hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ガラス製超薄型フレネルレンズの高精度プレス成形

近年,光学系の薄型・軽量化のために,ガラス製薄型フレネルレンズが要求されている.本研究では,高温ガラスプレスに使用可能な成形金型を開発し,それを用いて超薄型ガラスフレネルレンズの高精度成形を試みた.また,成形時のガラス材料の流動メカニズムと応力・ひずみ分布およびガラス・離型膜・金型間の界面における原子拡散現象について実験と解析の両面から研究を行い,金型寿命を改善するためのプレス成形条件の最適化を行った.近年,光学系の薄型・軽量化のために,ガラス製薄型フレネルレンズが要求されている.本研究では,高温ガラスプレスに使用可能な成形金型を開発し,それを用いて超薄型ガラスフレネルレンズの高精度成形を試みた.また,成形時のガラス材料の流動メカニズムと応力・ひずみ分布およびガラス・離型膜・金型間の界面における原子拡散現象について実験と解析の両面から研究を行い,金型寿命を改善するためのプレス成形条件の最適化を行った.本研究では,高温プレス成形を用いてガラス製超薄型フレネルレンズを製作することを目的としている.平成19年度では,(1)非線形熱的特性を持つ金型基材開発および熱処理方法の検討,(2)Ni-Pめっき層の超精密切削加工,(3)多層複合離型膜の開発および(4)初期成形テスト実験を行った.具体的には:(1)について,金型基材の組織がマルテンサイトからフェライトとセメンタイトに分解するときに起こる体積収縮に着目し,表層Ni-Pめっきと同時に収縮するように非線形的熱的特性を有する基材と熱処理方法を考案した.その結果,金型基材を焼入れ焼戻しした後にNi-Pめっきを施しダイヤモンドバイトでNi-Pめっき層に溝加工を行うという従来の金型に比べて,金型の耐割れ性が著しく向上した.(2)について,ダイヤモンド工具形状や加工条件などを変化させ切削実験を行い,切れ刃のバニシング効果を発生させることで,ナノレベルの表面粗さを達成することができた.(3)について,金型基材・めっき層・離型膜・ガラス間の物質拡散現象および表面形態変化を観察し,金型離型膜劣化のメカニズムを究明した.そして離型膜強度の劣化を抑制するために,特殊な多層複合離型膜を考案し,それによるガラス融着防止の効果を確認している.さらに,次年度の内容を一部前倒し実施し,(4)初期成形テスト実験を行った.まず,専用計測装置を必要とせずに,プレス成型機を用いたガラス高温粘弾性の定量的評価に成功した.そして有限要素法を用いて最適な加熱時間の予測やプレス抵抗の予測も可能にした.これらの基礎検討の成果は,今後薄型フレネルレンズのプレス成形の高精度化に指針を与えるものと考えられる.本研究では,高温プレス成形を用いてガラス製超薄型フレネルレンズを製作することを目的としている.平成20年度では,(1)最適成形条件の実験検討,(2)有限要素法によるガラスの流動成形メカニズムの解析および(3)多層膜有限要素モデルを用いた界面の力学的検討を行った.具体的には:(1)最適成形条件の実験検討について,開発した金型を用いてガラスレンズの成形実験を行い,金型形状のガラスへの転写性について実験的に検討した.成形温度,成形圧力,加熱速度,冷却速度,保持時間および基板のプリフォーム形状を変化させて,成形したフレネルレンズの形状精度,微細溝の転写性および表面粗さの変化について調査した.また,離型膜の表面を測定し,剥離の有無の確認を行った.これらの検討結果が,今後金型および離型膜の最適化設計に基礎データを提供できるものと考えられる.(2)有限要素法によるガラスの流動成形メカニズムの解析について,熱塑性および粘弾性有限要素法によりガラス成形過程における内部応力・ひずみ分布および塑性変形・流動メカニズムの解析を行った.そして各種の成形条件で得られた実験結果と比較することにより,ガラスの成形機構のモデリングを行い,成形過程の可視化を可能にした.(3)多層膜有限要素モデルを用いた界面の力学的検討について,界面における応力状態を解析し,薄膜の種類や密着強度および応力・ひずみ状態との関係を調べた.これらの解析結果は,今後実験で得られた離型膜の残留応力および剥離形態の観察結果と比較することによって剥離現象の力学的原因の考察に重要な指針を与えるものであると考えられる.本研究では,高温プレス成形を用いてガラス製超薄型フレネルレンズを製作することを目的としている.平成21年度では,ガラス・離型膜・金型間の界面拡散および融着現象の究明および金型の長寿命化のための実験条件の検討を行った.具体的な研究内容および研究成果は次に示す通りである.(1)界面における高温拡散現象について:X線光電子分光(XPS)分析により金型表層のP濃度,結合状態,結晶成長の分析を行い,界面拡散の有無およびその形態を調べた.その結果,高温・高圧状態におけるガラス/離型膜/Ni-P/基材の界面の元素拡散が存在することを明らかにし,界面元素の拡散によって局部的に金型の強度低下が生じることが分かった.(2)ガラス融着現象の解明について:まず,金型の劣化に伴って成形条件によってガラスの金型への融着現象を確認した.そして数種類のガラスと離型膜との界面物理・化学作用を分析し,融着部界面での元素分析を行い,界面応力状態などから融着の原因を分析した.さらに,ガラス融着防止の対策としてレアメタル系複合多層離型膜の効果を検証し,有効性を確認した.

(3)金型の長寿命化および耐久試験について:以上の界面拡散および融着現象の解明によって得られた知見をもとに,金型基材,Ni-Pの成膜条件,および離型膜の材料と成膜条件を改善し,金型の長寿命化実験を試みた.耐久テストを行うことで金型寿命を評価し,金型製造およびガラス成形プロセスの総合的な向上を達成することができた.以上の成果は,今後のガラス製超薄型フレネルレンズの高温プレス成形機構の究明や,成形プロセスの最適化などに有用な情報提供できると考えられる。
腫瘍組織における微小環境の変化に連動した癌の浸潤形質獲得機序の解明

私共は、これまでに、低分子量G蛋白質Arf6を中心としたGEP100-Arf6-AMAP1経路が乳癌細胞の浸潤・転移形質獲得に根幹的役割を果たしていることを明らかにしてきた。本研究により、いくつかの乳癌細胞における低酸素環境やTGFss1刺激によるEMT様の変化に伴う浸潤・転移形質獲得に、共通して、GEP100-Arf6-AMAP1経路がc-Metの活性化を介して活性化されることが必須であることを明らかにした。さらに、低酸素下においてGEP100-Arf6-AMAP1経路を構成する分子群の遺伝子発現が亢進すること、その制御に低酸素環境における癌の浸潤性や幹細胞性の誘導に関わる転写因子HIFあるいはエピジェネティック因子EZH2が関与することを見出した。本研究は、腫瘍組織での酸素分圧の低下に伴う乳癌の浸潤形質獲得機序とGEP100-Arf6-AMAP1シグナル伝達経路との関連性を明らかにすると共に、正常乳腺上皮細胞とその亜株及び、EMTと低酸素状態との遺伝子発現の網羅的解析を進め、癌浸潤形質の誘導に必須の初期段階でのエピジェネティックな分子機序を明らかにし、Arf6を中心とした分子装置との関与の普遍性や固有性を解明することを目的としている。本研究期間において、乳癌細胞における低酸素下での浸潤形質誘導におけるArf6活性化に関わるArfGEFの同定及び、活性化経路の解明のために、乳癌細胞MDA-MB-231、MDA-MB-468を用い低酸素下で見られる浸潤形質活性化とArf6活性化がsiRNA処理によるGEP100発現抑制により抑制されることを観察している。これらの細胞株を用いて、定常酸素状態と低酸素状態とでの遺伝子発現の網羅的解析を行い、低酸素下で特異的に発現するレセプター型チロシンキナーゼ及び、そのシグナル伝達に関わる分子を検索した。しかしながら、両細胞間で共通に発現が増加する既知のレセプター及び、シグナル分子、あるいは、発現が減少する既知のフォスファターゼや抑制因子は見られなかった。同時に進めていたGEP100との結合実験から、低酸素下で特異的に共沈降するチロシンリン酸化蛋白質群から、活性化経路に関わる分子の同定を進めている。低酸素状態とEMTで共通に浸潤形質を示すマウス乳腺細胞NMuMGの亜株群の遺伝子発現の網羅的解析から見出したポリコーム群(PcG)遺伝子、EZH2の発現制御を調べるため低酸素状態とEMTとの初期段階でのmRNA発現及び、microRNA発現の網羅的解析により、EZH2遺伝子の発現に関与する可能性の考えられる候補分子の同定し、さらに、EMT及び、低酸素下で浸潤形質を示さなかった亜株群を用いて比較検討を行い、候補分子の絞り込みを分子生物学的手法を駆使して進めている。本研究は、低酸素下での乳癌の浸潤形質獲得機序とGEP100-Arf6-AMAP1シグナル経路との関連性を明らかにすると共に、正常乳腺上皮細胞とその亜株についてEMT誘導と低酸素状態との遺伝子発現の網羅的解析を進め、浸潤形質の誘導に必須の初期段階でのエピジェネティックな分子機序を明らかにし、GEP100-Arf6-AMAP1シグナル経路との関与の普遍性や固有性を解明することを目的とする。昨年度までに、低酸素下で浸潤性を示したいくつかの乳癌細胞に共通して、Arf6が必須であること、その際、Arf6活性化因子がGEP100であることを見出した。本研究期間において、GEP100-Arf6経路活性化の分子機序について、低酸素下でEMTが誘導されることが報告されているMDA-MB-468細胞においてEGFレセプターが活性化されること及び活性化EGFレセプターにGEP100が結合することを見出した。また、高浸潤性の乳癌細胞MDA-MB-231において、c-Metが活性化されること及びGEP100が相互作用することを見出した。c-MetとGEP100との結合性がEGFレセプターに比べ弱いこと等から結合様式について詳細な解析を進めている。さらに、両細胞とも低酸素下で乳癌幹細胞様形質が誘導されることを見出した。低酸素状態とEMT誘導で共通に浸潤形質を示すマウス乳腺細胞NMuMG及びその亜株の浸潤形質獲得にArf6及びGEP100が必須であることを見出した。

さらに、これまでにNMuMG細胞及びその亜株において低酸素状態とEMT誘導での浸潤形質獲得に関わることを見出したエピジェネティック制御因子EZH2の発現に関与する可能性の考えられる候補分子の一つが低酸素下での転写制御因子HIFによって制御されている可能性を見出した。GEP100-Arf6-AMAP1シグナル経路との関連性を検討中である。本研究は、低酸素下での乳癌の浸潤形質獲得機序とGEP100-Arf6-AMAP1シグナル経路との関連性を明らかにすると共に、低酸素環境とEMTとに共通した浸潤形質の誘導に必須のエピジェネティックな分子機序を明らかにし、GEP100-Arf6-AMAP1シグナル経路との関与の普遍性や固有性を解明することを目的とする。当該研究期間において、低酸素環境やEMT誘導よって、GEP100-Arf6-AMAP1経路がc-Met/HGFレセプターを介して活性化されることを見出し、同時に、GEP100がアダプター分子GAB1を介してc-Metに相互作用する新たな作用機序を見出した。最近、GAB1の関与が知られているサイトカインIL-6のシグナル伝達経路が乳癌幹細胞の幹細胞性の維持に必須であることが報告されていることなどから、GEP100-Arf6-AMAP1経路が、低酸素環境やEMTによる癌細胞の浸潤形質及び幹細胞様形質獲得に関与する多様なシグナル伝達によって活性化される可能性が示唆された。CD44+/CD24-高浸潤性乳癌細胞において、Arf6やAMAP1の蛋白質発現量の亢進を見出した。その機序に関連して、低酸素環境やEMT誘導による浸潤性誘導に伴って、胚性幹細胞の維持に必須のエピジェネティック因子EZH2の遺伝子発現が共通して亢進すること、さらに、その発現を抑制することにより、Arf6、AMAP1の蛋白質発現量が減少することを見出した。これまでに、EZH2の発現が乳癌の悪性度進展に相関すること、CD44+/CD24-高浸潤性乳癌細胞でその発現が亢進すること、癌幹細胞様形質の維持に関与することが報告されていることから、EZH2がGEP100-Arf6-AMAP1経路を構成する分子群の発現を誘導することによって癌幹細胞に浸潤形質を誘導する可能性が示唆された。私共は、これまでに、低分子量G蛋白質Arf6を中心としたシグナル経路、GEP100-Arf6-AMAP1経路が乳癌などいくつかの癌種の浸潤・転移形質獲得において根幹的役割を果たしていることを明らかにした。当該研究期間において、高浸潤性乳癌細胞群におけるArf6とAMAP1遺伝子の蛋白質発現量亢進に関して、microRNAによる翻訳過程の制御について検討を進め、乳癌細胞の浸潤性とその発現が逆相関するmicroRNAの中から、miR-203がArf6とAMAP1遺伝子3'-UTRに標的配列を持ち、両分子の蛋白質発現に関与することを見出した。さらに、高浸潤性乳癌細胞におけるmiR-203の遺伝子発現制御について、polycomb group蛋白質群のサブユニットであるEZH2が、miR-203の発現を抑制することにより、Arf6とAMAP1遺伝子の蛋白質発現量の上昇が誘導される新規作用機序を見出した。さらに、低酸素下において乳癌細胞の浸潤性と共に、Arf6とAMAP1の遺伝子発現亢進に低酸素環境における癌の浸潤性や幹細胞性の誘導に関わる転写因子HIFが関与することを見出した。この結果に関連して、患者の多くにHIFの恒常的活性化が見られる腎癌に関して、その悪性度の進展とGEP100-Arf6-AMAP1経路を構成する分子群の発現との間に相関があることを見出している。
サプロペルからみたユーラシア大陸周辺のモンスーン変動の高精度検出とその地域性

大洋堀削計画第161次研究航海で採取されたヨーロッパに近いチレニア海(974地点)やバレアレス諸島沖(975地点)と、北アフリカに近いアルボラン海(976、977、978、979地点)のサプロペル堆積物柱状試料を用いて、過去のモンスーン変動解明を行った.これら試料の時間分解能は約15年である.この鉱物組成を既存の装置を用いて、定性・定量的なX線回析分析によって明らかにした.とくに、粘土鉱物のイライトの結晶度が海洋、湖沼およびレス堆積物を通じて、乾湿変動を高精度に検出していることが明らかになった.こららの粘土鉱物分析結果から、遠洋堆積物中に、幾度となく繰り返して産するサイクリックな堆積相を示すサプロペル層は、氷期-間氷期サイクルに強い影響を及ぼしているミランコビッチ・サイクルの地軸の傾きと歳差の影響を強く受けていると考えられていたが、今回の検討結果によれば必ずしもそれを支持しない.そして、ヒマラヤ/チベット周辺の古環境情報(氷河、花粉、植生)サプロペルの存在がミランコビッチフォーシングなどの天文学的周期以外の固体地球のリズムの影響を強く受けたことが明らかになった.大洋堀削計画第161次研究航海で採取されたヨーロッパに近いチレニア海(974地点)やバレアレス諸島沖(975地点)と、北アフリカに近いアルボラン海(976、977、978、979地点)のサプロペル堆積物柱状試料を用いて、過去のモンスーン変動解明を行った.これら試料の時間分解能は約15年である.この鉱物組成を既存の装置を用いて、定性・定量的なX線回析分析によって明らかにした.とくに、粘土鉱物のイライトの結晶度が海洋、湖沼およびレス堆積物を通じて、乾湿変動を高精度に検出していることが明らかになった.こららの粘土鉱物分析結果から、遠洋堆積物中に、幾度となく繰り返して産するサイクリックな堆積相を示すサプロペル層は、氷期-間氷期サイクルに強い影響を及ぼしているミランコビッチ・サイクルの地軸の傾きと歳差の影響を強く受けていると考えられていたが、今回の検討結果によれば必ずしもそれを支持しない.そして、ヒマラヤ/チベット周辺の古環境情報(氷河、花粉、植生)サプロペルの存在がミランコビッチフォーシングなどの天文学的周期以外の固体地球のリズムの影響を強く受けたことが明らかになった.
脳虚血解除後の脳内微小環境における星状膠細胞の病態生理学的役割の解析

脳虚血下では、低酸素症のみならず、脳内微小環境がアシド-シスに傾くことは明らかである。このようなアシド-シスの条件下で、神経細胞周辺の微小環境に影響を与えると考えられるアストログリアの機能変化について、初代培養を行ったアストログリアを用いて検討を加えた。アストログリアの初代培養には、生後一日目のマウス新生児の大脳皮質を用い、トリプシン処理などにより採取した細胞を、10%ウシ胎児血清で培養したのち、3代継代したものを使用した。アストログリアは、pH7.4、7.2、7.0、6.8、6.5の培養液で5日間培養したのち、実験に供した。アストログリアへの[ ^3H]GABAの取り込みは、pHの低下に伴って低下を示すのに対し、[ ^3H]グルタミン酸の取り込みは、pHの低下に伴って、逆に増加を示すことが観察された。一方、アセチルコリンエステラ-ゼ活性は、異なるpHを有する培養液による培養を行っても、何らの変化も受けなかった。以上の結果より、アストログリアは脳虚血に伴い神経細胞外への放出が増加するグルタミン酸の除去を行うことにより、神経細胞に及ぼすグルタミン酸の過剰興奮作用を抑制し、脳虚血下における神経細胞死の進展に対し、防御的に作用している可能性が考えられる。
性選択が駆動するテナガショウジョウバエの誇張化形質の変化に関する実験進化学的検証

テナガショウジョウバエは,近縁種に比べて著しく高い闘争性を有し,固有の求愛行動(Leg vibration)を行う.本研究は,テナガショウジョウバエの行動が異なる性選択圧下においてどのように変化するかを検証するとともに,闘争や求愛行動がどのような遺伝子によって制御されているかを明らかにすることを目的とした.1進化実験に伴うオスの求愛戦術の変動テナガショウジョウバエでは,闘争性および求愛戦術に大きな違いが見られる15の単一メス由来自殖系統が確立されている.これらを5世代掛け合わせることで作出した基本系統を,選り好みをしやすいメスと選り好みをしにくいメスに提示して交尾させ,行動がどのように変化するかを調べた.結果1:オス間闘争の有無による求愛戦術の変動:選り好みをしないメスに対して,基本系統のオスを1頭(処理1)または3頭(処理2)提示した場合,処理1では,初代と8世代目とでLeg vibrationを行うオスの頻度は高いまま変化しなかった一方で,処理2では,Leg vibrationを行うオスの頻度は初代に比べて8世代目に著しく上昇した.結果2:オス間闘争の有無とメスによる選り好みが働く場合の求愛戦術の変動:選り好みをするメスに対して,基本系統のオスを1頭(処理3)または3頭(処理4)提示した場合には,どちらの処理でも,Leg vibrationを行うオスの頻度は初代に比べて8世代目で高くなった.2闘争関連遺伝子の機能解析に向けた単一メス由来系統間での遺伝子配列比較Kudo et al., 2017において闘争性亢進に関与する可能性があるとされた遺伝子について系統間で配列を比較した.闘争性が著しく高い系統とそれ以外の系統のCDS領域の塩基配列とアミノ酸配列を比較したところ,闘争性が著しく高い系統のみで3か所のミスセンス変異が存在していることが明らかになった.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。テナガショウジョウバエは,近縁種に比べて著しく高い闘争性を有し,固有の求愛行動(Leg vibration)を行う.本研究は,テナガショウジョウバエの行動が異なる性選択圧下においてどのように変化するかを検証するとともに,闘争や求愛行動がどのような遺伝子によって制御されているかを明らかにすることを目的とした.1進化実験に伴うオスの求愛戦術の変動テナガショウジョウバエでは,闘争性および求愛戦術に大きな違いが見られる15の単一メス由来自殖系統が確立されている.これらを5世代掛け合わせることで作出した基本系統を,選り好みをしやすいメスと選り好みをしにくいメスに提示して交尾させ,行動がどのように変化するかを調べた.結果1:オス間闘争の有無による求愛戦術の変動:選り好みをしないメスに対して,基本系統のオスを1頭(処理1)または3頭(処理2)提示した場合,処理1では,初代と8世代目とでLeg vibrationを行うオスの頻度は高いまま変化しなかった一方で,処理2では,Leg vibrationを行うオスの頻度は初代に比べて8世代目に著しく上昇した.結果2:オス間闘争の有無とメスによる選り好みが働く場合の求愛戦術の変動:選り好みをするメスに対して,基本系統のオスを1頭(処理3)または3頭(処理4)提示した場合には,どちらの処理でも,Leg vibrationを行うオスの頻度は初代に比べて8世代目で高くなった.2闘争関連遺伝子の機能解析に向けた単一メス由来系統間での遺伝子配列比較Kudo et al., 2017において闘争性亢進に関与する可能性があるとされた遺伝子について系統間で配列を比較した.闘争性が著しく高い系統とそれ以外の系統のCDS領域の塩基配列とアミノ酸配列を比較したところ,闘争性が著しく高い系統のみで3か所のミスセンス変異が存在していることが明らかになった.本研究は,テナガショウジョウバエの闘争性・求愛行動が異なる性選択下においてどのように変化するかを検証するとともに,これらの形質の変化にどのような遺伝子が関係しているのかについて検証することを目的としている.具体的には,“どんなオスから求愛されても交尾を受け入れる"系統のメスに対して,基本系統のオスを提示し,オス間競争のみが起こるような状況を設定した実験と“特別な求愛行動(Leg vibration)を行わないようなオスとの交尾を行いにくい"系統のメスに基本系統のオスを提示し,オス間競争に加えてメスによる選り好みも起こる状況を設定した実験を行う.2017年度は,主に進化実験に用いる基本系統の確立を進めた.基本系統の作成は,所属する研究室で維持している15の単一メス由来自殖系統を用いて行った.第一世代では,まず15系統からそれぞれ未交尾成虫を雌雄別々に集めて1週間程度,系統・雌雄を分けて飼育を行う.その後,79日齢の個体を10頭ずつ(15系統×雌雄:計300頭)プールし,35本のプラバイアルに雌雄4頭ずつ(計8頭)をランダムに再分配して交配させて,次世代の子を得る。2世代目以降からは,各バイアルからそれぞれ未交尾成虫を雌雄別々に集めて1週間程度,系統・雌雄を分けて飼育を行う.その後,79日齢の未交尾成虫を5頭ずつ(雌雄:計350頭)をプールし,35本のプラバイアルに雌雄5頭ずつ(計10頭)をランダムに再分配した。

以上のような手順で掛け合わせを5世代行うことで,基本系統を確立した.基本系統の作出にあたって,初代において15系統同時に掛け合わせを行うため各系統の成虫発生時期を同調させる必要があった.成虫の羽化時期のずれにより,当初の予定よりも遅れが生じたものの,基本系統の作成を2017年度中に完了することができた.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。計画に準じて,進化実験を進め,行動のスコアリングを行う.初代と進化実験後とで行動に興味深い違いが検出された場合には,冷凍サンプルを用いてゲノムリシークエンスを行い,遺伝子頻度の違いを調べる予定である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
共進化による高効率ロバストAGV搬送システムの設計

AGV搬送システムにおいて,走行経路(ガイド)およびマルチエージェント行動則を適切に設計することは,搬送効率の向上に対して不可欠であるといえる.本研究では,エージェントの行動を知的な走行経路により制御することによって,ロバストかつ高効率な搬送システムの設計を目的とする.ロバスト化および高効率化に共進化を用い,知的走行経路には単方向と双方向を組み合わせた手法により,解決する.上記よって,従来得られているヒューリスティックスをメタヒューリスティックスによって獲得可能であることを示す.AGV搬送システムにおいて,走行経路(ガイド)およびマルチエージェント行動則を適切に設計することは,搬送効率の向上に対して不可欠であるといえる.本研究では,エージェントの行動を知的な走行経路により制御することによって,ロバストかつ高効率な搬送システムの設計を目的とする.ロバスト化および高効率化に共進化を用い,知的走行経路には単方向と双方向を組み合わせた手法により,解決する.上記よって,従来得られているヒューリスティックスをメタヒューリスティックスによって獲得可能であることを示す.本研究では,ロバストなAGV搬送システムのための,タスク変動への対応を含んだ設計法を提案することを目的としている.この目的において,当該年度ではロバストなAGV搬送システムの設計に主眼を置き,研究をおこなった.ロバストなAGVシステムを求めるために,困難なタスクを発見するプロセスを加えた設計を考慮する.しかし,タスクの組合せも膨大であり,効率的に困難なタスクを発見する必要があり,また,システムの設計に関しても,多大な設計時間を要する可能性があるため,遺伝的アルゴリズムを用い,システム設計・タスク発見両者を同時設計する方法として,共進化を用いることで,タスクの変動に対してロバストなAGV搬送システムの設計を可能とする.この共進化は競争的共進化(もう一方を打倒する方向への進化)であり,また,ヘテロな系でおこなわれるため,i)適切な進化周期,ii)適切なパートナー(対戦相手)の選択方法を考える必要がある.これらに対し,適応度の分布,ランダムな戦略,パッケージ化などの方法論を組み合わせることで解決を図ることが目標であった.この目標に対し,当該年度では,共進化によるAGV搬送システム設計法がロバスト化と高効率化を達成可能であることが結果として得られた.ここにおいて,パートナーは困難と判定されたすべてのタスクとすることが,ロバスト性を得ることができるという結果を得た.また,進化周期以前に,環境の複雑さによって,進化が加速されることも観察された.これは,複雑な環境下である方が困難なタスクを発見しやすく,よりロバスト化されることがわかった.また,環境の複雑さとシステム設計の関係を解析することが重要であるという示唆を得た.本研究では,ロバストなAGV搬送システムのための,タスク変動への対応を含んだ設計法を提案することを目的としている.この目的において,当該年度では成果をまとめ,ロバストかつ高効率なAGV搬送システムの設計法を提案した.高効率なAGV搬送システムを設計可能とするために,『協調的共進化』による設計法を提案した.また,ロバストなAGVシステムを求めるために,困難なタスクを発見するプロセスを加えた『競争的共進化』による設計を考慮した.ここでは,タスクの組合せが膨大で効率的に困難なタスクを発見する必要があり,また,システムの高効率化に関しても多大な設計時間を要するため,共進化を用いることで,ロバストかつ高効率なAGV搬送システムの設計を可能としている.協調的共進化および競争的共進化はヘテロな対象同士でおこなわれるため, i)適切な進化周期,ii)適切なパートナー(対戦相手)の選択方法を考える必要がある.これらに対し,適応度の分布,ランダムな戦略,パッケージ化などの方法論を組み合わせることで解決を図ることが目標であった.この目標に対し,当該年度では,協調的共準化においては,ランダムなパートナー戦略と進化周期および共進化によるAGV搬送システム設計法が高効率化を可能とすることが成果としてまとめられた.また,競争的共進化においてはパッケージ化をおこなうことにより,システムのロバスト化を達成可能であることが結果として得られた,ここで,双方の共進化において,環境の複雑さとシステム設計の関係を解析することが重要であるという示唆を受け,それらに対する設計解への考察を得ることができた.すなわち,進化周期とともに,環境の複雑さによって,進化が加速されることも観察された.以上を成果としてまとめ,論文を投稿し,その掲載を受領された.
アリル化合物に対するヒドリドルテニウム(II)錯体の特異的反応と触媒作用

最近、ルテニウム錯体を触媒とする水素化、異性化、及び脱水素反応等が活発に研究されているが、これらの反応において、ヒドリドールテニウム結合への不飽和化合物の挿入反応は重要な素反応である。本研究では、ヒドリドルテニウム錯体[RuClH(CO)(PPh_3)_3](1)に対するアリル化合物の挿入及び関連反応について検討した。錯体1はアリルアミンと室温で反応し、窒素配位錯体[RuClH(CO)-(NH_2CH_2CH=CH_2)(PPh_3)_2]を生じるが、これは65°Cで挿入錯体[Ru(CH_2-CH_2CH_2NH_2)Cl(CO)(PPh_3)_2]に変化した。この錯体はシス型とトランス型の混合物であった。また、N-メチルアリルアミンとジアリルアミンとはシス型挿入錯体[Ru(CH_2CH_2CH_2NHR)(Cl(CO)(PPh_3)_2]それぞれ、2(R=CH_3)及び3(R=CH_2CH=CH_2)を生成した。2は室温、溶液中でPPh_3を解離して生成するクロロ架橋型2核錯体との平衡にある。ヘキサンを加えることによって、この2核錯体を単離することも出来た。一方、室温で3のN-アリル基は運動しているが、-30°Cでは停止する。さらに、1とN,N-ジメチルアリルアミンとの反応では、上の3種類のアミンとは全く異なって挿入型錯体が単離されず、π-アリル型錯体[Ru(η^3-C_3H_5)Cl-(CO)(PPh_3)_2]が生成した。錯体1は室温でメサリルアルコールと反応して、挿入型錯体[Ru(CH_2-CHMeCH_2OH)Cl(CO)(PPh_3)_2]を与えた。この反応をベンゼン還流下で行うと、イソブタノアト錯体[RuCl(O_2CCHMe_2)(CO)(PPh_3)_2]が得られた。一方、錯体1をアリルアルコールと反応させた時、挿入型錯体は単離できず、[RuCl{-0-CH=CMeC(=0)CH_2Me}(CO)(PPh_3)_2]が生成した。以上のように、1との反応によって生じる錯体はアリル化合物の官能基、置換基によって特異的に変わることが明らかになった。
購読型教材配信によるモバイル英語学習システムの構築とその効果に関する研究

ネットワーク経由の購読型音声配信(ポッドキャスティング)を利用した英語学習システムを構築し,その効果と継続的学習のあり方を検証した。2007年度の予備調査を経て2008年度から週1回の配信を開始し,2009年度末までに教材87本を開発・配信した。教材はすべてウェブやiTunesを通じて一般に公開している。また同教材を授業等で使用し,学習の絶対量を確保する手段としての効果を検証した。研究期間の初年度となる本年度は、来年度のコンテンツ本格運用に先駆けた準備期間として、配信用音声コンテンツの作成、予備調査の実施および分析、学会・研究会への参加を行った。まず、購入したコンテンツ開発関連資料や、これまでの研究・開発から収集したデータに基づき、配信用の音声コンテンツの企画・立案を行い、謝金を使い、外国人英語話者の協力を得て音声を録音した。また、本研究費で購入したコンピュータを使い、音声配信用のファイル形式に編集した。同時に、Podcastingに必要な音声配信用ウェブサイトを用意した。次に、授業での運用を予定している広島県内の大学生を対象に、Podcastingの利用環境とニーズを把握するための予備調査を行った。この結果、約3割の学生がiPodを所有しており、その他のデジタルオーディオプレーヤの所有率も高いことなどから、多くの学生がPodcastingを利用可能なことが判明した。その一方で、Podcastingの利用経験のある学生はごく少数に過ぎず、その背景にPodcastingの認知度の低さがあることもわかった。さらに、ネット上で利用可能な英語教材に対するニーズの高さも伺えた。これらの結果から、後述するいくつかの課題が浮上した。最後に、他の大学などでの実践・研究の動向を把握するために、旅費を利用して、学会や研究会などに参加し、他の研究者との情報交換を通じて有益な知見を得た。来年度は、編集した教材をネット上で公開するとともに、内容理解確認用教材および課題テストを開発し、本格運用に結びつけて行きたい。また、本年度の予備調査の結果に基づき、「学生のニーズに即した教材の開発」「多様な視聴形態への対応」「Podcastingを利用した英語学習の促進」「Podcastingによる学習支援効果の考察」の4点を、新たな課題に加えたい。本年度は研究期間の2年目となる本年度は、前年度の予備調査に基づき、ポッドキャスティング配信用音声コンテンツの開発および一部公開、授業での試験的利用、学会・研究会への参加を行った。まず、予備調査の結果ニーズの高かった「ドラマ」「会話」「ディスカッション」を中心に番組を企画し、謝金を使い、外国人英語話者の協力を得て台本の執筆および音声の録音を行った。録音した音声は、本研究費で購入したレコーダとコンピュータを用いて、録音から編集までの一連の作業を行った。こうして開発した教材をポッドキャスティングとして配信するためのシステムを構築し、パソコン、携帯電話、デジタルオーディオプレーヤといった多様な視聴形態に対応すると同時に、アクセス解析システムを設置してログの分析を可能にした。作成した番組の一部は「Hiroshima University's English Podcast」という名称で8月から公開を開始し、本年度末までに35本公開している。iTunes Store等のポータルを通じて一般利用者への周知を図った結果、アクセス数が着実に増えている。次に、次年度に予定している本格的調査の前段階として、大学生を対象にポッドキャスティングを利用した英語学習を促進するため、自学自習用教材として試験的に利用し、アンケート調査を通じたフィードバックを得た。最後に、他大学などでの実践・研究の動向を把握するために、旅費を利用して、学会や研究会などに参加し、他の研究者との情報交換を通じて有益な知見を得た。研究期間の最終年度となる次年度は、番組配信を継続しつつ、内容理解確認用教材および課題テストを開発し、ポッドキャスティング教材による自学自習が日本人学習者の英語聴解力にもたらす変化や、その配信形態の学習支援効果を検証し、その結果を学会等を通じて発表する予定である。研究期間の最終年度となる今年度は、昨年度開始したポッドキャスティング教材の開発・配信を継続しつつ、内容理解確認用教材を開発し、ポッドキャスティング教材による自学自習が日本人学習者の英語聴解力にもたらす変化や、その配信形態の学習支援効果を検証し、その結果を学会等を通じて発表した。まずポッドキャスティング教材開発においては「ドラマ」「会話」「ディスカッション」を中心に番組を企画し、謝金を使い、外国人英語話者の協力を得て台本の執筆および音声の録音を行った。録音した音1声は、本研究費で購入したレコーダとコンピュータを用いて、録音から編集までの一連の作業を行った。本年度末までに52本を開発し、「Hiroshima University's English Podcast」として週1回インターネットで配信した。同時に、コンテンツの一部に準拠した内容理解確認用教材を作成し、授業にて試用した。次に、開発したポッドキャストを利用して縦断的研究を行った。

英語学習の意欲の高い希望者を対象に、ポッドキャストを半年間継続的に聴取し、その聴取記録を取るとともに、プレテストおよびポストテストを実施し、英語リスニング能力の変化を検証した。ここで得られたデータなどに基づき、2件の論文発表を行った。最後に旅費を利用して、国内外の学会・研究会に参加し、3件の発表を行うとともに、他の研究者との情報交換を通じて有益な知見を得た。また、研究成果を広く公開するため、電子媒体の報告書に加筆をして冊子体にまとめたものを印刷した。
マルチフェロイック物質の強誘電相における原子核密度と電子密度の可視化

マルチフェロイック物質RMn2O5 (R=希土類)の中性子・放射光回折実験により,強誘電相の結晶構造および磁気構造を明らかにした.測定試料からの回折強度を極めて高精度に計測する手法を開発し,放射光実験に応用した結果,これまで明らかになっていなかった,この物質系の強誘電相の結晶対称性を初めて明らかにした.また,共鳴X線磁気散乱実験により,SmMn2O5のSmとMn磁性原子が担う磁気構造を世界で初めて明らかにし,新しい磁気秩序誘起強誘電性の存在を示唆する結果を得た.マルチフェロイック物質RMn2O5 (R=希土類)の中性子・放射光回折実験により,強誘電相の結晶構造および磁気構造を明らかにした.測定試料からの回折強度を極めて高精度に計測する手法を開発し,放射光実験に応用した結果,これまで明らかになっていなかった,この物質系の強誘電相の結晶対称性を初めて明らかにした.また,共鳴X線磁気散乱実験により,SmMn2O5のSmとMn磁性原子が担う磁気構造を世界で初めて明らかにし,新しい磁気秩序誘起強誘電性の存在を示唆する結果を得た.白金るつぼを用いたフラックス法により,マルチフェロイック物質BiMn_2O_5,^<154>SmMn_2O_5の単結晶育成を試みた.準備実験としてSmMn_2O_5の単結晶育成をおこなったが,幾つかの条件を試みたにもかかわらず,中性子実験に適した大きさのものは得られなかった.またBiMn205についても別の相が析出したためうまく結晶化ができなかった.現在これらの結晶成長条件を最適化している所である.また,本補助金で購入した赤外線集中加熱炉(卓上型単結晶育成装置)を用いて,マルチフェロイック物質TbMnO3の単結晶育成に成功した.これを応用してRMn2_O_5の単結晶育成を試みたが,うまく行かなかった.これまでこの系で赤外線加熱炉を用いて育成に成功した例は世界中で無い.現在は高圧下での育成を試みるべく,加圧装置の導入を検討中である.マルチフェロイック物質における強誘電相の結晶構造解析を,放射光X線回折実験によりおこなった.単結晶球形加工装置を用いて,測定結晶を200ミクロンの球形にして,形状補正をminimizeした.「にせ」の強度情報を与える多重反射を避けながらブラッグ反射強度を高精度で測定するアルゴリズムを開発し,今回の測定に適用した.その結果,解析の信頼度は飛躍的に向上した.しかしながら,試料の冷却時における温度不均質により,実際の試料の温度が安定せず,強誘電相における構造解析実験が安定しておこなえなかった.これまでの実験でその解決法を発見したので,今後はそれを研究に反映させたい.強誘電相の極めて微弱な信号を観測する為には,試料から発せられる蛍光X線等のノイズを除去する必要がある.従来の検出器ではそれはできなかったが,本年度に高エネルギー分解能のシリコンドリフト検出器を実験室に導入し,蛍光X線の除去を試みた.その結果,ブラッグ反射と蛍光X線の寄与を完全に分離する事に成功した.白金るつぼを用いたフラックス法により,マルチフェロイック物質154SmMn2O5の単結晶育成を前年度に引き続き行った,準備実験としてSmMn2O5の単結晶育成の最適化条件の探索をこれまで行ってきたが,中々再現性の高い育成条件を得る事ができなかった.現在も引き続き実験条件を絞り込んでいる所である.また本年度は新たに軽希土類を含むPrMn2O5及びNdMn2O5の試料作成を試みた.これらの物質は,十分な大きさの単結晶育成が世界でもまだ成功していない為,誘電分極測定や,中性子・X線散乱実験がほとんど行われていない.本研究では,まず純良な粉末試料を固相反応により作製した,X線構造解析を行って,目的の組成が出来ている事が確認できた.更に,セラミックス状態にして分極測定を行った所,分極が温度の低下とともに現れ,しかも更に低温で分極の向きが自発的に反転する現象を発見した.磁化測定との対応から,磁気転移に伴って分極反転が起こっている可能性が示唆される.マルチフェロイック物質YMn2O5における強誘電相の結晶構造解析を,放射光X線回折実験によりおこなった.単結晶球形加工装置を用いて,測定結晶を200ミクロンの球形にして,形状補正をminimizeした.「にせ」の強度情報を与える多重反射を避けながらブラッグ反射強度を高精度で測定するアルゴリズムを開発し,今回の測定に適用した.その結果,解析の信頼度は飛躍的に向上した.前年度以前は,試料の冷却時における温度不均質により,実際の試料の温度が安定せず,強誘電相における構造解析実験が安定しておこなえなかったが,本年度に低温ガス吹き付け装置の大幅な改良を行い,試料付近の温度勾配分布を小さくする事に成功し,低温での安定した測定を成功させた.現在この技術に関して特許の申請を検討中である.前年度に引き続き,安定同位体154Sm2O3を用いてマルチフェロイック物質154SmMn2O5の単結晶育成を行った.SmMn

2O5単結晶育成による育成条件の最適化により,154SmMn2O5の単結晶育成に成功した.完全磁気構造解析をおこなう為,韓国原子炉研究所の中性子4軸回折装置で中性子回折実験を行ったが,回折装置のトラブルと,原子炉内でのトラブルにより,中性子が止まってしまい,解析に耐えるデータの取得には至らなかった.今後,世界の別の原子炉施設を利用して再実験を行う予定である.SmMn2O5の磁気構造を解明する為に,共鳴X線磁気散乱実験を行った.Smの吸収端とMnの吸収端での共鳴磁気散乱シグナルの観測に成功した.その結果,磁気構造の周期は,結晶構造の周期に比べて2a x b x cとなった.更に詳細な実験の結果,SmおよびMnの磁気モーメントがc軸を向いている事を見いだした.一連のRMn2O5系ではモーメントの主成分はa軸であり,今回のSmMn2O5が他と比べて特異な磁気構造を持っている事が明らかになった.この結果から,b軸に分極を持つ強誘電性を許容する磁気構造モデルを提案した.現在論文執筆中である.前年度までに開発してきた多重反射回避アルゴリズムを用いたブラッグ反射強度測定法を軌道秩序物質YTiO3に適用した.測定されたブラッグ反射強度データを用いて超精密結晶構造解析を行った結果,3d電子1個の異方的な電子密度分布を得ることができた.この系は3d軌道が反強的に配列する軌道秩序物質であるが,その状態を「モデル無しに」実験的に可視化する事に成功した.この結果は構造解析分野で大きな反響を呼び,様々な国内/国際会議において招待講演を依頼された.今後この手法を様々な物質に適用していく事で,これまで得られなかった精度で結晶の微視的性質について「定量的に」議論できるようになると確信する.26年度が最終年度であるため、記入しない。構造物性26年度が最終年度であるため、記入しない。単結晶の育成はまだうまく行っていない部分が多いが,最適条件をすでに見いだしつつあるので,次年度には成功すると思われる.また,放射光による超精密結晶構造解析に関しても,多重反射回避アルゴリズムがうまく機能し始めており,高精度の測定が可能になった.試料温度の均質化も目処が立った.単結晶の育成はまだうまく行っていない部分が多いが,最適条件をすでに見いだしつつあるので,来年度には成功すると思われる.更に軽希土類RMn2O5の粉末試料において,世界初の誘電分極測定を行い,磁気相転移に伴う電気分極反転を発見した.磁場による新たな電気磁気効果の発見に繋がると期待できる.来年度はその単結晶育成に着手し,分極方向を正確に決める事と,中性子回折実験により微視的磁性をあきらかにしたい.また,放射光による超精密結晶構造解析に関しても,多重反射回避アルゴリズムがうまく機能し,低温ガス吹き付け装置の改良により,試料付近の温度勾配分布が均質になり,低温における高精度の測定が可能になった.26年度が最終年度であるため、記入しない。赤外線線集中加熱炉に高圧印加装置をとりつけ,高圧化単結晶育成により,世界初のRMn_2O_5結晶育成を試みる.育成した単結晶を用いて,中性子構造解析装置SENJUによる中性子結晶構造解析をおこなう.放射光実験では多重反射回避アルゴリズムの更なるブラッシュアップと,試料温度を均一にする為の最適条件を実現し,強誘電相の精密結晶構造解析をおこないたい.154SmMn2O5の結晶育成について,育成条件の最適化を行い,単結晶を育成し,中性子回折による結晶・磁気構造解析を行う.実験は国内ではJ-PARC,海外では韓国原子炉研の中性子回折装置を用いる.また,本年度新たに発見したNdMn
現代日本社会における規範意識とメディア・フレームの変容

平成12年度は、マスメディア(新聞記事)に表出された社会規範に関するメディア・フレームが人々の規範意識に影響を及ぼすものと考え、新聞の内容分析を行った。「成人の日」の社説と、「人生案内」というコラムへの投書とそれに対する回答の分析を行ったが、「大人」を大人たらしめる規範の希薄化と、投書内容の個人化および問題解決の脱規範化を見出すことができた。平成13年度はそれを受けて、意識調査を実施した。調査の主な目的は、現在の人々がどのような規範意識をもっているのかその意識構造を明らかにして、そこから社会規範の変化を検討するとともに、メディア・フレームがどの程度影響を及ほすのか検証することである。調査対象は、神奈川県の一般成人男女1500名であり、443名からの回答を得た。規範意識には、変わった側面もあり、変わらない側面もあった。日本の伝統的な社会規範は予想していた以上に保持されていたが、家族をめぐる規範や性規範には大きな性差、年齢差がみられた。規範の曖昧化、希薄化については、一部の結果からそうした傾向を認めることができる。若年層の方が、全般的に判断の根拠が不明確で、その時その場の自己欲求に左右されやすく、一貫性に欠けていた。メディア・フレームについては、残念ながら明らかな影響を析出することはできなかった。ただし、家庭や学校で教えられたとする道徳内容が主として旧来の規範であるという結果をみると、変わりつつある社会規範の判断枠組はメディアが提供している可能性が大きいといえよう。平成12年度は、マス・メディアが、社会規範の形成・変容に影響を及ぼすものと考え、マス・メディアの内容分析を行った。マス・メディアといっても主要新聞紙であり、新聞記事に表出された社会規範に関するメディア・フレームが、人々の意識に影響を及ぼしている、すなわち人々の判断枠組みとなっていると考えたのである。具体的には2つの内容分析を実施した。一つは、「大人」であることの規範と役割期待を描いていると思われたので、「成人の日」の社説を取り上げることにした。対象は朝日新聞の社説で、昭和30年代後半からほぼ毎年掲載されていたものである。社説で述べられていたことは、それぞれの時代における「若者イメージ」と「新成人」に対する期待や訓話などであるが、そこから「大人」を規定する社会規範を読み取ることができる。もう一つは、かつて見田宗介(1965)が試みた読売新聞の「人生案内」の内容分析を踏襲するかたちで実施した。対象は、同じ「人生案内」の投書とそれに対する回答で、1969、1979,1989,1999年の各一年間のものを取り上げた。かつての見田の分析枠組がすでに十分機能しなくなっていたためいくつかの変更点を加えたが、家族や職場、社会における個人の悩みや人間関係の問題に見え隠れする「規範」の年次比較を行うことで、戦後日本社会における規範の変容をとらえることができた。平成13年度には、マス・メディアが呈示するこうした規範の枠組みを今日の人々がどのように捉えているかを見るために、一般サンプルを対象に意識調査を実施する予定である。昨年度(平成12年度)は、マスメディアが社会規範の形成・変容に影響を及ぼすものと考え、マスメディアの内容分析を行った。今年度(平成13年度)はそれを受けて、調査を実施した。調査の主な目的は、現在の人々がどのような規範意識をもっているのかその意識構造を明らかにして、そこから社会規範の変化を検討するとともに、メディア・フレームがどの程度影響を及ぼすのか検証することである。主要な結果をまとめる。まず規範意識は変わってきたのかという点についてだが、これは変わった側面もあり、変わらない側面もあるといえる。「伝統の尊重」や「上下関係」「義理人情」などいわゆる日本の伝統的な社会規範は予想していた以上に保持されていた。

また、ことわざの多くも支持されていた。しかし一方で、家族や家庭をめぐる規範には年齢や性別による大きな相違があった。特に顕著な年齢差が見られたのが性規範であった。規範の曖昧化、希薄化については、一部の結果からそうした傾向を認めることができる。若年層の方が、全般的に判断の根拠が不明確で、その時その場の自己欲求に左右されやすく、一貫性に欠けていた。メディア・フレームについては、残念ながら調査設計が綿密でなかったため、明らかな影響を析出することはできなかった。ただし、家庭や学校で教えられたとする道徳内容は主として旧来の規範であるという結果をみると、変わりつつある社会規範の判断枠組はメディアが提供している可能性が大きいといえよう。
リアルタイムイメージング法を用いた放射線抵抗性浸潤細胞の解析（国際共同研究強化）

重粒子線の治療効果をさらに向上させるためには、癌細胞の浸潤や転移をいかに抑制できるかが重要である。これまでに、炭素線照射は大多数の細胞株の浸潤抑制に効果的であるが、PANC-1においては浸潤細胞の数が増加することを報告した。その後、PANC-1では細胞全体の中に、元々浸潤能が高く、なおかつ放射線に抵抗性を示す放射線抵抗性浸潤細胞が存在すること、また、照射後にそれら細胞はより選択的に生き残るため、照射後の浸潤細胞の数が増加したことが明らかとなった。これら浸潤細胞はNOを利用し浸潤していることを見出したが、NOは不安定な分子であり、安定したデータを取得するのが困難であった。この研究を大きく発展させるため、本研究にて、NO研究の世界的権威であるWink博士(アメリカ国立衛生研究所、国立がん研究所)と共同研究を推進した。昨年度はWinkラボに滞在し、PANC-1浸潤細胞では、浸潤する際に足場への接着が喪失された時にNOを産生すること、またNOはその下流で複数の癌転移関連因子(MMPや前転移ニッチ形成関与因子、stemness関連因子など)の発現を上昇させることを見出した。今年度はさらに、NOは細胞のシグナル伝達で重要なMEK-ERKパスウェイを活性化して癌転移関連因子の発現を上昇させていることを明らかにした。また、研究代表者はWink博士のラボに滞在中、マウスの膵癌転移モデルを立ち上げ、PANC-1浸潤細胞は肝臓への転移能が高いこと、その転移はNOSの阻害剤で抑制できることを明らかにしたが、今年度はさらに、NIHから日本へ郵送した肝臓を用いて組織切片を作成し、組織学的にもPANC-1浸潤細胞は肝臓への転移能が高いこと、また転移抑制におけるNOS阻害剤の有用性を確認した。さらに、本研究の成果を、Redox Biologyに発表した(Fujita, Wink et al, 2019)。内定年度:2015重粒子線治療は、これまでの臨床研究で高い抗腫瘍効果が示されているが、治療効果を更に向上させるためには、治療後の再発及び浸潤・転移をいかに抑制できるかが重要である。申請者らはこれまでに、ヒト癌細胞株31種を用いた研究により、炭素線照射は大多数の細胞株の浸潤抑制に効果的であるが、ヒト膵癌由来細胞株PANC-1においては浸潤能を増加させることを明らかにした(Fujita et al., Cancer Sci., 2014)。本課題の最終目的は、臨床応用を視野に、重粒子線抵抗性浸潤細胞の抑制方法を提案することである。そのため、PANC-1細胞全体のうち、特に炭素線抵抗性浸潤細胞群が生体内の腫瘍組織でどのような挙動を示すか、また癌の微小環境へ与える影響について、マウスの系や共培養の系を用いて明らかにすることが不可欠である。この研究を格段に進展させるため、現在、アメリカ国立衛生研究所、国立癌研究所のWink A. David博士と国際共同研究を進めている。研究代表者(藤田真由美)は平成29年3月21日に渡米後、放射線抵抗性浸潤細胞群が癌の微小環境へ与える影響を検証する予定であったため、平成28年度は、渡米後にどの微小環境の細胞に焦点を置くか情報を得るため、PANC-1の浸潤細胞を回収し、細胞全体と比較したDNAマイクロアレイ解析を行なった。浸潤細胞と全体の細胞を比較することで、例えば浸潤細胞では免疫細胞や線維芽細胞に影響を与えるサイトカインの発現量が高いなどの情報が得られる。その情報を元に、どの種類の免疫細胞や線維芽細胞と共培養実験するのが良いか予測することができる。日本での実験は全て終了し、現在は微少環境に影響を与える因子を中心に、Wink博士と共に発現データの解析を進めている。来年度からWink博士のラボで研究がスタートできるよう、今年度は日本にて準備をした。Winkラボでは放射線抵抗性浸潤細胞群をマウスへ移植する実験を計画している。まず、放射線抵抗性浸潤細胞群を準備する方法を考えた。放射線抵抗性浸潤細胞群の特徴である一酸化窒産生細胞を作成することを考え、PANC-1細胞に一酸化窒素合成酵素(NOS)を強発現させることを立案し、Wink博士の研究室で試して頂いた。しかし強制発現の系では細かなNOの濃度を調整できず細胞毒性が出てしまったため、この系を用いることは断念した。同時に日本で進めていた若手B研究課題(15K19833)により、PANC-1の全体集団の中で浸潤できる細胞集団は、炭素線照射に対し抵抗性である結果が得られた(予備実験)。すなわち、PANC-1を用いて浸潤アッセイをし、マトリゲルを超えて浸潤した細胞集団を集めることで、放射線抵抗性浸潤細胞群を回収することができる。そのため、渡米後の放射線抵抗性浸潤細胞群の回収には、PANC-1の浸潤細胞を回収する方法を用いることにした。米国では、放射線抵抗性浸潤細胞群を用いてマウスの実験をするだけではなく、免疫細胞や線維芽細胞などと共培養することで癌の微小環境へ与える影を明らかにすることを計画している。渡米後にどの微小環境の細胞に焦点を置くか情報を得るため、今年度はPANC-1の浸潤細胞を回収し、細胞全体と比較したDNAマイクロアレイ解析を行なった。