hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
下垂体腺腫の増殖におけるSDF-1の役割に関する分子形態学的研究

<序論>下垂体腺腫細胞は一般的に継体を続けるに従って剥離しやすく、同時に細胞の増殖や遊走、浸潤の変化を定量的に厳密に測定しにくいが、細胞密度を厳密に揃えてジェルの中で培養維持した。このペプタイドA6Kはナノファイバー工学により合成された人工ペプタイドである。従来使用されていたマトリジェルと比較するとゲル化する際小孔が大きく、液体はもとより蛋白分子の通過性が高いことが報告されていて主に抗がん剤の徐放性や幹細胞を封入した再生医療を目指した研究に利用されている。研究代表者の吉田は、この物質の透過性に着目して培養上清に放出された各種の下垂体ホルモンやサイトカインが極めて定量的に測定可能であることを報告した。<方法>ホルモン産生腫瘍の低酸素状態での分泌の動態とSDF-1とそのレセプターを介したシグナルから腫瘍成長や浸潤への関連、さらには各種下垂体ホルモン産生に関連する研究へと展開した。それぞれ蛍光マーカーで修飾した下垂体腺腫細胞と、血管内皮前駆細胞を同時にジェルで培養し、連続撮影することで呼び寄せ効果も併せて検討した。<結果>レセプターをノックアウトされた細胞は遊走や浸潤能が有意に抑制されたいた。一方で各種下垂体ホルモンの分泌には何ら影響を与えていなかった。一方で低酸素での培養ではSDF-1の発現は有意に上昇していた。<結論>SDF-1は低酸素状態に陥った下垂体腺腫細胞が骨髄から血管内皮前駆細胞を呼び寄せる機能を有していた。我々は下垂体腺腫の血管新生の機序のひとつとして、下垂体腺腫細胞が分泌するstem cell-derivedfactor (SDF)-1に着目した。このchemokineにより骨髄で産生されるendothelial progenitor cellを腫瘍局所に誘導し(homing effect)、下垂体腺種の血管新生を促進する事と、さらに種々のSDF-1のreceptorを介した下垂体腺腫の未知の細胞内シグナルを解明することで、下垂体腺腫の成長におけるSDF-1の機能を解明することを目的として研究を始めた。(1)tissue microarrayを用いた下垂体腺腫におけるSDF-1発現の定量的解析申請者はすでに下垂体腺腫組織の手術標本をパラフィンブロックとして100例近く保存しており、同時に台帳に年齢、性、subtype、サイズ、臨床上の特徴を始めとしてまとめてある。Tissue microarrayをこのパラフィンブロックから作成し、SDF-1の組織での発現とpositive controlとしてのbeta-actinとの発現対比率を蛍光免疫染色から解析し、検討した。ヒト樹立下垂体腺腫細胞(HP-75)にCXCR4, CXCR7のfull length cloneををtransfectして強制発現させた細胞と、これらをターゲットとしたRNA干渉(siRNA法)でノックダウンした細胞を作成した。これらの細胞に対してSDF-1を培地中に加えれば、比較することでSDF-1の刺激によってreceptorであるCXCR4もしくはCXCR7を介した細胞内のシグナルをreceptor別に解析可能になることが期待された。大腸菌を用いたcDNA cloneの増幅と細胞へのvectorを利用したtransfectionなどは申請者の施設に稼動中のP2 levelの実験室において行うが、研究代表者(吉田)は以前よりそれらの機器を使用して研究を進めており、操作も習熟している。今回我々は近年報告された新しい腫瘍浸潤と血管新生因子であるstromal derived-factor 1に着目し、下垂体腺腫細胞の臨床例での発現傾向と、in vitroで細胞内signal cascadeの解明を目的として研究を行った。その中で今年度はSDF-1のレセプターのうち、CXCR7に着目して下記の研究を行った。パラフィン包埋した下垂体腺腫62例の組織からtissue microarrayを作成した。Mouse pituitary adenoma

cell line(AtT-20)をコントロールとして、mouse recombinant SDF-1を添加した細胞、CXCR7をターゲットとしたshRNAをtransfectしてgene scilencingした細胞、さらにそのgene scilencingした細胞にSDF-1を添加した細胞それぞれからtotal RNAを抽出して、Cy3,Cy5の2色法でcDNA arrayでmRNAの発現を定量的に比較解析した(GenSpring GX)。CXCR7はGH-omaとPRL-omaに有意に発現が強かった。細胞増殖、cell cycleに関与する細胞内シグナルをBub1を介して制御していた。一方アミノ酸代謝をAsnsを介し、ligase activityをAsnsを介して抑制していた。我々は別の研究から、下垂体腺腫実質細胞がSDF-1を分泌していることを報告しているが、以上の結果から下垂体腺腫細胞にはSDF-1/CXCR7を介したautocrine signalingが存在することが明らかとなった。これは従来報告されてきた虚血に陥った血管内皮細胞から分泌されたSDF-1が骨髄の血管内皮前駆細胞を虚血部位に呼び寄せるhomingeffectによって血管新生を制御する機構とは別に下垂体腺腫の成長や細胞浸潤に関わっている可能性を示唆している点で新しい展開が期待できると思われた。<諸言>micro-RNA(miRNA)とは、細胞内に存在する長さ20から25塩基ほどの1本鎖RNAをいい、non-coding RNA(ncRNA)の一種である。最近様々な遺伝子発現の調節機能について報告があるが、下垂体腺腫におけるホルモン関連遺伝子に関しては未だ少ない。今回我々は下垂体腺腫細胞におけるGHとPRL発現に関与するmiRNAのsignal cascadeを検討したので報告する。<方法>下垂体腺腫細胞GH3とrat normal pituitary cell(RPC)のmRNAとmiRNAの発現プロファイリングをcDNA microarrayで解析し、有意に負の相関のあるものの中から、GH,PRL産生に関与する遺伝子を選択した。それらのmiRNAの3'側非翻訳領域に相補的な塩基配列を構築してGH3細胞のmiRNAをノックダウンし、GH、PRL分泌変化をELISAで定量し、同時にシグナル下流域をcDNA microarrayで解析した。<結果>RPCよりもGH3で過剰発現していたmiRNAのうち、GH産生に関して相補的なmRNAと一致したものはなく、むしろrno-miR-494と-146aが発現低下をしてmRNAと負の相関をしていた。PRLに関しては、rno-miR-101bと-191,-194の発現過剰がみられた。PRL産生はrno-miR-101bのノックダウンしたGH3細胞にのみにPRL分泌が有意に増加した。cDNAmicroarrayでもPRL産生に関するシグナルは有意にup-regulateしていた。<結論
セレンを含むインターエレメント化合物の特性を利用した不安定化学種生成に関する研究

不安定化学種は、有機合成化学における有用な合成手法を与える反応種として多くの研究がなされている。しかし不安定化学種の発生法が極めて限定され、さらにその高い反応性のため反応の制御が困難である場合も多く、効率良く有機合成に利用した例は比較的限られている。本研究では、インターエレメント化合物の化学的特性を追及し、セレンを含むインターエレメント化合物の特性を活用した、不安定化学種の効率的発生法の開発ならびに、発生させた不安定化学種をkey speciesとする新規合成反応の開拓を目的とし検討した。その結果、エナールアセタールとジイソブチルアルミニウムフェニルセレノラートの反応により簡便かつ効率良く合成可能となった1-アルコキシ-3-フェニルセレノ-1-アルケンの脱プロトン化、続くアルキルハライド、カルボニル化合物を用いたアルキル化反応を行ったところ、完全なレジオ選択性でアルキル化反応が進行することを見い出した。また1-アルコキシ-3-フェニルセレノ-1-アルケンは、塩酸等のプロトン酸で扱うことで、β-フェニルセレノアルデヒドへ、過酸化水素水で酸化することでα,β-不飽和アルデヒドへ変換が可能である。また1,2,3-セレナジアゾールをα,β-不飽和カルボニル化合物共存下熱分解反応を行ったところ、1,2,3-セレナジアゾールのセレンα,β-不飽和カルボニル化合物に付加することで生成したと考えられるジヒドロセレノフェンが収率良く得られたことも合わせて見い出した。この結果は、1,2,3-セレナジアゾールの熱分解反応が不安定化学種であるビニルラジカルの新規発生法として利用可能であることを示している。
培養巨核球の血小板産生機構におけるエリスロポエチンとトロンボポエチンの作用機序

IL-3で誘導される巨核球は1),2),3)量とも低値であり、電顕でもtype1が大部分であるのに対して、rh-Epoを添加すると2)量の増加は見られるものの、1),3)量の増加は軽度であった。電顕ではtype 11の比率が増加するが、type 111の巨核球はまれであった。さらに、Tpoを添加すると1),3)量の増量も見られ、電顕でもtype 111の巨核球の比率が著増した。IL-3にTpoを添加したのみではこの現象は見られなかった。以上の結果からTpoはある程度以上に成熟した巨核球に作用する因子と考えられ、in vitroではrh-EpoとTpoとを組み合わせることにより巨核球を成熟させる事が可能と考えられた。すなわち、巨核球の胞体の成熟(血小板産生)の調節はCFU-Megの増殖とendomitosisの調節機構とは全く異なる機構によると結論された。さらに、骨髄から分離した成熟巨核球を用いて同様の観察を継続中である。
プロレタリア文化大革命期中国における社会運動の研究

毛沢東時代の社会変動に関して、これまで収集した公文書資料、インタビュー、華東師範大学所蔵の文革資料を使用し、社会変動をもたらす主要な要因である大衆動員期の総合的分析をおこなった(文革期の社会運動も包摂している)。特に、毛沢東時代の大衆動員過程のなかでも、(1)反革命鎮圧運動、(2)三反・五反運動、(3)百花斉放・百家争鳴、(4)反右派闘争、(5)大躍進運動、(6)社会主義教育運動、(7)文化大革命を系譜的に検証し、その社会的な作用を明らかにすることに力を注いだ。上記の研究を進めるにあたって、毛沢東時代の都市における動員の装置として、(1)党委員会制度、(2)住民管理制度、(3)毛沢東のイデオロギー、(4)カリスマに注目した。これまで収集した資料に基づいて、それらの役割を具体的に検証し、動員期の資源分配、強制と黙従、社会規範の再編、大衆の情緒的昂進に大きな役割を果たしていたことを明らかにした。こうした研究成果は、著書『中国社会と大衆動員-毛沢東時代の政治権力と民衆』(御茶の水書房、2008年)として出版し、社会にフィードバックした。さらに現在は、(1)文革期の社会運動、(2)ポスト毛沢東時代の社会運動のふたつを軸に研究を進めている状況であり、新聞、公文書、紅衛兵新聞などの一次資料の収集と現地調査によって基礎研究を固めるとともに理論構築をしている段階である。今後は、それらの成果を統合しながら、現代中国の社会運動に関して、総合的な視野から研究をまとめる予定である。毛沢東時代の社会変動に関して、現地での資料収集、論文作成に加えて、国内外の学会で研究発表をおこなった。とくにプロレタリア文化大革命については、社会構造、価値体系、政治過程の統合的視座から研究を進め、その成果を「現代中国の社会変容と文化大革命-構造・価値・過程の統合的視座から」(『現代中国』第81号)として発表した。これまでの理論研究で注目されてきた社会構造、政治過程に加えて、価値の問題を取りあげることで、人びとの活動を外的環境に対する単なる反応としてではなく、主体的な参加の側面も含めて複合的に観察、分析できる理論的視座を提起した。動員における、国家の制度的テロリズムを強調するだけではなく、住民による参加のメカニズムも包括した多角的な議論の必要性を強調した。また文革の歴史的前提として、50年代における社会の変動過程を動員期に注目して考察し、その成果を「動員と社会-建国後中国都市社会の変動と民衆」(『歴史学研究』第833号)として発表した。現在は、(1)5060年代前半の社会変動、(2)文化大革命のふたつを軸に研究を進めている状況であり、新聞、公文書、紅衛兵新聞などの一次資料の収集と現地調査によって基礎研究を固めている段階である。今後は、それらの成果を統合しながら、文化大革命期の社会運動に関して、総合的な視野から研究をまとめる予定である。
超高感度FISH法を利用した未知メタン菌の生理・遺伝学的特徴の解明

本研究では系統分類学的に目や綱レベルで未知のメタン菌の生理・遺伝学的な特徴を明らかにするため、超高感度FISH法を利用した方法論を用いて、未知メタン菌細胞を特異的に回収し、最終的にはゲノム配列の決定ならびに分離株の取得を目指すことを目的とした。mcrA遺伝子に基づいたクローン解析により嫌気性廃水処理汚泥に目レベルで未培養なメタン菌群を発見した。このメタン菌細胞を視覚的に検出するためにDNAポリプローブを利用した超高感度FISH法を行った。様々な細胞壁処理と組み合わせて行ったが、最終的に標的とするメタン菌細胞の視覚的な検出をすることができなかった。系統分類学的に目や綱といった高い分類階層で既知のメタン菌とは異なる未知メタン菌が存在する環境サンプルを特定するために、mcrA遺伝子に基づいた環境クローン解析を行った。現在までにmcrA遺伝子を特異的に検出するためのPCRプライマーは何種類か報告されている。それら既知のPCRプライマーの中からGenBank等のデータベース上に登録されているすべてのmcrA遺伝子を可能な限りカバーしているプライマーを選択し研究を進めた。サンプルにはメタン生成反応が活発に見られる環境サンプルである、嫌気性排水処理リアクターのメタン発酵汚泥や深海底堆積物等の計6種類を用いた。これらをサンプリングする際には、現場の温度、pHおよび水質データ(栄養塩類の濃度等)を測定した。各環境サンプルからmcrA遺伝子クローンを100個ずつ回収し、mcrA遺伝子に基づいた分子系統解析を分子系等解析ソフトARBを用いて行った。その結果、いくつかのメタン発酵汚泥に既知のメタン菌とは系統分類的に大きく異なる未知メタン菌が含まれることが明らかとなった。続いて、先の環境クローン解析で検出された未知メタン菌細胞の検出を行うために、そのmcrA遺伝子を標的とした超高感度FISH法を行うためのDNAポリプローブの作成を行った。超高感度FISH法に用いるDNAポリプローブの作成は、未知mcrA遺伝子配列を鋳型としたPCR反応によりdinitrophenyl (DNP)が標識されたdeoxyuridine triphosphate (デオキシウリジン三リン酸: dUTP)DNP-11-dUTPを取り込ませることで作成した。本DNAポリプローブ合成の際には、添加するDNP-11-dUTP濃度、Mg2+濃度とアニーリング温度について検討を行い、高いDNP-11-dUTP取り込み量と収量が得られる条件を探し出すことができた。メタンを生成する微生物(メタン菌)は、地球温暖化や天然ガス生産といった環境とエネルギー問題に直結している重要な微生物群である。そのような背景から、メタン菌については多くの研究がなされてきたが、環境中には未知のメタン菌が多く存在することが多くの遺伝子検出解析の結果から指摘されている。本研究では系統分類学的に目や綱といった高い分類階層で既知のメタン菌とは異なる未知メタン菌の生理・遺伝学的な特徴を明らかにするため、超高感度FISH法を利用した方法論を用いて、未知メタン菌細胞を特異的に回収し、最終的にはゲノム配列の決定ならびに分離株の取得を目指す。平成25年度に行ったmcrA遺伝子に基づいた環境クローン解析により、いくつかのメタン発酵汚泥に既知のメタン菌とは系統分類的に大きく異なる、新しい目を代表すると考えられる未知メタン菌グループの存在を明らかにしていた。平成26年度はその成果を論文としてまとめ、最終的にJournal of Water and Environmental Technologyに受理され、掲載された。続いて、新しい目を代表すると考えられるメタン菌細胞を検出するためのDNAポリプローブを前年度に検討したPCR条件に従って作成し、超高感度FISH法による未知アーキア細胞の検出を試みた。現在、酵素処理を中心とした様々な細胞壁処理を試しながら、標的とする未知メタン菌細胞の検出を進めているところである。今年度は新しい目を代表すると考えられるメタン菌細胞を検出するために、そのメタン菌のmcrA遺伝子に特異的なDNAポリプローブを利用した超高感度FISH法を行った。そこで標的としたメタン菌由来と思われるrRNAをFISH法により検出する方法も合わせて行った。通常のFISH法ならびに5'末端と3'末端に2つの標識をするDOPE-FISH法も合わせて行ったが、残念ながら標的とするメタン菌細胞を検出することはできなかった。既往の研究結果も合わせて考察した結果、本研究で試した細胞壁処理では本メタン菌細胞を適切に処理できなかったこと、あるいは標的としたメタン菌細胞に含まれるrRNAの含量が低いことが考えられた。

本研究では系統分類学的に目や綱レベルで未知のメタン菌の生理・遺伝学的な特徴を明らかにするため、超高感度FISH法を利用した方法論を用いて、未知メタン菌細胞を特異的に回収し、最終的にはゲノム配列の決定ならびに分離株の取得を目指すことを目的とした。mcrA遺伝子に基づいたクローン解析により嫌気性廃水処理汚泥に目レベルで未培養なメタン菌群を発見した。このメタン菌細胞を視覚的に検出するためにDNAポリプローブを利用した超高感度FISH法を行った。様々な細胞壁処理と組み合わせて行ったが、最終的に標的とするメタン菌細胞の視覚的な検出をすることができなかった。当初の計画では、超高感度FISH法により標的とする未知メタン菌細胞を光らせ、ゲノム解析を進めているところまで進んでいることとなっていたが、最適な細胞壁処理条件を確定し、未知メタン菌細胞を光らせるところまで進めていないので、やや遅れているとした。環境微生物学超高感度FISH法を用いて標的とする未知メタン菌細胞を光らせ、フローサイトメトリーによる細胞分取とゲノム解析を行う。当初の本年度の計画では、作成したDNAポリプローブを用いた超高感度FISH法により未知メタン菌細胞を光らせるところまで進める予定であったが、細胞壁処理の方法が適切でなかったためか、未知メタン菌細胞を光らせることが今のところできていないため、やや遅れているとした。フローサイトメトリーによる細胞分取やその後のゲノム解析まで計画が進まなかったため、これらの解析に必要な試薬類を購入しなかった。そのために次年度使用額が生じた。超高感度FISH法を用いて未知メタン菌を光らせ、フローサイトメトリーの細胞分取機能を用いて分取する。最低でも数千から数万(あるいはそれ以上)個の未知メタン菌細胞を分取し、次のゲノム解析が行えるDNA量を確保する。フローサイトメトリーによる細胞分取およびゲノム解析を行うための試薬類の購入を予定している。DNAポリプローブのDNP-11-dUTPの取り込み量と収量をキャピラリー電気泳動を用いて確認する必要があったが、当初予定していた条件検討の回数よりも大幅に少ない検討で行えたため、電気泳動用のチップ等の消耗品を大量に購入する必要がなくなったために、次年度使用額が生じた。未使用分はメタン生成菌の細胞壁処理を行うための酵素の購入を予定している。
マップリデュース計算におけるデータ機密性強化と時空間データベースへの応用

本研究は,ビッグデータの事実上の標準であるマップリデュース(MR)計算モデルの計算過程でのデータ機密性問題の解決を目的としている.また,この研究を通して,MR計算モデルで動作する安全で新しい(時空間情報)ビッグデータアプリケーションの研究を合わせて進める計画である.尚,本研究の研究期間はH28年度からH31年度までの4年間で,この実績はその3年目(H30年度)のものである.H30年度は前年度から開始している,「検索効率の低下が少ない数値データベースの暗号化手法」を分散計算機システムに本格的に実装し,その手法および実験結果を学会で発表した.既存研究に,順序を維持した暗号化を行うことにより検索効率の低下を防ぐ手法があるが,その手法では順序が開示されてしまうために,プライバシーの面での問題が指摘されている.本手法では,秘密計算のアイデアを利用し,第3者にはわからない仮想の桁を定義し,桁ごとの順序を維持するが全体の順序は隠ぺいするという手法を取り,その効率的な実装を行った.また,本研究成果を学術雑誌(International Journal of Networking and Computing)に投稿し,採択され掲載された.また,同じく前年度から開始した「エリアスカイライン問合せをMR計算モデルで効率的に計算する手法」についても,実際に分散計算機システムに実装し,その実装の効率化を行ったうえで,その成果を本年度,学術雑誌(MDPI Algorithms)に掲載した.これらと並行し,完全準同形暗号を利用したスカイライン問い合わせの秘密計算手法について検討を進め,それを会津大学で開催された研究集会で口頭発表するとともに,その最初の手法を学術雑誌(MDPI Informations)に掲載した.この研究はさらに次年度以降を継続して進める計画である.計画していた「スカイライン問合せ」のマップリデュースモデルでの秘密計算はH28年度内に完成した.それに加え,H29年度からは計画していなかった別の暗号化手法(検索効率の低下が少ない暗号化手法)および,H30からは完全準同形暗号を利用した手法の研究を加えた研究を現在まですすめ,このあとも継続して行う予定である.H29年度からは,予定していたMR計算モデルで動作する安全で新しい(時空間情報)ビッグデータアプリケーションの研究にも着手し,その実装と応用研究をH30年から本格的に始めた.次年度以降も応用方法を意識した諸問題について研究を継続する.完全準同形暗号を利用した安全な分散計算手法について,さらに研究を継続する.また,当初計画通り最終年度はエリアスカイライン問合せを中心とした応用に関わる諸問題について研究を進める.本研究は,ビッグデータの事実上の標準であるマップリデュース(MR)計算モデルの計算過程でのデータ機密性問題の解決を目的としている.特に時空間情報を含む個人情報は応用価値が高いが,その一方で,データの所有権や個人情報保護に関係する利活用の制約が大きい.この問題が解決されると広域に分散した情報源を利用するビッグデータアプリケーションの開発が大きく進展すると期待できる.この研究を通して,MR計算モデルで動作する安全で新しい(時空間情報)ビッグデータアプリケーションの研究を合わせて進める計画である.尚,本研究の研究期間はH28年度からH31年度までの4年間で,この実績はその初年度のものである.H28年度は,「スカイライン問合せ」を,問合せ対象の値を他の計算機に隠したままMR計算モデルに基づき分散計算する手法を開発し,その成果を国際会議で発表した.「スカイライン問合せ」とは,データベース中で,他のデータよりも良い何らかの特性を含むデータを列挙する機能で,様々なデータ分析に必要な重要機能である.この機能は,研究代表者が進めている情報検索機能の中でも利用し,それを論文発表した.また,上述の「スカイライン問合せ」の研究の副産物として,検索効率の低下が少ない数値データベースの暗号化手法を考案し,実装した.既存の類似研究として,順序を維持した暗号化を行うことにより検索効率の低下を防ぐ手法が数多く発表されているが,これらの手法では順序が開示されてしまうために,プライバシーの面での問題が指摘されている.本研究では,秘密計算のアイデアを利用し,第3者にはわからない桁を定義し,桁ごとの順序を維持するが暗号化後の順序は隠ぺいするという手法と取っている.これによりプライバシーの面でも問題はなく,検索効率の面でもよい手法と言えるものとなっている.この研究はH29年度の早い時期に学会発表する予定である.計画していた「スカイライン問合せ」のマップリデュースモデルでの秘密計算はH28年度内に完成した.それに加え,計画していなかった別の暗号化手法を生み出すこともできた.つまり,計画している研究は予定通りであるが,研究内容は予定以上のものとなっている.本研究は,ビッグデータの事実上の標準であるマップリデュース(MR)計算モデルの計算過程でのデータ機密性問題の解決を目的としている.また,この研究を通して,MR計算モデルで動作する安全で新しい(時空間情報)ビッグデータアプリケーションの研究を合わせて進める計画である.尚,本研究の研究期間はH28年度からH31年度までの4年間で,この実績はその2年目(H29年度)のものである.H29年度は,検索効率の低下が少ない数値データベースの暗号化手法を実装し,その手法および実験結果を発表した.本手法の既存の類似研究として,順序を維持した暗号化を行うことにより検索効率の低下を防ぐ手法が数多く発表されているが,これらの手法では順序が開示されてしまうために,プライバシーの面での問題が指摘されている.本手法では,秘密計算のアイデアを利用し,第3者にはわからない仮想の桁を定義し,桁ごとの順序を維持するが全体の順序は隠ぺいするという手法を取っている.

この研究を国際会議CANDAR2017にて発表し,同会議において本論文は「Outstanding Paper Award」を受賞した.また,本論文のフルバージョンは,学術雑誌にH30年度中に掲載する予定である.さらに,時空間情報ビッグデータアプリケーションの研究として,エリアスカイライン問合せをMR計算モデルで効率的に計算する手法を開発し,IEEE Big Data 2017国際会議で発表した.「エリアスカイライン問合せ」とは,地図上の地域の中で,他の地域よりも良い何らかの特性を含むものを列挙する機能で,様々なデータ分析に必要な重要機能である.この機能は,もともと本研究者らの研究グループで,考案されていたが,問題の本質的な難しさからビッグデータでの計算時間の大きさが問題であった.本成果によりこの計算時間の問題が解決した.計画していた「スカイライン問合せ」のマップリデュースモデルでの秘密計算はH28年度内に完成した.それに加え,H29年度は計画していなかった別の暗号化手法(検索効率の低下が少ない暗号化手法)を生み出すこともできた.H29年度からは,予定していたMR計算モデルで動作する安全で新しい(時空間情報)ビッグデータアプリケーションの研究にも着手した.H29年度は,エリアスカイライン問合せをMR計算モデルで効率的に計算する手法を開発した.この手法は,現在はMR計算モデルで動作するが計算過程でのデータ機密性問題が未解決となっており,次年度以降はこの問題の解決を目指す計画である.本研究は,ビッグデータの事実上の標準であるマップリデュース(MR)計算モデルの計算過程でのデータ機密性問題の解決を目的としている.また,この研究を通して,MR計算モデルで動作する安全で新しい(時空間情報)ビッグデータアプリケーションの研究を合わせて進める計画である.尚,本研究の研究期間はH28年度からH31年度までの4年間で,この実績はその3年目(H30年度)のものである.H30年度は前年度から開始している,「検索効率の低下が少ない数値データベースの暗号化手法」を分散計算機システムに本格的に実装し,その手法および実験結果を学会で発表した.既存研究に,順序を維持した暗号化を行うことにより検索効率の低下を防ぐ手法があるが,その手法では順序が開示されてしまうために,プライバシーの面での問題が指摘されている.本手法では,秘密計算のアイデアを利用し,第3者にはわからない仮想の桁を定義し,桁ごとの順序を維持するが全体の順序は隠ぺいするという手法を取り,その効率的な実装を行った.また,本研究成果を学術雑誌(International Journal of Networking and Computing)に投稿し,採択され掲載された.
住み手とともに居住文化を伝える重文民家のマネジメントとサポ－トモデルの研究

本研究は、重文民家の居住文化を伝える役割に視点を置き、1個人所有重文民家の立地、建物、居住条件等の整理と活用方法の検討、2公有化重文民家の維持管理の活用等に関する実態把握、3個人所有重文民家のサポートモデル事例の検討およびモデルプログラムの実践と評価を行った。重文民家の公有化は自治体に重い維持管理費の負担がかかるだけでなく、一般公開し観覧者増加を図らなければならない点に負担感が大きいことが明らかになった。重文民家の居住文化を伝える役割を持続しながら保全していくためには、重文民家の管理者としての所有者の役割を見直し評価し、支援者を増やす取り組みが重要と考えられる。重文民家に暮らしつつ居住文化を伝えていくためのサポートのあり方を考察することを最終目的に、平成26年度は下記の課題に取り組んだ。1)重文民家の建物特性と維持管理・活用実態のデータベース化:個人所有重文民家210件(所有者が代表を務める公益財団法人を含む)を抽出し、主屋形式、立地、重伝地区などの指定、公開・活用状況などを、既調査で得た情報を含めてデータベースを作成した。このデータベースを基に、立地条件と活用との関係などを検討した。2)個人所有重文民家への公的サポートについて:都道府県へのアンケート調査の実施に先駆け、近畿地方の2府3県の文化財保護課を対象に、重文民家に関わる文化財行政についてヒアリング調査を行った。その結果、文化財建造物の件数や専門の技師の有無、個々の重文民家についての情報の把握の程度などが、重要な要素になることを把握できた。3)個人所有重文民家のサポートモデル事例の調査:1財団法人化した事例(1件)、2公的所有・管理の事例(2件)、3個人所有・公的管理の事例(2件)、4個人所有・個人管理の事例(1件)について訪問調査を実施し、維持管理の実態と課題、公開・活用の課題などについて整理を行った。4)居住文化を伝えるモデルプログラムの実践と評価:平成27年度に行う予定の研究の実施時期を早め、「伊佐家住宅」(京都府)を対象に、重文民家の魅力を地域住民に伝えるためのモデルプログラムを実施した。「伊佐家住宅」を活用して、平成26年10月に演奏会、平成27年3月に雛飾りと講演会を実施し、参加者へのアンケート調査を行った。後者については、その内容が「K-CATほっとニュース」で紹介されたことは、一般市民へ重文民家の魅力を伝える意味で有益であった。1)重文民家を所有・管理する自治体職員を対象とするアンケート調査重文民家を所有・管理する自治体の教育委員会文化課等の職員を対象に、当該重文民家の維持管理や活用に関するアンケート調査を実施した(配布数120、回収数99、有効回収率83.3%)。1970年代に重文指定を受けた民家が多いが、それらに近年、公有化に移行するケースが多い。日常管理や大規模修理等の経済的負担が公有化に至る大きな理由であるが、公有化後は自治体に相当額の維持管理費が必要になっている点が課題である。近年は公有化と同時に、古文書や生活道具・家財も自治体が引き継ぐケースが増加している。その場合は建物内に昔の道具を展示するなど、生活文化の展示につながっていること等が明らかになった。2)重文民家を所有・管理する自治体職員への聞き取り調査アンケート調査の回答住宅の中から、管理形態や公有化時の家財等の引継ぎ状況が異なる4事例を対象に各市の担当職員に聞き取りを行った。4事例は形式や程度は異なるものの、地域の生活文化を知り、当該住宅に愛着を持つ地域住民との関わりを維持しつつ重文民家の管理を行っている点が特徴であった。自治体が引き継いだ生活用品や家財等をかつての生活の場であった場所に展示するにとどまらず、その使い方等を知る地元住民が重文民家で道具類を使った日常生活行為を行っていくことで、重文民家を核にした生活文化の伝承が可能になるのではないかと考えられた。平成27年9月にHistoric Houses Associationや個人所有歴史住宅等を訪問し、歴史住宅の公開・活用支援、教育活用の支援等について資料収集を行った。わが国において、居住者が暮らしながら重文民家を活用する方法やその支援に応用可能な事項を検討した。1)公有重文民家を所有・管理する自治体を対象とするアンケート調査および聞き取り調査の結果から、個人所有重文民家の維持管理や公開活用と共通する課題を見いだすことができた。これから、さらに詳細な分析とともに、事例調査を追加していく必要がある。2)1年目に実施した重文民家の活用モデルの実践については、支援者の新たな開拓とプログラムの検討に時間を要した。今年度は具体的な実践はできなかったが、平成27年5月から新しいプログラムを実践する計画ができている。3)英国のHistoric Houses Associationや歴史住宅の訪問調査からは、維持管理や公開・活用については、基本的にはわが国と同様の課題があることが把握できた。一方、英国ではHistoric Houses Associationが個人の歴史住宅と一般市民、行政の三者をつなぎ積極的に情報発信をしているが、この点はわが国ではまだ構築されていない。平成27年度の訪問調査は、平成28年9月にHistoric Houses Associationの理事を招いてシンポジウムを開催し意見交換を行うことにつながった。以上を総合すると、研究全体としては概ね順調に進めることができたと考えられる。

平成27年度の訪問調査が契機になって、平成28年9月にHistoric Houses Associationの理事を招いてシンポジウムを行うことにつながったことは、研究交流の上での進展である。重文民家の維持管理と活用の実態を明らかにし、重文民家に暮らしつつ保全を図るための支援のあり方を検討することを目的に研究を行った。【最終年度に実施した研究の成果】平成27年度に実施した英国の歴史住宅協会(Historic Houses Association)等の訪問調査の結果を発展させ、わが国の個人所有重文民家の研究成果と課題を発信するとともに、個人所有重文民家の支援のあり方を英国のHistoric Houses Associationの事例に考えるための国際シンポジウムを実施した。歴史的住宅を存続させるための最良の方法は個人所有のままで、補助金や税制のアレンジによって所有者を支援するという考えは、わが国の重文民家への支援のあり方に示唆を与えるものであった。本シンポジウムについては報告書を作成し、重文民家所有者や重文民家を管理する自市町村等に配布した。【研究期間全体を通じた研究成果】1)個人所有重文民家については立地条件や維持管理と公開・活用情報のデータベースを作成し、その特性を検討した。2)公有重文民家についてはアンケート調査と訪問調査により、維持管理や活用の実態を明らかにするとともに、市町村が重文民家を管理する課題を検討した。建物や敷地の規模にもよるが、年間3,000万円近くの管理費(人件費含む)を要しているケースもあり、自治体の財政負担が大きいことが明らかになった。3)個人所有重文民家のサポートモデルについては、手法の異なるサポート事例の訪問調査のほか、「伊佐家住宅」において活用の実践活動を行った。「伊佐家住宅」では定期的に演奏会を開催できるようになったが、このことが地域住民が重文民家を訪れるきっかけになって、重文民家への理解につながっていく可能性が窺えた。本研究は、重文民家の居住文化を伝える役割に視点を置き、1個人所有重文民家の立地、建物、居住条件等の整理と活用方法の検討、2公有化重文民家の維持管理の活用等に関する実態把握、3個人所有重文民家のサポートモデル事例の検討およびモデルプログラムの実践と評価を行った。重文民家の公有化は自治体に重い維持管理費の負担がかかるだけでなく、一般公開し観覧者増加を図らなければならない点に負担感が大きいことが明らかになった。重文民家の居住文化を伝える役割を持続しながら保全していくためには、重文民家の管理者としての所有者の役割を見直し評価し、支援者を増やす取り組みが重要と考えられる。1)重文民家の建物特性と維持管理・活用のデータベース作成については、210件の情報をデータベース化し、その分析結果を平成27年度日本建築学会近畿支部研究報告集ならびに大会学術講演梗概に投稿することで、一定の研究のまとめができた。2)個人所有重文民家への公的サポートのアンケート調査に先駆け、近畿圏の2府3県の文化財保護課を対象に文化財行政についてのヒアリング調査行った。その結果、都道府県の重文民家への対応は、文化財件数や専門職の有無なども関係し、質問紙調査で詳細を把握するのは困難と思われたことから、調査の実施方法や内容を再検討し、次年度に調査を行うことにした。3)個人所有
昆虫の液性及び細胞性生体防御におけるプロテアーゼカスケードの役割

昆虫初のサイトカインとして鱗翅目昆虫から同定されたGrowth-Blocking Peptide (GBP)は血球の異物に対する被嚢形成を促進する細胞性免疫作用をもつ。GBPの血球活性化作用の調節機構や他の分類郡の昆虫における存在は明らかにするため、簡便な昆虫サイトカインアッセイ法を確立した。このアッセイ法を用い、双翅目昆虫ニクバエからGBP活性様ペプチドの単離に成功すると共に、その相同ペプチドをショウジョウバエと蚊のゲノムデーターベースから数種類同定した。また、鱗翅目昆虫アワヨトウ血清中にGBPと特異的に結合する分子量49kDaのタンパク質を発見し、このGBP結合タンパク質がGBP血球活性化作用の活性調節を担っていることを証明した。また、昆虫液性防御系の要であるproPOカスケードの活性化機構の解明を目的として、新たな構成因子3種(BGRPII, GNBP, FactorS)をカイコ血液から単離精製し、それらの全一次構造を決定した。さらに、proPOカスケードの構成因子であるセリンプロテアーゼの活性型(BAEEase)がショウジョウバエのpro-Spatzleに作用してSpatzleを生成すること証明した。Spatzleは真菌とグラム陽性菌の感染により活性化される抗菌ペプチド産生系のToll経路の細胞外リガンドであることが明らかになっており、proPOカスケードが途中から分岐して抗菌ペプチド産生経路に繋がっていることを初めて示唆した。その後、この知見はショウジョウバエSpatzle-processing enzymeの同定に至り、昆虫の代表的な生体防御系である二つの系が共通の異物認識機構を使っていることを示した。(1)昆虫の生体防御機構において重要な役割を担うと予想されていたグラム陰性菌結合蛋白質(GNBP)を、カイコ体液中より機能をもったまま精製することに成功した。これによりペブチドグリカン認識蛋白質と細菌細胞壁成分の複合体にGNBPが結合することを見いだした。また、その特異抗体を用いて、GNBPがフェノール酸化酵素前駆体カスケードのペプチドグリカン活性化経路の構成因子であることを明らかにした。また、フェノール酸化酵素前駆体カスケードの構成要素であるproBAEEase遺伝子の働きをおさえた時の影響を調べる目的で、proBAEEaseに対するstem-loop構造を持つ二本鎖アンチセンスRNA(dsRNAi)を発現させるためのtransformationvirusを作成した。(2)リポポリサッカライド(LPS)のエリシター活性に対するリポホリンの影響を見るための準備としてカイコ幼虫体液からリポホリンを精製した。分子量、アポタンパクの構成、タンパクと脂質の比などすでに報告されているリポホリンと大きな違いはなかったが、カイコ蛹のリポホリンには存在しない炭化水素が認められた。(3)GBP前駆体を活性化するプロセッシング酵素の単離し、セリン型プロテアーゼであること、基質特異性が血液凝固系因子Factor Xaに似ていることが明らかになり、現在一次構造決定を目指している。双翅目昆虫におけるGBPオーソログの単離を目指し、ヒツジギンバエ幼虫血液からペプチド分画調製法とGBP様活性の測定条件の検討を行った。本年度の研究実績は下記の4項目に要約される。1.フェノール酸化酵素前駆体は活性化されてフェノール酸化酵素(PO)になると、バクテリア、カビ、ガラスなど様々の物に対して接着性を示す。この接着性の原因となる可能性の高いと考えられるPO分子のポリペプチド領域を特定した。その領域は両親媒性のα-ヘリックス構造をとることが推定された。2.リポホリンの構造モデルをX線小角散乱解析から構築した。リポホリン溶液の溶媒の密度を変化させるコントラスト変調法により得られた散乱像をDummy Atom Modelingという手法でシミュレーションして、構造モデルを得た。

これは従来の球対象の球形モデルではなく、例えれば野球のグローブ(たんぱく質とリン脂質)がボール(中性脂質と炭化水素)を捕球した形の構造モデルである。リポポリサッカライドのエリシター活性に対するリポホリンの影響を見る時にこのモデルが役立つことを期待している。3.アワヨトウを始め複数の鱗翅目昆虫幼虫から同定したサイトカイン(GBP : growth-blocking peptide)は、前駆体タンパク質として合成された後プロセッシングを経てアミノ酸23残基からなる活性型ペプチドとなる。現在、このプロセッシングに関わるセリン型プロテアーゼの一次構造の決定を目指し、精製タンパク質を調製中である。また、これまで、GBP様サイトカインは鱗翅目昆虫のみからしか同定されていなかったが、今年度、ヒツジギンバエ幼虫から新規サイトカインの同定に成功した。4.ペプチドグリカン認識蛋白質(PGRP)の相同蛋白質を細菌感染したカイコの体液中より見出した。この蛋白質はPGRPファミリーのshort typeの一員と考えられ、細菌細胞壁成分のペプチドグリカンに単独で結合し、細菌感染により脂肪体で誘導的に発現する。以前に報告したPGRPはフェノール酸化酵素前駆体カスケードの構成因子であるが、この相同蛋白質はカスケード構成因子としての活性をもたないをことを示唆する結果を得た。本年度の研究実績は下記の4項目に要約される。1.フェノール酸化酵素前駆体カスケード(proPOカスケード)を構成する因子の一つであるプロテアーゼ前駆体(factor S)の活性型(factor S^*)を精製した。factor S^*の基質を探索した結果、この因子はカスケードの分枝点に位置している可能性が高いことが示された。カイコとショウジョウバエでproBAEEase遺伝子がノックダウンされている系統の作出のための共同研究を開始した。2.proPOカスケードが細菌細胞壁成分であるペプチドグリカンで活性化する際、ペプチドグリカン認識蛋白質とペプチドグリカンの複合体にグラム陰性菌結合蛋白質が結合し、ペプチドグリカン活性化経路が発動することを証明した。3.リポポリサッカライド(LPS)によるproPOカスケードの活性化の検証は、血液中に存在するリポホリンの影響を評価してこなかったために未だ明確な答が出ていない。家蚕血液から、proPOカスケードを保持しているがリポホリンを含まない面分を得る方法を確立した。この画分を用いてLPSがproPOカスケードの引き金を引くか否かの検証を行っている。4.Growth-blocking peptide (GBP)は、昆虫体内で多様な生理機能を担うアミノ酸25残基からなるサイトカインである。今年度は、ニクバエのGBP活性様ペプチドの構造決定に成功し、その相同ペプチドをショウジョウバエのゲノムデーターベースから数種類同定した。この中の1遺伝子が実際にショウジョウバエ生体内でも発現していることを確認し、この遺伝子の形質転換体の作成に着手した。現在、強制発現形質体の確立に成功し、そのphenotypeの解析を進めている。
可微分写像の特異点認識問題とその射影微分幾何学への応用

(1)本研究は大本氏(北大),DeolindoSilva氏(ブラジルUFSC)との共同研究によるもので前年度に引き続き研究している.我々は前年度までの一般の曲面の局所射影分類とその局所幾何に関する研究を線織面や可展面などの特殊な曲面のクラスに関しても行った.本年度の研究により,中心射影に現れる特異点のタイプが曲面の局所射影微分幾何学的性質と密接に関係していることなどが新しくわかった.古典的にはnon-torsalと呼ばれる線織面のクラスはWilczynski(1906)などにより詳細に研究されており,本研究はより広いクラスへのその大幅な拡張になっている.(2)本研究は佐治氏(神大),長谷川氏(岩手医科大)との共同研究である.滑らかな物体を見た時の輪郭線は,滑らかな曲面の平面への直行射影の写像の特異値集合と考えることができ,写像の特異点論を応用して研究することができる.輪郭線が滑らかな曲線の場合には輪郭線の曲率と曲面の法曲率の積が曲面のガウス曲率に対応するというKoenderinkの定理は有名である[Koenderink (1990)].我々はこの方向の研究を以下のように行った.(2ー1)輪郭線自体が特異点を持つような場合でも,曲面と高位接触する柱面などの新しい概念を導入することによって,輪郭線と曲面の局所的な対応関係を放物点に関して得ることができた.(2ー2)我々は複数の方向からの射影の輪郭線からはどのような情報が得られるかに関しても研究した.特に,曲面,輪郭線,そしてそれぞれの射影の方向が成す角度に関する明示的な関係式を得ることなどができている.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。平成平成28年度は主に以下の射影空間内の曲面の局所理論に関する研究に取り組み結果を得た.(1)3次元射影空間内のパラメーター付き曲面族の研究(大本亨氏(北大),Jorge Luiz DeolindoSilva氏(ブラジルUFSC)との共同研究):我々は以前の研究において曲面のジェネリックな2パラメーター族に現れる曲面芽の射影変換による局所分類を得ている.本研究ではその結果であるMonge形式のジェットの各標準形に対して,曲面の漸近線方向に関したBDE(binary differential equation)のトポロジカルなタイプの決定や,放物点曲線などについての分岐の直接的な計算による決定をすることができた.(2)4次元射影空間内の曲面の研究(Deolindo Silva氏との共同研究):我々は4次元射影空間内の(2次元)曲面に関して局所射影分類と,その中心射影に現れる特異点分類(Mond(1982))との比較を行った.これは3次元射影空間内の曲面の局所射影分類に関するPlatonova(1981)の結果の拡張である.Platonovaの結果がその後の射影曲面に関する研究の基本的な文献となったように,我々の標準形も最近活発になってきている4次元空間内の曲面論の有用なツールとなると期待される.(3)3次元射影空間内の線織面の研究(大本氏,Deolindo Silva氏との共同研究):我々は上述(1)(2)のような曲面の局所射影分類を3次元射影空間内の線織面や可展面に関しても行った.とりわけ,射影に現れる特異点のタイプや,flecnode点曲線の局所的性質を分類の基準としている点が新しい着眼点である.古典的にはnon-torsalと呼ばれる線織面のクラスの分類に関してはWilczynski(1906)などにより知られており,本研究はその大幅な拡張になっている.本年度は曲面の局所論の研究に関して大きな進展があった.曲面のMonge形式の標準形を導きそれを基にして曲面上の局所的性質を調べるという手法が,種々の不変量に関する直接的な計算の実行と明示的な結果を得ることを可能にした.特に3次元射影空間内のパラメーター付き曲面族におけるBDEと分岐のタイプの決定に関する研究と4次元射影空間内の曲面の局所射影分類に関する結果はそれぞれ論文にまとめられ,専門誌に投稿中である.また,それ以外の研究も含めて学会や国際研究集会などで積極的に発表をしてきた.一方,退化した点における曲面の微分幾何的不変量に関する研究や写像の特異点分類の特徴付けに関する研究などについてはまだまとまった結果が得られておらず,次年度の課題である.(1)本研究は大本氏(北大),DeolindoSilva氏(ブラジルUFSC)との共同研究によるもので前年度に引き続き研究している.我々は前年度までの一般の曲面の局所射影分類とその局所幾何に関する研究を線織面や可展面などの特殊な曲面のクラスに関しても行った.本年度の研究により,中心射影に現れる特異点のタイプが曲面の局所射影微分幾何学的性質と密接に関係していることなどが新しくわかった.古典的にはnon-torsalと呼ばれる線織面のクラスはWilczynski(1906)などにより詳細に研究されており,本研究はより広いクラスへのその大幅な拡張になっている.(2)本研究は佐治氏(神大),長谷川氏(岩手医科大)との共同研究である.滑らかな物体を見た時の輪郭線は,滑らかな曲面の平面への直行射影の写像の特異値集合と考えることができ,写像の特異点論を応用して研究することができる.輪郭線が滑らかな曲線の場合には輪郭線の曲率と曲面の法曲率の積が曲面のガウス曲率に対応するというKoenderinkの定理は有名である[

Koenderink (1990)].我々はこの方向の研究を以下のように行った.(2ー1)輪郭線自体が特異点を持つような場合でも,曲面と高位接触する柱面などの新しい概念を導入することによって,輪郭線と曲面の局所的な対応関係を放物点に関して得ることができた.(2ー2)我々は複数の方向からの射影の輪郭線からはどのような情報が得られるかに関しても研究した.特に,曲面,輪郭線,そしてそれぞれの射影の方向が成す角度に関する明示的な関係式を得ることなどができている.(1)平成28年度に得られた曲面の局所理論に関する結果,特に曲面のMonge形式の標準形を基にして,退化した点における曲面の局所微分幾何的不変量に関する研究を進めたい.最初は線織面について扱うのが適当と考えている.Wilczynskiはnon-torsalと呼ばれるクラスの線織面の各タイプに対して幾何学的不変量による特徴づけを与えているが,Wilczynskiの手法をnon-torsalでない線織面にのクラスに一般化したい.線織面に関する体系的な手法が確立できれば,一般の曲面の不変量の研究の足がかりとなると考えている.(2)可微分写像芽(特異点)の分類に対して幾何的な特徴づけを与えたい.まずは申請者によりその判定法(認識問題)などがよく研究されている平面から平面への可微分写像芽分類(Riegerなど)を扱い,DamonのK_D理論やGaffneyのA-接空間のフィルトレーションに関する議論との比較を検討する.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
CD133標的遺伝子による癌幹細胞特性獲得機構の解明

我々は、癌幹細胞マーカーCD133の標的遺伝子としてp53抑制因子PICT1と薬剤排出に関与するABCG2を同定した。平成25年度は、CD133安定発現株およびPICT1安定発現株を樹立し、PICT1安定発現株を用いて、幹細胞性関連遺伝子の発現および癌の悪性化への関与を検討し、PICT1が癌幹細胞性質獲得に関与するか検討した。(1) PICT1安定発現株の足場依存的な増殖能と非依存的な増殖能を調べた結果、足場依存的増殖能においては有意な差は見られなかったが、足場非依存的増殖能においてはコントロールに比べてコロニー形成数が増加した。さらに、PICT1安定発現株が自己複製能獲得に関与するか解析するため、スフィアアッセイを行った。その結果、PICT1安定発現細胞株では、スフィアの形成効率が亢進していた。これらの結果より、PICT1の発現が癌の悪性化に関与している事が示唆された。(2) PICT1安定発現細胞株で、幹細胞性遺伝子の発現が上昇しているかウェスタンブロットで検討した。その結果、Sox2、Oct4とKLF4の発現が亢進していた。次に、癌幹細胞マーカーの発現を調べた結果、CD13、CD90とCD133の発現が上昇していた。これらの結果より、PICT1は癌幹細胞性の獲得に関与している可能性が示唆された。