hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
胎盤由来物質による母体エネルギー代謝調節および胎児への糖供給調節機構の解析

本年度は、胎盤および脂肪細胞から産生される糖・エネルギー代謝調節因子のうちレプチンとレジスチンについて、胎児発育との関係を検討した。またマウスIUGRモデルを用い、これらの因子と胎児発育について検討した。1.ヒト正常妊娠、病的妊娠におけるレプチン、レジスチン動態(1)臍帯動脈血、静脈血中のレプチン濃度は母体血中値の約1/3と低値であった。(2)妊娠中毒症を伴うIUGRでは発育正常の対照群と比較して母体血中レプチン濃度は3倍高値を示し、胎盤におけるレプチン遺伝子発現の亢進を認めた。妊娠中毒症を伴わないIUGR群においても1.5倍高値であった。しかし、IUGR児の臍帯血中のレプチン濃度は母体妊娠中毒症の有無に関らず低値を示した。(3)レジスチン遺伝子発現は主に絨毛細胞に認められ、妊娠末期妊婦の血中レジスチン濃度は非妊娠女性と比較して約4倍高値であった。2.妊娠マウスの摂食制限によるIUGRモデルの作成と新生仔におけるレプチン、レジスチン発現(1)母獣摂食制限により胎仔の発育遅延を認め(体重は対照群の70.7%)、胎盤重量も87.7%と低値であった。マウス胎盤にはレプチン、レジスチン共に遺伝子発現を認めなかった。IUGR胎仔では皮下脂肪組織におけるレプチン、レジスチン遺伝子発現がそれぞれ対照群の48.7%、48.4%に低下していた。(2)IUGRマウスの体重は出生後にcatch upし、生後3週齢では対照群と体重差を認めなかった。(3)IUGRマウスの8日齢では皮下脂肪におけるレプチン遺伝子発現が263%と亢進し、高レプチン血症を示したが、レジスチン遺伝子発現は対照群と同程度であった。(4)生後5,17週齢ではレプチン、レジスチンの遺伝子発現に有意差を認めなかったが、レプチン感受性の低下を認めた。以上より、胎児発育調節に脂肪細胞および胎盤由来のレプチンが重要な役割を果たしていることが示された。妊娠後半期の母体には食後血糖値の上昇、空腹時脂質代謝の亢進、等が認められるが、これは、1日に3回の食事として分割して摂取したエネルギーを効率的かつ持続的に胎児に供給する適応機序であるとも考えられる。すなわち、食後は高血糖となり胎児に大量の糖を供給し、空腹時には肝臓での脂肪代謝の亢進により遊離脂肪酸を増加させ母体側の糖消費を節約し、胎児への糖の供給を確保している。糖に絶対的に依存する胎児の生命維持と発育のためにはこのような適応は必須であるが、これらの変化は、従来、ヒト胎盤性ラクトゲン(hPL)、ステロイドホルモンなど胎盤由来因子によって調節されると考えられていた。本年度は、胎盤から産生される生理活性物質に着目し、母体栄養代謝に及ぼす影響と胎盤形成、胎児発育に及ぼす生理作用とを検討した。また妊娠マウスを用い、胎児発育に関する実験モデルの作成を試みた。1.ヒト胎盤におけるレジスチン産生および母体血中レジスチン濃度の測定レジスチンはインスリン抵抗性を増大させるホルモンであるが、妊娠初期絨毛組織、妊娠末期胎盤組織においてレジンスチン遺伝子の発現とレジスチン蛋白の局在を確認した。妊娠末期妊婦の母体血中レジスチン濃度は非妊時と比較して約3倍高値を示した。2.妊娠マウスの摂食制限による胎児発育遅延モデルの作成と新生仔におけるレプチン遺伝子発現の検討妊娠マウス母獣の妊娠後半期の給餌量を制限したところ、仔の出生時体重は自由摂食群と比較して有意に低値であった。出産後の母獣を自由摂食下で授乳させる事により新生仔の体重は速やかに対照群の出生仔にcatch-upしたが、脂肪細胞におけるレプチン遺伝子の発現は有意に亢進していることが認められた。次年度は、胎盤の形成、成熟過程とレジスチン発現の関係を解析し、胎児発育とレプチンおよびレジスチン発現の関係を検討する。

マウス胎盤にはレプチン、レジスチン共に遺伝子発現を認めなかった。IUGR胎仔では皮下脂肪組織におけるレプチン、レジスチン遺伝子発現がそれぞれ対照群の48.7%、48.4%に低下していた。(2)IUGRマウスの体重は出生後にcatch upし、生後3週齢では対照群と体重差を認めなかった。(3)IUGRマウスの8日齢では皮下脂肪におけるレプチン遺伝子発現が263%と亢進し、高レプチン血症を示したが、レジスチン遺伝子発現は対照群と同程度であった。(4)生後5,17週齢ではレプチン、レジスチンの遺伝子発現に有意差を認めなかったが、レプチン感受性の低下を認めた。以上より、胎児発育調節に脂肪細胞および胎盤由来のレプチンが重要な役割を果たしていることが示された。
隕石中のバリウム精密同位体測定による太陽系初期の水の存在時期の推定

太陽系初期に水が存在した証拠は隕石に残っている。本研究では隕石中のバリウムの同位体比を精密測定し、消滅核種Cs-135によるBa-135の同位体異常の検出を行い年代測定を試みた。スタンダード溶液では約10-40ppmの同位体測定精度が得られ、Ba-130濃縮同位体等でダブルスパイク法を検討した。Tagish Lake炭素質隕石ではBa-135およびBa-137に顕著な同位体異常が見られた。これらはプレソーラー粒子によって原始太陽系にもたらされ不均質に保持されていると考えられる。また、Cs/Ba比と同位体過剰には関連が見られず、セシウムが初期の水質変成で移動したためと推測される。平成27年度はダブルスパイク法によるBaの精密同位体比分析法の検討を行った。Cs-135の痕跡の検出にはBaを化学分離した後、国立科学博物館に設置された最新の表面電離型質量分析計を用いて精密同位体比分析を行う。この質量分析計は15年間使用してきた旧来の質量分析計を平成22年度末に博物館経費により更新したものである。7基のマルチイオンカウンティングシステムが搭載されており、微量な試料の測定が可能である。また、ダブルスパイク法は濃縮安定同位体2種を既知量加えることにより、質量分別効果を見積もって補正する方法である。科研費によりBa-130およびBa-132の濃縮安定同位体を購入した。この2種と博物館の研究支援経費により購入した他のBa濃縮同位体を使用してどの同位体の組み合わせがよいか検討した。Ba-135はCs-135の壊変でできる核種であり、コンタミネーションを避けるために使用しないこととすると、Ba-132か134とBa-137か138の組み合わせが良いと思われる。Ba-138は天然の同位体存在度一番大きいため、これにスパイクを加えるとさらに他の同位体との存在度比が高くなるが、濃縮度の高い試薬が使えるのが利点である。今後は、標準岩石や多量に使用できる一般的な隕石の全岩試料にダブルスパイクを加えて測定を行っていく予定である。平成27年度はダブルスパイク法によるBaの精密同位体比分析法の確立を行う予定であったが、やや遅れている。これは主にダブルスパイクとするためのBa濃縮安定同位体の入手が遅れ、1月になったためである。現在は各核種の濃縮同位体の溶液を調製し、ダブルスパイク混合溶液として使用する核種の検討を行っている。精密同位体比測定を行う表面電離型質量分析計は順調に稼働しており、今後は岩石標準試料や隕石バルク試料の測定を行う予定である。平成28年度は引き続きダブルスパイク法によるBaの精密同位体比分析法の検討を行った。ダブルスパイク法は濃縮安定同位体2種を既知量加えることにより、測定における質量分析計内での質量分別効果を見積もって補正する方法である。現在、科研費により購入したBa-132の濃縮安定同位体と博物館の研究支援経費で購入したBa-138の組み合わせを主に試しているが、他の組み合わせも検討する必要がある。Ba-138は天然の同位体存在度が一番高く、やや測定しづらい問題点がある。代わりにBa-137も検討しているが、この核種はr-プロセスで核合成される核種で、検出を目指している消滅核種Cs-135およびその娘核種Ba-135もr-プロセスの影響が大きくいため、比較対象として測定したい核種である。これらの検討の他、従来の同位体分析法により、分化した隕石であるユークライトおよび月の表層土壌試料のBa同位体の測定を行い、国際学会で発表した。ユークライトは地球の標準物質と測定精度内でよく一致し、ユークライト母天体での大規模溶融時には同位体の均一化が起こっていたことが示唆される。一方、月試料では軽い同位体Ba-130, Ba-132と重い同位体Ba-137, Ba-138に同時に顕著な同位体過剰が見られた。前者は宇宙線による核破砕反応、後者は中性子捕獲反応によるものと思われるが、今後の検証が必要である。今後、これらの試料にもダブルスパイク法を適用し、天然の同位体分別についても調べていきたいと考えている。平成28年度は岩石標準試料や隕石バルク試料の測定を行う予定であったが、やや遅れている。これは主に平成27年度にダブルスパイクとするためのバリウム濃縮安定同位体の入手が遅れたためである。各核種の濃縮同位体の溶液を調製し、ダブルスパイク混合溶液として使用する核種の検討を行っている。精密同位体比測定を行うTriton表面電離型質量分析計は多少のトラブルはあったものの概ね順調に稼働しており、今後は岩石・隕石の実試料の分析を行う予定である。太陽系の形成初期に液体の水が存在した証拠は隕石中に多く見つかっており、様々な手法を用いてこの水の存在時期の推定が行われているが、未だに断片的な情報が集まっているのみである。セシウムはアルカリ金属元素であり水に良く溶けて移動するため、太陽系初期の水の存在時期に制約を与えることが可能である。またこの目的のために、ダブルスパイク法を用いて隕石中のバリウムの同位体比を精密に測定する方法を検討した。

精密同位体比測定には国立科学博物館に設置された表面電離型質量分析計Triton plusを用いた。Ndスタンダード溶液では3ppmの同位体比測定精度を達成しているが、Baスタンダード溶液では約10-40ppm(同位体存在度が低いBa-130, Ba-132を除く)の同位体測定精度が得られた。ダブルスパイク法はBaの濃縮安定同位体を2種類組み合わせ未知試料に既知量加えることにより質量分別効果を補正する。主にBa-132とBa-138の組み合わせを使って検討を行った。また、地質調査所の標準岩石試料と普通コンドライトの隕石試料について実試料への適用を検討した。一方、従来の同位体分析法により炭素質隕石の一種であるTagish Lake隕石のBa同位体測定を行った。酸による段階溶出を行い酸残渣と全岩を含め6つのフラクションを分析したところ、Ba-135およびBa-137に顕著な同位体異常が見られた。これらはs-プロセスで作られた核種であり、プレソーラー粒子によって原始太陽系にもたらされ隕石内に不均質に保持されていると考えられる。また、Cs/Ba比とBa-135の同位体の過剰には関連が見られず、セシウムが初期の水質変成で移動したためと推測される。太陽系初期に水が存在した証拠は隕石に残っている。本研究では隕石中のバリウムの同位体比を精密測定し、消滅核種Cs-135によるBa-135の同位体異常の検出を行い年代測定を試みた。スタンダード溶液では約10-40ppmの同位体測定精度が得られ、Ba-130濃縮同位体等でダブルスパイク法を検討した。Tagish Lake炭素質隕石ではBa-135およびBa-137に顕著な同位体異常が見られた。これらはプレソーラー粒子によって原始太陽系にもたらされ不均質に保持されていると考えられる。また、Cs/Ba比と同位体過剰には関連が見られず、セシウムが初期の水質変成で移動したためと推測される。岩石標準試料や隕石バルク試料の精密同位体比測定を行い、ダブルスパイク法の評価を行う。続いて、Cs-135の痕跡の検出のため適切な隕石試料を入手して、ダブルスパイク法による測定を行う。最初にCs-135の痕跡を発見したBeardsley隕石やZag隕石は国立科学博物館が保有しており、直ちに測定に使用できる予定である。続いて、国立科学博物館所有の最初にCs-135の痕跡を発見したBeardsley隕石やZag隕石について、ダブルスパイク法による測定を行う。さらに、適切な隕石試料を入手してCs-135の痕跡の検出を目指す。宇宙化学、隕石学
イスラーム・ガラスにおけるユダヤ・ビザンツの技術的、様式的影響と展開

紅海地域の港湾都市には、人、商品、技術が往来し、中でも、シナイ半島は、地理的要因に加え、ユダヤ教、キリスト教、イスラームの共通の聖地であることから、イスラーム社会の多様性、重層性を示しており、本研究のテーマと合致することから、3年間を通じてシナイ半島ラーヤ遺跡発掘調査で出土したイスラーム・ガラスの考古学的、分析化学的研究に力点を置いた。その結果、8世紀から9世紀にかけてのシナイ半島のキリスト教世界からイスラームへの変容の一端を明らかとすることができた。その結果、8世紀まではパレスティナ地域との関連が深く、9世紀になるとビザンツ様式をもつ城塞がイスラーム化され、イラクおよびエジプトの影響が強まっていることが判明した。この年代がウマイヤ朝からアッバース朝への政治的変化とほぼ一致することから文化変容の考察に役立つ。その後、東西交易ルートがペルシャ湾から紅海に移るファーティマ朝の時期になると、カット装飾杯に代表される広大なイスラーム圏内の交易活動を示す資料が出現する。化学分析に関しては、原料の相違によるナトロン・ガラスと植物灰ガラスの存在を明らかとし、この差が9世紀を画期とする指し示す時代的変遷および、イラク、エジプトとシリア・パレスティナ地域との地域差を指し示す要素であることを解明することができた。また、『ゲニザ文書』や『ヒスバの書』などの文献資料およびガラスなどに描かれた意匠などから、ユダヤ教徒ガラス職人の活動、キリスト教徒とイスラーム・ガラスとイスラーム教徒との関連について考察を進めた結果、イスラーム時代のガラス製造業を中心とした活動に異教徒が多大に貢献しており、これらが有機的に結合していた様子まで明らかとされた。ラーヤ遺跡の発掘調査は継続されており、今後、更なる新史料の蓄積により、今回の課題がより深められていくことが想定され、今後も研究を継続する予定である。本年は、イスラーム・ガラスの基礎データ作成のために、真道が中心となり、シナイ半島ラーヤ遺跡出土の8世紀から11世紀の出土遺物の生理・研究を中心に行った。出土点数は1万点に及ぶため、今回は装飾ガラス1395点を対象として、撮影、実測、詳細なデータ作成を行った。とくに、8世紀に登場するラスター彩ガラスに注目し、化学分析および考古学的様式の検討を行い、これまでのラスター彩ガラスの中でラーヤ出土ラスター彩ガラスの位置付けをおこなった。この結果、これまでの研究の空白部分である10世紀前後のシリアにおけるラスター彩ガラスを埋めるグループの存在を明らとした。さらに、中井が中心に進めている化学分析では、出土ガラス分析全般の組成傾向を知るため、ポータブル蛍光X線分析装置を発掘現場の研究施設に持ち込み、200点以上に及ぶ分析を行った。これによって、ラーヤ出土ガラスは、大部分が典型的なソーダ・ガラスであるが、エジプト・シリアのローマ・ガラスの系統に属するナトロンを使用した組成と9世紀以降のイスラーム・ガラス組成である植物灰を利用したと考えられている組成が混在することが解明された。これによって、ラーヤ出土ガラスの研究が、前時代からイスラーム・ガラスへの大きな変革の状況を研究する上で極めて有効であることが確証された。発掘調査全般は調査隊長である川床が指揮した。また、フスタート出土品およびブービエ・コレクションプトなどを対象に、素焼きの水壷の首部に取り付けられた透かし彫り模様の研究を行い、イスラーム文様の中に見られるコプト文様との影響関係について解明を行った。昨年度に引き続き、シナイ半島ラーヤ遺跡発掘調査(隊長:川床睦夫)で出土したイスラーム・ガラスを中心に考古学的、分析化学的研究を進めた。

様式・編年研究では、ラスター・ステイン装飾ガラスに加え、とくに、本年度はカット装飾ガラスに着目し、高級ガラスと日常ガラスについて明らかとし、刻線装飾技法からホイール・カット装飾技法への経年変化、そして、装飾ガラスにおける装飾と化学組成の関連を明らかとした。また、カット装飾ガラスにおける様式および化学組成から10世紀におけるイスラーム圏内の大都市を中心に出土する高級カット装飾ガラスの遠距離交易に関する考察を行った。化学分析に関しては、昨年度の研究結果得られた、原料の相違によるナトロン・ガラスと植物灰ガラスの分類をさらに細分する試みを行うとともに、現地で、ナトロンや植物灰の採集を行い、検証実験を行った。また、可搬型蛍光X線分析装置の有効性を高めるために、ICP(プラズマ発光分析)分析で得られた数値を基に、分析値の特性化を行う研究を進めた。これらの成果は、オリエント学会、分析化学会、エジプト調査関連研究会などの諸学会・研究会で成果発表を行った。また、昨年度の主な研究対象としたラスター・ステイン装飾ガラスと化学組成の研究に関いては、9月にロンドンで開催された国際ガラス史学会において、真道と中井グループがそれぞれ発表を行った。さらに、総括的研究として、イスラーム・ガラスに見られる、イスラーム的特質の解明、ガラスに描かれたキリスト教徒の図像解釈、『ゲニザ文書』に見られるカイロ・フスタート在住のユダヤ教徒ガラス職人の活動についても、資料収集、検証を行った。昨年度に引き続き、シナイ半島ラーヤ遺跡発掘調査(隊長:川床睦夫)で出土したイスラーム・ガラスを中心に考古学的、分析化学的研究を進めた。発掘区の拡大に伴い、対象となる時代が8世紀にまで遡ることとなり、本テーマに合致するビザンツ時代からイスラーム時代への変容期にあたる資料を得ることができた。とくに、シナイ半島という地理的状況からヨルダンおよびパレスティナ地域との関連が深く、750年前後に起きた大地震が遺物の編年考証の指標とされており、さらに、この時期がウマイヤ朝からアッバース朝への政治的変化とほぼ一致することから文化変容の考察にも役立っている。これらの地域の資料とシナイ半島出土ガラスの史料の比較研究が今回の大きな柱となった。これによって、ラーヤが8世紀までビザンツ支配下のシリア・パレスティナ地域の影響を受けていたのが、9世紀に城塞がイスラーム化され、モスクが建設される頃の時期にはエジプトの影響が強まっていることが、搬入したガラスから判断されることとなった。化学分析に関しては、昨年度の研究結果得られた、原料の相違によるナトロン・ガラスと植物灰ガラスの分類をさらに細分する試みを行い、ナトロン・ガラスにおいて、カリウムとストロンチウムの含有量に基づき、さらに二分できることが明らかとなった。この差がエジプトとシリア・パレスティナ地域との地域差を指し示す要素である可能性に着目し、今後さらに他地域のデータを集積し、比較することで研究を深めていく予定である。また、出土品以外の分野でも、ユダヤ教徒に関わるゲニザ文書、中国史書などの文献や諸地域の出土品などの研究も進め、成果の一部をまとめた。
頭頸部癌におけるゲノム網羅的なエピジェネティック解析

頭頸部癌におけるゲノム網羅的なエピジェネティック解析という研究テーマで遂行した。近年、DNAのメチル化を始めとするエピジェネティックな変化が、RNA合成、ひいてはタンパク質の発現を抑制することから、癌化機構の一つとして認識されている。最近、ゲノム全体のメチル化状態を明らかにするメチル化DNA解析は、次世代シークエンサーの登場で網羅性と解像度に大きな向上がみられている。特にゲノム網羅的エピゲノム解析法の登場で、いままで困難であった網羅性を実現することができるようになっている。頭頸部癌におけるゲノム網羅的なエピジェネティック解析という研究テーマで、研究を遂行している。本年度は、ゲノム網羅的エピゲノム解析のためのサンプルの作成を行い臨床検体の収集を行った。HPV関連中咽頭癌6例、HPV非関連中咽頭癌6例、非癌部口蓋扁桃4例の取集を行いDNA抽出を行っている。来年度は、これらのサンプルを使って実際に次世代シークエンシングを広島大学にておこなう予定である。データー解析も広島大学で行う予定である。本年度は、ゲノム網羅的エピゲノム解析のためのサンプルの作成を行った。喉頭癌細胞株(Hep-2)を5-Azacytidine(脱メチル化剤を)による治療を行った。5-Azacytidineを5uMの濃度で7日間治療を行うのがHep-2細胞株に対しては効率的に脱メチル化を起こすことを確認している。7日間の治療を5回ほど行いそれぞれの治療でmRNA、DNAをおのおの抽出してeEF1A2, GALR1, SALL3遺伝子のmRNAの再発現とDNA脱メチル化をPCR法にて確認している。また、細胞株の実験終了後に臨床検体を使った次世代シークエンシングを行う予定で、手術症例からの正常部と癌部のサンプリングを継続的に行っている。来年度は、実際に次世代シークエンシングを広島大学にておこなう予定である。頭頸部癌におけるゲノム網羅的なエピジェネティック解析という研究テーマで研究を遂行している。最終年度である本年度は、HPV関連中咽頭癌症例の癌側と正常側からのサンプルを採取しメチル化解析を行うために調整をした。次世代シークエンサーの解析の結果、MAL, SLC5A5, NUP85遺伝子を候補として抽出することができた。これらの遺伝子は、他の臨床サンプルにてHPV関連中咽頭癌にぴて高メチル化をおこし、下咽頭癌、喉頭癌、口腔癌では低メチル化であった。今後これらの遺伝子の機能解析を行っていく予定である。耳鼻咽喉科本年度は、ゲノム網羅的エピゲノム解析のためのサンプルの作成に成功した。先に述べたように、臨床検体の収集が2年間で終了した。本年度は、ゲノム網羅的エピゲノム解析のためのサンプルの作成に成功した。

7日間の治療を5回ほど行いそれぞれの治療でmRNA、DNAをおのおの抽出してeEF1A2, GALR1, SALL3遺伝子のmRNAの再発現とDNA脱メチル化をPCR法にて確認している。また、細胞株の実験終了後に臨床検体を使った次世代シークエンシングを行う予定で、手術症例からの正常部と癌部のサンプリングを継続的に行っている。初年度の実験計画はおおむね予定通りに進んでいる。来年度は、実際に広島大学にてシークエンシングを行う予定である。細胞株からのデーターを確認・解析をしながら臨床検体のシークエンスを行う予定である。癌幹細胞関連マーカーの発現との比較などおこなう。予算の限り多検体を解析しデーターの蓄積を行っていきたい。昨年度は、次世代シークシークエンサーの解析費用が余ったため予算使用額が少なかったと考える。本年度は、サンプルすべての解析を行うため予算は使い切る予定である。次世代シークエンサーの解析を広島大学にて行う予定である来年度は、次世代シーケンサー用のサンプル調整を行う。精製されたメチル化DNA断片の両端に、シーケンスに必要なアダプター配列を付加する作業を、サンプル調整(sample prep)と称する。NEB社cat.#E6040Sのサンプル調整キットを使用する。メチル化DNA 10ngをスタート材料とし、まずEnd repair反応を行い、DNA断片の両断端を平滑末端化する。Klenow fragmentを用い、平滑末端化したDNA断端にdAを付加する。Adaptor Oligo mix(シーケンスに必要なアダプター配列)をligationする。アダプターを付加したメチル化DNAをゲル電気泳動し、300bp付近を切り出す。アダプター配列をプライマーとしたPCRをかけ、メチル化DNAに対応した配列を増幅する。PCR後のDNA量とサイズを測定し、サンプル調整は終了となる。これを持って、広島大学にてシークエンシングを行う予定である。
数値流体力学とMR血流データとを用いた高精度血管セグメンテーション法の開発

1.磁気共鳴位相コントラスト血管撮像法(MR-PCA)において,数値流体力学の手法を用いることにより,得られた血流流れ場を修正すると共に,より高精度の血管形状の認識・輪郭抽出を行うための手法を提唱し,高制度化をはかった。特に本手法は初期の血管セグメンテーションに精度が依存するために,より高精度化をはかるため,レベルセット法を用いた三次元医療イメージングの輪郭抽出において,閾値法に基づく手法を検討した.レベルセット法の中で適用例の多い再初期化法と測地的動的輪郭法とを組み合わせることにより,再初期法の堅牢性・収束性の良さと,測地的動的輪郭法の解曲面の平滑性とを併せ持つ手法を開発した.この手法のパラメータ強度を調査するために,MRデータのみならず,毛細血管データにも適用し複雑血管形状を抽出した.血管壁認識力の高い再初期化法と血管壁再構成力の高い測地的動的輪郭法との混合を単一のパラメータで制御することが可能であることを認識した.さらに,測地的動的輪郭法の特徴を生かすことにより,従来は画像幾何より求められていた血管の管径・曲率等の特徴値をレベルセット関数を用いて解析的に求める手法を提唱した.2.複雑な3次元血管内の血流をシュミレートするためには,単純な境界条件と並列化の容易さが要求される.そこで,血流流れソルバを従来の差分法から格子ボルツマン法へと改良するための検討を行った.特に境界条件の影響を調査するために,bounce back法とMaireらの修正bounce-back法とを比較し,比較的高レイノルズ数における安定性,精度に関して評価を行い,比較的少ない計算格子数を用いて境界を記述することが可能であることを確認した.1.磁気共鳴位相コントラスト血管撮像法(MR-PCA)において,数値流体力学の手法を用いることにより,得られた血流流れ場を修正すると共に,より高精度の血管形状の認識・輪郭抽出を行うための手法を提唱し,高精度化をはかった.本手法を用いることにより,合成された流れ場および臨床により得られた流れ場の血流速度データを良好に修正することが可能となった.特に修正後の速度ベクトルは滑らかな分布を有しており,血管方向に配列されていること,明らかな誤ベクトルが除去されていることが確認された.2.より高精度化をはかるため,レベルセット法を用いた三次元医療イメージの輪郭抽出において,閾値法に基づく手法を検討した.レベルセット法の中で適用例の多い再初期化法と測地的動的輪郭法とを組み合わせることにより,再初期法の堅牢性・収束性の良さと,測地的動的輪郭法の解曲面の平滑性とを併せ持つ手法を開発した.臨床医療イメージと解析的に合成されたイメージとに適用することにより,本手法の有効性を議論した.特に抽出されたレベルゼロ位置は輪郭近傍全体の平均として,格子幅の半分以下程度の精度で求められることが解析解と比較することにより示された.また,ある程度のイメージ解像度があれば,解析解と同程度の曲面の滑らかさを得ることが可能であることを示した.3.境界条件の再検討を行った.血管壁上での速度ゼロの条件を満足させるために,レベルセット-GFM法を用いたvelocity-fix法の高精度化をはかるため,二次精度への拡張を検討した.また,圧力に関しても血管形状に沿った滑らかな分布となるように,血管壁面上での境界条件の修正を試みた.1.磁気共鳴位相コントラスト血管撮像法(MR-PCA)において,数値流体力学の手法を用いることにより,得られた血流流れ場を修正すると共に,より高精度の血管形状の認識・輪郭抽出を行うための手法を提唱し,高制度化をはかった。特に本手法は初期の血管セグメンテーションに精度が依存するために,より高精度化をはかるため,レベルセット法を用いた三次元医療イメージングの輪郭抽出において,閾値法に基づく手法を検討した.レベルセット法の中で適用例の多い再初期化法と測地的動的輪郭法とを組み合わせることにより,再初期法の堅牢性・収束性の良さと,測地的動的輪郭法の解曲面の平滑性とを併せ持つ手法を開発した.この手法のパラメータ強度を調査するために,MRデータのみならず,毛細血管データにも適用し複雑血管形状を抽出した.血管壁認識力の高い再初期化法と血管壁再構成力の高い測地的動的輪郭法との混合を単一のパラメータで制御することが可能であることを認識した.さらに,測地的動的輪郭法の特徴を生かすことにより,従来は画像幾何より求められていた血管の管径・曲率等の特徴値をレベルセット関数を用いて解析的に求める手法を提唱した.2.複雑な3次元血管内の血流をシュミレートするためには,単純な境界条件と並列化の容易さが要求される.そこで,血流流れソルバを従来の差分法から格子ボルツマン法へと改良するための検討を行った.特に境界条件の影響を調査するために,bounce back法とMaireらの修正bounce-back法とを比較し,比較的高レイノルズ数における安定性,精度に関して評価を行い,比較的少ない計算格子数を用いて境界を記述することが可能であることを確認した.
大規模経時拡大CT画像データベースを用いた肺がんの悪性度・予後予測の研究開発

本研究は大規模経時拡大CT画像を用いて肺がんの病態を解析し,悪性度推定法及び予後予測法を創出し,臨床システム開発を目的とした.このため, 1.経時拡大CT画像,臨床・病理診断情報,予後情報を集積した大規模経時拡大CT画像データベースの構築,2.データベースを活用した肺がん病態の時空間的な解析法の研究開発,3.肺がん候補の悪性度推定法と予後予測法の創出,に取り組んだ.大規模経時拡大CT画像データベースの構築を推進した.CT検診で指摘される肺がん候補の悪性度推定・予後予測支援システムの技術基盤として期待できる成果を得た.がん死因第1位の肺がんの死亡率低下に肺がんCT検診が有効であることが示されている.この検診は指摘される肺がん候補数(径3 cm以下)が多く,非がんの頻度が高いことが示されており,高精度な肺がんの画像診断法の開発が求められている.本研究は大規模経時拡大CT画像データベースを用いて肺がんの病態を時空間で解析して悪性度推定法及び予後予測法を創出し,この臨床システムを実現して臨床研究によって有効性を示す.1.経時拡大CT画像,臨床・病理診断情報,予後情報を集積した大規模経時拡大CT画像データベースの構築,2.大規模経時拡大CT画像データベースを活用した肺がん病態の時空間的な解析法の研究開発,3.肺がん候補の悪性度推定法と予後予測法の創出,4.臨床システム開発と臨床研究の実施からなる.本年度は,主に1, 2に取り組み,データベース構築に向け協力医療機関の倫理審査委員会の承認を得て研究協力体制を確立し経時拡大CT画像,臨床・病理診断情報,予後情報を集積した大規模経時拡大CT画像データ収集を開始した.肺がん病態の時空間的な解析法の研究開発では,肺がん候補と肺動静脈血管,気管支,胸膜などの周囲既存構造を高精度に抽出して時空間的な変化を定量的に捉える手法と肺がん内の病態の特性を定量的に表現する手法の開発を開始し,鑑別・予後予測技術の基礎技術となる悪性腫瘍罹患ハイリスクグループの層別化法の開発を進めた.がん死因第1位の肺がんの死亡率低下に肺がんCT検診が有効であることが示されている.この検診は指摘される肺がん候補数(径3 cm以下)が多く,非がんの頻度が高いことが示されており,高精度な肺がんの画像診断法の開発が求められている.本研究は大規模経時拡大CT画像データベースを用いて肺がんの病態を時空間で解析して悪性度推定法及び予後予測法を創出し,この臨床システムを実現して臨床研究によって有効性を示す.1.経時拡大CT画像,臨床・病理診断情報,予後情報を集積した大規模経時拡大CT画像データベースの構築,2.大規模経時拡大CT画像データベースを活用した肺がん病態の時空間的な解析法の研究開発,3.肺がん候補の悪性度推定法と予後予測法の創出,4.臨床システム開発と臨床研究の実施からなる.本年度は,協力医療機関の倫理審査委員会の承認を得てデータベース構築を継続して行い,主に2,3に取り組んだ.肺がん病態の時空間的な解析法の研究開発では,肺がん候補と肺動静脈血管,気管支,胸膜などの周囲既存構造を高精度に抽出して時空間的な変化を定量的に捉える手法と肺がん内の病態の特性を定量的に表現する手法の開発を推進し,鑑別・予後予測技術の基礎技術となる悪性腫瘍罹患ハイリスクグループの層別化法の開発を進めた.本研究計画は,(1)経時拡大CT画像,臨床・病理診断情報,予後情報を集積した大規模経時拡大CT画像データベースの構築,(2)大規模経時拡大CT画像データベースを活用した肺がん病態の時空間的な解析法の開発,(3)肺がん候補の悪性度推定法と予後予測法の創出,(4)臨床システム開発と臨床研究の実施からなる.この研究推進には医工学領域の連携が不可欠であり,研究組織は国立がん研究センターの肺がん診断・治療を専門とする医学者(1名),経時拡大CT画像の定量的解析を専門とする工学者(2名),研究支援者(1名)からなる.本年度は(2)(3)に注力し,肺がん候補の位置・大きさ・濃度情報・辺縁性状・周囲既存構造との関係の定量的解析法,肺がん候補の悪性度を高精度に推定する画像因子の発掘に取組み,悪性度推定に有効な因子の検出に結びつける成果を得つつある.本研究「大規模経時拡大CT画像データベースを用いた肺がんの悪性度・予後予測の研究開発」に関する平成27年度の研究成果は,特別講演:1件,国際会議発表:2件である.申請時の計画通り概ね順調に進展している.がん死因第1位の肺がんの死亡率低下に肺がんCT検診が有効であることが示されている.この検診は指摘される肺がん候補数(径3 cm以下)が多く,非がんの頻度が高いことが示されており,高精度な肺がんの画像診断法の開発が求められている.本研究は大規模経時拡大CT画像データベースを用いて肺がんの病態を時空間で解析して悪性度推定法及び予後予測法を創出し,この臨床システムを実現して臨床研究によって有効性を示す

.1.経時拡大CT画像,臨床・病理診断情報,予後情報を集積した大規模経時拡大CT画像データベースの構築,2.大規模経時拡大CT画像データベースを活用した肺がん病態の時空間的な解析法の研究開発,3.肺がん候補の悪性度推定法と予後予測法の創出からなる.本年度は,協力医療機関の倫理審査委員会の承認を得てデータベース構築を継続して研究開発を推進させた.肺がん病態の時空間的な解析法の研究開発では,肺がん候補と肺血管,気管支,胸膜などの周囲既存構造を高精度に抽出して時空間的な変化を定量的に捉える手法と肺がん内の病態の特性を定量的に表現する手法の開発を推進し,鑑別・予後予測技術の基礎技術となる悪性腫瘍罹患ハイリスクグループの層別化法の開発を進めた.本研究は大規模経時拡大CT画像を用いて肺がんの病態を解析し,悪性度推定法及び予後予測法を創出し,臨床システム開発を目的とした.このため, 1.経時拡大CT画像,臨床・病理診断情報,予後情報を集積した大規模経時拡大CT画像データベースの構築,2.データベースを活用した肺がん病態の時空間的な解析法の研究開発,3.肺がん候補の悪性度推定法と予後予測法の創出,に取り組んだ.大規模経時拡大CT画像データベースの構築を推進した.CT検診で指摘される肺がん候補の悪性度推定・予後予測支援システムの技術基盤として期待できる成果を得た.本研究計画は,(1)経時拡大CT画像,臨床・病理診断情報,予後情報を集積した大規模経時拡大CT画像データベースの構築,(2)大規模経時拡大CT画像データベースを活用した肺がん病態の時空間的な解析法の開発,(3)肺がん候補の悪性度推定法と予後予測法の創出,(4)臨床システム開発と臨床研究の実施からなる.この研究推進には医工学領域の連携が不可欠であり,研究組織は国立がん研究センターの肺がん診断・治療を専門とする医学者(1名),経時拡大CT画像の定量的解析を専門とする工学者(2名),研究支援者(1名)からなる.本年度は(1)-(3)に注力し,以下の通り取り組んだ.(1)大規模経時拡大CT画像データベースの構築:経時拡大CT画像と診断・病理情報や再発・死因の予後追跡情報の収集には個人情報保護法に関わるために医療施設の倫理審査委員会の承認を得て匿名化処理を施してデータ収集を推進させた.(2)肺がん病態の時空間的な解析法の開発:胸部CT画像(画素サイズ0.6mm)から血管系・胸膜構造に焦点を当てた胸部臓器の構造解析法の開発を進め,経時拡大CT画像に展開して高精度に肺がん候補と周囲既存個構造の抽出に適用して有用性評価に取り組んだ.(3)肺がん候補と周囲既存構造の時空間的な変化を定量的に捉え,肺がんの病態との関連を解析する手法の開発を進め,肺がん候補の濃度情報を連続的な数値(リスクスコア)で表現する手法を開発して経時変化の解析行い,がん・非がんの経時変化に関連する特徴の存在を示唆する結果を得た(Proc. SPIE Medical Imaging, 2015. Vol.9414).本研究「大規模経時拡大CT画像データベースを用いた肺がんの悪性度・予後予測の研究開発」に関する平成26年度の研究成果は,招待講演:2件,国際会議発表:2件,国内発表:4件である.申請時の計画通り概ね順調に進展している.平成26年度に開始した(1)-(2)の研究課題を継続し,特に(3)肺がん候補の悪性度推定法と予後予測法の創出と(4)臨床システム開発と臨床研究の実施に向けて研究開発に取り組む.(1)経時拡大CT画像,臨床・病理診断情報,予後情報を集積した大規模経時拡大CT画像データベースの構築:データベース構築と運用については既存のシステムを発展させて進める(2)大規模経時拡大CT画像データベースを活用した肺がん病態の時空間的な解析法の研究開発:肺がん候補の定量的解析法の開発し,周囲既存構造の時空間的な変化を定量的に捉え,肺がんの病態との関連を解析する手法を開発する.(3)肺がん候補の悪性度推定法と予後予測法の創出:(3-1)
雲仙における土石流・火砕流の調査研究

1.土石流の発生予測:降雨から土石流の発生を予測する手法について研究した。10分間雨量を用いて解析した結果、土石流の発生に支配的なのは70分間雨量で、それが10mmを越えるとなると土石流の可能性が生じ、15mmを越えると必ず発生していることが明らかにした。また、前年の土石流の発生状況ひ比較て、発生限界には殆ど変化がないことを示した。さらに、自己学習機能を持ち予測システムとしてニューラルネットワークを利用した土石流発生予測を試み、17回の発生に対して、見逃しはなく的中率71%(空振り29%)という極めて良好な結果を得た。2.土石流の現地計測と実験:水無川大南橋に設置した計器により、土石流の水位と流速の計測に成功した。また、流動中の土石流を探取して濃度を測定した。得られた流動特性を室内実験結果と比較し、水無川の土石流が泥流としての性質を示すことが明らかになった。さらに、計測結果得られた特性をもつ土石流を室内に再現し、沈砂地における堆積形状について実験を行って、堆積形状の特性を明らかにした。3.火砕流:現地における詳細な観察と堆積物調査により、火砕流の流動モデルが示された。これは従来のモデルに比し格段に精度の高いものであり、今後の火砕流研究の際の指針になるものと思われる。また、火砕流の流動に関すてシミュレーションを行い、実積の堆積形状と比較して、その有用性を確認した。4.住民意識調査:1月、8月の調査と比較して、12月の調査では、火砕流に対する危機感がかなり薄れていることが判明した。また、警戒・避難区域の設定が解除された人達は、解除が早すぎると思っている人が多く、避難を続けている人や一般市民とは異なった意識を持っている。直接的な被害を受けていない地域の住民は火山活動に対して楽観的であり、このことが危機管理に影響を与えているため、広く広報、啓蒙の必要がある。
スキホスタチンの不斉全合成研究ならびに誘導合成による構造活性相関研究

スキホスタチンは、中性スフィンゴミエリナーゼ(N-SMase)阻害活性を有する天然物であり、N-SMase阻害剤は、アルツハイマーやAIDS等の新しい作用機序を持つ治療薬とし注目されている。スキホスタチンは、既存のN-SMase活性を持つ化合物の中で最も高い活性を持つが、その不安定性が問題となっている。また、私は、光学活性C_2対称ヒドロベンゾイン由来のジエンアセタール類に対する分子内ハロエーテル化反応や官能基選択的アセタールの脱保護法等を鍵反応とし、スキホスタチンの不斉全合成を達成している(総17工程)。そこで、本合成ルートの基づき様々な安定な誘導体を合成し、SIP阻害や抗癌活性における構造活性相関研究を行い、興味深い知見を得た。また、この全合成の鍵反応として開発したアセタール-TESOTf-2,4,6-collidineにより形成される新規カチオン中間体(ピリジニウム型塩)を用いた新規反応の開発を行った。この中間体に対し、様々な求核種(酸素原子、炭素原子、硫黄原子、窒素原子等)の導入を行い、本中間体の有用性を示した。また、本反応は水酸基の保護基として用いられるTHF,THP環等のアセタール構造を有する化合物に対しても応用可能であり、THF,THPエーテルの新規脱保護、求核種導入法として確立した。これら全ての反応は塩基性条件で進行し、従来法の酸条件では適応困難な、酸に不安定な官能基を有する化合物にも適応可能な有用な手法である。更に、アセタールの変わりにアルデヒドを用いた新規官能基選択的求核種導入法の開発を行った。また、ホスフィン原子を含むカチオン中間体に対する反応性の検討も行い、新規反応を開発した。そこで、私は、光学活性C_2対称ヒドロベンゾイン由来のジエンアセタール類に対する分子内ハロエーテル化反応や官能基選択的アセタールの脱保護法等を鍵反応とし、安定で高活性な様々な誘導体合成を可能にする合成ルートを確立し、スキホスタチンの不斉全合成を達成した。更に、この合成ルートの改良を行い、収率の向上、合成ルートの短縮(総17工程)を行い、より効率的な不斉全合成を達成した。本手法は、唯一の全合成例である加藤らの方法(総24工程)に比べ、短工程で様々な誘導体を合成可能とする。今後、本手法を用いた構造活性相関研究を行なっていく。また、この全合成の鍵反応として開発したTESOTf-baseを用いた塩基性条件下官能基選択的アセタールの新規脱保護法の更なる拡張を行った。まず、NMRやESI-MS等により、本反応が不安定なピリジニウム型塩中間体を経由することを明らかにした。更に、この中間体はカチオン性を帯びていることに注目し、様々な求核種導入を行った。
重力波データ解析における統計的方法論の整備

本研究は,重力波データ解析における統計的方法論の整備を目的としました.典型的な困難に,定常雑音の非ガウス性,非定常雑音があります.ここで,重力波を時空の歪みによる光路差を干渉縞の動きとして検出しますが,他の要因による動きは雑音と呼びます.本研究では,特に,定常雑音の定量,環境センサーを用いた非独立性に基づく雑音源の特定,非定常雑音の特徴づけ,ノンパラメトリックな信号の検出,といった重力波データ解析における重要な課題について,正当性のある一貫した方法を開発することを目指しました.重力波望遠鏡KAGRAの試運転が2015年3月から4月にかけて実施され,そのデータ解析も行いました.ここでは,非定常雑音の特徴づけとノンパラメトリックな信号の検出について説明します.非定常雑音は,波形データの分類という意味でクラスタリングとみなせます.そこで,Dirichlet過程を事前過程とする函数データのクラスタリングを適用しました.以前に稼働した重力波望遠鏡TAMAとKAGRAの試運転のデータに適用したところ,明確にクラスタリングができることが明らかになり,重力波望遠鏡の診断に利用可能なことが分かりました.信号の検出については,2015年9月に米国の重力波望遠鏡LIGOで検出されたようなコンパクト連星やブラックホールの合体であれば,波形の理論値を計算できるので典型的な手法で十分ですが,例えば超新星爆発に伴う重力波では,波形の理論値を計算できないという困難があります.この問題は時系列からの信号の抽出ですが,ノンパラメトリックな手法,ベイズ的な手法を適用することを検討しました.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。本研究は,重力波データ解析における統計的方法論の整備を目的としています.典型的な困難に,定常雑音の非ガウス性,非定常雑音があります.ここで,時空の歪みによる光路差を干渉縞の動きとして計測し,信号でないものを雑音といいます.本研究では,有意性の評価,定常雑音の定量,理論値に基づく信号の検出と母数推定,非定常雑音と信号の特徴づけ,雑音源の同定,理論値に基づかない信号の検出と母数推定,といった重力波データ解析における重要な課題について,正当性のある一貫した方法を開発することを目指しています.iKAGRAが2015年3月末から実施され,そのデータ解析にも着手しました.検討した課題は多岐に渡りますが,ここではノンパラメトリック・ベイズ統計によるクラスタリングの周辺と検出の方法論の検討について報告します.前者については,一般論になりますが,母数の推定に関する理論的な問題を検討しました.後者については,重力波データ解析の具体的問題について検討しました.1つは,重力波チャンネルと環境チャンネルの関連から雑音源を同定することなどを目指した非線形な関連の検出についてです.非線形な関連の検出を目的とする距離相関やMICと呼ばれる手法では,重力波データ解析において問題になる非線形な関連を確かに検出できることが分かりました.もう1つは,非ガウスな定常雑音の特徴付けについてです.重力波データには裾の重い分布に従う時間帯や周波数帯がありますが,そのようなデータにガウス性を仮定する検定は反保守的になりますので,t分布により特徴づけることを検討しました.申請当時はもう少し進捗があると想定していたためです.本研究は,重力波データ解析における統計的方法論の整備を目的としました.典型的な困難に,定常雑音の非ガウス性,非定常雑音があります.ここで,重力波を時空の歪みによる光路差を干渉縞の動きとして検出しますが,他の要因による動きは雑音と呼びます.本研究では,特に,定常雑音の定量,環境センサーを用いた非独立性に基づく雑音源の特定,非定常雑音の特徴づけ,ノンパラメトリックな信号の検出,といった重力波データ解析における重要な課題について,正当性のある一貫した方法を開発することを目指しました.重力波望遠鏡KAGRAの試運転が2015年3月から4月にかけて実施され,そのデータ解析も行いました.ここでは,非定常雑音の特徴づけとノンパラメトリックな信号の検出について説明します.非定常雑音は,波形データの分類という意味でクラスタリングとみなせます.そこで,Dirichlet過程を事前過程とする函数データのクラスタリングを適用しました.以前に稼働した重力波望遠鏡TAMAとKAGRAの試運転のデータに適用したところ,明確にクラスタリングができることが明らかになり,重力波望遠鏡の診断に利用可能なことが分かりました.信号の検出については,2015年9月に米国の重力波望遠鏡LIGOで検出されたようなコンパクト連星やブラックホールの合体であれば,波形の理論値を計算できるので典型的な手法で十分ですが,例えば超新星爆発に伴う重力波では,波形の理論値を計算できないという困難があります.この問題は時系列からの信号の抽出ですが,ノンパラメトリックな手法,ベイズ的な手法を適用することを検討しました.研究以外の用務が増加して研究に割ける時間が減ったことが主な理由と考えています.時間配分を工夫します.28年度が最終年度であるため、記入しない。
雄性生殖細胞の発生分化におけるDNAメチル化制御

DNAメチル化は、ヒストン修飾と並び、エピジェネティックな遺伝子発現制御の根幹をなすものである。生殖細胞では、他の細胞と異なり、一旦生じたDNAメチル化が脱メチル化され、再度de novo DNAメチル化が生じるという特徴がある。我々は、雄性生殖細胞の発生過程におけるレトロトランスポゾン遺伝子がpiRNAと呼ばれる小分子RNA依存的にDNAメチル化をうけることを明らかにしてきた。本研究では、その延長として、piRNA依存的DNAメチル化において機能するタンパクの探索と解析、また、DNAメチル化に異常がある精子が発生に及ぼす影響の解析をおこなう。
口腔癌の産生する自己増殖促進因子

本研究の目的は口腔癌の産生する自己増殖促進因子を分離精製しその機能を明らかにするとともに同因子並びに同因子受容体に対するモノクロ-ン抗体(MoAb)を作製し口腔癌治療に応用することである。初年度においては口腔粘膜由来成常上皮細胞及び扁平上皮癌細胞(SCC)並びに唾液膜由来腺癌細胞(SAC)の無血清培養条件を確立し各細胞の増殖因子要求性を検索した結果,口腔癌細胞のEGF,FGF要求性は正常上皮細胞のそれと比べて低下あるいは消失していることが明らかとなった。さらに、EGFは正常上皮細胞(KC)SACの増殖を促進し,SCCの増殖を抑制した。FGFはKC,SACの増殖を促進したがSCCに対しては影響を示さなかった。一方TGFBはすべての細胞の増殖を抑制した。しかし,これら因子の受容体数,親和性に差を認めずSCCではEGF,FGF受容体の機能異常が生じている可能性か示唆された。SACの培養上清並びに細胞抽出液中に自己増殖促進因子活性を見い出しこの活性はEGF様並びにFGF様因子によることが明らかとなった。また、SCCはαーTGFを発現しておりこれは分泌されずに細胞膜上に発現され自己増殖促進因子として働いていることを分子生物学的に明らかにした。さらに,当科でヒトEGF受容体並びにFGFに対するMoAbを作製しその局在を検索した結果正常唾液腺ではともに導管上皮,正常上皮ではEGFrは基在〓,FGFは分化した細胞に発現されていたが,腫瘍細胞は併に発現していることが明らかになった。さらにEGFrに対するMoAbはin mitro,in nivoにおいて口腔癌細胞の増殖を有意に抑制することが明らかとなった。したがって,口腔癌の産生する自己増殖促進因子の作用を細胞内分泌学的に明らかにし,これら因子の作用をBlockすることにより口腔癌の増殖を抑制出来ることが明らかとなり,今後,口腔癌治療に有用性が高いことが示唆された。平成元年度においては、当科で樹立した口腔由来扁平上皮癌細胞株3種、他科より供与された唾液腺由来腺癌2種に加え新たに樹立した腺様、胞癌由来細胞株並びにマウス、ヒト唾液腺由来正常上皮細胞、口腔由来正常上皮細胞を用いて細胞内分泌学的検索を行った。その結果、癌細胞株はインスリン、トランスフェリンを含む無血清培地で増殖したが、正常上皮細胞はさらにEpidermal growth factor(EGF)あるいはFibroblostgrowthfactor(FGF)を必要としていた。この結果から口腔癌細胞はEGF、FGFの要求性が低下していることが明らかとなった。さらに、扁平上皮癌細胞においては正常上皮細胞に比べて、EGF並びにFGFに対する応答異常が生じていることが明らかとなりまた、この応答異常は受容体の発現異常によるのではなくその機能異常あるいは情報伝達系の異常によることが明らかとなった。そこでヒトEGF受容体に対するモノクロ-ナル抗体を作製し各種癌細胞の増殖に及ぼす影響を研索した結果in vitroにおいて扁平上皮癌並びに腺癌細胞の増殖を著明に抑制することがわかった。さらに、ヌ-ドマウス移植扁平上皮癌並びに腺癌細胞の増殖をも抑制することが明らかとなりヒトEGF受容体に対するモノクロ-ナル抗体の口腔癌治療への有用性が強く示唆された。また、腺癌細胞の培養上清並びに細胞抽出液中にEGF活性とさらにEGFと異なる強い自己増殖促進因子活性を見い出した。この活性はヘパリンセェファロ-

スに親和性を持ちまた強い血管内皮細胞増殖促進活性を持つことからFGF様因子であることが示唆され腺癌細胞の発生にFGFが深く関与していることが考えられた。平成2年度においてはFGFに対するモノクロ-ナル抗体を作製しその抗体の各種口腔癌細胞に及ぼす影響並びに扁平上皮癌細胞の産生する自己増殖促進因子活性について検索を行い新しい口腔癌治療法を確立することを目的とする。唾液腺由来腺癌細胞がepidermal growth faetor(EGF)及びfibroblast growthfactor(FGF)様因子を自己増殖促進因子として産生することを明らかにした。さらに当科で作製したヒトEGF受容体に対するモノクロ-ナル抗体12ー93はin vitroにおいて唾液腺癌細胞の増殖を抑制することさらにヌ-ドマウス移植腺癌細胞の増殖も抑制することを明らかにした。また、FGFに対するモノクロ-ナル抗体を作製した。同抗体のうちnatineformを認識する47α抗体を用いて唾液腺組織並びに各種唾液腺腫瘍組織におけるFGFの発現を免疫組織学的に検索した結果,正常唾液腺においては導管上皮細胞が,唾液腺腫瘍においてはほとんどの腫瘍細胞が発現していることが明らかとなった。したがって,唾液腺腫瘍の発生とFGFの発現は密接な関係にあることが明らかとなった。次に,米国W.Alton,Jones Cell Science Centerとの協同研究において,偏平上皮癌細胞はαーTGFを発現していること,さらにこのαーTGFは分泌されておらず細胞膜上に発現されており細胞膜上で受容体と結合することにより自己増殖の促進に働いていることを分子生物学的に明らかにした。これはさらに,in vitro,in vivoにおいて12ー93抗体により口腔偏平上皮癌細胞の増殖が抑制されたことからも偏平上皮癌細胞においてはαーTGFが自己増殖促進因子として働いていることが確認された。したがって、口腔癌の産生する自己増殖促進因子の作用を細胞内分泌学的に明らかにし,これら因子の作用をblockすることにより口腔癌の増殖を抑制出来ることが明らかとなり,今後口腔癌治療に有用性が高いことが示唆された。