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日本絵画の復元研究における復元根拠の再検討

本研究では絵画の復元工程のうち、特に<復元根拠>の選定に焦点を当て、調査とワークショップ開催を通して問題点の指摘と解決を図る。初年度より学生や若手研究者を対象としたワークショップを開催してきたが、本年度は「障屏画の復元ー図様と形態ー」というテーマで研究発表およびワークショップを行った。「縮図からの想定復元研究ー天瑞寺室中旧障壁画「松図」の想定復元制作を通してー」および「十二ヶ月屏風の趣向ー勝川春章「婦女風俗十二ヶ月図」(MOA美術館蔵)の想定復元模写を通してー」2件の研究発表のほか、屏風の紙蝶番の構造を理解するためのワークショップ「ミニ屏風を作ろう」を実施し、参加者に障壁画の復元や屏風の復元、機能に関する理解を深める機会を提供することができた。また、ワークショップや講義で汎用的に活用できる、日本画実技に関する教材作成を進めており、本年度はこれまでに作成した掛軸、屏風の製作工程や構造について解説するスライド教材を教育現場で活用した他、箔技法や彩色技法について基本的な所作を解説する動画を作成し、公開準備を進めた。文化財の復元・複製技術に関しては、実制作や研究を進めている実技系大学等を訪問し、復元根拠の選択や実際の制作手法について取材を行った。最終年度には復元に関わる様々な分野の専門家に参加を募り研究会を開催する計画であり、復元制作に携わる実技系研究者や、監修に携わる美術史研究者らと連携を図り、研究会準備を進めている。初年度に引き続き、美術史研究者から提供を受けた絵画資料のデジタルアーカイブを行ったが、作業担当学生らのノウハウが確立し、作業をスムーズに行うことができた。スライド画像などの蓄積は、絵画復元の根拠を考えていく上で重要な参考資料となる。ワークショップにも関心のある若手研究者や学生らの継続的な参加が見られ、人的交流が深められている。ワークショップの機会を通して復元制作現場や研究機関とのつながりも広がり、最終年度に企画している研究会と成果発表の準備を着実に進めることができた。美術史の教育現場で活用できることを目指した、日本画の技法材料に関する汎用的な教材作成にも取り組んでいるが、コンテンツ作りにも様々な分野の専門家からの意見や要望を反映していける見込みである。最終年度後半に、これまで開催してきたワークショップ等で交流を深めてきた研究者による研究発表を企画している。実技系研究者による実際の復元制作報告と、その復元根拠となった資料に関する専門家による検証報告を対とした講演を依頼中である。代表者自身が関わってきた琉球絵画復元に関しても、色彩復元と技法復元を中心に彩色技法に関する報告を行い、復元根拠として重要な位置を占めるガラス乾板写真について、写真資料の専門家からその信憑性の評価や、復元根拠として扱う場合の注意点などコメントの形で提言を仰ぐ。その他、模本資料を根拠とした屏風絵復元事例について、制作者の発表と美術史家からのコメント、復元の実物展示を予定している。こうした実際の復元事例報告を踏まえて、異分野の研究者をパネリストとしたディスカッションを行い、意見交換の機会としたいと考えている。これまでのワークショップは対象を学生・若手研究者としていたが、最終年度の研究会は博物館・美術館関係者、保存修復技術者などにも幅広く告知し、参加者を募る計画である。より専門的に復元に関わる研究者に向けて情報を発信することで、共通する課題の見直しを図り、今後の研究の深化につなげていきたいと考えている。また、これまでの調査・研究成果については所属学会でのポスター発表や論文発表を行い公開していく他、ワークショップの教材として作成した資料や動画、画像データなどは希望者に頒布する計画である。本研究では、日本絵画の復元研究における復元根拠について、技法材料や画像資料、文献史料等の調査・分析・利用方法、複数の選択肢からの決定根拠の妥当性などを検討し、復元の学術的水準向上に寄与することを目指している。初年度は復元根拠として活用される画像資料に着目し、美術史研究者が長年に渡って蓄積したポジフィルムのデジタル化に取り組んだ。特に近年になって解体修理が行われた絵画作品については、修理前の画像情報や修理時に実施された科学調査結果が復元に際して重要な資料となるため、資料の散逸を防ぎ、画像撮影時期などの情報整理を適切に行って保管していくことが求められる。美術史研究対象として注目される絵画作品は複数回調査されていることが多く、各研究者や研究機関が所有する画像資料を総合的に参照できるよう今後も収集・整理を進めていきたい。本研究の前身となった「日本絵画の〈復元〉に関する基礎的研究」では、復元に関わる各分野のテーマを取り上げワークショップを開催してきたが、本研究においても企画を継続実施している。本年度は6月に共立女子大学にてワークショップ「復元研究と技法材料」を開催し、代表者と分担者がそれぞれ「日本絵画の復元における技法材料の重要性」、「絹本仏画の技法と表現」という題目で口頭発表および実演を行った。美術史を専攻する大学生・大学院生をはじめ若手研究者等40名ほどの参加があり、日本絵画の材料に直接触れてもらう機会を提供することができた。また、次年度のワークショップで使用予定の教材作成にも取り組み、日本画の技法や基礎的な作業を解説する動画、屏風等表具の構造や作り方を解説する資料などを作成、蓄積している。今後も資料の収集・調査とワークショップを二本柱として、研究を遂行していく計画である。美術史研究者から提供を受けたポジフィルムについて、大学院生を雇用することで順調にデジタルアーカイブを進めることができた。また、現行の復元研究について展示公開や関連シンポジウムに足を運び、現場の反響を取材することができた。

信貴山縁起絵巻や薬師寺板絵神像など著名な作品の復元模写が公開されたこともあり、復元そのものの注目度が増したことで情報・資料収集が円滑に行えるようになってきている。ワークショップの教材については代表者と分担者が各自の専門性を活かし、効率的に作成することができた。動画やパワーポイントのフォーマットが出来たため、次年度以降の教材作成にも活用できる見込みで、研究全体はおおむね順調に進展している。本研究では絵画の復元工程のうち、特に<復元根拠>の選定に焦点を当て、調査とワークショップ開催を通して問題点の指摘と解決を図る。初年度より学生や若手研究者を対象としたワークショップを開催してきたが、本年度は「障屏画の復元ー図様と形態ー」というテーマで研究発表およびワークショップを行った。「縮図からの想定復元研究ー天瑞寺室中旧障壁画「松図」の想定復元制作を通してー」および「十二ヶ月屏風の趣向ー勝川春章「婦女風俗十二ヶ月図」(MOA美術館蔵)の想定復元模写を通してー」2件の研究発表のほか、屏風の紙蝶番の構造を理解するためのワークショップ「ミニ屏風を作ろう」を実施し、参加者に障壁画の復元や屏風の復元、機能に関する理解を深める機会を提供することができた。また、ワークショップや講義で汎用的に活用できる、日本画実技に関する教材作成を進めており、本年度はこれまでに作成した掛軸、屏風の製作工程や構造について解説するスライド教材を教育現場で活用した他、箔技法や彩色技法について基本的な所作を解説する動画を作成し、公開準備を進めた。文化財の復元・複製技術に関しては、実制作や研究を進めている実技系大学等を訪問し、復元根拠の選択や実際の制作手法について取材を行った。最終年度には復元に関わる様々な分野の専門家に参加を募り研究会を開催する計画であり、復元制作に携わる実技系研究者や、監修に携わる美術史研究者らと連携を図り、研究会準備を進めている。初年度に引き続き、美術史研究者から提供を受けた絵画資料のデジタルアーカイブを行ったが、作業担当学生らのノウハウが確立し、作業をスムーズに行うことができた。スライド画像などの蓄積は、絵画復元の根拠を考えていく上で重要な参考資料となる。ワークショップにも関心のある若手研究者や学生らの継続的な参加が見られ、人的交流が深められている。ワークショップの機会を通して復元制作現場や研究機関とのつながりも広がり、最終年度に企画している研究会と成果発表の準備を着実に進めることができた。美術史の教育現場で活用できることを目指した、日本画の技法材料に関する汎用的な教材作成にも取り組んでいるが、コンテンツ作りにも様々な分野の専門家からの意見や要望を反映していける見込みである。引き続き復元根拠としての画像資料に関して資料収集と調査を進め、美術史料や技法書など文献史料についても、復元現場での適切な活用方法を検討していく。また、初年度に東京芸術大学アーツ&サイエンスラボの研究員と共同で、金属材料を用いた絵画作品の復元・複製について材料実験と検討会を行ったため、その成果を論文にまとめ発表する。
ウイルス外套タンパク粒子を用いたノロウイルスの浄水処理性の検討

遺伝子組換え技術によりノロウイルスVLPsを発現させることに成功した。発現されたVLPsを電子顕微鏡により観察することにより、その形状および大きさ(35.7 ±3.2 nm)が野生のノロウイルス粒子とほぼ同一であることを確認した。この粒子を用い、凝集(PACl) -沈澱処理における除去性を調べたところ、十分な凝集剤添加条件下(> 1.08 mg-Al/L )において、2 log程度の除去が可能であることが示された。また、VLPsの除去率は、同時添加した大腸菌ファージQβや大腸菌ファージMS2に近かった。このことは、凝集沈澱処理では、これらの大腸菌ファージがノロウイルスの指標ウイルスとして使える可能性を示している。本研究では、発現されたノロウイルスVLPsを用いることにより、これまで評価ができていなかったノロウイルスの浄水処理性が評価できることが示された。微生物(原虫,細菌,ウイルスなど)を用いた水処理実験を行う際には、実験に先立ち、対象微生物を培養し、大量のストックソリューションを作成する必要がある。ところが、ノロウイルスは、これまで多くの努力が払われてきたにも関わらず、未だ細胞を用いた培養が確立されておらず、ウイルズの大量培養ならびに添加実験が極めて難しい状況にあるのが現状である。近年、培養不能なノロウイルスの構造や抗原性を調べるため、ウイルス外套タンパク(VLP:Virus Like Particle)を遺伝子組換え生物を用いて発現させる手法が確立された。また、発現されたVLPを用いることによりノロウイルスの酵素免疫測定法が開発され、現在では検出キットが市販されるようになった。本研究では、VLPを用いてノロウイルスの室内水処理実験を行うことを目的とした。病原性ウイルスの浄水処理における代替指標としてわが国で用いられることの多い大腸菌ファージQβと、欧米諸国で用いられることの多い大腸菌ファージMS2の凝集-沈澱-砂ろ過での除去率を比較したところ、MS2に比べてQβの除去率が2log程度大きいことが分かった。PFU法(プラック形成法)とPCR法(ポリメラーゼ連鎖反応法)による測定結果を比較することにより、2つの大腸菌ファージの除去率の差異は、凝集処理時の不活化作用の受けやすさに起因することが示唆された。また、ノロウイルスの浄水処理性を、VLPを用いて調べた。その結果、凝集-沈澱-砂ろ過での除去率が、大腸菌ファージQβやMS2より低い可能性があることが分かった。ところが、ノロウイルスは、これまで多くの努力が払われてきたにも関わらず、未だ細胞を用いた培養が確立されておらず、ウイルスの大量培養ならびに添加実験が極めて難しい状況にあるのが現状である。近年、培養不能なノロウイルスの構造や抗原性を調べるため、ウイルス外套タンパク(VLPs : Virus Like Particles)を遺伝子組換え生物を用いて発現させる手法が確立された。また、発現されたVLPsを用いることによりノロウイルスの酵素免疫測定法が開発され、現在では検出キットが市販されるようになった。本研究では、VLPsを用いてノロウイルスの室内水処理実験を行うことを目的とした。発現されたVLPsを電子顕微鏡により観察することにより、その形状および大きさ(35.7±3.2nm)が野生のノロウイルス粒子とほぼ同一であることを確認した。この粒子を用い、凝集(PACI)-沈澱-砂ろ過処理における除去性を調べたところ、十分な凝集剤添加条件下(>1.08mg-Al/L)において、2.53log程度の除去が可能であることが示された。また、VLPsの除去率は、同時添加した大腸菌ファージMS2より、大腸菌ファージQβに近かった。このことは、凝集沈澱砂ろ過処理では、大腸菌ファージQβがノロウイルスの指標ウイルスとして使える可能性を示している。
ACFを標的とした新しい高感度分子イメージング法の開発

ヒトaberrant crypt foci (ACF)組織を用いてマイクロアレイ解析を行い、ACFに特異的に発現する分子を調べ、Glutathione S-transferase(GST)-π、EGFR, glut-1などの分子を同定した。GST-πにより特異的に活性化する蛍光プローブ、EGFRに特異的に結合する蛍光プローブ、glut-1の特異的基質である蛍光プローブを作成した。動物大腸化学発癌モデルを用いて、これらの蛍光プローブを大腸粘膜に散布して蛍光観察すると、前癌病変であるACFが明瞭に観察された。同様に、ヒト大腸癌の切除標本においても、癌の周囲には明瞭なACFが多数認められた。今年度は、ヒトACFに高発現するglut-1, PDGFR, EGFR, GST-πを標的とする蛍光標識プローブを作成することができた。これらのプローブをヒト大腸癌細胞株とin vitroで反応させることによりこれらのプローブの特性、反応性を解析することができた。さらに、動物のACFにおいてこれらの分子が発現していることを確認するとともに、動物の大腸粘膜に散布して蛍光観察を行うことにより、蛍光を強く発するACFを観察することができた。とくに、glut-1やGST-πに対する蛍光標識プローブでACFを比較的良く観察することができた。このように、蛍光プローブを作成し、動物でACFをイメージングできたという点で概ね順調に進展していると考えている。昨年度までに作成したGSTにより活性化される蛍光標識プローブ(GST-activated probe)及びgut-1に特異的に結合する蛍光標識glut analogueを用いて、in vivoの実験を行なった。まず、大腸発がん物質であるazoxymethaneをラットに投与して8週目に腸管内を洗浄し、GST-activated probeまたは蛍光標識glut analogueを腸内に注入した。すぐに、動物用細径内視鏡を挿入し、蛍光観察することにより微小前癌病変であるACFを観察したところ、複数のACFを観察することができた。GST-activated probeでは、注入後約5分でACFを蛍光観察することが可能であり、10分後にもっとも強い蛍光を発した。蛍光標識glut analogueでは、10分後に蛍光を発するACFと思われる微小病変を観察できたが、GST-activated probeに比べて蛍光強度は弱かった。さらに、ヒト大腸癌の切除標本を用いて、ex vivoによるヒトACFの蛍光イメージングを試みた。大腸癌症例の切除大腸標本を切除後すぐに生理食塩水で洗浄し、GST-activated probeを散布したろころ、10-15分後に強い蛍光シグナルを発するACFを明瞭に観察することができた。術前のメチレンブルー観察によるACFの位置及び数と照合したところ、場所と数はほぼ一致した。蛍光観察したACFのS/N比は、メチレンブルー法により観察したACFのS/N比と比べて有意に高かった。一方、蛍光標識glut analogueでも同様に明瞭なACFを観察することができたが、S/N比はやや低かった。以上より、蛍光標識プローブによるACFの観察は可能であり、とくにGST-activated probeを用いることにより高感度にイメーッジングし得ると考えられる。今年度は、ヒトACF組織を用いてマイクロアレイ解析を行い、正常大腸組織に比べて過剰発現する10遺伝子(GST-π, EGFR, PDGFR, glut-1, cadherin, β-catenin, c-MET, SLC7a7, TRIM29)を抽出することができた。また、今後のラットを用いた研究も視野に入れ、ラット化学発癌モデルのACF組織の検索も行い、GST-π, EGFR, PDGFR, glut-1はラットACFにおいても過剰発現することを見出した。さらに、glut-1, PDGFRに対する蛍光標識プローブを作成することができた。EGFR, GST-πに対する標識プローブも作成できる状況にある。このように、平成26年度はACFに発現する標的分子を絞り込み、それらに対する蛍光標識プローブの作成まで行ったという点で概ね初めの計画を達成していると考えている。1) azoxymethane投与ラット大腸発癌モデルを作成し、ACFが形成される8週目にラットを屠殺し、上記の各種蛍光標識プローブを散布して蛍光顕微鏡下にACFを経時的に観察する。また、蛍光標識プローブを静脈内投与してACFの分子イメージングを試み、局所散布したときと画像、感度、特異性などを比較検討する。2)大腸癌細胞株DLD1細胞をヌードマウスのS状結腸に同所移植を行う。IVISにより腫瘍を観察し、大きさが3mmになったところで上記の蛍光標識プローブを経静脈内投与し、動物用内視鏡を用いて蛍光観察を行う。

3)書面による同意を得たのちに、ヒト大腸癌の切除予定症例に大腸内視鏡検査を行う際、通常のメチレンブルー染色により癌の近傍(肛門側または口側7cm)のACF数を評価する。手術後に切除標本を用いて、同じ領域に上記各種プローブを散布して蛍光顕微鏡下に観察し、ACFのイメージングを行う。4)最後に、マウスを用いて上記蛍光標識プローブの毒性試験を行い、臨床応用の基盤とする。28年度が最終年度であるため、記入しない。まず、上記の蛍光標識プローブを多量に作成し、培養細胞を用いてそれぞれのプローブの有効性及び特性を評価する。また、蛍光プローブの生細胞に対する反応動態を明らかにする。その後、大腸癌細胞の同所移植モデル及びazoxymethane誘導ラット大腸発癌モデルを用いてACF(及び腺腫)のイメージングを行い、各プローブの有用性を検討する予定である。1)培養細胞を用いた各種蛍光プローブの特性の解析:培養大腸癌細胞に蛍光プローブを添加し、Flow-cytometryにより蛍光強度の変化などを調べ、Eadie-Hofstee plot解析により反応速度及び反応動態を明らかにする。2)大腸癌細胞の同所移植モデルを用いた分子イメージング:標的分子を過剰発現する培養大腸癌細胞と発現しない細胞をヌードマウスのS状結腸(または直腸)に同所移植を行い、4週間後に屠殺して摘出S状結腸(または直腸)にex vivoで蛍光プローブを散布し、蛍光顕微鏡を用いて観察する。経時的に観察して至適反応時間を調べる。さらに、動物用蛍光内視鏡を用いてS状結腸(または直腸)の癌を観察し、イメージングを確認する。3)Azoxymethaneラット大腸発癌モデルにおけるACFの観察:ラットにazoxymethaneを腹腔内投与し、8週後にラットを屠殺、すぐに大腸を摘出してex vivoで大腸粘膜に蛍光プローブを散布する。37°Cで315分間インキュベートしたのち、蛍光顕微鏡下にACFを観察する。さらに、動物用蛍光内視鏡を用いてACFのイメージングを行う。まず、ヒト大腸のaberrant crypt foci (ACF)における遺伝子のマイクロアレイ解析及び各遺伝子のTaqMan PCR解析などが当初の予定よりも順調に進んだため、これらの試薬やプライマーなどの経費が抑制された。その一方で、標的遺伝子に対する蛍光標識プローブを複数合成したが、その一部は蛍光物質の付加により反応性が低下するなどの問題が生じ、プローブの合成の実験が少し遅れた。そのため、蛍光標識プローブを用いたin vitroの実験、培養細胞を用いてプローブの特性、反応性などを調べる実験が少し遅れる結果となり、これらにかかる経費が抑制された。現在、反応性の良い蛍光標識プローブが合成されつつあるので、これらのプローブの標的分子との反応性、蛍光特性などを調べるためin vitroの実験を行う予定である。
フィールド調査においても実用可能な高齢者における体肢筋の量的・質的評価の試み

最近,本邦では健康寿命の延長を目的とした高齢者向けの筋力トレーニングの開発が重要視され,多くの高齢者が実践している。しかし,その評価法は筋力測定程度である。筋力は手軽に測定することができるが,高齢者の場合,骨折等のリスクを無視することはできない。そこで我々は,これまでに市販の超音波診断装置を用いて体肢横断面全体を撮影するという方法を考案し,体肢筋の横断面積がフィールドでも測定可能となった。しかし現時点では測定時間が長く集団測定への適用は困難であり,しかも加齢に伴い体肢筋内に増加する脂肪・結合組織の質的な評価はできない。本研究では集団測定にも適用可能な高齢者における体肢筋の量的・質的評価法の確立を目的とした。本年度は,開発した測定システムがフィールドにおいて活用できるか否かについて検討することを研究目的とした。連携行政機関(広島県大竹市)の協力の下,高齢者の集団測定を行った。各被検者につき大腿部と下腿部の測定を右脚のみ実施したところ,一人あたりの測定時間は準備も含めて約3分であり,1回の測定会で最大約150名のデータ収集ができた。このようにフィールドでの測定実施によって本評価システムの実用性が確認された。また,超音波体肢横断面画像における各構成組織の自動判別および横断面積自動計測に関するソフトウェアの開発を行うことも本年度の目的としたが,現時点においても開発中であり,本課題については来年度も継続して開発を行う。今年度は,一人当たり5秒以内の短時間測定を実現するために超音波診断装置による撮影作業と,撮影した断片画像をつなぎ合わせる作業のオンライン化の開発を行い,同被検者の同一部位のMRIとの比較によって高齢者における体肢筋の量的評価について検討した。その結果,これまでオフラインで実施していた撮影・合成処理をオンラインで実現することに成功し,短時間で体肢の横断面画像撮影が可能となった。今回開発した測定システムが実用可能か否かについて検討するために,撮影された横断面画像の再現性と妥当性を確認した。妥当性については,本システムとMRIによって同被検者の同一部位を撮影し,その横断面積を比較することによって検討したところ,両者の相関は極めて高く本測定システムの妥当性が示された。また,再現性については,同一被検者の同一部位について日を変えて測定し,同様に横断面積の比較を行った。その結果,高い相関関係がみられ再現性も十分であり,本測定システムの実用化の可能性が示された。
極微細シリコンデバイスのための準コヒーレント量子輸送シミュレーションの研究

2001-2003年度の研究期間中に,主に以下の研究成果を得ることができた.(1)1次元バイポーラトランジスタの解析に,仮想時間を用いた陽解法を適用して,陽解法がデバイス解析に使用可能であり有効であることを実証した.(2)極微細な半導体のシミュレーション手法として,ドリフト拡散法とモンテカルロ法を混合して用いる方法を開発した.(3)ボームの量子化ポテンシャルおよびネルソンの確率微分方程式を用いたモンテカルロシミュレーション法を開発し,1次元の二重障壁共鳴トンネルダイオードの解析に成功した.(5)4端子操作のXMOS(いわゆるダブルゲートMOSFET)のコンパクトモデルとして,ダブルチャージシートモデルを提案した.XMOSのコンパクトモデルの速度飽和を組み込んだコア部分を開発し,その有効性をデバイスシミュレーションの結果から実証した.以上2001-2003年度の研究期間中に,主に以下の研究成果を得ることができた.(1)1次元バイポーラトランジスタの解析に,仮想時間を用いた陽解法を適用して,陽解法がデバイス解析に使用可能であり有効であることを実証した.(2)極微細な半導体のシミュレーション手法として,ドリフト拡散法とモンテカルロ法を混合して用いる方法を開発した.(3)ボームの量子化ポテンシャルおよびネルソンの確率微分方程式を用いたモンテカルロシミュレーション法を開発し,1次元の二重障壁共鳴トンネルダイオードの解析に成功した.(5)4端子操作のXMOS(いわゆるダブルゲートMOSFET)のコンパクトモデルとして,ダブルチャージシートモデルを提案した.XMOSのコンパクトモデルの速度飽和を組み込んだコア部分を開発し,その有効性をデバイスシミュレーションの結果から実証した.以上シリコンデバィスが,電子の平均自由行程(100nm)より小さくなり,de Broigle波長に近づくと,キャリア輸送に関して量子効果を考慮する必要も出てくる.こうしたデカナノ領域でのキャリア輸送シミュレーションの研究を進めている.今年度は初年度にあたり,量子効果を考慮したキャリア輸送に関して,形式的な量子理論構築だけではなく,有限温度でのフォノンの乱れを考慮した現実のデバイス特性解析に役立つモデルを構築している.具体的には,デバイス特性を算出できる量子輸送解析の手法として,作用関数を用いて粒子を量子的に運動させるモデルの理論的構築に一応のめどをつけた.さらにモデルの理論的側面の完備と実用性の検討を終えたのち,手始めに2重障壁の電子の輸送計算を行うことによって,モデルの信頼性を評価し,有効性を実証する予定である.またグリーン関数を用いた量子輸送モデルについても試案中である.この他,量子ポテンシャルを用いたバランス方程式のデカナノ領域への導入についても検討中である.シミュレーション研究のためのデバイス実験としては,量子輸送が期待される十分に微細なシリコン細線をもつシリコンデバイスを作製した.このシリコンナノ細線デバイスの電気的測定からクーロン振動が観測された.これはシリコンナノ細線内部に2重(多重)障壁が形成されていることを意味している.今回,このクーロンブッロケイド効果を発現するSiナノ細線の形状についてTEM(透過型電子顕微鏡)を用いて詳細に観察することに成功した.2002年度は主に以下の研究成果を得ることができた.(1)極微細な半導体の物理現象を正確にシミュレーションする輸送モデルとしてバランス方程式が使用されている.従来,このバランス方程式については陽解法によるデバイス解析は,未知変数の個数が多いためになされていなかった.1次元バイポーラトランジスタの解析に,仮想時間を用いた陽解法を適用して,陽解法がデバイス解析に使用可能であり有効であることを実証した.(2)極微細な半導体のシミュレーション手法として,ドリフト拡散法とモンテカルロ法を混合して用いる方法を開発した.この混合法をフォトダイオードに適用することによって,計算時間が短く,より正確な物理現象を反映したシミュレーションができることを実証した.(3)ボームの量子化ポテンシャルおよびネルソンの確率微分方程式を用いたモンテカルロシミュレーション法を開発し,1次元の二重障壁共鳴トンネルダイオードの解析に成功した.提案するシミュレーション手法では比較的計算時間を短くすることができるので,量子効果を取り入れた2,3次元半導体シミュレーションの現実的な手法として期待できる.(4)4端子操作のXMOS(いわゆるダブルゲートMOSFET)のコンパクトモデルとして,ダブルチャージシートモデルを提案した.XMOSのコンパクトモデルのコア部分を開発し,その有効性をデバイスシミュレーションの結果から実証した.2003年度に得た研究成果と研究現状について報告する.(1)近年,Fin型ダブルゲートMOSFET(FinFET)の研究・開発が積極的に進められているが,その閾値電圧(Vth)は主にゲート材料の仕事関数によって決まり,その制御が困難である.そこで,一体化されたFinFETのゲートを分離して閾値電圧の制御可能性を試みた.微細な4端子FinFET(XMOS)の作製に成功し,Vth制御性を電気的特性の測定から実証した.(2)現在,この作製したXMOS実チップの電気的特性のデバイスシミュレーション結果との一致がとれるシステム的なパラメータ抽出の研究を行っている.残念ながら2003年度中に成果を出すには至っていない.今後の課題である.(3)ボームの量子化ポテンシャルおよびネルソンの確率微分方程式を用いたモンテカルロシミュレーション法の開発し,量子効果を取り込んだ1次元半導体シミュレーションに成功している.2003年度は提案するシミュレーション手法を2,3次元に拡張することに注力した.しかし,高次元では解の収束性が不安定であり,非常に次元の拡張が難しいことが判明した.現在、ブレークスルーに向けて鋭意努力中である.(4)回路シミュレーション(SPICE)に使用できる4端子ダブルゲートMOSFET(XMOS)のデバイスモデルの開発を行っており,ダブルチャージシートモデルを提案している.

現在,このデバイスモデルのSPICEへの組み込みを行っている.また、開発した初期デバイスモデルでは,コンスタントな移動度であったが,移動度に横方向電界の影響(速度飽和)を組み込み,デバイスシミユレーションとの良い一致を実証し,デバイスモデルの改善に成功した.以上.
組織マイクロアレイを用いたイヌの腫瘍診断における新規マーカーの探索

イヌの全身諸臓器の組織マイクロアレイを用いて、正常組織における蛋白質の発現程度および分布を調べた。その結果を応用して組織球系腫瘍と消化管ポリープを含む複数の腫瘍の診断マーカーを同定した。組織球性腫瘍については、CD204およびCD163が病理診断に有用であることを確認し、また発生部位によって発現程度が異なることが分かった。消化管ポリープについては、ミニチュアダックスフンドとジャックラッセルテリアの病変を検索した。初期病変ではCK20陽性で分化度の高い上皮細胞が増殖するが、進行した病変ではCK20陰性、β-catenin核内陽性を示す異型上皮を認め悪性転化が示唆された。イヌの全身諸臓器(心臓、肺、脾臓、舌、食道、胃、小腸、大腸、肝臓、膵臓、副腎、甲状腺、乳腺、皮膚、生殖腺、中枢神経組織、末梢神経組織)の組織アレイ標本を用いて、約100種類の蛋白質の発現分布を確認した。その中で、イヌの組織球性腫瘍および大腸ポリープにおける増殖細胞の分化方向および腫瘍性変化を評価する候補マーカーを探索した。また、イヌで得られたデータの一部を応用してネコの正常メルケル細胞およびメルケル細胞腫瘍におけるマーカーの発現を検討し、臨床予後と合わせて論文報告した。イヌの組織球性腫瘍については、4種類のマーカーを組織切片、培養細胞およびウェスタンブロッティングで有用性を確認した。多症例を用いて組織球腫瘍の発生部位と各マーカーの発現程度を比較したところ、発生部位による違いは認められなかった。また、これらのマーカーは、フェレットを含む他の動物種の組織球性腫瘍にも応用可能であることを確認した。これらの成果について論文を執筆中。イヌの大腸ポリープについては、大腸のポリープと腫瘍が好発する犬種(ミニチュアダックスフンド)の組織標本を用いて検討した。ミニチュアダックスフンドのポリープの病理発生に関与する分子を確認した。また、ポリープと腫瘍の鑑別に有用なマーカーを2種類確認した。イヌの全身諸臓器の組織マイクロアレイを用いて、蛋白質の発現分布および発現程度を網羅的に評価したうえで、以下の腫瘍について診断マーカーを探索するとともにその病態を解析した。組織球系腫瘍(HCS):従来のマーカーに加えてCD204およびCD163が病理診断に有用であることを確認した。CD204については、髄膜に発生するHCSと関節に発生するHCSで発現程度が異ななり、これらの腫瘍細胞が異なる特徴を有することが示された。消化管ポリープ:ミニチュアダックスフンド(MD)とジャックラッセルテリア(JRT)に発生する消化管ポリープについて解析した。MDは大腸に炎症性ポリープが好発し、初期病変ではCK20陽性で分化度の高い上皮細胞が増殖するが、進行した病変では異型上皮の増殖巣が形成されることが分かった。この異型上皮はCK20陰性、β-cateninの核内移行を認めるなど悪性転化を示唆する所見を認めた。JRTは胃から大腸にかけて腺腫性ポリープが発生し、β-cateninの染色性が悪性腫瘍との鑑別に有用であることを確認した。腎細胞癌:CD10、TGF-βおよび各種cadherinを指標にして腎細胞癌を細分化し、これまでの動物の腫瘍分類には無かった肉腫様を呈する腎細胞癌について解析した。胸腺腫瘍:各種cytokeratinおよびp63、BMP6を用いて胸腺の皮質および髄質の上皮を区別するとともに、特殊な組織型の胸腺腫瘍においてもこれらのマーカーが診断に有用であることを確認した。組織アレイを用いた蛋白質の発現分布解析については、研究期間(2年)で250種類の蛋白質を目標にしており、現在100種類程度確認している。組織球性腫瘍と大腸ポリープについては、既に有用なマーカーを複数確認しており、当初の予定よりも進展している。その他の研究対象である乳腺腫瘍、血管周皮腫、腎細胞癌についてはマーカー探索の途中であり、多症例で検討していないため、やや進展が遅れている。本研究で新たに得られた蛋白質発現分布のデータの一部は他の動物種にも応用可能であることが分かったので、基盤研究への応用を目指して引き続きデータを収集する。以上の点を総合的に考えて順調に進展していると判断した。獣医病理学正常組織における蛋白質の発現分布解析については、解析数を増やしていく。組織球性腫瘍と大腸ポリープについては、臨床予後とマーカーの発現程度の関連性について検討する。乳腺腫瘍、血管周皮腫、腎細胞癌については引き続きマーカー探索を進める。また可能であれば、他の動物種についても検討する。
インプラントstabilityと周囲骨代謝活性との関連から最適荷重時期を探る

本研究では,高解像度PETを用い,インプラント周囲骨代謝活性をモニタリング,また共振周波数解析によるインプラント安定性ならびに組織切片を用いた組織形態学的評価を用いて,力学的負荷の開始時期による骨代謝活性の上昇のピークがdipの時点を避けるようなタイミングを検索すべく,その基礎的な検討を行った.骨代謝活性は刺激付与のタイミングにより大きく異なることが確認された.共振周波数解析では,骨質の違いによりその値が異なること特に1次モードにてその変化が大きくなることが示唆された.これらの基礎データをさらに検討することにより,dipを避けるように最適な荷重開始時期を決定する方法の可能性が示唆された.2014年度は、東北大学医工学研究科の協力講座と、低強度・高周波振動刺激の局所応用装置の製作を行った。当該装置は、スイッチによる強度・周波数の切り替えが可能であり、振動計測器にてその精度の検証を行った。また、東北大学工学研究科土木専攻数理システム設計学教室の協力により、共鳴振動周波数分析を用いた接触型の小型のオッセオインテグレーション測定装置(stabilityの評価)を開発を行った。装置は本体(振動発生装置:ハンマー)と加速度計から成り、振動発生装置から発生する振動とインプラント体からの共振振動を解析可能なものである。振動のモニタおよび解析には、信号波形解析ソフトlab chartを用いた。インプラント体に低周波から高周波の微弱振動を与えた時の変位を時系列波形として記録し、高速フーリエ変換にて共振ピークを検出し固有振動スペクトルへ変換、模型実験(骨質の異なるモデル)にてその特徴の検討を行った。また、インプラント周囲骨における高解像度NaF-PETによるインプラント周囲骨の骨代謝動態の定量的解析の予備実験として、Wister系雄性ラット(20週齢)を用い、脛骨にカスタムメイドのCPチタン製インプラントを埋入し、インプラント埋入モデルを作成、咀嚼力を想定した間歇的な荷重を1回/日,20分間行った。インプラント体に対し垂直に0.5N,2Hzの間歇的な荷重負荷を付与を行った。予備的な評価として1週および4週にて組織学的・組織形態学的な評価を行った。本研究は歯科インプラント臨床における即時・早期荷重の科学的基盤を確立することを目指し,1高解像度PET装置による核医学的分子イメージングを用いたインプラント周囲骨骨代謝活性の経時的モニタリング,2共振周波数解析装置を用いたインプラントstabilityの計測,さらには3組織形態学的な評価を加え,インプラント体への荷重開始時期による骨代謝活性とstabilityの関係を明らかにする.これらよりインプラントに荷重を加える最適な時期に関する指針を得,これまで曖昧であった即時荷重・早期荷重を用いたインプラント治療プロトコール策定に資する.東北大学医工学研究科の協力講座と、低強度・高周波振動刺激の局所応用装置の製作を行った。また、東北大学工学研究科土木工学教室の協力により、共鳴振動周波数分析を用いた接触型の小型のオッセオインテグレーション測定装置(stabilityの評価)を開発を行った。装置は本体(振動発生装置:ハンマー)と加速度計から成り、振動発生装置から発生する振動とインプラント体からの共振振動を解析するものである。振動のモニタおよび解析には、信号波形解析ソフトを用いた。インプラント体に微弱振動を与えた時の変位を時系列波形として記録し、フーリエ変換にて共振ピークを検出し固有振動スペクトルへ変換、模型実験(骨質の異なるモデル)にてその特徴の検討を行い、骨質の違いによる特異的な共振周波数を認めた。また、インプラント周囲骨における高解像度NaF-PETによるインプラント周囲骨の骨代謝動態の定量的解析として、雄性ラットを用い、脛骨にチタン製インプラントを埋入、咀嚼力を想定した間歇的な荷重を垂直に0.5N,2Hzにて付与した。また、1、4週にて組織学的・組織形態学的な評価を行った。本研究では,高解像度PETを用い,インプラント周囲骨代謝活性をモニタリング,また共振周波数解析によるインプラント安定性ならびに組織切片を用いた組織形態学的評価を用いて,力学的負荷の開始時期による骨代謝活性の上昇のピークがdipの時点を避けるようなタイミングを検索すべく,その基礎的な検討を行った.骨代謝活性は刺激付与のタイミングにより大きく異なることが確認された.共振周波数解析では,骨質の違いによりその値が異なること特に1次モードにてその変化が大きくなることが示唆された.これらの基礎データをさらに検討することにより,dipを避けるように最適な荷重開始時期を決定する方法の可能性が示唆された.研究当初は市販の装置の使用を計画していたが、予備実験段階で精度や装置の大きさなどその適応が困難であったため、振動発生装置や共鳴振動周波数解析を用いたインプラントstabilityの評価に用いる接触型の小型測定装置の開発するためにやや時間がかかってしまった。歯科インプラント学高解像度NaF-PETを用いてインプラント周囲骨におけるインプラント周囲骨の骨代謝動態を評価し、さらにはインプラントstability(dip)との関連を検討する。さらに組織標本によるインプラント周囲骨の組織

形態学的観察を行ない,骨代謝反応およびインプラントstabilityを経時的・定量的に評価,各群を比較することで,インプラントに対する荷重負荷の開始時期について多角的に検討を行う.インプラントstabilityを測定し,骨-インプラント結合力の最も低下するとされるdipの時期を特定するために共振周波数解析装置(オステル)の購入を予定していたが、より高精度な装置を制作するためペンシル型インパルスハンマーと加速度計を用いて装置を制作したため、予定していた使用額に差異が生じた。初年度に思わしい結果が得られなかったため、予定していたよりも用いるべき実験動物の匹数の増加が生じてしまった。そのため、次年度では新たに購入する実験動物やインプラント体、また当初は自身で行う予定であった組織切片の作製の外注費用に充てるものとする。
悪性骨軟部腫瘍における新規薬物治療開発のための基礎的研究

最近、悪性骨軟部腫瘍の一つである滑膜肉腫において、融合遺伝子産物であるSS18-SSXタンパクがATF2などと複合体を形成し、腫瘍形成に働くことが細胞株を用いた基礎実験で明らかとなった(Su L et al.Cancer Cell 2012)。それが事実であれば、ATF2は治療ターゲットになりうると考えられるが、臨床検体レベルでATF2が実際に発現しているかどうかは不明であった。そこで、滑膜肉腫68例を含む骨軟部腫瘍標本801例のtissue microarrayを用いて、ATF2の免疫組織化学染色を行い、ATF2発現の頻度および細胞内局在を調査した。最初に滑膜肉腫細胞株にATF2 siRNA処理を行い、未処理の細胞と同時にウエスタンブロッティングを行うことで、ATF2抗体の特異性を確認した。免疫染色の結果、ATF2核発現は滑膜肉腫、solitaryfibrous tumor、desmoplastic small round cell tumor、子宮内膜間質肉腫、消化管間質腫瘍、悪性末梢神経鞘腫瘍などの融合遺伝子関連肉腫および紡錘形細胞肉腫で高頻度にみられた。以上の結果は、滑膜肉腫における基礎実験結果を支持するものであった。また滑膜肉腫以外にも融合遺伝子関連肉腫や紡錘形細胞肉腫でATF2核発現が高頻度にみられたことは、それらの肉腫においてもATF2が治療ターゲットとして有望である可能性を示唆するものであった。軟部肉腫の1つである悪性末梢神経鞘腫瘍(MPNST)135例のホルマリン固定パラフィン包埋標本を用いて、AKT-mTOR系およびMAPK系各因子の免疫染色を行った。その結果、初発例における陽性率はそれぞれ、リン酸化AKT 58.2%、リン酸化mTOR 47.3%、リン酸化S6RP 57,1%、リン酸化p70S6K 53.8%、リン酸化4E-BP1 62.6%、リン酸化MEK1/2 93.4%、リン酸化ERK1/2 81.3%であり、MPNSTにおいて、AKT-mTOR系は約半数から6割の症例で、MAPK系は約8割から9割の症例で活性化していることが明らかとなった。腫瘍組織凍結標本を用いたウエスタンブロットの結果は、上記免疫染色の結果を裏付けるものであった。臨床病理学的因子との関連を解析すると、深部発生例で、リン酸化AKT,リン酸化mTOR,リン酸化S6RP,リン酸化4EBP1,リン酸化ERK1/2の陽性例が多く、また、腫瘍の核分裂像および組織学的悪性度とリン酸化4E-BP1,リン酸化ERK1/2の発現に関連がみられた。予後との関連をみると、単変量解析にて、リン酸化AKT,リン酸化mTOR,リン酸化S6RPの陽性例が有意に予後不良であった。MAPK系因子の活性化と予後との関連はみられず、MPNSTにおける予後予測には、AKT-mTOR系の活性化状況が重要である事が明らかとなった。多変量解析では、リン酸化mTOR陽性が唯一の独立した予後因子であった。次にMPNST細胞株6株を用いて、mTOR阻害薬の抗腫瘍効果を検証した。mTOR阻害薬の1つであるエベロリムスを用いて、in vitroでの細胞増殖能への影響をみたところ、いずれの細胞株でも薬剤濃度依存性に細胞増殖が抑制された。Wound healing assayを用いた遊走能の検証では、エベロリムスによる有意な遊走能低下がみられた。Matrigel invasion assayを用いた浸潤能の検証では、エベロリムスによる浸潤能の低下がみられた。以上より、軟部肉腫の1つであるMPNSTにおいて、AKT-mTOR-S6RPシグナル伝達系が高悪性化に関与する事が明らかとなった。その阻害薬であるエベロリムスはMPNST細胞株に対して抗腫瘍効果を示し、新規治療薬として有望であると考えられた。

研究の初期段階で行ったスクリーニング評価によって、予後と相関する因子を早い段階で発見できたため。初年度の研究によって得られた知見を発展させるべく、シグナル伝達系活性化の原因/機序の解析ならびにシグナル伝達系の下流に存在する因子について解析を行う予定である。
リボソーム結合性GTPaseファミリーの構造生物学

タンパク質生合成は、多種多様なリボソーム結合性GTPaseファミリーの因子が順次にリボソームGTPaseセンターと作用することで進行する。そのため、リボソーム結合性GTPaseファミリーの分子機構解明には、それらの因子とGTPaseセンターとの複合体の原子分解能レベルでの立体構造解析が不可欠である。本研究で我々は、リボソームGTPaseセンターについて、GTPaseファミリーの一つであるEF-1αとの相互作用部位を特定し、EF-1αとの複合体の立体構造を決定した。そのため、リボソーム結合性GTPaseファミリーの分子機構解明には、それらの因子とGTPaseセンターとの複合体の立体構造解析が必要である。本研究は、結晶化に有利である超好熱古細菌を材料とし、(1)リボソーム結合性GTPaseファミリー因子・GTPaseセンター複合体の結晶化、(2)X線回折データの収集、(3)タンパク質立体構造計算、(4)立体構造からリボソーム結合性GTPase機能発現の分子機構を考察、(5)立体構造から得られた内容を生化学的解析により検証するという手順で進める計画である。本年度は、超好熱古細菌GTPaseファミリーの1つであるEF-1αについて、GTPaseセンターの相互作用部分と結晶化を行った。その結果、我々は結晶を得ることに成功し、高エネルギー加速器研究機構(筑波)のPhoton Factoryにおいて回折強度データを収集することができた。現在はタンパク質の立体構造計算を行っている最中である。すなわち、当初の計画の(1)(2)が終了し、現在(3)の段階である。今後は、EF-1αについて(4)(5)を行うと同時に、他のGTPaseファミリーについても同様の解析を行い、多種多様なリボソーム結合性GTPaseが同一のGTPaseセンターと作用するために備えた普遍的メカニズムを明らかにする。本研究は、結晶化に有利である超好熱古細菌を材料とし、(1)リボソーム結合性GTPaseファミリー因子・GTPaseセンター複合体の結晶化、(2)X線回折データの収集、(3)タンパク質立体構造計算、(4)立体構造からリボソーム結合性GTPase機能発現の分子機構を考察、(5)立体構造から得られた内容を生化学的解析により検証するという手順で進める計画であった。昨年度は超好熱古細菌GTPaseファミリーの1つであるEF-1αについて計画の(1)リボソーム結合性GTPaseファミリー因子・GTPaseセンター複合体の結晶化、(2)X線回折データの収集が終了し、(3)タンパク質立体構造計算の段階であった。今年度は、引き続きEF-1αについて(3)タンパク質立体構造計算を行い、EF-1α単体については計算を終了することができた。EF-1αとGTPaseセンターのEF-1α相互作用部分との複合体結晶についても90%計算が終了している。そして、(4)立体構造からリボソーム結合性GTPase機能発現の分子機構の考察を行った。そこで得られた知見より、現在は(5)立体構造から得られた内容を生化学的解析により検証するの段階に取りかかっている。
フィトクロムBの核局在に関する分子生物学的研究

我々は、フィトクロムの主要な分子種のひとつであるフィトクロムB(phyB)が細胞核に局在することをシロイヌナズナで見いだした(Sakamoto & Nagatani,1996)。そこで本年度は、核内phyBの生化学的解析を進める目的で、エンドウの芽生えより核を単離しフィトクロムの有無を調べた。その結果、1)黄化芽生えより調製した核にはphyBが含まれないこと、2)黄化芽生えを赤色光下に移すと、核phyB量が次第に増加し数時間で明レベルに達すること、3)緑色芽生えに近赤外光を照射すると数時間で核phyBが検出されなくなること、がわかった。これらの結果は、phyBがPr型からPfr型に変換することにより細胞質から核へ移行するという仮説を支持している。一方、同様にして核phyAを調べたところ、1)黄化芽生えの核に微量のphyA(総phyA量の数パーセント)が含まれること、2)黄化芽生えを赤色光下に移すと、核phyA量は一時的にやや増加するが、その後は細胞内の総phyA量の減少に伴って核phyA量が低下すること、3)緑色芽生えの核ではphyAが検出されないこと、がわかった。これらの結果は、phyA量が高い組織で核を単離した場合、操作中にphyAが核分画に混入するという過去の報告や(Nagatani et al.,1988)、Pr型からPfr型に変換したphyAが細胞質で分解されるという従来の知見と一致する。現在は、核内でphyBと相互作用する蛋白質を探索する目的で、phyBのエンドウ単離核からの抽出条件について検討を行っている。また、これらの実験とは別に、細胞内でのフィトクロムの挙動を生きたまま観察するため、GFPとフィトクロムの融合蛋白質を発現する遺伝子導入シロイヌナズナを作製中である。
腫瘍特異的遺伝子導入を用いた難治性癌に対する中性子捕促療法の開発

インテリジェントターゲッティングシステムを用いた遺伝子治療と中性子捕捉療法の併用効果により選択的な癌治療を目指して研究を進めている。1.インテリジェントターゲッティングシステムをBNCTに応用するために、我々は、Liposomeの表面をPolyethylene glycolで修飾することにより、細網内皮系による捕捉を回避し、血中滞留性が著しく向上するStealth liposomeを開発した。さらに、Stealth liposomeの表面にTransferrinを結合させることにより、選択性を高めることができ、静脈注射後72時間後も腫瘍内^<10>Bを有効濃度に維持でき、2x10^<12>n/cm^2の熱中性子を照射し、BNCTを行うと、腫瘍特異的にColon26腫瘍の消失を認めた。2.東大医科研、立教大原子炉、スロベニア国Jozef Stefan研究所、スイス国のPaul Scherrer国立研究所、フランス国Saclay研究所との国際共同研究により^<10>Bの腫瘍中濃度分布および体内分布を固体飛翔検出器(CR39)を用いて行った。冷中性子を用いることにより、さらに純度の高い低速中性子が得られ、^<10>Bの濃度分布の面像化を鮮明化できた。Stealth liposomeおよびTransferrin・Stealth liposomeの腫瘍への集積性が増強することを確認した。冷中性子を用いた中性子捕捉療法が実現可能か検討中である。3.熱中性子を獲得するために、安全で効率のよいパルス式中性子発生装置を開発した。現在、石油探索装置として市場にでている。4.我々はCationic liposomeとplasmid DNAとの複合体いわゆLipoplexにprotamineおよびLigandとしてtransferrin(TF)を添加した4成分からなる複合体(Quarternary complex, Qplex)を開発した。Qplexの粒子径を動的光散乱法により評価すると258.6±88nmであり、Lipoplex(865±655nm)よりも粒子径が小さい均一な複合体と考えられる。β-galactosidaseをコードした遺伝子を用い、X-gal染色法を行った。AsPC-1細胞において接触時間2時間では15.4%の細胞に発現が見られたのに対し、4時間では44.2%、8時間では64.7%と、時間と共に発現効率が増加した。また、Lipoplex(1.8%)およびLipoplexにprotamine(8.6%)またはTFのみを添加した複合体(2.6%)に比べて、Qplexはいずれの細胞に対しても著しく高い発現を示した(64.7%)。さらにQplexはLipoplexや他のcomplexと比較して、血清存在下で酵素活性、発現効率ともに高い値を示すことが分った。C型肝炎ウイルス細胞障害領域のplasmid DNAをQplexを用いて腫瘍細胞内に導入すると、アポトーシスを誘発し抑制効果があることが分かった。インフルエンザウイルス内の融合ペプチドを用いて、内封型のlipoplex : LPDにおいてPlasmid DNA、protamine、JTS-1を混合することによりLPD/JTS-1複合体を調整した。Lipoplexに比較してLuciferase assayでは導入する癌細胞により1000倍から10000倍の導入効率の増加をin vitroで認めた。

また、Lipoplex(1.8%)およびLipoplexにprotamine(8.6%)またはTFのみを添加した複合体(2.6%)に比べて、Qplexはいずれの細胞に対しても著しく高い発現を示した(64.7%)。さらにQplexはLipoplexや他のcomplexと比較して、血清存在下で酵素活性、発現効率ともに高い値を示すことが分った。C型肝炎ウイルス細胞障害領域のplasmid DNAをQplexを用いて腫瘍細胞内に導入すると、アポトーシスを誘発し抑制効果があることが分かった。インフルエンザウイルス内の融合ペプチドを用いて、内封型のlipoplex : LPDにおいてPlasmid DNA、protamine、JTS-1を混合することによりLPD/JTS-1複合体を調整した。Lipoplexに比較してLuciferase assayでは導入する癌細胞により1000倍から10000倍の導入効率の増加をin vitroで認めた。インテリジェントターゲッティングシステムを用いた遺伝子治療と中性子捕捉療法の併用効果により選択的な癌治療を目指して研究を進めている。1)Liposomeのstelth化によるDrug deliverysystemの開発:我々は、Liposomeの表面をPolyethyleneglycolで修飾することにより、細網内皮系による捕捉を回避し、血中滞留性が著しく向上するStealth liposomeを開発した。AsPC-1あるいはColon26担癌マウスに^<10>B封入Stealth liposomeを静脈注射後、60時間経過しても腫瘍内^<10>Bを40ppm以上保つことをPlasma emmision spectroscopyにて確認し、この濃度は中性子捕捉療法(BNCT)を行うのに十分量であった。さらに、2×10^<12>n/cm^2の熱中性子を照射し、BNCTを行うと、腫瘍特異的にAsPC-1腫瘍の増殖抑制およびColon26腫瘍の消失を認めた。3)新規癌抑制遺伝子の固定: C型肝炎ウイルスの中に細胞障害を引き起こす領域を同定した。この領域には、アポトーシスを引き起こし肝細胞を死に至らしめる作用と核染色体異常をおこす作用がある事を見いだした。この領域をINES領域と名付けた。細胞内のRanとExportinに作用して、染色体構造を傷害している事が判明した。そして、肝細胞にアポトーシスを引き起こしていた。4)パルス式中性子発生装置の開発:熱中性子を獲得するために、安全で効率のよいパルス式中性子発生装置を開発中であり、熱中性子の線量を計測し試作品を検討している。5)悪性脳腫瘍に対する中性子捕捉療法の医療照射:京都大学原子炉では、本年度も、悪性脳腫瘍に対し、BSHあるいはBPAを静脈注射後、中性子捕捉療法の医療照射を行い、症例数を増やし治療成績を上げている。
IgG4関連涙腺・唾液腺炎における自然免疫細胞を介した病因・病態の解明

本研究では、ミクリッツ病(IgG4-DS) 10例、シェーグレン症候群(SS) 15例および健常者30例を対象とした。これらの患者の唾液腺を用いて、免疫組織化学的染色およびreal-time PCRによりマクロファージ分子およびマクロファージ関連分子の発現を解析した。その結果、健常者ではほとんどマクロファージの発現を認めなかった。SSではリンパ球浸潤部にマクロファージの発現を認めたが、それらは炎症に関わるM1マクロファージが中心であった。一方で、IgG4-DSでは組織中に形成している異所性濾胞(eGC)周囲や線維化部分に多くマクロファージの発現を認め、それらの多くはSSと異なり、抗炎症作用を有するM2マクロファージであった。これらの局在の異なりをさらに解析するために、マクロファージに関連する線維化分子(IL-13、CCL18)について解析したが、IgG4-DSとSSでは明らかに局在が異なり、IgG4-DSで強く発現を認めた。これらのことから、IgG4-DSの病理組織に特徴的な線維化やeGCにはマクロファージ、特にM2マクロファージが関わっていることが示唆された。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。