hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
訳選択の根拠の自動推定とその機械翻訳における応用

近年の機械翻訳の進歩に大きく貢献する技術として、対訳データから翻訳ルールを自動的に学習する統計的機械翻訳(SMT)がある。しかしSMTは明示的にある翻訳結果が選ばれる訳の根拠を考慮していないため、人手で構築するルールベース機械翻訳(RBMT)に比べて一部の入力文や言い回しに対して致命的な誤訳を生成することがある。本研究は、人間の翻訳者が用いる根拠を持つ訳選択ルールを自動発見し、SMTと融合する方法の開発を行った。具体的には、言語的情報に基づく翻訳システムの開発、訳選択の根拠の導入、SMTシステムの分析を効率化する枠組みの開発、多言語データにおける訳選択の根拠を発見する手法の開発を行った。本年度は、機械翻訳における訳選択の精度向上に向けた調査とシステム構築に取り組み、主に3つの研究成果があった。1つ目の成果は、実験のベースとなる翻訳システムの構築である。人手により構築されたルールベース機械翻訳(RBMT)の知見を統計的機械翻訳(SMT)に取り入れるために、RBMTと類似した形のSMTシステムが必要となる。これを実現するために、文の構造を利用したSMTシステムを構築し、オープンソースソフトとして公開した。また、システムの実験的評価において、文の構造を英日・日英機械翻訳に直接取り入れることで、既存の翻訳手法を大幅に上回る翻訳精度を実現できた。2つ目の成果は、SMTに用いる対訳データの小規模化に関する研究である。データを小規模化することにより、本研究の目標であるモデルの小規模化を実現することができるが、単純にデータをランダムに選択すると大幅な精度低下が起こり得る。そこで、大量のデータの中から、頻繁に起こる対訳パターンを特定し、この対訳パターンを確実にカバーするデータを選択する手法を確立した。この対訳データを学習に利用することで、精度の低下を防ぎながらモデルを小規模化できることを、実験的評価により確認した。3つ目の成果は、訳選択の根拠を自動的に発見するのに欠かせない自動評価尺度の調査である。調査の結果、既存の評価尺度の問題を特定し、訳選択の正確性を正しく評価できる新たな評価尺度の確率の重要性を明らかにした。本年度は主に訳選択の根拠の自動発見技術と、訳選択の根拠を考慮した翻訳システムの構築に取り組み3つの成果があった。成果1は、現在の翻訳システムが引き起こす誤りを効率的に分析する手法である。具体的な手法として、システムが出力した訳出結果と実際に人間が作成した正解訳を比較し、体系的に異なる箇所を誤りの可能性が高いとして指摘する。評価の結果、従来の分析法に比べて、効率的に誤りを発見することができることが分かった。この技術を成果2の分析の際に使用している。成果2は、2種類の訳選択誤りの分析である。1種類目は、翻訳システムによって1つの単語の訳を生成させ、翻訳者に分析させたものである。2種類目は実際に様々なシステムに文を生成させ、その誤りを分析したものである。この分析の結果、訳選択の根拠や、訳選択が実際のシステムで失敗するケースを明らかにした。具体的には、語義曖昧性による訳選択の失敗は述語と項の関係や、口語か文語などのスタイルが重要な要因であることが分かった。成果3は、ルールベースシステムが使っているような処理を統語情報を用いた統計翻訳への反映手法である。具体的には「は」「が」「を」などの助詞を選択する根拠を中心に、人間により記述したルールを導入した手法1つと、対訳データから自動学習した手法1つを調査した。具体的には、名詞句が主語を表しているか、目的語を表しているかを構文解析の結果に基づいて特定し、適切な助詞を入れやすくするように統計翻訳の入力を編集するルールを作成した。システムへの導入の結果、英日翻訳において、助詞を翻訳する精度が大幅に向上した。本年度は主に訳選択の根拠を考慮した翻訳システムの構築と翻訳の安定性を効率よく評価する尺度の開発に取り組み、3つの成果があった。成果1は、近年開発されたニューラルネットワークに基づく機械翻訳の枠組みに、外部情報を取り入れる手法である。具体的には、翻訳器に外部辞書や大規模テキストデータに基づく言語モデルにより計算された確率を導入することで、人間の訳選択で使われているような情報を導入することができるようになる。また、実験ではこれらの情報を導入することにより、ニューラルネットに基づく言語モデル・翻訳モデルの性能が向上することを実験的に示した。成果2は、成果1で開発されたようなニューラルネットワークに基づく翻訳を用いることによって、従来の翻訳モデルが苦手としていた長距離の依存性を考慮した翻訳を行うことが可能であることを示した。具体的には、前年度まで開発した木構造に基づく翻訳器の結果をニューラルネットワークで評価することによって、構文解析誤りへの対応、活用の一致、助動詞の使い分けなど、人間の翻訳者の文法に関する知識でカバーされている箇所で改善されることを示した。成果3は、2言語データを用いた構文解析の性能向上である。この手法では、対訳データを手がかりに、自動的に入力文の正しい構文的解釈を発見し、これを構文解析器の再学習に基づく手法である。この手法で、今までの分析で問題として明らかになった構文解析の誤りを修正し、より安定性の高い翻訳結果を得ることができるようになった。

しかしSMTは明示的にある翻訳結果が選ばれる訳の根拠を考慮していないため、人手で構築するルールベース機械翻訳(RBMT)に比べて一部の入力文や言い回しに対して致命的な誤訳を生成することがある。本研究は、人間の翻訳者が用いる根拠を持つ訳選択ルールを自動発見し、SMTと融合する方法の開発を行った。具体的には、言語的情報に基づく翻訳システムの開発、訳選択の根拠の導入、SMTシステムの分析を効率化する枠組みの開発、多言語データにおける訳選択の根拠を発見する手法の開発を行った。26年度の目標はおおむね順調に達成している。訳選択の根拠の調査に関して、2種類の調査を行い、有用な知見を獲得した。その中で、語義の曖昧性、原言語に含まれない単語の誤訳、単語の誤削除などを問題として特定し、これらの問題の解決策について考察した。訳選択の根拠の自動発見技術と翻訳への反映に関して、英日翻訳における助詞の選択という、原言語に含まれない情報の代表において、確実な成果を上げている。従来の統語情報に基づく統計的機械翻訳と比較して、大幅な精度向上を実現しており、有用性が確認されている。また、当初の予定に含まれていなかったが、分析を行っている内に必要性が明らかとなった誤り分析の効率化技術に関する研究も行われた。このページは、本研究で作成したオープンソースソフトウェアを公開しているページである。自然言語処理27年度において、主に2つの課題に取り組む予定である。まずは、訳選択の根拠の自動発見と翻訳システムへの反映を更に一般化する予定である。26年度で英日翻訳の助詞の翻訳で有用性が確認された枠組みを、更に文駅の結果で明らかになった他の誤り原因へと拡張する予定である。例えば、名詞や動詞の語彙選択や、主語の補完などが挙げられる。また、27年度の予定であった訳選択の安定性を評価する評価尺度の開発にも取り組む。具体的には、訳選択の安定性を評価するために作られたデータに基づく尺度と、自然発生する翻訳データに基づく尺度という2種類の尺度を検討する。25年度の目標である「人間の訳選択の根拠に関する調査」に関しては、対外発表に至っていないが、データの収集と初期の分析を完了している。この分析で得られた知見に基づいて、訳選択誤りの分類が確立しつつあり、この分類に基づいてさらにデータを作成してもらう予定である。2526年度の目標である「訳選択の根拠の自動発見技術の開発」に関しては、基礎的な学習アルゴリズムを開発し、小規模なデータに対して確認済みである。また、ルールベース翻訳の知見を人手で統計翻訳に取り入れた実験も行っている。26年度以降の目標である「訳選択の根拠を考慮した翻訳システムの構築」に関しては、ベースとなる構文情報を用いた翻訳システムの構築が完了した。訳選択の根拠を自動的に発見する技術の開発をこの枠組みと同時に開発しており、すぐに適応可能である。このことから、25年度の目標は未完成な部分がある一方、26年度以降の目標は大幅に前倒しに進んでいることから、研究はおおむね順調に進んでいると言える。若干の残高が残ったが、ほぼ予定通りに予算を執行している。26年度の予定として主に3つの課題に取り組む予定である。
先端宇宙テレロボット技術の統合に関する研究

本研究では,モデル誤差にロバストなモデルベースト遠隔操作システム,特異点を安全に取り扱うことが可能な特異点適合遠隔操作システム,小型ながら広い作業領域を実現する6自由度小型高性能ハプティックインタフェースに関して,個々に完成度の高いシステムを目指すと同時に,これらのシステムを高度に統合化したシステムについて研究した.その成果の概要は以下の通りである.1.モデル誤差にロバストなシステムを構築することにより,幾何学的モデル誤差および動特性モデル誤差にロバストなシステムを構築した.2.特異点適合法を6自由度マニピュレータに適用し,実際の作業を実現できるシステムを構築した.本システムを用いると,特異点を安全に通過することができるため,広い領域にわたり作業が可能であることを実証した.また、特異点通過運動をマニュアルモードにて実現するためには,計算機とグラフィックスによるオペレータ支援が有効であることを実証した.3.小型ながら広い作業領域と素早い応答性を両立した6自由度の小型高性能ハプティックインタフェースを構築した.さらに,機構の改良を行い,その評価を行った.4.モデル誤差にロバストなモデルペースト遠隔操作システム,特異点適合遠隔操作システム,6自由度小型高性能ハブティックインタフェースをひとつに統合し,統合宇宙遠隔操作システムを構築した.本システムは,UNIX系システム上に構築され,インターネットを介して容易に通信を行うことが可能である.ドイツDLRにハブティックインタフェースを持ち込み,東北大学のスレーブアームをインターネットを介して遠隔操作し,本システムの有効性を検証した.本研究では,モデル誤差にロバストなモデルベースト遠隔操作システム,特異点を安全に取り扱うことが可能な特異点適合遠隔操作システム,小型ながら広い作業領域を実現する6自由度小型高性能ハプティックインタフェースに関して,個々に完成度の高いシステムを目指すと同時に,これらのシステムを高度に統合化したシステムについて研究した.その成果の概要は以下の通りである.1.モデル誤差にロバストなシステムを構築することにより,幾何学的モデル誤差および動特性モデル誤差にロバストなシステムを構築した.2.特異点適合法を6自由度マニピュレータに適用し,実際の作業を実現できるシステムを構築した.本システムを用いると,特異点を安全に通過することができるため,広い領域にわたり作業が可能であることを実証した.また、特異点通過運動をマニュアルモードにて実現するためには,計算機とグラフィックスによるオペレータ支援が有効であることを実証した.3.小型ながら広い作業領域と素早い応答性を両立した6自由度の小型高性能ハプティックインタフェースを構築した.さらに,機構の改良を行い,その評価を行った.4.モデル誤差にロバストなモデルペースト遠隔操作システム,特異点適合遠隔操作システム,6自由度小型高性能ハブティックインタフェースをひとつに統合し,統合宇宙遠隔操作システムを構築した.本システムは,UNIX系システム上に構築され,インターネットを介して容易に通信を行うことが可能である.ドイツDLRにハブティックインタフェースを持ち込み,東北大学のスレーブアームをインターネットを介して遠隔操作し,本システムの有効性を検証した.平成9年9月に研究代表者および分担者が,共同研究機関であるドイツ航空宇宙研究所(DLR)を訪問し,これまでの両者の研究結果の発表を行い,宇宙テレロボティクス,浮遊多体系のダイナミクス等に関する活発な意見交換を行った.その後,最終年度に行うインターネットを用いた遠隔操作実験に関する議論を行った.インターネットにおいては通信時間遅れが存在し,通信容量にも制限があるなど,宇宙遠隔操作の状況と似た環境下にあり,これまで構築してきた宇宙遠隔操作システムの検証実験に適していると考えられる.議論の結果,平成10年秋に実験を行う合意が得られた.実験を行うため,保有する遠隔操作システムを以下に示すように改良した.・システムをネットワーク対応型にするため,従来DOSを用いていたシステムをリアルタイムOSであるVxWorksに変更した.・ネットワーク通信のためのソフトウェアを開発した.従来のマスタアームは並進3自由度の自由度しか保有していなかったので,6自由度小型高性能なハプティックインターフェースを新たに開発し,システムに組み込んだ.従来C言語のグラフィックスライブラリを用いて記述していたオペレータ支援用のユーザインタフェースをDLRとのシステムとの互換性を取りつつより高度なグラフィックス描写を可能とするため,OPenInventorによるものに一新した.さらに,平成9年3月に研究代表者がDLRを訪問し,これまで開発してきたネットワークに関するソフトウェアおよびヒューマンインタフェースに関する基礎実験を行った.平成10年5月,研究代表者および分担者がベルギー・ルーベンに集まり,インターネットを用いた宇宙遠隔操作模擬実験について詳細な打合せを行った.また,宇宙テレロボティクスに関して活発に意見交換を行った.平成11年1月,研究代表者および分担者は,ハプティックインタフェースをドイツ航空宇宙研究所に持ち込み,東北大学のスレーブアームをインターネットを介して遠隔操作した.使用したインターネットは,ISDN等の専用回線ではなく,外乱を受けやすい一般回線を使用した.得られた成果を以下に示す.●インターネットを用いて安定に低レベルの制御信号を通信する方法を確立した.●モデル誤差にロバストなモデルペースト遠隔操作システムが実際の通信時間遅れを有する環境下において効果的に働くことを検証した.●スレーブアームに比べると作業領域が小さいハプティックインタフェースを効果的に使用するため,ハプティックインタフェースの操作方法を確立し,それを効果的に支援する仮想グリップと呼ぶ手法を導入した.●特異点適合法およびモデル誤差にロバストなモデル

ペースト遠隔操作システムを一つに統合した.また,ドイツ航空宇宙研究所に滞在中は,活発な意見交換を行い,宇宙ロボティクスおよびテレロボティクスに関して多くの知見および情報を得ることができた.なお,当初予定していた相手側研究機関の招聘は,相手側の予定が折り合わず,実現することができなくなった.
脳神経血管内手術用、マイクロマシンと塞栓用ステントの開発研究

先端部分を自由に曲げることができる能動カテーテルを実用化するため、外径1mm、長さ150cmのマイクロカテーテルの先端にイオン交換樹脂とこれに接合した金の薄膜電極からなる長さ15mmマイクロアクチュエーターを接合した。金電極にエキシマレーザーアブレーション加工により4本の電気絶縁溝を形成し、4本のリード線を手元から先端部に配置した。手元の操作制御部はジョイスティックを介してアクチュエーターの変形する方向および角度を調整できるようにした。イオン交換樹脂中に電流が流れるとカウンターイオンの移動により、陰極で膨潤、陽極で収縮が起こり、アクチュエーターは屈曲する。この能動カテーテルを試作し、柔軟性、屈曲性、耐水性等の機械的、物理的条件を満たすかをガラス管製の血管モデルで検討した。このガラス管モデルでは90度に屈曲した分枝にも容易に誘導していけることが確認できたが、血圧に抗しての屈曲力に限界があることや、応答が遅いなどの問題が残っていた。更なる改良を行いガラス管モデルではより短時間でカテーテル先端を曲げることができるようになった。そこで、成犬を用いた動物実験を行った。成犬の総頚動脈に外頚静脈から採取した静脈ボーチを吻合することにより動脈瘤モデルを作成し、経大腿動脈的にこの能動カテーテルを誘導した。母血管の側壁に90度の方向に向いているこの動脈瘤モデルに、応答に約1分間は要するものの、全くガイドワイヤーを用いることなく誘導することができた。更に末梢の屈曲蛇行した動脈にもガイドワイヤーなしで誘導できることが確認できた。現在試作開発中のカテーテル、ガイドワイヤーは先端にイオン交換樹脂成型品とこれに接合した電極からなっている。先端のアクチュエーター素子の形状は円筒状を開発している。電極の接合方法は化学メッキで行った。先端のアクチュエーター素子とカテーテル、ガイドワイヤーの接合は一般的な接着、方法で行った。リード線は導線を手元から先端部に配置した。電極とリード線の数はアクチュエーター素子の形状と変形方法と電気信号の伝達の方法によって実験的に設定した。操作制御部はアクチュエーター素子の変形する方向および角度を調整するもので、電極の数を4本としている。円柱状のアクチュエーター素子の試作を行い、屈曲性、耐水性等の機械的、物理的条件を満たすかを検討している。現在模擬脳血管システムを使用して、ガイドワイヤーと同じ検討を行っており90度に屈曲した分子にも容易に誘導していけることを確認した。成犬を用いて血管内を誘導し操作性の効果をみ臨床応用の可能性を検討しているが血圧に抗時手じての屈曲力に限界があり更に屈曲力を強める必要がある。現在試作開発中のカテーテルは先端にイオン交換樹脂成型品とこれに接合した金電極からなるアクチュエーターを接合している。先端の円柱状のアクチュエーターとカテーテル、ガイドワイヤーの接合は一般的な接着方法で行った。操作制御部はアクチュエータの変形する方向および角度を調整するもので、電極の数を4本としている。この円柱状のアクチュエーターの試作を行い、屈曲性、耐水性等の機械的、物理的条件を満たすかを検討している。現在、模擬脳血管システムを使用して検討を行っており90度に屈曲した分枝にも容易に誘導していけることを確認した。成犬を用いて血管内を誘導し操作性の効果をみ臨床応用の可能性を検討している。

これまで電極が断線しやすいことが問題となっていたが、エキシマレーザ-アブレーション加工を行い、4本の溝を形成することで電極を正確に分割することにより改善した。しかし、血圧に抗しての屈曲力に限界があり、応答が遅いなどの問題が残っており、更なる改良が必要である。先端部分を自由に曲げることができる能動カテーテルを実用化するため、外径1mm、長さ150cmのマイクロカテーテルの先端にイオン交換樹脂とこれに接合した金の薄膜電極からなる長さ15mmマイクロアクチュエーターを接合した。金電極にエキシマレーザーアブレーション加工により4本の電気絶縁溝を形成し、4本のリード線を手元から先端部に配置した。手元の操作制御部はジョイスティックを介してアクチュエーターの変形する方向および角度を調整できるようにした。イオン交換樹脂中に電流が流れるとカウンターイオンの移動により、陰極で膨潤、陽極で収縮が起こり、アクチュエーターは屈曲する。この能動カテーテルを試作し、柔軟性、屈曲性、耐水性等の機械的、物理的条件を満たすかをガラス管製の血管モデルで検討した。このガラス管モデルでは90度に屈曲した分枝にも容易に誘導していけることが確認できたが、血圧に抗しての屈曲力に限界があることや、応答が遅いなどの問題が残っていた。更なる改良を行いガラス管モデルではより短時間でカテーテル先端を曲げることができるようになった。そこで、成犬を用いた動物実験を行った。成犬の総頚動脈に外頚静脈から採取した静脈ポーチを吻合することにより動脈瘤モデルを作成し、経大腿動脈的にこの能動カテーテルを誘導した。母血管の側壁に90度の方向に向いているこの動脈瘤モデルに、応答に約1分間は要するものの、全くガイドワイヤーを用いることなく誘導することができた。更に末梢の屈曲蛇行した動脈にもガイドワイヤーなしで誘導できることが確認できた。
医薬品の乳化剤とコレステロールの吸収抑制剤としてのグリチルリチン酸の可能性

グリチルリチン酸の弱酸基は緩衝水溶液のpHに依存して、表面及び会合体の物性に大きな影響を与えた。水への溶解度は強酸性領域では極めて低いことが分かった(0.15mM)。ミセルを形成できる領域はpH5-6の限られた領域だけであった。その会合体は棒状ミセルと判明した。会合体の形成は乳化剤や可溶化剤として応用できる可能性を示唆した。中性以上ではグリチルリチン酸はモノマー分子としてしか存在できない。故に、グリチルリチン酸を生体界面活性剤として、実在系に適用するには水溶液のpHに注意を払う必要がある。その分子構造と会合構造の関係はグチリルリチン酸の類似化合物の会合体形成を明らかにすることで理解できる。研究の初年度は主にグリチルリチン酸の会合体特性に焦点を当てた研究を行ってきた。グリチルリチン酸は分子内に3のカルボン酸基をもつため、その溶解度は水溶液のpHに依存することが分かった。その水への溶解度は分光光度計を用いて25°Cで0.15mMと決定した。また、その溶解時のpHは5であった。故に、グリチルリチン酸を溶解させるには溶媒のpH調整が必要であり、緩衝水溶液中で測定すると、pH5以上で大きく溶解していくことが分かった。強酸性条件化では殆ど溶解しない。そこで、水溶液の調整条件をpH5以上に定めた。ピレン蛍光プローブ法と光散乱測定法から、グリチルリチン酸は水溶液中で会合することを確認し、その臨界ミセル濃度(cmc)は以下の値と決定した。2.7mM (pH=5)、4.4mM (pH=6)、8mM (pH=7)。pH=8の塩基性条件下では会合体は観測されなかった。pHの上昇と共に分子がイオン化し、親水性が増すため、cmcも上昇することが分かった。しかし、塩基性条件下では分子自身の親水性の増加により疎水性のバランスがくずれ、低濃度では会合しないことが分かった。その会合体サイズはSpring8(兵庫県)の小角X線散乱測定を利用して測定した。そのサイズは溶媒のpHに依存し、散乱パターンが異なることを見つけた。また、TEM及びCryo-SEMを用いて、会合体構造はpHが5-6の時は紐状ミセルを形成し、pH=7では球状ミセルを形成することが分かった。グリチルリチン酸を一般的な可溶化剤として使用する場合、水素イオン濃度に注意を払う必要があることを明らかにした。グリチルリチン酸の類似化合物であるグリチルレチン酸3-O-グルクロニドはグリチルリチン酸からグルクロン酸が1つ少ない分子構造をもつ。両親媒性物質の会合体形成は分子中の疎水基と親水基のバランスが影響を及ぼす。本年度の前半は、糖親水基が1つ減少したグリチルレチン酸3-O-グルクロニドの会合体形成に関する研究を行った。ピレン蛍光プローブ法、レーザー散乱強度の測定から臨界ミセル濃度(cmc)の決定をした。会合体構造は、動的光散乱測定法からみかけの流体力学半径を測定した。更に、TEMとCryo-SEMによる会合体イメージの撮影を行った。グリチルレチン酸3-O-グルクロニドのpH7.0におけるcmcは約2mMであることが分かった。グリチルリチン酸のcmc値の5mMと比較すると、糖親水基の減少により低濃度で会合することが分かった。会合体構造に関しては、cmc近傍で流体力学半径が約100nmの会合体を形成し、そのサイズは濃度と共に増加し、約200nmまで成長した。電子顕微鏡解析の結果、その会合体はベクシルに類似した会合体であり、濃度増加とともに会合体同士が合一しているように見えた。ひも状ミセルを形成するグリチルリチン酸とは会合体構造が大きく異なることが分かった。本年度の後半は表面張力測定機を用いて、グリチルリチン酸の表面張力物性を測定した。その表面張力は一般的な直鎖の炭化水素系界面活性剤の表面張力能と同等であり、界面活性剤としても十分に活用できることが分かった。しかし、緩衝溶液を用いてpHを中性に近づけると、ミセル形成を行わないことが分かった。これは、ピレンの蛍光プローブ法でも確かめている現象であり、複数のカルボン酸基をもつグリチルリチン酸は水素イオン濃度の影響を受けることが示された。植物の甘草の根に含まれるグリチルチリン酸は両親媒性分子の構造をもつ。研究を通じて、最も注意を払ったのは、水への溶解性がpHに大きく依存することであった。この物質の親水基は三個のカルボン酸(弱酸基)であり、研究の過程で、その弱酸基が溶液物性に深く影響を及ぼしていることが分かった。グリチルチリン酸の水への溶解度は0.15mMであり、その時のpHは5であった。緩衝水溶液を用いてpH5以上の条件に設定すると溶解した。そこで、pH変化に伴う表面張力測定の実験を行った。その結果はcmc値はpH5で2.9 mM (γcmc= 55.2 mN m-1)、pH6で5.3 mM (γcmc= 56.8 mN m-1)であることが分かった。pH7では表面張力は低下したが、臨界ミセル濃度に対応するポイントは見つけられなかった。

蛍光測定及び光散乱測定でも同様の結果であった。つまり、pH5以上で溶解し、会合体を形成できるpH範囲は弱酸性領域のpH5-6である。中性以上では、溶解するが、会合体を形成しないことが判明した。これは、中性pH以上で親水基のカルボン酸が完全解離すると、両親媒性分子の疎水性と親水性のバランスが崩れ、相対的に親水性になり、会合体を形成しなくても、充分に溶解できるためである。また、TEM観察とSPring-8の小角X線散乱(SAXS)測定から、この会合体は棒状ミセルを形成していることが分かった。その平均的なサイズは円柱モデルで解析すると、半径1.5nm、長さ21nmであることが判明した。故に、乳化剤としては、pH5以上で適応でき、可溶化剤としては、pH5-6の範囲で使用できることを提示することができた。また、pHを変化させることで、薬の放出等の制御も可能になる可能性も提示できた。グリチルリチン酸の類似化合物に対しても同様の研究を行い、成果を得ることができた。グリチルリチン酸の弱酸基は緩衝水溶液のpHに依存して、表面及び会合体の物性に大きな影響を与えた。水への溶解度は強酸性領域では極めて低いことが分かった(0.15mM)。ミセルを形成できる領域はpH5-6の限られた領域だけであった。その会合体は棒状ミセルと判明した。会合体の形成は乳化剤や可溶化剤として応用できる可能性を示唆した。中性以上ではグリチルリチン酸はモノマー分子としてしか存在できない。故に、グリチルリチン酸を生体界面活性剤として、実在系に適用するには水溶液のpHに注意を払う必要がある。その分子構造と会合構造の関係はグチリルリチン酸の類似化合物の会合体形成を明らかにすることで理解できる。当初の研究計画に従い、実験に関しては進んでいる。しかし、SPRING8での、放射光を用いた会合体構造決定の実験を計画どおり進めることができなかった。来年度、再びSPRING8での実験申請を行い、実施できるようにしたい。本年度までの研究成果の中間報告として、日本油化学会で「グリチルレチン酸3-O-グルクロニドの会合体形成」というタイトルで口頭発表を行った。これまでの研究成果から、論文として2報程度発表することを計画しているが、実験データを全て揃えることができず、本年度は発表することができなかった。次年度では必ず論文発表を行い、これまでの重要な結果を広く周知できるようにしたい。界面化学グリチルリチン酸の類似化合物のglycyrrhetinic acidの会合及び界面物性の研究を行う。項目としては、1表面張力特性、2緩衝溶液中での臨界ミセル濃度測定、3電子顕微鏡と光散乱測定、小角X線散乱測定による会合体構造の決定。次に、グリチルリチン酸のコレステロール吸収抑制効果に関する研究を行う。モデル腸液、モデル胆汁中で実験を行う。1グリチルリチン酸の添加に伴う会合体構造(コレステロールキャリア構造)の変化、2グリチルリチン酸の添加に伴うコレステロールの最大可溶化の定量、3コレステロールとグリチルリチン酸の可溶化現象の熱力学的解析。最終年度でもあるため、研究の総括を行い、これまでの結果を本年度中に論文として発表をしたい。平成25年4月より、埼玉大学に採用されたため、研究の進捗を懸念したが、大学に存在している設備や公共の設備(SPRING8)を利用しながら、当初の予定していた項目は、ほぼ行うことができた。しかし、グリチルリチン酸水溶液の表面張力測定までは、測定装置がないため、行うことができなかった。
マイクロRNAを介したシグナル伝達機構のシステム解析

microRNA(miRNA)は、内在性のnon-coding RNAであり、標的となる遺伝子の翻訳を制御する。現在、miRNAの役割は、coding RNAを『fine-scale-adjustment(微調整)』する点にあるとされている(Baek et al., Nature 455 : 64-71, 2008.)。しかし、本研究では、翻訳段階での調節が微小であっても、その先のシグナル伝達では、ダイナミックな変化を引き起こしているのではないかという仮説を検証する。当初計画に基づき、発現制御を通じてシグナル経路に影響を与え、かつ、重要な細胞機能・疾患プロセスに関わっているmiRNAを抽出した。結果、抗がん剤耐性のプロセスに関わっている1つのmiRNAが選択された。選択したmiRNAを、扁平上皮肺がんのモデルであるA549細胞にトランスフェクトし、SILAC培地で培養し、等量混合し、LC-MS(オービトラップ)測定し、heavy/lightの比をとることで、発現プロテオーム・リン酸化プロテオームの相対変化を、グローバルにとらえた。結果、MAPKファミリーの複数のターゲット遺伝子がリストアップされた。当該miRNAは、同一ファミリーの複数の遺伝子をターゲットにし、翻訳を微調整することで、MAPKカスケードをダイナミックに変化させ、A549の抗がん剤耐性に寄与していると考えられた。ウェスタンブロットにおいても、上記の発現変化を確認できた。miRNAとキナーゼが負のフィードバックを通じて互いを制御しあう機構を実証できた。現在、miRNAの役割は、coding RNAを『fine-scale-adjustment(微調整)』する点にあるとされている(Baek et al., Nature 455:64-71,2008.)。当該年度では、当初計画に基づき、発現制御を通じてシグナル経路に影響を与え、かつ、重要な細胞機能・疾患プロセスに関わっているmiRNAを抽出した。当該miRNAは、同一ファミリーの複数の遺伝子をターゲットにし、翻訳を微調整することで、MAPKカスケードをダイナミックに変化させ、A549の抗がん剤耐性に寄与していると考えられる。引き続き次年度は、他の実験方法によるMAPKカスケード活性化の検証と論文執筆を行う。microRNA(miRNA)は、内在性のnon-codingRNAであり、標的となる遺伝子の翻訳を制御する。現在、miRNAの役割は、coding RNAを『fine-scale-adjustment(微調整)』する点にあるとされている(Baek et al.,Nature 455:64-71,2008.)。選択したmiRNAを、扁平上皮肺がんのモデルであるA549

細胞にトランスフェクトし、SILAC培地で培養し、等量混合し、LC-MS(オービトラップ)測定し、heavy/lightの比をとることで、発現プロテオーム・リン酸化プロテオームの相対変化を、グローバルにとらえた。結果、MAPKファミリーの複数:のターゲット遺伝子がリストアップされた。当該皿iRNAは、同一ファミリーの複数の遺伝子をターゲットにし、翻訳を微調整することで、MAPKカスケードをダイナミックに変化させ、A549の抗がん剤耐性に寄与していると考えられた。ウェスタンブロットにおいても、上記の発現変化を確認できた。miRNAとキナーゼが負のフィードバックを通じて互いを制御しあう機構を実証できた。
気液相変化を伴う界面境界条件の構築およびその流体力学への応用

本研究は,分子運動論に基づく解析から,蒸発・凝縮が起こっている気体・液体界面の分子気体力学に対する境界条件を構築し,その知見を流体力学方程式系に応用することである.分子運動論的解析としてEnskog-Vlasov方程式を用いた数値解析を行い,気体論境界条件を求めた結果,液体温度が十分低温の場合には,その速度分布関数は非当方性の正規分布となり,過去に得られた分子動力学解析と同様の傾向を示すことがわかった.また,液体温度が大きくなるほど,速度分布関数は液体温度のMaxwell分布とのずれが大きくなることがわかった.本研究は,分子運動論に基づく解析から,蒸発・凝縮が起こっている気体・液体界面の分子気体力学に対する境界条件を構築し,その知見を流体力学方程式系に応用することである.分子運動論的解析としてEnskog-Vlasov方程式を用いた数値解析を行い,気体論境界条件を求めた結果,液体温度が十分低温の場合には,その速度分布関数は非当方性の正規分布となり,過去に得られた分子動力学解析と同様の傾向を示すことがわかった.また,液体温度が大きくなるほど,速度分布関数は液体温度のMaxwell分布とのずれが大きくなることがわかった.平成22年度は,当初の計画に従い研究を進め,以下に示す成果を得た.球形気泡の運動方程式に対してFujikawa & Akamatsuの式を適用し,気泡内部気体に対して多原子分子気体を仮定したGaussian-BGK Boltzmann方程式を用いることで,気液界面での相変化(蒸発・凝縮)を考慮した数値計算を行った.気泡周囲圧力が初期気泡内部圧力の10倍高い条件での気泡の崩壊問題を取り扱った.気液界面での凝縮係数の値が1の場合,気泡初期半径に対して,収縮した気泡半径が100分の1以下になると,気液界面に接している気体の圧力や温度は急峻に上昇し,気液界面での温度の飛びは初期温度の5倍以上になることが確認された.これは気泡崩壊時における非常に強い気体の凝縮によることがわかった.今後は,音響場内における球形気泡の崩壊など,周囲圧力場の変化を考慮した計算に取り組む予定である.また,非球形気泡と衝撃波の干渉問題に関して,マルチグリッドGhost Fluid法を用いることで,大きな体積変化を伴う気泡の崩壊現象に対して,精度よく取り扱うことが可能となった.今後はこのマルチグリッドGhost Fluid法に,上述したFujikawa & Akamatsuの式(球形気泡の運動法廷式)とGaussian-BGK Boltzmann方程式を融合した数値解析で得られた界面現象に関する知見を取り入れて,更に詳細な気泡崩壊とその界面現象について調べる予定である.本研究は,正味の蒸発・凝縮が生じている多様な非平衡状態における気液界面の境界条件を,気体分子運動論に基づいて定式化し,その界面境界条件(気体論境界条件)を流体力学に応用することを目的としなされている研究である。また,非平衡状態における気液界面物理の素過程(蒸発・凝縮等)に対して,分子論的立場から,そのメカニズムを明らかにすることも大きな目的である。本年度の研究によって得られた成果は以下のとおりである。1.Boltzmann方程式を数値的に解く際に使用される確率的解法であるDSMC(Direct Simulation Monte Carlo)法を拡張したParticle Scheme法と呼ばれる数値解析手法を用いることで,気体と液体双方の状態を分子運動論的に取り扱うことができるEnskog-Vlasov方程式を解析することが可能となった。2.上記Enskog-Vlasov方程式を用いて,平衡状態および多様な非平衡状態における気液界面の境界条件を構築した。特に液体が低温の場合,Enskog-Vlasov方程式から得られる気体論境界条件は,分子動力学法により得られた結果(Ishiyama et al., PRL,2005)と同様の傾向となることが明らかとなった。また,Enskog-Vlasov方程式によって得られた気液平衡系は,分子動力学法によって得られた結果と定性的に一致することがわかった。3.流体力学的立場から,気泡と衝撃波の干渉問題に対する数値計算を行い,激しく崩壊する気泡から発生する衝撃波が壁面損傷の原因の一つであることを明らかにした。本年度は当初の計画通り,気液相変化を伴う界面境界条件の構築を遂行するため研究を行い,以下に示す結果を得た.1.Enskog-Vlasov方程式を用いて,気液非平衡凝縮状態の数値計算を行った.その結果,液体が十分低温の場合,Enskog-Vlasov方程式で記述される非平衡凝縮状態の気体論境界条件は,過去に分子動力学法で得られた結果と同様の傾向を示した.具体的には,界面で凝縮が起こっている場合,液体から気体に出る分子の速度分布関数は,非等方的なMaxwell分布になる(界面法線方向はほぼ液体温度のMaxwell分布となるが,界面接線方向は液体温度よりも高い温度のMaxwell分布となる).また,凝縮状態において,凝縮係数の値は凝縮量によらず蒸発係数の値と等しくなることがわかった.ただし,この結果に対しては,より高精度な計算を行う必要があると考えている.これらの知見は過去に分子動力学で得られた結果と類似しており,非平衡凝縮状態へのEnskog-Vlasov方程式の適用妥当性が十分に示されたと考えている.2.1.の結果は液体が十分低温の場合であったが,比較的温度の高い液体についても非平衡凝縮状態における気体論境界条件の検証を行った.その結果,低温の場合では液体から気体に出て行く分子の速度分布は液体温度のMaxwell分布であったが,高温になるほど,液体温度のMaxwell分布からずれることがわかった.

3.液体が高温になるほど非平衡凝縮状態の凝縮係数の値は小さくなることがわかった。Enskog-Vlasov方程式を用いることで分子動力学では困難であった数十万から数百万個の分子を容易に取り扱うことが可能となり,サンプルを取得するための計算効率が大幅に向上した。これにより,多様な非平衡状態における気体論境界条件の構築が容易に可能となった。24年度が最終年度であるため、記入しない。上述のように,Enskog-Vlasov方程式を用いて,多様な非平衡状態・液体温度における気体論境界条件を構築する。また,分子運動論的立場から気液界面の物理を詳細に解析し,蒸発・蒸発現象の素過程を明らかにする。
真核生物におけるチアミン・ピリミジン部の生合成経路の酵素化学的解析

酵母を合成培地で培養し、培養後菌体をフレンチプレスで圧縮破砕した。菌体破砕液を遠心分離を行い、上清液と沈殿とに分離した。上清液を粗精製するため硫酸アンモニウムによる分画を行った。硫酸アンモニウム0-65%飽和の画分を粗酵素液とした。この粗酵素液を用いて酵素反応を行った。反応系にはチアミン・ピリミジン部の前駆体であるヒスチジンとピリドキシン、さらにATP、マグネシウムイオンを添加して行った。反応生成物であるチアミン・ピリミジン部の液体クロマトグラフィーによる微量定量を行うため、ピリミジン部の蛍光化を検討した。しかし、ピリミジン部の蛍光化条件を決定できなかった。このピリミジン部の蛍光化については現在も検討中である。ピリミジン部の微量定量が困難であるため、反応系にチアゾールモノリン酸も加えて、生成したピリミジン部と反応させ最終的に生成するチアミンをチオクローム蛍光法を用いてHPLCで定量した。上記の方法で実験を行い次のような結果を得た。1ヒスチジン、ピリドキシン、チアゾールモノリン酸を基質としてチアミンが生成され、ピリミジン部の前駆体がヒスチジン、ピリドキシンであることが酵素化学的に証明された。2粗酵素液での条件ではあるが、至適pH7.2、至適温度38°C、反応系にATP、マグネシウムイオンが要求されること、SH基保護剤の影響は受けないこと等を明らかにしアッセイ方法を確立した。基質として、ピリドキシン、ピリジキサミン、ピリドキサル、ピリドキサミンリン酸、ピリドキサルリン酸を用いて反応を行ったところピリジキサル、ピリドキサルリン酸がピリドキシンよりチアミン生成の効率が良いため、ピリミジン部の直接の前駆体はピリドキシンではなくピリドキサルまたはビリドキサルリン酸であることを明らかにした。
電子とイオンを高速輸送・貯蔵する高分子固体の創製

本研究は、固体条件で電子・イオンを輸送・貯蔵可能な高分子の新規開拓と、その電気化学特性の解明を目的とする。当初の研究計画に従い、主鎖・側鎖に脂肪族エーテル、酸化還元席として2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシル(TEMPO)やビオロゲンを導入した酸化還元活性ポリマーを精密合成した。一連のポリマーは高分子固体条件においても迅速かつ高速に酸化還元可能であり、電子・イオン双方の輸送能を有することを明らかにした。電子伝導性の更なる向上のため、単層カーボンナノチューブとのナノ複合体も作成した。電極の大規模・均質成膜が成果集積のボトルネックと判断し、研究計画を前倒しして全自動の塗工装置を導入した。成膜した電極は新規に合成したポリイミダゾリウム系電解質フィルムと積層することで全固体有機二次電池として動作実証・評価した。"ソフト"な性質を有するポリマー電極の伸縮耐性にも着眼し、完全にストレッチャブルな部材からなる二次電池も世界で初めて報告した。試作電池の総厚はわずか1μm程度と極めて薄く、皮膚に直接密着して貼り付け可能なバイオセンサ等、全く新しい用途での電池利用が期待出来る。ナノ繊維としての超分子ネットワークを形成する酸化還元活性分子も新規に合成し、超分子ゲルからなる全有機二次電池も試作、その電気化学過程を明らかにした。高分子固体の伝導度を高精度で予測するための方法論として、機械学習モデルの利用も新規に検討した。実験情報を精確に記述可能なデータベース・モデルの適用により、低分子添加剤等を含む複雑な混合状態においても、その伝導度を高精度で予測可能なことを明らかにした。一連の成果はアメリカ化学会等の学術誌や国内外の学会での口頭発表にて報告した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
マイクロプロセッサーをもちいたNMR温度計の開発

この研究はパルスNMR法によって1K以下の温度領域、特に10mK以下の温度領域で温度計測を行うマイクロプロセッサーを組み込んだ測定装置を開発し、研究者にとって使いよい温度計として完成させることであった。過去に作られたNMR温度計は室温に対する安定度の悪いものが多かった。我々が調べたところ,不安定性の主要な原因は同調回路のインダクタンスの温度特性の悪さにあることが判明した。受信回路とパルス発生回路のLC同調回路をCR同調回路へ変えることにより温度特性を格段に改善することができた。マイクロプロセッサーは時間間隔の測定などに優れた性能をもっており,パルスNMRのコントローラとして最適なものであった。マイクロプロセッサーを組み込んだNMR装置を開発し,そしてプロセッサーの能力を十分に引き出すソフトウェアを開発した。そして,このNMR温度計の性能試験を中心に行った。その結果,ヘリウム3隔解圧力温度計と比較し,0.3mKから固体ヘリウム3の核磁気転移温度まで反強磁性スピン波による融解圧力の温度の4乗に比例する変化を観測し、正しく温度を測定できることが明らかになった。また,15ヵ月の長期使用試験を行い、安定に動作する事が確認できた。この研究はパルスNMR法によって1K以下の温度領域、特に10mK以下の温度領域で温度計測を行うマイクロプロセッサ-を組み込んだ温度測定装置を開発し、研究者にとって使いよい温度計として完成させることを目的とする。10mK以下の温度では核磁化を測定するものがもっとも信頼できる方法である。核磁化の測定方法はいくつかあるが、なかでもパルスNMRによる方法がもっとも簡便でかつ信頼でき測定温度領域も広い。さらにパルスNMRによる温度測定はナノケルビン温度領域まで使用できる可能性があり、この装置が研究者に入手できるようになれば、いっそうの低温研究の発展が期待できる。そして、パルス列発生にマイクロプロセッサ-の利用はこのような装置に極めて有効である。過去に作られたNMRの温度計は室温に対する安定度の悪いものが多かったが、受信回路のLC同調回路をCR同調回路へ変えることにより温度特性を格段に改善することができた。マイクロプロセッサ-を組み込んだNMR装置を組み立てたが、ソフトウェアが不十分なためにパルスシ-ケンスの一部しか発生できず、またGPIBのインタ-フェイス機能もデ-タ送出だけにとどまっているなど不十分な点が多かった。しかし、パルス発生回路の改善、安定度の高い測定回路の開発とマイクロプロセッサ-(8086)のソフトウェアの開発を行い、パルスNMR信号受信装置を2MHzまで使用できるよう回路を製作した。パルス発生回路の温度特性を改善するためにCRの波形整形器を設計した。信頼度を向上させるために、ケ-スおよびプリント基板を設計し、製作中である。16ビットのADコンバ-タに見合った安定度を持つように、回路素子の選択をした。試作機を試験するためのNMR実験試料等の準備を進めている。来年度は室温での安定度の測定と、温度測定試料を1mK以下に冷却し試作機の性能試験を行う。この研究は,パルスNMR法によって1K以下の温度領域、特に10mK以下の温度領域で、マイクロプロセッサ-を組み込んだ温度測定装置を開発し、超低温研究者にとって使いよい信頼できる温度計として完成させることを目的とする。10mK以下の温度では、パルスNMR法により核磁化を測定するのがもっとも信頼でき、かつ簡便な方法である。さらにこの温度測定法は、原理的にはナノケルビン温度領域まで使用できる可能性があり、この装置が研究者に入手できるようになれば、いっそうの低温研究の発展が期待できる。パルス列発生に、マイクロプロセッサ-の利用はこのような装置に極めて有効である。マイクロプロセッサ-を組み込んだNMR装置を組み立て、パルス発生回路の改善、マイクロプロセッサ-(8086)のソフトウェアの開発を行い、パルスNMR信号受信装置を2MHzまで使用できるよう回路を製作した。過去に作られたNMR温度計は室温に対する安定度の悪いものが多かったが、受信回路やパルス発生回路のLC同調回路をCR同調回路へ変えることにより温度特性を格段に改善することができた。16ビットのADコンバ-タに見合った安定度を持つように、回路素子や基板、ケ-スの選択をした。完成した試作機を、核断熱消磁温度で、^3He融解圧力温度計と比較試験をし、0.3mKから極めて優れた性能を持っていることが実証された。マイクロプロセッサ-の雑音も小さく、測定による発熱も10pW程度であり、満足できるものであった。現在、長期間の安定試験を進めている。

その結果,ヘリウム3隔解圧力温度計と比較し,0.3mKから固体ヘリウム3の核磁気転移温度まで反強磁性スピン波による融解圧力の温度の4乗に比例する変化を観測し、正しく温度を測定できることが明らかになった。また,15ヵ月の長期使用試験を行い、安定に動作する事が確認できた。
歯の形態の個体レベルでの解析による先史・原史時代日本列島住民の地域性と系譜

北海道の続縄文時代人と九州ならびに本州の古墳時代人に大陸からの渡来者の遺伝的影響がどの程度まで及んでいたかを、縄文人および渡来系弥生人の歯冠計測値を用いた判別関数を個体ごとに適用することによって検証した。続縄文時代人については、オンコロマナイ、坊主山、茶津4号洞穴、南有珠7、礼文華、大川GP2(擦文時代)の各遺跡から出土した人骨を対象とした。茶津4号の4例、礼文華1号、オンコロマナイ1A号および擦文時代の大川GP2が渡来系と判別された。ただし、オンコロマナイの1体と茶津4号洞穴の5体はオホーツク系の可能性が示唆された。一方、大川と礼文華については弥生人的であった。一方、古墳時代人の個体ごとによる判別の結果は、九州北部では渡来系の要素が最も濃厚であるが、関東ではその比率が下がるという地理的勾配がみられた。これらの地域での縄文系対渡来系の比率は、九州北部で1:9、近畿・中国が2:8、関東では3:7であった。東北地方は、サンプル数が限られるが渡来者の遺伝的影響が明らかに当地域まで及んでいたことが示唆された。従来の歯冠計測値の地域ごとの平均値による比較では、このような明瞭な地域差はみいだせなかったことであり、今回のように個体レベルで分析した意義は大きい。また弥生時代から古墳時代における人の移動は、本州のみならず北海道においても予想以上にダイナミックであり、朝鮮半島のみならず沿海州などの北方からも大陸系の集団が渡来していたことが示唆された。
急性骨髄性白血病の遺伝子変異による予後予測

急性骨髄性白血病(AML)190例中、FLT3-ITDを18%、NPM1変異を23%、CEBPA変異を12%に認め、FLT3-ITD例と遺伝子変異を認めない例の予後が不良であった。また、IDH1変異を8%、IDH2変異を10%に認め、IDH2変異例は有意に予後不良であった。既知の遺伝子変異がないAML症例で、RNA結合蛋白TIS11Dの欠失を新しく同定した。野生型TIS11DはS期進行の遅延による増殖抑制を来し、変異型では増殖が亢進した。これらの知見による予後予測因子としての意義をさらに確立する急性骨髄性白血病(AML)190例中、FLT3-ITDを18%、NPM1変異を23%、CEBPA変異を12%に認め、FLT3-ITD例と遺伝子変異を認めない例の予後が不良であった。これらの知見による予後予測因子としての意義をさらに確立する本研究は日本成人で最も多い急性骨髄性白血病症例における遺伝子変異の予後予測因子としての有用性を確立することを目的としている。急性骨髄性白血病の治療反応性は病型により異なり、年齢と染色体異常が最も大きな予後因子である。しかし、予後中間群の治療反応性には種々混在し、とくに全体の40%強を占める正常染色体例の予後の幅は広い。臨床的な治療方針、例えば同種造血幹細胞移植の適応の決定に当たっては予後予測は不可欠である。近年、急性骨髄性白血病において受容体型チロシンキナーゼFLT3やヌクレオフォスミンNPM1などの遺伝子変異と予後との関係が明らかにされつつある。本年度は146例の急性骨髄性白血病例の遺伝子変異の有無を網羅的に解析し、予後因子としての有用性を検討した。その結果、FLT3-ITDを27例、FLT3-TKD変異を10例、NPM1変異を33例、CEBPA変異を17例、WT1変異を7例、JAK2変異を2例に認めた。146例中45%にこれらの遺伝子変異を認めた。正常染色体例53例では75%に遺伝子変異を認めた。正常染色体例において、CEBPAとNPM1変異例の全生存率はFLT3-ITD陽性例と比較して有意に良好であった。また、遺伝子変異を認めない群の全生存率はFLT3-ITD陽性例と同様不良であった。これらの結果から、正常染色体例において遺伝子変異の検索は予後予測に有効であることが証明された。遺伝子変異を認めない群の予後が不良であることから、未知の遺伝子変異の探索が重要であることも示唆された。現在、さらに症例を追加して予後との関係を検索中である。さらに、未知の遺伝子異常の解析を進めている。急性骨髄性白血病は染色体転座や遺伝子変異などによる複数の遺伝子異常を基盤に発症し、それぞれ病態や治療反応性が異なることが明らかにされつつある、しかし、まだ遺伝子異常が明らかでない病型も多く、その検索は重要な課題である。本年度は昨年度に引き続き、自施設の急性骨髄性白血病症例146例におけるFLT3、CEBPA、NPM1、WT1およびJAK2遺伝子変異を検索し、その組み合わせが予後予測に有用であることを示した。FLT3-ITDを27例(18%)、FLT3-TKDを10例(7%)、NPM1変異を33例(23%)、CEBPA変異を17例(12%)、WT1変異を7例(5%)およびJAK2変異を2例(1%)に認めた。FLT3-ITDとNPM1変異は重複例が多く、全体では45%にこれらの遺伝子変異を認めた。正常核型急性骨髄性白血病の53例では75%に遺伝子変異が認められた。正常核型急性骨髄性白血病においては肌T3-ITD陽性例とともに遺伝子変異を認めない症例群の予後が不良であった。さらに、これらの既知の遺伝子変異がない症例群において新しい転写因子の欠失による遺伝子変異を同定した。この遺伝子をHela細胞へ導入したところ、野生型では増殖抑制を来すのに対し、変異型では増殖亢進を示した。また、CEBPA遺伝子変異を認める家族性急性骨髄性白血病例を見いだした。家族内で共通のN端変異と異なるC端変異を認め、N端変異は対立遺伝子のC端変異を促進して発症に至ることが強く示唆された。今後はこれらの知見を同一治療プロトコール登録例の検体を用いて検証し、予後予測因子としての意義を確立する。急性骨髄性白血病は染色体転座や遺伝子変異などによる複数の遺伝子異常を基盤に発症し、それぞれ治療反応性が異なることが明らかにされつつある、しかし、遺伝子異常が不明な病型も多く、その検索は重要な課題である。自施設の急性骨髄性白血病症例におけるFLT3、CEBPA、NPM1、WT1およびJAK2遺伝子変異を昨年度に引き続き検索し、さらに、1DH1、1DH2遺伝子変異の検索を加えて予後との関係を解析した。

また、本年度は、これらの既知の遺伝子変異がない症例において、新しく同定したRNA結合蛋白TIS11Dの欠失による遺伝子変異の機能解析を行なった。TIS11D遺伝子をHela細胞へ導入したところ、野生型では増殖抑制を来すのに対し、変異型では増殖亢進を示した。野生型ではカスパーゼ3やH2AXなどのアポトーシス分子のリン酸化の亢進を認めたが、変異型では認めなかった。細胞周期解析では野生型は著明なS期進行の遅延を認めたのに対し、変異型では異常を認めなかった。さらに、野生型ではCHK1やP53などのS期チェックポイントの活性化がみられ、P21の発現は低下していた。このように、RNA結合蛋白TIS11Dは細胞周期S期の進行遅延に関与する蛋白であり、急性骨髄性白血病で認めた変異型では細胞周期回転を促進し、細胞増殖に寄与していると考えられた。TIS11Dの標的分子はまだ十分同定されていないのでさらなる解析を要する。今後はこれらの知見を同一治療プロトコール登録例において検証し、予後予測因子としての意義を確立する。