hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
二重鎖切断の修復法選択と減数分裂期の二重鎖切断導入機構の解明

減数分裂期の組換えはDNA二重鎖切断によって開始され、10種類以上の遺伝子が関与する複雑に制御された反応である。切断部位近傍では、切断に先行してMNaseによる感受性の増大が観察され、クロマチンの局所的な構造変化が起こることを示している。クロマチン構造を変化させた主因の1つがMre11で、体細胞分裂時には不要なC端の領域(49アミノ酸)を除くと、切断前の構造変化および二重鎖切断は起こらなくなる。二重鎖切断及び修復に関与する遺伝子の欠損株を作成し、解析した結果、二重鎖切断に必要な減数分裂特異的なMEI4、REC107や、切断末端の加工に必要なSAE2の各欠損株では構造変化が起こることを明らかにした。一方、MRE2、MRE11、REC102、REC104、REC114、SPO11の各欠損株ではクロマチンの構造変化が観察されなくなり、これらの遺伝子産物はMre11と共に前二重鎖切断複合体を形成する核となるものと、それらを減数分裂期に活性化する調節因子の可能性が考えられる。以上の結果から、減数分裂期のMNase上昇で見られる構造変化は、直接の切断因子のSpo11を呼び込むためにクロマチン構造を緩ませると言うよりは、Spo11をはじめとした複数の因子がMre11のC端領域を介して複合体を形成する過程を表すものである可能性が示唆された。これらの因子群は、酵母中で減数分裂の特定期に一過的に結合し、通常の酵母を用いた2-hybrid法では内在する蛋白質を介した結合の可能性が無視できない。そこで蛋白質間の直接的な相互作用を解析するために、大腸菌の2-hybrid法を用いて結合する因子のそれぞれを特定中である。一方、ヒトの癌組織より単離されたMRE11ホモログに突然変異の生じているものがあり、対応するアミノ酸を置換することによって異なった表現型を示す出芽酵母MRE11変異株を得た。減数分裂期の組換えは10種類以上の遺伝子の関与する複雑に制御された二重鎖切断によって開始される。切断部位の近傍では、切断に先行しクロマチンの局所的な構造変化が観察される。その主因の1つがMre11であり、C端部分を欠損する事により、この構造変化は観察されなくなる。この部分は生化学的にはDNA結合活性を担っているが、単純に減数分裂の時にホットスポットに結合しにくいために二重鎖切断導入ができなくなるのではない。今回の実験結果より、MNaseによる感受性の増大で見られるクロマチンの構造変化が観察されなくなる遺伝子群にはMRE2、MRE11、REC102、REC104、REC114、SPO11が属する事がわかった。これらの遺伝子はMre11と共に前二重鎖切断複合体を形成する核となるものと、それらを減数分裂期に活性化する調節因子の可能性が考えられる。一方で、MEI4、REC107とSAE2の欠損株では感受性の増大は観察され、これらは、最終的な二重鎖切断導入複合体に含まれる可能性は残されるが、構造変化の主因ではないらしい。以上の結果から、減数分裂期のMNase上昇で見られる構造変化はヌクレアーゼであるSpo11を呼び込むためにゆるむと言うよりは、減数分裂のためのDNA複製とリンクして、減数分裂期特異的なSPO11をはじめとした多数の因子とMre11とが複合体を形成する過程で観察され、完全に揃って初めて二重鎖切断が導入される可能性が示唆された。今後、データの蓄積と変異体の切断前複合体の解析により、二重鎖切断導入の機構の手がかりを得ていきたいと考えている。

一方、ヒトの癌組織より単離されたMRE11ホモログに突然変異の生じているものがあり、対応するアミノ酸を置換することによって異なった表現型を示す出芽酵母MRE11変異株を得た。
高速A/D変換器の低電圧化および補正技術の確立と10mWデジタルRF受信機の開発

10 mW動作デジタルRF受信機を構成する次の要素回路とデジタル補正技術を開発した。1.バックゲート電圧制御発振器(VCO)を用いたA/D変換器(VCOベースADC)、2. VCOベースADCから生じる3次高調波の低減技術、3.時間インターリーブA/D変換器(TI-ADC)における特性ミスマッチによる不要波の低減技術、4.帯域外妨害波を除去する低雑音増幅器平成28年度は、デジタルRF受信機を構成する次の要素回路と不要波の低減技術を開発した。1.バックゲート電圧制御の発振器を用いたA/D変換器:発振器を集積したシリコンチップをSOTB 65nm CMOSプロセスを用いて製造した。測定により、発振器が所望の特性(発振周波数と周波数可変範囲)を得ていることを確認した。現在、この発振器を用いたA/D変換器を同プロセスで製造中である。2. A/D変換器から生じる3次高調波の低減技術:デシメーションフィルタ・係数乗算器・加算器を用いた機構をMATLAB上で構築し、3次高調波を40 dB以上低減することに成功した。現在、乗算器に用いている係数の自動更新方法を検討している。3. A/D変換器の時間インタリーブ化に伴う不要波の低減技術:3次高調波の低減機構にミスマッチ検出機能を加えた機構をMATLAB上で設計した。市販されているA/D変換器の出力波形を取得し、そのデータを用いたシミュレーションにより不要波を40 dB以上低減できることを確認した。4.同相雑音に耐性を持つ低雑音増幅器(LNA):受信機の上でA/D変換器からのクロック信号(同相雑音)の影響を小さくするため、LNAを差動で構成した。シミュレーションにより従来の単相構成よりも高い同相雑音除去比が得られることを確認した。現在、LNAのチップをSOTB 65nm CMOSプロセスを用いて製造している。これらの研究成果を査読付き国際会議で論文(1件)として発表し、さらに国内の学会でも報告(8件)した。計画書で平成28年度に目標とした項目(受信機の要素回路と補正技術の開発)に関しては、計画通りに実行できた。しかし、A/D変換器の設計データの提出が当初の計画(7月中旬)に間に合わず2月下旬となったため、平成28年度中にA/D変換器を測定(評価)することができなかった。しかし、翌年度(平成29年度)に予定していたLNAの設計を前倒し(2月下旬)で終えることができたので、研究計画全体としてはおおむね順調に進んでいる。本年度(平成29年度)は、デジタルRF受信機を構成する次の要素回路と補正技術を開発した。1)バックゲート電圧制御発振器(VCO)を用いたA/D変換器(VCOベースADC):バックゲートVCOを用いたADCをSOTB 65nm CMOSプロセスで設計した。シミュレーションより800 MS/s時に消費電力が8.1 mWでSNRが59.7 dBとなり、これまでのVCO ADCよりも高いFoM(153.6 dB)を得た。2) VCOベースADCから生じる3次高調波の低減技術:デシメーションフィルタ・係数乗算器・加算器を用いた低減機構をMATLAB上で構築した。さらに、乗算器に用いている係数を自動で更新する方法を実装し、3次高調波を40 dB以上低減した。3)時間インタリーブA/D変換器(TI-ADC)の不要波の低減技術:各A/D変換器の特性ミスマッチよる不要波を自動で低減する回路を開発した。市販のTI-ADCの出力スペクトラムのデータとFPGA上に実装した低減回路により不要波をノイズフロア以下に低減できることを示した。4)帯域外妨害波を除去する低雑音増幅器(LNA):妨害波(ADCのサンプリング周波数fsの3/4)を除去する差動LNAをSOTB 65nm CMOSプロセスを用いて作製した。LNA内部にノッチフィルタを設けることで、その妨害波の減衰量を6.7 dB向上できることを実測で示した。これらの研究成果を査読付き国際会議で論文(3件)として発表し、さらに国内の学会でも報告(7件)した。1.バックゲート電圧制御発振器(VCO)を用いたA/D変換器(VCOベースADC)、2. VCOベースADCから生じる3次高調波の低減技術、3.時間インターリーブA/D変換器(TI-ADC)における特性ミスマッチによる不要波の低減技術、4.帯域外妨害波を除去する低雑音増幅器平成28年度に実施できなかったA/D変換器を評価すると同時に、MATLAB上で構築した3次高調波・不要波の低減機構をデジタル回路上で実現する。そして、LNA・A/D変換器・低減機構を接続することでデジタルRF受信機を完成させる。集積回路設計当初の計画では、A/D変換器の設計データを7月中旬に提出し、製造(納品)されたチップの測定を1月以降に行う予定であった。しかし、本研究のA/D変換器はこれまでとは異なる構成であったために設計と検証が間に合わず、次の試作(2月下旬)に設計データを提出した。そのため、チップの試作費用や測定に関わる評価ボード・実装・測定機器の購入費用が次年度(平成29年度)での支払いとなった。2月下旬に設計データを提出したA/D変換器は、平成29年9月上旬に納品される予定である。
動脈硬化に対する運動効果を早期に予測できるか？－血液バイオマーカーの探索－

本研究は,中高齢者の有酸素性トレーニングによる動脈硬化度と血中apelin濃度に及ぼす影響を検討した。健常な中高齢者男女34名を対象に,60-70%VO2peak運動強度の自転車運動(週3日,45分間)を8週間実施する運動群18名と安静対照群16名に分けた。運動トレーニングにより頸動脈βスティフネスは有意に低下し,血中apelin濃度は有意に増加した。さらに,血中apelin濃度と頸動脈βスティフネスの変化率との間には負の相関関係(r = -0.508, P = 0.032)が認められた。中高齢者の有酸素性トレーニングによる動脈硬化度改善の機序にapelinの調節が関与する可能性が示唆された。中高齢期から動脈硬化性疾患(虚血性心疾患,脳血管疾患)リスクが急増するため,その第一次予防対策は重要な課題である。中高齢期からの有酸素性運動トレーニングは動脈硬化に対して改善効果があることは明らかである。しかし,長期間にわたる療法が必要であり,運動プログラム実施中にドロップアウトする人が極めて多い。そのため,運動による効果が現れるよりも前に運動効果の状況を評価することができるような客観的判断材料、つまり、バイオマーカーがあれば運動継続のモチベーションの向上だけでなく、運動プログラムの見直しなどができると考えられる。そのため、本研究は,動脈硬化に対する運動効果を予測できる血液指標(血液バイオマーカー)を探索することを目的とする。本研究では,中高齢者(50歳以上)20名を対象に有酸素性トレーニングを8週間実施し、トレーニング前、トレーニング開始2、4、6、8週間後に,動脈硬化指標である、脈波伝搬速度(baPWVおよびcfPWV)を測定し、同時に採血を行った。また、動脈硬化指標である、頸動脈コンプライアンス・β-stiffnessに関してもトレーニング前後において測定を行った。トレーニングにより、VO2peakおよびHDLコレステロール値は有意に増大し、腹部内臓脂肪面積およびcfPWV、β-stiffnessは有意に低下した(P<0.05)。cfPWVはトレーニング開始2、4、6、8週間後において徐々に低下する経時的な変動示した。今後、各被験者の血液を用いて、動脈の内皮細胞や脂肪細胞から産生される血管拡張・収縮関連物質の血中レベルの変動を経時的に検討し、動脈硬化に対する運動効果よりも早期に変動するホルモン・タンパクを検出することによりバイオマーカーを同定する。中高齢期から動脈硬化性疾患リスク予防として,有酸素性運動トレーニングは効果的であるが,長期間にわたる療法が必要であり,運動プログラム実施中にドロップアウトする人が極めて多い。そのため,運動による効果が現れるよりも前に運動効果の状況を評価することができるような客観的判断材料,つまり,バイオマーカーがあれば運動継続のモチベーションの向上だけでなく,運動プログラムの見直しなどができると考えられる。そのため,本研究は,動脈硬化に対する運動効果を予測できる血液指標(血液バイオマーカー)を探索することを目的とする。健常な中高齢者男女34名(67.0 ±1.3歳)を対象に,60-70%VO2peak運動強度の自転車運動(週3日,45分間)を8週間実施する運動群17名と安静対照群20名に分けた。運動群はトレーニング前から終了までの期間中2週間ごとに頸動脈-大腿動脈間の脈波伝播速度(cfPWV)の測定と採血を実施した。cfPWVはトレーニング開始後,徐々に低下する経時的な変動示したが,有意に改善したのはトレーニング8週間後のみであった。また,2次元電気泳動法を用いて経時的に血中タンパク発現を網羅的解析した結果,動脈硬化改善が認められる8週目よりも前の4,6週目に発現が変動しているタンパク質のなかで12か所のアミノ酸解析を行い,動脈血栓や血中脂質に影響するタンパク質などが複数同定された。さらに,血管拡張調節性因子であるapelinは4週目以降,6,8週後において有意に血中レベルが増大していた。血中apelin濃度の変化率と頸動脈βスティフネスの変化率との間には負の相関関係が認められた。以上の結果から,中高齢者の有酸素性トレーニングによる動脈硬化度改善の機序として,apelinの調節が関与する可能性が示唆された。今後,さらなる検討により,動脈硬化に対する運動効果よりも早期に変動する血中バイオマーカーを同定できる可能性が考えられる。中高齢期から動脈硬化性疾患(虚血性心疾患,脳血管疾患)リスク予防として,有酸素性運動トレーニングは効果的である。

そのため,運動による効果が現れるよりも前に運動効果の状況を評価することができるような客観的判断材料,つまり,バイオマーカーがあれば運動継続のモチベーションの向上だけでなく,運動プログラムの見直しなどができると考えられる。そのため,本研究は,動脈硬化に対する運動効果を予測できる血液指標(血液バイオマーカー)を探索することを目的とする。本研究では,中高齢者(50歳以上)20名を対象に有酸素性トレーニングを8週間実施し,トレーニング前,トレーニング開始2,4,6,8週間後に,動脈硬化指標である,脈波伝搬速度(baPWVおよびcfPWV)を測定し,同時に採血を行った。cfPWVはトレーニング開始2,4,6,8週間後において徐々に低下する経時的な変動示したが,有意に改善したのはトレーニング8週間後のみであった。また,2次元電気泳動法を用いて血液中のタンパク発現を網羅的解析し,経時的に定量した結果,動脈硬化改善が認められる8週目よりも前の4,6週目に発現が変動しているタンパク質を複数検出した。そのなかで12か所のタンパクのアミノ酸解析を行い,動脈血栓に関わるタンパク質や血中脂質に影響するタンパク質などが複数同定された。今後,さらに解析を実施し,動脈硬化に対する運動効果よりも早期に変動するホルモン・タンパクを検出することによりバイオマーカーを同定する。研究計画通り、中高齢者の有酸素性トレーニングを実施し、動脈硬化指標および採血を経時に測定し、その結果、動脈硬化指標はトレーニング開始後、徐々に低下するという経時的に変化することを示した。25年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画通り、概ね達成できていると考えられる。中高齢者の有酸素性トレーニングを実施し、動脈硬化指標および採血を経時に測定し、その血液を用いて、動脈硬化改善が認められるよりも前に発現変動しているタンパク質を複数検出した。さらに、そのなかで12か所のタンパクのアミノ酸解析を行い、タンパク質の同定も行った。本研究結果から、中高齢者の有酸素性トレーニングにより動脈硬化指標は徐々に改善することが示すことができたが、今後、採血によって得られた血液解析の分析を進めていくことにより、動脈硬化に対する運動効果よりも早期に変動するホルモン・タンパクを検討する。本研究結果から、中高齢者の有酸素性トレーニングにより動脈硬化指標は徐々に改善することが示すことができ、その血液を用いて、バイオマーカーとなりうるタンパク室質をいくつか同定はできたが、今後も探索を継続し、さらに、検証実験をヒトと動物実験にて行う。
局所相分離を利用した光・磁性変換

Nd1-xSrxMnO3はx<0.5で強磁性(FM)、x>0.5で反強磁性(AFM)を示す。そこで、PLD法により同薄膜を合成し、光-磁気変換現象について検討した。その結果、強磁性領域では、明瞭な光-磁気変換効果が観測された。光を遮断しても磁化が保持されることから、高温安定相である常磁性相、あるいは隣接する反強磁性相が微細なドメインとして存在し、これが光により最安定な強磁性相に転移したものと結論した。一方、反強磁性領域(x>0.5)でも、走査SQUID観察から自発磁化が観測された。これは、反強磁性モーメントのキャンティング、あるいは強磁性微粒子の分散によるものと考えられる。ここに紫外光を照射すると、強磁性相同様、磁化の増大とメモリ効果が観測された。いずれも場合も、光により磁化は増大したものの、走査SQUIDの分解能(数μm)の範囲では、磁区パターンに変化は見られなかった。従って、強磁性ドメインのサイズは、nmスケールであると予想される。磁性の変化とともに導電性も変化することが考えられたため、まずマイクロ波顕微鏡を用いて薄膜の局所的な導電性を評価する方法を開発した。測定試料と同じ基板上に同じ膜厚の組成傾斜ニオブ添加二酸化チタン薄膜を合成し、これを標準試料として用いることで、マイクロ波キャビティのQ値シフトから、対象とする薄膜の導電率を定量評価した。この手法をMn系材料に応用したが、光による導電性の変化は観測されなかった。我々は最近、低温(4K)でNd_<1-x>Sr_xMnO_3薄膜に可視光(532nm)を照射すると、磁化が大幅に増大するという興味ある現象を見出した。本現象は、i)磁化の増大する割合はSr組成xに依存し、x0.43付近で最大となる。ii)光照射時間に比例して磁化が増大するが、光照射を停止しても、一旦増大した磁化は減少せず保持される、という特徴を持つ。本研究では、上記光-磁気変換現象のメカニズムを解明し、光記憶材料としての可能性を追求することを目的としている。平成18年度にはまず、ナノスケールの磁区構造を直接観測するためのツールとして、超高真空・温度可変型・磁気力顕微鏡(MFM)を開発した。同装置は、i)AFM(トポ像)とMFM(磁気像)の同時計測が可能である、ii)3000Oeまでの磁場を印加でき、その方向を任意に設定できる、iii)5K室温の範囲で温度可変である、などの特徴を有する。室温、7Kでの最大走査範囲は、それぞれ8μm、2μm四方である。また、抵抗検知型の高感度カンチレバーを採用しており、MFMとしての磁場の空間分解能は、約30nmと見積もられる。さらに、局所的な導電性を評価するプローブとして、低温型マイクロ波顕微鏡を完成させた。まずMFM装置を用いて、垂直磁気ハードディスクの観察を行った結果、明瞭な円形の磁気ビット像を得た。続いて、液体窒素温度にてNd_<1-x>Sr_xMnO_3系薄膜のMFM観察を行い、500nm程度の磁区構造を観測することに始めて成功した。
シーン理解のための画像認識手法の確立

本研究ではシーン理解のための画像認識手法の開発を進めた。シーン理解は、将来期待されている自律走行車や人間共存型ロボットなどの応用のように、実環境中で活動するシステムに要求される重要な機能のひとつである。本研究では特に静止画像のシーン理解に焦点を当てた。ただし、研究した手法は一般的な認識手法であるため、汎用性があり、画像検索や動画像の解析など、幅広い応用への発展が見込まれる。本研究で開発した手法は確率モデルを用いて、画像全体をひとつのシーンとして整合性あるように認識する手法である。従来手法とは異なり、画像の大域的な情報を明示的にモデル化することで、局所的にも大域的にも整合性あるシーン画像の認識を可能とした。提案手法は道路シーンや動物のいるシーンの画像に対して良好な認識結果を示した。その研究成果は当該分野で最も権威のある英論文誌(「Pattern Analysis and Machine Intelligence」)に採録されたほか、国内論文誌では電子情報通信学会論文誌に採録された。シーン画像の認識では物体や模様を識別することも重要である。これらの認識には識別精度の高い画像特徴が必要とされる。そこで、基本的で汎用性のある画像特徴に関する研究も行った。この研究では、テクスチャ識別や顔識別において、従来の画像特徴よりも高い識別精度と高い効率性を得た。その研究成果は、英論文誌「Pattern Recognition」で発表した。
汚染物質のコロイド形態による土壌内移動と運命予測の解明

現在,土壌・地下水汚染問題が国内外で顕在化している。本研究では,汚染物質を吸着して地盤内を長距離まで移動することが報告されている土壌コロイド(粒径が1μm以下)に注目し,土壌内での移動挙動解析や汚染物質(農薬や鉛)の吸着特性を,室内実験を中心に検討した。その結果,多孔質媒体内での土壌コロイドの移動特性は各付着係数を考慮した移流分散式で上手く表現できること等の成果が得られ,これらの成果は汚染物質のコロイド担体輸送が関与する諸問題(汚染領域の特定や汚染土壌の効率的な浄化工法の構築)に寄与するものと言える。本研究では、汚染物質の土壌コロイド(粒径<1μm)吸着形態での土壌内移動と運命予測の解明を目的とし、今年度は具体的に以下の項目についての検討を行った。1.汚染物質のコロイドへの吸着・脱離機構の解明汚染物質として農薬(2,4-ジクロロフェノキシ酢酸とアトラジン)、土壌として黒ボク土と年度鉱物(カオリナイト)を用いて土壌および土壌コロイド画分への吸着実験を行った。その結果、2,4-ジクロロフェノキシ酢酸の場合、土壌コロイドは土壌に比べて1000倍程度吸着量が大きいことを明らかにするとともに、土壌吸着に土壌溶液条件(pHやイオン強度)が及ぼす影響を定量化した。農薬類の吸着メカニズムに関しては、荷電中和とともに疎水的結合が吸着要因となり,これらの要因の寄付は土壌溶液条件(pHやイオン強度)で左右されることが明らかになった。また、土壌コロイド溶液の凝集・分散特性についても調べた。2.液相における物質移動パラメータ予測モデルの提案土壌コロイドが通過する土壌液相における物質移動パラメータとして重要となる不飽和透水係数を実測し、土壌保持特性パラメータに基づく簡便で精度の良い予測モデルを提案した。この成果を国際誌(Soil Science)にて発表した。3.水・コロイド・汚染物質同時移動モデルの構築室内カラム実験を用いて土壌からのコロイド流出実験を行い、その結果を解析し、土壌コロイドの吸着・脱離係数の推定を行った。この成果を国際学会(American Geoscience Union, 2006)にて発表するとともに、今後は吸着・脱離機構についてさらなる実験的・数値解析的な検討を予定している。本研究では、汚染物質の土壌コロイド(粒径<1μm)吸着形態での土壌内移動と運命予測の解明を目的とし、今年度は室内カラム実験を行い,コロイド粒子の土壌内移動のモデル化の検討を中心に行った。また,試料として用いた黒ボク土の物理化学的性質の解明の一環として,溶質拡散係数の実測と土壌撥水性評価も行った。1.土壌コロイドの砂層カラム内での移動メカニズムの解明とモデル化黒ボク土から抽出した土壌コロイド(粒径<1μm),ならびに,粒径が1-10μmのガラスビーズコロイドを用いて,砂層カラムを用いたカラム実験を行い,コロイド粒子の流出挙動およびカラム内でのコロイド付着分布を調べた。そして,数値解析を用いて実験結果を検討したころ,両コロイドともに,一次反応吸着・脱離係数および一次反応捕捉(straining)係数を組み込んだ移流拡散方程式でコロイド流出・付着挙動を比較的上手く再現できることが明らかとなった。さらに,両コロイドの砂層への付着は,一次反応捕捉係数の大きさの違いとして表現された。しかし,ガラスビーズコロイドではカラム内でのコロイド付着分布をよく再現できたものの,土壌コロイドでは上手く再現できなかった。2.黒ボク土における溶質拡散係数の実測溶存態イオンの土壌内拡散現象を支配するパラメータである溶質拡散係数を,これまでに報告例の極めて少ない黒ボク土を対象に測定した。その結果,黒ボク土の溶質拡散係数は,土壌水分量変化にともない,試料の団粒構造および間隙構造に強く影響を受けることが明らかとなった。3.黒ボク土の撥水性評価土壌水分量を変化させた黒ボク土を用いて,エタノール滴下試験を行い,土壌撥水性の定量的評価を行った。その結果,撥水性曲線(表面張力-土壌水分量の関係)における各撥水性パラメータと土壌有機炭素量(SOC)との関係を明らかにした。本年度に得られた主な成果は以下の通りである。1.土壌コロイドの荷電特性の解明ならびに移動特性の解明黒ボク土ならびに赤黄色土から抽出した土壌コロイド画分(粒径<1μm)の荷電特性を調べた。その結果,黒ボク土抽出コロイドは変位荷電が,赤黄色土抽出コロイドは永久荷電が支配的であることが明らかとなった。

これらの多孔質媒体内での移動特性を調べるため,砂層カラムを用いたカラム実験を行い,コロイド粒子の流出挙動およびカラム内でのコロイド付着分布を調べた。その結果,両コロイドの砂層への付着は,一次反応捕捉係数の大きさの違いとして表現されること,黒ボク土抽出コロイドの移動はpHの影響を大きく受けることが明らかとなった。(投稿準備中論文2報)2.農薬の土壌および土壌コロイド画分への吸着特性の解明黒ボク土および抽出土壌コロイド(粒径<1μm)への農薬(2, 4-ジクロロフェノキシ酢酸)の吸着実験を行い,土壌有機物量およびpHが及ぼす影響について調べた。土壌と土壌コロイド画分への農薬の吸着量の差を定量的に明らかにするとともに,黒ボク土における吸着予測式を提案し,その有効性を他の文献データを用いて示した。(論文1, 2)3.黒ボク土における溶質拡散係数の実測とモデル化溶存態イオンの土壌内拡散現象を支配するパラメータである溶質拡散係数を,黒ボク土を対象に測定した。その結果,黒ボク土の溶質拡散係数は,乾燥密度や土壌水分量変化にともない,試料の団粒構造および間隙構造に強く影響を受けることを明らかとし,乾燥密度や間隙屈曲率を指標とする簡便な溶質拡散係数予測モデルを提案・検証した。(論文3)
病院組織の活力に関する文化人類的研究

1.参与観察法に基づく現地調査・意見書分析福岡県下にある医療法人病院において、前年度に引き続いて現地調査を行った。現代医療の中核をなす病院医療の実態を把握するために、文化人類学のエスノグラフィー的手法に基づいて、医療現場の包括的な事例分析を行った。事例分析の結果は、「看護婦の職務不満の様相:人事考課制度の事例分析」『病院管理』2000:37(1)に論文として発表した。2.病院発展プロセスアンケート調査個々の病院が地域社会の中でどのように発展し、どのような位置づけと役割を果たしてきたのかを明らかにするために、福岡県下の全私設病院を対象としたアンケート調査を実施した。この成果は、第37回日本病院管理学会学術総会(1999.10.22.千葉)において、「私的病院の発展プロセスについての歴史的分析:福岡県私的病院のフィールド調査」として発表した。3.病院長へのインタビュー調査病院組織の理念のあり方、組織の活カに影響を及ぼす院長の位置づけ、医家の伝統意識と病院経営についての考え方を間い、病院の変化のパターンをより具体的こ検証するために、上記のアンケート対象病院のうち、病院の機能類型上の諸特徴を特に示している15病院を選別し、インタビュー調査とライフヒストリーの聞き取りを行った1.参与観察法に基づく現地調査・意見書分析福岡県下にある医療法人病院において、参与観察法とフォーカスグループ法による面接によって、現状把握のための現地調査を行い、特に調査病院の人事制度の実態について詳しく調査した。人材育成のための試みが組織の活性化にどのように結びついているかを検証するために、人事考課制度の自己申告書の意見欄に看護婦が自由記述した意見を7年間分集め、看護婦の不満の様相と組織の年次変化に伴う意識の変化を分析した。看護婦が語る不満を構造化すると、看護婦として自己成長できず力不足であるという自分自身に向けられた不安が根底にあることが明らかになった。また、人事考課制度が、非日常性を作り出すコミュニケーション儀礼として機能していることが明らかになった。この成果は、第36回日本病院管理学会学術総会(1998.10.22.東京)において、「一病院における看護婦の職務不満足の様相」として発表した。現在データ分析中であり、来年度に成果を発表する。3.病院経営者へのインタビュー調査病院組織の理念のあり方、組織の活力に影響を及ぼす院長の位置づけ、それに対する管理職の考え方を問い、病院機能別のパターンを検証するために、病院の機能類型上の諸特徴を特に示している病院を選別し、全国18病院の院長や管理職に対してインタビュー調査を行った。来年度も引き続き調査を行い、パターン化を試みる。3.病院長へのインタビュー調査病院組織の理念のあり方、組織の活カに影響を及ぼす院長の位置づけ、医家の伝統意識と病院経営についての考え方を間い、病院の変化のパターンをより具体的こ検証するために、上記のアンケート対象病院のうち、病院の機能類型上の諸特徴を特に示している15病院を選別し、インタビュー調査とライフヒストリーの聞き取りを行った
三次元培養系を用いたナノ粒子の固形がん浸透性評価と粒子構造の最適化

本研究では、ヒト胃がん細胞株MKN74を用い、モデル腫瘍としてがん細胞の3次元培養組織(スフェロイド)を作製した。抗がん剤シスプラチンを担持したヒアルロン酸のナノゲルをモデルナノ粒子として使用し、作製したスフェロイド中での浸透挙動を可視化することに成功した。ナノゲル化したヒアルロン酸は直鎖のものよりも著しく浸透性が高いことが分かり、薬物キャリアの形状制御の重要性が示唆された。さらに、反応拡散方程式を用いた粒子浸透の数理モデルを構築し、これが実験結果と概ね一致することを示した。本年度は、胃がん細胞株からスフェロイドを作製する手法を確立し、ナノ粒子の組織浸透挙動の評価系を構築した。まず、研究協力者である東京大学酒井康行教授が開発した酸素透過性マイクロウェルを使用し、胃がん細胞株MKN74のスフェロイドの作製を行った。その結果、球状のスフェロイドを作製することに成功し、播種細胞数を変えることで、そのサイズを50-200 um程度の範囲で任意に制御できることが確認された。さらに、繊維芽細胞株NIH3T3との共培養により、複数の細胞種で構成されるスフェロイドを作製できることも示された。続いて、作製されたスフェロイドをモデル腫瘍組織として用い、これに蛍光標識されたナノ粒子を投与して、粒子の浸透挙動を共焦点顕微鏡で観察する実験系を構築した。モデル物質として蛍光標識されたヒアルロン酸(HA)を使用し、その浸透挙動を検討した結果、時間の経過に応じてHAが徐々にスフェロイド中へと浸透していく様子を観察することに成功した。さらに、このHAをナノ粒子化し、その浸透挙動を比較したところ、直鎖のHAに比べてスフェロイド中への浸透深さが顕著に向上することが分かった。これは、HAをナノ粒子化することによって流体力学的サイズが小さくなり、これによって細胞間のECM中を拡散しやすくなったからだと推測される。このの結果は、材料設計によってナノ粒子のサイズや表面化学種などを変えることで、腫瘍組織中での浸透性が大きく変化する可能性を示唆している。以上の検討に加え、今後モデル粒子として使用予定のシリコン量子ドット(Si-QD)についても、細胞株によるin vitro試験によって、蛍光イメージングと薬物送達の二つの機能を両立することを実証した。今後このSi-QDとHAの複合体粒子をモデルとして用い、その材料設計とスフェロイド中での浸透性との相関を明らかにしていく予定である。ナノ粒子によるがんへの薬物送達やイメージングは一定の成果を上げている一方で、組織の固い腫瘍では粒子が内部まで浸透することができず、十分な効果が得られないことも少なくない。本研究では、癌細胞を三次元培養することによってスフェロイドを作製し、これをモデル腫瘍組織として用いてナノ粒子の浸透性を評価した。これにより、ナノ粒子の送達効率を上げるための材料設計の指針を得ることを目指した。まず、胃がん細胞株MKN74をシリコーン製マイクロウェル上で三次元培養し、スフェロイドを作製した。モデル物質として蛍光標識されたヒアルロン酸(HA)を使用し、スフェロイド中への浸透挙動を共焦点顕微鏡で観察した。その結果、時間の経過に応じてHAが徐々にスフェロイド中へと浸透していく様子を観察することに成功した。さらに反応拡散方程式を用いた粒子浸透の数理モデルを構築し、これが実験結果と概ね一致することを確認した。以上で構築した評価系を使用し、白金系抗がん剤であるシスプラチン(CDDP)を内包したHA微粒子(HAナノゲル)の浸透挙動を評価した。これはHAにキレート配位子を修飾し、これとCDDPが結合することにより、HAが分子内/間で架橋することで作製されたナノ粒子である。ナノ粒子形成前後でのスフェロイド中の浸透挙動を比較したところ、粒子形成前の直鎖のポリマーは中まで浸透することが出来ず辺縁部に分布していたのに対し、HAナノゲルはスフェロイドの中心部まで浸透していることが明らかとなった。これは、直鎖のHAが架橋されてナノゲル化することで流体力学的半径が小さくなり、細胞間のECM中を拡散しやすくなったからだと考えられる。この結果は、同じ分子量の高分子キャリアを使用した場合でも、そのコンフォメーションによって腫瘍中への浸透性が大きく変わる可能性を示唆しており、粒子形状の制御の重要性を示すものだと言える。当初の計画通り、胃がん細胞スフェロイドを用いた、ナノ粒子の組織浸透挙動の評価系の構築に成功した。これで、本課題を遂行するための土台が整ったと言える。今後、構築した評価系を用いて検討を進めていくことで、本課題の目的であるナノ粒子の組織浸透過程のメカニズム解明と、浸透性向上のための材料設計指針の獲得へとつながっていくと期待される。医用化学工学胃がん細胞と繊維芽細胞との共培養比や酸素供給量などの条件を変化させて、ECMの産生量や酸素欠乏による中心の壊死度合いなどが異なるスフェロイドを作製する。

これらにサイズや表面状態の異なるモデルナノ粒子を投与し、浸透挙動を比較する。これにより、ナノ粒子の浸透挙動に対する腫瘍組織の生理学的性質及びナノ粒子の材料設計の影響を明らかにする。さらに、拡散反応方程式をベースとした数理モデルを構築し、それを用いて実験結果を解析することで、ナノ粒子の腫瘍組織中の浸透メカニズムを定量的に理解することを目指す。
ホスホリパ-ゼA_2活性変異株を用いたマクロファ-ジ活性化機構の研究

本研究の目的はマクロファ-ジ活性化の初期に観察されるアラキドン酸とその代謝産物のプロスタグランジン等の遊離調節機構の解明にある。本研究ではマクロファ-ジ系細胞よりホスホリパ-ゼA_2活性の低下した変異株4株と上昇した変異株1株を分離・樹立した。親株による詳細な検討から、基質特異性において異なる少なくとも2種類のホスホリパ-ゼA_2の存在が示唆されたが、4つの変異株では基質特異性とCa^<2+>依存性において異なるホスホリパ-ゼA_2活性のうち、1つあるいは2つが低下していることがわかり、異なる複数のホスホリパ-ゼA_2の存在が重ねて示唆された。しかし、これら変異株のLPS刺激によるアラキドン酸遊離は親株とほとんど差が認められなかったことから、複数のホスホリパ-ゼがアラキドン酸遊離に関与し、相補的に機能しているものと思われる。即ち、マクロファ-ジのアラキドン酸とその代謝産物の遊離は単に1種類のホスホリパ-ゼ活性の調節により制御されているのではないと考えている。このようなアラキドン酸遊離の調節に関与する因子として、マクロファ-ジ活性化の極めて初期に出現する新たな蛋白性因子を見いだし、既知の因子とは異なるアラキドン酸遊離活性化因子であることを示唆する結果を得た。この因子をDEAEセルロ-スカラムクロマトグラフイ-により、初めて部分精製することができた。他方、高濃度LPS耐性変異株のうち、LPS刺激を加えない場合でもホスホリパ-ゼA_2活性が親株にくらべ5倍ほど上昇した変異株では、アラキドン酸遊離も上昇していることがわかった。変異により、前述のアラキドン酸遊離活性化因子が増加している可能性も考えられ、今後さらに検討したい。以上、マクロファ-ジにおけるアラキドン酸遊離の制御には個々のホスホリパ-ゼ活性の調節機構の他に、これらのホスホリパ-ゼを含むアラキドン酸遊離全般に関する制御の重要性が示唆された。本研究の目的はマクロファージ活性化の初期の段階で観察されるアラキドン酸及びプロスタグランジン等のアラキドン酸代謝産物の遊離調節機構を解明することである。本年度は研究初年度にあたり種々の準備を完了させるとともに、マクロファージ系の培養細胞株であるRAW264.7を親株として、ホスホリパーゼA_2活性欠損変異株を4株分離し、樹立した。得られた変異株は基質特異性において異なるホスホリパーゼA_2活性の1つあるいは2つが低下したものであった。また親株のホスホリパーゼ活性についても詳細に検討し、マクロファージ系細胞には基質特異性において異なる少なくとも2種類のホスホリパーゼA_2が存在する可能性を示唆したが、変異株の結果はこの可能性を支持している。マクロファージ活性化の極めて初期に見いだされるアラキドン酸遊離調節に関与する蛋白性因子についての研究も順調に行われた。この研究では用いる細胞株の選定が非常に重要であることが研究の進行につれてわかり、当初予定していたよりも特に慎重に行った。この因子が既知の因子とは異なる新しいアラキドン酸遊離の活性化因子であることを種々の検討の結果つきとめることに成功した。マクロファージ活性化時におけるアラキドン酸及びプロスタグランジン等のアラキドン酸代謝産物の分離・分析法についてはTLC、RIAHPLCを用いる方法を確立した。GC-MASによる方法は現在検討中である。

以上初年度の研究は当初の予定通り順調に行われた。64年度はこれらの変異株を用いて、マクロファージのホスホリパーゼA_2について更に解析が進むものと期待している。またマクロファージ活性化の初期に見いだされるアラキドン酸遊離調節に関与する蛋白性因子についての研究では、この因子の単離を行い、その作用機作についても変異株を用いて研究を進めてゆく予定である。本研究の目的はマクロファ-ジ活性化の初期に観察されるアラキドン酸とその代謝産物のプロスタグランジン等の遊離調節機構を解明することである。初年度に分離し、樹立した4株の変異株は基質特異性とCa^<2+>依存性の異なるホスホリパ-ゼA_2活性の1つあるいは2つが低下しているものであった。これらの変異株を用いてLPS刺激によるアラキドン酸の遊離活性を調べた。その結果、LPS刺激によるアラキドン酸遊離は親株と変異株の間でほとんど差がないことがわかった。以上の結果より、アラキドン酸遊離には複数のホスホリパ-ゼが関与しており、相補的に機能している可能性が示唆された。即ち、マクロファ-ジのアラキドン酸とその代謝産物の遊離は単に1種類のホスホリパ-ゼの活性調節により制御されているのではないと思われる。このようなアラキドン酸遊離の調節に関与する因子として、マクロファ-ジ活性化の極めて初期に出現する新たな蛋白性因子を見いだし、これが既知の因子とは異なるアラキドン酸遊離活性化因子であることを示唆してきたが、この因子をDEAEセルロ-スカラムクロマトグラフィ-により、初めて部分精製することができた。他方、高濃度LPSに耐性の変異株を分離し、そのアラキドン酸遊離について調べた。この株ではLPS刺激を加えない場合でも、ホスホリパ-ゼA_2活性が親株にくらべて5倍ほど上昇しており、またアラキドン酸の遊離も上昇していることがわかった。変異により、前述のアラキドン酸遊離活性化因子が増加している可能性も考えられるので、今後さらに検討したい。以上、ホスホリパ-ゼA_2活性が低下・上昇した変異株を用いて検討してきたが、マクロファ-ジにおけるアラキドン酸遊離の制御には個々のホスホリパ-ゼ活性の調節機構の他に、これらのホスホリパ-ゼを含むアラキドン酸遊離全般に関する制御の重要性が示唆された。
新しいMRエラストグラフィ技術の実用化に関する研究

本研究の目的は「いかなるMRI装置でもMR elastography(MRE)を可能にする」技術の開発である.MREの実施には「MRE専用シーケンス」とMRI装置と正確に同期する「加振動装置」が必要であり,これらはMRI製造メーカーから購入・導入するのが一般的である.よって,「いかなるMRI装置でもMREを可能にする」には「MRE専用シーケンス」と「加振動装置」をMRI製造メーカーから独立して構築する必要がある.そこで「加振動装置」を独自に開発し,「MRE専用シーケンス」の代用として一般的に利用されるシーケンスが利用できることを実証した.これら2つの技術を融合して目的を達成した。本研究の目的は、全てのMRI装置でのMRエラストグラフィ(MRE)を可能にするための技術開発にある。MREを実施するためには、MRI装置に同期した加振動システムとMRE専用パルスシーケンスが必要となる。我々は既にMRE専用のパルスシーケンスを使用せずにMREを実施する技術を確立している(No.2437 ISMRM2013)。現状の加振動システムはMRIと加振を同期させるために、MRIと加振動システムとの配線接続が必須である。しかし、この同期方法では装置に余分なケーブル等を配線(あるいは改造)する必要があり、本研究の目的である「全てのMRI装置でのMRE実施」を実現するのが困難となる。そこで、配線が不要の加振動システムを構築し,MRIから完全独立したシステムを構成した。マグネットルームに自作のダイポールアンテナを設置し、そのアンテナをプロトンの共鳴周波数にtuningしたマルチバンドレシーバに接続した。撮像領域から十分に離れた場所に設置したダイポールアンテナはMRIが撮像するときに送信する励起RFを受信する。受信した信号は増幅と波形加工を施すことで、加振動システムのスタートトリガとして使用した。これにより、MRIシステムと振動システムとの間に物理的な接続を必要としない「MRIから完全独立したMRE加振システム」を構築できた。開発した加振システムを利用して実証実験を実施した。実験には3T(テスラ)MRI臨床機を使用し、撮像対象は寒天ファントムとした。ファントム実験の結果から「MRIから完全独立したMRE加振システム」によるMREが実施可能であることを実証した。この実証実験により、すべてのMRI装置による(MRE対応装置でなくても)MREが実施可能であることを実証したことになる。同時に、本研究の結果はMREの潜在的な利用者を増加させることに寄与する。研究代表者は既にMRE専用パルスシーケンスに代わる方法論・技術を確立しており、その内容を論文(Magn. Reson. Imaging 33 (2015)31-37)として発表している。しかし、この方法でも、MRIと振動を同期するための配線接続が必要であった。配線接続は装置に余分なケーブル等を配線(あるいは改造)する必要があり、配線の必要とするシステムでは、本研究の目的である「全てのMRI装置でのMRE実施」を実現したとは言えない。そこで、配線接続を必要としない新しい加振動システムを開発した(No.1686 ISMRM2014)。具体的な方法はマグネットルームに自作のダイポールアンテナを設置し、そのアンテナが撮像中にマグネットから漏れ出る、励起RFを受信する。励起RFはMRIの動作に対して極めて正確な時刻に照射されるため、同期信号としても利用できる。励起RFはアンテナをマグネットルーム内に設置できれば、マグネットから距離が離れていても十分な感度で受信できる。よって、本システムはMRI装置に余分な配線接続をしなくても同期信号を取り出すことができた。新たに開発した加振動システムを利用した実験を、寒天ファントム、ボランティアの大腰筋を対象にして行い、MREの実施が可能であることを実証した。本研究の目的は「いかなるMRI装置でもMRエラストグラフィ(MRE)を可能にする」技術の開発にある。MREの実施には「MRE専用シーケンス」とMRI装置と正確に同期する「加振動装置」が必要であり、これらはMRI製造メーカから購入・導入するのが一般的である。「いかなるMRI装置でもMREを可能にする」には「MRE専用シーケンス」と「加振動装置」をMRI製造メーカから独立して構築する必要がある。このような背景をもとに、研究代表者は一般的なMRIシーケンス(MRE専用シーケンスではない)でも、ある一定の条件を満たせばMREの実施が可能になることを実証し、その内容を論文(Magn. Reson. Imaging 33 (2015)31-7)として発表した。これにより「MRE専用シーケンス」の課題をクリアした。一方の「加振動装置」はMRI装置との正確な同期を必要とするため加振動装置とMRI装置の配線接続が不可欠である。そこで研究代表者は、マグネットから漏れ出る励起RFをマグネットルームに設置した自作のアンテナで受信、これを加振動装置の同期信号として利用する方法を提案・実証(No.1686 ISMRM2014, No.2528 ISMRM2015)した。これによりMRI装置との配線接続を必要としない「加振動装置」を開発できた。これら2つの技術が融合したことで「いかなるMRI装置でもMREを可能にする」技術を達成できた。

本研究の目的は「いかなるMRI装置でもMR elastography(MRE)を可能にする」技術の開発である.MREの実施には「MRE専用シーケンス」とMRI装置と正確に同期する「加振動装置」が必要であり,これらはMRI製造メーカーから購入・導入するのが一般的である.よって,「いかなるMRI装置でもMREを可能にする」には「MRE専用シーケンス」と「加振動装置」をMRI製造メーカーから独立して構築する必要がある.そこで「加振動装置」を独自に開発し,「MRE専用シーケンス」の代用として一般的に利用されるシーケンスが利用できることを実証した.これら2つの技術を融合して目的を達成した。MREを実施するための装備を全て自作しているので、装置の改良やシステムの改善をすぐに実施することができる。独自性・独立性を有する研究として機能していることが「当初の計画以上に進展している」理由になっていると考えられる。また、本研究に至るまでの技術蓄積・経験もその理由の1つである。画像診断技術学実証実験が成功裏に終了したので、今後はボランティアを対象にしたスタディを実施し、本手法の適用部位を増やす。また、本研究に至るまでの技術蓄積・経験もその理由の一つである。当初、感度の良いアンテナを制作するために専門業者による試作を予定していたが、予備実験で作成した自作のアンテナでも十分な感度があることがわかった。よって外注するはずだったアンテナ作成費用がほぼ0となったため「次年度使用額」が生じた。ファントム実験による実証実験が成功裏に終了したので、今後はボランティアを対象にしたスタディを実施していく。本研究成果をヨーロッパでも発表するために、欧州放射線医学会(ECR2016)の参加を予定している。よって、ECR2016の旅費として使用する。
乳癌患者における骨髄微小転移と骨微小環境の相互作用についての検討

早期乳癌患者におけるDTC(骨髄微小転移)と骨微小環境との相互作用、ビスホスホネートの効果を明らかにする為、術前化学療法にゾレドロン酸(ZA)投与を併用し、病理学的効果、DTC, CTC(血中循環腫瘍細胞), CEC(血中循環血管内皮細胞)の変化を検討した。30例の患者に投与し、9例でGrade 2-3の病理学的効果が得られた。CTCは治療開始前3例で陽性であったが治療後消失した。CECは治療に伴い上昇した。化学療法+ZAの併用によりCECが増加する可能性、更にCECの変動が治療効果のバイオマーカーになる可能性が示された。DTCは治療前3例のみ陽性であり細胞数も少なく、周囲微小環境の細胞との相互関係を検討するのは困難であった。骨転移病変での再検討が必要と考えられた。1)早期乳癌で術前化学療法予定の患者に対して化学療法にゾレドロン酸4mg/3-4週の6ヶ月投与を併用し、病理学的効果を検討すると共にCTC,CEC,DTC (disseminated tumor cells,骨髄微小転移)等の変化を測定し、その変化を検討する。H21年度において予定症例の60%を登録し、12例の早期乳癌患者に対するゾレドロン酸併用の術前化学療法を終了し、病理学的効果が明らかになった9例中2例でGrade 3,1例でGrade 2aが得られた。CTCは治療開始前12例中3例で陽性であったが3例とも治療後消失した。CECは治療前108±92から治療後496±404で有意な変動はなかったが、grade 0または1aの効果が低い患者では増加する傾向があった。化学療法とゾレドロン酸の併用による術前化学療法で高い病理学的効果が得られる可能性、またCECの変動が治療効果のバイオマーカーになる可能性があり、今後症例を加えて検討する。2)骨髄におけるDTCとその微小環境との関係:骨髄生検におけるDTCと微小環境細胞の関係を検討する.まず病理学的検討を開始し、骨芽細胞、破骨細胞、血管内皮、血液細胞を免疫染色(RANKL,RANK等)も用いて特異的に染色し、DTCとの関係を明らかにする予定である。さらにDTCまたは癌幹細胞と微小環境の相互作用に関連すると考えられる分子の発現、化学療法またはゾレドロン酸による治療の前後の発現変化を検討する。1)早期乳癌で術前化学療法予定の患者に対して化学療法にゾレドロン酸4mg/3-4週の6ヶ月投与を併用し、病理学的効果を検討すると共にCTC,CEC,DTC(disseminated tumor cells,骨髄微小転移)等の変化を測定し、その変化を検討する。H23年度において予定症例の登録を終了し、20例の早期乳癌患者に対するゾレドロン酸併用の術前化学療法を終了し、病理学的効果が明らかになった18例中2例でGrade 3,3例でGrade 2が得られた。CTCは治療開始前18例中3例で陽性であったが3例とも治療後消失した。CECは治療前85±106から治療後573±389と治療に伴い上昇し、効果が高い患者では増加する傾向があった。化学療法とゾレドロン酸の併用による術前化学療法で高い病理学的効果が得られる可能性、またCECの変動が治療効果のバイオマーカーになる可能性があり、今後さらに検討する。2)骨髄におけるDTCとその微小環境との関係:骨髄生検におけるDTCと微小環境細胞の関係を検討する.A)病理学的検討:骨芽細胞、破骨細胞、血管内皮、血液細胞を免疫染色(RANKL,RANK等)も用いて特異的に染色し、DTCとの関係を明らかにする。B)相互作用に関連する分子の検討:DTCまたは癌幹細胞と微小環境の相互作用に関連すると考えられる分子(SDF1,CXCR4,E-selectin,FGF,TGF-β等)の発現をtissue microarrayを用いて免疫染色にて網羅的に検討する。さらに化学療法またはゾレドロン酸による治療の前後の骨髄生検を用いて、それらの分子の発現変化を検討する。C)ヒト乳がん細胞株MDA-MB-231の好骨転移性サブクローン用いたマウス骨転移モデルにおいて、重要性が示唆された分子に対する抑制剤、中和抗体等を用いて抑制効果の検討を行う。

.H24年度において予定症例の登録を終了し、30例の早期乳癌患者に対するゾレドロン酸併用の術前化学療法を終了し、病理学的効果が明らかになった29例中3例でGrade 3, 6例でGrade 2が得られた。CTCは治療開始前30例中3例で陽性であったが3例とも治療後消失した。CECは治療前80±88から治療後605±428と治療に伴い上昇し、効果が高い患者ではより増加する傾向があったが有意差はなかった。化学療法とゾレドロン酸の併用による術前化学療法で高い病理学的効果が得られなかったが、化学療法+ゾレドロン酸の併用によりCECが増加する可能性、更にCECの変動が治療効果のバイオマーカーになる可能性が示された。2)骨髄におけるDTCとその微小環境との関係:骨髄生検におけるDTCと微小環境細胞の関係を検討する.DTC陽性例は30例中治療前3例のみ陽性であり細胞数も少なく、周囲微小環境の細胞との相互関係を判断するのは困難であった。また癌幹細胞と微小環境の相互作用に関連すると考えられる分子(SDF1等)を検討するのも困難であり、骨転移病変での再検討が必要と考えられた。患者の登録が予定よりやや遅れ、そのため骨髄生検におけるDTCと微小環境細胞の検討が遅れている。24年度が最終年度であるため、記入しない。骨髄生検における病理学的検討(骨芽細胞、破骨細胞、血管内皮、血液細胞を免疫染色(RANKL,RANK等)も用いて特異的に染色し、DTCとの関係を明らかにする)を今年度前半には終了する。
Aβ oligomerクリアランスの可視化と治療応用

平成15年度の成果メラトニン投与、非投与APPswmiceとcontrol miceにおけるAβ40とAβ42代謝の検討4ヶ月齢から15.5ヶ月齢にて血漿、胆汁、脳脊髄液、リンパ節、脳のAβ40とAβ42濃度をELISAで測定し、脳内蓄積Aβクリアランスを検討し以下の結果を得た。(1)生理的脳内Aβクリアランスを頚部リンパ節が,血中Aβクリアランスは肝臓が担当する。生理的脳内Aβ42クリアランス経路は加齢とともにBBBからリンパ節とシフトする。(2)APPswmiceでは、脳内AβはCSFとBBBを介して血中へとクリアランスされる。脳内にアミロイドが加速度的に蓄積する段階でCSF&BBB Aβ42および肝臓でのAβクリアランスが低下している。(3)メラトニンはアミロイドが溜まり始めるまではBBBを介して血中クリアランスを、脳内にアミロイドが加速度的に蓄積する段階では頚部リンパ節へのクリアランスを活性化させ、治療効果を発揮する。以上の結果から、メラトニンは脳内Aβクリアランス療法として有望であると考えられた。Aβoligomer特異的モノクロナール抗体作製平成15年度の成果メラトニン投与、非投与APPswmiceとcontrol miceにおけるAβ40とAβ42代謝の検討4ヶ月齢から15.5ヶ月齢にて血漿、胆汁、脳脊髄液、リンパ節、脳のAβ40とAβ42濃度をELISAで測定し、脳内蓄積Aβクリアランスを検討し以下の結果を得た。Aβoligomer特異的モノクロナール抗体作製