hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒューマンケアにおける相互行為の社会学的分析に基づく支援システムの研究

この研究は、高齢者施設、保育園、ミュージアムでの鑑賞支援場面等のさまざまなヒューマンケアの場面を、撮影されたビデオデータを用いて、社会学の中で生まれたエスノメソドロジーの手法で分析し、その分析結果からさまざまな人間支援システムの開発を行おうというものである。高齢者施設の研究からは、車いすロボットを、ミュージアムの鑑賞支援場面の研究からは、ミュージアムガイドロボットを開発した。この研究は、高齢者施設、保育園、ミュージアムでの鑑賞支援場面、等のさまざまなヒューマンケアの場面を撮影されたビデオデータを用いて社会学の中で生まれたエスノメソドロジーの手法で分析し、その分析結果からさまざまな人間支援システムの開発を行おうというものである。この研究では,さまざまなヒューマンケア場面をビデオ撮影し,相互行為分析の手法で分析した。また,そうした場面の分析に基づいて,相互行為を支援するシステムの開発を行った。具体的な分析は次の通りである。1高齢者施設でのケア場面のビデオ撮影を行った。特に,食事揚面等の多人数場面で,ケアテーカーと高齢者との1対1の相互行為,とくに高齢者の要請行為がどのように開始されるのかを分析した。また,そうした要請行為の分析に基づいて,要請を受けることが可能な状態をどのようにロボットが示すことができるのかを分析し,実際にロボットに実装した。この成果は,人間とコンピュータとの協調行動のもっとも権威ある国際会議(採択率20パーセント程度)であるECSCW2008にフルペーパーとして採択された。2ミュージアムにおける鑑賞場面をビデオ撮影し,鑑賞を支援するシステムの開発を行った。この成果は,コンピュータと人間の相互行為のもっとも件ある国際会議(採択率20パーセント以下)であるCHI2007にショートペーパーで,日本からの唯一の査読論文として採択された。また。CHI2008にも,フルペーパーとして連続で採択され,ベストペーパー賞の優秀論文(honored mentioned paper)にも選ばれ,2008年4月にフィレンツェで開かれる会議で発表予定である。3保育園でのこどもと保育者の相互行為場面をビデオ撮影し,相互行為分析の手法で分析した。4救急病院で,医療者の相互行為の分析を開始した。この研究では、さまざまなヒューマンケア場面をビデオ撮影し、相互行為分析の手法で分析した。また、そうした場面の分析に基づいて、相互行為を支援するシステムの開発を行った。特に、多人数場面で、高齢者がどのようなタイミングで介護者に要請を行っているかを分析した。その分析において、高齢者は介護者と他の高齢者の間の相互行為を観察し,その相互行為がいっ終わるかを考えて、そのタイミングにあわせて介護者に声をかけていることがわかった2ミユージアムにおける鑑賞場面をビデオ撮影し、鑑賞を支援するシステムの開発を行った。特に、大原美術館での鑑賞場面を撮影し、ゴーギャンの名画を解説するロボットを開発し、その実証実験を大原美術館で行った。この成果は、コンピュータと人間の相互行為ゐもっとも権威ある国際会議であるCHIに、CHI2008、CHI2009と引き続き査読論文として採択された。3保育園でのこどもと保育者の相互行為場面をビデオ撮影し、相互行為分析の手法で分析した。4患者中心医療をキーワードとして様々な医療場面の映像データの収集及びフィールドワークを行った。特に本年度全体は継続的に救急診療場面の撮影及び病院での救急車受け入れ時のホットラインの会話の録音を行った。いかに医療を受ける側(患者やその家族)へのケアを充実させるか。その問題を様々な種類の医療場面を対象として検討を行った。この研究では、高齢者施設、保育園、ミュージアムでの鑑賞支援場面、等のさまざまなヒューマンケアの場面を撮影されたビデオデータを用いて社会学の中で生まれたエスノメソドロジーの手法で分析し、その分析結果からさまざまな人間支援システムの開発を行おうというものである。本年度は、他者の前でケア活動がどのように行われているのかを分析し、その分析結果ら支援システム開発の指針を示すとともに、ロボットを用いた支援システムの開発も行った。また高齢者施設とミュージアムにおいて次の研究を行った。1高齢者施設において、複数の高齢者とケアワーカーがいる状況において、ある特定の高齢者とケアワーカーとのケア活動がいかにして開始されるかを分析した。またその分析から、ケアロボット等のサービスロボットの開発のためには、今自分が呼びかけられる状況にあることを視線や身体の方向で示す必要があることを明らかにした。この研究は、情報処理学会論文誌に採択され、平成21年度情報処理学会論文賞を受賞した。2ガイドと観客との相互行為のエスノメソドロジー的分析から、鑑賞支援行動を行うためには、ことばと身体活動との適切な連携や、身体の他者や展示物への方向性を、組織的に示す必要があることを明らかにした。またその分析から、ことばと身体活動を適切に連携したロボットや身体の方向性を適切に組織化したロボットを開発し、大原美術館および科学技術館にて実証実験を行った。これらの研究は、ヒューマンコンピュータインタラクションやヒューマンロボットインタラクションのもっとも権威ある国際学会(CHIとHRI)に査読つき論文として採択され、国際的に高い評価を得た。
新たな系統保存法としてのマウス卵巣の凍結保存システムの確立

新たな系統保存法としてのマウス卵巣の凍結保存技術の開発・改良を進め、実用化に向けた実験システムの構築を目的として、凍結保存に供するドナー卵巣の条件、凍結・融解の条件、凍結保存卵巣からの受精卵の作成、ならびにレシピエントメスへの移植条件などを検討した。1.マウス卵巣の凍結保存条件の検討:凍結。融解後の移植によってもっとも高率に産仔を得ることができる卵巣の条件を知るために、いくつかの日齢の卵巣を凍結保存後にレシピエントメスに移植し、産仔の生産効率を検討した。その結果、生後0、10,21,28日齢のいずれの実験群でも凍結保存由来の卵巣から産仔を得ることができた。なお、産仔の生産効率と実験操作の点からみると10日および21日の卵巣による成績が良好な結果であることが示唆された。また、凍結保存の際の卵巣サイズは1ミリ以内で良好な結果が得られた。(藤澤・横山分担)2.凍結保存卵巣の組織学的な解析:ガラス化法で凍結・融解処置した卵巣組織に及ぼす凍害の影響を組織学的な方法で解析した。その結果、凍結前の保存液への浸漬時間は30分以内ではなんら影響は認められないが、60分を超すと組織周辺部を中心に変性が現れることが知られた。(藤澤分担)3.凍結保存卵巣からの受精卵の作成:凍結保存した卵巣から未成熟卵子(卵胞内卵子)を採取し、体外培養による体外成熟と体外受精を検討した。生後16,18,22.日齢の各新鮮卵巣1個から約50個の未受精卵子を採取でき、培養によって約半数を成熟卵として得ることができた。凍結保存卵巣からも同等の未成熟卵子を得ることができたが、培養による成熟卵への発生率は低く約10%にとどまった。また、体外受精成績は、新鮮卵巣由来の卵子では約40%であったのに対して、凍結保存卵巣由来では20%以下であった。(佐藤・横山分担)4.卵巣移植法の確立:卵巣移植では、移植卵巣を提供するドナー系統と、それを受け入れるレシピエント系統との間の組織適合性を考慮する必要がある。我々は、レシピエント系統としてT細胞とB細胞の複合免疫機能が不全であるSCIDマウスの有効性を示した。また、バッククロス途中の遺伝的背景が複雑なTgマウスやKOマウスにおいても応用可能であるごとを明らかにした。(佐藤・横山分担)新たな系統保存法としてのマウス卵巣の凍結保存技術の開発・改良を進め、実用化に向けた実験システムの構築を目的として、凍結保存に供するドナー卵巣の条件、凍結・融解の条件、凍結保存卵巣からの受精卵の作成、ならびにレシピエントメスへの移植条件などを検討した。(佐藤・横山分担)新たな系統保存法としてのマウス卵巣の凍結保存技術の開発・改良を進め、実用化に向けた実験システムを構築することを目的に、凍結保存に供する卵巣の条件、凍結保存液の組成、凍結および融解の条件、凍結保存した卵巣組織からの受精卵と産仔の作成、ならびにレシピエントメスへの移植条件などを検討した。1.マウス卵巣の凍結保存条件の検討:凍結・融解後の移植によって、高率に産仔を得ることができる卵巣の条件を知るために、10日齢および10週齢のメスから採取した卵巣を凍結・融解後にレシピエントメスに移植し、オスと交配して産仔の生産効率を調べた。

その結果、10日齢の若い卵巣の方が良好な成績であった。また、凍結する卵巣組織のサイズは1ミリ以下が相応しいことが示唆された。(藤澤・横山分担)2.凍結保存卵巣の組織学的な解析:凍結保存する卵巣組織に対する凍結・融解操作のダメージを調べるために、ガラス化法で凍結・融解処置を施し、卵巣組織に及ぼす凍害の影響を組織学的な方法によって解析した。そこ結果、凍結操作に先立って10分間以上保存液にさらして保護剤の浸透をはかる必要のあることが示唆された。(藤澤分担)3.凍結保存卵巣からの受精卵・産仔の作成:凍結保存した卵巣の有用利用法として、凍結保存した卵巣から未成熟卵子(卵胞内卵子)を採取し、体外で成熟させるための前実験として、未凍結卵巣からの未受精卵子の採取条件を明らかにした。(佐藤・横山分担)4.卵巣移植法の確立:移植卵巣を受け入れるドナー系統と、それを受け入れるレシピエント系統との間の組織適合性を考慮する必要があり、適合性が合っていないと移植された卵巣は短期間で拒絶されてしまうことから、レシピエント系統としてT細胞およびB細胞の複合免疫機能不全を呈するSCIDマウス(遺伝的背景はBALB/c系であるCB-17系)を使用することによってこの問題を解決できることを明らかにした。(佐藤・横山分担)目的:新たな系統保存法としてのマウス卵巣の凍結保存技術の開発・改良を進め、実用化に向けた実験システムの構築を目的として、凍結保存に供するドナー卵巣の条件、凍結および融解の条件、凍結保存卵巣からの受精卵の作成、ならびにレシピエントメスへの移植条件などを検討した。結果:昨年度の成果を踏まえ、以下の項目について検討した。1.マウス卵巣の凍結保存条件の検討:凍結・融解後の移植によってもっとも高率に産仔を得ることができる卵巣の条件を知るために、いくつかの日齢の卵巣を凍結保存後にレシピエントメスに移植し、産仔の生産効率を検討した。その結果、生後0、10,21,28日齢のいずれの実験群でも凍結保存由来の卵巣から産仔を得ることができた。なお、産仔の生産効率と実験操作の点からみると10日および21日の卵巣による成績が良好な結果であることが示唆された。また、凍結保存の際の卵巣サイズは1ミリ以内で良好な結果が得られた。(藤澤・横山分担)2.凍結保存卵巣の組織学的な解析:ガラス化法で凍結・融解処置した卵巣組織に及ぼす凍害の影響を組織学的な方法で解析した。その結果、凍結前の保存液への浸漬時間は30分以内ではなんら影響は認められないが、60分を超すと組織周辺部を中心に変性が現れることが知られた。(藤澤分担)3.凍結保存卵巣からの受精卵の作成:凍結保存した卵巣から未成熟卵子(卵胞内卵子)を採取し、体外培養による体外成熟と体外受精を検討した。生後16,18,22日齢の各新鮮卵巣1個から約50個の未受精卵子を採取でき、培養によって約半数を成熟卵として得ることができた。凍結保存卵巣からも同等の未成熟卵子をえるることができたが、培養による成熟卵への発生率は低く約10%にとどまった。また、体外受精成績は、新鮮卵巣由来の卵子では約40%であったのに対して、凍結保存卵巣由来では20%以下であった。(佐藤・横山分担)4.卵巣移植法の確立:卵巣移植では、移植卵巣を提供するドナー系統と、それを受け入れるレシピエント系統との間の組織適合性を考慮する必要がある。
峡部オーガナイザーFgf8による小脳誘導メカニズムの解明

小脳分化には、峡部オーガナイザーFGF8によってRas/ERK経路が強く活性化されることが必要である。ERKの下流で活性化され、小脳分化を誘導する遺伝子を探ろうと考え、Ras/ERK経路によって活性化されるEtsファミリーのPea3、Ermに着目した。Pea3、Ermの発現は中脳後脳境界を中心とした勾配を形成していた。Pea3とErmの発現は、Fgf8により誘導され、ドミナントネガティブフォームの(DN-)Rasによって抑制された。これらの結果から、Pea3、Ermの発現はFGF/Ras/ERK経路を介して制御されていることを確認した。次に、Pea3を強制発現による、中脳マーカーOtx2、後脳マーカーのGbx2/Fgf8の遺伝子発現を観察した。すると、Pea3の強制発現により、Otx2が中脳で抑制され、Gbx2、Fgf8が中脳に異所的に誘導された。これらの結果から、Pea3が小脳形成に関与する可能性が示された。実際に、Pea3を強制発現し14日後の形態を観察したところ、中脳の肥大が見られた。切片を作成し組織学的な検討を行ったところ、本来の中脳視蓋のSO層にPax6陽性細胞が観察されたことから、Pea3の強制発現によって異所的な外顆粒層が形成さることを確認した。さらに、ドミナントネガティブフォームの(DN-)Irx2/Pea3/Fgf8aの強制発現実験を行った。DN-Irx2のみを強制発現すると、小脳分化が抑制され、後脳に異所的な視蓋が分化されることが報告されているが、Pea3はDN-Irx2の効果をレスキューした。以上の結果から、Pea3がIrx2の下流で小脳分化へ関与している可能性が示唆された。小脳分化は、峡部オーガナイザー分子Fgf8の強いシグナルによってRas/Erk経路が活性化されることによって引き起こされる。Erkの下流で小脳形成に働く遺伝子を探ろうと思い、Erkによって活性化されると報告されているEtsファミリーのPea3、Ermの発現を調べたところ、峡部を中心とした勾配を形成して発現していた。Fgf8を強制発現し、Pea3、Ermの発現変化を確認した。すると、Pea3、Ermの発現が誘導された。また、ドミナントネガティブフォームのRasを強制発現したところ、Pea3、Ermの発現が抑制された。これらの結果から、Pea3、ErmはFgf/Ras/Erkシグナルを介して誘導されていることを確認した。Pea3のDNA結合領域のみを強制発現すると、Pea3サブファミリーに対してドミナントネガティブ(DN-Pea3)として働く。DN-Pea3を作成し、強制発現したところ、中脳マーカーであるOtx2が後脳に異所的に誘導され、後脳マーカーであるGbx2、Fgf8が抑制された。さらに、Pea3の全長を単離し、強制発現すると、Otx2が中脳で抑制され、Gbx2、Fgr8が中脳で異所的に誘導された。このことから、Pea3は後脳の領域形成に重要な役割を果たしていると考えられる。また、Pea3強制発現後14日目に形態的な変化を調べたとろ、中脳視蓋の肥大が確認された。さらに、切片を作成したところ、Pea3が導入されたと考えられる領域で中脳の層構造の乱れ、軟膜側の表層に小脳の外顆粒層と考えられる細胞群が観察された。また、Pea3のリン酸化を促進するために、Fgf8aとPea3との共導入を行った。すると、本来視蓋が分化する中脳領域では視蓋の構造がなくなり、中脳の後端部に小脳様の構造を観察することが出来た。現在、この構造が小脳であるかどうか組織学的に検討中である。Pea3、Ermは、Fgf8により誘導され、ドミナントネガティブフォームの(DN-)Rasによって抑制された。DN-Pea3を作成し強制発現したところ、後脳マーカーであるGbx2、Fgf8が抑制され、中脳マーカーであるOtx2が後脳に異所的に誘導された。さらに、Pea3の全長を単離し強制発現すると、Gbx2、Fgf8が中脳で異所的に誘導され、Otx2は抑制された。これにより、Pea3は、中脳後脳の領域形成に関わっていることが示唆されたPea3を強制発現し、14日後の形態を観察したところ、中脳の肥大が見られた。切片を作成し組織学的な検討を行ったところ、本来の中脳視蓋のSO層に、小脳外顆粒様の細胞群が観察された。

ERKによるPea3のリン酸化を促進する為にPea3とFgf8aを共発現したところ、本来、中脳視蓋が分化する領域の後端部に小脳様の構造が形成される個体が観察された。さらに、小脳分化に必要であることが報告されている転写因子Irx2との関係を調べる為に、DN-Irx2/Pea3/Fgf8aの強制発現実験を行った。DN-Irx2のみを強制発現すると、小脳分化が抑制され、後脳に異所的な視蓋が分化されることが報告されているが、Pea3はDN-Irx2の効果をレスキューした。以上の結果から、Pea3がIrx2の下流で小脳分化へ関与している可能性が示唆された。小脳分化には、峡部オーガナイザーFGF8によってRas/ERK経路が強く活性化されることが必要である。ERKの下流で活性化され、小脳分化を誘導する遺伝子を探ろうと考え、Ras/ERK経路によって活性化されるEtsファミリーのPea3、Ermに着目した。Pea3、Ermの発現は中脳後脳境界を中心とした勾配を形成していた。Pea3とErmの発現は、Fgf8により誘導され、ドミナントネガティブフォームの(DN-)Rasによって抑制された。これらの結果から、Pea3、Ermの発現はFGF/Ras/ERK経路を介して制御されていることを確認した。次に、Pea3を強制発現による、中脳マーカーOtx2、後脳マーカーのGbx2/Fgf8の遺伝子発現を観察した。すると、Pea3の強制発現により、Otx2が中脳で抑制され、Gbx2、Fgf8が中脳に異所的に誘導された。これらの結果から、Pea3が小脳形成に関与する可能性が示された。実際に、Pea3を強制発現し14日後の形態を観察したところ、中脳の肥大が見られた。切片を作成し組織学的な検討を行ったところ、本来の中脳視蓋のSO層にPax6陽性細胞が観察されたことから、Pea3の強制発現によって異所的な外顆粒層が形成さることを確認した。さらに、ドミナントネガティブフォームの(DN-)Irx2/Pea3/Fgf8aの強制発現実験を行った。
群のコホモロジーとBP-理論

此の研究者、柳田(研究代表者)、工藤、兼田、手塚による研究課題'群のコホモロジーとBP理論の研究'において幸いにも多くのコホモロジーを計算することができ、それらをかなりの数の論文として発表することができた。まず柳田とアメリカの共同研究者によってBP-theoryとMorava K-theoryの関係が詳しく調べられた。その結果もしMorava K-theoryが偶数次元の元だけで生成されていればBP-theoryもそうなる事を証明した。またBSL(Z)のmod2コホモロジーを完全に決定した。工藤と柳田はH-空間、特に例外リー群がtorsionを持つ場合にホモトピー性質(homotopy normality,homotopy nilpotency)を詳しく調べた。兼田は標数正の代数群のコホモォジーの良いfiltrationを与えている。一般コホモロジーとしてBP-理論又はMoravaのK-理論を使う方法は茨城大学教育の柳田、工藤により行なわれた.特にH-空間の写像がいつホモトピー正規になるかを詳しく調べ、MoravaのK-理論が通常ホモトピーよりも強力である事を示せた.以上の結果をまとめて論文にして投稿中であり、今年中にJ.Kyoto Univに掲載される予定である.又柳田はextra special P-群のコホモロジー環に収束するspectral sequenceを調べ、それが局所化したときに良い性質を持つ事を示した.この事はOsaka J. Mathにすでに発表された.大阪市立大学の兼田氏は代数群のコホモロジー及びD-medulesの研究を行ないPacific J.Math等に結果を発表されている。琉球大の手塚氏は群のコホモロジーの研究をより幾何学的に行ない等辺多角形の問題に本質的な進歩をもたらした。
高選択的合成触媒能を有する修飾シクロデキストリンの分子設計

選択性の高い触媒を分子設計する手法の開発は、工業化学上、極めて重要である。すでに、申請者は、環状のオリゴ糖であるシクロデキストリンを触媒として用いることにより、種々の合成反応をほぼ100%の選択性で、しかも高収率に行うことに成功した。本研究では、一層広範な有用ファインケミカルの選択的合成に対して触媒能を有する修飾シクロデキストリンを分子設計するための基礎的知見を確立することを目的とする。今年度は、ホルムアルデヒドとフェノールより4-ヒドロキシメチルフェノールを合成する反応を主たる対象とした。その結果、ヒドロキシプロピル基をシクロデキストリンの1級水酸基側に導入した修飾シクロデキストリンを触媒とすることにより、目的物を95%以上の選択性で合成することに成功した。それに対し、修飾シクロデキストリンの不在下では、多量の2-ヒドロキシメチルフェノールが副生し、目的物の選択性は60%にとどまる。また、ヒドロキシプロピル基を導入していない未修飾のシクロデキストリンを触媒とした場合の選択性は80%程度であり、化学修飾による選択性向上効果は顕著である。反応系内に生成する複合体の構造をNMR、可視紫外、およびCDスペクトル測定により検討した結果、フェノールはパラ炭素の側からシクロデキストリンの空洞に侵入し、またホルムアルデヒドとヒドロキシプロピル基が水素結合を形成することが明らかとなった。すなわち、導入されたヒドロキシプロピル基により空洞内に固定されたホルムアルデヒドがフェノールのパラ位を効率的に攻撃する結果、選択的合成が達成される。これらの知見は、詳細な分子設計に基づいてシクロデキストリンに化学修飾を加えることにより、望みの合成反応に対して有効な触媒が開発できることを示唆する。
社会基盤構造物の次世代統合型ライフタイムマネジメントとインフラドクタの創成

本研究は、マルチメディアバーチャルリアリティ(VR)技術、インテリジェントモニタリング技術などの最新情報処理技術を援用して、社会基盤構造物の計画、設計からこれらが耐用年数を迎えるまでの診断、対策立案に全責任が持てる、統合型ライフタイムマネジメント戦略各と世界最高水準の研究者・高度技術者(インフラドクタ)育成制度の創成が重要と考え、制度の提言を行うことを目的としている。最終年となる平成20年度は、前年度(平成19年度)に開発したシステムの実用化を行うとともに国際的なインフラドクタ制度の創成を試みた。そのため、以下の項目について種々の検討を行った:(1)インテリジェントモニタリングシステムの動作確認と機能改良:平成19年度に開発したヘルスモニタリングシステムの検証実験を行うため、社会基盤構造物の置かれる条件の違いについても確認することを目的に、日本、フィンランド両国でそれぞれ実施した。(2)技術者教育用マルチメディアVRシステムとの統合:構造物に発生する様々な損傷状態を擬似的に体験したり、診断の思考プロセスを臨場感を持って仮想的に体験することが可能な、マルチメディアVRシステムとの統合を行いインフラドクタ育成制度への利用を試みた。(3)既存システムを組合わせたシステムインテグレーションの実行:2年間にわたって開発した種々のシステムと既存のシステムを統合した次世代ライフタイムシステムの構築及びインフラドクタ育成制度の創成を行うとともに、実用化のための検証試験を行い、世界各国での利用を促進した。そのために、日本、フィンランド両国においてWorkshopを開催し、ニューズレターを発行してシステムおよび制度の普及を進めた。本研究は、情報ネットワークによるデータベースシステム、マルチメディアバーチャルリアリティ技術、インテリジェントモニタリング技術、人工生命や人工知能技術などの最新情報処理技術を援用して、社会基盤構造物の計画、設計からこれらが耐用年数を迎えるまでの診断、対策立案に全責任が持てる、統合型ライフタイムマネジメント戦略と世界最高水準の研究者・高度技術者(インフラドクタ)育成制度の創成が重要と考え、制度の提言を行うことを目的としている。平成19年度は、インテリジェントヘルスモニタリング技術の開発と世界標準データベースへの統合を検討した。すなわち、社会基盤構造物に対するライフタイムマネジメント及びインフラドクタ制度創成には、世界標準を目指したデータベースシステムの構築とともに、性能劣化の診断のみならず、構造物自身が変状や諸情報を検知するというインテリジェントヘルスモニタリング機能、教育方法等を確立することが必要となる。そのため、以下の項目について種々の検討を行った:(1)日本と欧州におけるデータベース構築技術の調査と研究成果の統合方法:日本、フィンランドなどの社会基盤構造物整備の高度に進んだ国における当該データベースシステムを詳細に調査することによって、マルチメディア機能を利用した世界標準データベースシステムでの共有化を試みた。(2)インテリジェントヘルスモニタリングシステムの開発とデータベースシステムへの統合:インテリジェントセンサーを利用したヘルスモニタリングシステムを、日本およびフィンランドの先端技術、ネットワーク技術を持ち寄り構築する。また、時々刻々収集されるデータを自動的に選別しデータベース化する統合化ソフトの開発を試みた。
ダイレクトメールにおける科学的経営戦略に関する数理モデルの構築

本研究では,インターネットの急速な普及により,小売業としての地位を確保したダイレクトメールの価格的経営管理方法の確立に貢献することを意図して,次の3種類の問題に注目し,それぞれの問題を解消するためのモデル構築を試みた.●カタログ発送打ち切り問題●カタログ発送直後の需要量に基づく商品の最終需要量の予測●新規採用商品が売れ筋商品であるのか,死に筋商品であるのかの科学的判断1番目の問題に対しては,再生報酬過程に基づくカタログ打ち切り時期に関するモデルを構築した.ここでは特に過去の購買回数が多い顧客を対象とし,K回の連続したカタログ送付に対して何ら反応のない顧客の対しては,以降のカタログ送付を打ち切るという方策を提案した.2番目の問題に対しては,始めに各商品の累積需要量の時間的変化を平均値関数がH(t)であるような非定常ポアソン過程を用いて表現した.この上で,過去のデータにおけるカタログ発行直後の累積需要量の時間的変化を表す平均値関数と,カタログ有効期間終了までの累積需要量の変化を表す平均値関数との関係を利用した予測方法を提案した.最後の問題においては,現在会員にのみ送付されているテストカタログを用いて新規採用商品のテスト販売を実施し,そこでの需要量がk以上であればそれを売れ筋商品とみなして,本カタログでも採用することとし,k未満であればそれをしに筋商品とみなして,本カタログでは採用しないという政策を提案した.この上で,最適な判断基準であるkの値を求めるためのモデルを構築した.本研究では,インターネットの急速な普及により,小売業としての地位を確保したダイレクトメールの価格的経営管理方法の確立に貢献することを意図して,次の3種類の問題に注目し,それぞれの問題を解消するためのモデル構築を試みた.●カタログ発送打ち切り問題●カタログ発送直後の需要量に基づく商品の最終需要量の予測●新規採用商品が売れ筋商品であるのか,死に筋商品であるのかの科学的判断1番目の問題に対しては,再生報酬過程に基づくカタログ打ち切り時期に関するモデルを構築した.ここでは特に過去の購買回数が多い顧客を対象とし,K回の連続したカタログ送付に対して何ら反応のない顧客の対しては,以降のカタログ送付を打ち切るという方策を提案した.2番目の問題に対しては,始めに各商品の累積需要量の時間的変化を平均値関数がH(t)であるような非定常ポアソン過程を用いて表現した.この上で,過去のデータにおけるカタログ発行直後の累積需要量の時間的変化を表す平均値関数と,カタログ有効期間終了までの累積需要量の変化を表す平均値関数との関係を利用した予測方法を提案した.最後の問題においては,現在会員にのみ送付されているテストカタログを用いて新規採用商品のテスト販売を実施し,そこでの需要量がk以上であればそれを売れ筋商品とみなして,本カタログでも採用することとし,k未満であればそれをしに筋商品とみなして,本カタログでは採用しないという政策を提案した.この上で,最適な判断基準であるkの値を求めるためのモデルを構築した.平成8年度は,各顧客がそれぞれのカタログでどのような商品を購入したかに関するデータを整備した.この上で,顧客の購買行動を表現する目的で,マルコフチェーンに基づき基本モデルと,購買意欲パラメータを導入したモデルの構築を行った.このような顧客購買行動を表現するモデルを構築することは,科学的経営戦略を考案するために必要不可欠である.基本モデルでは,カタログを送付したときに,顧客が何らかの商品を購入するかしないかの2状態を考え,前述のデータを用いて状態推移確率のパラメータ推定を行った.これにより,基本モデルは,現実の分析において大きな指針となっている.直近の購買時期,購買頻度,購買金額のうち,購買頻度を表現できることが明らかとなった.次に,顧客に購買意欲がある,無しの2状態を考え,購買意欲のある顧客が一定の確率で商品を購入するという拡張モデルを構築した.本モデルにおいても,前述のデータを用いてパラメータの推定を行った.この結果,本モデルが,現実の分析において大きな指針を与えている直近の購買時期,購買頻度,購買金額のうち,直近の購買時期,購買頻度を表現していることが示せた.本研究では,インターネットの急速な普及により,小売業としての地位を確保したダイレクトメールの価格的経営管理方法の確立に貢献することを意図として,次の3種類の問題に着目し,それぞれの問題を解消するためのモデル構築を試みた.●カタログ発送打ち切り問題●カタログ発送直後の需要量に基づく商品の最終需要量の予測●新規採用商品が売れ筋商品であるのか,死に筋商品であるのかの科学的判断1番目の問題に対しては,再生報酬過程に基づくカタログ打ち切り時期に関するモデルを構築した.ここでは特に過去の購買回数が多い顧客を対象とし,K回の連続したカタログ送付に対して何ら反応のない顧客の対しては,以降のカタログ送付を打ち切るという方策を提案した.2番目の問題に対しては,初めに各商品の累積需要量の時間的変化を平均値関数がH(t)であるような非定常ポアソン過程を用いて表現した.この上で,過去のデータにおけるカタログ発行直後の累積需要量の時間的変化を表す平均値関数と,カタログ有効期間終了までの累積需要量の変化を表す平均値関数との関係を利用した予測方法を提案した.最後の問題においては,現在会員のみ送付されているテストカタログを用いて新規採用商品のテスト販売を実施し,そこで需要量がk以上であればそれを売れ筋商品とみなして,本カタログでも採用することとし,k未満であればそれをしに筋商品とみなして,本カタログでは採用しないという政策を提案した.この上で,最適な判断基準であるkの値を求めるためのモデルを構築した.
神経成長因子による褐色細胞腫PC12細胞のビオプテリン量の増加とその生理的意義

褐色細胞腫細胞PC12を神経成長因子(NGF)により交感神経細胞様細胞へと分化誘導するとテトラヒドロビオプテリン(BPH_4)量が一過的に上昇する。このNGFの作用の機構と生理的意義について検討し以下の成果を得た。1.作用機構:(1)NGFのBPH_4増加作用はRNA合成阻害剤、蛋白質合成阻害剤によって抑制されたことから、蛋白質合成に依存していること。(2)BPH_4生合成系における調節酵素と考えられるGTP cyclohydrolase(GTPCH)に対するNGFの影響を調べた。GTPCH活性もNGFにより一過的に上昇した。NGF濃度依存性やNGF効果のタイムコ-スの実験結果、およびNGFのGTPCH活性増加作用もRNA合成阻害剤、蛋白質合成阻害剤で抑制されたことなどから、NGFによるBPH_4増加作用はGTPCHの合成誘導(遺伝子発現)を介して起きることが強く示唆された。(3)プロテインキナ-ゼ(PK)阻害剤、Hー7、Hー8は高濃度である程度NGFの作用を阻害するが各種PKのK_1値付近の濃度では阻害しないことから、蛋白質リン酸化がNGFによるGTPCH活性・BPH_4増加に直接は関与していないと考えられる。(4)これらのNGFの作用におけるcAMPの介在について調べるためdibutyryl cAMP(dBcAMP)の効果について検討した。dBcAMPもGTPCH活性、BPH_4レベルを増加させたが、その作用機構はNGFの場合とは異なることを示唆する結果を得た。2.BPH_4上昇の生理的意義について検討するためプテリンの蛋白質リン酸化に対する影響を調べた。NGFは核内蛋白質、SMPのリン酸化を促進するが、BPH_4のアナログ、tetrahydro-6-methylpterinはこのSMPリン酸化促進効果を阻害した。BPH_4の上昇が一過的であることともあわせ、BPH_4が細胞分化の際の調節因子として働いている可能性が考えられるが、この点に関してはさらに研究が必要である。1.褐色細胞腫細胞PC12のサブクローンの1つであるPC12h細胞は神経成長因子(NGF)によってチロシン水酸化酵素(TH)が誘導される.そこでこのC12hを用い, THの補酵素であるテトラヒドロビオプテリン(BPH4)に対するNGFの影響について検討し以下の成果を得た.(1)NGFは細胞内のBPH4を一過的に上昇させ, BPH4のレベルはNGF処理開始後24時間でピークに達した.このBPH4の応答の様相はTHの場合とは全く異なっていた.(2)NGF以外に,上皮性細胞成長因子(EGF)もNGFとほぼ同様の効果を示した.(3)ジブチリルサイクリックAMP(dBcAMP)も細胞内のBPH4レベルを上昇させた.このことはNGFによるBPH4増加にはcAMPが介在していることを示唆している.(4)RNA合成阻害剤であるアクチノマイシンDはNGFによるBPH4増加を部分的に阻害した.これはBPH4に対するNGFの作用が, BPH4生合成に関与する酵素蛋白質の生合成をかいして起きている部分以外に,既存の酵素の活性化などによって起きている部分があることを示唆している.(5)BPH4

生合成の阻害剤を用いた実験で, NGFはGTPからのBPH4生合成経路上最初の酵素であるGTPサイクロハイドロラーゼ(GTPCH)活性に影響を与えていると思われる結果を得た.2.現在ひきつづき検討中の事項等について(1)NGFのBPH4に対する作用の発現と細胞内蛋白質リン酸化・脱リン酸化反応との関連について, NGFとBPH4生合成阻害剤, NGFと蛋白質リン酸化酵素阻害剤を組み合わせてひきつづき検討を行なっている.(2)NGFのBPH4に対する作用機序を一歩進めて検討するためGTPCHに対する作用を直接検定しようとしている.1.前年度の研究の結果、褐色細胞腫細胞PC12のサブクローンの1つであるPC12h細胞において、神経成長因子(NGF)は細胞中のテトラヒドロビオプテリン(BPH4)量を一過的に上昇させることが発見された。本年度はこのNGFのBPH4増加の作用機構を研究するためにプロテインキナーゼの阻害剤(Hー7、Hー8、K252a)やRNA合成阻害剤(アクチノマイシンD)の効果、および細胞内Caイオンの変動が関与しているかどうかについて検討した。(1)Hー7、Hー8(各80μM)は、NGFによるBPH4増加を阻止できなかった。またこれらの阻害剤はNGFによる神経突起形成をも阻止しなかった。この結果は、環状ヌクレオチド依存性プロテインキナーゼ、プロテインキナーゼCは関与していないことを示唆している。(2)K252aはNGFによる神経突起形成、BPH4増加をともに阻害した。この結果が、NGFによるBPH4増加をためにK252aに特異的感受性をもつプロテインキナーゼの関与を示しているのか、あるいはK252aはプロテインキナーゼ阻害剤としての作用以外の作用によって阻害効果を示しているのか、についてはまだ明らかではない。(3)アクチノマイシンDはNGFによるBPH4増加を阻止するがBPH4を基礎量以下に減少させる効果はなかった。また対照の細胞のBPH4量に対しても影響を与えなかった。これは、RNA(おそらくBPH4生合成系の酵素のためのmRNAと推測される)の合成がBPH4増加誘導のために必要であることを示している。(4)Caイオンの関与については明確な結果がまだ得られておらず引き続き検討中である。2.NGFによるBPH4増加の生理的意義を明らかにするためには培養液中の血清が障害になると考えられる結果が得られたので、無血清培地を用いて検討中である。褐色細胞腫細胞PC12を神経成長因子(NGF)によって交感神経細胞様細胞へと分化誘導を行なうとテトラヒドロビオプテリン(BPH4)含量が一過的に上昇する。このNGFの作用の機構について、PCl2のサブクロ-ンの1つであるPCl2h細胞を用いて検討し、以下のような結果を得た。1)BPH4生合成系において調節酵素であると考えられている酵素、GTP cyclohydrolase(GTPCH)の活性に対するNGFの交化について検討し、GTPCH活性がNGFで一過的に上昇することを見い出した。NGFの効果のタイムコ-ス実験やNGF濃度依存性の実験結果は、NGFのBPH4の一過的上昇作用は、GTPCH活性の一過的上昇によって起きるものであることを示している。2)GTPCH活性上昇の機構について明かにするため、RNA合成阻害剤(actinomycin D,AD)およびタンパク質合成阻害剤(cycloheximide,CH)の影響について検討した。
ラマン散乱、中性子回折による水酸アパタイトおよび光触媒の結晶構造と機能の発現

水素イオン、酸素イオンの具体的な結晶構造に関する信頼性の高い情報を与える中性子回折を用い、X線回折では測定不可能なアパタイト中のOHに由来する欠陥とそれに誘起される構造変化を、また光触媒ではSr2Ta2O7へのBaドーピングによる酸素八面体に由来する構造変化を、リートベルト解析を行うことにより明確にした.更にはMEM解析を行い水酸アパタイト中の高温下での核密度分布を調べることにより、プロトン伝導のパスの可視化に成功した.水素イオン、酸素イオンの具体的な結晶構造に関する信頼性の高い情報を与える中性子回折を用い、X線回折では測定不可能なアパタイト中のOHに由来する欠陥とそれに誘起される構造変化を、また光触媒ではSr2Ta2O7へのBaドーピングによる酸素八面体に由来する構造変化を、リートベルト解析を行うことにより明確にした.更にはMEM解析を行い水酸アパタイト中の高温下での核密度分布を調べることにより、プロトン伝導のパスの可視化に成功した.生体材料、電子材料など様々な分野で応用が期待されている水酸アパタイトの分解反応やそのイオン伝導は、結晶構造、特にOHイオンと密接に関係している。また近年深刻化しているエネルギー・環境問題を解決するために注目されている光触媒に関しては、我々は層状構造を持っTa系ペロブスカイトに異種イオンをドープすることにより、その特性が高くなることを明らかにしている。しかし、その理由は明らかになっていない。そこで本課題では水素イオン、酸素イオンに比較的敏感な中性子回折により、アパタイトの欠陥構造、ペロブスカイトにおける酸素八面体の構造を明らかにし、その結晶構造と物性との関係を明らかにすることを目的として研究を行った。本年度に実施した内容は、欠陥を導入した重水素置換水酸アパタイトならびにタンタレートの合成である。錯体重合法を用いて、精密分析に充分耐えられる均一な試料を合成した。合成した試料を各温度で熱処理後、室温へのクエンチすることにより水酸基の欠陥量の異なった試料を作製した。更に中性子回折測定用の試料として、重水(D_2O)を用いてアパタイト中のOHサイトをODサイトに置換した試料を作製した。欠陥サイトを有する水酸アパタイトのD置換は未だに報告例はないが、これに成功した。また光触媒であるバリウム置換タンタレートに関しても、組成が極めて均一な試料を合成できる錯体重合法を用いて合成を行った。合成した試料に対して、まずはラマン散乱とNMR測定を行った。しかしラマン散乱、NMRでは、水酸基や酸素イオンに関しては感度良い情報を与えるが、具体的な原子の位置、更にはイオンの伝導経路などは決定できない。そのため次年度は具体的な結晶構遣に関して信頼性の高い情報を与える中性子回折測定を実施する。生体材料、電子材料など様々な分野で応用が期待されている水酸アパタイトの分解反応やそのイオン伝導は、結晶構造、特にOHイオンと密接に関係している。また近年深刻化しているエネルギー・環境問題を根本的に解決するために注目されている光触媒に関しては、我々は層状ペロブスカイト構造を持つTa系ペロブスカイトに異種イオンをドープすることにより、その特性が高くなることを明らかにしている。しかし、その理由に関しては明らかになっていない。本課題では水素イオン、酸素イオンの具体的な結晶構造に関する信頼性の高い情報を与える中性子回折の測定が必要となるため、本年度はこれを実施した。特に、X線回折では測定不可能なアパタイト中のOHに由来する欠陥とそれに誘起される構造変化を、また光触媒ではSr_2Ta)2O_7へのBaドーピングによる酸素人面体に由来する構造変化を、中性子回折データのリートベルト解析を行うことにより明確に検出した。日本原子力研究所の研究用原子炉(改3号炉)のガイドホールのT1-3ビームラインに設置されている東北大学金属材料研究所のHERMESを用いて広い2θ範囲でトータルパターンを測定した。そのデータのリートベルト解析を行い、更にはMEM解析を行いoxy-hydroxyapatite中の高温下での核密度分布を調べることにより、プロトン伝導のパスを明らかにし可視化した。
1923年関東地震に伴う長周期強震動の解明と強震動シミュレーション

過去、世界中で発生したマグニチュード8クラスの大地震の中で唯一震源域近傍で長周期地動の記録が得られている1923年関東地震の記録を再検討すると同時に、地震断層の不均質なすべりを考慮したシミュレーションを行い、関東地震の際の長周期強震動を明らかにした。さらに、関東地震の記録から明らかになった長周期強震動のピークが規模の小さな地震の記録に見られる長周期震動のピークと異なる点に注目し、その要因の解明を関東地震のみでなくロサンゼルスで予想される大地震も想定して試みた。本研究の成果の要点は以下の通りである。1)1923年関東地震の際のユ-イング強震計の特異な記録状況を詳細に検討した結果、ユ-イング強震計の摩擦抵抗がこの地震時に大きかったと考えることにより、従来の相異なる推定地動の矛盾を解決した。2)関東地震の際の東京での地震動は大きな長周期成分を含んでおり、速度応答スペクトルは周期13秒で120cm/secに達するものと考えられる。3)数値シミュレーションによる推定地動は一定の断層面と地震モーメントを与えた場合でも非常に大きく変化する。特に、断層面上のすべり分布と破壊伝播の様式が推定地動に大きく影響する。また、表層に軟弱な堆積層があると地動は大きく増幅される。4)関東地震の際の長周期強震動のピークは、東京で観測される規模の小さな地震の長周期地震動のピークと大きく異なるものである。5)深さ数kmから10km程度の所に位置する断層がある場合この長周期の波が見られるが、その振幅は短周期成分に比べてかなり小さい。しかし、深さ数kmから10km程度の所に位置する断層が大きなすべりをし、且つ断層の破壊伝播が観測点に向かってくるときに、この長周期の波は大振幅を持つ。6)上記の結論は、関東地震の場合のみならず、ロサンゼルスで予想される大地震の場合でもあてはまる。過去の研究では、ユーイング強震計記録と今村式強震計記録を用いて推定された関東地震時の東京での地動に、大きな食い違いがあった。特に、通常のユーイング強震計は周期6秒の波動が卓越するはずであるが、関東地震の記録は周期約13秒の波動が卓越した極めて特異なものとなっているため、この記録はこれまで多くの地震学者からあまり注意を払われていなかった。これらの観測記録の詳細な検討と、数値シミュレーションによる解析を行なった結果、以下のような新しい知見が得られた。1923年関東地震の際のユーイング強震計の特異な記録がどのような状況のもとで観測されたものかを詳細に検討した結果、ユーイング強震計の摩擦抵抗がこの地震を記録しているときに大きかったと考えることにより、従来の相異なる推定地動の矛盾を解決した。関東地震の際の東京での地震動は大きな長周期成分を含んでおり、速度応答スペクトル(5%dumping)は周期13秒で120cm/secに達するものと考えられる。また、周期7.5秒付近での速度応答スペクトルは約50cm/secと見積られた。数値シミュレーションによる推定地動は一定の断層面と地震モーメントを与えた場合でも非常に大きく変化する。断層面上のすべり分布と破壊伝播の様式が推定地動に大きく影響する。断層面上のすべりの立ち上がり時間が短くなったり、破壊伝播速度が速くなると、周期5秒以下の速度応答スペクトルは大きくなる。さらに、表層に軟弱な堆積層があると地動は大きく増幅される。東京の下のくぼ地構造により地動の継続時間は大きく増大するが、速度応答スペクトルにはほとんど影響しない。

1923年関東地震の際の東京(本郷)での強震動に関する過去の研究では、ユ-イング強震計記録と今村式強震計記録を用いて推定された地動に大きな食い違いがあった.本研究では,ユ-イング強震計の特異な記録がどのような状況のもとで観測されたものかを詳細に検討した結果,摩擦抵抗がこの地震を記録しているときに大きかったと考えることにより,従来の相異なる推定地動の矛盾を解決した.関東地震の際の東京での地震動は大きな長周期成分を含んでおり,速度応答スペクトルは周期13秒で120cm/secに達する.数値シミュレーションによる推定地動もこの結果を支持する.従来の関東地震の強震動シミュレーションの結果では周期10秒以上の長周期成分が大きな振幅を持つ様な例は得られていない.そこで,関東地震の記録から明らかになった長周期強震動のピークが規模の小さな地震の記録に見られる長周期震動のピークと異なる点に注目し,その要因の解明を関東地震のみでなくロサンゼルスで予想される大地震も想定して試みた.本研究の今年度の成果の要点は以下の通りである.1).関東地震の際の長周期強震動のピークは,東京で観測される規模の小さな地震の長周期地震動のピークと大きく異なるものである.2).深さ数kmから10km程度の所に位置する断層がある場合この長周期の波がみられるが,その振幅は短周期成分に比べてかなり小さい.しかし,深さ数kmから10km程度の所に位置する断層が大きなすべりをし,且つ断層の破壊伝播が観測点に向かってくるときに,この長周期の波は大振幅を持つ.3).上記の結論は,関東地震の場合のみならず,ロサンゼルスで予想される大地震の場合でもあてはまる.
腎細胞癌の免疫環境と血管新生阻害後のリモデリングの統合的解析による新規治療の開発

進行腎細胞癌の薬物療法は近年大きく進歩し、血管新生阻害薬による分子標的治療薬に加え、免疫チェックポイント阻害薬(PD1/PDL1療法)が治療の中心となった。分子標的治療薬の効果を予測するバイオマーカーの探索と耐性の克服は、社会的に解決すべき喫緊の課題である。本研究は、がん微小環境における不均一な血管構造や免疫浸潤に着目し、過酷な微小環境で生き残る癌細胞の標的分子・免疫環境での自然・獲得免疫担当細胞の役割・免疫チェックポイント分子の階層性を解析し、根治のための新規治療方法の探索を行う。細胞階層性を1細胞レベルで解析することは癌幹細胞の克服に繋がる。本研究は腫瘍検体の免疫組織学的解析に加え、最新のライトシート顕微鏡・シングルセルRNAシークエンス・血液循環腫瘍細胞を利用し、自動化された腎がんシングルセル解析の実装を目標とする。免疫組織学的検討においては、宿主由来の免疫浸潤(自然・獲得免疫)を網羅的に解析は、他癌腫においても報告は無い。この点において2018年度は、ハイスループットで免疫組織学的解析を可能にするための腎癌組織マイクロアレイの作成に着手した。当教室は世界的な腎癌データベースを有し、腎癌組織マイクロアレイから得られる結果は波及効果が期待される。実際の腎癌組織マイクロアレイCD3/CD8の免疫組織学的検討では、切片をデジタル画像化し自動カウントする解析プラットフォームの導入に成功し、腫瘍内免疫浸潤を1細胞レベルで数値化した。更に癌研究において革新的なライトシート顕微鏡・シングルセルRNAシークエンスを腎細胞癌に最適化するためのプロトコール作成にも着手し、特にライトシート顕微鏡は血管内皮マーカーCD34に着目し、腎腫瘍塊に存在する血管網を3次元で可視化することに成功した。2018年度は、がん微小環境や免疫浸潤を網羅的・ハイスループットで評価するための研究基盤である腎癌組織マイクロアレイの作成に多くを割いた。倫理委員会での研究承認後(承認番号:20180098課題名:手術摘除が施行された腎細胞癌患者の予後/薬剤耐性マーカーに関する研究)、泌尿器科病理医と共同で腫瘍中心やinvasive marginを全症例で検証した。パイロット研究で行った腎癌組織マイクロアレイのCD3/CD8の免疫染色では、切片をデジタル画像化し自動カウントする解析プラットフォームを導入し、腫瘍内のT細胞浸潤を1細胞レベルで数値化することに成功した。即ち腎腫瘍内の不均一な免疫環境を国際基準で評価する(Pages F, et al. Lancet 2018, Galon J and Bruni D. Nat Rev Drug Discov 2018)ことが可能となった。新規ライトシート顕微鏡を用いる腎がん微小環境の可視化は、当教室の腎癌データベースから、特に血管新生阻害を主とする分子標的治療が行われた有転移症例に焦点を当てた。本顕微鏡を用いたパイロット研究で、血管内皮マーカーCD34に着目し、腎腫瘍塊の内部に存在する血管網を立体視することに成功した。シングルセル解析で腎癌幹細胞を解明する試みにおいて、2018年度は転移性腎癌患者からのリキッドバイオプシーが可能な前向き研究を倫理委員会で承認を得た(承認番号:20180099課題名:腎細胞癌患者を対象とした血中バイオマーカーの検討)。転移性腎癌患者では血中循環腫瘍細胞が多数存在することが予想され、当教室で保有する血中循環腫瘍細胞回収装置から得られる細胞切片では血中循環腫瘍細胞と考えられるCD45陰性細胞が、複数症例で確認され、本システムが実装可能なことが示された。がん薬剤耐性を解決する糸口として、がん微小環境を詳細に解明し、生き残る癌細胞、血管のリモデリング、免疫担当細胞を多面的に解析し、新規治療を開発する。特に免疫環境の探索は腎細胞癌の原発巣より行い、次にリンパ節、肺、骨、肝臓、膵臓などの転移巣に展開して転移巣の特徴を探索し、臓器特異的な免疫環境を明らかにする。この試みにおいて、2018年度の成果で得られた腎癌組織マイクロアレイは、当教室の世界的な腎癌データベース(Obata J, et al. BJU Int 2016, Tanaka N, et al. Eur Urol Focus 2015)に由来しており、研究の実現性を担保する。我々の腎癌組織マイクロアレイは、主要な淡明細胞癌の原発・転移巣のみならず、非淡明細胞癌、特殊な肉腫様腎癌、希少な転座型腎癌や本邦特有の透析腎癌も含まれる。また血管新生阻害後に摘出を行った腎癌組織マイクロアレイも含まれ、微小環境の劇的な変化後にリモデリングされる免疫環境もハイスループットで解析可能である。我々の独自性であるライトシート顕微鏡は2018年度の成果で、免疫染色・透明化プロトコールが腎細胞癌で最適化され、微小環境の3次元解析を可能にする新規イメージングが可能となった。即ち腎細胞癌の進展と治療に伴う微小環境の修飾を解き明かす研究基盤が概ね整ったと考える。次年度はこれら研究基盤を駆使し、腎癌幹細胞を頂点とする細胞階層性や不均一な血管・免疫環境を可視化し、特に腎細胞癌で喫緊な課題である免疫チェックポイント阻害薬(PD1/PDL1療法)の耐性機構に繋がる分子基盤を解明する研究を推進したいと考える。一方、本研究で期待される

1細胞レベルのトランスクリプトーム解明、即ちシングルセルRNAシークエンスの導入に関しては、腎細胞癌に最適化された単一細胞化プロトコールを準備中であり、順次実装に移す予定である。進行腎細胞癌の薬物療法は近年大きく進歩し、血管新生阻害薬による分子標的治療薬に加え、免疫チェックポイント阻害薬(PD1/PDL1療法)が治療の中心となった。分子標的治療薬の効果を予測するバイオマーカーの探索と耐性の克服は、社会的に解決すべき喫緊の課題である。本研究は、がん微小環境における不均一な血管構造や免疫浸潤に着目し、過酷な微小環境で生き残る癌細胞の標的分子・免疫環境での自然・獲得免疫担当細胞の役割・免疫チェックポイント分子の階層性を解析し、根治のための新規治療方法の探索を行う。細胞階層性を1細胞レベルで解析することは癌幹細胞の克服に繋がる。本研究は腫瘍検体の免疫組織学的解析に加え、最新のライトシート顕微鏡・シングルセルRNAシークエンス・血液循環腫瘍細胞を利用し、自動化された腎がんシングルセル解析の実装を目標とする。免疫組織学的検討においては、宿主由来の免疫浸潤(自然・獲得免疫)を網羅的に解析は、他癌腫においても報告は無い。この点において2018年度は、ハイスループットで免疫組織学的解析を可能にするための腎癌組織マイクロアレイの作成に着手した。当教室は世界的な腎癌データベースを有し、腎癌組織マイクロアレイから得られる結果は波及効果が期待される。実際の腎癌組織マイクロアレイCD3/CD8の免疫組織学的検討では、切片をデジタル画像化し自動カウントする解析プラットフォームの導入に成功し、腫瘍内免疫浸潤を1細胞レベルで数値化した。更に癌研究において革新的なライトシート顕微鏡・シングルセルRNAシークエンスを腎細胞癌に最適化するためのプロトコール作成にも着手し、特にライトシート顕微鏡は血管内皮マーカーCD34に着目し、腎腫瘍塊に存在する血管網を3次元で可視化することに成功した。2018年度は、がん微小環境や免疫浸潤を網羅的・ハイスループットで評価するための研究基盤である腎癌組織マイクロアレイの作成に多くを割いた。倫理委員会での研究承認後(承認番号:20180098課題名:手術摘除が施行された腎細胞癌患者の予後/薬剤耐性マーカーに関する研究)、泌尿器科病理医と共同で腫瘍中心やinvasive marginを全症例で検証した。パイロット研究で行った腎癌組織マイクロアレイのCD3/CD8の免疫染色では、切片をデジタル画像化し自動カウントする解析プラットフォームを導入し、腫瘍内のT細胞浸潤を1細胞レベルで数値化することに成功した。即ち腎腫瘍内の不均一な免疫環境を国際基準で評価する(Pages F, et al. Lancet 2018, Galon J and Bruni D. Nat Rev Drug Discov 2018)ことが可能となった。新規ライトシート顕微鏡を用いる腎がん微小環境の可視化は、当教室の腎癌データベースから、特に血管新生阻害を主とする分子標的治療が行われた有転移症例に焦点を当てた。本顕微鏡を用いたパイロット研究で、血管内皮マーカーCD34に着目し、腎腫瘍塊の内部に存在する血管網を立体視することに成功した。
光合成関連遺伝子群の体系的同定

独立のλクローン451個を解析し、2562kbpの領域(全体の95%)をカバーするcontigを作製した。さらに、この451個の全λクローンの両末端の塩基配列を決定した。これは全ゲノムに対し、平均2.8kbp毎にsequence tagを作製したことになる。II.植物光合成関連mRNAの濃縮:上で決定された配列より37個の光合成関連遺伝子を決定した。タバコ若葉より光合成関連mRNAの濃縮法の条件検討を行った。III.情報公開:ホームページの改訂を行いつつあり、詳細な物理地図がわかるようになる。