hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
トピックの特性の多観点把握に基づく多言語ウェブテキストの言語間対照分析システム

本研究では,ウェブ上で収集可能な多言語ニュース・ブログ・電子掲示板等の文書を情報源として,多言語での報道内容,関心動向や,意見の分布を分析し,国・文化・言語の間でどのような違いがあるのかを発見する過程を支援する方式について研究を行った.本研究では,以下の(i)(iv)の多様な観点における差異に着目し,各観点における差異を発見する過程を支援する方式を実現した.(i)一つのトピックの中での詳細な話題・関心事項の差異.(ii)国・文化・言語の間の時系列特性の差異.(iii)書き手の実体験に関する差異.(iv)賛否・主観の差異.本研究では,ウェブ上で収集可能な多言語ニュース・ブログ・電子掲示板等の文書を情報源として,多言語での報道内容,関心動向や,意見の分布を分析し,国・文化・言語の間でどのような違いがあるのかを発見する過程を支援する方式について研究を行った.本研究では,以下の(i)(iv)の多様な観点における差異に着目し,各観点における差異を発見する過程を支援する方式を実現した.(i)一つのトピックの中での詳細な話題・関心事項の差異.(ii)国・文化・言語の間の時系列特性の差異.(iii)書き手の実体験に関する差異.(iv)賛否・主観の差異.本研究では,ウェブ上で収集可能な多言語ニュース・ブログ・電子掲示板等の文書を情報源として,多言語での報道内容,関心動向や,意見の分布を分析し,国・文化・言語の間でどのような違いがあるのかを発見する過程を支援する.平成23年度は,以下の研究を行った.(1)一つのトピックの中での詳細な話題・関心事項の推定宇津呂,吉岡の研究成果においては,広義には同一のトピックについてのニュース記事・ブログ記事であっても,各言語での記述内容における詳細な話題・関心事項を正確に特定し,その微妙な差異を言語間で検出することが重要であるという知見が得られた.例えば,「臓器移植」の例では,日本語特有の現象として,ニュース・ブログにおいて,特定の話題「臓器移植法」への関心が高く,英語ブログ特有の現象として,「euthanasia(安楽死)」への関心が観測される.そのため,これらの詳細な話題・関心の差異の検出が重要な手がかりとなる.そこで,この研究項目では,多言語Wikipediaの一つのエントリの記述をトピックモデルとみなして,入力文書の記述内容・詳細な話題を特定する手法の研究を行った.(2)トピックの時系列特性の分析時系列解析において著名なKleinbergのバースト解析モデルと研究項目(1)の多言語Wikipediaトピックモデルを併用して,話題のまとまり単位でのバースト解析を実現し,各言語特有の時系列特性をとらえる方式を実現した.従来のバースト解析では,個々のキーワードの時系列特性を独立に解析するために,話題のまとまりとしてのバーストを自動認識することが困難であった.一方,提案方式では,同一話題の文書集合を同定したうえで,話題単位でバーストを検出することを実現した.本研究では,ウェブ上で収集可能な多言語ニュース・ブログ・電子掲示板等の文書を情報源として,多言語での報道内容,関心動向や,意見の分布を分析し,国・文化・言語の間でどのような違いがあるのかを発見する過程を支援する方式について研究を行った.本研究では,以下の(i)(iv)の多様な観点における差異に着目し,各観点における差異を発見する過程を支援する方式を実現した.(i)一つのトピックの中での詳細な話題・関心事項の差異.(ii)国・文化・言語の間の時系列特性の差異.(iii)書き手の実体験に関する差異.(iv)賛否・主観の差異.平成25年度は,以下の研究を行った.(1)実体験の中でも特に重要性の高いものであるトラブルの有無,および,トラブル周辺での関心事項を対象として,言語間の対応・差異を分析した.具体的な分析対象として,日本語および中国語の質問・回答サイトを取り上げ,特定の話題に関連して,実体験の有無に関して,言語間でどのような差異が認められるかを分析する方式を実現した.(2)時系列特性について,バースト時期の類似性,トピックモデルの対訳関係を考慮して,言語間の対応・差異を定式化した.具体的な分析対象として,日本語ニュースおよび中国語ニュースを取り上げ,時系列トピックモデルの推定,および,時系列トピック間の日中対応を同定する方式を実現することにより,言語間の差異度を測定した.(3)特定の話題に関するコミュニティにおいて強い関心を持つブロガーを対象として,ブロガーの持つ関心事項・意見を日本語と中国語の間で比較・対象分析し,差異の発見を支援する方式を実現した.ここでは,日中両言語において,大規模にブロガーのブログ記事データを収集するとともに,両言語でトピックモデルを適用することにより,ブロガー・コミュニティを作成し,日中間でコミュニティ比較を行う方式を実現した.本研究では,ウェブ上で収集可能な多言語ニュース・ブログ・電子掲示板等の文書を情報源として,多言語での報道内容,関心動向や,意見の分布を分析し,国・文化・言語の間でどのような違いがあるのかを発見する過程を支援する.平成24年度は,以下の研究を行った.(1)一つのトピック,あるいは,その中での詳細な関心事項に対する賛否・主観平成23年度の研究項目(i)一つのトピックの中での詳細な話題・関心事項の差異,(ii)時系列特性,(iii)実体験に関する情報の有無,と併用する形で,意見の分布特性について分析を行い,その推定手法について検討を行った.特に,トラブルに巻き込まれた実体験者等がその実体験を語る中で発信する意見・主観情報の事例を分析し,特徴的な言語表現を類型化した.

具体的には,すでに起こった被害事象に対してその被害状況を説明する表現,および,被害に遭って生じた感情を説明する表現において特に重要な特徴があり,実体験と意見との相関の分析に有効であることを示した.(2)トピックに関する実体験の有無の分析平成23年度の研究成果を受けて,平成24年度は質問・回答サイトを対象として,多様なトピックに渡って,実体験の中でも特に重要性の高いものであるトラブルの有無の分析を対象として,トピックの特性を把握する技術について研究を行った.まず,多様なトピックに渡って,トラブルの実体験に関する記述例を多数収集するために,種となる情報源として,国民生活センター(消費生活センター)におけるトラブル相談およびトラブル解決策指導事例のテキストを用いた.そして,一般の相談・回答サイト中のテキスト集合を対象として,相談・回答サイト中のトラブル実体験相談事例の候補を収集した.次に,(1)で分析した意見表現とトラブル実体験の有無との間の相関の分析を行い,トピックを横断して両者の相関を観測することができた.研究実績の概要で述べたとおり,(1)Wikipediaを知識源とすることにより,一つのトピックの中での詳細な話題・関心事項の推定方式を実現した.また,この研究に対して,電子情報通信学会言語理解とコミュニケーション研究会より学生研究賞を授与された.また,(2)トピックの時系列特性の分析方式を実現した.当初の計画通り,以上の課題を達成することができたため,おおむね順調に進展している.25年度が最終年度であるため、記入しない。研究実績の概要で述べたとおり,(1)「一つのトピック,あるいは,その中での詳細な関心事項に対する賛否・主観」の研究項目においては,平成23年度の研究項目(i)一つのトピックの中での詳細な話題・関心事項の差異,(ii)時系列特性,(iii)実体験に関する情報の有無,と併用する形で,意見の分布特性について分析を行い,その推定手法について検討を行った.この研究に関連して,特に,「一つのトピック,あるいは,その中での詳細な関心事項のモデル化」の方式において,情報処理学会データベースシステム研究会より学生奨励賞を授与された.この研究においては,トピックの俯瞰的分布を表現するための数理モデルを実現するために,Wikipediaを知識源として,「分野トピックモデル」というトピックモデルの一種を開発した.これによって,分野の粒度での分布を表現し,通常のトピックモデルの上位概念として位置する数理モデルとして利用することが可能となった.また,(2)「トピックに関する実体験の有無の分析」においては,質問・回答サイトを対象として,多様なトピックに渡って,実体験の中でも特に重要性の高いものであるトラブルの有無の分析を対象として,トピックの特性を把握する技術について研究を行った.特に,平成25年度の研究課題を実施するための予備調査として,日本語質問・回答サイトと並行して,中国語質問・回答サイトの調査・分析を開始するともに,日中間の文化間差異の有無についての分析を開始した.これまでのところ,一定の文化間差異が認められており,現在,これらの差異の定量的測定方式の検討を進めている.
認知・言語の成立

平成5年度に発足する重点領域研究「認知・言語の成立」の準備のために、3回の会議と1回の講演会を行なった。3つの計画研究の研究内容と総括班の役割を検討した。「認知の発達」班の研究は、認知の系統発達の検討と実験的手法によって特徴づけられる。それゆえ動物の認知研究が主体となり、そこで開発された行動技術や得られた結果をヒト、とくに障害児、の理解や改善に適用することを目指す。トリ、ラット、サル、チンパンジーなどの認知の特性を明らかにし、それらとの比較からヒトの認知の成立を明らかにする。また視覚に比較して聴覚認知の研究が遅れているので、とくにその点留意することとした。「環境との交互作用の発達」班は、2歳以下とヒトの乳幼児が母親を中心とした社会的な環境や物理的な環境とどのように関わり、それがかれらの認知・言語発達にどのような影響を与えるかを検討する。とくに言語と密接に関連することが予想される1群の前言語的行動に焦点をあてる。それによりこの面でのヒトの特徴を動物、障害児との比較から明らかにする。観察的な手法が中心になるが、実験による検討にも留意することが期待される。「音声と音声言語の発達」班は、上記の2班の研究を常に参照しつつ、2歳以下のヒトの乳幼児の音声の発達と音声言語の成立を検討する。聴覚機能と系統・個体発達、音声の生成と受容の系統および個体発達、母親など養育者との音声面での交互作用が主要なテーマとなる。動物、障害児との比較から、ヒトの特徴を明らかにする。「総括」班は、計画全体を見渡し、これらの計画研究の相互の連絡を促進すると共に、それぞれの計画研究がバランスのとれた発展をするように方向づける。
Lie型有限群とHecke環の表現論

それを一般の体に特殊化した特殊環の半単純性に関する問題は行者氏によって完全に解決された。放物型岩堀-Hecke環とはその部分環にあたり,岩堀-Hecke環がBorel部分群に対応しているのに対し,放物型岩堀-Hecke環は放物型部分群に対応するものである。私はその放物型岩堀-Hecke環を一般の体に特殊化した特殊環の半単純性に関する問題について完全に解決し,Journal of Algebraに論文として発表した。複素鏡映群はCoxeter群をより一般的にしたものと捕えることができる。その複素鏡映群の類似としてのHecke環も定義されている。さらにそれらの放物型Hecke環も岩堀-Hecke環の場合とほぼ同様に定義することができる。私は現在それらの指標表や半単純性について研究中で小さな例において具体的に計算を試みているところである。kを代数的閉体とし、GをSL(3,k)の有限部分群でその位数がkの標数で割り切れないものとする。Gはaffine 3-space A^3上に作用するわけであるが、このときG-Hilbert scheme Hilb^G(A^3)と呼ばれるものがA^3/Gのsmooth crepant resolutionであるという予想がある。Gがアーベル群の場合については中村郁氏によって予想が正しいことが示された。私はGが(Z/nZ×Z/nZ)×Z/3Z型の場合について取り組んでいて、nが小さい場合については予想が正しいことが示された。又、一般の場合についてももう少しで証明できると思われる。
伝導性妨害波に対するIC/LSIイミュニティ評価のためのマイクロモデル構築法

小型センサーなどからの観測データが集約され利用されるIoT技術が進んでおり、例えば自動運転技術への応用などが議論されている。一方で、パワーエレクトロニクス機器の発達も進み、小型化されたパワーエレクトロニクス機器が通信ネットワーク近傍に配置されることも多い。インバータに代表されるスイッチングデバイスの動作が高速化し、それらが発する妨害波が数十MHzから数百MHzの広帯域に達している。自動運転技術を例にとると、通信の誤りや再送による遅延の発生は重大事故に発展する可能性が高く、個々の通信ICの対妨害波耐性(イミュニティ)を向上させることがシステムの信頼性や安全性を考えるうえで重要である。妨害波となるスイッチングデバイスが発生する高周波電流は、スイッチング遷移時の急峻なパルスと回路固有の振動である減衰振動からなる。妨害波の特徴を考慮して通信品質の評価を行う必要がある。本年度の研究においては、周期性パルス雑音を想定した矩形波状の妨害波を、車載での使用が検討されているEthernet通信に印加しパケット誤り率を評価した。さらに、妨害波の振幅や周期に着目し、それら妨害波パラメータに対する通信品質を推定するモデルを作成し、実測結果と比較した。また、実際に試験をする際には任意の電磁妨害波を再現性良く作製する必要があるが、TLP法(Transmission Line Pulse法)による矩形波状の妨害波生成回路を作製した。さらに、静電気破壊試験等で利用が検討されているTLP-HMM法を応用した任意形状の妨害波パルス生成回路を回路シミュレーションにより作成した。次年度において、妨害波印加試験系を構築する予定である。今年度計画していた大振幅Sパラメータ測定による高周波伝達特性評価系の構築は完了し、従来から検討しているLDO電圧レギュレータにおける大振幅Sパラメータと従来のSパラメータとの比較を行った。また、次年度に行う予定であるTLP法測定系の構築をすでに始め、第一段階のパルス性妨害波発生回路の設計・作成は完了している。今後、任意波形を発生しうるフィルタ回路の設計を行う予定である。特定の通信方式に対して影響が大きい妨害波パラメータを実験的に求め、通信品質の劣化を予測するモデル構築を行う。また、再現性の良い妨害波パルス印加系であるTLP法を改良し、任意の妨害波を印加することが出来る回路を設計し、作製する。とくに、フィルタ回路の設計法について検討する。当初計画の大振幅Sパラメータ測定系に必要な測定器が絶版となっており、その代替システムの検討を行っているため、初年度で購入できなかった機器がある。そのため、予算よりも執行が遅れている。
歯周病関連菌のフォンヴィレブランド因子typeAドメイン類似蛋白質の機能解析

W83株ではPgvWFA遺伝子の隣にはvWFAへ領域を欠落したPgvWFA類似遺伝子が存在する。が、現在進行中の33277株のゲノム解析の結果ではPgvWFAの遺伝子は99%保存されているが、PgvWFA類似遺伝子は欠落している。この事からvWFA領域を保持することはP.gingivalisにとって意義があり、本年の研究で作製した変異株は今後のPgvWFAの研究に大いに役立つと考えられる。Porphyromonas gingivalisの決定された染色体の全塩基配列の中の予測されるORFのなかにvon Willebrand Factor Type A domain(vWFA)と類似するドメインを持つものとしてvon Willebrand Factor Type Adomain protein(PgvWFA)とBatA, BatBがある。BatA, BatBはオペロン(Batオペロン)である事が予測されたので、PgvWFAとBatオペロンの遺伝子発現をRT-PCRを用いて確認した。それぞれの遺伝子のvWFA類似領域にプライマーを設計し、P.gingivalis33277株から調整したRNAをもとにRT-PCRを行った。PgvWFAとBatオペロンのどちらの遺伝子も転写されている事が明らかになった。PgvWFAのvWFAドメインの遺伝子断片をPCRにて増幅して大腸菌にてリコンビナント蛋白質として発現、精製した。この精製蛋白質を用いてヘパリン固相化カラムを用いたアフィニティークロマトグラフィーにてヘパリン結合性を調べた。PgvWFAのvWFAドメイン蛋白質はヘパリン固相化カラムに結合し、約0.8MのNaClにて溶出された。ヒトのvon Willebrand FactorのType Adomainもヘパリンに結合するので、PgvWFAが同様の性質を持つ事が明らかになった。今後、発現蛋白質を用いて抗体を作成し、PgvWFAの局在を調べる。また遺伝子全体をクローニングしこの遺伝子の欠損株を作製、解析していく。
アメリカ福祉政策における芸術文化の活用：分権システムと民間ＮＰＯ

本研究の目的は、芸術文化支援策の福祉面での活用という分野を実証的に検討することである。NPOが主体的にすすめるプロセスを、州・地方政府が租税優遇措置や補助金等で手助けする仕組みがある。National Endowment for the Arts、Alliance for Artsや、サンフランシスコ市やバージニア州アーリントン郡で、地域振興や福祉の政策に芸術文化政策を有機的に織り込む手法について、資料収集を実施できた。IT産業等への産業転換を背景にして、それに整合的な人材の開発を目指す就労支援策を福祉政策の中軸に配置するという面が大いに注目される。近年のアメリカ福祉国家の最大の特徴は、就労支援型への社会福祉への転換、再編である。本研究は、その就労支援型の福祉を典型的に示す事例として、大都市部における芸術文化支援策の就労支援策への活用を取り上げる。それは同時に、大都市部の貧困地域の再生策であり、また、貧困地域における青少年育成策として芸術文化教育プログラム支援策の政策手段として、第1にさまざまな租税優遇措置や連邦政府および州・地方政府の補助金がある。平成24年度は、ワシントンDCで連邦政府関係の資料を収集し、さらにNPOのファイナンス面に特化した情報提供を任務とするFoundation Centerで芸術文化NPO関連の資料を収集できた。とくに、各地域の美術館や図書館の運営が、NPO形式で実施され、租税資金よりも民間財団や個人の寄付金の比重が高く、それらの資金の受け入れに対応する形で、上記の地域福祉に寄与する様々な活動の実績が報告されていた点が、興味深いファクトファインディングとなった。平成25年度は、そのような芸術文化NPOを軸とする地域福祉活動が、人種的・民族的な側面も重要な要因として展開される側面を重視して、調査研究する予定である。すなわち、就労支援型への社会福祉の転換も、地域レベルのコミュニティ活動をベースとするNPO等の実施主体を視野に入れて考察すべきであろう。本研究の目的は、「小さな政府」と民間主導というアメリカの福祉政策特徴があらわれる典型的な分野として、芸術文化支援策の福祉面での活用という分野を取り上げて、実証的に検討することである。地域の民間NPOが主体的にすすめるプロセスを、州・地方政府のレベルで租税優遇措置や補助金等の政策手段を使って手助けする仕組みがあり、さらにその仕組みの中で州・地方政府が連邦レベルの政策手段を裁量的に活用するという切り口から迫る。ワシントンにあるNational Endowment for the Arts(連邦政府の中の芸術文化支援の組織)、Alliance for Arts(地方政府レベルの芸術文化担当の部局あるいは組織の全国協議会)で、地域主導の芸術文化政策に対する連邦政府の政策システムに関するインタビュー及び資料収集を行った。また、地域振興策の体系の中に芸術文化政策を有機的に織り込む手法について、サンフランシスコ市や、バージニア州アーリントン郡の担当部局でのインタビュー及び資料収集を実施できた。具体的には、フロリダ教授のクリエイティブ・クラス論やクリエイティブ産業論を理論的な支柱として、IT産業等の誘致に有効な地域作りにとって必要不可欠な分野として、芸術文化の振興を位置づけており、クリエイティブ・クラスの人々にとって魅力のある居住空間として、クラシックな音楽や美術の鑑賞に限らず、野外のパブリック・アートについても世界レベルの芸術家による作品を体系的に配置する都市計画があり、また他方では、クリエイティブ産業に整合的な形とレベルの人材の開発に、芸術文化的な教育システムを配置する工夫もある。本研究は、その就労支援型の福祉を典型的に示す事例として、大都市部における芸術文化支援策の就労支援型福祉への活用を取り上げる。それは、同時に、大都市の貧困地域の解決策という意味の都市再生策であり、また、貧困地域における青少年育成策として芸術文化教育プログラムでもある。その芸術文化支援策の政策手段としては、第1にさまざまな租税優遇措置や連邦政府及び州・地方政府の補助金がある。平成23年度は、カリフォルニア大学バークレー校を拠点として、サンフランシスコ市政府や地域NPOの調査と資料収集を実施した。特に、サンフランシスコ市政府によるホテル特別課税と、それを財源とする芸術文化支援の補助金の関連が興味深い。アメリカ経済社会では当たり前のフィランソロピーの精神と仕組みが前提とされる芸術文化支援システムがあり、それに対して政府部門は促進的な役割にとどまり、民間部門の主体性と主導性を阻害しないという位置取りである。同時に、就労支援的な性格を有するプログラム、プロジェクトであったとしても、それは、上記のごとく、地域コミュニティや人種コミュニティの統合策という側面があるように推察される。すなわち、福祉だけを目的とせず、就労や経済再生も含めた社会政策として認識、検討するスタンスを獲得できた。また教会等による宗教的な色彩を帯びる福祉活動と芸術文化活動の有用性も再確認できたので、平成24年度の調査活動に生かしていきたい。ワシントンのFoundation Centerにおける芸術文化NPOの活動にかかわる情報収集によって、当初想定した以上に、地域レベルのコミュニティにおける芸術文化NPOの活動が、人種や民族ベースに実施されることを重視できるようになった。

とくに、各地域における美術館や図書館が初等中等教育の機関と共同して実施する教育プログラムが、就労支援策の一環となる創造力育成を目指すものであった。平成25年度の調査研究に向けて、それらの事例に着目して、視野を広げることができた。カリフォルニア大学バークレー校を拠点とし、とりわけ、社会福祉大学院と行政関係の研究組織の協力をえたことで、上記の行政関係及び民間NPOの実務者への調査の準備が効率的に行うことができた。平成25年度の前半は、ワシントンのFoundation Centerや主要シンクタンクで情報・資料の収集を図り、可能であれば、ニューヨーク市内のヒスパニック系の芸術文化NPOの調査を実施する。後半では、単著『アメリカの芸術文化と就労支援型福祉』の刊行に向けて、資料を整理し、解読して、執筆作業を始める。そのために、日本国内の関連分野の研究者からのアドバイスを受けるワークショップを数回開催したい。平成23年度分の「次年度使用額」は生じたのは、資料購入を予定したものの一部が無償になったためである。それも合わせて、平成24年度には、積極的な資料収集と現地調査(カリフォルニア州及びニューヨーク州)を実施する予定である。平成25年度には、アメリカのワシントンとニューヨークにおける現地での情報と資料の収入に重点をおき、年度の後半では、単著『アメリカの芸術文化と就労支援型福祉』の刊行に向けて、資料を整理するとともに、国内の関連分野の研究者からのアドバイスを受けるために数回ワークショップを開催する。平成24年度も、日本国内のアメリカ福祉国家関連の研究者からの情報提供を受けながら、積極的にアメリカのニューヨークやサンフランシスコにおける芸術文化支援策と、就労支援型の社会福祉の連携の仕組み、プロジェクトの調査を実施する。平成23年度及び24年度における研究の中間的な成果を学術論文として、査読雑誌に発表する。
食道扁平上皮癌におけるがん代謝を制御する分子機序の網羅的解析

本研究において、食道癌手術症例の内臓脂肪として大網の脂肪組織を収集し、そのmRNAをマイクロアレイ遺伝子発現解析[高BMI症例(N=3) vs.標準BMI症例(N=3)]に提出した。Pathway解析にて、高BMIでは、標準BMI症例と比較して、補体経路が有意に活性化していた。特に補体関連遺伝子のC3遺伝子(P=0.0061)とC4遺伝子(左P=0.018)の発現上昇が肥満症例において有意に顕著であった。肥満合併の食道癌患者では、内臓脂肪から過剰な補体成分C3/C4が過剰に産生され、それらは腫瘍局所で補体の古典経路の活性化を誘導し、腫瘍進展に関与しているのではないかと推測している。食道扁平上皮癌におけるがん代謝を制御する分子機序を解明することを目的として研究を行った。当初、食道扁平上皮癌症例の中で高body mass index (BMI)症例と正常BMI症例の比較を行うことを計画していたが、BMIは年齢や筋肉量に影響されるため、患者の代謝異常を反映するより良い指標として、CT画像による内臓脂肪量を測定とすることとした。まず初めに臨床例において内臓脂肪量が食道扁平上皮癌の予後に影響するか否かを後ろ向きに解析した。この結果、内臓脂肪量の多い症例は少ない症例に比較して有意に予後不良であること、さらに内臓脂肪量の多い症例は再発後の予後も不良であることを明らかにした(Ann Surg Oncol 2015)。近年、我々は、肥満モデルマウスの脂肪細胞から慢性炎症に関与するホスホリパーゼA2 (PLA2) familyの2つの遺伝子PLA2G5とPLA2G2Eを同定し、これらのmRNAはヒト脂肪組織で高発現していることを確認した(Cell Metab, 2014)。また、adiponectinは脂肪細胞から分泌されるタンパクであるが、血中に多く存在し、血漿adiponectinがKRAS遺伝子変異を伴う大腸癌の発癌に関与することを報告している(J Natl Cancer Inst, 2015)。われわれは、内臓脂肪から分泌される増殖因子が食道扁平上皮癌細胞におけるがん代謝に影響する可能性を考えており、今後の研究においてはこの点に着目して、内臓脂肪の多寡によるサイトカイン産生能の差異と、それが食道扁平上皮癌の代謝に与える影響を明らかにしたい。本年度は食道扁平上皮癌症例のサンプリングを前向きに進めた。また、手術時に採取される大網の一部を内臓脂肪としてサンプリングする準備を進めている。臨床データの後ろ向き解析により、今後比較検討する対象を絞り込むことができた。また、今後の分子生物学的検討にむけたサンプリングを進めることができた。食道扁平上皮癌におけるがん代謝を制御する分子機序を解明することを目的として研究を行っている。われわれは食道癌患者の代謝の変化ががんの代謝に影響し、がんの悪性度を変化させる可能性があると考えている。過去に切除を行った食道扁平上皮癌患者の術前CT画像から内臓脂肪・皮下脂肪比(V/S比)を算出し、V/S比が高い症例は低い症例に比較して予後不良であることを明らかにし報告した(Ann Surg Oncol 2016)。V/S比高値症例では食道癌術前の炎症反応が有意に高値であり、V/S比高値は術後経過中の炎症反応の増悪に関与することが示された。また病理学的にはV/S比高値の症例で有意に脈管侵襲のリスクが高いことが明らかとなった。これらの所見は内臓脂肪型肥満症例においては宿主の慢性炎症が惹起された状態にあり、腫瘍の悪性度も亢進していることを示唆する。一方、患者の糖代謝異常が食道癌術後の予後に影響することも明らかとなった(World J Surg 2017)。このような臨床データを背景に、内臓脂肪から分泌されるサイトカインや増殖因子、microRNAが食道扁平上皮癌の代謝や悪性度に与える影響に着目し、その分子機序について解析を行っている。現在、食道扁平上皮癌切除例のサンプリングとともに、手術時に切除された大網の一部および患者の血清を前向きにサンプリングしている。これまでに大網脂肪からタンパクを抽出し、サイトカインの発現解析を行い、臨床病理学的因子との比較を行っている。臨床データの収集および解析は進んでいる。また前向きのサンプル収集も進んでおり、解析が開始できている。肥満は脂肪細胞の過剰な蓄積状態であり、その国際的指標としてBMIが用いられる。近年、我が国においても、欧米を追従するように肥満者が増加傾向にあり、特に男性での肥満者(BMI≧26 kg/m2)の割合は31.2%にも及ぶ。我々は、以前より肥満が悪性腫瘍の進展に及ぼす影響を解明すべく臨床サンプルを用いた研究に取り組んできた。倫理審査承認を経た後、2016年より食道癌手術症例の内臓脂肪として大網の脂肪組織と血清のペアサンプル収集を開始し、今回、そのうちの大網脂肪組織から抽出したmRNAを用いてマイクロアレイ遺伝子発現解析[高BMI症例(N=3) vs.標準BMI症例(N=3)]を行った。その結果、Pathway解析にて、高BMIの食道癌患者における大網の脂肪組織では、標準BMI症例と比較して、補体経路、凝固因子活性化経路が有意に活性化していることを突き止めた(前者P=0.0028、後者0,0252)。

特にこの中で注目したのが、補体関連遺伝子で、その中でもC3遺伝子(高BMI症例(N=3) vs.標準BMI症例P=0.0061))とC4遺伝子(同左P=0.018)の発現上昇が肥満症例において有意に顕著であった。通常、生体内では、補体成分C3・C4は肝臓で生成されるが、肥満症例では大網から大量に産生されている可能性が高い。さらに大網のケモカイン発現は有意に低下(P=0.0014)していることから、大網自体が炎症の場となり補体を消費している可能性は低いと考えられる。また、我々はこれまで補体受容体を介した腫瘍進展を明らかにしてきた経緯から、「肥満合併の食道癌患者では、その過剰な内臓脂肪から補体成分C3・C4が大量に産生され、それらは腫瘍局所で補体の古典経路の活性化を誘導し、腫瘍微小環境や腫瘍細胞の補体受容体を介して、腫瘍進展に関与しているのではないか」と推測し、今後のさらなる研究の発展を目指している。本研究において、食道癌手術症例の内臓脂肪として大網の脂肪組織を収集し、そのmRNAをマイクロアレイ遺伝子発現解析[高BMI症例(N=3) vs.標準BMI症例(N=3)]に提出した。Pathway解析にて、高BMIでは、標準BMI症例と比較して、補体経路が有意に活性化していた。特に補体関連遺伝子のC3遺伝子(P=0.0061)とC4遺伝子(左P=0.018)の発現上昇が肥満症例において有意に顕著であった。肥満合併の食道癌患者では、内臓脂肪から過剰な補体成分C3/C4が過剰に産生され、それらは腫瘍局所で補体の古典経路の活性化を誘導し、腫瘍進展に関与しているのではないかと推測している。食道扁平上皮癌症例のCT画像の解析により、内臓脂肪量の測定を前向きに進める。食道癌の手術時に同時に採取される大網の一部を内臓脂肪としてサンプリングし、PLA2G5、PLA2G2E、adiponectinの発現が内臓脂肪量に依存するか否かを検討する。また、血漿中のこれらのサイトカインが内臓脂肪量に影響されるか否かを検討する。さらに、これらのサイトカインが食道扁平上皮癌のがん代謝に影響するか否かを明らかにする。臨床データの解析から肥満や糖尿病等の代謝異常ががんの代謝や増殖能、悪性度に与える影響を解析する。これまでに収集したサンプルを用いて、PLA2G5、PLA2G2E、adiponectinの発現が内臓脂肪量に依存するか否かを検討する。また肥満患者の内臓脂肪から分泌されるサイトカインやmicroRNAのプロファイルを解析することにより、内臓脂肪が腫瘍の代謝に影響する分子機序を解明する。食道癌支払期限の関係で次年度使用額が発生しました。支払期限の関係で次年度使用額が発生しています。次年度の助成金と合わせて有効に使用させていただきます。次年度研究費と合わせて有効に使用させていただきます。
トカマクプラズマにおける電子サイクロトロン加熱・電流駆動の運動論的波動解析

1.トカマクにおける電子サイクロトロン加熱の解析:トカマク統合コードTASKの1次元波動伝播解析モジュールに組み込まれた積分形誘電率テンソルを用い,球状トカマクにおける電子サイクロトロン波加熱の解析を行った.プラズマ周辺部の遮断領域を透過し,正常波から異常波へのモード変換,さらに電子バーンシュタイン波へのモード変換を経て,中心部でサイクロトロン共鳴加熱が生じる過程を定量的に評価し,最適な波動励起条件を検討した.2.トカマクにおける電子サイクロトロン電流駆動の解析:積分形の準線形速度拡散係数を用いて,電子の速度分布関数の時間発展を解析し,磁力線方向に対して非対称な変形によって生じる電流駆動の定量的評価を行った.3. 2次元波動伝播解析への拡張:トカマクのポロイダル断面における2次元波動伝播解析を行うため,磁場強度が空間的に変化する場合のサイクロトロン吸収を記述する積分形誘電率テンソルの定式化ならびにコード開発を行い,荷電粒子の磁気ミラー運動を考慮に入れたサイクロトロン共鳴吸収の定量的解析を初めて行った.4.非共鳴吸収の定量的解析:積分形誘電率テンソルを非磁化プラズマにおけるレーザー・プラズマ相互作用に適用し,急峻な密度勾配をもつ場合に非共鳴的な統計加熱により電磁波が吸収されることを示し.初めてその定量的評価を行った..5.研究経費:国際ワークショップ(日米ワークショップ,日韓ワークショップ,欧州核融合プラズマ理論ワークショップ等)において研究成果を発表すると共に,東京大学柏キャンパスや京都大学宇治キャンパスにおいて研究打ち合わせを行い,今後の研究発展の方向性について議論を行った.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。短波長である電子サイクロトロン周波数帯波動の大規模伝播解析を行い,空間的に局在した波ー粒子相互作用を取り入れて加熱・電流駆動解析を行うためには,積分形誘電率テンソルを用いた波動伝播解析コードを開発する必要がある.今年度は,粒子軌道に沿っての時間積分から積分形の誘電率テンソルを導き,有限要素法を用いた1次元波動伝播解析コードに適用した.まず,最も簡単な場合として磁場のない不均一プラズマにおける電磁波の共鳴吸収の運動論的解析を行い,従来の衝突のある冷たいプラズマでの解析との比較を行った.吸収率の差は小さいが,吸収パワー密度の空間分布は大きく異なることが示された.次に,不均一磁場中のサイクロトロン吸収の解析に適用し,サイクロトロン共鳴近傍の吸収分布が求められた.さらに,有限ラーモア半径効果を取り入れた誘電率テンソルを用いて,電子バーンシュタイン波へのモード変換の解析を行った.一方,マクスウェル速度分布の場合だけでなく,任意の速度分布関数に適用するための定式化をおこなった.この手法は速度分布関数の時間発展を含めた自己無撞着な加熱・電流駆動解析に不可欠な要素である.1.トカマク統合コードTASKへの導入:積分形誘電率テンソルを用いた波動伝播解析をトカマク統合コードTASKの波動伝播解析コンポーネントとして組み込み,非磁化不均一プラズマ,不均一サイクロトロン共鳴,有限ラーモア半径効果に関する1次元解析を系統的に行えるようにした.さらに2次元波動伝播解析に拡張し,電子サイクロトロン波のモード変換および共鳴吸収の解析を行った.2.非伝播波の吸収解析:有限温度プラズマにおける波動吸収過程としてランダウ減衰のような共鳴吸収だけでなく,指数的に減衰する非伝播波の非共鳴吸収も積分形誘電率テンソルで記述することが明らかになり,非磁化プラズマにおけるレーザー吸収に適用して自己無撞着な解析を実現した.そして電子サイクロトロン周波数帯における遮断面での非共鳴吸収にも適用することができることを明らかにした.3.準線形拡散係数の定式化とコード開発:波動との相互作用による速度分布関数の時間発展を解析するため,積分形の準線形速度拡散係数を求め,速度分布関数の時間発展解析の定式化を行った.そして,得られた積分形準線形拡散係数を軌道平均速度分布関数解析コンポーネントTASK/FPに組み込んだ.4.研究経費:国際学会(欧州核融合理論会議,米国物理学会,国際土岐会議)において研究成果発表を行うとともに,東京大学において研究打ち合わせを行い,研究成果を発表するための論文をPlasma Fusion Res.に投稿し,受理された波動伝播解析に積分形誘電率テンソルを導入することにより,電子サイクロトロン周波数帯における有限ラーモア半径効果や電子サイクロトロン共鳴における共鳴吸収が解析できるだけでなく,遮断面での波の反射に伴う非共鳴吸収を自己無撞着に解析できることが明らかになった.当初予定していた電子バーンシュタイン波へのモード変換と電子サイクロトロン高調波共鳴における吸収の解析および速度分布関数解析に向けた定式化は順調に進められている.1.トカマクにおける電子サイクロトロン加熱の解析:トカマク統合コードTASKの1次元波動伝播解析モジュールに組み込まれた積分形誘電率テンソルを用い,球状トカマクにおける電子サイクロトロン波加熱の解析を行った.プラズマ周辺部の遮断領域を透過し,正常波から異常波へのモード変換,さらに電子バーンシュタイン波へのモード変換を経て,中心部でサイクロトロン共鳴加熱が生じる過程を定量的に評価し,最適な波動励起条件を検討した.2.トカマクにおける電子サイクロトロン電流駆動の解析:積分形の準線形速度拡散係数を用いて,電子の速度分布関数の時間発展を解析し,磁力線方向に対して非対称な変形によって生じる電流駆動の定量的評価を行った.

3. 2次元波動伝播解析への拡張:トカマクのポロイダル断面における2次元波動伝播解析を行うため,磁場強度が空間的に変化する場合のサイクロトロン吸収を記述する積分形誘電率テンソルの定式化ならびにコード開発を行い,荷電粒子の磁気ミラー運動を考慮に入れたサイクロトロン共鳴吸収の定量的解析を初めて行った.4.非共鳴吸収の定量的解析:積分形誘電率テンソルを非磁化プラズマにおけるレーザー・プラズマ相互作用に適用し,急峻な密度勾配をもつ場合に非共鳴的な統計加熱により電磁波が吸収されることを示し.初めてその定量的評価を行った..5.研究経費:国際ワークショップ(日米ワークショップ,日韓ワークショップ,欧州核融合プラズマ理論ワークショップ等)において研究成果を発表すると共に,東京大学柏キャンパスや京都大学宇治キャンパスにおいて研究打ち合わせを行い,今後の研究発展の方向性について議論を行った.来日してから4ヶ月足らずであるにもかかわらず,有限温度の効果を取り入れた1次元波動伝播解析の結果をSherwood核融合理論会議で発表することができた.任意の速度分布関数に対する積分形誘電率テンソルへの拡張も順調に進められている.しかしながら,計算コードへの実装はやや遅れている.トカマクにおける電子サイクロトロン加熱・電流駆動の解析については,拡張されたTASKコードを用いて,球状トカマクにおける電子サイクロトロン波加熱・電流駆動の解析を行い,周辺部の遮断領域を透過し,電子バーンシュタイン波へのモード変換を経て,中心加熱・電流駆動を生じる過程を定量的に評価し,最適な波動励起条件を検討する.非共鳴吸収については,まずより簡単な非磁化プラズマに適用し,引き続いて電子サイクロトロン波についての解析を行う.研究経費:国際学会(米国物理学会)において研究成果発表を行うとともに,核融合科学研究所において研究打ち合わせを行い,研究成果を発表するための論文を投稿する.28年度が最終年度であるため、記入しない。積分形誘電率テンソルを用いて運動論的効果を取り入れた波動伝播解析を2次元に拡張するとともに,トカマク統合モデリングコードTASKに組み込み,加熱・電流駆動解析を可能とする.さらに自己無撞着な解析を行うため,任意の速度分布関数に対する積分形誘電率を求めるとtもに,積分形の準線形速度拡散係数の導出を行い,統合コードに組み入れ,加熱・電流駆動の定量的評価を実現する.28年度が最終年度であるため、記入しない。
プラズモン援用多光子ナノ還元法による金属形状制御と生体透過光応答素子への応用

本課題では,金属ナノ構造とフェムト秒レーザー間の相互作用を用いた高次プラズモニック金属構造の形成手法に取り組んでいる.前年度までに,プラズモニック吸収を示す誘電体内ナノ金属へのフェムト秒レーザー照射効果を評価する中で,金属イオンが添加された溶液中へのフェムト秒レーザ集光によって,多光子還元を起点とした階層的な金属ー誘電体複合構造が形成されることを見出した.同現象は,高次構造の形成に有効であり,当初研究を一層深化させる可能性がある.そこで,本年度は,この光誘起現象の機構探索と高次プラズモニック構造の形成について検討した.階層構造形成機構の探索として,溶液組成,集積材料物性の影響を調べ,また,複合構造形成の起点となるコアサイズへの依存性を評価した.これらから得た知見と,透過型電子顕微鏡による断面形状の繰り返し直接観察から,複合構造形成機構の概略モデルを構築した.この現象を用いた高次プラズモニック構造の形成に取り組み,コアシェル型金属ナノ粒子が埋め込まれた誘電体マトリックスを作製することに成功した.この高次プラズモニック構造は,溶液へのフェムト秒レーザー照射によって自己組織化的に形成された.今年度の研究から得た階層構造形成機構の概略モデルから,同現象のレーザー直接描画プロセスへの展開と適用材料範囲の見通しが可能となった.概略モデルだけでは理解できないプロセス上の特徴があり,本年度でプロジェクトは終了するが,今後,詳細機構モデルの構築を目指して,レーザー集光部で生じる現象の直接観察などを進める.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。本研究では,フェムト秒レーザ照射による金属プラズモニック構造のナノ形状制御とその特性変調に取り組んでいる.本年度は,プラズモニック構造の溶液内フェムト秒レーザ照射によるナノ形状制御のための照射システムの改良と観察系の構築を行った.これまでに金属ナノ構造への上方からのフェムト秒レーザ照射を行い,その効果を検証してきたが,プラズモニック構造へのレーザ照射で生じる溶液挙動を観察することは難しかった.そこで,金属ナノ構造の下方からの照射光学系を構築することで,レーザ照射時の対流の光学顕微観察を進めた.また,連続発振の半導体レーザでの照射光学系を別途構築し,レーザ波長だけでなくレーザパルス幅の影響評価を進めた.年度末までに,構築したシステムのナノ形状制御における有用性と問題点を抽出し,その改良を進めながら,フェムト秒レーザ照射が金属ナノ形状に与える影響について基本的な特性評価を行った.金属ナノ構造の下方からのレーザ照射に合わせて,これまで多く用いてきた伝搬プラズモン励起のための金属ナノ構造に加え,局在効果の高い金属ナノドット構造の作製とその光学特性評価を進めた.金属ナノドットは,従来構造に比べ溶液下で効果的な光エネルギーの集束効果とそれに伴う多光子還元促進効果が確認された.本年度の知見から,現状,主として光と金属ナノ構造間の理論解析を行い,実験との比較を行っているが,溶液下では流体挙動を考慮することが重要であり,今後,流体を考慮した解析と合わせて特性評価を進めていく.フェムト秒レーザと金属ナノ構造間の相互作用の検討が進んでおり,新しい知見を多く獲得しているため.本研究では,プラズモニック金属構造のナノ形状制御手法として,金属ナノ構造上で生成した伝搬プラズモンモードによる多光子還元特性の評価と応用を目的として取り組んでいる.前年度までに,希薄AgNO3溶液内に配置した金属ナノ構造上へのフェムト秒レーザ照射で生成したプラズモンモードによって,回折限界を大きく下回るナノサイズのAg微粒子が析出し,その特性評価を行ってきた.一方で,溶液内プロセスであるため,局所的なエネルギー集中による局所加熱を介した溶液流れが生じ,微粒子の析出位置が変動する.本年度は,上記プラズモン励起を用いてナノスケールでの形状制御された金属周期構造の光学特性の解析と,プラズモンモード生成にともなって生じる溶液流れの影響を評価を行った.前者では,Agナノ粒子が直上または誘電層を挟んで配置された金属ナノ周期構造においては,ナノ粒子と金属周期構造間でギャップモード由来の強電場が生じることを解析的に示した.また,後者においては,微粒子分散溶液下での還元特性評価を行い,その中で,フェムト秒レーザ集光点近傍で生じたAgマイクロドットにおいて周辺微粒子が特異的に集積することが分かった.その挙動は,過去に報告されている溶液対流による緩やかな集積や輻射圧によるトラップとは大きく異なる特徴を示し,集光スポットの数倍の空間に存在する微粒子が一度に捕捉され,また微粒子が緻密に集積したマイクロ構造が形成された.今後,本課題から派生的に見出されたこの集積現象の機構解明とともに,同現象を用いた金属構造の形状制御手法への適用を検討している.おおむね当初研究計画に従い,研究が進んでおり,それに加え,関連する新規現象を見出すに至ったため.本課題では,金属ナノ構造とフェムト秒レーザー間の相互作用を用いた高次プラズモニック金属構造の形成手法に取り組んでいる.前年度までに,プラズモニック吸収を示す誘電体内ナノ金属へのフェムト秒レーザー照射効果を評価する中で,金属イオンが添加された溶液中へのフェムト秒レーザ集光によって,多光子還元を起点とした階層的な金属ー誘電体複合構造が形成されることを見出した.同現象は,高次構造の形成に有効であり,当初研究を一層深化させる可能性がある.

そこで,本年度は,この光誘起現象の機構探索と高次プラズモニック構造の形成について検討した.階層構造形成機構の探索として,溶液組成,集積材料物性の影響を調べ,また,複合構造形成の起点となるコアサイズへの依存性を評価した.これらから得た知見と,透過型電子顕微鏡による断面形状の繰り返し直接観察から,複合構造形成機構の概略モデルを構築した.この現象を用いた高次プラズモニック構造の形成に取り組み,コアシェル型金属ナノ粒子が埋め込まれた誘電体マトリックスを作製することに成功した.この高次プラズモニック構造は,溶液へのフェムト秒レーザー照射によって自己組織化的に形成された.今年度の研究から得た階層構造形成機構の概略モデルから,同現象のレーザー直接描画プロセスへの展開と適用材料範囲の見通しが可能となった.概略モデルだけでは理解できないプロセス上の特徴があり,本年度でプロジェクトは終了するが,今後,詳細機構モデルの構築を目指して,レーザー集光部で生じる現象の直接観察などを進める.初年度に,ナノ形状制御に必要な実験的セットアップの改良と基礎特性評価を進めた.今後はこの特性評価を一層進展させるとともに,理論解析を推し進めたい.溶液下では複雑な光熱反応が生じ,光とナノ金属間の相互作用だけでなく熱伝導や流体挙動についても検討する必要がある.これら解析と実験結果を照らし合わせることで新しい知見の獲得に結び付けていきたい.プラズモニック金属ナノ構造上での多光子還元とそれによる金属ナノ形状制御について,H29年度までに構築した金属ナノ構造の上方および下方からの集光セットアップを用いて溶液対流の影響を明らかにするとともに,厳密形状制御手法への応用を進める.年度前半で光学解析によってより高いプラズモニック効果を示す構造の探索を行い,プラズモン援用多光子還元によって同構造の構築を目指す.また,本研究を通して派生的に見出された,フェムト秒レーザ照射による金属微細構造の周辺溶液内での微粒子の高速集積現象は,集積前後で金属構造の形状および屈折率分布を変調することから,本研究の主要課題であるプラズモン援用還元による金属ナノ形状制御について重要な知見を生み出すことが期待できる.よって,特性の異なるナノ粒子での比較や集光点での電界分布が与える影響を実験的に評価することで機構解明に取り組む.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。
一次線毛の短縮とそれを介した細胞周期制御に関わる分子機序の解明

一次線毛は細胞外に突出した細胞外環境の受容器であり、細胞周期がG0期のときに一細胞あたり一本存在現れる。一次線毛の形成・短縮の異常は一次線毛機能不全症を引き起こす。私のそれまでの研究より、細胞質ダイニン軽鎖Tctex-1がリン酸化すると一次線毛の短縮が引き起こされることが示されたものの、その短縮機構には不明な点が多く残されていた。本研究成果により、リン酸化Tctex-1によってアクチン重合およびエンドソーム形成が引き起こされると、一次線毛の短縮および細胞周期の再駆動が誘導されることが見出された。また、エンドソーム形成に関わるクラスリンが、一次線毛の近傍に分布することも見出された。私は昨年度、一次線毛の短縮にRhoファミリー低分子量Gタンパク質Cdc42、アクチン重合調節タンパク質ARPC2およびアネキシンA2が関与することを見出した。これまで蓄積された結果より、Tctex-1リン酸化に伴い、アクチン重合を介した一次線毛の短縮が引き起こされることが示された。また私は以前、早期エンドソーム形成が一次線毛の短縮に関わることを示した。そこで今年度、Tctex-1リン酸化とエンドソーム形成の関係について検討した。i)一次線毛の短縮における早期エンドソーム形成の役割。クラスリンおよびダイナミンは、早期エンドソーム形成に関与する。そこで、それぞれの機能をノックダウンおよび特異的阻害薬によって減弱したところ、一次線毛の短縮は抑制された。また、クラスリンのノックダウンによる短縮抑制は、Tctex-1リン酸化変異体(活性化変異体)の過剰発現によってレスキューされたことより、Tctex-1リン酸化は早期エンドソーム形成を介した一次線毛の短縮に関与することが考えられた。ii)一次線毛の短縮における後期エンドソーム形成の役割。Rab7は後期エンドソームの形成に関与する。そこで、Rab7の活性変異体および不活性変異体を過剰発現したが、一次線毛の短縮に影響は見られなかった。これより、後期エンドソーム形成は一次線毛の短縮には直接的には関与しない可能性が示された。iii)細胞周期調節におけるエンドソーム形成の役割。細胞周期マーカーKi67の陽性細胞数は、ダイナミン特異的阻害薬によって減少した。このことから、一次線毛を介した細胞周期調節は、エンドソーム形成によって制御されることが示唆された。本研究課題ではこれまで、一次線毛の短縮を引き起こす要因として、Tctex-1リン酸化とそれに引き続くアクチン重合およびエンドソーム形成が考えられることを示して来た。今年度は、短縮におけるイノシトールリン脂質代謝酵素の関与を検討し、また短縮過程において一次線毛周辺でエンドソームが形成される微小領域の同定を試みた。(1)イノシトールリン脂質は、アクチン重合およびエンドソーム形成を制御する細胞内脂質として知られる。特に、イノシトールリン酸5-ホスファターゼであるINPP5Eは一次線毛の形成に関与することが報告されているものの、その短縮における役割については明らかにされていなかった。そこで本研究では、ヒト網膜色素上皮(RPE-1)細胞に発現するINPP5Eをノックダウンしたところ、一次線毛の短縮が促進される結果が得られた。この結果より、健常な細胞について考えると、INPP5Eが一次線毛の短縮に対して抑制的に関与する可能性が考えられた。(2)一次線毛の短縮過程でエンドソームが形成される細胞内微少領域を見出すため、エンドソーム形成に必須のクラスリン分子に注目した。その結果、クラスリン軽鎖および重鎖が一次線毛の周囲に局在することが分かった。すなわち、ciliary pocketと呼ばれる一次線毛を取り囲む膜ドメインにクラスリンが局在しており、エンドソームを形成することで一次線毛の短縮に繋がる可能性が考えられた。私はこれまで、一次線毛の短縮にTctex-1のリン酸化が関与すること、およびアクチンの重合化を介して一次線毛の短縮が引き起こされることを見出した。そこで本年度、Tctex-1を介した一次線毛の短縮においてアクチン重合の果たす役割を検討した。i)一次線毛の短縮におけるRhoファミリー低分子量Gタンパク質の役割。Cdc42不活性化変異体の過剰発現によって短縮が抑制されたが、Rac1不活性化変異体では影響されなかった。また、Tctex-1のノックダウンによって抑制された短縮は、Cdc42活性化変異体の過剰発現によってレスキューされた。ii)一次線毛の短縮におけるアクチン重合調節タンパク質ARPC2の役割。Arp2/3複合体サブユニットARPC

2のノックダウンによって、一次線毛の短縮が抑制された。また、ARPC2ノックダウンによる短縮の抑制はTctex-1リン酸化変異体(活性化変異体)の過剰発現によってレスキューされなかった。iii)一次線毛の短縮におけるアクチン重合調節タンパク質アネキシンA2の役割。一次線毛の短縮は、アネキシンA2のノックダウンによって抑制された。また、その抑制はCdc42活性化変異体の過剰発現によってレスキューされなかった。iv)細胞周期調節におけるARPC2およびアネキシンA2の役割。ARPC2およびアネキシンA2のノックダウンにより、細胞周期マーカーKi67の陽性細胞数が減少した。以上の結果より、Tctex-1によってCdc42の活性が制御され、次いでARPC2およびアネキシンA2の活性が調節されることにより一次線毛の短縮が引き起こされること、およびその一次線毛の短縮によって細胞周期が制御されることが示唆された。これまでの研究より、Tctex-1がリン酸化された時、アクチン重合と早期エンドソーム形成を介して一次線毛の短縮の引き起こされること、ならびに細胞周期がG0期からG1/S期へ再駆動することが見出された。これらの成果は、本年度までに予定した研究の大部分であることから、研究の目的はおおむね順調であると言える。しかし、一次線毛の内部あるいは近傍など、一次線毛のいずれの局所でエンドソーム形成が引き起こされるのかについては検討出来ておらず、次年度の検討課題である。RhoファミリーGタンパク質のうち、Cdc42がTctex-1によって制御され、かつ一次線毛の短縮に関与すること見出した。また、アクチン重合調節タンパク質であるARPC2やアネキシンA2が一次線毛の短縮およびそれに引き続く細胞周期の調節に関与することを見出した。さらに、ARPC2がTctex-1の下流シグナルとして、一方でアネキシンA2がCdc42の下流シグナルとしてそれぞれ働くことを見出した。これらの研究成果は本年度予定した研究の大部分であることから、本年度はおおむね順調であると考える。しかし、Cdc42の細胞周期における役割については本年度検討することは出来なかったため、次年度に検討する。私はこれまで、早期エンドソームの形成が一次線毛の短縮に重要であるという結果を得た。そこで、一次線毛の内部あるいは近傍など、一次線毛のいずれの局所でエンドソーム形成が引き起こされるのか検討する。また、イノシトールリン酸5-ホスファターゼであるINPP5Eは、一次線毛の不安定化に関与するため、短縮を制御する可能性も考えられる。そこで、INPP5Eなど種々のイノシトールリン脂質代謝酵素の役割を検討することを通じ、一次線毛の短縮機構を包括的に解明する。一次線毛の短縮および細胞周期の制御におけるエンドソーム形成の役割について検討する。私はこれまで、細胞膜からの早期エンドソームの形成が一次線毛の短縮に重要であるという結果を得た。そこで、早期エンドソーム形成の細胞周期における役割を、クラスリンやRab5について検討する。また、一次線毛の短縮や細胞周期調節における後期エンドソーム形成の役割について、Rab7の関与を通じて検討する。