hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
官僚人事の研究

ほぼ全ての中央省庁の本省及び外局としての庁の課長級以上の役職について、『職員録』に基づいて1950年から2000年までの履歴をデータ化した。このデータを基にして事務次官などへ至るキャリアパターンを分析し、各省庁それぞれの重要ポストがあること、それらは環境変化や組織変更の影響を受けて変化すること、省庁によってその特徴や変化が異なることなどを発見した。と同時に、多数の官僚へのインタビューを行い、省庁の人事や出向のシステムについて分析した。以上の結果を、学術論文などの形で公表した。2008年度は、研究計画に沿って以下の活動を行った。第一に、官僚の組織や人事に関する基礎的文献を渉猟し、基本的理解を深め、研究の問題意識を明確化した。第二に、研究支援員として学生アルバイト6名(東大、上智大)の募集に成功した。これらに対して当研究の意義を理解させ、作業の手法や規則を指導し、研究体制を構築した。第三に、戦後60年分の『職員録』の資料を図書館などから収集し、これをエクセルシートに入力して人事履歴のデータにする作業を行った。この実務作業は主として上記の学生アルバイトに行ってもらったが、これらを監督し、必要に応じて助言や修正を行った。個人差があるものの、6名で概ね月に60時間程度作業してもらい、内閣官房、総理府、通産省、郵政省、大蔵省について、必要なデータを作成できた。第四に、上記のデータを活用して特に内閣官僚について分析し、論文を執筆した。具体的には、内閣官房の職員数や組織数についてグラフを作成し、1990年代後半以降に急増したことを確認すると共に、旧大蔵省から内閣官房への出向者である内閣審議室長について人事履歴データを分析し、1980年代と1990年代後半に出向者の質が向上していることを発見した。両点を共著書の中の論文として既にまとめ、出版する予定(2009年8月:勁草書房)である。第五に、官僚に対するインタビューを実施し、省内の人事や出向についての証言を収集した。特に内閣官僚7名について集中的にインタビューを行い、出向者同士の人間関係、出向者と出身省庁との関係、それらを基にした政策の総合調整の実態などを明らかにした。その成果は、本年6月の日本公共政策学会研究大会(於:龍谷大学)において報告する予定である。2009年度は、研究計画に沿って以下の活動を行った。第一に、昨年度に引き続き、50年分の『職員録』に基づいた人事履歴のデータ化を行った。研究代表者が作業を管理しつつ、学生アルバイトの研究支援員にデータ入力をさせ、外務省、防衛庁、厚生省、文部省などについて、データ化を完了させた。第二に、官僚に対するインタビューを継続した。官僚の人事や出向についての証言を収集し、官僚人事のメカニズムを探った。第三に、政権交代という日本政治の歴史的変化を踏まえ、それ以降の官僚人事の変化に注目した。官僚などからの証言を収集することにより、官僚人事への政治家の介入、政官関係の変容などを調査した。第四に、上記のデータや証言を活用して具体的な研究を進めた。特に各省庁からの出向者から成る内閣官房の組織や人事に注目し、人事履歴データを分析した結果、内閣官房副長官補の機能強化を実証できた。これらの成果は、2009年6月の日本公共政策学会研究大会(於:龍谷大学)における、「内閣官房の研究:副長官補室による政策の総合調整の実態」と題した報告、更に2009年12月の共著『変貌する日本政治』(御厨貴編集)における、「内閣官房の組織拡充:閣議事務局から政策の総合調整機関へ」として結実した。内閣官房というこれまで研究蓄積がない官僚組織について、官僚人事という観点から分析した例はなく、特に政権交代を踏まえて内閣官房のあり方や政官関係が問われる現在において、その意義は大きいと思われる。
血流中への局所的音場形成による生体内での薬剤調合システムの開発

微小気泡を用いた低侵襲治療法として、超音波照射による温熱効果及び非温熱効果を利用した手法が開発検討されているが、微小気泡は生体内では血流と共に拡散するため、これまでは血流に任せる以外に送達手段が無く、投入効率と副作用の問題があった。本研究では、微小気泡の動態を制御するために複数の超音波音源と単純な形状の分岐を有する模擬血管を用いて、微小気泡の流路選択性能を向上させる方法について検討した。超音波が微小気泡に及ぼす作用力には、伝搬方向への推進力となるprimary Bjerknes forceと気泡同士が結合した凝集体を形成する引力となるsecondary Bjerknes forceがあるが、前者では流路の分岐形状に対する音波照射角度等の、後者では凝集体のサイズとその飽和時間に必要な音波のパラメータをそれぞれ導出した。これらの両方を同一空間に発生させ,凝集体の形成後に目的の経路に誘導する実験を行った結果、凝集体を形成しない場合に比べて,凝集体を押し出した場合の誘導率が1.3 5.5倍向上することを確認した。凝集体の非形成時には中心周波数5[MHz]の音波が最も推進力が得られた一方凝集体形成時には中心周波数が2[MHz]で誘導率が最も高くなることを確認した。以上のことより、凝集体自体が一個の微小気泡であると見なした場合のサイズから導出される共振周波数に近いことが推測された。一方、上記の物理現象を生体内で発生させるため、超音波音源の制御機構として従来の電動モータを用いたロボットと空気圧を駆動源としたアクチュエータを用いた機構をそれぞれ開発し、位置及び力の制御法を開発した。各アクチュエータへの印加電圧から超音波音源の接触力の推定が可能となり、安全な制御を実現できた。我々はこれまで,薬物キャリアとしてマイクロカプセルを用い,分岐を有する流路に対して能動的に流路選択が可能であることを示したが,直径が数十ミクロンと大きく,生体応用できないサイズであった.そこで今年度は,血球と同程度の大きさのマイクロカプセルまたはマイクロバブルを用いて,人工血管内で同様の流路選択を行うために必要なパラメータを導出した.まず,超音波透過性の良いポリエチレングリコールを使用して内径2mmのY字型分岐を有する模擬血管を作製した.次に平面型トランスデューサを様々な方向・位置に設置して,流路中に音場を形成するための実験系を構築した.そして,照射する超音波の音圧・周波数・照射角度及び位置・流速をパラメータとし,上流からカプセルの懸濁液を注入し,分岐部のカプセルの挙動をマイクロスコープを用いて観測した.その結果,Bjerknes力が生じてカプセル同士が凝集体を形成しながら目的の流路へ押し出される様子が確認された.ここで使用したカプセルの直径は平均3ミクロンであり,照射超音波の共振周波数に近いためと考えられた.流路選択性能の評価には,これまでと同様の下流領域のカプセルの影を積算することにより計測したものを用いた.その結果,様々なパラメータを調整することにより,目的側の経路へ100%に近い効率でカプセルを誘導できることが確認できた.適切なパラメータで超音波を照射することで,血球と同程度の大きさのマイクロカプセルでも任意の流路への誘導が可能であることを確認した.次年度は動物実験を含めた生体に近い状況下で実験を継続する.微小気泡を用いた低侵襲治療法として、超音波照射による温熱効果及び非温熱効果を利用した手法が開発検討されているが、微小気泡は生体内では血流と共に拡散するため、これまでは血流に任せる以外に送達手段が無く、投入効率と副作用の問題があった。
消化器癌におけるゲノム不安定性の簡便測定法の確立と臨床診断への応用

現在までに無作為に選んだ40例の大腸癌患者(散発性37例、家族性2例、不明1例)におけるmicrosatellite instabilityの検討を行い、散発例の約37%に1箇所以上で、約16%に2箇所以上でinstabilityを認めた。臨床病理学的検討を行ったところ、2箇所以上のmicrosatellite markerでinstabilityを認めた症例では、右側大腸癌に多く、低分化型が多い傾向を示した。予後に関しては、現在までの臨床所見から、必ずしも良好とは予測できないが、観察期間が短く、その経緯を注意深く見守る必要性がある。(2)抗体の作製と評価hMSH2及びhMLH1の一部領域を、それぞれ大腸菌発現ベクターに組み込み、組み換えタンパクの発現及び精製後、モノクローナル抗体を作製した。その特異性をウエスタンブロットを用いて検討したところ、正常なhMSH2及びhMLH1タンパクを有する細胞株と欠損株で特異性を認めた。次に臨床検体を用いて検討したところ40例中2例の散発症例でhMLH1タンパクの欠損を認めた。より簡便な検出法を確立するため現在パラフィン包埋切片での免疫組織化学染色の有効性について検討中で、感度等の問題が改善されれば臨床への応用は可能であると考えられる。(3)遺伝子異常の検索原因遺伝子の異常を核酸レベルで明らかにするため、臨床検体より抽出したgenomic DNAを用いてhMSH2、hMLH1のcoding regionについて検索した。現在のところhMLH1についてmicrosatrllite instabilityを示した症例のみ検索したが遺伝子異常は検出できていない。promotor領域のメチレーションの問題も含め、今後もさらなる検討をしていきたい。現在までに無作為に選んだ40例の大腸癌患者(散発性37例、家族性2例、不明1例)におけるmicrosatellite instabilityの検討を行い、散髪例の約37%に1箇所以上で、約16%に2箇所以上でinstabilityを認めた。臨床病理学検討を行ったところ、1箇所以上でinstabilityを認めた症例では明らかな特徴はなかったが、2箇所以上のmicrosatellite markerでinstabilityを認めた症例では右側大腸癌に多く、低分化型が多い傾向を示した。(抗体の作製と評価)現在のところ、hMSH2及びhMLH1の一部領域を、それぞれ大腸菌発現ベクターに組み込み、組み換えタンパクの発現及び精製に成功している。hMSH2についてはすでにポリクローナル抗体を作製し、その特異性をウエスタンブロット、免疫組織化学染色法で確認を行っている。抗体の作製については、ほぼ予定通りであり、上記40症例を対象とした抗体による検討を行っている。また、抗原作製中、hMLH1では発現ベクターに正しく組み込んだ大腸菌すべてでタンパク発現が見られたのに対し、hMSH2では約30%と低く、hMSH2がプラスミドの安定性や大腸菌増殖に影響を与えている可能性が示唆された。今後、ヒト細胞に対する組み換えhMSH2タンパクの影響について検討することがhMSH2タンパク細胞内機能を解明する上で必要になるかもしれない。(原因遺伝子の検索)原因遺伝子を核酸レベルで明らかにする予定であったが、HNPCCの原因遺伝子として、少なくとも4遺伝子を対象として考えねばならず、hotspotが見い出されていない現在、時間と労力を考慮して、原因遺伝子の検索は行っていない。抗体による検索を先行させ、異常が見い出された症例について遺伝子異常の検討を行うこととした。

現在までに無作為に選んだ40例の大腸癌患者(散発性37例、家族性2例、不明1例)におけるmicrosatellite instabilityの検討を行い、散発例の約37%に1箇所以上で、約16%に2箇所以上でinstabilityを認めた。臨床病理学的検討を行ったところ、2箇所以上のmicrosatellite markerでinstabilityを認めた症例では、右側大腸癌に多く、低分化型が多い傾向を示した。予後に関しては、現在までの臨床所見から、必ずしも良好とは予測できないが、観察期間が短く、その経緯を注意深く見守る必要性がある。(2)抗体の作製と評価hMSH2及びhMLH1の一部領域を、それぞれ大腸菌発現ベクターに組み込み、組み換えタンパクの発現及び精製後、モノクローナル抗体を作製した。その特異性をウエスタンブロットを用いて検討したところ、正常なhMSH2及びhMLH1タンパクを有する細胞株と欠損株で特異性を認めた。次に臨床検体を用いて検討したところ40例中2例の散発症例でhMLH1タンパクの欠損を認めた。より簡便な検出法を確立するため現在パラフィン包埋切片での免疫組織化学染色の有効性について検討中で、感度等の問題が改善されれば臨床への応用は可能であると考えられる。(3)遺伝子異常の検索原因遺伝子の異常を核酸レベルで明らかにするため、臨床検体より抽出したgenomic DNAを用いてhMSH2、hMLH1のcoding regionについて検索した。現在のところhMLH1についてmicrosatrllite instabilityを示した症例のみ検索したが遺伝子異常は検出できていない。promotor領域のメチレーションの問題も含め、今後もさらなる検討をしていきたい。
紡錘体の構造形成のメカニズムとその機能に関する研究

前年度までの研究では、微小ガラス針を用いた外部負荷に対する、紡錘体の形状と、紡錘体を構成する微小管の量と密度の応答特性を計測した。本年度の研究により、これまでに測定された紡錘体の3次元画像に対し、デコンボリューションをかけることで、紡錘体の形状と、微小管量・密度の計測精度が飛躍的に上昇した。この計測手法を用い、紡錘体の大きさ(長軸)L、微小管量M、Aspect ratio α(W/L(W;短軸))、微小管密度D(M/V(V;体積))、γ(V/LW^2)を数十個の紡錘体について計測すると、α、D、γは紡錘体の大きさLに依存しないこと、微小管量Mと紡錘体の大きさLには正の相関があることが分かった。また、これら5つのパラメータはL^3=M/α^2Dγと1つの式にまとめることができ、紡錘体の大きさは微小管量により決まることを式の上からも導出できた。また、外部負荷に対しα、D、γの3つのパラメータが数十秒から数分のオーダーでそれぞれ適応し、紡錘体の形状が安定化することが分かった。微小管密度Dは、微小管同士の間隔を表し、微小管同士をつなぐリンカーの大きさや活性により決まると考えられ、γ、αは微小管の剛性と、微小管にかかる力のバランスにより決まると考えられる。本研究により、これまで個々に議論されてきた紡錘体形状に関するパラメータを1つの式にまとめ、各パラメータの外部負荷に対する特性をパラメータ間の関係を含め計測できた。紡錘体には非常に多くの種類の形状制御に携わるタンパク質があり、個々のタンパク質の機能と紡錘体の形状制御の統合的理解はこれまで困難を極めていた。しかしながら各タンパク質の機能を本研究で見いだされたパラメータに振り分けることで、大きく理解が進むものと考えられる。本研究成果については、アメリカ生物物理学会において発表を行い、現在論文投稿準備中である。本研究の目的は、中期紡錘体の形状制御メカニズムを解明するとともに、紡錘体形状と機能の関連性を明らかにすることである。平成21年度は形状制御メカニズムを解明するために、中期紡錘体の力学特性の定量化、紡錘体内の微小管ダイナミクスの定量的な解析方法の確立を目指した。まず、中期紡錘体の力学特性を定量化するために、校正済みの柔らかい微小ガラス針(硬さ=1nN/μm)を用いて中期紡錘体の長軸方向(紡錘体極間方向)の硬さの測定を行なった。すると長軸方向の硬さは約3nN/μmであることが分かり、また粘弾性的性質をもつことがわかった。細胞周期が中期から後期へ移行するためには染色体間に両紡錘体極から正常な張力がかかることが必要であることから、力を発生させる装置としての紡錘体の力学的性質を知ることは非常に重要である。本研究により紡錘体の染色体に力をかける方向(長軸方向)に関する力学的性質を得られたことは大きな意義がある。また、染色体の正常な分配には正常な紡錘体が形成されることが必要であり、紡錘体の形状がどのように制御されているかを知ることは重要である。現在までに得られている、紡錘体の粘弾性的性質や、変形を受けても元の形状に回復することができるという性質は、紡錘体を構成する微小管がダイナミックに制御されていることに起因すると考えられる。そこで、紡錘体内の微小管ダイナミクスを観察するために、FSM法を用いた紡錘体内微小管1本の追跡手法、3次元的に紡錘体を観察し紡錘体全体の微小管の量や密度を測定する手法をそれぞれ導入した。これらの系と紡錘体の力学測定を組み合わせることで、形状制御過程における微小管ダイナミクスを観察することが可能になり、形状制御メカニズムの解明に向け大きく前進した。本研究に関連する成果は論文(1)、国際学会(2)、国内学会(2)において発表を行い、評価を得ている。平成22年度は、前年度に確立した中期紡錘体の力学特性と、紡錘体内微小管ダイナミクスの定量的な解析方法を用いて、中期紡錘体の形状制御メカニズムを解明することを目指した。微小ガラス針を用いて中期紡錘体を変形すると、紡錘体の形状は変形後数十秒から数分で元の形状に回復する。今回、形状回復過程の紡錘体中の微小管量と微小管密度を、微小管中に加えた蛍光チューブリンの蛍光強度から見積もった。すると、紡錘体を長軸方向に伸長する操作において、伸長の前後で微小管量が変わらないこと、微小管密度は伸長により一時的に上がるが、形状の回復につれ元の値に戻ることが分かった。また、紡錘体を伸長し、その位置で針を固定すると、微小管密度は元の値に回復するものの、紡錘体のAspect ratio(長軸と短軸の比)は完全には元の値に戻らないことが分かった。

紡錘体を伸長し、針を元の位置に戻した場合にはAspect ratioも元の値に回復することから、紡錘体の形状は微小管密度とAspect ratioという2つのパラメータを調節することで安定化していることが示唆された。これらの結果から、紡錘体の形状制御機構は、これら2つのパラメータに微小管量を加えた、3つのパラメータで記述できることが分かった。つまり紡錘体の形状は、微小管量といった量的な指標の制御と、分子モーターや微小管などが発生する力の動的なバランス作用によって安定化していることが示唆された。本年度の研究により、紡錘体の形状制御に関するパラメータを特定し、それらの時間的・力学的スケールを測定することができ、紡錘体の形状制御メカニズムの解明に向け大きく前進した。研究結果については、学会において発表を行った(国内学会3件(内共著2件))。前年度までの研究では、微小ガラス針を用いた外部負荷に対する、紡錘体の形状と、紡錘体を構成する微小管の量と密度の応答特性を計測した。本年度の研究により、これまでに測定された紡錘体の3次元画像に対し、デコンボリューションをかけることで、紡錘体の形状と、微小管量・密度の計測精度が飛躍的に上昇した。この計測手法を用い、紡錘体の大きさ(長軸)L、微小管量M、Aspect ratio α(W/L(W;短軸))、微小管密度D(M/V(V;体積))、γ(V/LW^2)を数十個の紡錘体について計測すると、α、D、γは紡錘体の大きさLに依存しないこと、微小管量Mと紡錘体の大きさLには正の相関があることが分かった。また、これら5つのパラメータはL^3=M/α^2Dγと1つの式にまとめることができ、紡錘体の大きさは微小管量により決まることを式の上からも導出できた。また、外部負荷に対しα、D、γの3つのパラメータが数十秒から数分のオーダーでそれぞれ適応し、紡錘体の形状が安定化することが分かった。微小管密度Dは、微小管同士の間隔を表し、微小管同士をつなぐリンカーの大きさや活性により決まると考えられ、γ、αは微小管の剛性と、微小管にかかる力のバランスにより決まると考えられる。本研究により、これまで個々に議論されてきた紡錘体形状に関するパラメータを1つの式にまとめ、各パラメータの外部負荷に対する特性をパラメータ間の関係を含め計測できた。紡錘体には非常に多くの種類の形状制御に携わるタンパク質があり、個々のタンパク質の機能と紡錘体の形状制御の統合的理解はこれまで困難を極めていた。しかしながら各タンパク質の機能を本研究で見いだされたパラメータに振り分けることで、大きく理解が進むものと考えられる。本研究成果については、アメリカ生物物理学会において発表を行い、現在論文投稿準備中である。
障害者の住宅改善支援に関する技術移転プログラムの開発

本研究は、在宅ケアの日常的・継続的支援者(ジェネラリスト)や在宅介護支援センターのスタッフがもつべき住宅改善の支援技術について、その内容とそれを習得するための技術移転の方法を検討し、技術移転プログラムを開発することを目的としている。このために、1998年度より継続的に関わってきた北海道深川保健所管内において、保健所の市町村支援事業を住宅改善のスペシャリスト(建築技術者や理学療法士)が後方支援する体制をつくり、管内1市5町において支援プログラムを試行し、技術移転の効果について検討した。試行したプログラムは以下の4つの柱から構成されている。(1)具体的なケーススタディ(技術移転の受け手が支援チームを市町ごとに組織し、それをスペシャリストが同行訪間等でバックアップ)を骨格とし、(2)各市町が自らの課題認識を整理する援助を行ない、それをプログラムにフィードバックした。その結果、(3)住民や施工者への啓発、(4)合同事例検討会(一つの取組みを地域で共有化し経験の不足を補う)が追加された。(1)ケーススタディは、アセスメントを目的とするものと住宅改善の実現を目的とするものに分離することが可能で、前者では実施計画に基づきニーズの発見やアセスメントの視点についての技術を移転し、後者は前者に含まれない「ニーズとディマンズの調整」やそのための「スペシャリストとの連携方法」についての技術を支援のタイミングを図りながら継続的に移転する場となりうることが参加者の評価などから示された。4つのプログラムはそれぞれ独立した獲得目標をもちながらも相互に結びついており、主要プログラムである(1)を効果的・効率的に実践するためには、(2)(4)の各プログラムが必要となる。今回のプログラムでは、住宅改善のディマンズがない事例に対する動機づけの支援が含まれておらず、ジェネラリストを移転先とする別のプログラムが追加される必要がある。本研究は、在宅ケアの日常的・継続的支援者(ジェネラリスト、具体的には訪問看護婦や保健婦)がもつべき住宅改善(住宅改造・福祉用具)の支援技術について、その内容とそれを習得するための技術移転の方法を具体的に検討し、住宅改善支援の技術移転プログラムを開発することを目的としている。北海道深川保健所の市町村支援事業を住宅改善のスペシャリスト(建築技術者や理学療法士)が後方支援するシステムをつくった。深川保健所管内の5町をフィールドとして、支援プログラムを試行しスペシャリストからジェネラリストへの技術移転を試み、その評価を行った。支援プログラムは、H町で98年より先行して実施し、99年、2000年は5町それぞれの状況に応じて(各町のジェネラリストへのヒアリングによるニーズ調査を実施)、具体的事例の個別住宅改善の支援、ジェネラリストに対する住宅改善支援に関する技術研修のほか、施工者や住民向けの啓発プログラムも実施した。ジェネラリストに対するニーズ調査によれば、社会資源の状況や支援者の立場によって、必要となる技術が異なる。スペシャリスト不在の地域では施工者の研修への要求と同時にジェネラリストがスペシャリストの技術の一定部分を獲得する要求が存在する。また助成制度などシステムの立ちあげや住民の住宅改善に対する意識啓発など合わせた支援が必要となる。技術移転の方法として事例検討会が有効で、(1)同じ立場の支援者の支援方法、(2)スペシャリストの考え方を移転する手段となりうる。具体的な事例の個別支援については、スペシャリストとの同行訪問と前後の事例検討が技術移転のために最も効果的であるが、その進め方は対象者の状況に合わせて進めることが重要である。

本研究は、在宅ケアの日常的・継続的支媛者(訪問看護婦や保健婦)や在宅介護支媛センターのスタッフがもつべき住宅改善(住宅改造・福祉用具)の支援技術について、その内容とそれを習得するための技術移転の方法を具体的に検討し、住宅改善支援の技術移転プログラムを開発することを目的としている。1998年度より継続的に関わってきた北海道深川保健所管内において、保健所の市町村支援事業を住宅改善のスペシャリスト(建築技術者や理学療法士)が後方支援する体制をつくった。深川保健所管内の1市5町をフィールドとして、支援プログラムを試行しスペシャリストからジェネラリストへの技術移転を試み、その評価を行った。支援プログラムは、H町で98年より先行して実施し、99年以降は1市5町それぞれの状況に応じて(各市町のジェネラリストへのヒアリングによるニーズ調査を実施)、具体的事例の個別住宅改善の支援、施工者や住民向けの啓発、合同事例検討会による支援経験・技術の共有化のプログラムを実施した。2001年度は、2町で「住宅改善を実現することを目的とするケーススタディ」(個別住宅改善の支援)を実施した。ニーズとディマンズの調整という支援段階において、ジェネラリストがスペシャリストの技術をどのように引き出すかという連携の具体的な謀題が浮上し、連携のための技術移転がなされた。また、このプログラムが一度に少数しか技術移転を受けられないので、それを補うべく支援経験や支援技術の共有化のために、合同の事例検討会を開催した。ここではスペシャリストからジェネラリストへの技術移転というより、同じ立場の支援者からの技術移転という点が強調されるべきことが明らかになった。
ホヤ胚神経管形成過程の細胞運動をコントロールする分子メカニズム

神経管は脊椎動物を特徴つげる器官であり、高度な中枢神経系を構成するだけでなく、中軸構造としても重要である。これまでの研究でホヤ胚神経管形成過程が、脊椎動物のそれと同様なものかどうかといった基本的な疑問が浮かび上がってきた。そこで、細胞接着分子として脊椎動物等における神経管形成過程で重要なカドヘリン遺伝子のカタユウレイボヤでの見直しと、ホヤ胚神経管形成過程における細胞闘の詳細な見直しを行った。1,カタユウレイボヤにおけるカドヘリン遺伝子の見直し昨年度、カタユウレイボヤのカドヘリン遺伝子の1つCiCadII遺伝子が神経管特異的に胚性の発現を示すことを明らかにした。ゲノムプロジェクトで明らかにされた19個のカドヘリン関連遺伝子を再度見直し、カタユウレイボヤでクラッシック・カドヘリンは2個しかないこと(タイプ1のCicadI遺伝子とタイプIIのCiCadII遺伝子)を明確にした。CicadI遺伝子は母性mRNAとしても存在し、のう胚期以降、胚性の発現を示す。しかし、その発現場所は神経管でも表皮でもないようである。2,細胞運動の詳細な見直し脊椎動物の神経管形成で、神経外胚葉から形成する一次神経管形成と間充識から形成される二次神経管形成という違いのあるこが知られている。今回、神経管特異的遺伝子のプロモーターでレポーターをドライブして神経管細胞を標識し、ファロイジン染色を行うことで、神経管形成過程の細胞移動と細胞運動を詳細に記載した。その結果、大きな細胞移動を伴わない脳胞と後方への細胞移動を示す神経索のちがい、さらに、脳幹部分の細胞表面にアクチン繊維が濃いことがわかり、細胞の並び換えなど大きな形態形成運動を行っていることも示唆された。神経管は脊索動物を特徴づける器官であり,高度な中枢神経系を構成するだけでなく,中軸構造としても重要である。ホヤ胚における神経管形成の分子メカニズムを探る目的で,以下の2点を中心に解析を行った。1,CiNut遺伝子機能阻害胚における神経管細胞の移動Morpholino Oligo (MO)によるCiNut遺伝子の機能阻害を行ったところ,胚の背側に丸いドーム状の突起が現れる特徴的な形態異常を示した。MO注入胚で脊索マーカーの発現を調べたところ,脊索が背側に突出していることが分かった。さらに,脊索の背側で伸長するはずの神経管が頭部に留まっていることも分かった。これらの異常は,神経管の形態形成運動が阻害され,その結果単独で伸長する脊索が胚の背側に突出してしまったためと考えられる。CiNut遺伝子の発現開始時期が予定神経管細胞の形態形成運動開始時期に一致していることとともに,CiNut遺伝子が神経管の形態形成運動に何らかの重要な働きを担っていることが示唆された。2,CiMsi遺伝子機能阻害胚における神経管形成CiMsi MO注入胚では,原腸陥入が阻害され,神経管が閉じない形態異常が現れた。各分化マーカーの発現から,脊索細胞の背側に神経管細胞や表皮細胞が見られないこと,神経管が胚の前後や左右に分離すること,神経マーカー発現細胞が散在することなどが観察された。これは,本来なら神経管として統制の取れた細胞移動を行うはずのところが,同一組織としてのまとまりがなくなり,正常な形態形成運動を行えなかったためと考えられる。ショウジョウバエなどでMusashi遺伝子がnumb遺伝子などを介し,Notchシグナルカスケードに関与していることを考え合わせると,CiMsiが,ホヤ胚神経管形成過程においても,細胞間の接着や情報伝達に関する何らかの役割を担っていると考えることができる。

これまでの結果から,ホヤ胚で見つかった神経管特異的CiNut1遺伝子が神経管の形態形成運動に重要であることが示唆された。ホヤ胚における神経管形成の分子メカニズムを探る目的で,CiNut1遺伝子に関して以下の2点を中心に解析を行った。1,CiNut1遺伝子の機能解析CiNut1遺伝子のRNAiを行ったところ,モロフォリノオリゴで得た結果と異なり,神経管細胞の細胞接着が弱まっているような表現形を示した。それらの胚でも,表皮や脊索などの他の組織はほぼ正常に分化していた。これは,CiNut1遺伝子の神経管形成における重要性を示唆するが,モロフォリノでの結果との違いはうまく説明できない。さらに,さまざまなミュータント・フォームのCiNut1遺伝子を神経管や胚全体,脊索などで発現させてみたが,明確な表現形の違いを得ることは出来なかった。これは,下記のCiNut2遺伝子のためかも知れないが,詳細な検討が必要である。カタユウレイボヤ・ゲノムプロジェクトの完成をうけ,CiNut1遺伝子に類似する遺伝子をホヤゲノム中で検索したところ,新たにCiNut1遺伝子に隣接してCiNut2遺伝子がみつかった。CiNut2は,CiNutとアミノ酸配列で63%の相同性を示し,シグナル伝達に重要な細胞内ドメインで高い相同性を示していた。CiNut2遺伝子は,CiNut1遺伝子と同様に神経索および脳で発現していた。今後,CiNut遺伝子の機能解析にあたって,両遺伝子の機能破壊を行う必要を示唆している。神経管は脊椎動物を特徴づける器官であり、高度な中枢神経系を構成するだけでなく、中軸構造としても重要である。これまでに見つかった神経管特異的CiNut1遺伝子の他にCiCadII遺伝子およびCiNut2遺伝子について、神経管の形態形成運動における重要性に対する示唆を得る目的で、これらの発現解析を行った。1,CiCadII遺伝子の機能解析神経管形成過程で細胞接着が重要であり、脊椎動物等における神経管形成過程でカドヘリン遺伝子の重要性が明らかなことから、神経管で発現するカドヘリン遺伝子を探した。その結果から、CiCadII遺伝子が神経管特異的にzygoticな発現を示すことを明らかにした。CiCadII遺伝子はクラシカルタイプIIのカドヘリンをコードする。この遺伝子の機能解析を行うことで、神経管形成分子メカニズムに対する理解が深まるものと期待される。2,CiNut2遺伝子の発現解析昨年度、CiNut1遺伝子パラログであるCiNut2遺伝子がみつかったことから、CiNut1遺伝子との関連を明らかにし、CiNut2遺伝子の機能を予測する目的で、CiNut2遺伝子の時間的・空間的発現パターンをCiNut1遺伝子のそれと詳細に比較した。in situハイブリダイゼーションおよびRT-PCRによる解析でCiNut2遺伝子は、のう胚期以降、CiNut1遺伝子と同様に神経索および脳で発現し、CiNut1遺伝子同様、神経管形成過程で重要な働きをしていると考えられる。しかし、リアルタイムPCRを用いて定量したところ、その発現量はCiNut1遺伝子の1/1000程度しかないこともわかった。
糖尿病歯髄の病的石灰化および炎症反応に及ぼす最終糖化産物（ＡＧＥｓ）の影響

【研究目的】動脈硬化巣などの病的石灰化部位ではAGEの蓄積によりS100A8/A9,IL-1βなどの炎症性マーカーの発現が亢進していることが報告されている。このことから歯髄組織でもAGEが石灰化のみならず炎症反応に影響を与えている可能性が考えられたため,平成25年度に糖尿病ラットの歯髄組織における炎症性マーカーの発現と,培養歯髄細胞の炎症性マーカー発現に及ぼすAGEの影響について検討した。その結果,糖尿病ラットの歯髄では健常ラットと比較して炎症性マーカーのmRNA発現が高く,さらに培養歯髄細胞にAGEを添加するとS100A8/A9やIL-1βなどの炎症性マーカーの発現が増強した。本年度は糖尿病歯髄の病的石灰化および炎症反応亢進のメカニズムを検証するために,抗RAGE抗体やMAPK阻害剤を用いてAGEの作用機序を調べた。【材料および方法】歯髄細胞は雄性Wistar系ラットの上顎切歯より採取し,AGEを501000μg/mlの濃度で添加して細胞培養を行った。AGEはBSAとグリセルアルデヒドを用いて作製した。そして抗RAGE抗体やMAPK阻害剤(PD98059,SB203580, SP600125)を加え,経時的にRNAを採取・抽出し,石灰化関連マーカーと炎症性マーカーについてRT-PCR,real-time PCRを行った。【結果】AGEを添加した培養歯髄細胞に抗RAGE抗体やMAPK阻害剤を添加すると,AGE添加により増加したOCNやS100A8/A9の発現は有意に低下した。このことからAGE添加による培養歯髄細胞の石灰化や炎症反応亢進にはRAGEおよびMAPK経路が関連していることが示された。【結論】糖尿病の歯髄組織ではAGE誘導性に病的石灰化および炎症反応亢進が引き起こされており,これはRAGE-MAPK経路を介している可能性が示された。【目的】糖尿病ではしばしば動脈硬化を合併するが,近年,最終糖化産物(AGE)の蓄積が血管の石灰化に関与していることが明らかにされている。一方,動脈硬化巣では炎症の亢進に伴いカルシウム結合能を有するS100タンパクの発現の上昇が報告されている。そこで糖尿病ラットの歯髄組織におけるS100タンパクなどの炎症性マーカーの発現をin vivoで調べるとともに,培養歯髄細胞を用いて炎症性マーカー発現に及ぼすAGEの影響についてin vitroで検討した。【材料と方法】2型糖尿病モデルラットと正常対照ラットを用いてin vivoの実験を行った。糖尿病発症を確認した後,上顎切歯の歯髄を採取してRNAを抽出した。炎症性マーカーとしてS100A8,S100A9およびIL-1βについてreal-time PCRを行いmRNA量について比較した。次にWistar系ラットを用いてin vitroの実験を行った。すなわち採取した歯髄細胞を50μg/mlアスコルビン酸,2mM β-グリセロリン酸および10% FBS含有EMEM培地にて培養し,Takeuchiらの方法に従い作製したAGEを501000μg/mlの濃度で添加して検討を行った。AGE添加開始後,48時間まで経時的にRNAを採取・抽出し,RT-PCR,real-time PCRを行い,炎症性マーカーの発現について調べた。【結果】糖尿病ラットの歯髄では対照ラットと比較してS100A8,S100A9,IL-1βなどの炎症性マーカーのmRNA発現が高かった。また培養歯髄細胞にAGEを添加するとこれら炎症性マーカーの発現が有意に増強した。【結論】糖尿病ラットの歯髄では炎症性マーカーの発現亢進が認められ,さらにAGEが培養歯髄細胞のこれら炎症性マーカーを上昇させることから,糖尿病歯髄の炎症反応亢進にAGEが関与している可能性が示唆された。【研究目的】糖尿病患者では動脈硬化を合併して血管壁に粥状石灰化物を形成する場合が多く,近年,最終糖化産物(AGE)の蓄積が血管の石灰化に促進的に作用していることが明らかにされている。一方,糖尿病患者の歯髄では高頻度で歯髄腔の狭窄や歯髄結石の形成が認められる。本研究ではAGEが歯髄の病的石灰化に影響を及ぼすかどうかを検証するために,ラット培養歯髄細胞の石灰化誘導能に及ぼすAGEの影響をin vitroで調べた。【材料および方法】実験には69週齢の雄性Wistar系ラットを用いた。歯髄細胞は上顎切歯より採取し,50μg/mlアスコルビン酸,2mM β-グリセロリン酸および10% FBS含有EMEM培地に,AGEを501000μg/mlの濃度で添加して細胞培養を行った。AGEはTakeuchiらの方法に従いBSAとグリセルアルデヒドを用いて作製した。AGE添加開始後,14日目および21日目にAGE受容体(RAGE)や石灰化関連マーカー(OPN,OCN)についてRT-PCR,real-time PCRおよびELISA分析を行い,mRNAとタンパクの発現の変化について調べた。また最長21日まで細胞培養を継続し,アルカリフォスファターゼ(ALP)活性測定およびプレートに形成された石灰化骨様結節に対してvon Kossa染色を行い,石灰化物形成の変化を調べた。【結果】ラット培養歯髄細胞にAGEを添加すると,RAGE,ALP活性,石灰化骨様結節形成量および石灰化関連マーカーの有意な増加が認められた。

【結論】AGEが培養歯髄細胞の各種石灰化マーカーを上昇させることから,歯髄の病的石灰化の進展にAGEが直接的に作用している可能性が示唆された。【研究目的】動脈硬化巣などの病的石灰化部位ではAGEの蓄積によりS100A8/A9,IL-1βなどの炎症性マーカーの発現が亢進していることが報告されている。このことから歯髄組織でもAGEが石灰化のみならず炎症反応に影響を与えている可能性が考えられたため,平成25年度に糖尿病ラットの歯髄組織における炎症性マーカーの発現と,培養歯髄細胞の炎症性マーカー発現に及ぼすAGEの影響について検討した。その結果,糖尿病ラットの歯髄では健常ラットと比較して炎症性マーカーのmRNA発現が高く,さらに培養歯髄細胞にAGEを添加するとS100A8/A9やIL-1βなどの炎症性マーカーの発現が増強した。本年度は糖尿病歯髄の病的石灰化および炎症反応亢進のメカニズムを検証するために,抗RAGE抗体やMAPK阻害剤を用いてAGEの作用機序を調べた。【材料および方法】歯髄細胞は雄性Wistar系ラットの上顎切歯より採取し,AGEを501000μg/mlの濃度で添加して細胞培養を行った。AGEはBSAとグリセルアルデヒドを用いて作製した。そして抗RAGE抗体やMAPK阻害剤(PD98059,SB203580, SP600125)を加え,経時的にRNAを採取・抽出し,石灰化関連マーカーと炎症性マーカーについてRT-PCR,real-time PCRを行った。【結果】AGEを添加した培養歯髄細胞に抗RAGE抗体やMAPK阻害剤を添加すると,AGE添加により増加したOCNやS100A8/A9の発現は有意に低下した。このことからAGE添加による培養歯髄細胞の石灰化や炎症反応亢進にはRAGEおよびMAPK経路が関連していることが示された。【結論】糖尿病の歯髄組織ではAGE誘導性に病的石灰化および炎症反応亢進が引き起こされており,これはRAGE-MAPK経路を介している可能性が示された。本年度は,1初年度(24年度)の研究の続きとして「AGE添加によるラット歯髄細胞培養系の石灰化が歯髄細胞に特徴的なものであること」と,2「糖尿病歯髄では微細慢性炎症(Micro-inflammation)が生じ,その炎症反応がAGEによって亢進していること」を検証する計画であった。1については,「歯肉線維芽細胞と歯髄細胞の石灰化指標の変化を比較して石灰化が歯髄細胞に特徴的であること」を立証し,2については歯髄組織や歯髄細胞を用いて炎症関連マーカーの発現について検討し,「糖尿病ラットの歯髄では炎症性マーカーの発現亢進が認められ,さらにAGEが培養歯髄細胞のこれら炎症性マーカーを上昇させること」を証明した。12について実験をほぼ完了し,期待していた結果が得られている。以上のことから,本研究はおおむね順調に進展していると判断する。本年度は,1糖尿病の歯髄組織でAGE受容体(RAGE),オステオポンチン(OPN)やオステオカルシン(OCN)などの骨基質タンパクの発現が増強していること,2歯髄細胞培養系にAGEを添加するとALP活性,石灰化骨様結節などの石灰化指標が上昇するとともに骨基質タンパクの産生量も増加することを明らかにし,糖尿病の歯髄の石灰化に対するAGEの関与を見出すことであった。
肝内リン酸化合物代謝動態と細胞内情報伝達機構-^<31>P-MRSによる解析

本研究はエネルギー供給源として以外のATPを中心とするリン酸化合物代謝動態と,その肝細胞内情報伝達機構に係わる役割の^<31>P-MRS法による解析の可能性を検討する目的で立案し,下記の成果を得た。1.定流量肝灌流システムを構築し,既存FT-NMR装置と組み合わせて,ラット摘出肝の^<31>P-NMRスペクトル計測のためのS/Nや分解能などの最適測定条件を明らかにした。2.ラット灌流肝臓にコレラ毒素を投与し,投与後60分間にわたりスペクトルを計測した。この結果,コレラ毒素投与直後から肝内ATPと無機リン(Pi)はともに徐々に減少し続けた。また,これらの減少程度はコレラ毒素投与量に依存する傾向を示した。一方,PMEには有意な変化は認められなかった。またATP/Piもほとんど変化せず,コレラ毒素投与後も肝内エネルギー状態はほぼ一定に保たれていることがわかった。3.蛋白質リン酸化酵素活性阻害剤であるK-252bを灌流30分前にラットに静注後の摘出灌流肝臓に同様にコレラ毒素を投与し,ATP,Pi,PMEおよびATP/Piの経時変化を検討した。この結果、ATPとPiはコレラ毒素投与後から徐々に減少するが,その程度は上記(2)の結果に比べて有意に抑制されることがわかった。しかし,PMEとATP/Piは投与量に依らず,コレラ毒素単独投与群とほぼ同レベルに保たれていた。4.上記(2)および(3)において灌流後の流出灌流液を経時的に採取し,cAMP濃度を測定した。コレラ毒素単独投与群では投与直後から灌流液中のcAMP濃度が急速に上昇し,投与後30分で最高値を示した。また,cAMP濃度の上昇はコレラ毒素投与量に依存する傾向を示した。一方,K-252b前投与群でもコレラ毒素単独投与群と同様のcAMP濃度変化を示した。5.Piの上昇を伴わないATPの減少と蛋白質リン酸化酵素活性阻害剤によるATP減少程度の抑制,さらにcAMPの一過性の上昇という結果は細胞内情報伝達機構に関連した代謝動態を反映している可能性を示唆している。
木質バイオマス各成分の分解過程での構造制御による化成品製造法の開発

本年度はリグニンの樹脂原料化に関する検討とマイクロリアクタを利用した糖類からのヒドロキシメチルフルフラール(HMF)合成を検討した。昨年度においてリグニンを樹脂の原料として利用するに当たり、充分な性能を有する樹脂製品となるために原料リグニンが満たすべき性能を、熱分析、分子量分析から判断するための手法を開発した。本年度は本手法を様々なリグニンに適用し、データベースを作成した。一般的に製品樹脂として求められる性能はその軟化点が150°C以下であるとされる。種々のリグニンの各種分析を通して、リグニンの重量平均分子量と製品樹脂の軟化点の間には線形関係があることを明らかにした。これより開発手法を改良し、適用範囲を拡張することに成功した。マイクロリアクタを利用した糖類からのHMF合成では、マイクロスラグ流における各相の体積比、流速、反応時間、反応温度、反応液pH、原料濃度と様々な条件を変化し実験を行い、最高収率を得るための条件を見出した。抽出相の体積比増加により収率が向上するが、ある体積比以上では収率が一定となること、流速の増加により収率が向上すること、反応液のpHが小さい程反応が迅速となるが、ある値以下では生成物の分解量が増加すること等の知見を得た。得られた知見を基に広範囲の反応温度、反応時間を設定し、結果として簡便な装置、手法による反応により副生物の生成を完全に抑制しつつ、グルコースを原料とし180°C、47 minの処理で76 mol%のHMFを得ることに成功した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は初めにリグニンのアルカリによる溶解と縮合防止の同時達成を検討した。AlCl3を触媒として導入することにより溶解促進と縮合活性サイトの防護を期待した。触媒含有溶液による原料の含浸・加熱処理を試みたが、原料中のリグニンは水との親和性が低いため、有機溶媒/水混合液を使用して試料を膨潤し触媒の活性サイトへのアクセス向上を図った。原料に対して重量比で10%の触媒を添加し160°Cまたは180°Cで前処理することにより、続く15% NaOH処理では通常リグニンの溶解が起こらない100°Cという低温でそれぞれ53%、86%のリグニンを回収することに成功した。しかし、180°C前処理を施した場合は縮合が進行した。一方で160°C前処理を経て得られたリグニンからは縮合リグニンからは得られない有価物であるバニリンの製造が可能であり、触媒量を原料の20%とした際に回収リグニン率67%、未処理のスギから得られるバニリン量基準でのバニリン収率11%を得ることに成功した。以上より、提案した新前処理法によって、縮合を防止したリグニン溶解の可能性を見出した。続いて糖からの新接触熱化学変換法によるレブリン酸の製造を検討した。固体酸触媒を導入し、Amberlystが目的生成物の製造に効果的であることを確認した。一方で、グルコースからレブリン酸までの異性化・脱水・水和の各反応について検討すると、焼成ゼオライトA-3を使用した場合にはAmberlystでは不可能であった高原料濃度における高い異性化率が達成できることを明らかにした。この結果をもとに、高原料濃度で触媒の交互利用を検討し、原料濃度増加による収率減少を防ぐことに成功した。それぞれの触媒を1 g使用した80°C、150°Cの反応により水10 mLに対し2 gのグルコースを原料として目的生成物収率33%を達成し、生産性の向上に寄与した。リグニン分離においては、これまでにない低温処理での高リグニン収率を達成し、縮合防止に向けても大きな指針を示すことができた。糖からのレブリン酸の製造に関しては、分離の容易な固体酸触媒のみを利用したうえで、原料の高濃度化という大きな課題に対し、原料から目的生成物までの各反応経路における有効触媒の幅広い検討を経て、これまでにない全く新しい反応プロセスの提案し、その効果を示した。加えて、平成29年度に実施を計画していたマイクロリアクターの利用による糖からのヒドロキシメチルフルフラール製造に関しても前倒しで予備検討し、今後の展開に向けての重要な知見を得ることに成功しており、学会発表も行っている。このように、当初計画以上のペースで十分な成果を得ている、本年度はマイクロリアクタを使用した糖類からのフドロキシメチルフルフラール(HMF)高収率製造を検討した。HMFは糖類を酸水溶液中で処理すると得られるが、同条件下ではさらにレブリン酸とギ酸へと過分解する。これを抑制するために考案された二相系反応を適用した。本反応はHMFの油相親和性を利用し、反応相(水相)に抽出相(油相)を添加することで生成HMFを反応相から分離し過分解を抑制するものである。マイクロリアクタを利用すると、スラグ流として知られる二相の流体が流路内を塊状となって交互に流れる特有の流動状態が実現できる。各相では内部循環流が発生し、相間の物質移動が促進される。この特性を利用し、マイクロリアクタを使用した二相系反応を実施した。各種条件を検討し、副生物であるレブリン酸の生成を完全に抑制しつつ、グルコースを原料とし180°C、47 minの処理で76 mol%のHMFを得ることに成功した。

原料をグルコース、フルクトースと変更し、それぞれの反応性の違いについて考察し、生産速度向上のためにはグルコースからフルクトースへの異性化反応の促進が重要であることを明らかにした。さらに、微量に発生した他種の副生物より、従来考慮されていなかた変換経路を見出し、今後の収率向上に向けた指針を示した。続いて、リグニンの樹脂原料化に関する検討を行った。樹脂原料として利用可能なリグニンを高収率で得る前進として、原料リグニンが満たすべき性能を熱分析、分子量分析から判断するための手法を開発した。従来は樹脂原料として利用が困難とされてきたアルカリ処理後変性リグニンについても、有機溶剤を使用して分子量で分画することで原料利用可能であることを見出した。さらに、熱分析による結果を詳細に解析することで、樹脂原料の反応性と、樹脂製造時の温度、時間に関する必要条件の予測を可能とした。HMFの製造に関しては、二相系反応をマイクロリアクタを利用して実施することで、HMFの過分解を抑制しつつ、簡便な手法によりこれまでにない高収率でのHMF合成を達成した。この成果はHMF製造の分野において重要であり、学術雑誌への投稿・掲載や国際学会での発表など、様々な手段での対外発信を実施している。リグニンの樹脂原料化に関しても、従来は利用が困難とされてきた成分の利用可能性を示し、今後の展開に向けて高性能な樹脂原料を選択的に得るための指針を示した。本年度はリグニンの樹脂原料化に関する検討とマイクロリアクタを利用した糖類からのヒドロキシメチルフルフラール(HMF)合成を検討した。昨年度においてリグニンを樹脂の原料として利用するに当たり、充分な性能を有する樹脂製品となるために原料リグニンが満たすべき性能を、熱分析、分子量分析から判断するための手法を開発した。本年度は本手法を様々なリグニンに適用し、データベースを作成した。一般的に製品樹脂として求められる性能はその軟化点が150°C以下であるとされる。種々のリグニンの各種分析を通して、リグニンの重量平均分子量と製品樹脂の軟化点の間には線形関係があることを明らかにした。これより開発手法を改良し、適用範囲を拡張することに成功した。マイクロリアクタを利用した糖類からのHMF合成では、マイクロスラグ流における各相の体積比、流速、反応時間、反応温度、反応液pH、原料濃度と様々な条件を変化し実験を行い、最高収率を得るための条件を見出した。抽出相の体積比増加により収率が向上するが、ある体積比以上では収率が一定となること、流速の増加により収率が向上すること、反応液のpHが小さい程反応が迅速となるが、ある値以下では生成物の分解量が増加すること等の知見を得た。得られた知見を基に広範囲の反応温度、反応時間を設定し、結果として簡便な装置、手法による反応により副生物の生成を完全に抑制しつつ、グルコースを原料とし180°C、47 minの処理で76 mol%のHMFを得ることに成功した。まず、成分分離に関しては、リグニンの樹脂原料をターゲットにして、リグニンの架橋縮合を抑制するための、さらなる分離最適条件を検討するとともに、バイオマス濃度の高濃度化についても検討する。次に、マイクロリアクターの利用による糖からのヒドロキシメチルフルフラール製造に関しては、反応管内径、マイクロスラグ長さ、反応場の水相と生成HMFの抽出油相の体積比や流速が収率に及ぼす影響を詳細に検討し、70%を超える収率の大幅な向上方策を明らかにする。
アレイ CGH 法による粘膜下浸潤胃癌におけるゲノムコピー数異常の網羅的解析

昨年度は粘膜下浸潤胃癌において、11q、14q、17q21のゲノム増幅がリンパ節転移症例で有意に高頻度に検出されることを報告した。本年度はさらに個々の症例におけるゲノム異常について粘膜内部分(MU)と粘膜下部分(SM)を比較した。その結果、23症例中11症例では粘膜下浸潤部分でのゲノム異常数の増加が認められたが、別の11症例では逆に減少しており、粘膜下浸潤に必ずしもゲノム異常の付加が必要ではないことが明らかとなった。つまり、粘膜内には複数の細胞集団が含まれており、限られた細胞が粘膜下へ浸潤しそこで新たな細胞集団を形成することが示唆された。本年度の研究成果より私は胃癌の粘膜下浸潤におけるクローナルエボリューションモデルを提唱した。胃癌はわが国の癌死亡率の第二位をしめる重要な疾患である。癌が粘膜内にとどまった状態であれば内視鏡的に切除することが可能となり、近年治療成績は向上している。しかし一旦粘膜下筋板を越えて粘膜下に浸潤するとリンパ節転移の確率が上昇し、治療成績も増悪する。そのため、粘膜下浸潤及びリンパ節転移に関わるメカニズムの解明が重要である。癌は遺伝子異常の蓄積によって引き起こされる遺伝子病であると考えられており、異常遺伝子を標的とした治療薬を用いた分子標的治療が進歩している。各臓器癌の治療薬を開発するには、その臓器癌の異常遺伝子を同定しなければならない。我々はこれまで既にアレイCGH法により進行胃癌と、粘膜内癌のゲノムコピー数異常を網羅的に解析した。昨年度、私は粘膜下浸潤胃癌において11q、14q、17q21のゲノム増幅がリンパ節転移症例で有意に高頻度に検出されることを報告した。本年度はさらに個々の症例におけるゲノム異常について粘膜内部分と粘膜下部分を比較した。当初、我々はゲノム異常の数は粘膜内部分より粘膜下浸潤部分の方が多いと予想していたが、個々の症例についてゲノム異常の数を比較してみたところ、23症例中11症例では粘膜下浸潤部分でのゲノム異常数の増加が認められたが、別の11症例では逆に減少しており、粘膜下浸潤に必ずしもゲノム異常の付加が必要ではないことが明らかとなった。興味深いことに、粘膜内で検出されたゲノム異常の中には粘膜下層で検出されないものも含まれていた。現在クローナルエボリューションモデルを証明するため症例数を増やし、1症例につき複数箇所のゲノム解析を行っている。しかし、一旦粘膜下筋板を越えて粘膜下に浸潤するとリンパ節転移の確率が上昇し、治療成績も増悪する。癌は遺伝子異常の蓄積によって引き起こされる遺伝子病であると考えられており、異常遺伝子を標的とした治療薬を用いた分子標的治療が急速に進歩している。今回の研究では、粘膜下浸潤胃癌27例の粘膜内部分と粘膜下部分を別々に回収し(計59サンプル)、それぞれのゲノムコピー数異常を比較することで、粘膜浸潤の過程で付加されるゲノム異常を検討した。次に粘膜下浸潤胃癌のリンパ節転移がある症例とない症例のゲノム異常を比較したところ、11q、14q、17q21のゲノム増幅が転移症例で高頻度に検出されることがわかった。さらに、17q21領域に存在するERBB2遺伝子は転移症例で高頻度に過剰発現することを発見した。これらの結果から、11q、14q、17q21のゲノム増幅が転移性早期胃癌の治療標的となる可能性が示唆された。また、抽出されたゲノム異常領域を過去に報告した粘膜内癌と進行胃癌の結果と比較することで胃癌の進行や粘膜下浸潤に関与するゲノム異常の同定を試みた。(PLoS One.2011)当初予定していた研究が進行しており、結果もでているため。

11q、14q、17q21のゲノム増幅が転移性早期胃癌の治療標的となる可能性について、過去に報告した粘膜内癌と進行胃癌の結果と比較しすることで胃癌の進行や粘膜下浸潤に関与するゲノム異常の同定を試みる。更に症例を増やして検討を行う予定である。23年度と同様に使用する予定である。