hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光線力学的療法とクロフィブリン酸を用いた卵巣癌播種病巣に対する治療戦略

1プラミドDNAを増やし、アデノウィルスベクター作製キット(AdMax TM Kit)を用いてGSTO1を組み込む。アデノウィルスベクター(AD)を取り込むことがすでに報告されているHRT細胞を用いる(Gene Ther 8; 1450, 2001)。(2) In vivo法で行うため、HRT細胞で皮下担癌マウス、癌性腹膜炎マウスを作製する。(3) GSTO1 DNAを組み込んだアデノウィルスベクター(GSTO1-AD)の投与法として腹腔内投与、静脈内投与、腫瘍局注、いずれの方法が腫瘍内にGSTO1-ADの取り込みが良好か調べる。GSTO1の腫瘍内取り込み量の定量はSouthern blot法で比較する。(4)最適なin vivo法が決定されれば、DISS、MCAS、TOV21G等の細胞由来腫瘍にも、決められたin vivo法でGSTO1-ADを導入してみる。取り込みが不良な場合、p53抗体、HER2抗体等で取り込み量をアシストする方法を構築する。以上を方策として考えている。GSTO1遺伝子をアデノウィルスベクターに組み込みin vivo法での腫瘍内への集積法を検討する。そのためアデノウィルスベクター作製キットがあれば実験は効率的である。それに対する実験動物の準備も必要である。卵巣癌患者へのPDT施行とクロフィブリン酸投与の臨床応用について1年間で10名の患者登録を予定しており、Lancet Oncol 7; 392, 2006の報告に準じてヒトへ投与するアミノレブリン酸塩酸塩がドイツMedac社から入手可能でありその費用を計上した。クロフィブリ酸についてはクロフィブラート1日1500mgを1年間服用した場合の10名にかかる費用を算出した。最終的な研究成果を学術雑誌、HP、報告集等で報告するための費用を計上した。ヌードマウス、ヌードラットを用いた動物実験が中心である。癌性腹膜炎モデルへのMethyl-ALA-PDTとクロフィブリン酸の効果を治療別にグループ化し生存期間を調べるためである。実験動物を150-170頭使用する実験計画である。治療のためのMethyl-ALAに費用を要するが、特注の腹腔鏡システムは開発済みである。平成23年度の研究成果をふまえ、光線力学的療法の卵巣癌への臨床応用の可能性を2012年10月バンクーバーで開催される国際学会で発表を予定している。また平成24年に繰り越しとなったPpIXからヘムへの分化を抑制するGSTO1を細胞内に導入しMethyl-ALA-PDTの効果をin vitro、in vivoの両面から検証する研究も推進する。
DNSによる衝撃波と自由せん断流渦の干渉による音波発生機構の解析とモデル化

本年度は昨年度に引き続き、圧縮性自由せん断流のDNSデータベース構築及び得られたデータベースよりLESにおける既存圧縮性SGSモデルの評価を目的とした.自由せん断流渦の構造及び乱流遷移における音波発生機構を調査する為,圧縮性ジェットのDNS及び線形安定解析を実行し圧縮性が及ぼすジェット音波発生機構並びに、ジェットに対する既存圧縮性SGSモデルの特性を明らかにした。超音速の位相速度を持つ反対称(A1)モードの成長は下流において音響波(マッハ波)を形成し、このマッハ波は移流マッハ数または波数の増加によってA1モードの位相速度がジェット周囲の音速を超えると顕著に表れる。また、高波数のA1モードは音響成分が支配的でありジェット遷移過程の早期に音響場を形成する。二次元DNSとの比較より、最大成長率付近の三次元A1モードの増幅によって引き起こされる流れ場の三次元化は、ジェット中心速度の早い低下を促し、放出されるマッハ波の強さを減少させる。このことから上流において位相速度が音速以下の三次元モードを制御し加えることにより、マッハ波放射のエネルギーを抑えることが可能であると考えられる。超音速のデータベースを用い、ダイナミックスマゴリンスキーモデル(Moin 1991)及びのDynamic mixedモデル(Salvetti 1995)のa prioriテストの実行し、Bardina(1984)のスケール相似則モデルがSGS応力場で支配的な割合を占めている事を確認した。このことから修正Leonard項を含まないMoinのモデルより、それを含みかつ修正Cross項を考慮したSalvettiのモデルが良い相関を与える。そしてSalvettiのモデルでは、動的に求められる2つの係数において渦粘性を示すモデル係数が極めて小さく、SGS項の大部分はスケール相似則に依存している事を確認した。
数値最適化に基づくテーブルルックアップ型切換制御系設計に関する研究

本研究では数値最適化に基づくテーブルルックアップ型制御系設計を目指して,現実の多くのシステムに現れる飽和,量子化,不感帯などの非線形要素の取り扱いについて研究を進めた.飽和入力に関しては,フォーメーション制御において入力を切り換える制御則を提案した.量子化入力に関しては,量子化誤差を多項式非線形システムに対する有界外乱と考え,二乗和条件に帰着することを提案した.また,不感帯については,量子化入力を応用することを提案した.本研究で考える制御系における非線形要素の一つとして,量子化要素が挙げられる.まず,参照モデルと制御対象が与えられた上で,閉ループ系におけるシステムの不変集合に基づいて,参照モデルと量子化制御系の時間応答の最大誤差を最小化する制御器と動的量子化器を同時に設計する手法を提案した.モデル追従型の量子化制御は,動的量子化器に比べて設計条件が複雑になるが,制御系の次数が削減でき,応答性能を改善することができる.また,制御対象の入力側の量子化要素だけではなく出力側の量子化要素をも考慮した設計を行った.その結果,導出される設計条件は,入出力量子化フィードバック系の動的量子化器の設計条件の一般化となっていることがわかった.得られた条件は,LMI最適化問題として求解が可能である.さらに,得られた条件は,非線形システムの安定性にかんするある条件のもとで,制御対象や制御器を多項式システムとする場合に拡張できる見込みが高いと考えられる.多項式システムに対して不変集合を求める研究は,数値最適化問題として定式化することが可能であることが知られている.一方,本研究では,物理的なシステムを表現する方法として,動的システムの積分型状態方程式表現やその離散時間表現に相当する和分型状態方程式表現に着目した.和分型状態方程式表現をもつシステムに対して,適応オブザーバの設計手法を提案した.これは,出力フィードバック制御を行うための状態推定のために必要となる.昨年度に引き続き,量子化要素を非線形要素として,制御対象を多項式非線形システムに拡張し,数値最適化を用いて最適な動的量子化器を解析する方法を提案した.量子化器を除いた制御対象を線形システムから非線形システムに拡張した場合,非線形システムの入出状態安定性を確保した上で解析条件を適用すればよいことが明らかとなった.これは設計条件の定式化において,量子化誤差を有界な外乱とみなしているためである.線形システムにおいては,漸近安定性と入力状態安定性は変わらないが,非線形システムでは必ずしもそのようなことはない.ただし,実際に数値計算を行うための手順をより整理していく必要がある.また,最適化計算における計算量や計算時間を減らすために,従来の二乗和最適化に準じて優対角二乗和を導入する準備を行った.二乗和が半正定値計画問題を解く必要があるのに対して,優対角二乗和は線形計画問題や二次錘計画問題を解けばよいために,計算時間を低減できるとともに大規模な問題にも対応できる可能性がある.本年度はオンライン最適化に制御の可能性を探るため,モデル予測制御問題に適用した.その結果,制御性能はやや劣るものの計算量を減らすことができる可能性があることが明らかとなった.さらに,状態変数がつねに正となる性質をもつ非線形システムに対して,共正値計画問題を応用した解析手法を提案した.共正値行列は切替制御においてリアプノフ関数の構成に応用されることもあり,本研究課題の切替制御にも応用できる可能性がある.研究の結果,共正値計画に現れる二次形式を同次多項式に拡張することが可能で,状態変数がつねに正となるシステムの安定性の解析の見通しが立った.離散時間の多項式非線形システムに対する量子化器の解析において,適切な解析手順の構成に手間取っている.局所的に安定な離散時間システムに対して小さな吸収領域を見つけることは容易であるが,その一方で,量子化誤差に相当する有界外乱に対する不変集合については大きな集合を見つけることの方が容易である.この2つの要素が矛盾し,与えらえたシステムと量子化幅に対して静的あるいは動的量子化器の性能を評価することが難しい場合がある.昨年度に引き続き,本研究で考える制御系における非線形要素として量子化に関して研究を行った.非線形システムにおける量子化誤差は有界な外乱と考えることができるため,制御系に対して状態入力安定条件を適用することが1つの妥当な解析手段であることがわかった.具体的な数値計算を行うために,離散時間多項式システムに対して二乗和を用いた解析条件を考案した.とくに,離散時間多項式システムは本質的に大域的安定でないため,局所的な解析を考える必要がある.これに対して提案した方法は,局所的な状態入力安定条件に基づいており,離散時間多項式システムに適した方法となっている.提案した方法は,量子化誤差を有する線形離散時間システムに対する設計法の拡張となっていると見ることが可能であり,数値計算で解析できるシステムを広げることができた.また,複数のサブシステムから成る大規模なシステムに対し,各サブシステムの入力が飽和要素を有する場合のフォーメーション制御の設計法に関して調べた.各サブシステムが移動ロボットなど非線形な道徳性を有する場合,典型的な合意問題に基づくフォーメーション制御では,ある種の線形化フィードバックを施すことで線形サブシステムの合意問題に帰着させることが可能である.しかし,線形化フィードバックのために,線形サブシステムから成る大規模システムに対する入力飽和問題の成果を用いることはできない.これに対して,すべてのサブシステムで飽和させないような駆動入力を設計する方法を提案した.

さらに,摩擦による不確かさを有界な外乱と考え,有限ステップの間に到達する状態変数の集合に基づいて,状態や入力に課す制約をステップが進むごとに変えてモデル予測制御問題を解くことで,本来課しておきたかった制約が摩擦による不確かさのもとで保障することが可能となった.本研究では数値最適化に基づくテーブルルックアップ型制御系設計を目指して,現実の多くのシステムに現れる飽和,量子化,不感帯などの非線形要素の取り扱いについて研究を進めた.飽和入力に関しては,フォーメーション制御において入力を切り換える制御則を提案した.量子化入力に関しては,量子化誤差を多項式非線形システムに対する有界外乱と考え,二乗和条件に帰着することを提案した.また,不感帯については,量子化入力を応用することを提案した.ひとつの非線形要素として量子化要素の取り扱いができる見込みが立ったが,目標としている摩擦やヒステリシスなどの非線形要素の系統的取り扱いには至っていない.その理由は,実用的にすべての場合の摩擦やヒステリシスを取り扱うことのできるモデル化が困難であることが挙げられる.離散時間の多項式非線形システムに対する量子化器の解析において,適切な解析手順の構成を整理する.まず,大域的に安定な離散時間多項式システムに対して,信頼度の高い解析手順を整理する.次に,局所的に安定な離散時間多項式システムに対して,量子化器を評価するための条件を用いて,吸収領域を最大化する.その後,提案している解析条件を用いて,量子化器の性能を評価する.設計問題についても検討する.以降は,他の非線形要素についても考察を進める.ヒステリス特性は線形分数変換で表現することが可能であり,数値最適化を適用できるかどうかについて検討を進めていく.制御工学今後は,モデルの複雑さに応じて,取り扱うことができる非線形要素のクラスを広げるような定式化を行い,本来の研究目標を達成することを目指す.同時に,取り扱いの見込みができている量子化要素については,さらに研究を進め,多項式システムに対する動的量子化器の解析や設計のための最適化問題の定式化を行なっていく.予定していた国際会議に参加できなくなったため.国内外の研究打ち合わせなどに充てる.
DNAマーカーを利用したアズキの連鎖地図作成と有用遺伝子のマッピング

本研究は,(1)アズキ(Vigna angularis,2n=22)においてDNAマーカーによる精密な連鎖地図を作成すること,(2)この連鎖地図とアズキ近縁種で作成された連鎖地図との対応関係を明らかにすること,(3)連鎖地図上に質的あるいは量的形質を支配する遺伝子をマッピングすること,などを目的として行った。研究成果の概要は次のとおりである。1.アズキ(品種エリモショウズ)×ヒメツルアズキ(V.nakashimae)およびタケアズキ(V.umbellata)×アズキの2組の種間交雑に由来するF_2およびF_3植物を用いてRAPDおよびRFLP分析を行い,前者の雑種集団からは,108のRAPDと19のRFLPマーカーによって14の連鎖群からなる全長1250cMの連鎖地図を,また,後者の雑種集団からは,74のRAPDと114のRFLPマーカーによって14の連鎖群からなる全長1702cMの連鎖地図を作成した。2.これら2つの集団で作成した連鎖地図間およびリョクトウ(V.radiata)の連鎖地図との間で,共通のDNAマーカーの配列を調べ,いくつかの連鎖群の対応関係を明らかにした。3.アズキ×ヒメツルアズのF2集団では,胚軸色,胚軸色の濃淡などを支配する5つの主働遺伝子を上記の連鎖地図上に位置づけた。また,タケアズキ×アズキの雑種集団では,胚軸色を支配する主働遺伝子をマッピングするとともに,開花まで日数,主茎長,種子重,アズキゾウムシ抵抗性などの量的形質を支配する複数の遺伝子座(QTLs)を検出した。4.現在,RAPDのような優性マーカーでも信頼性の高いQTL解析を行うことができ,また一度作成した連鎖地図を反復して用いることができるようにするために,タケアズキ×アズキの雑種に由来する組換え近交系(Recombinant inbred lines)を育成しつつある。アズキ(Vigna angularis)は我が国において重要なマメ科作物であるが、その遺伝・育種学的研究は非常に少なく、遺伝子の連鎖地図も作成されていない。そこで本研究は、アズキ育種の効率化や育種計画の推進に寄与するため、アズキとその近縁種との雑種集団を用いて、(1)分子マーカーによる連鎖地図を作成すること、(2)この連鎖地図上に農業形質を支配する遺伝子を位置づけること、などを目的として行うものである。本年度は主として、アズキ×ヒメツルアズキ(V.nakashimae)の種間交雑で得られた80個体のF_2植物およびその後代を用いて、以下の成果を得た。1.裂莢性、胚軸色、胚軸色の濃淡、種子表面の黒斑の有無、莢色およびへその突出の有無に関する遺伝解析を行い、これらはいずれも単一の主働遺伝子(それぞれをSp,Ps,Isc,Bm,DbpおよびChcと命名)に支配されていることを明らかにした。2.交雑に用いた両親間にRAPDを生じさせるプライマーを用いてF_2植物のRAPD分析を行い、108のRAPDマーカーを検出した。さらに、各F_2個体に由来するF_3系統(1系統10個体)のDNAと、ササゲ、リョクトウなどの連鎖地図作成に使用されたDNAプローブを使用して、19のRFLPマーカーを検出した。3.上記によって得られたRAPDとRFLPマーカーおよび主働遺伝子に関する連鎖解析を行い、14の連鎖群からなる全長1250cMの連鎖地図を作成した。

4.F_2個体およびF_2系統の草丈、開花期、種子重などの量的形質を調査し、QTL解析を行った結果、9つの連鎖群上に合計17個のQTLが検出できた。現在、タケアズキ(V.umbellata)×アズキの雑種集団を用いて上記と同様の解析を行っている。また、より厳密なQTL解析を行う材料とするため、2組合せの雑種集団について組換え近交系を育成しつつある。本年度は,タケアズキ(Vigna umbellata)×アズキ(V. angularis)の雑種集団を用いた連鎖地図の作成と農業形質を支配する遺伝子の位置づけを行うとともに,アズキ在来品種の遺伝的変異を解析し,以下の成果を得た。1.タケアズキ×アズキの種間交雑で得られた86個体のF2集団において,裂莢性,胚軸色,胚軸色の濃淡およびへその突出の有無は単一の主働遺伝子に支配されていることを明らかにし,それぞれの遺伝子をSpu,Psu,IscuおよびChcuと命名した。2.同じF2集団を用いて,61のRFLPおよび95のRAPDマーカーによって,15の連鎖群から成る全長2001.4cMの連鎖地図を作成し,上記のPsu,IscuおよびChcuがそれぞれ第1,第6および第7連鎖群に存在することを明らかにした。3.F2,F3およびF4世代の種子を用いてアズキゾウムシ抵抗性のQTL解析を行い,第1,第3および第5連鎖群に合計4つのQTLを検出した。4.日本,韓国,ブ-タンなど世界各国のアズキ在来品種157系統の種子貯蔵タンパク質における電気泳動パターンを解析し,日本の関東地方以南と以北およびブ-タンの系統群はそれぞれ特異的なパターンを示すこと,韓国の系統群は日本の関東以北のものと同様のパターンを示すことなどを明らかにした。現在,組換え近交系を用いて農業形質を支配する遺伝子のQTL解析を行うため,タケアズキ×アズキのF5世代54系統(1系統14個体)について,草丈,開花期,種子重などの調査を行うとともに,各系統からDNAを抽出してDNAマーカーによる連鎖地図作成の準備を整えている。また,在来品種の遺伝的変異をさらに詳細に明らかにするため,RAPD分析を行っている。今年度は,タケアズキ(Vigna umbellata)×アズキ(V.angularis)の組換え近交系を用いたQTL解析および主働遺伝子のマッピングを行うための基礎として,F_5世代54系統(1系統14個体)を用い,いくつかの農業形質および種子貯蔵タンパク質を調査・解析した。また,RAPD分析法により,アズキ在来品種の遺伝的変異を解析した。得られた成果は以下のとおりである。1. 54系統の草丈,開花期,分枝数,蔓化程度,および初生葉の長さと幅を解析したところ,いずれの形質も,その系統平均値はタケアズキ型からアズキ型にわたる連続的な変異を示し,これらが多数の遺伝子に支配される量的形質であることが確認された。2.種子貯蔵タンパク質の電気泳動を行い,両親間に多型の認められた7本のバンドのそれぞれについて,F_5植物に実った種子における出現様式を調べたところ,供試54系統中2740系統は遺伝的に固定していたが,残りは系統内で分離が認められた。3.F_5世代ではまだ分離系統が多いことが明らかとなったので,より固定度の高い組換え近交系の育成を目的として、F_6世代71系統(1系統14個体)を新たに栽培し,草丈,開花期などを調査するとともに,DNAマーカーによる連鎖地図作成のため,DNAを抽出した。4.日本、中国、韓国、ネパール、ブータンなどの在来アズキ179系統を用いてRAPD分析を行った。
壊変系列を伴うα線放出核種の化学的変化に対応できるビオチン誘導キレート薬剤の開発

本研究ではα線放出核種を対象として、これらの核種を治療に使用するために必要な二官能性キレート薬剤を開発することを目的としてきた。そのための基礎的な条件としてキレート剤の選定、およびキレートと結合した放射性核種が壊変後においても結合を維持できるかといった項目を検討してきた。この検討の際に、骨へ集積しやすいラジウム(Ra)やトリウム(Th)、特にアクチニウム系列核種^<227>Th(T_<1/2>=18.72d)と骨親和性のキレート剤であるEDTMPとの錯体を合成し、動物実験の結果から^<227>Thの選択的骨集積および娘核種^<223>Ra(T_<1/2>=11.435d)の高い骨内保持を確認した(昨年度の報告)。本実験ではさらに^<223>Ra以降の娘核種^<211>Pb(T_<1/2>=36.1m)の骨内保持に関して検討を行った。Raの持つ高い骨集積性と娘核種の骨内保持に影響を与える因子を確認するために^<223>Raと同じ壊変様式を示すトリウム系列核種^<224>Ra(T_<1/2>=3.66d)を用い、それぞれの娘核種^<211>Pb,^<212>Pbの骨内保持率を比較検討した。Raは骨に対し特異的に集積し、^<223,224>Ra同位体間の集積の違いは見られなかった。投与後初期から経時的に軟組織からのRaの早いクリアランスが観測されたが、骨での取り込み率は一定であった。^<211>Pbは^<223>Ra投与後の経過時間が長期化(3時間後:68.4%,2日後:77.4%,7日後:85.3%)するほど^<211>Pbの骨内保持率は上昇した。これに対し^<212>Pbは^<224>Ra投与後2日で39.1%であった。Pb元素の持つ骨親和性や、系列中のPo同位体の半減期が非常に短いことなどから、Pbの骨内保持には希ガス元素のRnの半減期が重要であることが確認された。特に^<211>Pbの場合、親核種の^<219>Rnの半減期が短い(T_<1/2>=3.96秒)ことが骨からの遊離を少なくしていると考えられる。さらにPb保持率の時間依存性が見られたことからRaの骨内への内在化が示唆された。この結果は^<227>Th-EDTMPを転移性骨腫瘍治療に用いる際に、^<223>Ra以下の娘核種が高い割合で長期間骨に保持され、その結果高い線量を腫瘍に対して照射できる可能性を支持している。α線は短飛程、高LETであり、放射免疫療法適応時の効果が期待される。特にα線放出核種には安定同位体のないものが多いため、複数回の壊変による単一核種治療よりも少放射能大線量の治療が可能である。しかし壊変による元素の変遷のため、腫瘍周辺での線量の維持や放射性核種の分布を保つことは非常に難しい。放射性壊変により体内で生成した核種がどの様な生体内動態を示すかを把握することは、化学的変化に対応するキレート試薬を合成する上における基礎的な条件を検討するために必要であるため、本研究ではネプツニウム系列中の^<225>Raをマウスに投与し、生体内での壊変生成娘核種の体内分布を調べた。ICR系8週齢雄マウスに^<225>Ra含有生理的食塩水を尾静脈投与した。1週間体内での娘核種の成長を待った後、解剖し肝臓,腎臓,脾臓,大腿骨と血液を摘出,採取し、重量測定後直ちにγ線スペクトロメトリーを行い各組織中の^<225>Raと娘核種の解剖直後の放射能を求めた。^<225>Raは大部分が骨に集積し血液や軟組織への取り込みはわずかであった。娘核種の^<225>Acは^<225>Raと同様に骨に集積し、わずかに肝臓、脾臓へ取り込まれた。Acは主に肝臓と骨に集積することが知られているが、本結果では骨中で^<225>Raと平衡状態を保っていることが判明した。これに対し^<225>Acの娘核種の^<221>Frは非平衡状態で血液中に存在することが判明した。^<221>Frは^<225>Acのα壊変により生成するため、反跳現象またはアルカリ金属元素としての化学的性質のために骨部位から遊離したことが示唆される。^<221>Fr以下の娘核種の一つである^<213>Biは腎臓に集積した。これは^<221>Frが壊変した後に血中から腎臓へ再分布したものと考えられる。本結果はα放射体がキレート薬剤から遊離した際の予想体内被曝線量計算のパラメータとして有用である。

この検討の際に、骨へ集積しやすいラジウム(Ra)やトリウム(Th)の持つ化学的性質と娘核種の持つ半減期の組み合わせによっては骨腫瘍部位に娘核種が留まりやすいことが判明した(昨年度の報告)。今年度は骨部位での癌、転移性骨腫瘍に着目し、新たにアクチニウム系列核種^<227>Thを用いて骨集積性キレート剤EDTMP(エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸)との化合物を作成し、マウス体内分布および娘核種の保持率を求めた。7週齢ICR系雄マウスに^<227>Th-EDTMP溶液0.1mLを投与し、15分後から最大14日後までの体内分布を求めた。対象組織は肝臓、腎臓、脾臓、肺、筋肉、大腿骨、頭頂骨、血液で、各組織のγ線スペクトロメトリーを行い、単位重量当たりの注射量に対する取込み率(%dose/g)を算出した。^<227>Th-EDTMPは大腿骨において投与15分後に高い取り込みを示し、その後14日後まで取り込み率は有意に変化しなかった。一方、軟組織、血液では15分後以降、取り込み率が減少していく傾向が見られた。娘核種の保持率は、投与後7日と14日いずれにおいても80-90%以上の保持を示した。これは^<227>Th壊変後の娘核種が骨に集積しやすい性質を持つものが多いことや、それぞれの核種の半減期が短いことにより血流を介して移動するよりも早い時間で次の核種への壊変を起こすためである。本結果は、^<227>Th-EDTMPが転移性骨腫瘍治療に適応可能性であることを示している。本研究ではα線放出核種を対象として、これらの核種を治療に使用するために必要な二官能性キレート薬剤を開発することを目的としてきた。そのための基礎的な条件としてキレート剤の選定、およびキレートと結合した放射性核種が壊変後においても結合を維持できるかといった項目を検討してきた。この検討の際に、骨へ集積しやすいラジウム(Ra)やトリウム(Th)、特にアクチニウム系列核種^<227>Th(T_<1/2>=18.72d)と骨親和性のキレート剤であるEDTMPとの錯体を合成し、動物実験の結果から^<227>Thの選択的骨集積および娘核種^<223>Ra(T_<1/2>=11.435d)の高い骨内保持を確認した(昨年度の報告)。本実験ではさらに^<223>Ra以降の娘核種^<211>Pb(T_<1/2>=36.1m)の骨内保持に関して検討を行った。Raの持つ高い骨集積性と娘核種の骨内保持に影響を与える因子を確認するために^<223>Raと同じ壊変様式を示すトリウム系列核種^<224>Ra(T_<1/2>=3.66d)を用い、それぞれの娘核種^<211>Pb,^<212>Pbの骨内保持率を比較検討した。Raは骨に対し特異的に集積し、^<223,224>Ra同位体間の集積の違いは見られなかった。投与後初期から経時的に軟組織からのRaの早いクリアランスが観測されたが、骨での取り込み率は一定であった。^<211>Pbは^<223>Ra投与後の経過時間が長期化(3時間後:68.4%,2日後:77.4%,7日後:85.3%)するほど^<211>Pbの骨内保持率は上昇した。これに対し^<212>Pbは^<224>Ra投与後2日で39.1%であった。Pb元素の持つ骨親和性や、系列中のPo同位体の半減期が非常に短いことなどから、Pbの骨内保持には希ガス元素のRnの半減期が重要であることが確認された。特に^<211>Pbの場合、親核種の^<219>Rnの半減期が短い(T_<1/2>=3.96秒)ことが骨からの遊離を少なくしていると考えられる。さらにPb保持率の時間依存性が見られたことからRaの骨内への内在化が示唆された。この結果は^<227>Th-EDTMPを転移性骨腫瘍治療に用いる際に、^<223>Ra以下の娘核種が高い割合で長期間骨に保持され、その結果高い線量を腫瘍に対して照射できる可能性を支持している。
性の進化生態学

有性生殖が病原体の早い進化速度に対抗する機能を持つという「赤の女王仮説」の検証を試みた。ヒヨドリバナには有性生殖型と無性生殖型があり、無性型ではジェミニウイルス感染頻度が顕著に高かった。ジェミニウイルスのホストレンジ決定因子の配列を有性ホスト集団と無性ホスト集団で比較したところ、前者ではアミノ酸置換が有意に多かった。これらの結果は「赤の女王仮説」を支持した。「赤の女王仮説」が成り立つ前提となるホストの防御遺伝子と病原体の感染力遺伝子の特異的相互作用をモデル化し、防御遺伝子・感染力遺伝子の著しい遺伝的多型が頻度依存淘汰によって維持されることを示した。制限修飾系がバクテリアゲノムへの一種の寄生者であることを明らかにし、相同組み換えが制限修飾系への対抗手段であるという仮説を発展させた。この説はさらに、減数分裂組み換えの起源を説明できる可能性がある。有性生殖のもとでは、メンデル遺伝子が常態ではあるが、核遺伝子と核外遺伝子の間には伝達をめぐるコンフリクトがあることがわかってきた。本研究では、垂直感染をする寄生微生物のゲノムとホストゲノム、母系遺伝をするミトコンドリアゲノムと核ゲノムの関係をゲノム間コンフリクトとしてとらえ、前者における性比異常系、後者における細胞質雄性不稔系の動態をマメゾウムシ・ハマダイコンにおいて調べた。また、同じゲノム内でも胎児の成長因子などでは発現量をめぐるコンフリクトがあり、このためゲノム刷り込み現象が進化する条件があることを示し、ゲノム刷り込みの機構についても具体的に解析した。ユニークな発見として、ドジョウでは2倍体の単為発生集団が稀に精子を受け入れて3倍体となり、3倍体になると減数分裂によって1倍体の精子を生産し、有性生殖に戻ることが判明した。本研究の目的は、(1)さまざまな性表現を資源分配戦略として統一的に説明する、(2)性の適応的意義を明らかにする、(3)ゲノム間コンフリクトによる進化を解明することである。(1)について、雄花をつける場合や交配相手の数が時間変動する場合に関するモデルの開発を進め、ツユクサやオオハナウドを用いて検証した。(2)について、ヒヨドリバナ有性型・無性型に感染するウイルスの分子進化を解析し、有性集団ではホストレンジ遺伝子のアミノ酸置換数が有意に大きいことを明らかにした。この結果は、有性生殖が病原体の進化に対抗する機能を持つという仮説を支持した。また大腸菌のRecBCD経路の相同組換え機構が、制限修飾系の分離後の宿主殺しに対抗することを示した。これは、性が制限修飾系というゲノム寄生体への対抗戦略であるという仮説に一致する。またエイズウイルスの抗原進化における交差反応の効果を理論的に解析し、交差反応の幅がある閾値を越えると、病原体密度および抗原変異体集団は不連続的に進化することを明らかにした。(3)について、ハマダイコンの集団中に細胞質雄性不稔遺伝子が高い頻度で含まれることを示した。これらは塩基置換により4タイプに分類できた。ヒト・マウスなどの胚で見られるゲノムインプリンティングについて,それが遺伝子発現調節領域に働いた淘汰の必然的な結果として生じることを,2変量量的遺伝学モデルにもとづいて示した.また胚の成長にかかわる遺伝子でもインプリンティングを示さないものがあることを,構造遺伝子に生じて機能不全を起こす有害遺伝子を考慮することによって説明した.またゲノムインプリンティングを受ける新たな遺伝子Grf1を同定した。この遺伝子産物はRasを介するシグナル伝達経路において促進的に働き、コンフリクト仮説に合致していた。

本研究の目的は、(1)植物のさまざまな性表現を資源分配戦略として統一的に説明すること、(2)「多くの生物が性を持つのはなぜか」という問題を解決すること、(3)「性の進化におけるゲノム間コンフリクト」の進化的帰結を解明することである。(1)については、ツリフネソウ属植物を材料として、花弁、雌しべ、雄しべへの投資に花内では正の相関があること、一方で花サイズと花数には負の相関があることを示した。これは、植物のさまざまな性表現を統一的に扱うためには、花内でのトレードオフを仮定していた従来の多くのモデルでは不十分であり、花サイズと花数のトレードオフを考慮する必要があることを示した点で大きな成果である。(2)については、ヒヨドリバナ無性集団とヨツバヒヨドリ有性集団に感染するジェミニウイルスの分子進化の比較から、有性集団ではアミノ酸置換が加速されることを示す証拠を得た。このデータは、病原体とホストの共進化が性の利点を生み出すという仮説を支持する。また、植物と植物寄生菌の間で見られる遺伝子対遺伝子関係において、多数のアレルが維持されている現象について数理モデルを用いた解析を行い、病原体とホストの拮抗的共進化が多数のアレルの維持を促進することを明らかにした。また、制限修飾系や反復配列などの利己的遺伝要素が減数分裂組み換えの起源において、組み換えを有利にする要因としてはたらいたという仮説について、実験的検証をすすめた。(3)については、最近急速に蓄積されてきたゲノミックインプリンティングを受ける遺伝子に関する情報をレビューし、一見さまざまに見えるパターンが、基本的には親子のコンフリクトを考えた数理モデルによって統一的に説明できることを示した。有性生殖が病原体の早い進化速度に対抗する機能を持つという「赤の女王仮説」の検証を試みた。ヒヨドリバナには有性生殖型と無性生殖型があり、無性型ではジェミニウイルス感染頻度が顕著に高かった。ジェミニウイルスのホストレンジ決定因子の配列を有性ホスト集団と無性ホスト集団で比較したところ、前者ではアミノ酸置換が有意に多かった。これらの結果は「赤の女王仮説」を支持した。「赤の女王仮説」が成り立つ前提となるホストの防御遺伝子と病原体の感染力遺伝子の特異的相互作用をモデル化し、防御遺伝子・感染力遺伝子の著しい遺伝的多型が頻度依存淘汰によって維持されることを示した。制限修飾系がバクテリアゲノムへの一種の寄生者であることを明らかにし、相同組み換えが制限修飾系への対抗手段であるという仮説を発展させた。この説はさらに、減数分裂組み換えの起源を説明できる可能性がある。有性生殖のもとでは、メンデル遺伝が常態ではあるが、核遺伝子と核外遺伝子の間には伝達をめぐるコンフリクトがあることがわかってきた。本研究では、垂直感染をする寄生微生物のゲノムとホストゲノム、母系遺伝をするミトコンドリアゲノムと核ゲノムの関係をゲノム間コンフリクトとしてとらえ、前者における性比異常系、後者における細胞質雄性不稔系の動態をマメゾウムシ・ハマダイコンにおいて調べた。また、同じゲノム内でも胎児の成長因子などでは発現量をめぐるコンフリクトがあり、このためゲノム刷り込み現象が進化する条件があることを示し、ゲノム刷り込みの機構についても具体的に解析した。ユニークな発見として、ドジョウでは2倍体の単為発生集団が稀に精子を受け入れて3倍体となり、3倍体になると減数分裂によって1倍体の精子を生産し、有性生殖に戻ることが判明した。
モンゴロイドにおける顎顔面形態の国際比較研究

本研究課題では、同一人種であるが異なる環境・社会要因を有する日本人とモンゴル人の顎顔面形態を比較研究することで、不正咬合発症要因ならびに不正咬合が子どもの健康に及ぼす影響を明らかにすることを目的とし、モンゴル国ウランバートル市における一般児童を対象とした顎顔面に関する実態調査を行った。結果として、モンゴル国の思春期児童において、社会経済的要因が不正咬合発症に影響を与え、また不正咬合により口腔関連QoLの低下を引き起こすことを明らかにすることができた。近年、居住地域、気候ならびに食習慣を含む生活様式が、下顎の形態に多様性を与えているとの報告があるように、個々を取り巻く社会環境が顎顔面形態に与える影響について注目されてきている。アジアにおける同一人種間においても、それぞれの国における環境・社会要因が、顎顔面形態に何らかの影響を与えている可能性が考えられる。一方、遺伝的な要因による影響も示唆されており、遺伝的な側面からの検討も必要であると思われる。そこで、同一人種であるが異なる環境・社会要因を有する日本人とモンゴル人の顎顔面形態を比較研究することで、疫学的ならびに遺伝学的研究の両面から、不正咬合発症要因を明らかにすることを目的とした研究計画を立案した。まず、実態調査に先立って、現実的でフォローアップ率の高いコホート集団を設定するため、現地の研究協力者と綿密な打ち合わせを行い、モンゴル・ウランバートル市の2校を選定した。また、X線撮影や遺伝子解析を行うことに対して、保護者の同意を得る必要があるため、本研究に関する説明を学校の保護者会で行った。さらに現地研究協力者ならびに実施場所の確保、ならびに被験者の移動手段を整えた。そして、同意が得られた一般集団における児童(6歳から15歳)1358人を対象とし、不正咬合の評価に必要な顔面および口腔内写真の撮影、歯列模型の作製、X線撮影、咀嚼効率の測定を行った。現在、匿名化しID化された状態で東京医科歯科大学にデータを移動し、解析を行っている。本年度(平成26年度)は、初年度(平成25年度)に立ち上げたコホート調査を引き続き行い、データを蓄積することとした。対象は成長が著しく永久歯列期が完成される前後の10歳から13歳までのおよそ500人の児童とした。調査内容は、昨年度と同様に、質問紙への記入、モンゴル国立医科大学歯学部にてX線撮影、顔面および口腔内写真撮影、印象採得ならびにポータブルタイプの非侵襲的三次元撮影装置により顎顔面領域の撮影を行った。本年度は、不正咬合がもたらす精神的影響を調査するために、質問紙にSDQ (Strengths and Difficulties Questionnaire)を追加した。さらに歯の形態異常を認める児童およそ50人からゲノムDNAを採取した。また、平成25年度に採得して評価可能な歯列模型(7歳から16歳、882名)を用いて、矯正治療必要度指標(Index of Orthodontic Treatment Need[IOTN])に準じて、不正咬合の診査を行ったところ、モンゴル・ウランバートル市における不正咬合の割合は31.2%であるという結果を得ることができた。本年度(平成27年度)も、初年度(平成25年度)に立ち上げたコホート調査を引き続き行い、昨年度(平成26年度)同様にデータを蓄積することとした。対象は成長が著しく永久歯列期が完成される前後の10歳から16歳までの449人の児童とした。本年度は口腔関連Quality of Life (QoL)について、4つの質問領域(口腔内症状、機能障害、精神面への影響、社会面への影響)から構成されているChild Perception Questionnaire (CPQ)を追加した。結果として、不正咬合とCPQの関連性について、各4項目いずれも口腔関連QoLが低くなる傾向であったが、有意差は認められなかった。

しかしながら、不正咬合について種類別にして検討したところ、上顎前突と口腔内症状(P=0.014)、機能障害(P=0.007)、社会面への影響(P=0.025)それぞれに、また過蓋咬合と口腔内症状(P=0.005)に有意な関連性が認められた。当初の予定通り、成長が著しく永久歯列期が完成される前後の10歳から16歳までのおよそ500人の児童の調査を遂行するだけでなく、口腔関連Quality of Life (QoL)について、4つの質問領域(口腔内症状、機能障害、精神面への影響、社会面への影響)から構成されているChild Perception Questionnaire (CPQ)を用い、不正咬合が口腔関連QoLに与える影響について検討を行うことができた。近年、社会経済的格差が疾患発症に影響を与えるとの報告が多くみられ、個々の健康増進のためには、社会経済的要因に焦点をあてることが有効であるとされている。そのため、個人を取り巻く環境を、社会経済的な観点から広くとらえることで、疾患発症メカニズムを明らかし、複数の疾患の共通リスク因子に対する政策を立案することが重要となってきている。また、気候、居住地域ならびに食習慣を含む生活様式が、下顎の形態に多様性を与えているとの報告がなされ、個々を取り巻く社会環境が顎顔面形態に与える影響について注目されてきている。アジアにおける同一人種間においても、それぞれの国における社会経済的要因を含む環境要因が、顎顔面形態の決定に影響を及ぼし、不正咬合の発症にも関与する可能性が考えられる。1990年にモンゴル国は、社会主義経済から自由主義経済へ移行し、急激に経済状況が変化した。その結果、生活環境や食習慣だけでなく、社会における男女の役割や負担の割合も変化してきた。社会情勢に伴うこのような変化は特にウランバートル市などの都市部で顕著にみられ、社会主義国家から民主主義国家への移行を経験した若者がやがて成人し、次世代を産み育てる時代を迎え、これらの親子は、その激変する社会経済変化の影響を相互に受ける結果となっている。そこで本年度は、経済発展の著しいモンゴル国ウランバートル市における思春期児童を対象に、社会経済的要因の一つである母親の学歴が不正咬合発症に与える影響について検討することとした。結果として、モンゴル人思春期児童を対象にした実態調査により、モンゴル国ウランバートル市においては高学歴な母親の子供ほど不正咬合の発症率が増加するという結果を得ることができた。昨年度までに施行した実態調査で得られた資料から、社会経済的要因の一つである母親の学歴が不正咬合に影響を及ぼすことを明らかにし、その結果を国際的な雑誌に掲載することができた。さらに、現在、不正咬合と口腔関連QoLとの関連性に関する知見について投稿予定である。子どもの口腔の健康状態は、単に口腔疾患だけの有無に止まらず、機能的、精神的、社会的要因とも密接に関連するため、学校生活を含めた日常生活にも大きな影響を与えるとの報告がある。したがって、口腔の健康状態はquality of life (QoL)に深く関わる重要な一因子と考えられる。
災害とジェンダー：女性のエンパワーメントに着目した地域づくりに関する混合研究

平成30年度も、引き続き(1)災害リスクの男女差について分析(量的研究)、(2)地域づくりに携わる支援者へのインタビュー調査の分析(質的研究)を行った。(1)東日本大震災後に宮城県石巻市で行われた約8000世帯を対象とした健康・生活に関する調査結果から、震災後のメンタルヘルスの状況を分析し、心理的苦痛をはかるK6スコア、および生きる希望の有無にどのような要因が関連しているのか、そしてその要因に男女差があるかを検討した。特に生産年齢人口においては、女性では安定した世帯収入ないこと、外出頻度が低いことが、男性では年齢が若いこと、無職、生活に有用な情報を得るための社会的サポートが無いことなどが心理的苦痛と関連していた。結果を国際誌Disaster Medicine and Public HealthPreparednessに発表した。(2)同じく宮城県石巻市で先駆的な地域づくりに携わる支援者を対象に実施したインタビュー結果を基に、質的分析により明らかにした地域への介入プロセスを学術論文としてまとめ投稿中である。分析過程では現地の研究協力者との意見交換および情報収集を重ね、災害に対するレジリエンス構築、および人々が健康に安心して暮らせる地域づくりについて考察した。住民との関係構築・地域のアセスメント・地域への働きかけの3段階のプロセス中で、住民を主体としつつも他の支援者との連携することにより、地域課題の解決をはかっていることが明らかになった。このような地域介入により社会関係資本の強化が期待され、公衆衛生の向上に役立つ可能性が考えられる。平成30年度は、前年度に引き続き(1)災害リスクの男女差について分析(量的研究)、(2)地域づくりに携わる支援者へのインタビュー調査の分析(質的研究)を行ったが、質的研究の分析に当初の計画当初よりも時間を要しているため。最終年度は、これまでに行ってきた(1)災害リスクの男女差について分析(量的研究)、(2)地域づくりに携わる支援者へのインタビュー調査の分析(質的研究)の結果を統合した混合研究法を用い災害に強い地域を作るための具体策を検討する。研究の成果は学術誌での公表にとどまらず、一般に広めることができるよう情報の公開を積極的に行う予定である。本研究の目的は、災害に対するコミュニティのレジリエンス(回復力)構築のために、災害におけるリスクのジェンダー格差を把握し、女性のエンパワーメントに注目した地域づくりの方法を明らかにすることである。平成28年度は、(1)災害リスクの男女差について分析(量的研究)、(2)地域づくりに携わる支援者へのインタビュー調査の分析(質的研究)を行った。(1)宮城県石巻市で被災し、在宅で被災生活を送っていた約8000世帯を対象に行われた健康・生活に関する調査より、災害リスクに男女差が生まれる要因を量的に分析した。特に震災1-2年後のメンタルヘルスの状況について、心理的苦痛をはかるK6スコアおよび生きる希望の有無にどのような要因が関連しているのか、男女による違いを検討した。男性では、生活に有用な情報を得るための社会的サポートを受けられていないこと、女性では世帯の収入の不安定さが心理的苦痛と関連した。結果はThe 48th Conference of the Asia-Pacific Academic Consortium for Public Healthで発表し、ジェンダーの視点から考察を深め、学術論文として現在投稿中である。(2)同市で先駆的な地域支援に携わる支援者(専門職等の支援の力を総合的に調整し、同時にインフォーマルな力を引き出す調整役として配備されている地域福祉コーディネーター)を対象にインタビュー調査を実施し、質的研究方法を用いて分析した。インタビューデータを切片化せずに文脈を重視し、プロセス全体の流れを読み取る分析方法である修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチを使用し、「地域での活動プロセス」、「活動の理念」、「課題」、などのテーマを分析した。分析過程では、現地の研究協力者との意見交換および情報収集を重ね、災害に対するレジリエンス構築のために地域づくりについて考察している。学術論文としての発表を目指し、結果をまとめている。災害リスクのジェンダー格差について、まずは震災後のメンタルヘルスの状況について分析を進め、学会発表を通し考察を深めることができた。また地域づくりの具体的な方法についても、質的分析により明らかにしているところであり、おおむね順調に進展していると考えられる。平成29年度は、前年度に引き続き(1)災害リスクの男女差について分析(量的研究)、(2)地域づくりに携わる支援者へのインタビュー調査の分析(質的研究)を行った。(1)東日本大震災後に宮城県石巻市で行われた約8000世帯を対象とした健康・生活に関する調査結果から、震災後のメンタルヘルスの状況を分析した。心理的苦痛をはかるK6スコア、および生きる希望の有無にどのような要因が関連しているのか、そしてその要因に男女差があるかを検討し、論文としてまとめ現在国際誌に投稿中である。特に生産年齢人口においては、女性では安定した世帯収入ないこと、外出頻度が低いことが、男性では年齢が若いこと、無職であること、生活に有用な情報を得るための社会的サポートが無いことが心理的苦痛と関連していた。学術論文にまとめ、現在国際誌に投稿中である。(2)同じく宮城県石巻市で先駆的な地域づくりに携わる支援者を対象に実施したインタビュー結果を基に、質的分析により明らかにした地域への介入プロセスを学術論文にまとめ、現在投稿中である。分析過程では、現地の研究協力者との意見交換および情報収集を重ね、災害に対するレジリエンス構築、および人々が健康に安心して暮らせる地域づくりについて考察した。住民との関係構築

・地域アセスメント・地域への働きかけの3段階のプロセス中で、住民が主体であること、また他の支援者との連携ができていることが重要であり、社会関係資本(ソーシャルキャピタル)の強化しうると考えられる。今年度はこれまでに行った調査結果を考察しまとめる作業を行った。量的研究・質的研究ともに論文化にむけ学術雑誌に投稿することができ、おおむね順調に進んでいると考えられる。平成30年度も、引き続き(1)災害リスクの男女差について分析(量的研究)、(2)地域づくりに携わる支援者へのインタビュー調査の分析(質的研究)を行った。(1)東日本大震災後に宮城県石巻市で行われた約8000世帯を対象とした健康・生活に関する調査結果から、震災後のメンタルヘルスの状況を分析し、心理的苦痛をはかるK6スコア、および生きる希望の有無にどのような要因が関連しているのか、そしてその要因に男女差があるかを検討した。特に生産年齢人口においては、女性では安定した世帯収入ないこと、外出頻度が低いことが、男性では年齢が若いこと、無職、生活に有用な情報を得るための社会的サポートが無いことなどが心理的苦痛と関連していた。結果を国際誌Disaster Medicine and Public HealthPreparednessに発表した。(2)同じく宮城県石巻市で先駆的な地域づくりに携わる支援者を対象に実施したインタビュー結果を基に、質的分析により明らかにした地域への介入プロセスを学術論文としてまとめ投稿中である。分析過程では現地の研究協力者との意見交換および情報収集を重ね、災害に対するレジリエンス構築、および人々が健康に安心して暮らせる地域づくりについて考察した。住民との関係構築・地域のアセスメント・地域への働きかけの3段階のプロセス中で、住民を主体としつつも他の支援者との連携することにより、地域課題の解決をはかっていることが明らかになった。このような地域介入により社会関係資本の強化が期待され、公衆衛生の向上に役立つ可能性が考えられる。平成30年度は、前年度に引き続き(1)災害リスクの男女差について分析(量的研究)、(2)地域づくりに携わる支援者へのインタビュー調査の分析(質的研究)を行ったが、質的研究の分析に当初の計画当初よりも時間を要しているため。メンタルヘルスの状況のジェンダー格差の分析結果について、現在投稿中である論文の発表を目指す。また質的分析により明らかにしようとしている地域づくりの具体的方法についても、論文化を目指す。さらに、地域づくりにジェンダーの視点がどう必要であるのか、ジェンダー医学の分野を専門とするオーストラリアMonash大学Jean Hailes Research Unitより協力・助言を得て、研究を進める予定である。平成30年度は、(1)災害リスクの男女差について分析(量的研究)、
機械構造設計における最適化の方法論とそのCAD/CAMシステムへの応用

2ケ年間にわたる本研究の成果は、各分担課題別に要約すれば次のとおりである。分担課題1:機械構造の数値解析法とその設計への応用研究北川は構造数値解析法の設計支援技術とその限界について考察しており、尾田,田中は有限要素法や境界要素法などの実用的数値解析手段の開発をFRP構造や構造/音響連成問題に対して行なっている。また瀬口は構造の非線形挙動解析手法をいかにコンピュータによって有効に行なうかという手法について考究している。分担課題2:破壊力学の構造設計への応用研究城野は構造物の疲労破壊に関する余寿命評価法に関連した研究を実施しており、井上は温度,応力,材料組織の3つが連成する構造挙動問題の解析手法を考案した。また富田は塑性加工用工具設計に関連して加工エネルギを最小化する特異な手法を開発した。さらに木田は衝撃負荷を受ける曲げ部材の破壊開始条件を考察した。分担課題3:機械構造設計の最適化手法の研究尾田,山崎,鶴崎は構造形状パラメータを設計変数とし、その構造の重量を最小化したり、平等強さの形状を求めるような設計手法の開発を試みた。一方、室津,岩壺は設計変数としては同様であるが、それらに動的および信頼性の概念を導入した手法の開発を試みた。さらに三木は材料組織パラメータを設計変数とする最適化手法の開発を特にFRP構造を対象として開発した。分担課題4:設計最適化のためのコンピュータシステムの研究汎用最適設計用プログラムの開発を目的として、構造物の再解析および感度解析の具体的手法の開発とそのプログラム化が尾田,山崎により行なわれた。また三木,中易らにより複合材料を用いた構造設計のためのデータベース作りが行なわれた。
レクリングハウゼン病の神経線維種の発生機序に関する腫瘍細胞内情報伝達機構の解析

レクリングハウゼン病の神経線維腫の発生機序に関する腫瘍細胞内情報伝達機構の解析としてするため、腫瘍の乾燥重量の半分を占めるこう原線維に着目し、Ras→Rac→Pak→?→MKK3→p38→MMP-1の一連の情報伝達経路を想定し、レクリングハウゼン病ではneurofibromin遺伝子の突然変異により、neurofibrominによるRasの不活化を介するMMP-1の発現増強がみられないのではないかという仮説を立てた。そこで昨年度はまずMMP-1 promoter活性を検討するため、MMP-1 promoterのluciferase reporter plasmidを作製し、また上記の一連の情報伝達経路を解析するためtagを付けたp38alfaとp38betaのexpression vectorを作製した。そこで今年度はまずPDGF刺激によるMMP-1 promoter活性に及ぼすp38alfaとp38betaの過剰発現による影響を検討した。その結果、p38alfaはほとんど影響を及ぼさないが、p38betaはMMP-1 promoter活性を抑制することが、NIH3T3細胞で示された。この結果が、PDGF刺激がp38beta情報伝達系を刺激しないことによるのではないことは、PDGF刺激によりp38betaがp38alfaと同様の細胞内局在性の変化を来すことが確認できたので否定された。一方、昨年作製したneurofibrominのGRDのexpression vectorを神経線維腫由来細胞に発現させたが、293T細胞とは異なり、ウェスタンブロットで発現が確認できなかった。以上の結果から、p38betaが活性化されると、MMP-1 promoterが抑制されることが示され、今後は実験系を変えてneurofibrominのGRDの過剰発現がp38betaの活性化に及ぼす影響を検討する必要があると考えた。レクリングハウゼン病の神経線維腫の発生機序に関する腫瘍細胞内情報伝達機構の解析としてするため、腫瘍の乾燥重量の半分を占めるこう原線維に着目し、Ras→Rac→Pak→?→MKK3→p38→MMP-1の一連の情報伝達経路を想定し、レクリングハウゼン病ではneurofiloromin遺伝子の突然変異により、neurofilorominによるRasの不活化を介するMMP-1の発現増強がみられないのではないかという仮説を立てた。そこで今年度はまずMMP-1 promoter活性を検討するため、MMP-1 promoterのluciferase reporter plasmidを作製した。さらに、上記の一連の情報伝達経路を解析するためtagを付けたp38alfaとp38betaのexpression vectorを作製した。現在、neurofilorominのGRDのexpression vectorを作製している。今後の実験計画では、既に確立したヒト線維芽細胞におけるエレクトロポレーションの系を用いて、1)neurofilorominの過剰発現がPDFなどのサイトカイン刺激によるMMP-1 promoterの活性化を抑制するか否かを検討する、2)neurofilorominのGRDの過剰発現がp38alfaとp38betaのリン酸化におよぼす影響を検討することにより、neurofiloromin、p38、MMP-1の関連を明らかにしたうえで、上記の一連の情報伝達経路の個々の段階を検討していく予定である。