hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
糖尿病性腎症におけるアミノ酸光学異性体発現の臨床的意義

近年、生体内微量D-アミノ酸分析が可能となり、新規機能性分子やバイオマーカー候補として注目されている。本研究は、糖尿病性腎症の臨床評価に有用な代替エンドポイントの設定ならびに糖尿病性腎症の腎組織におけるD-アミノ酸発現の臨床的意義ならびにバイオマーカーとしての可能性を示すことを目的としている。2017年度は、2型糖尿病456例を対象とした検討により、顕性アルブミン尿例における12年間で30%以上の推算GFR低下が透析導入リスクの増加と関連していたことを示し、学術論文(Clin Exp Nephrol誌)等で報告した。2018年度は、本研究に関連する臨床・病理学的検討として、2型糖尿病に伴う糖尿病性腎症の腎・心血管予後に、高血圧と腎組織における細動脈内膜肥厚が及ぼす影響を検討した。糖尿病性腎症合併を病理診断された2型糖尿病185例を「腎生検時の高血圧」と「細動脈内膜肥厚」の有無により4群に分類し、腎・心血管予後を解析した。腎・心血管イベント発症率は、細動脈内膜肥厚を認めない群では高血圧の有無による差を認めなかったが、細動脈内膜肥厚を認める群では高血圧例で高率であった。細動脈内膜肥厚を認めない正常域血圧例を対照としたCox回帰分析では、細動脈内膜肥厚を認めない高血圧例ではリスク増加を認めなかったが、細動脈内膜肥厚を認める群では、腎複合イベント発症について正常域血圧例で3.2倍/高血圧例で5.0倍、心血管イベント発症について正常域血圧例で6.1倍/高血圧例で10.0倍のリスク増加を認めた。これらのリスク増加の有意性は、降圧薬およびレニン-アンジオテンシン系阻害薬使用の有無を含めた臨床・病理所見の調整後にも認められた。以上の成績を、学会発表(第61回日本腎臓学会学術総会、第48回日本腎臓学会西部学術大会)ならびに学術論文(J Diabetes Investig誌)等で報告した。本年度は、2型糖尿病に伴う糖尿病性腎症の腎・心血管予後に対する高血圧の影響に、細動脈内膜肥厚が関連することを示し、その成績を学術論文(J Diabetes Investig誌)等で報告した。2型糖尿病に伴う糖尿病性腎症の腎組織におけるD-アミノ酸発現の臨床的意義ならびにバイオマーカーとしての可能性を検討する。本研究は、糖尿病性腎症の臨床評価に有用な代替エンドポイントの設定ならびに糖尿病性腎症の腎組織におけるD-セリン発現の臨床的意義ならびにバイオマーカーとしての可能性を示すことを目的としている。本研究の予備検討として、糖尿病性腎症合併を組織診断された2型糖尿病144例を対象とした解析により、顕性アルブミン尿例では2年間で30%の推算GFR低下がハードエンドポイント(末期腎不全)と関連することを確認した(第27回日本老年医学会北陸地方会にて発表)。さらに本年度は、日本腎臓学会・腎臓病総合レジストリーの二次研究「糖尿病性腎症例を対象とした予後、合併症、治療に関する観察研究(Japan Diabetic Nephropathy Cohort Study: JDNCS)」に登録された2型糖尿病456例を対象として、1登録時データの糖尿病性腎症病期分類およびCKD重症度分類に基づいた臨床的特徴、2腎予後・心血管予後・生命予後に関連する登録時の臨床所見、3登録時より1年間または2年間の推算GFR低下率ならびに顕性アルブミン尿の寛解と透析導入リスクとの関連を検討した。その結果、顕性アルブミン尿例における12年間で30%以上の推算GFR低下は透析導入リスクの増加と関連していたが、顕性アルブミン尿の寛解と透析導入リスクの低下との関連は登録時の推算GFRならびに尿蛋白量で補正するとその有意性が消失し,さらなる検討が必要と考えられた。以上の成績を、学会発表(第60回日本糖尿病学会年次学術集会、第60回日本腎臓学会学術総会)ならびに学術論文(Clin Exp Nephrol誌)として報告した。本年度は、2型糖尿病に伴う糖尿病性腎臓病の顕性アルブミン尿例において、12年間で30%以上の推算GFR低下が透析導入リスクの増加と関連していることを示し、その成績を学術論文としてClin Exp Nephrol誌に発表した。

腎・心血管イベント発症率は、細動脈内膜肥厚を認めない群では高血圧の有無による差を認めなかったが、細動脈内膜肥厚を認める群では高血圧例で高率であった。細動脈内膜肥厚を認めない正常域血圧例を対照としたCox回帰分析では、細動脈内膜肥厚を認めない高血圧例ではリスク増加を認めなかったが、細動脈内膜肥厚を認める群では、腎複合イベント発症について正常域血圧例で3.2倍/高血圧例で5.0倍、心血管イベント発症について正常域血圧例で6.1倍/高血圧例で10.0倍のリスク増加を認めた。これらのリスク増加の有意性は、降圧薬およびレニン-アンジオテンシン系阻害薬使用の有無を含めた臨床・病理所見の調整後にも認められた。以上の成績を、学会発表(第61回日本腎臓学会学術総会、第48回日本腎臓学会西部学術大会)ならびに学術論文(J Diabetes Investig誌)等で報告した。本年度は、2型糖尿病に伴う糖尿病性腎症の腎・心血管予後に対する高血圧の影響に、細動脈内膜肥厚が関連することを示し、その成績を学術論文(J Diabetes Investig誌)等で報告した。今後は、2型糖尿病に伴う糖尿病性腎症の腎組織におけるD-セリン発現の臨床的意義ならびにバイオマーカーとしての可能性を検討する。2型糖尿病に伴う糖尿病性腎症の腎組織におけるD-アミノ酸発現の臨床的意義ならびにバイオマーカーとしての可能性を検討する。本年度の検討は、臨床的解析を中心に行った。そのため、病理組織用消耗品や測定用試薬の購入について、次年度使用額が生じた。本年度の検討は、臨床・病理学的解析を中心に行った。そのため、測定用試薬の購入等について、次年度使用額が生じた。
X線CTを用いた岩石試料内熱水流動の可視化

X線CTにより岩石や土など地質材料の内部における液体流動を可視化し、高温状態での熱水流動実験装置の設計と製作を目的として、地質材料と流体とを同じ一定温度に保った一連の基礎実験を実施した。その結果、高温実験にも利用できる一連の技術が、実験結果の解釈に必要な理論とともに開発された。具体的には、時系列画像の差分と局所領域平滑化手法が、空隙構造、体積含水率、および溶液濃度の定量に有効に適用され、多孔質媒体中における液体の移動、土のせん断破壊に先行するひずみの局所化、および岩石内部における亀裂の成長進展などの画像処理に有用な高度ソフトウェアが新たに開発されるとともに、熱水流動解析などに不可欠な透水係数、拡散係数、分散係数など物性定数の評価の理論と実際が明らかにされた。液体流動実験に関しては、他段階加圧法と呼ばれる新しい実験方法を開発し、一次元透水実験により得られる時系列投影の差分から透水係数と有効拘束圧の関係、並びに透水フロントにおけるマトリックスサクションの同時定量を可能にした。また、溶液中における溶質の分布、溶質の拡散定数、並びに一定流量速度の孔質媒体中流れでの溶質の分散定数の定量に利用できる一次元の新しい実験方法を開発するとともに、その有用性をトレーサーとしてヨウ化カリウム水溶液を用いた実験によって検証した。以上より、X線CTは地盤力学のモデル実験に有用かつ有望な観測方法であり、岩石や土の内部における液体流動現象の定量的解析に利用できるとの結論を得た。本研究は、深部地下資源の開発、ならびに地殻が有する熱エネルギーの積極的利用に不可欠な地殻熱水流動の実態解明に貢献することを目的とした基礎研究である。一連の熱水流動モデル実験にX線CT(X-ray Computed Tomography)を適用し、岩石内部の熱水流動を可視化するとともに、流体力学的分析により将来の開発設計や熱水流動解析に必要な基礎資料を提供するものである。平成12年度は、まず、X線CT装置内で使用可能なオールアルミ製温度・圧力制御熱水流動可視化実験装置の開発をおこなった。次に、X線CTによる熱水流動可視化試験に必要な基礎実験として、前述の装置を用いて円柱内軸方向流れおよび二次元軸対象収束流れ透水実験を実施し、得られたX線CTデータから岩石内部における空隙の分布と透水現象の関係について定量化を行った。本年度実施した研究により得られた主な知見をまとめると以下の通りである。(1)X線CTデータのノイズ処理の方法を提案し、ノイズ処理を施したX線CTデータから体積含水率および間隙率を評価する方法を示した。(2)透水フロントの可視化技術を確立し、来待砂岩について透水フロントの移動速度の分布を明らかにした。その結果、間隙率が大きい箇所では移動速度が小さく、逆に間隙率が小さい箇所では移動速度が大きくなることが分かった。(3)局所間隙率と透水フロントの移動速度の積から透水フロントの流量速度を求め、来待砂岩について流量速度が局所間隙率に正比例していることを明らかにした。(4)熱水流動の可視化に最適な試料形状、撮影方法、濃淡情報や空間情報の最適変換手法、ノイズ除去のための平滑化手法、構造の鮮鋭化手法、時系列画像間演算法など、熱水流動モデル実験に必要なノウハウを蓄積した。以上の研究成果は早期に学会誌に論文報告する予定である。

具体的には、時系列画像の差分と局所領域平滑化手法が、空隙構造、体積含水率、および溶液濃度の定量に有効に適用され、多孔質媒体中における液体の移動、土のせん断破壊に先行するひずみの局所化、および岩石内部における亀裂の成長進展などの画像処理に有用な高度ソフトウェアが新たに開発されるとともに、熱水流動解析などに不可欠な透水係数、拡散係数、分散係数など物性定数の評価の理論と実際が明らかにされた。液体流動実験に関しては、他段階加圧法と呼ばれる新しい実験方法を開発し、一次元透水実験により得られる時系列投影の差分から透水係数と有効拘束圧の関係、並びに透水フロントにおけるマトリックスサクションの同時定量を可能にした。また、溶液中における溶質の分布、溶質の拡散定数、並びに一定流量速度の孔質媒体中流れでの溶質の分散定数の定量に利用できる一次元の新しい実験方法を開発するとともに、その有用性をトレーサーとしてヨウ化カリウム水溶液を用いた実験によって検証した。以上より、X線CTは地盤力学のモデル実験に有用かつ有望な観測方法であり、岩石や土の内部における液体流動現象の定量的解析に利用できるとの結論を得た。
近距離無線アシスト調整による基板間配線における超高速ディジタル信号伝送手法の開発

大規模集積回路システムにおけるチップ間などの高速ディジタル伝送において、電気配線の低域通過特性に起因する信号劣化の影響が問題となっている。特に、数GHz以上の高周波領域での配線挙動の複雑化が波形歪みの影響を悪化させており、上記問題を深刻化させている。本課題では、配線起因による受信端での波形歪みの高精度除去を目的とし、通信環境に応じたリアルタイムでの波形整形処理の最適化技術を実現した。主な研究成果は、(1)波形整形処理のリアルタイム調整に向けた受信端波形歪み評価手法の開発、(2)調整機能を有する波形整形回路の開発および試作、(3)無線アシストによる波形歪み除去調整技術の構築である。現在、大規模集積回路(VLSI)チップ間/回路基板間の電気配線による信号劣化の影響が通信の大容量化を制限しており、VLSIシステム全体の高性能化を律速させる深刻な問題となっている。この問題に対し、本研究ではディジタル信号処理を駆使した波形整形技術の超高速通信技術への応用を研究している。この波形整形において、スルーホール配線等の基板配線の複雑化、隣接配線との干渉などの影響に伴って通信状況の変化に応じた高精度なリアルタイム調整が不可欠である。そこで、本研究では、近距離無線アシスト調整による波形整形処理の高精度化手法を研究している。本年度の検討では、Tomlinson-Harashima Precoding(THP)を適用した送信イコライザ回路において、その回路係数のリアルタイム調整に向けたアルゴリズム開発を行った。具体的には、回路調整に最適化アルゴリズムの一つである遺伝的アルゴリズムの適用を検討しており、その最適化のための評価関数を開発した。本研究では受信端にて通信品質の良し悪しをオンチップで定量的かつ柔軟に数値化可能な評価手法の基礎検討を行った。本研究では、受信端波形データにモジュロ演算と統計処理を施した評価方式にて、PAM-4などの多値伝送評価にも柔軟に対応可能な評価関数を検討した。本検討のために、MATLABを用いた評価環境を構築し、測定器と連携させた基礎評価を実施した。さらに、次年度の回路検討に向け、従来のTHPに比べて柔軟な係数調整と波形整形が可能な回路方式を先行して検討した。本年度は当初の計画通りに、送信イコライザの調整に向けた最適化アルゴリズムの検討を実施しており、受信端波形データの統計処理に基づく受信端伝送波形の評価手法を検討した。さらに、本検討において、MATLABシミュレーションによる基礎的評価を実施しており、シミュレーションと測定器を連携させた実測評価に対応できる段階まで測定環境が構築できている。今年度の研究成果については、関連国内学会(電子情報通信学会総合大会)にて発表しており、関連国際学会(the 46th International Symposium on Multiple-Valued Logic)での発表が決定している。近年、大規模集積回路(VLSI)システムにおいて、CPUなどの半導体素子の処理速度はGHz以上に高周波数化しており、それに伴ってチップ間/回路基板間の電気配線上での通信の高速化の要求が高まっている。高周波数領域での電気配線による信号劣化の影響が通信の大容量化を制限しており、VLSIシステム全体での高性能化を律速させている。本研究では、受信端での信号歪みの影響を完全に除去するために、ディジタル信号処理に基づく波形整形技術であるTomlinson-Harashima Precodingを用い、近距離無線アシスト調整による送信イコライザ回路技術の構築を進めている。特に、本年度は、H27年度に実施した受信端波形データの統計処理に基づく自動調整アルゴリズムの検討結果に関して、実機上での性能評価を実現するために送信イコライザ回路の試作およびそのハードウェア評価を実施した。昨年度に実施した測定器連携でのシステムにて行った基礎検討の結果に基づき、電気的に書き換え可能なハードウェアであるFPGAを有する評価ボードに送信イコライザ回路を試作し、実装コストなどの回路性能を評価した。具体的には、Tomlinson-Harashima Precoding(THP)をベースとした送信イコライザ回路に調整機能を付加し、外部通信にて回路係数を調整可能な回路をFPGA上に試作した。さらに、THPをベースとし、新たに提案したDouble-rate THPについても回路実装に関する評価を実施した。これによって、最終年度に上記成果とH27年度の成果を融合させ、本研究の近距離無線アシスト調整による送信イコライザ回路の有効性が実機上にて評価可能な実験システムの基礎を構築した。しかしながら、H28年度の当初予定していた調整機能付イコライザ回路の開発に関しては順調に進んでいるものの、FPGA上への実装上の問題で予定していた技術目標を十分に満足できていない。回路実装に関しては、H29年度も引き続き検討を進める計画である。本研究では、ディジタル信号処理を用いた高速ディジタル伝送における送信側波形整形回路について、受信端での信号品質に基づいた回路調整技術の開発に取り組んできた。特に、回路調整を行う上で、受信端での伝送歪みの影響を無線通信にてフィードバック可能とし、リアルタイムでの回路調整を実現する事が目的である。無線通信として近距離無線を用いることで、回路調整用の追加配線等の必要がなく、送受信回路間での通信が可能になる。本研究では、送信側波形整形回路として、ディジタル信号処理に基づく波形整形回路の一つであるTomlinson-Harashima precoding(THP)回路を適用し、受信端信号品質に基づくTHP回路パラメータの自動調整技術の開発に取り組んできた。H29年度では、再構成可能ハードウェアであるFPGAを用いて、近距離無線を用いた波形整形回路の調整インターフェースを開発した。

具体的には、近距離無線を経由して、FPGA内のディジタル波形整形回路の係数をリアルタイムで調整可能なインターフェースを開発し、FPGA実装にてその動作を確認した。近距離無線として、ZigbeeとBluetoothの無線通信に対応可能とした。上記に加えて、H27年度の成果をベースに、MATLABを用いた無線経由での最適化システムを開発し、MATLABによる無線通信経由での波形形成回路の自動調整を実現可能とした。更に、前年度に開発のDouble-rate THPの係数最適化について、FPGAを用いた回路実装およびPAM(Pulse amplitude modulation)-4での伝送評価を実施し、最適化の結果、受信端での多値伝送歪みを除去し、受信端でのSNRが改善できている事を実験にて確認し、無線アシスト調整によって通信状況に応じた波形整形回路の高精度調整を実現した。大規模集積回路システムにおけるチップ間などの高速ディジタル伝送において、電気配線の低域通過特性に起因する信号劣化の影響が問題となっている。特に、数GHz以上の高周波領域での配線挙動の複雑化が波形歪みの影響を悪化させており、上記問題を深刻化させている。本課題では、配線起因による受信端での波形歪みの高精度除去を目的とし、通信環境に応じたリアルタイムでの波形整形処理の最適化技術を実現した。主な研究成果は、(1)波形整形処理のリアルタイム調整に向けた受信端波形歪み評価手法の開発、(2)調整機能を有する波形整形回路の開発および試作、(3)無線アシストによる波形歪み除去調整技術の構築である。次年度では、平成27年度に検討した最適化アルゴリズムを実機にて評価するために、外部からリアルタイムで調整が可能な送信イコライザ回路の開発と試作を行う。具体的には、本年度に先行検討したイコライザ回路方式に外部調整が可能な回路を付加し、本年度検討のアルゴリズムが適用可能なシステム試作を行う。試作は、書き換え可能なハードウェアであるFPGAを中心としたディスクリート回路で実現する計画であり、そのためにFPGAボードを購入し、その開発環境も構築していく。最終年度は、これまで実施してきた研究の取りまとめを行うと共に、「近距離無線アシスト調整による送信イコライザ回路の構築」に関して検討を進める。上記検討では、これまで開発を進めてきた調整技術と回路技術を融合し、受信端での波形データに基づく統計的な評価結果を用いてワイヤレスで送信イコライザ回路を調整可能な技術に関して基礎開発を進める。特に、Tomlinson-Harashima Precodingをベースとした調整機能を有する送信イコライザ回路を開発し、Pulse Amplitude Modulation(PAM)-4などの多値伝送方式に対する本研究の有効性を実機上(試作回路)にて明らかにしていく計画である。高速ディジタル伝送技術当初、経費についてはほぼ計画通りに使用を進めていたが、科研費申請時の申請額に対して配分額が減額になったために一部使用計画の見直しが必要になった。
"癒し"の看護技術開発に関する新しいアプローチ

本研究では"癒し"を「環境調整を含む何らかの人的介入により快適感をもたらすこと」と考え、特に「マッサージ効果」に焦点を合わせて、心理生理学的検討を重ねてきた。この中で、「刺激-反応系」の「刺激」に相当する部分は、今回「ウォーター・スティミュレーション・ベッド」という機械による人的要素の入らない"機械的"刺激と、「徒手マッサージ」という人的要素に大きく左右される刺激の2つを用いて行った。前者に関しては、純粋な機械刺激が「筋疲労」という具体的な症状を軽減すること、また、筋疲労の軽減により、主観的快適感をもたらすことが明らかになった。さらに、背部へのパターン刺激は、ダイレクトに脳波覚醒を起こし、恐らくはその後の開放感からくる主観的快適感を生じさせることが示唆された。この場合、単純に主観的快適感を脳波や心拍変動などの生理学的指標で判断することは不可能であり、生理指標の時間的な、しかもダイナミックな変化を考慮する必要があることが示唆された。後者の徒手的マッサージによる刺激は、その定量化が難しく、まず定量方法の工夫から研究を始めたが、最も単純な垂直圧に近い指圧の定量化には、ある程度成功している。その中で、被験者(患者側)の主観的な痛みと快適感との間には一定の相関関係があること、また、年齢や肩こりの有無により、快適だと感ずる指圧力の大きさが異なること等が確認された。より複雑なマッサージの刺激量を定量する方法は、現在、前後・左右への変位と共に圧力を表現できるセンサを開発した段階であり、これを用いた具体的な実験はこれからというところである。また、今後「刺激-反応系」全体にも焦点を合わせ、「タッチ」の研究を含めた相互関係などの検証を具体化してゆく予定である。本年度は、実験的研究に先立ち、「癒し」に関連する文献の調査を行った。表題に「癒し」という語のある図書の数は多数認められたが、学術雑誌に掲載された論文は、極めて少なかった。文献を内容別に整理すると、臨床研究では、がん患者等に代替療法を試みた事例研究が多かった。基礎的研究は、「癒し」の定義や構造化に関する哲学的研究と、「癒し」の技法や方法論に関する研究に分けられ、後者では、主として身体的側面、心理的・精神的側面(spiritualなものを含む)、相互関係(ペットなどの動物との相互関係を含む)からの研究が認められた。主なものは、1.マッサージに関する技法2.タッチに関する技法3.環境学的アプローチ4.相互関係の4つであるが、そのうち、3.環境学的アプローチに関するものは、音楽療法・絵画療法・アロマセラピーなど、人間の五感を通して「癒し」を行うものから、住環境や温熱環境など、より大がかりなテーマを扱うものまであった。また、4.相互関係には、アニマルセラピーや、傾聴、グループカウンセリングなど人間-動物関係、対人関係を利用したものがあった。われわれは、これらのうち、比較的生理学的研究・実験的研究にのりやすいと思われた「マッサージに関する技法」を最初に取り上げ、各種マッサージの効果を実証するために、実験的研究の方法論を検討した。最初に、マッサージの強さを定量する方法として、圧感フィルムを使用する方法、金属性のひずみ圧ゲージ、特殊インクを利用したひずみ圧測定シート、密封空気を利用したパックによる接触圧測定器など、いくつかの定量方法を試みたが、いずれも、測定感度、再現性、耐久性、人への侵襲などの点において問題があり、実用には至らなかった。唯一、圧電ゴムを利用したひずみ圧測定方法が、術者の手指、受け手の身体に良くなじみ、かつ再現性の良く信頼性の高い定量方法であることがわかった。1.ジェット水流を用いてマッサージ様刺激を背部に与えることのできるウォーターベッドにより、筋疲労が回復するかどうかを検討し、マッサージ様刺激により、筋疲労からの回復が促進されることを確認した。

また、その時の精神状態を脳波の解析により検討した結果、マッサージ中は通常よりも脳が覚醒状態にあり、マッサージを止めると休息に弛緩して入眠状態になることが確認された。マッサージ後のリラックス感は、この覚醒から弛緩へのダイナミックな変化によりもたらされるものと考えられる。さらに、同時に解析した脳波のゆらぎからは、快適感を示す確かな情報は得られなかった。これについては、ゆらぎ解析の際の解析時間や部位などの更なる検討が必要と考えられる。なお、これらの結果は平成14年度日本生理人類学会及び、日本看護科学学会において発表した。2.徒手によるマッサージのうち比較的単純な方法である指圧について、刺激量を定量する方法を考案し、刺激量と被験者の主観的な反応との関係について検討した。指圧力を定量するため、施行者の指と指圧部位との間に圧力測定装置(FlexiForce,ニッタ株式会社)のセンサを介在させた。指圧施行者が一定の圧力で指圧を行い、その時の被験者の疼痛と快適度を測定した。その結果、指圧力の大きさと疼痛や快適感など主観評価との間の関係を数値化できる可能性が示唆され、普段の肩こりの有無により、指圧に対する感じ方が異なることが、確認された。これらの結果は、平成15年7月に開催される日本看護研究学会において、発表する予定である。本年度は、当該研究の最終年度として、マッサージ量を定量評価するセンサを初めて開発し、まとめにつながる実験的研究を行った。1.垂直圧のみを測定できるセンサを用いて指圧力の定量評価を行い、肩こりのある人とない人とでは指圧力に対する感受性が異なること、両者とも痛み評価が一定の値を超えると不快感を生ずること等を明らかにした。2.マッサージを職業とする専門家による指圧パターンを定量評価し、その特徴を明らかにした。3.筋疲労・精神疲労を定量評価する実験を行い、看護の基礎教育で実証的な学習方法の一つとして取り入れることが効果的であることを確認した。4.マッサージのうち「操む」動作に相当する刺激量を定量できるようにするため、垂直圧に加えて前後左右への変移も定量できる特殊なセンサを開発し、複雑なマッサージ動作の刺激量定量のための糸口をつかんだ。これらの研究成果は、主として日本看護研究学会、日本看護科学学会、日本生理人類学会等において研究発表を行った。なお、反応系に対する研究はまだ十分進んでいないが、4におけるマッサージ定量センサが完成したので、今後このセンサを用いてマッサージ量を検討しながら、従来用いてきた脳波、心拍数の変動解析手法を用いて反応系に対する研究を続けていく予定であり、現在そのための準備を進めている。
代数群と量子群の表現論と組み合わせ論

1.A型アファイン量子群のフォック表現における柏原/ルスティックの大域的結晶基底と岩堀-ヘッケ代数の表現論の関係を主に調べてきた。(1)(Leclerc氏との共同研究)A型アファイン量子群のランクが十分大きいときに(無限大でよい)レベル2のフォック空間における大域的基底と古典型岩堀-ヘッケ代数の構成可能指標の関係を、行者氏の結果を拡張する形で(しかし別の方法で)有木氏の理論の枠において明らかにした。構成可能指標/左セルおよびファミリー/両側セルの概念は有限シェバレー群やリー環の表現論において以前からよく知られるものだった。そういったものがアファイン量子群側で、自然な形として現れる点も興味深い。(2)(Chuang, Tan氏との共同研究)ピエールのフックにおける対称群の分解定数の記述をアファイン量子群側から焼き直し、v-変形分解定数(i.e.アファインA型の放物的カジュダン-ルスティック多項式)として具体的に与える公式を構成した。これは、ジェイムスによる分解定数に関するいくつかの法則を、すべてv-変形分解定数に持ち上げる計画の第2作目である。2.例外型岩堀-ヘッケ代数及び有限シェバレー群において次のことを研究した。(1)q-元体上のE_6型有限シェバレー群の非等標数lにおける主ブロックが、レヴィ部分群であるD_4型シェバレー群の正規化群の主ブロックに森田同値となることをlがq^2+1を割る場合に示し、ブルエの予想をD_4型に簡約することに成功した。(2)F_4型岩堀-ヘッケ代数のパラメータが有限シェバレー群からくる選択の場合で巾根となるときに、各ブロックをドロッツによる表現型により分類した。(3)(吉田憲秀氏との共同研究)E_7型岩堀-ヘッケ代数の左セル表現/既約表現のW-グラフの決定がほぼ完了した。
ビルディングブロック方式によるスケーラブル高精細映像配信基盤に関する研究

本研究は,マルチアングル映像やパーソナライズ映像などのマルチソースストリーム配信のためのスケーラブル高精細映像配信基盤の提案と構築を目的としている。様々な処理機能を追加拡張できるBBM(Building Block Module)方式に基づくストリームゲートウェイとマルチソース映像受信システムの設計と実装を通して,柔軟なストリーム処理が可能な映像配送基盤を設計し,その有効性について検証した。本年度は,ビルディングブロック方式に基づき,様々な機能をモジュール化したストリーミングゲートウェイの試作および評価を行うとともに,広域ネットワークで分散展開したゲートウェイを強調連携させるための配送基盤に関する検討を行った。以下に各々について具体的に述べる1)「ビルディングブロック方式に基づく機能拡張容易なストリーミングゲートウェイ」:今年度は,ストリーミングシステムを機能毎にパイプおよびソケットをインターフェースとしたプログラムモジュール化することで,必要な機能を連携させて動作させることが可能な,ストリーミングゲートウェイの設計および実装を行った。また,実装したシステムに関して,ソフトウェア処理によるモジュール化のオーバーヘッドについて計測し, HD品質に相当する30 Mbpsを超えるストリームに対しても十分リアルタイムで処理可能であることが確認できた。2)「広域ネットワークに分散展開するための配送基盤に関する検討」:ストリーミングゲートウェイを広域展開するためには,各々のノードをどのように管理するかが問題となる。これを解決するために本年度は,移動透過通信とOS仮想化技術を組み合わせたセッションモビリティが実現可能な計算機について設計および実装を行った。これにより,広域分散するストリーミングゲートウェイを統一的に管理することが可能となり,ゲートウェイ間でのストリーム情報の連携を容易にすることができると考えられる。次年度は,具体的なストリーム管理手法について設計および実装を進めるとともに,広域ネットワークでの実証実験を予定している。本研究は,マルチアングル映像や多地点映像などのマルチソースストリーム配信のための,ビルティングブロックモジュール(以下BBM)方式に基づくストリーミングゲートウェイの構築と受信システムの実装および評価を通して,スケーラブルな映像配信基盤の提案を目的としている。本年度は以下の研究を行った。(1)マルチソース映像受信システムの設計と実装:柔軟な視聴画面のカスタマイスや視聴者間のインタラクティフコミュニケーションを可能にするIPマルチキャストネットワークトでのマルチソース映像配信システムを設計し,実装を行った。主観評価からユーザ視点から臨場感の向上等一定の効果が確認できた。さらに,トランスコード機能を実装するストリーミングゲートウェイの負荷実験を行い,ソフトウェア処理による限界値の指標を求めた。(2)BBM方式に基づくストリーミングゲートウェイを用いた映像配送基盤の設計と評価:(1)で実装したシステムにBBM方式のストリーミングゲートウェイを組み合わせることで,柔軟なストリーム処理が可能な映像配送基盤を設計し,有効性について検証した。これらの設計と評価を通して,本提案手法の有効性について検証した。
情報損失を最小化可能なプライバシー保護のための匿名化アルゴリズム

個人情報を含むデータベーステーブルの匿名化問題において,個人の属性値からプライバシー属性値への推論の確率(精度)と逆方向の推論の確率をプライバシー制約として与え,さらに情報損失をコスト関数として定義し,これらの条件を満たす最適な匿名化を求める手法を開発した.さらに関連して大規模分散環境におけるアクセス制御手法,およびソーシャルネットワークサービスにおけるプライバシー設定の支援手法について研究した.個人情報を含むデータベーステーブルの匿名化問題において,個人の属性値からプライバシー属性値への推論の確率(精度)と逆方向の推論の確率をプライバシー制約として与え,さらに情報損失をコスト関数として定義し,これらの条件を満たす最適な匿名化を求める手法を開発した.さらに関連して大規模分散環境におけるアクセス制御手法,およびソーシャルネットワークサービスにおけるプライバシー設定の支援手法について研究した.データベースに含まれる情報を開示する際に,個人が特定されるような内容を除去する匿名化が求められることが多い.名前や電話番号など個人を特定するID属性に加え,性別や年齢など個人を特定するには至らないが組み合わせにより個人の特定が可能になる準ID(QID)属性が知られている.ID属性および準ID属性の除去あるいは精度低下による匿名化を行い,k匿名性やI多様性等の制約を満足させる方法がこれまで提案されてきた.これに対し本研究では,準ID属性の組み合わせからプライバシー属性値への推論確率(QS確率)およびその逆方向の推論確率(SQ確率)というあらたな匿名化制約を定式化する.さらに匿名化により生じる情報損失を定量的に評価するモデルを構築し,このモデルのもとで情報損失を最小化する効率のよいアルゴリズムを開発する.本年度は,QS制約およびSQ制約の定式化を行い,これらの制約のもとで匿名化された情報を表現するための,確率テーブルについてモデル化を行った.確率テーブルは,準ID属性値ごとの,取り得るプライバシー属性値の集合を個々の確率値とともに格納するものである.また,指定された属性間の値の精度を情報損失関数として表現し,任意の重みの情報損失関数のもとで,情報損失を最小化し,かつQS-SQ制約を充足する確率テーブルを生成する多項式時間アルゴリズムを開発した.JavaおよびC++を用いたプロトタイプシステムの開発を進めた.データベースに含まれる情報を開示する際に,個人が特定されるような内容を除去する匿名化が求められることが多い.名前や電話番号など個人を特定するID属性に加え,性別や年齢など個人を特定するには至らないが組み合わせにより個人の特定が可能になる準ID属性が知られている.本研究では,準ID属性の組み合わせからプライバシー属性値への推論確率(IS確率)およびその逆方向の推論確率(SI確率)というあらたな匿名化制約を定式化する.さらに匿名化により生じる情報損失を定量的に評価するモデルを構築する.本年度は,情報損失最小化の目標となるコスト関数の定式化を行い,その記述処理系の開発ならびに情報損失を最小化する匿名化アルゴリズムの実装を行った.さらにベンチマークデータへの適用によりアルゴリズムの改良ならびに実装の効率化を行った.ソーシャルネットワークサービスでは,利用者の個人属性や写真等を一般に公開するか,Friendリンクでつながれた利用者にのみ公開するかといったプライバシー設定機能がある.本機能は詳細な設定が可能になる一方で煩雑化しており,プライバシー設定の支援が必要になる,プライバシー属性オントロジーを用いて,類似する概念からリスク値を求める手法や,プライバシー設定を収集し,その統計的傾向から適切な情報開示設定を推薦する手法の開発を行った.クラウドコンピューティングでは,アクセス制御ルールの適用は複数のサーバにまたがって行われると考えられる.XML文書に対するアクセス制御ルールの適用を効率化するために,XML文書を格納する関係データベースにおいて,アクセス制御ルールの評価結果をキャッシュする方式を考察した.本方式では肌文書が一部更新されても,更新されていない部分の評価結果は再利用できる効率化を行った.データベースに含まれる情報を開示する際に,個人が特定されるような内容を除去する匿名化が求められることが多い.名前や電話番号など個人を特定するID属性に加え,性別や年齢など個人を特定するには至らないが組み合わせにより個人の特定が可能になる準ID属性が知られている.本研究では,準ID属性の組み合わせからプライバシー属性値への推論確率(IS確率)およびその逆方向の推論確率(SI確率)というあらたな匿名化制約を定式化する.さらに匿名化により生じる情報損失を定量的に評価するモデルを構築する.本年度は,これまで実装を行なつてきた匿名化アルゴリズムについて評価を行ない,5万人規模の匿名化を現実的な実行時間で行なえることを確認した.また情報損失の最小化目標として与えるコスト関数によって,実際に情報損失が制御できることを確認した.また本匿名化手法の形式的定義を整理し,既存手法との比較を行った.一方,ソーシャルネットワークサービスでは,利用者の個人属性や写真等を一般に公開するか,Friendリンクでつながれた利用者にのみ公開するかといったプライバシー設定機能があるが,Facebookについて利用者が公開あるいは非公開としている項目と公開している個人属性の収集を行なった.プライバシースコアという情報の公開度を表わす指標と,個人属性の相関を求め,相関の強さの情報を用いて,個々の利用者に個人属性を用いてプライバシー設定の推薦を行なう手法を開発した.
がん幹細胞を標的とする新規がん分子標的治療薬の開発

抗がん剤の耐性機序としては、がん細胞の薬剤排出の亢進、増殖因子などによる生存シグナルの活性化など様々な因子の関与が知られている。また、腫瘍中にがん幹細胞が存在することが判明しており、その特徴として、P-糖タンパク質やBCRPといったABCトランスポーターが過剰発現していることが知られている。これらの発現は、がんが多剤耐性を示す原因の1つでもある。近年、新しい治療薬や治療法が開発され、次々とがん分子標的薬剤が登場し脚光を浴びているが、これらの薬剤に対しても耐性を示す腫瘍が出現し治療の障害となっている。患者に適切な医療を提供するためにさらに科学的な根拠に基づいた業務・研究を行う必要がある。がん幹細胞とは、腫瘍組織中に存在する自己複製能、多分化能を有する未分化な細胞分画であり、腫瘍組織を構成する細胞階層の頂点に存在すると考えられている。がん幹細胞は、抗がん剤に対し治療抵抗性を示す可能性が高く、腫瘍の悪性度を決定づける要因の1つと考えられているが、その詳細は不明である。これまでの報告から、DNA損傷応答、薬剤排出、酸化ストレス耐性、微小環境など複数の要因が、がん幹細胞の治療抵抗性に関与することが明らかとなってきている。がん幹細胞の治療抵抗性の分子機序を解明し、新規がん分子標的治療薬の開発を行うことを目的として研究を行っている。Sphere形成能を基にしたがん幹細胞モデルを用いて実験を行った。まず、sphereを形成させた細胞がsphere形成前細胞(親細胞)と比較して、抗がん剤に耐性になるか調べたところ、sphereを形成した細胞は、複数の抗がん剤に対して抵抗性を示した。また、ABCトランスポーターは、ATP結合カセットと呼ばれる共通配列を有する輸送体蛋白質で、ヒトでは約50種類存在する。その内、MDR1/ABCB1、MRP1/ABCC1、BCRP/ABCG2等は、抗がん剤を細胞内から細胞外に排出する薬剤排出トランスポーターとして知られている。がん幹細胞モデルを用いてsphereを形成した細胞と親細胞との上記トランスポーターの発現を比較したところ、sphereを形成した細胞においてMDR1/ABCB1、MRP1/ABCC1、BCRP/ABCG2の発現亢進が認められた。Cancer stem-like cells(CSCs、がん幹細胞様細胞)は腫瘍組織中に存在する自己複製能と未分化性を有し、抗がん薬や放射線治療に対し抵抗性を示す一因と考えらえているが、その詳細は不明である。現在、Sphere形成能を基にしたモデルを用いて研究を行っている。S100ファミリーであるS100A16は、がん細胞において発現が亢進しているが、CSCsにおける役割について今回検討した。Sphere formation assayによってOCT4、BCRP、S100A16の発現の亢進が認められ、S100A16の遺伝子発現をsiRNAで抑制したところ、OCT4、BCRPの発現が抑制された。また、Sphere formation assayによるspheroidの形成はS100A16の発現を抑制することで抑制された。CSCsにおいてS100A16は幹細胞の重要な因子であるOCT4の発現を制御しており、CSCsの形成に重要な役割を担っている可能性が示唆された。がん幹細胞モデルを用いて、がん幹細胞の特徴を解析中である。がん幹細胞モデルを用いて、がん幹細胞の特徴や抗がん剤耐性機序を解析中である。がん幹細胞モデルを用いて、がん幹細胞の特徴や抗がん薬耐性機序を明確にし、実用的な耐性克服薬の開発を行う。がん幹細胞のシグナル伝達に重要な経路を同定し、その阻害薬の開発を行う。sphereを形成能、抗がん剤耐性に阻害薬がどの程度克服するかでアッセイを行い、キナーゼ阻害薬、標的遺伝子のsiRNAを使用し開発を行う。がん幹細胞の腫瘍原性能消失、腫瘍細胞増殖抑制を制御できる薬剤の探索を実施する。医療系薬学がん幹細胞モデルを用いて、がん幹細胞の特徴や抗がん剤耐性機序を解析し、実用的な耐性克服薬の解析を行う。
受精の機構と胚の発育・分化調節機構に関する研究

原始卵胞内に存在する卵子が卵胞の発育と共にその体積を増加させやがて受精能力を獲得し、精子と受精し、さらに胚として育成・分化していく過程を、形態学的・生化学的・分子学的に解明し、生命としての第一歩を歩み始めるこの時期の卵を総合的に把握する。この解明を目的として研究し、以下の点が判明した。(1)体外受精・胚移植施行例の採卵時に得られた顆粒膜細胞を卵丘細胞群と壁側顆粒膜細胞群に分け、アポトーシス小体出現率を検討したが、壁側群に有意に高く、40歳以上群に有意に高率にみられた。(2)受精後の卵の発育とグルコース利用能について検討すると、hexokinaseが急激に増加し、卵がpyruvate利用からglucose利用型へと転換する。(3)受精に伴い細胞内Ca^<2+>の変動が著しく(Ca-oscillation)、これはCa-blockerの働きで抑制された。老化卵ではこのパターンの変化を示した。(4)顕微受精のうち、ヒト精子をハムスター卵細胞質内に注入して精子の染色体分析をした所、不妊症患者で乏精子症や精子減少症でも正常の場合と同様に精子染色体分析が可能であり正常対照群と大きな差異はなかった。(5)卵管の特異糖蛋白質のcDNA塩基配列はハムスター、マウスでC末端側にセリン/スレオニンを豊富に含む種特異的な繰り返し配列の存在が明らかになった。この物質はin situ hybridizationでestrogen依存性に存在することが明らかになった。原始卵胞内に存在する卵子が卵胞の発育と共にその体積を増加させやがて受精能力を獲得して排卵し,精子との合体により受精を行い,さらに胚として発育・分化していく過程には,著しい変化が卵・胚の細胞内に生じていると考えられる。これらの変化を形態学的・生化学的・分子生物学的に解明し,生命としての第一歩を歩み始めるこの時期の卵とそれをとりまく環境の変化を総合的に把握することは,生命が自己を複製する能力をいかに獲得してきたかを解き明かすものとして癌の増殖機構への解明にもつながり、極めて重要な研究課題といえる。そこで本年度は以下の実験について基礎的研究に着手し次のことが判明した。受精の場としての卵管より分泌される糖蛋白をハムスター卵管のcDNAライブラリーよりクローニングし,シークエンスを蛍光オートシークエンサーにて終了した。また,エストロゲン依存性の卵管特異糖蛋白質をシゴキシゲニンを用いたプローブを作成し、これを利用してin situ hybridization法を施行し遺伝子レベルで解析中である。着床の場としての子宮筋は妊娠によりgap junctionが変化する。そこで抗connexin抗体を用いWestern blot法によりgap junctionの発現を検討したが,ラットの非妊娠子宮では発現はみられず妊娠子宮にのみみられた。また,受精時の細胞内カルシウムと胚発育としてのenergy代謝について正常受精時についてはすでに判明したので単為生殖との関係で検討中である。卵成熟との関係で卵胞におけるsteroidogenesisについてperi-fusion法にて顆粒膜培養細胞を用いて研究中である。受精が成立するためには卵子の成熟が必要である。そこで卵巣内卵胞をとり出し、体外で培養し、培養液内のglucose消費量を測定した。マウスでは卵胞直径が200μmをこえるとglucose消費量が増加し、FSHを添加すると著明に増加した。また卵胞内のestrogenも増加した。マウスの卵で媒精後Ca^<+2>が急激に上昇し、長いもので3時間、短いものでも1時間にわたり、およそ8分おきの周期的な上昇をくりかえした。この場合には全て第2極体の放出を認めた。精子の受精機能獲得や先体反応を促進するためにTEST-York Bufferを用いて精子を培養し、さらにFITC-PNAで精子頭部をラベルし、蛍光顕微鏡下で染色すると、受精能が向上することが明らかになった。

また、精子頭部の変化をlectinとの反応性でとらえ受精能との関係でみると、精子卵子融合に関与する赤道域の反応性との関連性が示唆された。また重度の男性不妊症の精子受精能の評価のためハムスター囲卵腔の中に直接精子を注入して受精能をみるmodifiedmicrosperm penetration assay法を確立した。哺乳動物の卵管上皮よりエストロゲン依存性の糖蛋白質が分泌され、これが受精やその後の胚発生に重要であることが知られている。これをハムスター,マウスをモデルにしたcDNAクローニングを行い、予想される分子量はハムスター70.9kDa,マウス76.5kDa,アミノ酸配列を同定した。これを用いin situ hybridizationによるmRNAの卵管組織上における局在を明らかにし、性周期ではproesrus期に減少し、estrus期からdiestrus期にかけて明かな増加を認めた。原始卵胞内に存在する卵子が卵胞の発育と共に受精能を獲得し精子と受精し、さらに胚として発育・分化していく過程を明らかにすることは、生命の発生を解きあかす上でも重要である。そこで本年度は以下の点を明らかにしたい。(1)卵胞の発育とステロイド産生:ステロイドは主として、LH,FSHの作用を受けて卵胞の顆粒膜・莢膜細胞により産生されるが、卵胞内各種ステロイドをダンシル化後高速液体クロストにて同時測定する方法を確立し、大卵胞にとくにestrogenが増加する事を明らかにした。(2)卵胞を構成する顆粒膜細胞のアポトーシス小体を観察し、卵胞の壁側顆粒膜のアポトーシスは年齢に依存して増加している。(3)マウスの特異糖蛋白質のCDNAの塩基配列よりマライマ-を合成し、PCRにてgenomic DNAを増幅し、そのPCRproductは電気泳動上1本のバンドを認めた。これらの結果、マウスのgenomicDNAはエクソンの5倍長のイントロンを持ち、12kb以上である事が推定された。(4)男性不妊症患者の精子を顕微操作下にてハムスター卵の細胞質内に注入し、培養展開する事により精子染色体の数的・形態的異常を検索する方法を確立し、不妊症群に異常が多くみられた。(5)マウスの卵細胞を微少培養液にて培養しエネルギー源としてglucose代謝を測定すると、卵割球が多くなるにつれてglucose代謝が促進した。また、卵胞を同様に培養し、これにFSHを添加すると卵胞が200μmをこえると有意にglucose代謝が前進した。また、FSHreceptorのmRNAが200μm以上で明らかに検出された。(6)細胞内カルシウムの変動は受精直後から数時間にわたり起こるが、これは卵の老化や細胞外液のカルシウム濃度に関係する。このカルシウムの変動の意義を形態的に検討中である。原始卵胞内に存在する卵子が卵胞の発育と共にその体積を増加させやがて受精能力を獲得し、精子と受精し、さらに胚として発育・分化していく過程を、形態学的・生化学的・分子学的に解明し、生命としての第一歩を歩み始めるこの時期の卵を総合的に把握する。この解明を目的として研究し、以下の点が判明した。
計算流体力学と伝熱学の融合による熱電発電システム設計

熱電変換素子を通じた熱伝達により減少する温度差を、熱流体により大きく保ち、熱電発電出力を増強する方策を検討している。従来温度差は一定であると仮定されることが多く、現実の熱電発電量を定量的に予測できなかった。熱電モジュールの両端に向流を流して最適な温度差を定常的に得る一例として、冷却水と高温廃熱風を用い工場廃熱を回収するシステムを設計している。折り返しのある新しい熱流体回路を設計しその出力を予測する計算を行っている。最終的な目標は二重複螺旋型向流発電機として熱電発電を実現するために必要なこの設計に挑戦している。孟は螺旋流と直線的な流れを比較するため、有限要素法でpn対を含むモジュールの熱電現象を表現したモデルを準備し、数値的にその出力を計算した。二つの流れが熱電現象に与える相違はほとんど認められないが、曲率が著しい場合に相違が認められた。均質である熱電素子の内部に高い伝熱部と高い電流密度を有する部分が局在する。電流は湾曲したモジュール内部を3次元空間の直線的に優先して進むのに比べ、熱伝導はz軸に平行に流れるためであった。また、モジュールが傾いているために生じる熱流の進行方向と電流方向の不一致により出力の低下、効率の減少が生じることが分かった。その対策として多角形素子を提案した。一方、鈴木は流体配管を試作して熱流体の挙動を測定し計算機シミュレーションの精度の向上を図った。計算では求めることができない量である熱伝達係数、流体密度、送水圧力などを調べて計算に反映させた。(抄録なし)熱電変換素子を通じた熱伝達により減少する温度差を、熱流体により大きく保ち、熱電発電出力を増強する方策を検討する。電流は湾曲したモジュール内部を3次元空間の直線的に優先して進むのに比べ、熱伝導はz軸に平行に流れるためであろうと推測している。現在、この考え方を立証すべく、曲率の異なるモデルを準備しているので、間もなく新しい複螺旋型向流発電機の特質を一般化して述べる段階に至ると考えている。この成果は2013年3月および6月の国際会議で発表する。この考え方が正しいならば今後の熱電変換素子設計に新しい概念を生み出すと期待できる。一方、鈴木は流体配管を試作して熱流体の挙動を測定し計算機シミュレーションの精度の向上を図る予定である。計算では求めることができない量である熱伝達係数、流体密度、送水圧力などを調べて計算に反映させる予定であり、また計算から得られた設計を実験で試す準備を行っている。孟氏は8月来日で2012年は予想通り孟氏担当分は成果は少ない。しかし研究チームの事情を理解し、また北大が独自に組み込んでいる計算ソフトの内容を理解できるようになって、極めて迅速にモデル計算の一連の流れが組み立てられている。鈴木が思いついた二重螺旋構造の優秀性が、伝熱の専門家の孟氏により初めて実証できそうなので安堵している。

熱電変換だけでなく連続鋳造にも適用できることがわかり、来年度は多方面に展開できそうであるし、枝葉に広がりが出てきた。大きな研究課題の変更は不要である。現在準備しているモデルの計算が順調に進めば、新しい概念として二重螺旋構造の優秀性を順調に提示できる。パソコンのメモリが予想以上に必要であることが判明したので、パソコンを新機種でかつ大きな容量のメモリを搭載したものに交換したところである。来年度は大型計算機の利用も考慮している。現在有している伝熱工学のソフトが5ライセンスでは計算速度不足の事態が生じる可能性があり、予算を考慮しながらライセンス数を増やすことを考慮する。(抄録なし)
腫瘍溶解性レオウイルスの蛍光イメージングによる最適な腫瘍治療プロトコールの探索

本研究では、獣医領域における腫瘍溶解性レオウイルス療法の臨床応用と、投与されたウイルスの生体内動態を把握することによる最適な治療プロトコールを確立することを目的とした。具体的には、レオウイルスの遺伝子組換えにより発光色素であるnano-lucを付加した組換えレオウイルス(T1L-nluc)を作製し、腫瘍細胞への感染を発光イメージングにより観察した。また、生体内に投与するために、ウイルスを大量精製した。そして、その精製したウイルスの品質を保証するために、再度細胞傷害、ウイルス増殖の検討を行なった。次に、免疫不全マウスに犬の組織球肉腫細胞株を移植し、腫瘤形成後にT1L-nlucを投与し、抗腫瘍効果と発光強度の確認を実施した。当初予定していたリアルタイムの生体イメージングに関しては、山口大学共同獣医学部共通利用機器のIVIS imaging機の故障と、設置されている施設の利用可能開始時期が大幅に遅れたため、本研究期間中に実施できなかった。しかし、試験終了時点で腫瘍組織を採取し、細胞溶解後、Nano-lucの発光強度を測定したところ、対照群のマウスと比較し、T1L-nluc投与群で、有意な発光強度の増強が確認された。本研究成果により、腫瘍形成マウスモデルを用いたT1L-nlucの生体イメージングの実験系の確立が達成された。最後に、ウイルス増殖を促進する作用をもつATMシグナル伝達阻害剤KU60019について、本薬剤が、マウスL929細胞株、犬の悪性黒色腫細胞株、人の腫瘍細胞株に対して、レオウイルスのウイルス増殖を促進し、細胞傷害効果を増強することを明らかにした。本成果により、KU60019は、レオウイルスの精製過程における利用だけでなく、腫瘍溶解性レオウイルス療法の併用療法となり得る可能性が示された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究内容の最も重要な課題は、イメージングに適したレポーター遺伝子をレオウイルス構成遺伝子に組み込み、人工的にウイルスを作製することである。平成28年度は、レオウイルスを作製するための材料収集および作製と、実際に本研究室にて遺伝子組換えレオウイルスを作製することが可能かを検討した。また、共同研究者である大阪大学の小林剛先生より分与されたnano-luc遺伝子を導入したレオウイルス(T1L株)を用いて、犬の腫瘍細胞に遺伝子組換えレオウイルスが感受性を示すかを検討した。レオウイルスのウイルス構造をコードするプラスミド10種類とT7 RNA polymeraseを発現するパッケージング細胞(BHK/T7 pol.)を入手し、遺伝子組換えレオウイルスの作製を行った。10種類のレオウイルス構造プラスミドをBHK/T7 pol.にTransit-LT1を用いてトランスフェクションし、48時間後の細胞液より凍結融解法にてウイルス液を回収した。回収したウイルス液をL929細胞(レオウイルス高感受性細胞)に添加したところ、強いCPEが観察された。そのため、本研究室においても遺伝子組換えレオウイルス(野生型T3D株)を作製することが可能であった。小林先生との研究打ち合わせにて、大きいサイズの遺伝子をウイルス構造遺伝子に組み込むことが困難であることが判明し、現在は、可能な限り小さいサイズのレポーター遺伝子を探索している。レオウイルスに導入可能なレポーター遺伝子の探索と並行し、小林先生が作製したnano-luc発現組換えレオウイルスについて、本研究に代用可能かを検討した。その結果、上記のウイルスが、犬組織球肉腫細胞株に強い細胞傷害を示し、発光量として定量化できた。そのため、in vivoのイメージングに代用することが可能であるが、治療用レオウイルス(T3D株)と血清型が異なることが懸念された。本研究員の研究への取組は誠実で実直であり、予定通りの成果を残している。レオウイルスのリバースジェネティクスの手法はすでに確立されてはいるものの、数々の課題がある方法であることが共同研究者の小林剛先生との打ち合わせなどから判明した。計画で用いるはずであったT3D株ベースのウイルスの組換えウイルスの作製には成功し、それらが実際に犬の腫瘍細胞に感染、増幅するところまでは確認できた。しかしそれらにイメージング用レポーターを導入するところまでは至っていないため、すでに小林先生が確立しているT1L株ベースの組換えウイルスを用いることでイメージングできることを確認するにとどまった。したがって、今後は、T3D株ベースのウイルスのイメージングレポーターを用いた組換えを早急に実施する必要があると考えている。平成29年度は、ウイルス治療の最適なプロトコール作りのために、(課題1)レオウイルスT3D株に蛍光(発光)レポーター遺伝子を導入すること、および(課題2)生体内イメージングを行うための材料の準備を行った。まず、(課題1)については、残念ながらT3D株にレポーター遺伝子を導入することは難しく、T1L株を使用する必要があることが明らかとなった。そのため、既に作製可能なnano-luc遺伝子導入T1L株を用いて生体内イメージングを実施することに方針を変更した。最初に、T1L株が治療用レオウイルスT3D株と同様に犬の腫瘍細胞株に対して抗腫瘍効果を示すかを検討した。その結果、T1L株は、組織球肉腫、メラノーマ、乳腺腫瘍細胞株に対して、T3D株と同程度の細胞傷害性を示すことが分かった。また、T3D株に対して感受性の低かったいくつかの細胞株に対して、T1L株が高い感受性を示すことも明らかとなった。