hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
グリア・末梢免疫連関の制御を通じた神経変性機序の解明と治療標的同定

本研究では、免疫学的背景の異なる2種類のSOD1変異ALSモデルマウスを作成して、それらの分子病態を比較することを通じて、神経変性疾患の病態と末梢免疫反応との連関の解明を目的とする。末梢免疫背景の異なる細胞性免疫(Th1)優位なC57BL/6系統、及び液性免疫(Th2)優位なBalb/c系統の2種類のALSモデル(以下G93A(B6)、G93A(Balb))マウスを作成し、生存解析を行った。G93A(Balb)マウスの平均生存期間は、G93A(B6)マウスに対して有意に短縮した(G93A(Balb): 199.1days; G93A(B6): 224.6 days, n=17-18)。次に、病態への関与が予想される遺伝子群の脊髄における発現を比較し、G93A(Balb)マウスにおいてケモカインや神経栄養因子の発現が低いことを見いだした。また、G93A(Balb)マウスでは、G93A(B6)と比較して免疫細胞の脊髄内浸潤がほとんど起こらず、脊髄内の活性化ミクログリアの細胞数の低下がみられた。その機序の一端として、発症後のG93A(Balb)マウスにおいて、ミクログリアの細胞死が亢進していた。一方、遺伝的背景による影響を検証するため、C57BL/6マウス及びBalb/cマウス由来の初代培養ミクログリアを比較したが、細胞増殖率に差は見られなかった。さらに、血清中の免疫・炎症関連分子の発現解析を行ったところ、G93A(Balb)マウスの末梢血におけるケモカインやある種のサイトカインの低下傾向を認めた。以上の結果から、G93A(B6)マウスとG93A(Balb)マウスにおけるミクログリアの表現型や病態の差異は遺伝的背景によるものではなく、免疫反応など神経組織外の環境に由来することが示唆された。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、免疫学的背景の異なる2種類のSOD1変異ALSモデルマウスを作成して、それらの分子病態を比較することを通じて、神経病態形成と末梢免疫反応との連関を明らかにすることを目的とする。まず、末梢免疫背景の異なる細胞性免疫(Th1)優位なC57BL/6系統、及び液性免疫(Th2)優位なBalb/c系統の2種類のALSモデル(以下G93A(B6)、G93A(Balb))マウスを作成し、生存解析を行ったところ、G93A(Balb)マウスの平均生存期間は、G93A(B6)マウスに対して有意に短縮した(G93A(Balb): 199.1days; G93A(B6): 224.6 days, n=17-18)。次に、病態への関与が予想される遺伝子群の脊髄における発現を比較し、ケモカインや神経栄養因子の発現が、G93A(Balb)マウスにおいて低いことが判明した。また、G93A(Balb)マウスでは、免疫細胞の脊髄内浸潤がほとんど起こらず、脊髄内の活性化ミクログリアの細胞数の増加が見られないことが判明した。その分子機序として、発症後のG93A(Balb)マウスにおいては、ミクログリア増殖因子の発現がほとんど上昇せず、また、ミクログリアの細胞死が亢進していることが判明した。一方、遺伝的背景による影響を検証するため、C57BL/6マウス及びBalb/cマウス由来の初代培養ミクログリアを比較したが、増殖因子の発現やその反応に差は見られなかった。以上の結果から、G93A(B6)マウスとG93A(Balb)マウスにおけるミクログリアの表現型の差異は遺伝的背景によるものではなく、免疫反応など神経組織外の環境に由来することが示唆された。2種の異なる免疫背景をもつALSマウスの作成、解析は順調である。一方、遺伝的背景による影響を検証するため、C57BL/6マウス及びBalb/cマウス

由来の初代培養ミクログリアを比較したが、細胞増殖率に差は見られなかった。さらに、血清中の免疫・炎症関連分子の発現解析を行ったところ、G93A(Balb)マウスの末梢血におけるケモカインやある種のサイトカインの低下傾向を認めた。以上の結果から、G93A(B6)マウスとG93A(Balb)マウスにおけるミクログリアの表現型や病態の差異は遺伝的背景によるものではなく、免疫反応など神経組織外の環境に由来することが示唆された。モデル動物を用いた実験が加速するように、十分な個体数を確保するように努めるとともに、次年度は研究全体の取り纏めを行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。
語彙レベル韻律情報の高精度予測に基づく大語彙連続音声認識の高精度化

日本語は語彙レベルの韻律情報(単語アクセント)が,孤立発声時と文音声発声時とでは異なる。複数出力される音声認識仮説の妥当性を再評価するリランキング処理において,予測される(変形後の)語彙レベル韻律と,実際に観測された韻律とを比較することで,精度向上が期待できる。種々の検討の結果,任意テキスト(認識仮説)に対して語彙韻律を予測するモジュール,及び,リランキング処理の実装は完了したが,観測された韻律に対して正しくアクセント核位置を検出する処理系の実装が極めて困難であることがわかった。最終的には準韻律的特徴と解釈できる音声の構造的表象に基づくリランキングを実装し,音声認識精度向上を実現した。音声を文字化(音韻列化)する音声認識技術において「音韻は韻律的特徴と独立である」との理由から,韻律的特徴を排除して得られる音韻的特徴(スペクトル包絡)を特徴量として用いることが常套手段となっている。しかし,音声を単語列・句列・文列と考えれば,時間的に音韻を超えて存在する韻律的特徴が存在することは自明である。また多くの知覚実験は韻律による円滑な(人間による)音声情報処理過程の存在を示している。にも拘わらず韻律を排除して技術構築されてきた理由は,韻律の多様性に対処できる技術が未熟であったことに因る。本研究では語彙レベルの韻律に焦点を当て,申請者が構築した韻律的情報の高精度予測技術を大語彙連続音声認識に適用し,その高精度化を狙う。本年度は,1)ベースラインとなるDeep Neural Networkによる音声認識の高精度化,2)任意のテキストを対象としたアクセント句境界位置,アクセント核位置推定の高精度化,を検討した。また,読み上げ音声を対象としたアクセント核位置推定技術は,自然音声ではその精度が予想以上に下落することも知見として得られた。本年度の成果は,読み上げ音声を対象としたアクセント核位置推定技術を,自然音声に適応する予備検討に留まったが,一定の成果が得られた。大語彙連続音声認識の高精度化を実現する方法として,リランキング処理がある。これは,音声認識結果を複数仮説として出力し,それを再評価する(リランキングする)ことで,高精度化を図るものである。音声認識処理においては利用が困難である特徴量や情報を用いて,後処理としてリランキングすることが多い。本研究では,この処理の中に,韻律的妥当性,より具体的には,アクセント的妥当性(仮説より想定されるアクセント核位置と,実際の音声信号から推定されるアクセント核位置の整合性)を導入することを目的としていた。しかしながら,連続音声からのアクセント核位置推定を十分な精度で実現することができず,上記そのものの実装は諦めざるをえなかった。その一方で,韻律的特徴と解釈できる分節的特徴(音色に基づく音声のメロディー,"Holistic and prosodic representation of the segmental aspect of speech," Speech Prosody 2008, "Speech as timbre-based melody -- What in parants' voices do infants imitate acoustically?--," Int. Conf. Language, Music, and the Mind)である,音声の構造的表象を用いたリランキングについても一連の検討を継続していた。こちらの方法論については一定の成果を出すことができ,DNN音声認識をベースラインとした場合でも精度向上を確認できた。その成果は,top journalの一つであるspeech communication誌にて発表することができた。自然音声からのアクセント核位置推定については,複数の候補として仮説を出力する形で検討している。これらをリランキング時にどう利用するのかについては十分な時間を充てることができずに次年度に持ち越しとなった。音声科学・音声工学自然音声からのアクセント核位置仮説(複数)をリランキング処理に組み込むことで,音声認識精度の向上を狙う。ベースラインの音声認識の高精度化と,最終的に検討する韻律的特徴に基づくリランキングの要素技術となる,テキストを対象としたアクセント情報の抽出については十分検討が行なえた。

その一方で,音声からのアクセント核位置推定については,対象を読み上げ音声から自然音声に変更すると,予想以上にその精度が下落することが判明した。この点に関して,次年度に,新たな技術開発が必要となった。本研究は自然音声から推定されたアクセント核位置推定を,音声認識仮説のリランキングに使うことを目的としている。読み上げではなく,自然音声を対象にすると,第一位候補のみでは精度の下落が激しいため,複数のアクセント核位置仮説を残すこととした。その結果,リランキングでの利用方法について新たにアルゴリズムを開発する必要が生じた。この部分の技術開発を次年度でも行なうことを考え,予算の一部を繰り越した。初年度に構築した技術と,音声からのアクセント核位置推定技術を組み合わせることで,音声認識精度の向上を狙う。アクセント核位置仮説と音声認識仮説とを組み合わせて最終的なリランキング結果を得る処理形を構築する必要がありここに充てる。また,研究成果発表を目的として使用することも考えている。本研究は,音声からのアクセント核位置推定を実装する必要があり,本年度で(最終的な目的を音声認識を目的とした)推定技術を完成させる予定であった。しかし,対象とする音声を「読み上げ」音声から,独話音声(例えば講演音声など)にすると,基本周波数の抽出誤りなどが増え,これまで検討してきた「読み上げ」音声に対応した技術では十分に対応できないことが明らかとなった。読み上げ音声から,自然発話に以降した場合の技術開発とその成果発表を目的として使用する予定である。
男子性犯罪受刑者に対する性犯罪防止プログラムの処遇内容と受刑者のタイプの交互作用

2018年度は,性犯罪受刑者の異質性について,犯罪経歴や罪名に基づく分類と,再犯リスク尺度を用いた分類の両者の視点から検討を行った。前者については,刑務所に入所する原因となった犯罪が痴漢の者とそれ以外の者とで,性犯罪抑止プログラムの効果が大きくことなることを確認した。すなわち,痴漢で入所した者については,再犯率は高いもののプログラムの抑止効果は高く,逆に,非痴漢で入所した者では,再犯率は低いもののプログラムの再犯抑止効果は認められないことが分かった。この結果については,6月30日にカナダ・モントリオールで開催された第29回国際応用心理学会の大会で,研究分担者らと連名で,「On the Effects of Japanese Sex Offender-Treatment Program: Is therea good match between the offenders and the treatment?」と題する口頭発表を行って公表した。他方,再犯リスク尺度を用いた分類による異質性については,受刑者処遇の世界標準ともなっているRNR原則に基づき,性犯罪受刑者を,高リスク,中リスク,低リスクに分類し,このうち標本数が一定数以上ある高リスク及び中リスク群に対する性犯罪抑止プログラムの効果をみたところ,高リスク群では抑止効果が認められたが,中リスク群では抑止効果が認められなかった。この結果は, 11月6日に,米国・アトランタで開催された第74回アメリカ犯罪学会において,研究分担者らと連名で,「Effects of Japanese Sex Offender-Treatment Program」として発表した。本研究の最終目的は,現在日本の刑務所で行われている性犯罪抑止プログラムと受刑者のタイプの交互作用を見いだし,より効果的な組み合わせを見いだすことである。2018年度は,先行研究,理論及び予備分析において性犯罪受刑者に対する性犯罪抑止プログラムの効果に影響を与える可能性のある2つの要因,すなわち痴漢か非痴漢か,性犯罪再犯リスクが高いか低いか,に関して検討を加えた。その結果,2つの要因ともに処遇効果に影響を与えていることが分かった。以上から,おおむね順調に進展していると評価できる。2018年度までに,1)刑務所への入所の原因となった犯罪が痴漢か否か,及び2)再犯リスクが高いか,低いかの2要因によって,日本の刑務所で行われている性犯罪抑止プログラムの効果が異なることが分かった。今後は,これら2要因の組み合わせと,性犯罪抑止プログラムの交互作用について検討を行う予定である。また,再犯リスクについては,現在まで,高リスクと判定された者と,中リスク判定された者しか扱ってこなかったが,今後は低リスク判定された受刑者についても,解析手法を工夫するなどして,評価を行いたい。さらに,性犯罪抑止プログラムについても,昨年度までは,高密度処遇の実施・未実施,中密度処遇の実施・未実施しか検討してこなかったが,今後はそれぞれの処遇密度の短縮版を実施した受刑者に対する犯罪抑止効果についても評価する予定である。

さらに,性犯罪抑止プログラムについても,昨年度までは,高密度処遇の実施・未実施,中密度処遇の実施・未実施しか検討してこなかったが,今後はそれぞれの処遇密度の短縮版を実施した受刑者に対する犯罪抑止効果についても評価する予定である。
水産無脊椎動物セルラーゼの一次構造と起源に関する研究

軟体動物や棘皮動物に属する複数種類の水産無脊椎動物の消化組織から得た粗酵素のセルラーゼ活性(CMCase活性)を測定し、どのような生物にセルラーゼが分布しているかを調べた。それによれば、アワビ、ウニ、ホタテガイなど、食藻性無脊椎動物の多くがセルラーゼ有するが、肉食性の無脊椎動物のヒトデやエゾボラには顕著なセルラーゼ活性は認められないことが明らかになった。そこで、セルラーゼ活性が検出されたアワビ、ウニ、ホタテガイの消化液からセルラーゼを単離すると共に、それらのcDNAおよび構造遺伝子をクローニングし、構造および機能上の特徴を究明した。一次構造解析によれば、上記3種のセルラーゼはいずれも従来知られていたシロアリやザリガニなどの節足動物の酵素と40-50%のアミノ酸同一率を示し、glycoside hydrolase amily9(GHF9)に属することが明らかになった。一次構造に基づく系統解析によれば、これら無脊椎動物セルラーゼの遺伝子は共通の祖先遺伝子から分化したものと判断された。また、アワビのセルラーゼにはN末端にCarbohydrate-binding module(CBM)を持つアイソザイムが見出された。このようなCBMをN末端にもつ動物のGHF9セルラーゼは、アワビで初めて見つかったものである。また、セロオリゴ糖の分解能を調べた結果、アワビのセルラーゼは3糖を2糖と単糖に分解可能であるが、ウニとホタテガイのセルラーゼは4糖以上でないと分解できないことが分かった。また、アワビのセルラーゼは4糖を2分子の2糖に分解するが、ウニとホタテガイのセルラーゼは4糖を2分子の2糖に分解するだけでなく、3糖と単糖にも分解した。このように、同じGHF9セルラーゼであっても、無脊椎動物の間では作用特性に違いがあることが明らかになった。本年度は、当初の計画通り軟体動物のエゾアワビおよびホタテガイ、棘皮動物のキタムラサキウニの中腸腺および消化液からセルラーゼを単離した。エゾアワビからは、分子量66,000と54,000のアイソザイム(それぞれHdEG66およびHdEG54と称する)が得られた。HdEG54のN-末端16残基のアミノ酸配列は、HdEG66の触媒領域に相当する142157残基部分の配列と完全に一致し、このことからHdEG54はHdEG66のN末端のCarbohydrate-binding module(CBM)を欠損した触媒領域だけから成るセルラーゼ・アイソフォームであると結論された。また、ホタテガイ中腸腺からは分子量63,000のセルラーゼPyEG63が得られた。PyEG63のN末端アミノ酸配列は、アワビHdEG66のN末端配列と約70%の同一性を示したことから、PyEG63はHdEG66と同様、N末端にCBMを持つと考えられた。これらの結果より、軟体動物にはN末端にCBMを持つものと持たないものの2つのタイプのセルラーゼが存在することが明らかとなった。一方、キタムラサキウニからは、分子量約54,000のセルラーゼSuEG54を単離できた。SuEG54のN末端配列はシロアリおよびアワビ・セルラーゼの触媒領域の配列と約72%および56%の同一性を示したことから、N末端にCBMを持たないタイプのセルラーゼであると結論された。一方、これらのセルラーゼのN末端アミノ酸配列に基づき合成したDNAプライマーを用いて、PCRによりcDNAを増幅した。

現在までに、アワビHdEG66およびHdEG54のcDNAを取得し、その塩基配列から全アミノ酸配列を演繹した。また、ホタテガイPyEG63とキタムラサキウニSuEG54については、PCRによりそれらのcDNAを増幅し、現在その塩基配列の解析を進めている。前年度は、エゾアワビ消化液から2種類のセルラーゼ(エンドβ1,4-グルカナーゼ)HdEG66とHdEG54を単離し、それらの一次構造を決定した。さらに、HdEG66の構造遺伝子をアワビ染色体DNAからクローン化し、そのイントロン-エキソンの配置からエゾアワビのセルラーゼ遺伝子が節足動物のセルラーゼ遺伝子と共通の祖先遺伝子から分化したものであることを明らかにした。本年度は、棘皮動物セルラーゼの遺伝子に関する知見を得るために、前年度に申請者らが単離したキタムラサキウニのセルラーゼSnEG54の一次構造および遺伝子構造を解析し、以下の成果を得た。1.PCRにより増幅したSnEG54のcDNAの翻訳領域1,335bpの塩基配列から、444残基のアミノ酸配列が演繹された。そのN末端には17残基の分泌シグナル配列が存在し、それに続く触媒領域の配列は、シロアリ、ホヤ、アワビなどのGHF9セルラーゼの配列と57%、55%、51%の相同性を示すことを明らかにした。2.ウニ精巣DNAから約8kbpのSnEG54の構造遺伝子を増幅することに成功した。その塩基配列を解析し、イントロンの位置をシロアリおよびホヤのセルラーゼ遺伝子のものと比較した結果、これら3種のセルラーゼ遺伝子間でアミノ酸配列上の同じ位置に存在するイントロンが少なくとも3つ存在することが明らかになった。これらの事実より、ウニ・セルラーゼも含めた動物のセルラーゼ遺伝子が、共通の祖先遺伝子から分化したものであることが強く示唆された。これらの成果に加え、キタムラサキウニから、セロオリゴ糖をさらにグルコースにまで分解するβ-グルコシダーゼの単離にも成功した。本酵素はエンドβ-グルカナーゼと共に、セルロースの糖化と代謝利用の鍵酵素と考えられ、今後、クローニングと構造解析を進める予定である。最終年度の17年度は、これまでに単離した無脊椎動物のセルラーゼ、すなわちエゾアワビ・セルラーゼ(HdEG66およびHdEG53)、キタムラサキワニ・セルラーゼ(SnEG54)、およびホタテガイ・セルラーゼ(PyEG49)のセルロース分解活性を詳細に比較し、その基質結合サブサイト構造の差異を調べた。すなわち、重合度26のセロオリゴ糖を上記のセルラーゼで分解した結果、アワビとホタテガイのセルラーゼはセロトリオースをセロビオースとグルコースに分解可能であったが、ウニのセルラーゼはセロテトラオースをセロビオースに分解できるものの、セロトリオースを全く分解できなかった。このことから、アワビやホタテガイのような軟体動物のセルラーゼのサブサイトの大きさはセロトリオース単位に相当するが、ウニのような棘皮動物のセルラーゼではセロテトラオース単位に相当すると推定された。これらは、無脊椎動物セルラーゼの分子進化とセルロース分解活性の関連を探る上で重要な手掛かりになると考えられる。また、ホタテガイ・セルラーゼについてはMALDI-TOF/TOFマススペクトル分析により、その分子断片のde novo配列分析を行い、プロテインシーケンサーにより分析したN末端配列情報とともに合成した縮重DNAプライマーを用いてcDNAをクローン化した。
医療労働者の国際的移動とその社会経済的影響に関する実証研究

1990年代末から2000年代半ばにかけて、「南」の国々から先進国への看護師の国際移動が急増した。主たる目的地の一つは、国民保健サービスの拡充のために外国人看護師の大規模な雇用斡旋策を採用したイギリスである。本研究では、過去20年間にイギリスを中心とする先進国に看護師を送り出したアジア、アフリカの4カ国(フィリピン、南アフリカ、ガーナ、ジンバブウェ)を取り上げ、各国からの看護師の国際移動の概要(規模、傾向、行き先など)を叙述するとともに、看護師の国際市場の急速な拡大がこれら4カ国の医療保健システム、とりわけ医療人材供給にどのようなインパクトを与えたのかを明らかにした。看護師の国外流出の動向にはイギリスの政策が著しい影響を与えており、1990年代末以降の看護師の国際移動を牽引してきたのは先進国社会の労働需要とそれを満たすための移民政策というプル要因であること、これら4カ国では国際移動によって看護師不足が深刻化したものの、その後の看護学校の増加や一定期間の国内での労働を義務づける政策の導入などにより、2000年代末には看護師の充足率が改善したことなどが明らかになった。本年度は、1.南アフリカにおける第二次現地調査(2008年8月9月に3週間)の実施、2.日本国内における外国人看護師受け入れについての情報収集、3. 2007年度に実施したフィリピン、南アフリカ第一次現地調査にもとづく成果の公表を中心に研究を実施した。1.南アフリカにおける第二次現地調査では、プレトリアとクワズールー・ナタール州のピーターマリッツバーグにおいて、保健省の人的資源担当者やアフリカ人看護師に対する聞き取りを行った。調査の結果、南アフリカでは、公立病院を中心に医師、看護師が慢性的に不足しており、外国人医師の受け入れも行われているが、医療人材不足の原因は海外への人材流出に限られないことが明らかになった。他方で、南部アフリカ諸国から南アフリカへの医師・看護師の流入は、1990年代半ば以降、原則的には認められていないこともわかった。よって、南アフリカを南部アフリカ諸国からの医師・看護師の主要流出先として捉える仮説は再検討しなければならないことが明らかになった。2.インドネシア人看護師・介護福祉士候補生が来日し、フィリピン人看護師・介護福祉士候補生の来日も決定したため、2008年度にはこの問題に関する国際会議が日本で多く開催された。日本の看護協会や老人福祉施設が外国人看護師受け入れをどう受け止めているのかについて、看護師の集会や国際会議などを通じて情報収集を行った。3.すでに実施したフィリピン、南アフリカ調査の成果は、看護師送り出し国からみた国際移動の課題・問題点を中心に、日本と南アフリカにおいて開催された4つの国際会議・ワークショップにおいて公表した。本研究の目的は、専門技術労働者の移動は非熟練労働者の国際移動とは異なる性質をもつという前提に立ち、「アフリカ-南アフリカ-イギリス」および「フィリピン-イギリス」という2つの地域ブロックにおける看護師を中心とする医療労働者の国際移動の特質を抽出するとともに、医療労働者の国際移動が送り出し国と受け入れ国の双方にとって、どのような社会的・経済的影響を及ぼすのかを明らかにすることである。中間年に当たる今年度は、ガーナを事例に、1990年代後半以降の看護師の国際移動について概観し、ガーナ国内における医療人材供給への影響を分析した。ガーナ人看護師の最大の受け入れ先となったのは、1997年に労働党政権が誕生し、国民保健サービス拡充のため外国人看護師の雇用斡旋を積極的に行うようになった英国である。ガーナ人看護師の英国への出稼ぎは20022004年をピークに減少しているが、2000年代初頭に急激に看護師の国外流出が増加したことで、同時期にガーナ国内ではアクラなど都市部の大病院を中心に深刻な看護師不足が起こった。それに対してガーナ政府保健省は看護学校の定員増加と准看護師的な医療スタッフの育成を拡大することによって対応し、2007年には看護学校の入学者が1999年の3.6倍に増加した。だが、2000年代半ば以降、英国の医療人材政策の転換により、外国人看護師の英国への出稼ぎが困難になったことでガーナ人看護師の国外流出はペースダウンした。その結果、現在では看護師不足よりも国内における看護師の待遇を維持しながら、増大する看護学校卒業生のために雇用を創出するという点にガーナの医療人材政策の課題が変化していることが明らかになった。

今年度は、1.ジンバブウェを事例に、看護師の国際移動の特質とジンバブウェ国内における医療人材供給が抱える課題について考察するとともに、2.英国におけるフィリピン人看護師を対象にその多段階的国際移動過程における意志決定要因に関する論文を執筆した。1.ジンバブウェは、1980年の独立後、主として90年代初頭から国内経済状況が悪化し、2000年以降は政治的・経済的混乱が深化したことを背景に、国外に大量のジンバブウェ人が流出することになった。医師や看護師を中心とする医療労働者は人材流出の中心をなし、行き先も英国、南アフリカ、ボツワナ、オセアニアなど多岐に渡った。南アフリカやガーナとジンバブウェが異なる点は、ジンバブウェにおいては、英国による組織的な外国人看護師雇用斡旋が終了した後も、国内の経済的混乱が悪化し続けたため、オセアニアや南部アフリカ諸国などへの看護師の流出が続いたことである。2009年2月に連立政権が成立して以降、米ドルを中心とする多通貨制度が導入されたことでハイパーインフレは落ち着き、公務員への給与支払いが再開された。公的な医療サービスは危機的な状況を脱することはできた。しかしながら、流出した人材がジンバブウェに戻れるような状況には至っておらず、長期的な政治的安定が医療サービス復興の鍵を握る。2.フィリピン人看護師の国際移動は、送出し国と受入れ国という2国モデルに還元できない多段階に渡る移動を行う点に特徴がある。移動に関する意志決定が、さまざまな受入れ国の移民政策の変化に敏感に反応して行われていることを、英国におけるフィリピン人看護師を対象に実施したアンケート調査をもとに明らかにした。
安全性を考慮した小児アルベカシン投与レジメンの構築

近年、抗菌薬の新薬開発数が減少している中、抗菌薬を適正に使用することで既存の抗菌薬を永く温存させることは医療資源を確保する上で重要である。また、日本では小児を対象とした医薬品開発が限られており、医薬品の安全性および有効性に関する小児用量のデータは成人のそれに比べて極めて少ない。アルベカシン(ABK)は日本で開発された抗MRSA薬で、抗菌薬TDMガイドラインにおいて成人に対する有効性と安全性を考慮した投与量と目標血中濃度が設定されている。しかし、小児に対する投与量は、承認時の用量が示されたままである。本研究では、日本人小児を母集団としたABKの投与量に対する血中濃度と腎毒性との関連性を評価し、ABKの小児の適正用量を確立することを目的とする。平成30年度はABKの小児の母集団薬物動態(PPK)モデルを構築するために、ABKのPPKモデルの情報を収集し、既報データを基にABKのPPKモデルを検討した。既報のABK血中濃度プロットの多くが、再構築したPPKモデルを用いてモンテカルロ・シミュレーション法にて発生させたABK予測血中濃度の95%タイル内に分布していたことから、ABKのPPKモデルが再構築されていることを確認した。さらに、小児ABKのPPKモデルの検証に必要なABK血中濃度の症例を有する医療機関を探索し、保有症例数を確認した。さらにABKのPPKモデルを補完するためにABKと薬物動態学特性が類似しているゲンタマイシン(GM)およびトブラマイシン(TOB)のPPKモデルを再構築した。平成30年度の研究計画では、ABKのPPKモデルを検証し小児のABKのPPKモデルを構築することを目標にした。平成30年度は文献調査によりABKのPPKモデルの情報を調査し、被検者背景、ABK血中濃度プロファイル、PPKモデルおよびモデルに組み入れる候補となる共変量の情報を収集した。これら既報値を基に、非線形混合効果モデルを用いてモンテカルロ・シミュレーションを行った。既報のABK血中濃度がシミュレートしたデータの95%タイル内であったことより、ABKのPPKモデルの再構築を確認した。ABKのPPKに関する報告は他のアミノグリコシド系抗菌薬に比べて少ないため、ABKのPPKモデルを補完するためにGMおよびTOBのモデルについても検討し、PPKモデルを再構築した。小児のPPKモデルを構築するには、再構築したABKのPPKモデルに後方的調査で得られた小児ABK血中濃度の臨床データを組み込む必要がある。平成30年度はABKの症例を有する医療機関に研究協力を依頼し、保有データ数の確認に至った。従って、研究の進捗状況はおおむね順調に進展していると判断した。平成31年度は引き続きABK血中濃度および臨床データを収集する。PPKモデルに既報または症例調査より得られた小児ABK血中濃度の臨床データを組み込み、ABK小児PKモデルを記述する。ABK投与量または腎毒性について報告された既報のデータより、腎機能を薬力学(PD)の指標とした小児PDモデルを構築する。PKモデルおよびPDモデルを統合したPK/PDモデルを記述する。既報または症例調査より得られたデータとPK/PDモデルから発生させたデータを比較しPK/PDモデルの適合性を検討する。ABKのPPKに関する報告は他のアミノ

グリコシド系抗菌薬に比べて少ないため、ABKのPPKモデルを補完するためにGMおよびTOBのモデルについても検討し、PPKモデルを再構築した。小児のPPKモデルを構築するには、再構築したABKのPPKモデルに後方的調査で得られた小児ABK血中濃度の臨床データを組み込む必要がある。平成30年度はABKの症例を有する医療機関に研究協力を依頼し、保有データ数の確認に至った。従って、研究の進捗状況はおおむね順調に進展していると判断した。平成31年度は引き続きABK血中濃度および臨床データを収集する。PPKモデルに既報または症例調査より得られた小児ABK血中濃度の臨床データを組み込み、ABK小児PKモデルを記述する。ABK投与量または腎毒性について報告された既報のデータより、腎機能を薬力学(PD)の指標とした小児PDモデルを構築する。PKモデルおよびPDモデルを統合したPK/PDモデルを記述する。既報または症例調査より得られたデータとPK/PDモデルから発生させたデータを比較しPK/PDモデルの適合性を検討する。平成30年度はPKK解析および母集団モデリング&シミュレーションを実施するために、解析用コンピュータとソフトウエアライセンスを購入した。インターネット経由で入手した資料、解析結果の印刷に必要な消耗品は学内の共用品を利用できたため物品費を抑えることができた。ABK治療症例を有する医療機関に対する臨床研究倫理審査委員会へ研究申請は平成31年度も継続することになったため、研究申請に要する諸経費は平成31年度に繰り越した。PK/PDモデルを構築するために数理解析用ソフトウエアライセンスを購入する必要があり30万円程度かかる見込みである。
根のアポプラストバリアが湿害の回避に果たす役割の解明

本研究では耐湿性に深く関与すると考えられている根の表皮側に形成されるアポプラスト(細胞外空間)輸送のバリア機能を失ったイネ変異体(reduced culm nomber1,rcn1)を用いて根のアポプラストバリアが湿害の回避に果たす役割の解明を試みた。昨年度、過湿ストレスを受けたrcn1変異体の地下部に蓄積した元素をICP-MS法でイオノーム解析した。その結果、rcn1変異体は野生型よりNaを過剰に根に集積することが分かった。さらに、同じ処理をした根の一部を粒子線励起X線分析を用いて元素をマッピングしたところ、rcn1の根の表皮近くにはFeが過剰に集積することが分かった。今年度、rcn1変異体の原因遺伝子であるRCN1遺伝子を35Sプロモーターに連結した過剰発現が根のバリア効果を強化する可能性について検討した。イネの過剰発現体を通常、スベリンのバリアができない好気状態の水耕液にて栽培した。この時、RCN1過剰発現体では外皮のスベリン化が強化されることを期待したが、過剰発現体の外皮はスベリン化されなかった。また、過湿ストレス条件下で栽培した過剰発現体が生育を改善することはなく、根の乾燥重量は野生型の15-32%程度と低かった。興味深いことに過湿ストレス条件にある野生型で発達する外皮のスベリン化が、RCN1過剰発現体では部分的にしか形成されなかった。RCN1の過剰発現は外皮のスベリン化を抑制しているようである。本研究では過剰発現体が十分に外皮を形成することができなかったため、NaとFeの過剰吸収がrcn1の生育阻害の原因であるのかどうかについて回答することができなかった。ただし、RCN1遺伝子の過剰発現が負のフィードバックにより外皮のスベリン化に重要な遺伝子を抑制している可能性があり、外皮のスベリン化の分子メカニズムの解明に重要な材料を得ることができた。水田転換畑において畑作物の湿害が問題となっている。しかし、強耐湿性の育種材料がないだけでなく植物の耐湿性メカニズムには未解明な部分が多く、耐湿性品種の作出は困難である。今年度、耐湿性に深く関与する根の表皮側に形成されるアポプラスト(細胞外空間)輸送のバリア機能を失ったイネ変異体(reduced culm nomber1,rcn1)をイオノーム解析することで、湿害の主要因となる有毒物質(元素)を特定を試みた。まず、地下部に蓄積した元素量を誘導結合プラズマ質量分析(ICP-MS)法で一斉分析した。その結果、過湿ストレスを受けたrcn1変異体は野生型よりNaを過剰に根に集積することが分かった。さらに、同じ処理をした根の一部を粒子線励起X線(PIXE)分析を用いて元素をマッピングしたところ、過湿ストレスを受けたrcn1の根の表皮近くにFeが過剰に集積することが分かった。来年度、NaとFeの過剰吸収がrcn1の生育阻害の原因であるのかどうかについての生理学的、分子生物学的な検証を行う。今年度、イネrcn1変異体のイオノーム解析の他に、rcn1の原因遺伝子であるRCN1/OsABCG5を35Sプロモーターにより過剰発現させたイネ系統転換体を作出する予定であった。形質転換に成功しておらず、これまでのところ、T0個体を得ることができていない。引き続き、形質転換体の作出を試みる。

来年度は、作出したRCN1/OsABCG5過剰発現体を用いて、湿害と関連が高いと考えられるNaとFeの過剰吸収をRCN1/OsABCG5過剰発現体が抑えることができているかどうかを検証する予定である。形質転換体がこれまでのところ得られていないため、根の外皮を制御する植物ホルモンであるABAをrcn1変異体に投与することで、rcn1変異体に強制的に外皮のスベリン化を誘導させる。この状態における、NaとFeの流入を確認することで、外皮の有毒元素の流入・蓄積を阻害できるかどうかを調べる。これにより、有毒元素の流入・蓄積がみられなければ、アポプラストバリア機能を強化した耐湿性品種を作出できる可能性を示すことになる。以上の成果はアポプラストバリア強化による過湿ストレス耐性品種の作出の基盤となる。参加予定を予定していた学会への参加をとりやめたことから、旅費として計上していた金額が実際の使用額よりも圧縮された。繰り越し金について、来年度、予定している共同研究者の招聘しての情報交換、研究打合せをするための謝金として執行する予定である。
ミジンコの誘導防御における可塑性の進化をもたらす分子遺伝基盤の解明

生物が環境に応じて表現型を様々に作り変える表現型可塑性は種の繁栄に貢献するすぐれたシステムであり、その分子制御機構がさかんに研究されている。一方で、表現型可塑性を担う因子がゲノム上にどのように分布し、またそれらが世代を経てどのように遺伝し可塑性の進化をもたらすのかといった分子遺伝基盤についてはほとんど解明されていない。本研究ではミジンコの持つ周期性単為生殖という性質を利用した交配実験によってミジンコの示す可塑性がどのように次世代に遺伝するかを明らかにし、さらには戻し交配と連鎖解析によって可塑性の変化や維持に関与するゲノム領域を決定することを目的とする。これらの研究によって、生物の巧みな環境応答がどのようにして進化したかという生物学における普遍の問題を解明することが可能となる。平成29年度の研究により、捕食者カイロモンの濃度に応じた表現型の変化パターン(反応規準)が異なるW系統とM系統を用いた交配実験系の確立に成功し、M系統とW系統を交配させたF1世代系統が両者の中間的な反応規準を示すことを明らかにした。平成30年度は全ゲノム連鎖解析による表現型可塑性の分子制御機構を明らかにするべく、1F1系統の安定作出、2F2戻し交配系統の作出、3新規全ゲノム配列の構築、4カイロモンアナログを用いた反応規準の定量的評価手法の確立を行った。これらの研究が達成されたことにより、これまでに前例のない周期性単為生殖生物における遺伝学を実践することが可能となった。平成29年度の研究においては、W系統とM系統を交配させたF1世代系統の作出に成功したものの、孵化個体を安定的に得るための具体的な手法は定まっておらず、偶発的に得られた1系統を用いた解析しかできていなかった。平成30年度の研究において、交配を誘導する条件や実験システムを改善することで効率よく次世代を得るシステムが構築でき、現在連鎖解析に使用可能な複数のF1世代系統およびF2戻し交配系統を維持している。また、高精度な連鎖解析には全ゲノム情報が必須であるが、現在公開されているミジンコゲノムは日本産ミジンコと遺伝的に離れた個体のものであり、利用することが困難であることが研究開始時点で予想されていた。したがって平成29年度にPacBio RSIIを用いた新規ミジンコゲノムの構築を行ったが、その結果ミジンコゲノムは極めてヘテロ接合性が高く、ゲノムサイズに対して多くのシークエンスデータが必要なこと、およびアセンブリにより専門的なアルゴリズムを用いたソフトウェアが要求されることが明らかとなった。そこで、平成30年度は追加でPacBio Sequelを用いてシークエンス量を3倍に増やし、複雑なゲノムアセンブリにおける専門技術を持つ静岡大学の道羅英夫准教授の協力を得て新たなゲノム配列を構築した。現在までに一次配列の構築は終了しており、現在公開されているゲノムよりはるかに優れたものとなっている。さらに、平成30年度は人工合成されたカイロモンアナログlinoleoyl glycineを用いた反応規準解析系を確立した。これまでの実験系ではカイロモンは実際に天敵であるフサカを飼育した水を使用していたが、含まれているカイロモンの量が不明であり、異なるロットの間で結果が比較できないという問題点があった。人工合成物を使用することで濃度がコントロールでき、より定量的な比較が可能となった。1日本産ミジンコの全ゲノムデータの構築平成31年度はまず、すでに一次配列の完成している新規全ゲノムについて、遺伝子アノテーションを行いゲノムデータとして完成させる。現在ミジンコゲノムはサンガー法によって構築したゲノム(Colbourne et al. 2011)とイルミナシークエンスによって構築したゲノム(Ye et al. 2017)の2つが公開されているが、両者の間では遺伝子数を始め様々な矛盾が存在する。本研究で構築しているゲノムは現段階で両者と比べてコンティグ数や未決定塩基数などの観点から圧倒的に優れているため、ミジンコゲノムにおける混乱した状況に終止符を打てると期待される。2F2世代系統群のRAD-seqによる可塑性の責任ゲノム領域の推定続いて本研究の最終目標である表現型可塑性の進化を担う分子遺伝基盤の理解に向けて、W系統とM系統を交配させたF1世代系統を、さらに同系交配させたF1世代系統群を用いたRAD-seq解析を行う。RAD-seq解析は本来平成30年度に行う予定であったが、研究の過程で新規ゲノムの構築や反応規準の定量方法の検討など、前提となる新たな実験に従事することとなった。しかし結果として前者は1に示したように優れたゲノムの構築に繋がり、後者においても人工カイロモンアナログを使用した実験系が確立できたため、当初の予定より高精度な解析が可能となった。これに加えて、30年度の実験でより高効率で作成できるようになった交配個体を用いることで本年度中に連鎖解析は修了すると期待される。

本研究ではミジンコの持つ周期性単為生殖という性質を利用した交配実験によってミジンコの示す可塑性がどのように次世代に遺伝するかを明らかにし、さらには戻し交配と連鎖解析によって可塑性の変化や維持に関与するゲノム領域を決定することを目的とする。これらの研究によって、生物の巧みな環境応答がどのようにして進化したかという生物学における普遍の問題を解明することが可能となる。本研究はまず、可塑性の異なるW系統とM系統を用いた交配実験によって「1表現型可塑性の遺伝様式」を解析することから始まる。続いて1で作成したF1系統群に対し全ゲノム連鎖解析および遺伝子機能解析を行うことで「2表現型可塑性の分子制御機構」を明らかにする。また2と並行し、F1系統群から特徴的な可塑性を示す系統を選抜しW系統に戻し交配を繰り返すことで表現型可塑性の人為的な進化を誘導する「3表現型可塑性の進化にともなうゲノム進化過程」の解析を開始する。そして最後に、これらの飼育系統を用いた室内実験の結果が実際に自然界でも成り立つものであるかを、新たに採集した野外系統と比較解析することで明らかにし、「4表現型可塑性の進化を担う分子遺伝基盤」の統合的な理解へとつなげることを目標とする。平成29年度はまず「1遺伝様式の解析」に関して、M系統とW系統を交配させたF1世代系統の作成を行った。さらに、作成したF1系統の、カイロモンの濃度に応じた表現型の変化パターン(反応規準)を解析した。ゲノム解析を行うための基礎データとして、ロングリード次世代シークエンサーPacBio RSIIを使用してミジンコゲノムのde novo構築を行った。W系統とM系統を使用し、有性生殖卵と予想される休眠卵の産生を効率的に誘導する飼育系の確立に成功した。また、有性生殖の確認には高解像度融解曲線(HRM)解析を用いるが、それに使用する最適なプライマーの設計に成功した。これらを用いて両者のF1系統を1系統作出することに成功した。作出されたF1系統および両親であるW系統とM系統に対し、様々な濃度のカイロモンを暴露し反応規準を比較したところ、F1系統はW系統とM系統の中間的な可塑性を示すことが明らかになった。両親の可塑性がF1系統に遺伝したことが予想されたとともに、表現型可塑性の遺伝学実験を行うための基盤が確立できた。生物が環境に応じて表現型を様々に作り変える表現型可塑性は種の繁栄に貢献するすぐれたシステムであり、その分子制御機構がさかんに研究されている。一方で、表現型可塑性を担う因子がゲノム上にどのように分布し、またそれらが世代を経てどのように遺伝し可塑性の進化をもたらすのかといった分子遺伝基盤についてはほとんど解明されていない。平成29年度の研究により、捕食者カイロモンの濃度に応じた表現型の変化パターン(反応規準)が異なるW系統とM系統を用いた交配実験系の確立に成功し、M系統とW系統を交配させたF1世代系統が両者の中間的な反応規準を示すことを明らかにした。
土壌圏における炭化物の動態と炭素蓄積への寄与

大気炭素濃度の増大を減速させる可能性を有する炭化物の土壌中における動態と土壌C蓄積への寄与の解明を目的とした。日本の各種土壌中の炭化物量を調べ、土壌Cの763%を占めることを見出した。炭化物が土壌に吸着するのには長時間を要するが、遊離形より安定であることが示唆された。土壌との混合培養試験から各種炭化物の半減期は25205年と見積もられ、縮合度の高い炭素網面に富む炭化物ほど分解し難いことが分かった。縮合芳香環の量とサイズは、炭化物の生成温度が高いほど高く、材料の違いによる差はなかった。低温で調製した炭化物は光酸化も受け易いこと、圃場では炭化物はほとんど下方に移行しないことも明らかになった。植物が炭素(C)を分解されにくい形態で土壌に施用して、土壌C貯留量を増大させることは、大気中の二酸化炭素を減らし、地球温暖化を減速させる方策のひとつである。環境中に普遍的に存在する炭化物はその有力な材料候補であるが、炭化物の土壌中における動態はまだよくわかっていない。本研究は、土壌圏における炭化物の挙動、滞留時間と構造との関係を調べ、土壌C蓄積への寄与を明らかにすることを目的としている。本年度は(1)各種炭化物の土壌中における無機化速度と構造特性との関係解析、(2)炭化物の光分解試験、(3)土壌型と炭化物の量・存在形態・構造特性との関係解析の3つを計画したが、(3)は実施せず代わりに炭化物施用圃場における炭化物の分布を調べた。圃場での使用履歴がある炭化物5種類と実験室内で作成した炭化物6種類をそれぞれ畑土壌に混合し、30°Cで暗所培養した。定期的にヘッドスペースのCO_2濃度測定とガス置換を行って分解速度を求めるとともに、試料の固体^<13>C NMRスペクトルおよびX線回折プロファイルを測定した。炭化物の分解率は試料間で最大40倍の差があり、その違いは材料が同じ場合には調製温度が要因であったが、材料が異なると調製法が類似していても分解速度に差が見られ、構造解析の結果、炭素網面の含量と平均サイズが大きいほど分解されにくいことが明らかになった。炭化物の化学的酸化処理による炭素網面サイズの変化と分解速度の変化との関係はこのことを支持した。また、生分解試験と同じ試料を用いて太陽光シミュレーター中で光分解試験を行った。2ヶ月間連続照射を行った結果、0.64.2%の重量減少が認められ、その値はより低い温度で調製したものほど高いことが分かった。愛知、滋賀、高知3県において2年間に24回の炭化物施用歴のある4圃場で土壌調査を行った。いずれの圃場においても作土層に残留している炭化物C量は施用量と分解量(CO_2発生量)の差を下回っていた。しかしながら、断面調査では作土上層よりも下層に炭化物が多く認められた一方、30cm以深の層からはほとんど検出されず、下方への浸透よりも地表での風雨による流亡が残留量低下の要因と推察された。本年度は、土壌型と炭化物の量、存在形態との関係に関する研究を進めるとともに植物体の燃焼温度と炭化物の構造特性との関係を解析した。遊離形炭化物は黒ボク土と褐色森林土でのみ検出され(18-133 mg g-1)、結合型炭化物も黒ボク土と褐色森林土で多く、他の土壌型では重量の1%未満であった。炭化物含量が低い土壌における定量誤差を回避するために、ブラックカーボン(BC)を硝酸で各種ベンゼンポリカルボン酸(BPCAs)に分解し、GC/MSおよびGCで定性・定量する方法を導入した。BPCAsの収量の和から推定したBC含量も黒ボク土と褐色森林土で高く、全土壌Cの約60%に相当した。赤黄色土、灰色低地土、灰色台地土では、BPCAsの収量は0.6-2.6 mg C g-1と少なく、土壌全Cに対する寄与率は7-29%であった。

遊離形および結合型炭化物の収量の和とBPCAs法によるBC含量は、いずれも土壌全C含量との間に正の相関を示し、土壌型によらず炭化物が土壌C蓄積量の違いに寄与していることが分かった。また、異なる植物、異なる温度で調製した炭化物の化学構造を比較し、炭化温度600oC以下では、木本由来炭化物が草本由来炭化物よりも芳香族炭素に富み、縮合芳香環の平均サイズも大きいが、炭化温度が上昇すると芳香族炭素の相対含量や縮合環の平均サイズが増大し、600oC以上になると材料による差がなくなることを見出した。植物が炭素(C)を分解されにくい形態で土壌に施用して、土壌C貯留量を増大させることは、大気中の二酸化炭素を減らし、地球温暖化を減速させる方策のひとつである。環境中に普遍的に存在する炭化物はその有力な材料候補であるが、炭化物の土壌中における動態はまだよくわかっていない。本研究は、土壌圏における炭化物の挙動、滞留時間と構造との関係を調べ、土壌C蓄積への寄与を明らかにすることを目的としている。本年度は1土壌型と炭化物の量、存在形態、腐植物質の構造特性との関係、2炭化物の分解に対する光分解の寄与、3炭化物連用圃場における炭化物の集積について評価を行った。黒ボク土からは、重量ベースで3.415.8%の炭化物が分離されたが、他の土壌型では04%にとどまった。炭化物から抽出されたフミン酸のX線回折プロファイルは、不溶性の縮合環より小さく、土壌フミン酸と縮合芳香環の量および組成がきわめて類似していることを示した。フルボ酸のX線回折プロファイルには炭素網面の存在を示唆する十分な強さの11バンドはみられなかったが、FTICR-MS分析では土壌型に関係なく、フミン酸の最大六員環数11を下回る六員環数8までの縮合芳香環の存在が推定され、炭化物断片の腐植物質への普遍的な参加が示唆された。2では太陽光シミュレーター中での2ヶ月間連続照射により、生分解量と同レベルの光分解が認められたが、分解量が小さいため、構造上の有意な変化は検出されなかった。3では、竹炭20 t/ha(15 t C/ha)を5作期連用した愛知県大府市の畑2圃場(黄色土)における土壌C集積をまとめ、1020 cm層土壌のC含量が経時的に増大する一方、無施用区との差に基づく炭化物C回収率はそれぞれ101±7%および103±6%であり、見かけ上分解することなく作土に蓄積したと結論された。年度当初に計画した3つの研究のうち、生分解性試験と光分解試験の2つを計画通り行った。残りのひとつはまだ開始したばかりであるが、代わりに他年度予定であった炭化物連用圃場における炭の分布に関する研究を進めたため、おおむね順調と判断した。25年度が最終年度であるため、記入しない。土壌中の炭化物量は土壌型によっては極めて小さく、構造解析に可能な量を得るのが困難な場合もあったが、その一方、炭化物中のフミン酸と土壌フミン酸の縮合芳香環組成が土壌毎に類似している等炭化物と土壌有機物のつながりを示すデータも得られている。炭化物の光分解量も小さく、構造変化を検出するに至らなかったため、今後は生分解との組み合わせによる炭化物の崩壊についても検討する必要があると考えられるが、それは申請時の目的を越えている。圃場における物理的な挙動に関しては、系外への有意な移行はなかったとの結論が得られた。今後は、各種炭化物の土壌中における無機化速度、光分解速度と構造特性との関係に関する研究を完結させ、炭化物施用圃場における炭化物の分布に関する解析をさらに進めるとともに、土壌型と炭化物の量・存在形態・構造特性との関係、^<14>C年代測測定に基づく土壌中における炭化物の量・存在形態・構造特性の経時変化を調べていく予定である。
COX-2を標的分子とする浸潤・転移と術後再発の制御を目指した基礎的研究

我々は大腸癌で発癌・進展過程への関与が指摘されているcyclooxygenase-2(COX-2)について免疫組織学的に検索し、その発現が肺腺癌症例の約70%の症例で有意に高く、原発腫瘍に比べてリンパ節転移巣において極めて高い発現が認められたことを報告してきた。本研究において、ヒト非小細胞性肺癌細胞株NCI-H460から独自に樹立したリンパ行性ならびに血行性に短期間で自然転移する皮下移植転移モデル系NCI-H460-LNM35(LNM35)のmicroarray法を用いた発現プロファイリングやノザン解析によって、COX-2を含む炎症性サイトカイン関連遺伝子群の発現バランスの変化がLNM35の浸潤・転移能に相関することを見出した。また、LNM35のin vitro実験系を用いた解析によって、複数のCOX-2選択的阻害剤が内服時に血中到達可能な低濃度でLNM35のin vitro細胞運動能と浸潤能を強く抑制し得ることから、リンパ行性に激しく自然転移するLNM435におけるCOX-2発現の有意な亢進は、COX-2がヒト肺癌の浸潤・転移過程に関与している可能性が示唆された。さらに、COX-2を標的分子とした癌の増殖・浸潤・転移や術後再発に対する新たな制御方法の開発とその臨床応用を目指し、複数のCOX-2選択的阻害剤についての経口摂取によるLNM35のin vivo実験系を用いた詳細な検討を行い、COX-2選択的阻害剤の経口投与群で癌細胞の増殖やリンパ節転移、遠隔転移、術後再発を強く抑制し得ることを確認した。以上の研究成果によって、ヒト肺癌の浸潤・転移過程にCOX-2を含む炎症性サイトカイン関連遺伝子群の発現バランスの変化が深く関与している可能性と、COX-2を標的分子とした癌の増殖・浸潤・転移や術後再発に対する新たな治療法の有効性が強く示唆された。本研究において、ヒト非小細胞性肺癌細胞株NCI-H460から独自に樹立したリンパ行性ならびに血行性に短期間で自然転移する皮下移植転移モデル系NCI-H460-LNM35(LNM35)のノザン解析で、樹立したLNM35のCOX-2発現が親株に比べて有意に増大していることを見出した。リンパ行性に激しく自然転移するLNM35におけるCOX-2発現の有意な亢進は、COX-2がヒト肺癌の浸潤・転移過程に関与している可能性を示唆する。さらに、複数のCOX-2選択的阻害剤が内服時に血中到達可能な濃度でLNM35のin vitro細胞運動能と浸潤能を抑制し得ることから、COX-2を標的分子とした浸潤・転移に対する新たな予防的治療法の可能性が示唆された。現在、癌の増殖・浸潤・転移や術後再発の制御とその臨床応用を目指し、COX-2選択的阻害剤単独の経口摂取によるin vivoにおける癌細胞の増殖やリンパ節転移、遠隔転移、術後再発に対する抑制効果について、LNM35やヒト非小細胞性肺癌細胞株を用いた詳細な検討を行いつつある。また、癌の増殖・浸潤・転移過程におけるCOX-2の関与を分子レベルで明らかにするべく、COX-2選択的阻害剤処理による関連遺伝子群の発現バランスの変化についてmacroarrayやmicroarrayを用いた網羅的比較・検討を進める予定である。