hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多様な生息域を持つフグ目及びその近縁群の適応放散過程の解明

まず,フグ目の中で唯一純淡水種を含むフグ科について,新たに31種のミトコンドリアゲノム(ミトゲノム)全塩基配列を決定し,その配列に基づいてフグ科の系統関係と淡水域への進出過程の推定を行った.解析の結果,純淡水種は南アメリカ,中央アフリカ,東南アジアのグループがそれぞれ単系統群であったが,生息環境の祖先状態の推定結果からフグ類の淡水域への進出は各大陸で独立して起こった大規模な地質学的なイベントが原因であることが分かった.次に,外洋に生息するマンボウ類についてもDNAや形態形質により解析を行った.その結果,日本産のマンボウ属について2種を識別し,そのうちの1種にウシマンボウという新たな和名を与えた.またマンボウ属魚類の成魚は巨大になるため形態による識別が困難であることや,DNA配列の決定には高価な実験設備や試薬などが必要なことから,マルチプレックスPCRによりDNAの断片を増幅させ,増幅断片の長さを調べるだけでこの2種を簡便に識別できるよう,マルチプレックスPCR用のプライマーを開発した.また,フグ目に近縁なグループであるスダレダイ科魚類全3種のミトゲノムを調べたところ,それぞれ通常の1.5倍ほどの大きさのミトゲノムを持つことを発見した.そこで本科の系統関係とミトゲノムの進化について調べたところ,本科のミトゲノムの構造の特徴や,姉妹群のマンジュウダイ科魚類のミトゲノムが脊椎動物に一般的な構造であることなどから,本科の巨大なミトゲノムは一般的な構造を持つ3種の共通祖先のミトゲノムが全領域にわたって重複し,一部が抜け落ちることで現在の構造になったと結論付けた.DNA解析に必要なサンプル収集がほぼ完了した.さらに,前年度に本研究の大きな目的のひとつであった淡水フグの淡水進出過程の推定に関する論文を発表し,本年度はスダレダイ科のミトコンドリアゲノムの構造解明に関する研究が一段落した.それ以外の課題である,系統解析や分岐年代推定についても順調に進んでいる.24年度が最終年度であるため、記入しない。収集したサンプルからまだ得られていないミトコンドリアゲノム及び必要な核遺伝子の配列決定を行う.また,データがまとまり次第,最適な系統解析法及び分岐年代推定法の探索を行い,系統関係・分岐年代を推定する.そして確立された系統枠に基づいてフグ目及びその近縁群の様々な生息域への適応放散過程について検討する.その結果に基づき学会発表と論文投稿を積極的に行う予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
数理モデルによる線形中心地システムの空間分析に関する研究

本研究は,海岸線や河川沿いに細長い平野部が存する地域などで,1次元上(線形)に展開する中心地システムを理論的・実証的に検証するものである.平成9年度につづき,線形中心地システムの理論的な分析として,立地ー配分モデルを用いた中心地理論のモデル化と仮想地域における数値実験を行なった.さらに,研究対象地域である福島県太平洋岸のJR常磐線沿線に赴き,資料の収集と現地調査を実施した.その結果,以下の知見が得られた.1.福島県太平洋岸の中心地システムについて,商業統計に基づくデータを収集・データベース化し,因子分析による都市的集落の階層抽出を試みた.その結果,対象地域における都市的集落は,ほぼ3つの階層に分類することが可能であり,Parr(1978)による一般階層モデルの適用の結果,上位中心地が2つの下位中心地を包摂する,K=2のシステムに類似していることが示唆された.これは,数値実験による需要分布が1次元上の場合の理論的な中心地システムに合致しており,理論と現実との間に一定の関係が認められた.2.もうひとつの対象地域である徳島県吉野川流域で同様の分析を行った結果,同地域の中心地システムは階層および中心地の分布ともに,より複雑であることが分かった.これは,吉野川の水運と街道の関係が相互補完的であり,藍染・葉タバコの集散地である都市的集落や新旧街道沿いの集落の発達・衰退など,交通条件の変化が主な要因として考えられる.したがって,現実の中心地システムは,数値実験による理論的なシステムとは必ずしも合致せず,今後は,交通条件を加味したモデル構築の必要性があることが示唆された.本研究は、海岸線や河川沿いに細長い平野部が存する地域などで、1次元上(線形)に展開する中心地システムを理論的・実証的に検証するものである。今年度はまず、線形中心地システムの理静的な分析として、立地-配分モデルを用いた中心地理論のモデル化と仮想地域における数値実験を行なった。そして、研究対象地域のひとつである徳島県の吉野川流域に赴き、資料の収集と現地調査を実施した。その結果、以下の知見が得られた。1.クリスタラ-の中心地理論における供給原理のモデルによれば、平面上に需要が分布している場合、3つの下位中心地が1つの上位中心地に包摂されるという、いわゆるK=3のシステムが構築される。しかしながら、需要分布が1次元上の場合、中心地の階層間の関係はK=2のシステムになることが理論的に立証された。2.線形計画法ソフトウェアLINGOを用いて、1,000の需要地点および3階層からなる50の中心地の配置をシミュレートした。その結果、モデルより導出される、様々な需要分布上における中心地システムの特性は、需要分布の空間的次元と密接に関係していることが分かった。具体的には、(1)2次元の需要分布上ではほぼK=3のシステムになること、(2)1次元の分布ではほぼK=2のシステムになること、(3)1次元から2次元に推移する需要分布上では混合階層システムになること、などが数値実験から確認しえた。3.研究対象地域(徳島県吉野川流域)での資料収集・見地調査の結果、(1)河岸段丘・扇状地での集落の発達、(2)吉野川の水運・街道の動向、(3)藍染・葉タバコなどを中心とする集散地・中心地の変遷、などの中心地システムの動態的側面に関する基礎的な概観を得ることができた。なお、地図データの作成は現在進行中であり、残された分析・調査とともに次年度へと継続する所存である。本研究は,海岸線や河川沿いに細長い平野部が存する地域などで,1次元上(線形)に展開する中心地システムを理論的・実証的に検証するものである.平成9年度につづき,線形中心地システムの理論的な分析として,立地ー配分モデルを用いた中心地理論のモデル化と仮想地域における数値実験を行なった.さらに,研究対象地域である福島県太平洋岸のJR常磐線沿線に赴き,資料の収集と現地調査を実施した.その結果,以下の知見が得られた.1.福島県太平洋岸の中心地システムについて,商業統計に基づくデータを収集・データベース化し,因子分析による都市的集落の階層抽出を試みた.その結果,対象地域における都市的集落は,ほぼ3つの階層に分類することが可能であり,Parr(1978)による一般階層モデルの適用の結果,上位中心地が2つの下位中心地を包摂する,K=2のシステムに類似していることが示唆された.これは,数値実験による需要分布が1次元上の場合の理論的な中心地システムに合致しており,理論と現実との間に一定の関係が認められた.2.もうひとつの対象地域である徳島県吉野川流域で同様の分析を行った結果,同地域の中心地システムは階層および中心地の分布ともに,より複雑であることが分かった.これは,吉野川の水運と街道の関係が相互補完的であり,藍染・葉タバコの集散地である都市的集落や新旧街道沿いの集落の発達・衰退など,交通条件の変化が主な要因として考えられる.したがって,現実の中心地システムは,数値実験による理論的なシステムとは必ずしも合致せず,今後は,交通条件を加味したモデル構築の必要性があることが示唆された.
ニューラルネットワークによる神経ネットワークの動作原理の解明

本研究では、神経結合ネットワークが解明されている線虫C.エレガンスを用い、立体観測用の顕微鏡で頭部の全神経細胞の活動を時間を追って測定する。測定した結果を計算機上のニューラルネットワークモデルで学習させることにより、神経活動を予測するモデルを作製する。ニューラルネットワークの構造と予測性能の関係をさまざまな側面から検討する。さらに、実際の神経結合ネットワークを模したニューラルネットワークを作製することにより、実際の生物が持つ神経回路の構造がいかに最適化されているかを理解する。
自然主義的構造主義-荻生徂徠と伊藤仁斉の統合-

本年度の研究は前年度の成果を踏まえ、それを更に深め、纏めることが中心となった。すなわち、ヘイゲン博士の所謂(荀子の)儒教的構造主義の考え方は、要するに(人間本性の自然に由来するものであるとされがちな)人間社会の基本的な規範や道徳的規律等が、実際のところ、荀子がその思想において展開した通り、人間社会の調和とそこにおける様々な階層それぞれの充実を目指して、知的レベルで論理的に構成された杜会的方策である、とする解析であるが、この内容を更に深く検討し、手を加えたものがPatterns, Language,and Norms in Early Confucian Thought : A Reconstruction of the Philosophy of Xunziであり、その概要を日本語で纏めたものが「荀子における「理」・「類」そして「名」について」である。続いて、上記のような考え方が江戸時代の儒者荻生徂徠の思想にも見られ、それらの学説の研究・分析を通じて現代における文化的相対主義や道徳実在論といった考え方を批判的に昇華し、現代に生きる新たな世界観を構築せんとして発表されたのが"Sorai and Xunzi on the Construction of the Way"である。同時に又、この研究過程において、同氏の所謂「儒教的構造主義」の考え方を「基本的人権」の問題において展開し、討論した内容をまとめたものが、"A Confucian Vision of Human Rights"である。そこにおいては、上記のごとき考え方が、所謂「基本的人権」の問題に対して遺憾なく展開され、「基本的人権」の哲学的本質と現実社会における意味づけが行なわれている。以上、二年間の研究内容を遺憾なく纏め上げたのが本年度の成果である。
β-catenin類似分子CTNNBL1の骨芽細胞分化選別機能の解析

CTNNBL1(catenin-beta-like 1)は細胞周期関連因子CDC5Lとの複合体形成が指摘されてので、COS-7細胞のトランスフェクション系における免疫沈降実験にて、CTNNBL1とCDC5Lの結合を確認できた。CTNNBL1はβ-cateninと立体構造に相同性のある蛋白で、β-cateninは古典的Wntシグナルの重要な伝達因子であるが、CTNNBL1がWNTシグナルを調節する機能があるかそもそも不明である。そこでWNT/β-catenin経路ルシフェラーゼ・レポーター(TOP/FOP flash)アッセイで確認すると、CTNNBL1は有意に活性を増強した。ウエスタンブロットで確認すると、CDC5LはCTNNBL1の蛋白量を抑えるという結果になった。古典的Wntシグナルは骨芽細胞分化に促進的で軟骨細胞分化選別に抑制的な事がわかっているが、ST-2骨髄間質細胞においてCDC5LはWNT3Aによる骨芽細胞分化促進を抑制し、CTNNBL1はこれをキャンセルした。ただしこの時CTNNBL1単独の効果はほとんどなかったので、WNT存在下のCTNNBL1の機能はCDC5Lを介することが示唆された。しかし、Ctnnbl1 siRNAは、ST-2のBMP-2誘導骨芽細胞分化を軽度促進したので、やはり骨芽細胞分化に抑制的と考えられた。一方、軟骨細胞分化系における検討も始めているが、Ctnnbl1 siRNAはATDC5軟骨細胞の早期分化(Col2a1)を促進し、後期成熟(Col10a1)を抑制したので、bi-phasicに軟骨細胞分化に関わる可能性が浮上した。CTNNBL1の骨芽細胞分化における過剰発現系とノックダウン系による表現型を解析できている。しかし、CTNNBL1の過剰発現系構築に時間がかかったために、その導入実験に遅れが生じている。軟骨系や脂肪細胞系における分化へのCTNNBL1の機能も解析する。正常マウス骨形成におけるCTNNBL1の発現パターンを、免疫組織化学染色やin situ hybridizationで解析する。過剰発現系は完成したために、順次実験に導入できる。予備実験として、すでに採取済みであった骨芽細胞分化系、軟骨細胞分化系のcDNAサンプルを用いたり、CTNNBL1の過剰発現系構築に時間がかかったために、その導入実験に遅れが生じた。次年度は、新たに骨芽細胞、軟骨細胞、脂肪細胞の各種分化誘導実験への効果を探求し、過剰発現実験も行う。加えて、マウスin vivoでの発現解析も行うため、計画的に使用可能と考える。
中性子線照射による原子炉構造材料の経年劣化と磁化過程の相関に関する研究

原子炉材料の高経年化に伴う材料劣化の非破壊評価のための基礎研究を行った。本研究は従来の非破壊評価とは理念が根本的に異なり、亀裂発生前の格子欠陥を磁気的物理量から定量的に評価する方法である。圧力容器材の照射欠陥と磁性の相関を原子炉内でその場観察によって調べた。原子炉内での測定のため、試料に加えることができる最大磁界は25Oe(エールステット)であり、従来のヒステリシスループを計測できなかった。計画の途中で20Oeのマイナー・ヒステリシスルーブの解析から得られる新しい物理量を0個発見した。この物理量は保磁力より転位、結晶粒界、析出物に敏感であり、新しい関係式より求まる。この関係式は鉄、ニッケル、コバルト、低合金鋼などの強磁性体で4.5Kから800Kの温度範囲で成り立つ。マイナー・ヒステリシスループを用い290°Cでその場観察に世界で初めて成功した。鉄多結晶では照射によって格子間原子型の転位ループが生成され、その大きさが増加し、磁気的物理量は照射量と共に単調に増加する。一方、A533B鋼では磁気的物理量は照射量と共に増加、1×10^<19>cm^<-2>で極大を示し、その後減少する。照射により銅原子の析出物や転位ループが照射前から存在する転位の近傍で成長し、残留応力が減少する。その他、オーステナイトステンレス鋼、インコネル合金の高経年化に伴う材料劣化に対する非破壊評価の新しい方法を発見した。非破壊検査のための装置開発も行った。岩手大学と日本原子力研究所(原研)の2カ所で実験及び実験準備を行った。以下に本年度の研究実績概要をまとめる。(1)岩手大学(1)照射脆化模擬実験として、冷間圧延した炭素鋼を準備し、圧延率の違いによるシャルピー延性脆性遷移温度および磁気パラメータの関係について調べた。両者の間に良い相関があることを明らかにした。(2)シャルピー試験片専用の非破壊磁気計測装置の2号機を完成させた。(3)平板用のヨーク型非破壊磁気計測装置を作製して性能確認を行った。さらに磁気計測データの逆解析問題に関する基礎的検討を行った。(4)室温以上でのステンレス鋼の圧縮実験、磁気測定を行った。その結果、マルテンサイト変態に及ぼす温度因子の影響について明らかにすることができた。(5)低温での磁気測定により、インコネル690合金の基礎的な磁性を明らかにすることができた。(6)平成15年度予定の照射実験の準備として情報・文献調査を行った。(2)原研原研東海研究所・大洗研究所の照射実験の専門家と情報交換・検討を重ねて、平成15年度予定の照射実験用キャプセルの設計を行った。キャプセルは特注で2個のリング状試料に対するその場磁気計測が可能な設計となっている。製作は助川電気工業に依頼し、本年度、キャプセル用部品製作が完了した。岩手大学を中心にして基礎実験及び模擬実験を行い、日本原子力研究所(原研)で実際の照射実験を行った。(1)岩手大学(1)鉄単結晶・多結晶・圧力容器鋼についてマイナーヒステリシス法を適用し、それぞれの磁気パラメータの結晶粒径依存性、転位密度依存性について明らかにすることができた。(2)照射脆化模擬実験として、Fe-Cu合金の熱時効材を用意し、Cuの析出と磁気特性の相関について明らかにすることができた。(3)シャルピー試験片専用の非破壊磁気計測装置の2号機について、ホールセンサーを導入し改良した。(4)平板用のヨーク型非破壊磁気計測装置を用いた実験を行い、磁気cパラメータの逆解析問題について検討した。(5)ステンレス鋼およびAlloy600の熱鋭敏化と磁気特性の関係について明らかにした。

(6)照射前試料の磁気特性・機械特性・構造・超音波特性を測定した。(2)原研原研東海研究所・大洗研究所の照射実験の専門家と検討を重ねて助川電気工業に依頼し、一回目照射試験用キャプセルの組立を行った。H16年1月末に照射試験を開始し、世界で初めて中性子照射中の圧力容器鋼のその場磁気特性計測に成功した。現在も照射中でH16年7月に照射が終了する予定である。同時に第二回目照射試験用(H17年1月照射開始予定)のキャプセルの部品設計・製作を行った。岩手大学と日本原子力研究所の2箇所で研究を遂行した。以下に本年度の実績概要を示す。(1)岩手大学を中心とした実験(1-1)熱時効Fe-Cu合金のマイナーループ・パラメータ変化の詳細を明らかにした。(1-2)2回目照射用A533B鋼(低Cu濃度)・照射前試料の磁気特性・超音波特性を明らかにした。(1-3)A533Bのイオン照射材を作製し、構造・磁気特性について検討した。(1-4)ヨーク型磁気計測装置を用いてその場計測を行い、炭素鋼の磁気特性の引張応力依存性を明らかにした。(1-5)ヨーク型磁気計測装置の試料深さ方向に関する損傷評価の可能性を示した。(1-6)熱鋭敏化ステンレス鋼の磁気特性の化学組成依存性について明らかにした。(2)日本原子力研究所を中心とした照射実験および照射後実験(2-1)材料試験炉(JMTR)にて,平成16年1月/151サイクル-平成16年7月/154サイクルの期間、中性子照射実験を実施し、その場磁気計測に成功した。(2-2)1回目照射後A533B鋼(高Cu濃度)の電子顕微鏡観察・硬度測定を行い、照射による構造変化・硬度変化を明らかにした(平成17年1月・東北大金研大洗施設)。(2-3)ホットラボに専用計測装置を搬入し、照射後シャルピー試験片の磁気特性を明らかにした(平成17年3月・原研大洗施設)。(2-4)2回目照射実験用のキャプセルの組み立てを行い,平成17年1月/157サイクルより中性子照射実験を開始しており、照射中のその場磁気計測を実施中である。岩手大学と原子力機構大洗センター・東北大金研大洗施設の2箇所で研究を遂行した。1.岩手大学での実験(1)単結晶強磁性金属、FeCuモデル合金、低炭素鋼のマイナーループ特性について検討した。また、本研究で用いたマイナーループ測定に似た手法の開発を進めている、チェコ科学アカデミーのI.Tomas博士及びO.Stupakov研究員と磁気計測法について検討を行った。(2)照射中のその場磁気計測データを解析し、Cu濃度の異なるA533B鋼及び純鉄のマイナーループ特性の照射量依存性を明らかにした。(3)開発したシャルピー試験片専用磁気計測装置を用いたマイナーループ計測法について検討した。(4)ヨーク型プローブを用いて引張変形した低炭素鋼模擬材の磁気特性と機械特性の関係を明らかにした。(5)化学組成の異なる熱鋭敏化ステンレス鋼の磁気力顕微鏡観察を行った。2.原子力機構大洗センター及び東北大金研大洗施設での照射実験及び照射後実験(1)材料試験炉(JMTR)にて,平成17年1月/157サイクル-平成17年7月/160サイクルの期間、中性子照射実験(2回目照射)を実施し、その場磁気計測に成功した。
医療経済からみた経カテーテル大動脈弁置換術の適応限界の検証

限られた財源で医療を最適化するには費用対効果の客観的評価を行うことが必要である。我が国ではその任を担う医療技術評価(HTA)機関が存在せず、特に侵襲的医療の費用対効果は検証されていない。本研究は、高齢者が対象となる高額医療の代表格の大動脈弁狭窄症(AS)に対する経カテーテル的大動脈弁置換(TAVI)の医療経済視点からの介入限界を明らかにするものである。多数のQOL曲線を得て費用対効果の評価プロセスを標準化し介入限界を明らかにする。HTA設立の足がかりとしたい。
排尿障害治療薬、特に排尿反射強化薬の開発を指向した排尿反射の中枢機序の解明

これまでに、強力なグリシン受容体ブロック作用をもつ鎮咳薬デキストロメトルファン(DM)が膀胱の反射性律動性収縮を抑制し、グリシンのプロドラッグのz-グリシナミド(z-GA)は濃度依存的に律動性膀胱収縮を増加させることを明らかにした。そこで本研究においては、z-GAおよびDMの排尿反射に対する作用をさらに検討し、排尿反射の中枢内伝達機序におけるグリシン受容体関与の有無について、微量注入法やFOS蛋白質の発現法を用いて検討した。【実験成績】1.Z-グリシナミド100mg/kgの腹腔内投与は排尿潜時を短縮し、排尿閾値を低下させ、膀胱コンプライアンスを増加させた。2.DMは尿道抵抗の上昇と膀胱容量の増大を惹起した。3.小脳下延髄槽へのグリシン9μgの注入は排尿反射に影響を与えなかった。4.ラットの中脳水道周囲灰白質(PAG)の中で尾側部(Bragema、-8300μm-8800μm)へのグリシンの微量注入(3μg/45nl)は最大膀胱内圧の上昇や排尿閾値の低下など排尿反射を促進する作用を示した。5.吻側部PAGへのグリシン注入は排尿反射に影響を与えなかった。6.RT-PCR法によりPAGの全領域においてグリシン受容体αサブユニットmRNAの発現を確認した。7.DiIトレース実験からPAG尾側部から新たに最後野、中脳のMe5領域などへの投射がわかった。8.バリントン核の全領域のニューロンがストリキニーネ感受性グリシン応答能を示した。9.膀胱内への酢酸溶液の注入により、排尿反射中枢および関連核にFOS蛋白質の強い発現が認められた。10.DMは上記のFOS蛋白質の発現の中で、バリントン核など排尿反射関連核においてその発現を強く抑制した。これまでに、強力なグリシン受容体ブロック作用をもつ鎮咳薬デキストロメトルファンが膀胱の反射性律動性収縮を抑制し、グリシンのプロドラッグのz-グリシナミドは濃度依存的に律動性膀胱収縮を増加させることを明らかにした。平成13年度に交付された本科研費により、z-グリシナミドおよびDMの排尿反射の各成分に対する作用を体重250-300gのS.D.雄性ラットを用い、ウレタン麻酔下にシストメトリー法でしらべた。また、DMの作用はシングルシストメトリー法で検討した。【実験成績】(1)Z-グリシナミド100mg/kgの腹腔内投与により、排尿潜時、排尿流速および排尿閾値はコントロールを1としたとき、それぞれ0.51±0.07、0.48±0.11および0.36±0.10に有意に短縮もしくは減少した。一方、尿道抵抗およびコンプライアンスはそれぞれ2.62±0.54および1.98±0.47に増加、最大膀胱内圧は影響を受けなかった(1.21±0.11)。(2)DMは排尿潜時を5.08±0.80分から8.09±1.05分へと著しく延長させ、膀胱容量を0.54±0.08mlから0.86±0.11mlへと増加させた。これらの作用は投与直後から観察され、30分から1時間以上持続した。これらの成績から、膀胱コンプライアンスは影響されないことがわかった(0.53±0.07→0.47±0.05)。

排尿閾値、膀胱内圧、排尿流速および尿道抵抗その他のパラメータに対する影響は、連続CMGの場合と同様であった。以上の成績から、(1)デキストロメトルファンは尿道抵抗の上昇および膀胱容量の増大を惹起し、蓄尿障害治療に有効である可能性が示唆された。(2)グリシン神経系は脊髄および脳幹レベルで排尿反射に関与している可能性が示唆された。昨年度までに、強力なグリシン受容体ブロック作用をもつデキストロメロルファン(DM)は、排尿潜時の延長、尿道抵抗の上昇など、排尿反射を抑制すること、一方、グリシンのプロドラッグのZ-グリシナミドは、排尿潜時の短縮、排尿閾値の低下、排尿流速の低下などをもたらし、排尿反射に促進的な影響を与えることを明らかにした。そこで本年度は、排尿反射の中枢内伝達機序におけるグリシン受容体関与の有無について、多連微小ピペットを用いる脳実質内への微量注入法を用いて追究するとともに、DMの排尿反射抑制作用の作用部位にっいてもFOS蛋白質の発現を指標にして検討した。【実験成績】1.小脳下延髄槽へのグリシン9μgの注入は排尿反射に影響を与えなかった。2.ラットの中脳水道周囲灰白質(PAG)の中で尾側部(Bragema、-8300μm-8800μm)へのグリシンの微量注入(3μg/45nl)は最大膀胱内圧の上昇、排尿閾値の低下、排尿潜時の短縮、膀胱コンプライアンスの増加など排尿反射を促進する作用を示した。3.同じPAGの中で吻側部(Bregma、-6800μm-8300μm)へのグリシンの注入は排尿反射にほとんど影響を与えなかった。4.RT-PCR法で検討した結果、PAGの全領域にわたって、グリシン受容体αサブユニットのmRNAが発現していた。5.PAG尾側部へのDiIの注入によるトレース実験の結果、そこから、従来の排尿反射関連核への投射の他に、最後野、中脳のMe5領域など投射していることがわかった。6.膀胱内への酢酸溶液の注入により、排尿反射核のバリントン核や青斑核および延髄孤束核に比較的強いFOS蛋白質の発現が、また、迷走神経背側核や仙髄の副交感神経核にもその発現が認められた。7.DMは上記のFOS発現の中で、バリントン核など排尿反射関連核においてその発現を強く抑制した。
発生における非対称分裂の解析

発生過程で細胞の多様性を作り出すための基本的なプロセスは非対称な細胞分裂である。その典型のひとつは神経幹細胞の分裂であり、非対称分裂に伴って転写因子prosperoとmirandaが神経幹細胞の姉妹細胞に不等分配される。本研究では、このmirandaの不等分配を手がかりに、神経幹細胞の細胞分裂に伴う分化因子の非対称分配が神経の運命決定に果たす役割、その非対称分裂を制御する細胞極性の分子的実体を明らかにすることを目的とする。そのために、神経幹細胞の細胞分裂に伴うMirandaの明確な非対称分布を指標として、神経幹細胞の分裂の非対性に異常を来す突然変異の検索を行った。まず、ショウジョウバエのゲノムのおよそ70%をカバーする約300系統の染色体欠失のセット抗Miranda抗体によって染色し、その欠失に含まれる遺伝子が、Mirandaの局在に必要とされるかどうかを検討した。全欠失系統の1割程度の系統でmirandaの局在異常が検出された。その表現型はおおよそ次の3通りに分類される。(1)極性の方向異常、(2)不完全不等分配(3)完全に対称分配。この中で、symmetric cell division(scd)変異と名づけたこの突然変異では、Mirandaが等分配されるだけではなく、野生型ではMiranda同様不等分配されるNumbタンパクも等分配されてしまう。則ち、この遺伝子産物の機能は、運命決定因子の局在の上位に位置する。現在、この原因遺伝子を同定することに成功し、その機能の解析を詳細に進めた。
LDL受容体転写因子SREBPを活性化するプロセッシング酵素の研究

コレステロール代謝を調節する転写因子SREBPはこれまで2種類のアイソフォームが報告されているが、その機能的な差異については不明な点が多い。そこで、SREBP自身の転写調節を解析する目的でHeLa細胞をコレステロール過剰条件下で培養し、SREBP1,2のmRNAの変動をRNase protection assayを用いて測定したところ、SREBP2のmRNAが細胞内のコレステロール量の変動に応じて増減することを見出した。続いてヒトSREBP2遺伝子の5'上流域を含むクローンを単離し、その塩基配列を決定した。転写開始点を5'PACE法にて解析し、開始点から約120bp上流にSREBP2の認識塩基配列であるSRE-1(ATCACCCCAC)が存在することを見出した。この5'上流域をLuciferase遺伝子を含むReporter geneに挿入し、Luciferase assayを行った。600bpから次第に5'上流域を短くしていったところ、転写開始点から約120bp上流域がコレステロールによる転写調節に必須の領域であることが明らかとなった。さらに転写開始点から約100bpの位置にCCAAT逆配列(ATTGG)が認められた。そこでSRE-1、CCAAT逆配列にそれぞれ変異を導入してLuciferase assayを行ったところ、いびれか一方に変異が導入されるとコレステロールに対する応答性が失われることが明らかになった。CCAAT逆配列に結合する転写因子を同定する目的でこの配列を含むプローブを標識して、HepG2細胞核抽出画分を用いてGel shift assayを行った。本配列に特異的に結合するバンドが検出され、このバンドは転写因子NF-Yに対する抗体でsuppershiftした。以上の事実より、SREBP2遺伝子5'上流域に存在するSRE-1、CCAAT逆配列にそれぞれ結合するSREBP、NF-Yの協調的作用を介して、本遺伝子のコレステロールによる転写調節は行われることが明らかになった。
地図情報に基づいた衛星画像の認識とその応用に関する研究

衛星デ-タそれのみを用いた処理によっても多くの成果を挙げることができるが、さらに地表面あるいは地表面下などの地図情報と衛星デ-タを統合し、利用できるならば、一層意味のある有益な解析結果が得られると考えられる。この観点に立って、我々は、地表面上の種々の地図情報と衛星デ-タを統合して処理・解析できるシステムを構築した。本年度の研究では、地図情報を利用した衛星画像それ自身の認識処理というよりは、むしろ地図・画像統合システムを利用した地滑り発生危険地帯の処理・解析について重点的に行った。本研究では使用した主題地図は、石川県能登全域に関するa)地滑り危険箇所調査デ-タ、b)石川県地質図とc)国土数値情報(標高、傾斜デ-タ)である。a),b)のデ-タについては、既存の主題地図からそれぞれ約125m,500mの格子間隔でデ-タ収集した。また、衛星デ-タとしては、ランドサットMSSデ-タにより計算された基準化植生指数デ-タを用いた。これらのデ-タを重ね合わせ、地滑り発生・処険地帯に対応するそれぞれのデ-タ処理・解析することによって、次のことを見出した。1)地滑りは、傾斜角1.6度から3.0度程度の間に多く存在しており、しかも、標高デ-タから計算される支持面積率(周囲の領域から対象とする地点に及ぼす荷重の度合いを示す量)が地滑り危険地帯を予測するための一つの指標になり得る。2)地滑りが発生した地域および危険とされている地域は、泥岩、安山岩質溶岩からなる地形が多い。3)地滑り地帯の地表面の形態情報としては、衛星デ-タから得られる植生指数が有効である。
多様な生理応答に見られるMAPキナーゼの核移行の生理的意義

MAPキナーゼの変異遺伝子をelongation factor promoterの下流に組み込んだ発現プラスミドを作成し、数種類の細胞に導入した後G418に対する薬剤耐性を指標に細胞を選別した。その結果、分散運動系のモデルであるMDCK細胞で、内在性MAPキナーゼの数倍量変異体が発現している細胞株を幾つか得ることができた。1.で得られたMDCK細胞株及び親細胞においてHGF刺激によるMAPキナーゼの活性化に余り差は認められなかったものの、キナーゼ活性を欠損させた変異体や非リン酸化型変異体を発現している細胞株では、HGF刺激による分散運動がやや遅れる傾向を示した。このことから、これらの変異体がDominant Negative Mutantとして働き得る可能性が示唆された。次に、MAPキナーゼの局在性の変化について蛍光抗体法により解析したところ、(1)MDCK細胞ではHGF刺激によりMAPキナーゼが核移行する、(2)不活性型変異体および非リン酸化型変異体も核移行することからMAPキナーゼの活性及びリン酸化は核移行に関与しない、ことが明らかになった。3.クロスリンク法によるMAPキナーゼ結合蛋白質の解析G0期に同調させたSwiss3T3細胞を血清で刺激し架橋剤で処理した後、ウエスタンブロッティングを行ない抗MAPキナーゼ抗体を用いて解析したところ、刺激前に見られた分子量約160および135kDaのバンドが刺激後5分で消失した。このことから、刺激前にMAPキナーゼに結合していた分子量約120および95kDaの蛋白質が、MAPキナーゼの活性化に伴い外れることが示唆された。
看護師の倫理的感受性の実態調査とその発達プロセスの構造化

1.看護師の倫理的感受性に関する形成・影響因子について1)調査方法:臨床で働く看護師を対象に、倫理的感受性に関する半構成的インタビューを行った。インタビュー内容は逐語録におこし質的分析を行った。2)倫理的配慮:調査方法に関しては、岐阜大学倫理審査委員会の承認を得た。また、対象者への倫理的配慮として、研究目的・方法・研究協力と辞退の自由、プライバシーの保護のための対策、研究成果の報告と公表について説明を行い、同意を得た。3)結果:(1)対象の属性:女性25名,男性2名。平均年齢30.5±5.7歳。看護師経験年数9.1±5.8年。職位スタッフ21名、副看護師長6名。(2)分析・まとめ:看護師の倫理的感受性は【日常生活で培われた道徳観】に【看護師としての倫理的判断に必要な知識の習得】が加わり、価値体系が再形成されることによって形成される。看護師の倫理的感受性は、【意図的学習】【専門職としてのプライド】【批判的思考】といった内的因子に【支援的な職場環境】【患者の反応】といった外的因子が加わることによって、【批判的思考】が洗練され【臨床における知識の蓄積】が行われることによって向上する。反対に、【支援的でない職場環境】や【自主的に学習する意欲のなさ】【倫理的問題への無関心】な状況は倫理的感受性を低下させる。2.基礎看護教育における倫理教育についてウィスコンシン大学では日本の倫理教育と異なり、基礎概念の導入に始まり、具体的事例に対する対処方法を実際の病院の倫理審査委員会へ参加して検討するなど様々な方法が行われていた。日本においても、臨床と連携した倫理教育を行うことによって、学生は倫理的問題に関する知識を習得するだけでなく、実践的な問題解決能力を習得できると言える。【研究目的】看護師が実践で直面する倫理的問題に対処する能力を修得するための教育プログラム開発の課題を目指すために、看護師の倫理的感受性の実態を調査し倫理的感受性と倫理的感受性に影響を及ぼす因子を明らかにする。【方法・結果】(1)文献検討概念モデル作成:日本と諸外国における看護における倫理的感受性に関する先行研究の文献件検討を行った。ほとんどの研究が医師・歯科医師の倫理的感受性を測定しようとしたものであり質問構成もその目的によって異なっていた。看護師を対象に倫理的感受性を測定したものはみあたらなかった。対象により質問項目が異なることから、看護師を対象とする場合には看護の独自性を考慮した質問内容にしなければならにという示唆を得た。(2)概念の定義づけ:Fry(1994)は、倫理的意思決定は倫理的感受性と道徳的推論能力との発達によるところが大きいことを示唆している。倫理的感受性は個人の利害に与える状況について倫理的側面を見出す能力であり、道徳的推論能力はある状況下において何をなすべきかを決定する能力であり、価値の対立を解決するために倫理的に理屈の通った行動をとるときの認知的過程である。こうした考えをもとに、本件における「倫理的感受性」についての操作上の定義づけを行い、倫理的意思決定プロセスとの関連をモデル化した。(3)ウィスコンシン大学における倫理教育方法について:日本では、病院の倫理審査院会が臓器移植、遺伝子治療といった社会的に関心の高い倫理的問題を扱っている。しかしアメリカの病院の倫理審査委員会では日常的な倫理問題を常時扱っており、看護師もメンバーに含まれている。ウィスコンシン大学では倫理教育の一環としてこうした委員会へ学生も参加し積極的に議論に加わっている。倫理的感受性測定尺度開発にむけ、どのような教育が学生の倫理的判断に影響を及ぼすのか科目担当者へインタビューを行い、多くの示唆を得た。

また、看護師の倫理に関連することとしてアドヴォカシーや倫理規定などに関する資料も入手することができた。(4)看護師へのインタビューについて:上記、(1)(2)を元にして、測定尺度作成に先立って看護師へのインタビュー方法を検討した。内容は半構成的インタビューを行う予定であり、現在そのための同意書等を作成し倫理審査委員会に申請中である。【研究目的】看護師が実践で直面する倫理的問題に対処するために必要な能力である、倫理的感受性に関する因子を明らかにすることを試みた。【研究の概要】臨床で働く看護師を対象に、倫理的感受性に関する半構成的インタビューを行った。インタビュー内容は、(1)倫理的問題だと感じる場面の有無、(2)どのような場面か、(3)なぜ倫理的問題だと思ったのか、(4)誰にとっての倫理的問題だったのか、(5)その問題は解決できたか、(6)倫理的問題を解決するのに負担を感じるか、(7)倫理的問題を判断するときの基準の有無、(8)倫理的問題に対する教育の有無、(9)倫理的問題に対する関心はあるか、(10)倫理的問題に対する関心に影響しているのは何か、(11)倫理的問題を高めるために何が必要か、である。インタビュー内容は逐語録におこしグラウンデッド・セオリー法に基づき質的分析を行った。調査方法に関しては、岐阜大学倫理審査委員会の承認を得た。また、対象者への倫理的配慮として、研究目的・方法・研究協力と辞退の自由、プライバシーの保護のための対策、研究成果の報告と公表について説明を行い、同意を得た。1.調査対象の属性は以下に示すとおりである。(1)対象:臨床で働く看護師27名(女性25名,男性2名)(2)平均年齢:30.5±5.7歳(3)看護師経験年数:9.1±5.8年(4)職位:スタッフ21名、副看護師長6名2.インタビュー内容の質的分析について分析内容の妥当性を確保するために、研究担当者2名で分析を進めている。現在時点で、看護師の倫理的感受性に関するものとして42のサブカテゴリーと15のカテゴリーが抽出されている。サブカテゴリー、カテゴリー内容およびサブカテゴリーとカテゴリーとの関係についてさらに検討を重ね、倫理的感受性測定尺度の質問項目を抽出していく予定である。
意思決定の原動力となるインフォメーションデザインとネットワーク構造の影響

我々の研究プログラムは、小グループの被験者を使った研究室と、大グループの人為的エージェントを使ったコンピュータ利用によるシミュレーションにおける意思決定のインフォメーションデザインと、ネットワーク構造の影響を調査することを目的としている。インフォメーションデザインがテーマによって多岐にわたりネットワーク構造がよい方向に誘発される研究室で実験を行ない、多起因決定コンテクストを用いたコンピューターシムレーションを書き実施した。併せて広範囲のネットワークのインフォメーションデザインについて、研究室で行う小グループ実験の実証も行った。結果として、WOM対話の内面的過程と内容は、常時、相互作用の場面の状況により決定されるということが判った。完全なネットワークは、集中型ネットワークに比べ、人々により似通った信念を抱かせる。製品の普及は、限定された類似性の多いネットワーク上では、完全で類似性の少ないネットワークより早く始まり浸透していく。ほとんどのマーケチングモデルや手法において、消費者間の相互作用の内容やしくみについては十分に理解されていないし、説明されてもいない。本研究プログラムは、小グループの被験者を使った研究室と、大グループの人為的工ージェントを使ったコンピューター利用によるシミュレーションにおける意思決定のインフォメーションデザインと、ネットワーク構造の影響を調査することを目的としている。インフォメーションデザインがテーマによって多岐に渡りネットワーク構造がよい方向に誘発される研究室で実験を行い、多起因決定コンテクストを用いたコンピューターシムレーションを書き実施した。併せて、広範囲のネットワークのインフォメーションデザインについて、研究室で行う小グループ実験の実証も行った。初期のWOM(word-of-mouth)文献の大部分は、他の現象の研究結果に元づいている。しかし、最近の研究では、WOM自体に焦点を絞っている。それにもかかわらず、WOM自体とその原因、結果、および内面の働きは、いまだによく知られていない。本研究が必要しているのは、WOM相互作用の心理的や言語学的なデータである。すなわち、本研究では、WOMを対話過程としてモデル化するべきである。そのため、80人が参加した120のWOM意思決定の実験を行い、WOM全体における言学的、および心理的なデータを記録した。WOM過程は、色々なテーマについての小会話の連続としてモデル化されている。その小会話は、各参加者の出番としてモデル化されている。本研究の現在までの結果は、以下の通りである。WOM対話は、共通の土台や機会の探求に向かって、心構えや意志など、高レベルの概念についての対話として開始する。重要なテーマや好都合のテーマは最初の段階に持ち出される。具体的なテーマ(例えば、好評)は、抽象的なテーマ(例えば、重要さ)より好まれる。極論を伴うテーマは、修辞的な方策として議論に取り入れることが可能である。長くて、激しい対話の結果として、両参加者の意見調整が行われる。結果として、WOM対話の内面過程と内容は常時、相互作用の場面の状況により決定されるということが分かった。しかし、WOM過程が任意で、まったく予測できないという意味ではない。対話開始と終了の規則性、テーマの管理、出番の決定、議論の作戦、概念の階層や社交交流の策略などの研究によって、WOM対話の成り行きと結果が予測できるのである。
講義・講演音声の自動インデキシング化と音声インタラクションによる高度利用の研究

大学の学部・大学院の講義音声を収録し、データベース化・公開した。収録した講義は、話者16名、114コマ、3,860分で、そのうち書き起こしデータを付与したものが、話者15名、97コマ、3,685分である。話し言葉用の言語モデルの構築のために、フィラー等を含まない整形されたテキストコーパスや書き言葉コーパスに対し、フィラーの予測・挿入モデルを開発し、パープレキシティの減少と音声認識率の向上を得た。また、Webテキストを用いた言語モデルの適応、キーワードの出現頻度を強調した言語モデルなども検討した。音声認識用の辞書は、短単語登録を基本としているのに対し、キーワードは複合語が多いので、複合語のキーワードにも対処したキーワード抽出を行った。スライド中のキーワードは30%程度しか発話されていないので、書き起こしテキストからキーワードを抽出し、インデキシング化する方法と併用した。講義音声の音声認識、音声要約、インデキシング機能を統合して、講義音声のブラウジングシステムを構築した。市販の講義収録システム(EZ-プレゼンテーター)をもとに、書き起こしテキストの表示、再生音声と同期したテキストのハイライト、要約率の指定による重要文だけの提示、スライドおよび書き起こしテキストからのキーワードの抽出一覧とそれによるビデオの頭出しの機能、音声再生速度の可変機能の組込み、などを行い、被験者実験により評価し、有効性を示した。本年度は、講演や講義の音声ドキュメントの高度利用化のために必要な要素技術である音声認識、音声要約、音声ドキュメントのセグメンテーション、音声ドキュメントのインディクス化の研究を行った。音声認識の高精度化のためには、我々の研究室で開発してきた大語彙連続音声認識システムSPOJUSの改良を行った。コンテキスト依存音響モデルとトライグラム言語モデルを1パス目に組み込むことにより、従来より認識精度を高めることができた。次に、実際の講義音声に対して、音声認識実験を行い、録音機材や音響モデル等による認識率の影響を検討した。さらに、講演音声や講義音声の要約の研究も行った。発話時間長、ピッチやパワー情報、ポーズ長、文の位置情報、手がかり語、重要語の出現頻度などを組み合わせることによる自動要約手法で、それぞれF値は、人間の要約と遜色のない0.599、0.524が得られた。また、講演音声や講義音声を音声認識システムで自動的に書き起こしたテキストデータに対しても要約を行い、音声認識による精度の低下は小さく比較的良い要約結果が得られた。講義音声のコンテンツ化の一貫として、講義音声の書き起こしテキストからキーワードを抽出しインデックスとすることも試みた。人手で書き起こしたテキストに対しては、ほぼ完壁にインデックスを作成することができた。静岡大学と山梨大学では、講義内容の動画の収集と音声の収集(DAT)を行った.現在,収録した動画から音声データを抽出し、書き起こし作業を人手で行っている。未知語や認識誤り等の対処法の検討については、文法による認識と平行して,ワードスポッティングを用いる音声認識手法についての検討を行った。また、講義や講演において、重要部分を発話するときに、平常音声と比べどのような音響的特徴の差異がでるのかを調べ、有意義な知見を得た。平成17年度と平成18年度で、延べ40時間以上の講義を収録した。これらの音声データのうち、大半のデータに対して書き起こし、間投詞などのフィラー、言い淀み・言いなおし、倒置などのラベルもCSJ話し言葉コーパスに準拠して付与した。これらのデータに対して、話し言葉特有の現象を分析し、講演音声のデータと比較した。予想に反して、講義音声は講演音声よりもフィラーが少ないこと、言い淀み・言いなおし・倒置表現が比較的少ないことが明らかとなった。昨年度に引き続き、この講義音声の音声認識方法に関し検討した。マイク等の収録条件による影響を除去するために、伝達関数の正規化に相当する種々のケプストラムの正規化法を検討した。それらは、ケプストラム平均正規化、ケプストラム分散正規化、ケプストラムヒストグラム正規化である。また、話し言葉音声認識の高精度化の研究を引き続き行った。それらは、ワンパストライグラムデコーダの高精度化、単語単位の音響モデル化、言語モデルの適応化、等である。

話し言葉の言語モデルの構築は、フィラーの存在のために、大量に入手できる書き言葉から学習することが困難である。そこで、フィラーの挿入モデルを機械学習の方法で実現し、その有効性を確かめた。また、要約に関して、重要文特有の表現を機械学習の方法で獲得し、この表現の抽出結果を併用することにより、我々の従来の要約手法の精度を向上できた。講義音声の要約や講義資料と講義音声認識結果の解析によるキーワードを抽出してインデックス化する、音声とキーワードとの対応付けを自動的に行う、要約率と話速を自由に設定できる、等の機能を備えたコンテンツ視聴システムのプロトタイプを実現した。大学の学部・大学院の講義音声を収録し,データベース化・公開した。収録した講義は,話者16名,114コマ,3,860分で,そのうち書き起こしデータを付与したものが,話者15名,97コマ,3,685分である。話し言葉用の言語モデルの構築のために,フィラー等を含まない整形されたテキストコーパスや書き言葉コーパスに対し,フィラーの予測、挿入モデルを開発し,パープレキシティの減少と音声認識率の向上を得た。また,Webテキストを用いた言語モデルの適応,キーワードの出現頻度を強調した言語モデルなども検討した。音声認識用の辞書は,短単語登録を基本としているのに対し,キーワードは複合語が多いので,複合語のキーワードにも対処したキーワード抽出を行った。スライド中のキーワードは30%程度しか発話されていないので,書き起こしテキストからキーワードを抽出し,インデキシング化する方法と併用した。講義音声の音声認識,音声要約,インデキシング機能を統合して,講義音声のブラウジングシステムを構築した。市販の講義収録システム(EZ-プレゼンテーター)をもとに,書き起こしテキストの表示,再生音声と同期したテキストのハイライト,要約率の指定による重要文だけの提示,スライドおよび書き起こしテキストからのキーワードの抽出一覧とそれによるビデオの頭出しの機能,音声再生速度の可変機能の組込み,などを行い,被験者実験により評価し,有効性を示した。
肺がん幹細胞維持における新規幹細胞分子ＳＭＣＰの機能解析

本研究において、治療抵抗性を示す肺がん幹細胞の解析を進めた。Side population (SP)法により、高い造腫瘍能を有する肺がん幹細胞を分離し、遺伝子解析を行った結果、SMCPという精巣に発現する分子が肺がん幹細胞に発現することを見出した。また、遺伝子過剰発現およびノックダウンによりSMCPの機能解析を行った結果、SMCPは肺がん幹細胞の造腫瘍能に関わることを見出した。当該結果は、SMCPが治療抵抗性肺がん幹細胞に対する標的分子となる可能性を示唆するものである。がん幹細胞は1高い造腫瘍能を示す、2自己複製能を有する、3多分化能を有するがん細胞分画と定義される。我々はがん幹細胞における高い造腫瘍能(腫瘍起始能)の分子メカニズム解明を進めている。肺がん細胞株、大腸がん細胞株、乳がん細胞株から、がん幹細胞分画をSide Population (SP)細胞として分離した。SP細胞は高い造腫瘍能を示し、がん幹細胞が濃縮されていることが確認された。次に、がん幹細胞に発現する遺伝子群をcDNAマイクロアレイ法にスクリーニングした結果、Sperm mitochondria-associated cycteine-rich protein (SMCP)が、がん幹細胞に有意に発現することを見出した。また、5'-RACE法にて、がん幹細胞に発現するSMCPは精巣に発現するフォームとは異なるスプライシングバリアント(vt2)であることを見出した。SMCPを過剰発現がん細胞株では、造腫瘍能の亢進が観察された。また、逆にsiRNAにてSMCPをノックダウンしたがん細胞株では造腫瘍能の抑制がみられた。さらに、重要な事に、がん幹細胞分画であるSP細胞にSMCP siRNAを導入すると、SP細胞の高い造腫瘍能がほぼ完全に抑制された(PLoS One 2013)。すなわち、SMCPは、がん幹細胞における高い造腫瘍に深く関与する可能性が示唆された。我々の検討では、SMCPは肺がんのみならず、大腸がん、乳がん等、様々ながん腫で高発現を示す。この結果は、様々ながん腫由来がん幹細胞の造腫瘍能にSMCPが関与する可能性が示唆される。がん幹細胞は1高い造腫瘍能を示す、2自己複製能を有する、3多分化能を有する癌細胞分画と定義される。我々は、がん幹細胞の1造腫瘍能を司る分子メカニズムを解明するために、新規がん幹細胞関連分子であるバリアントフォームsperm mitochondria-associated cysteine-rich protein (SMCP)の機能解析を進めた。SMCPは正常組織では精巣にのみ発現する精巣関連分子であるが、がん幹細胞にはバリアントフォーム(vt2)が発現する。本研究においては、SMCP遺伝子を安定性に導入することによりSMCP過剰発現肺がん細胞株(LHK2)を樹立した(LHK2-SMCP)。LHK2-SMCPを免疫不全NOD/SCIDマウスに移植すると、陰性コントロールベクター導入株(LHK2-Mock)と比較して、有意に高い造腫瘍能を示した。また、当該現象を確認するために、SMCP特異的siRNAを用いて、SMCP遺伝子をノックダウンした。その結果、SMCP遺伝子ノックダウンLHK2細胞は、陰性コントロールsiRNA導入LHK2細胞と比較して、有意に造腫瘍能が抑制された。これら、遺伝子過剰発現系および遺伝子ノックダウン系における実験により、肺がん幹細胞に異所性に発現するSMCPが、がん幹細胞の造腫瘍能に深く関わっていることが示唆された。当該結果は、がん幹細胞が有する性格の中でも、臨床上最も問題となる高い造腫瘍能を説明付ける可能性がある分子メカニズムであり、有意な結果であったと考える。本研究において、ヒト肺がん細胞株LHK2を用いて、Side population (SP)法にてがん幹細胞を分離した。がん幹細胞は、免疫不全マウスにおいて高い造腫瘍能を示し、幹細胞関連分子SOX2を高発現した。次に、造腫瘍能に関わる分子をスクリーニングするために、cDNAマイクロアレイ法を用いてトランスクリプトーム解析を行った。その結果、精巣に発現する分子であるSMCPを見出した。SMCPトランスクリプトの構造解析を5'RACE法および3'RACE法にて解析した結果、肺がん幹細胞に発現するSMCPはスプライシングバリアントであることが判明した(SMCP vt2)。SMCP vt2は精巣に発現する野生型SMCPと同じタンパクをコードする。SMCPの分子機能を解明する為、SMCP過剰発現およびsiRNAを用いたノックダウンにより評価した。その結果、SMCP過剰発現では免疫不全マウスにおける造腫瘍能が更新し、SMCPノックダウンにより造腫瘍能が抑制されることが判明した。これらの結果から、SMCPは肺がん幹細胞の造腫瘍能に関与する可能性が示唆された。SMCPは正常臓器では精巣でしか発現しない、いわゆる「がん精巣抗原」の一つであり、免疫療法の標的となることも予想される。

今後、肺がん幹細胞の造腫瘍能に関わるSMCPを免疫療法もしくは、分子標的療法等によるアプローチで、肺がん幹細胞標的治療への基盤としたい。腫瘍学本研究において、がん幹細胞の高い造腫瘍能に関連する分子群の解析を進めている。SMCPのmRNA構造、発現分布を解明した。がん幹細胞においてSMCPが造腫瘍能に深く関わっている事を見出した。また、平成25年度中には、これらの研究結果を論文発表することが出来、大きく研究が前進したと考える。本研究は、がん幹細胞におけるSMCPの機能解析を目的としている。平成24年度において、SMCP発現ベクターの構築、SMCP過剰発現細胞株の樹立、SMCP特異的siRNAのデザインを行った。また、免疫不全NOD/SCIDマウスにおける造腫瘍能評価系安定して機能した。これらの研究ツールは、今後バリアントフォームSMCPの分子機能解析を進めるう上で非常に有用な手段になると考えられる。これまでの研究結果から、SMCPのsiRNAによるノックダウンにより、造腫瘍能を抑制することが示された。しかしながら、siRNAは一過性の遺伝子発現抑制であり、完全な遺伝子欠失形質を観察出来る訳ではない。また、SMCPが造腫瘍能に深く関わる事が示されたが、出来上がった腫瘍の維持にSMCPがどの程度関与しているかは明らかになっていない。SMCP分子機能を詳細に検討する為に、平成26年度には、SMCP遺伝子ノックアウトシステム構築を目指す。すなわち、CRISPR/Cas9を用いたゲノム編集を用い、SMCPコンディショナルノックアウト細胞を作製を目指す。コンディショナルノックアウト細胞を作製することにより、SMCPの造腫瘍能における機能が明確になる事が期待される。また、コンディショナルノックアウト細胞とすることにより、免疫不全マウスに移植され、腫瘍を作った段階のノックアウトが可能となる。本実験系により、SMCPが、出来上がった腫瘍の維持にどのように関与しているか検討できることが期待される。がん幹細胞は高い造腫瘍能を示すと同時に、化学療法や放射線といった既存のがん治療に対して抵抗性を有することが知られている。本研究においては、バリアントフォームSMCPががん幹細胞の造腫瘍能に関わっていることが明らかとなりつつある。また、SMCPは正常組織では精巣にのみ発現する分子であり、その他重要臓器に発現しない。このことは、SMCPが将来分子標的治療の治療対象となり得ることを示唆する。今後の研究において、造腫瘍能というがん幹細胞の非常に重要な性格を司るSMCPを標的とすることにより、がん幹細胞の治療に寄与出来ないか基礎的な検討を進める。また、上記の通り、がん幹細胞は既存の治療法に抵抗性を示す事が知られているので、SMCPが造腫瘍能のみならず、化学療法や放射線療法といった既存の治療法に対する抵抗性に関わっていないか検討する。平成25年度においては、in vivo評価系をさらに進める為に、実験動物(NOD/SCIDマウス)の購入を予定している。