった。小規模自治体での地方交付税ならびに交付金のあり方を考察するうえで、重要な材料を得ることができたといえる。(4)「地方財政の課題抽出」:地方自治体の財政運営の状況は、全体でみると一時期よりも明らかに「健全化」に向かっているものの、自治体の基金総額が高い水準にあることが分かった。2019年に地方交付税は増加に転じているが、実際は下げ止まった程度であり、地方交付税をはじめとする財源保障機能の不安定さは、自治体によるため込みを促し、基金の活用を妨げているといえる。財源保障機能を重視する地方財政制度から、成果主義重視へと変質しつつある中、基金活用も視野に入れて「住民の福祉の増進」という自治体本来の役割を発揮していくことが課題といえる。本研究は、次の点において課題を残したものの、おおむね順調に進展している。(1)分析対象とする道府県の変更、(2)分析対象地域の変更に伴う現地の再調査。これまでの研究の進捗において、研究計画の変更や遂行上の大きな問題は発生しておらず、当初の計画通りに概ね進めることができている。平成28年度に、隔月1回のメンバー会議が開催されたとともに、分析対象自治体の現地調査をメンバー全員で行うことができたため、互いの進捗度を確認しつつ、その都度、課題点や問題点の共有化がなされた。データ入手がやや遅れたものの、引き続き、計画通りに進めていく予定である。これまでの研究の進捗において、研究計画の変更や遂行上の大きな問題はないといえる。
骨芽細胞のメカノセンサーを介したＪＮＫ・ｐ３８グナルによる骨免疫制御機構の解明

本研究では,メカニカルストレスにより活性化される骨芽細胞のJNKおよびp38シグナル伝達経路の機能解析を行った.細胞伸展に伴い誘発される細胞外カルシウムの流入に伴い活性化されるASK1はJNKおよびp38を活性化した.ASK1-JNK経路はTNF受容体ファミリーのひとつFn14の発現を誘導していた.一方,ASK1-p38経路はケモカインのひとつMCP-3の発現を誘導した.Fn14は骨芽細胞のアポトーシスに寄与する一方,MCP-3は前駆破骨細胞の局所遊走を促進した.これらのことから,ASK1-JNK/p38経路は過剰力による骨吸収の機構に関与することが明らかになった.本研究では,骨芽細胞におけるストレス応答性MAPキナーゼJNK・p38のメカニカルストレスによる活性化およびその下流のキナーゼ活性依存的な遺伝子制御機構に着目し,メカニカルストレス感知から細胞内シグナル伝達を介した生体応答により制御される骨メカノバイオロジーの詳細を線形的に究明することを目的とした.これにより,骨芽細胞にとって「適正な」メカニカルストレスと「過大な」メカニカルストレスを酵素活性に基づいて生化学的に説明することを試みた.JNKおよびp38下流で制御される遺伝子発現をマイクロアレイにて解析したところ,JNKの下流でTNF受容体ファミリーの一員であるFn14が,p38の下流ではC-Cケモカインの一員であるCCL7が発現制御されていることが明らかとなった.Fn14は骨芽細胞のアポトーシス誘導に関与していた.さらに,Fn14はユビキチンープロテアソーム系により速やかな分解を受けており,そのユビキチン化部位は細胞質側末端に存在する109番目のリジンであることが示された.実際にこの部位の変異体では野生型に比べCaspase-3の活性化が促進されていることから,Fn14は転写レベルのみならず翻訳後修飾のレベルで常に発現量を低下させられることによりその効果を抑え込まれていることが示唆された.これらのことから,大きなメカニカルストレスにより活性化されるJNKおよびp38は骨芽細胞の機能抑制に機能することが示唆された.本研究では,メカニカルストレスにより活性化される骨芽細胞のJNKおよびp38シグナル伝達経路の機能解析を行った.細胞伸展に伴い誘発される細胞外カルシウムの流入に伴い活性化されるASK1はJNKおよびp38を活性化した.ASK1-JNK経路はTNF受容体ファミリーのひとつFn14の発現を誘導していた.一方,ASK1-p38経路はケモカインのひとつMCP-3の発現を誘導した.Fn14は骨芽細胞のアポトーシスに寄与する一方,MCP-3は前駆破骨細胞の局所遊走を促進した.これらのことから,ASK1-JNK/p38経路は過剰力による骨吸収の機構に関与することが明らかになった.適切なメカニカルストレス負荷は骨形成に寄与するが、脱負荷および過剰負荷は骨の吸収をもたらす。この骨吸収に際しては骨の構成細胞の90%以上を占める骨細胞によるreceptor activator of nuclear factor kappa B ligand(RANKL)の産生が重要な役割を果たすことが報告される一方、骨芽細胞の挙動を制御するシグナル伝達機構には不明な点が多い。本研究では骨芽細胞MC3T3-E1への伸展刺激系を用いて、メカニカルストレスが骨芽細胞の挙動に与える影響について検討を行った。その結果、骨芽細胞のERK経路はごく弱い伸展刺激によっても活性化され、骨芽細胞の分化を正に制御していることが明らかになった。一方、これまでに申請者は、メカニカルストレスにより活性化される骨芽細胞のJNKおよびp38はInterleukin-6 (IL-6)、fibroblast inducible 14(Fn14)、およびmonocyte chemoattractant protein-3(MCP-3)の発現に関与することを見出している。本研究ではさらに、MCP-3におけるN末端のshort peptideは22ー23位における切断とこれに引き続く分泌(Shedding)に必須であること、およびMC3T3-E1はMCP-3受容体であるc-c chemokine receptor (CCR)1およびCCR2をmRNAレベルで発現していないことを明らかにした。現在、骨芽細胞のMAPキナーゼによる、異なる強さのメカニカルストレスに対する異なる生体応答の制御について引き続き検討を行っている。JNK・p38 MAPキナーゼに加え、ERKの機能解析についていくつかの検討を行い、結果を得ることが出来た。その結果、「適正負荷により骨形成が、脱負荷と過負荷では骨吸収が起こる」ことのうち、メカニカルストレスの負荷が関与する部分、すなわち「適正負荷および過負荷」における生体応答を培養細胞にて部分的に再現できることが明らかとなった。これにより、「小さいメカニカルストレスに対してはERKを介して骨芽細胞が分化促進される」こと、および「大きなメカニカルストレスにより活性化されるJNKおよびp38は分化に抑制的に機能する」こと、さらに「この時のJNKおよびp38の活性化はサイトカイン関連遺伝子の発現上昇に寄与している」ことを基調として、骨芽細胞のMAPキナーゼが異なる強さのメカニカルストレスに対する異なる骨の生体応答をそのキナーゼ活性依存的に制御していることが明らかになりつつある。また、本研究の成果について現在投稿準備中である。前項で述べたように本研究は論文化に向けた最終段階に入っている。

各論となる詳細部分については十分なデータが蓄積されており問題はないが、各論間を連結するための材料、つまり論文全体のストーリー性については論文査読者からの新たな実験が要求される可能性がある。また、これまでに得られた実験データについて、学会発表において多くの研究者と情報・意見交換の必要がある。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進した事に伴い発生した未使用額であり、平成25年度請求額とあわせ、平成25年度の研究遂行に使用する予定である。
７回膜貫通型受容体の表在量制御を目指した基盤研究

GPCRの細胞表在量の制御において有益な以下の知見を得た。(1)N型糖鎖修飾を有さないGPCR(アドレナリンα2B受容体等)の存在を示唆し、これらもER内で品質管理を受けて搬出制御されることを明らかにした。(2)ロイコトリエンB4第一受容体(BLT1)はC末端に一箇所のモノユビキチン修飾部位を有することを見出し、その責任リガーゼ候補をUb-split酵母2-ハイブリッド法により得た。(3)BLT1は恒常的及びリガンド誘導的な2種のリン酸化修飾を受けることを見出し、その修飾部位を決定した。これらユビキチン及びリン酸化修飾のBLT1細胞内輸送(リサイクル/分解制御)への関与を現在進めている。アドレナリンα2B受容体(Aα1BR)を材料とし、糖鎖修飾の無いGPCRの小胞体内における品質管理の解析を進めている。この受容体の164番目システイン殘基の変異体は形質膜には発現せず、小胞体に蓄積し、ERADにより分解処理されることを昨年確認した。今年は、この変異体に品質管理機構の重要因子の1つであるOS-9が結合していることを確認した(免疫共沈実験)。またsiRNAを用いたOS-9のノックダウン実験から、異常Aα1BRの分解にOS-9が関与することを示唆した。OS-9はレクチン様蛋白であり、品質管理の際に糖鎖を認識するとされているが、Aα1BRは糖鎖修飾を受けないことから、糖鎖に依存しない未知の品質管理機構の存在が示唆された(H24年度日本生化学会にて発表)。現在、OS-9の変異、欠失実験よりAα1BRとの結合領域を解析中である。ロイコトリエンB4受容体(BLT1)のリン酸化修飾とユビキチン化の意義について解析を進めた。Phos-tag SDS-PAGE法を駆使し、BLT1のリン酸化解析を行った結果、この受容体にはC末端に7箇所のリン酸化修飾部位が存在し、うち5つはリガンド刺激前からリン酸化されており(basal)、残り2箇所がリガンド刺激依存的(inducible)にリン酸化されることを決定した。これら修飾の意義、特に、basal修飾については、受容体トラフィッキングへの影響も含めて解析中である(H24年度日本生化学会にて発表)。また、ユビキチン修飾に関しては、小胞体で合成された直後に付加されることから、膜への移送に関わると推察している。現在、この修飾の意義を知るために責任ユビキチンリガーゼの同定を酵母2-ハイブリッド法(スプリットユビキチン法)で行い、BLT1結合タンパク質群の中から候補ユビキチンリガーゼを見いだしたところである。最終年度は以下の成果を得た。(1)一昨年、GPR109aのN末端にあるN型糖鎖修飾モチーフが一般的なものとは異なり特異な-N-X-C-(Xはシステイン)配列であることを報告した。この部位の糖鎖修飾はERからの搬出に重要で、この修飾を欠損させると膜発現が有意に低下するが、N型糖鎖修飾以外のこのモチーフの必要性、特にシステイン(Cys)残基の重要性について解析した。このモチーフ内の2つのCys残基を含め、GPR109aの細胞外領域には6つのCys残基が動物種を超えて保存されているが、どの1つの変異によってもこの受容体は活性を失う。即ち、この特異な糖鎖修飾モチーフは細胞膜への移送に必須なN型糖鎖修飾に加え、細胞外領域でのジスルフィド結合形成にも必須な役割を担っていることを明らかにした。(2)ロイコトリエンB4第一受容体(BLT1)には7箇所のリン酸化部位が存在することを既に報告したが、これらの内、リガンド誘導的な修飾(2箇所)は高濃度リガンド刺激時のみで起き、また、全リン酸化部位に変異を導入した非リン酸化BLT1は高濃度リガンド刺激時のcAMP産生抑制能が低下するとともに、ケモタキシス惹起能も野生型受容体に比べて有意に低下していることを見出した。高濃度リガンド環境下でのBLT1によるGi活性化にこれらリン酸化が関与していることが推察される。(3)BLT1のC末端領域でモノユビキチン修飾を受けるリジン残基を一箇所特定した。また、この修飾の責任リガーゼの探索としてUb-split型酵母2-ハイブリッドスクリーニングを実施し、候補分子を1つ見出した(固有名は未発表)。この分子とBLT1との結合は動物細胞内でも確認し、この分子のC末端領域がBLT1の細胞内ループと結合することを示唆する結果を得ている。現在、ノックダウン実験でこの分子のBLT1モノユビキチン化修飾への関与を検討中である。(1)BLT1のプロモーター解析;

ロイコトリエンB4第一受容体(BLT1)に関し、血球系細胞株(HL60)において、プロモーター領域に結合する因子の解析を行なった。BLT1プロモーター内には機能に不可欠なSp1サイトが存在するが、BLT1の血球細胞内発現にはSp1以外の因子が結合することを確認し、有力な候補因子として17種類あるKLFファミリーの何れかであるところまで絞り込むことが出来た。(2)糖鎖修飾を受けないGPCRのER品質管理;新生膜蛋白質のER内品質管理にはN型糖鎖修飾が不可欠とされるが、我々は、ヒトGPCR(約900種)の内、約5.5%に相当する約50種のものがN型糖鎖修飾モチーフを持たないことをデータベース解析から見出した。この内の代表としてα2B型アドレナリン受容体を材料とし、実際に糖鎖修飾を受けずに膜表面に発現すること、その変異型(細胞外S-S結合破壊)が小胞体蓄積することを確認し、糖鎖非依存的な品質管理機構が存在することを示唆した。(3)GPR109aの新規N型糖鎖付加モチーフ解析;ニコチン酸を認識するGPR109aは、典型的なN型糖鎖モチーフ(NxS/T)を持たないものの(上記5.5%に含まれる)、糖鎖修飾を受ける。我々は、この受容体が持つ糖鎖修飾モチーフが-NxC-であることを明らかにした。また、この修飾における責任酵素(oligosaccharyltransferase)が2種類(STT3のA型とB型)知られている内のB型であることを示唆した。先行研究では大半の膜蛋白質がA型酵素で修飾を受け、B型は補完的役割が示唆されていることを考えると、このモチーフとB型との関係には新しい制御の存在が推察される。(4)表在GPCRのリン酸化修飾; BLT1のC末端領域にはアゴニスト刺激非依存的と依存的な2種類のリン酸化サイトが存在することを見出した。糖鎖修飾非依存的な小胞体内品質管理機構の存在を示唆することができ、ロイコトリエンB4受容体については新しい技法を取り入れてリン酸化部位を確度の高いデータで決定することが出来た。GPCRのリン酸化修飾がリガンド刺激前からbasalに起こっている知見は未だ報告例がない。また、ユビキチン修飾に関しては、酵母2ーハイブリッド(スプリットUb法)を駆使してBLT1結合タンパク質のスクリーニングを実施し、同定した結合タンパク質の中に興味深いユビキチンリガーゼを見いだすことが出来た。以上の結果は、今後の本研究遂行上、非常に大きな成果である。本課題は転写制御、品質管理、表在受容体の修飾制御の3つの観点から進めているが、全てのテーマにおいて今後に繋がる成果を得ることができた。これら結果を足掛りとすることで次年度の飛躍が期待出来る。本課題は、GPCRの表在量制御において有益な知見をえることにある。トラフィッキングや表在時間は修飾によって制御されることが推察される。H25年度は最終年度として、3つの課題、(1)GPCRの小胞体内品質管理機構の解明(小胞体搬出)、(2)BLT1のbasal & inducibleなリン酸化の意義(形質膜局在量)、そして(3)BLT1のユビキチン修飾と責任リガーゼの決定、および、その意義(形質膜への輸送)に関してそれぞれをまとめ、論文として社会に発信する。こうした翻訳後修飾は、小胞体からの輸送量、形質膜への局在時間(寿命)、そして、リサイクリング/分解制御に深く関わり、GPCR表在量調節に深く結びつく知見と考える。
レーザースペックル血流計を用いた脳虚血巣周辺領域の血流変化イメージング

リアルタイム脳表血流モニタリングシステムであるレーザースペックル血流計をラット脳梗塞モデルに用いることで、MRI,PETなどの従来の検査では検知不可能であった『虚血巣周辺部における脱分極波(Peri-infarct depolarization : PID)伝播』を可視化することができた。PIDは単に虚血巣から周辺に放射状に伝播するのではなく、虚血巣周囲のさまざまな部位から発生し、虚血巣辺縁に沿って接線方向に伝播していることも本研究で明らかとなった。本研究はレーザースペックル血流計(以下LSF)を用いて脳虚血発症時の脳局所血流変化をモニタリングすることに主眼を置いている。平成21年度はLSFの設置および実験系の確立を行った。まず、LSFは商業用に販売されている装置ではなく、高解像度カメラ・レーザーダイオード・レーザーコントローラーなどの器具を個別に購入し、独自にこれ構築した。また、LSFソフトウェア(画像情報処理ソフト)も年々バージョンアップされており、最新版を使用可能にするためにカメラ用ドライバの変更など、PCセッティングの変更も行った。LSFシステムが構築されたことを確認した後、実験室の環境(明るさなど)の最適化を行い、安定してLSFが稼働することを確認した。また、麻酔深度を一定に維持すべくラット用吸入麻酔器を購入し、開頭下に少なくとも3時間程度はモニタリングを継続できるようにした。最終的にLSFが良好に稼働し、吸入麻酔器によるラットの麻酔管理が可能となったが、安定した局所脳虚血モデルを量産するところは次年度への持ち越しとなった。体温を安定させることに加えて脳温も一定に保つように、今後脳温管理用サーモスタットを購入する予定である。少なくとも最新版LSFシステムが稼働し、脳表血流の測定が可能となったことは平成21年度の収穫であり、次年度はこれらデバイスを用いて虚血巣周辺のrCBF変化やperi-infarct depolarizationの伝播様式を観察していく予定である。本研究では、脳梗塞発症後超急性期の脳表血流変化を観察すべく、新しい脳表血流モニタリング装置であるレーザースペックル血流計(以下LSF)を導入した。また、脳梗塞発症前発症後3時間という超急性期の観察を行うために『遠隔的中大脳動脈閉塞モデル』を使用した。具体的には、雄性Wisterラットの左内頸動脈にPE50カニューレを留置し、LSFによる左大脳半球脳表血流の連続モニタリング下に約300μmのビーズを注入し、脳梗塞を発症させた。本実験系により以下の2つの現象が明瞭に描出された。1.LSFによりビーズ注入後の脳虚血巣発生がリアルタイムに確認でき、閉塞血管の違いにより2パターンの虚血巣が作成された(7例中6例はMCA閉塞による脳梗塞が、1例は前大脳動脈(ACA)閉塞による梗塞が作成された)。本手法により脳梗塞モデルの定番ともいえるMCA閉塞のみならずACA閉塞も可能であることが示された。2.発症直後より多数の虚血巣周辺部の脱分極波(peri-infarct depolarization:PID)の発生が描出された(5分に1イベント程度の頻度でPID発生が認められた)。特筆すべきは、LSFによりPID伝播様式も可視化できたことで、これまで信じられてきた『放射状伝播』ではなく、虚血巣周辺に沿うように伝播する『接線方向の伝播』が大多数を占めていた。接線方向に伝播するPIDは虚血中心部に沿いペナンブラ体に伝播するため、脳梗塞二次性増大の一因になっている可能性が示唆された。以上のように、LSFを用いることでMRI、PETなどの従来の検査では検知不可能であった『虚血巣周辺部におけるPID伝播』の可視化が可能となったが、今後は『PID伝播と脳梗塞拡大の関連性』についてさらなる研究を行う予定である。
酸性抽出剤-中性多座配位子系による希土類元素の多段液-液抽出法の研究

1.希土類元素の新しい抽出系として,トリクロロ酢酸と中性多座配位子を用いて研究した. La, Ce, Sm, Tb, Luなどのランタノイド(Ln(III))がトリクロロ酢酸(Htca)とヘテロサイクリック二座アミンの2,2 ́-ビピリジンによってpH5以上で1,2-ジクロロエタンやニトロエタンに容易に抽出されることを見い出した.Ln(III)の分配比とそれぞれの抽出剤濃度の両対数プロットから,抽出種がLn(bpy)_2(tca)_3であることを明らかにした.また,比較のため酸性キレート試薬であるテノイルトリフルオロアセトンと塩基性の高い耐熱性単座配位子トリフェニルアルシンオキシドを用いて抽出平衡を調べた.両方の系において, Ln(III)の抽出性は原子番号とともに高くなり,また, Ln(III)の分離係数も同程度であった.2.トリクロロ酢酸とマクロサイクリックポリエーテルの18-クラウンー6(18C6)を用いた新しい抽出系を研究した. 1,2-ジクロロエタンへのLn(III)の分配比はpH3-4.5で一定であった.抽出平衡の解析から, La, Ce, Pr, Nd, Sm, EuはLn(18C6)(tca)_3として,またTb, Tm, LuはLn(18C6)(tca)_3及びLn(18C6)_2(tca)_3として抽出されることを明らかにした.Ln(III)の抽出性は原子番号の小さい方が高く,これまで知られているものと全く逆の傾向を示した.しかも, LaからTbまで極めて高い分離係数を達成することができた.3.多段液-液抽出系として抽出クロマトグラフィーの適用を検討した.アルキル化学結合固定相-極性移動相系において,移動相にドデカンを飽和溶解させることによって多段液-液系が構成できることをβ-ジケトン錯体のクロマト挙動から確認した.今後の計画として,アルキル化学結合固定相あるいはポリスチレン樹脂固定相と,中性多座配位子を含むベンゼンや1,2-ジクロロエタンで飽和にした移動相(水相)を用いて, Ln(III)の高性能抽出クロマトグラフィー系を確立する.1.希土類元素の新しい抽出系として,トリクロロ酢酸と中性多座配位子を用いて研究した. La, Ce, Sm, Tb, Luなどのランタノイド(Ln(III))がトリクロロ酢酸(Htca)とヘテロサイクリック二座アミンの2,2 ́-ビピリジンによってpH5以上で1,2-ジクロロエタンやニトロエタンに容易に抽出されることを見い出した.Ln(III)の分配比とそれぞれの抽出剤濃度の両対数プロットから,抽出種がLn(bpy)_2(tca)_3であることを明らかにした.また,比較のため酸性キレート試薬であるテノイルトリフルオロアセトンと塩基性の高い耐熱性単座配位子トリフェニルアルシンオキシドを用いて抽出平衡を調べた.両方の系において, Ln(III)の抽出性は原子番号とともに高くなり,また, Ln(III)の分離係数も同程度であった.2.トリクロロ酢酸とマクロサイクリックポリエーテルの18-クラウンー6(18C6)を用いた新しい抽出系を研究した. 1,2-ジクロロエタンへのLn(III)の分配比はpH3-4.5で一定であった.抽出平衡の解析から, La, Ce, Pr, Nd, Sm, EuはLn(18C6)(tca)_3として,またTb, Tm, LuはLn(18C6)(tca)_3及びLn(18C6)_2(tca)_3として抽出されることを明らかにした.Ln(III)の抽出性は原子番号の小さい方が高く,これまで知られているものと全く逆の傾向を示した.しかも, LaからTbまで極めて高い分離係数を達成することができた.3.多段液-液抽出系として抽出クロマトグラフィーの適用を検討した.アルキル化学結合固定相-極性移動相系において,移動相にドデカンを飽和溶解させることによって多段液-液系が構成できることをβ-ジケトン錯体のクロマト挙動から確認した.今後の計画として,アルキル化学結合固定相あるいはポリスチレン樹脂固定相と,中性多座配位子を含むベンゼンや1,2-ジクロロエタンで飽和にした移動相(水相)を用いて, Ln(III)の高性能抽出クロマトグラフィー系を確立する.
高度未来福祉を創成する分散知的支援システムの研究

高度未来福祉の創成をめざした基礎技術の発展とシミュレーションによる検討,アプリケーションによる実証実験を完了させた。その事例としてユビキタスネットワークロボットを想定し,限られたセンサ空間であっても効率的に情報空間を構成し,タスクに応じた学習を自律的に行う手法の提案に至った。具体的には下記の成果を得た。1.離散的なセンサ情報から、多角形の仮想の屋内モデルを構成し、その鳥瞰図マップを状態空間として扱う手法を提案した。この状態空間を用いることで、センサの数や精度に依存しない状態空間を構成でき、さまざまなロボットが協調しあうための知能化空間の基盤をつくることができた。2.強化学習の基本的問題である不完全知覚問題について、状態行動対に対する価値を複素数で表現する手法を完成させ、環境同定学習であるQ学習と、経験強化型学習であるProfitSharingの2つのアルゴリズムについて学習アルゴリズムの改良を図った。複素空間上で価値を表すことにより、コンテキストに依存した学習が極めて簡単な構造から実現できることを示した。3.上記技術の実用性を検討するために、自律移動型の福祉ロボットの1例として、知的車椅子ロボットを試作した。タグを埋め込んだ環境中で他ロボットと協調しながら知的な振る舞いを獲得できることを示した。4.さらに本研究にて完成されたマルチエージェントフレームワークをもちいたネットワーク復旧システムの提案,実装を行った。群知能システムを構築するための種々の理論研究の成果を発展させた。特にマルチエージェントの協調学習,強化学習の基本問題(次元の呪い,状態のみなし問題等)について,シミュレーション・実装方法両面の研究を進めた。具体的には,複素強化学習のアルゴリズムについて,複素Q-learningおよび複素Profit Sharingについて大きな進展が得られた。このアルゴリズムを用いることで,認知障害者支援などのコンテキストアウェアネスエージェントの基盤技術を整えることができた。次に,さまざまなユビキタスロボット群が群知能構成エージェントとしてシステムに容易に参入可能なフレームワークを確立した。具体的事例として,自律移動可能な知的車椅子と,カメラロボットを複素ニューラルネットワークで自律的に連結する仕組みをとりいれ,利用者の日常的な振る舞いを学習し,安全に走行する学習機能を実現した。このフレームワークを用いることで,様々なロボット間での自律的協調動作獲得が容易になり,本研究がめざす分散知能環境のインフラ技術を構築することができた。これらの基礎・基盤技術をもとに,知的車椅子の開発,認知障害者支援システムの開発を進めた。知的車椅子については,利用者,介助者,知的車椅子が連携しあう協調動作の獲得にいたった。認知障害者支援システムでは,利用者の日常の行動コンテキストを,マルチエージェント協調学習の一種である黒板モデルを用いて認識し,ヒト・モノ・コトの行動経路の指示・注意を動的に行う世界初のシステムプロトタイプ構築にいたった。高度未来福祉の創成をめざした基礎技術の発展とシミュレーションによる検討、アプリケーションによる実証実験までを完了させた。その事例としてユビキタスネットワークロボットを想定し、限られたセンサ空間であっても効率的に情報空間を構成し、タスクに応じた学習を自律的に行う手法の提案を行った。具体的には下記のような成果が得られた。鳥瞰図マップは2次元イメージとして認識され、さらにSOMを用いて有限個の状態空間に分類することに成功した。この状態空間を用いることで、センサの数や精度に依存しない状態空間を構成でき、さまざまなロボットが協調しあうための知能化空間の基盤をつくることができる。以上の研究を経て、安価で経済的な新しい知能化空間の実現方法について明らかになった。
ゼオライトの触媒機能を高度に利用した環境調和型化学プロセスの開発

ゼオライトの触媒としての多面的高機能性を利用することで、環境調和型化学プロセス実現のための基礎的知見を得ることを目的とし、シクロヘキサノンのアンモオキシム化、シクロヘキサノンオキシムのベックマン転位、ヘプタンの異性化、ブタンの芳香族化およびイソペンテノールの合成について検討した。1.シクロヘキサノンの液相アンモオキシム化に有効な触媒として、チタンを結晶骨格中に組み込んだモルデナイト型およびMCM-22型チタノシリケートを調製した。導入したTi^<4+>がゼオライト骨格中に組み込まれていることを明らかにした。液相アンモオキシム化に対し、これらの触媒が高い活性と選択性をもつことを見いだした。2.シクロヘキサノンオキシムのベックマン転位に対し、酸強度を制御した各種ゼオライトを触媒として用い、その中でフェリエライトおよびCa-Aゼオライトが_ε-カプロラクタム生成に高い選択性を示すことを明らかにした。また、速度論的検討から反応機構を推定し、それに基づき溶媒の効果を説明した。3.白金を固体酸性の異なる各種ゼオライトに担持した二元機能触媒を用い、ヘプタンの異性化を行った。Y型、β型、モルデナイト等を種々の方法で修飾し固体酸性を制御した結果、Pt-βが高い異性化活性をもつことを見いだした。4.ブタンからの芳香族炭化水素合成に対し、Pt-Ge系金属間化合物を担持したH-ZSM-5ゼオライトが高い活性、選択性、安定性を示すことを明らかにした。5.イソブテンとホルムアルデヒドからのイソブテノール合成に対し、Feを骨格中に含むMCM-22型チタノシリケートが高い活性、選択性および活性の持続性を示すことを明らかにした。以上の知見から、これらの反応が環境調和型化学プロセスとして実現可能であることを提言した。Atom-planting法を用いて、モルデナイトにチタンを導入した。高温焼成および硝酸処理によって脱アルミニウムしたモルデナイトを、TiCl_4蒸気と反応させることによりモルデナイト骨格中にチタンが組み込まれる。UV拡散反射スペクトルにおいて220nmに強い吸収が現れたことから、導入されたチタンが4配位状態であることがわかる。また、透過IRスペクトルにおいて963cm^<-1>に吸収が現れ、その吸光度とチタン含有量が比例することから、導入されたチタンがすべて骨格に組み込まれているものと考えられる。C^<18>O_2とモルデナイトの骨格酸素との交換反応の結果から、チタンはモルデナイトのアルミニウムが抜けることにより形成された格子欠陥サイトに組み込まれること、その際773K以上でAtom-plantingを行うと、チタンは4本のTi-O-Si結合を形成し、573K以下では1本がTi-OHとなることを見いだした。調製したモルデナイト型チタノシリケートを触媒として、アンモニアと過酸化水素を用いたケトン類のアンモオキシム化を行った。各種ケトンおよびアルデヒドを反応物としたときのアンモオキシム化と、無触媒下でのヒドロキシルアミンによるオキシム化の比較から、チタン種はヒドロキシルアミン中間体生成にのみ関与し、その後のオキシム生成はチタノシリケート上に限らず液相全体で進行するという知見を得た。シクロヘキサノンオキシムの気相ベックマン転位に対し、各種ゼオライトを触媒としてゼオライトの酸強度および構造の影響を検討した。弱い酸点をもつシリカライト、Ca交換A型ゼオライト、SAPO-5などが高い選択性を示した。Ca-Aはシクロヘキサノンオキシム分子よりも小さい細孔入り口を有する。したがって、ゼオライト結晶外表面がベックマン転位を高選択的に促進するための有効な反応場であると考えられる。

固体触媒を用いたシクロヘキサノンオキシムの気相ベックマン転位反応においては、固体であるシクロへキサノンオキシムを連続的に気化させて供給するため、溶媒を用いる必要がある。触媒としてε-カプロラクタム選択性が高いシリカライト-1を用い、この溶媒の効果について検討した。極性の異なる各種有機溶媒を用いた結果、極性の低いベンゼン、シクロヘキサンなど、および極性が高いアセトン、アセトニトリルなどと比べ、中程度の極性をもつエタノールおよびメタノールを溶媒とした場合、最も高いε-カプロラクタム生成速度が得られた。このような溶媒の効果を明らかにするため、速度論的検討を行った。ε-カプロラクタムの生成速度とシクロへキサノンオキシムの分圧との関係を調べ、生成速度がラングミュアー型の速度式で表せることを明らかにした。この速度式は、ε-カプロラクタム吸着種が溶媒分子により活性点上から追い出される過程を律速段階とする反応スキームにより、説明することができた。各種溶媒を用いた実験結果をこの速度式に当てはめ、反応速度定数および吸着平衡定数に対応する値を求めた。その結果、溶媒の極性が低いとε-カプロラクタムを脱離させる能力が低いため生成速度が遅く、逆に極性が高すぎると反応物であるシクロへキサノンオキシムの活性点への吸着を溶媒分子が阻害し、シクロヘキサノンオキシム吸着種濃度が低下するため生成速度が遅くなることが明かとなった。ヘプタンの異性化に対し、白金を担持した各種ゼオライトの触媒性能を比較検討した。その結果、Pt-βゼオライトが最も高い異性化選択性を示し、反応温度220°Cにおいて78時間以上触媒活性が安定していることを見出した。担持したPt濃度が高いほど、またゼオライト中のAl濃度が低いほど、異性化に対する選択性が高くなることが明かとなった。ゼオライトの触媒として多面的高機能性を利用することで、環境調和型化学プロセス実現のための基礎的知見を得ることを目的とし、シクロヘキサノンのアンモオキシム化、シクロヘキサノンオキシムのベックマン転位、ヘプタンの異性化およびイソペンテノールの合成について検討した。1シクロヘキサノンの液相アンモオキシム化に有効な触媒として、チタンを結晶骨格中に組み込んだモルデナイト型およびMCM-22型チタノシリケートを調製した。導入したチタンの状態をUV、IR、XRD、C^<16>O_2-C^<18>O_2交換反応などでキャラクタライズし、Ti^<4+>がゼオライト骨格中に組み込まれていることを明らかにした。液相アンモオキシム化に対し、これらの触媒が高い活性と選択性をもつことを見いだした。2シクロヘキサノンオキシムのベックマン転位に有効な触媒として、酸強度を制御した各種ゼオライトの調製を行い、フェリエライトおよびCa-Aゼオライトがε-カプロラクタム生成に高い選択性を示すことを明らかにした。また、速度論的検討から反応機構を推定し、それに基づき溶媒の効果を説明した。3白金を個体酸性の異なる各種ゼオライトに担持した二元機能触媒を用い、ヘプタンの異性化を行った。Y型、β型、モルデナイト等を種々の方法で修飾し固体酸性を制御した結果、Pt-βが高い異性化活性をもつことを見いだした。
電子間多重極相互作用を含む有限系に基づく遷移金属酸化物の電子状態理論

CuO,Nio,CoO,FeO,FeO、MnOおよびTiO_2に対し、3dイオンとそれを正八面体的にとり囲む陰イオンよりなるクラスター内のイオン間電子移動、イオン内電子間多重極相互作用を正しく取り入れたハミルトニアンに基づき、ランチョス法・リカージョン法を用いる事により、遷移元素原子2p内殻励起共鳴光電子スペクトルを計算した。計算では、始状態として3d^n,3d^<n+1>L,3d^<n+2>L^2を考慮(ただし、Cu,Ni,Co,Fe,Mnに対しそれぞれn=9、8、7、6、5とする)し、これに対応する共鳴過程の中間状態、終状態を考える。計算で得られた2p_<3/2>共鳴条件下、非共鳴条件下での3d光電子放出スペクトルの結果は、最近のPark達の実験をよく再現する。そこでは、3d^n状態と酸素2p軌道から3d軌道へ電子を1個移した3d^<n+1>L状態のエネルギー差△=E[3d^<n+1>L]-E[3d^n]と有効3d電子間相互作用U(それぞれの3d配置に多重項が存在するときは、それぞれの配置の平均エネルギーの差で定義する)が系の絶縁体のタイプを特色づけるパラメータである。今回の計算と実験との比較から、CuO,NiOではU>△であるのに対し、CoOでU△、FeO、MnOでU<△となる事を示した。計算は、3d以外に3p,3s光電子放出についても行った。ωを選ぶ事により、特定の中間状態(2p→3dXASの終状態)を経由して終状態に到達する光学過程を選択できる。TiO_2に対する種々のωでの計算結果は、最近のShin達の実験とよく対応している。
都市流出に係わる豪雨の時空間的広がりに関する研究

本研究は降雨,主として豪雨の時空間分布の特性を確立統計的な観点より解明しようとしたものであって,東海地方あるいは名古屋市の豪雨についての事例研究を基礎に,都市河川を念願において,その治水上の計画降雨策定に基礎的試料を提供しようとしたものである.まず,ある面積平均雨量の確立密度分布形をその対象とする面積との関係で理論的に導出し,それがガンマ分布にしたがうことを示した.すなわち,同じ量の降雨が降っても,平均雨量を考える面積が狭いほど,集中的に大きな強度の降る確率が大きいこととその程度を量的に示し,また,その分布のパラメータ間に一定の関係が成立することを示したが,これらの事柄を名古屋市の雨の事例で実証した.次いで,名古屋市の豪雨の空間分布の実際を把握することに努めた.そのために,限られた地点雨量の値から,降雨強度の空間的な分布の状態とその誤差を推定するKriging解析を行った.その結果,いくつかの知見をを得たが,とくに,雨域中心その降雨強度が大きいほど雨域面積は小さいことが見い出された.さらに中心での降雨強度,その周辺域での降雨強度とその推定誤差の分布さらに雨域面積の関係が導かれた.なお,いくつかの観測点での降雨の場所的な相関性を示すVariogramは,その降雨の原因に応じて変わる様子が見られた.一方,東海地方の豪雨例を分布すると,台風・前線型降雨ではその場所的分布に異方性は少ないが,梅雨では非常に狭長な雨域を持ち,豪雨ではさらに著しい異方性を持っていることがわかった.また,ある面積A内の総雨量Vと平均雨量Pの関係を見ると,降雨原因によってかなり明瞭な差違があることが見い出された.本研究は降雨,主として豪雨の時空間分布の特性を確立統計的な観点より解明しようとしたものであって,東海地方あるいは名古屋市の豪雨についての事例研究を基礎に,都市河川を念願において,その治水上の計画降雨策定に基礎的試料を提供しようとしたものである.まず,ある面積平均雨量の確立密度分布形をその対象とする面積との関係で理論的に導出し,それがガンマ分布にしたがうことを示した.すなわち,同じ量の降雨が降っても,平均雨量を考える面積が狭いほど,集中的に大きな強度の降る確率が大きいこととその程度を量的に示し,また,その分布のパラメータ間に一定の関係が成立することを示したが,これらの事柄を名古屋市の雨の事例で実証した.次いで,名古屋市の豪雨の空間分布の実際を把握することに努めた.そのために,限られた地点雨量の値から,降雨強度の空間的な分布の状態とその誤差を推定するKriging解析を行った.その結果,いくつかの知見をを得たが,とくに,雨域中心その降雨強度が大きいほど雨域面積は小さいことが見い出された.さらに中心での降雨強度,その周辺域での降雨強度とその推定誤差の分布さらに雨域面積の関係が導かれた.なお,いくつかの観測点での降雨の場所的な相関性を示すVariogramは,その降雨の原因に応じて変わる様子が見られた.一方,東海地方の豪雨例を分布すると,台風・前線型降雨ではその場所的分布に異方性は少ないが,梅雨では非常に狭長な雨域を持ち,豪雨ではさらに著しい異方性を持っていることがわかった.また,ある面積A内の総雨量Vと平均雨量Pの関係を見ると,降雨原因によってかなり明瞭な差違があることが見い出された.
FDG-PETが反映する口腔癌の生物学的特性の解明

研究目的:1.口腔癌における糖代謝活性(FDG-PET)と血管新生、低酸素環境との関連性の検討腫瘍の増殖、転移には血管新生が深く関与していると考えられているが、悪性腫瘍では血管新生が腫瘍の増殖速度に追いつかず基本的に低酸素状態を示す。癌は低酸素下であっても嫌気性代謝が亢進し、高い適応能力を有している。その適応応答の鍵となる因子の一つが低酸素誘導因子Hypoxia inducible factor-1 (HIF-1)で、低酸素下で安定し、嫌気性代謝、血管新生、グルコース輸送などを促進すると言われている。そこでPET画像、癌組織におけるCD34による血管新生、HIF-1発言、予後との関連を明らかにする。結果:・SUV値が高いほど有意に単位面積あたりの微小血管数、周囲長和が少ない。・未治療の口腔扁平上皮癌におけるFDG-PET画像でSUV値が高値を示す場合、HIF-1αが過剰発現していた(p=0.0088)。予後との間に相関関係はなかった。・pre-postSUV(放射線併用動注化学療法前後でのSUV値の差)とHIF-1 gradeとの間に正の相関関係を認めた(p=0.00186)。HIF-1の過剰発現は放射線治療、化学療法の奏効を障害すると言われているが、当科での治療ではHIF-1α発現量が高い腫瘍においても十分に治療が奏効することが示唆された。研究目的:2.口腔癌の糖代謝活性と腫瘍細胞増殖能との関連性の検討サイクリンはサイクリン依存性キナーゼ(CDK)を複合体を形成して細胞周期進行におけるCDK活性を調節するタンパク質である。その中のサイクリンDは外界からの増殖刺激を受けてG1期に発現し、CDK4/6と結合して細胞周期をS期に移行する。各領域の悪性腫瘍においてサイクリンD1が過剰発現することが知られており、リンパ節転移との関連性を示唆する報告も見られる。口腔癌における糖代謝、サイクリンD1発現を指標とした腫瘍細胞増殖能について比較検討する。・再発転移症例ではCyclin D1の発現が高いことが示された(p=0.0131)。このことからCyclin D1は単独で再発転移の予測因子になりうると考えられた。口腔扁平上皮癌53症例(高分化型40,中等度分化型8,低分化型5例)を対象として,放射線併用動注化学療法の前後でFDG-PETを撮影し,FDGの腫瘍内集積を定量化(SUV値の算出)した.加療前SUVの平均は9.701で加療後SUVは平均3.714であり,放射線併用動注化学療法により有意に腫瘍の糖代謝活性が低下することが証明された.分化度による加療前SUVを比較したところ,低分化であるほどSUV値が高値を示した.(2)加療前の生検材料による病理学的,免疫組織化学的検討(現在20症例)治療前のFDG-PET撮影後,化学療法のための動注カテーテル設置術術中に,FDGの高集積部位に一致する口腔内腫瘍の生検を行った.生検材料を用い,以下の染色を施行.・免疫組織化学染色血管新生の指標として微小血管の内皮細胞をCD34抗体で特異的に染色.腫瘍内の微小血管密度,腫瘍単位面積あたりの微小血管数および微小血管周囲長の和を算出した.また画像解析にて微小血管より150μm以上離れた領域の面積を低酸素領域として算出.また,加療前SUVとの関係を単回帰分析にて検討.<結果>微小血管数/mm^2;62.55±34.67,微小血管周囲長/mm^2;2.86±1.71,低酸素領域(%);8.43±8.10.加療前SUVと単位面積あたりの微小血管数および血管周囲長の和との間にそれぞれ負の相関関係を認めた(p=0.046)(p=0.0206).b.グルコーストランスポーター1(GLUT 1)悪性腫瘍細胞の細胞膜上に過剰に発現すると報告されている膜輸送タンパク(GLUT 1)を免疫染色で同定.<結果>全症例においてGLUT1の発現を認めた(腫瘍細胞1000個あたりの陽性細胞率;49.0±27.7(%)).加療前SUVとGLUT1の陽性細胞率との間には有意な相関関係は認めなかった(p=0.48).しかしGLUT1発現が高い症例ではSUV値も高い傾向にあった.研究目的:1.口腔癌における糖代謝活性(FDG-PET)と血管新生、低酸素環境との関連性の検討腫瘍の増殖、転移には血管新生が深く関与していると考えられているが、悪性腫瘍では血管新生が腫瘍の増殖速度に追いつかず基本的に低酸素状態を示す。

・未治療の口腔扁平上皮癌におけるFDG-PET画像でSUV値が高値を示す場合、HIF-1αが過剰発現していた(p=0.0088)。予後との間に相関関係はなかった。・pre-postSUV(放射線併用動注化学療法前後でのSUV値の差)とHIF-1 gradeとの間に正の相関関係を認めた(p=0.00186)。HIF-1の過剰発現は放射線治療、化学療法の奏効を障害すると言われているが、当科での治療ではHIF-1α発現量が高い腫瘍においても十分に治療が奏効することが示唆された。研究目的:2.口腔癌の糖代謝活性と腫瘍細胞増殖能との関連性の検討サイクリンはサイクリン依存性キナーゼ(CDK)を複合体を形成して細胞周期進行におけるCDK活性を調節するタンパク質である。その中のサイクリンDは外界からの増殖刺激を受けてG1期に発現し、CDK4/6と結合して細胞周期をS期に移行する。各領域の悪性腫瘍においてサイクリンD1が過剰発現することが知られており、リンパ節転移との関連性を示唆する報告も見られる。口腔癌における糖代謝、サイクリンD1発現を指標とした腫瘍細胞増殖能について比較検討する。・再発転移症例ではCyclin D1の発現が高いことが示された(p=0.0131)。このことからCyclin D1は単独で再発転移の予測因子になりうると考えられた。
脳虚血再灌流時のクロマカリム, デクスメデトミジン, ローキナーゼ阻害薬の脳保護効果

ウサギの脳虚血・再灌流モデルで、Rhoキナーゼ阻害薬の効果を検討した。Rhoキナーゼ阻害薬は、脳軟膜動脈を拡張させた。Rhoキナーゼ阻害薬の虚血前投与により、再灌流後の脳血管収縮が抑制された。Rhoキナーゼ阻害薬の局所投与では、脳虚血再灌流時に、血圧、心拍数は安定せず、代謝性アシドーシス、血漿ブドウ糖の上昇が認められた。本実験に先立ち、プロポフォール自体は脳血管に作用しないことを、クラニアルウインドウ法で確認した。また、ウサギに使用するプロポフォールの量を、脳波モニターであるBispectral indexを用いて、適正な麻酔深度となるように決定した。ウサギをプロポフォールの持続静注で麻酔し、頭頂部にクラニアルウインドウを作成した。右腕頭動脈、右総頸動脈、右鎖骨下動脈を15分間遮断と遮断解除することで、脳虚血・再灌流を行い、脳軟膜動静脈径を測定した。脳軟膜動静脈径は、パソコン上の血管径測定器で計測した。脳虚血中、脳血流がないことは、レーザー血流計で確認した。レーザー血流計は、再灌流を行うため、ウサギを傾けることにより、プローブの位置がずれてしまい、血流量が安定した値とならないため、現在再灌流時の安定した測定方法を検討中である。投与薬剤であるクロマカリム、デクスメデトミジン、ローキナーゼ阻害薬は、実際に行ってみると、脳血管に作用する量にそれぞれ違いがあり、どの投与量にするかが困難である。現在それぞれの薬剤についての直接作用を検討している。クロマカリムは、拡張作用があり、デクスメデトミジン、ローキナーゼ阻害薬ともに弱い収縮作用が認められる。虚血前に投与する量を現在検討している最中である。レーザー血流計による脳血流量の測定、薬剤の投与量を決定し次第、研究を行う予定である。本研究は、過去に同じような研究がないため、レーザー血流計の設置方法、薬剤の量について決定が困難であるが、その方法や量を明らかにすれば、今後同様の研究が数多く施行可能となり、意義があると考えられる。本実験に先立ち、ウサギに使用する適正な麻酔深度となるプロポフォールの量を、脳波モニターであるBispectral indexを用いて、0.6mg/kg/minの持続静注と決定した。脳虚血・再灌流は、右腕頭動脈、右総頸動脈、右鎖骨下動脈を15分間遮断と遮断解除することで作成した。虚血前に15分間10^<-6>mol/Lのクロマカリム、デクスメデトミジン、ローキナーゼ阻害薬をクラニアルウインドウに投与し、その前後で脳血管径を測定した。虚血前にクロマカリム、デクスメデトミジン、ローキナーゼ阻害薬を中止し、虚血を作成して、10分後に脳血管径を測定した。再灌流後は、5, 10,20,40, 60, 80, 100, 120分後に脳血管径を測定した。クロマカリムにより脳血管は拡張した。デクスメデトミジンでは脳血管は若干の収縮を認めた。ローキナーゼ阻害薬では脳血管は有意な拡張や収縮を示さなかった。虚血後の脳血管は一過性の拡張の後収縮傾向を示したが、各薬剤間の違いについては現在解析中である。クロマカリム、デクスメデトミジン、ローキナーゼ阻害薬を投与しない、プロポフォール麻酔だけでの虚血・再灌流では、33%に虚血関連の合併症である脳梗塞や肺水腫を認めたが、クロマカリム、デクスメデトミジン、ローキナーゼ阻害薬を前投与することでそれらの合併症は認められず、クロマカリム、デクスメデトミジン、ローキナーゼ阻害薬は脳虚血・再灌流前の投与薬として有用であることが示唆された。
ヒト腫瘍組織の物性を規定する病理像と分子機構の解明

本研究では、#1 Transgelinの免疫組織学的検討、#2ヒト大腸癌の硬さとtransgelin発現の検討、#3線維芽細胞におけるtransgelinの硬さ形成と腫瘍進展に与える生物学的機能解析を行い、transgelin発現を介して生じる腫瘍組織の硬さが、癌細胞に与える影響を検討する。#1 Transgelinの免疫組織学的検討:ヒト大腸癌組織におけるtransgelin発現の主体が間質であること。発現領域の割合が予後と相関することを論文化した。#2ヒト大腸癌の硬さとtransgelin発現の検討:ヒト大腸癌組織の検体採取と検体保存が可能な環境を構築した。硬さ計測の基盤構築に向け、機器の購入を行った。#3線維芽細胞におけるtransgelinの硬さ形成と腫瘍進展に与える生物学的機能解析:1線維芽細胞の初代培養:大腸癌切除症例の非腫瘍部から漿膜を採取し、初代培養を行うことで漿膜由来線維芽細胞株を樹立し、粘膜下層由来線維芽細胞と比較検討した。樹立した細胞株は、紡錘状または突起を有する線維芽細胞であることを確認し、以降の研究で用いた。2大腸癌培養上清刺激によるtransgelinの発現:初代培養により樹立した線維芽細胞を用いて、大腸癌微小環境を模倣した癌培養上清刺激モデルを構築し、漿膜由来線維芽細胞におけるtransgelin発現上昇が粘膜下層由来と比較して高いことを確認した。この傾向は3検体において共通で認められ、漿膜由来線維芽細胞における特徴であった。3線維芽細胞に発現するtransgelinの機能解析:Transgelin knock-down vectorを作製し、線維芽細胞に導入した後、発現の低下を確認した。今後、機能解析を行う予定である。本研究では#2:ヒト大腸癌の硬さとtransgelin発現の検討#3:線維芽細胞におけるtransgelinの硬さ形成と腫瘍進展に与える生物学的機能解析から構成されているが、#1が終了し、がん組織におけるtransgelin発現の主体が間質であることを確認した。さらに、その発現が予後と関連することを報告した。#2に関しては、前向きに情報を収集する必要があり、適切な計測環境の構築に向けて準備を行っている。#3においても初代培養細胞の確立、knock-down vectorの作成と導入が計画通り進行した。本格的な機能実験の基盤構築が完了した。本研究では#2:ヒト大腸癌の硬さとtransgelin発現の検討#3:線維芽細胞におけるtransgelinの硬さ形成と腫瘍進展に与える生物学的機能解析から構成されている。#1は終了しており、今年度は#3を中心に研究を行っていく予定である。コントラクションアッセイ等を行い、transgelin発現が収縮等の物性に与える影響を検討する。硬さをin vitroで検討する方法が少ないため、購入した硬さ計測機器で線維芽細胞がコラーゲンゲルの硬さに与える変化も検討する予定である。その他、線維芽細胞の増殖、遊走、浸潤に与える影響を検討することでtransgelinが腫瘍組織の物性に与える機能を検討する。次に、免疫不全マウスにknock-downした線維芽細胞を癌細胞と共移植することで腫瘍の増殖や転移に与える影響を検討する。#2に関しては、前向きに硬さを計測する環境の構築を継続する。

#3においても初代培養細胞の確立、knock-down vectorの作成と導入が計画通り進行した。本格的な機能実験の基盤構築が完了した。本研究では#2:ヒト大腸癌の硬さとtransgelin発現の検討#3:線維芽細胞におけるtransgelinの硬さ形成と腫瘍進展に与える生物学的機能解析から構成されている。#1は終了しており、今年度は#3を中心に研究を行っていく予定である。コントラクションアッセイ等を行い、transgelin発現が収縮等の物性に与える影響を検討する。硬さをin vitroで検討する方法が少ないため、購入した硬さ計測機器で線維芽細胞がコラーゲンゲルの硬さに与える変化も検討する予定である。その他、線維芽細胞の増殖、遊走、浸潤に与える影響を検討することでtransgelinが腫瘍組織の物性に与える機能を検討する。次に、免疫不全マウスにknock-downした線維芽細胞を癌細胞と共移植することで腫瘍の増殖や転移に与える影響を検討する。#2に関しては、前向きに硬さを計測する環境の構築を継続する。1.硬さセンサーの購入時に割引を受けることができたこと。2.旅費が想定より安くなったこと。が原因である。これらの資金はtransgelinの機能研究に使用する予定である。