hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超多端末時代におけるユーザ体感向上を目指す無線ネットワークの実証的基礎研究

平成30年度は以下に取り組んだ.(1)電波資源を極大利用するL2技術:(1-1-1)省電力化の検討:H29年度で考案したFDによる電力効率化を達成する方式を開発し,実装についても検討した.省電力に関してはバックスキャッタ方式も検討した.(1-1-2)端末の多様性を考慮したFD通信方式:前年度からの継続課題として,多様なトラフィックを扱うために,ダウンリンクとアップリンクの非対称性を考慮した手法の評価を行った.(1-2-1)符号化方式を高度に利用する方式として,Massive MIMOで利用されるプリコーディングとポストコーディングの割り当て方式を検討した.(2)低コスト性と柔軟性を兼ね備えたL3技術:(2-1)有線無線ハイブリッドアドホックネットワーク方式:前年度まで取り組んできた方式のまとめを行った.FD通信では,双方向に通信するトラフィックが存在しないとFD本来の性能を発揮しきれない.実環境でのアップとダウンの差について得た知見に基づいて,どの程度トラフィックを集中/分散させるのが良いかを検討した.(3)電波資源を柔軟に利用可能とするL4技術の開発:(3-1)柔軟性を定義する理論モデル:多様なアプリケーションからの種々の要求に応えつつ,時間変動する資源を活用するために,下位層を考慮しながら高信頼性などアプリケーションの要求を満たすL4通信方式であるトランスポートプロトコルを検討した.特にビデオトラフィックに関してダウンロードのみならずアップロード時の有効な方式を開発した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。(1)電波資源を極大利用するL2技術(1-1) FD/SICを高度に利用する方式:(1-1-1)省電力化の検討:無線全二重通信(FD)の省電力化について検討した.送受信回路等のうち不要な回路をスリープさせる方式を考案し,IEEE Globecomなどで発表を行った.(1-1-2)端末の多様性を考慮したFD通信方式:FD端末と半二重通信端末(HD)の混在を想定した制御について検討し,IEEE VTCなどで発表を行った. (1-2)環境観測技術とセンシング:(1-2-1)基本設計:環境観測技術の基礎のために集中制御によって,APが空間の状況を把握している前提で,指向性通信,Clustered NetMIMO等を行う場合の電力伝送効率・通信容量の理論モデルを構築した.(1-2-2)FDを用いた環境観測:FDを用いて,制御信号だけでなく周囲のセンシングを行う方式の基礎を検討した.(1-2-3)無線電力搬送(WPT):複数のAPが連携してWPTを実現する方式を設計し,情報処理学会全国大会で発表した.(1-2-4)無線センシング技術:電波状況を複数APが協調してセンシングし,人の動きなどを推定する方式の基礎を検討した.(2)低コスト性と柔軟性を兼ね備えたL3技術の開発(2-1)有線無線ハイブリッドアドホックネットワーク方式:OpenFlowを用いてフロー毎に動的に経路制御を行うことで輻輳回避やリンク障害回避技術を実現し,情報処理学会全国大会で発表した.(2-2)異種無線システム併用のための仮想化方式:周波数共用方式を援用してAPを仮想化し,実APを必要な資源量に応じて仮想APに割り当てる方式を検討し,情報処理学会全国大会で発表した.(3)電波資源を柔軟に利用可能とするL4技術の開発柔軟性を定義する理論モデル:多様な要求に応えつつ資源を活用するL4の基礎を検討した.IEEE GlobecomやIEEE VTCなど著名な国際会議での4件発表を行っており、世界的に注目されている成果を挙げている。また、6件の国内発表では発表賞などを受賞しており、優れた成果と認められいてるため。(1)電波資源を極大利用するL2技術:(1-1)FDによって電力効率化を達成する方式を考案しその詳細を調査した.また,多様なトラフィックを扱うために,ダウンリンクとアップリンクの非対称性を考慮した手法を検討した.(1-2)分割・集約トラフィックシェーピングMACについて検討した.(1-3)レートレス符号等とFDを用い,制御信号によっていち早く周波数資源を解放する方式を検討した.また,無線電力搬送とデータ伝送を同時に行うために,複数のAPが連携して電力を供給する方式を設計し詳細に評価した.さらに,無線センシング技術として,周囲の電波状況をセンシングし,人数などを推定する方式の実験を行った.(2)低コスト性と柔軟性を兼ね備えたL3技術の開発:(2-1)有線無線ハイブリッドアドホックネットワーク方式:OpenFlowを用いてフロー毎に動的に経路制御を行うことで輻輳回避やリンク障害回避技術を行う方式を設計し,パス遅延や復旧時間などを計測し性能を評価した.(2-2)異種無線システム併用のための仮想化方式:L2情報を利用したより適切な割り当てを実現する方式拡張を検討した.また,802.11およびZigbeeが混在した環境において動作する手法を開発し,その実現性と性能を検討した.(3)電波資源を柔軟に利用可能とするL4技術:時間変動する資源を活用するために,L4の信頼性,帯域,遅延に関して基礎検討した.(4)実験システムによる実証実験:無線通信基礎実験装置を設計して評価実験の準備を行った.特に,ディジタルキャンセルに関する実験装置を製作した.IEEE Transactionなどの著名な論文誌、IEEE Globecom, PIMRCなど著名な国際会議での発表を行っており、世界的に注目されている成果を挙げている。また、国内発表でも優秀発表賞などを受賞しており、優れた成果と認められいてるため。

平成30年度は以下に取り組んだ.(1)電波資源を極大利用するL2技術:(1-1-1)省電力化の検討:H29年度で考案したFDによる電力効率化を達成する方式を開発し,実装についても検討した.省電力に関してはバックスキャッタ方式も検討した.(1-1-2)端末の多様性を考慮したFD通信方式:前年度からの継続課題として,多様なトラフィックを扱うために,ダウンリンクとアップリンクの非対称性を考慮した手法の評価を行った.(1-2-1)符号化方式を高度に利用する方式として,Massive MIMOで利用されるプリコーディングとポストコーディングの割り当て方式を検討した.(2)低コスト性と柔軟性を兼ね備えたL3技術:(2-1)有線無線ハイブリッドアドホックネットワーク方式:前年度まで取り組んできた方式のまとめを行った.FD通信では,双方向に通信するトラフィックが存在しないとFD本来の性能を発揮しきれない.実環境でのアップとダウンの差について得た知見に基づいて,どの程度トラフィックを集中/分散させるのが良いかを検討した.(3)電波資源を柔軟に利用可能とするL4技術の開発:(3-1)柔軟性を定義する理論モデル:多様なアプリケーションからの種々の要求に応えつつ,時間変動する資源を活用するために,下位層を考慮しながら高信頼性などアプリケーションの要求を満たすL4通信方式であるトランスポートプロトコルを検討した.特にビデオトラフィックに関してダウンロードのみならずアップロード時の有効な方式を開発した.今後は、以下の課題に取り組む(1)電波資源を極大利用するL2技術(1-1) FD/SICを高度に利用する方式(1-1-1)省電力化の検討:送受信を合わせる省電力化方式を実験等によってさらに検討する.(1-1-2)端末の多様性を考慮したFD通信方式:ダウンリンクとアップリンクの非対称性を考慮した手法を検討する.(1-2)分割・集約トラフィックシェーピングMACの設計を行う.(1-3)環境観測技術とセンシング(1-3-1) FDを用いた環境観測:レートレス符号等とFDを用いて,いち早く周波数資源を解放する方式を開発する.(1-3-2)無線電力搬送:逆ビジートーン駆動無線電力伝送プロトコルを開発する.(2)低コスト性と柔軟性を兼ね備えたL3技術(2-1)有線無線ハイブリッドアドホックネットワーク方式実際のOpenFlowスイッチを用いてパス遅延やスループット,障害時の復旧時間などを計測し,問題点を明らかにし対処法を検討する. (2-2)異種無線システム併用のための仮想化方式L2情報を利用したクロスレイヤ制御によってより適切な割り当てを実現する方式拡張を検討する.(3)電波資源を柔軟に利用可能とするL4技術時間変動する資源を活用するために,L4の信頼性,帯域,遅延を特徴付ける理論を検討する.また,チャネルの変動に対して実際の符号化や変調方式を用いるとどの程度限界値に近づけるかの検討を行う.また,実環境における性能についても検討する.
内因性レクチンを薬剤キャリアーとする新規がん治療開発

本研究はこれまでの抗原抗体反応に依存した分子標的治療薬に代わる方法として、癌細胞特異的な糖鎖とそれに特異反応するレクチン(糖結合タンパク)の組み合わせを見つけ、レクチンによる効率面、経済面に優れた薬剤送達の実現を目指すものである。平成29年度は、主に標識レクチンを用いた各種癌組織における糖鎖発現解析を行い、それぞれの癌腫に特異的に反応するレクチンの同定を行った。筑波大学付属病院倫理委員会の承認を得て、手術検体を用いた組織アレイの作成を行った。具体的な癌腫としては、食道、胃、大腸、膵臓(膵腺癌、神経内分泌腫瘍、IPMN)、胆管、肝、乳、肺(腺癌、扁平上皮癌)をそれぞれパイロット的に20症例の組織アレイを作成した。使用したレクチンはそれぞれの認識する糖鎖別に4パターン(フコシル化、シアル化、N型糖鎖分岐、O型糖鎖分岐)に分類し、合計14種類のレクチンで行った。標識レクチンを用いた免疫化学染色を行い、癌細胞に特異的に反応するレクチンを数種類同定した。その結果、大腸癌、結腸癌に特異的に反応し、正常大腸上皮に反応しないレクチンAを同定、更に我々が既に発見し論文報告した膵癌細胞に特異的に反応するBC2レクチン(Shimomura O et al., Molecular Cancer Therapeutics 2018)とは別に、新たに膵癌細胞、膵粘液産生腫瘍(IPMN)に高い反応性を示し、正常膵管上皮に反応しないレクチンBの同定にも成功した。これらの知見は今度更に症例数を増やして確認していく予定である。今後共同研究先である産総研創薬基盤チームと合同でレクチン工学の技術を用いて、これらのレクチンと薬剤の融合薬を作成し、In vitro、In vivoで抗がん作用を検証していく予定である。本年度は各種癌における特異反応するレクチンの探索を中心に行った。倫理委員会に承認を得て、免疫組織化学染色を行うための組織アレイを各種癌の手術検体を用いて作成した。これを用いて網羅的なレクチン染色により、大腸癌、膵癌の癌細胞に特異的に反応性を有するレクチンを同定することができた。現在、同定したレクチンを用いて、有効な抗がん作用を有する薬剤とのタンパクもしくは、薬剤と融合させ、薬剤融合型レクチン(Lectin Drug Conjugate;LDC)を作成中である。効率的なレクチン融合薬の作成、精製を調整中である。今後は他の癌腫でのさらなる検討や、レクチンの種類を増やして同様の解析を行い癌ーレクチンの組み合わせを増やしていく。その癌ーレクチンの組み合わせの中から、最も特異性の高い数種類の組み合わせを同定し、レクチン染色を再検討し、陽性症例の割合、癌細胞集団の中での陽性細胞の割合を検討する。同定されたレクチンが改変可能であるものを選定し、薬剤融合によりレクチン薬剤複合体(LDC)を作成する。さらにそのLDCがIn vitro、In vivoでの抗がん作用、殺細胞効果を検証していく。また最適なレクチンー薬剤の組み合わせについても検証していく予定である。具体的な癌腫としては、食道、胃、大腸、膵臓(膵腺癌、神経内分泌腫瘍、IPMN)、胆管、肝、乳、肺(腺癌、扁平上皮癌)をそれぞれパイロット的に1020症例の組織アレイを作成し、標識レクチンを用いた免疫化学染色を行い、癌細胞に特異的に反応するレクチンを同定した。これらの知見は今度更に症例数を増やして確認するとともに、他の癌腫においても特定的に反応するレクチンの発見を行っていく予定である。

平成29年度は、主に標識レクチンを用いた各種癌組織における糖鎖発現解析を行い、それぞれの癌腫に特異的に反応するレクチンの同定を行った。筑波大学付属病院倫理委員会の承認を得て、手術検体を用いた組織アレイの作成を行った。具体的な癌腫としては、食道、胃、大腸、膵臓(膵腺癌、神経内分泌腫瘍、IPMN)、胆管、肝、乳、肺(腺癌、扁平上皮癌)をそれぞれパイロット的に20症例の組織アレイを作成した。使用したレクチンはそれぞれの認識する糖鎖別に4パターン(フコシル化、シアル化、N型糖鎖分岐、O型糖鎖分岐)に分類し、合計14種類のレクチンで行った。標識レクチンを用いた免疫化学染色を行い、癌細胞に特異的に反応するレクチンを数種類同定した。その結果、大腸癌、結腸癌に特異的に反応し、正常大腸上皮に反応しないレクチンAを同定、更に我々が既に発見し論文報告した膵癌細胞に特異的に反応するBC2レクチン(Shimomura O et al., Molecular Cancer Therapeutics 2018)とは別に、新たに膵癌細胞、膵粘液産生腫瘍(IPMN)に高い反応性を示し、正常膵管上皮に反応しないレクチンBの同定にも成功した。これらの知見は今度更に症例数を増やして確認していく予定である。今後共同研究先である産総研創薬基盤チームと合同でレクチン工学の技術を用いて、これらのレクチンと薬剤の融合薬を作成し、In vitro、In vivoで抗がん作用を検証していく予定である。本年度は各種癌における特異反応するレクチンの探索を中心に行った。倫理委員会に承認を得て、免疫組織化学染色を行うための組織アレイを各種癌の手術検体を用いて作成した。これを用いて網羅的なレクチン染色により、大腸癌、膵癌の癌細胞に特異的に反応性を有するレクチンを同定することができた。現在、同定したレクチンを用いて、有効な抗がん作用を有する薬剤とのタンパクもしくは、薬剤と融合させ、薬剤融合型レクチン(Lectin Drug Conjugate;LDC)を作成中である。効率的なレクチン融合薬の作成、精製を調整中である。今後は他の癌腫でのさらなる検討や、レクチンの種類を増やして同様の解析を行い癌ーレクチンの組み合わせを増やしていく。その癌ーレクチンの組み合わせの中から、最も特異性の高い数種類の組み合わせを同定し、レクチン染色を再検討し、陽性症例の割合、癌細胞集団の中での陽性細胞の割合を検討する。同定されたレクチンが改変可能であるものを選定し、薬剤融合によりレクチン薬剤複合体(Lectin-drug conjugate)を作成する。同定されたレクチンが改変可能であるものを選定し、薬剤融合によりレクチン薬剤複合体(LDC)を作成する。さらにそのLDCがIn vitro、In vivoでの抗がん作用、殺細胞効果を検証していく。また最適なレクチンー薬剤の組み合わせについても検証していく予定である。実験を遅滞なく進めることができたため、動物、試薬等が計画よりも少ない使用量となったため次年度使用額が生じた。次年度では癌特異的なレクチンの選定に必要な組織アレイの作成、免疫化学染色を予定しており、それらに使用する染色関連の消耗品に使用する。
新しい胚培養法および胚移植法によるヒト体外受精・胚移植法の開発

本研究の最終年度に当たっては、まず(1)胚発生阻害或いは発生停止が生ずる原因について更に詳細にその原因を追求する事、(2)高い胚発生効率をもたらす胚培養法についてこれをヒト胚培養に応用し、動物実験レベルでの成果が人にも適用可能かどうかについて最終的な結果を出す事、(3)動物実験レベルで子宮内膜内胚移植法の効果を更に詳細に解析し移植のタイミング、移植の部位、移植胚数、着床率、等についての結果を明らかにし、これに基づいてヒト体外受精胚移植法における子宮内膜内移植に要するカテーテルの開発を行い、(4)ヒト体外受精胚移植法に臨床応用する事を目標とした。その結果、以下の事が明かとなった。(I)IN Vitro胚発生停止をもたらす因子はマウス胚培養系で検討する限りInVtroで胚が遭遇するOxidative Stressによるものと理解され、具体的には細胞周期の調節因子の活性発現阻害がその大きな原因である事が明かとなり、低酸素下、低照度下、更にR-MEMによる培養で高い発生効率の得られる事が明かとなった。(II)この原理をヒト体外受精に応用したところヒト胚でも高い胚発生効率がえられ、60%程度の胚盤胞率が得られた。(III)子宮内膜内胚移植法を行い従来の子宮腔内移植法では着床の見られなかった日令でも着床の成立する事が明かとなり、胚の子宮上皮への接着、それに引き続く子宮内膜間質への侵入と言った過程は省略できる事も明かとなった。(IV)これらから得られた知見をもとにヒト体外受精胚移植法において低酸素下、低照度下、及びR-MEMを培養液に用いて胚培養を行い従来法にひして高い胚盤胞率と、妊娠率を得た。開発したかテーテルを用いた子宮内膜内胚移植法の成果だけは現在進行中でまだ結果は得ていない。この様におよそ予定した研究手順に従って大きな成果が得られたと言える。研究は当初予定した如く順調に進行し,研究計画調書に記載された項目について種々検討を行なったところ以下の諸点が具体的事実として明らかとなった。1.マウス前核期胚培養において見られる発生停止胚を超微形態学的に観察すると細胞膜や細胞内オルガネラ等には異常は認められないものの,ミトコンドリアが40-200個程度の凝集塊を形成していることが判明した。2.3H-SODの取り込み実験の結果,小量のSODが胚内部に取り込まれることが明らかとなった。3.ThioredoxinおよびSODを培養液に添加することにより2-Cell block現象が解除され,同時にMPF活性も回復することが明らかとなった。4.SOD添加培養で得られたマウス胚盤胞を同系メスにも移植し,産仔を得た。約200匹を生産せしめた場合産仔の形態等に特に異常なく,また継代繁殖を行った場合もその生殖能力,産仔の数,平均体重等に異常を認めなかった。5.子宮内膜内胚移植をマウス胚盤胞およびマウス子宮を用いて行なうと,移植胚当り68%の生存胎仔が得られた。同じ胚移植操作をハムスター胚とマウス子宮の間で行うと,マウス子宮にDeciduomaの形成が認められるものの胚自体の発生は極めて低率で,恐らく抗体を中心とした免疫系により排除されたものと考えられた。6.ヒト胚の子宮内膜内移植用カテーテルの試作品を作成することが出来た。以上これまでに得られた結果をもとに今後研究計画調書にもとずいて子宮内膜内

胚移植によって成立した妊娠においてみられる胚発生の過程と自然に成立した妊娠においてみられるそれとを比較することや,これまでに作成したヒト胚の子宮内膜内移植カテーテルの有用性を確認することや,さらに動物モデルにおける胚培養成績と胚の子宮内膜内移植による妊娠率および産仔の健常性に関する基礎データを得ることを試み,ヒト体外受精胚移植法への応用の実験的根拠を得る。研究は、当初予定した如く順調に進行し、研究計画調書に記載された項目について種々検討を行ったところ以下の諸点が具体的事実として明らかとなった。1.マウス前核期胚培養においてみられる発生停止胚を超微形態学的に観察すると細胞膜や細胞内オルガネラ等には異常は認められないものの、ミトコンドリアが40-200個程度の凝集塊を形成しているこが判明した。2.3H-SODの取り込み実験の結果、少量のSODが胚内部に取り込まれることが明らかとなった。3.ThioredoxinおよびSODを培養液に添加することにより2-Cell block現象が解除され、同時にMPF活性も回復することが明らかとなった。4.SOD添加培養で得られたマウス胚盤胞を同系メスにも移植し、産仔を得た。約200匹を生産せしめた場合、産仔の形態等に特に異常もなく、また継代繁殖を行った場合もその生産能力、産仔の数平均体重等に異常を認めなかった。5.子宮内膜内胚移植をマウス胚盤胞およびマウス子宮を用いて行うと、移植胚当たり68%の生存胎仔が得られた。同じ胚移植操作をハムスター胚とマウス子宮の間で行うとマウス子宮にDeciduomaの形成が認められるものの胚自体の発生は極めて低率で、恐らく抗体を中心とした免疫系により排除されたものと考えられた。6.ヒト胚の子宮内膜内移植用カテーテルの試作品を作成することができた。本研究の最終年度に当たっては、まず(1)胚発生阻害或いは発生停止が生ずる原因について更に詳細にその原因を追求する事、(2)高い胚発生効率をもたらす胚培養法についてこれをヒト胚培養に応用し、動物実験レベルでの成果が人にも適用可能かどうかについて最終的な結果を出す事、(3)動物実験レベルで子宮内膜内胚移植法の効果を更に詳細に解析し移植のタイミング、移植の部位、移植胚数、着床率、等についての結果を明らかにし、これに基づいてヒト体外受精胚移植法における子宮内膜内移植に要するカテーテルの開発を行い、(4)ヒト体外受精胚移植法に臨床応用する事を目標とした。その結果、以下の事が明かとなった。(I)In Vitro胚発生停止をもたらす因子はマウス胚培養系で検討する限りIn Vtroで胚が遭遇するOxidative Stressによるものと理解され、具体的には細胞周期の調節因子の活性発現阻害がその大きな原因である事が明かとなり、低酸素下、低照度下、更にR-MEMによる培養で高い発生効率の得られる事が明かとなった。(II)この原理をヒト体外受精に応用したところヒト胚でも高い胚発生効率がえられ、60%程度の胚盤胞率が得られた。(III)子宮内膜内胚移植法を行い従来の子宮腔内移植法では着床の見られなかった日令でも着床の成立する事が明かとなり、胚の子宮上皮への接着、それに引き続く子宮内膜間質への進入と言った過程は省略できる事も明かとなった。(IV)これらから得られた知見をもとにヒト体外受精胚移植法において低酸素下、低照度下、及びR-MENを培養液に用いて胚培養を行い従来法にひして高い胚盤胞率と、妊娠率を得た。開発したかテーテルを用いた子宮内膜内胚移植法の成果だけは現在進行中でまだ結果は得ていない。
アルデヒド複合体の解毒から新たなパーキンソン病の発症機構に迫る

DJ-1は潜性遺伝性パーキンソン病の原因遺伝子であるが、その分子機能は未だ謎に包まれている。研究代表者はDJ-1が「チオールと結合した内在性アルデヒド:メチルグリオキサール(MGO)の加水分解酵素である」ことを報告したが(松田ら、Sci. Rep. 2017)、DJ-1がMGO以外のアルデヒドに対して作用するかどうかは不明であり、また想定反応産物が実際に産生されていることを確認した仕事も殆ど存在しない。そこで実験計画書に記載した通りにNMRを用いた解析を試みた。重水リン酸Buffer中でMGOを野生型DJ-1あるいは不活性型DJ-1変異体(C106S)と反応させた後に、NMR装置を用いて1Hスペクトルを測定した。すると野生型DJ-1と反応させた時にのみMGOの化学シフトのパターンが大きく変化した。MGOと同様のα-oxoaldehydeであるグリオキサール(GO)を野生型DJ-1と反応させた際にも化学シフトのパターン変化が観察されたが、グリセルアルデヒド・ギ酸・グリオキシル酸などの他のアルデヒドをDJ-1と反応させても、パターン変化は観察されなかった。MGOやGOにDJ-1が作用すると、MGOから乳酸が、GOからグリコール酸が産生すると予想される。そこで、MGOとDJ-1の反応後産物と乳酸を、あるいはGOとDJ-1の反応後産物とグリコール酸を、比較したところ、両者の化学シフトパターンは良く一致した。類似するα-ケト酸としてピルビン酸とGlyoxylic acidをDJ-1と反応させても、化学シフトのパターン変化は全く観察されなかった。上記の実験から、(1)DJ-1はアルデヒドの中でもα-oxoaldehydeを基質にすること、(2)α-ケト酸とは反応しないこと、(3)DJ-1が作用した後の最終産物はα-hydroxy acidであること、が示された。実験計画書に記載した「NMRを用いて、他のアルデヒドに対するDJ-1の作用を検討するとともに、DJ-1の反応様式を解析し、最終的には本研究を通じてDJ-1の新規基質の同定を目指す」に関しては、研究は比較的順調に進行している。NMRを用いた解析については当初予定通りに進めていくとともに、ショウジョウバエを用いた遺伝学的な解析については苦労している部分もあるので、専門家に意見を聞きながら研究を進めていく。
癌化学療法による味覚障害の発現機序の解明と対策の検討

本研究の目的は基礎および臨床の両面からの研究により、がん化学療法による味覚障害の発現機序を解明し、合理的な対策の端緒をつかむことを最終目標としている。基礎的研究:ラットを用いた動物実験において、抗がん剤の味覚への影響を甘味と塩味を用いて2ビン法で検討したところ、塩味と比較して甘味の嗜好性への影響が大きかった。臨床研究:乳癌と血液癌に対する異なる化学療法を行っている患者を対象に味覚への影響を検討したところ、味質への影響に違いがあった。それぞれの抗がん剤は特異的に味覚を修飾していることが示唆された。本研究の目的は基礎および臨床の両面からの研究により抗がん化学療法による味覚障害の発現機序を解明し、合理的な対策の端緒をつかむことを最終目的としている。まず動物実験による基礎的実験については2ビン法を用いて正確な飲水量の測定法を確立させるための予備実験を行った。自動給水装置(TV-25)とボール入り先管ステンレス(TD-100)を用いて2ビン法での飲水量を、異なる個体で統計学的に比較し、さらに同一個体における比較も行った。自動給水装置(TV-25)はラットによっては飲水困難な個体もおり一定した飲水量とならなかった。それに比し、ボール入り先管ステンレス(TD-100)は安定した飲水量となり、本実験ではこのボール入り先管ステンレス(TD-100)を用いて2ビン法による飲水量の測定を行うことに決定した。実験動物に用いているラットは低濃度の塩を好むことがわかっている。そこで抗癌剤の1つである「タキソール(パクリタキセル)」をレジメンに従い投与することにより起こる低濃度嗜好性の変化について観察した。これまでの基礎的研究を行った実験結果から抗癌剤「タキソール」が低濃度の塩味嗜好性に大きな影響を及ぼしている可能性が観察された。また糖の嗜好性については塩味の嗜好性とは異なる変化が観察され、タキソールが味質により異なる変化をもたらす可能性が示唆された。「タキソール」の塩味嗜好性変化については2ビン法よる飲水量測定による行動学的実験に加え、免疫組織学的変化も分析を現在行っている。本研究の目的は基礎及び臨床の両面からの研究により、がん化学療法による味覚障害の発現機序を解明し、合理的な対策の端緒をつかむことを最終目的としている。基礎的研究:ラットを用いた動物実験において、抗がん剤「タキソール」の味覚への影響をラットの嗜好性の高い甘味(ショ糖)を用いて2ビン法にて検討した。「タキソール」をラット腹腔内へ投与することにより味覚への影響を検討したところ、投与後2ー3日から抗がん剤による甘味嗜好性の変化が出現し、有意に嗜好性の低下が観察された。しかし投与中止後数日でその回復が見られた。塩味についても検討したところ、甘味よりも嗜好性の影響は小さかった。臨床研究:昨年度は長崎大学病院口腔顎顔面外科の患者を対象に研究を検討したが、該当する患者がいないため、本年度より血液内科および第一外科・第二外科の協力を得て臨床研究を行うこととした。長崎大学病院血液内科との共同研究により、RーCHOP療法を用いて治療を行っている患者を対象に味覚の変化について検討している。また第一外科・第二外科との共同研究によりFEC100療法を用いて治療を行っている患者を対象に味覚の変化について検討している。現在データ採取を継続的に行っている。本研究の目的は基礎および臨床の両面からの研究により、がん化学療法による味覚障害の発現機序を解明し、合理的な対策の端緒をつかむことを最終目的としている。基礎的研究:ラットを用いた動物実験において、アルカロイド系抗癌剤パクリタキセルの味覚への影響をラットの嗜好性が著名に高い甘味(ショ糖)・嗜好性の高い塩味(低濃度)・忌避反応を示す塩味(高濃度)を用いて2ビン法にて検討した。抗癌剤パクリタキセルをラットへ腹腔内投与することにより味覚への影響を検討したところ、甘味はもっとも影響が大きく嗜好性の低下が観察され、また低濃度の塩味にも嗜好性低下傾向がみられた。高濃度塩味に関しては忌避反応が抑制される傾向が観察された。これらの結果から抗癌剤パクリタキセルは、甘味および低濃度の塩味、高濃度塩味に対して感度の低下を引き起こすことが示唆された。さらに高濃度の塩味に対する忌避は酸味と苦味の味覚トランスダクションに関与しているとの報告がある。抗癌剤パクリタキセルは酸味と苦味にも影響することが示唆された。また代謝拮抗薬フルオロウラシルによる味覚変化についても、アルカロイド系抗癌剤タキソール同様に嗜好性の高い甘味・低濃度の塩味を用いて検討した。臨床研究:長崎大学病院血液内科および第一外科・第二外科の協力を得て臨床研究を行った。血液内科では、R-CHOP療法による治療を行っている患者を対象に味覚の変化について検討した。また第一外科・第二外科では、FEC100療法およびドセタキセルによる治療を行っている患者を対象に味覚の変化について検討した。それぞれのレジメンにより味覚変化に違いがあり、抗がん剤による味覚への影響は薬剤により異なることが示唆された。

基礎的研究:ラットを用いた動物実験において、抗がん剤の味覚への影響を甘味と塩味を用いて2ビン法で検討したところ、塩味と比較して甘味の嗜好性への影響が大きかった。臨床研究:乳癌と血液癌に対する異なる化学療法を行っている患者を対象に味覚への影響を検討したところ、味質への影響に違いがあった。それぞれの抗がん剤は特異的に味覚を修飾していることが示唆された。本研究は基礎および臨床の両面からの研究を行う計画である。基礎的研究:動物(ラット)による実験から抗がん剤「タキソール」による味覚への影響に関する研究は順調に進展しており、データを積み重ねている。臨床研究:長崎大学病院においては昨年度口腔顎顔面外科の患者対象では該当者がなく問題があった。そこで倫理委員会へ変更申請を行い血液内科・第一外科・第二外科の協力を得て、それぞれの患者を対象として臨床研究を進めている。今までのところ、血液内科にてR-CHOP療法による治療を行っている患者6名、第一外科・第二外科にてFEC100療法による治療を行っている患者9名(ただし転院等で中断した患者も含めて)についてレジメンのコースごとでの継続的な味覚検査を行い、データを収集している。味覚本年度も前年度同様、基礎的研究と臨床研究を並行して行う予定である。基礎的研究に関して今後は抗がん剤(植物アルカロイド)「タキソール」による塩味の嗜好性変化について得られたデータを詳細に分析するとともに、他の味物質についても検討する。また抗がん剤(代謝拮抗剤)「5FU」の味覚への影響についても「タキソール」同様に行う予定である。さらにそれぞれの抗がん剤における味覚の変化を分析することにより、免疫組織学的分析方法を検討し、組織学的変化を詳細に分析する予定である。臨床研究に関して対象患者変更に伴い、レジメン「RーCHOP療法」と「FEC100療法」を用いた化学療法患者を対象としてレジメンのコースごとの変化を含めてデータ採取を継続的に行う予定である。動物(ラット)による実験から抗癌剤による味覚への影響に関する研究はデータを積み重ねて、順調に進展している。それに対して臨床研究は長崎大学大学院医歯薬学総合研究科にて倫理委員会の承認を得て、長崎大学病院口腔顎顔面外科の患者を対象としているが、これまで本研究に該当する患者がいない現状で、基礎的研究に比し、遅れが出ている。基礎的研究のラットを用いた実験において毎日データ採集を行わなければならず、国際学会等への参加を断念したことと、臨床研究において協力患者の確保が思うように進まなかったため。基礎的研究に関して今後はさらに抗癌剤「タキソール」による塩味・甘味の嗜好変化の詳細について検討するとともに、他の味質(酸味・苦味)についても検討する予定である。また「タキソール」とは作用機序の異なる抗がん剤「5-FU」の味覚への影響についてラットによる動物実験により「タキソール」と同様に解明していく予定である。臨床的研究に関して現在の対象とする患者では研究を継続させることが困難であるため、対象患者の変更も含めて検討を行う。本年度も基礎的研究を遂行するにあたり、毎日の測定が必要のため学会、特に国際学会への参加は困難と思われる。臨床実験および基礎的実験の物品費として使用する予定である。基礎的実験は計画通り進んでいるが、臨床学的研究に関して対象者の問題があり本年度の研究がやや遅れているため当初の計画より使用額が少なくなったため。
先端的進化算法と機械学習を活用した高速化算法開発と実時間生産システムへの応用

各種半導体デバイスは仕様書の所定時間制約下で実時間の処理が行われ,この制約内で要求仕様の諸機能処理が実行できない場合には不良品となり,生産効率に大きく影響する.各種半導体素子の生産システムや列車の運行管理システム等は実時間ベースで稼働していることから,従来の数理計画ソフトウェアによる最適解法では対処できなくなり,高速処理可能なアルゴリズム開発が強く求められている.本研究は研究代表者らが開発を続けてきたハイブリッド型進化計算法に基づく最適化スケジューリング設計に,機械学習を組み入れた高速分散並列型進化計算法を開発し,実践的生産計画や列車運行スケジューリングの高速型アルゴリズム研究を開発する.各種半導体デバイスは仕様書の所定時間制約下で実時間の処理が行われ,この制約内で要求仕様の諸機能処理が実行できない場合には不良品となり,生産効率に大きく影響する.各種半導体素子の生産システムや列車の運行管理システム等は実時間ベースで稼働していることから,従来の数理計画ソフトウェアによる最適解法では対処できなくなり,高速処理可能なアルゴリズム開発が強く求められている.本研究は研究代表者らが開発を続けてきたハイブリッド型進化計算法に基づく最適化スケジューリング設計に,機械学習を組み入れた高速分散並列型進化計算法を開発し,実践的生産計画や列車運行スケジューリングの高速型アルゴリズム研究を開発する.
ジョチ・ウルス外交関係-東欧・西アジア・中央アジアの境域世界において-

本年度は、2006年3月に『オリエント』に投稿した「13世紀後半におけるジョチ・ウルスとマムルーク朝の外交関係」と題する論文の査読結果を受け、本論文の改訂作業を行った。本論文を、2007年8月に再び『オリエント』に投稿する予定である。本論文は、13世紀後半の東地中海地域における多国間外交を扱ったものであり、その外交において、東地中海地域における貿易活動は大きな影響を与えている。そのため本年度は、この東地中海地域における奴隷を中心とする貿易において、中心的な役割を担ったとされているジェノヴァ商人に関する先行研究の整理を行った。また、マムルーク朝で執筆されたアラビア語史料の記述と、ビザンツ帝国で執筆されたギリシャ語史料の記述から、ジョチ・ウルスとマムルーク朝とビザンツ帝国の外交使節が、それぞれの国家の友好関係を築くという外交的任務と、活発な貿易活動を導くという商業的任務を兼ね備えていたという結論を導き出した。これらの外交使節の具体的な役割に関しては、今後も検討していきたいと考えている。これらの研究を踏まえて、今後はジョチ・ウルスにおける黒海北岸地域の意義を考察する予定である。また、本年度5月には、昨年度に投稿した以下の書評と紀行が刊行された。・書評「赤坂恒明『ジュチ裔諸政権史の研究』」『オリエント』48-2,2005,186-193.・紀行「ジョチ・ウルスの外交関係にかかわる地域を訪ねて-黒海周辺5ヶ国紀行-」『内陸アジア史研究』21,2006,97-106.2005年6月から7月にかけて、トルコにて史料調査を行った。期間中、主にイスタンブルに滞在し、トプカプサライ博物館やイサム図書館、その他多くの書店において、またカイセリ考古学博物館(カイセリ)において、資料調査・文献収集活動を行った。また、その他の国においても、滞在期間は短期間であったものの、同様の活動を行い、ルーマニアでは考古学博物館(コンスタンツァ)、ブルガリアでは歴史博物館(シューメン)と国立図書館(ソフィア)、ギリシャでは貨幣博物館(アテネ)などにおいて、多くの成果を得ることができた。2005年10月30日に日本オリエント学会第47回大会(九州大学)において、「13世紀後半におけるジョチ・ウルスとマムルーク朝の外交関係」と題する発表を行った。なお、これに際しては、大学院生学会報告助成を受けた。2005年12月1922日に中東・イスラーム研究セミナー(東京外国語大学)に参加し、「13世紀後半におけるジョチ・ウルスとマムルーク朝の外交関係-マムルーク貿易との関連性-」と題する発表を行った。2006年3月1718日に第4回中央アジア古文書研究セミナー(京都外国語大学)に参加する予定である。また、現在、以下の二本の原稿執筆を行っている。・紀行「ジョチ・ウルスの外交関係に関わる地域を訪ねて-黒海周辺5ヵ国紀行-」『内陸アジア史研究』(査読中)・論文「13世紀後半におけるジョチ・ウルスとマムルーク朝の外交関係」『オリエント』(投稿予定)本年度は、2006年3月に『オリエント』に投稿した「13世紀後半におけるジョチ・ウルスとマムルーク朝の外交関係」と題する論文の査読結果を受け、本論文の改訂作業を行った。・書評「赤坂恒明『ジュチ裔諸政権史の研究』」『オリエント』48-2,2005,186-193.・紀行「ジョチ・ウルスの外交関係にかかわる地域を訪ねて-黒海周辺5ヶ国紀行-」『内陸アジア史研究』21,2006,97-106.
長鎖アルキル基をもつ複素多環化合物の新規な合成と機能開発

N-長鎖アルキル置換(R_2)カルバゾールジオキサジン類(CD)の合成を行なった.まず,従来法により[3](R_1=H, R_2=C_6C_8)を脱水素閉環してCDを得た.従来法で得たCDの構造の知見を得るため[3](R_1=OCH_3, R_2=C_8C_<12>)を脱メタノール反応で線形構造の[4]を,脱水素反応により非線形構造の[5]を合成し,蒸着膜の紫外吸収スペクトルを比較して従来法で得たCDは線形構造でないことを明らかにした.また,長鎖アルキル基の導入は触点や分解点を低下させ,可視吸収スペクトル(VS)のλmaxを少し長波長シフトさせた.[4]はDMFにより再結晶が可能になった.色材としては特に,分散性が向上した.本研究で合成したCDの蒸着膜は臭素ガスを作用させるとVSが長波長シフトし,これをアンモニア蒸気で処理すると元のスペクトルに戻る性質が認められた.蒸着膜作成時に基板温度を100°Cまで変えて蒸着を試みたが,変化は認められなかった.これらのCDは累積膜の作成ができることから蒸着膜と同様な性質が期待される.また,光増感剤存在下でのCDの溶液に光照射を行なうと赤色または青色から無色に変化するため光反応生成物についても調べてゆく予定である.N-長鎖アルキル置換(R_2)カルバゾールジオキサジン類(CD)の合成を行なった.まず,従来法により[3](R_1=H, R_2=C_6C_8)を脱水素閉環してCDを得た.従来法で得たCDの構造の知見を得るため[3](R_1=OCH_3, R_2=C_8C_<12>)を脱メタノール反応で線形構造の[4]を,脱水素反応により非線形構造の[5]を合成し,蒸着膜の紫外吸収スペクトルを比較して従来法で得たCDは線形構造でないことを明らかにした.また,長鎖アルキル基の導入は触点や分解点を低下させ,可視吸収スペクトル(VS)のλmaxを少し長波長シフトさせた.[4]はDMFにより再結晶が可能になった.色材としては特に,分散性が向上した.本研究で合成したCDの蒸着膜は臭素ガスを作用させるとVSが長波長シフトし,これをアンモニア蒸気で処理すると元のスペクトルに戻る性質が認められた.蒸着膜作成時に基板温度を100°Cまで変えて蒸着を試みたが,変化は認められなかった.これらのCDは累積膜の作成ができることから蒸着膜と同様な性質が期待される.また,光増感剤存在下でのCDの溶液に光照射を行なうと赤色または青色から無色に変化するため光反応生成物についても調べてゆく予定である.N-長鎖アルキル置換+3-アミノカルバゾールと(1)より従来法で長鎖アルキル基を持つカルバゾールジオキサジン類(6)(長鎖アルキル基として【C_6】【H_(13)】、【C_(10)】【H_(21)】、【C_(12)】【H_(25)】、【C_(18)】【H_(37)】)を合成した。次に、カルバゾールの2位にメトキシル基を置換した(2)(R=【C_8】【H_(17)】、【C_(12)】【H_(25)】)と(1)より図式に従って線形構造の(4)と非線形構造の(5)を合成した。まず、基準化合物であるN-エチルカルバゾールジオキサジンと(6)では可視吸収スペクトル(VS)の吸収極大位置にあまり変化はなかったが、分解点はアルキル基が長くなるのに従って低下した。色材として(6)は特に、分散性の向上が認められた。(4)、(5)、(6)の紫外吸収スペクトルを比較することにより(6)は線形構造でないことがわかった。これまで、これらの化合物の紫外吸収スペクトルは硫酸を溶媒に用いてきたが、長鎖アルキル基置換体は硫酸に溶解しにくいため蒸着膜にして測定した。また、(4)と(6)のVSでは(6)の吸収極大が少し長波長側にシフトした。カルバゾールジオキサジン類の蒸着膜は臭素ガスを作用させるとVSは長波長側にシフトし、その後アンモニアガスで処理するともとのスペクトルに戻ることがわかった。蒸着膜作成時に基板温度を100°Cまで変えて蒸着を試みたが、変化は認められなかった。なお、(6)のドデシル置換体は累積膜が作成でき、日化第53秋季年会(1986)で一部が発表された。
美しい／かわいい／不気味：顔情報変異の布置を用い たヒト普遍性／文化間変異の検討

本研究は、顔刺激(形態)が持つ「美しさ」「かわいさ」そして「不気味さ」という属性に着目し、これらの印象を喚起する顔刺激特徴の関係について、合成顔をもちいた実験によって検討している。従来別個の問題として扱われてきたこれら「美しい」「かわいい」「不気味」という反応の相互関係を、顔というプラットフォーム上に付置し統合することを目指す。本年度の成果は以下のようにまとめられる。「かわいさ」の要因のひとつとなる「自他顔の類似性」に関してモーフィング技術をもちいた実証的な検討を行い、乳児期における、視覚-運動協応とは独立した顔表象レベルでの自己顔認知をあきらかにし、その成果を論文をまとめ投稿した(Nitta & Hashiya,submitting)。また、同じくモーフィング技術を用いつつ、自他類似の延長として乳児期における自発的な「表情の同期」現象を検討しあきらかにし、英語学術論文として公刊した(Hashiya, etal.,2019)。さらに、「かわいい」概念が文化的に拡張される現象を多角的に検討し今後の展開を議論するために、日本発達心理学会(早稲田大学)においてラウンドテーブルを共同でオーガナイズし、発達心理学・霊長類学・社会学・人類学・保育学等の研究知見を統合し有機的な議論を展開することで、「かわいい」概念を、生物学的な視点と、トランスカルチュラルな文化的視点とを融合したスキーマから展望する新たな研究視野を提示することができた。研究技術はほぼ確立し、成果の公表も進んでいる。生物学的背景として想定される「配偶者選択」「養育」「生物学的同種集団維持」に顔情報の微細なベクトルがどのように寄与するかを統合的に解明し包括的な展望を提示するために、文化比較・発達研究を視野に入れ研究を進める。
癌特異的な増殖シグナルを細胞死のシグナルに変換する新しい癌遺伝子治療法の開発

1.変異K-ras蛋白をターゲットとした癌特異的アポトーシス誘導療法消化器癌の中でも膵癌は極めて予後不良であるが、80から90%の症例に点変異によるK-rasの持続的な活性化が認められる。RT-PCR法を用い、c-rafのN末端に存在するK-ras結合domain、およびFasの細胞内death domainのc DNAを増幅した。この二つのcDNAをCAGプロモーターの下流に直列に接続し、発現ベクターを作成した。このコンストラクトを膵癌細胞株にtransfectし、TUNEL法、電子顕微鏡、DNA ladderingによってアポトーシスを検出しようよした。しかし、細胞死を誘導することはできなかった。2. p53癌抑制遺伝子の機能喪失をターゲットにした癌特異的遺伝子治療ヒト癌の約50%に認められるp53癌抑制遺伝子の機能喪失をターゲットにした癌特異的遺伝子治療のモデル系、具体的にはcre-loxPの制御系を用いてp53のはたらかない癌細胞ではそのまま自殺遺伝子(HSV・tk gene)が発現するが、正常細胞では自殺遺伝子が切り出されて発現しないような治療モデルを作成することを試みた.p53の認識配列5'-TCGACGGACATGCCCGGGCATGTC・.3を2コピー直列に接続した下流に、エンハンサーを除いたHSV-tkプロモーター、そしてcre酵素のcDNAをつないだコンストラクトを作成した。さらにCAGプロモーターの下流にloxPに挟まれたHSV-tk自殺遺伝子を接続したもう一つのベクターを作成した。この系をまずin vitroで検討し、reporter遺伝子でこの発現系のon-off switchを検討したが、まだ満足行く結果は得られていない.1.変異K-ras蛋白をターゲットとした癌特異的アポトーシス誘導療法消化器癌の中でも膵癌は極めて予後不良であるが、80から90%の症例に点変異によるK-rasの持続的な活性化が認められる。この系をまずin vitroで検討し、reporter遺伝子でこの発現系のon-off switchを検討したが、まだ満足行く結果は得られていない.
前がん状態にあるヒト培養細胞へのがん遺伝子導入によるがん化

ヒト胎児肺由来の2倍体線維芽細胞TIG-1にSV40T抗原遺伝子を導入し、不老不死化したTM6-1-1株をすでに樹立している。この株細胞の形は平担で丸く、染色体数は47%がモード40,45%がモード79であり、蛍光抗体法によりT抗原の発現が認められた。血清要求性は2%に低下しているが、軟寒天培地中ではほとんど増殖せず、前癌状態にあると考えられる。大腸菌スフェロプラストとの融合や燐酸カルシウム共沈法により、効率よくこの株へ遺伝子を導入できることを確めた。ニトロソグアニジンに対する感受性は、げっ歯類の細胞よりかなり高い。種々の濃度のニトロソグアニジンで処理し培養を続けても、形態学的にトランスフォームした細胞は検出されなかった。またヒトの活性H-ras遺伝子を導入しただけでは、この無限増殖性の株は癌化の徴候を示さない。一方、マウス形質細胞由来のmyc遺伝子をSV40のプロモーター・エンハンサーにつないだpSVc-mycを導入すると、細まった多角形に変化するとともに配列も不規則となり、軟寒天培地中での増殖能が出現する。v-mycを入れた場合も同様の形態変化を生じたが、軟寒天中で増殖性は認められなかった。ヒトの活性H-ras遺伝子を導入したTM6-1-1株に活性c-mycをさらに入れると、やはり細胞の形態・配列の変化が起こるのみならず、ニワトリ胎児胚(しょう尿膜上)で増殖するに至る。活性c-mycによって生じた形態的特徴は、次に活性rasを導入しても変化しないが、mycだけの時には認められなかったニワトリ胎児胚での増殖能がrasが加わることによって出現する。従ってこの系は、ヒト細胞における癌化の多段階説の検証、各過程に関与する遺伝子の同定等に対して極めて有用であろう。なお、これらの活性癌遺伝子を保有するヒト細胞系列のヌードマウスにおける増殖性については、現在検討中である。
非分散型赤外線吸収法による乳酸量の高速イメージング測定とガン診断技法への展開

本研究では、特定波長の赤外線吸収を利用して細胞が代謝する乳酸量を定量測定し、がんに代表される代謝異常を非侵襲的に検出することを目的としている。本年度は研究の骨子となる、乳酸の吸収によるガン細胞の識別を顕微鏡を備えた赤外分光光度計において実証し、ガン細胞だけでなく、正常細胞であっても酸欠状態になることで嫌気性解糖が進行し、乳酸が生成することも見いだした。この結果は2018年のVibrational Spectroscopy誌に掲載され、単一波長の吸収を利用した非分散赤外線イメージング測定への第一歩となった。続いて、主に近年サーモグラフィー用途で用いられる非冷却ボロメーターを利用して非分散赤外線イメージングを行うべく、各画素14bitの分解能を有する640x480ピクセルの2次元検出器とゲルマニウム製顕微レンズを備えた赤外線カメラを導入し、さらに特注ソフトウェアによって、各画素が有する14bitデータを直接読み出すことに加え、温度を均一に制御した黒体板の複数の温度における赤外線画像を取得し、素子間の感度とオフセットのばらつきを補正するアルゴリズムを開発した。その結果、これまでイメージング測定に用いられてきた液体窒素冷却型MCT検出器と比較して安価な非冷却赤外線ボロメータによって、14bitのビット深度中12bit程度の縦軸分解能を発揮させることで、イメージング測定に利用できることを示した。また、ウェルプレート上で培養した細胞の測定を行う為に、ウェルボトムを赤外線を透過するシリコン若しくはフッ化カルシウムとなった特殊ウェルプレートを作製し、細胞培養に対しても影響なく測定ができることを実証した。乳酸の特定波長の吸収を用いたガン細胞の識別を行う為、事前に赤外分光顕微鏡を用いた赤外線吸収スペクトル測定において、1050 cm-1即ち9.5 μmの吸収帯が、生体に含まれる分子による吸収と重畳しない乳酸固有の吸収帯であり、ガン細胞がWarburg効果によって嫌気性解糖を優先的に行っている証左であることを示し、また正常な細胞であっても、高い細胞密度の状態下では培地中の酸素濃度の低下によって嫌気性解糖が進行し、ガン細胞同様に乳酸を生成することを示した。このこの結果は2018年のVibrational Spectroscopy誌に掲載され、本研究では9.5μmの波長のみを透過するバンドパスフィルターを導入することが決定した。また、本研究予算によって導入した非冷却赤外線ボロメーターを搭載したサーモカメラを特注ソフトウェアによって制御することで、検出素子が出力する輝度データを直接読み取ることを図った。これは既知の複数温度の黒体板を撮像した画像を用いて、640x480画素全てにおける感度のベースラインとゲインを補正することで、全画素において14bitのADコンバータの出力の内12bit相当のリニアリティを実現できることを実証し、これまで赤外イメージング測定に用いられてきた高価な2次元MCT検出器に比べて安価なSiボロメーターにおいてもイメージング測定に十分利用できることを示した。実際に細胞のイメージング測定を行う為に、底板に赤外線を透過するSiまたはフッ化カルシウムの薄板を用いたウェルプレートを作製し、実際に細胞培養試験を行った。その結果窓板及び接着剤による細胞培養への影響は確認されず、通常のウェルプレート同様の取り扱い方法で細胞培養を行うことができることを実証した。ガン細胞によって産出される培地中の乳酸濃度はこれまでの研究で10 mM程度であることが予想されているが、微量の乳酸を定量性良く検出するために、光源の調整と乳酸の検量線を作製する必要性が示されており、現在研究遂行中である。特に照射光源は輝度と分布を両立した照射光学系を組むことで黒体板同様の輝度分布を実現し、画面上のイメージ画像でガン細胞を識別できるよう調整に取り組んでいる。この課題が解決され次第、様々な細胞をイメージング測定することで、乳酸生成量の差違からガン細胞を識別する技術の応用展開を図る計画である。

また、ウェルプレート上で培養した細胞の測定を行う為に、ウェルボトムを赤外線を透過するシリコン若しくはフッ化カルシウムとなった特殊ウェルプレートを作製し、細胞培養に対しても影響なく測定ができることを実証した。乳酸の特定波長の吸収を用いたガン細胞の識別を行う為、事前に赤外分光顕微鏡を用いた赤外線吸収スペクトル測定において、1050 cm-1即ち9.5 μmの吸収帯が、生体に含まれる分子による吸収と重畳しない乳酸固有の吸収帯であり、ガン細胞がWarburg効果によって嫌気性解糖を優先的に行っている証左であることを示し、また正常な細胞であっても、高い細胞密度の状態下では培地中の酸素濃度の低下によって嫌気性解糖が進行し、ガン細胞同様に乳酸を生成することを示した。このこの結果は2018年のVibrational Spectroscopy誌に掲載され、本研究では9.5μmの波長のみを透過するバンドパスフィルターを導入することが決定した。また、本研究予算によって導入した非冷却赤外線ボロメーターを搭載したサーモカメラを特注ソフトウェアによって制御することで、検出素子が出力する輝度データを直接読み取ることを図った。これは既知の複数温度の黒体板を撮像した画像を用いて、640x480画素全てにおける感度のベースラインとゲインを補正することで、全画素において14bitのADコンバータの出力の内12bit相当のリニアリティを実現できることを実証し、これまで赤外イメージング測定に用いられてきた高価な2次元MCT検出器に比べて安価なSiボロメーターにおいてもイメージング測定に十分利用できることを示した。実際に細胞のイメージング測定を行う為に、底板に赤外線を透過するSiまたはフッ化カルシウムの薄板を用いたウェルプレートを作製し、実際に細胞培養試験を行った。その結果窓板及び接着剤による細胞培養への影響は確認されず、通常のウェルプレート同様の取り扱い方法で細胞培養を行うことができることを実証した。ガン細胞によって産出される培地中の乳酸濃度はこれまでの研究で10 mM程度であることが予想されているが、微量の乳酸を定量性良く検出するために、光源の調整と乳酸の検量線を作製する必要性が示されており、現在研究遂行中である。特に照射光源は輝度と分布を両立した照射光学系を組むことで黒体板同様の輝度分布を実現し、画面上のイメージ画像でガン細胞を識別できるよう調整に取り組んでいる。この課題が解決され次第、様々な細胞をイメージング測定することで、乳酸生成量の差違からガン細胞を識別する技術の応用展開を図る計画である。研究計の進捗状況を鑑み、当初の予定より細胞培養の回数を減らしたことから、培養に関わり、使用期限が短い試薬等の購入量を減少させたため、次年度使用額が生じた。次年度はこの分を合わせて試薬等の購入を行い研究を遂行していく予定である。